JP6908373B2 - A method for inspecting the surface irregularities of an object to be inspected and its surface inspection device - Google Patents
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本発明は、検査対象物の表面の凹凸を検査する方法及びその表面検査装置に関する。 The present invention relates to a method for inspecting unevenness on the surface of an object to be inspected and a surface inspection device thereof.
検査対象物の表面の凹凸を検査する方法として、検査対象物の表面に平行光線からなる照明を当てて、その反射光から検査対象物の表面の凹凸を検査するものがある。しかし、レンズ等を用いて広い範囲にて平行光を作成するためには、用いる機器が大型で重量をもつことになり、装置全体が大規模となる問題がある。 As a method of inspecting the unevenness of the surface of the inspection object, there is a method of irradiating the surface of the inspection object with illumination consisting of parallel rays and inspecting the unevenness of the surface of the inspection object from the reflected light. However, in order to create parallel light in a wide range using a lens or the like, there is a problem that the device to be used is large and heavy, and the entire device becomes large-scale.
また、図9に示すように、検査対象物150の表面151の広い範囲に照射装置120から縞状のパターン131の照射光130を投影して、その反射光140を撮影して、縞状のパターン131の乱れから検査対象物150の表面151の凹凸を検査するものがある(例えば、特許文献1及び2参照。)。しかしながら、この場合には、反射光140が照射装置120のどの位置から照射された光であるかを認識することができず、そのため撮影した画像に高度な画像処理を行っている場合がある。そのため、画像処理に時間がかかり、装置も大型になる。
Further, as shown in FIG. 9, the
また、図10に示すように、赤色用光源221と青色用光源223と緑色用光源222を有する照射装置220を用いて、検査対象物250の表面251の凹凸を検査する装置がある(例えば、特許文献3参照。)。この場合には、検査対象物250の表面251から反射された反射光をプリズム234で回折させて、撮像部230の赤色用CCD231と青色用CCD232と緑色用CCD233により撮像されて、画像処理が行われる。
この場合には、赤色用光源221と青色用光源223と緑色用光源224がそれぞれ必要であり、装置が大型となる。
Further, as shown in FIG. 10, there is an apparatus for inspecting the unevenness of the
In this case, a
そこで本発明は、装置が小型であり、微小な凹凸も素早く確実に検査できる検査方法とその装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide an inspection method and the apparatus capable of quickly and surely inspecting even minute irregularities due to the small size of the apparatus.
上記課題を解決するために請求項1の本発明は、検査対象物の表面の凹凸を検査する方法において、複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光は、1つの白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した赤色、緑色及び青色が連続的に変化する回折光を使用し、照射光を検査対象物の表面に照射して、検査対象物の表面からの反射光を検出し、検査対象物の表面の凹凸の部分と、他の検査対象物の表面との反射光の色の変化により検査対象物の表面の凹凸を検査する方法である。
In order to solve the above problem, the present invention of
請求項1の本発明では、検査対象物の表面の凹凸を検査する方法において、複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光は、1つの白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した赤色、緑色及び青色が連続的に変化する回折光を使用し、照射光を検査対象物の表面に照射する。このため、同一照明位置から色毎に異なる角度に光を照射することができるとともに、照射装置を小型化でき、検査装置を置くスペースを小さくすることができる。
複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光は、1つの白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した回折光を使用する。このため、ホログラフィック回折光学素子で容易に複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光を作成することができる。また、ホログラフィック回折光学素子は、柔軟性を有して、検査対象物に応じて曲げることができ、局面を有する検査対象物に確実に照射光を照射することができる。
回折光の強度を強くするため、ホログラフィック回折光学素子として位相変調型の体積ホログラムを用いることが好ましい。
In the present invention of
Multiple colors are emitted at a predetermined angle, and each color is irradiated with parallel light. The irradiation light uses diffracted light transmitted or reflected from one white light source to a holographic diffractive optical element. do. Therefore, the holographic diffraction optical element can easily create an irradiation light in which a plurality of colors are radiated at a predetermined angle and each color is irradiated with parallel light. Further, the holographic diffraction optical element has flexibility and can be bent according to the inspection object, and can surely irradiate the inspection object having a surface with irradiation light.
In order to increase the intensity of the diffracted light, it is preferable to use a phase modulation type volumetric hologram as the holographic diffraction optical element.
検査対象物の表面からの反射光を検出し、検査対象物の表面の凹凸の部分と、他の検査対象物の表面との反射光の色の変化により検査対象物の表面の凹凸を検査する。このため、検査対象物の表面の凹凸を反射光の色の変化により検査できるため、特別な画像処理を必要とせず、検査が容易であるとともに、検査速度を早くすることができる。 Detects the unevenness of the surface of the object to be inspected by detecting the reflected light from the surface of the object to be inspected, and inspects the unevenness of the surface of the object to be inspected by changing the color of the reflected light between the uneven part of the surface of the object to be inspected and the surface of another object to be inspected. .. Therefore, since the unevenness of the surface of the inspection object can be inspected by changing the color of the reflected light, no special image processing is required, the inspection is easy, and the inspection speed can be increased.
請求項2の本発明は、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べた検査対象物の表面の凹凸を検査する方法である。 According to the second aspect of the present invention, the holographic diffraction optical element is a method for inspecting the unevenness of the surface of an inspection object in which a plurality of diffraction regions having different diffraction angles are arranged.
請求項2の本発明では、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べたため、反射光は、色の縞模様として観察することができ、検査対象物の表面の微細な変化に対しても、確実に縞模様の色変化として観察することができ、表面の凹凸を容易に発見することができる。 In the present invention of claim 2 , since the holographic diffraction optical element arranges a plurality of diffraction regions having different diffraction angles, the reflected light can be observed as a color stripe pattern, and the surface of the inspection object is fine. Even with respect to the change, it can be reliably observed as a color change of the striped pattern, and the unevenness of the surface can be easily found.
請求項3の本発明は、検査対象物を照射光に対して移動し、又は照射光を検査対象物に対して移動して、検査対象物の表面の広い面積を検査する検査対象物の表面の凹凸を検査する方法である。 According to the third aspect of the present invention, the surface of the inspection object is inspected over a wide area of the surface of the inspection object by moving the inspection object with respect to the irradiation light or moving the irradiation light with respect to the inspection object. It is a method of inspecting the unevenness of.
請求項3の本発明では、検査対象物を照射光に対して移動し、又は照射光を検査対象物に対して移動して、検査対象物の表面の広い面積を検査する検査対象物の表面の凹凸を検査する。このため、大きな検査対象物の表面を1つの装置で、確実に、素早く検査することができる。 In the present invention of claim 3 , the surface of the inspection object is inspected over a wide area of the surface of the inspection object by moving the inspection object with respect to the irradiation light or moving the irradiation light with respect to the inspection object. Inspect the unevenness of. Therefore, the surface of a large inspection object can be reliably and quickly inspected with one device.
請求項4の本発明は、反射光をカメラで撮影し、撮影した反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき検査対象物の表面を検査する検査対象物の表面の凹凸を検査する方法である。 According to the fourth aspect of the present invention, the reflected light is photographed with a camera, the photographed reflected light data is recorded, and the surface of the inspection object is inspected based on the recorded data. The method.
請求項4の本発明では、反射光をカメラで撮影し、撮影した反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき検査対象物の表面を検査する。このため、検査対象物から離れて検査することもでき、記録したデータに基づき、自動判断装置を使用して自動的に検査することができる。 In the present invention of claim 4 , the reflected light is photographed by a camera, the data of the photographed reflected light is recorded, and the surface of the inspection object is inspected based on the recorded data. Therefore, it is possible to inspect the object away from the inspection object, and it is possible to automatically inspect using the automatic determination device based on the recorded data.
請求項5の本発明は、反射光をカメラで撮影し、撮影した反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断し、検査対象物の表面を検査する記載の検査対象物の表面の凹凸を検査する方法である。 According to the fifth aspect of the present invention, the reflected light is photographed by a camera, the photographed reflected light data is recorded, the color change is automatically determined based on the recorded data, and the surface of the inspection object is inspected. It is a method of inspecting the unevenness of the surface of the described inspection object.
請求項5の本発明では、反射光をカメラで撮影し、撮影した反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断し、検査対象物の表面を検査する。検査対象物の表面の凹凸を色の変化に基づき判断するため、特別な画像処理を必要としなく、検査を確実に、素早く検査することができる。 In the present invention of claim 5 , the reflected light is photographed by a camera, the photographed reflected light data is recorded, the color change is automatically determined based on the recorded data, and the surface of the inspection object is inspected. .. Since the unevenness of the surface of the inspection object is judged based on the change in color, the inspection can be reliably and quickly performed without the need for special image processing.
請求項6の本発明は、検査対象物は、自動車の車体の塗装面である検査対象物の表面の凹凸を検査する方法である。 According to the sixth aspect of the present invention, the inspection object is a method for inspecting the unevenness of the surface of the inspection object, which is the painted surface of the vehicle body of an automobile.
請求項6の本発明では、検査対象物は、自動車の車体の塗装面であるため、面積が大きく、曲面を有しているが、様々な方向から平行光を照射することができるため、広い範囲を素早く検査することができる。 In the present invention of claim 6 , since the inspection object is a painted surface of an automobile body, it has a large area and a curved surface, but it is wide because parallel light can be irradiated from various directions. The area can be inspected quickly.
請求項7の本発明は、検査対象物の表面の凹凸を検査する表面検査装置において、
光源と、光源から照射される光を複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光に変換し照射する照射装置と、
光源は、白色光源であり、照射装置は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した赤色、緑色及び青色が連続的に変化する回折光とし、回折光は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光であり、
照射装置から照射された照射光が検査対象物から反射される反射光を検出し、検査対象物の表面の凹凸の部分と、他の検査対象物の表面との反射光の色の変化により検査対象物の表面の凹凸を検査する表面検査装置である。
The present invention of claim 7 is a surface inspection apparatus for inspecting the unevenness of the surface of an object to be inspected.
A light source, an irradiation device in which a plurality of colors emit light emitted from the light source, each color is emitted at a predetermined angle, and each color is converted into irradiation light emitted in parallel light and irradiated.
The light source is a white light source, and the irradiation device uses diffracted light in which the light from the white light source is transmitted through the holographic diffractive optical element and continuously changes in red, green, and blue. Is the irradiation light emitted at a predetermined angle and emitted with parallel light for each color.
The irradiation light emitted from the irradiation device detects the reflected light reflected from the inspection object, and the inspection is performed by the color change of the reflected light between the uneven portion of the surface of the inspection object and the surface of another inspection object. It is a surface inspection device that inspects the unevenness of the surface of an object.
請求項7の本発明では、検査対象物の表面の凹凸を検査する表面検査装置において、
光源と、光源から照射される光を複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光に変換し照射する照射装置を有する。このため、同一照明位置から色毎に異なる方向に光を照射することができるとともに、照射装置を小型化でき、検査装置を置くスペースを小さくすることができる。
光源は、白色光源であり、照射装置は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した赤色、緑色及び青色が連続的に変化する回折光とし、回折光は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光であり、
光源は、白色光源であり、照射装置は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した回折光とし、回折光は、複数の色が色毎に平行で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光とする。光源は、白色光源であるため、多種類委の光源を使用することができる。
ホログラフィック回折光学素子を使用するため、容易に複数の色が色毎に平行で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光を作成することができる。透過した回折光のため、検査対象物の表面の凹凸を確実に検査することができる。また、ホログラフィック回折光学素子は、柔軟性を有して、検査対象物に応じて曲げることができ、局面を有する検査対象物に確実に照射光を照射することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the surface inspection apparatus for inspecting the unevenness of the surface of the object to be inspected.
It has a light source and an irradiation device that converts a plurality of colors of light emitted from the light source into irradiation light in which each color is emitted at a predetermined angle and is emitted in parallel light for each color. Therefore, it is possible to irradiate light in different directions for each color from the same illumination position, the irradiation device can be miniaturized, and the space for placing the inspection device can be reduced.
The light source is a white light source, and the irradiation device uses diffracted light in which the light from the white light source is transmitted through the holographic diffractive optical element and continuously changes in red, green, and blue. Is the irradiation light emitted at a predetermined angle and emitted with parallel light for each color.
The light source is a white light source, and the irradiation device uses diffracted light transmitted from the white light source through the holographic diffractive optical element. The irradiation light is emitted with parallel light. Since the light source is a white light source, a multi-type light source can be used.
Since the holographic diffractive optical element is used, it is possible to easily create an irradiation light in which a plurality of colors are emitted in parallel for each color and irradiated with parallel light for each color. Due to the transmitted diffracted light, the unevenness of the surface of the inspection object can be reliably inspected. Further, the holographic diffraction optical element has flexibility and can be bent according to the inspection object, and can surely irradiate the inspection object having a surface with irradiation light.
照射装置から照射された照射光が検査対象物から反射される反射光を検出し、検査対象物の表面の凹凸の部分と、他の検査対象物の表面との反射光の色の変化により検査対象物の表面の凹凸を検査する。このため、検査対象物の表面の凹凸を反射光の色の変化により検査できるため、特別な画像処理を必要とせず、検査が容易であるとともに、検査速度を早くすることができる。 The irradiation light emitted from the irradiation device detects the reflected light reflected from the inspection object, and the inspection is performed by the color change of the reflected light between the uneven portion of the surface of the inspection object and the surface of another inspection object. Inspect the surface irregularities of the object. Therefore, since the unevenness of the surface of the inspection object can be inspected by changing the color of the reflected light, no special image processing is required, the inspection is easy, and the inspection speed can be increased.
請求項8の本発明は、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べた表面検査装置である。 According to the eighth aspect of the present invention, the holographic diffraction optical element is a surface inspection device in which a plurality of diffraction regions having different diffraction angles are arranged.
請求項8の本発明では、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べたため、反射光は、色の縞模様として観察することができ、検査対象物の表面の微細な変化に対しても、確実に縞模様の色変化として観察することができ、容易に発見することができる。 In the present invention of claim 8 , since the holographic diffraction optical element arranges a plurality of diffraction regions having different diffraction angles, the reflected light can be observed as a color stripe pattern, and the surface of the inspection object is fine. Even with respect to the change, it can be reliably observed as a color change of the striped pattern, and can be easily detected.
請求項9の本発明は、検査対象物は、照射光に対して移動する駆動装置を有し、又は照射光を検査対象物に対して移動する駆動装置を有する表面検査装置である。 The present invention of claim 9 is a surface inspection device having a driving device that moves the irradiation light with respect to the irradiation light, or a driving device that moves the irradiation light with respect to the inspection object.
請求項9の本発明では、検査対象物は、照射光に対して移動する駆動装置を有し、又は照射光を検査対象物に対して移動する駆動装置を有するため、大きな検査対象物の表面を確実に、素早く検査することができる。 In the present invention of claim 9 , since the inspection object has a driving device that moves with respect to the irradiation light, or has a driving device that moves the irradiation light with respect to the inspection object, the surface of the large inspection object. Can be inspected reliably and quickly.
請求項10の本発明は、反射光を撮影するカメラを有し、撮影した反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき検査対象物の表面を検査する表面検査装置である。
The present invention of
請求項10の本発明では、反射光を撮影するカメラを有し、撮影した反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき検査対象物の表面を検査する。このため、検査対象物から離れて検査することもでき、記録したデータに基づき、自動判断装置を使用して自動的に検査することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the present invention has a camera for photographing the reflected light, a recording device for recording the photographed reflected light data, and inspects the surface of the inspection object based on the recorded data. Therefore, it is possible to inspect the object away from the inspection object, and it is possible to automatically inspect using the automatic determination device based on the recorded data.
請求項11の本発明は、反射光を撮影するカメラと、撮影した反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断する判断装置を有する表面検査装置である。 The eleventh aspect of the present invention includes a camera that captures reflected light, a recording device that records the captured reflected light data, and a surface having a determination device that automatically determines a color change based on the recorded data. It is an inspection device.
請求項11の本発明では、反射光を撮影するカメラと、撮影した反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断する。このため、検査対象物の表面の凹凸を色の変化に基づき判断して、特別な画像処理を必要としなく、検査を確実に、素早く検査することができる。 The eleventh aspect of the present invention includes a camera that captures reflected light and a recording device that records the captured reflected light data, and automatically determines a color change based on the recorded data. Therefore, the unevenness of the surface of the inspection object can be determined based on the change in color, and the inspection can be reliably and quickly performed without the need for special image processing.
請求項12の本発明は、検査対象物は、自動車の車体の塗装面である表面検査装置である。 According to the twelfth aspect of the present invention, the object to be inspected is a surface inspection device which is a painted surface of an automobile body.
請求項12の本発明では、検査対象物は、自動車の車体の塗装面であるため、面積が大きく、曲面を有しているが、様々な方向から平行光を照射することができるため、広い範囲を素早く検査することができる。
In the present invention of
複数の色が同一の照射装置から色毎に平行で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光を検査対象物の表面に照射するため、同一照明位置から色毎に異なる方向に光を照射することができるとともに、照射装置を小型化でき、検査装置を置くスペースを小さくすることができる。 Since multiple colors are emitted from the same irradiation device in parallel for each color and the surface of the inspection object is irradiated with the irradiation light emitted by the parallel light for each color, different directions for each color from the same illumination position. It is possible to irradiate the light, the irradiation device can be miniaturized, and the space for placing the inspection device can be reduced.
検査対象物の表面からの反射光を検出し、検査対象物の表面の凹凸の部分と、他の検査対象物の表面との反射光の色の変化により検査対象物の表面の凹凸を検査するため、検査対象物の表面の凹凸を反射光の色の変化により検査できるため、特別な画像処理を必要とせず、検査が容易であるとともに、検査速度を早くすることができる。 Detects the unevenness of the surface of the object to be inspected by detecting the reflected light from the surface of the object to be inspected, and inspects the unevenness of the surface of the object to be inspected by changing the color of the reflected light between the uneven part of the surface of the object to be inspected and the surface of another object to be inspected. Therefore, since the unevenness of the surface of the inspection object can be inspected by changing the color of the reflected light, no special image processing is required, the inspection is easy, and the inspection speed can be increased.
本発明の実施の形態を図1〜図8に基づき説明する。
本発明の表面検査装置は、図1に示すように、検査対象物50の表面51に対して照射光30を照射するホログラフィック回折光学素子20と、ホログラフィック回折光学素子20に光を照射する光源である白色光源10を有し、検査対象物50の表面51からの反射光40を検査するものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
As shown in FIG. 1, the surface inspection apparatus of the present invention irradiates the holographic diffraction
さらに、図2に示すように、検査対象物50の表面51からの反射光40を撮像するカメラ60を設けて、カメラ60からの画像データを記録する画像データ記録装置61を設けることができる。画像データ記録装置61からのデータに基づき、検査対象物50の表面51からの反射光40の色情報により、表面51の不良情報である凹凸の検査を自動的に行うことができる。
なお、図1に示すように、カメラ60のデータを自動的に判断しない場合には、目視により反射光40を検査することができる。
Further, as shown in FIG. 2, a
As shown in FIG. 1, when the data of the
白色光源としてLED光源を使用することができる。LED光源を使用する場合には、青色発光LEDを黄色蛍光体に当てて白色としたものを使用することができる。また、赤色、緑色及び青色を発光するLED素子を使用することもできる。LED光源を使用すると、安定した波長で、強い光を得ることができる。
なお、白色光源として、キセノン光、ハロゲン光、レーザー光等を使用することもできる。
An LED light source can be used as the white light source. When an LED light source is used, a blue light emitting LED can be applied to a yellow phosphor to make it white. Further, an LED element that emits red, green, and blue can also be used. When an LED light source is used, strong light can be obtained at a stable wavelength.
As the white light source, xenon light, halogen light, laser light or the like can also be used.
以下ではホログラフィック回折光学素子20として、回折光が透過光となる、透過型ホログラフィック回折光学素子について説明する。
また、ホログラフィック回折光学素子20は、透光性を有する軟質プラスチックで柔軟性を有するシート状に形成することができ、検査対象物50の形状に応じて、湾曲させることができる。さらに、ホログラフィック回折光学素子20は、透光性であるため、ホログラフィック回折光学素子20の後ろ側にカメラ60等を置き、観察することができる。
Hereinafter, as the holographic diffraction
Further, the holographic diffraction
ホログラフィック回折光学素子20の回折効率を図3に示す。図3における三角形を結んだ線は、波長が450nmの青色を示し、丸を結んだ線は、波長が532nmの緑色を示し、四角形を結んだ線は、波長が635nmの赤色を示している。ホログラフィック回折光学素子20の回折角度は、プリズムの回折角度よりも大きく、シャープに各色を分離することができる。
このように、ホログラフィック回折光学素子20を使用して、回折させると色毎に明確に回折角度が異なった光を得ることができる。
The diffraction efficiency of the holographic diffraction
In this way, when the holographic diffraction
このため、図4に示すように、ホログラフィック回折光学素子20から出た光は、照射光30の赤成分30a、緑成分30b及び青成分30c毎にそれぞれ異なる角度で照射され、且つ赤成分30a、緑成分30b及び青成分30cは、同色では同じ角度で平行に照射される。
Therefore, as shown in FIG. 4, the light emitted from the holographic diffraction
図4に示すように、水平に置いた検査対象物50の表面51にホログラフィック回折光学素子20から出た照射光30を照射すると、照射光30の赤成分30a、緑成分30b及び青成分30cは、それぞれホログラフィック回折光学素子20から出る角度が異なる。赤成分30aは、最も回折角度が大きく、青成分30cは元も回折角度が小さく、緑成分30bの回折角度はその中間である。赤成分30a、緑成分30b及び青成分30cは、それぞれ赤成分30a同士、緑成分30b同士、青成分30c同士ではホログラフィック回折光学素子20から平行に照射される。
本実施の形態では、照射光30は、縦または横に平行に変化するものを使用したが、アーチ状に変化するもの、或いはリング状の縞模様にすることができる。
As shown in FIG. 4, when the
In the present embodiment, the
また、ホログラフィック回折光学素子20を移動して、検査対象物50の表面51を広く検査することも、検査対象物50を移動させる、大きな検査対象物50の広い表面51を検査せることもできる。検査対象物50の表面51及び検査対象物50の移動は、コンベア、1軸又は多軸ロボシリンダ、多関節ロボット等を使用することができる。この場合には、検査対象物50の形状に応じて、自動的に移動するようにプログラムすることができる。
Further, the holographic diffraction
水平に置いた検査対象物50の表面51から反射する反射光40は、色毎に反射角度が異なる。そのため、カメラ60を所定の場所に置くと、平らな表面51からの反射光40のうち特定の色の反射光40のみを見ることができる。図4においては、反射光40は緑成分40bのみを見ることができる。なお、カメラ60を使用せずに、目視により確認することができる。カメラ60に位置に目を置くと、検査対象物50の表面51は、緑色に見える。
The reflected light 40 reflected from the
また、図5に示すように、斜めに置いた検査対象物50の表面51から反射する反射光40は、色毎に反射角度が異なる。そのため、カメラ60を所定の場所に置くと、平らな表面51からの反射光40のうち特定の色の反射光40、すなわち赤成分30aのみを見ることができる。反射光40の青成分30cについては、カメラ60の視界から外れることとなる。目視では、目をカメラ60に位置に置くと、検査対象物50の表面51は、赤色に見える。
Further, as shown in FIG. 5, the reflected light 40 reflected from the
そのため、図6に示すように、検査対象物50の表面51に凸部52を有する場合に、図4に示す場合と同様に、水平に置いた検査対象物50の表面51にホログラフィック回折光学素子20から出た照射光30を照射すると、凸部52以外の表面51は、カメラ60に対して反射光40は、緑成分40bのみを反射して、凸部52以外の表面51は緑色に見える。
Therefore, as shown in FIG. 6, when the
一方、検査対象物50の凸部52の部分では、凸部52の表面は円弧状に形成されているため、平らな表面とは反射光40の反射角度が異なる。
そのため、図6における凸部52の表面の左側は青成分40cが反射して、青色に見えることとなり、右側は赤成分40aが反射して、赤色に見えることとなる。凸部52の反射光40の角度によっては、反射光40が視野から外れて、凸部52は、暗色に見えることがある。
したがって、検査対象物50の表面51の凹凸を、凹凸以外の部分とは、異なった色で識別することができ、検査対象物50の表面51の不良部分である凹凸の部分の発見が容易である。
On the other hand, in the portion of the
Therefore, the
Therefore, the unevenness of the
また、図7に示すように、斜めに置いた検査対象物50の表面51に凸部52を有する場合に、図5に示す場合と同様に、斜めに置いた検査対象物50の表面51にホログラフィック回折光学素子20から出た照射光30を照射すると、凸部52以外の表面51は、カメラ60に対して反射光40は、赤成分40aのみを反射して、凸部52以外の表面51は赤色に見える。
Further, as shown in FIG. 7, when the
一方、検査対象物50の凸部52の部分では、凸部52の表面は円弧状に形成されているため、平らな表面とは反射光40の反射角度が異なる。
そのため、図7における凸部52の表面の左側は緑成分40bが反射して、緑色に見えることとなり、右側は青成分40cが反射して、青色に見えることとなる。
したがって、検査対象物50の表面51の凹凸の僅かな角度の違いでも、凹凸以外の部分とは、異なった色で識別することができ、不良部分である凹凸の部分の発見が容易である。
On the other hand, in the portion of the
Therefore, the
Therefore, even a slight difference in the angle of the unevenness of the
このように、検査対象物50の表面51が水平でも、傾いていても、凹凸があれば周囲の色とは異なった色の光を反射することができ、ホログラフィック回折光学素子20を同じ位置においても、両方の面を検査することができる。そのため、検査対象物50の表面51が湾曲していても、容易に検査することができる。
In this way, regardless of whether the
カメラ60への入射光を平行光にしない場合、撮影画像は赤色、緑色及び青色が連続的に変化する縞模様のグラデーションとなる。凹凸では変化が異なる。例えばHSV表示の色度を計算することで明確に凹凸を判別することができる。
When the incident light on the
次に、図8に基づき、ホログラフィック回折光学素子20の回折領域を複数個並べた場合について説明する。本実施の形態では、例えば、縦方向の長さが1.6mmで、幅方向の長さが50mmのバー領域を有するものを8本並べたホログラフィック回折光学素子20を使用した。
各解析領域は、それぞれの各解析領域の角度を任意に変えたホログラフィック回折光学素子20を作成することができる。
Next, a case where a plurality of diffraction regions of the holographic diffraction
For each analysis region, it is possible to create a holographic diffraction
そして、この実施の形態では、各バー領域には、緑波長(532nm)がマイナス10.5度からプラス10.5度まで3度ずつ回析角度が異なるように制作している。赤波長及び青波長についても同様に緑波長の変化に応じて、回折角度が異なるように制作している。これにより、30mm程度の距離にて、赤、緑、青のパターンの縞模様が繰り返し発生することとなり、急峻な色変化を与えることができ、凹凸部の色変化をより明確にすることができる。 Then, in this embodiment, each bar region is produced so that the green wavelength (532 nm) has a different diffraction angle by 3 degrees from -10.5 degrees to +10.5 degrees. Similarly, the red wavelength and the blue wavelength are produced so that the diffraction angles differ according to the change in the green wavelength. As a result, striped patterns of red, green, and blue patterns are repeatedly generated at a distance of about 30 mm, a steep color change can be given, and the color change of the uneven portion can be made clearer. ..
図8に示すように、ホログラフィック回折光学素子20の回折第1領域21から出た照射光31を照射すると、照射光31の青成分31a、緑成分31b及び赤成分31cは、それぞれ角度が異なる。
また、ホログラフィック回折光学素子20の回折第2領域22から出た照射光32を照射すると、照射光32の青成分32a、緑成分32b及び赤成分32cは、それぞれ角度が異なる。
As shown in FIG. 8, when the
Further, when the
水平に置いた検査対象物50の表面51にホログラフィック回折光学素子20から出た照射光31及び照射光32を照射すると、凸部52以外の平らな表面51は、反射光41及び反射光42は、青成分41a、42aと緑成分41b、42bと赤成分41c、42cをホログラフィック回折光学素子20から出た色彩の変化に対応して縞模様として反射する。
When the
一方、検査対象物50の凸部52の部分では、凸部52の表面は円弧状に形成されているため、平らな表面とは反射光40の反射角度が異なる。
そのため、図8における凸部52の表面から反射した反射光は、所定の角度からは赤成分41cの光として観察され、検査対象物50の凸部52から反射した赤成分41cの光は、緑成分42bの間に入り、青成分41aや緑成分42bの縞模様が乱れて色変化を観測することができる。このため、検査対象物50の表面51の微細な変化に対しても、反射角度が変化して、確実に色変化として検査することができ、表面51の凹凸を容易に発見することができる。
On the other hand, in the portion of the
Therefore, the reflected light reflected from the surface of the
10 白色光源
20 ホログラフィック回折光学素子
21 回折第1領域
22 回折第2領域
30 照射光
40 反射光
50 検査対象物
51 表面
52 凸部
10
Claims (12)
複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光は、1つの白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した赤色、緑色及び青色が連続的に変化する回折光を使用し、上記照射光を上記検査対象物の表面に照射して、上記検査対象物の表面からの反射光を検出し、上記検査対象物の表面の凹凸の部分と、上記検査対象物の他の表面との上記反射光の色の変化により上記検査対象物の表面の凹凸を検査する方法。 In the method of inspecting the unevenness of the surface of the object to be inspected,
Each color is emitted from the same irradiation device with multiple colors at a predetermined angle, and the irradiation light emitted by parallel light for each color is red that transmits the light from one white light source to the holographic diffractive optical element. , Green and blue are continuously changed , and the surface of the inspection object is irradiated with the irradiation light to detect the reflected light from the surface of the inspection object, and the inspection object is detected. A method for inspecting the unevenness of the surface of the inspection object by changing the color of the reflected light between the uneven portion of the surface and another surface of the inspection object.
光源と、該光源から照射される光を複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光に変換し照射する照射装置と、
上記光源は、1つの白色光源であり、上記照射装置は、上記白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過した赤色、緑色及び青色が連続的に変化する回折光とし、該回折光は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に平行光で照射される照射光であり、
該照射装置から照射された照射光が検査対象物から反射される反射光を検出し、上記検査対象物の表面の凹凸の部分と、上記検査対象物の他の表面との上記反射光の色の変化により上記検査対象物の表面の凹凸を検査する表面検査装置。 In a surface inspection device that inspects the surface irregularities of an object to be inspected,
A light source, an irradiation device in which a plurality of colors emit light emitted from the light source, each color is emitted at a predetermined angle, and each color is converted into irradiation light emitted in parallel light and irradiated.
The light source is one white light source, and the irradiation device is a diffracted light in which the light from the white light source is transmitted through the holographic diffractive optical element and the red, green, and blue colors are continuously changed. , Multiple colors are irradiation lights in which each color is emitted at a predetermined angle and each color is irradiated with parallel light.
The irradiation light emitted from the irradiation device detects the reflected light reflected from the inspection object, and the color of the reflected light between the uneven portion of the surface of the inspection object and the other surface of the inspection object. A surface inspection device that inspects the surface irregularities of the inspection object due to changes in the above.
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