JP3536166B2 - 表面検査方法及び表面検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被検査体の表面及び
孔の傾きを検査する表面検査方法及び表面検査装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】短寸の円柱体又は円筒体等の小物部品を
製造した場合、その小物部品の内外表面に疵、汚れ、色
ムラ等の欠陥が有るか否かを検査して、小物部品の不良
率を下げるようにしている。そのような内外表面の検査
は被検査体である小物部品を適宜手段で支持して軸心周
りに回転させ、回転している小物部品の表面を目視又は
カメラで撮影するか、あるいは被検査体を回転させずに
カメラを回転させて撮影する等、その目視結果又は撮影
結果に基づいて小物部品の表面の良否を検査している。
一方、このようにカメラを用いて物品の側面を検査する
物品側面撮像装置は、特開平８−29146 号公報に示され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の検査方法によれば、検査すべき小物部品又はカメラ
を回転させなければならず、回転させる機構を必要と
し、検査コストが高くなる。また小物部品を少なくとも
１回転させるために検査時間が長くなるとともに、回転
に滑りが生じると検査漏れが発生する虞れがある。

【０００４】一方、特開平８−２９１４６号公報に示さ
れている物品側面撮像装置は、１つの撮像手段により、
それを固定したままで物品の側面を撮像できるが、例え
ば物品に孔がある場合、その孔の傾きを正確に検査する
ことができないという問題がある。本発明は斯かる問題
に鑑み、被検査体の表面及び孔の傾きを高速度に正確に
検査できる表面検査方法及び表面検査装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る表面検査
方法は、被検査体の表面を撮影して光学的に検査する方
法において、発光体と、該発光体の出射光が入射され多
数の光ビームを出射し、遮光材からなる円筒に放射状に
形成した多数の溝及び該溝夫々に配設した遮光材からな
る多数のパイプを備え、該パイプを前記円筒の軸心に対
し所定角度で傾斜させて構成してある光ビーム発生体
と、該光ビーム発生体から出射した光ビームを前記被検
査体へ照射して、その反射光を入射すべき環状のプリズ
ムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮影手段と
を用い、前記プリズムは、透光材からなる円柱の内部
に、円柱の両軸端面に開口した円錐台状の空所を有し、
該空所の内周面の傾斜方向と異なる傾斜方向の外周面を
有し、前記撮影手段が撮影した画像により被検査体の表
面を検査することを特徴とする。

【０００６】第２発明に係る表面検査方法は、被検査体
の表面を撮影して光学的に検査する方法において、発光
体と、該発光体の出射光が入射されて多数の光ビームを
出射し、透光材からなる内側円筒と、該内側円筒の外周
側に同心配置されている透光材からなる外側円筒と、前
記内側円筒及び前記外側円筒に跨がっており、外周縁が
外側円筒に向かって下降していて、所定間隔を離隔して
軸方向に積層してある環状の多数の遮光板とを備えて構
成してある光ビーム発生体と、該光ビーム発生体から出
射した光ビームを前記被検査体へ照射して、その反射光
を入射すべき環状のプリズムと、該プリズムからの出射
光を入射すべき撮影手段とを用い、前記プリズムは、透
光材からなる円柱の内部に、円柱の両軸端面に開口した
円錐台状の空所を有し、該空所の内周面の傾斜方向と異
なる傾斜方向の外周面を有し、前記撮影手段が撮影した
画像により被検査体の表面を検査することを特徴とす
る。

【０００７】第３の発明に係る表面検査装置は、発光体
の出射光が入射されて多数の光ビームを出射する光ビー
ム発生体と、該光ビーム発生体から出射した光ビームを
前記被検査体に照射して、その反射光を入射すべき環状
のプリズムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮
影手段とを備え、被検査体の表面を撮影して光学的に検
査する表面検査装置において、前記光ビーム発生体は、
遮光材からなる円筒に放射状に形成した多数の溝と、該
溝夫々に配設した遮光材からなる多数のパイプとを備
え、該パイプを前記円筒の軸心に対し所定角度で傾斜さ
せて構成してあり、前記プリズムは、透光材からなる円
柱の内部に、円柱の両軸端面に開口した円錐台状の空所
を有しており、該空所の内周面の傾斜方向と異なる傾斜
方向の外周面を有していることを特徴とする。

【０００８】第４発明に係る表面検査装置は、発光体の
出射光が入射されて多数の光ビームを出射する光ビーム
発生体と、該光ビーム発生体から出射した光ビームを前
記被検査体に照射して、その反射光を入射すべき環状の
プリズムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮影
手段とを備え、被検査体の表面を撮影して光学的に検査
する表面検査装置において、前記光ビーム発生体は、透
光材からなる内側円筒と、該内側円筒の外周側に同心配
置されている透光材からなる外側円筒と、前記内側円筒
及び前記外側円筒に跨がっており、外周縁が外側円筒に
向かって下降していて、所定間隔を離隔して軸方向に積
層してある環状の多数の遮光板とを備えて構成してあ
り、前記プリズムは、透光材からなる円柱の内部に、円
柱の両軸端面に開口した円錐台状の空所を有しており、
該空所の内周面の傾斜方向と異なる傾斜方向の外周面を
有していることを特徴とする。

【０００９】第５発明に係る表面検査装置は、柱体であ
る被検査体の表面を撮影して光学的に検査する装置にお
いて、発光体からの出射光が入射されて多数の光ビーム
を出射する光ビーム発生体と、前記光ビームを照射した
被検査体からの反射光を入射すべき環状のプリズムと、
該プリズムからの出射光を投射すべき反射鏡と、該反射
鏡に投影された画像を撮影する撮影手段とを備え、前記
光ビーム発生体と前記プリズムとを上下方向又は横方向
に並設してあることを特徴とする。

【００１０】第１発明及び第３発明では、放射状に設け
た複数のパイプ配設溝夫々に配設している多数のパイプ
の一端から発光体の出射光を入射すると、夫々のパイプ
の他端から所定傾斜角度の多数の光ビームを出射する。
出射した多数の光ビームは、光ビーム発生体の軸心に向
かい集光し、被検査体の表面に照射されて反射する。被
検査体で反射した光がプリズムの内部に有する円錐台状
の空所を形成している内周面に入射すると、その光は外
周面で反射して、内周面に投射されて、内周面で全反射
し、プリズムの軸端面から環状状態で光を出射する。光
ビームを照射した被検査体の孔の面が軸線と平行である
と内面で反射した反射光ビームはプリズムの内周面に第
１角度で入射して、プリズムの外周面で反射した後、内
周面に投影されて全反射する。全反射した光ビームはプ
リズムの軸端面から出射し、プリズムの軸心に向かい撮
影手段に入射する。光ビームを照射した被検査体の孔の
面が軸線に非平行であると、孔の面で反射した反射光ビ
ームはプリズムの内周面に第１角度と異なる角度で入射
し、プリズムの外周面で反射し、内周面に投影されて全
反射する。全反射した光ビームはプリズムの軸端面から
出射し、プリズムの軸心に向かわず撮影手段に入射しな
いため、軸線の所定位置における光量が減少する。これ
により、プリズムに入射する光の入射角の異なりが判
る。また、多数の光ビームを被検査体の孔の面に照射す
るから、各光ビームの照射位置で乱反射が生じない。こ
れにより、撮影手段に入射する光量に基づき、被検査体
の孔の傾きを高精度に瞬時に検査できる。

【００１１】第２発明及び第４発明では、外周側が下降
している環状の遮光板を所定間隔離隔して積層した、遮
光板の外周側から発光体の出射光を入射すると、遮光板
の内周側から多数の光ビームを出射する。出射した多数
の光ビームは、光ビーム発生体の軸心に向かい集光し、
被検査体の表面に照射されて反射する。被検査体で反射
した光がプリズムの内部に有する円錐台状の空所を形成
している内周面に入射すると、その光は外周面で反射し
て、内周面に投射されて、内周面で全反射し、プリズム
の軸端面から環状状態で光を出射する。光ビームを照射
した被検査体の孔の面が軸線と平行であると内面で反射
した反射光ビームはプリズムの内周面に第１角度で入射
して、プリズムの外周面で反射した後、内周面に投影さ
れて全反射する。全反射した光ビームはプリズムの軸端
面から出射し、プリズムの軸心に向かい撮影手段に入射
する。光ビームを照射した被検査体の孔の面が軸線に非
平行であると、孔の面で反射した反射光ビームはプリズ
ムの内周面に第１角度と異なる角度で入射し、プリズム
の外周面で反射し、内周面に投影されて全反射する。全
反射した光ビームはプリズムの軸端面から出射し、プリ
ズムの軸心に向かわず撮影手段に入射しないため、軸線
の所定位置における光量が減少する。これにより、プリ
ズムに入射する光の入射角の異なりが判る。また、多数
の光ビームを被検査体の孔の面に照射するから、各光ビ
ームの照射位置で乱反射が生じない。これにより、撮影
手段に入射する光量に基づき、被検査体の孔の傾きを高
精度に瞬時に検査できる。

【００１２】第５発明では、発光体の出射光は光ビーム
発生体に入射し、光ビーム発生体から多数の光ビームを
出射する。これらの光ビームが被検査体に照射されて反
射し、その反射光ビームがプリズムに入射して、その外
周面で反射した後、内周面で全反射して反射鏡に投影
し、反射鏡には被検査体の表面の画像が得られる。被検
査体の表面に疵、汚れがある場合、又は外側面に傾きが
ある場合は、プリズムに入射した光は全て反射鏡に投影
されず、反射鏡に投影された画像の明度が部分的に低下
する。反射鏡に投影された画像を撮影手段により撮影す
る。また多数の光ビームを被検査体の表面に照射するか
ら各光ビームの照射位置で乱反射が生じない。これによ
り、円柱の表面及び側面の傾きを高精度に瞬時に検査で
きる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明を発明の実施の形態を
示す図面により詳述する。図１は本発明に係る表面検査
装置を被検査体とともに示した模式的構成図である。撮
影手段たる高感度のCCD(Charge Coupled Device)カメラ
１が、その受光面(レンズ側) を下向きとして配設され
ている。CCD カメラ１の下方には環状のコーンプリズム
２が配設されている。コーンプリズム２は内部に、上側
に向けて小径になした円錐状の空所2aが形成されてお
り、コーンプリズム２の外周面2bの表面は光を反射させ
るべく鏡面加工されている。コーンプリズム２の底面2c
と外周面2bとは所定角度を有し、外径は上側に向かって
大径に形成されている。また内周面2dの傾斜方向と外周
面2bの傾斜方向とは反対になっている。コーンプリズム
２の下方には、被検査体３が、孔3aの軸線をコーンプリ
ズム２の軸線と同方向に向けた状態で位置している。こ
の被検査体３は、例えば図示しないエヤーシュータによ
り高速度に矢符方向へ飛び出させた過渡的状態を示して
いる。

【００１９】被検査体３の側方位置には、被検査体３の
孔3aがCCD カメラ１の撮影視野に入ったことを検知す
る、例えば被検査体３を挾んで発光部と受光部とを対向
させてなるフォトスイッチ、又は被検査体３の接近を検
知する近接スイッチからなる被検査体検出スイッチ４が
配設されている。コーンプリズム２の下方であって、被
検査体３の通過域の下方には、コーンプリズム２の軸線
上に中心を位置させた環状の光ビーム発生体５が配設さ
れている。CCD カメラ１の光学中心軸φは、コーンプリ
ズム２及び光ビーム発生体５の各中心に一致させてい
る。光ビーム発生体５の外周側には、環状の発光体６が
配設されている。発光制御回路７は、被検査体検出スイ
ッチ４が被検査体３を検出したとき、つまり被検査体検
出スイッチ４がフォトスイッチであって、出射光が遮断
されたときに、発光制御信号を出力するようになってい
る。

【００２０】この発光制御信号は発光体６へ与えられ、
発光制御信号が与えられた時に発光体６が瞬時発光する
ようになっている。そして発光体６が発光するタイミン
グがCCD カメラ１の撮影視野に被検査体３が入ったとき
に一致するように、被検査体検出スイッチ４の配設位置
及び発光制御回路７の制御動作を規定してある。CCDカ
メラ１が出力する画像データは画像処理回路８へ入力さ
れる。

【００２１】画像処理回路８は、被検査体３に開設した
傾きがない孔3aをCCD カメラ１で予め撮影しておいた基
準画像データを図示しない記憶部に記憶させるようにな
っており、また、その基準画像データを読み出してCCD
カメラ１から入力された画像データと、読み出した基準
画像データとを比較するようになっている。そして、比
較した結果、その差が大きい場合、つまり被検査体３の
孔の傾きにより不良と判別すると、画像処理回路８は選
別制御信号を選別機構９へ出力するようになっている。
選別機構９は、不良と判別した被検査体３を、図示しな
い不良品溜め部へ送出するようになっている。画像処理
回路８から出力される画像信号はモニタテレビ10へ入力
されて、CCD カメラ１の撮影内容をモニタできるように
なっている。

【００２２】図２は光ビーム発生体５の斜視図である。
環状の筒体部5aは遮光材からなる金属、あるいは合成樹
脂製となっている。筒体部5aの内周側の軸長寸法は、外
周側の軸長寸法より長寸となっており、筒体部5aの上側
軸端面5bは、下側軸端面5cに対して所定の傾斜角度を有
し、外周側に向かって下降する傾斜面となっている。

【００２３】筒体部5aには上方が開口している適長幅寸
法の多数のパイプ配設溝5dが周方向に適長離隔させて、
放射状に形成されている。パイプ配設溝5dの底面5eは筒
体部5aの内周側に向かって高い傾斜面となっており、上
側軸端面5bに対し平行に形成されている。パイプ配設溝
5d夫々には遮光材からなる例えばステンレススチール、
銅あるいは樹脂等からなる直径が約２mmの細径同寸法の
多数のパイプＰを配設している。パイプＰ夫々の一端部
は筒体部5aの内周面と一致し、他端部は筒体部5aの外周
面と一致する寸法に選定されている。各パイプＰは適宜
の接着剤を用いて、パイプＰ相互間及びパイプ配設溝5d
内に固着されている。パイプＰ夫々に入射した光は、パ
イプＰから多数の光ビームとなって出射するようになっ
ており、出射した各光ビームは、光ビーム発生体５の軸
心に向かい、筒体部5aの上方位置に集光するようになし
てある。

【００２４】次にこのように構成した表面検査装置によ
り、被検査体の孔の傾きを検査する方法を説明する。先
ず、発明の原理を図３により説明する。いま、実線で示
す光ビームBMを光軸φに平行な面Ａに投射した場合、面
Ａで反射した光ビームBMは実線で示す如くコーンプリズ
ム２の内周面2dに入射して、外周面2bの点Ｐ₁ で反射
し、その反射光が内周面2dの点Ｐ₁₁に投射されて全反射
してコーンプリズム２の上側軸端面から出射してCCD カ
メラ１の受光部に入射し、CCD カメラ１は多量の光を受
光する。一方、光ビームBMを光軸φと非平行な面Ａ′に
投射した場合、面Ａ′で反射した光ビームBMは破線で示
す如くコーンプリズム２の内周面2dに入射して、外周面
2bの点Ｐ₁ 位置より低い点Ｐ₂ で反射して、その反射光
が内周面2dの点Ｐ₁₁より低い点Ｐ₂₁に投射されて全反射
し、コーンプリズム２の上側軸端面からCCD カメラ１に
入射しない方向へ出射する。それによりCCD カメラ１は
多量の光を受光できなくなる。

【００２５】そして、CCD カメラ１の受光量は反射面の
傾きに応じて変わることになり、CCD カメラ１が撮影し
た画像の明度により反射面の傾き具合が判ることにな
る。さて、被検査体３の孔の傾きを検査する場合は、CC
D カメラ１を撮影動作状態にしておき、発光制御回路７
を動作可能な状態にしておく。そして、図示しないエヤ
ーシュータにより被検査体３を矢符方向に飛び出させ
て、コーンプリズム２の下方を高速度に通過させる。そ
して被検査体３の孔3aがCCD カメラ１の撮影視野に入っ
た時、被検査体検出スイッチ４が被検査体３を検出す
る。即ち、被検査体検出スイッチ４の発光部が出射した
光が遮光されて検出信号が発光制御回路７へ入力され
る。

【００２６】そうすると、発光制御回路７が発光制御信
号を出力し、発光体６へ供給して発光体６を瞬時発光さ
せる。発光による出射光は光ビーム発生体５の各パイプ
Ｐを通って、多数の光ビームとなって出射される。そし
て多数の光ビームは、コーンプリズム２の中心に位置し
た被検査体３の孔3aを照射する。照射した各光ビームは
被検査体３の孔3aの表面の異なる位置で反射して、その
反射光ビームがコーンプリズム２に入射した後、傾斜し
た外周面2bで反射し、その反射光がコーンプリズム２の
傾斜した内周面2dに投射されて全反射する。そして被検
査体３の孔3aの表面が光軸φと平行していて傾きがない
場合には、全反射した光はコーンプリズム２の上側軸端
面から出射し、CCD カメラ１の受光部に入射する。

【００２７】しかし、孔3aの面が光軸φと非平行で傾斜
している場合には、コーンプリズム２の上側軸端面から
出射した光はCCD カメラ１に入射しなくなる。このよう
に被検査体３の孔3aの面に多数の光ビームを照射するか
ら、各光ビームの照射位置で乱反射が生じず、CCD カメ
ラ１は乱反射の影響をうけていない画像を撮影し検査精
度を高めることができる。

【００２８】このようにして被検査体３の孔3aの表面で
反射した反射光ビームがコーンプリズム２の外周面2dで
反射した後、その内周面2dに投射されて全反射すると、
図４に示すように孔3aの周面が円環状に展開された画像
になる。そして孔3aに傾きがある場合は、その部分に対
応した位置の明度が低下する。なお図４において3Uは被
検査体３の孔3aの上端位置を、3Dは下端位置を示してい
る。そしてCCD カメラ１は発光体６が瞬時発光したとき
に図４に示す被検査体３の孔3aを展開した画像を撮影す
ることになる。このようにCCD カメラ１が撮影した画像
の画像データは画像処理回路８へ入力され、画像処理回
路８は、図示しないメモリに予め記憶している基準画像
データを読み出し、それとCCD カメラ１から入力された
画像データとを比較し、比較した結果、孔3aの面の傾き
が所定値以上と判別した場合には、画像処理回路８から
選別駆動信号を出力して選別機構９を駆動する。

【００２９】そうすると、選別機構９は、いま撮影した
被検査体３を不良品溜め部へ送出する選別動作をする。
一方、画像処理回路８が、孔3aに傾きがないと判別した
場合は、選別機構９を駆動せず、いま撮影した被検査体
３を良品溜め部へ送出することになる。このようにし
て、被検査体３を回転させずに、被検査体３の孔3aの傾
きが所定値以上か否かを判別することができ、瞬時に被
検査体３の孔の傾きの検査ができる。また被検査体３の
位置決め及び回転させる機構が不要であり、孔の傾きを
低コストで検査が行えるとともに、検査効率を大幅に高
めることができる。更に被検査体に投射した光の乱反射
が生じないため、被検査体を高精度に検査できる。更に
また、被検査体３を非接触で検査できるので、検査によ
って被検査体３に疵が生じる虞れは全くない。

【００３０】図５は本発明に係る表面検査装置により、
扁平円柱状の被検査体の表面を検査する状態を、被検査
体とともに示した表面検査装置の模式的構成図である。
被検査体３は、コーンプリズム２の上方に、軸心を縦向
きに設けたガイド筒12でガイドされて落下するようにな
している。ガイド筒12の下方には被検査体３を通過させ
得る孔13a を開設した反射鏡13が約45°の傾斜角度で配
設されている。反射鏡13と対向する側に、反射鏡に投影
された画像を撮影するCCD カメラ１を配設している。

【００３１】反射鏡13の孔13a を通過した被検査体３は
コーンプリズム２及び光ビーム発生体５の中心を通って
落下するように構成されている。コーンプリズム２の下
方には被検査体３がCCD カメラ１の撮影視野に入ったこ
とを検知する被検査体検出スイッチ４を配設している。
光ビーム発生体５を通って落下した被検査体３は選別装
置11に落入するようになっている。選別装置11は、画像
処理回路８から出力される選別制御信号により選別動作
するようになっている。画像処理回路８には疵及び汚れ
がなく、側面が軸線に平行している被検査体をCCD カメ
ラ１で撮影した基準画像データが図示しないメモリに記
憶してある。それ以外の構成は図１に示した表面検査装
置と同様に構成されており、同一構成部分には同一符号
を付している。

【００３２】次にこの表面検査装置により、被検査体の
外側表面を検査する方法を説明する。ガイド筒12の上端
開口部に被検査体３を供給すると、被検査体３はガイド
筒12にガイドされて、被検査体３の軸方向が上下方向と
なって落下する。そして被検査体３が反射鏡13、コーン
プリズム２の中心を通って落下し、光ビーム発生体５の
上方に位置したとき、即ちCCD カメラ１の撮影視野に入
ったとき、被検査体検出スイッチ４の発光部4aの出射光
を遮光し、被検査体検出スイッチ４の検出信号が瞬時的
に消滅する。そうすると発光制御回路７が発光制御信号
を出力し、発光体６へ供給して発光体６が瞬時発光す
る。発光による発光体６の出射光は光ビーム発生体５の
外周側から入射し内周側から多数の光ビームを出射す
る。それらの光ビームは被検査体３の外側表面を照射す
る。そしてその反射光ビームがコーンプリズム２の内周
面2dに入射して、外周面2bで反射する。その反射光ビー
ムが内周面2dに投射されて全反射する。そして全反射し
た光ビームはコーンプリズム２の上側軸端面から出射し
て反射鏡13に投影される。

【００３３】このようにして被検査体３の表面で反射し
た反射光ビームがコーンプリズム２の外周面2bで反射し
た後、内周面2dに投射されて全反射すると、被検査体３
の外周面が円環状に展開された図６に示す画像が反射鏡
13に投影される。そしてCCDカメラ１が、投影された円
環状の画像を瞬時的に撮影する。そのため、被検査体３
の側面に疵、汚れ部分が存在する場合は、その位置に投
射した光ビームの反射光の光量が低下する。また側面が
軸線に非平行で傾斜している場合は、その位置に投射さ
れた光ビームが前述したと同様にコーンプリズム２から
出射する光の向きが変わって反射鏡13に投射されなくな
って、CCD カメラ１が撮影した画像は図６に示すように
被検査体３の疵Ａ、汚れＢ及び側面が傾斜Ｒしている位
置に対応する画像部分の明度が低下した状態になる。

【００３４】また、このように被検査体３の表面に多数
の光ビームを照射するから、各光ビームの照射位置で乱
反射が生じず、CCD カメラ１は乱反射の影響を受けてい
ない画像を撮影できて、被検査体３の検査精度が向上す
る。このようにCCD カメラ１が撮影した画像の画像デー
タは画像処理回路８へ入力され、画像処理回路８はメモ
リに予め記憶している基準画像データを読み出し、読み
出した基準画像データと、CCD カメラ１から入力された
画像データとを比較して、比較した結果、疵、汚れ又は
側面に傾きが有りと判別すると、選別駆動信号を選別装
置11へ出力する。そうすると、選別装置11は、それに落
入してきた被検査体３を不良品出口11b 側へ排出するよ
う選別動作する。また、被検査体３に疵、汚れがなく、
側面が軸線に平行であり、傾斜していない場合は、メモ
リから読み出した基準画像データとの差が生じず、画像
処理回路８は選別駆動信号を出力しない。そのため選別
装置11はそれに落入してきた被検査体３を良品出口11a
側へ排出する選別動作をする。

【００３５】このようにして、被検査体３を回転させず
に、その外側表面を検査できる。また被検査体３の位置
決め及び回転を行わせる機構が不要であり、低コストで
検査できるとともに、多数の光ビームを用いることによ
り乱反射の影響をうけず、検査精度を高めることができ
る。更に被検査体に非接触で検査できるから、検査によ
って被検査体に疵及び汚れを発生させる虞れもない。

【００３６】図７は光ビーム発生体５の他の実施の形態
を示す断面図、図８は遮光板の斜視図である。光ビーム
発生体５は、透光性を有する透明のプラスチック材から
なる内側円筒5hと、外側円筒5iとが同心配置されてい
る。内側円筒5hの長さ寸法は、外側円筒5iの長さより長
寸に選定されている。内側円筒5hと外側円筒5iとの間に
は、遮光性を有する金属板からなる環状の遮光板5jを配
設しており、軸線方向に適長離隔して多数枚積層されて
いる。遮光板5j夫々は図８に示すように、外周方向に下
降している傾斜面を有する皿ばね状に形成されている。
各遮光板5jの内周縁は内側円筒5hに、外周縁は外側円筒
5iに接着材の如き適宜手段により固着されている。

【００３７】したがって、外側円筒の周面から矢符で示
す方向に光を入射させると多数の遮光板5jで隔絶され
て、内側円筒5hから、遮光板5jに平行する多数の光ビー
ムが出射される。そして出射された光ビームは内側円筒
5hの軸線に集光させることができる。そのため、この光
ビーム発生体５を用いても前述したと同様に被検査体の
表面に多数の光ビームを照射することができる。

【００３８】図９は光ビーム発生体５の他の実施の形態
を示す模式図である。正，逆回転可能なモータ20の回転
軸20a に、適宜位置に固定しており、内周面にネジ溝を
設けているネジ筒体21に螺合させたネジ軸22の一端を取
付けている。ネジ軸22の他端にはネジ軸22の軸心Ｘと、
レーザビームの出射方向とを適宜の角度、例えば45°に
なし、レーザビーム出射側を上向きにして半導体レーザ
23を取付けている。モータ20は、その側面にガイド部材
24を設けていて、このガイド部材24をネジ軸22と平行さ
せて設けたガイド溝25に係入していて、モータ20を駆動
した場合にモータ20がガイド溝25に沿って上下動するよ
うに構成されている。

【００３９】このように構成した光ビーム発生体５は、
半導体レーザ23を駆動するとレーザビームLBを出射す
る。そしてモータ20を駆動すると、ネジ軸22を介して半
導体レーザ23が回転し、レーザビームLBが放射状に投射
した状態になる。またネジ軸22の回転によりモータ20が
例えば上動し、それによって半導体レーザ23が上動し
て、レーザビームLBの投射位置が上方へ移動する。そし
て半導体レーザ23が所定拒理だけ上動したときに、モー
タ20を逆回転させると、ネジ軸22の回転方向が逆転し
て、モータ20が下動し、それによって半導体レーザ23が
下動して、レーザビームLBの投射位置が下方へ移動す
る。そのため、レーザビームLBを放射状に投射した状態
を得ながら、ネジ軸22の軸方向に移動させ得て、図２、
図７に示した光ビーム発生体により発生させた光ビーム
と同様に放射状に、上, 下方向に所定幅でレーザビーム
を投射した状態が得られる。

【００４０】なお、本発明の実施の形態においては、被
検査体が円形の孔を有するもの、あるいは円柱状である
場合について説明したが、それは例示であり、多角状の
孔あるいは多面角柱状であってもよく、その形状は何ら
限定されるものではない。ただし、その場合はコーンプ
リズム２の形状を被検査体の多面角形状に合わせた多面
角環状にする必要がある。また、実施の形態においてコ
ーンプリズムの下方に光ビーム発生体を配設したが、光
ビーム発生体を上方側に位置するようにしてもよい。更
にコーンプリズム及び光ビーム発生体は上下方向に配設
したが、横方向に並設して、被検査体を、コーンプリズ
ムと光ビーム発生とが対向する間を落下させるようにし
てもよい。被検査体をCCD カメラで撮影したが、それは
単なる例示であり、CCD カメラ以外のカメラであっても
よい。更にまた、CCD カメラを常に作動状態にしてお
き、被検査体がCCD カメラの撮影視野に入ったときに発
光させて被検査体を撮影したが、常時発光させておい
て、被検査体がCCD カメラの撮影視野に入ったときに、
CCD カメラを作動状態にして被検査体を撮影するように
してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように第１、第２、第３、
第４発明によれば、構造が簡単な光ビーム発生体によ
り、出射された光ビームを光ビーム発生体の軸線に集光
し、被検査体に多数の光ビームを照射することができ
る。また、被検査体にて反射した光がプリズムに入射す
る入射角によって出射光の方向が変化し、プリズムに入
射する光の入射角の異なりが判る。また、被検査体に多
数の光ビームを照射して、被検査体を回転させずに、被
検査体の孔の傾きを高精度、高速度に検査できる。第５
発明によれば、被検査体に多数の光ビームを照射して、
被検査体を回転させずに、被検査体の表面の疵、汚れ等
を高精度、高速度に検査できる表面検査装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面検査装置の模式的構成図であ
る。

【図２】光ビーム発生体の斜視図である。

【図３】発明の原理を説明する説明図である。

【図４】撮影した画像内容を示す画像図である。

【図５】表面検査装置の他の実施の形態を示す模式的構
成図である。

【図６】撮影した画像内容を示す画像図である。

【図７】光ビーム発生体の他の実施の形態を示す断面図
である。

【図８】遮光板の斜視図である。

【図９】光ビーム発生体の他の実施の形態を示す模式図
である。

【符号の説明】

１ CCD カメラ ２ コーンプリズム ３ 被検査体 ４ 被検査体検出スイッチ ５ 光ビーム発生体 5a 筒体部 5d パイプ配設溝 ６ 発光体 13 反射鏡 Ｐ パイプ 20 モータ 21 ネジ筒体 22 ネジ軸 23 半導体レーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 孝之 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内 (56)参考文献 特開 平５−87744（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−196856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−98340（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−71707（ＪＰ，Ｕ) 特表 平３−502601（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の表面を撮影して光学的に検査
   する方法において、 発光体と、 該発光体の出射光が入射され多数の光ビームを出射し、
   遮光材からなる円筒に放射状に形成した多数の溝及び該
   溝夫々に配設した遮光材からなる多数のパイプを備え、
   該パイプを前記円筒の軸心に対し所定角度で傾斜させて
   構成してある光ビーム発生体と、 該光ビーム発生体から出射した光ビームを前記被検査体
   へ照射して、その反射光を入射すべき環状のプリズム
   と、 該プリズムからの出射光を入射すべき撮影手段とを用
   い、前記プリズムは、透光材からなる円柱の内部に、円柱の
   両軸端面に開口した円錐台状の空所を有し、該空所の内
   周面の傾斜方向と異なる傾斜方向の外周面を有し 、前記 撮影手段が撮影した画像により被検査体の表面を検
   査することを特徴とする表面検査方法。
2. 【請求項２】 被検査体の表面を撮影して光学的に検査
   する方法において、発光体と、 該 発光体の出射光が入射されて多数の光ビームを出射
   し、透光材からなる内側円筒と、 該内側円筒の外周側に同心配置されている透光材からな
   る外側円筒と、前記内側円筒及び前記外側円筒に跨がっ
   ており、外周縁が外側円筒に向かって下降していて、所
   定間隔を離隔して軸方向に積層してある環状の多数の遮
   光板とを備えて構成してある 光ビーム発生体と、 該光ビーム発生体から出射した光ビームを前記被検査体
   へ照射して、その反射光を入射すべき環状のプリズム
   と、 該プリズムからの出射光を入射すべき撮影手段とを用
   い、 前記プリズムは、透光材からなる円柱の内部に、円柱の
   両軸端面に開口した円錐台状の空所を有し、該空所の内
   周面の傾斜方向と異なる傾斜方向の外周面を有し、 前記撮影手段が撮影した画像により被検査体の表面を検
   査することを特徴とする表面検査方法。
3. 【請求項３】 発光体の出射光が入射されて多数の光ビ
   ームを出射する光ビーム発生体と、該光ビーム発生体か
   ら出射した光ビームを前記被検査体に照射して、その反
   射光を入射すべき環状のプリズムと、該プリズムからの
   出射光を入射すべき撮影手段とを備え、 被検査体の表面を撮影して光学的に検査する表面検査装
   置において、 前記光ビーム発生体は、遮光材からなる円筒に放射状に
   形成した多数の溝と、該溝夫々に配設した遮光材からな
   る多数のパイプとを備え、該パイプを前記円筒の軸心に
   対し所定角度で傾斜させて構成してあり、 前記プリズムは、透光材からなる円柱の内部に、円柱の
   両軸端面に開口した円錐台状の空所を有しており、該空
   所の内周面の傾斜方向と異なる傾斜方向の外周面を有し
   ていることを特徴とする 表面検査装置。
4. 【請求項４】 発光体の出射光が入射されて多数の光ビ
   ームを出射する光ビーム発生体と、該光ビーム発生体か
   ら出射した光ビームを前記被検査体に照射して、その反
   射光を入射すべき環状のプリズムと、該プリズムからの
   出射光を入射すべき撮影手段とを備え、 被検査体の表面を撮影して光学的に検査する表面検査装
   置において、 前記光ビーム発生体は、透光材からなる内側円筒と、該
   内側円筒の外周側に同心配置されている透光材からなる
   外側円筒と、前記内側円筒及び前記外側円筒に跨がって
   おり、外周縁が外側円筒に向かって下降していて、所定
   間隔を離隔して軸方向に積層してある環状の多数の遮光
   板とを備えて構成してあり、 前記プリズムは、透光材からなる円柱の内部に、円柱の
   両軸端面に開口した円錐台状の空所を有しており、該空
   所の内周面の傾斜方向と異なる傾斜方向の外周面を有し
   ている ことを特徴とする表面検査装置。
5. 【請求項５】 柱体である被検査体の表面を撮影して光
   学的に検査する装置において、発光体からの出射光が入
   射されて多数の光ビームを出射する光ビーム発生体と、
   前記光ビームを照射した被検査体からの反射光を入射す
   べき環状のプリズムと、該プリズムからの出射光を投射
   すべき反射鏡と、該反射鏡に投影された画像を撮影する
   撮影手段とを備え、前記光ビーム発生体と前記プリズム
   とを上下方向又は横方向に並設してあることを特徴とす
   る表面検査装置。