JP2003315276A

JP2003315276A - 外観検査装置

Info

Publication number: JP2003315276A
Application number: JP2002117824A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsuji; 浩二辻
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡単な構成及び処理でありながら、検査対
象物の外観を確実に検査する。【解決手段】シリンドリカルレンズ１２ｃにより受光素
子１２ａの視野角をワーク１４が搬送されるＡ方向と直
交する方向Ｂで広げ、スリット１２ｂにより受光素子１
２ａの検査エリアＳを方向Ｂに沿って細長く絞り、ワー
ク１４のＡ方向の搬送に伴い、センサー１２により検出
エリアＳと同じ幅の広い帯状エリアを検出しているの
で、少数の各センサー１２によりワーク１４の外観不良
を確実に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物の外観
不良を検査するための外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の装置としては、例えば特
開平６−２７３３３９号公報に記載のものがある。この
装置では、複数の反射鏡を設置しておき、各反射鏡の内
側に検査対象物を配置して、検査対象物の正面を受像部
により直接撮影すると共に、検査対象物の各側面をそれ
ぞれの反射鏡を介して受像部により間接的に撮影し、検
査対象物の正面及び各側面を受像部を通じて同時に視認
することを可能にしている。

【０００３】また、図１０に示す様に多数の受光素子１
０１をコの字型のフレーム１０２に配置しておき、各受
光素子１０１の略中央に検査対象物１０３を通過させ、
各受光素子１０１の受光出力に基づいて、検査対象物１
０３の外観不良を検出するというものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の装置では、該装置の設置スペースが大きく、
各反射鏡や受像部の位置調整が困難であった。また、受
像部により撮影された２次元画像の複雑な処理が必要で
あった。

【０００５】また、図１０に示す装置では、各受光素子
１０１の視野が狭いため、検査対象物１０３の外観全体
を検査するには、多数の受光素子１０１を配置せねばな
らず、かつ該各受光素子１０１の受光出力を全て処理す
る必要があり、該装置が複雑かつ大型なものとなった。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、より簡単な構成及び処理であ
りながら、検査対象物の外観を確実に検査することが可
能な外観検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、検査対象物で反射された光を受光する受
光素子と、検査対象物と受光素子間に設置され、受光素
子の視野角を広げる光学手段と、検査対象物と受光素子
間に設置され、検査対象物から受光素子に至る光を通す
スリットと、受光素子の受光出力に基づいて、検査対象
物の外観を検査する検査手段とを備えている。

【０００８】この様な構成の本発明によれば、光学手段
により受光素子の視野角を広げている。このため、受光
素子による検査対象物の検査範囲が広がる。あるいは、
複数の受光素子を用いて検査対象物の外観全体を検査す
る場合には、各受光素子の個数を抑えることができる。
また、検査対象物からの光をスリットを通じて受光素子
に導いている。このため、受光素子による検査対象物の
検査範囲が細長いエリアとなる。通常、検査対象物の良
品領域で反射された光のレベルと不良領域で反射された
光のレベルの比は、良品領域と不良領域の面積の比に対
応する。これに対して、受光素子の検査範囲が細長いエ
リアである場合は、良品領域で反射された光のレベルと
不良領域で反射された光のレベルの比が良品領域と不良
領域の長さの比にほぼ対応することになる。前者よりも
後者の方が、良品領域で反射された光のレベルと不良領
域で反射された光のレベルの比が大きくなるので、受光
素子の受光出力がより大きく変動し、不良領域をより確
実に検出することができる。すなわち、光学手段により
受光素子の視野角を広げ、検査対象物からの光をスリッ
トを通じて受光素子に導くことにより、受光素子による
検査対象物の検査範囲を細長いエリアとし、検査対象物
の外観不良を広い範囲で確実に検出している。

【０００９】また、本発明においては、検査対象物を受
光素子によりスリットと直交する方向に走査している。

【００１０】これにより、検査対象物の検査範囲が縦横
に共に広がる。

【００１１】また、本発明においては、検査手段は、受
光素子の受光出力の微分値に基づいて、検査対象物の外
観不良を検出している。

【００１２】受光素子の受光出力は、検査対象物から受
光素子へと入射する光のレベルによって変化するだけで
はなく、検査対象物の周囲から受光素子へと入射する外
乱光のレベルによっても変化する。検査対象からの光の
レベルが外見不良の検出時に急激に変化し、検査対象物
の周囲からの外乱光のレベルが穏やかに変化することか
ら、受光素子の受光出力の微分値を用いれば、外乱光の
影響を排除しつつ、検査対象物の外観不良を確実に検出
することが可能になる。受光素子の受光出力のレベルだ
けでは、検査対象物からの光のレベルが変化したのか、
あるいは検査対象物の周囲からの光のレベルが変化した
のかを識別することができない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の外観検査装置の一実施形
態を概略的に示す斜視図である。また、図２は、本実施
形態の外観検査装置を正面から見て示している。

【００１５】本実施形態の外観検査装置１１では、各セ
ンサー１２をコの字型のフレーム１３に配置し、ワーク
１４をコの字型のフレーム１３の内側に通して、ワーク
１４を各ガイドローラ１５によりＡ方向に搬送し、ワー
ク１４で反射された光を各センサ１２により検出し、各
センサー１２の出力を検査部１６に加えて、検査部１６
によりワーク１４の外観を検査している。

【００１６】ワーク１４は、図３に示す様にコの字型の
カーボン芯材１４ａをＰＶＣの表層１４ｂで被覆したも
のであり、雨樋として使用される。このＰＶＣの表層１
４ｂが部分的に欠落して、孔１４ｃが生じ、この孔１４
ｃでカーボン芯材１４ａが露出することがある。外観検
査装置１１は、その様な表層１４ｂの部分的な欠落によ
るワーク１４の外観不良を検査している。

【００１７】また、外観検査装置１１は、図４に示す様
なワーク１４の製造ラインの途中に組み込まれている。
この製造ラインでは、帯状のカーボン芯材１４ａを順次
繰り出して供給する芯材供給部２１、帯状のカーボン芯
材１４ａをコの字型に折り曲げる折り曲げ部２２、加熱
溶融されたＰＶＣを押し出す押し出し部２３、コの字型
のカーボン芯材１４ａをＰＶＣの表層１４ｂで被覆し
て、ワーク１４を形成する金型部２４、ワーク１４の形
状を整えるフォーミング部２５、ワーク１４をマーキン
グするマーカ部２６、ワーク１４の外観を検査する外観
検査装置１１、ワーク１４を外観検査装置１１から引き
取る引き取り部２７、ワーク１４を一定の長さに切断す
る切断部２８、及び切断された各ワーク１４を積載する
積載部２９を順次設置している。

【００１８】さて、外観検査装置１１の各センサー１２
は、図５に示す様に受光素子１２ａ、スリット１２ｂ、
及びシリンドリカルレンズ１２ｃを備えている。シリン
ドリカルレンズ１２ｃは、受光素子１２ａの視野角をワ
ーク１４が搬送されるＡ方向と直交する方向Ｂで広げて
いる。スリット１２ｂは、受光素子１２ａの受光面に投
影されるエリアを方向Ｂに沿って細長く絞っている。こ
れにより、図６（ａ）に示す様にセンサー１２の検出エ
リアＳが方向Ｂに沿う細長いものとなり、この検出エリ
アＳが方向Ｂでのみ拡大される。このため、ワーク１４
のＡ方向の搬送に伴い、１つのセンサー１２により検出
エリアＳと同じ幅の広い帯状エリアを検出することが可
能になる。

【００１９】ここで、図６（ａ）に示す様にセンサー１
２の検出エリアＳの長さ及び幅をＤ及びＬとし、この検
出エリアＳで一様なＰＶＣの表層１４ｂが検出されたと
きの受光素子１２ａの出力をＶ1とする。図６（ｂ）に
示す様にＰＶＣの表層１４ｂに生じた直径ｄの孔１４ｃ
がセンサー１２の検出エリアＳに重なったときには、こ
の孔１４ｃに露出したカーボン芯材１４ａが黒色であっ
て、この孔１４ｃの領域で光が殆ど反射されないことか
ら、受光素子１２ａの出力Ｖ1が（ｄ×Ｌ）／（Ｄ×
Ｌ）の割合で低下する。従って、ＰＶＣの表層１４ｂの
孔１４ｃがセンサー１２の検出エリアＳに重なるか否か
により、受光素子１２ａの出力が変動することになり、
受光素子１２ａの出力に基づいて、ＰＶＣの表層１４ｂ
の孔１４ｃの有無を検出することができる。

【００２０】仮に、受光素子１２ａの視野角を広げるだ
けで、スリット１２ｂを適用しなければ、図７（ａ）に
示す様にセンサー１２の検出エリアＳ'が円形状にな
る。そして、図７（ｂ）に示す様にＰＶＣの表層１４ｂ
に生じた直径ｄの孔１４ｃがセンサー１２の検出エリア
Ｓ'に重なったときには、受光素子１２ａの出力Ｖ1が
（ｄ／Ｄ）²の割合で低下する。従って、スリット１２
ｂを適用しなければ、受光素子１２ａの出力の変動率が
小さくなり、ＰＶＣの表層１４ｂの孔１４ｃの有無の検
出が困難になる。

【００２１】検査部１６では、受光素子１２ａの出力を
一定の時間毎にサンプリングし、今回のサンプリングに
より得た出力と前回のサンプリングにより得た出力の
差、つまり出力の微分値を求め、図８のグラフに示す様
に該出力の微分値と予め設定された閾値を比較し、この
出力の微分値が閾値に達したときに、ＰＶＣの表層１４
ｂの孔１４ｃが有ると、つまりワーク１４の外観不良が
発生したと判定し、この判定結果を示す信号を出力す
る。この判定結果を示す信号に応答して、例えば音声等
によりワーク１４の外観不良を報知する。

【００２２】尚、受光素子１２ａの出力レベルと予め設
定された別の閾値を比較し、受光素子１２ａの出力レベ
ルが該別の閾値を下回ったきに、ワーク１４の外観不良
が発生したと判定しても良い。ただし、ワーク１４の周
囲から受光素子１２ａへと入射する外乱光によっても、
受光素子１２ａの出力レベルが変動する場合は、図９の
グラフに示す様に受光素子１２ａの出力が不安定になる
ので、ワーク１４の外観不良の誤判定を招き易い。これ
に対して、受光素子１２ａの出力の微分値を用いて、判
定を行なう場合は、受光素子１２ａの出力のサンプリン
グ周期を適宜に設定することにより、外乱光の影響を排
除することができるので、誤判定を避けることができ
る。

【００２３】この様に本実施形態では、シリンドリカル
レンズ１２ｃにより受光素子１２ａの視野角をワーク１
４が搬送されるＡ方向と直交する方向Ｂで広げ、スリッ
ト１２ｂにより受光素子１２ａの検査エリアＳを方向Ｂ
に沿って細長く絞り、ワーク１４のＡ方向の搬送に伴
い、センサー１２により検出エリアＳと同じ幅の広い帯
状エリアを検出しているので、少数の各センサー１２に
よりワーク１４の外観不良を確実に検出することができ
る。

【００２４】本実施形態の外観検査装置１１において、
実際に、幅１５０ｍｍかつ高さ１２０ｍｍのワーク１４
を検査するために、ワーク１４からの離間距離が２５ｍ
ｍのときに、検出エリアＳの幅Ｌが７５ｍｍとなるセン
サー１２を適用したところ、ワーク１４の上方に、２個
のセンサー１２を７５ｍｍ間隔で配置し、ワーク１４の
両側のいずれにも、２個のセンサー１２を７５ｍｍ間隔
で配置すれば、ワーク１の外観全体を検査することがで
きた。尚、ワーク１４の搬送速度を４ｍ／ｓとし、受光
素子１２ａの出力のサンプリング周期を１００ｍｓとし
た。

【００２５】これに対して、図１０の従来の装置におい
ては、幅１５０ｍｍかつ高さ１２０ｍｍの検査対象物１
０１を検査するために、検査対象物１０１からの離間距
離が２５ｍｍのときに、検出エリアの径が５ｍｍとなる
受光素子１０２を適用したところ、検査対象物１０１の
上方に、１３個の受光素子１０２を１０ｍｍ間隔で配置
し、検査対象物１０１の両側のいずれにも、１３個の受
光素子１０２を１０ｍｍ間隔で配置しなければ、検査対
象物１０１の外観全体を検査することができなかった。

【００２６】従って、本実施形態の外観検査装置１１
は、従来の装置と比較すると、各センサーの個数が少な
く、より簡単な構成であることから、処理が簡単である
と言え、設置スペースが小さくて済み、コストの低減を
図ることができる。更に、検査対象物の大きさや形状の
変更に応じて、各センサーの位置を調整するときには、
各センサーの個数が少ないことから、調整作業が容易で
ある。

【００２７】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではなく、多様に変形することができる。例えば、
検査対象物の表面の反射率の変化を検出することによ
り、検査対象物の外観不良を検査することができれば、
如何なる種類の検査対象物であっても構わない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、光学
手段により受光素子の視野角を広げ、検査対象物からの
光をスリットを通じて受光素子に導くことにより、受光
素子による検査対象物の検査範囲を細長いエリアとし、
検査対象物の外観不良を広い範囲で確実に検出してい
る。

【００２９】また、本発明によれば、検査対象物を受光
素子によりスリットと直交する方向に走査している。こ
れにより、検査対象物の検査範囲が縦横に共に広がる。

【００３０】また、本発明によれば、受光素子の受光出
力の微分値に基づいて、検査対象物の外観不良を検出し
ているので、外乱光の影響を排除しつつ、検査対象物の
外観不良を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の一実施形態を概略的に
示す斜視図である。

【図２】本実施形態の外観検査装置を正面から見て示す
図である。

【図３】本実施形態の外観検査装置により検査されるワ
ークを示す斜視図である。

【図４】図３のワークの製造ラインを概略的に示す図で
ある。

【図５】本実施形態の外観検査装置におけるセンサーの
構造を示す斜視図である。

【図６】（ａ）は図５のセンサーによる検出エリアを示
す図であり、（ｂ）は該検出エリアにワークの表層の孔
が重なった状態を示す図である。

【図７】（ａ）は円形の検出エリアを示す図であり、
（ｂ）は該検出エリアにワークの表層の孔が重なった状
態を示す図である。

【図８】図５のセンサーの出力の微分値特性を例示する
グラフである。

【図９】図５のセンサーの出力特性を例示するグラフで
ある。

【図１０】従来の装置を例示する図である。

【符号の説明】

１１外観検査装置１２センサー１２ａ受光素子１２ｂスリット１２ｃシリンドリカルレンズ１３フレーム１４ワーク１５ガイドローラ１６検査部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物で反射された光を受光する受
光素子と、検査対象物と受光素子間に設置され、受光素子の視野角
を広げる光学手段と、検査対象物と受光素子間に設置され、検査対象物から受
光素子に至る光を通すスリットと、受光素子の受光出力に基づいて、検査対象物の外観を検
査する検査手段とを備えることを特徴とする外観検査装
置。
【請求項２】検査対象物を受光素子によりスリットと
直交する方向に走査することを特徴とする請求項１に記
載の外観検査装置。
【請求項３】検査手段は、受光素子の受光出力の微分
値に基づいて、検査対象物の外観不良を検出することを
特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。