JPS63118641A - 光学式傷判別装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、被加工物の表面を光学的に検査し傷の判別を
行う装置に関する。

従来の技術 機械加工された物体の表面に傷があるかどうか検査する
ため、光学式傷判別装置を使用することは周知である。

このような傷判別装置は、例えばＣＣＤカメラを有し、
カメラの出力信号が所定のレベルを下回った時、傷があ
ったものと判断する、またカメラの連続した出力信号を
微分し、この微分値が所定のレベルを上回った時、傷が
あったと判断することもできる。

被計測物の表面のラスタ走査は、機械的手段によって行
うこともできる０例えば波計ａ′ｍ物が円柱状の物体で
ある場合、被計測物を軸の回りで回転させ、光電変換素
子をこの軸に平行に動かせばよい、この場合光電変換素
子は単なるフォトセルでよい。

発明が解決しようとする問題点 このような方法により被計測物の表面を走査する場合、
走査の分解能を高くして小さい傷を検出しようとすると
、傷判別装置は、被計測物の表面の細かい凹凸に応答し
てしまう、またその場合光電変換素子の出力信号の振幅
も小さくなるので、電気回路素子の発生する雑音と信号
との区別も難しくなる。一方分解能をある程度低くして
細かい凹凸に応答しないようにすると、傷判別装置は、
小さな傷を見落としてしまう、従って傷判別装置は、そ
のつど被計測物の表面の粗さに合わせて検出の閾値を調
節しなければならない。

しかしながら通常被計測物の表面の粗さはあらかじめわ
かっているわけではないので、この調節のためには、手
間のかかるテストが必要である。

しかも被計測物の表面の粗さが一定していない場合には
、この調節は事実上不可能である。

本発明の目的は、被計測物の表面の粗さを考慮する必要
なしに、高い分解能で傷の検査を行うことができる光学
式海判別装置を構成することにある。

問題点を解決するための手段 本発明によればこの目的は次のようにして達成される。

すなわち波計ａｌ物との間の相対運動により被計測物の
異なった位置からの反射光をｌ１ｌｌ’ｌに受け取る光
電変換素子が設けられており、この光電変換素子の後に
、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄ変換器およびシフトレ
ジスタが縦続接続されており、またシフトレジスタのそ
れぞれの段に入力端子を接続した加算器が設けられてお
り、加算器の出力を一時記憶するメモリ、および加算器
の出力とメモリの出力を比較する比較器が設けられてい
る。

被計測物と光電変換素子の間の相対運動は機械的に行わ
れるとは限らない、一般的に言えば、光電変換素子は、
ラスタ操作により被計測物の異なった位置からの反射光
を順に受け取る。そのため例えばＣＣＤカメラを使用す
れば、電気的操作により相対運動が行われる。

もちろん相対運動は、次のようにして機械的に行うこと
もできる。すなわち光電変換素子と波計ｉ１ｍ物のいず
れか一方が第１の方向に繰り返し運動し、他方が第１の
方向に直交する第２の方向に運動する。

作用 本発明は、傷による信号の変化は特定のパターンで生じ
るが、表面の凹凸による信号の変化はランダムなパター
ンを有するという性質を利用している。従って複数のサ
ンプル点の信号を加算した場合、傷による信号の変化成
分は累積するが、表面の凹凸による変化成分は、一部相
殺され、傷による成分程は増大しない、その際傷による
信号変化成分を強調することができる。

波計１ｇ物の表面を走査して得られた連続信号は、サン
プルホールド回路において個別の標本点に区切られる。

それぞれの標本点に対応する信号は、Ａ／Ｄ変換器にお
いてデジタル信号に変換される。このデジタル信号は順
にシフトレジスタに読み込まれる。その際シフトレジス
タのそれぞれの段は、デジタル信号のビット数に相当す
る数のセルからなる。

加ｎ３は、シフトレジスタ内にその時存在するすべての
デジタル値の合計を計算する。この合計値は、遅延素子
として動作するメモリに一時記憶され、すなわち遅延線
を介して一定の時間遅延される。比較器は、加算器から
出力される合計値と遅延された合計値を比較し、両者の
差が所定のレベルな上回った場合、傷が存在したものと
判断する。

実施例 本発明の実施例を以下図面により説明する。

波計Ｊｌｅ１１は、ここでは円柱形の物体であるものと
する。計測の際に被計測物１は、軸のまわりで回転し、
かつ同時に軸方向に動かされる。′ｆ１１．計ｉＴｌ物
１に対向してレーザーダイオード２とフォトダイオード
３が配置されている。

レーザーダイオード２は、被計測物１に向けて集束した
光ビームを発生する。この光ビームは、被計測物１の表
面で反射され、フォトダイオード３に入射する。その際
フォトダイオード３は、入射光量に比例した大きさの出
力信号を発生する。

フォトダイオード３の後には、サンプルホールド回路４
、Ａ／Ｄ変換器５およびシフトレジスタ６が縦続接続さ
れている。サンプルホールド回路４、Ａ／Ｄ変換器５お
よびシフトレジスタ６のクロック端子には、共通のクロ
ック発生器７が接続されている。シフトレジスタ６は、
Ｆｉ数個（ｍ）４Ｅ列に設けられており、がっそれぞれ
複数個（ｎ）の段と有する。

フォトダイオード３の出力信号は、サンプルホールド回
路４において採水化される。この標本値は、Ａ／Ｄ変換
器５においてｍビットのデジタル信号に変換される。こ
のデジタル信号は、並列に設けられたｍ個のシフトレジ
スタ６の第１の段６１に入力され、順にシフトされ、か
つ最後の段６ｎから廃棄される。標本化からシフトまで
の一連の動作は、クロック発生器７のクロック信号によ
ってタイミング制御されている。

シフトレジスタ６のそれぞれの段６１，６１゜・・・、
６ｎの出力端子は、加算器８が接続されている０図には
詳細に示されていないが、並列に設けられたｍ個ｎ段の
シフトレジスタ６から加算器８に、ｎｌ［ｉのｍビット
デジタル信号が供給され、加算器８はこれらのデジタル
信号の和を形成する。。

加算器８の出力端子は、一方において直接引き算器１０
の第１の入力端子に接続され、他方において遅延線９を
介して引き算器１０の第２の入力端子に接続されている
。それにより引き算器１０は、現在の加算器８の出力と
一定の時間だけ前の加算器８の出力との差を形成する。

この差は、比較器１］において基準値Ｒ１と比較され、
この差が基準値Ｒ１より大きかった場合、傷検出信号を
発生する。

その他に加算器８の出力は、別の比較器１２゜１３にも
供給され、これら比較器１２．１３においてそれぞれ基
準値Ｒ２，Ｒ３と比較される。それによりフォトダイオ
ード３が受け取った光の量が所定の範囲内にあるかどう
かがチェックされる、光の量が、所定の範囲から外れて
いる場合には、傷判別装置自体に異常があると考えられ
る。

発明の効果 本発明による傷判別装置によれば、被計測物の表面が粗
い場合にも小さな傷まで高精度で検出することができる
。その際はとんどの場合被計測物の表面の粗さに合わせ
て傷判別装置を調節する必要はない、それにより簡単な
手続で高精度の計測を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による傷判別装置の実施例を示すブロック
図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被計測物との間の相対運動により被計測物の異な
   った位置からの反射光を順に受け取る光電変換素子が設
   けられており、この光電変換素子の後に、サンプルホー
   ルド回路、Ａ／Ｄ変換器およびシフトレジスタが縦続接
   続されており、またシフトレジスタのそれぞれの段に入
   力端子を接続した加算器が設けられており、加算器の出
   力を一時記憶するメモリ、および加算器の出力とメモリ
   の出力を比較する比較器が設けられていることを特徴と
   する、光学式傷判別装置。
2. （２）光電変換素子が、ラスタ走査により被計測物の異
   なった位置からの反射光を順に受け取る、特許請求の範
   囲第１項記載の装置。
3. （３）光電変換素子と被計測物のいずれか一方が第１の
   方向に繰り返し運動し、かつ第１の方向に直交する第２
   の方向に運動する、特許請求の範囲第１項記載の装置。