JP5588809B2

JP5588809B2 - 検査装置および検査方法

Info

Publication number: JP5588809B2
Application number: JP2010208394A
Authority: JP
Inventors: 正裕荻原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-09-16
Also published as: JP2012063272A

Description

本発明は、検査装置および検査方法に関するものである。

従来から、例えば下記特許文献１に示されるような、光線を放射する光源と、該光源からの光線を反射させて対象物の被検査面に照射させるハーフミラーと、該ハーフミラーを挟んだ対象物の反対側に配置され、前記光源からハーフミラーを介して光線が照射された対象物の被検査面を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの撮像データに基づいて対象物を検査する処理部と、を備える検査装置が知られている。

特開２００３−６５９６３号公報

しかしながら、前記従来の検査装置では、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査するためには、対象物の被検査面に向けた光線の照射位置を移動させる必要があり、装置が大掛かりになるおそれがあった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の検査装置は、光線を放射する光源と、該光源からの光線を反射させて対象物の被検査面に照射させるハーフミラーと、該ハーフミラーを挟んだ対象物の反対側に配置され、前記光源からハーフミラーを介して光線が照射された対象物の被検査面を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの撮像データに基づいて対象物を検査する処理部と、を備える検査装置であって、前記光源は、光軸方向に沿って該光源から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線を放射し、該光源を前記ハーフミラーに対して光軸方向に沿って接離可能に支持する駆動手段を備え、前記駆動手段により前記光源を光軸方向に移動させ、前記被検査面上での光線の径を変動させることによって、前記被検査面における光線の照射位置を移動させつつ、前記被検査面を検査することを特徴とする。

この発明によれば、光源が、光軸方向に沿って該光源から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線を放射するので、光源を駆動手段により光軸方向に沿って移動させると、ハーフミラーに入射する円環状の光線の径が変動することとなる。したがって、光源を駆動手段により光軸方向に沿って移動させることにより、対象物の被検査面上で光線の径を変動させて、対象物の被検査面における光線の照射位置を移動させることができる。
このように、光源を光軸方向にのみ移動可能に支持する駆動手段を配設すれば、対象物の被検査面における光線の照射位置を移動させることが可能になり、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。
なお処理部においては、例えば、対象物の被検査面に照射された光線の円環形状と、対象物の被検査面における位置毎で予め設定されている基準の円環形状と、の差を検出したり、あるいは光源を光軸方向に移動させながら、撮像手段を長時間露光して得られた撮像データ中で、予め設定されている基準の濃淡差より大きい濃淡差がある部分、並びにその広さを検出したり等することで、傷の有無を検査することができる。
ここで、光線を放射する前記光源の放射面において、外周縁部を除く全域に円形状の遮光性を有するマスクが配設されてもよい。

また、本発明の検査方法は、光線が照射された対象物の被検査面の撮像データに基づいて、該対象物を検査する検査方法であって、本発明の検査装置を用いて対象物を検査し、前記対象物の被検査面は、前記ハーフミラーに反射されて対象物に向かう光線の光軸回りに延びる周面となっていることを特徴とする。

この発明によれば、本発明の検査装置を用いるので、対象物の被検査面に付いている傷が、例えば周方向に直交する方向に延在していても、この傷を、処理部が十分に検出することができる程度まで、撮像手段により確実に撮像させることができる。
すなわち例えば、本発明の検査装置におけるハーフミラーや光源に代えて、対象物の被検査面に、径方向の外側から全域にわたって一様に光を照射する光源を配設した場合には、前述の傷に反射して撮像手段に向かう反射光が正反射し易くなり、撮像手段で得られた撮像データ中で、対象物の被検査面のうち、前述の傷の部分と、その他の部分と、の間で濃淡の差が生じ難く、検査精度を確保することが困難になるおそれがある。
ここで、前記処理部は、前記撮像手段からの撮像データに基づいて前記被検査面における傷の有無を検査し、前記光線の線幅は、検出する必要のある傷の大きさ以下とされ、前記対象物は円錐状体とされるとともに、その外周面が前記被検査面となってもよい。

この発明に係る検査装置および検査方法によれば、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。

本発明に係る一実施形態として示した検査装置の概略図である。

以下、本発明に係る検査装置の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態の検査装置１は、図１に示されるように、光線Ｌを放射する光源１１と、光源１１からの光線Ｌを反射させて対象物Ｗの被検査面に照射させるハーフミラー１２と、ハーフミラー１２を挟んだ対象物Ｗの反対側に配置され、光源１１からハーフミラー１２を介して光線Ｌが照射された対象物Ｗの被検査面を撮像する撮像手段１３と、撮像手段１３からの撮像データに基づいて対象物Ｗを検査する処理部１４と、を備えている。

本実施形態では、光源１１は、ハーフミラー１２に水平方向で対向しており、ハーフミラー１２は、光源１１からの光線Ｌを鉛直方向の下方に向けて反射させている。そして、対象物Ｗはハーフミラー１２の真下に配置される。
ここで本実施形態では、対象物Ｗの被検査面は、ハーフミラー１２に反射されて対象物Ｗに向かう光線Ｌの光軸回りに延びる周面となっている。図示の例では、対象物Ｗは円錐状体とされ、その外周面の全体が被検査面となっている。また対象物Ｗは、ハーフミラー１２に反射されて対象物Ｗに向かう光線Ｌの光軸と同軸に配置されている。

光源１１は、光軸方向に沿って光源１１から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線Ｌを放射するように構成されている。なお、このような円環状の光線Ｌは、例えば、光線Ｌを放射する光源１１の放射面において、外周縁部を除く全域に円形状の遮光性を有するマスクを配設したりすること等によって放射することができる。さらに、円環状をなす光線Ｌの線幅は、検出領域において検出する必要がある傷の大きさ以下となっている。
撮像手段１３は、対象物Ｗと同軸に配設され、対象物Ｗを真上から全域にわたって撮像可能になっている。また、撮像手段１３が得る撮像データは明視野像となっている。

そして本実施形態では、光源１１をハーフミラー１２に対して光軸方向に沿って接離可能に支持する駆動手段１５が配設されている。
駆動手段１５としては、例えば、モータに回転可能に支持されたねじ軸と、該ねじ軸に螺着されたナットと、を備える螺合構造体、またはピストンが流体圧によりシリンダ内を軸方向に進退駆動されるシリンダ・ピストン構造体等が挙げられる。

処理部１４においては、撮像手段１３により得られる、対象物Ｗの被検査面に照射された光線Ｌの円環形状と、対象物Ｗの被検査面における位置毎で予め設定されている基準の円環形状と、の差を検出したり、あるいは光源１１を光軸方向に移動させながら、撮像手段１３を長時間露光して得られた撮像データ中で、予め設定されている基準の濃淡差より大きい濃淡差がある部分、並びにその広さを検出したりすることで、傷の有無を検査する。
前者の場合、光源１１を光軸方向に間欠的に移動させ、その停止位置毎で、対象物Ｗの被検査面に照射された光線Ｌの円環形状を撮像手段１３により撮像し、かつ得られた円環形状と前述した基準の円環形状との差を処理部１４により検出することで、傷の有無を検査する。

なお検査に際し、駆動手段１５により光源１１を光軸方向に移動させる向きは、ハーフミラー１２から漸次離間させることで、対象物Ｗの被検査面に対する照射位置を漸次上方から下方に移動させてもよいし、あるいはハーフミラー１２に漸次接近させることで、対象物Ｗに対する照射位置を漸次下方から上方に移動させてもよい。

以上説明したように、本実施形態による検査装置１によれば、光源１１が、光軸方向に沿って該光源１１から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線Ｌを放射するので、光源１１を駆動手段１５により光軸方向に沿って移動させると、ハーフミラー１２に入射される円環状の光線Ｌの径が変動することとなる。したがって、光源１１を駆動手段１５により光軸方向に沿って移動させることにより、対象物Ｗの被検査面上で光線Ｌの径を変動させて、対象物Ｌの被検査面における光線Ｌの照射位置を移動させることができる。
このように、光源１１を光軸方向にのみ移動可能に支持する駆動手段１５を配設すれば、対象物Ｗの被検査面における光線Ｌの照射位置を移動させることが可能になり、装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物Ｗの被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。

さらに、前述の円環状の光線Ｌを対象物Ｗに真上から照射し、かつ撮像手段１３が対象物Ｗを真上から撮像するので、対象物Ｗの被検査面に付いている傷が、例えば周方向に直交する方向に延在していても、対象物Ｗの被検査面に照射された光線Ｌの前記傷に沿った変形を、撮像手段１３により撮像し易くなり、この傷を、処理部１４が十分に検出することができる程度まで、撮像手段１３が確実に撮像することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば前記実施形態では、対象物Ｗとして円錐状体を示したが、これに代えて例えば球状体若しくは板状体等であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

装置が大掛かりになるのを抑えつつ、対象物の被検査面を所定の範囲にわたって検査することができる。

１検査装置
１１光源
１２ハーフミラー
１３撮像手段
１４処理部
１５駆動手段
Ｌ光線
Ｗ対象物

Claims

光線を放射する光源と、
該光源からの光線を反射させて対象物の被検査面に照射させるハーフミラーと、
該ハーフミラーを挟んだ対象物の反対側に配置され、前記光源からハーフミラーを介して光線が照射された対象物の被検査面を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの撮像データに基づいて対象物を検査する処理部と、を備える検査装置であって、
前記光源は、光軸方向に沿って該光源から離間するに従い漸次拡径する円環状の光線を放射し、
該光源を前記ハーフミラーに対して光軸方向に沿って接離可能に支持する駆動手段を備え、
前記駆動手段により前記光源を光軸方向に移動させ、前記被検査面上での光線の径を変動させることによって、前記被検査面における光線の照射位置を移動させつつ、前記被検査面を検査することを特徴とする検査装置。
光線を放射する前記光源の放射面において、外周縁部を除く全域に円形状の遮光性を有するマスクが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
光線が照射された対象物の被検査面の撮像データに基づいて、該対象物を検査する検査方法であって、
請求項１または２に記載の検査装置を用いて対象物を検査し、
前記対象物の被検査面は、前記ハーフミラーに反射されて対象物に向かう光線の光軸回りに延びる周面となっていることを特徴とする検査方法。
前記処理部は、前記撮像手段からの撮像データに基づいて前記被検査面における傷の有無を検査し、
前記光線の線幅は、検出する必要のある傷の大きさ以下とされ、
前記対象物は円錐状体とされるとともに、その外周面が前記被検査面となっていることを特徴とする請求項３に記載の検査方法。