CN104101605B - 工件的外观检查装置以及工件的外观检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工件的外观检查装置以及检查方法，在检查对象工件从较大的工件（W1）切换为较小的工件（W2）的情况下仍可容易地进行焦点调整。该检查装置（30）包括：输送台（2），其保持并输送工件（W1、W2）；和照相部（8、9、10、11、12、13），其对由输送台所输送的工件进行拍摄。照相部中的照相部（9、10）具有照相机（91、101）。该照相机（91、101）具有：包含拍摄透镜（91L、101L）的第1镜筒（91C、101C）；和安装于第1镜筒（91C、101C）前端的第2镜筒（91Ca、101Ca）。第2镜筒（91Ca、101Ca）包含两面平行的焦点调整用的玻璃板（91L、101L）。

Description

工件的外观检查装置以及工件的外观检查方法

相关申请的参照

本专利申请享受于2013年4月12日提出的日本申请即特愿2013-84248的优先权。该在先申请中的全部公开内容通过引用而成为本说明书的一部分。

技术领域

本发明涉及一边输送电子部件等工件一边通过工件拍摄单元对工件的各面进行拍摄以进行外观检查的工件的外观检查装置以及工件的外观检查方法，尤其涉及即使在改变了检查对象工件的形状的情况下、也能够容易地调整工件拍摄单元的焦点的工件的外观检查装置以及工件的外观检查方法。

背景技术

以往，如下的工件的外观检查装置已众所周知（参照专利文献1）：在旋转的圆盘状的透明玻璃台的上表面上载置6面体形状的电子部件等工件，通过利用离子发生器等带电单元使玻璃台的下表面带电，由此使工件吸附于玻璃台的上表面而输送，通过工件拍摄单元对工件的各面进行拍摄以进行外观检查。

在这样的工件的外观检查装置中，在改变了工件形状的情况下，例如使检查对象工件从较大形状变化为较小形状的情况下，需要调整工件拍摄单元的焦点。然而，在调整工件拍摄单元的焦点的情况下，需要使工件拍摄单元的构成部件沿着光轴移动，并且/或者进行高精度的调整作业。

现有技术

专利文献1：日本特开2011-133458号公报

发明内容

本发明是考虑到了这样的问题点而完成的，其目的在于提供即使在检查对象工件的形状切换了的情况下也能够容易地调整工件拍摄单元的焦点的工件的外观检查装置以及工件的外观检查方法。

本发明是一种工件的外观检查装置，其特征在于，包括：工件输送单元，其保持并输送工件；和工件拍摄单元，其对由工件输送单元所输送的工件进行拍摄，该工件拍摄单元包括：包含拍摄透镜的第1镜筒；和第2镜筒，该第2镜筒包含安装于第1镜筒的前端且两面平行的焦点调整用的透明体。

本发明的工件的外观检查装置，其特征在于：第2镜筒以螺旋拧入的方式被装设于第1镜筒。

本发明的工件的外观检查装置，其特征在于：透明体由玻璃板构成。

本发明是一种工件的外观检查方法，其特征在于，包括：工件输送工序，其中通过工件输送单元保持并输送工件；和工件拍摄工序，其中通过工件拍摄单元对所输送的工件进行拍摄，该工件拍摄工序包括：第1工件拍摄工序，其中通过具有包含拍摄透镜的第1镜筒的工件拍摄单元对第1工件进行拍摄；和第2工件拍摄工序，其中通过工件拍摄单元对与第1工件形状不同的第2工件进行拍摄，该工件拍摄单元具备第1镜筒和第2镜筒，该第2镜筒包含安装于第1镜筒的前端且两面平行的焦点调整用的透明体。

本发明的工件的外观检查方法，其特征在于：第2镜筒以螺旋拧入的方式被装设于第1镜筒。

本发明的工件的外观检查方法，其特征在于：透明体由玻璃板构成。

如上所述，根据本发明，即使在检查对象工件的形状切换了的情况下，也能够仅通过相对于第1镜筒的前端安装或者拆下第2镜筒而容易且简单地调整工件拍摄单元的焦点。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的基本原理的说明图。

图2是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的内表面照相部的作用例的图。

图3是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的上表面照相部的作用的图。

图4（a）（b）（c）是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的内表面照相部的说明图。

图5（a）（b）是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的内表面照相部的作用的说明图。

图6（a）（b）是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的上表面照相部的作用的说明图。

图7是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的俯视图。

图8（a）（b）是表示对被载置于输送台上表面的工件进行输送的样子的图。

图9是表示图7中的区域S1的放大图。

图10是表示图7中的区域S2的放大图。

图11是表示图7中的区域S3的放大图。

附图标记说明

1：线性送料器 2：输送台 6：离子发生器

7：排列导向部 8：侧面照相部 9：内表面照相部

10：上表面照相部 11：下表面照相部

12：前表面照相部 13：后表面照相部

30：工件的外观检查装置 91、101：照相机

91A、101A：受光元件 91C、101C：第1镜筒

91Ca、101Ca：第2镜筒 91G、101G：玻璃板

91L、101L：拍摄透镜

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1至图11是表示本发明所涉及的工件的外观检查装置的实施方式的图。

首先，通过图7对工件的外观检查装置的概略进行说明。

如图7所示，工件的外观检查装置30包括：透明的玻璃制输送台2，其输送6面体形状的电子部件等工件W；和对由输送台2输送的工件W的6面进行拍摄的侧面照相部8、内表面照相部9、上表面照相部10、下表面照相部11、前表面照相部12以及后表面照相部13。

其中，由输送台2构成输送单元，另外由侧面照相部8、内表面照相部9、上表面照相部10、下表面照相部11、前表面照相部12与后表面照相部13构成工件拍摄单元。

另外，在工件拍摄单元中，内表面照相部9由照相机91构成，上表面照相部10由照相机101构成。而且，内表面照相部9的照相机91具有：第1镜筒91C，其包含拍摄透镜91L；和第2镜筒91Ca，其收纳两面平行的焦点调整用的透明体即玻璃板91G。进而，上表面照相部10的照相机101具有：第1镜筒101C，其包含拍摄透镜101L；和第2镜筒101Ca，其收纳两面平行的焦点调整用的透明体即玻璃板101G。

接下来，通过图1至图6对内表面照相部9的照相机91与上表面照相部10的照相机101进行详细叙述。

首先，通过图4（a）（b）（c）对内表面照相机9的照相机91进行说明。其中，图4（a）是表示内表面照相部9的照相机91的侧视图。照相机91如上所述由第1镜筒91C与第2镜筒91Ca这2个镜筒构成。

在图4（a）中，第1镜筒91C与第2镜筒91Ca中心位置一致地配置在光轴91La上。第1镜筒91C收纳有拍摄透镜91L，在拍摄透镜91L附近且第1镜筒91C的内侧形成有比第1镜筒91C的直径91Cd稍小的直径91Cd1的凹部，在该凹部的内表面形成有阴螺纹91S。

第2镜筒91Ca收纳有两面平行的透明体即玻璃板91G，在玻璃板91G附近且在第2镜筒91Ca的外侧形成有比第1镜筒91C的凹部稍小的直径91Cad的阳螺纹91Sa。

将从箭头J的方向观察图4（a）的第2镜筒91Ca的图表示于图4（b）。

当在图4（a）中将第2镜筒91Ca的阳螺纹91Sa放入第1镜筒91C的凹部，并向图4（b）的箭头K1的方向旋转时，在阳螺纹91Sa与阴螺纹91S的作用下第2镜筒91Ca被安装于第1镜筒91C。将该样子表示于图4（c）。在图4（c）中，拍摄对象物位于比第2镜筒91Ca靠左侧的位置。即，没有玻璃板91G的状态相当于图4（a）的第1镜筒91C，有玻璃板91G的状态相当于图4（c）。

当从图4（c）的状态、将第2镜筒91Ca向图4（b）的箭头K2的方向旋转时，在阳螺纹91Sa与阴螺纹91S的作用下，第2镜筒91Ca从第1镜筒91C离开。这样，第2镜筒91Ca被装卸自如地配置于第1镜筒91C与拍摄对象物即图8（a）所示的工件W之间，其装卸方法极其简单。因此，通过使用该机构，能够在短时间内简单地变更配置有玻璃板的状态与不配置玻璃板的状态。

将包含图4（a）所示的照相机91的内表面照相部9表示于图5（a）（b）。图5（a）表示通过照相机91拍摄较大的工件W1的样子。照相机91仅使用第1镜筒91C。另外，工件W1相当于后述的图2中的工件No.1～No.3。另一方面，图5（b）表示通过照相机91拍摄较小的工件W2的样子。在第1镜筒91C上安装有第2镜筒91Ca。另外，工件W2相当于后述的图2中的工件No.4～No.9。

接下来，将上表面照相部10中的照相机101表示于图6（a）（b）。图6（a）表示通过照相机101拍摄较大的工件W1的样子。照相机101仅具有收纳拍摄透镜101L的第1镜筒101C。另外，工件W1相当于后述的图3中的工件No.1～No.4。另一方面，图6（b）表示通过照相机101拍摄较小的工件W2的样子。在第1镜筒101C上安装有收纳了玻璃板101G的第2镜筒101Ca。工件W2相当于后述的图3中的工件No.5～No.9。

在这里，从图5（a）向图5（b）的变更以及其相反的变更以及从图6（a）向图6（b）的变更以及其相反的变更，都能够仅通过相对于第1镜筒91C或者101C装卸第2镜筒91Ca或者101Ca而执行。因此，在工件的外观检查装置30（参照图7）中，在切换了检查对象工件的情况下，也能够通过简单的作业迅速地对应，所以检查效率不会下降，也没有对作业者造成肉体或者心理的负担。

在图4～图6中，表示了设置有两面平行的透明体即玻璃板91G、101G的例子，但并不限定于此，只要是透明体即可，也可以使用由其他原材料构成的透明体来代替玻璃板。

另外，表示了将第2镜筒91Ca、101Ca安装于第1镜筒91C、101C的机构包括阳螺纹与阴螺纹的例子，但并不限定于此，安装机构也可以使用阳螺纹和阴螺纹以外的机构。

接下来，对包括这种构成的本实施方式的作用、即工件的外观检查方法进行叙述。

在图7所示的工件的外观检查装置30中，首先，工件W在稍有倾斜而下降的直线状线性送料器1的振动的作用下排列成一列而被向箭头N的方向输送。接下来，工件W在线性送料器1的下游端，经不振动的无振动部4被转移到在线性送料器1下方水平设置的透明的玻璃制输送台2的上表面上。然后，设置于无振动部4的位置的稍跟前位置且在输送台2的正下方的离子发生器6向输送台2的下表面喷出正离子。因此，输送台2的下表面带正电，通过由此产生的静电感应或者电介质极化的作用，将工件W吸附于输送台2的上表面。

所吸附的工件W通过输送台2的旋转（中心轴3的周围的箭头X方向）而被输送，然后通过排列导向部7的作用而在输送台2的上表面的外边缘部附近在设想的工件输送圆弧5上排成一列。然后，工件W在该排列状态一边被输送一边在侧面照相部8、内表面照相部9、上表面照相部10、下表面照相部11、前表面照相部12和后表面照相部13通过分别相对应的拍摄单元拍摄各面，进行外观检查。

结束了外观检查的工件W与外观检查的结果相对应地由排出部14从工件输送圆弧5上排出到未图示的收纳箱内。

在这里，作为立体图在图8（a）中示出对被载置于输送台2上表面的工件W进行输送的样子。工件W为6面体形状，其各边的长度如图8（a）所示，沿着由箭头X表示的输送台2的旋转方向的长度方向的一边为WL，沿着从输送台2的中心轴3（图7）朝向边缘部的半径方向的宽度方向的一边为Ww，从输送台2的上表面朝向上方的高度方向的一边为WH。在这里，各边的长度WL、Ww、WH都大致为1mm～10mm左右。

另外，将从输送台2上方（箭头C的方向）观察图8（a）的工件W的俯视图表示于图8（b）。在图8（b）中，工件W以朝向输送台2的外侧的侧面Ws成为工件输送圆弧5的切线的方式被载置于输送台2的上表面。与侧面Ws相对的内表面Wi面向输送台2的中心轴3（图7）。而且，前表面Wf面向箭头X所表示的输送台2的旋转方向，另外后表面Wr面向与旋转方向相反的方向。

如图8（a）所示，长度WL朝向工件W的长度方向。这样，在外观检查装置30中，通过图7中的线性送料器1以及排列导向部7的作用，6面体形状的工件W，以其长度方向沿着输送台2的旋转方向且侧面Ws朝向输送台2的外侧而成为工件输送圆弧5的切线的方式，被载置于输送台2的上表面上。

在这里，以下表示工件W的各表面与对它们进行拍摄的各照相部的对应关系。首先，在图7的侧面照相部8中，从图8（a）的箭头A方向拍摄图8（b）的侧面Ws。接下来，在图7的内表面照相部9中，从图8（a）的箭头B方向拍摄图8（b）的内表面Wi。接下来，在图7的上表面照相部10中，从图8（a）的箭头C方向拍摄图8（a）的上表面Wt。接下来，在图7的下表面照相部11中，从图8（a）的箭头D方向拍摄图8（a）的下表面Wb。接下来，在图7的前表面照相部12中，从图8（a）的箭头E方向拍摄图8（b）的前表面Wf。最后，在图7的后表面照相部13中，从图8（a）的箭头F方向拍摄图8（b）的后表面Wr。

但是，在工件的外观检查装置30中可进行外观检查的工件W横跨多个品种。即，有切换检查对象工件的情况。此时，工件的一边的长度、即图8（a）所示的长度方向的一边的长度WL、宽度方向的一边的长度Ww、高度方向的一边的长度WH，因检查切换对象工件而变化。这样，作为将检查对象工件切换成了大小不同的工件的情况下的模式图，将图7中的侧面照相部8以及内表面照相部9附近的区域S1的放大图表示于图9。

在图9中，用实线表示切换前的工件W1，另外用虚线表示切换后的工件W2。即，对于检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2的情况，同时表示双方的工件W1、W2。

另外，沿着工件W1以及W2的输送路径，以时间序列用[1]～[6]的编号表示工件的位置。在这里，用[1]～[6]的编号所表示的各位置并不是输送台2上表面的特定位置，仅表示按照编号顺序输送工件W1以及W2这一情况。如上所述，工件W1以及工件W2都以侧面W1s以及W2s朝向输送台2的外侧而成为工件输送圆弧5的切线的方式，被载置于输送台2的上表面。即，在工件W1以及工件W2从位置[1]被输送到与侧面照相部8相对应的位置[2]时，所拍摄的侧面W1s以及W2s大致处于同一平面。

在这里，在侧面照相部8中，在输送台2的外侧配置有照相机81。照相机81在镜筒81C的内部收纳有拍摄透镜81L，在工件W1以及工件W2的侧面W1s以及W2s的大致中心与光轴81La一致时（位置[2]），通过受光元件81A拍摄侧面W1s以及W2s。

此时，工件W1的所拍摄的侧面W1s距拍摄透镜81L的中心81Lc的距离Ls与工件W2的所拍摄的侧面W2s距拍摄透镜81L的中心81Lc的距离Ls大致相同。即，在侧面照相部8的位置[2]，侧面W1s以及W2s都存在于拍摄透镜81L的同一焦点位置（焦点位置）。因此，即使检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2，侧面照相部8中的拍摄也不会产生问题。

接下来，工件W1以及工件W2通过输送台2的箭头X方向的旋转，从位置[3]经位置[4]而被输送到与内表面照相部9相对应的位置[5]。在这里，在内表面照相部9中，在输送台2的内侧配置有照相机91x。照相机91在第1镜筒91C的内部收纳有拍摄透镜91L，在工件W1以及工件W2的内表面W1i以及W2i的大致中心与光轴91La一致时（位置[5]），通过受光元件91A拍摄内表面W1i以及W2i。

在这里，如上所述，侧面W1s以及W2s大致处于同一平面。而且，工件W2的宽度方向的一边的长度Ww（图8（a））比工件W1的宽度方向的一边的长度小。即，在内表面照相部9中，当检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2时，在切换后要拍摄的工件W2的内表面W2i距拍摄透镜91L的中心91Lc距离Li2变得比在切换前已拍摄的工件W1的内表面W1i距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li1大。

而且，在位置[5]，工件W1的内表面W1i以及工件W2的内表面W2i都需要存在于透镜91L的焦点位置。在这里，设为拍摄透镜91L的焦点位置处于切换前的内表面W1i（距离Li1）上。在该情况下，如果将切换后要拍摄的内表面W2i距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li2与距离Li1的差异、即切换前的工件W1的宽度方向的一边Ww（图8（a））的长度与切换后的工件W2的宽度方向的一边Ww（图8（a））的长度的差异设为ΔLi，则只要ΔLi处于拍摄透镜91L的景深的范围内，在切换后也能够原样使用照相机91，使焦点处于内表面W2i上（聚焦）。

在这里，所谓景深是相对于某一照相机用拍摄透镜的焦点位置即聚焦了的位置、即使在焦点位置的前后也能够以聚焦了的状态拍摄的范围。

与此相对，在上述ΔLi脱离了拍摄透镜91L的景深范围的情况下，在切换后不能原样使用照相机91不能使焦点位于内表面W2i上。由此，产生在切换后调整照相机91使得距离Li2处于焦点位置的必要。具体地说，进行照相机91的聚焦，或者使照相机91的位置在光轴91La上移动。

然而，如上所述，图8（a）所示的工件W的各边的长度WL、Ww、WH都大致为1mm～10mm左右。另外，拍摄透镜91L的景深即使高也不过3mm～5mm左右。因此，进行照相机91的聚焦和/或使照相机91的位置在光轴91La上移动成为要求极高精度的作业。即，作业需要大量时间而使检查效率下降，并且对作业者的肉体或者心理造成的负担变得极大。

在本实施方式中，在这样的情况下，将包含玻璃板91G的第2镜筒91Ca相对于照相机91的收纳有拍摄透镜91L的第1镜筒91C螺纹固定。

通过这样设计，能够容易地进行照相机91的焦点调整（调焦）。

焦点位置根据检查对象工件的切换而变化的部位也有其他的部位。将从箭头Ｙ方向观察图7中的上表面照相部10以及下表面照相部11附近的区域S2的放大图表示于图10。

在图10中，与图9同样地用实线表示切换前的工件W1，另外用虚线表示切换后的工件W2。另外，与图9同样地沿着工件W1以及W2的输送路径，按时间序列用<1>～<8>的编号表示工件的位置。

如上所述，工件W1以及工件W2都是下表面W1b以及W2b顶接于输送台2的上表面。即，下表面W1b以及W2b大致处于同一平面。工件W1以及工件W2通过输送台2的箭头X方向的旋转而从位置<1>经位置<2>输送，被输送到与上表面照相部10相对应的位置<3>。

在这里，在上表面照相部10中，在输送台2的上侧配置有照相机101。照相机101在第1镜筒101C内部收纳有拍摄透镜101L，在工件W1以及工件W2的上表面W1t以及W2t的大致中心与光轴101La一致时（位置<3>），通过受光元件101A拍摄上表面W1t以及W2t。在这里，如上所述，下表面W1b以及W2b大致处于同一平面。而且，工件W2的高度方向的一边的长度WH（图8（a））比工件W1的高度方向的一边的长度WH小。

即，在上表面照相部10中，当检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2时，在切换后要拍摄的工件W2的上表面W2t距拍摄透镜101L的中心101Lc的距离Lt2变得比在切换前已拍摄的工件W1的上表面W1t距拍摄透镜101L的中心101Lc的距离Lt1大。而且，在位置[3]，工件W1的上表面W1t以及工件W2的上表面W2t都需要存在于拍摄透镜101L的焦点位置。

由此，与上述的图9中的内表面照相部9同样地，当将切换后要拍摄的上表面W2t距拍摄透镜101L的中心101Lc的距离Lt2与距离Lt1的差异、即切换前的工件W1的高度方向的一边WH（图8（a））的长度与切换后的工件W2的高度方向的一边WH（图8（a））的长度的差异设为ΔLt时，只要ΔLt处于拍摄透镜101L的景深的范围内，在切换后也能够原样使用照相机101，使焦点处于上表面W2t上。与此相对，在上述ΔLt脱离拍摄透镜101L的景深范围的情况下，在切换后不能原样使用照相机101不能使焦点处于上表面W2t上。由此，产生调整照相机101的必要使得在切换后距离Lt2变为焦点位置。

在本实施方式中，在这样的情况下，将包含玻璃板101G的第2镜筒101Ca相对于照相机101的收纳了拍摄透镜101L的第1镜筒101C螺纹固定。通过这样设计，能够容易地进行照相机101的焦点调整（调焦）。

接下来，对内表面照相部9的照相机91以及上表面照相部10的照相机101中的焦点调整（调焦）进行说明。

首先，将焦点调整的基本原理表示于图1。在图1中，在从照相机的拍摄透镜L（与拍摄透镜91L以及101L相对应）的中心Lc向左仅离开距离P1的位置，用实线的箭头配置有第1物体Ob1。从第1物体Ob1的前端部Ob1t出来的光包括：如实线的光R11→实线的光R12那样在通过拍摄透镜L前与光轴La平行地前进的光；和如实线的光R13→实线的光R14那样在通过拍摄透镜L后与光轴La平行地前进的光。

而且，在通过该两者从拍摄透镜L的中心Lc向右方仅离开距离Q而配置的照相机的拍摄元件M之上而聚集成为前端部Imt。从第1物体Ob1的其他部分发出的光也通过同样的路径，所以第1物体Ob1全体在拍摄元件M之上作为像Im而被拍摄。

在这里，考虑将拍摄对象从用实线箭头表示的第1物体Ob1切换成用虚线箭头表示的第2物体Ob2的情况。为了简单，将第2物体Ob2的长度（虚线箭头的长度）设为与第1物体Ob1的长度（实线箭头的长度）相同。

第2物体Ob2被配置于从拍摄透镜L的中心Lc向左仅离开距离P2的位置，如果与第1物体Ob1相比较，则位于从拍摄透镜L仅远P2－P1=ΔP的位置。在这里，作为不改变拍摄第1物体Ob1时的拍摄透镜L的中心Lc与拍摄元件M的距离Q地、在拍摄元件M之上拍摄第2物体Ob2的像的方法，在拍摄透镜L与第2物体Ob2之间配置两面平行的透明体即玻璃板G（与玻璃板91G以及101G相对应）。

在将空气的折射率n0设为1时，玻璃的折射率n为约1.5，所以从第2物体Ob2的前端部Ob2t射出的光的路径如下所述。

首先，在通过透镜L前与光轴La平行前进的虚线的光R21，在到达在切换前第1物体Ob1的前端部Ob1t所处的位置之后、垂直地入射到玻璃板G的2个面Gs1以及Gs2，所以原样直线前进，与第1物体Ob1的情况同样地沿实线的光R11→实线的光R12的路径前进。

另一方面，在通过了拍摄透镜L后与光轴La平行前进的光，以从玻璃板G的面Gs2射出后与第1物体Ob1的情况的路径即实线的光R13一致的方式，像虚线的光R230→虚线的光R231→实线的光R13→实线的光R14那样前进。在这里，虚线的光R230在第2物体Ob2的前端部Ob2t与玻璃板G的面Gs1之间，虚线的光R231在玻璃板G的内部且在面Gs1与Gs2之间。

虚线的光R230→虚线的光R231以及虚线的光R231→实线的光R13分别在玻璃板G的面Gs1以及Gs2折射。这样一来，第2物体Ob2的前端部Ob2t与第1物体Ob1的前端部Ob1t同样地，通过实线的光R12以及R14在拍摄元件M之上聚集成为前端部Imt。从第2物体Ob2的其他的部分射出的光也在同样的路径中通过，所以第2物体Ob2全体在拍摄元件M之上被拍摄成为像Im。该拍摄结果与第1物体Ob1相同。

在这里，对第2物体Ob2与第1物体Ob1的位置差异ΔP和玻璃板G的厚度Gt的关系进行考察。如上所述，玻璃的折射率n在将空气的折射率n0设为1时为约1.5。由此，成为

ΔP=Gt/n0－Gt/n

=Gt/1－Gt/1.5

=Gt/3·················算式(1)

例如，如果使用6mm的厚度的玻璃板，则能够不调整照相机地（不变更Q、或使照相机全体沿着光轴La运动地）就在同一拍摄元件上拍摄第1物体和位于位置P2的第2物体Ob2，该位置P2与第1物体Ob1的位置P1相比距透镜L仅远2mm。

基于图1所示的基本原理将工件的外观检查装置30的内表面照相部9的照相机91以及上表面照相部10的照相机101的焦点调整（调焦）分别表示于图2以及图3。

这里，在图2以及图3中，将“拍摄透镜”表述为“透镜”，将“玻璃板”表述为“玻璃”。另外，将“到拍摄透镜的中心的距离”表述为“到透镜的距离”。由此，在图2以及图3的说明中，也使用这些表述。图2表示在图7以及图9的内表面照相部9中适用图1所示的基本原理而对图8（a）所示的工件W的宽度方向的一边的长度Ww取各种值的工件的品种No.1～No.9进行了拍摄的情况。

在这里使用的透镜，在拍摄对象面置于基准焦点位置即最为聚焦的位置（聚焦的位置）情况下，从拍摄对象面到透镜的距离变为110.0mm。另外，景深为3mm。

以下对图2进行说明。在图2中，左端的栏表示玻璃的有无。即，在图1中在没有配置玻璃板G的状态下拍摄的情况为“无玻璃”，在配置了玻璃板G的状态下拍摄的情况为“有玻璃”。该栏内的所谓“基准焦点位置”，如上所述，为使用的透镜的最为聚焦的位置，在该透镜的情况下，如“无玻璃”的栏内所记载地那样，Ww=4.5mm的工件与基准焦点位置相对应。在这里，“有玻璃”的情况下玻璃的厚度为6mm。由此，通过上述的算式(1)，变为ΔP=2mm。即，“有玻璃”的情况下基准焦点位置从“无玻璃”的情况下的Ww=4.5mm缩短了2mm，变为Ww=2.5mm。

在这里，在图1所示的基本原理中，第2物体Ob2比第1物体Ob1向左远离拍摄透镜L。另外，在图9中，内表面照相部9中的工件W2的内表面W2i距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li2比工件W1的内表面W1i距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li1大。在图2的左端的栏中，“有玻璃”情况下的Ww的值变得比“无玻璃”的情况下的Ww的值小，这与图1所示的基本原理中的位置关系以及图9所示的该大小关系相对应。

图2中左数第2栏通过Ww的值而有区别地表示出工件的品种。对各工件赋予了No.1～No.9的编号。

图2中左数第3栏表示焦点处于拍摄对象面上的工件的宽度Ww。表示工件的品种栏所记载的各工件的Ww的值，工件No.1～No.3成为“无玻璃”，而No.4～No.9成为“有玻璃”，使得它们全都聚焦。

在这里，工件No.2为“无玻璃”的情况下的基准焦点位置为Ww=4.5mm，为表示该情况而在工件No.2一栏画有阴影。同样地，工件No.7为“无玻璃”的情况下的基准焦点位置为Ww=2.5mm，为表示该情况而在工件No.7一栏也画有阴影。使用的透镜的景深为3mm，所以焦点位于距基准焦点位置±1.5mm以内的工件上。即，在“无玻璃”且焦点位于基准焦点位置（Ww=4.5mm）的状态下，只要是Ww=4.5mm±1.5mm的范围内的工件就会聚焦。

在工件No.1情况下为Ww=5.5mm，在工件No.3情况下为Ww=4.0mm。这些Ww的值在Ww=4.5mm±1.5mm的范围内，所以工件No.1以及No.3与工件No.2一起在“无玻璃”的状态下聚焦。同样，在“有玻璃”且焦点位于基准焦点位置（Ww=2.5mm）的状态下，只要是Ww=2.5mm±1.5mm的范围内的工件，就会聚焦。在工件No.4～No.6的情况下分别为Ww=3.3mm、3.2mm、3.0mm，在工件No.8以及No.9的情况下为Ww=1.8mm、1.5mm。这些Ww的值在Ww=2.5mm±1.5mm的范围内，所以工件No.4～No.6与工件No.8以及No.9与工件No.7一起在“有玻璃”的状态下聚焦。

图2中左数第4栏中示出从拍摄对象面到透镜的距离Li。距离Li与图9所示的内表面照相部9中的工件W1的内表面W1i以及W2的内表面W2i分别距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li1、Li2相对应。“无玻璃”以及“有玻璃”的情况下的各自的基准焦点位置（工件No.2以及No.7）中的Li，如上所述为110.0mm。对这些栏，也画有表示基准焦点位置的阴影。在工件No.1的情况下，宽度Ww的值相对于与基准焦点位置相对应的工件No.2增大了1.0mm，Li的值反而减小了1.0mm。这与下述情况相对应，即：在图9所示的内表面照相部9，宽度Ww大的工件W1的内表面W1i距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li1比宽度Ww小的工件W2的内表面W2i距拍摄透镜91L的中心91Lc的距离Li2小。

在工件No.3的情况下，由于同样的原因，宽度Ww的值相对于与基准焦点位置相对应的工件No.2减小了0.5mm，Li的值反而增大了0.5mm。在工件No.7处于基准焦点位置的情况下，宽度Ww比工件No.7大的工件No.4～No.6的Li分别仅减小宽度Ww的差量，宽度Ww比工件No.7小的工件No.8以及No.9的Li分别仅增大宽度Ww的差量。

在图2中右端的栏中示出各工件的宽度Ww和与基准焦点位置相对应的工件的宽度Ww的差。如上所述，在“无玻璃”的情况下工件No.2与基准焦点位置相对应，在“有玻璃”的情况下工件No.7与基准焦点位置相对应。为了表示该情况，在工件No.2以及No.7的栏中画有阴影。另外，各栏中所记载的数值皆为±0.0mm。

关于工件No.1以及No.3记载有与工件No.2的差，另外关于工件No.4～No.6与No.8以及No.9记载有与工件No.7的差。这些差都为距基准焦点位置±1.5mm的范围，即表明所有工件处于景深3mm的范围。

如果不设置“有玻璃”的基准焦点位置，要仅使用“无玻璃”的基准焦点位置Ww=4.5mm进行拍摄，则工件No.7～No.9脱离Ww=4.5mm±1.5mm的范围，所以变得无法进行拍摄。即，通过本发明，可知不进行照相机的调整可拍摄的工件的范围也能变大。

图3示出在图7以及图10所示的上表面照相部10中适用图1所示的基本原理而对图8（a）所示的工件W的高度方向的一边的长度WH取各种值的工件的品种No.1～No.9进行了拍摄的情况。在这里，在拍摄对象面置位于基准焦点位置即最为聚焦的位置的情况下，从拍摄对象面到透镜的距离变为110.0mm。另外，景深为3mm。

在图3中，示出了工件的高度WH，从拍摄对象面到透镜的距离变为Lt。该Lt对应于图10所示的上表面照相部10中的拍摄透镜101L的中心101Lc距工件W1的上表面W1t的距离Lt1以及距工件W2的上表面W2t的距离Lt2。

在图3中，其他部分与图2所示的部分大致相同。在图3中，“无玻璃”的基准焦点位置上的WH=2.5mm，工件No.2与此相对应。因此，在工件No.2的栏中画有阴影。另外，工件No.1～No.4都在“无玻璃”的状态下拍摄，WH相对于与基准焦点位置相对应的工件No.2的差处于景深3mm的范围内。玻璃的厚度为6mm，在“有玻璃”的情况下基准焦点位置上的WH比“无玻璃”的情况下短2mm，变为0.5mm。这与工件No.8相对应。因此，在工件No.8的栏中画有阴影。

工件No.5～No.9都在“有玻璃”的状态下拍摄，WH相对于与基准焦点位置相对应的工件No.8的差处于景深3mm的范围内。如果不设置“有玻璃”的基准焦点位置而要仅使用“无玻璃”的基准焦点位置Ww=2.5mm进行拍摄，则工件No.7～No.9脱离Ww=2.5mm±1.5mm的范围，所以变得无法拍摄。即，在图3中也与图2同样地，根据本发明，可知不进行照相机的调整可拍摄的工件的范围仍能变大。

这样一来，通过上表面照相部10进行针对工件W1以及工件W2的拍摄。

接下来，由上表面照相部10进行的拍摄结束了的工件W1以及工件W2，如图10所示，通过输送台2的箭头X方向的旋转而从位置<4>经位置<5>被输送到与下表面照相部11相对应的位置<6>。此时，所要拍摄的下表面W1b以及W2b大致处于同一平面。在这里，在下表面照相部11中，在输送台2的下侧配置有照相机111。照相机111在镜筒111C的内部收纳有拍摄透镜111L，在工件W1以及工件W2的下表面W1b以及W2b的大致中心与光轴111La一致（位置<6>）时，通过受光元件111A拍摄下表面W1b以及W2b。此时，关于工件W1以及工件W2，所拍摄的侧面W1b以及W2b距拍摄透镜111L的中心111Lc的距离Lb大致相同。

即，在下表面照相部11的位置<6>，下表面W1b以及W2b都存在于拍摄透镜111L的同一焦点位置。即，即使检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2，下表面照相部11中的拍摄也不会产生问题。

另外，将图7中的前表面照相部12以及后表面照相部13附近的区域S3的放大图示于图11。在图11中，与图9同样地用实线表示切换前的工件W1，另外用虚线表示切换后的工件W2。另外，与图9同样地沿着工件W1以及W2的输送路径，按时间序列用(1)～(6)的编号来表示工件的位置。如上所述，工件W1以及工件W2都以侧面W1s以及W2s朝向输送台2的外侧而成为工件输送圆弧5的切线的方式载置于输送台2的上表面。

工件W1以及W2，通过输送台2的箭头X方向的旋转从位置(1)被输送到前表面照相部12内，经位置(2)到达位置(3)。而且，通过位置(1)示出的工件W1的前表面W1f以及工件W2的前表面W2f横截位于位置(2)与位置(3)之间的焦点位置12P。

在这里，在前表面照相部12内，在输送台2的外部且从焦点位置12P观察成为输送台2的旋转方向的位置配置有照相机121。照相机121在镜筒121C的内部收纳有拍摄透镜121L，在工件W1以及工件W2的前表面W1f以及W2f横截焦点位置12P时，通过受光元件121A拍摄前表面W1f以及W2f。

此时，关于工件W1以及工件W2，所拍摄的前表面W1f以及W2f距拍摄透镜121L的中心121Lc的距离Lf大致相同。即，在前表面照相部12中，前表面W1f以及W2f都在存在于拍摄透镜121L的同一焦点位置的状态下被拍摄。即，即使检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2，前表面照相部12中的拍摄也不会产生问题。

接下来，工件W1以及W2，通过输送台2的箭头X方向的旋转而被从位置(3)输送到后表面照相部13内，经位置(4)到达位置(5)。而且，通过位置(1)示出的工件W1的后表面W1r以及工件W2的后表面W2r横截位于位置(4)与位置(5)之间的焦点位置13P。

在这里，在后表面照相部13内，在输送台2的外部且从焦点位置13P观察成为与输送台2的旋转方向相反方向的位置配置有照相机131。照相机131在镜筒131C的内部收纳有拍摄透镜131L，在工件W1以及工件W2的后表面W1r以及W2r横截焦点位置13P时，通过受光元件131A拍摄后表面W1r以及W2r。

此时，关于工件W1以及工件W2，所拍摄的后表面W1r以及W2r距拍摄透镜131L的中心131Lc的距离Lr大致相同。即，在后表面照相部13中，后表面W1r以及W2r都在存在于拍摄透镜131L的同一焦点位置的状态下被拍摄。因此，即使检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2，后表面照相部13中的拍摄也不会产生问题。

如上所述，在本实施方式所涉及的工件的外观检查装置30中，在检查对象工件从较大的工件W1切换为较小的工件W2时，关于对6个面中的2个面进行拍摄的内表面照相部9的照相机91和上表面照相部10的照相机101，仅通过在第1镜筒91C、101C上安装第2镜筒91Ca、101Ca，就能够容易且简单地调整这些照相机91、101的焦点。因此，不会为了调整照相机91、101的焦点而产生较大的负荷，能够有效地进行工件的外观检查。

Claims (4)

1.一种工件的外观检查装置，其特征在于，包括：

工件输送单元，其保持并输送工件，该工件包括第1工件和与该第1工件形状不同的第2工件，该第1工件和第2工件的朝向所述工件输送单元的外侧的侧面处于同一平面或处于工件输送圆弧的切线；和

工件拍摄单元，其对由工件输送单元输送的工件进行拍摄，

该工件拍摄单元包括：

第1镜筒，其包括拍摄透镜；和

第2镜筒，其安装在第1镜筒的一端，且包括两面平行的焦点调整用的透明体，所述第1镜筒的一端为所述拍摄透镜的附近的一端，

在将被外观检查的工件从第1工件变更为第2工件时，第2镜筒以螺旋拧入的方式被装设于第1镜筒，

工件类型切换后要拍摄到图像中的所述第2工件的内表面距所述拍摄透镜的中心的距离Li2与工件类型切换前已拍摄到图像中的所述第1工件的内表面距所述拍摄透镜的中心的距离Li1的差异、即、工件类型切换前的所述第1工件的宽度方向的长度与工件类型切换后的所述第2工件的宽度方向的长度的差异ΔLi处于所述拍摄透镜的景深的范围内，所述景深是指即使所述第1工件和第2工件位于所述拍摄透镜的焦点位置的前后时所述拍摄透镜也能以聚焦了的状态拍摄图像的范围。

2.根据权利要求1所述的工件的外观检查装置，其特征在于：

透明体由玻璃板构成。

3.一种工件的外观检查方法，其特征在于，包括：

工件输送工序，其中通过工件输送单元保持并输送工件；和

工件拍摄工序，其中通过工件拍摄单元对所输送的工件进行拍摄，

工件拍摄工序包括：

第1工件拍摄工序，其中通过具有包括拍摄透镜的第1镜筒的工件拍摄单元对第1工件进行拍摄；和

第2工件拍摄工序，其中通过工件拍摄单元对与第1工件形状不同的第2工件进行拍摄，该第1工件和第2工件的朝向所述工件输送单元的外侧的侧面处于同一平面或处于工件输送圆弧的切线，该工件拍摄单元具有第1镜筒和第2镜筒，该第2镜筒安装于第1镜筒的一端并且包括两面平行的焦点调整用的透明体，所述第1镜筒的一端为所述拍摄透镜的附近的一端，

在将被外观检查的工件从第1工件变更为第2工件时，第2镜筒以螺旋拧入的方式被装设于第1镜筒，

工件类型切换后要拍摄到图像中的所述第2工件的内表面距所述拍摄透镜的中心的距离Li2与工件类型切换前已拍摄到图像中的所述第1工件的内表面距所述拍摄透镜的中心的距离Li1的差异、即、工件类型切换前的所述第1工件的宽度方向的长度与工件类型切换后的所述第2工件的宽度方向的长度的差异ΔLi处于所述拍摄透镜的景深的范围内，所述景深是指即使所述第1工件和第2工件位于所述拍摄透镜的焦点位置的前后时所述拍摄透镜也能以聚焦了的状态拍摄图像的范围。

4.根据权利要求3所述的工件的外观检查方法，其特征在于：

透明体由玻璃板构成。