JP6616040B1 - 外観検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様である外観検査装置1は、図1で示すように、被検査物2を搬送する搬送部と(不図示)、被検査物2の表面のうち一部の領域を連続的に撮影するカメラ3と、上記領域に向けて照明光を照射する複数の照明器4と、照明器4の照射方向に配置される拡散板5と、カメラ3で取得した画像データを処理する画像処理部(不図示)とを主に備える。
搬送部は、被検査物2を搬送する。図1では、被検査物2は紙面の左から右に矢印の方向に搬送される。搬送方法としては、特に限定されるものではなく、ベルトコンベアによる搬送、被検査物2をステージに載置して、このステージをリニアモータ等により移送する手段などを採用することができる。
カメラ3は、被検査物2の表面のうち一部の領域を連続的に撮影する。カメラ3は、映像として入射する光を画像データに変換するCCD(Charged Coupled Devices)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を含み、変換した画像データを電気信号として配線で接続された後述する画像処理部に送信する。
照明器4は、カメラ3が撮影する領域に向けて照明光を照射する。照明器4は、複数個が配置される。具体的には、照明器4は、複数の照明器4それぞれの照明光の照射方向が、カメラ3が撮影する領域に向けられて配置される。
拡散板5は、上記照明光を拡散して、上記照明光の正反射を防止する。拡散板5は、複数の照明器4の照射方向Pに配置される。拡散板5は、照明器4それぞれの照射方向Pと直交する。具体的には、拡散板5が、複数の照明器4と被検査物2との間に配置され、複数の照明器4の照明光の入射する側の面(入射面)が、照明器4それぞれの照射方向Pと直交する。より具体的には、被検査物2の搬送方向及び撮影方向Cに垂直な側面視で(図2)、上記照明光のそれぞれの光線束の中心軸と、上記入射面とが垂直になるように配置される。
画像処理部は、カメラ3で取得した画像データを処理する。具体的には、カメラ3が連続的に撮影した被検査物2の表面における一部の領域の画像データを受信し、この受信した複数の画像データを処理して、1つの被検査物2の表面の全体画像を生成すると共に、この全体画像内の異常箇所の有無を判定する。画像処理部は、上記全体画像及び異常箇所の有無の判断結果を表示する表示部(ディスプレイ)を含み、当該外観検査装置1の操作部を含むことが好ましい。
当該外観検査装置1による被検査物2の外観検査方法は、被検査物2を搬送する工程と、上記搬送される被検査物2の表面の画像データを取得する工程と、上記画像データを処理する工程とを備え、上記画像データ取得工程が、複数の照明器4で被検査物2の表面のうち一部の領域を照射する工程と、拡散板5が照明器4の照明光を拡散する工程と、カメラ3が上記領域を連続的に撮影する工程とを有する。
搬送工程では、被検査物2を、移動可能なステージ、ベルトコンベア等の搬送部に載置して搬送する。被検査物2を載置する方法としては、作業者が載置してもよいし、当該外観検査装置1を生産設備等に組み込み、他の装置等から自動で上記搬送部に載置してもよい。
画像取得工程では、被検査物2の表面の画像データを取得する。画像データ取得工程は、複数の照明器4で被検査物2の表面のうち一部の領域を照射する工程と、拡散板5が照明器4の照明光を拡散する工程と、カメラ3が上記領域を連続的に撮影する工程とを有する。
照射工程では、複数の照明器4が被検査物2の表面のうち一部の領域を照射する。複数の照明器4は、照射方向をカメラ3の撮影方向に向けて配置される。
光拡散工程では、拡散板5が照明器4の照明光を拡散する。複数の照明器4から照射される照明光を拡散板5が拡散することで、カメラ3に入射する上記照明光の被検査物2の表面での正反射光が抑制できると共に、この拡散光が少なくとも上記領域を十分に照明する。
撮影工程では、カメラ3が上記領域を連続的に撮影する。具体的には、上記拡散光中を通過する被検査物2の表面の一部をカメラ3が連続して撮影し、画像データに変換する。
画像処理工程では、上記カメラ3が取得した画像データを処理する。具体的には、画像処理部で、カメラ3から送信される被検査物2の表面の一部の画像データから被検査物2の表面の全体画像を生成すると共に、この全体画像内の異常箇所の有無を判定し、上記全体画像及び判定結果をディスプレイ等に表示する。
当該外観検査装置は、搬送される被検査物の画像データを取得しつつ、画像処理部が、上記画像を処理して被検査物の表面全体の画像を生成すると共に、この全体画像による異常箇所の有無の判定を行うため、検査処理速度に優れ、効率的に外観検査をすることができる。上記画像データは、カメラが上記被検査物の表面における一部の領域を連続的に撮影したものであるため、上記表面の全体を一時に撮影するのに比べて、搬送速度を大きくして検査処理速度を向上することが比較的容易にできる。当該外観検査装置は、複数の照明器を有するので、被検査物の搬送速度を大きくしても、カメラで画像データを取得するための十分な照度を提供することができ、検査処理速度をより向上することができる。さらに、拡散板が、上記複数の照明器それぞれの照射方向と直交しているため、照明光を効率的に拡散してハレーションの発生を効果的に抑制でき、精度に優れた外観検査を行うことができる。
上記開示された実施の形態は全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、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
カメラ:CMOSラインカメラ(TELEDYNE DALSA社製:LA−HM−16K07A、画素数16384、画素サイズ3.52μm)
照明器:白色LED光源(ユーテクノロジー社製:UFLS−75−12W−UT)
拡散板:拡散シート(3M社製:3635−70、光線透過率約60%、厚み0.8mm)、及び半円形状のポリカーボネート板(無色透明、内径Φ14mm、外径Φ18mm)
2 被検査物
3 カメラ
4 照明器
5 拡散板
51 貫通孔
C 撮影方向(カメラ撮影面の中心軸)
P 照射方向(照明光の光線束の中心軸)
R 半径
W 拡散板の長辺の長さ
θ 角度
Claims (6)
- 被検査物を搬送する搬送部と、
上記被検査物の表面のうち一部の領域を連続的に撮影するカメラと、
上記領域に向けて照明光を照射する複数の照明器と、
上記照明器の照射方向に配置される拡散板と、
上記カメラで取得した画像データを処理する画像処理部と
を備え、
上記拡散板が、上記複数の照明器それぞれの照射方向と直交し、
上記被検査物が、板状体の表面又は板状体の表面に載置される物品の表面であり、
上記拡散板が上記複数の照明器に共通する1つの拡散板であり、
上記拡散板が部分円筒状で、その横断面が円弧であり、
上記搬送部が、ベルトコンベア又は被検査物を載置して移送するステージを含み、
上記カメラがラインセンサカメラであり、
上記複数の照明器のそれぞれの照明光の照射方向同士が上記領域で交差し、この交差する点と上記拡散板の横断面の円弧の中心点とが一致し、
上記カメラが上記照射方向を可変できる取付ステーに取り付けられ、
上記拡散板が、光線透過率が50%以上、拡散反射率が90%以上であり、
上記複数の照明器と拡散板との距離が20mm以下である外観検査装置。 - 上記カメラの撮影方向が上記領域に対して垂直であり、上記複数の照明器が上記被検査物の搬送方向の下流側及び上流側で上記カメラに対して対称に配置されている請求項1に記載の外観検査装置。
- 上記照明器それぞれの照射方向が、上記被検査物の表面における上記領域で交差する請求項1又は請求項2に記載の外観検査装置。
- 上記搬送部の搬送速度が、70mm/秒以上である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の外観検査装置。
- 上記カメラの画素数が8000以上、解像度が7.00μm/画素以下である請求項1
から請求項4のいずれか1項に記載の外観検査装置。 - 上記被検査物の表面の画像の取得開始から上記画像処理部が上記被検査物の表面の全領域を処理して検査を完了するまでが8秒以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の外観検査装置。
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