(57)【要約】      （修正有）【課題】被検物の上面部又は下面部と側面部からの反射像を導き１台の撮像装置で撮像し、被検物の外周面を高精度で検査できる、光学外観検査装置を提供する。【解決手段】搬送する被検物を撮像装置で撮像して検査する外観検査用の光学装置において、被検物Ｔを一列に整列して搬送する搬送手段６に、搬送手段６により搬送する被検物Ｔの上面部又は下面部から直交する反射光を撮像装置４０へと導く第１の光導手段２０と、該第１の光導手段とは離れた検査位置にて、該被検物Ｔの一側面部とその反対側の他側面部とからの反射光を、搬送手段６の搬送方向に対して搬送平面の所定角度で入射して撮像装置４０へとそれぞれ導く第２と第３の光導手段３０とが備えられ、これらの反射光を第１の光導手段２０と第２及び第３の光導手段３０とを通して撮像装置４０の走査軸上に導き、被検物Ｔのそれぞれの反射像を同一撮像面に結像する外観検査装置に用いられる光学装置である。【選択図】図１
2010261837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送する被検物を撮像装置で撮像し画像処理して検査する外観検査装置に用いられる光学装置において、
前記被検物を一列に整列し一定速度で搬送する搬送手段に、該搬送手段により搬送する被検物の上面部又は下面部からの搬送平面に直交する反射光を前記撮像装置へと導く第１の光導手段と、該第１の光導手段とは離れた検査位置にて、前記被検物の一側面部とその反対側の他側面部とからの反射光を、該搬送手段の搬送方向に対し搬送平面の所定角度で入射して該撮像装置へとそれぞれ導く第２及び第３の光導手段とが備えられ、前記第１の光導手段と前記第２及び第３の光導手段とを通し、前記被検物のそれぞれの反射像を前記撮像装置の走査軸上に導いて同一撮像面に結像することを特徴とする外観検査用の光学装置。
【請求項２】
前記第１の光導手段は前記被検物の上面部又は下面部からの反射光がドーム状拡散板の上部に設けたスリット状開口部を通して入射し入射光を全反射して搬送方向に出射する第１の光導部材と、該第１の光導部材からの出射光の光軸を角度変換する第２の光導部材と、該第２の光導部材からの出射光を全反射して前記撮像装置に導く第３の光導部材とからなり、
前記第２の光導手段は前記被検物の一側面部からの反射光が入射して全反射する第４の光導部材と、該第４の光導部材からの出射光を反射する第１の反射部材と、該第１の反射部材の反射光を前記撮像装置に導く第２の反射部材とからなり、かつ前記第３の光導手段は被検物を中心として前記第２の光導手段とは対称に配置され、前記被検物の一側面部とは反対側の他側面部からの反射光を前記撮像装置に導く手段であって、前記第２の光導手段と同等の第４の光導部材と第１及び第２の反射部材とからなり、
前記第１の光導手段と前記第２及び第３の光導手段とによって、前記被検物の上面部又は下面部から前記撮像装置の撮像面までと、該被検物の側面部から該撮像装置の撮像面までとの光学路長を等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の外観検査用の光学装置。
【請求項３】
前記所定角度は４５°であり、かつ前記第２の光導部材は前記第１の光導部材からの出射光の光軸に対して４５°角度変換して出射することを特徴とする請求項１又は２に記載の外観検査用の光学装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の光学装置を備える外観検査装置であって、
前記搬送手段は、前記被検物の下面部を負圧吸引して吸着搬送する第１の搬送ベルトと、該第１の搬送ベルトから受け渡される該被検物の上面部を負圧吸引して吸着搬送する第２の搬送ベルトとからなり、
前記被検物の外観を撮像するための光学装置が、前記第１乃至第３の光導手段とラインセンサからなる前記撮像装置とを含み、該光学装置が前記第１と第２の搬送ベルトの搬送面側にそれぞれ設けられ、かつ、前記ドーム状拡散板を通して該被検物の上面部又は下面部を照明する第１の照明装置が前記第１と第２の搬送ベルトにそれぞれ設けられるとともに、該被検物の側面部を拡散板を通して照明する第２の照明装置が前記第１と第２の搬送ベルトにそれぞれ設けられ、
前記第１の搬送ベルト側の前記ドーム状拡散板に設けたスリット状開口部を通して前記被検物の上面部からの反射光が前記第１の光導手段により前記撮像装置に導かれ、かつ、搬送方向に対して斜め方向の該被検物の一側面部と反対側の他側面部とからの反射光が前記第２と前記第３の光導手段によりそれぞれ該撮像装置に導かれて前記被検物の反射像を同一撮像面に結像し、
続いて、前記第１の搬送ベルトからの被検物を前記第２の搬送ベルトで受けて搬送し上記と同様の光学装置によって、前記被検物の下面部と上記側面部とは異なる斜め方向の側面部の反射像をそれぞれ同一撮像面に結像し、
前記搬送手段で搬送する被検物の全周面を前記第１と第２の搬送ベルトに設けた前記撮像装置で撮像して該被検物の損傷や欠陥の有無を検査することを特徴とする外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錠剤等の被検物の傷や欠損等の損傷或いは欠陥の有無を検査する外観検査装置及び外観検査用の光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、錠剤等の小型成型品では、その外観の全周を外観検査装置により検査し傷や欠損等が発生しているか否かを判別し、小型成型品の良品・不良品の判別している。従来の外観検査装置は、小型成型品の上面部又は下面部と側面部との外観検査に際し、異なる位置に設置したカメラで小型成型品の各部を撮影して良品・不良品の判別を行っていたが、一個の小型成型品に対して２台のカメラを使用することになり、コストが高騰する欠点があった。このような欠点を解消するものとし、１台のカメラで小型成型品の上面部又は下面部と側面部とを同一撮像面に結像し、その撮像画像から小型成型品の良品・不良品の判別を行う外観検査装置があった。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）は、従来の外観検査装置の一例であり、この外観検査装置はドラム状の搬送体１に吸引孔１ｂを等間隔に有するフランジ部１ａが設けられ、各吸引孔１ｂに錠剤等の小型成型品の被検物Ｔを負圧吸引してフランジ部１ａに吸着し搬送し、この搬送過程で被検物Ｔの外観検査が行われる。フランジ部１ａには、隣接して反射部材（２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）が設けられ、被検物Ｔは照明装置から斜め方向からの照明光Ｌにより照明される。被検物Ｔの側面部からの反射光は、反射部材２ａに入射し、その反射光が反射部材３ａに入射し、その反射光が反射部材４ａに入射しその反射光が撮像装置５のラインセンサー５ａに入射する。また、被検物Ｔの他の側面部からの反射光は反射部材２ｂに入射し、その反射光が反射部材３ｂに入射し、その反射光が反射部材４ｂに入射しその反射光が撮像装置５のラインセンサー５ａに入射する。さらに、被検物Ｔの上面部からの反射光は撮像装置５のラインセンサー５ａに入射する。被検物Ｔの側面部及び上面部の反射像が撮像装置５で撮像され、これら反射像の撮像画像から被検物Ｔの表面欠陥の有無を判定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、検査装置には、被検物の上面部と側面部とを検査するに際し、環状プリズムを使用するものがある。この環状プリズムには、その中央に穴が設けられ、被検物がこの穴に挿入され、被検物の上面部からの反射光が撮像装置のレンズに直接入射し、その側面部の反射光が環状プリズムで全反射して撮像装置のレンズに入射し、被検物の上面部と側面部の反射像を撮像し、２台のカメラを用いることなく、被検物の異なる方向の外観検査を行うようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３１７４１５号公報
【特許文献２】特開平５−８７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外観検査装置では、被検物の外観或いは表面検査をむら無く高い精度で検査するには被検物を均一に照明する必要がある。従来の外観検査装置では、被検物の側面部と上面部とを同じ位置に設置した撮像装置で撮像する場合、被検物の側面部及び上面部を均一に照明できるように照明装置をそれぞれ異なった位置に配置している。しかし、被検物の側面部及び上面部を均一に照明するために、それぞれ異なった位置に配置したとしても被検物の側面部を照明する照明装置からの照明光が、上面部を照明する照明光と干渉し合ったり、或いは、照明装置の照明光が周囲の機構部材や光学部材等で反射し、この反射光と照明光とが互いに干渉し合ったりし、被検物の上面部又は下面部や側面部を均一に照明するように照明装置を配置するのは限界があった。
【０００７】
また、被検物の周囲の機構部材や光学機器等の反射を防止するためには、これらの部材や機器の全表面に光吸収処理膜を塗布して反射を低減することも考えられるが、反射光を完全に吸収するのは困難であり、また、そのような表面処理をすると高価なものとなる欠点があった。さらに、被検物の上面部又は下面部及び側面部を撮影するための光学系を同じ位置に配置して撮影する場合、これらの撮像部を個別に照明する照明装置を配置する余裕がなくなり、均一に照明するのが困難になる欠点があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、被検物の上面部又は下面部と側面部からの反射像を導いて１台の撮像装置で撮像し、被検物の外周面を高い精度で検査できる外観検査装置に用いる光学装置を提供することを目的し、かつ、この光学装置を用いた外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決したものであって、請求項１の発明は、搬送する被検物を撮像装置で撮像し画像処理して検査する外観検査装置に用いられる光学装置において、
前記被検物を一列に整列し一定速度で搬送する搬送手段に、該搬送手段により搬送する被検物の上面部又は下面部からの搬送平面に直交する反射光を前記撮像装置へと導く第１の光導手段と、該第１の光導手段とは離れた検査位置にて、前記被検物の一側面部とその反対側の他側面部とからの反射光を、該搬送手段の搬送方向に対し搬送平面の所定角度で入射して該撮像装置へとそれぞれ導く第２及び第３の光導手段とが備えられ、前記第１の光導手段と前記第２及び第３の光導手段とを通し、前記被検物のそれぞれの反射像を前記撮像装置の走査軸上に導いて同一撮像面に結像することを特徴とする外観検査用の光学装置である。
【００１０】
また、請求項２の発明は、前記第１の光導手段は前記被検物の上面部又は下面部からの反射光がドーム状拡散板の上部に設けたスリット状開口部を通して入射し入射光を全反射して搬送方向に出射する第１の光導部材と、該第１の光導部材からの出射光の光軸を角度変換する第２の光導部材と、該第２の光導部材からの出射光を全反射して前記撮像装置に導く第３の光導部材とからなり、
前記第２の光導手段は前記被検物の一側面部からの反射光が入射して全反射する第４の光導部材と、該第４の光導部材からの出射光を反射する第１の反射部材と、該第１の反射部材の反射光を前記撮像装置に導く第２の反射部材とからなり、かつ前記第３の光導手段は被検物を中心として前記第２の光導手段とは対称に配置され、前記被検物の一側面部とは反対側の他側面部からの反射光を前記撮像装置に導く手段であって、前記第２の光導手段と同等の第４の光導部材と第１及び第２の反射部材とからなり、
前記第１の光導手段と前記第２及び第３の光導手段とによって、前記被検物の上面部又は下面部から前記撮像装置の撮像面までと、該被検物の側面部から該撮像装置の撮像面までとの光学路長を等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の外観検査用の光学装置である。
【００１１】
また、請求項３の発明は、前記所定角度は４５°であり、かつ前記第２の光導部材は前記第１の光導部材からの出射光の光軸に対して４５°角度変換して出射することを特徴とする請求項１又は２に記載の外観検査用の光学装置である。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の光学装置を備える外観検査装置であって、
前記搬送手段は、前記被検物の下面部を負圧吸引して吸着搬送する第１の搬送ベルトと、該第１の搬送ベルトから受け渡される該被検物の上面部を負圧吸引して吸着搬送する第２の搬送ベルトとからなり、
前記被検物の外観を撮像するための光学装置が、前記第１乃至第３の光導手段とラインセンサからなる前記撮像装置とを含み、該光学装置が前記第１と第２の搬送ベルトの搬送面側にそれぞれ設けられ、かつ、前記ドーム状拡散板を通して該被検物の上面部又は下面部を照明する第１の照明装置が前記第１と第２の搬送ベルトにそれぞれ設けられるとともに、該被検物の側面部を拡散板を通して照明する第２の照明装置が前記第１と第２の搬送ベルトにそれぞれ設けられ、
前記第１の搬送ベルト側の前記ドーム状拡散板に設けたスリット状開口部を通して前記被検物の上面部からの反射光が前記第１の光導手段により前記撮像装置に導かれ、かつ、搬送方向に対して斜め方向の該被検物の一側面部と反対側の他側面部とからの反射光が前記第２と前記第３の光導手段によりそれぞれ該撮像装置に導かれて前記被検物の反射像を同一撮像面に結像し、
続いて、前記第１の搬送ベルトからの被検物を前記第２の搬送ベルトで受けて搬送し上記と同様の光学装置によって、前記被検物の下面部と上記側面部とは異なる斜め方向の側面部の反射像をそれぞれ同一撮像面に結像し、
前記搬送手段で搬送する被検物の全周面を前記第１と第２の搬送ベルトに設けた前記撮像装置で撮像して該被検物の損傷や欠陥の有無を検査することを特徴とする外観検査装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、搬送する被検物を撮像装置で撮像し画像処理して検査する外観検査装置に用いられる光学装置において、
前記被検物を一列に整列し一定速度で搬送する搬送手段に、該搬送手段により搬送する被検物の上面部又は下面部からの搬送平面に直交する反射光を前記撮像装置へと導く第１の光導手段と、該第１の光導手段とは離れた検査位置にて、前記被検物の一側面部とその反対側の他側面部とからの反射光を、該搬送手段の搬送方向に対し搬送平面の所定角度で入射して該撮像装置へとそれぞれ導く第２及び第３の光導手段とが備えられ、前記第１の光導手段と前記第２及び第３の光導手段とを通し、前記被検物のそれぞれの反射像を前記撮像装置の走査軸上に導いて同一撮像面に結像することを特徴とする外観検査用の光学装置であるので、任意の間隔で一列に整列して搬送する被検物の上面部（又は下面）の反射光（反射像）を第１の光導手段で撮像装置に導き、かつ該被検物の一側面部からの反射光（一側面反射像）を第２の光導手段で該撮像装置に導くとともに、該被検物の他側面部からの反射光（他側面反射像）を第３の光導手段で該撮像装置に導いており、被検物の上面部（又は下面部）と相対する側面部とを照明する照明装置をそれぞれ分離して配置することが可能であり、これらの照明装置は物理的に分離しており、互いの照明光が干渉するのを防止することが容易であるし、また、上面部（又は下面部）と側面部の検査位置を分離することで、照明装置同士の照明光が周辺の機構部品や光学部材等で反射してその反射光が互いに干渉するのを防止し、それぞれの被検物の検査対象面を均一に照明することができ、この検査対象面からの撮像画像を画像処理することによって、高い精度の外観検査ができる利点がある。
【００１４】
また、第１の光導手段と第２及び第３の光導手段とによって、被検物の反射面（上面部又は下面部、及び一方の側面部と相対する他方の側面部）から撮像装置の撮像面（走査軸上）までの光路学路長を等しくすることが容易であり、また、一方の被検物の上面部（又は下面部）と他方の被検物の側面部とからの反射光の光学路長を等しくすることができるので、これらの反射像が撮像装置の撮像面に鮮明に結像し、撮像することができる利点がある。また、被検物の上（下）面部の撮像位置と側面部の撮像位置とを物理的に離れた位置に配置したことにより、被検物を照明するための物理的スペースを確保するとともに、それぞれを照明する照明光が干渉するのを防止し、被検物を均一に照明することができ、被検物の画像処理による外観検査が高い精度できる利点がある。また、被検物の上面部（又は下面部）と側面部からの反射像を１台の撮像装置へと導くことができるので、外観検査装置を安価に提供できる利点がある。
【００１５】
また、請求項２の発明では、前記第１の光導手段は前記被検物の上面部又は下面部からの反射光がドーム状拡散板の上部に設けたスリット状開口部を通して入射し入射光を全反射して搬送方向に出射する第１の光導部材と、該第１の光導部材からの出射光の光軸を角度変換する第２の光導部材と、該第２の光導部材からの出射光を全反射して前記撮像装置に導く第３の光導部材とからなり、
前記第２の光導手段は前記被検物の一側面部からの反射光が入射して全反射する第４の光導部材と、該第４の光導部材からの出射光を反射する第１の反射部材と、該第１の反射部材の反射光を前記撮像装置に導く第２の反射部材とからなり、かつ前記第３の光導手段は被検物を中心として前記第２の光導手段とは対称に配置され、前記被検物の一側面部とは反対側の他側面部からの反射光を前記撮像装置に導く手段であって、前記第２の光導手段と同等の第４の光導部材と第１及び第２の反射部材とからなり、
前記第１の光導手段と第２又は第３の光導手段とによって、前記被検物の上面部又は下面部から前記撮像装置の撮像面までと、該被検物の側面部から該撮像装置の撮像面までとの光学路長を等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の外観検査用の光学装置であるので、被検物の上面部又は下面部、及び側面部と相対する他方の側面部からの反射像を撮像装置の走査軸上に導いて被検物のそれぞれの検査対象部を撮像面に結像して一体に撮像することができ、被検物の外観検査の精度を高めることができる利点がある。
【００１６】
また、請求項３の発明では、前記所定角度は４５°であり、かつ前記第２の光導部材は前記第１の光導部材からの出射光の光軸に対して４５°角度変換して出射することを特徴とする請求項１又は２に記載の外観検査用の光学装置であるので、被検物の上面部又は下面部からの搬送面に対し直交方向の反射像と、被検物の搬送方向に対し搬送面の４５°の角度から入射する側面部の反射像とを撮像装置のカメラ走査軸に導いて、同一撮像面に一体に結像することができる利点がある。なお、被検物の上（下）面部と側面部の全周を確実に撮像するために、撮像装置の走査軸を４５°の傾斜した角度に設定し、これに応じて所定角度等を設定し、被検物の上（下）面部の撮影する位置と側面部の撮影する位置を物理的に離し、被検物を照明する照明光の干渉を防止することができるし、撮像プリズム等の光導部材の周囲に照明装置や拡散板等を適切に配置するためのスペースが確保できる利点がある。
【００１７】
また、請求項４の発明では、請求項２又は３に記載の光学装置を備える外観検査装置であって、
前記搬送手段は、前記被検物の下面部を負圧吸引して吸着搬送する第１の搬送ベルトと、該第１の搬送ベルトから受け渡される該被検物の上面部を負圧吸引して吸着搬送する第２の搬送ベルトとからなり、
前記被検物の外観を撮像するための光学装置が、前記第１乃至第３の光導手段とラインセンサからなる前記撮像装置とを含み、該光学装置が前記第１と第２の搬送ベルトの搬送面側にそれぞれ設けられ、かつ、前記ドーム状拡散板を通して該被検物の上面部又は下面部を照明する第１の照明装置が前記第１と第２の搬送ベルトにそれぞれ設けられるとともに、該被検物の側面部を拡散板を通して照明する第２の照明装置が前記第１と第２の搬送ベルトにそれぞれ設けられ、
前記第１の搬送ベルト側の前記ドーム状拡散板に設けたスリット状開口部を通して前記被検物の上面部からの反射光が前記第１の光導手段により前記撮像装置に導かれ、かつ、搬送方向に対して斜め方向の該被検物の一側面部と反対側の他側面部とからの反射光が前記第２と前記第３の光導手段によりそれぞれ該撮像装置に導かれて隣り合う被検物の反射像を同一撮像面に結像し、
続いて、前記第１の搬送ベルトからの被検物を前記第２の搬送ベルトで受けて搬送し上記と同様の光学装置によって、隣り合う被検物の下面部と上記側面部とは異なる斜め方向の側面部の反射像をそれぞれ同一撮像面に結像し、
前記搬送手段で搬送する被検物の全周面を前記第１と第２の搬送ベルトに設けた前記撮像装置で撮像して該被検物の損傷や欠陥の有無を検査することを特徴とする外観検査装置であり、被検物の上面部又は下面部と側面部とを照明する照明装置を物理的に分離して配置することができるし、これらの照明光が互いに干渉することがなく、反射光による干渉をも容易に解消することができるので、被検物の外周面を均一に照射することができ、小型成型品である錠剤等の被検物の外観に傷や欠損等の損傷或いは欠陥の有無を高精度に検査することができる。また、被検物の上面部又は下面部と側面部とを１台の撮像装置で撮像することができ、外観検査装置を安価に提供できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る外観検査装置に用いられる光学装置の一実施例を示す模式的な概略平面図である。
【図２】図１に示す光学装置のＡ矢視からの概略側面図である。
【図３】図２の光学装置における被検物の上面部又は下面部からの反射光の光軸を角度変換する角度変換プリズムの説明図である。
【図４】図１に示す光学装置のＢ矢視からの概略側面図である。
【図５】本発明に係る光学装置を用いた外観検査装置の概略側面図である。
【図６】（ａ）は、本発明における被検物の上面部側を吸着し搬送する際の被検物の側面部からの反射像による側面影像の範囲を示し、（ｂ）は被検物の下面部側を吸着し搬送する際の被検物の側面部からの反射像による側面影像の範囲を示す説明図である。
【図７】（ａ）は従来の外観検査装置の一例を示しその作用を説明するための説明図であり、（ｂ）は被検物の撮影位置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る外観検査装置及び外観検査装置に用いられる光学装置の一実施例について図面を参照し説明する。先ず、本発明の外観検査装置に組み込んだ光学装置の一実施例について図１乃至図４を参照して説明する。図１において、６は外観検査装置の搬送ベルトであり、搬送ベルト６に設けた吸引孔から錠剤等の小型成型品Ｔ（以下、被検物Ｔと称する）の下面部側（又は上面部側）を負圧吸引し、被検物Ｔを矢印Ｃ方向に搬送する。搬送ベルト６は、被検物Ｔを一列に整列して一定速度で搬送する搬送手段である。また、本実施例の光学装置１０は、撮像光学系２０，３０と撮像装置４０とからなり、搬送ベルト６による搬送過程で被検物Ｔの外周面（上面部と下面部及び側面部）からの反射像をカメラ走査軸に導いて撮像装置４０の撮像面に一体に撮像する。また、本発明の外観検査装置は、光学装置１０が組み込まれた被検物Ｔの外観検査を行う装置である。
【００２０】
搬送ベルト６には、第１と第２撮像光学系２０，３０が搬送ベルト６の搬送面側に近接して設けられ、第１撮像光学系２０は被検物Ｔの上面部（又は下面部）からの反射光（反射像）を導き、かつ第２撮像光学系３０は被検物Ｔの側面部からの反射光（反射像）を導き、第１と第２撮像光学系２０，３０からの反射光をＣＣＤラインセンサ（以下、撮像装置と称する）で撮像する。第１と第２撮像光学系２０，３０は、搬送ベルト６で一列に整列して搬送する被検物Ｔの上面部（又は下面部）撮像位置及び側面部撮像位置に配置される。なお、撮像装置は、図１には図示されていないが、第２撮像光学系３０の上方に、図１の一点鎖線で示すカメラ走査軸に沿うように配置される。このカメラ走査軸は搬送方向の軸に対して４５°斜め方向に傾斜している。
【００２１】
また、搬送ベルト６の近傍には、被検物Ｔを照明する照明装置１１，１４が一列に整列して搬送する被検物Ｔをそれぞれ照明可能な位置に配置され、それぞれの被検物Ｔを均一に照明するために、照明装置１１，１４からの照明光を拡散するドーム状拡散板１２と湾曲状拡散板１３とがそれぞれ配置される。ドーム状拡散板１２は被検物Ｔの上面部（又は下面部）を覆うように設置され、湾曲状拡散板１３は被検物Ｔの一方の側面部とその反対側の他方の側面部とをそれぞれ囲むように設置される。また、被検物Ｔの上面部（又は下面部）の検査位置と被検物Ｔの側面部との検査位置は、互いに物理的に離れた位置であり、かつ照明装置１１とドーム状拡散板１２、及び湾曲状拡散板１３と照明装置１４は、各検査位置の近傍に設けられ、異なった位置からの照明光の干渉が生じないように配置される。また、ドーム状拡散板１２の頭頂部には、反射光が通過する短冊状に開口するスリット状開口部１２ａが設けられ、スリット状開口部１２ａは矢印Ｃで示す搬送方向に対し直交方向に開口している。一定速度で搬送する被検物Ｔの上面部（又は下面部）からの反射光はスリット状開口部１２ａを通過し撮像装置へと導かれる。
【００２２】
次に、第１及び第２撮像光学系２０，３０を詳細に説明する。第１撮像光学系２０は第１の光導手段であり、図２に示すように、被検物Ｔが上面検査位置であるドーム状拡散板１２の直下を通過する過程で、スリット状開口部１２ａを通過する被検物Ｔの上面部からの反射光を撮像装置４０へと導く光学系であり、照明装置１１の照明光はドーム状拡散板１２で拡散されて搬送ベルト６の搬送面７の被検物Ｔを均一に照明しており、被検物Ｔの上面部からの搬送面７に対して直交する反射光は、スリット状開口部１２ａを通過して全反射プリズム（光導部材）２１に入射し全反射プリズム２１で全反射して搬送方向に反射光が出射し、角度変換プリズム（光導部材）２２に入射する。図３の角度変換プリズム２２で説明すると、全反射プリズム２１で全反射した反射光は、角度変換プリズム２２のＣ面から入射し、Ｃ面からの入射光は角度変換プリズム２２のＥ面で全反射し、かつＤ面で全反射し、Ｅ面に対して直角方向に出射する。角度変換プリズム２２の出射光Ｌ２は、その光軸が入射光Ｌ１の光軸に対して４５°角度変換した光である。角度変換プリズム２２の出射光Ｌ２は図２の全反射プリズム（光導部材）２３に入射して全反射し搬送面７に対して直角上方に出射し、撮像装置４０に導かれる。被検物Ｔの上面部からの反射光は上面部反射像として撮像装置４０のレンズ４１を通して撮像面４２に結像される。
【００２３】
なお、角度変換プリズム２２は、図３に示すように、Ｃ面とＥ面とがなす角度が４５°であり、入射光Ｌ１の光軸に対して出射光Ｌ２の光軸を４５°角度変換しており、Ｅ面で全反射したＤ面への入射光は入射角が直角に近づき、Ｄ面での光の漏れを防止するために、Ｄ面には反射膜を被着させて全反射ミラーとしている。
【００２４】
第２撮像光学系３０は第２と第３の光導手段からなり、図１及び図４に示すように、搬送ベルト６に吸着した被検物Ｔが上面検査位置を通過し、側面検査位置へと搬送され、側面検査位置には、照明装置１４と照明光を拡散する湾曲状拡散板１３とが配置されて被検物Ｔの側面部が均一に照明される。被検物Ｔの相対する側面部からのそれぞれの反射光は、側面影像プリズム（光導部材）３１ａ，３１ｂの入射面３２ａ，３２ｂに直角に入射する。入射光は側面影像プリズム（光導部材）３１ａ，３１ｂの反射面３３ａ，３３ｂで全反射し搬送面に対して直角上方に導かれる。側面影像プリズム（光導部材）３１ａ，３１ｂからの出射光は反射ミラー３４ａ，３４ｂで反射し、これらの反射光が反射ミラー３５ａ，３５ｂで反射して撮像装置４０へと導かれる。撮像装置４０の撮像面４２には、被検物Ｔの相対する両側面部からの反射像が第２と第３の光導手段で導かれて結像される。第２の光導手段は側面影像プリズム（光導部材）３１ａと、全反射ミラー（反射部材）３４ａと、反射ミラー３５ａとからなり、第３の光導手段は、側面影像プリズム（光導部材）３１ｂと、全反射ミラー（反射部材）３４ｂと、反射ミラー３５ｂとからなる。
【００２５】
被検物Ｔは、搬送ベルト６でカメラ走査軸で示す側面部検査位置を一定速度で搬送し、被検物Ｔの側面部からの反射光は、図１及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、相対する側面部１２０°の範囲の側面部反射光がそれぞれで撮像装置４０で撮像される。また、第１と第２撮像光学系２０，３０は、被検物Ｔの上面部から撮像装置４０の撮像面までの光学路長と、被検物Ｔの一側面部及びその反対側の他の側面部から撮像装置４０の撮像面までの光学路長とを等しくすることができるので、撮像装置４０の撮像面には、第１撮像光学系２０から被検物の上面部の反射像と、第２撮像光学系３０からの被検物の一側面部とその反対側の他の側面部とからの反射像とをレンズ４１を通して同一結像面４２にそれぞれ鮮明に結像することができる。
【００２６】
次に、本発明の外観検査装置の一実施例について図５を参照して説明する。本実施例の外観検査装置は、第１の搬送ベルト６ａと、第１の搬送ベルト６ａの搬送面に近接して設けられ、被検物Ｔの上面部及び側面部の反射像を導く光学装置１０ａと、第２の搬送ベルト６ｂと、第２の搬送ベルト６ｂの搬送面に近接して設けられ、被検物Ｔの上面部及び側面部の反射像を導く光学装置１０ｂとを含み、光学装置１０ａには第１と第２撮像光学系２０ａ，３０ａと撮像装置４０ａとが組み込まれ、光学装置１０ｂには第１と第２撮像光学系２０ｂ，３０ｂと撮像装置４０ｂが組み込まれている。搬送ベルト６ａ，６ｂは、被検物Ｔを一列に整列して一定速度で搬送する搬送手段である。
【００２７】
第１の搬送ベルト６ａは、被検物Ｔの下面部を負圧吸引して搬送面に吸着し矢印Ｃ方向に搬送し、被検物Ｔが上面部検査（上面撮像）位置及び側面部（側面撮像）検査位置を通過する過程で、被検物Ｔの上面部と側面部とがそれぞれ撮像装置４０ａで撮影され、第２の搬送ベルト６ｂへと受け渡される。第２の搬送ベルト６ｂでは、被検物Ｔの上面部を負圧吸引して搬送面に吸着し矢印Ｃ方向に搬送する。第２の搬送ベルト６ｂを搬送する被検物Ｔは、下面部検査（下面撮像）位置及び側面部検査（側面撮像）位置を通過する過程で被検物Ｔの下面部と側面部とが撮像装置４０ｂでそれぞれ撮影される。
【００２８】
なお、図５では照明装置及び拡散板等の図示を省略したが、図１乃至図４に示した通りであり、被検物Ｔは均一に照明される。また、第１撮像光学系２０ａは、被検物Ｔの上面部の反射像を撮像装置４０ａに導く図２と同様の光学系であり、第２撮像光学系３０ａは、被検物Ｔの側面部の反射像を撮像装置４０ａに導く図４と同様の光学系である。以下、適宜、図１乃至図４を参照し説明する。
【００２９】
先ず、被検物Ｔは、第１の搬送ベルト６ａで一定速度でドーム状拡散板１２直下へと搬送され、被検物Ｔはドーム状拡散板１２直下に搬送される被検物Ｔは均一に照明され、上面部検査位置であるドーム状拡散板１２のスリット状開口部１２ａの直下を通過する際、被検物Ｔの上面部から反射光がドーム状拡散板１２のスリット状開口部１２ａを通過して第１撮像光学系２０ａ（全反射プリズム２１，角度変換プリズム２２，全反射プリズム２３）を通してＣＣＤラインセンサによる撮像装置４０ａで撮像される。スリット状開口部１２ａは搬送方向に対して直交方向に設けられ、スリット状開口部１２ａを通過した被検物Ｔの上面部からの短冊状の反射像が第１撮像光学系２０ａに導かれて全反射プリズム２３のカメラ走査軸に導かれ、撮像装置４０ａは所定の走査タイミングでカメラ走査軸を走査して被検物Ｔの上面部の全体の反射像を撮像し、図示しない画像処理装置にて、被検物Ｔの外観を検査する。
【００３０】
一方、被検物Ｔの後端部が上面部検査（上面撮像）位置を通過すると、上面部検査位置には、任意のタイミングで次の被検物Ｔの前端部が上面部検査位置を通過して同様に撮像装置４０ａにより撮像されるとともに、上面部の撮像が終了した被検物Ｔは、側面部検査（側面撮像）位置に搬送されて被検物Ｔの側面部の撮像が行われる。側面部検査位置では、図１，図４に示す湾曲状拡散板１３と照明装置１４とにより被検物Ｔの側面部が均一に照明され、被検物Ｔの相対する側面部の反射像が搬送方向に対して搬送面４５°斜め方向からそれぞれ第２撮像光学系３０ａに導かれて撮像装置４０ａで撮像される。撮像装置４０ａは、上面部検査位置と側面部検査位置にて、搬送順に被検物の上面部と側面部とを撮像する。第１の搬送ベルト６ａにて被検物Ｔの上面部と側面部との撮像が終了すると、被検物Ｔは第２の搬送ベルト６ｂに搬送される。
【００３１】
第２の搬送ベルト６ｂでは被検物Ｔがその上面部が負圧吸引されて矢印Ｃ方向に一列に整列して搬送され、この搬送過程で被検物Ｔの下面部と側面部とが撮像光学系１０ｂと撮像装置４０ｂとで順次撮像される。撮像光学系１０ｂと撮像装置４０ｂは、図２及び図４に示す同様の撮像光学系である第１と第２撮像光学系２０ｂ，３０ｂと撮像装置４０ｂとからなる。第１撮像光学系２０ｂでは下面部検査（下面撮像）位置で被検物Ｔの下面部を撮像した後、第２撮像光学系３０ｂでは側面部検査（側面撮像）位置にて、被検物Ｔの搬送方向に対し、先の斜め方向側面部からの反射光の光軸とは直交する斜め方向側面部からの反射像を撮像する。
【００３２】
さらに、被検物Ｔの側面部の撮像について、図６（ａ），（ｂ）を参照し詳細に説明すると、撮像装置４０ａ，４０ｂは、第２撮像光学系３０ａ，３０ｂにて、被検物Ｔの互いに異なる斜め方向からの側面部の反射像をそれぞれ導いて撮像し、被検物Ｔの側面部全周を撮像する。第１の搬送ベルト６ａ側では、搬送方向に対して搬送平面の斜め方向４５°からの被検物Ｔの相対する側面部の反射光を第２撮像光学系３０ａに導いて、撮像装置４０ａは被検物Ｔの相対する側面部１２０°の範囲を撮像し（図６（ａ））、第２の搬送ベルト６ｂ側では、搬送方向に対して搬送平面の斜め逆方向４５°からの反射光を第２撮像光学系３０ｂに導いて、撮像装置４０ｂは被検物Ｔの相対する側面部１２０°の範囲を撮像する（図６（ｂ））。撮像装置４０ａ，４０ｂは、１２０°の相対する被検物Ｔの側面部が互いに重なる撮像範囲を撮像し、被検物Ｔの側面部全周を撮像する。
【００３３】
本実施例の外観検査装置では、撮像装置４０ａ，４０ｂで撮像した被検物Ｔの上面部及び下面部並びに側面部の反射像による撮像画像が画像処理されて基準画像と比較され、被検物Ｔの欠陥や損傷の有無を検査し良品・不良品の判別を行う。被検物Ｔには搬送順にコード番号を付与し、このコード番号と判定結果とを対応させて次工程へと搬送し、判定結果に基づいて所定のコード番号の不良品を排除して良品のみが包装工程へと搬送する。
【００３４】
なお、被検物Ｔは、例えば錠剤等の小型成型品であり、種々のサイズが検査対象となる。また、図５の実施例とは異なる順番で外観検査を行っても良く、例えば、先ず、被検物の上面部側を第１搬送ベルトの搬送面に吸着し下面部と側面部を撮像した後、被検物Ｔの下面部側を第２搬送ベルトの搬送面に吸着して被検物の上面部と側面部を撮像し、被検物の外観検査を行っても良い。また、図５は、被検物Ｔが一定間隔で図示されているが、一定間隔でない場合があり、第１及び第２搬送ベルト側で個別に被検物の外観検査をする。また、図５のように、被検物Ｔが一定間隔で搬送される場合は、被検物の上面部又は下面部と側面部とを同時に撮像し、被検物Ｔの外観検査が可能である。
【００３５】
また、全反射プリズム２１，２３は反射ミラーを用いても良い。また、反射ミラー３４ａ，３４ｂ及び３５ａ，３５ｂの反射位置と反射角度を調整して光学路長の微調整をする調整機構を設けることによって、撮像装置４０の撮像面に焦点を合わせて鮮明な影像画像を得るようにしても良い。
【００３６】
また、照明装置１１，１４は指向性の強い発光ダイオード等が用いられ、被検物の上面部又は下面部を、ドーム状拡散板１２で被検物を覆うように配置し、被検物の側面部を、湾曲状拡散板１３の外面側で被検物を囲むように配置して散乱光の漏れを低減し、かつ、ドーム状拡散板１２及び湾曲状拡散板１３に凹凸面を設けて照明光の吸収と散乱を高めるようにし被検物を均一に照明している。
【００３７】
さらに、被検物の上面部（又は下面部）と側面部の撮像に際し、検査位置が物理的に離れており、光学的に容易に分離できるので互いの照明光が干渉するのを防止できるし、また、異なる照明装置からの照明光やそれらの反射光とが干渉するのを防止することもでき、むらの無い鮮明な影像画像が得られ、被検物の正確な欠陥等の判定ができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の利用分野は、錠剤等の小型成型品の被検物の全周を撮像して表面や外観の検査するための外観検査装置及びこの装置に用いられる光学装置である。
【符号の説明】
【００３９】
６，６ａ，６ｂ  搬送ベルト（搬送手段）
７  搬送面
１０，１０ａ，１０ｂ  光学装置
１１，１４  照明装置
１２  ドーム状拡散板
１２ａ  スリット状開口部
１３  湾曲状拡散板
２０，２０ａ，２０ｂ  第１撮像光学系（第１の光導手段）
２１  全反射プリズム（第１の光導部材）
２２  角度変換プリズム（第２の光導部材）
２３  全反射プリズム（第３の光導部材）
３０，３０ａ，３０ｂ  第２撮像光学系（第２と第３の光導手段）
３１ａ，３１ｂ  側面影像プリズム（第４の光導部材）
３２ａ，３２ｂ  入射面
３３ａ，３３ｂ  反射面
３４ａ，３４ｂ  反射ミラー（第１の反射部材）
３５ａ，３５ｂ  反射ミラー（第２の反射部材）
４０，４０ａ，４０ｂ  撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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