CN112840206B - 表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置 - Google Patents

表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置 Download PDF

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Abstract

该表面测量方法向被测量面(100d)照射相干光束(10)，将由被测量面(100d)反射的反射光投射至屏幕(102)而形成光学像(280)，在由光学传感器(107)对光学像(280)进行拍摄时，在使屏幕(102)向一个方向连续移动的状态下实施由该光学传感器(107)进行的拍摄。

Description

表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的 测量装置
技术领域
本发明涉及表面测量方法、零件的制造方法，零件的检查方法以及零件的测量装置。
本申请基于申请日为2018年9月6日、申请号为特愿2018-167261号的日本专利申请主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
已知一种减少由散斑噪声造成的影响的技术(例如参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2005-107150号公报
专利文献2：国际公开第2014/167672号
发明内容
发明所要解决的技术问题
希望进一步减少由散斑噪声造成的影响。
本发明提供一种能够减少由散斑噪声造成的影响的表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的第一方式，表面测量方法为，向被测量面照射相干光束，将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像，并由光学传感器对所述光学像进行拍摄。由所述光学传感器进行的拍摄在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施。
根据本发明的第二方式，具有被测量面的零件的制造方法包括：加工工序，其对所述被测量面进行镜面处理；检查工序，其向所述被测量面照射相干光束，由光学传感器对由所述被测量面反射的反射光向屏幕投射而形成的光学像进行拍摄；评估工序，其基于所述检查工序中的拍摄结果，判断零件合适与否；输送工序，其根据所述评估工序中的评估结果，将零件向不同的场所输送。所述检查工序在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施。
根据本发明的第三方式，具有镜面状被测量面的零件的检查方法包括：像形成工序，其向所述被测量面照射相干光束，将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕，而形成光学像；拍摄工序，其由光学传感器对在所述屏幕上形成的所述光学像进行拍摄。所述拍摄工序在使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度向一个方向连续移动的状态下实施。
根据本发明的第四方式，对零件的被测量面进行测量的测量装置具有：照射部，其将相干光束形成为狭缝状，并向所述零件的被测量面射出；移动部，其使从所述照射部照射的所述光束与所述零件的被测量面相对地移动；屏幕，其投射有由所述零件的被测量面反射的反射光，形成光学像；光学传感器，其对所述光学像进行拍摄；驱动源，其使所述屏幕向一个方向连续移动。
发明的效果
根据上述的表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置，能够减少由散斑噪声造成的影响。
附图说明
图1是用于说明表示在屏幕上放大而投射有由圆筒状的零件的表面反射的反射光形成的光学像的状态的本发明的原理的图。
图2是表示图1所示的零件上的光的照射区域的图。
图3是表示包括第一实施方式的测量对象即活塞杆的缓冲器的立体图。
图4是表示第一实施方式的测量对象即活塞杆的制造工序的工序图。
图5是表示第一实施方式的测量对象即活塞杆的表面检查工序的流程图。
图6是表示包括第一实施方式的测量装置的检查装置及输送装置的图。
图7是表示第一实施方式的测量装置的立体图。
图8是表示第一实施方式的测量装置的侧视图。
图9是表示第一实施方式的测量装置的俯视图。
图10是表示第一实施方式的测量装置的主要部件的侧视图。
图11是用于说明在第一实施方式中向测量对象即活塞杆的表面照射了照射光后的状态的光学像的放大图。
图12是在第一实施方式中从激光振荡器侧观察屏幕上的光学像的观察位置的前视图。
图13是说明由第一实施方式的测量装置的线传感器相机进行的扫描的前视图。
图14是表示由第一实施方式的测量装置对具有缺陷的活塞杆进行检查的状态的侧视图。
图15是说明第一实施方式的缺陷检测的图，图15(a)表示不存在凹凸的情况，图15(b)表示存在凸状缺陷的情况，图15(c)表示存在凹状缺陷的情况。
图16是表示凹状缺陷在屏幕上的反射光强度分布的图像数据。
图17是图16的凹状缺陷的显微镜图像。
图18是表示凸状缺陷在屏幕上的反射光强度分布的图像数据。
图19是图18的凸状缺陷的显微镜图像。
图20是在使屏幕振动的情况下由线传感器相机拍摄的图像数据。
图21是在第一实施方式中由线传感器相机拍摄的图像数据。
图22是第一实施方式的图像处理的工序图。
图23是在第一实施方式的图像处理中处理的输入图像的图像数据。
图24是第一实施方式的图像处理的高通滤波图像处理后的图像数据。
图25是第一实施方式的图像处理的平滑图像处理后的图像数据。
图26是第一实施方式的图像处理的马氏(マハラノビス)图像的图像数据。
图27是第一实施方式的图像处理的二值化处理后的图像数据。
图28是第一实施方式的图像处理的输出图像数据。
图29是表示本发明第一实施方式的测量装置的变形例的侧视图。
图30是表示本发明第二实施方式的测量装置的立体图。
图31是表示本发明第二实施方式的测量装置的侧视图。
图32是表示本发明第三实施方式的测量装置的立体图。
具体实施方式
首先，对测量原理进行说明。
图1是表示在屏幕上放大并投射有由在圆筒状的零件的表面反射的反射光形成的光学像的状态的图。图2是表示在图1中图示的零件上的照射区域的图。
作为被检查体的零件150是具有中心轴O的剖面形状为圆的部件。即，零件150是圆柱状或圆筒状的部件。图1是以与轴向正交的面切割了零件150的图。零件150在Y轴上具有顶点A。需要说明的是，在如下的说明中，X方向、Y方向、Z方向分别如图所示。Y方向与Z方向正交，X方向与Y方向及Z方向正交。Y轴位于连结零件150的中心轴O与顶点A的直线上。
向零件150照射宽度(X方向的长度)W×厚度(Y方向的长度)t1的带状照射光151。照射光151的厚度t1比零件150的半径R小。照射光151的光轴151a与XZ面平行。照射光151在Y方向的零件150的顶点A的上方至零件150的外周表面150a的照明入射点B的厚度t1的范围内进行照射。也就是说，照射光151包括与零件150的顶点A成为接触点的光线。该光线与照射光151的光轴151a基本平行。因此，照射光151从相对于零件150的顶点A的切线方向进行照射。照射光151的光轴151a在Y方向上，位于零件150的顶点A与照明入射点B之间的、零件150的外周表面150a的点P。
在零件150的被照射光151照射的一侧的相反一侧，在与零件150的中心轴O分离的位置上配置有圆筒状的屏幕152。屏幕152为圆筒状，其中心轴与X轴平行地配置。即，屏幕152的外周表面152a为圆筒面，外周表面152a的中心轴与X轴平行地配置。
照射光151的一部分向零件150的外周表面150a的圆弧部AB照射。另外，照射光151的、比零件150的顶点A更靠近上方的剩余的一部分作为基准光而在零件150的外周表面150a通过，直接照射至屏幕152，形成基准像。当将与顶点A相接的光线投射至屏幕152的点作为基准位置S0时，调整零件150的高度方向位置，以使零件150的顶点A与在屏幕152上投射的基准位置S0在Y方向上为相同的高度。将屏幕152上的点S0定义为基准位置。因此，比基准位置S0更靠近下方的照射光151全部向零件150的外周表面150a的圆弧部AB照射为宽度W的带状。在图2中，在向零件150的外周表面150a的圆弧部AB照射的照射区域153施加有斜影线。需要说明的是，照射光151从未图示的照射光源，经由柱面透镜160，向零件150及屏幕152照射。
在图1中，使零件150的点P与Y轴的角度为θ。将零件150的点P定义为指定位置。如上所述，照射光151的光轴151a的位置与指定位置P一致。指定位置P的照射光151的入射角与反射角都为u1。
在指定位置P反射的光线到达屏幕152的外周表面152a上的点S1。当使来自指定位置P的反射光的仰角为时，屏幕152上的基准位置S0至点S1的高度h1可以通过包含零件150的中心轴O至点S1的Z方向的距离L1的式(1)求出。
在此，另外u1＝90－θ。因此，需要说明的是，直接照射至屏幕152的照射光151的厚度t2为t1/2－R(1－cosθ)。
另外，在从指定位置P只移动了微小角度的圆弧部AB上的点Q上，照射光151的入射角与反射角都为u2，在点Q反射的光线到达屏幕152上的点S2。当使来自点Q的反射光的仰角为时，屏幕152的外周表面152a上的基准位置S0至点S2的高度h2可以通过包含零件150的中心轴O至点S2的Z方向的距离L2的式(2)求出。
在此，另外u2＝90－(θ+α)。因此，需要说明的是，α是相对于圆弧部PQ的中心角。
同样地，在零件150的外周上的照明入射点B反射的光线到达屏幕152上的点S3。因此，照射至圆弧部AB上的照射光投射至屏幕152上的点S0～S3的范围内。在本发明中，利用所谓的魔镜原理，将零件150的外周表面150a的凹凸部体现为在屏幕152上投影的反射光的阴影。
详细情况作为实施方式将在后面叙述，通过式(1)算出的、距离零件150的指定位置P的反射光在屏幕152上投射的点S1的基准位置S0的高度h1在半径R为11mm时是5.39mm，在半径R为14mm时是5.30mm。也就是说，半径R为11mm和14mm时的h1的差只有0.09mm。该值比屏幕152的外周表面152a上的线传感器相机(参照图7的线传感器相机107)的一个像素的像素尺寸c(例如55μm左右)小。
需要说明的是，零件150或者屏幕152的高度根据零件150的半径的大小进行调整，以使屏幕的基准位置S0与零件150的顶点A一致。
接着，算出零件150上的微小区域(圆弧部PQ)的放大率。当将圆弧部PQ设为d时，在屏幕152的外周表面152a上的周向的放大率M通过式(3)得出。
M＝(h2－h1)/d……(3)
换言之，圆弧部PQ的d被放大为h2－h1＝H。
h1与h2分别由式(1)、式(2)求出。相对于指定位置P，照射光151的入射角越接近90°，缺陷检测灵敏度越高。因此，当假设在θ为大概5°以下的条件下进行检查时，可以看作为式(1)的第二项即R(1－cosθ)≒0。此外，当考虑L1＞＞R，则可以近似为(L1+R·sin(θ+α))≒L。因此，式(3)可以简化为式(4)来进行说明。
如上所述，另外，α＝360·d/2πR。因此，当看作为微小区域的圆弧部PQ、即d的尺寸恒定时，随着θ或L的增大，放大率M增大。即，在L恒定的条件下，在零件150上的本发明的第一实施方式(存在缺陷的情况下包括缺陷在内的光学像)投射至屏幕152时，放大率因屏幕152上的高度(Y方向的位置)而不同。
[第一实施方式]
对本发明的第一实施方式进行说明。
在第一实施方式中，对零件的表面之中的圆筒形状的外周面进行测量、检查，并且制造具有圆筒形状的外周面的零件。作为上述的零件，例如具有缓冲器的活塞杆、内燃机的活塞销、或旋转泵、液压缸、制动装置等的活塞等。在此，作为一个例子，以测量、检查并制造图3所示的缓冲器201的一零件即活塞杆100的情况为例进行说明。
缓冲器201具有：有底筒状的缸体202、在缸体202内插入有一端侧且另一端侧从缸体202的未图示的开口部向外部延伸的活塞杆100、以及覆盖缸体202的开口部侧而安装在缸体202的盖体204。盖体204安装在缸体202的开口部侧，覆盖对缸体202与活塞杆100之间进行密封的未图示的密封部件。另外，缓冲器201具有由螺母206固定在活塞杆100的缸体202内的端部的活塞207。活塞207将缸体202内划分为两室。活塞207与活塞杆100一体地移动，在缸体202内滑动。缓冲器201产生衰减力，抑制因活塞杆100相对于缸体202的轴向移动而在活塞207的流路中产生的两室间的工作流体的移动。
缓冲器201具有在缸体202的外侧安装的弹簧座210、主支架211、线束支架212以及软管支架213。弹簧座210在与车辆的弹簧上部分之间保持弹簧。主支架211将缓冲器201与车辆的弹簧下部分连结。线束支架212支承线束。软管支架213支承软管。缓冲器201与由弹簧座210支承的未图示的弹簧一起，作为悬挂支承总成而组装在机动车的车体。活塞杆100在相对于缸体202轴向移动时，其外周面与未图示的密封部件的内周面滑动接触。
当活塞杆100在其表面存在数μm的凹凸时，有时会损坏密封部件，成为缓冲器201漏油的原因。活塞杆100的正圆度、圆筒度控制在微米级别，表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.05μm以下。活塞杆100是以S25C等低碳钢为原材料的圆筒零件。活塞杆100在经过淬火与成型工序后，进行表面处理，使其表面精加工平坦后，进入组装工序。作为被检查对象的活塞杆100例如成型为直径22mm左右、全长250mm左右。
在活塞杆100的两端形成有用于机械性连接的连接部100a、100b。活塞杆100的、处于连接部100a、100b之间的主轴部100c的外周表面100d与密封部件滑动接触。该主轴部100c的外周表面100d为检查对象。两端的连接部100a、100b不属于检查对象。连接部100a与车辆的弹簧上部分连结，活塞207由螺母206安装在连接部100b。
如图4所示，活塞杆100在依次经过切割加工工序、热处理工序后，依次经过粗研磨工序SP1、中研磨工序SP2、超精研磨工序SP3、湿式清洗工序SP4、蚀刻处理工序SP5、镀铬工序SP6、抛光工序SP7、表面检查工序SP8来进行制造。对于主轴部100c的外周表面100d，全部进行粗研磨工序SP1、中研磨工序SP2、超精研磨工序SP3、湿式清洗工序SP4、蚀刻处理工序SP5、镀铬工序SP6、抛光工序SP7、表面检查工序SP8。抛光工序SP7是使主轴部100c的外周表面100d为镜面状、换言之为光泽状的镜面加工工序。此外换言之，抛光工序SP7是对主轴部100c的外周表面100d进行镜面处理的加工工序。表面检查工序SP8是对具有镜面状外周表面100d的活塞杆100的外周表面100d进行检查的检查工序。
如图5所示，在表面检查工序SP8中，在由粗研磨工序SP1～抛光工序SP7形成的加工工序结束后，进行将活塞杆100搬出的加工结束后搬出工序SP8-1，并进行搬入图6所示的检查装置230中的检查装置搬入工序SP8-2。另外，在表面检查工序SP8中，检查装置230使用测量装置250，将活塞杆100的主轴部100c的外周表面100d作为被测量面，对该外周表面100d进行拍摄、测量，由此而进行检查活塞杆100的拍摄/检查工序SP8-3，通过图像处理，进行对活塞杆100的外周表面100d的缺陷进行检测的缺陷检测工序SP8-4。主轴部100c的被测量面即外周表面100d为圆筒面。因此，被测量面是向外侧凸出的凸状。
如图7、图8所示，对测量对象零件即活塞杆100的外周表面100d进行测量的测量装置250具有：将光束扩展为狭缝状的激光狭缝光源255、柱面透镜106、使活塞杆100旋转的辊体101a、101b、线传感器相机107(光学传感器)以及屏幕102。辊体101a、101b的外周表面都为圆筒面。辊体101a、101b平行地配置外周表面的圆筒形的中心轴线，以上述中心轴线为中心可旋转地进行支承。
活塞杆100在图4所示的抛光工序S7之后，在图5所示的加工结束后搬出工序SP8-1中被搬出，由图6所示的输送装置260进行输送，在图5所示的检查装置搬入工序SP8-2中，被搬入检查装置230。搬入检查装置230中的活塞杆100横跨测量装置250的辊体101a及辊体101b进行搭载。
如图9、图10所示，辊体101a与辊体101b同径。辊体101a与辊体101b在使轴心与水平的X轴平行的状态下，在与X轴正交的水平的Z方向上分离而配置在高度方向即Y方向上相同的高度位置上。活塞杆100搭载在辊体101a及辊体101b之上，使轴心配置在辊体101a与辊体101b的边界部的中心线上。
如图7、图9所示，辊体101a与辊体驱动马达103连结。辊体101b相对于轴心，可自由地旋转。通过旋转驱动辊体驱动马达103，辊体101a进行旋转，且活塞杆100及辊体101b进行旋转。也就是说，构成为，通过控制辊体驱动马达103的旋转，能够以任意的速度旋转控制活塞杆100。辊体驱动马达103及辊体101a、101b是使检查对象零件即活塞杆100旋转、并使其外周表面100d移动的移动部270。需要说明的是，虽然未图示，但包括辊体101a及辊体101b的移动部270安装在移动平台，可一体地上下方向(Y方向)移动。
如图9、图10所示，激光狭缝光源255由向活塞杆100照射激光(照射光)的可干涉光源即激光振荡器104、以及鲍威尔透镜105构成。激光振荡器104例如输出波长为670nm、直径为2mm的激光束、即相干光束(有时也称为“照射光”)10。激光振荡器104的输出例如为100mW左右。从激光振荡器104输出的光束10由鲍威尔透镜105只在XZ平面、即水平面扩展为扇形。鲍威尔透镜105为具有圆形棱线的圆柱透镜。鲍威尔透镜105也称为激光线发生器透镜。鲍威尔透镜105例如将来自激光振荡器104的直径为2mm的光束10伸展为30°全角。
需要说明的是，激光振荡器104为单模激光器，输出光束的强度分布为高斯分布，以1/e2径称为光束径。即，光束径为从峰值强度值下降至1/e 2(13.6％)时的强度下的宽度。
如图9所示，柱面透镜106只在XZ平面具有曲率。柱面透镜106在水平方向具有凸透镜的作用，在垂直方向不具有透镜的作用。柱面透镜106将从激光振荡器104射出的光束10由柱面透镜106形成为规定的宽度(X方向的长度)W×规定的厚度(Y方向的长度、即高度)t1的狭缝状光束10。举个例子，利用焦距为400mm的柱面透镜106，并将鲍威尔透镜105与柱面透镜106的间隔调节为大概400mm，由此而能够形成为宽度W＝200mm、厚度t1＝2mm的光束10。由柱面透镜106形成的光束10向活塞杆100的外周表面100d照射为狭缝状、换言之为带状。由柱面透镜106形成的光束10与活塞杆100的中心轴线平行地扩展，在该外周表面100d的顶点的切线方向上向活塞杆100的凸状外周表面100d照射。
激光振荡器104、鲍威尔透镜105及柱面透镜106构成将光束10形成为规定的宽度W×规定的厚度t1的狭缝状、并向活塞杆100的被测量面即外周表面100d射出的照射部290。移动部270使从该照射部290照射的光束10与被测量面即活塞杆100的外周表面100d相对地移动。
图9以斜影线表示了经由柱面透镜106而向活塞杆100的外周表面100d照射的照射光10的照射区域110。照射光10由活塞杆100的被测量面即外周表面100d反射并投射至屏幕102。由活塞杆100的凸状弯曲面即外周表面100d反射的反射光在该外周表面100d被放大并投射至屏幕102，在屏幕102形成图7、图8所示的光学像280。即，沿活塞杆100的凸状外周表面100d的顶点的切线方向照射来自照射部290的光束10，将由凸状外周表面100d反射的反射光投射至屏幕102，形成光学像280。光学像280的X方向为宽度方向。该光学像280在与屏幕102旋转时的外周表面102a的移动方向即Y方向正交的X轴向上直线状地延伸，其整体投影至屏幕102的外周表面102a。
屏幕102与活塞杆100分离而配置在Z方向的活塞杆100的与激光狭缝光源255侧相反的一侧。屏幕102通过投射有由活塞杆100的外周表面100d反射的反射光，由该反射光形成光学像280。如图7所示，测量装置250具有屏幕102、以及驱动屏幕102的屏幕驱动马达300(驱动源)。
如图7、图8所示，屏幕102为圆筒状。换言之，外周表面102a为圆筒面。屏幕102的外周表面102a的圆筒形中心轴线与X轴平行地配置。屏幕102以该中心轴线为中心旋转地进行支承。屏幕102的圆筒状的外周表面102a由作为漫反射表面的涂覆的朗伯散射体99(漫反射体)构成。该朗伯散射体的反射表面99例如是硫酸钡的涂层或进行了发泡树脂加工的PTFE(聚四氟乙烯)。
屏幕驱动马达300使屏幕102以屏幕102的中心轴线为中心进行旋转。屏幕驱动马达300通过使屏幕102旋转，相对于在屏幕102上投影在X方向及Y方向的恒定位置的光学像280，使屏幕102的外周表面102a移动。换言之，屏幕驱动马达300使屏幕102的形成有光学像280的部分在X方向上保持恒定、在Y方向上移动。
由放大并投影在屏幕102的反射光形成的光学像280经由TV相机透镜108，由线传感器相机107进行拍摄、观察。线传感器相机107以与X轴平行的直线形状拍摄在屏幕102形成的光学像280，与辊体驱动马达103的驱动同步进行拍摄。如图10所示，TV相机透镜108与线传感器相机107同轴地配置，相对于直线状地排列有激光振荡器104、鲍威尔透镜105、柱面透镜106的光学面，以仰角为β的角度进行配置。在本实施方式中，将线传感器相机107的仰角β设定为30°。
这样，通过使线传感器相机107与来自激光振荡器104的光学面的配置相对于屏幕102上的拍摄目标S1具有迎角，在屏幕102上从正面接受活塞杆100的反射光。
需要说明的是，对屏幕102涂覆了作为漫反射表面而涂覆的朗伯散射体，这是为了使线传感器相机107在屏幕102上未从正面接受活塞杆100的反射光的情况下也能进行拍摄。在从正面接受活塞杆100的反射光的情况下，即使不特别使屏幕102为漫反射表面也能够进行拍摄。
在此，当激光射入普通的非平滑的表面时，一部分由表面正反射，而余下的激光被漫反射。因此，当屏幕102的外周表面102a为普通的非平滑的表面时，亮度因线传感器相机107的拍摄角度而变化。在由朗伯散射体99的反射、即朗伯反射中，与入射角度无关，射出光在所有的方向上被均匀地反射。因此，线传感器相机107从任意的方向拍摄，光束10的反射面即屏幕102的外周表面102a的目视明亮度(亮度)都是恒定的。
图11是用于说明向被检查零件即活塞杆100的外周表面100d照射照射光后的状态的光学像280的放大图。利用图11，对屏幕102上线传感器相机107的视野与来自活塞杆100的外周表面100d的反射光的位置关系进行说明。
在本实施方式中，将向活塞杆100的外周表面100d上的指定位置P的照明入射角u1设定为87°。因此，图11中的θ为3°。搭载有活塞杆100的移动部270的辊体101a、101b如上所述，通过未图示的移动平台可在上下方向上移动。基于预先确定的检查方法，通过移动平台使活塞杆100在上下方向上移动，使活塞杆100最上部的顶点A(一侧缘部)的高度与厚度为t1的光束10的光轴10a的高度准确地一致。从该状态使活塞杆100在Y方向上升高，以使光束10的光轴10a与指定位置P一致。当活塞杆100的移动量、换言之指定位置P至顶点A的Y方向的高度为δ时，在图11中，δ＝R(1－cosθ)。活塞杆100的直径为22mm，因此，半径R＝11mm，另外θ＝3°，所以δ＝0.015mm。
在此，未向活塞杆100照射而向屏幕102直接照射的照射光10的厚度t2通过t1/2－δ求出。因为t1＝2mm，所以t2＝0.985mm。当相对于厚度为t1的光束10的最下方的光线向活塞杆100的外周表面100d照射的照明入射点B的、与Y轴的角度为v时，cos(v)＝(R－(t1/2+δ))/R。根据该关系式，角度v为24.8°。
当使活塞杆100的中心轴O至屏幕102上的点S3的间隔L3为50mm时，在照明入射点B反射的光线到达屏幕102上的点S3时的高度h3可以通过将式(1)的L1置换为活塞杆100的中心轴O至点S3的Z方向的距离L3、将置换为v来求出，则h3＝63.16mm。另外，因为θ＝3°，所以在指定位置P反射的光线到达屏幕102上的点S1时，通过式(1)，当活塞杆100的中心轴O至屏幕102上的点S1的间隔L1为60mm时，求出h1＝6.3mm。由式(3)算出S1的活塞杆100的外周表面100d的周向放大率M，则M＝10.02。
图12是从激光振荡器104侧观察屏幕102上的光学像280的观察位置的前视图。
屏幕102的尺寸例如为半径215mm×宽度480mm。由活塞杆100的外周表面100d反射的光束投射至以两点划线所示的宽度W＝200mm×高度h3＝63.16mm的投射区域12内。在该投射区域12形成有光学像280。但是，该投射区域12还包括由未照射至活塞杆100的照射光10的基准光形成的作为基准像的直接照明范围11。也就是说，厚度为t1的光束10之中、活塞杆100的比顶点A更靠近上方的一部分的区域的厚度为t2的光束成为在活塞杆100的凸状外周表面100d上通过而直接投射至屏幕102的直接照明范围11内的基准光，并在直接照明范围11形成基准像。线传感器相机107的视野位置109将屏幕102上的基准光的下端位置即点S0作为基准位置，与h1的高度吻合。在本实施方式中，h1＝6.3mm。在表面检查工序SP8中，基于由该基准光指定的光学像280的检查位置的、由线传感器相机107检测的反射光强度分布图像，对活塞杆100的外周表面100d的表面状态进行检查。
线传感器相机107具有4096像素，且一个像素的像素尺寸c是5.5μm的正方形状。由TV相机透镜108将其放大至10倍，与屏幕102配置为共轭关系。屏幕102上的线传感器相机107的一个像素的像素尺寸c为55μm。根据上述条件，线传感器相机107的视野长度C为225mm，包含反射光的投射区域的宽度W＝200mm。
对旋转驱动辊体驱动马达103而使活塞杆100旋转一圈、对活塞杆100的周向整个范围进行观察的检查时间进行说明。在将屏幕102上的线传感器相机107的一个像素的像素尺寸确定为c、线速确定为f时，可以由活塞杆100的半径R、屏幕102上的放大率M，通过式(5)得到用于对活塞杆100的外周表面100d的周向整个范围进行检查的旋转的角速度N的最大值。
N≤c·f/(2πR·M)……(5)
在此，在c＝0.055mm、f＝5kHz、R＝11mm、M＝10倍的情况下，N≤0.39rps。求其倒数，则每根样品的检查时间为约2.56sec/根。
上面是以活塞杆100的半径R为11mm进行了说明，对除此之外的半径的活塞杆100也可以利用相同的方法进行检查。下面，针对例如R＝14mm的样品，说明在向被检查面即外周表面100d的照明入射角为87°的条件下进行检查的情况。
在图11中，δ＝R(1－cosθ)。虽然指定位置P的位置θ＝3°相同，但因为R＝14mm，所以δ＝0.019mm。在此，未照射至活塞杆100而直接照射至屏幕102的照射光10的厚度t2通过t1/2－δ求出。因为t1＝2mm，所以t2＝0.981mm。另外，针对活塞杆100外周的照明入射点B的角度v，根据cos(v)＝(R－(t1/2+δ))/R的关系式，为22.0°。活塞杆100的旋转的中心轴O至屏幕102上的点S3的间隔L3为50mm。在照明入射点B反射的光线到达屏幕102上的点S3时，通过将式(1)的置换为v，可求出h3＝52.33mm。同样地，因为θ＝3°，所以在指定位置P反射的光线到达屏幕102的外周表面102a上的点S1时，活塞杆100的旋转的中心轴O至屏幕102的外周表面102a上的点S1的间隔L1为5.31mm。通过式(1)求出h1＝5.1mm。由式(3)算出S1的活塞杆100的外周表面100d的放大率M，则M＝10.26。
在图12中，由活塞杆100的外周表面100d反射的光束投射至以两点划线所示的宽度W＝200mm×高度h3＝52.33mm的投射区域12内。线传感器相机107的视野位置109以屏幕102上的点S0为基准，与h1的高度吻合。在活塞杆100的半径R＝14mm的情况下，则h1＝5.10mm。在半径R＝11mm的活塞杆100时，h1＝5.06mm。
屏幕102上的线传感器相机107的像素尺寸c为0.055mm。因此，半径R不同的上述两个例子的活塞杆100的h1之差(0.04mm)比屏幕102上的线传感器相机107的像素尺寸c小。因此，不需要改变线传感器相机107的视野位置109。也就是说，活塞杆100的半径R＝11mm与R＝14mm的表面缺陷检查可以继续进行，而不必改变活塞杆100的指定位置P的设定位置(设定高度)。需要说明的是，尽管因线传感器相机107的像素尺寸c及观察的活塞杆100的状态而不同，但通常，只要h1之差在屏幕102上的一个像素的像素尺寸c以内，则判断不需要改变活塞杆100的指定位置P的设定位置(设定高度)。
对驱动辊体驱动马达103来使活塞杆100旋转一周、对活塞杆100的周向整个范围进行观察的检查时间进行说明。当使线传感器相机107的扫描速率f为5kHz时，因为c＝0.055mm、R＝14mm、M＝10.26倍，所以根据式(5)，N≤0.30rps。求其倒数，则每根活塞杆100的检查时间为约3.33sec/根。在活塞杆100的半径R＝11mm的情况下，检查时间为约2.57sec/根，在使线传感器相机107的扫描速率f恒定来进行检查的情况下，根据活塞杆100的直径，检查时间改变。但是，实际上，双方几乎可视为相同。活塞杆100的直径放大、而检查时间却几乎相同的原因在于，屏幕102上的活塞杆100表面的放大率M之差。在R＝11mm的情况下，放大率M＝10.26倍，与此相对，在R＝14mm的情况下，M＝10.34倍，倍率减小。
因为屏幕102上的线传感器相机107的像素尺寸c为0.055mm，所以，相当于以c/M的空间分辨率经由屏幕102而在活塞杆100的周向上观察投射至屏幕102的光学像280。周向的观察分辨率因活塞杆100的直径而不同，由线传感器相机107得到的光学像280的像素尺寸c在R＝11m的情况下为4.22μm，在R＝14mm的情况下为5.36μm。
对活塞杆100的外周表面100d的周向整个范围进行观察所需要的检查时间在活塞杆100的半径R＝11mm的情况下为约3.33sec/根，在半径R＝14mm的情况下为约2.57sec/根。但是，在活塞杆100的半径R＝11mm及R＝14mm的情况下，也可以设定其它的条件，以使双方的检查时间相同。
下面，对其设定条件进行说明。在这里，例示的是检查时间为3sec/根的情况。
为了在活塞杆100的半径R＝11mm的情况下、检查时间以3sec/根结束，只要在式(5)中将扫描速率f作为未知数来求出即可。因为检查时间3sec/根的倒数相当于角速度，所以，当作为N＝1/3而代入时，扫描速率为f＝4.19kHz。另外，在活塞杆100的半径R＝14mm的情况下，当在式(5)中作为N＝1/3而代入时，扫描速率为f＝5.33kHz。因此，当使线传感器相机107的扫描速率f在活塞杆100的半径R＝11mm的情况下为4.19kHz、在活塞杆100的半径R＝14mm的情况下为5.33kHz时，在任意情况下都能够以3sec/根结束活塞杆100的周向整个范围的检查。这样，通过改变线传感器相机107的扫描速率f，能够以相同的节奏进行不同直径的活塞杆100的表面缺陷检查。
在拍摄/检查工序SP8-3中，测量装置250包括：像形成工序，其由照射部290从斜方向向移动部270的辊体101a、101b上的活塞杆100的外周表面100d照射光束10，将由外周表面100d反射的反射光投影至屏幕102的外周表面102a，形成光学像280；拍摄工序，其由线传感器相机107对像形成工序中在屏幕102的外周表面102a形成的光学像280进行拍摄。通过并行实施上述像形成工序与拍摄工序，对活塞杆100的外周表面100d进行测量。
在拍摄/检查工序SP8-3中，在并行实施像形成工序与拍摄工序时，测量装置250通过由移动部270的辊体驱动马达103使辊体101a、101b旋转，使活塞杆100旋转，通过使从照射部290照射的光束10与活塞杆100的外周表面100d相对地移动，对外周表面100d进行扫描，从而对外周表面100d的周向整个范围进行测量。即，如图8所示，通过活塞杆100旋转，如图13所示，线传感器相机107在规定的扫描间隔p下在周向上依次对活塞杆100的外周表面100d进行测量，由此，在周向的整个范围对外周表面100d进行测量。
另外，在拍摄/检查工序SP8-3中，测量装置250使辊体101a、101b旋转，同时由屏幕驱动马达300使圆筒状的屏幕102以恒定速度向一个方向连续旋转。其结果是，屏幕102的外周表面102a向一个方向连续移动。即，在屏幕102形成光学像280并由线传感器相机107进行拍摄时，屏幕驱动马达300使屏幕102的外周表面102a向一个方向连续移动。由此，在屏幕102上，相对于在恒定位置投影的光学像280，其外周表面102a的映出光学像280的部分向一个方向连续移位。
需要说明的是，屏幕102是旋转轴在X方向上延伸的圆筒状，屏幕102的光学像280的X方向为宽度方向。因此，屏幕驱动马达300使屏幕102与光学像280的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动。换言之，屏幕驱动马达300使屏幕102在光学像280的整个宽度上以恒定的速度连续移动。因此，拍摄工序在使屏幕102与光学像280的宽度方向位置无关地以恒定的速度向一个方向连续移动的状态下实施。屏幕102中映出光学像280的部分在与光学像280的宽度方向正交的方向上移动。
在拍摄/检查工序SP8-3中，检查装置230使用测量装置250，将活塞杆100的外周表面100d作为被测量面，对该外周表面102d进行测量，由此来对活塞杆100进行检查。外周表面102d为圆筒面。
如图14所示，在拍摄/检查工序SP8-3中，从斜方向向活塞杆100的外周表面100d照射光束10，将由外周表面100d反射的反射光投射至屏幕102，形成光学像280，并由光学传感器即线传感器相机107对光学像280进行拍摄。然后，根据在屏幕102上投射的光学像280的反射光强度分布图像，判定活塞杆100的外周表面100d的凹凸状态。例如，对图14所示的外周表面100d的凹状缺陷400进行检测。
如图15(a)所示，在活塞杆100的外周表面100d不存在凹凸的情况下，屏幕102的光学像280上不会产生明暗差别。另外，如图15(b)所示，在外周表面100d存在凸状缺陷401的情况下，在凸状缺陷401的端缘部的反射光明亮，在凸状缺陷401的中间部的反射光深暗。另外，如图15(c)所示，在外周表面100d存在凹状缺陷400的情况下，在凹状缺陷400的端缘部的反射光深暗，在凹状缺陷400的中间部的反射光明亮。根据上述反射光强度分布图像，判定活塞杆100的外周表面100d的凹凸状态。
图16表示由线传感器相机107对包括由抛光剥落形成的凹状缺陷400的活塞杆100进行拍摄后的反射光强度分布图像。另外，图17表示该活塞杆100的包括由抛光剥落形成的凹状缺陷400的显微镜图像。此外，图18表示由线传感器相机107对包括由粒状突起形成的凸状缺陷401的活塞杆100进行拍摄后的反射光强度分布图像。另外，图19表示该活塞杆100的包括由粒状突起形成的凸状缺陷401的显微镜图像。
在此，在照射光源为激光源的情况下，会在屏幕上产生激光散斑，在由线传感器相机107拍摄的图像数据中包含散斑噪声。
当诸如激光之类的相干光投影至屏幕时，屏幕表面的凹凸的反射光与投射光重叠而干涉、并放大，由此而产生散斑噪声。在由线传感器相机107等光学传感器拍摄时，散斑噪声在图像上作为亮点或黑点而被观察到。为了除去散斑噪声，在上述专利文献1的装置中，使屏幕振动。在专利文献2的装置中，使屏幕摆动。
如图20所示，在使屏幕摆动的情况下的图像数据中包含的散斑噪声为周期性波形状的噪声模式，通过图像处理难以除去。
与此相对，当如第一实施方式所述在使屏幕102向一个方向连续移动的状态下由线传感器相机107实施拍摄时，散斑噪声通过图像处理容易除去。即，在使屏幕102向一个方向连续移动期间，当使屏幕102与光学像280的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动时，如图21所示，图像数据中包含的散斑噪声为纵向条纹状的噪声模式，通过图像处理更容易除去。
在拍摄/检查工序SP8-3之后，通过图像处理进行缺陷检测工序SP8-4。如图22所示，作为该图像处理，首先，将由线传感器相机107拍摄的图像数据作为输入图像(步骤SPa1)。接着，对输入图像进行二维FFT处理，由图像数据转换为频域数据，得到提取了振幅频谱的FFT图像(步骤SPa2)。在该振幅频谱上，低频分量集中在中心，随着与中心的分离而成为高频分量。
接着，利用高通滤波器对该振幅频谱进行高通滤波处理，留下高频分量，除去低频分量(步骤SPa3)。其结果是，能够得到没有低频分量的背景信息、只强调了高频分量的轮廓。之后，对FFT图像进行二维逆FFT处理(二维逆傅立叶变换处理)，由频域数据恢复为图像数据、即二维图像(步骤SPa4)。由此，能够得到只留下输入图像的轮廓的图像。通过使用上述高通滤波器，能够除去旋转的屏幕的纵向条纹状的噪声模式。
例如，如图23所示，在输入图像具有凹状缺陷400、且具有纵向条纹状噪声的情况下，当进行二维FFT处理、高通滤波处理及二维逆FFT处理时，如图24所示，能够得到失去周期性的纵向条纹噪声的深浅信息、强调了缺陷400的轮廓的高通滤波图像。
接着，进行由平滑滤波器降低数字噪声的平滑处理(步骤SPa5)。这样，如图25所示，能够由图24所示的高通滤波图像，得到降低了数字噪声的平滑图像。接着，将预先求出的像素(pixel)的基准亮度信息与由降低了数字噪声的平滑图像得到的各像素的亮度进行比较，构成使基准亮度与各像素的亮度之差作为深浅值的图像(亮度差分图像)(步骤SPa6)。图26是图25所示的平滑图像的亮度差分图像。
接着，通过进行提取由亮度差分图像设定的亮度差以上的像素的二值化处理，提取出缺陷(步骤SPa7)。图27是由图26所示的高亮度图像提取了缺陷后的二值化图像。接着，以规定的标识像素面积为基准，进行缺陷判定，生成缺陷判定图像(步骤SPa8)。例如，当标识像素面积为十个像素以上时，判定为缺陷。图28是提取了图27的二值化图像的缺陷后的缺陷判定图像。
检查装置230进行评估工序SP9，即，图6所示的信号处理部231基于图4所示的上述表面检查工序SP8的、图5所示的拍摄/检查工序SP8-3及缺陷检测工序SP8-4中的线传感器相机107的拍摄结果及图像处理结果，判断活塞杆100合适与否。即，根据检测出的缺陷的数量与缺陷的大小，判定活塞杆100为合格品或次品。例如，在缺陷的数量为规定数量以上时，判定为次品，在存在缺陷的数量不足该规定数量、但缺陷的大小比规定值大的致命缺陷时，判定为次品，除此之外的情况判定为合格品。
输送装置260具有由信号处理部231控制的分支部265。输送装置260进行输送工序，该输送工序包括：由分支部265将由检查装置230判定为合格品的活塞杆100向合格品线261输送并经由合格品线261向组装线搬出的合格品输送工序SP10、以及由分支部265将判定为次品的活塞杆100向次品线262搬出的次品输送工序SP11。即，输送装置260根据在评估工序中的评估结果，将零件即活塞杆100在输送工序中向不同的场所输送。
如上所述，在照射光源为激光源的情况下，会在屏幕产生激光散斑，在由光学传感器拍摄的图像数据中包含有散斑噪声。为了除去该噪声，在上述的专利文献1的装置中，使屏幕振动，在专利文献2的装置中，使屏幕摆动，但如图20所示，例如在使屏幕摆动的情况下的图像数据的散斑噪声为波形状的噪声模式，通过图像处理难以除去。另外，当使屏幕振动或摆动时，因此而会产生振动，该振动可能会影响测量。
与此相对，根据如上所述的第一实施方式，主要具有如下的效果。
(1)在向被测量面即活塞杆100的外周表面100d照射光束10、将由该外周表面100d反射的反射光投射至屏幕102而形成光学像280、并由光学传感器即线传感器相机107对该光学像280进行拍摄时，在使屏幕102向一个方向连续移动的状态下，实施由线传感器相机107进行的拍摄。由此，散斑噪声通过图像处理容易除去，可能减少由散斑噪声造成的影响。通过这样减少散斑噪声的影响，活塞杆100的外周表面100d的测量精度提高。
(2)因为使屏幕102向一个方向连续移动，所以，与使屏幕102振动、或摆动的情况相比，不容易产生振动，能够降低振动影响测量的可能性。
(3)在使屏幕102向一个方向连续移动的状态下实施由线传感器相机107进行的拍摄时，使屏幕102与光学像280的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动。由此，噪声模式为图21所示的纵向条纹状，散斑噪声通过图像处理更容易除去。因此，活塞杆100的外周表面100d的测量精度进一步提高。
(4)通过使屏幕102形成为圆筒状、且连续地旋转，屏幕102的外周表面102a的移动稳定，且测量精度提高。由此，散斑噪声通过图像处理更容易除去。因此，活塞杆100的外周表面100d的测量精度进一步提高。
(5)光束10向被测量面即活塞杆100的外周表面100d照射为狭缝状，使该光束10与活塞杆100的外周表面100d相对移动，由此而对外周表面100d进行扫描。因此，即使是被测量面为曲面的上述的活塞杆100的外周表面100d，也能够进行测量。
(6)作为对投射至屏幕102的光学像280进行拍摄的光学传感器，使用线传感器相机107，以直线形状拍摄光学像280。因此，能够缩短测量的间隔时间。
(7)通过使屏幕102向一个方向连续移动，在使用线传感器相机107作为对投射至屏幕102的光学像280进行拍摄的光学传感器的情况下，能够以相同的焦点深度进行拍摄。
(8)屏幕102的圆筒状的外周表面102a由朗伯散射体99构成。因此，能够使外周表面102a均匀，光学像280稳定。因此，活塞杆100的外周表面100d的测量精度进一步提高。
(9)被测量面即活塞杆100的外周表面100d为凸状，光束10成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，沿着凸状的活塞杆100的外周表面100d照射光束10，并将由凸状的活塞杆100的外周表面100d反射的反射光投射至屏幕102而形成光学像280。利用凸状的活塞杆100的外周表面100d放大光束10的反射光，并投射至屏幕102，所以活塞杆100的外周表面100d的表面测量精度进一步提高。
(10)使光束10的一部分在凸状的被测量面即活塞杆100的外周表面100d上通过、直接投射至屏幕102作为基准光，基于由基准光指定的光学像280的测量点的反射光强度分布，对活塞杆100的外周表面100d的表面状态进行检查。因此，能够准确地指定测量点的位置，所以活塞杆100的外周表面100d的测量精度进一步提高。
(11)通过加工工序，对活塞杆100的外周表面100d进行镜面处理。通过检查工序，由光学传感器即线传感器相机107对向活塞杆100的外周表面100d照射光束10、并将由该外周表面100d反射的反射光投射至屏幕102而形成的光学像280进行拍摄。通过评估工序，基于在检查工序中的拍摄结果，判断零件合适与否。通过输送工序，根据在评估工序中的评估结果，将活塞杆100输送至不同的场所。这样，制造出具有作为被测量面的外周表面100d的活塞杆100。在这样制造活塞杆100时，检查工序中的检查精度如上所述进一步提高，所以活塞杆100的合格品与次品的分选精度进一步提高。
(12)通过像形成工序，向镜面状的活塞杆100的外周表面100d照射光束10，形成将由该外周表面100d反射的反射光投射至屏幕102而形成的光学像280，通过拍摄工序，在使屏幕102与光学像280的宽度方向位置无关地以恒定的速度向一个方向连续移动的状态下，由光学传感器即线传感器相机107对在屏幕102形成的光学像280进行拍摄。
这样对活塞杆100进行检查。此时，因为检查精度如上所述进一步提高，所以能够更准确地对活塞杆100的外周表面100d进行检查。
(13)测量装置260的照射部290将光束10形成为狭缝状，并向零件的被测量面即活塞杆100的外周表面100d射出。移动部270使从照射部290照射的光束10与活塞杆100的外周表面100d相对地移动。屏幕驱动马达300使由活塞杆100的外周表面100d反射的反射光投射而形成有光学像280的屏幕102旋转。光学传感器即线传感器相机107对光学像280进行拍摄。屏幕驱动马达300使屏幕102向一个方向连续移动。因此，散斑噪声通过图像处理容易除去，能够减少由散斑噪声造成的影响。通过这样减少散斑噪声的影响，活塞杆100的外周表面100d的测量精度提高。
在此，在第一实施方式中，以将凸状的活塞杆100的外周表面100d作为被测量面进行扫描测量的情况为例进行了说明，但因为使用线传感器相机107，所以作为被测量面能够对各种表面进行扫描测量。例如，如图29所示的变形例，也可以利用包括滑行移动机构的移动部312，在同一平面内使被测量面由平面310形成的零件311的平面310滑动，并且将由平面310反射的反射光投射至屏幕102而形成光学像315，由线传感器相机107对光学像315进行拍摄。此时，线传感器相机107也与移动部312同步进行拍摄。
[第二实施方式]
接着，主要基于图30、图31，以与第一实施方式的不同部分为中心说明本发明的第二实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式相同的部位，以相同的称呼、相同的标记来表示。
在第二实施方式中，测量装置250A具有屏幕102A，该屏幕102A为恒定厚度的带状，且形成为环状轮体。而且，第二实施方式的测量装置250A的该屏幕102A卷绕在两个旋转辊体320、321上。两个旋转辊体320、321的外周表面都为圆筒面，以外周表面的圆筒形的中心轴线为中心可旋转地进行支承。上述旋转辊体320、321与X轴平行地配置中心轴线，相互使X方向的位置吻合。在此，卷绕有屏幕102A的旋转辊体至少为两个，也可以为三个以上。在该情况下，所有的旋转辊体也使中心轴线平行。
第二实施方式的测量装置250A在上述旋转辊体320、321的Y方向之间的位置设有具有平坦的按压面330的张紧器331。张紧器331是与长度方向正交的面上的剖面为大致梯形状的板状部件。张紧器331具有：平坦的按压面330、与之平行的平坦的背面332、以及连接上述两面的一对连接面333、334。
按压面330的与长度方向正交的长度比背面332短，使与长度方向正交的方向的中央位置与背面332吻合。一方的连接面333将按压面330的与长度方向正交的方向的一端缘部和背面332的与长度方向正交的方向的一端缘部连结。另一方的连接面334将按压面330的与长度方向正交的方向的另一端缘部和背面332的与长度方向正交的方向的另一端缘部连结。一对连接面333、334都为圆筒面的一部分的形状，向张紧器331的外侧弯曲而成为凸状。
张紧器331的按压面330与包括两个旋转辊体320、321的中心轴线的面、即XY面平行地配置，在Y方向上配置在两个旋转辊体320、321之间的中间位置。张紧器331由该按压面330将轮状的屏幕102A从轮体的内侧向外侧按压。由此，在屏幕102A形成随张紧器331的按压面330而成为平面的被投射面102Aa。被投射面102Aa与XY面平行地扩展。
而且，由未图示的屏幕驱动马达对两个旋转辊体320、321之中的一方辊体进行驱动。这样，由旋转辊体320、321的该一方辊体进行驱动，屏幕102A及另一方的旋转辊体旋转。由此，屏幕102A的形成被投射面102Aa的部分在Y方向上连续地移动。换言之，屏幕102A中，相对于在恒定位置投影的光学像280A，该被投射面102Aa上映出光学像280A的部分向一个方向连续移位。
当与第一实施方式相同的照射部290将光束10形成为规定的宽度W×规定的厚度t1的狭缝状，并向由与第一实施方式相同的移动部270而旋转的活塞杆100的被测量面即外周表面100d射出时，在活塞杆100的外周表面100d的反射光投射至平坦的被投射面102Aa，在屏幕102A形成光学像280A，并由与第一实施方式相同的线传感器相机107对该光学像280A进行拍摄。该光学像280A与第一实施方式相同地，在与屏幕102A的形成被投射面102Aa的部分的移动方向即Y方向正交的X方向上直线状地延伸，整体投影至屏幕102A的被投射面102Aa。线传感器相机107与第一实施方式相同地，以与X轴平行的直线形状拍摄在屏幕102A的被投射面102Aa形成的光学像280A。
在第二实施方式中也在使屏幕102A向一个方向连续移动的状态下实施由光学传感器即线传感器相机107进行的拍摄。使屏幕102A与光学像280A的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动，从而实施由线传感器相机107进行的拍摄。屏幕102A的映出光学像280A的部分在与光学像280A的宽度方向正交的方向上移动。
根据第二实施方式，因为屏幕102A为带状且形成为环状的轮，并卷绕在两个旋转辊体320、321上，所以能够使被投射面102Aa平坦。这样，光学像280A不容易变形，所以，活塞杆100的外周面100d的测量精度进一步提高。
[第三实施方式]
接着，主要基于图32，以与第一实施方式的不同部分为中心说明本发明的第三实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式相同的部位，以相同的称呼、相同的标记表示。
在第三实施方式中，如图32所示，测量装置250B具有屏幕102B，该屏幕102B为恒定厚度的带状、且形成为环状的轮。而且，第三实施方式的测量装置250B中，该屏幕102B卷绕在两个旋转辊体350、351上。两个旋转辊体350、351的外周表面都为圆筒面，以外周表面的圆筒形的中心轴线为中心可旋转地进行支承。上述旋转辊体350、351与Y轴平行地配置中心轴线，相互使Y方向的位置吻合，并使Z方向的位置结合。在此，卷绕有屏幕102B的旋转辊体至少为两个，但也可以为三个以上。在该情况下，所有的旋转辊体也使中心轴线平行。
第三实施方式的测量装置250B在屏幕102B的上述旋转辊体350、351之间形成有平面的被投射面102Ba。被投射面120Ba与XY面平行地扩展。
而且，由未图示的屏幕驱动马达对两个旋转辊体350、351之中的一方辊体进行驱动。这样，由旋转辊体350、351之中的该一方辊体进行驱动，屏幕102B及另一方的旋转辊体旋转。由此，屏幕102B的形成被投射面102Ba的部分在X方向上连续地移动。换言之，屏幕102B中，相对于在恒定位置投影的光学像280B，该被投射面102Ba上映出光学像280B的部分向一个方向连续移位。
与第一实施方式相同的照射部290将光束10形成为规定的宽度W×规定的厚度t1的狭缝状，并向由与第一实施方式相同的移动部270而旋转的活塞杆100的被测量面即外周表面100d射出。这样，在活塞杆100的外周表面100d的反射光投射至平坦的被投射面102Ba，在屏幕102B形成光学像280B。由与第一实施方式相同的线传感器相机107对该光学像280B进行拍摄。该光学像280B在沿着屏幕102B的形成被投射面102Ba的部分的移动方向、即X方向上直线状地延伸，线传感器相机107与第一实施方式相同地，以与X轴平行的直线形状拍摄在屏幕102B形成的光学像280B。
在第三实施方式中，也在使屏幕102B向一个方向连续移动的状态下实施由光学传感器即线传感器相机107进行的拍摄。使屏幕102B与光学像280B的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动，实施由线传感器相机107进行的拍摄。屏幕102B的映出光学像280B的部分在光学像280B的宽度方向上移动。
根据第三实施方式，因为屏幕102B为带状、且形成为环状的轮，并卷绕在两个旋转辊体350、351上，所以能够使被投射面102Ba平坦。这样，光学像280B不容易变形，所以活塞杆101的外周表面101a的测量精度进一步提高。
如上所述的实施方式的第一方式为一种表面测量方法，向被测量面照射相干光束，将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像，并由光学传感器对所述光学像进行拍摄，在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下，实施由所述光学传感器进行的拍摄。由此，能够减少散斑噪声的影响，测量精度提高。
第二方式基于第一方式，使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动。这样，通过与光学像的宽度方向位置无关地使屏幕的移动速度恒定，使噪声模式成为纵向条纹状，测量精度提高。
第三方式基于第二方式，所述屏幕形成为圆筒状，并且连续地旋转。由此，屏幕的表面移动稳定，且检查精度提高。
第四方式基于第三方式，所述光束呈狭缝状地向所述被测量面照射，通过使所述被测量面与所述光束相对地移动，对所述被测量面进行扫描。由此，即使被测量面为曲面，也能够进行测量。
第五方式基于第四方式，所述光学传感器为线传感器，以线状拍摄所述光学像。由此，能够缩短测量的间隔时间。
第六方式基于第三方式，所述屏幕的圆筒状的外周表面由漫反射体构成。由此，能够使屏幕的表面均匀，光学像稳定，所以，测量精度提高。
第七方式基于第二方式，所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。由此，屏幕的被投射面平坦，光学像不容易变形，所以，能够提高测量精度。
第八方式基于第二方式，所述被测量面为凸状，所述光束成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，沿着凸状的所述被测量面照射所述光束，并将由凸状的所述被测量面反射的反射光投射至所述屏幕而形成所述光学像。由此，因为通过凸面的被测量面，光束的反射光被放大，所以表面测量精度提高。
第九方式基于第八方式，使所述光束的一部分在凸状的所述被测量面上通过而直接投射至所述屏幕作为基准光，基于由所述基准光指定的所述光学像的测量点的反射光强度分布，对所述被测量面的表面状态进行检查。由此，能够指定测量点的位置，测量精度提高。
第十方式为具有被测量面的零件的制造方法，包括：加工工序，其对所述被测量面进行镜面处理；检查工序，其向所述被测量面照射相干光束，由光学传感器对将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成的光学像进行拍摄；评估工序，其基于所述检查工序中的拍摄结果，判断零件合适与否；输送工序，其根据所述评估工序中的评估结果，将零件向不同的场所输送。所述检查工序在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施。由此，能够减少散斑噪声在检查工序中的影响，能够提高检查精度。
第十一方式基于第十方式，使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动。这样，通过与光学像的宽度方向位置无关地使屏幕的移动速度恒定，使噪声模式成为纵向条纹状，检查精度提高。
第十二方式基于第十一方式，所述屏幕形成为圆筒状，并且连续地旋转。由此，屏幕的表面移动稳定，且检查精度提高。
第十三方式基于第十二方式，所述被测量面为凸状，所述光束成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，沿着凸状的所述被测量面照射所述光束，将由凸状的所述被测量面反射的反射光投射至所述屏幕而形成所述光学像。由此，因为通过凸面即被测量面，光束的反射光被放大，所以检查精度提高。
第十四方式基于第十三方式，使所述光束的一部分在凸状的所述被测量面上通过而直接投射至所述屏幕作为基准光，基于由所述基准光指定的所述光学像的测量点的反射光强度分布，对所述被测量面的表面状态进行检查。由此，能够指定测量点的位置，且检查精度提高。
第十五方式基于第十一方式，所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。由此，屏幕的被投射面平坦，光学像不容易变形，所以，检查精度提高。
第十六方式为具有镜面状的被测量面的零件的检查方法，包括：像形成工序，其向所述被测量面照射相干光束，将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像；拍摄工序，其由光学传感器对在所述屏幕上形成的所述光学像进行拍摄。在使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度向一个方向连续移动的状态下实施所述拍摄工序。由此，能够减少散斑噪声在拍摄工序中的影响，并能够提高检查精度。
第十七方式基于第十六方式，所述屏幕形成为圆筒状，并且连续地旋转。由此，屏幕的表面移动稳定，且检查精度提高。
第十八方式基于第十七方式，所述被测量面为凸状，所述光束成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，沿着凸状的所述被测量面照射所述光束，将由凸状的所述被测量面反射的反射光投射至所述屏幕而形成所述光学像。由此，通过由凸面形成的被测量面，光束的反射光被放大，且检查精度提高。
第十九方式基于第十六方式，所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。由此，屏幕的被投射面平坦，光学像不容易变形，所以能够提高检查精度。
第二十方式为对零件的被测量面进行测量的测量装置，具有：将相干光束形成为狭缝状且向所述零件的被测量面射出的照射部、使从所述照射部照射的所述光束与所述零件的被测量面相对地移动的移动部、投射有由所述零件的被测量面反射的反射光并形成有光学像的屏幕、对所述光学像进行拍摄的光学传感器、以及使所述屏幕向一个方向连续移动的驱动源。由此，能够减少散斑噪声的影响，且测量精度提高。
工业实用性
根据上述的表面测量方法、零件的制造方法、零件的检查方法以及零件的测量装置，能够减少由散斑噪声造成的影响。
附图标记说明
10光束；99朗伯散射体(漫反射体)；100活塞杆(零件)；100d外周表面(被测量面)；102，102A，102B屏幕；102a外周表面(被投射面)；102Aa，102Ba被投射面；107线传感器相机(光学传感器)；150零件；151照射光(光束)；170，280，280A，280B，315光学像；250，250A，250B测量装置；270，312移动部；290照射部；300，300A，300B屏幕驱动马达(驱动源)；310平面(被投射面)；311零件；320，321，350，351旋转辊体。

Claims (15)

1.一种表面测量方法，向被测量面照射相干光束，将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像，并由光学传感器对所述光学像进行拍摄，该表面测量方法的特征在于，
所述屏幕形成为圆筒状，并且连续地旋转，
在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施由所述光学传感器进行的拍摄，
使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动。
2.如权利要求1所述的表面测量方法，其中，
所述光束呈狭缝状地向所述被测量面照射，
通过使所述被测量面与所述光束相对移动，对所述被测量面进行扫描。
3.如权利要求2所述的表面测量方法，其中，
所述光学传感器为线传感器，以线状拍摄所述光学像。
4.如权利要求1所述的表面测量方法，其中，
所述屏幕的圆筒状的外周表面由漫反射体构成。
5.一种表面测量方法，向被测量面照射相干光束，将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像，并由光学传感器对所述光学像进行拍摄，该表面测量方法的特征在于，
在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施由所述光学传感器进行的拍摄，
使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动，
所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，
通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。
6.如权利要求1或5所述的表面测量方法，其中，
所述被测量面为凸状，
所述光束成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，
沿着凸状的所述被测量面照射所述光束，将由凸状的所述被测量面反射的反射光投射至所述屏幕而形成所述光学像。
7.如权利要求6所述的表面测量方法，其中，
使所述光束的一部分在凸状的所述被测量面上通过而直接投射至所述屏幕作为基准光，
基于由所述基准光指定的所述光学像的测量点的反射光强度分布，对所述被测量面的表面状态进行检查。
8.一种零件的制造方法，该零件具有被测量面，该零件的制造方法的特征在于，包括：
加工工序，其对所述被测量面进行镜面处理；
检查工序，其向所述被测量面照射相干光束，由光学传感器对向形成为圆筒状的屏幕投射由所述被测量面反射的反射光而形成的光学像进行拍摄；
评估工序，其基于所述检查工序中的拍摄结果，判断零件合适与否；
输送工序，其根据所述评估工序中的评估结果，将零件向不同的场所输送；
所述屏幕形成为圆筒状，并且连续地旋转，
在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施所述检查工序，
使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动。
9.如权利要求8所述的零件的制造方法，其中，
所述被测量面为凸状，
所述光束成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，
沿着凸状的所述被测量面照射所述光束，并将由凸状的所述被测量面反射的反射光投射至所述屏幕而形成所述光学像。
10.如权利要求9所述的零件的制造方法，其中，
使所述光束的一部分在凸状的所述被测量面上通过而直接投射至所述屏幕作为基准光，
基于由所述基准光指定的所述光学像的测量点的反射光强度分布，对所述被测量面的表面状态进行检查。
11.一种零件的制造方法，该零件具有被测量面，该零件的制造方法的特征在于，包括：
加工工序，其对所述被测量面进行镜面处理；
检查工序，其向所述被测量面照射相干光束，由光学传感器对向屏幕投射由所述被测量面反射的反射光而形成的光学像进行拍摄；
评估工序，其基于所述检查工序中的拍摄结果，判断零件合适与否；
输送工序，其根据所述评估工序中的评估结果，将零件向不同的场所输送；
在使所述屏幕向一个方向连续移动的状态下实施所述检查工序，
使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度连续移动，
所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，
通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。
12.一种零件的检查方法，该零件具有镜面状的被测量面，该零件的检查方法的特征在于，包括：
像形成工序，其向所述被测量面照射相干光束，并将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像；
拍摄工序，其由光学传感器对在所述屏幕上形成的所述光学像进行拍摄；
在使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度向一个方向连续移动的状态下实施所述拍摄工序，
所述屏幕形成为圆筒状，并且连续地旋转。
13.如权利要求12所述的零件的检查方法，其中，
所述被测量面为凸状，
所述光束成为规定的宽度和规定的厚度的狭缝状，
沿着凸状的所述被测量面照射所述光束，并将由凸状的所述被测量面反射的反射光投射至所述屏幕而形成所述光学像。
14.一种零件的检查方法，该零件具有镜面状的被测量面，该零件的检查方法的特征在于，包括：
像形成工序，其向所述被测量面照射相干光束，并将由所述被测量面反射的反射光投射至屏幕而形成光学像；
拍摄工序，其由光学传感器对在所述屏幕上形成的所述光学像进行拍摄；
在使所述屏幕与所述光学像的宽度方向位置无关地以恒定的速度向一个方向连续移动的状态下实施所述拍摄工序，
所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，
通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。
15.一种零件的测量装置，对零件的被测量面进行测量，该零件的测量装置的特征在于，具有：
照射部，其将相干光束形成为狭缝状，并向所述零件的被测量面射出；
移动部，其使从所述照射部照射的所述光束与所述零件的被测量面相对地移动；
屏幕，其投射有由所述零件的被测量面反射的反射光而形成有光学像；
光学传感器，其对所述光学像进行拍摄；
驱动源，其使所述屏幕向一个方向连续移动，
所述屏幕为带状且形成为环状的轮，卷绕于至少两个旋转辊体，
通过旋转驱动所述旋转辊体，使所述屏幕向一个方向连续移动。
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