JP2018105836A - 内面検査装置および内面検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、検査対象物の内面の検査をより高精度に行うことが可能な内面検査装置および内面検査システムを得る。【解決手段】実施形態の内面検査装置にあっては、内部に導光路が設けられるとともに外部からの光を導光路内に導入する開口部が設けられた検査ロッドと、検査ロッドに設けられ検査対象面を照らす照射光を出す複数の光源と、照射光の検査対象面における反射光のうち開口部を介して導光路内に導入された光によって検査対象面を撮像する撮像部と、複数の光源の照射パターンを切り替える照射切替部と、を備え、開口部は、複数の光源の間に位置される。【選択図】図４

Description

本発明は、内面検査装置および内面検査システムに関する。

従来、筒状の検査対象物の端部から照射された光により検査対象物の内面（検査対象面）を撮像し、当該内面を検査する技術が知られている。また、筒状の検査対象物に挿入されたプリズム等の同軸落射照明から照射された光により検査対象物の内面を撮像し、当該内面を検査する技術も、知られている。

実公平６−０４１１６３号公報 特開２０１５−１３２５８８号公報 特許第４３３９０９４号公報

しかしながら、上記従来技術では、検査対象面に対する光の照射方向（照射パターン）を変更することが困難であったため、検査対象面に生じうる異常の形状等によっては、当該異常の有無を判別し難い場合があった。

そこで、本発明の課題の一つは、検査対象物の内面の検査をより高精度に行うことが可能な内面検査装置および内面検査システムを得ることである。

実施形態の内面検査装置にあっては、内部に導光路が設けられるとともに外部からの光を導光路内に導入する開口部が設けられた検査ロッドと、検査ロッドに設けられ検査対象面を照らす照射光を出す複数の光源と、照射光の検査対象面における反射光のうち開口部を介して導光路内に導入された光によって検査対象面を撮像する撮像部と、複数の光源の照射パターンを切り替える照射切替部と、を備え、開口部は、複数の光源の間に位置される。

図１は、実施形態１にかかる内面検査システムの全体構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施形態１にかかる内面検査装置の模式的かつ例示的な外観図である。 図３は、実施形態１にかかる内面検査装置の概略構成の模式的かつ例示的な図である。 図４は、実施形態１にかかる内面検査ロッドの先端部の模式的かつ例示的な外観図である。 図５は、実施形態１にかかる内面検査ロッドの先端部の模式的かつ例示的な下面図である。 図６は、実施形態１にかかる内面検査ロッドの先端部の模式的かつ例示的な断面図である。 図７は、実施形態１にかかる制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図８は、実施形態１にかかるＰＣのハードウェア構成の一例を示す図である。 図９は、実施形態１にかかるＰＣの機能的構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、実施形態１にかかる画像合成の一例を模式的に示す図である。 図１１は、実施形態１にかかる内面撮像処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、実施形態１にかかる画像処理および合否判定の処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１３Ａは、実施形態１の変形例１にかかる撮像画像の一例を示す図である。 図１３Ｂは、実施形態１の変形例１にかかる撮像画像の一例を示す図である。 図１３Ｃは、実施形態１の変形例１にかかる撮像画像の一例を示す図である。 図１３Ｄは、実施形態１の変形例１にかかる撮像画像の一例を示す図である。 図１４は、実施形態１の変形例３にかかる内面検査ロッドの先端部の概略構成の模式的かつ例示的な図である。 図１５は、実施形態２にかかる内面検査装置の模式的かつ例示的な外観図である。 図１６は、実施形態２にかかる内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図である。 図１７は、実施形態２にかかるＰＣの機能的構成の一例を示すブロック図である。 図１８は、実施形態２にかかる内面撮像処理の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成や制御以外によっても実現可能である。また、本発明は、基本的な構成や制御によって得られる派生的な効果も含む種々の効果を得ることが可能である。

（実施形態１）
図１は、本実施形態にかかる内面検査システムＳの全体構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態にかかる内面検査システムＳは、内面検査装置４と、制御装置２と、ＰＣ１とを備える。

ＰＣ１は、内面検査装置４のカメラ４２が撮像した撮像画像の画像処理と、カメラ４２に撮像された検査対象物の内面の不良の判定処理とを行うコンピュータである。また、ＰＣ１は、内面検査装置４の検査開始位置の制御を行う。ＰＣ１は、本実施形態における情報処理装置の一例である。ＰＣ１の構成および機能の詳細については後述する。ケーブル１０は、ＰＣ１と制御装置２との間で信号およびデータの伝達をする通信線である。

制御装置２は、信号の変換および内面検査装置４への電源供給を行う装置である。制御装置２の構成および機能の詳細については後述する。ケーブル９は、電源８から制御装置２へ電力を供給する電源線である。

図１に示すように、内面検査装置４は、本体部４０と、回転コネクタ４１と、ステッピングモータ４５と、ロータリエンコーダ４６とを備える。

また、ケーブル３ａは、制御装置２と回転コネクタ４１とを接続するケーブルである。ケーブル３ａは、内面検査装置４の本体部４０への電源を供給する電源線と、制御装置２と内面検査装置４との間で信号およびデータの伝達をする通信線とを含む。

ケーブル３ｂは、制御装置２とロータリエンコーダ４６とを接続するケーブルである。ケーブル３ｂは、ロータリエンコーダ４６への電源を供給する電源線と、ロータリエンコーダ４６から制御装置２へ信号の伝達をする通信線とを含む。

ケーブル３ｃは、制御装置２とステッピングモータ４５とを接続するケーブルである。ケーブル３ｃは、ステッピングモータ４５への電源を供給する電源線と、制御装置２からステッピングモータ４５へ信号の伝達をする通信線とを含む。

図１に示すように、本体部４０は、カメラ４２と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）５３Ａ〜５３Ｄと、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄとを備える。内部ケーブル７は、本体部４０の各構成への電源供給と、信号およびデータの伝達とを行う内部ケーブルである。

ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄは、検査対象面に拡散光を照射する複数の光源である。ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄは、本実施形態における複数の光源の一例であり、他の照明装置を採用しても良い。また、ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄを複数の第一の光源、ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂを複数の第二の光源とも称する。

ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの点灯および光量をそれぞれ個別に制御する回路である。ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの点灯を制御することにより、検査対象面に対するＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの照射パターンを切り替える。なお、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄは、切り替え点灯に限定せず、全点灯制御としても良い。例えば、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄをすべて点灯させても良い。

また、本実施形態においては、第一の照射パターンは、複数の第一の光源であるＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄが照射光を出し、かつ、複数の第二の光源であるＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂが照射光を出さない照射パターンとする。また、第二の照射パターンは、複数の第一の光源であるＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄが照射光を出さず、かつ複数の第二の光源であるＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂが照射光を出す照射パターンとする。本実施形態のＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、第一の照射パターンと第二の照射パターンとを交互に切り替える。ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ロータリエンコーダ４６が出力したパルス信号を点灯または消灯のトリガとして、制御装置２および回転コネクタ４１を介して入力する。ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、当該パルス信号を入力した場合に、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを点灯または消灯することで、照射パターンを切り替える。ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、実施形態における照射切替部の一例である。

また、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、それぞれ可変抵抗器（不図示）を備える。可変抵抗器（不図示）は、ユーザの手動により抵抗値を変更することが可能である。ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄの可変抵抗器（不図示）の抵抗値が変更されることにより、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの光量が変更される。また、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ユーザによる手動に限らず、制御装置２から入力された信号によってＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの光量を変更する構成を採用しても良い。

ステッピングモータ４５は、カメラ４２等を含む回転部を、一定の角度ずつ回転するための回転駆動機構である。回転部に含まれる構成については、後述する。ステッピングモータ４５は、回転の動力を、回転伝達機構（図１には不図示）を介して本体部に伝達することにより、回転部を回転させる。ステッピングモータ４５は、本実施形態における回転駆動機構の一例である。本実施形態のステッピングモータ４５は、一周（３６０度）を４０００回に分けて、カメラ４２等を回転させる。すなわち、本実施形態のステッピングモータ４５における「一定の角度」は、０．０９度とする。当該回転角度および一周あたりの回転回数は一例であり、これに限定しない。

また、ステッピングモータ４５は、内面検査において、ユーザがＰＣ１から任意に指定した回転の開始位置を指定する信号を、制御装置２およびケーブル３ｃを介して入力する。ステッピングモータ４５は、指定された開始位置まで回転をした後に、当該開始位置から一定の角度ずつ、回転をする。

ロータリエンコーダ４６は、ステッピングモータ４５の回転を検出する回転検出機構である。ロータリエンコーダ４６は、ステッピングモータ４５が一定の角度回転したことを検出すると、ケーブル３ｂを介して制御装置２に対してパルス信号を出力する。当該パルス信号は、カメラ４２が撮像を行うトリガとなり、かつ、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄが照射パターンを切り替えるトリガとなる信号である。本実施形態においては、ロータリエンコーダ４６は、１周あたり４０００回分のトリガとなるパルス信号を出力する。ロータリエンコーダ４６は、回転検出機構の一例であり、内面検査装置４は、他の構成によってステッピングモータ４５の回転を検出しても良い。

カメラ４２は、例えば、時間遅延積算型であるＴＤＩ（Time Delayed Integration）型のセンサ素子を２つ備えたデュアルラインカメラである。カメラ４２は、例えば、後述のロータリエンコーダ４６が出力したパルス信号を、制御装置２、回転コネクタ４１および内部ケーブル７を介して入力する。当該パルス信号を入力した場合に、検査対象面を撮像する。カメラ４２は、第一のセンサ素子と第二のセンサ素子とによって、交互に画像を撮像する。

例えば、カメラ４２は、第一の照射パターンで照射された検査対象面を、第一のセンサ素子で撮像し、次に、第二の照射パターンで照射された検査対象面を、第二のセンサ素子で撮像する。本実施形態では、カメラ４２は、ステッピングモータ４５によって０．０９度ずつ回転されているので、カメラ４２は、第一のセンサ素子で撮像した後に、０．０９度回転した後、第二のセンサ素子で撮像する。カメラ４２は、このように回転しながら２つのセンサ素子で交互に撮像することで、検査対象物６２内を一周回転するごとに、２種類の照射パターンで照射された撮像画像を撮像することができる。また、第一のセンサ素子で撮像された撮像画像を第一の撮像画像と、第二のセンサ素子で撮像された撮像画像を第二の撮像画像とでは、撮像領域に一定の差異が生じるが、当該差異は、後述の画像処理において調整される。

カメラ４２は、撮像した撮像画像のデータを、内部ケーブル７を介して回転コネクタ４１へ出力する。カメラ４２は、本実施形態における撮像部の一例である。

回転コネクタ４１は、正逆３６０度無限回転が可能なコネクタである。具体的には、回転コネクタ４１は、無限回転する回転側と、固定側を非接触で電気的に接続する。本実施形態の回転コネクタ４１では、本体部４０に接している側が回転側、ケーブル３ａと接続している側が固定側である。本体部４０が、ステッピングモータ４５によって回転されても、回転コネクタ４１のケーブル３ａと接続している側は回転しない。

具体的には、回転コネクタ４１は、制御装置２からケーブル３ａを介して入力された電力およびカメラ４２への制御信号を、非接触で本体部４０へ入力する。また、回転コネクタ４１は、ロータリエンコーダ４６が出力したパルス信号を、制御装置２およびケーブル３ａを介して取得し、非接触で本体部４０のカメラ４２およびＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄに入力する。また、回転コネクタ４１は、カメラ４２が撮像した撮像画像データを、本体部４０から非接触で取得し、ケーブル３ａを介して制御装置２へ出力する。

次に、本実施形態における内面検査装置４の詳細について説明する。図２は、本実施形態にかかる内面検査装置４の模式的かつ例示的な外観図である。カバー４０３Ａ〜４０３Ｂは、内面検査装置４の外側を覆う。図１で説明した内面検査装置４のカメラ４２と、ＬＥＤ制御回路（照射切替部）４７Ａ〜４７Ｄとは、カバー４０３Ａの内側に位置される。また、回転コネクタ４１は、カバー４０３Ｂの内側に位置される。また、ステッピングモータ４５と、ロータリエンコーダ４６とは、カバー４０３Ｃの内側に位置される。

また、図２に示すように、内面検査装置４は、カバー４０３Ａの外側に露出した内面検査ロッド５を備える。内面検査ロッド５は、図１の本体部４０に含まれる。内面検査ロッド５の先端部にＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄが設けられている。内面検査において、内面検査ロッド５は、検査対象物の内側に位置される。内面検査ロッド５は、検査ロッド、棒状部材、支持部材、通路部材とも称されうる。内面検査ロッド５の先端部の構成の詳細については、後述する。

図３は、本実施形態にかかる内面検査装置４の概略構成の模式的かつ例示的な図である。なお、図３において、互いに平行な中心軸Ａｘ１および中心軸Ａｘ２の軸方向であって内面検査ロッド５からレンズ４３に向かう方向は、Ｂ方向と記される。

図２で説明したように、回転コネクタ４１は、カバー４０３Ｂの内側に位置される。また、ステッピングモータ４５およびロータリエンコーダ４６は、カバー４０３Ｃの内側に位置される。ステッピングモータ４５に接続するケーブル３ｃと、ロータリエンコーダ４６に接続するケーブル３ｂとは、カバー４０３Ｃの外側に延出する。

図３に示すように、本体部４０は、カメラ４２と、レンズ４３と、アダプタ４４と、内面検査ロッド５と、複数の軸受４００Ａ、Ｂと、固定部４０１と、接続部材４０４と、を有する。カバー４０３Ａの内側に、内部カバー４０２が位置される。内部カバー４０２は、内面検査装置４のカメラ４２およびレンズ４３を覆う保護壁である。

レンズ４３は、例えば、テレセントリックレンズである。レンズ４３は、カメラ４２と接続する。レンズ４３は、中心軸Ａｘ１の軸方向に延びている。

アダプタ４４は、内面検査ロッド５とレンズ４３とを接続する接続部材である。例えば、アダプタ４４は、内面検査ロッド５を把持する。内面検査ロッド５は、中心軸Ａｘ１の軸方向に延びている。

カメラ４２と、レンズ４３と、アダプタ４４と、内面検査ロッド５とは、接続部材４０４によって接続および固定される。カメラ４２と、レンズ４３と、アダプタ４４と、内面検査ロッド５と、ボード４０５と、カップリング４０６とは、一体化されており、中心軸Ａｘ１を中心として回転可能に、複数の軸受４００Ａ、Ｂを介して固定部４０１に支持される。固定部４０１は、例えばベアリングホルダであるが、これに限定しない。カメラ４２と、レンズ４３と、アダプタ４４と、内面検査ロッド５と、ボード４０５と、カップリング４０６と、接続部材４０４とは、本実施形態における回転部の一例である。すなわち、本実施形態の回転部は、内面検査ロッド５とカメラ４２とを含み、固定部４０１に内面検査ロッド５の長手方向に沿った中心軸Ａｘ１回りに回転可能に支持される。中心軸Ａｘ１は、本実施形態における回転中心の一例である。

ステッピングモータ４５は、中心軸Ａｘ１と平行な中心軸Ａｘ２周りにシャフト４５ａを回転させる。シャフト４５ａの回転は、回転伝達機構４９を介して回転部に伝達される。すなわち、ステッピングモータ４５は、回転部を中心軸Ａｘ１回りに回転させる回転機構の一例である。なお、回転伝達機構４９は、本実施形態では、例えば、２つのプーリと、２つのプーリにかかるベルトとを有し、ベルトによって２つのプーリ間で回転を伝達するが、これには限定されず、例えば、互いに噛み合う複数のギア等によって回転を伝達する構成であっても良い。

次に、本実施形態にかかる内面検査ロッド５の詳細について説明する。図４は、本実施形態にかかる内面検査ロッド５の先端部の模式的かつ例示的な外観図である。図４に示すように、内面検査ロッド５には、外部からの光を、内面検査ロッド５の内部の導光路内に導入する開口部５０が設けられる。また、図４に示すように、内面検査ロッド５において、ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄ（複数の第一の光源）は、中心軸Ａｘ１の周方向に互いに離れて位置される。また、内面検査ロッド５において、ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂ（複数の第二の光源）は、中心軸Ａｘ１の軸方向に互いに離れて位置される。内面検査ロッド５は、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを支持する支持部材とも称されうる。

開口部５０は、例えば、内面検査ロッド５の外壁を貫通した貫通孔であり、外部からの光を、内面検査ロッド５の内部の導光路内に導入する。開口部５０は、ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄの間に位置されるとともにＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂの光源の間に位置される。開口部５０は、例えば内面検査ロッド５の長手方向に長い、長方形（矩形）とする。開口部５０の形状は、これに限定されるものではない。また、開口部５０には、ガラスやアクリル樹脂等の透光性の材料のパネルが嵌められてもよい。開口部５０は、スリット、あるいは撮像窓とも称されうる。

図５は、本実施形態にかかる内面検査ロッド５の先端部の模式的かつ例示的な下面図である。図５に示すように、内面検査ロッド５の外面は、４つの面を含む。内面検査ロッド５の外面のうち、開口部５０が設けられた面を第一の外面５５ａとする。また、内面検査ロッド５の外面のうち、第一の外面５５ａと交差する（例えば直交する）２つの面を、それぞれ第二の外面５５ｂ、第三の外面５５ｃとする。また、内面検査ロッド５の外面のうち、第一の外面５５ａの反対側の面を、第四の外面５５ｄとする。また、第一から第四の外面を総称する場合は、外面５５と称する。第一の外面５５ａは内面検査ロッド５の正面と称されうる。また、第二の外面５５ｂおよび第三の外面５５ｃは、内面検査ロッド５の側面と称されうる。第四の外面５５ｄは、内面検査ロッド５の背面と称されうる。

ＬＥＤ５３ＡおよびＬＥＤ５３Ｂは、第一の外面５５ａに位置される。また、ＬＥＤ５３Ｃは、第二の外面５５ｂに位置される。また、ＬＥＤ５３Ｄは、第三の外面５５ｃに位置される。言い換えれば、ＬＥＤ５３ＡおよびＬＥＤ５３Ｂは内面検査ロッド５の正面に位置され、ＬＥＤ５３ＣとＬＥＤ５３Ｄとは、内面検査ロッド５の側面に位置される。

ＬＥＤ５３ＣとＬＥＤ５３Ｄとが、第二の外面５５ｂと第三の外面５５ｃにそれぞれ位置されることにより、全てのＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄが第一の外面５５ａに位置された場合よりも、第１の外面５５ａと直交する方向から見た場合のＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを含む内面検査ロッド５の幅を小さくすることができる。なお、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの制御回路（不図示）は、ボード４０５に設けられ、当該制御回路とＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄとの間は不図示の配線を介して電気的に接続される。

次に、本実施形態にかかる内面検査ロッド５の内部構成について説明する。図６は、本実施形態にかかる内面検査ロッド５の先端部の模式的かつ例示的な断面図である。図６に示すように、内面検査ロッド５は、内面５７と、第一の外面５５ａと、ミラー５２と、第一の外面５５ａに取り付けられたＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂとを備える。ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄは、図６では不図示である。

内面検査ロッド５の内部空間５４は、導光路、通路、筒内と称されうる。外面５５は、中心軸Ａｘ１に沿って延びた、すなわちＢ方向に延びた筒状に構成されている。開口部５０は、内面検査ロッド５の内面５７および第一の外面５５ａを貫通して設けられる。

ミラー５２は、開口部５０から導入された光を反射（偏向）させる光学部品である。

検査対象物６２は、例えば、中心軸Ａｘ１を中心とする円筒状に構成され、検査対象面６２Ａは、例えば、円筒面である。検査対象面６２Ａは、検査対象物６２の内面とも称されうる。検査対象物６２は、円筒状の物体には限定されない。

照射光５６Ａは、ＬＥＤ５３Ａが照射した拡散光に含まれる光の一例である。また、照射光５６Ｂは、ＬＥＤ５３Ｂが照射した拡散光に含まれる光の一例である。図６に示すように、照射光５６Ａと照射光５６Ｂとは、検査対象面６２Ａに対してそれぞれ異なる角度で照射される。反射光５６Ｃは、照射光５６Ａが検査対象面６２Ａに反射した反射光の一例である。また、反射光５６Ｄは、照射光５６Ｂが検査対象面６２Ａに反射した反射光の一例である。屈折光５６Ｅは、反射光５６Ｃおよび反射光５６Ｄが、ミラー５２によって屈折した屈折光の一例である。

内面検査ロッド５では、検査対象面６２Ａからの反射光５６Ｃ，５６Ｄが、開口部５０を経て内面検査ロッド５の内部空間５４に導入される。内部空間５４に導入された反射光５６Ｃ，５６Ｄは、ミラー５２によって反射されて屈折し、屈折光５６Ｅとなる。屈折光５６Ｅは、内部空間５４をＢ方向に向かう。すなわち、内面検査ロッド５の内部空間５４を、ミラー５２からのＢ方向に向かう光が通過する。

内部空間５４を通過した屈折光５６Ｅは、レンズ４３およびカメラ４２へ到達する。カメラ４２は、内部空間５４およびレンズ４３を通った屈折光５６Ｅによって、検査対象面６２Ａにおいて開口部５０と対面する領域を撮像する。言い換えれば、カメラ４２は、開口部５０から導入された光によって検査対象物６２の内面（検査対象面６２Ａ）を撮像する。内面検査ロッド５は、ミラー５２で反射された光が漏れるのを防ぐ遮蔽壁として機能する。内面検査ロッド５は、光を通さない金属材料や合成樹脂材料等によって筒状に構成されてもよいし、あるいは、内面５７および外面５５に光を通さない材料によるコーティングが施されてもよい。

次に、本実施形態における制御装置２について説明する。図７は、本実施形態にかかる制御装置２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態にかかる制御装置２は、電源変圧回路２１と、信号変換回路２２と、非常停止スイッチ２３と、通信インタフェース２４とを備える。

電源変圧回路２１は、電源８から入力された電力の電圧を、回転コネクタ４１、ステッピングモータ４５、ロータリエンコーダ４６のそれぞれに入力可能な電圧に変圧する回路である。電源変圧回路２１は、変圧した電力を、ケーブル３ａ〜ｃを介して、回転コネクタ４１、ステッピングモータ４５、ロータリエンコーダ４６にそれぞれ入力する。電源変圧回路２１は、変換する電圧の種類に合わせて、複数設けられても良い。

信号変換回路２２は、ロータリエンコーダ４６からケーブル３ｂを介して入力されたパルス信号を、回転コネクタ４１に入力可能な信号に変換する回路である。例えば、信号変換回路２２は、パルス信号の電圧を変更することで、変換する。信号変換回路２２は、変換したパルス信号を、ケーブル３ａを介して、回転コネクタ４１に入力する。

非常停止スイッチ２３は、回転コネクタ４１、ステッピングモータ４５、ロータリエンコーダ４６への電源供給を停止するスイッチである。非常停止スイッチ２３は、例えば、制御装置２の外側に設けられたボタン等であり、ユーザによって押下され得る。

通信インタフェース２４は、回転コネクタ４１およびＰＣ１との間で信号およびデータの入出力を行うインタフェースである。例えば、通信インタフェース２４は、ケーブル３ａを介して、回転コネクタ４１からカメラ４２が撮像した撮像画像のデータを入力する。通信インタフェース２４は、入力した撮像画像のデータを、ケーブル１０を介してＰＣ１へ出力する。図７に示す制御装置２の構成は一例であり、これに限定しない。

次に、本実施形態におけるＰＣ１について説明する。図８は、本実施形態にかかるＰＣ１のハードウェア構成の一例を示す図である。図８に示すように、ＰＣ１は、入力装置１１と、ＣＰＵ１２と、メモリ１３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４と、ディスプレイ１５と、インタフェース１６と、バス１７とを備える。

入力装置１１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル等であり、ユーザの操作を受け付ける装置である。

ＣＰＵ１２は、ＰＣ１の全体的な制御を行う制御装置である。例えば、ＣＰＵ１２は、メモリ１３に記憶されているプログラム等を実行することで、様々な構成を実現する。メモリ１３は、読み出し可能なデータを記憶するメモリであり、例えばＲＯＭである。また、ＰＣ１は、書込み可能なＲＡＭ等のメモリをさらに備える構成を採用しても良い。

ＨＤＤ１４は、外部記憶装置（補助記憶装置）である。ＰＣ１は、ＨＤＤ１４の代わりに、フラッシュメモリ等の記憶媒体を備える構成を採用しても良い。

ディスプレイ１５は、液晶パネル等からなる表示装置であり、本実施形態における表示部の一例である。インタフェース１６は、ケーブル１０を介して制御装置２との間で信号およびデータの送受信を行うためのインタフェースである。バス１７は、ＰＣ１の内部のデータ伝送路である。図８に示すＰＣ１のハードウェア構成は一例であり、これに限定しない。ＰＣ１は、通常のコンピュータの構成を備えるものであれば良い。

図９は、本実施形態にかかるＰＣ１の機能的構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかるＰＣ１は、図９に示すように、受付部１００と、検査位置設定部１０１と、入力部１０２と、画像調整部１０３と、画像合成部１０４と、異常検出部１０５と、判定部１０６と、表示制御部１０７と、記憶部１５０とを備える。

記憶部１５０は、例えばＨＤＤ１４によって構成される。記憶部１５０は、合否基準データを記憶する。合否基準データは、検査対象物６２が良品か否かの基準を定めたデータである。合否基準データは、例えば、傷等の異常個所が合成画像に占める面積、縦横の寸法の上限値を定義する。また、合否基準データは、例えば、検査対象面６２Ａにおける傷等の異常個所の位置によって、異なる基準を定義するものとしても良い。

受付部１００は、ユーザの操作を、入力装置１１を介して受け付ける。例えば、受付部１００は、ユーザが入力したステッピングモータ４５の回転開始位置の座標を、受け付ける。

検査位置設定部１０１は、受付部１００が受け付けたステッピングモータ４５の回転開始位置の座標を取得する。検査位置設定部１０１は、ユーザの入力した座標に基づいて、ステッピングモータ４５の回転開始位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して制御装置２に送出する。

入力部１０２は、カメラ４２が撮像した撮像画像のデータを、ケーブル１０を介して制御装置２から入力する。

画像調整部１０３は、カメラ４２の第一のセンサ素子が撮像した第一の撮像画像と、カメラ４２の第二のセンサ素子が撮像した第二の撮像画像とについて、表示される位置（範囲）が合うように調整する。例えば、前述したように、第一の撮像画像と第二の撮像画像とは、検査対象面６２Ａにおける撮像領域に一定の差異がある。このため、画像調整部１０３は、第一の撮像画像と第二の撮像画像との位置の差異を修正して位置を合わせる。画像調整部１０３が行う画像調整は、第一の撮像画像と第二の撮像画像とを合成するための前処理である。画像調整部１０３は、調整後の第一の撮像画像および第二の撮像画像を、画像合成部１０４に送出する。

画像合成部１０４は、カメラ４２が撮像した複数の撮像画像を合成する。例えば、画像合成部１０４は、画像調整部１０３によって調整された第一の撮像画像と、第二の撮像画像とを合成する。図１０は、本実施形態にかかる画像合成の一例を模式的に示す図である。

図１０に示す画像９００は、ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄが照射光を出し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂが照射光を出さない状態（第一の照射パターン）において、カメラ４２が検査対象面６２Ａを撮像した第一の撮像画像を模式的に表した画像である。また、図１０に示す画像９０１は、ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄが照射光を出さず、かつ、ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂが照射光を出す状態（第二の照射パターン）において、カメラ４２が検査対象面６２Ａを撮像した第二の撮像画像を模式的に表した画像である。図１０に示す画像９００、９０１は共に、画像調整部１０３によって位置調整されたものとする。

また、画像９０３は、画像合成部１０４が第一の撮像画像と第二の撮像画像とを合成した合成画像を、模式的に表した画像である。画像９００〜９０３における白色の範囲は、検査対象面６２Ａに入った筋状の傷を示し、黒色の範囲は検査対象面６２Ａの素地を示す。傷は、検査対象面６２Ａにおける異常個所の一例であり、これに限定するものではない。

第一の照射パターンにおいては、検査対象面６２Ａの軸方向（中心軸Ａｘ１に沿った方向）の傷が、ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄから照射された照射光を反射する。このため、第一の撮像画像では、検査対象面６２Ａの軸方向の傷に相当する撮像画像の範囲の輝度が高くなり、画像９００に示すように、検査対象面６２Ａの軸方向の傷が、より明確に表される。

また、第二の照射パターンにおいては、検査対象面６２Ａの周方向の傷が、ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂから照射された照射光を反射する。このため、第二の撮像画像では、検査対象面６２Ａの周方向の傷に相当する撮像画像の範囲の輝度が高くなり、画像９０１に示すように、検査対象面６２Ａの周方向（中心軸Ａｘ１と交差する方向）の傷が、より明確に表される。

画像合成部１０４は、第一の撮像画像と第二の撮像画像とを合成し、合成画像を生成する。本実施形態における画像の合成は、既知の技術が用いられる。画像９０３に示すように、合成画像は、第一の撮像画像で明確に表された傷と、第二の撮像画像で明確に表された傷の両方を明確に表し、検査対象面６２Ａにおける傷の全体像をより明確に表示する。すなわち、合成画像では異常個所に相当する特徴量が、第一の撮像画像と第二の撮像画像よりも増加するため、検査対象面６２Ａにおける異常個所が判別されやすい状態となる。画像合成部１０４は、生成した合成画像を、異常検出部１０５に送出する。

図９に戻り、異常検出部１０５は、画像合成部１０４が合成した合成画像から、傷等の異常個所を検出する。例えば、異常検出部１０５は、輝度値が所定の閾値を超えている範囲を、異常個所として検出する。異常検出部１０５による異常検出の手法は、これに限定しない。異常検出部１０５は、異常個所の面積、寸法、位置等を検出し、判定部１０６に送出する。

判定部１０６は、検査対象物６２の合否、すなわち良品か、不良品かを判定する。例えば、判定部１０６は、異常検出部１０５から取得した異常個所の面積、長さ、位置等の情報を、記憶部１５０に記憶された合否基準データと比較し、当該異常個所が合格基準を満たさないと判断した場合に、検査対象物６２を不良品と判定する。また、判定部１０６は、当該異常個所が合格基準を満たすと判断した場合に、検査対象物６２を良品と判定する。

異常個所の面積、長さ、位置等は、一例であり、判定部１０６は、その他の情報によって合否を判定する構成を採用しても良い。判定部１０６は、検査対象物６２の合否の判定結果を、表示制御部１０７に送出する。

表示制御部１０７は、検査対象物６２の合否の判定結果を、ディスプレイ１５に表示する。また、表示制御部１０７は、第一の撮像画像、第二の撮像画像および合成画像をディスプレイ１５に表示する構成を採用しても良い。

次に、以上のように構成された本実施形態の内面撮像処理について説明する。図１１は、本実施形態にかかる内面撮像処理の手順の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートの処理は、検査対象物６２の内面に、内面検査ロッド５が差し込まれた後に、開始される。

まず、検査位置設定部１０１は、ユーザの入力した座標に基づいて、ステッピングモータ４５の回転開始位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して制御装置２に送出する。ステッピングモータ４５は、回転することによって、内面検査ロッド５の開口部５０を検査開始位置まで移動する（Ｓ１）。

ステッピングモータ４５は、検査開始位置を始点として、所定の角度回転する（Ｓ２）。本実施形態においては所定の角度は０．０９度であるので、ステッピングモータ４５は、０．０９度回転する。ステッピングモータ４５の回転が回転伝達機構４９を介して伝達されることにより、カメラ４２と、レンズ４３と、アダプタ４４と、内面検査ロッド５と、ボード４０５と、カップリング４０６と、接続部材４０４とが、中心軸Ａｘ１回りに０．０９度回転する。

ロータリエンコーダ４６は、ステッピングモータ４５の回転を検出し、１つめのトリガであるパルス信号、すなわちトリガ１の信号を出力する（Ｓ３）。制御装置２の信号変換回路２２は、ケーブル３ｂを介して入力したトリガ１の信号を入力し、回転コネクタ４１に入力可能な信号形式に変換する。信号変換回路２２は、ケーブル３ａを介して回転コネクタ４１に対してトリガ１の信号を出力する。回転コネクタ４１は、ケーブル３ａを介して入力したトリガ１の信号を、内部ケーブル７を介してＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄおよびカメラ４２に入力する。

トリガ１の信号を入力したＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを制御して第一の照射パターンで照射させる（Ｓ４）。すなわち、Ｓ４では、第一の光源（ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄ）が照射光を出し、かつ、第二の光源（ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂ）が照射光を出さない。第一の光源（ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄ）が照射した照射光は、検査対象面６２Ａで反射して反射光となり、ミラー５２で偏向して屈折光５６Ｅとなる。図６で示したように、屈折光５６Ｅは、内面検査ロッド５の内部空間５４をＢ方向へ向かう。内部空間５４を通過した屈折光５６Ｅは、レンズ４３およびカメラ４２へ到達する。

また、トリガ１の信号を入力したカメラ４２は、第一のセンサ素子により、検査対象面６２Ａを撮像する（Ｓ５）。すなわち、カメラ４２は、内部空間５４およびレンズ４３を通った屈折光５６Ｅによって、検査対象面６２Ａにおいて開口部５０と対面する領域を撮像する。カメラ４２とＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄとは同一のトリガ信号により動作を開始するが、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄによる照射のタイミングが、カメラ４２による撮像よりも遅れないように、必要に応じてカメラ４２の撮像を遅延させるようにカメラ４２に設定を行っても良い。

一定時間経過後、ステッピングモータ４５は、さらに、所定の角度、すなわち０．０９度回転する（Ｓ６）。カメラ４２と、レンズ４３と、アダプタ４４と、内面検査ロッド５と、ボード４０５と、カップリング４０６と、接続部材４０４とは、中心軸Ａｘ１回りに０．０９度回転する。

ロータリエンコーダ４６は、ステッピングモータ４５の回転を検出し、２つめのトリガであるパルス信号、すなわちトリガ２の信号を出力する（Ｓ７）。制御装置２の信号変換回路２２は、ケーブル３ｂを介して入力したトリガ２の信号を入力し、回転コネクタ４１に入力可能な信号形式に変換する。信号変換回路２２は、ケーブル３ａを介して回転コネクタ４１に対してトリガ２の信号を出力する。回転コネクタ４１は、ケーブル３ａを介して入力したトリガ２の信号を、内部ケーブル７を介してＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄおよびカメラ４２に入力する。

トリガ２の信号を入力したＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを制御して第二の照射パターンで照射させる（Ｓ８）。すなわち、Ｓ８では、第一の光源（ＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄ）が照射光を出さず、かつ、第二の光源（ＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂ）が照射光を出す。

また、トリガ２の信号を入力したカメラ４２は、第二のセンサ素子により、検査対象面６２Ａを撮像する（Ｓ９）。

一定時間経過後、ステッピングモータ４５は、さらに、所定の角度、すなわち０．０９度回転し（Ｓ１０）、Ｓ３〜９と同様に、第一の照明パターンと第二の照明パターンによる撮像が交互に繰り返される。ステッピングモータ４５は、所定の角度ずつｎ回に分けて回転すると、３６０度回転する。

ロータリエンコーダ４６は、ステッピングモータ４５の回転を検出し、ｎ回目のトリガであるパルス信号、すなわちトリガｎの信号を出力する（Ｓ１１）。本実施形態では、ステッピングモータ４５は０．０９度ずつ４０００回回転すると、３６０度回転する。ステッピングモータ４５が３６０度回転する間に出力するパルス信号は４０００回分であるので、ｎ＝４０００である。

Ｓ８と同様に、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを制御して第二の照射パターンで照射させる（Ｓ１２）。また、Ｓ９と同様に、カメラ４２は、第二のセンサ素子により、検査対象面６２Ａを撮像する（Ｓ１３）。

ここで、検査対象面６２Ａを円周方向に一周分の撮像が完了する。カメラ４２の第一のセンサ素子が検査対象面６２Ａを円周方向に一周分撮像した画像は、第一の撮像画像であり、第二のセンサ素子が検査対象面６２Ａを円周方向に一周分撮像した画像は、第二の撮像画像である。一周分の撮像が完了すると、当該フローチャートの処理は終了する。

図１１のフローチャートでは、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは先に第一の照射パターンで照射をし、次に第二の照射パターンで照射をするが、これに限らない。例えば、第二の照射パターンが先で、第一の照射パターンが後であっても良い。

次に、本実施形態における画像処理および合否判定の処理について説明する。図１２は、本実施形態にかかる画像処理および合否判定の処理の手順の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートの処理は、ＰＣ１において実行される。

入力部１０２は、カメラ４２が撮像した第一の撮像画像および第二の撮像画像のデータを、制御装置２を介して入力する（Ｓ１１）。

画像調整部１０３は、第一の撮像画像および第二の撮像画像の位置を調整する（Ｓ１２）。

画像合成部１０４は、画像調整部１０３が位置を合わせた第一の撮像画像および第二の撮像画像を合成し、図１０で説明したように、合成画像を生成する（Ｓ１３）。

異常検出部１０５は、画像合成部１０４が生成した合成画像から、異常個所、例えば傷を検出する（Ｓ１４）。異常検出部１０５は、検出した異常個所の面積、寸法、位置等を検出し、判定部１０６に送出する。

判定部１０６は、検査対象物６２の合否、すなわち良品か、不良品かを判定する（Ｓ１５）。例えば、判定部１０６は、異常検出部１０５から取得した異常個所の面積、長さ、位置等の情報を、記憶部１５０に記憶された合否基準データと比較し、当該異常個所が合格基準を満たさないと判断した場合に、検査対象物６２を不良品と判定する。また、判定部１０６は、当該異常個所が合格基準を満たすと判断した場合に、検査対象物６２を良品と判定する。判定部１０６は、検査対象物６２の合否の判定結果を、表示制御部１０７に送出する。

表示制御部１０７は、検査対象物６２の合否の判定結果を、ディスプレイ１５に表示する（Ｓ１６）。ここで、当該フローチャートの処理は終了する。

従来技術では、検査対象面に対する光の照射方向（照射パターン）を変更することが困難であったため、検査対象面に生じうる異常の形状等によっては、当該異常の有無を判別し難い場合があった。例えば、筒状の検査対象物の端部から光を照射する従来の内面検査装置では、検査対象物の軸方向に沿った筋状（線状）の不良を高精度に検出することが困難であった。また、このような従来の内面検査装置では、検査対象物の内面に段差や凹凸がある場合に影が生じるため、検査面の形状により、高精度に内面の検査を行うことが困難な場合があった。あるいは、同軸落射照明を用いた従来の内面検査装置では、検査対象面に対する照射光の照射パターンを切り替えることが困難であったため、照射光に対する検査対象面の傷の方向によっては、高精度に検出することが困難な場合があった。

これに対して、本実施形態における内面検査装置４は、内面検査ロッド５に設けられ検査対象面６２Ａを照らす照射光を出すＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄと、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの照射パターンを切り替えるＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄを備え、開口部５０がＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの間に位置されるため、検査対象面６２Ａに対して様々な方向から光を照射することができる。このため、本実施形態における内面検査装置４によれば、検査対象面６２Ａに生じうる異常の様々な形状等に対応して、検査対象物６２の内面の検査を、より高精度に行うことができる。

また、筒状の検査対象物の端部から光を照射する従来の内面検査装置では、筒状の検査対象物の端部からの距離によって、検査対象面の明るさに差異が生じ、撮像条件を均一に保つことが困難な場合があった。これに対して、本実施形態における内面検査装置４は、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄが内面検査ロッド５に設けられ、開口部５０がＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄの間に位置されるため、ＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄと開口部５０との位置関係が一定であり、撮像条件を均一に保つことができる。

また、本実施形態における内面検査装置４によれば、内面検査ロッド５と、カメラ４２とは、内面検査ロッド５の長手方向に沿った中心軸Ａｘ１回りに回転可能であるため、検査対象物６２を回転させなくとも、検査対象面６２Ａの一周分の撮像画像を撮像することができる。このため、本実施形態における内面検査装置４によれば、例えば、検査対象物６２が形状的または重量的に回転が困難な場合であっても、検査対象物６２の内面検査をすることができる。

また、本実施形態における内面検査装置４によれば、回転軸Ａｘ１の周方向に互いに離れた第一の光源であるＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄを備え、開口部５０はＬＥＤ５３ＣとＬＥＤ５３Ｄの間に位置されるため、検査対象面６２Ａ上の、検査対象物６２の軸方向に沿った筋状（線状）の不良を、高精度に検出することができる。

また、本実施形態における内面検査装置４では、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄが、第一の光源であるＬＥＤ５３Ｃ，５３Ｄが照射光を出し、かつ第二の光源であるＬＥＤ５３Ａ，５３Ｂが照射光を出さない第一の照射パターンと、第一の光源が照射光を出さずかつ第二の光源が照射光を出す第二の照射パターンと、を交互に切り替える。このため、本実施形態における内面検査装置４によれば、検査対象物６２の軸方向に沿った不良と、周方向に沿った不良の両方を高精度に検出することができる。

また、本実施形態における内面検査システムＳによれば、内面検査装置４と、カメラ４２による複数の撮像画像を合成する画像合成部１０４とを備えるため、検査対象面６２Ａにおける異常個所をより高精度に判別することができる。

（実施形態１の変形例１）
実施形態１の内面検査装置４では、第一の照射パターンと第二の照射パターンとを交互に切り替えて検査対象面６２Ａを照射したが、照射パターンはこれに限定するものではない。

例えば、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ａが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ｂ〜Ｄが消灯した状態である第三の照射パターンと、ＬＥＤ５３Ｂが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ、ＣおよびＤが消灯した状態である第四の照射パターンとを交互に切り替える構成を採用しても良い。当該構成を採用する場合、検査対象面６２Ａに、ＬＥＤ５３Ａからの照射光と、ＬＥＤ５３Ｂからの照射光とに対して異なる反射をする傷等の異常をより高精度に検出することができる。

図１３Ａ、Ｂは、本変形例にかかる撮像画像の一例を示す図である。図１３Ａは、ＬＥＤ５３Ａが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ｂ〜Ｄが消灯した状態である第三の照射パターンによって照射された検査対象面６２Ａを、カメラ４２が撮像した撮像画像である。また、図１３Ｂは、ＬＥＤ５３Ｂが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ、ＣおよびＤが消灯した状態である第四の照射パターンによって照射された検査対象面６２Ａを、カメラ４２が撮像した撮像画像である。

第三の照射パターンと第四の照射パターンでは共に、検査対象物６２の周方向に沿った傷が照射光を反射するため、周方向に沿った傷を精度良く検出することができる。しかしながら、同一の傷であっても、図１３Ａに示す第三の照射パターンと、図１３Ｂに示す第四の照射パターンとでは、異なる反射をする場合がある。このような場合に、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄが第三の照射パターンと第四の照射パターンとを交互に照射することで、検査対象面６２Ａの傷等の異常個所の形状や面積等を、より精度良く検出することができる。

また、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄは、ＬＥＤ５３Ｄが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ〜Ｃが消灯した状態である第五の照射パターンと、ＬＥＤ５３Ｃが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ，５３ＢおよびＤが消灯した状態である第六の照射パターンとを交互に切り替える構成を採用しても良い。図１３Ｃ、Ｄは、本変形例にかかる撮像画像の一例を示す図である。図１３Ｃは、ＬＥＤ５３Ｄが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ〜Ｃが消灯した状態である第五の照射パターンよって照射された検査対象面６２Ａを、カメラ４２が撮像した撮像画像である。また、図１３Ｄは、ＬＥＤ５３Ｃが点灯し、かつ、ＬＥＤ５３Ａ，５３ＢおよびＤが消灯した状態である第六の照射パターンを、カメラ４２が撮像した撮像画像である。

第五の照射パターンと第六の照射パターンでは共に、検査対象物６２の軸方向に沿った傷が照射光を反射するため、軸方向に沿った傷を精度良く検出することができる。しかしながら、同一の傷であっても、図１３Ｃに示す第五の照射パターンと、図１３Ｄに示す第六の照射パターンとでは、異なる反射をする場合がある。このような場合に、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄが第五の照射パターンと第六の照射パターンとを交互に照射することで、検査対象面６２Ａの傷等の異常個所の形状や面積等を、より精度良く検出することができる。

本変形例において、画像合成部１０４は、第三から第五の照射パターンにおいて撮像された撮像画像を組み合わせて合成画像を生成するものとしても良い。

本変形例の内面検査装置４によれば、実施形態１と同様の効果を奏する他、検査対象面６２Ａの傷等の異常個所の形状や面積等を、より精度良く検出することができる。図１３Ａ〜Ｄに示す照射パターンは一例であり、これに限定するものではない。

（実施形態１の変形例２）
実施形態１では、カメラ４２は、ＴＤＩ型のデュアルラインカメラであるとしたが、これに限定しない。例えば、カメラ４２は、シングルラインカメラを採用しても良い。

当該構成を採用する場合、カメラ４２は、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄが第一の照射パターンで検査対象面６２Ａを照射している間に、検査対象面６２Ａを一周分撮像する。そして、カメラ４２は、ＬＥＤ制御回路４７Ａ〜４７Ｄが第二の照射パターンで検査対象面６２Ａを照射している間に、検査対象面６２Ａを一周分撮像する。すなわち、照射パターンごとに一周分ずつ撮像することで、カメラ４２は、実施形態１と同様に第一の撮像画像と第二の撮像画像とを撮像する。

本変形例の内面検査装置４によれば、カメラ４２としてシングルラインカメラを採用することで、より簡易な構成の内面検査装置４を提供することができる。また、本変形例の内面検査装置４によれば、照射パターンごとに分けて一周分ずつ撮像することにより、第一の撮像画像と第二の撮像画像との撮像位置は同一であるため、画像調整部１０３による
位置調整は必須ではない。このため、本変形例の内面検査装置４によれば、画像処理のフローを簡素化することができる。

（実施形態１の変形例３）
実施形態１では、内面検査装置４の内面検査ロッド５は、４つのＬＥＤ５３Ａ〜５３Ｄを備えているが、光源の数はこれに限定するものではない。内面検査装置４はさらに多くの光源を備え、より多様な照射パターンで検査対象面６２Ａを照射する構成を採用しても良い。

図１４は、本変形例にかかる内面検査ロッド５の先端部の概略構成の模式的かつ例示的な図である。図１４に示すように、複数のＬＥＤ（光源）１５３が、内面検査ロッド５に互いに間隔をあけてリング状に並べられている。複数のＬＥＤ１５３は、一例として１２個とするが、これに限らない。また、複数のＬＥＤ１５３は、内面検査ロッド５の第一の外面５５ａに設けられている。また、開口部５０は、リング状に並べられた複数のＬＥＤ１５３の、リング内に位置される。複数のＬＥＤ１５３は、それぞれ拡散光を検査対象面６２Ａに照射する。複数のＬＥＤ（光源）１５３は不図示の複数のＬＥＤ制御回路によって個別に点灯有無および光量が制御される。不図示の複数のＬＥＤ制御回路は、本変形例における照射切替部の一例である。

本変形例の内面検査装置４によれば、不図示の複数のＬＥＤ制御回路が１２個のＬＥＤ１５３をそれぞれ個別に制御することにより、多様な照射パターンを切り替えることができる。特に、検査対象物６２の軸に対して斜めに交差する方向の傷が、検査対象面６２Ａに存在する場合であっても、当該傷が反射する角度で照射光を照射することができる。このため、本変形例の内面検査装置４によれば、実施形態１と同様の効果を奏する他、傷等の異常個所の角度や位置に関わらず、より高精度に内面検査をすることができる。

（実施形態１の変形例４）
また、実施形態１では、回転コネクタ４１とＰＣ１とは、制御装置２を介して信号およびデータの伝達を行っているが、これに限定しない。例えば、回転コネクタ４１とＰＣ１とは、制御装置２を介さずに、直接ケーブル等により互いに入出力可能に接続されても良い。あるいは、カメラ４２は、回転コネクタ４１を解さずに、無線通信手段によって、ＰＣ１に撮像画像のデータ等を送信する構成を採用しても良い。

（実施形態２）
実施形態１の内面検査システムＳでは、内面検査装置４による検査開始位置の設定において、検査対象物６２の周方向の位置（座標）を設定していたが、軸方向の位置（座標）の設定はしていなかった。本実施形態では、内面検査装置４に検査対象物６２を移動する移動機構を備え、検査開始位置の設定において、検査対象物６２の軸方向の位置を設定する。

本実施形態における内面検査システムＳは、図１で説明した実施形態１と同様に、内面検査装置４と、制御装置２と、ＰＣ１とを備える。制御装置２の構成は、実施形態１と同様である。本実施形態における内面検査装置４は、実施形態１と同様の構成を備えた上で、検査対象物６２を移動する移動機構を備える。

図１５は、本実施形態にかかる内面検査装置４の模式的かつ例示的な外観図である。図１５に示すように、本実施形態の内面検査装置４は、架台６を備える。架台６は、安全扉６４を備える。安全扉６４は開閉可能な扉であり、ユーザは、安全扉６４を開けて、架台６の内部に検査対象物６２を設置する。架台６の四隅には、それぞれボルトやナットを有した調整機構６１が設けられる。図１５に示す調整機構６１Ａ〜Ｃは、架台６に設置された内面検査装置４の本体部４０の位置を、調整することができる。

図１６は、本実施形態にかかる内面検査システムＳの概略構成の模式的かつ例示的な図である。図１６に示すように、内面検査装置４は本体部４０と架台６とを備える。架台６は、図１５で説明した安全扉６４の他、調整機構６１Ａ、Ｂと、検査物把持機構６３と、検査物昇降機構６５とを備える。図１６に示すアダプタ４４に接続された内面検査ロッド５は、検査対象物６２の内面に差し込まれた状態である。

検査物把持機構６３は、検査対象物６２を把持し、着脱可能に固定する。検査対象物６２の保持方法は把持に限定しない。検査物把持機構６３は、本実施形態における保持部の一例である。

検査物昇降機構６５は、検査物把持機構６３の位置を、中心軸Ａｘ１の軸方向に沿って動かす。例えば、検査物昇降機構６５は、不図示のモータ等の駆動機構を備え、検査物把持機構６３をレールに沿って昇降させて上下に移動する。検査物昇降機構６５は、検査物把持機構６３の位置を、中心軸Ａｘ１の軸方向に沿って動かすことによって、検査対象物６２を、内面検査ロッド５に対して垂直に昇降させる。検査物昇降機構６５は、本実施形態における移動機構の一例である。移動機構は、検査物把持機構６３を中心軸Ａｘ１の軸方向に沿って動かすものであれば良く、移動の方向は「昇降」に限定しない。

検査物昇降機構６５は、ＰＣ１との間で信号の伝達をする不図示のケーブルを備える。検査物昇降機構６５は、ＰＣ１から入力された信号によって、昇降位置を移動する。また、検査物昇降機構６５は、ロータリエンコーダ４６との間で信号の伝達をする不図示のケーブルを備える。検査物昇降機構６５は、ロータリエンコーダ４６からステッピングモータ４５の回転を伝えるパルス信号を取得する。実施形態１と同様に、ロータリエンコーダ４６は、ステッピングモータ４５の３６０度回転あたりに、４０００回のパルス信号を伝達する。また、検査物昇降機構６５は、制御装置２を介してＰＣ１およびロータリエンコーダ４６と接続する構成を採用しても良い。

検査物昇降機構６５は、不図示の駆動機構を備えるため、不図示の非常停止ボタンを別途備えることで安全性を担保する構成を採用しても良い。

また、検査物把持機構６３および検査物昇降機構６５は、さらに、検査対象物６２を回転させる機能を有する構成を採用しても良い。当該構成を採用する場合、内面検査装置４のカメラ４２、レンズ４３、アダプタ４４および内面検査ロッド５は必ずしも回転しなくとも良い。また、図１５、１６に示す架台６の設置位置は一例であり、これに限定しない。

次に、本実施形態にかかるＰＣ１の構成について説明する。本実施形態のＰＣ１のハードウェア構成は、図８で説明した実施形態１の構成と同様である。

次に、本実施形態にかかるＰＣ１の機能的構成について説明する。図１７は、本実施形態にかかるＰＣの機能的構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかるＰＣ１は、図１７に示すように、受付部１１００と、検査位置設定部１１０１と、入力部１０２と、画像調整部１０３と、画像合成部１０４と、異常検出部１０５と、判定部１０６と、表示制御部１０７と、記憶部１５０とを備える。

入力部１０２と、画像調整部１０３と、画像合成部１０４と、異常検出部１０５と、判定部１０６と、表示制御部１０７と、記憶部１５０とは、図９で説明した実施形態１の構成と同様である。

本実施形態の受付部１１００は、ユーザが入力したステッピングモータ４５の回転開始位置の座標に加えて、検査対象物６２の軸方向の検査開始位置を受け付ける。すなわち本実施形態においては、受付部１１００は、検査開始位置の設定において、検査対象物６２の周方向の位置だけではなく、軸方向の位置も受け付ける。ステッピングモータ４５の回転開始位置の座標と、検査対象物６２の軸方向の検査開始位置とは、本実施形態における検査位置に含まれるものとする。また、受付部１１００は、検査終了位置もまた、受け付けるものとしても良い。受付部１１００は、ユーザが入力した検査開始位置を、検査位置設定部１１０１に送出する。

本実施形態の検査位置設定部１１０１は、受付部１１００から検査開始位置を取得する。検査位置設定部１１０１は、ユーザの入力した検査開始位置に基づいて、ステッピングモータ４５の回転開始位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して制御装置２に送出する。また、検査位置設定部１１０１は、検査開始時点の検査物昇降機構６５の昇降位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して検査物昇降機構６５に送出する。また、受付部１１００が検査終了位置を受け付けた場合、検査位置設定部１１０１は、さらに、検査終了時点の検査物昇降機構６５の昇降位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して検査物昇降機構６５に送出する。

次に、以上のように構成された本実施形態の内面撮像処理について説明する。図１８は、本実施形態にかかる内面撮像処理の手順の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートの処理は、検査対象物６２が架台６の検査物把持機構６３に固定された後に開始される。

まず、検査位置設定部１１０１は、ユーザの入力した座標に基づいて、ステッピングモータ４５の回転開始位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して制御装置２に送出する。また、検査位置設定部１１０１は、検査開始時点および検査終了時点の検査物昇降機構６５の昇降位置を指定する信号を、インタフェース１６を介して検査物昇降機構６５に送出する。

ステッピングモータ４５は、回転することによって、内面検査ロッド５の開口部５０を検査開始位置まで移動する。また、検査物昇降機構６５は、検査物把持機構６３を昇降させて、設定された検査開始位置に検査対象物６２を移動する（Ｓ２１）。

Ｓ２の回転から、Ｓ１３の撮像処理までは、図１１で説明した実施形態１のフローチャートのＳ２〜Ｓ１３と同様の処理である。Ｓ１３で検査対象面６２Ａの一周（３６０度）分の撮像が完了すると、検査物昇降機構６５は、トリガ信号の回数から、一周分の撮像が完了したことを判断する。

そして、検査物昇降機構６５は、検査位置設定部１１０１によって設定された検査終了時点の検査物昇降機構６５の昇降位置、すなわち終了位置に達したか否かを判断する。終了位置に達していない場合（Ｓ２４“Ｎｏ”）、検査物昇降機構６５は、検査物把持機構６３を昇降させて、検査対象物６２を中心軸Ａｘ１に沿った方向に移動する（Ｓ２５）。検査物昇降機構６５は、検査物把持機構６３を検査開始位置から検査終了位置へ向かう方向に移動すれば良く、移動の向きは限定しない。

検査物昇降機構６５による検査物把持機構６３および検査対象物６２の移動後に、Ｓ２〜Ｓ１３の処理が再度実行される。検査物把持機構６３が終了位置に達するまで、Ｓ２〜Ｓ２５の処理は繰り返される。

検査物昇降機構６５は、検査物把持機構６３が終了位置に達した場合（Ｓ２４“Ｙｅｓ”）、検査物把持機構６３および検査対象物６２を検査開始位置に戻す（Ｓ２６）。ここで、当該フローチャートの処理は終了する。

本実施形態における画像処理および合否判定の処理は、図１２で説明した実施形態１と同様である。

このように、本実施形態の内面検査装置４では、検査対象物６２を保持する検査物把持機構６３と、検査物把持機構６３の位置を中心軸Ａｘ１の軸方向に沿って動かす検査物昇降機構６５とを備える。このため、任意の位置に検査対象物６２を軸方向に移動させて検査対象面６２Ａにおける任意の範囲を撮像することができる。すなわち、本実施形態の内面検査装置４によれば、実施形態１と同様の効果を奏する他、検査対象物６２の内面の検査をより都合よく行うことができる。

（実施形態２の変形例１）
内面検査装置４は、架台６の代わりに、内面検査装置４を、中心軸Ａｘ１に沿って移動可能に保持する、第二の移動機構（不図示）を備えても良い。当該構成を採用した場合、第二の移動機構は、検査対象物６２を移動するのではなく、内面検査装置４のカメラ４２、レンズ４３、アダプタ４４および内面検査ロッド５を含む本体部４０を移動する。このため、本変形例の内面検査装置４によれば、実施形態１と同様の効果を奏する他、検査対象物６２が形状的または重量的に軸方向の移動が困難な場合であっても、検査対象物６２の軸方向の任意の範囲について、内面検査をすることができる。

上記の各実施形態のＰＣ１で実行される内面撮像処理、画像処理および合否判定処理プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、上記の各実施形態のＰＣ１で実行される内面撮像処理、画像処理および合否判定処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、上記の各実施形態のＰＣ１で実行される内面撮像処理、画像処理および合否判定処理プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、上記の各実施形態の内面撮像処理、画像処理および合否判定処理プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

上記の各実施形態のＰＣ１で実行される内面撮像処理、画像処理および合否判定処理プログラムは、上述した各部（受付部、検査位置設定部、入力部、画像調整部、画像合成部、異常検出部、判定部、表示制御部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体から内面撮像処理、画像処理および合否判定処理プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、受付部、検査位置設定部、入力部、画像調整部、画像合成部、異常検出部、判定部、表示制御部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

１…ＰＣ（情報処理装置、コンピュータ）、２…制御装置、３ａ〜ｃ，９，１０…ケーブル、４…内面検査装置、５…内面検査ロッド（検査ロッド、棒状部材、支持部材、通路部材）、６…架台、１５…ディスプレイ（表示部）、４２…カメラ（撮像部）、４５…ステッピングモータ（回転駆動機構、回転機構）、４６…ロータリエンコーダ（回転検出機構）、４７Ａ〜Ｄ…ＬＥＤ制御回路（照射切替部）、４９…回転伝達機構、５０…開口部（スリット、撮像窓）、５２…ミラー（光学部品）、５３Ａ〜Ｄ…ＬＥＤ（複数の光源、複数の第一の光源：５３Ｃ，５３Ｄ、複数の第二の光源：５３Ａ，５３Ｂ）、５４…内部空間（導光路、通路）、６２…検査対象物、６２Ａ…検査対象面（内面）、６３…検査物把持機構（保持部）、６５…検査物昇降機構（移動機構）、１００，１１００…受付部、１０１，１１０１…検査位置設定部、１０２…入力部、１０３…画像調整部、１０４…画像合成部、１０５…異常検出部、１０６…判定部、１０７…表示制御部、１５０…記憶部、Ｓ…内面検査システム、Ａｘ１…中心軸（回転中心）、Ａｘ２…中心軸

Claims (6)

1. 内部に導光路が設けられるとともに外部からの光を導光路内に導入する開口部が設けられた検査ロッドと、
   前記検査ロッドに設けられ検査対象面を照らす照射光を出す複数の光源と、
   前記照射光の前記検査対象面における反射光のうち前記開口部を介して前記導光路内に導入された光によって前記検査対象面を撮像する撮像部と、
   前記複数の光源の照射パターンを切り替える照射切替部と、
   を備え、
   前記開口部は、前記複数の光源の間に位置された、内面検査装置。
2. 固定部と、
   前記検査ロッドと前記撮像部とを含み前記固定部に前記検査ロッドの長手方向に沿った回転中心回りに回転可能に支持された回転部と、
   前記回転部を前記回転中心回りに回転させる回転機構と、
   を備えた、請求項１に記載の内面検査装置。
3. 前記複数の光源は、前記回転中心の周方向に互いに離れた複数の第一の光源を含み、
   前記開口部は、前記複数の第一の光源の間に位置された、請求項２に記載の内面検査装置。
4. 前記複数の光源は、前記回転中心の周方向に互いに離れた複数の第一の光源と、前記回転中心の軸方向に互いに離れた複数の第二の光源と、を含み、
   前記開口部は、前記複数の第一の光源の間に位置されるとともに前記複数の第二の光源の間に位置され、
   前記照射切替部は、前記複数の第一の光源が前記照射光を出しかつ前記複数の第二の光源が前記照射光を出さない第一の照射パターンと、前記複数の第一の光源が前記照射光を出さずかつ前記複数の第二の光源が前記照射光を出す第二の照射パターンと、を交互に切り替える、請求項２または３に記載の内面検査装置。
5. 検査対象物を保持する保持部と、
   前記保持部の位置を前記回転中心の軸方向に沿って動かす移動機構と、
   を備えた、請求項２〜４のうちいずれか一つに記載の内面検査装置。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の内面検査装置と、
   前記撮像部による複数の撮像画像を合成する画像合成部と、
   を備えた、内面検査システム。