JP2004163425A

JP2004163425A - 外観検査装置

Info

Publication number: JP2004163425A
Application number: JP2003362390A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Suzuki; 康士鈴木; Teruhiko Uko; 輝彦宇高; Takeshi Miyata; 剛宮田
Original assignee: SEALIVE Inc
Current assignee: SEALIVE Inc
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: JP3770611B2

Abstract

【課題】簡素な構成で、検査対象物の外観検査が正確かつ容易にでき、検査対象物を検査位置に移動させる搬送手段の構造を簡略化可能とする。
【解決手段】検査対象物、例えばコイルボビン２の外観を検査する装置であって、円錐面状反射鏡１０と、円錐面状反射鏡１０の外部の検査位置に配置された検査対象物（コイルボビン２）の外周表面が反射面１１に写し出された像を画像として取り込む画像取り込み手段３０と、画像取り込み手段３０で取り込まれた画像を処理する画像処理手段４１と、光源１６と、検査対象物の一部外周表面を照明するための環状照明手段２０とを備える。円錐面状反射鏡１０は、円錐台側面形状の反射面１１を内面側に有し、反射面１１の傾きが６０°以上、好ましくは７５°となっている。これにより、検査対象物を円錐面状反射鏡１０の内部に挿入しなくとも、側面外周を展開した状態を示す正確な画像が画像表示手段４２によって表示されるので、簡便に正確な外観検査が実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象物の外観を検査する外観検査装置に関するものであり、特に、略円筒状形状を少なくとも一部に有する物品の外周面及び天面を検査する装置であって、生産ラインや品質検査の場所に半固定的に設置する装置も、必要な場所に携帯して使用する装置も含むものである。

物品の表面に現れる欠陥を検査する方法として、従来は主に作業員による目視検査が行われてきた。しかしながら、目視検査では検査員によるバラツキが生じやすく、また小さな欠陥をも見落とさないような熟練した検査員を多数育成し配置することは費用もかかり、困難である。そのため、外観検査を自動化するために各種の技術が導入されている。

検査対象となる物品が平面状のものであれば画像の取り込みや画像処理は比較的容易であるが、円筒形状を少なくとも一部に有する物品の側面外周が検査の対象であると自動化は容易ではない。

従来において、円筒状物等の検査対象物を回転させながら画像を取り込む技術が知られているが、この場合、検査対象物を保持しつつ回転する手段が必要になり、さらに、その回転手段に検査対象物を着脱する手段も必要となり、装置は大型かつ複雑となって高価であり、取り扱いも簡単ではない。また、従来において、検査対象物や画像取り込み手段を回転させることなく、検査対象物の側面外周を検査する技術も提案されている。例えば特許文献１には、紙巻たばこのような円筒状物品の円筒表面を撮像するのに、リング状の円錐ミラーを用い、円錐ミラーに映し出される像を撮像手段で撮影する技術が記載されている。また、特許文献２や特許文献３にも、同様のミラーを用いて電解コンデンサー等の円筒形状を検査する技術が記載されている。

従来の検査方法のうち、目視検査ではバラツキが起こりやすく、また、多数の熟練検査員を要するという問題があり、円筒状物等の検査対象物を回転させながら表面を撮像する方法では装置が大型かつ複雑になるという問題がある。一方、円錐ミラーを用いて撮像する方法では、装置がコンパクトで扱いやすいものになるという利点がある。

しかしながら、従来の円錐ミラーを用いる外観検査装置の場合には、円筒状物等の検査対象物を円錐ミラー内に挿入する必要があり、検査対象物を円錐ミラーの開口部に移動させた後に円錐ミラー内に挿入するための搬送手段の構成が複雑化するという問題がある。

また、円錐ミラー上に写ったリング状の画像をそのまま表示したのでは検査しにくいので、画像処理を行って円筒表面を長方形状に平面展開した画像に変換して表示することが好ましい。この場合、円錐ミラーと円筒状物の中心軸が正確にあっているときは、円筒表面を平面展開した画像が表示されるが、円筒状物の中心軸が円錐ミラーの中心軸に対して傾いていたり、あるいは傾きはなくても中心が平行にずれている場合は、画像は変形して表示される。特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載された技術は、この中心軸の不一致による画像の変形について何ら考慮していない。

特公平６−７９３２７号公報特許第２９４２４８７号公報特許第２７２６８０８号公報

本発明の目的は、小型かつ簡素な構成で、円筒形状を少なくとも一部に有する物品等の検査対象物の外観検査が正確かつ容易にでき、検査対象物の中心軸と円錐ミラーの中心軸の不一致による画像表示の変形がない外観検査装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明に係る外観検査装置は、検査対象物の少なくとも一部外周表面を検査する外観検査装置であって、上記検査対象物の上記一部外周表面を少なくとも照明するための照明手段と、円錐台側面形状の反射面を内面側に有し、大径開口部及び小径開口部を有する円錐面状反射鏡と、上記円錐面状反射鏡の小径開口部側の外部の検査位置に配置された検査対象物の外周表面が上記円錐面状反射鏡に写し出された像を画像として取り込む上記円錐面状反射鏡の大径開口部側に配置された画像取り込み手段と、上記画像取り込み手段で取り込まれた画像を処理する画像処理手段とを備えたものである。

本発明においては、検査対象物は、円筒形状または円柱形状のみからなるものでもよく、径の異なる複数の円筒形状の組み合わせや円筒形状とそれ以外の形状の組み合わせでもよく、さらには、ほぼ完全な円筒形状または円柱形状でなくても検査上円柱等と同一視できるような多角形柱等の形状も含む。また、ねじの頭の側面外周のような円筒側面に近似した外周表面を有する検査対象物にも本発明を適用可能である。

ここで、上記照明手段は、上記検査位置に配された検査対象物の上記一部外周表面を照明する環状照明手段と、上記検査位置に配された検査対象物の上記円錐面状反射鏡の上記小径開口部に対向する天面を照明する天面照明手段とを備えることが好ましい。上記環状照明手段としては、円環状に配設された複数の発光手段と、これらの複数の発光手段からの光を導入し上記検査位置に配された検査対象物の上記一部外周表面に光を出射する環状の導光部材とを有して構成されることが挙げられ、上記天面照明手段としては、上記円錐面状反射鏡の大径開口部と上記画像取り込み手段との間の光路上に配されたハーフミラーと、このハーフミラーに光を照射して上記検査位置に配された検査対象物の天面を照明する光源とを有して構成されることが挙げられる。

また、上記円錐面状反射鏡の反射面となる円錐面は、円錐の中心軸に直交する平面に対して６０°以上の傾きを有していることが好ましく、さらに、円錐の中心軸に直交する平面に対して７５°の傾きを有していることがより好ましい。

また、画像取り込み手段により検査対象物の天面を撮像し、天面の画像情報より画像処理手段にて検査対象物の円筒の中心軸の位置を特定し、円筒の中心軸の円錐面状反射鏡の中心軸に対する距離を求め、円筒の中心軸と円錐面状反射鏡の中心軸とのずれによる検査対象物の側面の画像の変形を補正してもよい。

さらに、上記円錐面状反射鏡の外部において上記検査対象物を上記円錐面状反射鏡の円錐の中心軸に直交する平面上で移動させることにより上記検査位置に搬送する搬送手段を有することが好ましい。この搬送手段には、上記検査対象物の軸を上記円錐面状反射鏡の中心軸に対して平行を保った状態で移動させるものが使用できる。

本発明に係る外観検査装置は、検査対象物の少なくとも一部外周表面を検査する外観検査装置であって、上記検査対象物の上記一部外周表面を少なくとも照明するための照明手段と、円錐台側面形状の反射面を内面側に有し、大径開口部及び小径開口部を有する円錐面状反射鏡と、上記円錐面状反射鏡の小径開口部側の外部の検査位置に配置された検査対象物の外周表面が上記円錐面状反射鏡に写し出された像を画像として取り込む上記円錐面状反射鏡の大径開口部側に配置された画像取り込み手段と、上記画像取り込み手段で取り込まれた画像を処理する画像処理手段とを有することにより、簡易な装置で外観を検査することができる。

ここで、円環状に配設された複数の発光手段と、これらの複数の発光手段からの光を導入し検査対象物の一部外周表面に光を出射する環状の導光部材とを有して成る環状照明手段を用いることにより、検査対象物の一部外周表面に対して十分な照明が行える。

また、円錐面状反射鏡の反射面の傾きを６０°以上、好ましくは７５°に設定することにより、検査対象物を円錐面状反射鏡の内部に挿入しなくとも検査対象物の一部外周表面を円錐面状反射鏡に写し出して画像取り込み手段で画像を取り込むことが可能となり、検査対象物を検査位置に移動させるための搬送手段の構造を簡略化できる。

また、天面の画像も同一カメラで同時に撮像できることから、検査工程の削減と検査時間の短縮に貢献でき、２次元の展開画像とすることで、画像処理における特徴抽出や判定処理に関する数学的処理が今までよりも容易に実現できる。

次に、本発明に係る外観検査装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態では、検査対象物として、コイルボビンやねじ等を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、径の異なる複数の円筒形状の組み合わせや円筒形状とそれ以外の形状の組み合わせでもよく、さらには、ほぼ完全な円筒形状または円柱形状でなくても検査上円柱等と同一視できるような多角形柱等の形状も含むものである。

図１は、本発明に係る外観検査装置の実施の形態を示すブロック図である。

この図１に示す外観検査装置１は、円筒形状あるいは円筒形状に近似した形状を少なくとも一部に有する検査対象物の少なくとも一部外周表面を検査する装置であり、例えば電子部品のコイルを巻くボビンのフランジやねじの頭部（天面及び外周３６０度）の傷や欠陥を検査するために用いられる。この図１の具体例では、検査対象物として、コイルボビン２を例示している。

この外観検査装置１は、円錐面状反射鏡１０と、光源１６と、ハーフミラー１７と、環状照明手段２０と、画像取り込み手段３０と、画像処理手段４１とを有して構成されている。円錐面状反射鏡１０は、円錐台側面形状の反射面１１を内面側に有し、大径開口部１２及び小径開口部１３を有している。

本発明の実施の形態における円錐面状反射鏡１０の反射面１１となる円錐面については、円錐の中心軸に直交する平面に対して４５°よりも大きい傾きを持たせており、好ましくは６０°以上の傾き、より好ましくは７５°の傾きを持たせることにより、検査対象物を円錐面状反射鏡１０の内部に挿入しなくとも一部外周表面（例えばコイルボビン２のフランジ部の外周面）を検査可能に構成している。すなわち、検査対象物（例えばコイルボビン２）を、搬送手段５０により円錐面状反射鏡１０の小径開口部１３側の外部の検査位置に搬送するだけで、後述するように、画像取り込み手段３０により、円錐面状反射鏡１０の反射面１１に写し出された検査対象物の一部外周表面（例えばコイルボビン２のフランジ部の外周面）の像を画像として取り込むことができるようになっている。

このように検査対象物の一部外周表面を円錐面状反射鏡１０の反射面１１に映して撮像することにより、検査対象物や画像取り込み手段３０を回転させることなく、検査対象物の一部外周表面を全周に亘って撮像することができるのみならず、検査対象物を円錐面状反射鏡１０の内部に挿入することなく外周検査が行える。

ここで、画像取り込み手段３０によって取り込まれる検査対象物の一部外周表面（例えばコイルボビン２のフランジ部の外周面）の画像はリング状であり、検査対象物を側面から観察した場合の画像に比べて変形されており、このまま表示しても検査が行いにくい。従って、画像取り込み手段３０で取り込まれた画像を、例えばコンピュータのような記憶・演算ができる画像処理手段４１に送って画像処理することにより、例えば検査対象物の外周表面が長方形状に平面展開された画像を表示手段４２にて表示するようにしている。このように表示することにより、表示された画像は検査対象物を側面から観察して把握されるものと類似しており、検査するものは欠陥や異常を発見しやすく、しかも欠陥の位置や大きさを、目視や定量的にすぐに把握できる。表示画像上で示される欠陥の面積は実際の欠陥の面積と比例しており、画像処理により欠陥の評価も行うことができる。なお、本実施の形態においては、検査対象物の天面（上面）も同時に画像取り込み手段３０で取り込んで、そのまま表示するようにしている。

光源１６は、円錐面状反射鏡１０の大径開口部１２と画像取り込み手段３０との間の光路上に配されたハーフミラー１７に光を照射して検査対象物側に光を反射させることで、検査対象物を照明するものである。この光源１６及びハーフミラー１７による照明では、検査対象物の天面（上面）が主として照明され、側面が十分に照明されないことを考慮して、環状照明手段２０を設けており、この環状照明手段２０により検査対象物の一部外周表面（例えばコイルボビン２のフランジ部の外周面）に光を照射して照明している。

このような本発明の実施の形態の原理を、図２に基づいて説明する。本発明の実施の形態においては、上述したように、円錐面状反射鏡１０の反射面１１となる円錐面を、円錐の中心軸に直交する平面（水平面）に対して４５°よりも大きい傾きを持たせており、好ましくは６０°以上の傾き、より好ましくは７５°の傾きを持たせている。これにより、検査対象物を円錐面状反射鏡１０の内部に挿入しなくとも一部外周表面（例えばコイルボビン２のフランジ部の外周面）を検査することができる。

図２は、本実施の形態の外観検査装置の具体例として、例えば電子部品のコイルを巻くボビンのフランジ検査を行う場合の光路を模式的に示したものである。この図２において、円錐面状反射鏡１０の小径開口部１３側の外部の検査位置であって、検査対象物、例えばコイルボビン２を機械的に垂直に配置し、画像取り込み手段、例えば１台のＣＣＤカメラ３１を用いてコイルボビン２の外周を撮影し、ＣＣＤカメラ３１に接続された上記画像処理手段４１で画像処理し、検査対象物である例えばコイルボビン２の側面外周を検査する。この実施の形態においては、コイルボビン２の側面２ｓおよび天面（上面）２ｔの検査が行える。この場合、検査対象物（例えばコイルボビン２）の軸が垂直（円錐面状反射鏡１０の中心軸と平行）であり、検査対象物の中心が円錐面状反射鏡１０の中心軸上に位置していることが理想的である。

生産ライン等における検査対象物を搬送する搬送手段としては、検査対象物である例えばコイルボビン２を円錐面状反射鏡１０の小径開口部１３側の外部の検査位置に搬送すればよく、円錐面状反射鏡１０の内部に挿入する操作が不要であるため、水平面上で移送させるだけの比較的簡単な構造の搬送手段を用いることができる。この場合、コイルボビン２等の検査対象物の中心軸を垂直に固定することは比較的容易であるが、生産ラインで例えばｘ軸方向に流れている検査対象物を正確に円錐面状反射鏡１０の中心軸上の検査位置で停止させることは難しい。本実施の形態の外観検査装置においては、検査対象物である例えばコイルボビン２の中心位置がずれた場合においても、容易にそれを画像処理で補正する手段を有するものである。

図３に示す円錐面状反射鏡１０の反射面１１は、中心軸に直交する平面に対して７５°の傾きを有しており、この円錐面状反射鏡１０の下側（小径開口部側）に検査対象物である例えばコイルボビン２を配置し、このコイルボビン２の天面２ｔとフランジの側面２ｓを同時に検査する場合の概念図を示している。この図３の例においては、コイルボビン２は円錐面状反射鏡１０の中心軸上の検査位置に配置され、高さｈであるコイルボビン２のフランジの側面２ｓの最下部の稜線は、円錐面状反射鏡１０の反射面１１の最下部に写像されている状態を示している。コイルボビン２のフランジの側面２ｓは、図３の上面図の灰色で塗りつぶした部分のように幅ｈ／２のリング状の写像になる。

次に図４は、コイルボビン２の中心位置がｘ方向に少し（δだけ）ずれることで、鏡の端に歪んで映る状態を示している。この状態からさらにｘ方向へずれると、範囲外に写像されることになり映らなくなる。したがって、反射鏡表面の入射・反射角度をφ、反射鏡の角度をθとすれば、次の式を満たさなければならない。

ただし、２ｒ０＞ｒ１である。

例えば、カメラで捕らえる範囲が非常に狭い場合は、ｒ１を大きくすることはあまり得策ではないということと、コイルボビン２と円錐面状反射鏡１０の反射面１１が遠くなることは像をぼやけさせることになりあまり良くない。したがって、ｄをできるだけ小さくする方がよい。

コイルボビン２がｘ方向にδだけずれたとすると、図４のように、上面図においてリング状の像は歪む。これは、図４のように、円錐面状反射鏡１０の反射面１１に近づいた側は円錐面状反射鏡１０の反射面１１の下部に射影され、遠ざかった側は円錐面状反射鏡１０の反射面１１の上部に写像されるからである。上面図において、中心ｏ０(δ,0,z0)を有するコイルボビン２のフランジの側面２ｓの外周上のある点をｐ０(r0,γ0,z0)として円柱座標で表示し、さらにその写像点をｐｍ(rm,γ1,zm)として円柱座標で表示することとする。ｐｍ(rm,γ1,zm)から円錐面状反射鏡６の中心軸上へ垂線を下ろしたところの交点ｏ１(0,0,zm)までの半径ｒｍは円錐面状反射鏡６の角度をθ、反射鏡面上での入射・反射角をφとすれば図４と図５を用いて次式のように表される。

ただし、図５より、ｌは次式で表される。

このリング状の像の歪みを補正することが必要である。

まず、画像処理、例えばパターンマッチング等を用いて、コイルボビン２の天面２ｔより中心点ｏ０を検出する。これより、ｘ方向へのずれδを検出する。リング状の像の外径をｒｍ１，内径をｒｍ０とすると、ボビンのフランジ１８の最下部の稜線は図４の上面図において半径ｒｍ０に写像されているので、これより小さい半径の像は必要ないのでマスクする。既知の値、ｒ０，ｒ１，δ，ｈ，ｄ，θ＝７５°，φ＝１５°，ｚ０＝０を数式９へ代入すれば、ｒｍ０は以下の式より求まる。

（０≦γ１＜３６０°）
また、コイルボビン２のフランジの側面２ｓの最上部の稜線は、図４の上面図において半径ｒｍ１に写像されているので、これより大きい半径の像は必要ないのでマスクする。上記と同様に、ｒ０，ｒ１，δ，ｈ，ｄ，θ＝７５°，φ＝１５°，ｚ０＝ｈを数式２へ代入すれば、ｒｍ１は以下のようになる。

（０≦γ１＜３６０°）
必要なリング状の像を抽出し、その後、このリング状の像は図４の上面図の中心ｏ１(0,0)に対して円に補正されなければならない。ずれ量δをなくした（０にした）ｒｍは、次式で表される。

したがって、ｒｍ０は、

となるように、また、ｒｍ１は、

となるように中心ｏ１を基準に圧縮・拡大を施すと補正画像を得ることができる。

すなわち、画像処理手段４１は、画像取り込み手段のＣＣＤカメラ３１にて撮像された画像に対してパターンマッチング等の処理を行うことにより、検査対象物の天面（コイルボビン２の天面２ｔ）のずれδを検出し、このずれδを用いて、検査対象物の一部外周表面（コイルボビン２のフランジ部の側面２ｓ）を撮像して得られるリング状の像を補正しながら長方形状の平面展開した画像に変換するような画像変換処理を行うことにより、補正された側面の平面展開画像を得ることができる。なお、リング状の像から長方形状の平面展開した画像への変換処理については、種々の方法があるが、例えば、アフィン変換等を用いていわゆるテクスチャマッピングの逆処理を施すこと等により容易に実現できるものである。

次に、図６〜図８は、本発明の実施の形態となる外観検査装置の他の具体例を示すものであり、検査対象物としては、ねじ３を用い、このねじ３の天面（上面）３ｔ及びねじ頭の側面３ｓを検査可能にしている。

図６は、外観検査装置の実施の形態の他の具体例を示す概略断面図を示し、図７は分解した状態の概略断面図、図８は概略平面図である。この図６〜図８に示す外観検査装置１は、円錐面状反射鏡１０と、光源１６と、ハーフミラー１７と、環状照明手段２０と、画像取り込み手段３０とを有して構成されており、上述した図１〜図５に示す構成の各部と対応する部分には同じ指示符号を付している。画像取り込み手段３０は、例えばＣＣＤカメラ３１とレンズ３２とを有して成り、このＣＣＤカメラ３１からの撮像出力画像信号が上記図１の画像処理手段４１に送られて画像処理され、画像表示手段４２に送られて画像表示される。

環状照明手段２０は、円環状に配設された複数の発光手段であるＬＥＤ（発光ダイオード）２１と、これらの複数のＬＥＤ２１からの光を導入し上記検査位置に配された検査対象物（ねじ３）の一部外周表面（ねじ頭の側面３ｓ）に光を出射する環状の導光部材２２とを有して構成されている。すなわち、導光部材２２は、円錐面状反射鏡１０の外周を取り囲む円環状に形成され、入射された光を拡散して出射する光拡散材料を用いて構成されている。この円環状の導光部材２２の上部外周側面には、ＬＥＤ２１を案内するための案内孔が複数個（例えば２４個）等間隔に穿設されており、これらの案内孔にＬＥＤ２１が挿入され、ＬＥＤ２１からの光が導光部材２２内に導入されるようになっている。導光部材２２と円錐面状反射鏡１０とが接触する面は、例えば傾きが４５°の円錐面とされている。また、導光部材２２に入射され拡散された光は、導光部材２２の下面、すなわち検査対象物（ねじ３）との対向面から出射され、検査対象物の一部外周表面（ねじ頭の側面３ｓ）を照明する。これによって、検査対象物の側面の照明が十分に行われる。

これは、従来において、光源１６のみによる照明を行う場合には、面光源を用いても光源１６からハーフミラー１７で反射された光による照明だけでは検査対象物の側面の照明が不十分とされ、さらに輝度分布補足等が必要とされていたが、上述したような環状照明手段２０を用いることにより、輝度分布補足等が不要となる。

次に、検査対象物であるねじ３は、円錐面状反射鏡１０の小径開口部側の外部の検査位置に搬送されるが、このねじ３の搬送手段５０として、ねじ３が挿通されて保持される案内孔５１が外周近傍に複数個穿設された回転円盤５２の回転軸５３をモータ５４で回転駆動する構造のものを例示している。この具体例の搬送手段５０は、ねじ３が円錐面状反射鏡１０の小径開口部側の外部の検査位置に到達する毎に回転円盤５２の回転を一時停止して画像取り込み手段のＣＣＤカメラ３１で撮像させてもよく、また、回転円盤５２を一定速度で定常的に回転させておき、ねじ３が上記検査位置に達するタイミングでストロボ発光のようなライティング方式にてＣＣＤカメラ３１のシャッタを切るようにしてもよい。このような搬送手段５０によれば、モータ５４で回転円盤５２を回転駆動するだけの簡単な構造で、ねじ３を上記検査位置に移動させることができ、検査対象物であるねじ３を円錐面状反射鏡１０の内部に挿入する操作が不要である。

これは、従来において、検査対象物を円錐面状反射鏡の内部に挿入するような外観検査装置の場合には、検査対象物を円錐面状反射鏡の開口部の外部位置にまで移動させた後に、移動方向をほぼ直交する方向に変更して、円錐面状反射鏡の開口部の内部に挿入し、あるいは円錐面状反射鏡の内部を通過させる等の操作が必要であったのに対して、本実施の形態によれば、上述したように、円錐面状反射鏡１０の反射面１３の傾きを４５°以上、好ましくは６０°以上（より好ましくは７５°）に設定することにより、検査対象物が円錐面状反射鏡１０の小径開口部側の外部に位置した状態で、検査対象物の一部外周表面（例えばねじ頭の側面３ｓ）が円錐面状反射鏡１０の反射面１１に写し出されて画像取り込み手段で取り込むことを可能としたものである。これによって、検査対象物の搬送手段は、円錐面状反射鏡１０の外部の検査位置を通過する平面上で移動させる操作だけで済み、構造を簡略化できるのみならず、軸の垂直合わせの精度や中心位置決め精度等を高めることも容易である。また、円錐面状反射鏡１０の反射面１３の傾きを７５°にした場合には、画像取り込み手段により、検査対象物の一部外周側面の幅の丁度１／２の幅のリング状の画像として取り込むことができるため、画像処理演算の負担が軽減されるという利点もある。

これらの図６〜図８に示す外観検査装置の具体例の他の構成は、上記図１〜図５と共に説明した外観検査装置の具体例と同様であるため、同等の部分に同じ指示符号を付して説明を省略する。

なお、本発明は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば検査対象物としては、完全な円筒形状を含むもの以外でも比較的広く用いることができ、六角柱状の頭を有するボルトやねじ等にも適用することができる。

本発明に係る外観検査装置の実施の形態を概略的に示すブロック図である。外観検査装置の光路を示す説明図である。中心が一致している場合の画像を示す説明図である。中心がずれている場合の画像を示す説明図である。円筒状物と円錐面状反射鏡の一部拡大断面図である。本発明の実施の形態となる外観検査装置の他の具体例を示す概略断面図である。本発明の実施の形態となる外観検査装置の他の具体例の分解した状態の概略断面図である。本発明の実施の形態となる外観検査装置の他の具体例を示す概略平面図である。

符号の説明

１外観検査装置、２コイルボビン（検査対象物）、３ねじ（検査対象物）、１０円錐面状反射鏡、１１反射面、１２大径開口部、１３小径開口部、１６光源、１７ハーフミラー、２０環状照明手段、２１ＬＥＤ、２２導光部材、３０画像取り込み手段、３１ＣＣＤカメラ、４１画像処理手段、４２画像表示手段、５０搬送手段

Claims

検査対象物の少なくとも一部外周表面を検査する外観検査装置であって、
上記検査対象物の上記一部外周表面を少なくとも照明するための照明手段と、
円錐台側面形状の反射面を内面側に有し、大径開口部及び小径開口部を有する円錐面状反射鏡と、
上記円錐面状反射鏡の小径開口部側の外部の検査位置に配置された検査対象物の外周表面が上記円錐面状反射鏡に写し出された像を画像として取り込む上記円錐面状反射鏡の大径開口部側に配置された画像取り込み手段と、
上記画像取り込み手段で取り込まれた画像を処理する画像処理手段と
を有することを特徴とする外観検査装置。
上記照明手段は、上記検査位置に配された検査対象物の上記一部外周表面を照明する環状照明手段と、上記検査位置に配された検査対象物の上記円錐面状反射鏡の上記小径開口部に対向する天面を照明する天面照明手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
上記環状照明手段は、円環状に配設された複数の発光手段と、これらの複数の発光手段からの光を導入し上記検査位置に配された検査対象物の上記一部外周表面に光を出射する環状の導光部材とを有して構成されることを特徴とする請求項２記載の外観検査装置。
上記天面照明手段は、上記円錐面状反射鏡の大径開口部と上記画像取り込み手段との間の光路上に配されたハーフミラーと、このハーフミラーに光を照射して上記検査位置に配された検査対象物の天面を照明する光源とを有して構成されることを特徴とする請求項２記載の外観検査装置。
上記円錐面状反射鏡の反射面となる円錐面は、円錐の中心軸に直交する平面に対して６０°以上の傾きを有していることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
上記円錐面状反射鏡の反射面となる円錐面は、円錐の中心軸に直交する平面に対して７５°の傾きを有していることを特徴とする請求項５記載の外観検査装置。
上記画像取り込み手段により上記検査対象物の天面を撮像し、この撮像された天面の画像情報に基づき上記画像処理手段により上記検査対象物の中心軸の位置を特定し、上記中心軸の円錐面状反射鏡の中心軸に対する距離を求め、上記中心軸と円錐面状反射鏡の中心軸とのずれによる上記検査対象物の上記一部外周表面の画像の変形を補正することを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
上記円錐面状反射鏡の外部において上記検査対象物を上記円錐面状反射鏡の円錐の中心軸に直交する平面上で移動させることにより上記検査位置に搬送する搬送手段を有することを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。