特許 6384021 欠陥検査装置、欠陥検査方法

(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】6384021

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】欠陥検査装置、欠陥検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20180827BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/892 C

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-80730(P2015-80730)

(22)【出願日】2015年4月10日

(65)【公開番号】特開2016-200496(P2016-200496A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2017年8月8日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 刊行物の掲載日 平成２７年０２月１７日 刊行物の名称 日刊鉄鋼新聞 公開者 株式会社鉄鋼新聞社

(73)【特許権者】

【識別番号】592180823

【氏名又は名称】株式会社メック

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】榎本 淳

【審査官】 嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１６３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５５５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６７０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２６８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４５５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１７９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０８０５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に連続しその断面が四角形以上の多角形形状である検査対象物の外周面を照明する照明部と、
前記断面における少なくとも隣接する２辺に対応する外周面を撮影する撮像部であって、前記隣接する２辺の組み合わせが異なる辺に対応する外周面となるように配置され撮像する複数の撮像部と、
前記撮像部のそれぞれから得られる撮像結果に基づく画像データであって、前記検査対象物の移動方向に対して複数個からなる画像データを加算し、前記移動方向に所定の行数離れた位置から同様に複数個からなる画像データを取得して加算し、流れ方向に対してこれらの差を比較する縦差分処理を行って前記検査対象物の欠陥を検出する検出部と、
を有する欠陥検査装置。

【請求項2】

前記撮像部から前記検査対象物に対する延長線方向において、前記撮像部に向けて光を照射する補助照明部を有する請求項１に記載の欠陥検査装置。

【請求項3】

前記検査対象物の断面のサイズに応じて、前記撮像部が取り付けられた台を前記検査対象物に対して垂直方向に相対移動させる撮像位置調整部を有する請求項１または請求項２記載の欠陥検査装置。

【請求項4】

前記検査対象物の断面のサイズに応じて、前記照明部を前記検査対象物に対して垂直方向に相対移動させる照明位置調整部を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。

【請求項5】

長手方向に連続しその断面が四角形以上の多角形形状である検査対象物の外周面を照明し、
前記断面における少なくとも２辺を撮影する撮像部を、前記多角形形状のそれぞれの辺が撮像されるように前記検査対象物の外周面側に複数配し、
前記撮像部のそれぞれから得られる撮像結果に基づく画像データであって、前記検査対象物の移動方向に対して複数個からなる画像データを加算し、前記移動方向に所定の行数離れた位置から同様に複数個からなる画像データを取得して加算し、流れ方向に対してこれらの差を比較する縦差分処理を行って前記検査対象物の欠陥を検出する
欠陥検査方法。

【請求項6】

前記撮像部から前記検査対象物に対する延長線方向において、前記撮像部に向けて光を照射する補助照明部を設ける請求項５に記載の欠陥検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断面形状が四角形以上の多角形形状である長手方向に連続する検査対象物の外面を検査する欠陥検査装置、欠陥検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

断面形状が多角形形状であって長手方向に連続する検査対象物の検査が行われている。この検査対象物として、例えば、断面形状が六角形である棒状部材がある。このような検査対象物を検査する場合、検査台に検査対象物を載置し、照明装置で照明しつつ、長手方向に沿う方向の中心軸を中心として転がし、何れかの面に傷や汚れ等の欠陥があるか否かを視認することで検査していた。また、この欠陥検査では、断面における頂点、すなわち、辺どうしの境界に欠陥があるか否かの検査が行われる。

【0003】

一方、長手方向に連続する検査対象物の外壁面の欠陥を検査する欠陥検査装置がある（例えば、特許文献１参照）。この検査対象物は、例えばチューブ等の円筒状の物体であり、その断面形状は、円である。そして、検査対象物の中心軸に対して同心円状に４台のラインセンサ（撮像装置）を配置して、得られる画像から欠陥検査を行っている。この検査を行う場合、お互いのラインセンサの撮像領域が重なる中心位置に、検査対象物の長手方向の中心軸を合わせるようにして搬送する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−２５８１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した特許文献１の欠陥検査装置では、断面が円である検査対象物を対象として検査することができるが、断面形状が四角形以上の多角形である検査対象物を検査するものではない。そのため、断面形状が多角形である検査対象物の各面及び境界部を精度良く検査することについては必ずしも言及されていない。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、長手方向に連続し断面が四角形以上の多角形形状である検査対象物を精度よく検査することができる欠陥検査装置、欠陥検査方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明は、長手方向に連続しその断面が四角形以上の多角形形状である検査対象物の外周面を照明する照明部と、前記断面における少なくとも隣接する２辺に対応する外周面を撮影する撮像部であって、前記隣接する２辺の組み合わせが異なる辺に対応する外周面となるように配置され撮像する複数の撮像部と、前記撮像部のそれぞれから得られる撮像結果に基づく画像データであって、前記検査対象物の移動方向に対して複数個からなる画像データを加算し、前記移動方向に所定の行数離れた位置から同様に複数個からなる画像データを取得して加算し、流れ方向に対してこれらの差を比較する縦差分処理を行って前記検査対象物の欠陥を検出する検出部と、を有する。
また、本発明は、上述の欠陥検査装置において、前記撮像部から前記検査対象物に対する延長線方向において、前記撮像部に向けて光を照射する補助照明部を有する。
また、本発明は、上述の欠陥検査装置において、前記検査対象物の断面のサイズに応じて、前記撮像部が取り付けられた台を前記検査対象物に対して垂直方向に相対移動させる。
また、本発明は、上述の欠陥検査装置において、前記検査対象物の断面のサイズに応じて、前記照明部を前記検査対象物に対して垂直方向に相対移動させる照明位置調整部を有する。
また、本発明は、上述の欠陥検査装置において、前記検査対象物の長手方向に沿う方向の中心軸に対する垂直方向であって前記検査対象物の外周面からの距離が、目標距離となるように、前記検査対象物の断面のサイズに応じて前記撮像部を移動させる撮像距離調整部を有する。

【0008】

また、本発明は、上述の欠陥検査装置において、前記撮像部のそれぞれは、前記検査対象物の前記中心軸に沿う方向に相対移動されて撮像し、前記検出部は、前記撮像結果である各画素の前記中心軸に沿う方向において隣接する画素の検出値の差に基づいて欠陥を検出する。
また、本発明は、上述の欠陥検査装置において、前記検査対象物の断面は、正多角形であり、前記撮像部は、前記検査対象物の長手方向に沿う方向の中心軸と前記２辺の境界との延長線方向において撮像する。

【0009】

また、本発明は、長手方向に連続しその断面が四角形以上の多角形形状である検査対象物の外周面を照明し、前記断面における少なくとも２辺を撮影する撮像部を、前記多角形形状のそれぞれの辺が撮像されるように前記検査対象物の外周面側に複数配し、前記撮像部のそれぞれから得られる撮像結果に基づく画像データであって、前記検査対象物の移動方向に対して複数個からなる画像データを加算し、前記移動方向に所定の行数離れた位置から同様に複数個からなる画像データを取得して加算し、流れ方向に対してこれらの差を比較する縦差分処理を行って前記検査対象物の欠陥を検出する。
また、本発明は、上述の欠陥検査方法において、前記撮像部から前記検査対象物に対する延長線方向において、前記撮像部に向けて光を照射する補助照明部を設ける。

【発明の効果】

【0010】

以上説明したように、この発明によれば、検査対象物の外周面を照明し、断面における少なくとも２辺に対応する外周面を複数の撮像部にてそれぞれ撮像し、撮像結果に基づいて検査対象物の欠陥を検出するようにした。これにより、２辺に対応する外周面を１つの撮像部にて撮像することで、共通する撮像条件下において撮像できるため、断面形状が四角形以上の多角形形状である検査対象物であっても、検査条件が各面において異なってしまうことを低減することができ、精度良く検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】欠陥検査装置１の側方からみた場合を表す側方図である。

【図2】図２は、欠陥検査装置１の正面側からみた場合を表す正面図である。

【図3】撮像部１２と検査対象物５０との関係を説明する図である。

【図4】撮像部１２によって撮像された画像の一例を示す図である。

【図5】欠陥検査装置１の機能を表す機能ブロック図である。

【図6】検査対象物５０の断面のサイズと移動量について説明する図である。

【図7】欠陥検査装置１の動作を説明するフローチャートである。

【図8】撮像部１２によって撮像された画像とグラフを説明する図である。

【図9】第２の実施形態における欠陥検査装置１Ａの側方からみた場合を表す側方図である。

【図10】撮像結果に基づく出力値を表すグラフである。

【図11】検査対象物の外観の一部を表す斜視図である。

【図12】図１１に示す検査対象物の端部を撮像した撮像結果を表す図である。

【図13】照明部１３から照射された光が検査対象物５０に反射して撮像部１２に到達する場合について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態による欠陥検査装置について図面を参照して説明する。
図１、図２は、本発明の一実施形態における欠陥検査装置の構成を表す概略外観図である。図１は、欠陥検査装置１の側方からみた場合を表す側方図である。図２は、欠陥検査装置１の正面側からみた場合を表す正面図である。
欠陥検査装置１において、昇降台１０は、取り付けユニット１１が垂直方向に移動可能に搭載される。取り付けユニット１１は、一方の面に撮像部１２ａ、撮像部１２ｂ、撮像部１２ｃ、照明部１３、搬送部１４が取り付けられ、他方の面に昇降台１１が連結される。
昇降台１０は、取り付けユニット１１に連結されており、取り付けユニット１１を垂直方向に移動させることで、欠陥検査装置１が設置された接地面に対する取り付けユニット１１の垂直方向の高さを変更することが可能である。

【0013】

取り付けユニット１１は、照明部１３、撮像部１２が取り付けられており、昇降台１０によって昇降されることで、照明部１３、撮像部１２とともに垂直方向に移動（昇降）することが可能である。この実施形態において、撮像部１２ａ、撮像部１２ｂ、撮像部１２ｃを特に識別しない場合には、単に撮像部１２と称する場合もある。
昇降台１０、取り付けユニット１１の一部には、それぞれ穴１０ａ、穴１１ａが形成されている。検査対象物５０は、長手方向に連続しその断面が多角形形状をしている。この検査対象物５０は、棒状部材であり、断面は、例えば正六角形である。この検査対象物５０は、穴１１ａ、穴１０ａを通るように、欠陥検査装置１の正面側（昇降台１０において取り付けユニット１１が連結されている側の面）から背面側（昇降台１０において取り付けユニット１１が連結されていない側の面）に、当該検査対象物５０の一端側から他端側に向かって、搬送部１４によって搬送される。

【0014】

撮像部１２ａ、撮像部１２ｂ、撮像部１２ｃは、取り付けユニット１１の一方の面に対し、検査対象物５０に対してお互いに別の方向から撮像するように異なる方向を向けて取り付けられ、ぞれぞれ、取り付けユニット１１の正面側付近に到達している検査対象物５０の外周面のうち、何れかの面を撮像する。この撮像部１２は、検査対象物５０の断面における少なくとも隣接する２辺に対応する外周面を撮影する機能を有し、隣接する２辺の組み合わせが異なる辺に対応する外周面となるように配置される。また、撮像部１２は、それぞれ、撮像方向に対して前後方向、すなわち、検査対象物５０に近づく方向と、遠ざかる方向とのいずれかに移動することが可能である。この撮像部１２としては、例えば、複数のＣＣＤ（Charge-Coupled Device）素子が配列されたラインセンサを用いることができる。

【0015】

照明部１３は、長手方向に連続しその断面が多角形形状である検査対象物５０の外周面を照明する。この照明部１３は、複数の光源がリング状（円環状）に配列されており、リング状の内周側の穴を検査対象物５０が通過可能となっている。この照明部１３は、それぞれの光源から検査対象物の照射された光は、取り付けユニット１１の正面側付近に到達している検査対象物５０の外周面を照明する。ここでは、光源がリング状に配列されていることにより、それぞれの光源から光が照射されることで、正面側付近に到達している部位の近傍について、検査対象物５０の外周面の全面にわたって照明される。照明１３は、取り付けユニット１１に取り付けられており、取り付けユニット１１が垂直方向に移動することに伴って、垂直方向に移動することが可能である。ここでは、照明部１３の垂直方向の高さは、検査対象物５０の長手方向の中心軸が照明部１３の円の中心部に位置するように調整される。

【0016】

なお、この照明部１３は、半円状に光を照射する光ファイバ照明であってもよい。このような照明部１３から照射される光は、例えば、線状の光の帯のような形状で照射される。

【0017】

搬送部１４は、昇降台１０に対して垂直方向における高さが変わらないように設置されており、欠陥検査装置１の正面側から背面側に、検査対象物５０の長手方向における一端側から他端側に向かって、指定された搬送速度で搬送する。ここで、搬送部１４の載置面には、検査対象物５０のいずれか１つの面が接するように載置される。例えば、検査対象物５０の断面における正六角形のうちいずれか１つの辺に対応する面が搬送部１４に接するように載置される。また、搬送部１４には、水平方向における検査対象物５０の一方側に保持部１４ａ、他方側に保持部１４ｂが設けられ、検査対象物５０の水平方向における幅に対応した幅となるように調整される。この保持部１４ａと保持部１４ｂとによって、検査対象物５０が水平方向に転がったり、あるいは移動（ずれて）しまわないように、搬送位置を保持することができる。また、この保持部１４ａと保持部１４ｂは、検査対象物５０の断面の形状、サイズが異なる場合であっても、検査対象物５０の長手方向の中心軸が搬送部１４の幅方向における中心に、垂直方向において並ぶように保持される。言い換えると、検査対象物５０の中心軸は、搬送部１４の幅方向のセンターに位置するように保持部１４ａ、保持部１４ｂによって保持される。これにより、検査対象物５０を搬送する際に、検査対象物５０を蛇行させずに搬送することができる。この保持部１４ａ、保持部１４ｂのうち検査対象物５０に当接する面にローラーを設けることで、検査対象物５０を保持しつつ、円滑に搬送することも可能である。
搬送部１４の搬送面には、例えば、複数のローラーが設けられ、これらが搬送方向に向けて回転駆動することで、検査対象物５０を相対移動させることができる。この搬送部１４は、取り付けユニット１１が昇降されたとしても垂直方向に移動はせず、検査開始前後に係わらず、所定の高さになるように固定設置されることで、検査対象物５０を同じ高さで搬送する。ここで、搬送部１４の高さが一定であるため、検査対象物５０の断面形状におけるサイズが変わると、搬送部１４の搬送面から検査対象物５０の上面までの高さが変わる（中心軸の高さが変わる）が、このサイズに応じて取り付けユニット１１が昇降することで、照明部１３、撮像部１２によって、検査対象物５０の長手方向の中心軸を中心として照明、撮像することができる。

【0018】

図３は、撮像部１２と検査対象物５０との関係を説明する図である。
撮像部１２のうち、撮像部１２ａは、検査対象物５０の外周面のうち、検査対象物５０の断面の第１辺（符号５０ａ）に対応する外周面と第１辺に隣接する第２辺（符号５０ｂ）に対応する外周面とを撮像する。撮像部１２ｂは、検査対象物５０の外周面のうち、検査対象物５０の断面の第３辺（符号５０ｅ）に対応する外周面と第３辺に隣接する第４辺（符号５０ｆ）に対応する外周面を撮像し、撮像部１２ｃは、検査対象物５０の外周面のうち、検査対象物５０の断面の第５辺（符号５０ｃ）に対応する外周面と第５辺に隣接する第６辺（符号５０ｄ）に対応する外周面を撮像する。これにより、複数台の撮像部１２によって、外周面の全面が撮像される。

【0019】

また、撮像部１２は、検査対象物５０の断面におけるサイズ、すなわち径方向の距離（対向する面どうしの距離、あるは、対応する頂点どうしの距離）に応じて、検査対象物５０の長手方向に沿う方向の中心軸に対する垂直方向のうち、検査対象物５０に近づく方向と、遠ざかる方向とのいずれかに、それぞれ移動することが可能である。例えば、検査対象物５０の径方向の距離は、部材によって様々である。撮像部１２は、サイズに応じて、検査対象物５０に近づく方向に移動するか、遠ざかる方向に移動することによって、検査対象物５０の外周面までの距離が定められた目標距離となる位置まで移動し、撮像する。この撮像は、検査対象物５０が搬送部１４によって検査対象物５０の中心軸に沿う方向に相対移動されながら撮像する。これにより、撮像部１２は、検査対象物５０の外周面の全面について、検査対象物５０の一端側から他端側まで撮像する。

【0020】

ここでは、検査対象物５０の断面は、正多角形（正六角形）である。
撮像部１２は、検査対象物５０の長手方向に沿う方向の中心軸と２辺の境界との延長線方向において撮像する。例えば、撮像部１２ａは、検査対象物５０の長手方向に沿う方向の中心軸（符号５０ｇ）と２辺（符号５０ａと符号５０ｂに示す辺）の境界との延長線方向（符号５０ｈ）に配置され、撮像対象である第１辺（符号５０ａ）と第２辺（符号５０ｂ）とが撮像範囲に含まれるように撮像する。

【0021】

図４は、撮像部１２によって撮像された画像の一例を示す図である。ｘ方向は、検査対象物５０の短手方向（幅方向）であり、ｙ方向は、検査対象物５０の長手方向（搬送方向）である。ここでは、検査対象物５０の第１辺に対応する面を撮像した領域（符号Ａ１）と、第２辺に対応する面を撮像した領域（符号Ａ２）が撮像結果として得られる。また、撮像部１２の撮像範囲ではあるが、検査対象物５０が存在しない空間が撮像された領域（符号Ａ４、Ａ５）が、検査対象物５０が撮像された領域の外側に撮像結果として得られる。検査対象物５０の第１辺と第２辺とが接する位置である頂点について、ｙ方向に沿った位置に撮像される（符号Ａ３）。また、欠陥がある領域については、欠陥がない領域に比べて出力値が大きく又は小さく撮像されるため、ラインセンサの出力信号に基づいて得られる画像データを画像処理することにより、流れ方向に差分を取り欠陥の検出を行う。

【0022】

図５は、欠陥検査装置１の機能を表す機能ブロック図である。
欠陥検査装置１には、図１、図２において説明した構成の他に、入力部２０、調整部２１、検出部２２が設けられている。
入力部２０は、検査対象物５０の断面形状におけるサイズの入力を受付ける。この入力部２０は、例えば、キーボードやタッチパネルである。また、入力部２０は、搬送部１４が搬送する速度を指定するための搬送速度の入力を受付けることもできる。
調整部２１は、入力部２０から入力される検査対象物５０の断面のサイズが入力されると、このサイズに応じた高さとなるように昇降台１０を駆動させ、垂直方向に移動させることで、取り付けユニット１１の垂直方向における高さを変更する。また、調整部２１は、検査対象物５０の断面のサイズに応じて、照明部１３を検査対象物５０に対して垂直方向に相対移動させる。

【0023】

検出部２２は、撮像部１２のそれぞれから得られる撮像結果に基づいて、検査対象物５０の欠陥を検出する。検出部２２は、撮像結果である各画素について、検査対象物５０の中心軸に沿う方向において隣接する画素の検出値の差に基づいて欠陥を検出する。
記憶部２３は、検出部２２の欠陥の検出結果と撮像部１２の撮像結果とを、検査対象物毎に記憶する。出力部２４は、欠陥の検出結果と撮像結果とを出力する。出力部２４は、例えば表示装置であり、記憶部２３に記憶された各種データを画面上に表示することができる。また、出力部２４は、他の装置からの要求に応じて、欠陥の検出結果や撮像結果を表すデータを外部の機器へ出力することができる。

【0024】

図６は、検査対象物５０の断面のサイズと移動量について説明する図である。
図６において、検査対象物５０と検査対象物５５の断面の形状は、いずれも正六角形であって同じであるが、検査対象物５０の断面のサイズが、検査対象部５５の断面のサイズより大きい。この場合、ユーザによって、多角形形状の種別と、断面のサイズが入力されると、調整部２１は、サイズに応じて照明部１３の垂直方向の高さを変更する。ここでは、調整部２１には、多角形形状の種別毎に、断面のそれぞれのサイズと照明部１３の基準位置からの垂直方向の移動量とを対応付けたテーブルを記憶しており、入力部２０から入力された種別とサイズに対応する移動量についてテーブルを参照して取得し、その移動量に応じて照明部１３を垂直方向に移動させる。例えば、符号（ａ）において示す検査対象物５０と符号（ｂ）において示す検査対象物５５は、どちらも断面形状が正六角形であるが、そのサイズが異なるため、サイズの差（符号５１）が生じる。そして、異なるサイズに対し、照明部１３の高さを変更しない場合には、サイズによって、照明部１３から検査対象物に対して照射される光の角度が、面によって相違し、検査条件が異なってしまう。このため、調整部２１は、サイズが変更された場合には、テーブルを参照して得られた移動量（符号５２）に従って照明部１３の位置を垂直方向に移動させる。
例えば、図６符号（ａ）における検査対象物５０のサイズが１５ｍｍであり、図６符号（ｂ）における検査対象物５５のサイズが５ｍｍの場合、サイズの差は１０ｍｍである。この場合、照明部１３の移動量は、図６符号（ａ）における位置を基準とした場合、垂直方向であって下方側に５ｍｍである。ここでは、図６符号（ａ）における位置を基準として説明したが、照明部１３に対して初期位置が設定されており、この初期位置を基準として垂直方向に移動する量がテーブルから求まる。
これにより、検査対象物５０の種々のサイズであっても、検査対象物の外周面のそれぞれについて、同じ角度から照明することができる。

【0025】

ここでは、調整部２１は、照明部１３の移動量だけでなく、撮像部１２（取り付けユニット１１）の移動量についても、種別とサイズ毎にテーブルとして記憶しており、このテーブルを参照することで、撮像部１２（取り付けユニット１１）の垂直方向における移動量を得て、昇降台１０に対して高さを変更するよう指示することで、サイズに応じた位置に変更することができる。調整部２１が撮像部１２（取り付けユニット１１）の高さを変更することで、撮像部１２のそれぞれは、検査対象物の長手方向に沿う方向の中心軸と撮像対象の２辺の境界との延長線方向に位置することができる。

【0026】

さらに、調整部２１は、種別とサイズ毎に、撮像部１２と検査対象物５０との距離についても記憶するテーブルを有しており、入力部２０から種別とサイズが入力されると、この種別とサイズに対応する距離（検査対象物５０の中心軸に向かう撮像部１２の位置）をテーブルを参照して読み出し、その距離となるように、撮像部１２のそれぞれを取り付けユニット１１上において、検査対象物５０に近づく方向または、遠ざかる方向のいずれかに移動させることで、位置を変更する。これにより、検査対象物５０の種別やサイズが変わったとしても、検査対象物５０と撮像部１２との距離を定められた距離に設定することができ、決められた条件で検査を行うことができる。

【0027】

次に、図７を用いて欠陥検査装置１の動作を説明する。図７は、欠陥検査装置１の動作を説明するフローチャートである。
検査対象物５０が欠陥検査装置１の搬送部１４に載置され、保持部１４ａ、保持部１４ｂによって水平方向への位置ずれが生じないように規制される。そして、ユーザによって検査対象物５０の断面形状とサイズが入力部２０から入力されると（ステップＳ１００）、調整部２１は、入力された断面形状とサイズに応じた照明の移動量をテーブルを参照することで算出する（ステップＳ１０１）。また、調整部２１は、断面形状、サイズに応じた撮像部１２の垂直方向における移動量と、検査対象物５０までの距離に応じた移動量とをテーブルを参照することで算出する（ステップＳ１０２）。そして、調整部２１は、求められたそれぞれの移動量に従い、照明部１３の位置と撮像部１２をそれぞれ移動量に応じて移動させる（ステップＳ１０３）。

【0028】

移動が終了すると、搬送部１４は、欠陥検査装置１の正面側から背面側に向かう方向に対し、検査対象物５０の一端側から他端側に順に搬送する。撮像部１２は、搬送される検査対象物５０を撮像する（ステップＳ１０４）。撮像部１２は、撮像結果を検出部２２に出力する。検出部２２は、撮像結果を順次記憶部２３に書き込むとともに（ステップＳ１０５）、撮像結果に基づいて、検査対象物５０の外周面における欠陥の有無を判定し（ステップＳ１０６）、判定結果（検査結果）と撮像結果における判定した箇所とを対応づけて書き込む。出力部２４は、記憶部２３に記憶された検査結果と撮像結果とを画面上に表示する（ステップＳ１０７）。

【0029】

図８は、撮像部１２によって撮像された画像とグラフを説明する図である。この図においては、断面形状が正六角形である棒状部材を実際に撮像した結果をもとに説明する。図８（ａ）、（ｃ）に示す図は、撮像部１２によって撮像された画像のうち、幅方向の一部拡大して表す図であり、ｘ方向は、検査対象物５０の短手方向（幅方向）であり、ｙ方向は、検査対象物５０の長手方向（搬送方向）である。図８（ｂ）に示す図は、図８（ａ）の符号Ａ３に示すｙ座標のｘ方向における座標と出力値との関係を示すグラフであり、図８（ｄ）に示す図は、図８（ｃ）の符号Ｃ３に示すｙ座標のｘ方向における座標と出力値との関係を示すグラフである。

【0030】

図８（ａ）において、検査対象物５０の撮像部１２によって撮像された隣り合う２辺が接する頂点について、長手方向に撮像された撮像結果に対応する画素は、他の画素に比べて黒く撮像されており（符号Ａ１）、長手方向にほぼ連続して黒く撮像された。また、傷や汚れ等の欠陥がある場合には、例えば符号Ａ２に示すように黒く撮像された。ここで、この撮像結果に基づいて、例えば隣接する画素どうしにおいて、ラインセンサからの出力信号の差を算出し、所定の閾値を超えた場合に、欠陥であるとして判定することが可能である。しかし、符号Ａ３で示すｘ方向の位置においてｘ方向に隣接する画素どうしで出力値の差を算出すると、図８（ｂ）のような出力値のグラフが得られる。しかし、隣り合う２辺が接する頂点に対応する位置（符号Ｂ１）において、出力値の差が、他の領域に比べて小さくなり、欠陥（図８（ａ）符号Ａ２）における出力値の差（図８（ｂ）符号Ｂ２）との識別が困難となってしまう。

【0031】

そこで、本実施形態において、検出部２２は、検査対象物５０の中心軸方向（搬送方向）に沿う方向において、検査対象物の移動方向に対して複数個からなる画像データを加算し、移動方向に所定の行数離れた位置から同様に複数個からなる画像データを取得して加算し、流れ方向に対してこれらの差を比較する縦差分処理を行って欠陥を検出する。例えば、検出部２２は、撮像画像（例えば図８（ａ））について、ｙ方向における出力値の差を求め、この差に基づく画像（図８（ｃ））とグラフ（図８（ｄ））を生成する。
ここでは、図８（ａ）においては、検査対象物５０の隣り合う２辺が接する頂点に対応する場所については、黒く撮像されていたが、縦差分処理を行うことで、図８（ｃ）符号Ｃ１に示すように、検査対象物５０の隣り合う２辺が接する頂点におけるコントラストを打ち消すことができた。一方で、図８（ａ）における欠陥に対応する領域（図８符号Ａ２）については、黒く撮像されていたが、縦差分処理を行ことで、図８（ｃ）符号Ｃに示すように、欠陥が把握可能な状態の画像を得ることができた。
そして、符号Ｃ３で示すｘ方向の位置においてｙ方向のいずれか（例えば、搬送方向）に隣接する画素どうしで出力値の差を算出すると、図８（ｄ）のような出力値のグラフが得られる。図８（ｄ）のグラフに示すように、欠陥（図８（ｃ）符号Ｃ）に対応するｘ方向の位置について、波形が他のｘ方向の箇所よりも大きく異なるため欠陥（図８（ｄ）符号Ｄ）であることが判定可能となる。ここでは、検出部２２は、出力値の差と上限側の基準値Ｄ１とを比較し、出力値の差が基準値Ｄ１以上である場合に明欠陥であると判定し、出力値の差と下限側の基準値Ｄ２とを比較し、出力値の差が基準値Ｄ２未満である場合には、暗欠陥であると判定する。
このように、縦差分処理を行うことで、検査対象物５０の隣り合う２辺が接する頂点におけるコントラストを打ち消し、欠陥部分のコントラストを強調することができる。

【0032】

なお、欠陥検査装置１は、照明部１３によって照射された光が検査対象物５０によって反射された光を撮像部１２によって撮像する。そのため、撮像部１２の撮像領域において、検査対象物５０が存在しない領域については、反射光が得られないため、撮像結果として黒く撮影される。例えば、図８（ａ）においては、撮像部１２の撮像領域のうち検査対象物５０が撮像されない領域（通過しない領域）については、符号Ａ３に示すように、黒く撮像された。

【0033】

次に、本実施形態の第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態における欠陥検査装置１Ａの側方からみた場合を表す側方図である。この実施形態においては、第１の実施形態とは照明に関する構成が異なるため、相違点を説明し、同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
照明部３３ａ、照明部３３ｂ、照明部３３ｃは、それぞれ、照明部１３の半円状の形状となるように光源が配置されている。照明部３３ａは、検査対象物５０を撮像部１２ａの撮像方向から照明する。照明部３３ｂは、検査対象物５０を撮像部１２ｂの撮像方向から照明する。照明部３３ｃは、検査対象物５０を撮像部１２ｃの撮像方向から照明する。
補助照明部３４ａ、補助照明部３４ｂ、補助照明部３４ｃは、対向する位置に配置された照明部からの光を反射する反射板である。補助照明部３４ａは、照明部３３ａからの光を撮像部１２ａ側に反射する。補助照明部３４ｂは、照明部３３ｂからの光を撮像部１２ｂ側に反射する。補助照明部３４ｃは、照明部３３ｃからの光を撮像部１２ｃ側に反射する。

【0034】

照明部３３ａは、撮像部１２ａの撮像方向から光を照射するが、撮像方向とは反対側から照明されない。この場合、照明部３３ａにおいてから照射された光のうち検査対象物５０によって反射された光は撮像部１２ａによって撮像されるが、撮像範囲のうち検査対象物５０がない空間については、光がない（微弱である）。そのため、図１０（ａ）に示すように、符号Ａ１と符号Ａ２に示すｘ方向における外側の領域については、光が検出されず、受光レベルが低い。そのため、検査対象物５０のｘ方向における両端部は、未検査領域を設定する必要が生じるため、両端部の検査を実施することができない。この検査領域の幅は、検査対象物５０の蛇行、反り等を考慮して設定される。未検査領域が設定されるのは、例えば、両端部において、欠陥があったとしても、欠陥によって光の反射が弱くなったのか、単に検査対象物５０が存在しない空間であるため光の反射が弱くなったのかが識別できないためである。これに対し、本実施形態においては、撮像部１２から検査対象物５０に対する延長線方向において、照明部３３ａ（照明部３３ｂ、照明部３３ｃ）の光を反射する補助照明部３４ａ（補助照明部３４ｂ、補助照明部３４ｃ）が設けられる。これにより、例えば、補助照明部３４ａは、撮像部１２ａ側に照明部３３ａからの光を反射するため、図１０（ｂ）に示すように、符号Ｂ１と符号Ｂ２に示すｘ方向における外側の領域についても、検査対象物５０がない空間においても、撮像部１２は、一定の受光レベルを得ることができる。このため、撮像部１２における撮像範囲のうち、検査対象物５０が存在しない空間においても、検査を実施することができ、検査対象物５０の両端部についても検査することが可能となる。
なお、この補助照明部３４ａ、補助照明部３４ｂ、補助照明部３４ｃは、それぞれ、反射板ではなく、少なくとも１つの光源によって構成されてもよい。

【0035】

なお、上述した実施形態において、撮像部１２は、３つ（撮像部１２ａ、撮像部１２ｂ、撮像部１２ｃ）を備える場合について説明したが、検査対象物の断面形状に応じて、２つ、あるいは４つ以上備えるようにしてもよい。

【0036】

また、上述した実施形態において、検査対象物５０は、搬送される際に、搬送部１４と保持部１４ａ、保持部１４ｂによって保持されて搬送されるが、搬送方向の下流側にも搬送部や保持部を設けるようにしてもよい。また、搬送方向の上流側や下流側に搬送部１４と保持部１４ａ、保持部１４ｂを複数設けるようにしてもよい。これにより、長手方向の長さや重量が様々な検査対象物５０に対応して、安定的に搬送することができる。

【0037】

また、上述した実施形態においては、欠陥検査装置１が照明部１３からの反射光を撮像部１２によって撮像する場合について説明した。この場合において、検査対象物５０の搬送が開始されてから検査対象物５０の一端側が撮像部１２の撮像領域に到達するまでの間は、撮像結果として得られる画像は全域にわたって黒の画像となる。そして、検査対象物５０が撮像部１２の撮像領域に入ると、撮像部１２は、検査対象物５０から反射される光を受光し、正常部分に対する欠陥部分における光量の増減を基に、欠陥を検出することが可能となる。ここでは、撮像部１２から得られた画像の全体が黒の画像である場合には、欠陥として判定を行わない。これにより、検査対象物５０の末端部分に発生している欠陥も検出することが可能となる。

【0038】

例えば、図１１に示すように、断面形状が六角形である検査対象物５０の場合、先端部分についても検査できることが望ましい。この場合、撮像部１２から得られる撮像結果のうち、全域が黒である画像については、欠陥検出に用いず、検査対象物５０の幅分の明るさを得られている撮像結果から画像処理を行い、欠陥を検出する。
図１２は、図１１に示す検査対象物５０の一端側の端部を撮像した撮像結果を表す図である。この図に示すように、検査対象物５０が撮像された画像と検査対象物５０が存在しない空間が撮像された画像（黒色側の領域）との境界（符号Ａ１）が含まれて撮影されている。そして、検査対象物５０が撮像された画像の領域のうち、検査対象物５０の先端側（符号Ａ１に示す境界側）からｙ軸方向に沿う方向に存在する欠陥（符号Ａ２）についても、検査対象物５０が存在しない空間が撮像された画像と識別し、欠陥であることを検出することができる。

【0039】

図１３は、照明部１３から照射された光が検査対象物５０に反射して撮像部１２に到達する場合について説明する図である。
上述した実施形態においては、検査対象物５０の断面形状のサイズが変わったとしても、そのサイズに応じて取り付けユニット１１を昇降させることで、常に照明部１３によって照射される中心位置を検査対象物５０が搬送される状態を維持することが可能である。しかし、検査対象物５０の断面形状のサイズが変わると、照明部１３から照射された光が検査対象物５０に到達するまでの距離である照明距離は変動する。

【0040】

例えば、検査対象物５０の断面形状のサイズにおいて、その幅が符号３００に示す幅よりも符号３０１に示す幅の方が狭い場合、照明部１３から照射されるｙ方向における光の到達位置は、同じである。しかし、検査対象物５０に対して撮像部１２が斜め方向（例えば、１５°の斜め方向）から撮像している場合、検査対象物５０の断面形状のサイズが異なると、検査対象物５０のｙ方向における撮像位置も変わる。ここでは、検査対象物５０の断面形状のサイズが符号３００から符号３０１のように幅が狭くなると、撮像部１２のｙ方向における撮像位置も、符号３１１に示す位置から符号３１２に示す位置のように、照明部１３に近づく位置に変わる。このため、撮像部１２が撮影する位置に、必ずしも照明部１３によって照明される領域を撮像することができない場合が生じる。
ここで、検査対象物５０の断面形状のサイズが７ｍｍと１７ｍｍとでは、検査対象物５０の長手方向に沿う方向における中心軸を基準とすると、検査対象物５０の幅方向において、（１７−７）／２であることから、５ｍｍの差が生じる。そして、撮像部１２の撮像する検査対象物５０に対する角度が１５°である場合、撮像部１２の走査位置が、ｙ方向（搬送方向）に約１．４ｍｍ変動する。そうすると、撮像部１２は、照明部１３から照明部１３された領域を必ずしも撮像することができない。

【0041】

そこで、例えば、照明部１３を構成するリング状の光源を半径方向に二層（三層でもよい）にし、光源に拡散板を装着する。これにより、検査対象物５０に照射される照明部１３からの光の帯を太くすることができる。例えば、この光の帯を、約３ｍｍ程度まで広げることで、照明され状況において撮像可能な検査対象物５０の断面形状のサイズを広げることができる。例えば、検査対象物５０の断面形状のサイズの幅が１２ｍｍであるとして撮像部１２がその検査対象物５０の中心を走査するよう設定（調整）することで、１２ｍｍを基準として多少広いあるいは狭いサイズの検査対象物５０を検査する場合であっても、照明部１３からの照明による正反射を崩すことなく撮像することができ、欠陥の検査を行うことが可能となる。

【0042】

なお、上記した実施形態において、検査対象物の断面は正六角形である場合について説明したが、検査対象物は、その断面が正方形、正五角形であってもよいし、頂点が７以上の正多角形であってもよい。

【0043】

以上説明した実施形態によれば、検査対象物の断面の形状、サイズに応じて照明部１３の位置、撮像部１２の位置を変更して検査を行うようにしたので、検査対象物のサイズを問わずにピントのずれ、光学系のずれを無くして撮像し、欠陥の検査を行うことができる。

【0044】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0045】

１ 欠陥検査装置
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 撮像部
１３ 照明部
１４ 搬送部
２０ 入力部
２１ 調整部
２２ 検出部
２３ 記憶部
２４ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】