JP3007849B2 - 物体表面の形状検出方法及び形状検出装置 - Google Patents
物体表面の形状検出方法及び形状検出装置Info
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Description
【０００１】本発明は、光切断法によって、物体表面の
四凸形状や高さ変位を計測する方法において、缶やロー
ルなどの円筒物体、または球などの曲面物体の表面の傷
を検出するための物体表面の形状検出方法及び形状検出
装置に関するものである。
四凸形状や高さ変位を計測する方法において、缶やロー
ルなどの円筒物体、または球などの曲面物体の表面の傷
を検出するための物体表面の形状検出方法及び形状検出
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２６に従来例（特開平６−１６７４５
５号公報参照）を示す。すなわち、回転／並進する外観
が円柱状の被検出物体１の一点に光ビームを光源５０よ
りレンズ５１を介して照射し、その散乱光を光線の投射
軸Ｍとは異なる方向からレンズ５２を介して検出器５３
により撮像して検出し、この検出器５３の検出出力を増
幅器５４を介してＡ／Ｄ変換器５５に入力してＡ／Ｄ変
換する。この際タイマ５６により所定時間でサンプリン
グされる。このＡ／Ｄ変換された検出出力はストア５７
を介してマイクロプロセッサ５８に送られ、正常な表面
と欠陥のある面との比較をとることにより欠陥を検出
し、その結果をディスプレイ５９に表示させ、また被検
出物体１を廃棄する廃棄制御装置６０に制御信号を送る
ようになっている。
５号公報参照）を示す。すなわち、回転／並進する外観
が円柱状の被検出物体１の一点に光ビームを光源５０よ
りレンズ５１を介して照射し、その散乱光を光線の投射
軸Ｍとは異なる方向からレンズ５２を介して検出器５３
により撮像して検出し、この検出器５３の検出出力を増
幅器５４を介してＡ／Ｄ変換器５５に入力してＡ／Ｄ変
換する。この際タイマ５６により所定時間でサンプリン
グされる。このＡ／Ｄ変換された検出出力はストア５７
を介してマイクロプロセッサ５８に送られ、正常な表面
と欠陥のある面との比較をとることにより欠陥を検出
し、その結果をディスプレイ５９に表示させ、また被検
出物体１を廃棄する廃棄制御装置６０に制御信号を送る
ようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来例
は、スポット状の光ビームを投射しつつ、被検出物体１
を回転させているので、一度に撮像できないという問題
や、スポットビーム間に不惑体（検出不能領域）が生じ
るという問題があった。また被検出物体を回転／並進さ
せる２段動作が必要であり、機構的に複雑であるという
問題もある。
は、スポット状の光ビームを投射しつつ、被検出物体１
を回転させているので、一度に撮像できないという問題
や、スポットビーム間に不惑体（検出不能領域）が生じ
るという問題があった。また被検出物体を回転／並進さ
せる２段動作が必要であり、機構的に複雑であるという
問題もある。
【０００４】本発明は上記の問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは被検出物体を回転するこ
となく所定の検出エリア（または全周）が同時に撮像で
きる物体表面の形状検出方法及び形状検出装置を提供す
ることにある。
ので、その目的とするところは被検出物体を回転するこ
となく所定の検出エリア（または全周）が同時に撮像で
きる物体表面の形状検出方法及び形状検出装置を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、スリット状の光ビームから成る
スリット光を投射して、その反射光を投射軸とは異なる
方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面の傷や形状
を検出する物体表面の形状検出方法において、複数のス
リット光を光切断線として投射する光源と、被検出物体
の表面で全反射した正反射光を反射パターンとして投影
させるスクリーンと、スクリーンに投影された反射パタ
ーンを撮像する撮像装置と、撮像した反射パターンから
得られる撮像データを高さデータに変換する演算装置と
を具備し、光源から投射された複数のスリット光を、被
検出物体の軸線方向から所定の角度だけ傾斜させるとと
もに軸線とスリット光とが略直交するような方向から投
射し、被検出物体の表面で全反射した正反射光を、その
光路上に配置したスクリーンに反射パターンとして投影
させ、スクリーン越しに配置した撮像装置によりスクリ
ーンに投影された反射パターンを撮像し、この反射パタ
ーンの変化から被検出物体の表面形状を一括して検出す
ることを特徴とし、各スリット光の入射角度を略同一と
することが可能となり、被検出物体の表面のへこみ等の
変形した形状を示す反射パターンの変化の度合いが全ス
リット光において略同一となることにより、各スリット
光の高さ分解能を略一定とすることが可能となる。
に請求項１の発明では、スリット状の光ビームから成る
スリット光を投射して、その反射光を投射軸とは異なる
方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面の傷や形状
を検出する物体表面の形状検出方法において、複数のス
リット光を光切断線として投射する光源と、被検出物体
の表面で全反射した正反射光を反射パターンとして投影
させるスクリーンと、スクリーンに投影された反射パタ
ーンを撮像する撮像装置と、撮像した反射パターンから
得られる撮像データを高さデータに変換する演算装置と
を具備し、光源から投射された複数のスリット光を、被
検出物体の軸線方向から所定の角度だけ傾斜させるとと
もに軸線とスリット光とが略直交するような方向から投
射し、被検出物体の表面で全反射した正反射光を、その
光路上に配置したスクリーンに反射パターンとして投影
させ、スクリーン越しに配置した撮像装置によりスクリ
ーンに投影された反射パターンを撮像し、この反射パタ
ーンの変化から被検出物体の表面形状を一括して検出す
ることを特徴とし、各スリット光の入射角度を略同一と
することが可能となり、被検出物体の表面のへこみ等の
変形した形状を示す反射パターンの変化の度合いが全ス
リット光において略同一となることにより、各スリット
光の高さ分解能を略一定とすることが可能となる。
【０００６】請求項２の発明では、スリット状の光ビー
ムから成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸
とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面
の傷や形状を検出する物体表面の形状検出方法におい
て、複数のスリット光を光切断線として投射する光源
と、被検出物体の表面で全反射した正反射光を反射パタ
ーンとして投影させるスクリーンと、スクリーンに投影
された反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像した反
射パターンから得られる撮像データを高さデータに変換
する演算装置とを具備し、光源から投射された複数のス
リット光を、被検出物体の軸線方向と略直交させるとと
もに軸線とスリット光とが略平行となるような方向から
投射し、被検出物体の表面で全反射した正反射光を、そ
の光路上に配置したスクリーンに反射パターンとして投
影させ、スクリーン越しに配置した撮像装置によりスク
リーンに投影された反射パターンを撮像し、この反射パ
ターンの変化から被検出物体の表面形状を一括して検出
することを特徴とし、スクリーンに投影された反射パタ
ーンは略直線状となり、被検出物体の表面のへこみ等の
変形した形状を示す反射パターンの変化の度合いは直線
からのずれとして投影されるため、スクリーン越しに配
置した撮像装置によって取り込まれたデータから良否を
判別するための画像処理が簡単になる。
ムから成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸
とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面
の傷や形状を検出する物体表面の形状検出方法におい
て、複数のスリット光を光切断線として投射する光源
と、被検出物体の表面で全反射した正反射光を反射パタ
ーンとして投影させるスクリーンと、スクリーンに投影
された反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像した反
射パターンから得られる撮像データを高さデータに変換
する演算装置とを具備し、光源から投射された複数のス
リット光を、被検出物体の軸線方向と略直交させるとと
もに軸線とスリット光とが略平行となるような方向から
投射し、被検出物体の表面で全反射した正反射光を、そ
の光路上に配置したスクリーンに反射パターンとして投
影させ、スクリーン越しに配置した撮像装置によりスク
リーンに投影された反射パターンを撮像し、この反射パ
ターンの変化から被検出物体の表面形状を一括して検出
することを特徴とし、スクリーンに投影された反射パタ
ーンは略直線状となり、被検出物体の表面のへこみ等の
変形した形状を示す反射パターンの変化の度合いは直線
からのずれとして投影されるため、スクリーン越しに配
置した撮像装置によって取り込まれたデータから良否を
判別するための画像処理が簡単になる。
【０００７】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、スクリーンの形状を略平坦な形状としたこ
とを特徴とし、被検出物体とスクリーンの間の距離を短
くすることが可能となり、構成の簡素化が図れ、また、
その結果スクリーンに投影される各スリット光の反射パ
ターンが鮮明になり、検出の高精度化が図れる。請求項
４の発明では、請求項１又は２の発明において、スクリ
ーンの形状を少なくとも曲面を有する形状としたことを
特徴とし、被検出物体とスクリーンの間の距離が等しく
なり、スクリーンに投影される反射パターンは、スクリ
ーンの形状が平坦な場合に比べてより広いエリアを投影
することになり、その結果、撮像装置によってより広い
エリアを撮像することができ、検出の高精度化が図れ
る。
明において、スクリーンの形状を略平坦な形状としたこ
とを特徴とし、被検出物体とスクリーンの間の距離を短
くすることが可能となり、構成の簡素化が図れ、また、
その結果スクリーンに投影される各スリット光の反射パ
ターンが鮮明になり、検出の高精度化が図れる。請求項
４の発明では、請求項１又は２の発明において、スクリ
ーンの形状を少なくとも曲面を有する形状としたことを
特徴とし、被検出物体とスクリーンの間の距離が等しく
なり、スクリーンに投影される反射パターンは、スクリ
ーンの形状が平坦な場合に比べてより広いエリアを投影
することになり、その結果、撮像装置によってより広い
エリアを撮像することができ、検出の高精度化が図れ
る。
【０００８】請求項５の発明では、請求項１又は２の発
明において、被検出物体の軸線方向に略平行となるよう
にスクリーンを配置したことを特徴とし、被検出物体の
横手方向から複数のスリット光を投射させた場合、スク
リーンに投影される１ラインの反射パターンの長手方向
の高さ分解能が等しくでき、検出の高精度化が図れる。
明において、被検出物体の軸線方向に略平行となるよう
にスクリーンを配置したことを特徴とし、被検出物体の
横手方向から複数のスリット光を投射させた場合、スク
リーンに投影される１ラインの反射パターンの長手方向
の高さ分解能が等しくでき、検出の高精度化が図れる。
【０００９】請求項６の発明では、請求項１又は２の発
明において、被検出物体の軸線方向に対して所定の角度
だけ傾斜させてスクリーンを配置したことを特徴とし、
被検出物体の横手方向から複数のスリット光を投射させ
た場合、スリット光の光路長を一定に保つことが可能と
なり、スクリーンには鮮明な反射パターンが投影され、
検出の高精度化が図れる。
明において、被検出物体の軸線方向に対して所定の角度
だけ傾斜させてスクリーンを配置したことを特徴とし、
被検出物体の横手方向から複数のスリット光を投射させ
た場合、スリット光の光路長を一定に保つことが可能と
なり、スクリーンには鮮明な反射パターンが投影され、
検出の高精度化が図れる。
【００１０】請求項７の発明では、請求項１又は２の発
明において、被検出物体の軸線方向に対して略直交する
ようにスクリーンを配置したことを特徴とし、被検出物
体の長手方向から複数のスリット光を被検出物体の全面
に投射させた場合、スクリーンには全面の反射パターン
が投影されることにより、最小限の撮像装置で全面の検
出が可能となり、撮像装置の個数の削減が図れる。
明において、被検出物体の軸線方向に対して略直交する
ようにスクリーンを配置したことを特徴とし、被検出物
体の長手方向から複数のスリット光を被検出物体の全面
に投射させた場合、スクリーンには全面の反射パターン
が投影されることにより、最小限の撮像装置で全面の検
出が可能となり、撮像装置の個数の削減が図れる。
【００１１】請求項８の発明では、請求項１又は２の発
明において、斜めに研磨した複数枚の板状の光偏向部材
を重ね合わせ、これらの光偏向部材に入射されるスリッ
ト状の光ビームを各光偏向部材で光分岐させて複数のス
リット光を得ることを特徴とし、１つの光源から複数の
スリット光を容易に得ることができ、光源の個数削減が
図れる。
明において、斜めに研磨した複数枚の板状の光偏向部材
を重ね合わせ、これらの光偏向部材に入射されるスリッ
ト状の光ビームを各光偏向部材で光分岐させて複数のス
リット光を得ることを特徴とし、１つの光源から複数の
スリット光を容易に得ることができ、光源の個数削減が
図れる。
【００１２】請求項９の発明では、請求項１又は２の発
明において、波長選択性を有する複数枚の板状の光偏向
部材を斜めに研磨して重ね合わせ、これらの光偏向部材
に入射される複数の波長を有する光ビームを各光偏向部
材で波長毎に分離させて複数のスリット光を得ることを
特徴とし、１つの光源から複数のスリット光を容易に得
ることができ、光源の個数削減が図れる。
明において、波長選択性を有する複数枚の板状の光偏向
部材を斜めに研磨して重ね合わせ、これらの光偏向部材
に入射される複数の波長を有する光ビームを各光偏向部
材で波長毎に分離させて複数のスリット光を得ることを
特徴とし、１つの光源から複数のスリット光を容易に得
ることができ、光源の個数削減が図れる。
【００１３】請求項１０の発明では、光ビームを投射し
て、その反射光を投射軸とは異なる方向から撮像し、三
角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出する方法にお
いて、被検出物体からの反射光を撮像する撮像装置と、
複数のスリット光を光切断線として投光する光源と、被
検出物体表面で全反射した正反射光を反射パターンとし
て投影させるスクリーンと、撮像データを高さデータに
変換する演算装置とを具備し、光源から投射せられたス
リット状の光ビームは、被検出物体の軸線に対して所定
の角度傾斜させ、かつ当該被検出物体底面に対して所定
の角度傾斜させた方向から投射し、被検出物体表面で全
反射した正反射光を、その光路上に配置したスクリーン
に反射パターンとして投影させ、スクリーン越しに配置
した撮像装置により当該反射パターンを撮像し、当該反
射パターンの変化から被検出物体の表面形状を一括して
検出することを特徴とし、被検出物体表面における横方
向のすじ状凹みの反射パータンを直線状の反射パターン
からの突起上位のずれとして投影させることができ、横
方向のすじ状凹みの不良発見に有効である。
て、その反射光を投射軸とは異なる方向から撮像し、三
角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出する方法にお
いて、被検出物体からの反射光を撮像する撮像装置と、
複数のスリット光を光切断線として投光する光源と、被
検出物体表面で全反射した正反射光を反射パターンとし
て投影させるスクリーンと、撮像データを高さデータに
変換する演算装置とを具備し、光源から投射せられたス
リット状の光ビームは、被検出物体の軸線に対して所定
の角度傾斜させ、かつ当該被検出物体底面に対して所定
の角度傾斜させた方向から投射し、被検出物体表面で全
反射した正反射光を、その光路上に配置したスクリーン
に反射パターンとして投影させ、スクリーン越しに配置
した撮像装置により当該反射パターンを撮像し、当該反
射パターンの変化から被検出物体の表面形状を一括して
検出することを特徴とし、被検出物体表面における横方
向のすじ状凹みの反射パータンを直線状の反射パターン
からの突起上位のずれとして投影させることができ、横
方向のすじ状凹みの不良発見に有効である。
【００１４】請求項１１の発明では、請求項１０の発明
において、移動する被検出物体が投、受光部間を通過す
ることにより被検出物体を検出する光電センサの投光方
向が、被検出物体底面上に投影した形で光源の投射方向
と平行となるように設定し、該光電センサの検出信号を
トリガとして移動中の被検出物体の位置を同定して撮像
を行うことを特徴とし、被検出物体進行方向と直角方向
のずれに対して影響を受けなくすることができる。
において、移動する被検出物体が投、受光部間を通過す
ることにより被検出物体を検出する光電センサの投光方
向が、被検出物体底面上に投影した形で光源の投射方向
と平行となるように設定し、該光電センサの検出信号を
トリガとして移動中の被検出物体の位置を同定して撮像
を行うことを特徴とし、被検出物体進行方向と直角方向
のずれに対して影響を受けなくすることができる。
【００１５】請求項１２の発明では、請求項１０の発明
において、撮像装置に対して光源は単一であって、撮像
開始から終了までの時間内に、スリット光のピッチ間隔
に相当する分だけ被検出物体が移動する時間間隔で光源
を間欠して照射させ撮像を行なうことを特徴とし、光源
のスリット光の本数の削減が可能となり、光学系部のコ
ストダウンが可能となる。
において、撮像装置に対して光源は単一であって、撮像
開始から終了までの時間内に、スリット光のピッチ間隔
に相当する分だけ被検出物体が移動する時間間隔で光源
を間欠して照射させ撮像を行なうことを特徴とし、光源
のスリット光の本数の削減が可能となり、光学系部のコ
ストダウンが可能となる。
【００１６】請求項１３の発明では、請求項１０の発明
において、光電センサのトリガ信号をずらすことによっ
て、撮像装置の撮像開始タイミングをずらし、被検出物
体表面で全反射した正反射光を反射パターンとして投影
させるスクリーンを共用することを特徴とし、スクリー
ンの数を削減することが可能となる。請求項１４の発明
では、スリット状の光ビームから成るスリット光を投射
して、その反射光を投射軸とは異なる方向から撮像し、
三角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出する物体表
面の形状検出装置において、光切断線たる複数のスリッ
ト光を被検出物体の軸線方向から所定の角度だけ傾斜さ
せるとともに軸線とスリット光とが略直交するような方
向から投射する第１の光源と、被検出物体の表面で全反
射した第１の光源による各スリット光の正反射光の光路
上に配置されて各正反射光を反射パターンとして投影さ
せる第１のスクリーンと、第１のスクリーン越しに配置
されて第１のスクリーンに投影された反射パターンを撮
像する第１の撮像装置と、光切断線たる複数のスリット
光を被検出物体の軸線方向と略直交するとともに軸線と
スリット光とが略平行となるような方向から投射する第
２の光源と、被検出物体の表面で全反射した第２の光源
による各スリット光の正反射光の光路上に配置されて各
正反射光を反射パターンとして投影させる第２のスクリ
ーンと、第２のスクリーン越しに配置されて第２のスク
リーンに投影された反射パターンを撮像する第２の撮像
装置と、撮像した第１及び第２の反射パターンから得ら
れる撮像データを高さデータに変換するとともに得られ
た高さデータに基づいて被検出物体の表面形状を一括し
て検出する演算装置とを備え、被検出物体の外周を取り
囲むように第１及び第２の光源と第１及び第２のスクリ
ーンと第１及び第２の撮像装置とを配置し、被検出物体
の表面の全周を一括して検出することを特徴とし、被検
出物体を回転することなく所定の検出エリア（または全
周）が同時に撮像することが可能となり、被検出物体の
全周を容易に検出することができる。
において、光電センサのトリガ信号をずらすことによっ
て、撮像装置の撮像開始タイミングをずらし、被検出物
体表面で全反射した正反射光を反射パターンとして投影
させるスクリーンを共用することを特徴とし、スクリー
ンの数を削減することが可能となる。請求項１４の発明
では、スリット状の光ビームから成るスリット光を投射
して、その反射光を投射軸とは異なる方向から撮像し、
三角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出する物体表
面の形状検出装置において、光切断線たる複数のスリッ
ト光を被検出物体の軸線方向から所定の角度だけ傾斜さ
せるとともに軸線とスリット光とが略直交するような方
向から投射する第１の光源と、被検出物体の表面で全反
射した第１の光源による各スリット光の正反射光の光路
上に配置されて各正反射光を反射パターンとして投影さ
せる第１のスクリーンと、第１のスクリーン越しに配置
されて第１のスクリーンに投影された反射パターンを撮
像する第１の撮像装置と、光切断線たる複数のスリット
光を被検出物体の軸線方向と略直交するとともに軸線と
スリット光とが略平行となるような方向から投射する第
２の光源と、被検出物体の表面で全反射した第２の光源
による各スリット光の正反射光の光路上に配置されて各
正反射光を反射パターンとして投影させる第２のスクリ
ーンと、第２のスクリーン越しに配置されて第２のスク
リーンに投影された反射パターンを撮像する第２の撮像
装置と、撮像した第１及び第２の反射パターンから得ら
れる撮像データを高さデータに変換するとともに得られ
た高さデータに基づいて被検出物体の表面形状を一括し
て検出する演算装置とを備え、被検出物体の外周を取り
囲むように第１及び第２の光源と第１及び第２のスクリ
ーンと第１及び第２の撮像装置とを配置し、被検出物体
の表面の全周を一括して検出することを特徴とし、被検
出物体を回転することなく所定の検出エリア（または全
周）が同時に撮像することが可能となり、被検出物体の
全周を容易に検出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態により説明
する。 （実施形態１）本実施形態は請求項１（及び請求項４、
５）の発明に対応するもので、ビール缶のような円柱状
の被検出物体１の外観検査（くぼみや傷等の変形の有無
の検査）に用いられる物体表面の形状検出装置を示して
いる。本実施形態では、図１乃至図３に示すように複数
のスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 を光切断線として投射する光源
１０と、被検出物体１の表面で全反射した正反射光を反
射パターンＲ1 〜Ｒ5 として投影させるスクリーン１１
と、スクリーン１１に投影された反射パターンＲ 1 〜Ｒ
5 を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像装置１２と、撮像し
た反射パターンＲ 1 〜Ｒ5 から得られる撮像データを高
さデータに変換する演算装置１３とを具備し、光源１０
から投射された複数のスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 を、被検出
物体１の軸線２の方向から所定の角度θだけ傾斜させる
とともに軸線２とスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 とが略直交する
ような方向から投射し、被検出物体１の表面で全反射し
た正反射光を、その光路上に配置したスクリーン１１に
反射パターンＲ1 〜Ｒ5 として投影させ、スクリーン１
１越しに配置した撮像装置１２によりスクリーン１１に
投影された反射パターンＲ1 〜Ｒ5 を撮像するととも
に、撮像した反射パターンＲ1 〜Ｒ5 を画像処理して得
られる撮像データを演算装置１３にて高さデータに変換
し、その高さデータに基づいて物体表面の形状（くぼみ
や傷等の変形を含む）を検出するようになっている。
する。 （実施形態１）本実施形態は請求項１（及び請求項４、
５）の発明に対応するもので、ビール缶のような円柱状
の被検出物体１の外観検査（くぼみや傷等の変形の有無
の検査）に用いられる物体表面の形状検出装置を示して
いる。本実施形態では、図１乃至図３に示すように複数
のスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 を光切断線として投射する光源
１０と、被検出物体１の表面で全反射した正反射光を反
射パターンＲ1 〜Ｒ5 として投影させるスクリーン１１
と、スクリーン１１に投影された反射パターンＲ 1 〜Ｒ
5 を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像装置１２と、撮像し
た反射パターンＲ 1 〜Ｒ5 から得られる撮像データを高
さデータに変換する演算装置１３とを具備し、光源１０
から投射された複数のスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 を、被検出
物体１の軸線２の方向から所定の角度θだけ傾斜させる
とともに軸線２とスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 とが略直交する
ような方向から投射し、被検出物体１の表面で全反射し
た正反射光を、その光路上に配置したスクリーン１１に
反射パターンＲ1 〜Ｒ5 として投影させ、スクリーン１
１越しに配置した撮像装置１２によりスクリーン１１に
投影された反射パターンＲ1 〜Ｒ5 を撮像するととも
に、撮像した反射パターンＲ1 〜Ｒ5 を画像処理して得
られる撮像データを演算装置１３にて高さデータに変換
し、その高さデータに基づいて物体表面の形状（くぼみ
や傷等の変形を含む）を検出するようになっている。
【００１８】而して光源１０から出射されるレーザ光か
ら成るスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 を被検出物体１の表面に角
度θだけ傾斜させ、且つスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 の長手方
向と被検出物体１の軸線２とが略直交するような方向か
ら投射し、全反射した正反射光を反射パターンＲ1 〜Ｒ
5 としてスクリーン１１に投影させ、その反射パターン
Ｒ1 〜Ｒ5 を撮像装置１２にて撮像し、このとき円柱状
の被検出物体１の表面に図４に示すようにへこみ不良部
３がある場合には、このへこみ不良部３に投射された例
えばスリット光Ｐ3 の正反射光の反射角度が（θ＋δ）
に変化するため、へこみ不良部３以外の良品部とへこみ
不良部３とで反射パターンＲ1 …に変化が生じる。つま
り、観察される良品部の反射パターンＲ1 …は弓状であ
って、これらの反射パターンＲ1 …を撮像装置１２にて
撮像し、演算装置１３により画像処理した撮像データを
高さデータに変換するとともに、画像処理を行うことで
被検出物体の表面形状、いまの場合にはへこみ不良部３
の深さを一括して検出する。
ら成るスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 を被検出物体１の表面に角
度θだけ傾斜させ、且つスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 の長手方
向と被検出物体１の軸線２とが略直交するような方向か
ら投射し、全反射した正反射光を反射パターンＲ1 〜Ｒ
5 としてスクリーン１１に投影させ、その反射パターン
Ｒ1 〜Ｒ5 を撮像装置１２にて撮像し、このとき円柱状
の被検出物体１の表面に図４に示すようにへこみ不良部
３がある場合には、このへこみ不良部３に投射された例
えばスリット光Ｐ3 の正反射光の反射角度が（θ＋δ）
に変化するため、へこみ不良部３以外の良品部とへこみ
不良部３とで反射パターンＲ1 …に変化が生じる。つま
り、観察される良品部の反射パターンＲ1 …は弓状であ
って、これらの反射パターンＲ1 …を撮像装置１２にて
撮像し、演算装置１３により画像処理した撮像データを
高さデータに変換するとともに、画像処理を行うことで
被検出物体の表面形状、いまの場合にはへこみ不良部３
の深さを一括して検出する。
【００１９】ここでへこみ不良部３の深さを三角測量で
求める原理を図２５の原理図に基づいて説明する。まず
被検出物体１の表面と撮像装置１２のレンズ２００との
距離をＬ1 、レンズ２００と撮像素子（図示せず）との
距離をＬ2 としたとき、高さ変位がΔｈであると仮定し
た場合、高さ変位ΔｈはΔｘと角度θとで、Δｈ／Δｘ
＝ｔａｎθと表され、撮像素子上での変位量をΔｘ’と
したとき、 Δｘ’／Δｘ＝Ｌ2 ／Ｌ1 の関係を利用して、高さ変位Δｈは撮像素子上では以下
のように表現される。
求める原理を図２５の原理図に基づいて説明する。まず
被検出物体１の表面と撮像装置１２のレンズ２００との
距離をＬ1 、レンズ２００と撮像素子（図示せず）との
距離をＬ2 としたとき、高さ変位がΔｈであると仮定し
た場合、高さ変位ΔｈはΔｘと角度θとで、Δｈ／Δｘ
＝ｔａｎθと表され、撮像素子上での変位量をΔｘ’と
したとき、 Δｘ’／Δｘ＝Ｌ2 ／Ｌ1 の関係を利用して、高さ変位Δｈは撮像素子上では以下
のように表現される。
【００２０】Δｘ’／Δｘ＝（Ｌ2 ／Ｌ1 ）・（１／ｔ
ａｎθ）・Δｈ ここでΔｘ’が画像データを、またΔｈが高さデータ
（深さデータ）を示す。従って演算装置１３では撮像装
置１２の撮像素子によって取り込まれた画像データ（Δ
ｘ’）を演算装置１３内のメモリに格納し、高さデータ
画像Δｈを得る。さらに演算装置１３は処理されたデー
タ画像から得られた高さ量Δｈ’と規格とを比較して規
格を越えた場合に不良と判定し良否の判定結果を出力す
るのである。尚ＬＤは光源を示す。
ａｎθ）・Δｈ ここでΔｘ’が画像データを、またΔｈが高さデータ
（深さデータ）を示す。従って演算装置１３では撮像装
置１２の撮像素子によって取り込まれた画像データ（Δ
ｘ’）を演算装置１３内のメモリに格納し、高さデータ
画像Δｈを得る。さらに演算装置１３は処理されたデー
タ画像から得られた高さ量Δｈ’と規格とを比較して規
格を越えた場合に不良と判定し良否の判定結果を出力す
るのである。尚ＬＤは光源を示す。
【００２１】ここで、スリット光Ｐ1 …を被検出物体１
の軸線２の方向から所定の角度θだけ傾斜させるととも
に軸線２とスリット光Ｐ1 …とが略直交する方向からス
リット光Ｐ1 …を投射することにより、各スリット光Ｐ
1 …の入射角度θを略同一にすることが可能となり、各
反射パターンＲ1 …の変化量、すなわち高さ量Δｈ’の
分解能を略同一にすることが可能となる。
の軸線２の方向から所定の角度θだけ傾斜させるととも
に軸線２とスリット光Ｐ1 …とが略直交する方向からス
リット光Ｐ1 …を投射することにより、各スリット光Ｐ
1 …の入射角度θを略同一にすることが可能となり、各
反射パターンＲ1 …の変化量、すなわち高さ量Δｈ’の
分解能を略同一にすることが可能となる。
【００２２】このとき、各スリット光Ｐ1 …を入射角度
θで被検出物体１に投射し、スクリーン１１越しに配置
された撮像装置１２の視野によって定められる広さの検
出エリア内における被検出物体１からの反射光の反射パ
ターンＲ1 …を一括して撮像するようにしているため、
被検出物体１を撮像開始から〜終了までの間にエリア全
てを検出できるように回転させる必要がない。
θで被検出物体１に投射し、スクリーン１１越しに配置
された撮像装置１２の視野によって定められる広さの検
出エリア内における被検出物体１からの反射光の反射パ
ターンＲ1 …を一括して撮像するようにしているため、
被検出物体１を撮像開始から〜終了までの間にエリア全
てを検出できるように回転させる必要がない。
【００２３】また、本実施形態では被検出物体１の表面
で全反射したスリット光Ｐ1 …の正反射光を反射パター
ンＲ1 …として投影させるスクリーン１１の形状を曲面
（円柱状の被検出物体１と同心円となる）形状にしてい
るため、スクリーン１１の形状を平坦な形状にした場合
に比べて、より広いエリアの反射パターンＲ1 …を投影
させることが可能となり、スクリーン１１越しに配置さ
れた撮像装置１２によっても、より広いエリアを撮像す
ることができることから、撮像装置１２の台数の削減を
図ることが可能となる。さらに、スクリーン１１を被検
出物体１の軸線２に対して平行となるようにしているの
で、被検出物体１の表面とスクリーン１１の間の距離を
等しくできることにより、スクリーン１１に投影される
反射パターンＲ1 …が鮮明になり、検出の高精度化が可
能となる。
で全反射したスリット光Ｐ1 …の正反射光を反射パター
ンＲ1 …として投影させるスクリーン１１の形状を曲面
（円柱状の被検出物体１と同心円となる）形状にしてい
るため、スクリーン１１の形状を平坦な形状にした場合
に比べて、より広いエリアの反射パターンＲ1 …を投影
させることが可能となり、スクリーン１１越しに配置さ
れた撮像装置１２によっても、より広いエリアを撮像す
ることができることから、撮像装置１２の台数の削減を
図ることが可能となる。さらに、スクリーン１１を被検
出物体１の軸線２に対して平行となるようにしているの
で、被検出物体１の表面とスクリーン１１の間の距離を
等しくできることにより、スクリーン１１に投影される
反射パターンＲ1 …が鮮明になり、検出の高精度化が可
能となる。
【００２４】なお、本実施形態では１つの検出エリア内
におけるスリット光Ｐ1 …の本数を５本としたが、さら
に本数を増やしてピッチを狭くすれば、より細かいへこ
み不良部３が検出できるのは言及するまでもない。 （実施形態２）本実施形態は請求項２（及び請求項３、
５）の発明に対応するもので、実施形態１と同じく円柱
状の被検出物体１の外観検査に用いられる物体表面の形
状検出装置を示しており、基本的な装置構成は実施形態
１と共通であるから共通する部分には同一の符号を付し
て説明は省略する。
におけるスリット光Ｐ1 …の本数を５本としたが、さら
に本数を増やしてピッチを狭くすれば、より細かいへこ
み不良部３が検出できるのは言及するまでもない。 （実施形態２）本実施形態は請求項２（及び請求項３、
５）の発明に対応するもので、実施形態１と同じく円柱
状の被検出物体１の外観検査に用いられる物体表面の形
状検出装置を示しており、基本的な装置構成は実施形態
１と共通であるから共通する部分には同一の符号を付し
て説明は省略する。
【００２５】本実施形態では、図５及び図６に示すよう
に光源１０から投射された複数のスリット光Ｐ1 ’〜Ｐ
6 ’を、被検出物体１の軸線２の方向と略直交させると
ともに被検出物体１の接線方向から角度αだけ傾斜させ
且つ軸線２とスリット光Ｐ1’〜Ｐ6 ’とが略平行とな
るような方向から投射し、被検出物体１の表面で全反射
した正反射光を、その光路上に配置したスクリーン１
１’に反射パターンＲ1’〜Ｒ6 ’として投影させ、ス
クリーン１１’越しに配置した撮像装置１２によりスク
リーン１１’に投影された反射パターンＲ1 ’〜Ｒ6 ’
を撮像するとともに、撮像した反射パターンＲ1 ’〜Ｒ
6 ’を画像処理して得られる撮像データを演算装置１３
にて高さデータに変換し、その高さデータに基づいて物
体表面の形状を検出する。
に光源１０から投射された複数のスリット光Ｐ1 ’〜Ｐ
6 ’を、被検出物体１の軸線２の方向と略直交させると
ともに被検出物体１の接線方向から角度αだけ傾斜させ
且つ軸線２とスリット光Ｐ1’〜Ｐ6 ’とが略平行とな
るような方向から投射し、被検出物体１の表面で全反射
した正反射光を、その光路上に配置したスクリーン１
１’に反射パターンＲ1’〜Ｒ6 ’として投影させ、ス
クリーン１１’越しに配置した撮像装置１２によりスク
リーン１１’に投影された反射パターンＲ1 ’〜Ｒ6 ’
を撮像するとともに、撮像した反射パターンＲ1 ’〜Ｒ
6 ’を画像処理して得られる撮像データを演算装置１３
にて高さデータに変換し、その高さデータに基づいて物
体表面の形状を検出する。
【００２６】本実施形態によると、スクリーン１１’に
投影された反射パターンＲ1 ’〜Ｒ 6 ’は被検出物体１
の良品部では略直線状となり、反対に被検出物体１の表
面に存在するへこみ変形部のような欠陥に対する反射パ
ターンは直線からずれるので、反射パターンＲ1 ’…の
変化の度合いは欠陥がない場合の直線からのずれとして
投影され、スクリーン１１’越しに配置した撮像装置１
２によって取り込まれたデータから良否を判別すること
ができる。しかも、直線からのずれを判定するだけで良
否の判定が行えるから、良否判定のための画像処理が簡
単になるという利点がある。
投影された反射パターンＲ1 ’〜Ｒ 6 ’は被検出物体１
の良品部では略直線状となり、反対に被検出物体１の表
面に存在するへこみ変形部のような欠陥に対する反射パ
ターンは直線からずれるので、反射パターンＲ1 ’…の
変化の度合いは欠陥がない場合の直線からのずれとして
投影され、スクリーン１１’越しに配置した撮像装置１
２によって取り込まれたデータから良否を判別すること
ができる。しかも、直線からのずれを判定するだけで良
否の判定が行えるから、良否判定のための画像処理が簡
単になるという利点がある。
【００２７】また、本実施形態ではスクリーン１１’の
形状を平坦な形状にしているため、被検出物体１とスク
リーン１１’の間の距離を短くすることができ、その結
果、スクリーン１１’に投影される反射パターンＲ1 ’
…が鮮明になり、検出の高精度化が可能となる。さら
に、スクリーン１１’を被検出物体１の軸線２に対して
平行となるようにしているので、各反射パターンＲ1 ’
…の軸線２の方向の高さ分解能が全て同一となる。
形状を平坦な形状にしているため、被検出物体１とスク
リーン１１’の間の距離を短くすることができ、その結
果、スクリーン１１’に投影される反射パターンＲ1 ’
…が鮮明になり、検出の高精度化が可能となる。さら
に、スクリーン１１’を被検出物体１の軸線２に対して
平行となるようにしているので、各反射パターンＲ1 ’
…の軸線２の方向の高さ分解能が全て同一となる。
【００２８】なお、図７に示すようにスクリーン１１’
の形状を実施形態１と同様に曲面（円柱状の被検出物体
１と同心円となる）形状としてもよい。この場合には実
施形態１で説明したように、平坦な形状にした場合に比
べて、より広いエリアの反射パターンＲ1 ’…を投影さ
せることが可能となり、スクリーン１１’越しに配置さ
れた撮像装置１２によっても、より広いエリアを撮像す
ることができることから、撮像装置１２の台数の削減を
図ることが可能となる。
の形状を実施形態１と同様に曲面（円柱状の被検出物体
１と同心円となる）形状としてもよい。この場合には実
施形態１で説明したように、平坦な形状にした場合に比
べて、より広いエリアの反射パターンＲ1 ’…を投影さ
せることが可能となり、スクリーン１１’越しに配置さ
れた撮像装置１２によっても、より広いエリアを撮像す
ることができることから、撮像装置１２の台数の削減を
図ることが可能となる。
【００２９】（実施形態３）本実施形態は請求項６の発
明に対応するもので、基本的な装置構成は実施形態１と
共通であるから共通する部分には同一の符号を付して説
明は省略する。本実施形態では、図８に示すように曲面
形状を有する実施形態１と同じスクリーン１１を、被検
出物体１の軸線２の方向に対して所定の角度γだけ傾斜
させて配置している。
明に対応するもので、基本的な装置構成は実施形態１と
共通であるから共通する部分には同一の符号を付して説
明は省略する。本実施形態では、図８に示すように曲面
形状を有する実施形態１と同じスクリーン１１を、被検
出物体１の軸線２の方向に対して所定の角度γだけ傾斜
させて配置している。
【００３０】上述のようにスクリーン１１を配置し、実
施形態１と同様に光源１０から投射された複数のスリッ
ト光Ｐ1"〜Ｐ4"を被検出物体１の表面に角度θだけ傾斜
させ、且つスリット光Ｐ1"〜Ｐ4"の長手方向と被検出物
体１の軸線２とが略直交するような方向から投射し、被
検出物体１の表面で全反射した正反射光を反射パターン
Ｒ1"〜Ｒ4"としてスクリーン１１に投影させ、その反射
パターンＲ1"〜Ｒ4"を撮像装置１２にて撮像すれば、各
スリット光Ｐ1"〜Ｐ4"の光路長を同一に保つことがで
き、各反射パターンＲ1"〜Ｒ4"の鮮明さのばらつきが少
なくなり、検出の高精度化が可能となる。
施形態１と同様に光源１０から投射された複数のスリッ
ト光Ｐ1"〜Ｐ4"を被検出物体１の表面に角度θだけ傾斜
させ、且つスリット光Ｐ1"〜Ｐ4"の長手方向と被検出物
体１の軸線２とが略直交するような方向から投射し、被
検出物体１の表面で全反射した正反射光を反射パターン
Ｒ1"〜Ｒ4"としてスクリーン１１に投影させ、その反射
パターンＲ1"〜Ｒ4"を撮像装置１２にて撮像すれば、各
スリット光Ｐ1"〜Ｐ4"の光路長を同一に保つことがで
き、各反射パターンＲ1"〜Ｒ4"の鮮明さのばらつきが少
なくなり、検出の高精度化が可能となる。
【００３１】（実施形態４）本実施形態は請求項７の発
明に対応するもので、基本的な装置構成は実施形態１と
共通であるから共通する部分には同一の符号を付して説
明は省略する。本実施形態では、図９に示すように被検
出物体１の軸線２の方向に対して略直交するように被検
出物体１の上面あるいは底面に対向させてスクリーン１
１" を配置し、被検出物体１の側方に対向配置した一対
の光源１０1 ，１０2 から出射されるスリット光Ｐ1 〜
Ｐ5 を被検出物体１の表面に各々角度θだけ傾斜させ、
且つスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 の長手方向と被検出物体１の
軸線２とが略直交するような方向から投射し、全反射し
た正反射光を反射パターンＲ1 〜Ｒ5 としてスクリーン
１１”に投影させており、スクリーン１１”には被検出
物体１のほぼ全周に渡る反射パターンＲ1 〜Ｒ5 が投影
される。したがって、これらの反射パターンＲ1 …を撮
像装置１２にて撮像し、演算装置１３により画像処理し
た撮像データを高さデータに変換するとともに、画像処
理を行うことで被検出物体１の表面形状（欠陥の有無）
を一括して検出することができ、しかも全周に渡る反射
パターンＲ1 …が２台の光源１０1 ，１０2 と１台の撮
像装置１２とで撮像することができるから、撮像装置１
２の台数の削減が可能となる。
明に対応するもので、基本的な装置構成は実施形態１と
共通であるから共通する部分には同一の符号を付して説
明は省略する。本実施形態では、図９に示すように被検
出物体１の軸線２の方向に対して略直交するように被検
出物体１の上面あるいは底面に対向させてスクリーン１
１" を配置し、被検出物体１の側方に対向配置した一対
の光源１０1 ，１０2 から出射されるスリット光Ｐ1 〜
Ｐ5 を被検出物体１の表面に各々角度θだけ傾斜させ、
且つスリット光Ｐ1 〜Ｐ5 の長手方向と被検出物体１の
軸線２とが略直交するような方向から投射し、全反射し
た正反射光を反射パターンＲ1 〜Ｒ5 としてスクリーン
１１”に投影させており、スクリーン１１”には被検出
物体１のほぼ全周に渡る反射パターンＲ1 〜Ｒ5 が投影
される。したがって、これらの反射パターンＲ1 …を撮
像装置１２にて撮像し、演算装置１３により画像処理し
た撮像データを高さデータに変換するとともに、画像処
理を行うことで被検出物体１の表面形状（欠陥の有無）
を一括して検出することができ、しかも全周に渡る反射
パターンＲ1 …が２台の光源１０1 ，１０2 と１台の撮
像装置１２とで撮像することができるから、撮像装置１
２の台数の削減が可能となる。
【００３２】（実施形態５）本実施形態は請求項８の発
明に対応するもので、図１０に示すように光源１４から
出射されたレーザ光をシリンドリカルレンズ１５によっ
てスリット状の光ビームＢに変換し、端面を斜めに研磨
した複数枚の板状の光偏向部材たる板ガラス１６1 …を
重ね合わせた板ガラス群に入射させている。すなわち、
これらの板ガラス１６1 …に入射されるスリット状の光
ビームＢは、まず最初の板ガラス１６ 1 の前面（図１１
に示す点ａ）にて一部が反射されてスリット光Ｐ1 とな
り、最初の板ガラス１６1 を透過した透過光が次の板ガ
ラス１６2 に入射される。そして、２枚目の板ガラス１
６2 の前面（同図に示す点ｂ）にてさらに一部が反射さ
れてスリット光Ｐ2 となり、２枚目の板ガラス１６2 を
透過した透過光が３枚目の板ガラス１６3 の前面に反射
されてスリット光Ｐ3 となる。すなわち、複数枚の板ガ
ラス１６1 …を重ね合わせているため、上記の光ビーム
の光分岐が連鎖的に行われ、板ガラス１６1 …がｎ枚重
ね合わせてあればｎ本のスリット光Ｐ1 〜Ｐｎに光分岐
されることになる。
明に対応するもので、図１０に示すように光源１４から
出射されたレーザ光をシリンドリカルレンズ１５によっ
てスリット状の光ビームＢに変換し、端面を斜めに研磨
した複数枚の板状の光偏向部材たる板ガラス１６1 …を
重ね合わせた板ガラス群に入射させている。すなわち、
これらの板ガラス１６1 …に入射されるスリット状の光
ビームＢは、まず最初の板ガラス１６ 1 の前面（図１１
に示す点ａ）にて一部が反射されてスリット光Ｐ1 とな
り、最初の板ガラス１６1 を透過した透過光が次の板ガ
ラス１６2 に入射される。そして、２枚目の板ガラス１
６2 の前面（同図に示す点ｂ）にてさらに一部が反射さ
れてスリット光Ｐ2 となり、２枚目の板ガラス１６2 を
透過した透過光が３枚目の板ガラス１６3 の前面に反射
されてスリット光Ｐ3 となる。すなわち、複数枚の板ガ
ラス１６1 …を重ね合わせているため、上記の光ビーム
の光分岐が連鎖的に行われ、板ガラス１６1 …がｎ枚重
ね合わせてあればｎ本のスリット光Ｐ1 〜Ｐｎに光分岐
されることになる。
【００３３】上述のように、本実施形態によれば１つの
光源１４から容易に複数本のスリット光Ｐ1 …を得るこ
とができ、光源１４の個数削減が図れる。 （実施形態６）本実施形態は請求項９の発明に対応する
もので、図１２に示すように光源１７から出射された多
波長レーザ光（波長λ1 〜λｎ）をシリンドリカルレン
ズ１５によってスリット状の光ビームＢ’に変換し、板
ガラス１８1 〜１８ｎの端面を斜めに研磨し重ね合せた
波長選択性のある板ガラス群に入射させている。すなわ
ち、これらの板ガラス１８1 …に入射されるスリット状
の光ビームＢ’は、まず最初の板ガラス１８1 の前面
（図１３に示す点ａ）にて波長λ1 の成分のみが反射さ
れてスリット光Ｐ1'となり、他の波長λ2 …の光ビーム
Ｂ' は最初の板ガラス１８1 を透過して次の板ガラス１
８2 に入射される。そして、２枚目の板ガラス１８2 の
前面（同図に示す点ｂ）にてさらに波長λ2 の光ビーム
Ｂ’が反射されてスリット光Ｐ2'となり、２枚目の板ガ
ラス１８2 を透過した他の波長λ3 …の光ビームＢ’が
３枚目の板ガラス１８3 の前面に反射されてスリット光
Ｐ3'となる。すなわち、波長選択性を有する複数枚の板
ガラス１８1 …を重ね合わせているため、上記の光ビー
ムＢ’の波長λ1 …の違いによる光分岐が連鎖的に行わ
れ、板ガラス１８1 …がｎ枚重ね合わせてあればｎ本の
スリット光Ｐ1'〜Ｐｎ'に光分岐されることになる。
光源１４から容易に複数本のスリット光Ｐ1 …を得るこ
とができ、光源１４の個数削減が図れる。 （実施形態６）本実施形態は請求項９の発明に対応する
もので、図１２に示すように光源１７から出射された多
波長レーザ光（波長λ1 〜λｎ）をシリンドリカルレン
ズ１５によってスリット状の光ビームＢ’に変換し、板
ガラス１８1 〜１８ｎの端面を斜めに研磨し重ね合せた
波長選択性のある板ガラス群に入射させている。すなわ
ち、これらの板ガラス１８1 …に入射されるスリット状
の光ビームＢ’は、まず最初の板ガラス１８1 の前面
（図１３に示す点ａ）にて波長λ1 の成分のみが反射さ
れてスリット光Ｐ1'となり、他の波長λ2 …の光ビーム
Ｂ' は最初の板ガラス１８1 を透過して次の板ガラス１
８2 に入射される。そして、２枚目の板ガラス１８2 の
前面（同図に示す点ｂ）にてさらに波長λ2 の光ビーム
Ｂ’が反射されてスリット光Ｐ2'となり、２枚目の板ガ
ラス１８2 を透過した他の波長λ3 …の光ビームＢ’が
３枚目の板ガラス１８3 の前面に反射されてスリット光
Ｐ3'となる。すなわち、波長選択性を有する複数枚の板
ガラス１８1 …を重ね合わせているため、上記の光ビー
ムＢ’の波長λ1 …の違いによる光分岐が連鎖的に行わ
れ、板ガラス１８1 …がｎ枚重ね合わせてあればｎ本の
スリット光Ｐ1'〜Ｐｎ'に光分岐されることになる。
【００３４】上述のように、本実施形態によれば１つの
光源１７から容易に複数本のスリット光Ｐ1'…を得るこ
とができ、光源１７の個数削減が図れる。 （実施形態７）本実施形態は請求項１４の発明に対応
し、図１４及び図１５に示すようにベルトコンベアのよ
うな搬送装置３０に載せられて移動する被検出物体１の
外観検査に本発明の形状検出装置を適用したものであっ
て、実施形態１及び実施形態２における構成を組み合わ
せることによって構成している。
光源１７から容易に複数本のスリット光Ｐ1'…を得るこ
とができ、光源１７の個数削減が図れる。 （実施形態７）本実施形態は請求項１４の発明に対応
し、図１４及び図１５に示すようにベルトコンベアのよ
うな搬送装置３０に載せられて移動する被検出物体１の
外観検査に本発明の形状検出装置を適用したものであっ
て、実施形態１及び実施形態２における構成を組み合わ
せることによって構成している。
【００３５】本実施形態では、外観が円柱状であるビー
ル缶のような被検出物体１の側面を複数の領域Ｘ1 〜Ｘ
8 ，Ｙ1 〜Ｙ4 に分け、第１段階から第４段階までの４
つの段階毎に上記各領域Ｘ1 …，Ｙ1 …における欠陥の
有無を検査するようになっている。ここで、上記領域Ｘ
1 〜Ｘ8 ，Ｙ1 〜Ｙ4 は、図１６に示すように設定して
ある。すなわち、被検出物体１の移動方向に直交する方
向を基準として被検出物体１の中心から見た角度が６０
°となるようにその周面を周方向に等間隔にて振り分け
るとともに被検出物体１の軸２の方向に沿って２分割し
た範囲を領域Ｘ 1 〜Ｘ8 とし、移動方向に対向する周面
について移動方向に沿った方向に中心から見た角度が３
０°となるように等間隔に振り分けた範囲を領域Ｙ1 〜
Ｙ4 としている（図１６参照）。
ル缶のような被検出物体１の側面を複数の領域Ｘ1 〜Ｘ
8 ，Ｙ1 〜Ｙ4 に分け、第１段階から第４段階までの４
つの段階毎に上記各領域Ｘ1 …，Ｙ1 …における欠陥の
有無を検査するようになっている。ここで、上記領域Ｘ
1 〜Ｘ8 ，Ｙ1 〜Ｙ4 は、図１６に示すように設定して
ある。すなわち、被検出物体１の移動方向に直交する方
向を基準として被検出物体１の中心から見た角度が６０
°となるようにその周面を周方向に等間隔にて振り分け
るとともに被検出物体１の軸２の方向に沿って２分割し
た範囲を領域Ｘ 1 〜Ｘ8 とし、移動方向に対向する周面
について移動方向に沿った方向に中心から見た角度が３
０°となるように等間隔に振り分けた範囲を領域Ｙ1 〜
Ｙ4 としている（図１６参照）。
【００３６】一方、搬送装置３０の周囲には被検出物体
１の移動方向に沿って、半導体レーザ並びに実施形態５
あるいは６で説明したシリンドリカルレンズ及び板ガラ
ス群（図示せず）等を具備し光ビームを光分岐させて複
数のスリット光を出射する光源２０1 〜２０12と、各光
源２０1 〜２０12からのスリット光が被検出物体１の周
面（領域Ｘ1 〜Ｘ8 ，Ｙ1 〜Ｙ4 ）にて全反射された正
反射光を反射パターンとして投影するスクリーン２１1
〜２１12と、ＣＣＤカメラを具備して投影された反射パ
ターンを各スクリーン２１1 〜２１12越しに撮像する撮
像装置２２1 〜２２12とが第１段階から第４段階までの
各段階に振り分けて配置してある。
１の移動方向に沿って、半導体レーザ並びに実施形態５
あるいは６で説明したシリンドリカルレンズ及び板ガラ
ス群（図示せず）等を具備し光ビームを光分岐させて複
数のスリット光を出射する光源２０1 〜２０12と、各光
源２０1 〜２０12からのスリット光が被検出物体１の周
面（領域Ｘ1 〜Ｘ8 ，Ｙ1 〜Ｙ4 ）にて全反射された正
反射光を反射パターンとして投影するスクリーン２１1
〜２１12と、ＣＣＤカメラを具備して投影された反射パ
ターンを各スクリーン２１1 〜２１12越しに撮像する撮
像装置２２1 〜２２12とが第１段階から第４段階までの
各段階に振り分けて配置してある。
【００３７】ここで、被検出物体１は搬送装置３０上を
断続的に流れているから、被検査物体１間のピッチが等
間隔で送られない場合が多い。そのため、本実施形態で
は第１段階の入口のところに搬送装置３０上の被検出物
体１を検知する遮光式の光電センサ３２を設置してお
り、この光電センサ３２を被検出物体１が横切った瞬間
を検知した後、光電センサ３２の検出信号をトリガーと
して所定の時間の経過後に撮像装置２２1 …による撮像
を開始するようにしている。これにより、被検出物体１
の搬送ピッチが不定であっても常に各段階における一定
の撮像位置に被検出物体１が存在した時に撮像が行え、
被検出物体１の画像の取り込みが可能となる。
断続的に流れているから、被検査物体１間のピッチが等
間隔で送られない場合が多い。そのため、本実施形態で
は第１段階の入口のところに搬送装置３０上の被検出物
体１を検知する遮光式の光電センサ３２を設置してお
り、この光電センサ３２を被検出物体１が横切った瞬間
を検知した後、光電センサ３２の検出信号をトリガーと
して所定の時間の経過後に撮像装置２２1 …による撮像
を開始するようにしている。これにより、被検出物体１
の搬送ピッチが不定であっても常に各段階における一定
の撮像位置に被検出物体１が存在した時に撮像が行え、
被検出物体１の画像の取り込みが可能となる。
【００３８】最初の第１段階では、実施形態１で説明し
た構成によって被検出物体１の領域Ｘ1 ，Ｘ2 に対する
検査（領域内における欠陥を検出して良否判定を行うこ
と。以下同じ）を行うとともに、実施形態２で説明した
構成によって領域Ｙ1 ，Ｙ2に対する検査を行う。すな
わち、光源２０1 から出射されるスリット光を被検出物
体１の周面の領域Ｘ1 に角度θだけ傾斜させ、且つスリ
ット光の長手方向と被検出物体１の軸線２とが略直交す
るような方向から投射し、複数のスリット光の領域Ｘ1
での各反射光を反射パターンとして曲面を有する弧状の
スクリーン２１ 1 に投影させ、スクリーン２１1 に投影
された複数の反射パターンを撮像装置２２1 にて撮像
し、演算装置２３により画像処理した撮像データを高さ
データに変換するとともに画像処理を行うことで被検出
物体１の表面形状、つまりへこみや傷等の欠陥を検出す
る。同様に、領域Ｘ1 と隣合う領域Ｘ2 に光源２０2 か
ら複数のスリット光を投射してスクリーン２１2 に投影
された反射パターンを撮像装置２２2 で撮像することで
演算装置２３により欠陥の検出を行う。なお、演算装置
２３は撮像装置２２1 …で撮像された画像（撮像デー
タ）を格納するメモリや撮像データを高さデータに変換
するなどの処理を行うＣＰＵから成る制御部（図示せ
ず）などを備え、得られた高さデータに基づいて被検出
物体１の外観の良否判定を行う。一方、領域Ｙ1 ，Ｙ2
については実施形態２で説明した構成によって欠陥の検
出を行う。つまり、搬送装置３０上で前方あるいは後方
の被検出物体１と対向する周面（領域Ｙ1 〜Ｙ4 ）にお
ける欠陥の検出を上記の実施形態１で説明した構成によ
って行うとすると、搬送装置３０の移動経路上に光源２
０3 …や撮像装置２２3 を配置させなければならず、こ
れらの撮像装置２２3 等と被検出物体１とが接触（干
渉）してしまう。そこで、このような不具合を防ぐため
に本実施形態においては、光源２０3 ，２０4 から投射
された複数のスリット光を、被検出物体１の軸線２の方
向と略直交させるとともに被検出物体１の接線方向と角
度αだけ傾斜させ且つ軸線２とスリット光とが略平行と
なるような方向から投射し、被検出物体１の表面で全反
射した正反射光を、その光路上に配置した平坦なスクリ
ーン２１3 ，２１4 に反射パターンとして投影させ、ス
クリーン２１3 ，２１4越しに配置した撮像装置２
２3 ，２２4 によりスクリーン２１3 ，２１4 に投影さ
れた反射パターンを撮像するとともに、撮像した反射パ
ターンを画像処理して得られる撮像データを演算装置２
３にて高さデータに変換し、その高さデータに基づいて
物体表面の形状を検出するようにしている。
た構成によって被検出物体１の領域Ｘ1 ，Ｘ2 に対する
検査（領域内における欠陥を検出して良否判定を行うこ
と。以下同じ）を行うとともに、実施形態２で説明した
構成によって領域Ｙ1 ，Ｙ2に対する検査を行う。すな
わち、光源２０1 から出射されるスリット光を被検出物
体１の周面の領域Ｘ1 に角度θだけ傾斜させ、且つスリ
ット光の長手方向と被検出物体１の軸線２とが略直交す
るような方向から投射し、複数のスリット光の領域Ｘ1
での各反射光を反射パターンとして曲面を有する弧状の
スクリーン２１ 1 に投影させ、スクリーン２１1 に投影
された複数の反射パターンを撮像装置２２1 にて撮像
し、演算装置２３により画像処理した撮像データを高さ
データに変換するとともに画像処理を行うことで被検出
物体１の表面形状、つまりへこみや傷等の欠陥を検出す
る。同様に、領域Ｘ1 と隣合う領域Ｘ2 に光源２０2 か
ら複数のスリット光を投射してスクリーン２１2 に投影
された反射パターンを撮像装置２２2 で撮像することで
演算装置２３により欠陥の検出を行う。なお、演算装置
２３は撮像装置２２1 …で撮像された画像（撮像デー
タ）を格納するメモリや撮像データを高さデータに変換
するなどの処理を行うＣＰＵから成る制御部（図示せ
ず）などを備え、得られた高さデータに基づいて被検出
物体１の外観の良否判定を行う。一方、領域Ｙ1 ，Ｙ2
については実施形態２で説明した構成によって欠陥の検
出を行う。つまり、搬送装置３０上で前方あるいは後方
の被検出物体１と対向する周面（領域Ｙ1 〜Ｙ4 ）にお
ける欠陥の検出を上記の実施形態１で説明した構成によ
って行うとすると、搬送装置３０の移動経路上に光源２
０3 …や撮像装置２２3 を配置させなければならず、こ
れらの撮像装置２２3 等と被検出物体１とが接触（干
渉）してしまう。そこで、このような不具合を防ぐため
に本実施形態においては、光源２０3 ，２０4 から投射
された複数のスリット光を、被検出物体１の軸線２の方
向と略直交させるとともに被検出物体１の接線方向と角
度αだけ傾斜させ且つ軸線２とスリット光とが略平行と
なるような方向から投射し、被検出物体１の表面で全反
射した正反射光を、その光路上に配置した平坦なスクリ
ーン２１3 ，２１4 に反射パターンとして投影させ、ス
クリーン２１3 ，２１4越しに配置した撮像装置２
２3 ，２２4 によりスクリーン２１3 ，２１4 に投影さ
れた反射パターンを撮像するとともに、撮像した反射パ
ターンを画像処理して得られる撮像データを演算装置２
３にて高さデータに変換し、その高さデータに基づいて
物体表面の形状を検出するようにしている。
【００３９】次に、被検出物体１が搬送装置３０に載せ
られて第２段階に移動すると、この第２段階では実施形
態１で説明した構成によって被検出物体１の領域Ｘ5 ，
Ｘ6に対する検査を行うとともに、実施形態２で説明し
た構成によって領域Ｙ3 ，Ｙ 4 に対する検査を行う。な
お、詳細については説明は省略する。それから第３段階
においては、実施形態１で説明した構成によって領域Ｘ
3 ，Ｘ7 に対する検査を行い、最後に第４段階では実施
形態１で説明した構成によって領域Ｘ4 ，Ｘ8 に対する
検査を行って１つの被検出物体１に対する外観検査が終
了する。
られて第２段階に移動すると、この第２段階では実施形
態１で説明した構成によって被検出物体１の領域Ｘ5 ，
Ｘ6に対する検査を行うとともに、実施形態２で説明し
た構成によって領域Ｙ3 ，Ｙ 4 に対する検査を行う。な
お、詳細については説明は省略する。それから第３段階
においては、実施形態１で説明した構成によって領域Ｘ
3 ，Ｘ7 に対する検査を行い、最後に第４段階では実施
形態１で説明した構成によって領域Ｘ4 ，Ｘ8 に対する
検査を行って１つの被検出物体１に対する外観検査が終
了する。
【００４０】上述のように本実施形態における物体表面
の形状検出装置によれば、被検出物体１を搬送装置３０
上で回転することなく、その表面形状を全周に渡って一
括して検出（検査）することができる。 （実施形態８）本実施形態は請求項１０の発明に対応す
るもので、その装置の構成は実施形態１の装置の構成と
基本的に同様であるが、図１７、図１８に示すように光
源１０の配置が異なる。つまり光源１０から投射せられ
た複数のスリット光Ｐ1 …は、ビール缶のような円柱状
の被検出物体１の軸線２に対して角度θだけ傾斜させ、
かつ被検出物体１の底面に対して角度βだけ傾斜させ、
かつ当該被検出物体１表面の接線に対して角度αとなる
方向から投射し、被検出物体１表面で全反射した正反射
光を、その光路上に配置したスクリーン１１に反射パタ
ーンＲ1 …として投影させ、スクリーン１１越しに配置
した撮像装置１２により当該反射パターンを撮像し、実
施形態１の場合と同様の原理により演算装置１３で被検
出物体１の表面形状を一括して検出する。
の形状検出装置によれば、被検出物体１を搬送装置３０
上で回転することなく、その表面形状を全周に渡って一
括して検出（検査）することができる。 （実施形態８）本実施形態は請求項１０の発明に対応す
るもので、その装置の構成は実施形態１の装置の構成と
基本的に同様であるが、図１７、図１８に示すように光
源１０の配置が異なる。つまり光源１０から投射せられ
た複数のスリット光Ｐ1 …は、ビール缶のような円柱状
の被検出物体１の軸線２に対して角度θだけ傾斜させ、
かつ被検出物体１の底面に対して角度βだけ傾斜させ、
かつ当該被検出物体１表面の接線に対して角度αとなる
方向から投射し、被検出物体１表面で全反射した正反射
光を、その光路上に配置したスクリーン１１に反射パタ
ーンＲ1 …として投影させ、スクリーン１１越しに配置
した撮像装置１２により当該反射パターンを撮像し、実
施形態１の場合と同様の原理により演算装置１３で被検
出物体１の表面形状を一括して検出する。
【００４１】本実施形態により、被検出物体１の底面と
同方向、つまり横方向に伸びたすじ状の凹み傷の検出に
対して有効となる。また実施形態１の場合に比べてスク
リーン１１に投影される反射パターンＲ1 …の明るさレ
ベルが高くなり、検査の高精度化が可能となる。 （実施形態９）本実施形態は請求項１１の発明に対応す
るもので、図１９に示すように駆動装置３１によって駆
動される搬送装置３０に載せられて搬送された円柱状の
被検査物体１を遮光式の光電センサ３２の投光部３２
ａ、受光部３２ｂ間を通過させて光電センサ３２により
被検出物体１の検出を行なうようになっており、演算装
置１３ではこの光電センサ３２の検出信号で被検査物体
１の位置を同定するとともに画像取り込みのトリガ信号
とし、撮像装置１２に画像取り込み命令を出力し、この
命令を受け取った撮像装置１２は被検出物体１表面に投
射された複数のスリット光Ｐ1 …が被検出物体１の表面
で正反射してスクリーン１１に投影された正反射パター
ンＲ1 …を撮像する。ここで搬送装置３０によって搬送
される被検出物体１は図２０に示すように搬送方向イと
直行する方向ロにずれを生じるため、安定した正反射パ
ターン画像を得ることができない。そこで図２０に示す
ように、光電センサ３２の投光部３２ａ、受光部３２ｂ
間の光路と、光源１０の投射角度とを、搬送方向に対し
て共に角度θだけ傾斜させ、且つ被検出物体１の底面に
投影した形で平行させることにより、点ａ、ｂ、ｃのい
ずれかの位置で光電センサ３２の光路を横切ったとして
も、被検出物体１の表面に投射される位置は点ａ’、
ｂ’、ｃ’となり、これらはすべて同じ位置に相当す
る。尚光電センサ３２の光路は被検出物体１の底面に平
行している。
同方向、つまり横方向に伸びたすじ状の凹み傷の検出に
対して有効となる。また実施形態１の場合に比べてスク
リーン１１に投影される反射パターンＲ1 …の明るさレ
ベルが高くなり、検査の高精度化が可能となる。 （実施形態９）本実施形態は請求項１１の発明に対応す
るもので、図１９に示すように駆動装置３１によって駆
動される搬送装置３０に載せられて搬送された円柱状の
被検査物体１を遮光式の光電センサ３２の投光部３２
ａ、受光部３２ｂ間を通過させて光電センサ３２により
被検出物体１の検出を行なうようになっており、演算装
置１３ではこの光電センサ３２の検出信号で被検査物体
１の位置を同定するとともに画像取り込みのトリガ信号
とし、撮像装置１２に画像取り込み命令を出力し、この
命令を受け取った撮像装置１２は被検出物体１表面に投
射された複数のスリット光Ｐ1 …が被検出物体１の表面
で正反射してスクリーン１１に投影された正反射パター
ンＲ1 …を撮像する。ここで搬送装置３０によって搬送
される被検出物体１は図２０に示すように搬送方向イと
直行する方向ロにずれを生じるため、安定した正反射パ
ターン画像を得ることができない。そこで図２０に示す
ように、光電センサ３２の投光部３２ａ、受光部３２ｂ
間の光路と、光源１０の投射角度とを、搬送方向に対し
て共に角度θだけ傾斜させ、且つ被検出物体１の底面に
投影した形で平行させることにより、点ａ、ｂ、ｃのい
ずれかの位置で光電センサ３２の光路を横切ったとして
も、被検出物体１の表面に投射される位置は点ａ’、
ｂ’、ｃ’となり、これらはすべて同じ位置に相当す
る。尚光電センサ３２の光路は被検出物体１の底面に平
行している。
【００４２】以上の本実施形態では被検出物体１のずれ
に対して有効である。 （実施形態１０）本実施形態は請求項１２の発明に対応
するもので、図２１に示すようにスリット光を投射する
光源１を単数としたもので、実施形態９と同様に搬送装
置３０（駆動装置は図示しない）によって搬送された被
検出物体１が、搬送方向に対して角度θだけ光路を傾斜
させた光電センサ３２の投光部３２ａ、受光部ｂ間を通
過したときに、光電センサ３２が検出信号を発生する。
この検出信号は図２２（ａ）に示すように一定幅のパル
ス信号であり、この検出信号を演算装置１３は取込み被
検出トリガ信号とし、図２２（ｃ）に示すように画像取
込みの命令を撮像装置１２に出力するようになってい
る。
に対して有効である。 （実施形態１０）本実施形態は請求項１２の発明に対応
するもので、図２１に示すようにスリット光を投射する
光源１を単数としたもので、実施形態９と同様に搬送装
置３０（駆動装置は図示しない）によって搬送された被
検出物体１が、搬送方向に対して角度θだけ光路を傾斜
させた光電センサ３２の投光部３２ａ、受光部ｂ間を通
過したときに、光電センサ３２が検出信号を発生する。
この検出信号は図２２（ａ）に示すように一定幅のパル
ス信号であり、この検出信号を演算装置１３は取込み被
検出トリガ信号とし、図２２（ｃ）に示すように画像取
込みの命令を撮像装置１２に出力するようになってい
る。
【００４３】そして光源１０に対して検出信号を入力し
てから図２２（ｂ）に示すように一定時間後（ｔ0 ）に
光源１０をオンし、被検出物体１の表面にスリット光Ｐ
を投射させ、スクリーン１１に正反射パターンＰ1 ’を
投影させる。この正反射パターンＰ1 ’を撮像装置１２
は撮像する。次に光源１０を一旦オフし、再び時刻ｔ 1
で光源１０をオンする。このようにして光源１０を所定
期間、スリット光のピッチ間隔に相当する一定間隔（ｔ
0 ，ｔ1 ，…）で図２２（ｃ）に示すようにオン、オフ
し、光源１０がオンする毎に被検査物体１の表面に投射
されるスリット光Ｐによりスクリーン１１に投影される
正反射パターンＲ0 ’，Ｒ1 ’…を撮像装置１２によっ
て夫々取り込む。そして所定期間撮像装置１２による取
込みを行った後、演算装置１３は撮像装置１２への画像
取込み命令をオフする。
てから図２２（ｂ）に示すように一定時間後（ｔ0 ）に
光源１０をオンし、被検出物体１の表面にスリット光Ｐ
を投射させ、スクリーン１１に正反射パターンＰ1 ’を
投影させる。この正反射パターンＰ1 ’を撮像装置１２
は撮像する。次に光源１０を一旦オフし、再び時刻ｔ 1
で光源１０をオンする。このようにして光源１０を所定
期間、スリット光のピッチ間隔に相当する一定間隔（ｔ
0 ，ｔ1 ，…）で図２２（ｃ）に示すようにオン、オフ
し、光源１０がオンする毎に被検査物体１の表面に投射
されるスリット光Ｐによりスクリーン１１に投影される
正反射パターンＲ0 ’，Ｒ1 ’…を撮像装置１２によっ
て夫々取り込む。そして所定期間撮像装置１２による取
込みを行った後、演算装置１３は撮像装置１２への画像
取込み命令をオフする。
【００４４】尚ｔ0 ，ｔ1 …は光源１０の各オン期間の
中点の位置を示す。勿論ｔ0 ，ｔ1は光源１０の各オン
期間の立ち上がり、立ち下がりのタイミンで取っても良
い。以上の本実施形態では、単数の光源１０でスリット
光Ｐを投射するだけで良いため光源１０（のスリット
光）の数の削減が図られる。 （実施形態１１）実施形態１０は１つの光源１０のスリ
ット光Ｐの投射を間欠させるようにしたものであるが、
本実施形態は図２３に示すように二つの光源１０1 ，１
０2 と、各光源１０1 、１０2 に対応した光電センサ３
２1 ，３２21とを設け、光源１０ 1 の投射方向、光電ス
イッチ３２1 の投光部３２ａ1 ，受光部３２ｂ1 間の光
路、被検出物体１の３者の関係は実施形態１０の光電ス
イッチ３２の投光部３２ａ，受光部３２ｂ間の光路、被
検出物体１の３者の関係と同様にし、また光電スイッチ
３２2 の投光部３２ａ2 ，受光部３２ｂ2 間の光路を光
源１０1 の投射方向と、光電スイッチ３２1 の投光部３
２ａ1 ，受光部３２ｂ1 間の光路に対称的に設定配置
し、光電スイッチ３２1 ，３２2 の検出信号によって撮
像装置１２の撮像タイミングをずらし、複数の光源１０
1 ，１０2 に対して使用するスクリーン１１を一つとす
るようにしたものである。
中点の位置を示す。勿論ｔ0 ，ｔ1は光源１０の各オン
期間の立ち上がり、立ち下がりのタイミンで取っても良
い。以上の本実施形態では、単数の光源１０でスリット
光Ｐを投射するだけで良いため光源１０（のスリット
光）の数の削減が図られる。 （実施形態１１）実施形態１０は１つの光源１０のスリ
ット光Ｐの投射を間欠させるようにしたものであるが、
本実施形態は図２３に示すように二つの光源１０1 ，１
０2 と、各光源１０1 、１０2 に対応した光電センサ３
２1 ，３２21とを設け、光源１０ 1 の投射方向、光電ス
イッチ３２1 の投光部３２ａ1 ，受光部３２ｂ1 間の光
路、被検出物体１の３者の関係は実施形態１０の光電ス
イッチ３２の投光部３２ａ，受光部３２ｂ間の光路、被
検出物体１の３者の関係と同様にし、また光電スイッチ
３２2 の投光部３２ａ2 ，受光部３２ｂ2 間の光路を光
源１０1 の投射方向と、光電スイッチ３２1 の投光部３
２ａ1 ，受光部３２ｂ1 間の光路に対称的に設定配置
し、光電スイッチ３２1 ，３２2 の検出信号によって撮
像装置１２の撮像タイミングをずらし、複数の光源１０
1 ，１０2 に対して使用するスクリーン１１を一つとす
るようにしたものである。
【００４５】而して本実施形態では、搬送装置３０によ
って搬送された被検出物体１が搬送方向に対して角度θ
だけ傾斜させた光電センサ３２1 の光路を通過すると、
光電センサ３２1 から検出信号が図２４（ａ）に示すよ
うに発生して演算装置１３に入力する。演算装置１３は
この検出信号を画像取込みのトリガ信号として撮像装置
１２に画像取り込み命令を出力するとともに、光源１０
1 を実施形態１０の場合と同様に所定期間の間一定間隔
（ｔ10，ｔ11…）でオン、オフし、光源１０1のオンす
る毎に被検査物体１の表面に投射されるスリット光Ｐａ
によりスクリーン１１に投影される正反射パターン
Ｒ10’，Ｒ11’…を撮像装置１２によって夫々取り込
む。そして所定期間撮像装置１２による取込みを行った
後、演算装置１３は撮像装置１２への画像取込み命令を
オフする。
って搬送された被検出物体１が搬送方向に対して角度θ
だけ傾斜させた光電センサ３２1 の光路を通過すると、
光電センサ３２1 から検出信号が図２４（ａ）に示すよ
うに発生して演算装置１３に入力する。演算装置１３は
この検出信号を画像取込みのトリガ信号として撮像装置
１２に画像取り込み命令を出力するとともに、光源１０
1 を実施形態１０の場合と同様に所定期間の間一定間隔
（ｔ10，ｔ11…）でオン、オフし、光源１０1のオンす
る毎に被検査物体１の表面に投射されるスリット光Ｐａ
によりスクリーン１１に投影される正反射パターン
Ｒ10’，Ｒ11’…を撮像装置１２によって夫々取り込
む。そして所定期間撮像装置１２による取込みを行った
後、演算装置１３は撮像装置１２への画像取込み命令を
オフする。
【００４６】続いて、被検出物体１が、光電センサ３２
2 の光路を通過すると、光電センサ３２2 からは図２４
（ｃ）に示すように検出信号が発生して光電センサ３２
1 の場合と同様に、演算装置１３に入力する。演算装置
１３はこの検出信号を画像取込みのトリガ信号として再
び撮像装置１２に画像取り込み命令を出力するととも
に、光源１０2 を上述と同様に所定期間の間一定間隔
（ｔ20，ｔ21…）でオン、オフし、光源１０2 のオンす
る毎に被検査物体１の表面に投射されるスリット光Ｐｂ
によりスクリーン１１に投影される正反射パターン
Ｒ20’，Ｒ21’…を撮像装置１２によって夫々取り込
む。そして所定期間撮像装置１２による取込みを行った
後、演算装置１３は撮像装置１２への画像取込み命令を
オフする。
2 の光路を通過すると、光電センサ３２2 からは図２４
（ｃ）に示すように検出信号が発生して光電センサ３２
1 の場合と同様に、演算装置１３に入力する。演算装置
１３はこの検出信号を画像取込みのトリガ信号として再
び撮像装置１２に画像取り込み命令を出力するととも
に、光源１０2 を上述と同様に所定期間の間一定間隔
（ｔ20，ｔ21…）でオン、オフし、光源１０2 のオンす
る毎に被検査物体１の表面に投射されるスリット光Ｐｂ
によりスクリーン１１に投影される正反射パターン
Ｒ20’，Ｒ21’…を撮像装置１２によって夫々取り込
む。そして所定期間撮像装置１２による取込みを行った
後、演算装置１３は撮像装置１２への画像取込み命令を
オフする。
【００４７】尚上記ｔ10，ｔ11…、ｔ20，ｔ21…、は光
源１０1 ，１０2 をオンする期間の中点の位置を示す。
勿論ｔ10，ｔ11…、ｔ20，ｔ21…は光源１０の各オン期
間の立ち上がり、立ち下がりのタイミンで取っても良
い。以上の本実施形態では複数の光源１０1 ，１０2 に
対して単一のスクリーン１１で良く、スクリーン１１の
数の削減が図られる。
源１０1 ，１０2 をオンする期間の中点の位置を示す。
勿論ｔ10，ｔ11…、ｔ20，ｔ21…は光源１０の各オン期
間の立ち上がり、立ち下がりのタイミンで取っても良
い。以上の本実施形態では複数の光源１０1 ，１０2 に
対して単一のスクリーン１１で良く、スクリーン１１の
数の削減が図られる。
【００４８】
【発明の効果】請求項１の発明は、スリット状の光ビー
ムから成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸
とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面
の傷や形状を検出する物体表面の形状検出方法におい
て、複数のスリット光を光切断線として投射する光源
と、被検出物体の表面で全反射した正反射光を反射パタ
ーンとして投影させるスクリーンと、スクリーンに投影
された反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像した反
射パターンから得られる撮像データを高さデータに変換
する演算装置とを具備し、光源から投射された複数のス
リット光を、被検出物体の軸線方向から所定の角度だけ
傾斜させるとともに軸線とスリット光とが略直交するよ
うな方向から投射し、被検出物体の表面で全反射した正
反射光を、その光路上に配置したスクリーンに反射パタ
ーンとして投影させ、スクリーン越しに配置した撮像装
置によりスクリーンに投影された反射パターンを撮像
し、この反射パターンの変化から被検出物体の表面形状
を一括して検出するので、各スリット光の入射角度を略
同一とすることが可能となり、被検出物体の表面のへこ
み等の変形した形状を示す反射パターンの変化の度合い
が全スリット光において略同一となることにより、各ス
リット光の高さ分解能を略一定とすることが可能となる
という効果がある。
ムから成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸
とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面
の傷や形状を検出する物体表面の形状検出方法におい
て、複数のスリット光を光切断線として投射する光源
と、被検出物体の表面で全反射した正反射光を反射パタ
ーンとして投影させるスクリーンと、スクリーンに投影
された反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像した反
射パターンから得られる撮像データを高さデータに変換
する演算装置とを具備し、光源から投射された複数のス
リット光を、被検出物体の軸線方向から所定の角度だけ
傾斜させるとともに軸線とスリット光とが略直交するよ
うな方向から投射し、被検出物体の表面で全反射した正
反射光を、その光路上に配置したスクリーンに反射パタ
ーンとして投影させ、スクリーン越しに配置した撮像装
置によりスクリーンに投影された反射パターンを撮像
し、この反射パターンの変化から被検出物体の表面形状
を一括して検出するので、各スリット光の入射角度を略
同一とすることが可能となり、被検出物体の表面のへこ
み等の変形した形状を示す反射パターンの変化の度合い
が全スリット光において略同一となることにより、各ス
リット光の高さ分解能を略一定とすることが可能となる
という効果がある。
【００４９】請求項２の発明は、スリット状の光ビーム
から成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸と
は異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面の
傷や形状を検出する物体表面の形状検出方法において、
複数のスリット光を光切断線として投射する光源と、被
検出物体の表面で全反射した正反射光を反射パターンと
して投影させるスクリーンと、スクリーンに投影された
反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像した反射パタ
ーンから得られる撮像データを高さデータに変換する演
算装置とを具備し、光源から投射された複数のスリット
光を、被検出物体の軸線方向と略直交させるとともに軸
線とスリット光とが略平行となるような方向から投射
し、被検出物体の表面で全反射した正反射光を、その光
路上に配置したスクリーンに反射パターンとして投影さ
せ、スクリーン越しに配置した撮像装置によりスクリー
ンに投影された反射パターンを撮像し、この反射パター
ンの変化から被検出物体の表面形状を一括して検出する
ので、スクリーンに投影された反射パターンは略直線状
となり、被検出物体の表面のへこみ等の変形した形状を
示す反射パターンの変化の度合いは直線からのずれとし
て投影されるため、スクリーン越しに配置した撮像装置
によって取り込まれたデータから良否を判別するための
画像処理が簡単になるという効果がある。
から成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸と
は異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面の
傷や形状を検出する物体表面の形状検出方法において、
複数のスリット光を光切断線として投射する光源と、被
検出物体の表面で全反射した正反射光を反射パターンと
して投影させるスクリーンと、スクリーンに投影された
反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像した反射パタ
ーンから得られる撮像データを高さデータに変換する演
算装置とを具備し、光源から投射された複数のスリット
光を、被検出物体の軸線方向と略直交させるとともに軸
線とスリット光とが略平行となるような方向から投射
し、被検出物体の表面で全反射した正反射光を、その光
路上に配置したスクリーンに反射パターンとして投影さ
せ、スクリーン越しに配置した撮像装置によりスクリー
ンに投影された反射パターンを撮像し、この反射パター
ンの変化から被検出物体の表面形状を一括して検出する
ので、スクリーンに投影された反射パターンは略直線状
となり、被検出物体の表面のへこみ等の変形した形状を
示す反射パターンの変化の度合いは直線からのずれとし
て投影されるため、スクリーン越しに配置した撮像装置
によって取り込まれたデータから良否を判別するための
画像処理が簡単になるという効果がある。
【００５０】請求項３の発明は、スクリーンの形状を略
平坦な形状としたので、被検出物体とスクリーンの間の
距離を短くすることが可能となり、構成の簡素化が図
れ、また、その結果スクリーンに投影される各スリット
光の反射パターンが鮮明になり、検出の高精度化が図れ
るという効果がある。請求項４の発明は、スクリーンの
形状を少なくとも曲面を有する形状としたので、被検出
物体とスクリーンの間の距離が等しくなり、スクリーン
に投影される反射パターンは、スクリーンの形状が平坦
な場合に比べてより広いエリアを投影することになり、
その結果、撮像装置によってより広いエリアを撮像する
ことができ、検出の高精度化が図れるという効果があ
る。
平坦な形状としたので、被検出物体とスクリーンの間の
距離を短くすることが可能となり、構成の簡素化が図
れ、また、その結果スクリーンに投影される各スリット
光の反射パターンが鮮明になり、検出の高精度化が図れ
るという効果がある。請求項４の発明は、スクリーンの
形状を少なくとも曲面を有する形状としたので、被検出
物体とスクリーンの間の距離が等しくなり、スクリーン
に投影される反射パターンは、スクリーンの形状が平坦
な場合に比べてより広いエリアを投影することになり、
その結果、撮像装置によってより広いエリアを撮像する
ことができ、検出の高精度化が図れるという効果があ
る。
【００５１】請求項５の発明は、被検出物体の軸線方向
に略平行となるようにスクリーンを配置したので、被検
出物体の横手方向から複数のスリット光を投射させた場
合、スクリーンに投影される１ラインの反射パターンの
長手方向の高さ分解能が等しくでき、検出の高精度化が
図れるという効果がある。請求項６の発明は、被検出物
体の軸線方向に対して所定の角度だけ傾斜させてスクリ
ーンを配置したので、被検出物体の横手方向から複数の
スリット光を投射させた場合、スリット光の光路長を一
定に保つことが可能となり、スクリーンには鮮明な反射
パターンが投影され、検出の高精度化が図れるという効
果がある。
に略平行となるようにスクリーンを配置したので、被検
出物体の横手方向から複数のスリット光を投射させた場
合、スクリーンに投影される１ラインの反射パターンの
長手方向の高さ分解能が等しくでき、検出の高精度化が
図れるという効果がある。請求項６の発明は、被検出物
体の軸線方向に対して所定の角度だけ傾斜させてスクリ
ーンを配置したので、被検出物体の横手方向から複数の
スリット光を投射させた場合、スリット光の光路長を一
定に保つことが可能となり、スクリーンには鮮明な反射
パターンが投影され、検出の高精度化が図れるという効
果がある。
【００５２】請求項７の発明は、被検出物体の軸線方向
に対して略直交するようにスクリーンを配置したので、
被検出物体の長手方向から複数のスリット光を被検出物
体の全面に投射させた場合、スクリーンには全面の反射
パターンが投影されることにより、最小限の撮像装置で
全面の検出が可能となり、撮像装置の個数の削減が図れ
るという効果がある。
に対して略直交するようにスクリーンを配置したので、
被検出物体の長手方向から複数のスリット光を被検出物
体の全面に投射させた場合、スクリーンには全面の反射
パターンが投影されることにより、最小限の撮像装置で
全面の検出が可能となり、撮像装置の個数の削減が図れ
るという効果がある。
【００５３】請求項８の発明は、斜めに研磨した複数枚
の板状の光偏向部材を重ね合わせ、これらの光偏向部材
に入射されるスリット状の光ビームを各光偏向部材で光
分岐させて複数のスリット光を得るので、１つの光源か
ら複数のスリット光を容易に得ることができ、光源の個
数削減が図れるという効果がある。請求項９の発明は、
波長選択性を有する複数枚の板状の光偏向部材を斜めに
研磨して重ね合わせ、これらの光偏向部材に入射される
複数の波長を有する光ビームを各光偏向部材で波長毎に
分離させて複数のスリット光を得るので、１つの光源か
ら複数のスリット光を容易に得ることができ、光源の個
数削減が図れるという効果がある。
の板状の光偏向部材を重ね合わせ、これらの光偏向部材
に入射されるスリット状の光ビームを各光偏向部材で光
分岐させて複数のスリット光を得るので、１つの光源か
ら複数のスリット光を容易に得ることができ、光源の個
数削減が図れるという効果がある。請求項９の発明は、
波長選択性を有する複数枚の板状の光偏向部材を斜めに
研磨して重ね合わせ、これらの光偏向部材に入射される
複数の波長を有する光ビームを各光偏向部材で波長毎に
分離させて複数のスリット光を得るので、１つの光源か
ら複数のスリット光を容易に得ることができ、光源の個
数削減が図れるという効果がある。
【００５４】請求項１０の発明は、光ビームを投射し
て、その反射光を投射軸とは異なる方向から撮像し、三
角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出する方法にお
いて、被検出物体からの反射光を撮像する撮像装置と、
複数のスリット光を光切断線として投光する光源と、被
検出物体表面で全反射した正反射光を反射パターンとし
て投影させるスクリーンと、撮像データを高さデータに
変換する演算装置とを具備し、光源から投射せられたス
リット状の光ビームは、被検出物体の軸線に対して所定
の角度傾斜させ、かつ当該被検出物体底面に対して所定
の角度傾斜させた方向から投射し、被検出物体表面で全
反射した正反射光を、その光路上に配置したスクリーン
に反射パターンとして投影させ、スクリーン越しに配置
した撮像装置により当該反射パターンを撮像し、当該反
射パターンの変化から被検出物体の表面形状を一括して
検出するので、被検出物体表面における横方向のすじ状
凹みの反射パータンを直線状の反射パターンからの突起
上位のずれとして投影させることができ、横方向のすじ
状凹みの不良発見に有効であるという効果がある。
て、その反射光を投射軸とは異なる方向から撮像し、三
角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出する方法にお
いて、被検出物体からの反射光を撮像する撮像装置と、
複数のスリット光を光切断線として投光する光源と、被
検出物体表面で全反射した正反射光を反射パターンとし
て投影させるスクリーンと、撮像データを高さデータに
変換する演算装置とを具備し、光源から投射せられたス
リット状の光ビームは、被検出物体の軸線に対して所定
の角度傾斜させ、かつ当該被検出物体底面に対して所定
の角度傾斜させた方向から投射し、被検出物体表面で全
反射した正反射光を、その光路上に配置したスクリーン
に反射パターンとして投影させ、スクリーン越しに配置
した撮像装置により当該反射パターンを撮像し、当該反
射パターンの変化から被検出物体の表面形状を一括して
検出するので、被検出物体表面における横方向のすじ状
凹みの反射パータンを直線状の反射パターンからの突起
上位のずれとして投影させることができ、横方向のすじ
状凹みの不良発見に有効であるという効果がある。
【００５５】請求項１１の発明は、移動する被検出物体
が投、受光部間を通過することにより被検出物体を検出
する光電センサの投光方向が、被検出物体底面上に投影
した形で光源の投射方向と平行となるように設定し、該
光電センサの検出信号をトリガとして移動中の被検出物
体の位置を同定して撮像を行うので、被検出物体進行方
向と直角方向のずれに対して影響を受けなくすることが
できるという効果がある。
が投、受光部間を通過することにより被検出物体を検出
する光電センサの投光方向が、被検出物体底面上に投影
した形で光源の投射方向と平行となるように設定し、該
光電センサの検出信号をトリガとして移動中の被検出物
体の位置を同定して撮像を行うので、被検出物体進行方
向と直角方向のずれに対して影響を受けなくすることが
できるという効果がある。
【００５６】請求項１２の発明は、撮像装置に対して光
源は単一であって、撮像開始から終了までの時間内に、
スリット光のピッチ間隔に相当する分だけ被検出物体が
移動する時間間隔で光源を間欠して照射させ撮像を行な
うので、光源のスリット光の本数の削減が可能となり、
光学系部のコストダウンが可能となるという効果があ
る。
源は単一であって、撮像開始から終了までの時間内に、
スリット光のピッチ間隔に相当する分だけ被検出物体が
移動する時間間隔で光源を間欠して照射させ撮像を行な
うので、光源のスリット光の本数の削減が可能となり、
光学系部のコストダウンが可能となるという効果があ
る。
【００５７】請求項１３の発明は、光電センサのトリガ
信号をずらすことによって、撮像装置の撮像開始タイミ
ングをずらし、被検出物体表面で全反射した正反射光を
反射パターンとして投影させるスクリーンを共用するの
で、スクリーンの数を削減することが可能となるという
効果がある。請求項１４の発明は、スリット状の光ビー
ムから成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸
とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面
の傷や形状を検出する物体表面の形状検出装置におい
て、光切断線たる複数のスリット光を被検出物体の軸線
方向から所定の角度だけ傾斜させるとともに軸線とスリ
ット光とが略直交するような方向から投射する第１の光
源と、被検出物体の表面で全反射した第１の光源による
各スリット光の正反射光の光路上に配置されて各正反射
光を反射パターンとして投影させる第１のスクリーン
と、第１のスクリーン越しに配置されて第１のスクリー
ンに投影された反射パターンを撮像する第１の撮像装置
と、光切断線たる複数のスリット光を被検出物体の軸線
方向と略直交するとともに軸線とスリット光とが略平行
となるような方向から投射する第２の光源と、被検出物
体の表面で全反射した第２の光源による各スリット光の
正反射光の光路上に配置されて各正反射光を反射パター
ンとして投影させる第２のスクリーンと、第２のスクリ
ーン越しに配置されて第２のスクリーンに投影された反
射パターンを撮像する第２の撮像装置と、撮像した第１
及び第２の反射パターンから得られる撮像データを高さ
データに変換するとともに得られた高さデータに基づい
て被検出物体の表面形状を一括して検出する演算装置と
を備え、被検出物体の外周を取り囲むように第１及び第
２の光源と第１及び第２のスクリーンと第１及び第２の
撮像装置とを配置し、被検出物体の表面の全周を一括し
て検出するので、被検出物体を回転することなく所定の
検出エリア（または全周）が同時に撮像することが可能
となり、被検出物体の全周を容易に検出することができ
るという効果がある。
信号をずらすことによって、撮像装置の撮像開始タイミ
ングをずらし、被検出物体表面で全反射した正反射光を
反射パターンとして投影させるスクリーンを共用するの
で、スクリーンの数を削減することが可能となるという
効果がある。請求項１４の発明は、スリット状の光ビー
ムから成るスリット光を投射して、その反射光を投射軸
とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表面
の傷や形状を検出する物体表面の形状検出装置におい
て、光切断線たる複数のスリット光を被検出物体の軸線
方向から所定の角度だけ傾斜させるとともに軸線とスリ
ット光とが略直交するような方向から投射する第１の光
源と、被検出物体の表面で全反射した第１の光源による
各スリット光の正反射光の光路上に配置されて各正反射
光を反射パターンとして投影させる第１のスクリーン
と、第１のスクリーン越しに配置されて第１のスクリー
ンに投影された反射パターンを撮像する第１の撮像装置
と、光切断線たる複数のスリット光を被検出物体の軸線
方向と略直交するとともに軸線とスリット光とが略平行
となるような方向から投射する第２の光源と、被検出物
体の表面で全反射した第２の光源による各スリット光の
正反射光の光路上に配置されて各正反射光を反射パター
ンとして投影させる第２のスクリーンと、第２のスクリ
ーン越しに配置されて第２のスクリーンに投影された反
射パターンを撮像する第２の撮像装置と、撮像した第１
及び第２の反射パターンから得られる撮像データを高さ
データに変換するとともに得られた高さデータに基づい
て被検出物体の表面形状を一括して検出する演算装置と
を備え、被検出物体の外周を取り囲むように第１及び第
２の光源と第１及び第２のスクリーンと第１及び第２の
撮像装置とを配置し、被検出物体の表面の全周を一括し
て検出するので、被検出物体を回転することなく所定の
検出エリア（または全周）が同時に撮像することが可能
となり、被検出物体の全周を容易に検出することができ
るという効果がある。
【図１】実施形態１の装置の斜視図である。
【図２】同上の他の角度から見た斜視図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】実施形態２の装置の斜視図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【図７】同上の他の装置構成を示す斜視図である。
【図８】実施形態３の装置の斜視図である。
【図９】実施形態４の装置の斜視図である。
【図１０】実施形態５の装置の要部を示す斜視図であ
る。
る。
【図１１】同上を説明する説明図である。
【図１２】実施形態６の装置の要部を示す斜視図であ
る。
る。
【図１３】同上を説明する説明図である。
【図１４】実施形態７の装置の斜視図である。
【図１５】同上の動作を説明する説明図である。
【図１６】同上を説明する説明図である。
【図１７】実施形態８の装置の斜視図である。
【図１８】同上の装置の要部を示す側面図である。
【図１９】実施形態９の装置の概略平面図である。
【図２０】同上を説明する説明図である。
【図２１】実施形態１０の装置の概略平面図である。
【図２２】同上の動作を説明するタイムチャートであ
る。
る。
【図２３】実施形態１１の装置の概略平面図である。
【図２４】同上の動作を説明するタイムチャートであ
る。
る。
【図２５】本発明に用いる三角測量の原理説明図であ
る。
る。
【図２６】従来例の装置構成図である。
１ 被検出物体 １０ 光源 １１ スクリーン １２ 撮像装置 １３ 演算装置 Ｐ1 〜Ｐ5 スリット光 Ｒ1 〜Ｒ5 反射パターン
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−274249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−200141（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30
Claims (14)
- 【請求項１】 スリット状の光ビームから成るスリット
光を投射して、その反射光を投射軸とは異なる方向から
撮像し、三角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出す
る物体表面の形状検出方法において、複数のスリット光
を光切断線として投射する光源と、被検出物体の表面で
全反射した正反射光を反射パターンとして投影させるス
クリーンと、スクリーンに投影された反射パターンを撮
像する撮像装置と、撮像した反射パターンから得られる
撮像データを高さデータに変換する演算装置とを具備
し、光源から投射された複数のスリット光を、被検出物
体の軸線方向から所定の角度だけ傾斜させるとともに軸
線とスリット光とが略直交するような方向から投射し、
被検出物体の表面で全反射した正反射光を、その光路上
に配置したスクリーンに反射パターンとして投影させ、
スクリーン越しに配置した撮像装置によりスクリーンに
投影された反射パターンを撮像し、この反射パターンの
変化から被検出物体の表面形状を一括して検出すること
を特徴とする物体表面の形状検出方法。 - 【請求項２】 スリット状の光ビームから成るスリット
光を投射して、その反射光を投射軸とは異なる方向から
撮像し、三角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出す
る物体表面の形状検出方法において、複数のスリット光
を光切断線として投射する光源と、被検出物体の表面で
全反射した正反射光を反射パターンとして投影させるス
クリーンと、スクリーンに投影された反射パターンを撮
像する撮像装置と、撮像した反射パターンから得られる
撮像データを高さデータに変換する演算装置とを具備
し、光源から投射された複数のスリット光を、被検出物
体の軸線方向と略直交させるとともに軸線とスリット光
とが略平行となるような方向から投射し、被検出物体の
表面で全反射した正反射光を、その光路上に配置したス
クリーンに反射パターンとして投影させ、スクリーン越
しに配置した撮像装置によりスクリーンに投影された反
射パターンを撮像し、この反射パターンの変化から被検
出物体の表面形状を一括して検出することを特徴とする
物体表面の形状検出方法。 - 【請求項３】 スクリーンの形状を略平坦な形状とした
ことを特徴とする請求項１又は２記載の物体表面の形状
検出方法。 - 【請求項４】 スクリーンの形状を少なくとも曲面を有
する形状としたことを特徴とする請求項１又は２記載の
物体表面の形状検出方法。 - 【請求項５】 被検出物体の軸線方向に略平行となるよ
うにスクリーンを配置したことを特徴とする請求項１又
は２記載の物体表面の形状検出方法。 - 【請求項６】 被検出物体の軸線方向に対して所定の角
度だけ傾斜させてスクリーンを配置したことを特徴とす
る請求項１又は２記載の物体表面の形状検出方法。 - 【請求項７】 被検出物体の軸線方向に対して略直交す
るようにスクリーンを配置したことを特徴とする請求項
１又は２記載の物体表面の形状検出方法。 - 【請求項８】 斜めに研磨した複数枚の板状の光偏向部
材を重ね合わせ、これらの光偏向部材に入射されるスリ
ット状の光ビームを各光偏向部材で光分岐させて複数の
スリット光を得ることを特徴とする請求項１又は２記載
の物体表面の形状検出方法。 - 【請求項９】 波長選択性を有する複数枚の板状の光偏
向部材を斜めに研磨して重ね合わせ、これらの光偏向部
材に入射される複数の波長を有する光ビームを各光偏向
部材で波長毎に分離させて複数のスリット光を得ること
を特徴とする請求項１又は２記載の物体表面の形状検出
方法。 - 【請求項１０】光ビームを投射して、その反射光を投射
軸とは異なる方向から撮像し、三角測量を用いて物体表
面の傷や形状を検出する方法において、被検出物体から
の反射光を撮像する撮像装置と、複数のスリット光を光
切断線として投光する光源と、被検出物体表面で全反射
した正反射光を反射パターンとして投影させるスクリー
ンと、撮像データを高さデータに変換する演算装置とを
具備し、光源から投射せられたスリット状の光ビーム
は、被検出物体の軸線に対して所定の角度傾斜させ、か
つ当該被検出物体底面に対して所定の角度傾斜させた方
向から投射し、被検出物体表面で全反射した正反射光
を、その光路上に配置したスクリーンに反射パターンと
して投影させ、スクリーン越しに配置した撮像装置によ
り当該反射パターンを撮像し、当該反射パターンの変化
から被検出物体の表面形状を一括して検出することを特
徴とする物体表面の形状検出方法。 - 【請求項１１】移動する被検出物体が投、受光部間を通
過することにより被検出物体を検出する光電センサの投
光方向が、被検出物体底面上に投影した形で光源の投射
方向と平行となるように設定し、該光電センサの検出信
号をトリガとして移動中の被検出物体の位置を同定して
撮像を行うことを特徴とする請求項１０記載の物体表面
の形状検出方法。 - 【請求項１２】撮像装置に対して光源は単一であって、
撮像開始から終了までの時間内に、スリット光のピッチ
間隔に相当する分だけ被検出物体が移動する時間間隔で
光源を間欠して照射させ撮像を行なうことを特徴とする
請求項１０記載の物体表面の形状検出方法。 - 【請求項１３】光電センサのトリガ信号をずらすことに
よって、撮像装置の撮像開始タイミングをずらし、被検
出物体表面で全反射した正反射光を反射パターンとして
投影させるスクリーンを共用することを特徴とする請求
項１０記載の物体表面の形状検出方法。 - 【請求項１４】 スリット状の光ビームから成るスリッ
ト光を投射して、その反射光を投射軸とは異なる方向か
ら撮像し、三角測量を用いて物体表面の傷や形状を検出
する物体表面の形状検出装置において、光切断線たる複
数のスリット光を被検出物体の軸線方向から所定の角度
だけ傾斜させるとともに軸線とスリット光とが略直交す
るような方向から投射する第１の光源と、被検出物体の
表面で全反射した第１の光源による各スリット光の正反
射光の光路上に配置されて各正反射光を反射パターンと
して投影させる第１のスクリーンと、第１のスクリーン
越しに配置されて第１のスクリーンに投影された反射パ
ターンを撮像する第１の撮像装置と、光切断線たる複数
のスリット光を被検出物体の軸線方向と略直交するとと
もに軸線とスリット光とが略平行となるような方向から
投射する第２の光源と、被検出物体の表面で全反射した
第２の光源による各スリット光の正反射光の光路上に配
置されて各正反射光を反射パターンとして投影させる第
２のスクリーンと、第２のスクリーン越しに配置されて
第２のスクリーンに投影された反射パターンを撮像する
第２の撮像装置と、撮像した第１及び第２の反射パター
ンから得られる撮像データを高さデータに変換するとと
もに得られた高さデータに基づいて被検出物体の表面形
状を一括して検出する演算装置とを備え、被検出物体の
外周を取り囲むように第１及び第２の光源と第１及び第
２のスクリーンと第１及び第２の撮像装置とを配置し、
被検出物体の表面の全周を一括して検出することを特徴
とする物体表面の形状検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235580A JP3007849B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-09-05 | 物体表面の形状検出方法及び形状検出装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-161714 | 1996-06-21 | ||
| JP16171496 | 1996-06-21 | ||
| JP8235580A JP3007849B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-09-05 | 物体表面の形状検出方法及び形状検出装置 |
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|---|---|
| JPH1068612A JPH1068612A (ja) | 1998-03-10 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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