蛍光探傷装置および蛍光探傷方法
【課題】 多種多様な被検体を位置決めすることなく短時間に検査でき、被検体以外の領域からの蛍光の影響を受けずに被検体の微細な傷を高いＳ／Ｎ比で容易に検出でき、かつ検出した傷の大きさと被検体上の位置を容易に特定できる蛍光探傷装置および蛍光探傷方法を提供する。
【解決手段】 蛍光探傷装置１０は、暗室１４、ブラックライト１６、白色ストロボ１８、ロングパスフィルタ２０、撮影カメラ２２及び画像処理装置２４を備える。暗室内で、検査位置に静置した被検体１に蛍光探傷用の近紫外線２を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体を撮影して蛍光静止画像５を取得する。また、時間をずらして同一位置から、被検体１に可視光３を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体１を撮影して可視静止画像６を取得する。さらに蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示する。
【解決手段】 蛍光探傷装置１０は、暗室１４、ブラックライト１６、白色ストロボ１８、ロングパスフィルタ２０、撮影カメラ２２及び画像処理装置２４を備える。暗室内で、検査位置に静置した被検体１に蛍光探傷用の近紫外線２を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体を撮影して蛍光静止画像５を取得する。また、時間をずらして同一位置から、被検体１に可視光３を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体１を撮影して可視静止画像６を取得する。さらに蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）の影響を受けずに微細な傷を高いＳ／Ｎ比で検出し、かつ検出した傷の大きさと被検体上の位置を検出する蛍光探傷装置および蛍光探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料やセラミックス等の非破壊検査法として、蛍光浸透探傷試験が知られている。蛍光浸透探傷試験は、試験体の表面に存在する微細な傷（又は疵）に毛細管現象を利用して蛍光剤を浸透させ、これに近紫外線を照射して蛍光剤を発光させて観察し、傷等の欠陥を肉眼で検査するものである。
【０００３】
また、これに類似した非破壊検査法として、蛍光磁粉探傷試験が知られている。蛍光磁粉探傷試験は、強磁性体の試験体を磁化し、蛍光磁粉を表面に適用して、割れなどの傷の部分に吸着された蛍光磁粉を、近紫外線を照射して蛍光磁粉を発光させて観察し、傷等を肉眼で検査するものである。
以下、蛍光浸透探傷試験と蛍光磁粉探傷試験の両方を総称して、「蛍光探傷試験」と呼ぶ。
【０００４】
上述した蛍光探傷試験は、一般的に、（１）浸透処理、（２）洗浄処理、（３）現像処理、（４）検査の各工程からなる。しかし、このうち検査工程は、肉眼による目視検査であるため、経験に左右されやすく、かつ手間と時間がかかる問題点がある。そこで、蛍光探傷試験において、画像処理を用いて欠陥を抽出する手段が提案されている（例えば特許文献１〜４）。
【０００５】
特許文献１の方法は、少なくとも１つの対象被検材を選択するステップと、選択した分析法に基づいて表面欠陥を標示できるようにする指示薬を使用して被検材を前処理するステップと、選択した指示薬に適した適切な照明下に対象被検材を露光するステップと、アーチファクトを除去するよう該画像を処理して検出感度と選択した分析法によって生じる背景ノイズとを決定するステップと、有効パラメータを求め、各有効パラメータについて検出感度を最大にすると共に背景ノイズを最小にできるパラメータ値を決定するステップとを含むものである。
【０００６】
特許文献２の方法は、磁化された鋼片の表面に蛍光磁粉を付着させ、該蛍光磁粉に励起光を照射して発せられる蛍光を撮像して疵を探傷する方法において、疵種類に応じて異なる複数の輝度の規準値と、疵種の弁別に使用する特徴量の範囲を限定するための閾値とを予め設定し、各規準値に基づいて撮像信号を２値化した複数の２値化画像を作成し、該２値化画像から所定の特徴量を算出し、該特徴量と予め設定された前記閾値とに基づいて所定の演算を行い、この演算結果に基づいて疵種を弁別するものである。
【０００７】
特許文献３の装置は、蛍光磁粉が付着された被検査材の表面に紫外線を照射する照射手段と、該表面を撮像して画像信号を出力する撮像装置と、該画像信号の信号強度を傷判断閾値を比較して前記表面の傷の有無を判断する傷判断手段とを有する蛍光磁粉式自動探傷装置において、前記被検査材の表面各部における前記紫外線の入射条件および前記蛍光磁粉から発せられた光の前記撮像装置に対する入射条件の相違に拘わらず、略同一条件で傷の有無を判断できるように予め定められた該表面各部で異なる傷判断閾値を記憶している記憶手段を備え、前記傷判断手段は該傷判断閾値と対応する部分の画像信号の信号強度とを比較して傷の有無を判断するものである。
【０００８】
特許文献４の装置は、図６の模式図に示すように、鋼材５３の表層部を磁化する磁化器５１，５２と、鋼材の表面に磁粉液を散布する噴射ノズル５５と、鋼材の被検査面を照明するブラックライト５７と、被検査面を撮影ずるＩＴＶカメラ５８と、ＩＴＶカメラの出力信号を画像処理して疵の有無を判別する画像処理装置５９とで構成した表面疵自動検査装置において、鋼材５３の被検査面に斜めから断続的に可視光を照射する光源部６３と、光源部の発光とＩＴＶカメラの画像取り込みタイミングを同期させる制御装置６４とを具備し、ブラックライト５７で照明した時の画像と光源部６３の照明を付加した時の画像とから表面疵を検査するものである。
【０００９】
【特許文献１】特許第３０９５９５８号公報、「浸透探傷による分析方法を自動的に特性化・最適化・検査する方法および装置」
【特許文献２】特許第３４４０５６９号公報、「磁粉探傷方法およびその装置」
【特許文献３】特開平０６−２０１６５６号公報、「蛍光磁粉式自動探傷装置」
【特許文献４】特開平１０−２８２０６３号公報、「表面疵自動検査装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
例えば、航空機用のタービン翼やコンプレッサー翼を被検体とする場合、検査領域は例えば、最大約１００ｍｍ×１００ｍｍであり、検査対象となる傷は、例えば、長手方向約０．２５ｍｍ以上となる。なお、この検査領域と傷の大きさは例示であり、それ以上の領域、或いはそれ以下の傷を対象とする場合もある。
【００１１】
蛍光探傷試験において、このような被検体を肉眼により目視検査した場合、従来、上述した検査工程だけでも被検体１個につき約２分間以上の検査時間を要していた。そのため、検査能率が低く、量産に合わせて全数検査することができない問題点があった。
【００１２】
また、画像処理を用いてこの検査工程を自動化しようとする場合、被検体表面で発光する蛍光が微弱であるため、蛍光以外の可視光を可能な限り除去して撮影する必要がある。すなわち、外光が入ってこない暗室内で、紫外光を被検体に照射して撮影する。このように可視光が除去された環境下では、蛍光部を明確に撮影することができるが、被検体の形状を明確に撮影することは困難である。そのため、蛍光を発している傷等の欠陥部が被検体のどこに位置するかの判断が難しかった。
また、被検体の形状を同時に撮影するため可視光による照明を用いると、微細な傷の検出が困難または不可能になる問題点があった。
【００１３】
さらに、自動搬送装置等を用いて被検体を検査領域に搬送する場合、被検体以外にも蛍光剤が付着することがある。このような場合、撮影した画像上に被検体以外の領域（背景部や非検査領域）の蛍光を検出してしまい、Ｓ／Ｎ比が低下して微細な傷の検出が困難になる。
さらに、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）の撮影をなくすため、被検体を機械的に位置決めする場合には、多種多様な被検体に合わせた位置決め治具を必要とし、かつ位置決め作業等を必要とするため、検査時間が延びる問題点があった。
【００１４】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、多種多様な被検体（検査対象物）を位置決めすることなく短時間に検査できこれにより量産に合わせて全数検査が可能であり、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）からの蛍光の影響を受けずに被検体の微細な傷を高いＳ／Ｎ比で容易に検出でき、かつ検出した傷の大きさと被検体上の位置を容易に特定できる蛍光探傷装置および蛍光探傷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、所定の検査位置に静置した蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を囲み内部を微細な蛍光を撮影可能な低照度下に維持する暗室装置と、
前記検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射するブラックライトと、
前記検査位置の被検体に可視光を照射する白色ストロボと、
前記近紫外線をカットし蛍光及び可視光を通すロングパスフィルタと、
該ロングパスフィルタを通して前記検査位置の被検体を同一位置から時間をずらして撮影し、近紫外線照射時の蛍光静止画像と可視光照射時の可視静止画像を取得する撮影カメラと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理装置とを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷装置が提供される。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記画像処理装置は、被検体の形状と大きさを記憶する記憶装置を備え、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する。
【００１７】
また、前記画像処理装置は、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことが好ましい。
【００１８】
また本発明によれば、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を所定の検査位置に静置する静置ステップと、
暗室内で、検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、蛍光静止画像を取得する蛍光静止画像撮影ステップと、
前記ステップと時間をずらして同一位置から、検査位置の被検体に可視光を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、可視静止画像を取得する可視静止画像撮影ステップと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理ステップとを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷方法が提供される。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、被検体の形状と大きさを記憶し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する。
【００２０】
また、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
上述した本発明の装置及び方法によれば、被検体を所定の検査位置に静置し、暗室内で時間をずらして同一位置から蛍光静止画像と可視静止画像を撮影し、蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重合せ画像を表示するので、静置、撮影、画像表示の繰り返しで、画像から短時間に容易に蛍光探傷検査ができ、これにより量産に合わせて全数検査が可能となる。
【００２２】
また、多種多様な被検体であっても所定の検査位置にランダムに静置するだけで、被検体を正確に位置決めすることなく、蛍光静止画像と可視静止画像の重合せ画像から短時間に容易に検査することができる。
【００２３】
また、暗室内で、検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、蛍光静止画像を取得するので、蛍光に適した露光時間で蛍光のみを高いＳ／Ｎ比で容易に検出できる。
【００２４】
さらに、被検体の形状と大きさを記憶し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去することにより、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）からの蛍光の影響を皆無にできるので、被検体の微細な傷を一層高いＳ／Ｎ比で容易に検出できる。
【００２５】
さらに、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出するので、検出した傷の大きさと被検体上の位置を容易に特定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２７】
図１は、被検体である動翼（Ａ）とベーン（Ｂ）の模式図であり、この例では、航空機用コンプレッサーの動翼とベーンを示している。
航空機用コンプレッサーには、それぞれ１０種類前後の動翼とベーンが用いられ、それぞれ大きさ、形状が異なっている。また、蛍光探傷検査を必要とする箇所は、通常、翼先端の背側及び腹側であるが、これに限定されず、それ以外の部分を検査することもある。
なお、本発明の被検体は、上述したような航空機用部品に限定されず、自動車部品等、蛍光探傷検査を必要とするあらゆる被検体を対象とすることができる。
【００２８】
以下、本発明の被検体１の検査領域が最大約１００ｍｍ×１００ｍｍであり、長手方向約０．２５ｍｍ以上の傷を検査対象とする場合について説明する。なお、この検査領域と傷の大きさは例示であり、それ以上の領域、或いはそれ以下の傷にも同様に適用することができる。
【００２９】
図２は、本発明による蛍光探傷装置の全体構成図である。この図に示すように、本発明の蛍光探傷装置１０は、搬送装置１２、暗室装置１４、ブラックライト１６、白色ストロボ１８、ロングパスフィルタ２０、撮影カメラ２２及び画像処理装置２４を備える。
【００３０】
被検体１は、図示しない前工程において、上述した浸透処理、洗浄処理、及び現像処理を行い、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた状態となっている。蛍光剤は、蛍光浸透探傷試験用の蛍光剤、蛍光磁粉は蛍光磁粉探傷試験用の蛍光磁粉である。従って、本発明は、蛍光浸透探傷試験と蛍光磁粉探傷試験に適用することができる。
【００３１】
搬送装置１２は、例えばベルトコンベア又はローラコンベアであり、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体１を所定の検査位置まで搬入し、搬出する。またこの搬送装置１２は、所定の検査位置を検出する位置検出センサ１３を備え、検査位置で被検体１を一時停止させる。一時停止の時間は、後述する撮影に要する時間である。
なお、本発明において、搬送装置１２は必須ではなく、被検体１を所定の検査位置に手で運んで静置してもよい。
【００３２】
蛍光４はそれほど強い光を発しないため、撮影の際、ある程度の露光時間（例えば１／３０秒以上）が必要となる。露光時間が１／３０秒、分解能が０．１０ｍｍ／画素の場合、被検体１の画像のブレを１画素以内に納めるためには、搬送速度を３．０ｍｍ／秒以下、つまり停止状態にする必要がある（０．１０ｍｍ／画素÷１／３０秒）。
従って、高精度の静止画像を２枚撮影するため、例えば０．５秒間程度完全に停止するのがよい。しかし、完全停止は必須ではなく、高精度の静止画像を撮影できる限りで、低速（例えば数ｍｍ／ｓ）で移動してもよい。
【００３３】
後述するように、本発明では、検査領域の自動特定を行なう。しかしこの場合でも、極端に検査対象物の位置や姿勢が変化すると、自動特定が困難となる。従って、ある程度部品の位置や姿勢を決める治具を併用することが好ましい。
【００３４】
検査位置は、例えばベルトコンベア又はローラコンベア上に位置し、１ｍ角程度の画像撮影エリアを有し、このエリアを暗室化できるようになっている。
また、本発明による蛍光探傷検査の結果、欠陥候補があると判断された被検体１は、図示しない別のラインに搬送され、目視検査などより詳細な検査を受けるようになっているのがよい。
【００３５】
暗室装置１４は、検査位置の被検体１を囲み、内部を微細な蛍光を撮影可能な低照度下に維持する。暗室装置１４は、遮光布で覆った柔構造の暗幕でも、遮光板で囲んだ剛構造の暗箱でもよい。
また被検体１を暗室装置１４内に搬入し、搬出できるように、スリット、開閉ドア等を備え、撮影カメラ２２による撮影時に内部を撮影可能な低照度下に維持するようになっている。撮影可能な低照度は、微弱な蛍光４を検出できるように、可能な限り完全な暗闇であるのがよい。
【００３６】
ブラックライト１６は、検査位置で停止した被検体１に蛍光探傷用の近紫外線２を照射する。ブラックライト１６は、波長３１５〜４００ｎｍの近紫外線２を放射する紫外線照射装置である。
このブラックライト１６は、連続的に近紫外線２を放射するのが好ましいが、撮影時のみ放射してもよい。また、この例では、被検体１の影を防止するため、左右に２つ設けているが、１灯でも３灯以上でもよい。
【００３７】
蛍光剤に近紫外線２を放射すると、蛍光４を発する。この蛍光４の波長は蛍光剤の特性や外部条件（洗浄液条件や経時変化など）によって変化するが、ピークは５００〜５５０ｎｍの間にある。
【００３８】
白色ストロボ１８は、検査位置で停止した被検体１に可視光３を照射する。白色ストロボ１８は、通常の写真撮影用のストロボであり、極短時間（１／１０００秒以下）の照射時間であるのが好ましい。
またこの例では、被検体１の影を防止するため、白色ストロボ１８を左右に２つ設けているが、１灯でも３灯以上でもよい。
【００３９】
ロングパスフィルタ２０は、波長４５０〜５００ｎｍ程度以下の近紫外線２をカットし蛍光４及び可視光３を通す光学フィルタである。
通常の蛍光探傷試験では、紫外線フィルタとして、特定の波長のみを透過するバンドパスフィルタを用いる。しかし、本発明では、ストロボ照明を用いたときに部品の外形が判別できる画像（可視静止画像）を撮影する必要がある。そのため、本発明では、ブラックライト１６の反射光を通さないような光学フィルタを使用して、蛍光領域を明確に撮影する。
【００４０】
撮影カメラ２２は、ロングパスフィルタ２０を通して検査位置に停止した被検体１を同一位置から時間をずらして撮影し、近紫外線照射時の蛍光静止画像５と可視光照射時の可視静止画像６を取得する。
【００４１】
撮影カメラ２２の視野は、被検体１の検査領域に合わせて、一辺１００ｍｍ程度に設定する。また、画素数は、視野角１００ｍｍに対して長手０．２５ｍｍという非常に小さな蛍光領域を抽出する必要がある。
例えば仮に観察対象物の位置で０．１０ｍｍ／画素となるようにするには、ＣＣＤの有効画素数が１０００×１０００画素以上必要となる（１００ｍｍ÷０．１ｍｍ／画素＝１０００画素）。
【００４２】
このことからビデオ信号（水平信号線４８０本）を出力するアナログビデオカメラではなく、ＣＣＤの有効画素数が１０００×１０００画素以上のデジタルビデオカメラを使用する。
【００４３】
絞りと露光時間は、蛍光領域が明確な画像を撮影するには、絞りを絞って被写界深度を深くし、露光時間を長くとって蛍光を長く受光することが望ましい。しかし、実際の検査ラインでは搬送システムとの兼ね合いで撮影時間＝露光時間が制限される。従って、絞りと露光時間は運用条件に合わせて調整できるように、絞りと露光時間を変更可能なカメラおよびレンズを使用するのがよい。
【００４４】
レンズは、視野角１００ｍｍとし、かつカメラ自身の影が映らないよう部品からカメラを３００ｍｍ以上離す場合、レンズの焦点距離は２０ｍｍ以上であれば良い。従ってレンズは、焦点距離が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものを使用するのがよい。
【００４５】
画像処理装置２４は、蛍光静止画像５と可視静止画像６を重ね合わせて重合せ画像７を表示する。画像処理装置２４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置２５、入出力装置（例えばキーボード、画像表示装置２６）、通信制御装置２７を備えたコンピュータであるのがよい。
記憶装置２５には、被検体１の形状と大きさが予め入力され記憶されている。画像処理装置２４は、さらに可視静止画像６と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域８を特定し、蛍光静止画像５から検査領域以外の画像を消去する。
さらに、この画像処理装置２４は、蛍光静止画像５をモフォロジ処理して蛍光部分４ａを特定し、可視静止画像６と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分４ａの大きさを算出するようになっている。
【００４６】
図３は、本発明による蛍光探傷方法の全体フロー図である。この図に示すように、本発明の蛍光探傷方法は、静置ステップＳ１、蛍光静止画像撮影ステップＳ２、可視静止画像撮影ステップＳ３、画像処理ステップＳ４、及び評価ステップＳ５を有する。ステップＳ０では、被検体の形状と大きさを記憶する。
【００４７】
静置ステップＳ１では、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体１を所定の検査位置に静置する。
【００４８】
蛍光静止画像撮影ステップＳ２では、暗室内で、検査位置の被検体１に蛍光探傷用の近紫外線２を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体１を撮影し、蛍光静止画像５を取得する。
このステップ中は、白色ストロボ１８はＯＦＦ（消灯）を維持する。
【００４９】
可視静止画像撮影ステップＳ３では、蛍光静止画像撮影ステップＳ２と時間をずらして同一位置から、検査位置の被検体１に可視光３を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体１を撮影し、可視静止画像６を取得する。
このステップ中は、ブラックライト１６はＯＮ（点灯）のままでも、ＯＦＦ（消灯）してもよい。
【００５０】
画像処理ステップＳ４では、蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示する。
【００５１】
画像処理ステップＳ４は、高輝度領域抽出処理Ｓ４１、パターンマッチングＳ４２、検査領域特定Ｓ４３、重合せ画像表示Ｓ４４、検査領域以外の画像消去Ｓ４５、および蛍光部分の大きさ算出Ｓ４６の各ステップを有する。
【００５２】
高輝度領域抽出処理Ｓ４１の中心となるモフォロジ処理では、図４に示すように、位置と明るさの関係を示す原画像（Ａ）をグレースケールで読み込み、これから最小値フィルタ（Ｂ）と最大値フィルタ（Ｃ）を作製し、原画像との差分（Ｄ）を求めて、周囲と比較して明るい部分、すなわち蛍光静止画像５の蛍光部分４ａを特定する。
【００５３】
パターンマッチングＳ４２では、可視静止画像６に対し、ステップＳ０で記憶した検査領域の被検体形状をテンプレート画像として旋回させ、パターンマッチングによりテンプレート画像と相似形となる可視静止画像８上の検査領域を特定し（Ｓ４３）、蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示し（Ｓ４４）、蛍光静止画像５から検査領域以外の画像を消去する（Ｓ４５）。重合せ画像表示Ｓ４４は、ステップＳ４５の後に行ってもよい。
【００５４】
さらに、パターンマッチングにより相似形の被検体形状を拡大又は縮小させて、可視静止画像８上の検査領域と一致する拡大縮小率を求め、これと蛍光部分が占める画素面積から、蛍光部分の大きさを算出する（Ｓ４６）。
【００５５】
評価ステップＳ５では、画像処理ステップＳ４で得られた重合せ画像７および蛍光部分の大きさを画像表示及びプリントアウトし、予め定めた閾値と比較して、被検体１の合否を判断する。
この蛍光探傷検査の結果、欠陥候補があると判断された被検体１は、図示しない別のラインに搬送され、目視検査などの、より詳細な検査を受ける。
【００５６】
図５は、本発明による蛍光探傷方法の模式図である。
この図において、本発明の方法では、蛍光静止画像撮影ステップＳ２と可視静止画像撮影ステップＳ３において、ストロボ照明ＯＦＦとＯＮの２パターンで被検体１を撮影し、蛍光静止画像５と可視静止画像６を取得する（Ａ１，Ｂ１）。
次いで、パターンマッチングＳ４２において、ストロボ照明ＯＮで得た可視静止画像６と、被検体１の形状の特徴を表すテンプレート画像とのマッチング処理により、自動的に検査領域を特定する（Ｂ２）。
また、並行して、高輝度領域抽出処理Ｓ４１において、ストロボ照明ＯＦＦで得た蛍光静止画像５に対して、モフォロジ処理などの画像処理を加え、自動的に高輝度領域を抽出する（Ａ２）。
次に、重合せ画像表示Ｓ４４で蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示し検査領域上の高輝度領域を、欠陥候補とする（Ｃ）。
【００５７】
上述した本発明によれば、ブラックライト１６の他に通常のストロボ（白色ストロボ１８）を用い、フィルタにはロングパスフィルタ２０を用いて、ストロボＯＮ／ＯＦＦの２パターンで撮影する。さらに、検査対象物１の形状的な特徴が事前に判明しているとき、パターンマッチングにより検査領域８を特定する。
従って、画像上の検査領域８を自動的に特定することができ、欠陥の抽出率を高めることができる。また、検査対象物の外形を明確に捉えることができ、パターンマッチングの結果を利用して、欠陥の実寸法をより正確に算出できる。さらに、外形像に欠陥候補の抽出結果を重ねて表示することで、画像処理結果を人間が容易に把握しやすい形で表示できる。
【００５８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】被検体である動翼とベーンの模式図である。
【図２】本発明による蛍光探傷装置の全体構成図である。
【図３】本発明による蛍光探傷方法の全体フロー図である。
【図４】本発明におけるモフォロジ処理の説明図である。
【図５】本発明による蛍光探傷方法の模式図である。
【図６】特許文献４の装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 被検体（検査対象物）、２ 近紫外線、３ 可視光、
４ 蛍光、４ａ 蛍光部分、５ 蛍光静止画像、６ 可視静止画像、
７ 重合せ画像、８ 検査領域、
１０ 蛍光探傷装置、１２ 搬送装置、１３ 位置検出センサ、
１４ 暗室装置（暗幕、暗箱）、１６ ブラックライト、１８ 白色ストロボ、
２０ ロングパスフィルタ、２２ 撮影カメラ、
２４ 画像処理装置（コンピュータ）、２５ 記憶装置、
２６ 画像表示装置、２７ 通信制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）の影響を受けずに微細な傷を高いＳ／Ｎ比で検出し、かつ検出した傷の大きさと被検体上の位置を検出する蛍光探傷装置および蛍光探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料やセラミックス等の非破壊検査法として、蛍光浸透探傷試験が知られている。蛍光浸透探傷試験は、試験体の表面に存在する微細な傷（又は疵）に毛細管現象を利用して蛍光剤を浸透させ、これに近紫外線を照射して蛍光剤を発光させて観察し、傷等の欠陥を肉眼で検査するものである。
【０００３】
また、これに類似した非破壊検査法として、蛍光磁粉探傷試験が知られている。蛍光磁粉探傷試験は、強磁性体の試験体を磁化し、蛍光磁粉を表面に適用して、割れなどの傷の部分に吸着された蛍光磁粉を、近紫外線を照射して蛍光磁粉を発光させて観察し、傷等を肉眼で検査するものである。
以下、蛍光浸透探傷試験と蛍光磁粉探傷試験の両方を総称して、「蛍光探傷試験」と呼ぶ。
【０００４】
上述した蛍光探傷試験は、一般的に、（１）浸透処理、（２）洗浄処理、（３）現像処理、（４）検査の各工程からなる。しかし、このうち検査工程は、肉眼による目視検査であるため、経験に左右されやすく、かつ手間と時間がかかる問題点がある。そこで、蛍光探傷試験において、画像処理を用いて欠陥を抽出する手段が提案されている（例えば特許文献１〜４）。
【０００５】
特許文献１の方法は、少なくとも１つの対象被検材を選択するステップと、選択した分析法に基づいて表面欠陥を標示できるようにする指示薬を使用して被検材を前処理するステップと、選択した指示薬に適した適切な照明下に対象被検材を露光するステップと、アーチファクトを除去するよう該画像を処理して検出感度と選択した分析法によって生じる背景ノイズとを決定するステップと、有効パラメータを求め、各有効パラメータについて検出感度を最大にすると共に背景ノイズを最小にできるパラメータ値を決定するステップとを含むものである。
【０００６】
特許文献２の方法は、磁化された鋼片の表面に蛍光磁粉を付着させ、該蛍光磁粉に励起光を照射して発せられる蛍光を撮像して疵を探傷する方法において、疵種類に応じて異なる複数の輝度の規準値と、疵種の弁別に使用する特徴量の範囲を限定するための閾値とを予め設定し、各規準値に基づいて撮像信号を２値化した複数の２値化画像を作成し、該２値化画像から所定の特徴量を算出し、該特徴量と予め設定された前記閾値とに基づいて所定の演算を行い、この演算結果に基づいて疵種を弁別するものである。
【０００７】
特許文献３の装置は、蛍光磁粉が付着された被検査材の表面に紫外線を照射する照射手段と、該表面を撮像して画像信号を出力する撮像装置と、該画像信号の信号強度を傷判断閾値を比較して前記表面の傷の有無を判断する傷判断手段とを有する蛍光磁粉式自動探傷装置において、前記被検査材の表面各部における前記紫外線の入射条件および前記蛍光磁粉から発せられた光の前記撮像装置に対する入射条件の相違に拘わらず、略同一条件で傷の有無を判断できるように予め定められた該表面各部で異なる傷判断閾値を記憶している記憶手段を備え、前記傷判断手段は該傷判断閾値と対応する部分の画像信号の信号強度とを比較して傷の有無を判断するものである。
【０００８】
特許文献４の装置は、図６の模式図に示すように、鋼材５３の表層部を磁化する磁化器５１，５２と、鋼材の表面に磁粉液を散布する噴射ノズル５５と、鋼材の被検査面を照明するブラックライト５７と、被検査面を撮影ずるＩＴＶカメラ５８と、ＩＴＶカメラの出力信号を画像処理して疵の有無を判別する画像処理装置５９とで構成した表面疵自動検査装置において、鋼材５３の被検査面に斜めから断続的に可視光を照射する光源部６３と、光源部の発光とＩＴＶカメラの画像取り込みタイミングを同期させる制御装置６４とを具備し、ブラックライト５７で照明した時の画像と光源部６３の照明を付加した時の画像とから表面疵を検査するものである。
【０００９】
【特許文献１】特許第３０９５９５８号公報、「浸透探傷による分析方法を自動的に特性化・最適化・検査する方法および装置」
【特許文献２】特許第３４４０５６９号公報、「磁粉探傷方法およびその装置」
【特許文献３】特開平０６−２０１６５６号公報、「蛍光磁粉式自動探傷装置」
【特許文献４】特開平１０−２８２０６３号公報、「表面疵自動検査装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
例えば、航空機用のタービン翼やコンプレッサー翼を被検体とする場合、検査領域は例えば、最大約１００ｍｍ×１００ｍｍであり、検査対象となる傷は、例えば、長手方向約０．２５ｍｍ以上となる。なお、この検査領域と傷の大きさは例示であり、それ以上の領域、或いはそれ以下の傷を対象とする場合もある。
【００１１】
蛍光探傷試験において、このような被検体を肉眼により目視検査した場合、従来、上述した検査工程だけでも被検体１個につき約２分間以上の検査時間を要していた。そのため、検査能率が低く、量産に合わせて全数検査することができない問題点があった。
【００１２】
また、画像処理を用いてこの検査工程を自動化しようとする場合、被検体表面で発光する蛍光が微弱であるため、蛍光以外の可視光を可能な限り除去して撮影する必要がある。すなわち、外光が入ってこない暗室内で、紫外光を被検体に照射して撮影する。このように可視光が除去された環境下では、蛍光部を明確に撮影することができるが、被検体の形状を明確に撮影することは困難である。そのため、蛍光を発している傷等の欠陥部が被検体のどこに位置するかの判断が難しかった。
また、被検体の形状を同時に撮影するため可視光による照明を用いると、微細な傷の検出が困難または不可能になる問題点があった。
【００１３】
さらに、自動搬送装置等を用いて被検体を検査領域に搬送する場合、被検体以外にも蛍光剤が付着することがある。このような場合、撮影した画像上に被検体以外の領域（背景部や非検査領域）の蛍光を検出してしまい、Ｓ／Ｎ比が低下して微細な傷の検出が困難になる。
さらに、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）の撮影をなくすため、被検体を機械的に位置決めする場合には、多種多様な被検体に合わせた位置決め治具を必要とし、かつ位置決め作業等を必要とするため、検査時間が延びる問題点があった。
【００１４】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、多種多様な被検体（検査対象物）を位置決めすることなく短時間に検査できこれにより量産に合わせて全数検査が可能であり、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）からの蛍光の影響を受けずに被検体の微細な傷を高いＳ／Ｎ比で容易に検出でき、かつ検出した傷の大きさと被検体上の位置を容易に特定できる蛍光探傷装置および蛍光探傷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、所定の検査位置に静置した蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を囲み内部を微細な蛍光を撮影可能な低照度下に維持する暗室装置と、
前記検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射するブラックライトと、
前記検査位置の被検体に可視光を照射する白色ストロボと、
前記近紫外線をカットし蛍光及び可視光を通すロングパスフィルタと、
該ロングパスフィルタを通して前記検査位置の被検体を同一位置から時間をずらして撮影し、近紫外線照射時の蛍光静止画像と可視光照射時の可視静止画像を取得する撮影カメラと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理装置とを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷装置が提供される。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記画像処理装置は、被検体の形状と大きさを記憶する記憶装置を備え、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する。
【００１７】
また、前記画像処理装置は、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことが好ましい。
【００１８】
また本発明によれば、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を所定の検査位置に静置する静置ステップと、
暗室内で、検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、蛍光静止画像を取得する蛍光静止画像撮影ステップと、
前記ステップと時間をずらして同一位置から、検査位置の被検体に可視光を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、可視静止画像を取得する可視静止画像撮影ステップと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理ステップとを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷方法が提供される。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、被検体の形状と大きさを記憶し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する。
【００２０】
また、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
上述した本発明の装置及び方法によれば、被検体を所定の検査位置に静置し、暗室内で時間をずらして同一位置から蛍光静止画像と可視静止画像を撮影し、蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重合せ画像を表示するので、静置、撮影、画像表示の繰り返しで、画像から短時間に容易に蛍光探傷検査ができ、これにより量産に合わせて全数検査が可能となる。
【００２２】
また、多種多様な被検体であっても所定の検査位置にランダムに静置するだけで、被検体を正確に位置決めすることなく、蛍光静止画像と可視静止画像の重合せ画像から短時間に容易に検査することができる。
【００２３】
また、暗室内で、検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、蛍光静止画像を取得するので、蛍光に適した露光時間で蛍光のみを高いＳ／Ｎ比で容易に検出できる。
【００２４】
さらに、被検体の形状と大きさを記憶し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去することにより、被検体以外の領域（背景部や非検査領域）からの蛍光の影響を皆無にできるので、被検体の微細な傷を一層高いＳ／Ｎ比で容易に検出できる。
【００２５】
さらに、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出するので、検出した傷の大きさと被検体上の位置を容易に特定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２７】
図１は、被検体である動翼（Ａ）とベーン（Ｂ）の模式図であり、この例では、航空機用コンプレッサーの動翼とベーンを示している。
航空機用コンプレッサーには、それぞれ１０種類前後の動翼とベーンが用いられ、それぞれ大きさ、形状が異なっている。また、蛍光探傷検査を必要とする箇所は、通常、翼先端の背側及び腹側であるが、これに限定されず、それ以外の部分を検査することもある。
なお、本発明の被検体は、上述したような航空機用部品に限定されず、自動車部品等、蛍光探傷検査を必要とするあらゆる被検体を対象とすることができる。
【００２８】
以下、本発明の被検体１の検査領域が最大約１００ｍｍ×１００ｍｍであり、長手方向約０．２５ｍｍ以上の傷を検査対象とする場合について説明する。なお、この検査領域と傷の大きさは例示であり、それ以上の領域、或いはそれ以下の傷にも同様に適用することができる。
【００２９】
図２は、本発明による蛍光探傷装置の全体構成図である。この図に示すように、本発明の蛍光探傷装置１０は、搬送装置１２、暗室装置１４、ブラックライト１６、白色ストロボ１８、ロングパスフィルタ２０、撮影カメラ２２及び画像処理装置２４を備える。
【００３０】
被検体１は、図示しない前工程において、上述した浸透処理、洗浄処理、及び現像処理を行い、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた状態となっている。蛍光剤は、蛍光浸透探傷試験用の蛍光剤、蛍光磁粉は蛍光磁粉探傷試験用の蛍光磁粉である。従って、本発明は、蛍光浸透探傷試験と蛍光磁粉探傷試験に適用することができる。
【００３１】
搬送装置１２は、例えばベルトコンベア又はローラコンベアであり、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体１を所定の検査位置まで搬入し、搬出する。またこの搬送装置１２は、所定の検査位置を検出する位置検出センサ１３を備え、検査位置で被検体１を一時停止させる。一時停止の時間は、後述する撮影に要する時間である。
なお、本発明において、搬送装置１２は必須ではなく、被検体１を所定の検査位置に手で運んで静置してもよい。
【００３２】
蛍光４はそれほど強い光を発しないため、撮影の際、ある程度の露光時間（例えば１／３０秒以上）が必要となる。露光時間が１／３０秒、分解能が０．１０ｍｍ／画素の場合、被検体１の画像のブレを１画素以内に納めるためには、搬送速度を３．０ｍｍ／秒以下、つまり停止状態にする必要がある（０．１０ｍｍ／画素÷１／３０秒）。
従って、高精度の静止画像を２枚撮影するため、例えば０．５秒間程度完全に停止するのがよい。しかし、完全停止は必須ではなく、高精度の静止画像を撮影できる限りで、低速（例えば数ｍｍ／ｓ）で移動してもよい。
【００３３】
後述するように、本発明では、検査領域の自動特定を行なう。しかしこの場合でも、極端に検査対象物の位置や姿勢が変化すると、自動特定が困難となる。従って、ある程度部品の位置や姿勢を決める治具を併用することが好ましい。
【００３４】
検査位置は、例えばベルトコンベア又はローラコンベア上に位置し、１ｍ角程度の画像撮影エリアを有し、このエリアを暗室化できるようになっている。
また、本発明による蛍光探傷検査の結果、欠陥候補があると判断された被検体１は、図示しない別のラインに搬送され、目視検査などより詳細な検査を受けるようになっているのがよい。
【００３５】
暗室装置１４は、検査位置の被検体１を囲み、内部を微細な蛍光を撮影可能な低照度下に維持する。暗室装置１４は、遮光布で覆った柔構造の暗幕でも、遮光板で囲んだ剛構造の暗箱でもよい。
また被検体１を暗室装置１４内に搬入し、搬出できるように、スリット、開閉ドア等を備え、撮影カメラ２２による撮影時に内部を撮影可能な低照度下に維持するようになっている。撮影可能な低照度は、微弱な蛍光４を検出できるように、可能な限り完全な暗闇であるのがよい。
【００３６】
ブラックライト１６は、検査位置で停止した被検体１に蛍光探傷用の近紫外線２を照射する。ブラックライト１６は、波長３１５〜４００ｎｍの近紫外線２を放射する紫外線照射装置である。
このブラックライト１６は、連続的に近紫外線２を放射するのが好ましいが、撮影時のみ放射してもよい。また、この例では、被検体１の影を防止するため、左右に２つ設けているが、１灯でも３灯以上でもよい。
【００３７】
蛍光剤に近紫外線２を放射すると、蛍光４を発する。この蛍光４の波長は蛍光剤の特性や外部条件（洗浄液条件や経時変化など）によって変化するが、ピークは５００〜５５０ｎｍの間にある。
【００３８】
白色ストロボ１８は、検査位置で停止した被検体１に可視光３を照射する。白色ストロボ１８は、通常の写真撮影用のストロボであり、極短時間（１／１０００秒以下）の照射時間であるのが好ましい。
またこの例では、被検体１の影を防止するため、白色ストロボ１８を左右に２つ設けているが、１灯でも３灯以上でもよい。
【００３９】
ロングパスフィルタ２０は、波長４５０〜５００ｎｍ程度以下の近紫外線２をカットし蛍光４及び可視光３を通す光学フィルタである。
通常の蛍光探傷試験では、紫外線フィルタとして、特定の波長のみを透過するバンドパスフィルタを用いる。しかし、本発明では、ストロボ照明を用いたときに部品の外形が判別できる画像（可視静止画像）を撮影する必要がある。そのため、本発明では、ブラックライト１６の反射光を通さないような光学フィルタを使用して、蛍光領域を明確に撮影する。
【００４０】
撮影カメラ２２は、ロングパスフィルタ２０を通して検査位置に停止した被検体１を同一位置から時間をずらして撮影し、近紫外線照射時の蛍光静止画像５と可視光照射時の可視静止画像６を取得する。
【００４１】
撮影カメラ２２の視野は、被検体１の検査領域に合わせて、一辺１００ｍｍ程度に設定する。また、画素数は、視野角１００ｍｍに対して長手０．２５ｍｍという非常に小さな蛍光領域を抽出する必要がある。
例えば仮に観察対象物の位置で０．１０ｍｍ／画素となるようにするには、ＣＣＤの有効画素数が１０００×１０００画素以上必要となる（１００ｍｍ÷０．１ｍｍ／画素＝１０００画素）。
【００４２】
このことからビデオ信号（水平信号線４８０本）を出力するアナログビデオカメラではなく、ＣＣＤの有効画素数が１０００×１０００画素以上のデジタルビデオカメラを使用する。
【００４３】
絞りと露光時間は、蛍光領域が明確な画像を撮影するには、絞りを絞って被写界深度を深くし、露光時間を長くとって蛍光を長く受光することが望ましい。しかし、実際の検査ラインでは搬送システムとの兼ね合いで撮影時間＝露光時間が制限される。従って、絞りと露光時間は運用条件に合わせて調整できるように、絞りと露光時間を変更可能なカメラおよびレンズを使用するのがよい。
【００４４】
レンズは、視野角１００ｍｍとし、かつカメラ自身の影が映らないよう部品からカメラを３００ｍｍ以上離す場合、レンズの焦点距離は２０ｍｍ以上であれば良い。従ってレンズは、焦点距離が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものを使用するのがよい。
【００４５】
画像処理装置２４は、蛍光静止画像５と可視静止画像６を重ね合わせて重合せ画像７を表示する。画像処理装置２４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置２５、入出力装置（例えばキーボード、画像表示装置２６）、通信制御装置２７を備えたコンピュータであるのがよい。
記憶装置２５には、被検体１の形状と大きさが予め入力され記憶されている。画像処理装置２４は、さらに可視静止画像６と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域８を特定し、蛍光静止画像５から検査領域以外の画像を消去する。
さらに、この画像処理装置２４は、蛍光静止画像５をモフォロジ処理して蛍光部分４ａを特定し、可視静止画像６と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分４ａの大きさを算出するようになっている。
【００４６】
図３は、本発明による蛍光探傷方法の全体フロー図である。この図に示すように、本発明の蛍光探傷方法は、静置ステップＳ１、蛍光静止画像撮影ステップＳ２、可視静止画像撮影ステップＳ３、画像処理ステップＳ４、及び評価ステップＳ５を有する。ステップＳ０では、被検体の形状と大きさを記憶する。
【００４７】
静置ステップＳ１では、蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体１を所定の検査位置に静置する。
【００４８】
蛍光静止画像撮影ステップＳ２では、暗室内で、検査位置の被検体１に蛍光探傷用の近紫外線２を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体１を撮影し、蛍光静止画像５を取得する。
このステップ中は、白色ストロボ１８はＯＦＦ（消灯）を維持する。
【００４９】
可視静止画像撮影ステップＳ３では、蛍光静止画像撮影ステップＳ２と時間をずらして同一位置から、検査位置の被検体１に可視光３を照射し、ロングパスフィルタ２０を通して被検体１を撮影し、可視静止画像６を取得する。
このステップ中は、ブラックライト１６はＯＮ（点灯）のままでも、ＯＦＦ（消灯）してもよい。
【００５０】
画像処理ステップＳ４では、蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示する。
【００５１】
画像処理ステップＳ４は、高輝度領域抽出処理Ｓ４１、パターンマッチングＳ４２、検査領域特定Ｓ４３、重合せ画像表示Ｓ４４、検査領域以外の画像消去Ｓ４５、および蛍光部分の大きさ算出Ｓ４６の各ステップを有する。
【００５２】
高輝度領域抽出処理Ｓ４１の中心となるモフォロジ処理では、図４に示すように、位置と明るさの関係を示す原画像（Ａ）をグレースケールで読み込み、これから最小値フィルタ（Ｂ）と最大値フィルタ（Ｃ）を作製し、原画像との差分（Ｄ）を求めて、周囲と比較して明るい部分、すなわち蛍光静止画像５の蛍光部分４ａを特定する。
【００５３】
パターンマッチングＳ４２では、可視静止画像６に対し、ステップＳ０で記憶した検査領域の被検体形状をテンプレート画像として旋回させ、パターンマッチングによりテンプレート画像と相似形となる可視静止画像８上の検査領域を特定し（Ｓ４３）、蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示し（Ｓ４４）、蛍光静止画像５から検査領域以外の画像を消去する（Ｓ４５）。重合せ画像表示Ｓ４４は、ステップＳ４５の後に行ってもよい。
【００５４】
さらに、パターンマッチングにより相似形の被検体形状を拡大又は縮小させて、可視静止画像８上の検査領域と一致する拡大縮小率を求め、これと蛍光部分が占める画素面積から、蛍光部分の大きさを算出する（Ｓ４６）。
【００５５】
評価ステップＳ５では、画像処理ステップＳ４で得られた重合せ画像７および蛍光部分の大きさを画像表示及びプリントアウトし、予め定めた閾値と比較して、被検体１の合否を判断する。
この蛍光探傷検査の結果、欠陥候補があると判断された被検体１は、図示しない別のラインに搬送され、目視検査などの、より詳細な検査を受ける。
【００５６】
図５は、本発明による蛍光探傷方法の模式図である。
この図において、本発明の方法では、蛍光静止画像撮影ステップＳ２と可視静止画像撮影ステップＳ３において、ストロボ照明ＯＦＦとＯＮの２パターンで被検体１を撮影し、蛍光静止画像５と可視静止画像６を取得する（Ａ１，Ｂ１）。
次いで、パターンマッチングＳ４２において、ストロボ照明ＯＮで得た可視静止画像６と、被検体１の形状の特徴を表すテンプレート画像とのマッチング処理により、自動的に検査領域を特定する（Ｂ２）。
また、並行して、高輝度領域抽出処理Ｓ４１において、ストロボ照明ＯＦＦで得た蛍光静止画像５に対して、モフォロジ処理などの画像処理を加え、自動的に高輝度領域を抽出する（Ａ２）。
次に、重合せ画像表示Ｓ４４で蛍光静止画像５と可視静止画像６を画像処理により重ね合わせて重合せ画像７を表示し検査領域上の高輝度領域を、欠陥候補とする（Ｃ）。
【００５７】
上述した本発明によれば、ブラックライト１６の他に通常のストロボ（白色ストロボ１８）を用い、フィルタにはロングパスフィルタ２０を用いて、ストロボＯＮ／ＯＦＦの２パターンで撮影する。さらに、検査対象物１の形状的な特徴が事前に判明しているとき、パターンマッチングにより検査領域８を特定する。
従って、画像上の検査領域８を自動的に特定することができ、欠陥の抽出率を高めることができる。また、検査対象物の外形を明確に捉えることができ、パターンマッチングの結果を利用して、欠陥の実寸法をより正確に算出できる。さらに、外形像に欠陥候補の抽出結果を重ねて表示することで、画像処理結果を人間が容易に把握しやすい形で表示できる。
【００５８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】被検体である動翼とベーンの模式図である。
【図２】本発明による蛍光探傷装置の全体構成図である。
【図３】本発明による蛍光探傷方法の全体フロー図である。
【図４】本発明におけるモフォロジ処理の説明図である。
【図５】本発明による蛍光探傷方法の模式図である。
【図６】特許文献４の装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 被検体（検査対象物）、２ 近紫外線、３ 可視光、
４ 蛍光、４ａ 蛍光部分、５ 蛍光静止画像、６ 可視静止画像、
７ 重合せ画像、８ 検査領域、
１０ 蛍光探傷装置、１２ 搬送装置、１３ 位置検出センサ、
１４ 暗室装置（暗幕、暗箱）、１６ ブラックライト、１８ 白色ストロボ、
２０ ロングパスフィルタ、２２ 撮影カメラ、
２４ 画像処理装置（コンピュータ）、２５ 記憶装置、
２６ 画像表示装置、２７ 通信制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検査位置に静置した蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を囲み内部を微細な蛍光を撮影可能な低照度下に維持する暗室装置と、
前記検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射するブラックライトと、
前記検査位置の被検体に可視光を照射する白色ストロボと、
前記近紫外線をカットし蛍光及び可視光を通すロングパスフィルタと、
該ロングパスフィルタを通して前記検査位置の被検体を同一位置から時間をずらして撮影し、近紫外線照射時の蛍光静止画像と可視光照射時の可視静止画像を取得する撮影カメラと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理装置とを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、被検体の形状と大きさを記憶する記憶装置を備え、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する、ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光探傷装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことを特徴とする請求項２に記載の蛍光探傷装置。
【請求項４】
蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を所定の検査位置に静置する静置ステップと、
暗室内で、検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、蛍光静止画像を取得する蛍光静止画像撮影ステップと、
前記ステップと時間をずらして同一位置から、検査位置の被検体に可視光を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、可視静止画像を取得する可視静止画像撮影ステップと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理ステップとを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷方法。
【請求項５】
被検体の形状と大きさを記憶し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する、ことを特徴とする請求項４に記載の蛍光探傷方法。
【請求項６】
前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことを特徴とする請求項５に記載の蛍光探傷方法。
【請求項１】
所定の検査位置に静置した蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を囲み内部を微細な蛍光を撮影可能な低照度下に維持する暗室装置と、
前記検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射するブラックライトと、
前記検査位置の被検体に可視光を照射する白色ストロボと、
前記近紫外線をカットし蛍光及び可視光を通すロングパスフィルタと、
該ロングパスフィルタを通して前記検査位置の被検体を同一位置から時間をずらして撮影し、近紫外線照射時の蛍光静止画像と可視光照射時の可視静止画像を取得する撮影カメラと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理装置とを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、被検体の形状と大きさを記憶する記憶装置を備え、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する、ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光探傷装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことを特徴とする請求項２に記載の蛍光探傷装置。
【請求項４】
蛍光剤又は蛍光磁粉を表面に浸透又は吸着させた被検体を所定の検査位置に静置する静置ステップと、
暗室内で、検査位置の被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、蛍光静止画像を取得する蛍光静止画像撮影ステップと、
前記ステップと時間をずらして同一位置から、検査位置の被検体に可視光を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影し、可視静止画像を取得する可視静止画像撮影ステップと、
前記蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重合せ画像を表示する画像処理ステップとを備えた、ことを特徴とする蛍光探傷方法。
【請求項５】
被検体の形状と大きさを記憶し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより可視静止画像上の検査領域を特定し、前記蛍光静止画像から検査領域以外の画像を消去する、ことを特徴とする請求項４に記載の蛍光探傷方法。
【請求項６】
前記蛍光静止画像をモフォロジ処理を中心とする高輝度領域抽出処理して蛍光部分を特定し、可視静止画像と被検体形状とのパターンマッチングにより蛍光部分の大きさを算出する、ことを特徴とする請求項５に記載の蛍光探傷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１７３７６（Ｐ２００７−１７３７６Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０１４６３（Ｐ２００５−２０１４６３）
【出願日】平成１７年７月１１日（２００５．７．１１）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１１日（２００５．７．１１）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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