JPH0411422Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0411422Y2 JPH0411422Y2 JP1985059355U JP5935585U JPH0411422Y2 JP H0411422 Y2 JPH0411422 Y2 JP H0411422Y2 JP 1985059355 U JP1985059355 U JP 1985059355U JP 5935585 U JP5935585 U JP 5935585U JP H0411422 Y2 JPH0411422 Y2 JP H0411422Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camera
- linear image
- axis
- image sensor
- view
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は形状複雑な対象物の表面欠陥の有無等
を光学的に検査するために使用される欠陥検査用
カメラに関するものである。
を光学的に検査するために使用される欠陥検査用
カメラに関するものである。
（従来の技術）
従来、板ガラスや鋼板のような板状体の欠陥検
査には多数の画素を直線状に配列させた直線撮像
素子（リニアイメージセンサ）をテレビカメラの
レンズの軸線上に配置した欠陥検査用カメラが使
用されているが、このような欠陥検査用カメラは
対象物表面の明るさを直接電気信号に変換するも
のであるから、例えば碍子のような複雑な凹凸面
を有する対象物に使用したときには照明むらによ
る明るさの変化と欠陥による明るさの変化とを識
別することができない欠点がある。そこで本考案
者はテレビカメラの撮像面に２本の直線撮像素子
を近接させて並列に配置し、双方の直線撮像素子
から生ずる出力信号の差を演算することにより照
明むらの影響をキヤンセルするようにした視覚セ
ンサシステムを開発して先に特願昭59−67016号
として提案したところである。
査には多数の画素を直線状に配列させた直線撮像
素子（リニアイメージセンサ）をテレビカメラの
レンズの軸線上に配置した欠陥検査用カメラが使
用されているが、このような欠陥検査用カメラは
対象物表面の明るさを直接電気信号に変換するも
のであるから、例えば碍子のような複雑な凹凸面
を有する対象物に使用したときには照明むらによ
る明るさの変化と欠陥による明るさの変化とを識
別することができない欠点がある。そこで本考案
者はテレビカメラの撮像面に２本の直線撮像素子
を近接させて並列に配置し、双方の直線撮像素子
から生ずる出力信号の差を演算することにより照
明むらの影響をキヤンセルするようにした視覚セ
ンサシステムを開発して先に特願昭59−67016号
として提案したところである。
ところが一般に直線撮像素子はそのセンサチツ
プの周囲にシフトレジスタ回路や出力回路が一体
的に組込まれて全体の幅が約10mm程度もあるため
に10mm以下の距離に近接配置することができず、
レンズ倍率をＭとすれば対象物表面上においては
10×Ｍmmも離れた線上の明るさを対比することと
なつて検査精度を一定値以上に向上させることが
できぬ問題があることが分つた。また、碍子のよ
うな複雑な表面形状を有する対象物の全表面を検
査するには、第５図のように複数台のカメラを使
用する必要があるが、各カメラに要求される視野
が大幅に異なるため、視野角度が一定の同種のカ
メラを用いた場合には対象物との距離を変化させ
なければならずこれに応じてカメラの倍率が変化
して検査精度が変動する問題があり、またカメラ
と対象物との距離を一定とするためカメラの視野
内に第５図中に破線で示すように被検査面以外の
部分も入るようにすると、第６図のＡ〜Ｃに示す
ようにカメラ視野の両端部に欠陥信号とまぎらわ
しい雑音波形が生じて正確な検査が行えなくなる
問題があることも明らかとなつた。
プの周囲にシフトレジスタ回路や出力回路が一体
的に組込まれて全体の幅が約10mm程度もあるため
に10mm以下の距離に近接配置することができず、
レンズ倍率をＭとすれば対象物表面上においては
10×Ｍmmも離れた線上の明るさを対比することと
なつて検査精度を一定値以上に向上させることが
できぬ問題があることが分つた。また、碍子のよ
うな複雑な表面形状を有する対象物の全表面を検
査するには、第５図のように複数台のカメラを使
用する必要があるが、各カメラに要求される視野
が大幅に異なるため、視野角度が一定の同種のカ
メラを用いた場合には対象物との距離を変化させ
なければならずこれに応じてカメラの倍率が変化
して検査精度が変動する問題があり、またカメラ
と対象物との距離を一定とするためカメラの視野
内に第５図中に破線で示すように被検査面以外の
部分も入るようにすると、第６図のＡ〜Ｃに示す
ようにカメラ視野の両端部に欠陥信号とまぎらわ
しい雑音波形が生じて正確な検査が行えなくなる
問題があることも明らかとなつた。
（考案が解決しようとする問題点）
本考案は上記のような従来の問題点を解決し
て、通常の直線撮像素子を利用して対象物表面の
非常に近接した２本の線上の明るさの対比を正確
に行わせることができ、また碍子のような複雑な
表面形状を有する対象物についても一定の検査精
度で全表面の欠陥を正確に検査することができる
欠陥検査用カメラを目的として完成されたもので
ある。
て、通常の直線撮像素子を利用して対象物表面の
非常に近接した２本の線上の明るさの対比を正確
に行わせることができ、また碍子のような複雑な
表面形状を有する対象物についても一定の検査精
度で全表面の欠陥を正確に検査することができる
欠陥検査用カメラを目的として完成されたもので
ある。
（問題点を解決するための手段）
本考案はレンズの軸線上に該軸線に直交する稜
線を挟んで軸線に対して等角度に傾斜する対称な
２つの反射面を持つ反射鏡を取付けるとともに、
これらの反射面からの反射光を受けるカメラ内面
上の２位置には直線撮像素子を設け、更にこれら
の各直線撮像素子の前面近接位置にはおの画素の
配列方向に連動して移動可能な遮光板を配したこ
とを特徴とするものである。
線を挟んで軸線に対して等角度に傾斜する対称な
２つの反射面を持つ反射鏡を取付けるとともに、
これらの反射面からの反射光を受けるカメラ内面
上の２位置には直線撮像素子を設け、更にこれら
の各直線撮像素子の前面近接位置にはおの画素の
配列方向に連動して移動可能な遮光板を配したこ
とを特徴とするものである。
（実施例）
次に本考案を図示の実施例について詳細に説明
すれば、１はレンズ２を備えたカメラ主体であ
り、３はレンズ２の軸線上に進退動自在に取付
けられた５角柱状の反射鏡である。この反射鏡３
は軸線に直交するように位置付けられた稜線４
を挟んで軸線に対して45゜の等角度で左右に傾
斜した対称な２つの反射面５，６を持つものであ
り、また、カメラ内面上のこれらの反射面５，６
からの反射光を受ける２位置にはそれぞれ直線撮
像素子７，８が配置されている。各直線撮像素子
７，８の前面近接位置には、その画素の配列方向
に可動な遮光板９，１０がそれぞれ配されてい
る。図示のように各遮光板９，１０は上下１対の
ものであり、画素の配列方向に延びる駆動ねじ１
１に基端が螺合され、他端が柱状体１２の縦溝に
摺動自在に嵌合されて支持されたものである。本
実施例では駆動ねじ１１は上下に逆ねじを切つて
上下の遮光板９，１０を互いに反対方向に同量ず
つ同時に移動できるようにしたが、軸線を挟ん
で両側位置にある駆動ねじ１１，１１をベルト、
チエーン等により連結して遮光板９と遮光板１０
と同時に動かせるようにしてもよい。これによつ
て各直線撮像素子７，８の視野は各カメラ毎に自
由に変えられることとなる。なお、遮光板９，１
０と各直線撮像素子７，８との間の距離が開くと
境界部の像が不鮮明となるので、遮光板９，１０
は各直線撮像素子７，８の前面になるべく近接さ
せて配するべきである。
すれば、１はレンズ２を備えたカメラ主体であ
り、３はレンズ２の軸線上に進退動自在に取付
けられた５角柱状の反射鏡である。この反射鏡３
は軸線に直交するように位置付けられた稜線４
を挟んで軸線に対して45゜の等角度で左右に傾
斜した対称な２つの反射面５，６を持つものであ
り、また、カメラ内面上のこれらの反射面５，６
からの反射光を受ける２位置にはそれぞれ直線撮
像素子７，８が配置されている。各直線撮像素子
７，８の前面近接位置には、その画素の配列方向
に可動な遮光板９，１０がそれぞれ配されてい
る。図示のように各遮光板９，１０は上下１対の
ものであり、画素の配列方向に延びる駆動ねじ１
１に基端が螺合され、他端が柱状体１２の縦溝に
摺動自在に嵌合されて支持されたものである。本
実施例では駆動ねじ１１は上下に逆ねじを切つて
上下の遮光板９，１０を互いに反対方向に同量ず
つ同時に移動できるようにしたが、軸線を挟ん
で両側位置にある駆動ねじ１１，１１をベルト、
チエーン等により連結して遮光板９と遮光板１０
と同時に動かせるようにしてもよい。これによつ
て各直線撮像素子７，８の視野は各カメラ毎に自
由に変えられることとなる。なお、遮光板９，１
０と各直線撮像素子７，８との間の距離が開くと
境界部の像が不鮮明となるので、遮光板９，１０
は各直線撮像素子７，８の前面になるべく近接さ
せて配するべきである。
（作用）
このように構成されたものは、例えば第４図に
示されるように懸垂碍子等の対象物２０の上方に
対象物２０の半径方向と反射鏡３の稜線４の長手
方向とを一致させてセツトし、対象物２０を自転
させつつその表面からの反射光をレンズ２により
受光させて使用すれば、レンズ２からの入射光は
その軸線上に設けられた反射鏡３の軸線に直
交する稜線４を挟んで軸線に対して等角度に傾
斜させた対称な２つの反射面５，６によつて左右
に２分され、これらの反射面５，６からの反射光
を受けるカメラ内面上の２位置に配された直線撮
像素子７，８によつて受光されて対象物２０の半
径方向の明るさの変化を示す電気信号に変換さ
れ、演算処理部１３によつて処理されることとな
る。このとき、第１図及び第３図からも明らかな
ように、軸線から左右いずれかにわずかに外れ
た光路から入射する光線が反射面５，６のいずれ
かにより振り分けられて直線撮像素子７または８
へ入ることとなり、このようなわずかな光路の差
を持つ光線の振り分けは反射鏡３によつて行われ
るので、従来のように直線撮像素子７，８を近接
配置しなくとも対象物２０の表面の非常に近接し
た２本の線２１，２２上の明るさを適確に把えて
直線撮像素子７，８により電気信号に変換させる
ことが可能となる。
示されるように懸垂碍子等の対象物２０の上方に
対象物２０の半径方向と反射鏡３の稜線４の長手
方向とを一致させてセツトし、対象物２０を自転
させつつその表面からの反射光をレンズ２により
受光させて使用すれば、レンズ２からの入射光は
その軸線上に設けられた反射鏡３の軸線に直
交する稜線４を挟んで軸線に対して等角度に傾
斜させた対称な２つの反射面５，６によつて左右
に２分され、これらの反射面５，６からの反射光
を受けるカメラ内面上の２位置に配された直線撮
像素子７，８によつて受光されて対象物２０の半
径方向の明るさの変化を示す電気信号に変換さ
れ、演算処理部１３によつて処理されることとな
る。このとき、第１図及び第３図からも明らかな
ように、軸線から左右いずれかにわずかに外れ
た光路から入射する光線が反射面５，６のいずれ
かにより振り分けられて直線撮像素子７または８
へ入ることとなり、このようなわずかな光路の差
を持つ光線の振り分けは反射鏡３によつて行われ
るので、従来のように直線撮像素子７，８を近接
配置しなくとも対象物２０の表面の非常に近接し
た２本の線２１，２２上の明るさを適確に把えて
直線撮像素子７，８により電気信号に変換させる
ことが可能となる。
このような直線撮像素子７，８からの出力信号
は、対象物２０の表面に欠陥がない場合にはそれ
ぞれの長手方向には変化があるものの各直線撮像
素子７，８の相対応する画素からの出力信号はそ
れぞれ同一であるために、直線撮像素子７からの
出力信号と直線撮像素子８からの出力信号との差
を演算すれば差信号はゼロとなる。これに対して
第４図に示すように対象物２０の表面に欠陥３０
が存在すれば線２１を把えた直線撮像素子７の出
力信号は第６図Ａのように欠陥３０による明るさ
の変化を含む波形となり、線２２を把えた直線撮
像素子８の出力信号は第６図Ｂのような波形とな
る。従つて両者の差を演算すれば第６図Ｃに示さ
れるように欠陥信号のみとなつた差信号５０を取
り出すことができる。しかも、対比される線２１
と線２２との間隔を極めて接近させることができ
るので、非常に微細な欠陥３０をも検出すること
ができ、検査精度を著しく苦情させることができ
る。ところが実際の碍子検査ラインにおいては第
５図のように多数台のカメラによつて全表面を検
査しなければならず、各カメラの倍率を一定にす
るために対象物２０との距離を略一定としたとき
には被検査面以外の部分がカメラの視野に入るた
めに第６図に示されるように各直線撮像素子７，
８の両端部に余分な雑音波形が生じ、差信号を取
つたときにも雑音６０が生ずることは前述のとお
りである。そこで本考案においては各直線撮像素
子７，８の前面近接位置に配された遮光板９，１
０を駆動ねじ１１によつて画素の配列方向に連動
して移動させ、第５図に実線で示すように各カメ
ラの視野を被検査面以外の部分が入らないように
調節する。この結果、各直線撮像素子７，８には
雑音波形が生じなくなり、第６図Ｄのように差信
号５０のみを取出すことができることとなる。な
お、このような視野の調節は各カメラ毎に行うこ
とができるので、同種のカメラを用いて視野の広
い部分も視野の狭い部分も検査することができ
る。
は、対象物２０の表面に欠陥がない場合にはそれ
ぞれの長手方向には変化があるものの各直線撮像
素子７，８の相対応する画素からの出力信号はそ
れぞれ同一であるために、直線撮像素子７からの
出力信号と直線撮像素子８からの出力信号との差
を演算すれば差信号はゼロとなる。これに対して
第４図に示すように対象物２０の表面に欠陥３０
が存在すれば線２１を把えた直線撮像素子７の出
力信号は第６図Ａのように欠陥３０による明るさ
の変化を含む波形となり、線２２を把えた直線撮
像素子８の出力信号は第６図Ｂのような波形とな
る。従つて両者の差を演算すれば第６図Ｃに示さ
れるように欠陥信号のみとなつた差信号５０を取
り出すことができる。しかも、対比される線２１
と線２２との間隔を極めて接近させることができ
るので、非常に微細な欠陥３０をも検出すること
ができ、検査精度を著しく苦情させることができ
る。ところが実際の碍子検査ラインにおいては第
５図のように多数台のカメラによつて全表面を検
査しなければならず、各カメラの倍率を一定にす
るために対象物２０との距離を略一定としたとき
には被検査面以外の部分がカメラの視野に入るた
めに第６図に示されるように各直線撮像素子７，
８の両端部に余分な雑音波形が生じ、差信号を取
つたときにも雑音６０が生ずることは前述のとお
りである。そこで本考案においては各直線撮像素
子７，８の前面近接位置に配された遮光板９，１
０を駆動ねじ１１によつて画素の配列方向に連動
して移動させ、第５図に実線で示すように各カメ
ラの視野を被検査面以外の部分が入らないように
調節する。この結果、各直線撮像素子７，８には
雑音波形が生じなくなり、第６図Ｄのように差信
号５０のみを取出すことができることとなる。な
お、このような視野の調節は各カメラ毎に行うこ
とができるので、同種のカメラを用いて視野の広
い部分も視野の狭い部分も検査することができ
る。
（考案の効果）
本考案は以上の説明からも明らかなように、通
常の直線撮像素子を利用して対象物表面の極めて
近接した２本の線上の明るさを電気信号に変換し
て対比することができ、しかも各直線撮像素子の
前面近接位置に画素の配列方向に連動して移動可
能な遮光板を配したことにより各カメラの視野の
両端部分を自由に変えてカメラ倍率を一定に保ち
つつ被検査面以外の部分が視野に入ることによつ
て生ずる雑音波形を無くすることに成功したもの
である。従つて本考案は同種のカメラを用いて検
査精度に変動を与えることなく対象物の全表面の
欠陥を適確に検査することができるものであるか
ら、碍子その他の複雑な凹凸面を有する対象物の
欠陥をオンラインで適確に検査できる欠陥検査用
カメラとしてその実用的価値は極めて大なもので
ある。
常の直線撮像素子を利用して対象物表面の極めて
近接した２本の線上の明るさを電気信号に変換し
て対比することができ、しかも各直線撮像素子の
前面近接位置に画素の配列方向に連動して移動可
能な遮光板を配したことにより各カメラの視野の
両端部分を自由に変えてカメラ倍率を一定に保ち
つつ被検査面以外の部分が視野に入ることによつ
て生ずる雑音波形を無くすることに成功したもの
である。従つて本考案は同種のカメラを用いて検
査精度に変動を与えることなく対象物の全表面の
欠陥を適確に検査することができるものであるか
ら、碍子その他の複雑な凹凸面を有する対象物の
欠陥をオンラインで適確に検査できる欠陥検査用
カメラとしてその実用的価値は極めて大なもので
ある。
第１図は本考案の実施例を示す水平断面図、第
２図はその垂直断面図、第３図は視野を狭くした
状況を示す同じく垂直断面図、第４図は検査原理
を示す一部切欠斜視図、第５図は使用状態を示す
断面図、第６図は各撮像素子の出力信号及びその
差信号の波形図である。 ２……レンズ、３……反射鏡、４……稜線、
５，６……反射面、７，８……直線撮像素子、
９，１０……遮光板、……レンズ２の軸線。
２図はその垂直断面図、第３図は視野を狭くした
状況を示す同じく垂直断面図、第４図は検査原理
を示す一部切欠斜視図、第５図は使用状態を示す
断面図、第６図は各撮像素子の出力信号及びその
差信号の波形図である。 ２……レンズ、３……反射鏡、４……稜線、
５，６……反射面、７，８……直線撮像素子、
９，１０……遮光板、……レンズ２の軸線。
Claims (1)
- レンズ２の軸線上に該軸線に直交する稜線
４を挟んで軸線に対して等角度に傾斜する対称
な２つの反射面５，６を持つ反射鏡３を取付ける
とともに、これらの反射面５，６からの反射光を
受けるカメラ内面上の２位置には直線撮像素子
７，８を設け、更にこれらの各直線撮像素子７，
８の前面近接位置にはその画素の配列方向に連動
して移動可能な遮光板９，１０を配したことを特
徴とする欠陥検査用カメラ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985059355U JPH0411422Y2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | |
| US06/776,892 US4664520A (en) | 1984-09-29 | 1985-09-17 | Camera for visual inspection |
| DE8585306844T DE3581870D1 (de) | 1984-09-29 | 1985-09-26 | Kamera zur optischen untersuchung. |
| EP85306844A EP0177273B1 (en) | 1984-09-29 | 1985-09-26 | Camera for visual inspection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985059355U JPH0411422Y2 (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176872U JPS61176872U (ja) | 1986-11-05 |
| JPH0411422Y2 true JPH0411422Y2 (ja) | 1992-03-23 |
Family
ID=30585708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985059355U Expired JPH0411422Y2 (ja) | 1984-09-29 | 1985-04-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0411422Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769275B2 (ja) * | 1989-04-15 | 1995-07-26 | 松下電工株式会社 | 表面検査機 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS447278Y1 (ja) * | 1965-06-14 | 1969-03-18 | ||
| JPS4964485A (ja) * | 1972-10-20 | 1974-06-21 | ||
| JPS5322A (en) * | 1976-06-23 | 1978-01-05 | Fujitsu Ltd | Solid pickup unit |
| JPS5840987A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-10 | Toshiba Corp | 磁気再生方式 |
| JPS59116728A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Toshiba Corp | 撮像方法 |
-
1985
- 1985-04-19 JP JP1985059355U patent/JPH0411422Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61176872U (ja) | 1986-11-05 |
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