JP2959731B2 - 表面状態検査方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査面に光を照射し
てその反射光を検出することにより、塗装不良等の表面
欠陥を検査する表面検査方法およびその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の製造ライン等において塗
装された車体の塗装状態の検査は、作業者の目視検査に
よって行われていたが、車体表面の微小な塗装欠陥等を
正確に検査することは困難であり、これを漏れなく発見
するために作業者に大きな負担が強いられていた。この
作業者の負担を軽減するため、例えば特開昭６２−２３
３７１０号に示されるように、被検査面にレーザスリッ
ト光を照射し、その反射光を検出手段のスクリーン上に
投影させ、この投影像の鮮映度に応じて被検査面の表面
欠陥を自動的に検査することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにレーザス
リット光を照射することによって被検査面の塗装欠陥を
検査するように構成したものでは、一回の検査工程にお
いて検査される領域の幅が狭いため、広範囲の検査を行
うのに長時間を要するという問題がある。また、被検査
面となる自動車の車体表面等が湾曲している場合には、
これに伴って上記レーザスリット光の反射光も湾曲する
ため、その長さ方向の端部の光が検出手段の受光部から
外れ、この部分の検査が不可能になるという問題を生じ
ていた。

【０００４】このため、光照射手段から被検査面の所定
範囲に亘って均一な光量の光を照射し、その反射光の状
態に応じ塗装欠陥の有無等を検査することも考えられる
が、この場合には照射光の光量が大幅に増大するために
欠陥部においてハレーションが生じることにより、微小
な欠陥の検出ができなくなるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、ハレーションが生じるのを防止して被
検査面に形成された微小な表面欠陥を正確に検査するこ
とができるとともに、検査時間を長くすることなく上記
表面欠陥の有無およびその位置等を適正に検出すること
ができる表面状態検査方法およびその装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
光照射手段から被検査面に、光度もしくは波長の少なく
とも一方が漸変する検査光を照射し、その反射光を検出
することによって被検査面の表面状態を検査する表面状
態検査方法であって、被検査面に照射される検査光の照
射領域に変曲点を設け、この変曲点において区画された
一方の照射領域に照射される検査光と、他方の照射領域
に照射される検査光と間において、その光度もしくは波
長の少なくとも一方に落差を形成し、この落差を検出す
ることによって上記変曲点の位置を検知するようにした
ものである。

【０００７】請求項２に係る発明は、被検査面に、光の
光度もしくは波長の少なくとも一方が漸変する光を照射
する光照射手段と、上記被検査面から反射した光の輝度
もしくは波長の少なくとも一方を検出する検出手段と、
上記被検査面に照射される検査光の照射領域を区画する
区画部とを設けるとともに、この区画部によって区画さ
れた一方の照射領域の検査光と、他方の照射領域に照射
される検査光と間において、その光度もしくは波長の少
なくとも一方に落差を形成する落差形成部を設けたもの
である。

【０００８】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、光照射手段
から照射された検査光が被検査面を境にして左右の照射
領域に区画された状態で被検査面に照射され、その反射
光を検出することにより、被検査面に形成された表面欠
陥が検出されるとともに、上記両照射領域の間に形成さ
れた落差に応じて上記変曲点の位置および表面欠陥の位
置が検出されることになる。

【０００９】上記請求項２記載の発明によれば、光照射
手段から被検査面に照射される検査光の照射領域が区画
部によって左右に区画されるとともに、落差形成部によ
って上記両照射領域間に光度もしくは波長の少なくとも
一方の落差が形成され、この落差に応じて上記区画部の
位置が検出されることになる。

【００１０】

【実施例】図２は、本発明に係る表面状態検査方法を実
施するために使用する検査装置の実施例を示している。
この検査装置は、車体表面等からなる被検査面Ｗに光を
照射する光照射手段１と、上記被検査面Ｗにおいて反射
した光を受光するビデオカメラ等からなる受光手段２
と、この受光手段２からの出力信号に応じて上記反射光
の輝度を検出する検出手段３と、この検出手段３によっ
て検出された上記反射光の光度に応じて被検査面Ｗの表
面状態の良否を判定する判定手段４とを備えている。そ
して上記光照射手段１および受光手段２は、車体の塗装
検査ステーションに設置された産業用ロボット５のアー
ムに支持され、予め設定されたプログラムラムに応じて
車体の表面をトレースするように構成されている。

【００１１】上記光照射手段１は、図１に示すように、
下端部が開口したケース８と、その上端部の中央部に設
置された蛍光灯からなる光源９と、その下面を覆うアク
リル板等からなる第１拡散板１０と、その中央部から下
方に突設された区画板１１と、上記ケース８の下面開口
部を覆うアクリル板等からなる第２拡散板１２とを有
し、上記区画板１１によって区画された右側領域１３に
位置する第２拡散板１２の上面には、上記光源９から照
射された検査光を上方に反射するハーフミラー１４が設
置されている。また、上記ケース８の内壁面には、乱反
射防止用の黒色ハニカムパネル１５が設置されている。
この黒色ハニカムパネル１５は、その壁面につや消しの
黒色塗装が塗布され、あるいはつや消しの黒色テープが
固着される等により、開口通路内に導入された光の殆ど
を吸収するようになっている。

【００１２】上記光源１０から照射された検査光は、第
１拡散板１１を経て拡散光となって上記区画板１１によ
って区画されたケース８内の上記右側領域１３と、左側
領域１６とに分かれてそれぞれ照射されるように構成さ
れている。そして、上記左側領域１６に照射された検査
光は、第２拡散板１２を経て下方に直接照射され、その
光路長さに対応して区画板１１に近接した部分の光度が
最も高く、区画板１１から遠ざかるに従って光度が漸減
するようになっている。一方、上記右側領域１３に照射
された検査光は、その一部がハーフミラー１７および第
２拡散板１２を経て下方に照射され、残りの光がハーフ
ミラー１４に当たって上方に反射した後、上記被覆部材
１５によって吸収されるようになっている。

【００１３】この結果、上記右側領域１３から検査面に
照射される光は、左側領域１６から照射される光に比
べ、その光度が全体的に低下する。すなわち、図３に示
すように、上記光照射手段１から被検査面に照射される
光の光度は、上記左側領域１６の左端部に相当する点Ａ
を始点にして漸増し、区画板１１の設置位置に相当する
点Ｂにおいて最大値となるとともに、この点Ｂを変曲点
としてその左側照射領域と、右側照射領域との間に、上
記右側領域１３に設置されたハーフミラー１７によって
反射された検査光の光量に相当する光度の低下が生じる
ようになっている。また、上記点Ｂから右側の照射領域
に至るに従い光度が漸減することになる。

【００１４】このように上記光照射手段１から被検査面
の所定範囲に光度の漸変する検査光を生じさせるように
構成したため、被検査面に凹部もしくは凸部からなる表
面欠陥が形成されている場合に、その反射光に変化を生
じさせてその変化状態を検出手段３において検出するこ
とにより、表面欠陥の有無、その種類および位置等を判
定手段４において容易かつ正確に判別することができ
る。

【００１５】そして上記光照射手段１のケース１に区画
板１１からなる区画部を設け、この区画板１１の設置位
置を変曲点Ｂとしてその左右から２種類の検査光を被検
査面に照射するようにしたため、ハレーションを生じさ
せることなく、被検査面の広範囲に光度の漸変する検査
光を照射して上記表面欠陥を適正に検査することができ
る。すなわち、検査方向が一方向にのみ変化する検査光
を広範囲に照射した場合には、その光度が一端部から他
端部にかけて次第に増大してこの他端部において光度が
著しく増大することが避けられず、この部分でハレーシ
ョンが生じていたが、上記のように変曲点Ｂを境にして
２種類の検査光を照射するように構成した場合には、光
度のピークをそれほど高くすることなく、広範囲の検査
を行うことができため、ハレーションが生じるのを防止
しつつ、広範囲の検査を迅速に行うという効果とが同時
に得られることになる。

【００１６】また、ハーフミラー１４からなる落差形成
部を設けることにより、上記変曲点Ｂを境にして一方の
照射領域に照射される検査光と、他方の照射領域に照射
される検査光との間に、上記光度の落差を生じさせるよ
うに構成したため、この落差に応じて変曲点Ｂの位置を
検査手段３で正確に読み取ることができる。したがっ
て、上記変曲点Ｂの位置を基準にして表面欠陥の位置を
正確に割り出すことができるとともに、上記変曲点Ｂの
近傍に表面欠陥がある場合においてもその種類に応じて
反射光の輝度変化を顕著に生じさせてその種別の判定を
正確に行うことができる。

【００１７】また、上記のようにケース８の内壁面に乱
反射防止用の被覆部材１５を設置した場合には、上記ハ
ーフミラー１４から反射した光を効果的に吸収すること
ができるため、ハーフミラー１４を設置することによる
上記光度の落差を顕著に生じさせ、これによって表面欠
陥の検査精度を向上させることができるという利点があ
る。

【００１８】なお、上記光照射手段１の具体的構造は、
上記実施例に限定されることなく、種々の変形が可能で
あり、例えば図４に示すように、ケース８の左右両右端
部にそれぞれ蛍光灯からなる光源９を設置した構造とし
てもよい。この場合には、図５に示すように、区画板１
１の左方に位置する左側領域１６の左端部に対応する点
Ａにおいて光度が最大値になるとともに、その右側の照
射位置に至るに従い光度が低下することになる。また、
上記区画板１１の設置位置に対応する変曲点Ｂにおい
て、左側領域１６と、右側領域１３との間に、ハーフミ
ラー１４を設置したことに起因する一定の光度落差が生
じるとともに、上記変曲点Ｂから右側の照射領域に至る
に従い光度が漸減することになる。

【００１９】また、図６に示すように、区画板１１によ
って区画されたケース８の左側領域１６および右側領域
１３の左側端部にそれぞれ光源９を設置することによ
り、図に示すように、上記両領域１６，１３の左側端部
に対応する点Ａおよび点Ｂから右側の照射領域に至るに
従い光度を漸減させるように構成してもよい。この場
合、上記区画板１１の設置位置に対応する変曲点Ｂにお
いて上記光度の減少量に応じた光度の落差が形成される
ため、上記右側領域１３に設けられたハーフミラー１４
を省略した構造とすることもできる。

【００２０】なお、上記各実施例では、区画板１１の設
置位置を中心に左右の領域１６，１３を連続させている
が、図８およびに示すように、左右の領域１６，１３の
間に一対の区画板１１ａ，１１ｂを所定間隔で設置する
ことにより、この区画板１１ａ，１１ｂ区画された非検
査領域１７を設け、図９に示すように、上記非検査領域
１７に対応して形成された点Ｄと点Ｅとの間を空白領域
とこの領域における検査を行わず、点Ａから点Ｄまで間
における検査と、点Ｅから点Ｃまでの間における検査と
を同時に行うように構成してもよい。また、上記実施例
では、光照射手段１から光度が変化する光を照射する例
について説明したが、被検査面にその一端部から他端部
にかけて波長が漸変する光を照射し、その反射光の波長
を測定することにより、表面欠陥の有無等を検査するよ
うに構成し、あるいは光度および波長の両方が漸変する
光を照射するように構成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光照射
手段から被検査面に照射される検査光の照射領域に変曲
点を設け、この変曲点を境にして区画された両照射領域
の間にその光度もしくは波長の少なくとも一方に落差を
形成するようにしたため、上記検査光の光量を多くする
ことなく、広範囲における表面欠陥の検査を容易かつ正
確に実行するすることができる。したがって、反射光が
ハレーションを起こすのを防止しつつ、所定範囲の被検
査面を一度に検査し、被検査面が広範囲に亘っている場
合においてもこれを早期に検査することができるという
利点がある。

【００２２】また、表面欠陥の状態が凸部であるか凹部
であるかを自動的に検査することができるため、この検
査データを塗装補修部等に出力することにより、表面欠
陥の補修作業を自動化できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】光照射手段の構成を示す断面斜視図である。

【図２】本発明に係る表面状態検出用の装置の実施例を
示す斜視図である。

【図３】上記光照射手段から照射される検査光の光度の
変化状態を示すグラフである。

【図４】上記光照射手段の別の実施例を示す断面図であ
る。

【図５】上記光照射手段から照射される検査光の光度の
変化状態を示すグラフである。

【図６】上記光照射手段のさらに別の実施例を示す断面
図である。

【図７】上記光照射手段から照射される検査光の光度の
変化状態を示すグラフである。

【図８】上記光照射手段のさらに別の実施例を示す断面
図である。

【図９】上記光照射手段から照射される検査光の光度の
変化状態を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光照射手段 ２ 受光手段 ３ 検出手段 １１ 区画板（区画部） １４ ハーフミラー（落差形成部） Ｂ 変曲点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/91

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光照射手段から被検査面に、光度もしく
   は波長の少なくとも一方が漸変する検査光を照射し、そ
   の反射光を検出することによって被検査面の表面状態を
   検査する表面状態検査方法であって、被検査面に照射さ
   れる検査光の照射領域に変曲点を設け、この変曲点にお
   いて区画された一方の照射領域に照射される検査光と、
   他方の照射領域に照射される検査光と間において、その
   光度もしくは波長の少なくとも一方に落差を形成し、こ
   の落差を検出することによって上記変曲点の位置を検知
   するようにしたことを特徴とする表面状態検査方法。
2. 【請求項２】 被検査面に、光の光度もしくは波長の少
   なくとも一方が漸変する光を照射する光照射手段と、上
   記被検査面から反射した光の輝度もしくは波長の少なく
   とも一方を検出する検出手段と、上記被検査面に照射さ
   れる検査光の照射領域を区画する区画部とを設けるとと
   もに、この区画部によって区画された一方の照射領域の
   検査光と、他方の照射領域に照射される検査光と間にお
   いて、その光度もしくは波長の少なくとも一方に落差を
   形成する落差形成部を設けたことを特徴とする表面状態
   検査用の装置。