JPH0817210A - Lighting device for checking surface condition - Google Patents
Lighting device for checking surface conditionInfo
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- JPH0817210A JPH0817210A JP15114294A JP15114294A JPH0817210A JP H0817210 A JPH0817210 A JP H0817210A JP 15114294 A JP15114294 A JP 15114294A JP 15114294 A JP15114294 A JP 15114294A JP H0817210 A JPH0817210 A JP H0817210A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、表面状態検査用照明
装置、特に、被検査面に照射された光の反射光を受光
し、得られた受光画像に基づいて上記被検査面の表面状
態を検査する表面状態検査に用いる照明装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface condition inspection illuminating device, and more particularly to a surface condition of the surface to be inspected on the basis of the received light image obtained by receiving the reflected light of the light irradiated on the surface to be inspected. The present invention relates to an illuminating device used for surface condition inspection.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、物品の表面状態を検査する場合、
検査員の目視による検査方法が慣用されている。例え
ば、自動車の車体の表面状態検査を例にとって説明すれ
ば、自動車の車体表面には、通常、製造ライン中に設け
た塗装ステーションにおいて所定の塗装が施され、この
塗装後における車体の表面状態の検査(つまり、主とし
て塗装欠陥の検査)は、従来、検査員の目視によって行
なわれている。しかしながら、車体表面の塗膜における
微小な欠陥部を目視検査で正確に検出することは一般に
困難であり、これを漏れなく発見するために、検査員は
大きな神経的負担と肉体的にもかなり厳しい作業が強い
られることになる。2. Description of the Related Art Conventionally, when inspecting the surface condition of an article,
A visual inspection method by an inspector is commonly used. For example, taking a surface condition inspection of a car body as an example, the car body surface is usually given a predetermined coating at a coating station provided in the manufacturing line, and the surface condition of the car body after the coating is Conventionally, the inspection (that is, mainly the inspection of coating defects) has been performed by the visual inspection of an inspector. However, it is generally difficult to accurately detect minute defects in the coating film on the vehicle body surface by visual inspection, and in order to detect them without omission, the inspector requires a large nerve burden and is physically severe. Work will be forced.
【０００３】このような検査員の負担を軽減するため
に、物品の被検査面に光を照射し、その反射光を受光し
て得られた受光画像に基づいて、つまり、具体的には、
上記反射光を例えばスクリーン上に投影させてその投影
像の鮮映度から、当該被検査面の表面欠陥を自動的に検
出するようにした表面検査装置が考えられている。In order to reduce the burden on the inspector, the surface to be inspected of the article is irradiated with light and the reflected light is received, that is, specifically, based on the received light image.
A surface inspection apparatus has been proposed in which the reflected light is projected on a screen, for example, and the surface defect of the surface to be inspected is automatically detected from the clarity of the projected image.
【０００４】ところで、上記の光照射による表面検査技
術を車体塗装の自動検査に応用する場合、例えば図９に
示すように、塗膜面１の鏡面反射性を利用し、この塗膜
面１に光源２から線状(あるいはスポット状)の光を照射
して、塗膜面１に次に述べるビデオカメラ３のカメラ視
野Ｆよりも十分に小さい光照射領域を作り、この光照射
領域からの反射光をビデオカメラ３により受光する装置
が考えられる。この装置では、ビデオカメラ３で作成さ
れる受光画像は、例えば図１０に示すように、塗膜面１
の光照射領域から反射した光がカメラ視野Ｆ(図９参照)
内に入り、カメラ視野Ｆをカバーする全体として暗い受
光画像５の中に、塗膜面１の光照射領域が明るい線画像
６となってとらえられる。By the way, when the above-mentioned surface inspection technique by light irradiation is applied to an automatic inspection of vehicle body coating, for example, as shown in FIG. A linear (or spot) light is emitted from the light source 2 to form a light irradiation area on the coating film surface 1 that is sufficiently smaller than the camera field of view F of the video camera 3 described below, and the reflection from this light irradiation area is made. A device in which light is received by the video camera 3 can be considered. In this device, the received light image created by the video camera 3 is, for example, as shown in FIG.
The light reflected from the light irradiation area of the camera field of view F (see FIG. 9)
The light-irradiated area of the coating film surface 1 is captured as a bright line image 6 in the dark light-receiving image 5 which covers the camera visual field F as a whole.
【０００５】そして、この光照射領域中に塗装の欠陥部
７(図９参照)があった場合、この塗装の欠陥部７におい
て光の正反射方向が変化し、上記欠陥部７がなければ正
常に反射して上記カメラ視野Ｆに入るべきはずの光がカ
メラ視野Ｆに入らなくなる。このため、上記の明るい線
画像６の中に黒く欠陥部７(図９参照)が写ることにな
る。したがって、この黒く写る欠陥部７を画像処理技術
により識別することによって欠陥部７を検出することが
できる。また、この装置によれば、塗膜面１を線状に狭
く照射するので、照射光量が少なく、光照射領域に入射
する光が欠陥部７で正反射方向が変化して、ビデオカメ
ラ３に入る光量が欠陥部７とそうでない部分とで明瞭に
差ができ、微小な欠陥をも検出することができることに
なる。If there is a defective coating portion 7 (see FIG. 9) in the light irradiation area, the direction of regular reflection of light changes at the defective coating portion 7, and if there is no defective portion 7, it is normal. Light that should be reflected by the camera and should be in the camera field of view F does not enter the camera field of view F. For this reason, a black defect portion 7 (see FIG. 9) appears in the bright line image 6 described above. Therefore, it is possible to detect the defective portion 7 by identifying the defective portion 7 that appears in black by the image processing technique. Further, according to this apparatus, since the coating film surface 1 is irradiated linearly and narrowly, the irradiation light amount is small, and the specular reflection direction of the light incident on the light irradiation region is changed by the defect portion 7 and the video camera 3 is irradiated. There is a clear difference in the amount of incident light between the defective portion 7 and the non-defective portion 7, and even a minute defect can be detected.
【０００６】しかしながら、上記装置のように、狭い光
照射によれば、カメラ視野Ｆに対して光照射領域が小さ
すぎ、一方、ビデオカメラ３がとらえることができる欠
陥部７は、光照射領域(すなわち、受光画像５中の線画
像６)の内部か、その近辺でしかないので、常にカメラ
視野Ｆの一部のみを使用した表面検査しかできず、検査
能率に欠けるという問題がある。また、被検査面が自動
車等の車両の車体であるときには、図９における光源２
並びにビデオカメラ３をロボット装置(不図示)で車体表
面に沿って移動させながら検査を行う必要があるが、通
常、車体は多くの曲面からなるので、これらの曲面部に
検査箇所が移動すると、光源２によって車体表面にでき
ている線状の照射形状が歪む。このため、ビデオカメラ
３の受光画像５中の線画像６も、例えば図１１のように
歪み、甚だしい場合にはカメラ視野Ｆから逸脱すること
になる。このため、自動車等の車両の車体では、塗膜面
１の正常な検査が困難で、常にカメラ視野Ｆ内に線画像
６が収まるようにするためには、ロボット装置の制御が
複雑になるという問題がある。However, as in the above device, when the light irradiation is narrow, the light irradiation area is too small with respect to the camera field of view F, while the defective portion 7 that can be captured by the video camera 3 is the light irradiation area ( That is, since it is only inside or in the vicinity of the line image 6) in the received light image 5, only the surface inspection using only a part of the camera visual field F can be always performed, and there is a problem that the inspection efficiency is insufficient. When the surface to be inspected is the vehicle body of a vehicle such as an automobile, the light source 2 in FIG.
In addition, it is necessary to perform the inspection while moving the video camera 3 along the surface of the vehicle body with a robot device (not shown). However, since the vehicle body usually has many curved surfaces, when the inspection points move to these curved surface portions, The light source 2 distorts the linear irradiation shape formed on the vehicle body surface. For this reason, the line image 6 in the light-receiving image 5 of the video camera 3 is also distorted as shown in FIG. 11, and deviates from the camera view F in extreme cases. Therefore, in the vehicle body of a vehicle such as an automobile, it is difficult to normally inspect the coating surface 1, and in order to always keep the line image 6 within the camera visual field F, the control of the robot device becomes complicated. There's a problem.
【０００７】以上のような難点を解消するために、例え
ば図１２に示すように、塗膜面１を光源２′によってカ
メラ視野Ｆと同等もしくはそれ以上の範囲で広く照射す
るようにし、この広い光照射領域をビデオカメラ３によ
ってとらえることが考えられる。しかし、このように広
く塗膜面１を照射すると照射光量が大幅に増加するの
で、欠陥部７での光のハレーションを生じてビデオカメ
ラ３が微小な欠陥部７を明確にとらえることができなく
なるという問題がある。In order to solve the above-mentioned difficulties, for example, as shown in FIG. 12, the coating surface 1 is illuminated by a light source 2'in a range equal to or larger than the camera field of view F, and this wide range is achieved. It is considered that the light irradiation area is captured by the video camera 3. However, when the coating film surface 1 is irradiated in such a wide range, the irradiation light amount is significantly increased, so that halation of light occurs in the defective portion 7 and the video camera 3 cannot clearly capture the minute defective portion 7. There is a problem.
【０００８】例えば、光源２′からの光Ｌ1,Ｌ2は塗膜
面１で反射し、その反射光がビデオカメラ３の受光面に
入るが、光照射領域に欠陥部７がないとすると、受光面
に入る光量はどの部分でも同じであるから、受光画像は
一面明るい画像となっている。これに対して、光照射領
域に欠陥部７があると、この欠陥部７で上記光照射領域
に入射する光の正反射方向が変化し、欠陥部７に対応す
る受光面部分の入射光量が減って黒い点として受光画像
中に写るはずである。しかし、光源２′は、上記のよう
に、広く塗膜面１を照射しているので、光源２′の他の
部分からの光Ｌ3,Ｌ4が欠陥部７,７で反射して、光量が
減少するはずの受光面部分に入る。したがって、受光画
像中の明るさが大きくは低下せず、このため、欠陥部
７,７が微小であったときには、欠陥部７,７とそうでな
い部分との明るさに差が生じにくくなり、画像処理して
も欠陥部７,７を明確に識別することができなくなると
いう問題がある。For example, light L 1 and L 2 from the light source 2'is reflected by the coating surface 1, and the reflected light enters the light receiving surface of the video camera 3, but there is no defect portion 7 in the light irradiation area. Since the amount of light entering the light receiving surface is the same in every part, the light receiving image is a bright image. On the other hand, when there is a defective portion 7 in the light irradiation area, the specular reflection direction of the light incident on the light irradiation area changes at the defective portion 7, and the amount of incident light on the light receiving surface portion corresponding to the defective portion 7 changes. It should be reduced and appear as black dots in the received image. However, since the light source 2 ′ illuminates the coating film surface 1 widely as described above, the light L 3 and L 4 from other portions of the light source 2 ′ are reflected by the defective portions 7 and 7, The light enters the light receiving surface where the amount of light should decrease. Therefore, the brightness in the received light image does not significantly decrease, and therefore, when the defective portions 7 and 7 are minute, a difference in brightness between the defective portions 7 and 7 and the other portions is less likely to occur. There is a problem that the defective portions 7 and 7 cannot be clearly identified even by image processing.
【０００９】かかる問題に関して、例えば特開平４−３
０１７４９号公報では、被検査面に照射される光の単位
面積当たりの光量を漸変させることにより、つまり、被
検査面に光度勾配が付けられた光を照射することによ
り、被検査面に存在する表面欠陥をより明確に識別でき
るようにした検査用の照明装置が開示されている。この
場合、図１３に示すように、光源８１から均一な光度で
照射された光は、前方に照射された光と背後の被覆板８
２で前方に反射された光とが凸レンズ８３を通過するこ
とによって平行光となり、この平行光が均一な光度で反
射板８４に向けて照射される。この反射板８４は、凸レ
ンズ８３を通して照射された光の入射角が漸変するよう
に湾曲した鏡面状の湾曲板で構成されており、凸レンズ
８３を通して照射された平行光は、この湾曲した反射板
８４で下方に向けて反射される。このとき、この反射光
は、反射板８４の湾曲状態に応じて、単位面積当たりの
光量が図１３における右側から左側にかけて漸変し、こ
れに応じて拡散板８５を透過して被検査面に照射される
光の光度が漸変するようになっている。かかる方法によ
れば、被検査面に欠陥が存在するときにはこの欠陥部分
において反射光の強さの変化に乱れが生じ、この変化状
態を検出することにより、比較的簡単かつ正確に、上記
欠陥部分の識別およびその凹凸状態をも検出することが
可能になる。Regarding this problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-3
According to Japanese Patent Laid-Open No. 01749, the surface to be inspected is gradually changed by changing the amount of light irradiated on the surface to be inspected, that is, by irradiating the surface to be inspected with light having a luminous intensity gradient. An illuminating device for inspection is disclosed in which the surface defects that occur are more clearly identified. In this case, as shown in FIG. 13, the light emitted from the light source 81 with a uniform luminous intensity is obtained by irradiating the light emitted forward and the covering plate 8 on the rear side.
The light reflected forward at 2 passes through the convex lens 83 to become parallel light, and this parallel light is emitted toward the reflecting plate 84 with a uniform luminous intensity. The reflection plate 84 is composed of a mirror-like curved plate that is curved so that the incident angle of the light emitted through the convex lens 83 is gradually changed. The parallel light emitted through the convex lens 83 is reflected by the curved reflection plate. The light is reflected downward at 84. At this time, the amount of light per unit area of the reflected light gradually changes from the right side to the left side in FIG. 13 according to the curved state of the reflecting plate 84, and accordingly, the light amount permeates the diffusing plate 85 and reaches the surface to be inspected. The luminosity of the emitted light changes gradually. According to this method, when there is a defect on the surface to be inspected, the change in the intensity of the reflected light is disturbed in this defective portion, and by detecting this change state, the defective portion can be relatively easily and accurately detected. It is also possible to identify and the uneven state thereof.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記のように光度勾配
が付けられた光を被検査面に照射する場合、従来では、
上述のように、検査用の照明装置８０の反射板８４の反
射面に微妙な変化(湾曲)を与えることにより、一定光度
の光源からの光の入射角が漸変するようにし、この光を
光度勾配が付与された状態で反射させ、この反射光を被
検査面に照射するようにしている。しかしながら、かか
る方法を採用した場合、照明装置８０の構造が複雑なも
のとなるとともに、反射板８４の反射面にうねり等の不
規則部分が僅かでもあると、これによる集光の乱れによ
り光度勾配が不規則的に変動して一定値とならず、勾配
が規定値よりも低い領域が生じて欠陥の検出を有効に行
うことが難しくなるなどの問題がある。このため、上記
反射板８４の製作に要求される加工精度が極めて高くな
り、微小な欠陥をも含めて被検査面の表面欠陥を検出す
るに足る光度勾配を、安定的にかつ確実に付与できる反
射面を得ることは、実際上極めて困難であった。また、
光源８１の背後に位置する被覆板８２についても同様に
高精度の加工が要求され、更に、照明装置８０の内部に
配設される各部品相互の位置関係についても、極めて高
い位置精度で組み立てることが求められる。In the case of irradiating the surface to be inspected with the light having the luminous intensity gradient as described above, conventionally,
As described above, a slight change (curvature) is given to the reflection surface of the reflection plate 84 of the inspection illumination device 80 so that the incident angle of the light from the light source having a constant light intensity is gradually changed. The light is reflected in a state where a luminous intensity gradient is applied, and this reflected light is applied to the surface to be inspected. However, when such a method is adopted, if the structure of the illuminating device 80 becomes complicated, and if the reflecting surface of the reflecting plate 84 has even a few irregularities such as undulations, the light intensity gradient due to the disturbance of the condensing is caused. Occurs irregularly and does not become a constant value, and there is a problem that a region where the gradient is lower than a prescribed value occurs and it becomes difficult to effectively detect defects. For this reason, the processing accuracy required for manufacturing the reflection plate 84 becomes extremely high, and a luminosity gradient sufficient to detect surface defects on the surface to be inspected, including minute defects, can be stably and reliably imparted. Obtaining a reflective surface has been extremely difficult in practice. Also,
Similarly, the cover plate 82 located behind the light source 81 is also required to be processed with high precision, and the positional relationship among the respective components arranged inside the lighting device 80 is also assembled with extremely high position precision. Is required.
【００１１】ところで、上記のような照明装置８０で
は、反射板８４からの光を被検査面側に透過させる光拡
散板８５としては、例えば図１４および図１５に模式的
に示すように、光が透過する方向に拘わらずその光の強
度が変化しない、いわゆる完全な拡散特性を有するもの
が理想的であるとされている。しかしながら、実際に
は、通常、市販されている光拡散板は、その拡散特性に
関して多少なりとも不完全性を有しており、例えば図１
６および図１７に模式的に示すように、光の透過方向が
変化するとその拡散特性の不完全さに応じて光度も変化
する。尚、上記図１４および図１６において、符号９１
は光源ランプを、また符号９２,９２'は光拡散板をそれ
ぞれ示している。従って、逆に、この光拡散板の拡散特
性の不完全性を積極的に利用することにより、単に、拡
散板を透過させるだけで、光度が均一な光を光度勾配が
付けられた光にして被検査面側に向かわせることも可能
である。By the way, in the illumination device 80 as described above, as the light diffusing plate 85 for transmitting the light from the reflecting plate 84 to the surface to be inspected, for example, as shown schematically in FIG. 14 and FIG. It is considered ideal that the light has a so-called perfect diffusion characteristic in which the intensity of the light does not change regardless of the transmission direction. However, in practice, commercially available light diffusing plates usually have some imperfections with respect to their diffusing properties, as shown in FIG.
As schematically shown in FIG. 6 and FIG. 17, when the light transmission direction changes, the luminous intensity also changes according to the imperfection of the diffusion characteristics. In addition, in FIG. 14 and FIG.
Is a light source lamp, and reference numerals 92 and 92 'are light diffusing plates. Therefore, conversely, by positively utilizing the imperfections of the diffusion characteristics of the light diffusing plate, light having a uniform light intensity can be converted into light having a light intensity gradient by simply transmitting the light through the diffusing plate. It is also possible to face the surface to be inspected.
【００１２】そこで、この発明は、上記拡散板の拡散特
性の不完全性に着目することにより、簡単な構成で、特
に高い部品加工精度や組立精度を要することもなく、一
定以上の光度勾配を有する光を被検査面に照射すること
ができる表面状態検査用照明装置を提供することを主目
的としてなされたものである。Therefore, the present invention pays attention to the incompleteness of the diffusion characteristics of the above-mentioned diffusion plate, and has a simple construction, and does not require particularly high component processing accuracy and assembly accuracy, and provides a luminous intensity gradient above a certain level. The purpose of the invention is to provide a surface state inspection illuminating device capable of irradiating a surface to be inspected with the light.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】このため、本願の請求項
１に係る発明(以下、第１の発明という)は、被検査面に
光度勾配が付けられた光を照射し、その反射光を受光し
て得られた受光画像に基づいて上記被検査面の表面状態
を検査する表面状態検査に用いる照明装置であって、所
定の均一な光度の光を照射する光源と所定の拡散特性を
有する光拡散板とを備え、該光拡散板は上記光源からの
照射光を直接に受光して被検査面側へ透過させることを
特徴としたものである。Therefore, the invention according to claim 1 of the present application (hereinafter referred to as the first invention) irradiates the surface to be inspected with light having a luminous intensity gradient, and reflects the reflected light. An illuminating device used for a surface state inspection for inspecting the surface state of the surface to be inspected based on a light-receiving image obtained by receiving light, which has a light source for irradiating light of a predetermined uniform luminous intensity and a predetermined diffusion characteristic. A light diffusing plate is provided, and the light diffusing plate directly receives the irradiation light from the light source and transmits it to the surface to be inspected.
【００１４】また、本願の請求項２に係る発明(以下、
第２の発明という)は、上記第１の発明において、上記
光拡散板は、その透過光の光度が、該光拡散板の法線方
向について最も高く、該法線となす角度が大きくなるほ
ど低くなり、この法線となす角度の大きさが所定値以上
の範囲では０になるように、その拡散特性が設定されて
いることを特徴としたものである。The invention according to claim 2 of the present application (hereinafter,
In the first invention, the light intensity of the transmitted light of the light diffusing plate is highest in the normal direction of the light diffusing plate, and decreases as the angle formed with the normal line increases. The diffusion characteristic is set so that it becomes 0 in the range where the angle formed with the normal is equal to or larger than a predetermined value.
【００１５】更に、本願の請求項３に係る発明(以下、
第３の発明という)は、上記第２の発明において、上記
光拡散板が円筒の周面の一部をなす曲面状に形成され、
上記光源は上記円筒の中心軸上に位置していることを特
徴としたものである。The invention according to claim 3 of the present application (hereinafter,
In the second invention, the light diffusing plate is formed into a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder.
The light source is characterized in that it is located on the central axis of the cylinder.
【００１６】また、更に、本願の請求項４に係る発明
(以下、第４の発明という)は、上記第１または第２の発
明において、上記光源と光拡散板の少なくともいずれか
一方を駆動して両者の位置関係を変更し得る駆動手段が
設けられていることを特徴としたものである。Furthermore, the invention according to claim 4 of the present application.
(Hereinafter, referred to as a fourth invention), in the first or second invention, is provided with a drive means capable of driving at least one of the light source and the light diffusion plate to change the positional relationship between the two. It is characterized by being present.
【００１７】また、更に、本願の請求項５に係る発明
(以下、第５の発明という)は、上記第４の発明におい
て、上記光拡散板が円筒の周面の一部をなす曲面状に形
成され、上記駆動手段は、上記光拡散板の曲率を変更
し、かつ、上記光源を上記円筒の中心軸上に位置させる
ように光源と光拡散板の位置関係を変更し得ることを特
徴としたものである。Furthermore, the invention according to claim 5 of the present application.
(Hereinafter, referred to as a fifth invention), in the fourth invention, the light diffusing plate is formed into a curved surface forming a part of a peripheral surface of a cylinder, and the driving means controls the curvature of the light diffusing plate. It is characterized in that the positional relationship between the light source and the light diffusion plate can be changed so that the light source is located on the central axis of the cylinder.
【００１８】また、更に、本願の請求項６に係る発明
(以下、第６の発明という)は、上記第５の発明におい
て、一端部どうしが所定角度をなして結合された平板状
の第１および第２のケース部材と、円筒の周面の一部を
なす曲面状に形成され、上記両ケース部材のうち第１ケ
ース部材の他端部に一端が固定された可撓性を有する光
拡散板と、該光拡散板の他端側に連結された連結部材
と、該連結部材を上記第２ケース部材に沿って該第２ケ
ース部材の一端部と他端部とを結ぶ方向に移動させる光
拡散板駆動装置と、上記両ケース部材と光拡散板とで画
成される空間内に配置された光源と、該光源を支持する
支持部材と、該支持部材を上記第１ケース部材に沿って
該第１ケース部材の一端部と他端部とを結ぶ方向に移動
させる光源駆動装置とを備えるとともに、上記光拡散板
駆動装置を制御して上記光拡散板の曲率を変更し、か
つ、上記光源駆動装置を制御して上記光源を上記円筒の
中心軸上に位置させる制御装置が設けられていることを
特徴としたものである。Furthermore, the invention according to claim 6 of the present application.
(Hereinafter, referred to as a sixth invention) is, in the above-mentioned fifth invention, a flat plate-shaped first and second case members whose one ends are joined at a predetermined angle, and a part of a peripheral surface of a cylinder. And a flexible light diffusing plate whose one end is fixed to the other end of the first case member of the two case members, and which is connected to the other end side of the light diffusing plate. A connecting member, a light diffusing plate driving device for moving the connecting member along the second case member in a direction connecting one end and the other end of the second case member, the both case members and the light diffusing plate. A light source arranged in a space defined by the above, a support member for supporting the light source, and one end portion and the other end portion of the first case member along the first case member. And a light source driving device for moving in a connecting direction, and controlling the light diffusing plate driving device. Change the curvature of the light diffusion plate, and in which the light source by controlling the light source driving apparatus characterized in that the control device be located on the central axis of the cylinder is provided.
【００１９】また、更に、本願の請求項７に係る発明
(以下、第７の発明という)は、上記第１〜第６の発明の
いずれか一において、上記照明装置全体が、該照明装置
を被検査面の表面形状に略沿って移動させるロボット装
置に取り付けられていることを特徴としたものである。Further, the invention according to claim 7 of the present application
(Hereinafter, referred to as a seventh invention) is the robot apparatus according to any one of the first to sixth inventions, wherein the entire illumination device moves the illumination device substantially along a surface shape of a surface to be inspected. It is characterized by being attached.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本願の第１の発明によれば、上記光拡散
板の拡散特性を適宜設定して該光拡散板を透過する光に
上記被検査面の表面状態検査に必要な光度勾配を与える
ようにすることにより、上記光源からの均一な光度の光
を、単に上記光拡散板を透過させるだけで、必要な光度
勾配が付けられた光にして被検査面側へ向かわせること
ができる。そして、上記光拡散板は上記光源からの照射
光を、従来のように凸レンズおよび反射板を介すること
なく、直接に受光して被検査面側へ透過させるように構
成されているので、上記凸レンズや反射板も不要とな
り、従来に比べて著しく簡単な構成で、また、特に高い
部品加工精度や組立精度を要することもなく、必要な光
度勾配を有する光を被検査面に照射することができる。According to the first invention of the present application, the diffusion characteristics of the light diffusing plate are appropriately set so that the light transmitted through the light diffusing plate is provided with a luminous intensity gradient necessary for the surface state inspection of the surface to be inspected. By providing the light, it is possible to direct the light having a uniform light intensity from the light source to the surface to be inspected as light having a necessary light intensity gradient by simply transmitting the light through the light diffusing plate. . The light diffusing plate is configured so as to directly receive the light emitted from the light source and transmit it to the surface to be inspected without passing through the convex lens and the reflecting plate as in the conventional case. Also, the need for a reflector and a reflector is eliminated, and it is possible to irradiate the surface to be inspected with light having a required luminous intensity gradient with a remarkably simpler configuration than the conventional one and without requiring particularly high component processing accuracy and assembly accuracy. .
【００２１】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記光拡散板は、該拡散板の法線となす角度
の大きさに応じて透過光の光度が変化する(上記角度が
大きくなるほど光度が低くなり、上記角度の大きさが所
定値以上の範囲で０(零)になる)拡散特性を有している
ので、この角度変化に沿った方向について確実に光度勾
配が付けられた光を被検査面上に照射することができ
る。Further, according to the second invention of the present application, basically the same effect as that of the first invention can be obtained. In particular, the light diffusion plate, the luminous intensity of the transmitted light changes according to the magnitude of the angle formed with the normal line of the diffusion plate (the larger the angle, the lower the luminous intensity, the magnitude of the angle is a predetermined value or more Since it has a diffusion characteristic of 0 (zero in the range of 0), it is possible to irradiate the surface to be inspected with light with a certain light intensity gradient in the direction along the angle change.
【００２２】更に、本願の第３の発明によれば、基本的
には、上記第２の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記光拡散板が円筒の周面の一部をなす曲面
状に形成され、上記光源はこの円筒の中心軸上に位置し
ているようにしたので、該中心軸に直交する平面内で
は、光源から光拡散板に至る距離は常に一定に保たれ
る。従って、光拡散板への入射側における条件が同一に
なり、光拡散板を透過する光の光度勾配は光拡散板の拡
散特性のみによって定まることになる。この結果、被検
査面への照射光により精度の高い光度勾配を付与するこ
とができる。Further, according to the third invention of the present application, basically, the same effect as that of the second invention can be obtained. Particularly, since the light diffusion plate is formed into a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder, and the light source is located on the central axis of the cylinder, in the plane orthogonal to the central axis. , The distance from the light source to the light diffusion plate is always kept constant. Therefore, the conditions on the incident side to the light diffusing plate are the same, and the luminous intensity gradient of the light passing through the light diffusing plate is determined only by the diffusion characteristics of the light diffusing plate. As a result, a highly accurate luminous intensity gradient can be provided by the irradiation light on the surface to be inspected.
【００２３】また、更に、本願の第４の発明によれば、
基本的には、上記第１または第２の発明と同様の効果を
奏することができる。しかも、その上、上記駆動手段を
設けたので、上記光源と光拡散板の少なくともいずれか
一方を駆動して両者の位置関係を変更することにより、
必要に応じて、被検査面上における検査領域を拡張し、
あるいは検査精度の向上を図ることが可能になる。すな
わち、上記両者の位置関係を変更することにより、被検
査面上に照射される光の光度勾配をある程度小さくして
その照射領域を拡張し、より広い範囲での表面状態検査
を可能とし、あるいは、照射領域はある程度狭くなって
も光度勾配を大きくしてより精度の高い検査を可能にす
るなど、必要に応じて、検査範囲の拡張と検査精度の向
上とを高水準で両立させることが可能になる。Further, according to the fourth invention of the present application,
Basically, the same effect as that of the first or second invention can be obtained. Moreover, since the driving means is further provided, by driving at least one of the light source and the light diffusing plate to change the positional relationship between the two,
If necessary, expand the inspection area on the surface to be inspected,
Alternatively, the inspection accuracy can be improved. That is, by changing the positional relationship between the two, the luminous intensity gradient of the light irradiated on the surface to be inspected is reduced to some extent to expand the irradiation area, and the surface condition inspection in a wider range is possible, or , Even if the irradiation area is narrowed to some extent, it is possible to increase the inspection range and improve the inspection accuracy at a high level by increasing the luminous intensity gradient to enable more accurate inspection. become.
【００２４】また、更に、本願の第５の発明によれば、
基本的には、上記第４の発明と同様の効果を奏すること
ができる。特に、上記光拡散板が円筒の周面の一部をな
す曲面状に形成され、上記駆動手段は、上記光拡散板の
曲率を変更し、かつ、上記光源を上記円筒の中心軸上に
位置させるように光源と光拡散板の位置関係を変更し得
るので、上記円筒の中心軸に直交する平面内では、光源
から光拡散板に至る距離は常に一定に保たれる。従っ
て、光拡散板への入射側における条件が同一になり、光
拡散板を透過する光の光度勾配は光拡散板の拡散特性の
みによって定まることになる。この結果、被検査面への
照射光により精度の高い光度勾配を付与することができ
る。Further, according to the fifth invention of the present application,
Basically, the same effect as that of the above-mentioned fourth invention can be obtained. In particular, the light diffusing plate is formed into a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder, the driving means changes the curvature of the light diffusing plate, and the light source is positioned on the central axis of the cylinder. Since the positional relationship between the light source and the light diffusion plate can be changed so that the distance from the light source to the light diffusion plate is always kept constant in the plane orthogonal to the central axis of the cylinder. Therefore, the conditions on the incident side to the light diffusing plate are the same, and the luminous intensity gradient of the light passing through the light diffusing plate is determined only by the diffusion characteristics of the light diffusing plate. As a result, a highly accurate luminous intensity gradient can be provided by the irradiation light on the surface to be inspected.
【００２５】また、更に、本願の第６の発明によれば、
基本的には、上記第５の発明と同様の効果を奏すること
ができる。特に、上記光拡散板駆動装置と光源駆動装置
と制御装置とを設けたので、上記光拡散板駆動装置によ
って上記連結部材を(つまり光拡散板の自由端側を)第２
ケース部材に沿って該第２ケース部材の一端部と他端部
とを結ぶ方向に移動させる一方、上記光源駆動装置によ
って上記支持部材を(つまり光源を)第１ケース部材に沿
って該第１ケース部材の一端部と他端部とを結ぶ方向に
移動させることができ、しかも、上記制御装置により、
上記光拡散板駆動装置を制御して上記光拡散板の曲率を
変更し、かつ、上記光源駆動装置を制御して上記光源を
上記円筒の中心軸上に位置させることができる。Further, according to the sixth invention of the present application,
Basically, the same effect as the fifth aspect of the invention can be obtained. In particular, since the light diffusing plate driving device, the light source driving device, and the control device are provided, the connecting member (that is, the free end side of the light diffusing plate) is moved to the second position by the light diffusing plate driving device.
While moving in the direction connecting the one end and the other end of the second case member along the case member, the support member (that is, the light source) is moved along the first case member by the light source driving device. The case member can be moved in a direction connecting one end and the other end, and moreover, by the control device,
The light diffusing plate driving device may be controlled to change the curvature of the light diffusing plate, and the light source driving device may be controlled to position the light source on the central axis of the cylinder.
【００２６】また、更に、本願の第７の発明によれば、
基本的には、上記第１〜第６の発明のいずれか一と同様
の効果を奏することができる。しかも、その上、上記照
明装置全体が上記ロボット装置に取り付けられているの
で、該照明装置を被検査面の表面形状に略沿って移動さ
せることができ、被検査面と照明装置との距離や角度を
最適に保ち、より一層良好な照明状態を得ることができ
る。Further, according to the seventh invention of the present application,
Basically, the same effect as that of any one of the first to sixth inventions can be obtained. Moreover, since the entire illumination device is attached to the robot device, the illumination device can be moved substantially along the surface shape of the surface to be inspected, and the distance between the surface to be inspected and the illumination device can be reduced. It is possible to keep the angle optimal and obtain a better lighting condition.
【００２７】[0027]
【実施例】以下、この発明の実施例を、添付図面に基づ
いて詳細に説明する。まず、具体的な実施例構成の説明
に先立って、本発明の原理を、図１〜図４を参照しなが
ら説明する。図１は被検査面１１に凸状の欠陥部１２を
有する場合についての原理説明図であり、また、図３は
被検査面１１に凹状の欠陥部１２を有する場合について
の原理説明図である。図１および図３において、検査用
照明装置としての光源１３は、光の出射面１３aから出
射される光の光度(線分mの長さで表されている)がこの
出射面に沿って矢印Ａ1で示す一つの方向に強から弱に
変化するように構成されており、上記光源１３は、その
光の出射面１３aから出射する光で被検査面１１を照射
する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. First, the principle of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a principle explanatory diagram for the case where the inspection surface 11 has a convex defect portion 12, and FIG. 3 is a principle explanatory diagram for the case where the inspection surface 11 has a concave defect portion 12. . In FIG. 1 and FIG. 3, the light source 13 as the inspection illuminating device indicates that the luminous intensity (represented by the length of the line segment m) of the light emitted from the light emitting surface 13a is an arrow along the emitting surface. The light source 13 is configured to change from strong to weak in one direction indicated by A 1 , and the light source 13 illuminates the surface 11 to be inspected with light emitted from the light emitting surface 13a.
【００２８】上記したように、光源１３の出射面１３a
から出射する光には、矢印Ａ1で示すように、この出射
面１３aの一つの方向に関して光度変化が付けられてい
る。このため、被検査面１１には、上記光度変化に対応
して上記矢印Ａ1に対応する方向に、照度の変化を有す
る光照射領域Ｓが形成される。そして、この光照射領域
Ｓが工業用のビデオカメラ１４のカメラ視野Ｆにとらえ
られる。図２および図４に示すように、上記光照射領域
Ｓの反射光をとらえるビデオカメラ１４の受光画像１５
においても、光源１３の光の出射面１３aから出射する
光の光度変化の方向(矢印Ａ1で示す方向)に対応し、矢
印Ａ2で示す方向に明るさが強から弱に変化する。As described above, the emission surface 13a of the light source 13
The light emitted from is given a change in luminous intensity in one direction of the emission surface 13a, as indicated by arrow A 1 . Therefore, on the surface 11 to be inspected, a light irradiation region S having a change in illuminance is formed in the direction corresponding to the arrow A 1 corresponding to the change in luminous intensity. Then, the light irradiation area S is captured in the camera visual field F of the industrial video camera 14. As shown in FIGS. 2 and 4, the light-receiving image 15 of the video camera 14 that captures the reflected light of the light irradiation area S is obtained.
Also in the above, the brightness changes from strong to weak in the direction indicated by the arrow A 2 , corresponding to the direction of the change in the luminous intensity of the light emitted from the light emitting surface 13a of the light source 13 (the direction indicated by the arrow A 1 ).
【００２９】このような状態において、被検査面１１に
欠陥部１２が生じていると、この欠陥部１２で光源１３
からの光の正反射方向が変化する。この光の正反射方向
の変化により、ビデオカメラ１４の受光画像１５は、照
度が矢印Ａ2で示す方向に変化する状態で、上記欠陥部
１２の明るさの変化状態がほかの部分とは異なることに
なる。そして、上記欠陥部１２が、図１に示すように凸
状のものである場合には、光源１３の上記出射面１３a
の光度の大きい位置１６からの光が主として上記出射面
１３aと対向する欠陥部１２の面１２aに当たって正反射
方向が変化し、その一部がビデオカメラ１４に入射す
る。しかし、出射面１３aに関する上記欠陥部１２の背
後側の面１２bには、出射面１３aの光度が比較的小さい
位置１７からの光しか入射せず、ビデオカメラ１４に
は、欠陥部１２の上記背後側の面１２bからの反射光は
殆ど入射しない。したがって、ビデオカメラ１４の受光
画像１５は、図２に示すように、欠陥部１２が凸状のも
のでは、ビデオカメラ１４の受光画像１５の明るいとこ
ろから暗いところに向かう矢印Ａ2で示す方向で、欠陥
部１２がはじめに他の部分よりも明るくなり、この明る
い部分を過ぎると他の部分よりも暗くなる。In such a state, if a defective portion 12 is formed on the surface 11 to be inspected, the defective portion 12 causes the light source 13 to be formed.
The direction of specular reflection of light from changes. Due to this change in the regular reflection direction of the light, the light reception image 15 of the video camera 14 is in a state where the illuminance changes in the direction indicated by the arrow A 2 , and the change state of the brightness of the defect portion 12 is different from the other portions. It will be. When the defective portion 12 has a convex shape as shown in FIG. 1, the emitting surface 13a of the light source 13 is
The light from the position 16 having a high luminous intensity hits the surface 12a of the defective portion 12 mainly facing the emission surface 13a, the specular reflection direction changes, and a part of the light enters the video camera 14. However, only the light from the position 17 where the luminous intensity of the emission surface 13a is relatively small is incident on the surface 12b of the emission surface 13a on the rear side of the defect portion 12, and the video camera 14 has the rear surface of the defect portion 12 behind. The reflected light from the side surface 12b hardly enters. Therefore, as shown in FIG. 2, when the defective portion 12 has a convex shape, the light-receiving image 15 of the video camera 14 is in the direction indicated by the arrow A 2 from the bright portion to the dark portion of the light-receiving image 15 of the video camera 14. The defect portion 12 first becomes brighter than other portions, and becomes darker than other portions after passing through the bright portion.
【００３０】上記欠陥部１２が凹状のものである場合に
は、光源１３の上記出射面１３aの光度の大きい位置１
６からの光が主として上記欠陥部１２の出射面１３aと
対向する側の面１２cに当たって正反射方向が変化し、
その一部がビデオカメラ１４に入射する。しかし、欠陥
部１２の上記面１２cと反対側の面１２dには、上記出射
面１３aの光度が比較的小さい位置からの光しか入射せ
ず、ビデオカメラ１４には、欠陥部１２の上記反対側の
面１２dからは光が殆ど入射しない。したがって、ビデ
オカメラ１４の受光画像１５は、図４に示すように、欠
陥部１２が凹状のものでは、ビデオカメラ１４の受光画
像１５の明るいところから暗いところに向かう矢印Ａ2
で示す方向で、欠陥部１２がはじめに他の部分よりも暗
くなり、この暗い部分を過ぎると他の部分よりも明るく
なる。When the defective portion 12 is concave, the position 1 where the luminous intensity of the emission surface 13a of the light source 13 is high.
The light from 6 mainly hits the surface 12c of the defect portion 12 on the side facing the emission surface 13a, and the specular reflection direction changes,
A part thereof enters the video camera 14. However, only the light from the position where the luminous intensity of the emission surface 13a is relatively small is incident on the surface 12d of the defective portion 12 opposite to the surface 12c, and the video camera 14 has the opposite side of the defective portion 12 on the opposite side. Light hardly enters from the surface 12d. Therefore, as shown in FIG. 4, in the light-receiving image 15 of the video camera 14, when the defective portion 12 has a concave shape, an arrow A 2 directed from a bright portion to a dark portion of the light-receiving image 15 of the video camera 14 is shown.
In the direction indicated by, the defective portion 12 becomes darker than other portions first, and becomes brighter than other portions after passing through the dark portion.
【００３１】ビデオカメラ１４はその上記受光画像１５
の明るさの変化に応じて変化するビデオ信号を出力す
る。したがって、欠陥部１２の存在によるビデオカメラ
１４から出力するビデオ信号を処理した値、たとえばこ
のビデオ信号の微分信号が予め設定した値を越えるビデ
オ信号に対応する走査線とこの走査線上で微分信号が上
記しきい値を越えるタイミング、およびこのタイミング
近傍での上記微分信号の符号の変化を検出することによ
り、受光画像１５内での欠陥部１２の位置および欠陥部
１２の凹凸を検出することができるようになっている。The video camera 14 has its received light image 15 described above.
It outputs a video signal that changes according to the change in brightness. Therefore, a scanning line corresponding to a value obtained by processing the video signal output from the video camera 14 due to the presence of the defective portion 12, for example, a video signal whose differential signal exceeds a preset value, and a differential signal on this scanning line By detecting the timing at which the threshold value is exceeded and the change in the sign of the differential signal near this timing, it is possible to detect the position of the defective portion 12 and the unevenness of the defective portion 12 in the received light image 15. It is like this.
【００３２】次に、上述の原理を応用した具体的な実施
例構成について、例えば、自動車の車体表面の塗装欠陥
検査に適用した場合について、図５〜図８を参照しなが
ら説明する。車体の塗装検査ステーション２０には、図
５に示すように、台座Ｂに乗ったロボット装置２１が装
備されている。上記ロボット装置２１には、その先端ア
ーム２２に上記光源１３(図１および図３参照)に対応す
る検査用の照明装置２３と、上記ビデオカメラ１４(図
１および図３参照)に対応するＣＣＤカメラ２４とが支
持金具２５を介して取り付けられる。ロボット装置２１
のこれら照明装置２３とＣＣＤカメラ２４とは、塗装検
査ステーション２０に搬入された車体２６の塗膜面２７
(図１および図３における被検査面１１に相当する)をト
レースし、その際、照明装置２３によって照射された光
が、車体２６の表面の塗膜面２７で反射してＣＣＤカメ
ラ２４に入射する。Next, a specific embodiment configuration to which the above-mentioned principle is applied, for example, a case where it is applied to a coating defect inspection of a car body surface will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the vehicle body painting inspection station 20 is equipped with a robot device 21 mounted on a pedestal B. The robot device 21 includes an inspection arm lighting device 23 corresponding to the light source 13 (see FIGS. 1 and 3) on the distal arm 22, and a CCD corresponding to the video camera 14 (see FIGS. 1 and 3). The camera 24 is attached via a support fitting 25. Robot device 21
The illumination device 23 and the CCD camera 24 are used for the coating surface 27 of the vehicle body 26 carried into the coating inspection station 20.
A trace (corresponding to the surface 11 to be inspected in FIGS. 1 and 3) is traced, and at that time, the light emitted by the illumination device 23 is reflected by the coating film surface 27 on the surface of the vehicle body 26 and enters the CCD camera 24. To do.
【００３３】また、このような照明装置２３とＣＣＤカ
メラ２４による塗装欠陥検査においては、ホストコンピ
ュータ３１によって与えられる指令によって、ロボット
コントローラ３２が駆動される。そして、それによるロ
ボットコントローラ３２の信号がロボット装置２１に送
られる。上記ロボット装置２１は、内蔵されている図示
しないアクチュエータが作動し、これにより、ロボット
装置２１は照明装置２３およびＣＣＤカメラ２４が車体
２６の表面をなぞるように、これら照明装置２３および
ＣＣＤカメラ２４を移動させるとともに、ＣＣＤカメラ
２４によって得られるビデオ信号を画像処理プロッセッ
サ３３に出力する。In the coating defect inspection by the illumination device 23 and the CCD camera 24, the robot controller 32 is driven by a command given by the host computer 31. Then, the resulting signal from the robot controller 32 is sent to the robot apparatus 21. In the robot device 21, an actuator (not shown) incorporated therein operates, so that the robot device 21 operates the illumination device 23 and the CCD camera 24 so that the illumination device 23 and the CCD camera 24 trace the surface of the vehicle body 26. While moving, the video signal obtained by the CCD camera 24 is output to the image processing processor 33.
【００３４】上記画像処理プロッセッサ３３では、既に
述べたように、ビデオ信号を増幅した後に微分し、その
微分信号が予め設定したしきい値を越えるビデオ信号の
走査線とこの走査線上でのタイミングの検出を行い、そ
のデータをホストコンピュータ３１に伝送して解析させ
る。これにより、欠陥部１２の位置の座標および欠陥部
１２が凸状であるか凹状であるかを検出する。この検出
結果により、車体２６の塗装面に存在する塗装の欠陥部
１２の凹凸に応じた補修が行われ、欠陥部１２が凸状で
あるときは、その突出部分は小さく削り取られ、上記欠
陥部１２が凹状であるときは、欠陥部１２を含んで比較
的広い範囲で塗膜が削り取られる。この補修は、人手に
より行うこともできるが、より好ましくは、上記ロボッ
ト装置２１もしくはそれとは別に設けた図示しない補修
用のロボット装置により、自動的に行われる。In the image processing processor 33, as already described, the video signal is amplified and then differentiated, and the scanning line of the video signal whose differential signal exceeds a preset threshold value and the timing on this scanning line. Detection is performed, and the data is transmitted to the host computer 31 for analysis. Thereby, the coordinates of the position of the defective portion 12 and whether the defective portion 12 is convex or concave are detected. Based on this detection result, repair is performed according to the irregularities of the defective portion 12 of the coating existing on the painted surface of the vehicle body 26, and when the defective portion 12 has a convex shape, the protruding portion is shaved off and the defective portion is removed. When 12 is concave, the coating film is scraped off in a relatively wide range including the defective portion 12. This repair can be performed manually, but more preferably, it is automatically performed by the robot device 21 or a repair robot device (not shown) provided separately from the robot device 21.
【００３５】上記照明装置２３は、図６に示すように、
一端部どうしが所定角度をなして結合された平板状の第
１および第２のケース部材４１及び４２を有するケース
４０と、円筒の周面の一部をなす曲面状に形成され、上
記両ケース部材４１,４２のうち第１ケース部材４１の
他端部に一端が固定された可撓性を有する光拡散板４３
とを備えている。上記ケース４０は、両ケース部材４
１,４２を有して片側が開口するように形成されてお
り、ケース４０内の反開口側の空間部には、例えば直管
状の蛍光ランプで構成された光源ランプＬが配置されて
いる。尚、該光源ランプＬは、所定の均一な光度の光を
照射するものであれば良く、蛍光ランプに限定されるも
のではない。また、上記両ケース部材４１,４２の内面
側は、より好ましくは、例えば、黒色のつや消し処理が
施された被覆材４４(例えば黒色のビロード)で覆われて
おり、光源ランプＬからの照射光のうちケース部材４
１,４２の内面に照射された光が、この部分で反射する
ことを防止するようになっている。つまり、光拡散板４
３には、光源ランプＬから直接に照射される光のみが入
射入される。The lighting device 23, as shown in FIG.
A case 40 having flat plate-shaped first and second case members 41 and 42 whose one ends are joined at a predetermined angle, and a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder. Of the members 41 and 42, one end is fixed to the other end of the first case member 41 and has a flexible light diffusing plate 43.
It has and. The case 40 includes both case members 4
The light source lamp L is formed to have one side and has one side open, and a light source lamp L formed of, for example, a straight tubular fluorescent lamp is arranged in the space portion on the side opposite to the opening side in the case 40. The light source lamp L is not limited to a fluorescent lamp as long as it irradiates light with a predetermined uniform luminous intensity. The inner surface sides of the case members 41, 42 are more preferably covered with, for example, a black matte-treated coating material 44 (for example, black velvet), and the irradiation light from the light source lamp L is irradiated. Case member 4
The light applied to the inner surface of 1, 42 is prevented from being reflected at this portion. That is, the light diffusion plate 4
Only the light directly emitted from the light source lamp L enters and enters the light source 3.
【００３６】本実施例では、上記光拡散板４３は、例え
ばすりガラス状のアクリル樹脂板でなり、不完全な拡散
特性を備えている。そして、この光拡散板４３の拡散特
性を適宜設定することにより、該光拡散板４３を透過す
る光に上記塗膜面２７の表面状態検査に必要な光度勾配
を与えることができるようになっている。すなわち、例
えば図７に示すように、光拡散板４３の法線Ｙoと入射
光Ａのなす角度(入射角)をα、上記法線Ｙoと透過光Ｂ
のなす角度(透過光成分角)をβとすると、光拡散板４３
の拡散特性が完全なものである場合には、図８において
破線の線分Ｘoで示されるように、透過光成分角βの値
に拘わらず透過光の光度は一定である。In this embodiment, the light diffusing plate 43 is made of, for example, a ground glass acrylic resin plate and has an incomplete diffusing characteristic. By appropriately setting the diffusion characteristics of the light diffusing plate 43, the light transmitted through the light diffusing plate 43 can be given a luminous intensity gradient necessary for the surface state inspection of the coating surface 27. There is. That is, for example, as shown in FIG. 7, the angle (incident angle) formed by the normal line Yo of the light diffusion plate 43 and the incident light A is α, and the normal line Yo and the transmitted light B are
If the angle formed by (the angle of the transmitted light component) is β, the light diffusion plate 43
In the case where the diffusing characteristic is perfect, the luminous intensity of the transmitted light is constant regardless of the value of the transmitted light component angle β, as indicated by the broken line segment Xo in FIG.
【００３７】また、本実施例では、図８において一群の
曲線で示されるように、上記光拡散板４３は、その透過
光Ｂの光度が、該光拡散板４３の法線Ｙo方向について
最も高く、該法線Ｙoとなす角度β(透過光成分角)の大
きさ(図８では、法線Ｙoに対する透過光の方向によって
プラス(＋)／マイナス(−)の方向性を識別しているの
で、透過光成分角βの絶対値)が大きくなるほど低くな
り、この透過光成分角βの絶対値が所定値以上の範囲で
は０(零)になるように、その拡散特性が設定されてい
る。上記図８に示された一群の曲線は、拡散板４３への
入射光Ａの入射角αをパラメータとして、上記光拡散板
４３の拡散特性を表したもので、例えば、入射角αが０
(零)の場合を例にとって説明すれば、透過光Ｂの光度
は、法線Ｙo方向成分(つまり、透過光成分角βが０(零)
のとき)が最も高く、透過光成分角βの絶対値が大きく
なるほど急激に低くなり、この透過光成分角βの絶対値
が約１５度以上の範囲では０(零)％になっている。In this embodiment, as shown by a group of curves in FIG. 8, the light diffusing plate 43 has the highest luminous intensity of the transmitted light B in the normal direction Yo of the light diffusing plate 43. , The magnitude of the angle β (transmitted light component angle) formed with the normal line Yo (in FIG. 8, the plus (+) / minus (−) directionality is identified by the direction of the transmitted light with respect to the normal line Yo. The absolute value of the transmitted light component angle β decreases as it increases, and the diffusion characteristic is set so that the absolute value of the transmitted light component angle β becomes 0 (zero) in the range of a predetermined value or more. The group of curves shown in FIG. 8 represents the diffusion characteristics of the light diffusing plate 43 with the incident angle α of the incident light A on the diffusing plate 43 as a parameter. For example, the incident angle α is 0.
Taking the case of (zero) as an example, the luminous intensity of the transmitted light B is the component in the direction of the normal Yo (that is, the transmitted light component angle β is 0 (zero).
Is the highest, and becomes sharply lower as the absolute value of the transmitted light component angle β increases, and is 0 (0)% in the range where the absolute value of the transmitted light component angle β is about 15 degrees or more.
【００３８】また、本実施例に係る光拡散板４３は、よ
り好ましくは、上記入射角αが大きくなるほど透過光Ｂ
の光度のピーク値が低くなる拡散特性を有している。
尚、上記図８の横軸には、入射角αが０(零)の場合に対
する透過光成分角βの値が目盛として記載されている。
従って、この目盛は、入射角αが変わると、そのグラフ
の頂点の横方向への移動量だけずれることになる。ま
た、上記図８の縦軸で表される透過光の光度は、入射光
Ａの光度を基準として百分率で示したものである。Further, in the light diffusing plate 43 according to this embodiment, it is more preferable that the transmitted light B increases as the incident angle α increases.
Has a diffusion characteristic that the peak value of the luminous intensity becomes low.
The value of the transmitted light component angle β when the incident angle α is 0 (zero) is shown on the horizontal axis of FIG. 8 as a scale.
Therefore, when the incident angle α changes, this scale is displaced by the amount of lateral movement of the apex of the graph. In addition, the luminous intensity of the transmitted light represented by the vertical axis in FIG. 8 is shown in percentage with reference to the luminous intensity of the incident light A.
【００３９】このように、上記光拡散板４３は、該拡散
板４３の法線Ｙoとなす角度(透過光成分角β)の絶対値
に応じて透過光Ｂの光度が変化する(上記透過光成分角
βの絶対値が大きくなるほど光度が低くなり、この透過
光成分角βの絶対値が所定値以上の範囲で０(零)にな
る)拡散特性を有しているので、拡散板４３に入射した
光Ａは、透過光成分角βの変化に沿った方向について光
度が徐々に変化した状態(つまり光度勾配が付けられた
状態)で透過され、このように光度勾配が付けられた光
Ｂが塗膜面２７(被検査面)上に照射される。すなわち、
光源ランプＬの中心を通る法線y(図６参照)に平行な透
過光の場合、この法線yに直交するx方向に沿って光度勾
配が付けられた状態で、上記塗膜面２７上に照射される
ことになる。As described above, in the light diffusing plate 43, the luminous intensity of the transmitted light B changes according to the absolute value of the angle (transmitted light component angle β) formed with the normal line Yo of the diffusing plate 43 (the transmitted light described above). The larger the absolute value of the component angle β, the lower the luminous intensity, and the transmitted light component angle β has a diffusion characteristic of 0 (zero) within a predetermined value range). The incident light A is transmitted in a state where the luminosity gradually changes in the direction along the change of the transmitted light component angle β (that is, a state in which the luminosity gradient is provided), and the light B having such a luminosity gradient is formed. Is irradiated on the coating surface 27 (inspected surface). That is,
In the case of transmitted light parallel to the normal line y (see FIG. 6) passing through the center of the light source lamp L, on the coating film surface 27 with a luminous intensity gradient along the x direction orthogonal to this normal line y. Will be irradiated.
【００４０】特に、本実施例では、上記光拡散板４３が
円筒の周面の一部をなす曲面状に形成され、上記光源ラ
ンプＬはこの円筒の中心軸上に位置しているようにした
ので、該中心軸に直交する平面内では、光源Ｌから光拡
散板４３に至る距離は常に一定に保たれる。従って、光
拡散板４３への入射側における条件が同一になり、光拡
散板４３を透過する光の光度勾配は光拡散板４３の拡散
特性のみによって定まることになる。この結果、被検査
面２７(塗膜面)への照射光に、より精度の高い光度勾配
を容易に付与することができる。Particularly, in this embodiment, the light diffusion plate 43 is formed in a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder, and the light source lamp L is positioned on the central axis of the cylinder. Therefore, in the plane orthogonal to the central axis, the distance from the light source L to the light diffusion plate 43 is always kept constant. Therefore, the conditions on the incident side to the light diffusing plate 43 are the same, and the luminous intensity gradient of the light passing through the light diffusing plate 43 is determined only by the diffusion characteristic of the light diffusing plate 43. As a result, it is possible to easily give a highly accurate luminous intensity gradient to the irradiation light to the surface to be inspected 27 (coating surface).
【００４１】また、本実施例では、上記光拡散板４３の
他端側(つまり自由端側)に連結アーム５１の一端が連結
されており、該連結アーム５１の他端側は、駆動軸５３
に取り付けられた移動ブロック５２に固定されている。
具体的には図示しなかったが、上記第２ケース部材４２
には、該第２ケース部材４２の一端部(第１ケース部材
４１との結合部)と他端部(自由端部)とを結ぶ方向に延
びる溝が設けられており、上記連結アーム５１は、この
溝(不図示)を挿通して第２ケース部材４２の外側に伸長
し、その端末が上記移動ブロック５２に固定されてい
る。この移動ブロック５２には駆動軸５３の外周部に螺
設された雄ネジに噛み合う雌ネジが設けられている。Further, in this embodiment, one end of the connecting arm 51 is connected to the other end side (that is, the free end side) of the light diffusing plate 43, and the other end side of the connecting arm 51 is the drive shaft 53.
It is fixed to the moving block 52 attached to the.
Although not specifically shown, the second case member 42
Is provided with a groove extending in a direction connecting one end portion (a coupling portion with the first case member 41) of the second case member 42 and the other end portion (a free end portion) thereof. , Is extended through the groove (not shown) to the outside of the second case member 42, and its end is fixed to the moving block 52. The moving block 52 is provided with a female screw that meshes with a male screw screwed on the outer peripheral portion of the drive shaft 53.
【００４２】上記駆動軸５３は、第２ケース部材４２の
上記溝(不図示)と平行に配設され、その一端が駆動モー
タ５４に連結される一方、他端側は端末軸受ユニット５
５で支承されている。尚、この端末軸受ユニット５５お
よび駆動モータ５４は第２ケース部材４２の外側に所定
間隔を隔てて固定されている。そして、上記駆動モータ
５４を作動させて駆動軸５３を回転駆動することによ
り、ネジ機構を介して移動ブロック５２が駆動軸５３に
沿って移動させられ、これに伴って、光拡散板４３の自
由端が駆動軸５３に沿って(つまり第２ケース部材４２
に形成された上記溝(不図示)に沿って)移動することに
なる。すなわち、上記移動ブロック５２,駆動軸５３,駆
動モータ５４および端末軸受ユニット５５で、本願の請
求項に記載した光拡散板駆動装置５０が構成されてお
り、この光拡散板駆動装置５０を作動させることによ
り、円筒の周面の一部をなす曲面状に形成された光拡散
板４３の曲率を、該光拡散板４３の弾性範囲内において
適宜変更することができるようになっている。The drive shaft 53 is arranged in parallel with the groove (not shown) of the second case member 42, and one end thereof is connected to the drive motor 54, while the other end side thereof is the terminal bearing unit 5
It is supported by 5. The terminal bearing unit 55 and the drive motor 54 are fixed to the outside of the second case member 42 with a predetermined space. Then, by driving the drive motor 54 to rotationally drive the drive shaft 53, the moving block 52 is moved along the drive shaft 53 via the screw mechanism, and accordingly, the light diffusion plate 43 is freely moved. The end is along the drive shaft 53 (that is, the second case member 42
It will move along the above-mentioned groove (not shown) formed in. That is, the movable block 52, the drive shaft 53, the drive motor 54, and the terminal bearing unit 55 constitute the light diffusion plate drive device 50 described in the claims of the present application, and the light diffusion plate drive device 50 is operated. Thereby, the curvature of the light diffusion plate 43 formed in a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder can be appropriately changed within the elastic range of the light diffusion plate 43.
【００４３】更に、本実施例では、上記光源ランプＬが
支持アーム６１の一端に連結されて支持されており、該
支持アーム６１の他端側は、駆動軸６３に取り付けられ
た移動ブロック６２に固定されている。具体的には図示
しなかったが、上記第１ケース部材４１には、該第１ケ
ース部材４１の一端部(第２ケース部材４２との結合部)
と他端部(自由端部)とを結ぶ方向に延びる溝が設けられ
ており、上記支持アーム６１は、この溝(不図示)を挿通
して第１ケース部材４１の外側に伸長し、その端末が上
記移動ブロック６２に固定されている。この移動ブロッ
ク６２には駆動軸６３の外周部に螺設された雄ネジに噛
み合う雌ネジが設けられている。Further, in the present embodiment, the light source lamp L is connected to and supported by one end of the support arm 61, and the other end side of the support arm 61 is attached to the moving block 62 attached to the drive shaft 63. It is fixed. Although not specifically shown, one end portion of the first case member 41 (a connecting portion with the second case member 42) is provided on the first case member 41.
And a groove extending in a direction connecting the other end (free end) with each other. The support arm 61 extends through the groove (not shown) to the outside of the first case member 41, and The terminal is fixed to the moving block 62. The moving block 62 is provided with a female screw that meshes with a male screw screwed on the outer peripheral portion of the drive shaft 63.
【００４４】上記駆動軸６３は、光拡散板駆動装置５０
における駆動軸５３と同様の構成を備え同様の作用を行
うもので、その一端が駆動モータ６４に連結される一
方、他端側は端末軸受ユニット６５で支承されている。
そして、上記駆動モータ６４を作動させて駆動軸６３を
回転駆動することにより、ネジ機構を介して移動ブロッ
ク６２が駆動軸６３に沿って(つまり、第１ケース部材
４１に設けられた上記溝(不図示)に沿って)移動させら
れ、これに伴って、光源ランプＬが駆動軸６３に沿って
移動することになる。すなわち、上記移動ブロック６
２,駆動軸６３,駆動モータ６４および端末軸受ユニット
６５で、本願の請求項に記載した光源駆動装置６０が構
成されており、この光源駆動装置６０を作動させること
により、該光源ランプＬを、光拡散板４３がその周面の
一部を構成する円筒の中心軸上に位置させるべく、適宜
移動させることができるようになっている。The drive shaft 63 is used for the light diffusion plate drive device 50.
The drive shaft 53 has the same configuration as that of the drive shaft 53 and performs the same operation. One end of the drive shaft 53 is connected to the drive motor 64, and the other end side is supported by the terminal bearing unit 65.
Then, the drive motor 64 is operated to rotationally drive the drive shaft 63, whereby the moving block 62 is moved along the drive shaft 63 via the screw mechanism (that is, the groove (provided on the first case member 41). The light source lamp L is moved along the drive shaft 63 accordingly. That is, the moving block 6
2, the drive shaft 63, the drive motor 64, and the terminal bearing unit 65 constitute a light source drive device 60 described in the claims of the present application. By operating the light source drive device 60, the light source lamp L is The light diffusing plate 43 can be appropriately moved so as to be positioned on the central axis of a cylinder forming a part of its peripheral surface.
【００４５】上記光拡散板駆動装置５０および光源駆動
装置６０の各駆動モータ５４,６４は共に、照明制御装
置４７に信号授受可能に接続されており、該照明制御装
置４７からの制御信号によって作動制御される。尚、上
記照明制御装置４７はロボットコントローラ３２に電気
的に接続されている。このロボットコントローラ３２内
に照明制御を行う制御回路を設けるようにしても良い。
上記照明制御装置４７は、光拡散板駆動装置５０を制御
して上記光拡散板４３の曲率を変更することができ、か
つ、光源駆動装置６０を制御して上記光源ランプＬを光
拡散板４３がその周面の一部をなす円筒の中心軸上に位
置させることができる。The drive motors 54 and 64 of the light diffusing plate driving device 50 and the light source driving device 60 are both connected to the lighting control device 47 so that signals can be transmitted and received, and actuated by a control signal from the lighting control device 47. Controlled. The lighting control device 47 is electrically connected to the robot controller 32. A control circuit for performing lighting control may be provided in the robot controller 32.
The illumination control device 47 can control the light diffusing plate driving device 50 to change the curvature of the light diffusing plate 43, and control the light source driving device 60 to move the light source lamp L to the light diffusing plate 43. Can be located on the central axis of a cylinder forming a part of its peripheral surface.
【００４６】このように、光拡散板駆動装置５０と光源
駆動装置６０とを設けたので、光源ランプＬと光拡散板
４３の少なくともいずれか一方を駆動して両者Ｌ,４３
の位置関係を変更することにより、必要に応じて、塗膜
面２７(被検査面)上における検査領域を拡張し、あるい
は検査精度の向上を図ることが可能になる。すなわち、
例えば、光拡散板４３の曲率を小さく(つまり曲率半径
を大きく)することにより、被検査面２７上に照射され
る光の光度勾配をある程度小さくしてその照射領域を拡
張し、より広い範囲での表面状態検査を可能とし、ある
いは、逆に、光拡散板４３の曲率を大きく(つまり曲率
半径を小さく)することにより、照射領域はある程度狭
くなっても光度勾配を大きくしてより精度の高い検査を
可能にするなど、必要に応じて、検査範囲の拡張と検査
精度の向上とを高水準で両立させることが可能になる。Since the light diffusing plate driving device 50 and the light source driving device 60 are provided in this way, at least one of the light source lamp L and the light diffusing plate 43 is driven to drive both L and 43.
By changing the positional relationship of, it is possible to expand the inspection region on the coating film surface 27 (inspected surface) or to improve the inspection accuracy, if necessary. That is,
For example, by reducing the curvature of the light diffusion plate 43 (that is, increasing the radius of curvature), the luminous intensity gradient of the light irradiated onto the surface to be inspected 27 is reduced to some extent, and the irradiation area is expanded to a wider range. Surface condition inspection, or conversely, by increasing the curvature of the light diffusing plate 43 (that is, decreasing the radius of curvature), the luminous intensity gradient is increased even if the irradiation region is narrowed to some extent, and higher accuracy is achieved. If necessary, it is possible to increase the inspection range and improve the inspection accuracy at the same time, such as enabling inspection.
【００４７】また、特に、上記光拡散板駆動装置５０と
光源駆動装置６０とは照明制御装置４７により、光拡散
板４３の曲率を変更し、かつ、光源ランプＬを拡散板４
３がその周面の一部をなす円筒の中心軸上に位置させる
ように、光源ランプＬと光拡散板４３の位置関係を変更
するように作動制御されるので、上記円筒の中心軸に直
交する平面内では、光源ランプＬから光拡散板４３に至
る距離は常に一定に保たれる。従って、光拡散板４３へ
の入射側における条件が同一になり、光拡散板４３を透
過する光の光度勾配は光拡散板４３の拡散特性のみによ
って定まることになる。この結果、被検査面２７への照
射光により精度の高い光度勾配を容易に付与することが
できるのである。Further, in particular, the light diffusing plate driving device 50 and the light source driving device 60 change the curvature of the light diffusing plate 43 by the illumination control device 47, and change the light source lamp L to the diffusing plate 4.
3 is positioned on the central axis of the cylinder forming a part of its peripheral surface, and is controlled so as to change the positional relationship between the light source lamp L and the light diffusing plate 43, so that it is orthogonal to the central axis of the cylinder. Within the plane, the distance from the light source lamp L to the light diffusion plate 43 is always kept constant. Therefore, the conditions on the incident side to the light diffusing plate 43 are the same, and the luminous intensity gradient of the light passing through the light diffusing plate 43 is determined only by the diffusion characteristic of the light diffusing plate 43. As a result, a highly accurate luminous intensity gradient can be easily provided by the irradiation light on the surface 27 to be inspected.
【００４８】以上の塗装欠陥検査では、塗装検査ステー
ション２０に塗装済の車体２６が搬入されるに伴い、塗
装欠陥検査作業が開始される。すなわち、ロボット装置
２１がロボットコントローラ３２に制御されて、照明装
置２３とＣＣＤカメラ２４とを一体の関係を保って、か
つ、車体２６の表面にこれら照明装置２３とＣＣＤカメ
ラ２４とが適切な距離を置く状態で車体２６の表面形状
に沿ってなぞらせる。このときに、上記照明装置２３に
より、図１および図３において説明したように、カメラ
視野Ｆをカバーするとともに光度分布が一方向に徐々に
変化する光が車体２６の塗膜面２７に照射される。この
ため、塗膜面２７には、一つの方向に対して照度分布が
徐々に変化する光照射領域Ｓが形成される(図１および
図３参照)。また、この光照射領域Ｓからの反射光が入
射するＣＣＤカメラ２４では、上記照明装置２３の光度
分布に対応して一方向に明るさが一様に変化する受光画
像１５が作成されることになる。In the above coating defect inspection, the coating defect inspection work is started as the painted vehicle body 26 is carried into the coating inspection station 20. That is, the robot device 21 is controlled by the robot controller 32 so that the lighting device 23 and the CCD camera 24 are kept in an integrated relationship, and the lighting device 23 and the CCD camera 24 are placed on the surface of the vehicle body 26 at an appropriate distance. Trace the shape of the surface of the vehicle body 26 in the state of placing. At this time, as described with reference to FIGS. 1 and 3, the illumination device 23 irradiates the coating surface 27 of the vehicle body 26 with light that covers the camera field of view F and has a luminosity distribution that gradually changes in one direction. It Therefore, a light irradiation area S in which the illuminance distribution gradually changes in one direction is formed on the coating surface 27 (see FIGS. 1 and 3). Further, in the CCD camera 24 on which the reflected light from the light irradiation area S enters, the light-receiving image 15 whose brightness uniformly changes in one direction corresponding to the luminous intensity distribution of the illumination device 23 is created. Become.
【００４９】したがって、被検査面１１に欠陥部１２が
生じていると、その部分で光源１３からの光の正反射方
向が変化し、図１〜図４の原理説明で述べたように、た
とえば上記欠陥部１２が凸状のものである場合は、ビデ
オカメラ１４の受光画像１５は、図２に示すように、ビ
デオカメラ１４の受光画像１５の明るいところから暗い
ところに向かう矢印Ａ2で示す方向で、欠陥部１２がは
じめに他の部分よりも明るくなり、この明るい部分を過
ぎると他の部分よりも暗くなる。また、上記欠陥部１２
が凹状のものである場合は、図４に示すように、ビデオ
カメラ１４の受光画像１５の明るいところから暗いとこ
ろに向かう矢印Ａ2で示す方向で、欠陥部１２がはじめ
に他の部分よりも暗くなり、この暗い部分を過ぎると他
の部分よりも明るくなる。Therefore, when the defective portion 12 is formed on the surface 11 to be inspected, the specular reflection direction of the light from the light source 13 changes at that portion, and as described in the explanation of the principle of FIGS. When the defect portion 12 is convex, the light-receiving image 15 of the video camera 14 is indicated by an arrow A 2 from the bright portion to the dark portion of the light-receiving image 15 of the video camera 14, as shown in FIG. In the direction, the defective portion 12 becomes brighter than other portions first, and becomes darker than other portions after passing through the bright portion. In addition, the defective portion 12
4 is concave, as shown in FIG. 4, the defect portion 12 is initially darker than other portions in the direction indicated by the arrow A 2 from the bright portion to the dark portion of the received light image 15 of the video camera 14. After passing this dark area, it becomes brighter than other areas.
【００５０】ビデオカメラ１５はその上記受光画像１５
の明るさの変化に応じて変化するビデオ信号を出力す
る。画像処理プロセッサ３３にこのビデオ信号が入力す
ると、画像処理プロセッサ３３は欠陥部１２の存在によ
るＣＣＤカメラ２４から出力するビデオ信号の微分信号
が予め設定した値を越えるビデオ信号の走査線、この走
査線上で微分信号が上記しきい値を越えるタイミング、
およびこのタイミング近傍での上記微分信号の符号の変
化を検出する。これにより、受光画像１５内での欠陥部
１２の位置および欠陥部１２の凹凸を検出する。この検
出データとロボット装置２１の先端アーム２２の位置を
メモリに記憶する。そして、欠陥部１２の補修時には、
このメモリの記憶内容を取り出し、既に述べたようにし
て、欠陥部１２の補修が行われる。The video camera 15 has the received light image 15 described above.
It outputs a video signal that changes according to the change in brightness. When this video signal is input to the image processor 33, the image processor 33 causes the video signal scanning line on which the differential signal of the video signal output from the CCD camera 24 due to the presence of the defective portion 12 exceeds a preset value, on this scanning line. When the differential signal exceeds the above threshold,
And the change of the sign of the differential signal in the vicinity of this timing is detected. As a result, the position of the defective portion 12 and the unevenness of the defective portion 12 in the received light image 15 are detected. The detection data and the position of the tip arm 22 of the robot device 21 are stored in the memory. And when repairing the defective portion 12,
The stored contents of this memory are taken out and the defective portion 12 is repaired as described above.
【００５１】このようにして、被検査面１１を面的に照
射しても、光のハレーションをなくして、上記欠陥部１
２を周囲とは明るさに差がある明瞭な画像としてとらえ
ることができる。また、上記したように欠陥部１２の存
在によるＣＣＤカメラ２４から出力するビデオ信号の変
化が、このビデオ信号の微分信号が予め設定した値を越
えるビデオ信号の走査線、この走査線上で微分信号が上
記しきい値を越えるタイミング、およびこのタイミング
近傍での上記微分信号の符号の変化を検出することによ
り、受光画像１５内での欠陥部１２の位置および欠陥部
１２の凹凸を検出することができ、欠陥部１２が微小で
あっても、確実に欠陥部１２としてとらえることができ
る。In this way, even if the surface 11 to be inspected is illuminated planarly, halation of light is eliminated and the defective portion 1 is removed.
2 can be regarded as a clear image having a difference in brightness from the surroundings. In addition, as described above, the change in the video signal output from the CCD camera 24 due to the presence of the defective portion 12 causes a differential signal of the video signal to exceed a preset value. By detecting the timing of exceeding the threshold value and the change of the sign of the differential signal in the vicinity of this timing, it is possible to detect the position of the defective portion 12 and the unevenness of the defective portion 12 in the light receiving image 15. Even if the defective portion 12 is minute, it can be reliably regarded as the defective portion 12.
【００５２】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、上記光拡散板４３の拡散特性を適宜設定して該光拡
散板４３を透過する光に上記被検査面２７の表面状態検
査に必要な光度勾配を与えるようにすることにより、上
記光源ランプＬからの均一な光度の光を、単に上記光拡
散板４３を透過させるだけで、必要な光度勾配が付けら
れた光にして被検査面２７側へ向かわせることができ
る。そして、上記光拡散板４３は光源ランプＬからの照
射光を、従来のように凸レンズおよび反射板を介するこ
となく、直接に受光して被検査面２７側へ透過させるよ
うに構成されているので、上記凸レンズや反射板も不要
となり、従来に比べて著しく簡単な構成で、また、特に
高い部品加工精度や組立精度を要することもなく、必要
な光度勾配を有する光を被検査面２７に照射することが
できるのである。As described above, according to the present embodiment, the diffusion characteristics of the light diffusing plate 43 are appropriately set so that the light transmitted through the light diffusing plate 43 can be used for the surface state inspection of the surface 27 to be inspected. By giving the required luminous intensity gradient, the light having a uniform luminous intensity from the light source lamp L is simply transmitted through the light diffusing plate 43 to be the light having the required luminous intensity gradient and to be inspected. It can be directed to the surface 27 side. The light diffusing plate 43 is configured to directly receive the light emitted from the light source lamp L and transmit it to the surface 27 to be inspected without passing through the convex lens and the reflecting plate as in the conventional case. The convex lens and the reflection plate are not required, the structure is remarkably simpler than the conventional one, and the surface 27 to be inspected is irradiated with light having a required luminous intensity gradient without requiring particularly high component processing accuracy and assembly accuracy. You can do it.
【００５３】特に、上記光拡散板４３は、該拡散板４３
の法線となす角度(透過光成分角β)の大きさに応じて透
過光の光度が変化する（上記透過光成分角βが大きくな
るほど光度が低くなり、透過光成分角βの大きさが所定
値以上の範囲で０（零）になる）拡散特性を有している
ので、この角度変化に沿った方向について確実に光度勾
配が付けられた光を被検査面２７上に照射することがで
きる。Particularly, the light diffusion plate 43 is
The intensity of the transmitted light changes according to the size of the angle (the transmitted light component angle β) formed with the normal line of (the transmitted light component angle β decreases as the transmitted light component angle β increases. Since it has a diffusion characteristic of 0 (zero) in the range of a predetermined value or more), it is possible to irradiate the surface 27 to be inspected with light with a certain light intensity gradient in the direction along the angle change. it can.
【００５４】また、上記検査用照明装置２３は、その全
体が上記ロボット装置２１に取り付けられているので、
該照明装置２３を被検査面２７の表面形状に略沿って移
動させることができ、被検査面２７と照明装置２３との
距離や角度を最適に保ち、より一層良好な照明状態を得
ることができるのである。Since the inspection illumination device 23 is wholly attached to the robot device 21,
The illuminating device 23 can be moved substantially along the surface shape of the surface 27 to be inspected, and the distance and angle between the surface 27 to be inspected and the illuminating device 23 can be optimally maintained to obtain a better illumination state. You can do it.
【００５５】尚、本発明は、以上の実施態様に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言
うまでもない。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the gist of the present invention,
It goes without saying that various improvements and design changes are possible.
【図１】 本発明の実施例に係る表面欠陥検査において
被検査面に凸状の欠陥がある場合の原理説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of the principle in the case where there is a convex defect on the surface to be inspected in the surface defect inspection according to the embodiment of the present invention.
【図２】 被検査面に凸状の欠陥がある場合のカメラ画
面の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a camera screen when the surface to be inspected has a convex defect.
【図３】 上記実施例に係る表面欠陥検査において被検
査面に凹状の欠陥がある場合の原理説明図である。FIG. 3 is a principle explanatory diagram in the case where there is a concave defect on the surface to be inspected in the surface defect inspection according to the above embodiment.
【図４】 被検査面に凹状の欠陥がある場合のカメラ画
面の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a camera screen when there is a concave defect on the surface to be inspected.
【図５】 上記実施例に係る表面欠陥検査を自動車の車
体の塗装欠陥検査に適用した具体例を説明する説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a specific example in which the surface defect inspection according to the above-described embodiment is applied to a coating defect inspection of an automobile body.
【図６】 上記具体例に係る検査用照明装置の全体説明
図である。FIG. 6 is an overall explanatory diagram of an inspection illumination device according to the above specific example.
【図７】 上記検査用照明装置の光拡散板への入射光と
透過光を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating incident light and transmitted light with respect to a light diffusion plate of the inspection illumination device.
【図８】 上記光拡散板の拡散特性を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing diffusion characteristics of the light diffusion plate.
【図９】 従来の表面欠陥検査装置の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional surface defect inspection apparatus.
【図１０】 図９の表面欠陥検査装置のカメラにより得
られる画像の説明図である。10 is an explanatory diagram of an image obtained by the camera of the surface defect inspection apparatus of FIG.
【図１１】 被検査面が曲面のときにカメラにより得ら
れる画像の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of an image obtained by the camera when the surface to be inspected is a curved surface.
【図１２】 従来の他の表面欠陥検査装置の説明図であ
る。FIG. 12 is an explanatory diagram of another conventional surface defect inspection apparatus.
【図１３】 更に他の従来例に係る検査用照明装置を示
す縦断面説明図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional explanatory view showing an inspection illumination device according to still another conventional example.
【図１４】 完全な拡散特性を有する拡散板の説明図で
ある。FIG. 14 is an explanatory diagram of a diffusion plate having perfect diffusion characteristics.
【図１５】 拡散板の完全な拡散特性を説明するための
グラフである。FIG. 15 is a graph for explaining complete diffusion characteristics of a diffusion plate.
【図１６】 不完全な拡散特性を有する拡散板の説明図
である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a diffusion plate having incomplete diffusion characteristics.
【図１７】 拡散板の不完全な拡散特性を説明するため
のグラフである。FIG. 17 is a graph for explaining incomplete diffusion characteristics of the diffusion plate.
１１…被検査面 １３…光源 １５…受光画像 ２１…ロボット装置 ２３…検査用照明装置 ２７…塗膜面 ３２…ロボットコントローラ ４１…第１ケース部材 ４２…第２ケース部材 ４３…光拡散板 ４７…照明制御装置 ５０…光拡散板駆動装置 ５１…連結アーム ６０…光源駆動装置 ６１…支持アーム Ｌ…光源ランプ y,Ｙo…法線 β…透過光成分角 Reference numeral 11 ... Inspected surface 13 ... Light source 15 ... Received image 21 ... Robot device 23 ... Inspection illumination device 27 ... Coating surface 32 ... Robot controller 41 ... First case member 42 ... Second case member 43 ... Light diffusion plate 47 ... Illumination control device 50 ... Light diffusing plate drive device 51 ... Connection arm 60 ... Light source drive device 61 ... Support arm L ... Light source lamp y, Yo ... Normal line β ... Transmitted light component angle
Claims (7)
射し、その反射光を受光して得られた受光画像に基づい
て上記被検査面の表面状態を検査する表面状態検査に用
いる照明装置であって、 所定の均一な光度の光を照射する光源と所定の拡散特性
を有する光拡散板とを備え、該光拡散板は上記光源から
の照射光を直接に受光して被検査面側へ透過させること
を特徴とする表面状態検査用照明装置。1. A surface condition inspection for inspecting the surface condition of the surface to be inspected based on a light-receiving image obtained by irradiating the surface to be inspected with light having a luminous intensity gradient and receiving the reflected light. An illuminating device, comprising: a light source for irradiating light of a predetermined uniform luminous intensity; and a light diffusing plate having a predetermined diffusing characteristic, wherein the light diffusing plate directly receives irradiation light from the light source and is inspected. An illumination device for surface condition inspection, which is characterized by transmitting light to the surface side.
該光拡散板の法線方向について最も高く、該法線となす
角度が大きくなるほど低くなり、この法線となす角度の
大きさが所定値以上の範囲では０になるように、その拡
散特性が設定されていることを特徴とする請求項１記載
の表面状態検査用照明装置。2. The light diffusing plate has a luminous intensity of transmitted light,
It is the highest in the normal direction of the light diffusion plate, and becomes lower as the angle formed with the normal becomes larger, and the diffusion characteristic is such that the angle formed with this normal becomes 0 in the range of a predetermined value or more. The lighting device for surface condition inspection according to claim 1, wherein the lighting device is set.
曲面状に形成され、上記光源は上記円筒の中心軸上に位
置していることを特徴とする請求項２記載の表面状態検
査用照明装置。3. The surface according to claim 2, wherein the light diffusing plate is formed into a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder, and the light source is located on the central axis of the cylinder. Lighting device for condition inspection.
か一方を駆動して両者の位置関係を変更し得る駆動手段
が設けられていることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の表面状態検査用照明装置。4. The surface according to claim 1, further comprising drive means for driving at least one of the light source and the light diffusion plate to change a positional relationship between the two. Lighting device for condition inspection.
曲面状に形成され、上記駆動手段は、上記光拡散板の曲
率を変更し、かつ、上記光源を上記円筒の中心軸上に位
置させるように光源と光拡散板の位置関係を変更し得る
ことを特徴とする請求項４記載の表面状態検査用照明装
置。5. The light diffusing plate is formed into a curved surface forming a part of the peripheral surface of the cylinder, the driving means changes the curvature of the light diffusing plate, and the light source is connected to the central axis of the cylinder. The illumination device for surface condition inspection according to claim 4, wherein the positional relationship between the light source and the light diffusion plate can be changed so as to be positioned above.
れた平板状の第１および第２のケース部材と、円筒の周
面の一部をなす曲面状に形成され、上記両ケース部材の
うち第１ケース部材の他端部に一端が固定された可撓性
を有する光拡散板と、該光拡散板の他端側に連結された
連結部材と、該連結部材を上記第２ケース部材に沿って
該第２ケース部材の一端部と他端部とを結ぶ方向に移動
させる光拡散板駆動装置と、上記両ケース部材と光拡散
板とで画成される空間内に配置された光源と、該光源を
支持する支持部材と、該支持部材を上記第１ケース部材
に沿って該第１ケース部材の一端部と他端部とを結ぶ方
向に移動させる光源駆動装置とを備えるとともに、上記
光拡散板駆動装置を制御して上記光拡散板の曲率を変更
し、かつ、上記光源駆動装置を制御して上記光源を上記
円筒の中心軸上に位置させる制御装置が設けられている
ことを特徴とする請求項５記載の表面状態検査用照明装
置。6. A flat plate-shaped first and second case member whose one ends are joined to each other at a predetermined angle and a curved surface forming a part of a peripheral surface of a cylinder. A flexible light diffusing plate having one end fixed to the other end of the first case member, a connecting member connected to the other end of the light diffusing plate, and the connecting member being the second case member. And a light diffusion plate driving device for moving the second case member in a direction connecting one end and the other end of the second case member, and a light source arranged in a space defined by the both case members and the light diffusion plate. And a light source driving device for moving the support member in a direction connecting one end portion and the other end portion of the first case member along the first case member, Controlling the light diffusing plate driving device to change the curvature of the light diffusing plate, and The lighting device for surface condition inspection according to claim 5, further comprising a control device that controls a driving device to position the light source on a central axis of the cylinder.
査面の表面形状に略沿って移動させるロボット装置に取
り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６
のいずれか一に記載の表面状態検査用照明装置。7. The entire illuminating device is attached to a robot device that moves the illuminating device substantially along the surface shape of the surface to be inspected.
The illumination device for surface condition inspection according to any one of 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15114294A JPH0817210A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Lighting device for checking surface condition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15114294A JPH0817210A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Lighting device for checking surface condition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817210A true JPH0817210A (en) | 1996-01-19 |
Family
ID=15512291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15114294A Pending JPH0817210A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Lighting device for checking surface condition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817210A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109655465A (en) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 郝乐(上海)电子有限公司 | A kind of Intelligent lightening device for car surface inspection |
-
1994
- 1994-07-01 JP JP15114294A patent/JPH0817210A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109655465A (en) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 郝乐(上海)电子有限公司 | A kind of Intelligent lightening device for car surface inspection |
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