JPH11230728A - 検査対象物の外観検査方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査対象である板状体の表裏両面又は
多面体の全表面或いは検査を必要とする面の外観の撮像
をより少ないカメラ台数で高速度で経済的に実現する
事。 【構成】 検査対象である検査対象物(1)をライ
ンセンサカメラ(2)による撮像領域を通過させ、検査対
象物(1)の複数の外面(A)(B)…を１台のラインセンサカ
メラ(2)で撮像し、撮像された検査対象物(1)の画像を予
め登録された基準画像と比較して検査対象物(1)の外面
(A)(B)…の良否を判定する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物である板状
体の表裏両面或いは多面体の表面の外観上の欠陥を、よ
り少ないラインセンサカメラで画像処理を行い、高速且
つ自動的に検査する外観検査方法とその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】大量に生産される工業生産物の中には、
その製品の用途によって外観（全外面又は必要な面の
み）上の欠陥の全数検査が必要とされるものがある。例
えば、食品容器、薬品容器、電子部品等である。これら
は主に樹脂成形品や金属加工部品又は非金属加工部品の
組み立て等により製造され、外形が多面体の複雑な形状
を有するものが多い。これらの外観検査は従来人手によ
る目視検査によって行われている。このような多面体を
画像処理技術によって自動検査することは原理的には可
能であるが、従来検査方法では、例えば６面体の場合、
その全表面を漏れなく撮像して全平面画像を得るために
は、一般的には６台のラインセンサカメラによる６方向
からの撮像が必要であり検査時間が長くなるとともに多
数の画像処理回路を使用するので装置が極めて複雑で大
型で高価となるため現実性に乏しかった。

【０００３】この事は板状体（シート状物も含む）のよ
うに表裏両面を１パスで同時に検査する場合でも言え、
従来では水平に流れる板状体の上下に２台のラインセン
サカメラを設置し、板状体の表裏両面を検査していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、検査
対象である板状体の表裏両面又は多面体の全表面或いは
検査を必要とする面の外観の撮像をより少ないカメラ台
数で高速度で経済的に実現する事にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の課題解決
手段について説明するが、本明細書を通じて言える事で
あるが、ある物の下位概念に属するものは、その符号に
アルファベットの枝番や(-)を介して数字を付して表す
事とする。例えば検査対象物の下位概念に属する多面体
と板状体の符号は上位概念である検査対象物の符号(1)
にアルファベットの枝番を付して(1a)や(1b)というよう
に表す事とする。

【０００６】本発明の請求項１に記載の外観検査方法
は、ミラー(4)を使用せず、ラインセンサカメラ(2)で、
検査対象物(1)が、特に立体物である多面体(1a)の複数
面を直接的に検査する方法で『検査対象である検査対象
物(1)をラインセンサカメラ(2)による撮像領域を通過さ
せ、検査対象物(1)の複数の外面(A)(B)…を１台のライ
ンセンサカメラ(2)で撮像し、撮像された検査対象物(1)
の画像を予め登録された基準画像と比較して検査対象物
(1)の外面(A)(B)…の良否を判定する』事を特徴とす
る。

【０００７】この場合は、図１３〜１５に示すように検
査対象物(1)が、特に多面体(1a)『ここでは６面体を例
に取る』の場合、その３面が接する角(8)(9)、或いは２
面が接する稜線に向かう方向で、多面体(1a)の撮像対象
となる３面或いは２面を１台のラインセンサカメラ(2)
で撮像出来るように設置し、多面体(1a)の、撮像対象と
なる３面或いは２面を直接撮像する。得られる像は３面
を撮像した場合、図１４(a)又は(b)のように多面体(1a)
を斜めから見たような図となる。従ってここでは、１台
のラインセンサカメラ(2)で複数の面(A)(B)…を撮像す
る事になる。

【０００８】図１３のように、多面体(1a)の３面が接す
る角(8)(9)に向かう方向で、且つ対称位置から多面体(1
a)が撮像出来るように２台のラインセンサカメラ(2a)(2
b)を設置すれば、多面体(1a)の全面(A)(B)(C)(D)(E)(F)
を２台のラインセンサカメラ(2a)(2b)で直接撮像出来る
ようになる。

【０００９】ここで、多面体(1a)の各面(A)(B)(C)(D)
(E)(F)の解像度を十分に取ろうとするとラインセンサカ
メラ(2)の被写界深度（＝ピントの合う範囲）の深いも
のを使用する必要がある。この点は、本発明全体を通じ
て共通し、ラインセンサカメラ(2)で直接撮像する場合
でも、後述するようにミラー(4)を通じて撮像する場合
でも同様でいずれの場合でも全ての被撮像面(A)(B)(C)
(D)(E)(F)にピントが合うものを原則として使用する。

【００１０】多面体(1a)の場合は、原則としてその全面
(A)(B)…全てが撮像される事になる。然し乍ら、検査不
要の面があれば、その面がラインセンサカメラ(2)の視
野に入らないように設定する事も可能であり、当然、請
求項１では多面体(1a)の全ての面を撮像するという事を
限定しているものでもなければ、複数のラインセンサカ
メラ(2a)(2b)を同時に設置してしなければならないもの
でもない。

【００１１】本発明でいう多面体(1a)とは、平面だけで
構成される立体物、例えば図２０、２１に示すような４
面体、６面体のようなものだけを言うのではなく、湾曲
面或いは球状面を含む立体物、例えば図２２〜２４に示
すような３面体、円筒体、円錐体、円錐台体や、表面に
突起部や脚部のあるもの、凹所のあるもの、鍔のあるも
のなどあらゆる形状のものを含む。

【００１２】なお、本発明全体を通じて、検査対象物
(1)は、前述の多面体(1a)と後述する板状体(1b)とを含
む。板状体(1b)には、少し肉のある板状のもの、ほとん
ど肉のない紙状或いはシート状のものの両方を含み、一
般的には表裏両面或いは片面に印刷或いは刻設その他の
手段にて文字や絵柄が描かれる。形状は単に長方形や正
方形のものだけでなく、組み立て前の箱の形状のような
複雑なもの、窓空きのものなどあらゆる形状のものが含
まれる。多面体(1a)には、その必要面（正面、背面、両
側面、平面及び底面のいずれか或いはその全部）に印刷
或いは刻設その他の手段にて文字や絵柄が描かれる。

【００１３】検査対象物(1)の搬送手段(10)は、検査対
象物(1)を撮像領域を通過させ事が出来るようなもので
あればどのようなものでもよい。本実施例では上流ベル
ト(11)と下流ベルト(12)とで構成されている。搬送方法
は、一般的には、撮像領域を通過させる前に一度検査対
象物(1)の姿勢を一定状態にするために位置決めがなさ
れ、然る後、搬送されて撮像領域を通過する。

【００１４】検査対象物(1)が撮像領域を通過すると、
検査対象物(1)が多面体(1a)の場合、ラインセンサカメ
ラ(2)によって多面体(1a)の複数の外面(A)(B)…が撮像
され、一例として挙げれば図１４(a)又は(b)のような画
像となって画像処理装置(20)に取り込まれ、所定の画像
処理がなされる。そして、撮像された多面体(1a)の画像
を予め登録された基準画像と比較して多面体(1a)の被撮
像外面(A)(B)…の良否を判定し、下流側で良否を選別す
る。選別方法は特に限定されない。

【００１５】本発明の請求項２に記載の外観検査方法
は、検査対象物(1)の１つである多面体(1a)或いは板状
体(1b)をラインセンサカメラ(2)とミラー(4)を使用して
板状体(1b)の両面検査或いは多面体(1a)の複数面の検査
を行う場合で、特にこの場合はラインセンサカメラ(2)
で検査対象物(1)の面を直接撮像すると同時に残りの面
をミラー(4)を介して撮像するもので、『検査対象物(1)
をラインセンサカメラ(2)による撮像領域を通過させ、
検査対象物(1)の一面(A)を１視野方向から撮像すると共
にラインセンサカメラ(2)よって捕らえられなかった検
査対象物(1)の他の面(C)…を、ミラー(4)を介して前記
ラインセンサカメラ(2)にて撮像し、撮像された検査対
象物(1)の画像を予め登録された基準画像と比較して検
査対象物(1)の外面(A)(B)(C)…の良否を判定する』事を
特徴とする。

【００１６】検査対象物(1)が板状体(1b)の場合、従来
では前述のように板状体(1b)の両面検査を行う場合、板
状体(1b)の両側にラインセンサカメラ(2a)(2b)をそれぞ
れ設置しなければならなかったが、本発明方法によれば
図示しないが、表面(A)側はラインセンサカメラ(2)で直
接撮像し、裏面側をミラー(4)に写し、これを撮像する
ことで１台のラインセンサカメラ(2)で両面の撮像が可
能となる。

【００１７】検査対象物(1)が多面体(1a)の場合は、ラ
インセンサカメラ(2)とミラー(4)を使用して全外面或い
は必要な面の検査を行う事になるのであるが、複数の
ラインセンサカメラ(2)と複数のミラー(4)を使用して全
外面或いは必要な面の検査を行う《図１〜４、図６、図
１６》場合、或いは検査対象物(1)の１つである多面
体(1a)を１台のラインセンサカメラ(2)と複数のミラー
(4)を使用して全面検査を行う場合《図７、１２》等が
挙げられる。

【００１８】この場合、ラインセンサカメラ(2)を多面
体(1a)の直上又は／及び直下にて多面体(1a)に垂直に或
いは若干傾けて設置して撮像する場合がある。垂直に設
置する場合には、多面体(1a)の平面(A)又は／及び底面
(C)を直接撮像し、傾斜させて設置した場合には、多面
体(1a)の平面(A)と前面(E)又は／及び底面(C)と背面(F)
とをラインセンサカメラ(2)にて直接撮像する事にな
る。

【００１９】そして、多面体(1a)の両脇に傾斜させて設
置したミラー(4a)(4b)で多面体(1a)の残りの面(B)(D)
(E)(F)の少なくとも２つを更に間接的に撮像するもの
で、《図１〜４、図６、図１６》の場合には、多面体
(1a)の上下に配設した２台のラインセンサカメラ(2a)(2
b)とミラー(4a)(4b)とを使用して複雑な形状の多面体(1
a)の全面(A)(B)…の検査が可能となる。勿論、１台のラ
インセンサカメラ(2a)又は(2b)といずれかのミラー(4a)
又は(4b)を使用して多面体(1a)の必要な面だけを検査す
る事も可能である。

【００２０】また、《図７、１２》のように多面体(1
a)の両脇のミラー(4a)(4b)を斜めに倒す事によって《図
９(a)又は(b)》に示すように１つのミラー(4a)又は(4b)
により多くの面を映し出させ、１台のラインセンサカメ
ラ(2)で全面検査を行う場合事も出来る。ミラー(4a)又
は(4b)の角度を変える事で、検査不要な面を視野から除
くことも可能であるし、いずれかのミラー(4a)又は(4b)
を使用する事で、多面体(1a)の検査必要面だけを撮像出
来るようにする事も可能である。

【００２１】本発明の請求項３は、ミラー(4)のみで多
面体(1a)の外面(A)(B)…或いは板状体(1b)の表裏両面
(A)(C)を１台のラインセンサカメラ(2)で検査する場合
で『検査対象である検査対象物(1)をラインセンサカメ
ラ(2)による撮像領域を通過させ、ミラー(4a)(4b)…を
介して検査対象物(1)の外面(A)…を撮像し、撮像された
検査対象物(1)の画像を予め登録された基準画像と比較
して検査対象物(1)の外面(A)…の良否を判定する』事を
特徴とする。

【００２２】図１０は、板状体(1b)の表裏両面(A)(C)を
ミラー(4a)(4b)でそれぞれ写しだし、これをラインセン
サカメラ(2)で撮像するという方法である。この方法に
よれば、１台のラインセンサカメラ(2)で撮像可能とい
うだけでなくラインセンサカメラ(2)の設置高さを低く
する事が出来る。

【００２３】図１２の場合は、多面体(1a)の底面(C)の
半分或いはそれ以上、両側面(B)(D)、前後両面(E)(F)と
をミラー(4a)(4b)で写しだし、平面(A)をミラー(4c)で
写し出すと共に前記ミラー(4a)(4b)に写った画像をミラ
ー(4c)に写し、ミラー(4c)に写っている多面体(1a)の全
外面(A)(B)…をラインセンサカメラ(2)で撮像するとい
う方法で、前述同様この方法によれば、前述同様１台の
ラインセンサカメラ(2)で撮像可能というだけでなくラ
インセンサカメラ(2)の設置高さを低くする事が出来
る。なお、検査不要の面があれば、ミラー(4a)(4b)(4c)
に当該不要面が映し出されないようにミラー(4a)(4b)(4
c)のいずれかを設置しておけばよいし、不要なミラー(4
a)(4b)を削除すればよい。

【００２４】本発明の請求項４は、ラインセンサカメラ
(2)の設置方法に付いてであり『ラインセンサカメラ(2)
の線状撮像視野が検査対象物(1)の複数の面に達するよ
うな位置に、ラインセンサカメラ(2)が設定されてい
る』事を特徴とする。また、請求項５は、ミラー(4)の
設置方法に付いてであり『ラインセンサカメラ(2)の線
状撮像視野が検査対象物(1)の複数の面に達するような
位置に、ミラー(4)が設定されている』事を特徴とする
もので、これによれば、１度に複数の面を１台のライン
センサカメラ(2)で撮像出来るので、ラインセンサカメ
ラ(2)の設置台数を少なくする事が出来る。ただし、ラ
インセンサカメラ(2)から撮像面上の線状撮像視野の各
点迄の距離が異なってくるので、既に述べたように焦点
距離の長いラインセンサカメラ(2)が必要となる。

【００２５】請求項６は、請求項１の方法を実施するた
めの装置で『検査対象物(1)をラインセンサカメラ(2)に
よる撮像領域を通過させる搬送手段(10)と、検査対象物
(1)に対して傾斜して配設され、検査対象物(1)の複数の
外面(A)(B)…を撮像するラインセンサカメラ(2)と、撮
像された検査対象物(1)の画像を予め登録された基準画
像と比較して検査対象物(1)の外面(A)(B)…の良否を判
定する画像処理手段(20)と、画像処理手段(20)によって
なされた判定に従って検査対象物(1)を良否に仕分ける
仕分け手段(80)とで構成されている』事を特徴とする。

【００２６】請求項７は、請求項２の方法を実施するた
めの装置で『検査対象物(1)をラインセンサカメラ(2)に
よる撮像領域を通過させる搬送手段(10)と、検査対象物
(1)の外面(A)…を１視野方向から撮像するラインセンサ
カメラ(2)と、該ラインセンサカメラ(2)によって捕らえ
られなかった検査対象物(1)の他の面(B)(C)(D)…を映し
出し、前記ラインセンサカメラ(2)にて撮像可能とする
ミラー(4)と、撮像された検査対象物(1)の画像を予め登
録された基準画像と比較して検査対象物(1)の外面(A)
(B)…の良否を判定する画像処理手段(20)と、画像処理
手段(20)によってなされた判定に従って検査対象物(1)
を良否に仕分ける仕分け手段(80)とで構成されている』
事を特徴とする。

【００２７】請求項８は、請求項３の方法を実施するた
めの装置で『検査対象物(1)をラインセンサカメラ(2)に
よる撮像領域を通過させる搬送手段(10)と、検査対象物
(1)の外面(A)(B)…を映し出すミラー(4)と、該ミラー
(4)に映し出しされた画面を撮像するラインセンサカメ
ラ(2)と、撮像された検査対象物(1)の画像を予め登録さ
れた基準画像と比較して検査対象物(1)の外面(A)(B)…
の良否を判定する画像処理手段(20)と、画像処理手段(2
0)によってなされた判定に従って検査対象物(1)を良否
に仕分ける仕分け手段(80)とで構成されている』事を特
徴とする。

【００２８】請求項９は、『検査対象物(1)の複数の外
面(A)(B)…が、撮像面(A)(B)…の数より少ないラインセ
ンサカメラ(2)で直接或いはミラー(4)を介して撮像され
る』事を特徴とする。また、請求項１０は『ラインセン
サカメラ(2)の線状撮像視野が検査対象物(1)の複数の面
(B)(C)…に達するような位置に、ラインセンサカメラ
(2)が設定されている』事を特徴とするものであるの
で、これによれば、ラインセンサカメラ(2)の設置台数
を少なくできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明が適用される検査対象物
(1)には、多面体(1a)と板状体(1b)とが含まれ、前述の
ように多面体(1a)は、図２０に示す４面体(1a)や図２１
に示す６面体(1a)のように平面だけで構成される立体物
のみならず、図２２に示すようにその一部が曲面部分を
含むもの（勿論、全面が曲面で構成されていてもよ
い）、図１６に示すように凹部や図２３に示すように突
起、或いは図２４に示すように鍔などを有するあらゆる
形状のものが含まれる。また、板状体(1b)も少し肉のあ
る板状のもの、ほとんど肉のない紙状或いはシート状の
もの、又はこれらが曲がっているもの或いは折られてい
るものや、形状的には単に長方形や正方形のものだけで
なく、組み立て前の箱の形状のような複雑なもの、窓空
きのものなどあらゆる形状のものが含まれる。多面体(1
a)及び板状体(1b)には、その必要面（正面、背面、両側
面、平面及び底面のいずれか或いはその全部）には印刷
或いは刻設その他の手段にて文字や絵柄が描かれる。本
発明は、少なくとも文字や絵柄が描かれている面を機械
で検査するためのものであり、以下その実施例を図面と
共に詳述する。

【００３０】図１は本発明の基本的実施形態を説明する
ための斜視図である。(1a)は検査対象物である多面体の
１例で、ここでは６面体をその代表例として説明する
が、勿論これに限られるものではない。この表面を構成
する上下左右前後の６面はそれぞれ(A)(C)(D)(B)(E)(F)
であり、それぞれ文字Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが描かれ
ているものとする。

【００３１】(2a)(2b)はラインセンサカメラであって支
持架台（図示せず）に取り付けられており、それぞれ上
下２方向から多面体(1a)を撮像する。図３の場合は、多
面体(1a)の平面(A)と底面(C)とに垂直に配設されている
場合で、平面(A)と底面(C)とが直接撮像される。これに
対して、図６は多面体(1a)の平面(A)と底面(C)とに斜め
に配設されている場合で、平面(A)及び前面(E)と、底面
(C)及び背面(F)とが直接撮像される。この点は後程詳述
する。

【００３２】(4a)(4b)はミラーであって、多面体(1a)の
撮像領域の両側に配設されている。ミラー(4a)の取り付
け方は、正面方向（＝図１をＸ方向から見た図）から見
ると、図２に示すように多面体(1a)の上面(A)又は底面
(C)に水平な面（又は水平面）に対してミラー(4a)は、
その上端が遠ざかる方向に角度(θ1)をもって倒れてお
り、他方のミラー(4b)は、その下端が遠ざかる方向に角
度(θ2)をもって倒れるように配置されている。前記ミ
ラー(4a)(4b)の多面体(1a)の上面(A)又は下面(C)に平行
な面（或いは水平面）とそれぞれがなす角度(θ1)(θ2)
は一般的には４５°程度で等しく設定されるが、勿論多
面体(1a)の形状に合わせてこれ以外の角度で、互いに異
なる角度に設定する事も可能である。

【００３３】図３は図１をＹ方向から見た側面図であ
り、図４は図１をＺ方向から見た平面図である。これら
の図において、ミラー(4a)は、その後端が多面体(1a)か
ら離間する方向にて多面体(1a)の搬送方向に対して角度
(ψ1)だけ角度をもって取り付けられており、他方のミ
ラー(4b)は、その前端が多面体(1a)から離間する方向に
て多面体(1a)の搬送方向に対して角度(ψ2)だけ角度を
もって取り付けられており、破線で示す光路で表される
ようにミラー(4a)は前方から後方への斜めの視野を、ミ
ラー(4b)は広報から前方への斜めの視野を写し出す。

【００３４】この結果、傾斜角(θ1)(ψ1)及び(θ2)(ψ
2)によって、ミラー(4a)は、ラインセンサカメラ(2a)の
線状撮像視野に多面体(1a)の右側面(B)と前面(E)とを写
し出す事が出来、ミラー(4b)は、ラインセンサカメラ(2
b)の線状撮像視野に多面体(1a)の左側面(D)と背面(F)と
を写し出す事が出来るようになる。これにより、多面体
(1a)の上面(A)又は下面(C)は、２台のラインセンサカメ
ラ(2a)(2b)にて直接撮像する事が出来、その他の面(B)
(D)(E)(F)はミラー(4a)(4b)を介して前記ラインセンサ
カメラ(2a)(2b)に間接的に撮像される事になり、２台の
ラインセンサカメラ(2a)(2b)と２つのミラー(4a)(4b)と
で立体である多面体(1a)の全体の面(A)(B)…全ての面を
撮像出来るようになった。なお、前記同様、角度(ψ1)
(ψ2)は一般的には４５°程度で等しく設定されるが、
勿論多面体(1a)の形状に合わせてこれ以外の角度で、互
いに異なる角度に設定する事も可能である。

【００３５】また、図２において(W1)(W2)は、それぞれ
のラインセンサカメラ(2a)(2b)が形成する線状撮像視野
の長さを示し、この範囲で線状にて撮像が可能となる。
前記ミラー(4a)(4b)は平面鏡が使用されているが、勿論
これに限られず、目的に応じて凹面鏡、凸面鏡、円柱面
鏡、断面楕円状の柱面鏡など各種曲面鏡も使用する事が
出来る。

【００３６】(6)(7)は、ラインセンサカメラ(2a)(2b)に
よる２つの線状撮像視野を照明するための照明装置であ
って、例えば蛍光灯照明や光ファイバーガイドによる線
状照明等によって構成される。一般的には、前記ライン
センサカメラ(2a)(2b)が装着されている支持部材（図示
せず）に装着されている。

【００３７】(10)は、多面体(1a)或いは板状体(1b)を搬
送するための搬送手段であって、少なくともラインセン
サカメラ(2a)(2b)の撮像領域で多面体(1a)或いは板状体
(1b)が姿勢制御されつつ搬送されるようになっている。
この搬送手段(10)は、図１中、右矢印の方向にゃ略一定
速度で走行する上流ベルト(11)と下流ベルト(12)によっ
て構成される。上流ベルト(11)と下流ベルト(12)との間
には観察用間隙(3)が設けられており、この間隙(3)を通
して多面体(1a)或いは板状体(1b)の底面(C)を撮像する
事になる。

【００３８】(15)は通過センサーであって、搬送手段(1
0)の上方（勿論、側方でもよいし下方でもよい）に設置
されており、多面体(1a)或いは板状体(1b)の先頭の通過
を検知しタイミング信号を送出する。

【００３９】(20)は画像処理装置であって、ラインセン
サカメラ(2a)(2b)によって撮像された多面体(1a)或いは
板状体(1b)の表面画像を通過センサー(15)によって得ら
れるタイミング信号に基づいて入力し、濃淡画像のパタ
ーンマッチング（或いはカラー画像のパターンマッチン
グ）により欠陥を検出し判定する機能を有する装置であ
る。

【００４０】良否判定は、予め良品多面体(1a)或いは良
品板状体(1b)をパスさせてラインセンサカメラ(10)で撮
像し、このデータを基準データ（良品濃淡全画面像）と
して画像処理装置(20)の記憶装置（図示せず）に取り込
ん登録しておき、これと同じ条件で撮像領域をパスさせ
て撮像した検査対象物(1)の全画面像をデータとして取
り込み、前記基準データと検査対象物(1)の全画面像デ
ータとを濃淡で比較して検査し、両者が許容範囲内で一
致した場合は良品とし、不一致の場合は不良品と判断す
る原理に基づき外観検査が実行される。

【００４１】図５は、図１の実施形態での撮像画像例で
あり、(30)はラインセンサカメラ(2a)による撮像画面で
あって、多面体(1a)の上面、右面、前面が撮像されてい
る。(31)はラインセンサカメラ(2b)による撮像画像であ
って、多面体(1a)の下面、左面、後面が撮像されてい
る。

【００４２】図１〜５の第１実施例にあっては、ライン
センサカメラ(2a)(2b)を上下に設置し且つミラー(4a)(4
b)を利用して多面体(1a)の全面をくまなく検査する場合
を示したが、検査の必要のない面があれば、ミラー(4a)
(4b)のいずれか或いは両方の設置位置や設置角度を調節
して必要な面だけを写すようにしてもよいし、ラインセ
ンサカメラを１つにし、２面（ラインセンサカメラ(2)
で１面を直接撮像し、ミラー(4)で残る１面を写し出
し、これを撮像する場合）乃至３面以上（ラインセンサ
カメラ(2)で１面を直接撮像し、ミラー(4)で残る２面以
上を写し出し、これを撮像する場合）だけを検査するよ
うにしてもよい。

【００４３】図６は、前記第１実施例の変形例で、多面
体(1a)の上面(A)と底面(C)の他に前面(E)と背面(F)をラ
インセンサカメラ(2a)(2b)の視野内に含んで撮像可能に
する場合の構成例である。即ち、第１実施例である図３
の場合は、ミラー(4a)(4b)に角度(ψ1)(ψ2)の傾斜を持
たせることによって実現したが、この場合は、多面体(1
a)の上面(A)又は底面(C)（或いは水平面）に対してライ
ンセンサカメラ(2a)(2b)にそれぞれ角度(ψ3)(ψ4)の傾
斜を与える事によって、ラインセンサカメラ(2a)が多面
体(1a)の上面(A)と前面(E)とを、ラインセンサカメラ(2
b)が多面体(1a)の下面(C)と背面(F)とをそれぞれの視野
に含むように構成した例である。この場合は当然ミラー
(4a)(4b)は、多面体(1a)に対して角度(W1)(W2)で傾いて
いるだけで、角度(ψ1)(ψ2)で捩られてはいない。

【００４４】図７は、１つのラインセンサカメラ(2a)で
多面体(1a)の６面全体を撮像する第２実施例の正面図
（Ｘ方向から見た図）であり、ミラー(4a)(4b)の、多面
体(1a)の上面(A)又は底面(C)（或いは水平面）となす角
度(θ3)(θ4)を適当な値（一般的には４５°であるが、
これに限られずこれ以上の角度であってもよいし、これ
以下の角度であってもよい。或いは(θ3)(θ4)同士を同
一角度にてもよいし、互いに異なる角度にしてもよい）
に設定することによって多面体(1a)の下面を撮像視野に
含むことが可能になる。

【００４５】図８(a)は、図７の正面図の一例で、ミラ
ー(4a)(4b)の前端が多面体(1a)からそれぞれ(ψ1)(ψ2)
だけ離間する方向に開いて取り付けられており、これに
よりミラー(4a)(4b)は多面体(1a)の背面(F)の約半分づ
つ或いはそれ以上が写し出されるようになっている。そ
して、ラインセンサカメラ(2)を多面体(1a)の上面(A)又
は底面(C)（或いは水平面）に下した垂直線に対して角
度(ψ3)だけ傾け、多面体(1a)の上面(A)と前面(E)とを
直接撮像するようにした。このようにする事で、図９
(a)に示すような多面体(1a)全体の像を１つのラインセ
ンサカメラ(2)で捕らえる事が出来るようになった。

【００４６】図８(b)は、図７の正面図の変形例で、ラ
インセンサカメラ(2)を多面体(1a)の上面(A)又は底面
(C)（或いは水平面）に下した垂直線に平行に設置し、
多面体(1a)の上面(A)と前面(E)とを直接撮像するように
した。そして、ミラー(4a)(4b)を図７のように角度(θ
3)(θ4)にて傾斜させ且つ前面(E)の全体及び底面(C)の
半分以上、背面(F)の全体及び底面(C)の半分以上が写る
ように設定いする。そして、図３と同様であるが、前記
角度(θ3)(θ4)に加えてミラー(4a)の後端が多面体(1a)
から離間する方向にて多面体(1a)の搬送方向に対して角
度(ψ1)だけ開いて取り付けられており、他方、ミラー
(4b)の前端が多面体(1a)から離間する方向にて多面体(1
a)の搬送方向に対して角度(ψ2)だけ開いて取り付けら
れており、これにより図９(b)に示すような多面体(1a)
の外面全部が撮像される事になる。

【００４７】この場合も前述同様、１台のラインセンサ
カメラ(2)とミラー(4a)(4b)を利用して多面体(1a)の全
面をくまなく検査する場合を示したが、検査の必要のな
い面があれば、ミラー(4a)(4b)のいずれか或いは両方の
設置位置や設置角度を調節して必要な面だけを写すよう
にしてもよい。

【００４８】図１０は、１台のラインセンサカメラ(2)
とミラー(4a)(4b)とで板状体(1b)の表裏両面(A)(C)を検
査する場合を示す。ラインセンサカメラ(2)を側方に配
置し、角度(θ5)(θ6)をもって板状体(1b)の上下に配設
されたミラー(4a)(4b)にて板状体(1b)の両面(A)(C)を写
し出し、これをラインセンサカメラ(2)で撮像する。こ
のようにする事で、板状体(1b)の両面(A)(C)を１台のラ
インセンサカメラ(2)で撮像出来るようになる。図１１
はその映像である。

【００４９】図１２の場合は図７の変形例で、多面体(1
a)の直上に角度(θ7)をもってミラー(4c)が設置され、
ミラー(4a)(4b)に写し出された像と多面体(1a)の上面
(A)とを写し出し、これをラインセンサカメラ(2)で撮像
する。このようにする事で、多面体(1a)の全面(A)(B)
(C)…を１台のラインセンサカメラ(2)で撮像出来るよう
になる。

【００５０】図１３は既に詳述しているのでここでは簡
単に説明する。この場合は多面体(1a)の３面が接する角
(8)(9)に向かう方向で、且つ対称位置から多面体(1a)が
撮像出来るように被写界深度（＝ピントの合う範囲）の
十分深い２台のラインセンサカメラ(2a)(2b)を設置して
多面体(1a)の全面(A)(B)(C)(D)(E)(F)を２台のラインセ
ンサカメラ(2a)(2b)で直接撮像するようにした場合であ
る。

【００５１】図１４(a)(b)は２台のラインセンサカメラ
(2a)(2b)で直接撮像された撮像画像(30)(31)で多面体(1
a)の全面(A)(B)(C)(D)(E)(F)が斜め方向から直接撮影さ
れている絵である。

【００５２】図１６は、６面以上を有する多面体(1a)を
検査対象とした場合の実施形態で、この場合多面体(1a)
は例えば(A)〜(I)までの９面を有する。(4a-1)(4a-2)は
ラインセンサカメラ(2a)によって多面体(1a)を１側面方
向から写し出すためのミラーであり、(4b-1)(4b-2)はラ
インセンサカメラ(2b)によって多面体(1a)をもう一方の
側面方向から写し出すミラーである。ミラー(4a-1)(4a-
2)(4b-1)(4b-2)…の数や設置方向、設置位置は検査対象
物(1)の形状によって適宜変更され、最適な場合が選ら
ばれる。

【００５３】図１６における(50)は、前述のベルト式搬
送手段(10)と異なる他の搬送手段(10)の主要構成部分
で、この場合は６面以上を有する多面体(1a)《勿論、既
に述べた多面体(1a)に対しても当然適用可能である》を
一定の姿勢を保ってガイドするガイドレールである。そ
の形状は、多面体(1a)の外形に適合し且つ必要な姿勢保
持機能を有するような形状に設計される。実施例の形状
は、断面Ｕ字状のものである。また、ラインセンサカメ
ラ(2)による撮像領域では、撮像の妨げとならないよう
な形態である必要がある。例えば撮像領域ではガイドレ
ール(50)の一部を切り欠くとかスリットを設けるとか或
いは透明体にするなどである。図１７の場合はガイドレ
ール(50)を横断して透明部分(51)(52)を撮像領域に設け
た例である。

【００５４】(60)は多面体(1a)の後面の一部に接触し多
面体(1a)を右方向に一定速度で押し出して搬送するため
の推進棒で、搬送手段(10)の構成部材である。推進棒(6
0)は矢印(61)のように右方向に移動することによって多
面体(1a)を搬送し、ガイドレール(50)の右端まで搬送し
た後は矢印(61)のように左方向に移動し、元の位置まで
戻る。推進棒(60)は多面体(1a)の後面の一部に極めて小
面積で接触する構造とする事、或いは透明体にする事で
線状撮像視野を妨げることはない。

【００５５】(70)は検査結果に基づき良品と不良品を仕
分けする仕分け手段である。仕分け手段(70)は、特に限
定されるものでなく、例えば、真空吸着手段でピックア
ップしたりや搬送方向を切り替えたりする事によって良
品と不良品とを仕分ける。図１８(a)は、ラインセンサ
カメラ(2a)によって得られた映像であり、図１９(a)(b)
はラインセンサカメラ(2b)によって得られた映像であ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
少ないラインセンサカメラによって多面体や板状体など
検査対象物の全表面を連続した１つの画像として撮像
し、濃淡画像或いはカラー画像のパターンマッチングに
よって一括検査するので、簡単な装置構成で安価で高速
な外観検査が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】２台のラインセンサカメラと２つのミラーとで
多面体を検査する場合の本発明装置の概略斜視図

【図２】図１のＸ方向矢視図

【図３】図１のＹ方向矢視図

【図４】図１のＺ方向矢視図

【図５】図１の本発明装置で得られた撮像図面

【図６】図１の変形例のＹ方向矢視図

【図７】１台のラインセンサカメラと２つのミラーとで
多面体を検査する場合の本発明装置の概略斜視図

【図８】図７の一例及びその変形例のＹ方向矢視図

【図９】図８で得られた撮像図

【図１０】１台のラインセンサカメラと２つのミラーと
で板状体を検査する場合の本発明装置の概略斜視図

【図１１】図９で得られた撮像図

【図１２】図７の変形例のＸ方向矢視図

【図１３】２台のラインセンサカメラだけで多面体の全
面を検査する場合の本発明装置の概略斜視図

【図１４】図１３で得られた撮像図

【図１５】図１３の変形例のＸ方向矢視図

【図１６】２台のラインセンサカメラと４つのミラーと
で多数の面を有する多面体を検査する場合の本発明装置
の概略斜視図

【図１７】図１６の平面図

【図１８】図１６の一方のラインセンサカメラで得られ
た撮像図

【図１９】図１６の他方のラインセンサカメラで得られ
た撮像図

【図２０】本発明の検査対象物の一例である４面体の斜
視図

【図２１】本発明の検査対象物の一例である６面体の斜
視図

【図２２】本発明の検査対象の一つである曲面部分を有
する検査対象物の斜視図

【図２３】本発明の検査対象の一つで、ピン状の脚部が
多数突設している検査対象物の斜視図

【図２４】本発明の検査対象の一つで、複数の鍔を有す
る検査対象物の斜視図

【符号の説明】

(1)…検査対象物 (1a)…多面体 (1b)…板状体 (2)(2a)(2b)…ラインセンサカメラ (3)…観察用間隙 (4)(4a)(4b)(4c)(4a-1)(4a-2)(4b-1)(4b-2)…ミラー (6)(7)…照明装置 (10)…搬送手段 (20)…画像処理装置 (70)…仕分け手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 哲也 東京都新宿区西新宿８丁目14番24号 エ ヌ・ティ・ティ・ファネット・システムズ 株式会社内 (72)発明者 坂本 明禧 東京都新宿区西新宿８丁目14番24号 エ ヌ・ティ・ティ・ファネット・システムズ 株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物をラインセンサカメラ
   による撮像領域を通過させ、検査対象物の複数の外面を
   １台のラインセンサカメラで撮像し、撮像された検査対
   象物の画像を予め登録された基準画像と比較して検査対
   象物の外面の良否を判定する事を特徴とする検査対象物
   の外観検査方法。
2. 【請求項２】 検査対象物をラインセンサカメラ
   による撮像領域を通過させ、検査対象物の一面を１視野
   方向から撮像すると共にラインセンサカメラによって捕
   らえられなかった検査対象物の他の面を、ミラーを介し
   て前記ラインセンサカメラにて撮像し、撮像された検査
   対象物の画像を予め登録された基準画像と比較して検査
   対象物の外面の良否を判定する事を特徴とする検査対象
   物の外観検査方法。
3. 【請求項３】 検査対象物をラインセンサカメラ
   による撮像領域を通過させ、ミラーを介して検査対象物
   の外面を撮像し、撮像された検査対象物の画像を予め登
   録された基準画像と比較して検査対象物の外面の良否を
   判定する事を特徴とする検査対象物の外観検査方法。
4. 【請求項４】 ラインセンサカメラの線状撮像視
   野が検査対象物の複数の面に達するような位置に、ライ
   ンセンサカメラが設定されている事を特徴とする請求項
   １〜３のいずれかに記載の検査対象物の外観検査方法。
5. 【請求項５】 ラインセンサカメラの線状撮像視
   野が検査対象物の複数の面に達するような位置に、ミラ
   ーが設定されている事を特徴とする請求項２〜４のいず
   れかに記載の検査対象物の外観検査方法。
6. 【請求項６】 検査対象物をラインセンサカメラ
   による撮像領域を通過させる搬送手段と、検査対象物に
   対して傾斜して配設され、検査対象物の複数の外面を撮
   像するラインセンサカメラと、撮像された検査対象物の
   画像を予め登録された基準画像と比較して検査対象物の
   外面の良否を判定する画像処理手段と、画像処理手段に
   よってなされた判定に従って検査対象物を良否に仕分け
   る仕分け手段とで構成されている事を特徴とする検査対
   象物の外観検査装置。
7. 【請求項７】 検査対象物をラインセンサカメラ
   による撮像領域を通過させる搬送手段と、検査対象物の
   外面を１視野方向から撮像するラインセンサカメラと、
   該ラインセンサカメラによって捕らえられなかった検査
   対象物の他の面を映し出し、前記ラインセンサカメラに
   て撮像可能とするミラーと、撮像された検査対象物の画
   像を予め登録された基準画像と比較して検査対象物の外
   面の良否を判定する画像処理手段と、画像処理手段によ
   ってなされた判定に従って検査対象物を良否に仕分ける
   仕分け手段とで構成されている事を特徴とする検査対象
   物の外観検査装置。
8. 【請求項８】 検査対象物をラインセンサカメラ
   による撮像領域を通過させる搬送手段と、検査対象物の
   外面を映し出すミラーと、該ミラーに映し出しされた画
   面を撮像するラインセンサカメラと、撮像された検査対
   象物の画像を予め登録された基準画像と比較して検査対
   象物の外面の良否を判定する画像処理手段と、画像処理
   手段によってなされた判定に従って検査対象物を良否に
   仕分ける仕分け手段とで構成されている事を特徴とする
   検査対象物の外観検査装置。
9. 【請求項９】 ラインセンサカメラの線状撮像視
   野が検査対象物の複数の面に達するような位置に、ライ
   ンセンサカメラが設定されている事を特徴とする請求項
   ６〜８のいずれかに記載のワークの外観検査装置。
10. 【請求項１０】 ラインセンサカメラの線状撮像視
    野が検査対象物の複数の面に達するような位置に、ミラ
    ーが設定されている事を特徴とする請求項６〜９のいず
    れかに記載のワークの外観検査装置。