JPH05249048A - Inspecting apparatus - Google Patents
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- JPH05249048A JPH05249048A JP4547092A JP4547092A JPH05249048A JP H05249048 A JPH05249048 A JP H05249048A JP 4547092 A JP4547092 A JP 4547092A JP 4547092 A JP4547092 A JP 4547092A JP H05249048 A JPH05249048 A JP H05249048A
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- image
- lens
- parallel light
- inspected
- coaxial cable
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Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は被検査対象物を撮像し
て検査する検査装置に関し、特に3次元の広がりを持つ
微小な被検査対象物を検査するのに適した被検査対象物
の検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection device for inspecting an image of an object to be inspected, and particularly to an object to be inspected suitable for inspecting a minute object to be inspected having a three-dimensional spread. Regarding the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の検査装置では、被検査対
象物に対して拡散光を照射し、この被検査対象物を撮像
手段によって撮像して画像を得、この画像に対して演算
処理を施すことにより被検査対象物を検査するようにし
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of inspection apparatus, an object to be inspected is irradiated with diffused light, the object to be inspected is picked up by an image pickup means to obtain an image, and an arithmetic processing is performed on this image. The object to be inspected has been inspected by applying.
【0003】例えば、特開昭62−213569号公報
に記載の「光ファイバケーブルの処理端末装置」では、
被検査対象物である光ファイバケーブルに対して拡散光
を照射し、この光ファイバケーブルをCCDカメラによ
って撮像し、光ファイバーケーブルを表す画像をプロセ
ッサによって演算処理して、光ファイバケーブルの長さ
および損傷を検査するようにしていた。For example, in the "processing terminal device for optical fiber cable" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-213569,
The optical fiber cable that is the object to be inspected is irradiated with diffused light, the optical fiber cable is imaged by a CCD camera, and the image representing the optical fiber cable is arithmetically processed by a processor to determine the length and damage of the optical fiber cable. I was trying to inspect.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような検査装置では、被検査対象物に対して拡散光を照
射し、この被検査対象物を近接位置から撮像しているた
め、撮像手段による検査可能範囲、つまり撮像手段のレ
ンズの光軸方向において被検査対象物を明確に撮像する
ことができる最小距離と最大距離間の範囲が狭く、その
検査可能範囲は撮像手段のレンズの絞りと被検査対象物
に対する照射光の波長とに基づく被写界深度内に限定さ
れていた。 ここで、被写界深度をεとすると、この被
写界深度εは次式(1)で表される。However, in the inspection apparatus as described above, the object to be inspected is irradiated with diffused light and the object to be inspected is imaged from a close position. The inspectable range, that is, the range between the minimum distance and the maximum distance at which the object to be inspected can be clearly imaged in the optical axis direction of the lens of the image pickup means is narrow. It was limited within the depth of field based on the wavelength of the irradiation light on the inspection object. Here, when the depth of field is ε, this depth of field ε is expressed by the following equation (1).
【0005】[0005]
【数1】 [Equation 1]
【0006】ただし、nは屈折率、NAは開口値(=レ
ンズの絞りの逆数)、λは光源から照射されている光の
波長である。Here, n is the refractive index, NA is the aperture value (= the reciprocal of the diaphragm of the lens), and λ is the wavelength of the light emitted from the light source.
【0007】上記式(1)によれば、被写界深度を拡げ
るには開口値NAを小さくするのが1つの方法であるこ
とが明らかである。このため、通常は開口値NAが小さ
くなるように、撮像手段のレンズの絞りをある程度絞り
込むようにしているが、レンズの絞りを過度に絞り込む
と分解能が低下する上に光量が不足するという欠点があ
るので、レンズの絞りの絞り込みには限界が有り、これ
だけでは被写界深度を十分に拡げることができなかっ
た。According to the above equation (1), it is clear that one method is to reduce the aperture value NA in order to increase the depth of field. Therefore, the aperture of the lens of the image pickup means is normally narrowed down to some extent so that the aperture value NA becomes small. However, if the aperture of the lens is excessively narrowed down, the resolution is lowered and the light quantity is insufficient. Therefore, there is a limit to how narrow the lens diaphragm can be, and it is not possible to sufficiently expand the depth of field with this alone.
【0008】例えば、光の波長λ=550(nm)、屈
折率n=1のときに、開口値NA=1/32(レンズの
絞りが32となる)とすると、被写界深度ε=0.3
(mm)となる。この場合、撮像手段はレンズの光軸方
向における0.3(mm)の範囲内でしか被検査対象物
を明確に撮像することができない。For example, when the wavelength λ of light is 550 (nm) and the refractive index n is 1, and the aperture value NA is 1/32 (the aperture of the lens is 32), the depth of field ε = 0. .3
(Mm). In this case, the imaging means can clearly image the inspected object only within the range of 0.3 (mm) in the optical axis direction of the lens.
【0009】このように被写界深度が狭い場合は、3次
元の広がりを持つ被検査対象物を検査するときに特に問
題を生じる。例えば、極細い同軸ケーブルの外皮を剥ぐ
と、シールド線が露出して広がるが、この広がりを持つ
シールド線を被検査対象物とするとき、このシールド線
の全体を被写界深度ε=0.3(mm)の範囲内で明確
にかつ一度に撮像することは不可能であると言ってよ
く、シールド線の検査工程は困難なものとなった。When the depth of field is narrow as described above, a problem particularly occurs when inspecting an inspection object having a three-dimensional spread. For example, when an outer skin of a very thin coaxial cable is peeled off, the shielded wire is exposed and spreads. When the shielded wire having this spread is used as an object to be inspected, the entire shielded wire has a depth of field ε = 0. It can be said that it is impossible to image clearly and at once in the range of 3 (mm), and the process of inspecting the shield line becomes difficult.
【0010】そこで、この発明の課題は、上記の不都合
を解消するため、この種の被検査対象物の検査装置を改
良することにある。Therefore, an object of the present invention is to improve this type of inspection device for an object to be inspected in order to solve the above-mentioned inconvenience.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は、被検査対象物を撮像手段によって撮像
して画像を得、この画像に基づいて前記被検査対象物を
検査する被検査対象物の検査装置において、前記被検査
対象物に対して平行光線を照射する平行光線照射手段を
備え、前記撮像手段は前記平行光線照射手段から照射さ
れた平行光線を前記被検査対象物を介して入射し、該被
検査対象物を撮像するようにしている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an object to be inspected by imaging an object to be inspected by an image pickup means and inspecting the object to be inspected based on this image. In the inspection device for an object, a parallel light beam irradiating means for irradiating the inspected object with a parallel light beam is provided, and the imaging means transmits the parallel light beam emitted from the parallel light beam irradiating means through the object to be inspected. Incident on the object to be imaged.
【0012】[0012]
【作用】以上のように構成された検査装置では、平行光
線を平行光線照射手段から被検査対象物へと照射してお
り、撮像手段は平行光線を被検査対象物を介して入射
し、この被検査対象物を撮像している。このように平行
光線を利用すると、上記式(1)における開口値NAは
撮像手段のレンズの絞りのみならず、平行光線の平行度
に依存する。このため、開口値NAを小さくして、被写
界深度εを拡げるためには、平行光線の平行度を良好に
すればよい。したがって、撮像手段のレンズの絞りを絞
り込んで光量および分解能を犠牲にしなくても、平行光
線の平行度を良好にすることによって、被写界深度εを
拡げることができる。In the inspection apparatus configured as described above, the parallel light rays are emitted from the parallel light ray irradiation means to the object to be inspected, and the image pickup means makes the parallel light rays incident through the object to be inspected. The object to be inspected is imaged. By using parallel rays in this way, the aperture value NA in the above equation (1) depends not only on the diaphragm of the lens of the image pickup means but also on the parallelism of the parallel rays. Therefore, in order to reduce the aperture value NA and expand the depth of field ε, it is sufficient to improve the parallelism of parallel rays. Therefore, the depth of field ε can be increased by improving the parallelism of the parallel rays without narrowing the aperture of the lens of the image pickup means to sacrifice the light amount and the resolution.
【0013】[0013]
【実施例】以下、実施例について図面を参照して詳細に
説明する。Embodiments will be described in detail below with reference to the drawings.
【0014】図1はこの発明に係わる検査装置の一実施
例を示す斜視図である。同図において、Y軸ステージ1
の下側面には上下移動機構2が連結されており、この上
下移動機構2はY軸ステージ1をy方向、つまり上下に
移動させる。Y軸ステージ1の上側面には第1のレール
3および第2のレール4が配設されており、これらのレ
ールはそれぞれの両側に溝が形成されている。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an inspection apparatus according to the present invention. In the figure, the Y-axis stage 1
A vertical movement mechanism 2 is connected to the lower side surface of the Y-axis stage 1. The vertical movement mechanism 2 moves the Y-axis stage 1 in the y direction, that is, in the vertical direction. A first rail 3 and a second rail 4 are provided on the upper side surface of the Y-axis stage 1, and grooves are formed on both sides of each of these rails.
【0015】X軸ステージ5の下側面からは一対のガイ
ド部6,6および他の一対のガイド部7,7が突出して
おり、一方の各ガイド部6,6は第1のレール3の両側
の各溝に嵌合し、他方の各ガイド部7,7は第2のレー
ル4の両側の各溝に嵌合している。これによって、X軸
ステージ5は第1のレール3および第2のレール4に沿
ってx方向、つまり水平方向に移動可能である。さら
に、X軸ステージ5の下側面の凸部8にはx方向に沿っ
てネジ穴が形成されており、このネジ穴にはネジ棒9が
螺合されている。このネジ棒9にはモータ10の回動軸
が連結され、このネジ棒9はモータ10の回動軸によっ
て回動される。このネジ棒9の回動に伴い、X軸ステー
ジ5がx方向に移動される。A pair of guide portions 6 and 6 and a pair of other guide portions 7 and 7 project from the lower side surface of the X-axis stage 5, and each one guide portion 6 and 6 is located on both sides of the first rail 3. , And the other guide portions 7, 7 are fitted in the grooves on both sides of the second rail 4. Thereby, the X-axis stage 5 can move in the x direction, that is, the horizontal direction along the first rail 3 and the second rail 4. Furthermore, a screw hole is formed in the convex portion 8 on the lower side surface of the X-axis stage 5 along the x direction, and a screw rod 9 is screwed into this screw hole. A rotating shaft of a motor 10 is connected to the screw rod 9, and the screw rod 9 is rotated by the rotating shaft of the motor 10. With the rotation of the screw rod 9, the X-axis stage 5 is moved in the x direction.
【0016】したがって、Y軸ステージ1のy方向の移
動、X軸ステージ5のx方向の移動によって、X軸ステ
ージ5をxy方向に移動することができる。Therefore, by moving the Y-axis stage 1 in the y-direction and moving the X-axis stage 5 in the x-direction, the X-axis stage 5 can be moved in the xy-direction.
【0017】X軸ステージ5の上側面にはCCDカメラ
11および平行光線照射器12がx方向に対して直行す
る方向で、相互に対向して配設されている。CCDカメ
ラ11は撮像によって得られた画像を示す画像信号を送
出するための信号線14を有する。平行光線照射器12
は平行光線をCCDカメラ11に向かって照射するもの
であり、光源のための電源コード15を有する。On the upper side surface of the X-axis stage 5, a CCD camera 11 and a parallel beam irradiator 12 are arranged so as to face each other in a direction orthogonal to the x direction. The CCD camera 11 has a signal line 14 for transmitting an image signal showing an image obtained by imaging. Parallel light irradiator 12
Emits parallel rays toward the CCD camera 11, and has a power cord 15 for a light source.
【0018】チャック機構16は被検査対象物を挟持し
て保持するためのものであり、ここでは被検査対象物と
して極細の同軸ケーブル17がx方向に沿って保持され
ている。The chuck mechanism 16 is for sandwiching and holding an object to be inspected, and here, an ultrafine coaxial cable 17 is held as the object to be inspected along the x direction.
【0019】このような構成において、同軸ケーブル1
7を検査する以前の作業過程であって、該ケーブルをセ
ットするまでの作業過程を次に述べる。In such a configuration, the coaxial cable 1
A work process before inspecting No. 7 and up to setting the cable will be described below.
【0020】まず、上下移動機構2を作動させることに
よって、Y軸ステージ1およびX軸ステージ5を下方に
引き下ろし、チャック機構16の周辺に十分な空間を形
成する。この状態で、チャック機構16によって同軸ケ
ーブル17を保持し、該ケーブルの先端を前方に突出さ
せる。First, the vertical movement mechanism 2 is actuated to pull down the Y-axis stage 1 and the X-axis stage 5 to form a sufficient space around the chuck mechanism 16. In this state, the chuck mechanism 16 holds the coaxial cable 17, and the tip of the cable is projected forward.
【0021】次に、上下移動機構2を作動させ、Y軸ス
テージ1およびX軸ステージ5を上方に引き上げ、y方
向での元の位置に戻す。引き続いて、上下移動機構2お
よびモータ10をそれぞれ適宜に作動させ、同軸ケーブ
ル17の先端がCCDカメラ11の視野に入るようにす
る。Next, the vertical movement mechanism 2 is operated to pull up the Y-axis stage 1 and the X-axis stage 5 to return them to their original positions in the y direction. Subsequently, the vertical movement mechanism 2 and the motor 10 are appropriately operated so that the tip of the coaxial cable 17 enters the field of view of the CCD camera 11.
【0022】以上のような作業過程によって、同軸ケー
ブル17がCCDカメラ11および平行光線照射器12
等に絡むことを防止することができ、また同軸ケーブル
17先端をCCDカメラ11の視野内に確実に導くこと
ができる。Through the above-described work process, the coaxial cable 17 is moved to the CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12.
It is possible to prevent the tip end of the coaxial cable 17 from being entangled in the same, and to surely guide the tip of the coaxial cable 17 into the visual field of the CCD camera 11.
【0023】図2はCCDカメラ11および平行光線照
射器12の構成を概略的に示している。同図において、
平行光線照射器12は白色光源(例えば50(W)のハ
ロゲンランプ)21と、この白色光源21から照射され
た光を集光する集光レンズ22と、集光レンズ22によ
って集光された光を通過させるピンホール23を有する
ピンホール板24と、このピンホール板24のピンホー
ル23からの光を入射し、平行光線を出射する平行光線
用レンズ25とを内蔵する。平行光線用レンズ25は、
該レンズの焦点とピンホール板24のピンホール23の
位置とが一致するように配置されている。このレンズの
焦点とピンホール23の位置の一致により、平行光線用
レンズ25は平行光線を出射することができる。FIG. 2 schematically shows the structures of the CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12. In the figure,
The parallel light irradiator 12 includes a white light source (for example, a halogen lamp of 50 (W)) 21, a condenser lens 22 that condenses the light emitted from the white light source 21, and light condensed by the condenser lens 22. There is built in a pinhole plate 24 having a pinhole 23 that allows light to pass through, and a parallel light lens 25 that receives light from the pinhole 23 of the pinhole plate 24 and emits parallel light. The lens 25 for parallel rays is
It is arranged so that the focal point of the lens and the position of the pinhole 23 of the pinhole plate 24 coincide with each other. By matching the focal point of this lens and the position of the pinhole 23, the parallel light ray lens 25 can emit a parallel light ray.
【0024】CCDカメラ11はレンズフード26を有
し、ここにはレンズ27が内蔵される。レンズ27の焦
点には撮像素子(例えばCCDイメージセンサ)28が
配設されており、この撮像素子28上に画像が映し出さ
れる。The CCD camera 11 has a lens hood 26, and a lens 27 is incorporated therein. An image sensor (for example, a CCD image sensor) 28 is arranged at the focal point of the lens 27, and an image is displayed on the image sensor 28.
【0025】なお、CCDカメラ11および平行光線照
射器12は、CCDカメラ11のレンズ27の光軸と平
行光線照射器12から照射されている平行光線とが平行
になるように配設される。The CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12 are arranged so that the optical axis of the lens 27 of the CCD camera 11 and the parallel light emitted from the parallel light irradiator 12 are parallel to each other.
【0026】ここで、被検査対象物である同軸ケーブル
17の先端は、CCDカメラ11と平行光線照射器12
の間に介在しているので、CCDカメラ11の撮像素子
28上には同軸ケーブル17の先端を表す画像が映し出
される。撮像素子28は、この画像を示す画像信号を信
号線14に送出する。この画像信号はイメージメモリ3
1に入力され、ここに同軸ケーブル17の先端を表す画
像が記憶される。コンピュータ32はイメージメモリ3
1内の画像を読出し、予め定められた演算処理を該画像
に対して行い、これにより同軸ケーブル17の先端を検
査する。Here, the tip end of the coaxial cable 17 which is the object to be inspected is the CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12.
The image representing the tip of the coaxial cable 17 is displayed on the image pickup device 28 of the CCD camera 11 because it is interposed between the two. The image sensor 28 sends out an image signal showing this image to the signal line 14. This image signal is stored in the image memory 3
1 and the image representing the tip of the coaxial cable 17 is stored therein. The computer 32 has an image memory 3
The image in 1 is read out, and a predetermined arithmetic processing is performed on the image, whereby the tip of the coaxial cable 17 is inspected.
【0027】さて、先に述べたように上記式(1)にお
ける開口値NAは撮像手段のレンズの絞りのみならず、
平行光線の平行度に依存する。この平行光線の平行度を
良好にすれば、開口値NAが小さくなり、被写界深度ε
を拡げることができる。As described above, the aperture value NA in the above equation (1) is not limited to the diaphragm of the lens of the image pickup means,
It depends on the parallelism of parallel rays. If the parallelism of the parallel rays is improved, the aperture value NA becomes smaller and the depth of field ε
Can be expanded.
【0028】そこで、平行光線照射器12において、ピ
ンホール板24のピンホール23を直径400(μm)
のものとして形成し、かつ平行光線用レンズ25として
焦点距離75(mm)の単レンズを適用し、これによっ
て平行光線用レンズ25から照射される平行光線として
平行度5(mrad)以下のものを得る。Therefore, in the parallel light irradiator 12, the pinhole 23 of the pinhole plate 24 has a diameter of 400 (μm).
And a single lens having a focal length of 75 (mm) is applied as the parallel light ray lens 25, and a parallel light ray emitted from the parallel light ray lens 25 has a parallelism of 5 (mrad) or less. obtain.
【0029】こうして得られた平行度5(mrad)の
平行光線を利用する場合、開口値NAとして平行度5
(mrad)を上記式(1)に代入することにより、被
写界深度εを次に示すように近似的に求めることができ
る。When the parallel rays having the parallelism of 5 (mrad) thus obtained are used, the parallelism of 5 is set as the aperture value NA.
By substituting (mrad) into the above equation (1), the depth of field ε can be approximately calculated as shown below.
【0030】[0030]
【数2】 [Equation 2]
【0031】ただし、屈折率n=1、 平行光線の波長λ=550(nm)とする。However, it is assumed that the refractive index n = 1 and the wavelength λ of parallel rays is 550 (nm).
【0032】ここで求められた被写界深度εによれば、
CCDカメラ11はレンズ27の光軸方向における11
(mm)の範囲で被検査対象物を明確に撮像することが
できる。According to the depth of field ε obtained here,
The CCD camera 11 has a lens 11 in the optical axis direction.
The object to be inspected can be clearly imaged in the range of (mm).
【0033】上記平行度5(mrad)の平行光線を平
行光線照射器12から照射している状態において、CC
Dカメラ11のレンズ27として、焦点距離f=25
(mm)の撮影用レンズおよび筒長20(mm)の接写
用リングを組み合わせたものを利用し、これにより8
(mm)四方の視野が得られるCCDカメラ11によっ
て同軸ケーブル17の先端を撮像する。In the state where the parallel rays of parallelism of 5 (mrad) are emitted from the parallel ray irradiator 12, CC
As the lens 27 of the D camera 11, the focal length f = 25
A combination of a (mm) shooting lens and a cylinder length 20 (mm) close-up ring is used, which results in 8
An image of the tip of the coaxial cable 17 is captured by the CCD camera 11 that can obtain a (mm) four-sided visual field.
【0034】図3は撮像される同軸ケーブル17の先端
を例示するものである。この図から明らかなように、同
軸ケーブル17は、芯線33を内皮34によって被覆
し、この内皮34の周囲にシールド線35を被せ、この
シールド線35を外皮36によって被覆して構成され
る。なお、外皮36の直径は120(μm)、芯線33
の直径は30(μm)である。FIG. 3 illustrates the tip of the coaxial cable 17 to be imaged. As is clear from this figure, the coaxial cable 17 is constructed by covering the core wire 33 with an inner skin 34, covering the inner skin 34 with a shield wire 35, and covering the shield wire 35 with an outer skin 36. The outer skin 36 has a diameter of 120 (μm) and the core wire 33.
Has a diameter of 30 (μm).
【0035】この同軸ケーブル17の先端において、内
皮34および外皮36は剥離されて、芯線33およびシ
ールド線35が露出している。この露出しているシール
ド線35は3次元の広がりを持ち、CCDカメラ11の
レンズ27の光軸方向に沿って5(mm)程広がってい
る。At the tip of the coaxial cable 17, the inner skin 34 and the outer skin 36 are peeled off, and the core wire 33 and the shield wire 35 are exposed. The exposed shield wire 35 has a three-dimensional spread, and spreads about 5 (mm) along the optical axis direction of the lens 27 of the CCD camera 11.
【0036】このような同軸ケーブル17の先端を撮像
すると、第4図に示すような画像が得られる。この図か
ら明らかなように、同軸ケーブル17の先端は、光軸に
沿って5(mm)程広がっているにもかかわらず、明確
に撮像されている。When the tip of such a coaxial cable 17 is imaged, an image as shown in FIG. 4 is obtained. As is clear from this figure, the tip of the coaxial cable 17 is clearly imaged although it extends about 5 (mm) along the optical axis.
【0037】すなわち、先に求めておいた被写界深度ε
によれば、レンズ27の光軸方向における11(mm)
の範囲で被検査対象物を明確に撮像することができる。
このため、光軸方向に沿って5(mm)程広がっている
シールド線35をその11(mm)の範囲内に移動すれ
ば、広がっているシールド線35であっても明確に撮像
することができる。That is, the depth of field ε obtained earlier
According to the above, 11 (mm) in the optical axis direction of the lens 27
The object to be inspected can be clearly imaged within the range.
For this reason, if the shielded wire 35 that extends about 5 (mm) along the optical axis direction is moved within the range of 11 (mm), it is possible to clearly image even the expanded shielded wire 35. it can.
【0038】この同軸ケーブル17の先端を表す画像
は、先に述べたようにイメージメモリ31に記憶され、
コンピュータ32によって処理される。これにより、同
軸ケーブル17の先端が自動的に検査されることとなる
が、この検査の内容としては内皮34および外皮36の
剥離長、シールド線35の切れ残りの有無等がある。The image showing the tip of the coaxial cable 17 is stored in the image memory 31 as described above,
It is processed by the computer 32. As a result, the tip of the coaxial cable 17 is automatically inspected, and the contents of this inspection include the peeling length of the inner skin 34 and the outer skin 36, the presence or absence of uncut portions of the shield wire 35, and the like.
【0039】このように本実施例では、平行光線照射器
12から被検査対象物へと平行光線を照射し、CCDカ
メラ11は被検査対象物を介しての平行光線を入射して
該被検査対象物を撮像するようにしている。このため、
被写界深度εは拡がり、3次元に広がった被検査対象物
であっても、明確に撮像することができる。また、被写
界深度εを拡げることによって、CCDカメラ11の厳
密なピント合わせを必要としなくなるので、多数の被検
査対象物を検査する場合には、検査効率を向上させるこ
とができる。As described above, in this embodiment, the parallel light beam irradiator 12 irradiates the object to be inspected with a parallel light beam, and the CCD camera 11 makes the parallel light beam enter through the object to be inspected to inspect the object to be inspected. The object is imaged. For this reason,
The depth of field ε is widened, and even a three-dimensionally spread object to be inspected can be clearly imaged. Further, by increasing the depth of field ε, it becomes unnecessary to strictly focus the CCD camera 11, so that the inspection efficiency can be improved when a large number of objects to be inspected are inspected.
【0040】なお、本実施例では被検査対象物を一方向
からのみ検査しているが、複数の方向からの検査を実施
すれば、死角のない検査を行うことができる。この場
合、対向する撮像手段と平行光線照射手段を被検査対象
物を中心にして回転させるような機構を利用してもよい
し、複数組の撮像手段と平行光線照射手段を被検査対象
物の回りに配設してもよい。In this embodiment, the object to be inspected is inspected from only one direction, but if the inspection is performed from a plurality of directions, it is possible to perform an inspection without a blind spot. In this case, a mechanism for rotating the facing image pickup means and parallel light beam irradiation means around the inspection object may be used, or a plurality of sets of image pickup means and parallel light irradiation means may be used for the inspection object. You may arrange around.
【0041】また、平行光線照射器の光源をピンホー
ル、平行光線用レンズから分離し、両者を光ファイバー
で結合させることにより、この照射器を小型化して、狭
い所でも使用することが可能となる。Further, by separating the light source of the parallel light irradiator from the pinhole and the lens for parallel light rays and connecting both with an optical fiber, the irradiator can be miniaturized and used in a narrow place. ..
【0042】さらに、被検査対象物は同軸ケーブルに限
定されるものでなく、この発明は光ファイバーのケプラ
ーの切れ残し検査、硝子に含まれる微小な異物検査等に
おいても十分に有効である。Further, the object to be inspected is not limited to the coaxial cable, and the present invention is sufficiently effective also for the inspection of the uncut portion of the optical fiber Kepler, the inspection of minute foreign substances contained in glass, and the like.
【0043】ところで、本実施例の検査装置と従来の検
査装置とを比較する実験を行ったので、その結果を図5
および図6に示しておく。By the way, an experiment was conducted to compare the inspection apparatus of this embodiment with the conventional inspection apparatus, and the results are shown in FIG.
And it shows in FIG.
【0044】図5は本実施例の検査装置によってテスト
パターンを撮像し、これによって得られた画像を示して
いる。FIG. 5 shows an image obtained by picking up an image of a test pattern by the inspection apparatus of this embodiment.
【0045】図5(a)において、テストパターンがC
CDカメラ11の焦点上にあるときに、テストパターン
を撮像して得た画像が示されている。In FIG. 5A, the test pattern is C
An image obtained by capturing a test pattern when the CD camera 11 is on the focus is shown.
【0046】図5(b)および(c)において、テスト
パターンがCCDカメラ11の焦点から−5(mm)お
よび−20(mm)のそれぞれの位置にずれたときに、
テストパターンを撮像して得たそれぞれの画像が示され
ている。In FIGS. 5B and 5C, when the test pattern is deviated from the focus of the CCD camera 11 to the respective positions of -5 (mm) and -20 (mm),
The respective images obtained by imaging the test pattern are shown.
【0047】図5(d)および(e)において、テスト
パターンがCCDカメラ11の焦点から+5(mm)お
よび+20(mm)のそれぞれの位置にずれたときに、
テストパターンを撮像して得たそれぞれの画像が示され
ている。In FIGS. 5D and 5E, when the test pattern is deviated from the focus of the CCD camera 11 to the respective positions of +5 (mm) and +20 (mm),
The respective images obtained by imaging the test pattern are shown.
【0048】図6は従来の検査装置によってテストパタ
ーンを撮像し、これによって得られた画像を示してい
る。FIG. 6 shows an image obtained by capturing an image of a test pattern by a conventional inspection apparatus.
【0049】図6(a)において、テストパターンが撮
像手段の焦点上にあるときに、テストパターンを撮像し
て得た画像が示されている。FIG. 6A shows an image obtained by imaging the test pattern when the test pattern is on the focal point of the imaging means.
【0050】図6(b)および(c)において、テスト
パターンが撮像手段の焦点から−2(mm)および−5
(mm)のそれぞれの位置にずれたときに、テストパタ
ーンを撮像して得たそれぞれの画像が示されている。In FIGS. 6B and 6C, the test pattern is -2 (mm) and -5 from the focus of the image pickup means.
The respective images obtained by imaging the test pattern when displaced to respective positions of (mm) are shown.
【0051】図5および図6を比較すると明らかなよう
に、本実施例の検査装置によれば、テストパターンがC
CDカメラ11の焦点から±5(mm)の範囲内にある
ときには明確な画像を得ることができるのに対して、従
来の検査装置によれば、テストパターンが撮像手段の焦
点から−2(mm)だけ外れても、明確な画像を得るこ
とができない。したがって、本実施例の検査装置の方が
3次元の広がりを持つ被検査対象物を検査するのには遙
に適している。As is clear from comparison between FIG. 5 and FIG. 6, according to the inspection apparatus of this embodiment, the test pattern is C
While a clear image can be obtained when it is within ± 5 (mm) from the focus of the CD camera 11, according to the conventional inspection apparatus, the test pattern is -2 (mm) from the focus of the image pickup means. ) I can't get a clear image even if it just deviates. Therefore, the inspection apparatus of this embodiment is far more suitable for inspecting an object to be inspected having a three-dimensional spread.
【0052】なお、本実施例において求められた被写界
深度ε=11(mm)は、図5に示した実験結果として
の「テストパターンがCCDカメラ11の焦点から±5
(mm)の範囲内にあるときには明確な画像を得ること
ができる」ということにほぼ一致する。The depth of field ε = 11 (mm) obtained in this embodiment is “the test pattern is ± 5 from the focus of the CCD camera 11” as the experimental result shown in FIG.
A clear image can be obtained when it is within the range of (mm). "
【0053】[0053]
【効果】以上のように、この発明に係わる被検査対象物
の検査装置では、平行光線を平行光線照射手段から被検
査対象物へと照射しており、撮像手段は平行光線を被検
査対象物を介して入射し、この被検査対象物を撮像して
いる。このため、撮像手段のレンズの絞りを絞り込んで
分解能を犠牲にしなくても、平行光線の平行度を良好に
することによって、被写界深度εを拡げることができ
る。これにより、3次元の広がりを持つ被検査対象物で
あっても、この被検査対象物を明確に撮像して検査する
ことが可能となる。As described above, in the inspection device for an object to be inspected according to the present invention, the parallel light rays are emitted to the object to be inspected from the parallel light beam irradiating means, and the imaging means emits the parallel light beam to the object to be inspected. It is incident through and is imaging this inspected object. Therefore, the depth of field ε can be expanded by improving the parallelism of parallel rays without narrowing the aperture of the lens of the image pickup means to sacrifice the resolution. Accordingly, even if the inspection target has a three-dimensional spread, the inspection target can be clearly imaged and inspected.
【図1】この発明に係わる検査装置の一実施例を示す斜
視図FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an inspection apparatus according to the present invention.
【図2】図1に示した実施例装置におけるCCDカメラ
および平行光線照射器の構成を概略的に示す図2 is a diagram schematically showing the configuration of a CCD camera and a parallel light irradiator in the apparatus of the embodiment shown in FIG.
【図3】図1に示した実施例装置において被検査対象物
とされた同軸ケーブルの先端を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing a tip end of a coaxial cable which is an object to be inspected in the apparatus of the embodiment shown in FIG.
【図4】図3に示した同軸ケーブルの先端を撮像するこ
とにより得られた画像を示す図FIG. 4 is a diagram showing an image obtained by imaging the tip of the coaxial cable shown in FIG.
【図5】図1に示した実施例装置によってテストパター
ンを撮像したときの実験結果を示す図5 is a diagram showing an experimental result when a test pattern is imaged by the apparatus of the embodiment shown in FIG.
【図6】従来の検査装置によってテストパターンを撮像
したときの実験結果を示す図FIG. 6 is a diagram showing an experimental result when a test pattern is imaged by a conventional inspection device.
1 Y軸ステージ 2 上下移動機構 3 第1のレール 4 第2のレール 5 X軸ステージ 6、7 ガイド部 8 凸部 9 ネジ棒 10 モータ 11 CCDカメラ 12 平行光線照射器 14 信号線 15 電源コード 16 チャック機構 17 同軸ケーブル 21 白色光源 22 集光レンズ 23 ピンホール 24 ピンホール板 25 平行光線用レンズ 26 レンズフード 27 レンズ 28 撮像素子 31 イメージメモリ 32 コンピュータ 1 Y-axis stage 2 Vertical movement mechanism 3 First rail 4 Second rail 5 X-axis stage 6, 7 Guide part 8 Convex part 9 Screw rod 10 Motor 11 CCD camera 12 Parallel light irradiator 14 Signal line 15 Power cord 16 Chuck mechanism 17 Coaxial cable 21 White light source 22 Condensing lens 23 Pinhole 24 Pinhole plate 25 Lens for parallel rays 26 Lens hood 27 Lens 28 Image sensor 31 Image memory 32 Computer
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【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年8月25日[Submission date] August 25, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 平行光線による撮像検査装置Patent application title: Imaging inspection device using parallel rays
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、3次元の広がりを持
つ微小な対象物を検査するのに適した平行光線による撮
像検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup inspection apparatus using parallel rays suitable for inspecting a minute object having a three-dimensional spread.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の検査装置では、対象物に
対して拡散光を照射し、この対象物を撮像手段によって
撮像して画像を得、この画像に対して演算処理を施すこ
とにより対象物を検査するようにしていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of inspection apparatus, an object is irradiated with diffused light, the object is imaged by an imaging means to obtain an image, and an arithmetic process is performed on the image. I was trying to inspect the object.
【0003】例えば、特開昭62−213569号公報
に記載の「光ファイバケーブルの処理端末装置」では、
対象物である光ファイバケーブルに対して拡散光を照射
し、この光ファイバケーブルをCCDカメラによって撮
像し、光ファイバーケーブルを表す画像をプロセッサに
よって演算処理して、光ファイバケーブルの長さおよび
損傷を検査するようにしていた。For example, in the "processing terminal device for optical fiber cable" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-213569,
The optical fiber cable that is the object is irradiated with diffused light, the optical fiber cable is imaged by the CCD camera, the image representing the optical fiber cable is processed by the processor, and the length and damage of the optical fiber cable are inspected. I was trying to do it.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような検査装置では、対象物に対して拡散光を照射し、
この対象物を近接位置から撮像しているため、撮像手段
による検査可能範囲、つまり撮像手段のレンズの光軸方
向において対象物を明確に撮像することができる最小距
離と最大距離間の範囲が狭く、その検査可能範囲は撮像
手段のレンズの絞りと対象物に対する照射光の波長とに
基づく被写界深度内に限定されていた。ここで、被写界
深度をεとすると、この被写界深度εは次式(1)で表
される。However, in the above inspection apparatus, the object is irradiated with diffused light,
Since this object is imaged from a close position, the inspectable range by the imaging means, that is, the range between the minimum distance and the maximum distance at which the object can be clearly imaged in the optical axis direction of the lens of the imaging means is narrow. The inspectable range is limited to the depth of field based on the diaphragm of the lens of the image pickup means and the wavelength of the irradiation light to the object. Here, when the depth of field is ε, this depth of field ε is expressed by the following equation (1).
【0005】[0005]
【数1】 [Equation 1]
【0006】ただし、nは屈折率、NAは開口値(=レ
ンズの絞りの逆数)、λは光源から照射されている光の
波長である。Here, n is the refractive index, NA is the aperture value (= the reciprocal of the diaphragm of the lens), and λ is the wavelength of the light emitted from the light source.
【0007】上記式(1)によれば、被写界深度を拡げ
るには開口値NAを小さくするのが1つの方法であるこ
とが明らかである。このため、通常は開口値NAが小さ
くなるように、撮像手段のレンズの絞りをある程度絞り
込むようにしているが、レンズの絞りを過度に絞り込む
と分解能が低下する上に光量が不足するという欠点があ
るので、レンズの絞りの絞り込みには限界が有り、これ
だけでは被写界深度を十分に拡げることができなかっ
た。According to the above equation (1), it is clear that one method is to reduce the aperture value NA in order to increase the depth of field. Therefore, the aperture of the lens of the image pickup means is normally narrowed down to some extent so that the aperture value NA becomes small. However, if the aperture of the lens is excessively narrowed down, the resolution is lowered and the light quantity is insufficient. Therefore, there is a limit to how narrow the lens diaphragm can be, and it is not possible to sufficiently expand the depth of field with this alone.
【0008】例えば、光の波長λ=550(nm)、屈
折率n=1のときに、開口値NA=1/32(レンズの
絞りが32となる)とすると、被写界深度ε=0.3
(mm)となる。この場合、撮像手段はレンズの光軸方
向における0.3(mm)の範囲内でしか対象物を明確
に撮像することができない。For example, when the wavelength λ of light is 550 (nm) and the refractive index n is 1, and the aperture value NA is 1/32 (the aperture of the lens is 32), the depth of field ε = 0. .3
(Mm). In this case, the imaging means can clearly image the object only within the range of 0.3 (mm) in the optical axis direction of the lens.
【0009】このように被写界深度が狭い場合は、3次
元の広がりを持つ対象物を検査するときに特に問題を生
じる。例えば、極細い同軸ケーブルの外皮を剥ぐと、シ
ールド線が露出して広がるが、この広がりを持つシール
ド線を対象物とするとき、このシールド線の全体を被写
界深度ε=0.3(mm)の範囲内で明確にかつ一度に
撮像することは不可能であると言ってよく、シールド線
の検査工程は困難なものとなった。Such a narrow depth of field causes a particular problem when inspecting an object having a three-dimensional spread. For example, when the outer skin of a very thin coaxial cable is peeled off, the shielded wire is exposed and spreads. When the shielded wire having this spread is the object, the entire shielded wire has a depth of field ε = 0.3 ( It can be said that it is impossible to take an image clearly and at once in the range of (mm), and the process of inspecting the shield line becomes difficult.
【0010】そこで、この発明の課題は、3次元の広が
りを持つ対象物を検査するのに適した平行光線による撮
像検査装置を得ることにある。Therefore, an object of the present invention is to obtain an imaging inspection apparatus using parallel rays suitable for inspecting an object having a three-dimensional spread.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明においては、平行光線を照射する平行光線
照射手段と、この平行光線照射手段に対向配置され、こ
の平行光線照射手段から照射された平行光線を入射し
て、画像信号を出力する撮像手段と、この撮像手段から
の画像信号を入力して処理する画像信号処理手段とを備
え、前記撮像手段は、該撮像手段と前記平行光線照射手
段間に位置する対象物を撮像し、前記画像処理手段は、
前記撮像手段からの画像信号に基づいて、前記対象物を
検査している。In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a parallel light beam irradiating means for irradiating a parallel light beam and a parallel light beam irradiating means are disposed so as to face each other, and the parallel light beam irradiating means irradiates the light beam. And an image signal processing unit for inputting and processing the image signal from the image pickup unit. The image pickup unit includes the image pickup unit and the parallel light beam. An image of an object located between the irradiation means is imaged, and the image processing means,
The object is inspected based on the image signal from the image pickup means.
【0012】また、この発明においては、前記平行光線
照射手段、および前記撮像手段を載置するステージと、
このステージを移動する移動手段と、前記対象物を挟持
する挟持手段とを更に備えている。Further, according to the present invention, the parallel light beam irradiation means and the stage on which the image pickup means is mounted,
It further comprises a moving means for moving the stage and a holding means for holding the object.
【0013】さらに、この発明においては、3次元の広
がりを持つ対象物を検査している。Further, in the present invention, an object having a three-dimensional spread is inspected.
【0014】[0014]
【作用】この発明によれば、平行光線照射手段と撮像手
段間に対象物が位置しており、撮像手段は、平行光線を
対象物を介して入射し、この対象物を撮像する。画像処
理手段は、この撮像手段からの画像信号を入力し、この
画像信号によって示される対象物を検査する。このよう
に平行光線を利用すると、上記式(1)における開口値
NAは撮像手段のレンズの絞りのみならず、平行光線の
平行度に依存する。このため、開口値NAを小さくし
て、被写界深度εを拡げるためには、平行光線の平行度
を良好にすればよい。したがって、撮像手段のレンズの
絞りを絞り込んで光量および分解能を犠牲にしなくて
も、平行光線の平行度を良好にすることによって、被写
界深度εを拡げることができる。こうして被写界深度ε
を拡げた場合、拡げられた被写界深度εの範囲内に対象
物を位置させれば、この対象物が撮像手段によって明確
に撮像されるので、この対象物の検査が容易となる。According to the present invention, the object is positioned between the parallel light irradiating means and the image pickup means, and the image pickup means makes the parallel light beam incident through the object and picks up the image of the object. The image processing means receives the image signal from the image pickup means and inspects the object indicated by the image signal. By using parallel rays in this way, the aperture value NA in the above equation (1) depends not only on the diaphragm of the lens of the image pickup means but also on the parallelism of the parallel rays. Therefore, in order to reduce the aperture value NA and expand the depth of field ε, it is sufficient to improve the parallelism of parallel rays. Therefore, the depth of field ε can be increased by improving the parallelism of the parallel rays without narrowing the aperture of the lens of the image pickup means to sacrifice the light amount and the resolution. Thus the depth of field ε
When the object is expanded, if the object is positioned within the range of the expanded depth of field ε, the object is clearly imaged by the imaging means, so that the inspection of the object becomes easy.
【0015】また、この発明によれば、対象物を挟持手
段によって挟持し、ステージを移動手段によって移動す
ることにより、このステージ上の平行光線照射手段と撮
像手段間で対象物を位置決めすることができるので、先
の拡げられた被写界深度εの範囲内に対象物を位置させ
ることが容易である。Further, according to the present invention, the object is clamped by the clamping means and the stage is moved by the moving means, so that the object can be positioned between the parallel light irradiating means and the imaging means on the stage. Therefore, it is easy to position the object within the range of the previously expanded depth of field ε.
【0016】さらに、この発明は、先の拡げられた被写
界深度εの範囲内で対象物を明確に撮像することができ
るので、3次元の広がりを持つ対象物を検査するのに好
適である。Further, according to the present invention, since the object can be clearly imaged within the previously expanded depth of field ε, it is suitable for inspecting an object having a three-dimensional spread. is there.
【0017】[0017]
【実施例】以下、実施例について図面を参照して詳細に
説明する。Embodiments will be described in detail below with reference to the drawings.
【0018】図1はこの発明に係わる検査装置の一実施
例を示す斜視図である。同図において、Y軸ステージ1
の下側面には上下移動機構2が連結されており、この上
下移動機構2はY軸ステージ1をy方向、つまり上下に
移動させる。Y軸ステージ1の上側面には第1のレール
3および第2のレール4が配設されており、これらのレ
ールはそれぞれの両側に溝が形成されている。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an inspection apparatus according to the present invention. In the figure, the Y-axis stage 1
A vertical movement mechanism 2 is connected to the lower side surface of the Y-axis stage 1. The vertical movement mechanism 2 moves the Y-axis stage 1 in the y direction, that is, in the vertical direction. A first rail 3 and a second rail 4 are provided on the upper side surface of the Y-axis stage 1, and grooves are formed on both sides of each of these rails.
【0019】X軸ステージ5の下側面からは一対のガイ
ド部6,6および他の一対のガイド部7,7が突出して
おり、一方の各ガイド部6,6は第1のレール3の両側
の各溝に嵌合し、他方の各ガイド部7,7は第2のレー
ル4の両側の各溝に嵌合している。これによって、X軸
ステージ5は第1のレール3および第2のレール4に沿
ってx方向、つまり水平方向に移動可能である。さら
に、X軸ステージ5の下側面の凸部8にはx方向に沿っ
てネジ穴が形成されており、このネジ穴にはネジ棒9が
螺合されている。このネジ棒9にはモータ10の回動軸
が連結され、このネジ棒9はモータ10の回動軸によっ
て回動される。このネジ棒9の回動に伴い、X軸ステー
ジ5がx方向に移動される。A pair of guide portions 6, 6 and a pair of other guide portions 7, 7 project from the lower side surface of the X-axis stage 5, and one guide portion 6, 6 is located on both sides of the first rail 3. , And the other guide portions 7, 7 are fitted in the grooves on both sides of the second rail 4. Thereby, the X-axis stage 5 can move in the x direction, that is, the horizontal direction along the first rail 3 and the second rail 4. Furthermore, a screw hole is formed in the convex portion 8 on the lower side surface of the X-axis stage 5 along the x direction, and a screw rod 9 is screwed into this screw hole. A rotating shaft of a motor 10 is connected to the screw rod 9, and the screw rod 9 is rotated by the rotating shaft of the motor 10. With the rotation of the screw rod 9, the X-axis stage 5 is moved in the x direction.
【0020】したがって、Y軸ステージ1のy方向の移
動、X軸ステージ5のx方向の移動によって、X軸ステ
ージ5をxy方向に移動することができる。Therefore, the X-axis stage 5 can be moved in the xy directions by moving the Y-axis stage 1 in the y-direction and the X-axis stage 5 in the x-direction.
【0021】X軸ステージ5の上側面にはCCDカメラ
11および平行光線照射器12がx方向に対して直行す
る方向で、相互に対向して配設されている。CCDカメ
ラ11は撮像によって得られた画像を示す画像信号を送
出するための信号線14を有する。平行光線照射器12
は平行光線をCCDカメラ11に向かって照射するもの
であり、光源のための電源コード15を有する。On the upper side surface of the X-axis stage 5, a CCD camera 11 and a parallel light irradiator 12 are arranged so as to face each other in a direction orthogonal to the x direction. The CCD camera 11 has a signal line 14 for transmitting an image signal showing an image obtained by imaging. Parallel light irradiator 12
Emits parallel rays toward the CCD camera 11, and has a power cord 15 for a light source.
【0022】チャック機構16は対象物を挟持して保持
するためのものであり、ここでは対象物として極細の同
軸ケーブル17がx方向に沿って保持されている。The chuck mechanism 16 is for sandwiching and holding an object, and here, an extremely fine coaxial cable 17 is held as the object along the x direction.
【0023】このような構成において、同軸ケーブル1
7を検査する以前の作業過程であって、該ケーブルをセ
ットするまでの作業過程を次に述べる。In such a structure, the coaxial cable 1
A work process before inspecting No. 7 and up to setting the cable will be described below.
【0024】まず、上下移動機構2を作動させることに
よって、Y軸ステージ1およびX軸ステージ5を下方に
引き下ろし、チャック機構16の周辺に十分な空間を形
成する。この状態で、チャック機構16によって同軸ケ
ーブル17を保持し、該ケーブルの先端を前方に突出さ
せる。First, the vertical movement mechanism 2 is operated to pull down the Y-axis stage 1 and the X-axis stage 5 to form a sufficient space around the chuck mechanism 16. In this state, the chuck mechanism 16 holds the coaxial cable 17, and the tip of the cable is projected forward.
【0025】次に、上下移動機構2を作動させ、Y軸ス
テージ1およびX軸ステージ5を上方に引き上げ、y方
向での元の位置に戻す。引き続いて、上下移動機構2お
よびモータ10をそれぞれ適宜に作動させ、同軸ケーブ
ル17の先端がCCDカメラ11の視野に入るようにす
る。Next, the vertical movement mechanism 2 is operated to pull up the Y-axis stage 1 and the X-axis stage 5 to return them to their original positions in the y direction. Subsequently, the vertical movement mechanism 2 and the motor 10 are appropriately operated so that the tip of the coaxial cable 17 enters the field of view of the CCD camera 11.
【0026】以上のような作業過程によって、同軸ケー
ブル17がCCDカメラ11および平行光線照射器12
等に絡むことを防止することができ、また同軸ケーブル
17先端をCCDカメラ11の視野内に確実に導くこと
ができる。Through the above work process, the coaxial cable 17 is moved to the CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12.
It is possible to prevent the tip end of the coaxial cable 17 from being entangled in the same, and to surely guide the tip of the coaxial cable 17 into the visual field of the CCD camera 11.
【0027】図2はCCDカメラ11および平行光線照
射器12の構成を概略的に示している。同図において、
平行光線照射器12は白色光源(例えば50(W)のハ
ロゲンランプ)21と、この白色光源21から照射され
た光を集光する集光レンズ22と、集光レンズ22によ
って集光された光を通過させるピンホール23を有する
ピンホール板24と、このピンホール板24のピンホー
ル23からの光を入射し、平行光線を出射する平行光線
用レンズ25とを内蔵する。平行光線用レンズ25は、
該レンズの焦点とピンホール板24のピンホール23の
位置とが一致するように配置されている。このレンズの
焦点とピンホール23の位置の一致により、平行光線用
レンズ25は平行光線を出射することができる。FIG. 2 schematically shows the structures of the CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12. In the figure,
The parallel light irradiator 12 includes a white light source (for example, a halogen lamp of 50 (W)) 21, a condenser lens 22 that condenses the light emitted from the white light source 21, and light condensed by the condenser lens 22. There is built in a pinhole plate 24 having a pinhole 23 that allows light to pass through, and a parallel light lens 25 that receives light from the pinhole 23 of the pinhole plate 24 and emits parallel light. The lens 25 for parallel rays is
It is arranged so that the focal point of the lens and the position of the pinhole 23 of the pinhole plate 24 coincide with each other. By matching the focal point of this lens and the position of the pinhole 23, the parallel light ray lens 25 can emit a parallel light ray.
【0028】CCDカメラ11はレンズフード26を有
し、ここにはレンズ27が内蔵される。レンズ27の焦
点には撮像素子(例えばCCDイメージセンサ)28が
配設されており、この撮像素子28上に画像が映し出さ
れる。The CCD camera 11 has a lens hood 26, and a lens 27 is incorporated therein. An image sensor (for example, a CCD image sensor) 28 is arranged at the focal point of the lens 27, and an image is displayed on the image sensor 28.
【0029】なお、CCDカメラ11および平行光線照
射器12は、CCDカメラ11のレンズ27の光軸と平
行光線照射器12から照射されている平行光線とが平行
になるように配設される。The CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12 are arranged so that the optical axis of the lens 27 of the CCD camera 11 and the parallel light emitted from the parallel light irradiator 12 are parallel to each other.
【0030】ここで、対象物である同軸ケーブル17の
先端は、CCDカメラ11と平行光線照射器12の間に
介在しているので、CCDカメラ11の撮像素子28上
には同軸ケーブル17の先端を表す画像が映し出され
る。撮像素子28は、この画像を示す画像信号を信号線
14に送出する。この画像信号はイメージメモリ31に
入力され、ここに同軸ケーブル17の先端を表す画像が
記憶される。コンピュータ32はイメージメモリ31内
の画像を読出し、予め定められた演算処理を該画像に対
して行い、これにより同軸ケーブル17の先端を検査す
る。Since the tip of the coaxial cable 17 which is the object is interposed between the CCD camera 11 and the parallel light irradiator 12, the tip of the coaxial cable 17 is placed on the image pickup device 28 of the CCD camera 11. An image representing is displayed. The image sensor 28 sends out an image signal showing this image to the signal line 14. This image signal is input to the image memory 31, and the image representing the tip of the coaxial cable 17 is stored therein. The computer 32 reads the image in the image memory 31 and performs a predetermined arithmetic processing on the image, thereby inspecting the tip of the coaxial cable 17.
【0031】さて、先に述べたように上記式(1)にお
ける開口値NAは撮像手段のレンズの絞りのみならず、
平行光線の平行度に依存する。この平行光線の平行度を
良好にすれば、開口値NAが小さくなり、被写界深度ε
を拡げることができる。As described above, the aperture value NA in the above equation (1) is not limited to the diaphragm of the lens of the image pickup means,
It depends on the parallelism of parallel rays. If the parallelism of the parallel rays is improved, the aperture value NA becomes smaller and the depth of field ε
Can be expanded.
【0032】そこで、平行光線照射器12において、ピ
ンホール板24のピンホール23を直径400(μm)
のものとして形成し、かつ平行光線用レンズ25として
焦点距離75(mm)の単レンズを適用し、これによっ
て平行光線用レンズ25から照射される平行光線として
平行度5(mrad)以下のものを得る。こうして得ら
れた平行度5(mrad)の平行光線を利用する場合、
開口値NAとして平行度5(mrad)を上記式(1)
に代入することにより、被写界深度εを次に示すように
近似的に求めることができる。Therefore, in the parallel light irradiator 12, the pinhole 23 of the pinhole plate 24 has a diameter of 400 (μm).
And a single lens having a focal length of 75 (mm) is applied as the parallel light ray lens 25, and a parallel light ray emitted from the parallel light ray lens 25 has a parallelism of 5 (mrad) or less. obtain. When using the parallel rays of parallelism 5 (mrad) thus obtained,
The parallelism of 5 (mrad) as the numerical aperture NA is given by the above formula (1).
, The depth of field ε can be approximately calculated as follows.
【0033】[0033]
【数2】 [Equation 2]
【0034】ただし、屈折率n=1、 平行光線の波長λ=550(nm)とする。However, it is assumed that the refractive index n = 1 and the wavelength of parallel rays λ = 550 (nm).
【0035】ここで求められた被写界深度εによれば、
CCDカメラ11はレンズ27の光軸方向における11
(mm)の範囲で対象物を明確に撮像することができ
る。According to the depth of field ε obtained here,
The CCD camera 11 has a lens 11 in the optical axis direction.
The object can be clearly imaged in the range of (mm).
【0036】上記平行度5(mrad)の平行光線を平
行光線照射器12から照射している状態において、CC
Dカメラ11のレンズ27として、焦点距離f=25
(mm)の撮影用レンズおよび筒長20(mm)の接写
用リングを組み合わせたものを利用し、これにより8
(mm)四方の視野が得られるCCDカメラ11によっ
て同軸ケーブル17の先端を撮像する。In the state where the parallel rays of parallelism 5 (mrad) are emitted from the parallel ray irradiator 12, CC
As the lens 27 of the D camera 11, the focal length f = 25
A combination of a (mm) shooting lens and a cylinder length 20 (mm) close-up ring is used, which results in 8
An image of the tip of the coaxial cable 17 is captured by the CCD camera 11 that can obtain a (mm) four-sided visual field.
【0037】図3は撮像される同軸ケーブル17の先端
を例示するものである。この図から明らかなように、同
軸ケーブル17は、芯線33を内皮34によって被覆
し、この内皮34の周囲にシールド線35を被せ、この
シールド線35を外皮36によって被覆して構成され
る。なお、外皮36の直径は120(μm)、芯線33
の直径は30(μm)である。FIG. 3 illustrates the tip of the coaxial cable 17 to be imaged. As is clear from this figure, the coaxial cable 17 is constructed by covering the core wire 33 with an inner skin 34, covering the inner skin 34 with a shield wire 35, and covering the shield wire 35 with an outer skin 36. The outer skin 36 has a diameter of 120 (μm) and the core wire 33.
Has a diameter of 30 (μm).
【0038】この同軸ケーブル17の先端において、内
皮34および外皮36は剥離されて、芯線33およびシ
ールド線35が露出している。この露出しているシール
ド線35は3次元の広がりを持ち、CCDカメラ11の
レンズ27の光軸方向に沿って5(mm)程広がってい
る。At the tip of the coaxial cable 17, the inner skin 34 and the outer skin 36 are peeled off, and the core wire 33 and the shield wire 35 are exposed. The exposed shield wire 35 has a three-dimensional spread, and spreads about 5 (mm) along the optical axis direction of the lens 27 of the CCD camera 11.
【0039】このような同軸ケーブル17の先端を撮像
すると、第4図に示すような画像が得られる。この図か
ら明らかなように、同軸ケーブル17の先端は、光軸に
沿って5(mm)程広がっているにもかかわらず、明確
に撮像されている。When the tip of such a coaxial cable 17 is imaged, an image as shown in FIG. 4 is obtained. As is clear from this figure, the tip of the coaxial cable 17 is clearly imaged although it extends about 5 (mm) along the optical axis.
【0040】すなわち、先に求めておいた被写界深度ε
によれば、レンズ27の光軸方向における11(mm)
の範囲で対象物を明確に撮像することができる。このた
め、光軸方向に沿って5(mm)程広がっているシール
ド線35をその11(mm)の範囲内に移動すれば、広
がっているシールド線35であっても明確に撮像するこ
とができる。That is, the depth of field ε obtained earlier
According to the above, 11 (mm) in the optical axis direction of the lens 27
The object can be clearly imaged in the range. For this reason, if the shielded wire 35 that extends about 5 (mm) along the optical axis direction is moved within the range of 11 (mm), it is possible to clearly image even the expanded shielded wire 35. it can.
【0041】この同軸ケーブル17の先端を表す画像
は、先に述べたようにイメージメモリ31に記憶され、
コンピュータ32によって処理される。これにより、同
軸ケーブル17の先端が自動的に検査されることとなる
が、この検査の内容としては内皮34および外皮36の
剥離長、シールド線35の切れ残りの有無等がある。The image showing the tip of the coaxial cable 17 is stored in the image memory 31 as described above,
It is processed by the computer 32. As a result, the tip of the coaxial cable 17 is automatically inspected, and the contents of this inspection include the peeling length of the inner skin 34 and the outer skin 36, the presence or absence of uncut portions of the shield wire 35, and the like.
【0042】このように本実施例では、平行光線照射器
12から対象物へと平行光線を照射し、CCDカメラ1
1は対象物を介しての平行光線を入射して該対象物を撮
像するようにしている。このため、被写界深度εは拡が
り、3次元に広がった対象物であっても、明確に撮像す
ることができる。また、被写界深度εを拡げることによ
って、対象物の厳密な位置決め、およびCCDカメラ1
1の厳密なピント合わせを必要としなくなるので、Y軸
ステージ1およびX軸ステージ5の移動から対象物の撮
像までの処理が極めて容易となり、多数の対象物の自動
検査を実現するのに効を奏する。As described above, in this embodiment, the parallel light beam is applied from the parallel light beam irradiator 12 to the object, and the CCD camera 1
Reference numeral 1 is for injecting parallel light rays through an object to image the object. For this reason, the depth of field ε is expanded, and even a three-dimensionally expanded object can be clearly imaged. Further, by expanding the depth of field ε, the strict positioning of the object and the CCD camera 1
Since the strict focus adjustment of 1 is not required, the processing from the movement of the Y-axis stage 1 and the X-axis stage 5 to the imaging of the object becomes extremely easy, which is effective in realizing automatic inspection of many objects. Play.
【0043】なお、本実施例では対象物を一方向からの
み検査しているが、複数の方向からの検査を実施すれ
ば、死角のない検査を行うことができる。この場合、対
向する撮像手段と平行光線照射手段を対象物を中心にし
て回転させるような機構を利用してもよいし、複数組の
撮像手段と平行光線照射手段を対象物の回りに配設して
もよい。In this embodiment, the object is inspected from only one direction, but if the inspection is performed from a plurality of directions, it is possible to perform an inspection without a blind spot. In this case, a mechanism for rotating the facing image pickup means and parallel light beam irradiation means around the object may be used, or a plurality of sets of image pickup means and parallel light beam irradiation means may be arranged around the object. You may.
【0044】また、平行光線照射器の光源をピンホー
ル、平行光線用レンズから分離し、両者を光ファイバー
で結合させることにより、この照射器を小型化して、狭
い所でも使用することが可能となる。Further, by separating the light source of the parallel light irradiator from the pinhole and the lens for parallel light rays and connecting both with an optical fiber, the irradiator can be miniaturized and used in a narrow place. ..
【0045】さらに、対象物は同軸ケーブルに限定され
るものでなく、この発明は光ファイバーのケプラーの切
れ残し検査、厚い硝子に含まれる微小な異物検査等にお
いても十分に有効である。Further, the object is not limited to the coaxial cable, and the present invention is sufficiently effective also for the inspection of the uncut portion of the Kepler of the optical fiber, the inspection of minute foreign matter contained in thick glass, and the like.
【0046】ところで、本実施例の検査装置と従来の検
査装置とを比較する実験を行ったので、その結果を図5
および図6に示しておく。By the way, an experiment was conducted to compare the inspection apparatus of this embodiment with the conventional inspection apparatus, and the results are shown in FIG.
And it shows in FIG.
【0047】図5は本実施例の検査装置によってテスト
パターンを撮像し、これによって得られた画像を示して
いる。FIG. 5 shows an image obtained by picking up an image of a test pattern by the inspection apparatus of this embodiment.
【0048】図5(a)において、テストパターンがC
CDカメラ11の焦点上にあるときに、テストパターン
を撮像して得た画像が示されている。In FIG. 5A, the test pattern is C
An image obtained by capturing a test pattern when the CD camera 11 is on the focus is shown.
【0049】図5(b)および(c)において、テスト
パターンがCCDカメラ11の焦点から−5(mm)お
よび−20(mm)のそれぞれの位置にずれたときに、
テストパターンを撮像して得たそれぞれの画像が示され
ている。5B and 5C, when the test pattern is deviated from the focus of the CCD camera 11 to the respective positions of -5 (mm) and -20 (mm),
The respective images obtained by imaging the test pattern are shown.
【0050】図5(d)および(e)において、テスト
パターンがCCDカメラ11の焦点から+5(mm)お
よび+20(mm)のそれぞれの位置にずれたときに、
テストパターンを撮像して得たそれぞれの画像が示され
ている。5D and 5E, when the test pattern is deviated from the focus of the CCD camera 11 to the positions of +5 (mm) and +20 (mm), respectively,
The respective images obtained by imaging the test pattern are shown.
【0051】図6は従来の検査装置によってテストパタ
ーンを撮像し、これによって得られた画像を示してい
る。FIG. 6 shows an image obtained by capturing an image of a test pattern by a conventional inspection apparatus.
【0052】図6(a)において、テストパターンが撮
像手段の焦点上にあるときに、テストパターンを撮像し
て得た画像が示されている。FIG. 6A shows an image obtained by imaging the test pattern when the test pattern is on the focal point of the imaging means.
【0053】図6(b)および(c)において、テスト
パターンが撮像手段の焦点から−2(mm)および−5
(mm)のそれぞれの位置にずれたときに、テストパタ
ーンを撮像して得たそれぞれの画像が示されている。In FIGS. 6B and 6C, the test pattern is -2 (mm) and -5 from the focus of the image pickup means.
The respective images obtained by imaging the test pattern when displaced to respective positions of (mm) are shown.
【0054】図5および図6を比較すると明らかなよう
に、本実施例の検査装置によれば、テストパターンがC
CDカメラ11の焦点から±5(mm)の範囲内にある
ときには明確な画像を得ることができるのに対して、従
来の検査装置によれば、テストパターンが撮像手段の焦
点から−2(mm)だけ外れても、明確な画像を得るこ
とができない。したがって、本実施例の検査装置の方が
3次元の広がりを持つ対象物を検査するのには遙に適し
ている。As is clear from comparison between FIG. 5 and FIG. 6, according to the inspection apparatus of this embodiment, the test pattern is C
While a clear image can be obtained when it is within ± 5 (mm) from the focus of the CD camera 11, according to the conventional inspection apparatus, the test pattern is -2 (mm) from the focus of the image pickup means. ) I can't get a clear image even if it just deviates. Therefore, the inspection apparatus of this embodiment is much more suitable for inspecting an object having a three-dimensional spread.
【0055】なお、本実施例において求められた被写界
深度ε=11(mm)は、図5に示した実験結果として
の「テストパターンがCCDカメラ11の焦点から±5
(mm)の範囲内にあるときには明確な画像を得ること
ができる」ということにほぼ一致する。The depth of field ε = 11 (mm) obtained in this embodiment is “the test pattern is ± 5 from the focus of the CCD camera 11” as the experimental result shown in FIG.
A clear image can be obtained when it is within the range of (mm). "
【0056】[0056]
【効果】以上のように、この発明に係わる検査装置で
は、撮像手段のレンズの絞りを絞り込んで分解能を犠牲
にしなくても、被写界深度εを拡げることができるの
で、3次元の広がりを持つ対象物を明確に撮像して検査
することが可能となる。また、拡げられた被写界深度ε
の範囲内に対象物を位置させれば、対象物を明確に撮像
することができるので、対象物の位置決めから撮像まで
の処理が極めて容易となり、多数の対象物の自動検査を
実現するのに効を奏する。As described above, in the inspection apparatus according to the present invention, the depth of field ε can be expanded without narrowing the aperture of the lens of the image pickup means to sacrifice the resolution, so that the three-dimensional expansion can be achieved. It is possible to clearly inspect and inspect the target object. Also, the expanded depth of field ε
Since the object can be clearly imaged by locating the object within the range of, the processing from the positioning of the object to the imaging becomes extremely easy, and it is possible to realize automatic inspection of many objects. To work.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】この発明に係わる検査装置の一実施例を示す斜
視図FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an inspection apparatus according to the present invention.
【図2】図1に示した実施例装置におけるCCDカメラ
および平行光線照射器の構成を概略的に示す図2 is a diagram schematically showing the configuration of a CCD camera and a parallel light irradiator in the apparatus of the embodiment shown in FIG.
【図3】図1に示した実施例装置において対象物とされ
た同軸ケーブルの先端を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing a tip end of a coaxial cable which is an object in the apparatus of the embodiment shown in FIG.
【図4】図3に示した同軸ケーブルの先端を撮像するこ
とにより得られた画像を示す図FIG. 4 is a diagram showing an image obtained by imaging the tip of the coaxial cable shown in FIG.
【図5】図1に示した実施例装置によってテストパター
ンを撮像したときの実験結果を示す図5 is a diagram showing an experimental result when a test pattern is imaged by the apparatus of the embodiment shown in FIG.
【図6】従来の検査装置によってテストパターンを撮像
したときの実験結果を示す図FIG. 6 is a diagram showing an experimental result when a test pattern is imaged by a conventional inspection device.
【符合の説明】 1 Y軸ステージ 2 上下移動機構 3 第1のレール 4 第2のレール 5 X軸ステージ 6、7 ガイド部 8 凸部 9 ネジ棒 10 モータ 11 CCDカメラ 12 平行光線照射器 14 信号線 15 電源コード 16 チャック機構 17 同軸ケーブル 21 白色光源 22 集光レンズ 23 ピンホール 24 ピンホール板 25 平行光線用レンズ 26 レンズフード 27 レンズ 28 撮像素子 31 イメージメモリ 32 コンピュータ[Explanation of reference signs] 1 Y-axis stage 2 Vertical movement mechanism 3 First rail 4 Second rail 5 X-axis stage 6, 7 Guide part 8 Convex part 9 Screw rod 10 Motor 11 CCD camera 12 Parallel beam irradiator 14 Signal Line 15 Power cord 16 Chuck mechanism 17 Coaxial cable 21 White light source 22 Condenser lens 23 Pinhole 24 Pinhole plate 25 Parallel light lens 26 Lens hood 27 Lens 28 Image sensor 31 Image memory 32 Computer
Claims (1)
て画像を得、この画像に基づいて前記被検査対象物を検
査する被検査対象物の検査装置において、 前記被検査対象物に対して平行光線を照射する平行光線
照射手段を備え、 前記撮像手段は前記平行光線照射手段から照射された平
行光線を前記被検査対象物を介して入射し、該被検査対
象物を撮像することを特徴とする被検査対象物の検査装
置。1. An inspection object inspection device for inspecting an object to be inspected on the basis of the image by picking up an image of the object to be inspected by an image pickup means, wherein: Parallel light irradiating means for irradiating parallel light rays is provided, and the imaging means makes parallel light rays emitted from the parallel light ray irradiating means enter through the inspection object, and images the inspection object. The inspection device for the inspection object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4547092A JPH05249048A (en) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | Inspecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4547092A JPH05249048A (en) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | Inspecting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05249048A true JPH05249048A (en) | 1993-09-28 |
Family
ID=12720279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4547092A Pending JPH05249048A (en) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | Inspecting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05249048A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6055329A (en) * | 1994-06-09 | 2000-04-25 | Sherikon, Inc. | High speed opto-electronic gage and method for gaging |
JP2010122086A (en) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Fa Vision Corp | Shape measurement apparatus and shape measurement method |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4547092A patent/JPH05249048A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6055329A (en) * | 1994-06-09 | 2000-04-25 | Sherikon, Inc. | High speed opto-electronic gage and method for gaging |
JP2010122086A (en) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Fa Vision Corp | Shape measurement apparatus and shape measurement method |
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