JP2000111481A - 画像処理検査用照明装置 - Google Patents

画像処理検査用照明装置

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JP2000111481A
JP2000111481A JP10285040A JP28504098A JP2000111481A JP 2000111481 A JP2000111481 A JP 2000111481A JP 10285040 A JP10285040 A JP 10285040A JP 28504098 A JP28504098 A JP 28504098A JP 2000111481 A JP2000111481 A JP 2000111481A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】照射器の検査できる有効照射領域を大きく設定
することができ、また光を効率よく高照度で照射するこ
とができ、さらに被検査物全体に平均的に光を照射し正
確に物体を検査することができる画像処理検査用照明装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】照射面に開口部を有する線状光源用の複合
反射鏡10の内部に、線状光源13を装着するようにし
て照射器を構成してある。また同反射鏡は長焦点楕円形
状に構成した複合反射鏡とし、また同反射鏡の一次焦点
位置に線状光源を配置し、二次焦点位置に被検査物を位
置させ、さらに同反射鏡は、両端近傍において集光率が
高く、中央付近における集光率が両端近傍より低くなる
ように構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理検査用照明
装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、紙、フィルム、ゴム、繊維等の各
種物体を例えばコンベアーで搬送しながら、同物体に蛍
光ランプ等の光を照射し、物体の斜め上方に配置したセ
ンサーカメラで物体を撮像し、物体の欠陥を検査するこ
とが実施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各種物体の
欠陥を正確に検査するには、物体に通常3,000ルッ
クス程度の光が照射される必要があり、物体が例えば1
m程度と大きい場合は、蛍光ランプを装着する照射器は
相当大型となる欠点がある。またセンサーカメラ側への
光路中に、凹凸レンズや偏光フィルター等の光路変換素
子等が含まれる場合は、センサーカメラ側に光量が入り
ずらく、この場合は光量を増大する必要があるため、照
射器の消費電力や発熱量が大きくなる欠点がある。また
照射器の照度を上げるために、通常は照射器の内部に反
射鏡を収納して構成してあるが、反射鏡を収納した構造
によると、照射器の両端近傍と中央付近の照度はさらに
大きくなる欠点がある。さらに物体に照射される光は、
物体全体にできるかぎり平均的に照射することが望まし
いが、物体表面全体に平均的に光を照射することは実際
上困難である。
【0004】本発明は上記の点に鑑み発明したものであ
って、照射器の検査できる有効照射領域を大きく設定す
ることができ、また光を効率よく高照度で照射すること
ができ、さらに被検査物全体に平均的に光を照射し、正
確に物体を検査することができる画像処理検査用照明装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために次の構成とする。請求項1に記載の発明
は、照射面に開口部を有する線状光源用の反射鏡の内部
に、線状光源を装着するようにして照射器を構成し、同
照射器からの照射光を被検査物に照射し、被検査物をセ
ンサーカメラで撮像する画像処理検査用照明装置に関す
る。また前記、反射鏡は長焦点楕円形状に構成した複合
反射鏡として構成し、反射鏡の一次焦点位置に線状光源
を配置し、二次焦点位置に被検査物を位置させてある。
さらに同反射鏡は、両端近傍において集光率が高く、中
央付近における集光率が両端近傍より低くなるように構
成してある。
【0006】上記した請求項1に記載の発明によると、
光を効率よく高照度で被検査物に照射することができ、
さらに被検査物全体に強弱の少ない光を照射し、正確に
物体を検査することができる。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1におけ
る複合反射鏡を次のように構成してある。複合反射鏡は
長手方向の中央付近の第1の反射鏡と、両端付近の第2
の反射鏡とから構成し、また第1の反射鏡と第2の反射
鏡は一次焦点位置を共通にし、さらに第1の反射鏡は二
次焦点位置と被検査物の位置が異なるように構成してあ
る。また両端近傍において集光率が中央付近より高くな
るように構成してある。
【0008】上記した請求項2に記載の発明によると、
有効照射領域を拡大し、さらに中央近傍での被検査物に
照射される光量が両端付近に近似し、被検査物に対する
照射量の強弱は少なくなり、正確に物体を検査すること
ができる。
【0009】請求項3に記載の発明は、照射面に開口部
を有する線状光源用の反射鏡の内部に、線状光源を装着
するようにして照射器を構成し、同照射器からの照射光
を被検査物に照射し、被検査物をセンサーカメラで撮像
する画像処理検査用照明装置に関する。反射鏡は複合反
射鏡よりなり、長手方向の中央付近の第1の反射鏡は、
長焦点球面形状に構成し、また反射鏡の長手方向の両端
付近の第2の反射鏡は長焦点楕円形状に構成し、さらに
同反射鏡の一次焦点位置に線状光源を配置し、二次焦点
位置にて被検査物を検査するように構成してある。また
前記第2の反射鏡は、両端近傍において集光率が高く、
中央付近における集光率が両端近傍より低くなるように
構成してある。
【0010】上記した請求項3に記載の発明によると、
有効照射領域を拡大し、さらに中央近傍の集光効率を下
げて、平均的に被検査物に光を照射し、正確に物体を検
査することができる。
【0011】請求項4に記載の発明は、照射面に開口部
を有する線状光源用の反射鏡の内部に、線状光源を装着
するようにして照射器を構成し、同照射器からの照射光
を被検査物に照射し、被検査物をセンサーカメラで撮像
する画像処理検査用照明装置に関する。また前記した反
射鏡は複合反射鏡よりなり、長手方向の両側を長焦点楕
円形状に構成し、また長焦点楕円形状反射鏡の上端に、
長手方向の中心に向かうに従い先細にし、さらに中心が
長手方向の下面に向かって傾斜する三角状反射鏡と、同
三角状反射鏡と連接する側部三角形反射鏡とで構成して
ある。さらに三角状反射鏡は、反射光が二次焦点に集光
し、側部三角形反射鏡の反射光は、二次焦点位置に集光
しないように構成してある。
【0012】上記した請求項4に記載の発明によると、
請求項3に記載の画像処理検査用照明装置と同様に、有
効照射領域を拡大し、さらに中央近傍の集光効率を下げ
て、平均的に被検査物に光を照射し、正確に物体を検査
することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明を図1乃至図13につ
いて説明する。図1乃至図4において、1は照射器本体
であって、照射面に開口部を有し、例えば鋼板で矩形状
に構成してある。2は照射器本体1の開口部に支持して
なる透光性の前面ガラスである。また照射器本体1の壁
面の適所に形成してなる通風穴を設け、光源を点灯した
場合、内部の温度が上昇するのを防止するように構成し
てある。
【0014】10は照射器本体1の内部に装着してなる
線状光源用の複合反射鏡であって、その長手方向におる
垂直な横断面形状は長焦点楕円形に構成してある。また
同反射鏡は、例えば長さ1,200mm、開口部112
mm、深さ110mm程度に構成してある。同反射鏡は
例えばアルミニュウム材で構成してある。
【0015】また長焦点楕円形状に構成した複合反射鏡
10は、図1に示すように、長手方向の中央付近の第1
の反射鏡11横断面形状と、両端付近の第2の反射鏡1
2a,12bの横断面は一次焦点位置を共通にし、二次
焦点位置は第1の反射鏡11は第2の反射鏡12a,1
2b反射鏡より長い位置にあるよに構成することによ
り、被検査物に対する照射量の強弱は少なくなり、有効
照射領域を拡大することができる。また被検査物の種類
によっては、第1の反射鏡11は第2の反射鏡12a,
12bより低い位置に二次焦点位置があるよに構成して
もよい。
【0016】13は複合反射鏡10の一次焦点位置に配
置してなる線状光源であって、例えば管経が25.5φ
程度で、長さが1198mmの40ワットの蛍光ランプ
を用いて構成してある。
【0017】図1と図2に示す請求項1に係る照射器に
よると、被照射面における照度は図3及び図4に示すと
おりとなる。つまり図3に示すように、相対照度は長手
方向において、図3の実線Aに示すように、中央付近に
おいて、集光率が低く、両端近傍で高くなり、被検査物
の上面の照度の強弱の差は緩やかとなる。これに対して
図3に示す点線Bは、従来の構造の相対照度であり、両
端近傍において、下降が早く、有効照射領域が狭くな
る。つまり、照度の高低の差が20%を超えると均一な
画像処理検査を行うことができなくなる可能性が高くな
る。また長手方向における垂直な断面方向の照度は、被
照射面中央において、図4に実線Aで示すように、14
200ルックスとなる。同様に両端近傍の最高照度は1
5900ルックスとなる。これに対して、線状光源を反
射鏡に収納せず同じ高さで、点灯すると点線Bに示すよ
うに3000ルックスである。
【0018】次に請求項3に記載の発明を図5乃至図8
について説明する。照射器本体1と、前面ガラス2と光
源13は、図1及び図2示すに構造のものと同一であ
る。同図において、21は線状光源用の複合反射鏡であ
って、照射面に開口部を有して構成してある。また反射
鏡の長手方向の中央付近の横断面を長焦楕円形状反射鏡
22と、球面状反射鏡23a,23bの複合反射鏡21
に構成してある。また反射鏡は、例えば長さ1200m
m、開口部115mmとし、長焦点楕円と球面の複合反
射鏡21の長さは各々600mmに構成してある。
【0019】図5乃至図8に示す請求項3に記載の照射
器によると、被照射面における相対照度は図7に実線A
に示すように、長手方向の中央付近において、集光率が
低く、両端近傍において高くなるので、被検査物の表面
において、相対的照度の強弱は緩やかになる。これに対
して、図7に示す点線Bは、従来の相対照度であり、両
端付近において、下降が早く有効照射領域は狭くなる。
つまり、照度の高低の差が20%を超えると均一な画像
処理検査を行うことができなくなる可能性が高くなるこ
とによるもので図1及び図2に示す構造と同様な理由で
ある。また長手方向における垂直な断面方向の照度は、
図8に実線Aで示すように、14000ルックスとな
る。同様に両端近傍の最高照度は14200ルックスと
なる。これに対して、線状光源を反射鏡に収納せず同じ
高さで、点灯すると点線Bに示すように3000ルック
スである。
【0020】次に請求項4に記載の発明を図9乃至図1
3について説明する。照射器本体1と、前面ガラス2
と、光源13は、図1及び図2に示すに構造のものと同
一である。同図において、31は線状光源用の複合反射
鏡であって、照射面に開口部を有して構成してある。ま
た反射鏡の長手方向の両側は長焦点楕円形状の反射鏡3
2に構成してある。また同長焦点楕円形状反射鏡32の
上端に、長手方向の中心に向かうに従い先細にし、さら
に中心が長手方向の下面に向かって傾斜する三角状反射
鏡34と、同三角状反射鏡34と連接する側部三角形反
射鏡35で構成してある。そして三角状反射鏡34は、
反射光が二次焦点に集光し、側部三角形反射鏡35の反
射光は、長手方向の照度分布が平均化するような範囲に
反射するように構成してある。また反射鏡は例えば、長
さ1200mm、開口部の巾は115mmとし、さらに
三角状反射鏡34の下面に向かう角度は6度に構成して
ある。なお図9に示すように、長焦点楕円形状の反射鏡
32の上端に垂直壁33を設け、同垂直壁の上端に長手
方向の中心に向かうに従い先細に構成した反射体を一体
的に構成してもよい。
【0021】図9乃至図13に示す請求項4に記載の照
射器によると、被照射面における相対照度は長手方向に
おいて、図12に実線A示すように、長手方向の中央付
近において、集光率が低く両端付近において高くなるの
で、被検査物の表面において、相対照度の強弱は緩やか
となる。これに対して図12に示す点線Bは、従来の相
対照度であり、両端付近において、下降が早く有効照射
領域は狭くなる。つまり、照度の高低の差が20%を超
えると均一な画像処理検査を行うことができなくなる可
能性が高くなることによるもので図1及び図2に示す構
造と同様な理由である。また長手方向における垂直な断
面方向の照度は、図13に実線Aで示すように、152
00ルックスとなる。同様に両端近傍の最高照度は15
500ルックスとなる。これに対して、線状光源を反射
鏡に収納せず同じ高さで、点灯すると点線Bに示すよう
に3000ルックスである。
【0022】次に上記した照射器の使用例を説明する。
上記した請求項1乃至請求項4に示す照射器の下方に、
例えば紙、フィルム、ゴム、繊維等の被検査物を配置す
る。そして同被検査物の斜め上方にセンサーカメラを配
置して検査する。また照射器から被検査物までの距離
は、100mm程度に構成し、さらにセンサーカメラか
ら被検査物までの距離は、400mmに構成してある。
またセンサーカメラが異常を感知すると、選別工程にお
いて、良品と不良品を選別する。
【0023】
【発明の効果】上記した請求項1に記載の発明による
と、有効照射領域を拡大し、照度は増大し、正確に物体
を検査することができる特別な効果がある。
【0024】上記した請求項2に記載の発明によると、
有効照射領域を拡大し、被検査物に対する照射量の強弱
は少なくなり、正確に物体を検査することができる特別
な効果がある。
【0025】上記した請求項3に記載の発明によると、
有効照射領域を拡大し、正確に物体を検査することがで
きる。
【0026】上記した請求項4に記載の発明によると、
有効照射領域を拡大し、正確に物体を検査することがで
きる特別な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像処理検査用照明装置の照射器
の側面図。
【図2】図1における画像処理検査用照明装置の照射器
の正面図。
【図3】図1に示す画像処理検査用照明装置の長手方向
の被照射面における相対照度を示す図。
【図4】図1に示す画像処理検査用照明装置の長手方向
における垂直な被照射面における照度を示す図。
【図5】本発明に係る他の画像処理検査用照明装置の実
施例を示す側面図。
【図6】図5における画像処理検査用照明装置の正面
図。
【図7】図5に示す画像処理検査用照明装置の長手方向
における垂直な被照射面における相対照度を示す図。
【図8】図5に示す画像処理検査用照明装置の長手方向
における垂直な被照射面における照度を示す図。
【図9】本発明に係る他の画像処理検査用照明装置の実
施例を示す側面図。
【図10】図9における画像処理検査用照明装置の反射
鏡の正面図。
【図11】図9における画像処理検査用照明装置の反射
鏡の平面図。
【図12】図9に示す画像処理検査用照明装置の長手方
向における垂直な被照射面における相対照度を示す図。
【図13】図9に示す画像処理検査用照明装置の長手方
向における垂直な被照射面における照度を示す図。
【符号の説明】
1 照射器本体 2 前面ガラス 10 複合反射鏡 11 第1の反射鏡 12 第2の反射鏡 13 線状光源 21 複合反射鏡 22 長焦点球面形状の反射鏡 23 長焦点楕円形状の反射鏡 31 複合反射鏡 32 長焦点楕円形状の反射鏡 34 三角状反射鏡 35 側部三角形反射鏡

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】照射面に開口部を有する線状光源用の反射
    鏡の内部に、線状光源を装着するようにして照射器を構
    成し、同照射器からの照射光を被検査物に照射し、被検
    査物をセンサーカメラで撮像する画像処理検査用照明装
    置において、前記、反射鏡は長焦点楕円形状に構成した
    複合反射鏡とし、また同反射鏡の一次焦点位置に線状光
    源を配置し、二次焦点位置に被検査物を位置させ、さら
    に同反射鏡は、両端近傍において集光率が高く、中央付
    近における集光率が両端近傍より低くなるように構成し
    たことを特徴とする画像処理検査用照明装置。
  2. 【請求項2】前記、複合反射鏡は、長手方向の中央付近
    の第1の反射鏡と、両端付近の第2の反射鏡とからな
    り、また第1の反射鏡と第2の反射鏡は一次焦点位置を
    共通にし、また第1の反射鏡は二次焦点位置と被検査物
    の位置が異なり、さらに両端近傍において集光率が中央
    付近より高くなるように構成したことを特徴とする請求
    項1記載の画像処理検査用照明装置。
  3. 【請求項3】照射面に開口部を有する線状光源用の反射
    鏡の内部に、線状光源を装着するようにして照射器を構
    成し、同照射器からの照射光を被検査物に照射し、被検
    査物をセンサーカメラで撮像する画像処理検査用照明装
    置において、前記、反射鏡は複合反射鏡よりなり、長手
    方向の中央付近の第1の反射鏡は、長焦点球面形状に構
    成し、また反射鏡の長手方向の両端付近の第2の反射鏡
    は長焦点楕円形状に構成し、さらに同反射鏡の一次焦点
    位置に線状光源を配置し、二次焦点位置にて被検査物を
    検査するように構成し、また前記第2の反射鏡は、両端
    近傍において集光率が高く、中央付近における集光率が
    両端近傍より低くなるように構成したことを特徴とする
    画像処理検査用照明装置。
  4. 【請求項4】照射面に開口部を有する線状光源用の反射
    鏡の内部に、線状光源を装着するようにして照射器を構
    成し、同照射器からの照射光を被検査物に照射し、被検
    査物をセンサーカメラで撮像する画像処理検査用照明装
    置において、前記、反射鏡は複合反射鏡よりなり、長手
    方向の両側を長焦点楕円形状に構成し、また長焦点楕円
    形状反射鏡の上端に、長手方向の中心に向かうに従い先
    細にし、さらに中心が長手方向の下面に向かって傾斜す
    る三角状反射鏡と、同三角状反射鏡と連接する側部三角
    形反射鏡とで構成し、三角状反射鏡は、反射光が二次焦
    点に集光し、側部三角形反射鏡の反射光は、二次焦点位
    置に集光しないように構成したことを特徴とする画像処
    理検査用照明装置。
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