JP2021179344A - Exterior appearance inspection device, and illumination method - Google Patents
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Description
この発明は、検査対象物の外観を検査する際に、検査対象物に光を照射する照明技術に関する。 The present invention relates to a lighting technique for irradiating an inspection object with light when inspecting the appearance of the inspection object.
従来、検査対象物に光を照射しつつ検査対象物を撮像することで、検査対象物の外観を検査する技術が知られている。例えば特許文献1、2の検査装置では、ドーム型あるいはトンネル型といった湾曲形状を有する光反射面が検査対象物に対向して配置され、光源から反射面に入射した光がこの反射面によって反射されて、検査対象物に照射される。
Conventionally, a technique for inspecting the appearance of an inspection object by irradiating the inspection object with light and taking an image of the inspection object has been known. For example, in the inspection devices of
このように検査対象物に対して凹んだ湾曲形状(ドーム型あるいはトンネル型)を有する光反射面で反射した光を検査対象物に照射する構成では、光反射面表面の状態や湾曲形状と検査対象物の位置関係により、光が照射される範囲が広くなって十分な照度を確保できなかったり、光が照射される範囲が狭くなって検査対象物全体を照明できなかったりする場合があった。 In such a configuration in which the light reflected by the light reflecting surface having a concave curved shape (dome shape or tunnel type) with respect to the inspection object is irradiated to the inspection object, the state and curved shape of the surface of the light reflecting surface are inspected. Depending on the positional relationship of the object, the range of light irradiation may be wide and sufficient illuminance may not be secured, or the range of light irradiation may be narrow and the entire inspection object may not be illuminated. ..
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光が照射される範囲を検査対象物に対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to appropriately extend the range of irradiation with light to an inspection object and to secure necessary and sufficient illuminance.
本発明の第1態様に係る外観検査装置は、検査対象物を支持する支持部と、検査対象物に対向して検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面を有する光反射部材と、光反射面に光を投影するプロジェクタとを備え、プロジェクタが光反射面に投影した光は、光反射面で反射されてから、検査対象物に照射され、光反射面では、それぞれ光を正反射する複数の鏡面が配列されており、鏡面は、プロジェクタにより投影された光を鏡面と検査対象物との間に集光する凹形状、凸形状あるいは平面形状を有する。 The visual inspection apparatus according to the first aspect of the present invention is a light reflecting member having a support portion for supporting the inspection object and a light reflecting surface having a curved shape facing the inspection object and having a concave shape with respect to the inspection object. And a projector that projects light on the light-reflecting surface, the light projected by the projector on the light-reflecting surface is reflected by the light-reflecting surface and then irradiated to the inspection object, and the light is emitted on the light-reflecting surface. A plurality of mirror surfaces that reflect positively are arranged, and the mirror surface has a concave shape, a convex shape, or a planar shape that collects the light projected by the projector between the mirror surface and the inspection object.
本発明の第1態様に係る照明方法は、検査対象物に対向して検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面にプロジェクタから光を投影する工程と、プロジェクタにより投影された光を光反射面によって反射して、検査対象物に照射する工程とを備え、光反射面では、それぞれ光を正反射する複数の鏡面が配列されており、鏡面は、プロジェクタにより投影された光を鏡面と検査対象物との間に集光する凹形状、凸形状あるいは平面形状を有する。 The lighting method according to the first aspect of the present invention includes a step of projecting light from a projector onto a light reflecting surface having a curved shape facing the inspection object and having a concave shape with respect to the inspection object, and light projected by the projector. The light-reflecting surface is provided with a step of irradiating the object to be inspected by reflecting the light on the light-reflecting surface. It has a concave, convex or planar shape that collects light between the mirror surface and the object to be inspected.
このように構成された本発明(外観検査装置および照明方法)では、検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面が検査対象物に対向し、プロジェクタから光反射面に投影された光が光反射面により反射されて、検査対象物に照射される。特に光反射面では、それぞれ光を正反射する複数の鏡面が配列されており、鏡面は、プロジェクタにより投影された光を鏡面と検査対象物との間に集光する凹形状、凸形状あるいは平面形状を有する。したがって、光が照射される範囲を検査対象物に対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することが可能となる。 In the present invention (visual inspection apparatus and lighting method) configured in this way, a light reflecting surface having a curved shape recessed with respect to the inspection object faces the inspection object and is projected from the projector onto the light reflecting surface. The light is reflected by the light reflecting surface and irradiates the object to be inspected. In particular, on the light reflecting surface, a plurality of mirror surfaces that regularly reflect light are arranged, and the mirror surface is a concave shape, a convex shape, or a flat surface that collects the light projected by the projector between the mirror surface and the inspection object. Has a shape. Therefore, it is possible to appropriately extend the range of irradiation with light to the object to be inspected and to secure the necessary and sufficient illuminance.
また、一の鏡面に隣接する6個の鏡面それぞれの幾何重心が当該一の鏡面の幾何重心を中心とする円周上で60度の間隔で並ぶように、複数の鏡面が配置されているように、外観検査装置を構成してもよい。かかる構成では、複数の鏡面を密に配列することができる。 Further, it seems that a plurality of mirror surfaces are arranged so that the geometric centroids of each of the six mirror surfaces adjacent to one mirror surface are arranged at intervals of 60 degrees on the circumference centered on the geometric center of the one mirror surface. In addition, a visual inspection device may be configured. In such a configuration, a plurality of mirror surfaces can be closely arranged.
ちなみに、鏡面の形状は種々想定される。例えば、鏡面は正六角形を有してもよいし、円形を有してもよい。 By the way, various shapes of the mirror surface are assumed. For example, the mirror surface may have a regular hexagon or a circle.
また、所定軸を中心とする回転方向において互いに異なる複数の撮像位置にカメラを位置させつつ、光反射面で反射された光が照射される検査対象物をカメラにより撮像する撮像部をさらに備え、プロジェクタは、複数の鏡面のうち光を投影する鏡面を、検査対象物を撮像するカメラが位置する撮像位置に応じて変更するように、外観検査装置を構成してもよい。かかる構成では、複数の撮像位置に対応する複数の方向から検査対象物を撮像できるため、検査対象物の傷などを的確に検出するのに有利である。なお、プロジェクタは、複数の鏡面のうち光を投影する鏡面を、検査対象物を撮像するカメラの撮像位置に応じて変更する。つまり、複数の鏡面のうちから、カメラの撮像位置に応じて選択された鏡面に光が投影される。この際、鏡面は上記の形状を有するため、複数の鏡面のうちから選択された鏡面により反射された光が、検査対象物において照射される範囲を適度に拡げつつ、必要十分な照度を確保することが可能となる。 Further, the camera is further provided with an image pickup unit that captures an inspection object irradiated with the light reflected by the light reflecting surface by the camera while positioning the cameras at a plurality of image pickup positions different from each other in the rotation direction about a predetermined axis. The projector may configure the visual inspection device so that the mirror surface that projects light among the plurality of mirror surfaces is changed according to the imaging position where the camera that images the inspection object is located. In such a configuration, since the inspection object can be imaged from a plurality of directions corresponding to a plurality of imaging positions, it is advantageous to accurately detect scratches and the like of the inspection object. The projector changes the mirror surface that projects light among the plurality of mirror surfaces according to the imaging position of the camera that images the inspection object. That is, light is projected on the mirror surface selected according to the image pickup position of the camera from among the plurality of mirror surfaces. At this time, since the mirror surface has the above-mentioned shape, the light reflected by the mirror surface selected from the plurality of mirror surfaces appropriately expands the irradiation range of the inspection object and secures the necessary and sufficient illuminance. It becomes possible.
ちなみに、湾曲形状の具体例は種々想定される。例えば、湾曲形状は、ドーム形状あるいはトンネル形状であってもよい。 Incidentally, various specific examples of the curved shape are assumed. For example, the curved shape may be a dome shape or a tunnel shape.
また、光反射部材は球面形状の外壁面を有し、プロジェクタの射出瞳は、外壁面の球面形状の中心からずれており、支持部は、外壁面の球面形状の中心に対して、プロジェクタの射出瞳の反対側に検査対象物を支持するように、外観検査装置を構成してもよい。かかる構成では、プロジェクタから光反射部材の光反射面に投影された光を、支持部に支持された検査対象物に的確に照射することができる。 Further, the light reflecting member has a spherical outer wall surface, the exit pupil of the projector is deviated from the center of the spherical shape of the outer wall surface, and the support portion is the center of the spherical shape of the outer wall surface. The visual inspection device may be configured to support the inspection object on the opposite side of the exit pupil. In such a configuration, the light projected from the projector onto the light reflecting surface of the light reflecting member can accurately irradiate the inspection object supported by the support portion.
本発明の第2態様に係る外観検査装置は、検査対象物を支持する支持部と、検査対象物に対向して検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面を有する光反射部材と、 光反射面に光を投影するプロジェクタとを備え、光反射面は、プロジェクタから投影された光を拡散反射して、検査対象物に照射し、光反射面は、当該光反射面で拡散反射された光の量が所定方向にピークを持つ指向性を有する。 The visual inspection apparatus according to the second aspect of the present invention is a light reflecting member having a support portion for supporting the inspection object and a light reflecting surface having a curved shape facing the inspection object and having a concave shape with respect to the inspection object. The light reflecting surface diffuses and reflects the light projected from the projector to irradiate the inspection object, and the light reflecting surface diffuses on the light reflecting surface. The amount of reflected light has a directivity with a peak in a predetermined direction.
本発明の第2態様に係る照明方法は、検査対象物に対向して検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面にプロジェクタから光を投影する工程と、プロジェクタにより投影された光を光反射面によって拡散反射して、検査対象物に照射する工程とを備え、光反射面は、当該光反射面で拡散反射された光の量が所定方向にピークを持つ指向性を有する。 The lighting method according to the second aspect of the present invention includes a step of projecting light from a projector onto a light reflecting surface having a curved shape facing the inspection object and having a concave shape with respect to the inspection object, and light projected by the projector. The light-reflecting surface comprises a step of diffusing and reflecting the light by a light-reflecting surface to irradiate the object to be inspected, and the light-reflecting surface has a directivity in which the amount of light diffusely reflected by the light-reflecting surface has a peak in a predetermined direction.
このように構成された本発明(外観検査装置および照明方法)では、検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面が検査対象物に対向し、プロジェクタから光反射面に投影された光が光反射面により反射されて、検査対象物に照射される。特に光反射面は、指向性を有しつつ光を拡散反射する。したがって、光が照射される範囲を検査対象物に対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することが可能となる。 In the present invention (visual inspection apparatus and lighting method) configured in this way, a light reflecting surface having a curved shape recessed with respect to the inspection object faces the inspection object and is projected from the projector onto the light reflecting surface. The light is reflected by the light reflecting surface and irradiates the object to be inspected. In particular, the light reflecting surface diffusely reflects light while having directivity. Therefore, it is possible to appropriately extend the range of irradiation with light to the object to be inspected and to secure the necessary and sufficient illuminance.
以上のように、本発明によれば、光が照射される範囲を検査対象物に対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately widen the range of light irradiation with respect to the inspection object and to secure the necessary and sufficient illuminance.
図1は本発明の第1実施形態に係る外観検査装置の構成を模式的に示す部分断面図であり、図2は図1の外観検査装置が備える光反射部材の外観を模式的に示す斜視図であり、図3は図1の外観検査装置が備える電気的構成を示すブロック図である。本明細書の図では、水平方向であるX方向、X方向に直交する水平方向であるY方向あるいは鉛直方向であるZ方向を適宜示す。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of the visual inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing the appearance of the light reflecting member included in the visual inspection apparatus of FIG. FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration included in the visual inspection apparatus of FIG. 1. In the figures of the present specification, the X direction which is the horizontal direction, the Y direction which is the horizontal direction orthogonal to the X direction, and the Z direction which is the vertical direction are appropriately shown.
外観検査装置1は、検査対象であるワークWを支持するワーク支持部2を備える。図1の例では、ワーク支持部2は水平なテーブル21を有し、テーブル21に載置されたワークWを支持する。ただし、ワーク支持部2の具体的構成はこれに限られず、ワーク支持部2はワークWを支持するロボットアームであってもよい。
The
この外観検査装置1は、ワーク支持部2に支持されるワークWに上方から対向するドーム型の光反射部材3を備える。図2に示すように、光反射部材3の外壁面31は、球面Soである。
The
一方、光反射部材3の内壁面32は、ワーク支持部2に支持されるワークWに上方から対向し、ワークWに対して凹んだ湾曲形状を有する。この内壁面32は、光を正反射する正反射面である。具体的には、内壁面32は、湾曲形状を構成するように配列された複数の鏡面33を有しており、各鏡面33は凹形状を有し、凹面鏡として機能する。なお、鏡面33の凹形状は球面であってもよいし、球面とは異なる形状であってもよい。このように、内壁面32は、異なる方向からワークWに対向する複数の鏡面33(凹面鏡)によって構成されている。
On the other hand, the
かかる内壁面32の形状は、概略的には図1の破線で示す球面Si(隣接する鏡面33の境界に接する面)であるが、詳細には、各鏡面33において球面Siから凹んでいる。このような、光反射部材3は、例えば金属製のドームの内壁面を球面に仕上げてから、内壁面の各鏡面33に応じた部分を凹ませる加工を行うことで形成できる。
The shape of the
また、外観検査装置1は、光反射部材3の内壁面32に下側から対向するプロジェクタ5を備える。このプロジェクタ5の射出瞳51は、球面Soの中心Co(球面Siの中心と共通)からずれており、射出瞳51と中心Coとの間にはX方向に間隔Δが設けられている。一方、上述のテーブル21は、プロジェクタ5の逆側に中心Coからずれており、テーブル21の中心と球面Soの中心Coとの間にはX方向に間隔Δが設けられている。したがって、鉛直方向Zからの平面視において、プロジェクタ5の射出瞳51と、テーブル21に支持されるワークWとは、中心Coを挟むように配置される。
Further, the
プロジェクタ5は、DMD(Digital Mirror Device)あるいは液晶デバイス(Liquid
Crystal on Silicon)等の空間光変調素子、光源および投影レンズを有し、光源から射出されて空間光変調素子で変調された光を投影レンズにより投影する。投影レンズは、いわゆる魚眼レンズであり、プロジェクタ5は、内壁面32の全域に対して光を投影できる。かかるプロジェクタ5が光反射部材3の内壁面32に光Liを投影する。これに対して、内壁面32には、複数の鏡面33が配列されており、各鏡面33は凹形状を有する。かかる鏡面33は、プロジェクタ5から入射してきた光Liを正反射して、集光位置Pに集光する。この集光位置Pは、鏡面33とワークWとの間に設けられている。したがって、鏡面33で正反射された光Lrは、集光位置Pに集光された後に広がって、ワークWに照射される。
The projector 5 is a DMD (Digital Mirror Device) or a liquid crystal device (Liquid).
It has a spatial light modulation element such as Crystal on Silicon), a light source, and a projection lens, and projects light emitted from the light source and modulated by the spatial light modulation element by the projection lens. The projection lens is a so-called fisheye lens, and the projector 5 can project light onto the entire area of the
また、外観検査装置1は、ワーク支持部2に支持されるワークWを撮像するカメラ61と、カメラ61を駆動するカメラ駆動機構62とを備える。カメラ61は、Y方向に平行な球面Soの中心線Cy(球面Siの中心線と共通)の周りで回転可能に支持されており、中心線Cyを中心とする回転方向において互いに異なる複数の撮像位置Ia、Ib、Icの間で移動できる。そして、カメラ駆動機構62は、カメラ61を駆動することで、複数の撮像位置Ia、Ib、Icのうちの1つにカメラ61を位置させる。なお、図1の例では、カメラ61は撮像位置Iaに位置する。なお、撮像位置Ia、Ib、Icにカメラ61を位置させる具体的構成はここの例に限られない。例えば、カメラ駆動機構62を設けずに、撮像位置Ia、Ib、Icのそれぞれにカメラ61を配置してもよい。
Further, the
また、これらの撮像位置Ia、Ib、Icに対応して、光反射部材3には、開口Oa、Ob、Ocが空いている。したがって、撮像位置Iaに位置するカメラ61は開口Oaを介してワークWを撮像し、撮像位置Ibに位置するカメラ61は開口Obを介してワークWを撮像し、撮像位置Icに位置するカメラ61は開口Ocを介してワークWを撮像する。
Further, the
さらに、外観検査装置1は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)あるいはプロセッサで構成された制御部7(図3)を備える。この制御部7は、プロジェクタ5、カメラ61およびカメラ駆動機構62を制御する機能を有し、プロジェクタ5から光反射部材3の内壁面32を介してワークWに光Lrを照射しつつカメラ61によりワークWを撮像した画像に基づき、ワークWの外観を検査する。具体的には、ワークWの外観における傷の有無などが検査される。
Further, the
ちなみに、プロジェクタ5は、内壁面32のうちから選択したエリアに存在する鏡面33に対して光Liを投影することができる。具体的には、プロジェクタ5は、カメラ61の位置に応じて光Liを投影する鏡面33を切り替える。図4はプロジェクタによる光の投影範囲の切替態様を模式的に示す図である。図4に示すように、プロジェクタ5は、開口Oa、Ob、Ocのうち、カメラ61が対向する開口に隣接するエリアに光Liを投影する。この際、光Liは、Z方向からの平面視においてリング状に投影される。したがって、カメラ61が撮像位置Iaに位置する場合は、開口Oaの周囲の鏡面33に光Liが投影される。カメラ61が撮像位置Ibに位置する場合は、開口Obに隣接する鏡面33と当該鏡面33と同じ高さに位置する鏡面33とに光Liが投影される。カメラ61が撮像位置Icに位置する場合も同様である。
Incidentally, the projector 5 can project the light Li onto the
このように構成された第1実施形態では、ワークWに対する光の照射範囲を広く確保できる。この点について、図5を併用しつつ説明する。ここで、図5は比較例に係る外観検査装置の構成を模式的に示す部分断面図である。図1の第1実施例と図5の比較例との差異点は、光反射部材3の内壁面32の構成のみである。つまり、比較例では、内壁面32は球面Siであり、光Liを正反射する球面鏡である。このような内壁面32にプロジェクタ5から光Liを投影した場合、内壁面32で反射された光Lrは、ワークWに向けて集光される。その結果、ワークWに対して光Lrが照射される範囲が狭くなる。
In the first embodiment configured in this way, a wide range of light irradiation to the work W can be secured. This point will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of the visual inspection apparatus according to the comparative example. The only difference between the first embodiment of FIG. 1 and the comparative example of FIG. 5 is the configuration of the
これに対して、第1実施形態では、光反射部材3の内壁面32(光反射面)では、それぞれ光Liを正反射する複数の鏡面33が配列されており、鏡面33は、プロジェクタ5により投影された光Liを当該鏡面33とワークWとの間の集光位置Pに集光する凹形状を有する。そのため、鏡面33で正反射された光Lrは、鏡面33とワークWとの間の集光位置Pに集光された後に広がってワークWに照射される。これによって、光Lrが照射される範囲をワークWに対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することが可能となっている。
On the other hand, in the first embodiment, a plurality of mirror surfaces 33 that regularly reflect light Li are arranged on the inner wall surface 32 (light reflecting surface) of the
また、中心線Cy(所定軸)を中心とする回転方向において互いに異なる複数の撮像位置Ia、Ib、Icにカメラ61を位置させつつ、内壁面32で正反射された光Lrが照射されるワークWがカメラ61により撮像される。かかる構成では、複数の撮像位置Ia、Ib、Icに対応する複数の方向からワークWを撮像できるため、ワークWの傷などを的確に検出するのに有利である。また、プロジェクタ5は、複数の鏡面33のうち光Liを投影する鏡面33を、ワークWを撮像するカメラ61の撮像位置Ia、Ib、Icに応じて変更する。つまり、内壁面32に配列された複数の鏡面33のうちから、カメラ61の撮像位置Ia、Ib、Icに応じて選択された鏡面33に光Liが投影される。この際、鏡面33は、集光位置Pに集光する凹形状を有するため、複数の鏡面33のうちから選択された鏡面33により反射された光Lrが、ワークWにおいて照射される範囲を適度に拡げつつ、必要十分な照度を確保することが可能となっている。
Further, while the
また、光反射部材3は球面形状の外壁面31を有し、プロジェクタ5の射出瞳51は、外壁面31の球面形状の中心Coからずれている。これに対して、テーブル21は、外壁面31の球面形状の中心Coに対して、プロジェクタ5の射出瞳51の反対側にワークWを支持する。かかる構成では、プロジェクタ5から光反射部材3の内壁面32に投影された光は内壁面32の湾曲形状によってワークWに向けて射出される。その結果、ワークWに的確に光を照射することができる。
Further, the
図6は本発明の第2実施形態に係る外観検査装置の構成を模式的に示す部分断面図である。第2実施形態と上記の実施形態との差異点は、鏡面33の形状である。したがって、ここでは上記の実施形態との差異点を中心に説明を行い、共通点については相当符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of the visual inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The difference between the second embodiment and the above embodiment is the shape of the
図6に示すように、第2実施形態においても、内壁面32は、湾曲形状を構成するように配列された複数の鏡面33を有する。ただし、各鏡面33は凸形状を有し、凸面鏡として機能する。なお、鏡面33の凸形状は球面であってもよいし、球面とは異なる形状であってもよい。このように、内壁面32は、異なる方向からワークWに対向する複数の鏡面33(凸面鏡)によって構成されている。そして、プロジェクタ5から鏡面33に投影された光Liは鏡面33で正反射される。
As shown in FIG. 6, also in the second embodiment, the
このように、第2実施形態では、鏡面33は凸形状を有しており、鏡面33で反射された光Lrは、鏡面33の凸形状によって広がりつつワークWに向かって進行してから、ワークWに照射される。これによって、ワークWに対して光Lrが照射される範囲を広く確保することが可能となっている。
As described above, in the second embodiment, the
また、第2実施形態においても、内壁面32に配列された複数の鏡面33のうちから、カメラ61の撮像位置Ia、Ib、Icに応じて選択された鏡面33に光Liが投影される。この際、鏡面33は凸形状を有するため、複数の鏡面33のうちから選択された鏡面33により反射された光Lrが、ワークWにおいて照射される範囲を適度に拡げつつ、必要十分な照度を確保することが可能となっている。
Further, also in the second embodiment, the light Li is projected onto the
図7は本発明の第3実施形態に係る外観検査装置の構成を模式的に示す部分断面図である。第3実施形態と上記の実施形態との差異点は、鏡面33の形状である。したがって、ここでは上記の実施形態との差異点を中心に説明を行い、共通点については相当符号を付して説明を省略する。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of the visual inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention. The difference between the third embodiment and the above embodiment is the shape of the
図7に示すように、第3実施形態においても、内壁面32は、湾曲形状を構成するように配列された複数の鏡面33を有する。ただし、各鏡面33は平面形状を有し、平面鏡として機能する。このように、内壁面32は、異なる方向からワークWに対向する複数の鏡面33(平面鏡)によって構成されている。そして、プロジェクタ5から鏡面33に投影された光Liは鏡面33で正反射される。
As shown in FIG. 7, also in the third embodiment, the
このように、第3実施形態では、鏡面33は平面形状を有しており、鏡面33で反射された光Lrは狭まることなくワークWに向かって進行してから、ワークWに照射される。これによって、光Lrが照射される範囲をワークWに対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することが可能となっている。
As described above, in the third embodiment, the
また、第3実施形態においても、内壁面32に配列された複数の鏡面33のうちから、カメラ61の撮像位置Ia、Ib、Icに応じて選択された鏡面33に光Liが投影される。この際、鏡面33は平面形状を有するため、複数の鏡面33のうちから選択された鏡面33により反射された光Lrが、ワークWにおいて照射される範囲を適度に拡げつつ、必要十分な照度を確保することが可能となっている。
Further, also in the third embodiment, the light Li is projected onto the
ところで、第1〜第3実施形態では、内壁面32において複数の鏡面33が二次元的に配列されている。続いては、鏡面33の配列態様について説明する。図8Aは鏡面の配列態様の第1例を示す図であり、図8Bは鏡面の配列態様の第2例を示す図である。なお、両図では、二次元的な鏡面33の配列と、図1、図6あるいは図7に示す断面における鏡面33の配列とが対応付けられて上下に併記されている。
By the way, in the first to third embodiments, a plurality of mirror surfaces 33 are two-dimensionally arranged on the
第1例では、鏡面33は円形を有し、第2例では、鏡面33は正六角形を有する。そして、第1例および第2例のいずれの二次元配列おいても、1個の鏡面33の周りに6個の鏡面33が等角度間隔で配列されている。換言すれば、一の鏡面33(例えば、図の中央の鏡面33)に隣接する6個の鏡面33それぞれの幾何重心Gaが当該一の鏡面33の幾何重心Goを中心とする円周Aに沿って60度の間隔で並んでいる。かかる構成では、内壁面32において複数の鏡面33を密に配列することができる。
In the first example, the
図9は本発明の第4実施形態に係る外観検査装置の構成を模式的に示す部分断面図であり、図10は図9の外観検査装置の内壁面の光反射特性を模式的に示す図である。なお、図10では、内壁面32の形状を直線で近似して表している。第4実施形態と上記の実施形態との差異点は、内壁面32の構成である。したがって、ここでは上記の実施形態との差異点を中心に説明を行い、共通点については相当符号を付して説明を省略する。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view schematically showing the configuration of the visual inspection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram schematically showing the light reflection characteristics of the inner wall surface of the visual inspection apparatus of FIG. Is. In FIG. 10, the shape of the
図9に示すように、第2実施形態においても、光反射部材3の内壁面32は、ワークWに対して凹んだ湾曲形状を有する。ただし。この内壁面32は、平滑な曲面であり、ここの例では球面Siである。また、内壁面32は光Liを拡散反射する拡散反射面である。このような、光反射部材3は、例えばドームの内側を球面に仕上げてから、この内側に光拡散シートを張り付けたり、拡散性のある表面加工を施したりすることで形成できる。
As shown in FIG. 9, also in the second embodiment, the
図10に示すように、内壁面32の拡散反射は指向性を有する。つまり、内壁面32に対して入射角θiで入射した光Liは、破線で示すような異方的な光量分布で拡散反射される。そして、内壁面32で拡散反射された光Lrの量は、所定の反射角θrにピークを持つ。なお、ここの例では、入射角θiと反射角θrとは等しい。この際、球面Siの半径をrとし、指向性を有しつつ拡散反射する配光分布の半値角度をθhとすると、光量を確保できる照明範囲は、r×θhの面積を有する円となる。
As shown in FIG. 10, the diffuse reflection of the
このように構成された第4実施形態では、ワークWに対して凹んだ湾曲形状を持つ内壁面32がワークWに対向し、プロジェクタ5から内壁面32に投影された光Liが内壁面32により拡散反射されて、ワークWに照射される。特に内壁面32での拡散反射は指向性を有する。したがって、拡散反射された光Lrのうちの多くをワークWに対して進行させることができ、光Lrが照射される範囲をワークWに対して適度な拡がりにするとともに、必要十分な照度を確保することが可能となっている。
In the fourth embodiment configured in this way, the
以上に説明した実施形態では、外観検査装置1が本発明の「外観検査装置」の一例に相当し、ワーク支持部2が本発明の「支持部」の一例に相当し、光反射部材3が本発明の「光反射部材」の一例に相当し、内壁面32が本発明の「光反射面」の一例に相当し、鏡面33が本発明の「鏡面」の一例に相当し、プロジェクタ5が本発明の「プロジェクタ」の一例に相当し、カメラ61が本発明の「カメラ」の一例に相当し、カメラ61、カメラ駆動機構62および制御部7が協働して本発明の「撮像部」の一例として機能し、撮像位置Ia、Ib、Icが本発明の「撮像位置」の一例に相当し、ワークWが本発明の「検査対象物」の一例に相当する。
In the embodiment described above, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、光反射部材3は、平面視において円形のドーム形状を有するが、平面視において楕円形のドーム形状を有していてもよい。あるいは、光反射部材3は平面視において多角形状を有していてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made other than those described above as long as the present invention is not deviated from the gist thereof. For example, the
また、光反射部材3の湾曲形状(内壁面32の湾曲形状)はドーム形状に限られず、例えば図11に示すようにトンネル形状でもよい。図11は光反射部材の形状の変形例を模式的に示す斜視図である。かかるトンネル型の光反射部材3は平面視において矩形状を有する。
Further, the curved shape of the light reflecting member 3 (curved shape of the inner wall surface 32) is not limited to the dome shape, and may be, for example, a tunnel shape as shown in FIG. FIG. 11 is a perspective view schematically showing a modified example of the shape of the light reflecting member. The tunnel-shaped
また、プロジェクタ5は、種々のものを使用できる。例えば、無限遠に像を作るプロジェクタ5によって内壁面32に光Liを投影してもよい。
Further, various projectors 5 can be used. For example, light Li may be projected onto the
また、光反射部材3の内壁面32の一部にLED(Light Emitting Diode)等の光源のアレイを設けておいてもよい。かかる構成では、プロジェクタ5から投影して内壁面32で反射された光と、光源から照射した光とをワークWに照射することができる。
Further, an array of light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) may be provided on a part of the
また、図9に示す実施形態では、内壁面32は球面である必要はない。
Further, in the embodiment shown in FIG. 9, the
また、図10に示す拡散反射特性において、入射角θiと反射角θrとが異なっていてもよい。 Further, in the diffuse reflection characteristic shown in FIG. 10, the incident angle θi and the reflection angle θr may be different.
本発明は、検査対象物の外観を検査する際に、検査対象物に光を照射する照明技術の全般に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for all lighting techniques for irradiating an inspection object with light when inspecting the appearance of the inspection object.
1…外観検査装置
2…ワーク支持部(支持部)
3…光反射部材
32…内壁面(光反射面)
33…鏡面
5…プロジェクタ
61…カメラ(撮像部)
62…カメラ駆動機構(撮像部)
7…制御部(撮像部)
Ia…撮像位置
Ib…撮像位置
Ic…撮像位置
W…ワーク(検査対象物)
1 ...
3 ...
33 ... Mirror surface 5 ...
62 ... Camera drive mechanism (imaging unit)
7 ... Control unit (imaging unit)
Ia ... Imaging position Ib ... Imaging position Ic ... Imaging position W ... Work (inspection object)
Claims (10)
前記検査対象物に対向して前記検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面を有する光反射部材と、
前記光反射面に光を投影するプロジェクタと
を備え、
前記プロジェクタが前記光反射面に投影した光は、前記光反射面で反射されてから、前記検査対象物に照射され、
前記光反射面では、それぞれ光を正反射する複数の鏡面が配列されており、
前記鏡面は、前記プロジェクタにより投影された光を前記鏡面と前記検査対象物との間に集光する凹形状、凸形状あるいは平面形状を有する外観検査装置。 A support part that supports the inspection object and
A light-reflecting member having a light-reflecting surface having a curved shape facing the inspection object and having a concave shape with respect to the inspection object.
A projector that projects light onto the light reflecting surface is provided.
The light projected by the projector on the light reflecting surface is reflected by the light reflecting surface and then irradiated on the inspection object.
On the light reflecting surface, a plurality of mirror surfaces that regularly reflect light are arranged.
The mirror surface is an appearance inspection device having a concave shape, a convex shape, or a planar shape that collects light projected by the projector between the mirror surface and the inspection object.
前記プロジェクタは、前記複数の鏡面のうち光を投影する鏡面を、前記検査対象物を撮像する前記カメラが位置する前記撮像位置に応じて変更する請求項1ないし4のいずれか一項に記載の外観検査装置。 Further provided with an imaging unit that captures the inspection object to be irradiated with the light reflected by the light reflecting surface by the camera while positioning the cameras at a plurality of imaging positions different from each other in the rotation direction about a predetermined axis. ,
The projector according to any one of claims 1 to 4, wherein the mirror surface that projects light among the plurality of mirror surfaces is changed according to the imaging position where the camera that images the inspection object is located. Visual inspection equipment.
前記プロジェクタの射出瞳は、前記外壁面の前記球面形状の中心からずれており、
前記支持部は、前記外壁面の球面形状の中心に対して、前記プロジェクタの射出瞳の反対側に前記検査対象物を支持する請求項1ないし6のいずれか一項に記載の外観検査装置。 The light reflecting member has a spherical outer wall surface and has a spherical outer wall surface.
The exit pupil of the projector is deviated from the center of the spherical shape of the outer wall surface.
The visual inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the support portion supports the inspection object on the opposite side of the exit pupil of the projector with respect to the center of the spherical shape of the outer wall surface.
前記プロジェクタにより投影された光を前記光反射面によって反射して、前記検査対象物に照射する工程と
を備え、
前記光反射面では、それぞれ光を正反射する複数の鏡面が配列されており、
前記鏡面は、前記プロジェクタにより投影された光を前記鏡面と前記検査対象物との間に集光する凹形状、凸形状あるいは平面形状を有する照明方法。 A process of projecting light from a projector onto a light reflecting surface having a curved shape that faces the inspection object and has a concave shape with respect to the inspection object.
A step of reflecting the light projected by the projector by the light reflecting surface and irradiating the inspection object with the light is provided.
On the light reflecting surface, a plurality of mirror surfaces that regularly reflect light are arranged.
The mirror surface is an illumination method having a concave shape, a convex shape, or a planar shape that collects light projected by the projector between the mirror surface and the inspection object.
前記検査対象物に対向して前記検査対象物に対して凹んだ湾曲形状を持つ光反射面を有する光反射部材と、
前記光反射面に光を投影するプロジェクタと
を備え、
前記光反射面は、前記プロジェクタから投影された光を拡散反射して、前記検査対象物に照射し、
前記光反射面は、当該光反射面で拡散反射された光の量が所定方向にピークを持つ指向性を有する外観検査装置。 A support part that supports the inspection object and
A light-reflecting member having a light-reflecting surface having a curved shape facing the inspection object and having a concave shape with respect to the inspection object.
A projector that projects light onto the light reflecting surface is provided.
The light reflecting surface diffusely reflects the light projected from the projector and irradiates the inspection object.
The light reflecting surface is a visual inspection device having a directivity in which the amount of light diffusely reflected by the light reflecting surface has a peak in a predetermined direction.
前記プロジェクタにより投影された光を前記光反射面によって拡散反射して、前記検査対象物に照射する工程と
を備え、
前記光反射面は、当該光反射面で拡散反射された光の量が所定方向にピークを持つ指向性を有する照明方法。
A process of projecting light from a projector onto a light reflecting surface having a curved shape that faces the inspection object and has a concave shape with respect to the inspection object.
The present invention comprises a step of diffusing and reflecting the light projected by the projector by the light reflecting surface and irradiating the inspection object.
The light reflecting surface is a lighting method having a directivity in which the amount of light diffusely reflected by the light reflecting surface has a peak in a predetermined direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020084237A JP2021179344A (en) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Exterior appearance inspection device, and illumination method |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020084237A JP2021179344A (en) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Exterior appearance inspection device, and illumination method |
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JP2021179344A true JP2021179344A (en) | 2021-11-18 |
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JP (1) | JP2021179344A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102628387B1 (en) * | 2023-06-15 | 2024-01-23 | 주식회사 평화이엔지 | Multi-surface vision inspection apparatus |
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2020
- 2020-05-13 JP JP2020084237A patent/JP2021179344A/en active Pending
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