JPH0412255A - 鏡面検査装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は鏡面検査装置に関するものである。

更に詳しくは化粧用・建材用等の用途に使用される、鏡
面加工された平板状板材を検査するための鏡面検査装置
に関するものである。

Ｂ、従来の技術 従来１．化粧用・建材用等に使用される、鏡面加工され
た平板状板材の表面の欠陥を検査する装置として、レー
ザビームを入射し、表面からの反射ビームの光量を測定
する方法、同じくレーザビームを入射し、表面からの反
射ビームの反射角度の基準角度からのずれを測定する方
法、又は表面状態をテレビカメラにより撮影して画像入
力を行い、これに画像処理を行う方法が知られている。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の装置においては、次のような不具合
が生じていた。

即ち、欠陥が存在するにかかわらず検出しなかったり、
許容さるべき欠陥を過検出したりすることが多発し、検
査員の目視検査による欠陥の認知又は判断結果と、上記
の装置による検査結果とが一致せず、又は明確な対応が
把握できなかった。

元来、鏡面加工された平板状板材の用途は化粧用・建材
用等に使用されるものであるから、「容姿の映り具合」
が主要な性能であり、表面の欠陥もこの性能を損なうか
否かの視点にたって判断しなければならない。

即ち、大きな、緩い傾斜のうねり、成形上体ずる方向性
のある癖、又は長い線状の凹凸部等の平板状板材の広汎
な部分にわたる欠陥が、主要な欠陥である。

然るに従来の装置は主として、小ピット、すり疵、かき
疵、汚れ、ごみ等の微小且つ局所的な欠陥を検出するの
に適していたが、必ずしも前記の主要な欠陥の検出に適
してはいなかった。

又従来の装置は微小な部分における大きな変化を検出す
るのに適してはいたが、広汎な範囲にわたる欠陥を検出
するためには、レーザービームの走査、複数の検出ヘッ
ドの使用等を行う必要があり、そのために高速処理が困
難であり、設備費の増大を招いていた。

他方又検査領域の分割を行うと、被被検物体の広汎な部
分にわたる欠陥の検査結果との対応が明確でなかった。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、広汎な範囲にわたる欠陥の測定を迅速且つ容易に、
検査員の負担を軽減し精度良く行える鏡面加工された平
板状板材の鏡面検査装置を提供することを目的とする。

９１課題を解決する為の手段 上記問題点の解決の為に本発明において、光源と、該光
源より放射し、被検物体の表面において反射して入射し
た光を受光し、該受光した光を電気信号に変換する受光
部材と、該電気信号を処理して該被検物体の表面の欠陥
を検出する検山手段とを有する鏡面検査装置において、
該光源が線状形状を成し、該受光部材が、該被検物体の
表面が完全な鏡面であるとき、光源より放射し被検物体
の表面において反射して入射すべき位置を挟んで相対し
設置される２木の線状の受光部を有することを特徴とす
る鏡面検査装置を構成した。

更に、該受光部が線状長手方向に分割され、複数の受光
領域からなることを特徴とする鏡面検査装置を構成した
。

更に、該検出手段により検出された該欠陥が、予め設定
された基準を超える大きさか否かを判断する判断手段を
有することを特徴とする鏡面検査装置を構成した。

Ｅ０作用 光源が線状であり長いから、幅の広い化粧用・建材用平
板状板材の面の検査ができる。点光源と異なり唯一点の
状態に関する情報のみが伝達されるのではなく、局部な
欠陥を検出するものでない。

受光部材が線状であり、且つ２木の線状線状受光部から
なっている。そして各受光部が複数領域に分割されてい
て、面上の欠点からの反射光が太陽や月の周囲に現れる
量（かさ）のようにハローとして両受光部の多数の領域
に入射受光することができる。

欠陥は画像処理されて検出表示される。

又検出結果に基づき合否判定が自動的に行われる。

Ｆ、実施例 本発明による実施例を第１図〜第７図により説明する。

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の実施例の鏡面検査
装置の概念を示す横面図及び斜視図、第３図は被検物体
、光源及び受光部材の関係を示す図、 第４図〜第７図は欠陥を示す図である。

被検物体材物体（１）は本鏡面検査装置により検査され
る対象物であり、表面に鏡面加工が施された平面板であ
る。ガラス板や合成樹脂板であって、表面に鍍銀或いは
アルミニウム蒸着その他の反射用の被覆がされたものが
含まれる。

光源（２）は被検物体（１）の鏡面に対して設置されて
いる。例えば白色蛍光灯（２０Ｗ）を幅方向及び長さ方
向を被覆制限して使用する。形状は線状である。後述す
るように点状であってはならない。長さは被検物体（１
）の幅及び受光部材（３）の長さとの関係により適宜選
択される。被検物体（１）の幅より長くとるのが便宜的
である。

幅は受光部材（３）の感度に依存するが、０．５〜２０
ｍｍの範囲が適当である。波長は受光部材（３）の感度
波長範囲に依存する。通常は可視領域乃至近赤外領域で
あり、装置の保守上は可視領域が望ましい。

受光部材（３）は光電変換する部材である。２本の線状
の受光部（３ａ）及び受光部（３ｂ）からなっている。

被検物体（１）の面に対して光源（２）と受光部材（３
）は同一側に配置されている。受光部（３ａ）及び受光
部（３ｂ）は被検物体（１）の表面が完全な鏡面である
とき、光源（２）から放射し被検物体（１）の表面にお
いて反射して入射する位置を挾んで相対し設置される。

即ち光源（２）が線状をなしているから正反射する光の
進路は面をなし、この面の両側に受光部（３ａ）及び受
光部（３ｂ）が配置されている。

両受光部（３ａ）、（３ｂ）の間は反射光の主な部分が
入射し発熱その他により妨害されないように空隙を設は
又は遮蔽されている。各受光部（３ａ、３ｂ）には光電
変換素子としてシリコンフォートダイオード（ＳＰＤ）
がそれぞれ複数個線状に配置され、各シリコンフォート
ダイオード（ＳＰＤ）から検出装置（不図示）に導線が
接続している。

遮蔽部材（４）は被検物体（１）の表面が完全な鏡面で
あるとき、光源（２）から放射し被検物体（１）の表面
において反射して入射する位置で、受光部材（３）の前
に設置されている。反射光の主な部分が受光部材（３）
に入射しないように遮蔽している。

光学系（５）は被検物体（１）の表面において反射した
光を集光し、実像を受光部材（３）に入射させる光学系
で受光部材（３）の前に設置されているシリンドリカル
レンズである。

検出装置（８）は受光部材（３）より伝達された電気信
号に基づいて欠陥を検出する公知の装置であり、表示部
（不図示）に受光強度が表示され、且つ判断装置（９）
に検出結果を伝達する。

判断装置（９）は検出装置（８）において検出され伝達
された結果に基づいて、検査合格不合格のいずれかを判
断する公知の装置である。

次に光源（２）より放射された光の挙動について第１図
〜第３図により説明する。

第１図〜第２図において、被検物体（１）は被検鏡面が
本装置に対向して、静置又は移動している。静置される
ときは、本装置が移動する。両者が相対的に静止してい
ると線の検査が行われ、相対的に移動すると面としての
検査が行われる。光源（２）より放射された光は被検物
体（１）の表面において反射し、虚像（７）より放射さ
れた光の如く直進する。そして光学系（５）により集束
し、主部分は遮蔽部材（４）に遮蔽され、一部分が受光
部材（３）に入射する。

光学系（５）は光源（２）が充分に輝度が高く、幅が狭
いときは必ずしも必要ではなく、又遮蔽部材（４）は受
光部（３ａ、３ｂ）に不必要な強い入射しないように受
光部材（３）が構成されていれば必ずしも必要ではない
。

次に光源（２）の長さと、受光部材（３）の長さとの関
係を第３図において説明する。

第３図は被検物体（１）を鏡面上方より見た上面図であ
る。被検物体（１）上の線（１１）は、光源（２）より
放射した光が反射し受光部材（３）に入射するときの反
射点を結んだ線である。

光源（２）の点（２ｅ）から放射した光は被検物体（１
）上の点（１ｅ　ｅ）において反射し受光部材（３）の
点（３ｅ）に入射する。

光源（２）の両端の点（２ａ、２ｂ）から放射した光は
被検物体（１）上の２点（ｌａｅ、１ｂｅ）において反
射し受光部材（３）の任意の点（３ｅ）に入射する。同
様にして光源（２）の各点から放射した光は被検物体（
１）上の各点において反射し受光部材（３）の各点に入
射する。

受光部材（３）の点（３ｅ）に到達する光は被検材（１
）の表面の点（Ｉａｅ〜１ｂｅ）の間より放射した光線
が入射する。従って、受光部材（３）の点（３ｅ）にお
いては被検材（１）の表面の点（ｌａｅ〜１ｂｅ）の間
の線の状態に関する情報が、重畳して伝達される。

光源（２）が点光源であると、受光部材（３）の点（３
ｅ）においては被検物体（１）の表面の唯一点（１ｅ）
の状態に関する情報のみが伝達される。従ってこの場合
は局部な欠陥しか検出することができない。大きな、緩
い傾斜のうねり、成形上体ずる方向性のある癖、又は長
い線状の凹凸部等の平板状板材の広汎な部分にわたる欠
陥は検出できないから、本装置においては点光源は採用
出来ない。

次に欠陥のある点における反射について説明す反射上の
欠陥のある点は鏡面に対して傾斜している微小面として
理解すればよい。化粧用・建材用平板状板材の容姿の映
り具合は、大きな、緩い傾斜のうねりであり、これは主
として広い範囲に傾斜角が小さいが緩やかに変化する微
少面が連続する場合における反射として把握することが
できる。即ち大きな、緩い傾斜のうねりについては、近
接して連続す微小面からの反射光の方向が、入射面及び
入射面に対し垂直方向を含み各方向に緩やかに変化して
いく。従って受光部材（３）の面上においては月のかさ
のように広いハローとして入射する。又成形上体ずる方
向性のある癖、又は長い線状の凹凸部等の平板状板材の
広汎な部分にわたる欠陥は上記のハローに方向性が種々
の程度に出現する。

受光部材（３）は２木の線状の受光部、受光部（３ａ）
及び受光部（３ｂ）からなり、被検物体（１）の表面が
完全な鏡面であるとき、光源（２）から放射し被検物体
（１）の表面において反射して入射する位置を挟んで相
対し設置されてる。

従って入射面方向に拡がるハローが両受光部（３ａ）、
（３ｂ）に入射する。入射面垂直方向には線状に配置さ
れているシリコンフォートダイオード（ＳＰＤ）の複数
領域にハローが拡がって入射する。又反射光の中心は遮
光部材（４）により遮蔽されてハローの検出を妨げない
。

本実施例により得られた検査結果について第４図〜第７
図により説明する。被検物体（１）は３０　ｃｍＸ３０
　ｃｍの合成樹脂板である。

第４図（ａ）に示すものは、その表面が欠陥を存しない
ものである。被検物体（１）上の線（１１）は、光源（
２）より放射した光が反射し受光部材（３）に入射する
ときの反射点を結んだ線であり、この時点の被検部位で
ある。線（１１）が被検部位である時、検出手段（８）
の表示部（不図示）には第４図（ｂ）−（１）に示すよ
うに受光部（３ａ、３ｂ）の点灯表示される受光強度の
強い箇所はない。線（１１）から一定距離離れた線（１
２）及び反対方向に一定距離離れた線（１３）において
、同様に第４図（ｂ）　−（１）及び（３）に示すよう
に受光強度の強い箇所はない。

二〇三者から欠陥が存在しないことが検出され、合格の
判定が行われる。

第５図（ａ）に示すものは、その表面に所謂「折れ」と
いわれる欠陥を有している。欠陥（２１）が線（１１）
と交差している。線（１１）が被検部位である時、検出
手段（８）の表示部（不図示）には第５図（ｂ）＝　（
２）に示すように受光部（３ａ、３ｂ）の受光強度の強
い箇所が点灯表示される。写真第５図（ｃ）−（１，２
）に示す括れ箇所に相当する。線（１１）から一定距離
離れた線（１２）及び反対方向に一定距離離れた線（１
３）において、同様に第５図（ｂ）−（１）及び（３）
に示すように受光強度の強い箇所が点灯表示される。こ
の三者を比較し欠陥（２１）が存在し、且つ所謂「折れ
」といわれる欠陥であることが検出される。次いで予め
設定された判定基準と比較して合否の判定が行われる。

第５図（ｃ）　−（１）及び（２）に示すのは受光部材
（３）の位置に拡散板を置き撮影した写真である。（１
）と（２）はそれぞれ遮蔽部材を使用せず、及び使用し
て撮影したものである。光源の写真像は平滑な線又は帯
状ではなく、括れた部分がある。これが欠陥（１２）の
線（１１）の位置にある部分に相当する。

第６図に示すものは、その表面に所謂「窪み」といわれ
る欠陥（２２）を有している。線（１１）が被検部位で
ある時、検出手段（不図示）の表示部（不図示）には第
６図（ｂ）−（２）に示すように受光部（３ａ、３ｂ）
の受光強度の強い箇所が点灯表示される。線（１１）か
ら一定距離離れた線（１２）及び反対方向に一定距離離
れた線（１３）において、同様に第６図（ｂ）　−（１
）及び（３）に示すように受光強度の強い箇所が点灯表
示される。この王者を比較し欠陥（２２）が存在し、且
つ所謂「窪み」といわれる欠陥であることが検出される
。次いで予め設定された判定基準と比較して合否の判定
が行われる。

第７図に示すものは、その表面に所謂「皺」といねれる
欠陥を有している。線（１１）が被検部位である時、検
出手段（不図示）の表示部（不図示）には第７図（ｂ）
　−（２）に示すように受光部（３ａ、３ｂ）の受光強
度の強い箇所が点灯表示される。線（１１）から一定距
離離れた線（１２）及び反対方向に一定距離離れた線（
１３）において、同様に第７図（ｂ）−（１）及び（３
）に示すように受光強度の強い箇所が点灯表示される。

この三者を比較し欠陥（２３）が存在し、且つ所謂「皺
」といわれる欠陥であることが検出される。次いで予め
設定された判定基準と比較して合否の判定が行われる。

極めて微細な部分のみにおける欠陥は、他の部分からの
反射光と重畳し複数の受光領域において受光され顕著な
信号を発せず、欠陥として検出されない。

以上に明らかなように、光源（２）が点光源であったり
、極度に短いときは局部的な欠陥に対して過度に検出感
度が高くなり好ましくない。或いは受光部（３ａ）、（
３ｂ）が複数領域に分割されていないときは、検出感度
が低くなり好ましくない。

光源（２）の長さは被検物体（１）の幅より大きくのが
好ましく、且つ受光部材（３）の長さは被検物体（１）
の縁部（不図示）の反射光を受光するために充分な長さ
が必要である。

受光部（３ａ）と受光部（３ｂ）との間は適宜の間隔を
あけて光を遮蔽又は通過させ、検出及び判定に支障のな
いようにする。

検出表示は本実施例においては２段階であるが３〜５段
階にして検出し易く、又は欠陥の種類の判別を詳細にす
ることもできる。

このように本実施例により局部な欠陥を検出することな
く幅３０ｃｍの広い化粧用・建材用平板状板材の面が検
査できた。

受光部材が線状であり、且つ複数領域に分割されている
２本の線状線状受光部からなっているから、微小部分の
みに限られる欠陥でなく、広汎な部分に亘る大きな、緩
い傾斜のうねり（窪み）、成形上生ずる方向性のある癖
（皺）、又は長い線＝１６ 状の凹凸部（折れ）の平板状板材の広汎な部分にわたる
欠陥が明確な対応を以て検査員の目視検査の結果と異な
ることなく検出・判定することができた。

光源に蛍光灯を使用し、光電変換素子としてシリコンフ
ォートダイオード（ＳＰＤ）を使用し、廉価に検査が行
えた。

Ｇ０発明の効果 本発明により、光源が線状であって点光源と異なり長い
から、局部な欠陥を検出することなく又検査領域を分割
することなく、幅の広い化粧用・建材用平板状板材の面
が検査できた。

受光部材が線状であり、且つ複数領域に分割されている
２本の線状線状受光部からなっているから面上の欠点か
らの反射光がハローとして両受光部の多数の領域に入射
受光する。これにより微小部分のみに限られる欠陥でな
く、広汎な部分に亘る大きな、緩い傾斜のうねり、成形
上生ずる方向性のある癖、又は長い線状の凹凸部等の平
板状板材の広汎な部分にわたる欠陥が画像処理されて明
確な対応を以て検査員の目視検査の結果と異なることな
く検出・判定することができた。

光源の走査が不要であり、又複数のレーザビーム用ヘッ
ドが不要であるから廉価に設置することができた。

自動的に合否判定が行われ検査員の負担が軽減した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の鏡面検査装置の概念を示す横
面図、第２図は同じく斜視図、第３図は被検材、光源及
び受光部材の関係を示す図、及び第４図〜第７図は欠陥
を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ■・・・被検物体 ２・・・光源 ３・・・受光部材 ３ａ、３ｂ３・・・受光部 ４・・・遮蔽部材 ５・・・光学系 ８・・・検出手段 ９・・・判断手段 ２　〇　− 第 図 第　４ 図（ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、 該光源より放射し、被検物体の表面において反射して入
   射した光を受光し、該受光した光を電気信号に変換する
   受光部材と、 該電気信号を処理して該被検物体の表面の欠陥を検出す
   る検出手段とを有する鏡面検査装置において、 該光源が線状形状をなし、 該受光部材が、該被検物体の表面が鏡面であるとき、光
   源より放射し被検物体の表面において反射して入射すべ
   き位置を挟んで相対し設置される２本の線状の受光部を
   有することを特徴とする鏡面検査装置。
2. （２）該受光部が線状長手方向に分割され、複数の受光
   領域からなることを特徴とする請求項（１）の鏡面検査
   装置。
3. （３）該検出手段により検出された該欠陥が、予め設定
   された基準を超える大きさか否かを判断する判断手段を
   有することを特徴とする請求項（１）及び（２）の鏡面
   検査装置。