JP6919283B2 - 表面検査装置および表面検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面検査装置および表面検査方法に関し、例えば、円柱状または円筒状でなる被検査体の周表面を検査する表面検査装置に適用して好適なものである。

従来、円柱状または円筒状の被検査体の周表面を検査する方法としては、被検査体を回転させながら、被検査体に光を照射して、被検査体の周表面の画像を取得し、当該画像を解析する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、スキューローラ上において搬送される被検査体を回転させながら、２台のカメラによって被検査体の周表面をスパイラル状に撮影してゆき、得られた画像内の輝度補正等を行い、被検査体の周表面の検査を行っている。

この際、特許文献１では、被検査体の位置がスキューローラ上で変動し易いことから、比較的広範囲な領域から欠陥検出用の基準輝度を算出し、基準輝度と、被検査体の計測輝度とを比較して、その比較結果に基づいて、被検査体の周表面における疵等を検出している。

特開２００４−１６３１７６号公報

しかしながら、特許文献１では、被検査体の周表面をカメラにより撮像している際、スキューローラ上で被検査体の位置が逐次変化することから、画像内で被検査体がブレてしまい、画像を基にして安定した検査を行うことが困難であるという問題があった。また、特許文献１では、スキューローラ上での被検査体の位置ズレを考慮して、比較的広範囲な領域から算出した欠陥検出用の基準輝度を用いて輝度補正を行っているが、被検査体の位置ズレの仕方によっては撮像部に撮像される周表面の輝度分布も変わってしまい、当該輝度分布からでは疵を検出できない恐れもあり、その場合、検査の精度が低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、画像を基に被検査体の周表面を安定して精度良く検査し得る表面検査装置および表面検査方法を提供することを目的とする。

本発明の表面検査装置は、円柱状または円筒状の被検査体を周方向に回転させる回転機構と、前記被検査体の周表面に当接して前記被検査体を抑え、前記被検査体の軸方向に沿った移動を可能にする移動体と、前記移動体を用いて移動しながら、回転する前記被検査体の周表面に光を照射する光源部と、前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像部と、を備える抑え機構と、画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記被検査体の所定回転数毎に取得した画像毎に、前記被検査体の周表面にある疵候補を検出する疵候補検出部と、前記疵候補を基に、時系列順に得られた前記画像を時系列順に連結し、前記被検査体の軸方向に沿った、前記被検査体の周表面の連続画像を生成する画像補正部と、を備える。

本発明の表面検査方法は、回転機構によって円柱状または円筒状の被検査体を周方向に回転させる回転ステップと、前記被検査体の周表面に当接して前記被検査体を抑え、前記被検査体の軸方向に沿った移動を可能にする移動体と、前記移動体を用いて移動しながら、回転する前記被検査体の周表面に光を照射する光源部と、前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像部と、を備える抑え機構を用いて、前記移動体により、前記抑え機構を前記被検査体の軸方向に沿って移動させる移動ステップと、前記光源部により前記被検査体の周表面に光を照射する光照射ステップと、前記撮像部により前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像ステップと、前記被検査体の所定回転数毎に取得した画像毎に、前記被検査体の周表面にある疵候補を検出する疵候補検出ステップと、前記疵候補を基に、時系列順に得られた前記画像を時系列順に連結し、前記被検査体の軸方向に沿った、前記被検査体の周表面の連続画像を生成する画像補正ステップと、を備える。

本発明によれば、撮像部を備えた抑え機構によって、回転する被検査体を抑えることで、回転時に生じる被検査体の位置ズレを防止でき、かくして、被検査体のブレが抑制された画像を基に、被検査体の周表面を安定して検査し得る。また、本発明によれば、周表面から撮像部までの距離や、周表面を撮像する撮像視野を常に一定に維持できるので、同じ条件で周表面を確実に撮像でき、その分、画像を基に被検査体の周表面を精度良く検査し得る。

図１Ａは、抑え機構を被検査体上に設置したときの構成を示す概略図であり、図１Ｂは、本発明の表面検査装置の構成を示す概略図である。 図２Ａは、第１材検センサにより被検査体の始端を検知したときの概略図であり、図２Ｂは、第２材検センサにより被検査体の終端を検知したときの概略図である。 図３Ａは、径が大きい他の被検査体に抑え機構を設定したときの構成（１）を示す概略図であり、図３Ｂは、径が大きい他の被検査体に抑え機構を設定したときの構成（２）を示す概略図である。 画像処理部の回路構成を示すブロック図である。 撮像部により周表面をスパイラル状に撮像する際の説明に供する概略図である。 疵がある周表面を撮像部により撮像したときの説明に供する概略図である。 図７Ａは、被検査体の１回転毎に取得した画像（１）を示す概略図であり、図７Ｂは、連続画像の構成（１）を示す概略図である。 図８Ａは、被検査体の１回転毎に取得した画像（２）を示す概略図であり、図８Ｂは、連続画像の構成（２）を示す概略図である。 図９Ａは、有害疵が撮像されたときの画像を示す写真であり、図９Ｂは、無害疵が撮像されたときの画像を示す写真である。 図１０Ａは、有害疵の輝度分布を示すグラフであり、図１０Ｂは、無害疵の輝度分布を示すグラフである。 図１１Ａは、有害疵の構成を示す概略図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの画像を２値化処理したときの概略図であり、図１１Ｃは、無害疵の構成を示す概略図であり、図１１Ｄは、図１１Ｃの画像を２値化処理したときの概略図である。 膨張処理の説明に供する概略図である。 有害疵および無害疵における疵部平均輝度、周囲平均輝度、周囲平均輝度／疵部平均輝度についてまとめた表である。 投光受光角度を変えたときの輝度分布を示すグラフである。 周囲平均輝度と投光受光角度の関係を示したグラフである。 表面検査手順を示すフローチャートである。 画像補正処理手順を示すフローチャートである。 疵判定処理手順を示すフローチャートである。

＜本発明の表面検査装置について＞
図１Ａおよび図１Ｂは、被検査体５の周表面５ａを検査する表面検査装置１の構成を示した概略図である。被検査体５は、例えば鉄や鋼、アルミニウム、ニッケル、チタン、それらの合金等でなり、外径が２０〜４５０［ｍｍ］、長手方向に延びる軸方向ｘの長さが１０００〜１５０００［ｍｍ］で円柱状または円筒状に形成されている。被検査体５は、回転機構７によりその場で周方向Ｃに回転され、表面検査装置１により全周全長に亘って周表面５ａが検査される。なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、被検査体５の軸方向ｘと直交する高さ方向をｚとし、軸方向ｘおよび高さ方向ｚに直交する幅方向をｙとする。

この実施形態の場合、回転機構７には、一対のターニングローラ７ａ，７ｂが複数設けられており、各一対のターニングローラ７ａ，７ｂ間に被検査体５が配置される。これにより、各一対のターニングローラ７ａ，７ｂの表面には、被検査体５の周表面５ａが当接する。回転機構７は、一対のターニングローラ７ａ，７ｂが同じ方向（例えば、時計回り方向）に回転することで、被検査体５の周表面５ａに一方向の回転力を与え、被検査体５を一方向（例えば、逆時計回り方向）に回転させる。この場合、回転機構７は、例えば被検査体５を回転周波数０．５［Ｈｚ］で回転させる。

表面検査装置１は、回転する被検査体５の周表面５ａ上に配置される抑え機構２と、画像処理部３と、駆動部４とを備えている。抑え機構２は、被検査体５の周表面５ａに光を照射する光源部１１と、光が照射された周表面５ａを撮像する撮像部１０と、回転する被検査体５の周表面５ａに当接させる移動体１３と、被検査体５を検知する第１材検センサ１２ａおよび第２材検センサ１２ｂとが、本体２ａに設置されている。本体２ａは、撮像部１０と光源部１１が対向配置された構成を有し、光源部１１から発した光を斜め上方から周表面５ａに照射し、光が照射された周表面５ａを斜め上方から撮像部１０により撮像し得る。

この実施形態の場合、撮像部１０と光源部１１は、図１Ａに示すように、撮像部１０および光源部１１間の中心鉛直線ｚ１上に、被検査体５の軸方向ｘに延びる中心軸が配置されており、撮像部１０の撮像視野中心線ｚ２および中心鉛直線ｚ１間の受光角度θ１と、光源部１１の光照射中心線ｚ３および中心鉛直線ｚ１間の投光角度θ２とが同じ角度に設定されている。この場合、受光角度θ１および投光角度θ２は、０度超９０度未満、より好ましくは２５度以上６０度以下であることが望ましく、このような角度に設定することで、後述する疵判定処理において有害疵と無害疵とで輝度分布の相違が明確になり、一段と容易に有害疵の判定を行え得る。

かかる構成に加えて抑え機構２は、例えばボールローラでなる移動体１３が本体２ａの下端部に設定された構成を有し、回転している被検査体５の周表面５ａに移動体１３を当接させ得る。移動体１３は、回転している被検査体５の周表面５ａを抑え、回転の遠心力によって生じる被検査体５の歪みや曲がり等による周表面５ａの位置ズレを防止し得る。なお、この実施形態の場合、抑え機構２は、自重により被検査体５の周表面５ａに移動体１３を押し付け、被検査体５を抑えている。ただし、その他の抑え機構２としては、例えば、押圧機構から与えられる外力によって、移動体１３を被検査体５に押し付け、周表面５ａを抑えるようにしてもよい。

かくして、抑え機構２は、本体２ａの移動体１３により周表面５ａを抑えつつ、同じく本体２ａに設けられた撮像部１０により当該周表面５ａを撮像し得る。ここで、本体２ａには、四辺の角部に移動体１３がそれぞれ配置されており、複数の移動体１３で囲まれた領域内に撮像部１０および光源部１１が設置されている。これにより、撮像部１０は、移動体１３により四隅が抑えられている領域内を撮像し得、撮像部１０に対して位置ズレが防止された周表面５ａを確実に、かつ安定して撮像し得る。

また、撮像部１０は、移動体１３を介して周表面５ａに当接する本体２ａに設置されていることから、周表面５ａまでの撮像距離や、周表面５ａに対する撮像視野が常に一定となり、最適な状態で周表面５ａを撮像し続けることができる。なお、撮像部１０は、抑え機構２の本体２ａに上下移動機構（図示せず）を介在して設けられており、当該上下移動機構によって本体２ａにおいて高さ方向ｚに移動し得、必要に応じて撮像距離を調整し得る。また、光源部１１も、移動体１３を介して周表面５ａに当接する本体２ａに設置されていることから、周表面５ａまでの光照射距離や、周表面５ａに対する光照射角度が常に一定となり、撮像に最適な光を常に周表面５ａに照射し続けることができる。

抑え機構２は、回転している被検査体５の周表面５ａを移動体１３により抑えたまま、回転している被検査体５の軸方向ｘに沿って移動され得る。この実施形態の場合、抑え機構２には、駆動部４が接続されており、当該駆動部４により軸方向ｘに移動され得る。これにより撮像部１０は、回転する被検査体５の周表面５ａをスパイラル状に撮像してゆき、得られた画像を画像処理部３に送出する。画像処理部３は、撮像部１０から受け取った画像に対して、後述する画像補正処理および疵判定処理を実行し得る。

なお、撮像部１０の一例としては、例えば撮影視野２８．６７２［ｍｍ］、撮影距離１７［ｍｍ］、被写体深度０．５［ｍｍ］のモノクロラインカメラ（２０４８［ｂｉｔｓ］、画素サイズ１４×１４［μｍ］、セルフォックレンズ構造の正立等倍撮影）を用いることができる。また、撮影条件の一例としては、スキャン速度３５９０［Ｈｚ］、撮像部１０の軸方向ｘへの走査速度１３［ｍｍ／ｓｅｃ］とすることができる。

ここで、本体２ａには、第１材検センサ１２ａおよび第２材検センサ１２ｂが被検査体５の軸方向ｘに沿って設けられており、これら第１材検センサ１２ａおよび第２材検センサ１２ｂ間に撮像部１０および光源部１１が配置されている。抑え機構２は、回転している被検査体５の周表面５ａに移動体１３を押し付けて軸方向ｘに沿って移動する際、図１Ｂとの対応部分に同一符号を付して示す図２Ａのように、被検査体５の一方の端部（以下、始端と呼ぶ）５ｂを第１材検センサ１２ａにより検知し得る。撮像部１０は、第１材検センサ１２ａにおける始端５ｂの検知結果に応じて撮像を開始し、被検査体５の始端５ｂから周表面５ａを撮像し得る。

この場合、第１材検センサ１２ａは、撮像部１０の撮像視野ｘ１内に周表面５ａが入る前に、被検査体５の始端５ｂを検知し得る位置に設けられている。これにより、撮像部１０は、第１材検センサ１２ａの検知結果に基づいて、被検査体５の始端５ｂから周表面５ａを確実に撮像し得る。なお、光源部１１の光照射範囲ｘ２は、撮像部１０の撮像視野ｘ１よりも広く、第１材検センサ１２ａの検知位置まで光が照射されるように設定されている。

より具体的には、撮像部１０による撮影範囲内での輝度ムラを抑制するため、例えば２８〜２９［ｍｍ］の撮像視野ｘ１に対して、光源部１１の光照射範囲ｘ２が撮像視野ｘ１よりも両端５０［ｍｍ］程長く設定される。なお、光源部１１の一例としては、例えば、棒状照明であるＬＥＤライン照明を用いることができ、光源が配置された長手方向を被検査体５の軸方向ｘと平行に配置し、さらにロッドレンズ、拡散フィルムにより、周表面５ａに対し直線状に均一に集光させる。

抑え機構２は、被検査体５の軸方向ｘに沿って進み、第２材検センサ１２ｂが被検査体５の始端５ｂを通過した後、図１Ｂとの対応部分に同一符号を付して示す図２Ｂのように、第２材検センサ１２ｂにより被検査体５の他方の端部（以下、終端と呼ぶ）５ｃを検知し得る。撮像部１０は、第２材検センサ１２ｂにおける終端５ｃの検知結果に応じて撮像を終了し、被検査体５の始端５ｂから終端５ｃまで全長全周の周表面５ａを撮像し得る。この場合、第２材検センサ１２ｂは、撮像部１０の撮像視野ｘ１から周表面５ａが外れた後に、被検査体５の終端５ｃを検知し得る位置に設けられている。これにより、撮像部１０は、第２材検センサ１２ｂの検知結果に基づいて、被検査体５の終端５ｃまで周表面５ａを確実に撮像し得る。

因みに、図１Ａとの対応部分に同一符号を付して示す図３Ａと、図１Ｂとの対応部分に同一符号を付して示す図３Ｂのように、表面検査装置１には、材径追従機構１５が設けられている。材径追従機構１５は、被検査体５とは径が異なる他の被検査体６が、回転機構７に設置されても、当該被検査体６の径に合わせて抑え機構２を高さ方向ｚに移動し、径が異なる他の被検査体６の周表面６ａ上に抑え機構２を設置し得る。

＜画像処理部の構成について＞
次に、画像処理部３について以下説明する。図４に示すように、画像処理部３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるマイクロコンピュータ構成の制御部２１と、画像取得部２２と、センサ情報取得部２３と、撮像指示部２４と、記憶部２５と、疵候補検出部２６と、画像補正部２７と、表示部２８と、疵判定部２９（後述する）と、がバス３６を介して相互に接続された構成を有する。

制御部２１は、図示しない操作部を介して、作業者から各種操作命令が与えられると、ＲＯＭに予め格納している画像補正処理プログラムや、疵判定処理プログラム等を、操作命令に基づき適宜読み出してＲＡＭに展開することにより、画像補正処理プログラムや疵判定処理プログラム等に従って各回路部を制御する。制御部２１は、各種プログラムの実行結果を表示部２８に表示し、例えば、表示部２８を介して、被検査体５における周表面５ａの検査結果を作業者に把握させ得る。

ここで、画像取得部２２は、撮像部１０（図１Ａおよび図１Ｂ）に接続されており、当該撮像部１０から画像を取得する。センサ情報取得部２３は、第１材検センサ１２ａおよび第２材検センサ１２ｂに接続され、撮像指示部２４は、撮像部１０に接続されている。撮像指示部２４は、被検査体５の始端５ｂの検知結果をセンサ情報取得部２３が第１材検センサ１２ａから受け取ると、これに応じて撮像開示指示を撮像部１０に送出し、撮像部１０による撮像を開始させ得る。撮像指示部２４は、被検査体５の終端５ｃの検知結果をセンサ情報取得部２３が第２材検センサ１２ｂから受け取ると、これに応じて撮像終了指示を撮像部１０に送出し、撮像部１０による撮像を終了させ得る。

疵候補検出部２６は、例えば、被検査体５の１回転毎に撮像部１０から取得した画像毎に輝度分布を測定してゆき、当該輝度分布の変化状態から疵と推測される疵候補を検出し得る。ここで、撮像部１０は、図５に示すように、被検査体５の周表面５ａを撮像してゆく際、１回転毎に１つの画像を順次取得してゆき、周表面５ａの全長全周を複数の画像に区分けして撮像してゆく。このようにして、撮像部１０は、被検査体５の始端５ｂから終端５ｃまで１回転する毎に得られた画像を画像処理部３に順次送出する。なお、この場合、撮像部１０は、回転する被検査体５の周表面５ａを軸方向ｘに移動しながら撮像してゆき、周表面５ａをスパイラル状に撮像してゆくため、周表面５ａの斜め方向の画像を取得する。

図６に示すように、例えば被検査体５の周表面５ａの所定位置に疵４１ａ，４１ｂがある場合には、回転する被検査体５の軸方向ｘに沿って撮像部１０が移動してゆき、撮像部１０によって、撮像視野ｘ１で１回転毎に１つの画像を取得してゆくことで、所定タイミングで得られた画像内に疵４１ａ，４１ｂが写される。ここで、１回転毎に１つの画像を順次取得してゆくことから、被検査体５の軸方向ｘにおける周表面５ａの画像の連続性が欠如してしまう。加えて、被検査体５を回転させつつ、撮像部１０を被検査体５の軸方向ｘに走査することから、撮像部１０で撮像される周表面５ａの画像にもズレが生じる恐れがある。

そして、このように被検査体５の周方向Ｃ及び軸方向ｘにおいて画像の連続性が欠如している状態において、例えば時系列順に取得した画像間に周表面５ａの疵４１ｂがあると、時系列順に並ぶ２つの画像に亘って疵４１ｂが写されてしまい、疵の過剰検出となる可能性もある。そこで、画像処理部３は、時系列順に取得された２つの画像に亘って疵４１ｂが撮像されても、後述する画像補正処理によって、画像の位置合わせをし、これら画像を時系列順に連結した連続画像を生成する。これにより、画像処理部３は、連続画像によって、疵４１ｂの正確な形状や位置を特定し得るようになされている。

＜画像補正処理について＞
図７Ａは、撮像部１０によって、被検査体５の１回転毎に取得していった複数の画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅを示す。撮像部１０は、被検査体５の周表面５ａを撮像してゆく際、図７Ａに示すように、例えば、一の画像（例えば、被検査体５の２回転目の画像）４２ｂ内の縁部分に写された周表面５ａを、次の画像（例えば、被検査体５の３回転目の画像）４２ｃ内にも写してゆく。これにより、時系列順に取得される、隣接する画像４２ｂ，４２ｃには、同じ周表面５ａが写るようにしたラップ領域４３ｂ，４３ａが設けられる。

すなわち、図７Ａに示すように、例えば一の画像４２ａには、次の画像４２ｂと隣接する縁部分にラップ領域４３ｂがあり、次の画像４２ｂには、前の画像４２ａと隣接する縁部分にラップ領域４３ａがあり、これらラップ領域４３ａ，４３ｂには、ともに同じ周表面５ａの領域が写るように、撮像部１０により周表面５ａが撮像される。疵候補検出部２６（図４）は、これら各画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ毎にそれぞれ輝度分布を測定してゆき、予め記憶部２５に記憶していた基準輝度以下の暗い輝度領域が、各画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ内にあるか否かを判断する。

ここで、被検査体５の周表面５ａに疵がある場合、当該疵が写った画像には、一般的に疵部分が暗く写る。疵候補検出部２６は、画像内のこのような輝度分布の変化を目安に、画像内において周表面５ａの疵を識別することができる。かくして、疵候補検出部２６は、疵を示す基準輝度を目安に、画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ内から、疵と推測される疵候補４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂを検出し得る。この際、疵候補検出部２６は、例えば、時系列順に並ぶ隣接する画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ，４２ｄ）のラップ領域４３ｂ，４３ａ内で、基準輝度以下となる疵候補４５ａ，４５ｂ（４６ａ，４６ｂ）を検出すると、これらラップ領域４３ｂ，４３ａ内にある疵候補４５ａ，４５ｂ（４６ａ，４６ｂ）の形状や位置を、輝度分布の変化状態から検出する。

画像補正部２７は、例えば画像４２ｂにおけるラップ領域４３ｂ内の疵候補４５ａの形状および位置と、この画像４２ｂと隣接する次の画像４２ｃにおける一のラップ領域４３ａ内の疵候補４５ｂの形状および位置とが一致するように、隣接する画像４２ｂ,４２ｃをそれぞれ移動し、位置調整する。さらに、この際、画像補正部２７は、隣接する画像４２ｂ,４２ｃの位置調整だけでなく、さらに、画像４２ｃにおける他のラップ領域４３ｂ内の疵候補４６ａの形状および位置と、この画像４２ｃと他方で隣接する次の画像４２ｄにおけるラップ領域４３ａ内の疵候補４６ｂの形状および位置とについても一致するように、隣接する画像４２ｃ,４２ｄを移動し、位置調整する。

これにより、画像補正部２７は、これら画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ,４２ｄ）の隣接するラップ領域４３ｂ，４３ａ同士を重ねて、図７Ｂに示すように、１つの統合ラップ領域４８を生成する。このようにして画像補正部２７は、各ラップ領域４３ｂ，４３ａ内の疵候補４５ａ，４５ｂ（４６ａ,４６ｂ）を合体させた１つの疵候補４５（４６）を統合ラップ領域４８内に生成し、統合ラップ領域４８によって画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，…が連結した連続画像５０ａを生成し得る。なお、図７Ａでは、ラップ領域４３ｂ，４３ａ内の疵候補４５ａ，４５ｂ（４６ａ,４６ｂ）がズレておらず、隣接する画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ,４２ｄ）同士に位置ズレが生じていないことから、予め設定したラップ領域４３ｂ，４３ａを単に重ねて統合ラップ領域４８を形成し、隣接する画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ,４２ｄ）同士を連結するだけで良い。

ここで、図８Ａは、隣接する画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ，４２ｄ）間において、周方向Ｃおよび軸方向ｘに大きな位置ズレが生じ、これら画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ,４２ｄ）のラップ領域４３ｂ，４３ａ内における疵候補５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）の位置や表示形態も大きく異なっているときの一例を示す。このような場合でも、画像補正部２７は、上述と同様に、時系列に並ぶ画像４２ｂ,４２ｃ,４２ｄの各ラップ領域４３ｂ,４３ａ内の輝度分布を基に、これらラップ領域４３ｂ,４３ａ内の疵候補５１ａ,５１ｂ,５２ａ,５２ｂの形状と位置が一致するように、これら画像４２ｂ,４２ｃ,４２ｄを移動させる。

これにより、画像補正部２７は、これら画像４２ｂ，４２ｃ（４２ｃ,４２ｄ）の隣接するラップ領域４３ｂ，４３ａ同士を重ねて、図８Ｂに示すように、１つの統合ラップ領域４８ａ（４８ｂ）を生成する。このようにして画像補正部２７は、各ラップ領域４３ｂ，４３ａ内の疵候補５１ａ，５１ｂ（５２ａ,５２ｂ）を合体させた１つの疵候補５１（５２）を統合ラップ領域４８ａ（４８ｂ）内に生成し、統合ラップ領域４８，４８ａ，４８ｂによって画像４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，…が連結した連続画像５０ｂを生成し得る。

なお、統合ラップ領域４８ａは、隣接する画像４２ｂ，４２ｃが周方向Ｃ（図８Ｂ中、上下方向）に位置調整されつつ、隣接するラップ領域４３ｂ，４３ａが重ねられて形成されたものである。一方、統合ラップ領域４８ｂは、隣接する画像４２ｃ，４２ｄが周方向Ｃだけでなく軸方向ｘ（図８Ｂ中、左右方向）にも位置調整されつつ、隣接するラップ領域４３ｂ，４３ａの一部のみが重ねられて形成されたものである。

そして、画像補正部２７は、図７Ｂおよび図８Ｂに示すような連続画像５０ａ，５０ｂを表示部２８に表示させるとともに、疵判定部２９において後述する疵判定処理を実行させる。

なお、図７Ｂおよび図８Ｂでは、疵候補がない他の画像４２ａ，４２ｅについても、時系列順に画像４２ａ，４２ｂ，…を連結して、連続画像５０ａ，５０ｂとしている。但し、ラップ領域４３ａ，４３ｂ以外の領域にのみ疵候補を検出した画像（図示せず）や、疵候補がない他の画像４２ａ，４２ｅについては、連続画像を生成することなく、これら画像をそのまま表示部２８に表示させ、後述する疵判定処理に移行してもよい。例えば、ラップ領域４３ｂ，４３ａ以外の領域にのみ疵候補を検出した画像では、疵の過剰検出の確率も低いため、連続画像を生成しなくても、当該画像内において疵候補を正確に検出できる。

また、図８Ｂに示すように、統合ラップ領域４８ａ（４８ｂ）を生成する過程で、画像４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅに比べ、画像４２ｃだけ画像の上下位置がずれてしまうことがある。ここで、疵候補の形状や位置を特定して連続画像を生成する際には、疵候補部分のみを検出できればよい。従って、疵候補のない領域については、疵候補の位置補正する際、データとして不要である。

そこで、画像補正部２７は、例えば、画像４２ｃを上下に移動させたことにより生じた凹み領域４３ｃを、画像データとして疵候補のない領域と同じ任意の値で補完し、凹み領域４３ｃ部分を画像４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅの辺に合わせるようにしてもよい。また、画像補正部２７は、例えば、画像４２ｃを上下に移動させたことにより生じた突出領域４３ｄを削除し、突出領域４３ｄ部分を画像４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅの辺に合わせるようにしてもよい。これにより、画像補正部２７は、画像４２ｃを上下に移動させたことによって生じた、画像４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅに対する画像４２ｃのズレ部分をなくし、画像４２ａ〜４２ｅの辺を揃え、長方形の一枚の連続画像を生成できる。

＜疵判定処理について＞
次に疵判定処理について以下説明する。ここで、被検査体５の周表面５ａに形成される疵としては、有害疵と無害疵とがある。有害疵とは、被検査体５の圧延時に周表面５ａに形成される、まくれ込みによる疵や、内部応力不均一による割れ疵であり、次工程の圧延等の追加加工時や、機械加工時に、強度不足等により割れ疵として残存してしまう疵であり、周表面５ａに対する表面手入れ工程が必要となるものである。一方、無害疵とは、単なる凹凸であり、次工程の圧延等の追加加工時や、機械加工時に、修正されて無害化する疵であり、周表面５ａに対する表面手入れ工程は不要なものである。

被検査体５の周表面５ａに生じる微小な有害疵は、例えば１００×１００［μｍ］程度と非常に微小であり、被検査体５の生産時に付与される汚れや、微小な凹凸疵でなる無害疵と非常に酷似する場合がある。有害疵だけでなく無害疵についても過剰検出すると、表面手入れ工程が過多になり、その分、歩留まりが低下するといった問題が生じる。そこで、この疵判定処理では、輝度分布の違いから、有害疵と無害疵とを識別して、有害疵のみを検出し、有害疵に対してのみ表面手入れ工程を実行させ、歩留まり低下を防止し得るようになされている。

この場合、画像処理部３（図４）は、例えば画像内において疵候補が検出されると、疵判定部２９により、画像内において検出した疵候補が有害疵か無害疵かを判定する疵判定処理を実行し得る。なお、この実施形態においては、疵候補の補正を行った連続画像を生成した後、この連続画像に対して疵判定処理を実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、連続画像を生成することなく、時系列順に並ぶ各画像毎に対して疵判定処理を実行するようにしてもよい。この疵判定処理の説明では、連続画像の他、時系列順に並ぶ各画像毎も含め、単に画像として以下説明する。

疵判定部２９は、シェーディング処理部３０と、２値化処理部３１と、膨張処理部３２と、輝度算出部３３と、有害疵特定部３４とを備えている。ここで、圧延時における、まくれ込みや、内部応力不均一による割れ等に起因した有害疵は、無害疵と比して、内部のメタルフロー（粒子レベルでの向きの違い）等に違いが生じており、その表面性状が、他の周表面５ａや無害疵とは異なっていることから、光沢性に違いが生じている。疵判定部２９は、このような有害疵の特性を利用して、有害疵と無害疵とを識別し得るようになされている。

ここで、有害疵と無害疵について表面性状の違いについて確認した確認試験について説明する。ここでは有害疵がある円柱状金属材と、無害疵がある円柱状金属材とを用意し、図１に示すような抑え機構２により、円柱状金属材の各周表面をカメラ（撮像部１０）により撮像した。撮像部１０の受光角度θ１と光源部１１の投光角度θ２はそれぞれ４５度とした。図９Ａは、円柱状金属材の周表面に形成された有害疵５６を撮像部１０により撮像した写真であり、図９Ｂは、同じく円柱状金属材の周表面に形成された無害疵５５を撮像部１０により撮像した写真である。有害疵５６または無害疵５５に関わらず、正反射光学系による確認試験であるため、凹み部は影として撮影された。図９Ａ内における５６ａは、有害疵５６に形成された凹み部を示す。

図９Ａに示す有害疵５６部分について縦線α１に沿って輝度分布を調べたところ、図１０Ａに示すような結果が得られた。また、図９Ｂに示す無害疵５５部分についても縦線α２に沿って輝度分布を調べたところ、図１０Ｂに示すような結果が得られた。これは、被検査体５の表層近傍でメタルフロー等の違いによって、表面性状が、他の周表面５ａや無害疵とは異なっているために生じたものである。

図１０Ａおよび図１０Ｂから、メタルフロー等の違いが生じていた有害疵５６では、メタルフロー等の違いが生じていなかった無害疵５５に比して、受光強度が高い部位があり、光沢性が上がっていることが確認できた。有害疵５６および無害疵５５から外れた領域では、輝度分布にバラツキがあるものの、およそ同等と言える。このような輝度分布の違いを利用することで、有害疵５６と無害疵５５との識別が可能であることが確認できた。

なお、ここでは、有害疵周辺の光沢性が上がる例を用いて説明しているが、本発明は光沢性が上がる場合に限定されるものではない。材料の種類、表面性状により、被検査体５に生じる光沢性は変化するものであるため、光沢性が下がるような場合であっても、同様に、輝度分布の変化により疵判定が可能である。

ここで、被検査体５の周表面５ａには、照度が均一なライン照明（光源部１１）により光が照射されているが、撮像部１０により撮像した周表面５ａの画像内には微小な輝度ムラが発生してしまう恐れがある。そこで、疵判定部２９では、疵候補について有害疵５６または無害疵５５の判定を行う際、シェーディング処理部３０により、シェーディング処理を実行し、輝度ムラを排除して画像全体が平均的に一様な明るさとなるように補正した画像を生成する。具体的には、例えば撮像部１０から得られる画像内の枠周辺部が中心部に比べて暗い等の輝度ムラの特性を予め記憶しておき、シェーディング処理部３０によって、この輝度ムラの特性に従ってシェーディング処理を実行し、輝度ムラを排除した画像を生成する。

２値化処理部３１は、シェーディング処理を実行した画像に対して、２値化処理を実行し、例えば輝度分布を所定輝度以下（例えば輝度１００以下）にした２値化画像を生成する。ここで、図１１Ａは、有害疵５６がある画像に対してシェーディング処理を実行し、輝度ムラが排除された画像６１ａの概略図を示す。図１１Ｂは、図１１Ａの画像６１ａに対して２値化処理した画像（以下、２値化画像とも呼ぶ）６１ｂの概略図を示す。図１１Ａに示すように、２値化処理前の画像６１ａでは、周表面５ａに形成された、凹み部５６ａを有する有害疵５６が表示されるが、２値化処理した、図１１Ｂの画像６１ｂでは、有害疵５６における輝度ムラが緩和され、輝度分布差が特に大きい凹み部５６ａが疵部５７として明確に表示される。

なお、図１１Ｃは、無害疵５５しかない画像に対してシェーディング処理を実行し、輝度ムラを排除した画像６１ｃを示す。図１１Ｄは、図１１Ｃの画像６１ｃに対して２値化処理した画像（以下、２値化画像とも呼ぶ）６１ｄを示す。図１１Ｄに示すように、無害疵５５でも、凹凸により輝度分布差が特に大きい箇所が疵部５７として表示される。

膨張処理部３２は、図１１Ｂおよび図１１Ｄに示すように、２値化画像６１ｂ，６１ｄ内の輝度分布を基に、例えば所定基準輝度以下で表示された疵部５７を特定し、図１２に示すように、当該疵部５７に対応する領域を疵部領域ＥＲ２として規定する。

膨張処理部３２は、２値化画像６１ｂ，６１ｄ内から見つけた疵部領域ＥＲ２を抽出し、当該疵部領域ＥＲ２に対し、公知の膨張処理を用いる。ここでは、膨張処理の一例として、疵部領域ＥＲ２を構成する注目画素の周辺画素（周辺１画素等）を、注目画素に置き換える処理を実行する。この場合、膨張処理部３２は、例えば、２回膨張処理を実行して、疵部領域ＥＲ２を膨張させた疵部膨張領域ＥＲ１を生成する。輝度算出部３３は、膨張処理部３２で膨張させた領域内の輝度を算出することで、有害疵５６による輝度上昇分を捕らえることができる。

この場合、輝度算出部３３は、内部に設けられた周辺領域抽出部（図示せず）によって、図１２に示すように、疵部膨張領域ＥＲ１から、膨張処理前の疵部領域ＥＲ２を削除して、周囲領域ＥＲ３を抽出する。輝度算出部３３は、疵部領域ＥＲ２の平均輝度（以下、疵部平均輝度と呼ぶ）と、周囲領域ＥＲ３の平均輝度（以下、周囲平均輝度と呼ぶ）と、を算出する。

例えば、上述した図９Ａおよび図９Ｂを用いて確認試験を行ったところ、図１３に示すように、有害疵５６では、疵部平均輝度が４２．６、周囲平均輝度が２００．６となり、無害疵５５では、疵部平均輝度が４９．５、周囲平均輝度が１１６．５となることを確認した。また、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）は、有害疵で４．７１、無害疵で２．３５となった。このように、有害疵５６では、周囲平均輝度や、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）がそれぞれ無害疵５５よりも高くなる。

有害疵特定部３４は、このような周囲平均輝度、および／または、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）を、輝度算出部３３により算出し、得られた算出結果から、疵部５７が有害疵５６であるか否かを判定し得る。具体的には、有害疵特定部３４は、有害疵５６であるとの判定が得られる、周辺平均輝度、および／または、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）の閾値（輝度）を、予め記憶しておく。これにより、有害疵特定部３４は、輝度算出部３３で算出した、周辺平均輝度、および／または、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）の算出結果を、予め記憶しておいた所定の閾値と照らし合わせることで、疵部５７が有害疵５６であるか否かを判定し得る。

例えば、周辺平均輝度が無害疵５５よりも高い傾向にある有害疵５６の有無を判断する場合には、輝度算出部３３で求めた周辺平均輝度が、有害疵５６を示す所定の閾値を超えると、疵部領域ＥＲ２が有害疵５６であると判断される。一方、周辺平均輝度が無害疵５５よりも低い傾向にある有害疵５６の有無を判断する場合には、輝度算出部３３で求めた周辺平均輝度が、閾値未満であると、疵部領域ＥＲ２が有害疵５６であると判断される。

また、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）が無害疵５５よりも高い傾向にある有害疵５６の有無を判断する場合には、輝度算出部３３で求めた周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）が、有害疵５６を示す所定の閾値を超えると、疵部領域ＥＲ２が有害疵５６であると判断される。一方、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）が無害疵５５よりも低い傾向にある有害疵５６の有無を判断する場合には、輝度算出部３３で求めた周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）が、閾値未満であると、疵部領域ＥＲ２が有害疵５６であると判断される。

＜有害疵の輝度分布について＞
次に、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２とを変えてゆき、有害疵５６の輝度分布がどのように変化するかについて調べた結果について以下説明する。ここでは、図１に示すように、抑え機構２に設置された撮像部１０により、円柱状金属材の周表面５ａに形成された有害疵５６を撮像した。この際、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２とを、２５度、３５度、４５度、６０度に変えて、撮像部１０によりそれぞれ得られた画像内の輝度分布について調べたところ、図１４に示すような結果が得られた。

図１４から、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２は、角度を大きくするに従って輝度分布の輝度０のピーク周辺における変化が大きくなることが確認できた。また、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２とを、２５度、３５度、４５度、６０度と変えてゆき、それぞれ得られた画像毎に、シェーディング処理、２値化処理、および２回の膨張処理を実行した後、周囲平均輝度（疵部膨張領域ＥＲ１のうち疵部領域ＥＲ２を取り除いた残りの周囲領域）を調べたところ、図１５に示すような結果が得られた。図１５から、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２（図１５中、投光受光角度）を大きくするに従って、周囲平均輝度が次第に高くなることが確認できた。

以上より、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２が大きくなるに従って、有害疵部分の輝度分布でのバラツキが比較的大きく、輝度も高くなってゆき、有害疵５６の判定がし易いことが確認できた。なお、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２は、０度とすると、有害疵部を影として撮影することができないため、有害疵５６の撮像が難しく、また、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２は、９０度とすると、投光された光を被検査体５の周表面５ａに照射することなく受光するため、有害疵５６の撮像が難しくなる。よって、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２は、０度超９０度未満であることが望ましい。

＜表面検査手順＞
次に、上述した被検査体５の表面検査手順について、図１６に示すフローチャートを用いて以下簡単に説明する。図１６に示すように、回転機構７に被検査体５が設置されると、開始ステップＲＴ１から表面検査手順を開始し、次のステップＳＰ１に移る。ステップ１において、材径追従機構１５は、抑え機構２の移動体１３が被検査体５の周表面５ａに当接するように、当該抑え機構２を被検査体５上に設置し、次のステップＳＰ２に移る。

ステップＳＰ２において、回転機構７は、その場で中心軸を中心に被検査体５を周方向Ｃに回転させ、次のステップＳＰ３に移る。ステップ３において、駆動部４は、移動体１３を周表面５ａに当接させた状態のまま、回転する被検査体５の軸方向ｘに抑え機構２を移動させ、次のステップＳＰ４に移る。ステップＳＰ４において、画像処理部３は、第１材検センサ１２ａにより、被検査体５の始端５ｂを検知したか否かを判断する。ここで、否定結果が得られると、このことは第１材検センサ１２ａが、被検査体５の始端５ｂに未だ到達しておらず、始端５ｂを検知していないことを表しており、このときステップ４において肯定結果が得られるまで待ち受ける。

これに対して、ステップＳＰ４において肯定結果が得られると、このことは、第１材検センサ１２ａが被検査体５の始端５ｂに到達して始端５ｂを検知したことを表しており、このとき画像処理部３は、次のステップＳＰ５に移る。ステップＳＰ５において、撮像部１０は、周表面５ａの撮像を開始し、次のステップ６に移る。ステップＳＰ６において、画像処理部３は、第２材検センサ１２ｂにより、被検査体５の終端５ｃを検知したか否かを判断する。ここで、否定結果が得られると、このことは第２材検センサ１２ｂが、被検査体５の終端５ｃに未だ到達しておらず、終端５ｃを検知していないことを表しており、このときステップ６において肯定結果が得られるまで待ち受ける。

これに対して、ステップＳＰ６において肯定結果が得られると、このことは、第２材検センサ１２ｂが被検査体５の終端５ｃに到達して、終端５ｃを検知したことを表しており、このとき画像処理部３は、次のステップＳＰ７に移る。ステップＳＰ７において、撮像部１０は、周表面５ａの撮像を終了し、次のサブルーチンＳＲＴ１に移る。サブルーチンＳＲＴ１において、画像処理部３は、画像補正処理を実行して、被検査体５の１回転毎に取得した画像を時系列順に連結して連続画像を生成し、次のサブルーチンＳＲＴ２に移る。サブルーチンＳＲＴ２において、画像処理部３は、疵判定処理を実行して、周表面５ａに有害疵５６があるか否かの判定を行い、次のステップＳＰ８に移り、上述した表面検査手順を終了する。

ここで、画像補正処理を実行するサブルーチンＳＲＴ１は、図１７に示すように、開始ステップＲＴ２から開始し、次のステップＳＰ１１に移る。ステップＳＰ１１において、疵候補検出部２６は、１回転毎に取得した各画像毎にそれぞれ輝度分布を測定し、次のステップＳＰ１２に移る。ステップＳＰ１２において、疵候補検出部２６は、輝度分布の変化状態から、各画像４２ａ，４２ｂ，…のラップ領域４３ｂ，４３ａ内に疵候補を検出したか否かを判断する。ここで、否定結果が得られると、このことは、いずれの画像４２ａ，４２ｂ，…のラップ領域４３ｂ，４３ａ内からも疵候補を検出しなかったこと、すなわち時系列順に取得していった画像の切れ目に疵候補が表示されていないことを表しており、このとき疵候補検出部２６は、次のステップ１４に移り、画像補正処理を終了する。

これに対して、ステップＳＰ１２において肯定結果が得られると、このことは、いずれかの画像４２ａ，４２ｂ，…のラップ領域４３ｂ，４３ａ内から疵候補を検出したこと、すなわち時系列順に取得していった画像の切れ目に疵候補が表示されていたことを表しており、このとき疵候補検出部２６は、次のステップ１３に移る。ステップＳＰ１３において、画像補正部２７は、疵候補を検出した隣接するラップ領域４３ｂ，４３ａ内の疵候補同士の形状や位置が一致するように、隣接するラップ領域４３ｂ，４３ａの位置合わせを行い、連続画像５０ａ，５０ｂを生成し、次のステップ１４に移り、画像補正処理を終了する。

疵判定処理を実行するサブルーチンＳＲＴ２は、図１８に示すように、開始ステップＲＴ３から開始し、次のステップＳＰ２１に移る。ステップＳＰ２１において、シェーディング処理部３０は、画像補正部２７により生成された連続画像や、画像補正部２７により補正が行われなかったものの疵候補が生じされた各画像に、シェーディング処理を実行して輝度ムラを排除し、次のステップＳＰ２２に移る。ステップＳＰ２２において、２値化処理部３１は、シェーディング処理が実行された画像に対して２値化処理を実行して２値化画像を生成し、次のステップＳＰ２３に移る。

ステップＳＰ２３において、膨張処理部３２は、膨張処理として、各２値化画像内の輝度分布を測定して、そのうち所定基準輝度以下で表示された疵部５７を特定した後、当該疵部５７に対応した疵部領域ＥＲ２を規定する。次いで、ステップＳＰ２３において、膨張処理部３２は、膨張処理として、２値化画像内から疵部領域ＥＲ２を抽出した後、当該疵部領域ＥＲ２を膨張させ、疵部膨張領域ＥＲ１を生成し、次のステップＳＰ２４に移る。

ステップＳＰ２４において、輝度算出部３３は、膨張処理前の疵部領域ＥＲ２の疵部平均輝度と、疵部膨張領域ＥＲ１から疵部領域ＥＲ２を削除した、残りの周囲領域ＥＲ３の周囲平均輝度と、を算出する輝度算出処理を実行し、次のステップＳＰ２５に移る。ステップＳＰ２５において、有害疵特定部３４は、周囲平均輝度、および／または、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）と、予め設定された閾値輝度とを比較して、有害疵であるか否かを判定する。ここで、肯定結果が得られると、このことは、例えば、周囲平均輝度、および／または、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）が、閾値輝度以上であり、疵部周囲に有害疵５６があることを表しており、このとき有害疵特定部３４は、次のステップＳＰＳＰ２６に移る。

ステップＳＰ２６において、有害疵特定部３４は、例えば検出した疵部周囲に有害疵５６があることを、表示部２８を介して作業者に呈示し、次のステップＳＰ２８に移り、上述した疵判定処理を終了する。これに対して、ステップＳＰ２５において、否定結果が得られると、このことは、例えば、周囲平均輝度、および／または、周囲平均輝度（Ｂ）／疵部平均輝度（Ａ）が、閾値輝度未満であり、疵部周囲に無害疵５５があることを表しており、このとき有害疵特定部３４は、次のステップＳＰＳＰ２７に移る。ステップＳＰ２７において、有害疵特定部３４は、例えば検出した疵部箇所に無害疵５５があることを、表示部２８を介して作業者に呈示し、次のステップＳＰ２８に移り、上述した疵判定処理を終了する。

＜作用および効果＞
以上の構成において、表面検査装置１では、周方向Ｃに回転している被検査体５の周表面５ａを抑え機構２により抑えるようにした。また、表面検査装置１では、周表面５ａに光を照射する光源部１１と、光が照射された周表面５ａを撮像する撮像部１０と、を抑え機構２に設け、周表面５ａを抑えている抑え機構２を、周方向Ｃに回転している被検査体５の軸方向ｘに沿ってそのまま移動させるようにした。

このように、表面検査装置１では、撮像部１０を備えた抑え機構２によって、回転する被検査体５を抑えることで、回転時に生じる被検査体５の位置ズレを防止でき、かくして、被検査体５のブレが抑制された画像を基に、被検査体５の周表面５ａを安定して検査し得る。また、表面検査装置１では、周表面５ａから撮像部１０までの距離や、周表面５ａを撮像する撮像視野を常に一定に維持できるので、同じ条件で周表面５ａを確実に撮像でき、その分、画像を基に被検査体５の周表面５ａを精度良く検査し得る。

また、表面検査装置１では、被検査体５の周表面５ａを撮像部１０によってスパイラル状に撮像してゆき、１回転毎に取得した各画像毎に、周表面５ａの疵と推測される疵候補を検出するようにした。また、表面検査装置１では、検出した疵候補を基に、時系列順に得られた画像を時系列順に連結し、被検査体５の軸方向ｘに沿った、周表面５ａの連続画像を生成するようにした。これにより表面検査装置１では、１回転毎に取得していった時系列順の画像間にズレが生じても、当該画像のズレを補正でき、かくして、疵候補がズレることにより生じる恐れのある、疵候補の過剰検出を防止し得る。また、表面検査装置１では、実物に似た違和感のない連続画像を表示部２８に表示させることにより、作業者が目視観察を行う際に違和感がなく、疵候補を容易に確認させることができる。

さらに、表面検査装置１では、被検査体５の表面性状に応じて画像内に生じる輝度分布の変化を検出し、この輝度分布の変化を基に周表面５ａの疵が有害疵５６であるか否かを判定するようにした。これにより、表面検査装置１では、周表面５ａにある疵のうち有害疵５６だけを検出し、無害疵５５の過剰検出を抑制できることから、次工程にて有害疵５６に対してのみ表面手入れ工程を実行し得、その分、歩留まり低下を防止できる。

＜他の実施形態＞
なお、上述した実施形態においては、回転機構として、一対のターニングローラ７ａ，７ｂを複数備えた回転機構７を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、スキューローラを備えた回転機構、被検査体５の始端５ｂおよび終端５ｃを固定して回転させる両端固定式の回転機構等、その他種々の回転機構を適用してもよい。

また、上述した実施形態においては、移動体として、ローラボールでなる移動体１３を適用したが、本発明はこれに限らず、摩擦が低い材料からなり、周表面５ａを摺接する移動体等、周表面５ａを抑えている抑え機構２を、回転している被検査体５の軸方向ｘに沿って移動できれば、その他種々の移動体を適用してもよい。

また、上述した実施形態においては、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２を同じ角度とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、撮像部１０の受光角度θ１と、光源部１１の投光角度θ２を異なる角度としてもよい。

また、上述した実施形態においては、被検査体５の１回転毎に１つの画像を取得してゆき、時系列順に並ぶ画像を順次取得するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、被検査体５の１／４回転毎、半回転毎、２／３回転毎、２回転毎等、その他種々の所定回転数毎に１つの画像を取得してゆき、時系列順に並ぶ画像を順次取得するようにしてもよい。

１ 表面検査装置
２ 抑え機構
３ 画像処理部
５ 被検査体
５ａ 周表面
７ 回転機構
１０ 撮像部
１１ 光源部
１３ 移動体
１５ 材径追従機構
２６ 疵候補検出部
２７ 画像補正部
２９ 疵判定部

Claims (6)

1. 円柱状または円筒状の被検査体を周方向に回転させる回転機構と、
   前記被検査体の周表面に当接して前記被検査体を抑え、前記被検査体の軸方向に沿った移動を可能にする移動体と、前記移動体を用いて移動しながら、回転する前記被検査体の周表面に光を照射する光源部と、前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像部と、を備える抑え機構と、
   画像処理部と、
   を備え、
   前記画像処理部は、
   前記被検査体の所定回転数毎に取得した画像毎に、前記被検査体の周表面にある疵候補を検出する疵候補検出部と、
   前記疵候補を基に、時系列順に得られた前記画像を時系列順に連結し、前記被検査体の軸方向に沿った、前記被検査体の周表面の連続画像を生成する画像補正部と、を備える、表面検査装置。
2. 前記被検査体の径に追従して前記抑え機構を高さ方向に移動させ、前記抑え機構を前記被検査体上に設置する材径追従機構を備える、請求項１に記載の表面検査装置。
3. 前記被検査体の表面性状に応じて前記画像内に生じる輝度分布の変化を検出し、前記輝度分布の変化を基に前記周表面に有害疵があるか否かを判定する疵判定部を備える、請求項１又は２に記載の表面検査装置。
4. 前記疵判定部は、
   前記画像から、前記周表面の疵部に対応する疵部領域を見つけ、
   前記疵部領域に膨張処理を行って得られた疵部膨張領域から、膨張処理前の前記疵部領域を削除して周辺領域を抽出し、
   前記周辺領域から算出した輝度に基づいて、所定の閾値を基準に前記疵部領域が有害疵であるか否かを判定する、請求項３に記載の表面検査装置。
5. 円柱状または円筒状の被検査体を周方向に回転させる回転機構と、
   前記被検査体の周表面に当接して前記被検査体を抑え、前記被検査体の軸方向に沿った移動を可能にする移動体と、前記移動体を用いて移動しながら、回転する前記被検査体の周表面に光を照射する光源部と、前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像部と、を備える抑え機構と、
   画像処理部と、
   を備え、
   前記画像処理部は、
   前記被検査体の表面性状に応じて前記画像内に生じる輝度分布の変化を検出し、前記輝度分布の変化を基に前記周表面に有害疵があるか否かを判定する疵判定部を備え、
   前記疵判定部は、
   前記画像から、前記周表面の疵部に対応する疵部領域を見つけ、
   前記疵部領域に膨張処理を行って得られた疵部膨張領域から、膨張処理前の前記疵部領域を削除して周辺領域を抽出し、
   前記周辺領域から算出した輝度に基づいて、所定の閾値を基準に前記疵部領域が有害疵であるか否かを判定する、表面検査装置。
6. 回転機構によって円柱状または円筒状の被検査体を周方向に回転させる回転ステップと、
   前記被検査体の周表面に当接して前記被検査体を抑え、前記被検査体の軸方向に沿った移動を可能にする移動体と、前記移動体を用いて移動しながら、回転する前記被検査体の周表面に光を照射する光源部と、前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像部と、を備える抑え機構を用いて、
   前記移動体により、前記抑え機構を前記被検査体の軸方向に沿って移動させる移動ステップと、
   前記光源部により前記被検査体の周表面に光を照射する光照射ステップと、
   前記撮像部により前記光が照射された前記被検査体の周表面を撮像して画像を取得する撮像ステップと、
   前記被検査体の所定回転数毎に取得した画像毎に、前記被検査体の周表面にある疵候補を検出する疵候補検出ステップと、
   前記疵候補を基に、時系列順に得られた前記画像を時系列順に連結し、前記被検査体の軸方向に沿った、前記被検査体の周表面の連続画像を生成する画像補正ステップと、を備える、表面検査方法。

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