JPS61259112A - 粗面検出装置 - Google Patents
粗面検出装置Info
- Publication number
- JPS61259112A JPS61259112A JP10216785A JP10216785A JPS61259112A JP S61259112 A JPS61259112 A JP S61259112A JP 10216785 A JP10216785 A JP 10216785A JP 10216785 A JP10216785 A JP 10216785A JP S61259112 A JPS61259112 A JP S61259112A
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- JP
- Japan
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- light
- unevenness
- inspected
- rough surface
- slit
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は光学的に被液面の粗面を検出する粗面検出装
置に関する。
置に関する。
従来この種の装置として特開５８−３４３１０号公報に
開示されているようなものがある。
開示されているようなものがある。
ｉｌ１図はこのものを示すもので、図においてｌは水平
方向に張り出して設けられた支柱で、この支柱ｌに短円
筒状の受光筒２をその中心軸が垂直方向を向くように設
け、この受光筒２の中心軸上に下向きに受光面を有する
受光素子３を設けている。また、受光筒２の周面に旋回
アーム４を有する環状体５をころがり軸受６を介して水
平面内で回転自在になるように取付け、この旋回アーム
４の先端に光軸が垂直方向に対して所定角度傾いた光源
７を設けている。一方支柱１ｔこモータ８を設け、この
モータ８の回転軸に設けたピニオン９を環状体５の外周
に設けたギア１０に噛合し、モータ８の回転により環状
体５を回転し旋回アーム４を紙百を直角な水平面内で回
転するようにしている。なお１１は旋回アーム４の一回
転を検出するリミットスイッチ１２はリミットスイッチ
１１を作用させるストライカである。
方向に張り出して設けられた支柱で、この支柱ｌに短円
筒状の受光筒２をその中心軸が垂直方向を向くように設
け、この受光筒２の中心軸上に下向きに受光面を有する
受光素子３を設けている。また、受光筒２の周面に旋回
アーム４を有する環状体５をころがり軸受６を介して水
平面内で回転自在になるように取付け、この旋回アーム
４の先端に光軸が垂直方向に対して所定角度傾いた光源
７を設けている。一方支柱１ｔこモータ８を設け、この
モータ８の回転軸に設けたピニオン９を環状体５の外周
に設けたギア１０に噛合し、モータ８の回転により環状
体５を回転し旋回アーム４を紙百を直角な水平面内で回
転するようにしている。なお１１は旋回アーム４の一回
転を検出するリミットスイッチ１２はリミットスイッチ
１１を作用させるストライカである。
しかして受光筒２の中心軸上の受光素子３直下に試料で
ある鋼材１３を配設し、この状態で光源７を点灯すると
ともにモータ８を起動し旋回アーム４を回転する。する
と、光源７より投射された光は鋼材１３の被検面に所定
の傾きθをもって入射されこの百で反射される。この場
合鋼材１３の被検面にメッキが施されていれば反射光は
入射角と等しい角度で反射され受光素子３に入射されな
いが、非メッキ面であれば乱反射によって鋼材１３の面
に垂直な方向にも乱反射が生じ受光素子３１こ入射され
、受光素子３より出力が生ずるようになる。そして、こ
の状態で旋回アーム４を旋回し受光素子３の光軸Ｘのま
わりで３６０°回転すると、鋼材１３の圧延マークがど
の方向を向いていても旋回アーム４の旋回位置のどこか
で光軸Ｘ方向の乱反射が最大になる点が生じる。
ある鋼材１３を配設し、この状態で光源７を点灯すると
ともにモータ８を起動し旋回アーム４を回転する。する
と、光源７より投射された光は鋼材１３の被検面に所定
の傾きθをもって入射されこの百で反射される。この場
合鋼材１３の被検面にメッキが施されていれば反射光は
入射角と等しい角度で反射され受光素子３に入射されな
いが、非メッキ面であれば乱反射によって鋼材１３の面
に垂直な方向にも乱反射が生じ受光素子３１こ入射され
、受光素子３より出力が生ずるようになる。そして、こ
の状態で旋回アーム４を旋回し受光素子３の光軸Ｘのま
わりで３６０°回転すると、鋼材１３の圧延マークがど
の方向を向いていても旋回アーム４の旋回位置のどこか
で光軸Ｘ方向の乱反射が最大になる点が生じる。
したがって、この最大値と予め設定された基準値とを比
較すればこの比較結果より鋼板１３の被検面が非メッキ
面であること、つまり粗面であることを検出できること
になる。
較すればこの比較結果より鋼板１３の被検面が非メッキ
面であること、つまり粗面であることを検出できること
になる。
従来技術においては鋼材の被検面を反射率の異なるもの
と取替えた場合、このときの被検面の状態に応じて基準
値も設定しなおす必要がある。
と取替えた場合、このときの被検面の状態に応じて基準
値も設定しなおす必要がある。
このため常に被検面に応じた設定にしておかないと被検
面を替えたとき誤検出するおそれがあった。
面を替えたとき誤検出するおそれがあった。
また、光源より投射される光は被検■上の極めて狭い範
囲に集光されるため被検面の凹凸の影響を著しく受は易
く正確な粗面検出ができない欠点もあった。この発明は
このような問題点に着目してなされたもので被検面の反
射率の変化や粗面の凹凸に影響されることなく正確に粗
面を検出できる粗面検出装置を提供することを目的とす
る。
囲に集光されるため被検面の凹凸の影響を著しく受は易
く正確な粗面検出ができない欠点もあった。この発明は
このような問題点に着目してなされたもので被検面の反
射率の変化や粗面の凹凸に影響されることなく正確に粗
面を検出できる粗面検出装置を提供することを目的とす
る。
この発明にかかる粗面検出装置は第１図に示すように被
検面２１に対応して光源２３を設け、この光源２３より
被検面２１に投射される投射光の光径を光径調節手段２
２にて被検面２１の凹凸の平均周期以上として、この投
射光の反射光量を受光手段２７にて受光し、この状態で
被検面２１の凹凸変化前の光量状態を記憶する記憶手段
２９の出力と凹凸変化後の光景状態の差を差動手段２８
にて検出し、この手段２８の出力より検出手段３１によ
り粗面を検出するようにしている。
検面２１に対応して光源２３を設け、この光源２３より
被検面２１に投射される投射光の光径を光径調節手段２
２にて被検面２１の凹凸の平均周期以上として、この投
射光の反射光量を受光手段２７にて受光し、この状態で
被検面２１の凹凸変化前の光量状態を記憶する記憶手段
２９の出力と凹凸変化後の光景状態の差を差動手段２８
にて検出し、この手段２８の出力より検出手段３１によ
り粗面を検出するようにしている。
以下この発明の第１の実施例を図面に従い説明する。
第２図ζこおいて２１は被検面で、この被検面は図示Ｘ
方向に移動自在にしている。また、この被検面２１にス
リット２２を介して光源２３を相対向して設けている。
方向に移動自在にしている。また、この被検面２１にス
リット２２を介して光源２３を相対向して設けている。
この場合、スリット２２は第３図に示すよう−こ被検面
２１のＸ方向の凹凸の平均周期をＤｘとしたときスリッ
ト２２を通して被検面２１に投射される投射光２４の光
径が凹凸平均周期Ｄｘ以上になるようｇ７Ｊｃ４図（ａ
ｌ又は巾）に示すスリット部２２１の径ＤＸ を形成
している。
２１のＸ方向の凹凸の平均周期をＤｘとしたときスリッ
ト２２を通して被検面２１に投射される投射光２４の光
径が凹凸平均周期Ｄｘ以上になるようｇ７Ｊｃ４図（ａ
ｌ又は巾）に示すスリット部２２１の径ＤＸ を形成
している。
被検面２１への投射光２４の正反射光２５の軸上に受光
レンズ２６を設け、このレンズ２６の焦点位置ζこ受光
部２７を設けている。この受光部２７は差動回路２８の
一方入力端子に直接接続するとともにホールド回路２９
を介して上記差動回路２８の他方入力端子に接続してい
る。ここで、ホールド回路２９は被検面２１の凹凸変化
前の受光部２７の光量状態を記憶するものである。また
差動回路２８は凹凸変化前の光量状態と変化後の光景状
態との差を出力するものである。
レンズ２６を設け、このレンズ２６の焦点位置ζこ受光
部２７を設けている。この受光部２７は差動回路２８の
一方入力端子に直接接続するとともにホールド回路２９
を介して上記差動回路２８の他方入力端子に接続してい
る。ここで、ホールド回路２９は被検面２１の凹凸変化
前の受光部２７の光量状態を記憶するものである。また
差動回路２８は凹凸変化前の光量状態と変化後の光景状
態との差を出力するものである。
ホールド回路２９にはタイミング回路３０を接続してい
る。このタイミング回路３０は被検面２１での凹凸変化
が変化前か変化後かを検出しこの検出結果によりホール
ド回路２９の状態を変えるものである。
る。このタイミング回路３０は被検面２１での凹凸変化
が変化前か変化後かを検出しこの検出結果によりホール
ド回路２９の状態を変えるものである。
上記差動回路２８に表示回路３１を接続している。この
表示回路３１は差動回路２８の出力をモニターする機能
や差動回路２８の出力が一定レベルになると外部ｌこ出
力を発する機能を有し粗面を検出するようにしている。
表示回路３１は差動回路２８の出力をモニターする機能
や差動回路２８の出力が一定レベルになると外部ｌこ出
力を発する機能を有し粗面を検出するようにしている。
次にその作用を述べる。
いま、光源２３が点灯されると出射された投射光２４が
スリット２２を介して被検面２１上に投射され、ここで
の正反射光２５が受光レンズ２６を介して受光部２７に
て受光される。
スリット２２を介して被検面２１上に投射され、ここで
の正反射光２５が受光レンズ２６を介して受光部２７に
て受光される。
この状態で、被検面２１がＸ方向に移動される。
すると、被検面２１の凹凸変化により受光部２７での受
光光量に変化を生じるが、この状態でホールド回路２９
にて記憶された凹凸変化前の光量状態と凹凸変化後つま
り現状の受光部２７での光量状態との差が差動回路２８
にて検出される。そして、この差動回路２８の出力が表
示回路３１に与えられここでモニターされるとともに差
動回路２８の出力が一定レベルになると外部に出力が発
せられ凹凸面つまり粗面が検出されることになる。
光光量に変化を生じるが、この状態でホールド回路２９
にて記憶された凹凸変化前の光量状態と凹凸変化後つま
り現状の受光部２７での光量状態との差が差動回路２８
にて検出される。そして、この差動回路２８の出力が表
示回路３１に与えられここでモニターされるとともに差
動回路２８の出力が一定レベルになると外部に出力が発
せられ凹凸面つまり粗面が検出されることになる。
この場合、光源２１からの投射光２４はスＩＪ ット２
２を通して被検面２１の凹凸周期Ｄｘ以上の光径に成型
され被検面２１上に投射されるため被検面２１での反射
光は凹凸での反射強度を平均化したものになるので被検
面２１での凹凸の影響を余り受けることがなくなり正確
な粗面検出を行なうことができる。また、被検面２１の
凹凸変化前の光量状態と変化後の光量状態の差つまり凹
凸変化前後の差のみより粗面が検出されるので被検面２
１の反射率の影響も受けることがなくなり誤検出を防止
することができる。
２を通して被検面２１の凹凸周期Ｄｘ以上の光径に成型
され被検面２１上に投射されるため被検面２１での反射
光は凹凸での反射強度を平均化したものになるので被検
面２１での凹凸の影響を余り受けることがなくなり正確
な粗面検出を行なうことができる。また、被検面２１の
凹凸変化前の光量状態と変化後の光量状態の差つまり凹
凸変化前後の差のみより粗面が検出されるので被検面２
１の反射率の影響も受けることがなくなり誤検出を防止
することができる。
次に第５図はこの発明の第２の実施例を示すものである
。
。
この場合、第１の実施例では受光レンズ２６および受光
部２７が投射光２４の正反射光２５の光軸上に配設して
いたが、この第２の実施例では正反射光の光軸以外の軸
上に受光レンズ２６を配設し、このレンズ２６の集光点
に受光部２７を配設する。そ、の他は第１の実施例と同
様であり同一部分には同符号を付して説明を省略する。
部２７が投射光２４の正反射光２５の光軸上に配設して
いたが、この第２の実施例では正反射光の光軸以外の軸
上に受光レンズ２６を配設し、このレンズ２６の集光点
に受光部２７を配設する。そ、の他は第１の実施例と同
様であり同一部分には同符号を付して説明を省略する。
このようにすると被検面２１に投射される投射光２４の
乱反射光を検出するようになるため被検面２１に上下方
向の変動が生じても受光量変化が少なくムリ高精度の粗
面検出を行なうことができる。
乱反射光を検出するようになるため被検面２１に上下方
向の変動が生じても受光量変化が少なくムリ高精度の粗
面検出を行なうことができる。
次に、第６図はこの発明の第３の実施例を示すものであ
る。
る。
この場合第１の実施例のスリット２２に代えて投光レン
ズ３２を設けている。ここで、かかる投光レンズ３２は
第４図（ａ）に示すスリット部に対応するシリンドリカ
ルレンズ又は第４図（ｂ）に示すスリット部に対応する
円レンズにより構成されている。その他は第１の実施例
と同様であり同一部分には同符号を付して説明を省略す
る。
ズ３２を設けている。ここで、かかる投光レンズ３２は
第４図（ａ）に示すスリット部に対応するシリンドリカ
ルレンズ又は第４図（ｂ）に示すスリット部に対応する
円レンズにより構成されている。その他は第１の実施例
と同様であり同一部分には同符号を付して説明を省略す
る。
このようにすると、光源２３より出射される光を効率よ
く被検面２１上に投射することができるのでより正確な
粗面検出を期待できる。
く被検面２１上に投射することができるのでより正確な
粗面検出を期待できる。
次に、第７図はこの発明の第４の実施例を示すものであ
る。
る。
この場合被検面２１と光源２３の間にスリット３３、受
光部３４および投受光レンズ３５を配設している。ここ
でスリット３３は第８図（ａｌに示すようにＸ方向およ
びＸ方向に夫々複数のスリット部３３１を有するもの、
あるいは同図（ｂ）に示すようにＸ方向、Ｘ方向および
２方向Ｉこ夫々複数のスリット部３３１を有するものを
用いている。この場合スリット３３の各スリット部３３
１の径Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄ２は被検面２１に投射される投射
光の光径が被検面２１の凹凸平均周期以上になるような
大きさに設定している。その他は第１の実施例と同様で
あり同一部分には同符号を付して説明を省略する。
光部３４および投受光レンズ３５を配設している。ここ
でスリット３３は第８図（ａｌに示すようにＸ方向およ
びＸ方向に夫々複数のスリット部３３１を有するもの、
あるいは同図（ｂ）に示すようにＸ方向、Ｘ方向および
２方向Ｉこ夫々複数のスリット部３３１を有するものを
用いている。この場合スリット３３の各スリット部３３
１の径Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄ２は被検面２１に投射される投射
光の光径が被検面２１の凹凸平均周期以上になるような
大きさに設定している。その他は第１の実施例と同様で
あり同一部分には同符号を付して説明を省略する。
このようにすると光源２３より出射された光はスリット
３３、投受光レンズ３５を介して被検面２１上にある角
度θをもって投射される。この場合板に第８図（ｂ）の
スリット３３を用いるとすると第９図に示すように検出
したいＸｔ）’、ｚの各方向に対応して、これら方向の
凹凸の平均周期Ｄｘ、 Ｄｙ、Ｄ２以上の光径の投射光
２４が夫々投射される。そしてこれら投射光２４の反射
光２５が投受光レンズ３５にて集光され受光部３４に与
えられ、以下筒１の実施例と同様にして粗面検出が行な
われる。
３３、投受光レンズ３５を介して被検面２１上にある角
度θをもって投射される。この場合板に第８図（ｂ）の
スリット３３を用いるとすると第９図に示すように検出
したいＸｔ）’、ｚの各方向に対応して、これら方向の
凹凸の平均周期Ｄｘ、 Ｄｙ、Ｄ２以上の光径の投射光
２４が夫々投射される。そしてこれら投射光２４の反射
光２５が投受光レンズ３５にて集光され受光部３４に与
えられ、以下筒１の実施例と同様にして粗面検出が行な
われる。
この場合、受光部３４は投受光レンズ３５にて集光され
る反射光２５のうちで必要とする範囲をカバーする大き
さのものを用いればよいが、大きさを変えられない場合
は受光部３４にレンズを組込むようにすればよい。
る反射光２５のうちで必要とする範囲をカバーする大き
さのものを用いればよいが、大きさを変えられない場合
は受光部３４にレンズを組込むようにすればよい。
したがって、このようにすれば多方向からの投射により
被検面２１上の多方向の凹凸を検出できる。この場合、
ｘ、ｙ、ｚの３方向よりさらに多くの方向の凹凸を検出
するには第１０図に示すようなリング状スリット部３３
１を有するスリット３３を用いれば全方向について高精
度な凹凸検出を行なうことができる。
被検面２１上の多方向の凹凸を検出できる。この場合、
ｘ、ｙ、ｚの３方向よりさらに多くの方向の凹凸を検出
するには第１０図に示すようなリング状スリット部３３
１を有するスリット３３を用いれば全方向について高精
度な凹凸検出を行なうことができる。
なお、この発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を変
更しない範囲で適宜変形して実施できる。
更しない範囲で適宜変形して実施できる。
例えば第３の実施例のものを第２の実施例の構成のもの
に適用することもできる。また、上述では被検面上の投
射光の光径を凹凸平均周期以上になるようにしたが凹凸
の最大周期以上ζこすればさら−こ精度を向上させるこ
ともできる。ざらζこ上述では被検面を移動するように
したが光源および受光部側を移動するよう番こしてもよ
い。
に適用することもできる。また、上述では被検面上の投
射光の光径を凹凸平均周期以上になるようにしたが凹凸
の最大周期以上ζこすればさら−こ精度を向上させるこ
ともできる。ざらζこ上述では被検面を移動するように
したが光源および受光部側を移動するよう番こしてもよ
い。
この発明によれば被検面の反射率が変化してもこれによ
る影響を受けることがなくなり誤検出を防止できる。ま
た、被検面からの反射光は凹凸面での反射強度を平均化
したものとして得られるので凹凸による影響も受けるこ
とがなく、正確な粗面検出を行なうことができる。
る影響を受けることがなくなり誤検出を防止できる。ま
た、被検面からの反射光は凹凸面での反射強度を平均化
したものとして得られるので凹凸による影響も受けるこ
とがなく、正確な粗面検出を行なうことができる。
第１図はこの発明を説明する図、第２図はこの発明の第
１の実施例を示す概略的構成図、第３図は同実施例を説
明するための図、第４図（ａｌ （ｂ）は夫々同実施例
に用いられるスリットを示す正面図、第５図はこの発明
の第２の実施例を示す概略的構成図、第６図はこの発明
の第３の実施例を示す概略的構成図、第７図はこの発明
の第４の実施例を示す概略的構成図、第８図（ａｌ （
ｂｌは夫々同実施例に用いられるスリットを示す正面図
、第９図は同実施例を説明するための図、第１０図は同
実施例に用いられる異なるスリットを示す正面図、第１
１図は従来の粗面検出装置の一例を示す概略的構成図で
ある。 ２１・・・被検面 ２２・・・光径調節手段２３
・・・光源 ２７・・・受光手段２８・・・差
動手段 ２９・・・記憶手段３１・・・検出手段 ・ご〜ユ辷−ト 第１図 第２図 −−−一一疋 第３図 □疋 ｉ 第５図 嘴−ｍ−χ 第６図 第７図 第８図 １］ 第１０図 第１１図
１の実施例を示す概略的構成図、第３図は同実施例を説
明するための図、第４図（ａｌ （ｂ）は夫々同実施例
に用いられるスリットを示す正面図、第５図はこの発明
の第２の実施例を示す概略的構成図、第６図はこの発明
の第３の実施例を示す概略的構成図、第７図はこの発明
の第４の実施例を示す概略的構成図、第８図（ａｌ （
ｂｌは夫々同実施例に用いられるスリットを示す正面図
、第９図は同実施例を説明するための図、第１０図は同
実施例に用いられる異なるスリットを示す正面図、第１
１図は従来の粗面検出装置の一例を示す概略的構成図で
ある。 ２１・・・被検面 ２２・・・光径調節手段２３
・・・光源 ２７・・・受光手段２８・・・差
動手段 ２９・・・記憶手段３１・・・検出手段 ・ご〜ユ辷−ト 第１図 第２図 −−−一一疋 第３図 □疋 ｉ 第５図 嘴−ｍ−χ 第６図 第７図 第８図 １］ 第１０図 第１１図
Claims (6)
- （１）被検面と、この被検面に対応して設けられた光源
と、この光源より被検面に投射される投射光の光径を被
検面の凹凸の平均周期以上になるようにする光径調節手
段と、被検面への投射光の反射光量を受光する手段と、
上記被検面の凹凸変化前の光量状態を記憶する手段と、
この記憶手段の出力と上記被検面の凹凸変化後の光量状
態との差を出力する差動手段と、この手段の出力より粗
面を検出する手段とを具備したことを特徴とする粗面検
出装置。 - （２）上記光径調節手段はスリット又は投光レンズより
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粗面
検出装置。 - （３）上記受光手段は被検面に投射される投射光の正反
射光軸上に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の粗面検出装置。 - （４）上記受光手段は被検面に投射される投射光の正反
射光軸以外の軸上に設けられたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の粗面検出装置。 - （５）上記スリットはｘ、ｙ方向又はｘ、ｙ、ｚ方向に
夫々スリット部を有することを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の粗面検出装置。 - （６）上記スリットはリング状のスリット部を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の粗面検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10216785A JPS61259112A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 粗面検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10216785A JPS61259112A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 粗面検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61259112A true JPS61259112A (ja) | 1986-11-17 |
Family
ID=14320147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10216785A Pending JPS61259112A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 粗面検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61259112A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0344770U (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-25 | ||
| US5229835A (en) * | 1991-08-07 | 1993-07-20 | Hughes Aircraft Company | Optical monitoring |
| US6781688B2 (en) * | 2002-10-02 | 2004-08-24 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Process for identifying defects in a substrate having non-uniform surface properties |
| WO2005116579A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Oy Ekspansio Engineering Limited | Inspection of wood surface roughness |
| JP2009074846A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Honda Motor Co Ltd | 接触センサ |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP10216785A patent/JPS61259112A/ja active Pending
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