JP2020128931A - 検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、検査装置300は、ヘッド部100、コントローラ部200、操作部310および表示部320を備える。コントローラ部200は、プログラマブルロジックコントローラ等の外部機器400に接続される。
図2は、図1のヘッド部100の基本的な内部構成を説明するための模式図である。図2に示すように、撮像部120は、ヘッドケーシング100cの内部で受光レンズ122,123の共通の光軸ax0が上下方向に延びるように固定されている。撮像素子121は、受光レンズ122,123の共通の光軸ax0上で下方から上方に進行する光を受けるように、受光レンズ122,123の上方に固定されている。また、本例では、演算部130は、基板に実装された状態で撮像部120の上方に位置するように、ヘッドケーシング100c内で固定されている。
検査装置300においては、ヘッド部100に固有の三次元座標系(以下、装置座標系と呼ぶ。)が定義される。本例の装置座標系は、原点と互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸とを含む。以下の説明では、装置座標系のX軸に平行な方向をX方向と呼び、Y軸に平行な方向をY方向と呼び、Z軸に平行な方向をZ方向と呼ぶ。X方向およびY方向は、ベルトコンベア301の上面(以下、基準面と呼ぶ。)に平行な面内で互いに直交する。Z方向は、基準面に対して直交する。
図4は、図1の検査装置300により実行される検査処理の一例を示すフローチャートである。以下、図1に示される検査装置300の各構成要素および図4のフローチャートを用いて検査処理を説明する。まず、ヘッド部100において、撮像処理部131は、所定のパターンを有する白色の構造化光を出射するように照明部110を制御する(ステップS1)。また、撮像処理部131は、ステップS1における構造化光の出射と同期して測定対象物Sを撮像するように撮像部120を制御する(ステップS2)。これにより、測定対象物Sのパターン画像データが撮像部120により生成される。
(a)上記のヘッド部100においては、複数の光源111,112,113から緑色光、青色光および赤色光が出射され、白色光が生成される。生成された白色光がパターン生成部118に入射することにより、生成される複数の構造化光が測定対象物Sに順次照射される。このとき、測定対象物Sから反射される複数の構造化光が撮像部120により順次受光され、複数のパターン画像データが順次生成される。生成された複数のパターン画像データに基づいて高さデータが生成される。
以下の説明では、ベルトコンベア301の上面に測定対象物Sが載置されていない状態で、照明部110から構造化光または一様光が照射されるベルトコンベア301の上面上の領域を照射領域と呼ぶ。
(a)ヘッド部100は1個の照明部110および1個の撮像部120を含むが、本発明はこれに限定されない。図7は、第1の変形例に係る検査装置300の構成を示すブロック図である。図7に示すように、第1の変形例におけるヘッド部100は、4個の照明部110を含む。なお、図7においては、演算部130の図示が省略されている。
(a)上記実施の形態においては、高さデータを生成するために白色の構造化光が測定対象物Sに照射されるが、本発明はこれに限定されない。高さデータを生成するための構造化光として、白色の構造化光に限らず、赤色、青色、緑色またはそれらのうち2つが組み合わされた色の構造化光が用いられてもよい。この場合、構造化光の色は、使用者により選択可能であってもよい。これにより、使用者は、測定対象物Sの色、表面状態および形状等に応じて、適切な波長を有する光を用いて測定対象物Sの高さを検査することができる。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明する。上記実施の形態においては、測定対象物Sが測定対象物の例であり、光源111,112,113が複数の光源の例であり、パターン生成部118がパターン生成部の例であり、撮像処理部131が投光制御部の例であり、撮像部120が撮像部の例であり、画像データ生成部132が画像データ生成部の例であり、検査部230が検査部の例であり、検査装置300が検査装置の例である。
Claims (5)
- 互いに異なる波長を有する複数の光をそれぞれ出射するとともに、出射された複数の光が予め定められた共通の光路を進行するように設けられた複数の光源と、
前記共通の光路上に設けられ、前記共通の光路を進行する光を受けるとともに、受けた光に基づいて構造化光および一様光を選択的に生成し、生成された構造化光または一様光が前記共通の光路を進行して測定対象物に照射されるように構成されたパターン生成部と、
前記複数の光源のうち少なくとも1つの光源から光を出射させるとともに、前記少なくとも1つの光源から出射された光を用いて位相シフトさせつつ複数の構造化光が生成されるように前記複数の光源および前記パターン生成部を制御し、前記複数の光源から前記複数の波長をそれぞれ有する複数の一様光が順次生成されるように前記複数の光源および前記パターン生成部を制御する投光制御部と、
測定対象物から反射される前記複数の構造化光を順次受光することにより測定対象物の画像を示す複数のパターン画像データを順次生成し、測定対象物から反射される前記複数の一様光を順次受光することにより測定対象物の画像を示す複数のテクスチャ画像データを順次生成する撮像部と、
前記複数のパターン画像データに基づいて測定対象物の高さ画像を示す高さデータを生成するとともに、前記複数のテクスチャ画像データを合成することにより測定対象物の画像を複数の波長に対応する複数の色で示すカラーテクスチャ画像データを生成する画像データ生成部と、
前記高さデータと前記カラーテクスチャ画像データとに基づいて測定対象物の検査を実行する検査部とを備える、検査装置。 - 前記複数の光源は、緑色光を出射する光源、青色光を出射する光源および赤色光を出射する光源を含み、
前記投光制御部は、前記複数の光源から緑色光、青色光および赤色光を出射させるとともに、出射された緑色光、青色光および赤色光から得られる白色光を用いて位相シフトさせつつ複数の構造化光が生成されるように前記複数の光源および前記パターン生成部を制御する、請求項1記載の検査装置。 - 上下方向に延びる光軸を有する受光レンズを含み、測定対象物から上方に反射される構造化光または一様光を前記撮像部へ導く受光光学系と、
前記複数の光源からそれぞれ出射される複数の光が前記共通の光路を上方から下方に進行するように前記複数の光源を保持する保持部材と、
前記複数の光源からそれぞれ出射されて上方から下方に進行する複数の光を前記受光レンズの光軸から遠ざかるように斜め上方へ反射する反射部材とをさらに備え、
前記パターン生成部は、前記反射部材により反射される複数の光の少なくとも一部を前記受光レンズの光軸に近づくように斜め下方に反射することにより構造化光および一様光を選択的に生成する光生成面を有する、請求項1または2記載の検査装置。 - 前記受光レンズの光軸に近づくように斜め下方に延びる光軸を有する投光レンズを含み、前記光生成面により生成された構造化光または一様光を測定対象物へ導く投光光学系をさらに備え、
測定対象物は予め定められた載置面上に載置され、
前記パターン生成部および前記投光光学系は、前記パターン生成部の前記光生成面と前記載置面とが前記投光光学系の主平面に関してシャインプルーフの原理に従うように配置される、請求項3記載の検査装置。 - 前記複数の光源、前記保持部材、前記反射部材、前記パターン生成部、前記投光光学系、前記受光光学系および前記撮像部を収容するケーシングをさらに備える、請求項4記載の検査装置。
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