JP5457283B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、平面上に形成されたワーク表面に生じたうねりを発見する目的で、ワークの表面を撮像する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus that images the surface of a workpiece for the purpose of finding undulations generated on the surface of the workpiece formed on a plane.

平面上に形成されたセラミック板などのワークの表面には、人間の通常の感覚では察知できない微少な凹凸、いわゆるうねりが形成されていることがある。
このうねりは、一方の側からワーク表面に対して浅い角度（入射角８０°前後）で検査用の光を入射させ、他方の側でその反射光を観察すると、うねりの部分が他の部分とは異なる反射をして他の部分より暗く見える。 On the surface of a workpiece such as a ceramic plate formed on a flat surface, there are cases where minute irregularities, so-called waviness, that cannot be detected by ordinary human senses may be formed.
This undulation is caused by injecting inspection light at a shallow angle (around 80 ° incident angle) with respect to the workpiece surface from one side and observing the reflected light on the other side. Appears to be darker than other parts with different reflections.

そのため、ワークにうねりがないか検査する場合、このような方法で、人間が一つ一つのワークに対して行っている。   For this reason, when inspecting a work for undulations, human beings perform each work by this method.

ところで、上述したうねりを検出する方法として、反射光を受光できる位置にＣＣＤラインセンサカメラ（以下「ラインカメラ」という）等を配置し、うねりを撮像する方法も考えることができる。   By the way, as a method for detecting the swell described above, a method of imaging a swell by arranging a CCD line sensor camera (hereinafter referred to as a “line camera”) at a position where the reflected light can be received can be considered.

しかし、ラインカメラの撮像幅は極めて狭いため（幅は４μｍ〜７μｍ）、反射光がラインカメラに入射するように、光源やラインカメラを配置することが困難であり、しかも、ピント合わせの際にラインカメラで撮像しても線しか移らないので、ピント合わせが困難であるという問題があった。   However, since the imaging width of the line camera is extremely narrow (width is 4 μm to 7 μm), it is difficult to arrange the light source and the line camera so that the reflected light is incident on the line camera, and at the time of focusing. There is a problem that it is difficult to focus because only the line moves even if the image is taken by the line camera.

また、従来の撮像装置は、反射光がラインカメラに入射するように光源やラインカメラを設置しても、ワークまたはラインカメラの移動に伴う振動によりこれらの位置が少しずれても反射光の光軸がラインカメラからはずれて、いわゆるハイライト部分がラインカメラに入力しなくなるので、反射光の受光量が小さくなり光量むらとなって、うねりをはっきり撮像できないという問題もあった。   In addition, the conventional imaging device has a reflected light beam even if a light source or a line camera is installed so that the reflected light is incident on the line camera, or even if these positions are slightly shifted due to vibration caused by the movement of the workpiece or the line camera. Since the axis deviates from the line camera and the so-called highlight portion is not input to the line camera, there is a problem that the amount of reflected light received is small and the amount of light is uneven, and the swell cannot be clearly imaged.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ピントが合わせやすく、しかも、ワークやラインカメラの移動に伴う振動があってもうねりをはっきり撮像できる撮像装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus that can easily focus and can clearly pick up swell even when there is vibration accompanying movement of a workpiece or a line camera.

請求項１に記載された発明である撮像装置は、エリアカメラと、平面状に形成されたワークの表面に、うねりを撮像するために前記ワークに応じた入射角度で線状光を当てる照光手段と、前記ワークの表面で反射した前記線状光の反射光を前記エリアカメラに導く導光手段と、前記ワークの表面に沿って、前記ワーク、又は、前記照光手段、前記導光手段及び前記エリアカメラを移動させる第１移動手段と、前記導光手段により前記エリアカメラに向かう前記反射光の光軸を横切るように、前記エリアカメラの撮像面を移動させる第２移動手段と、前記第１移動手段による移動に同期させて前記第２移動手段により前記エリアカメラを移動することにより、前記ワークの表面を二次元的に撮像する撮像制御手段と、を備えることを特徴とする。   An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes an area camera and an illuminating unit that irradiates linear light at an incident angle corresponding to the work to image waviness on the surface of the work formed in a planar shape. And light guide means for guiding the reflected light of the linear light reflected on the surface of the work to the area camera, along the surface of the work, the work, or the illumination means, the light guide means, and the First moving means for moving the area camera, second moving means for moving the imaging surface of the area camera so as to cross the optical axis of the reflected light directed to the area camera by the light guiding means, and the first Imaging control means for imaging the surface of the workpiece two-dimensionally by moving the area camera by the second moving means in synchronization with movement by the moving means.

この撮像装置は、ワークの表面のうねりが撮像できるように、所定の角度で入射光及び反射光を入射及び反射するよう、照光手段、導光手段等を配置し、第１移動手段及び第２移動手段を用いてエリアカメラをワーク等の移動に同期させて移動している。   In this imaging apparatus, an illuminating unit, a light guiding unit, and the like are arranged so that incident light and reflected light are incident and reflected at a predetermined angle so that the wave of the surface of the workpiece can be imaged, and the first moving unit and the second moving unit are arranged. The area camera is moved in synchronism with the movement of a work or the like by using a moving means.

そのため、この撮像装置を用いると、同期によって、線状光が当たった部分から順にエリアカメラに画像が撮像されるので、撮像が終了すると、うねりがある部分が暗くなったワーク表面の二次元画像を撮像することができる。   For this reason, when this imaging device is used, images are picked up by the area camera in order starting from the portion where the linear light hits, so when the imaging is finished, the two-dimensional image of the workpiece surface in which the wavy portion becomes dark Can be imaged.

また、この撮像装置は、ラインカメラのように線ではなく、エリアカメラの撮像面により面で反射光を捉えている。そのため、この撮像装置はピントが合わせやすく、しかも、エリアカメラの場合、一定の幅で画像を取り込むことで、ハイライト部分が若干移動しても確実にハイライト部分を受光できるので、明るさが一定した均質な画像が得られる。   In addition, this imaging apparatus captures reflected light on a surface by an imaging surface of an area camera, not a line like a line camera. Therefore, this imaging device is easy to focus, and in the case of an area camera, by capturing an image with a certain width, even if the highlight part moves slightly, the highlight part can be reliably received, so the brightness is low. A uniform and uniform image is obtained.

従って、本発明の撮像装置を用いると、ラインカメラを用いた場合の撮像装置に比べて、ピントが合わせやすく、しかも、光量むらを発生させずにワーク表面のうねりがはっきり撮像された画像を撮像することができる。   Therefore, when the imaging device of the present invention is used, it is easier to focus than an imaging device using a line camera, and an image in which the waviness of the workpiece surface is clearly captured without causing unevenness in the amount of light is captured. can do.

尚、うねりを撮像するためのワークに応じた入射角度とは、請求項２に記載したように、ワークがセラミック材料で形成されるものの場合、ワークに対する入射角及び反射角が７５°〜８５°としたり、さらには８０°とする場合が考えられる。   In addition, the incident angle according to the workpiece | work for imaging a wave | undulation is the incident angle and reflection angle with respect to a workpiece | work, when a workpiece | work is formed with a ceramic material as described in Claim 2, 75 degrees-85 degrees. Or even 80 °.

また、金属など、セラミック材料より反射率の高い物は入射角及び反射角を４５°前後とすることなどが考えられる。
次に、請求項３に記載した撮像装置は、請求項１，２のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記照光手段により前記ワークに前記線状光を当てる前記照射位置の近傍であって、前記照射位置または前記照射位置よりも前記導光手段側に、前記線状光の幅に比べ幅広なスリットを備えることを特徴とする。 In addition, an object having a higher reflectance than a ceramic material such as metal may have an incident angle and a reflection angle of about 45 °.
Next, an imaging device according to a third aspect is the imaging device according to any one of the first and second aspects, in the vicinity of the irradiation position where the linear light is applied to the workpiece by the illumination means. In addition, a slit that is wider than the width of the linear light is provided on the light guide means side of the irradiation position or the irradiation position.

このようにするとスリットを通した光のみが導光手段を介してエリアカメラに入光するので、ワークを撮影するための光以外の余分な光がエリアカメラに入光することを防止することができる。   In this way, since only the light that has passed through the slit enters the area camera via the light guiding means, it is possible to prevent extra light other than the light for photographing the workpiece from entering the area camera. it can.

従って、この撮像装置を用いると、うねりが明確に分かるワークの鮮明な画像を撮像することができる。
次に、請求項４に記載した撮像装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記照射手段が、光源と、光源から照射された光を前記線状光に変換する変換手段と、前記変換手段が配置された位置から、前記線状光を前記ワークに当てる前記照射位置の近傍まで、前記線状光の光路を覆うとともに、前記照射位置に向かって先細形状に形成された絞状部を備え、前記光源及び前記変換手段を覆う筐体とを備えることを特徴とする。 Therefore, when this imaging apparatus is used, it is possible to capture a clear image of the workpiece in which the undulation can be clearly understood.
Next, an imaging device according to a fourth aspect is the imaging device according to any one of the first to third aspects, wherein the irradiation unit converts the light emitted from the light source and the light source into the linear light. The converting means for converting, and the optical path of the linear light from the position where the converting means is arranged to the vicinity of the irradiation position where the linear light is applied to the workpiece, and the tapered shape toward the irradiation position And a casing that covers the light source and the conversion means.

この撮像装置を用いると、光が筐体の外に漏れないので、光源から照射された光を、線状光として効率よく出光することができる。
また、この撮像装置の筐体は絞状部を備え、この絞状部を介して線状光を出光しているので、照射位置を正確に狙って線状光を出向することができる。 When this imaging apparatus is used, light does not leak out of the housing, so that light emitted from the light source can be efficiently emitted as linear light.
In addition, since the housing of the imaging apparatus includes a diaphragm portion and emits linear light through the diaphragm portion, the linear light can be directed toward the irradiation position accurately.

第１実施形態の撮像装置の説明図で、（ａ）は、撮像装置の全体構成図で、制御装置５０以外の構成については側面図で示し、（ｂ）は、制御装置５０以外の構成を平面図で示している。尚、（ａ）（ｂ）では、各構成の筐体を断面図で示し、（ａ）では、ワークが移動する様子を点線で示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing of the imaging device of 1st Embodiment, (a) is a whole block diagram of an imaging device, shows structures other than the control apparatus 50 with a side view, (b) shows structures other than the control apparatus 50. It is shown in a plan view. Note that (a) and (b) show the housings of each configuration in cross-sectional views, and (a) show how the workpiece moves by dotted lines. 第１実施形態の撮像装置で実施される処理の概念図である。It is a conceptual diagram of the process implemented with the imaging device of 1st Embodiment. 第１実施形態で実行される撮像の概念図である。It is a conceptual diagram of the imaging performed in 1st Embodiment.

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［全体構造］
本実施形態は、板状に形成されたワークを、このワークの表面に沿って移動させてワークの表面を撮像する撮像装置１である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Overall structure]
The present embodiment is an imaging apparatus 1 that images a surface of a workpiece by moving a plate-shaped workpiece along the surface of the workpiece.

この撮像装置１は、図１（ａ）に示すように、ワークαを一方向に水平移動させるスライド機構１０と、スライド機構１０によって移動するワークαの表面に線状光を当てる光源装置２０と、ワークαで反射した線状光β（図１（ｂ）参照）の反射光に基づいてワークαの表面を撮像するカメラユニット３０と、スライド機構１０、光源装置２０、カメラユニット３０を制御する制御装置５０を備えている。   As shown in FIG. 1A, the imaging apparatus 1 includes a slide mechanism 10 that horizontally moves a work α in one direction, and a light source device 20 that applies linear light to the surface of the work α that is moved by the slide mechanism 10. The camera unit 30 that images the surface of the work α based on the reflected light of the linear light β (see FIG. 1B) reflected by the work α, the slide mechanism 10, the light source device 20, and the camera unit 30 are controlled. A control device 50 is provided.

尚、図１では、光源装置２０から照射された光の光軸を二点鎖線で示し、光路全体を一点鎖線で示している。
［各部構造］
スライド機構１０は、水平に設置された２本のレール１１ａ（図１（ｂ）参照）の上を図１の紙面上でみたとき、紙面の左右方向（以下「Ｘ軸方向」という）に水平移動可能なスライドテーブル１１と、軸を回転させると、その回転量に従った距離だけスライドテーブル１１をＸ軸方向に水平移動させることができる送りネジ１２とを備えている。 In FIG. 1, the optical axis of the light emitted from the light source device 20 is indicated by a two-dot chain line, and the entire optical path is indicated by a one-dot chain line.
[Structure of each part]
The slide mechanism 10 is horizontal in the horizontal direction (hereinafter referred to as “X-axis direction”) when viewed on the two rails 11a (see FIG. 1B) installed horizontally on the paper surface of FIG. A movable slide table 11 and a feed screw 12 capable of horizontally moving the slide table 11 in the X-axis direction by a distance according to the rotation amount when the shaft is rotated are provided.

また、スライド機構１０は、送りネジ１２の軸を回転可能なステッピングモータ１３とを備えている。制御装置５０は、ステッピングモータ１３の回転を制御することで、その回転数に従った距離だけスライドテーブル１１を水平移動させることができる。   The slide mechanism 10 includes a stepping motor 13 that can rotate the shaft of the feed screw 12. The control device 50 can move the slide table 11 horizontally by a distance according to the number of rotations by controlling the rotation of the stepping motor 13.

ワークαは、スライドテーブル１１上に載せられ、スライドテーブル１１の移動に伴ってＸ軸方向に水平移動する。
光源装置２０は、図１（ｂ）に示すように、１個のＬＥＤ２１と、２本の細長いレンズ２２ａ、２２ｂと、ＬＥＤ２１とレンズ２２ａ、２２ｂを覆う筐体２３とを備えている。 The work α is placed on the slide table 11 and horizontally moves in the X-axis direction as the slide table 11 moves.
As shown in FIG. 1B, the light source device 20 includes one LED 21, two elongated lenses 22a and 22b, and a housing 23 that covers the LEDs 21 and the lenses 22a and 22b.

光源装置２０は、レンズ２２ａ、２２ｂが、Ｘ軸方向に沿って出光するとともに、ワークαに出向された光が当たったとき、Ｘ軸に対して垂直かつ水平な線状光βとなる光を出光するよう配置されている。   In the light source device 20, the lenses 22 a and 22 b emit light along the X-axis direction, and light that becomes linear light β that is perpendicular to the X-axis and horizontal when the light directed to the workpiece α hits the light source device 20. It is arranged to emit light.

また、光源装置２０は、図１（ａ）に示すように、スライドテーブル１１がその移動可能な範囲の中央に位置しているとき、スライドテーブル１１に載せられたワークαのＸ軸方向に沿った長さ方向の中央位置に線状光βが当たるよう、配置されている。   Further, as shown in FIG. 1A, the light source device 20 extends along the X-axis direction of the work α placed on the slide table 11 when the slide table 11 is positioned at the center of the movable range. It is arranged so that the linear light β hits the center position in the length direction.

また、光源装置２０は、ワークαに当たった線状光βの反射光が、後述するレンズ３２で結ばれるよう、配置されている。
さらに、光源装置２０は、本実施形態で撮像を行うワークαがセラミック材料によって形成されるものであるので、この光源装置２０から照射される光がワークαに対し、８０°の入射角で入射し、８０°の反射角で反射するよう、配置されている。 Further, the light source device 20 is arranged so that the reflected light of the linear light β impinging on the work α is connected by a lens 32 described later.
Furthermore, in the light source device 20, since the workpiece α to be imaged in this embodiment is formed of a ceramic material, the light irradiated from the light source device 20 is incident on the workpiece α at an incident angle of 80 °. And it arrange | positions so that it may reflect with the reflection angle of 80 degrees.

筐体２３は、レンズ２２ａ、２２ｂからワークαに向かう部分が先細形状に形成された絞り２３ａを有し、この絞り２３ａの先端であってワークαに対向する部分には、Ｘ軸方向に対して垂直で水平方向に沿って細長い穴部が形成されている。そのため、ワークαには、この穴部を介して筐体２３の絞り２３ａで絞られた線状光βが当たることとなる。   The casing 23 has a diaphragm 23a formed in a tapered shape from the lenses 22a and 22b toward the workpiece α, and a portion at the tip of the diaphragm 23a that faces the workpiece α is disposed in the X-axis direction. An elongated hole is formed along the horizontal direction. Therefore, the linear light β focused by the diaphragm 23a of the housing 23 is applied to the work α through the hole.

カメラユニット３０は、ＣＣＤカメラからなるエリアカメラ３１と、レンズ３２と、軸を回転させると、その回転量に従った距離だけエリアカメラ３１をＸ軸方向に水平移動させることができる送りネジ３３とを備えている。エリアカメラ３１は、レンズ３２の光軸を横切る位置を通過するように水平移動可能にカメラユニット３０内に配置されている。   The camera unit 30 includes an area camera 31 composed of a CCD camera, a lens 32, and a feed screw 33 that can move the area camera 31 horizontally in the X-axis direction by a distance according to the rotation amount when the axis is rotated. It has. The area camera 31 is disposed in the camera unit 30 so as to be horizontally movable so as to pass a position crossing the optical axis of the lens 32.

また、カメラユニット３０は、送りネジ３３の軸を回転可能なステッピングモータ３４をさらに備え、制御装置５０は、このステッピングモータ３４の回転を制御することで、その回転数に従った距離だけエリアカメラ３１を水平移動させることができる。   The camera unit 30 further includes a stepping motor 34 that can rotate the axis of the feed screw 33, and the control device 50 controls the rotation of the stepping motor 34 so that the area camera is a distance according to the number of rotations. 31 can be moved horizontally.

このカメラユニット３０は、レンズ３２の光軸と反射光の光軸とが一致するよう設置される。
また、本実施形態の撮像装置１は、ワークαに線状光βの当たるセンター位置（スライドテーブル１１の移動可能な範囲の中央）の上方に、線状光の幅よりも幅広のスリットを形成するスリット板４０が設置されている。 The camera unit 30 is installed so that the optical axis of the lens 32 and the optical axis of the reflected light coincide.
In addition, the imaging apparatus 1 of the present embodiment forms a slit wider than the width of the linear light above the center position where the linear light β strikes the workpiece α (the center of the movable range of the slide table 11). A slit plate 40 is installed.

制御装置５０は、モータドライバ５１，５２と、画像取込ボード５３、パルス発生ボード５４を備えたパーソナルコンピュータ５５（以下「パソコン５５」と、モニタ５６とを備えている。   The control device 50 includes motor drivers 51 and 52, a personal computer 55 (hereinafter referred to as “personal computer 55”), and a monitor 56 that include an image capture board 53 and a pulse generation board 54.

モータドライバ５１，５２は、それぞれステッピングモータ３４，１３のドライバで、パソコン５５で行われる処理によりパルス発生ボード５４から発生される制御用のパルスを各ステッピングモータ３４，１３の制御用の信号として、各ステッピングモータ３４，１３に送信するための装置である。   The motor drivers 51 and 52 are drivers of the stepping motors 34 and 13, respectively, and control pulses generated from the pulse generation board 54 by processing performed by the personal computer 55 are used as control signals for the stepping motors 34 and 13, respectively. This is a device for transmitting to each stepping motor 34, 13.

画像取込ボード５３は、エリアカメラ３１を制御するとともに、エリアカメラ３１で撮像した画像をパソコン５５に取り込むためのボードである。
尚、図示していないが、制御装置５０は、光源装置２０とも接続されていて光源装置２０の点灯制御を行っている。 The image capture board 53 is a board for controlling the area camera 31 and capturing an image captured by the area camera 31 into the personal computer 55.
Although not shown, the control device 50 is also connected to the light source device 20 and performs lighting control of the light source device 20.

［撮像制御］
次に、撮像制御について図２に基づいて説明する。
この撮像制御は制御装置５０において実施される。 [Imaging control]
Next, imaging control will be described with reference to FIG.
This imaging control is performed in the control device 50.

尚、図２では、光源装置２０から出光され、ワークαで反射した線状光βの反射光の光軸を２点鎖線で示している。
本実施形態の撮像装置１では、エリアカメラ３１及びワークαは、撮像制御が始まる前に、加速に必要な距離分移動した待機位置に待機している。 In FIG. 2, the optical axis of the reflected light of the linear light β emitted from the light source device 20 and reflected by the work α is indicated by a two-dot chain line.
In the imaging apparatus 1 of the present embodiment, the area camera 31 and the workpiece α are waiting at a standby position that has been moved by a distance necessary for acceleration before imaging control is started.

（１）撮像制御が開始されると、制御装置５０はまず、ステッピングモータ１３，３４を制御し、待機位置に移動しているワークα及びエリアカメラ３１を加速する。
（２）次に、制御装置５０は、ワークαのＸ軸方向の一端が、線状光βの当たるセンター位置に達し、エリアカメラ３１の撮像面のＸ軸方向の一端が反射光の光軸に達したら、エリアカメラ３１を制御して撮像を開始させる（シャッターを開く）。 (1) When imaging control is started, the control device 50 first controls the stepping motors 13 and 34 to accelerate the work α and the area camera 31 that are moving to the standby position.
(2) Next, in the control device 50, one end in the X-axis direction of the work α reaches the center position where the linear light β strikes, and one end in the X-axis direction of the imaging surface of the area camera 31 is the optical axis of the reflected light. Is reached, the area camera 31 is controlled to start imaging (open the shutter).

（３）その後、制御装置５０は、ワークαとエリアカメラ３１が等速で移動するようステッピングモータ１３，３４を制御する。
本実施形態の撮像装置１では、ワークαがセンター位置を通過する時間と、エリアカメラ３１の撮像面が、反射光の光軸を横切る時間と、エリアカメラ３１のシャッター時間がほぼ等しくなるように設定されている。 (3) Thereafter, the control device 50 controls the stepping motors 13 and 34 so that the work α and the area camera 31 move at a constant speed.
In the imaging apparatus 1 of the present embodiment, the time for the workpiece α to pass the center position, the time for the imaging surface of the area camera 31 to cross the optical axis of the reflected light, and the shutter time for the area camera 31 are substantially equal. Is set.

制御装置５０は、この設定に従って、ワークαとエリアカメラ３１が移動するよう、ステッピングモータ１３，３４を制御する。
（４）次に、制御装置５０は、ワークαのＸ軸方向の他端、及び、エリアカメラ３１のＸ軸方向の他端がセンター位置及び反射光の光軸に達したら、エリアカメラ３１を制御して撮像を停止させる（シャッターを閉じる）。 The control device 50 controls the stepping motors 13 and 34 so that the workpiece α and the area camera 31 move according to this setting.
(4) Next, when the other end of the workpiece α in the X-axis direction and the other end of the area camera 31 in the X-axis direction reach the center position and the optical axis of the reflected light, the control device 50 moves the area camera 31. Control to stop imaging (close shutter).

（５）また、制御装置５０は、ステッピングモータ１３，３４を制御し、ワークαとエリアカメラ３１を減速して停止させる。
そして、この撮像制御が終了すると、制御装置５０は、エリアカメラ３１から画像情報を取得して、その画像情報を図示しないＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に記憶するとともに、この画像情報に基づいた画像をモニタ５６に表示する。 (5) Further, the control device 50 controls the stepping motors 13 and 34 to decelerate and stop the work α and the area camera 31.
When the imaging control is completed, the control device 50 acquires image information from the area camera 31 and stores the image information in an HDD (hard disk drive) or the like (not shown), and an image based on the image information. Displayed on the monitor 56.

［本実施形態の撮像装置１の特徴的な作用効果］
以上説明した本実施形態の撮像装置１を用いると、以下のような作用効果がある。
この撮像装置１では、ワークαの表面のうねりが撮像できるように、線状光βをワークαに対して入射及び反射させるとともに、エリアカメラ３１とワークαを同期して移動させて撮像を行っている。 [Characteristic Effects of the Imaging Device 1 of the Present Embodiment]
When the imaging apparatus 1 of the present embodiment described above is used, the following operational effects are obtained.
In this imaging device 1, linear light β is incident on and reflected from the workpiece α so that the swell of the surface of the workpiece α can be imaged, and the area camera 31 and the workpiece α are moved in synchronization to perform imaging. ing.

そのため、この撮像装置１を用いると、ワークαに線状光βが当たった部分から順にうねりが反映された画像がエリアカメラ３１に撮像されるので、撮像が終了すると、うねりがある部分が暗くなったワークα表面の二次元画像を撮像することができる。   For this reason, when this imaging apparatus 1 is used, images in which the undulation is reflected in order from the portion where the linear light β has been applied to the workpiece α are picked up by the area camera 31. It is possible to take a two-dimensional image of the surface of the workpiece α.

また、撮像装置１は、ラインカメラのように線ではなく、エリアカメラ３１の撮像面で面により反射光を捉えている。
そのため、この撮像装置１を用いると、ピントが合わせやすく、しかも、エリアカメラ３１を用いることで、一定の幅で画像を取り込むことができ、その結果、ハイライト部分が若干移動しても確実にハイライト部分を受光できるので、明るさが一定した均質な画像が得られる。 Further, the imaging apparatus 1 captures reflected light by a surface on the imaging surface of the area camera 31 instead of a line as in a line camera.
Therefore, using this imaging device 1 makes it easy to focus, and by using the area camera 31, it is possible to capture an image with a certain width, and as a result, even if the highlight portion moves slightly, it is ensured. Since the highlight portion can be received, a uniform image with a constant brightness can be obtained.

また、この撮像装置１は、エリアカメラ３１の撮像面で、線状光を線ではなく、一定の幅のある光として捉えることができる。
そのため、この撮像装置１を用いると、図３に示すように、その幅のある線状光１〜４
の一部を重ねながら、撮像することができるので、ラインカメラを用いた撮像装置に比べて、光量むらを発生させずにワークαの外部表面を二次元的に撮像することができる。 In addition, the imaging apparatus 1 can capture linear light as light having a certain width instead of a line on the imaging surface of the area camera 31.
Therefore, when this imaging apparatus 1 is used, as shown in FIG.
Therefore, the external surface of the workpiece α can be two-dimensionally imaged without causing unevenness in the amount of light as compared with an imaging device using a line camera.

また、この撮像装置１は、スリット板４０を備え、スリット板４０とワークαとの間に、線状光βの幅に比べ幅広なスリットを形成している。
そのため、この撮像装置１では、このスリットを通した光のみがエリアカメラ３１に入光するので、ワークαを撮影するための光以外の余分な光がエリアカメラ３１に入光することを防止することができる。 In addition, the imaging apparatus 1 includes a slit plate 40, and a slit wider than the width of the linear light β is formed between the slit plate 40 and the workpiece α.
For this reason, in this imaging apparatus 1, only the light that has passed through the slit enters the area camera 31, so that extra light other than the light for photographing the workpiece α is prevented from entering the area camera 31. be able to.

従って、この撮像装置１を用いると、うねりが明確に現れたワークαの表面の鮮明な画像を撮像することができる。
また、本実施形態の撮像装置１は、光源装置２０の筐体２３が、レンズ２２ａ，２２ｂが配置された位置から、線状光をワークαに当てる照射位置の近傍まで、線状光の光路を覆うとともに、照射位置に向かって先細形状に形成された絞状部２３ａを備えている。 Therefore, when this imaging apparatus 1 is used, it is possible to capture a clear image of the surface of the workpiece α in which the undulation appears clearly.
Further, in the imaging device 1 of the present embodiment, the optical path of the linear light from the position where the housing 23 of the light source device 20 is disposed to the vicinity of the irradiation position where the linear light is applied to the workpiece α. And a constricted portion 23a formed in a tapered shape toward the irradiation position.

そのため、この撮像装置では、絞状部２３ａを介して線状光を出光しているので、照射位置を正確に狙って線状光を出向することができる。
（他の実施形態）
上記実施形態では、線状光がワークαに８０°で入射又は反射するようにしたが、７５°〜８５°の範囲としてもよい。また、金属など、セラミック材料より反射率の高い物は入射角及び反射角を４５°前後とするなど、入射角及び反射角を材料の性質に応じて変更してもよい。 For this reason, in this imaging apparatus, since the linear light is emitted through the aperture portion 23a, the linear light can be directed toward the irradiation position accurately.
(Other embodiments)
In the above embodiment, the linear light is incident or reflected on the workpiece α at 80 °, but may be in the range of 75 ° to 85 °. In addition, the incident angle and the reflection angle may be changed according to the property of the material, such as a metal or the like having a higher reflectance than the ceramic material, such as an incident angle and a reflection angle of about 45 °.

また、上記実施形態では、ワークαを移動させてワークαの表面を撮像するようにしたが、光源装置２０、カメラユニット３０をワークの表面に沿って移動するよう構成してもよい。
（対応関係）
特許請求の範囲に記載された照光手段は、上述の実施形態に示された光源装置２０に相当する。また、導光手段は、上述の実施形態に示されたレンズ３２に相当する。 Moreover, in the said embodiment, although the workpiece | work (alpha) was moved and the surface of the workpiece | work (alpha) was imaged, you may comprise so that the light source device 20 and the camera unit 30 may be moved along the surface of a workpiece | work.
(Correspondence)
The illumination means described in the claims corresponds to the light source device 20 shown in the above embodiment. The light guide means corresponds to the lens 32 shown in the above embodiment.

請求項１に記載された第１移動手段は、スライド機構１０に相当する。第２移動手段は、送りネジ３３、ステッピングモータ３４に相当する。撮像制御手段は制御装置５０に相当する。   The first moving means described in claim 1 corresponds to the slide mechanism 10. The second moving means corresponds to the feed screw 33 and the stepping motor 34. The imaging control means corresponds to the control device 50.

請求項４に記載された光源はＬＥＤ２１に相当し、変換手段はレンズ２２ａ、２２ｂに相当する。
尚、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。 The light source described in claim 4 corresponds to the LED 21, and the conversion means corresponds to the lenses 22a and 22b.
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as it meets the gist of the invention described in the claims.

１…撮像装置、１０…スライド機構、１１…スライドテーブル、１１ａ…レール、１２…送りネジ、１３…ステッピングモータ、２０…光源装置、２２ａ…レンズ、２２ａ…細長いレンズ、２３…筐体、２３ａ…絞状部、３０…カメラユニット、３１…エリアカメラ、３２…レンズ、３３…送りネジ、３４…ステッピングモータ、４０…スリット板、５０…制御装置、５１…モータドライバ、５３…画像取込ボード、５４…パルス発生ボード、５５…パーソナルコンピュータ、５６…モニタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device, 10 ... Slide mechanism, 11 ... Slide table, 11a ... Rail, 12 ... Feed screw, 13 ... Stepping motor, 20 ... Light source device, 22a ... Lens, 22a ... Elongated lens, 23 ... Housing, 23a ... Diaphragm, 30 ... Camera unit, 31 ... Area camera, 32 ... Lens, 33 ... Feed screw, 34 ... Stepping motor, 40 ... Slit plate, 50 ... Control device, 51 ... Motor driver, 53 ... Image capture board, 54 ... Pulse generation board, 55 ... Personal computer, 56 ... Monitor.

Claims (4)

エリアカメラと、
平面状に形成されたワークの表面に、うねりを撮像するために前記ワークに応じた入射角度で線状光を当てる照光手段と、
前記ワークの表面で反射した前記線状光の反射光を前記エリアカメラに導く導光手段と、
前記ワークの表面に沿って、前記ワーク、又は、前記照光手段、前記導光手段及び前記エリアカメラを移動させる第１移動手段と、
前記導光手段により前記エリアカメラに向かう前記反射光の光軸を横切るように、前記エリアカメラの撮像面を移動させる第２移動手段と、
前記第１移動手段による移動に同期させて前記第２移動手段により前記エリアカメラを移動することにより、前記ワークの表面を二次元的に撮像する撮像制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An area camera,
Illuminating means for irradiating the surface of the workpiece formed in a planar shape with linear light at an incident angle corresponding to the workpiece in order to image waviness;
A light guide means for guiding the reflected light of the linear light reflected from the surface of the workpiece to the area camera;
A first moving means for moving the work or the illumination means, the light guide means and the area camera along the surface of the work;
Second moving means for moving the imaging surface of the area camera so as to cross the optical axis of the reflected light toward the area camera by the light guiding means;
Imaging control means for imaging the surface of the workpiece two-dimensionally by moving the area camera by the second moving means in synchronization with the movement by the first moving means;
An imaging apparatus comprising: 請求項１に記載の撮像装置において、
前記ワークがセラミック材料で形成されるものの場合、前記ワークに対する入射角及び反射角が７５°〜８５°となる位置に、前記照光手段、前記導光手段を配置したことを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1,
In the case where the workpiece is made of a ceramic material, the imaging device is characterized in that the illuminating means and the light guiding means are arranged at positions where an incident angle and a reflection angle with respect to the workpiece are 75 ° to 85 °. 請求項１，２のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記照光手段により前記ワークに前記線状光を当てる前記照射位置の近傍であって、前記照射位置または前記照射位置よりも前記導光手段側に、前記線状光の幅に比べ幅広なスリットを備えることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 and 2,
A slit which is near the irradiation position where the linear light is applied to the workpiece by the illumination means and which is wider than the width of the linear light on the light guide means side than the irradiation position or the irradiation position. An imaging apparatus comprising: 請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記照射手段は、
光源と、
光源から照射された光を前記線状光に変換する変換手段と、
前記変換手段が配置された位置から、前記線状光を前記ワークに当てる前記照射位置の近傍まで、前記線状光の光路を覆うとともに、前記照射位置に向かって先細形状に形成された絞状部を備え、前記光源及び前記変換手段を覆う筐体と
を備えることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The irradiation means includes
A light source;
Conversion means for converting light emitted from a light source into the linear light;
Covering the optical path of the linear light from the position where the conversion means is disposed to the vicinity of the irradiation position where the linear light is applied to the workpiece, and a tapered shape that is tapered toward the irradiation position And a housing that covers the light source and the conversion means.
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