JP2018004532A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成を複雑化せずワーク表面の意匠的及び形状的な欠陥の有無を判定する。【解決手段】外観検査装置１は、エリアセンサカメラ１０による撮像範囲内において回転装置２０により回転される円筒状ワークＷ１の表面に、同軸落射照明装置３１と拡散光照明装置３２とにより平行光を照射し、コンピュータ４０にて、エリアセンサカメラ１０から入力される撮像範囲ＡＲＥＡ０１の全体の画素群の内で、正反射光を捉える第１の関心領域ＲＯＩ０１と拡散反射光を捉える第２の関心領域ＲＯＩ０２に対応する画素群をそれぞれ別々の記憶領域ＭＥＭ０１，ＭＥＭ０２へとステッピングモータのエンコーダ信号に基づいて連続的に蓄積し、正反射光に基づく第１の画像データＤＡＴ０１と拡散反射光に基づく第２の画像データＤＡＴ０２とを生成し、ディスプレイ４２に表示する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークの外観を検査するための装置に係り、特に、光学的に外観検査を行うための装置に関する。

従来、缶などの円筒体の外面に正しく文字・記号などが表記されているか否かの外観検査を行うための装置が提案されている（特許文献１）。この特許文献１に記載の装置は、円筒体をモータにより高速回転させる間にラインセンサカメラにより撮影して得られた画像データから円筒体の検査対象領域の先頭位置を検出し、次に、解像度を確保することのできる回転速度で円筒体を回転させて先頭位置からラインセンサカメラにより再度撮影して得た画像データに基づいて外観検査を行うというものである。

また、円筒状ワークの凹凸欠陥を検査するための装置の提案もある（特許文献２）。この特許文献２に記載の装置は、円筒状ワークの中心軸を含む平面内において中心軸に対して直角な方向から所定角度傾かせた平行光を照射する半導体レーザと、配列方向及び受光面が円筒状ワークの中心軸の方向と平行になるように配置され、半導体レーザにより照射された平行光の円筒状ワーク表面からの正反射光を受光して電気信号に変換するラインセンサとを備え、ラインセンサにより得られる電気信号を処理して円筒状ワーク表面の凹凸欠陥部を検出するというものである。

さらに、缶の外観、内面、及び皺を検出する検査装置の提案もある（特許文献３）。この特許文献３の装置は、缶の周方向を分割して撮像する５台の外観検査用カメラと、缶に印刷された基準点マークを検出するマーク検出センサーと、缶の内面を検査すべく設けられた内面検査用カメラと、缶の全周を撮像する光沢度計よりなる皺検出用センサーとを備え、回転台を高速回転させる間に、マーク検出センサーによるマーク検出をトリガ信号として、５台の外観検査用カメラにより得た周方向５分割の画像から外観検査を行い、内面検査用カメラで内面検査を行い、皺検出用センサーで皺の検出を行う様にしたものである。

特開２００２−３９９４８（0015〜0030、図1〜図4） 特開２００６−２４２８２８（0022〜0030、図1〜図3） 特開平６−１７４６４９（0012〜0014，0018，0030、図1）

特許文献１の技術では、円筒体の表面の印刷の良否判定は可能であるが表面の凹凸欠陥の有無判定はできず、特許文献２の技術では、逆に、表面の凹凸欠陥の有無判定はできるが、印刷の良否判定はできない。特許文献３の技術によれば、表面の印刷の良否判定、表面の凹凸欠陥の有無判定判定を共に実行することができるが、そのために多数のカメラやセンサを備えなければならないという問題がある。

そこで、本発明は、装置構成を複雑にすることなく、ワーク表面の意匠的及び形状的な欠陥の有無を判定し得る外観検査装置の提供を目的とする。

円筒状ワークについて上記目的を達成するためになされた本発明の外観検査装置は、エリアセンサカメラによる撮像範囲内において円筒状ワークを当該ワークの円筒中心のまわりに回転させる回転装置と、前記撮像範囲内に位置する円筒状ワークの表面に光を照射する照明装置と、前記回転装置が前記円筒状ワークを前記撮像範囲内において１回転以上させる間に前記エリアセンサカメラから入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成する画像データ生成手段とを備えると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（１Ａ）前記照明装置として、前記円筒状ワークの表面から前記円筒の長さ方向に伸びる正反射光を生じさせる様に光を照射する同軸落射照明装置と、前記円筒状ワークの表面から前記正反射光から所定距離離れた位置において前記正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に光を照射する拡散光照明装置と、を備えていること。
（１Ｂ）前記画像データ生成手段は、前記エリアセンサカメラが撮像した画像データの内で、前記正反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された正反射光画素群と、前記拡散反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された拡散反射光画素群とをそれぞれ別々に記憶する正反射画素群記憶領域と拡散反射画素群記憶領域とを備え、前記回転装置から取得した回転角度情報に基づいて、前記各画素群記憶領域において連続的に画素群を蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成する手段として構成されていること。

上記構成を備えた本発明の外観検査装置によれば、エリアセンサカメラによる撮像範囲内において、回転装置が円筒状ワークを当該ワークの円筒中心のまわりに１回転以上させる。このとき、同軸落射照明装置が、円筒状ワークの表面から円筒の長さ方向に伸びる正反射光を生じさせる様に光を照射すると共に、拡散光照明装置が、円筒状ワークの表面から正反射光から所定距離離れた位置において正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に光を照射する。この結果、エリアセンサカメラは、ある瞬間において、同軸落射照明装置の照明によって円筒状ワーク表面から生じたライン状の正反射光と、拡散光照明装置によって円筒状ワーク表面から生じたライン状の拡散反射光の双方を含む撮像データを取得する。ここで、エリアセンサカメラは、撮像範囲をカバーする様に多数のセンサ素子をマトリクス状に備えている。これら多数のセンサ素子の内、ライン状の正反射光に反応するセンサ素子と、ライン状の拡散反射光に反応するセンサ素子は、同軸落射照明装置及び拡散光照明装置の配置と、円筒状ワークの直径との関係から幾何学的に定まる。画像データ生成手段は、こうして幾何学的に定まるセンサ素子が取得した画素群を、正反射光画素群、及び拡散反射光画素群として、それぞれ別々に正反射画素群記憶領域と拡散反射画素群記憶領域とに記憶する。この際、画像データ生成手段は、回転装置から取得した回転角度情報に基づいて、各画素群記憶領域において連続的に画素群を蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成する。この結果、回転装置によって１回転以上される間に、円筒状ワーク表面全体の正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成することができる。そして、第１の画像データから円筒状ワーク表面の凹凸等の形状的な欠陥の有無を、第２の画像データから円筒状ワーク表面の印刷状態等の意匠的な結果の有無をそれぞれ判別することができる。

ウェブ状ワークについて上記目的を達成するためになされた本発明の外観検査装置は、エリアセンサカメラによる撮像範囲内においてウェブ状ワークを所定方向に移動させる移動装置と、前記撮像範囲内に位置するウェブ状ワークの表面に光を照射する照明装置と、前記移動装置が前記ウェブ状ワークを前記撮像範囲内を通過させる間に前記エリアセンサカメラから入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成する画像データ生成手段とを備えると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（２Ａ）前記照明装置として、前記ウェブ状ワークの表面から前記移動方向を横切る様に直交する方向に伸びる正反射光を生じさせる様に光を照射する同軸落射照明装置と、前記ウェブ状ワークの表面から前記正反射光から所定距離離れた位置において前記正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に光を照射する拡散光照明装置と、を備えていること。
（２Ｂ）前記画像データ生成手段は、前記エリアセンサカメラが撮像した画像データの内で、前記正反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された正反射光画素群と、前記拡散反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された拡散反射光画素群とをそれぞれ別々に記憶する正反射画素群記憶領域と拡散反射画素群記憶領域とを備え、前記移動装置から取得した移動量情報に基づいて、前記各画素群記憶領域において連続的に画素群を蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成する手段として構成されていること。

上記構成を備えた本発明の外観検査装置によれば、エリアセンサカメラによる撮像範囲内において、移動装置がウェブ状ワークを所定方向に移動させる。このとき、同軸落射照明装置が、ウェブ状ワークの表面から移動方向を横切る様に直交する方向に伸びる正反射光を生じさせる様に光を照射すると共に、拡散光照明装置が、ウェブ状ワークの表面から正反射光から所定距離離れた位置において正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に光を照射する。この結果、エリアセンサカメラは、ある瞬間において、同軸落射照明装置の照明によってウェブ状ワーク表面から生じたライン状の正反射光と、拡散光照明装置によって円筒状ワーク表面から生じたライン状の拡散反射光の双方を含む撮像データを取得する。ここで、エリアセンサカメラは、撮像範囲をカバーする様に多数のセンサ素子をマトリクス状に備えている。これら多数のセンサ素子の内、ライン状の正反射光に反応するセンサ素子と、ライン状の拡散反射光に反応するセンサ素子は、同軸落射照明装置及び拡散光照明装置の配置と、ウェブ状ワークの厚さとの関係から幾何学的に定まる。画像データ生成手段は、こうして幾何学的に定まるセンサ素子が取得した画素群を、正反射光画素群、及び拡散反射光画素群として、それぞれ別々に正反射画素群記憶領域と拡散反射画素群記憶領域とに記憶する。この際、画像データ生成手段は、移動装置から取得した移動量情報に基づいて、各画素群記憶領域において連続的に画素群を蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成する。この結果、移動装置によってエリアセンサカメラによる撮像範囲内を所定方向に移動される間に、ウェブ状ワーク表面全体の正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成することができる。そして、第１の画像データから円筒状ワーク表面の凹凸等の形状的な欠陥の有無を、第２の画像データから円筒状ワーク表面の印刷状態等の意匠的な結果の有無をそれぞれ判別することができる。

ここで、これら本発明の外観検査装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（３）前記同軸落射照明装置及び前記拡散光照明装置は、所定幅の平行光を前記ワークの表面に向かって照射する装置として構成されていること。

所定幅の平行光として光を照射することにより、第１，第２の画像データを精度良く生成することができる。なお、拡散光照明装置は、赤色、青色、黄色の単色光を拡散光反射位置をずらす様に照射する様に構成し、第２の画像データを照射光別に複数生成する様に構成することもできる。

また、これら本発明の外観検査装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（４）前記画像データ生成手段は、前記正反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ素子群の位置と、前記拡散反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ素子群の位置とのオフセット量に基づいて、前記第１の画像データと、前記第２の画像データと、検査対象となっているワークとの位置的な対応関係を設定する位置的対応関係設定手段を備えていること。

かかる構成をも備えることにより、例えば、円筒状ワークの表面に印刷の不具合といった意匠的な結果があるか否かや凹凸といった形状的な欠陥があるか否かを判別するための画像データを１回転させるだけで生成することができ、例えば長尺のウェブ状ワークにおいて、意匠的又は形状的な不良の生じている範囲を特定して、不良部分を切り捨てるといった後工程に対する的確な情報を与えることができる。

本発明によれば、装置構成を複雑にすることなく、ワーク表面の意匠的及び形状的な欠陥の有無を判定し得る外観検査装置を提供することができる。

実施例１の外観検査装置を示し、（Ａ）は全体の斜視図、（Ｂ）は要部説明図である。 実施例２の外観検査装置の構成を示す模式図である。 実施例２の外観検査装置において実行する外観検査の処理手順を示すフローチャートである。 実施例３の外観検査装置の構成を示す模式図である。 実施例３の外観検査装置において実行する外観検査の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。

実施例１は円筒状ワークの外観検査装置である。実施例１の外観検査装置１は、図１（Ａ）に示す様に、エリアセンサカメラ１０と、エリアセンサカメラ１０による撮像範囲内において円筒状ワークＷ１をワークの円筒中心のまわりに回転させる回転装置２０と、撮像範囲内に位置する円筒状ワークＷ１の表面に光を照射する照明装置３０と、回転装置２０が円筒状ワークＷ１を撮像範囲内において１回転以上させる間にエリアセンサカメラ１０から入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成するコンピュータ４０とを備えている。

エリアセンサカメラ１０は、ベース板１１の図示右端部に立設された支柱１２に対して固定ブロック１３を介して、円筒状ワークＷ１の高さ全体を撮像範囲に捉えることができる様に取り付けられている。エリアセンサカメラ１０は、撮像範囲をカバーする様に多数の固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなど。以下、同じ。）をマトリクス状に備えたものであって、撮像した画素群をコンピュータ４０に入力する様に接続されている。

回転装置２０は、ステッピングモータＭＴ１を内蔵した本体の上部にターンテーブル２１を備えている。回転装置２０は、ステッピングモータＭＴ１の回転角度に対応するエンコーダ信号をコンピュータ４０に入力する様に接続されている。

照明装置３０は、円筒状ワークＷ１の真正面から円筒の長さ方向に伸びる正反射光を生じさせる様に所定幅のライン状の平行光を照射する同軸落射照明装置３１と、円筒状ワークＷ１に対して正反射光から所定距離離れた位置において正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に斜め方向から所定幅のライン状の平行光を照射する拡散光照明装置３２とを備え、ベース板１１の図示左端部に設置されている。同軸落射照明装置３１及び拡散光照明装置３２は、それぞれ所定幅の平行光を照射する様に構成され、外観検査の際には同時に点灯される様に構成されている。同軸落射照明装置３１は、ハーフミラーで反射させた光を円筒状ワークＷ１の回転中心に向かって真正面から照射し、その正反射光をハーフミラーを通して真後ろへと導く様に設置されている。

コンピュータ４０には、キーボード４１とディスプレイ４２が接続されると共に、前述の様に、エリアセンサカメラ１０の撮像した画素群を入力すると共に、ステッピングモータＭＴのエンコーダ信号を入力する様に、エリアセンサカメラ１０及びステッピングモータＭＴ１にも接続されている。また、コンピュータ４０は、エリアセンサカメラ１０、ステッピングモータＭＴ１、及び照明装置３０に対して制御信号を出力する様にも接続されている。

コンピュータ４０は、照明装置３０に対して点灯を指令すると共に、エリアセンサカメラ１０に画像の取得・送信を指令し、ステッピングモータＭＴ１に対してターンテーブル２１を１回転させる指令を出力する。これらの指令を受けて、照明装置３０が同軸落射照明装置３１及び拡散光照明装置３２を同時に点灯させ、ステッピングモータＭＴ１がターンテーブル２１を１回転させる間にエリアセンサカメラ１０が撮像した画素群を連続的にコンピュータ４０へと出力する。

コンピュータ４０には、同軸落射照明装置３１及び拡散光照明装置３２の配置と、円筒状ワークＷ１の直径とが予め入力されている。そして、コンピュータ４０は、エリアセンサカメラ１０から入力される撮像範囲全体の画素群の内で、正反射光に対応する画素群を捉える第１の関心領域ＲＯＩ０１と、拡散反射光に対応する画素群を捉える第２の関心領域ＲＯＩ０２とを、同軸落射照明装置３１及び拡散光照明装置３２の配置と、円筒状ワークＷ１の直径とから幾何学的に算出し、設定している。なお、この設定に必要な情報は、キーボード４１から入力しておく。

コンピュータ４０は、図１（Ｂ）に示す様に、エリアセンサカメラ１０から入力される撮像範囲ＡＲＥＡ０１の全体の画素群の内で、第１の関心領域ＲＯＩ０１に対応する画素群を記憶する正反射画素群記憶領域ＭＥＭ０１と、第２の関心領域ＲＯＩ０２に対応する画素群を記憶する拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ０２とを記憶装置４５内に確保している。そして、それぞれの記憶領域ＭＥＭ０１，ＭＥＭ０２へとステッピングモータＭＴ１からのエンコーダ信号に基づいて正反射光画素群及び拡散反射光画素群を連続的に蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データＤＡＴ０１と拡散反射光に基づく第２の画像データＤＡＴ０２とを生成し、図１（Ａ）に示す様に、ディスプレイ４２に表示する。

正反射光に基づく第１の画像データＤＡＴ０１は、円筒状ワークＷ１の表面の凹凸を示すものとなり、へこみが存在する場合は影となって観察される。一方、拡散反射光に基づく第２の画像データＤＡＴ０２は、円筒状ワークＷ１の表面に印刷された文字や図形に対応する画像となり、バーコードや賞味期限などといった情報が正しく印刷されているか否かを観察することができる。

実施例２も円筒状ワークの外観検査装置である。実施例２の外観検査装置２は、図２に示す様に、エリアセンサカメラ５０と、エリアセンサカメラ５０による撮像範囲ＡＲＥＡ０２内において円筒状ワークＷ２をワークの円筒中心のまわりに回転させる回転装置６０と、撮像範囲ＡＲＥＡ０２内に位置する円筒状ワークＷ２の表面に光を照射する照明装置７０と、回転装置６０が円筒状ワークＷ２を撮像範囲内において１回転以上させる間にエリアセンサカメラ５０から入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成するコンピュータ８０とを備えている。

エリアセンサカメラ５０は、実施例１と同様に、撮像範囲ＡＲＥＡ０２をカバーする様に多数の固体撮像素子をマトリクス状に備えたものであって、撮像した画素群をコンピュータ８０に入力する様に接続されている。

エリアセンサカメラ５０は、回転装置６０の真上に所定高さをあけてレンズを真下に向け、円筒状ワークＷ２の全体を撮像範囲ＡＲＥＡ０２内に捉えることができる様に取り付けられている。

回転装置６０は、ワーク搬送装置９０の途中に設置されている。ワーク搬送装置９０は、回転装置６０を挟んで上流側コンベア９１と下流側コンベア９２とからなり、それぞれ、コンベアモータＭＴ９１，ＭＴ９２を備えている。これらコンベアモータＭＴ９１，ＭＴ９２は、コンピュータ８０からの指令に基づいて、搬送・停止を行う。

回転装置６０は、ステッピングモータＭＴ６０によって回転駆動される駆動ローラ６１と、従動ローラ６２とを備えている。駆動ローラ６１及び従動ローラ６２は、円筒状ワークＷ２の下側面に当接し、長さ全体を支持することができる構造となっている。そして、ステッピングモータＭＴ６０を駆動することで、当接支持した円筒状ワークＷ２を円筒の中心のまわりに１回転以上回転させることができる。なお、回転装置６０には、円筒状ワークＷ２が、駆動ローラ６１及び従動ローラ６２に支持されたことを検知するセンサＳＥ６０を備えている。そして、このセンサＳＥ６０の検知信号及びステッピングモータＭＴ６０の回転角度に対応するエンコーダ信号が、コンピュータ８０に入力する様に接続されている。回転装置６０には、さらに、検査の結果が「良品」の場合には上流側を持ち上げて下流側コンベア９２へと円筒状ワークＷ２を排出し、「不良品」の場合には上流側を引き下げて不良品を除去するためのソレノイドＳＯＬ６０も設置されている。このソレノイドＳＯＬ６０及びステッピングモータＭＴ６０は、コンピュータ８０からの駆動指令に基づいて動作する様にコンピュータ８０と接続されている。

照明装置７０は、円筒状ワークＷ２の真正面から円筒の長さ方向に伸びる正反射光ＬＧＨＴ５０を生じさせる様に所定幅のライン状の平行光を照射する同軸落射照明装置７１と、円筒状ワークＷ２に対して正反射光から所定距離離れた位置において正反射光と平行な拡散反射光ＬＧＨＴ５１を生じさせる様に斜め方向から所定幅のライン状の平行光を照射する拡散光照明装置７２とを備えている。また、本実施例においては、同軸落射照明装置７１は、ハーフミラーで反射させた光を円筒状ワークＷ２の回転中心に向かって真正面から照射し、その正反射光をハーフミラーを通して真後ろへと導く様に設置されると共に、この正反射光とは別に、拡散反射光照明装置７２とは反対側から斜め方向に円筒状ワークＷ２に向かって所定幅のライン状の平行光を照射することもできる様に構成されている。この結果、本実施例においては、照明装置７０を点灯することにより、図示の様に、円筒状ワークＷ２の表面からは、正反射光ＬＧＨＴ５０、第１の拡散反射光ＬＧＨＴ５１、及び第２の拡散反射光ＬＧＨＴ５２が生じることとなる。そして、エリアセンサカメラ５０のセンサ素子群の内で、正反射光ＬＧＨＴ５０、第１の拡散反射光ＬＧＨＴ５１、及び第２の拡散反射光ＬＧＨＴ５２を捉える関心領域ＲＯＩ５０，ＲＯＩ５１，ＲＯＩ５２は、照明装置７０の配置、及び円筒状ワークＷ２の直径から幾何学的に定まる。

コンピュータ８０には、図示省略したキーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ等の周辺機器が接続されている。また、コンピュータ８０は、前述の様に、エリアセンサカメラ５０の撮像した画素群を入力すると共に、センサＳＥ６０の検知信号、ステッピングモータＭＴ６０のエンコーダ信号を入力する様に、エリアセンサカメラ５０及び、センサＳＥ６０、及びステッピングモータＭＴ６０に接続されている。また、コンピュータ８０は、エリアセンサカメラ５０、コンベアモータＭＴ９１，ＭＴ９２、ステッピングモータＭＴ６０、ソレノイドＳＯＬ６０及び照明装置７０に対して制御信号を出力する様にも接続されている。

コンピュータ８０は、図３に示す演算処理プログラムを実行することにより外観検査を行う。外観検査ルーチンでは、図３（Ａ）に示す様に、コンピュータ８０は、コンベアモータＭＴ９１，ＭＴ９２に対してコンベア送りを指令する（Ｓ１１０）。センサＳＥ６０からワーク検知信号が入力されたら（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、コンピュータ８０は、コンベアモータＭＴ９１，ＭＴ９２に対してコンベア停止を指令する（Ｓ１３０）。

続いて、コンピュータ８０は、照明装置７０に点灯を指令すると共に回転装置６０のステッピングモータＭＴ６０に回転開始を指令し（Ｓ１４０）、エリアセンサカメラ５０からの撮像データの取り込みと、ステッピングモータＭＴ６０からのエンコーダ信号の入力を開始する（Ｓ１５０）。

コンピュータ８０は、こうしてエリアセンサカメラ５０からの撮像データの取り込みと、ステッピングモータＭＴ６０からのエンコーダ信号の入力を開始すると、図３（Ｂ）に示す様な画像データ生成ルーチンを起動する（Ｓ１６０）。画像データ生成ルーチンにおいては、エリアセンサカメラ５０から入力される撮像データの内で、関心領域ＲＯＩ５０，ＲＯＩ５１，ＲＯＩ５２の３つのライン上に位置するセンサ素子群をの検出している画素群を、それぞれ、正反射画素群記憶領域ＭＥＭ５０、第１の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ５１、及び第２の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ５２へと蓄積する（Ｓ１６１）。この蓄積処理はステッピングモータＭＴ６０から入力されるエンコーダ信号に基づいて、ワークが１回転したと判定されるまで連続的に実行する（Ｓ１６２：ＮＯ→Ｓ１６１）。

そして、ワークが１回転したと判定されたら（Ｓ１６２：ＹＥＳ）、正反射画素群記憶領域ＭＥＭ５０、第１の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ５１、及び第２の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ５２に連続的に蓄積された画素群により、正反射光ＬＧＨＴ５０に基づく正反射光画像データＤＡＴ５０、第１の拡散反射光ＬＧＨＴ５１に基づく第１の拡散反射光画像データＤＡＴ５１、及び第２の拡散反射光ＬＧＨＴ５２に基づく第２の拡散反射光画像データＤＡＴ５２を生成して本ルーチンを抜ける（Ｓ１６３）。

コンピュータ８０は、図３（Ｃ）に示す様な良否判定ルーチンを起動する（Ｓ１７０）。良否判定ルーチンにおいては、正反射光画像データＤＡＴ５０に基づき、影の有無を判定する（Ｓ１７１）。影がない場合は（Ｓ１７１：ＮＯ）、第１の拡散反射光画像データＤＡＴ５１及び第２の拡散反射光ＬＧＨＴ５２から賞味期限の印刷部分を抽出する（Ｓ１７２）。そして、賞味期限が正しく印刷されているか否かを判定する（Ｓ１７３）。賞味期限の印刷が正しくなされているときは（Ｓ１７３：ＹＥＳ）、判定結果を「良」とし（Ｓ１７４）、賞味期限の印刷が正しくなされていないときは（Ｓ１７３：ＮＯ）、判定結果を「不良」とする（Ｓ１７５）。なお、Ｓ１７１で影があると判定されたときは、Ｓ１７２以下の処理を経ることなく直ちに「不良」と判定する（Ｓ１７１：ＮＯ→Ｓ１７５）。

こうして外観検査が完了すると、コンピュータ８０は、ソレノイドＳＯＬ６０に対してワーク排出処理を指令する（Ｓ１８０）。このステップでは、外観検査の結果が「良品」の場合には上流側を持ち上げて下流側コンベア９２へと円筒状ワークＷ２を排出し、「不良品」の場合には上流側を引き下げて不良品を除去する様に、ソレノイドＳＯＬ６０への指令がなされる。

Ｓ１１０〜Ｓ１８０の処理は、検査終了となるまで繰り返し実行される（Ｓ１９０：ＮＯ）。作業者による終了の入力、または設定された稼働時間の経過、あるいは設定された良品個数を満足するといった具合に、検査終了と判定できる条件が成立したら（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、外観検査ルーチンを終了する。

実施例３はウェブ状ワークの外観検査装置である。実施例３の外観検査装置３は、図４に示す様に、エリアセンサカメラ１１０と、エリアセンサカメラ１１０による撮像範囲ＡＲＥＡ０３内を通過する様にウェブ状ワークＷ３を所定方向へと移動させる移動装置１２０と、撮像範囲ＡＲＥＡ０３内に位置するウェブ状ワークＷ３の表面に光を照射する照明装置１３０と、移動装置１２０がウェブ状ワークＷ３を撮像範囲ＡＲＥＡ０３内を通過させる間にエリアセンサカメラ１１０から入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成するコンピュータ１４０とを備えている。

エリアセンサカメラ１１０は、実施例２と同様に、撮像範囲ＡＲＥＡ０３をカバーする様に多数の固体撮像素子をマトリクス状に備えたものであって、撮像した画素群をコンピュータ１４０に入力する様に接続されている。

エリアセンサカメラ１１０は、移動装置１２０の真上に所定高さをあけてレンズを真下に向け、ウェブ状ワークＷ３の幅全体を撮像範囲ＡＲＥＡ０３内に捉えることができる様に取り付けられている。

移動装置１２０は、コンベアモータＭＴ１２０を備え、コンピュータ１４０からの指令に基づいてワークの搬送・停止を行い、コンベアモータＭＴ１２０で計測されるエンコーダ信号をコンピュータ１４０へと入力する様に、コンピュータ１４０と接続されている。

照明装置１３０は、真上から撮像範囲ＡＲＥＡ０３の中心にワークの幅方向に伸びる正反射光を生じさせる様に所定幅のライン状の平行光を照射する同軸落射照明装置１３１と、撮像範囲ＡＲＥＡ０３に対してワーク移動方向下流側から斜めに所定幅のライン状の平行光を照射する拡散光照明装置１３２とを備えている。同軸落射照明装置１３１は、ハーフミラーで反射させた光を撮像範囲ＡＲＥＡ０３に向かって真上から照射し、その正反射光をハーフミラーを通して真後ろへと導く様に設置されると共に、この正反射光とは別に、正反射光を生じ得る位置よりもワーク移動方向上流側にずれた位置に対して撮像範囲ＡＲＥＡ０３に向かって所定幅のライン状の平行光を斜めに照射することもできる様に構成されている。この結果、本実施例においては、照明装置１３０を点灯することにより、図示の様に、ウェブ状ワークＷ３の表面からは、撮像範囲ＡＲＥＡ０３の中央から真上に向かう正反射光ＬＧＨＴ１１０と、撮像範囲ＡＲＥＡ０３のワーク移動方向上流側の所定位置から斜め後方に向かう第１の拡散反射光ＬＧＨＴ１１１と、撮像範囲ＡＲＥＡ０３のワーク移動方向下流側の所定位置から斜め前方に向かう第２の拡散反射光ＬＧＨＴ１１２とが生じることとなる。本実施例の場合、エリアセンサカメラ１１０のセンサ素子群の内で、中央に位置するセンサ素子群が正反射光ＬＧＨＴ１１０に対応する関心領域ＲＯＩ１１０となり、第１の拡散反射光ＬＧＨＴ１１１を捉える関心領域ＲＯＩ１１１はワーク移動方向上流側に、第２の拡散反射光ＬＧＨＴ１１２を捉える関心領域ＲＯＩ１２はワーク移動方向下流側に設定される。関心領域ＲＯＩ１１０，ＲＯＩ１１１，ＲＯＩ１１２は、照明装置１３０の配置、及びウェブ状ワークＷ３の厚さから幾何学的に定まる。

コンピュータ１４０には、プリンタ１５０が接続され、検査結果を出力できる様に構成されている。コンピュータ１４０には、この他に、図示省略したキーボード、マウス、ディスプレイ等の周辺機器も接続されている。また、コンピュータ１４０は、前述の様に、エリアセンサカメラ１１０の撮像した画素群を入力すると共に、コンベアモータＭＴ１２０のエンコーダ信号を入力する様に、エリアセンサカメラ１１０及びコンベアモータＭＴ１２０に接続されている。また、コンピュータ１４０は、エリアセンサカメラ１１０、コンベアモータＭＴ１２０、及び照明装置１３０に対して制御信号を出力する様にも接続されている。

コンピュータ１４０は、図５に示す演算処理プログラムを実行することにより外観検査を行う。外観検査ルーチンでは、図５（Ａ）に示す様に、コンピュータ１４０は、照明装置１３０に対して点灯を指令すると共にコンベアモータＭＴ１２０に対してコンベア送りを指令する（Ｓ２１０）。続いて、エリアセンサカメラ１１０からの撮像データの取り込みと、コンベアモータＭＴ１２０からのエンコーダ信号の入力を開始する（Ｓ２２０）。

コンピュータ１４０は、エリアセンサカメラ１１０から取り込んだ撮像データの内、第２の拡散反射光ＬＧＨＴ１１２を捉えた関心領域ＲＯＩ１１２の信号に変化があったか否かを判定する（Ｓ２３０）。ウェブ状ワークＷ３の先端が第２の拡散反射光ＬＧＨＴ１１２を生じさせることにより関心領域ＲＯＩ１１２の信号に変化が生じるタイミングを判定しているのである。

関心領域ＲＯＩ１１２の信号に変化があったら（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、図５（Ｂ）に示す様な画素群蓄積ルーチンを起動する（Ｓ２４０）。画素群蓄積ルーチンにおいては、関心領域ＲＯＩ１１２の信号を第２の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ１１２へと蓄積する（Ｓ２４１）。続いて、エンコーダ信号ＳＩＧが所定値ＳＩＧ１以上になったか否かを判定する（Ｓ２４２）。ＳＩＧ＜ＳＩＧ１ならば本ルーチンを抜ける（Ｓ２４２：ＮＯ→リターン）。

一方、ＳＩＧ≧ＳＩＧ１となったら（Ｓ２４２：ＹＥＳ）、関心領域ＲＯＩ１１０の信号を正反射画素群記憶領域ＭＥＭ１１０へと蓄積する（Ｓ２４３）。続いて、エンコーダ信号ＳＩＧが所定値ＳＩＧ２（＞ＳＩＧ１）以上になったか否かを判定する（Ｓ２４４）。ＳＩＧ＜ＳＩＧ２ならば本ルーチンを抜ける（Ｓ２４４：ＮＯ→リターン）。

ＳＩＧ≧ＳＩＧ２となったら（Ｓ２４４：ＹＥＳ）、関心領域ＲＯＩ１１１の信号を第１の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ１１１へと蓄積する（Ｓ２４５）。

ここで、ＳＩＧ１としては図４に示した移動距離Ｌ１、ＳＩＧ２としては図４に示した移動距離Ｌ２、にそれぞれ対応したエンコーダ信号の値が設定されている。この様にして、本実施例では、記憶領域ＭＥＭ１１２、記憶領域ＭＥＭ１１０、及び記憶領域ＭＥＭ１１１に対する画素群の蓄積開始時点を異ならせてある。

画素群蓄積ルーチンは、第１の拡散反射光ＬＧＨＴ１１１を捉えた関心領域ＲＯＩ１１１の信号に変化が生じるまで継続する（Ｓ２５０：ＮＯ→Ｓ２４０）。なお、この関心領域ＲＯＩ１１１の信号の変化は、ウェブ状ワークＷ３の後端が第１の拡散反射光ＬＧＨＴ１１１を生じさせなくなるタイミングを判定する様に設定されている。

こうして、撮像可能範囲ＡＲＥＡ０３に対してウェブ状ワークＷ３が侵入し、通過し終えるまで画素群蓄積ルーチンを実行したら（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、コンピュータ１４０は、照明装置１３０に対して消灯を指令すると共にコンベアモータＭＴ１２０に対してコンベア停止を指令する（Ｓ２６０）。

次に、コンピュータ１４０は、図５（Ｃ）に示す様な画像データ生成ルーチンを起動する（Ｓ２７０）。画像データ生成ルーチンにおいては、画素群蓄積ルーチンを繰り返し実行することにより、正反射画素群記憶領域ＭＥＭ１１０、第１の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ５１、及び第２の拡散反射画素群記憶領域ＭＥＭ５２へと蓄積開始時点をずらしてそれぞれ連続的に蓄積された画素群により、正反射光ＬＧＨＴ１１０に基づく正反射光画像データＤＡＴ１１０、第１の拡散反射光ＬＧＨＴ１１１に基づく第１の拡散反射光画像データＤＡＴ１１１、及び第２の拡散反射光ＬＧＨＴ１１２に基づく第２の拡散反射光画像データＤＡＴ１１２を生成する（Ｓ２７１）。

続いて、コンピュータ１４０は、図５（Ｄ）に示す様な良否判定ルーチンを起動する（Ｓ２８０）。良否判定ルーチンにおいては、まず、単位長さ分の画像データＤＡＴを読み込む（Ｓ２８１）。蓄積開始タイミングをずらすことにより、各記憶領域ＭＥＭ１１０，ＭＥＭ１１１１，ＭＥＭ１１２の先頭から所定長さ分の画素データは、ワークの先端からの単位長さに一致している。

こうして単位長さ分の画像データＤＡＴを読み出したら、まず、正反射光画像データＤＡＴ１１０に基づき、影の有無を判定する（Ｓ２８２）。影がない場合は（Ｓ２８２：ＮＯ）、第１の拡散反射光画像データＤＡＴ１１１及び第２の拡散反射光ＬＧＨＴ１１２からバーコード印刷部分を抽出する（Ｓ２８３）。そして、バーコードが正しく印刷されているか否かを判定する（Ｓ２８４）。バーコードの印刷が正しくなされているときは（Ｓ２８４：ＹＥＳ）、判定結果を「良」とし（Ｓ２８５）、バーコードの印刷が正しくなされていないときは（Ｓ２８４：ＮＯ）、判定結果を「不良」とする（Ｓ２８６）。なお、Ｓ２８２で影があると判定されたときは、Ｓ２８３以下の処理を経ることなく直ちに「不良」と判定する（Ｓ２８２：ＮＯ→Ｓ２８６）。

次に、全長分の良否判定が終了しているか否かを判定する（Ｓ２８７）。全長分が終了していない場合は（Ｓ２８７：ＮＯ）、Ｓ２８１へ戻って次の単位長さについて画像データＤＡＴを読み込み、Ｓ２８２以下の処理を実行する。なお、Ｓ２８５，Ｓ２８６の判定結果は、対象となる単位長さ部分を特定する形で記録する。

こうして全長分の良否判定が終了したら（Ｓ２８７：ＹＥＳ）、メインルーチンへ戻り、良否判定の結果をプリンタ１５０から出力する（Ｓ２９０）。

Ｓ２１０〜Ｓ２９０の処理は、検査終了となるまで繰り返し実行される（Ｓ３００：ＮＯ）。作業者による入力、または設定された稼働時間の経過、あるいは設定された良品個数を満足するといった具合に検査終了と判定したら（Ｓ３００：ＹＥＳ）、外観検査ルーチンを終了する。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々に実施することができる。

例えば、実施例で説明する処理プログラムをソフトウェアとしてコンピュータにインストールする代わりに、プログラマブルコロジックコントローラによる構成、またはカメラ自体に機能を持たせても構わない。また、良否判定ルーチン等の各処理は並列処理としても構わない。

本発明は、各種ワークの外観検査に用いることができる。

１・・・実施例１の外観検査装置、１０・・・エリアセンサカメラ、１１・・・ベース板、１２・・・支柱、１３・・・固定ブロック、２０・・・回転装置、２１・・・ターンテーブル、３０・・・照明装置、３１・・・同軸落射照明装置、３２・・・拡散光照明装置、４０・・・コンピュータ、４１・・・キーボード、４２・・・ディスプレイ、ＡＲＥＡ０１・・・撮像範囲、ＤＡＴ０１・・・正反射光に基づく第１の画像データ、ＤＡＴ０２・・・拡散反射光に基づく第２の画像データ、ＭＥＭ０１・・・正反射画素群記憶領域、ＭＥＭ０２・・・拡散反射画素群記憶領域、ＭＴ１・・・ステッピングモータ、ＲＯＩ０１・・・第１の関心領域、ＲＯＩ０２・・・第２の関心領域、Ｗ１・・・円筒状ワーク。
２・・・実施例２の外観検査装置、５０・・・エリアセンサカメラ、６０・・・回転装置、６１・・・駆動ローラ、６２・・・従動ローラ、７０・・・照明装置、７１・・・同軸落射照明装置、７２・・・拡散光照明装置、８０・・・コンピュータ、９０・・・ワーク搬送装置、９１・・・上流側コンベア、９２・・・下流側コンベア、ＡＲＥＡ０２・・・撮像範囲、ＤＡＴ５０・・・正反射光画像データ、ＤＡＴ５１・・・第１の拡散反射光画像データ、ＤＡＴ５２・・・第２の拡散反射光画像データ、ＬＧＨＴ５０・・・正反射光、ＬＧＨＴ５１・・・第１の拡散反射光、ＬＧＨＴ５２・・・第２の拡散反射光、ＭＥＭ５０・・・正反射画素群記憶領域、ＭＥＭ５１・・・第１の拡散反射画素群記憶領域、ＭＥＭ５２・・・第２の拡散反射画素群記憶領域、ＭＴ６０・・・ステッピングモータ、ＭＴ９１，ＭＴ９２・・・コンベアモータ、ＲＯＩ５０，ＲＯＩ５１，ＲＯＩ５２・・・関心領域、ＳＥ６０・・・センサ、ＳＯＬ６０・・・ソレノイド、Ｗ２・・・円筒状ワーク。
３・・・実施例３の外観検査装置、１１０・・・エリアセンサカメラ、１２０・・・移動装置、１３０・・・照明装置、１３１・・・同軸落射照明装置、１３２・・・拡散光照明装置、１４０・・・コンピュータ、１５０・・・プリンタ、ＡＲＥＡ０３・・・撮像範囲、ＤＡＴ１１０・・・正反射光画像データ、ＤＡＴ１１１・・・第１の拡散反射光画像データ、ＤＡＴ１１２・・・第２の拡散反射光画像データ、ＬＧＨＴ１１０・・・正反射光、ＬＧＨＴ１１１・・・第１の拡散反射光、ＬＧＨＴ１１２・・・第２の拡散反射光、ＭＥＭ１１０・・・正反射画素群記憶領域、ＭＥＭ１１１・・・第１の拡散反射画素群記憶領域、ＭＥＭ１１２・・・第２の拡散反射画素群記憶領域、ＭＴ１２０・・・コンベアモータ、ＲＯＩ１１０，ＲＯＩ１１１，ＲＯＩ１１２・・・関心領域、Ｗ３・・・ウェブ状ワーク。

Claims (4)

1. エリアセンサカメラによる撮像範囲内において円筒状ワークを当該ワークの円筒中心のまわりに回転させる回転装置と、前記撮像範囲内に位置する円筒状ワークの表面に光を照射する照明装置と、前記回転装置が前記円筒状ワークを前記撮像範囲内において１回転以上させる間に前記エリアセンサカメラから入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成する画像データ生成手段とを備えると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする外観検査装置。
   （１Ａ）前記照明装置として、前記円筒状ワークの表面から前記円筒の長さ方向に伸びる正反射光を生じさせる様に光を照射する同軸落射照明装置と、前記円筒状ワークの表面から前記正反射光から所定距離離れた位置において前記正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に光を照射する拡散光照明装置と、を備えていること。
   （１Ｂ）前記画像データ生成手段は、前記エリアセンサカメラが撮像した画像データの内で、前記正反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された正反射光画素群と、前記拡散反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された拡散反射光画素群とをそれぞれ別々に記憶する正反射画素群記憶領域と拡散反射画素群記憶領域とを備え、前記回転装置から取得した回転角度情報に基づいて、前記各画素群記憶領域において連続的に画素群を蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成する手段として構成されていること。
2. エリアセンサカメラによる撮像範囲内においてウェブ状ワークを所定方向に移動させる移動装置と、前記撮像範囲内に位置するウェブ状ワークの表面に光を照射する照明装置と、前記移動装置が前記ウェブ状ワークを前記撮像範囲内を通過させる間に前記エリアセンサカメラから入力した画像データに基づいて外観検査用の画像データを生成する画像データ生成手段とを備えると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする外観検査装置。
   （２Ａ）前記照明装置として、前記ウェブ状ワークの表面から前記移動方向を横切る様に直交する方向に伸びる正反射光を生じさせる様に光を照射する同軸落射照明装置と、前記ウェブ状ワークの表面から前記正反射光から所定距離離れた位置において前記正反射光と平行な拡散反射光を生じさせる様に光を照射する拡散光照明装置と、を備えていること。
   （２Ｂ）前記画像データ生成手段は、前記エリアセンサカメラが撮像した画像データの内で、前記正反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された正反射光画素群と、前記拡散反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ群から入力された拡散反射光画素群とをそれぞれ別々に記憶する正反射画素群記憶領域と拡散反射画素群記憶領域とを備え、前記移動装置から取得した移動量情報に基づいて、前記各画素群記憶領域において連続的に画素群を蓄積することにより、正反射光に基づく第１の画像データと拡散反射光に基づく第２の画像データとを生成する手段として構成されていること。
3. さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１又は２に外観検査装置。
   （３）前記同軸落射照明装置及び前記拡散光照明装置は、所定幅の平行光を前記ワークの表面に向かって照射する装置として構成されていること。
4. さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに外観検査装置。
   （４）前記画像データ生成手段は、前記正反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ素子群の位置と、前記拡散反射光を受光し得る所定幅のライン上のセンサ素子群の位置とのオフセット量に基づいて、前記第１の画像データと、前記第２の画像データと、検査対象となっているワークとの位置的な対応関係を設定する位置的対応関係設定手段を備えていること。