JPH0515978B2 - - Google Patents
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- JPH0515978B2 JPH0515978B2 JP57102699A JP10269982A JPH0515978B2 JP H0515978 B2 JPH0515978 B2 JP H0515978B2 JP 57102699 A JP57102699 A JP 57102699A JP 10269982 A JP10269982 A JP 10269982A JP H0515978 B2 JPH0515978 B2 JP H0515978B2
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- JP
- Japan
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- convex
- projection screen
- light
- convex surface
- image
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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
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- 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)
- Image Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、凸面体の表面欠陥検査用光学装置に
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、簡単な光学系構成によ
り、高精度に、自動的に検査し得る検査用光学装
置に関するものである。
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、簡単な光学系構成によ
り、高精度に、自動的に検査し得る検査用光学装
置に関するものである。
反射率の高い凸面体の表面、例えば金属で鏡面
仕上された凸表面や鍍金凸表面の状態例えば欠陥
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、上述した如き高反射率の凸表面
(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光学装置が、種々
提案されている。
仕上された凸表面や鍍金凸表面の状態例えば欠陥
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、上述した如き高反射率の凸表面
(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光学装置が、種々
提案されている。
然し乍ら、現在提案されている凸表面の自動検
査用光学装置では、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。
査用光学装置では、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
従来の自動検査用光学装置の一例を説明しよう。
従来の自動検査用光学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1
の被検査表面である凸表面2に入射する入射光
IL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。
の被検査表面である凸表面2に入射する入射光
IL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1の凸表面2の検査
を行なう従来の検査用光学装置の一例の概略図で
ある。同図に於いて、3は光源で、この光源3よ
り凸面体1の凸表面2への入射光IL1は凸面体1
表面2の各点A1、A2、A3……で反射して、反射
光RL1、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、RL1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1の被測定表面である凸表面2のう
ち、点A1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RL1は、光源3
の光そのものと云つて良いので、反射光RL1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、被検査表面である凸表
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対して、徐々に一回転させる必要が
ある。又、この場合、A1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、A1点以外の表面の検
査も行い得るが、被検査物体1の凸表面2が凸面
体である限り、テレビカメラ4と、凸表面2と、
光源3との配置を、どのように変えようとも、
A1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、眩光して検査を困難にする場合が
生ずる。
を行なう従来の検査用光学装置の一例の概略図で
ある。同図に於いて、3は光源で、この光源3よ
り凸面体1の凸表面2への入射光IL1は凸面体1
表面2の各点A1、A2、A3……で反射して、反射
光RL1、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、RL1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1の被測定表面である凸表面2のう
ち、点A1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RL1は、光源3
の光そのものと云つて良いので、反射光RL1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、被検査表面である凸表
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対して、徐々に一回転させる必要が
ある。又、この場合、A1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、A1点以外の表面の検
査も行い得るが、被検査物体1の凸表面2が凸面
体である限り、テレビカメラ4と、凸表面2と、
光源3との配置を、どのように変えようとも、
A1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、眩光して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のあ
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。
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のあ
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、この従来例によつては、
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テレビカメラのレンズ4
1を撮像してしまい、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、被検査物体である凸面体1の凸
表面2の傷等の欠陥の有無を検査する検査装置で
ある。
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、この従来例によつては、
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テレビカメラのレンズ4
1を撮像してしまい、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、被検査物体である凸面体1の凸
表面2の傷等の欠陥の有無を検査する検査装置で
ある。
従つて、本発明の主目的は、叙上の如き従来の
検査用光学装置の欠点を一掃した、凸面体の表面
欠陥検査用光学装置を提供するにある。
検査用光学装置の欠点を一掃した、凸面体の表面
欠陥検査用光学装置を提供するにある。
本発明の要旨は、光を被検査物体1の凸表面2
に照射し、凸表面2よりの反射光RLを投映スク
リーン7に投影し、この投影スクリーン7上の投
影像をイメージセンサ4により受け、このイメー
ジセンサ4よりの出力信号を検査装置6により処
理して、被検査物体の凸表面の欠陥の有無を検査
する凸面体1の表面欠陥検査用光学装置に於い
て、光を略平行光束となし、被検査物体の凸表面
2の平行光束で照射される被照射領域よりの反射
光RLをつや消し面の如き像形成面7Aを有する
投映スクリーン7に直接投映して、被照射領域の
像を投映スクリーン7の像形成面上に形成すると
共に被照射領域の所定の領域よりの反射光RLが
像形成面7Aに到る距離が各点において略等しく
なるように投映スクリーン7を形成したことを特
徴とする凸面体の表面欠陥検査用光学装置にあ
る。
に照射し、凸表面2よりの反射光RLを投映スク
リーン7に投影し、この投影スクリーン7上の投
影像をイメージセンサ4により受け、このイメー
ジセンサ4よりの出力信号を検査装置6により処
理して、被検査物体の凸表面の欠陥の有無を検査
する凸面体1の表面欠陥検査用光学装置に於い
て、光を略平行光束となし、被検査物体の凸表面
2の平行光束で照射される被照射領域よりの反射
光RLをつや消し面の如き像形成面7Aを有する
投映スクリーン7に直接投映して、被照射領域の
像を投映スクリーン7の像形成面上に形成すると
共に被照射領域の所定の領域よりの反射光RLが
像形成面7Aに到る距離が各点において略等しく
なるように投映スクリーン7を形成したことを特
徴とする凸面体の表面欠陥検査用光学装置にあ
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図との対応部分は同一符号を付
して示す。
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図との対応部分は同一符号を付
して示す。
扨て、第4図に示す本発明の例では、光源3
は、1個で、よりの入射光IL略々平行な光束IL
でこの入射光(以下平行光軸と記す)を被検査物
体、即ち凸面体1の凸表面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。凸面体1の凸表面2と
イメージセンサであるテレビカメラ4との間に、
例えば透明なプラスチツ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の凸面体の凸表面2と
対向する面には、そこに当たる光が一部乱反射
し、像が形成される像形成面であるつやけし面7
Aが形成されている。従つて、この投映スクリー
ン7のつやけし面7Aには、光源3よりの平行光
束ILが凸面体1の凸表面2の所定領域(被照射
表面)で反射した反射光束RLが当たり、凸面体
1の凸表面2の平行光束ILで照射された領域
(被照射領域)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7
Aの形状は、凸面体1の凸表面2の被照射領域で
反射され、そこよりの反射光束RLがつやけし面
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。このような形状となせば、凸面体
1の凸表面2の被照射領域で反射して透過形投映
スクリーン7のつやけし面7A上に投影される像
は、略々均一となり、凸面体1の凸表面2の欠陥
の検査が、良好に行い得る光学装置が提供可能と
成る。
は、1個で、よりの入射光IL略々平行な光束IL
でこの入射光(以下平行光軸と記す)を被検査物
体、即ち凸面体1の凸表面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。凸面体1の凸表面2と
イメージセンサであるテレビカメラ4との間に、
例えば透明なプラスチツ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の凸面体の凸表面2と
対向する面には、そこに当たる光が一部乱反射
し、像が形成される像形成面であるつやけし面7
Aが形成されている。従つて、この投映スクリー
ン7のつやけし面7Aには、光源3よりの平行光
束ILが凸面体1の凸表面2の所定領域(被照射
表面)で反射した反射光束RLが当たり、凸面体
1の凸表面2の平行光束ILで照射された領域
(被照射領域)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7
Aの形状は、凸面体1の凸表面2の被照射領域で
反射され、そこよりの反射光束RLがつやけし面
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。このような形状となせば、凸面体
1の凸表面2の被照射領域で反射して透過形投映
スクリーン7のつやけし面7A上に投影される像
は、略々均一となり、凸面体1の凸表面2の欠陥
の検査が、良好に行い得る光学装置が提供可能と
成る。
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、透過型投映スクリー
ン7に対して、被検査物体である凸面体1とは反
対側に配設し、つやけし面7A上の凸表面2の被
照射領域の像を、透過型投映スクリーン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、凸面体1の凸表面2の欠陥を有無
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
の像を撮像することもなく、仮に、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
IL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。
ラ等のイメージセンサ4を、透過型投映スクリー
ン7に対して、被検査物体である凸面体1とは反
対側に配設し、つやけし面7A上の凸表面2の被
照射領域の像を、透過型投映スクリーン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、凸面体1の凸表面2の欠陥を有無
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
の像を撮像することもなく、仮に、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
IL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、凸面体1の凸表面2への光源3よりの平行
光束ILにより照射される被照射領域が、凸面体
1の凸表面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、凸面体1を、回転又は移動
して、凸表面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7A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。
光束ILにより照射される被照射領域が、凸面体
1の凸表面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、凸面体1を、回転又は移動
して、凸表面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7A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よりの被検査体である凸面体1の凸
表面2へ入射する平行光束ILの入射角は、凸面
体1の凸表面2の大小及び曲率に応じて凸表面2
の像が略々均一に投影される様に適宜変更すれば
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ILが透過形投映スクリー
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。
表面2へ入射する平行光束ILの入射角は、凸面
体1の凸表面2の大小及び曲率に応じて凸表面2
の像が略々均一に投影される様に適宜変更すれば
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ILが透過形投映スクリー
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、凸面体1の凸表面2の形状によつては、テ
レビカメラ4を、投映スクリーン7に関して、凸
面体1と同じ側に配置、つやけし面7A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。
レビカメラ4を、投映スクリーン7に関して、凸
面体1と同じ側に配置、つやけし面7A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。
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略線図、第2図及
び第3図は夫々従来の検査装置を示す略線図、第
4図は本発明の一例を示す一部を断面とする略線
図である。 図に於て、1は被検査物体である凸面体、2は
凸表面、3は光源、4はイメージセンサ、7は投
映スクリーン、7Aはつやけし面である。
との関係を説明するに使用する略線図、第2図及
び第3図は夫々従来の検査装置を示す略線図、第
4図は本発明の一例を示す一部を断面とする略線
図である。 図に於て、1は被検査物体である凸面体、2は
凸表面、3は光源、4はイメージセンサ、7は投
映スクリーン、7Aはつやけし面である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光を被検査物体の凸表面に照射し、該凸表面
よりの反射光を投映スクリーンに投影し、該投映
スクリーン上の投影像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、上記被検査物体の凸表面の欠陥
の有無を検査する凸面体の表面欠陥検査用光学装
置において、 上記光を略々平行光束となし、上記被検査物体
の凸表面の該平行光束で照射される被照射領域よ
りの反射光を、つや消し面の如き像形成面を有す
る投映スクリーンに直接投映し、 上記被照射領域の像を上記投映スクリーンの像
形成面上に形成すると共に、上記被照射領域の所
定の領域よりの反射光が上記像形成面に到る距離
が、各点において略々等しくなるように上記投映
スクリーンを形成したことを特徴とする凸面体の
表面欠陥検査用光学装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57102699A JPS58219441A (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | 凸面体の表面欠陥検査装置 |
| US06/501,165 US4555635A (en) | 1982-06-15 | 1983-06-06 | Surface flaw inspection apparatus for a convex body |
| CA000429982A CA1206226A (en) | 1982-06-15 | 1983-06-08 | Surface flaw inspection apparatus for convex body |
| GB08315789A GB2126712B (en) | 1982-06-15 | 1983-06-08 | Surface flaw inspection apparatus for a convex body |
| DE3320939A DE3320939C2 (de) | 1982-06-15 | 1983-06-09 | Vorrichtung zur Fehlerprüfung der Oberfläche eines konvex gekrümmten Körpers |
| FR8309725A FR2528571B1 (fr) | 1982-06-15 | 1983-06-13 | Appareil de controle de defauts de surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57102699A JPS58219441A (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | 凸面体の表面欠陥検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58219441A JPS58219441A (ja) | 1983-12-20 |
| JPH0515978B2 true JPH0515978B2 (ja) | 1993-03-03 |
Family
ID=14334502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57102699A Granted JPS58219441A (ja) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | 凸面体の表面欠陥検査装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4555635A (ja) |
| JP (1) | JPS58219441A (ja) |
| CA (1) | CA1206226A (ja) |
| DE (1) | DE3320939C2 (ja) |
| FR (1) | FR2528571B1 (ja) |
| GB (1) | GB2126712B (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151008A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-29 | Koyo Seiko Co Ltd | 円形物の外観検査方法 |
| US4585343A (en) * | 1983-11-04 | 1986-04-29 | Libbey-Owens-Ford Company | Apparatus and method for inspecting glass |
| GB2159271B (en) * | 1984-04-27 | 1988-05-18 | Nissan Motor | Surface flaw detecting method and apparatus |
| DE3446355C2 (de) * | 1984-12-19 | 1986-11-06 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Optisches Fehlersuchgerät |
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