JPS60228908A

JPS60228908A - 表面欠陥検査方法

Info

Publication number: JPS60228908A
Application number: JP8388884A
Authority: JP
Inventors: Yoshitada Sekine; 関根　慶忠; Fumiki Yokota; 横田　文樹; Wataru Kubota; 窪田　弥
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-11-14

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】及豊欠夏この発明は、例えば自動車の塗装面や鏡面に近い機械加
工物などの被検査物の表面の欠陥を検査するのに最適な
表面欠陥検査方法に関する。

炙未擾４上記のような被検査物の表面における傷、突起。

ブッ、汚れ等の欠陥の検査は、非能率で個人差のある作
業員による目視検査から例えば指向性の強いレーザ光を
利用した自動検査に移動する動向にある。

このレーザ光を利用した自動検査の仕方の一例を第１図
を参照して説明する。

同図において、レーザ発生器１から被検査物の表面２に
照射して正反射させた例えばレーザスポット光ＬＳを、
検出装置乙における集光レンズ４で光電センサとしての
レーザ用フォトダイオード５に集光させて光電変換する
ようにして、おく。

このようにすれば、レーザ光が非常に指向性が強いため
に、被検査物の表面２に傷やブツなどの欠陥があると、
照射されたレーザスポット光ＬＳがそこで散乱して、レ
ーザ用フォトダイオードＳの光電変換出力が変化するた
め、この出力の大小によって表面２の欠陥の有無を検査
できる。

しかしながら、このような従来の検査仕様では。

被検査物の表面２からの正反射光を直接集光レンズ４を
介してレーザ用フォトダイオード５によって検出するよ
うにしていたため、次のような問題があった。

すなわち、正反射光を集光レンズ４を介して直接レーザ
用フォトダイオード５によって検出し得るようにするた
めには、光軸を３次元で非常に精度良く一致（検出精度
にもよるが、凡そ±１５′の角度範囲の合せ精度で一致
）させておく必要があるばかりか、レーザ発生器１．被
検査物の表面２、及び検出装置乙の王者の相対位置関係
も精度良く一定に保つ必要があるなど検査条件が厳しく
、検査装置を構成する上での付帯設備が複雑になる問題
があり、特に検査装置を移動させながら表面欠陥を検査
する検査仕様に不向であった。

また、前述の三者間の相対位置関係を一定に保つことに
関連して、従来の検査仕様では被検査物の表面２を集光
レンズ４の合焦位置に精度良く位置させる必要があるた
め、被検査物の表面２の位置が変った場合、その都度集
光レンズ４の焦点距離を調整する必要があるなどの面倒
もあった。

なお、第１図ではレーザスポット光ＬＳとレーザ用フォ
トダイオード５とを用いた場合に就で述べたが、レーザ
スリット光とラインセンサ（ＣＣＤ又はＰＤＡ）とを用
いた場合でも、上記の問題と全く同様の問題があった。

目　的この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、光軸調整や位置合せなどの検査条件を緩和して付
帯設備の簡素化が計れるようにすると共に、検査装置を
移動させながら表面欠陥を検査する検査仕様にも対応で
きるようにし、しかも面倒な焦点距離調整をも不用にす
ることを目的とする；監−緩そのため、この発明による表面欠陥検査方法にあっては
、被検査物の表面に照射して反射させたレーザ光を拡散
スクリーンに投影して拡散させ、その散乱光を光電セン
サにより検出することによって被検査物の表面を検査す
る。

寒」し匠以下、この発明の実施例を図面の第２図以降を参照しな
がら説明する。

第２図は、この発明による表面欠陥検査方法を適用した
表面欠陥検査装置の一例を示す正面図であり、第３図は
その右側面図である。

両図において、６は基部であり、この基部６の一端部に
レーザ発生器７を、他端部に検出装置８を夫々両者の交
差角が図示のようにθ（鉛直方向に対する傾斜角度は夫
々θ／２）となるように取り付けている。

レーザ発生器７は、例えばＨｅ　−Ｎ　ｅレーザ発生器
であり、先端部に発生したレーザビーム光をレーザスリ
ット光に変換するレンズ系７ａを設けている（ポリゴン
〔回転多面鏡〕でスキャンするようにしても良い）。

検出装置８は、集光レンズ９ａとラインセンサ（光電セ
ンサ）９ｂ等とからなるカメラ部９と、このカメラ部Ｓ
の先端に取り付けられ、先端に固着した透過型の拡散ス
クリーン１０を集光レンズ９ａの合焦位置に位置させる
検出筒１１とによって構成されており、カメラ部９のラ
インセンサＢｂは常に拡散スクリーン１０上の所定部位
、すなわち被検査物の表面（塗装面等の鏡面に近い面）
１２に照射して正反射させたレーザ発生器７からのレー
ザスリット光が投影する部位を撮像するようになってい
る。

透過型の拡散スクリーン１０としては、すりガラスやカ
メラの焦点板として用いられるマット面を利用すること
ができるが、なるべく完全拡散するものを用いることが
望ましい。

なお１図に示す状態では、レーザ発生器７と検出装置８
の光軸は一致している。

また、６ａはこの表面欠陥検査装置を図示しない固定部
や移動装置等に取り付けるための取付盤である。

次に作用及び効果を説明する。

上記のように構成した表面欠陥検査装置によれば、例え
ば第４図に示すように、被検査物の表面１２上のレーザ
照射位置に傷やブツ等の欠陥１２ａがあると、レーザ発
生器７から表面１２に照射されたレーザスリット光ＬＳ
Ｔが、そこで散乱するため、表面１２からの正反射光を
受ける拡散スクリーン１０上には、図示のような欠陥１
２ａに対応するところで切れたスリット像ＳＬが投影さ
れるようになる。

したがって、この拡散スクリーン１０上のスリット像Ｓ
Ｌが投影されている位置を常時撮影しているラインセン
サ９ｂによって表面１２の欠陥１２ａを第５図に示すよ
うなセンサ出力の形で検出することができる。

しかも、ラインセンサ９ｂは、集光レンズ９ａの合焦位
置に配置した拡散スクリーン１ｏで拡散させた第６図に
示すような散乱光ｓｃを受光することによって拡散スク
リーン１０上の投影スリット像ＳＬを撮像しているため
、次のような効果を奏する。

すなわち、集光レンズ９ａの焦点を常時固定にすること
ができるばかりか、拡散によって投影スリット像ＳＬが
拡大されるため、表面１２の欠陥１２、の検出分解能が
向上する。

また、レーザ容土器７と検出装置８との光軸がズしたり
、レーザ発生器７．検出装置８．及び表面１２ａ間の相
対位置関係が変化したりして、拡散スクリーン１０に入
射される正反射光の光路が、例えば第６図に示すように
８１〜ｓ４のように変化しても、拡散スクリーン１０か
らの拡散散乱光ＳＣがラインセンサ９ｂに集光されてい
る限りにおいては、欠陥検出が可能である。

したがって、この事を換言すると、光軸調整や位置合せ
などを非常に精度良く行なわなくとも表面検査が可能に
なることになり、又二次元の投影スリット像ＳＬとライ
ンセンサ９ｂとの位置合せを行なえば良い訳であるから
位置合せ軸数が２軸で済み、それによって検査条件を従
来に比べて緩和することができ、光軸調整や位置合せを
行なう図示しない付帯設備の簡素化を計ることができる
。

また、検査条件が緩和され、上記の付帯設備の簡素化か
計れれば、本装置を第２図、第３図に示す取付盤６ａを
利用して図示しないロボット移動装置に取り付けて１本
装置を移動させながら表面１２の欠陥を検査することが
容易になり、それによって検査対象を広げることができ
る。

ｆ、Ａ＃、ｊ″＆！　＊Ｉｓ　９′Ｉ−ｒ：　ｒ“ｌ”
（７１［１”“１−′１を用いた例に就で述べたが、反
射型の拡散スクリーンを用いることもできる。

但し、その場合光電センサを拡散スクリーンで拡散反射
させたレーザ光を受光できる位置に配置する必要がある
。

また、上記実施例ではレーザ光としてレーザスリット光
を用いた場合に就で述べたが、レーザスポット光を用い
ることもできることは云うまでもなく、又レーザ光の照
射態様を問わす、光電センサとしてエリアセンサを用い
ることもできる。

なお、エリアセンサを用いれば、撮像範囲を広げられる
ので、検査条件をさらに緩和できる。

効−遠以上述べたように、この発明による表面欠陥検査方法に
あっては、被検査物の表面に照射して反射させたレーザ
光を拡散スクリーンに投影して拡散させ、その散乱光を
光電センサにより検出することによって被検査物の表面
を検査するので、光軸調整や位置合せなどの検査条件を
緩和させることができ、それによって光軸調整や位置合
せなどを行なう付帯設備の簡素化が計れる。

また、それによって検査装置を移動させながら表面を検
査する検査仕様にも容易に対応することが可能になる。

さらに、光電センサは拡散スクリーン上を常に撮像すれ
ば良いので、面倒な焦点距離調整を行なわなくても済む
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のレーザ光を用いた表面欠陥検査方法の
原理図、第２図は、この発明を適用した表面欠陥検査装置の一実
施例を示す正面図、第６図は、第２図の右側面図、第４図乃至第６図は、夫々第２図及び第３図に示す実施
例の作用及び効果説明に供する説明図である。１．７・・・レーザ発生器２．１２・・・被検査物の表面３．８・・・検出装置　４，９ａ・・・集光レンズ５・
・・レーザ用フォトダイオード６・・・基部　９・・・カメラ部９ｂ・・・ラインセンサ（光電センサ）１０・・拡散ス
クリーン　１１・・・検出筒第１図第４図ｈンｔ＋カー−１１震１訓ｌ馴胴柵膿［−一第６図手続補正書（自船昭和６０年７月１１　日特許庁長官　志　賀　学　殿 ■、事件の表示特願昭５９−８３８８８号２、発明の名称表面欠陥検査方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人神奈川県横浜市神奈用区宝町２番地（３９９）日産自動車株式会社４、代理人東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５５、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１）明細書第１頁第１９行の「移動する」をｒ移行す
る」と訂正する。（２）同書第７頁第１８行の「１２ａ」を「１２ｊと補
正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

１　被検査物の表面に照射して反射させたレーザ光を拡
散スクリーンに投影して拡散させ、その散乱光を光電セ
ンサにより検出することによって前記被検査物の表面を
検査することを特徴とする表面欠陥検査方法。