特開 2024-64371 長尺物の外観検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024064371

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】長尺物の外観検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

G01N21/892 C

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022172916

(22)【出願日】2022-10-28

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】591114641

【氏名又は名称】株式会社ヒューテック

(74)【代理人】

【識別番号】110001704

【氏名又は名称】弁理士法人山内特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久森 康正

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA44

2G051AB02

2G051CA04

2G051CA06

2G051CB01

2G051CC11

2G051DA06

(57)【要約】

【課題】高性能な撮像装置を用いて、撮像性能を落とすことなく、それが設けられた装置の価格を抑えることができる長尺物の外観検査装置を提供する。
【解決手段】長尺物の外観検査装置１０は、長尺物１１の外周の画像を撮像する撮像部１２を含んで構成されている。この撮像部１２は、撮像装置２０と、撮像装置２０が長尺物１１の外観を撮像するために、複数の反射鏡によって撮像装置２０から長尺物１１に到る一つの光路を構成するように組み合わされた反射鏡セットと、を有している。そして反射鏡セットの撮像装置２０から長尺物１１に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内である。この構成により、高価な撮像装置１台により、長尺物の外観の軸心回り３６０度すべてを検査することができるので、検査装置のコストを抑制することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸心方向に動作させられている長尺物の外観検査装置であって、
前記長尺物の外周の画像を撮像する撮像部を含んで構成され、
前記撮像部は、
撮像装置と、
該撮像装置が前記長尺物の外観を撮像するために、複数の反射鏡によって前記撮像装置から前記長尺物に到る一つの光路を構成するように組み合わされた反射鏡セットと、を有し、
前記反射鏡セットは、複数設けられており、
前記反射鏡セットを構成する反射鏡は、前記長尺物の軸心に垂直な一平面内に配置され、
前記反射鏡セットの前記撮像装置から前記長尺物に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内である、
ことを特徴とする長尺物の外観検査装置。

【請求項2】

前記反射鏡セットの少なくとも１つは、
前記光路において前記長尺物に最も近い検査対象用反射鏡と、
前記光路において前記撮像装置に最も近い撮像装置用反射鏡と、
前記光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡と、を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【請求項3】

前記長尺物の外観検査装置は、
前記撮像部からの画像を受信する制御部を有し、
該制御部は、前記反射鏡セットを用いた画像のみを用いて前記長尺物の外観検査を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【請求項4】

前記反射鏡は、表面で光が反射する構成である、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長尺物の外観検査装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、長尺物の軸心に垂直な面における外観の全周を検査することができる長尺物の外観検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電線、鋼線などの長尺の外観を検査する装置として、特許文献１に長尺物の外観検査装置が開示されている。特許文献１の長尺物の外観検査装置は、長尺物をその軸心方向に動作させる移動機構と、複数の撮像装置とを備え、この複数の撮像装置により、長尺物の軸心に垂直な面における外観の全周を撮像して外観検査を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－３０９７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

長尺物の外観検査では、長尺物は例えば１分間に１００ｍ以上の速度で送られている。この場合、長尺物の外観を高精度に撮像しようとすると、高解像度かつサンプリング周期の短い高性能な撮像装置および制御装置を用いる必要がある。しかるに高性能な撮像装置および制御装置は高価であるため、複数の撮像装置を検査装置に設けると、検査装置自体が高価となるという問題がある。

【0005】

本発明は上記事情に鑑み、高性能な撮像装置を用いて、撮像性能を落とすことなく、それが設けられた装置の価格を抑えることができる長尺物の外観検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１発明の長尺物の外観検査装置は、軸心方向に動作させられている長尺物の外観検査装置であって、前記長尺物の外周の画像を撮像する撮像部を含んで構成され、前記撮像部は、撮像装置と、該撮像装置が前記長尺物の外観を撮像するために、複数の反射鏡によって前記撮像装置から前記長尺物に到る一つの光路を構成するように組み合わされた反射鏡セットと、を有し、前記反射鏡セットは、複数設けられており、前記反射鏡セットを構成する反射鏡は、前記長尺物の軸心に垂直な一平面内に配置され、前記反射鏡セットの前記撮像装置から前記長尺物に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内であることを特徴とする。
第２発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記反射鏡セットの少なくとも１つは、前記光路において前記長尺物に最も近い検査対象用反射鏡と、前記光路において前記撮像装置に最も近い撮像装置用反射鏡と、前記光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡と、を含んで構成されていることを特徴とする。
第３発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記長尺物の外観検査装置は、前記撮像部からの画像を受信する制御部を有し、該制御部は、前記反射鏡セットを用いた画像のみを用いて前記長尺物の外観検査を行うことを特徴とする。
第４発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記反射鏡は、表面で光が反射する構成であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

第１発明によれば、長尺物の外観を撮像するための反射鏡セットが複数設けられていることにより、撮像装置１台のみでも、長尺物の外観の軸心回り３６０度すべてを検査することができるので、検査装置のコストを抑制することができる。また、反射鏡が長尺物の軸心に垂直な一平面内に配置されていることにより、その軸心方向へ検査装置が大きくなることがなく、長尺物の外観検査装置の大きさを小さくすることができる。
第２発明によれば、反射鏡セットが、光路の長さを調整する光路長調整用反射鏡を含んでいることにより、反射鏡セットそれぞれの光路長を任意に設定することができ、被写界深度内に光路長を収めることができる。
第３発明によれば、制御部が、反射鏡セットを用いた画像のみを用いて外観検査を行うことにより、直接長尺物を見た場合を含む場合と比較して、光路の長さの差を小さくすることができ、外観検査の精度が向上する。
第４発明によれば、反射鏡は、表面で光が反射する構成であることにより、光路の長さの調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係る長尺物の外観検査装置を構成する撮像部の正面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る長尺物の外観検査装置の概略構成図である。

【図3】図１の長尺物の外観検査装置の撮像部を構成する反射鏡セットの説明図である。（Ａ）は撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図、（Ｂ）は反撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図である。

【図4】図１の長尺物の外観検査装置の撮像装置で得られる画像の説明図である。（Ａ）はマスター画像の説明図、（Ｂ）は得られる画像のサンプルの説明図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る長尺物の外観検査装置を構成する撮像部の正面図である。

【図6】図５の長尺物の外観検査装置の撮像部を構成する反射鏡セットの説明図である。（Ａ）は撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図、（Ｂ）は反撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための長尺物の外観検査装置を例示するものであって、本発明は長尺物の外観検査装置を以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

【0010】

（第１実施形態）
図２には、本発明の第１実施形態に係る長尺物の外観検査装置１０の概略構成図を示す。図２に示すように、本実施形態に係る長尺物の外観検査装置１０は、検査対象である長尺物１１を、その軸心方向に動作させる動作部と、長尺物１１の外周の画像を撮像する撮像部１２と、を含んで構成されている。

【0011】

検査対象である長尺物は、例えば鋼線、電線など、長尺物の軸心方向の長さが、軸心に対して垂直な面における長さよりも長いものが該当する。すなわちその軸心方向の長さが、その軸心に垂直な方向の長さよりも長い柱状体が該当する。軸心に垂直な断面の形状は、円、楕円、四角などの多角形など特に限定されない。また長尺物は、中実の柱形状のものだけでなく、鋼管、銅管、樹脂チューブなど、筒形状のものも該当する。長尺物は、電線のように容易に曲折できるものであっても問題ない。

【0012】

本実施形態の長尺物の外観検査装置１０の動作部は、複数のローラ１５を含んで構成されている。これらのローラ１５は、２つずつがセットになっている。そして本実施形態では３セットが長尺物の外観検査装置１０に設けられている。これらのローラ１５は、長尺物１１をセットで挟み込み、図２に示す黒矢印の方向にローラ１５がそれぞれ回転することで、長尺物１１をその軸心方向である白抜き矢印の方向、すなわち図２の紙面において右から左へ動作させる。なお、本実施形態では長尺物の外観検査装置１０は動作部を含む構成で説明したが、これに限定されない。例えば、長尺物の外観検査装置１０の前後に配置されているいずれかの装置が動作部を有し、長尺物の外観検査装置１０が動作部を含まない場合もある。

【0013】

本実施形態の長尺物の外観検査装置１０は、撮像部１２を含む。撮像部１２には、後述する撮像装置２０、複数の反射鏡セットなどを含んで構成されている。

【0014】

本実施形態の長尺物の外観検査装置１０は、光源１３を含む。光源１３は、長尺物１１の外周面に向かって光を照射する。本実施形態において、光源１３はＬＥＤであるが、特にこれに限定されない。例えば、光源１３は蛍光灯またはハロゲン光源であっても問題ない。

【0015】

本実施形態の長尺物の外観検査装置１０は、撮像部１２を構成する撮像装置２０と電気的に接続された制御部１４を有する。この制御部１４は、撮像装置２０により撮像された画像から、長尺物１１の表面に存在する欠陥または汚れを判別する。

【0016】

図１には、本発明の第１実施形態に係る長尺物の外観検査装置１０を構成する撮像部１２の正面図を示す。この正面図は、図２において、長尺物１１の軸心方向である右から撮像部１２を見た図である。また、図３には、図１の長尺物の外観検査装置１０の撮像部１２を構成する反射鏡セットの説明図を示す。図３（Ａ）は撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図、（Ｂ）は反撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図である。なお、図１および図３では、撮像部１２の構造をわかりやすく説明するために、必要な部品のみを図面で示している。

【0017】

本実施形態の長尺物の外観検査装置１０は、撮像装置２０と反射鏡セットと、を有している。この反射鏡セットは、撮像装置２０が長尺物１１の外観を撮像するために、複数の反射鏡によって撮像装置２０から長尺物１１に到る一つの光路を構成するように組み合わされたものである。図１では本実施形態において、撮像部１２に４組の反射鏡セットが設けられている。なお反射鏡セットの数は、特に限定されない。反射鏡セットは、３組であっても５組以上であっても問題ない。しかし長尺物１１の全周を２以上に分割して測定できるように、２組以上である必要がある。

【0018】

また長尺物１１の断面形状が大きくなる場合、例えば長尺物１１の断面形状が丸の場合で考えるときに、その径が長くなると、撮像装置２０の被写界深度が同じであるため、反射鏡セットの数を増やす必要がある。これは反射鏡セットの数に応じて、長尺物の外周の測定可能な角度の範囲が決定されるからである。例えば、反射鏡セットが２つの場合、測定可能な角度の範囲は１８０度であり、反射鏡セットが４つの場合、測定可能な角度の範囲は９０度になる。測定可能な角度の範囲が１８０度の場合、半径分の被写界深度が必要となるところ、測定可能な角度の範囲が９０度の場合、「半径－半径×√２／２」の被写界深度で足りるためである。

【0019】

反射鏡セットを構成する反射鏡は、いずれも長尺物１１の軸心に垂直な一平面内に配置されている。具体的には撮像装置２０は長尺物１１の軸心方向に、あらかじめ定められた画角を有している。この画角を軸心方向画角とすると、「反射鏡が一平面内に配置されている」というのは、そのあらかじめ定められた軸心方向画角の範囲内に反射鏡の反射部分が配置されていることを意味する。

【0020】

また、本実施形態では、反射鏡はいずれもその表面で光が反射する構成となっている。例えば、ガラス等の表面にアルミニウムが蒸着された構成が好ましい。反射鏡は、表面で光が反射する構成であることにより、光路の長さの調整が容易になる。なお、反射鏡の構成は、この構成に限定されない。反射鏡の、長尺物１１の軸心に垂直な平面内の長さは、その平面内の長尺物１１の像を、欠けることなく反射できるだけの長さであることが好ましい。また、本実施形態では、反射鏡の反射面は平面であるがこれに限定されない。反射鏡の反射面を、長尺物１１の軸心に垂直な平面内で曲面とし、長尺物１１の画像を拡大または縮小することもある。

【0021】

本実施形態では、４組の反射鏡セットが設けられている。すなわち、本実施形態では、長尺物１１の全外周の３６０度を９０度ずつ測定するように反射鏡セットが配置されている。図１および図３において、長尺物１１の軸心に垂直な面における撮像装置２０の水平方向画角を、符号Ｓを付した点線で表し、各反射鏡セットの光路を２点鎖線で示している。なお、反射鏡セットを構成する反射鏡は、光路における位置関係で、以下のように分類することができる。すなわち光路において、長尺物１１に最も近い反射鏡は、検査対象用反射鏡と、光路において、撮像装置２０に最も近い反射鏡は、撮像装置用反射鏡と、この検査対象用反射鏡および撮像装置用反射鏡以外の、光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡と、分類される。

【0022】

第１反射鏡セット（図３（Ａ）にも図示）は、第１Ａ反射鏡２１ａと、第１Ｂ反射鏡２１ｂと、を含んで構成されている。この第１反射鏡セットは、図１の紙面において、撮像装置側の右側を撮像するための反射鏡セットである。この第１反射鏡セットでは、第１Ａ反射鏡２１ａは撮像装置用反射鏡であり、第１Ｂ反射鏡２１ｂは検査対象用反射鏡である。

【0023】

第２反射鏡セット（図３（Ｂ）にも図示）は、第２Ａ反射鏡２２ａと、第２Ｂ反射鏡２２ｂと、第２Ｃ反射鏡２２ｃとを含んで構成されている。この第２反射鏡セットは、図１の紙面において、反撮像装置側の右側を撮像するための反射鏡セットである。この第２反射鏡セットでは、第２Ａ反射鏡２２ａは撮像装置用反射鏡であり、第２Ｂ反射鏡２２ｂは光路長調整用反射鏡であり、第２Ｃ反射鏡２２ｃは検査対象用反射鏡である。

【0024】

第３反射鏡セットは、第３Ａ反射鏡２３ａと、第３Ｂ反射鏡２３ｂと、を含んで構成されている。この第３反射鏡セットは、図１の紙面において、撮像装置側の左側を撮像するための反射鏡セットである。この第３反射鏡セットでは、第３Ａ反射鏡２３ａは撮像装置用反射鏡であり、第３Ｂ反射鏡２３ｂは検査対象用反射鏡である。

【0025】

第４反射鏡セットは、第４Ａ反射鏡２４ａと、第４Ｂ反射鏡２４ｂと、第４Ｃ反射鏡２４ｃとを含んで構成されている。この第４反射鏡セットは、図１の紙面において、反撮像装置側の左側を撮像するための反射鏡セットである。この第４反射鏡セットでは、第４Ａ反射鏡２４ａは撮像装置用反射鏡であり、第４Ｂ反射鏡２４ｂは光路長調整用反射鏡であり、第４Ｃ反射鏡２４ｃは検査対象用反射鏡である。

【0026】

本実施形態では、各反射鏡セットにおける光路の長さに特徴がある。この点について図３により説明する。なお、本実施形態では、図１において、長尺物１１の中心と、撮像装置２０の焦点とを結んだ直線を対称軸として、反射鏡セットの構成は、左右で同じ構成であるので、図３においては、第１反射鏡セットおよび第２反射鏡セットについて示している。

【0027】

図３（Ａ）に示すように、第１反射鏡セットにおける第１光路長ＬＡは、撮像装置２０の焦点と第１Ａ反射鏡２１ａとの間の距離Ｌ１と、第１Ａ反射鏡２１ａと第１Ｂ反射鏡２１ｂとの間の距離Ｌ２と、第１Ｂ反射鏡２１ｂと長尺物１１の表面との間の距離Ｌ３により、以下の式１のように表される。そして本実施形態において、この第１光路長ＬＡは、あらかじめ定められた範囲内にある。例えばあらかじめ定められた基準として２００ｍｍを取り上げた際に、第１光路長ＬＡは、２００ｍｍ±５ｍｍの間に入っている。このあらかじめ定められた範囲は、撮像装置２０の被写界深度など複数のパラメータによって定められる。

【0028】

［数１］
ＬＡ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３・・・（式１）

【0029】

また図３（Ｂ）に示すように、第２反射鏡セットにおける第２光路長ＬＢは、撮像装置２０の焦点と第２Ａ反射鏡２２ａとの間の距離Ｌ４と、第２Ａ反射鏡２２ａと第２Ｂ反射鏡２２ｂとの間の距離Ｌ５と、第２Ｂ反射鏡２２ｂと第２Ｃ反射鏡２２ｃとの間の距離Ｌ６と、第２Ｃ反射鏡２２Ｃと長尺物１１の表面との間の距離Ｌ７により、以下の式２のように表される。そして本実施形態において、この第２光路長ＬＢは、あらかじめ定められた範囲内にある。このあらかじめ定められた範囲は、撮像装置２０の被写界深度など複数のパラメータによって定められる。

【0030】

［数２］
ＬＢ＝Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７・・・（式２）

【0031】

本実施形態では、第１反射鏡セットから第４反射鏡セットのいずれにおいても、その光路の長さが、あらかじめ定められた範囲内である。このように光路の長さがいずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内にあることで、撮像装置２０から長尺物１１の表面までの光路の距離がほぼ同じになり、いずれの反射鏡セットにおいても焦点がほぼ同じになるので、高価な撮像装置２０の１台により、長尺物１１の外観の軸心回り３６０度すべてを検査することができる。これにより検査装置のコストを抑制することができる。

【0032】

また、本実施形態では、反撮像装置側の外観を検査する第２反射鏡セットおよび第４反射鏡セットの光路長調整用反射鏡が、撮像装置２０の焦点と撮像装置用反射鏡とを結ぶ光路よりも、撮像装置２０の焦点と長尺物１１とを結ぶ線分に近く配置されている。このように配置されていることにより、撮像部１２の大きさを小さくすることができる。

【0033】

図４には、本実施形態の長尺物の外観検査装置１０で得られる画像の説明図を示す。図４（Ａ）はマスター画像の説明図、図４（Ｂ）は得られる画像のサンプルの説明図である。図４（Ａ）は、４つの撮像装置用反射鏡に、それぞれの角度から長尺物１１の外観が映し出されている図であり、図中のドット密度が濃い部分は、撮像装置２０の焦点が合っていない部分を示している。図４（Ａ）の右側から第１反射鏡セットの第１Ａ反射鏡２１ａ、第２反射鏡セットの第２Ａ反射鏡２２ａ、第４反射鏡セットの第４Ａ反射鏡２４ａ、第３反射鏡セットの第３Ａ反射鏡２３ａが示されている。そして、マスター画像では、これらの反射鏡に映るそれぞれの角度からの長尺物１１の外観が示されている。図４（Ｂ）では、長尺物１１の外観に表れる傷Ｆ１および汚れＦ２を例示的に示している。

【0034】

本実施形態では、図４に示すように、撮像装置２０は、４つの反射鏡セットを用いた画像のみが鮮明に表されているので、撮像部１２と電気的に接続している制御部１４は、この４つの反射鏡セットを用いた画像のみを用いて長尺物の外観検査を行っている。

【0035】

本実施形態では反射鏡セットの光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内であるので、上記の４つの撮像装置反射鏡に表された長尺物１１の外観は、焦点があっており、精度よく外観の検査を行うことが可能である。

【0036】

また、反射鏡セットの少なくとも一つ、すなわち本実施形態では第２反射鏡セットと第４反射鏡セットが光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡を有していることにより、反射鏡セットそれぞれの光路長を任意に設定することができ、被写界深度内に光路長を収めることができる。

【0037】

制御部１４が、反射鏡セットを用いた画像のみを用いて外観検査を行うことにより、直接長尺物１１を見た場合を含む場合と比較して、光路の長さの差を小さくすることができ、外観検査の精度が向上する。

【0038】

なお、本実施形態では制御部１４は、反射鏡セットを用いた画像のみを用いて長尺物１１の外観検査を行っていたが、これに限定されない。

【0039】

（第２実施形態）
図５には、本発明の第２実施形態に係る長尺物の外観検査装置を構成する撮像部１２の正面図を、図６にはその長尺物の外観検査装置の撮像部１２を構成する反射鏡セットの説明図を示す。図６（Ａ）は撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図、図６（Ｂ）は反撮像装置側を撮像するための反射鏡セットの説明図である。

【0040】

第１実施形態と第２実施形態との相違点は、反射鏡セットを構成する反射鏡の位置関係である。その他の点については、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。

【0041】

本実施形態では、第１実施形態と同様、４組の反射鏡セットが設けられている。すなわち、本実施形態では、長尺物１１の全外周の３６０度を９０度ずつ測定するように反射鏡セットが配置されている。図５および図６において、長尺物１１の軸心に垂直な面における撮像装置２０の水平方向画角を、符号Ｓを付した点線で表し、各反射鏡セットの光路を２点鎖線で示している。なお、反射鏡セットを構成する反射鏡は、光路における位置関係で、以下のように分類することができる。すなわち光路において、長尺物１１に最も近い反射鏡は、検査対象用反射鏡と、光路において、撮像装置２０に最も近い反射鏡は、撮像装置用反射鏡と、この検査対象用反射鏡および撮像装置用反射鏡以外の、光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡と、分類される。

【0042】

第５反射鏡セット（図６（Ａ）にも図示）は、第５Ａ反射鏡３１ａと、第５Ｂ反射鏡３１ｂと、を含んで構成されている。この第５反射鏡セットは、図５の紙面において、撮像装置側の右側を撮像するための反射鏡セットである。この第５反射鏡セットでは、第５Ａ反射鏡３１ａは撮像装置用反射鏡であり、第５Ｂ反射鏡３１ｂは検査対象用反射鏡である。

【0043】

第６反射鏡セット（図６（Ｂ）にも図示）は、第６Ａ反射鏡３２ａと、第６Ｂ反射鏡３２ｂと、第６Ｃ反射鏡３２ｃとを含んで構成されている。この第６反射鏡セットは、図５の紙面において、反撮像装置側の右側を撮像するための反射鏡セットである。この第６反射鏡セットでは、第６Ａ反射鏡３２ａは撮像装置用反射鏡であり、第６Ｂ反射鏡３２ｂは光路長調整用反射鏡であり、第６Ｃ反射鏡３２ｃは検査対象用反射鏡である。

【0044】

第７反射鏡セットは、第７Ａ反射鏡３３ａと、第７Ｂ反射鏡３３ｂと、を含んで構成されている。この第７反射鏡セットは、図５の紙面において、撮像装置側の左側を撮像するための反射鏡セットである。この第７反射鏡セットでは、第７Ａ反射鏡３３ａは撮像装置用反射鏡であり、第７Ｂ反射鏡３３ｂは検査対象用反射鏡である。

【0045】

第８反射鏡セットは、第８Ａ反射鏡３４ａと、第８Ｂ反射鏡３４ｂと、第８Ｃ反射鏡３４ｃとを含んで構成されている。この第８反射鏡セットは、図５の紙面において、反撮像装置側の左側を撮像するための反射鏡セットである。この第８反射鏡セットでは、第８Ａ反射鏡３４ａは撮像装置用反射鏡であり、第８Ｂ反射鏡３４ｂは光路長調整用反射鏡であり、第８Ｃ反射鏡３４ｃは検査対象用反射鏡である。

【0046】

本実施形態では、各反射鏡セットにおける光路の長さに特徴がある。この点について図６により説明する。なお、本実施形態では、図５において、長尺物１１の中心と、撮像装置２０の焦点とを結んだ直線を対称軸として、反射鏡セットの構成は、左右で同じ構成であるので、図５においては、第５反射鏡セットおよび第６反射鏡セットについて示している。

【0047】

図６（Ａ）に示すように、第５反射鏡セットにおける第５光路長ＬＥは、撮像装置２０の焦点と第５Ａ反射鏡３１ａとの間の距離Ｌ８と、第５Ａ反射鏡３１ａと第５Ｂ反射鏡３１ｂとの間の距離Ｌ９と、第５Ｂ反射鏡３１ｂと長尺物１１の表面との間の距離Ｌ１０により、以下の式３のように表される。そして本実施形態において、この第５光路長ＬＥは、あらかじめ定められた範囲内にある。このあらかじめ定められた範囲は、撮像装置２０の被写界深度など複数のパラメータによって定められる。

【0048】

［数３］
ＬＥ＝Ｌ８＋Ｌ９＋Ｌ１０・・・（式３）

【0049】

また図６（Ｂ）に示すように、第６反射鏡セットにおける第６光路長ＬＦは、撮像装置２０の焦点と第６Ａ反射鏡３２ａとの間の距離Ｌ１１と、第６Ａ反射鏡３２ａと第６Ｂ反射鏡３２ｂとの間の距離Ｌ１２と、第６Ｂ反射鏡３２ｂと第６Ｃ反射鏡３２ｃとの間の距離Ｌ１３と、第６Ｃ反射鏡３２Ｃと長尺物１１の表面との間の距離Ｌ１４により、以下の式４のように表される。そして本実施形態において、この第６光路長ＬＦは、あらかじめ定められた範囲内にある。このあらかじめ定められた範囲は、撮像装置２０の被写界深度など複数のパラメータによって定められる。

【0050】

［数４］
ＬＦ＝Ｌ１１＋Ｌ１２＋Ｌ１３＋Ｌ１４・・・（式４）

【0051】

本実施形態では、第５反射鏡セットから第８反射鏡セットのいずれにおいても、その光路の長さが、あらかじめ定められた範囲内である。このように光路の長さがいずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内にあることで、撮像装置２０から長尺物１１の表面までの光路の距離がほぼ同じになり、いずれの反射鏡セットにおいても焦点がほぼ同じになるので、高価な撮像装置２０の１台により、長尺物１１の外観の軸心回り３６０度すべてを検査することができる。これにより検査装置のコストを抑制することができる。

【0052】

また、本実施形態では、反撮像装置側の外観を検査する第６反射鏡セットおよび第８反射鏡セットの光路長調整用反射鏡が、撮像装置２０の焦点と撮像装置用反射鏡とを結ぶ光路よりも、撮像装置２０の焦点と長尺物１１とを結ぶ線分から遠くに配置されている。このように配置されていることにより、撮像装置２０が直接長尺物１１の外観を撮像することも可能となる。

【符号の説明】

【0053】

１０ 長尺物の外観検査装置
１１ 長尺物
１２ 撮像部
１４ 制御部
２０ 撮像装置
２１ａ 第１Ａ反射鏡
２１ｂ 第１Ｂ反射鏡
２２ａ 第２Ａ反射鏡
２２ｂ 第２Ｂ反射鏡
２２ｃ 第２Ｃ反射鏡
ＬＡ 第１光路長
Ｌ１ 撮像装置の焦点と第１Ａ反射鏡との間の距離
Ｌ２ 第１Ａ反射鏡と第１Ｂ反射鏡との間の距離
Ｌ３ 第１Ｂ反射鏡と長尺物の表面との間の距離
ＬＢ 第２光路長
Ｌ４ 撮像装置の焦点と第２Ａ反射鏡との間の距離
Ｌ５ 第２Ａ反射鏡と第２Ｂ反射鏡との間の距離
Ｌ６ 第２Ｂ反射鏡と第２Ｃ反射鏡との間の距離
Ｌ７ 第２Ｃ反射鏡と長尺物の表面との間の距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-02-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸心方向に動作させられている長尺物の外観検査装置であって、
前記長尺物の外周の画像を撮像する撮像部を含んで構成され、
前記撮像部は、
撮像装置と、
該撮像装置が前記長尺物の外観を撮像するために、複数の反射鏡によって前記撮像装置から前記長尺物に到る一つの光路を構成するように組み合わされた反射鏡セットと、を有し、
前記反射鏡セットは、複数設けられており、
前記反射鏡セットを構成する反射鏡は、該反射鏡の反射部分が、前記長尺物の軸心に垂直な一平面内に存在するように、かつ、前記撮像装置の前記軸心方向の画角の範囲内に存在するように配置され、
前記反射鏡セットの前記撮像装置から前記長尺物に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内である、
ことを特徴とする長尺物の外観検査装置。

【請求項2】

前記反射鏡セットの前記撮像装置から前記長尺物に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいても、前記撮像装置の被写界深度を考慮してあらかじめ定められた範囲内である、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【請求項3】

前記反射鏡セットの少なくとも１つは、
前記光路において前記長尺物に最も近い検査対象用反射鏡と、
前記光路において前記撮像装置に最も近い撮像装置用反射鏡と、
前記光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡と、を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【請求項4】

前記長尺物の外観検査装置は、
前記撮像部からの画像を受信する制御部を有し、
該制御部は、前記反射鏡セットを用いた画像のみを用いて前記長尺物の外観検査を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【請求項5】

前記反射鏡は、表面で光が反射する構成である、
ことを特徴とする請求項１に記載の長尺物の外観検査装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

第１発明の長尺物の外観検査装置は、軸心方向に動作させられている長尺物の外観検査装置であって、前記長尺物の外周の画像を撮像する撮像部を含んで構成され、前記撮像部は、撮像装置と、該撮像装置が前記長尺物の外観を撮像するために、複数の反射鏡によって前記撮像装置から前記長尺物に到る一つの光路を構成するように組み合わされた反射鏡セットと、を有し、前記反射鏡セットは、複数設けられており、前記反射鏡セットを構成する反射鏡は、該反射鏡の反射部分が、前記長尺物の軸心に垂直な一平面内に存在するように、かつ、前記撮像装置の前記軸心方向の画角の範囲内に存在するように配置され、前記反射鏡セットの前記撮像装置から前記長尺物に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいてもあらかじめ定められた範囲内であることを特徴とする。
第２発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記反射鏡セットの前記撮像装置から前記長尺物に到る光路の長さが、いずれの反射鏡セットにおいても、前記撮像装置の被写界深度を考慮してあらかじめ定められた範囲内であることを特徴とする。
第３発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記反射鏡セットの少なくとも１つは、前記光路において前記長尺物に最も近い検査対象用反射鏡と、前記光路において前記撮像装置に最も近い撮像装置用反射鏡と、前記光路の長さを調整するための光路長調整用反射鏡と、を含んで構成されていることを特徴とする。
第４発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記長尺物の外観検査装置は、前記撮像部からの画像を受信する制御部を有し、該制御部は、前記反射鏡セットを用いた画像のみを用いて前記長尺物の外観検査を行うことを特徴とする。
第５発明の長尺物の外観検査装置は、第１発明において、前記反射鏡は、表面で光が反射する構成であることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

第１発明によれば、長尺物の外観を撮像するための反射鏡セットが複数設けられていることにより、撮像装置１台のみでも、長尺物の外観の軸心回り３６０度すべてを検査することができるので、検査装置のコストを抑制することができる。また、反射鏡の反射部分が、長尺物の軸心に垂直な一平面内に存在するように、かつ、前記撮像装置の前記軸心方向の画角の範囲内に存在するように配置されていることにより、その軸心方向へ検査装置が大きくなることがなく、長尺物の外観検査装置の大きさを小さくすることができる。
第３発明によれば、反射鏡セットが、光路の長さを調整する光路長調整用反射鏡を含んでいることにより、反射鏡セットそれぞれの光路長を任意に設定することができ、被写界深度内に光路長を収めることができる。
第４発明によれば、制御部が、反射鏡セットを用いた画像のみを用いて外観検査を行うことにより、直接長尺物を見た場合を含む場合と比較して、光路の長さの差を小さくすることができ、外観検査の精度が向上する。
第５発明によれば、反射鏡は、表面で光が反射する構成であることにより、光路の長さの調整が容易になる。