JP2002250694A - 非接触式目視検査方法及び装置 - Google Patents
非接触式目視検査方法及び装置Info
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Abstract
行えると共に、欠陥の寸法測定も行える非接触式目視検
査方法および装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は寸法が既知のパターンを有するス
リットが加工された板に向けてレーザ光2を照射し、ス
リットを透過した透過光を物体に照射する。透過光が物
体で反射することにより生ずる寸法が既知の該パターン
の像を画像取込み手段3により画像として撮影し、パタ
ーンの像を基準として、画像の分解能を求める。
Description
などの欠陥壊検査に係わり、特にデジタルカメラやCC
Dカメラを用いた目視検査、目視検査装置及び目視検査
支援方法に関する。
の予防保全のために、製造物(以下被検体)の表面の欠陥
検査が行われる。検査方法としては、被検体に損傷を与
えない非破壊検査法が用いられ、特に被検体表面の欠陥
の検査には目視検査法が用いられる。目視検査法には直
接目視検査法と間接目視検査法とがある。
鏡や拡大鏡などの光学機器を用いて直接的に被検体表面
を観察することにより行う欠陥検査方法である。一方、
間接目視検査法はビデオカメラやデジタルカメラやCC
Dカメラなどの画像機器を用いて撮像した画像から間接
的に被検体表面の欠陥を検査する方法である。また、こ
れらの目視検査において欠陥発見率の向上のためや欠陥
の形状を把握するために、浸透探傷法や磁紛探傷法を用
いた目視検査法が行われている。
溶液を被検体の表面に塗布し、一定時間後布などでこれ
を除去する。これにより、欠陥に浸透した溶液だけが残
ることになる。その後、現像液と称される白い粉の入っ
た溶剤を被検体の表面に塗布すると、現像液により欠陥
の中に浸透していた赤い浸透液が吸い上げられ、浸透液
による赤い指示模様が現れる。従来では、この浸透探傷
法による検査も、目視で行なわれていた。
有する金属の表面もしくは表面に近い部分の欠陥を検査
する方法である。この方法では、まず、蛍光磁粉を含む
溶液を被検体の表面に散布し、その後、この被検体を磁
化する。表面に欠陥があると、その部位で磁束が集中し
欠陥部分に蛍光磁粉が集まる。そこに、紫外線を照射す
ると、蛍光体が励起されて緑色に発光し、欠陥が強調さ
れることになる。
うに、従来の目視検査では、透明なプラスチックの板上
に様々なサイズのラインペアとスケールが印刷された目
視基準ゲージを被検体の観察面に置き、線状群中の各線
が分離して確認できる条件(明るさ、距離)を標準として
指示模様の観察を行う。この目視基準ゲージには浸透探
傷法や磁紛探傷用などがあり、目視検査の方法により使
い分ける。
合はモニタ上で上記目視基準ゲージのラインペア(1mm
当りの線と余白のペアの本数であり、3.6LP/mmが分離し
て確認できる条件で目視検査を実施することとされてい
る)が分離して確認できることが分解能の確認方法とさ
れている。
ジタルカメラやCCDカメラなどを用いた目視検査を実
施する際に、取り込んだ画像の分解能の確認や欠陥の寸
法測定を行うために、被検体の検査部位ごとにプラスチ
ック製などの目視検査基準ゲージを設置する必要があっ
た。このため、水中での目視検査の実施や被検体が高温
である場合には適用することが困難であった。
単に行えると共に、欠陥の寸法測定も行える非接触式目
視検査方法および装置を提供することにある。
査領域を目視検査する間接目視検査において、寸法が既
知のパターンを有するスリットが加工された板に向けて
光を照射し、スリットを透過した透過光を物体に照射
し、透過光が物体で反射することにより生ずる寸法が既
知の該パターンの像を画像として撮影し、パターンの像
を基準として、画像の分解能を求めることを特徴とす
る。
を図1から図3により説明する。
装置による構成図である。
発信器、3はデジタルカメラやCCDカメラなどの画像
取り込み手段、4は光学式目視基準ゲージ発信器の照射
位置調整機構、9aは画像データ受信手段であるコンピ
ュータ、9bは画像表示手段であるディスプレイ、9cは
データ収録装置である。
装置における線状光学式目視基準ゲージ発信器の装置の
構成図である。
発信器、12はレーザ光拡大用レンズ、13は線状光学
式目視ゲージ生成用のスリット板であり、複数のスリッ
ト15bがスリットと同じ間隔の余白をもって等間隔に
加工されている。14は光学式目視基準ゲージを任意の
向きに経典させるスリット板回転機構である。
の強度により引き起こされる乱反射による影響を考慮し
て、光線の強度の調節機能を有するものとする。また、
スリット板13は様々な寸法のスリットを加工したもの
と任意に交換可能、あるいは様々な寸法のスリットが同
一面上に加工されているものとする。
の動作について説明する。
ムのレーザ光11は、レーザ光拡大用レンズ12により
拡大され、スリット13に入射する。良く知られている
ようにレーザ光はコヒーレントな光であるので、スリッ
ト13を通過したとき、スリットの形状と寸法を維持し
たまま目視基準ゲージ形レーザ光2として広がること無
く直進し、被検体7の表面に照射され、被検体上に映写
された光学式目視基準ゲージの像8となる。
体の撮像領域6内に照射されていない場合は光学式目視
基準ゲージ発信器の照射位置調整機構4により照射位置
を調整する。
像領域6と光学式目視基準ゲージの像8を同時に撮影す
る。撮像した画像中の光学式目視基準ゲージの像8のパ
ターンが認識できる場合は、スリット13とスリット1
3間の余白部分により決定されるラインペアの値(1mm
当りの線と余白のペアの本数)より画像の分解能を求め
る。
分離して認識できる最小のラインペアの値が画像の最小
分解能となる。また、撮影された画像中に欠陥5が存在
する場合にはスリット板回転機構14を欠陥の寸法測定
がしやすい向きに回転させ、光学式目視基準ゲージの像
8のパターンの幅及び長さとの比較により、欠陥5の幅
と長さの寸法を測定する。さらに、取り込んだ画像はデ
ータ収録装置9cにより保存し、その後の閲覧ができる
ものとする。データ収録装置9cではHD、FD、CD
―R、MO、DVD−RAMなどの記憶媒体を用いる。
によるラインペア値の補正について図6を用いて説明す
る。
の角度θで、光学式目視基準ゲージ8生成のためのレー
ザ光2を被検体に照射した場合、画像取り込み手段3を
通してディスプレイ上9bに映し出される目視基準ゲー
ジのラインの幅は、光学式目視基準ゲージ発信器1のス
リット板13におけるのスリットの幅をL、被検体表面
での光学式目視基準ゲージにおけるレーザ光の線幅xと
すると、
補正することができる。ただし、ここでは画像取り込み
手段3の光軸20は被検体に対して垂直であるとしてい
る。
に、フリンジ状のスリット板を用いた例を図1と図4を
用いて説明する。
は、レーザ発信器1とレーザ光拡大レンズ12とその光
軸上に設置されたフリンジ状に加工されたスリット16
bにより生成される。この場合、フリンジ状の光学式基
準ゲージの像16aを被検体7の撮像領域6に照射し、
フリンジのラインペア値から撮像領域6内の全方向にわ
たっての分解能の確認と欠陥の寸法測定を同時に行う。
に、様々なサイズのスリットを同一板上に配置した例を
図1と図5を用いて説明する。この場合、様々なサイズ
の光学式基準ゲージの像17aが被検体上映写されるの
で、スリットを取り替える手間が無くなる。分解能の確
認と欠陥の寸法測定方法は前記と同様に行う。
に、様々なサイズのスリットを一列に配置した例を図1
と図6を用いて説明する。この場合も図5の様々なサイ
ズのスリットを同一板上に配置した場合と同様に、様々
なサイズの光学式基準ゲージの像18aが被検体上映写
されるので、スリットを取り替える手間が無くなる。
る。
器1を画像取り込み手段3の中に内蔵し、反射ミラー1
9により画像取り込み手段3の光軸と光学式目視検査ゲ
ージレーザ光2を同じくするものである。この場合、光
学式目視基準ゲージ15もしくは17が常に画像取り込
み手段の撮像領域6の中心に位置し、光学式目視検査ゲ
ージレーザ発信器1と画像取り込み手段3の相対的位置
の補正を行う必要が無い。画像の分解能の確認方法や欠
陥の寸法測定方法については上記の実施例と同様であ
る。
ることで、浸透探傷法や磁紛探傷法の場合にも適用でき
る。赤色の浸透材を用いた浸透探傷法では被検体表面で
赤色に発色するヘリウム−ネオンレーザ光源や赤色半導
体レーザ光源の連続波を用いる。また、蛍光剤を用いた
磁紛探傷法では被検体表面で緑色に発色するYAGレー
ザ光源の第2高調波や緑色半導体レーザ光源の連続波を
用いる。
徴にしている。
る間接目視検査において、寸法が既知のパターンを有す
るスリットが加工された板に向けて光を照射し、スリッ
トを透過した透過光を物体に照射し、透過光が物体で反
射することにより生ずる寸法が既知のパターンの像を画
像として撮影し、パターンの像を基準として、画像の分
解能求めることを特徴とする。
法を基準として、画像中の物体表面の欠陥と比較するこ
とより、欠陥の寸法測定を行うことを特徴とする。
通す光は平行光線であることを特徴とする。
を通す光はレーザ光であることを特徴とする。
る間接目視検査において、寸法が既知のパターンの像を
照射する光学式目視基準ゲージ照射手段と、画像取り込
み手段を有することを特徴とする。
ージ照射手段は、平行光線を発する光源と、平行光線を
拡大するレンズと、スリット板を有することを特徴とす
る。
は取替え可能な構造を備えたことを特徴とする。
板を回転させる回転手段を備えることを特徴とする。
ージ照射手段と、前記画像取り込み手段の相対的角度の
調整手段を新たに備えたことを特徴とする。
目視基準ゲージを映し出しているので、被検体と画像取
り込み手段との距離を測定しておく必要が無く、取り込
んだ画像の分解能の確認が簡単に行える上、欠陥の寸法
測定もできる。
位置調整機により、撮像領域内の適当な位置に像を映写
できる。
向きにあわせて光学式目視基準ゲージの像を回転できる
ので、画像の全方向の分解能確認が行え、欠陥の寸法測
定もし易くなる。その上、光学式の目視基準ゲージであ
るため、気中だけでなく水中での利用が可能であり、被
検体が高温であっても使用できる。
施形態を示す構成図である。
成用レーザ光発信器の装置構成を示す説明図である。
視基準ゲージを被検体に照射した例と線状スリット板を
示す説明図である。
ジ状目視基準ゲージを被検体に照射した例とフリンジ状
スリット板を示す説明図である。
サイズの目視基準ゲージを被検体に照射した例と様々な
サイズのスリット板を示す説明図である。
配置した様々なサイズの状目視基準ゲージを被検体に照
射した例と一直線に配置した様々なサイズのスリットを
示す説明図である。
施形態を示す構成図である。
正方法の概念図である。
ジ 15b 線状光学式目視ゲージ用スリット板 16a 被検体上に照射されたフリンジ状光学式目視基
準ゲージ 16b フリンジ状光学式目視ゲージ用スリット板 17a 被検体上に照射された様々なサイズの光学式目
視基準ゲージ 17b 様々なサイズの光学式目視ゲージ用スリット板 18a 被検体上に照射された一直線に配置した様々な
サイズの光学式目視基準ゲージ 18b 一直線に配置した様々なサイズの光学式目視ゲ
ージ用スリット板 19 レーザ反射ミラー 20 画像取り込み手段の光軸
Claims (9)
- 【請求項1】物体表面の検査領域を目視検査する間接目
視検査において、寸法が既知のパターンを有するスリッ
トが加工された板に向けて光を照射し、前記スリットを
透過した透過光を前記物体に照射し、前記透過光が前記
物体で反射することにより生ずる寸法が既知の前記パタ
ーンの像を画像として撮影し、前記パターンの像を基準
として、前記画像の分解能を求めることを特徴とする非
接触式目視検査方法。 - 【請求項2】請求項1において、前記パターンの像の寸
法を基準として、前記画像中の前記物体表面の欠陥と比
較することより、前記欠陥の寸法測定を行うことを特徴
とする非接触式目視検査方法。 - 【請求項3】請求項1、2のいずれか1項において、前
記スリットを通す光は平行光線であることを特徴とする
非接触式目視検査方法。 - 【請求項4】請求項1、2、3のいずれか1項におい
て、前記スリットを通す光はレーザ光であることを特徴
とする非接触式目視検査方法。 - 【請求項5】物体表面の検査領域を目視検査する間接目
視検査において、寸法が既知のパターンの像を照射する
光学式目視基準ゲージ照射手段と、画像取り込み手段を
有することを特徴とする非接触式目視検査装置。 - 【請求項6】請求項5において、前記光学式目視基準ゲ
ージ照射手段は、平行光線を発する光源と、平行光線を
拡大するレンズと、スリット板を有することを特徴とす
る非接触式目視検査装置。 - 【請求項7】請求項6において、前記スリット板は取替
え可能な構造を備えたことを特徴とする非接触式目視検
査装置。 - 【請求項8】請求項6、7のいずれか1項において、前
記スリット板を回転させる回転手段を備えることを特徴
とする非接触式目視検査装置。 - 【請求項9】請求項5において、前記光学式目視基準ゲ
ージ照射手段と、前記画像取り込み手段の相対的角度の
調整手段を設けたことを特徴とする非接触式目視検査装
置。
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- 2001-02-23 JP JP2001048154A patent/JP3671157B2/ja not_active Expired - Fee Related
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