WO2022091312A1 - 外観検査装置、照明装置及び外観検査方法 - Google Patents

外観検査装置、照明装置及び外観検査方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022091312A1
WO2022091312A1 PCT/JP2020/040709 JP2020040709W WO2022091312A1 WO 2022091312 A1 WO2022091312 A1 WO 2022091312A1 JP 2020040709 W JP2020040709 W JP 2020040709W WO 2022091312 A1 WO2022091312 A1 WO 2022091312A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lamp
lamps
work
light
visual inspection
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/040709
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝敏 小山
基裕 酒井
真仁 加賀谷
栄司 小林
Original Assignee
河北ライティングソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 河北ライティングソリューションズ株式会社 filed Critical 河北ライティングソリューションズ株式会社
Priority to PCT/JP2020/040709 priority Critical patent/WO2022091312A1/ja
Publication of WO2022091312A1 publication Critical patent/WO2022091312A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications

Definitions

  • the present invention relates to a visual inspection device, a lighting device, and a visual inspection method, and more particularly, to a visual inspection device, a lighting device, and a visual inspection method capable of improving accuracy and inspection speed of visual inspection, etc. while reducing illuminance unevenness. ..
  • hyperspectral cameras or multispectral cameras which take images by decomposing wavelengths in order to further increase the resolution or separate materials, the amount of light per light receiving cell decreases, which also darkens the image. It becomes a factor.
  • image processing it is common knowledge that taking a clear image reduces the load of subsequent analysis processing and enables more accurate discrimination. For these reasons, bright lighting is required.
  • Halogen lamps are a typical example of bright lighting in the near-infrared region, but among halogen lamps, lamps with reflectors are useful in terms of handling and efficiency. However, even if halogen lamps with reflectors are simply arranged, the vicinity of the optical axis of the lamps is the brightest, and uneven line-shaped illumination is likely to occur (details will be described later with reference to FIGS. 8A to 10B). .). Since uneven lighting reduces the image quality or increases the image processing load, line-shaped lighting that is as uniform as possible is required.
  • a so-called narrow beam lamp spot light lamp
  • the use of the narrow beam lamp further increases the lighting unevenness. Act in the direction.
  • Patent Document 1 discloses an invention in which a diffuser plate 10 such as milky white is provided in a lower portion of a lighting device 1 as a device for reducing lighting unevenness ([0014], FIG. 2).
  • the diffuser plate 10 has a function of reducing uneven illumination and at the same time making the reflected light due to specular reflection of the solder-coated surface uniform ([0015]).
  • Patent Document 1 not only the light is absorbed by the diffuser plate 10, but also the directivity of the light is lost in the diffuser plate 10, that is, a so-called scattering state occurs. Therefore, the light emitted from the diffuser plate 10 is emitted.
  • the illuminance decreases rapidly as the distance increases.
  • a lighting device using a diffuser plate to reduce lighting unevenness may not be suitable for imaging applications of mass inspection with a line sensor camera using a conveyor.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and provides a visual inspection device, a lighting device, and a visual inspection method capable of improving the accuracy and inspection speed of visual inspection, etc. while reducing lighting unevenness. With the goal.
  • the visual inspection apparatus is An image sensor that captures the work being transported by the work transfer device, and A lighting device including a plurality of lamps that illuminate the imaging range of the image sensor, and It is provided with a controller that inspects the appearance of the work based on the work image captured by the image sensor.
  • the plurality of lamps are arranged side by side in the lamp alignment direction perpendicular to the transport direction of the work by the work transfer device.
  • the lighting device is arranged between the light emitting portions of the plurality of lamps and the work, and is used for divergence so as to spread the light emitted from the light emitting portions in the lamp alignment direction rather than the transport direction of the work. It is characterized by having an optical element.
  • the divergent optical element is used to diverge the light from the light emitting portion so as to spread in the lamp alignment direction rather than the work transport direction. This makes it possible to reduce illuminance unevenness in the lamp alignment direction (direction perpendicular to the work transport direction). Therefore, it is possible to improve the accuracy or inspection speed of the visual inspection of the work.
  • the lighting device is A plurality of lamp sockets supporting the plurality of lamps, and It may have a distance adjusting mechanism for adjusting the distance between the plurality of lamps by manually or automatically sliding the plurality of lamp sockets along the lamp alignment direction. This makes it possible to make the illuminance uniform even if the distance from the lamp to the work changes.
  • the area around the belt conveyor where the visual inspection equipment is installed is installed.
  • the brightness may be adjusted by changing the WD because the actual work is imaged and is too bright (camera overflow: overexposure) or too dark.
  • the reason why the brightness is not adjusted by increasing or decreasing the power is that incandescent bulbs such as halogen lamps change the spectrum when the power is adjusted outside the rating, and the expected balance is lost, and the use outside the rated power. This is because there is a risk of short-lived side effects.
  • the lighting unevenness may not be optimal, but the lighting device may be installed as it was at the time of shipment from the factory, but if the WD is significantly different from the assumption, the lighting unevenness will increase. In that case, the image quality may become unacceptable. However, it takes time to return to the factory to readjust the lighting unevenness and reassemble, and there is a problem that the request of the site that wants to start up the visual inspection device as soon as possible cannot be met.
  • the distance between the plurality of lamps can be adjusted by manually or automatically sliding the plurality of lamp sockets along the lamp alignment direction.
  • the illuminance can be made uniform by adjusting the distance between the lamps according to the WD.
  • the distance between the lamps can be adjusted on the spot, which makes it possible to speed up the preparation for visual inspection.
  • Each of the plurality of lamps may have a plug-in type base. Further, the plurality of lamp sockets may have an insertion hole into which the insertion-type base is inserted. This makes it easier to align the light divergence direction of the divergent optical element with the lamp alignment direction, as compared to a simple screw-type base.
  • the lighting device may include a lamp box for accommodating the plurality of lamps and the plurality of lamp sockets. Further, the surface of the lamp box on the side where the light is emitted is the front surface, the opposite is the back surface of the lamp box, and the surface between the front surface and the back surface and the surface along the lamp alignment direction is used. When the side surface of the lamp box is used, the distance adjusting mechanism has a linear hole formed in the back surface or the side surface of the lamp box along the lamp alignment direction, and the linear shape from the outside of the lamp box.
  • a lamp socket fixture that is connected to the plurality of lamp sockets and switches between a slidable state and a fixed state of the lamp socket may be provided.
  • the lamp socket fixative for example, a screw such as a knurled screw or a snap fit can be used.
  • the lamp socket fixture has a shaft that passes through a straight hole and connects to the lamp socket, a head located outside the shaft, and the back or side of the lamp box with the head and lamp socket. It has a holding mechanism that holds it in a sandwiched state.
  • the shaft portion does not necessarily have to be directly connected to the lamp socket, and may be connected to the lamp socket via a support member or the like of the lamp socket.
  • the holding mechanism is a screw structure (a structure in which a screw head and a lamp socket are fixed in a state in which a force is applied in a direction approaching each other by tightening the screw).
  • the lamp box may further have an optical filter arranged in front of the plurality of lamps and passing only a predetermined wavelength of the light emitted from the light emitting unit.
  • optical filter a bandpass filter, a highpass filter or a lowpass filter can be used. Further, as the material of the optical filter, for example, glass or resin can be used.
  • the divergent optical element may be formed by closely arranging a plurality of rod lenses, a microlens array, or a linear Fresnel lens. This makes it possible to configure the divergence optical element with a simple configuration.
  • the lighting device is Multiple lamps, each with a light emitting part and lined up in a straight line, It is provided with a plurality of lamp sockets for supporting the plurality of lamps.
  • the lighting device is arranged on the side where light is emitted from the light emitting unit of the plurality of lamps, and the light emitted from the light emitting unit is emitted. It is characterized by further comprising a diverging optical element that diverges so as to spread in the lamp alignment direction rather than a direction perpendicular to the lamp alignment direction.
  • the visual inspection method is A work transfer step in which a work is transferred by a work transfer device, and a work transfer step.
  • the light emitted from the light emitting unit is spread in the lamp alignment direction rather than the transport direction of the work by the divergent optical element arranged between the light emitting unit of the plurality of lamps and the work. It is characterized by diverging like this.
  • the plurality of lamp sockets supporting the plurality of lamps Prior to the work transfer step, the illumination step, and the imaging step, the plurality of lamp sockets supporting the plurality of lamps are manually or automatically slid along the lamp alignment direction between the plurality of lamps. It may have a distance adjustment step to adjust the distance of.
  • the visual inspection method includes an image sensor positioning step for positioning the image sensor before the distance adjustment step, and the plurality of lamps and the plurality of lamps after the image sensor positioning step and before the distance adjustment step. It may have a lamp box positioning step that positions the lamp box that houses the lamp socket. Further, in the distance adjustment step, with the image sensor and the plurality of lamps activated, manually or automatically between the plurality of lamps according to the illuminance distribution of the light based on the output of the image sensor. You may adjust the distance of. This makes it possible to adjust the distance between the lamps according to the actual imaging state.
  • the present invention it is possible to improve the accuracy or inspection speed of visual inspection and the like while reducing the unevenness of illuminance.
  • FIG. 1 shows the appearance inspection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention simply. It is a front view which shows the 1st state of a part of the lighting apparatus of the said embodiment. It is a front view which shows the 2nd state of a part of the said lighting apparatus of the said embodiment. It is a rear view which shows the 3rd state of a part of the said lighting apparatus of the said embodiment. It is a vertical partial sectional view of the lamp and the optical element for divergence of the said embodiment. It is a front view of the lamp and the divergence optical element of the said embodiment. It is a perspective view which shows a part of the lamp socket of the said embodiment. FIG.
  • FIG. 8A is a side view showing a state in which the lamp according to the first comparative example is irradiating light
  • FIG. 8B is a simplified illuminance of light corresponding to FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a diagram simply showing the illuminance of the light in the first state in which three lamps according to the first comparative example are arranged
  • FIG. 9B is a diagram showing the lamp according to the first comparative example. It is a figure which shows briefly the illuminance of the light of the 2nd state which arranged three.
  • 10 (A) is a side view showing a state in which the lamp according to the second comparative example is irradiating light
  • FIG. 10 (A) is a side view showing a state in which the lamp according to the second comparative example is irradiating light
  • FIG. 10 (B) is a simplified illuminance of light corresponding to FIG. 10 (A). It is a plan view shown in.
  • FIG. 11A is a side view showing a state in which the lamp according to the embodiment is irradiating light when viewed toward the line transport direction
  • FIG. 11B is a side view showing the lamp alignment direction. It is a side view which shows the state which the lamp which concerns on the said embodiment irradiates light when viewed from the direction
  • FIG. 11C is the light corresponding to FIGS. 11A and 11B. It is a top view which shows the distribution of the illuminance of.
  • FIG. 11A is a side view showing a state in which the lamp according to the embodiment is irradiating light when viewed toward the line transport direction
  • FIG. 11B is a side view showing the lamp alignment direction.
  • FIG. 11C is the light corresponding to FIGS. 11A and 11B.
  • FIG. 12A is a side view showing a state in which each lamp irradiates light in a state where three lamps according to the embodiment are arranged side by side
  • FIG. 12B is shown in FIG. 12A.
  • It is a plan view which shows the distribution of the illuminance of the corresponding light on an irradiation surface
  • FIG. 12C is the figure which simply shows the illuminance of light corresponding to FIG. 12A.
  • 13 (A) is a side view showing a state in which the lamp according to the first comparative example is irradiating light
  • FIG. 13 (B) is a simplified illuminance of light corresponding to FIG. 13 (A). It is a plan view shown in.
  • FIG. 13 (C) is a side view showing a state in which the lamp according to the second comparative example is irradiating light
  • FIG. 13 (D) is a simplified illuminance of light corresponding to FIG. 13 (C).
  • It is a plan view shown in. 13 (E) is a side view showing a state in which the lamp according to the embodiment is irradiating light
  • FIG. 13 (F) is a simplified view of the illuminance of the light corresponding to FIG. 13 (E).
  • FIG. 14A is a plan view showing the distribution of the illuminance of light in a state where three lamps according to the first comparative example are arranged side by side on the irradiation surface.
  • FIG. 14A is a plan view showing the distribution of the illuminance of light in a state where three lamps according to the first comparative example are arranged side by side on the irradiation surface.
  • FIG. 14B is a plan view showing the distribution of the illuminance of light in a state where three lamps according to the second comparative example are arranged side by side on the irradiation surface.
  • FIG. 14C is a plan view showing the distribution of the illuminance of light in a state where three lamps according to the embodiment are arranged side by side on the irradiation surface.
  • FIG. 15A is a diagram showing a first state in which the two lamps according to the embodiment are irradiating light when there is no distance adjusting mechanism
  • FIG. 15B is a diagram showing the distance adjusting mechanism. It is a figure which shows the 2nd state which the two lamps which concerns on the said Embodiment are irradiating light in the absence of.
  • FIG. 15A is a diagram showing a first state in which the two lamps according to the embodiment are irradiating light when there is no distance adjusting mechanism
  • FIG. 15B is a diagram showing the distance adjusting mechanism. It is a figure which shows the 2
  • FIG. 16A is a diagram showing a first state in which the two lamps according to the embodiment are irradiating light when the distance adjustment mechanism is provided
  • FIG. 16B is a diagram showing the distance adjustment. It is a figure which shows the 2nd state which the two lamps which concerns on the said Embodiment are irradiating light when there is a mechanism. It is a flowchart which shows the use method of the appearance inspection apparatus which concerns on the said Embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram simply showing a visual inspection apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection device 10 inspects the appearance of the work W.
  • the visual inspection device 10 may be used as a part of the manufacturing equipment.
  • the work W is not particularly limited as long as it can perform visual inspection of the visual inspection device 10, and is, for example, food (meat, fish, vegetables, etc.), industrial products (resin molded products, metal parts, etc.) or dissimilar materials. Can be mixed waste.
  • the visual inspection mentioned here inspects the shape (dimensions), color or pattern of the work W.
  • the visual inspection may determine the material, processing state, and type of the work W.
  • the degree of deterioration may be determined as a visual inspection.
  • the work W is a food product, it may be determined whether processing such as heating has been performed or a foreign matter contamination inspection (including a case where a foreign matter is mixed inside the food) may be performed as a visual inspection.
  • processing such as heating has been performed or a foreign matter contamination inspection (including a case where a foreign matter is mixed inside the food) may be performed as a visual inspection.
  • the type of fish may be discriminated as a visual inspection.
  • the type of waste may be separated as a visual inspection.
  • the visual inspection device 10 includes a work transfer device 20, an image sensor 30, a lighting device 40, a controller 50, and an output device 60.
  • the image sensor 30 captures an image (work image) of the work W conveyed by the work transfer device 20, and the work image information is transmitted to the controller 50.
  • the lighting device 40 illuminates the work W.
  • the controller 50 performs an appearance inspection of the work W using the work image information received from the image sensor 30, and outputs the result of the appearance inspection to the output device 60 as necessary.
  • the work transfer device 20 conveys the work W, and includes, for example, a belt conveyor and a motor for driving the belt conveyor. Alternatively, the work transfer device 20 may include other components.
  • the arrow D1 is the direction in which the work transfer device 20 conveys the work W (work transfer direction).
  • the image sensor 30 takes an image of the work W conveyed by the work transfer device 20, and transmits the work image information to the controller 50.
  • the image sensor 30 of the present embodiment is a line sensor that captures only linear pixels.
  • the image sensor 30 may be an area sensor that captures a two-dimensional pixel.
  • the image sensor 30 is supported by the first jig 600 (FIG. 1).
  • the first jig 600 may have, for example, an arch structure straddling a belt conveyor.
  • one image sensor 30 is used, but a plurality of image sensors 30 may be used.
  • a plurality of image sensors 30 may be used.
  • the plurality of image sensors 30 are perpendicular to the work transfer direction D1. They may be arranged side by side in any direction.
  • the orientation of the image sensor 30 with respect to the surface of the belt conveyor is perpendicular.
  • the orientation of the image sensor 30 with respect to the surface of the belt conveyor may be an inclination other than vertical.
  • the image sensor 30 is a hyperspectral camera that separates and captures light for each wavelength.
  • the light from the lamp 400 is used for component analysis of a substance (when foreign matter is detected as a result of component analysis), near-infrared light may be detected particularly by the hyperspectral camera.
  • the image sensor 30 may be another camera (multispectral camera, monochrome camera, ordinary color camera, etc.).
  • FIG. 2 is a front view showing a first state of a part of the lighting device 40 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a front view showing a second state of a part of the lighting device 40 of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a rear view showing a third state of a part of the lighting device 40 of the present embodiment.
  • the lighting device 40 includes a plurality of lamps 400 (FIG. 2), a plurality of lamp sockets 410 (FIGS. 3 and 4), a plurality of divergent optical elements 420 (FIG.
  • the distance adjusting mechanism 440 is a mechanism for manually adjusting the distance between the lamps 400 (details will be described later).
  • the lamp 400 illuminates the imaging range of the image sensor 30. As shown in FIG. 2, the lamps 400 are arranged side by side in a straight line. In a plan view, the alignment direction D2 of the lamp 400 (hereinafter, also referred to as “ramp alignment direction D2”) is perpendicular to the work transfer direction D1 (FIG. 1). Therefore, the light from the plurality of lamps 400 becomes linear. In FIG. 1, the lamp 400 is tilted with respect to the surface of the belt conveyor. The inclination of the lamp 400 with respect to the surface (or work W) of the belt conveyor can be appropriately selected according to the position of the image sensor 30, the application of the lamp 400, and the like.
  • FIG. 5 is a vertical partial cross-sectional view of the lamp 400 and the divergence optical element 420 of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a front view of the lamp 400 and the divergence optical element 420 of the present embodiment.
  • the lamp 400 has a light emitting unit 402, a reflector 404, and a base 406.
  • the lamp 400 of the present embodiment is a spherical lamp with a reflector. Further, the lamp 400 of this embodiment is a halogen lamp.
  • the lamp 400 may be of another type (eg, LED, xenon lamp).
  • the base 406 is a plug-in type and has two electrode pins 408.
  • the lamp 400 as a halogen lamp is centered on infrared light (particularly near-infrared light).
  • the light may be emitted.
  • it can be realized by lowering the filament temperature of the light emitting unit 402 of the lamp 400 to be lower than that of a general lamp.
  • the distance (WD) from the lamp 400 to the work W is necessary to make the distance (WD) from the lamp 400 to the work W relatively long in order to prevent the lamp 400 from entering the image pickup region of the image sensor 30.
  • the flatness of the ellipse in the cross section of the inner peripheral surface of the reflector 404 is made relatively large, and the WD of the lamp 400 is made relatively long.
  • the cross-sectional shape of the inner peripheral surface of the reflector 404 may be a parabolic shape or the like instead of an elliptical shape.
  • the visual inspection apparatus 10 uses a line sensor as the image sensor 30 in order to perform a visual inspection of the work W.
  • the image pickup range of the line sensor has a higher aspect ratio (aspect ratio).
  • the horizontal length of the imaging range is relatively large relative to the vertical length. Therefore, the irradiation range of the lamp 400 is also set to approach the aspect ratio according to the image pickup range of the line sensor.
  • the vertical (or vertical direction) referred to here is the same direction as the line transport direction D1 (FIG. 1), and the horizontal (or horizontal direction) is the same direction as the lamp alignment direction D2 (FIG. 2).
  • the reflector 404 makes the angle of reflecting the light emitted from the light emitting unit 402 narrower than the angle of a general reflector.
  • the reflector 404 is a narrow-angle light distribution type, and the light emitted from the lamp 400 is spot light.
  • the irradiation range (particularly in the vertical direction) of the lamp 400 is adjusted to match the image pickup range (particularly in the vertical direction) of the image sensor 30 which is a line sensor.
  • the light emitted from the light emitting unit 402 is diverged by the divergent optical element 420 so as to be spread in the lamp alignment direction D2 (FIG. 2) rather than the work transport direction D1 (direction perpendicular to the lamp alignment direction D2) (FIG. 2). Details will be described later.)
  • the lamp 400 of the present embodiment is a so-called condensing type in which the curved surface of the reflector 404 is formed so as to collect light on the optical axis without the diverging optical element 420. Further, while the beam angle of a general lamp is about 25 to 30 degrees, the beam angle of the lamp 400 of the present embodiment is in the range of 12 to 20 degrees (for example, without the divergence optical element 420). 17 degrees).
  • the beam angle referred to here is an angle formed by two boundary lines that are 1/2 of the illuminance at the position of the optical axis when the lamp in the operating state is measured from the side with an illuminance meter.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a part of the lamp socket 410 of the present embodiment.
  • Each lamp socket 410 (hereinafter also referred to as “socket 410") supports each lamp 400.
  • the socket 410 has a socket main body portion 412, a base holding portion 414, and a wiring 416.
  • the socket main body portion 412 includes a resin portion for insulation, an electrode pin 408 (FIG. 5) of the base 406 of the lamp 400, and a conductive portion connecting the wiring 416.
  • the socket body 412 is formed with an insertion hole 418 into which the electrode pin 408 is inserted.
  • the base holding portion 414 is a leaf spring that sandwiches and presses two opposite side surfaces of the base 406.
  • the divergent optical element 420 is arranged between the light emitting unit 402 (FIG. 5) of the lamp 400 and the work W (or the belt conveyor), and the light emitted from the light emitting unit 402 is directed to the work transport direction D1 (lamp alignment direction). The light is diverged so as to spread in the lamp alignment direction D2 (FIG. 2) rather than the direction perpendicular to D2). As shown in FIG. 5, the divergent optical element 420 has a plurality of convex portions 422 that are convex toward the light emission direction (downward in FIG. 5). Further, as can be seen from FIGS.
  • the ridgeline of the convex portion 422 is continuous in the direction perpendicular to the lamp alignment direction D2 (that is, the work transport direction D1). Therefore, the cross sections of the convex portions 422 along the work transport direction D1 are basically the same. As a result, the divergence direction of the light by the divergence optical element 420 becomes the lamp alignment direction D2 (further details will be described later with reference to FIG. 11A and the like).
  • the divergence optical element 420 as described above can be configured by closely arranging a plurality of rod lenses (rod-shaped lenses) with respect to one divergence optical element 420.
  • the divergent optical element 420 may be configured by a microlens array or a linear Fresnel lens.
  • the divergent optical element 420 is transparent. This makes it easier to transmit light as compared with the case where the divergent optical element 420 is milky white.
  • the lamp box 430 (FIGS. 2 to 4) is a rectangular parallelepiped housing that houses the lamp 400, the lamp socket 410, the divergence optical element 420, and the distance adjusting mechanism 440.
  • the lamp box 430 is supported by a second jig 602 (FIG. 1).
  • the second jig 602 can have, for example, an arch structure straddling a belt conveyor.
  • the lamp box 430 has a box main body portion 432 and a lid portion 434.
  • the surface of the lamp box 430 on the side where light is emitted from the lamp 400 (that is, the lid portion 434 side) is referred to as the front 4300, and the opposite is referred to as the back 4302 (FIG. 4) of the lamp box 430, and the front 4300 and the back 4302 are used.
  • the surface between the lamps and the surface along the lamp alignment direction D2 is the side surface 4304, 4306 of the lamp box 430.
  • the lid 434 protects the lamp 400 during normal use and opens and closes when the lamp 400 is replaced.
  • the lid portion 434 is rotatably supported with respect to the box body portion 432 by the hinge structure 4310 (FIGS. 2 and 3). Further, on the side opposite to the hinge structure 4310, a snap lock 4320 for fixing the lid portion 434 to the box main body portion 432 is provided.
  • the lid 434 may be supported by a component other than the hinge structure 4310 or the snap lock 4320.
  • a through hole 4330 (FIG. 2) is formed in front of the lamp 400 in the lid portion 434 so as not to block the light from the lamp 400.
  • An optical filter 4340 (FIG. 2) is arranged between the lamp 400 and the divergent optical element 420 and the through hole 4330.
  • the optical filter 4340 is arranged in front of the plurality of lamps 400 and allows only a predetermined wavelength of the light emitted from the light emitting unit 402 to pass through.
  • the optical filter 4340 of the present embodiment is a bandpass filter, but may be a high-pass filter or a low-pass filter.
  • the predetermined wavelength here is the wavelength of near-infrared light (780 nm to 2500 nm), but other wavelengths may be used.
  • the optical filter 4340 is configured as flat glass, but may be composed of other shapes and materials (for example, resin).
  • the optical filter 4340 is fixed to the box body 432 via a resin spacer (not shown), an adhesive, or the like. The reason for passing through the spacer is to prevent heat from being transferred from the metal box body 432 to the optical filter 4340 and damaging the optical filter 4340.
  • two electric connectors 4350 and 4352 are provided on the back surface 4302 of the lamp box 430.
  • the electric connector 4350 is connected to a power source side (not shown) via an electric cable (not shown).
  • the electric connector 4350 is connected to the wiring 416 (FIG. 7) of each socket 410.
  • the electric connector 4352 is used when connecting another lamp box 430 in series.
  • the distance adjusting mechanism 440 (FIGS. 2 to 4) manually slides a plurality of lamp sockets 410 along the lamp alignment direction D2 (FIG. 2) to provide a distance between the plurality of lamps 400 (hereinafter, “distance between lamps P1). Also called.) Is adjusted.
  • the distance adjusting mechanism 440 includes a guide rail 442 (FIG. 3) capable of sliding the socket 410. The distance between lamps P1 is adjusted by manually changing the position of the socket 410 with respect to the guide rail 442.
  • the distance adjusting mechanism 440 has a linear hole 444 and a knurled screw 446 (lamp socket fixture).
  • the linear hole 444 is formed in the back surface 4302 of the lamp box 430 along the lamp alignment direction D2.
  • a groove 448 that comes into contact with the knob 4460 of the knurled screw 446 is formed around the linear hole 444 in the back surface 4302.
  • the knurled screw 446 is fixed by screwing or connecting the shaft portion (not shown) to the screw holes (not shown) of the plurality of lamp sockets 410. Further, the knob 4460 (head) of the knurled screw 446 moves forward and backward with respect to the shaft portion according to the user's operation. That is, a female threaded portion is formed on the knob 4460, and a male threaded portion is formed on the shaft portion, and both can be screwed together.
  • the user operates the knob 4460 to switch between the slidable state and the fixed state of the lamp socket 410. That is, when the knob 4460 of the knurled screw 446 is loosened, the lamp socket 410 is separated from the inner wall of the back surface 4302 of the lamp box 430, and the lamp socket 410 is slidable on the guide rail 442 (sliding state). Become. Further, when the knob 4460 of the knurled screw 446 is tightened, the lamp socket 410 is pressed against the inner wall of the back surface 4302 of the lamp box 430, and the lamp socket 410 is in a fixed state.
  • the controller 50 (FIG. 1) inspects the appearance of the work W based on the work image captured by the image sensor 30, and outputs the result of the appearance inspection to the output device 60 as necessary.
  • the controller 50 includes an image sensor control unit 500, a lighting control unit 502, an image processing unit 504, and an inspection result determination unit 506.
  • the image sensor control unit 500 controls the operation of the image sensor 30 (on / off of the image sensor 30, transmission / reception of work image information, etc.) by transmitting / receiving signals to / from the image sensor 30.
  • the lighting control unit 502 controls the operation of the lighting device 40 (on / off of the lighting device 40, etc.) by transmitting and receiving signals to and from the lighting device 40.
  • the image processing unit 504 processes the work image so that the visual inspection can be executed. Since the image sensor 30 is a line sensor, data is output only for linear pixels at a time. Therefore, the image processing unit 504 continuously processes the data for linear pixels for the work W moving on the belt conveyor to obtain two-dimensional data.
  • the inspection result determination unit 506 determines the result of the visual inspection based on the processing result of the image processing unit 504. The inspection result determination unit 506 transmits a command signal to the output device 60 as needed.
  • the output device 60 outputs a predetermined output based on the command signal from the controller 50.
  • the output device 60 may be, for example, any one or a combination of a display device, a speaker, and a warning light.
  • the output device 60 is a display device, for example, the result of a visual inspection (including a message output at the time of finding a defective product) is displayed.
  • the output device 60 is a speaker, for example, when a defective product is detected as a result of visual inspection, a beep sound indicating to that effect is output.
  • the output device 60 is a warning light, for example, when a defective product is detected as a result of a visual inspection, light emission indicating to that effect is emitted.
  • FIG. 8A is a side view showing a state in which the lamp 700 according to the first comparative example irradiates the irradiation surface 1002 with the light 1000 when viewed toward the line transport direction D1.
  • FIG. B) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 corresponding to FIG. 8A on the irradiation surface 1002.
  • the lamp 700 of the first comparative example has a light emitting unit (corresponding to the light emitting unit 402), a reflector 710, a glass plate 720, and a base (corresponding to the base 406) (not shown).
  • the lamp 700 of the first comparative example is different from the lamp 400 of the above embodiment in the following points.
  • the reflector 404 is a narrow-angle light distribution type that generates spot light (this point is further described in detail with reference to FIGS. 11 (B), 11 (C), and the like. do.).
  • the reflector 710 of the lamp 700 according to the first comparative example is a wide-angle light distribution type in which the spread of the light 1000 is relatively large, as shown in FIG. 8 (A).
  • FIG. 8A the diameter of the light 1000 from the lamp 700 increases as the distance from the lamp 700 increases (in other words, the light 1000 diverges), but the shape of the reflector 710 itself is , So-called condensing type.
  • the light 1000 reflected by the reflector 710 converges instead of diverging.
  • the light 1000 is emitted as shown in FIG. 8A even if the reflector 710 is a condensing type.
  • the lamp 400 of the above embodiment has a divergence optical element 420
  • the lamp 700 of the first comparative example uses a glass plate 720 instead of the divergence optical element 420.
  • the glass plate 720 is circular and plate-shaped, and there is no convex portion 422 (FIG. 5). Therefore, the light 1000 emitted from the lamp 700 of the first comparative example spreads in a circular shape as it is. Therefore, the lamp 700 of the first comparative example looks like FIG. 8A in both the case of looking toward the line transport direction D1 and the case of looking toward the lamp alignment direction D2. As shown in FIG.
  • the darker part in FIG. 8B indicates that the illuminance I is high.
  • the illuminance I of the light 1000 from the lamp 700 of the first comparative example tends to decrease as the distance from the position corresponding to the light emitting portion (or the optical axis) increases.
  • the two broken lines in FIG. 8B are auxiliary lines indicating the width of the line transport direction D1 in the detection range R of the image sensor 30.
  • FIG. 9A is a diagram simply showing the illuminance I of the light 1000 in the first state in which three lamps 700 according to the first comparative example are arranged side by side.
  • FIG. 9B is a diagram simply showing the illuminance I of the light 1000 in the second state in which three lamps 700 according to the first comparative example are arranged side by side. That is, in FIGS. 9A and 9B, the broken line I1 indicates the illuminance I of the first lamp 700.
  • the alternate long and short dash line I2 indicates the illuminance I of the second lamp 700.
  • the alternate long and short dash line I3 indicates the illuminance I of the third lamp 700.
  • the solid line Ital indicates the total illuminance I of each of the three lamps 700 (hereinafter, also referred to as “total illuminance Ital”). Further, the range R indicates the detection range of the image sensor 30 (the width in the lamp alignment direction D2 in FIGS. 9A and 9B).
  • the difference ⁇ I between the maximum value and the minimum value of the total illuminance Ittal in the detection range R indicates uneven illuminance.
  • a valley is formed between the illuminances I1, I2, and I3. This valley is caused by the distance between the lamps 400 being too long.
  • the difference ⁇ I between the maximum value and the minimum value of the total illuminance Ittal in the detection range R indicates uneven illuminance.
  • a mountain is formed between the illuminances I1, I2, and I3. This mountain is caused by the distance between the lamps 400 being too close.
  • FIG. 10A is a side view showing a state in which the lamp 800 according to the second comparative example irradiates the irradiation surface 1002 with the light 1000 when viewed toward the line transport direction D1.
  • FIG. 10A is a side view.
  • B) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 corresponding to FIG. 10A on the irradiation surface 1002.
  • the lamp 800 of the second comparative example has a light emitting unit (corresponding to the light emitting unit 402), a reflector 810, a glass plate 820, and a base (corresponding to the base 406) (not shown).
  • the reflector 810 of the lamp 800 of the second comparative example is the same as the reflector 404 of the lamp 400 of the above embodiment. That is, the reflector 810 makes the angle of reflecting the light 1000 emitted from the light emitting unit (not shown) narrower than the angle of a general reflector. In other words, the reflector 810 is a narrow-angle light distribution type, and the light 1000 emitted from the lamp 800 is spot light. In addition, in FIG. 10A, the diameter of the light 1000 from the lamp 800 increases as the distance from the lamp 800 increases (in other words, the light 1000 diverges), but the shape of the reflector 810 itself is , So-called condensing type.
  • the light 1000 reflected by the reflector 810 converges instead of diverging.
  • the light 1000 is emitted as shown in FIG. 10A even if the reflector 810 is a condensing type.
  • the lamp 800 of the second comparative example is different from the lamp 400 of the above embodiment in the following points. That is, the lamp 400 of the above embodiment has a divergence optical element 420, whereas the lamp 800 of the second comparative example uses a glass plate 820 instead of the divergence optical element 420.
  • the glass plate 820 is the same as the glass plate 720 of the lamp 700 of the first comparative example. That is, the glass plate 820 is circular and plate-shaped, and the convex portion 422 (FIG. 5) does not exist. Therefore, the light 1000 emitted from the lamp 800 of the second comparative example spreads in a circular shape as it is. Therefore, paying attention to one of the lamps 800 of the second comparative example, as shown in FIG. 10A, both when viewed toward the line transport direction D1 and when viewed toward the lamp alignment direction D2. (Note that when a plurality of lamps 800 are arranged side by side and viewed toward the lamp alignment direction D2, only one lamp 800 can be seen).
  • the darker part in FIG. 10B indicates that the illuminance I is high.
  • the illuminance I of the light 1000 from the lamp 800 of the second comparative example tends to decrease as the distance from the position corresponding to the light emitting portion (or the optical axis) increases.
  • the two broken lines in FIG. 10B are auxiliary lines indicating the width of the line transport direction D1 in the detection range R of the image sensor 30.
  • the range of the light 1000 is narrow in the second comparative example (FIGS. 10 (A) and 10 (B)).
  • the light 1000 is so-called spot light. Therefore, in the distribution of the illuminance I of the light 1000 of the second comparative example, peaks and valleys appear more clearly than the distribution of the illuminance I of the first comparative example (FIGS. 9A and 9B).
  • FIG. 11A is a side view showing a state in which the lamp 400 according to the present embodiment is irradiating the light 1000 when viewed toward the line transport direction D1
  • FIG. 11B is a side view showing the lamp.
  • 11 is a side view showing a state in which the lamp 400 according to the present embodiment is irradiating the light 1000 when viewed toward the alignment direction D2, and
  • FIGS. 11 (C) are shown in FIGS. 11 (A) and 11 (C).
  • It is a top view which shows the distribution of the illuminance I of the light 1000 corresponding to B) on the irradiation surface 1002.
  • FIG. 8 (A) and FIG. 10 (A) show three lamps 700 and 800, respectively
  • FIG. 11 (A) shows one lamp 400.
  • the three lamps 400 are shown in FIG. 12 (A).
  • the lamp 400 of the present embodiment when viewed toward the lamp alignment direction D2, the lamp 400 of the present embodiment irradiates the light 1000 relatively narrowly toward the line transport direction D1. It emits to.
  • the light 1000 has a spot-like narrow-angle light distribution so that the light 1000 fits in the vertical direction of the detection range R of the image sensor 30.
  • Such a narrow-angle light distribution is realized by the shape of the reflector 404, and is the same as that of the second comparative example (FIGS. 10A and 10B).
  • the lamp 400 of the present embodiment when viewed toward the line transport direction D1, the lamp 400 of the present embodiment radiates light 1000 toward the sensor alignment direction D2. Emit.
  • the light 1000 is diverged so that the light 1000 spreads in the lateral direction (that is, the lamp alignment direction D2) of the detection range R of the image sensor 30.
  • Such divergence is realized by the action of the divergence optical element 420.
  • FIG. 12A is a side view showing a state in which each lamp 400 irradiates the light 1000 with three lamps 400 according to the present embodiment arranged side by side when viewed toward the line transport direction D1.
  • 12 (B) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 corresponding to FIG. 12 (A) on the irradiation surface 1002.
  • FIG. 12C is a diagram simply showing the illuminance I of the light 1000 in a state where three lamps 400 according to the present embodiment are arranged side by side.
  • the illuminance I in FIG. 12 (C) corresponds to FIG. 12 (A).
  • the broken line I1 indicates the illuminance I of the first lamp 400.
  • the alternate long and short dash line I2 indicates the illuminance I of the second lamp 400.
  • the alternate long and short dash line I3 indicates the illuminance I of the third lamp 400.
  • the solid line Ital indicates the total illuminance I of each of the three lamps 400 (total illuminance Ittal).
  • the irradiation range of the light 1000 in the lamp alignment direction D2 is expanded by the action of the divergent optical element 420 (FIGS. 11A and 11C). .. Therefore, it becomes easy to reduce the illuminance unevenness as compared with the case of the first comparative example and the second comparative example.
  • FIG. 13A is a side view showing a state in which the lamp 700 according to the first comparative example irradiates the irradiation surface 1002 with the light 1000 when viewed toward the line transport direction D1.
  • B) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 corresponding to FIG. 13 (A) on the irradiation surface 1002.
  • FIG. 13C is a side view showing a state in which the lamp 800 according to the second comparative example irradiates the irradiation surface 1002 with the light 1000 when viewed toward the line transport direction D1.
  • D) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 corresponding to FIG. 13 (C) on the irradiation surface 1002.
  • FIG. 13 (E) is a side view showing a state in which the lamp 400 according to the present embodiment irradiates the irradiation surface 1002 with the light 1000 when viewed toward the line transport direction D1 and is a side view of FIG. 13 (F).
  • FIG. 14 (A) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 in one state in which three lamps 700 according to the first comparative example are arranged on the irradiation surface
  • FIG. 14 (A) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of FIG. 13 (B). 3 are arranged side by side, and is the same figure as in FIG. 8 (B).
  • 14 (B) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 in one state in which three lamps 800 according to the second comparative example are arranged on the irradiation surface
  • FIG. 14 (B) is a plan view showing FIG. 13 (B). It is the same figure as FIG.
  • FIG. 14 (C) is a plan view showing the distribution of the illuminance I of the light 1000 in one state in which three lamps 400 according to the present embodiment are arranged on the irradiation surface, and FIG. 14 (F) shows the distribution of the illuminance I of FIG. 13 (F). Three are arranged side by side.
  • the frame R indicates the detection range (or the imaging range) of the image sensor 30 which is a line sensor. Since the image sensor 30 is a line sensor, the length of the detection range R in the vertical direction corresponds to one pixel in FIGS. 14 (A), 14 (B), and 14 (C).
  • the distribution of the illuminance I of the light 1000 in FIG. 14 (A) is between FIGS. 9 (A) and 9 (B).
  • the light 1000 from the lamp 700 according to the first comparative example has a circular shape. Further, the distribution of the illuminance I of the light 1000 becomes smaller as the distance from the optical axis position of each lamp 700 increases. In order to secure sufficient illuminance I in any of the detection range R, a large amount of light 1000 is irradiated outside the detection range R, especially in the line transport direction D1. This means that wasteful light 1000 that is not used for visual inspection is generated.
  • the light 1000 from the lamp 800 according to the second comparative example has a spot shape, and the variation in the distribution of the illuminance I within the detection range R becomes large. Therefore, the detection accuracy of the visual inspection is lowered.
  • the light 1000 from the lamp 400 according to the present embodiment has an elliptical shape that is long in the lamp alignment direction D2 and short in the line transport direction D1. Become. Therefore, the amount of light 1000 irradiated outside the detection range R is reduced as compared with the first comparative example. Further, as compared with the first comparative example and the second comparative example, the unevenness of the illuminance I of the light 1000 irradiated in the detection range R is reduced. In other words, the utilization efficiency of the light 1000 used for the visual inspection is improved.
  • FIG. 15A is a diagram showing a first state in which the two lamps 400 according to the present embodiment are irradiating the light 1000 in the absence of the distance adjusting mechanism 440
  • FIG. 15B is a diagram showing a distance. It is a figure which shows the 2nd state which the two lamps 400 which concerns on this embodiment irradiate light 1000 in the case which there is no adjustment mechanism 440.
  • the display relationship between the lamp 400 and the light 1000 in FIGS. 15 (A) and 15 (B) is different from the display relationship of FIGS. 12 (A) and 12 (B). Note that (the same applies to FIGS. 16 (A) and 16 (B)).
  • the distance P1 between the lamps 400 is the same.
  • the irradiation range of the light 1000 from the first lamp 400 and the irradiation range of the light 1000 from the second lamp 400 The overlapping part of is relatively small.
  • the irradiation range of the light 1000 from the first lamp 400 and the irradiation of the light 1000 from the second lamp 400 The overlapping part with the range is relatively large. Therefore, if there is no distance adjusting mechanism 440, it can be said that uneven illuminance is likely to occur due to a change in the distance H1 from the lamp 400 to the work W.
  • FIG. 16A is a diagram showing a first state in which the two lamps 400 according to the present embodiment are irradiating the light 1000 when the distance adjusting mechanism 440 is present
  • FIG. 16B is a diagram showing a distance. It is a figure which shows the 2nd state which the two lamps 400 which concerns on this embodiment irradiate light 1000 when there is an adjustment mechanism 440.
  • the distance adjusting mechanism 440 is used to narrow the distance P1 between the lamps.
  • the distance adjusting mechanism 440 is used to widen the distance P1 between the lamps.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a method of using the visual inspection apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the user prepares in advance for the visual inspection.
  • the advance preparation is carried out as follows.
  • the user first positions the image sensor 30 (step S111).
  • the image sensor 30 is positioned with respect to the work transfer device 20 or the work W based on the focal length of the lens.
  • the image sensor 30 uses the variable focus mechanism, the image sensor 30 may be focused after being positioned.
  • the image sensor 30 of the present embodiment is arranged so as to be perpendicular to the surface of the belt conveyor of the work transfer device 20 (see FIG. 1). The orientation of the image sensor 30 with respect to the belt conveyor may be other than that.
  • the first jig 600 (FIG. 1) is used.
  • the first jig 600 has a first height adjusting mechanism for adjusting the height of the image sensor 30 with respect to the work transfer device 20.
  • the first jig 600 may have a first orientation adjusting mechanism for adjusting the orientation of the image sensor 30 with respect to the work transfer device 20.
  • the user positions the lamp box 430 (step S112). At that time, the user prevents the lamp box 430 or its shadow from entering the imaging range of the image sensor 30, and the illuminance I of the light 1000 from the lamp 400 in the detection range R of the image sensor 30 on the belt conveyor or the work W.
  • the lamp box 430 is arranged so that is sufficient.
  • a second jig 602 (FIG. 1) is used.
  • the second jig 602 has a second height adjusting mechanism for adjusting the height of the lamp box 430 with respect to the work transfer device 20, and a second orientation adjusting mechanism for adjusting the orientation of the lamp box 430 with respect to the work transfer device 20.
  • step S113 After positioning the lamp box 430 (step S112), the user adjusts the distance between lamps P1 using the distance adjusting mechanism 440 (step S113). For example, the user places the work W in the detection range R of the image sensor 30 on the stopped belt conveyor and makes it stand still. Then, the light 1000 is irradiated from the irradiation device 40 to the work W in the stationary state.
  • the user operates the image sensor 30 and the controller 50.
  • the controller 50 causes the output device 60 to output the output of the image sensor 30 or the output obtained by processing the output.
  • the controller 50 calculates the variation (unevenness) of the illuminance I in the detection range R of the image sensor 30 and displays it on the output device 60. At that time, it is also displayed whether or not the variation of the illuminance I is within a predetermined threshold value. If the light 1000 from the lamp 400 is visible light, the user may directly look at the light 1000 to check the variation in the illuminance I, but if the light 1000 is infrared light, the user may use the light 1000. You cannot see it directly. In such a case, it is necessary for the user to use the output of the image sensor 30 in order to confirm the distribution of the illuminance I.
  • the user ends the adjustment of the distance P1 between the lamps.
  • the user manually adjusts the distance P1 between the lamps and confirms the variation of the illuminance I again.
  • the user repeats the adjustment of the distance P1 between the lamps until the variation of the illuminance I is within a predetermined threshold value.
  • the distribution of the illuminance I (for example, the graph as shown in FIG. 12C) may be displayed.
  • step S12 the user causes the visual inspection device 10 to perform the visual inspection.
  • the controller 50 operates the work transfer device 20 to transfer the work W (step S121).
  • the controller 50 operates the illumination device 40 to illuminate the work W (step S122).
  • the controller 50 operates the image sensor 30 to acquire an image of the work W (step S123).
  • the controller 50 image processing unit 504 performs image processing on the work image information from the image sensor 30 (step S124).
  • the controller 50 (inspection result determination unit 506) determines the result based on the image processing, and outputs the result to the output device 60 as needed (step S125).
  • step S11 may be performed again as a reset during or after the visual inspection (S12) (the arrow in FIG. 17 that returns to step S11 after step S12 indicates this).
  • the divergent optical element 420 is used to diverge the light 1000 from the light emitting unit 402 so as to spread in the lamp alignment direction D2 rather than the work transport direction D1 (FIGS. 11 (A) to 12 (FIG. 12). C)).
  • This makes it possible to reduce illuminance unevenness in the lamp alignment direction D2 (the direction perpendicular to the work transport direction D1). Therefore, it is possible to improve the accuracy or inspection speed of the visual inspection of the work W.
  • the lighting device 40 manually slides the plurality of lamp sockets 410 supporting the plurality of lamps 400 and the plurality of lamp sockets 410 along the lamp alignment direction D2, and the distance between the plurality of lamps 400. It has a distance adjusting mechanism 440 that adjusts P1 (FIGS. 3 and 4). This makes it possible to make the illuminance uniform even if the distance H1 from the lamp 400 to the work W changes (FIGS. 16A and 16B).
  • each of the plurality of lamps 400 has a plug-in type base 406 (FIG. 5). Further, the plurality of lamp sockets 410 have an insertion hole 418 into which a plug-in type base 406 is inserted (FIG. 7). This makes it easier to reliably align the divergence direction of the light 1000 by the divergence optical element 420 with the lamp alignment direction D2 as compared with a simple screw type base.
  • the lighting device 40 includes a lamp box 430 that accommodates a plurality of lamps 400 and a plurality of lamp sockets 410 (FIGS. 2 to 4).
  • the distance adjusting mechanism 440 includes a plurality of linear holes 444 (FIG. 4) formed in the back surface 4302 of the lamp box 430 along the lamp alignment direction D2, and a plurality of linear holes 444 from the outside of the lamp box 430 via the linear holes 444. It is provided with a lorlet screw 446 (lamp socket fixture (FIG. 4)) that is connected to the lamp socket 410 and switches between a slidable state and a fixed state of the lamp socket 410.
  • the lamp box 430 further includes an optical filter 4340 that is arranged in front of the plurality of lamps 400 and allows only a predetermined wavelength of the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 to pass through (FIG. 2).
  • the lamp 400 needs to be replaced due to its life or the like, but when the optical filter 4340 is provided on the lamp 400 itself, the optical filter 4340 also needs to be replaced when the lamp 400 is replaced.
  • By providing the optical filter 4340 in the lamp box 430 instead of the lamp 400 itself it is not necessary to replace the optical filter 4340 when the lamp 400 is replaced, so that it is possible to reduce the cost when replacing the lamp 400.
  • the divergent optical element 420 may be formed by closely arranging a plurality of rod lenses, a microlens array, or a linear Fresnel lens. This makes it possible to configure the divergence optical element 420 with a simple configuration.
  • the visual inspection method includes an image sensor positioning step (S111) for positioning the image sensor 30 before the distance adjustment step (S113 in FIG. 17), and after the image sensor positioning step and before the distance adjustment step. Also includes a lamp box positioning step (S112) for positioning a lamp box 430 accommodating a plurality of lamps 400 and a plurality of lamp sockets 410. Further, in the distance adjustment step (S113), the distance between the lamps P1 is manually adjusted according to the illuminance distribution of the light 1000 based on the output of the image sensor 30 while the image sensor 30 and the plurality of lamps 400 are operated. .. As a result, the distance P1 between the lamps can be adjusted according to the actual imaging state.
  • the lighting device 40 and the image sensor 30 are on the same side of the work W (so-called reflection type) (FIG. 1).
  • the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 is not limited to this from the viewpoint of diverging the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 so as to be spread in the lamp alignment direction D2 rather than the work transport direction D1 by using the divergence optical element 420.
  • the present invention may be applied to a configuration (so-called transmissive type) in which the lighting device 40 and the image sensor 30 are located on opposite sides of the work W.
  • the lamp 400 of the above embodiment was hemispherical with a reflector (FIG. 5).
  • the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 is not limited to this from the viewpoint of diverging the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 so as to be spread in the lamp alignment direction D2 rather than the work transport direction D1 by using the divergence optical element 420.
  • the lamp 400 can have a shape other than the hemispherical shape (for example, a prismatic shape).
  • the lamp 400 of the above embodiment is provided with an electrode pin 408 on the base 406 (FIG. 5).
  • the present invention is not limited to this, for example, from the viewpoint of adjusting the direction of the divergence optical element 420 with respect to the work transport direction D1.
  • the lamp 400 of the above embodiment had a base 406 of a plug-in type (FIG. 5).
  • the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 is not limited to this from the viewpoint of diverging the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 so as to be spread in the lamp alignment direction D2 rather than the work transport direction D1 by using the divergence optical element 420.
  • the base 406 may be a screw type.
  • the base 406 is a screw type, it is necessary to adjust the direction of the divergent optical element 420 with respect to the work transport direction D1.
  • the divergence optical element 420 is provided for each lamp 400 (FIG. 2, FIG. 5, etc.).
  • the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 is not limited to this from the viewpoint of diverging the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 so as to be spread in the lamp alignment direction D2 rather than the work transport direction D1 by using the divergence optical element 420.
  • a single divergent optical element 420 that is common to all lamps 400 may be provided.
  • the shapes of the convex portions 422 are the same in the lamp alignment direction D2 (FIGS. 5 and 6).
  • the present invention is not limited to this, for example, from the viewpoint of reducing illuminance unevenness in the lamp alignment direction D2.
  • the shape of the convex portion 422 may be changed in the lamp alignment direction D2.
  • the lamp box 430 of the above embodiment is provided with a lid portion 434 (FIGS. 2 and 3).
  • the lid portion 434 may be omitted without this limitation.
  • the lamp box 430 of the above embodiment is provided with an optical filter 4340 (FIG. 2).
  • the present invention is not limited to this, for example, from the viewpoint of outputting only a predetermined wavelength of the light 1000 emitted from the light emitting unit 402.
  • each lamp 400 may be provided with an optical filter 4340.
  • the optical filter 4340 may be omitted depending on the application of the visual inspection device 10 or the specifications of the lamp 400.
  • the knurled screw 446 is arranged on the back surface 4302 of the lamp box 430 (FIG. 4).
  • the present invention is not limited to this, for example, from the viewpoint of adjusting the slide position of the lamp socket 410 from the outside of the lamp box 430.
  • the knurled screw 446 may be provided on one of the side surfaces 4304 and 4306 of the lamp box 430.
  • the knurled screw 446 was used to switch between the slidable state and the fixed state of the lamp socket 410 (FIG. 4).
  • the present invention is not limited to this, for example, from the viewpoint of switching between the slidable state and the fixed state of the lamp socket 410.
  • a screw other than the knurled screw such as a pan head screw
  • a snap fit may be used as the lamp socket fixture other than the knurled screw 446.
  • the lamp socket 410 and the guide rail 442 are brought into contact with each other so that a frictional force is generated between the lamp socket 410 and the guide rail 442 so that the lamp socket 410 does not move on the guide rail 442 during normal use.
  • the lamp socket 410 may be configured to be movable against the frictional force when the force of the lamp socket 410 is applied.
  • the knurled screw 446 (shaft portion) is directly connected to the lamp socket 410 (FIG. 4).
  • the present invention is not limited to this, for example, from the viewpoint of switching between the slidable state and the fixed state of the lamp socket 410.
  • the knurled screw 446 may be connected to the lamp socket 410 via a support member or the like of the lamp socket 410.
  • the distance adjusting mechanism 440 of the above embodiment manually adjusts the distance P1 between lamps (FIG. 4).
  • the distance P1 between lamps is not limited to this, for example, from the viewpoint of adjusting the distance P1 between lamps according to the distance H1 (FIGS. 16A and 16B) from the lamp 400 to the work W.
  • the distance adjusting mechanism 440 may automatically adjust the inter-lamp distance P1 based on a command from the controller 50.
  • the distance P1 between lamps can be automatically adjusted by using the following method. That is, the lighting device 40 is provided with an actuator (such as an electric motor) for sliding the lamp socket 410 for each lamp socket 410. Further, the controller 50 is provided with a first button that widens the distance P1 between lamps and a second button that narrows the distance P1 between lamps. Then, when the user presses the first button, the actuator is operated so that each lamp socket 410 moves away. Further, when the user presses the second button, the actuator is operated so that each lamp socket 410 approaches. This makes it possible to adjust the positions of the plurality of lamps 400 with a single button operation.
  • an actuator such as an electric motor
  • the actuator may be omitted for the lamp socket 410 located in the center. Further, instead of providing an actuator for each lamp socket 410, one common actuator may be provided, and the driving force from the actuator may be transmitted to each lamp socket 410 using a speed reducer to adjust the inter-lamp distance P1. good.
  • the actuator may be provided inside or outside the lamp box 430.
  • the controller 50 itself adjusts the distance P1 between lamps instead of the user operating a button. That is, the user arranges the work W in the detection range R of the image sensor 30 on the belt conveyor as needed. Then, the controller 50 operates the image sensor 30 and the lighting device 40, and calculates the variation of the illuminance I (or the distribution of the illuminance I) in the detection range R based on the work image information from the image sensor 30. Then, the actuator is operated based on the variation of the illuminance I (or the distribution of the illuminance I) to automatically adjust the distance P1 between the lamps. At this stage, the surface of the belt conveyor may be imaged and the distance between lamps P1 may be adjusted without arranging the work W in the detection range R.
  • the distance adjustment mechanism 440 was used (FIGS. 2 to 4). However, for example, from the viewpoint of diverging the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 so as to be spread in the lamp alignment direction D2 rather than the work transport direction D1 by using the divergence optical element 420, the distance is not limited to this.
  • the adjustment mechanism 440 may be omitted.
  • the adjustment of the distance P1 between the lamps (S113 in FIG. 17) was performed with the image sensor 30 and the lamp 400 activated.
  • the image sensor 30 and the lamp 400 may not be operated.
  • the lighting device 40 is used for the visual inspection device 10 (FIG. 1).
  • the light 1000 emitted from the light emitting unit 402 is diverged so as to spread in the lamp alignment direction D2 from the work transport direction D1 (or the direction perpendicular to the lamp alignment direction D2) by using the divergence optical element 420.
  • the lighting device 40 can be used for purposes other than visual inspection (for example, observation of the work W). In that case, the work transfer device 20, the controller 50, or the output device 60 may be omitted.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

照度ムラを低減しつつ外観検査等の精度又は検査スピードを向上可能な外観検査装置、照明装置及び外観検査方法を提供する。外観検査装置（１０）の照明装置（４０）は、複数のランプ（４００）の発光部（４０２）とワーク（Ｗ）の間に配置され、発光部から出射された光（１０００）を、ランプ整列方向（Ｄ２）とは垂直の方向よりもランプ整列方向（Ｄ２）に広げるように発散させる発散用光学素子（４２０）を備える。

Description

外観検査装置、照明装置及び外観検査方法
　本発明は、外観検査装置、照明装置及び外観検査方法に関し、より詳細には、照度ムラを低減しつつ外観検査等の精度や検査スピードを向上可能な外観検査装置、照明装置及び外観検査方法に関する。
　市場の異物混入に対する要求水準の高度化、部材選別ニーズの高まり等により外観検査、特に近赤外線を用いた外観検査（外装の透視を含む。）の重要性が高まっている。大量の対象物に検査を行う場合、通常は対象物をベルトコンベア（ワーク搬送装置）に載せて流し、ライン状に撮像した後に２次元に再構成して画像解析するいわゆるラインセンサカメラを用いて検査をすることが多い。大量に検査をするためにはコンベアスピードを上げたいが、そうするとカメラに取り込まれる実効的な光量が下がり、画像が暗くなる。さらに解像度を高くしたり、素材を分別するために波長を分解して撮像する、いわゆるハイパースペクトルカメラ又はマルチスペクトルカメラでは、１つの受光セル当たりの光量が低下し、これもまた、画像を暗くする要因となる。画像処理の世界では、明瞭な画像を撮ることがその後の解析処理の負荷を低減し、より精度の高い判別ができることは常識である。これらのことから明るい照明が求められている。
　近赤外領域で明るい照明の代表としてハロゲンランプが挙げられるが、ハロゲンランプの中でもリフレクタ付きランプが、取り扱いの点においても効率の点においても重宝される。しかしながら、リフレクタ付きハロゲンランプを単に並べてもランプの光軸付近が最も明るく、ムラのあるライン状の照明が生じ易かった（詳細は図８（Ａ）～図１０（Ｂ）を参照して後述する。）。ムラのある照明は撮像品質を落とす、或いは画像処理負荷を高めるので、できるだけ均一なライン状の照明が求められる。
　また、明るい照明を実現するためには１灯当たりのハロゲンランプの集光を強くする、いわゆる狭ビームランプ（スポット光ランプ）が有利であるが、狭ビームランプの使用はさらに照明ムラを高くする方向に作用する。
　特許文献１では、照明ムラを低減する工夫として照明装置１の下部に乳白色等の拡散板１０が設けられる発明が開示されている（［００１４］、図２）。この拡散板１０は、照明ムラを低減すると同時に、半田コート面の鏡面反射による反射光を均一化させる機能を有する（［００１５］）。
特開平１０－３３９７０４号公報
　しかしながら、特許文献１の方式では拡散板１０による光の吸収があるばかりか、拡散板１０で光の指向性が失われる、いわゆる散乱状態になってしまうため、拡散板１０から出射された光は距離が離れると共に急速に照度が低下する。特許文献１に限らず、照明ムラを低減するために拡散板を使用した照明装置では、コンベアを用いたラインセンサカメラでの大量検査の撮像用途には適さないおそれがある。
　上記のようにベルトコンベアを用いた外観検査装置において、検査スピードの向上や画像品質を高めるためにムラが少なく明るい照明が求められていたが、従来の方法では実現が困難であった。このような課題は、ベルトコンベア又はラインセンサカメラを用いない外観検査装置にも該当し得る。
　本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、照明ムラを低減しつつ外観検査等の精度や検査スピードを向上可能な外観検査装置、照明装置及び外観検査方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る外観検査装置は、
　　ワーク搬送装置により搬送されているワークを撮像する画像センサと、
　　前記画像センサの撮像範囲を照明する複数のランプを備える照明装置と、
　　前記画像センサが撮像したワーク画像に基づいて前記ワークの外観検査を行うコントローラと
　を備えるものであって、
　前記複数のランプは、前記ワーク搬送装置による前記ワークの搬送方向に対して垂直なランプ整列方向に並んで配置され、
　前記照明装置は、前記複数のランプの発光部と前記ワークの間に配置され、前記発光部から出射された光を、前記ワークの搬送方向よりも前記ランプ整列方向に広げるように発散させる発散用光学素子を備える
　ことを特徴とする。
　本発明によれば、発散用光学素子を用いて、発光部からの光をワークの搬送方向よりもランプ整列方向に広げるように発散させる。これにより、ランプ整列方向（ワーク搬送方向に対する垂直方向）における照度ムラを低減可能となる。従って、ワークの外観検査の精度又は検査スピードを向上可能となる。
　前記照明装置は、
　　前記複数のランプを支持する複数のランプソケットと、
　　前記複数のランプソケットを、手動により又は自動的に前記ランプ整列方向に沿ってスライドさせて前記複数のランプ間の距離を調整する距離調整機構と
　を有してもよい。これにより、ランプからワークまでの距離が変化しても照度の均一化を図ることが可能となる。
　すなわち、ハロゲンランプを複数並べて、ある照射距離（ワーキングディスタンス：ＷＤ）でムラが最も少なくなるように工場での照明装置組立時に調整して出荷したとしても、外観検査装置が設置されるベルトコンベア周りは空間的な余裕がないことが多く、想定したＷＤとは異なる設置とせざるを得ない場合もある。或いは、実際のワークを撮像してみて明る過ぎる（カメラのオーバーフロー：白とび）又は暗過ぎる等により、ＷＤを変えて明るさを調整する場合もある。ここで電力の増減で明るさを調整しない理由は、ハロゲンランプのような白熱電球では電力を定格外に調整するとスペクトルが変わり、想定したバランスが崩れてしまうこと、及び定格電力外で使用することにより短寿命の副作用が生じるおそれがあるためである。
　この時、多少の変更であれば照明ムラが最適とは言えないまでも工場出荷時のままで照明装置を設置する場合もあるが、ＷＤが想定と大きく異なると照明ムラが大きくなってしまう。その場合、撮像品質的に許容できなくなるおそれがある。しかしながら、工場に戻して照明ムラを再調整して組み立て直すのは時間もかかり、一刻も早く外観検査装置を立ち上げたい現場の要請に応えきれないという課題がある。
　そこで、本発明では、複数のランプソケットを、手動により又は自動的にランプ整列方向に沿ってスライドさせて複数のランプ間の距離を調整することができる。これにより、ランプからワークまでの距離（ＷＤ）が変化してもＷＤに合わせてランプ間の距離を調整することで、照度の均一化を図ることが可能となる。加えて、その場でランプ間の距離を調整可能になることから、外観検査の準備の迅速化が可能となる。
　前記複数のランプそれぞれは、差し込み式の口金を有してもよい。また、前記複数のランプソケットは、前記差し込み式の口金が挿入される挿入穴を有してもよい。これにより、単純なねじ型の口金と比較して、発散用光学素子による光の発散方向をランプ整列方向に合わせ易くなる。
　前記照明装置は、前記複数のランプ及び前記複数のランプソケットを収容するランプボックスを備えてもよい。また、前記光が出射される側の前記ランプボックスの面を正面とし、その反対を前記ランプボックスの背面とし、前記正面及び前記背面の間の面であり且つ前記ランプ整列方向に沿った面を前記ランプボックスの側面とするとき、前記距離調整機構は、前記ランプ整列方向に沿って前記ランプボックスの前記背面又は前記側面に形成された直線状の孔と、前記ランプボックスの外側から前記直線状の孔を介して前記複数のランプソケットと連結して前記ランプソケットのスライド可能状態及び固定状態を切り替えるランプソケット固定具とを備えてもよい。
　これにより、例えば、ユーザがランプの正面（ランプが光を出射する側）からランプソケット又はランプを持ってランプソケット及びランプをスライドさせる場合と比較して、ランプ間の距離又はランプソケット及びランプの位置を簡易に調整し易くなる。
　前記ランプソケット固定具としては、例えば、ローレットねじ等のねじ、スナップフィットを用いることができる。換言すると、ランプソケット固定具は、直線状の孔を通過しランプソケットと連結する軸部と、軸部の外側に配置された頭部と、頭部及びランプソケットによりランプボックスの背面又は側面を挟み込んだ状態で保持する保持機構とを有する。
　なお、軸部は、必ずしもランプソケットに直接連結する必要はなく、ランプソケットの支持部材等を介してランプソケットに連結してもよい。また、保持機構は、例えばねじの場合、ねじ構造（ねじを締めることでねじの頭部とランプソケットが互いに近づく方向に力が作用した状態で固定する構造）である。
　前記ランプボックスは、前記複数のランプの手前に配置されて前記発光部から出射された前記光のうち所定波長のみを通過させる光学フィルタをさらに有してもよい。これにより、光学フィルタを複数のランプそれぞれではなく、ランプボックスに設けることで、ランプの構造を簡易にすることが可能となる。加えて、ランプは寿命等により交換を要するものであるが、ランプ自体に光学フィルタを設けた場合、ランプ交換時に光学フィルタも一緒に交換を要することとなる。ランプ自体ではなくランプボックスに光学フィルタを設けることで、ランプ交換時に光学フィルタを交換する必要はなくなるため、ランプ交換に際してのコスト抑制を図ることが可能となる。
　光学フィルタとしては、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ又はローパスフィルタを用いることができる。また、光学フィルタの素材としては、例えば、ガラス又は樹脂を用いることができる。
　前記発散用光学素子は、複数のロッドレンズを密に並べて形成したもの、若しくは、マイクロレンズアレイ、又はリニアフレネルレンズのいずれかであってもよい。これにより、簡易な構成で発散用光学素子を構成することが可能となる。
　本発明に係る照明装置は、
　　それぞれが発光部を備えて直線状に並んだ複数のランプと、
　　前記複数のランプを支持する複数のランプソケットと
　を備えるものであって、
　前記複数のランプが並ぶ方向をランプ整列方向と定義するとき、前記照明装置は、前記複数のランプの発光部から光が出射される側に配置されて、前記発光部から出射された前記光を、前記ランプ整列方向に垂直な方向よりも前記ランプ整列方向に広げるように発散させる発散用光学素子をさらに備える
　ことを特徴とする。
　本発明に係る外観検査方法は、
　　ワーク搬送装置によりワークを搬送するワーク搬送ステップと、
　　前記ワーク搬送装置による前記ワークの搬送方向に対して垂直なランプ整列方向に並んで配置された複数のランプを用いて、前記ワーク搬送装置により搬送されている前記ワークを照明する照明ステップと、
　　前記複数のランプにより照明されている前記ワークを画像センサにより撮像する撮像ステップと、
　　前記画像センサが撮像したワーク画像に基づいてコントローラが前記ワークの外観検査を行う外観検査ステップと
　を備える方法であって、
　前記照明ステップでは、前記複数のランプの発光部と前記ワークの間に配置された発散用光学素子により、前記発光部から出射された光を、前記ワークの搬送方向よりも前記ランプ整列方向に広げるように発散させる
　ことを特徴とする。
　前記ワーク搬送ステップ、前記照明ステップ及び前記撮像ステップに先立って、前記複数のランプを支持する複数のランプソケットを、手動により又は自動的に前記ランプ整列方向に沿ってスライドさせて前記複数のランプ間の距離を調整する距離調整ステップを有してもよい。
　前記外観検査方法は、前記距離調整ステップの前に、前記画像センサを位置決めする画像センサ位置決めステップと、前記画像センサ位置決めステップの後且つ前記距離調整ステップの前に、前記複数のランプ及び前記複数のランプソケットを収容するランプボックスを位置決めするランプボックス位置決めステップとを有してもよい。また、前記距離調整ステップでは、前記画像センサ及び前記複数のランプを作動させた状態で、前記画像センサの出力に基づく前記光の照度分布に応じて、手動により又は自動的に前記複数のランプ間の距離を調整してもよい。これにより、実際の撮像状態に応じてランプ間の距離を調整可能となる。
　本発明によれば、照度ムラを低減しつつ外観検査等の精度又は検査スピードを向上可能となる。
本発明の一実施形態に係る外観検査装置を簡略的に示す構成図である 前記実施形態の照明装置の一部の第１状態を示す正面図である。 前記実施形態の前記照明装置の一部の第２状態を示す正面図である。 前記実施形態の前記照明装置の一部の第３状態を示す背面図である。 前記実施形態のランプ及び発散用光学素子の縦方向部分断面図である。 前記実施形態の前記ランプ及び前記発散用光学素子の正面図である。 前記実施形態のランプソケットの一部を示す斜視図である。 図８（Ａ）は、第１比較例に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に対応する光の照度を簡略的に示す平面図である。 図９（Ａ）は、第１比較例に係るランプを３つ並べた第１状態の光の照度を簡略的に示す図であり、図９（Ｂ）は、第１比較例に係るランプを３つ並べた第２状態の光の照度を簡略的に示す図である。 図１０（Ａ）は、第２比較例に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に対応する光の照度を簡略的に示す平面図である。 図１１（Ａ）は、ライン搬送方向に向かって見た場合において、前記実施形態に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１１（Ｂ）は、ランプ整列方向に向かって見た場合において、前記実施形態に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に対応する光の照度の分布を照射面で示す平面図である。 図１２（Ａ）は、前記実施形態に係るランプを３つ並べた状態で各ランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に対応する光の照度の分布を照射面で示す平面図であり、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）に対応する光の照度を簡略的に示す図である。 図１３（Ａ）は、第１比較例に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に対応する光の照度を簡略的に示す平面図である。図１３（Ｃ）は、第２比較例に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１３（Ｄ）は、図１３（Ｃ）に対応する光の照度を簡略的に示す平面図である。図１３（Ｅ）は、前記実施形態に係るランプが光を照射している状態を示す側面図であり、図１３（Ｆ）は、図１３（Ｅ）に対応する光の照度を簡略的に示す平面図である。 図１４（Ａ）は、第１比較例に係るランプを３つ並べた状態の光の照度の分布を照射面で示す平面図である。図１４（Ｂ）は、第２比較例に係るランプを３つ並べた状態の光の照度の分布を照射面で示す平面図である。図１４（Ｃ）は、前記実施形態に係るランプを３つ並べた状態の光の照度の分布を照射面で示す平面図である。 図１５（Ａ）は、距離調整機構がない場合において、前記実施形態に係る２つのランプが光を照射している第１状態を示す図であり、図１５（Ｂ）は、前記距離調整機構がない場合において、前記実施形態に係る２つのランプが光を照射している第２状態を示す図である。 図１６（Ａ）は、前記距離調整機構がある場合において、前記実施形態に係る２つのランプが光を照射している第１状態を示す図であり、図１６（Ｂ）は、前記距離調整機構がある場合において、前記実施形態に係る２つのランプが光を照射している第２状態を示す図である。 前記実施形態に係る前記外観検査装置の利用方法を示すフローチャートである。
Ａ．一実施形態
＜Ａ－１．構成＞
［Ａ－１－１．全体構成］
　図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置１０を簡略的に示す構成図である。外観検査装置１０は、ワークＷの外観検査を行う。外観検査装置１０を製造工場で利用する場合、外観検査装置１０は、製造設備の一部として用いてもよい。ワークＷは、外観検査装置１０の外観検査が可能なものであれば、特に限定はなく、例えば、食品（肉、魚、野菜等）、工業製品（樹脂成形品、金属部品等）又は異種材料が混在した廃棄物とすることができる。
　ここに言う外観検査は、ワークＷの形状（寸法）、色彩又は模様の検査を行う。或いは、外観検査は、ワークＷの材質、加工状態、種類の判定を行うものであってもよい。ワークＷが生ものの食品の場合、劣化度合いの判定を外観検査として行ってもよい。ワークＷが食品の場合、加熱等の加工処理が行われているかの判定又は異物混入検査（異物が食品の内部に混入している場合を含む。）を外観検査として行ってもよい。ワークＷが魚の場合、魚の種類の判別を外観検査として行ってもよい。ワークＷが廃棄物の場合、廃棄物の種類の分別を外観検査として行ってもよい。
　図１に示すように、外観検査装置１０は、ワーク搬送装置２０と、画像センサ３０と、照明装置４０と、コントローラ５０と、出力装置６０とを有する。外観検査装置１０では、ワーク搬送装置２０により搬送されているワークＷの画像（ワーク画像）を画像センサ３０が撮像し、ワーク画像情報をコントローラ５０に送信する。ワーク画像の撮像の際、照明装置４０がワークＷを照明する。コントローラ５０は、画像センサ３０から受信したワーク画像情報を用いてワークＷの外観検査を行って、必要に応じて外観検査の結果を出力装置６０に出力する。
［Ａ－１－２．ワーク搬送装置２０］
　ワーク搬送装置２０は、ワークＷを搬送するものであり、例えばベルトコンベア、及びベルトコンベアを駆動するモータを備える。或いは、ワーク搬送装置２０は、その他の構成要素を備えてもよい。図１において矢印Ｄ１は、ワーク搬送装置２０がワークＷを搬送する方向（ワーク搬送方向）である。
［Ａ－１－３．画像センサ３０］
　画像センサ３０は、ワーク搬送装置２０により搬送されているワークＷを撮像し、ワーク画像情報をコントローラ５０に送信する。本実施形態の画像センサ３０は、一直線状の画素のみを撮像するラインセンサである。画像センサ３０は、２次元状の画素を撮像するエリアセンサであってもよい。画像センサ３０は、第１治具６００（図１）により支持される。第１治具６００は、例えば、ベルトコンベアを跨ぐアーチ構造とすることができる。
　また、本実施形態において、１台の画像センサ３０を用いるが、複数の画像センサ３０を用いてもよい。例えば、ワーク搬送装置２０によるワークＷの搬送方向（ワーク搬送方向Ｄ１）に対して垂直な方向に複数のワークＷが配置される場合、複数の画像センサ３０は、ワーク搬送方向Ｄ１に対して垂直な方向に並んで配置してもよい。図１において、ベルトコンベアの表面に対する画像センサ３０の向きは垂直である。ベルトコンベアの表面に対する画像センサ３０の向きは垂直以外の傾きとしてもよい。
　本実施形態において、画像センサ３０は、光を波長毎に分光して撮影するハイパースペクトルカメラである。ランプ４００からの光を物質の成分分析に用いるある場合（成分分析の結果、異物検出等を行う場合）、当該ハイパースペクトルカメラにより、特に近赤外光を検出してもよい。画像センサ３０は、その他のカメラ（マルチスペクトルカメラ、モノクロカメラ、通常のカラーカメラ等）であってもよい。
［Ａ－１－４．照明装置４０］
（Ａ－１－４－１．概要）
　図２は、本実施形態の照明装置４０の一部の第１状態を示す正面図である。図３は、本実施形態の照明装置４０の一部の第２状態を示す正面図である。図４は、本実施形態の照明装置４０の一部の第３状態を示す背面図である。但し、照明装置４０の内部構造をわかりやすくするため、図２～図４の一部は、斜視図で示している。照明装置４０は、複数のランプ４００（図２）と、複数のランプソケット４１０（図３及び図４）と、複数の発散用光学素子４２０（図２）と、ランプボックス４３０（図２～図４）と、距離調整機構４４０（図２～図４）とを有する。距離調整機構４４０は、ランプ４００間の距離を手動により調整する機構である（詳細は後述する。）。
（Ａ－１－４－２．ランプ４００）
　ランプ４００は、画像センサ３０の撮像範囲を照明する。図２に示すように、ランプ４００は、直線状に並んで配置される。平面視において、ランプ４００の整列方向Ｄ２（以下「ランプ整列方向Ｄ２」ともいう。）は、ワーク搬送方向Ｄ１（図１）に対して垂直である。従って、複数のランプ４００からの光は、直線状となる。図１において、ランプ４００はベルトコンベアの表面に対して傾斜している。ベルトコンベアの表面（又はワークＷ）に対するランプ４００の傾斜は画像センサ３０の位置、ランプ４００の用途等に応じて適宜選択可能である。
　図５は、本実施形態のランプ４００及び発散用光学素子４２０の縦方向部分断面図である。図６は、本実施形態のランプ４００及び発散用光学素子４２０の正面図である。図５に示すように、ランプ４００は、発光部４０２と、リフレクタ４０４と、口金４０６とを有する。本実施形態のランプ４００は、リフレクタ付球形ランプである。また、本実施形態のランプ４００は、ハロゲンランプである。ランプ４００は、その他の種類（例えば、ＬＥＤ、キセノンランプ）であってもよい。口金４０６は、差し込み式であり、２本の電極ピン４０８を有する。
　なお、ハイパースペクトルカメラとしての画像センサ３０と組み合わせて、ランプ４００からの光を例えば物質の成分分析に用いる場合、ハロゲンランプとしてのランプ４００は、赤外光（特に近赤外光）を中心とする光を出射するようにしてもよい。赤外光を中心とする光を出射するためには、ランプ４００の発光部４０２のフィラメント温度を一般的なランプよりも低くすることで実現可能である。
　また、画像センサ３０の撮像領域内にランプ４００が入り込まないようにするためにランプ４００からワークＷまでの距離（ＷＤ）を比較的長くする必要が生じる。そのような状態でランプ４００からの光を例えば物質の成分分析に用いる場合、成分分析が可能な光量を撮像領域に届ける必要がある。そこで、リフレクタ４０４の内周面の断面における楕円の扁平率を比較的大きくして、ランプ４００のＷＤを比較的長くする。リフレクタ４０４の内周面の断面形状は、楕円状の代わりに、放物線状等であってもよい。
　上記のように、本実施形態に係る外観検査装置１０は、ワークＷの外観検査を行うため、画像センサ３０としてラインセンサを用いる。エリアセンサと比較して、ラインセンサの撮像範囲は、アスペクト比（縦横比）が高い。換言すると、撮像範囲の横の長さは、縦の長さに対して比較的大きい。そこで、ランプ４００の照射範囲も、ラインセンサの撮像範囲に合わせたアスペクト比に近付けるようにする。なお、ここにいう縦（又は縦方向）は、ライン搬送方向Ｄ１（図１）と同じ方向であり、横（又は横方向）は、ランプ整列方向Ｄ２（図２）と同じ方向である。
　具体的には、リフレクタ４０４は、発光部４０２から出射された光を反射する角度を、一般的なリフレクタの角度よりも狭くする。換言すると、リフレクタ４０４は、狭角配光タイプであり、ランプ４００から出射される光はスポット光となる。これにより、ランプ４００の照射範囲（特に縦方向）が、ラインセンサである画像センサ３０の撮像範囲（特に縦方向）に合うようにする。また、発光部４０２から出射された光を、発散用光学素子４２０により、ワーク搬送方向Ｄ１（ランプ整列方向Ｄ２に垂直な方向）よりもランプ整列方向Ｄ２（図２）に広げるように発散させる（詳細は後述する。）。
　本実施形態のランプ４００は、発散用光学素子４２０無しの状態で、光を光軸に集めるようにリフレクタ４０４の曲面を形成したいわゆる集光型である。また、一般的なランプのビーム角が２５～３０度程度であるのに対し、本実施形態のランプ４００のビーム角は、発散用光学素子４２０無しの状態で、１２～２０度の範囲（例えば１７度）とされる。ここにいうビーム角は、作動状態のランプを側方から照度計で測定し、光軸位置の照度の１／２となる２本の境界線がなす角度である。
（Ａ－１－４－３．ランプソケット４１０）
　図７は、本実施形態のランプソケット４１０の一部を示す斜視図である。ランプソケット４１０（以下「ソケット４１０」ともいう。）は、それぞれが各ランプ４００を支持する。図７に示すように、ソケット４１０は、ソケット本体部４１２と、口金保持部４１４と、配線４１６とを有する。ソケット本体部４１２は、絶縁用の樹脂部と、ランプ４００の口金４０６の電極ピン４０８（図５）及び配線４１６を結ぶ導電部とを含む。ソケット本体部４１２には、電極ピン４０８が挿入される挿入穴４１８が形成される。口金保持部４１４は、口金４０６の対向する２つの側面を挟んで押圧する板バネである。
（Ａ－１－４－４．発散用光学素子４２０）
　発散用光学素子４２０は、ランプ４００の発光部４０２（図５）とワークＷ（又はベルトコンベア）の間に配置されて、発光部４０２から出射された光を、ワーク搬送方向Ｄ１（ランプ整列方向Ｄ２に垂直な方向）よりもランプ整列方向Ｄ２（図２）に広げるように発散させる。図５に示すように、発散用光学素子４２０は、光の出射方向（図５における下向き）に向かって凸となる複数の凸部４２２を有する。また、図２及び図６からわかるように、凸部４２２の稜線は、ランプ整列方向Ｄ２に対して直角方向（すなわち、ワーク搬送方向Ｄ１）に向かって連続する。そのため、ワーク搬送方向Ｄ１に沿った凸部４２２の断面は基本的に同一となる。これにより、発散用光学素子４２０による光の発散方向はランプ整列方向Ｄ２となる（さらなる詳細は、図１１（Ａ）等を参照して後述する。）。
　上記のような発散用光学素子４２０は、１枚の発散用光学素子４２０に対して複数のロッドレンズ（棒状レンズ）を密に並べて構成可能である。或いは、発散用光学素子４２０は、マイクロレンズアレイ又はリニアフレネルレンズにより構成してもよい。発散用光学素子４２０をこのように構成した場合、発散用光学素子４２０は透明である。これにより、発散用光学素子４２０を乳白色とする場合と比較して、光を透過させ易くなる。
（Ａ－１－４－５．ランプボックス４３０）
　ランプボックス４３０（図２～図４）は、ランプ４００、ランプソケット４１０、発散用光学素子４２０及び距離調整機構４４０を収容する直方体状の筐体である。ランプボックス４３０は、第２治具６０２（図１）により支持される。第２治具６０２は、例えば、ベルトコンベアを跨ぐアーチ構造とすることができる。図２～図４に示すように、ランプボックス４３０は、ボックス本体部４３２と、蓋部４３４とを有する。以下では、ランプ４００から光が出射される側のランプボックス４３０の面（すなわち蓋部４３４側）を正面４３００とし、その反対をランプボックス４３０の背面４３０２（図４）とし、正面４３００及び背面４３０２の間の面であり且つランプ整列方向Ｄ２に沿った面をランプボックス４３０の側面４３０４、４３０６とする。
　蓋部４３４は、通常使用時にはランプ４００を保護すると共に、ランプ４００を交換する際等に開閉する。蓋部４３４は、ヒンジ構造４３１０（図２及び図３）によりボックス本体部４３２に対して旋回可能に支持される。また、ヒンジ構造４３１０とは反対側には、ボックス本体部４３２に対して蓋部４３４を固定するパチン錠４３２０が設けられている。蓋部４３４の支持は、ヒンジ構造４３１０又はパチン錠４３２０以外の構成要素で行ってもよい。
　蓋部４３４のうちランプ４００の手前には、ランプ４００からの光を遮らないようにするための貫通孔４３３０（図２）が形成されている。ランプ４００及び発散用光学素子４２０と貫通孔４３３０の間には、光学フィルタ４３４０（図２）が配置される。光学フィルタ４３４０は、複数のランプ４００の手前に配置されて発光部４０２から出射された光のうち所定波長のみを通過させる。本実施形態の光学フィルタ４３４０は、バンドパスフィルタであるが、ハイパスフィルタ又はローパスフィルタであってもよい。また、ここでの所定波長は、近赤外光の波長（780nm～2500nm）であるが、その他の波長であってもよい。
　光学フィルタ４３４０は、平板状のガラスとして構成されるが、その他の形状及び素材（例えば樹脂）から構成されてもよい。光学フィルタ４３４０は、図示しない樹脂製のスペーサ、接着剤等を介してボックス本体部４３２に固定される。スペーサを介するのは、金属製のボックス本体部４３２から光学フィルタ４３４０に熱が伝達して光学フィルタ４３４０を損傷することを抑制するためである。
　図４に示すように、ランプボックス４３０の背面４３０２には、２つの電気コネクタ４３５０、４３５２が設けられる。電気コネクタ４３５０は、図示しない電気ケーブルを介して図示しない電力源側に接続される。電気コネクタ４３５０は、各ソケット４１０の配線４１６（図７）と接続されている。電気コネクタ４３５２は、別のランプボックス４３０を直列で接続する場合に用いられる。
（Ａ－１－４－６．距離調整機構４４０）
　距離調整機構４４０（図２～図４）は、複数のランプソケット４１０を、手動によりランプ整列方向Ｄ２（図２）に沿ってスライドさせて複数のランプ４００間の距離（以下「ランプ間距離Ｐ１」ともいう。）を調整する。具体的には、距離調整機構４４０は、ソケット４１０をスライド可能なガイドレール４４２（図３）を備える。ガイドレール４４２に対してソケット４１０の位置を手動で変化させることによりランプ間距離Ｐ１を調整する。
　加えて、図４に示すように、距離調整機構４４０は、直線状の孔４４４と、ローレットねじ４４６（ランプソケット固定具）とを有する。直線状の孔４４４は、ランプ整列方向Ｄ２に沿ってランプボックス４３０の背面４３０２に形成されている。背面４３０２のうち直線状の孔４４４の周囲には、ローレットねじ４４６のつまみ４４６０と接触する溝４４８が形成されている。
　ローレットねじ４４６は、軸部（図示せず）が複数のランプソケット４１０のねじ孔（図示せず）と螺合又は連結して固定されている。また、ローレットねじ４４６のつまみ４４６０（頭部）は、ユーザの操作に応じて軸部に対して進退する。すなわち、つまみ４４６０には雌ねじ部が形成され、軸部には雄ねじ部が形成され、両者が螺合可能である。
　ユーザがつまみ４４６０を操作してランプソケット４１０のスライド可能状態及び固定状態を切り替える。すなわち、ローレットねじ４４６のつまみ４４６０を緩めた状態では、ランプソケット４１０がランプボックス４３０の背面４３０２の内壁から離間して、ランプソケット４１０がガイドレール４４２上をスライド可能な状態（スライド可能状態）となる。また、ローレットねじ４４６のつまみ４４６０を締めた状態では、ランプソケット４１０がランプボックス４３０の背面４３０２の内壁に押し付けられて、ランプソケット４１０が固定状態となる。
［Ａ－１－５．コントローラ５０］
　コントローラ５０（図１）は、画像センサ３０が撮像したワーク画像に基づいてワークＷの外観検査を行って、必要に応じて外観検査の結果を出力装置６０に出力する。図１に示すように、コントローラ５０は、画像センサ制御部５００と、照明制御部５０２と、画像処理部５０４と、検査結果判定部５０６とを有する。画像センサ制御部５００は、画像センサ３０との信号送受信により画像センサ３０の動作（画像センサ３０のオンオフ、ワーク画像情報の送受信等）を制御する。照明制御部５０２は、照明装置４０との信号送受信により照明装置４０の動作（照明装置４０のオンオフ等）を制御する。
　画像処理部５０４は、外観検査を実行できるようにワーク画像を処理する。なお、画像センサ３０はラインセンサであるため、１度に一直線状の画素分しかデータが出力されない。そのため、画像処理部５０４は、ベルトコンベアで移動しているワークＷについて一直線状の画素分のデータを連続的に処理していくことで２次元状のデータとする。検査結果判定部５０６は、画像処理部５０４の処理結果に基づいて外観検査の結果を判定する。検査結果判定部５０６は、必要に応じて出力装置６０に対して指令信号を送信する。
［Ａ－１－６．出力装置６０］
　出力装置６０は、コントローラ５０からの指令信号に基づいて所定の出力を行う。出力装置６０は、例えば、表示装置、スピーカ、警告灯のいずれか１つ又は組合せとすることができる。出力装置６０が表示装置である場合、例えば、外観検査の結果（不良品発見時のメッセージ出力を含む。）を表示する。出力装置６０がスピーカである場合、例えば、外観検査の結果、不良品が検出された場合、その旨を示すビープ音を出力する。出力装置６０が警告灯である場合、例えば、外観検査の結果、不良品が検出された場合、その旨を示す発光を行う。
＜Ａ－２．第１比較例及び第２比較例と本実施形態との比較＞
　次に、本実施形態の照明装置４０の作用について、第１比較例及び第２比較例との比較を介して説明する。
［Ａ－２－１．リフレクタ４０４及び発散用光学素子４２０の作用］
（Ａ－２－１－１．第１比較例）
　図８（Ａ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、第１比較例に係るランプ７００が光１０００を照射面１００２に照射している状態を示す側面図であり、図８（Ｂ）は、照射面１００２における図８（Ａ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を示す平面図である。第１比較例のランプ７００は、図示しない発光部（発光部４０２に相当するもの）と、リフレクタ７１０と、ガラス板７２０と、図示しない口金（口金４０６に相当するもの）とを有する。第１比較例のランプ７００は、以下の点で上記実施形態のランプ４００と異なる。
　すなわち、上記実施形態のランプ４００では、リフレクタ４０４は、スポット光を生成する狭角配光タイプである（この点は、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）等を参照してさらに詳述する。）。これに対し、第１比較例に係るランプ７００のリフレクタ７１０は、図８（Ａ）に示すように、光１０００の広がりが比較的大きい広角配光タイプである。なお、図８（Ａ）では、ランプ７００からの光１０００は、ランプ７００から離れるに連れて直径が大きくなっている（換言すると、光１０００が発散している）が、リフレクタ７１０の形状自体は、いわゆる集光型である。すなわち、理想的な点光源とリフレクタ７１０を組み合わせた場合、リフレクタ７１０で反射された光１０００は、発散ではなく収束する。ハロゲンランプの場合、光源が比較的大きいため、リフレクタ７１０が集光型であっても、図８（Ａ）のように光１０００が発散する。
　また、上記実施形態のランプ４００は、発散用光学素子４２０を有するのに対し、第１比較例のランプ７００は、発散用光学素子４２０の代わりにガラス板７２０を用いる。ガラス板７２０は、円状且つ板状であり、凸部４２２（図５）は存在しない。そのため、第１比較例のランプ７００から出射された光１０００は、そのまま円状に広がっていく。従って、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合及びランプ整列方向Ｄ２に向かって見た場合のいずれにおいても、第１比較例のランプ７００は、図８（Ａ）のように見える。なお、図１に示すように、ベルトコンベアの表面に対してランプ７００を垂直以外の角度で傾けた場合、正確には、照射面１００２における光１０００は楕円状となるが、理解の容易化のため、ここでは、照射面１００２に対してランプ７００を垂直とした場合を想定する（後述する図１０（Ａ）～図１４（Ｃ）等の場合も同様である。）。
　図８（Ｂ）においてより濃い部分は、照度Ｉが高いことを示す。図８（Ｂ）からわかるように、第１比較例のランプ７００からの光１０００の照度Ｉは、発光部（又は光軸）に対応する位置から離れるに従って低くなる傾向にある。また、図８（Ｂ）の２本の破線は、画像センサ３０の検出範囲Ｒのうちライン搬送方向Ｄ１の幅を示す補助線である。
　図９（Ａ）は、第１比較例に係るランプ７００を３つ並べた第１状態の光１０００の照度Ｉを簡略的に示す図である。図９（Ｂ）は、第１比較例に係るランプ７００を３つ並べた第２状態の光１０００の照度Ｉを簡略的に示す図である。すなわち、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）において、破線Ｉ１は、１つ目のランプ７００の照度Ｉを示す。一点鎖線Ｉ２は、２つ目のランプ７００の照度Ｉを示す。二点鎖線Ｉ３は、３つ目のランプ７００の照度Ｉを示す。実線Ｉｔｏｔａｌは、３つのランプ７００それぞれの照度Ｉの合計を示す（以下「合計照度Ｉｔｏｔａｌ」ともいう。）。また、範囲Ｒは、画像センサ３０の検出範囲（図９（Ａ）及び図９（Ｂ）ではランプ整列方向Ｄ２における幅）を示す。
　図９（Ａ）において、検出範囲Ｒにおける合計照度Ｉｔｏｔａｌの最大値と最小値の差ΔＩは、照度ムラを示す。図９（Ａ）では、各照度Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の間に谷ができている。この谷は、ランプ４００間の距離が遠すぎるために生じたものである。
　図９（Ｂ）において、検出範囲Ｒにおける合計照度Ｉｔｏｔａｌの最大値と最小値の差ΔＩは、照度ムラを示す。図９（Ｂ）では、各照度Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の間に山ができている。この山は、ランプ４００間の距離が近すぎるために生じたものである。
（Ａ－２－１－２．第２比較例）
　図１０（Ａ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、第２比較例に係るランプ８００が光１０００を照射面１００２に照射している状態を示す側面図であり、図１０（Ｂ）は、照射面１００２における図１０（Ａ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を示す平面図である。第２比較例のランプ８００は、図示しない発光部（発光部４０２に相当するもの）と、リフレクタ８１０と、ガラス板８２０と、図示しない口金（口金４０６に相当するもの）とを有する。
　第２比較例のランプ８００のリフレクタ８１０は、上記実施形態のランプ４００のリフレクタ４０４と同様である。すなわち、リフレクタ８１０は、発光部（図示せず）から出射された光１０００を反射する角度を、一般的なリフレクタの角度よりも狭くする。換言すると、リフレクタ８１０は、狭角配光タイプであり、ランプ８００から出射される光１０００はスポット光となる。なお、図１０（Ａ）では、ランプ８００からの光１０００は、ランプ８００から離れるに連れて直径が大きくなっている（換言すると、光１０００が発散している）が、リフレクタ８１０の形状自体は、いわゆる集光型である。すなわち、理想的な点光源とリフレクタ８１０を組み合わせた場合、リフレクタ８１０で反射された光１０００は、発散ではなく収束する。ハロゲンランプの場合、光源が比較的大きいため、リフレクタ８１０が集光型であっても、図１０（Ａ）のように光１０００が発散する。
　一方、第２比較例のランプ８００は、以下の点で上記実施形態のランプ４００と異なる。すなわち、上記実施形態のランプ４００は、発散用光学素子４２０を有するのに対し、第２比較例のランプ８００は、発散用光学素子４２０の代わりにガラス板８２０を用いる。ガラス板８２０は、第１比較例のランプ７００のガラス板７２０と同様のものである。すなわち、ガラス板８２０は、円状且つ板状であり、凸部４２２（図５）は存在しない。そのため、第２比較例のランプ８００から出射された光１０００は、そのまま円状に広がっていく。従って、第２比較例のランプ８００の１つに着目すれば、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合及びランプ整列方向Ｄ２に向かって見た場合のいずれにおいても、図１０（Ａ）のように見える（なお、複数のランプ８００が並んだ状態でランプ整列方向Ｄ２に向かって見た場合、１つのランプ８００しか見えない。）。
　図１０（Ｂ）においてより濃い部分は、照度Ｉが高いことを示す。図１０（Ｂ）からわかるように、第２比較例のランプ８００からの光１０００の照度Ｉは、発光部（又は光軸）に対応する位置から離れるに従って低くなる傾向にある。また、図１０（Ｂ）の２本の破線は、画像センサ３０の検出範囲Ｒのうちライン搬送方向Ｄ１の幅を示す補助線である。
　第１比較例（図８（Ａ）及び図８（Ｂ））と比較するとわかるように、第２比較例（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ））では、光１０００の範囲が狭い。換言すると、光１０００は、いわゆるスポット光である。そのため、第２比較例の光１０００の照度Ｉの分布は、第１比較例の照度Ｉの分布（図９（Ａ）及び図９（Ｂ））よりも山と谷がはっきり現れることとなる。
（Ａ－２－１－３．本実施形態）
　図１１（Ａ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、本実施形態に係るランプ４００が光１０００を照射している状態を示す側面図であり、図１１（Ｂ）は、ランプ整列方向Ｄ２に向かって見た場合において、本実施形態に係るランプ４００が光１０００を照射している状態を示す側面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を照射面１００２で示す平面図である。図８（Ａ）及び図１０（Ａ）それぞれでは３つのランプ７００、８００を示しているのに対し、図１１（Ａ）では１つのランプ４００を示していることに留意されたい。３つのランプ４００は、図１２（Ａ）で示されている。
　図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）からわかるように、ランプ整列方向Ｄ２に向かって見た場合、本実施形態のランプ４００は光１０００をライン搬送方向Ｄ１に向かって比較的狭く照射させるように出射する。換言すると、光１０００が画像センサ３０の検出範囲Ｒの縦方向に収まるように、光１０００をスポット状とする狭角配光とする。このような狭角配光は、リフレクタ４０４の形状により実現されるものであり、第２比較例（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ））と同様である。
　一方、図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ）からわかるように、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合、本実施形態のランプ４００はセンサ整列方向Ｄ２に向かって光１０００を発散させるように出射する。換言すると、光１０００が画像センサ３０の検出範囲Ｒの横方向（すなわち、ランプ整列方向Ｄ２）に広がるように、光１０００を発散させる。このような発散は、発散用光学素子４２０の作用により実現される。
　図１２（Ａ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、本実施形態に係るランプ４００を３つ並べた状態で各ランプ４００が光１０００を照射している状態を示す側面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を照射面１００２で示す平面図である。図１２（Ｃ）は、本実施形態に係るランプ４００を３つ並べた状態の光１０００の照度Ｉを簡略的に示す図である。図１２（Ｃ）の照度Ｉは、図１２（Ａ）に対応する。図１２（Ｃ）において、破線Ｉ１は、１つ目のランプ４００の照度Ｉを示す。一点鎖線Ｉ２は、２つ目のランプ４００の照度Ｉを示す。二点鎖線Ｉ３は、３つ目のランプ４００の照度Ｉを示す。実線Ｉｔｏｔａｌは、３つのランプ４００それぞれの照度Ｉの合計（合計照度Ｉｔｏｔａｌ）を示す。
　上記のように、本実施形態のランプ４００の場合、発散用光学素子４２０の作用により、ランプ整列方向Ｄ２における光１０００の照射範囲が広がっている（図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ））。そのため、第１比較例及び第２比較例の場合と比較して、照度ムラを小さくし易くなる。
　図１３（Ａ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、第１比較例に係るランプ７００が光１０００を照射面１００２に照射している状態を示す側面図であり、図１３（Ｂ）は、照射面１００２における図１３（Ａ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を示す平面図である。図１３（Ｃ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、第２比較例に係るランプ８００が光１０００を照射面１００２に照射している状態を示す側面図であり、図１３（Ｄ）は、照射面１００２における図１３（Ｃ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を示す平面図である。図１３（Ｅ）は、ライン搬送方向Ｄ１に向かって見た場合において、本実施形態に係るランプ４００が光１０００を照射面１００２に照射している状態を示す側面図であり、図１３（Ｆ）は、照射面１００２における図１３（Ｅ）に対応する光１０００の照度Ｉの分布を示す平面図である。
　図１４（Ａ）は、第１比較例に係るランプ７００を３つ並べた一状態の光１０００の照度Ｉの分布を照射面で示す平面図であり、図１３（Ｂ）の照度Ｉの分布を３つ並べたものであると共に、図８（Ｂ）と同様の図である。図１４（Ｂ）は、第２比較例に係るランプ８００を３つ並べた一状態の光１０００の照度Ｉの分布を照射面で示す平面図であり、図１４（Ｂ）は、図１３（Ｄ）の照度Ｉの分布を３つ並べたものであると共に、図１０（Ｂ）と同様の図である。図１４（Ｃ）は、本実施形態に係るランプ４００を３つ並べた一状態の光１０００の照度Ｉの分布を照射面で示す平面図であり、図１３（Ｆ）の照度Ｉの分布を３つ並べたものである。図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）において枠Ｒは、ラインセンサである画像センサ３０の検出範囲（又は撮像範囲）を示す。画像センサ３０はラインセンサであるため、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）において、検出範囲Ｒの縦方向の長さは１画素分に対応する。また、図１４（Ａ）における光１０００の照度Ｉの分布は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の中間である。
　図８（Ｂ）を用いて説明したように、第１比較例に係るランプ７００からの光１０００は円状となる。また、光１０００の照度Ｉの分布は、各ランプ７００の光軸位置から離れるにつれて小さくなる。検出範囲Ｒ内のいずれにおいても十分な照度Ｉを確保するためには、特にライン搬送方向Ｄ１において、検出範囲Ｒ外にも多くの光１０００が照射されることになる。これは外観検査に利用されない無駄な光１０００を発生させてしまっていることを意味する。
　また、図１０（Ｂ）を用いて説明したように、第２比較例に係るランプ８００からの光１０００はスポット状となり、検出範囲Ｒ内における照度Ｉの分布のばらつきが大きくなる。そのため、外観検査の検出精度が低下することとなる。
　一方、図１１（Ｃ）及び図１２（Ｂ）を用いて説明したように、本実施形態に係るランプ４００からの光１０００は、ランプ整列方向Ｄ２に長く、ライン搬送方向Ｄ１に短い楕円状となる。そのため、第１比較例と比較して、検出範囲Ｒ外に照射される光１０００が少なくなる。また、第１比較例及び第２比較例と比較して、検出範囲Ｒ内に照射される光１０００の照度Ｉのムラが少なくなる。換言すると、外観検査に用いる光１０００の利用効率が向上する。
［Ａ－２－２．距離調整機構４４０の作用］
　図１５（Ａ）は、距離調整機構４４０がない場合において、本実施形態に係る２つのランプ４００が光１０００を照射している第１状態を示す図であり、図１５（Ｂ）は、距離調整機構４４０がない場合において、本実施形態に係る２つのランプ４００が光１０００を照射している第２状態を示す図である。距離調整機構４４０の機能を説明するため、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）におけるランプ４００と光１０００の表示関係は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）の表示関係と相違させていることに留意されたい（図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）も同様である。）。
　図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）のいずれにおいても、ランプ４００間の距離Ｐ１は同じである。図１５（Ａ）の場合、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１が近いので、１つ目のランプ４００からの光１０００の照射範囲と、２つ目のランプ４００からの光１０００の照射範囲との重なり部分が比較的小さい。一方、図１５（Ｂ）の場合、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１が遠いので、１つ目のランプ４００からの光１０００の照射範囲と、２つ目のランプ４００からの光１０００の照射範囲との重なり部分が比較的大きい。従って、距離調整機構４４０がない場合、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１の変化により、照度ムラが生じやすくなると言える。
　図１６（Ａ）は、距離調整機構４４０がある場合において、本実施形態に係る２つのランプ４００が光１０００を照射している第１状態を示す図であり、図１６（Ｂ）は、距離調整機構４４０がある場合において、本実施形態に係る２つのランプ４００が光１０００を照射している第２状態を示す図である。図１６（Ａ）の場合、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１が近いので、距離調整機構４４０を用いてランプ間距離Ｐ１を狭くする。一方、図１６（Ｂ）の場合、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１が遠いので、距離調整機構４４０を用いてランプ間距離Ｐ１を広くする。これにより、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）それぞれの場合において、１つ目のランプ４００からの光１０００の照射範囲と、２つ目のランプ４００からの光１０００の照射範囲との重なり部分を比較的近付けることが可能となる。従って、距離調整機構４４０がある場合、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１の変化が生じても、照度ムラが生じ難くなると言える。
＜Ａ－３．外観検査装置１０の利用方法＞  
　図１７は、本実施形態に係る外観検査装置１０の利用方法を示すフローチャートである。図１７のステップＳ１１において、ユーザは、外観検査のための事前準備を行う。当該事前準備は、次のように行う。
　すなわち、ユーザは、まず画像センサ３０の位置決めを行う（ステップＳ１１１）。画像センサ３０のレンズが固定焦点である場合、レンズの焦点距離に基づいてワーク搬送装置２０又はワークＷに対して画像センサ３０を位置決めする。画像センサ３０が可変フォーカス機構を用いる場合、画像センサ３０を位置決めした後にピントを合わせてもよい。本実施形態の画像センサ３０は、ワーク搬送装置２０のベルトコンベアの表面に対して垂直となるように配置される（図１参照）。ベルトコンベアに対する画像センサ３０の向きは、それ以外としてもよい。画像センサ３０を位置決めする際は、第１治具６００（図１）を用いる。第１治具６００は、ワーク搬送装置２０に対する画像センサ３０の高さを調整する第１高さ調整機構を有する。ベルトコンベアに対する画像センサ３０の向きを調整可能とする場合、第１治具６００は、ワーク搬送装置２０に対する画像センサ３０の向きを調整する第１向き調整機構を有してもよい。
　次いで、ユーザは、ランプボックス４３０の位置決めを行う（ステップＳ１１２）。その際、ユーザは、画像センサ３０の撮像範囲にランプボックス４３０又はその影が入り込まないようにしつつ、ベルトコンベア又はワークＷにおける画像センサ３０の検出範囲Ｒにおいて、ランプ４００からの光１０００の照度Ｉが十分となるようにランプボックス４３０を配置する。ランプボックス４３０を位置決めする際は、第２治具６０２（図１）を用いる。第２治具６０２は、ワーク搬送装置２０に対するランプボックス４３０の高さを調整する第２高さ調整機構と、ワーク搬送装置２０に対するランプボックス４３０の向きを調整する第２向き調整機構を有する。
　ランプボックス４３０の位置決め（ステップＳ１１２）の後、ユーザは、距離調整機構４４０を用いたランプ間距離Ｐ１の調整を行う（ステップＳ１１３）。例えば、ユーザは、停止したベルトコンベア上における画像センサ３０の検出範囲ＲにワークＷを置いて静止させる。そして、静止状態のワークＷに対して照射装置４０から光１０００を照射させる。
　この際、ユーザは、画像センサ３０及びコントローラ５０を作動させておく。コントローラ５０は、画像センサ３０の出力又はこの出力を画像処理した出力を出力装置６０に出力させる。例えば、コントローラ５０は、画像センサ３０の検出範囲Ｒにおける照度Ｉのばらつき（ムラ）を演算して出力装置６０に表示させる。その際、照度Ｉのばらつきが所定の閾値以内であるか否かを併せて表示させる。なお、ランプ４００からの光１０００が可視光であれば、ユーザが光１０００を直接見て照度Ｉのばらつきを確認してもよいが、光１０００が赤外光である場合、ユーザは光１０００を直接見ることはできない。そのような場合、ユーザが照度Ｉの分布を確認するためには画像センサ３０の出力を用いる必要がある。
　照度Ｉのばらつきが所定の閾値以内である場合、ユーザは、ランプ間距離Ｐ１の調整を終了する。照度Ｉのばらつきが所定の閾値以内でない場合、ユーザは、ランプ間距離Ｐ１を手動で調整して再度照度Ｉのばらつきを確認する。照度Ｉのばらつきが所定の閾値以内となるまで、ユーザは、ランプ間距離Ｐ１の調整を繰り返す。照度Ｉのばらつきの代わりに照度Ｉの分布（例えば、図１２（Ｃ）のようなグラフ）を表示してもよい。
　事前準備（Ｓ１１）が完了すると、ステップＳ１２において、ユーザは、外観検査装置１０に外観検査を実行させる。その際、コントローラ５０は、ワーク搬送装置２０を作動させてワークＷを搬送させる（ステップＳ１２１）。また、コントローラ５０（照明制御部５０２）は、照明装置４０を作動させてワークＷの照明を行わせる（ステップＳ１２２）。さらに、コントローラ５０（画像センサ制御部５００）は、画像センサ３０を作動させてワークＷの画像を取得させる（ステップＳ１２３）。さらにまた、コントローラ５０（画像処理部５０４）は、画像センサ３０からのワーク画像情報に対して画像処理を行う（ステップＳ１２４）。加えて、コントローラ５０（検査結果判定部５０６）は、画像処理に基づいて結果を判定し、必要に応じて出力装置６０に出力させる（ステップＳ１２５）。外観検査装置１０を作動させ続けている間、コントローラ５０は、ステップＳ１２１～Ｓ１２５それぞれを繰り返す。また、外観検査（Ｓ１２）の途中又は後に、再設定としてステップＳ１１を再度行ってもよい（図１７における、ステップＳ１２後にステップＳ１１に戻る矢印はこのことを示している。）。
＜Ａ－４．本実施形態の効果＞
　本実施形態によれば、発散用光学素子４２０を用いて、発光部４０２からの光１０００をワーク搬送方向Ｄ１よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる（図１１（Ａ）～図１２（Ｃ））。これにより、ランプ整列方向Ｄ２（ワーク搬送方向Ｄ１に対する垂直方向）における照度ムラを低減可能となる。従って、ワークＷの外観検査の精度又は検査スピードを向上可能となる。
　本実施形態において、照明装置４０は、複数のランプ４００を支持する複数のランプソケット４１０と、複数のランプソケット４１０を、手動によりランプ整列方向Ｄ２に沿ってスライドさせて複数のランプ４００間の距離Ｐ１を調整する距離調整機構４４０とを有する（図３及び図４）。これにより、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１が変化しても照度の均一化を図ることが可能となる（図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ））。
　本実施形態において、複数のランプ４００それぞれは、差し込み式の口金４０６を有する（図５）。また、複数のランプソケット４１０は、差し込み式の口金４０６が挿入される挿入穴４１８を有する（図７）。これにより、単純なねじ型の口金と比較して、発散用光学素子４２０による光１０００の発散方向をランプ整列方向Ｄ２に確実に合わせ易くなる。
　本実施形態において、照明装置４０は、複数のランプ４００及び複数のランプソケット４１０を収容するランプボックス４３０を備える（図２～図４）。距離調整機構４４０は、ランプ整列方向Ｄ２に沿ってランプボックス４３０の背面４３０２に形成された直線状の孔４４４（図４）と、ランプボックス４３０の外側から直線状の孔４４４を介して複数のランプソケット４１０と連結してランプソケット４１０のスライド可能状態及び固定状態を切り替えるローレットねじ４４６（ランプソケット固定具（図４））とを備える。これにより、例えば、ユーザがランプ４００の正面４３００（ランプ４００が光１０００を出射する側）からランプソケット４１０又はランプ４００を持ってランプソケット４１０及びランプ４００をスライドさせる場合と比較して、ランプ間距離Ｐ１又はランプソケット４１０及びランプ４００の位置を簡易に調整し易くなる。
　本実施形態において、ランプボックス４３０は、複数のランプ４００の手前に配置されて発光部４０２から出射された光１０００のうち所定波長のみを通過させる光学フィルタ４３４０をさらに有する（図２）。これにより、光学フィルタ４３４０を複数のランプ４００それぞれではなく、ランプボックス４３０に設けることで、ランプ４００の構造を簡易にすることが可能となる。加えて、ランプ４００は寿命等により交換を要するものであるが、ランプ４００自体に光学フィルタ４３４０を設けた場合、ランプ４００交換時に光学フィルタ４３４０も一緒に交換を要することとなる。ランプ４００自体ではなくランプボックス４３０に光学フィルタ４３４０を設けることで、ランプ４００交換時に光学フィルタ４３４０を交換する必要はなくなるため、ランプ４００交換に際してのコスト抑制を図ることが可能となる。
　本実施形態において、発散用光学素子４２０は、複数のロッドレンズを密に並べて形成したもの、若しくは、マイクロレンズアレイ、又はリニアフレネルレンズのいずれかとすることができる。これにより、簡易な構成で発散用光学素子４２０を構成することが可能となる。
　本実施形態において、外観検査方法は、距離調整ステップ（図１７のＳ１１３）の前に、画像センサ３０を位置決めする画像センサ位置決めステップ（Ｓ１１１）と、画像センサ位置決めステップの後且つ距離調整ステップの前に、複数のランプ４００及び複数のランプソケット４１０を収容するランプボックス４３０を位置決めするランプボックス位置決めステップ（Ｓ１１２）とを有する。また、距離調整ステップ（Ｓ１１３）では、画像センサ３０及び複数のランプ４００を作動させた状態で、画像センサ３０の出力に基づく光１０００の照度分布に応じて、手動によりランプ間距離Ｐ１を調整する。これにより、実際の撮像状態に応じてランプ間距離Ｐ１を調整可能となる。
Ｂ．変形例
　なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
＜Ｂ－１．照明装置４０＞
［Ｂ－１－１．照明装置４０全体］
　上記実施形態では、ワークＷに対して照明装置４０及び画像センサ３０が同じ側にある構成（いわゆる反射型）であった（図１）。しかしながら、例えば、発光部４０２から出射された光１０００を、発散用光学素子４２０を用いてワーク搬送方向Ｄ１よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる観点からすれば、これに限らない。例えば、ワークＷを挟んで照明装置４０と画像センサ３０を反対側に位置させる構成（いわゆる透過型）に本発明を適用してもよい。
［Ｂ－１－２．ランプ４００］
　上記実施形態のランプ４００は、リフレクタ付半球状であった（図５）。しかしながら、例えば、発光部４０２から出射された光１０００を、発散用光学素子４２０を用いてワーク搬送方向Ｄ１よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる観点からすれば、これに限らない。ランプ４００は、半球状以外の形状（例えば、角柱状）も可能である。
　上記実施形態のランプ４００は、口金４０６に電極ピン４０８を設けた（図５）。しかしながら、例えば、ワーク搬送方向Ｄ１に対して発散用光学素子４２０の向きを調整する観点からすれば、これに限らない。例えば、径方向に突出する長さの異なる位置決めピンを用いることも可能である。なお、口金４０６の形状を変更する場合、これに伴って、ランプソケット４１０側の形状も変更する必要がある。
　上記実施形態のランプ４００は、口金４０６が差し込み式であった（図５）。しかしながら、例えば、発光部４０２から出射された光１０００を、発散用光学素子４２０を用いてワーク搬送方向Ｄ１よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる観点からすれば、これに限らない。例えば、口金４０６はねじ式であってもよい。但し、口金４０６をねじ式にする場合、ワーク搬送方向Ｄ１に対して発散用光学素子４２０の向きを調整する必要がある。なお、口金４０６の形状を変更する場合、これに伴って、ランプソケット４１０側の形状も変更する必要がある。
［Ｂ－１－３．発散用光学素子４２０］
　上記実施形態では、発散用光学素子４２０をランプ４００毎に設けた（図２、図５等）。しかしながら、発光部４０２から出射された光１０００を、発散用光学素子４２０を用いてワーク搬送方向Ｄ１よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる観点からすれば、これに限らない。例えば、全てのランプ４００で共通する単一の発散用光学素子４２０を設けてもよい。
　上記実施形態の発散用光学素子４２０では、ランプ整列方向Ｄ２において凸部４２２の形状を等しくしていた（図５及び図６）。しかしながら、例えば、ランプ整列方向Ｄ２における照度ムラを低減する観点からすれば、これに限らない。ランプ整列方向Ｄ２において凸部４２２の形状を変化させてもよい。
［Ｂ－１－４．ランプボックス４３０］
　上記実施形態のランプボックス４３０には、蓋部４３４を設けた（図２及び図３）。しかしながら、例えば、ランプ整列方向Ｄ２における照度ムラを低減する観点からすれば、これに限らず、蓋部４３４を省略してもよい。
　上記実施形態のランプボックス４３０には、光学フィルタ４３４０を設けた（図２）。しかしながら、例えば、発光部４０２から出射された光１０００のうち所定波長のみを出力する観点からすれば、これに限らない。例えば、各ランプ４００に光学フィルタ４３４０を設けてもよい。或いは、例えば、外観検査装置１０の用途又はランプ４００の仕様によっては、光学フィルタ４３４０を省略することも可能である。
［Ｂ－１－５．距離調整機構４４０］
　上記実施形態の距離調整機構４４０では、ローレットねじ４４６をランプボックス４３０の背面４３０２に配置した（図４）。しかしながら、例えば、ランプボックス４３０の外部からランプソケット４１０のスライド位置を調整する観点からすれば、これに限らない。例えば、ローレットねじ４４６をランプボックス４３０の側面４３０４、４３０６の一方に設けてもよい。
　上記実施形態の距離調整機構４４０では、ローレットねじ４４６を用いて、ランプソケット４１０のスライド可能状態及び固定状態を切り替えた（図４）。しかしながら、例えば、ランプソケット４１０のスライド可能状態及び固定状態を切り替える観点からすれば、これに限らない。例えば、ローレットねじ４４６以外のランプソケット固定具として、例えば、ローレットねじ以外のねじ（ナベねじ等）又はスナップフィットを用いてもよい。或いは、通常使用時にはランプソケット４１０がガイドレール４４２上を移動しないようにランプソケット４１０とガイドレール４４２の間に摩擦力が発生するようにランプソケット４１０とガイドレール４４２を接触させておき、ユーザからの力が加わった際、摩擦力に抗してランプソケット４１０が移動可能となるように構成してもよい。
　上記実施形態において、ローレットねじ４４６（軸部）は、ランプソケット４１０に直接連結されていた（図４）。しかしながら、例えば、ランプソケット４１０のスライド可能状態及び固定状態を切り替える観点からすれば、これに限らない。例えば、ローレットねじ４４６は、ランプソケット４１０の支持部材等を介してランプソケット４１０に連結してもよい。
　上記実施形態の距離調整機構４４０は、ランプ間距離Ｐ１を手動で調整するものであった（図４）。しかしながら、例えば、ランプ４００からワークＷまでの距離Ｈ１（図１６(Ａ)、図１６(Ｂ)）等に応じてランプ間距離Ｐ１を調整する観点からすれば、これに限らない。距離調整機構４４０は、コントローラ５０からの指令に基づいて、ランプ間距離Ｐ１を自動で調整してもよい。
　具体的には、例えば、以下のような方法を用いてランプ間距離Ｐ１を自動で調整することができる。すなわち、照明装置４０には、ランプソケット４１０をスライドさせるアクチュエータ（電動モータ等）をランプソケット４１０毎に設けておく。また、ランプ間距離Ｐ１を広げる第１ボタンと、ランプ間距離Ｐ１を狭める第２ボタンをコントローラ５０に設けておく。そして、ユーザが第１ボタンを押した際、各ランプソケット４１０が遠ざかるようにアクチュエータを作動させる。また、ユーザが第２ボタンを押した際、各ランプソケット４１０が近づくようにアクチュエータを作動させる。これにより、１つのボタン操作で複数のランプ４００の位置を調整可能となる。
　なお、この変形例の場合、中央に位置するランプソケット４１０に対してはアクチュエータを省略してもよい。また、各ランプソケット４１０に対してアクチュエータを設ける代わりに１つの共通のアクチュエータを設け、アクチュエータからの駆動力を減速機を用いて各ランプソケット４１０に伝達してランプ間距離Ｐ１を調整してもよい。アクチュエータは、ランプボックス４３０の内部又は外部いずれに設けてもよい。
　或いは、ユーザがボタン操作をする代わりにコントローラ５０自体がランプ間距離Ｐ１を調整する別の変形例も可能である。すなわち、必要に応じてベルトコンベア上における画像センサ３０の検出範囲ＲにはユーザがワークＷを配置しておく。そして、コントローラ５０は、画像センサ３０及び照明装置４０を作動させ、画像センサ３０からのワーク画像情報に基づいて検出範囲Ｒにおける照度Ｉのばらつき（又は照度Ｉの分布）を算出する。そして、照度Ｉのばらつき（又は照度Ｉの分布）に基づいてアクチュエータを作動させてランプ間距離Ｐ１を自動的に調整する。なお、この段階では、検出範囲ＲにワークＷを配置せずにベルトコンベアの表面を撮像してランプ間距離Ｐ１を調整してもよい。
　上記実施形態では、距離調整機構４４０を用いた（図２～図４）。しかしながら、例えば、発光部４０２から出射された光１０００を、発散用光学素子４２０を用いてワーク搬送方向Ｄ１よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる観点からすれば、これに限らず、距離調整機構４４０を省略してもよい。
＜Ｂ－２．その他＞
　上記実施形態では、事前準備（図１７のＳ１１）において、画像センサ３０の位置決め（Ｓ１１１）、ランプボックス４３０の位置決め（Ｓ１１２）及びランプ間距離Ｐ１の調整（Ｓ１１３）の順に作業を行った。しかしながら、作業の順番は適宜変更してもよい。
　上記実施形態において、ランプ間距離Ｐ１の調整（図１７のＳ１１３）は、画像センサ３０及びランプ４００を作動させた状態で行った。しかしながら、場合によっては、画像センサ３０及びランプ４００を作動させない状態で行ってもよい。
　上記実施形態では、照明装置４０を外観検査装置１０に用いた（図１）。しかしながら、例えば、発光部４０２から出射された光１０００を、発散用光学素子４２０を用いてワーク搬送方向Ｄ１（又はランプ整列方向Ｄ２と垂直な方向）よりもランプ整列方向Ｄ２に広げるように発散させる観点からすれば、これに限らない。照明装置４０は、外観検査以外の目的（例えば、ワークＷの観察）でも利用可能である。その場合、ワーク搬送装置２０、コントローラ５０又は出力装置６０を省略してもよい。
１０…外観検査装置　　　　　　２０…ワーク搬送装置
３０…画像センサ　　　　　　　４０…照明装置
４００…ランプ　　　　　　　　４０２…発光部
４０６…口金　　　　　　　　　４１０…ランプソケット
４１８…挿入穴　　　　　　　　４２０…発散用光学素子
４３０…ランプボックス　　　　４３００…ランプボックスの正面
４３０２…ランプボックスの背面
４３０４、４３０６…ランプボックスの側面
４３４０…光学フィルタ
４４０…距離調整機構　　　　　４４４…直線状の孔
４４６…ローレットねじ（ランプソケット固定具）
５０…コントローラ
１０００…光
Ｄ１…ワーク搬送方向　　　　　Ｄ２…ランプ整列方向
Ｗ…ワーク

Claims (10)

  1. 　ワーク搬送装置により搬送されているワークを撮像する画像センサと、
    　前記画像センサの撮像範囲を照明する複数のランプを備える照明装置と、
    　前記画像センサが撮像したワーク画像に基づいて前記ワークの外観検査を行うコントローラと
    　を備える外観検査装置であって、
    　前記画像センサは、一直線状の画素のみを撮像するラインセンサであり、
    　前記複数のランプは、前記ワーク搬送装置による前記ワークの搬送方向に対して垂直なランプ整列方向に並んで配置され、
    　前記照明装置は、前記複数のランプの発光部と前記ワークの間に配置され、前記発光部から出射された光を、前記ワークの搬送方向よりも前記ランプ整列方向に広げるように発散させる発散用光学素子を備える
    　ことを特徴とする外観検査装置。
  2. 　請求項１に記載の外観検査装置において、
    　前記照明装置は、
    　　前記複数のランプを支持する複数のランプソケットと、
    　　前記複数のランプソケットを、手動により又は自動的に前記ランプ整列方向に沿ってスライドさせて前記複数のランプ間の距離を調整する距離調整機構と
    　を有することを特徴とする外観検査装置。
  3. 　請求項２に記載の外観検査装置において、
    　前記複数のランプそれぞれは、差し込み式の口金を有し、
    　前記複数のランプソケットは、前記差し込み式の口金が挿入される挿入穴を有する
    　ことを特徴とする外観検査装置。
  4. 　請求項２又は３に記載の外観検査装置において、
    　前記照明装置は、前記複数のランプ及び前記複数のランプソケットを収容するランプボックスを備え、
    　前記光が出射される側の前記ランプボックスの面を正面とし、その反対を前記ランプボックスの背面とし、前記正面及び前記背面の間の面であり且つ前記ランプ整列方向に沿った面を前記ランプボックスの側面とするとき、前記距離調整機構は、
    　　前記ランプ整列方向に沿って前記ランプボックスの前記背面又は前記側面に形成された直線状の孔と、
    　　前記ランプボックスの外側から前記直線状の孔を介して前記複数のランプソケットと連結して前記ランプソケットのスライド可能状態及び固定状態を切り替えるランプソケット固定具と
    　を備える
    　ことを特徴とする外観検査装置。
  5. 　請求項４に記載の外観検査装置において、
    　前記ランプボックスは、前記複数のランプの手前に配置されて前記発光部から出射された前記光のうち所定波長のみを通過させる光学フィルタをさらに有する
    　ことを特徴とする外観検査装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の外観検査装置において、
    　前記発散用光学素子は、
    　　複数のロッドレンズを密に並べて形成したもの、若しくは、
    　　マイクロレンズアレイ、又は
    　　リニアフレネルレンズ
    　のいずれかである
    　ことを特徴とする外観検査装置。
  7. 　それぞれが発光部を備えて直線状に並んだ複数のランプと、
    　前記複数のランプを支持する複数のランプソケットと
    　を備える照明装置であって、
    　前記複数のランプが並ぶ方向をランプ整列方向と定義するとき、前記照明装置は、前記複数のランプの発光部から光が出射される側に配置されて、前記発光部から出射された前記光を、前記ランプ整列方向に垂直な方向よりも前記ランプ整列方向に広げるように発散させる発散用光学素子をさらに備える
    　ことを特徴とする照明装置。
  8. 　ワーク搬送装置によりワークを搬送するワーク搬送ステップと、
    　前記ワーク搬送装置による前記ワークの搬送方向に対して垂直なランプ整列方向に並んで配置された複数のランプを用いて、前記ワーク搬送装置により搬送されている前記ワークを照明する照明ステップと、
    　前記複数のランプにより照明されている前記ワークを画像センサにより撮像する撮像ステップと、
    　前記画像センサが撮像したワーク画像に基づいてコントローラが前記ワークの外観検査を行う外観検査ステップと
    　を備える外観検査方法であって、
    　前記照明ステップでは、前記複数のランプの発光部と前記ワークの間に配置された発散用光学素子により、前記発光部から出射された光を、前記ワークの搬送方向よりも前記ランプ整列方向に広げるように発散させる
    　ことを特徴とする外観検査方法。
  9. 　請求項８に記載の外観検査方法において、
    　前記ワーク搬送ステップ、前記照明ステップ及び前記撮像ステップに先立って、前記複数のランプを支持する複数のランプソケットを、手動により又は自動的に前記ランプ整列方向に沿ってスライドさせて前記複数のランプ間の距離を調整する距離調整ステップを有する
    　ことを特徴とする外観検査方法。
  10. 　請求項９に記載の外観検査方法において、
    　前記外観検査方法は、
    　　前記距離調整ステップの前に、前記画像センサを位置決めする画像センサ位置決めステップと、
    　　前記画像センサ位置決めステップの後且つ前記距離調整ステップの前に、前記複数のランプ及び前記複数のランプソケットを収容するランプボックスを位置決めするランプボックス位置決めステップと
    　を有し、
    　前記距離調整ステップでは、前記画像センサ及び前記複数のランプを作動させた状態で、前記画像センサの出力に基づく前記光の照度分布に応じて、手動により又は自動的に前記複数のランプ間の距離を調整する
    　ことを特徴とする外観検査方法。
PCT/JP2020/040709 2020-10-29 2020-10-29 外観検査装置、照明装置及び外観検査方法 WO2022091312A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/040709 WO2022091312A1 (ja) 2020-10-29 2020-10-29 外観検査装置、照明装置及び外観検査方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/040709 WO2022091312A1 (ja) 2020-10-29 2020-10-29 外観検査装置、照明装置及び外観検査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022091312A1 true WO2022091312A1 (ja) 2022-05-05

Family

ID=81382108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/040709 WO2022091312A1 (ja) 2020-10-29 2020-10-29 外観検査装置、照明装置及び外観検査方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022091312A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6134124U (ja) * 1984-07-31 1986-03-01 日立電子エンジニアリング株式会社 半導体線状光源装置
JPS62147587A (ja) * 1985-12-23 1987-07-01 株式会社日立製作所 光センサ装置
JPH07104131A (ja) * 1993-10-01 1995-04-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光ファイバライン状ライトガイド
JP2003130802A (ja) * 2001-10-26 2003-05-08 Nippon Steel Corp 疵検査装置及び疵検査方法
JP2016014632A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 日星電気株式会社 照明装置
US20170123218A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Hexagon Technology Center Gmbh Lasermodule comprising a micro-lens array

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6134124U (ja) * 1984-07-31 1986-03-01 日立電子エンジニアリング株式会社 半導体線状光源装置
JPS62147587A (ja) * 1985-12-23 1987-07-01 株式会社日立製作所 光センサ装置
JPH07104131A (ja) * 1993-10-01 1995-04-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光ファイバライン状ライトガイド
JP2003130802A (ja) * 2001-10-26 2003-05-08 Nippon Steel Corp 疵検査装置及び疵検査方法
JP2016014632A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 日星電気株式会社 照明装置
US20170123218A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Hexagon Technology Center Gmbh Lasermodule comprising a micro-lens array

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109804238B (zh) 光学检查装置
JP5107921B2 (ja) 散乱計用の二重のビームのセットアップ
TWI557434B (zh) 照明系統
US6760116B2 (en) Three-dimensional shape and color detecting apparatus
JP4091079B2 (ja) マルチスペクトル撮像装置、マルチスペクトル照明装置
EP3356092A1 (en) System
US20140185136A1 (en) Multi directional illumination for a microscope and microscope
KR101649382B1 (ko) 이색성 필터를 사용하는 조명 각도 제어
US7503680B2 (en) Striplight and system with high-power light-emitting diodes for an automatic fault detection system
JP2005158490A (ja) 画像処理検査用リング状照明装置
WO2022091312A1 (ja) 外観検査装置、照明装置及び外観検査方法
WO2010090604A1 (en) A light detection arrangement and a method for detecting light in a light detection arrangement
JP2022049881A (ja) 光学装置
JP4331077B2 (ja) Ｌｅｄ式光源装置及びスポットライト
JP2008089599A (ja) マルチスペクトル撮像装置、マルチスペクトル照明装置
US11927528B2 (en) Light source device and optical device
JP2009092481A (ja) 外観検査用照明装置及び外観検査装置
JP2018200211A (ja) 光学測定装置
KR102281935B1 (ko) 조명장치 및 이를 포함하는 머신비전 시스템
JP4232648B2 (ja) 反射光測定装置
JP2015102364A (ja) 外観検査装置
KR102361925B1 (ko) 광학장치
WO2017056479A1 (en) System
CN117515442A (zh) 在线光学检测设备
JP2005069695A (ja) 棒状物品照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20959830

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20959830

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP