JPH061249B2

JPH061249B2 - パネル表面検査方法及び装置

Info

Publication number: JPH061249B2
Application number: JP60500576A
Authority: JP
Inventors: エークラーク，ドナルド; エルレイノルズ，ロジヤー; アールプライア，テイモシー
Original assignee: Diffracto Ltd Canada
Current assignee: Diffracto Ltd Canada
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: IT1212193B; DE3587482T3; EP0174939A1; EP0174939B1; DE3587482T2; EP0174939B2; CA1241721A; IT8512431A0; WO1985003776A1; JPS61502009A; DE3587482D1; US4629319A; EP0174939A4

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、パネル表面の種々の凹凸状態を検査するため
の方法及び装置に関する。

発明の背景スタンピング加工により形成したシート状金属パネル、
射出成形により形成したプラスチツク乃至非金属パネ
ル、及びこれらに類するものは、その製造に用いたダイ
やモールドの不規則性により、又はその取扱い中におけ
る損傷から、くぼみ、薄いスポツト、他の幾何学的ひず
みをしばしば呈している。これらは、へこみ、突起、し
わ、ゆがみ、はね返り、はつきりしたスポツト、薄いス
ポツト、皿形変形、はげキズ、その他種々の同様な欠陥
として明示されるものであり、検査工程で検出されねば
ならない。斯かる検査は、一般に、その部分を塗装した
りメツキしたりする前に、即ちその部分又はその組み立
てに更に多額の金を費やす前に実施される。しかしなが
ら、次の処理又は組み立て（例えば溶接）又は塗装工程
においてもキズが発生することがあり、従つて再検査が
要求されている。

該パネルは、しばしば、螢光灯による線状光源の下で可
視的に検査される。該方法は、検査員が光の反射像のひ
ずみ乃至ゆがみを観察することによつてパネルの品質を
決定するものである。しかしながら、螢光灯の光は比較
的コントラストが弱く、いずれにせよ斯かる検査は時間
がかかり、且つ、主観的なものである。従つて、迅速
に、自動的に、客観的に該欠陥を（審査及び１００％検
査の目的で）調べる方法が望まれている。斯かる欠陥の
迅速な定量分析は、時間を合せた生産システムにおいて
上質の製品の均一な流れを得、又販売者及び顧客間の一
定した許容基準を得るためのプロセス制御のために重要
である。

その部分の輪郭を測定して斯かる欠陥を理論的に判別す
る多数の光学的方法、例えば三角測量法や光分割法（li
ght sectioning）がある。パネルにラインのグリル乃至
グリツド像を設ける別の技術がリツピンコツト及びスタ
ーク（Lippincott and Stark）により１９８２年８月
１５日付アプライドオプテイクス（applied Optics）
の記事に掲載された。ボデイパネルの欠陥検査のための
同様なエレクトロ−オプテイカルセンサが、発明者とそ
の協力者により米国特許第４３９４６８３号に開示され
た。該特許は、参考のためここに記述される。この特許
は、パネルに描かれたグリツドラインの片寄りを利用し
ており、その１つの変形例が該特許の第１３図に示され
ている。これは合理的にうまく作動するが、ノイズレベ
ルに対する信号（Ｓ／Ｎ比）がしばしば低く、特にパネ
ルが明るく照らされない場合に低い。

更に、パネルに対する比較的低い入射角が要求され、該
低入射角は多くの場合において操作を困難にしている。
これらに対処し得るものとして、本発明者は、本発明の
基本となる技術を案出している。これは、概括的には次
のように説明される。

ａ表面における欠陥の検出方法にして、スクリーンを横切つて、光のスポット又は他の光の区
域を走査するステツプ、前記の表面を介して映像位置検知器に反射された、前記
光のゾーンを前記スクリーン上に映像するステツプ、前
記ビームが前記のスクリーンを横切つて掃引されるとき
に前記のゾーンの映像位置の変動によつて、前記表面に
おける欠陥を判定するステツプを含む方法。

ｂ表面上の欠陥の検出方法にして、少くとも１本の照らされた線を与え、前記表面から光検
出器上への投射によつて前記照らされた線の映像を映し
出して、前記光検出器からのシグナルを解析して、前記の表面の
一部を横断する前記の照らされた線の前記の映像の位置
の片寄りを決定し、前記の表面に何らかの欠陥があれ
ば、前記の片寄りから、欠陥を判定する方法。

これら基本技術の方法を実施する装置を第１図に示す。
格子状又は線の部分（後者が図示されている）はパネル
の表面に水平に置かれ、線の部分の片寄りは、パネルの
欠陥に関連してセンサが動かされるにつれ、読み取られ
る。この方式は走査ミラー又はセンサを前後に移動させ
るための走査ロボツトを採用することができ、またパネ
ルがセンサの下を同じように移動してもよい。

この場合には、スリツト開口３をそなえたハウジング２
の中に直線状のランプ１が収容されたものが、検査され
るべきパネル（例えば板金製の自動車用フード又はド
ア）５の表面照明用の線状の、すなわち細長い光源とし
て用いられる。細長い光源は、レンズ８及び例えばマト
リクス・ダイオード・アレイ９の如き光検知ユニツトを
有し、処理装置１２を接続されているソリツド・ステー
ト・テレビ・カメラ６によつて眺めることができる。適
当なアレイの１づにＧＥＴＮ２５００がある。

良好なパネルにおいては、該パネルがセンサに関して相
対的に走査されたとき、いずれの１本の線の映像上の諸
点の片寄りも、そして連続する線と線との間の諸点の片
寄りも、パネルの輪郭線その他パネルの既知の形状があ
る領域以外のいずれの部分域においても小さい。良好な
パネル走査を第１ａ図に示す。凹んだ個所、損傷部分、
小さなくぼみ、その他これに類する個所の場合は第１ｂ
図に示すように線がひずむ。このひずみは傾斜の算出又
は片寄つた線の映像位置の変化によつて特質を明らかに
することができる。欠陥のパラメータは、パネルのひず
みの傾斜、及び（又は）その幅、長さ等の関数と考えら
れる。このような欠陥の徴候は、ひずんだ線の幅“Ｗ”
あるいは線の周波数の変化などから得ることができる。

この特殊な態様においては、センサ（線状の光源と検出
器からなる）の下でパネルを動かすことあるいは反対に
パネルの上でセンサを移動させることが、極めて便利で
ある。例えば、センサがロボツトに取付けられていれ
ば、パネルの上を順序立てて走査させることができる。
ロボツトプログラムにおいては、パネルの端などにおい
て輪郭線の存在するようなある種の部分を無視すること
ができる。

第１図に示すように、この態様について、いくつかの他
の特徴点がある。その第１は、線は水平であることを要
せず、即ち、図示の如く、パネルに平行であるがランプ
２０（仮想線で示す）によつて、ある角度で投射するこ
とができる。仮想線で示したように４５度で投射する
と、多くの場合においてすばらしい選択を行ない得る。
実際にいくつかの場合、例えば、最良の結果を得るため
にランプ２０を新しい位置にもつてくる場合に、線を一
連の角度（例えば、０°〜６０°）にわたつて回転させ
ることが望ましい。例えば、第１図に示したように、線
の映像を回転する方式のものは、線（又は格子、下記を
参照）がパネルに対して角度をなしている（即ち、面と
平行な０角度でない）ときに、ある種のきずは、著しく
見えやすくなる。回転する線を用いた良好なパネルを走
査したものを第１ｃ図に示し、傷を検出した走査を第１
ｄ図に示す。

線は面に垂直（９０°）とすることもできる。この場合
には、感度は最低となるが、コントラストは最良とな
る。ある領域を取扱うために、線の格子が必要である。

傷の部分におけ視角が異なると傷の有様が最も良く現わ
れる。事実、パネルを横断して、あるいはパネルの長さ
方向にわたつて見通して、その欠陥のありのままの別な
印象が得られるので、パネルに異なつた角度から接近す
るようにロボツトをプログラムすることが好ましいこと
が多い。例えば、ロボツトは、最初にパネルの長さ方向
に検査してから次に４５°又は欠陥を検出し易い何がし
かの角度で横方向に検査することができる。金型の欠陥
等によつて、特定のパネルのある位置に必ず発生するあ
る種の欠陥は、多くのスタンピング加工における欠陥に
ついて特徴的である。

このようにして、これらの領域を見るのみ、又は傷の如
何によつて異なつた角度で見るだけのプログラムを作製
することができる。

光源Ｌ_１とＬ_２との間隔関係及びカメラとパネル間の関
係によつて、ある場合にはこの間隔をプログラムするこ
とが望ましいことがある。このような場合には、光源を
保持するロボツト・アーム３１、及びカメラを保持する
ロボツト・アーム３０の如き別々のロボツト・アームを
個々にプログラムして、入射角θ、及びθ_２と共にパネ
ルからの距離Ｌ_１及びＬ_２を変化させることができる。
一般に、Ｌ_１及びＬ_２が大きい程大きい解像度が得られ
るが、欠陥のコントラストは低下する（特にＬ_１に対し
て然り）、従つて、極めて大きい距離は、良好に塗装さ
れたパネルや、よく照明された（油の塗られた）金属パ
ネルなどのように平滑で明るい面が利用できる場合にの
み効果的である。

尚、角度θが小さいことは平滑な表面の視野を作り出す
のに効果があるが、感度の低下をもたらす。極端な角度
（例えばθ＜５°）においても、Ｌ_１が短小であれば、
未加工金属パネルにおいてさえもコントラストは十分で
ある。ただし、走査は困難である。

単一の線が充分に有効であるが、全パネルを調査するた
めには、パネルに相対的なセンサの機械的な走査が必要
である。このことは、パネル、センサ・ユニツト、又は
これら両者を移動させることによつて実施し得る。

しかしながら、線の代りに、あるいは線に加えて、平行
線のグリル（例えば、グリル２１）または、線が交叉し
たグリツドを使用することもできる。この場合には、同
時に２軸の走査が可能なテレビ・カメラを使用して、読
みを得ることができる。しかしながら光の角度及びこれ
に類するものは、複数のグリツドの位置からは、表面か
らの単一投射角におけるようには全く良好であるとは言
えない。事実、全光学系はグリツド又はグリルに対する
ものよりも単一の線についてのものの方が高度のものと
なし得る。

第１図のこの態様について基本的な問題があるとすれ
ば、油の引き方が不十分なパネルにおいてコントラスト
が比較的不足すること、及び使用に耐える良好なコント
ラストを得るために比較的低い角度の投射角即ちθを３
０°以下とする必要のあることである。このことは、パ
ネルにおけるいろいろな種類のスロープに対して一層困
難な走査の要求を生ぜしめることになる。尚、システム
の計画の便宜上及び光源と検知器ユニツトを同一パツケ
ージ内に収めるためにセンサ・パツケージを小さくする
ためには、慨してパネルに対する光の投射角は一層直角
に近い（例えばθ＞５０°）ことが望ましい。

上記単一の線を使用するためには、個々の線の描写をメ
モリ内に記憶させてそれを順次に他の線と比較させる必
要があることは明白である。表面の傷のコントラストに
基づく（本分におけるような幾何学的基礎のものに対し
て）システムが、高速度で部品を検査するのに必要な、
リアル・タイムでそれを実施するシステムとともに発明
者たちによる最近の別の特許出願において開示された
（米国特許出願第５２５８０１号）。アメリカ合衆国特
許第４３０５６６１も単一走査線によるこの種の傷の検
出に関するものである。

このシステムにおいては、上記アメリカ合衆国特許Ｎo.
４３９４６８３で開示されている他のシステムにおける
と同様に、未加工金属板パネルには光沢のある油の表面
に塗布して（あるいは他の方法による表面状態調節で）
表面を適度に反射的とするような方法で表面の前処理が
必要である。

インラインではこれは塗布した油にやはり走査方向と平
行に波紋のある方法で行なわれるのが最良である。イン
ラインのためのこの種のシステムは１３図のアメリカ合
衆国特許４３９４６８３に示されている。

プログラム可能な回転モータ２４は、ライングリツド、
又はグリル光源を、カメラによつて検査するために動き
がリンクされ、そして欠陥をもつともよく示す眺めとす
るようなプログラムが可能な方法でランプ位置２０へ回
転するのに利用され得る。例えば、線の角度３０°で眺
められた１つの欠陥は、線のひずみが最大に示される。
最大効果を示すこの角度は、欠陥を描写させるのにも利
用できる。種々な種類の欠陥において、いずれか１つの
眺め方において最大の効果をもつ角度はそれぞれに異な
る。

このシステムに関連した検査理論が他にいくつかあり、
これらは次の態様に説明されている。例えば、大抵のパ
ネルにおいて、何処に欠陥があり得るかは分つている。
従つて、直ちにこれらの領域に行つて最大の努力をもつ
て眺め、あるいは、グリツドの種々の回転位置、Ｌ_１及
び（又は）Ｌ_２の種々な距離でパネルの長手方向の軸に
対して種々な角度で、種々な方向からパネルに接近して
眺めることもできる。これらの中のいずれか、またはす
べての、及び他の諸変量は、差し当つての仕事に適する
ように変えることができる。

単一の光源又は複数の光源と交換することのできるター
レツト上で種々の線及びグリツドを交換することを企画
することもできる。このようにすれば、グリツド又はグ
リルを種々な角度及び間隔で反覆して眺めることができ
るので、パネルの欠陥についての最良の描写を得ること
ができる。

他の態様においては、本質的には、第１図の線状光源を
単一の点上レーザ走査に置き換える。これには２種類の
態様がある。第１の態様においては、第２図に示すよう
に、レーザ１０２によつて点乃至ポイント１００を発生
し、次に回転ミラー１０３が順次にすりガラス製スクリ
ーン１１０の幅全体にわたつて順次に掃引される。この
ようにして時間的な順序で第１図における「線」を生成
する。そのスクリーン上のおのおのの点は、パネル１３
１の反射によつてスクリーンを眺めているテレビ・カメ
ラ１３０の上に映像が順次に映し出される。テレビ・カ
メラ１３０の代りに、線形ダイオード・アレイ（又は
ＵＤＴ Pin２Ｄ又はＳＣ１０の如きアナログ位置感知
器−アナログ・センサは一層の高速及び広範囲であるこ
とが多い）上に点１００の映像を維持する同期ミラー走
査（図示せず）を用いることもできる。動作の良好な飛
点を発生させるためにＣＲＴ（陰極線管）も用いられて
いるが、検知器に高感度のものを用いないと光の強さが
微弱である。

パネルの幾何学的なひずみを主として利用すれば、この
種のシステムのカメラが、パネル表面を照らすために同
様な光源又は補助光源を使用する場合と同様に、パネル
の、ひつかき傷その他の鋭い欠陥を調べるのに使用する
ことができる。

第１図においててグリル２１として示されているような
グリツド又はグリルが望ましい場合には、パネルに対す
る種々な固定的位置のセンサ・ユニツトにのみ配置しな
ければならないような位置のロボツトに走査ユニツトを
設けることもできる。このようにすれば、均等な方法で
掃引させなくてもよいので、ロボツトの計画が容易とな
る。

しかしながら、パネルを横断する線の掃引が例えば４イ
ンチの領域であるとしても、その上を別に掃引操作する
腕装置の端によつて行なうことができる。また、この部
分の表面上を前後に掃引するミラー型の装置を用いるこ
ともできる。これらの可能性は以下に記述する複数の態
様の中に類似の場合に関連させて説明されている。

ＵＤＴＳＣ１０のような２軸アナログ点（スポツト）
映像位置検出器は、相対的に毎秒３０走査に限定されて
いる通常のテレビよりもはるかに周波数の高い応答（例
えば、２ＫＨｚ）を得るために、レーザ走査テレビ・セ
ンサ１３０の代りに使用することができる。走査すべき
個所が存在する領域のみを走査させるＧＥＣＩＤ（ソ
リツド・ステート）カメラの如き進歩した形式の任意軸
テレビ走査の４００走査／秒の高速テレビ・カメラも用
いることができる。

線形ダイオード・アレイによる同期走査を用いる方式も
１０００アレイ走査が可能であり、従つて毎秒１０００
データ点が可能である。１０インチのパネル片を横断す
る２００データ点を利用すれば、１個所当り０．０５０
インチを示し、この１個所は最も関心のある幾何学的欠
陥を改造する能力を持つている。７０００走査／秒は１
０インチパネル片を横断して５掃引／秒となる。実質的
には、０．１インチの点の映像領域は、１０掃引／秒を
与えるので、十分であることが多い。このことにより最
低限１インチ／秒の前進方向の走査速度を可能とする
が、その影響において０．１インチよりも通常ははるか
に大きい傷から幾何学的形状を１００％検出する必要の
ないときは、一層頻度の高い走査速度が可能である。こ
のように、代表的には５インチ／秒の走査速度が可能で
ある。

以上の基本的技術を実際化するに段階で、もつと進歩し
た方式が発見された。それが本発明方法及び装置である
が、これらは全体的に予期しないものであつた。光
「源」として逆反射物質の板が用いられた。レーザー
（又は他の）ビームは、走査ビームが逆反射によつて映
像センサへ送り返されるような方法で映像センサと同じ
側から走査される。

発明の概要すなわち、本発明は、次の方法に係る。

1) 検査表面及び該検査表面を広範囲に照射する光源に
対して、多数の微小な逆反射エレメントを備えた逆反射
体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆反射体が前記検
査表面からの反射光を受けてこれを前記検査表面に向け
て反射し該検査表面で再反射させるように位置決めし、
前記広範囲の光照射により前記検査表面から再反射され
た光の像を形成し、形成された像の明暗を、前記検査表
面の凹凸状態を示すものとして検知することを特徴とす
る表面検査方法。

2) 検査表面及び該検査表面を拡散光源により広範囲に
照射する光源に対して、多数の微小な逆反射エレメント
を備えた逆反射体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆
反射体が前記検査表面からの反射光を受けてこれを前記
検査表面に向けて反射し該検査表面で再反射させるよう
に位置決めし、前記広範囲の光照射により前記検査表面
から再反射された光の像を形成することを特徴とする表
面検査方法。

3) 検査表面及び該検査表面を広範囲に照射する光源に
対して、多数の微小な逆反射エレメントを備えた逆反射
体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆反射体が前記検
査表面からの反射光を受けてこれを前記検査表面に向け
て反射し該検査表面で再反射させ、再反射光が検査表面
の幾何学的欠陥を示す明暗情報を含むように、位置決め
し、前記広範囲の光照射により前記検査表面から再反射
された光を目視することにより検査表面及びその幾何学
的欠陥を識別することを特徴とする表面検査方法。

4) 検査表面及び該検査表面を照射する光源に対して、
多数の微小な逆反射エレメントを備えた逆反射体を配置
し、該逆反射体の位置は、該逆反射体が前記検査表面か
らの反射光を受けてこれを前記検査表面に向けて反射し
該検査表面で再反射させるように位置決めし、前記光源
により照射される領域は検査されるべき幾何学的欠陥を
示す領域より実質上大きくされており、前記検査表面か
ら再反射され検査表面の幾何学的欠陥を示す明暗情報を
含む再反射光を検知することを特徴とする表面検査方
法。

5) 検査表面及び該検査表面を照射する光源に対して、
多数の微小な逆反射エレメントを備えた逆反射体を配置
し、該逆反射体の位置は、該逆反射体が前記検査表面か
らの反射光を受けてこれを前記検査表面に向けて反射し
該検査表面で再反射させるように位置決めし、前記光照
射により前記検査表面から再反射された光を検知する表
面検査方法であって、検知される光の光軸に対し離れた
位置から前記光照射を行なうことを特徴とする表面検査
方法。

本発明はまた、次の装置に係る。

6) 検査表面での反射を生じさせるように該検査表面を
広範囲に照射するための光源と、多数の微小な逆反射エ
レメントを有し広範囲に照射された前記検査表面からの
反射光を受け、これを前記照射された検査表面に向けて
反射し該検査表面で再反射させるように配置された逆反
射体と、前記検 7) 検査表面での反射を生じさせるように該検査表面を
広範囲に照射するための拡散光源と、多数の微小な逆反
射エレメントを有し前記検査表面からの反射光を受け、
これを前記照射された検査表面に向けて反射し該検査表
面で再反射させるように配置された逆反射体と、前記検
査表面からの再反射光の像を形成する像形成装置とを備
えたことを特徴とする表面検査装置。

8) 検査表面での反射を生じさせるように該検査表面を
広範囲に照射するための光源と、多数の微小な逆反射エ
レメントを有した逆反射体とを備え、該逆反射体は、広
範囲に照射された前記検査表面からの反射光を受け、こ
れを前記照射された検査表面に向けて反射し該検査表面
で再反射させ、再反射光を目視した際に検査表面の幾何
学的欠陥を明暗で判別し得るように、配置されているこ
とを特徴とする表面検査装置。

9) 検査表面での反射を生じさせるように且つ検査され
るべき幾何学的欠陥を示す領域より実質上広く照射する
ための光源と、多数の微小な逆反射エレメントを有し前
記検査表面からの反射光を受け、これを前記照射された
検査表面に向けて反射し該検査表面で再反射させるよう
に配置された逆反射体と、前記検査表面から再反射さ
れ、検査表面の幾何学的欠陥を示す明暗情報を含んだ再
反射光を検知するための検知装置とを備えたことを特徴
とする表面検査装置。

10) 検査表面での反射を生じさせるように該検査表面
を照射するための光源と、多数の微小な逆反射エレメン
トを有し前記検査表面からの反射光を受け、これを前記
照射された検査表面に向けて反射し該検査表面で再反射
させるように配置された逆反射体と、前記検査表面から
の再反射光を検知する検知装置とを備えた表面検査装置
であって、前記光源は、検知される光の光軸に対し離れ
た位置に設けられていることを特徴とする表面検査装
置。

前記「像」は、目、カメラ又は検知装置により認識され
る光を言う。

本発明は概括的には、下記のように説明される。

Ａ表面検査方法にして、光で該表面を照らすステツ
プ、前記表面から反射された光を、該光が前記表面から
再反射されるように、逆反射性物質によつて前記表面へ
逆戻りさせるステツプ、前記表面における欠陥を前記検出された再反射によつて
判断するステツプを含む方法。

Ｂ面上の欠陥を可視的なものにする装置にして、該面
を照明する少なくとも１つの光源及び前記面から再反射
された光を可視的に観察できるように該面から反射され
た光を再方向付けする逆反射性材料手段を備えている装
置。

本発明によれば、Ｓ／Ｎ比（信号体ノイズの比）が改善
され、グリツド乃至ラインイメージ偏差システムの場合
に生ずるライトパワー及び他の難点を除去し、センサを
厳密な焦点合わせ等の位置精度を伴わないで容易に部分
位置決めできる。従って、機械をインライン又は機械的
に制御し易く、該機械は厳密に制御されたポジシヨンで
表面が検査されることを要しない。

又、本発明に基づく検査は、主として、シートメタル及
びプラスチツクパネル（例えばフード、フエンダー、ド
ア等）に向けられているが、車体における如きパネルの
組み立てについても有用である。本発明は、製造及び取
り扱い時に生じる欠陥、並びにプラスチツクパネル製造
において生ずるプラスチツク成形加工固有の波打ち、陥
没の如きタイプの欠陥等、広範囲なパネルの検査に適用
できる。

本発明方法及び装置によれば、次の効果を得ることがで
きる。

Ｉ）通常の目視では見えない表面の凹凸が、光の明暗の
差として明らかに認識でき、表面の欠陥の検知の精度向
上及び容易化が図られる。

II）拡散光源、点光源、平行光源のいずれをも用いるこ
とができる。特に、点光源を用いた場合には、広い領域
に存する波状乃至うねり状の表面状態の検知の精度が向
上する。

III）検知された像を記録することができ、この場合
は、検査すべき表面同志を直接対比しながら表面状態の
優劣を判断することができる。

IV）検知される像の明暗量を定量化することができ、こ
れにより、表面状態の優劣判断が、厳格化、容易化され
得る。

実施例以下、本発明の実施例につき、添付図面を参照しつつ説
明する。

先ず第３図に示された実施例について説明する。レーザ
ー２０１からの、実質的に平行にされた（collimated）
光「ビーム」２００は、走査用ミラー２０２によつて、
問題の試験パネル２０５からの最初のビームはね返りに
よつて、逆反射板２０３へ向けられる。３′図にパネル
からスクリーンへ反射された２種類の代表的走査を示
す。へこみにおいて角度をなす反対方向の傾斜によつ
て、へこみの片側の傾斜においては他の側の傾斜と反対
に傾斜する。逆反射板の反射面を構成する逆反射物質は
完全ではないので、すべての光が同一経路で戻るとは限
らない。若干の光はある立体角の範囲で戻り、入力ビー
ムに比べて単位面積当りでは少ない光量で広がる。レン
ズ２１０はミラー（最初のビームがそこを通過するため
の穴がある）即ちビーム・スプリツタ（beam splitte
r）２１３によつて逆反射対物材料から戻つてくる光の
「コーン（cone）」（ある立体角をもって円錐（コー
ン）状に広がった光）を映し出す。映像位置検出器２１
５は、パネル２０５における局部的乱れの表示である
「スポツト」形映像位置における変動を感知する。レー
ザは高速度での走査を可能にする素晴らしい光源とはな
るが、この発明はレーザ光源がなくても機能する点に注
意しなければならない。

映像位置検出器は、例えば、分割即ち２室検出器（例え
ばＵＤＴ社Pin２Ｄ）、ＵＤＴＬＣ５のような単軸連
続検出器、ＵＤＴＳＣ１０のような２軸連続検出器、
マスク付非連続検出器、線形ダイオード・アレイ、二次
元ダイオード・アレイ、あるいはテレビ、・カメラであ
つてもよい。

パネルの大きな領域を考えるために、掃引方向に垂直に
走査する他の走査ミラーによつて、ビームはラスター走
査することができる。

パネルの表面によつてばらまかれパネルから直接に反射
して戻された光（即ち、逆反射物質への到達及び逆反射
物質での反射を経ない光）の形での「雑音」は、偏向レ
ーザ光線及び入射偏向光線と「交叉」する（即ち９０
゜）偏光子２３０を用いて、パネルからの偏光された直
接反射を阻止して消去することができる。適当な（例え
ば１／８波長の）減速板２３３は逆反射板から戻つてく
る光を通過させ、パネルにこの偏光を通過させる（２回
通過させた後に９０゜回転するので）。このような好ま
しくない反射は白色又は明るい色に塗装されたパネル及
び光沢性の非塗装パネルにおいては一層不都合である。
（シグナルは、例えば、逆反射レベルの３倍まで上げる
ことができる。）上記のような好ましくない反射は黒色
又は暗色に塗装されたパネルにおいては最も少ない。同
様な目的を達するために他の偏光抑制装置も可能であ
る。

直接反射を除去するための他の手段には、第２の検出器
（図示せず）を用いてビーム分割器２１３から軸をわず
かにずらせて、スポツト位置のセンサ出力からそのシグ
ナルを除去する方法がある。

光と対向するものとしてのパネルからの直接反射からの
移動時間差、即ち逆反射経路からの戻りも、この雑音シ
グナルを弁別するのに利用し得るが、存在する時間間隔
が極めて短い（数ナノ秒）ので、極めて困難である。

この発明のこの実施態様の他の利点は、逆反射板で反射
された光は入射ビームとほぼ同じ経路上を戻ることであ
る。この反射光は極めて高い強度を有している。この反
射光は、局部的に形成された欠陥位置における局部的な
変化（例えば、曲面上における平坦なスポツト、又は、
殆んど平坦な面における曲がつたくぼみ）に対応して変
倚し、電子装置によりその位置のずれが検出される。も
しも３ａ図に示すように２つのエレメントＡ及びＢを有
する分割検出器２７６（sprit detector）（例えばＵＤ
ＴのPin２Ｄ）がビームの位置を感知した場合には、Ａ
からＢを引いた差が情報を与える。差ＡマイナスＢを和
ＡプラスＢで除したものが標準出力となる。この標準出
力はシグナルについての困難を生ずることなく、部分の
反射率の幅広い変動を許容する。和Ａ＋Ｂはパネルの反
射率に正比例する戻り光線の強さである。

第３ｂ図はこの発明の他の実施態様を示す。この実施態
様において、光のビーム３００はパネル３０１の通常の
表面から反射されており、反射性のスクリーン３０２に
到達して、領域３１０（例えば１つのスポツト）を生成
して再反射される。開口の幅Ｄのレンズ３２０は、入射
ビームよりもかなり大きな表面の領域を提供するその視
野内の表面の全面積にわたるスクリーン上にスポツトの
像を映すことができる。

例えば、ビームが通常の表面部分Ａを介してスクリーン
に向けられると、ビームは大きなくぼみＢの傾斜領域か
らの部分を含んでいるスクリーン上に通常表面からスポ
ツトの映像を写し出す。

第３ｃ図に示すように、検出器３３０には２つの映像
Ａ′及びＢ′が形成される。もつとゆるやかな傾斜に対
しては、２つの映像は合体されて１つのぼやけた映像を
形成する。この映像はビームがくぼみの傾斜側を走査す
るに従つて１方向又は他の方向に発生する。移動の方向
は傾斜の方向に対向し、いずれの定まつた走査方向につ
いても上向きのくぼみは下向きのくぼみの反対である。
この様子は５ａ図から５ｅ図までに示されている。これ
らの図において、アナログスポツト位置検出器からの最
大シグナルの振幅は部分表面の最大傾斜に対応すること
に注意しなければならない。例えば、１つのくぼみを横
断して走査すると、正及び負の傾斜が発生するのでシグ
ナルはプラスからマイナスになる。

くぼみの中央においては、映像は両方向（ある点におい
ては無重心移動をもたらす）に発生し得る。このよう
に、スクリーン上のスポツトは、くぼみプラスくぼみの
対向する両側の傾斜に隣接する面の攪乱されていない部
分によつて形成され得る。

特にビームの大きさが大きい場合は（例えば０．５c
m）、ビーム自体がくぼみを横断するときに分割されて
２つのビーム（３つのこともある）となつてスクリーン
上に現れる。これによつて、それ以上の映像を形成する
ことになり得る。

しかしながら、前記の作用はスクリーン３０２に対して
選定する逆反射物質の作用によつて修正することができ
る。このような物質はその性質が極めて指向的であつ
て、ビーム軸の周囲の光の小さな角度のコーン（代表的
に）のみをその表面上で反射する。

光は、逆反射体から戻つてきた光で照らされる表面領域
からの光、即ち、逆反射体に対する入射ビーム方向即ち
軸についての光の小さなコーンその他の角度領域からの
光のみが映像を写す。例えば、Ｌ_１＝２メートルにおい
て、高品質のガラス・ビード逆反射物質が用いられてい
る場合には、レンズ・アパーチヤにおけるこのようなコ
ーンの直径は、代表的には３０mmである。

光学的検出器又は肉眼によつて利用できる光のレベルを
得るためには逆反射板が必要であり、このことは、スク
リーン上にスポツトの映像を映すことによつてのみ小さ
な角度領域全体を作ることができることを意味する。大
きなくぼみについては、表面の傾斜は、Ｌ_２が大きくか
つ（又は）Ｄが小さいレンズに対しては、再反射光が完
全にレンズを外れた方向を指向することがあり得る。こ
の理由から、ある選定されたＬ_２に対しては、Ｄはなる
べく大きいことが望ましい。

事実、逆反射物質からの光の再反射コーンの位置の移動
を検出するのに、レンズを全く使用せず、入射ビーム軸
の他の側に大きな検出器を使用して実施することができ
る。

レンズを使用する場合には、物体距離をＬ_１＋Ｌ_２に等
しくするのが望ましく、特に逆反射板を経て戻つてくる
望ましくない直接反射光線を分離すべき場合に然りであ
る。ただし、広範囲な物体距離にわたつて良好な結果を
得るような走査も可能である。

先に留意を促しておいたように、逆反射体からの光の戻
り角度は、出て行くビームの角度よりもいく分か大きく
することができる。これは逆反射体自体の特性によるも
ので、逆反射体は完全ではなく、逆反射スクリーンは無
数の微細なエレメント（通常はガラス・ビード）からな
つているからである。その上に、パネル（金型、模型
等）の表面自体は完全な鏡面ではなく、この場合、いず
れにしてもその表面からの光はいく分拡散する。従つて
検出器上の「スポツト」は逆反射体におけるよりも大き
な領域によつて構成される。この、より大きな領域とビ
ームを偏倚させている表面との間に位置の変動が生じた
場合には、スポツトにひずみを生じ、あるいはスポツト
が移動する。

レンズのアパーチヤは入射ビームよりも大きな角度領域
全体を反射してくる光を受入れることができ、これによ
つて、検出器に１つの軸からの表面を経て逆反射物質の
映像領域を眺めることを可能ならしめる。言い換えれ
ば、この場合はビームの経路の軸線に正確に沿う位置で
なく、それからわずかに変位された位置から逆反射板を
眺めているのである。これは、ビームの経路の各変位が
数度以下即ち逆反射板の戻りコーン内である限り、可能
である。

例えば、局部的傾斜ひずみのない部分の表面のある部分
を横切つて走査した場合、２室検出器上の映像は対称的
である。この例の概略を第３ｄ図に示す。しかしなが
ら、もしも部分的に最初に下降方向（即ち、へこみ像）
の如きひずみがあり、ビームがそれに当ると、ビームは
逆反射板に向かう際に偏りを生じ、その元の位置から変
位される。この例の概略例を第３ｅ図に示す。検出器ユ
ニツトは実質的には表面を背後から眺めている、即ち実
際には傾斜のない面から眺めているので、直接変位とし
てのピツク・アツプである。言い換えれば、我々は局部
的基準方式を案出した。その方式においては、欠陥個所
に近い「正常の」面は逸脱した面に対する基準（この場
合は幾何学的な）として使用される。これは見ることの
できるシグナルの表現である。

反対側については逆のことが生ずるのは明らかである。
傾斜のある領域を眺めると、ビームは正常な面の場合の
経路から外れて進行する。色々な傾斜を横切つて走査さ
れている欠陥部を、検出器が一層良好に観察可能とする
ように、検出器を種々な方法で欠陥部の上下の軸線位置
に移動させ得る。

要約すれば、位置的データにおける本質的な変化を生じ
させるのは、入射ビームによつて照射される点の範囲の
平均、及び照射点の前後又は上下の他の点との比較によ
って算出される図心の移動（centroid shift）に相当す
る検出器上のビーム・スポツトの映像のひずみまたは移
動である。これらの種々な変量は、あらゆる種類のパネ
ル、欠陥などに対して最良の結果が得られるように調整
することができる。

上記のすべてはパネルが塗装パネルあるいは光沢処理ず
み（軽質で自由に流動する油、代表的には灯油で油膜を
形成させる）のような湿潤な被膜を形成する他の油も同
様に好適であり得る。実際に、ＷＤ−４０のような重質
油も好成績で使用されてきた。逆反射的実施態様は第１
図及び第２図に示した態様よりも著しく高い入射角にお
いて走査することができ、雑音は表面の粗さ、油膜など
によつて決まるので、信号対雑音比率も良好である。こ
れは以下に述べるように、ロボツト的位置決めシステム
を利用した使用法である。

傷そのものは、この正規化シグナル（normalized signa
l）〔及び（又は）直流及び（又は）高周波、例えば明
るく照らされたあるいは塗装の波紋、の両者を除去する
ため、それを処理したもの〕を調べ且つ一定の走査にお
いて傷の幅と振幅を判断し、更に、走査の方向において
測定したこの傷の程度も判断して、その性格を明らかに
することができる。へこみ及びふくれも正規に識別し得
る（第５図参照）。

反射における欠陥即ち、明るい面における暗いスポツ
ト、あるいは明るい面における暗い塗料は、映像位置に
おける移動としてではなく、表面における光の反射率の
変化として検出することが望ましいということに留意し
なければならない。従つて、これらの凹凸による欠陥状
態と区別されねばならない。

上記の実施態様の極めて好成績な実例中に用いられた代
表的な値は次の通りである。

・ミラーの掃引速度、前方及び後方に６０掃引／秒実行
的には１２０掃引／秒、・２インチ平方の一般用スキヤニング（Scanning）社製
ミラー振動子、・パネル上のビーム幅０．２インチ（０．５cm）、・レーザ、２mw、ＨｅＮｅ偏光コヒーラントモデル（Co
herent model）ＣＲ９０−２１ＨＰ、・逆反射物質、ガラス・ビードを用いた３Ｍスコツチラ
イト（Scotchlight）、・結像レンズ７５mm、Ｆ１．４、・検出器、ＵＤＴ社、ＰＩＮ２Ｄ・パネルへの入射角及びパネルからの反射角、６０゜、・パネルまでの間隔Ｌ_１＝Ｌ_２＝３フイート（０．９
ｍ）。

この大きなビーム・サイズで、ユニツトは光沢油（例え
ば、ＷＤ−４０）を過度に塗つた状態においても作動し
たのは注目すべきである。更に注目すべきは、最大量の
光を集め、戻りの光を拡散させた大きなレンズ・アパー
チヤについて最良の結果を生じたことである。

第２図の態様は、実質的にパネルの表面を経て映像検出
ユニツト上のすりガラスその他のスクリーンに点の像を
結んだ。もしもパネルの表面がそれに対して傾斜をもつ
ていたならば、それは別な角度で光を放ち、検出器上で
映像を移動させる結果となる。

検出器と同じ側に光源を備えた逆反射板による第３図の
実施態様においては、光はパネルの１点に衝突し、同じ
経路を経て逆反射板から明らかに戻つてくる。従つて、
光のパワーのほとんど全部が戻つてくるので、発生した
光の大部分を失う２図の装置よりも大きな改善となる。

しかしながら、一見したところでは、戻りのビームは逆
反射板へ出て行くのと同じ経路に従うと思えるので、動
かないと思われるかも知れない。しかし実際には、戻り
ビームはきわめて際だつた方法で移動する。その理由
は、本質的に多数の小エミツタによつて再放射する逆反
射スクリーンの再放射角度が、パネルによる光の反射角
よりも広いからである。従つて、直接に照らされていな
い面の領域を使用して映像を結ばせることができるし、
照射点とパネルの傾斜した面を含んでいる照射点の周囲
領域との局部的な比較を得ることもできる。尚、パネル
の後縁領域又は前縁領域と照射点との比較、又は段違い
に高い、或いは低い領域も、出力ビーム軸に対するセン
サの眺め軸の位置を変更することによつて、同じように
簡単に比較できる。事実、夫々を異なつた領域と比較
し、あるいはそれら相互の比較にも、複数の検出器を使
用することができる。

逆反射物質の入射ビームに対する方向の決定はそれに対
して直角であることが望ましい。この角度又は逆反射物
質の位置のいずれも、特に重要ではないが、ロボツトに
よる輪郭の複雑なパネル等における実際的な使用には大
きな利点がある。（この点に関しては第１図又は第２図
の装置よりはるかに良い。）しかし、パネルの欠陥につ
いての感度は、逆反射物質（例えば３Ｍ社のスコツチラ
イト）がパネルから離れている間隔Ｌ_１、センサとの間
隔Ｌ_２、並びにパネルに対する入射角θによる。間隔が
大きくなり、又はθが大きくなる（即ち直角に近付く）
程、パネルの幾何学的ひずみに対する感度は高まる。

検査のパネル又は検査すべき全体の領域は、いろいろな
種類のパネル及びパネル自体の傾斜からの反射に好都合
なように逆反射物質によつて包囲することができる。こ
の代りに、逆反射物質を同一メンバに取付け、あるいは
共に移動させてセンサ部分に持つてくることもできる
（例えば第２ロボツトによつて）。

この発明の主な利点は、レーザ（又は他の光を発する手
段）を含んだセンサがあまり堅固に保持されなくてもよ
く、連続的に移動するロボツトによつて運ばれ得る点で
ある。事実、逆反射板自体は相対的にパネル面に対して
実質的に傾けることができ、しかもなお、光をその光学
的経路に戻し続ける。多くのパネルは実質的に曲率を持
つており、１回の走査毎に多数（複数）の角度に向けら
れる反射を生ずるので、このことがこの発明の実施を極
めて実際的ならしめている。

もう１つの長所は、センサを突出させて構成することが
でき、パネル面に対して直角に近い入射角で光を受け、
センサ・パツケージ自体を小型軽量ならしめて、要すれ
ば、ロボツトによつて容易に運ぶことができる点であ
る。これを容易にするためには、逆反射物質は検査部分
を取り囲み、表面から反射する種々な角度に適合するた
めのあらゆる角度に位置させねばならない。θ＝７０°
で作動する実用システムが既に構成されている。

もう１つの長所は、２室検出器（bicell detectors）
（例えば、ＵＤ２Ｔ pin２Ｄ）の如きアナログ位置検
出器を使用でき、これは極めて高速、低価額、且つ雑音
が低いので、検査を迅速に行ない得る点である。光のス
ポツトが結んだ映像の位置を感知する２個の検出要素に
よる差異測定は、スポツトが１つの検出要素をあまり多
く外れないことを前提として、必要な情報を提供する。
出力が検出器の出力の和で除せられると、センサは正規
化乃至標準化されて、色、油膜等を変えることのできる
パネルの一般反射性に対する感度は低くなる。このよう
な正規化はＵＤＴＳＣ−１０、ＰＩＮ５Ｄ、ＬＣ１０
等の如き連続アナログ・センサによつても実施し得る。

もう１つの長所は、このシステムは、塗装ずみまたは塗
装されていないいずれのパネルにも作動することであ
る。後者の場合は、それ自体の表面の自然的な粗さの表
面を円滑にするために、スプレーをかけ、ぬぐい、ある
いは油膜で薄く被覆する。横の走査方向に平行に油膜を
塗布して、走査が油における波紋（これは性質上幾何学
的であり、「欠陥」として現われるか、背景雑音レベル
を著しく増大させる）と交叉しないようにするのが望ま
しい。プラスチツク・パネルにおいては、自然的な表面
の仕上りが、少なくとも低い入射角においては油の被膜
を要しない程に高度であることが多い。

かすめ角に近い照射角を用いると、粗い表面についても
作業が可能となる程に表面を一層平滑に見せかけること
ができる。しかし、この場合は、問題の欠陥の種類によ
り、欠陥に対する感度の低下を来たすことがあり得る。
この発明は、プラスチツク・パネルについては、油なし
で作動させ得るが、所要の角度は概して、４５°以下で
ある。

第３図を変更したこの発明の他の実施態様を３ｆ図に示
す。この場合には、円筒形レンズ２８０を使用した平行
ビーム又は収斂ビームが示されている。（焦点距離の長
い球面レンズも使用し得るし円筒形又は球面鏡も同様に
使用し得る。）これによると、パツケージは、表面上で
の良好な大きさのビーム（例えば１０″）の掃引を維持
しながら、且つ必要な４分の１波長材料の大きさを制限
しながら、より小さくすることを可能にする。これは、
１２インチ以上の大きさの４分の１波長材料を入手する
のが困難であるという事実に対処するために算出され
た。尚、これによつて、幅の狭い逆反射板を可能とし、
従つてユニツトの大きさを小さくできるので好ましい。
（レンズ２８０のようなレンズなしではフエンダ、ダイ
バージ（diverges）の如き自動車車体外板において代表
的な凸曲面からの反射ビームは、ビーム掃引幅が示すよ
りも大きい逆反射物質の広がりを必要とする。このため
にセンサ・パツケージの大きさは過大となる。）図示のように、大きなレンズ２８０（又は曲面鏡）は走
査用ミラー２０２が適当にその焦点距離Ｌ_２にあるよう
に位置させる。これは部分の表面上を１方向に掃引する
ビームを平行にし、あるいは図示のようにわずかに収斂
させる。レンズ２８０は円筒形レンズであるのが望まし
いが、焦点距離の大きい球面レンズでもよい（焦点距離
の大きい球面レンズはビームで覆われるその中心部にお
いては、実際上は円筒形レンズのように作用し、ビーム
をわずかに焦点に集める以外にはビームの形自体には大
きな影響を与えず、部分の表面に非常に精細に焦点を結
ばなければ差支えはない）。

ビームは次にパネルの表面に衝突し、４分の１波長物質
２３３へ行く。４分の１波長物質２３３は逆反射物質２
０３の位置に配置し得るが、やはり１２インチの細長い
空間、例えばＷ_１、の全体にわたることを可能とする。
もしも１２インチの逆反射板に制限された１２インチの
細長い空間を得るためにこれが使用されていなければ、
それ（４分の１波長物質２３３）をパネルの表面近くに
配置しなければならず、この場合には構成上に困難な問
題を発生することに注目しなければならない。

図に示す如く、ビームの掃引が逆反射板に収斂し、且
つ、レンズかパネルの近くに配置されると、パネル上の
実際の掃引Ｗ_１は、１２インチの逆反射物質及び４分の
１波長物質を守りながらも、例えば１６インチであり得
る。

ビームの経路も、センサ・ユニツトを取扱い易くするた
めに折り曲げることができる。センサ・ユニツトはロボ
ツトの端において使用し、あるいは並行に積重ねて不当
なスペースを必要とせずに利用することができる。

並行に積重ねるときに、望ましければ、走査ユニツト及
び検出ユニツトを２重にするのみで逆反射物質と４分の
１波長材料を１枚の共通な板として使用し得ることに注
目しなければならない。

記載しておくべき多くの追加事項がある。まず最初に、
つやをもたせるための油の条件及び塗装仕上げの問題を
考慮しなければならない。例えば、第４ａ図から第４ｄ
図までについて考えると、これらは第３図の装置によつ
てパネルを横断して１回の走査を行なつた場合のシグナ
ルを示しているが、第４ａ図は良好なつやのあるものを
示し、第４ｂ図は標準的な塗装仕上げを示し、第４ｃ図
は、油が塗布されていない場合及び塗り方が極めて粗雑
であるためつやが不良である場合の２つの場合を示して
いる。第４ｄ図に示されている５番目の例はつや出し用
油が第４ａ図の場合のように走査方向と平行に塗布され
ず走査の方向と直角であるために、最大のひずみを発生
している。勿論、これはなるべく避けなければならな
い。プラスチツクは、もしも「きめ」があれば（例えば
ＳＭＣにおける如く）きめに平行に走査しなければなら
ない。

第１に、いくつかの興味ある事項を指摘しておく。走査
の方向に平行にこすられたつや出し油の塗布によつて良
く光沢をもたせたパネルは実際上は、ある種の塗装を施
したパネルよりも見栄えがよい。第２には、センサ・ユ
ニツトは幾何学的なひずみを観測しているので、塗装さ
れたパネルは塗装仕上げ又は極端な場合には「みかんは
だ」であると考えることができ、その故に波紋の大きさ
は塗料の品質を解析するのに利用できそうに感じられ
る。

第３には、明白な事であるが、つや出しのされたパネル
上に、波紋の最小な生地面が得られたときに、正しい量
のつや出し用油が塗布されていることが分る。当然のこ
とながら、プラスチツクその他の、つや出しを要しない
パネルであれば、このようなつや出しは勿論、不要であ
る。例えば、つや出しを施さないプラスチツク製パネル
が第４ａ図又は第４ｂ図のようであれば、走査に対して
は十分である。ときにはプラスチツクが、「象皮状」と
呼ばれる状態のために、甚だしく背景雑音を示すことが
あるが、これは検出されるのが望ましい。

しかしながら、波紋の大きさが著しく大きくなると、不
十分な（即ち、劣悪で筋状の）つや出し塗装仕上げ状態
や「象皮」状態は、既知の技法を用いた掃引の際には、
検出シグナルを交流状（交番状態）に単純にシグナルを
送る。これは、掃引距離を横軸、センサ出力を縦軸にと
った場合の波形をいう。以下の周波数等、出力波形に関
する説明において同様である。ある場合には、ある周波
数及び（又は）レベルの帯域が、つや出し油（又は塗装
仕上げ）の効果を現わすものとして選び出されることが
ある。

不適当な状態についての第２の決定要素はシグナルの振
幅が単純に低いことであり、これは明らかに、全くつや
のない鋼板の場合の如く表面の反射性が貧弱な品質にお
ける象徴である。

つやのあるパネルを用い、つやの状態が原因で妥当でな
いデータを生む可能性のある標的（フラグ）領域に対し
て、これらの両条件が適用し得るときは、このような
「フラグ」は、次のような１つ又は２つ以上の事項を発
生させるために、コンピユータに入力することができ
る。

１パネル全体を不合格とし、適当につやをつけてから
再度観測する。

２システムは、解析を行なう前に、つやのある品物が
正しいかどうかを評価する助けとして利用し得る。

３つやのある場合のみについて、特にインラインで１
００％検査の場合に、つやの良くない領域があつたと
き、コンピユータのメモリを阻止して、単純に無視し、
実際の表面について多分問題のないパネルを不合格とし
ないようにする。実際には、次のパネルについて、特別
にこの特定の区域に関して統計的データを蓄積できるよ
うに検査すべき特殊な注釈を作成することができる。当
然に、インラインの場合（例えば、アメリカ合衆国特許
４３９４６８３、第１３図に示されている自動つや出し
システムが適用されているとき、その他）この特定区域
に不良状態が反覆的に発生する場合には、自動つや出し
器にノズルの詰まり、ブラシの損傷その他これに類する
不具合がないか確かめて、あればこれらの状態を是正す
ることができる。

第５ａ図から第５ｅ図までは第３図の装置によつて、種
々の傷から発生させたシグナルを示す。

ここに見られるように、正規の表面からのくぼみ又はふ
くれの種類はシグナルの方向によつて見分け得る。幅が
５〜１０cmもある低いスポツトの如き大きな欠陥のシグ
ナルは走査の方向に広がつている。どのような振幅、大
きさ、及び種類の欠陥が存在するかを知ることは、生産
過程の欠陥を是正する上において極めて大切なことであ
る。

第５ａ図もこの発明による処理段階を示す。第３図の装
置においては、２つのシグナル処理段階が利用されてい
る。第１の段階においては、表面に対応するシグナルの
直流周波分を除去するために、シグナルに交流が組合わ
されている。次に、しきい値Ｖ_Ｔは生地（バツクグラウ
ンド）「雑音」の周波数分の最大値Ｖ_{Ｎｍａｘ}以上に
設定されている。これらのコンポーネントは欠陥を取巻
く塗装面又はつやのある面の表示であり、欠陥が甚だし
いときは、しきい値が規定の限度に設定されていると影
響のある領域に無効シグナルの読みを表示することがで
きる。反対に、塗料、仕上げ、又はつやの質を測定する
のにも利用することができる。例えば、平均雑音シグナ
ルの値Ｖ_ＮＡは、その領域の表面仕上げの平均値を与え
る。みかんはだの波紋等は、シグナルがあるしきい値Ｖ
_Ｔを超えたときに検出できる。

第５ａ図の映像には、まさに正方向のピークからゼロレ
ベルとの交叉がこれに続き、次に負の部分が続いている
と考えられる。これはふくれた傷に対するシグナルであ
る。へこみの場合は５ｂ図に示すように反対（一定の走
査方向に対して）となる。

手もとの状態を直ちに判定するために、シグナルの高さ
の振幅Ｖ_Ｄ（上記の生地面雑音しきい値Ｖ_Ｔを越えたシ
グナルのみについて）及び欠陥の幅の２つのデータが存
在する。後者は欠陥が現れた連続した多数の走査線を追
跡するか調べることによつて得られる。これは、ある部
分を走査したときのいずれかの１つの走査についてであ
るから、おのおのの特定の走査を記憶させ、それらがパ
ネル上のどこで現れたかについて欠陥の合計をコードに
よつて示し、欠陥の種類、程度、及び幅並びに（又は）
長さをコード化することによつて、欠陥を基本的に調査
することができる。この方法によつてコンピユータ内に
表が出来上り、これをプリント・アウトすることができ
る。

第３図の装置によつて、黒色に塗装されたほろについて
の代表例においては、Ｖ_Ａは８（金型における小さなご
み）から２５（甚だしいくぼみ）までのいろいろであ
り、Ｖ_Ｎは２であつて、すばらしい信号対雑音比を示し
ていた。

ある部分の傾斜の変化割合を得るために、シグナルの導
関数としての変動値が採用される。これは、シグナルと
して容易に得られ、しかも該シグナルは欠陥の程度に比
例する別個の出力をも提供する。

大きな低いスポツト、はねかえり（recoil）などに対し
ては他の方法で処理するアプローチが可能なことがあ
る。第５ｃ図に示すのは、欠陥が広いが浅いので、鋭い
二次導関数を与えない欠陥からのシグナルである。

この場合における１つの処理技法には生成した特性曲線
を記憶されている浅いスポツトの特徴を相関させる方法
がある。スコープトレース（scope trace）（第５ｅ
図）はフードの前縁における代表的な浅いスポツトの相
関ピーク（位相が遅れている）の表示を示す。相関の周
波数を同調させることによつて、いかなる浅いスポツト
（または他の欠陥）の最大相関シグナルをも得ることが
できる。このような同調には時間がかかるので、このよ
うな欠陥を識別してからこれらに戻り、あるいは、これ
らを記憶させて、実際に発生した後にこのようなシグナ
ルを相関させる（ハードウエアまたはソフトウエアにお
いて）のが望ましい。

波長の長い（電磁）波は、関係のあるたいていの材料、
例えば鋼、プラスチツク、またはアルミニウムの自然的
な表面粗さには敏感ではないので、波長の長い光源、例
えば赤外線を使用すると、表面につや出し油を使用する
必要をなくすることができる。例えば、１０．６μｍ
（ＣＯ_２レーザの波長）においては、鋼製のパネルは、
６３２８Å（ＨｅＮｅレーザ）によるよりも２０倍平滑
に見える。

例えば、２０ワツトラツクマン（Ｌaackman）型の如
く導波管ＣＯ_２レーザを使用することを考慮すると、第
３図の装置と共に適当なＩＲ赤外線逆反射物質（例えば
３μｍまでのガラス・ビード、１０．６μｍの機械仕上
げ金属、またはＩＲ「すりガラス」の如き適当な散乱用
物質と第２図の装置の併用）、及び近接した１対のＩＲ
検出器（２１６のように配置）を備えた「パイロ電気ビ
ジコン」上に映像を結ばせるための適当な赤外線光学素
子などを利用することができる。これらの波長において
は、表面は完全に反射し、特殊な油膜を必要としない。
実用上においてはこのことは大きなプラスである。赤外
線は第６図及び第７図に示した実施態様においても光源
として使用できる。ソリツド・ステートその他の光つた
赤外線光源も使用できる。

この発明の１つの長所は、オペレータが逆反射板から戻
つてくる走査されて反射された情報をビーム分割器によ
るかまたは入射角の軸をわずかにそらせて眺めるかによ
つて観察することができる点である。これによつて、オ
ペレータは、検出器が何を観察しているかを目で正確に
見て、電子装置が観測しているものを確認することが可
能となる。この場合に、ミラーの走査速度を下げるのが
好都合であることが多い。

ある種の傷については、センサーの走査方向を回転させ
て傷を再度通過させてその存在と詳細を確認するのが望
ましい。

第３図においては、パネル表面の走査には前進後退の必
要はないが、例えば円形、渦巻形、Ｘ形などに走査させ
ることができる点が注目される。円形走査は折返し点の
ない円滑な出力を生成する利点があるが、これは導関数
を出すのに有用である。例えば、円形掃引はあるパネル
の形状に近いものが得られ、感知回路を混乱させるシグ
ナルの不連続がない。しかしながら、面が回転するミラ
ーまたは振動ミラーによる走査は概して走査を行なわせ
る手段としては好ましく、パネルの主軸の１つと平行で
あるのが望ましい。

照明源としては電磁波としての可視光線、紫外線、赤外
線のいずれの波長も可能である。ＨｅＮｅまたは半導体
ダイオード・レーザは好ましいが、普通の光源その他の
レーザも使用できる。

どのような大きさの傷の解像が必要であるかに大なり小
なり依存するが、付加的なレンズ２４０を経て、パネル
上に光の焦点を結ばせ、あるいは焦点をぼかすことによ
って、より有利な検出が可能となる。生のレーザ・ビー
ム（例えば０．０５０″幅）は塗装過程自体における
「みかんはだ」による高周波変動の検出、かき傷、小さ
なくぼみやふくれなどの弁別に対しては、その小ささは
十分である。焦点のぼけたビームはパネルにおいてゆつ
くりした変化のみを解析し、浅いスポツトに対してより
良好なＳ／Ｎ比を実現する。その反面、スクラッチの判
別性は低減する。これによつて手近な場合についてシス
テムを最適化させ得る。２重方式が望ましいことも多
い。このような２重方式は異なつた大きさのスポツトを
有する２つのビームを利用することができるが、あるい
は単一のビームを用いて１つのパネル全体を解析してか
ら、単一のビームのスポツトの大きさを変更して再度走
査することもできる。なお、逐次走査は、複数のビーム
をｏｎ及びｏｆｆに切り換えて異なつた大きさで走査す
ることができる。

２本のレーザ及び２個の検出器ユニツトを同時に使用す
る実施態様においては、２本のビームは波長が異なり、
それぞれの検出器ユニツトの前のフイルターは両波長に
対応して一方と他方を区分し得るようにされる。これに
代つて１つの検出器のみが２本のビームを交互に検出す
るようにすることもできる。（一方のビームを他方のビ
ームよりわずかに先行させて同一の走査器で駆動するこ
とができる。この場合、両者の間隔が十分であれば、波
長の弁別は必要ではない。実際に、両者は同一のレーザ
から引き出し得る。）おのおののビームを形成させるために異なつたレンズを
使用することができる。例えば、一方はみかんはだなど
による表面の波紋を平均するためにビームを少し膨らま
せ、他方はかき傷を調べるために焦点を絞る。

それ故に、２つの空間的な感度が、同時に走査している
間に得られる。しかも、２つのビームが同時に表面の同
一区域を調べているときには、大きな表面領域を調べて
いるビーム及び検出器を、より小さな検出区域に対する
基準レベルの検出用に利用することができる（同じ効果
を生じさせるように適当な時間的遅れがあつてもよ
い）。

発光ダイオード光源の線配列または光ファイバーによる
光源を照明掃引の代りに使用し得る。これらは特定位置
に固定されるであろうから解像度は配置間隔の関数とな
るであろう。しかしながら、傷の識別はやはり可能であ
る。この方式に対しては、光源は更にまた逆反射性であ
るために別の所に置かれているので、１台のテレビまた
は、他の２軸走査カメラが必要である。このような光源
にはその画面を横切つてスポツト掃引をする陰極線管も
設けられる。

この発明における他の重要な実施態様は、第６ａ図に示
した手動方式である。この実施態様には、一端をハロゲ
ン・バルブ（図には示さず）に接続し、他端はパネル５
０５を照らすためオペレータの眼５０２に接近されたよ
うな、実質的な点光源５００を使用する。オペレータは
逆反射板５１０から戻つてきた光及びパネルから出た光
を眺める。片方の眼にはパネル上に欠陥が暗いスポツト
として現れる。両眼で見ると一種のステレオ（立体）が
生ずる。最良の結果を得るには、オペレータの両眼のお
のおのの上または下に２つの照明用光源（例えば５００
及び５０１）が配置される。これによつてオペレータが
それぞれの眼で最高レベルのシグナルが得られるように
なる（このような光源とそれぞれの眼との間には角度的
な差がないので）。２つの光源は干渉しないのでretro
effect（逆作用）は極めて指向的である。発生する効果
は実に驚異的である。金型係員や圧縮成形係員にとつて
は、最初にホログラムを見たときに、非常に類似した印
象を受ける。塗装されたパネルまたは良くつやの出され
たパネルから、例えばＬ_１＝３メートル、Ｌ_２＝２メー
トルであるとすると、パネル上の浅いスポツト及び他の
局部的なひずみならびに欠陥は、それらの深さがたとえ
０．０１mmであつても、直ちに検出することができる。

この効果は、パネル自体の検査に用いる場合の他に、他
の種々の場合にも得られる。例えば、この方法は最終的
検査のラインにある塗装ずみの車を解析するのに直ちに
利用し得る。第２に、この装置は適当に作成された木型
または粘土の模型のひずみを、これらがＣＡＤ（コンピ
ユータの援助による設計）のデータとして走査される前
に検査するのに利用することができる。第３には、この
装置は雄または雌の型または模型を解析するのに利用す
ることができ、即座に、平滑で見栄えを良くするにはど
の部分の材料を除去すべきかを調べることができる。

実質的な点光源としては、例えば発光ダイオード、白熱
電球（例、米粒「電球」）あるいは遠隔光源を備えた光
フアイバーの端部がある。面の広い光源、例えば蛍光
管、はあまり適当ではない。これら蛍光管も、もしもチ
ユーブが面に平行であれば機能する。逆反射スクリーン
または塗装された逆反射面は、検査過程を最も便利にし
かつ信号対雑音比を最大ならしめるために、検査領域を
完全に取り囲む。

検査員は欠陥に対する感度が最高となる位置をさがし、
また、最良の信号対雑音応答が得られるように、眺める
角度を移動させることができる。単一または複数の光源
をめがね、ヘルメツト、または頭部定着物として装着す
ることができて、オペレータは最大の逆反射作用を可能
ならしめるように光源を眼に近づけながら容易に動くこ
とができる。測定用のレチクル（十字線）、例えば第６
ｂ図の５３５、その他の補助物はオペレータの視野に重
なつて、欠陥の大きさを判定する助けとなる。

第６ｂ図はこの発明に従つて設備した１対の接眼鏡を示
す。枠５３０には、眼５２９（はつきりさせるために片
眼だけを示す）で見ることができるように穴があけてあ
る。光源５３１は、この眼のために自由選択の第２のあ
るいはその他の追加の光源５３２を備えているので、リ
ム（縁）に配置してある。片眼（または両眼）を取り囲
む単数または複数のリングライト源乃至環状光源は、自
由選択的に用いることができて、最も均等な照明を得る
ことができる。

はだかの金属につや出し油が使用されている場合には、
電源５３１から出て来る光を偏光子５４０によつて偏光
させ、かつ、眼の前には偏光軸をこれに直交させる偏光
子（直交ポラロイド）５４１を使用するのが望ましいこ
とが多い。４分の１波長板５５０（第６ａ図に示す）に
よつて実質的には逆反射光のみが見得る。要素５４１
は、後に述べるように、つや出し油の中の小さな飛沫の
ひずみの影像を円滑にするために、焦点をぼかす装置ま
たはぶれ装置に代えることもできる。

第７図は雌パネル金型について作動している第６ａ図の
方式を示す。ここでは、眼はテレビ・カメラに置き換え
られている。この場合、単一の光源用電球６０１は実質
的に、金型の表面６０３を経て逆反射スクリーン６０２
を照射し、テレビ・カメラは金型からの反射によつて逆
反射スクリーンを眺める。この方式は、逆反射板は用い
られてはいるが、人間の眼の場合と同様に、第３図の方
式とは相異している。この場合においては、細いビーム
を使用しないので、表面検査をビーム位置の変化で行う
のではない。この場合は、ある領域内に幾何学的ひずみ
要因による傷によつて、点光源からの多数の「ビーム」
による光の集中または拡散が生じ、明るい映像または暗
い映像のどちらかを発生させる。

例えば、傷（例えば、除去すべき高いスポツト６１６）
がなければ、実質的には、点光源から出る光のすべては
逆反射板に当たり（光源からの広がりとパネルの曲率の
複合効果によるある角度で）、同じ経路を戻つて、テレ
ビ・カメラ上に、逆反射スクリーンの均等に近い光の場
の映像を結ぶ。しかしながら、高いスポツト６１６に示
したような欠陥があると、光は全く同じ方法では戻つて
こないで、欠陥が存在するある領域は周囲の領域よりも
暗くあるいは明るく現れる。光の場の変更される程度は
欠陥に比例し、欠陥の形と領域は、テレビ・カメラが２
軸で強度を走査することができるので、直ちに判定し得
る。代案として、第３図に示したレーザ走査の場合と全
く同様に、線走査カメラ（line scan camera）を検査
面に対し相対的に動かして、経時的検査情報を発生させ
ることができる。

自動検出においては、欠陥における再反射光の検出値
（瞬間的レベル）をその周囲からの再反射光の検出値と
比較することが望ましい。これを実施する方法及びその
構成はアメリカ合衆国特許第４３０５６６１号に述べら
れている。

テレビ・カメラ方式は、微妙な光の強度及びこれに類す
るものを調べるのを全く得意とする人間よりも、欠陥の
判定については、明らかに能力が劣る（少なくとも、弱
い信号の処理装置では）ことに再度注目しなければなら
ない。従つて、表面自体からの背景としての反射は問題
であり得る。

この場合には、パネルから直接戻つてくる反射を断つた
ために第３図及び第６ｂ図におけるが如く、直交偏光子
及び減速板（retardation plate）を使用することがで
きる。第３図における如く、減速板は直径が例えば１フ
ートより大きいことは比較的まれなので、これはカメラ
の視野を制限することがある。第３ｆ図における如き光
学系は視野を拡張するのに使用できる。第６ｂ図に関連
して上に述べたような他の技法も用いることができる。

光学的手段による場合は、欠陥の両眼によるある種のス
テレオイメージを得るために第２のテレビカメラユニツ
ト６３０を使用することができる。この場合は、１つの
イメージにおける反射地点は、特に反射ゾーンにおいて
他のイメージの同地点と相互に関連せしめられる。この
手段は、欠陥状態の深さを自動的に計算するのに使用さ
れ得る。

市販されているイメージプロセツサーコンピユータ６４
０は、テレビカメラに接続されており、欠陥のエリア、
形状及び強度を解析して欠陥パラメータを決定するため
に使用され得る。テレビカメラはまた視覚による検査に
も使用することができ、視覚検査における視線方向から
見た穴の映像がデジタル解析に供され欠陥に関する定量
的なアウトプツトが視覚により認識される（銃の標準器
における網目を伴つたものとして）。この形態において
は、オペレータはパネルを第６ｂ図に示すような眼鏡を
通して観察し、テレビカメラはこれらの観察において必
要と思われるものを自動的にデジタル化する。

欠陥のエリア、形状、アウトラインパラメータ及びその
他のパラメータを表示または計量するための適切なイメ
ージプロセスコンピユータとしては、マシーンインテ
リジエンスカンパニーのモデル１００、マシーンビ
ジヨンインターナシヨナルカンパニーのジエネシス
２０００またはＧＥオプテイメイシヨン II プロセ
ツサーを挙げることができる。最後の２つのものは高速
であり、リアルタイム作動をすることができる。動く部
分（例えばラインを移動するペイント缶）の高速測定を
行なうには、後の解析のためにイメージを固定して保存
すべく、例えばキセノンランプのフラツシユを使用した
ストロボ照射を用いることができる。

あるいはまたビデオテープユニツト６６０を必要に応じ
て使用することにより、視覚または自動による、後の解
析のために、ライン上を通過するパネルまたは自動車に
ついての記録をすることができる。これにより、人はよ
りリラツクスした状態で解析をすることができ（例えば
オフイスにおいて）、あるいは欠陥イメージの解析を行
なう高能力の大型リモートコンピユータを使用すること
ができ、更に第３の例として前日の測定結果を翌朝に統
計的なデータとして得ることもできる。

第１図に示した例において第３図の逆反射原理を使用し
た、本発明の更に他の例が第７図に示されている。

この例では、グリツドまたは平行な不透明ラインの格子
またはロツド６２０からなる１または２以上のエツジが
使用される。グリツドまたは格子は、逆反射板６０２の
前方に置かれるか、あるいは逆反射性材料から作られ逆
反射板として使用される。このグリツドは、（例えば、
少なくとも格子またはグリツドについて）パネルを通し
て逆反射的に照射される点を除き、第１図において説明
した格子またはグリツドと同様に、極めて良好に作用す
る。ドツトは、グリツドの交点を単純化して示す。欠陥
に基づきドツトイメージの中心の変位は、ラインにおけ
る場合よりも良好に得られることが統計学的に明らかで
ある。第７図におけるラインまたはグリツドの例は、第
２図のものに関連するが、面の後方から放射を行なう点
光源を使用する点において異なつている。この点光源
は、センサーの側から照射を行なう。要約すれば、第７
図の例は、第１図の例に関連するものであるが、検査効
果をより有効に発揮するものである。コントラストはよ
りよく得られる。この例では小さな点光源とグリツド付
逆反射スクリーンとが新たに要求されるのみであり、該
スクリーンは、解析が行なわれる場所を囲む一定区域の
壁の１つにより得ることができる。特別な照明装置その
他のものは要求されず、必要なパワーレベルは極めて小
さい。これはライトとカメラユニツトとが実質上同じ場
所に配置されていることに基づく。ライトは、カメラユ
ニツトにより捕らえられる部屋全体を照明する必要はな
い。パネルにおける偏差は、２回反射により増大せしめ
られる。エツジポイントは、第３図のスポツトイメージ
と同様にシフトする。エツジの偏倚はテレビカメラによ
つてより容易にモニターされる。人が３．０４８ｍ（１
０フイート）離れている場合は、第６ａ図に示すよう
に、パネル全体をグリツドラインを伴つて見ることがで
き、該グリツドラインは表面に存在する欠陥部分におい
て幾何学的な変形を示す。

第８図は、第６ａ図および第７図の例における欠陥特定
のための装置を示している。第８図に示すように、光は
欠陥上に入射し、図では先の経路が、照射方向にほぼ一
致して示されている。光源７００は、ビームスプリツタ
７０４を通して光軸７０３に沿つてパネル７０２を照射
する。人の眼７１０は、逆反射板７１１から欠陥７１３
を含むパネル７０２において再反射された光を見る。

図示のように、欠陥エリアから来る光は、欠陥エリアに
おける傾斜した面により反射角θとなるように偏倚して
いる。この結果、スクリーン上には、欠陥が無ければ得
られるであろうよりも暗いエリアＤが生じ、これに伴つ
て反射光の重複によつて暗い領域の回りにより明るい領
域が生じる。

光源から欠陥エリアまでの距離Ｌ２は欠陥エリアサイズ
よりはるかに大きいので、欠陥エリアを照射する光のな
す角は極めて小さく、該照射光は殆んど平行であるとい
える。このようにして小さいダークゾーンまたはライト
ゾーンの存在が生じ、眼または他の検知器がこれを認識
する。ゾーンＤは完全に暗くはない。これは、眼が照射
光軸と一致しており、再び眼に戻らなくされるのは、例
えばスクリーンによつて零でない角度γをもつて反射し
正常面に到達する光のように、欠陥面の同じスロープを
経て正確に戻ることのない光のみだからである。同様の
作用が、図の面に垂直な方向にも生じる。

次に、視線から角度をずらせて配置した光源７２０を用
いた場合について説明する。この場合は、眼から最も遠
い欠陥エリアの傾斜したエツジで反射された光は逆反射
スクリーンでの反射後、より少なく該エツジに到達し、
従つてより暗く見え表示が強調される。これは多くの場
合においてより望ましい。

次に本発明における自動的なセンシングが、どのように
してスタンピング、モールデイングまたはボデイプラン
ト等の検査面において使用されるかを説明する。

米国特許出願第４３９４６８３号の第１３図には、ライ
ンに沿つて移動するパネルが示されている。これは、プ
レスから到来するパネルを監視する固定するセンサの典
型的な例である。他の設備においては、パネルが静止す
る場合または移動する場合において、センサユニツトを
位置決めするためにロボツトアームが使用される。この
種のタイプのパネルのチエツクは、本発明において２つ
の方法で行なわれる。アームが均一性に優れた動作を行
なうことが出来る場合、または事実上固定位置にあるロ
ボツトに対し掃引を行なうためにアームの先端部で工具
が動かされ得る場合（これは容易にプログラム化され得
る）に、アームは事実上センサユニツトを掃引させ得
る。同様に、逆反射性材料の性質に基づいて二軸掃引を
行なうことも出来る。この場合はユニツトは、レーザス
キヤンによる２ミラー掃引に基づいて表面を走査する。
例えば、モータ２６０は第３図に示す平面鏡２６１（破
線で示す）を駆動してｙ軸方向にも走査を行なう。

第９図から第１２図は本発明をプラントに使用する場合
の例を示している。第９図には、第３図のラインに沿つ
て逆反射性物質を扱う送込み部及び受取部を有したスキ
ヤン型単一センサユニツト７３２、及びロボツト７３０
（この場合はガントリータイプウエステイングハウス
６０００）が示されている。このセンサは必要により、
二軸ミラースキヤンまたはロボツト先端部における工具
を動かすモータによりｙ軸方向にも走査可能なものとす
ることができる。ロボツトは、数多くの異なつたタイプ
のパネル７３６を検査するために、プログラミングコン
ソール７３４を使用してプログラム化され得る。

センサからのシグナルデータは、必要に応じてこの目的
のために付加される付加的センサまたはセンサの離反距
離維持を助けるためにフイードバツクされる。

第１０図は、第３図または第７図に示したセンサユニツ
トを複数固定した例を示しており、ここではコンベア７
５１上の自動車のドア７５０はフレーム７５３上のセン
サユニツト群７５２の下方を移動する。この場合は、結
合されたスプレー７６０及びブラシ７６５を使用する自
動ハイライター（hightlighter）７５５が使用されてい
る。

第１０図にはまた、欠陥のあるパネルをロボツトによる
修復ステイシヨン８００へ自動的に除去するための装置
が示されている。欠陥読取り装置８０２からのシグナル
を受取るロボツト８０１は、デイスクグラインダ８０５
またはその他の工具を取り上げて欠陥部分８１０を研削
し且つ仕上げる。この後、パネルは検査ステイシヨンに
戻され、正常となつたか否かを決めるために再び検査さ
れる。

第１１ａ図及び第１１ｂ図は、ライン状の固定位置にあ
る白色塗装されたボデイ９０８全体を走査するための、
ロボツトに装着されたユニツト９０２及び９０４を示し
ている。ロボツトハイライター９０６はブラシ及びスプ
レーを先端部に備えた工具９１０を有し、例えば走査方
向に平行にというように走査と共に常に「筋」を描く。
同様の態様が仕上げ塗装された自動車についても適用さ
れることができ、この場合はハイライトは必要とされな
い。パネルのギヤツプのミスマツチの検査もまた、同様
のロボツトに装着されたライトセクシヨントライア
ンギユレイシヨンセンサ（light section triangulat
on sensor）を使用して行なわれ得る。

第１２図は、仕上げられた（塗装された）車に使用する
ための製造ライン上の配列の例を示しており自動車９２
２を製造ライン上で見るために配置された固定センサ９
２０を備えた設備を示している。大きな離反距離と検知
範囲を有した逆反射センサが、多くの場合において線の
動きを明確にし得る点で極めて有利である。

本発明は、車体、装置その他のパネル上の欠陥を調べる
ためのみならず、ダイ、ウツドモデル、粘土モデル、モ
ールド、その他の金属シートの組成加工及びボデイ形成
プロセスに使用される一定形状のパーツまたは物体につ
いても使用され得る。本発明はこれらの物品の形状にお
ける欠陥を特定し、これらが、例えば塗装された自動車
のような、最終製品にまでもちこされるのを防ぐために
使用される。

人が小さいフラツトスポツトを見付け、さらに他の時点
にダイにおける誤つた形状が部分的に形成されているの
を発見したときは、ダイを正常にするにはどこにおいて
材料を削りとり、削りとり量をいくらにするかを量的な
感覚から決め得るのは勿論である。このことはダイの工
程により前、すなわちウツドモデルを使用する工程にお
いても当てはまり、モデルがエラーを含んでいないこと
を確かめるためにチエツクされる。モデルのエラーは、
ダイを制作するマシーンに複写され、結果的に大きな損
失を招く。

本発明を使用する際には、検査する表面に充分な反射性
を持たせる必要がある。従つて、木、粘土または金属は
これらに充分な反射性を付与する油、ワツクス、反射性
ペーパーまたはその他の材料でコーテイングされる必要
がある。一般にはコーテイング材料は容易に取り除かれ
得るのが望ましい。

ダイの形状における部分的なエラーを見、該ダイにより
形成されるパネルが対応した欠陥などを見るのは興味を
引かれるところである。第６図及び第７図に示す装置に
おいては、みかん外皮状表面、ハイライトオイル、プラ
スチツクにおけるエレフアントハイド（elephant hid
e）、プラスチツク上の粒子その他いずれに基づくかに
拘らず、表面のリツプルの作用を抑制するために次に掲
げる幾つかの対策を取ることができる。

Ｉ）焦点をずらせることにより意図的にイメージをぼ
やけさせる。このシステムにおける焦点深度は度合によ
り非常に深いため、これは必ずしも効果的であるとは限
らない。

II）振動するガラスを用いその動きによりイメージを
意図的にほやけさせる。これによりスクリーン上のハイ
ライト全体は効果的に不鮮明化され、シグナルは平均化
される。しかしながらこれはまた、前記不鮮明化と共に
放射されるイメージをも動かしてしまう。

III）拡散スクリーンを使用し、これを通してイメー
ジを見る。これによりハイライトを生じる小滴上に焦点
を明確に結ぶことが防がれる。

IV）コンピユータによるフイルターを用いシグナルの
処理にこれを適用する（第３図における装置のよう
に）。例えば、ＡＣカツプリングによりすべての低周波
シグナルが取除かれる。高周波数シグナルは、例えば大
きな偏倚または１方向もしくは２方向への凹所スロープ
という典型的な態様を示す一定の特性を現わすものを除
きすべて除去される。

本発明の適用に当たつては、欠陥と思われるものの存在
をハードウエアにおいて特定して表面の迅速な走査を行
ない、より優れた評価を行なうために比較的遅いペース
でソフトウエアプログラムに基づきデジタル化されたシ
グナルを解析することができる。走査全体において過剰
な欠陥は見出されないと予想される場合には、これはパ
ネルの更に他のセクシヨンが続く間継続され得る。

あるいはパネルの単純な走査だけを行ない、欠陥と思わ
れる所に戻つておのおの時間をかけて取扱うことも出来
る。これは、いつたん発見された欠陥に戻つてじつくり
と解析を行なうため、メモリーを必要としないという利
点を有する。しかしながら、コンピユータメモリーは現
在廉価となつているため、欠陥と思われる個所の読取り
とその保持を進め、その解析は他のデータが取り入れら
れたときに行なうのが理に適つている。

このデータを視覚化するための方法について考えること
は重要である。特徴のあるラインの近くの欠陥エリア、
その他見ることを望まない欠陥エリアの次への到達の場
合、欠陥としてのピツクアツプをしないようにユニツト
の走査を停止する幾つかの手段を有するべきである。こ
れは見られることのないパネル上のゾーンの座標をコン
ピユータにストアし、人が走査を読取つた後にこれらを
メモリー内にブロツクアウトすることにより行なわれ得
る。

その他可能なことは、このような欠陥を見るためにスキ
ヤンのエツジを使用し、シグナルを伴う正確な三角波に
基づいて表面に対し正確に戻ることを可能にすることで
ある。あるいは、センサヘツドを回転させて、走査が特
徴あるラインその他に平行にし、走査をその方向にある
欠陥を横切つて正しく次のものに到達するようにするこ
とができる。良好なハイライトまたは仕上げ塗装がさ
れていれば、走査の方向については余り思い患う必要が
なく、前述の如き回転は極めて便利である。それはハイ
ライトが乏しく縞を伴つており、該縞に平行に実際上走
査する必要がある場合に採用される。

ハイライトオイルが拡がるのを助けるためには、ハイラ
イトオイルの適用と検査との間に時間的なずれを設ける
必要があり、少なくとも１０秒以上の間隔をおくのが望
ましい。

ロウアングルにおいて必要とされる遅延プレート（reta
rdation plate）及び偏光子又は偏光プリズム（polariz
er）は必要とされない。これは最も望ましい遂行のため
のハイアングルが使用されるからである。換言すれば、
ロウアングルにおいてはパネル表面からの直接の反射光
は、該パネル表面が塗装されたものであるか他の種類の
ものであるかを問わずより少なくなる。

スロープの変化率を見るための第５図に示した方法は、
深さが０．００５mm（０．０００２インチ）であるよう
な浅いロウスポツトを発見するのに有効に使用されてき
た。しかしながらこのようなロウスポツトの典型的なも
のは、深さが０．００５mm（０．０００２インチ）から
０．０６３mm（０．００２５インチ）の範囲にあり、大
きさが２．５cm（１インチ）から１０cm（４インチ）の
幅を有するものである。

第１３図は、本発明に基づきコンピユータによるプリン
トアウトをしたものである。

本発明適用の際は、必要により使用されるレンズ２４０
（第３図に破線で示す）のようなシリンダレンズを使用
して走査方向にビームの拡散が行なわれ、ロウスポツト
における実行を改善しハイライト状態における平均化効
果を強める。しかしながら同時に、このようなシリンダ
レンズの使用は、汚れによる小さいにきび状のもの又は
その類のようなより小さい欠陥を見落しがちとする。こ
の場合は、最初のパスにおいてシリンダレンズ（又は他
のビーム拡散手段）を使用しリターンパスにおいてそれ
を使用しないシステムを用いることにより走査方向にお
いて２種類の感度又は視覚的な積分を与えるのが望まし
い。このようなプログラマブルデバイスは、シリンダレ
ンズを単純に出入れするソレノイドとすることができ、
あるいはより早いスピードのものとして最初のパスにお
いてビームを拡げ、次のパスにおいてはこれを行なわな
い音響光学変調器を使用することができる。

このようなシグナルの平均化処理は、第３図に示すよう
にハードウエア回路又はコンピユータソフトウエア２９
０により行なうこともできる。ハードウエアによるシグ
ナル平均化には、前及び／又は後への時間的スペースを
置いてシグナルセクシヨンの平均に対しシグナルを瞬間
的に比較し得るタツプ付きアナログリレイライン（tapp
edanalog delay lines）を使用した米国特許第４３０５
６６１号に開示されたものを使用することができる。

異なる欠陥のシグナルを実際的なシグナルに関連づける
ためにプログラマブル相関器（correlator）を使用することができる。例えばロウス
ポツト、たたき傷（ding）及び凹みなどの全てはポジイ
テイブ及びネガテイブに傾斜するシグナルを有している
が、異なつた幅を呈する。従つてスロープが急な欠陥に
対して第２の派生的回路（second derivative circui
t）を作動させ、傾斜が緩かな欠陥については相関づけ
により得ることができる。この相関づけには、ハードウ
エア相関器を使用することができ、得るべきシグナルに
適切にマツチし得るようにするには異なる周波数に調整
可能な相関器を使用するのが望ましい。時間が許す場合
は、コンピユータソフトウエアによる相関づけを成すこ
ともできる。

相関づけはこのようなシグナルを見るための方法である
だけでなく、欠陥の既知のシグナルをマツチさせるため
に使用することもできる。

第６図及び第７図に示した視覚化の例及びテレビを使用
した例に関して、目の周囲又は目の近傍に配置されたラ
イトを通して直接観察を行なう場合は、例えば第６ａ図
に示すパネルフードを見ている垂直方向にというように
ライトを僅かに置換えた場合ほどには良好な観察が得ら
れないことがあることが見出された。

例えば、第６ｂ図に示すように垂直方向の移動距離Ｈを
目の高さから上方又は下方に５．０cm（２インチ）とし
てライトを配置した場合は、観察者は逆反射アングルか
ら僅かにずれるために逆反射板から観察者に返つてくる
光の強さは、例えばＬ２＝３．０４８ｍ（１０フイー
ト）離反に相当する程度にかなりの減衰を示す。しかし
ながらこのような状態において、欠陥を強調し、しばし
ば視覚的な鮮明化を伴うシヤドウ効果（shadowing effect）が生じる（このような位置のずれ
をなくして直接観察する場合にはときにより欠陥が光の
重なりにより見失われ得る）。

目的に応じて、ライトを視線に添わせて、あるいは視線
から離れた位置に配置してというように切換えを伴つて
観察するのが望ましい。この場合は２セツトのライトを
使用することができる。１つは中央に、他の１つは視線
から離れた位置に置かれる。２セツトのライトは容易に
切換えられる。この切換えは自動的に又は手動により行
なわれ得る。これとは逆に、単一のライトに対し２つの
テレビカメラを使用し、これら２つのテレビカメラを相
互に離反させて、例えば切換え走査を伴つて使用するこ
とができる。

第１４図は、第３図の例の欠陥識別を可能にする回路の
例を示しており、第１３図のリードアウトを発生させる
のに使用される。

第１４図に示すように、戻つてきたレーザ光は、一般に
スポツトを形成するＵＤＴピンスポツト２Ｄフオトデ
イテクタ（３図におけるフオトデイテクタ２１５）上に
イメージされる。デイテクタの出力電流は第１のＡＤ６
４４の半部分において電圧に置換えられる。この電圧は
次に第２のＡＤ６４４のセツトにより増幅され結合（co
mbined）される。４２９１Ｈデバイダに供給される
２つのアウトプツトはデイテクタを打つ（strike）ライ
トの合計（sum）、及びデイテクタの２つの半部分間の
差（difference）である。

デバイタのアルトプツト（差／合計）は、デイテクタの
上のライトスポツトのパワー保証を伴うポジシヨン（po
wer compensated position）である。

スポツト位置シグナル及びビーム操縦ミラー（第３図の
ミラー２０２）位置シグナルは、次の処理ためにラツク
ボード（Ｒack board）に共に送られる。

ミラーの位置は、該ミラー位置のＣＯＳを得るために微
分（differentiate）される。このシグナルは零クロス
デイテクタ（zero crossing detector）に適用されてミ
ラー方向シグナルを得る。オリジナルなＳＩＮシグナル
はアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）に送られ、
コンピユータはミラーの位置を読取ることができる。微
分器（differentiator）による小さなリレーを修正する
ために「ポジシヨンバランス」ポテンシヨメータが使用
され、幅コントロール（enable width control）がミラ
ー揺動の一部をデジタル化することができる。

イメージスポツト位置シグナルは零クロスデイテクタ及
び微分器（differentiator）に送られる。零クロスシグ
ナルは、方向いかんに拘らず各零クロス（zero-crossin
g）上にパルスを発生させるために使用される一対の単
安定回路（monostables）に送られる。

微分されたスポツト位置にシグナルは絶体値増幅器に送
られる。この段階からのアウトプツトはＡＤＣに入力さ
れコンピユータは検査表面の欠陥の「激しさ」（severi
ty）を明白に読取る。この「激しさ」シグナルは、ＤＡ
Ｃから発したコンピユータである入口（threshold）へ
比較のために送られる。コンパレータのアウトプツト
は、零クロスパルス（zero crossing pulse）を測定す
るために使用される。スポツト位置シグナルが零を横切
り、且つ微分されたポジシヨンが充分に大きいときにの
み、「欠陥発見」のフリツプフロツプがセツトされる。

コンピユータは次に、回路から送られた「ミラーポジシ
ヨン」及び「激しさ」シグナルを読取り、これらの値、
「方向性（polarity）」及び走査線ナンバーを次のプロ
セスのためにデータアレイにストアする。

「方向性」シグナルは「微分されたスポツトポジシヨ
ン」を零ボルトと比較して発せられるシグナル及び「ミ
ラー方向」の排除的なオア状態（excesive OR-ing）に
より発生せしめられる。

ＡＤＣの内部的な作動のくせを考慮して、コンバージヨ
ン従つて余分な単安定及びゲートを生ぜしめるためにク
ロツクインプツトに素早く連続した２つのパルスを適用
する必要がある。

コンピユータは、ｘｙ座標、激しさ、タイプ（凹凸）、
欠陥の長さ及び欠陥の長さと激しさとにより表わされる
割合を与える欠陥に関するリストを提供する。「激し
さ」はｘｙ座標上にプロツトされる。

図面の簡単な説明第１図は、本発明に関連するライン乃至グリツド像偏差
による検査装置の例の斜視図であり、第１ａ、１ｂ、１
ｃ及び１ｄ図は、第１図の検査装置による各種ライン像
を示す説明図である。

第２図は、本発明に関連する掃引ポイントスキヤン（sw
ept point scan）による検査装置の例の斜視図である。

第３図は本発明に係る装置の１例を示す斜視図である。

第３′図は第３図に示す装置により受信される２つの特
徴的信号を示す説明図である。

第３ａ図は第３図の装置におけるビーム検知のための分
割されたデイテクタ乃至検出器を概略的に示す正面図で
ある。

第３ｂ図は本発明装置の他の例を示す斜視図である。

第３ｃ図は第３ｂ図の装置におけるビーム検知用の分割
されたデイテクタを概略的に示す正面図である。

第３ｄ図及び第３ｅ図は、第３図の装置のデイテクタ上
に受信されるスポツト位置及びそれによつて生じる出力
の説明図である。

第３ｆ図は第３図に示す装置に適用される平行ビーム装
置の例の側面図である。

第４ａ図から第４ｄ図は種々の面状態に対応する出力の
例の説明図である。

第５ａ図から第５ｅ図は異なるタイプの欠陥シグナルの
説明図である。

第６ａ図は点光源を用いた本発明装置の例の斜視図であ
る。

第６ｂ図は第６ａ図に示す装置の変形例の側面図であ
る。。

第７図はテレビカメラ及びグリツド付き逆反射スクリー
ンを伴つた本発明装置の例の斜視図である。

第８図は、第６図及び第７図に示す実施例における反射
状態を示す説明図である。

第９図〜第１２図は本発明装置を適用した種々の例の説
明図である。

第１３図は本発明装置におけるコンピユータによる欠陥
読出しの説明図である。

第１４ａ図及び第１４ｂ図は本発明装置の例の回路図で
ある。

フロントページの続き (71)出願人 999999999 プライア，テイモシーアールカナダ国エヌ８テイ− ３ビ−７オンタリオウインザホ−ソ−ンドライブ 6360 デイフラクトリミテツド (72)発明者クラーク，ドナルドエーカナダ国エヌ85245 オンタリオウインザバージニアアベニユ 973 (72)発明者レイノルズ，ロジヤーエルカナダ国エヌ８ワイ４エム３オンタリオウインザオリーブロード 1425 (72)発明者プライア，テイモシーアールカナダ国エヌ８テイー３ビー７オンタリオウインザホーソーンドライブ 6360 デイフラクトリミテツド (56)参考文献米国特許第3734626（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査表面及び該検査表面を広範囲に照射す
る光源に対して、多数の微小な逆反射エレメントを備え
た逆反射体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆反射体
が前記検査表面からの反射光を受けてこれを前記検査表
面に向けて反射し該検査表面で再反射させるように位置
決めし、前記広範囲の光照射により前記検査表面から再
反射された光の像を形成し、形成された像の明暗を、前
記検査表面の凹凸状態を示すものとして検知することを
特徴とする表面検査方法。
【請求項２】検査表面の照射が拡散光源により行われる
特許請求の範囲第１項に記載の表面検査方法。
【請求項３】前記拡散光源が点光源を備えている特許請
求の範囲第２項に記載の表面検査方法。
【請求項４】前記像形成と検知とが目視により行われる
特許請求の範囲第１項に記載の表面検査方法。
【請求項５】前記像を記録する工程をさらに含む特許請
求の範囲第１項に記載の表面検査方法。
【請求項６】前記検知が、記録された像の明暗を検知す
ることにより行われる特許請求の範囲第５項に記載の表
面検査方法。
【請求項７】前記光源からの照射と前記再反射光の検知
とが、照射光の光軸と検知される光の光軸とを相互に異
ならせて行われる特許請求の範囲第２項に記載の表面検
査方法。
【請求項８】検査表面での反射を生じさせるように該検
査表面を広範囲に照射するための光源と、多数の微小な
逆反射エレメントを有し広範囲に照射された前記検査表
面からの反射光を受け、これを前記照射された検査表面
に向けて反射し該検査表面で再反射させるように配置さ
れた逆反射体と、前記検査表面からの再反射光の像を形
成する像形成装置と、前記像の明暗を照射された検査表
面の凹凸状態として検知する検知装置とを備えたことを
特徴とする表面検査装置。
【請求項９】前記光源が拡散光源を備えている特許請求
の範囲第８項に記載の表面検査装置。
【請求項１０】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第９項に記載の表面検査装置。
【請求項１１】前記像を記録するための記録装置をさら
に備えた特許請求の範囲第８項に記載の表面検査装置。
【請求項１２】前記検知装置が、前記記録装置により記
録された光の明暗を検知するようにされている特許請求
の範囲第１１項に記載の表面検査装置。
【請求項１３】前記光源と前記検知装置とが、該光源の
照射光の光軸と、該検知装置が検知する再反射光の光軸
とを異ならせるように配置されている特許請求の範囲第
８項に記載の表面検査装置。
【請求項１４】検査表面及び該検査表面を拡散光源によ
り広範囲に照射する光源に対して、多数の微小な逆反射
エレメントを備えた逆反射体を配置し、該逆反射体の位
置は、該逆反射体が前記検査表面からの反射光を受けて
これを前記検査表面に向けて反射し該検査表面で再反射
させるように位置決めし、前記広範囲の光照射により前
記検査表面から再反射された光の像を形成することを特
徴とする表面検査方法。
【請求項１５】前記像形成が目視により行われる特許請
求の範囲第１４項に記載の表面検査方法。
【請求項１６】前記目視が、前記検査表面への照射光の
光軸と実質上同じ位置から行われる特許請求の範囲第１
５項に記載の方法。
【請求項１７】前記目視が、前記検査表面への照射光の
光軸から離れた位置から行われる特許請求の範囲第１５
項に記載の表面検査方法。
【請求項１８】前記像を記録する工程をさらに含む特許
請求の範囲第１４項に記載の表面検査方法。
【請求項１９】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第１４項に記載の表面検査方法。
【請求項２０】検査表面での反射を生じさせるように該
検査表面を広範囲に照射するための拡散光源と、多数の
微小な逆反射エレメントを有し前記検査表面からの反射
光を受け、これを前記照射された検査表面に向けて反射
し該検査表面で再反射させるように配置された逆反射体
と、前記検査表面からの再反射光の像を形成する像形成
装置とを備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２１】前記像形成装置が、検査表面への照射光
の光軸と実質上同じ位置に配置された特許請求の範囲第
２０項に記載の表面検査装置。
【請求項２２】前記像形成装置が、検査表面への照射光
の光軸から離れた位置に配置された特許請求の範囲第２
０項に記載の表面検査装置。
【請求項２３】前記像を記録するための記録装置をさら
に備えた特許請求の範囲第２０項に記載の表面検査装
置。
【請求項２４】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第２０項に記載の表面検査装置。
【請求項２５】検査表面及び該検査表面を広範囲に照射
する光源に対して、多数の微小な逆反射エレメントを備
えた逆反射体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆反射
体が前記検査表面からの反射光を受けてこれを前記検査
表面に向けて反射し該検査表面で再反射させ、再反射光
が検査表面の幾何学的欠陥を示す明暗情報を含むよう
に、位置決めし、前記広範囲の光照射により前記検査表
面から再反射された光を目視することにより検査表面及
びその幾何学的欠陥を識別することを特徴とする表面検
査方法。
【請求項２６】前記目視による識別が、前記検査表面へ
の照射光の光軸と実質上同じ位置から行われる特許請求
の範囲第２５項に記載の方法。
【請求項２７】前記目視による識別が、前記検査表面へ
の照射光の光軸から離れた位置から行われる特許請求の
範囲第２５項に記載の表面検査方法。
【請求項２８】検査表面の照射が拡散光源により行われ
る特許請求の範囲第２５項に記載の表面検査方法。
【請求項２９】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第２８項に記載の表面検査方法。
【請求項３０】検査表面での反射を生じさせるように該
検査表面を広範囲に照射するための光源と、多数の微小
な逆反射エレメントを有した逆反射体とを備え、該逆反
射体は、広範囲に照射された前記検査表面からの反射光
を受け、これを前記照射された検査表面に向けて反射し
該検査表面で再反射させ、再反射光を目視した際に検査
表面の幾何学的欠陥を明暗で判別し得るように、配置さ
れていることを特徴とする表面検査装置。
【請求項３１】明暗情報を含む再反射光の像を記録する
ための記録装置をさらに備えた特許請求の範囲第３０項
に記載の表面検査装置。
【請求項３２】前記記録装置が、検査表面への照射光の
光軸と実質上同じ位置に配置された特許請求の範囲第３
１項に記載の表面検査装置。
【請求項３３】前記記録装置が、検査表面への照射光の
光軸から離れた位置に配置された特許請求の範囲第３１
項に記載の表面検査装置。
【請求項３４】前記光源が拡散光源を備えている特許請
求の範囲第３０項に記載の表面検査装置。
【請求項３５】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第３４項に記載の表面検査装置。
【請求項３６】検査表面及び該検査表面を照射する光源
に対して、多数の微小な逆反射エレメントを備えた逆反
射体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆反射体が前記
検査表面からの反射光を受けてこれを前記検査表面に向
けて反射し該検査表面で再反射させるように位置決め
し、前記光源により照射される領域は検査されるべき幾
何学的欠陥を示す領域より実質上大きくされており、前
記検査表面から再反射された検査表面の幾何学的欠陥を
示す明暗情報を含む再反射光を検知することを特徴とす
る表面検査方法。
【請求項３７】検査表面が自動車のボディパネルであり
光照射による検査が該ボディパネルのほぼ全体に亘って
行われる特許請求の範囲第３６項に記載の表面検査方
法。
【請求項３８】検査表面の照射が拡散光源により行われ
る特許請求の範囲第３６項に記載の表面検査方法。
【請求項３９】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第３８項に記載の表面検査方法。
【請求項４０】前記検知が、再反射光を目視することに
より行われる特許請求の範囲第３６項に記載の表面検査
方法。
【請求項４１】前記検知が、検査表面の照射光の光軸か
ら離れた位置から行われる特許請求の範囲第３６項に記
載の表面検査方法。
【請求項４２】前記検知が再反射光の記録を伴って行わ
れる特許請求の範囲第３６項に記載の表面検査装置。
【請求項４３】検査表面での反射を生じさせるように且
つ検査されるべき幾何学的欠陥を示す領域より実質上広
く照射するための光源と、多数の微小な逆反射エレメン
トを有し前記検査表面からの反射光を受け、これを前記
照射された検査表面に向けて反射し該検査表面で再反射
させるように配置された逆反射体と、前記検査表面から
再反射され、検査表面の幾何学的欠陥を示す明暗情報を
含んだ再反射光を検知するための検知装置とを備えたこ
とを特徴とする表面検査装置。
【請求項４４】前記光源が拡散光源を備えている特許請
求の範囲第４３項に記載の表面検査装置。
【請求項４５】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第４４項に記載の表面検査装置。
【請求項４６】前記検知装置が検査表面の照射光の光軸
から離れた位置に配置されている特許請求の範囲第４３
項に記載の表面検査装置。
【請求項４７】前記検知装置が、再反射光を記録するた
めの記録装置を備えている特許請求の範囲第４３項に記
載の表面検査装置。
【請求項４８】検査表面及び該検査表面を照射する光源
に対して、多数の微小な逆反射エレメントを備えた逆反
射体を配置し、該逆反射体の位置は、該逆反射体が前記
検査表面からの反射光を受けてこれを前記検査表面に向
けて反射し該検査表面で再反射させるように位置決め
し、前記光照射により前記検査表面から再反射された光
を検知する表面検査方法であって、検知される光の光軸
に対し離れた位置から前記光照射を行なうことを特徴と
する表面検査方法。
【請求項４９】前記検知が前記再反射光を目視すること
により行われる特許請求の範囲第４８項に記載の表面検
査方法。
【請求項５０】検査表面の照射が拡散光源により行われ
る特許請求の範囲第４８項に記載の表面検査方法。
【請求項５１】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第５０項に記載の表面検査方法。
【請求項５２】前記検知が前記再反射光の像の形成及び
該像に於ける明暗両部分の検知を伴う特許請求の範囲第
４８項に記載の表面検査方法。
【請求項５３】前記像を記録する工程をさらに含む特許
請求の範囲第５２項に記載の表面検査方法。
【請求項５４】検査表面での反射を生じさせるように該
検査表面を照射するための光源と、多数の微小な逆反射
エレメントを有し前記検査表面からの反射光を受け、こ
れを前記照射された検査表面に向けて反射し該検査表面
で再反射させるように配置された逆反射体と、前記検査
表面からの再反射光を検知する検知装置とを備えた表面
検査装置であって、前記光源は、検知される光の光軸に
対し離れた位置に設けられていることを特徴とする表面
検査装置。
【請求項５５】前記光源が拡散光源を備えている特許請
求の範囲第５４項に記載の表面検査装置。
【請求項５６】前記拡散光源が点光源を備えている特許
請求の範囲第５５項に記載の表面検査装置。
【請求項５７】前記検知装置が、前記再反射光の像の形
成及び該像に於ける明暗両部分の検知を行うための手段
を備えている特許請求の範囲第５４項に記載の表面検査
装置。
【請求項５８】検知された光を記録するための記録装置
をさらに備えた特許請求の範囲第５７項に記載の表面検
査装置。