特許 5887895 検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5887895

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月16日

(54)【発明の名称】検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/952 20060101AFI20160303BHJP

   G01N 21/954 20060101ALI20160303BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/952

   G01N21/954 Z

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-265568(P2011-265568)

(22)【出願日】2011年12月5日

(65)【公開番号】特開2013-117463(P2013-117463A)

(43)【公開日】2013年6月13日

【審査請求日】2014年10月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100087527

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 光雄

(72)【発明者】

【氏名】太田 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】村山 浩

【審査官】 小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２２３６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７２２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３３３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１５６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８５０３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ − Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ − Ｇ０１Ｂ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物の検査対象表面を撮影する撮影装置と、
該撮影装置から出力された撮影画像の変化に基づいて上記検査対象表面の傷の有無を判定する判定装置と、
上記検査対象表面に沿う方向に上記撮影装置又は上記検査対象物の少なくとも一方を移動させる相対変位装置と、
制御装置と、を備え、
上記制御装置は、上記撮影装置又は上記検査対象物が移動する際に、上記撮影装置に複数回露光を行わせる機能と、該露光時間の間に、上記撮影装置の撮影視野の相対移動距離が上記判定装置により判定できる傷の最小長さ以上になるまで上記相対変位装置を駆動させ続けて上記撮影装置により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得る機能とを有する構成としたこと
を特徴とする検査対象物表面の傷検出装置。

【請求項2】

制御装置に、撮影装置による複数回行われる露光の、ある露光時間終了時の撮影装置の撮影視野に対して、撮影装置の次の露光開始時の撮影視野が、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上重なるまで相対変位装置を駆動させる機能を設けるようにした
請求項１記載の検査対象物表面の傷検出装置。

【請求項3】

検査対象物を円筒体とすると共に、相対変位装置を上記円筒体の軸心上でその周方向に該円筒体と撮影装置とを相対的に回転させる回転駆動装置とし、
更に、制御装置に、上記撮影装置による複数回行われる露光の、撮影装置の最初の露光時の撮影視野に対して、撮影装置の周方向最後の露光時の撮影視野が、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上重なるように上記回転駆動装置を駆動させる機能を設けるようにした
請求項１又は２記載の検査対象物表面の傷検出装置。

【請求項4】

円筒体の検査対象表面の位置を検知する検知装置と、撮影装置を円筒体の直径方向に移動させる撮影装置駆動機構とを備える計測ユニットを設けて、
制御装置に、上記検知装置の検知信号に基づいて上記撮影装置駆動機構の駆動を制御する機能を設けるようにした
請求項３記載の検査対象物表面の傷検出装置。

【請求項5】

円筒体の外周面に搬送面を接触させることにより、撮影装置の支持軸の軸心と円筒体の軸心方向位置とを一致させた状態にして円筒体を搬送する搬送装置と、計測ユニットを鉛直方向に移動させる計測ユニット駆動機構とを設けて、
制御装置に、円筒体の外径に基づいて該円筒体の軸心の高さを求める機能と、該求めた軸心の高さに上記撮影装置の支持軸の軸心の高さが一致するまで上記計測ユニット駆動機構を駆動させる機能とを設けるようにした
請求項４記載の検査対象物表面の傷検出装置。

【請求項6】

検査対象物の検査対象表面を撮影する撮影装置に露光を行わせている間に、該撮影装置の撮影視野を、上記検査対象表面に沿って、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上相対移動させ続けて、上記撮影装置により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得る工程と、
上記撮影装置の露光により撮影された撮影画像の変化に基づいて、上記検査対象表面の傷の有無を、上記判定装置により判定する工程と、
を有することを特徴とする検査対象物表面の傷検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管材の端面に形成された開先の内面に生じた傷など、検査対象物の表面に生じた傷を検出するために用いられる検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、検査対象物表面の傷を検出する装置としては、検査対象物を所定の回転角度毎に間欠的に回転させる回転装置と、上記検査対象物の表面を上記所定の回転角度毎に撮像する撮像カメラ装置と、該撮像カメラ装置から出力された画像データ毎に、所与の画像データと該所与の画像データの一つ前の回転角度にて撮像された画像データとに基づいて、上記検査対象物の検査対象領域における画像間の差分の画像を示す差分画像を生成して、該差分画像に基づいて上記検査対象物表面の傷の有無を判定する検査装置と、を備えた構成のものが提案されてきている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

又、検査対象物表面の傷を検出する他の装置としては、管材の一方の開口端部側に配置した拡散光源と、管材の他方の開口端部側に該管材の中心軸に対して光軸が微小な角度で交差するように相対配置した焦点可動型ズームレンズ付のカメラと、第１の管材位置にて焦点を連続変化させて撮影して得られた第１の内面観察統合画像と上記第１の管材位置に対して管材を軸廻りに微小回転させた第２の管材位置に対して焦点を連続変化させて撮影して得られた第２の内面観察統合画像とを比較解析する傷検出解析手段と、を備えた構成のものが提案されてきている（たとえば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２４８３２５号公報

【特許文献2】特開２０１１−６９６１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、上記特許文献１に記載された検査対象物表面の傷を検出する装置は、撮像カメラ装置により、撮影画像にぶれが生じないシャッタースピードで検査対象物表面の撮影を行うものであるため、検査対象物表面の傷の長さが、検査装置で検出できる最小長さ未満である場合、検査対象物表面の傷を検査装置で検出することができないという問題がある。

【0006】

又、上記特許文献２に記載された検査対象物表面の傷を検出する装置は、第１の管材位置にて撮影して得られた第１の内面観察統合画像と、上記第１の管材位置から軸廻りに微小回転させた第２の管材位置にて撮影して得られた第２の内面観察統合画像とを比較することにより、検査対象物表面の傷を検出するものであるため、引用文献１に記載されたものと同様に、検査対象物表面の傷の長さが、傷検出解析手段で検出できる最小長さ未満である場合には、検査対象物表面の傷を検出することができないという問題がある。

【0007】

そこで、本発明は、検査対象物表面に生じた傷が、検査対象物表面の傷の有無を判定する判定装置で検出できる最小長さ未満であったとしても、該検査対象物表面に生じた傷を容易に検出することができる検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、検査対象物の検査対象表面を撮影する撮影装置と、該撮影装置から出力された撮影画像の変化に基づいて上記検査対象表面の傷の有無を判定する判定装置と、上記検査対象表面に沿う方向に上記撮影装置又は上記検査対象物の少なくとも一方を移動させる相対変位装置と、制御装置と、を備え、上記制御装置は、上記撮影装置又は上記検査対象物が移動する際に、上記撮影装置に複数回露光を行わせる機能と、該露光時間の間に、上記撮影装置の撮影視野の相対移動距離が上記判定装置により判定できる傷の最小長さ以上になるまで上記相対変位装置を駆動させ続けて上記撮影装置により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得る機能とを有する構成とする。

【0009】

又、請求項２に対応して、上記構成における制御装置に、撮影装置による複数回行われる露光の、ある露光時間終了時の撮影装置の撮影視野に対して、撮影装置の次の露光開始時の撮影視野が、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上重なるまで相対変位装置を駆動させる機能を設けるようにした構成とする。

【0010】

更に、請求項３に対応して、上記構成における検査対象物を円筒体とすると共に、相対変位装置を上記円筒体の軸心上でその周方向に該円筒体と撮影装置とを相対的に回転させる回転駆動装置とし、更に、制御装置に、上記撮影装置による複数回行われる露光の、撮影装置の最初の露光時の撮影視野に対して、撮影装置の周方向最後の露光時の撮影視野が、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上重なるように上記回転駆動装置を駆動させる機能を設けるようにした構成とする。

【0011】

更に又、請求項４に対応して、上記構成において、円筒体の検査対象表面の位置を検知する検知装置と、撮影装置を円筒体の直径方向に移動させる撮影装置駆動機構とを備える計測ユニットを設けて、制御装置に、上記検知装置の検知信号に基づいて上記撮影装置駆動機構の駆動を制御する機能を設けるようにした構成とする。

【0012】

又、請求項５に対応して、上記構成において、円筒体の外周面に搬送面を接触させることにより、撮影装置の支持軸の軸心と円筒体の軸心方向位置とを一致させた状態にして円筒体を搬送する搬送装置と、計測ユニットを鉛直方向に移動させる計測ユニット駆動機構とを設けて、制御装置に、円筒体の外径に基づいて該円筒体の軸心の高さを求める機能と、該求めた軸心の高さに上記撮影装置の支持軸の軸心の高さが一致するまで上記計測ユニット駆動機構を駆動させる機能とを設けるようにした構成とする。

【0013】

更に、請求項６に対応して、検査対象物の検査対象表面を撮影する撮影装置に露光を行わせている間に、該撮影装置の撮影視野を、上記検査対象表面に沿って、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上相対移動させ続けて、上記撮影装置により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得る工程と、上記撮影装置の露光により撮影された撮影画像の変化に基づいて、上記検査対象表面の傷の有無を、上記判定装置により判定する工程と、を有する構成とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法によれば、検査対象物の検査対象表面を撮影する撮影装置と、該撮影装置から出力された撮影画像の変化に基づいて上記検査対象表面の傷の有無を判定する判定装置と、上記検査対象表面に沿う方向に上記撮影装置又は上記検査対象物の少なくとも一方を移動させる相対変位装置と、制御装置と、を備え、上記制御装置は、上記撮影装置又は上記検査対象物が移動する際に、上記撮影装置に複数回露光を行わせる機能と、該露光時間の間に、上記撮影装置の撮影視野の相対移動距離が上記判定装置により判定できる傷の最小長さ以上になるまで上記相対変位装置を駆動させ続けて上記撮影装置により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得る機能とを有する検査対象物表面の傷検出装置、及び、検査対象物の検査対象表面を撮影する撮影装置に露光を行わせている間に、該撮影装置の撮影視野を、上記検査対象表面に沿って、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上相対移動させ続けて、上記撮影装置により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得る工程と、上記撮影装置の露光により撮影された撮影画像の変化に基づいて、上記検査対象表面の傷の有無を、上記判定装置により判定する工程と、を有する検査対象物表面の傷検出方法としてあるので、撮影装置の露光時間中に、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上に、撮影装置の撮影視野を検査対象物表面の傷に対して相対的に移動させることができる。したがって、検査対象物表面に生じた傷を判定装置により判定できる傷の最小長さ以上に引き伸ばした状態の撮影画像を撮影装置により作成することができる。よって、検査対象物表面に生じた実際の傷の長さが、判定装置で判定できる傷の最小長さ未満であったとしても、該判定装置により検査対象物表面の傷を容易に検出することができる。又、検査対象物表面に生じた傷の長さが、判定装置により判定できる傷の最小長さ以上の場合でも、その傷を撮影装置の露光時間中に撮影装置の撮影視野を移動させた分だけ引き伸ばした撮影画像を撮影装置により作成することができるので、判定装置により、傷とより容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の検査対象物表面の傷検出装置の実施の一形態を示す概略側面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。

【図3】検査対象物としての円筒体の搬送とクランプの状態を示すもので、（ａ）は図１のＢ−Ｂ方向矢視図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ方向矢視図である。

【図4】図１に示す計測ユニットを拡大して示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は（ａ）の概略正面図である。

【図5】図１の検査対象物表面の傷検出装置に備えた制御装置の制御構成を示すブロック図である。

【図6】図１の検査対象物表面の傷検出装置により、検査対象物としての円筒体の端部表面の検査を行う手順を示すもので、（ａ）は円筒体の下流側端面をストッパーに当接させた状態を示す概略側面図、（ｂ）は円筒体をクランプ装置で固定した状態を示す概略側面図、（ｃ）は円筒体の軸心と撮影装置の回転軸との芯合わせを行った状態を示す概略側面図である。

【図7】図６（ｃ）の状態から円筒体の外周面端部の検査を行う手順を示すもので、（ａ）は撮影装置を所望の撮影視野で円筒体外周面の撮影を行える位置に移動させた状態を示す概略側面図、（ｂ）は撮影装置を円筒体軸心方向の撮影位置に移動させた状態を示す概略側面図、（ｃ）は通常撮影制御により撮影を行っている状態を示す模式図、（ｄ）は送り制御により撮影装置を移動させている状態を示す模式図、（ｅ）は終端撮影制御により撮影を行っている状態を示す模式図である。

【図8】図６（ｃ）の状態から円筒体の内周面端部の検査を行う手順を示すもので、（ａ）は撮影装置を所望の撮影視野で円筒体内周面の撮影を行える位置に移動させた状態を示す概略側面図、（ｂ）は撮影装置を円筒体軸心方向の撮影位置に移動させた状態を示す概略側面図、（ｃ）は通常撮影制御により撮影を行っている状態を示す模式図、（ｄ）は送り制御により撮影装置を移動させている状態を示す模式図、（ｅ）は終端撮影制御により撮影を行っている状態を示す模式図である。

【図9】本発明の検査対象物表面の傷検出装置の実施の他の形態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ方向矢視図である。

【図10】図９の検査対象物表面の傷検出装置に備えた制御装置の制御構成を示すブロック図である。

【図11】図９の検査対象物表面の傷検出装置により、円筒体の外周面上端の検査を行う手順を示すもので、（ａ）は円筒体の下流側端面をストッパーに当接させた状態を示す概略側面図、（ｂ）は撮影装置を所望の撮影視野で円筒体外周面上端の撮影を行える位置に移動させた状態を示す概略側面図、（ｃ）は撮影装置を円筒体軸心方向の撮影位置に移動させた状態から始端撮影制御により撮影を行っている状態を示す概略側面図、（ｄ）送り制御により撮影装置を移動させている状態を示す概略側面図である。

【図12】図１１の検査手順の続きを示すもので、（ａ）は通常撮影制御により撮影を行っている状態を示す概略側面図、（ｂ）は終端撮影制御により撮影を行っている状態を示す概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

【0017】

図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本発明の検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法の実施の一形態を示すもので、検査対象物としての円筒体１（管材）を該円筒体１の軸心方向に搬送する搬送装置８と、該搬送装置８により搬送される上記円筒体１の一端面をストッパー２９で停止させた後に固定するクランプ装置９とを備えて、該クランプ装置９で固定された円筒体１の一端面に対向するように、該円筒体１の検査対象表面を撮影するための撮影装置２と、上記円筒体１の内周面の位置を検知する検知装置５と、該検知装置５と上記撮影装置２を上記円筒体１の直径方向に移動させるようにする撮影装置駆動機構３と、該撮影装置駆動機構３と撮影装置２を上記円筒体１の軸心上でその周方向に回転させる相対変位装置としての回転駆動装置４と、を備えてなる計測ユニット６を備え、且つ、該計測ユニット６を上記円筒体１の軸心方向に移動させると共に鉛直方向（円筒体１の直径方向）に移動させるようにする計測ユニット駆動機構７を備えている。更に、上記撮影装置２から出力された撮影画像の明暗（輝度値）の変化に基づいて上記円筒体１の検査対象表面の傷の有無を判定する機能を有する判定装置１０と、制御装置１１が備えられており、該制御装置１１には、上記撮影装置２に露光を行わせている間に該撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動（変位）距離が上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上になるまで上記回転駆動装置４を駆動させ続けるという通常撮影制御を行う通常撮影制御部２６と、露光時間終了時（撮影終了時）の上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部（終端部）に対し、撮影装置２の次の露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部（始端部）が判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上重なるまで上記回転駆動装置４を駆動させるという送り制御を行う送り制御部２７と、上記撮影装置２の最初の露光時（撮影時）の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部に対し、上記撮影装置２の最後の露光時（撮影時）の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部が判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上重なるまで回転駆動装置４を上記撮影装置２の露光時間中に駆動させ続けるという終端撮影制御を行う終端撮影制御部２８と、が備えられた構成としてある。更に又、該制御装置１１による上記通常撮影制御と上記終端撮影制御により撮影された撮影画像を処理して上記判定装置１０に送る機能を有する画像処理装置１２を備えた構成としてある。

【0018】

なお、上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さは、たとえば、撮影装置２の撮影視野（ｍｍ）×撮影装置２のＣＣＤ上の最小検出画素サイズ（画素）÷撮影装置２のＣＣＤサイズ（画素）で求められる値などとする。

【0019】

詳述すると、上記計測ユニット６の撮像装置２は、たとえば、ＣＣＤカメラとしてあり、該撮影装置２の光軸が、軸心方向を水平にして配置した検査対象物としての円筒体１の中心軸に所要の角度で交差するように、該円筒体１の検査対象表面（図では内周面）に対して傾斜させた状態で、図１、図４（ａ）に示す如く、搬送テーブル１３の表面（円筒体１に対向する側面）に固定して設けるようにしてある。

【0020】

上記撮影装置駆動機構３は、上記搬送テーブル１３を介して撮影装置２を円筒体１の直径方向に移動させるようにするもので、上記搬送テーブル１３の裏面に、図４（ｂ）に示す如く、搬送テーブル１３の幅方向に所要の間隔で複数（図では４個）設けたリニアガイド１４と、該各リニアガイド１４を支持して上記搬送テーブル１３を上記円筒体１の直径方向に移動させるように回転テーブル１５の表面に平行に固定して設けたリニアガイドレール１６とを備えてなる構成としてある。又、上記搬送テーブル１３の裏面には、リニアモータ等の図示してないテーブル駆動装置を設けるようにしてある。

【0021】

このように、撮影装置駆動機構３を、上記搬送テーブル１３と上記リニアガイド１４と上記リニアガイドレール１６と上記テーブル駆動装置とを備えてなる構成とすることで、上記撮影装置２を上記円筒体１の直径方向に移動できるようにしてある。

【0022】

上記搬送テーブル１３の表面には、前記した撮影装置２の他に、図１、図４（ａ）（ｂ）に示す如く、上記円筒体１の内周面の位置を検知する、たとえば、光電センサの如き検知装置５が設けてある。該光電センサ５から照射される照射光は、上記円筒体１の軸心方向に照射されるようにしてあり、該光電センサ５からの照射光が上記円筒体２の端面内縁に遮られることにより、後述する制御装置１１の撮影装置駆動機構制御部１１ｄによる上記撮影装置駆動機構３の駆動が停止されるようにしてある。なお、上記円筒体１の内面の位置を検知することができれば、検知装置５として、接触式の変位センサなど、他のセンサを用いるようにしてもよい。

【0023】

更に、上記回転テーブル１５の裏面には、上記撮影装置２を上記回転テーブル１５を介して回転させるサーボモータの如き回転駆動装置４の回転軸（支持軸）４ａを固定するようにしてある。これにより、上記撮影装置２を、上記回転駆動装置４における回転軸４ａの軸心を回転中心として、上記撮影装置駆動機構３と一体に上記円筒体１の軸心上で回転させることができるようにしてある。又、上記回転テーブル１５の表面には、図示してないが、上記リニアガイドレール１６と平行に、位置検出器としてのリニアスケールを設けるようにしてあり、上記リニアガイドレール１６に沿う方向の搬送テーブル１３の位置や光電センサ５の位置を、上記リニアガイドレール１６に沿う方向の任意の位置を基準とした絶対位置として検出することができるようにしてある。これにより、上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心位置から搬送テーブル１３上の光電センサ５までの鉛直距離と、搬送テーブル１３が移動してから上記光電センサ５の照射光が円筒体１の端面内縁に遮られて搬送テーブル１３が停止するまでの移動距離に基づいて、円筒体１の内径の半径を計測することができるようにしてある。更に、上記回転駆動装置４は、支持構造体１７に支持させるようにしてある。

【0024】

このようにして、上記撮影装置２と上記撮影装置駆動機構３と上記回転駆動装置４と上記検知装置５と上記支持構造体１７を備えてなる計測ユニット６を構成するようにしてある。

【0025】

一方、上記計測ユニット駆動機構７は、図１、図２に示す如く、上記計測ユニット６を上記円筒体１の軸心方向に移動させる水平方向駆動機構１８と、上記計測ユニット６を鉛直方向に移動させる鉛直方向駆動機構１９とを備えてなる構成としてある。

【0026】

上記水平方向駆動機構１８は、上記支持構造体１７の下端部に上記円筒体１の軸心方向平行となる前後方向に平行に設置したリニアガイド２０と、該リニアガイド２０を上記円筒体１の軸心方向に移動可能にするリニアガイドレール２１と、上記支持構造体１７の下端部に取り付けたリニアモータ等の図示してない駆動装置とを備えた構成としてある。これにより、上記計測ユニット６を上記円筒体１の軸心方向に移動できるようにしてある。

【0027】

又、上記鉛直方向駆動機構１９は、上記水平方向駆動機構１８におけるリニアガイドレール２１を上面に設置した支持ブラケット２２と、該支持ブラケット２２の基端側（円筒体１に対向する側）に鉛直方向に平行に延びるように固定して設けたリニアガイド２３と、該リニアガイド２３を介して上記支持ブラケット２２を鉛直方向に移動可能にするリニアガイドレール２４と、上記支持ブラケット２２に取り付けたリニアモータ等の図示してない駆動装置と、上記リニアガイドレール２４を固定して立設させた支持台２５とを備えた構成としてある。これにより、上記計測ユニット６を鉛直方向に移動させることができるようにしてある。

【0028】

更に、上記支持ブラケット２２と上記支持台２５には、上記水平方向駆動機構１８におけるガイドレール２１、上記鉛直方向駆動機構１９におけるガイドレール２４と平行に、図示してない位置検出器としてのリニアスケールをそれぞれ設けるようにしてある。これにより、上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心の高さ位置と、上記撮影装置２の円筒体１軸心方向の位置を、上記各ガイドレール２１，２４に沿う方向の任意の位置を基準とした絶対位置として検出することができるようにして、上記円筒体１の軸心の高さと上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心の高さとを一致させることができるようにしてあると共に、上記撮影装置２の円筒体１軸心方向の位置を、円筒体１の撮影位置に容易に合わせることができるようにしてある。

【0029】

上記計測ユニット６の撮影装置２には、円筒体１を搬送する搬送装置８を、円筒体１の一端面に対向させて設けるようにしてある。該搬送装置８は、図３（ａ）に示す如く、搬送面８ａをトラフ形状にしてあり、該搬送面８ａの両側面に上記円筒体１の外周面を接触させた状態で搬送面８ａを円筒体１軸心方向に駆動させることで、上記円筒体１を搬送面８ａが移動する円筒体１軸心方向に沿って搬送できるようにしてある。又、該搬送装置８の搬送面８ａは、平面視で、搬送される円筒体１の軸心線が、上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心線と同一直線上に配置されるように設けてある。これにより、搬送される円筒体１の軸心線に直交する水平方向の位置と、上記撮影装置２の回転軸４ａの軸心線に直交する水平方向の位置とを、円筒体１が搬送される間に自動で一致させるようにしてある。

【0030】

更に、上記支持台２５上には、図３（ｂ）に示す如く、上記撮影装置２による撮影位置に上記搬送装置８から送り出された円筒体１を送り出すローラ２５ａを、上記円筒体１の外周面に両側から当接させるように設けるようにしてある。又、支持台２５上には、図１、図３（ｂ）に示す如く、上記搬送装置８により搬送される円筒体１を、撮影装置２による撮影位置で固定するクランプ装置９を昇降可能に設けるようにしてある。これにより、上記撮影装置２による円筒体１の検査対象表面の撮影中に、上記円筒体１が支持台２５上から移動してしまうのを防止するようにしてある。

【0031】

次に、上記制御装置１１の構成について説明する。上記制御装置１１は、図５に示す如く、入力された情報に基づいて上記回転駆動装置４の回転速度ω，ω´を演算する撮影演算部１１ａを備えると共に、上記撮影装置２に露光を行わせると共に該露光時間ｔの間に上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動距離が上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上になるまで上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω，ω´で上記回転駆動装置４を駆動させ続けるという通常撮影制御を行う通常撮影制御部２６と、該通常撮影制御による露光（撮影）が終了した際の撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部（終端部）に対し、次の通常撮影制御又は終端撮影制御による露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部（始端部）が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重なるまで上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω，ω´で上記回転駆動装置４を駆動させる送り制御を行うという送り制御部２７と、上記撮影装置２に露光を行わせると共に該露光時間ｔの間に上記撮影装置２の最初の露光時（撮影時）の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部に対し、上記撮影装置２の最後の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重なるまで上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω，ω´で上記回転駆動装置４を駆動させ続ける終端撮影制御を行うという終端撮影制御部２８と、を有する撮影制御部１１ｂを備え、且つ、上記円筒体１の軸心の高さに上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心の高さが一致するまで上記計測ユニット駆動機構７における鉛直方向駆動機構１９を駆動させる制御と、上記撮影装置２を円筒体１軸心方向における円筒体１を撮影する撮影位置に移動するまで上記計測ユニット駆動機構７における水平方向駆動機構１８を駆動させる制御と、を行う計測ユニット駆動機構制御部１１ｃを備え、更に、上記検知装置５の検知信号に基づいて上記撮影装置駆動機構３の駆動の制御を行う撮影装置駆動機構制御部１１ｄを備えた構成としてある。

【0032】

上記撮影演算部１１ａは、円筒体１の検査対象表面を内周面とする場合には、たとえば、上記回転テーブル１５に取り付けた図示してないリニアスケールから求まる円筒体１の内径の半径ｒと、上記撮影装置２の露光時間ｔと、上記撮影装置２の撮影視野２ａの長さＸと、上記送り制御により上記撮影装置２が移動させられる距離Ｚと、円筒体１の内周面全周を検査する場合に上記撮影装置２が露光（撮影）を行う回数ｎと、上記終端撮影制御により最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部に対して最後の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部を重ねる長さＡとから、上記回転駆動装置４の回転速度ω（＝（２πｒ＋Ａ−Ｘ−（ｎ−１）Ｚ）／ｎｔｒ、但し、ｒωｔ≧判定装置により判定できる傷の最小長さＬ、Ａ≧Ｌ、Ｘ−Ｚ≧Ｌ）を求めるようにしてある。又、円筒体１の検査対象表面を外周面とする場合には、たとえば、図示してないレーザ変位センサの如き外径計測器などで計測された円筒体１の外径の半径Ｒと、上記撮影装置２の露光時間ｔと、上記撮影装置２の撮影視野２ａの長さＸと、上記送り制御により上記撮影装置２が移動させられる距離Ｚと、円筒体１の外周面全周を検査する場合に上記撮影装置２が露光（撮影）を行う回数ｎと、上記終端撮影制御により最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部に対して最後の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部を重ねる長さＡとから、上記回転駆動装置４の回転速度ω´（＝（２πＲ＋Ａ−Ｘ−（ｎ−１）Ｚ）／ｎｔＲ、但し、Ｒωｔ≧Ｌ、Ａ≧Ｌ、Ｘ−Ｚ≧Ｌ）を求めるようにしてある。なお、ｒωｔ≧Ｌ、Ｒωｔ≧Ｌ、Ａ≧Ｌ、Ｘ−Ｚ≧Ｌとしてあるのは、ｒωｔ、Ｒωｔ、Ａ、Ｘ−Ｚのいずれかが、判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ未満だと、撮影装置２の撮影画像において、傷の引き伸ばし作用が得られない部分が生じてしまうからである。

【0033】

又、上記撮影演算部１１ａは、上記円筒体１の内径の半径ｒと、上記回転駆動装置４の回転速度ωと、上記送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚとから、送り制御により回転駆動装置４を駆動させる送り時間ｔ´を求めるようにしてある。

【0034】

上記撮影制御部１１ｂは、上記撮影演算部１１ａから回転速度ω，ω´と露光回数ｎと露光時間ｔと送り時間ｔ´を読み込むようにしてあり、検査対象物に対する検査開始の信号を受けると、上記通常撮影制御部２６に通常撮影制御開始信号を送って、該通常撮影制御部２６に、通常撮影制御を開始させるようにしてある。該通常撮影制御は、上記撮影装置２に露光を行わせる制御と、該露光時間ｔの間に上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω，ω´で上記回転駆動装置４を駆動させ続ける制御とを備えるようにしてある。これにより、上記撮影装置２の撮影視野２ａを、露光時間ｔの間に、図７（ｃ）、図８（ｃ）に示す如く、上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上移動させることで、撮影装置２により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得ることができるようにしてある。又、通常撮影制御部２６は、露光時間ｔが経過して撮影が終了すると、露光時間終了信号を送り制御部２７に送るようにしてある。

【0035】

上記送り制御部２７は、上記通常撮影制御部２６から露光時間終了信号を受けると、送り時間ｔ´の間、上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω，ω´で回転駆動装置４を駆動させる送り制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２の撮影視野２ａを、図７（ｄ）、図８（ｄ）に示す如く、通常撮影制御による露光が終了した際の撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部に対して次の通常撮影制御又は終端撮影制御による露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重なるまで移動させるようにしてある。又、送り制御部２７は、送り時間ｔ´が経過して送り制御が終了すると、通常撮影制御部２６による合計撮影回数がｎ−１回未満の場合には、通常撮影制御部２６に通常撮影制御開始信号を送って、通常撮影制御部２６に再び通常撮影制御を行わせるようにしてある。一方、通常撮影制御部２６による合計撮影回数がｎ−１回の場合には、上記終端撮影制御部２８に、終端撮影制御開始信号を送るようにしてある。

【0036】

上記終端撮影制御部２８は、上記送り制御部２７から終端撮影制御開始信号を受けると、終端撮影制御として、上記撮影装置２に露光を行わせる制御と、該露光時間ｔの間に上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω，ω´で上記回転駆動装置４を駆動させ続ける制御とを行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２の撮影視野２ａを、露光時間ｔの間に、通常撮影制御による露光が終了した際の撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部に対して終端撮影制御による露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部を判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重ねた状態から、図７（ｅ）、図８（ｅ）に示す如く、終端撮影制御による露光終了時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部が上記撮影装置２の最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部に判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重なるまで移動させるようにしてある。

【0037】

一方、上記計測ユニット駆動機構制御部１１ｃは、たとえば、図示してないレーザ変位センサの如き外径計測器などで計測された円筒体１の外径と、上記搬送装置８のトラフ形状の搬送面８ａの高さと、該搬送面８ａのなす角から、上記円筒体１の軸心の高さを求める機能を有しており、上記支持台２５に取り付けた図示してないリニアスケールから求まる上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心の高さと、上記求めた円筒体１の軸心の高さとに基づいて、鉛直方向駆動機構１９を駆動させる制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心の高さと、円筒体１の軸心の高さを一致させることができるようにしてある。又、上記支持ブラケット２２に取り付けた図示してないリニアスケールから求まる上記撮影装置２の円筒体１軸心方向の位置と、円筒体１が後述するストッパー２９により停止される位置、すなわち、撮影装置２による撮影位置とに基づいて、上記水平方向駆動機構１８を駆動させる制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２を、円筒体１に対して離反する退避位置と、円筒体１を撮影する撮影位置（円筒体１がストッパー２９により停止される位置）との間を移動させることができるようにしてある。

【0038】

上記撮影装置駆動機構制御部１１ｄは、円筒体１の検査対象表面を外周面とする場合には、たとえば、図示してないレーザ変位センサの如き外径計測器などで計測された円筒体１の外径と、上記回転テーブル１５に取り付けた図示してないリニアスケールから求まる上記撮影装置２の現在位置と、予め記憶させておいた所望の撮影視野２ａが得られる撮影装置２と円筒体１の検査対象表面との垂直方向距離に基づいて、上記搬送テーブル１３を上記円筒体１の直径方向に移動させる距離を求める機能を有しており、該求めた距離に基づいて、上記撮影装置駆動機構３を駆動させる制御を行うようにしてある。これにより、撮影装置２に所望の撮影視野２ａで円筒体１の外周面の撮影を行えるようにしてある。一方、円筒体１の検査対象表面を内周面とする場合には、検知装置５の検知信号、たとえば、光電センサ５の照射光が円筒体１の端面内縁に遮られることにより送られる検知信号、に基づいて、上記撮影装置駆動機構３の駆動を停止するようにしてある。これにより、上記撮影装置２に所望の撮影視野２ａで円筒体１の内周面の撮影を行えるようにしてあると共に、検知装置５の検知信号に基づいて円筒体１の内径の半径を求めて、該円筒体１の内径の半径ｒを、上記撮影演算部１１ａに送るようにしてある。

【0039】

更に、上記画像処理装置１２は、露光回数ｎが２以上、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚがゼロで、且つ、Ｘ≧Ｒωｔ≧Ｌの場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を順次繋げる処理を行い、該繋げた撮影画像を判定装置１０に送るようにしてある。これにより、判定装置１０で、円筒体１の検査対象表面に生じた全ての傷の位置を推定できるようにしてある。一方、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚが設定されている場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を繋げる処理をせずに、各撮影画像を判定装置１０に送るようにしてある。これにより、少ない露光回数ｎで、判定装置１０により傷の有無を判定することができる。なお、画像処理装置１２においては、撮影画像に対して、明るさの補正などを適宜行うようにしてある。

【0040】

更に又、上記判定装置１０は、撮影画像の明暗の変化と該明暗の変化の出現パターンとに基づいて円筒体１の検査対象表面に生じた傷の有無の判定を行う判定機能と、該判定機能により傷と判定された明暗の変化部分の下流側端部を円筒体１の検査対象表面に生じた傷の位置と推定する位置推定機能とを備えた構成としてある。上記判定機能は、露光回数ｎが２回以上の場合に、各撮影画像の同じ位置に明暗の変化が生じる部分が出現したり、繋げた撮影画像に等間隔に明暗の変化が生じる部分が出現したりするときには、該部分を撮影像装置２のレンズに付着した汚れと認識して、該部分を傷と判定しないようにしてある。

【0041】

かかる構成の検査対象物表面の傷検出装置を用いて、円筒体１の外周面端部又は内周面端部の検査を行う場合、まず、ストッパー２９を、図示してない昇降機構により下降させておき、該ストッパー２９に、図６（ａ）に示す如く、円筒体１の下流側端面が当接するまで、円筒体１を搬送装置８により搬送する。次に、ストッパー２９に、円筒体１の下流側端面が当接すると、搬送装置８を停止させて、図６（ｂ）に示す如く、クランプ装置９を下降させ、円筒体１を支持台２５上で固定し、図示してない昇降機構によりストッパー２９を上昇させる。次いで、図示してないレーザ変位センサの如き外径計測器などを用いて計測した円筒体１の外径に基づいて、上記制御装置１１の計測ユニット駆動機構制御部１１ｃにおいて円筒体１の軸心の高さを求め、該求めた円筒体１の軸心の高さと上記撮影装置２を回転させる回転軸４ａの軸心の高さに基づいて、計測ユニット駆動機構制御部１１ｃの制御により、計測ユニット駆動機構７における鉛直方向駆動機構１９を駆動させて、図６（ｃ）に示す如く、円筒体１の軸心と撮影装置２を回転させる回転軸４ａとの芯合わせを行う。

【0042】

この状態において、円筒体１の外周面端部の検査を行う場合、まず、上記制御装置１１における撮影装置駆動機構制御部１１ｄの制御により、図７（ａ）に示す撮影装置駆動機構３の駆動を開始させて、撮影装置２を、所望の撮影視野２ａで円筒体１の外周面の撮影を行える位置にリニアガイドレール１６に沿い移動させる。次に、上記制御装置１１の計測ユニット駆動機構制御部１１ｃの制御により、図７（ｂ）に示す如く、円筒体１の下流側端面をストッパー２９に当接させた位置と、上記撮影装置２の円筒体１軸心方向の位置に基づいて、計測ユニット駆動機構７の水平方向駆動機構１８を駆動させて、上記撮影装置２を円筒体１軸心方向の撮影位置に移動させる。次いで、通常撮影制御部２６の通常撮影制御により、図７（ｃ）に示す如く、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部１１ａにおいて求めた回転速度ω´で回転駆動装置４を駆動させ続けて、撮影装置２を回転変位させる。その後、送り制御部２７の送り制御により、送り時間ｔ´の間、図７（ｄ）に示す如く、上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω´で回転駆動装置４を駆動させる。この通常撮影制御と送り制御をｎ−１回行った後、終端撮影制御部２８の終端撮影制御により、図７（ｅ）に示す如く、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部１１ａにおいて求めた回転速度ω´で回転駆動装置４を駆動させ続けて、円筒体１外周面端部の撮影を終了する。なお、撮影画像は順次、撮影装置２から画像処理装置１２に送るようにしてある。

【0043】

一方、円筒体１の内周面端部の検査を行う場合、まず、上記制御装置１１における撮影装置駆動機構制御部１１ｄの制御により、図８（ａ）に示す如く、撮影装置駆動機構３を、検知装置５が円筒体１の端面内縁を検知するまで駆動させて、撮影装置２を、リニアガイドレール１６に沿わせて所望の撮影視野２ａで円筒体１の内周面の撮影を行える位置に移動させる。次に、上記制御装置１１の計測ユニット駆動機構制御部１１ｃの制御により、図８（ｂ）に示す如く、円筒体１の下流側端面をストッパー２９に当接させた位置と、上記撮影装置２の円筒体１軸心方向の位置に基づいて、水平方向駆動機構１８を駆動させて、上記撮影装置２を円筒体１軸心方向の撮影位置に移動させる。次いで、通常撮影制御部２６の通常撮影制御により、図８（ｃ）に示す如く、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部１１ａにおいて求めた回転速度ωで回転駆動装置４を駆動させ続ける。その後、送り制御部２７の送り制御により、送り時間ｔ´の間、図８（ｄ）に示す如く、上記撮影演算部１１ａで求めた回転速度ω´で回転駆動装置４を駆動させる。この通常撮影制御と送り制御を撮影回数ｎ−１回行った後、終端撮影制御部２８の終端撮影制御により、図８（ｅ）に示す如く、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部１１ａにおいて求めた回転速度ωで回転駆動装置４を駆動させ続けて、円筒体１内周部端部の撮影を終了する。なお、撮影画像は順次、撮影装置２から画像処理装置１２に送るようにしてある。

【0044】

画像処理装置１２に撮影画像が送られると、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚが設定されている場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を繋げる処理をせずに、各撮影画像が判定装置１０に送られる。一方、露光回数ｎが２以上、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚがゼロで、且つ、Ｘ≧Ｒωｔ≧Ｌの場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を順次繋げる処理を行い、該繋げた撮影画像が判定装置１０に送られる。

【0045】

判定装置１０は、撮影画像を受け取ると、各撮影画像の明暗の変化が生じる部分を傷と判定する。この際、各撮影画像の同じ位置に明暗の変化が生じる部分が出現したり、繋げた撮影画像に等間隔に明暗の変化が生じる部分が出現したりする場合には、該部分を撮影装置２のレンズに付着した汚れと認識して、該部分は傷と判定されないことになる。又、傷と判定された明暗の変化部分の下流側端部が円筒体１に生じた傷の位置と推定されることになる。

【0046】

このように、上記構成の検査対象物表面の傷検出装置によれば、撮影装置２の露光時間中に、判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上に、撮影装置２の撮影視野２ａを円筒体１の外周面端部、内周面端部の傷に対して相対的に移動させることができる。したがって、円筒体１の外周面端部、内周面端部に生じた傷を判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上に引き伸ばした状態の撮影画像を撮影装置２により作成することができる。よって、円筒体１の外周面端部、内周面端部に生じた実際の傷の長さが、判定装置１０で判定できる傷の最小長さ未満であったとしても、該判定装置１０により円筒体１の外周面端部、内周面端部の傷の有無を容易に判定することができる。

【0047】

又、円筒体１の外周面端部、内周面端部に生じた傷の長さが、判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上の場合でも、その傷を撮影装置２の露光時間中に撮影装置２の撮影視野２ａを移動させた分だけ引き伸ばした状態の撮影画像を撮影装置２により作成することができるので、判定装置１０により、傷とより容易に判定することができる。

【0048】

次に、図９（ａ）（ｂ）及至図１２（ａ）（ｂ）は本発明の検査対象物表面の傷検出装置及び傷検出方法の実施の他の形態として、検査対象物としての円筒体１の外周面をその軸心方向に撮影して傷の検出を行うようにした場合の一例を示すもので、計測ユニット３０と、計測ユニット駆動機構３２と、制御装置３３とを備えた構成としてある。上記計測ユニット３０は、検査対象物としての円筒体１（管材）の検査対象表面を撮影するための撮影装置２と、上記円筒体１の軸心上で該円筒体１に対して上記撮影装置２を相対的に円筒体１軸心方向に移動させる相対変位装置としての移動装置３１と、を備えてなる構成としてある。又、上記計測ユニット駆動機構３２は、上記計測ユニット３０を鉛直方向に移動させる構成のものとしてある、更に、上記制御装置３３は、撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端を円筒体１の下流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上突出させた上記撮影装置２における撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動距離が判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上になるまで上記移動装置３１を上記撮影装置２の露光時間中に駆動させ続けるという始端撮影制御を行う始端撮影制御部４１と、該始端撮影制御の後に上記撮影装置２に露光を行わせている間に上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動距離が上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上になるまで上記移動装置３１を駆動させ続けるという通常撮影制御を行う通常撮影制御部４２と、露光時間終了時（撮影終了時）の上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部（終端部）に対して撮影装置２の次の露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部（始端部）が判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上重なるまで上記回転駆動装置４を駆動させるという送り制御を行う送り制御部４３と、通常撮影制御の後に上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端が円筒体１の上流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上突出するまで上記移動装置３１を上記撮影装置２の露光時間中に駆動させ続けるという終端撮影制御を行う終端撮影制御部４４と、を有するものとした構成とする。

【0049】

詳述すると、上記計測ユニット３０の撮影装置２は、図９（ａ）に示す如く、光軸を上記円筒体１の中心軸に所要の角度で交差するように傾斜させた状態で、搬送テーブル３４の下側面に固定して設けるようにしてある。該搬送テーブル３４の上側面には、リニアガイド３５が、図９（ｂ）に示す如く、所要の間隔で複数（図では４個）設けてあり、該各リニアガイド３５は、図９（ａ）に示す如く、上記円筒体１の軸心方向に延びるように昇降テーブル３６の下側面に平行に固定して設けたリニアガイドレール３７に移動可能に取り付けられている。更に、上記搬送テーブル３４には、リニアモータ等の図示してないテーブル駆動装置が設けられてある。このように、移動装置３１を、上記搬送テーブル３４と上記リニアガイド３５と上記リニアガイドレール３７と上記テーブル駆動装置とを備えてなる構成することで、上記撮影装置２を上記円筒体１の軸心方向に移動できるようにしてある。

【0050】

又、上記昇降テーブル３６には、上記リニアガイドレール３７と平行に位置検出器としての図示してないリニアスケールを設けるようにして、上記リニアガイドレール３７に沿う方向の搬送テーブル３４の位置を、上記リニアガイドレール３７に沿う方向の任意の位置を基準とした絶対位置として検出することができるようにしてある。これにより、上記撮影装置２の最初の露光時（撮影時）の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端を、円筒体１の上流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上突出させた位置に位置決めできるようにしてある。又、上記撮影装置２の最後の露光時（撮影時）の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端を、図示してないレーザ変位センサの如き長さ計測器などで計測された円筒体１の長さに基づいて、円筒体１の下流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さ以上突出する位置まで移動させることができるようにしてある。このようにして、上記撮影装置２と上記移動装置３１を備えてなる計測ユニット３０を構成するようにしてある。

【0051】

一方、上記計測ユニット駆動機構３２は、図９（ａ）（ｂ）に示す如く、上記昇降テーブル３６の各コーナー部分（図では４ヶ所）に鉛直方向に固定して設けたリニアガイド３８と、該各リニアガイド３８を鉛直方向に移動可能に取り付けたリニアガイドレール３９と、上記昇降テーブル３６に取り付けたリニアモータ等の図示してない駆動装置と、上記各リニアガイドレール３６をそれぞれ固定して搬送装置８の両側に立設させた支持台４０とを備えた構成としてある。これにより、上記計測ユニット３０を鉛直方向に移動させることができるようにしてある。

【0052】

又、上記支持台４０には、上記計測ユニット駆動機構３２におけるリニアガイドレール３９と平行に、図示してない位置検出器としてのリニアスケールを設けるようにしてある。これにより、上記撮影装置２の高さ位置を、上記リニアガイドレール３９に沿う方向の任意の位置を基準とした絶対位置として検出することができるようにして、上記円筒体１の外周面上端と上記撮影装置２との間の距離を、所望の撮影視野２ａが得られる距離に容易に設定できるようにしてある。

【0053】

又、上記搬送装置８は、該搬送装置８により搬送される円筒体１の軸心線が、平面視で、上記撮影装置２の光軸と同一直線上に配置されるように設置するようにしてある。これにより、搬送される円筒体１の軸心線に直交する水平方向の位置と、上記撮影装置２の光軸に直交する水平方向の位置とが、円筒体１が搬送される間に自動で一致されるようにしてある。

【0054】

次に、上記制御装置３３の構成について説明する。上記制御装置３３は、図１０に示す如く、入力された情報に基づいて上記移動装置３１の移動速度ｖを演算する撮影演算部３３ａを備えると共に、前記したように、上記撮影装置２に最初の露光を行わせると共に撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端を円筒体１の下流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上突出させた上記撮影装置２における撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動距離が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上になるまで上記移動装置３１を上記撮影装置２の最初の露光時間ｔの間に駆動させ続けるという始端撮影制御を行う始端撮影制御部４１と、該始端撮影制御の後に上記撮影装置２に露光を行わせると共に該露光時間ｔの間に上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動距離が上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上になるまで上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで上記移動装置３１を駆動させ続けるという通常撮影制御を行う通常撮影制御部４２と、該通常撮影制御と始端撮影制御による露光が終了した際の撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部（終端部）に対して次の通常撮影制御又は終端撮影制御による露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部（始端部）が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重なるまで上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで上記移動装置３１を駆動させるという送り制御を行う送り制御部４３と、上記通常撮影制御の後に上記撮影装置２に最後の露光を行わせると共に該露光時間ｔの間に上記撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端が円筒体１の上流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上突出するまで上記移動装置３１を上記撮影装置２の露光時間ｔの間に駆動させ続けるという終端撮影制御を行う終端撮影制御部４４と、を有する撮影制御部３３ｂを備え、且つ、上記円筒体１の外周面上端の高さと上記撮影装置２の高さとの間の距離が撮影装置２の所望の撮影視野２ａが得られる距離まで上記計測ユニット駆動機構３２を駆動させる制御を行う計測ユニット駆動機構制御部３３ｃと、上記撮影装置２を円筒体１軸心方向における円筒体１を撮影する撮影位置に移動するまで上記移動装置３１を駆動させる制御を行う移動装置制御部３３ｄと、を備えた構成としてある。

【0055】

上記撮影演算部３３ａは、たとえば、図示してないレーザ変位センサの如き長さ計測器などで計測された円筒体の長さＹと、上記撮影装置２の露光時間ｔと、上記撮影装置２の撮影視野２ａの長さＸと、上記送り制御により上記撮影装置２が移動させられる距離Ｚと、上記撮影装置２が露光（撮影）を行う回数ｎと、上記撮影装置２の最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端を円筒体１の下流側端から突出させた水平距離Ｂと、上記撮影装置２の最後の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端を円筒体１の上流側端から突出させた水平距離Ｃとから、上記移動装置３１の移動速度ｖ（＝（Ｙ＋Ｂ＋Ｃ−Ｘ＋Ｚ−ｎＺ）／ｎｔ、但し、ｖｔ≧Ｌ、Ｂ≧Ｌ、Ｃ≧Ｌ、Ｘ−Ｚ≧Ｌ）を求めるようにしてある。なお、ｖｔ≧Ｌ、Ｂ≧Ｌ、Ｃ≧Ｌ、Ｘ−Ｚ≧Ｌとしてあるのは、ｖｔ、Ｂ、Ｃ、Ｘ−Ｚのいずれかが、判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ未満だと、撮影装置２の撮影画像において、傷の引き伸ばし作用が得られない部分が生じてしまうからである。

【0056】

又、上記撮影演算部３３ａは、上記移動装置３１の移動速度ｖと、上記送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚとから、送り制御により移動装置３１を駆動させる送り時間ｔ´を求めるようにしてある。

【0057】

上記撮影制御部３３ｂは、上記撮影演算部３３ａから移動速度ｖと露光回数ｎと露光時間ｔと送り時間ｔ´を読み込むようにしてあり、検査対象物に対する検査開始の信号を受けると、上記始端撮影制御部４１に始端撮影制御開始信号を送って、該始端撮影制御部４１に、始端撮影制御を開始させるようにしてある。該始端撮影制御は、上記撮影装置２に露光を行わせる制御と、該露光時間ｔの間に上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで上記移動装置３１を駆動させ続ける制御とを備えるようにしてある。これにより、円筒体１に対する相対移動方向上流側端を円筒体１の下流側端から判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上突出させた上記撮影装置２の撮影視野２ａを、露光時間ｔの間に、図１１（ｃ）に示す如く、上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上移動させることで、撮影装置２により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得ることができるようにしてある。又、始端撮影制御部４１は、露光時間ｔが経過して撮影が終了すると、露光時間終了信号を送り制御部４３に送るようにしてある。

【0058】

上記送り制御部４３は、上記始端撮影制御部４１、通常撮影制御部４２から露光時間終了信号を受けると、送り時間ｔ´の間、上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで上記移動装置３１を駆動させる送り制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２の撮影視野２ａを、図１１（ｄ）に示す如く、始端撮影制御と通常撮影制御による露光が終了した際の撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部に対して次の通常撮影制御又は終端撮影制御による露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重なるまで移動させるようにしてある。又、送り制御部４３は、送り時間ｔ´が経過して送り制御が終了すると、通常撮影制御部４２による合計撮影回数がｎ−２回未満の場合には、通常撮影制御部４２に通常撮影制御開始信号を送って、通常撮影制御部４２に通常撮影制御を行わせるようにしてある。一方、通常撮影制御部４２による合計撮影回数がｎ−２回の場合には、上記終端撮影制御部４４に、終端撮影制御開始信号を送るようにしてある。

【0059】

上記通常撮影制御部４２は、通常撮影制御開始信号を受けると、上記撮影装置２に露光を行わせる制御と、該露光時間ｔの間に上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで上記移動装置３１を駆動させ続ける制御とを行う、通常撮影制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２の撮影視野２ａを、露光時間ｔの間に、図１２（ａ）に示す如く、上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上移動させることで、撮影装置２により傷を引き伸ばした状態の撮影画像を得ることができるようにしてある。又、通常撮影制御部４２は、露光時間ｔが経過して撮影が終了すると、露光時間終了信号を上記送り制御部４３に送るようにしてある。

【0060】

上記終端撮影制御部４４は、上記送り制御部４３から終端撮影制御開始信号を受けると、上記撮影装置２に露光を行わせる制御と、該露光時間ｔの間に上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで上記移動装置３１を駆動させ続ける制御とを行う、終端撮影制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２の撮影視野２ａを、露光時間ｔの間に、
通常撮影制御による露光が終了した際の撮影装置２の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部に対して終端撮影制御による露光開始時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端部を判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上重ねた状態から、図１２（ｂ）に示す如く、終端撮影制御による露光終了時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向下流側端部が判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上、円筒体１の上流側端から突出するまで移動させるようにしてある。

【0061】

一方、上記計測ユニット駆動機構制御部３３ｃは、たとえば、図示してないレーザ変位センサの如き外径計測器などで計測された円筒体１の外径と、上記搬送装置８のトラフ形状の搬送面８ａの高さと、該搬送面８ａのなす角から、上記円筒体１の外周面上端の高さを求める機能を有しており、上記支持台４０に取り付けた図示してないリニアスケールから求まる上記撮影装置２の高さと、上記求めた円筒体１の外周面上端の高さとに基づいて、計測ユニット駆動機構３２を駆動させる制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２の高さと、円筒体１の外周面上端の高さとの間の距離を、撮影装置２の所望する撮影視野２ａが得られる距離に設定できるようにしてある。

【0062】

上記移動装置制御部３３ｄは、たとえば、上記昇降テーブル３６に取り付けた図示してないリニアスケールから求まる上記撮影装置２の円筒体１軸心方向の位置と、円筒体１が搬送装置８上で円筒体１直径方向に移動するストッパー２９により停止される位置と、撮影装置２の最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端を円筒体１の下流側端から突出させる水平距離Ｂに基づいて、上記移動装置３１を駆動させる制御を行うようにしてある。これにより、上記撮影装置２を、円筒体１に対して円筒体１軸心方向に離反する退避位置と、円筒体１を撮影する撮影位置、すなわち、撮影装置２の最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端が円筒体１の下流側端から上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上突出する位置との間を移動させることができるようにしてある。

【0063】

又、画像処理装置１２は、露光回数ｎが２以上、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚがゼロで、且つ、Ｘ≧ｖｔ≧Ｌの場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を順次繋げる処理を行い、該繋げた撮影画像を判定装置１０に送るようにしてある。

【0064】

更に、上記搬送装置８の下流側には、円筒体１を周方向に回転させるための図示してない円筒体回転駆動装置を設けるようにしてある。

【0065】

その他の構成は、図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示したのと同様であり、同一のものには同一符号を付してある。

【0066】

図９（ａ）（ｂ）及至図１２（ａ）（ｂ）に示した実施の形態の検査対象物表面の傷検出装置を用いて円筒体１の外周面の検査を行う場合、まず、図１１（ａ）に示す如く、図示してない昇降機構により搬送装置８の下流側端部から所要距離離反する位置に移動させておいたストッパー２９に、円筒体１の下流側端面が当接するまで、円筒体１を搬送装置８により搬送する。次に、ストッパー２９に、円筒体１の下流側端面が当接すると、搬送装置８を停止させて、図示してない昇降機構によりストッパー２９を下降させて退避させる。次いで、上記制御装置３３における計測ユニット駆動機構制御部３３ｃの制御により、計測ユニット駆動機構３２を駆動させて、図１１（ｂ）に示す如く、上記撮影装置２を、所望の撮影視野２ａが得られる高さ位置に移動させる。その後、上記制御装置３３における移動装置制御部３３ｄの制御により、移動装置３１を駆動させて、撮影装置２を、該撮影装置２の最初の露光時の撮影視野２ａの円筒体１に対する相対移動方向上流側端が円筒体１の下流側端から上記判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上突出する位置に移動させてから、図１１（ｃ）に示す如く、始端撮影制御部４１の始端撮影制御により、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部３３ａにおいて求めた移動速度ｖで移動装置３１を駆動させ続ける。次に、図１１（ｄ）に示す如く、送り制御部４３の送り制御により、送り時間ｔ´の間、上記撮影演算部３３ａで求めた移動速度ｖで移動装置３１を駆動させる。この送り制御を行った後、図１２（ａ）に示す如く、通常撮影制御部４２の通常撮影制御により、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部３３ａにおいて求めた移動速度ｖで移動装置３１を駆動させ続ける。次いで、図１１（ｄ）に示したのと同様に、送り制御部４３による送り制御を行う。この通常撮影制御と送り制御をｎ−２回行った後、図１２（ｂ）に示す如く、終端撮影制御部４４の終端撮影制御により、上記撮影装置２に露光を開始させると共に、該露光時間ｔの間、上記撮影演算部３３ａにおいて求めた移動速度ｖで移動装置３１を駆動させ続けて、円筒体１外周面上端の撮影を終了する。なお、撮影画像は順次、撮影装置から画像処理装置１２に送るようにしてある。

【0067】

画像処理装置１２に撮影画像が送られると、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚが設定されている場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を繋げる処理をせずに、各撮影画像が判定装置１０に送られる。一方、露光回数ｎが２以上、送り制御により撮影装置２が移動させられる距離Ｚがゼロで、且つ、Ｘ≧Ｒωｔ≧Ｌの場合には、上記撮影装置２より出力される各撮影画像を順次繋げる処理を行い、該繋げた撮影画像が判定装置１０に送られる。

【0068】

判定装置１０は、撮影画像を受け取ると、各撮影画像の明暗の変化が生じる部分を傷と判定する。この際、各撮影画像の同じ位置に明暗の変化が生じる部分が出現したり、繋げた撮影画像に等間隔に明暗の変化が生じる部分が出現したりする場合には、該部分を撮影像装置２のレンズに付着した汚れと認識して、該部分は傷と判定されないことになる。又、傷と判定された明暗の変化部分の下流側端部が円筒体１に生じた傷の位置と推定されることになる。

【0069】

しかる後、図示してない円筒体回転駆動装置を円筒体１に取り付けて、該円筒体回転駆動装置により、上記円筒体１を、上記撮影装置２の撮影視野２ａの幅以下周方向に回転させ、該円筒体１の外周面上端を上記と同様の順序で再び検査するようにする。

【0070】

このように、図９（ａ）（ｂ）及至図１２（ａ）（ｂ）に示した実施の形態の検査対象物表面の傷検出装置によれば、図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示した実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0071】

なお、上記図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示した実施の形態では、撮影装置２を円筒体１に対して回転変位させるために回転駆動装置４を相対変位装置として撮影装置２を回転させる場合について説明したが、これに限られるものではなく、円筒体１を撮影装置２に対して回転させたり、撮影装置２と円筒体１の両方を互いに円筒体１の軸心上で互いに逆方向に相対変位するように回転させたりしてもよい。

【0072】

又、上記図９及至図１２（ａ）（ｂ）に示した実施の形態では、撮影装置２を円筒体１に対して相対的に変位させるために相対変位装置として移動装置３１で撮影装置２を移動させる場合について説明したが、これに限られるものではなく、円筒体１を撮影装置２に対して移動させたり、撮影装置２と円筒体１の両方を互いに相対的に移動させたりしてもよい。

【0073】

更に、上記各実施の形態では、回転駆動装置４の回転速度ω、ω´、移動装置３１の移動速度ｖを制御装置１１，３３により制御する場合について説明したが、これに限られるものではなく、制御装置１１，３３により、撮影装置２の露光時間ｔを制御するようにしてもよい。

【0074】

上記図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示した実施の形態における、撮影装置２と搬送テーブル１３との間にシリンダを設けて、該シリンダを伸縮させることにより、円筒体１の内面を全長に亘り撮影装置２で撮影できるようにしてもよい。

【0075】

又、上記図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示した実施の形態における、撮影装置２の露光時間ｔの間に、計測ユニット駆動機構７における水平方向駆動機構１８を、判定装置１０により判定できる傷の最小長さＬ以上移動させて、撮影装置２により撮影される円筒体１の傷を、円筒体１の軸心方向にも引き伸ばすようにしてもよい。

【0076】

更に、上記図９及至図１２（ａ）（ｂ）に示した実施の形態では、検査対象物を円筒体１とした場合について説明したが、これに限られるものではなく、平板など、円筒以外の形状を検査対象物としてもよい。

【0077】

上記各実施の形態では、制御装置１１，３３による通常撮影制御と送り制御とで、回転駆動装置４の回転速度ω、ω´、移動装置３１の移動速度ｖを同じ速度に制御する場合について説明したが、別々の回転速度ω、ω´、移動速度ｖに制御するようにしてもよい。

【0078】

又、上記図１及至図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示した実施の形態における検知装置５は、検査対象物の検査対象表面の位置を検知できれば、いかなる位置に設けてもよい。

【0079】

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0080】

１ 円筒体（検査対象物）
２ 撮影装置
２ａ 撮影視野
３ 撮影装置駆動機構
４ 回転駆動装置（相対変位装置）
４ａ 回転軸（支持軸）
５ 検知装置
６ 計測ユニット
７ 計測ユニット駆動機構
８ 搬送装置
８ａ 搬送面
１０ 判定装置
１１ 制御装置
３１ 移動装置（相対変位装置）
３３ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】