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(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】
(24)【登録日】2022-07-25
(45)【発行日】2022-08-02
(54)【発明の名称】欠陥検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/952 20060101AFI20220726BHJP
【ＦＩ】
G01N21/952
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019192966
(22)【出願日】2019-10-23
(65)【公開番号】P2021067549
(43)【公開日】2021-04-30
【審査請求日】2020-06-18
(73)【特許権者】
【識別番号】391003015
【氏名又は名称】株式会社野毛電気工業
(74)【代理人】
【識別番号】100099508
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 久
(74)【代理人】
【識別番号】100142701
【弁理士】
【氏名又は名称】吉永 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100182567
【弁理士】
【氏名又は名称】遠坂 啓太
(74)【代理人】
【識別番号】100197642
【弁理士】
【氏名又は名称】南瀬 透
(72)【発明者】
【氏名】豊嶋 洋
(72)【発明者】
【氏名】貞木 誠
【審査官】田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－０７０２７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１０３１５３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００２－１６８７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２９６１９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－３０４２８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１１８３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０２４８０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１９２２４３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１２６０６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特許第６６０５７７２（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
油が付着した柱状部材である部材の表面の欠陥検査方法であって、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射するライン照明である第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射するライン照明である第二の照明とにより照射する照射工程と、
前記照射工程で照射された前記部材をラインカメラにより撮像する撮像工程とを有し、
前記ラインカメラが前記部材の高さ方向に軸心に向かって撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、
前記ラインカメラが前記部材の高さ方向の軸に向かって撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する欠陥検査方法。
【請求項2】
前記ラインカメラが前記検査部位を撮像する軸を水平方向にみたとき、前記ラインカメラが撮像する軸と、前記第二の照明の照射する軸とのなす角度が、０～６０度の方向から照射するものである請求項１記載の欠陥検査方法。
【請求項3】
前記部材を周方向に回転させる部材の回転手段で回転させる工程を有する請求項１または２に記載の欠陥検査方法。
【請求項4】
前記ラインカメラが撮像した像を画像解析する画像解析部を有し、前記ラインカメラが前記部材を回転させながら撮像することで前記部材の周面を撮像する工程を有する請求項１～３のいずれかに記載の欠陥検査方法。
【請求項5】
前記ラインカメラが撮像した像の輝度を、前記部材の欠陥の有無を判別するための輝度の閾値と比較して欠陥の有無を判別する判別部で判別する工程を有する請求項１～４のいずれか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、欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
工業用等で用いられる各種部材等の製造工程においては、加工油などを使用してこれらが部材に付着したままの状態の場合がある。このような部材の検査にあたっては、付着した油の洗浄を行う工程を省略するために、油が付着したままの状態で欠陥等の検査が求められる場合がある。これらの各種部材としては、自動車等のシリンダや走行系部品、電子写真式画像形成装置等の感光体ドラムや定着ローラ等があげられ、円筒状や柱状等の形状の部材も広く利用されている。
【0003】
このような部材等の検査は難しく、訓練された検査者による目視検査等が行われている。しかし、目視検査等による場合、油の付着量や、訓練の程度、体調等によって判定がばらつく恐れがある。また、油の付着により、目視で判別できない場合もある。
【0004】
特許文献１は、逆反射スクリーンを用いて表面検査を行う被検査物表面に光沢を与えるための検査対象物表面の光沢付与剤において、作業環境下における表面張力、粘度、検査対象物表面との接触角が調整された検査対象物表面の光沢付与剤を開示している。
【0005】
特許文献２は、画像入力手段が、油の付着部と光反射率に対応して絞りが調整された第１カメラと、油の非付着部の光反射率に対応して絞りが調整された第２カメラを備える表面欠陥の検査装置を開示している。
【0006】
特許文献３は、表面検査手段からの被検査面の表面状態に基づいて油の付着状態を判定する油状態判定手段と、油状態判定手段からの油付着状態に基づいて、照明光の照射角度の変更、撮像角度の変更、被検査面の油付着量の制御のうちの少なくとも照明光の照射角度の変更または撮像角度の変更を対策指示として出力する油対策指示手段と、油対策指示手段からの対策指示に基づいて照明手段および撮像手段のうちの少なくとも一方の角度および高さを制御する照明／撮像制御手段を備えた表面欠陥検査装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平６－３２８６号公報
【文献】特開平１１－１０８６４１号公報
【文献】特開２００１－２８７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
各種部材の製造工程等で、防錆油や洗浄油、加工油など、無色透明や着色透明の清浄度が高い油が用いられる。しかし、これらが付着した部材の検査にあたっては、油の皮膜によって、照射した検査光の乱反射や正反射が生じてしまい、油の皮膜の内部にあたる部材のキズなどの欠陥の検出は難しい場合がある。
【0009】
特許文献１～３などでは意図的に油を付着させたり、油が付着した部分を特定した欠陥検出を行っているが、部材の製造工程上、本来必要がない油を用いたくない場合や、油の付着部位の特定が難しい場合もある。このように、部材に付着した油の影響を抑えた欠陥検査方法が求められている。
係る状況下、本発明の目的は、油が付着している場合もその影響を低減して、油の除去等の操作を行わずとも部材のキズなどの欠陥を検出することができる欠陥検査装置や欠陥検査方法を提供することである。
係る状況下、本発明の目的は、油が付着している場合もその影響を低減して、油の除去等の操作を行わずとも部材のキズなどの欠陥を検出することができる欠陥検査装置や欠陥検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
【0011】
＜１＞ 部材の表面の欠陥検査装置であって、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材の検査部位を撮像するラインカメラと、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とを有し、
前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、
前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で前記第一の角度と反対の向きにあり、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する欠陥検査装置。
＜２＞ 前記部材が柱状部材であって油が付着したものである＜１＞記載の欠陥検査装置。
＜３＞ 前記ラインカメラが前記検査部位を撮像する軸と水平方向にみたとき、前記ラインカメラが撮像する軸と、前記第二の照明の照射する軸とのなす角度が、０～６０度の方向から照射するものである＜２＞記載の欠陥検査装置。
＜４＞ 前記部材を周方向に回転させる部材の回転手段を有する＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の欠陥検査装置。
＜５＞ 前記ラインカメラが撮像した像を画像解析する画像解析部を有し、
前記ラインカメラが前記部材を回転させながら撮像することで前記部材の周面を撮像する＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の欠陥検査装置。
＜６＞ 前記ラインカメラが撮像した像の輝度を、前記部材の欠陥の有無を判別するための輝度の閾値と比較して欠陥の有無を判別する判別部を有する＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の欠陥検査装置。
＜７＞ 部材の表面の欠陥検査方法であって、
前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とにより照射する照射工程と、
前記照射工程で照射された前記部材をラインカメラにより撮像する撮像工程とを有し、
前記ラインカメラが前記部材の高さ方向に軸心に向かって撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、
前記ラインカメラが前記部材の高さ方向の軸に向かって撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する欠陥検査方法。
前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、
前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で前記第一の角度と反対の向きにあり、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する欠陥検査装置。
＜２＞ 前記部材が柱状部材であって油が付着したものである＜１＞記載の欠陥検査装置。
＜３＞ 前記ラインカメラが前記検査部位を撮像する軸と水平方向にみたとき、前記ラインカメラが撮像する軸と、前記第二の照明の照射する軸とのなす角度が、０～６０度の方向から照射するものである＜２＞記載の欠陥検査装置。
＜４＞ 前記部材を周方向に回転させる部材の回転手段を有する＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の欠陥検査装置。
＜５＞ 前記ラインカメラが撮像した像を画像解析する画像解析部を有し、
前記ラインカメラが前記部材を回転させながら撮像することで前記部材の周面を撮像する＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の欠陥検査装置。
＜６＞ 前記ラインカメラが撮像した像の輝度を、前記部材の欠陥の有無を判別するための輝度の閾値と比較して欠陥の有無を判別する判別部を有する＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の欠陥検査装置。
＜７＞ 部材の表面の欠陥検査方法であって、
前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とにより照射する照射工程と、
前記照射工程で照射された前記部材をラインカメラにより撮像する撮像工程とを有し、
前記ラインカメラが前記部材の高さ方向に軸心に向かって撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、
前記ラインカメラが前記部材の高さ方向の軸に向かって撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する欠陥検査方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明の欠陥検査装置および欠陥検査方法によれば、部材のキズなどの欠陥を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る欠陥検査装置の第一の実施形態の概略図である。
【図2】本発明に係る欠陥検査装置の第一の光学系の位置関係を示す平面図である。
【図3】本発明に係る欠陥検査装置の第一の光学系の位置関係を示す側面図である。
【図4】本発明に係る欠陥検査装置の第二の光学系の位置関係を示す側面図である。
【図5】本発明に係る欠陥検査装置の第二の光学系の変形例の位置関係を示す側面図である。
【図6】本発明に係る欠陥検査装置による欠陥検査工程の一例を示すフロー図である。
【図7】本発明の検査対象の一例を示す図である。
【図8】本発明の実施例により、柱状部材の表面の欠陥検査結果を面情報として処理して表示した一例を示す図である。
【図9】本発明の参考例により、柱状部材の表面の欠陥検査結果を面情報として処理して表示した一例を示す図である。
【図10】本発明の参考例により、柱状部材の表面の欠陥検査結果を面情報として処理して表示した一例を示す図である。
【図11】本発明の参考例により、柱状部材の表面の欠陥検査結果を面情報として処理して表示した一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「～」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。
【0015】
［本発明の欠陥検査装置］
本発明の欠陥検査装置は、部材の表面の欠陥検査装置であって、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材の検査部位を撮像するラインカメラと、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とを有し、前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で前記第一の角度と反対の向きにあり、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する。
このような構成とすることで油の付着の有無の影響を抑制して部材の欠陥を検出することができる。また、この欠陥の検出は、画像を用いて検出するため、部材を非破壊で検出することができ、また検査によりキズが付くおそれもない検査である。よって、検査後の部材はそのまま利用することができる。
本発明の欠陥検査装置は、部材の表面の欠陥検査装置であって、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材の検査部位を撮像するラインカメラと、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とを有し、前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、前記ラインカメラが前記部材を撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で前記第一の角度と反対の向きにあり、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する。
このような構成とすることで油の付着の有無の影響を抑制して部材の欠陥を検出することができる。また、この欠陥の検出は、画像を用いて検出するため、部材を非破壊で検出することができ、また検査によりキズが付くおそれもない検査である。よって、検査後の部材はそのまま利用することができる。
【0016】
［本発明の欠陥検査方法］
本発明の欠陥検査方法は、部材の表面の欠陥検査方法であって、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とにより照射する照射工程と、前記照射工程で照射された前記部材をラインカメラにより撮像する撮像工程とを有し、前記ラインカメラが前記部材の高さ方向に軸心に向かって撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、前記ラインカメラが前記部材の高さ方向の軸に向かって撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する。
このような構成とすることで油の付着の有無の影響を抑制して部材の欠陥を検出することができる。
本発明の欠陥検査方法は、本発明の欠陥検査装置を用いて行うことができ、本願においてそれぞれに対応する構成は相互に利用することができる。
本発明の欠陥検査方法は、部材の表面の欠陥検査方法であって、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する第一の照明と、前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記第一の照明と異なる角度から前記部材を照射する第二の照明とにより照射する照射工程と、前記照射工程で照射された前記部材をラインカメラにより撮像する撮像工程とを有し、前記ラインカメラが前記部材の高さ方向に軸心に向かって撮像する軸と、前記第一の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって前記部材を照射する軸とのなす第一の角度（θ１）が５～１５度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射し、前記ラインカメラが前記部材の高さ方向の軸に向かって撮像する軸と、前記第二の照明が前記部材の高さ方向の軸心に向かって照射する軸とのなす第二の角度（θ２）が２０～４０度の角度で、前記部材の高さ方向に沿って線状に照射する。
このような構成とすることで油の付着の有無の影響を抑制して部材の欠陥を検出することができる。
本発明の欠陥検査方法は、本発明の欠陥検査装置を用いて行うことができ、本願においてそれぞれに対応する構成は相互に利用することができる。
【0017】
本発明者は、従来目視で評価したり、油をふき取ったり洗浄して検査されていた、製造工程で油が付着するような各種部材等について、光学的手段による欠陥検査の検討を行った。その結果、後述する実施例等にも詳述するが、通常の光学的手段で検査すると、油が付着した部分から乱反射や正反射によって油が映り込み、部材自体の欠陥検査は難しい場合があることが確認された。
【0018】
しかし、このような油が付着している場合も、照明の照射角度等を調整することで油の映り込みを抑制することができる場合があることが確認された。ただし、一つの照明で検査部位を照射した場合、欠陥が検出されなかったり、欠陥とその他の部位との輝度差が小さく判別が非常に難しい場合がある。これは、部材の形状によっては光を照射したとき、反射する光が様々な角度に散乱するため散乱光を検出する撮像手段の位置と照明の位置、それらの向きといった光学系の配置による輝度差が影響すると考えられる。
【0019】
本発明者は、このような部材の欠陥検査にあたって、ラインカメラを用いることで柱状部材からの散乱光の輝度が比較的安定した部位で撮像できることを見出した。また、検査部位を所定の角度から照射する第一の照明に加えて、第二の照明により第一の照明とは異なる角度から検査部位を照射することで油の付着による影響を低減し、欠陥を検出しやすい像を撮像できることを見出した。
【0020】
［欠陥検査装置（１００）］
本発明に係る欠陥検査装置の第一の実施形態を、図１等を用いて説明する。図１は、欠陥検査装置１００の構成の概要を示す図である。欠陥検査装置１００は、第一の照明１１と、第二の照明２１と、ラインカメラ３１とを有する。欠陥検査装置１００は、部材４の欠陥を検査する装置である。部材４は、部材４の固定手段５１に固定され、固定手段５１は回転手段５２上に設けられている。ラインカメラ３１で撮像した像は、画像検出部６０に検出され、画像解析部７１や判別部７２で解析や欠陥の有無の判別がされ、その結果は表示部８０に表示される。撮像された画像や、解析された画像、欠陥の判別結果などは、適宜メモリ９０に保存される。以下、図１における部材４をラインカメラ３１で撮像する方向をＸ方向、Ｘ方向と水平面内で直交する方向をＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向の水平面と直交する方向をＺ方向として説明する。
本発明に係る欠陥検査装置の第一の実施形態を、図１等を用いて説明する。図１は、欠陥検査装置１００の構成の概要を示す図である。欠陥検査装置１００は、第一の照明１１と、第二の照明２１と、ラインカメラ３１とを有する。欠陥検査装置１００は、部材４の欠陥を検査する装置である。部材４は、部材４の固定手段５１に固定され、固定手段５１は回転手段５２上に設けられている。ラインカメラ３１で撮像した像は、画像検出部６０に検出され、画像解析部７１や判別部７２で解析や欠陥の有無の判別がされ、その結果は表示部８０に表示される。撮像された画像や、解析された画像、欠陥の判別結果などは、適宜メモリ９０に保存される。以下、図１における部材４をラインカメラ３１で撮像する方向をＸ方向、Ｘ方向と水平面内で直交する方向をＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向の水平面と直交する方向をＺ方向として説明する。
【0021】
［第一の光学系１０１］
図２は欠陥検査装置における光学系の配置の具体的な構成例を示す図である。第一の照明１１および第二の照明２１が部材４の高さ方向の軸心４２に向かって光を照射し、ラインカメラ３１は部材４の検査部位４１３を撮像する。この欠陥検査装置における第一の照明１１および、第二の照明２１、ラインカメラ３１を本願において光学系とよぶ。図２は、第一の光学系１０１の一例を示す図で、第一の光学系１０１を平面視した（Ｚ方向からみた）図である。
図２は欠陥検査装置における光学系の配置の具体的な構成例を示す図である。第一の照明１１および第二の照明２１が部材４の高さ方向の軸心４２に向かって光を照射し、ラインカメラ３１は部材４の検査部位４１３を撮像する。この欠陥検査装置における第一の照明１１および、第二の照明２１、ラインカメラ３１を本願において光学系とよぶ。図２は、第一の光学系１０１の一例を示す図で、第一の光学系１０１を平面視した（Ｚ方向からみた）図である。
【0022】
［第一の照明１１］
第一の照明１１は、部材４に光を照射する照明である。第一の照明１１は、部材４を線状に照射する照明であることが好ましい。第一の照明１１は、線状に配置したＬＥＤなどの光源を用いて、さらに適宜集光手段により線状に集光して疑似的に平行光を照射するＬＥＤのライン照明やこれに相当する照度となるように光学系が設計された照明が好ましい。ＬＥＤのライン照明等を用いることで、適度に明るく広く照射して、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
第一の照明１１は、部材４に光を照射する照明である。第一の照明１１は、部材４を線状に照射する照明であることが好ましい。第一の照明１１は、線状に配置したＬＥＤなどの光源を用いて、さらに適宜集光手段により線状に集光して疑似的に平行光を照射するＬＥＤのライン照明やこれに相当する照度となるように光学系が設計された照明が好ましい。ＬＥＤのライン照明等を用いることで、適度に明るく広く照射して、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【0023】
第一の照明１１は、ラインカメラ３１の撮像と部材４やその欠陥の状態等に応じて適宜選択できる。光の波長は、近紫外線程度から近赤外線程度の波長の光の単一波長でもよいし、混合色や白色でもよい。特に低波長３５０～６５０ｎｍ付近にピーク波長を有する光が好ましい。高波長側にピークがある場合、欠陥付近で光が回り込んで照射し、輝度差が低下し欠陥検出しにくい場合がある。また、直線偏光や楕円偏光等の偏光を照射してもよいし、自然光を照射してもよい。
【0024】
［第二の照明２１］
第二の照明２１は、第一の照明１１とは異なる角度から部材４に光を照射する照明である。第二の照明２１には、第一の照明と同様に線状に光を照射する照明を用いることができる。部材４を照射するとき、第一の照明１１とは異なる照度としてもよい。第二の照明２１は、第一の照明１１よりも強い照度の照明とすることが好ましい。また、第二の照明２１は、第一の照明１１よりも指向性が高いライン照明を用いることがより好ましい。
第二の照明２１は、第一の照明１１とは異なる角度から部材４に光を照射する照明である。第二の照明２１には、第一の照明と同様に線状に光を照射する照明を用いることができる。部材４を照射するとき、第一の照明１１とは異なる照度としてもよい。第二の照明２１は、第一の照明１１よりも強い照度の照明とすることが好ましい。また、第二の照明２１は、第一の照明１１よりも指向性が高いライン照明を用いることがより好ましい。
【0025】
［ラインカメラ３１］
ラインカメラ３１は、部材４の検査部位４１３を撮像する。ラインカメラ３１は、部材４の高さ方向の軸心４２に向かって撮像する角度で配置される。ラインカメラ３１は、フォトダイオードを直列に配置したもので対象を線状に撮像するものである。ラインカメラはＣＣＤやＣＭＯＳ等を適宜用いることができる。ラインカメラ３１が検査部位４１３を撮像することで、部材４の表面が曲面や部材形状の凹凸等を有するものであっても、これらの基本形状に由来して検出される輝度差を抑制して撮像することができる。
ラインカメラ３１の撮像画素数やスキャンレート等は、部材４の大きさや種類、観察するキズの種類、回転手段による回転速度等に応じて、適宜設定することができる。例えば、撮像画素数は５００画素以上や１０００画素以上、２０００画素以上とすることができる。特に、部材４が金属部材のときの鋳巣やヘアラインと呼ばれるような欠陥を検出し、これらの欠陥の大きさを判別できるように、ラインカメラ３１は画素当たり３０μｍ角（３０μｍ×３０μｍ）程度以下の大きさで撮像することができることが好ましく、１５μｍ角や、１０μｍ角、８μｍ角程度のより微細な画素サイズで撮像できることがさらに好ましい。
ラインカメラ３１は、部材４の検査部位４１３を撮像する。ラインカメラ３１は、部材４の高さ方向の軸心４２に向かって撮像する角度で配置される。ラインカメラ３１は、フォトダイオードを直列に配置したもので対象を線状に撮像するものである。ラインカメラはＣＣＤやＣＭＯＳ等を適宜用いることができる。ラインカメラ３１が検査部位４１３を撮像することで、部材４の表面が曲面や部材形状の凹凸等を有するものであっても、これらの基本形状に由来して検出される輝度差を抑制して撮像することができる。
ラインカメラ３１の撮像画素数やスキャンレート等は、部材４の大きさや種類、観察するキズの種類、回転手段による回転速度等に応じて、適宜設定することができる。例えば、撮像画素数は５００画素以上や１０００画素以上、２０００画素以上とすることができる。特に、部材４が金属部材のときの鋳巣やヘアラインと呼ばれるような欠陥を検出し、これらの欠陥の大きさを判別できるように、ラインカメラ３１は画素当たり３０μｍ角（３０μｍ×３０μｍ）程度以下の大きさで撮像することができることが好ましく、１５μｍ角や、１０μｍ角、８μｍ角程度のより微細な画素サイズで撮像できることがさらに好ましい。
【0026】
［部材４］
部材４は、欠陥検査の対象となる部材の形状は任意のものでよい。部材４は中空部材や中実部材等いずれでもよく、円筒や円柱、多角柱などの柱状の形状としてもよい。また、段差があったり、溝が設けられているものでもよい。部材４の材質は特に制限がなく、金属や樹脂、セラミック、ガラス管などを用いることができる。また、適宜、表面加工されていてもよく、メッキ塗工などされたものを用いてもよい。部材４は各材質や用途に応じて鋳造や切削、射出成形等を適宜組み合わせて成形されたものを用いることができる。
部材４は、欠陥検査の対象となる部材の形状は任意のものでよい。部材４は中空部材や中実部材等いずれでもよく、円筒や円柱、多角柱などの柱状の形状としてもよい。また、段差があったり、溝が設けられているものでもよい。部材４の材質は特に制限がなく、金属や樹脂、セラミック、ガラス管などを用いることができる。また、適宜、表面加工されていてもよく、メッキ塗工などされたものを用いてもよい。部材４は各材質や用途に応じて鋳造や切削、射出成形等を適宜組み合わせて成形されたものを用いることができる。
【0027】
特に部材に油分が付着したままでも、その影響を抑制して検査することができるため、油分が付着する可能性があるものを検査対象とすることができる。油分は、洗浄油や加工油など、透明度が高いものを対象とすることが好ましい。
【0028】
検査部位４１３は、ラインカメラ３１が撮像する線状の部分である。部材４の高さ方向に検査部位４１３は設定される。部材４が柱状形状などを有する場合、後述する回転手段等により周方向に回転させながらラインカメラ３１で撮像することで、その側面全体の欠陥を検査することができる。
【0029】
部材４の軸心４２に基づいて、第一の照明１１、第二の照明２１、ラインカメラ３１が配置される。この軸心４２は、部材４の断面視した形状が最も円に近い形状となるときその断面視したときの正面方向からみて、その断面視した円の略中央である。なお、断面視した形状が完全に円ではない場合や、照射する光が軸心からわずかに外れても回り込み光等による本発明に関する有効性は得られることから、軸心４２は一定の範囲を有するものとして扱ってもよい。この場合、部材４の軸心の点を軸心Ａ０として、部材４を断面視した断面の断面積を求め、その断面積に相当する面積の円と仮定したときのその円の直径φ０に基づいて、Ａ０からφ０／１０（好ましくはφ０／２０）までの範囲を軸心４２に相当する範囲とすることができる。そして、この軸心として扱う範囲を照射するものとして、第一の照明１１や第二の照明２１を配置する。
【0030】
［第一の光学系１０１］
図２、３は第一の光学系１０１の配置をより詳しく説明するための図である。第一の光学系１０１は、部材４の検査部位４１３を検査するものである。第一の光学系１０１は、ラインカメラ３１と、第一の照明１１と、第二の照明２１とが所定の位置となるように配置されている。
第一の光学系１０１は、第一の角度θ１となるようにラインカメラ３１と第一の照明１１が配置され、第二の角度θ２となるようにラインカメラ３１と第二の照明２１が配置される。また、第一の光学系１０１において、第一の照明１１、第二の照明２１、ラインカメラ３１は、水平面内に配置されている（図３）。
図２、３は第一の光学系１０１の配置をより詳しく説明するための図である。第一の光学系１０１は、部材４の検査部位４１３を検査するものである。第一の光学系１０１は、ラインカメラ３１と、第一の照明１１と、第二の照明２１とが所定の位置となるように配置されている。
第一の光学系１０１は、第一の角度θ１となるようにラインカメラ３１と第一の照明１１が配置され、第二の角度θ２となるようにラインカメラ３１と第二の照明２１が配置される。また、第一の光学系１０１において、第一の照明１１、第二の照明２１、ラインカメラ３１は、水平面内に配置されている（図３）。
【0031】
［第一の角度（θ１）］
第一の角度θ１は、ラインカメラ３１の撮像する軸と直交する方向から見た位置となる平面視したとき、ラインカメラ３１が部材４の軸心４２を撮像する基準となる軸ｘ０と、第一の照明１１が部材４の軸心４２に向かって照射する軸ｘ１とのなす角度である。この第一の角度θ１は、５～１５度である。この範囲で照射することで部材４に油が付着している場合もその影響を抑えて油の付着した部材自体の表面の欠陥を検査することができる。第一の角度θ１は、８～１２度の角度であることがより好ましい。
第一の角度θ１は、ラインカメラ３１の撮像する軸と直交する方向から見た位置となる平面視したとき、ラインカメラ３１が部材４の軸心４２を撮像する基準となる軸ｘ０と、第一の照明１１が部材４の軸心４２に向かって照射する軸ｘ１とのなす角度である。この第一の角度θ１は、５～１５度である。この範囲で照射することで部材４に油が付着している場合もその影響を抑えて油の付着した部材自体の表面の欠陥を検査することができる。第一の角度θ１は、８～１２度の角度であることがより好ましい。
【0032】
角度θ１が小さすぎる場合、第一の照明１１とラインカメラ３１とが設置しにくかったり、欠陥と正常部との輝度差が小さく欠陥を検出しにくい。また、部材４から反射してラインカメラ３１に入射する光が強くなったりして、ハレーションが生じる場合がある。
【0033】
一方、角度θ１が大きすぎる場合、検査部位４１３を照らす回り込みが十分に生じずラインカメラ３１で撮像しようとする軸から見たときの照度が低下してＳ／Ｎ比の効果が得られず、欠陥を検出しにくくなったり、特に４５度より大きくすると油からの乱反射・正反射が強くなり、ラインカメラ３１に油が映り込む場合がある。
【0034】
［第二の角度θ２］
角度θ２は、ラインカメラ３１が部材４の軸心４２を撮像する基準となる軸ｘ０と、第二の照明２１が部材４の軸心４２に向かって照射する軸ｘ２とのなす角度である。この第二の角度θ２は、第一の角度θ１と反対の向きである。すなわち、第一の角度θ１が第一の光学系１０１を平面視したとき正の角度として照射される場合、第二の角度θ２は負の角度として照射される。また、第一の角度θ１が負の角度の場合、第二の角度θ２は正の角度として照射される。
角度θ２は、ラインカメラ３１が部材４の軸心４２を撮像する基準となる軸ｘ０と、第二の照明２１が部材４の軸心４２に向かって照射する軸ｘ２とのなす角度である。この第二の角度θ２は、第一の角度θ１と反対の向きである。すなわち、第一の角度θ１が第一の光学系１０１を平面視したとき正の角度として照射される場合、第二の角度θ２は負の角度として照射される。また、第一の角度θ１が負の角度の場合、第二の角度θ２は正の角度として照射される。
【0035】
第二の角度θ２は、２０～４０度である。この範囲で照射することで部材４に油が付着している場合もその影響を抑えて油の付着した部材自体の表面の欠陥を検査することができる。また、第一の照明１１との相乗効果により、全体的に輝度が高い明るい像を得やすく、その中でも欠陥は特異的な輝度となり観察しやすいものとなる。
【0036】
角度θ２が小さすぎる場合、第二の照明２１とラインカメラ３１とが設置しにくかったり、欠陥と正常部との輝度差が小さく欠陥を検出しにくい。また、部材４から反射してラインカメラ３１に入射する光が強くなり、ハレーションが生じる場合がある。
【0037】
一方、角度θ２が大きすぎる場合、検査部位４１３を照らす回り込みが十分に生じなかったりＳ／Ｎ比の効果が得られず、欠陥を検出しにくくなったり、特に４５度より大きくすると油からの乱反射・正反射が強くなり、ラインカメラ３１に油が映り込む場合がある。
【0038】
このような第一の角度θ１および第二の角度θ２で部材４を照射するとき、第一の照明１１（第二の照明２１）の光軸Ｘ１（Ｘ２）は、部材４の照射部位４１１（４１２）を照射するものとなる。この照射部位４１１（４１２）は検査部位４１３と異なる離れた位置となる。照射位置と検査位置とが異なり離れた位置となることから、第一の照明１１（第二の照明２１）の照射光はラインカメラ３１に撮像される方向に反射・散乱されにくい。しかし、照射部位４１１（４１２）を照射した光が、部材４の表面で回り込み検査部位４１３は照らされるものとなる。このような回り込む光により照明されるものとすれば、油などが付着していても、油による不定形の表面や界面による散乱の影響を抑制でき、部材４の検査ができる。また、この回り込みにより照射する光は、ラインカメラ３１が撮像する軸との配置において、ラインカメラ３１が検出できる光量が低くなる傾向があるが、第一の照明１１と第二の照明２１の二つの照明により異なる方向から照射することで、部材４の表面状態の観察に適した光量で検査ができるようになる。
【0039】
部材４と、第一の照明１１、第二の照明２１との距離は、部材４の大きさなどに応じて、適宜調整される。例えば、部材４の直径がφｘとするとき、部材４の軸心４２から、第一の照明１１の照射口１１１や第二の照明２１の照射口２１１までの距離は、φｘの１．５倍～３０倍程度や、２倍～２０倍程度とすることができる。または、これらの距離が５ｃｍ～１ｍ程度や、１０ｃｍ～７０ｃｍ程度としてもよい。近すぎると、回り込み光が生じにくくなり、検査部位４１３が十分な明るさとならない場合がある。また、遠すぎると指向性がある光を用いても徐々に拡散して、有効な回り込み光による照明とならなかったり照度が低下する場合がある。
【0040】
［第二の光学系１０２］
図４は第二の光学系１０２の配置をより詳しく説明するための図である。第二の光学系１０２は、部材４の検査部位４１３を検査するものである。第二の光学系１０２は、ラインカメラ３１と、第一の照明１１と、第二の照明２１とが所定の位置となるように配置されている。
第二の光学系１０２は、第一の角度θ１に第一の照明１１が配置され、第二の角度θ２に第二の照明２１が配置される。これらの配置を平面視したときの角度は、第一の光学系１０１に関する図２に示すものと同様である。
図４は第二の光学系１０２の配置をより詳しく説明するための図である。第二の光学系１０２は、部材４の検査部位４１３を検査するものである。第二の光学系１０２は、ラインカメラ３１と、第一の照明１１と、第二の照明２１とが所定の位置となるように配置されている。
第二の光学系１０２は、第一の角度θ１に第一の照明１１が配置され、第二の角度θ２に第二の照明２１が配置される。これらの配置を平面視したときの角度は、第一の光学系１０１に関する図２に示すものと同様である。
【0041】
第二の光学系１０２において、第一の照明１１と、ラインカメラ３１とは、高さ方向（ｚ方向）において、それぞれの撮像方向と、光軸とが、それぞれの中央が水平方向に配置されている。一方、第二の照明２１は高さ方向（Ｚ方向に）に、その光軸を所定の角度に傾けて配置されている。
【0042】
［角度θｚ１］
ラインカメラ３１が部材４を撮像する軸を水平方向からみたとき、部材４の軸心４２においてラインカメラ３１が撮像する軸ｚ０の方向と、第二の照明２１の照射する光軸ｚ１とのなす角度（θｚ１）は、０～７０度の方向から照射するものであることが好ましい。なお、第一の光学系１０１は、第二の照明２１も水平（θｚ１は０度）に配置するものである。
ラインカメラ３１が部材４を撮像する軸を水平方向からみたとき、部材４の軸心４２においてラインカメラ３１が撮像する軸ｚ０の方向と、第二の照明２１の照射する光軸ｚ１とのなす角度（θｚ１）は、０～７０度の方向から照射するものであることが好ましい。なお、第一の光学系１０１は、第二の照明２１も水平（θｚ１は０度）に配置するものである。
【0043】
第二の照明２１を高さ方向（ｚ方向）に傾けた光軸で部材４を照射するとき、角度θｚ１は、１０～７０度の方向から照射するものであることが好ましい。第二の照明２１を傾けて照射することで、水平方向からの高指向性の光の照射だけでは変化が生じにくい凹凸のキズに光の照射部分に差が生じて影ができ、欠陥を検出しやすくなる。角度θｚ１が１０度以上のとき、凹凸のキズをより顕著に検出しやすくなる。角度θｚ１が７０度を超えて大きすぎる場合、第二の照明２１の配置が難しくなる場合がある。角度θｚ１は、１５度以上や、２０度以上としてもよい。また、角度θｚ１は、６０度以下や、５０度以下としてもよい。
【0044】
なお、このように第二の照明２１を高さ方向に傾けた状態で配置するとき、第一の照明１１は、ラインカメラ３１の撮像する軸ｚ０と略水平に配置することが好ましい。凹部のキズに光が入り込むことで、凹部内で乱反射して輝度が高くなり検出しやすくなるキズがあったり、部材自体の形状により、斜め方向からの照射のみでは部材４の表面が観察しにくい場合がある。このようなとき、第一の照明１１は、略水平方向から照射することで、このような欠陥検出や部材形状に応じた欠陥検出に有効な照射となる。この略水平とは、軸ｚ０との第一の照明１１の光軸のなす角度が、５度以下や、３度以下、１度以下などとして設定することができる。
【0045】
図５は、第二の光学系１０２の変形例を示す第二の光学系１０２Ｂを示す図である。図４の第二の光学系１０２では、第二の照明２１自体を傾けて、その光軸（ｚ１）を傾けた配置を説明したが、第二の光学系１０２Ｂに示すように第二の照明２１Ｂ自体が、その照明光を照射する照明部から、斜め方向に照射する構成を有する。このよう場合も、第二の照明２１Ｂの光軸ｚ１に基づいて、その傾きを調整して用いることができる。
【0046】
［固定手段（５１）］
固定手段５１は、部材４を固定する手段である。部材４が筒状などで底面や天面に開口部を有する場合、内部から内爪で把持してもよいし、上部にテーパー部を有する錘状部材などに部材４の開口部を配置することで、開口部の内径と錘の径が一致する部位で留まる構造としてもよい。また、外爪により部材４の表面側を固定してもよいし、上下を押さえて固定するものでもよい。固定手段５１により、所定の検査部位４１３を検査する間等に、部材４を所定の位置に固定する。
固定手段５１は、部材４を固定する手段である。部材４が筒状などで底面や天面に開口部を有する場合、内部から内爪で把持してもよいし、上部にテーパー部を有する錘状部材などに部材４の開口部を配置することで、開口部の内径と錘の径が一致する部位で留まる構造としてもよい。また、外爪により部材４の表面側を固定してもよいし、上下を押さえて固定するものでもよい。固定手段５１により、所定の検査部位４１３を検査する間等に、部材４を所定の位置に固定する。
【0047】
［回転手段（５２）］
固定手段５１は回転手段５２上に設けられている。回転手段５２は、固定手段５１に固定されている部材４の周方向に回転する手段である。回転ローラや歯車等により、固定手段５１を回転させることができる。回転手段５２の回転は、部材４の検査範囲に対応した回転ができればよく、全周を検査する場合、周方向に３６０度以上回転可能なものとすることができる。また、回転する位置を制御したり、検出したりして、部材４の周方向の位置を特定できるものであることが好ましい。
固定手段５１は回転手段５２上に設けられている。回転手段５２は、固定手段５１に固定されている部材４の周方向に回転する手段である。回転ローラや歯車等により、固定手段５１を回転させることができる。回転手段５２の回転は、部材４の検査範囲に対応した回転ができればよく、全周を検査する場合、周方向に３６０度以上回転可能なものとすることができる。また、回転する位置を制御したり、検出したりして、部材４の周方向の位置を特定できるものであることが好ましい。
【0048】
［画像検出部（６０）］
画像検出部６０は、ラインカメラ３１が撮像した情報を検出する部分である。ラインカメラ３１が撮像した像に関する情報は、適宜、有線や無線により電気情報等として画像検出部６０に送信される。この情報に基づき、画像として検出する。画像検出部６０は、ラインカメラ３１が撮像した同一の検査部位４１３の輝度データなどを積分処理したものとして画像としてもよい。
画像検出部６０は、ラインカメラ３１が撮像した情報を検出する部分である。ラインカメラ３１が撮像した像に関する情報は、適宜、有線や無線により電気情報等として画像検出部６０に送信される。この情報に基づき、画像として検出する。画像検出部６０は、ラインカメラ３１が撮像した同一の検査部位４１３の輝度データなどを積分処理したものとして画像としてもよい。
【0049】
［画像解析部（７１）、判別部（７２）］
画像解析部７１は、画像検出部６０が検出した画像を解析する部分である。適宜、回転手段５２を回転させながらラインカメラ３１や画像検出部６０を介して、輝度データ等として検出された線状の像を、検査範囲に対応した周方向の情報として解析して検査範囲全体の像とすることができる。また、判別部７２は、ラインカメラ３１が撮像した像の輝度に基づき、欠陥の有無を判別するための閾値により欠陥の有無を判別する。
画像解析部７１は、画像検出部６０が検出した画像を解析する部分である。適宜、回転手段５２を回転させながらラインカメラ３１や画像検出部６０を介して、輝度データ等として検出された線状の像を、検査範囲に対応した周方向の情報として解析して検査範囲全体の像とすることができる。また、判別部７２は、ラインカメラ３１が撮像した像の輝度に基づき、欠陥の有無を判別するための閾値により欠陥の有無を判別する。
【0050】
［表示部（８０）］
表示部８０は、画像解析部７１で解析した像や解析結果や判別部７２で判別した結果等を表示する部分である。例えば、画像検出部６０で検出した像を画像解析部７１で輝度補正等のみを行い、特定の線状の検査部位４１３に関する像として表示してもよい。また、回転手段５２を回転させながら撮像したものを解析して、検査範囲の像としての撮像結果を表示してもよい。また、欠陥の有無を判別するための閾値により欠陥の有無を判別して、その判別結果を表示してもよい。また、その評価条件や、部材の情報等を合わせて表示するものとしてもよい。
表示部８０は、画像解析部７１で解析した像や解析結果や判別部７２で判別した結果等を表示する部分である。例えば、画像検出部６０で検出した像を画像解析部７１で輝度補正等のみを行い、特定の線状の検査部位４１３に関する像として表示してもよい。また、回転手段５２を回転させながら撮像したものを解析して、検査範囲の像としての撮像結果を表示してもよい。また、欠陥の有無を判別するための閾値により欠陥の有無を判別して、その判別結果を表示してもよい。また、その評価条件や、部材の情報等を合わせて表示するものとしてもよい。
【0051】
［メモリ（９０）］
メモリ９０は、撮像された画像や、解析された画像、欠陥の判別結果などを、適宜保存する手段である。
メモリ９０は、撮像された画像や、解析された画像、欠陥の判別結果などを、適宜保存する手段である。
【0052】
［欠陥検査方法（Ｓ１００）］
図６は、欠陥検査装置１００を用いた欠陥検査方法の検査フローの一例を示す図である。
図６は、欠陥検査装置１００を用いた欠陥検査方法の検査フローの一例を示す図である。
【0053】
まず、第一の照明１１と、部材４の軸心４２に向かって第一の照明１１と異なる角度から照射する第二の照明２１とにより、部材４を照射する照射工程Ｓ１１を行う。
【0054】
この照射を維持した状態で、検査部位４１３をラインカメラ３１で撮像する撮像工程Ｓ２１を行う。撮像した像は、適宜画像検出部６０で検出し、メモリ９０に保存する。
【0055】
撮像を行った後、欠陥検査を行う所定の範囲を撮像したかの判定工程Ｓ２２を行う。所定の範囲を撮像していない場合、回転手段５２を回転させて検査部位４１３を周方向に移動させて、次の検査部位４１３が検査対象となるように配置する回転工程Ｓ２３を行う。この状態で、撮像工程Ｓ２１を行う。所定の範囲を撮像するまでこれを繰り返す。所定の範囲を撮像し終えた場合、撮像と回転を終了する。この回転に伴い撮像した像も、適宜画像検出部６０で検出し、メモリ９０に保存する。
【0056】
撮像完了後、メモリ９０に保存された画像を、画像解析部７１で解析する画像解析工程Ｓ３１を行う。この解析は、部材４の表面の撮像結果を面状に配置したものとして、撮像された画像の輝度に応じて濃淡や色がつくものとして処理したり、所定の検査部位４１３での輝度のチャートとする。
【0057】
解析結果に基づいて、判別部７２で欠陥を検出する所定の閾値と対比して、欠陥の有無の判別を行う判別工程Ｓ４１を行う。この閾値は、正常部の輝度が低く、欠陥の輝度が高いものとなるいわゆる暗視野の検査を行ったとき、所定の輝度よりも低いものを正常部と、所定の輝度以上のものを欠陥と判別するものとすることができる。判別結果は、表示部８０に表示する表示工程Ｓ５１を行い、部材４の欠陥検査を終了する。
【0058】
【0059】
また、部材の欠陥は、視覚的や物理的に検出される、線状や面状の色や光沢のムラ、凹凸などの表面の異常部である。欠陥の代表的なものとして、図８に示すような凹状のキズが連続したものがあげられる。特に油が付着した部位のキズの向きによっては、単独の照明により照射すると油の表面反射や、全体の輝度が低く欠陥の輝度が十分に高いものとならず良品部である周囲との輝度差が生じにくい場合がある。本発明によれば、このようなキズなどの欠陥を検査することができる。
【実施例】
【0060】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【0061】
［実施例１］
第二の光学系１０２の変形例を示す第二の光学系１０２Ｂ（図５）に準じる光学系を用いる欠陥検査装置を構成し、部材の表面を評価した。
青色（ピーク波長約４５０ｎｍ）の疑似平行光を照射するＬＥＤのライン照明を、第一の照明および第二の照明として用いた。また、ライン状に約８０００画素検出するラインカメラを用いて画像を検出した。ラインカメラは、１画素あたり約７μｍを撮像するものとなるように、部材との距離や撮影範囲、レンズ倍率を設定した。
第一の角度θ１：１０°、第二の角度θ２：３２°となるように配置した。また第二の照明は高さ方向（Ｚ方向）の斜め方向から光を照射するもので角度θｚ１が、４５°として用いた。なお、第一の照明は、ラインカメラと同様に水平面内に配置して照射するものである。
・部材：金属を用いて鋳造後、切削して、さらに、段差加工などを行った、直径１５ｍｍ、高さ２００ｍｍの略円柱状の部材を評価対象とした。なお、この部材は、製造工程で加工油（レッドオイル）が付着したものである。
実施例１による部材の欠陥周辺を拡大した撮像例を、図８に示す。段差加工をした部位の周辺に、楕円状のキズが直線状に連続したものを確認することができる。また、最も左のキズは、浅く検出しにくいキズだが明確なキズと識別できる像が得られた。これらのキズは、他の正常部よりも輝度が高かった。
第二の光学系１０２の変形例を示す第二の光学系１０２Ｂ（図５）に準じる光学系を用いる欠陥検査装置を構成し、部材の表面を評価した。
青色（ピーク波長約４５０ｎｍ）の疑似平行光を照射するＬＥＤのライン照明を、第一の照明および第二の照明として用いた。また、ライン状に約８０００画素検出するラインカメラを用いて画像を検出した。ラインカメラは、１画素あたり約７μｍを撮像するものとなるように、部材との距離や撮影範囲、レンズ倍率を設定した。
第一の角度θ１：１０°、第二の角度θ２：３２°となるように配置した。また第二の照明は高さ方向（Ｚ方向）の斜め方向から光を照射するもので角度θｚ１が、４５°として用いた。なお、第一の照明は、ラインカメラと同様に水平面内に配置して照射するものである。
・部材：金属を用いて鋳造後、切削して、さらに、段差加工などを行った、直径１５ｍｍ、高さ２００ｍｍの略円柱状の部材を評価対象とした。なお、この部材は、製造工程で加工油（レッドオイル）が付着したものである。
実施例１による部材の欠陥周辺を拡大した撮像例を、図８に示す。段差加工をした部位の周辺に、楕円状のキズが直線状に連続したものを確認することができる。また、最も左のキズは、浅く検出しにくいキズだが明確なキズと識別できる像が得られた。これらのキズは、他の正常部よりも輝度が高かった。
【0062】
［参考例１］
実施例１の配置を行って、第一の照明を消灯して、第二の照明のみで照射して同一部材を観察した。撮像例を図９に示す。実施例１とラインカメラ３１は同一条件で撮像したが、全体的に暗い像となりＳ／Ｎ比が低く、最も左のキズや、右側の小さく近距離で連なるキズは、検出しにくいものとなった。
実施例１の配置を行って、第一の照明を消灯して、第二の照明のみで照射して同一部材を観察した。撮像例を図９に示す。実施例１とラインカメラ３１は同一条件で撮像したが、全体的に暗い像となりＳ／Ｎ比が低く、最も左のキズや、右側の小さく近距離で連なるキズは、検出しにくいものとなった。
【0063】
［参考例２］
実施例１の配置を行って、第二の照明を消灯して、第一の照明のみで照射して同一部材を観察した。撮像例を図１０に示す。実施例１とラインカメラ３１は同一条件で撮像したが、全体的に参考例１よりもさらに暗い像となりＳ／Ｎ比が低く、最も左のキズや、右側の小さく近距離で連なるキズは、検出しにくいものとなった。
実施例１の配置を行って、第二の照明を消灯して、第一の照明のみで照射して同一部材を観察した。撮像例を図１０に示す。実施例１とラインカメラ３１は同一条件で撮像したが、全体的に参考例１よりもさらに暗い像となりＳ／Ｎ比が低く、最も左のキズや、右側の小さく近距離で連なるキズは、検出しにくいものとなった。
【0064】
［参考例３］
実施例１で用いた第二の照明、ラインカメラを用いて、第二の照明の配置を、第二の角度θ２を７０度として照射し、同一部材を観察した。なお、第一の照明は用いずに観察した。撮像例を図１１に示す。
この部材は、実施例１で観察された欠陥の上には油が付着しており、油の乱反射等により、油自体が撮像され、部材表面の欠陥を識別することができなかった。
実施例１で用いた第二の照明、ラインカメラを用いて、第二の照明の配置を、第二の角度θ２を７０度として照射し、同一部材を観察した。なお、第一の照明は用いずに観察した。撮像例を図１１に示す。
この部材は、実施例１で観察された欠陥の上には油が付着しており、油の乱反射等により、油自体が撮像され、部材表面の欠陥を識別することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、油が付着しうる部材等の欠陥の検査に利用することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【0066】
１００ 欠陥検査装置
１０１ 第一の光学系
１０２、１０２Ｂ 第二の光学系
１１ 第一の照明
２１、２１Ｂ 第二の照明
３１ ラインカメラ
４ 部材
４１１、４１２ 照射部位
４１３ 検査部位
４２ 軸心
５１ 固定手段
５２ 回転手段
６０ 画像検出部
７１ 画像解析部
７２ 判別部
８０ 表示部
９０ メモリ
１０１ 第一の光学系
１０２、１０２Ｂ 第二の光学系
１１ 第一の照明
２１、２１Ｂ 第二の照明
３１ ラインカメラ
４ 部材
４１１、４１２ 照射部位
４１３ 検査部位
４２ 軸心
５１ 固定手段
５２ 回転手段
６０ 画像検出部
７１ 画像解析部
７２ 判別部
８０ 表示部
９０ メモリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
