JPH0981736A

JPH0981736A - 傷検査装置

Info

Publication number: JPH0981736A
Application number: JP7231699A
Authority: JP
Inventors: Yasukazu Sano; 安一佐野; Naoki Kaiho; 直樹海保
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】検出精度を上げて信頼性を向上させ、空間占
有率を小さくし、かつ位置ずれ補正を容易にする。【解決手段】被検査部材１に光源２からの光を当て、
その反射光を撮像装置（ＣＡＭＥＲＡ）で撮像して傷の
有無を検出するに当たり、ＣＡＭＥＲＡを図示の如く例
えば３台（３１〜３３）設けることにより、検出精度を
上げられるようにし、信頼性を向上させる。このとき、
ビームスプリッタ４１〜４３を介在させることで、空間
占有率を小さくする。さらに、ＣＡＭＥＲＡ３１〜３３
の出力から位置ずれ補正量を求め、その量に応じてメモ
リの読み出しアドレスを決定することで、機械的な手法
によらず簡単に位置ずれ補正を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋼板やフィルム
等の長尺物、または円板状部材等の表面の傷を光学的に
検査するための傷検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９にこの種の従来例を示す。これは、
被検査部材１の表面を光源２により照射し、被検査部材
１の或るライン上からの反射光をテレビカメラなどの撮
像装置３によって撮像し、その撮像画像から傷の有無を
検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１つの
撮像装置では傷の大きさ，種類などによっては検出でき
ない場合があることが指摘されている。つまり、１つの
撮像装置では検出精度が上がらず信頼性に乏しいという
問題がある。したがって、この発明の課題は、撮像装置
を複数個設けることで検出精度を高めて信頼性を向上さ
せること、また、撮像装置を複数個設けた場合の空間専
有率を小さくすること、さらには、撮像装置を複数個設
けた場合の各撮像装置の位置ずれ補正を容易にすること
などにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明では撮像装置を２つ以上設ける。これによ
り、１つでは検出できない場合でも他の撮像装置で検出
できることもあることから、検出精度が上がり信頼性が
増大する。また、ビームスプリッタを介在させることに
より、撮像装置の空間専有率を小さくし、ビームスプリ
ッタの透過と反射の関係を選択することで、撮像装置へ
の入射光量を互いにほぼ等しくする。さらに、各撮像装
置を介して得られる出力から、相互の位置ずれ量を求
め、これに応じてメモリ上のアドレスを決定すること
で、位置ずれ量を容易に補正し得るようにする。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す概要図である。すなわち、光源２と複数台（こ
こでは、３台とする）の撮像装置（テレビカメラ：ＣＡ
ＭＥＲＡ）３１〜３３を配置して構成される。なお、１
は鋼板等の被検査部材である。つまり、図１では例えば
撮像装置３２を、光源３からの入射光に対する正反射位
置のほぼ中心線上に配置し、この中心線に対しそれぞれ
所定角度（ここでは例えば１°）ずつ傾けて他の撮像装
置３１，３３を配置するようにしたものである。

【０００６】図２はこの発明の第２の実施の形態を示す
概要図である。これは、図１に示すものが高さ方向（紙
面の上下方向）に或る大きさを必要とし大型化するの
で、高さ方向を低くするようにし空間専有率を小さくす
るものである。すなわち、被検査部材２からの反射光路
内に、光を分岐・結合するためのビームスプリッタ４１
〜４３を配置し、反射光路をビームスプリッタ４２を中
心に互いに少しずつ変えることにより、テレビカメラ３
１〜３３を鉛直方向に重ねて設置し得るようにしたもの
である。

【０００７】図２のようなビームスプリッタを用いるに
当たっては、光の分岐・結合の割合を例えば図３のよう
にすることで、各テレビカメラ３１〜３３の入射光量を
ほぼ等しくすることができる。すなわち、３台のテレビ
カメラ３１〜３３を設けるものとすれば、ビームスプリ
ッタ４１〜４３の被検査部材１に近いものから順に、光
の透過対反射の割合をそれぞれ２対１，１対１，０対１
とする。こうすれば、全入射光量をＬとして、テレビカ
メラ３１，３２，３３の入射光量はそれぞれほぼＬ／３
ずつとすることができる。なお、最上段のビームスプリ
ッタ４１は反射鏡であるが、ここでは１００％反射形
（０％透過形）のビームスプリッタと呼ぶこととする。

【０００８】ところで、複数台のテレビカメラを用いる
場合は、各テレビカメラが被検査部材の同じ位置（ライ
ン）を観察することが必要とされる。このため、機械的
に調整することがまず考えられるが、テレビカメラ等の
大きさに比べて視野の調整量が極端に小さなオーダとな
るため、機械的な調整は現実的ではない。そこで、この
発明では以下のようにする。図４はこの発明による位置
調整原理を説明するための説明図である。

【０００９】これは、図２のような構成で位置調整を行
なう場合の例で、１は円板状の被検査部材、３１〜３５
はテレビカメラ（ＣＡＭＥＲＡ）、４１〜４５はビーム
スプリッタ、５は標準パターンである。すなわち、位置
調整時には被検査部材１の近傍に標準パターン５を配置
する。この標準パターン５は図５に示すように、中心部
に矩形状のくり抜き部５１を持つ基板上に、「ハ」の字
形のパターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ２１およびＰ２２を形
成して構成され、この標準パターン５を被検査部材１に
接するように配置しテレビカメラ３１〜３５にて撮像す
る。

【００１０】テレビカメラ３１〜３５で撮像して得た出
力（図４（イ）参照）を、図示されない画像処理装置の
メモリに格納し、メモリに格納されたデータにもとづ
き、或るデータを基準として他のデータの回転方向（ｙ
方向）ずれ，半径方向（ｘ方向）ずれおよびスキューず
れを含む位置補正量をそれぞれ検出する（図４（ロ）参
照）。このとき、観測ラインと撮像装置の分解能，走査
速度などの関数となる位置補正量と、メモリの位置（ア
ドレス）との関係には一定の関係があるので、位置補正
量が検出されれば、その量に応じてメモリ上の位置関係
を決定することができる（図４（ハ）参照）。

【００１１】位置補正量について具体的に説明する。図
６は撮像視野と２つのテレビカメラによる出力の関係を
示すもので、２のテレビカメラによる出力が回転方向
（ｙ方向）にずれていて、例えば一方のテレビカメラの
視点が走査ラインＬ１、他方のテレビカメラの視点が走
査ラインＬ２にあるとすると、前者の場合のテレビカメ
ラの出力はの如くなり、後者の場合の出力はのよう
になる。

【００１２】カメラ出力とカメラ出力とのｙ方向の
ずれ（Δｙ）は、カメラ出力とカメラ出力との基準
点からの時間差をｔｙ、標準パターン５のパターンＰ１
２，Ｐ２２が水平ラインとなす角度をθ１として、 Δｙ＝ｋ・ｔｙ・ｔａｎθ１ …（１）と表わすことができる。ここで、ｋは１ライン当たりの
走査時間およびテレビカメラの分解能等にて定まる定数
であり、ｔｙは計測できるので、Δｙは上記（１）式の
関係から求めることができる。

【００１３】そして、２つのカメラ出力のｙ方向のずれ
が分かれば、その量に応じたメモリ上のずれ量も分かる
ので、メモリに予め格納されている一方のカメラ出力を
基準にして、他方の出力のメモリ上の読み出しアドレス
を決定することにより、撮像装置のｙ方向のずれを補正
することが可能となる。なお、２つの出力の位置関係は
図６に示すｔｄ１とｔｄ２の差、つまり（ｔｄ１−ｔｄ
２）の正負から知ることができる。また、θ１は通常４
５°に選ばれるので、（１）式は、 Δｙ＝ｋ・ｔｙ …（２）の如く簡略化され、ｙ方向の値をあたかもｘ方向の量の
如く扱うことが可能となる。

【００１４】図７は半径（ｘ）方向のずれを説明するた
めの説明図である。これも図６と同様であるが、この場
合は単にカメラ出力とカメラ出力との時間的な差、 Δｘ＝ｋ・ｔｘ …（３）として得られる。つまり、ｔｘを計測するだけで、ｘ方
向のずれ量を求めることが可能となる。なお、２つの出
力の位置関係はｔｘが正か、負かで決定されることにな
る。

【００１５】図８はスキューずれを説明するための説明
図である。ずれ角度をθ２とすると、図８に示すカメラ
出力とカメラ出力との時間的な差をｔｘ、出力の
起点から標準パターンのパターンＰ２２を検出するまで
の時間をｔとして、ｔａｎθ２＝ｔｘ・ｔａｎθ１／ｔ …（４）と表わすことができ、θ１を４５°とすれば、ｔａｎθ２＝ｔｘ／ｔ …（５）となる。なお、どちら方向のスキューずれかは図８に示
す、（ｔｄ１−ｔｄ２）が正か負かにより知ることがで
きる。

【００１６】このように、回転方向（ｙ方向）ずれ，半
径方向（ｘ方向）ずれまたはスキューずれを含む位置補
正量を検出し、この量に応じてメモリ上の位置関係を決
定するのは、上述の通りである。また、以上ではテレビ
カメラを３台または５台設ける例について説明したが、
一般には２つ以上設ければ良いことは容易に類推可能で
ある。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、撮像装置を複数台設
けるようにしたので、１つではだけでは観測されない場
合でも他のもので検出できることもあることから、検出
精度を上げることができ信頼性を向上させることが可能
になる。また、撮像装置（テレビカメラ等）の配置を工
夫することで、空間専有率を小さくすることが可能とな
る利点もある。加えて、機械的でなく記憶された画像上
の操作だけで、簡単に撮像装置における各種の位置ずれ
を補正することが可能となる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１の実施の形態を示す概要図
である。

【図２】この発明による第２の実施の形態を示す概要図
である。

【図３】図２に示す各ビームスプリッタの透過／反射の
割合を説明するための説明図である。

【図４】この発明による位置調整原理を説明するための
説明図である。

【図５】標準パターンを説明するための説明図である。

【図６】図４における回転（ｙ）方向ずれを説明するた
めの説明図である。

【図７】図４における半径（ｘ）方向ずれを説明するた
めの説明図である。

【図８】図４におけるスキューずれを説明するための説
明図である。

【図９】従来例を示す概要図である。

【符号の説明】

１…被検査部材、２…光源、３１〜３５…撮像装置（テ
レビカメラ）、４１〜４３…ビームスプリッタ、５，Ｐ
１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２…標準パターン、５１…
くり抜き部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源により被検査部材の表面を照射し、
被検査部材の同一ライン上からの反射光を複数の撮像手
段にて撮像し、得られた撮像画像から被検査部材の傷の
有無を検出可能にしたことを特徴とする傷検査装置。
【請求項２】前記光源からの入射光に対する正反射位
置を中心に、所定角度ずつ円弧状にずらして前記複数の
撮像手段を配置することを特徴とする請求項１に記載の
傷検査装置。
【請求項３】前記光源からの入射光に対する反射位置
を中心に所定角度ずつずらしてビームスプリッタを配置
し、このビームスプリッタにより分岐または反射された
反射光を、鉛直方向に互いに重ねて配置された前記複数
の撮像手段に導くことを特徴とする請求項１に記載の傷
検査装置。
【請求項４】前記各ビームスプリッタの透過と反射の
比率をそれぞれ選択することにより、各撮像手段への入
射光量を互いにほぼ等しくすることを特徴とする請求項
３に記載の傷検査装置。
【請求項５】光源により被検査部材の表面を照射し、
被検査部材の同一ライン上からの反射光を複数の撮像手
段により撮像して所定のメモリに記憶し、記憶された撮
像画像から被検査部材の傷の有無を検出するに当たり、
前記同一ラインの近傍に配置された基準パターンを各撮
像手段により撮像し、或る撮像手段からの出力を基準と
して他の撮像手段からの出力との差をそれぞれ求め、こ
の差の量に応じて前記メモリに記憶されている撮像画像
データの読み出しアドレスを決定し、各撮像手段の位置
ずれを補正可能にしたことを特徴とする傷検査装置。