(57)【要約】【課題】簡単な構成で円筒形被検査体の表面に発生する欠陥を検査できる円筒形被検査体の表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】断面点状の光３を出射する照明手段２、点状の光３を円筒形の被検査体１の中心と垂直で表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光９に変換し線状の光９を被検査体１の長さ方向に照射する光変換手段４、線状の光９を受け、線状の光９を被検査体１の中心１１に向けて反射する反射手段５、被検査体１の欠陥７から反射される乱反射光８ｂは受光せず、欠陥の無い表面から反射される正反射光８ａを受光し正反射光８ａの各位置での受光量を検出する検出手段６ａとから成る検査ユニットを被検査体１の全周に配置し、被検査体１の全周から検出した正反射光８ａの各位置での受光量から被検査体１表面の欠陥７及びその位置を判定する判定手段１０を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の円筒形の被検査体の表面に光を照射し、反射光を検出して、上記検出した反射光により上記被検査体の表面の欠陥を検出する円筒形被検査体の表面欠陥検査装置において、
断面点状の光を出射する照明手段と、
上記点状の光を上記検査体の中心軸と直角で上記表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光に変換し上記変換した線状の光を上記被検査体の長さ方向に照射する光変換手段と、
上記光変換手段から照射された線状の光を受け、上記受けた線状の光を上記被検査体の中心に向けて反射する反射手段と、
上記被検査体の欠陥から反射される乱反射光は受光せず、欠陥の無い表面から反射される正反射光を受光し上記正反射光の各位置での受光量を検出する検出手段とから成る複数の検査ユニットを上記被検査体の全周を取りまくように配置し、
上記被検査体の全周から検出した上記正反射光の各位置での受光量から上記被検査体表面の欠陥及びその位置を判定する判定手段と、上記被検査体をその長さ方向に移動させる移動手段とを設けたことを特徴とする円筒形被検査体の表面欠陥検査装置。
【請求項２】
長尺の円筒形の被検査体の表面に光を照射し、反射光を検出して、上記検出した反射光により上記被検査体の表面の欠陥を検出する円筒形被検査体の表面欠陥検査装置において、
断面点状の光を出射する照明手段と、
上記点状の光を上記被検査体の中心軸と直角で上記表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光に変換し上記変換した線状の光を上記被検査体の長さ方向に照射する光変換手段と、
上記光変換手段から照射された線状の光を受け、上記受けた線状の光を上記被検査体の中心に向けて反射する反射手段と、
上記被検査体の欠陥の無い表面から反射される正反射光は受光せず、欠陥から反射される乱反射光を受光し、上記乱反射光の各位置での受光量を検出する検出手段とから成る複数の検査ユニットを上記被検査体の全周を取りまくように配置し、
上記被検査体の全周から検出した上記乱反射光の各位置での受光量から上記被検査体表面の欠陥及びその位置を判定する判定手段と、上記被検査体をその長さ方向に移動させる移動手段とを設けたことを特徴とする円筒形被検査体の表面欠陥検査装置。
【請求項３】
上記被検査体の周方向に隣り合う上記各検査ユニットをその検出可能な範囲を周方向に一部オーバーラップさせて設置することを特徴とする請求項１または２に記載の円筒形被検査体の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線等のような円筒形被検査体の表面に発生する欠陥の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検査体の表面に発生した傷を検査する方法として、例えば、テープ状の超伝導線のような被検査体の表面に対して法線方向に設置された受光部と、受光部の光軸に対して同軸の方向に照射する青色の同軸落射照明と、上記法線方向と角度をなす方向に照射する赤色の斜方照明とを備え、被検査体の表面からの反射光を受光部で受光する傷検査装置が開示されている。
【０００３】
この傷検査装置においては、被検査体の表面に欠陥がある場合には、照射された青色の同軸落射照明は欠陥部で散乱するため受光部での受光量が低下し、また、赤色の斜方照明は欠陥部で乱反射するため受光部での受光量が上昇することを利用して欠陥を検出している。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
また、投光器と受光器からなる検査手段をケーブルの円周方向に回転させ、照度が均一なレーザ光をケーブルに照射し、正反射した反射光を受光器で受けて電気信号に変換する傷検査装置が開示されている。
【０００５】
この傷検査装置において、検査手段をケーブルの円周方向に回転させ、ケーブルを長手方向に一定速度で搬送することで、ケーブル表面全体を検査することができる。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００６／１１５００７国際公開公報（第１２頁−１３頁、図１０）
【特許文献２】特開平８−２３３７５１公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の傷検査装置では、被検査体が円筒形状の場合、被検査体表面の法線方向が一定ではないため被検査体表面からの反射光を被検査体上部に設置した受光部で受光することができないという問題がある。
【０００８】
上記特許文献２に記載の傷検査装置では、投光器と受光器と被検査体表面との位置関係が常に一定となるように検査手段を構成しているが、ケーブル全周を検査するために検査手段を回転させる必要があるため、装置構成が複雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記のような問題を解決するものであり、簡単な構成で円筒形被検査体の表面に発生する欠陥を検査できる円筒形被検査体の表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置は、長尺の円筒形の被検査体の表面に光を照射し、反射光を検出して、上記検出した反射光により上記被検査体の表面の欠陥を検出する円筒形被検査体の表面欠陥検査装置において、
断面点状の光を出射する照明手段と、
上記点状の光を上記検査体の中心軸と直角で上記表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光に変換し上記変換した線状の光を上記被検査体の長さ方向に照射する光変換手段と、
上記光変換手段から照射された線状の光を受け、上記受けた線状の光を上記被検査体の中心に向けて反射する反射手段と、
上記被検査体の欠陥から反射される乱反射光は受光せず、欠陥の無い表面から反射される正反射光を受光し上記正反射光の各位置での受光量を検出する検出手段とから成る複数の検査ユニットを上記被検査体の全周を取りまくように配置し、
上記被検査体の全周から検出した上記正反射光の各位置での受光量から上記被検査体表面の欠陥及びその位置を判定する判定手段と、上記被検査体をその長さ方向に移動させる移動手段とを設けたものである。
【００１１】
また、長尺の円筒形の被検査体の表面に光を照射し、反射光を検出して、上記検出した反射光により上記被検査体の表面の欠陥を検出する円筒形被検査体の表面欠陥検査装置において、
断面点状の光を出射する照明手段と、
上記点状の光を上記被検査体の中心軸と直角で上記表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光に変換し上記変換した線状の光を上記被検査体の長さ方向に照射する光変換手段と、
上記光変換手段から照射された線状の光を受け、上記受けた線状の光を上記被検査体の中心に向けて反射する反射手段と、
上記被検査体の欠陥の無い表面から反射される正反射光は受光せず、欠陥から反射される乱反射光を受光し、上記乱反射光の各位置での受光量を検出する検出手段とから成る複数の検査ユニットを上記被検査体の全周を取りまくように配置し、
上記被検査体の全周から検出した上記乱反射光の各位置での受光量から上記被検査体表面の欠陥及びその位置を判定する判定手段と、上記被検査体をその長さ方向に移動させる移動手段とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の円筒形表面傷検査装置によれば、簡単な構成で円筒形被検査体の欠陥を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置における検査ユニットの実施の形態１を示す模式図である。
【図２】反射手段の形状を説明するための側面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面図である。
【図３】円筒形被検査体への照射角度における反射手段の反射面の法線ベクトルを示すグラフである。
【図４】本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置の構成を説明するための斜視図である。
【図５】本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置における検査ユニットの実施の形態２を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置における検査ユニットの実施の形態１を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。
被検査体である円筒形被検査体１は、例えば、電線等の円筒形状の長尺物であり、本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置は、長尺の円筒形被検査体の表面に光を照射し、反射光を検出して、上記検出した反射光により円筒形被検査体１の表面にある欠陥７を検出するものである。
【００１５】
本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置は、後述のように、検査ユニットを円筒形被検査体１の全周に複数個配置し円筒形被検査体１全周を検査できるようにしたものである。
本実施の形態１の検査ユニットは、断面点状の光３を出射する照明手段２と、点状の光３を円筒形の被検査体１の中心軸と直角で上記表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光９に変換し、変換した線状の光９を被検査体１の長さ方向に照射する光変換手段４と、光変換手段４で変換した線状の光９を受け、受けた線状の光９を被検査体１の中心１１に向かって反射するミラー等の反射手段５と、反射手段５から照射された線状の光９が被検査体１の欠陥７から反射される乱反射光８ｂは受光せず、被検査体１の欠陥の無い表面から反射した正反射光８ａを受光する検出手段６ａとを備えている。検出手段６ａからは、正反射光８ａの各位置での受光量の多少（正反射光８ａの受光量の分布）が出力される。
【００１６】
検出手段６ａから入力された正反射光８ａの各位置での受光量の多少から欠陥７の有無及び欠陥７の位置がパソコン等で構成される判定手段１０により判定される。また、円筒形被検査体１を長さ方向に移動させる移動手段が設けられている。
【００１７】
照明手段２には、レーザ光源、ＬＥＤ照明、ハロゲンランプ照明等の点光源を使用することができ、光変換手段４には、ポリゴンミラーやレンズを使用することができる。また、検出手段６ａには、ＣＣＤカメラやＰＤ等の受光素子を使用することができる。
【００１８】
次に、本実施の形態１における円筒形表面欠陥検査装置の動作について図１を参照して説明する。
照明手段２から出射された点状の光３は、光変換手段４で点状の光３から線状の光９に変換される。線状の光９は、図１（ｂ）に示したように、円筒形被検査体１の長手方向に放射状に照射され、円筒形被検査体１の長手方向の前方に配置された反射手段５に入射する。反射手段５の反射面の形状は、図１（ｃ）に示したように、線状の光９が円筒形被検査体１の中心１１に向うように形成されている。
【００１９】
円筒形被検査体１の表面に入射した線状の光９は、円筒形被検査体１の表面で反射する。円筒形被検査体１の表面にキズや割れといった欠陥７が無い場合は、表面での正反射光８ａが多く、乱反射光８ｂは少なくなる。検出手段６ａは正反射光８ａをもっとも多く受光できる位置、すなわち正反射光８ａの中心を中央で受光する位置に設置する。円筒形被検査体１の表面に欠陥７がある場合は、正反射光８ａが低減し、乱反射光８ｂが増大する。したがって、正反射光８ａの各位置における受光量の多少（正反射光８ａの受光量の分布）を受光素子を線状に配列した検出手段６ａで検出し、受光量の少ない位置に欠陥７が生じていると判断手段１０で判断することができる。
【００２０】
このように円筒形被検査体１の表面での正反射光８ａの各位置での受光量の多少を検出手段６ａで検出し、検出情報を判定手段１０に入力することにより、円筒形被検査体１の表面の欠陥７及びその位置を検出することが可能となる。
【００２１】
ここで、円筒形被検査体１は図示しない保持機構で保持しながら移動手段で長手方向に移動させるが、移動時の振動や応力の影響を受け、線状の光９に対する円筒形被検査体１の位置関係が変動する場合がある。また、円筒形被検査体１の表面に欠陥ではない凹凸が発生する場合がある。
【００２２】
このような変動が発生した場合、表面に欠陥がなくても円筒形被検査体１の表面で反射する正反射光８ａの方向が変動するため、検出手段６ａのサイズは、位置関係及び形状が変動した場合の正反射光８ａを受光でき、且つ、円筒形被検査体１の表面に発生した欠陥７で乱反射した乱反射光８ｂは受光しないサイズとする。
【００２３】
図２は、反射手段５の形状を説明するための側面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面図であり、図３は、円筒形被検査体への照射角度における反射手段（ミラー）５の法線ベクトルを示すグラフである。
図２（ａ）に示したように、光変換手段４から反射手段５に入射される位置までの距離を４０ｍｍ、図２（ｂ）に示したように、反射手段５に入射された線光源９の中心から線状の光９が円筒形被検査体１に到達する位置までの距離を４０ｍｍ、円筒形被検査体１に照射する範囲を±１５°（照射角度θ＝３０°）とした場合、円筒形被検査体１への照射する範囲±１５°における反射手段５の法線ベクトルは、図３に示すような形状となる。
【００２４】
検出手段６ａの形状は、線状の正反射光８ａの一端から多端までの各位置での反射光を受光できるように曲面状の面上に受光素子を配列する。
【００２５】
図４は、本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置の構成を説明するための斜視図である。なお、図４では、図の複雑さを避けるために、円筒形被検査体１と反射手段５のみを示し、反射手段５それぞれの検査ユニットを構成する照明手段２、光変換手段４、検出手段６ａは省略している。
【００２６】
図４に示したように、本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置は、円筒形被検査体１を取りまき全周から検出情報が得られるように検査ユニットを複数個設置する。また、図４に示したように、各検査ユニットで検出可能な範囲を一部オーバーラップさせて設置する。
【００２７】
本実施の形態１の円筒形被検査体の表面欠陥検査装置によれば、断面点状の光３を出射する照明手段２と、点状の光３を円筒形被検査体１の中心軸と直角で上記表面から所定距離離反した直線上に配列した断面線状の光９に変換し、変換した線状の光９を円筒形被検査体１の長さ方向に照射する光変換手段４と、光変換手段４で変換した線状の光９を受け、受けた線状の光９を円筒形被検査体１の中心１１に向かって反射するミラー等の反射手段５と、反射手段５から照射された線状の光９が円筒形被検査体１の欠陥７から反射される乱反射光８ｂは受光せず、円筒形被検査体１の欠陥の無い表面から反射した正反射光８ａを受光する検出手段６ａとからなる検出ユニットを円筒形被検査体の全周を取りまくように配置し、円筒形被検査体１の全周から検出した正反射光８ａの各位置での受光量から円筒形被検査体１表面の欠陥７及びその位置を判定する判定手段１０と、円筒形被検査体１長さ方向に移動させる移動手段とを設けたので、簡単な構成で円筒形被検査体１の欠陥７を検査することができる。
【００２８】
また、周方向に隣り合う各検査ユニットを周方向に一部オーバーラップさせて設置することによって、各検査ユニットの検出可能な範囲の境界で情報が欠落するのを防止することができる。オーバーラップさせた部分は２つの検査ユニットで検査されるため、その部分の情報が２つ得られる。この２つの情報を平均したものをオーバーラップさせた部分の情報とする。ただし、オーバーラップさせた部分を検査する２つのユニットは円筒形被検査体１の長手方向にずらして設置されるので、同じ部分の情報を取り込むのに時間差が生じる。従って、この時間差分を較正したデータを平均処理する。
【００２９】
実施の形態２．
図５は、本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置における検査ユニットの実施の形態２を示す模式図である。
上記実施の形態１では、正反射光８ａを検出手段６ａに受光し、乱反射光８ｂを受光しないようにしたが、図５に示したように、本実施の形態２では、乱反射光８ｂを受光する位置に検出手段６ｂを設置する。
【００３０】
円筒形被検査体１表面にキズや割れといった欠陥が無い場合は、表面での正反射光が多く、乱反射光は少なくなる。また、円筒形被検査体表面にキズや割れといった欠陥がある場合は、表面での正反射光が低減し、乱反射光が増大する。したがって、検出手段６ｂで乱反射光８ｂを検出することによって欠陥７を検出することができる。
【００３１】
このように円筒形被検査体表面での乱反射光８ｂの各位置における受光量（乱反射光８ｂにおける受光量分布）を検出手段６ｂで検出し、その情報を判定手段１０に入力することにより、簡単な構成で円筒形被検査体１の欠陥７及びその位置を検査することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る円筒形被検査体の表面欠陥検査装置は、電線などのような長尺のケーブル表面の欠陥を検出する装置として有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  円筒形被検査体、２  照明手段、３  照明光、４  光変換手段、５  反射手段、
６ａ，６ｂ  検出手段、７  欠陥、８  反射光、８ａ  正反射光、８ｂ  乱反射光、
９  線状の光、１０  判定手段、１１  円筒形被検査体の中心。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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