JPH0288947A - 検査用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は検査用照明装置、特に被検査面上に線光源像を
投影し、その輝度コントラストを利用して被検査面の欠
陥を検出する検査用照明装置の改良に関する。

［従来の技術］ 従来より、被検査面上に複数列の線光源像を投影する検
査用照明装置が周知であり、この装置は、被検査面上の
輝度コントラストや線光源像の乱れを利用して欠陥を検
査することができることから、例えば自動車ボディーの
塗装面の欠陥検査およびその他の用途に幅広く用いられ
ている。

第８図には、自動車１０の塗装面の欠陥検査を行う従来
装置の一例が示されており、同図（Ａ）はその正面図、
同図（Ｂ）はその側面図である。

この従来装置は、検査ブース２０が凹型構築体として形
成されている。この検査ブース２０の内面には、棒状の
螢光灯を用いて形成された複数の線光源３０が、自動車
１０の進行方向と直交するよう、複数列にわたって垂直
配列されている。

そして、自動車ボディーの塗装面の検査は、線光源３０
が多数配列された検査ブース２０内を低速で自動車１０
を通過させ、その塗装面に線光源像を映し込み、ブツや
ハジキなどの塗装表面の欠陥を目視することにより行っ
ている。

ところで、このようなブツやハジキ等の表面欠陥は、非
常に小さな欠陥である。従って、この様な表面欠陥は、
塗装表面に映る線光原像内またはその間近にある場合に
非常に見つけ易い。

このため、従来の検査用照明装置は、第８図に示すよう
に、線光源３０を非常に狭い間隔で多数列にわたって配
置し、自動車１０の塗装面上に多数の線光源像が狭い間
隔で投影されるように形成されて（＼る。

このようにすることにより、塗装面表面に存在するブツ
やハジキなどの表面欠陥を目視により正確に検出するこ
とができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、自動車１０の塗装欠陥には、前述したブツやハ
ジキ等の表面欠陥の他にメタルムラと呼ばれる塗装内部
の欠陥がある。

すなわち、メタリック塗装車では、塗膜中にメタル片が
混入されており、このメタル片は、塗装条件によっては
塗装面に対して平行に配列する場合と、部分的な乱れを
生じてランダムに配列する場合とがある。

従って、このような塗装面をある方向からみると、明る
く見える部分と、やや暗く見える部分とが生じてしまう
場合がある。これがメタルムラと呼ばれる塗装欠陥であ
る。

このメタルムラによる明るさの差はごく僅かなので非常
に見つけ難い。特に、このメタルムラは、塗装表面に映
る線光源像と重なってしまうと、表面反射のために全く
見えなくなってしまう。

しかし、従来の装置は、第８図に示すように線光源３０
を狭い間隔で複数列にわたって配列し、塗装面に複数列
の線光源像を極めて狭い間隔で映し込んでいる。従って
、この線光源像は、メタルムラの検出の際に大きなノイ
ズとなって作用してしまい、メタリック塗装車のメタル
ムラを正確に検出することができないという問題があっ
た。

更に、従来の検査用照明装置は、多数の線光源３０を極
めて狭い間隔で配列しているため、塗装面が明るすぎて
検査員の目が疲れ易いという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、前述した問題点を解決し、被検査面
の欠陥、特に塗装面のメタルムラの検出を検査員の目の
疲労を招くことなく正確に行うことができる検査用照明
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明は、 線光源から被検査面に線光源像を投影して欠陥を検出す
る装置において、 複数の線光源を正方形状に配置し、被検査面上に口の字
パターンの線光源像を投影するよう形成したことを特徴
とする。

ここにおいて、前記線光源は、 被検査面上に線光源の直接像を投影する第１の光源と、 前記第１の光源と相対向するように設けられ、第１の光
源からの光を反射し被検査面上に線光源の間接像を投影
する第２の光源と、 を含むよう形成することが好ましい。

また、被検査面が大きい場合には、複数の線光源をマト
リクス状に配置し、被検査面上に口の字パターンの線光
源像がマトリクス状に投影されるよう形成することが好
ましい。

［作用］ 第１図には、本発明の検査用照明装置の原理図が示され
ている。

この検査用照明装置は、壁面２２に、複数の線光源３０
が正方形状に配置され、被検査面１２上に、全体として
口の字形状した線光源像１００を投影している。

ここにおいて、横方向の検査面積が広くなる場合には、
同図に示すように、正方形状に配置された複数の線光源
３０を、横方向に連続させればよく、また縦方向の検査
面積を広くとる場合には、正方形状に配置された線光源
３０を縦方向に連続させればよい。また、検査面積を縦
方向にも横方向にも広くとる場合には、同図に示すよう
に、複数の線光源３０を、７トリクス状に配置し、検査
面１２上に口の字形状した線光源像１００がマトリクス
状に投影されるようにすればよい。

同図においては、複数の線光源像１００−１．１００−
２．１００−３．１００−４が田の字形状を形成するよ
う、線光源３０がマトリクス配置されている。

すなわち、本実施例の装置には、３０−１．３０−４の
垂直方向線光源列と、３０−２．３０−５の垂直方向線
光源列と、３０−３．３０−６の垂直方向線光源列とが
所定間隔ｄで平行に配置され、さらに３０−１０．３０
−１３の水平方向線光源列と、３０−１１．３０−１４
の水平方向線光源列と、３０−１２．３０−１５の水平
方向線光源列が同様に所定間隔ｄで平行に配置されてい
る。

このように、複数の線光源３０を田の字型に配置するこ
とにより、これら線光源３０から被検査面１２上に田の
字形状した線光源像１００−１．１００−２〜１００−
４が投影されることになる。

メタルムラの輝度コントラスト 第２図には、メタルムラが存在する被検査面１２に向け
、従来装置と本発明の装置とを用い線光源像を投影し、
このとき得られるメタルムラの輝度コントラストが模擬
的に示されている。同図においては、理解を容易なもの
とするため、各線光源像を円柱状に描いているが、実際
の線光源像は細長い平面となる。

同図（Ａ）は、従来装置を用いて、被検査面１２上に２
本の線光源像（螢光灯像）１１０，１２０を平行に投影
した場合に、この２本の線光源像１１０．１２０によつ
て囲まれた領域に存在するメタルムラの輝度コントラス
トを模擬的に表わしている。

ここにおいて、メタルムラの輝度コントラストは、線光
源像１１０の間近の長手方向ＡおよびＢを結ぶ線上が最
も高く、他方の線光源像１２０に向ってしだいに低下す
る。同様に、このメタルムラの輝度コントラストは、線
光源像１２０の間近の長手方向Ｃ，Ｄを結ぶ線上が最も
高く他方の線光源像１１０に向ってしだいに低下する。

すなわち、このメタルムラは、ＡおよびＣの中間点Ｅと
、ＢおよびＤの中間点Ｆとを結ぶ線上が最も低いコント
ラストとなり、このメタルムラの輝度コントラストを模
擬的に表わすと７字型となることが理解される。

これに対し、本発明の装置を用いた場合には、被検査面
１２上に第２図（Ｂ）に示すように、口の字形状をした
線光源像１００が投影される。ここにおいて、この口の
字形状をした線光源像１００は、その各辺を構成する４
本の線光源像１１０゜１２０．１３０，１４０からなる
。

そして、各線光源像１１０，１２０，１３０，１４０に
より口の字形状に囲まれた領域のメタルムラの輝度コン
トラストは、線光源像１．１．０の間近の長手方向ＧＳ
Ｈを結ぶ線上が高く、中心部Ｋに向って低下する。同様
に、このメタルムラ輝度コントラストは、各線光源Ｉ！
　１２０．１３０．１４０の間近の長手方向を結ぶ線上
が高く１、やはり中心部Ｋに向って低下する、 このように、被検査面１２上に線光源像１１０゜１２０
．１３０，１４０を口の字形状に投影することにより、
この口の字状態で含まれた領域におけるメタルムラ輝度
コントラストは、すり林状に低下していき、Ｃ，”−Ｊ
　＝と、Ｈ−−Ｉ−の対角線を結ぶ交点Ｋが一番低い値
となる。

以上説明したように、従来の検査用照明装置を用いた場
合には、第２図（Ａ）に示すように、メタルムラの輝度
コントラストはほぼ１字型となり、線光源像１１０およ
び１２０の中間点を結ぶ線上Ｅ−Ｆで輝度コントラスト
が最低となる。

従って、この線光源像１１０および１２０の中間領域に
メタルムラが存在すると、このメタルムラの輝度コント
ラストが極めて小さく、目視検査による発見は極めて難
しいものとなる。

これに対し、本発明の検査用照明装置では、第２図（Ｂ
）に示すように、線光源像１１０，１２０．１３０，１
４０で囲まれた領域内において、Ｋの一点だけが最低の
輝度コントラストとなり、第２図（Ａ）の場合に比べ最
低の輝度コントラストとなる領域は極めて狭いものとな
る。従って、線光源像１１０，１２０，１３０，１４０
内のどの領域にメタルムラが存在しても、従来装置に比
ベメタルムラの輝度コントラストが極めて高いものとな
り、目視検査によるメタルムラの検出を十分高い精度で
行うことが可能となる。

実験結果 次に従来装置、本発明の装置を用いて被検査面１２上に
存在するメタルムラの検査を行った場合の実験結果を説
明する。

この実験では、線光源３０として棒状の螢光灯を用いた
。また、相対する線光源３０．３０の間隔は約１２０印
に設定した。そして、線光源と、被検査面との距離を１
．５ｍに設定した。

このような条件においてメタルムラの検出を正確に行う
ための官能評価によれば、メタルムラの輝度コントラス
トは約４％以上必要であり、この輝度コントラストが高
くなればなるほどメタルムラを正確に検出できることが
確認されている。

このような条件の下で、第３図に示すような位置に存在
するメタルムラ２００に対し、従来装置、本発明の装置
を用いて被検査面１２上に線光源像を投影し、このメタ
ルムラ輝度コントラストの７１１１定を行った。

まず、第３図（Ａ）に示すように、従来の検査用照明装
置を用いた場合には、メタルムラ２００の明るく見える
部分の塗面輝度は１４］、４ｆ　ｔ　−Ｌであり、暗く
見える部分の塗面輝度は９．８ｆｔ−Ｌであった。

輝度コントラストは、次式で与えられるため、従来装置
のような照明ではメタルムラの輝度コントラストは４％
であった。

塗面明部輝度−塗面暗部輝度 輝度コントラスト−Ｘ　１００ （％）　　塗面明部輝度士塗面暗部輝度・・・　　（１
） なお、前記ｆｔ−Ｌは、ｆｏｏｔ−Ｌａｍｂｅｒｔの略
であり、 １（ｆ　ｔ　−Ｌ）ｘ　３．４３−３．４３Ｃｄ　／ば
である。

これに対し、第３図（Ｂ）のような構成をもつ本発明の
検査用照明装置を用いると、メタルムラの明るく見える
部分の塗面輝度は１８．３ｆ　ｔ　−Ｌであり、暗く見
える部分の塗面輝度は１５ｆｔ−Ｌである。従って、前
記（１）式からメタルムラ２００の輝度コントラストは
約８％となる。

以上説明したように、この実験結果からみても、本発明
の検査用照明装置を用いれば、従来装置に比ベメタルム
ラ２００の輝度コントラストが約２倍となり、被検査面
１２上に存在するメタルムラ２００を従来装置に比べ極
めて正確に検出可能であることが理解されよう。

また、本実施例によれば、相対向する線光源間の距離を
ある程度離しても、被検査面上に存在するメタルムラを
正確に検出することができる。従って、従来装置のよう
に被検査面上に狭い間隔で多数の線光源像が映し出され
ることがないため、検査員の目の疲労が大幅に小さくな
り、この面からも塗装欠陥の検査を効率よく行うことが
可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、被検査面上に存
在する欠陥、特に塗装面に存在するメタルムラのような
塗装欠陥を、検査員の目の疲労を招くことなく正確に行
うことが可能となる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第１実施例 第４図には自動車のボディー塗装面の検査工程、特にメ
タルムラの検査工程に用いられる本発明の検査用照明装
置の好適な第１実施例が示されている。

実施例の検査用照明装置は、検査ブースの内側面に、水
平方向に向けた３本の取付はフレーム４０−１．４０−
２．４０−３を一定間隔をおいて平行に取付は固定して
いる。

そして、各取付はフレーム４０−１．４０−２゜４０−
３には、複数組の相対向する水平方向ランプソケット３
２が連続して設けられ、これらランプソケット３２間に
線光源像として棒状の４０Ｗ螢光灯３４が取付けられて
いる。

同様にして、取付はフレーム４０−１．４０−２．４０
−３の間には、複数組の相対向する垂直方向ランプソケ
ット３６が設けられており、各ランプソケット３６の間
には線光源として棒状の４０Ｗ螢光灯３８が取付けられ
ている。

このようにして、実施例の検査用照明装置は、上下２段
にわたって螢光灯３４．３８をマトリクス状に配置して
いる。従って、検査ブース内を通過する自動車のボディ
ー塗装面には口の字形状の線光源像がマトリクス状に投
影されることになり、塗装面の表面欠陥、特にメタルム
ラを確実に検査することができる。

なお、実施例においては、相対向する螢光灯３４．３４
の間隔は１２５ｃ程度に設定されており、同様に相対向
する螢光灯３８．３８間の間隔も約１２５ｃｍ程度に設
定されている。

また、実施例の検査用照明装置では、水平方向螢光灯３
４と垂直方向螢光灯３８とで囲まれた口の字型の検査エ
リア内に背景物があると、この背景物が検査対象となる
塗装面に写り込みこれらがノイズとなってメタルムラの
微妙な濃淡を見つけ゛難くなる。

このため、実施例の検査用照明装置では、水平方向螢光
灯３４および垂直方向螢光灯３８で囲まれた部分に背景
物がこないよう、この部分を無地にしである。

第５図には、自動車１０のボディー塗装面１４に投影さ
れた線光源像１００をＩＴＶカメラ５０で撮影してモニ
タ６０，６２．６４．６６で観察し、塗装欠陥、特にメ
タルムラを検出するようすが示されている。

ここにおいて、ＩＴＶカメラ５０の感度およびモニタ６
０．６２．６４．６６のコントラスト等は、メタルムラ
の明暗が高くなるように最適な条件で設定しである。こ
の状態において、塗装が完了した自動車１０が矢印に沿
って検査ブース内を移動してくると、生産タクトに従っ
て、ＩＴＶカメラ５０は、自動車１０の側面（ボディ塗
装面）１４を分割して撮影記録する。

すなわち、自動車１０がある所定位置まで入ってくると
、ＩＴＶカメラ５０は、予め決められた被検査面を撮影
し、モニタ６０に映し出す。次に、自動車１０がある位
置まで移動したとき、再び！ＴＶカメラ５０は、予め決
められた次の被検査面を撮影し、モニタ６２に映し出す
。このように、ＩＴＶカメラ５０は、自動車１０の動き
に合わせて自動車５０のボディー塗装面を撮影し、モニ
タ６０．６２．６４．６６上に映し出していく。

そして、検査員は、このようにしてモニタ６０゜６２．
６４．６６に映された各検査面を観察し、メタルムラの
合否を判断する。このとき、前述したように、■ＴＶカ
メラ５０およびモニタ６０〜６６は、メタルムラがある
場合にメタルムラの明暗が高くなるように設定している
。このため、検査員がボディー塗装面１４の被検査面を
直接見るより、メタルムラが鮮明になるため、メタルム
ラをより確実に検出することができる。

このようにして、本実施例によれば、従来見つけ難いと
されてきたメタルムラを容易に発見することができ、し
かもメタルムラの・検出に対し、検査員の目の疲労を大
幅に少なくすることが可能となる。

第２実施例 第６図には、本発明の検査用照明装置の好適な第２実施
例が示されており、本実施例の特徴は、線光源の一部を
反射鏡を用いて形成し、電力費の節減を図ることにある
。

本実施例においては、第１の光源として、垂直方向螢光
灯３８．３８と水平方向螢光灯３４．３４とがほぼ十字
型に取り付けられている。

また、水平方向螢光灯３４．３４の両側には、第２の光
源として、この水平方向螢光灯３４．３４からの光を被
検査面に向は反射する第１の反射鏡７０が取付けられて
いる。

同様に、垂直方向螢光灯３８．３８の両側にも、第２の
光源として、これら各蛍光灯３８．３８からの光を被検
査面に向は反射する第２の反射鏡７２が取付けられてい
る。

このようにして、本実施例の装置は、蛍光灯３４．３８
および反射鏡７２．７０が田の字形状に配置されている
ため、被検査面上には螢光灯像が田の字型に投影される
ことになる。

特に、本実施例によれば、蛍光灯３８からの光は、その
両側にある反射鏡７２．７２により反射され、被検査面
上に３本の螢光灯像が投影され、また蛍光灯３４からの
光はその両側にある反射鏡７０．７０により反射され被
検査面上に３本の螢光灯像が投影される。従って、実施
例の装置は４本の蛍光灯３４，３４．３８．３８を用い
て合計１２本の線光源像を被検査面上に投影することが
でき、前記第１実施例に比べその消費電力を大幅に節減
することができる。

第７図には、前記各反射鏡７０．７２の取付は構造の一
例が示されている。

これら各反射鏡７０．７２は、反射鏡支持台８０に反射
鏡８２が取付けられており、この支持台８０の上下両側
には回転軸８４ａおよび８４ｂが設けられている。

そして、支持台８２の下部の回転？＃　８４　ｂは取付
はフレーム９０の取付は穴に回動自在に挿入され、また
上部の回転軸８４ａは、他方のフレーム９０にネジ止め
固定されたリング９２内に回動自在に挿入されている。

そして、回転軸８４を中心とした反射板８２の回転は、
リング９２の回転固定ネジ９４を締つけることにより固
定される。

従って、実施例の検査用照明装置がブース内に設置され
たときや、また被検査面に対する観察角度を変えるとき
には、この回転固定ネジ９４を緩めて反射鏡８２の回転
角を調整し、被検査面上に最適な角度で線光源像を投影
することができる。

なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である
。

例えば、前記実施例においては、自動車のボディー塗装
面の検査を行う場合を例にとり説明したが、本発明はこ
れに限らずこれ以外に各種の被検査面の検査に用いるこ
とが可能である。

また、前記実施例においては、線光源として棒状の螢光
ランプを用いた場合を例にとり説明したが、本発明はこ
れに限らず必要に応じて他の種類の線光源を用いてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る検査用照明装置の好適な原理説明
図、 第２図は被検査面上におけるメタルムラの輝度コントラ
ストの説明図であり、同図（Ａ）は従来装置を用いた時
の輝度コントラストの説明図、同図ＣＢ）は本発明を用
いたときの輝度のコントラストの説明図、 第３図は被検査面上に存在するメタルムラと線光源像と
の関係を示す説明図であり、同図（Ａ）は従来装置を用
いた場合の説明図、同図（Ｂ）は本発明の装置を用いた
場合の説明図、 第４図は本発明に係る検査用照明装置の好適な第１実施
例の説明図、 第５図はＩＴＶカメラを用いて被検査面上に投影された
線光源像を撮影し、メタルムラを検出する装置の一例を
示す説明図、 第６図は本発明の好適な第２実施例の説明図、第７図は
第６図に示す反射鏡の取付は構造の説明図であり、同図
（Ａ）はその側面説明図、同図（Ｂ）はその正面説明図
、同図（Ｃ）その取付は機構に用いられる取付はリング
の平面説明図、第８図は従来の検査用照明装置の一例を
示す説明図であり、同図（Ａ）はその正面説明図、同図
（Ｂ）側面説明図である。 １２・・・被検査面 ３０・・・線光源 ３４・・・螢光ランプ ３８・・・螢光ランプ １１０　１２０．１３０，１４０・・・線光源像２００
・・・メタルムラ 代理人　弁理士　布　施　行　夫（ほか１名）（Ａ） （Ｂ） （Ａ） 第 図 蘂 図 ＣＢ） （Ｃ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）線光源から被検査面に線光源像を投影して欠陥を
   検出する装置において、 複数の線光源を正方形状に配置し、被検査面上に口の字
   パターンの線光源像を投影することを特徴とする検査用
   照明装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、前記
   線光源は、 被検査面上に線光源の直接像を投影する第１の光源と、 前記第１の光源と相対向するように設けられ、第１の光
   源からの光を反射し被検査面上に線光源の間接像を投影
   する第２の光源と、 を含むことを特徴とする検査用照明装置。
3. （３）特許請求の範囲（１）、（２）のいずれかに記載
   の装置において、 複数の線光源をマトリクス状に配置し、被検査面上に口
   の字パターンの線光源像がマトリクス状に投影されるよ
   う形成されたことを特徴とする検査用照明装置。