JPH11326225A - Method and apparatus for inspecting tubular member - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely detect a defect causing a decrease in mechanical strength of a tubular member, by optically detecting a surface illuminated by a transmitting light while applying an external force to the tubular member and processing a detected image by smoothing, two-dimensional differentiation and binarization. SOLUTION: The whole of an outer surface 1a of a cylindrical part of a rotating ceramics tube 1 is detected both in a state where an external force by a gas pressure acts to the ceramics tube 1 and in a state where the external force does not act to the ceramics tube. The binarized detection result at each coordinate after differentiated in two dimensions at a line sensor image process apparatus is stored at 12e. The binarized image results when the external force is applied to the tube 1 and when the external force is not applied to the tube 1 are compared at a differential image extraction circuit 12f. A difference of the results is extracted as a differential image data. Receiving the differential image data, a microcomputer 14 makes a judgment for each coordinate and judges that the outer surface 1a of the cylindrical part of the tube 1 has an impermissible defect when the difference is in a predetermined range.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス管や
瓶、タンク等の管状部材の機械的強度低下の要因となる
内部欠陥を光学的に検出するようにした、管状部材の検
査方法（欠陥検出方法）とその装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting a tubular member (defect detection) which optically detects an internal defect causing a decrease in mechanical strength of a tubular member such as a ceramic pipe, a bottle, a tank, or the like. Method) and its apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の管状部材の検査方法としては、電
力貯蔵用のＮａＳ（ナトリュウム−硫黄）二次電池等に
用いられる、管状部材たるセラミックス管の欠陥検出方
法として、特開平４−６９５５２号公報に開示された技
術が知られており、また、管状部材たるセラミックス管
の機械的強度の試験方法として、特開平２−１２０６４
１号公報、特開平４−２９１１３２号公報、特開平４−
３６６７４５号公報に開示された技術が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional method for inspecting a tubular member, Japanese Patent Laid-Open No. 4-69552 discloses a method for detecting a defect in a ceramic tube as a tubular member used for a NaS (sodium-sulfur) secondary battery or the like for storing electric power. The technique disclosed in the official gazette is known, and as a method for testing the mechanical strength of a ceramic tube as a tubular member, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-12644 discloses a method.
No. 1, JP-A-4-291132, JP-A-4-291132
The technology disclosed in Japanese Patent Publication No. 366745 is known.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
目視検査を簡便にする方法、あるいは、機械的強度試験
の方法である。The prior art described above is
This is a method for simplifying visual inspection or a method for a mechanical strength test.

【０００４】目視検査での欠陥検出感度は、目の分解能
（数１００μｍ程度）が限界であり、数１００μｍより
小さい微小な欠陥を検出することは出来ない。また、セ
ラミックス管の外周部（外表面）の欠陥は目視検出でき
るが、セラミックス管の内周部（内表面）を検査するに
は、ミラー等を管内部に挿入するなどしなければ、管内
周部の欠陥を検出することが困難であり、管外周部と同
様な感度で欠陥を検出することはできない。[0004] The defect detection sensitivity in visual inspection is limited to the resolution of the eyes (about several hundreds of micrometers), and it is impossible to detect minute defects smaller than several hundreds of micrometers. Defects on the outer periphery (outer surface) of the ceramic tube can be visually detected. However, in order to inspect the inner periphery (inner surface) of the ceramic tube, the inner periphery of the tube must be inserted unless a mirror or the like is inserted into the tube. It is difficult to detect a defect in the portion, and it is not possible to detect the defect with the same sensitivity as the outer peripheral portion of the tube.

【０００５】図１２は、セラミックスを透過光で検査す
る場合の、検出原理の説明図である。Ｐ面からの照射光
は、セラミックス粒子１０１表面での反射とセラミック
ス粒子での透過を繰り返した光が、セラミックス表面
（Ｑ面）に透過してくる。すなわち、セラミックス粒子
を透過する間に完全拡散透過光となって、セラミックス
表面（Ｑ面）に漏れ出てくる。この漏れ出てくる光のコ
ントラストの違いにもとづき、周囲より明るい場合はク
ラック欠陥、気泡欠陥として、また、周囲より暗い場合
は異物欠陥として、それぞれ判断する。FIG. 12 is an explanatory view of the principle of detection when inspecting ceramics with transmitted light. As for the irradiation light from the P surface, light obtained by repeating reflection on the surface of the ceramic particles 101 and transmission through the ceramic particles is transmitted to the ceramic surface (Q surface). That is, the light is completely diffused and transmitted while passing through the ceramic particles, and leaks to the ceramic surface (Q surface). Based on the difference in the contrast of the leaking light, a case where it is brighter than the surroundings is determined as a crack defect and a bubble defect, and a case where it is darker than the surroundings is determined as a foreign matter defect.

【０００６】セラミックスに生じているこれらの欠陥を
検出する場合、クラック欠陥の開口部が、セラミックス
表面に光が漏れ出てくる側（図１２のＱ面側）に生じて
いる場合は検出しやすいが、光を照射する側のセラミッ
クス表面（図１２のＰ面側）にクラック開口部が生じて
いる場合は検出しにくい。すなわち、図１２のＰ面側に
クラック開口部が生じている場合は、クラック近傍から
の光が、当該クラックの位置する図１２のＱ面側に回り
込み、周囲とのコントラスト変化が小さくなって、欠陥
としての検出が困難となる。このような現象は、異物欠
陥や気泡欠陥のような、セラミックス内部に生じている
欠陥についても同様である。[0006] When detecting these defects in the ceramics, it is easy to detect when the opening of the crack defect is generated on the side where light leaks out to the ceramic surface (the Q side in FIG. 12). However, it is difficult to detect when a crack opening is formed on the ceramic surface (P surface side in FIG. 12) on the side to which light is irradiated. That is, when a crack opening is formed on the P surface side in FIG. 12, light from the vicinity of the crack wraps around to the Q surface side in FIG. 12 where the crack is located, and a change in contrast with the surroundings is reduced. Detection as a defect becomes difficult. Such a phenomenon is the same for a defect occurring inside the ceramic, such as a foreign matter defect or a bubble defect.

【０００７】これらセラミックス内部に生じている欠陥
は、光が漏れ出てくる側（図１２のＱ面側）の表面の浅
い箇所に生じている場合には、検出しやすいが、光を照
射する側のセラミックス表面（図１２のＰ面側）に近い
箇所に生じている場合（光が漏れ出てくる側（図１２の
Ｑ面側）の表面から遠い箇所に生じている場合）には、
検出感度が低下する。[0007] When the defects generated inside the ceramics are generated in a shallow portion of the surface on the side where light leaks out (the Q side in FIG. 12), it is easy to detect, but the light is irradiated. In the case where it occurs near the surface of the ceramics on the side (P side in FIG. 12) (when it occurs in the place far from the surface on the side where light leaks out (the side Q in FIG. 12)),
The detection sensitivity decreases.

【０００８】他方、前記した従来の機械的強度試験によ
る方法では、セラミックス管の外部あるいは内部から加
圧した機械的負荷により、セラミックス管の破壊の有無
を検査する技術であるが、破壊されない場合でも、破壊
には至らないが繰り返し荷重等を受けて、将来破壊する
恐れのある欠陥を見逃しやすく、機械的負荷検査のみで
は検査の信頼性に欠けるという問題がある。On the other hand, the above-mentioned method based on the conventional mechanical strength test is a technique for inspecting whether or not the ceramic tube is broken by a mechanical load applied from the outside or inside of the ceramic tube. However, there is a problem that a defect which does not lead to destruction but is likely to be destructed in the future due to a repeated load or the like is easily overlooked, and only the mechanical load inspection lacks the reliability of the inspection.

【０００９】本発明の目的は、セラミックス管等を含む
管状部材の表面あるいは内部に生じるクラック、ピンホ
ール、気泡等の管状部材の機械的強度の低下をもたらす
欠陥を、確実に検出する検査方法および検査装置を提供
することにある。An object of the present invention is to provide an inspection method and method for reliably detecting a defect, such as a crack, a pinhole, or a bubble, which occurs on the surface or inside of a tubular member including a ceramic tube or the like and causes a decrease in mechanical strength of the tubular member. An object of the present invention is to provide an inspection device.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明による管状部材の検査方法では、管状部
材に外力を与えながら管状部材の円筒部、管底部を透過
照明して、透過照明されたそれぞれの表面を光学的に検
出し、検出した画像を平滑化、２次微分、２値化する画
像処理するようにされる。管状部材に外力を与える手法
としては、管状部材表面の周囲にガスを封入した可撓性
部材を接触させて、これにより管状部材に応力を付与す
る手法が用いられる。In order to achieve the above-mentioned object, in the method for inspecting a tubular member according to the present invention, the cylindrical portion and the tube bottom of the tubular member are transmitted and illuminated while an external force is applied to the tubular member. Each illuminated surface is optically detected, and the detected image is subjected to image processing for smoothing, secondary differentiation, and binarization. As a method of applying an external force to the tubular member, a method of bringing a flexible member filled with gas into contact with the periphery of the surface of the tubular member and thereby applying stress to the tubular member is used.

【００１１】管状部材の円筒部外表面の画像検出方法と
しては、管状部材の内部側から光を照明し、管状部材を
回転あるいは管外周側の検出系を回転して、管状部材の
外周側の検出系により円筒部外表面を平面状に検出する
手法が用いられる。また、管状部材の円筒部内表面の画
像検出方法としては、管状部材の外周側から光を照明す
ると共に、管状部材の内部に検出系を設け、管状部材を
回転して円筒部内表面を平面状に検出するか、あるい
は、円筒部内表面を円周状に検出するコーンミラー検出
系により円筒長手方向に走査して、円筒部内表面を連続
的に検出する手法が用いられる。また、管底部の画像検
出方法としては、底部外表面は円筒内部側から照明し、
底部内表面は円筒外部側から照明し、それぞれの底部表
面の画像を検出する手法が用いられる。As a method of detecting an image on the outer surface of the cylindrical portion of the tubular member, light is illuminated from the inner side of the tubular member, and the tubular member is rotated or a detection system on the outer peripheral side of the tube is rotated. A method of detecting the outer surface of the cylindrical portion in a planar manner by a detection system is used. Further, as an image detection method of the inner surface of the cylindrical portion of the tubular member, light is illuminated from the outer peripheral side of the tubular member, a detection system is provided inside the tubular member, and the inner surface of the cylindrical portion is made flat by rotating the tubular member. A method of detecting the inner surface of the cylindrical portion by continuously detecting the inner surface of the cylindrical portion by scanning in the longitudinal direction of the cylinder by using a cone mirror detection system that detects the inner surface of the cylindrical portion in a circumferential shape is used. In addition, as an image detection method of the tube bottom, the bottom outer surface is illuminated from the inside of the cylinder,
The bottom inner surface is illuminated from the outside of the cylinder, and a method of detecting an image of each bottom surface is used.

【００１２】あるいは、管状部材表面の画像を検出する
方法として、管状部材表面にパターンを投影し、投影さ
れたパターンの画像を検出する手法が用いられる。Alternatively, as a method of detecting an image of the surface of the tubular member, a method of projecting a pattern on the surface of the tubular member and detecting an image of the projected pattern is used.

【００１３】あるいはまた、管状部材表面の画像を検出
する方法として、微小凹凸が生じているセラミックス管
や金属鋳物などの管状部材表面に単波長光を照射し、照
射された単波長光からのスペックル画像を検出する手法
が用いられる。[0013] Alternatively, as a method of detecting an image on the surface of the tubular member, the surface of the tubular member such as a ceramic tube or a metal casting having minute irregularities is irradiated with single-wavelength light, and the speci- fication from the irradiated single-wavelength light is performed. For example, a method of detecting a virtual image is used.

【００１４】さらに、上記管状部材に生じる機械的強度
の低下をもたらす欠陥を、より確実に検出するために、
管状部材に外力を作用させて検出した管状部材表面の画
像と、管状部材に外力を作用させないで検出した管状部
材表面の画像との違いを抽出するようにされる。Further, in order to more reliably detect a defect that causes a decrease in mechanical strength generated in the tubular member,
The difference between the image of the tubular member surface detected by applying an external force to the tubular member and the image of the tubular member surface detected without applying an external force to the tubular member is extracted.

【００１５】また、前記目的を達成するため、本発明に
よる管状部材の検査装置は、管状部材に外力を作用させ
る手段としての、例えば、可撓性部材内に封入されたガ
ス圧によって管状部材の表面に外力を作用させる手段
と、円筒部、管底部をそれぞれ透過照明する手段と、透
過照明されたそれぞれの表面を光学的に検出する手段
と、検出した画像を平滑化、２次微分、２値化する画像
処理手段とを、具備する。In order to achieve the above object, an apparatus for inspecting a tubular member according to the present invention comprises a means for applying an external force to the tubular member, for example, a gas pressure sealed in a flexible member. A means for applying an external force to the surface, a means for transmitting and illuminating the cylindrical portion and the tube bottom, a means for optically detecting the transmitted and illuminated surface, a method for smoothing the detected image, a second derivative, Image processing means for converting into a value.

【００１６】さらに、欠陥をより確実に検出するため
に、管状部材に外力を作用させて検出した管状部材の表
面の画像と、管状部材に外力を作用させないで検出した
管状部材の表面の画像の違いを抽出する手段を具備す
る。Further, in order to more reliably detect the defect, an image of the surface of the tubular member detected by applying an external force to the tubular member and an image of the surface of the tubular member detected without applying an external force to the tubular member. Means for extracting differences are provided.

【００１７】管状部材の円筒部外表面の画像検出手段
は、管状部材の内部側から光を照明する手段と、管状部
材の外周側の検出手段と、管状部材を回転する手段ある
いは管外周側の検出手段を回転する手段とを具備する。
また、管状部材の円筒部内表面の画像検出手段の第１の
ものは、管状部材の外周側から光を照明する手段と、管
状部材の内部に配設した検出手段と、管状部材を回転す
る手段とを具備し、管状部材の円筒部内表面の画像検出
手段の第２のものは、円筒部内表面を円周状に検出する
コーンミラー検出手段と、コーンミラー検出手段を円筒
長手方向に走査する手段とを具備する。また、管底部表
面の画像検出手段は、底部外表面は円筒内部側から照明
する手段と、底部内表面は円筒外部側から照明する手段
と、それぞれの底部表面の画像を検出する検出手段とを
具備する。The image detecting means on the outer surface of the cylindrical portion of the tubular member includes means for illuminating light from the inside of the tubular member, detecting means on the outer peripheral side of the tubular member, means for rotating the tubular member, and means for rotating the tubular member or the outer peripheral side of the tube. Means for rotating the detecting means.
Further, a first one of the image detecting means on the inner surface of the cylindrical portion of the tubular member is a means for illuminating light from the outer peripheral side of the tubular member, a detecting means disposed inside the tubular member, and a means for rotating the tubular member. The second one of the image detecting means for detecting the inner surface of the cylindrical portion of the tubular member is a cone mirror detecting means for circumferentially detecting the inner surface of the cylindrical portion, and the means for scanning the cone mirror detecting means in the longitudinal direction of the cylinder. And Further, the image detecting means of the tube bottom surface includes means for illuminating the bottom outer surface from the inside of the cylinder, means for illuminating the bottom inner surface from the outside of the cylinder, and detecting means for detecting an image of each bottom surface. Have.

【００１８】あるいは、本発明による管状部材の検査装
置は、管状部材の表面にパターンを投影する手段と、投
影されたパターンの画像を検出する検出手段と、管状部
材に外力を作用させる手段と、管状部材に外力を作用さ
せて検出した管状部材の表面の画像と、管状部材に外力
を作用させないで検出した管状部材の表面の画像との違
いを抽出する手段とを、具備する。Alternatively, the tubular member inspection apparatus according to the present invention comprises: means for projecting a pattern on the surface of the tubular member; detecting means for detecting an image of the projected pattern; means for applying an external force to the tubular member; Means for extracting a difference between an image of the surface of the tubular member detected by applying an external force to the tubular member and an image of the surface of the tubular member detected without applying an external force to the tubular member.

【００１９】あるいはまた、本発明による管状部材の検
査装置は、管状部材の表面に単波長光を照射する手段
と、照射された単波長光の管状表面からのスペックル画
像を検出する手段と、管状部材に外力を作用させる手段
と、外力を作用させて検出した管状部材の表面のスペッ
クル画像と、管状部材に外力を作用させないで検出した
スペックル像との違いを抽出する手段とを、具備する。Alternatively, the apparatus for inspecting a tubular member according to the present invention comprises: means for irradiating the surface of the tubular member with single-wavelength light; means for detecting a speckle image of the irradiated single-wavelength light from the tubular surface; A means for applying an external force to the tubular member, a speckle image of the surface of the tubular member detected by applying the external force, and a means for extracting a difference between a speckle image detected without applying an external force to the tubular member, Have.

【００２０】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図１１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実
施形態に係る管状部材（ここではセラミックス管）検査
装置の概略構成図で、本実施形態は、セラミックス管の
円筒部外表面および底部外表面を検査する場合の適用例
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tubular member (here, a ceramic tube) inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a cylindrical member outer surface and a bottom outer surface of a ceramic tube are inspected. This is an application example.

【００２１】図１に示すセラミックス管検査装置は、セ
ラミックス管１を保持するホルダ２、ホルダ２を回転す
るためのモータ３およびプーリ４およびベルト５、セラ
ミックス管１の内部を照明するための照明光源６、セラ
ミックス管１の円筒部外表面１ａを検出する検出レンズ
７およびラインセンサ８、セラミックス管１の底部外表
面１ｂを検出する検出レンズ９およびＴＶカメラ１０、
画像検出回路１１、ラインセンサ用画像処理装置１２、
ＴＶカメラ用画像処理装置１３、マイクロコンピュター
１４、座標発生装置１５、モータコントローラ１６によ
って、基本的に構成されている。A ceramic tube inspection apparatus shown in FIG. 1 includes a holder 2 for holding a ceramic tube 1, a motor 3 for rotating the holder 2, a pulley 4 and a belt 5, and an illumination light source for illuminating the inside of the ceramic tube 1. 6, a detection lens 7 and a line sensor 8 for detecting the cylindrical outer surface 1a of the ceramic tube 1, a detecting lens 9 and a TV camera 10 for detecting the bottom outer surface 1b of the ceramic tube 1,
An image detection circuit 11, an image processing device 12 for a line sensor,
It is basically composed of an image processing device 13 for a TV camera, a microcomputer 14, a coordinate generating device 15, and a motor controller 16.

【００２２】ホルダ２には透過照明用の穴が設けられ、
この透過照明用の穴に、光学的に光を透過する材料より
なる窓リング１７が嵌められ、窓リング１７には、可撓
性を有しかつ光学的に光を透過する材料よりなる、加圧
袋１８の端部が固着されている。この可撓性部材たる加
圧袋１８は、セラミックス管１の内部に配され、窓リン
グ１７に設けられているガス栓１９からガスを供給する
と、パッキン２０を介して加圧袋１８内にガスが充填さ
れて、これにより、加圧袋１８がセラミックス管１の内
表面に密着して、ガス圧がセラミックス管１に作用する
ようになっている（セラミックス管１に外力が作用する
ようになっている）。また、加圧袋１８内に供給される
ガスも、光学的に光を透過する物質が選定されている。
なお、少なくとも以下の第２、第３実施形態において
も、可撓性部材たる加圧袋およびこれに充填されるガス
は、透光性を有するものよりなっている。The holder 2 is provided with a hole for transmitted illumination,
A window ring 17 made of a material that optically transmits light is fitted into the hole for transmitted illumination, and the window ring 17 is made of a flexible and optically transparent material. The end of the pressure bag 18 is fixed. The pressurized bag 18 serving as a flexible member is disposed inside the ceramic tube 1, and when gas is supplied from a gas stopper 19 provided on the window ring 17, the gas is introduced into the pressurized bag 18 via the packing 20. Is filled, whereby the pressurizing bag 18 comes into close contact with the inner surface of the ceramic tube 1 so that the gas pressure acts on the ceramic tube 1 (an external force acts on the ceramic tube 1). ing). Further, as the gas supplied into the pressurizing bag 18, a substance that optically transmits light is selected.
In at least the second and third embodiments described below, the pressurized bag serving as the flexible member and the gas filled therein are made of a material having translucency.

【００２３】被検出物体であるセラミックス管１は、回
転可能なホルダ２上に保持され、マイクロコンピュター
１４の制御の下に、モータコントローラ１６を介してモ
ータ３が回転されると、プーリ４、ベルト５を介してモ
ータ３と同期して回転し、回転走査制御される。The ceramic tube 1 as an object to be detected is held on a rotatable holder 2, and when the motor 3 is rotated via the motor controller 16 under the control of the microcomputer 14, the pulley 4 and the belt 5, and is rotated in synchronization with the motor 3, and is rotationally scanned and controlled.

【００２４】上記構成において、セラミックス管１にガ
ス圧によって外力を作用（印加）させた状態もしくは外
力を作用させない状態の何れかにおいて、モータ３を回
転駆動してセラミックス管１を回転させると、ラインセ
ンサ８からの画像信号は、画像検出回路１１でＡ／Ｄ変
換処理により多値画像信号として得られ、ラインセンサ
用画像処理装置１２に入力される。In the above configuration, when the ceramic tube 1 is rotated by driving the motor 3 in either a state in which an external force is applied (applied) to the ceramic tube 1 by gas pressure or a state in which no external force is applied, the line An image signal from the sensor 8 is obtained as a multivalued image signal by an A / D conversion process in an image detection circuit 11 and is input to an image processing device 12 for a line sensor.

【００２５】ラインセンサ用画像処理装置１２は、シェ
ーディング補正回路１２ａ、平滑化回路１２ｂ、２次微
分回路１２ｃ、２値化回路１２ｄ、画像メモリ１２ｅ、
差画像抽出回路１２ｆを具備しており、シェーディング
補正回路１２ａで、照明むら、ラインセンサ８の感度む
らをディジタル的に補正し、次に、平滑化回路１２ｂ
で、セラミックス表面の微小凹凸のノイズ成分を平均化
して画像信号を滑らかにする平滑化処理を行い、次に、
２次微分回路１２ｃで、欠陥部の明暗を画像強調する２
次微分処理を行い、次に、２値化回路１２ｄにおいて、
２次微分処理された画像から欠陥候補部を抽出する２値
化処理を行って、その処理結果を画像メモリ１２ｅに記
憶する。そして、差画像抽出回路１２ｆによって、画像
メモリ１２ｅに記憶されたセラミックス管１に外力を作
用させたときの２値画像結果と、外力を作用させないと
きの２値画像結果とを対比して、両者の違いを差画像デ
ータとして抽出する処理を行って、その処理結果をマイ
クロコンピュター１４に出力する。The line sensor image processing device 12 includes a shading correction circuit 12a, a smoothing circuit 12b, a secondary differentiation circuit 12c, a binarization circuit 12d, an image memory 12e,
A shading correction circuit 12a digitally corrects illumination unevenness and sensitivity unevenness of the line sensor 8, and then includes a smoothing circuit 12b.
Then, a smoothing process for averaging the noise component of the fine irregularities on the ceramic surface to smooth the image signal is performed.
The secondary differentiating circuit 12c enhances the image of the brightness of the defective part 2
Next differential processing is performed, and then, in the binarization circuit 12d,
A binarization process for extracting a defect candidate portion from the image subjected to the second differentiation process is performed, and the processing result is stored in the image memory 12e. The difference image extraction circuit 12f compares a binary image result obtained when an external force is applied to the ceramic tube 1 stored in the image memory 12e with a binary image result obtained when no external force is applied. Is performed as difference image data, and the processing result is output to the microcomputer 14.

【００２６】座標発生回路１５では、画像検出回路１１
を介して入力されるラインセンサ８の走査クロックに基
づいて、円筒長手方向の走査位置座標が作成されて、マ
イクロコンピュター１４に出力され、また、モータ回転
角制御パルスに基づいて、円周方向移動量が、モータコ
ントローラ１６からマイクロコンピュター１４に出力さ
れ、これにより、マイクロコンピュター１４は、ライン
センサ８によるセラミックス管１上での実検査位置座
標、すなわち、その時点での実検査位置を認知するよう
になっている。In the coordinate generation circuit 15, the image detection circuit 11
The scanning position coordinates in the longitudinal direction of the cylinder are created based on the scanning clock of the line sensor 8 input through the microcomputer, and are output to the microcomputer 14, and are moved in the circumferential direction based on the motor rotation angle control pulse. The quantity is output from the motor controller 16 to the microcomputer 14, so that the microcomputer 14 recognizes the actual inspection position coordinates on the ceramic tube 1 by the line sensor 8, that is, the actual inspection position at that time. It has become.

【００２７】実際の検査においては、セラミックス管１
にガス圧によって外力を作用させた状態と、外力を作用
させない状態のそれぞれにおいて、セラミックス管１は
回転しながら、その円筒部外表面１ａの全面が検出さ
れ、ラインセンサ用画像処理装置１２で２次微分処理後
に２値化された各座標での検出結果は、画像メモリ１２
ｅに記憶される。そして、差画像抽出回路１２ｆによっ
て、セラミックス管１に外力を作用させたときの２値画
像結果と、外力を作用させないときの２値画像結果とが
対比されて、両者の違いが差画像データとして抽出され
て、マイクロコンピュター１４に出力される。マイクロ
コンピュター１４は差画像データを受け取って、外力を
作用させたときと作用させないときとで、違いがある場
合には「１」、違いが無い場合には「０」と、各座標毎
に判定する処理を行い、所定範囲にわたって違いがある
場合には、セラミックス管１の円筒部外表面１ａに許容
できない欠陥があると判定する。In the actual inspection, the ceramic tube 1
In each of the state where the external force is applied by the gas pressure and the state where the external force is not applied, the entire surface of the cylindrical portion outer surface 1a is detected while the ceramic tube 1 is rotating. The detection result at each coordinate binarized after the next differentiation processing is stored in the image memory 12.
e. The difference image extraction circuit 12f compares the binary image result obtained when an external force is applied to the ceramic tube 1 with the binary image result obtained when no external force is applied, and the difference between the two is used as difference image data. It is extracted and output to the microcomputer 14. The microcomputer 14 receives the difference image data and determines “1” if there is a difference and “0” if there is no difference between each coordinate and when no external force is applied. If there is a difference over a predetermined range, it is determined that there is an unacceptable defect in the outer surface 1a of the cylindrical portion of the ceramic tube 1.

【００２８】また、セラミックス管１の底部外表面１ｂ
の画像は、セラミックス管１の回転が静止している状態
で、検出レンズ９、ＴＶカメラ１０により、ＴＶカメラ
用画像処理装置１３で多値画像信号として得られる。こ
の場合にも、セラミックス管１にガス圧によって外力を
作用させた状態と、外力を作用させない状態のそれぞれ
において、底部外表面１ｂの全面が画像検出される。The bottom outer surface 1b of the ceramic tube 1
Is obtained as a multi-valued image signal by the TV camera image processing device 13 by the detection lens 9 and the TV camera 10 while the rotation of the ceramics tube 1 is stationary. Also in this case, in each of the state where the external force is applied to the ceramic tube 1 by the gas pressure and the state where the external force is not applied, the entire surface of the bottom outer surface 1b is image-detected.

【００２９】ＴＶカメラ用画像処理装置１３も、シェー
ディング補正回路１３ａ、平滑化回路１３ｂ、２次微分
回路１３ｃ、２値化回路１３ｄ、画像メモリ１３ｅ、差
画像抽出回路１３ｆを具備しており、上記ラインセンサ
用画像処理装置１２と同様な画像処理により、欠陥候補
を検出することが出来、また、セラミックス管１に外力
を作用させたときの２値画像結果と、外力を作用させな
いときの２値画像結果の違いを、差画像データとして抽
出して、その処理結果をマイクロコンピュター１４に出
力するようになっている。そして、これに基づいてマイ
クロコンピュター１４は、セラミックス管１の底部外表
面１ｂに、許容できない欠陥があるか否かを判定する。The image processing apparatus 13 for a TV camera also includes a shading correction circuit 13a, a smoothing circuit 13b, a secondary differentiation circuit 13c, a binarization circuit 13d, an image memory 13e, and a difference image extraction circuit 13f. A defect candidate can be detected by image processing similar to that of the line sensor image processing device 12, and a binary image result when an external force is applied to the ceramic tube 1 and a binary image result when no external force is applied to the ceramic tube 1. The difference between the image results is extracted as difference image data, and the processing result is output to the microcomputer 14. Then, based on this, the microcomputer 14 determines whether or not the bottom outer surface 1b of the ceramic tube 1 has an unacceptable defect.

【００３０】図２は、セラミックス管１に外力を印加し
ない状態と印加した状態とにおける、クラックと異物が
ある場合の、それぞれの処理画像データなどを示す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing processed image data and the like when there is a crack and a foreign substance in a state where an external force is not applied to the ceramic tube 1 and in a state where an external force is applied.

【００３１】図２に示すように、クラックがある場合に
は正常部より明るく検出され、異物付着がある場合には
正常部より暗く検出され、２値化しきい値をそれぞれ超
えた画像信号が、欠陥候補として抽出される。そして、
同一箇所において、外力を作用させずに抽出した欠陥候
補（Ａ）のデータと外力を作用させて抽出した欠陥候補
（Ｂ）のデータとから、（欠陥候補（Ｂ）−欠陥候補
（Ａ））の処理を行って差画像データを抽出し、この差
画像データに基づいて、マイクロコンピュータ１４が欠
陥判定を行うようになっている。As shown in FIG. 2, when there is a crack, the image signal is detected to be brighter than the normal part, and when there is foreign matter, it is detected to be darker than the normal part. It is extracted as a defect candidate. And
At the same location, from the data of the defect candidate (A) extracted without applying an external force and the data of the defect candidate (B) extracted by applying an external force, (defect candidate (B) −defect candidate (A)) Is performed to extract difference image data, and the microcomputer 14 determines a defect based on the difference image data.

【００３２】かような欠陥判定手法を採ると、外力を与
えることにより欠陥の形状が変化する、例えば、クラッ
クや気泡等の機械的な強度に影響を及ぼす欠陥を、より
確実に検出することができる。すなわち、外力により新
たに生じた欠陥や、状態変化が生じた欠陥を抽出して、
機械的強度に影響を及ぼす欠陥を確実に検出することが
できる。また、欠陥候補として抽出した状態変化が生じ
ない、例えば、汚れや異物付着などを、許容できない欠
陥（機械的な強度に影響を及ぼす欠陥）として検出判定
しないという利点もある。When such a defect determination method is employed, it is possible to more reliably detect a defect that changes the shape of the defect when an external force is applied, for example, a defect that affects mechanical strength such as a crack or a bubble. it can. In other words, a defect newly generated by an external force or a defect whose state has changed is extracted,
Defects that affect mechanical strength can be reliably detected. In addition, there is an advantage that a state change extracted as a defect candidate does not occur, for example, a stain or a foreign matter is not detected and determined as an unacceptable defect (a defect that affects mechanical strength).

【００３３】なお、図１に示した本実施形態において
は、円筒部外表面１ａの画像検出に際して、セラミック
ス管１を回転させて円筒部外表面１ａの全面を検出する
ようにしたが、セラミックス管１の管外周側に配設した
検出系の方を、セラミックス管１の周囲で回転させて、
円筒部外表面１ａの全面を検出するようにしても差し支
えない。In the present embodiment shown in FIG. 1, when detecting the image of the outer surface 1a of the cylindrical portion, the ceramic tube 1 is rotated to detect the entire surface 1a of the cylindrical portion. By rotating the detection system disposed on the outer peripheral side of the tube 1 around the ceramic tube 1,
The entire surface of the cylindrical outer surface 1a may be detected.

【００３４】なおまた、本実施形態においては、セラミ
ックス管１すなわち筒状部材に外力を付与する手法とし
て、可撓性部材（加圧袋）を用いてガス圧を筒状部材に
印加するようにしているが、場合によっては、可撓性部
材（加圧袋）を排して、ガスを筒状部材の内部（もしく
は外部側の密閉空間）に直接封入して、ガス圧を筒状部
材に作用させるようにしてもよい（これは、以下の各実
施形態においても同様である）。In the present embodiment, as a method of applying an external force to the ceramic tube 1, that is, the cylindrical member, a gas pressure is applied to the cylindrical member using a flexible member (pressurized bag). However, in some cases, the flexible member (pressurized bag) is discharged, and the gas is directly sealed in the inside of the tubular member (or the closed space on the outside), and the gas pressure is applied to the tubular member. It may be made to work (this is the same in each of the following embodiments).

【００３５】さらにまた、本実施形態においては、筒状
部材に外力を作用させたときの２値画像結果と、外力を
作用させないときの２値画像結果との差をとって、すな
わち、（欠陥候補（Ｂ）−欠陥候補（Ａ））の処理を行
って欠陥の判定を行っているが、場合によっては、筒状
部材に外力を作用させたときの２値画像結果（欠陥候補
（Ｂ）のデータ）のみによって、欠陥の判定を行うよう
にしてもよい（これも、以下の各実施形態においても同
様である）。この場合、異物付着や汚れも欠陥として検
出判定することになるが、外力を作用させて画像検出を
行うので、従来の光学的検出手法では検出困難であった
欠陥も顕在化させて検出することができるので、この意
味では検出精度が向上する。Further, in the present embodiment, the difference between the binary image result when the external force is applied to the cylindrical member and the binary image result when the external force is not applied, that is, The defect is determined by performing the process of candidate (B) -defect candidate (A). In some cases, a binary image result (defect candidate (B)) when an external force is applied to the tubular member May be determined only by using the data of (1) (this also applies to the following embodiments). In this case, foreign matter adhesion and dirt are also detected and determined as defects. However, since image detection is performed by applying an external force, it is also necessary to make defects that were difficult to detect with the conventional optical detection method apparent and detect them. In this sense, the detection accuracy is improved.

【００３６】図３は、本発明の第２実施形態に係る管状
部材（ここではセラミックス管）検査装置の概略構成図
で、本実施形態はセラミックス管の円筒部内表面を検査
する場合の適用例である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a tubular member (here, a ceramic tube) inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention. This embodiment is an application example when inspecting the inner surface of a cylindrical portion of a ceramic tube. is there.

【００３７】図３に示す本実施形態のセラミックス管検
査装置は、セラミックス管１を保持し検出系通過用の穴
が設けられているホルダ３１、セラミックス管１の円筒
部内表面１ｃを検出するコーンミラー３２ａとレンズ３
２ｂとＴＶカメラ３２ｃからなるコーンミラー検出部３
２、コーンミラー検出部３２をセラミックス管１の円筒
長手方向に駆動するための支持板３３および駆動ガイド
３４および送りネジ３５およびモータ３６、前記した第
１実施形態のＴＶカメラ用画像処理装置１３とほぼ同様
の機能を具備するＴＶカメラ用画像処理装置３７、マイ
クロコンピュター３８、モータコントローラ３９、セラ
ミックス管１の外周部に配設された可撓性を有する加圧
袋（可撓性部材）２７、加圧袋２７内にガスを供給する
ためにホルダ３１に設けられたガス栓２８、ホルダ３１
に固着されてセラミックス管１の外周部に配設され、加
圧袋２７が収納される透光性部材よりなる袋ケース２
９、袋ケース２９の外側に等間隔に配設された複数の直
線状の照明装置３０（図４参照）によって、構成されて
いる。The ceramic tube inspection apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 3 has a holder 31 which holds the ceramic tube 1 and has a hole for passing the detection system, and a cone mirror which detects the inner surface 1c of the cylindrical portion of the ceramic tube 1. 32a and lens 3
Cone mirror detector 3 composed of 2b and TV camera 32c
2. A support plate 33, a drive guide 34, a feed screw 35, and a motor 36 for driving the cone mirror detector 32 in the longitudinal direction of the cylinder of the ceramic tube 1, the image processing device 13 for a TV camera of the first embodiment, and A TV camera image processing device 37 having substantially the same functions, a microcomputer 38, a motor controller 39, a flexible pressure bag (flexible member) 27 disposed on the outer peripheral portion of the ceramic tube 1, Gas stopper 28 provided on holder 31 for supplying gas into pressurized bag 27, holder 31
And a bag case 2 made of a light-transmitting member, which is disposed on the outer peripheral portion of the ceramic tube 1 and accommodates the pressure bag 27.
9. It is constituted by a plurality of linear lighting devices 30 (see FIG. 4) arranged at equal intervals outside the bag case 29.

【００３８】セラミックス管１の外周部に配設された加
圧袋２７内に、ガス栓２８からガスを供給すると、加圧
袋２７内にガスが充填されて、これにより、ガス圧によ
る外力がセラミックス管１に作用する。When gas is supplied from the gas stopper 28 into the pressurizing bag 27 disposed on the outer peripheral portion of the ceramic tube 1, the gas is filled into the pressurizing bag 27, whereby the external force due to the gas pressure is reduced. Acts on the ceramic tube 1.

【００３９】コーンミラー検出部３２は、マイクロコン
ピュター３８の制御下に、モータコントローラ３９を介
してモータ３６が回転されると、駆動ガイド３４、支持
板３３を介してモータ３６と同期して、静止状態にある
セラミックス管１の内部を円筒長手方向（図３の矢印Ｙ
方向）に移動する。ここで、コーンミラー検出部３２
は、例えば、OPTRONICS(1991)No.9,PP102〜PP104に開示
されているような検出器を用いれば良い。When the motor 36 is rotated via the motor controller 39 under the control of the microcomputer 38, the cone mirror detecting section 32 synchronizes with the motor 36 via the drive guide 34 and the support plate 33, and The inside of the ceramics tube 1 in the state is defined by a cylindrical longitudinal direction (arrow Y in FIG. 3).
Direction). Here, the cone mirror detector 32
For example, a detector as disclosed in OPTRONICS (1991) No. 9, PP102 to PP104 may be used.

【００４０】上記した構成をとる本実施形態では、セラ
ミックス管１にガス圧によって外力を作用させた状態
と、外力を作用させない状態のそれぞれにおいて、モー
タ３６を回転させて、コーンミラー検出部３２を、セラ
ミックス管１の内部をステップ送りしながら円筒長手方
向に移動させると、コーンミラー検出部３２により、そ
れぞれのステップで円環状の画像として連続的にセラミ
ックス管１の円筒部内表面１ｃの画像を得ることが出
来、これらの画像をＴＶカメラ用画像処理装置３７で多
値画像信号として得て、前記した第１実施形態と同様な
画像処理手法と、マイクロコンピュータ３８による欠陥
判別手法によって、欠陥を検出することが出来る。In this embodiment having the above-described configuration, the motor 36 is rotated in each of the state where the external force is applied to the ceramic tube 1 by the gas pressure and the state where the external force is not applied, and the cone mirror detecting section 32 is operated. When the inside of the ceramic tube 1 is moved in the longitudinal direction of the cylinder while being stepped, the cone mirror detector 32 continuously obtains an image of the inner surface 1c of the cylindrical portion of the ceramic tube 1 as an annular image at each step. These images can be obtained as multi-valued image signals by the TV camera image processing device 37, and defects can be detected by the same image processing method as in the first embodiment and the defect determination method by the microcomputer 38. You can do it.

【００４１】本実施形態においても、前記第１実施形態
によるセラミックス管の欠陥検査時と同等な効果が得ら
れ、クラックや気泡等の機械的な強度に影響を及ぼす欠
陥を、より確実に検出することができる。In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the defect which affects the mechanical strength, such as cracks or bubbles, can be detected more reliably. be able to.

【００４２】なお、図３および図４に示した本実施形態
においては、円筒部内表面１ｃの画像検出に際して、セ
ラミックス管１の内部に配したコーンミラー検出部３２
を、セラミックス管１の円筒長手方向に駆動することに
より、円筒部内表面１ｃの全面の画像を得るようにして
いるが、セラミックス管１の内部に密着型ラインセンサ
等のラインセンサを配すると共に、セラミックス管１を
回転駆動するようにして、円筒部内表面１ｃの全面の画
像を得るようにしても差し支えない。In the present embodiment shown in FIGS. 3 and 4, when detecting the image of the inner surface 1c of the cylindrical portion, the cone mirror detector 32 disposed inside the ceramic tube 1 is used.
Is driven in the longitudinal direction of the cylinder of the ceramic tube 1 so as to obtain an image of the entire inner surface 1c of the cylindrical portion. In addition, a line sensor such as a contact type line sensor is arranged inside the ceramic tube 1 and The rotation of the ceramic tube 1 may be performed to obtain an image of the entire inner surface 1c of the cylindrical portion.

【００４３】図５は、本発明の第３実施形態に係る管状
部材（ここではセラミックス管）検査装置の概略構成図
で、本実施形態はセラミックス管の底部内表面を検査す
る場合の適用例である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a tubular member (here, a ceramic pipe) inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention. This embodiment is an application example in the case of inspecting the inner surface of the bottom of the ceramic pipe. is there.

【００４４】図５に示す本実施形態のセラミックス管検
査装置は、セラミックス管１を保持し検出系挿入用の穴
が設けられているホルダ４２、セラミックス管１の底部
を外側から照明する照明光源４３、セラミックス管１の
底部内表面１ｄを検出する検出レンズ５１およびＴＶカ
メラ４４、カメラホルダ４５、連結板４６、検出系を矢
印Ｙ方向に移動させるエアシリンダ４７、エアシリンダ
４７のエア供給をコントロールするエアバルブ４８、前
記した第１実施形態のＴＶカメラ用画像処理装置１３と
同様の機能を具備するＴＶカメラ用画像処理装置４９、
マイクロコンピュータ５０、および、前記した第２実施
形態と同一の、加圧袋（可撓性部材）２７、ガス栓２
８、袋ケース２９によって、構成されている。The ceramic tube inspection apparatus of this embodiment shown in FIG. 5 has a holder 42 holding the ceramic tube 1 and having a hole for inserting a detection system, and an illumination light source 43 for illuminating the bottom of the ceramic tube 1 from outside. The detection lens 51 for detecting the inner surface 1d of the bottom of the ceramic tube 1 and the TV camera 44, the camera holder 45, the connecting plate 46, the air cylinder 47 for moving the detection system in the arrow Y direction, and the air supply of the air cylinder 47 are controlled. An air valve 48, an image processing device 49 for a TV camera having the same function as the image processing device 13 for a TV camera of the first embodiment,
The microcomputer 50, the pressurized bag (flexible member) 27, and the gas stopper 2 which are the same as those in the second embodiment.
8. It is constituted by the bag case 29.

【００４５】本実施形態においても、前記第２実施形態
と同様に、セラミックス管１の外周部に配設された加圧
袋２７内に、ガス栓２８からガスを供給すると、加圧袋
２７内にガスが充填されて、これにより、ガス圧による
外力がセラミックス管１に作用する。In the present embodiment, similarly to the second embodiment, when gas is supplied from the gas stopper 28 into the pressurizing bag 27 disposed on the outer peripheral portion of the ceramic tube 1, Is filled with gas, whereby an external force due to the gas pressure acts on the ceramic tube 1.

【００４６】上記した構成をとる本実施形態では、セラ
ミックス管１にガス圧によって外力を作用させた状態
と、外力を作用させない状態のそれぞれにおいて、マイ
クロコンピュータ５０の制御の下に、エアバルブ４８が
駆動されてエアシリンダ４７により検出系が図示で上方
向に移送され、所定位置で停止された後、検出系により
静止状態にあるセラミックス管１の底部内表面１ｄの画
像を検出する。ＴＶカメラ４４からの画像信号は、ＴＶ
カメラ用画像処理装置４９で多値画像信号として得ら
れ、前記した第１、第２実施形態と同様な画像処理手法
と、マイクロコンピュータ５０による欠陥判別手法によ
って、欠陥を検出することが出来る。In the present embodiment having the above-described configuration, the air valve 48 is driven under the control of the microcomputer 50 in a state where an external force is applied to the ceramic tube 1 by gas pressure and in a state where no external force is applied. Then, after the detection system is moved upward in the figure by the air cylinder 47 and stopped at a predetermined position, the detection system detects an image of the bottom inner surface 1d of the ceramic tube 1 in a stationary state. The image signal from the TV camera 44 is
The image is obtained as a multi-valued image signal by the camera image processing device 49, and a defect can be detected by an image processing method similar to that of the first and second embodiments and a defect determination method by the microcomputer 50.

【００４７】以上に述べた、第１〜第３実施形態のセラ
ミックス管検査装置は、総べてセラミックス管１の被検
査面に接触することなく、高速に欠陥を検査することが
可能である。また、これらの各検査装置を組み合わせる
と、セラミックス管１の全表面（１ａ〜１ｄ）を非接触
で連続的に検査できる。なお、各検査装置による検査順
序は任意である。The above-described ceramic tube inspection devices of the first to third embodiments can inspect defects at high speed without contacting the surface of the ceramic tube 1 to be inspected. Further, by combining these inspection devices, the entire surface (1a to 1d) of the ceramic tube 1 can be inspected continuously without contact. The order of inspection by each inspection device is arbitrary.

【００４８】図６は、セラミックス管１に生じる欠陥候
補の種類と、画像処理手段（例えば、図１の構成要素１
２や１３）による欠陥候補の抽出結果を示したものであ
る。欠陥候補には、（ａ）に示すように、クラック（ひ
び割れ状の亀裂）、ピンホール（針状の穴が生じてい
る）、空洞（セラミックス管の一部が気体の層になって
いる）、異物（金属がセラミックスの内部に溶け込んだ
り、表面に付着している）等がある。FIG. 6 shows the types of defect candidates generated in the ceramic tube 1 and the image processing means (for example, component 1 in FIG. 1).
2 and 13) show the result of extracting defect candidates. As shown in (a), defect candidates include cracks (crack-shaped cracks), pinholes (having needle-like holes), and cavities (a part of the ceramic tube is a gas layer). And foreign substances (metals are dissolved in the ceramics or adhere to the surface).

【００４９】透過照明をすると、（ｂ）に示すように、
クラック、ピンホール、空洞は、欠陥部分の肉厚が正常
部より薄くなっているため、正常部より明るく検出され
る。また、異物は、光が透過しないため、暗く検出され
る。When the transmitted illumination is performed, as shown in FIG.
The cracks, pinholes, and cavities are detected brighter than the normal part because the thickness of the defective part is smaller than that of the normal part. Further, the foreign matter is detected dark because light does not pass through.

【００５０】検出された画像は、セラミックス表面の微
小凹凸粒子により、高周波成分ノイズが画像信号に生じ
るため、（ｃ）に示すように、平滑化処理により画像信
号をスムージングして滑らかな信号とし、その後、
（ｄ）に示す２次微分処理により画像強調を行い、欠陥
候補の信号を顕在化して、（ｅ）の２値化処理（明暗部
分抽出用のしきい値に基づく２値化処理）により欠陥候
補を検出する。In the detected image, high-frequency component noise is generated in the image signal due to minute unevenness particles on the ceramic surface. Therefore, as shown in (c), the image signal is smoothed by a smoothing process to obtain a smooth signal. afterwards,
The image is emphasized by the second-order differential processing shown in (d), the signal of the defect candidate is made obvious, and the defect is made by the binarization processing (e) (the binarization processing based on the threshold value for extracting light and dark portions). Detect candidates.

【００５１】上述したように、セラミックス管１に外力
をかけて画像検出すると、クラックやピンホール、空洞
などの形状が変化して、外力をかけない場合よりも、こ
れらの欠陥候補が大きく検出される。すなわち、外力を
作用させることにより、開口部が生じていないクラック
等の開口部が開いたり、ピンホール径が大きくなったり
して、機械的な強度不足となる欠陥をより顕在化でき
る。さらに、外力を作用させない場合の欠陥候補の画像
と、外力を作用させた場合の欠陥候補の画像とを対比す
ることによって、外力の付加の有無によって形状が変化
する欠陥候補と形状が変化しない欠陥候補とを区別化す
ることができ、機械的な強度不足の要因となる欠陥だけ
を確実に検出することが可能となり、異物付着などの機
械的な強度不足の要因とはならない欠陥候補については
良品と見做すことが可能となり、以って、過剰過ぎる
（厳し過ぎる）チェックレベルによる歩留まりの低下を
なくすことができる。また、本方式によれば、欠陥検出
感度に個人差やばらつきが生じることなく、安定して欠
陥を検出できる効果もある。As described above, when an image is detected by applying an external force to the ceramic tube 1, the shape of cracks, pinholes, cavities, etc. changes, and these defect candidates are detected larger than when no external force is applied. You. That is, by applying an external force, defects such as cracks or the like in which no openings are formed or a pinhole diameter is increased, resulting in insufficient mechanical strength can be more apparent. Further, by comparing the image of the defect candidate when no external force is applied with the image of the defect candidate when an external force is applied, the defect candidate whose shape changes depending on the presence or absence of the external force and the defect whose shape does not change Can be distinguished from candidates, it is possible to reliably detect only defects that cause mechanical strength shortage, and defect products that do not cause mechanical strength shortage such as adhesion of foreign matter are good products Therefore, it is possible to prevent a decrease in yield due to a check level that is too excessive (too severe). Further, according to the present method, there is an effect that a defect can be stably detected without causing individual differences or variations in the defect detection sensitivity.

【００５２】なお、上述した第１〜第３実施形態におい
ては、被検査物体をセラミックス管として説明したが、
光を透過する材料で構成されている管状の被検査物体、
例えばガラス製の瓶や管などの物体であれば、同様の手
法で欠陥を検出できることは言うまでもない。In the first to third embodiments, the object to be inspected has been described as a ceramic tube.
A tubular object to be inspected made of a material that transmits light,
For example, it is needless to say that a defect can be detected by a similar method for an object such as a glass bottle or a tube.

【００５３】図７は、本発明の第４実施形態に係る管状
部材検査装置の概略構成図で、本実施形態は、被検査物
体が透光性をもっていないもの、例えば、セラミック
ス、金属、ガラス等の表面に光学的に透明でない物質な
どをコーティングしている管状部材等の検査への適用例
で、かつ、管状部材の円筒部外表面および底部外表面を
検査する場合の適用例である。FIG. 7 is a schematic structural view of a tubular member inspection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, an object to be inspected has no light transmission property, for example, ceramics, metal, glass, etc. This is an example of application to inspection of a tubular member or the like having a surface coated with an optically non-transparent substance or the like, and an example of application to inspection of the outer surface of the cylindrical portion and the outer surface of the bottom of the tubular member.

【００５４】本実施形態が、前記した第１実施形態と異
なるのは、被検査物体の表面にパターンを投影して、画
像を検出するようにした点にある。This embodiment is different from the first embodiment in that a pattern is projected on the surface of the inspection object to detect an image.

【００５５】図７に示す本実施形態の管状部材検査装置
は、管状部材１’を保持し中心穴が設けられているホル
ダ５２、ホルダ５２を回転するためのモータ５３および
プーリ５４およびベルト５５、管状部材１’の円筒部外
表面１ａを照明するための照明光源５６、円筒部外表面
１ａに投影するための投影パターン５７、管状部材１’
の円筒部外表面１ａの画像を検出するための検出レンズ
５８およびラインセンサ５９、投影パターン５７を検出
レンズ５８と同軸落射投影するためのハーフミラー６
０、管状部材１’の底部外表面１ｂを照明するための照
明光源６１、管状部材１’の底部外表面１ｂに投影する
ための投影パターン６２、管状部材１’の底部外表面１
ｂを検出するための検出レンズ６３およびＴＶカメラ６
４、投影パターン６２を検出レンズ６３と同軸落射投影
するためのハーフミラー６５、画像検出回路６６、ライ
ンセンサ用画像処理装置６７、ＴＶカメラ用画像処理装
置６８、マイクロコンピュター６９、座標発生装置７
０、モータコントローラ７１、ホルダ５２の中心穴に嵌
められたホルダリング７２、ホルダリング７２にその端
部を固着された可撓性を有する加圧袋７３、ホルダリン
グ７２に取り付けられたガス栓７４、ガス栓７３に設け
たパッキン７５によって、構成されている。The tubular member inspection apparatus of this embodiment shown in FIG. 7 has a holder 52 holding a tubular member 1 'and having a center hole, a motor 53 for rotating the holder 52, a pulley 54 and a belt 55, Illumination light source 56 for illuminating cylindrical portion outer surface 1a of tubular member 1 ', projection pattern 57 for projecting on cylindrical portion outer surface 1a, tubular member 1'
A detection lens 58 and a line sensor 59 for detecting an image of the outer surface 1a of the cylindrical portion, and a half mirror 6 for coaxially projecting a projection pattern 57 with the detection lens 58.
0, an illumination light source 61 for illuminating the bottom outer surface 1b of the tubular member 1 ', a projection pattern 62 for projecting on the bottom outer surface 1b of the tubular member 1', a bottom outer surface 1 of the tubular member 1 '
b and TV camera 6 for detecting b
4. Half mirror 65 for projecting the projection pattern 62 coaxially with the detection lens 63, an image detection circuit 66, an image processing device 67 for a line sensor, an image processing device 68 for a TV camera, a microcomputer 69, a coordinate generation device 7.
0, a motor controller 71, a holder ring 72 fitted in the center hole of the holder 52, a flexible pressure bag 73 having an end fixed to the holder ring 72, and a gas stopper 74 attached to the holder ring 72. , And a packing 75 provided on the gas stopper 73.

【００５６】ホルダリング７２に設けたガス栓７４から
ガスを供給すると、管状部材１’の内部に配設された加
圧袋７３内に、パッキン７５を介してガスが充填され
て、これにより、ガス圧による外力が管状部材１’に作
用する。When gas is supplied from the gas stopper 74 provided on the holder ring 72, the gas is filled through the packing 75 into the pressure bag 73 disposed inside the tubular member 1 '. External force due to gas pressure acts on the tubular member 1 '.

【００５７】被検出物体である管状部材１’は、回転可
能なホルダ５２上に保持され、マイクロコンピュータ６
９の制御の下に、モータコントローラ７１を介してモー
タ５３が回転されると、プーリ５４、ベルト５５を介し
てモータ５３と同期して回転し、回転走査制御される。The tubular member 1 ′, which is the object to be detected, is held on a rotatable holder 52,
When the motor 53 is rotated via the motor controller 71 under the control of No. 9, the motor 53 is rotated in synchronization with the motor 53 via the pulley 54 and the belt 55, and the rotational scanning is controlled.

【００５８】上記した構成をとる本実施形態では、管状
部材１’にガス圧によって外力を作用させた状態もしく
は外力を作用させない状態の何れかにおいて、モータ５
３を回転駆動して管状部材１’を回転させると、ライン
センサ５９からの画像信号は、画像検出回路６６でＡ／
Ｄ変換処理により多値画像信号として得られ、ラインセ
ンサ用画像処理装置６７に入力される。In the present embodiment having the above-described configuration, the motor 5 is driven in either the state where the external force is applied to the tubular member 1 ′ by the gas pressure or the state where the external force is not applied.
3 is rotated to rotate the tubular member 1 ′, the image signal from the line sensor 59 is transmitted to the A / A
It is obtained as a multi-valued image signal by the D conversion process, and is input to the line sensor image processing device 67.

【００５９】ラインセンサ用画像処理装置６７は、シェ
ーディング補正回路６７ａ、平滑化回路６７ｂ、２値化
回路６７ｃ、画像メモリ６７ｄ、差画像抽出回路６７ｅ
を具備しており、シェーディング補正回路６７ａで、照
明むら、ラインセンサ５９の感度むらをディジタル的に
補正し、次に、平滑化回路６７ｂで、管状部材１’表面
の微小凹凸のノイズ成分を平均化して画像信号を滑らか
にする平滑化処理を行い、次に、２値化回路６７ｃにお
いて、平滑化処理後の画像信号（あるいは、必要に応
じ、平滑化処理後に２次微分処理を施した画像信号）か
ら欠陥候補部を抽出する２値化処理を行って、その処理
結果を画像メモリ６７ｄに記憶する。そして、差画像抽
出回路６７ｅによって、画像メモリ６７ｄに記憶された
管状部材１’に外力を作用させたときの２値画像結果
と、外力を作用させないときの２値画像結果とを対比し
て、両者の違いを差画像データとして抽出する処理を行
って、その処理結果をマイクロコンピュータ６９に出力
する。The line sensor image processing device 67 includes a shading correction circuit 67a, a smoothing circuit 67b, a binarization circuit 67c, an image memory 67d, and a difference image extraction circuit 67e.
The shading correction circuit 67a digitally corrects the illumination unevenness and the sensitivity unevenness of the line sensor 59. Then, the smoothing circuit 67b averages the noise component of the minute unevenness on the surface of the tubular member 1 '. A smoothing process for smoothing the image signal is performed, and then the image signal after the smoothing process (or the image subjected to the secondary differentiation process after the smoothing process, if necessary) in the binarization circuit 67c. The binarization process for extracting a defect candidate portion from the signal is performed, and the processing result is stored in the image memory 67d. Then, the difference image extraction circuit 67e compares the binary image result when the external force is applied to the tubular member 1 ′ stored in the image memory 67d with the binary image result when the external force is not applied, A process of extracting the difference between the two as difference image data is performed, and the processing result is output to the microcomputer 69.

【００６０】マイクロコンピュータ６９は差画像データ
を受け取って、外力を作用させたときと作用させないと
きとで、違いがある場合には「１」、違いが無い場合に
は「０」と、各座標毎に判定する処理を行って、所定範
囲にわたって違いがある場合には、管状部材１’の円筒
部外表面１ａに許容できない欠陥があると判定する。The microcomputer 69 receives the difference image data, and when the external force is applied and when it is not applied, the microcomputer 69 indicates "1" if there is a difference and "0" if there is no difference. The processing is performed for each case, and if there is a difference over a predetermined range, it is determined that there is an unacceptable defect in the outer surface 1a of the cylindrical portion of the tubular member 1 '.

【００６１】また、管状部材１’の底部外表面１ｂの画
像は、管状部材１’の回転が停止している状態で、検出
レンズ６３、ＴＶカメラ６４により、ＴＶカメラ用画像
処理装置６８で多値画像信号として得られる。この場合
にも、管状部材１’にガス圧によって外力を作用させた
状態と、外力を作用させない状態のそれぞれにおいて、
底部外表面１ｂが画像検出される。The image of the bottom outer surface 1b of the tubular member 1 'is multiplied by the TV camera image processor 68 by the detection lens 63 and the TV camera 64 while the rotation of the tubular member 1' is stopped. It is obtained as a value image signal. Also in this case, in each of the state where the external force is applied to the tubular member 1 ′ by the gas pressure and the state where the external force is not applied,
The bottom outer surface 1b is image-detected.

【００６２】ＴＶカメラ用画像処理装置６８も、シェー
ディング補正回路６８ａ、平滑化回路６８ｂ、２値化回
路６８ｃ、画像メモリ６８ｄ、差画像抽出回路６８ｅを
具備しており、上記ラインセンサ用画像処理装置６７と
同様な画像処理により、欠陥候補を検出することがで
き、また、管状部材１’に外力を作用させたときの２値
画像結果と、外力を作用させないときの２値画像結果の
違いを、差画像データとして抽出して、その処理結果を
マイクロコンピュータ６９に出力するようになってい
る。そして、これに基づいてマイクロコンピュータ６９
は、管状部材１’の底部外表面１ｂに、許容できない欠
陥があるか否かを判定する。The image processing device 68 for a TV camera also includes a shading correction circuit 68a, a smoothing circuit 68b, a binarization circuit 68c, an image memory 68d, and a difference image extraction circuit 68e. A defect candidate can be detected by the same image processing as that of step 67, and a difference between a binary image result when an external force is applied to the tubular member 1 'and a binary image result when no external force is applied is shown. , And outputs the processing result to the microcomputer 69. And, based on this, the microcomputer 69
Determines whether there is an unacceptable defect in the bottom outer surface 1b of the tubular member 1 '.

【００６３】以上に説明した本実施形態によれば、光が
透過しない物質で表面に光沢がある、袋管状の円筒物や
瓶、タンクなどの被検査物体における、機械的な強度低
下の要因となるクラックやへこみ、ピンホール等の欠陥
を、確実に検出することができる。According to the above-described embodiment, the factors of mechanical strength reduction in inspected objects such as bag-like cylinders, bottles, tanks, etc., which are opaque substances and have glossy surfaces, are described. Defects such as cracks, dents and pinholes can be reliably detected.

【００６４】図８は、本実施形態における欠陥の検出手
法の１例を示す図である。図８に示した例は、ストライ
プ状のパターンを被検査物体（管状部材１’）に投影
し、これを画像検出したものである。ストライプ状のパ
ターンを被検査物体に投影すると、欠陥の凹凸によって
パターン形状に乱れを生じる。そして、このようにスト
ライプ状のパターンを投影した場合においても、被検査
物体に外力を作用させたときに変形が生じると、パター
ンの乱れ状態が変化する。したがって、被検査物体に外
力を作用させないときの欠陥候補（Ｃ）のデータと外力
を作用させたときの欠陥候補（Ｄ）のデータとから、
（欠陥候補（Ｄ）−欠陥候補（Ｃ））の処理を行って差
画像データを抽出し、この差画像データに基づいて、マ
イクロコンピュータ６９が欠陥判定を行うようになって
いる。FIG. 8 is a diagram showing an example of a defect detection method according to this embodiment. In the example shown in FIG. 8, a stripe-shaped pattern is projected on an object to be inspected (tubular member 1 ′), and this is image-detected. When a stripe-shaped pattern is projected on an object to be inspected, the pattern shape is disturbed due to unevenness of a defect. Even when the stripe pattern is projected in this manner, if deformation occurs when an external force is applied to the object to be inspected, the state of the pattern disorder changes. Therefore, from the data of the defect candidate (C) when no external force is applied to the inspected object and the data of the defect candidate (D) when the external force is applied,
The processing of (defect candidate (D) -defect candidate (C)) is performed to extract difference image data, and the microcomputer 69 determines a defect based on the difference image data.

【００６５】このように本実施形態においても、被検査
物体（管状部材１’）に外力を加えることにより変形が
生じると、投影したパターンの乱れ状態が変化するの
で、この変化状態を捉えることにより、クラックや気泡
等の機械的な強度に影響を及ぼす欠陥を、より確実に検
出することができる。As described above, also in the present embodiment, when the object to be inspected (tubular member 1 ′) is deformed by applying an external force, the state of disturbance of the projected pattern changes. Defects that affect mechanical strength, such as cracks and bubbles, can be more reliably detected.

【００６６】なお、投影するパターンの形状は、ストラ
イプ状パターンを例に挙げて説明したが、格子状、モア
レパターンなどの表面の凹凸状態により、パターン形状
が変化するものであれば、どのようなものでもよい。The shape of the pattern to be projected has been described by taking a striped pattern as an example. However, as long as the pattern shape changes depending on the unevenness of the surface such as a lattice shape or a moiré pattern, any pattern can be used. It may be something.

【００６７】図９は、本発明の第５実施形態に係る管状
部材検査装置の概略構成図で、本実施形態は、被検査物
体の表面に微小な凹凸がある（例えば表面が梨地状等々
の微小な凹凸がある）セラミックスや鋳物などの管状部
材の検査への適用例で、かつ、管状部材の円筒部外表面
および底部外表面を検査する場合の適用例である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a tubular member inspection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the surface of the object to be inspected has minute irregularities (for example, the surface has a matte surface or the like). This is an example of application to the inspection of a tubular member such as a ceramic or a casting, which has fine irregularities, and an example of an application to inspect the outer surface of the cylindrical portion and the outer surface of the bottom of the tubular member.

【００６８】本実施形態が、前記した第４実施形態と異
なるのは、被検査物体たる管状部材１’にレーザー光を
照射し、管状部材１’表面の微細な凹凸によりレーザー
光が互いに干渉して、ランダムなパターンを生じるスペ
ックルを撮像して、これを画像処理するようにした点に
ある。なお、図９において、図７に示した前記第４実施
形態と均等な構成要素には同一符号を付し、その説明は
重複を避けるために割愛する。The present embodiment is different from the above-described fourth embodiment in that a laser beam is applied to a tubular member 1 'as an object to be inspected, and the laser beams interfere with each other due to minute irregularities on the surface of the tubular member 1'. Thus, a speckle that produces a random pattern is imaged, and the image is processed. In FIG. 9, the same components as those of the fourth embodiment shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted to avoid duplication.

【００６９】図９において、８０は管状部材１’の円筒
部外表面１ａを照明するためのレーザ光源、８１は円筒
部外表面１ａを検出するための検出レンズ、８２は円筒
部外表面１ａ（円筒部外表面１ａからのスペックル画
像）を検出するためのラインセンサ、８３はレーザー光
を管状部材１’の円筒部外表面１ａに検出レンズと同軸
落射照射するハーフミラー、８４は管状部材１’の底部
外表面１ｂを照明するためのレーザー光源、８５は管状
部材１’の底部外表面１ｂを検出するための検出レン
ズ、８６は同じく管状部材１’の底部外表面１ｂ（底部
外表面１ｂからのスペックル画像）を検出するためのＴ
Ｖカメラ、８７はレーザー光を管状部材１’の底部外表
面１ｂに検出レンズと同軸落射照明するハーフミラー、
８８は画像検出回路、８９はスペックル検出ラインセン
サ用画像処理装置、９０はスペックル検出ＴＶカメラ用
画像処理装置、９１はマイクロコンピュータ、９２は座
標発生装置である。In FIG. 9, reference numeral 80 denotes a laser light source for illuminating the cylindrical outer surface 1a of the tubular member 1 ', 81 a detection lens for detecting the cylindrical outer surface 1a, and 82 a cylindrical outer surface 1a ( A line sensor for detecting a speckle image from the cylindrical outer surface 1a); a half mirror 83 for irradiating a laser beam coaxially with the detection lens onto the cylindrical outer surface 1a of the tubular member 1 '; , A laser light source for illuminating the bottom outer surface 1b of the tubular member 1; 85, a detection lens for detecting the bottom outer surface 1b of the tubular member 1 '; 86, a bottom outer surface 1b of the tubular member 1' (the bottom outer surface 1b). T for detecting speckle images from
A half mirror 87 for coaxially illuminating the bottom outer surface 1 b of the tubular member 1 ′ with a laser beam,
88 is an image detection circuit, 89 is an image processing device for a speckle detection line sensor, 90 is an image processing device for a speckle detection TV camera, 91 is a microcomputer, and 92 is a coordinate generation device.

【００７０】本実施形態においても、被検出物体である
管状部材１’は、図７と同様に回転可能なホルダ５２上
に保持され、マイクロコンピュータ９１の制御下に、モ
ータコントローラ７１を介してモータ５３が回転される
と、プーリ５４、ベルト５５を介してモータ５３と同期
して回転し、回転走査制御される。Also in this embodiment, the tubular member 1 ′, which is an object to be detected, is held on a rotatable holder 52 as in FIG. When the motor 53 is rotated, the motor 53 is rotated in synchronization with the motor 53 via the pulley 54 and the belt 55, and the rotation scanning is controlled.

【００７１】上記した構成をとる本実施形態でも、管状
部材１’にガス圧によって外力を作用させた状態もしく
は外力を作用させない状態の何れかにおいて、モータ５
３を回転駆動して管状部材１’を回転させると、ライン
センサ８２からの画像信号は、画像検出回路８８でＡ／
Ｄ変換処理により多値画像信号として得られ、スペック
ル検出ラインセンサ用画像処理装置８９に入力される。In the present embodiment having the above-described structure, the motor 5 can be operated in a state in which an external force is applied to the tubular member 1 'by gas pressure or a state in which no external force is applied.
3 is rotated to rotate the tubular member 1 ′, the image signal from the line sensor
It is obtained as a multivalued image signal by the D conversion process, and is input to the image processing device 89 for a speckle detection line sensor.

【００７２】スペックル検出ラインセンサ用画像処理装
置８９は、シェーディング補正回路８９ａ、平滑化回路
８９ｂ、２値化回路８９ｃ、ランダムパターン除去回路
８９ｄ、画像メモリ８９ｅ、差画像抽出回路８９ｆを具
備しており、シェーディング補正回路８９ａで、照明む
ら、ラインセンサ８２の感度むらをディジタル的に補正
し、次に、平滑化回路８９ｂで、管状部材１’表面のス
ペックル画像のノイズ成分を平均化して画像信号を滑ら
かにする平滑化処理を行い、次に、２値化回路８９ｃに
おいて、欠陥候補部を抽出する２値化処理を行う。The image processing device 89 for a speckle detection line sensor includes a shading correction circuit 89a, a smoothing circuit 89b, a binarization circuit 89c, a random pattern removal circuit 89d, an image memory 89e, and a difference image extraction circuit 89f. The shading correction circuit 89a digitally corrects the illumination unevenness and the sensitivity unevenness of the line sensor 82, and then averages the noise component of the speckle image on the surface of the tubular member 1 'by the smoothing circuit 89b. A smoothing process for smoothing the signal is performed, and then a binarizing process for extracting a defect candidate portion is performed in a binarizing circuit 89c.

【００７３】そして、２値化処理後に、ランダムパター
ン除去回路８９ｄにより、例えば図１０に示すように、
検出した画像の局所的な面積領域から欠陥候補の個数や
面積を係数し、一定値より少ない場合は良品領域として
画像変換（黒画像を白に変換）する処理を行う（すなわ
ち、欠陥候補密度分布が大きい領域は欠陥候補部として
そのままの画像を保存し、欠陥候補密度分布が小さい領
域（スペックル画像がランダムに生じている領域）を良
品領域とする（黒画像を白画像に変換）する処理を行
う）。このランダムパターン除去回路８９ｄによる処理
結果は、画像メモリ８９ｅに記憶する。After the binarization process, the random pattern removing circuit 89d, for example, as shown in FIG.
The number and area of the defect candidates are coefficiented from the local area area of the detected image, and if the number is smaller than a certain value, image conversion (a black image is converted to white) is performed as a non-defective area (that is, the defect candidate density distribution). The process of storing the image as it is as a defect candidate portion in an area with a large defect, and setting an area with a small defect candidate density distribution (an area where a speckle image is randomly generated) as a non-defective area (converting a black image into a white image) I do). The processing result of the random pattern removing circuit 89d is stored in the image memory 89e.

【００７４】然る後、差画像抽出回路８９ｆによって、
画像メモリ８９ｅに記憶された管状部材１’に外力を作
用させたときのランダムパターン除去後の画像処理結果
（図１０の欠陥候補（Ｆ））と、外力を作用させないと
きのランダムパターン除去後の画像処理結果（図１０の
欠陥候補（Ｅ））とを対比して、両者の違いを差画像デ
ータとして抽出する処理、すなわち、（欠陥候補（Ｆ）
−欠陥候補（Ｅ））の処理を行って差画像データを抽出
し、この処理結果をマイクロコンピュータ９１に出力す
る。Thereafter, the difference image extraction circuit 89f outputs
The image processing result after the removal of the random pattern when the external force is applied to the tubular member 1 ′ stored in the image memory 89e (the defect candidate (F) in FIG. 10) and the result after the removal of the random pattern when the external force is not applied. A process of comparing the image processing result (defect candidate (E) in FIG. 10) and extracting the difference between the two as difference image data, that is, (defect candidate (F)
-Defect candidate (E)) processing is performed to extract difference image data, and the processing result is output to the microcomputer 91.

【００７５】そして、マイクロコンピュータ９１は差画
像データを受け取って、外力を作用させたときと作用さ
せないときとで、違いがある場合には「１」、違いが無
い場合には「０」と、各座標毎に判定する処理を行っ
て、所定範囲にわたって違いがある場合には、管状部材
１’の円筒部外表面１ａに許容できない欠陥があると判
定する。Then, the microcomputer 91 receives the difference image data, and determines whether there is a difference between when the external force is applied and when the external force is not applied, "1" when there is no difference, and "0" when there is no difference. A process is performed for each coordinate, and if there is a difference over a predetermined range, it is determined that there is an unacceptable defect in the outer surface 1a of the cylindrical portion of the tubular member 1 '.

【００７６】また、管状部材１’の底部外表面１ｂの画
像は、管状部材１’の回転が停止している状態で、検出
レンズ８５、ＴＶカメラ８６により、スペックル検出Ｔ
Ｖカメラ用画像処理装置９０で多値画像信号として得ら
れる。この場合にも、管状部材１’にガス圧によって外
力を作用させた状態と、外力を作用させない状態のそれ
ぞれにおいて、底部外表面１ｂが画像検出される。Further, the image of the bottom outer surface 1b of the tubular member 1 'is obtained by the detection lens 85 and the TV camera 86 while the rotation of the tubular member 1' is stopped.
It is obtained as a multivalued image signal by the image processing device 90 for the V camera. Also in this case, the bottom outer surface 1b is image-detected in each of the state where the external force is applied to the tubular member 1 'by the gas pressure and the state where the external force is not applied.

【００７７】スペックル検出ＴＶカメラ用画像処理装置
９０も、シェーディング補正回路９０ａ、平滑化回路９
０ｂ、２値化回路９０ｃ、ランダムパターン除去回路９
０ｄ、画像メモリ９０ｅ、差画像抽出回路９０ｆを具備
しており、上記スペックル検出ラインセンサ用画像処理
装置８９と同様な画像処理により、欠陥候補を検出する
ことができ、また、管状部材１’に外力を作用させたと
きの画像処理結果と、外力を作用させないときの画像処
理結果の違いを、差画像データとして抽出して、その処
理結果をマイクロコンピュータ９１に出力するようにな
っている。そして、これに基づいてマイクロコンピュー
タ９１は、管状部材１’の底部外表面１ｂに、許容でき
ない欠陥があるか否かを判定する。The image processing device 90 for a speckle detection TV camera also includes a shading correction circuit 90a, a smoothing circuit 9
0b, binarization circuit 90c, random pattern removal circuit 9
0d, an image memory 90e, and a difference image extraction circuit 90f. A defect candidate can be detected by image processing similar to that of the image processing device 89 for a speckle detection line sensor. The difference between the image processing result when an external force is applied to the image processing result and the image processing result when no external force is applied is extracted as difference image data, and the processing result is output to the microcomputer 91. Then, based on this, the microcomputer 91 determines whether or not there is an unacceptable defect in the bottom outer surface 1b of the tubular member 1 '.

【００７８】図１１は、上述してきた本発明の各実施形
態において、セラミックス管や瓶、タンクなどに外力を
作用させる場合の、加圧状態を説明するための図であ
る。FIG. 11 is a diagram for explaining a pressurized state when an external force is applied to a ceramic tube, a bottle, a tank, or the like in each of the above-described embodiments of the present invention.

【００７９】製品を量産検査する場合においては、出荷
後の製品が使用される条件の数倍の圧力を作用させて、
上述した光学的検査法により、クラックなどの欠陥を検
出し、欠陥が検出された製品は不良と判定する。しか
し、製品の材料や形状あるいはプロセス等が変更になっ
た場合は、欠陥判定基準も異なってくる。When mass-producing a product, a pressure several times higher than the condition under which the product after shipment is used is applied,
A defect such as a crack is detected by the above-described optical inspection method, and a product in which the defect is detected is determined to be defective. However, when the material, shape, process, or the like of the product is changed, the defect criterion also differs.

【００８０】このため、画像処理による外観検査の欠陥
判定基準を、機械的強度低下の要因と一致させるため、
図１１の、に示すように、圧力を徐々に増加させな
がら被検査物体の表面の画像を検出して、強度不足にな
り破壊要因となる欠陥基準を明確にする。すなわち、図
１１の加圧線図に基づき、欠陥の形状が変形し始める圧
力、あるいは破壊する圧力を見極めて、画像処理による
外観検査時の圧力を決定する。また例えば、画像処理に
よる外観検査を行わずに、圧力検査のみで製品を出荷す
る場合にも、本検査装置を用いると欠陥の形状が変形
し、破壊までの進行状態が把握できるため、出荷検査の
圧力を、製品にダメージを与えない最適な値に設定する
ことが可能となる。For this reason, in order to make the defect judgment criterion of the appearance inspection by the image processing coincide with the factor of mechanical strength reduction,
As shown in FIG. 11, while gradually increasing the pressure, an image of the surface of the object to be inspected is detected to clarify a defect criterion that causes insufficient strength and causes a destruction. That is, based on the pressure diagram of FIG. 11, the pressure at which the shape of the defect starts to be deformed or the pressure at which the defect is broken is determined, and the pressure at the time of appearance inspection by image processing is determined. Also, for example, when a product is shipped only by a pressure inspection without performing an appearance inspection by image processing, the inspection device deforms the shape of the defect and can grasp a progress state up to destruction by using the inspection apparatus. Can be set to an optimal value that does not damage the product.

【００８１】[0081]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光が透過
する管状部材、例えばセラミックス管や瓶等に生じる、
機械的な強度不足の要因となるクラック、ピンホール、
気泡等の欠陥が、管状部材のどの部位に生じても確実に
検出できる。また、光が透過しない管状部材、例えば金
属のタンクや表面がコーティングされたセラミックス管
や瓶等に生じる、機械的な強度不足の要因となるクラッ
ク、ピンホール、気泡等の欠陥を、確実に検出できる。
また、表面に微小凹凸がある管状部材、例えば表面に微
小凹凸があるセラミックス管や鋳造品あるいはモールド
品等に生じる、機械的な強度不足の要因となるクラッ
ク、ピンホール、気泡等の欠陥を、確実に検出できる。As described above, according to the present invention, a light-transmitting tubular member, such as a ceramic tube or bottle, is formed.
Cracks, pinholes, and other factors that cause insufficient mechanical strength
Even if a defect such as a bubble occurs in any part of the tubular member, it can be reliably detected. In addition, it reliably detects defects such as cracks, pinholes, and air bubbles that cause insufficient mechanical strength in tubular members that do not transmit light, such as metal tanks and ceramic tubes and bottles coated on the surface. it can.
In addition, defects such as cracks, pinholes, bubbles, etc., which cause mechanical strength shortage, occur in tubular members having minute irregularities on the surface, for example, ceramic tubes or castings or molded products having minute irregularities on the surface. It can be detected reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施形態に係る管状部材検査装置
の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tubular member inspection device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第１実施形態の画像処理による欠陥検
出手法を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a defect detection method by image processing according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第２実施形態に係る管状部材検査装置
の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a tubular member inspection device according to a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第２実施形態に係る管状部材検査装置
における、照明装置の配置などを示す要部平面図であ
る。FIG. 4 is a plan view of an essential part showing an arrangement of a lighting device and the like in a tubular member inspection device according to a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３実施形態に係る管状部材検査装置
の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a tubular member inspection device according to a third embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第１〜第３実施形態に係る管状部材検
査装置による、画像処理手法を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an image processing method by the tubular member inspection device according to the first to third embodiments of the present invention.

【図７】本発明の第４実施形態に係る管状部材検査装置
の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a tubular member inspection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第４実施形態の画像処理による欠陥検
出手法を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a defect detection method by image processing according to a fourth embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第５実施形態に係る管状部材検査装置
の概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a tubular member inspection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第５実施形態の画像処理による欠陥
検出手法を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a defect detection method by image processing according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の各実施形態に係る管状部材検査装置
において、外力を作用させる場合の圧力設定手法を示す
説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a pressure setting method when an external force is applied in the tubular member inspection device according to each embodiment of the present invention.

【図１２】セラミックスに生じる欠陥を透過照明光で検
出する場合の検出原理を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a detection principle when detecting a defect occurring in ceramics with transmitted illumination light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ セラミックス管（管状部材） ２ ホルダ ３ モータ ６ 照明光源 ７ 検出レンズ ８ ラインセンサ ９ 検出レンズ １０ ＴＶカメラ １１ 画像検出回路 １２ ラインセンサ用画像処理装置 １３ ＴＶカメラ用画像処理装置 １４ マイクロコンピュータ １５ 座標発生装置 １６ モータコントローラ １７ 窓リング １８ 加圧袋 １９ ガス栓 ２０ パッキン ２７ 加圧袋 ３０ 照明装置 ３２ コーンミラー検出部 ３７ ＴＶカメラ用画像処理装置 ４３ 照明光源 ４４ ＴＶカメラ ４９ ＴＶカメラ用画像処理装置 ５６ 照明光源 ５７ 投影パターン ５９ ラインセンサ ６０ ハーフミラー ６１ 照明光源 ６２ 投影パターン ６４ ＴＶカメラ ６５ ハーフミラー ６６ 画像検出回路 ６７ ラインセンサ用画像処理装置 ６８ ＴＶカメラ用画像処理装置 ７３ 加圧袋 ８０ レーザー光源 ８２ ラインセンサ ８３ ハーフミラー ８４ レーザー光源 ８６ ＴＶカメラ ８７ ハーフミラー ８８ 画像検出回路 ８９ スペックル検出ラインセンサ用画像処理装置 ９０ スペックル検出ＴＶカメラ用画像処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic tube (tubular member) 2 Holder 3 Motor 6 Illumination light source 7 Detection lens 8 Line sensor 9 Detection lens 10 TV camera 11 Image detection circuit 12 Image processing device for line sensor 13 Image processing device for TV camera 14 Microcomputer 15 Coordinate generation Device 16 Motor controller 17 Window ring 18 Pressure bag 19 Gas stopper 20 Packing 27 Pressure bag 30 Illumination device 32 Cone mirror detector 37 Image processing device for TV camera 43 Illumination light source 44 TV camera 49 Image processing device for TV camera 56 Illumination Light source 57 Projection pattern 59 Line sensor 60 Half mirror 61 Illumination light source 62 Projection pattern 64 TV camera 65 Half mirror 66 Image detection circuit 67 Image processing device for line sensor 68 Image processing device for TV camera 73 Pressure bag 8 Laser light source 82 line sensor 83 a half mirror 84 the laser light source 86 TV camera 87 half mirror 88 image detecting circuit 89 speckle detection line sensor image processing device 90 speckle detection TV camera image processing apparatus

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光が透過可能な材料で形成される管状部
材に、外力を作用させた状態で光を照射し、 この照射された光が管状部材を透過する方向から、管状
部材表面の光学画像を検出し、 検出した光学画像を平滑化して２次微分処理し、 ２次微分処理した画像から、欠陥部に対応した明暗部分
抽出用のしきい値に基づいて、管状部材の欠陥を検出す
ることを特徴とする管状部材の検査方法。1. A tubular member formed of a material through which light can pass is irradiated with light while an external force is applied to the tubular member. Detects an image, smoothes the detected optical image, performs second-order differentiation, and detects a defect in the tubular member from the second-order differentiated image based on a threshold value for extracting a light and dark portion corresponding to a defective portion. A method for inspecting a tubular member. 【請求項２】 光が透過可能な材料で形成される管状部
材に光を照射し、 この照射された光が管状部材を透過する方向から、管状
部材表面の光学画像を検出し、 検出した光学画像を平滑化して２次微分処理し、 ２次微分処理した画像から、欠陥部に対応した明暗部分
抽出用のしきい値に基づいて、管状部材の欠陥候補
（Ａ）を抽出すると共に、 上記管状部材に外力を作用させた状態で光を照射し、 この照射された光が管状部材を透過する方向から、管状
部材表面の光学画像を検出し、 検出した光学画像を平滑化して２次微分処理し、 ２次微分処理した画像から、欠陥部に対応した明暗部分
抽出用のしきい値に基づいて、管状部材の欠陥候補
（Ｂ）を抽出し、 上記欠陥候補（Ａ）と上記欠陥候補（Ｂ）の違いに基づ
いて、管状部材の強度不足の要因となる欠陥を検出する
ことを特徴とする管状部材の検査方法。2. A method of irradiating light to a tubular member formed of a material through which light can pass, and detecting an optical image of the surface of the tubular member from a direction in which the irradiated light passes through the tubular member. The image is smoothed and subjected to a second-order differentiation process. From the image subjected to the second-order differentiation process, a defect candidate (A) of the tubular member is extracted based on a threshold value for extracting a light and dark portion corresponding to the defect portion, and The tubular member is irradiated with light in a state where an external force is applied, an optical image of the surface of the tubular member is detected from a direction in which the irradiated light passes through the tubular member, and the detected optical image is smoothed and secondarily differentiated. Processing, extracting a defect candidate (B) of the tubular member based on a threshold value for extracting a light and dark portion corresponding to the defect portion from the image subjected to the second-order differential processing, wherein the defect candidate (A) and the defect candidate are extracted. Based on the difference in (B), the strength of the tubular Method of inspecting a tubular member characterized by detecting defects as a factor. 【請求項３】 光が透過しにくい材料で形成される管状
部材の表面にパターンを投影し、 この投影されたパターンが管状部材表面で反射する方向
から、管状部材表面の光学画像（Ｃ）を検出すると共
に、 上記管状部材に外力を作用させた状態で管状部材の表面
にパターンを投影し、 この投影されたパターンが管状部材表面で反射する方向
から、管状部材表面の光学画像（Ｄ）を検出し、 上記検出画像（Ｃ）と上記検出画像（Ｄ）の違いに基づ
いて、管状部材の強度不足の要因となる欠陥を検出する
ことを特徴とする管状部材の検査方法。3. A pattern is projected on the surface of a tubular member formed of a material through which light hardly transmits, and an optical image (C) of the tubular member surface is obtained from the direction in which the projected pattern is reflected on the tubular member surface. In addition to the detection, an external force is applied to the tubular member, and a pattern is projected on the surface of the tubular member. From the direction in which the projected pattern reflects on the tubular member surface, an optical image (D) of the tubular member surface is obtained. A method for inspecting a tubular member, comprising: detecting a defect which causes insufficient strength of the tubular member based on a difference between the detected image (C) and the detected image (D). 【請求項４】 表面に微小凹凸が形成される管状部材の
表面に単波長光を照射し、 この照射された光が管状部材表面で反射する方向から、
管状部材表面のスペックル画像（Ｅ）を検出すると共
に、 上記管状部材に外力を作用させた状態で管状部材の表面
に単波長光を照射し、 この照射された光が管状部材表面で反射する方向から、
管状部材表面のスペックル画像（Ｆ）を検出し、 上記検出したスペックル画像（Ｅ）と上記検出したスペ
ックル画像（Ｆ）の違いに基づいて、管状部材の強度不
足の要因となる欠陥を検出することを特徴とする管状部
材の検査方法。4. A single-wavelength light is applied to the surface of a tubular member having fine irregularities formed on the surface, and the emitted light is reflected from the surface of the tubular member.
While detecting a speckle image (E) on the surface of the tubular member, the surface of the tubular member is irradiated with single-wavelength light while an external force is applied to the tubular member, and the irradiated light is reflected on the surface of the tubular member. From the direction,
A speckle image (F) on the surface of the tubular member is detected. Based on a difference between the detected speckle image (E) and the detected speckle image (F), a defect causing insufficient strength of the tubular member is detected. A method for inspecting a tubular member, characterized by detecting. 【請求項５】 請求項１ないし４の何れか１つに記載に
おいて、 前記した管状部材に対する外力の付与は、可撓性部材内
に封入されたガス圧によって管状部材の表面に外力を作
用させることによって、行われることを特徴とする管状
部材の検査方法。5. The tubular member according to claim 1, wherein the external force is applied to the surface of the tubular member by gas pressure sealed in the flexible member. A method for inspecting a tubular member. 【請求項６】 光が透過可能な材料で形成される管状部
材に外力を作用させる手段と、 管状部材に光を照射する手段と、 該照射する手段により照射された光が管状部材を透過す
る方向から、管状部材表面の光学画像を検出する手段
と、 該検出する手段によって検出した光学画像を平滑化する
手段と、 該平滑化する手段によって平滑化された画像を２次微分
処理する手段と、 該２次微分処理する手段によって処理された画像から、
欠陥部に対応した明暗部分抽出用のしきい値に基づい
て、管状部材の欠陥候補を検出する欠陥検出手段と、を
少なくとも含むことを特徴とする管状部材の検査装置。6. A means for applying an external force to a tubular member formed of a light-permeable material, a means for irradiating light to the tubular member, and a light radiated by the irradiating means penetrating the tubular member. Means for detecting an optical image of the surface of the tubular member from the direction, means for smoothing the optical image detected by the detecting means, means for performing a second derivative process on the image smoothed by the smoothing means From the image processed by the means for performing the second derivative processing,
A defect detecting means for detecting a defect candidate of the tubular member based on a threshold value for extracting a light and dark portion corresponding to the defective portion. 【請求項７】 光が透過可能な材料で形成される管状部
材に光を照射する手段と、 該照射する手段により照射された光が管状部材を透過す
る方向から、管状部材表面の光学画像を検出する手段
と、 該検出する手段によって検出した光学画像を平滑化する
手段と、 該平滑化する手段によって平滑化された画像を２次微分
処理する手段と、 該２次微分処理する手段によって処理された画像から、
欠陥部に対応した明暗部分抽出用のしきい値に基づい
て、管状部材の欠陥候補（Ａ）を抽出する手段と、 上記管状部材に外力を作用させる手段と、 管状部材に外力を作用させた状態で管状部材に光を照射
する手段と、 該照射する手段により照射された光が管状部材を透過す
る方向から、管状部材表面の光学画像を検出する手段
と、 該検出する手段によって検出した光学画像を平滑化する
手段と、 該平滑化する手段によって平滑化された画像を２次微分
処理する手段と、 該２次微分処理する手段によって処理された画像から、
欠陥部に対応した明暗部分抽出用のしきい値に基づい
て、管状部材の欠陥候補（Ｂ）を抽出する手段と、 上記欠陥候補（Ａ）と上記欠陥候補（Ｂ）の違いを抽出
する手段と、 この抽出された違いに基づいて、強度不足となる欠陥を
検出する欠陥検出手段と、を少なくとも含むことを特徴
とする管状部材の検査装置。7. A means for irradiating light to a tubular member formed of a material through which light can pass, and an optical image of the surface of the tubular member from a direction in which the light irradiated by the irradiating means passes through the tubular member. Means for detecting, means for smoothing the optical image detected by the means for detecting, means for performing a second derivative processing on the image smoothed by the smoothing means, and processing by the means for performing the second derivative processing From the image
A means for extracting a defect candidate (A) for the tubular member based on a threshold for extracting a light and dark portion corresponding to the defective portion; a means for applying an external force to the tubular member; and an external force to the tubular member. Means for irradiating the tubular member with light in the state, means for detecting an optical image of the surface of the tubular member from the direction in which the light emitted by the irradiating means passes through the tubular member, and optics detected by the detecting means Means for smoothing an image, means for performing a second differentiation process on the image smoothed by the smoothing means, and an image processed by the second differentiation processing means.
Means for extracting a defect candidate (B) for the tubular member based on a threshold value for extracting a light and dark portion corresponding to the defect, and means for extracting a difference between the defect candidate (A) and the defect candidate (B) And a defect detecting means for detecting a defect having insufficient strength based on the extracted difference. 【請求項８】 光が透過しない材料で形成される管状部
材の表面にパターンを投影する手段と、 この投影されたパターンが管状部材表面で反射する方向
から、管状部材表面の光学画像（Ｃ）を検出する手段
と、 上記管状部材に外力を作用させる手段と、 管状部材に外力を作用させた状態で管状部材の表面にパ
ターンを投影する手段と、 この投影されたパターンが管状部材表面で反射する方向
から、管状部材表面の光学画像（Ｄ）を検出する手段
と、 上記欠陥候補（Ｃ）と上記欠陥候補（Ｄ）の違いを抽出
する手段と、 この抽出された違いに基づいて、強度不足となる欠陥を
検出する欠陥検出手段と、を少なくとも含むことを特徴
とする管状部材の検査装置。8. A means for projecting a pattern on the surface of a tubular member formed of a material through which light does not transmit, and an optical image (C) of the surface of the tubular member from a direction in which the projected pattern reflects on the surface of the tubular member. A means for detecting an external force; a means for applying an external force to the tubular member; a means for projecting a pattern on the surface of the tubular member in a state where the external force is applied to the tubular member; Means for detecting an optical image (D) of the surface of the tubular member from the direction in which the defect candidate is detected; means for extracting a difference between the defect candidate (C) and the defect candidate (D); and an intensity based on the extracted difference. An inspection apparatus for a tubular member, comprising at least defect detection means for detecting a defect to be insufficient. 【請求項９】 表面に微小凹凸が形成される管状部材の
表面に単波長光を照射する手段と、 この照射された光が管状部材表面で反射する方向から、
管状部材表面のスペックル画像（Ｅ）を検出する手段
と、 上記管状部材に外力を作用させる手段と、 管状部材に外力を作用させた状態で管状部材の表面に単
波長光を照射する手段と、 この照射された光が管状部材表面で反射する方向から、
管状部材表面のスペックル画像（Ｆ）を検出する手段
と、 上記検出したスペックル画像（Ｅ）と上記検出したスペ
ックル画像（Ｆ）の違いを抽出する手段と、 この抽出された画像の違いに基づいて、管状部材の強度
不足の要因となる欠陥を検出する欠陥検出手段と、を少
なくとも含むことを特徴とする管状部材の検査装置。9. A means for irradiating single-wavelength light to the surface of a tubular member having fine irregularities formed on its surface, and
Means for detecting a speckle image (E) on the surface of the tubular member; means for applying an external force to the tubular member; means for irradiating the surface of the tubular member with single-wavelength light while the external force is applied to the tubular member. From the direction in which the irradiated light is reflected on the surface of the tubular member,
Means for detecting a speckle image (F) on the surface of the tubular member; means for extracting a difference between the detected speckle image (E) and the detected speckle image (F); and a difference between the extracted images. And a defect detecting means for detecting a defect that causes insufficient strength of the tubular member based on the above. 【請求項１０】 請求項６ないし９の何れか１つに記載
において、 前記した管状部材に外力を作用させる手段は、可撓性部
材内に封入されたガス圧によって管状部材の表面に外力
を作用させるものであることを特徴とする管状部材の検
査装置。10. The device according to claim 6, wherein the means for applying an external force to the tubular member applies the external force to the surface of the tubular member by gas pressure sealed in the flexible member. An inspection device for a tubular member characterized by being operated.