JPH04204358A - 塗装表面検査装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、塗装表面の仕上がり具合を無接触に検査する
装置に関する。

従来の技術 自動車製造プロセスの塗装工程においては、その平滑性
のような仕上がり具合を検査している。

これは、第５図に示すように、被検査面である塗装が施
された塗装表面ｌから３ｍ程度離れた所に蛍光灯２を配
置し、こや蛍光灯２から発した光３を塗装表面ｌで反射
させ、この反射光４を塗装表面ｌから４０ｃｍ程度離れ
た所で作業者５が塗装表面ｌに写った蛍光灯２の像を見
て、当該像のゆがみや明暗を認識することにより、塗装
表面ｌの平滑性のような仕上がり具合を無接触に検査す
る。

発明が解決しようとする課題 しかし、前述の検査では、細長い蛍光灯２の像全体を作
業者５が一度で認識するのに、蛍光灯２を塗装表面ｌか
ら３ｍ程度離して置いたり、作業者５の目で物を見るの
に、目を塗装表面１から４０ｃｍ程度離したりしている
。このため、検査に広いスペースが必要となるばかりで
なく、作業者５の視力や感覚の相違というような個人差
により、検査結果にばらつきがある。

課題を解決するための手段 そこで本発明にあっては、検査用光源から発した光を被
検査前である塗装が施された塗装表面で反射させ、この
反射光を画像認識手段により撮像するようにした塗装表
面検査装置において、上記検査用光源の塗装表面側に、
ピントグラスとスリット形成用マスクと凸レンズとが順
次並列配置された光学手段を一体に組み付ける一方、上
記画像認識手段のＣＣＤ画素子の塗装表面側に短焦点レ
ンズを一体に組み付けである。

作用 検査用光源から発した光をピントグラス上に結像し、こ
の結像光をスリット形成用マスクでスリット光に形成し
、このスリット光を凸レンズの焦点距離内から凸レンズ
に通して塗装表面に照射し、この照射光が塗装表面で反
射した反射光を短焦点レンズに通してＣＣＤ画素子で捕
らえる。これにより、ＣＣＤ画素子は、上記スリット光
を実際のスリット光よりも遠くに位置して拡大した虚像
光源として撮像する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面とともに前述した従来構
造と同一部分に同一符号を付して詳述する。

先ず、実施例の構造を説明する。

第１図に示すように、この一実施例の塗装表面検査装置
は、大まかには、検査用光源１から発した光を被検査面
である塗装が施された塗装表面２で反射させ、この反射
光を画像認識手段３により撮像するようになっている。

前記検査用光源ｌはレーザ発振器ＩＯから出力された光
をコリメータレンズ１１で平行な光に形成し、この平行
な光をシリンドリカルレンズ１２で塗装表面２側の一点
に集めるようになっている。

この検査用光源ｌの塗装表面２側には光学手段４が一体
に組み付けである。この光学手段４は、ピントグラス４
０とスリット形成用マスク４１と凸レンズ４２とがシリ
ンドリカルレンズ１２側から塗装表面２側へ順次配置さ
れて、検査用光源ｌのシリンドリカルレンズ１２を透過
した光をピントグラス４０上に結像し、この結像した光
をスリット形成用マスク４１のスリット４１ａに通して
検査用スリット光に形成し、この検査用スリット光を凸
レンズ４２に通して塗装表面２に照射するようになって
いる。

ここで、前記検査用光源ｌと光学手段４とが筒状のケー
シング５内に組み付けられ、ピントグラス４０とスリッ
ト形成用マスク４１との重合面４３が凸レンズ４２の焦
点距離内に位置し、スリット形成用マスク４１のスリッ
ト４１ａが凸レンズ４２の光軸上に位置し、凸レンズ４
２の光軸が検査用光源１の光軸に一致している。

前記画像認識手段３は０００画素子３０が検査用スリッ
ト光の塗装表面２での反射光を受光し、この受光量に応
じた電気量をＣＲＴのような表示器３１に出力し、表示
器３１が人間の目で見える画像として表示するようにな
っている。

この０００画素子３０の塗装表面２側には短焦点レンズ
６を一体に組み付けである。この０００画素子３０と短
焦点レンズ６とは、前記とは別の筒状のケーシング７に
組み付けられ、短焦点レンズ６は塗装表面２に写った検
査用スリット光の像に焦点を合わせる位置に配置しであ
る。

また、前記ケーシング５，７と表示器３１とは、同一の
ベース８に組み付けられている。

次に、実施例の作用を説明する。

第１図に示すように、ベース８を検査しようとする塗装
表面２上に離間配置し、レーザ発振器ｌＯに図外の電源
から電力を供給し、レーザ発振器１０から光を出力する
と、この光かコリメータレンズ１１．シリンドリカルレ
ンズ１２を経てピントグラス４０上に結像し、これがス
リット形成用マスク４】のスリット４１ａでスリット光
に形成され、このスリット光が凸レンズ４２を通して塗
装表面２で反射し、この反射光か短焦点レンズ６を通し
て０００画素子３０に受光され、この０００画素子３０
の受光量に応じて表示器３１が画像を表示する。

ここで、第２図を参照しつつ、０００画素子３０が受光
する塗装表面２に写った検査用スリット光Ａについて見
ると、ピントグラス４ｏとスリット形成用マスク４１と
の重合面４３が凸レンズ４２の焦点距離ｆ１内に配置さ
れており、ＣＣＤ画素子３０が、上記重合面４３での実
光源たる検査用スリット光Ａを凸レンズ４２の左側から
見ることになる。つまり、ＣＣＤ画素子３０は、上記実
光源たる検査用スリット光Ａが遠くに拡大された虚像光
源Ｂを、塗装表面２で反射させ短焦点レンズ６を通して
撮像することになる。このようなことから、第３図に示
すように、塗装表面２を平面鏡と見なすと、上記検査用
スリット光Ａの虚像光源Ｂが塗装表面２に写り、この塗
装表面２に写った虚像Ｂ′をＣＣＤ画素子３０が撮像し
ている。

したがって、塗装表面２が実線示の状態から仮想線の状
態へと角度Δαだけ傾斜したと仮定すると、上記虚像光
源Ｂが仮想線示の塗装表面２に写った虚像Ｂ″となる。

この仮想線示の塗装表面２に写った虚像Ｂ″と上記実線
示の塗装表面２に写った虚像Ｂ″とは距離ＱＢだけ離れ
る。

また上記実光源Ａが実線示の塗装表面２に写った虚像を
Ａ′とし、仮想線示の塗装表面２に写った虚像をＡ′と
し、その距離をＬ＾とすると、上記虚像光源Ｂによる塗
装表面２の虚像Ｂ′　と虚像Ｂ″との距離ＬＢは、虚像
光源Ｂが実光源Ａよりも塗装表面２から離れた分、上記
距離ＬＡよりも拡大するので、塗装表面２の角度変化Δ
αに対する像の移動量ＬＢが大きくなり、ＣＣＤ画素子
３０の感度が上がる。

一方、第４図を参照しつつＣＣＤ画素子３０のサイズに
ついて説明すると、短焦点レンズ６を虚像光源Ｂに合焦
させたときの短焦点レンズ６から虚像光源Ｂまでの距離
りと、短焦点レンズ６を実光源Ａに合焦させたときの短
焦点レンズ６から実光源Ａまでの距離Ｄｎと、短焦点レ
ンズ６の焦点距離ｆと、短焦点レンズ６の開口比Ｆとか
ら、ＣＣＤ画素子３０のボケ半径ｄは、 となる。

ここで、Ｄ＝３０００ｍｍ、Ｄｎ＝　Ｉ　ＯＯｍｍ。

ｆ＝　１１．７ｍｍ、Ｆ＝８として、上記（］）式より
、ボケ半径ｄを求めると、ｄ＝ｏ、１６ｍｍとなり、２
／３インチＣＣＤ画素子３０を使用しても、実光源Ａと
虚像光源Ｂとの両方に十分ピントを合わせることができ
る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、０００画素子で、凸レン
ズによる実際のスリット光よりも遠くに位置して拡大し
た虚像光源を、短焦点レンズを通して撮像する構造にな
っているので、検査用光源や０００画素子を塗装表面に
近付けることができ、検査に要するスペースを狭くする
ことができるうえ、塗装表面の角度変化に対する変化量
が実光源よりも大きい虚像光源を利用しているので、塗
装表面に写った虚像光源のゆがみや明暗等に対する分解
能が高くなる。しかも、０００画素子の出力をＣＲＴの
ような表示手段で画像表示する画像認識手段により、塗
装表面に写った虚像光源を撮像しているので、作業者が
塗装表面に写った蛍光灯の像を肉眼で見るのに比べて、
塗装表面平滑性の検査精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例の凸レンズの作用説明図、第３図は同実施例の塗装
表面の角度変化に対する実光源像と虚像との変化量を示
す作用説明図、第４図は同実施例の短焦点レンズの作用
説明図、第５図は従来の塗装表面の検査ソステムを示す
構成図である。 ｌ・・・検査用光源、２・・・塗装表面（被検査面）、
３・・画像認識手段、４・光学手段、６・・・短焦点レ
ンズ、３０・・・０００画素子、４０・・・ピントグラ
ス、４１・・・凸レンズ、 １１？！１ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査用光源から発した光を被検査面である塗装が
   施された塗装表面で反射させ、この反射光を画像認識手
   段により撮像するようにした塗装表面検査装置において
   、 上記検査用光源の塗装表面側に、ピントグラスとスリッ
   ト形成用マスクと凸レンズとが順次並列配置された光学
   手段を一体に組み付ける一方、上記画像認識手段のＣＣ
   Ｄ画素子の塗装表面側に短焦点レンズを一体に組み付け
   たことを特徴とする塗装表面検査装置。