JPH0599854A - 表面状態検査用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一側から他側にかけて光量を直線的に変化さ
せる。 【構成】 螢光灯９の前に２枚の偏光板１１，１２を、
一側から他側にかけて光量を漸減するように重ねて配設
する。第１の偏光板１１は、偏光板１１の長辺に相当す
る長さを半径とする円縞を基本模様とする偏光パタ−ン
を有する。第２の偏光板１２は、偏光角度が一定で直線
縞を基本模様とする偏光パタ−ンをそれぞれ有する。両
偏光板１１，１２を通過した光は、一側から他側にかけ
て光量が漸減して、略直線的に減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査面に光を照射し
てその反射光を検出することにより、塗装不良等の表面
欠陥を検査する検査装置に用いる表面状態検査用照明装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の製造ライン等において塗
装された車体の塗装状態の検査は、作業者の目視検査に
よって行われていたが、車体表面の微少な塗装欠陥等を
正確に検査することは困難であり、これをもれなく発見
するために作業者に大きな負担が強いられているのが現
状である。この作業者の負担を軽減するため、例えば特
開昭６２−２３３７１０号公報に記載されるように、被
検査面にレ−ザスリット光を照射し、その反射光を検出
手段のスクリ−ン上に投影させ、この投影像の鮮映度に
応じて被検査面の表面欠陥を自動的に検査することが行
われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、レ−ザ
スリット光を照射することによって被検査面の塗装欠陥
を検査するように構成したものでは、一回の検査工程に
おいて検査される領域の幅が狭いため、広範囲の検査を
行うのに長時間を要するという問題がある。また、被検
査面となる自動車の車体表面等が湾曲している場合に
は、これに伴って上記レ−ザスリット光の反射光も湾曲
するため、その長さ方向の端部の光が検出手段の受光面
から外れ、この部分の検査が不可能になる。

【０００４】このため、照明装置から被検査面の所定範
囲に亘って均一な光量の光を照射し、その反射光の状態
に応じ塗装欠陥の有無等を検査することも考えられる
が、この場合には照射光の光量が大幅に増大するために
欠陥部においてハレ−ションが生じることにより、微少
な欠陥の検出ができなくなるとともに、上記塗装欠陥が
被検査面に凸部が生じることによって形成されているの
か、凹部が生じることによって形成されているのかを読
み取ることができない。

【０００５】本発明は、表面状態の検査において、被検
査面が湾曲している場合においても、表面状態の検査装
置によって表面欠陥の有無を容易にかつ正確に検査する
ことができると共に、検査時間を長くすることなく微小
な欠陥の有無を正確に検出することができ、しかもその
欠陥の種類を読み取ることができるように、一側から他
側にかけて光量を漸減させる照明装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検査面に照
明灯よりの光を照射してその反射光を検出することによ
り、被検査面の表面状態を検査する検査装置に用いる表
面状態検査用照明装置を前提とするものである。

【０００７】本発明は、上記照明灯の前に２枚の偏光板
が、一側から他側にかけて光量を漸減させるように重ね
て配設され、該偏光板の一方は円縞を基本模様とする偏
光パタ−ンを、他方は直線縞を基本模様とする偏光パタ
−ンをそれぞれ有する構成とする。

【０００８】

【作用】円縞を基本模様とする偏光パタ−ンを有する第
１の偏光板と、直線縞を基本模様とする偏光パタ−ンを
を有する第２の偏光板とを、一側から他側にかけて光量
を漸減させるように重合わせて用いているので、両偏光
板を通過して被検査面に照射される光の光量は、一側か
ら他側にかけて漸減する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。

【００１０】図１は、本発明の実施例に係る照明装置を
備えた表面状態の検査装置を示している。

【００１１】この検査装置は、車体表面等からなる被検
査面Ｗに光を照射する照明装置１と、上記被検査面Ｗに
おいて反射した光を受光するビデオカメラ等からなる受
光装置２と、この受光装置２からの出力信号に応じて上
記反射光の輝度を検出する検出手段３と、被検査面Ｗを
所定の検査エリアに区画するエリア設定手段４と、各検
査エリアごとに表面状態の良否を判定する基準となるし
きい値を設定するしきい値設定手段５と、上記検出手段
３の検出値を上記しきい値と比較することによって後述
するように表面欠陥の有無を判定する判定手段６とを備
えている。

【００１２】そして、上記照明装置１及び受光装置２
は、車体の塗装検査ステ−ションに設置された産業用ロ
ボット７のア−ムに支持され、予め設定されたプログラ
ムに応じて車体の表面をトレ−スするように構成されて
いる。

【００１３】照明装置１は、図２に示すように、ケ−ス
８の上部に配設された複数の直管螢光灯９，９…と、こ
の螢光灯９の下側に配設されすりガラス状のアクリル板
等からなる拡散板１０と、該拡散板１０の下側に開口部
を覆うように配設された第１及び第２の偏光板１１，１
２とを備えている。

【００１４】上記第１の偏光板１１は、図３に示すよう
に、板サイズの長辺に相当する長さを半径とする円縞１
１ａを基本模様とする偏光パタ−ンが印刷されたもので
あり、その偏光パタ−ンを構成する円縞１１ａは、図４
に示すように、偏光板１１の板サイズの長辺１１Ａに相
当する長さＬを半径とする円縞１１を、偏光板１１の短
辺１１Ｂを通過する直線１１Ｃ上を中心位置が一定ピッ
チＰでずれるように印刷することにより形成することが
できる。

【００１５】一方、第２の偏光板１２は、図５に示すよ
うに、偏光角度が一定の直線縞１２ａを基本模様とする
偏光パタ−ンが印刷されたものであり、その直線縞１２
ａのピッチは、上記円縞１１ａのピッチと同一に設定さ
れている。

【００１６】なお、これらの偏光板１１，１２は、印刷
されている縞１１ａ，１２ａと平行な方向の光線は偏光
板１１，１２を透過するが、他の方向の光は遮断するよ
うになっている。

【００１７】よって、拡散板１０を透過した平行光は、
まず、第１の偏光板１１を通過し、それから第２の偏光
板１２を通過するが、このとき両偏光板１１，１２の偏
光パタ−ンが異なり、図３及び図５において、左側から
右側になるに連れて徐々に偏光角度のずれが大きくなっ
ていることから、透過する光量が左側から右側になるに
連れて徐々に少なくなる。よって、図６に示すように、
左側から右側にかけて単位面積当たりの光量が略直線的
に漸減する。

【００１８】また、上記しきい値設定手段５は、照明装
置１から被検査面Ｗに照射されて反射した光の輝度の変
化状態に応じ、被検査面Ｗに形成された凹部もしくは凸
部等からなる表面欠陥の有無を判定する基準となるしき
い値を設定するものである。すなわち、上記照射装置１
から照射された光は、図６に示すように、被検査面Ｗに
当たって反射して受光装置２に受光される際に、照射光
量の多い左端部の反射光が受光装置２の左側部に受光さ
れると共に、照射光量の少ない右端部の反射光が受光装
置２の右側部に受光されることになるため、その輝度を
グラフで表わすと、図７に示すように、光量の少ない右
側端部の点Ａにおける輝度が最も小さな値となり、左側
に至る従って輝度が漸増し、左側端部の点Ｂにおいて輝
度が最大値となる。

【００１９】そして、上記被検査面Ｗに凸部１８からな
る表面欠陥がある場合には、この部分において光の反射
方向が変化するため、その輝度が図７の範囲Ｃに示すよ
うに、一旦低下した後に急激に増大するという部分的変
化が生じることになる。すなわち、図６に示すように、
照射装置１からの照射光のの光量が少ない側に位置する
上記凸部１８の右側側面１８ａには、光がほとんど当た
らないためにこの部分において、図７の点Ｃ1 に示すよ
うに反射光の輝度が低下する。これに対して、上記凸部
１８の左側側面１８ｂには、照明装置１の左端部、つま
り照射光の光量が最も多い部分の光が反射して受光装置
２に入力されるため、この部分において図７の点Ｃ2 に
示すように、輝度の検出値が急激に増大することにな
る。

【００２０】従って、図７に示すグラフにおいて輝度を
示す線の平均傾斜角から平均変化率を求め、この平均変
化率に一定の補正値を加えた値をしきい値として設定
し、このしきい値と、各検査点における実際の輝度の変
化率とを比較することにより、上記範囲Ｃにおける輝度
の低下及び輝度の急激な増大を検出して凸部１８の存在
を検出するようになっている。また、上記被検査面Ｗに
凹部１９からなる表面欠陥がある場合には、上記凸部１
８と逆の現象が生じ、図７の範囲Ｄに示すように、輝度
が一旦上昇した後に急激に減少するという部分的変化が
生じるため、これによって凹部１９の存在を検出するよ
うに構成されている。

【００２１】上記構成の装置を用いた本発明の表面検査
方法の実施例について図８に示すフロ−チャ−トに基づ
いて説明する。

【００２２】まず、制御動作がスタ−トすると、ステッ
プＳ1 において、検査する車体のデ−タを入力した後、
ステップＳ2 において上記デ−タに基づく車体の形状等
に応じ、あるいは被検査面Ｗを照明装置１の光照射状態
に対応した複数の検査エリアに区画する。

【００２３】それから、ステップＳ3 において、上記照
明装置１の照射光に応じ、受光装置２及び検出手段３に
よって検出した被検査面Ｗからの反射光の輝度を入力
し、ステップＳ4 において上記各エリアごとに輝度の平
均変化率を算出した後、ステップＳ5 において上記平均
変化率に対応する表面状態の良否判定用のしきい値αを
設定してこれを記憶する。

【００２４】次いで、ステップＳ6 において各エリアご
とに輝度の検出値を、図７の右端部の点Ａから左側に横
スキャンする。そして、ステップＳ7 において現在のス
キャン位置における実際の輝度の変化率と、該当するエ
リアのしきい値αとを比較することにより、現在のスキ
ャン位置に表面欠陥があるか否かを判定する。上記ステ
ップＳ7 で表面欠陥があることが確認された場合には、
表面欠陥が凹部であるか凸部であるかを判別してそのデ
−タ及び位置デ−タ等をステップＳ8 において図外の塗
装補修部に出力する。そして、ステップＳ9 において全
ての被検査面Ｗの検査が終了したか否かを判定し、この
検査が終了したことが確認されるまで、上記ステップＳ
7 からステップＳ9 の制御を繰り返すようにする。

【００２５】このように、照明装置１から被検査面Ｗの
所定範囲に光を照射し、その反射光の輝度を検出するこ
とによって表面欠陥の有無を検査するように構成したた
め、レ−ザスリット光を照射する検査方法に比べて検査
効率が大幅に向上し、広範囲の被検査面Ｗを短時間で検
査することができる。

【００２６】そして、上記照明装置１の螢光灯９，９，
…の前に２枚の偏光板１１，１２を重ねて配設し、第１
の偏光板１１は円縞１１ａを基本模様とする偏光パタ−
ンとし、第２の偏光板１２は直線縞１２ａで偏光角度が
一定である偏光パタ−ンとすることで、光の単位面積当
たりの光量を漸変させるように構成したため、簡単な構
成で照明装置１から被検査面Ｗに照射される光の光度を
徐々に直線的に漸変させることができる。このため、上
記被検査面Ｗからの反射光の輝度の変化状態を検出する
ことによって、上記のように被検査面Ｗに形成された表
面欠陥が凸部１８である場合と、凹部１９である場合と
によって輝度の変化状態に変化を生じさせるので、これ
を検出することによって欠陥の種類の判別を容易かつ正
確に行うことができる。

【００２７】また、上記のように、被検査面Ｗを照明装
置１の光照射状態及び車体の形状等に対応した複数の検
査エリアに区画するようにした場合には、被検査面Ｗの
湾曲状態に応じ、その屈曲部において輝度が変化したと
しても、誤判定を生じることなく、正確に検査を行うこ
とができる。例えば図９に示すように、被検査面Ｗの左
側部分が照明装置１から離間するように湾曲している場
合には、その湾曲状態に応じて光の反射方向が変化し、
本来、受光装置２の左側端部に入射すべきはずの照明装
置１の左側端部から照射される光度の大きな光が受光装
置２の受光部以外の位置に向けて反射する。このため、
照明装置１から照射される光の照射量を少なく設定した
場合には、検出手段３によって検出された輝度の変化率
が図１０に示すように、点Ｅにおいて増加方向から減少
方向に変化し、この部分において表面欠陥があると誤判
定される可能性がある。これに対して、上記のように予
め入力された車種のデ−タ等に基づいて上記屈曲部Ｅを
境にして検査エリアを区画し、この検査エリアごとに輝
度の平均変化率を求めてそれぞれ異なるしきい値αを設
定するように構成した場合には、上記屈曲点Ｅにおける
判定が行われず、これによって上記誤判定をなくすこと
ができる。

【００２８】このため、上記照明装置１から被検査面Ｗ
に照射される光の光度を全体的に低く設定して反射光の
ハレ−ションを防止するように構成した場合において
も、被検査面Ｗが湾曲していることに起因する誤判定を
防止することができ、これらの効果が同時に得られるこ
とになる。

【００２９】なお、上記検出手段３において検出される
輝度の変化率が、湾曲部においても、増加方向から減少
方向に変化することのないように、被検査面Ｗの曲率に
応じ、検査エリアを十分に小さく設定することによって
も上記誤判定をなくすことができる。

【００３０】上記実施例では、各エリアごとに求めた輝
度の平均変化率に応じて表面欠陥検出用のしきい値αを
設定するようにしているが、このしきい値αの設定方法
は上記実施例に限定されることなく、種々の変形が可能
である。

【００３１】例えば図７に示すように、被検査面Ｗの右
端部から左端部にかけて輝度が漸増する場合において、
図１１のフロ−チャ−トに示すように、ステップＳ11に
おいて照明装置１の照射光に応じて被検査面Ｗから反射
する光の輝度を入力した後、ステップＳ12においてしき
い値αを０、つまり真っ黒な状態に対応する値に設定す
る。次いで、ステップＳ13において各エリア毎に輝度の
検出値を図５の左端部の点Ａから右側に横スキャンす
る。

【００３２】そして、ステップＳ14において現在のスキ
ャン位置における実際の輝度が、上記ステップＳ12で設
定したしきい値αよりも小さいか否かを確認することに
より、表面欠陥があるか否かを判定する。この最初の判
定では、上記輝度の検出値が常に０よりも大きいので、
表面欠陥なし（ＮＯ）と判定されてステップＳ15に進
み、このステップＳ15において上記スキャンデ−タの値
を新たなしきい値αとして設定することにより、しきい
値αを更新する。

【００３３】次いで、ステップＳ16において１ラインの
横スキャンが終了したか否かを判定し、この判定欠陥が
ＹＥＳと判定されるまで、上記ステップＳ13からステッ
プＳ16に至る制御を繰り返す。そして、図７の範囲Ｃも
しくはＤにおいて輝度が低下し始める時点で、スキャン
デ−タが上記しきい値αよりも小さくなるため、このこ
とがステップＳ14で確認されることにより、この位置に
表面欠陥があると判定し、ステップＳ17において表面欠
陥の検出信号を塗装補修部に出力する。このように各検
査点ごとに順次しきい値を更新するように構成した場合
においても、凸部１８もしくは凹部１９等からなる表面
欠陥を正確に検出することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、上記のように、円縞を基本模
様とする偏光パタ−ンを有する偏光板と、直線縞を基本
模様とする偏光パタ−ンを有するの偏光板とを、一側か
ら他側にかけて光量を漸減させるように重合わせている
ので、簡単な構成で、一側から他側にかけて光量が直線
的に変化させることができ、それを表面状態の検出に有
効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面状態検出装置の全体構成図である。

【図２】上記検出装置に用いる照明装置の概略縱断面図
である。

【図３】第１の偏光板の正面図である。

【図４】第１の偏光板の偏光パタ−ンの形成方法の説明
図である。

【図５】第２の偏光板の正面図である。

【図６】被検査面の検査状態を示す説明図である。

【図７】反射光の輝度の変化状態を示す図である。

【図８】表面状態検査方法の制御動作を示すフロ−チャ
−トである。

【図９】湾曲した被検査面の検査状態を示す説明図であ
る。

【図１０】上記湾曲面の輝度の変化状態を示す図であ
る。

【図１１】本発明に係る照明装置を用いた表面状態検査
方法の別の実施例を示すフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

1 照明装置 9 直管螢光灯（照明灯） 11 第１の偏光板 11a 円縞 12 第２の偏光板 12a 直線縞 Ｗ 被検査面

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/70 ３３０ Ｎ 9071−5Ｌ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ 8626−5Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査面に照明灯よりの光を照射してそ
   の反射光を検出することにより、被検査面の表面状態を
   検査する検査装置に用いる表面状態検査用照明装置であ
   って、 上記照明灯の前に２枚の偏光板が、一側から他側にかけ
   て光量を漸減させるように重ねて配設され、 該偏光板の一方は円縞を基本模様とする偏光パタ−ン
   を、他方は直線縞を基本模様とする偏光パタ−ンをそれ
   ぞれ有することを特徴とする表面状態検査用照明装置。