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JPH09196856A - 表面検査方法、表面検査装置及びプリズム - Google Patents

表面検査方法、表面検査装置及びプリズム

Info

Publication number
JPH09196856A
JPH09196856A JP8009373A JP937396A JPH09196856A JP H09196856 A JPH09196856 A JP H09196856A JP 8009373 A JP8009373 A JP 8009373A JP 937396 A JP937396 A JP 937396A JP H09196856 A JPH09196856 A JP H09196856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inspected
light
prism
reflecting mirror
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8009373A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideaki Minami
秀明 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsubakimoto Chain Co
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsubakimoto Chain Co filed Critical Tsubakimoto Chain Co
Priority to JP8009373A priority Critical patent/JPH09196856A/ja
Priority to US08/786,485 priority patent/US5905595A/en
Publication of JPH09196856A publication Critical patent/JPH09196856A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査体の表面を、高速度で安価に検査する
表面検査方法、表面検査装置及びプリズムを提供するこ
と。 【解決手段】 被検査体１に光を照射する発光体３の下
方にコーンプリズム４を設け、コーンプリズム４の下方
に、傾斜した反射面５ａと、貫通孔５ｂとを有する反射
鏡５を設け、反射面５ａに投影された画像を、反射面５
ａに対し４５°の角度で撮影するＣＣＤカメラ６を設け
て、発光体３を瞬時発光させたとき、反射面５ａに表示
された画像を撮影して、被検査体１の表面の良否を検査
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被検査体の表面を検
査する表面検査方法、表面検査装置及びプリズムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】短寸の円柱体又は円筒体等の小物部品を
製造した場合、その小物部品の内外表面に疵、汚れ、色
ムラ等の欠陥が有るか否かを検査して、小物部品の不良
率を下げるようにしている。そのような内外表面の検査
は被検査体である小物部品を適宜手段で支持して軸心周
りに回転させ、回転している小物部品の表面を目視又は
カメラで撮影し、その目視結果又は撮影結果に基づいて
小物部品の表面の良否を検査している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、前述した
ように、従来の検査方法によれば、検査すべき小物部品
を回転させなければならず、回転させる機構を必要と
し、検査コストが高くなる。また小物部品を少なくとも
１回転させるために検査時間が長くなるとともに、回転
に滑りが生じると検査漏れが発生する虞れがある。更に
は、小物部品の表面を検査するために、小物部品を搬送
する機構を必要とし、これによっても検査コストが高く
なるとともに、長い検査時間を要する等の問題がある。
本発明は斯かる問題に鑑み、被検査体の表面を、高速度
で安価に検査できる表面検査方法、表面検査装置及びプ
リズムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る表面検査
方法は、被検査体の表面を光学的に検査する方法におい
て、前記被検査体からの反射光を入射すべき環状のプリ
ズムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮影手段
とを用い、該撮影手段が撮影した画像により被検査体の
表面を検査することを特徴とする。
【０００５】第２発明に係る表面検査装置は、被検査体
の表面を光学的に検査する装置において、前記被検査体
からの反射光を入射すべき環状のプリズムと、該プリズ
ムからの出射光を入射すべき撮影手段とを備えているこ
とを特徴とする。
【０００６】第３発明に係る表面検査装置は、被検査体
の表面を光学的に検査する装置において、前記被検査体
からの反射光を入射すべき環状のプリズムと、前記被検
査体が通過可能な貫通孔を有し前記プリズムからの出射
光を投影すべき反射鏡と、該反射鏡に投影された画像を
撮影する手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】第４発明に係る表面検査装置は、柱体又は
筒体である被検査体の表面を光学的に検査する装置にお
いて、前記被検査体からの反射光を入射すべき環状のプ
リズムと、前記被検査体が通過可能な貫通孔を有し前記
プリズムからの出射光を投影すべき反射鏡と、該反射鏡
に投影された画像を撮影する手段とを備え、前記プリズ
ムと前記反射鏡とを上下方向又は横方向に並設してある
ことを特徴とする。
【０００８】第５発明に係る表面検査装置は、柱体又は
筒体である被検査体の外側又は内側の表面を検査する装
置において、前記被検査体の表面に光を照射する発光体
と、被検査体からの反射光を入射すべき、上側が大径で
ある円錐台状の開口を有し、該開口から入射した光を周
面で反射させて、軸方向端面から出射するプリズムと、
該プリズムからの出射光を投影すべき反射面を有し、前
記被検査体が通過可能な貫通孔を有する反射鏡と、該反
射鏡に投影された画像を撮影する撮影手段と、被検査体
が前記撮影手段の撮影視野に入ったとき、前記発光体を
発光させる制御をする発光制御手段とを備え、前記発光
体が発光したとき反射鏡に表示された画像を撮影する構
成にしてあることを特徴とする。
【０００９】第６発明に係る表面検査装置は、前記プリ
ズムの光が出射する側に、リング状レンズを配設してあ
ることを特徴とする。
【００１０】第７発明に係るプリズムは、透明材からな
る円柱の内部に、円柱の両軸端面に開口した円錐台状の
空所を有しており、前記円柱の外周面と直交する軸端面
を有していることを特徴とする。
【００１１】第１発明及び第２発明では、被検査体から
の反射光はプリズムの内周面に入射して、プリズムの外
周面で反射し、内周面に投影されて内周面で全反射す
る。全反射した光はプリズムの軸端面から出射し、その
光は撮影手段に入射し、撮影手段が撮影した画像に基づ
いて被検査体の表面の良否を検査する。これにより、被
検査体を回転させずに、被検査体の表面を瞬時に検査で
きる。
【００１２】第３発明、第４発明及び第５発明では、被
検査体からの反射光はプリズムの内周面に入射して、プ
リズムの外周面で反射し、内周面に投影されて内周面で
全反射する。全反射した光はプリズムの軸端面から出射
し、その光は反射鏡に投影されて、反射鏡に被検査体の
表面を環状に展開した画像を表示する。反射鏡に表示さ
れた画像を撮影した画像に基づいて被検査体の表面の良
否を検査する。これにより、被検査体を回転させずに、
被検査体の表面を瞬時に検査できる。
【００１３】第６発明では、プリズムから出射した光
が、リング状レンズを通り、反射鏡に被検査体の表面を
拡大した画像を表示する。これにより、被検査体の表面
を高精度に検査できる。
【００１４】第７発明では、プリズムの内部に有する円
錐台状の空所を形成している内周面に光が入射すると、
その光は、プリズムの外周面で反射して、内周面で全反
射し、プリズムの軸端面から環状状態で光を出射する。
これにより、柱体又は筒体からの反射光をプリズムへ入
射すると、柱体又は筒体の表面を環状に展開した画像を
表示できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明を、その発明の実施の
形態に基づいて詳述する。 〔実施の形態１〕図１は本発明に係る表面検査装置を被
検査体とともに示した模式的構成図である。短寸の円
柱、円筒である被検査体１の落下をガイドする適長寸法
のガイド筒２は垂直に配設されている。ガイド筒２の下
方には、多数個のＬＥＤ（発光ダイオード）を円周上に
並設してなる環状の発光体３が配設されている。発光体
３の下方には、環状のコーンプリズム４が配設されてい
る。コーンプリズム４は内部に、上側を大径になした円
錐状の空所が形成されており、コーンプリズム４の外周
面４ｂの表面は光を反射させるべく鏡面加工されてい
る。そしてコーンプリズム４の底面４ｄと外周面４ｂと
が直交しており、円錐状の空所を形成している内周面４
ｃは底面４ｄに対して略５０°の傾斜角度になしてあ
る。
【００１６】コーンプリズム４の下方には傾斜角度を４
５°になした反射面５ａを有する三角柱状の反射鏡５が
反射面５ａを斜め上向きの状態で配設されている。反射
面５ａの中央には、前記開口部４ａより若干小径の貫通
孔５ｂが開設されている。反射鏡５の反射面５ａと対向
する側であって反射鏡５の側方には、高感度のＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）カメラ６が、そのレンズ部
６ａの受光面を反射面５ａ側に向けてレンズ部６ａの光
軸を反射面５ａに対して４５°の角度で配設されてい
る。反射鏡５の下方には、反射鏡５の貫通孔５ｂに、被
検査体落入孔７ａを臨ませて選別装置７が配設されてい
る。この選別装置７は被検査体落入孔７ａに落入した被
検査体を、図示しないエヤー駆動機構により選別するよ
うになしており、不良と選別した被検査体は不良品出口
７ｂへ、良として選別された被検査体は良品出口７ｃへ
排出されるようになっている。ＣＣＤカメラ６が出力す
る画像データは画像処理回路８へ入力される。
【００１７】画像処理回路８は疵、汚れがない被検査体
１を予め撮影しておいた基準画像データを図示しない記
憶部に記憶させるようになっており、またその基準画像
データを読み出して、ＣＣＤカメラ６から入力された画
像データと、読み出した基準画像データとを比較するよ
うになっている。そして、比較した結果、その差が大き
い場合、即ち被検査体の表面の疵、汚れにより不良と判
別すると、選別装置７を駆動して被検査体落入孔７ａに
落入した被検査体をエヤー駆動機構により不良品出口７
ｂへ排出し、良と判別した場合には良品出口７ｃへ排出
するようになっている。
【００１８】そして、ガイド筒２、発光体３、コーンプ
リズム４、反射鏡５の貫通孔５ｂ及び選別装置７の開口
部７ａの各中心は、光学中心軸φ上に一致させている。
また、ガイド筒２と発光体３との間には、光学中心軸φ
を挟んで発光ダイオード１０と受光トランジスタ１１と
を対向させており、発光ダイオード１０の出射光を受光
トランジスタ１１が受光するようになっている。受光ト
ランジスタ１１の受光信号は発光制御回路１２へ入力さ
れる。発光制御回路１２は、受光信号が遮断されたとき
に発光制御信号を出力するよう構成されている。発光制
御回路１２の発光制御信号は発光体３へ与えられ、発光
制御信号が与えられたとき発光体３は瞬時発光するよう
になっている。そして発光体３を発光させるタイミング
は被検査体１がＣＣＤカメラ６の撮影視野に入ったとき
に一致するよう発光ダイオード１０の高さ位置及び発光
制御回路１２の制御動作を規定してある。
【００１９】次にこのように構成した表面検査装置を用
いて被検査体の表面を検査する方法を説明する。まず、
発光ダイオード１０を発光させておき、ＣＣＤカメラ６
を撮影動作状態にしておく。ガイド筒２の上端開口部に
被検査体１を供給すると、被検査体１はガイド筒２にガ
イドされて、被検査体１の軸方向が上下方向となって落
下する。そして被検査体１がガイド筒２の下端開口部か
ら出たときに発光ダイオード１０の出射光を遮光し、受
光トランジスタ１１の受光出力が瞬時的に消滅する。そ
うすると発光制御回路１２が発光制御信号を出力し、発
光体３へ供給して発光体３が瞬時発光する。そしてコー
ンプリズム４に落入する直前の被検査体１の表面に光が
照射される。照射された光は被検査体１の表面で反射し
て、その反射光がコーンプリズム４に入射した後、外周
面４ｂで反射する。その反射光がコーンプリズム４の内
側に形成している傾斜した内周面４ｃで全反射する。そ
して、全反射した光はコーンプリズム４から光学中心軸
φに平行に反射鏡５へ投影されて反射面５ａで反射し、
光学中心軸φに対して９０°屈折してＣＣＤカメラ６の
レンズ部６ａに入射する。
【００２０】このようにして被検査体１の表面で反射し
た反射光がコーンプリズム４の外周面４ｂで反射した
後、その内周面４ｃで全反射すると、被検査体１の外周
面が円環状に展開されて、反射鏡５の反射面５ａには図
２に示すように被検査体１の外周面が円環状に表示され
る。なお、１Ｕは被検査体１の上端位置を、１Ｄは下端
位置を示し、疵Ａ及び汚れＢが存在している状態を示し
ている。
【００２１】そしてＣＣＤカメラ６は発光体３が発光し
たときの被検査体１の表面を瞬時的に撮影する。そのた
め被検査体１の表面に疵及び汚れ部分が存在する場合に
は、図２に示す疵Ａ及び汚れＢがＣＣＤカメラ６により
撮影される。このようにＣＣＤカメラ６が撮影した画像
の画像データは画像処理回路８へ入力される。画像処理
回路８は表面に疵Ａ、汚れＢが生じていないときの被検
査体１を撮影して図示しないメモリに予め記憶している
基準画像データを読み出し、読み出した基準画像データ
と、ＣＣＤカメラ６から入力された画像データとを比較
し、比較した結果、疵Ａ及び汚れＢが有りと認識した場
合には、画像処理回路８から選別駆動信号を出力し、選
別装置７を駆動する。
【００２２】そうすると、選別装置７は、被検査体落入
孔７ａに落入してきた被検査体１を不良品出口７ｂ側へ
排出するように選別動作する。したがって、ＣＣＤカメ
ラ６が、表面を撮影した被検査体１がコーンプリズム４
内を通過し、続いて反射鏡５の貫通孔５ｂを通過して被
検査体落入孔７ａに落入して、不良品出口７ｂへ排出さ
れることになる。また、ＣＣＤカメラ６が疵Ａ及び汚れ
Ｂがない被検査体１を撮影した場合は、ＣＣＤカメラ６
から画像処理回路８へ入力された画像データとメモリか
ら読み出した基準画像データとに差が生じず、画像処理
回路８は、選別装置７を駆動する選別駆動信号を出力し
ない。そのため選別装置７は被検査体落入孔７ａに落入
した被検査体１を良品出口７ｃ側へ排出するように選別
動作する。このようにして、被検査体１を回転させず
に、その外周面を撮影することができ、瞬時に被検査体
の表面検査ができる。また被検査体の位置決め及び回転
を行わせる機構が不要であり、安価に表面検査できると
ともに、検査効率を格段に向上させることができる。更
に、被検査体に非接触で検査できるので、検査によって
被検査体に疵及び汚れが発生する虞れがない。
【００２３】図３は本発明に係る表面検査装置により円
筒である被検査体の内側表面を検査する状態を、被検査
体とともに示した表面検査装置の模式的構成図である。
コーンプリズム４は、下端部側から上端部側に向かって
径寸法が拡大しており、内部には円錐状の空所が形成さ
れ、その空所の下端部は開口部４ａに連接されていて、
所定厚さ寸法を有する末広がり状の筒状となっている。
円錐状の空所を形成する内周面４ｃの傾斜角は、外周面
４ｂの傾斜角よりも小さく選定されており、下端部側の
厚さ寸法は、上端部側の厚さ寸法より厚い寸法に選定さ
れている。また、その外周面４ｂは鏡面加工されてい
る。ガイド筒２の下端部位置と発光体３の位置との距離
は、図１に示した表面検査装置の場合より長寸に選定し
てある。そしてコーンプリズム４以外の構成は図１に示
す構成と同様となっており、同一構成部分には同一符号
を付している。
【００２４】次にこのように構成した表面検査装置によ
り、被検査体の内側表面を検査する方法を説明する。ガ
イド筒２の上端部に円筒である被検査体１を供給する
と、被検査体１はガイド筒２にガイドされて、被検査体
１の軸方向を上下方向となって落下し、被検査体１がガ
イド筒２の下端開口部から出たときに、発光ダイオード
１０の出射光を遮光し、受光トランジスタ１１の受光出
力が瞬時的に消滅する。それにより発光制御回路１２が
発光制御信号を出力し、発光体３へ供給して発光体３が
瞬時発光する。そしてコーンプリズム４に落入する直前
の被検査体１の内側表面に光が照射される。照射された
光は被検査体１の内側表面で反射して、その反射光がコ
ーンプリズム４に入射した後、コーンプリズム４の外周
面４ｂで反射する。その反射光がコーンプリズム４の円
錐状を形成する傾斜した内周面４ｃで全反射する。
【００２５】そして、全反射した光はコーンプリズム４
から光学中心軸φに平行に反射鏡５の反射面５ａに投影
されて反射し、光学中心軸φに対して９０°屈折してＣ
ＣＤカメラ６のレンズ部６ａに入射する。このようにし
て被検査体１の内側表面で反射した反射光がコーンプリ
ズム４の外周面で反射した後、その内周面で全反射する
と、被検査体１の内周面が環状に展開されて、反射鏡５
の反射面５ａには、図４に示すように被検査体１の内側
表面が環状に表示される。図４において１Ｕは被検査体
１の上端位置を、１Ｄは下端位置を示し、疵Ａ、汚れＢ
が存在している状態を示している。
【００２６】そしてＣＣＤカメラ６は発光体３が瞬時発
光したときの被検査体１の内側表面を撮影することにな
る。そのため被検査体１の内側表面に疵Ａ及び汚れＢが
存在する場合には、図４に示す疵Ａ及び汚れＢがＣＣＤ
カメラ６により撮影される。このようにＣＣＤカメラ６
が撮影した画像の画像データは画像処理回路８へ入力さ
れる。画像処理回路８は、図示しないメモリに予め記憶
している基準画像データを読み出し、読み出した基準画
像データと、ＣＣＤカメラ６から入力された画像データ
とを比較し、比較した結果、疵Ａ及び汚れＢが有りと認
識した場合には、画像処理回路８から選別駆動信号を出
力し、選別装置７を駆動する。
【００２７】そうすると、選別装置７は、被検査体落入
孔７ａに落入してきた被検査体１を不良品出口７ｂ側へ
排出するように選別動作する。したがって、ＣＣＤカメ
ラ６により内側表面を撮影した被検査体１はコーンプリ
ズム４内を通過し、続いて反射鏡５の貫通孔５ｂを通過
して被検査体落入孔７ａに落入して、不良品出口７ｂへ
排出される。またＣＣＤカメラ６が疵Ａ及び汚れＢがな
い被検査体１を撮影した場合は、ＣＣＤカメラ６から画
像処理回路８へ入力された画像データと、メモリから読
み出した基準画像データとに差が生じず、画像処理回路
８は選別装置７を駆動する選別駆動信号を出力しない。
そのため選別装置７は被検査体落入孔７ａに落入した被
検査体１を良品出口７ｃへ排出するように選別動作す
る。
【００２８】このようにして、被検査体１を回転させず
に、被検査体１の内側表面を撮影することができ、瞬時
に被検査体１の表面検査ができる。また、被検査体１の
位置決め及び回転を行わせる機構が不要であり、安価に
表面検査できるとともに、検査効率が格段に向上する。
更に被検査体１に非接触で検査できるので、検査によっ
て被検査体１に疵及び汚れが発生する虞れがない。
【００２９】〔実施の形態２〕図５は円筒である被検査
体の内側表面を検査する他の表面検査装置を被検査体と
ともに示す模式的構成図である。コーンプリズム４の下
端部より適長離隔した下方位置に、コーンプリズム４の
下端側の内径より若干径寸法が大きい内径のリング状凸
レンズ２０を、その径方向を光学中心軸φと直交する状
態で配設している。それ以外の構成は図３に示す表面検
査装置と同様であり、同一構成部分には同一符号を付し
ている。リング状凸レンズ２０は、扇形状のシリンドリ
カルレンズを複数個環状に並設して構成することもでき
る。
【００３０】次にこの表面検査装置により被検査体の内
側表面を検査する方法を説明する。ガイド筒２に被検査
体１を供給して落下させ、落下途中で発光体３を発光さ
せて反射面５ａに投影された被検査体１の内側表面の画
像を、ＣＣＤカメラ６で撮影して被検査体１の表面検査
をすることは図３における場合と同様である。しかし、
ここでは、被検査体１の内側表面で反射した反射光がコ
ーンプリズム４で全反射して反射鏡５へ投影される途中
でリング状凸レンズ２０を通過する。それにより反射鏡
５の反射面５ａには、被検査体１の内側表面が環状に展
開されリング状凸レンズ２０で拡大された被検査体１の
内側表面を環状として表示する。したがって、被検査体
１の内側表面に生じている疵及び汚れがあった場合は、
それを拡大して表示させることができ、検査精度を高め
ることができる。
【００３１】なお、被検査体１の内側表面の反射光は、
その内側表面が内向きに展開されて反射面５ａに環状に
表示されるので、疵及び汚れの大きさが縮小するが、リ
ング状凸レンズ２０により拡大されるから、被検査体１
の外側表面を検査する場合と同じ条件で検査することが
できる。
【００３２】〔実施の形態３〕なお、リング状凸レンズ
２０に代えて、図６に示すようにコーンプリズム４の下
端面４ｄに、リング状凸レンズ２１を一体的に形成して
もリング状凸レンズ２０をコーンプリズム４と反射鏡５
との間に配設した場合と同様に、被検査体１の内側表面
を拡大して表示できる。
【００３３】〔実施の形態４〕図７は本発明に係る表面
検査方法を実施するための表面検査装置を、被検査体と
ともに示した模式的構成図である。ＣＣＤカメラ６は、
そのレンズ部６ａの受光面を下向きにして所定位置に固
定されている。ＣＣＤカメラ６のレンズ部６ａの受光面
と対向する下方位置には環状のコーンプリズム４が配設
されている。コーンプリズム４は内部に下側を大径にな
した円錐状の空所が形成されており、コーンプリズム４
の外周面４ｂは鏡面加工されている。コーンプリズムの
底面４ｄ及び上面４ｅは外周面４ｂと直交しており、円
錐状の空所を形成している内周面４ｃは底面４ｄに対し
て略５０°の傾斜角度になしてある。
【００３４】コーンプリズム４の下方には、多数個のＬ
ＥＤを円周上に並設してなる環状の発光体３が配設され
ている。発光体３の下方にはコンベア３０により被検査
体１が搬送されるようになっている。レンズ部６ａ、コ
ーンプリズム４、発光体３の各中心は、光学中心軸φ上
に一致させている。コンベア３０より上方に位置し、光
学中心軸φと一致する位置には、被検査体１が通過可能
な距離を離隔して図示しない発光ダイオードと受光トラ
ンジスタ１１とを対向させており、発光ダイオードの出
射光を受光した受光トランジスタ１１の受光信号は発光
制御回路１２へ入力されるようになっている。
【００３５】発光制御回路１２は、被検査体１により受
光トランジスタ１１の受光信号が遮断されたときに発光
体３を瞬時発光させるようになっている。ＣＣＤカメラ
６が出力する画像データは画像処理回路８へ入力され
る。画像処理回路８は、基準画像データとＣＣＤカメラ
６から入力された画像データとを比較して、被検査体１
の良否を判別する信号を出力して選別装置７へ入力する
ようになっている。そして選別装置７により、コンベア
３０で搬送されてきた被検査体１を選別するようになし
てある。
【００３６】次にこのように構成した表面検査装置を用
いて被検査体の表面を検査する方法を説明する。図示し
ない発光ダイオードを発光させておき、ＣＤＤカメラ６
を撮影動作状態にしておく。その状態でコンベア３０を
駆動して被検査体１を搬送し、被検査体１が光学中心軸
φの位置に位置すると、発光ダイオードの出射光が被検
査体１で遮光されて受光トランジスタ１１の受光信号が
瞬時遮断され、発光制御回路１２が発光制御信号を出力
し、その発光制御信号が発光体３へ供給されて発光体３
が瞬時発光する。そうすると光学中心軸φの位置にある
被検査体１に光が照射されて、被検査体１の表面で反射
する。その反射光がコーンプリズム４に入射した後、外
周面４ｂで反射する。その反射光がコーンプリズムの内
周面４ｃで全反射する。そして全反射した光は、コーン
プリズム４の上側軸端部４ｅから出射してＣＣＤカメラ
６のレンズ部６ａに入射する。
【００３７】このようにして被検査体１の表面で反射し
た反射光がコーンプリズム４の外周面４ｂで反射した
後、その内周面４ｃで全反射すると被検査体１の外周面
が円環状に展開されてＣＣＤカメラ６は、前述したと同
様、図２に示すように被検査体１の外周面を瞬時的に撮
影することになる。そのため被検査体１の表面に存在す
る疵及び汚れ部分を撮影することができる。そしてＣＣ
Ｄカメラ６が出力する画像データと、基準画像データと
を画像処理回路８が比較し、比較した結果、疵及び汚れ
が有りと認識した場合には、画像処理回路８から選別駆
動信号を出力し、選別装置７を駆動し、疵及び汚れが有
る被検査体１をコンベア３０上から除外する選別動作を
する。
【００３８】このようにして、図１に示す如き反射鏡５
を使用せずに、図１に示した表面検査装置と同様の被検
査体１の表面検査ができる。また反射鏡５を使用しない
ことにより表面検査装置をコンパクトに構成できる。ま
た図７には示していないが図５又は図６に示すように、
コーンプリズム４から光が出射される側にリング状レン
ズ２０又は２１を配設することにより、被検査体１の表
面を拡大して撮影することができ、被検査体１の検査精
度を高めることができる。
【００３９】本発明の実施の形態では、被検査体１が円
柱又は円筒である場合について説明したが、多面角柱、
多面角筒であってもよく、その形状は何ら限定されるも
のではない。ただし、その場合は、コーンプリズム４の
環状形状を、被検査体の多面角形状に合わせた多面角環
状にする必要がある。また、被検査体１をガイドするガ
イド筒２は、被検査体１の形状に合わせた形状のものを
使用するのがよい。また、本発明の実施の形態１，２，
３では、被検査体１を落下させて選別装置７へ落入する
ようにしているが、被検査体１を例えばエヤーシュータ
によりガイド筒２から高速度に横方向に飛び出すように
すれば、光学中心軸φを横方向に位置させて、コーンプ
リズム４及び反射鏡５を横方向に並設することができ、
この場合も上下方向に並設した場合と同様に表面検査で
き同様の効果が得られる。
【００４０】更に、実施の形態１，２ではプリズムの上
方位置で、被検査体からの反射光をプリズムへ入射さ
せ、プリズムからの出射光をプリズムの下方に設けた反
射鏡に投影するようにしたが、プリズムの上下部を反転
させて、プリズムの下方に被検査体が位置したときの被
検査体からの反射光を、プリズムへ入射させ、プリズム
からの出射光を、プリズムの上方に設けた反射鏡に投影
する構成にしても同様の効果が得られる。
【００４１】更にまた、発光体３を瞬時発光させたが発
光体３を連続発光させておき、ＣＣＤカメラ６による撮
影を、被検査体１がＣＣＤカメラ６の撮影視野に入った
とき瞬時に行うようにしても同様の効果が得られる。更
には、被検査体１は小物部品に限らず、例えばドラム缶
の如きものであっても同様に検査できるのは言うまでも
ない。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
被検査体を回転させることなく、瞬時に表面を検査で
き、しかも疵、汚れを生じずに被検査体の表面を検査で
きる。そのため、被検査体を支持して軸周りに回転させ
る機構が不要であり、被検査体の表面を高速度に、しか
も安価に検査できる表面検査方法及び表面検査装置が得
られる。また、環状のプリズムの光出射側にリング状レ
ンズを配設することにより被検査体の表面を拡大して表
示できる。したがって、本発明は検査効率が格段に高い
表面検査方法、表面検査装置及び表面検査に用いるプリ
ズムを提供できる等、産業上に寄与するところ大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面検査装置の実施の形態１を被
検査体とともに示す模式的構成図である。
【図２】撮影した画像内容を示す画像図である。
【図３】本発明に係る表面検査装置の実施の形態１を異
なる被検査体とともに示す模式的構成図である。
【図４】撮影した画像内容を示す画像図である。
【図５】本発明に係る表面検査装置の実施の形態２を被
検査体とともに示す模式的構成図である。
【図６】本発明に係る表面検査装置の実施の形態３を被
検査体とともに示す模式的構成図である。
【図７】本発明に係る表面検査装置の実施の形態４を被
検査体とともに示す模式的構成図である。
【符号の説明】
１ 被検査体 ２ ガイド筒 ３ 発光体 ４ コーンプリズム ５ 反射鏡 ５ａ 反射面 ６ ＣＣＤカメラ １０ 発光ダイオード １１ 受光トランジスタ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検査体の表面を光学的に検査する方法
    において、前記被検査体からの反射光を入射すべき環状
    のプリズムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮
    影手段とを用い、該撮影手段が撮影した画像により被検
    査体の表面を検査することを特徴とする表面検査方法。
  2. 【請求項２】 被検査体の表面を光学的に検査する装置
    において、前記被検査体からの反射光を入射すべき環状
    のプリズムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮
    影手段とを備えていることを特徴とする表面検査装置。
  3. 【請求項３】 被検査体の表面を光学的に検査する装置
    において、前記被検査体からの反射光を入射すべき環状
    のプリズムと、前記被検査体が通過可能な貫通孔を有し
    前記プリズムからの出射光を投影すべき反射鏡と、該反
    射鏡に投影された画像を撮影する手段とを備えているこ
    とを特徴とする表面検査装置。
  4. 【請求項４】 柱体又は筒体である被検査体の表面を光
    学的に検査する装置において、前記被検査体からの反射
    光を入射すべき環状のプリズムと、前記被検査体が通過
    可能な貫通孔を有し前記プリズムからの出射光を投影す
    べき反射鏡と、該反射鏡に投影された画像を撮影する手
    段とを備え、前記プリズムと前記反射鏡とを上下方向又
    は横方向に並設してあることを特徴とする表面検査装
    置。
  5. 【請求項５】 柱体又は筒体である被検査体の外側又は
    内側の表面を検査する装置において、前記被検査体の表
    面に光を照射する発光体と、被検査体からの反射光を入
    射すべき、上側が大径である円錐台状の開口を有し、該
    開口から入射した光を周面で反射させて、軸方向端面か
    ら出射するプリズムと、該プリズムからの出射光を投影
    すべき反射面を有し、前記被検査体が通過可能な貫通孔
    を有する反射鏡と、該反射鏡に投影された画像を撮影す
    る撮影手段と、被検査体が前記撮影手段の撮影視野に入
    ったとき、前記発光体を発光させる制御をする発光制御
    手段とを備え、前記発光体が発光したとき反射鏡に表示
    された画像を撮影する構成にしてあることを特徴とする
    表面検査装置。
  6. 【請求項６】 前記プリズムの光が出射する側に、リン
    グ状レンズを配設してある請求項２、請求項３、請求項
    ４、請求項５のいずれかに記載の表面検査装置。
  7. 【請求項７】 透明材からなる円柱の内部に、円柱の両
    軸端面に開口した円錐台状の空所を有しており、前記円
    柱の外周面と直交する軸端面を有していることを特徴と
    するプリズム。
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