JPH09257441A - 反射面を有するワークの検査方法およびその装置 - Google Patents
反射面を有するワークの検査方法およびその装置Info
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- JPH09257441A JPH09257441A JP6340696A JP6340696A JPH09257441A JP H09257441 A JPH09257441 A JP H09257441A JP 6340696 A JP6340696 A JP 6340696A JP 6340696 A JP6340696 A JP 6340696A JP H09257441 A JPH09257441 A JP H09257441A
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Abstract
2Aと反射鏡15の反射面16に斜め上方から拡散光を
照射し、主走査方向に光電変換画素Pが連結されたリニ
アセンサ22を反射面16に対向して配置し、リニアセ
ンサ22の主走査区間MSで電気的に走査する。得られ
た電気信号S101のレベルを予め定めた閾値TLAと
比較し、電気信号S101のレベルが変化するエッジと
閾値TLAとの交点が、1回の主走査で2回(エッジE
11、E12:図9C)のときに反射鏡15が欠陥を有
していないと判定することができる。4回(エッジE1
1、E12′、E13′、E14:図9D)のときに
は、欠陥が1箇所存在することになる。
Description
ワーク(被検査試料)、例えば、反射鏡(コンパクト、
車両用のドアミラー、バックミラー、サイドアンダーミ
ラー、平滑な表面を有する金属等も含む。)に適用して
好適な反射面を有するワークの検査方法およびその装置
に関する。
欠陥を検査する第1の従来技術が、特開昭62−287
134号公報に公表されている。
図13に示すように、ITVカメラ1の光軸上から落射
照明し、すなわち、光源2から出射した光をハーフミラ
ー3を介して反射し、背景反射板4上に配置されたワー
ク5を照明する。この場合、背景反射板4は、ワーク5
と同物質で同加工程度のもので反射性状が同一のものが
採用されている。
光がハーフミラー3を介してITVカメラ1で受光され
る。受光された反射光はITVカメラ1内で全視野をラ
イン分割され、ライン毎に走査場所の光量に応じたアナ
ログ信号に変換される。途中に欠陥部6がある場合に
は、反射光が乱反射され、正常面7より光量が少なくな
る。
号が供給される処理部8に適当な閾値レベルを設定する
ことで、背景反射板4とワーク5上の正常面7からの反
射光に対応するアナログ信号のレベルをハイレベルに対
応させ、閾値レベル以下のレベルとなる欠陥部6からの
反射光に対応するアナログ信号のレベルをローレベルに
対応させることで、欠陥部6の存在を特定することがで
きるとされている。
料用缶の蓋金の表面に付着した汚れを検査する第2の従
来技術が、特開平4−66849号公報に公表されてい
る。
散光を当て、ワーク表面の画像をカメラで撮像し、撮像
した画像に基づいてワーク表面に付着した汚れを検査す
るものである。
1の従来の技術では、ハーフミラー3を使用しているた
め、以下に説明する種々の問題が存在する。
に、光出力の大きな光源2を使用する必要がある。
介してワーク5を照射する光の行路とを平行にする必要
があるため、ハーフミラー3の角度調整、保持具が複雑
となる。
エリアセンサであるITVカメラ1の画素数は、例え
ば、640個×400個程度であり、1ライン当たりの
光電変換画素数が640画素程度であることから、細か
い欠陥を高精度に検出することができないという問題も
ある。
が、第1の従来技術と同様にエリアセンサと考えられ、
かつ検査方法が、撮像した画像に基づいてワーク表面に
付着した汚れを検査するという漠然とした方法であり、
細かい欠陥を簡易に検査することができないという問題
がある。
れたものであり、簡単な構成で、反射面の比較的小さな
欠陥をも正確に検出することを可能とする反射面を有す
るワークの検査方法およびその装置を提供することを目
的とする。
に、第1のこの発明は、反射面16を有するワーク15
の検査方法において、第1の暗室27内で実施される反
射面に対する第1の欠陥検査工程と第2の暗室127内
で実施される反射面に対する第2の欠陥検査工程とを有
し、第1の欠陥検査工程では、拡散反射面12Aを有す
る治具12上に反射面を有するワークを配置し、反射面
および拡散反射面に斜め上方から平行光LPを照射し、
反射面および拡散反射面に対向して配置され、主走査方
向Aに光電変換画素が連結されたリニアセンサ22によ
り、反射面および拡散反射面上を主走査し、拡散反射面
の一方の側からの拡散反射光、反射面からの散乱光、拡
散反射面の他方の側からの拡散反射光の順に受光して電
気信号S1に変換し、この電気信号のレベルと第1の閾
値TLとを比較し、電気信号のレベルが変化するエッジ
と第1の閾値との交点の数により反射面を有するワーク
の散乱光発生部分62を欠陥として検出するものであ
り、第2の欠陥検査工程では、拡散反射面を有する治具
上に反射面を有するワークを配置し、反射面および前記
拡散反射面に斜め上方から拡散光LDを照射し、反射面
および拡散反射面から反射される拡散光の反射光を受光
する位置に配置され、主走査方向に光電変換画素が連結
されたリニアセンサ122により、反射面および拡散反
射面上を主走査し、拡散反射面の一方の側からの拡散反
射光、反射面からの反射光、拡散反射面の他方の側から
の拡散反射光の順に受光して電気信号S101に変換
し、この電気信号のレベルと第2の閾値TLAとを比較
し、電気信号のレベルが変化するエッジと第2の閾値と
の交点の数により前記反射面を有するワークの反射光低
下部分を欠陥として検出するものであることを特徴とす
る。
と治具の拡散反射面に対して斜め上方から平行光と拡散
光を交互に照射し、平行光照射に対する反射光と拡散光
照射に対する反射光とをそれぞれ電気信号に変換した
後、各電気信号を第1および第2の閾値とそれぞれ比較
して、電気信号のレベルが変化するエッジと各閾値との
交点の数により反射面を有するワークの2種類の欠陥
(ワークのキズ等の散乱光発生部分、ワークのシミ
(染)、曇り等の反射光低下部分)を検査することがで
きる。
1回の主走査につき、第1の欠陥検査工程における第1
の閾値との交点の数が4個(図5C中、エッジ、、
、参照)、第2の欠陥検査工程における第2の閾値
との交点の数が2個(図9C中、エッジE11、E12
参照)のときに、それぞれワークが欠陥を有していない
と判定することを特徴とする。
種類の欠陥を機械的(自動的)に判断することができ
る。
する治具12が配置される暗室と、拡散反射面上に配置
される反射面を有するワーク15と、反射面および拡散
反射面に斜め上方から平行光LPまたは拡散光LDを切
り替えて照射する光照射手段25、125(図6参照、
図10では参照符号25と221とが対応する。)と、
反射面および拡散反射面に対向して配置され、主走査方
向Aに光電変換画素が連結されたリニアセンサ22、1
22(図6参照、図10では参照符号222が対応す
る。)と、このリニアセンサに接続される検査手段41
とを有し、リニアセンサ22(222)は、平行光が照
射されているとき、反射面および拡散反射面上を主走査
し、拡散反射面の一方の側からの拡散反射光、反射面か
らの散乱光、拡散反射面の他方の側からの拡散反射光の
順に受光して電気信号S1に変換し、検査手段は、この
電気信号のレベルと第1の閾値TLとを比較し、電気信
号のレベルが変化するエッジと第1の閾値との交点の数
により反射面を有するワークの散乱光発生部分62を欠
陥として検出し、リニアセンサ122(222)は、拡
散光が照射されているとき、反射面および拡散反射面上
を主走査し、拡散反射面の一方の側からの拡散反射光、
反射面からの反射光、拡散反射面の他方の側からの拡散
反射光の順に受光して電気信号S101に変換し、検査
手段は、この電気信号のレベルと第2の閾値TLAとを
比較し、電気信号のレベルが変化するエッジと第2の閾
値との交点の数により反射面を有するワークの反射光低
下部分162を欠陥として検出することを特徴とする。
様の作用効果を有するとともに、1つの暗室で検査装置
を構成することができる。
平行光照射に対する反射光の電気信号と第1の閾値との
交点の数が4個(図5C中、エッジ、、、参
照)、拡散光照射に対する反射光の電気信号と第2の閾
値との交点の数が2個(図9C中、エッジE11、E1
2参照)のときに、それぞれワークが欠陥を有していな
いと判定することを特徴とする。
種類の欠陥を機械的(自動的)に判断することができ
る。
16を有するワーク15の前記反射面に斜め上方から拡
散光LDを照射し、反射面から反射される拡散光の反射
光LDRを受光する位置に配置され、主走査方向Aに光
電変換画素が連結されたリニアセンサ122により、反
射面上を主走査し、反射面からの反射光を受光して電気
信号S101に変換し、この電気信号S101のレベル
と閾値TLAとを比較し、電気信号のレベルが変化する
エッジと閾値TLAとの交点の数により反射面を有する
ワークの反射光低下部分を欠陥として検出することを特
徴とする。
低下部分としての反射面の曇り、シミを簡易な構成で検
出することができる。
れ、かつ拡散反射面12Aを有する治具12上に反射面
を有するワークを配置し、反射面および拡散反射面に斜
め上方から拡散光LDを照射し、反射面および拡散反射
面から反射される拡散光の反射光LDRを受光する位置
に配置され、主走査方向Aに光電変換画素が連結された
リニアセンサ122により、反射面および拡散反射面上
を主走査し、拡散反射面の一方の側からの拡散反射光、
反射面からの反射光、拡散反射面の他方の側からの拡散
反射光の順に受光して電気信号S101に変換し、この
電気信号のレベルと閾値TLAとを比較し、電気信号の
レベルが変化するエッジと閾値との交点の数により反射
面を有するワークの反射光低下部分を欠陥として検出す
ることを特徴とする。
シミを簡易な構成でより効率的に検出することができ
る。
1回の主走査につき、閾値との交点の数が2個のとき
に、ワークが欠陥を有していないと判定することを特徴
とする。
機械的(自動的)に判断することができる。
ついて図面を参照して説明する。
説明するように、第1の検査工程が実施される第1の暗
室と第2の検査工程が実施される第2の暗室とを有し、
ワークとしての反射鏡に存在する欠陥であるキズと曇り
等を各々別の光学系で別々に測定検査する実施の形態)
が適用された反射鏡の検査装置の概略的な一部断面構成
を示している。
矢印B方向(副走査方向Bという。)に治具12を移送
するコンベア13が配置されている。コンベア13は、
後述するサーボモータ14により駆動される。
ず、円筒面、球面等の曲面でもよい。)を有するワーク
(被検査試料)である反射鏡15が位置決め配置固定さ
れている。なお、ワークとしての反射鏡15には、表面
が研磨された金属も含まれる。
表面が平滑なガラスの一面(裏面側)に誘電体層薄膜や
金属薄膜が蒸着されたものを使用している。
定され、この支柱21、121に電荷転送手段からなる
CCDリニアセンサ(ライン状撮像手段)22、122
を有するCCDカメラ23、123が位置決め固定され
ている。CCDリニアセンサ22、122は、主走査方
向(図1において、紙面と直交する方向)Aに約500
0個の光電変換画素(撮像素子、電荷転送素子)が連結
された構成を有している。
が、図1中、右側の反射鏡15の反射面(上記のように
反射鏡15は、ガラスの一面に反射膜としての薄膜が蒸
着されており、そのガラスに欠陥のない場合、光は、そ
のガラスに入射して薄膜で反射し、その反射光がガラス
から出射するが、そのガラス側から見た薄膜の面)16
に撮像レンズ124を介して対向(平行)する構成にな
っている。
において、反射鏡15の真上にCCDカメラ23の光軸
が配置されており、また、反射鏡15の反射面16と治
具12の表面に対して斜め上方に配置された光源(平行
光照射手段)25から平行光LPが照射されている。
物面鏡を有する光源が採用され、ランプとしてはキセノ
ンランプが用いられて、いわゆる人工太陽光照明がなさ
れている。平行光LPの波長は380〜760nm(ナ
ノメータ)の可視光である。また、平行光LPの色温度
は5000〜6000K(ケルビン)の範囲である。
た軸34を基準に矢印C方向に回動自在に構成されてお
り、支柱26の他端部は、第1の暗室27の天井(上面
ともいう。)に固定されている。
が、図1中、左側の反射鏡15の反射面16に、撮像レ
ンズ124を介して斜めに対向する構成になっている。
の撮像状態において、反射鏡15の斜め上方にCCDカ
メラ123の光軸が配置されており、また、反射鏡15
の反射面16と治具12の表面に対して斜め上方に配置
された光源(拡散光照射手段)125から拡散光LDが
照射されている。
面16を介して撮像されないように、撮像レンズ124
としては、被写界深度の浅いレンズを用いる。
紙面と直交する方向、すなわち主走査方向Aに配置され
た蛍光灯131から出射される拡散光をアクリル等プラ
スチックの白色透過板132を介して均一な拡散光LD
として反射鏡15に照射するようにしている。
イド部材134を介して支柱126に固定されており、
支柱126は、ベース11上に固定されている。
は、第2の暗室127内に配置されている。
1の暗室27と第2の暗室127とに仕切壁139によ
り区分され、第1の暗室27内に、反射鏡15の散乱光
発生部分、例えば、ガラスの表面に付いたキズを欠陥と
して検出するための部材が配置され、第2の暗室127
内に、反射鏡15の反射光低下部分、例えば、ガラス内
のいわゆる曇りを欠陥として検出するための部材が配置
されている。なお、仕切壁139は、光源25を交互に
点灯して、キズと曇りの検査を交互に行うように構成し
た場合、あるいは一方の光源25(または光源125)
からの直接光または反射鏡15を含む各部分からの反射
光が他方のCCDカメラ123(またはCCDカメラ2
3)により撮像されないように配置構成した場合には、
取り去ることが可能であり、2つの暗室27、127を
1つの暗室に統合することができる。
29、129が黒色とされ、できるだけ光を反射しない
ように構成されている。
た状態を平面的に見た図である。治具12の表面(載置
面ともいう。)12Aは、拡散反射面(散乱面)とする
ために、艶消しの白色塗装面とされている。反射鏡15
は、複数の白色のボス18により載置面12A上に位置
決め固定されている。なお、載置面12Aおよび白色の
ボス18は、光の散乱面であって明度が高い色であれば
よいので、金属の梨地面(銀色、灰色)を利用したもの
であってもよい。
上面28には、暗室27、127に共通の開口部30が
設けられ、この開口部30には、エアクリーナ(空気清
浄機)31の送風口32が臨む。エアクリーナ31の送
風口32から送り出されるクリーンエア(清浄空気)3
3は、暗室27、127内を下方に進み、暗室27、1
27内に漂う塵埃や、反射面16に載っているごみとと
もに、暗室27、127のそれぞれ側面下部に設けられ
た外気との連通路35、36から暗室27、127の外
側に流れるように構成されている。
う。)35と連通路(排出口または搬出口ともいう。)
36は、それぞれ、反射鏡15が固定された治具12の
暗室27内への挿入口(搬入口)と暗室127からの排
出口(搬出口)を兼用している。
127とは、中間の連通口140を介して連通され、コ
ンベア13により暗室27の挿入口35から搬入された
ワークである反射鏡15の第1の検査工程(キズ検査工
程ともいう。)が、暗室27内において実施され、第1
の検査工程実施後の反射鏡15が連通口140を通じて
第2の暗室127内に配置され、反射鏡15の第2の検
査工程(曇り検査工程ともいう。)が暗室127内にお
いて実施される。第2の検査工程の終了後に反射鏡15
はコンベア13により搬出口36から搬出される。
気的・制御的構成を示している。なお、図3において、
図1および図2に示したものと同一のものには同一の符
号を付けてその詳細な説明を省略する。
3により副走査方向Bに搬送される。この場合、コンベ
ア13の副走査方向Bに沿って、所定箇所に複数個のリ
ミットスイッチ等の位置センサ(リミットスイッチとも
いう。)19が配置され、その複数個の位置センサ19
の出力信号がシーケンサ51に供給される。
処理・駆動回路47により、CCDリニアセンサ22を
構成する光電変換画素群が走査されることで、反射面1
6と治具12の載置面12Aを含む主走査方向A上の撮
像が行われる。この場合、平行光LPが反射面16と治
具12の載置面12Aに対して斜め上方から照射されて
いるので、正反射光LRは、CCDカメラ23の視野範
囲に入らない。したがって、正反射光LRは受光されな
いが、反射面16上のキズ等によって乱反射した散乱光
LSAと載置面12Aからの乱反射による散乱光LSB
がCCDカメラ23を構成する撮像レンズ24を介して
CCDリニアセンサ22により受光(撮像)されること
になる。
ており、また、このCCDカメラ23には光が当たらな
いことから、反射鏡15の反射面16に写ることがな
く、CCDカメラ23自体の写り込みが発生することが
ない。
する信号処理・駆動回路147により、CCDリニアセ
ンサ122を構成する光電変換画素群が走査されること
で、反射面16と治具12の載置面12Aを含む主走査
方向A上の撮像が行われる。この場合、拡散光LDが反
射面16と治具12の載置面12Aに対して斜め上方か
ら照射されているので、拡散光LDの反射光LDRによ
る反射面16の像がCCDカメラ123を構成する撮像
レンズ124を介してCCDリニアセンサ122により
受光(撮像)される。
ズ124は、被写界深度の浅いレンズを用いているの
で、反射面16の表面近傍のみにピントが合い、CCD
カメラ123自体の写り込みが発生することがない。
ピュータ41からの指示に基づき、CCDリニアセンサ
22、122の読み出しタイミング、電子シャッタ時間
等の各種タイミングを制御したり、CCDリニアセンサ
22、122を電気的に走査して得られる光電変換信号
を電気信号(アナログ信号、アナログ電気信号、光電変
換信号または光電変換電気信号ともいう。)S1、S1
01に変換して8ビットのA/D変換器48、148に
供給する。
D変換器48、148を通じてデジタルの電気信号(繁
雑さを避けるためにアナログ電気信号とデジタル電気信
号の符号を同一の符号とする。)S1、S101に変換
され、コンピュータ41に接続されているメモリ(記憶
手段)であるHD(ハードディスク)42に主走査線毎
にかつ光電変換画素毎に必要に応じて記憶される。な
お、ハードディスク42は、光電変換画素数分、この実
施の形態では、5000個分の各メモリ領域が8ビット
のデータを記憶することの可能なメモリ領域を有する、
いわゆるラインメモリの2個に代替することもできる。
判断(判定)・検査・比較手段等として機能し、周知の
ように、図示しない中央処理装置(CPU)と、このC
PUに接続され、制御プログラム・システムプログラム
・ルックアップテーブル等が予め書き込まれる読み出し
専用メモリ(ROM)と、処理データを一時的に保存等
するランダムアクセスメモリ(RAM:書き込み・読み
出しメモリ)等を有している。
段またはポインティングデバイスとして機能するキーボ
ード43、マウス44が接続されている。コンピュータ
41には、また、文字画像等の出力手段として機能する
表示手段であるCRT等のディスプレイ45と、同様に
文字画像等の出力手段として機能し、ハードコピーを出
力するプリンタ46とが接続されている。
制御・処理・判断(判定)・記憶手段等として機能する
シーケンサ51に接続されている。
るCCDカメラ23、123の撮像制御に同期してコン
ベア13の副走査方向Bへの搬送を制御するサーボモー
タ14を駆動するサーボアンプ53を制御する。サーボ
モータ14には、その回転軸に位置検出手段としてのロ
ータリエンコーダ54が軸着され、そのロータリエンコ
ーダ54の出力パルス信号がシーケンサ51に供給され
ることで、いわゆる位置制御のフィードバック制御が行
われる。なお、コンベア13は、例えば、サーボモータ
14の回転軸に一体的に形成されるボールネジとこのボ
ールネジと螺合して副走査方向Bに移動する部材とによ
り構成される。
よりワークである反射鏡15が不良と判定されたときに
赤く明滅する警告灯52が接続されている。
を通じて光源25、125が接続されている。シーケン
サ51により光源25から出射する平行光LPの明るさ
およびその照射方向(図1に示した矢印方向C)の制御
が行われるとともに、光源125から出射する拡散光L
Dの明るさおよびその照射方向の制御が行われる。
フローチャート等に基づいて説明する。
具12の載置面12A上にワークとしての反射鏡15を
位置決め配置する(ステップS1)。
らせる信号がシーケンサ51に供給されると、シーケン
サ51は、サーボアンプ53、サーボモータ14を介し
てコンベア13を高速に移送動作させ、反射鏡15を載
せた治具12を副走査方向Bに高速送りして挿入口35
から暗室27内に供給する(ステップS2)。
していない撮像開始位置の手前位置を表すリミットスイ
ッチ19が配置されている位置に到達したとき(ステッ
プS3:YES)、そのリミットスイッチ19からの信
号により撮像のための低速送りを開始するとともに、コ
ンピュータ41に対して撮像・判定処理を開始するよう
に指示する(ステップS4)。
るCCDカメラ23による上流側の反射鏡15の散乱光
発生部分を欠陥として検出するための処理(第1の欠陥
検査工程)と、暗室127におけるCCDカメラ123
による下流側の反射鏡15の反射光低下部分を欠陥とし
て検出するための処理(第2の欠陥検査工程)が同期し
て同時に、すなわち並列的に行われるようになっている
が、CCDカメラ23による、反射鏡15の散乱光発生
部分を欠陥として検出するための処理と、CCDカメラ
123による、反射鏡15の反射光低下部分を欠陥とし
て検出するための処理とを直列的に行って、コンピュー
タ41の負担を軽くするようにしてもよい。直列処理で
行う場合には、A/D変換器48、148を共用するこ
とができる。すなわち、アナログ電気信号S1、S10
1をコンピュータ41の切り替え制御により切り替えて
1個のA/D変換器48にのみ供給するように構成すれ
ばよい。
置のリミットスイッチ19により検出されたとき、すな
わち前後の治具12に載せられている反射鏡15、15
が、それぞれ、CCDカメラ23、123による撮像可
能位置に到達したとき、図6に模式的に示すように、主
走査線61毎の撮像・判定処理が行われる(ステップS
5)。
反射鏡15をそれぞれCCDリニアセンサ22、122
で撮像し、反射鏡15のキズと曇り等の検査を2つの暗
室で行う場合と1つの暗室で行う場合の説明に供される
模式的な斜視図である。
のCCDカメラ23を構成するCCDリニアセンサ22
により、光源25から出射される平行光LPにより照射
されている部分(治具12の載置面12Aの一部と反射
鏡15の一部)の主走査線61に沿う撮像が行われて、
コンピュータ41による反射鏡15のキズの検査(第1
の検査工程)が行われ、その後、下流側のCCDカメラ
123を構成するCCDリニアセンサ122により、光
源125から出射される拡散光LDにより照射されてい
る部分(同様に、治具12の載置面12Aの一部と反射
鏡15の一部)の主走査線61に沿う撮像が行われて、
コンピュータ41による反射鏡15の曇り、むらの検査
(第2の検査工程)が行われる。
膜等の蒸着面である反射面16上の蒸着シミ等を原因と
して反射率が不均一な箇所が発生し、その結果、ガラス
面側から反射面16を見た場合に、いわゆる鏡の面が曇
って見えることをいう。また、反射鏡15のシミとは、
ガラス面(表面側または裏面側)が洗浄液等により浸さ
れて化学変化を起こし縞模様や島状に見えることやガラ
ス素材の変色等の欠陥をいう。
よる判定処理では、図5を参照して説明する反射鏡15
のキズの判定処理と、図9を参照して説明する反射鏡1
5の曇り、シミの判定処理が実施される。
る、キズの判定処理においては、まず、主走査線61毎
の走査開始パルスSP(図5A参照)により、CCDリ
ニアセンサ22を構成する各光電変換画素P(図6、図
5F参照)毎の光電変換信号S1(図5B〜図5D参
照)がコンピュータ41に供給される。なお、コンピュ
ータ41に供給される光電変換信号S1は、デジタル信
号であるが、ここでは、理解の容易化のために、アナロ
グ信号波形により説明する。
48の分解能である256階調を電圧レベル0Vと5V
に割り当てているので、図5Fに示す治具12の白色部
位である載置面12Aからの散乱光の光電変換レベルが
5Vに、反射面16の光電変換レベルが0Vになるよう
に、そのA/D変換器48のオフセットレベルと利得と
が調整される。したがって、光電変換信号S1のローレ
ベルが0Vに、ハイレベルが5Vに対応することにな
る。なお、A/D変換器48のオフセットレベルと利得
の調整はコンピュータ41により自動的に行うことがで
きる。
61に沿って主走査停止信号(主走査終了パルスともい
う。)EP(図5A参照)の発生までなされるととも
に、コンベア13により治具12が副走査方向Bに搬送
され、かつ副走査方向Bに搬送される毎に主走査方向A
の撮像が繰り返し行われることで、治具12上の白色部
位である載置面12Aを含む反射面16の全面が2次元
的に走査され、反射面16の全面の映像(電気信号)が
CCDリニアセンサ22を通じてコンピュータ41に取
り込まれる。なお、欠陥の判定は、この主走査線61の
読み取り毎に行われる。
判定のアルゴリズムの詳細を図7に示す。
23を構成する信号処理・駆動回路47に対して撮像開
始指令がなされ、そのとき、信号処理・駆動回路47
は、コンピュータ41に対して主走査開始信号(図5A
参照)SPを送出する(ステップS51)。
(計数手段)がリセットされ、計数値Nが値0にされる
(N←0:ステップS52)。
ンサ22による主走査方向Aの撮像が開始される。
の立ち上がりエッジを検出したとき(ステップS5
3:YES)、カウンタの計数値Nを値1だけ増加させ
る(N←N+1:ステップS54)。
立ち下がりエッジを検出したとき(ステップS5
5)、カウンタの計数値Nをさらに値1だけ増加させる
(N←N+1:ステップS56)。
確認(ステップS53:YES)と立ち下がりエッジの
確認(ステップS55:YES)を各1回行った時点の
後に、主走査終了パルスEPが送出されたかどうかの確
認判定が行われる(ステップS57)。ステップS5
5、ステップS56の1回目の処理の終了時点(時点t
2の直後の時点)では、まだ、このステップS57の判
定は肯定的にならない。
場合、すなわち、主走査終了パルスEPを検出していな
い場合には、ステップS53〜ステップS57の処理フ
ローを繰り返して行う。この場合、時点t2の直後以降
の主走査処理・エッジ検出処理(ステップS53、S5
5)および計数処理(ステップS54、S56)の判定
処理が続行される。
テップS57:YES)、換言すれば、1本の主走査線
61に係わる主走査区間MSの最終時点t6を経過した
時点において計数値Nの値(累計値)を確認する(ステ
ップS58)。
間MSの反射面16に対応する部分にキズ62(図5F
参照)を原因とする散乱光LSによるキズ信号SC(図
5D参照)が存在しない場合には、その主走査区間MS
では、時点t1、t2、t5、t6で発生するエッジ
(、、、)の数の計数値Nの値がN=4となり
(ステップS58:N=4)、反射面16は正常である
と判定される。
41に予め設定されている閾値レベル(単に閾値ともい
う。)TLであるTL=1.5V(256階調のレベル
では「77」)以下のキズ62を原因とする散乱光LS
によるキズ信号SBが存在しても、その主走査区間MS
でのエッジ(、、、)の計数値NはN=4とな
り、反射面16も正常と判定される。
原因とする散乱光LSによるキズ信号SBのレベルが、
閾値レベルTLを超えるレベルである場合、その主走査
区間MS内での時点t1、t2、t3、t4、t5、t
6で発生するエッジ(、、′、′、、)の
計数値NはN=6となり、反射面16は不良と判定され
る(ステップS58:N=4以外)。
は、CRT45またはプリンタ46を通じて不良表示を
行うとともに、コンピュータ41からシーケンサ51に
対して不良判定信号を供給する(ステップS59)。こ
のとき、シーケンサ51は警告灯52を明滅させる。
を行うにあたり、コンピュータ41は、ディスクリート
回路で考えた場合、一方の入力に電気信号S1が供給さ
れ、他方の入力に閾値TLが供給される2値化回路とし
ての第1の比較回路、その第1の比較回路の出力側に接
続されるエッジカウンタ(このエッジカウンタは、主走
査開始信号SPと主走査停止信号EPによってリセット
され、その主走査開始信号SPと主走査停止信号EP間
におけるエッジの数を計数する。)と、このエッジカウ
ンタの計数値Nと第1の基準値N=4とを比較する第2
の比較器とから構成される。
の判定のアルゴリズムの詳細を図8に示す。また、図9
に曇り欠陥の判定の説明に供される波形図等を示す。な
お、図7に示した処理に対応する処理の場合には、簡単
に説明する。
ュータ41に対して主走査開始信号(図9A参照)SP
を送出する(ステップS151)。
がリセットされ、計数値Nが値0にされる(N←0:ス
テップS152)。次に、図6に示すように、CCDリ
ニアセンサ122による主走査方向Aの撮像が開始され
る。
りエッジを検出したとき(ステップS153:YE
S)、カウンタの計数値Nを値1だけ増加させる(N←
N+1:ステップS154)。
において、ステップS154の加え合わせ処理が行われ
る。
がりエッジまたは立ち下がりエッジを1回検出して(ス
テップS153:YES)計数値を1だけ増加(ステッ
プS154)させる毎に主走査終了パルスEPが送出さ
れたかどうかを確認している(ステップS155)。
いて、主走査終了パルスEPの送出の確認が行われる
が、この時点t11の直後の時点においては、そのステ
ップS155の判定は成立しない。
合には、ステップS153〜S155の処理フローを繰
り返す。
テップS155:YES)、換言すれば、1本の主走査
線61に係わる主走査区間MSの最終時点t14を経過
した時点において計数値Nの値(累計値)を確認する
(ステップS156)。
に、主走査区間MSの反射面16に対応する部分に曇り
(シミも含まれる)162(図9E参照)を原因とする
反射光LDRの減光部分に係る曇り信号SE(図9D参
照)が存在しない場合には、その主走査区間MSでは、
エッジ(E11、E12)の数の計数値Nの値がN=2
となり(ステップS156:N=2)、反射面16は正
常であると判定される。
41に予め設定されている閾値レベルTLAであるTL
A=4V(256階調のレベルでは「205」)以下と
なる曇り162を原因とする曇り信号SDが存在して
も、その主走査区間MSでのエッジ(E11、E12)
の計数値NはN=2となり、反射面16も正常と判定さ
れる。
を原因とする曇り信号SEのレベルが、閾値レベルTL
Aを下回るレベルである場合、その主走査区間MS内で
の時点t11、t12、t13、t14で発生するエッ
ジ(E11、E12′、E13′、E14)の計数値N
はN=4となり、反射面16は不良と判定される(ステ
ップS156:N≠2)。
は、CRT45またはプリンタ46を通じて不良表示を
行うとともに、コンピュータ41からシーケンサ51に
対して不良判定信号を供給する(ステップS157)。
このとき、シーケンサ51は警告灯52を明滅させる。
処理を行うにあたり、コンピュータ41は、ディスクリ
ート回路で考えた場合、一方の入力に電気信号S101
が供給され、他方の入力に閾値TLAが供給される2値
化回路としての第3の比較回路、その第3の比較回路の
出力側に接続されるエッジカウンタ(このエッジカウン
タは、主走査開始信号SPと主走査停止信号EPによっ
てリセットされ、その主走査開始信号SPと主走査停止
信号EP間におけるエッジの数を計数する。)と、この
エッジカウンタの計数値Nと第2基準値N=2とを比較
する第4の比較器とから構成される。
・判定処理後には、反射鏡15を載せた治具12が、撮
像停止位置を表す図示しないリミットスイッチ19が配
置されている位置に到達したときも(ステップS6:Y
ES)排出口36への高速での払い出しが行われる(ス
テップS7)。
ニアセンサ22の主走査方向Aの光電変換画素数が50
00個であり、従来の技術に比較して、約10倍の分解
能、具体的には、数μm単位でキズの大きさを測定する
ことが可能である。光電変換画素数が5000個〜10
000個程度のCCDリニアセンサを製造することは容
易であり、比較的低コストで得られるが、CCDエリア
センサの場合には数10万(700個×700個)画素
程度は量産されているが、5000個×5000個=2
500万画素の欠陥のないCCDエリアセンサを製造す
ることは容易ではない。
体的に行うための他の実施の形態に係る装置の構成を示
している。なお、図10において、図1に示したものと
対応するものには同一の符号を付け、その詳細な説明は
省略する。
図1に示す暗室27に配置された部材の構成と同一であ
り、支柱226に光源25が取り付けられ、光源25の
光照射口には、紙面と直交する方向に進退移動するフィ
ルタ組立体221が配置されている。フィルタ組立体2
21は、図11に示すように、左側に素通しの開口部2
31が設けられ、右側にアクリル製で白色の拡散板23
2が設けられている。
り、フィルタ組立体221の開口部231を通じて、そ
の平行光LPが治具12上の反射鏡15に照射される。
また、フィルタ組立体221の拡散板232を通じて拡
散光LDが反射鏡15に照射されるようになっている。
す撮像状態において、反射鏡15の真上に配置されるよ
うになっている。
反対の方向(逆副走査方向という。)B′に治具12を
移送する移送テーブル213が配置され、治具12は、
挿入・排出口兼用の挿排出口135からこの移送テーブ
ル213により副走査方向B、逆副走査方向B′に搬送
される。
供される模式的な斜視図である。
フィルタ組立体221は、開口部231側に切り替えら
れて(図12中、矢印方向AP参照、図示の位置)、光
源25からの平行光LPが開口部231を通じてそのま
ま反射鏡15上に照射され、その反射鏡15の反射面1
6のキズに対応する散乱光がレンズ224を通じてCC
Dリニアセンサ222により撮像されて、図5を参照し
て説明したキズの検出処理が行われる。
き、フィルタ組立体221は、拡散板232側に切り換
えられる(図12中、矢印方向AD参照)。したがっ
て、光源25からの平行光LPがこの拡散板232によ
り拡散光LDとされ、その拡散光LDが反射鏡15上に
照射されて、その反射鏡15の反射面16の正常な部分
と曇り部分の反射光がCCDリニアセンサ222により
受光されて、図9を参照して説明した曇りの検出処理が
行われる。
て、装置全体の大きさがコンパクトになり、かつ図1例
に比較して装置構成が相当に簡単になるという効果を有
する。
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。
よれば平行光光源を使用する第1の検査工程と拡散光光
源を使用する第2の検査工程でそれぞれ独立に反射面を
有するワークのキズ等の散乱光発生部分に係る欠陥とワ
ークの曇り、シミ等の反射光低下部分を検査することが
できる。この場合、ハーフミラーを使用せず、かつリニ
アセンサを使用していることから、簡単な構成でかつ短
時間に反射面の比較的小さな欠陥をも正確に検出するこ
とができる。
査工程においても、治具の拡散反射面上に配置するよう
にしているので、第1の検査工程では、拡散反射面に係
る電気信号のレベルを正常反射面に係る電気信号のレベ
ル(正常反射面はリニアセンサにより撮像されないので
ゼロレベル)に比較して高くすることが可能となり、ワ
ークの反射面と治具の拡散反射面とを電気信号上で分離
することが容易になるという効果が達成され、かつ第2
の検査工程では、拡散反射面に係る電気信号のレベルを
正常反射面からの正反射光に係る電気信号のレベルに比
較して低くすることが可能となるので、同様に、ワーク
の反射面と治具の拡散反射面とを電気信号上で分離する
ことが容易になるという効果が達成される。
において、キズ等に係わる散乱光の光電変換信号と第1
の閾値との交点の数が4個であるとき、曇り等に係わる
低下した反射光の光電変換信号と第2の閾値との交点の
数が2個であるとき、ワークが欠陥を有していない(良
品である)と判定するようにしているので、ワークの欠
陥を機械的かつ自動的に判別することができるという効
果が達成される。
と同様の作用効果を有するとともに、1つの暗室で検査
装置を構成することができる。
と同様の作用効果を有する検査装置を構成することがで
きる。
に拡散光を照射し、その反射光をリニアセンサにより検
出するようにしているので、ワークの反射光低下部分と
しての反射面の曇り、シミを簡易な構成で検出すること
ができる。
において、治具のワーク載置面を拡散反射面としている
ので、その拡散反射光と正反射面であるワークからの正
反射光の光の強さが異なるレベルとなり、光電変換信号
上でレベル差が得られ、閾値との比較処理が容易になる
という効果が達成される。
において、曇り等に係わる低下した反射光の光電変換信
号と第2の閾値との交点の数が2個であるとき、ワーク
が欠陥を有していない(良品である)と判定するように
しているので、ワークの欠陥を機械的かつ自動的に判別
することができるという効果が達成される。
を使用しており、このリニアセンサの主走査方向の光電
変換画素数は、従来技術に係るエリアセンサのいずれか
一方向の光電変換画素数に比較して、数倍以上の画素数
にすることが容易であり、エリアセンサに比較して容易
に数倍以上の正確な精度で反射面を有するワークの欠陥
を検出することができるという効果も達成される。
す一部断面図である。
に供される平面図である。
構成を示すブロック図である。
ャートである。
あって、Aは、主走査開始、停止信号の波形説明図、B
は、反射面が正常な場合の光電変換電気信号の波形説明
図、Cは、反射面に不良とは判定されないキズが存在す
る場合の光電変換電気信号の波形説明図、Dは、反射面
が不良と判定される場合の光電変換電気信号の波形説明
図、Eは、Dの波形の2値化波形の説明図、Fは、主走
査区間等の説明に供される図である。
る際の図1、図3例等の説明に供される模式的な斜視図
である。
理)の詳細なフローチャートである。
理)の詳細なフローチャートである。
あって、Aは、主走査開始、停止信号の波形説明図、B
は、反射面が正常な場合の光電変換電気信号の波形説明
図、Cは、反射面に不良とは判定されない曇りが存在す
る場合の光電変換電気信号の波形説明図、Dは、反射面
が不良と判定される場合の光電変換電気信号の波形説明
図、Eは、Dの波形の2値化波形の説明図、Fは、主走
査区間等の説明に供される図である。
省略断面図である。
図である。
図である。
照射手段) 125 光源(拡散光照射手段) 27、127 暗室 41 コンピュータ 51 シーケンサ 62 キズ 162 曇り A 主走査方向 B 副走査方向 LD 拡散光 LP 平行光 S1、S101 光電変換信号 SB、SC キズ信
号 SD、SE 曇り信号 〜、′、′、E1〜E14、E12′、E1
3′ エッジ
Claims (7)
- 【請求項1】反射面を有するワークの検査方法におい
て、 第1の暗室内で実施される前記反射面に対する第1の欠
陥検査工程と第2の暗室内で実施される前記反射面に対
する第2の欠陥検査工程とを有し、 前記第1の欠陥検査工程では、 拡散反射面を有する治具上に反射面を有するワークを配
置し、 前記反射面および前記拡散反射面に斜め上方から平行光
を照射し、 前記反射面および前記拡散反射面に対向して配置され、
主走査方向に光電変換画素が連結されたリニアセンサに
より、前記反射面および前記拡散反射面上を主走査し、
前記拡散反射面の一方の側からの拡散反射光、前記反射
面からの散乱光、前記拡散反射面の他方の側からの拡散
反射光の順に受光して電気信号に変換し、 この電気信号のレベルと第1の閾値とを比較し、前記電
気信号のレベルが変化するエッジと前記第1の閾値との
交点の数により前記反射面を有するワークの散乱光発生
部分を欠陥として検出するものであり、 前記第2の欠陥検査工程では、 前記拡散反射面を有する治具上に反射面を有するワーク
を配置し、 前記反射面および前記拡散反射面に斜め上方から拡散光
を照射し、 前記反射面および前記拡散反射面から反射される前記拡
散光の反射光を受光する位置に配置され、主走査方向に
光電変換画素が連結されたリニアセンサにより、前記反
射面および前記拡散反射面上を主走査し、前記拡散反射
面の一方の側からの拡散反射光、前記反射面からの反射
光、前記拡散反射面の他方の側からの拡散反射光の順に
受光して電気信号に変換し、 この電気信号のレベルと第2の閾値とを比較し、前記電
気信号のレベルが変化するエッジと前記第2の閾値との
交点の数により前記反射面を有するワークの反射光低下
部分を欠陥として検出するものであることを特徴とする
反射面を有するワークの検査方法。 - 【請求項2】1回の主走査につき、前記第1の欠陥検査
工程における前記第1の閾値との交点の数が4個、前記
第2の欠陥検査工程における前記第2の閾値との交点の
数が2個のときに、それぞれワークが欠陥を有していな
いと判定することを特徴とする請求項1記載の反射面を
有するワークの検査方法。 - 【請求項3】拡散反射面を有する治具が配置される暗室
と、 前記拡散反射面上に配置される反射面を有するワーク
と、 前記反射面および前記拡散反射面に斜め上方から平行光
または拡散光を切り替えて照射する光照射手段と、 前記反射面および前記拡散反射面に対向して配置され、
主走査方向に光電変換画素が連結されたリニアセンサ
と、 このリニアセンサに接続される検査手段とを有し、 前記リニアセンサは、前記平行光が照射されていると
き、前記反射面および前記拡散反射面上を主走査し、前
記拡散反射面の一方の側からの拡散反射光、前記反射面
からの散乱光、前記拡散反射面の他方の側からの拡散反
射光の順に受光して電気信号に変換し、 前記検査手段は、この電気信号のレベルと第1の閾値と
を比較し、前記電気信号のレベルが変化するエッジと前
記第1の閾値との交点の数により前記反射面を有するワ
ークの散乱光発生部分を欠陥として検出し、 前記リニアセンサは、前記拡散光が照射されていると
き、前記反射面および前記拡散反射面上を主走査し、前
記拡散反射面の一方の側からの拡散反射光、前記反射面
からの反射光、前記拡散反射面の他方の側からの拡散反
射光の順に受光して電気信号に変換し、 前記検査手段は、この電気信号のレベルと第2の閾値と
を比較し、前記電気信号のレベルが変化するエッジと前
記第2の閾値との交点の数により前記反射面を有するワ
ークの反射光低下部分を欠陥として検出することを特徴
とする反射面を有するワークの検査装置。 - 【請求項4】前記検査手段は、前記平行光照射に対する
反射光の電気信号と前記第1の閾値との交点の数が4
個、前記拡散光照射に対する反射光の電気信号と前記第
2の閾値との交点の数が2個のときに、それぞれワーク
が欠陥を有していないと判定することを特徴とする請求
項3記載の反射面を有するワークの検査装置。 - 【請求項5】暗室内に反射面を有するワークの前記反射
面に斜め上方から拡散光を照射し、 前記反射面から反射される前記拡散光の反射光を受光す
る位置に配置され、主走査方向に光電変換画素が連結さ
れたリニアセンサにより、前記反射面上を主走査し、前
記反射面からの反射光を受光して電気信号に変換し、 この電気信号のレベルと閾値とを比較し、前記電気信号
のレベルが変化するエッジと前記閾値との交点の数によ
り前記反射面を有するワークの反射光低下部分を欠陥と
して検出することを特徴とする反射面を有するワークの
検査方法。 - 【請求項6】暗室内に配置され、かつ拡散反射面を有す
る治具上に反射面を有するワークを配置し、 前記反射面および前記拡散反射面に斜め上方から拡散光
を照射し、 前記反射面および前記拡散反射面から反射される前記拡
散光の反射光を受光する位置に配置され、主走査方向に
光電変換画素が連結されたリニアセンサにより、前記反
射面および前記拡散反射面上を主走査し、前記拡散反射
面の一方の側からの拡散反射光、前記反射面からの反射
光、前記拡散反射面の他方の側からの拡散反射光の順に
受光して電気信号に変換し、 この電気信号のレベルと閾値とを比較し、前記電気信号
のレベルが変化するエッジと前記閾値との交点の数によ
り前記反射面を有するワークの反射光低下部分を欠陥と
して検出することを特徴とする反射面を有するワークの
検査方法。 - 【請求項7】1回の主走査につき、前記閾値との交点の
数が2個のときに、ワークが欠陥を有していないと判定
することを特徴とする請求項6記載の反射面を有するワ
ークの検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06340696A JP3668318B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 反射面を有するワークの検査方法およびその装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09257441A true JPH09257441A (ja) | 1997-10-03 |
JP3668318B2 JP3668318B2 (ja) | 2005-07-06 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019100851A (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-24 | 株式会社アセット・ウィッツ | 部品外観自動検査装置 |
JP2019101047A (ja) * | 2019-02-25 | 2019-06-24 | 株式会社アセット・ウィッツ | 部品外観自動検査装置 |
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- 1996-03-19 JP JP06340696A patent/JP3668318B2/ja not_active Expired - Fee Related
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