(57)【要約】【課題】  表面の微細な傷を効率的に検査する探傷装置を提供する。【解決手段】  探傷装置１は、傷の有無を検査する検査面２aに照射光１００を照射する照明装置２０と、照射光が検査面で反射した反射光１０１を受光するカメラ３０と、制御装置５０とを備える。制御装置５０は、照射光１００が照射されたときの検査面２ａにおける検査面照度と、カメラ３０が受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、照射光１００を照射すべき照射方向と検査面２ａとの成す照明角度θｌと、設定すべきカメラの光軸方向１１０と検査面２ａとの成す撮像角度θｃとを決定する。制御装置５０は、決定した照明角度θｌに基づき、照明装置２０の位置を決定する。制御装置５０は、決定した撮像角度θｃに基づき、カメラ３０の位置を決定する。【選択図】図１
2020134240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傷の有無を検査する検査面に照射光を照射する照明装置と、
前記照射光が前記検査面で反射された反射光を受光するカメラと、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記照射光が照射されたときの前記検査面における検査面照度と、前記カメラが受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、前記照射光を照射すべき照射方向と前記検査面との成す照明角度と、設定すべき前記カメラの光軸方向と前記検査面との成す撮像角度とを決定し、
決定した前記照明角度に基づき、前記照明装置の位置を決定し、
決定した前記撮像角度に基づき、前記カメラの位置を決定する
探傷装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
検知すべき傷の形状に基づき、設定すべき前記検査面から前記照明装置までの照明距離と、前記照射光の照明輝度とを決定し、
前記照明距離に基づき、前記照明装置の位置を決定する
請求項１に記載の探傷装置。
【請求項３】
前記制御装置は、斜入射光特性を用いて、前記検査面照度が第１閾値より大きくなる前記照明角度を決定する
請求項１または２に記載の探傷装置。
【請求項４】
前記第１閾値は、検知すべき傷の形状に基づき、決定される
請求項３に記載の探傷装置。
【請求項５】
前記制御装置は、コサイン４乗則を用いて、前記カメラ照度が第２閾値より大きくなる前記撮像角度を決定する
請求項１から４のいずれか１項に記載の探傷装置。
【請求項６】
前記第２閾値は、検知すべき傷の形状に基づき、決定される
請求項５に記載の探傷装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記検査面が反射した前記反射光の反射方向と前記カメラの光軸方向とが成す角度に基づき、前記照明角度と前記撮像角度とを決定する
請求項１から６のいずれか１項に記載の探傷装置。
【請求項８】
前記制御装置は、コサイン４乗則を用いて、前記検査面が反射した前記反射光の反射方向と前記カメラの光軸方向とが成す角度に基づき算出される第２カメラ照度が、第３閾値より大きくなる前記照明角度と前記撮像角度とを決定し、
前記第２カメラ照度は、前記カメラが前記反射光を受光する照度である
請求項７に記載の探傷装置。
【請求項９】
前記制御装置は、第４閾値Ｔｈ４に基づき、以下の式（１）
【数１】
2020134240.tif 000007
を満たす前記照明角度を表すθｌと前記撮像角度を表すθｃとを決定する
請求項８に記載の探傷装置。
【請求項１０】
前記第４閾値Ｔｈ４は、検知すべき傷の形状に基づき、決定される
請求項９に記載の探傷装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記照明装置と前記カメラとが前記検査面を介して正対する前記照明角度と前記撮像角度との組み合わせを除いて、前記照明角度と前記撮像角度とを決定する
請求項１から１０のいずれか１項に記載の探傷装置。
【請求項１２】
前記照明装置を移動させる照明支持装置と、
前記カメラを移動させるカメラ支持装置と、
をさらに備え、
前記制御装置は、
前記照明支持装置を制御して、決定した前記照明装置の位置に前記照明装置を移動させ、
前記カメラ支持装置を制御して、決定した前記カメラの位置に前記カメラを移動させる
請求項１から１１のいずれか１項に記載の探傷装置。
【請求項１３】
傷の有無を検査する検査面に照射光を照射する照明装置と、前記照射光が前記検査面で反射された反射光を受光するカメラとを備える探傷装置の前記照明装置の位置と前記カメラの位置とを決定する探傷方法であって、
制御装置が、
前記照射光が照射されたときの前記検査面における検査面照度と、前記カメラが受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、前記照射光を照射すべき照射方向と前記検査面との成す照明角度と、設定すべき前記カメラの光軸方向と前記検査面との成す撮像角度とを決定することと、
決定した前記照明角度と、前記撮像角度とに基づいて、前記照明装置の位置と前記カメラの位置とを決定することと、
を含む探傷方法。
【請求項１４】
傷の有無を検査する検査面に照射光を照射する照明装置と、前記照射光が前記検査面で反射された反射光を受光するカメラとを備える探傷装置の前記照明装置の位置と前記カメラの位置とを決定する探傷プログラムであって、
前記照射光が照射されたときの前記検査面における検査面照度と、前記カメラが受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、前記照射光を照射すべき照射方向と前記検査面との成す照明角度と、設定すべき前記カメラの光軸方向と前記検査面との成す撮像角度とを決定することと、
決定した前記照明角度と、前記撮像角度とに基づいて、前記照明装置の位置と前記カメラの位置とを決定することと
を演算装置に実行させるための探傷プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探傷装置、探傷方法及び探傷プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体の表面に光を照射して、その反射光を受光することで、光を照射した表面に微細な傷が含まれるかを検査する方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、表面が移動する物体からの反射光を受光することで得られる画像により、表面の傷を検査する装置が開示されている。この装置は、ハーフミラーと、スリットとを備える。ハーフミラーは、光源からの光を一次反射光として反射して、物体の表面に一次反射光を照射する。物体の表面において、一次反射光は二次反射光として反射する。二次反射光は、一次反射光と同じ光路をたどり、ハーフミラーを透過する。ハーフミラーを透過した二次反射光を受光することで、物体の表面の画像を取得し、この画像から表面に傷が含まれるかを検査する。スリットは、ハーフミラーと物体との間に配置され、一次反射光と二次反射光との光幅を制限する。
【０００４】
特許文献２には、横断面円形または環状の被検体の表面に光を照射することで、表面の傷を検査する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７０２５３号公報
【特許文献２】特開平５−１４９８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の装置は、決められた形状を有する被検体の表面を効率的に検査することができるが、任意の形状を有する被検体に対して、効率的に検査することは難しい。
【０００７】
本発明は、以上の状況に鑑みなされたものであり、表面の微細な傷を効率的に検査する探傷装置を提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。
【０００９】
上記目的を達成するための一実施の形態による探傷装置（１）は、傷の有無を検査する検査面（２a）に照射光（１００）を照射する照明装置（２０）と、照射光が検査面で反射された反射光（１０１）を受光するカメラ（３０）と、制御装置（５０）とを備える。制御装置（５０）は、照射光（１００）が照射されたときの検査面（２ａ）における検査面照度と、カメラ（３０）が受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、照射光（１００）を照射すべき照射方向と検査面（２ａ）との成す照明角度（θｌ）と、設定すべきカメラの光軸方向（１１０）と検査面（２ａ）との成す撮像角度（θｃ）とを決定する。制御装置（５０）は、決定した照明角度（θｌ）に基づき、照明装置（２０）の位置を決定する。制御装置（５０）は、決定した撮像角度（θｃ）に基づき、カメラ（３０）の位置を決定する。
【００１０】
一実施の形態による探傷方法は、傷の有無を検査する検査面（２ａ）に照射光（１００）を照射する照明装置（２０）と、照射光が検査面で反射された反射光（１０１）を受光するカメラ（３０）とを備える探傷装置（１）の照明装置（１）の位置とカメラ（２）の位置とを決定する。探傷方法は、制御装置（５０）が、照射光（１００）が照射されたときの検査面（２ａ）における検査面照度と、カメラ（３０）が受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、照射光（１００）を照射すべき照射方向と検査面（２ａ）との成す照明角度（θｌ）と、設定すべきカメラ（３０）の光軸方向（１１０）と検査面（２ａ）との成す撮像角度（θｃ）とを決定することと、決定した照明角度（θｌ）と、撮像角度（θｃ）とに基づいて、照明装置（２０）の位置とカメラ（３０）の位置とを決定することとを含む。
【００１１】
一実施の形態による探傷プログラム（５６）は、傷の有無を検査する検査面（２ａ）に照射光（１００）を照射する照明装置（２０）と、照射光が検査面で反射された反射光（１０１）を受光するカメラ（３０）とを備える探傷装置（１）の照明装置（１）の位置とカメラ（２）の位置とを決定する。探傷プログラム（５６）は、制御装置（５０）が、照射光（１００）が照射されたときの検査面（２ａ）における検査面照度と、カメラ（３０）が受光するカメラ照度との少なくともいずれか一方に基づき、照射光（１００）を照射すべき照射方向と検査面（２ａ）との成す照明角度（θｌ）と、設定すべきカメラ（３０）の光軸方向（１１０）と検査面（２ａ）との成す撮像角度（θｃ）とを決定することと、決定した照明角度（θｌ）と、撮像角度（θｃ）とに基づいて、照明装置（２０）の位置とカメラ（３０）の位置とを決定することとを演算装置（５２）に実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面の傷を効率的に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態における探傷装置の概略図である。
【図２】照明装置の照射光とカメラの光軸方向と検査面との関係を説明するための図である。
【図３】照明装置と検査面との距離と、傷と傷周辺との輝度比との関係を表す図である。
【図４】図１の制御装置が決定する照明角度と撮像角度との関係を説明するための図である。
【図５】照明装置の照射光と、検査面により反射される反射光との関係を説明するための図である。
【図６】一実施の形態における制御装置の構成を表す図である。
【図７】演算装置による処理に関するフローチャートである。
【図８】入力装置に入力される被検体の情報を説明するための図である。
【図９】照明角度の許容範囲と撮像角度の許容範囲とを説明するための図である。
【図１０】一実施の形態における照明装置とカメラの移動を制御するための接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
一実施の形態では、図１に示す探傷装置１を用いて、被検体２の検査面２ａに傷が含まれるかを検査する。探傷装置１は、照明装置２０と、カメラ３０と、制御装置５０とを備える。照明装置２０は、被検体２の検査面２ａに照射光１００を照射する。検査面２ａは、照明装置２０が照射した光を反射光１０１として反射する。カメラ３０は、検査面２ａが反射した反射光１０１を受光する。カメラ３０は、反射光１０１を受光して、検査面２ａを撮像する。制御装置５０は、カメラ３０が撮像した検査面２ａの画像を表示する。検査面２ａの画像において、例えば、傷の部分が傷周囲よりも明るく表示される。ユーザは、表示された検査面２ａの画像に基づき、検査面２ａに傷が含まれるかを判定する。また、制御装置５０が、検査面２ａに傷が含まれるかを判定してもよい。探傷装置１は、このような探傷方法を用いて、検査面２ａの傷の有無を検査する。
【００１５】
探傷装置１を用いて検査面２ａに傷がないことを検査するためには、照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とを調整し、検査面２ａに傷が含まれる画像がないことを確認する。図２に示すように、照明装置２０の状態には、照明距離Ｓｌと、照明角度θｌと、照明装置２０が照射する光の照明輝度Ｗｌとが含まれる。照明距離Ｓｌは、照明装置２０から検査面２ａまでの距離を表す。照明角度θｌは、検査面２ａの接平面と、照明装置２０が照射する光の照射方向とが成す角度を表す。カメラ３０の位置は、カメラ距離Ｓｃと、撮像角度θｃとで表すことができる。カメラ距離Ｓｃは、カメラ３０から検査面２ａまでの距離を表す。撮像角度θｃは、検査面２ａの接平面と、カメラ３０の光軸方向１１０とが成す角度を表す。ここで、検査面２ａは、例えば検査する面のうち、傷が存在するかを検査する位置でもよい。なお、カメラ距離Ｓｃは、カメラ３０の焦点距離により決定される。
【００１６】
探傷装置１は、照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とを決定することで、効率的に検査面２ａの検査を行うことができる。照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とは、制御装置５０により決定される。
【００１７】
検査面２ａに傷が含まれるかを判定するために、カメラ３０が受光する傷の輝度と傷周辺の輝度との差を利用する。図３に示すように、照明輝度Ｗｌが低いときに、傷の輝度と傷周辺の輝度との比率と、照明距離Ｓｌにカメラ距離Ｓｃを加算した距離との関係は、低輝度近似曲線４０１に近似する。照明輝度Ｗｌが高いときに、傷の輝度と傷周辺の輝度との比率と、照明距離Ｓｌにカメラ距離Ｓｃを加算した距離との関係は、高輝度近似曲線４０２に近似する。カメラ距離Ｓｃがカメラ３０の焦点距離により決定されるため、照明角度θｌと、撮像角度θｃとを一定にしたときに、傷の輝度と傷周辺の輝度との比率は、照明距離Ｓｌと、照明輝度Ｗｌとに依存する。また、傷の輝度と傷周辺の輝度との比率と照明距離Ｓｌとの関係は、傷の形状、例えば傷の深さ、長さ、幅などに応じて変化する。
【００１８】
制御装置５０は、カメラ３０が受光する傷の輝度と傷周辺の輝度との比率が所望の第１閾値Ｔｈ１より大きくなるように、照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの範囲を決定する。第１閾値Ｔｈ１は、検査面２ａに傷が含まれるかを判定し得るときの傷の輝度と傷周辺の輝度との比率である。例えば、制御装置５０は、探傷装置１が設定可能な照明輝度Ｗｌの範囲と照明距離Ｓｌの範囲とから、カメラ３０が受光する傷の輝度と傷周辺の輝度との比率が所望の第１閾値Ｔｈ１より大きくなる照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせを選択する。
【００１９】
また、カメラ３０が反射光１０１を受光するときのカメラ照度は、カメラ３０が受光し得る上限値より大きい場合がある。図３に示すように、照明輝度Ｗｌが高く、照明距離Ｓｌが小さいときに、カメラ３０が受光する傷の輝度と傷周辺の輝度との比率が高輝度近似曲線４０２から乖離する。カメラ３０が受光し得る上限値よりもカメラ照度が大きいため、傷の輝度を取得できないからである。
【００２０】
制御装置５０は、カメラ３０の性能に基づき、カメラ照度が、カメラ３０が検知できる上限値よりも小さくなるように、照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの範囲を決定する。例えば、制御装置５０は、探傷装置１が設定可能な照明輝度Ｗｌの範囲と照明距離Ｓｌの範囲とから、カメラ３０が検知できる範囲に含まれる照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせを選択する。
【００２１】
また、制御装置５０は、照明距離Ｓｌが取り得る最小距離Ｓｌ１より大きな照明距離Ｓｌを決定する。最小距離Ｓｌ１は、照明装置２０の形状と被検体２の形状とに基づき決定してもよい。例えば、最小距離Ｓｌ１には、照明装置２０と被検体２とが接触する距離が含まれる。また、最小距離Ｓｌ１は、カメラ３０が撮像する範囲に基づき決定してもよい。例えば、最小距離Ｓｌ１は、カメラ３０が撮像する空間に入らない照明装置２０の位置のうち、検査面２ａに最も近い距離でもよい。
【００２２】
低輝度近似曲線４０１は、傷の輝度と傷周辺の輝度との比率をＲとすると、以下の式（１）で表すことができる。ここで、αは、照明輝度Ｗｌ、検知する傷の形状などに応じて変化する係数である。
【数１】
2020134240.tif 000003
【００２３】
このように、カメラ３０が受光する傷の輝度と傷周辺の輝度との比率は、照明距離Ｓｌとカメラ距離Ｓｃとの和の２乗に反比例する。一般に、光が照射される面の照度は、光源から面までの距離の２乗に反比例する。このため、カメラ３０が受光するときのカメラ照度は、照明距離Ｓｌとカメラ距離Ｓｃとの和の２乗に反比例する。このことから、カメラ３０が受光する傷の輝度と傷周辺の輝度との比率は、検査面２ａが反射した反射光１０１をカメラ３０が受光するときのカメラ照度に依存するといえる。
【００２４】
カメラ照度は、照明角度θｌと、撮像角度θｃとに依存する。このため、制御装置５０は、図４に示すように、設定角度範囲２００に含まれる照明角度θｌと、撮像角度θｃとを決定する。例えば、制御装置５０は、探傷装置１が設定可能な照明角度θｌの範囲と撮像角度θｃの範囲とから、照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを選択する。
【００２５】
設定角度範囲２００を説明する。制御装置５０は、設定角度範囲２００における照明角度θｌの下限値θｌ１と、上限値θｌ２とを決定する。カメラ照度は、照射光１００が照射されたときの検査面２ａにおける検査面照度に基づき決定される。検査面照度は、斜入射光特性、いわゆるコサイン特性を用いて推定される。このため、制御装置５０は、斜入射光特性を用いて、検査面照度が所望の閾値より大きくなる照明角度θｌを決定する。例えば、制御装置５０は、第２閾値Ｔｈ２を用いた以下の式（２）を満たす照明角度θｌを決定する。なお、第２閾値Ｔｈ２は、照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせに基づき決定されてもよい。また、第２閾値Ｔｈ２は、検知すべき傷の形状に応じて決定されてもよい。
【数２】
2020134240.tif 000004
【００２６】
制御装置５０は、設定角度範囲２００における撮像角度θｃの下限値θｃ１と、上限値θｃ２とを決定する。検査面２ａに含まれる傷が照射光１００を反射する方向は、傷の形状により異なる。このため、反射光１０１をカメラ３０が受光するときのカメラ照度は、いわゆるコサイン４乗則に従う。このため、制御装置５０は、コサイン４乗則を用いて、カメラ照度が所望の閾値より大きくなる撮像角度θｃを決定する。例えば、制御装置５０は、第３閾値Ｔｈ３を用いて、以下の式（３）を満たす撮像角度θｃを決定する。なお、第３閾値Ｔｈ３は、照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせに基づき決定されてもよい。また、第３閾値Ｔｈ３は、検知する傷の形状に応じて決定されてもよい。
【数３】
2020134240.tif 000005
【００２７】
制御装置５０は、図４に示すように、干渉角度範囲２１０を除いて、設定角度範囲２００を決定する。干渉角度範囲２１０は、例えば、照明装置２０とカメラ３０とが接触する照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを含む。また、干渉角度範囲２１０は、カメラ３０と検査面２ａとの間に照明装置２０が配置される照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを含む。干渉角度範囲２１０の幅２１５は、例えば、照明装置２０の形状とカメラ３０の形状とに基づいて決定される。
【００２８】
制御装置５０は、図４に示すように、ハレーション角度範囲２２０を除いて、設定角度範囲２００を決定する。ハレーション角度範囲２２０は、カメラ３０が撮像した画像にハレーションが生じ得る照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを含む。例えば、ハレーション角度範囲２２０は、カメラ３０が検査面２ａを介して照明装置２０に正対するときの照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを含む。具体的には、ハレーション角度範囲２２０は、照明角度θｌが４５度であり、撮像角度θｃが１３５度であるときを含む。また、ハレーション角度範囲２２０は、照明角度θｌが６０度であり、撮像角度θｃが１５０度であるときを含む。ハレーション角度範囲２２０の幅２２５は、例えば、照明装置２０が照射する照射光１００の幅に基づいて決定される。
【００２９】
制御装置５０は、検査面２ａが反射した反射光１０１の反射方向とカメラ３０の光軸方向１１０とが成す角度に基づき、設定角度範囲２００を決定する。照明装置２０が照射した照射光１００は、検査面２ａに反射され、カメラ３０に到達する。照射光１００が検査面２ａを照らすときの検査面照度は、斜入射光特性に従う。また、反射光１０１は、図５に示すように、１８０度から照明角度θｌを減算した角度で反射される。照射光１００は、検査面２ａの極小領域で反射される。このため、検査面２ａが反射した反射光１０１をカメラ３０が受光するときのカメラ照度は、反射光１０１の反射方向と、カメラ３０の光軸方向１１０とが成す角度を用いたコサイン４乗則に従う。このため、制御装置５０は、検査面照度と、検査面２ａが反射する反射光１０１をカメラ３０が受光するときのカメラ照度に基づき、照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを決定する。例えば、制御装置５０は、第４閾値Ｔｈ４を用いて、以下の式（４）を満たす照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを決定する。なお、第４閾値Ｔｈ４は、照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせに基づき決定されてもよい。また、第４閾値Ｔｈ４は、検知する傷の形状に応じて決定されてもよい。
【数４】
2020134240.tif 000006
【００３０】
このように、制御装置５０は、式（２）〜（４）を満たす角度範囲から、干渉角度範囲２１０とハレーション角度範囲２２０とを除いて、設定角度範囲２００を決定する。制御装置５０は、決定した設定角度範囲２００に含まれる照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを選択する。
【００３１】
一実施の形態よる探傷装置１の構成を説明する。探傷装置１は、被検体２を配置する空間を囲むベース１０と、壁１１と、天板１２とを備える。ベース１０は板形状を有する。ベース１０の端部に、壁１１が設けられている。壁１１は、板形状を有し、ベース１０と直交してもよい。壁１１の端部に天板１２が設けられている。天板１２は板形状を有する。天板１２は、ベース１０に対向するように設けられている。
【００３２】
探傷装置１は、天板１２に接続された照明装置２０と、カメラ３０とを備える。照明装置２０は、照明支持装置２５を介して、天板１２に接続されている。カメラ３０は、カメラ支持装置３５を介して、天板１２に接続されている。
【００３３】
照明支持装置２５は、照明レールハンガー２６と、第１照明レール２７と、第２照明レール２８とを備える。照明レールハンガー２６は、例えば天板１２の直交方向に延びる棒形状を有する。照明レールハンガー２６の一端は天板１２に接続され、他端は第１照明レール２７に接続されている。
【００３４】
第１照明レール２７は、被検体２の配置位置と天板１２との間に、被検体２を囲むように、アーチ状に形成されている。第１照明レール２７は、第１照明レール２７の一端から被検体２の配置位置に向かう方向が、他端から被検体２の配置位置に向かう方向と異なるように構成されている。
【００３５】
第２照明レール２８は、第１照明レール２７に沿って摺動可能に接続されている。第２照明レール２８と第１照明レール２７とが接続される位置において、第２照明レール２８は、第１照明レール２７の延伸方向に直交する方向に延びた棒形状を有する。第２照明レール２８が第１照明レール２７に沿って摺動することで、第２照明レール２８の延伸方向は変更される。例えば、第２照明レール２８の延伸方向は、第１照明レール２７と第２照明レール２８との接続位置から被検体２の配置位置に向かう方向である。
【００３６】
照明装置２０は、第２照明レール２８の延伸方向に摺動可能に、第２照明レール２８に接続されている。照明装置２０は、例えばＬＥＤライトなどの光を照射する任意の装置を含む。
【００３７】
図２に示される照明角度θｌと、照明距離Ｓｌとは、照明装置２０の位置により決定される。第２照明レール２８が第１照明レール２７に沿って摺動することで、照明装置２０の位置が変化する。照明装置２０の位置が変化することで、照射光１００の照射方向を変更し、これにより、照明角度θｌを変更することができる。照明装置２０が第２照明レール２８に沿って摺動することで、被検体２の配置位置から照明装置２０までの照明距離Ｓｌを変更することができる。
【００３８】
カメラ支持装置３５は、カメラ用レールハンガー３６と、カメラ用レール３７とを備える。カメラ用レールハンガー３６は、例えば天板１２の直交方向に延びる棒形状を有する。カメラ用レールハンガー３６の一端は天板１２に接続され、他端はカメラ用レール３７に接続されている。
【００３９】
カメラ用レール３７は、被検体２の配置位置と天板１２との間に、被検体２を囲むように、アーチ状に形成されている。カメラ用レール３７は、カメラ用レール３７の一端から被検体２の配置位置に向かう方向が、他端から被検体２の配置位置に向かう方向と異なるように構成されている。カメラ用レール３７は、例えば第１照明レール２７と平行に設けられてもよい。
【００４０】
カメラ３０は、カメラ用レール３７に沿って摺動可能に接続されている。カメラ３０とカメラ用レール３７とが接続される位置において、カメラ３０の光軸方向１１０は、カメラ用レール３７の延伸方向に直交する方向を向く。カメラ３０がカメラ用レール３７に沿って摺動することで、カメラ３０の光軸方向１１０は変更される。例えば、カメラ３０の光軸方向１１０は、カメラ３０がカメラ用レール３７に沿って移動しても、カメラ３０から被検体２の配置位置に向かう方向である。カメラ３０は、検査面２ａの情報を取得することができる任意の装置を選択することができる。例えば、カメラ３０は、静止画を撮影する写真機、動画を撮影するビデオカメラなどを含む。
【００４１】
図２に示される撮像角度θｃは、カメラ３０の位置により決定される。カメラ３０がカメラ用レール３７に沿って摺動することで、カメラ３０の位置が変更され、カメラ３０の光軸方向１１０も変更される。この結果、撮像角度θｃも変更される。
【００４２】
探傷装置１は、ベース１０に回転可能に接続された回転台４０を備える。回転台４０は、ベース１０に直交する方向を軸に回転することができる。回転台４０には、被検体２を配置することができる。回転台４０が回転することで、被検体２を回転させることができる。また、回転台４０は、その上面４０ａをベース１０に直交する方向に移動させることができる。これにより、ベース１０に直交する方向において、検査面２ａの位置を調整することができる。
【００４３】
探傷装置１は、照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とを決定する制御装置５０を備える。制御装置５０は、図６に示すように、通信装置５１と、演算装置５２と、記憶装置５３と、入力装置５４と、出力装置５５とを備える。
【００４４】
通信装置５１は、カメラ３０が撮像した検査面２ａの画像を、カメラ３０から受信する。受信した画像は、演算装置５２に転送される。
【００４５】
記憶装置５３は、照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とを決定するために用いられる様々なデータを格納する。例えば、探傷プログラム５６が記憶装置５３にインストールされており、記憶装置５３は、探傷プログラム５６を記憶する非一時的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）として用いられる。探傷プログラム５６は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体５７に記録されたコンピュータプログラム製品(computer program product)として提供されてもよく、または、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。
【００４６】
演算装置５２は、探傷プログラム５６を実行して、照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とを決定するための様々なデータ処理を行う。
【００４７】
入力装置５４には、演算装置５２が探傷プログラム５６を実行するために必要となる情報が入力される。入力された情報は、演算装置５２に転送される。入力装置５４には、キーボード、マウス、タッチディスプレイなどが含まれる。
【００４８】
出力装置５５は、演算装置５２が決定した照明装置２０の状態と、カメラ３０の位置とを出力する。出力装置５５は、ディプレイなどの表示装置、スピーカなどを含む。
【００４９】
演算装置５２は、探傷プログラム５６を実行して、図７に示す処理を行う。演算装置５２は、最初に被検体２の情報と、検知すべき傷の情報とを取得する（ステップＳ１００）。被検体２の情報には、探傷装置１の基準面と検査面２ａの接平面とが成す角度が含まれる。探傷装置１の基準面は、例えば、図８に示すように、回転台４０の上面４０ａでもよい。この場合、検査面２ａの情報には、回転台４０の上面４０ａと検査面２ａの接平面との成す検査面角度４５が含まれる。演算装置５２は、この検査面角度４５に基づき検査面２ａの傾斜を取得する。
【００５０】
また、被検体２の情報には、被検体２の形状、検査面２ａの位置などが含まれる。例えば、検査面２ａの位置には、被検体２を回転台４０に配置したときの検査面２ａの高さ４６が含まれる。
【００５１】
被検体２の情報は、ユーザにより入力装置５４から入力される。入力装置５４に被検体２の図面が入力されることで、演算装置５２が被検体２の情報を算出してもよい。
【００５２】
検知すべき傷の情報には、傷の形状、例えば傷の深さ、長さ、幅などが含まれる。検知すべき傷の情報は、ユーザにより入力装置５４から入力される。複数の傷の形状が記憶装置５３に記憶され、ユーザは記憶された複数の傷の形状から検知すべき傷の形状を選択してもよい。
【００５３】
演算装置５２は、ステップＳ１１０において、入力された被検体２の情報と傷の情報とに基づき、照明装置２０の状態に含まれる照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとを決定する。記憶装置５３は、図３に示すように、傷と傷周辺との輝度比が第１閾値Ｔｈ１より大きくなる照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせを、傷の情報と関連付けて格納する。また、記憶装置５３に格納されている照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせは、カメラ３０が検知できる上限値よりもカメラ３０が受光するカメラ照度が小さくなるように設定されている。このため、演算装置５２は、入力された検知すべき傷の情報に基づき、記憶装置５３から照明輝度Ｗｌと照明距離Ｓｌとの組み合わせを抽出する。
【００５４】
演算装置５２は、記憶装置５３から抽出した照明距離Ｓｌから、探傷装置１に設定できる照明距離Ｓｌを選択する。演算装置５２は、被検体２の情報、例えば被検体２の形状に基づき、照明装置２０が被検体２に接触するときの照明装置２０から被検体２までの最小距離Ｓｌ１を決定する。演算装置５２は、記憶装置５３から抽出した照明距離Ｓｌから、最小距離Ｓｌ１より大きな照明距離Ｓｌを選択する。
【００５５】
演算装置５２は、ステップＳ１２０において、入力された被検体２の情報と傷の情報とに基づき、照明角度θｌと撮像角度θｃとを決定する。記憶装置５３は、傷の情報に関連付けて、図４に示す設定角度範囲２００に含まれる照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを格納する。演算装置５２は、入力された検知すべき傷の情報に基づき、記憶装置５３から照明角度θｌと撮像角度θｃとの組み合わせを抽出する。
【００５６】
演算装置５２は、抽出した照明角度θｌと撮像角度θｃから、探傷装置１に設定できる照明角度θｌと撮像角度θｃとを選択する。照明装置２０の移動により、照明装置２０が照射する照射光１００の照射方向と、探傷装置１の基準面との角度が変化する範囲を、記憶装置５３は格納する。例えば、探傷装置１の基準面が回転台４０の上面４０ａの場合、記憶装置５３は、図９に示すように、照射光１００の照射方向と回転台４０の上面４０ａとが成す角度４７が変化する範囲を格納する。演算装置５２は、記憶装置５３に記憶された角度４７の範囲と、入力された検査面２ａの傾きを表す検査面角度４５とに基づき、照明装置２０を配置できる照明角度θｌの範囲を算出する。
【００５７】
また、カメラ３０の移動により、カメラ３０の光軸方向１１０と、探傷装置１の基準面とが成す角度が変化する範囲を、記憶装置５３は格納する。例えば、探傷装置１の基準面が回転台４０の上面４０ａの場合、記憶装置５３は、カメラ３０の光軸方向１１０と回転台４０の上面４０ａとが成す角度４８が変化する範囲を格納する。演算装置５２は、記憶装置５３に記憶された角度４８の範囲と、入力された検査面２ａの傾きを示す検査面角度４５とに基づき、カメラ３０を配置できる撮像角度θｃの範囲を算出する。
【００５８】
演算装置５２は、図４に示す設定角度範囲２００から抽出した照明角度θｌと撮像角度θｃから、照明装置２０を配置できる照明角度θｌの範囲に含まれる照明角度θｌと、カメラ３０を配置できる撮像角度θｃの範囲に含まれる撮像角度θｃとの組み合わせを選択する。
【００５９】
演算装置５２は、ステップＳ１３０において、被検体２の形状に基づき、回転台４０の上面４０ａの位置を決定する。演算装置５２は、被検体２の形状と検査面２ａの位置とに基づき、被検体２を回転台４０に配置したときの回転台４０の上面４０ａから検査面２ａまでの距離を算出する。算出した距離に応じて、演算装置５２は、回転台４０の上面４０ａの位置を決定する。
【００６０】
演算装置５２は、ステップＳ１４０において、照明装置２０の位置と、カメラ３０の位置と、回転台４０の上面４０ａの位置とを出力する。演算装置５２は、検査面２ａの傾きを表す検査面角度４５と、決定された照明角度θｌと照明距離Ｓｌとに基づき、照明装置２０の位置を決定する。具体的には、演算装置５２は、検査面角度４５と照明角度θｌとの和に基づき、照明装置２０が被検体２に照射光１００を照射する照射方向を決定する。決定した照射方向に応じて、演算装置５２は、第２照明レール２８の位置を決定する。また、照明距離Ｓｌに応じて、演算装置５２は、第２照明レール２８における照明装置２０の位置を決定する。このようして、演算装置５２は、検査面角度４５と照明角度θｌとに基づき、第２照明レール２８の位置を決定することができる。
【００６１】
カメラ３０の位置は、検査面２ａの傾きを表す検査面角度４５と、決定された撮像角度θｃに基づき、決定される。カメラ３０の光軸方向１１０は、検査面角度４５と撮像角度θｃとの和に基づき決定することができる。演算装置５２は、決定した光軸方向１１０に応じて、カメラ３０の位置を決定する。
【００６２】
演算装置５２は、決定した第２照明レール２８の位置と、第２照明レール２８における照明装置２０の位置と、カメラ３０の位置と、回転台４０の上面４０ａの位置と、照明輝度Ｗｌとを出力装置５５を用いて出力する。
【００６３】
ユーザは、演算装置５２が出力した情報に基づき、検査面２ａの検査を行う。演算装置５２により出力された照明装置２０の位置と、カメラ３０の位置と、回転台４０の上面４０ａの位置とに基づき、ユーザは探傷装置１を設定する。具体的には、ユーザは、第２照明レール２８を第１照明レール２７に沿って摺動して、第２照明レール２８を演算装置５２が出力した第２照明レール２８の位置に設定する。次に、照明装置２０を第２照明レール２８に沿って摺動して、照明装置２０を演算装置５２が出力した照明装置２０の位置に設定する。カメラ３０も、カメラ用レール３７に沿って摺動して、演算装置５２が出力したカメラ３０の位置に設定する。回転台４０の上面４０ａも、ベース１０に直交する方向に移動させ、演算装置５２が出力した上面４０ａの位置に設定する。
【００６４】
ユーザは、探傷装置１を駆動して、検査面２ａに傷があるかを確認する。ユーザは、演算装置５２が出力した照明輝度Ｗｌに基づき、照明装置２０を点灯し、カメラ３０で検査面２ａを撮像する。撮像した検査面２ａの画像は、制御装置５０に表示される。ユーザは、表示された検査面２ａの画像を確認することで、検査面２ａに傷があるかを確認する。
【００６５】
このように、探傷装置１を用いて、効率的に検査面２ａの検査を行うことができる。
【００６６】
照明支持装置２５とカメラ支持装置３５とは、照明装置２０またはカメラ３０を移動させるアクチュエータを備えてもよい。この場合、図１０に示すように、制御装置５０は、照明支持装置２５とカメラ支持装置３５とに接続され、それぞれのアクチュエータを制御してもよい。
【００６７】
制御装置５０は、図７のステップＳ１４０において、照明装置２０の位置を決定すると、照明装置２０の位置に基づき、照明位置決め信号を生成する。照明支持装置２５は、照明位置決め信号に基づき、照明装置２０の位置を設定する。具体的には、照明支持装置２５は、第２照明レール２８を第１照明レール２７に沿って移動させる第１アクチュエータと、照明装置２０を第２照明レール２８に沿って移動させる第２アクチュエータとを備える。照明支持装置２５は、照明位置決め信号から第２照明レール２８の位置を抽出する。照明支持装置２５は、抽出した第２照明レール２８の位置に基づき、第１アクチュエータを駆動して第２照明レール２８を演算装置５２が決定した第２照明レール２８の位置に移動させる。次に、照明支持装置２５は、照明位置決め信号から第２照明レール２８における照明装置２０の位置を抽出する。照明支持装置２５は、抽出した照明装置２０の位置に基づき、第２アクチュエータを駆動して、照明装置２０を演算装置５２が決定した照明装置２０の位置に移動させる。
【００６８】
また、制御装置５０は、カメラ３０の位置を決定すると、カメラ３０の位置に基づき、カメラ位置決め信号を生成する。カメラ支持装置３５は、カメラ位置決め信号に基づき、カメラ３０の位置を設定する。具体的には、カメラ支持装置３５は、カメラ３０をカメラ用レール３７に沿って移動させるアクチュエータを備える。カメラ支持装置３５は、カメラ位置決め信号からカメラ３０の位置を抽出する。カメラ支持装置３５は、抽出したカメラ３０の位置に基づき、アクチュエータを駆動してカメラ３０を演算装置５２が決定したカメラ３０の位置に移動させる。
【００６９】
また、照明支持装置２５の第１照明レール２７と、カメラ支持装置３５のカメラ用レール３７とは、１つのレールを共有してもよい。
【００７０】
照明支持装置２５は、照明装置２０を移動させることで、照射光１００の照射方向と検査面２ａからの距離とを変更できる任意の装置を選択することができる。例えば、照明支持装置２５は、複数の関節を備えるロボットアームであってもよい。
【００７１】
カメラ支持装置３５は、カメラ３０を移動させることで、カメラ３０の光軸方向１１０を変更できる任意の装置を選択することができる。例えば、カメラ支持装置３５は、複数の関節を備えるロボットアームであってもよい。
【００７２】
被検体２は、照明支持装置２５とカメラ支持装置３５とが照明装置２０とカメラ３０とを移動させることで、ベース１０に直交する方向を軸に、照射光１００の照明方向とカメラ３０の光軸方向１１０とを回転してもよい。この場合、回転台４０は、ベース１０に直交する方向を軸に回転しなくてもよい。
【００７３】
また、照明支持装置２５とカメラ支持装置３５とは、照明装置２０とカメラ３０とをベース１０に直交する方向に移動できるように構成されてもよい。この場合、回転台４０は、その上面４０ａをベース１０に直交する方向に移動できなくてもよい。
【００７４】
図４に示す設定角度範囲２００は、式（２）〜（４）などの各条件の一部を満足する範囲でもよい。各条件の一部を満足する範囲であっても、照明装置２０の位置とカメラ３０の位置とは限定されるため、効率よく検査することができる。
【００７５】
以上において説明した処理は一例であり、各ステップの順番、処理内容は、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよい。探傷装置１は、任意の方向を鉛直下側に設置してもよい。例えば、天板１２を鉛直下側に配置してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  探傷装置
２  被検体
２ａ  検査面
１０  ベース
１１  壁
１２  天板
２０  照明装置
２５  照明支持装置
２６  照明レールハンガー
２７  第１照明レール
２８  第２照明レール
３０  カメラ
３５  カメラ支持装置
３６  カメラ用レールハンガー
３７  カメラ用レール
４０  回転台
４０ａ  上面
４５  検査面角度
４６  高さ
４７  角度
４８  角度
５０  制御装置
５１  通信装置
５２  演算装置
５３  記憶装置
５４  入力装置
５５  出力装置
５６  探傷プログラム
５７  記録媒体
１００  照射方向
１１０  光軸方向
２００  設定角度範囲
２１０  干渉角度範囲
２１５  幅
２２０  ハレーション角度範囲
２２５  幅
２３０  閾値曲線
４０１  低輝度近似曲線
４０２  高輝度近似曲線
【図１】
2020134240.tif 000008
【図２】
2020134240.tif 000009
【図３】
2020134240.tif 000010
【図４】
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【図５】
2020134240.tif 000012
【図６】
2020134240.tif 000013
【図７】
2020134240.tif 000014
【図８】
2020134240.tif 000015
【図９】
2020134240.tif 000016
【図１０】
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