JP2005337853A - Illuminator for visual examination - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製造現場や物流などの現場における物品の外観検査に使用される照明装置に関するものであり、さらに詳しくは、金属光沢のような鏡面反射特性を持つ被検査物品の外観検査に使用する照明装置に関するものである。 The present invention relates to an illuminating device used for appearance inspection of an article at a site such as a manufacturing site or physical distribution, and more specifically, used for an appearance inspection of an inspected article having specular reflection characteristics such as metallic luster. The present invention relates to a lighting device.
従来、製造現場における検査工程で金属光沢のような鏡面反射特性を有する被検査物の外観検査を行う場合には、被検査物の表面で正反射した照明光をカメラなどで撮像することが行われている。この場合、被検査物表面の微小なキズや欠陥形状を明瞭に抽出するためには、被検査物表面の外周面全体から正反射光を得る必要があり、そのための照明方法として、例えば、被検査物近傍に面照明装置を衝立状に配置し被検査物表面全体に一様な拡散光を照射する方法や、拡散ドームを用いて被検査物表面に一様な拡散光を照射する方法等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when performing an appearance inspection of an inspection object having a specular reflection characteristic such as metallic luster in an inspection process at a manufacturing site, the illumination light that is regularly reflected on the surface of the inspection object is imaged with a camera or the like. It has been broken. In this case, in order to clearly extract minute scratches and defect shapes on the surface of the inspection object, it is necessary to obtain specular reflection light from the entire outer peripheral surface of the inspection object surface. A method in which surface illumination devices are arranged in the form of a screen in the vicinity of the inspection object, and the entire surface of the inspection object is irradiated with uniform diffused light, or a method of irradiating the surface of the inspection object with uniform diffusion light using a diffusion dome, etc. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところが、従来の照明方法では、被検査物が平板状の個体を一つずつ検査する場合には、適しているが、軸方向に連続して移動する円柱状又は断面円弧状の鏡面反射特性を持つ被検査物品を測定する場合においては、被検査物品の軸延長線と照明装置との干渉が生じるため、照明装置の形状が複雑になるという課題があった。また、面照明装置を用いる場合、面照明装置の発光が均一であったとしても、面照明装置から近い位置にある被検査物品の部位と、面照明装置から遠い位置にある被検査物品の部位との間で正反射光量が不均一となる等の問題が生じていた。さらに、拡散ドームを用いる場合には、上述した問題に加えて価格が高価になるという問題も指摘されていた。 However, the conventional illumination method is suitable when the object to be inspected is a plate-like individual one by one, but it has a cylindrical or cross-sectional arcuate specular reflection characteristic that moves continuously in the axial direction. In the case of measuring an inspected article, there is a problem in that the shape of the illuminating apparatus becomes complicated because of interference between the extension line of the inspected article and the illuminating apparatus. Further, when the surface illumination device is used, even if the light emission of the surface illumination device is uniform, the part of the article to be inspected at a position near the surface illumination apparatus and the part of the article to be inspected at a position far from the surface illumination apparatus And the like, the amount of specular reflection light becomes non-uniform. Furthermore, in the case of using a diffusion dome, in addition to the above-described problems, there has been a problem that the price is expensive.
そこで、本発明の目的は、軸方向に連続して移動する円柱状又は断面円弧状の鏡面反射特性を持つ被検査物品を測定する場合に適した簡単な構成で安価な照明装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an inexpensive illumination device with a simple configuration suitable for measuring an article to be inspected having a specular reflection characteristic of a cylindrical shape or a circular arc shape that continuously moves in the axial direction. It is in.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る照明装置は、軸方向に連続して移動する円柱状又は断面円弧状の鏡面反射特性を持つ被検査物品の外観検査に使用する照明装置において、前記照明装置がアーチ形状をなしており、その中心軸と前記被検査物品の中心軸が一致して配置され、前記アーチの内周面に、被検査物品外周面の検査対象領域の各点で正反射した後、カメラのレンズ中心を通るような光線を発するような発光面形状をした拡散発光源を有する構成をしている。 In order to achieve the above object, an illuminating device according to claim 1 is an illuminating device used for visual inspection of an article to be inspected having a specular reflection characteristic of a cylindrical shape or a circular arc shape that continuously moves in the axial direction. The lighting device has an arch shape, the central axis of the lighting device is aligned with the central axis of the article to be inspected, and each point of the inspection target area of the outer peripheral surface of the article to be inspected is arranged on the inner peripheral surface of the arch. After regular reflection, the light source has a diffused light source that has a light emitting surface shape that emits a light beam that passes through the center of the lens of the camera.
請求項2に係る照明装置は、請求項1に係る照明装置の構成に加えて、アーチ内周面の拡散発光源が、前記アーチの内周面上に前記アーチの軸方向に向けて配置した発光体と、前記発光体と前記被検査物品との間に設置した光拡散板である構成をしている。 In the lighting device according to claim 2, in addition to the configuration of the lighting device according to claim 1, the diffuse light emission source of the inner peripheral surface of the arch is arranged on the inner peripheral surface of the arch toward the axial direction of the arch. A light emitter and a light diffusing plate installed between the light emitter and the article to be inspected are configured.
請求項3に係る照明装置は、請求項1に係る照明装置の構成に加えて、アーチ内周面の拡散発光源が、前記アーチの内側下部に前記アーチの内周面に向けて配置した発光体と、前記アーチ内周面に形成された拡散反射体である構成をしている。 In addition to the configuration of the illuminating device according to claim 1, the illuminating device according to claim 3 is a light emission in which a diffused light emission source on the inner peripheral surface of the arch is disposed at the inner lower portion of the arch toward the inner peripheral surface of the arch. A body and a diffuse reflector formed on the inner peripheral surface of the arch.
ここで、本発明における「拡散反射体」とは、入射角と反射角が等しくならないような反射体を意味しており、例えば、アルミニウム材表面を意図的に梨地にしたり、凹凸をつけたりすることにより得られる。また、本発明における「発光体」の種類については、特に限定されるものではないが、消費電力や耐久性等の観点から発光ダイオードが好適に利用される。 Here, the “diffuse reflector” in the present invention means a reflector whose incident angle and reflection angle are not equal. For example, the surface of the aluminum material is intentionally textured or uneven. Is obtained. In addition, the type of the “light emitter” in the present invention is not particularly limited, but a light emitting diode is preferably used from the viewpoint of power consumption, durability, and the like.
請求項1に係る照明装置によれば、アーチ形状をなしており、その中心軸と被検査物品の中心軸が一致して配置され、アーチの内周面に、被検査物品外周面の検査対象領域の各点で正反射した後、カメラのレンズ中心を通るような光線を発するような発光面形状をした拡散発光源を有する構成をしているため、軸方向に連続して移動する円柱状又は断面円弧状の鏡面反射特性を持つ被検査物品の外観検査の検査効率が飛躍的に向上する。また、照明装置の形状がシンプルであるため、装置の低コスト化が図られる。さらに、被検査物品の移動方向と照明装置との干渉がないため、検査装置設計の容易化が図られる。 According to the illuminating device according to claim 1, the arch shape is formed, the central axis of the arching device is arranged so that the central axis of the article to be inspected coincides, and the outer peripheral surface of the inspected article is inspected on the inner peripheral surface of the arch. A cylindrical shape that moves continuously in the axial direction because it has a diffused light source that has a light emitting surface shape that emits light rays that pass through the center of the camera lens after regular reflection at each point in the area. Alternatively, the inspection efficiency of the appearance inspection of the inspected article having the specular reflection characteristic having the arcuate cross section is remarkably improved. Moreover, since the shape of the lighting device is simple, the cost of the device can be reduced. Furthermore, since there is no interference between the moving direction of the article to be inspected and the illumination device, the design of the inspection device can be facilitated.
請求項2に係る照明装置によれば、請求項1に係る照明装置が奏する効果に加えて、拡散発光源を、アーチの内周面上にアーチの軸方向に向けて配置した発光体と、発光体と被検査物品との間に設置した光拡散板とにより構成したことによって、照明光としての不要な発光部分をなくすることができ省電力化が図られる。 According to the illuminating device according to claim 2, in addition to the effect produced by the illuminating device according to claim 1, the diffused light source is disposed on the inner peripheral surface of the arch toward the axial direction of the arch; and By comprising the light diffusing plate installed between the light emitter and the article to be inspected, unnecessary light emitting portions as illumination light can be eliminated, and power saving can be achieved.
請求項3に係る照明装置によれば、請求項1に係る照明装置が奏する効果に加えて、拡散発光源を、アーチの内側下部にアーチの内周面に向けて配置した発光体と、アーチ内周面に形成した拡散反射体とにより構成したことによって、アーチ部分の構造を簡易化することが可能になる。
また、本発明の照明装置によれば、正常な形状の検査対象領域からの正反射光映像を結像するに過不足のない発光面形状となっているので、表面の凹凸等の異常形状を画面上の明暗として高感度に検出することができる。
According to the illuminating device according to claim 3, in addition to the effect produced by the illuminating device according to claim 1, the illuminant in which the diffused light source is disposed on the inner lower surface of the arch toward the inner peripheral surface of the arch, and the arch The structure of the diffuse reflector formed on the inner peripheral surface can simplify the structure of the arch portion.
In addition, according to the illumination device of the present invention, since the light emitting surface has a shape that is not excessive or insufficient for imaging a specularly reflected light image from a normal shape inspection target region, abnormal shapes such as surface irregularities can be formed. It can be detected with high sensitivity as brightness on the screen.
以下、本発明に係る照明装置について、図面に基づき詳述する。図1は、本発明の照明装置10を用いて、軸方向に連続して移動する円柱状の鏡面反射特性を持つ被検査物品20の外観検査を行う際の装置構成を示している。
Hereinafter, the lighting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus configuration when performing an appearance inspection of an inspected
照明装置10は、アーチ形状をしており、通電によりアーチ内周面が拡散発光する。アーチ内周面を拡散発光させる方法としては、種々のものが考えられるが、一例としては、図2に示したように、アーチ16の内周面上にアーチの軸方向に向けて複数の発光ダイオード12を配置し、その発光ダイオードの前面にアクリル板等からなる光拡散板14を設置することによって得られる。このような構成にしたことによって、アーチの内周面のみを発光させることができ、検査に必要のない発光部分を排除できるため省電力化に寄与する。被検査物品20は、その中心軸とアーチ形状の照明装置の中心軸が一致するように、搬送される。したがって、被検査物品の移動方向と照明装置との干渉がないため、検査装置設計の容易化が図られる。
The
また、アーチ形状の照明装置の頭頂部近傍には被検査物品の表面を撮像する撮像装置30が支持具40によって取り付けられている。この撮像装置30は、一定の俯角を持って、アーチ状の照明装置10をくぐってきた被検査物品20の外周面を撮像している。そのため、この俯角と被検査物品表面における反射角が一致するような正反射光による画像が撮像手段30によって取得される。一方、被検査物品の表面に汚れやキズが存在していると、そこに当たった光は正反射されずに乱反射するため、撮像装置による撮像画像では、そこだけが暗く映り、異常箇所として認識できる。
Further, an
アーチ内周面を拡散発光させる別の実施の態様としては、図3に示したように、アーチの内周面の拡散反射板18を形成し、アーチの内側下部にアーチの内周面に向けて配置した発光ダイオード12からなるものが挙げられる。発光ダイオード12から放たれた光は、アーチ内周面の拡散反射板18によって拡散され、検査対象物20の表面を照射する。さらに発光ダイオード12の前面に光拡散板19を設置することにより、アーチ内周面での拡散が一層均一になるため好ましい。
As another embodiment for diffusing light emission on the inner peripheral surface of the arch, as shown in FIG. 3, a
10 ・・・ 照明装置
12 ・・・ 発光ダイオード
14 ・・・ 光拡散板
16 ・・・ アーチ
20 ・・・ 被検査物品
30 ・・・ 撮像手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記照明装置がアーチ形状をなしており、その中心軸と前記被検査物品の中心軸が一致するように配置され、
前記アーチの内周面に、被検査物品外周面の検査対象領域の各点で正反射した後、カメラのレンズ中心を通るような光線を発するような発光面形状をした拡散発光源を有すること
を特徴とする外観検査用照明装置。 In an illuminating device used for visual inspection of an article to be inspected having a specular reflection characteristic of a cylindrical shape or a circular arc shape that moves continuously in the axial direction,
The lighting device has an arch shape, and is arranged so that a central axis thereof coincides with a central axis of the article to be inspected,
On the inner peripheral surface of the arch, a diffused light source having a light emitting surface shape that emits a light beam that passes through the lens center of the camera after being regularly reflected at each point of the inspection target region on the outer peripheral surface of the inspected article An illumination device for visual inspection characterized by the above.
を特徴とする請求項1に記載の外観検査用照明装置。 The diffuse light emission source is a light emitter disposed on the inner peripheral surface of the arch in the axial direction of the arch, and a light diffusing plate installed between the light emitter and the article to be inspected. The illumination device for visual inspection according to claim 1.
を特徴とする請求項1に記載の外観検査用照明装置。
2. The diffuse light source is a light emitter disposed on an inner lower surface of the arch toward an inner peripheral surface of the arch, and a diffuse reflector formed on the inner peripheral surface of the arch. The illumination device for external appearance inspection as described.
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2004
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