JPS6056245A - 自動表面検査装置における入力装置 - Google Patents

自動表面検査装置における入力装置

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JPS6056245A
JPS6056245A JP16565883A JP16565883A JPS6056245A JP S6056245 A JPS6056245 A JP S6056245A JP 16565883 A JP16565883 A JP 16565883A JP 16565883 A JP16565883 A JP 16565883A JP S6056245 A JPS6056245 A JP S6056245A
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敬夫 岡田
Hiroshi Fukuda
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 れ、色等を自動的に検査する自動表面検査装置における
入力装置に関するものである。
一般に、物体の表面を検査するには、撮影装置を用いて
物体表面の画像を撮像する方法がある。
画像の撮像装置としては、テレビジョンカメラがあるが
物体表面の傷、汚れを検査する目的に対しては、残像が
あるのに加え分解能も不足するので用いることができな
い。そこで、このような目的には、多数の素子を有する
半導体ラインセンサー例えばC C I)ラインセンサ
ーを用い、その物体の動きを利用して副走査を行うカメ
ラ装置いわゆるC C I)カメラによって撮像を行っ
ている。このようなCCDカメラを用いた装置としては
、表面検査装置の他に書画等を自動的に読み取る高分解
能を要求される自動読取装置がある。これらの装置には
、CCDラインセンサーを副走査方向に走査する方法、
カメラ装置全体を副走査方向に走査する方法等が用いら
れいてる。この方法は、シー1一状の書画等の読取りに
は適しているが、任意の形状を有する立体である検査物
品の表面検査には適していない。ヘルドコンベヤ等の搬
送装置によって搬送されている物品の自動表面検査装置
においては、その物品が搬送されている状態で一方向又
は双方向から光源によってその物品照射し、その反射光
を一台又は二台の上記のCCDカメラのような光学読取
装置で捕らえ、光電変換して物品の映像信号を得る方法
である。他の方法は、搬送されている物品をカメラ装置
が配置された検査位置で停止されて当該物品をその場所
で回転さ4色ることによって副走査を行い、−組の光源
およびカメラによって物品の映像信号を得るものである
。前者の方法は、物品の一方向の面又は二方向の面の映
像信号しか得ることができない。又、光軸に対して斜め
になる面は垂直な面に比べて暗くなるのでシェーディン
グを生じ、正確な映像信号を得ることができない。後者
の方法は、物品の全周にわたって同一条件で検出できる
ので円周方向に対してはシェーディングは生しないが、
検査しようとする物品を搬送しつつ自転させるには複雑
なギヤ装置を必要とし、ギヤの摩耗等によってトラブル
を起こしやすく又A速運転ができない欠点があった。(
この事例としては、本出願人による特許出願、昭和58
年2月8日、特開昭58−21546号[自動表面検査
装置Jがあるので参照されたい。)しかし、物品の表面
検査をするためには、立体表面の任意の部位をシェーデ
ィングを生じないようにして高分解能で撮像できる必要
があり、従来の技術はそのままでは用いることができな
い。
本発明の目的は、−上記の欠点を改善し、機械構造の簡
単でギヤのIY粍等によってトラブルをおこすような欠
点がなく、安定に高速運転ができる自動表面検査装置を
提供するものである。
本発明の他の1」的は、物品の全表面にわたり同一条件
で検出をおこなってシェーディングがない信頼性のある
映像信号を得ることにある。
本発明においζは、検査物品の検査しようとする部位に
応じご必要数の光学検査装置を適当な姿勢で検査位置に
設けるとともに搬送している物品を検査装置において一
時的に停止させ、さらに少なくとも1つの光学読取装置
を検査物品を中心として回転させることにより、物品表
面の任意の部位の検査を行なうものである。従来の方法
は物品の方を回転させるようになっているが、本発明で
は、光学読取装置を回転させるのが異なる。物品を搬送
しかつ自転させようとすると機構↓よ複雑になり、前述
したように摩耗等によるトラブルの原因になりやすいが
、搬送と回転を分離し別々に構成すれば、夫々の機構は
筒車であるから十分に信頼性のある装置を得ることがで
き、高速運転も容易に実現することができる。この光学
読取装置を、適当な機械装置によって物品の周囲に立体
的に動かすことにより、物品の表面のすべ゛この部分を
同一条件で検査することができ円周方向に対してはシェ
ーディングを完全に除去することができる。
物品の他の部位を検査するときは、他の光学読取装置を
用いるか当該物品の姿勢を変えて前記の光学読取装置に
よって検査すればよい。
次に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
を説明する。第1図は紙カップの内面と底面を検査する
自動表面検査装置のシステム構成図で、1は検査しよう
とする紙カップ、2は搬送装置、3は光学読取装置、4
は得られた紙カツプ映像信号の処理装置である。搬送装
置2によって運ばれてきた紙カップ1は、光学読取装置
3の下部の検査位置へまで来ると停止して内面の検査を
受け、検査が完了すると再び搬送される。検査の結果不
良品と判定されたときは、Bの位置において排出される
。底面の検査は、紙カップがCの位置まで来たときに行
われる。このときは、別の光学読取装置3′は紙カップ
の下部に配置され2.F記の検査と同様にして行われる
。検査の結果不良品であることが判明したときは、この
紙カップがDの位置まで来たときに排出される。
本実施例におりる搬送装置2は、ベルト・コンベヤに紙
カップを挿入する穴を一定間隔で設け、ベルト・コンベ
ヤを一定の時間間隔で間欠運転する構造のものでよい。
搬送装置2は、他の検査物品においてはヘルド・コンベ
ヤ以外の例えば円形のものを使用することができる。検
査物品は1般送装置2上に適当な方法で固定することが
望ましい。
このとき、へ車軸又は標準となるマーク等があるものは
、この基準軸又はマークが一定の位置にくるように検査
物品をセントできることが望ましい。
第2図は光学読取装置3の構成図である。光学読取装置
3は光源部5.電源部6.光電変換部7゜駆動モーター
8を有する。9は前記モーターの回転軸に直結されたギ
ヤで、ギヤ10と歯合している。光電変換部7は金具1
1を介し一ζギヤ10に固定されているので、光電変換
部7はモーター8によって回転させられる。光源部5と
?li源部6は固定されており、円t(Cコロ軸受12
を介して回転部分に接している。円錐コロ軸受12はス
ラスト負荷とラジャル負荷を・うけることができるので
、回転部分の重量を支えると共に、軸を中心として正し
い回転運動をすることができる。この円錐コロ軸受12
に代わって他の適当な方法を用いることができるのは勿
論である。なお、回転方法とギヤ装置に限定されるもの
ではなく、公知の他の適当な方法を用いることができる
。13は光源ランプで、本実施例ではハロゲンランプを
用いている。
14は反JIJ鏡で15は集光レンズ系である。16は
熱線を1ffl遇させ可視光線を反射するいわゆるコー
ルドミラーで、光源からの光束はこの反射鏡によって反
射され、拡11にレンズ系17によって光束を検査しよ
うとするカップの全検査範囲をカバーする程度に広げる
。18は反射鏡で、この反射鏡18で反射した光束は反
射鏡19にとって反射する。この反射鏡18 i;t、
検査物品表面の走査部分を効果的に照ljl目“るよう
に、長四角の反射鏡数枚を放物面上に取りイー1りて入
射光線を検査物品−ヒに集光するように構成されている
。第3図は集光の状況を説明する図面で、断面が円形の
入射光23は、反射することによって断面が24の楕円
形になり、検査物品上に集光することを示している。
検査物品上の照明位置の調整は、反射鏡19の角度調整
ねじ1.9 Aによって行うことができる。検査物品か
らの反射光は、反射鏡2oによって反射され光電変換部
7に導かれる。図では反射鏡2゜ば、紙カップJの上方
に配置されているが、紙カップの内面によって反射され
た光を受光する位lならば図示位置に限定されない。検
査物品からの反射光をピックアップする方法としては、
他の方法を用いることもできる。すなわち、検査物品か
らの反射光を入射光線と同一の光路を通って反射鏡19
によって反射させ、反射V1.1Bに導く7反射鏡18
にはスリ・7トを設けておき反射光線のみが通過して光
重変換素子部22へ入るようにするのである。第4図は
、反射鏡18の構造を示す図面である。25はスリット
で、検査物品からの反射光が通過できるような角度に切
削されているので、検査物品lからの反射光はスリット
を通過して光電変換素子部22に送られる。21は集光
レンズ系で、反射鏡20によって反射した光束又は反射
鏡18をm遇した光束を集光し、光電変換素子部22の
CCDラインセンサーJ−に検査物品の像を結像させる
。なお、表面の傷の判別を容易にするためには投射光を
一方向がら投射して傷による陰影ができるようにするこ
と、検査部位における反射光は正規反射光を避けて散乱
光を利用すること等の注意が必要である。
光電変換素子部は公知の光電変換技術を用いることがで
きる。第5し1はその一例で、26.27はハーフミラ
−2B、29.30はそれぞれ三原色RGBのフィルタ
ー、31.32.33はそれぞれRGB用のCCI)ラ
インセンザーである。
三原色に分光する・ν・要のない、例えば二色でよい場
合は27.2!1.32が不要になる。更にモノクロー
ムでよい場合は、30.33も不要となる。
CCDラインセンナ−は他の半導体ラインセンザーであ
ってもよい。検査物品の検査範囲に対して焦点を合わせ
るためには、光軸ヒにおける投影長の焦点深度が必要で
ある。この焦点深度をとるには、適当なレンズを用いる
外、公知の[゛あおり−1の技術を用い、CCl)ライ
ンセンザーを光軸に対して適当に傾け、比較的短い焦点
距離のレンズを用い、絞りを明りで使用するようにして
いる。なお、「あおり−1の技術については、前掲特開
昭58 21546号「自動表面検査装置」を参照され
たい。
光電変換部7に対する電力、クロック信号の供給、CC
Dラインセンサーからの出力信号の取り出しは、例えば
第一図において34のスリップリング機構によって行う
ことができる。第6図はスリップリング機構の詳細を示
すもので、35はスリップリング取り付は金具、36A
、Bはスリップリング、37A、Bは弾性を有する金属
製のブラシ、38A、Bはブラシホルダー、39A、B
はブラシ取付金具、40はスリップリングに対する接続
導線、41はブラシに対する接続導線である。スリップ
リング取付金具を中心にしてスリップリング、ブラシ、
ブラシホルダー、ブラシボルダ−取付金具を上下に設け
であるのは、回線を上下に分散してスリップリング機構
全体を小型にするためである。第6図Bはブラシ部の詳
細図である。ブラシ37A、37Bは弾性を有する金属
例えば燐青銅によって作られ、ブラシとの接触部は接触
を良くするような形状に作る。ブラシ取付金具39Δ、
39Bは上下に動くようにしてブラシの接触圧を調整4
゛る。このスリップリング機構は、スリップリング36
A、36Bを水平に設置Jる代りに垂直に設けることも
できる。スリップリング36A、3613におい゛C発
生する可能性のある火花による衝撃性雑音の発生予防技
術はVTRにおいて確立しているのご、この技術をその
まま使用することができる。なお、回転トランスを用い
ればスリップリングによる雑音の発生を未然に防くこと
ができる。ただし、このときは構成が複雑になる欠点が
ある。
モーター8の回転によって光電変換部7が回転すると、
検査物晶子の撮像部分がそれによって移動し副走査が行
われる。主走査のラインセンサーを走査することによっ
て行われる。得られた映像信号は、F記のスリップリン
グを通じて取出される。検出した信号電流は、検査の目
的に応じて処理される。この処理の方法を開示すること
は本出願の目的ではないので省略するが、処理方法の一
例については、前掲の特許出願、特開昭58−2154
6号[自りJ表面検査装置]を参照されたい。−上記実
施例では光学読取装置の光電変換部のみを回転させた構
成となっているが光学読取装置全体を回転させるように
してもよい。さらに−1−記の実施例においては、紙カ
ップが検査物品であったが、他の物品を対象とする少合
は、投射光の範囲、反射鏡19の角度、光電変摸索イ部
22の構成を選択し、第1図に示すように、必要により
光学読取装rを複数個使用し、検査範囲をカバーするよ
うに検査物品の固定姿勢と光学読取装置による走査範囲
とを選択することによって、どんな形状の物品のどの検
査部位についても、同一の条件でシェーディングのない
効果的な検査を行うことがてきる。又、検査物品の搬送
と回転を分離するごとによって、機械的構造が簡単にな
り、ギヤの摩耗等による障害を未然に防ぐことができる
ので、自動表面検査装置の信頼性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による自動検査装置の実施例におけるシ
ステム構成図、第2図は光学読取装置の第1の実施例の
構成を示す図面、第3図は第2図において投射光をイ1
S光する反射鏡19のSil+作説明図、第4図は第2
図においてスリットを有する反射鏡18の動作説明図、
第5図は第2図の光電変換部7の構成を小J図面、’N
S6図A、Bは第2図のスリップリンク機構34の構成
を示す図面。 1−−一一−−紙カツブ 2 till送装置3−一光
学読取装置 4− 信号処理装置5−−−−−−−光爵
部 6−−−−−−電源部?−−−−−光電弯換部 8
−−−−一 駆動モーター9、lO・−−−−−−ギヤ
 l i−一−一連結金具12 =−円tfGコロ軸受
 13−−ハロケンランフ111−−−−−反射鏡 1
5−−集光レンス系16−−−−反射鏡 17−一拡散
レンズ系18 、 19 、 20−−−−−一反射鏡
19 A−−一−・−−−−19の角度調節ねし21−
−−−一集光レンズ 22−−−−−−光電変換翠子部
23−−一入射光 24−一反射光 25−−−−スリ、ト 26 、 27−・−ハーフミラー 28 、 29 、 30−−−− フィルター31,
32.33 − CCDラインセン号−34−一−−−
−−スリップリング機構35−−−−−−−−スリ、ブ
リング取付金具36A、B−−スリップリング 37 A 、 B−−−−−−−ブラシ38 A 、B
−一−−−−ブラシホルダー39 A、B−−−−−−
ブラシホルダー取付金具40−−−−−−スリップリン
グ接続導線41−−一−−−−−ブラシ接続導線 第5図 手続補正書 特許庁長官 志 賀 学 殿 2、発明の名称 自動表面検査装置における入力装置3
、 ?Ili正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 池」二通信機株式会ン1 氏名 福 1) 浩 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内3丁目3番1号電話(代
)211−8741 7、?+I正の内容 明細書中火の箇所にある誤記を正量に示すように訂正す
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検査物の表面の傷、汚れ、色等を光学的に検査
    する少なくとも1つの光学読取袋;〃を有する自動表面
    検査装置における入力装置において、上記被検査物を検
    査位置に一時的に停止させるよう間欠的に搬送する手段
    と、」二点光学読取装置の少なくとも1つを上記検査位
    置に停止した被検査物の中心を軸として回転させる手段
    とを有し、これにより被検査物の表面を全面的に検査す
    るようにした自動表面検査装置におりる人力装置。
  2. (2)上記光学読取装置が光電変換部を有する撮像装置
    であり、上記回転手段が該光電変換部のみを回転させる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第411項記載の自動
    表面検査装置にお6ノる入力装置。
JP16565883A 1983-09-08 1983-09-08 自動表面検査装置における入力装置 Granted JPS6056245A (ja)

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