(57)【要約】【課題】被測定物の欠陥を簡単に検出できる欠陥検出方法を得る。【解決手段】３次元形状の被測定物の形状の欠陥を光学的に検出する欠陥検出方法において、被測定物１０に格子パターン６を投影して、この格子像を撮影してから、被測定物１０を相対的に平行移動する。そして、再び被測定物１０に格子パターン６を投影して、この格子像を撮影し、二つの格子像を重ね合わせて、二つの格子像のずれから欠陥を検出する。被測定物１０は、プレス成形品で、プレス成形の際に金型と素材との間に侵入した異物により発生する欠陥を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状の被測定物の形状の欠陥を光学的に検出する欠陥検出方法において、
前記被測定物に格子パターンを投影して、この格子像を撮影してから、前記被測定物を相対的に平行移動し、再び前記被測定物に格子パターンを投影して、この格子像を撮影し、前記二つの格子像を重ね合わせて、前記二つの格子像のずれから欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項２】
前記被測定物は、プレス成形品で、前記被測定物のプレス成形した表面の欠陥を検出することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出方法。
【請求項３】
前記プレス成形の際に金型と素材との間に侵入した異物により発生する前記欠陥を検出することを特徴とする請求項２記載の欠陥検出方法。
【請求項４】
３次元形状の被測定物の形状の欠陥を光学的に検出する欠陥検出装置において、
前記被測定物に格子パターンを投影する投影手段と、
前記投影手段が投影した格子像を撮影する撮影手段と、
前記被測定物と前記投影手段及び前記撮影手段とを相対的に平行移動する移動手段と、
前記移動手段による移動の前後で、前記投影手段により投影した格子パターンを前記撮影手段により撮影した二つの格子像を重ね合わせ、前記二つの格子像のずれから欠陥を検出する検出制御手段と、
を備えたことを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項５】
前記移動手段は、前記被測定物を平行に移動することを特徴とする請求項４記載の欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形品等の３次元形状の被測定物の形状欠陥を光学的に検出する欠陥検出方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１にあるように、被測定物に格子パターンを投影し、被測定物の各部の高さ分布に応じて変形した格子像を撮影して、モアレ法やヘテロダイン法を用いて、この格子像から被測定物の３次元形状を光学的に測定する方法や装置が知られている。
【０００３】
モアレ法では変形格子像に基準格子を重ねることにより被測定物の高さ分布の等高線を与えるモアレ縞を発生させて高さ分布を求めている。ヘテロダイン法では基準格子を無変調の空間的キャリア周波数信号と考え、変形格子像を空間的に位相変調されたキャリア信号とみなして変形量を位相として検出することにより被測定物の高さ分布を求めている。
【特許文献１】特開平１０−２４６６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした従来の方法や装置では、被測定物の欠陥があるかどうか、例えば、被測定物がプレス成形品である場合、その表面にプレス加工時に金型と素材との間に侵入した異物による窪み等の欠陥があるかどうか、被測定物の各部の高さ分布を示す測定値からは簡単に判断することができないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、被測定物の欠陥を簡単に検出できる欠陥検出方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の方法、手段を取った。即ち、
３次元形状の被測定物の形状の欠陥を光学的に検出する欠陥検出方法において、
前記被測定物に格子パターンを投影して、この格子像を撮影してから、前記被測定物を相対的に平行移動し、再び前記被測定物に格子パターンを投影して、この格子像を撮影し、前記二つの格子像を重ね合わせて、前記二つの格子像のずれから欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出方法がそれである。
【０００７】
前記被測定物は、プレス成形品で、前記被測定物のプレス成形した表面の欠陥を検出してもよい。更に、前記プレス成形の際に金型と素材との間に侵入した異物により発生する前記欠陥を検出してもよい。
【０００８】
また、３次元形状の被測定物の形状の欠陥を光学的に検出する欠陥検出装置において、
前記被測定物に格子パターンを投影する投影手段と、
前記投影手段が投影した格子像を撮影する撮影手段と、
前記被測定物と前記投影手段及び前記撮影手段とを相対的に平行移動する移動手段と、
前記移動手段による移動の前後で、前記投影手段により投影した格子パターンを前記撮影手段により撮影した二つの格子像を重ね合わせ、前記二つの格子像のずれから欠陥を検出する検出制御手段と、
を備えたことを特徴とする欠陥検出装置がそれである。前記移動手段は、前記被測定物を平行に移動するように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳述したように本発明の欠陥検出方法及びその装置によると、被測定物を相対的に平行移動して、その前後で撮影した格子像を重ね合わせることにより、容易に欠陥を検出できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は欠陥検出装置で、欠陥検出装置１は光源２を備え、光源２からの光はミラー４で反射された後、格子パターン６に照射される。格子パターン６は投影レンズ８により被測定物１０上に投影される。本実施形態では、被測定物１０は、プレス加工により形成されたプレス成形品で、例えば、自動車のボディ等である。
【００１１】
格子パターン６の被測定物１０上の格子像は、結像レンズ１２によりイメージセンサ１４上に結像される。イメージセンサ１４からの画像データは画像処理回路１６に入力される。本実施形態では、このイメージセンサ１４により撮影範囲は、２００ｍｍ×２００ｍｍである。画像処理回路１６は、被測定物１０の３次元形状を光学的に測定し、その分解能は結像レンズ１２とイメージセンサ１４とを結ぶ光軸方向で１０μｍ程度である。
【００１２】
被測定物１０は、移動機構１８上に載置されており、移動機構１８は被測定物１０を平行に移動することができるものである。本実施形態では、結像レンズ１２とイメージセンサ１４とを結ぶ光軸は、被測定物１０と垂直になるように配置されており、移動機構１８はこの光軸と直交する方向に平行に移動するように構成されている。
【００１３】
次に、前述した本実施形態の欠陥検出装置の作動について、画像処理回路１６で行われる検出制御処理と共に、図２に示すフローチャートによって説明する。
まず、格子パターン６を光源２からの光により投影レンズ８を介して被測定物１０上に投影する（ステップ１００）。格子パターン６は、被測定物１０の３次元形状に応じて変形した格子像となる。この格子像を結像レンズ１２を介してイメージセンサ１４により撮影する（ステップ１１０）。
【００１４】
図３（イ）に示すように、被測定物１０の３次元形状に応じて変形した格子像が得られる。被測定物１０に欠陥、例えば、被測定物１０がプレス成形品である場合、その表面にプレス加工時に金型と素材との間に侵入した異物による窪み等の欠陥が生じる。格子像は、この欠陥によっても変形されている。
【００１５】
格子像を撮影した後、撮影が二度目か否かを判断する（ステップ１２０）。二度目でない場合には、移動機構１８により被測定物１０を移動する。この際の移動量は、数ｍｍ程度で十分であり、被測定物１０の形状や欠陥の大きさ等に応じて決定すればよく、イメージセンサ１４による撮影範囲から欠陥が外れない量である。
【００１６】
被測定物１０を移動した後、前述したと同様に、再び、ステップ１００〜１２０の処理を繰り返し、被測定物１０に投影した格子パターン６が変形された格子像をイメージセンサ１４により撮影する。図３（ロ）に示すように、この二度目の格子像も、欠陥に応じて変形されているが、その変形された位置は、一度目の格子像に対して、移動量の分、位置がずれている。
【００１７】
そして、撮影を二度行った後、前述した一度目の格子像と二度目の格子像とを重ね合わせる処理を実行する（ステップ１４０）。図３（ハ）に示すように、重ね合わせた格子像は、欠陥がある場所では、格子がずれて表れる。この格子像をフィルタ処理すると、図３（ニ）に示すように、欠陥のある場所が黒くなり、欠陥があることが簡単に解る。
【００１８】
即ち、被測定物１０に欠陥がない場合、数ｍｍ移動して測定しても、一度目の格子像と二度目の格子像とはほぼ重なり合う。被測定物１０が自動車のボディのような場合、その３次元形状は緩やかな曲面となっている。被測定物１０の移動量が数ｍｍと小さい場合、少しずらして撮影しても、格子像の変形はほぼ同じであり、一度目の格子像と二度目の格子像とを重ね合わせると、ほぼ重なり合う。
【００１９】
一方、被測定物１０に欠陥がある場合、被測定物１０の欠陥がある場所を、撮影すると、その格子像は、欠陥に応じて変形する。そして、被測定物１０を移動して、再び撮影すると、その格子像も、欠陥に応じて変形している。
【００２０】
窪み等の欠陥がある場合、その変形量は他の緩やかな曲面よりも大きく、一度目の格子像と二度目の格子像とに、格子の変形の程度に違いが表れる。一度目の格子像と二度目の格子像とを重ね合わせると、欠陥がある場所では格子像の格子が太く表れる。これにより、被測定物１０に欠陥があることが容易に判別できる。
【００２１】
このように、移動の前後で撮影した格子像を重ね合わせて、容易に欠陥を検出でき、測定のためのマスターを容易する必要がない。また、被測定物１０がプレス成形品である場合、個々の成形品のばらつきによる差があり、マスターと比較しても欠陥を簡単には検出できない。本実施形態のように、被測定物１０を移動して、その前後で撮影した格子像を重ね合わせることにより、容易に欠陥を検出できる。
【００２２】
尚、被測定物１０の面積が広い場合には、被測定物１０を移動して、それそれの場所で検出を行えばよい。あるいは、欠陥検出装置を複数用いて、広い範囲を検出するようにしてもよい。更に、欠陥が検出された際には、欠陥の箇所にインクジェット印刷ヘッド等によりマークを付けるようにしてもよい。
【００２３】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態としての欠陥検出装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の画像処理回路において行われる検出制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の移動前後での格子像の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…欠陥検出装置      ２…光源
４…ミラー            ６…格子パターン
８…投影レンズ        １０…被測定物
１２…結像レンズ      １４…イメージセンサ
１６…画像処理回路    １８…移動機構
【図１】
2005030991.tif 000003
【図２】
2005030991.tif 000004
【図３】
2005030991.tif 000005