JP2021139630A - 表面検査装置及び表面検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手入れ処理の前と後の両方で、円柱状又は円筒状の検査対象体の周表面を正確に検査する。【解決手段】手入れ処理前の初回検査では、エリアセンサカメラ３２を用い、ＲＯＩを設定することで、検査対象体１の回転に合わせて順次撮像が行われ、その撮像結果に基づいて、検査対象体の周表面の全周を撮像したような全周画像が生成される。この全周画像に基づいて、手入れ処理前の検査対象体の周表面について検査が行われる。この検査の結果、欠陥が存在することが検知され、欠陥が検出された領域に対する手入れ処理が行われると、欠陥が検出された領域と対向する位置に配置され、初回検査で検出された欠陥の位置を通る検査対象体１がなす手入れ面１ｂの法線上の位置から、エリアセンサカメラ３２により、初回検査で欠陥が検出された領域の撮像が行われ、手入れ処理後の撮像画像が生成される。この撮像画像に基づいて、手入れ処理後の検査が行われる。【選択図】図３

Description

本発明は、表面検査装置及び表面検査方法に関する。

円柱状又は円筒状の検査対象体の周表面に疵等の欠陥が存在するか否かを検査する表面検査は、特に検査対象体が金属製の場合には、重要であり、通常は、検査員の目視による目視検査が行われている。

検査対象体に形成される欠陥は、１ｍｍ×１ｍｍといった非常に微小なものから数ｍｍにわたるものまで存在することから、目視検査で欠陥の見落としがないようにするためには、検査員が慎重に作業することが求められる。さらに、検査対象体が大径であるときには、検査対象体の取り扱い性、即ちハンドリングが悪く、欠陥の数も多くなりがちであり、検査の作業性が低下するため、目視検査には多大な時間を要する。そのため、検査員の技量に負う部分が大きい目視検査では、破廉恥な疵が流出し、重大クレームに発展する可能性がある。

そこで、従来、円柱状又は円筒状の検査対象体の周表面を検査する方法として、検査装置において、検査対象体を回転させながら、検査対象体に光を照射して、検査対象体の周表面の画像を取得し、その画像を解析して周表面の検査を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に開示の、円筒状の外形を有する金属材の表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置は、一対の拡散照明部と、撮像部と欠陥検出部とを備えており、拡散照明部を撮像部の光軸に対して互いに逆方向に同じ傾斜角θ１だけ傾斜させ、金属材の有効検査領域に拡散光を照射して照明し、撮像部は、照明された有効検査領域をその法線方向から撮像し、欠陥検出部は、有効検査領域の画像をもとに、有効検査領域内の表面欠陥を検出する。特許文献１に開示の表面欠陥検査装置において、有効検査領域は、上記金属材の外周面のうちの傾斜角θ１に比して小さい中心角θ２の円弧面であり、中心角θ２は、下記式（１）によって定義される範囲内の角度である。
−（θ１）／２＋δ≦（θ２）／２≦（θ１）／２−δ・・・（１）
なお、上記定数δは、撮像部が有効検査領域から正反射光を受光せずに拡散反射光のみを観察でき、有効検査領域内の位置の違いによって表面欠陥の検出寸法が変化しないように設定された、有効検査領域に照射される拡散光の光源の種類や金属材の表面性状によって決定される定数である。

特許５９４８９７４号公報

ところで、検査対象体の周表面に疵等の欠陥が存在している場合には、当該周表面における欠陥が存在する領域に対して、手入れ処理（検査対象体の周表面がなす曲面によらず、平面的に欠陥とその周囲を削り取る処理）を行い、欠陥を取り除くことがある。
欠陥には検査対象体の径方向に深さを持つものがあるため、このような手入れ処理を行った場合には、手入れ処理により欠陥が十分に取り除かれたことを確認するために、手入れ処理前に欠陥が存在していた領域に、手入れ処理後も、欠陥が残存しているか否かを検査することが必要である。しかし、欠陥が存在する領域は、検体対象体の周表面であって曲面になっているため、その形状が、手入れ処理によって、例えば、径方向に凹むように削り取られ平面へと変化すると、特許文献１に開示の装置では、欠陥が残存しているかどうかを、正確に検査することができなくなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、手入れ処理の前と後の両方で、円柱状又は円筒状の検査対象体の周表面を正確に検査することが可能な、表面検査装置及び表面検査方法を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、本発明は、周表面に欠陥が存在する場合に、前記欠陥の周囲を平面的に削り取る手入れ処理が行われる円柱状又は円筒状の検査対象体を、検査する表面検査装置であって、前記検査対象体を周方向に回転させる回転機構と、前記回転機構の回転に応じて、前記検査対象体の周表面の軸方向の位置が同じ部位を撮像して第１撮像画像を生成する第１撮像装置と、前記第１撮像画像に基づいて、前記検査対象体の略全周に対応する画像である全周画像を生成する画像生成部と、前記検査対象体の周表面に欠陥が存在するか否かを、前記全周画像に基づいて検査し、欠陥が存在する場合には当該欠陥の位置を検出する第１検査部と、前記第１検査部で欠陥の位置が検出された場合に、前記第１検査部で検出した欠陥の位置に基づいて、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面を２次元画像として撮像し、第２撮像画像を生成する第２撮像装置と、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査部で検出された欠陥に対応する位置に、欠陥が存在するか否かを、前記第２撮像画像に基づいて検査する第２検査部と、を有し、前記第２撮像装置は、前記第１検査部で検出された欠陥の位置を通る、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の法線上の位置から、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査部で検出された欠陥の位置を略中心とした領域を撮像することで、前記第２撮像画像を生成する。

また、別な観点による本発明は、周表面に欠陥が存在する場合に、前記欠陥の周囲を平面的に削り取る手入れ処理が行われる円柱状又は円筒状の検査対象体を、検査する表面検査方法であって、前記検査対象体を周方向に回転させる回転ステップと、前記回転ステップの回転に応じて、前記検査対象体の周表面の軸方向の位置が同じ部位を撮像して第１撮像画像を生成する第１撮像ステップと、前記第１撮像画像に基づいて、前記検査対象体の略全周に対応する画像である全周画像を生成する画像生成ステップと、前記検査対象体の周表面に欠陥が存在するか否かを、前記全周画像に基づいて検査し、欠陥が存在する場合には当該欠陥の位置を検出する第１検査ステップと、前記第１検査ステップで欠陥の位置が検出された場合に、前記第１検査ステップで検出した欠陥の位置に基づいて、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面を２次元画像として撮像し、第２撮像画像を生成する第２撮像ステップと、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査ステップで検出された欠陥に対応する位置に、欠陥が存在するか否かを、前記第２撮像画像に基づいて検査する第２検査ステップと、を有し、前記第２撮像ステップは、前記第１検査ステップで検出された欠陥の位置を通る、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の法線上の位置から、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査ステップで検出された欠陥の位置を略中心とした領域を撮像することで、前記第２撮像画像を生成する。

本発明によれば、手入れ処理の前と後の両方で、円柱状又は円筒状の検査対象体の周表面を正確に検査することができる。

本発明の第１実施形態に係る表面検査装置の構成の一例の概略図である。 手入れ処理後の検査対象体の斜視図である。 手入れ処理後の検査対象体の断面図であり、図２のＡ−Ａ断面を示している。 制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 撮像制御部の制御により、初回検査時にエリアセンサカメラが生成する撮像画像を説明する図である。 移動制御部による制御を説明するための図である。 全周画像の一例を模式的に示す図である。 全体画像の一例を模式的に示す図である。 手入れ処理後の撮像画像の一例を模式的に示す図である。 表面検査装置による処理の一例を説明するためのフローチャートである。 表面検査装置による処理中の各工程での、検査対象体とエリアセンサカメラとの位置関係を示す図である。 表面検査装置による処理中の各工程での、検査対象体とエリアセンサカメラとの位置関係を示す図である。 表面検査装置による処理中の各工程での、検査対象体とエリアセンサカメラとの位置関係を示す図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る表面検査装置のエリアセンサカメラを説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る表面検査装置のエリアセンサカメラを説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る表面検査装置の構成の一例の概略図である。 エリアセンサカメラ及びラインセンサカメラと、検査対象体との関係を示す図である。 エリアセンサカメラ及びラインセンサカメラと、検査対象体との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る表面検査装置の構成の一例の概略図である。図２及び図３はそれぞれ、手入れ処理（検査対象体の周表面がなす曲面によらず、平面的に欠陥とその周囲を削り取る処理）後の検査対象体の斜視図及び断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面を示している。

図１の表面検査装置１０は、検査対象体１の周表面１ａを全周全長に亘って検査するものである。また、表面検査装置１０は、周表面１ａに疵等の欠陥が存在する場合に、後述する手入れ処理装置を用いて、当該欠陥の周囲を平面的に削り取る手入れ処理が行われることを想定しており、手入れ処理の前後において、欠陥が存在するかどうかを検査するものである。

表面検査装置１０が検査する検査対象体１は、例えば、鉄や鋼等の金属製であり、円柱状又は円筒状に形成されている。検査対象体１は、例えば、２０〜４５０ｍｍの外径を有し、１０００〜１５００ｍｍの長さを有する。

表面検査装置１０は、検査対象体１を周方向Ｃに回転させる回転機構２０と、検査対象体１の周表面を撮像する撮像装置３０と、検査対象体１の周表面１ａに対し手入れ処理を行う手入れ処理装置４０と、を備える。

回転機構２０は、例えば、一対のターニングローラ２１を有する。一対のターニングローラ２１間には、検査対象体１の円柱中心軸（又は、円筒中心軸。以下単に軸とも称する）とターニングローラ２１の円柱中心軸とが平行となるように、検査対象体１が載置され、一対のターニングローラ２１の表面と検査対象体１の周表面１ａとが当接する。回転機構２０は、一対のターニングローラ２１が同方向に回転することで、検査対象体１を一対のターニングローラ２１の回転方向とは反対方向に回転させることができる。
また、回転機構２０は、検査対象体１のターニングローラ２１に対し設けられたエンコーダ（図示せず）から、エンコーダ信号を後述の制御装置５０に出力する。このエンコーダ信号は、検査対象体１の角度情報を取得するために用いられる。

なお、回転機構２０で検査対象体１を回転させる方式は、上述のターニングローラ２１に載置して回転させる方式に限られず、例えば、検査対象体１の軸方向（図１のＺ方向）の両端面を支持して回転させる方式であってもよい。

撮像装置３０は、例えば、表面検査装置１０の幅方向（図１のＸ方向、水平方向）の一端側（図１のＸ方向の正側）に設けられ、検査対象体１の周表面１ａに対して光を照射する光照射機構３１と、検査対象体１の周表面１ａにおける、光照射機構３１からの光が照射される領域を撮像し、撮像画像を生成するエリアセンサカメラ３２と、を有する。

光照射機構３１は、検査対象体１の周表面１ａの法線Ｎ_０の方向から光を照射し、エリアセンサカメラ３２は、エリアセンサカメラ３２の有する撮像素子（図示せず）により、光照射機構３１から照射され検査対象体１の周表面１ａで正反射された光を受光する。そのため、光照射機構３１は、例えば、ＬＥＤ光源等の光源がリング状に配置されたリング照明３１ａを有し、リング照明３１ａは、リング状に配置された光源の中心軸Ｌ１が、検査対象体１の周表面１ａの法線Ｎ_０と略平行になるように設けられている。リング照明３１ａにより照射される光の波長は、特に限定されるものではないが、例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の可視光帯域に属する波長である。また、リング照明３１ａからの光は、拡散フィルム（図示せず）等によって、検査対象体１の検査対象面である周表面１ａに均一に照射される。

リング照明３１ａの検査対象体１の周表面１ａに対する光照射範囲は、エリアセンサカメラ３２の検査対象体１の周表面１ａに対する撮像視野よりも広く設定され、具体的には、上記光照射範囲は、例えば、８０ｍｍ×８０ｍｍの上記撮像視野よりも縦方向及び幅方向に関し３０ｍｍ程度広く設定される。これにより、エリアセンサカメラ３２による撮像範囲内での輝度ムラを抑制することができる。

なお、光照射機構３１による照明方式は、上述のリング照明を用いた方式に限られず、例えば同軸落射方式であってもよい。

エリアセンサカメラ３２は、画素（受光素子）が２次元的に配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、又は、ＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子（図示せず）を有する。
このエリアセンサカメラ３２は、リング照明３１ａの後方に設けられ、リング照明３１ａのリング状に配置された光源の間の空間越しに検査対象体１の周表面１ａと対向することで、検査対象体１の周表面１ａを撮像できる位置に設けられている。エリアセンサカメラ３２の光軸Ｌ２の方向は、検査対象体１の周表面１ａにおけるエリアセンサカメラ３２側端面の法線Ｎ_０方向と略平行になるように設けられている。

エリアセンサカメラ３２と光照射機構３１とは、共に軸方向移動機構（図示せず）に保持されており、エリアセンサカメラ３２と光照射機構３１の相互の位置関係が維持されたまま、検査対象体１の軸方向（図のＺ方向）へ移動可能に構成されている。軸方向移動機構は、後述する制御装置５０によって制御される。

上述のような構成により、エリアセンサカメラ３２は、回転機構２０と軸方向移動機構の動作に伴って、検査対象体１の軸方向の先端から尾端までの略全長と、その略全周に亘って、検査対象体１の周表面１ａを撮像することができる。
エリアセンサカメラ３２で撮像することで生成された撮像画像（第１撮像画像）は、後述する制御装置５０に出力され、検査対象体１の周表面１ａの欠陥検査に用いられる。

また、エリアセンサカメラ３２は、撮像可能な全視野のうち一部の領域のみを、撮像画像の範囲に対応する撮像対象領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）として設定可能である。エリアセンサカメラ３２が、撮像可能な全視野を撮像対象領域とした場合には、エリアセンサカメラ３２が有する撮像素子の、２次元的に配列された画素全てから電気的な情報（例えば各画素に蓄えられた電荷に関する情報等）が読み出され、撮像可能な全視野内の撮像対象の画像が生成される。一方、撮像可能な全視野のうちの一部の領域のみを撮像対象領域（ＲＯＩ）とする場合には、一部の領域についての画素のみから電気的な情報が読み出され、一部の領域内の撮像対象の画像が生成される。即ち、エリアセンサカメラ３２は、エリアセンサカメラ３２の全視野に対応する撮像画像のうち、その一部分に対応する画像だけを読み出すことで、撮像画像を生成することができる。なお、撮像対象領域（ＲＯＩ）となる領域は、撮像可能な全視野のうちで、検査対象体１の軸方向に長く、周方向に短い領域にしておくと、周方向における撮像分解能のバラツキを小さくすることができ、各画素の電荷の掃引を行うための回路を簡単な構成とすることができるため、好適である。
このように、撮像対象領域（ＲＯＩ）を設定することで、撮像可能な全視野を撮像対象とした場合に比べて、ある瞬間に処理の対象とすべき情報の量（電荷の量）を、より小さくすることができるため、表面検査装置１０の処理負荷を低減し、処理速度を向上させることができる。
エリアセンサカメラ３２の撮像対象領域（ＲＯＩ）は、後述する制御装置５０の撮像制御部５２ｄにより設定される。

手入れ処理装置４０は、検査対象体１の周表面１ａに欠陥が存在する場合、その欠陥を除去するため、検査対象体１の周表面１ａにおいて欠陥が検出された領域に対して手入れ処理を行う。欠陥には周表面１ａからの深さを有するものがあるため、手入れ処理では、欠陥とその周囲が、周表面１ａをなす曲面ごと削り取られる。その結果、検査対象体１の周表面１ａは、図２及び図３に示すように、検査対象体１の径方向に凹み、断面円弧面が失われ、平面である手入れ面１ｂが形成される。手入れ処理は、手入れ処理により形成される手入れ面１ｂの法線Ｎ１が、リング照明３１ａのリング状に配置された光源の中心軸Ｌ１及びエリアセンサカメラ３２の光軸Ｌ２と略平行となりうるように行われる。
手入れ処理装置４０は、例えば、研削砥石を有するグラインダである。
また、手入れ処理装置４０は、検査対象体１の軸方向（図１のＺ方向）、幅方向（図１のＸ方向、水平方向）及び高さ方向（図１のＹ方向、鉛直方向）に移動可能に構成されている。これにより、検査対象体１の周表面１ａにおいて欠陥が検出された領域のみを所望の深さで削り取ることができる。

なお、手入れ処理装置４０による欠陥の手入れ方式、即ち除去方式は、上述の研削砥石を用いた方式に限られず、例えばレーザ光を用いた方式であってもよい。

表面検査装置１０は、図１に示すように制御装置５０を備える。制御装置５０は、回転機構２０、撮像装置３０及び手入れ処理装置４０の制御を行う。制御装置５０は、撮像装置３０によって生成された撮像画像に基づいて、手入れ処理前に、検査対象体１の周表面１ａに欠陥が存在するか否かを検査する検査（以下、初回検査という。）と、当該初回検査で欠陥が見つかった場合に、手入れ処理後に、手入れ処理によって平面となった検査対象体１がなす表面である手入れ面１ｂの、初回検査で検出された欠陥に対応する位置に、手入れ処理後も欠陥が存在するか否かを検査する検査（以下、手入れ後検査という。）とを行う。

図４は、制御装置５０の構成の一例を示すブロック図である。図５は、後述する撮像制御部の制御により、初回検査時にエリアセンサカメラ３２が生成する撮像画像を説明する図である。図６は、後述の移動制御部による制御を説明するための図である。図７は、後述の全周画像の一例を模式的に示す図である。図８は、後述の全体画像の一例を模式的に示す図である。図９は、後述の手入れ処理後の撮像画像の一例を模式的に示す図である。

図４に示すように、制御装置５０は、表示部５１と制御部５２とを有する。

表示部５１は、各種画像を表示するものであって、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等から構成されている。

制御部５２は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラムに基づいて処理を行うものであるが、そうしたプログラムに基づく処理の一部又は全てを専用ハードウェア（回路基板）で実現するようにしてもよい。

制御部５２は、記憶部５２ａと、表示制御部５２ｂと、回転制御部５２ｃと、撮像制御部５２ｄと、移動制御部５２ｅと、画像生成部５２ｆと、検査部５２ｇと、手入れ制御部５２ｈと、を有する。

記憶部５２ａは、各種情報を記憶するものであり、制御部５２を動作させるプログラムをはじめ、例えば、初回検査時に検査部５２ｇによって検出された欠陥の位置や大きさの情報等を記憶する。

表示制御部５２ｂは、表示部５１の表示を制御する。表示制御部５２ｂによる制御により、表示部５１には、例えば、検査部５２ｇで得られた検査結果が表示される。

回転制御部５２ｃは、回転機構２０を制御する。
回転制御部５２ｃの制御により、回転機構２０は、初回検査時に、検査対象体１を周方向に一定速度で回転させる。また、回転制御部５２ｃの制御により、回転機構２０は、検査対象体１を回転させ、手入れ処理を行う際に初回検査で欠陥が見つかった位置を、手入れ処理装置４０が手入れ処理し易い（周方向の）位置へ移動させたり、手入れ後検査時に、初回検査で検出された欠陥に対応する位置を、エリアセンサカメラ３２の撮像領域に移動させることもできる。なお、この際、回転機構２０から、例えばターニングローラ２１の回転に合わせて、エンコーダ信号が出力される。

撮像制御部５２ｄは、撮像装置３０による撮像を制御する。具体的には、撮像制御部５２ｄは、光照射機構３１からの光の照射タイミングや、エリアセンサカメラ３２による撮像タイミング等を制御する。
撮像制御部５２ｄの制御により、初回検査時に、回転する検査対象体１の周表面１ａに対して光照射機構３１からの光が照射される。
また、撮像制御部５２ｄは、初回検査時に、回転機構２０から出力されるエンコーダ信号に基づいて、ターニングローラ２１の回転、即ち検査対象体１の回転と同期させて、エリアセンサカメラ３２に連続的に撮像させる。また、初回検査においては、エリアセンサカメラ３２が、ラインセンサカメラのようなデータ量の少ない撮像画像を生成するように、撮像制御部５２ｄは撮像対象領域（ＲＯＩ）を設定する。具体的には、エリアセンサカメラ３２での撮像毎に、検査対象体１の周表面１ａの一部分に対応する撮像画像Ｉ１（図７参照）が生成されるように、撮像制御部５２ｄは撮像対象領域（ＲＯＩ）を設定する。上述の検査対象体１の周表面１ａの一部分とは、エリアセンサカメラ３２の全視野内に位置する検査対象体１の周表面１ａの周方向の一部であって、好ましくは検査対象体１の軸方向に長い領域である。撮像画像Ｉ１は、例えば、エリアセンサカメラ３２が有する撮像素子の画素の配列方向（行方向及び列方向）のうち行方向が検査対象体１の軸方向と略平行である場合、エリアセンサカメラ３２が有する撮像素子のうちの、中央の一行分の画素から、画素の電気的な情報を読み出し、取り込むことで生成することができる。撮像画像Ｉ１を生成する際に、電気的な情報を読み出し取り込む画素は１行分に限られず、検査対象体１の周表面からエリアセンサカメラ３２までの距離が被写界深度内に含まれる画素が複数行分存在するのであれば、その複数行分の画素から上記電気的な情報の読み出し及び取り込みを行ってもよい。また、画素を行単位でまとめて処理する必要もなく、行中の一部だけの電気的な情報を読み出し及び取り込むようにしてもよい。一部の画素だけから電気的な情報の読み出し及び取り込みを行うことで、全周分の上記撮像画像Ｉ１を生成するのに要する時間を短縮することができるため、検査時間を短縮することができる。

移動制御部５２ｅは、撮像装置３０の移動を制御する。
図６に示すように、初回検査において、エリアセンサカメラ３２が、検査対象体１の軸方向の各部位Ｐを、検査対象体１の回転に合わせて順次撮像できるように、移動制御部５２ｅは、（光照射機構３１と）エリアセンサカメラ３２を保持した軸方向移動機構の制御を行い、検査対象体１の軸方向の部位Ｐに対応する位置に、エリアセンサカメラ３２を順次移動させる。

画像生成部５２ｆは、初回検査の際に検査を行う後述する第１検査部５２ｇ_１において、初回検査の際に用いられる画像を生成する。
具体的には、画像生成部５２ｆは、図７に示すように、エリアセンサカメラ３２が、初回検査時の撮像毎に生成した、検査対象体１の周表面１ａの軸方向の位置が同じ撮像画像Ｉ１を、検査対象体１の周方向に沿って連続的に配列させ、組み合わせることで、検査対象体１の略全周に対応する画像である全周画像Ｉ２を生成する。つまり、画像生成部５２ｆは、エリアセンサカメラ３２が、初回検査時の撮像毎に生成した、検査対象体１の周表面１ａの軸方向の位置が同じ撮像画像Ｉ１を、撮像された検査対象体１の周表面１ａの位置毎に組み合わせることで、全周画像Ｉ２を生成する。
そして、画像生成部５２ｆは、図８に示すように、検査対象体１の軸方向の周表面１ａの位置が異なる全周画像Ｉ２を、検査対象体１の軸方向に沿って配列させ、組み合わせることで、検査対象体１の略全周かつ略全長に対応する画像である全体画像Ｉ３を生成する。

検査部５２ｇは、撮像装置３０の撮像結果に基づいて、検査対象体１の周表面を検査する。この検査部５２ｇは、第１検査部５２ｇ_１と、第２検査部５２ｇ_２とを有する。

第１検査部５２ｇ_１は、初回検査時に、即ち、手入れ処理前に、画像生成部５２ｆが生成した全周画像Ｉ２又は全体画像Ｉ３に基づいて、検査対象体１の周表面１ａに欠陥が存在するか否か検査する。
第１検査部５２ｇ_１による検査の結果、欠陥が存在する場合、即ち、欠陥が検出された場合には、検査部５２ｇは、検査に用いた画像から、検出された欠陥の位置及び大きさを検出する。検出された、欠陥の位置及び大きさの情報は、記憶部５２ａに記憶される。

手入れ制御部５２ｈは、手入れ処理装置４０による手入れ処理を制御し、例えば、手入れ処理装置４０がグラインダである場合、グラインダが有する研削砥石の回転数等を制御する。また、手入れ制御部５２ｈは、検査対象体１の軸方向（図１のＺ方向）等へ手入れ処理装置４０を移動させる移動機構（図示せず）を制御する。
初回検査において、欠陥が存在していた場合、第１検査部５２ｇ_１で検出した欠陥の位置（欠陥の位置情報）に基づいて、検査対象体１の周表面１ａにおける欠陥が存在する領域と手入れ処理装置４０との、検査対象体１の軸方向及び周方向Ｃに関する位置合わせが行われる。これらの位置合わせのうち、検査対象体１の軸方向に関する位置合わせは、手入れ制御部５２ｈが欠陥の位置情報に基づいて手入れ処理装置４０の移動機構を制御することで行われ、検査対象体１の周方向Ｃに関する位置合わせは、回転制御部５２ｃが欠陥の位置情報に基づいて回転機構２０を制御することで行われる。そして、これら位置合わせ後、上述の欠陥の大きさの情報に基づく手入れ制御部５２ｈの制御により、手入れ処理装置４０が、検査対象体１の周表面における欠陥が存在する領域に対して、手入れ処理を行う。

手入れ処理により検査対象体１の周表面１ａは円弧状の曲面を失い平面状となっているため、手入れ処理によって平面となった検査対象体１がなす表面である手入れ面１ｂを、手入れ後検査において、初回検査と同様に撮像しても、その結果得られる撮像画像はピントがずれ、照明照射位置が変化し、撮像分解能も異なるため、撮像画像に基づいて正確な検査をすることができない。

そこで、本実施形態では、以下のように手入れ後検査を行う。欠陥の位置情報に基づく回転制御部５２ｃ及び移動制御部５２ｅの制御により、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置と、撮像装置３０との周方向に関する位置合わせを行い、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置と、撮像装置３０との軸方向に関する位置合わせを行う。これにより、エリアセンサカメラ３２が、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置に対向する位置に配置される。このとき、エリアセンサカメラ３２の光軸は手入れ処理により形成された手入れ面１ｂの法線と略平行となる。即ち、エリアセンサカメラ３２が、第１検査部５２ｇ_１で検出された欠陥の位置を通る、手入れ処理によって生じた前記検査対象体１がなす表面（手入れ面１ｂ）の法線上の位置から、手入れ処理後に検査対象体１がなす表面の、第１検査部５２ｇ_１で検出された欠陥の位置を略中心とした領域を２次元画像として撮像し、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４（第２撮像画像）が生成される。
また、手入れ後検査においては、撮像制御部５２ｄは、初回検査のときより広い撮像対象領域（ＲＯＩ）を設定し、具体的には、例えば、エリアセンサカメラ３２が撮像可能な全視野を撮像対象領域（ＲＯＩ）として設定する。

第２検査部５２ｇ_２は、手入れ後検査において、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４に基づいて、手入れ処理後も、検査対象体１の、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置に、欠陥が残存しているか否か検査する。図９に示すように、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４には、手入れ面１ｂの撮像画像Ｉ４１の他に、手入れ処理において周表面１ａの曲面が削り取られていない部分の撮像画像（以下、未処理部分の撮像画像）Ｉ４２が含まれていることがある。したがって、第２検査部５２ｇ_２での検査に際し、第２検査部５２ｇ_２が、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４に対し、未処理部分の撮像画像Ｉ４２を除去する除去処理を行ってもよい。そして、第２検査部５２ｇ_２が、未処理部分の撮像画像Ｉ４２が除去された手入れ処理後の撮像画像、即ち、手入れ面１ｂの撮像画像Ｉ４１に基づいて、手入れ処理後も、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置に、欠陥が残存しているか否か検査するようにしてもよい。

なお、エリアセンサカメラ３２が、第１検査部５２ｇ_１で検出された欠陥の位置を通る、手入れ処理によって生じた前記検査対象体１がなす表面（手入れ面１ｂ）の法線上の位置とは、エリアセンサカメラ３２の光軸Ｌ２と手入れ面１ｂの法線Ｎ１とが、完全に平行な場合のみならず、手入れ面１ｂのコントラストが十分高く、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４に基づいて検査を行うことができるのであれば、上記光軸Ｌ２と上記法線Ｎ１とが５°以内の範囲で互いに傾いている場合も含む。上記光軸Ｌ２と上記法線Ｎ１との相対的な角度は±２°以内であることが好ましい。

以下に、本実施形態に係る表面検査装置１０が有するエリアセンサカメラ３２や回転機構２０について、その具体的な構成や設定値等を列挙する。かかる構成や設定値等はあくまでも一例であって、本発明に係る撮像装置３０が、以下の具体例に限定されるわけではない。

○エリアセンサカメラ３２
幅２０４８画素×高さ２０４８画素のＣＭＯＳ（画素サイズ：５．５μｍ×５．５μｍ）センサを撮像素子として搭載している。撮像分解能が４０μｍ×４０μｍとなるように、エリアセンサカメラ３２から検査対象体１までの距離（具体的には、エリアセンサカメラ３２の撮像素子から検査対象体１の周表面１ａまでの距離）は４００ｍｍとされている。なお、撮像分解能は傷の大きさに合わせて決定される。

〇回転機構２０
初回検査時の検査対象体１の回転周波数は０．０３５Ｈｚである。

続いて、表面検査装置１０による処理の一例について説明する。図１０は、表面検査装置１０による処理の一例を説明するためのフローチャートである。図１１〜図１３は、表面検査装置１０による処理中の各工程での、検査対象体１とエリアセンサカメラ３２との位置関係を示す図である。

回転機構２０に検査対象体１が載置されると、図１０に示すように、回転制御部５２ｃは、回転機構２０を制御し検査対象体１を一定速度で周方向に回転させる（ステップＳ１）。
また、撮像制御部５２ｄは、光照射機構３１のリング照明３１ａを制御し、一定速度で回転している検査対象体１の周表面１ａに光を照射する（ステップＳ２）。
なお、リング照明３１ａからの光の照射を開始してから検査対象体１を回転させてもよい。

続いて、移動制御部５２ｅが、図１１に示すように、検査対象体１の軸方向の部位Ｐそれぞれに対応する位置に、エリアセンサカメラ３２を順次移動させ、撮像制御部５２ｄの制御に基づいて、エリアセンサカメラ３２で、検査対象体１の回転に応じて、検査対象体１の周表面１ａの軸方向の位置が同じ部位Ｐ毎に、検査対象体１の周表面１ａの軸方向の位置が同じ部位Ｐを撮像し、撮像画像Ｉ１（第１撮像画像）を生成する（ステップＳ３）。具体的には、検査対象体１が一定速度で回転しているので、検査対象体１の回転開始から、所定のオフセット待機時間経過後、回転機構２０から所定のエンコーダ信号が入力される度に、次のエンコーダ信号が入力されるまでの間、検査対象体１の軸方向の部位毎に、撮像制御部５２ｄ及び移動制御部５２ｅは、以下の（１）、（２）のような制御を行う。
（１）撮像制御部５２ｄは、回転機構２０からのエンコーダ信号に基づいて、検査対象体１の回転に同期させて、エリアセンサカメラ３２に撮像させ、撮像毎に、初期検査時の撮像対象領域（ＲＯＩ）について、エリアセンサカメラ３２が有する撮像素子の画素からの電気的な情報の読み出しを行い、部位Ｐの撮像画像Ｉ１を生成させる。なお、撮像と撮像との間に、上記撮像対象領域（ＲＯＩ）の周方向の大きさの分、検査対象体１が回転するよう、検査対象体１の回転周波数は設定されている。
（２）上記（１）における撮像及び画素からの読み出しが完了した後に、移動制御部５２ｅは、エリアセンサカメラ３２及びリング照明３１ａをエリアセンサカメラの全視野分移動させ、これにより、エリアセンサカメラ３２及びリング照明３１ａを、検査対象体１の軸方向隣の部位Ｐに、移動させる。

上記（１）における撮像及び画素からの読み出しは、開始してから、検査対象体が１周以上回転するまで、例えば３７０°回転するまで行われる。

次に、ステップＳ３で検査対象体１の軸方向の部位Ｐ毎に、撮像の度に生成された撮像画像Ｉ１に基づいて、検査対象体１の略全周に対応する画像である全周画像Ｉ２を生成し、さらに、上記部位Ｐ毎の全周画像から、前述の全体画像Ｉ３を生成する（ステップＳ４）。

次いで、第１検査部５２ｇ_１が、ステップＳ４で生成された全周画像Ｉ２又は全体画像Ｉ３に基づいて、検査対象体１の周表面１ａに欠陥が存在するか否か検査する（ステップＳ５）。欠陥の検出方法としては公知の手法を利用することができ、検出に際し、全体画像Ｉ３に対し、シェーディング処理や２値化処理等の所定の処理が行われる。

欠陥が存在しない場合（ＮＯの場合）、表面検査装置１０による処理は終了する。
一方、欠陥が存在する場合（ＹＥＳの場合）、即ち、欠陥が検出された場合、検査部５２ｇは、全体画像Ｉ３から、検出された欠陥の位置及び大きさを検出し、より具体的には、欠陥の軸方向の位置及び大きさと、欠陥の周方向の位置を検出する（ステップＳ６）。欠陥の軸方向の位置及び大きさは、例えば、全体画像Ｉ３における画素番号とエリアセンサカメラ３２の撮像分解能から特定される。また、欠陥の周方向の位置は、例えば、同様に、全体画像Ｉ３における画素番号とエリアセンサカメラ３２の撮像分解能から特定される。特定された欠陥に関する情報は、記憶部５２ａに記憶される。
なお、欠陥の位置とは、例えば、欠陥の重心位置であるが、欠陥に関する他の位置であってもよい。
図１１に示すように検査対象体１の周表面に欠陥Ｄが複数（図の例では２つ）存在する場合には、欠陥Ｄ毎に、その位置及び大きさが特定される。

その後、検査対象体１の周表面において欠陥が検出された領域に対し、手入れ処理装置４０による手入れ処理が行われる（ステップＳ７）。具体的には、まず、手入れ制御部５２ｈが、欠陥の軸方向の位置の情報から、第１検査部５２ｇ_１で欠陥が検出された領域と手入れ処理装置４０との軸方向に関する位置合わせを行うと共に、回転制御部５２ｃが、欠陥の周方向の位置の情報と回転機構２０からのエンコーダ信号に基づいて回転機構２０を制御し、欠陥が検出された領域と手入れ処理装置４０との周方向に関する位置合わせを行う。そして、これら位置合わせ後、手入れ制御部５２ｈは、欠陥の軸方向の大きさの情報に基づいて、手入れ処理装置４０及びその移動機構を制御し、欠陥が検出された領域内の検査対象体１の周表面に対し手入れ処理を行わせる。手入れ処理を行う幅、即ち、手入れ処理で、欠陥が検出された領域を削り取る際の幅は、欠陥の軸方向の大きさの情報に基づいて設定される。また、手入れ処理により検査対象体１の径方向に削り取る大きさは例えば予め定められている。
図１１に示すように検査対象体１の周表面に欠陥Ｄが複数（図の例では２つ）存在する場合には、欠陥Ｄ毎に、欠陥が検出された領域に対する手入れ処理が行われる。

次いで、検出した欠陥の位置に基づいて、エリアセンサカメラ３２で、手入れ処理後に検査対象体１がなす表面である手入れ面１ｂを撮像し、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４（第２撮像画像）が生成される（ステップＳ８）。特に、エリアセンサカメラ３２は、第１検査部５２ｇ_１で検出された欠陥の位置を通る、手入れ処理後に検査対象体１がなす表面である手入れ面１ｂの法線Ｎ１上の位置から、手入れ面１ｂの、検出された欠陥の位置を略中心とした領域を２次元画像として撮像する。具体的には、移動制御部５２ｅが、欠陥の軸方向の位置の情報に基づいて制御を行い、第１検査部５２ｇ_１で欠陥が検出された領域とエリアセンサカメラ３２との軸方向に関する位置合わせを行うと共に、回転制御部５２ｃが、欠陥の周方向の位置の情報に基づいて、回転機構２０を制御し、欠陥が検出された領域とエリアセンサカメラ３２との周方向に関する位置合わせを行う。位置合わせは、例えば、エリアセンサカメラ３２の撮像視野の中心位置と、欠陥の中心位置とが一致するように行われる。上述の位置合わせにより、エリアセンサカメラ３２が、欠陥が検出された領域に対向する位置に配置され、エリアセンサカメラ３２の光軸が手入れ面１ｂの法線Ｎ１と略平行となる。この状態で、撮像制御部５２ｄが、エリアセンサカメラ３２を制御し、第１検査部５２ｇ_１で欠陥が検出された領域が撮像され、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４が生成される。
図１２及び図１３に示すように、検査対象体１の周表面１ａに欠陥が複数（図の例では２つ）存在し、第１検査部５２ｇ_１で欠陥が検出された領域それぞれに対して手入れ処理が行われた場合には、第１検査部５２ｇ_１で欠陥が検出された領域毎に、手入れ後に撮像画像Ｉ４の生成が行われる。

そして、第２検査部５２ｇ_２が、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４に基づいて、手入れ処理後も、検査対象体１の、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置に、欠陥が残存しているか否か検査する（ステップＳ９）。このステップでの欠陥の検出方法にも公知の手法を利用することができ、検出に際し、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４に対し、シェーディング処理や２値化処理等の所定の処理が行われ、また、未処理部分の撮像画像Ｉ４２を除去する除去処理が行われてもよい。第１検査部５２ｇ_１で欠陥が検出された領域が複数存在する場合には、欠陥が検出された領域毎に、第２検査部５２ｇ_２による検査が行われる。

以上のように、本実施形態では、手入れ処理前の初回検査では、エリアセンサカメラ３２を用い、ＲＯＩを設定することで、検査対象体１の回転に合わせて順次撮像が行われ、その撮像結果に基づいて、検査対象体の周表面の全周を撮像したような全周画像が生成される。この全周画像に基づいて、手入れ処理前の検査対象体の周表面についての検査、つまり、初回検査が行われる。また、本実施形態では、初回検査の結果、欠陥が存在することが検知され、欠陥が検出された領域に対する手入れ処理が行われると、欠陥が検出された領域と対向する位置に配置され、初回検査で検出された欠陥の位置を通る、手入れ処理後に検査対象体１がなす手入れ面１ｂの法線上の位置から、エリアセンサカメラ３２により、初回検査で欠陥が検出された領域の撮像が行われ、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４が生成される。この撮像画像Ｉ４に基づいて、手入れ処理後の検査が行われる。
したがって、本実施形態によれば、円柱状又は円筒状の検査対象体１の周表面１ａに対する、巨視的な形状変化を伴う手入れ処理前と後の両方で、検査対象体１の周表面１ａを正確に検査することができる。

また、本実施形態では、手入れ処理前の初回検査と、手入れ後検査とで、同一のエリアセンサカメラ３２が用いられており、さらに、エリアセンサカメラ３２を軸方向に移動可能に構成しているため、エリアセンサカメラ３２の数を少なくすることができる。したがって、表面検査装置１０の低コスト化を図ることができる。なお、手入れ処理前の初回検査と、手入れ後検査とで、異なるエリアセンサカメラ３２を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、エリアセンサカメラ３２を軸方向に移動可能に構成しているため、軸方向の長さが多岐にわたる検査対象体１について、検査を行うことができる。

さらに、本実施形態では、表面検査装置１０が、手入れ処理を行う手入れ処理装置４０を有しており、言い換えると、表面検査装置１０が、手入れ処理機能を有している。したがって、表面検査装置１０では、検査対象体１の検査だけでなく、手入れ処理まで行うことができる。そのため、手入れ処理前の検査を開始してから手入れ処理を行いその後手入れ処理後の検査が終了するまでの時間を大幅に短縮することができる。

（第１実施形態の変形例）
図１４及び図１５は、本発明の第１実施形態の変形例に係る表面検査装置１０が有するエリアセンサカメラ３２を説明するための図である。
図６等に示した例では、エリアセンサカメラ３２は、検査対象体１の軸方向に移動可能に構成されており、初回検査において、エリアセンサカメラ３２が、検査対象体１の回転に合わせて、検査対象体１の軸方向の位置が異なる部位Ｐ毎に、検査対象体１の軸方向の位置が異なる部位Ｐを、順次撮像できるように、移動制御部５２ｅが、部位Ｐそれぞれに対応する位置に、エリアセンサカメラ３２を順次移動させるよう制御していた。
それに対し、図１４に示す例では、エリアセンサカメラ３２は、軸方向に移動可能に構成されておらず、代わりに、エリアセンサカメラ３２が、検査対象体１の軸方向の位置が異なる部位Ｐ毎に設けられている。
そして、この例では、初回検査において、検査対象体１の軸方向の位置が異なる部位Ｐ毎に、部位Ｐ毎に対して設けられたエリアセンサカメラ３２を用いて、撮像が行われる。
なお、この例では、移動制御部５２ｅは省略される。

本例によれば、検査対象体１の軸方向の部位Ｐ全てについて全周画像Ｉ２を生成するのに、単一のエリアセンサカメラ３２を軸方向に順次移動していく時間を短縮することができるため、軸方向に亘る全周画像Ｉ２（又は全体画像Ｉ３）を生成するために要する時間を、短縮することができる。

なお、本変形例においては、図１５に示すように、初回検査で欠陥が検出された領域の一つが、即ち、手入れ面１ｂの一つが、検査対象体１の軸方向の位置が異なる部位Ｐの複数にまたがる場合には、手入れ面１ｂを含む複数の部位Ｐそれぞれについて、エリアセンサカメラ３２による撮像が行われ、手入れ処理後の撮像画像Ｉ４が生成される。また、第２検査部５２ｇ_２が、手入れ面１ｂを含む複数の部位Ｐそれぞれについて生成された手入れ処理後の撮像画像Ｉ４を、軸方向に沿って並ぶように組み合わせ、その組み合わせの結果得られた画像に基づいて、手入れ処理後も、検査対象体１の、初回検査で検知された欠陥に対応する手入れ面１ｂ上の位置に、欠陥が残存しているか否か検査するようにしてもよい。

（第２実施形態）
図１６は、本発明の第２実施形態に係る表面検査装置の構成の一例の概略図である。
第１実施形態では、初回検査の際、エリアセンサカメラ３２を用いて撮像し、その撮像結果から生成された全周画像Ｉ２を用いて、検査を行っていた。
それに対して、本実施形態では、撮像装置３０が、エリアセンサカメラ３２とは別に、ラインセンサカメラ３３を有しており、初回検査の際、ラインセンサカメラ３３で検査対象体１の周表面１ａを撮像して検査を行う。

ラインセンサカメラ３３は、検査対象体１の軸方向に長い撮像視野を有するように設けられる。具体的には、ラインセンサカメラ３３は、ラインセンサカメラ３３を構成する画素（受光素子）の配列方向が検査対象体１の軸方向と平行になるように設けられている。
また、エリアセンサカメラ３２の光軸Ｌ２が、検査対象体１の周表面１ａにおけるエリアセンサカメラ３２側端面の法線Ｎ_０と略平行であるのに対し、ラインセンサカメラ３３の光軸Ｌ３は、上記法線Ｎ_０に対して＋４５°傾いている。

また、本実施形態では、撮像装置３０の光照射機構３１が、ラインセンサカメラ３３用の照明として、例えば、ＬＥＤ光源などの光源が直線状に配置されたライン照明３１ｂを有する。ライン照明３１ｂから照射され検査対象体１の周表面１ａで正反射された光をラインセンサカメラ３３が有する画素（受光素子）で受光できるように、ライン照明３１ｂの光軸Ｌ４は、上記法線Ｎ_０に対して−４５°傾いている。
ライン照明３１ｂにより照射される光の波長は、特に限定されるものではないが、例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の可視光帯域に属する波長である。また、ライン照明３１ｂからの光は、ロッドレンズや拡散フィルム（図示せず）等によって、ラインセンサカメラ３３の撮像視野内に位置する手入れ処理前の検査対象体１の周表面１ａに対し、均一に照射される。

ライン照明３１ｂの検査対象体１の周表面１ａに対する光照射範囲は、ラインセンサカメラ３３の検査対象体１の周表面１ａに対する撮像視野よりも広く設定され、具体的には、上記光照射範囲は、例えば、８０ｍｍの上記撮像視野よりも幅方向の両端に関し３０ｍｍ程度広く設定され、１４０ｍｍとされる。これにより、ラインセンサカメラ３３による撮像範囲内での輝度ムラを抑制することができる。

本実施形態では、初回検査時に、撮像制御部５２ｄが、回転機構２０からのエンコーダ信号に基づき検査対象体１の回転と同期させることで、ラインセンサカメラ３３に連続的に撮像させる。これにより、撮像制御部５２ｄは、検査対象体１の回転に合わせて、ラインセンサカメラ３３に撮像画像を順次生成させる。そして、本実施形態では、画像生成部５２ｆが、ラインセンサカメラ３３が初回検査時の撮像毎に生成した、検査対象体１の軸方向の位置が同じ撮像画像を、画像生成部５２ｆが、検査対象体１の周方向に沿って連続的に配列させ、組み合わせることで、第１検査部５２ｇ_１での検査に用いられる全周画像を生成する。

図１７及び図１８は、エリアセンサカメラ３２及びラインセンサカメラ３３と、検査対象体１との関係を示す図である。
エリアセンサカメラ３２及びラインセンサカメラ３３は、例えば、図１７に示すように、検査対象体１の軸方向に移動可能に構成される。例えば、エリアセンサカメラ３２及びラインセンサカメラ３３は、光照射機構３１と共に、軸方向移動機構（図示せず）に保持されており、エリアセンサカメラ３２と光照射機構３１の相互の位置関係及びラインセンサカメラ３３と光照射機構３１との相互の位置関係が維持されたまま、検査対象体１の軸方向（図のＺ方向）へ移動可能に構成される。この場合、初回検査において、検査対象体１の軸方向（図のＺ方向）の部位Ｐ毎に、ラインセンサカメラ３３が検査対象体１の回転に合わせて撮像画像を順次生成できるように、移動制御部５２ｅが、検査対象体１の軸方向の部位Ｐそれぞれに対応する位置にラインセンサカメラ３３が順次移動するよう、制御する。

また、エリアセンサカメラ３２及びラインセンサカメラ３３は、図１８に示すように、検査対象体１の軸方向の部位Ｐ毎に設けられていてもよい。この場合、初回検査において、検査対象体１の軸方向の位置が異なる部位Ｐ毎に、部位Ｐ毎に対して設けられたラインセンサカメラ３３を用いて、撮像が行われる。
なお、この例の場合、移動制御部５２ｅは省略される。

以下に、本実施形態に係る表面検査装置１０が有するラインセンサカメラ３３や回転機構２０について、その具体的な構成や設定値等を列挙する。かかる構成や設定値等はあくまでも一例であって、本発明に係る撮像装置３０が、以下の具体例に限定されるわけではない。

○ラインセンサカメラ３３
２０４８画素のＣＭＯＳ（画素サイズ：５．５μｍ×５．５μｍ）センサを撮像素子として搭載している。撮像分解能が４０μｍ×４０μｍとなるように、ラインセンサカメラ３３から検査対象体１までの距離が４００ｍｍとされると共に、ラインセンサカメラ３３のスキャン速度が１０００Ｈｚ、回転機構２０による検査対象体１の回転周速度４０ｍｍ／ｓとされている。縦方向と横方向の撮像分解能を等しくすることで、縦方向と横方向の画素分解能を等しくすることができる。

本実施形態では、第１実施形態のようにエリアセンサカメラ３２を用いるのではなく、ラインセンサカメラを用いていることから、ＲＯＩを設定し、ＲＯＩに対応する画像を抽出する必要がなくなるため、全周画像Ｉ２を生成するのに要する時間を短縮することができる。

以上の本実施形態では、手入れ処理装置４０が、表面検査装置１０に一体的に組み込まれている態様に基づいて説明を行ってきたが、手入れ処理装置４０は、表面検査装置１０とは、別の独立した装置とすることも可能であり、検査対象体１の周表面１ａに欠陥が検出されるか否かによって、適宜、（手入れ処理装置４０を含まない）表面検査装置１０の処理と連動して、手入れ処理を行うようにすることも可能である。なお、手入れ処理装置４０を、表面検査装置１０とは別体の装置とする場合には、手入れ制御部５２ｈを制御装置５０内に設けず、別途手入れ処理装置４０を操作する等することで、手入れ処理を実行するようにすることもできる。

また、以上の本実施形態では、欠陥が検出された場合、必ず手入れ処理を行うものとしていた。しかしながら、検査対象体１の周表面１ａに生じる疵としては、有害疵と無害疵とがある。有害疵とは、検査対象体１の圧延時に周表面１ａ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１ａに対する手入れ処理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１ａに対する手入れ処理は不要なものである。したがって、欠陥が検出された場合に、欠陥が有害疵であるか無害疵であるか判定し、有害疵である場合のみ、手入れ処理を行うようにしてもよい。
なお、有害疵であるか無害疵であるかの判定手法としては、公知の手法、例えば、特開２０１８−１７９５６３号に記載の手法を用いることができる。

以上の例では、エリアセンサカメラ３２及びラインセンサカメラ３３が有する撮像素子が正反射光を受光していたが、検出すべき欠陥の態様によっては、拡散光を受光するようにしてもよい。

また、以上の例では、手入れ面１ｂは平面であるものとしたが、エリアセンサカメラ３２が有する画素から手入れ面１ｂまでの距離が被写界深度に収まるのであれば、凹凸を有した面であっても曲面であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 検査対象体
１ａ 周表面
１ｂ 手入れ面
１０ 表面検査装置
２０ 回転機構
２１ ターニングローラ
３０ 撮像装置
３１ 光照射機構
３１ａ リング照明
３１ｂ ライン照明
３２ エリアセンサカメラ
３３ ラインセンサカメラ
４０ 手入れ処理装置
５０ 制御装置
５１ 表示部
５２ 制御部
５２ａ 記憶部
５２ｂ 表示制御部
５２ｃ 回転制御部
５２ｄ 撮像制御部
５２ｅ 移動制御部
５２ｆ 画像生成部
５２ｇ 検査部
５２ｇ_１ 第１検査部
５２ｇ_２ 第２検査部
５２ｈ 手入れ制御部
Ｉ１ 撮像画像
Ｉ２ 全周画像
Ｉ３ 全体画像
Ｉ４ 撮像画像

Claims (5)

1. 周表面に欠陥が存在する場合に、前記欠陥の周囲を平面的に削り取る手入れ処理が行われる円柱状又は円筒状の検査対象体を、検査する表面検査装置であって、
   前記検査対象体を周方向に回転させる回転機構と、
   前記回転機構の回転に応じて、前記検査対象体の周表面の軸方向の位置が同じ部位を撮像して第１撮像画像を生成する第１撮像装置と、
   前記第１撮像画像に基づいて、前記検査対象体の略全周に対応する画像である全周画像を生成する画像生成部と、
   前記検査対象体の周表面に欠陥が存在するか否かを、前記全周画像に基づいて検査し、欠陥が存在する場合には当該欠陥の位置を検出する第１検査部と、
   前記第１検査部で欠陥の位置が検出された場合に、
   前記第１検査部で検出した欠陥の位置に基づいて、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面を２次元画像として撮像し、第２撮像画像を生成する第２撮像装置と、
   前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査部で検出された欠陥に対応する位置に、欠陥が存在するか否かを、前記第２撮像画像に基づいて検査する第２検査部と、
   を有し、
   前記第２撮像装置は、前記第１検査部で検出された欠陥の位置を通る、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の法線上の位置から、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査部で検出された欠陥の位置を略中心とした領域を撮像することで、前記第２撮像画像を生成する、表面検査装置。
2. 前記第１撮像装置は、エリアセンサカメラであり、
   前記第２撮像装置は、前記第１撮像装置と同一の又は異なる、エリアセンサカメラであり、
   前記画像生成部は、
   前記第１撮像画像の一部分に対応する画像を、撮像された前記検査対象体の周表面の位置毎に組み合わせることで、前記全周画像を生成する、請求項１に記載の表面検査装置。
3. 前記第１撮像装置は、ラインセンサカメラであり、
   前記第２撮像装置は、エリアセンサカメラであり、
   前記画像生成部は、
   前記第１撮像画像を、撮像された前記検査対象体の周表面の位置毎に組み合わせることで、前記全周画像を生成する、請求項１に記載の表面検査装置。
4. 前記第１撮像装置は、
   前記検査対象体の軸方向に複数設けられており、又は、移動機構により前記検査対象体の軸方向に移動可能とされており、前記検査対象体の軸方向の位置が異なる部位を撮像することで、複数の前記第１撮像画像を取得し、
   前記画像生成部は、
   前記検査対象体の軸方向の位置が同じ前記第１撮像画像を組み合わせることで前記全周画像を生成し、前記検査対象体の軸方向の位置が異なる前記全周画像を組み合わせることで全体画像を生成し、
   前記第１検査部は、
   前記検査対象体の周表面に欠陥があるか否かを、前記全体画像に基づいて検査し、欠陥が存在する場合には当該欠陥の位置を検出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の表面検査装置。
5. 周表面に欠陥が存在する場合に、前記欠陥の周囲を平面的に削り取る手入れ処理が行われる円柱状又は円筒状の検査対象体を、検査する表面検査方法であって、
   前記検査対象体を周方向に回転させる回転ステップと、
   前記回転ステップの回転に応じて、前記検査対象体の周表面の軸方向の位置が同じ部位を撮像して第１撮像画像を生成する第１撮像ステップと、
   前記第１撮像画像に基づいて、前記検査対象体の略全周に対応する画像である全周画像を生成する画像生成ステップと、
   前記検査対象体の周表面に欠陥が存在するか否かを、前記全周画像に基づいて検査し、欠陥が存在する場合には当該欠陥の位置を検出する第１検査ステップと、
   前記第１検査ステップで欠陥の位置が検出された場合に、
   前記第１検査ステップで検出した欠陥の位置に基づいて、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面を２次元画像として撮像し、第２撮像画像を生成する第２撮像ステップと、
   前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査ステップで検出された欠陥に対応する位置に、欠陥が存在するか否かを、前記第２撮像画像に基づいて検査する第２検査ステップと、
   を有し、
   前記第２撮像ステップは、前記第１検査ステップで検出された欠陥の位置を通る、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の法線上の位置から、前記手入れ処理後に前記検査対象体がなす表面の、前記第１検査ステップで検出された欠陥の位置を略中心とした領域を撮像することで、前記第２撮像画像を生成する表面検査方法。
   
   

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