JP2010515889A - 物体の検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、物体、特にその表面形態を検査するための方法及び装置(01,17)に関する。
【解決手段】
装置(01,17)は検査対象の物体の表面部分の上に、とりわけ手によって配置される移設可能な箱体(02)と、少なくとも3つの光源(06)と、検査対象の物体の表面部分を基準に傾斜した入射角で伸びる光線軸と、から構成される。光源(07)は箱体の内部に配置され、箱体(02)にある光アパーチャ(08)を通過し検査対象の表面部分を照らす。装置(01,17)はさらには検査対象の表面部分で反射した光を検出するための少なくとも1つ以上の光センサー(09)と、光源(06)と光センサー(09)に接続される制御評価ユニットと、から構成される。光源(06)は、光線軸(07)が異なった非平行の基準面に伸びるように配置される。
Description
197 16 264 A1』にあるように、光線あるいは斜光線方法といった名称で十分に周知になっている。類似の効果がまた、描影法あるいは影の造形として周知となっている。一般に光の入射角と反射光の発生角との間には機能的関係が存在する。また、光の三次元の向き、とりわけその高さと傾斜が関係してくる。反射光はラインカメラあるいはCCDマトリックスカメラ等の光センサーによって測定値として捕捉され、続いてデジタルイメージの処理がなされる。こういった方法は、特に例えば汚れや傷のようにしばしば発生する点状や線状の表面の異常を発見することに適している。
較正は以下のステップを通して実行される。
a)定義づけられた不変かつ周知の表面性質を有する較正ワークピースを導入する。
b)現在の光源により較正ワークピースの表面部分を照らす。
c)光センサーにより較正ユニットの表面部分からの反射光を捕捉する。
d)較正ワークピースにより測定される実際の反射値と、較正ワークピースの周知の表面性質に基づく理論値との間の差異値を確定する。
e)連続する検査のために、補正値として差異値を保存する。当然ながら用いられる処理により、さらに複数の差異値が計算される。
a)所定かつ周知の凸部構造、例えば周知の形状の溝を有する較正ワークピースが導入される。較正ワークピースの凸部構造は光源により照らされる。
b)そしてこの凸部構造からの反射光が光センサーにより捕捉される。
続いて測定される実際の反射値と、較正ワークピースの周知の凸部構造とから相関要因が導きだされる。
c)そして続く検査のための相関要因が記録される
相関要因を決定する際、較正ワークピースの凸部構造はもし可能であれば、物質の優先方位による歪みを避けるために異なった方向から、特に3つの方向から照らされることが好ましい。
図1は本発明の装置の第一の実施例に係る縦断面図であり、図2は図1に記載の装置の平面断面図であり、図3は本発明の装置の第二の実施例に係る縦断面図であり、図4はバックライトが付加された図2に記載の装置である。
2 箱体
3 箱体の基本本体
4 箱体カバー
5 接続ケーブル
6 光源
7 光線軸
8 光アパーチャ
9 光センサー
10 全体光源
11 光センサーの光軸
12 発光ダイオード
13 レンズ
14 レンズ
15 電子回路基盤
16 ドングル
17 装置
18 補助表面
19 壁がん
20 グリップ表面
21 バックライト光源
22 透過板
23 板
24 紙
Claims (35)
- 以下の点からなることを特徴とする物体、特にその表面形態を検査するための装置(01,17)。
a.検査対象の表面部分の上で手動による移動が可能である可搬性を有する箱体(02)と、
b.光線軸が検査対象の表面部分を基準とした角度となる少なくとも3つの光源(06)と、からなり、
c.光源(06)が箱体内部に配置され、箱体(02)内部の光アパーチャ(08)により表面部分が照らされ、
d.表面部分からの反射光を捕捉するための少なくとも1つの光センサー(09)と、
e.光源(06)と少なくとも1つの光センサー(09)とを連結する制御評価ユニットと、からなり、
f.光線軸が互いに異なり、基準面が互いに平行とならないように、該光源が配置される。 - 該光源の該光線軸(07)が検査対象の表面部分を基準として、70度から10度の範囲の角αで調整されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該基準面が検査対象の表面部分を基準として、垂直となるように調整されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該基準面が互いに交差点を形成するよう交差することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該光源(06)の該光線軸(07)が検査対象の表面部分上の交差点において交差することを特徴とする、請求項4記載の装置。
- 該基準面が互いに等しい角度となるよう調整されており、特に、3つの基準面が120度の角度で互いに分けられていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 検査対象の表面部分を照らす該光源が、互いに平行した光軌道を示すことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの光学素子(13,14)が該光源(06)の照明(12)と検査対象の表面部分との間に設けられ、照射光が平行となるようにしたことを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれかに記載の装置。
- 該光学素子が、レンズあるいはレンズシステム(13,14)の形をとることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 該光源(06)の該照明(12)が発光ダイオード(12)であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 該光センサー(09)の光軸が検査対象の表面に垂直となるように調整されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該光センサー(09)の光軸と該基準面の交差線とが同軸となることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該光源が異なった色で光を照射することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該光センサーが効果的に異なった光の色を検出できるように、該光源が白色光及び/又は赤外光及び/又は紫外光の組合せにより選択される光を照射することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該装置(01,17)は、検査対象の表面部分の視覚的痕跡を捕捉するために全体照明が行われる、急な入射角を有する全体光源(10)を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該全体光源(10)が角度をつけて配置される該光源(06)とは異なった特徴を有する照明であることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
- 該箱体(02)がハンディ機器の形をとることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 該ハンディ機器(02)が該光アパーチャ(08)を除いて光に不浸透であることを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 検査対象の表面部分の正確な位置取りを行う上で、正確な操作を容易にする、所定の補助表面(18)を有することを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 該ハンディ機器(02)は該補助表面(18)の横に沿って、壁がん(19)を有することを特徴とする、請求項19に記載の装置。
- 該ハンディ機器(02)は利用者が簡単に該ハンディ機器を握ることができるようにするための、少なくとも1つのグリップ表面を有することを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 該ハンディ機器は、工業用コンピュータのような補助ユーザ機器と組み合わせて用いられ、該ハンディ機器の制御評価過程及び/又は電源供給が部分的に該補助ユーザ機器によって行われることを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 該ハンディ機器(02)と該補助ユーザ機器との間において、無線によるデータ接続が達成されることを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- 該ハンディ機器がバッテリーのような無線による電源を有することを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- ハードウェア器材が該ハンディ機器(02)に統合されており、該ハードウェア器材が該補助ユーザ機器の制御評価過程の認証を要求することを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 該ハンディ機器(02)はディスプレイと他のいわゆるユーザエレメントとを有することを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 検査対象の表面部分が照らされることにより、該光センサーによって捕捉可能となる、少なくとも1つのバックライト光源(21)を有することを特徴とした、請求項1に記載の装置。
- 以下のステップからなる物体、特にその表面形態の非接触検査のための方法。
a.光線軸が検査対象の表面部分を基準としたある角度になるよう調整される少なくとも1つの光源により、検査対象の表面部分が平行光で照らされるステップと、
b.検査対象の表面部分からの反射光が光センサーによって捕捉され、測定データが生成されるステップと、
c.制御評価過程において光センサーによる測定データが評価されるステップ。 - 以下のステップにより、検査前に装置(01,17)が較正されることを特徴とした、請求項28に記載の方法。
a.定義づけられた、不変かつ周知の表面性質を有する較正ワークピースが導入されるステップと、
b.所要の光源により較正ワークピースの表面部分を照らすステップと、
c.光センサーにより較正ワークピースの表面部分からの反射光を捕捉するステップと、
d.較正ワークピースの周知の表面性質により、実際の反射値と理論値との間の差異値を確定するステップと、
e.連続した検査のために補正値として差異値を保存するステップ。 - 較正ワークピースに、輝くセラミックの本体が用いられることを特徴とする、請求項28に記載の方法。
- 検査対象の表面部分が準部分に分解され、それぞれの部分で、別々の補正値が異なった値の評価により推定され、記録されることを特徴とする、請求項28に記載の方法。
- 補正値が補正行列、すなわち、輝度補正行列により記録されることを特徴とする、請求項28に記載の方法。
- 以下のステップにより、検査前に装置(01,17)が較正されることを特徴とした、請求項28に記載の方法。
a.定義づけられた、不変かつ周知の表面性質を有する較正ワークピースを提示するステップと、
b.所望の光源により較正ワークピースの表面部分を照らすステップと、
c.光センサーにより較正ワークピースの表面部分からの反射光を捕捉するステップと、
d.較正ワークピースの周知の表面性質により、実際の反射値と期待される理論値との間の差異値を確定するステップと、
e.連続した検査のために補正値として差異値を保存するステップ。 - 相関要因を測定する間、較正ワークピースの凸部構造が、異なった光の方向、とりわけ3つの光の方向から照らされることを特徴とした、請求項28に記載の方法。
- 以下のステップにより、検査前に装置(01,17)が較正されることを特徴とした、請求項28に記載の方法。
a.定義づけられた、不変かつ周知の表面性質を有する較正ワークピースが導入されるステップと、
b.所望の光源により較正ワークピースの表面部分が照らされるステップと、
c.光センサーにより較正ワークピースの表面部分からの反射光が捕捉されるステップと、
d.較正ワークピースの周知の表面性質により、実際の反射値と理論値との間の差異値を確定するステップと、
e.連続した検査のために補正値として差異値を保存するステップ。
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