JP2009031247A - 物品の外観検査装置および表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物品の上面と側面とを同時に撮像でき、被検査物品と撮像手段との距離を長くすることなく、被検査物品の上面を照射する光の強度が十分に得られ、被検査物品の上面を高精度で検査できる物品の外観検査装置を提供する。
【解決手段】被検査物品Ｓの側面Ｓ２からの反射光を反射させる反射手段と、照明手段と、反射手段２０から出射された光および被検査物品Ｓの上面Ｓ１からの反射光を撮像する撮像手段と、撮像手段からの映像信号を処理する処理手段とを備え、反射手段が、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときに被検査物品Ｓを取り囲むように配置された複数の反射体２２を備えたものであり、照明手段が、隣り合う反射体の間から被検査物品の少なくとも上面を照射する上面照明手段を備えている外観検査装置とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、物品の外観検査装置および表面検査装置に関し、特に、物品の上面および側面を高精度で検査できる外観検査装置に関する。

従来から、錠剤やキャンディー、チョコレートなどの物品に、異物の付着や汚れ、欠けや割れ等の変形、あるいは印刷不良などの欠陥が生じているか否かを検査する外観検査が行われている。

物品の外観検査に用いられる検査装置としては、被検査物である物品に光を照射して得られた被検査物品からの反射光を、プリズムなどの反射手段に反射させて撮像手段に入射させて撮像し、得られた映像信号を処理することにより外観を検査する検査装置がある。
このような検査装置としては、例えば、被検査物品の側面からの反射光を反射させる反射機構と、被検査物品の側面を照射する照明機構と、反射機構からの光を撮像する撮像機構と、撮像機構からの映像信号を処理する処理機構とから構成され、反射機構が被検査物品をその内側に取り囲むように設けられた中空円錐形の反射体を含んでいる検査装置（例えば、特許文献１参照）がある。

また、物品の外観検査に用いられる他の検査装置としては、例えば、光ビーム発生体と、光ビームを被検査体に照射して、その反射光を入射すべき環状のプリズムと、該プリズムからの出射光を入射すべき撮影手段とを備えている表面検査装置（例えば、特許文献２参照）や、被検査物品の側面から出た光を被検査物品の正面側に反射させる反射手段、被検査物品の正面と反射手段から出た光を撮像する２次元撮像装置、ならびに２次元撮像装置からの映像信号を処理する画像処理装置を備えている物品の表面検査装置（例えば、特許文献３参照）などがある。
特許第３３８８７１４号公報 特許第３５３６１６６号公報 特開平５−８７７４４号公報

しかしながら、特許文献で示した従来の表面検査装置を用いた場合、被検査物品の上面を照射する光の強度が不十分であるため、被検査物品の上面を高精度で検査することができなかった。特に、被検査物品の上面の刻印などの意図的なくぼみが形成されている場合における検査精度が、低いことが問題となっていた。
この問題を解決するために、被検査物品と撮像手段との間に、上面を照射するための照明手段を配置することが考えられる。しかし、この場合には、被検査物品と撮像手段との距離が長くなるため、撮像手段に入射される光の精度が悪く、撮像手段から処理手段に送られる映像信号の解像度が低くなり、十分に高い検査精度が得られなかった。
また、被検査物品の上面を高精度で検査するために、被検査物品の上面と側面とを別個に撮像して検査することが考えられる。しかし、この場合、外観検査を効率よく行うことができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被検査物品の上面と側面とを同時に撮像でき、被検査物品と撮像手段との距離を長くすることなく、被検査物品の上面を照射する光の強度が十分に得られ、被検査物品の上面を高精度で検査できる物品の外観検査装置および外観検査装置を備えた表面検査装置を提供することを課題としている。

本発明の物品の外観検査装置は、被検査物品の側面からの反射光を反射させる反射手段と、前記被検査物品を照射する照明手段と、前記反射手段から出射された光および前記被検査物品の上面からの反射光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの映像信号を処理する処理手段とを備え、前記反射手段が、前記被検査物品の上面側から見たときに前記被検査物品を取り囲むように配置された複数の反射体を備えたものであり、前記照明手段が、隣り合う前記反射体の間から前記被検査物品の少なくとも上面を照射する上面照明手段を備えていることを特徴とする。

本発明の物品の外観検査装置においては、前記反射体の前記被検査物品側の面が複数の平面からなるものとすることができる。

また、本発明の物品の外観検査装置においては、前記反射体が、前記反射光のうち別の反射体には反射されない反射光を反射させる固有反射領域と、前記固有反射領域の外側に配置され、隣り合う別の反射体にも反射される反射光を反射させるオーバーラップ反射領域とを有するものとすることができる。

また、本発明の物品の外観検査装置は、前記複数の反射体が、前記被検査物品の上面側から見たときの前記被検査物品の外形と相似形状の軌跡上に配置されているものとすることができる。

また、本発明の物品の外観検査装置は、前記照明手段が、前記被検査物品の側面を照射する側面照明手段を備えており、前記側面照明手段が、前記反射手段よりも前記被検査物品に近い位置に配置され、前記被検査物品の上面側から見たときに前記被検査物品を取り囲むように配置されたものとすることができる。

また、本発明の物品の外観検査装置においては、前記反射体が、前記被検査物品の上面よりも上方向に配置されているものとすることができる。

本発明の表面検査装置は、被検査物品の厚さ方向いずれかの面を外周面に保持しながら回転することにより、前記被検査物品を搬送する第１検査ドラムと、該第１検査ドラムの下側に外周面を近接させた状態に回転自在に設置され、前記第１検査ドラムから前記被検査物品を受け取って前記被検査物品を前記第１検査ドラムの搬送状態と反転させた状態で外周面に保持しながら回転する第２検査ドラムと、前記第１検査ドラムの外周面に保持された前記被検査物品の外観を検査する第１外観検査装置と、前記第２検査ドラムの外周面に保持された前記被検査物品の外観を検査する第２外観検査装置とが具備されてなり、前記第１外観検査装置および前記第２外観検査装置として請求項１〜請求項６のいずれかに記載の外観検査装置が備えられていることを特徴とする。

本発明の物品の外観検査装置によれば、被検査物品の側面からの反射光を反射させる反射手段と、被検査物品を照射する照明手段と、反射手段から出射された光および被検査物品の上面からの反射光を撮像する撮像手段と、撮像手段からの映像信号を処理する処理手段とを備え、反射手段が、被検査物品の上面側から見たときに前記被検査物品を取り囲むように配置された複数の反射体を備えたものであり、前記照明手段が、隣り合う前記反射体の間から前記被検査物品の少なくとも上面を照射する上面照明手段を備えているので、被検査物品の上面と側面とを同時に撮像して検査でき、被検査物品の上面を照射する光の強度が十分に得られ、被検査物品の上面を高精度で検査できる。

また、本発明の物品の外観検査装置において、前記反射体の前記被検査物品側の面が複数の平面からなる場合には、被検査物品の外形形状に対応して反射体の配置を変更することにより、被検査物品の側面全周から反射される反射光を反射可能な反射手段とすることができる。よって、外観検査を行っても検査されない領域である死角のない外観検査装置とすることができ、被検査物品の側面を高精度で検査できるものとなる。したがって、被検査物品の外形形状が、被検査物品の上面側から見たときに円形、長円、楕円、多角形などのいかなる形状である場合であっても、被検査物品の外形形状に関わらず、被検査物品の上面および側面を高精度で検査できる。
また、本発明の物品の外観検査装置において、反射体の被検査物品側の面が複数の平面からなるものである場合、反射体の被検査物品側の面が被検査物品の形状に対応する曲面である場合と比較して、被検査物品の上面と側面との境界部分であるエッジ部に対する検査感度の高いものとなる。

また、本発明の表面検査装置は、前記第１外観検査装置および前記第２外観検査装置として本発明の外観検査装置を備えたものであるので、被検査物品の上面と下面と側面とを容易に高精度で検査できる。また、本発明の表面検査装置によれば、被検査物品の側面が、前記第１外観検査装置および前記第２外観検査装置によって２回にわたって検査されるので、被検査物品の側面を高精度で検査できる。

次に、本発明の物品の外観検査装置および表面検査装置について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る物品の外観検査装置を備えた本発明の表面検査装置の全体構成を示す図である。図１に示す表面検査装置は、ステージ１に立設された壁部２により水平に支持されて上下に隣接配置された表面検査ドラム５及び裏面検査ドラム６と、表面検査ドラム５に錠剤やキャンディー、チョコレートなどの被検査物品を供給するための供給装置７と、表面検査ドラム５の側方側に配置された第１外観検査装置８と、裏面検査ドラム６の側方側に配置された第２外観検査装置９と、裏面検査ドラム６からの検査後の良品を排出するための排出コンベア１０と、裏面検査ドラム６からの検査後の不良品を回収するための受部１１と、前記裏面検査ドラム６からの排出不良となった被検査物品を受けるための排出不良品の受部１２とを主体として構成されている。

表面検査ドラム５（第１検査ドラム）は、被検査物品の上面を外側に向けた状態で被検査物品を外周面に吸着支持して保持しながら回転することにより、被検査物品を搬送するものである。表面検査ドラム５の下側には、図１に示すように、表面検査ドラム５に外周面を近接させた状態で裏面検査ドラム６（第２検査ドラム）が回転自在に設置されている。裏面検査ドラム６は、表面検査ドラム５から被検査物品を受け取って、被検査物品の下面を外側に向けた状態で被検査物品を外周面に吸着支持して保持しながら回転するものである。

図１に示す表面検査ドラム５の左側上方には、ホッパ５０に接続されてホッパ５０の内部に収容されている被検査物品を表面検査ドラム５の上部側へ供給するための搬送装置７が組み込まれ、この搬送装置７に備えられている傾斜式のシュート５２により被検査物品が表面検査ドラム５に供給される。
また、図１に示す裏面検査ドラム６の中央下方側には、逆Ｖ字型の搬送通路６０が設置されている。搬送路６０の分岐部分には通路切換弁６１が組み込まれ、搬送路６０の左側の分岐路６２側には排出不良品を受けるための受部１２が接続され、搬送路６０の右側の分岐路６３側には良品搬出用のコンベア装置１０が接続されている。

図１に示す表面検査ドラム５の右側には、第１外観検査装置８がフレーム５３に支持されて設置されている。第１外観検査装置８は、表面検査ドラム５の外周面に保持された被検査物品の外観を検査するためのものである。また、裏面検査ドラム６の左側方側には、第２外観検査装置９がフレーム５４に支持されて設置されている。第２外観検査装置９は、裏面検査ドラム６の外周面に保持された被検査物品の外観を検査するためのものである。

図１に示す表面検査装置では、第１外観検査装置８および第２外観検査装置９として、図２に示す物品の外観検査装置が備えられている。図２は、本発明の物品の外観検査装置の一例を示した概略構成図である。なお、図２おいては図面を見やすくするために、照明装置の記載を省略してある。また、図３は、図２に示す物品の外観検査装置を構成する反射手段と照明手段との配置関係を説明するための図であって、図３（ａ）は被検査物品を上面側から見たときの反射手段と照明手段と被検査物品との配置関係を示した図であり、図３（ｂ）は被検査物品を側面側から見たときの反射手段と照明手段と被検査物品との配置関係を示した図である。また、図４は、図２に示す物品の外観検査装置を構成する反射体のうちの１つのみを示した拡大斜視図である。なお、本実施形態においては、被検査物品Ｓの形状が上面Ｓ１側から見たときに円形である場合の外観検査を行う外観検査装置について説明する。

図２に示す物品の外観検査装置は、反射手段２０と照明手段（図２おいては図示略）と撮像手段３０と処理手段（図示略）とを備えている。
撮像手段３０は、図２に示すように、反射手段２０から出射された出射光２ｄと、被検査物品Ｓの上面Ｓ１からの反射光２ｅとを撮像するものである。撮像手段３０としては、撮像レンズとエリアセンサとからなるものなどを用いることができる。
また、処理手段は、撮像手段３０からの映像信号を処理するものであり、図示しない接続手段により撮像手段３０と電気的に接続されている。処理手段としては、例えば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などを用いることができる。処理手段としての機能は、処理手段としての機能を実現するためのプログラムを、ＰＣに備わるメモリにロードしてＣＰＵ（中央処理装置）が実行することによりその機能が実現されるものとする。また、ＰＣとして、モニタを備えたものを用いることができる。モニタとしては、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）や液晶ディスプレイ等からなる表示装置を用いることができる。

反射手段２０は、図２に示すように、被検査物品Ｓの側面Ｓ２からの反射光２ａを反射させるものである。反射手段２０は、図３に示すように６個の反射体２２と、反射体２２の上部を挟み込むように支持するコ字状の支持部材２３と、支持部材２３が取り付けられた固定板２１とを備えたものであり、６個の反射体２２は、支持部材２３と固定板２１とによって所定の位置に固定されている。なお、固定板２１は、リング状の形状とされており、反射体２２から撮像手段３０に向かって出射される出射光２ｄや、被検査物品Ｓの上面Ｓ１からの反射光２ｅを遮ることのないようになっている。

各反射体２２は、ガラスなどからなるプリズムである。また、図２に示すように、反射体２２は、すべて被検査物品Ｓの上面Ｓ１よりも上方向に配置されている。図３（ａ）に示すように、６個の反射体２２は、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときに被検査物品Ｓを中心として取り囲むように環状に配置されており、円形である被検査物品Ｓの外形と相似形状の軌跡上に等間隔で配置されている。また、図２に示す反射手段２０では、図３（ａ）および図３（ｂ）、図４に示すように、反射体２２の被検査物品Ｓ側の面が３つの平面２２ａからなり、図３（ａ）に示すように、各反射体２２の各平面２２ａが６角形の各辺に沿うようにそれぞれ配置されている。したがって、図２に示す反射手段２０では、図３（ａ）に示すように、隣り合う２つの反射体２２、２２の平面２２ａ、２２ａの延在方向のなす角度θは、１２０°とされている。

また、図３（ａ）および図４に示すように、各反射体２２は、一定の厚みを有する板状のものである。図４に示すように、反射体２２の被検査物品Ｓ側の面を構成する３つの平面２２ａのうち、最も被検査物品Ｓに近い位置には第１平面２２ｃが設けられており、最も被検査物品Ｓから遠い位置には第３平面２２ｅが設けられており、第１平面２２ｃと第３平面２２ｅとの間には第２平面２２ｄが設けられている。図４に示すように、第１平面２２ｃは、被検査物品Ｓに向かって傾けられている。また、第３平面２２ｅは、図４に示すように、被検査物品Ｓの側面Ｓ２と平行とされているが、被検査物品Ｓに向かって傾けられていてもよい。また、第２平面２２ｄは、図４に示すように、被検査物品Ｓに向かって傾けられているが、第２平面２２ｄの延在方向は第１平面２２ｃよりも被検査物品Ｓの側面Ｓ２の延在方向に近いものとされている。

また、図４に示すように、３つの平面２２ａには、被検査物品Ｓの側面Ｓ２からの反射光２ａのうち別の反射体２２には反射されない反射光２ａを反射させる固有反射領域２４と、固有反射領域２４の外側に配置され、隣り合う別の反射体２２にも反射される反射光２ａを反射させるオーバーラップ反射領域２５とが設けられている。

また、図４に示すように、反射体２２の被検査物品Ｓと反対側の面である外面２２ｆは、１つの平面からなるものであり、被検査物品Ｓの側面Ｓ２と平行とされているが、被検査物品Ｓに向かって傾けられていてもよい。また、反射体２２の天面２２ｇは、１つの平面からなるものであり、被検査物品Ｓの側面Ｓ２に直交する方向に延在していてもよいが、図２に示すように、撮像手段３０に向かって傾けられていてもよい。天面２２ｇの角度を、被検査物品Ｓの側面Ｓ２に直交する方向から撮像手段３０に向かって傾けた場合、反射手段２０から出射される出射光２ｄを撮像手段３０の中心寄りの位置に集めることができるので、撮像手段３０の分解能を有効利用することができ、より一層、検査精度を向上させることができる。

図２に示す反射手段２０を構成する反射体２２では、被検査物品Ｓの側面Ｓ２からの反射光２ａは、図４に示すように、第１平面２２ｃから反射体２２に入射し、外面２２ｆで反射される。外面２２ｆで反射された反射光２ｂは、第２平面２２ｄで反射される。そして、第２平面２２ｄで反射された反射光２ｃは、図２および図４に示すように、天面２２ｇを介して撮像手段３０に向かって出射光２ｄとして出射される。

なお、図３に示す反射手段２０では、被検査物品Ｓの形状が上面Ｓ１側から見たときに円形であって反射体２２の数が６個である場合を例に挙げて説明したが、反射体２２の数は、複数であればよく、反射体２２の数は６個に限定されるものではない。反射体２２の数は、４〜１２の範囲であることが好ましく、６〜８の範囲であることがさらに好ましい。
反射体２２の数が４〜１２の範囲であると、図３（ａ）および図３（ｂ）、図４に示すように、反射体２２の被検査物品Ｓ側の面が複数の平面２２ａからなる場合に、容易に被検査物品Ｓの側面Ｓ２全周から反射される反射光２ａを反射可能な反射手段２０とすることができ、外観検査を行っても検査されない領域である死角のない外観検査装置とすることができる。また、反射体２２の数が６〜８の範囲であると、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときに、被検査物品Ｓの側面Ｓ２と平行に近い角度で配置される反射体２２の平面２２ａの割合が多くなり、被検査物品Ｓの側面Ｓ２の外観検査の精度を向上させることができる。

また、被検査物品Ｓの形状が上面Ｓ１側から見たときに円形である場合、反射体２２の数が１２を超えると、上面照明手段４１を配置するための十分なスペースが確保しにくくなるため好ましくない。また、反射手段２０から出射された光から得られる映像信号は、被検査物品Ｓの側面Ｓ２が反射体２２の数に対応する数に分割されたものとなる。このため、反射体２２の数が１２を超えると、反射手段２０から出射された光から得られる映像信号の分割数が多くなりすぎて、例えば、被検査物品Ｓの側面Ｓ２の欠けなどが複数の分割された映像信号となって、欠けの形状が確認しにくくなるなどの不都合が生じ、被検査物品Ｓの側面Ｓ２の外観検査の精度が低下する場合がある。

図２に示す反射手段２０を構成する照明手段４０は、被検査物品Ｓを照射するものであり、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）などからなるものである。照明手段４０は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、上面照明手段４１と側面照明手段４２を備えている。
上面照明手段４１は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、隣り合う反射体２２の間から被検査物品Ｓの上面Ｓ１を照射するものであり、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２に対して傾斜する角度で被検査物品Ｓの厚み方向に並べられた２つのＬＥＤ４１ａ、４１ａを有する６個の照明装置４１ｂから構成されている。なお、上面照明手段４１は、被検査物品Ｓの上面Ｓ１だけでなく側面Ｓ２をも照明できるように、ＬＥＤの個数や照明強度、照明方向が変更されたものであってもよい。
また、側面照明手段４２は、被検査物品Ｓの側面を照射するものであり、図３（ｂ）に示すように、反射手段２０よりも被検査物品Ｓに近い位置に配置されている。また、側面照明手段４２は、図３（ａ）に示すように、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときに被検査物品Ｓを中心として取り囲むように配置されたリング状のものであり、複数のＬＥＤ４２ａが環状に配置されてなるものである。

次に、図１に示す表面検査ドラム５と裏面検査ドラム６を用いて被検査物品Ｓの外観を検査する動作と方法について説明する。
まず、表面検査ドラム５を時計方向に回転させるとともに、裏面検査ドラム６を反時計方向に回転させて、シュート５２から被検査物品Ｓを順次表面検査ドラム５に供給する。供給された被検査物品Ｓは、上面Ｓ１を外側に向けた状態で表面検査ドラム５の外周面上に吸着支持される。そして、表面検査ドラム５の回転によって外周面に保持された被検査物品Ｓは、第１外観検査装置８と対向する位置まで搬送され、図２に示す物品の外観検査装置によって、上面Ｓ１および側面Ｓ２の外観が検査される。

ここでの被検査物品Ｓの外観検査では、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２は、図３に示す照明手段４０の上面照明手段４１および側面照明手段４２によって明るく照らされた状態とされる。そして、被検査物品Ｓの側面Ｓ２で反射された反射光２ａは、図２に示すように、反射手段２０の反射体２２に入射し、反射体２２内で２回反射された後、撮像手段３０に向かって出射光２ｄとして出射される。続いて、反射手段２０から出射された出射光２ｄおよび被検査物品Ｓの上面Ｓ１からの反射光２ｅが撮像手段３０によって撮像される。その後、処理手段によって撮像手段からの映像信号が処理されることによって、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２に、異物の付着や汚れ、欠けや割れ等の変形、あるいは印刷不良などの欠陥が生じているか否かが検査される。

第１外観検査装置８において外観検査された被検査物品Ｓは、図１に示すように、表面検査ドラム５の回転によって下降し、裏面検査ドラム６に接近した位置で、裏面検査ドラム６の外周面に裏返しの状態（表面検査ドラム５の外周面上での下面を外側に向けた状態）で吸着支持され、裏面検査ドラム６の回転によって反時計方向に回転移動する。そして、裏返しの状態の被検査物品Ｓが、裏面検査ドラム６の回転によって第２外観検査装置９と対向する位置まで搬送されると、第１外観検査装置８とは別個で同じ構成の図２に示す物品の外観検査装置によって、第１外観検査装置８での外観検査と同様に、裏返しの状態の被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２の外観が検査される。

なお、第２外観検査装置９においては、第１外観検査装置８において、反射体２２の被検査物品Ｓ側の面を構成する平面２２ａと直交する位置に配置されていた被検査物品Ｓの側面Ｓ２が、平面２２ａと直交しない位置となるように、被検査物品Ｓの側面Ｓ２に対する反射手段２０の反射体２２の相対的な位置を異ならせることが好ましい。具体的には、第１外観検査装置８において、反射体２２の被検査物品Ｓ側の面を構成する平面２２ａと直交する位置に配置された被検査物品Ｓの側面Ｓ２の直径方向が、第２外観検査装置９においては、隣り合う反射体２２の間に位置するようにすることが好ましい。このように第１外観検査装置８と第２外観検査装置９とにおいて、被検査物品Ｓの側面Ｓ２に対する反射手段２０の反射体２２の相対的な位置を異ならせた場合には、各反射体２２から出射される出射光２ｄが、第１外観検査装置８と第２外観検査装置９とで被検査物品Ｓの側面Ｓ２上の異なる領域に対応するものとなるので、第１外観検査装置８において検出されなかった欠陥が、第２外観検査装置９において検出されやすいものとなる。したがって、第１外観検査装置８と第２外観検査装置９とで、被検査物品Ｓの側面Ｓ２に対する反射手段２０の反射体２２の相対的な位置を異ならせた場合、上記の相対的な位置変えない場合と比較して、被検査物品Ｓの側面Ｓ２の検査精度を向上させることができる。

第２外観検査装置９において外観検査された被検査物品Ｓは、図１に示すように、裏面検査ドラム６の回転によって下降し、第１外観検査装置８および第２外観検査装置９での外観検査で不良品とされた被検査物品Ｓは受部１１に回収され、良品とされた被検査物品Ｓは搬送通路６０を介して搬送コンベア１０側あるいは受部１２側に回収される。

本実施形態の外観検査装置は、被検査物品Ｓの側面Ｓ２からの反射光２ａを反射させる反射手段２０と、被検査物品Ｓを照射する照明手段４０と、反射手段Ｓから出射された出射光２ｄおよび被検査物品Ｓの上面Ｓ１からの反射光２ｅを撮像する撮像手段３０と、撮像手段３０からの映像信号を処理する処理手段とを備え、反射手段２０が、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときに被検査物品Ｓを取り囲むように配置された複数の反射体２２を備えたものであり、照明手段４０が、隣り合う反射体２２の間から被検査物品Ｓの上面Ｓ１を照射する上面照明手段４１を備えているので、被検査物品Ｓの上面Ｓ１と側面Ｓ２とを同時に撮像して検査でき、被検査物品の上面を照射する光の強度が十分に得られ、被検査物品の上面を高精度で検査できる。

また、本実施形態の物品の外観検査装置においては、反射体２２が、被検査物品Ｓの側面Ｓ２からの反射光２ａのうち別の反射体２２には反射されない反射光２ａを反射させる固有反射領域２４と、固有反射領域２４の外側に配置され、隣り合う別の反射体２２にも反射される反射光２ａを反射させるオーバーラップ反射領域２５とを有するものであるので、以下に示すように、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２をより一層高精度で検査できる。

すなわち、反射手段２０から出射された出射光２ｄから得られる映像信号は、被検査物品Ｓの側面Ｓ２が反射体２２の数に対応する数に分割されたものとなる。反射体２２が、固有反射領域２４とオーバーラップ反射領域２５とを有するものである場合、隣り合う２つの反射体２２にそれぞれ設けられているオーバーラップ反射領域２３によって、被検査物品Ｓの分割された部分からの反射光２ａが反射されるので、被検査物品Ｓの分割された部分が、２方向の角度から二重に検査されることになる。したがって、被検査物品Ｓの分割された部分の検査精度が高精度となり、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２をより一層高精度で検査できる。

また、本実施形態の物品の外観検査装置においては、複数の反射体２２が、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときの被検査物品Ｓの外形と相似形状の軌跡上に等間隔で配置されているので、反射手段２０から出射された出射光２ｄから得られる映像信号と、被検査物品Ｓの外形との相関関係が確認しやすいものとなり、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２の検査精度をより一層高精度とすることができる。

また、本実施形態の物品の外観検査装置においては、照明手段４０が、被検査物品Ｓの側面Ｓ２を照射する側面照明手段４２を備えており、側面照明手段４２が、反射手段２０よりも被検査物品Ｓに近い位置に配置され、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときに被検査物品Ｓを中心として取り囲むように配置されたリング状のものであるので、被検査物品Ｓの側面Ｓ２を照射する光の強度が十分に高いものとなり、被検査物品Ｓの側面Ｓ２をより一層高精度で検査できるものとなる。

また、本実施形態の物品の外観検査装置においては、反射体２２が、被検査物品Ｓの上面Ｓ１よりも上方向に配置されているので、反射体２２が被検査物品Ｓの搬送を妨げることがない。したがって、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときの各反射体２２の位置を被検査物品Ｓに近づけて配置できる。その結果、反射体２２と被検査物品Ｓとの距離が近くなり、被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２を高い解像度で撮像でき、より一層高精度で検査できる。
これに対し、反射体２２が被検査物品Ｓの上面Ｓ１よりも下方向に配置されている場合には、隣り合う反射体２２の間に被検査物品Ｓを搬送するためのスペースが必要となる。このため、反射体２２が被検査物品Ｓの上面Ｓ１よりも上方向に配置されている場合と比較して、被検査物品Ｓの上面Ｓ１側から見たときの各反射体２２の位置を被検査物品Ｓから離さなければならなくなり、反射体２２と被検査物品Ｓとの距離が遠くなり、解像度が低くなってしまう。

また、本実施形態の表面検査装置は、第１外観検査装置８および第２外観検査装置９として本実施形態の外観検査装置を備えたものであるので、被検査物品Ｓの上面Ｓ１と下面と側面Ｓ２とを容易に高精度で検査できる。しかも、本実施形態の表面検査装置によれば、被検査物品Ｓの側面Ｓ２が、第１外観検査装置８および第２外観検査装置９によって２回にわたって検査されるので、被検査物品Ｓの側面Ｓ２をより一層高精度で検査できる。

なお、本発明の物品の外観検査装置および表面検査装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、反射体の数や形状・配置は、上述した実施形態に限定されるものではない。
また、被検査物品の外形形状は、被検査物品の上面側から見たときに円形であるものに限定されるものではなく、被検査物品の上面側から見たときに長円、楕円、多角形など、いかなる形状であってもよい。

「実験例」
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
「実施例」
反射手段として図５に示す反射手段を備えた図２に示す物品の外観検査装置を用いて、実施例の被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２の外観検査を行なった。その結果を図６に示す。図６は、実施例の被検査物品の外観検査の結果であり、処理手段によって処理された撮像信号から得られた画像である。なお、図５に示す反射手段の写真は、反射手段を上下逆さまに設置して撮影したものである。

「比較例」
上面照明手段４１を備えていないこと以外は実施例と同じ物品の外観検査装置を用いて、実施例と同じ被検査物品Ｓの上面Ｓ１および側面Ｓ２の外観検査を行なった。その結果を図７に示す。図７は、比較例の被検査物品の外観検査の結果であり、処理手段によって処理された撮像信号から得られた画像である。

図６および図７より、本発明の実施例である図６では、比較例である図７と比較して被検査物品の上面の画像が明るく鮮明であり、被検査物品の上面を高精度で検査できることが明らかとなった。

図１は、本発明に係る物品の外観検査装置を備えた本発明の表面検査装置の全体構成を示す図である。 図２は、本発明の物品の外観検査装置の一例を示した概略構成図である。 図３は、図２に示す物品の外観検査装置を構成する反射手段と照明手段との配置関係を説明するための図である。 図４は、図２に示す物品の外観検査装置を構成する反射体のうちの１つのみを示した拡大斜視図である。 図５は、実施例で用いた物品の外観検査装置を構成する反射手段の写真である。 図６は、実施例の被検査物品の外観検査の結果であり、処理手段によって処理された撮像信号から得られた画像である。 図７は、比較例の被検査物品の外観検査の結果であり、処理手段によって処理された撮像信号から得られた画像である。

符号の説明

２ａ…反射光、２ｂ…反射光、２ｃ…反射光、２ｄ…出射光、２ｅ…反射光、５…表面（第１）検査ドラム、６…裏面（第２）検査ドラム、８…第１外観検査装置、９…第２外観検査装置、２０…反射手段、２２…反射体、２２ａ…平面、２２ｆ…外面、２２ｇ…天面、２４…固有反射領域、２５…オーバーラップ反射領域、３０…撮像手段、４０…照明手段、４１…上面照明手段、４２…側面照明手段、Ｓ…被検査物品、Ｓ１…上面、Ｓ２…側面。

Claims (7)

1. 被検査物品の側面からの反射光を反射させる反射手段と、前記被検査物品を照射する照明手段と、前記反射手段から出射された光および前記被検査物品の上面からの反射光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの映像信号を処理する処理手段とを備え、
   前記反射手段が、前記被検査物品の上面側から見たときに前記被検査物品を取り囲むように配置された複数の反射体を備えたものであり、
   前記照明手段が、隣り合う前記反射体の間から前記被検査物品の少なくとも上面を照射する上面照明手段を備えていることを特徴とする物品の外観検査装置。
2. 前記反射体の前記被検査物品側の面が複数の平面からなることを特徴とする請求項１に記載の物品の外観検査装置。
3. 前記反射体が、前記反射光のうち別の反射体には反射されない反射光を反射させる固有反射領域と、前記固有反射領域の外側に配置され、隣り合う別の反射体にも反射される反射光を反射させるオーバーラップ反射領域とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品の外観検査装置。
4. 前記複数の反射体が、前記被検査物品の上面側から見たときの前記被検査物品の外形と相似形状の軌跡上に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の物品の外観検査装置。
5. 前記照明手段が、前記被検査物品の側面を照射する側面照明手段を備えており、
   前記側面照明手段が、前記反射手段よりも前記被検査物品に近い位置に配置され、前記被検査物品の上面側から見たときに前記被検査物品を取り囲むように配置されたものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の物品の外観検査装置。
6. 前記反射体が、前記被検査物品の上面よりも上方向に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の物品の外観検査装置。
7. 被検査物品の厚さ方向いずれかの面を外周面に保持しながら回転することにより、前記被検査物品を搬送する第１検査ドラムと、
   該第１検査ドラムの下側に外周面を近接させた状態に回転自在に設置され、前記第１検査ドラムから前記被検査物品を受け取って前記被検査物品を前記第１検査ドラムの搬送状態と反転させた状態で外周面に保持しながら回転する第２検査ドラムと、
   前記第１検査ドラムの外周面に保持された前記被検査物品の外観を検査する第１外観検査装置と、前記第２検査ドラムの外周面に保持された前記被検査物品の外観を検査する第２外観検査装置とが具備されてなり、
   前記第１外観検査装置および前記第２外観検査装置として請求項１〜請求項６のいずれかに記載の外観検査装置が備えられていることを特徴とする表面検査装置。

Images