JPS58219441A - 凸面体の表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、凸面体の表面欠陥検査装置に関し、特に反射
度の強い（反射率の高い）凸面体の表面の欠陥の有無を
、簡単な構成により、確実且つ高精度に、然かも、自動
的に検査し得る装置に関するものである。

反射率の高い凸面体の表面、例えば金属の鏡面仕上され
た凸表面や鍍金凸表面の状態（欠陥の有無等）を目視で
調べることは、極めて困難である。

そこで、近年、テレビカメラ等のイメージセンサを用い
て、上述した如も高反射率の凸表面（被検査表面）を撮
像し、これよりの映像信号を電気的に処理して、被検査
表面の傷、汚れ等の欠陥の有無を自動的に検査し得る装
置が、種々提案されている。

然り乍ら、現在提案されている凸表面の自動検査装置で
は、上述した如く、反射率の高い凸表面の欠陥の検査は
、目視の場合と同様に、依然として、非常に困難である
のが、実状である。

次に、第１及び第２図を用いて、上述した如き従来の自
動検査装置の一例を説明しよう。

第１図は、被検査物体、例えば球状の凸面体ｆｉｌの被
検査表面である凸表面（球状表面）（２）に入射する入
射光１、）と反射光（ＲＬ）との関係を示す図である。

周知の如く凸表面（２）の例えば点（Ｐ）に入射する入
射光（ＩＬ）及びその反射光（ＲＬ）は、点（Ｐ）に於
ける凸表面（２）の法線（Ｎ）に関して対称である。即
ち、入射角θＩと反射角θＲは同じ値である。

第２図は、この様な凸面体＋１１の凸表面（２）の検査
をする従来の検査装置の一例の概略図である。同図に於
て、（３）は光源で、この光源（３）より凸面体＋１１
の凸表面（２）への入射光（ＩＬ）は、凸面体（］）の
凸表面（２）の各点（Ｉｈ）、（＾２＞、（Ａ３）　　
・・・で反射して、反射光（ＲＬｌ）　、　　（ＲＬ２
　）　、　　（ＲＬ３）・・・となる。第２図の例では
、光源（３）及びテレビカメラ（４）の配置により反射
光のうち、（ＲＬｌ）のみがテレビカメラ（４）で捉え
られ、他の反射光は、テレビカメラ（４）の視野外であ
る。即ち、凸面体＋１１の凸表面、即ち、被測定表面（
２）のうち、点（八１）のみの傷等の有無しか測定し得
ない。この場合、カメラ（４）に入る反射光（ＲＬｌ　
）は、光源（３）の光そのものと云って良いので、反射
光（ＲＬｚ　）は非常に強く、点（Ａ１）での傷が小さ
いと、その測定は非常に困難である。更に、被検査表面
（２）を全体に亘り検査するためには、凸面体（１）を
、カメラ（４）に対して、徐々に一回転させる必要があ
る。又、この場合、（八、）点以外の凸表面（２）での
反射光も、テレビカメラ（４）に入るので、厳密に言え
ば、第２図の従来例は、（八１）点以外の表面の検査も
行い得るが、被検査表面（２）が凸面体である限り、テ
レビカメラ（４）と、被検査表面（２）と、光源（３）
との配置を、どのように変えようとも、（八、）点の如
く光源（３）よりの光自身が、カメラ（４）に像として
入り、検査を困難にする場合が、生ずる。

第３図は、上述した欠点を回避せんとし提案されている
他の従来装置の例である。この例では、複数個、図示の
例では、２個の光源（３１）　。

（３２）で、光拡散板（５１）、（５２）を介して、凸
面体（１）の凸表面（２）を照射し、２個の光拡散板（
５１）、（５２）間に配したテレビカメラ（４）に、光
源（３１）、（３２）の光自体が凸表面（２）でも反射
した光が入射しないようにして、上述した従来例の欠点
を除去せんとしている。即ち、第３図に示す従来例では
、光源（３１）、（３２）よりの光を、光拡散板（５１
）、（５２）で拡散して、凸表面（２）の成る領域を照
射し、そこでの反射光をテレビカメラ（４）で捉え、凸
表面（２）のある領域の検査を行うものである。

然し乍ら、第３図に示す如く、この例では、凸表面（２
）の点（Ｂ）に関しては、テレビカメラ（４）のレンズ
部（４１）の像が、テレビカメラ（４）で捕捉されてし
まう欠点がある。即ち、この従来例によっては、凸表面
（２）の点（Ｂ）に於ける法線と、テレビカメラ（４）
の光軸とが一致するので、凸表面（２）のこの点（Ｂ）
の検査は、不可能と云う欠点がある。尚、第２及び第３
図に於て、符号（６）は、テレビカメラ（４）の出力映
像信号を処理して、被検査表面（２）の傷等の欠陥の有
無を検査する検査装置である。

従って、本発明の主目的は、叙−りの如き従来の検査装
置の欠点を一掃した、凸面体の表面欠陥検査装置を提供
するにある。

本発明の要旨は、光を凸面体状被検査物体の表面に照射
し、該表面よりの反射光をイメージセンサにより受け、
該イメージセンサよりの出力信号を検査装置により処理
して、上記被検査物体の表面の欠陥の有無を検査する装
置に於て、上記光を光束となす一方、上記被検査物体の
被照射表面よりの反射光を投映スクリーンに投映して、
上記被照射表面の像を上記投映スクリーン上に形成し、
該像を上記イメージセンサで撮影するようになした凸面
体の表面欠陥検査装置に在る。

以下、上述した特徴を有する本発明の一例を、第４図を
参照して説明しよう。尚、第４図に於て、第１乃至第３
図と同一符号は、互いに同一素子を示すものとする。

摺で、第４図に示す本発明の例では、光源（３）は、１
個で、これは略々平行な光束（ＩＬ）を被検査物体、即
ち凸面体（１１の被検査表面、即ち凸表面（２）に照射
するもので、これを、例えば図示の如く、一端が閉じ、
他端が開いている筒体（３Ａ）と、その開口端に嵌入し
た例えば凸レンズ（３Ｂ）と、筒体（３Ａ）内に於て、
凸レンズ（３Ｂ）の略々一方の焦点に配置した例えばラ
ンプの如き発光体（３ｃ）とより構成する。尚、（３Ｄ
）は、ランプ（３Ｃ）の電源である。被検査表面（２）
とイメージセンサ、例えばテレビカメラ（４）との間に
、例えば透明なプラスチック材等より成る略々均一な厚
さの透過形投映スクリーン（７）を配設する。この透過
形投映スクリーン（７）の被検査表面（２）と対向する
面には、そこに当る光が一部乱反射し、像が形成される
つやけし面の如き像形成面（７八）が形成されている。

従って、この投映スクリーン（７）のつやけし面（７八
）には、光源（３）よりの平行光束（ＩＬ）が被検査表
　面（２）の所定領域（被照射表面）で反射し、その反
射光束（ＲＬ）が当り、被検査表面（２）の平行光束（
ＴＩ、）で照射された領域（被検査表面）の像が投映さ
れる。それ故、この透過形投映スクリーン（７）、即ち
そのつやけし面（７Ａ）の形状は、被検査表面（２）の
被照射領域で反射され、そこよりの反射光束（Ｉｌｌ、
）かつやけし面（７Ａ）に到る距離が、各点に於て略々
等しくなる様に形成されるのが好ましい。このような形
状となせば、被検査表面（２）の被照射領域のつやけし
面（７Ａ）上に於ける像は、略々均一となり、被検査表
面（２）の欠陥の検査が、良好に行い得る。

第４図に示す本発明の例に於ては、テレビカメラ等のイ
メージセンサ（４）を、投映スクリーン（７）に対して
、被検査物体ｆ１．ｌとは反対側に配設し、つやけし面
（７＾）上の被検査表面（２）の被照射領域の像を、投
映スクリーン（７）を介して撮像して、その出力を従来
例と同様に検査装置（６）で処理して、被検査表面（２
）の欠陥の有無を検査するものであるから、テレビカメ
ラ（４）が、上述した従来例の如く、光源（３）自体の
像を撮映することもないし、テレビカメラ（４）のレン
ズ部（４１）の像を撮映することもなく、仮え、球体、
円筒体等の凸面体の凸表面で、且つその反射率が高くと
も、その欠陥検査を、自動的、確実且つ容易に行うこと
ができるものである。この際、本発明に於ては、光源（
３）は単一で、しかも、そこよりの光（ｒＬ）は、拡散
するものではなく、光束であるから、不要な光が投映ス
クリーン（７）及びテレビカメラ（４）に直接入ること
はない。

尚、被検査物体（１１の被検査表面（２）の光源（３）
よりの平行光束（ＩＬ）により照射される被照射領域が
、被検査表面（２）の一部である場合は、図示せずも適
当な駆動装置により、被検査物体（１１を、回転ヌば移
動して、被検査表面（２）の全ての面を、順次平行光束
（ＩＬ）で照射し、それ等の像を順次つやけし面（７＾
）上に形成し、上述した検査を繰り返せば良いことは、
勿論である。

又、光源（３）よりの被検査表面（２）へ入射する平行
光束の入射角は、被検査表面（２）の大小及び曲率に応
じて適宜変更すれば良い。この際、必要に応じて、透過
形投映スクリーン（７）の形状を変更してもよい。尚、
この場合、光源（３）よりの平行光束（ＩＩ、）が投映
スクリーン（７）のつやけし面（７Ａ）及びイメージセ
ンサ（４）に直接入射しないようにすることは、勿論で
ある。

又、光源（３）としては、平行光束を出すものに限定す
る必要はなく、被検査表面（２）の形状等に応じて、成
る程度発散又は収斂する光束を出すものでもよい。

又、被検査物体［１、即ち被検査表面（２）の形状によ
っては、テレビカメラ（４）を、投映スクリーン（７）
に関して、被検査物体（１１と同じ側に配置、つやけし
面（７＾）上の像を直接撮影するようになしても、同様
の効果が得られることは、本発明の光源（３）の特性か
ら見て、明らかであろう。尚、この場合、投映スクリー
ン（７）としては、透過形の外に、反射形のものを使用
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は凸表面に入射する光とそこでの反射光との関係
を説明するに使用する路線図、第２図及び第３図は夫々
従来の検査装置を示す路線図、第４図は本発明の一例を
示す一部を断面とする路線図である。 図に於て、Ｔｌ＋は被検査物体、（２）はその被検査表
面、（３）は光源、（４）はイメージセンサ、（７）は
投映スクリーン、（７八）ばつやけし面である。 ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光を凸面体状被検査物体の表面に照射し、該表面よりの
   反射光をイメージセンサにより受け、該イメージセンサ
   よりの出力信号を検査装置により処理して、上記被検査
   物体の表面の欠陥の有無を検査する装置に於て、上記光
   を光束となす一方、上記被検査物体の被照射表面よりの
   反射光を投映スクリーンに投映して上記被照射表面の像
   を上記投映スクリーン上に形成し、該像を上記イメージ
   センサで撮影するようになしたことを特徴とする凸面体
   の表面欠陥検査装置。