JP3720269B2

JP3720269B2 - 検査装置および検査用レンズ

Info

Publication number: JP3720269B2
Application number: JP2001056829A
Authority: JP
Inventors: 充弘南; 峰男金; 規男種田
Original assignee: カネボウ株式会社
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP2001324451A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品の検査装置に関し、特に、側面を有する物品の表面の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒形状を有する検査対象物を自動検査する技術として、特開平５−８７７４４号公報に開示される技術がある。図１０を参照して、この公報に開示された表面検査装置８００は、検査対象物８１０の周囲に検査対象物８１０を取囲むように配置され、検査対象物８１０の側面からの反射光を検査対象物８１０の上方に反射させる環状プリズム８０２と、検査対象物８１０の上面からの反射光と環状プリズム８０２の上面８０４から出力された光とを撮像する２次元撮像カメラと、２次元撮像カメラからの映像信号を画像処理する画像処理装置とを含む。
【０００３】
この公報に開示された表面検査装置８００によると、環状プリズム８０２の環状の内部に検査対象物８１０を吸引機構８０８などを用いて載置する。環状プリズム８０２は、検査対象物８１０の側面からの反射光を、全反射面８０６により、環状プリズム８０２の上面８０４に向けて反射させる。２次元撮像カメラは、検査対象物８１０の正面からの反射光と環状プリズム８０２の上面８０４から出力された光とを２次元にて撮像する。画像処理装置は、２次元撮像カメラからの映像信号を処理する。
【０００４】
検査対象物８１０を取囲むように、環状のプリズム８０２を検査対象物８１０の側面に配置したため、１つの２次元撮像カメラで検査対象物８１０の正面と側面全周とを同時に検査することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の公報に開示された表面検査装置では、環状プリズムの中空部内に検査対象物を載置する必要がある。このため、検査対象物を１個ずつ環状内に挿入し装填する必要があり、この装填に要する時間が画像処理技術を用いた検査に要する時間よりも長いため、全体として単位時間当たりの検査能力を高めることが困難である。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する、検査精度の高い検査装置および検査用レンズを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る検査装置は、正面と、正面に交差する方向の側面とを有する検査対象物の表面を検査する検査装置であって、検査対象物の正面が予め定められた方向を向くように検査対象物が載置される載置台と、載置台に載置された検査対象物の側面を照明する照明装置と、載置台の位置と予め定められた関係にある位置に設置され、照明装置の照明により照明された側面からの反射光を屈折させることにより、側面からの反射光の光路を所定の方向へ変更するための光路変更手段と、光路変更手段から出力された側面からの反射光を撮像するための撮像手段と、撮像手段に接続され、撮像手段により撮像された側面からの反射光の映像信号を画像処理するための画像処理手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、照明装置は載置台に載置された検査対象物の側面を照明する。光路変更手段は、載置台の位置と予め定められた関係にある位置に設置され、照明装置の照明により照明された側面からの反射光を屈折させて、その光路を所定の方向へ変更する。撮像手段は、所定の方向へ変更された側面からの反射光を撮像する。画像処理手段は、撮像手段により撮像された側面からの反射光の映像信号を画像処理する。これにより、光路変換手段は載置台の位置から予め定められた関係（たとえば、載置台から離れた関係）にある位置に設置され、かつ、撮像手段は光路変換手段により所定の方向（たとえば、検査対象物の載置台への送込み、載置台からの送出しと異なる方向）に変換された検査対象物の側面からの反射光を撮像できるので、載置台に検査対象物を高速度で送込んで、側面の検査を行うことができる。その結果、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する検査装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る検査装置は、第１の発明の構成に加えて、所定の方向は、載置台に検査対象物が載置されたときの正面が向く予め定められた方向であり、光路変更手段の設置される位置は、載置台から離れた、載置台に対向する位置である。
【００１０】
第２の発明によると、載置台に対向する位置に設置された光路変更手段は、載置台に載置された検査対象物の側面からの反射光の光路を、載置台に検査対象物が載置されたときの正面が向く方向に変換する。これにより、光路変換手段は載置台に載置された検査対象物から離れた位置に設置され、かつ、撮像手段は光路変換手段により載置台に検査対象物が載置されたときの正面が向く方向（たとえば、載置台に垂直な方向であって、検査対象物の載置台への送込み、載置台からの送出しと異なる方向）に変換された検査対象物の側面からの反射光を撮像できるので、載置台に検査対象物を高速度で送込んで、側面の検査を行うことができる。その結果、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する検査装置を提供することができる。
【００１１】
第３の発明に係る検査装置は、第１または第２の発明の構成に加えて、光路変更手段は、底面と、底面の面積よりも小さな面積を有する上面と、底面の周縁と上面の周縁とを結ぶ斜面とを有する中実透明なレンズであって、上面を載置台に対向するように設置されるものである。
【００１２】
第３の発明によると、載置台に載置された検査対象物の側面からの反射光は、レンズの斜面に入射して、レンズを構成する物質の屈折率により、所定の方向に屈折する。屈折された側面からの反射光は、撮像手段により撮像される。これにより、レンズを構成する物質の屈折率により検査対象物の側面の全周からの反射光を所定の方向（たとえば、検査対象物の載置台への送込み、載置台からの送出しと異なる方向）へ屈折させるレンズは、載置台の位置から予め定められた関係（たとえば、載置台から離れた関係）にある位置に設置されているので、載置台に検査対象物を高速度で送込むことができる。その結果、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する検査装置を提供することができる。
【００１３】
第４の発明に係る検査装置は、第３の発明の構成に加えて、レンズは、レンズを構成する物質の屈折率と、斜面および検査対象物の側面から構成される角度と、レンズの上面と検査対象物との距離とにより定まる関数に基づいて、斜面から入射した側面からの反射光の光路を屈折させる。
【００１４】
第４の発明によると、載置台に載置された検査対象物の側面の全周からの反射光は、レンズの斜面に入射して、レンズを構成する物質の屈折率と、斜面および検査対象物の側面から構成される角度と、レンズの上面と検査対象物との距離とにより定まる関数に基づいて検査対象物の側面からの反射光を所定の方向へ屈折させる。これにより、所定の関数に基づいて検査対象物の側面からの反射光を所定の方向（たとえば、検査対象物の載置台への送込み、載置台からの送出しと異なる方向）へ屈折させるレンズは、載置台の位置から予め定められた関係（たとえば、載置台から離れた関係）にある位置に設置されているので、載置台に検査対象物を高速度で送込むことができる。その結果、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する検査装置を提供することができる。
【００１５】
第５の発明に係る検査装置は、第３または第４の発明の構成に加えて、レンズは、底面から上面へ貫通する中空部を有し、レンズは、中空部の内部から中空部の内面を通してレンズ内部に入射する光を遮断するための遮断手段をさらに含む。
【００１６】
第５の発明によると、遮断手段は、レンズに設けられた中空部の内面を通してレンズ内部に入射する光を遮断する。これにより、検査対象物の側面の全周からの反射光以外の光は、レンズ内部へ入射しないので、撮像手段は検査対象物の側面からの反射光のみを撮像できる。その結果、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する、検査精度の高い検査装置を提供することができる。
【００１７】
第６の発明に係る検査装置は、第５の発明の構成に加えて、中空部の断面形状は、中空部を通じて、検査対象物の正面の全体を観察できる形状であり、撮像手段は、光路変更手段から出力された検査対象物の側面からの反射光と、中空部を通して入射する検査対象物の正面からの反射光とを撮像するための手段を含み、画像処理手段は、撮像手段により撮像された側面からの反射光の映像信号と正面からの反射光の映像信号とを画像処理するための手段を含む。
【００１８】
第６の発明によると、中空部の断面形状は、検査対象物の正面の全体を観察できる形状である。これにより、撮像手段は、光路変更手段から出力された検査対象物の側面の全周からの反射光と、中空部を通して入射する検査対象物の正面の全体からの反射光とを一度に撮像できる。その結果、側面を有する検査対象物において、側面の全周と正面の全体とを検査できる、高い処理能力を有する検査装置を提供することができる。
【００１９】
第７の発明に係る検査装置は、第１〜第６のいずれかの発明の構成に加えて、照明装置と検査対象物との間の位置に設置された第１の偏光フィルタと、検査対象物と撮像手段との間の位置に設置された第２の偏光フィルタとをさらに含み、第１の偏光フィルタの偏光面は、第２の偏光フィルタの偏光面を９０度ずらしたものである。
【００２０】
第７の発明によると、第１の偏光フィルタは、照明装置からの照明光を特定の振動方向の光のみを透過させて、照明光を平面偏光にする。第２の偏光フィルタの偏光面は、第１の偏光フィルタの偏光面と９０度のずれがあるため、第２の偏光フィルタは、偏光が維持される検査対象物からの正反射光を透過しないが、偏向が維持されない検査対象物からの散乱光を透過する。その結果、検査対象物が光沢がありハレーションを起こす場合でも、ハレーションの原因である正反射光を撮像カメラへ入射させることを回避でき、精度の高い検査を行なうことができる。
【００２１】
第８の発明に係る検査用レンズは、底面と、底面の面積よりも小さな面積を有する上面と、底面の周縁と上面の周縁とを結ぶ斜面とを有する中実透明なレンズであって、レンズは、底面から上面へ貫通する中空部を有し、レンズは、中空部の内部から中空部の内面を通してレンズ内部に入射する光を遮断するための遮断手段を含む。
【００２２】
第８の発明によると、レンズの斜面から入射した光は、レンズを構成する物質の屈折率により、所定の方向（たとえば、レンズ底面に垂直な方向）に屈折して、底面から出力する。遮断手段はレンズに設けられた中空部の内面を通してレンズ内部に入射する光を遮断する。これにより、レンズを構成する物質の屈折率により斜面から入射した光の光路を所定の方向へ屈折させ、かつ、斜面から入射した光以外の以外の光は、レンズ内部へ入射させない。その結果、斜面から入射した光のみを所定の方向に屈折できるレンズを提供でき、このレンズを、たとえば、側面を有する検査対象物の側面検査に使用することにより高い処理能力を有する検査装置を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明の繰返しは適宜省略する。
【００２４】
図１および図２を参照して、本実施の形態に係る検査装置１００は、第１の正面６１０と、第１の正面６１０に直角な方向の第１の側面６０４と、底面６１６とを有する検査対象物６００の表面を検査する検査装置である。検査対象物６００の詳細な形状については後述する。
【００２５】
検査装置１００は、検査対象物６００の底面６１６を下にして検査対象物６００を搬送する搬送コンベア６５０と、搬送コンベア６５０に載置され所定の検査位置に搬送された検査対象物６００の側面を照明するリング照明装置３００と、搬送コンベア６５０およびリング照明装置３００の上方に設置され、リング照明装置３００の照明により照明された第１の側面６０４などからの反射光を屈折させることにより、第１の側面６０４などからの反射光の光路を垂直な方向へ変更するレンズ２００と、レンズ２００の底面２０２から出力された第１の側面６０４の全周からの反射光などを撮像する撮像カメラ４００と、撮像カメラ４００に接続され、撮像カメラ４００により撮像された第１の側面６０４からの反射光などの映像信号を画像処理する画像処理装置５００とを含む。
【００２６】
検査装置１００はさらに、リング照明装置３００と検査対象物６００との間の位置に設置され、リング照明装置３００からの照明光の特定の振動方向の光のみを透過させて、照明光を平面偏光にするための第１の偏光フィルタ９００と、検査対象物６００と撮像カメラ４００との間の位置であって、検査対象物６００とレンズ２００との位置に設置された第２の偏光フィルタ９０２とを含む。この第１の偏光フィルタ９００の偏光面は、第２の偏光フィルタ９０２の偏光面と９０度ずれている。第１の偏光フィルタ９００は、リング状の形状を有し、リング内側に第２の偏光フィルタ９０２から撮像カメラ４００への光路が設定され、撮像カメラ４００への光路が遮られることがない。
【００２７】
レンズ２００は、円形の底面２０２と、底面２０２の面積よりも小さな面積を有する円形の上面２０８と、底面２０２の周縁と上面２０８の周縁とを結ぶ斜面２０４とを有する中実透明なレンズである。本実施の形態に係る検査装置１００のレンズ２００の材質は石英ガラスである。石英ガラスの屈折率は、空気屈折率１に対して１．５１６３である。また、円形の底面２０２の中心の位置と円形の上面２０８の中心の位置とが一致している。さらに、レンズ２００は、底面２０２と上面２０８とを貫通する円柱状の中空部２０６を有し、底面２０２および上面２０８の中心の位置と中空部２０６の中心の位置とが一致している。中空部２０６は、その内面に、中空部２０６から中空部２０６の内面を通してレンズ２００内部に入射する光を遮断する遮断面を有する。遮断面には、たとえば、可視光線を遮断する黒いシートが貼付されたり、可視光線を遮断する黒いペンキなどが塗られたりする。なお、中空部２０６の断面積は、検査対象物６００の正面の全体が観察できる直径を有する。
【００２８】
リング照明装置３００は、リング形状の照明装置であって、検査対象物６００の側面および正面を均一に照明する。撮像カメラ４００には、２次元のＣＣＤ（charge coupled device）カメラなどが用いられる。撮像カメラ４００は、搬送コンベア６５０に設けられた、検査対象物６００が所定の位置に到着したことを検知する検査対象物検知センサ（図示しない）から出力された同期信号に基づいて、画像データを取込む。取込まれた画像データは、レンズ２００の中空部を通して観察される検査対象物６００の正面の画像と、レンズ２００の底面２０２から出力された検査対象物６００の側面の画像とを含む。
【００２９】
画像処理装置５００は、撮像カメラ５００が撮像した検査対象物６００の正面画像と側面画像とのデータを画像処理し、検査対象物６００の正面および側面の傷などを検出する。また、検出した傷の大きさや数に基づいて、検査対象物６００の検査合否を判定する。検査不合格と判定された検査対象物６００は、搬送コンベア６５０上に設けられた、不良品排出エアーノズル（図示しない）からのエアーの噴出などにより搬送コンベア６００から排除される。
【００３０】
検査対象物６００は、第１の正面６１０、第２の正面６１２および第３の正面６１４と、それら正面に直角な方向の第１の側面６０４、第２の側面６０６および第３の側面６０８とを有する。また、第１の側面６０４は、その側面が一部が欠落している切欠部６０２を有する。また、後述するように、第１の側面の一部には斜面６０５がある。なお、検査対象物６００は、搬送コンベア６５０により、図１のＸ方向、図２のＹ方向に搬送され、搬送されている途中に検査対象物６００の表面が自動検査される。
【００３１】
次に、リング照明装置３００の照明光の光路と、リング照明装置３００の照明光により反射した検査対象物６００の側面からの反射光の光路とを説明する。なお、リング照明装置３００は、前述のとおりリング形状を有しており、リング照明装置３００のリング内側に、検査対象物６００の正面と側面とを均一に照明できるように、光ファイバ束が多数並べられた照明ライン３０２を有する。この照明ライン３０２は、検査対象物６００の正面と側面とを照明できるような角度を有する。
【００３２】
図１における３−３断面を示す図３を参照して、リング照明装置３００の照明ライン３０２から照射された照明光は、照明光軌跡３０４〜３１０を描いて、検査対象物６００の側面を照明する。このとき、リング照明装置３００の照明ライン３０２から照射された照明光の一部（軌跡は図示しない）は、検査対象物６００の第１の正面６１０などを照明する。
【００３３】
図３に示すように、照明ライン３０２から照射された照明光の一部は、照明光軌跡９０８を描いて、検査対象物６００の斜面６０５を照射する。検査対象物６００の表面に光沢のある場合、この斜面６０５からの正反射光によるハレーションが発生する。図４を参照して、照明光軌跡９０８で描かれた照明光は、この斜面６０５に照射される。検査対象物６００の全反射に近い反射特性により、斜面６０５から、反射光軌跡９１８を描いて、撮像カメラ４００に正反射光が入射される。その結果、ハレーションが発生する。これは、斜面６０５における垂線に対して照明光の入射角と等しい反射角の光路上に、撮像カメラ４００が設置されるためである。このような検査対象物の形状および反射特性を有する場合、このハレーションにより検査が困難になる。そのため、第１の偏光フィルタ９００により平面偏光の照明光にする。正反射光は偏光が維持され、一方、異物などによる散乱光は無偏光に近い。第２の偏光フィルタ９０２の偏光面を、第１の偏光フィルタ９００の偏光面と９０度ずらしているため、偏光が維持された正反射光は、第２の偏光フィルタ９０２を透過できない。その結果、第２の偏光フィルタ９０２を透過するのは正反射光以外の光となり、撮像カメラ４００にハレーションが撮像されることを回避できる。
【００３４】
リング照明装置３００により照明された検査対象物６００の第１の側面６０４、第２の側面６０６および第３の側面６０８からの反射光は、反射光軌跡３１４〜３２０を描いて、レンズ２００の斜面２０４に入射する。このレンズ２００の斜面２０４に入射した反射光軌跡３１４〜３２０で表される光路は、レンズ２００により垂直上向きの光路に変換される。以下、この光路の変換について説明する。
【００３５】
図５および図６を参照して、まず、検査対象物６００の側面からの反射光のレンズ２００への入射について説明する。検査対象物６００の側面６０４などからの反射光が、できるだけ多くレンズ２００の斜面２０４からレンズ内部に入射するように入射角θが定められる。多くの反射光をレンズ２００の内部に入射させ、これを屈折させて撮像カメラ４００に入力させることにより、より明るく鮮明な検査対象物６００の側面画像を得ることができ、検査精度を向上させることになる。入射角θは、空気とレンズ２００を構成する物質である石英ガラスとにより定まる入射角と反射率との関係（図６）から、反射率が低い（すなわち、レンズ２００内部への入射率が高い）、７０度までに設定することが好ましい。本実施の形態においてはθ＝約６５度とした。この入射角θに基づいて、レンズ２００の斜面２０４に入射した検査対象物６００の側面からの反射光を、垂直方向に屈折させるために、斜面２０４の傾きを示す斜面角度αと、レンズ２００の上面２０８と検査対象物６００との距離とにより定まる、反射光の光路の傾きを示す光路傾き角βとを定める。これらの角度には、θ＝α＋βの関係がある。その関係を満たすように、斜面角度αと光路傾き角βとを定める。前述のように反射角θを設定した後、レンズ２００の斜面角度αを定めると、光路傾き角βが定まりレンズ２００と検査対象物６００との距離が定まる。このようにして、レンズ２００の形状と、レンズ２００と検査対象物６００との距離などが定まる。
【００３６】
図７を参照して、レンズ２００が中空部２０６を有しない場合の、検査対象物６００の側面からの反射光以外の外乱光の光路などについて説明する。レンズ２００の底面２０２から入射された外乱光のうちの光路３３０に示すような外乱光は、レンズ２００の入射側の斜面２０４において光路３３２に示すように屈折し、レンズ２００の出力側の斜面２０４において光路３３４に示すように反射する。この光路３３４に示す外乱光の光路は、検査対象物６００の側面からの反射光の光路３２０が屈折された後の光路に重なり、撮像カメラ４００に入力される。撮像カメラ４００にこのような外乱光が入力されると、外乱光と検査対象物６００の側面からの反射光とが重畳して、正しく検査をすることができない。このような外乱光が撮像カメラ４００に入力されることを避けるために、レンズ２００は、中空部２０６を有する。さらに、中空部２０６は、その内面に、中空部２０６から中空部２０６の内面を通してレンズ２００内部に入射する光を遮断する遮断面を有する。
【００３７】
以上のような構造を有する、本実施の形態に係る検査装置１００の動作について説明する。図１および図２を参照して、搬送コンベア６５０により検査対象物６００が図１に示すＸ方向に搬送される。搬送コンベア６５０上の所定の位置に検査対象物６００が到着すると、検査対象物検知センサが検査対象物６００を検知する。このとき、リング照明装置３００により、検査対象物３００の側面と正面とが照明されている。検査対象物検知センサは、撮像カメラ４００へ同期信号を送信する。同期信号を受信した撮像カメラ４００は、レンズ２００の中空部２０６を通して、検査対象物６００の第１の正面６１０、第２の正面６１２および第３の正面６１４からの反射光と、レンズ２００の底面２０２から出力された、第１の側面６０４、第２の側面６０６および第３の側面６０８からの反射光とを撮像する。
【００３８】
図５を参照して、検査対象物６００の第１の側面６０４、第２の側面６０６および第３の側面６０８からの反射光の約９０％（図６において入射角θ＝６５度とした場合の反射率が約１０％であるため）は、レンズ２００の斜面２０４から入射する。レンズ２００に入射した光は垂直上方へ屈折する。これは、レンズ２００の材質である石英ガラスの屈折率とレンズ２００の斜面角度αとレンズ２００と検査対象物６００との距離とにより定まる関数に基づいて、屈折後の反射光の光路が垂直上向きになるように、レンズ２００の形状、レンズ２００の設置される位置を定めたためである。また、中空部２０６の内部からの可視光線は遮断面により遮断されレンズ２００の斜面２０４には入射しないので、外乱光が撮像カメラ４００に入力されることがない。
【００３９】
図８を参照して、本実施の形態に係る検査装置１００の撮像カメラ４００にて撮像した画像例を説明する。中空部２０６を通じて撮像された、検査対象物６００の第１の正面６１０、第２の正面６１２および第３の正面６１４からの反射光の映像は、それぞれ第１の正面の画像領域７１０、第２の正面の画像領域７１２および第３の正面の画像領域７１４の画像に対応する。また、レンズ２００の底面２０２から出力されて撮像された、検査対象物６００の第１の側面６０４、第２の側面６０６および第３の側面６０８からの反射光の映像は、それぞれ第１の側面の画像領域７０４、第２の側面の画像領域７０６および第３の側面の画像領域７０８の画像に対応する。切欠部６０２からの反射はないため、この切欠部６０２に対応する画像領域７０２には検査対象物６００の画像は表示されない。
【００４０】
このようにして、検査対象物６００の第１の正面６１０、第２の正面６１２および第３の正面６１４と、第１の側面６０４、第２の側面６０６および第３の側面６０８とが、撮像カメラ４００により一度に撮像できる。
【００４１】
以上のようにして、本実施の形態に係る検査装置は、正面と側面とを有する検査対象物に対して、検査対象物から離れた位置に設置されたレンズにより、側面からの反射光を検査対象物の上方向に変更できる。変換された検査対象物の側面からの反射光と、検査対象物の正面からの反射光とを、上方に配置した撮像カメラで一度に撮像でき、撮像された画像データに基づいて画像処理技術を用いた検査を行うことができる。また、レンズは、検査対象物から離れた位置に設置されているため、レンズの環状内に挿入し装填する必要がなく、高速度で検査対象品を検査装置に送込み、検査装置から送出すことができる。その結果、側面を有する検査対象物に対して高い処理能力を有する、検査精度の高い検査装置を提供することができる。
【００４２】
また、図９に示すように、第２の偏光フィルタ９０２に代えて第２の偏光フィルタ９０４を設けてもよい。この偏光フィルタ９０４は、検査対象物５００と撮像カメラ４００との間の位置であって、レンズ２００と撮像カメラ４００との間の位置に設置される。この第２の偏光フィルタ９０４の偏光面は、前述の第２の偏光フィルタ９０２と同じく、第１の偏光フィルタ９００の偏光面と９０度ずれている。このようにしても、検査対象物のハレーションを回避できる。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る検査装置の概要を示す斜視図である。
【図２】図１に示す検査装置の概要を示す側面図である。
【図３】図１に示す斜視図における３−３断面を示す断面図（その１）である。
【図４】検査対象物の斜面からの反射光の光路を説明する説明図である。
【図５】検査対象物の側面からの反射光の光路を説明する説明図（その１）である。
【図６】空気からガラスに入射する場合の入射角と反射率との関係を示す図である。
【図７】検査対象物の側面からの反射光の光路を説明する説明図（その２）である。
【図８】撮像された画像の一例を示す図である。
【図９】図１に示す斜視図における３−３断面を示す断面図（その２）である。
【図１０】従来の検査装置を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００検査装置、２００レンズ、３００リング照明装置、４００撮像カメラ、５００搬送コンベア、６００検査対象物、９００、９０２偏光フィルタ

Claims

正面と、前記正面に交差する方向の側面とを有する検査対象物の表面を検査する検査装置であって、
前記検査対象物の前記正面が予め定められた方向を向くように前記検査対象物が載置される載置台と、
前記載置台に載置された前記検査対象物の前記側面を照明する照明装置と、
前記載置台の位置と予め定められた関係にある位置に設置され、前記照明装置の照明により照明された前記側面からの反射光を屈折させることにより、前記側面からの反射光の光路を所定の方向へ変更するための光路変更手段と、
前記光路変更手段から出力された前記側面からの反射光を撮像するための撮像手段と、
前記撮像手段に接続され、前記撮像手段により撮像された前記側面からの反射光の映像信号を画像処理するための画像処理手段とを含み、
前記光路変更手段は、底面と、前記底面の面積よりも小さな面積を有する上面と、前記底面の周縁と前記上面の周縁とを結ぶ斜面とを有する中実透明なレンズであって、前記上面を前記載置台に対向するように設置される、検査装置。
前記所定の方向は、前記載置台に前記検査対象物が載置されたときの前記正面が向く前記予め定められた方向であり、
前記光路変更手段の設置される位置は、前記載置台から離れた、前記載置台に対向する位置である、請求項１に記載の検査装置。
前記レンズは、前記レンズを構成する物質の屈折率と、前記レンズの前記斜面および前記検査対象物の前記側面から構成される角度と、前記レンズの上面と前記検査対象物との距離とにより定まる関数に基づいて、前記斜面から入射した前記側面からの反射光の光路を屈折させる、請求項１または２に記載の検査装置。
前記レンズは、
前記底面から前記上面へ貫通する中空部を有し、
前記レンズは、前記中空部の内部から前記中空部の内面を通して前記レンズ内部に入射する光を遮断するための遮断手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の検査装置。
前記中空部の断面形状は、前記中空部を通して、前記検査対象物の前記正面の全体を観察できる形状であり、
前記撮像手段は、前記光路変更手段から出力された前記検査対象物の前記側面からの反射光と、前記中空部を通して入射する前記検査対象物の前記正面からの反射光とを撮像するための手段を含み、
前記画像処理手段は、前記撮像手段により撮像された前記側面からの反射光の映像信号と前記正面からの反射光の映像信号とを画像処理するための手段を含む、請求項４に記載の検査装置。
前記検査装置は、前記照明装置と前記検査対象物との間の位置に設置された第１の偏光フィルタと、前記検査対象物と前記撮像手段との間の位置に設置された第２の偏光フィルタとをさらに含み、
前記第１の偏光フィルタの偏光面は、前記第２の偏光フィルタの偏光面を９０度ずらしたものである、請求項１〜５のいずれかに記載の検査装置。
底面と、前記底面の面積よりも小さな面積を有する上面と、前記底面の周縁と前記上面の周縁とを結ぶ斜面とを有する中実透明なレンズであって、前記レンズは、前記底面から前記上面へ貫通する中空部を有し、
前記レンズは、前記中空部の内部から前記中空部の内面を通して前記レンズ内部に入射する光を遮断するための遮断手段を含む、検査用レンズ。