JPH0333220B2 - - Google Patents
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- JPH0333220B2 JPH0333220B2 JP58031406A JP3140683A JPH0333220B2 JP H0333220 B2 JPH0333220 B2 JP H0333220B2 JP 58031406 A JP58031406 A JP 58031406A JP 3140683 A JP3140683 A JP 3140683A JP H0333220 B2 JPH0333220 B2 JP H0333220B2
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- JP
- Japan
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- light
- inspected
- axis
- rotating mirror
- rotation
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
- G01N2021/8812—Diffuse illumination, e.g. "sky"
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は微妙な正反射角度の調整を必要とす
る表面検査装置に関するものである。
る表面検査装置に関するものである。
鏡面の研摩状態の検査のように、微妙な正反射
角度の調整を必要とする表面検査は、高精度の位
置決めによりはじめて可能となるものであり、正
確な位置決めのできない被検査物体の場合は微妙
な正反射角度の調整を必要とする表面検査は不可
能であつた。
角度の調整を必要とする表面検査は、高精度の位
置決めによりはじめて可能となるものであり、正
確な位置決めのできない被検査物体の場合は微妙
な正反射角度の調整を必要とする表面検査は不可
能であつた。
この発明は微妙な正反射角度の調整を必要とす
る物体の表面検査を高度の位置決めを必要とせず
に高精度に行うことができる表面検査装置を提供
することを目的とする。
る物体の表面検査を高度の位置決めを必要とせず
に高精度に行うことができる表面検査装置を提供
することを目的とする。
この発明の表面検査装置は、表面が平坦な被検
査物体の表面に光を照射する際の投光軸に対して
90度より小さい角度で交差する回転軸に対し、回
転ミラーの反射面が前記回転軸を回転中心とする
回転にかかわらず常に前記被検査物体の方向を向
く角度範囲で前記投光軸と回転軸との交差点を中
心として前記回転軸と直交する面に対して傾斜し
た状態に前記回転ミラーを取り付け、前記回転ミ
ラーの前記回転軸を回転中心とする回転にかかわ
らず前記回転ミラーからの反射光が常に前記被検
査物体の方向を向く角度範囲で前記回転ミラーへ
の入光軸を前記交差点の位置で前記投光軸に対し
て交差させ、前記交差点と前記被検査物体との間
に拡散板を配置した面光源と、この面光源からの
光の前記被検査物体の表面による正反射光を受光
するテレビカメラと、このテレビカメラの出力を
アナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル
コンバータと、このアナログ−デジタルコンバー
タの出力を１画面分記憶し記憶内容を前記テレビ
カメラの垂直同期信号毎に更新するフレームメモ
リと、前記テレビカメラの画面中にその中心を挟
んで相対するように少くとも２対のマスクを設定
しこの少くとも２対のマスク内の平均光量を演算
する平均光量演算手段と、前記少くとも２対のマ
スク内の平均光量を対毎に比較し各対の平均光量
がそれぞれほぼ等しくなつたときに前記フレーム
メモリのデータを検査用画像処理回路へ転送させ
る転送制御手段とを備える構成にしたことを特徴
とする。
査物体の表面に光を照射する際の投光軸に対して
90度より小さい角度で交差する回転軸に対し、回
転ミラーの反射面が前記回転軸を回転中心とする
回転にかかわらず常に前記被検査物体の方向を向
く角度範囲で前記投光軸と回転軸との交差点を中
心として前記回転軸と直交する面に対して傾斜し
た状態に前記回転ミラーを取り付け、前記回転ミ
ラーの前記回転軸を回転中心とする回転にかかわ
らず前記回転ミラーからの反射光が常に前記被検
査物体の方向を向く角度範囲で前記回転ミラーへ
の入光軸を前記交差点の位置で前記投光軸に対し
て交差させ、前記交差点と前記被検査物体との間
に拡散板を配置した面光源と、この面光源からの
光の前記被検査物体の表面による正反射光を受光
するテレビカメラと、このテレビカメラの出力を
アナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル
コンバータと、このアナログ−デジタルコンバー
タの出力を１画面分記憶し記憶内容を前記テレビ
カメラの垂直同期信号毎に更新するフレームメモ
リと、前記テレビカメラの画面中にその中心を挟
んで相対するように少くとも２対のマスクを設定
しこの少くとも２対のマスク内の平均光量を演算
する平均光量演算手段と、前記少くとも２対のマ
スク内の平均光量を対毎に比較し各対の平均光量
がそれぞれほぼ等しくなつたときに前記フレーム
メモリのデータを検査用画像処理回路へ転送させ
る転送制御手段とを備える構成にしたことを特徴
とする。
このように構成したことにより、被検査物体の
位置決め精度が低くても、照明光の走査により照
明光の被検査物体の表面にする照射角度が被検査
物体およびテレビカメラに対して最適なときに、
すなわち、被検査物体の表面からテレビカメラに
入射する正反射光の光量が画面内で最もバランス
がよいときの画像データに基づいて画像処理され
ることになり、被検査物体の表面検査を高精度で
行うことができる。
位置決め精度が低くても、照明光の走査により照
明光の被検査物体の表面にする照射角度が被検査
物体およびテレビカメラに対して最適なときに、
すなわち、被検査物体の表面からテレビカメラに
入射する正反射光の光量が画面内で最もバランス
がよいときの画像データに基づいて画像処理され
ることになり、被検査物体の表面検査を高精度で
行うことができる。
この発明の一実施例を第１図ないし第４図に基
づいて説明する。この表面検査装置は、第１図に
示すように、テレビカメラ１と表面が平坦な被検
査物体２とアクリル板等の乳白色の拡散板３とを
角度θ2で正反射する位置に設定し、拡散板３の後
方に反射面が回転軸４ａと直交する面に対して角
度θ1だけ傾斜し第２図Ａに示すように回転する回
転ミラー４を配置し、第２図Ｂに示すようなテレ
ビカメラ１の垂直同期信号に同期してストロボ信
号発生部５から給電することにより第２図Ｃに示
すように垂直同期信号に同期して間欠発光するス
トロボランプ６の光を光フアイバ７を通して拡散
板３と平行に回転ミラー４の反射面の中央に照射
するようにしている。この場合、回転ミラー４
は、被検査物体２の表面に光を照射する際の投光
軸４ｂに対して90度より小さい角度、例えば45度
で交差する回転軸４ａに対し、回転ミラー４の反
射面が回転軸４ａを回転中心とする回転にかかわ
らず常に被検査物体２の方向を向く角度範囲で投
光軸４ｂと回転軸４ａとの交差点を中心として回
転軸４ａと直交する面に対して例えば角度θ1だけ
傾斜した状態に回転ミラー４を取り付けている。
づいて説明する。この表面検査装置は、第１図に
示すように、テレビカメラ１と表面が平坦な被検
査物体２とアクリル板等の乳白色の拡散板３とを
角度θ2で正反射する位置に設定し、拡散板３の後
方に反射面が回転軸４ａと直交する面に対して角
度θ1だけ傾斜し第２図Ａに示すように回転する回
転ミラー４を配置し、第２図Ｂに示すようなテレ
ビカメラ１の垂直同期信号に同期してストロボ信
号発生部５から給電することにより第２図Ｃに示
すように垂直同期信号に同期して間欠発光するス
トロボランプ６の光を光フアイバ７を通して拡散
板３と平行に回転ミラー４の反射面の中央に照射
するようにしている。この場合、回転ミラー４
は、被検査物体２の表面に光を照射する際の投光
軸４ｂに対して90度より小さい角度、例えば45度
で交差する回転軸４ａに対し、回転ミラー４の反
射面が回転軸４ａを回転中心とする回転にかかわ
らず常に被検査物体２の方向を向く角度範囲で投
光軸４ｂと回転軸４ａとの交差点を中心として回
転軸４ａと直交する面に対して例えば角度θ1だけ
傾斜した状態に回転ミラー４を取り付けている。
また、回転ミラー４の入光軸７ａは、回転ミラ
ー４の回転軸４ａを回転中心とする回転にかかわ
らず回転ミラー４からの反射光が常に被検査物体
２の方向を向く角度範囲で投光軸４ｂと回転軸４
ａとの交差点の位置で投光軸４ｂに対して交差さ
せている。その角度は、例えば上記したように、
拡散板３と平行な角度である。また、拡散板３と
回転ミラー４の反射面の中央との距離はl1となつ
ている。
ー４の回転軸４ａを回転中心とする回転にかかわ
らず回転ミラー４からの反射光が常に被検査物体
２の方向を向く角度範囲で投光軸４ｂと回転軸４
ａとの交差点の位置で投光軸４ｂに対して交差さ
せている。その角度は、例えば上記したように、
拡散板３と平行な角度である。また、拡散板３と
回転ミラー４の反射面の中央との距離はl1となつ
ている。
垂直同期信号に同期して間欠発生するストロボ
ランプ６の光は、光フアイバ７を通つて回転ミラ
ー４の反射面に照射され、回転ミラー４の反射光
は円を描きながら拡散散板３を照射することにな
る。このときの拡散板３上での反射光の描く円の
半径はl1・tan2θ1となる。拡散板３を透過する光
はその内部で拡散され全方向に拡がり、この拡散
板３は、前記の回転ミラー４、ストロボ信号発生
部５、ストロボランプ６および光フアイバ７等と
ともに面光源を構成することとなる。
ランプ６の光は、光フアイバ７を通つて回転ミラ
ー４の反射面に照射され、回転ミラー４の反射光
は円を描きながら拡散散板３を照射することにな
る。このときの拡散板３上での反射光の描く円の
半径はl1・tan2θ1となる。拡散板３を透過する光
はその内部で拡散され全方向に拡がり、この拡散
板３は、前記の回転ミラー４、ストロボ信号発生
部５、ストロボランプ６および光フアイバ７等と
ともに面光源を構成することとなる。
拡散板３を通して被検査物体２の表面に照明さ
れた光のうち角度θ2に相当する正反射光だけがテ
レビカメラ１に入力される。回転ミラー４が回転
してその反射光が拡散板３上で円を描くことによ
り被検査物体２の表面に入射する光の角度が時々
刻々変化し、被検査物体３の表面の各部分からテ
レビカメラ１に入射する正反射光の光量が変化す
ることになる。
れた光のうち角度θ2に相当する正反射光だけがテ
レビカメラ１に入力される。回転ミラー４が回転
してその反射光が拡散板３上で円を描くことによ
り被検査物体２の表面に入射する光の角度が時々
刻々変化し、被検査物体３の表面の各部分からテ
レビカメラ１に入射する正反射光の光量が変化す
ることになる。
一方、第３図に示すように、テレビカメラ１は
被検査物体２の表面からの正反射光を受光して画
像信号を出力し、この画像信号は、Ａ−Ｄコンバ
ータ８でアナログ−デジタル変換され、１画面分
のデジタル値がフレームメモリ９に記憶される。
このデジタル値は垂直同期信号毎に更新される。
また、平均光量演算回路１０，１２は、画面が１
フイールド走査される間にテレビカメラ１により
撮像されるテレビ画面Ａ（第４図）中に設定した
マスクM1，M3内の画像のデジタル値を平均する
ことによりマスクM1，M3内の画像の平均光量
VA，VCをそれぞれ求め、平均光量演算回路１１，
１３は、画面が１フイールド走査される間にテレ
ビ画面中においてその中心を挟んでマスクM1，
M3と相対向する位置に設定したマスクM2，M4
内の画像のデジタル値を平均することによりマス
クM2，M4内の画像の平均光量VB，VDをそれぞ
れ求めるようになつている。マスクM1〜M4の設
定はＡ−Ｄコンバータ８のサンプリングクロツク
および水平同期パルスをそれぞれカウントし、カ
ウント値に基づいてＡ−Ｄコンバータ８の出力ゲ
ートを開閉することにより簡単に行える。
被検査物体２の表面からの正反射光を受光して画
像信号を出力し、この画像信号は、Ａ−Ｄコンバ
ータ８でアナログ−デジタル変換され、１画面分
のデジタル値がフレームメモリ９に記憶される。
このデジタル値は垂直同期信号毎に更新される。
また、平均光量演算回路１０，１２は、画面が１
フイールド走査される間にテレビカメラ１により
撮像されるテレビ画面Ａ（第４図）中に設定した
マスクM1，M3内の画像のデジタル値を平均する
ことによりマスクM1，M3内の画像の平均光量
VA，VCをそれぞれ求め、平均光量演算回路１１，
１３は、画面が１フイールド走査される間にテレ
ビ画面中においてその中心を挟んでマスクM1，
M3と相対向する位置に設定したマスクM2，M4
内の画像のデジタル値を平均することによりマス
クM2，M4内の画像の平均光量VB，VDをそれぞ
れ求めるようになつている。マスクM1〜M4の設
定はＡ−Ｄコンバータ８のサンプリングクロツク
および水平同期パルスをそれぞれカウントし、カ
ウント値に基づいてＡ−Ｄコンバータ８の出力ゲ
ートを開閉することにより簡単に行える。
割算回路１４は、各フイールドにおいて平均光
量VBを平均光量VAで割つて割算結果を求め、割
算回路１５は平均光量VDを平均光量VCで割つて
割算結果a2を求めるようになつている。比較回路
１６は割算結果a1，a2がともにほぼ１となつたと
きにデータ処理受付回路１７を制御してフレーム
メモリ９にそのときに記憶されているデータを検
査用画像処理回路へ転送するようになつている。
量VBを平均光量VAで割つて割算結果を求め、割
算回路１５は平均光量VDを平均光量VCで割つて
割算結果a2を求めるようになつている。比較回路
１６は割算結果a1，a2がともにほぼ１となつたと
きにデータ処理受付回路１７を制御してフレーム
メモリ９にそのときに記憶されているデータを検
査用画像処理回路へ転送するようになつている。
なお、第２図には各フイールド期間における割
算回路a1，a2の概略値を合わせて示しており、回
転ミラー４の界転角度が120度ないし180度のとき
が最適な状態であることを示している。
算回路a1，a2の概略値を合わせて示しており、回
転ミラー４の界転角度が120度ないし180度のとき
が最適な状態であることを示している。
このように、この実施例は、ストロボ光を回転
軸に対してθ1の角度をもつた回転ミラー４で反射
させ、その反射光で拡散板３を照明し、拡散板３
からの光で被検査物体２の表面を照明してテレビ
カメラ１でその正反射光を受光し、テレビカメラ
１の画面内の４個のマスクM1〜M4の平均光量を
監視するようにしたため、被検査物体２の表面の
撮像領域の上下左右でテレビカメラ１に対する正
反射光量がバランスしている状態で画像処理を行
うことができ、被検査物体２の位置決め精度がそ
れほど高くなくても検査を精度良く行える。
軸に対してθ1の角度をもつた回転ミラー４で反射
させ、その反射光で拡散板３を照明し、拡散板３
からの光で被検査物体２の表面を照明してテレビ
カメラ１でその正反射光を受光し、テレビカメラ
１の画面内の４個のマスクM1〜M4の平均光量を
監視するようにしたため、被検査物体２の表面の
撮像領域の上下左右でテレビカメラ１に対する正
反射光量がバランスしている状態で画像処理を行
うことができ、被検査物体２の位置決め精度がそ
れほど高くなくても検査を精度良く行える。
なお、実施例ではストロボ光源を用いたが、連
続発光する光源を用いてもよい。
続発光する光源を用いてもよい。
以上のように、この発明の表面検査装置によれ
ば、被検査物体の位置決め精度が低くても、照明
光の走査により、照明光の被検査物体の表面に対
する照射角度が被検査物体およびテレビカメラに
対して最適なとき、すなわち被検査物体の表面か
らテレビカメラに入射する正反射光の光量が画面
内で最もバランスがよいときの画像データに基づ
いて画像処理を行うことができ、微妙な正反射角
度の調整を必要とする被検査物体の表面検査を高
精度の位置決めを必要とせずに行うことができ
る。
ば、被検査物体の位置決め精度が低くても、照明
光の走査により、照明光の被検査物体の表面に対
する照射角度が被検査物体およびテレビカメラに
対して最適なとき、すなわち被検査物体の表面か
らテレビカメラに入射する正反射光の光量が画面
内で最もバランスがよいときの画像データに基づ
いて画像処理を行うことができ、微妙な正反射角
度の調整を必要とする被検査物体の表面検査を高
精度の位置決めを必要とせずに行うことができ
る。
第１図はこの発明の一実施例の光学的な構成
図、第２図Ａは回転ミラーの回転角度を示す説明
図、第２図Ｂは垂直同期信号の波形図、第２図Ｃ
はストロボランプの発光タイミング図、第３図は
実施例の電気的なブロツク図、第４図は画面のマ
スクの説明図である。 １…テレビカメラ、２…被検査物体、３…拡散
板、４…回転ミラー、５…ストロボ信号発生部、
６…ストロボランプ、７…光フアイバ、８…Ａ−
Ｄコンバータ、９…フレームメモリ、１０〜１３
…平均光量演算回路、１４，１５…割算回路、１
６…比較回路、１７…データ処理受付回路。
図、第２図Ａは回転ミラーの回転角度を示す説明
図、第２図Ｂは垂直同期信号の波形図、第２図Ｃ
はストロボランプの発光タイミング図、第３図は
実施例の電気的なブロツク図、第４図は画面のマ
スクの説明図である。 １…テレビカメラ、２…被検査物体、３…拡散
板、４…回転ミラー、５…ストロボ信号発生部、
６…ストロボランプ、７…光フアイバ、８…Ａ−
Ｄコンバータ、９…フレームメモリ、１０〜１３
…平均光量演算回路、１４，１５…割算回路、１
６…比較回路、１７…データ処理受付回路。
Claims (1)
- １ 表面が平坦な被検査物体の表面に光を照射す
る際の投光軸に対して90度より小さい角度で交差
する回転軸に対し、回転ミラーの反射面が前記回
転軸を回転中心とする回転にかかわらず常に前記
被検査物体の方向を向く角度範囲で前記投光軸と
回転軸との交差点を中心として前記回転軸と直交
する面に対して傾斜した状態に前記回転ミラーを
取り付け、前記回転ミラーの前記回転軸を回転中
心とする回転にかかわらず前記回転ミラーからの
反射光が常に前記被検査物体の方向を向く角度範
囲で前記回転ミラーへの入光軸を前記交差点の位
置で前記投光軸に対して交差させ、前記交差点と
前記被検査物体との間に拡散板を配置した面光源
と、この面光源からの光の前記被検査物体の表面
による正反射光を受光するテレビカメラと、この
テレビカメラの出力をアナログ−デジタル変換す
るアナログ−デジタルコンバータと、このアナロ
グ−デジタルコンバータの出力を１画面分記憶し
記憶内容を前記テレビカメラの垂直同期信号毎に
更新するフレームメモリと、前記テレビカメラの
画面中にその中心を挟んで相対するように少くと
も２対のマスクを設定しこの少くとも２対のマス
ク内の平均光量を演算する平均光量演算手段と、
前記少くとも２対のマスク内の平均光量を対毎に
比較し各対の平均光量がそれぞれほぼ等しくなつ
たときに前記フレームメモリのデータを検査用画
像処理回路へ転送させる転送制御手段とを備えた
表面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031406A JPS59157545A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031406A JPS59157545A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 表面検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59157545A JPS59157545A (ja) | 1984-09-06 |
| JPH0333220B2 true JPH0333220B2 (ja) | 1991-05-16 |
Family
ID=12330370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58031406A Granted JPS59157545A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59157545A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2721199B2 (ja) * | 1988-10-06 | 1998-03-04 | 株式会社東芝 | 傷検知装置 |
| JPH06129995A (ja) * | 1992-10-16 | 1994-05-13 | Nippon Steel Corp | 光学式表面欠陥検査装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57182715A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-10 | Canon Inc | Optical face scanning method |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP58031406A patent/JPS59157545A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59157545A (ja) | 1984-09-06 |
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