JPS61105977A - 物体観測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 ［発明の技術分野］ この発明はＴＶカメラに関し、ｔｃとえば製品の外観検
査に用いられるＴＶカメラに関する。

〔従来技術の説明］ ＴＶカメラを利用して、各種製品の外観検査を行なう検
査装置が知られている。この種の装置では、ＴＶカメラ
によって製品が撮像され、撮像された製品の映像信号の
２値化信号に基づいて信号処理装置によって画像処理が
行なわれ、製品に傷、汚れなどの欠陥があるかどうかの
判定が行なわれる。このような検査装置においては、鮮
明な画像を得るために、ＴＶカメラの近くに照明装置を
配置し、この照明装置によって製品を照射することが行
なわれている。　第４図は、外観検査のためにＴＶカメ
ラで製品を撮像している様子を示している。ＴＶカメラ
（１）は、製品搬送用の搬送ベルト（３）上にお番プる
検査位置の真上位置に下向きに配置されている。

ＴＶカメラ（１）は、固体撮像素子（４）と固体撮像素
子（４）に被写体像を結像させるための光学系（５）と
を備えている。搬送ベルト（３）によって検査位置まで
搬送されてきた製品（Ｗ＞を照射するための照明装置ｆ
（２）がＴＶカメラ（１）の近くに斜め下向きに配置さ
れている。この照明装置（２）は照明ランプ等の点光源
（６）および点光源（６）の後がわに配置された凹面の
反射１（７）を備えている。このような検査装置では、
検査位置の斜め上方位置に配置された照射装置（２）の
点光源（６）から、検査位置にある製品（Ｗ）が照射さ
れるため、製品（Ｗ）の影（Ｓ）が発生しやすい。

したがって、このような照明状態のもとでは、ＴＶカメ
ラ（１）が影（Ｓ）を含む製品（Ｗ＞の像を撮像してし
まうために、外観検査を行なう際に影（Ｓ）の映像信号
の影響を無視することができる。このため外観検査が困
難になるおよび誤判定が起こるといった問題がある。

発明の概要 ［発明の目的］ この発明は、彰による影響の少ない被写体像を撮像する
ことができるＴＶカメラを提供することを目的とする。

［発明の構成、作用および効果１ この発明によるＴＶカメラは、搬像デバイスおよびｉ像
デバイスに被写体像を結像させるための光学系をケース
内に備えたＴＶカメラにおいて、光学系の光軸を中心と
する環状の被写体照射用光源が上記ケースに設けられて
いることを特徴とする。撮像デバイスとしては、ＣＯＤ
。

ＭＯＳなどの固体撮像素子やビジコンなどの撮像管が用
いられる。被写体照射用光源としては、白熱ランプ、放
電ランプ、エレクトロルミネンス、発光ダイオード、半
導体レーザ・ダイオードなどが用いられる。

この発明によるＴＶカメラでは、光学系の光軸を中心と
する環状の被写体照射用光源がケースに設けられている
。したがって、光学系の光軸上にある被写体はこの環状
の被写体照射用光源によって照射されるから、被写体お
よびその周囲はほぼ均一に照らされ、被写体の影はほと
んど発生しない。このため、このＴＶカメラでは影によ
る影響の少ない被写体像を撮像することができ、被写体
の外観検査を正確に行なえるようになる。

また、被写体照射用光源は、ＴＶカメラのケースに設け
られているから、照明装置をＴＶカメラとは別に設ける
場合のように照明装置の位置決めのための調整を行なう
必要がなくなる。

ＴＶカメラと被写体照明用光源とはケース内に一体とな
っているから取扱うが簡単でかつ便利である。

実施例の説明 第１図はＴＶカメラを示している。ＴＶカメラ（１）の
ケース（１１）は円筒状で後面が開スｆ１されている。

ケース（１１）内の前部中央部に、レンズ・ホルダ（１
２）、固体撮像素子（１３）およびＩａ像素子制−回路
収納部（１４）を保持するための保持部材（１５）が設
けられている。保持部Ｕ（１５）は、適当な固定手段に
よってケース（１１）に固定されている。

保持部材（１５）は短筒体（１６）と、短筒体（１６）
の内周面から内方にのびた環状取付部（１７）　　（１
８）とからなる。取付部（１７）にあけられた孔（１７
ａ）に、レンズ・ホルダ（１２）の後端部が前側から嵌
められかつ固定されている。

取付部（１８）の前面には固体ｗｅ素子（１３）が固定
されている。レンズ・ホルダ（１２）には固体撮像素子
（１３）に被写体像を結像させるためのレンズ（図示略
）が内蔵されている。固体撮像素子（１３）としては、
ＣＯＤ、ＭＯＳなどが用いられる。また取付部（１８〉
の後面には、撮像素子制御回路収納部（１４）が固定さ
れている。

この収納部（１４）内には、Ｉｌａｌ素像（１３）に結
像された像を映像信号に変換する搬像素子制御回路（図
示略）が収納されている。撮像素子（１３）からの多数
のリード線（図示略）は取付部（１８）の孔（１８ａ）
から撮像素子制御回路に導かれる。

ケース（１１）内において、保持部＋、４（１５＞の周
囲にレンズの光軸（１）を中心とする環状の照明ランプ
（１９）が配置されている。この照明ランプ（１９）は
、ケースク１１）の内面に固定されたランプ保持具（２
０）に数箇所において保持されている。照明ランプ（１
９）としては、たとえば第２図に示すように２つの半円
弧状に形成されたクセノン放電ランプ（１９ａ）が結合
具（１９ｂ）によって結合されたものを用いることがで
きる。

照明ランプ（１９）の後方には、環状の反射鏡（２１）
が配置されている。反射１ｔ（２１）の反射面は、その
幅中央部が後方にくぼんだ凹曲面に形成され、かつその
表面には乱反射加工（たとえばアルミニウム表面への梨
地加工）が施されている。反！）Ｉ鏡（２１）の後面の
外周縁部はケース（１１）の内面に固定された取付片（
２２）に取付は固定されている。このような反射鏡（２
１）は、たとえばアルミニウム板を成形したのち、その
表面に梨地処理を施すことによって作られる。

ケース（１１）の前端と保持部材（１５）の前端との間
には、照明ランプ（１９）を保護するための環状の透明
耐熱ガラス（２４）が嵌められかつ、環状の取付枠（２
５）および（２６）が保持部材（１５）およびケース（
１１）にそれぞれ嵌め止めされることにより固定されて
いる。

ケース（１１）の後面の内側には、空冷ファン（２７ン
が取付は固定されている。また、撮像素子制御回路、照
明ランプ（１９）および空冷ファン（２７）に駆動電力
を供給するための入カケープル（２８）が外部からケー
ス（１１）の後面を貫通してケース（１１）内に導かれ
ている。さらに、ｉ像素子制−回路から出力される映像
信号を外部に設けられた信号処理装置（図示略）に送る
ためのケーブル（２９）がケース（１１）内からケース
（１１）の後面を貫通して外部に引出されている。

第３図は、製品の外観検査のために上記ＴＶカメラ（１
）で製品を搬像している様子を示している。ＴＶカメラ
（１）は、製品搬送用搬送ベルト（３）上における検査
位置の真上位置に下向きに配置されている。搬送ベルト
（３）によって検査位置まで搬送されてきた製品（Ｗ＞
は照明ランプ（１９）からの光によって照射される。照
明ランプ（１９）はレンズの光軸（１＞を中心とする環
状に形成されているので、照明ランプ（１９）からの光
（Ｂ）によって光軸（１）上の検査位置にある製品（Ｗ
）およびその周囲がほぼ均一に照らされ、製品（Ｗ＞の
影はほとんど発生しない。また照明ランプ（１９）から
後方（第３図では上方）に向って出射された光は、反射
１（２１）によって反射され、この乱反射された光（Ｂ
１）によって製品（Ｗ＞が照射される。

製品（Ｗ）に照射された光は、製品（Ｗ）およびベルト
（３）によって反射され、この反射光はレンズ保持体（
１５）に保持されたレンズを通過してＩＩ像素子（１３
）に入射する。これにより、製品（Ｗ）の像が撮像素子
（１３）に結像される。撮像素子（１３）に結像された
製品像は、１１１ｆＩ！素子制御回路によって映像信号
に変換され、この映像信号はケーブル（２９）によって
信号処理装置に送られる。信号処理装置Ｃは、送られて
きた映像信号にもとづいて、製品（Ｗ＞にきすや汚れな
どの欠陥があるかどうかなどの判定が行なわれる。

上記ＴＶカメラでは、保持部材の周囲にレンズの光軸を
中心とする環状の照明ランプが設（」られている。した
がって、光軸士の検査位置にある製品は環状の照明ラン
プによって照射されるので、製品およびその周囲がほぼ
均一に照らされ、製品の影はほとんど発生しない。この
ため、上記ＴＶカメラでは影による影響の少ない製品像
を撮像することができ、製品の外観検査を正確に行なえ
るようになる。

また、照明ランプの後方に凹面の反射鏡が設けられてい
るので照明ランプから後方に向って出射される光をも、
製品を照射するために利用することができるから、照明
効率が向上する。

しかも、反射鏡の反射面には乱反射鏡に入射した光は乱
反射されるから、明るさがより均一化される。したがっ
て、上記ＴＶカメラでは鮮明な画像が得られるようにな
る。

また、照明ランプはＴＶカメラのケース内に設けられて
いるので、照明装置をＴＶカメラとは別に設ける場合の
ように照明装置の位置決めのための調整を行なう必要が
なくなるとともに、取扱いが簡単となる。

上記実施例では、光源としてクセノン放電ランプが用い
られているが、他の放電ランプ、白熱ランプ、発光ダイ
オ−ド、半導体レーザ・ダイオードなどの光源を用いる
ことができる。発光ダイオードなどの点光源を用いる場
合には、複数の点光源が、ＴＶカメラのレンズの光軸を
中心として環状に配置される。また、光源をパルス駆動
するようにすると、高速に移動する被写体の像を静止画
像として撤らえることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の実施例を示し、第１図
はＴＶカメラの横断面図、第２図は、照明ランプを示す
拡大図、第３図はＴ　Ｖ　〕１メラの使用状態を示す概
略図、第４図は従来のＴＶカメラの使用状態を示ず概ｍ
３図である。 （１）・・・ＴＶカメラ、（１３）・・・固体踊像素子
（ｆｆｆｉ像体）、（１９）・・・照明ランプ（被写体
照射用光源）。 以上 外４名 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像デバイスおよび撮像デバイスに被写体像を結
   像させるための光学系をケース内に備えたＴＶカメラに
   おいて、 光学系の光軸を中心とする環状の被写体照射用光源が上
   記ケースに設けられていることを特徴とするＴＶカメラ
   。
2. （２）撮像デバイスが固体撮像素子である特許請求の範
   囲第（１）項記載のＴＶカメラ。
3. （３）被写体照射用光源がクセノン放電ランプである特
   許請求の範囲第（１）項記載のＴＶカメラ。
4. （４）被写体照射用光源の後がわに反射鏡が設けられて
   いる特許請求の範囲第（１）項記載のＴＶカメラ。