JPH03194453A - 軸受ボールを検査するためのシステム - 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】 この発明は軸受ボールを検査するための自動システムに
関し、より特定的には正反射の凸形表面を有する軸受ボ
ールを検査するためのオプトエレクトロニクスンステム
に関する。

軸受ボールにおける欠陥は、その欠陥のあるポルを含む
ボール軸受が組込まれる、高価でかつ複雑な装置の故障
を引き起こす可能性がある。この理由で、装置に組込ま
れる前に、各製造された軸受ボールは、欠陥について検
査されることが重要である。欠陥とはその凸（球形の）
表面における窪み、ギザギザ、掻き傷、融着摩耗および
錆の斑点を含む。摩擦を最小限にするために、軸受ボー
ルの球形の表面は、軸受ボールの表面が入射光を正反射
する凸面鏡として動作するように、通常高度に研摩され
る。

過去には、熟練労働者がその表面の欠陥に関して各々の
製造された軸受ボールを視覚的に検査した。この方法は
比較的遅くかつしたがって比較的費用のかかる作業であ
る。さらに、視覚的な検査では、小さいが、それでもな
お重大な数の欠点ありのもの（ｆ’ａｌｓｅ　ｐｏｓｉ
ｔｉｖｅｓ　）　　（許容できると考えられている、欠
陥のある軸受ボール）が生じる。

より最近になって、オプトエレクトロニクスのシステム
を含む自動軸受ボール検査システムが検査の速度および
信頼性の双方を向上させ、それにより検査のコストを低
減するために開発されてきた。

先行技術のオプトエレクトロニクスの軸受ボール検査シ
ステムはテスト中、非拡散の入射ビーム（たとえば「点
光源」）で軸受ボールの正反射の凸表面の１つまたは２
つ以上の場所の各々を照射する。１つまたは２つ以上の
適当に置かれた光検知器がテスト中軸受ボールの凸（球
形）表面の照射された場所の対応するものから正反射す
る光を受ける。光検知器の各々に結合された電子工学手
段がそれにより受取られる光の強度を測定する。

軸受ボールの表面のいずれの照射された場所で生じる欠
陥も入射光を正反射するというよりはむしろ散乱しまた
は吸収することになる。この結果、少なくとも１つの光
検知器により受取られる光の強度が修正されることにな
る。電子工学手段は、光の強度における修正に気づき、
テスト中の軸受ボールが欠陥のあるものであるかどうか
を示し、かつ好ましくはテスト中の欠陥のある軸受ボー
ルを取除くための許容／拒絶機械ボール分離手段を動か
す。

テスト中の軸受ボールの球形の表面全体の実質的に各々
のおよびすべての場所が入射光ビームにより、効果的に
照射されることを確実にするために、テスト中の軸受ボ
ールは入射光ビームの光源または複数の光源および適当
に配置された光検知器または複数の検知器双方に対して
予め定められた態様で動かされる。ある先行技術の方策
に従えば、テスト中の軸受ボールは適当な差動機構によ
り２つの適切な異なる予め定められた角速度で、２本の
直交する軸の各々のまわりを同時に回転させられる。も
う一つの先行技術の方法によれば、テスト中の軸受ボー
ルは１対の水平のトラックレールを一定の予め定められ
た角速度で回転させられる。２つのトラックレールは、
テスト中の軸受ボールの直径よりごくわずかに短い距離
だけ互いから離される。結果として完全に一回転する場
合、テスト中の軸受ボールはトラック上をごくわずかな
距離だけ水平に並進する（すなわち、テスト中の軸受ボ
ールの、角速度の対並進速度の比率は大変大きい）。先
行技術のオプトエレクトロニクスの軸受ボール検査シス
テムはテスト中の軸受ボールを移動させるための前述節
２の方法を採用し、直径にして１０ミル（０，０１イン
チ、０．０２５４ｃｍ）以上の欠陥を検知するに足る感
度を有するといわれる。

本件発明によれば、その通常正反射の凸表面における欠
陥の存在に関して軸受ボールを検査するためのシステム
が設けられる。前記システムは以下のものを備えること
を特徴とする。

散光で前記表面を照射し、それにより、もし欠陥が存在
すれば、前記通常正反射の凸表面から反射した散光の背
景に対して、欠陥の光コントラストのパターンを反射す
るための第１の手段と、前記表面の実質的にすべての点
から反射した光に応答して光コントラストのパターンを
示す欠陥の存在を検知するための光結像手段を含む第２
の手段。

本件発明のオプトエレクトロニクス検査システムは、先
行技術で採用された非拡散の照射光というよりはむしろ
散光でテスト中の軸受ボールの凸型の正反射する表面を
照射する。テスト中、欠陥のない軸受ボールの正反射す
る表面を照射することで結果としてそこから反射する比
較的高い強度の（たとえば白色）光の拡散が生じる。こ
れは、白い球形の表面を有するボールが非拡散の光で照
射された場合に得られるであろう結果と同じである。双
方の場合おいて、反射する光は拡散するであろう。テス
ト中のボールの正反射する表面におけるいかなる欠陥も
反射した光の白い背景からはっきりした境界線の端縁に
より輪郭取りされた光のコントラストパターンとして現
われる。

第１図に示されるとおり、球形の凸表面は散光源（第１
図には示されていない）からの拡散照射光１０２により
照射される。矢印１０４により示されるように、多くの
異なる入射角で到来する散光がテスト１００が行なわれ
ている正反射する軸受ボールの各ポイントを照射する。

すべての正反射する表面のように、テスト１００を行な
っている軸受ボールの表面のあるポイントに到来する光
の各々の入射光線１０４は入射角に等しい反射角を有す
る点からの対応する反射光線を生じさせる（たとえば入
射光線１０４ａの入射角に等しい反射角を有する反射光
線１０６ａ等）。

第１図の特定の実現例に依存して、ブロック１０８はテ
スト１００が行なわれている間軸受ボールのまわりで角
度的に間隔を置かれた単一のまたは複数の結像装置いず
れかを現わす。さらに、特定の実現例に依存して、各結
像装置は単一のフォトセルからなる単一の光検知器でも
よいし、または１次元または２次元のアレイのフォトセ
ルからなるビデオカメラでもよい（好ましくは周期的に
走査されるソリッドステートのアレイ）。各結像装置は
、テスト１００が行なわれている軸受ボールの表面から
、開口ブレート１１２内の小さな開口１１０を通ってき
た反射光線の狭いビーム（たとえば反射光光線１０６ａ
）を受取る。

開口ブレート１１２は実質的に拡散照射光１０２が結像
装置１０８に全く届かないようにする。

テスト１００が行なわれている軸受ボールは、ボール並
進および／または回転手段１１６に機械的に結合される
（破線１１４により示される）。

第１図の特定的な実現例に依存して、手段１１６は、あ
る方向に直角をなす軸のまわりを所与の角速度でテスト
１００が行なわれている軸受ボールを回転させることに
より所与の直線速度でその方向にテスト１００が行なわ
れている軸受ボールを同時に並進させ得る（これは先行
技術では既知である）。代替的には、手段１１６は第１
の軸のまわりを第１の角速度でテスト１００が行なわれ
ている軸受ボールを回転させると同時に、第１の軸に直
角をなす第２の軸のまわりを第２の所与の速度でテスト
１００が行なわれている軸受ボールを回転させ得る（こ
れも先行技術では既知である）。

第１図の特定の実現例にかかわらず、テスト１００が行
なわれている軸受ボールの手段１１６による動きと、結
像装置１０・８の走査とにより（結像装置または複数の
結像装置１０８がたまたま１つまたは２つ以上のビデオ
カメラである場合には）反射光の光線１０６ａ等の反射
光光線は所与の時間サイクルの間に結像装置１０８また
は複数の結像装置１０８の結像装置によりテスト１００
が行なわれている軸受ボールの表面の実質的にすべての
点から受取られる。

１つまたは２つ以上の結像装置１０８のそれぞれの出力
が座標変換および画素記憶手段１１８へ入力として与え
られ、かつ画像処理および制御手段１２２のボール検知
器および制御手段１２０はデジタル計算能力を有するデ
ジタル処理を通常備える。この場合、１つまたは２つ以
上の結像装置１０８によりアナログ形式で最初に受取ら
れた画像情報は結像装置１０８または代替的には画像処
理および制御手段１２２に配置され得る１つまたは２つ
以上のアナログ・デジタル変換器によりデジタル形式に
変換される。

第１図に示されるように、ボール検知器および制御手段
１２０は、１つまたは２つ以上の結像装置１０８の各々
に入力として与えられる第１の出力と、座標変換および
画素記憶手段１１８へ入力として与えられる第２の出力
とを含む。座標変換および画素記憶手段１１８からの出
力はコントラストパターン欠陥検知器１２４へ入力とし
て与えられる。コントラストパターン欠陥検知器１２４
からの出力は許容／拒絶決定手段１２６へ入力として与
えられる。画像処理および制御手段１２２からの出力を
構成する、許容／拒絶決定手段１２６からの出力は許容
／拒絶分離手段１２８へ入力として与えられる。許容／
拒絶分離手段１２８は、その動作が許容／拒絶決定手段
１２６からの出力により制御され、欠陥のない軸受ボー
ルから欠陥のある軸受ボールを分離するための機械的手
段であり、テストが行なわれている間軸受ボールに機械
的に結合される（破線１３０で示される）。

第１図に示される軸受ボール検査システムの動作がここ
で考慮される。１つまたは２つ以上の結像装置１０８の
いかなる視界からもテスト中軸受ボールが見えない場合
には、１つまたは２つ以上の結像装置１０８のすべてか
らの出力の信号強度は低くなるであろう、というのはこ
の場合１つまたは２つ以上の結像装置１０８のどれにも
反射した光が届いていないからである。したがって、手
段１２０のボール検知器は１つまたは２つ以上の結像装
置１０８の少なくとも１つの視界に入ってくるテスト中
の軸受ボールの存在を、検知器のボールに入力として与
えられる、１つまたは２つ以上の結像装置１０８の少な
くとも１つからの出力の信号強度により検知することが
でき、この信号強度は低い強度から比較的高い強度で変
化する。

手段１２０のボール検知器による、視界に入ってくるテ
スト中の軸受ボールの検知はボール検知器および制御手
段１２０内に含まれるタイミング手段によりタイミング
サイクルを開始する。テスト１００が行なわれている軸
受手段の検査はこのタイミングサイクルの間に行なわれ
るが、検査期間は必ずしもタイミングサイクルの始まり
に開始されるとは限らない。タイミング手段は、タイミ
ングサイクルの始まりと検査期間の始まりの間に、ある
遅延を提供し得る。さらに、タイミング手段はタイミン
グサイクルの前に検査期間を終了してもよい。タイミン
グサイクルの始まりと終わりに関してどこで検査期間が
始まり終わるかは第１図の特定の実施例に依存する。し
かしながら、いずれにしても、テスト１００が行なわれ
ている正反射の軸受ボールの表面全体がタイミングサイ
クルの検査期間部分の間予め定められかつ順序圧しい態
様で検査されるべきである。

１つまたは２つ以上の結像装置１０８が簡単な光検知器
というよりはむしろ走査ビデオカメラから構成されてい
れば、検知器ボールおよび制御手段１２０のタイミング
手段は１つまたは２つ以上のビデオカメラ結像装置の走
査を制御するために、適当な周波数で周期的な同期信号
を提供する。さらに、タイミングサイクルの検査期間中
、検知器ボールおよび制御手段１２０のタイミング手段
は座標変換および画素記憶手段１１８へのタイミング信
号を、座標変換および画素記憶手段１１８へのそれぞれ
の人力として与えられる１つまたは２つ以上の結像装置
１０８からの信号の流れへ与える。

１つまたは２つ以上の結像装置１０８からの軸の流れは
、検査期間の全体にわたってテスト１００が行われてい
る軸受ボールの正反射する球形の表面全体の画像を表わ
す。この画像を、球形の（地球型）の地図というよりは
むしろテスト１００が行なわれている軸受ボールの平坦
な２次元の球形の表面として記憶することが望ましい。

これを達成するためには、球座様からカルテシアン（ま
たは極）座標へ変換することが必要である。

これは、テストが行なわれている軸受ボールの正反射の
球形の表面のそれぞの点および１つまたは２つ以上の結
像装置１０８によりそれぞれの画素の結像において生じ
ることが知られているすべての画像の歪みの予め定めら
れたかつ順序付けられた検査を考慮することにより、手
段１１８の座標変換部分により達成される。手段１２０
からそこへ与えられるタイミング信号の制御により、手
段１１８はその画素記憶手段の適切にアドレスされたメ
モリ位置においてそこから発生する座標が変換された画
素の各々を記憶する。結果として、テスト１００が行な
われている軸受ボールの球形の表面の正反射の画像の２
次元の平坦な地図（好ましくはカルテシアン座標で）は
手段１１８の画素記憶部分に記憶される。

ビデオモニタ上で手段１１８の画素記憶部分に記憶され
た画像の凍結したフレームを表示しかつテスト１００が
行なわれている軸受ボールに欠陥がなければ、ビデオモ
ニタ上の表示は白い画像であり、均一な明るさでなけれ
ば、それは明るさにおいてほんの少しかつ表示の全体領
域にわたって大変緩やかに変化するであろう。この理由
はテスト１００が行なわれている軸受ボールの正反射の
球形の表面が散光の画像を反射する凸面鏡として動作し
、かつ手段１１８に記憶された情報に応答してモニタに
より表示されるのがこの散光の画像だからである。この
ような表示の様子は雲を見たときに見えるものに類似し
ているであろう。

テスト１００が行なわれている軸受ボールが欠陥１３２
等の欠陥を含んでおり、かつその欠陥が窪み、ギザギザ
、掻き傷または錆の斑点の形であれば、そこへの入射光
は、正反射するというよりはむしろそれからさ散乱する
かまたは吸収されるであろう。一方融着摩耗等の欠陥は
正反射する凸表面から反射する光を集める。結果として
テスト中欠陥のある軸受ボールから発生する手段１１８
に記憶される画像のモニタ上にある表示は、テスト中の
軸受ボールの欠陥のない部分の白い背景に対して欠陥の
光のコントラストのパターンを提示するであろう。融着
摩耗の欠陥の場合には、反射した光の集中が結果として
背景より明るいコントラストパターンを生じさせ、他の
形式の欠陥では反射した光の散乱または吸収が引き起こ
され、結果として背景より暗いコントラストパターンが
得られる。しかしながら、すべての場合において、欠陥
のあるコントラストパターンははっきりした境界の端縁
により背景から輪郭数られる。

通常テスト中の軸受ボールの反射した画像を視覚的に表
示する必要はないので、第１図はモニタを含んでいない
。しかしながら、最初の検査の間に、既に欠陥があるも
のとして発見された軸受ボールのグループの各々を再検
査するような特別の場合においては、モニタ表示で各軸
受ボール上の欠陥の形式を視覚的に観察することが望ま
しいかもしれない。したがって、手段１１８の画素記憶
部分に記憶された反射した画像をビデオモニタ上に表示
することは本件発明の予測の範囲にある。

コントラストパターン欠陥検知器１２４は、水平および
垂直端縁検知器デジタルフィルターを含んでよく、手段
１１８の記憶から読出された反射した画像の画素の流れ
に関して動作する。より詳細には、検知器１２４は画素
信号レベルでの重大な変化の発生および分布が少しでも
あればそれを示す出力信号を発生する。許容／拒絶決定
手段１２６は、少なくとも、全く何のコントラストパタ
ーンも存在していない状態（すなわち、画素信号レベル
における重大な変化がＯである場合）に応答して、「許
容」出力信号状態を発生する上で、そこへ入力として与
えられる検知器１２４からの出力信号に応答する。他の
態様では、手段１２６は「拒絶」出力信号状態を発生す
る。より複雑な許容／拒絶決定手段１２６は、画素信号
レベルにおける重大な変化の分布に従い、拒絶を示すコ
ントラストパターンを大きさと形により分類する目的の
複数の「拒絶」信号状態を発生することができるであろ
う。

許容／拒絶分離手段１３０は、１つまたは２つ以上のス
イッチを含んでよく、欠陥がないとわかった（すなわち
許容できる）軸受ボールを第１の経路に従い前進させか
つ欠陥があるとわかった軸受ボール（すなわち拒絶のも
の）を第２の経路に従い（または欠陥のある軸受ボール
が大きさおよび／または形により分類された場合には、
複数の第２の経路のうちの適切なものに従い）前進させ
る。

万全を期すためには、分離手段１２８への信号入力が全
くない場合、分離手段は常にテスト中の軸受ボールを拒
絶するべく動作する。

第１図の軸受ボール検査システムの最も実際的な実現例
と考えられる例をここで説明する。第２図に示されると
おり、複数の間隔を開けられた軸受ボール（たとえば軸
受ボール２０２−１．２０２−２および２０２−３）を
支持する１対のボールトラックレール２００の水平部分
は、トラックレール２００を囲む、水平軸の、光拡散円
筒管２Ｏ４の長さ全体に延びる。第２ａ図において明ら
かなように、２つのトラックレール２００ａおよび２０
０ｂは、それぞれテーバした内側の側面を有し、２つの
トラックレール２００ａおよび２００ｂが軸受ボール２
０２の水平の直径の下に位置する接触点で軸受ボール２
０２を支持することを可能にする所与の量だけ互いから
分離される。したがって、第２ａ図に示されるように、
軸受ボール２０２のレール２００ａとの接触点と２００
ｂとの接触点との間の距離２ｒｘは軸受ボール２０２の
直径２Ｒより小さい。さらに、第２ａ図に示されるよう
に、軸受ボール２０２の中心２０６は、実質上、光を拡
散する円筒管２０４の水平軸上に位置する。第２ｂ図は
水平横方向の半径ｒｘ、軸受ボール２０２の水平の直径
２Ｒからの横方向の直径２「アの距離ｒＹｓおよび軸受
ボール２０２の半径Ｒの幾何学的関係を示す。

第２図に戻ると、円筒管２０４はその直径に関して比較
的長い（たとえば、長さ対直径比率にして約６対］であ
る）。ボールトラックレール２００は、円筒管２０４の
右の端部の右へ延び、それ自体で独立して立っているボ
ールホッパ２０８の上部近くまで上向きに立上がる。ボ
ールホ・ン／り２０８はボールトラックレール２００の
上部に周期的に軸受ボール２０２を置くための機械的手
段を備える。置かれた軸受ボール２０２はボールホ・ン
バ２０８からボールトラックレール２００の水平部分へ
ボールトラックレールを回転して降りる。

ボールホッパ２０８からボールトラックレール２００の
水平部へ回転して降りる際、軸受ボールは、それを通っ
て軸受ボールが落ちた垂直距離により決定されるある角
速度およびある直線速度まで加速される。その後軸受ボ
ールは水平軸光拡散円筒管２０４の長さ全体を介して水
平に回転を継続する。軸受ボールとボールトラックレー
ルとの接触点の間の摩擦は無視できないので、円筒管１
０４の長さ全体を回転するボールの角速度および直線速
度は、それが円筒管２０４に入る際その右端部で達成し
たある角速度およびある直線速度で実質的に一定にとど
まる。円筒管２０４を介して右から左へ回転する２つの
隣接する軸受ボールの間の間隔はボールホッパがボール
トラックレール２００上に連続的な軸受ボールを置く際
のタイミング周期と、軸受ボールがボールトラックレー
ル２００の水平部分上を回転する一定の直線速度に依存
する。好ましくは、ボールホッパ２０８のタイミング周
期は、ボールトラックレール２００の水平部分上を回転
する２つの隣接する軸受ボールの間の間隔状めの距離が
軸受ボールの直径に実質的に等しくなるように調整され
るべきである。結果として、第２図に示されるように、
軸受ボール２０２−１はボールホッパ２０８から一番初
めに解き放たれた軸受ボールを示しかつ２０２−２．２
０２　　Ｂ、、、２０２−ｎのそれぞれの軸受ボールは
ボールホッパ２０８から連続的にその後解き放たれた軸
受ボールを示す。軸受ボール２０２−１．　。

、、２０２−ｎのそれぞれが右から左の方向に同時に回
転しかつ並進するという事実が軸受ボール２０２−１の
回転矢印２０９および並進矢印２１０等のそれぞれの矢
印により模式的に示される。

第２図に模式的に示されるように、ボールトラックレー
ル２００は円筒管２０４の左の端部の上の点で支持エレ
メント２１２により土台から支えられる。

さらに、円筒管２０４の左の端部の上の地点で、ボール
トラックレール２００は許容トラックレール２００Ｃと
欠陥トラックレール２００ｄに分かれて入る。許容／拒
絶トラックスイッチ２１４（第１図の一種の許容／拒絶
分離手段１２８に対応する）が（第１図の許容／拒絶決
定手段１２６からの出力信号に従い）円筒管２０４の左
の端部から出てくる軸受ボールが、許容トラックレール
２００Ｃまたは欠陥レール２００ｄのいずれをとるかを
決定する。

第２図および第２ａ図に示されるように、光拡散円筒管
２０４はその中に２つの小さい開口２１６ａおよび２１
６ｂを組入れる。円筒管２０４の軸方向において、開口
２１６ａおよび２１６ｂ双方が円筒管２０４の左と右の
対向する端部の間の実質的に中間点に配置される。円筒
管２０４の円周方向には、開口２１６ａが第２図に見ら
れるように、円筒管２０４の上部から実質的に４５度に
位置する。開口２１６ｂは第２図においては見ることが
できないが、円筒管２０４の上部から４５度に位置する
。第１の直線ソリッドステートの結像装置ビデオカメラ
２１８ａ　（第２図および第２ａ図双方に示される）が
開口２１６ａと共働関係に位置し、回転する軸受ボール
（たとえば軸受ボール２０２−２）の正反射する表面か
らの散光の反射光線（光線２２０ａ等）を開口２１６で
受入れる。同様に、第２の直線ソリッドステート結像装
置ビデオカメラ２１８ｂ　（第２ａ図のみに図示）は開
口２１６ｂと共働関係に配置され回転する軸受ボールの
正反射の表面からの散光の反射した光線を開口２１６ｂ
により受入れる。第１図の手段１２０からの走査同期信
号を受入れる、ビデオカメラ２１８ａおよび２１８ｂの
各々がフォトセル（たとえばＣＯＤ直線結像装置）の直
線アレイからなるソリッドステートの結像装置を含む。

ビデオカメラ２１８ａのリニア結像装置は第２ａ図に矢
印２２０ａで示されるように配向され、各走査期間の間
にそのとき通過する軸受ボール２０２の球形の表面の上
布側の四分円の異なるスライスを開口２１６ａにより映
し出す。類似した態様で、ビデオカメラ２１８ｂの直線
アレイは第２ａ図の矢印２２０ｂにより示されるように
配向され各直線走査期間の間にそのとき通過する軸受ボ
ール２０２め球形の表面の上圧側の四分円の異なるスラ
イスを開口２１６ｂにより映し出す。

第２ａ図に示されているのは（明瞭に示すために第２図
には図示せず）光拡散円筒管２０４外側から照射するた
めの光源２２２ａ、２２２ｂおよび２２２Ｃである。光
源２２２ａおよび２２２ｂからの光は光拡散円筒管２０
４を通過してその内部へ至る際、管２０４の長さにわた
って実質的に完全に拡散される。光源２２２ａ、２２２
ｂおよび２２２ｃは円筒管２０４の左および右の端部の
上には延びていない。したがって、円筒管２０４の左ま
たは右の開いた端部のいずれかに入るいかなる光の強度
も比較的小さくかつ拡散していない。

第２図、第２ａ図および第２ｂ図に示される本件発明の
軸受ボール検査システムの好ましい実施例の動作につい
てここで説明する。１回の完全な回転を介しての矢印２
２４により示される方向（すなわち紙面から出る）での
軸受ボール２０２の回転は結果として２πｒ、に等しい
距離だけ軸受ボール２０２が紙から外れた方向に並進す
ることになることは第２ｂ図から明らかである。３６０
度の完全な回転で回転する代わりに、軸受ボール２０２
は完全な回転の部分しか回転しない場合、その並進距離
は以下の式により指定される。

並進距離＝［（３６０°−２０）／３６０’］［２πｒ
ｙ］　　　　　（１） したがって、角度θのいかなる所与の値に関しても、並
進距離は値ｒｙのみに依存する。しかしながら、第２ｂ
図から理解されるように、ｒｙの値は以下の式に従うｒ
ｘの値に依存する。

ｒｙ−（Ｒ２−ｒｙ２）ｌ／２ （２） Ｒの値、すなわち軸受ボールの半径はどのような所与の
大きさの軸受ボールに関しても定数なので、値Ｉ／はト
ラックレール２００ａと２００ｂの間の分離距離ｒｘを
適切に変化させることにより制御可能に変更し得る（第
２ａ図参照）。

以下に論じる理由により、並進距離が２ｓｉｎθである
ことが望ましい。並進距離にこの値を代入し、かつｒｙ
に関して式１を解くと、結果は以下のとおりである。

ｒｙ＝［１８０゜／（１８０°−θ）コ［ｓｉｎθ／π
］Ｒ（３） 第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図および第３ｄ図は４つの
連続する時間ｔＯ，ｔｌ、ｔ２およびｔ３各々でのテス
ト中の回転しかつ並進する軸受ボール２０２を示す。時
間ｔｏでは、テストを受ける軸受ボールが右から左へ回
転する際に、その地点でそこから反射した散光が開口２
１６ａを通ってビデオカメラ２１８ａへ至る反射した光
線２２０ａを含む地点にちょうど到達したところである
。

これは、手段１２０に与えられるカメラ出力強度が、そ
のボール検知器がテストを受けている軸受ボールがカメ
ラ２１８ａの視界にちょうど入ってきたことを決定する
のに十分であるという結果をもたらす。それに対して、
手段１２０はカメラ走査の回数のカウントを始める。時
間ｔ１では、手段１２０が第１の予め定められた数のカ
メラ走査を計算しており（この第１の予め定められた回
数はテストを受ける回転する軸受ボール２０２の既知の
一定の水平並進速度に関連する）、テスト中の軸受ボー
ル２０２は、時間ｔ１でカメラ２１８ａに達する拡散反
射光線２２０ａがテストを受ける回転する軸受ボール２
０２の上部の左に対して０１度にある球形表面上ある地
点から反射するような量だけ左側に移動している。時間
ｔ１では、第１の予め定められた回数に達したカメラ走
査のカウントに応答して、手段１２０がｔｏからｔ３ま
て延びるタイミングサイクルのボール検査部分の始まり
を開始した手段１１８へ制御信号を送る。

制御手段１２０は、カメラ走査カウントが時間ｔ３で第
２の予め定められた回数に到達するまでカメラ走査のカ
ウントを続ける。時間ｔ２までに、テストを受ける軸受
ボール２０２は、そこでカメラ２１８ａに達する拡散反
射光線２２０ａが時間ｔ２でテストを受ける軸受ボール
２０２の上部右側に０１の角度で位置するテストを受け
る軸受ボール２０２の球形の表面のある地点から反射す
るように、左側にさらに移動している。カメラ走査カウ
ントがこの第２の予め定められた回数に達すると、手段
１２０がタイミングサイクルのボール検査部分を停止す
るために手段１１８に制御信号を与える。そのタイミン
グはおそらくは時間ｔ２で終了し得るであろう。しかし
ながら、ボール検知器に与えられるカメラ２１８ａから
の出力信号の強度が低くなるまで、カメラ走査のカウン
トを継続することが望ましく、それはテストを受けるボ
ール２０２がカメラ２１８ａの視界を残すだけ左まで移
動した時間ｔ３で生じる。時間サイクルを時間ｔ３で終
了することにより、テストを受けるボール２０２の一定
直線水平速度が正確に計算されるであろう、というのは
テストを受けるボールの直径とカメラ走査の期間が既知
であるからである。この態様では、テストを受ける回転
するボールの推定される一定直線水平並進速度における
いかなるわずかな変化も各連続する軸受ボールの検査の
直後に絶えず訂正され得る。

テストを受ける軸受ボール２０２の各々の正面の半球に
おける少なくとも実質的にすべての地点が、ビデオカメ
ラ２１８ａの視界全体を通して右から左へその通過の間
にビデオカメラ２１８ａにより観察されることが意図さ
れる（同時にビデオカメラ２１８ｂはテストを受ける軸
受ボール２０２の背面の半球の少なくとも実質的に全地
点を観察している）。第３ｂ図に示す時間ｔ３と第３Ｃ
図に時間ｔ３とのタイミング間隔において、その間テス
トを受ける軸受ボールの全体の検査が行なわれ、テスト
を受ける軸受ボールは２ｓ　ｉｎθ１の位置で並進を行
なう（これは第３ｂ図および第３Ｃ図から明らかである
）。テストを受るボールの正面の半球におけるすへての
地点がｔｌおよびｔ２の間の時間間隔においてビデオカ
メラ２１８ａにより観察されるためには、テストを受け
るボール２０２がこの時間間隔の間に３６０度−２０１
の角度で回転することが必要である。

上に示した式３に、θに関していかなる所望の特定の値
θ１を代入することによっても、テストを受ける軸受ボ
ールの正面の半球上のすへての地点かカメラ１１８ａに
より観察されることを確実にするｒｙの値が生し得る。

ひとたび適当なｒｙの値が生じれば、上に示した式２は
所望の値ｒｙを達成するために２つのボールトラックレ
ール２００（すなわち２　ｒ　ｘ　）の間の適当な間隔
決め距離を決定するへく使用され得る。

さて第４図を参照して、θ１の絶対値（第３ｂ図および
第３Ｃ図）が９０度である場合受取られ得る軸受ボール
の反射した画像が示される（すなわち、ボール検査時間
間隔ｔ２−ｔｌは全体のタイミングサイクル周期ｔ３−
ｔ２に等しい場合）。

この場合、第４図で示されるように、軸受ボールの反射
した画像４００は一４５度の緯度と＋４５度の緯度付近
に２本の暗いストライプ４０２と４０４それぞれを含む
であろう。より詳細には、暗いストライプ４０２の幅は
緯度（−４５＋Δ１）度から緯度（−４５−Δ２）度ま
で延びかつ暗いストライプ４０４の幅は緯度（４５−Δ
１）度から緯度（４５＋Δ２）度まで延びる。暗いスト
ライプ４０２と４０４とが生じる理由はテストを受ける
軸受ボール２０２が、光拡散円筒管２０４の左と右の端
部が双方とも開いているという事実により近軸入射光線
により照射されていないということに起因する。拡散円
筒管２０４の長さ対直径の比率が大きくなればなるほど
、Δ１およびΔ２双方のそれぞれの値（およびすなわち
暗いストライプ４０２と４０２の幅）がより小さくなる
。光拡散円筒管２０４の直径に対するテストを受ける軸
受ボール２０２の直径の比率が大きくなればなるほど、
△１対Δ２の比率が小さくなる。さらに、実際には暗い
ストライプ４０２と４０４は第４図に示される相対光強
度における鋭い端縁を有しておらずギサギサの端縁を有
している。暗いストライプ４０２と４０４のすべての効
果を除きかつ反射した画像４００の光の強度がそのエリ
ア全体にわたってほんのわずかにかつ緩やかに変化する
たには、角度θ１は比較的小さな値を有するべく選択さ
れるべきである（たとえば３６度以下および好ましくは
約３０度）。第３ｂ図および第３Ｃ図から、位置−０１
から位置＋０１へ回転する際、軸受ボール２０２か２ｓ
　ｉｎθ１に等しい距離で並進することがわかるであろ
う。式１に並進距離として２ｓ　ｉｎθ１を代入しかつ
第２ｂ図におけるｒｙに関する半径を解くことで、式３
が得られる（値θ１がθに代入される）。たとえばθ１
が３０度に等しければ、ヒメの値は０．１．９１Ｒに等
しく、かつレール２００の間の距離２ｒｘは約１．９６
３Ｒである。

先行の議論から０１の絶対値を３０度等の比較的小さな
角度に局限することにより、暗いストライプ４０２およ
び４０４等の虚コントラストバタン（ｓｐｕｒｉｏｕｓ
　ｃｏｎＨａｓｔ　ｐａｔｔｅｒｎ　）を伴わず全体的
に白い拡散反射画像４００が、欠陥のないテストを受け
る軸受ボール２０２の検査から得られるであろう。しか
しながら、１つの問題が残る。

軸受ボール２０２の検査の間に、θの値が０度に近くな
るとき、２１６ａおよび２１６ｂを開く開口が上記の円
筒管２０４の左および右の端部の開口の効果に類似する
効果を持つであろうという事実である。円筒２０４の左
と右の端部の開口は＋４５度付近で暗いストライプ４０
２と４０４を生じさせる結果となる。０度付近に位置す
る開口２１６ａの場合入射角と反射角が双方とも０に近
づき、入射光線が反射光線、たとえば開口２１６ａから
現われる反射光線２２０ａと実質的に等しくなる（すな
わち、反射光線が逆反射する）。しかしながら、開口２
１６ａが開くことで、実質的にこの０の反射角ではテス
トを受ける軸受ボール２０２−２を照射する入射光は存
在しない。結果として開口２１６ａにより０度の緯度で
（および径度４５度で）小さい盲点４０６が生じる。類
似した盲点が開口２１６ｂからも結果として０度の緯度
（および１３５度の経度）で生じる。

統計的な観点からいえば、テストを受ける軸受ボールが
単一の欠陥のみを含み、かつ盲点４０６と一致するよう
な０度の緯度に位置しかつ小さいので小さい盲点４０６
の領域に全体的に局限されてしまうということはあまり
ありそうにない（だが不可能というわけではない）。し
たがって、このわずかな危険に対処しなければならない
かもしれない。しかしながら、第５ａ図または第５ｂ図
に示されるような補助手段を使用することによって、盲
点４０６の問題は完全に解決される。

第５ａ図を参照して、光拡散円筒管２０４の外側に位置
しかつ開口２１６ａとビデオカメラ２１８ａの間に置か
れたハーフ・ミラー５００が示される。ハーフ・ミラー
５００は反射光線２２０ａに対して４５度で配向される
。外部の光源５０２からの光はθが実質的に０度の値を
持つタイミングサイクルの中間においてのみ制御手段１
２０により制御される（すなわち、開口２１６ａを通っ
て逆反射が生じるときである）。逆反射光の部分は、反
射光線２２０ａを含み、ハーフ・ミラー５００を介して
移送されかつビデオカメラ２１８ａにより受取られる。

第５ａ図に示される補助手段を採用する唯一の不利な点
はビデオカメラ２１８ａにより受取られる相対的な光の
強度がハーフ・ミラー５００の存在により低減されると
いう点である。第５ｂ図に示された補助手段はこの不利
益からは問題を受けない。

第５ｂ図を参照すると、円筒管２０４内の補助開口５０
４が示される。補助開口５０４はテストを受ける軸受ボ
ール２０２が右から左へ所与の小さな角度Δθ３で回転
する際、４５度の経度をとる経路５０６と共働的空間的
関係にある。結果としてその０度の緯度の位置で開口２
１６ａを介して盲点を構成する回転するボールの領域が
テストを受ける軸受ボール２０２が角度△θ３で下流に
回転していたときよりわずかに遅れて補助開口５０４と
共働関係に置かれるであろう。Δθ３では、以前に盲点
の領域が散光により照射され円筒管２０４の軸に対して
直角に配向された反射光線５０８をもたらす。反射光線
５０８は、ビデオカメラというよりはむしろ簡単な光検
知器である、補助光検知器５１０により受取られる。光
検知器５１０は通常不能化されているが、テストを受け
ている軸受ボール２０２の盲点の領域が開口５０４のす
ぐ付近にあるタイミングサイクルの間の時間に手段１２
０により可能化される。検知器５１０からの出力信号は
反射光線５０８の光の強度を示し、手段１１８に与えら
れ、手段１１８はそのそれぞれの空間位置を０度の緯度
の付近およびテストを受けるボール２０２の経度４５度
の付近で生じたかのごとく解釈する。

第５ｂ図の補助手段が０度の緯度の位置から下流という
よりはむしろ上流に位置し得るという点を理解されたい
。さらに、簡単な補助光検知器を採用するよりはむしろ
盲点の問題を解決する上で第５ｂ図に採用された方法が
テストを受ける軸受ボール２０２の０度の緯度の位置か
ら下流または上流のいずれかに位置する冗長ビデオカメ
ラシステム全体で実現され得る。第５ａ図または第５ｂ
図いずれかの二重補助手段は開口２１６ｂと関連して採
用される点を理解されたい。

第２図を参照すると、ビデオカメラ２１８ａまたは２１
８ｂのいずれかに採用された直線ソリッドステートの結
像装置は欠陥を検知する上で所望の解像能力を達成する
ために十分な数のディスクリートのフォトセルを含んで
いるべきである。たとえば、４分の１インチと２分の１
インチの間の所与の直径を有する軸受ボールを検査する
ための１つの配列に関しては２５６のディスクリートな
フォトセルからなる直線ソリッドステートの結像装置が
３ミル（０，００３インチ）より大きくない直径を有す
る欠陥を容易に検知できるであろう。

５１２のフォトセルからなる直線ソリッドステートの結
像装置を採用して、２分の１インチと１インチとの間の
直径の軸受ボールを検査するために同じ解像度が達成さ
れる。

軸受ボール２０２−ｄ等の検査された軸受ボールが、欠
陥２２４等の欠陥があるとわかった場合、許容／拒絶決
定手段１２６がその軸受ボールの検査が行なわれた後に
予め定められた時間で動作され、その予め定められた時
間とは円筒管２０４の左の端部まで軸受ボールが回転す
るのに十分な時間である。その動作に応答して、許容／
拒絶決定手段１２６が許容／拒絶トラックスイッチ２１
４の状態を制御する。好ましくは、許容／拒絶トラック
スイッチ２１４は通常トラックレール２００を欠陥トラ
ックレール２００ｄと共働関係におき、かつ検査された
軸受ボールに欠陥がないとわかったときにのみトラック
レール２００を許容トラックレール２００Ｃと共働関係
に置く。第２図で示されたより複雑なシステムでは、欠
陥トラックレール２００ｄがその欠陥のある軸受ボール
により所有される欠陥の特性の複数の異なるタイプの各
々の性質に依存して、複数のトラックレールの枝分かれ
したもののうちいかなる選択のものにもさらにスイッチ
される。

第２図の好ましい実施例が１秒当たり７個から１５個の
、ボールの直径だけ離されて間隔状めされたボールを正
確に検査する能力があるか、その正確な数は検査される
ボールの直径に依存する点を理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件発明の基本的な原則を示す機能ブロック図
である。 第２図、第２ａ図および第２ｂ図は第１図に機能的に示
された本件発明の好ましい実施例を図示する。 第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図および第３ｄ図は第２図
に示された本件発明の好ましい実施例の動作を理解する
上で役立つタイミング図である。 第４図は第２図に示された本件発明の好ましい実施例の
場合においてテスト中の軸受ボールの表面領域にわたっ
て映し出された反射光の相対的な光の強度を示す図であ
る。 第５ａ図および第５ｂ図は、好ましくは第２図に示され
る好ましい実施例に付加される補助的装置の代替的実施
例をそれぞれ示す図である。 第１図は、本件発明の基本的原則を示す機能ブロック図
であるか、様々な態様で実現され得る。 第１図に示された機能の多くが達成される特定の態様は
特定の実現例に依存して変更され得る。 図において、１００はテストを受ける軸受ボール、１０
２は拡散照射光、１０４は入射光線、１０６は反射光線
、１１６はボール並進および／または回転手段、１２０
はボール検知器および制御手段、１２４はコントラスト
パターン欠陥検知器、１２６は許容／拒絶決定手段、１
２８は許容／拒絶分離手段、２００はボールトラックレ
ール、２０２はテストを受ける軸受ボール、２０４は水
平軸光拡散円筒管、２０８はボールホッパ、２１４は許
容／拒絶トラックスイッチ、２１６は開口、２２２は光
源、２２４は欠陥、４００は反射画像、４０２および４
０４は暗いストライプ、５００はハーフ・ミラー、５０
２は外部の光源、５０４は補助開口、５０８は反射光線
、５１０は補助的光検知器である。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）その通常正反射する凸型表面における欠陥の存在
   に関し軸受ボールを検査するためのシステムであって、 前記システムは前記表面を散光で照射し、それにより、
   存在すれば、欠陥の光コントラストパターンを前記通常
   正反射する凸型表面から反射した散光の背景に対して反
   射する第１の手段と、前記表面の実質的にすべての点か
   ら反射した光に応答して欠陥を示す光コントラストパタ
   ーンの存在を検知するための光結像手段を含む第２の手
   段とを含む点を特徴とする、システム。
2. （２）前記第２の手段により制御されその検査された軸
   受ボールから反射した、光コントラストパターンを示す
   欠陥の存在を第２の手段が検知しない場合にのみ応答し
   、検査された軸受ボールを欠陥なしとして許容するため
   の手段をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. （３）前記第２の手段が前記光結像手段に対して前記ボ
   ール軸受の予め定められた動きを提供するための第３の
   手段を含み、前記第３の手段が少なくとも第１の軸のま
   わりを前記軸受ボールを回転させ、前記第１の軸が第１
   の方向に配向される、請求項１または２に記載のシステ
   ム。
4. （４）前記第３の手段が前記軸受ボールを前記第１の方
   向に実質的に直角をなして配向された第２の方向に並進
   させる、請求項３に記載のシステム。
5. （５）前記光結像手段が連続的に走査された画像画素か
   らなる出力信号を発生するための少なくとも１つの走査
   ビデオカメラを含み、かつ前記第２の手段が前記ビデオ
   カメラからの出力信号画像画素に応答して、欠陥を示す
   、光コントラストパターンが前記軸受ボール上に存在し
   ているかどうかを決定するべく前記画像画素を処理する
   ための画像プロセッサを含む、先行のクレームのいずれ
   かに記載のシステム。
6. （６）前記画像画素をアナログ・デジタル形式から変換
   するためのアナログ・デジタル変換器をさらに含むシス
   テムであって、かつ前記結像装置プロセッサが予め定め
   られたデジタルコンピュータプログラムに従い制御され
   るデジタル画像プロセッサである、請求項５に記載のシ
   ステム。
7. （７）前記第１の手段がその２つの対向する端部の間に
   延びる所与の断面の大きさと縦方向の大きさを有する管
   からなり、前記管が光半透明性の材料の壁からなり、そ
   れにより前記管の前記壁の外側の照射が結果として前記
   管の実質的に内部全体に存在する散光を生じさせ、前記
   管の前記壁が１つの開口と共働関係にある前記管の内部
   内に位置する軸受ボールの表面のそれらの点から正反射
   する散光が前記１つの開口を通して前記管の内部から外
   部へ現われることを可能にするための少なくとも１つの
   開口をそこに含み、かつ前記光結像手段が前記１つの開
   口を通って前記管の内部から外部へ現われる正反射した
   光を受入れるための前記１つの開口と共働関係にある前
   記管の外側に位置する光検知手段からなる、先行の請求
   項のいずれかに記載のシステム。
8. （８）前記第２の手段がその前記２つの対向する端部の
   間の前記管の内部の長さにわたって延びるその所与の部
   分を有する１対のトラックレールを含み、前記トラック
   レールの対が２ｒ＿ｘの選択された距離だけ互いから分
   離され、ここでｒ＿ｘが前記軸受ボールが前記軸受ボー
   ルの中心の下のある距離ｒ＿ｙで支持されるような軸受
   ボールの半径Ｒに対する値を有し、かつ前記第２の手段
   が前記トラックレールの前記所与の部分により支持され
   た前記軸受ボールを角速度で前記１つの開口を通過する
   所与の縦の方向に回転させるための第３の手段をさらに
   含み、それにより前記支持された軸受ボールが前記角速
   度と前記ある距離ｒ＿ｙのそれぞれの値に依存する値を
   有する直線速度で並進させられる、請求項７に記載のシ
   ステム。
9. （９）前記管が実質的に水平に配向された縦方向の軸を
   有する開放された円筒の形式であって、前記トラックレ
   ールの前記所与の部分が実質的に水平に配向され、かつ
   前記トラックレールが、前記開放された円筒の１つの端
   部を通って前記管の外部へ延びるその前記の所与の部分
   の１つの端縁に取付けられたその第２の部分をさらに含
   み、前記トラックレールの前記第２の部分が前記トラッ
   クレールの前記水平の所与の部分のレベルに対して所与
   の距離だけ垂直に上がるランプを含み、それにより前記
   軸受ボールが、前記ランプに沿って回転することが可能
   になれば、前記トラックレールの前記水平の所与の部分
   に達した際、予め定められた一定の角速度と予め定めら
   れた一定の直線速度を達成するであろう、請求項８に記
   載のシステム。
10. （１０）運ばれた軸受ボールが前記ランプを回転して下
    りることができるように前記ランプの上部に軸受ボール
    を運ぶためのボールホッパをさらに含み、前記ボールホ
    ッパが予め定められた速度で前記ランプの上部へ連続的
    な軸受ボールを周期的に運び、それにより前記トラック
    レールの前記所与の水平部分上を回転する連続的軸受ボ
    ールが前記所与の直線速度および前記予め定められた速
    度に依存する量だけ互いから分離され、前記予め定めら
    れた速度は前記トラックレールの前記所与の水平部分像
    を回転する連続軸受ボールが軸受ボールの実質的に１つ
    の直径により分離されるような速度である、請求項９に
    記載のシステム。
11. （１１）前記軸受ボールが所与の直径を有し、前記トラ
    ックレールの前記所与の部分に沿う前記トラックの前記
    所与の部分の前記水平レベルが前記円筒の縦方向の軸と
    実質的に一致し、 前記光検知手段が予め定められた数のフォトセルの周期
    的に走査された１次元のアレイからなる直線走査ビデオ
    カメラソリットステート結像装置を含み、前記ビデオカ
    メラが、前記軸受ボールが前記１つの開口を通過して一
    定の角速度および直線速度で回転している間前記軸受ボ
    ールの表面の少なくとも部分の各連続する緯度の周縁の
    予め定められた大きさの円弧を走査するべく前記１つの
    開口に対して配向され、 前記円筒の前記管の壁が、前記他の開口と共働関係にあ
    る前記軸受ボールの表面のそれらの点から正反射する散
    光が前記他の開口を介して前記円筒の内部から外部へ現
    われることを可能にするためのもう１つの開口をそこに
    さらに含み、前記光結像手段が前記他の開口と共働関係
    にある前記円筒の外部に位置し、前記他の開口を介して
    前記円筒の内部から外部へ現われる正反射の光を受入れ
    るための第２の光検知手段をさらに含み、前記第２の光
    検知手段が予め定められた数のフォトセルの周期的に走
    査された１次元のアレイからなるソリッドステートの結
    像装置を有する第２の直線走査ビデオカメラを含み、前
    記第２のビデオカメラが、前記軸受ボールが前記他の開
    口を通過して一定の角速度および直線速度で回転すると
    き、前記軸受ボールの表面のもう１つの部分の各連続的
    緯度の周縁の予め定められた大きさの円弧を走査するべ
    く前記他の開口に対して配向され、前記第１および第２
    のビデオカメラの各々により走査される前記予め定めら
    れた大きさの円弧が実質的に９０度であり、前記開口お
    よび前記第１のビデオカメラが、前記軸受ボールの表面
    の２つの対向する半球の第１のものが前記軸受ボールが
    前記１つの開口を通過して回転するとき前記第１のビデ
    オカメラにより走査されるように配向され、かつ前記他
    の開口および前記第２のビデオカメラが、前記軸受ボー
    ルの表面の前記２のつ対向する半球の第２のものが、前
    記軸受ボールが前記の開口を通過して回転するとき前記
    第２のビデオカメラにより走査されるように配向される
    、請求項９または１０に記載のシステム。
12. （１２）前記第２の手段が前記ビデオカメラに結合され
    、（１）前記ビデオカメラの出力信号強度に応答して前
    記ビデオカメラの視界内で前記軸受ボールの存在を検知
    し、（２）最初に検知された前記軸受ボールの存在に応
    答してタイミングサイクルを開始し、（３）前記タイミ
    ングサイクルの開始に従う連続的なビデオカメラ走査期
    間の数をカウントし、（４）前記カウントされた走査期
    間が第１の予め定められた数に達するときにのみ検査期
    間を開始し、前記第１の予め定め定められた数が回転す
    る軸受ボールが前記ビデオカメラの視界を横切るのに必
    要な走査期間の数の半分以下であり、それにより前記検
    査期間の前記開始がそのとき前記１つの開口と共働関係
    にある前記回転する軸受ボールの表面の選択された緯度
    −θ１に実質的に対応し、かつ（５）前記カウントされ
    た走査期間がそこで前記検査期間の終了が、そのとき前
    記１つの開口と共働関係にある前記回転する軸受ボール
    の表面の選択された緯度＋θ１に実質的に対応する第２
    の予め定められた数に達するとき前記検査期間を終了す
    るための第４の手段を含み、 θ１が４５度以下の値を有する、請求項１１に記載のシ
    ステム。
13. （１３）前記トラックレールの間の間隔決めの距離２ｒ
    ＿ｘが以下の式を実質的に満たす距離ｒ＿ｙのための値
    を与えるべく選択され、 ｒ＿ｙ＝Ｒ［１８０゜／（１８０゜−θ１）］［ｓｉｎ
    θ１／π］ ここでＲは軸受ボールの半径である、請求項１２に記載
    のシステム。
14. （１４）前記回転する軸受ボールの表面の０度の緯度が
    前記１つの開口と共働関係にあるとき、前記ビデオカメ
    ラが逆反射した光を直接受取ることができないために結
    果として前記ビデオカメラにより映し出されない前記軸
    受ボール表面上の盲点を生じさせ、かつ前記光結像手段
    が前記盲点を映し出すための補助的手段をさらに含む、
    請求項１１に記載のシステム。
15. （１５）前記補助手段が前記１つの開口と共働関係にあ
    る前記円筒の外部に位置するハーフ・ミラーを含み、前
    記ハーフ・ミラーが前記逆反射光の検知に関して実質的
    に４５度の角度で配向され、かつ前記逆反射光の方向に
    対して実質的に９０度で配向され、前記ハーフ・ミラー
    を照射し、それにより前記逆反射光に対し実質的に逆に
    向けられかつ平行である前記ハーフ・ミラーから反射し
    た入射光で前記盲点を照射するための照射手段とを含む
    、請求項１４に記載のシステム。
16. （１６）前記補助手段が前記１つの開口から縦方向に移
    されかつ前記回転する軸受ボール表面上の前記盲点が、
    前記盲点が前記１つの開口と共働関係にくるときとは異
    なるときに前記補助開口と共働関係にくるように位置決
    めされた前記円筒の壁内の補助開口を含み、かつ前記補
    助手段が前記補助開口と共働関係にある前記円筒の外に
    位置し前記補助開口を介して前記盲点からの反射光を受
    取るための補助光検知手段をさらに含む、請求項１４に
    記載のシステム。