JPH0593694A - 円筒面検査方法及びその装置 - Google Patents
円筒面検査方法及びその装置Info
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- JPH0593694A JPH0593694A JP27854591A JP27854591A JPH0593694A JP H0593694 A JPH0593694 A JP H0593694A JP 27854591 A JP27854591 A JP 27854591A JP 27854591 A JP27854591 A JP 27854591A JP H0593694 A JPH0593694 A JP H0593694A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】グラビア印刷機用シリンダ等の表面における傷
や鍍金むらなどの欠陥を検査する装置を提供する。 【構成】放物面鏡８の内方に配置された光源１０が射出
する光は、放物面鏡８の中央部を掩蔽する円形状の遮蔽
板１２により、光束の横断面形状が環状の光Ｈとされ
る。この光Ｈは、シリンダ表面２ａに沿ってＹ方向へ進
行し、ハーフミラー１６を透過して、シリンダ表面２ａ
の被検領域Ｔへ法線方向から入射する。その反射光Ｈ′
は往路を逆に辿ってハーフミラー１６の反射面に入射す
る。ここでハーフミラー１６をＺ方向へ透過した反射光
Ｈ′は、ミラー１８によりＹ方向へ反射され、スクリー
ン６に投影される。スクリーン６に投影された像２２
は、被検領域Ｔにおけるシリンダ２の外周面の像である
から、この投影像２２により被検領域Ｔの欠陥を検出で
きる。
や鍍金むらなどの欠陥を検査する装置を提供する。 【構成】放物面鏡８の内方に配置された光源１０が射出
する光は、放物面鏡８の中央部を掩蔽する円形状の遮蔽
板１２により、光束の横断面形状が環状の光Ｈとされ
る。この光Ｈは、シリンダ表面２ａに沿ってＹ方向へ進
行し、ハーフミラー１６を透過して、シリンダ表面２ａ
の被検領域Ｔへ法線方向から入射する。その反射光Ｈ′
は往路を逆に辿ってハーフミラー１６の反射面に入射す
る。ここでハーフミラー１６をＺ方向へ透過した反射光
Ｈ′は、ミラー１８によりＹ方向へ反射され、スクリー
ン６に投影される。スクリーン６に投影された像２２
は、被検領域Ｔにおけるシリンダ２の外周面の像である
から、この投影像２２により被検領域Ｔの欠陥を検出で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、円筒面上の欠陥、例え
ばグラビア印刷機用シリンダの表面における傷や鍍金む
らなどを検査するための円筒面検査方法及びその装置に
関する。
ばグラビア印刷機用シリンダの表面における傷や鍍金む
らなどを検査するための円筒面検査方法及びその装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】グラビア印刷機用シリンダの表面の傷や
鍍金むらなどの欠陥を検知するためには、従来は目視に
よる外観検査や光学顕微鏡による表面観察がなされてお
り、この種のシリンダーの検査に適した検査方法や検査
装置は特に知られていない。
鍍金むらなどの欠陥を検知するためには、従来は目視に
よる外観検査や光学顕微鏡による表面観察がなされてお
り、この種のシリンダーの検査に適した検査方法や検査
装置は特に知られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目視に
よる外観検査では微小な欠陥を発見するのは困難であ
る。また、光学顕微鏡による表面観察では、シリンダの
表面の広い範囲に亘って観察を実行するには時間を要す
る。従って、これら外観検査や光学顕微鏡検査に代え
て、シリンダの表面の欠陥検査に好適な検査方法及びそ
の装置の開発が要請されている。
よる外観検査では微小な欠陥を発見するのは困難であ
る。また、光学顕微鏡による表面観察では、シリンダの
表面の広い範囲に亘って観察を実行するには時間を要す
る。従って、これら外観検査や光学顕微鏡検査に代え
て、シリンダの表面の欠陥検査に好適な検査方法及びそ
の装置の開発が要請されている。
【０００４】本発明は、かかる要請に応えるためになさ
れたものであり、その目的とするところは、短時間でシ
リンダの表面の広い範囲に亘って欠陥検査を実行可能な
円筒面検査方法及びその装置を提供することである。
れたものであり、その目的とするところは、短時間でシ
リンダの表面の広い範囲に亘って欠陥検査を実行可能な
円筒面検査方法及びその装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の円筒面検査方法は、光源から射出された光
を、鏡面状の円筒面の少なくとも一部がなす被検領域面
に対し、この被検領域面の法線方向から入射させる工程
と、その入射光に対する被検領域面の法線方向への反射
光の光路を、円筒面の長手方向に沿った一つの方向へ変
換させる工程と、その光路変換された光を二次元的に投
影することにより、被検領域面に対応する二次元像を形
成する工程と、を備える。
に、本発明の円筒面検査方法は、光源から射出された光
を、鏡面状の円筒面の少なくとも一部がなす被検領域面
に対し、この被検領域面の法線方向から入射させる工程
と、その入射光に対する被検領域面の法線方向への反射
光の光路を、円筒面の長手方向に沿った一つの方向へ変
換させる工程と、その光路変換された光を二次元的に投
影することにより、被検領域面に対応する二次元像を形
成する工程と、を備える。
【０００６】また、本発明の円筒面検査装置は、光源手
段と、この光源手段から射出された光を、鏡面状の円筒
面の少なくとも一部がなす被検領域面に対し、この被検
領域面の法線方向から入射させる入射手段と、その入射
光に対する被検領域面からの垂直反射光の光路を、円筒
面の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる変換手段
と、この方向変換された光を二次元的に投影することに
より、被検領域面に対応する二次元像を形成する投影手
段と、を備えることにより上記目的を達成するものであ
る。
段と、この光源手段から射出された光を、鏡面状の円筒
面の少なくとも一部がなす被検領域面に対し、この被検
領域面の法線方向から入射させる入射手段と、その入射
光に対する被検領域面からの垂直反射光の光路を、円筒
面の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる変換手段
と、この方向変換された光を二次元的に投影することに
より、被検領域面に対応する二次元像を形成する投影手
段と、を備えることにより上記目的を達成するものであ
る。
【０００７】この場合、上記入射手段と変換手段とを円
筒面の長手方向に沿って一体的に移動させることによ
り、円筒面の長手方向に沿って被検領域面を走査させる
長手方向走査手段を更に備えてもよい。
筒面の長手方向に沿って一体的に移動させることによ
り、円筒面の長手方向に沿って被検領域面を走査させる
長手方向走査手段を更に備えてもよい。
【０００８】本発明の他の円筒面検査装置は、光源手段
と、この光源手段から射出された光を、鏡面状の円筒面
の少なくとも一部がなす被検領域面に対し、この被検領
域面の法線方向から入射させる入射手段と、上記入射光
に対する被検領域面からの垂直反射光の光路を、円筒面
の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる変換手段
と、上記方向変換された光を二次元的に投影することに
より、被検領域面に対応する二次元像を形成する投影手
段と、上記二次元像を撮像する撮像手段と、この撮像手
段により得られた画像に基づいて、被検領域面の表面欠
陥に起因する明暗に対応する二値化信号を形成する二値
化手段と、上記二値化信号に基づいて被検領域面の欠陥
の有無を判定する判定手段と、を備える。
と、この光源手段から射出された光を、鏡面状の円筒面
の少なくとも一部がなす被検領域面に対し、この被検領
域面の法線方向から入射させる入射手段と、上記入射光
に対する被検領域面からの垂直反射光の光路を、円筒面
の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる変換手段
と、上記方向変換された光を二次元的に投影することに
より、被検領域面に対応する二次元像を形成する投影手
段と、上記二次元像を撮像する撮像手段と、この撮像手
段により得られた画像に基づいて、被検領域面の表面欠
陥に起因する明暗に対応する二値化信号を形成する二値
化手段と、上記二値化信号に基づいて被検領域面の欠陥
の有無を判定する判定手段と、を備える。
【０００９】尚、上記判定手段に代えて、上記二値化信
号に基づいて上記画像の二値化分布を出力する出力手段
を備えてもよい。
号に基づいて上記画像の二値化分布を出力する出力手段
を備えてもよい。
【００１０】本発明の実施例によれば、撮像手段を有す
る円筒面検査装置は、上記入射手段と変換手段と撮像手
段とを円筒面の長手方向に沿って一体的に移動させるこ
とにより、円筒面の長手方向に沿って被検領域面を走査
させる長手方向走査手段を更に備える。
る円筒面検査装置は、上記入射手段と変換手段と撮像手
段とを円筒面の長手方向に沿って一体的に移動させるこ
とにより、円筒面の長手方向に沿って被検領域面を走査
させる長手方向走査手段を更に備える。
【００１１】本発明の実施例によれば、上記の方法及び
装置における上記円筒面は、円筒状をなす被検体の外表
面である。但し、この円筒面は、中空円筒状をなす被検
体の内表面であってもよい。
装置における上記円筒面は、円筒状をなす被検体の外表
面である。但し、この円筒面は、中空円筒状をなす被検
体の内表面であってもよい。
【００１２】
【作用】本発明の方法及び装置によれば、被検領域面へ
の法線方向からの入射光に対し、被検領域面から法線方
向に反射した反射光の光路が、円筒面の長手方向に沿っ
た一つの方向へ変換されることにより、曲面としての被
検領域面が、平面的な像として投影される。
の法線方向からの入射光に対し、被検領域面から法線方
向に反射した反射光の光路が、円筒面の長手方向に沿っ
た一つの方向へ変換されることにより、曲面としての被
検領域面が、平面的な像として投影される。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例として、本発明
の円筒面検査方法を達成するための概念的な装置構成を
示す。この実施例では、説明を簡単にするために、光路
上に存在する機械的装置等の光路の遮蔽物は存在しない
ものと仮定する。
の円筒面検査方法を達成するための概念的な装置構成を
示す。この実施例では、説明を簡単にするために、光路
上に存在する機械的装置等の光路の遮蔽物は存在しない
ものと仮定する。
【００１４】図１において、被測定対象のシリンダ２
は、例えばグラビア印刷機用シリンダであり、その外表
面は鍍金処理等により鏡面状に仕上げられている。以下
の説明では、このシリンダ２の長手方向に沿った方向を
Ｙ軸方向とし、シリンダ２の径方向をＺ軸方向とする。
このシリンダ２のＹ軸方向の両端側には、それぞれ面光
源４とスクリーン６とが配置されている。
は、例えばグラビア印刷機用シリンダであり、その外表
面は鍍金処理等により鏡面状に仕上げられている。以下
の説明では、このシリンダ２の長手方向に沿った方向を
Ｙ軸方向とし、シリンダ２の径方向をＺ軸方向とする。
このシリンダ２のＹ軸方向の両端側には、それぞれ面光
源４とスクリーン６とが配置されている。
【００１５】特に図２に示すように、面光源４は、パラ
ボラミラ−８と、その内方に配置された光源１０と、パ
ラボラミラ−８の中央部を円形に掩蔽する円形遮蔽板１
２とを備えている。このような面光源４から射出された
光（以下、測定光と称す）Ｈは、光束の横断面形状が環
状の平面光となる。即ち、面光源４から射出された測定
光Ｈは、符号２４で示すように、仮想的な中空円筒状を
なして進行する。
ボラミラ−８と、その内方に配置された光源１０と、パ
ラボラミラ−８の中央部を円形に掩蔽する円形遮蔽板１
２とを備えている。このような面光源４から射出された
光（以下、測定光と称す）Ｈは、光束の横断面形状が環
状の平面光となる。即ち、面光源４から射出された測定
光Ｈは、符号２４で示すように、仮想的な中空円筒状を
なして進行する。
【００１６】再度、図１を参照すると、シリンダ２は、
面光源４から射出された測定光Ｈのなす中空円筒形状と
同軸に、且つこの中空円筒形状の内周側に配置されてい
る。
面光源４から射出された測定光Ｈのなす中空円筒形状と
同軸に、且つこの中空円筒形状の内周側に配置されてい
る。
【００１７】ここで、シリンダ２の長手方向の一部の領
域Ｔにおける表面がつくる円筒面を検査面とする。面光
源４から見て、領域Ｔの手前側におけるシリンダ２の外
周側における測定光Ｈの光路上には、環状のハーフミラ
ー１６が、シリンダ２に対して同軸に配置されている。
このハーフミラー１６は、面光源４に対面する内周面が
透過面とされ、スクリーン６に対面する外周面が反射面
とされている。
域Ｔにおける表面がつくる円筒面を検査面とする。面光
源４から見て、領域Ｔの手前側におけるシリンダ２の外
周側における測定光Ｈの光路上には、環状のハーフミラ
ー１６が、シリンダ２に対して同軸に配置されている。
このハーフミラー１６は、面光源４に対面する内周面が
透過面とされ、スクリーン６に対面する外周面が反射面
とされている。
【００１８】更に、ハーフミラー１６の外周側には、環
状のミラー１８が同軸に配置されている。このミラー１
８は、シリンダ２の外周面及びスクリーン６に対面する
内周面が反射面とされている。
状のミラー１８が同軸に配置されている。このミラー１
８は、シリンダ２の外周面及びスクリーン６に対面する
内周面が反射面とされている。
【００１９】図３は、上記のような光学系をシリンダ２
の長手方向に沿って断面した図を示す。但し、上記のよ
うな光学系はシリンダ２の長手方向軸線に関してほぼ回
転対称であるから、シリンダ２の上方における断面のみ
図示する。
の長手方向に沿って断面した図を示す。但し、上記のよ
うな光学系はシリンダ２の長手方向軸線に関してほぼ回
転対称であるから、シリンダ２の上方における断面のみ
図示する。
【００２０】以下、図１及び図３を参照して、第１実施
例の装置の動作について説明する。
例の装置の動作について説明する。
【００２１】面光源４から射出された測定光Ｈは、Ｙ軸
方向に沿って矢印方向へ進行し、ハ−フミラ−１６によ
りＺ軸方向に沿ってシリンダ表面２ａの検査面（領域Ｔ
における円筒面）へ向かって反射される。即ち、この測
定光Ｈは、シリンダ表面２ａの検査面に対して、検査面
の法線方向から入射される。
方向に沿って矢印方向へ進行し、ハ−フミラ−１６によ
りＺ軸方向に沿ってシリンダ表面２ａの検査面（領域Ｔ
における円筒面）へ向かって反射される。即ち、この測
定光Ｈは、シリンダ表面２ａの検査面に対して、検査面
の法線方向から入射される。
【００２２】次に、シリンダ表面２ａの検査面で反射し
た反射光Ｈ′が、往路を逆に辿るようにして、Ｚ軸方向
に沿ってシリンダ２の上方へ向かって反射され、更にミ
ラ−１８によりＹ軸方向に沿ってスクリ−ン６へ向かっ
て反射される。このミラ−１８により反射された反射光
Ｈ′がスクリ−ン６上に投影される。その投影像２２
は、シリンダ２の表面の被測定面を二次元的に環状に示
した像に対応する。この投影像２２により、シリンダ表
面２ａの検査面を観察できる。また、各ミラ−１６，１
８を含むミラー群またはシリンダ２を適宜な手段により
Ｙ軸方向に沿って移動させることにより、検査面をシリ
ンダ表面２ａの長手方向に沿って走査できる。
た反射光Ｈ′が、往路を逆に辿るようにして、Ｚ軸方向
に沿ってシリンダ２の上方へ向かって反射され、更にミ
ラ−１８によりＹ軸方向に沿ってスクリ−ン６へ向かっ
て反射される。このミラ−１８により反射された反射光
Ｈ′がスクリ−ン６上に投影される。その投影像２２
は、シリンダ２の表面の被測定面を二次元的に環状に示
した像に対応する。この投影像２２により、シリンダ表
面２ａの検査面を観察できる。また、各ミラ−１６，１
８を含むミラー群またはシリンダ２を適宜な手段により
Ｙ軸方向に沿って移動させることにより、検査面をシリ
ンダ表面２ａの長手方向に沿って走査できる。
【００２３】図１及び図３のような各ミラ−１６，１８
の配置によれば、各ミラ−１６，１８の大きさに応じ
て、一回の検査あたりの検査面のＹ方向に沿った幅が決
定される。例えば、図４及び図５に示すように、各ミラ
−１６，１８が小さい場合（図４）は、その検査面の幅
Ｔ1 も小さく、各ミラ−１６，１８が大きい場合（図
５）は、その検査面の幅Ｔ2 も大きい（Ｔ2＞Ｔ1 ）。
の配置によれば、各ミラ−１６，１８の大きさに応じ
て、一回の検査あたりの検査面のＹ方向に沿った幅が決
定される。例えば、図４及び図５に示すように、各ミラ
−１６，１８が小さい場合（図４）は、その検査面の幅
Ｔ1 も小さく、各ミラ−１６，１８が大きい場合（図
５）は、その検査面の幅Ｔ2 も大きい（Ｔ2＞Ｔ1 ）。
【００２４】従って、各ミラ−１６，１８の大きさの適
宜な選択により、検査回数を必要最小限に抑えることが
可能であり、シリンダ２の全面に亘ってより信頼性の高
い検査が可能となる。また、検査光Ｈは、シリンダ２の
表面に対して法線方向から入射されるため、各ミラ−１
６，１８の内径を適宜に選択することにより、種々の直
径のシリンダに対して検査が可能となる。
宜な選択により、検査回数を必要最小限に抑えることが
可能であり、シリンダ２の全面に亘ってより信頼性の高
い検査が可能となる。また、検査光Ｈは、シリンダ２の
表面に対して法線方向から入射されるため、各ミラ−１
６，１８の内径を適宜に選択することにより、種々の直
径のシリンダに対して検査が可能となる。
【００２５】次に、スクリ−ン６上に投影された像２２
から検査面の欠陥を検出する方法について図６及び図７
を参照して説明する。
から検査面の欠陥を検出する方法について図６及び図７
を参照して説明する。
【００２６】シリンダ表面２ａの検査面に欠陥、例えば
鍍金むらなどによる凸部２６（図６）や比較的に大きな
傷などの凹部２８（図７）が存在する場合、検査面から
入射方向に対して垂直に反射すべき反射光Ｈ′は、傷に
より乱され、検査面からスクリ−ン６までの距離Ｌに比
例した拡がりを持って進み、スクリ−ン６に明暗の分布
となって投影される。即ち、明暗分布上の明部分Ｗでは
反射光Ｈ′の反射光線の分布が密であり、同様に暗部分
Ｂでは疎である。この明暗の差は、スクリ−ン６上で
は、目視で充分に確認できる大きさまで拡大される。
鍍金むらなどによる凸部２６（図６）や比較的に大きな
傷などの凹部２８（図７）が存在する場合、検査面から
入射方向に対して垂直に反射すべき反射光Ｈ′は、傷に
より乱され、検査面からスクリ−ン６までの距離Ｌに比
例した拡がりを持って進み、スクリ−ン６に明暗の分布
となって投影される。即ち、明暗分布上の明部分Ｗでは
反射光Ｈ′の反射光線の分布が密であり、同様に暗部分
Ｂでは疎である。この明暗の差は、スクリ−ン６上で
は、目視で充分に確認できる大きさまで拡大される。
【００２７】尚、シリンダ表面２ａの検査面の欠陥とし
て、比較的に微小な傷が存在する場合、検査面からの反
射光Ｈ′は、傷からの反射光と傷の存在しない部分から
の反射光との干渉光を含む。従って、スクリ−ン６上の
投影像２２には干渉縞が観察されることになる。
て、比較的に微小な傷が存在する場合、検査面からの反
射光Ｈ′は、傷からの反射光と傷の存在しない部分から
の反射光との干渉光を含む。従って、スクリ−ン６上の
投影像２２には干渉縞が観察されることになる。
【００２８】上記実施例においては、機械的要素等の光
路の遮蔽物は存在しないものと仮定したために、一回の
検査による検査面は、シリンダ２の領域Ｔにおける全周
に亘るものとし、且つその投影像２２は、連続的な環状
として投影されるものとした。しかし、実際の装置では
機械的装置等により光路が遮蔽されるため、一回の検査
により検査可能な検査面は領域Ｔにおける円周方向の一
部である。従って、各ミラ−１６，１８は必ずしも環状
形状とする必要はなく、領域Ｔにおける円周方向の一部
を覆う円弧状とすればよい。同様に、面光源４から射出
された測定光Ｈの光束の横断面形状も必ずしも環状形状
とする必要はなく、その環状形状の一部をなす円弧状と
すればよい。
路の遮蔽物は存在しないものと仮定したために、一回の
検査による検査面は、シリンダ２の領域Ｔにおける全周
に亘るものとし、且つその投影像２２は、連続的な環状
として投影されるものとした。しかし、実際の装置では
機械的装置等により光路が遮蔽されるため、一回の検査
により検査可能な検査面は領域Ｔにおける円周方向の一
部である。従って、各ミラ−１６，１８は必ずしも環状
形状とする必要はなく、領域Ｔにおける円周方向の一部
を覆う円弧状とすればよい。同様に、面光源４から射出
された測定光Ｈの光束の横断面形状も必ずしも環状形状
とする必要はなく、その環状形状の一部をなす円弧状と
すればよい。
【００２９】図８は本発明の第２実施例を示す。この実
施例は、第１実施例に示した装置における各ミラ−１
６，１８及びシリンダ２のための駆動系を備えたもので
あり、第１実施例と同様な構成要素については同一の参
照符号を付して示す。
施例は、第１実施例に示した装置における各ミラ−１
６，１８及びシリンダ２のための駆動系を備えたもので
あり、第１実施例と同様な構成要素については同一の参
照符号を付して示す。
【００３０】図８において、検出ユニット３０には、各
ミラ−１６，１８（図８では図示せず）からなるミラー
群が内臓されている。シリンダ２に対するミラー群の位
置関係は、第１実施例と同様である。この検出ユニット
３０は、シリンダ２の近傍にＹ軸方向に沿って配置され
た移動レール３２に固定されている。この移動レール３
２は、Ｙ軸モータ３４の駆動により、検出ユニット３０
と一体的にＹ軸方向に沿って移動可能である。
ミラ−１６，１８（図８では図示せず）からなるミラー
群が内臓されている。シリンダ２に対するミラー群の位
置関係は、第１実施例と同様である。この検出ユニット
３０は、シリンダ２の近傍にＹ軸方向に沿って配置され
た移動レール３２に固定されている。この移動レール３
２は、Ｙ軸モータ３４の駆動により、検出ユニット３０
と一体的にＹ軸方向に沿って移動可能である。
【００３１】また、シリンダ２の長手中心軸線にほぼ一
致する回転軸３６の一端は、駆動側軸受部３８を介して
θ軸モータ４０の駆動軸４０ａに連結され、他端は従動
側軸受部４２により回転自在に支持されている。従っ
て、θ軸モータ４０の駆動により、シリンダ２は、回転
軸３６回りにθ方向へ回転する。
致する回転軸３６の一端は、駆動側軸受部３８を介して
θ軸モータ４０の駆動軸４０ａに連結され、他端は従動
側軸受部４２により回転自在に支持されている。従っ
て、θ軸モータ４０の駆動により、シリンダ２は、回転
軸３６回りにθ方向へ回転する。
【００３２】Ｙ軸モータ３４及びθ軸４０はモータ制御
部４４により制御される。このモータ制御部４４による
モータ３４，４０の駆動、停止、回転速度等の指令は、
モータ制御部４４に付属する例えばコントロールボック
ス４６等の入力装置をオペレ−タが操作することにより
与えられる。
部４４により制御される。このモータ制御部４４による
モータ３４，４０の駆動、停止、回転速度等の指令は、
モータ制御部４４に付属する例えばコントロールボック
ス４６等の入力装置をオペレ−タが操作することにより
与えられる。
【００３３】この第２実施例では、図９に示すようにシ
リンダ２を支持する軸受部３８，４２等の機械的要素が
光路を部分的に遮断する。このため、スクリ−ン６に投
影される像は、検査面の円周方向全周に亘る像ではな
く、図１０に示すように一部が遮蔽された像２２とな
る。そこで、コントロールボックス４６の操作により、
シリンダ２を回転させることによって、検査面の円周方
向全周に亘る検査が実行される。更に、コントロールボ
ックス４６の操作により、検出ユニット３０をＹ軸方向
に移動させ、検査面をＹ軸方向に走査させながら検査を
繰り返すことによって、最終的にシリンダ表面２ａの全
面が検査される。
リンダ２を支持する軸受部３８，４２等の機械的要素が
光路を部分的に遮断する。このため、スクリ−ン６に投
影される像は、検査面の円周方向全周に亘る像ではな
く、図１０に示すように一部が遮蔽された像２２とな
る。そこで、コントロールボックス４６の操作により、
シリンダ２を回転させることによって、検査面の円周方
向全周に亘る検査が実行される。更に、コントロールボ
ックス４６の操作により、検出ユニット３０をＹ軸方向
に移動させ、検査面をＹ軸方向に走査させながら検査を
繰り返すことによって、最終的にシリンダ表面２ａの全
面が検査される。
【００３４】図１１は、本発明の第３実施例を示す。本
実施例における検出ユニット３０には、スクリーン６上
の像２２を撮像するためのＣＣＤカメラ４８が取り付け
られている。本実施例は、このＣＣＤカメラ４８により
検査面の投影像２２から得られた画像をデジタル的に明
／暗（白／黒）の２値化処理すると共に、検査面の走査
を自動化することにより、検査の自動化を図ったもので
ある。この第３実施例において、第２実施例と同様な構
成要素については同一の参照符号を付して示す。
実施例における検出ユニット３０には、スクリーン６上
の像２２を撮像するためのＣＣＤカメラ４８が取り付け
られている。本実施例は、このＣＣＤカメラ４８により
検査面の投影像２２から得られた画像をデジタル的に明
／暗（白／黒）の２値化処理すると共に、検査面の走査
を自動化することにより、検査の自動化を図ったもので
ある。この第３実施例において、第２実施例と同様な構
成要素については同一の参照符号を付して示す。
【００３５】図１１において、集中管理部５０は、それ
に付属するキーボード等の入力手段（図示せず）から検
査の初期条件の情報を設定される。ここで初期条件とし
ては、シリンダ２の長さ、２値化レベル、後述の判定部
６４の判定レベル等である。これら初期条件の情報とし
ての設定信号Ｓ１は、検査装置全体を制御するシステム
制御部５２に与えられる。また、このシステム制御部５
２は、ＣＣＤカメラ４８の移動量等の検査装置の各部の
モニタ信号Ｓ２を発生し、このモニタ信号Ｓ２を集中管
理部５０へフィードバックさせる。これにより集中管理
部５０は、検査装置全体の監視を実行する。
に付属するキーボード等の入力手段（図示せず）から検
査の初期条件の情報を設定される。ここで初期条件とし
ては、シリンダ２の長さ、２値化レベル、後述の判定部
６４の判定レベル等である。これら初期条件の情報とし
ての設定信号Ｓ１は、検査装置全体を制御するシステム
制御部５２に与えられる。また、このシステム制御部５
２は、ＣＣＤカメラ４８の移動量等の検査装置の各部の
モニタ信号Ｓ２を発生し、このモニタ信号Ｓ２を集中管
理部５０へフィードバックさせる。これにより集中管理
部５０は、検査装置全体の監視を実行する。
【００３６】上記のように設定信号Ｓ１が与えられたシ
ステム制御部５２が、タイミング発生部５４へ検査スタ
ート信号Ｓ３を与えると、以下のように検査が実行され
る。
ステム制御部５２が、タイミング発生部５４へ検査スタ
ート信号Ｓ３を与えると、以下のように検査が実行され
る。
【００３７】先ず、ＣＣＤカメラ４８による投影像２２
の撮像から、それに基づく欠陥の判定について説明す
る。タイミング発生部５４は、ＣＣＤカメラ４８の撮像
信号Ｓ４を制御するカメラ制御部５６へ撮像タイミング
信号Ｓ５を与える。これによりＣＣＤカメラ４８が投影
像２２を撮像する。
の撮像から、それに基づく欠陥の判定について説明す
る。タイミング発生部５４は、ＣＣＤカメラ４８の撮像
信号Ｓ４を制御するカメラ制御部５６へ撮像タイミング
信号Ｓ５を与える。これによりＣＣＤカメラ４８が投影
像２２を撮像する。
【００３８】この撮像領域に対応するシリンダ２ａの表
面は、ＣＣＤカメラ４８の視野に応じて、図１２及び図
１３に示すように、シリンダ２の長手方向及び円周方向
にに分割される。図１２及び図１３における各桝目Ｔij
(i=1,2,3 …n,j=1,2,3 …n)が一回の撮像領域に対応す
る。
面は、ＣＣＤカメラ４８の視野に応じて、図１２及び図
１３に示すように、シリンダ２の長手方向及び円周方向
にに分割される。図１２及び図１３における各桝目Ｔij
(i=1,2,3 …n,j=1,2,3 …n)が一回の撮像領域に対応す
る。
【００３９】ＣＣＤカメラ４８の撮像信号は、カメラ制
御部５６を介して二値化処理部５８に与えられ、二値化
される。この二値化処理部５８による二値化信号Ｓ６
は、画像メモリ６０に与えられ、ここで記憶される。こ
の記憶された二値化信号Ｓ６は、その白／黒の計数を制
御する計数制御部６２に与えられる。計数制御部６２
は、タイミング発生部５４の計数開始信号Ｓ７に基づい
て二値化信号の白／黒を計数し、その計数結果を判定部
６４に与える。判定部６４は、計数制御部６２の計数結
果に基づいて欠陥の有無を判定し、その判定結果を例え
ばディスプレィなどの表示部６６に表示させる。
御部５６を介して二値化処理部５８に与えられ、二値化
される。この二値化処理部５８による二値化信号Ｓ６
は、画像メモリ６０に与えられ、ここで記憶される。こ
の記憶された二値化信号Ｓ６は、その白／黒の計数を制
御する計数制御部６２に与えられる。計数制御部６２
は、タイミング発生部５４の計数開始信号Ｓ７に基づい
て二値化信号の白／黒を計数し、その計数結果を判定部
６４に与える。判定部６４は、計数制御部６２の計数結
果に基づいて欠陥の有無を判定し、その判定結果を例え
ばディスプレィなどの表示部６６に表示させる。
【００４０】この表示部６６としては、欠陥の存在をオ
ペレータに通達するブザーやランプ等を用いてもよい。
また、判定部６４及び表示部６６に代えて、二値化処理
部５８により得られた二値化分布をプリンタやディスプ
レィ等の出力手段に出力する構成としてもよい。この場
合、出力された二値化分布を参照することにより、オペ
レータが欠陥の有無を判断する。
ペレータに通達するブザーやランプ等を用いてもよい。
また、判定部６４及び表示部６６に代えて、二値化処理
部５８により得られた二値化分布をプリンタやディスプ
レィ等の出力手段に出力する構成としてもよい。この場
合、出力された二値化分布を参照することにより、オペ
レータが欠陥の有無を判断する。
【００４１】一方、検査面の走査は、タイミング発生部
５４からポジション信号発生部６８へ与えられるＣＣＤ
カメラ４８の移動タイミング信号Ｓ８に基づいて実行さ
れる。ポジション信号発生部６８には更に、システム制
御部５２からＣＣＤカメラ４８の位置情報信号Ｓ９が与
えられる。ポジション信号発生部６８は、これら移動タ
イミング信号Ｓ８及び位置情報信号Ｓ９によりＣＣＤカ
メラ４８の移動量を決定し、モータ制御部４４へＣＣＤ
カメラ４８の移動指令としてのポジション信号Ｓ１０を
与える。これによりモータ制御部４４は、Ｙ軸モータ３
４及びθ軸モータ４０を駆動してＣＣＤカメラ４８をシ
リンダ２の円周方向（図１２及び図１３における列方
向）、長さ方向（図１２及び図１３における行方向）に
自動的に移動させる。この自動的な移動に伴って、上述
のＣＣＤカメラ４８による投影像２２の撮像から、それ
に基づく欠陥の判定がシリンダ表面２ａの所望の領域ま
たは全面に亘って実行される。
５４からポジション信号発生部６８へ与えられるＣＣＤ
カメラ４８の移動タイミング信号Ｓ８に基づいて実行さ
れる。ポジション信号発生部６８には更に、システム制
御部５２からＣＣＤカメラ４８の位置情報信号Ｓ９が与
えられる。ポジション信号発生部６８は、これら移動タ
イミング信号Ｓ８及び位置情報信号Ｓ９によりＣＣＤカ
メラ４８の移動量を決定し、モータ制御部４４へＣＣＤ
カメラ４８の移動指令としてのポジション信号Ｓ１０を
与える。これによりモータ制御部４４は、Ｙ軸モータ３
４及びθ軸モータ４０を駆動してＣＣＤカメラ４８をシ
リンダ２の円周方向（図１２及び図１３における列方
向）、長さ方向（図１２及び図１３における行方向）に
自動的に移動させる。この自動的な移動に伴って、上述
のＣＣＤカメラ４８による投影像２２の撮像から、それ
に基づく欠陥の判定がシリンダ表面２ａの所望の領域ま
たは全面に亘って実行される。
【００４２】この第３実施例によれば、検出ユニット３
０及び／または面光源４は、ＣＣＤカメラ４８の視野角
をカバ−できる程度の大きさで済む。従って検出ユニッ
ト３０及び／または面光源４は、シリンダ２の全周に亘
る必要はなく、図１４に示すようにシリンダ２の周面を
部分的に覆う横断面円弧状の形状でよく、小型化が可能
である。この小型化によれば、シリンダ２の交換作業の
際の作業スペ−スが大幅に確保される。
０及び／または面光源４は、ＣＣＤカメラ４８の視野角
をカバ−できる程度の大きさで済む。従って検出ユニッ
ト３０及び／または面光源４は、シリンダ２の全周に亘
る必要はなく、図１４に示すようにシリンダ２の周面を
部分的に覆う横断面円弧状の形状でよく、小型化が可能
である。この小型化によれば、シリンダ２の交換作業の
際の作業スペ−スが大幅に確保される。
【００４３】上記第２及び第３実施例を比較すると、第
２実施例では、図１５に示すように、検出ユニット３０
のＹ方向における位置に応じて、ミラー１８からスクリ
−ン６までの反射光Ｈ′の光路長Ｌが異なり、欠陥の拡
大率が変化してしまう。
２実施例では、図１５に示すように、検出ユニット３０
のＹ方向における位置に応じて、ミラー１８からスクリ
−ン６までの反射光Ｈ′の光路長Ｌが異なり、欠陥の拡
大率が変化してしまう。
【００４４】一方、第３実施例においては、ＣＣＤカメ
ラ４８の視野角や分解能により、一回の検査の領域が第
２実施例よりも限定され、必要な測定回数が第２実施例
よりも増加する。しかしながら、シリンダ２のどの位置
においても、検査面からの反射光Ｈ′がＣＣＤカメラ４
８に到達するまでの距離が一定を保つので、拡大率が変
化することがないという利点がある。
ラ４８の視野角や分解能により、一回の検査の領域が第
２実施例よりも限定され、必要な測定回数が第２実施例
よりも増加する。しかしながら、シリンダ２のどの位置
においても、検査面からの反射光Ｈ′がＣＣＤカメラ４
８に到達するまでの距離が一定を保つので、拡大率が変
化することがないという利点がある。
【００４５】以上の各実施例においてはシリンダ２の外
周面を被検面としたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、内周面が鏡面状の中空円筒状物の内周面の検
査にも適用可能である。この場合、測定光Ｈ及び反射光
Ｈ′の光路が中空円筒状物の内部を経るように、各ミラ
ー１６，１８を中空円筒状物の内面側に配置することに
より、上記各実施例と同様な検査を実行可能である。
周面を被検面としたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、内周面が鏡面状の中空円筒状物の内周面の検
査にも適用可能である。この場合、測定光Ｈ及び反射光
Ｈ′の光路が中空円筒状物の内部を経るように、各ミラ
ー１６，１８を中空円筒状物の内面側に配置することに
より、上記各実施例と同様な検査を実行可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の円筒面検
査方法及びその装置によれば、曲面をなす被検領域面を
平面的な像として投影することができるから、従来の目
視による外観検査や光学顕微鏡検査に比して欠陥の検出
が容易であり、短時間で円筒面の広い範囲に亘って欠陥
検査を実行可能である。
査方法及びその装置によれば、曲面をなす被検領域面を
平面的な像として投影することができるから、従来の目
視による外観検査や光学顕微鏡検査に比して欠陥の検出
が容易であり、短時間で円筒面の広い範囲に亘って欠陥
検査を実行可能である。
【図１】本発明の第１実施例に係る円筒面検査装置を概
念的に示す構成図である。
念的に示す構成図である。
【図２】図１における面光源の作用を説明するための説
明図である。
明図である。
【図３】図１の装置のシリンダの上部における光路を示
す光路図である。
す光路図である。
【図４】図３に対応する図であって、ミラーが小さい場
合の光路を示す光路図である。
合の光路を示す光路図である。
【図５】図３に対応する図であって、ミラーが大きい場
合の光路を示す光路図である。
合の光路を示す光路図である。
【図６】本発明の方法及び装置における欠陥検出の原理
を説明するための説明図であって、検査領域面に凸部が
存在する場合のスクリーンにおける光線分布を示す図で
ある。
を説明するための説明図であって、検査領域面に凸部が
存在する場合のスクリーンにおける光線分布を示す図で
ある。
【図７】図６に対応する説明図であって、検査領域面に
凹部が存在する場合のスクリーンにおける光線分布を示
す図である。
凹部が存在する場合のスクリーンにおける光線分布を示
す図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す構成図である。
【図９】図８の装置を矢印ix−ix方向から見て示す図で
ある。
ある。
【図１０】図８の装置のスクリーンに投影された像を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１１】本発明の第３実施例を示す構成図である。
【図１２】第３実施例において、シリンダ表面の検査領
域をＣＣＤカメラの視野角に応じて分割した例を示す説
明図である。
域をＣＣＤカメラの視野角に応じて分割した例を示す説
明図である。
【図１３】図１２におけるシリンダ表面を平面的に展開
して示す展開図である。
して示す展開図である。
【図１４】図１２における検出ユニットの断面形状の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１５】ミラーからスクリーンまでの光路長の検出ユ
ニットの位置に応じた変化を説明するための光路図であ
る。
ニットの位置に応じた変化を説明するための光路図であ
る。
４…面光源（光源手段）、２…シリンダ（円筒状被検
体）、２ａ…シリンダ表面（円筒面）、６…スクリーン
（投影手段）、１６…ハーフミラー（変換手段）、１８
…ミラー（変換手段）、３４…Ｙ軸モータ（長手方向走
査手段）、４０…θ軸モータ（周方向走査手段）、４８
…ＣＣＤカメラ（撮像手段）、５８…二値化処理部（二
値化手段）、６４…判定部（判定手段）。
体）、２ａ…シリンダ表面（円筒面）、６…スクリーン
（投影手段）、１６…ハーフミラー（変換手段）、１８
…ミラー（変換手段）、３４…Ｙ軸モータ（長手方向走
査手段）、４０…θ軸モータ（周方向走査手段）、４８
…ＣＣＤカメラ（撮像手段）、５８…二値化処理部（二
値化手段）、６４…判定部（判定手段）。
Claims (11)
- 【請求項１】 鏡面状の円筒面を検査する方法であっ
て、 光源から射出された光を、円筒面の少なくとも一部がな
す被検領域面に対し、この被検領域面の法線方向から入
射させる工程と、 その入射光に対する被検領域面の法線方向への反射光の
光路を、円筒面の長手方向に沿った一つの方向へ変換さ
せる工程と、 その光路変換された光を二次元的に投影することによ
り、被検領域面に対応する二次元像を形成する工程と、
からなることを特徴とする円筒面検査方法。 - 【請求項２】 上記円筒面が、円筒状をなす被検体の外
表面であることを特徴とする請求項１記載の円筒面検査
方法。 - 【請求項３】 上記円筒面が、中空円筒状をなす被検体
の内表面であることを特徴とする請求項１記載の円筒面
検査方法。 - 【請求項４】 鏡面状の円筒面を検査する装置であっ
て、 光源手段と、 この光源手段から射出された光を、円筒面の少なくとも
一部がなす被検領域面に対し、この被検領域面の法線方
向から入射させる入射手段と、 その入射光に対する被検領域面からの垂直反射光の光路
を、円筒面の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる
変換手段と、 この方向変換された光を二次元的に投影することによ
り、被検領域面に対応する二次元像を形成する投影手段
と、を備えることを特徴とする円筒面検査装置。 - 【請求項５】 上記入射手段と変換手段とを円筒面の長
手方向に沿って一体的に移動させることにより、円筒面
の長手方向に沿って被検領域面を走査させる長手方向走
査手段を更に備えることを特徴とする請求項４記載の円
筒面検査装置。 - 【請求項６】 鏡面状の円筒面を検査する装置であっ
て、 光源手段と、 この光源手段から射出された光を、円筒面の少なくとも
一部がなす被検領域面に対し、この被検領域面の法線方
向から入射させる入射手段と、 上記入射光に対する被検領域面からの垂直反射光の光路
を、円筒面の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる
変換手段と、 上記方向変換された光を二次元的に投影することによ
り、被検領域面に対応する二次元像を形成する投影手段
と、 上記二次元像を撮像する撮像手段と、 この撮像手段により得られた画像に基づいて、被検領域
面の表面欠陥に起因する明暗に対応する二値化信号を形
成する二値化手段と、 上記二値化信号に基づいて、上記画像の二値化分布を出
力する出力手段と、を備えることを特徴とする円筒面検
査装置。 - 【請求項７】 鏡面状の円筒面の表面欠陥を検査する装
置であって、 光源手段と、 この光源手段から射出された光を、円筒面の少なくとも
一部がなす被検領域面に対し、この被検領域面の法線方
向から入射させる入射手段と、 上記入射光に対する被検領域面からの垂直反射光の光路
を、円筒面の長手方向に沿った一つの方向へ変換させる
変換手段と、 上記方向変換された光を二次元的に投影して、被検領域
面に対応する二次元像を形成する投影手段と、 上記二次元像を撮像する撮像手段と、 この撮像手段により得られた画像に基づいて、被検領域
面の表面欠陥に起因する明暗に対応する二値化信号を形
成する二値化手段と、 上記二値化信号に基づいて被検領域面の欠陥の有無を判
定する判定手段と、を備えることを特徴とする円筒面検
査装置。 - 【請求項８】 上記入射手段と変換手段と撮像手段とを
円筒面の長手方向に沿って一体的に移動させることによ
り、円筒面の長手方向に沿って被検領域面を走査させる
長手方向走査手段を更に備えることを特徴とする請求項
６または７記載の円筒面検査装置。 - 【請求項９】 円筒面を円筒面の周方向に沿って移動さ
せることにより、円筒面の周方向に沿って被検領域面を
走査させる周方向走査手段を更に備えることを特徴とす
る請求項４乃至８の何れか１項に記載の円筒面検査装
置。 - 【請求項１０】 上記円筒面が、円筒状をなす被検体の
外表面であることを特徴とする請求項４乃至９の何れか
１項に記載の円筒面検査装置。 - 【請求項１１】 上記円筒面が、中空円筒状をなす被検
体の内表面であることを特徴とする請求項４乃至９の何
れか１項に記載の円筒面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03278545A JP3099462B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 円筒面検査方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03278545A JP3099462B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 円筒面検査方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593694A true JPH0593694A (ja) | 1993-04-16 |
| JP3099462B2 JP3099462B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=17598754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03278545A Expired - Fee Related JP3099462B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 円筒面検査方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099462B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254590A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Nyuurii Kk | グラビアシリンダー検査装置 |
| EP1760426A1 (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-07 | Otoko Machinery Works, Ltd. | Device for imaging cylinder |
| JP2012063272A (ja) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Bridgestone Corp | 検査装置および検査方法 |
| EP1782703B1 (de) | 2005-11-08 | 2016-01-20 | Hauni Maschinenbau Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur optischen Überwachung eines Materialstranges der tabakverarbeitenden Industrie |
| CN108106573A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 苏州临点三维科技有限公司 | 筒体内外侧壁平整度测量装置 |
| CN108106574A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 苏州临点三维科技有限公司 | 柱体侧壁平整度测量装置 |
| CN112840206A (zh) * | 2018-09-06 | 2021-05-25 | 日立安斯泰莫株式会社 | 表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5294081B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2013-09-18 | オプトウエア株式会社 | 光沢円筒面形状検査装置 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP03278545A patent/JP3099462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254590A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Nyuurii Kk | グラビアシリンダー検査装置 |
| EP1760426A1 (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-07 | Otoko Machinery Works, Ltd. | Device for imaging cylinder |
| EP2026061A1 (en) | 2005-09-02 | 2009-02-18 | Otoko Machinery Works, Ltd. | Device for imaging a cylinder |
| EP1782703B1 (de) | 2005-11-08 | 2016-01-20 | Hauni Maschinenbau Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur optischen Überwachung eines Materialstranges der tabakverarbeitenden Industrie |
| JP2012063272A (ja) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Bridgestone Corp | 検査装置および検査方法 |
| CN108106573A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 苏州临点三维科技有限公司 | 筒体内外侧壁平整度测量装置 |
| CN108106574A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 苏州临点三维科技有限公司 | 柱体侧壁平整度测量装置 |
| CN112840206A (zh) * | 2018-09-06 | 2021-05-25 | 日立安斯泰莫株式会社 | 表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3099462B2 (ja) | 2000-10-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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