JP5205335B2 - Inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、ランプなど透明体を有する検査対象物を検査するための検査装置に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting an inspection object having a transparent body such as a lamp.
例えば、図4に示すように、ウェッジベース球などのランプ1は、無色透明のガラスよりなるバルブ2内にリード線3やフィラメント4が封入された構成となっている。また、バルブ2の表面には、図2に示すように、品番・型番などを示す文字・記号等からなる製品番号6等の識別情報が印刷される。
For example, as shown in FIG. 4, a
バルブ2のような透明体の表面検査(傷、割れ、欠け等の検査)や、当該透明体に付された識別情報の印字状態の検査(欠け、かすれ、にじみ等の検査)を行う方法としては、例えば図11に示すように、照射手段51により、透明体としてのバルブ2に対し光を照射し、その反対側からCCDカメラ52を用いて光の照射されたバルブ2を撮像し、当該CCDカメラ52にて撮像された画像データに基づき、画像処理装置により判定を行う方法が考えられる(例えば、特許文献1参照)。
As a method for performing surface inspection (inspection for scratches, cracks, chipping, etc.) of a transparent body such as the
ところが、上記検査方法により、例えばバルブ2表面に付された製品番号6等の検査を行うとした場合には、図12に示すように、バルブ2内部のフィラメント4等が製品番号6と共に重なり合って撮像されてしまうため、得られた画像データにおいて製品番号6を判別できず、適正な検査を行うことができなった。
However, for example, when the
そのため、従来では、バルブ2表面の傷などの検査や、バルブ2に付された製品番号6等の識別情報の検査を行う場合、作業員による目視検査に頼るほかなく、著しく時間やコストがかかる上、検査精度のばらつきも大きかった。
For this reason, conventionally, when inspecting the surface of the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、透明体の検査を行うことのできる検査装置を提供することを主たる目的の一つとしている。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it one of the main objectives to provide the inspection apparatus which can test | inspect a transparent body.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problem will be described separately. In addition, the effect specific to the means to respond | corresponds as needed is added.
手段1.透明又は半透明の透明体と、当該透明体の内部に配された非透明部材とを有した検査対象物に対し、所定の光を照射する照射手段と、
前記検査対象物に面した入射面から入射した光を他方側の出射面へ透過させ、当該出射面に前記検査対象物の光学像を映し出すものであって、自身から遠い位置にある部位よりも近い位置にある部位をより鮮明に映し出す投影手段と、
前記投影手段に映し出された前記検査対象物の光学像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データに基づき、前記透明体の良否を判定する画像処理手段とを備え、
前記投影手段の入射面は、湾曲形成された前記透明体の部位に対応して形成された湾曲部を備えていることを特徴とする検査装置。
Light that has entered from the incident surface facing the inspection object is transmitted to the other exit surface, and an optical image of the inspection object is displayed on the exit surface, which is more distant than the part that is far from itself. A projecting means for more clearly projecting a portion located near,
Imaging means for capturing an optical image of the inspection object projected on the projection means;
Image processing means for determining the quality of the transparent body based on the image data imaged by the imaging means ,
2. The inspection apparatus according to
上記手段1によれば、投影手段の近くに位置する部位がより鮮明に映し出され、遠くに位置する部位がぼやけた状態の検査対象物の画像データを取得することができる。つまり、ランプのような上記検査対象物を撮像する際、透明体の表面に付された識別情報等と、内部の非透明部材とが撮像方向に重なり合う位置関係にあっても、非透明部材はぼやけた状態で映し出され、画像処理手段によるフィルタ処理等で十分に処理可能となるため、識別情報のみを抽出可能な画像データを取得することができる。これにより、透明体の表面の傷、割れ、欠け等の検査や、透明体に付された識別情報の欠け、かすれ、にじみ等の検査を適正に行うことができる。結果として、透明体の検査の自動化を実現でき、検査時間の短縮や検査精度の向上を図るとともに、ひいては検査対象物の生産効率や品質の向上、生産コストの削減を図ることができる。
また、湾曲形成された透明体の部位の検査を行う際、より広範囲を一度に検査することが可能となり、検査効率のさらなる向上を図ることができる。
According to the
In addition, when inspecting a curved portion of a transparent body, a wider range can be inspected at a time, and inspection efficiency can be further improved.
手段2.前記投影手段は、前記入射面から前記出射面へ向かって延びる複数本の光ファイバを束ねて形成されたファイバオプティカルプレートであることを特徴とする手段1に記載の検査装置。
Mean 2. 2. The inspection apparatus according to
ファイバオプティカルプレートを構成する各光ファイバの端面(入射面)は所定の受光角(開口角)を有している。このため、遠い位置にある対象物は、近い位置にある対象物よりも広範囲が各光ファイバの出射面に映し出される。その結果、ファイバオプティカルプレートの出射面全体には、遠い位置にある対象物がぼやけた状態で映し出されることとなる。 The end face (incident surface) of each optical fiber constituting the fiber optical plate has a predetermined light receiving angle (opening angle). For this reason, the object in the far position is projected on the exit surface of each optical fiber in a wider range than the object in the near position. As a result, the object at a distant position is projected in a blurred state on the entire exit surface of the fiber optical plate.
また、ファイバオプティカルプレートに光が入射すると、光ファイバ内で光の全反射が繰り返されるため、入射面から出射面に高い解像度で効率よく光を伝達することができる。これにより、より鮮明な光学像を得ることができる。 Further, when light is incident on the fiber optical plate, total reflection of light is repeated in the optical fiber, so that light can be efficiently transmitted from the incident surface to the output surface with high resolution. Thereby, a clearer optical image can be obtained.
結果として、上記手段2によれば、上記手段1の作用効果がより確実に奏されるとともに、検査精度のさらなる向上を図ることができる。
As a result, according to the
手段3.前記照射手段は、前記投影手段の出射面から光を入射させ、入射面を介して前記検査対象物に光を照射するよう配置されたものであって、
前記撮像手段は、前記検査対象物に反射した反射光が前記投影手段の入射面に入射して出射面に映し出された光学像を撮像することを特徴とする手段1又は2に記載の検査装置。
Means 3 . The irradiation means is arranged so that light is incident from the exit surface of the projection means, and the inspection object is irradiated with light through the incident surface,
3. The inspection apparatus according to
上記手段3によれば、照射手段と撮像手段を検査対象の片側に寄せて配置できるため、検査装置の小型化を図ることができる。また、色のついたバルブ等のように透過率の低い検査対象物の検査にも利用できるため、汎用性を高めることができる。
According to the
手段4.前記照射手段は、前記投影手段とは前記検査対象物を介して反対側に配置されたものであって、
前記撮像手段は、前記透明体を透過した透過光が前記投影手段の入射面に入射して出射面に映し出された光学像を撮像することを特徴とする手段1又は2に記載の検査装置。
Means 4 . The irradiation means is arranged on the opposite side of the projection means from the inspection object,
3. The inspection apparatus according to
上記手段4によれば、検査対象となる識別情報等と他の部位とのコントラストを高め、当該識別情報等をより鮮明に映し出した画像を取得することができるため、検査精度の向上を図ることができる。
According to the
手段5.前記検査対象物が、前記透明体としてガラスよりなるバルブを有したランプであることを特徴とする手段1乃至4のいずれかに記載の検査装置。
Means 5 . The inspection apparatus according to any one of
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図2,3,4は、本実施形態における検査対象物を構成するランプ1を示す図である。これらの図に示すように、ランプ1は、無色透明のガラスよりなる透明体としてのバルブ2と、該バルブ2内に一部が封入された一対のリード線3とを備えている。一対のリード線3は、バルブ2内において、コイル状に形成されたフィラメント4によって継線されている。リード線3やフィラメント4が本実施形態における非透明部材に相当する。前記バルブ2の端部においては、該バルブ2が軟化された状態で圧潰されることでシール部5が構成されている。また、バルブ2の表面には、識別情報としての製品番号6(例えば「ABC−12345」等)が印刷されている。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. 2, 3 and 4 are diagrams showing the
次に、上記ランプ1を検査するための検査装置について説明する。図1は、検査装置11を説明するための概略構成図である。同図に示すように、検査装置11は、ランプ1を把持し、所定の検査位置に搬送するためのチャック12を備えており、該チャック12はアクチュエータ13によって作動される。
Next, an inspection apparatus for inspecting the
また、検査装置11は、前記ランプ1に対し、所定の光を照射するための照射手段16を備えている。照射手段16は、面発光光源を有しており、前記ランプ1に対し拡散光を照射可能となっている。
In addition, the
さらに、照射手段16とは反対側の位置には、投影手段としてのファイバオプティカルプレート(以下、単に「FOP」という)17を備えている。
Furthermore, a fiber optical plate (hereinafter simply referred to as “FOP”) 17 as a projection unit is provided at a position opposite to the
図5(a),(b)に示すように、本実施形態におけるFOP17は、多数本の光ファイバ31が互いに平行するように束ねられた構造を有している。各光ファイバ31の配向方向(図5(b)上下方向)に対して略直交する入射面33及び出射面34を有している。また、入射面33には、湾曲部35が形成されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
図1の説明に戻り、FOP17の出射面34側には、当該出射面34に映し出されるランプ1の光学像を撮像する撮像手段としてのCCDカメラ15が配置されている。
Returning to the description of FIG. 1, a
また、図1に示すように、前記アクチュエータ13、照射手段16等を駆動制御するとともに、CCDカメラ15により撮像された撮像データに基づき種々の演算等を実行するための制御装置21が設けられている。より詳しくは、制御装置21は、チャック12用のアクチュエータ13を制御するチャック制御部22、照射手段16を制御する照射制御部23、並びに、前記CCDカメラ15にて撮像された画像データに基づき、所定の演算処理、判定処理を実行可能な画像処理手段を構成する画像処理部24等を備えている。
Further, as shown in FIG. 1, a
次に、上記のように構成されてなる検査装置11を用いたランプ1の検査手順について説明する。
Next, an inspection procedure for the
検査に際しては、チャック制御部22によってアクチュエータ13が駆動制御され、チャック12が作動させられることにより、ランプ1が所定の検査位置にまで搬送される。これにより、図6に示すように、バルブ2をFOP17の湾曲部35に嵌め込むようにして、バルブ2の周面と湾曲部35の湾曲面とを近接状態とする。
At the time of inspection, the
続いて、制御装置21は照射手段16を点灯させる。すると、照射手段16からの拡散光がランプ1に照射され、バルブ2を透過した透過光がFOP17の入射面33(湾曲部35)へ入射される。当該入射光は各光ファイバ31を伝わって出射面34へ透過され、当該出射面34には、バルブ2の光学像が映し出される(図7参照)。
Subsequently, the
この状態で、制御装置21は、CCDカメラ15を作動させ、1回目の撮像を行う。ここで、1回目の撮像に基づく画像データは、図7に示すようなものとなる。得られる画像データには、遠い位置にあるリード線3やフィラメント4はぼやけた状態でほとんど映し出されず、近い位置にあるバルブ2表面の製品番号6のみが比較的明瞭に映し出される。これは次の理由による。すなわち、図8(a),(b)に示すように、FOP17を構成する各光ファイバ31の端面(入射面31a)は所定の受光角(開口角)αを有している。このため、遠い位置にある対象物41は、近い位置にある対象物42よりも広範囲βが各光ファイバ31の出射面31bに映し出される。その結果、FOP17の出射面34全体には、遠い位置にある対象物41がぼやけた状態で映し出されることとなる。
In this state, the
続いて、制御装置21の画像処理部24は、今回取り込んだ画像データの補正を行う。当該補正は、FOP17の湾曲部35の形状に起因して生じる画像データの左右両端部の潰れ(左右方向への圧縮)を補正し、画像データの縦横比等を調整するものである。
Subsequently, the
このように得られた画像データに基づき、製品番号6の印字状態、すなわち欠け、かすれ、にじみ等の検査を行う。例えば、良品との差分等を比較してその一致度により、当該製品の良否判定を行う。
Based on the image data obtained in this way, the printed state of the
制御装置21は、上述した一連の処理を、ランプ1を所定量ずつ回転させた状態で繰り返し行うことにより、バルブ2の全周囲について検査を行う。
The
以上詳述したように、本実施形態の検査装置11によれば、FOP17の近くに位置するバルブ2表面の製品番号6がより鮮明に映し出され、遠くに位置するリード線3やフィラメント4がぼやけた状態のランプ1の画像データを取得することができる。つまり、ランプ1を撮像する際、バルブ2表面に付された製品番号6と、バルブ2内部のフィラメント4等とが撮像方向に重なり合う位置関係にあっても、フィラメント4等はぼやけた状態で映し出され、画像処理部24によるフィルタ処理等で十分にその影響をなくすことができるため、製品番号6のみを抽出可能な画像データを取得することができる。これにより、バルブ2に付された製品番号6の欠け、かすれ、にじみ等の検査を適正に行うことができる。結果として、バルブ2の検査の自動化を実現でき、検査時間の短縮や検査精度の向上を図るとともに、ひいてはランプ1の生産効率や品質の向上、生産コストの削減を図ることができる。
As described above in detail, according to the
また、FOP17は、入射面33から出射面34に高い解像度で効率よく光を伝達することができるため、より鮮明な光学像を得ることができ、検査精度のさらなる向上を図ることができる。
In addition, since the
さらに、FOP17の入射面33には、バルブ2側面の湾曲形状に合わせて湾曲部35が形成されている。これにより、より広範囲を一度に検査することが可能となり、検査効率のさらなる向上を図ることができる。
Further, a
また、本実施形態では、バルブ2を透過させた透過光に基づいた光学像を撮像する構成であるため、検査対象となる製品番号6と他の部位とのコントラストを高め、当該製品番号6をより鮮明に映し出した画像を取得することができるため、検査精度の向上を図ることができる。
In the present embodiment, since the optical image based on the transmitted light that has passed through the
尚、上述した実施形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。 In addition, you may implement as follows, for example, without being limited to the description content of embodiment mentioned above.
(a)上記実施形態では、無色透明のガラスよりなるバルブ2に付された製品番号6の欠け、かすれ、にじみ等を検査する構成が例示されているが、検査対象はこれに限られるものではない。
(A) In the said embodiment, although the structure which test | inspects the chip | tip of the
例えば、製品説明などの文字、数字、記号、模様など他の識別情報を検査対象として検査する構成であってもよいし、バルブ2の表面の傷、割れ、欠け等を検査対象として検査する構成であってもよい。
For example, it may be configured to inspect other identification information such as characters, numbers, symbols, and patterns such as product descriptions as inspection targets, or to inspect the surface of the
また、バルブ2は厳密に透明でなくてもよく、半透明であってもよい。勿論、検査対象物もランプ1に限定されるものではない。要するに、透明又は半透明な透明体と、該透明体の内部に非透明部材が配されたものであれば、検査対象物として採用し得る。
Further, the
(b)上記実施形態では、照射手段16からランプ1に照射され、バルブ2を透過してFOP17へ入射された透過光に基づいたバルブ2の光学像を撮像する構成となっている。これに限らず、例えば図9に示すように、照射手段16に代えてリング照明装置18を、CCDカメラ15側(FOP17の出射面34側)に配置した構成を採用してもよい。かかる構成では、FOP17の出射面34側から光を入射させ、入射面33を介してバルブ2に光を照射することとなる。この際、リング照明装置18は、FOP17の出射面34に対し、当該出射面34からCCDカメラ15の方向へ光が反射しない角度(例えば撮像方向に対し60度以上傾いた角度)で斜めに光を照射する。これにより、CCDカメラ15は、バルブ2から反射した反射光がFOP17の入射面33に入射して出射面34に映し出された光学像を撮像することができる。このようにすれば、リング照明装置18とCCDカメラ15をランプ1の片側に寄せて配置できるため、検査装置11の小型化を図ることができる。ひいては、色のついたバルブ等のように透過率の低い検査対象物の検査にも利用できるため、汎用性を高めることができる。
(B) In the above-described embodiment, an optical image of the
偏光フィルタを介して照明するなど、照射する光を直線偏光とし、さらに撮像手段にも偏光フィルタを設け偏光フィルタを介して撮像することにより、出射面34からの正反射光を減衰させた撮像が可能となる。この場合は、正反射光の影響が緩和されるので、照射角度の制限を考慮する必要はない。
Illumination through a polarizing filter, for example, makes the irradiated light linearly polarized light, and further provides a polarizing filter on the image pickup means and images through the polarizing filter, so that the regular reflected light from the
(c)上記実施形態では、ランプ1の光学像を映し出す投影手段としてファイバオプティカルプレート(FOP)17を採用しているが、投影手段はFOP17に限定されるものではない。例えば、トレーシングペーパー、すりガラス等、検査対象物に面した入射面から入射した光を他方側の出射面へ透過させ、当該出射面に検査対象物の光学像を映し出すものであって、自身から遠い位置にある部位よりも近い位置にある部位をより鮮明に映し出すものであれば、投影手段として採用し得る。
(C) In the above embodiment, the fiber optical plate (FOP) 17 is employed as the projection means for projecting the optical image of the
例えば、トレーシングペーパーを採用すれば、安価であることに加え、ランプ1等の検査対象物の周面形状に合わせて変形させることができる。すなわち、検査対象物の大きさに左右されず、多品種の検査対象物の検査を行うことができる汎用性の高い検査装置を容易に実現可能となる。
For example, if tracing paper is employed, it can be deformed in accordance with the shape of the peripheral surface of the inspection object such as the
また、上記実施形態にかかるFOP17とは異なるファイバオプティカルプレートを採用してもよい。例えば図10(a)に示すように、入射面側から出射面側にかけてテーパ状に拡がったファイバオプティカルプレート(FOP)40を採用してもよい。かかるFOP40は、入射面40a側においてランプ1(バルブ2)をその頭部から嵌め込み可能な凹部41が形成されている。そして、凹部41にランプ1を嵌め込んだ状態で、上述したリング照明装置18を用いて、出射面40b側から入射させた光をバルブ2表面に照射する。これにより、出射面40bには、図10(b)に示すように、バルブ2の全周囲の光学像が同時に映し出されることとなる。当該FOP40を用いれば、ランプ1の位置を回転させることなく、バルブ2の全周囲を同時に検査することが可能となる。
Moreover, you may employ | adopt the fiber optical plate different from FOP17 concerning the said embodiment. For example, as shown in FIG. 10A, a fiber optical plate (FOP) 40 that expands in a tapered shape from the incident surface side to the output surface side may be employed. The
1…ランプ、2…バルブ、3…リード線、4…フィラメント、6…製品番号、11…検査装置、15…CCDカメラ、16…照射手段、17…ファイバオプティカルプレート、21…制御装置、24…画像処理部、31…光ファイバ、33…入射面、34…出射面、35…湾曲部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記検査対象物に面した入射面から入射した光を他方側の出射面へ透過させ、当該出射面に前記検査対象物の光学像を映し出すものであって、自身から遠い位置にある部位よりも近い位置にある部位をより鮮明に映し出す投影手段と、
前記投影手段に映し出された前記検査対象物の光学像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データに基づき、前記透明体の良否を判定する画像処理手段とを備え、
前記投影手段の入射面は、湾曲形成された前記透明体の部位に対応して形成された湾曲部を備えていることを特徴とする検査装置。 Irradiation means for irradiating a predetermined light to an inspection object having a transparent or translucent transparent body and a non-transparent member arranged inside the transparent body;
Light that has entered from the incident surface facing the inspection object is transmitted to the other exit surface, and an optical image of the inspection object is displayed on the exit surface, which is more distant than the part that is far from itself. A projecting means for more clearly projecting a portion located near,
Imaging means for capturing an optical image of the inspection object projected on the projection means;
Image processing means for determining the quality of the transparent body based on the image data imaged by the imaging means ,
2. The inspection apparatus according to claim 1, wherein an incident surface of the projection unit includes a curved portion formed corresponding to the curved portion of the transparent body .
前記撮像手段は、前記検査対象物に反射した反射光が前記投影手段の入射面に入射して出射面に映し出された光学像を撮像することを特徴とする請求項1又は2に記載の検査装置。 The irradiation means is arranged so that light is incident from the exit surface of the projection means, and the inspection object is irradiated with light through the incident surface,
3. The inspection according to claim 1, wherein the imaging unit captures an optical image in which reflected light reflected by the inspection object enters the incident surface of the projection unit and is projected on the exit surface. 4. apparatus.
前記撮像手段は、前記透明体を透過した透過光が前記投影手段の入射面に入射して出射面に映し出された光学像を撮像することを特徴とする請求項1又は2に記載の検査装置。 The irradiation means is arranged on the opposite side of the projection means from the inspection object,
It said imaging means, inspecting apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that light transmitted through said transparent body to image the optical image projected on the exit surface is incident on the incident surface of the projection means .
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