JPH064606U - 被検査対象物の表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検査対象物の表面の微小な欠陥でも検出で
き、かつ、検査時間を短縮する。 【構成】 被検査対象物である円筒体１０を４つのロー
ラ１１によって回転可能に支承して、円筒体１０の表面
の欠陥を検査する被検査対象物の表面検査装置におい
て、投光部１３から出力されたスポット光を円筒体１０
表面の長手方向に高速走査すると同時に、１回転する円
筒体１０表面の一点に、投光部１９から光線を照射し、
これらの反射光を各受光部１８，２０で受光し、信号処
理回路２１が各受光部１８，２０で受光された受光信号
の受光量の変化及び変化率とから円筒体１０表面の長手
方向の微小な欠陥及び円周方向の微小な欠陥を検出す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば円筒体等の被検査対象物の表面の欠陥を検出する被検査対象 物の表面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の表面検査では、円筒体の表面を目視によって欠陥を検査するも のや、円筒体の表面にフラットビームを照射し、その反射光によって表面の欠陥 を検査する特開平１−３１３７３９号公報に記載されたものや、円筒体の表面に 光を照射する点光源を移動させ、その反射光によって表面の欠陥を検査する特開 昭５６−１５８９０８号公報に記載されたものがあった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、目視による検査では、検査感度に個人差があるため、表面の欠陥を 見逃す可能性があるという問題点があった。また、フラットビームによる検査で は、円筒体を１回転させれば円筒体の表面全体を検査できるが、照射されるフラ ットビームに対し、表面の欠陥が微小な場合、受光の変化が小さくなり欠陥の検 出が困難になるという問題点があった。また、点光源の移動による検査では、点 光源を小さく絞っていけば上述した微小な欠陥の検出が可能となるが、円筒体の 表面全体を検査するには、（円筒体長さ）／（照射光のスポット径）だけ、円筒 体を回転させなければならず、時間がかかるという問題点があった。

【０００４】 本考案は、上記問題点に鑑みなされたもので、微小な欠陥でも検出でき、かつ 、検査時間を短縮できる被検査対象物の表面検査装置を提供することを目的とす る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案では、被検査対象物を回転可能に支承して、 該被検査対象物の表面の欠陥を検査する被検査対象物の表面検査装置において、 前記被検査対象物の表面の長手方向にスポット光を走査する走査手段と、当該走 査されたスポット光による前記被検査対象物の表面からの反射光を受光するスポ ット光受光手段と、前記被検査対象物の回転中に前記表面の所定部分に光線を照 射する照射手段と、前記被検査対象物の回転中に、前記照射された光線による該 被検査対象物からの反射光を受光する光線受光手段と、前記各受光手段でそれぞ れ受光された反射光の受光量変化及び変化率とから前記表面の欠陥を検出する欠 陥検出手段とを具えた被検査対象物の表面検査装置が提供される。

【０００６】

【作用】

被検査対象物である円筒体表面の長手方向にスポット光を高速走査すると同時 に、上記表面の一点に光線を照射し、これらの反射光の受光量の変化及び変化率 とから表面の欠陥を検出する。 従って、円筒体の回転は、１回でよいので、検査時間の短縮が図られ、かつ、 長手方向に一様に生じた筋状の微小な欠陥を検出することができる。

【０００７】

【実施例】

本考案の実施例を図１乃至図３の図面に基づき説明する。 図１は、本考案に係る被検査対象物の表面検査装置の構成を示す図である。図 において、被検査対象物である円筒体１０は、同じ方向に回転する４つのローラ １１上に載置されており、上記ローラ１１の回転に伴って矢印方向に回転する。 これらローラ１１のうち、一のローラ１１には、ロータリーエンコーダ１２が取 り付けられており、上記ローラ１１の回転に伴う円筒体１０の回転を検知して図 示しないローラ１１の駆動制御系に出力している。上記駆動制御系は、ロータリ ーエンコーダ１２からの入力信号に応じて、図２(a) 及び図３(d) に示すような 検査開始信号を、後述する信号処理回路２１に出力し、検査の開始を知らせる。 なお、上記図２(a) 及び図３(d) に示した検査開始信号は、説明の都合上別々に 示したが、ともに同一の信号である。

【０００８】 上記円筒体１０の上方には、外観検査器の投光部１３が配設されている。上記 投光部１３は、レーザ光を投光するレーザ光源１４と、上記レーザ光を円筒体１ ０の表面の長手方向に高速走査する多面体鏡１５と、上記レーザ光をスポット光 に集光する集光レンズ１６と、スポット光の走査開始を検知するフォトダイオー ド１７等から構成されている。フォトダイオード１７は、スポット光の走査開始 を検知すると、図２(f) に示すような走査開始パルスを後述する信号処理回路２ １に出力する。なお、上記走査は、円筒体１０が少なくとも１回転以上回転する 間、行われる。

【０００９】 上記投光部１３によって高速走査されたスポット光は、回転する円筒体１０の 表面で反射され、その反射光は、受光部１８で受光される。受光部１８は、受光 した１走査毎の反射光を、図２(b) に示すような波形の受光信号に変換して信号 処理回路２１に出力する。 上記円筒体１０の側方には、回転する円筒体１０の一点に光線を集光させて照 射する筋状欠陥検出用の投光部１９が配設されている。上記投光部１９によって 照射された光線は、回転する円筒体１０の表面で反射され、その反射光は、受光 部２０で受光される。受光部２０は、受光した１回転毎の反射光を、図３(a) に 示すような波形の受光信号に変換して信号処理回路２１に出力する。

【００１０】 なお、本実施例では、投光部１３，１９及び受光部１８，２０は、上記２つの 投光部１３，１９から出力された光線が、対応しない他の受光部に入って、誤動 作することがないように配設されている。 信号処理回路２１は、入力する各受光信号（図２(b) 、図３(a) 参照）から円 筒体１０表面の欠陥を検出するものである。すなわち、上記信号処理回路２１は 、上述した検査開始信号が入力すると、円筒体１０の検査が開始されることを検 知し、さらにフォトダイオード１７から図２(f) に示すような走査開始パルスが 入力すると、投光部１３による走査が開始されたことを検知する。次に、信号処 理回路２１は、受光部１８から入力した図２(b) に示す受光信号を、微小欠陥の 検出のため微分処理して、図２(c) に示す微分波形を得て、この微分波形と予め 設定された比較電圧とを比較し、図２(d) に示す比較結果を得る。これとともに 、上記受光信号の立ち上がりを示す微分波形から、円筒体１０のエッジを検出し 、図２(e) に示すようなエッジパルスを出力する。次に、上記走査開始パルスと エッジパルスの論理積から検査スタートパルスを出力し、上記検査スタートパル スに応じて、投光部１３が１走査を行う検査範囲である検査ゲートを設定する。 そして、上記検査ゲートと電圧比較結果の論理積から、検査ゲートの範囲内に存 在する欠陥パルス（図２(i) 参照）を求める。なお、上記欠陥パルスが存在する 円筒体１０の長手方向の位置は、多面体鏡１５の回転角度によって求めることが できる。

【００１１】 また、信号処理回路２１は、上述した検査開始信号が入力すると、円筒体１０ が１回転する時間に相当する検査ゲート（図３(e) 参照）を設定し、受光部２０ から入力した図３(a) に示す受光信号を、上記同様、微小欠陥の検出のため微分 処理して、図３(b) に示す微分波形を得て、この微分波形と予め設定された比較 電圧とを比較し、図３(c) に示す比較結果を得る。そして、上記検査ゲートと電 圧比較結果の論理積から、検査ゲートの範囲内に存在する欠陥パルス（図３(f) 参照）を求める。

【００１２】 次に、本実施例に係る表面検査装置の表面欠陥の検出動作について説明する。 まず、本実施例では、投光部１３のレーザ光源１４から出力された光線は、多面 体鏡１５、集光レンズ１６を介し、スポット光として円筒体１０表面に投光され るとともに、上記多面体鏡１５の高速回転によって上記スポット光が円筒体１０ 表面の長手方向に走査される。この走査光は、上記円筒体１０表面で反射し、そ の反射光は、受光部１８で受光され、受光信号（図２(b) 参照）として信号処理 回路２１に出力される。信号処理回路２１は、入力した上記受光信号の受光量の 変化及び変化率から円筒体１０表面の欠陥を検出する。

【００１３】 これと同時に、投光部１９から出力された光線は、上記円筒体１０表面の一点 に対して照射され、その反射光は、受光部２０で受光され、受光信号（図３(a) 参照）として信号処理回路２１に出力される。信号処理回路２１は、入力した上 記受光信号の受光量の変化及び変化率から円筒体１０表面の筋状の欠陥を検出す る。

【００１４】 従って、本実施例では、フライングスポット方式によりスポット光を多面体鏡 による高速走査で円筒体に照射して長手方向の欠陥検出を行うとともに、筋状欠 陥検出方式により上記円筒体の一点に対し光線を照射して円周方向の欠陥検出を 行うので、円筒体を１回転するだけで該円筒体表面の検査ができ、微小欠陥の検 出のためにスポット光を小さくしても検査時間には影響を与えず、検査時間の短 縮を図ることができる。

【００１５】 なお、本実施例では、円筒体の表面欠陥の検出について説明したが、本考案は これに限らず、例えば環状体の表面欠陥の検出等に用いることも可能である。

【００１６】

【考案の効果】

以上、説明したように、本考案では、被検査対象物を回転可能に支承して、該 被検査対象物の表面の欠陥を検査する被検査対象物の表面検査装置において、前 記被検査対象物の表面の長手方向にスポット光を走査する走査手段と、当該走査 されたスポット光による前記被検査対象物の表面からの反射光を受光するスポッ ト光受光手段と、前記被検査対象物の回転中に前記表面の所定部分に光線を照射 する照射手段と、前記被検査対象物の回転中に、前記照射された光線による該被 検査対象物からの反射光を受光する光線受光手段と、前記各受光手段でそれぞれ 受光された反射光の受光量変化及び変化率とから前記表面の欠陥を検出する欠陥 検出手段とを具えたので、微小な欠陥でも検出でき、かつ、検査時間を短縮する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る被検査対象物の表面検査装置の構
成を示す図である。

【図２】図１に示した信号処置回路におけるフライング
スポット方式の信号処理を説明するための波形図であ
る。

【図３】図１に示した信号処置回路における筋状欠陥検
出方式の信号処理を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１０ 円筒体 １３，１９ 投光部 １４ レーザ光源 １５ 多面体鏡 １６ 集光レンズ １７ フォトダイオード １８，２０ 受光部 ２１ 信号処理回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査対象物を回転可能に支承して、該
   被検査対象物の表面の欠陥を検査する被検査対象物の表
   面検査装置において、前記被検査対象物の表面の長手方
   向にスポット光を走査する走査手段と、当該走査された
   スポット光による前記被検査対象物の表面からの反射光
   を受光するスポット光受光手段と、前記被検査対象物の
   回転中に前記表面の所定部分に光線を照射する照射手段
   と、前記被検査対象物の回転中に、前記照射された光線
   による該被検査対象物からの反射光を受光する光線受光
   手段と、前記各受光手段でそれぞれ受光された反射光の
   受光量変化及び変化率とから前記表面の欠陥を検出する
   欠陥検出手段とを具えたことを特徴をする被検査対象物
   の表面検査装置。