JPH0694440A - 形状検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査対象物の形状を正確かつ効率良く検査す
ることができる。 【構成】 ２つのローラコンベア２，２の間に複数の透
明ローラ３…が連続して並んで配置されているととも
に、透明ローラ３各々は、駆動ベルト４を介してモータ
５の作動により回転する。さらに、透明ローラ３…の下
方には、透明ローラ３…を透過するように光を照射する
透過用照明６が配置され、透明ローラ３…の上方には、
透明ローラ３…を透過した光を受光するカメラ７が配置
されている。そして、透明ローラ３…を透過した光のう
ち、この透明ローラ３…の上面で搬送中の検査対象物１
に当たらない光のみがカメラ７に達する。よって、カメ
ラ７は、検査対象物１の形状をシルエット映像で捉える
ことができ、しかも検査対象物１の搬送を停止させるこ
となく連続して検査することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、次々に搬送される検
査対象物の形状をカメラからの映像に基づき検査する形
状検査装置に関し、特にその形状を透過光方式によりカ
メラで捉える形状検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種の形状検査装置として
は、検査対象物の形状を反射光方式によりカメラで捉え
るものと、透過光方式によりカメラで捉えるものの大別
して二種類が知られている。

【０００３】そこで、反射光方式の形状検査装置では、
図５に示すように、２つの回転軸２ａ，２ａ間にベルト
２ｂを架け渡したベルトコンベア２により検査対象物１
を次々に搬送しているとともに、このベルトコンベア２
の搬送面２ｃ上方に、検査対象物１に対して光を照射す
る照明３０、及び検査対象物１の形状を捉えるカメラ７
が配置されている。

【０００４】そして、ベルトコンベア２により搬送され
てくる検査対象物１に対して照明３０から照射された光
は、この検査対象物１に当たって反射した後、反射光
（白抜き矢印で示す）としてカメラ７に受光され、カメ
ラ７はこの反射光に基づき検査対象物１の形状を映像で
捉える。

【０００５】一方、透過光方式の形状検査装置では、図
６に示すように、面全体から光を照射する面照明３１の
上面３１ａに図示しないロボット等のハンドリング装置
を用いて検査対象物１を一つひとつ載置しているととも
に、この面照明３１の上面３１ａ上方に検査対象物１の
形状を捉えるカメラ７が配置されている。

【０００６】そして、面照明３１の上面３１ａから照射
された光は、この面照明３１の上面３１ａに載置された
検査対象物１に当たる光と当たらない光に分かれた後、
検査対象物１に当たらない光（白抜き矢印で示す）が透
過光としてカメラ７に受光され、カメラ７は、この透過
光に基づき検査対象物１の形状をシルエット映像で捉え
る。

【０００７】次に、反射光方式または透過光方式により
カメラで捉えた映像について、それぞれ図７の（ａ−
Ｎ），（ｂ−Ｎ）に基づき対比しながら説明する。な
お、以下の説明においては、球形物の形状をカメラで捉
えたものとして説明する。

【０００８】まず、反射光方式では、球形物表面上の光
の反射具合により反射光にむらが生じる結果、この反射
光を受光してカメラで捉えられた映像は、（ａ−１）に
示されるような部分的に濃淡のある映像となるが、透過
光方式では、球形物に当たらない光である透過光のみが
カメラに受光されるので、この透過光を受光してカメラ
で捉えられた映像は、（ｂ−１）に示されるように均一
な濃淡をもって球形物の輪郭をはっきりと表わしたシル
エット映像となる。

【０００９】すなわち、反射光方式によれば、（ａ−
２）に示すような球形物の輪郭に対応しない映像信号Ａ
がカメラから得られ、この映像信号Ａをスレッショルド
レベルＳＬ１で弁別して信号処理することにより、（ａ
−３）に示すような球形物の真の形状とは若干異なる映
像が得られ、さらに、映像信号Ａをスレッショルドレベ
ルＳＬ１より大きいスレッショルドレベルＳＬ２で弁別
して信号処理することにより、（ａ−４）に示すような
球形物の形状から大きくかけ離れた映像が得られてしま
う。

【００１０】一方、透過光方式によれば、（ｂ−２）に
示すような球形物の輪郭に対応した映像信号Ｂがカメラ
から得られ、この映像信号ＢをスレッショルドレベルＳ
Ｌ１で弁別して信号処理することにより、（ｂ−３）に
示すような球形物の真の形状とほぼ同一のシルエット映
像が得られ、さらに映像信号Ｂをスレッショルドレベル
ＳＬ１より大きいスレッショルドレベルＳＬ２で弁別し
て信号処理しても、（ｂ−４）に示すように球形物の真
の形状とほぼ同一のシルエット映像が得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】よって、上記従来の反
射光方式の形状検査装置では、上述したように検査対象
物の形状如何により反射光にむらが生じるので、この反
射光を受光してカメラで捉えた映像では、検査対象物の
形状を正確に表わすことができず、正確な形状検査をす
ることができないという問題点があった。

【００１２】一方、従来の透過光方式の形状検査装置で
は、反射光方式で生じるような映像上の問題点はない
が、複雑な動作をするロボット等のハンドリング装置を
用いて検査対象物の一つひとつを移送するので、次々に
搬送されてくる検査対象物を連続して検査することがで
きず、効率良く検査をすることができないという問題点
があった。

【００１３】そこで、本発明は、上記問題点に着目して
なされたものであり、その目的とするところは、検査対
象物の形状を透過光方式によりシルエット映像で捉えて
正確な形状検査をすることができ、しかも、検査対象物
を連続して搬送しながら検査することにより効率良く検
査することができる形状検査装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、次々に搬送される検査対象
物の形状を映像検出手段からの映像に基づき検査する形
状検査装置において、上記検査対象物を搬送する透明状
の透明搬送手段と、上記透明搬送手段を透過するように
光を照射するとともに、該光を搬送中の検査対象物に当
てつつ上記映像検出手段に達せしめる透過光照射手段と
を備えることを特徴とする。

【００１５】また、請求項２記載の発明は、次々に搬送
される検査対象物の形状を映像検出手段からの映像に基
づき検査する形状検査装置において、上記映像検出手段
と対面するように連続して配置される透明状のローラで
あって、該ローラ自体の回転により映像検出手段との対
面側で上記検査対象物を搬送する透明ローラと、上記透
明ローラの映像検出手段との対面側とは反対側に配置さ
れる照明であって、透明ローラを透過するように照射し
た光を搬送中の検査対象物に当てつつ上記映像検出手段
に達せしめる透過用照明とを備えることを特徴とする。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、次々に搬送
される検査対象物の形状を映像検出手段からの映像に基
づき検査する形状検査装置において、上記映像検出手段
と対面するように連続して配置される中空かつ透明状の
ローラであって、該ローラ自体の回転により映像検出手
段との対面側で上記検査対象物を搬送する中空透明ロー
ラと、上記中空透明ローラの中空部に配置される照明で
あって、中空透明ローラの厚肉部を透過するように照射
した光を搬送中の検査対象物に当てつつ上記映像検出手
段に達せしめる厚肉透過用照明とを備えることを特徴と
する。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明では、透明搬送手段が検査
対象物を搬送している時、透過光照射手段から透明搬送
手段を透過するように光が照射され、この透明搬送手段
を透過した光は、搬送中の検査対象物に当たる光と当た
らない光とに分かれる。

【００１８】そして、検査対象物に当たらない光が映像
検出手段まで達してこの映像検出手段に受光されること
により、映像検出手段は検査対象物の形状をシルエット
映像で捉える。

【００１９】また、請求項２記載の発明では、透明ロー
ラがローラ自体の回転により映像検出手段との対面側で
検査対象物を搬送している時、映像検出手段との対面側
とは反対側に配置された透過用照明から透明ローラを透
過するように光が照射され、この透明ローラを透過した
光は、搬送中の検査対象物に当たる光と当たらない光に
分かれる。

【００２０】そして、検査対象物に当たらない光が映像
検出手段まで達してこの映像検出手段に受光されること
により、映像検出手段は検査対象物の形状をシルエット
映像で捉える。

【００２１】また、請求項３記載の発明では、中空透明
ローラがローラ自体の回転により映像検出手段との対向
側で検査対象物を搬送している時、この中空透明ローラ
の中空部に配置された厚肉透過用照明から中空透明ロー
ラの厚肉部を透過するように光が照射され、この厚肉部
を透過した光は、搬送中の検査対象物に当たる光と当た
らない光に分かれる。

【００２２】そして、検査対象物に当たらない光が映像
検出手段まで達してこの映像検出手段に受光されること
により、映像検出手段は検査対象物の形状をシルエット
映像で捉える。

【００２３】

【実施例】以下、請求項１ないし３記載の発明を適用し
た実施例について、図面に基づき詳細に説明する。

【００２４】図１は、請求項１及び２記載の発明に好適
な形状検査装置の一実施例を示した斜視図である。

【００２５】この図に示す形状検査装置は、検査対象物
１を搬送する２つのベルトコンベア２，２、ベルトコン
ベア２，２間に連続して並んで配置される複数の透明ロ
ーラ３…、透明ローラ３各々に駆動ベルト４を介して回
転力を与えるモータ５、透明ローラ３…の下方に配置さ
れて透明ローラ３…を透過するように光を照射する透過
用照明６、及び透明ローラ３…の上方に配置されて透過
用照明６からの光を受光するカメラ７から概略構成され
ている。

【００２６】ベルトコンベア２各々は、２つの回転軸２
ａ（一方を図示省略）間に架け渡されたベルト２ｂ上で
検査対象物１を搬送するものであり、２つのベルトコン
ベア２，２は、互いに複数の透明ローラ３…が並べるだ
けの間隔をおいて設置されているとともに、両者とも同
一方向にベルト２ｂ，２ｂが動いて検査対象物１を一方
向に搬送する。

【００２７】透明ローラ３各々は、樹脂等からなる透明
状のローラであって、上流側のベルトコンベア２から下
流側のベルトコンベア２にかけてその両端が軸支されつ
つ連続して並んで配置されるものである。さらに、透明
ローラ３各々の一端側には、駆動ベルト４が掛けられて
いるとともに、この駆動ベルト４がモータ５の作動に連
動して複数の透明ローラ３…が同一方向に回転すること
により、透明ローラ３…の上面では、上流から下流に向
かって検査対象物１が搬送される。

【００２８】透過用照明６は、透明ローラ３…に対して
下方から光を照射する面照明であるとともに、透明ロー
ラ３…を透過させた光をこの透明ローラ３…の上面で搬
送中の検査対象物１に当てつつカメラ７に達せしめるも
のである。

【００２９】カメラ７は、透過用照明６から照射されて
透明ローラ３…を透過した光のうち、搬送中の検査対象
物１に当たることなくやりすごした光を受けることによ
り、検査対象物１の形状をシルエット映像で捉えるもの
であり、さらに、カメラ７には、カメラ７から得られた
映像信号を処理する装置や映像を表示する装置が接続さ
れている（図示省略）。

【００３０】次に、この実施例にかかる形状検査装置の
動作を図１に基づいて説明すると、まず、上流、下流側
のベルトコンベア２，２及び透明ローラ３…は、それぞ
れベルト２ｂ，２ｂ上及びローラの上面で検査対象物１
を連続して搬送している状態とする。

【００３１】この状態で１つの検査対象物１が透明ロー
ラ３…の上面に搬送されてきてカメラ７の視野内（破線
で示す）に入ると、透過用照明６から照射されて透明ロ
ーラ３…を上向きに透過した光は、透明ローラ３…の上
面で検査対象物１に当たる光と当たらない光とに分かれ
る。ここで、透過用照明６から照射された光は、透明ロ
ーラ３同士の干渉、回折により拡散されつつ均一な光量
となって透明ローラ３の上面に導かれる。

【００３２】そして、透明ローラ３…の上面に導かれて
検査対象物１に当たらない光（白抜き矢印で示す）はカ
メラ７で受光され、このカメラ７は、検査対象物１の形
状をシルエット映像で捉えるとともに、表示装置には検
査対象物１の形状を正確に表わした映像が表示される。

【００３３】したがって、この実施例にかかる形状検査
装置によれば、検査対象物１の形状をシルエット映像で
捉えることができるため、従来の反射光による映像に比
べて安定した映像となり、このようなシルエット映像に
基づいて検査対象物１の形状を正確に検査することがで
き、しかも、搬送中の検査対象物１を停止させることな
く連続して検査することにより、効率良く検査すること
ができる。

【００３４】また、検査対象物１を搬送する透明ローラ
３…自体が光を拡散して均一な光量に整えるため、検査
対象物１に直接光を照射した場合に比べて照明によるむ
らが生じなくなる。

【００３５】さらに、検査対象物１に直接接触する透明
ローラ３…が光を照射する光源となるため、光源と検査
対象物１とが離れている場合に起こり易い光の回折現象
や、乱反射により生じる検査対象物１の輪郭に相当する
部分の映像ボケがなくなるとともに、充分な光度を得る
ことができる。

【００３６】次に、図２は、請求項１及び３記載の発明
に好適な形状検査装置の一実施例を示した斜視図であ
る。なお、図１に示したものと同様のものについては、
その詳細説明を省略し同一符号で図中に示す。

【００３７】この図に示す形状検査装置は、ベルトコン
ベア２，２間に連続して並んで配置される複数の中空透
明ローラ１０…、中空透明ローラ１０，１０間及び中空
透明ローラ１０とベルトコンベア２との間に配置される
複数の副透明ローラ１１…、中空透明ローラ１０及び副
透明ローラ１１の各々に駆動ベルト４を介して回転力を
与えるモータ５、中空透明ローラ１０…の中空部に配置
されて中空透明ローラ１０…の厚肉部を透過するように
光を照射する厚肉透過用照明１２…、及び中空透明ロー
ラ１０…と副透明ローラ１１…との上方に配置されて厚
肉透過用照明１２…からの光を受光するカメラ７から概
略構成されている。

【００３８】中空透明ローラ１０各々は、乳白色の樹脂
等からなる中空かつ透明状のローラであって、上流側の
ベルトコンベア２から下流側のベルトコンベア２にかけ
てその両端が軸支されつつ連続して並んで配置されるも
のであり、一方、副透明ローラ１１各々も、乳白色の樹
脂等からなる透明状のローラであるが、その径が中空透
明ローラ１０よりも小さく形成されたローラであって、
検査対象物１の搬送面をなめらかにするために中空透明
ローラ１０，１０同士の隙間や、中空透明ローラ１０と
ベルトコンベア２との隙間にその両端が軸支されつつ配
置されるものである。

【００３９】さらに、中空透明ローラ１０、副透明ロー
ラ１１各々の一端側には、駆動ベルト４が掛けられてい
るとともに、この駆動ベルト４がモータ５の作動に連動
して複数の中空透明ローラ１０…及び副透明ローラ１１
…が同一方向に回転することにより、中空透明ローラ１
０…及び副透明ローラ１１…の上面では、上流から下流
に向かって検査対象物１が搬送される。

【００４０】ここで、駆動ベルト４には、中空透明ロー
ラ１０…と副透明ローラ１１…との回転速度を整えるた
め、この駆動ベルト４のテンションを調整するテンショ
ンコントロール１３や、検査対象物１の搬送速度、すな
わちモータ５の回転速度を調整するため、駆動ベルト４
の速度を検出するエンコーダ１４が設けられている。

【００４１】厚肉透過用照明１２は、中空透明ローラ１
０…の中空部から光を照射する蛍光灯であるとともに、
中空透明ローラ１０…の厚肉部を透過させた光をこの中
空透明ローラ１０…や副透明ローラ１１…の上面で搬送
中の検査対象物１に当てつつカメラ７に達せしめるもの
である。

【００４２】次に、中空透明ローラ１０及び厚肉透過用
照明１２の支持構造を図３及び図４に基づき説明する。

【００４３】図３は、中空透明ローラ１０及び厚肉透過
用照明１２の支持構造を分解して示した分解図であり、
図４は、これらの支持構造を断面から示した断面図であ
る。

【００４４】両図に示すように、中空透明ローラ１０及
び厚肉透過用照明１２が配置された両端側（一方を図示
省略）には、穴１５ａを有する支持体１５が床面に対し
て垂直に設置されているとともに、この支持体１５の穴
１５ａには、軸受１６の外輪１６ａが固定されている。

【００４５】そして、回転自在となる軸受１６の内輪１
６ｂには、軸受ブッシュ１７が嵌合されているととも
に、この軸受ブッシュ１７と中空透明ローラ１０の端部
とがネジ１８を介して固定されており、このような構成
から中空透明ローラ１０は、支持体１５及び軸受１６に
より回転可能に支持されている。なお、図３及び図４に
おいては、駆動ベルト４から回転力を伝えるプーリ１９
が中空透明ローラ１０に取り付けられていることが示さ
れている。

【００４６】さらに、厚肉透過用照明１２は、支持体１
５の穴１５ａ、軸受１６及び軸受ブッシュ１７の穴を貫
通しつつ中空透明ローラ１０の厚肉部１０ａと接触しな
いようにその中空部１０ｂに挿入されているとともに、
支持体１５の穴１５ａから突き出た厚肉透過用照明１２
の端子１２ａは、穴１５ａの外側に固定されたコンセン
ト部２０（図３では省略）に差し込まれており、このよ
うな構成から厚肉透過用照明１２は、中空透明ローラ１
０の中空部１０ｂに配置されてその厚肉部１０ａを透過
するように光を照射する。

【００４７】次に、この実施例にかかる形状検査装置の
動作を図２に基づいて説明すると、まず上流、下流側の
ベルトコンベア２，２、中空透明ローラ１０…及び副透
明ローラ１１…は、それぞれベルト２ｂ，２ｂ上及びロ
ーラの上面で検査対象物１を連続して搬送している状態
とする。

【００４８】この状態で１つの検査対象物１が中空透明
ローラ１０…及び副透明ローラ１１…の上面に搬送され
てきてカメラ７の視野内（破線で示す）に入ると、厚肉
透過用照明１２…から照射されて中空透明ローラ１０…
の厚肉部１０ａ…及び副透明ローラ１１…を上向きに透
過した光は、中空透明ローラ１０…及び副透明ローラー
１１…の上面で検査対象物１に当たる光と当たらない光
とに分かれる。ここで、厚肉透過用照明１２から照射さ
れた光は、中空透明ローラ１０自体で拡散されつつ均一
な光量となって中空透明ローラ１０…及び副透明ローラ
１１…の上面に導かれる。

【００４９】そして、両ローラ１０…，１１…の上面に
導かれて検査対象物１に当たらない光（白抜き矢印で示
す）はカメラ７で受光され、このカメラ７は、検査対象
物１の形状をシルエット映像で捉えるとともに、表示装
置には、検査対象物１の形状を正確に表わした映像が表
示される。

【００５０】したがって、この実施例にかかる形状検査
装置によっても、先述の実施例と同様の効果が得られ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１ないし３記載の発明によれば、映像検出手段が検査対
象物の形状を透過光方式によりシルエット映像で捉える
ことができ、しかも、搬送中の検査対象物を停止させる
ことなく連続して検査することができるので、検査対象
物の形状を正確に表わしたシルエット映像に基づいて正
確に形状検査することができるとともに、効率良く検査
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び２記載の発明に好適な形状検査装
置の一実施例を示した斜視図。

【図２】請求項１及び３記載の発明に好適な形状検査装
置の一実施例を示した斜視図。

【図３】中空透明ローラ及び厚肉透過用照明の支持構造
を分解して示した分解図。

【図４】中空透明ローラ及び厚肉透過用照明の支持構造
を断面から示した断面図。

【図５】従来の反射光方式による形状検査装置を示した
斜視図。

【図６】従来の透過光方式による形状検査装置を示した
斜視図。

【図７】（ａ−Ｎ）は、反射光方式によりカメラで捉え
た映像についての説明図、（ｂ−Ｎ）は、透過光方式に
よりカメラで捉えた映像についての説明図。

【符号の説明】

１ 検査対象物 ２ ベルトコンベア ３ 透明ローラ ４ 駆動ベルト ５ モータ ６ 透過用照明 ７ カメラ １０ 中空透明ローラ １１ 副透明ローラ １２ 厚肉透過用照明 ３０ 照明 ３１ 面照明

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次々に搬送される検査対象物の形状を映
   像検出手段からの映像に基づき検査する形状検査装置に
   おいて、 上記検査対象物を搬送する透明状の透明搬送手段と、 上記透明搬送手段を透過するように光を照射するととも
   に、該光を搬送中の検査対象物に当てつつ上記映像検出
   手段に達せしめる透過光照射手段と、 を備えることを特徴とする形状検査装置。
2. 【請求項２】 次々に搬送される検査対象物の形状を映
   像検出手段からの映像に基づき検査する形状検査装置に
   おいて、 上記映像検出手段と対面するように連続して配置される
   透明状のローラであって、該ローラ自体の回転により映
   像検出手段との対面側で上記検査対象物を搬送する透明
   ローラと、 上記透明ローラの映像検出手段との対面側とは反対側に
   配置される照明であって、透明ローラを透過するように
   照射した光を搬送中の検査対象物に当てつつ上記映像検
   出手段に達せしめる透過用照明と、 を備えることを特徴とする形状検査装置。
3. 【請求項３】 次々に搬送される検査対象物の形状を映
   像検出手段からの映像に基づき検査する形状検査装置に
   おいて、 上記映像検出手段と対面するように連続して配置される
   中空かつ透明状のローラであって、該ローラ自体の回転
   により映像検出手段との対面側で上記検査対象物を搬送
   する中空透明ローラと、 上記中空透明ローラの中空部に配置される照明であっ
   て、中空透明ローラの厚肉部を透過するように照射した
   光を搬送中の検査対象物に当てつつ上記映像検出手段に
   達せしめる厚肉透過用照明と、 を備えることを特徴とする形状検査装置。