JPH0949803A

JPH0949803A - 物体観測装置および方法

Info

Publication number: JPH0949803A
Application number: JP13258196A
Authority: JP
Inventors: Tamio Miyake; 民生三宅; Tomoya Ishida; 智也石田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】部品実装基板のハンダ部位等の鏡面反射特性
を有する部分を含む物体を観測して良否を判定検査する
物体観測装置および方法に関し、メンテナンス性の向
上、低コスト化、検査の高精度化等を図ることを目的と
する。【解決手段】物体の観測対象部位１２に所定の光路を
経て光を投光する投光手段１〜３と、前記観測対象部位
で反射されて入射された前記光を入射方向に反射する再
帰性反射手段４〜７と、前記再帰性反射手段および前記
観測対象部位で反射され前記所定の光路を介して入射さ
れた前記光を受光する受光手段８〜９とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品実装基板のハ
ンダ部位等の鏡面反射特性を有する部分を含む物体を観
測し、あるいは観測してその良否を判定検査する物体観
測装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の物体観測装置としては、
特開平６−１１７３号公報に記載のものが挙げられる。
この物体観測装置は、鏡面反射特性を有する部位を含む
物体の観測対象部位に、赤色、緑色、青色の３色光を異
なる仰角から投光し、これらを撮像して得たカラー画像
によって観測対象部位の観測を行うものであり、投光手
段および受光手段等によって構成される。

【０００３】投光手段は赤色光源、緑色光源、青色光源
の計３個の環状蛍光灯光源を有し、これら３色光を異な
る仰角から観測対象部位に投光する。また、これら３色
光源は、物体が置かれた位置において混色されると完全
な白色光が得られる対波長発光エネルギー分布を有する
ように予め光度調整されている。受光手段はＣＣＤカメ
ラ等のカラーテレビカメラであり、観測対象部位からの
反射光像を撮像してカラー画像信号を得る。

【０００４】図１８は、投光手段の構成図である。同図
において、投光部１４１の赤色光源１４２、緑色光源１
４３、青色光源１４４の各環状光源は、その中心が受光
部１４５の受光中心軸１４６と一致するように同心円上
に設置され、かつリング半径ｒ₁、ｒ₂、ｒ₃を違え、
基準面１４７からの高さｈ₁、ｈ₂、ｈ₃を違えること
によって、受光中心軸１４６と基準面１４７とが交わる
点Ａからの仰角が、互いに異なる角度θ₁、θ₂、θ₃
（ただし、θ₁＞θ₂＞θ₃）となるように設置され、
かつ点Ａと各光源との距離がほぼ等しくなるように構成
されている。

【０００５】この物体観測装置によれば、基準面１４７
に対して様々な傾斜角を有する各曲面要素によって構成
される、部品実装基板のハンダ部位等の鏡面反射特性を
有する部分においては、各曲面要素は、斜め方向より入
射した各有色光を入射角に応じた方向に正しく反射させ
る。

【０００６】この反射方向が受光部の受光中心軸１４６
の方向（基準面に対して垂直方向）と一致する曲面要素
は、カラー画像において、対応する有色光源色に彩色さ
れるので、平坦部に近い傾斜を有する曲面要素は赤色に
彩色され、傾斜が急な曲面要素は青色に彩色され、この
中間の傾斜を有する曲面要素は緑色に彩色される。すな
わち、鏡面反射特性を有する部分はその三次元曲面形状
に応じて各有色光源色に分離彩色される。

【０００７】また、３色光は混色されると完全な白色光
が得られる対波長発光エネルギー分布を有しているの
で、カラー画像において、乱反射特性を有する部分はそ
れぞれの有する色に彩色される。さらに、このようにし
て得られたカラー画像に基づいて、ハンダ部位等の観測
対象部位の良否判定検査を行う検査実行手段を兼ね備え
たものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の物体観
測装置においては、３色の可視光を得るために３個の有
色光源を必要とするため、投光部の構造が複雑となり、
メンテナンス性が悪く、コストが高くなるという不都合
があった。

【０００９】また、各有色光源に波長特性や光度のバラ
ツキがあるため、個々の装置において混色時に白色光が
得られるように各有色光源の光度調整を行う必要があ
り、この光度調整作業が困難で手間がかかるという不都
合があった。

【００１０】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたものであり、調整作業を含めたメンテ
ナンス性の向上および低コスト化を図ることを目的とす
るもので、また観測あるいは検査の高精度化を図ること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
物体観測装置は、物体の観測対象部位に所定の光路を経
て光を投光する投光手段と、前記観測対象部位で反射さ
れて入射された前記光を入射方向に反射する再帰性反射
手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で
反射され前記所定の光路を介して入射された前記光を受
光する受光手段とを具備するものである。

【００１２】請求項２記載の物体観測装置は、請求項１
記載の物体観測装置において、前記再帰性反射手段を、
前記観測対象部位の中央に対して環状に配設したことを
特徴とするものである。

【００１３】請求項３記載の物体観測装置は、請求項１
記載の物体観測装置において、前記再帰性反射手段を、
前記観測対象部位の中央に対してドーム状に配設したこ
とを特徴とするものである。

【００１４】請求項４記載の物体観測装置は、請求項１
記載の物体観測装置において、前記再帰性反射手段を複
数備え、前記観測対象部位の中央からの仰角が異なる位
置にそれぞれ配置したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項５記載の物体観測装置は、請求項１
記載の物体観測装置において、前記再帰性反射手段を前
記観測対象部位の中央に対して環状に複数備え、前記観
測対象部位の中央からの仰角が異なる位置にそれぞれ配
置したことを特徴とするものである。

【００１６】請求項６記載の物体観測装置は、請求項１
ないし請求項５いずれか記載の物体観測装置において、
前記再帰性反射手段が、前記観測対象部位からの反射光
の特定波長を反射するものであることを特徴とするもの
である。

【００１７】請求項７記載の物体観測装置は、請求項１
または請求項３いずれか記載の物体観測装置において、
前記再帰性反射手段が、前記観測対象部位の中央からの
仰角によって反射する特定波長が連続的に変化するもの
であることを特徴とするものである。

【００１８】請求項８記載の物体観測装置は、請求項４
または請求項５いずれか記載の物体観測装置において、
前記複数の再帰性反射手段が、それぞれ異なる特定波長
を反射するものであることを特徴とするものである。

【００１９】また請求項９記載の物体観測装置は、請求
項１ないし請求項８いずれか記載の物体観測装置におい
て、前記投光手段が、光源と、前記光源の放射光を反射
して前記観測対象部位に投光し、前記観測対象部位から
反射された光を通過させて前記受光手段に入射させるビ
ームスプリッタを有するものであることを特徴とするも
のである。

【００２０】請求項１０記載の物体観測装置は、請求項
１ないし請求項８いずれか記載の物体観測装置におい
て、前記投光手段が、前記受光手段の受光軸の近傍に配
設され、前記観測対象部位に光を投光する光源を有する
ものであることを特徴とするものである。

【００２１】請求項１１記載の物体観測装置は、請求項
１０記載の物体観測装置において、前記投光手段の光源
が、前記受光手段の受光軸を中心とした環状光源である
ことを特徴とするものである。

【００２２】また、請求項１２記載の物体観測装置は、
物体の観測対象部位に白色光源からの白色光を所定の光
路を経て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央
からの仰角がそれぞれ異なる位置に環状に配置され前記
観測対象部位で反射されて入射された前記白色光の少な
くとも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向に反射する
複数の再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段および前
記観測対象部位で反射され前記所定の光路を介して入射
された前記少なくとも２つの色波長成分をそれぞれ識別
して受光する受光手段とを具備することを特徴とするも
のである。

【００２３】請求項１３記載の物体観測装置は、物体の
観測対象部位に白色光源からの白色光を所定の光路を経
て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの
仰角がそれぞれ異なる位置に環状に配置され前記観測対
象部位で反射されて入射された前記白色光の赤色波長成
分、緑色波長成分または青色波長成分をそれぞれ入射方
向に反射する複数の再帰性反射手段と、前記再帰性反射
手段および前記観測対象部位で反射されて前記所定の光
路を介して入射された赤色光、緑色光および青色光をそ
れぞれ識別して受光する受光手段とを具備することを特
徴とするものである。

【００２４】請求項１４記載の物体観測装置は、物体の
観測対象部位に白色光源からの白色光を所定の光路を経
て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央に対し
てドーム状に配置され前記観測対象部位で反射されて入
射された前記白色光の特定波長を入射方向に反射し前記
観測対象部位の中央からの仰角によって前記特定波長が
連続的に変化する再帰性反射手段と、前記再帰性反射手
段および前記観測対象部位で反射されて前記所定の光路
を介して入射された前記特定波長の光を受光する受光手
段とを具備することを特徴とするものである。

【００２５】請求項１５記載の物体観測装置は、少なく
とも２つの色波長成分の光を所定の時間間隔で所定の光
路を経て物体の観測対象部位に順次投光する投光手段
と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異な
る位置に配置されて前記観測対象部位で反射されて入射
された前記少なくとも２つの色波長成分をそれぞれ入射
方向に反射する少なくとも２つの再帰性反射手段と、前
記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射されて
前記所定の光路を介して入射される前記少なくとも２つ
の色波長成分を順次受光する２次元受光素子を有する受
光手段とを具備することを特徴とするものである。

【００２６】請求項１６記載の物体観測装置は、白色光
源の投光軸上に赤色、緑色および青色の各色フィルタを
所定の時間間隔で変更することによって前記各色フィル
タを透過した赤色光、緑色光および青色光を所定の光路
を経て物体の観測対象部位に順次投光する投光手段と、
前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置され前記観測対象部位で反射されて入射された
前記各色光の赤色波長成分、緑色波長成分または青色波
長成分をそれぞれ入射方向に反射する複数の再帰性反射
手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で
反射され前記所定の光路を介して入射される前記各色波
長成分を順次受光するモノクロテレビカメラを有する受
光手段とを具備することを特徴とするものである。

【００２７】請求項１７記載の物体観測装置は、物体の
観測対象部位に白色光源からの白色光を所定の光路を経
て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの
仰角がそれぞれ異なる位置に配置され前記観測対象部位
で反射されて入射された前記白色光の赤色波長成分、緑
色波長成分または青色波長成分をそれぞれ入射方向に反
射する複数の再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段お
よび前記観測対象部位で反射され前記所定の光路を介し
て入射される前記各色波長成分を受光するモノクロテレ
ビカメラの受光軸上に、赤色、緑色および青色の各色フ
ィルタを所定の時間間隔で変更することによって前記各
色フィルタを透過した赤色光、緑色光または青色光を順
次受光する受光手段とを具備することを特徴とする。

【００２８】請求項１８記載の物体観測装置は、赤色
光、緑色光および青色光を所定の時間間隔で変更する３
色光源からの前記各色光を所定の光路を経て物体の観測
対象部位に順次投光する投光手段と、前記観測対象部位
の中央からの仰角がそれぞれ異なる位置に配置され前記
観測対象部位で反射されて入射された前記各色光の赤色
波長成分、緑色波長成分または青色波長成分をそれぞれ
入射方向に反射する複数の再帰性反射手段と、前記再帰
性反射手段および前記観測対象部位で反射され前記所定
の光路を介して入射される前記各色波長成分を順次受光
するモノクロテレビカメラを有する受光手段とを具備す
ることを特徴とするものである。

【００２９】請求項１９記載の物体観測装置は、少なく
とも２つの色波長成分の光を同時にまたは所定の時間間
隔で所定の光路を経て物体の観測対象部位に投光する投
光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞ
れ異なる位置に配置されて前記観測対象部位で反射され
て入射された前記少なくとも２つの色波長成分をそれぞ
れ入射方向に反射する少なくとも２つの再帰性反射手段
と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射
されて前記所定の光路を介して入射される前記少なくと
も２つの色波長成分を順次受光する２次元受光素子を有
する受光手段とを具備することを特徴とするものであ
る。

【００３０】請求項２０記載の物体観測装置は、請求項
１ないし請求項１９いずれか記載の物体観測装置におい
て、前記受光手段による受光データに基づいて、前記観
測対象部位の鏡面反射部分を検知し、その検知結果に基
づいて前記観測対象部位の良否を判定する検査実行手段
を具備することを特徴とするものである。

【００３１】さらに、本発明の請求項２１記載の物体観
測方法は、物体の観測対象部位に投光手段からの光を所
定の光路を経て投光し、前記観測対象部位で反射され入
射される前記光を再帰性反射手段によって入射方向に反
射させ、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で
反射されて前記所定の光路を介して入射される前記光を
受光手段によって受光することを特徴とするものであ
る。

【００３２】請求項２２記載の物体観測方法は、請求項
２１記載の物体観測方法において、前記観測対象部位の
中央に対して環状に配設した前記再帰性反射手段によっ
て、前記観測対象部位からの反射光を入射方向に反射さ
せることを特徴とするものである。

【００３３】請求項２３記載の物体観測方法は、請求項
２１記載の物体観測方法において、前記観測対象部位の
中央に対してドーム状に配設した前記再帰性反射手段に
よって、前記観測対象部位からの反射光を入射方向に反
射させることを特徴とするものである。

【００３４】請求項２４記載の物体観測方法は、請求項
２１記載の物体観測方法において、前記観測対象部位の
中央からの仰角が異なる位置にそれぞれ配置した複数の
前記再帰性反射手段によって、前記観測対象部位からの
反射光を入射方向に反射させることを特徴とするもので
ある。

【００３５】請求項２５記載の物体観測方法は、請求項
２１記載の物体観測方法において、前記観測対象部位の
中央に対して環状に、かつ前記観測対象部位の中央から
の仰角が異なる位置にそれぞれ配設した複数の前記再帰
性反射手段によって、前記観測対象部位からの反射光を
入射方向に反射させることを特徴とするものである。

【００３６】請求項２６記載の物体観測方法は、請求項
２１ないし請求項２５いずれか記載の物体観測方法にお
いて、前記観測対象部位からの反射光の特定波長を反射
する前記再帰性反射手段によって、前記観測対象部位か
らの反射光の特定波長成分を入射方向に反射させること
を特徴とするものである。

【００３７】請求項２７記載の物体観測方法は、請求項
２１または請求項２３いずれか記載の物体観測方法にお
いて、前記観測対象部位の中央からの仰角によって反射
する特定波長が連続的に変化する前記再帰性反射手段に
よって、前記観測対象部位からの反射光の、前記仰角に
応じた波長成分を入射方向に反射させることを特徴とす
るものである。

【００３８】請求項２８記載の物体観測方法は、請求項
２４または請求項２５いずれか記載の物体観測方法にお
いて、それぞれ部分的に異なる特定波長を反射する前記
再帰性反射手段によって、前記観測対象部位からの反射
光の特定波長成分を入射方向に反射させることを特徴と
するものである。

【００３９】請求項２９記載の物体観測方法は、物体の
観測対象部位に白色光源を有する投光手段からの白色光
を所定の光路を経て投光し、前記観測対象部位の中央か
らの仰角がそれぞれ異なる位置に環状に配置された複数
の再帰性反射手段によって前記観測対象部位で反射され
入射された前記白色光の赤色波長成分、緑色波長成分ま
たは青色波長成分を入射方向にそれぞれ反射させ、前記
再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され前記
所定の光路を介して入射された赤色光、緑色光および青
色光を受光手段によって受光することを特徴とするもの
である。

【００４０】請求項３０記載の物体観測方法は、物体の
観測対象部位に白色光源を有する投光手段からの白色光
を所定の光路を経て投光し、前記観測対象部位の中央に
対してドーム状に配置された再帰性反射手段によって前
記観測対象部位で反射されて入射された前記白色光を前
記観測対象部位の中央からの仰角によって変化する特定
波長を入射方向に反射し、前記再帰性反射手段および前
記観測対象部位で反射され前記所定の光路を介して入射
された前記特定波長の光を受光手段によって受光するこ
とを特徴とするものである。

【００４１】請求項３１記載の物体観測方法は、物体の
観測対象部位に投光手段から少なくとも２つの色波長成
分の光を同時にまたは所定の時間間隔で所定の光路を経
て投光し、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞ
れ異なる位置に配置された少なくとも２つの再帰性反射
手段によって前記観測対象部位で反射されて入射された
前記少なくとも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向に
反射し、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で
反射されて前記所定の光路を介して入射された前記少な
くとも２つの色波長成分を２次元受光素子を有する受光
手段によって順次受光することを特徴とするものであ
る。

【００４２】請求項３２記載の物体観測方法は、物体の
観測対象部位に投光手段から少なくとも２つの色波長成
分の光を所定の時間間隔で所定の光路を経て順次投光
し、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異な
る位置に配置された少なくとも２つの再帰性反射手段に
よって前記観測対象部位で反射されて入射された前記少
なくとも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向に反射
し、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射
されて前記所定の光路を介して入射された前記少なくと
も２つの色波長成分を２次元受光素子を有する受光手段
によって順次受光することを特徴とするものである。

【００４３】請求項３３記載の物体観測方法は、請求項
２１ないし請求項３２いずれか記載の物体観測方法にお
いて、前記受光手段による受光データに基づいて前記観
測対象部位の鏡面反射部分を検査実行手段によって検知
し、その検知結果に基づいて前記観測対象部位の良否を
判定することを特徴とするものである。

【００４４】従って、本発明の請求項１記載の物体観測
装置および請求項２１記載の物体観測方法によれば、投
光手段によって観測対象部位に上方から光を投光し、前
記観測対象部位からの反射光を再帰性反射手段によって
その入射方向に反射し、受光手段によって前記再帰性反
射手段を介して前記観測対象部位から反射された光を受
光することによって、光源を単一光源とすることができ
るので、低コスト化、メンテナンス性の向上、光源の調
整作業の簡単化を図ることができ、また観測の高精度化
を図ることができる。

【００４５】また、本発明の請求項２０記載の物体観測
装置および請求項３３記載の物体観測方法によれば、検
査実行手段によって前記受光手段による受光データに基
づいて、前記観測対象部位の鏡面反射部分を検知特定
し、前記観測対象部位の良否を判定することによって、
検査工程における装置の低コスト化、メンテナンス性の
向上、調整作業の簡単化を図ることができ、また検査の
高精度化を図ることができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は、本発明による物体観測装置の
実施の形態１を示す構成図である。図１において、１は
白熱ランプ、キセノンランプ等の白色光源であり、２は
白色光源１から放射された白色光を平行光にするレンズ
である。３はレンズ２から入射する平行白色光の一部を
反射して観測対象部位１２に投光するとともに、再帰性
反射体４、５または６を介して観測対象部位１２で反射
された光の一部を透過させるハーフミラー等のビームス
プリッタである。白色光源１、レンズ２およびビームス
プリッタ３は投光手段を構成する。

【００４７】４は観測対象部位１２で反射されて入射す
る白色光の赤色波長成分を入射方向に反射する環状の赤
色再帰性反射体であり、５は観測対象部位１２で反射さ
れて入射する白色光の緑色波長成分を入射方向に反射す
る緑色再帰性反射体であり、６は観測対象部位１２で反
射されて入射する白色光の青色波長成分を入射方向に反
射する環状の青色再帰性反射体である。

【００４８】これら赤色再帰性反射体４、緑色再帰性反
射体５および青色再帰性反射体６は環状半径または基準
面１０からの高さ、あるいは環状半径と基準面１０から
の高さの両方を違えることにより、基準面１０とカラー
テレビカメラ８の受光中心軸１１の交点に位置する観測
対象部位１２から見た仰角がそれぞれ異なるように設置
されている。

【００４９】再帰性反射体４〜６は微小なコーナーキュ
ーブまたはキャッツアイとなるガラスビーズを面状に敷
きつめて形成されるものであり、道路のガードレール等
に付加されているものと原理的に同じである。

【００５０】図２は、再帰性反射体の説明図であり、図
（ａ）はコーナーキューブによるもの、図（ｂ）はキャ
ッツアイによるものである。また、図（ｃ）は図（ａ）
に示す矢印方向から見たコーナーキューブの正面図であ
る。

【００５１】図（ａ）において、コーナーキューブ２１
の内面には、入射する光の特定波長成分のみを透過する
特定波長反射層２２が塗布または蒸着されており、コー
ナーキューブ２１は入射する光の特定波長成分のみを反
射する。また、図（ｂ）において、キャッツアイ２３の
半球面には、特定波長反射層２２が塗布または蒸着され
ている。

【００５２】この特定波長反射層２２は、例えば入射し
た光の赤色波長成分のみを透過し、他の波長成分を吸収
するものである。従って、図中に示すように、コーナー
キューブ２１およびキャッツアイ２３は入射光の特定波
長成分を入射方向にそのまま反射する。

【００５３】なお、図２（ａ）に示すコーナーキューブ
２１は、特定波長反射層２２で特定波長のみを透過し、
その他の波長を吸収するようにし、コーナーキューブ２
１の反射面（内面）において特定波長反射層２２を透過
した光を反射させるようにしているが、特定波長のみを
正反射し、その他の波長を透過する光学的多層膜と、こ
の光学的多層膜を透過した光を吸収する光吸収体によっ
てコーナーキューブ２１を構成してもよい。このほうが
前者より反射率を向上させることができる。また、キャ
ッツアイ２３においては、球を着色することにより、特
定波長成分のみを透過し、その他の波長を吸収するよう
にしてもよい。

【００５４】図１に戻り、７は赤色再帰性反射体４、緑
色再帰性反射体５および青色再帰性反射体６が固定され
るドーム状のフードである。このフード７の内面は光が
反射しないように黒色塗装等の光吸収構造であるほうが
よい。赤色再帰性反射体４、緑色再帰性反射体５、青色
再帰性反射体６およびフード７は再帰性反射手段を構成
する。

【００５５】８は赤色再帰性反射体４、緑色再帰性反射
体５または青色再帰性反射体６を介して観測対象部位１
２で反射され、ビームスプリッタ３を透過した反射光像
を撮像してカラー画像信号を出力するカラーテレビカメ
ラであり、９はこのカラー画像を映すモニタである。カ
ラーテレビカメラ８およびモニタ９は受光手段を構成す
る。

【００５６】次に、実施の形態１の動作について説明す
る。白色光源１から放射された白色光は、レンズ２によ
って平行光にされ、ビームスプリッタ３によってその一
部、例えば半分の光量が反射され、観測対象部位１２に
所定の光路を経て上方から投光される。ビームスプリッ
タ３を介して投光された白色光は、観測対象部位１２の
各曲面要素において、基準面１０に対する各曲面要素の
傾斜角に応じた方向に反射される。仰角θ₁の方向に反
射された白色光は赤色再帰性反射体４に、仰角θ₂の方
向に反射された白色光は緑色再帰性反射体５に、仰角θ
₃の方向に反射された白色光は青色再帰性反射体６に、
それぞれ到達する。

【００５７】各再帰性反射体４〜６においては、前述し
たように特定波長成分のみが入射方向に反射されるの
で、赤色再帰性反射体４では赤色光が、緑色再帰性反射
体５では緑色光が、青色再帰性反射体６では青色光が、
それぞれ入射方向に反射され、もと来た経路を戻り、観
測対象部位１２において受光中心軸１１の方向に反射さ
れる。

【００５８】反射された赤色光、緑色光および青色光
は、投光時と同じ光路を通ってビームスプリッタ３に到
達し、その一部、例えば半分の光量がビームスプリッタ
３を透過してカラーテレビカメラ８に到達する。

【００５９】そして、カラーテレビカメラ８によって、
これら赤色光、緑色光、および青色光を含む反射光像が
カラー撮像され、このカラー画像信号がモニタ９に送ら
れ、モニタ９に撮像されたカラー画像が映し出される。
モニタ９に映し出された反射光像のカラー画像におい
て、観測対象部位１２が鏡面反射部位であれば、各曲面
要素の仰角θ₁、θ₂、θ₃に対応するものは、赤色、
緑色または青色に彩色されるので、観測対象部位１２は
その三次元形状に応じて赤色、緑色または青色に分離彩
色される。

【００６０】一方、観測対象部位１２が乱反射部位であ
れば、観測対象部位１２の表面色がカラーテレビカメラ
８によって撮像され、表面色を観測できる。

【００６１】図３は、観測対象部位１２が鏡面反射部位
の場合におけるカラー画像の一例を示す説明図で、３１
は赤色に彩色された部分、３２は緑色に彩色された部
分、３３は青色に彩色された部分をそれぞれ示す。ま
た、乱反射部位の各部分は、カラー画像においては、そ
れぞれの部分が有する色に彩色される。

【００６２】このように、本実施の形態１によれば、そ
れぞれ異なる特定波長を入射方向に反射する複数の再帰
性反射体を用いることにより、光源を単一光源とするこ
とができるので、低コスト化を図ることができ、メンテ
ナンス性を向上させることができる。さらに、白色光を
得るための各有色光源の調整作業が不要となるため、光
源の調整作業を簡単化できる。

【００６３】なお、図４に示すように、白色光源１およ
びレンズ２をビームスプリッタ３の上方に配置し、逆に
カラーテレビカメラ８をビームスプリッタ３に対して水
平方向に配置した構成としてもよい。

【００６４】また、再帰性反射体の反射波長を赤色、緑
色および青色としたが、これらは他の色に容易に変更で
きることは言うまでもなく、また従来例のように混色さ
せたときに白色光が得られる色の組み合わせである必要
はない。

【００６５】また、図５（ａ）に示すように、内面に銀
箔等の全反射層４１を蒸着または塗布したコーナーキュ
ーブ４２の前面に、入射光の特定波長成分のみを透過さ
せる色フィルタ４３を設け、このコーナーキューブ４２
および色フィルタ４３によって特定波長を反射する再帰
性反射体を構成してもよい。また、図５（ｂ）に示すよ
うに、半球面に銀箔等の全反射層４１を蒸着または塗布
したキャッツアイ４４の前面に色フィルタ４３を設け、
このキャッツアイ４４および色フィルタ４３によって再
帰性反射体を構成してもよい。

【００６６】また、図６に示すように、白色光源１を介
してレンズ２と対向する位置に白色光源１からり放射さ
れた白色光を反射する球面リフレクタ５１を配置すれ
ば、白色光源１の利用効率を約２倍向上させることがで
きる。

【００６７】また、鏡面反射特性を有する部位を含む観
測対象物体において、鏡面反射部位の概略形状と位置が
分かればよい場合は、再帰性反射体を異なる仰角に複数
配置せず、例えば観測対象物体に緑色の乱反射部位がな
ければ緑色再帰性反射体５のみとしてもよく、このよう
な物体観測装置によれば、さらに低コスト化を図ること
ができる。

【００６８】さらに、鏡面反射特性を有する部位を含む
観測対象物体において、鏡面反射部位の概略形状と位置
が分かればよく、周辺のカラー画像を必要としない場合
は、カラーテレビカメラ８に代えてモノクロテレビカメ
ラを使用することができる。また、波長特性を有する再
帰性反射体４〜６に代え、波長特性を持たず、入射光の
全波長成分を入射方向に反射する再帰性反射体を使用す
ることができる。この場合は、図３に示す赤色部分３
１、緑色部分３２および青色部分３３は、モノクロ濃淡
画像において周辺部より明度の高い部分として観測され
る。

【００６９】このような物体観測装置によれば、モノク
ロテレビカメラを使用することによってさらに低コスト
化を図ることができる。

【００７０】（実施の形態２）図７は、本発明による物
体観測装置の実施の形態２を示す構成図で、図１に示す
構成要素と同一部分には同一符号を付し、その詳細説明
は省略する。図７において、６１は受光中心軸１１上に
その中心を有し、受光中心軸１１近傍に設けられた蛍光
灯、光ファイバ等の環状白色光源である。

【００７１】この環状白色光源６１の径ｒが基準面１０
からの高さｈに比して小さくなるように設定すれば、観
測対象部位１２に対する光軸は受光中心軸１１に平行で
あると見なすことができる。この近似は、再帰性反射体
の反射方向が光の入射方向とは完全に一致せず幅を持つ
こと、鏡面反射特性を有する物体において実際には部分
拡散反射を生じるため反射方向に幅を持つこと等から考
えても有効である。

【００７２】次に、実施の形態２の動作について説明す
る。環状白色光源６１から放射された白色光は、観測対
象部位１２にほぼ上方から投光され、観測対象部位１２
がハンダ部位等の鏡面反射特性を有するものであれば、
投光された白色光は観測対象部位１２の各曲面要素にお
いて、基準面に対する各曲面要素の傾斜角に応じた方向
に正反射される。

【００７３】そして、各再帰性反射体４〜６の方向に反
射された白色光は，各再帰性反射体４〜６に到達し、赤
色再帰性反射体４では赤色光が、緑色再帰性反射体５で
は緑色光が、青色再帰性反射体６では青色光が、それぞ
れ入射方向に反射され、もと来た経路を戻り、観測対象
部位１２において受光中心軸１１の方向に反射され、カ
ラーテレビカメラ８によって受光される。

【００７４】このように、実施の形態２によれば、受光
中心軸１１上にその中心を有する環状白色光源６１を受
光中心軸１１近傍に設けることによって、ビームスプリ
ッタが不要となるため、実施の形態１に比べ、受光手段
であるカラーテレビカメラ８に受光される光量を大きく
することができ、低コスト化とメンテナンス性の向上を
図ることができる。

【００７５】なお、実施の形態２において、図８に示す
ように、環状でない白色光源７１を受光中心軸１１近傍
に設けて投光手段としてもよい。

【００７６】（実施の形態３）図９は、本発明による物
体観測装置の実施の形態３を示す構成図で、図１に示す
構成要素と同一部分には同一符号を付し、その詳細説明
は省略する。図９において、８１は鏡面反射特性を有す
る観測対象部位１２で反射されて入射する白色光の特定
波長成分を、入射方向に反射するドーム状の再帰性反射
体であり、観測対象部位１２から見た仰角によって反射
する波長成分が連続的に変化するものである。

【００７７】例えば仰角がθ₁である領域は、赤色波長
成分を入射方向に反射し、仰角が小さくなるに従って反
射する波長成分が黄、緑、…と連続的に変化し、仰角が
θ₂である領域では紫色の波長成分を反射する。

【００７８】次に、実施の形態３の動作について説明す
る。ビームスプリッタ３を介して観測対象部位１２に投
光された白色光は、観測対象部位１２の各曲面要素にお
いて基準面に対する各曲面要素の傾斜角に応じた方向に
反射される。

【００７９】そして、仰角θ₂〜θ₁の方向に反射され
た白色光は再帰性反射体８１に到達し、再帰性反射体８
１の仰角の異なる各領域において、その仰角に対応した
特定波長成分のみが入射方向に反射される。反射された
赤色〜紫色の各有色光は、もと来た経路を戻り、観測対
象部位１２において受光中心軸１１の方向に反射され
る。

【００８０】従って、カラーテレビカメラ８によって撮
像され、モニタ９に映し出された反射光像のカラー画像
において、観測対象部位１２の各曲面要素は、基準面に
対する傾斜角に応じた色に彩色されるので、観測対象部
位１２はその三次元形状に応じて変化する色によって連
続的に彩色される。

【００８１】図１０は、このときのカラー画像の一例を
示す説明図で、９１は赤色彩色部分、９２は黄色彩色部
分、９３は緑色彩色部分、９４はシアン色彩色部分、９
５は青色彩色部分、９６は紫色彩色部分である。このよ
うに観測対象部位１２はその三次元形状に応じて赤色〜
紫色に連続的に彩色される。

【００８２】このように、実施の形態３に示す物体観測
装置によれば、入射する白色光の特定波長成分を入射方
向に反射するものであり、観測対象部位１２から見た仰
角によって反射する波長成分が連続的に変化するドーム
状の再帰性反射体８１を再帰性反射手段として用い、カ
ラー画像において観測対象部位１２をその三次元形状に
応じて変化する色によって連続的に彩色させることによ
って、より精密な観測を行うことができる。

【００８３】なお、実施の形態３において、鏡面反射特
性を有する部位を含む観測対象物体において、鏡面反射
部位の二次元形状と位置が分かればよく、この鏡面反射
部位周辺のカラー画像を必要としない場合、例えば観測
対象物体に付着した水滴を観測したい場合は、カラーテ
レビカメラ８に代えてモノクロテレビカメラを使用する
ことができ、また波長特性を有する再帰性反射体８１に
代えて波長特性を持たず、入射光の全波長成分を入射方
向に反射する再帰性反射体を使用することができる。

【００８４】図１１は、このような物体観測装置による
モノクロ画像の一例を示す説明図で、１０１は観測対象
物体１０２上の鏡面反射部位であり、１０３はモノクロ
画像において周辺部より明度の高い部分であり、鏡面反
射部位１０１に対応するものである。このような物体観
測装置によれば、モノクロテレビカメラを使用すること
によって低コスト化を図ることができる。

【００８５】（実施の形態４）図１２は、本発明による
物体観測装置の実施の形態４を示す構成図で、図１に示
す構成要素と同一部分には同一符号を付し、その詳細説
明は省略する。図１２において、４Ｂは観測対象部位１
２で反射されて入射する白色光の赤色波長成分を入射方
向に反射する赤色再帰性反射体であり、５Ｂは観測対象
部位１２で反射されて入射する白色光の緑色波長成分を
入射方向に反射する緑色再帰性反射体であり、６Ｂは観
測対象部位１２で反射されて入射する白色光の青色波長
成分を入射方向に反射する青色再帰性反射体である。

【００８６】これら赤色再帰性反射体４Ｂ、緑色再帰性
反射体５Ｂおよび青色再帰性反射体６Ｂは基準面１０か
らの高さは同一であるが、半径を違えることによって基
準面１０とカラーテレビカメラ８の受光中心軸１１の交
点に位置する観測対象部位１２から見た仰角θ₁，
θ₂，θ₃がそれぞれ異なるように円板７Ｂの下面に平
板状かつ同心円状に設置された部材である。

【００８７】次に、実施の形態４の動作について説明す
る。白色光源１から放射された白色光はレンズ２によっ
て平行光にされ、ビームスプリッタ３によってその一部
が反射され、観測対象部位１２にほぼ上方から投光され
る。投光された白色光は観測対象部位１２の各曲面要素
において、基準面１０に対する各曲面要素の傾斜角に応
じた方向に正反射される。

【００８８】そして、各再帰性反射体４Ｂ〜６Ｂの方向
に反射された白色光は、各再帰性反射体４Ｂ〜６Ｂに到
達し、赤色再帰性反射体４Ｂでは赤色光が、緑色再帰性
反射体５では緑色光が、青色再帰性反射体６では青色光
が、それぞれ入射方向に反射され、もと来た経路を戻
り、観測対象部位１２において受光中心軸１１の方向に
反射され、カラーテレビカメラ８によって受光される。

【００８９】このように、実施の形態４によれば、各再
帰性反射体４Ｂ〜６Ｂを同一平面上に設けることによっ
て二次元形状に構成することができるため、実施の形態
１に比べ簡易な製造方法によって構成することができ
る。

【００９０】（実施の形態５）図１３は、本発明による
物体観測装置の実施の形態５を示す構成図で、図１に示
す構成要素と同一部分には同一符号を付し、その詳細説
明は省略する。図１３において、１１１は赤色フィルタ
１１２、緑色フィルタ１１３および青色フィルタ１１４
を有するフィルタ板であり、１１５はこのフィルタ板１
１１を回転駆動するモータである。

【００９１】駆動モータ１１５によってフィルタ板１１
１を所定時間ごとに回転させ、白色光源１とレンズ２間
の光路１１６に赤色フィルタ１１２、緑色フィルタ１１
３および青色フィルタ１１４を所定の時間間隔で順番に
挿入することによって、赤色光、緑色光および青色光を
レンズ２およびビームスプリッタ３を介して観測対象部
位１２に所定時間ごとに順番に投光する。

【００９２】１１７は赤色再帰性反射体４、緑色再帰性
反射体５または青色再帰性反射体６を介して観測対象部
位１２で反射され、ビームスプリッタ３を透過した反射
光像を撮像してモノクロ画像信号を出力するモノクロテ
レビカメラである。

【００９３】１１８はフレームメモリ等を有し、モノク
ロテレビカメラ１１７より入力された、前記各色フィル
タ１１２、１１３、１１４で撮像したモノクロ画像信号
を合成してカラー画像信号を作成するカラー画像信号作
成回路である。

【００９４】次に、実施の形態５の動作について説明す
る。光路１１６に赤色フィルタ１１２が挿入された場
合、赤色フィルタ１１２による赤色光はレンズ２によっ
て平行光にされ、ビームスプリッタ３によってその一
部、例えば半分の光量が反射されて観測対象部位１２に
上方より投光され、観測対象部位１２の各曲面要素にお
いて、基準面に対する各曲面要素の傾斜角に応じた方向
に反射される。

【００９５】そして、仰角θ₁の方向に反射された赤色
光は赤色再帰性反射体４に到達し、ここで入射方向に反
射され、もと来た経路を戻り、観測対象部位１２におい
て受光中心軸１１の方向に反射される。

【００９６】一方、仰角θ₂の方向に反射された赤色光
は緑色再帰性反射体５に、また仰角θ₃の方向に反射さ
れた赤色光は青色再帰性反射体６に、それぞれ到達する
が、緑色再帰性反射体５、青色再帰性反射体６の各波長
特性のため反射されない。

【００９７】従って、赤色再帰性反射体４で反射された
赤色光のみがビームスプリッタ３に到達し、その一部、
例えば半分の光量がビームスプリッタ３を透過してモノ
クロテレビカメラ１１７によって受光される。

【００９８】同様にして、光路１１６に緑色フィルタ１
１３が挿入された場合は、緑色再帰性反射体５で反射さ
れた緑色光のみがビームスプリッタ３に到達し、モノク
ロテレビカメラ１１７によって受光される。また、光路
１１６に青色フィルタ１１４が挿入された場合は、青色
再帰性反射体６で反射された青色光のみがビームスプリ
ッタ３に到達し、モノクロテレビカメラ１１７によって
受光される。

【００９９】カラー画像信号作成回路１１８において
は、赤色光投光時、緑色光投光時および青色光投光時の
モノクロテレビカメラ１１７による各モノクロ画像信号
のレベルをそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの信号のレベルとしてカ
ラー画像信号を作成する。このカラー画像信号作成回路
１１８で作成されたカラー画像信号をモニタ９に入力す
れば、モニタ９には図３に示すような観測対象部位１２
のカラー画像が映し出される。

【０１００】なお、白色光源１から観測対象部位１２の
頂点に投光された光は、そのまま受光中心軸１１の方向
に反射されてモノクロテレビカメラ１１７によって受光
されるので、各色光投光時に共通に受光される領域は無
視するものとする。

【０１０１】このように実施の形態５によれば、赤色フ
ィルタ１１２、緑色フィルタ１１３および青色フィルタ
１１４を有するフィルタ板１１１を設け、光路１１６に
赤色フィルタ１１２、緑色フィルタ１１３および青色フ
ィルタ１１４を順番に挿入して、赤色光、緑色光および
青色光を観測対象部位１２に所定の時間間隔で順番に投
光し、各反射光像をモノクロテレビカメラ１１７でそれ
ぞれ受光し、カラー画像信号作成回路１１８において、
モノクロテレビカメラ１１７による各モノクロ画像信号
を合成してカラー画像信号を作成することによって、カ
ラーテレビカメラを用いずに観測対象部位１２のカラー
画像を得ることができるので、低コスト化を図ることが
できる。

【０１０２】なお、実施の形態５においては、図１４に
示すように、フィルタ板１１１をモノクロテレビカメラ
１１７の受光中心軸１１上に設けてもよい。また、フィ
ルタ板１１１およびモータ１１５の代えて、赤色フィル
タ、緑色フィルタおよび青色フィルタをスライドのよう
に順番に挿入する機構を用いてもよい。

【０１０３】また、フィルタ板１１１を用いずに、図１
５に示すように、投光手段の白色光源１に代えて、赤色
光、緑色光および青色光を所定の時間間隔で順番に放射
する３色光源１２１と、この３色光源１２１の発光色を
制御するコントローラ１２２とを設けてもよい。

【０１０４】（実施の形態６）図１６は、本発明による
物体観測装置の実施の形態６を示す構成図で、図１３に
示す構成要素と同一部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。図１６において、１２５は観測対象部
位１２で反射されて入射する入射光の全波長成分を入射
方向に反射する環状の再帰性反射体であり、１２６はこ
の再帰性反射体１２５を基準面１０と平行に保持する支
持バーであり、１２７はこの支持バー１２６を上下方向
に移動させる移動ロッドである。この移動ロッド１２７
は駆動装置（図示せず）によって基準面１０に対して垂
直方向に駆動され、再帰性反射体１２５を上段、中段お
よび下段の各位置に移動させる。

【０１０５】次に、実施の形態６の動作について説明す
る。白色光源１から放射された全波長成分を含む白色光
はレンズ２によって平行光にされ、ビームスプリッタ３
によってその一部が反射されて観測対象部位１２に上方
から投光され、観測対象部位１２の各曲面要素におい
て、基準面に対する各曲面要素の傾斜角に応じた方向に
反射される。

【０１０６】いま、再帰性反射体１２５が図示のように
仰角θ₂の中段の位置にあるとすると、仰角θ₂の方向
に反射された白色光のみが再帰性反射体１２５に到達
し、ここで入射方向に反射され、もと来た経路を戻り、
観測対象部位１２において受光中心軸１１の方向に反射
される。そして、その一部、例えば半分の光量がビーム
スプリッタ３を透過してモノクロテレビカメラ１１７に
よって受光される。

【０１０７】同様にして、再帰性反射体１２５が仰角θ
₁の上段の位置に移動すると、仰角θ₁の方向に反射さ
れた白色光のみが再帰性反射体１２５に到達し、ここで
入射方向に反射され、もと来た経路を戻り、観測対象部
位１２において受光中心軸１１の方向に反射され、ビー
ムスプリッタ３を透過してモノクロテレビカメラ１１７
によって受光される。

【０１０８】また、再帰性反射体１２５が仰角θ₃の下
段の位置に移動すると、仰角θ₃の方向に反射された白
色光のみが再帰性反射体１２５に到達し、ここで入射方
向に反射され、もと来た経路を戻り、観測対象部位１２
において受光中心軸１１の方向に反射され、ビームスプ
リッタ３を透過してモノクロテレビカメラ１１７によっ
て受光される。

【０１０９】カラー画像信号作成回路１１８において
は、再帰性反射体１２５の各位置におけるモノクロテレ
ビカメラ１１７による各モノクロ画像信号のレベルをそ
れぞれＲ、Ｇ、Ｂの信号のレベルとしてカラー画像信号
を作成する。このカラー画像信号作成回路１１８で作成
されたカラー画像信号をモニタ９に入力すれば、モニタ
９には図３に示すような観測対象部位１２のカラー画像
が映し出される。

【０１１０】なお、この場合も白色光源１から観測対象
部位１２の頂点に投光された光は、そのまま受光中心軸
１１の方向に反射されてモノクロテレビカメラ１１７に
よって受光されるので、各光投光時に共通に受光される
領域については無視するものとする。

【０１１１】このように実施の形態６によれば、白色光
を観測対象部位１２に投光し、再帰性反射体１２５の各
高さ位置に応じて形成される反射光像をモノクロテレビ
カメラ１１７でそれぞれ受光し、カラー画像信号作成回
路１１８において、モノクロテレビカメラ１１７による
各モノクロ画像信号を合成してカラー画像信号を作成す
ることによって、カラーテレビカメラを用いずに、また
フィルタ板を用いずに観測対象部位１２のカラー画像を
得ることができるので、低コスト化を図ることができ
る。

【０１１２】なお、実施の形態６においては、再帰性反
射体１２５の高さ位置を連続的に変化させることによ
り、それに応じて観測対象部位１２の各曲面要素を基準
面に対する傾斜角に応じた色に彩色するようにすれば、
図１０に示すように、観測対象部位１２の三次元形状に
応じて変化する色によって連続的に彩色することができ
る。

【０１１３】（実施の形態７）図１７は、本発明による
物体観測装置の実施の形態７を示す構成図で、同図には
部品実装基板の部品実装部位を検査する場合を例として
示してある。本実施の形態は、実施の形態１ないし実施
の形態６に示すような物体観測装置によって得られた受
光データを用いて、観測対象部位の良否を判定するもの
である。

【０１１４】図１７において、１３１は部品実装基板１
３７がセットされ、ＸＹ方向に移動して部品実装部位１
３８を順次受光中心軸１１下に位置決めする移動部であ
る。１３２は実施の形態１ないし実施の形態６に示すよ
うな物体観測装置であり、観測対象部位、すなわち部品
実装部位１３８のカラー画像信号を出力するものであ
る。

【０１１５】１３３は物体観測装置１３２から出力され
たカラー画像信号にＡ／Ｄ変換を施し、得られたディジ
タルカラー画像データに各種の画像処理を施す画像処理
部であり、１３４は画像処理部１３３で得られた処理画
像データのパターン形状やパターン面積、長さ、あるい
はＲＧＢ各色画像間の差画像などから部品実装部位１３
７の良否を判定する判定部であり、１３５は画像処理部
１３３によるディジタルカラー画像データおよび処理画
像データ、判定部１３４による部品実装部位１３８の良
否判定結果等を記憶する記憶部である。

【０１１６】１３６は移動部１３１、物体観測装置１３
２、画像処理部１３３、判定部１３４、および記憶部１
３５を統括制御する制御部である。移動部１３１および
制御部１３６は移動手段を構成し、画像処理部１３３、
判定部１３４、記憶部１３５および制御部１３６は検査
実行手段を構成する。

【０１１７】次に、実施の形態７の動作について説明す
る。制御部１３６は、移動部１３１を動作させて部品実
装部位１３８を物体観測装置１３２の受光中心軸１１下
に位置決めし、物体観測装置１３２を動作させて部品実
装部位１３８を撮像してカラー画像信号を得る。このカ
ラー画像信号は画像処理部１３３に送られる。

【０１１８】続いて制御部１３６は、画像処理部１３３
を動作させて物体観測装置１３２より入力された部品実
装部位１３８のカラー画像信号をディジタルカラー画像
データにＡ／Ｄ変換し、このディジタルカラー画像デー
タに、部品実装部位１３８の良否判定を行うための各種
の画像処理を施す。この処理画像データは判定部１３４
に送られる。

【０１１９】続いて制御部１３６は、判定部１３４を動
作させて画像処理部１３３から出力された処理画像デー
タに基づいて、部品実装部位１３８のハンダの量や形
状、実装位置等の良否を判定し、この判定結果を記憶部
１３５に記憶して、部品実装部位１３８の検査を終了す
る。

【０１２０】このように制御部１３６は、移動部１３１
を動作させて部品実装基板１３７の各部品実装部位１３
８を順次受光中心軸１１下に位置決めし、各部品実装部
位１３８について上記の検査を行う。

【０１２１】以上のように、実施の形態７によれば、実
施の形態１ないし実施の形態６に示すような物体観測装
置によって得られた受光データを用いて観測対象部位の
良否判定検査を行うことによって、検査工程における装
置の低コスト化、メンテナンス性の向上、調整作業の簡
単化を図ることができ、また検査の高精度化を図ること
ができる。

【０１２２】

【発明の効果】本発明の物体観測装置および方法によれ
ば、それぞれ異なる特定波長を入射方向に反射する複数
の再帰性反射体を用いることにより、光源を単一光源と
することができるので、低コスト化を図ることができ、
またメンテナンス性を向上させることができるという効
果を有する。

【０１２３】また、従来行っていた白色光を得るための
各有色光源の調整作業が不要となるため、光源の調整作
業を簡単化できるという効果を有し、また各再帰性反射
体の反射波長は従来例のように混色させたときに白色光
が得られる色の組み合わせである必要はなく、任意に選
択できるという効果を有する。

【０１２４】また、投光手段の光源の背面に光源の放射
光を反射するリフレクタを設けることによって、光源の
利用効率を約２倍向上させることができるという効果を
有する。

【０１２５】また、鏡面反射特性を有する部位を含む観
測対象物体において、鏡面反射部位の概略形状と位置が
分かればよく、周辺のカラー画像を必要としない場合
は、受光手段のカラーテレビカメラに代えてモノクロテ
レビカメラを用い、また波長特性を有する再帰性反射体
に代えて波長特性を持たず、入射光の全波長成分を入射
方向に反射する再帰性反射体を用いることによって、低
コスト化を図ることができる。

【０１２６】また、受光手段の受光中心軸近傍に投光手
段の光源を設けることによって、ビームスプリッタが不
要となるため、低コスト化を図ることができ、またメン
テナンス性を向上させることができるという効果を有す
る。

【０１２７】また、特定波長を入射方向に反射するもの
であり、観測対象部位から見た仰角によって上記の特定
波長が連続的に変化するドーム状の再帰性反射体を用
い、受光手段によるカラー画像において、観測対象部位
をその三次元形状に応じて変化する色によって連続的に
彩色させることによって、より高精度な観測を行うこと
ができるという効果を有する。

【０１２８】また、それぞれ入射光の赤色波長成分、緑
色波長成分または青色波長成分を入射方向に反射する再
帰性反射体を同一平面内に平板状かつ同心円状に配置す
ることによって二次元形状空間内に各再帰性反射体を異
なる仰角に設けることによっても同様の効果が得られ
る。

【０１２９】また、それぞれ入射光の赤色波長成分、緑
色波長成分または青色波長成分を入射方向に反射する再
帰性反射体を異なる仰角に設け、投光手段において白色
光源の光路上に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色
フィルタを所定の時間間隔で順番に挿入して、赤色光、
緑色光および青色光を観測対象部位に所定の時間間隔で
順番に投光し、この各反射光像をモノクロテレビカメラ
でそれぞれ受光し、カラー画像信号作成回路において、
モノクロテレビカメラによる各モノクロ画像信号を合成
してカラー画像信号を作成することによって、カラーテ
レビカメラを用いずに観測対象部位のカラー画像を得る
ことができるので、低コスト化を図ることができるとい
う効果を有する。

【０１３０】また、色フィルタを用いずに投光手段の白
色光源に代え、赤色光、緑色光および青色光を所定の時
間間隔で順番に放射する３色光源およびこの３色光源の
発光色を制御するコントローラを設けることによっても
同様の効果が得られる。

【０１３１】また、複数の再帰性反射体を用いずに単独
の再帰性反射体を基準面に対して垂直方向に移動させ、
各高さ位置における再帰性反射体に対し白色光源から白
色光を投光することによっても同様の効果が得られる。

【０１３２】また、得られた受光データを用いて観測対
象部位の良否判定検査を行うことによって、検査工程に
おける装置の低コスト化、メンテナンス性の向上、調整
作業の簡単化を図ることができ、また高精度な検査を行
うことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の構成図である。

【図２】本発明における波長特性を有する再帰性反射体
の説明図で、（ａ）はコーナーキューブによる再帰性反
射体の説明図、（ｂ）はキャッツアイによる再帰性反射
体の説明図、（ｃ）は（ａ）に示すコーナーキューブの
正面図である。

【図３】本発明の実施の形態１における観測対象部位の
カラー画像の一例を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１において白色光源をビー
ムスプリッタの上方に配置した場合の構成図である。

【図５】本発明における色フィルタを用いて波長特性を
持たせた再帰性反射体の説明図で、（ａ）は色フィルタ
およびコーナーキューブによる再帰性反射体の説明図、
（ｂ）は色フィルタおよびキャッツアイによる再帰性反
射体の説明図である。

【図６】本発明の実施の形態１における球面リフレクタ
を設けた投光手段の構成図である。

【図７】本発明の実施の形態２の構成図である。

【図８】本発明の実施の形態２における環状でない白色
光源による投光手段の構成図である。

【図９】本発明の実施の形態３の構成図である。

【図１０】本発明の実施の形態３における観測対象部位
のカラー画像の一例を示す説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態３においてモノクロカメ
ラを用いた場合の観測対象物体のモノクロ画像の一例を
示す説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態４の構成図である。

【図１３】本発明の実施の形態５の構成図である。

【図１４】本発明の実施の形態５において受光中心軸上
にフィルタ板を設けた場合の受光手段の構成図である。

【図１５】本発明の実施の形態５において３色光源を用
いた場合の投光手段の構成図である。

【図１６】本発明の実施の形態６の構成図である。

【図１７】本発明の実施の形態７の構成図である。

【図１８】従来の物体観測装置における投光手段の構成
を示す説明図である。

【符号の説明】

１，７１白色光源２レンズ３ビームスプリッタ４赤色再帰性反射体５緑色再帰性反射体６青色再帰性反射体７フード８カラーテレビカメラ９モニタ１０基準面１１受光中心軸１２観測対象部位５１リフレクタ６１環状白色光源８１再帰性反射体１１１フィルタ板１１２赤色フィルタ１１３緑色フィルタ１１４青色フィルタ１１５モータ１１６光路１１７モノクロテレビカメラ１１８カラー画像信号作成回路１２１３三色光源１２２コントローラ１２５再帰性反射体１２６支持バー１２７移動ロッド１３１移動部１３２物体観測装置１３３画像処理部１３４判定部１３５記憶部１３６制御部１３７部品実装基板１３８部品実装部位

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体の観測対象部位に所定の光路を経て
光を投光する投光手段と、前記観測対象部位で反射されて入射された前記光を入射
方向に反射する再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射された前記光を受光する受
光手段と、を具備することを特徴とする物体観測装置。
【請求項２】前記再帰性反射手段を、前記観測対象部
位の中央に対して環状に配設したことを特徴とする請求
項１記載の物体観測装置。
【請求項３】前記再帰性反射手段を、前記観測対象部
位の中央に対してドーム状に配設したことを特徴とする
請求項１記載の物体観測装置。
【請求項４】前記再帰性反射手段を複数備え、前記観
測対象部位の中央からの仰角が異なる位置にそれぞれ配
置したことを特徴とする請求項１記載の物体観測装置。
【請求項５】前記再帰性反射手段を前記観測対象部位
の中央に対して環状に複数備え、前記観測対象部位の中
央からの仰角が異なる位置にそれぞれ配置したことを特
徴とする請求項１記載の物体観測装置。
【請求項６】前記再帰性反射手段は、前記観測対象部
位からの反射光の特定波長を反射するものであることを
特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載の物体
観測装置。
【請求項７】前記再帰性反射手段は、前記観測対象部
位の中央からの仰角によって反射する特定波長が連続的
に変化するものであることを特徴とする請求項１または
請求項３いずれか記載の物体観測装置。
【請求項８】前記複数の再帰性反射手段は、それぞれ
異なる特定波長を反射するものであることを特徴とする
請求項４または請求項５いずれか記載の物体観測装置。
【請求項９】前記投光手段は、光源と、前記光源の放
射光を反射して前記観測対象部位に投光し、前記観測対
象部位から反射された光を透過させて前記受光手段に入
射させるビームスプリッタを有するものであることを特
徴とする請求項１ないし請求項８いずれか記載の物体観
測装置。
【請求項１０】前記投光手段は、前記受光手段の受光
軸の近傍に配設され、前記観測対象部位に光を投光する
光源を有するものであることを特徴とする請求項１ない
し請求項８いずれか記載の物体観測装置。
【請求項１１】前記投光手段の光源は、前記受光手段
の受光軸を中心とした環状光源であることを特徴とする
請求項１０記載の物体観測装置。
【請求項１２】物体の観測対象部位に白色光源からの
白色光を所定の光路を経て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に環状に配置され前記観測対象部位で反射されて入射
された前記白色光の少なくとも２つの色波長成分をそれ
ぞれ入射方向に反射する複数の再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射された前記少なくとも２つ
の色波長成分をそれぞれ識別して受光する受光手段と、
を具備することを特徴とする物体観測装置。
【請求項１３】物体の観測対象部位に白色光源からの
白色光を所定の光路を経て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に環状に配置され前記観測対象部位で反射されて入射
された前記白色光の赤色波長成分、緑色波長成分または
青色波長成分をそれぞれ入射方向に反射する複数の再帰
性反射手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射された赤色光、緑色光お
よび青色光をそれぞれ識別して受光する受光手段と、を
具備することを特徴とする物体観測装置。
【請求項１４】物体の観測対象部位に白色光源からの
白色光を所定の光路を経て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央に対してドーム状に配置され前
記観測対象部位で反射されて入射された前記白色光の特
定波長を入射方向に反射し前記観測対象部位の中央から
の仰角によって前記特定波長が連続的に変化する再帰性
反射手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射された前記特定波長の光
を受光する受光手段と、を具備することを特徴とする物
体観測装置。
【請求項１５】少なくとも２つの色波長成分の光を所
定の時間間隔で所定の光路を経て物体の観測対象部位に
順次投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置されて前記観測対象部位で反射されて入射され
た前記少なくとも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向
に反射する少なくとも２つの再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射される前記少なくとも２
つの色波長成分を順次受光する２次元受光素子を有する
受光手段と、を具備することを特徴とする物体観測装
置。
【請求項１６】白色光源の投光軸上に赤色、緑色およ
び青色の各色フィルタを所定の時間間隔で変更すること
によって前記各色フィルタを透過した赤色光、緑色光お
よび青色光を所定の光路を経て物体の観測対象部位に順
次投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置され前記観測対象部位で反射されて入射された
前記各色光の赤色波長成分、緑色波長成分または青色波
長成分をそれぞれ入射方向に反射する複数の再帰性反射
手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射される前記各色波長成分を
順次受光するモノクロテレビカメラを有する受光手段
と、を具備することを特徴とする物体観測装置。
【請求項１７】物体の観測対象部位に白色光源からの
白色光を所定の光路を経て投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置され前記観測対象部位で反射されて入射された
前記白色光の赤色波長成分、緑色波長成分または青色波
長成分をそれぞれ入射方向に反射する複数の再帰性反射
手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射される前記各色波長成分を
受光するモノクロテレビカメラの受光軸上に、赤色、緑
色および青色の各色フィルタを所定の時間間隔で変更す
ることによって前記各色フィルタを透過した赤色光、緑
色光または青色光を順次受光する受光手段と、を具備す
ることを特徴とする物体観測装置。
【請求項１８】赤色光、緑色光および青色光を所定の
時間間隔で変更する３色光源からの前記各色光を所定の
光路を経て物体の観測対象部位に順次投光する投光手段
と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置され前記観測対象部位で反射されて入射された
前記各色光の赤色波長成分、緑色波長成分または青色波
長成分をそれぞれ入射方向に反射する複数の再帰性反射
手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射される前記各色波長成分を
順次受光するモノクロテレビカメラを有する受光手段
と、を具備することを特徴とする物体観測装置。
【請求項１９】少なくとも２つの色波長成分の光を同
時にまたは所定の時間間隔で所定の光路を経て物体の観
測対象部位に投光する投光手段と、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置されて前記観測対象部位で反射されて入射され
た前記少なくとも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向
に反射する少なくとも２つの再帰性反射手段と、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射される前記少なくとも２
つの色波長成分を順次受光する２次元受光素子を有する
受光手段と、を具備することを特徴とする物体観測装
置。
【請求項２０】前記受光手段による受光データに基づ
いて前記観測対象部位の鏡面反射部分を検知し、その検
知結果に基づいて前記観測対象部位の良否を判定する検
査実行手段を具備することを特徴とする請求項１ないし
請求項１９いずれか記載の物体観測装置。
【請求項２１】物体の観測対象部位に投光手段からの
光を所定の光路を経て投光し、前記観測対象部位で反射され入射される前記光を再帰性
反射手段によって入射方向に反射させ、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射される前記光を受光手段
によって受光することを特徴とする物体観測方法。
【請求項２２】前記観測対象部位の中央に対して環状
に配設した前記再帰性反射手段によって、前記観測対象
部位からの反射光を入射方向に反射させることを特徴と
する請求項２１記載の物体観測方法。
【請求項２３】前記観測対象部位の中央に対してドー
ム状に配設した前記再帰性反射手段によって、前記観測
対象部位からの反射光を入射方向に反射させることを特
徴とする請求項２１記載の物体観測方法。
【請求項２４】前記観測対象部位の中央からの仰角が
異なる位置にそれぞれ配置した複数の前記再帰性反射手
段によって、前記観測対象部位からの反射光を入射方向
に反射させることを特徴とする請求項２１記載の物体観
測方法。
【請求項２５】前記観測対象部位の中央に対して環状
に、かつ前記観測対象部位の中央からの仰角が異なる位
置にそれぞれ配設した複数の前記再帰性反射手段によっ
て、前記観測対象部位からの反射光を入射方向に反射さ
せることを特徴とする請求項２１の物体観測方法。
【請求項２６】前記観測対象部位からの反射光の特定
波長を反射する前記再帰性反射手段によって、前記観測
対象部位からの反射光の特定波長成分を入射方向に反射
させることを特徴とする請求項２１ないし請求項２５い
ずれか記載の物体観測方法。
【請求項２７】前記観測対象部位の中央からの仰角に
よって反射する特定波長が連続的に変化する前記再帰性
反射手段によって、前記観測対象部位からの反射光の、
前記仰角に応じた波長成分を入射方向に反射させること
を特徴とする請求項２１または請求項２３記載の物体観
測方法。
【請求項２８】それぞれ部分的に異なる特定波長を反
射する前記再帰性反射手段によって、前記観測対象部位
からの反射光の特定波長成分を入射方向に反射させるこ
とを特徴とする請求項２４または請求項２５いずれか記
載の物体観測方法。
【請求項２９】物体の観測対象部位に白色光源を有す
る投光手段からの白色光を所定の光路を経て投光し、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に環状に配置された複数の再帰性反射手段によって前
記観測対象部位で反射され入射された前記白色光の赤色
波長成分、緑色波長成分または青色波長成分を入射方向
にそれぞれ反射させ、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射された赤色光、緑色光およ
び青色光を受光手段によって受光することを特徴とする
物体観測方法。
【請求項３０】物体の観測対象部位に白色光源を有す
る投光手段からの白色光を所定の光路を経て投光し、前記観測対象部位の中央に対してドーム状に配置された
再帰性反射手段によって前記観測対象部位で反射されて
入射された前記白色光を前記観測対象部位の中央からの
仰角によって変化する特定波長を入射方向に反射し、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
前記所定の光路を介して入射された前記特定波長の光を
受光手段によって受光することを特徴とする物体観測方
法。
【請求項３１】物体の観測対象部位に投光手段から少
なくとも２つの色波長成分の光を同時にまたは所定の時
間間隔で所定の光路を経て投光し、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置された少なくとも２つの再帰性反射手段によっ
て前記観測対象部位で反射されて入射された前記少なく
とも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向に反射し、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射された前記少なくとも２
つの色波長成分を２次元受光素子を有する受光手段によ
って順次受光することを特徴とする物体観測方法。
【請求項３２】物体の観測対象部位に投光手段から少
なくとも２つの色波長成分の光を所定の時間間隔で所定
の光路を経て順次投光し、前記観測対象部位の中央からの仰角がそれぞれ異なる位
置に配置された少なくとも２つの再帰性反射手段によっ
て前記観測対象部位で反射されて入射された前記少なく
とも２つの色波長成分をそれぞれ入射方向に反射し、前記再帰性反射手段および前記観測対象部位で反射され
て前記所定の光路を介して入射された前記少なくとも２
つの色波長成分を２次元受光素子を有する受光手段によ
って順次受光することを特徴とする物体観測方法。
【請求項３３】前記受光手段による受光データに基づ
いて前記観測対象部位の鏡面反射部分を検査実行手段に
よって検知し、その検知結果に基づいて前記観測対象部
位の良否を判定することを特徴とする請求項２１ないし
請求項３２いずれか記載の物体観測方法。