JPH11264781A - 気密性検査装置およびその気泡検知方法 - Google Patents
気密性検査装置およびその気泡検知方法Info
- Publication number
- JPH11264781A JPH11264781A JP9098898A JP9098898A JPH11264781A JP H11264781 A JPH11264781 A JP H11264781A JP 9098898 A JP9098898 A JP 9098898A JP 9098898 A JP9098898 A JP 9098898A JP H11264781 A JPH11264781 A JP H11264781A
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- JP
- Japan
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- laser beam
- inspected
- liquid tank
- ccd camera
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検査物から上昇する気泡を短時間で的確に
検知し得る気密性検査装置およびその気泡検知方法を提
供する。 【解決手段】 被検査物３を浸漬させる透明な液体２が
収容された液槽１と、水平方向に照射したレーザービー
ムが該液槽中の被検査物の上部を過ぎるレーザービーム
帯６を形成するレーザービーム光源５と、被検査物の上
部を撮像するＣＣＤカメラ７ａ〜７ｄと、該ＣＣＤカメ
ラから得られた画像信号を解析する画像処理装置１０と
からなり、ＣＣＤカメラをその受光軸８がレーザービー
ム帯と同じ水平面内にあってレーザービームに対面角度
αが９０度以内で向かい合いかつレーザービームが直接
入射しない角度に設定する。
検知し得る気密性検査装置およびその気泡検知方法を提
供する。 【解決手段】 被検査物３を浸漬させる透明な液体２が
収容された液槽１と、水平方向に照射したレーザービー
ムが該液槽中の被検査物の上部を過ぎるレーザービーム
帯６を形成するレーザービーム光源５と、被検査物の上
部を撮像するＣＣＤカメラ７ａ〜７ｄと、該ＣＣＤカメ
ラから得られた画像信号を解析する画像処理装置１０と
からなり、ＣＣＤカメラをその受光軸８がレーザービー
ム帯と同じ水平面内にあってレーザービームに対面角度
αが９０度以内で向かい合いかつレーザービームが直接
入射しない角度に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空状の被検査物
中に空気を圧送し該被検査物を液体中に浸して気泡が出
るか出ないかを検知することにより、該被検査物の気密
性を検査する気密性検査装置、およびその気泡検知方法
に関するものである。
中に空気を圧送し該被検査物を液体中に浸して気泡が出
るか出ないかを検知することにより、該被検査物の気密
性を検査する気密性検査装置、およびその気泡検知方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば溶接によって組み立てられた中空
状の被検査物の気密性を検査するために、従来から該被
検査物中に空気を圧送し該被検査物を水槽に沈め、溶接
部等から気泡が出ていないかどうかを検査することがな
されている。またその検査を省力化するため水面上で
気泡を収集する方法、水面波紋を光学的に検出する方
法、気泡に光を照射し散乱光を検出する方法などが知
られている。
状の被検査物の気密性を検査するために、従来から該被
検査物中に空気を圧送し該被検査物を水槽に沈め、溶接
部等から気泡が出ていないかどうかを検査することがな
されている。またその検査を省力化するため水面上で
気泡を収集する方法、水面波紋を光学的に検出する方
法、気泡に光を照射し散乱光を検出する方法などが知
られている。
【０００３】しかし従来のこれらの方法は、気泡が小さ
くなるに従い、上記の場合では検査の所要時間が長く
なる、の場合では外乱が邪魔となって検出可能な波紋
が出にくいなどの問題があった。
くなるに従い、上記の場合では検査の所要時間が長く
なる、の場合では外乱が邪魔となって検出可能な波紋
が出にくいなどの問題があった。
【０００４】また、上記の方法は、特開平１−２６０
３４０，特開平６−１７４５７８等の特許公報に記載さ
れたように液中に沈められた被検査物をＣＣＤカメラ等
によって撮影し画像処理することによって気泡の有無を
判別せんとしているが、気泡以外の散乱光との判別が困
難であるので検出ミスが生じ易い欠点がある。
３４０，特開平６−１７４５７８等の特許公報に記載さ
れたように液中に沈められた被検査物をＣＣＤカメラ等
によって撮影し画像処理することによって気泡の有無を
判別せんとしているが、気泡以外の散乱光との判別が困
難であるので検出ミスが生じ易い欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、被検
査物から上昇する気泡を短時間で的確に検知し得る気密
性検査装置およびその気泡検知方法を提供しようとする
ものである。
査物から上昇する気泡を短時間で的確に検知し得る気密
性検査装置およびその気泡検知方法を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の気密
性検査装置は、被検査物を浸漬させる透明な液体が収容
された液槽と、水平方向に照射したレーザービームが該
液槽中の被検査物の上部を過ぎるレーザービーム帯を形
成するレーザービーム光源と、被検査物の上部を撮像す
るＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラから得られた画像信
号を解析する画像処理装置とからなり、ＣＣＤカメラの
受光軸をレーザービーム帯と同じ水平面内にあってレー
ザービームに対面角度が９０度以内で向かい合いかつレ
ーザービームが直接入射しない角度に設定したことを特
徴とする。また本発明は上記気密性検査装置において、
液槽内に照射されるレーザービームをポリゴンミラーを
回転することにより水平面内で走査させることを特徴と
する。また本発明に係る気密性検査の気泡検知方法は、
透明な液体が収容された液槽中に被検査物を浸漬し、該
液槽内にレーザービームを該被検査物の上部を過ぎるよ
うに照射するとともに、該被検査物の上部をＣＣＤカメ
ラによって微少な時間差をもって撮像することにより複
数の画像を取得し、その複数の画像から一定面積以上の
光輝エリアの重心位置を演算により求め、その重心位置
が経時的に上昇したことをもって気泡発生の判定がなさ
れるようにしたことを特徴とする。また本発明は上記気
泡検知方法において、光輝エリアの重心位置が経時的に
上昇することが複数回繰り返されることをもって気泡発
生の判定がなされるようにしたことを特徴とする。さら
に本発明の気泡検知方法は、透明な液体が収容された液
槽中に被検査物を浸漬し、該液槽内にレーザービームを
該被検査物の上部を過ぎるように照射するとともに、該
被検査物の上部をＣＣＤカメラによって一定露光時間以
上撮像し、その画像からその露光時間内における気泡上
昇の軌跡によると認められる竪長の光輝エリアを検出す
ることにより気泡発生の判定がなされるようにしたこと
を特徴とする。
性検査装置は、被検査物を浸漬させる透明な液体が収容
された液槽と、水平方向に照射したレーザービームが該
液槽中の被検査物の上部を過ぎるレーザービーム帯を形
成するレーザービーム光源と、被検査物の上部を撮像す
るＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラから得られた画像信
号を解析する画像処理装置とからなり、ＣＣＤカメラの
受光軸をレーザービーム帯と同じ水平面内にあってレー
ザービームに対面角度が９０度以内で向かい合いかつレ
ーザービームが直接入射しない角度に設定したことを特
徴とする。また本発明は上記気密性検査装置において、
液槽内に照射されるレーザービームをポリゴンミラーを
回転することにより水平面内で走査させることを特徴と
する。また本発明に係る気密性検査の気泡検知方法は、
透明な液体が収容された液槽中に被検査物を浸漬し、該
液槽内にレーザービームを該被検査物の上部を過ぎるよ
うに照射するとともに、該被検査物の上部をＣＣＤカメ
ラによって微少な時間差をもって撮像することにより複
数の画像を取得し、その複数の画像から一定面積以上の
光輝エリアの重心位置を演算により求め、その重心位置
が経時的に上昇したことをもって気泡発生の判定がなさ
れるようにしたことを特徴とする。また本発明は上記気
泡検知方法において、光輝エリアの重心位置が経時的に
上昇することが複数回繰り返されることをもって気泡発
生の判定がなされるようにしたことを特徴とする。さら
に本発明の気泡検知方法は、透明な液体が収容された液
槽中に被検査物を浸漬し、該液槽内にレーザービームを
該被検査物の上部を過ぎるように照射するとともに、該
被検査物の上部をＣＣＤカメラによって一定露光時間以
上撮像し、その画像からその露光時間内における気泡上
昇の軌跡によると認められる竪長の光輝エリアを検出す
ることにより気泡発生の判定がなされるようにしたこと
を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
従い説明する。図１は本発明に係る気密性検査装置の概
要を示した斜視図、図２はその平面図である。１は水等
の透明な液体２が収容された液槽で、該液槽の側壁１
ａ，１ｂは透明な板ガラス、側壁１ｃ，１ｄは不透明な
黒色板からなる。３は該液槽１中に浸漬された被検査物
である。４は側壁１ａの外側に設けられた６角柱状のポ
リゴンミラー、５はレーザービーム光源で、該ポリゴン
ミラー４は該光源５から発せられたレイザービームを反
射することにより液槽１内に照射し、かつ該ポリゴンミ
ラーを回転することによって、該レーザービームが水平
面内で走査し、液槽１中の被検査物３の上部を過ぎるレ
ーザービーム帯６が形成されるようにしている。
従い説明する。図１は本発明に係る気密性検査装置の概
要を示した斜視図、図２はその平面図である。１は水等
の透明な液体２が収容された液槽で、該液槽の側壁１
ａ，１ｂは透明な板ガラス、側壁１ｃ，１ｄは不透明な
黒色板からなる。３は該液槽１中に浸漬された被検査物
である。４は側壁１ａの外側に設けられた６角柱状のポ
リゴンミラー、５はレーザービーム光源で、該ポリゴン
ミラー４は該光源５から発せられたレイザービームを反
射することにより液槽１内に照射し、かつ該ポリゴンミ
ラーを回転することによって、該レーザービームが水平
面内で走査し、液槽１中の被検査物３の上部を過ぎるレ
ーザービーム帯６が形成されるようにしている。
【０００８】また７ａ〜７ｄは、被検査物３の上部を撮
像するため透明な側壁１ｂの外側に設けられたＣＣＤカ
メラで、該各ＣＣＤカメラは、固体撮像素子の平面画素
数が４８０ｂｉｔ×５１２ｂｉｔに配置されたエリアイ
メージセンサからなり、図３に示したように、その画像
フレームの中央部を気泡検出視野として使用し、上角部
を参照光検出視野として使用する。
像するため透明な側壁１ｂの外側に設けられたＣＣＤカ
メラで、該各ＣＣＤカメラは、固体撮像素子の平面画素
数が４８０ｂｉｔ×５１２ｂｉｔに配置されたエリアイ
メージセンサからなり、図３に示したように、その画像
フレームの中央部を気泡検出視野として使用し、上角部
を参照光検出視野として使用する。
【０００９】そして該各ＣＣＤカメラは図２に示したよ
うにその受光軸８がレーザービーム帯６と同じ水平面内
にあって、レーザービームに対面角度αが９０度以内で
向かい合い、かつレーザービームが直接入射することの
ない角度に設定される。換言すれば、該ＣＣＤカメラの
設置位置はレーザービーム帯６の側方であってレーザー
ビームが直接入射しないで、かつ直角よりも少ない角度
で受光軸が向かい合うように設定される。好ましくはこ
の対面角度αは約４５度である。これは気泡に当たった
レーザービームが該レーザービームと４５度程度偏向し
た方向に最も多く光を散乱させることを測定実験の結果
から見出したことに基づく。
うにその受光軸８がレーザービーム帯６と同じ水平面内
にあって、レーザービームに対面角度αが９０度以内で
向かい合い、かつレーザービームが直接入射することの
ない角度に設定される。換言すれば、該ＣＣＤカメラの
設置位置はレーザービーム帯６の側方であってレーザー
ビームが直接入射しないで、かつ直角よりも少ない角度
で受光軸が向かい合うように設定される。好ましくはこ
の対面角度αは約４５度である。これは気泡に当たった
レーザービームが該レーザービームと４５度程度偏向し
た方向に最も多く光を散乱させることを測定実験の結果
から見出したことに基づく。
【００１０】即ち、図４はこの対面角度αを横軸とし縦
軸に背景との相対輝度を表わした線図であり、この相対
輝度は対面角度αが４５度前後のとき最大となる。従っ
て各ＣＣＤカメラはレーザービームとの対面角度αが４
５度前後となるように設定することによって、Ｓ／Ｎ比
を最もよくすることができ外乱との区別が容易となる。
なお１０は各ＣＣＤカメラ７ａ〜７ｄから得られた画像
信号を解析する画像処理装置である。
軸に背景との相対輝度を表わした線図であり、この相対
輝度は対面角度αが４５度前後のとき最大となる。従っ
て各ＣＣＤカメラはレーザービームとの対面角度αが４
５度前後となるように設定することによって、Ｓ／Ｎ比
を最もよくすることができ外乱との区別が容易となる。
なお１０は各ＣＣＤカメラ７ａ〜７ｄから得られた画像
信号を解析する画像処理装置である。
【００１１】次に図５のフローチャートに従い本発明に
よる気泡検知方法を説明する。この気密性検査装置で
は、各ＣＣＤカメラによって被検査物３の上部を微少な
時間差（例えば１／６０秒間隔）をもって撮像し複数の
画像を取得する。そしてステップａにて先に取得された
画像中に一定面積以上の光輝エリアがあるかどうかを判
定し、ある場合にはその重心位置を演算し記憶する。
（ステップｂ）。そしてステップｃにてその微少時間後
の画像中にも一定面積以上の光輝エリアがあるかどうか
を判定し、ある場合にはその重心位置を演算し、これを
ステップｂにて記憶された重心位置と比較する。
よる気泡検知方法を説明する。この気密性検査装置で
は、各ＣＣＤカメラによって被検査物３の上部を微少な
時間差（例えば１／６０秒間隔）をもって撮像し複数の
画像を取得する。そしてステップａにて先に取得された
画像中に一定面積以上の光輝エリアがあるかどうかを判
定し、ある場合にはその重心位置を演算し記憶する。
（ステップｂ）。そしてステップｃにてその微少時間後
の画像中にも一定面積以上の光輝エリアがあるかどうか
を判定し、ある場合にはその重心位置を演算し、これを
ステップｂにて記憶された重心位置と比較する。
【００１２】なお、光輝エリアの有無は、前記参照光検
出視野にて取得された輝度を基にしきい値を決定し、任
意フレームにてそのしきい値以上の輝度の画素が例えば
４ｂｉｔ×２ｂｉｔ以上であることをもって一定面積以
上の光輝エリアが判定されるようにする。この場合、ポ
リゴンミラー４によりレーザービームを走査させている
ことから、レーザービームが当たった気泡を背景に対し
て高輝度にて発光させることができその検出を容易なら
しめている。
出視野にて取得された輝度を基にしきい値を決定し、任
意フレームにてそのしきい値以上の輝度の画素が例えば
４ｂｉｔ×２ｂｉｔ以上であることをもって一定面積以
上の光輝エリアが判定されるようにする。この場合、ポ
リゴンミラー４によりレーザービームを走査させている
ことから、レーザービームが当たった気泡を背景に対し
て高輝度にて発光させることができその検出を容易なら
しめている。
【００１３】そして、ステップｅにてその重心位置が例
えば３ｂｉｔ以上上方に移動したかどうかを判定する。
この判定により重心位置の上昇が認められた場合にはそ
の光輝エリアは気泡である可能性が高く、そうでない場
合はその光輝エリアは加工スケール等の浮遊物である公
算が高い。
えば３ｂｉｔ以上上方に移動したかどうかを判定する。
この判定により重心位置の上昇が認められた場合にはそ
の光輝エリアは気泡である可能性が高く、そうでない場
合はその光輝エリアは加工スケール等の浮遊物である公
算が高い。
【００１４】こうして重心位置の上昇が確認された場合
はさらにその確認回数を記憶する。（ステップｆ）。そ
してステップｇにてその重心位置上昇確認回数が例えば
３回以上であるかどうかが判定され、３回以上である場
合は被検査物から気泡が発生していると判定し気密不良
であることが表示される。（ステップｈ，ｉ）。このよ
うに気密不良の被検査物からは気泡が何個も連続して上
昇していることが多く、このためこのように繰り返し重
心位置の上昇が認められた場合はほぼ間違いなく気泡で
あることを検出できる。なおこれらの一連の画像信号解
析は画像処理装置１０に内蔵されたマイクロコンピュー
タにより短時間で処理し得る。
はさらにその確認回数を記憶する。（ステップｆ）。そ
してステップｇにてその重心位置上昇確認回数が例えば
３回以上であるかどうかが判定され、３回以上である場
合は被検査物から気泡が発生していると判定し気密不良
であることが表示される。（ステップｈ，ｉ）。このよ
うに気密不良の被検査物からは気泡が何個も連続して上
昇していることが多く、このためこのように繰り返し重
心位置の上昇が認められた場合はほぼ間違いなく気泡で
あることを検出できる。なおこれらの一連の画像信号解
析は画像処理装置１０に内蔵されたマイクロコンピュー
タにより短時間で処理し得る。
【００１５】また、該被検査物の上部をＣＣＤカメラに
よって一定露光時間以上（例えば１秒間）撮像し、その
画像からその露光時間内における気泡上昇の軌跡による
と認められる竪長の光輝エリアを検出することにより気
泡発生の判定がなされるしてもよい。即ち、被検査物の
上部を一定時間以上開放シャッターにて撮影すれば、気
泡があった場合、図６の（イ）に示したような竪長の光
輝エリアが認められ、（ロ）（ハ）に示したような主に
横方向に広がりを持つ光輝エリアとの区別が容易にな
る。従ってこのように露光時間を適宜設定しその画像か
ら得られる光輝エリアの形態をもって気泡発生の判別材
料とすることもできる。
よって一定露光時間以上（例えば１秒間）撮像し、その
画像からその露光時間内における気泡上昇の軌跡による
と認められる竪長の光輝エリアを検出することにより気
泡発生の判定がなされるしてもよい。即ち、被検査物の
上部を一定時間以上開放シャッターにて撮影すれば、気
泡があった場合、図６の（イ）に示したような竪長の光
輝エリアが認められ、（ロ）（ハ）に示したような主に
横方向に広がりを持つ光輝エリアとの区別が容易にな
る。従ってこのように露光時間を適宜設定しその画像か
ら得られる光輝エリアの形態をもって気泡発生の判別材
料とすることもできる。
【００１６】
【発明の効果】このように本発明に係る気密性検査装置
は、レーザービームを照射光源とし、ＣＣＤカメラはそ
の受光軸がレーザービーム帯と同じ水平面内にあってレ
ーザービームに対面角度が９０度以内で向かい合いかつ
レーザービームが直接入射しない角度に設定されている
ので、外乱と区別され、高いＳ／Ｎ比をもって気泡を撮
影できる。また本発明に係る気泡検知方法によれば、気
泡以外の異物との識別が従来に増して確実になされるよ
うになり、検知能力を格段に増大させる効果がある。
は、レーザービームを照射光源とし、ＣＣＤカメラはそ
の受光軸がレーザービーム帯と同じ水平面内にあってレ
ーザービームに対面角度が９０度以内で向かい合いかつ
レーザービームが直接入射しない角度に設定されている
ので、外乱と区別され、高いＳ／Ｎ比をもって気泡を撮
影できる。また本発明に係る気泡検知方法によれば、気
泡以外の異物との識別が従来に増して確実になされるよ
うになり、検知能力を格段に増大させる効果がある。
【図１】本発明に係る気密性検査装置の概要を示した斜
視図。
視図。
【図２】図１の気密性検査装置の平面図。
【図３】本発明の気密性検査装置におけるＣＣＤカメラ
の画像フレーム図。
の画像フレーム図。
【図４】ＣＣＤカメラの設置特性を示した線図。
【図５】本発明に係る気密性検査の気泡検知方法を示し
たフローチャート。
たフローチャート。
【図６】本発明の気密性検査の気泡検知方法を示したＣ
ＣＤカメラの画像フレーム図。
ＣＤカメラの画像フレーム図。
１ 液槽 ２ 液体 ３ 被検査物 ４ ポリゴンミラー ５ レーザービーム光源 ６ レーザービーム帯 ７ａ〜７ｄ ＣＣＤカメラ ８ 受光軸 １０ 画像処理装置 α 対面角度
Claims (5)
- 【請求項１】 被検査物を浸漬させる透明な液体が収容
された液槽と、水平方向に照射したレーザービームが該
液槽中の被検査物の上部を過ぎるレーザービーム帯を形
成するレーザービーム光源と、被検査物の上部を撮像す
るＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラから得られた画像信
号を解析する画像処理装置とからなり、ＣＣＤカメラの
の受光軸をレーザービーム帯と同じ水平面内にあってレ
ーザービームに対面角度が９０度以内で向かい合いかつ
レーザービームが直接入射しない角度に設定したことを
特徴とする気密性検査装置。 - 【請求項２】 液槽内に照射されるレーザービームをポ
リゴンミラーを回転することにより水平面内で走査させ
ることを特徴とした請求項１に記載の気密性検査装置。 - 【請求項３】 透明な液体が収容された液槽中に被検査
物を浸漬し、該液槽内にレーザービームを該被検査物の
上部を過ぎるように照射するとともに、該被検査物の上
部をＣＣＤカメラによって微少な時間差をもって撮像す
ることにより複数の画像を取得し、その複数の画像から
一定面積以上の光輝エリアの重心位置を演算により求
め、その重心位置が経時的に上昇したことをもって気泡
発生の判定がなされるようにしたことを特徴とする気密
性検査の気泡検知方法。 - 【請求項４】 光輝エリアの重心位置が経時的に上昇す
ることが複数回繰り返されることをもって気泡発生の判
定がなされるようにしたことを特徴とする請求項３に記
載の気密性検査の気泡検知方法。 - 【請求項５】 透明な液体が収容された液槽中に被検査
物を浸漬し、該液槽内にレーザービームを該被検査物の
上部を過ぎるように照射するとともに、該被検査物の上
部をＣＣＤカメラによって一定露光時間以上撮像し、そ
の画像からその露光時間内における気泡上昇の軌跡によ
ると認められる竪長の光輝エリアを検出することにより
気泡発生の判定がなされるようにしたことを特徴とする
気密性検査の気泡検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9098898A JPH11264781A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 気密性検査装置およびその気泡検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9098898A JPH11264781A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 気密性検査装置およびその気泡検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264781A true JPH11264781A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=14013903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9098898A Pending JPH11264781A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 気密性検査装置およびその気泡検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264781A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701147A1 (fr) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | The Thomas Machines SA | Installation de fabrication de tuyaux et procédé de détection de défauts associé |
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| JP2015210113A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | 株式会社東芝 | 漏洩検出装置及び方法 |
| CN113570591A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-10-29 | 沭阳天勤工具有限公司 | 基于机器视觉的器件气孔大小估计方法及系统 |
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-
1998
- 1998-03-18 JP JP9098898A patent/JPH11264781A/ja active Pending
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