JP2017227537A - 外観検査装置、外観検査方法および表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増および検査効率の低下を招くことなく、検査範囲内に収まらない被検査物品を検査できる外観検査装置を提供する。【解決手段】検査範囲Ｅを移動する被検査物品Ｓ’を検査対象とする。検査範囲の被検査物品を照射する照明手段と、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、被検査物品の上面の上方に配置され、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同時に撮像する１つの撮像手段と、撮像手段からの映像信号を処理する処理手段とを備える。反射手段は、被検査物品の上面側から見たときに検査範囲を取り囲むように配置された複数の反射体２２を備える。撮像手段は、移動方向の長さが検査範囲を超える被検査物品に対して、移動方向における被検査物品の長さに応じた時間差で光および反射光を複数回撮像する。処理手段は、撮像手段からの複数の映像信号を結合処理する。【選択図】図５

Description

本発明は、外観検査装置、外観検査方法および表面検査装置に関するものである。

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損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、搬送中の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。

例えば、特許文献１には、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、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、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が開示されている。

特許文献１に記載された外観検査装置では、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可能となっている。また、特許文献１に記載された技術は、ラインセンサーカメラを用いた検査と比較して搬送方向の進行側の側面検査に対応しやすい利点も有している。

特開２００９−０３１２４７号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
円形の被検査物品を対象として検査範囲が設定されている場合、円形ではない異形の被検査物品、例えば、検査範囲内に収まらない長円状の被検査物品を検査するには、大きな検査範囲を設定するための別の光学系を用意する必要があり、コスト増、設置スペースの増大、さらには交換作業が煩雑になり検査効率が低下するという問題が生じる。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、コスト増および検査効率の低下を招くことなく、検査範囲内に収まらない被検査物品を検査できる外観検査装置、外観検査方法および表面検査装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、検査範囲を移動する被検査物品を検査対象とする外観検査装置であって、前記検査範囲の前記被検査物品を照射する照明手段と、前記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、前記被検査物品の上面の上方に配置され、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同時に撮像する１つの撮像手段と、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、前記反射手段は、前記被検査物品の上面側から見たときに前記検査範囲を取り囲むように配置された複数の反射体を備え、前記撮像手段は、移動方向の長さが前記検査範囲を超える前記被検査物品に対して、移動方向における前記被検査物品の長さおよび前記被検査物品の移動速度に応じた時間差で前記光および前記反射光を複数回撮像し、前記処理手段は、前記撮像手段からの複数の映像信号を結合処理する外観検査装置が提供される。

また、上記本発明の一態様に係る外観検査装置において、前記撮像手段は、ｎ回目（ｎは正の整数）と（ｎ＋１）回目で撮像した像について、前記被検査物品の一部が重複するタイミングで撮像することを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る外観検査装置において、前記反射体は、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し、前記反射手段から出射された光から、前記被検査物品の側面が前記反射体の数に対応する数に分割された映像信号が得られるものであり、前記オーバーラップ反射領域によって、前記分割された映像信号における前記被検査物品の分割された部分からの反射光が反射されることを特徴とする。

また、上記本発明の一態様に係る外観検査装置において、前記処理手段によって処理された撮像信号から得られた前記被検査物品の像は、前記被検査物品の上面の像と、前記上面の像の周囲に前記反射体の数およびに前記撮像手段が撮像した回数に対応する数で環状に配置された前記被検査物品の側面の像とを有することを特徴とする。

本発明の第２の態様に従えば、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本発明の第１の態様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が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、検査範囲を移動する被検査物品を検査対象とする外観検査方法であって、前記検査範囲の前記被検査物品を照明する照明工程と、前記被検査物品の側面からの反射光を、前記被検査物品の上面側から見たときに前記検査範囲を取り囲むように配置された複数の反射体で反射させた光、および前記被検査物品の上面からの反射光を前記被検査物品の上面の上方で同時に撮像する撮像工程と、撮像によって得られた映像信号を処理する処理工程とを含み、前記撮像工程では、移動方向の長さが前記検査範囲を超える前記被検査物品に対して、移動方向における前記被検査物品の長さおよび前記被検査物品の移動速度に応じた時間差で前記光および前記反射光を複数回撮像し、前記処理工程では、前記複数回の撮像で得られた複数の映像信号を結合処理することを特徴とする外観検査方法が提供される。

本発明では、コスト増および検査効率の低下を招くことなく、検査範囲内に収まらない被検査物品を検査できる外観検査装置、外観検査方法および表面検査装置を提供することが可能になる。

本発明の実施の形態を示す図であって、被検査物品の外観検査装置を備えた表面検査装置の全体構成を示す図である。 同外観検査装置の一例を示した概略構成図である。 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。 移動する被検査物品を撮像手段３０によって撮像した像を模式的に示した図である。 結合処理により得られた被検査物品Ｓ’の上面Ｓ１の像を示す図である。 結合処理により得られた被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像を示す図である。 円形の被検査物品Ｓを撮像した像の一例を示す図である。

以下、本発明の外観検査装置、外観検査方法および表面検査装置の実施の形態を、図１ないし図８を参照して説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

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（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（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て移動する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て移動する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。ここでは、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る。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、円形の検査範囲Ｅを中心として取り囲むように環状に配置されている。図３（ａ）には、平面視円形の検査範囲Ｅ内に円形の被検査物品Ｓが位置している状態が示されている。検査範囲Ｅは、表面検査ドラム５または裏面検査ドラム６の回転によって移動する被検査物品Ｓの移動経路上に配置されている。被検査物品Ｓの移動方向は、一例として、図３（ａ）に矢印で示すように、図中、上側から下側に向く方向である。

６個の反射体２２は、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の検査範囲Ｅ（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、最も検査範囲Ｅ（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、検査範囲Ｅ（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の検査範囲Ｅ（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、検査範囲Ｅ（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の検査範囲Ｅ（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、検査範囲Ｅ（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、検査範囲Ｅ（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よりも検査範囲Ｅ（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の外観を検査する動作と方法について、図５乃至図７を参照して説明する。ここでは、平面視円形でない異形の被検査物品として、図６に示されるように長円形状の被検査物品Ｓ’の外観を検査する場合について説明する。被検査物品Ｓ’は、長手方向を移動方向として搬送される。

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、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。

図５（ａ）〜（ｃ）は、移動する被検査物品Ｓ’を撮像手段３０によって撮像した像をぞれぞれ模式的に示した図である。図５（ａ）〜（ｃ）においては、図中、右側から左側１に向けて被検査物品Ｓ’が移動するものとして図示している。また、図５（ａ）〜（ｃ）においては、便宜上、被検査物品Ｓ’の移動方向前方側に配置される二つの反射体２２を反射体２２Ａ、２２Ｂとし、被検査物品Ｓ’の移動方向後方側に配置される二つの反射体２２を反射体２２Ｅ、２２Ｆとし、反射体２２Ａ、２２Ｂと反射体２２Ｅ、２２Ｆの間に配置される二つの反射体２２を反射体２２Ｃ、２２Ｄとして示されている。

図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、被検査物品Ｓ’の幅は、検査範囲Ｅに収まる大きさであり、被検査物品Ｓ’の長さは、検査範囲Ｅを超える大きさである。この場合、撮像手段３０により検査範囲Ｅの撮像は、複数回行われる。撮像する回数は、検査範囲Ｅにおける複数回の撮像で被検査物品Ｓ’の全ての範囲をカバーし、且つ、撮像された各像を結合する際の位置合わせのために、ｎ回目（ｎは正の整数）と（ｎ＋１）回目で撮像した像について、被検査物品Ｓ’の一部が重複する回数に設定される。本実施形態では、一つの被検査物品Ｓ’について、時間差をもって３回撮像している。

図５（ａ）に示されるように、一回目の撮像は、被検査物品Ｓ’の移動方向の前方側が検査範囲Ｅに収まるタイミングで行われる。図５（ｂ）に示されるように、二回目の撮像は、被検査物品Ｓ’の移動方向の中間部が検査範囲Ｅに収まり、一回目に撮像した像と被検査物品Ｓ’の一部が重複するタイミングで行われる。図５（ｃ）に示されるように、三回目の撮像は、被検査物品Ｓ’の移動方向の後方側が検査範囲Ｅに収まり、二回目に撮像した像と被検査物品Ｓ’の一部が重複するタイミングで行われる。

図６は、撮像手段３０からの映像信号が処理手段によって結合処理されることによって、得られた被検査物品Ｓ’の上面Ｓ１の像を示す図である。この像のうち、像Ｖ１１は、一回目の撮像によって得られた像であり、像Ｖ１２は二回目の撮像によって得られた像であり、被検査物品Ｓ’の像の一部が重複している。また、像Ｖ１３は三回目の撮像によって得られた像であり、被検査物品Ｓ’の像の一部が重複している。このように、３回の撮像で得られた像を結合（合成）することにより、被検査物品Ｓ’の全ての上面Ｓ１の像が得られる。

図７は、撮像手段３０からの映像信号が処理手段によって結合処理されることによって、得られた被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像を示す図である。この像のうち、像Ｖ２１は、一回目の撮像によって得られた像であり、反射体２２Ａ、２２Ｂで反射した被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像と、反射体２２Ｃ、２２Ｄで反射した被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像とを含んでいる。像Ｖ２２は、二回目の撮像によって得られた像であり、反射体２２Ｃ、２２Ｄで反射した被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像を含んでいる。像Ｖ２３は、三回目の撮像によって得られた像であり、反射体２２Ｅ、２２Ｆで反射した被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像と、反射体２２Ｃ、２２Ｄで反射した被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像とを含んでいる。

そして、処理手段は、撮像手段３０から出力された三回の映像信号を処理して結合された像に基づいて、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を検査する。

なお、理解を容易にするために、被検査物品Ｓ’の上面Ｓ１の像と、被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像とを図６および図７に個別に示したが、例えば、上面Ｓ１の像と、上面Ｓ１の像の周囲に反射体２２の数およびに撮像手段３０が撮像した回数に対応する数で、且つ、上面Ｓ１の像における位置に対応させて、環状に被検査物品Ｓ’の側面Ｓ２の像とを配置することもできる。

図８は、平面視円形で検査範囲Ｅ内に収まる被検査物品Ｓを撮像した像の一例を示す図である。図８に示すように、円形に限られず、検査範囲Ｅ内に収まる被検査物品Ｓについては、撮像手段３０による一度の撮像で被検査物品Ｓの全ての範囲の像を取得できる。処理手段は、撮像手段３０から出力された一回の映像信号を処理することによって、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を検査する。

このように、撮像手段３０による撮像回数、処理手段による複数の映像信号の結合処理の有無は、検査範囲Ｅの大きさに対する被検査物品Ｓ、Ｓ’の移動方向の大きさに応じて切り換えられる。

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。

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。

以上説明したように、本実施形態の外観検査装置は、移動方向の長さが検査範囲Ｅを超える被検査物品Ｓ’に対して、移動方向における被検査物品Ｓ’の長さに応じた時間差で被検査物品Ｓ’を複数回撮像し、得られた複数の映像信号を結合処理することにより、被検査物品Ｓ’を検査するための別の光学系を用意することなく被検査物品Ｓ’の外観検査を実施することができる。従って、本実施形態の外観検査装置では、別の光学系を用意した場合のように、コスト増および検査効率の低下を招くことなく検査範囲内に収まらない被検査物品Ｓ’を検査できる。

また、本実施形態の外観検査装置では、移動する被検査物品Ｓ’を複数回撮像する際に、ｎ回目と（ｎ＋１）回目で撮像した像について、被検査物品Ｓ’の一部が重複するタイミングで撮像するため、重複する被検査物品Ｓ’の一部を基準として像を結合することにより、高精度の像結合が可能になり検査精度の向上に寄与できる。

また、本実施形態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、移動方向の長さが検査範囲Ｅを超える被検査物品Ｓ’についてもコスト増および検査効率の低下を招くことなく高精度に検査することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

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く、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や長円形であるものに限定されるものではなく、移動方向と直交する方向の大きさが検査範囲Ｅに収まれば、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対応可能である。

５…表面検査ドラム（第１検査ドラム）、 ６…裏面検査ドラム（第２検査ドラム）、 ８…第１外観検査装置（外観検査装置）、 ９…第２外観検査装置（外観検査装置）、 ２０…反射手段、 ２２…反射体、 ３０…撮像手段、 ４０…照明手段、 Ｅ…検査範囲、 Ｓ、Ｓ’…被検査物品、 Ｓ１…上面、 Ｓ２…側面

Claims (6)

1. 検査範囲を移動する被検査物品を検査対象とする外観検査装置であって、
   前記検査範囲の前記被検査物品を照明する照明手段と、
   前記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、
   前記被検査物品の上面の上方に配置され、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同時に撮像する１つの撮像手段と、
   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、
   前記反射手段は、前記被検査物品の上面側から見たときに前記検査範囲を取り囲むように配置された複数の反射体を備え、
   前記撮像手段は、移動方向の長さが前記検査範囲を超える前記被検査物品に対して、移動方向における前記被検査物品の長さに応じた時間差で前記光および前記反射光を複数回撮像し、
   前記処理手段は、前記撮像手段からの複数の映像信号を結合処理することを特徴とする物品の外観検査装置。
2. 前記撮像手段は、ｎ回目（ｎは正の整数）と（ｎ＋１）回目で撮像した像について、前記被検査物品の一部が重複するタイミングで撮像す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. 前記反射体は、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し、前記反射手段から出射された光から、前記被検査物品の側面が前記反射体の数に対応する数に分割された映像信号が得られるものであり、前記オーバーラップ反射領域によって、前記分割された映像信号における前記被検査物品の分割された部分からの反射光が反射され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. 前記処理手段によって処理された撮像信号から得られた前記被検査物品の像は、前記被検査物品の上面の像と、前記上面の像の周囲に前記反射体の数およびに前記撮像手段が撮像した回数に対応する数で環状に配置された前記被検査物品の側面の像とを有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の外観検査装置。
5. 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４のいずれか一項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。
6. 検査範囲を移動する被検査物品を検査対象とする外観検査方法であって、
   前記検査範囲の前記被検査物品を照明する照明工程と、
   前記被検査物品の側面からの反射光を、前記被検査物品の上面側から見たときに前記検査範囲を取り囲むように配置された複数の反射体で反射させた光、および前記被検査物品の上面からの反射光を前記被検査物品の上面の上方で同時に撮像する撮像工程と、
   撮像によって得られた映像信号を処理する処理工程とを含み、
   前記撮像工程では、移動方向の長さが前記検査範囲を超える前記被検査物品に対して、移動方向における前記被検査物品の長さおよび前記被検査物品の移動速度に応じた時間差で前記光および前記反射光を複数回撮像し、
   前記処理工程では、前記複数回の撮像で得られた複数の映像信号を結合処理することを特徴とする外観検査方法。

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