JP2808890B2 - 塗装表面検査装置 - Google Patents
塗装表面検査装置Info
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- JP2808890B2 JP2808890B2 JP2339372A JP33937290A JP2808890B2 JP 2808890 B2 JP2808890 B2 JP 2808890B2 JP 2339372 A JP2339372 A JP 2339372A JP 33937290 A JP33937290 A JP 33937290A JP 2808890 B2 JP2808890 B2 JP 2808890B2
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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。
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。
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51から3m程度離れた所に蛍光灯52を配
置し、この蛍光灯52から発した光53を塗装表面51で反射
させ、この反射光54を塗装表面１から40cm程度離れた所
で作業者55が塗装表面51に写った蛍光灯52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
51の平滑性のような仕上がり具合を無接触に検査する。
施された塗装表面51から3m程度離れた所に蛍光灯52を配
置し、この蛍光灯52から発した光53を塗装表面51で反射
させ、この反射光54を塗装表面１から40cm程度離れた所
で作業者55が塗装表面51に写った蛍光灯52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
51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52の像全体を
作業者55が一度で認識するのに、蛍光灯52を塗装表面51
から3m程度離して置いたり、作業者55の目で物を見るの
に、目を塗装表面51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55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。
作業者55が一度で認識するのに、蛍光灯52を塗装表面51
から3m程度離して置いたり、作業者55の目で物を見るの
に、目を塗装表面51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55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、ピントグラスとスリ
ット形成用マスクとの重合面が凸レンズの焦点距離内に
位置するように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
み付けてある。
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、ピントグラスとスリ
ット形成用マスクとの重合面が凸レンズの焦点距離内に
位置するように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
み付けてある。
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に配置され
た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。
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に配置され
た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。
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１はレーザ発振器10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。
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１の塗装表面２側には光学手段４が一
体に組み付けてある。この光学手段４は、ピントグラス
40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１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。
体に組み付けてある。この光学手段４は、ピントグラス
40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１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１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42の光軸が検査
用光源１の光軸に一致している。
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42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CCD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。
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CCD画素子30の塗装表面２側には短焦点レンズ６
を一体に組み付けてある。このCCD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及び塗装表面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
置してある。
を一体に組み付けてある。このCCD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及び塗装表面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
置してある。
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。
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10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、この光がコリメータレンズ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41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、この反射光が短焦点レンズ６を通してCCD画素
子30に受光され、このCCD画素子30の受光量に応じて表
示器31が画像を表示する。
装表面２上に離間配置し、レーザ発振器10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、この光がコリメータレンズ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41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、この反射光が短焦点レンズ６を通してCCD画素
子30に受光され、このCCD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、CCD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f1内に配置されており、CC
D画素子が、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lBだけ離れる。
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f1内に配置されており、CC
D画素子が、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lB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LA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Δα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。
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LA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Δα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Ｄ
と、短焦点レンズ６を塗装表面２に合焦させたときの短
焦点レンズ６から塗装表面２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。
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Ｄ
と、短焦点レンズ６を塗装表面２に合焦させたときの短
焦点レンズ６から塗装表面２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＝100mm、ｆ＝11.7mm、Ｆ＝
８として、上記（１）式より、ボケ半径ｄを求めると、
ｄ＝0.16mmとなり、2/3インチCCD画素子30を使用して
も、塗装表面２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。
８として、上記（１）式より、ボケ半径ｄを求めると、
ｄ＝0.16mmとなり、2/3インチCCD画素子30を使用して
も、塗装表面２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、CCD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CCD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、CCD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
に写った螢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。
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CCD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、CCD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
に写った螢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。
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システムを示す
構成図である。 １…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…CCD
画素子、40…ピントグラス、41…凸レンズ、
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システムを示す
構成図である。 １…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…CCD
画素子、40…ピントグラス、41…凸レンズ、
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−100310（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−82143（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−183808（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/90
Claims (1)
- 【請求項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、ピントグラスとスリット形成用マスクとの重合
面が凸レンズの焦点距離内に位置するように一体に組み
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たことを特徴とする塗装表面検査
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339372A JP2808890B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 塗装表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339372A JP2808890B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 塗装表面検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204358A JPH04204358A (ja) | 1992-07-24 |
| JP2808890B2 true JP2808890B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=18326840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339372A Expired - Fee Related JP2808890B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 塗装表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808890B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100310A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | Tokai Rika Co Ltd | 表面性状測定装置 |
| JPH01219505A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Toyota Motor Corp | 塗膜平滑度自動検査装置 |
| JPH0282143A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-22 | Fujitsu Ltd | スリット光照明装置 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339372A patent/JP2808890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04204358A (ja) | 1992-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |