(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体を検査する球体検査装置であって、
前記球体を載置する載置板と、
回転軸を中心に回転する回転板と、
前記載置板と前記回転板とを、前記回転軸を中心とする円周上において接続するための接続手段とを含み、前記接続手段は、前記載置板の自転を規制して、前記円周に沿って前記載置板が移動するように、前記回転板と前記載置板とを接続するための手段を含み、
前記球体検査装置はさらに、
前記載置板に載置された前記球体を照明する照明装置と、
前記球体の透過光および前記球体からの反射光の少なくとも一方を撮像するための撮像手段と、
前記撮像手段に接続され、前記撮像手段により撮像された光の映像信号を画像処理するための画像処理手段と、
前記載置板に載置された球体を回転自在に保持するための保持手段とを含む、球体検査装置。
【請求項２】
前記球体は、光を透過する球体であり、
前記載置板は光を透過し、
前記照明装置は、前記載置板を中心として前記球体の反対側の位置に設置され、前記載置板を通して、前記載置板に載置された球体を照明する装置であり、
前記撮像手段は、前記載置板を中心として前記照明装置の反対側の位置に設置され、前記球体を透過する透過光を撮像するための手段を含む、請求項１に記載の球体検査装置。
【請求項３】
前記球体は、光を反射する球体であり、
前記照明装置は、前記球体を中心として前記載置板の反対側の位置に設置され、前記載置板に載置された球体を照明する装置であり、
前記撮像手段は、前記球体を中心として前記載置板の反対側の位置に設置され、前記球体から反射する反射光を撮像するための手段を含む、請求項１に記載の球体検査装置。
【請求項４】
前記載置板の撮像手段側の色は、前記保持手段の撮像手段側の色と同じである、請求項３に記載の球体検査装置。
【請求項５】
前記保持手段は、前記球体の直径よりも大きな形状の穴部を有する保持板である、請求項１に記載の球体検査装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記球体の直径よりも大きな形状の、複数の穴部を有する保持板である、請求項１に記載の球体検査装置。
【請求項７】
前記球体検査装置は、前記載置板と前記照明装置との間の位置であって、前記保持手段と対向する位置に設置され、前記保持手段に保持された球体以外の部分を照明する照明光を遮光するための遮光手段をさらに含む、請求項１に記載の球体検査装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前記球体の直径よりも大きな形状の穴部を有する保持板であり、
前記遮光手段は、前記保持板の穴部の位置に対応する穴部を有する遮光板である、請求項７に記載の球体検査装置。
【請求項９】
前記保持手段は、前記球体の直径よりも大きな形状の、複数の穴部を有する保持板であり、
前記遮光手段は、前記保持板の穴部の位置に対応する、複数の穴部を有する遮光板である、請求項７に記載の球体検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球体の検査装置に関し、特に、時間あたりの検査能力が高い、球体の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベアリング用の鋼球、装飾用の真珠などの球体の外周面の傷の有無を検査する装置がある。これらの球体は、その形状より、２次元カメラで撮像して検査を行なう場合、死角となる範囲の撮像が困難である。球体を、少なくとも直交する２方向に１回転ずつさせて球体を検査する方法がある。この方法は、大量の球体を効率的に検査することができない。
【０００３】
球体の効率的な検査を可能にすることを目的として、特開平９−２２９９０８号公報に開示される球体の探傷用回転装置がある。この装置は、同心円状に配置された第１回転体と、第２回転体と、第１回転体の外周縁と第２回転体の内周縁の間隙を環状溝と、環状溝に載置された球体を回転自在に保持するための保持手段と、第１回転体および第２回転体を相互に異なる回転速度で回転するための回転手段とを含む。
【０００４】
この装置は、球体を第１回転体の外周縁と第２回転体の内周縁との間の環状溝に載置し、この球体を保持手段によって回転自在に保持する。保持手段により保持された球体は、第１回転体および第２回転体の回転に伴って回転する。これらの回転体の回転速度が相互に異なるので、この球体は、螺旋状に回転する。複数の球体を環状溝のいずれの箇所に載置しても、これらの球体を螺旋状に回転させることができ、螺旋状に回転する球体を撮像して検査することにより大量の球体について効率的な検査が可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の公報に開示された装置は、第１回転体と第２回転体とを中心を同一として異なる速度で回転させる必要があり、回転機構の構造が複雑になる。また、前述の装置では、透明球体のカプセルに封入された医薬品などに内包された不純物の有無を検知するための検査装置に適用することができない。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、透明球体を含む球体について、高い処理能力を有する、簡易な構造の球体検査装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る球体検査装置は、球体を検査する球体検査装置である。球体検査装置は、球体を載置する載置板と、回転軸を中心に回転する回転板と、載置板と回転板とを、回転軸を中心とする円周上において接続するための接続手段とを含む。接続手段は、載置板の自転を規制して、円周に沿って載置板が移動するように、回転板と載置板とを接続するための手段を含む。球体検査装置はさらに、載置板に載置された球体を照明する照明装置と、球体の透過光および球体からの反射光の少なくとも一方を撮像するための撮像手段と、撮像手段に接続され、撮像手段により撮像された光の映像信号を画像処理するための画像処理手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、接続手段は、載置板の自転を規制して、回転軸を中心とする円周に沿って載置板が移動するように、回転板と載置板と接続する。載置板は、自転することなく、回転板の円周に沿って回転運動を行なう。載置板と球体との間に滑りがなく、回転板の円周の直径が球体の直径のＮ倍（Ｎ≧２）である場合、載置板が回転板の円周に沿って１回転すると、載置板に載置された球体はＮ回自転する。このとき、球体がＮ回自転する間に、球体と載置板との接点において働く加速度ベクトルが３６０度回転し、球体の自転軸が３６０度回転する。これにより、載置板を回転板の円周に沿って１回転させると、球体の自転軸が３６０度回転するため、球体の全周について透過光および反射光を撮像手段で撮像できる。その結果、球体について、高い処理能力を有する、簡易な構造の球体検査装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る球体検査装置は、第１の発明の構成に加えて、球体は、光を透過する球体である。載置板は光を透過する。照明装置は、載置板を中心として球体の反対側の位置に設置され、載置板を通して、載置板に載置された球体を照明する装置である。撮像手段は、載置板を中心として照明装置の反対側の位置に設置され、球体を透過する透過光を撮像するための手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、照明装置は、載置板を通して、載置板に載置された、光を透過する球体を照明する。撮像手段は、球体を透過する光を撮像する。これにより、光を透過する球体に内包する傷、不純物などの欠陥を検出できる。その結果、透明球体について、高い処理能力を有する、簡易な構造の球体検査装置を提供することができる。
【００１１】
第３の発明に係る球体検査装置は、第１の発明の構成に加えて、球体は、光を反射する球体である。照明装置は、球体を中心として載置板の反対側の位置に設置され、載置板に載置された球体を照明する装置である。撮像手段は、球体を中心として載置板の反対側の位置に設置され、球体から反射する反射光を撮像するための手段を含む。
【００１２】
第３の発明によると、照明装置は、載置板に載置された、光を反射する球体を照明する。撮像手段は、球体を反射する光を撮像する。これにより、光を反射する球体の表面に付いた傷などの欠陥を検出できる。その結果、不透明球体について、高い処理能力を有する、簡易な構造の球体検査装置を提供することができる。
【００１３】
第４の発明に係る球体検査装置は、第２の発明の構成に加えて、載置板に載置された球体を回転自在に保持するための保持手段をさらに含む。
【００１４】
第４の発明によると、保持手段は、載置板に載置された球体を回転自在に保持する。これにより、複数の球体を１画面で撮像しても、画像処理手段による処理の結果、欠陥を有する透明球体の位置を容易に特定できる。
【００１５】
第５の発明に係る球体検査装置は、第３の発明の構成に加えて、載置板に載置された球体を回転自在に保持するための保持手段をさらに含む。載置板の撮像手段側の色は、保持手段の撮像手段側の色と同じである。
【００１６】
第５の発明によると、保持手段は、載置板に載置された球体を回転自在に保持する。載置板の撮像手段側の色は、保持手段の撮像手段側の色と同じである。これにより、撮像手段に入力される球体からの反射光の背景は、載置板および保持手段とも同じ色であり、画像処理が容易になる。複数の球体を１画面で撮像しても、画像処理手段による処理の結果、欠陥を有する不透明球体の位置を容易に特定できる。
【００１７】
第６の発明に係る球体検査装置は、第４または５の発明の構成に加えて、保持手段は、球体の直径よりも大きな形状の穴部を有する保持板である。
【００１８】
第６の発明によると、保持板は、球体の直径よりも大きな形状の穴部を有する。球体は保持板の穴部に挿入されて保持される。
【００１９】
第７の発明に係る球体検査装置は、第４または５の発明の構成に加えて、保持手段は、球体の直径よりも大きな形状の、複数の穴部を有する保持板である。
【００２０】
第７の発明によると、保持板は、球体の直径よりも大きな形状の、複数の穴部を有する。複数の球体は、保持板の複数の穴部のそれぞれに挿入されて保持される。
【００２１】
第８の発明に係る球体検査装置は、第４の発明の構成に加えて、載置板と照明装置との間の位置であって、保持手段と対向する位置に設置され、保持手段に保持された球体以外の部分を照明する照明光を遮光するための遮光手段をさらに含む。
【００２２】
第８の発明によると、遮光手段は、保持手段に保持された球体以外の部分を照明する照明光を遮光する。これにより、球体の輪郭を強調して照明することができ、検査精度が向上する。
【００２３】
第９の発明に係る球体検査装置は、第８の発明の構成に加えて、保持手段は、球体の直径よりも大きな形状の穴部を有する保持板である。遮光手段は、保持板の穴部の位置に対応する穴部を有する遮光板である。
【００２４】
第９の発明によると、遮光手段は、保持板の穴部の位置に対応して、たとえば保持板の穴部の直径よりも大きい直径の穴部を有する遮光板である。これにより、球体の輪郭をさらに強調して照明することができ、検査精度が向上する。
【００２５】
第１０の発明に係る球体検査装置は、第８の発明の構成に加えて、保持手段は、球体の直径よりも大きな形状の、複数の穴部を有する保持板である。遮光手段は、保持手段の穴部の位置に対応する、複数の穴部を有する遮光板である。
【００２６】
第１０の発明によると、遮光手段は、保持板の穴部の位置に対応して、たとえば保持板の穴部の直径よりも大きい直径の穴部を複数有する遮光板である。これにより、球体の輪郭をさらに強調して照明することができ、検査精度が向上するとともに、複数の球体を１画面で撮像しても、画像処理手段による処理の結果、欠陥を有する透明球体の位置を容易に特定できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
図１に本実施の形態に係る球体検査装置５０の全体構成図を、図２に球体検査装置５０の平面図を示す。図１および図２を参照して、本実施の形態に係る球体検査装置５０は、回転運動を行なうための回転部６０と、揺動運動を行なうための揺動部７０と、検査対象である球体を保持するために固定された保持板３００と、球体を照明する照明装置４００と、照明装置４００により照明された光の中で透明球体９００を透過した光を撮像するカメラ５００とを含む。
【００２９】
回転部６０は、モータ１００と、モータ１００の回転軸１１２に接続されたタイミングベルトプーリ１０２とを含む。タイミングベルトプーリ１０２は、タイミングベルト１０８を介して、タイミングベルトプーリ１３４およびタイミングベルトプーリ１３６に接続され、回転力が伝達される。タイミングベルトプーリ１３４は、回転軸１１４により回転板１０４に、タイミングベルトプーリ１３６は回転軸１１６により回転板１０６に、それぞれ接続されている。回転板１０４上であって回転軸１１４の円周上である一点には、載置板２００を摺動自在に固定する接続部１２４がある。また、回転板１０６上であって回転軸１１６を中心とする円周上の一点に、載置板２００を摺動自在に接続する接続部１２６がある。接続部１２４の回転板１０４に対する位置関係と、接続部１２６の回転板１０６に対する位置関係とは、同じになるように設定されている。
【００３０】
モータ１００が回転すると、その回転軸１１２を介してタイミングベルトプーリ１０２が所定の方向に回転し、タイミングベルトプーリ１０２の回転力は、タイミングベルトプーリ１０８を介してタイミングベルトプーリ１３４およびタイミングベルトプーリ１３６に伝達される。伝達された回転力は、タイミングベルトプーリ１３４およびタイミングベルトプーリ１３６を介して、回転板１０４および回転板１０６を回転させる。回転板１０４は、接続部１２４により、回転板１０６は接続部１２６により、摺動自在に載置板２００が接続されている。これにより、モータの回転軸１１２が回転するとタイミングベルト１０８を介して、回転板１０４および回転板１０６が回転し、接続部１２４および接続部１２６を介して載置板２００が揺動運動を行なう。
【００３１】
揺動部７０は、突起部２０４および突起部２０６を有するコの字形をした載置板２００と、載置板２００の中央に設けられた透明の透明板２０２とを含む。載置板２００の突起部２０４および突起部２０６には、それぞれ前述の接続部１２４および接続部１２６により、回転板１０４および回転板１０６が摺動自在に接続されている。
【００３２】
保持板３００は、複数の保持穴３０２を有する平板であって、載置板２００の揺動運動の影響を受けることなく固定されている。保持板３００の保持穴３０２の直径は、透明球体９００の直径よりも約１０％大きく設計されている。保持板３００は、載置板２００の揺動運動の影響を受けずに固定される一方、載置板２００は揺動運動を行なう。このため、載置板２００が揺動運動しても、保持板３００が透明板２０２の揺動動作の範囲から外れないように、接続部１２４および接続部１２６の回転直径、透明板２０２の大きさなどが設計されている。
【００３３】
照明装置４００は、載置板２００を中心として透明球体９００の反対側に設けられ、図２の紙面裏側から表側へ向かって照明光を照射する。
【００３４】
図３に、図２における３−３断面図を示す。図３に示すように、透明球体９００は、透明板２０２の上に載置されている。保持板３００は、わずかな隙間を持って透明板２０２の上に載置されている。透明板２０２と、透明球体９００との間には滑りが生じにくいように、透明板２０２の材質が選択されている。保持板３００の保持穴３０２の直径は、前述の説明のとおり、透明球体９００の直径よりも約１０％大きく設計されている。これにより、載置板２００が揺動運動を行なうと、その揺動運動に伴って透明球体は自転軸をずらしながら自転を行なう。そのとき、保持板３００およびカメラ５００が固定されているため、カメラ５００には、透明球体９００がほぼ同じ位置に撮像される。
【００３５】
図３に示すように、照明装置４００と載置板２００との間には、遮光板４１０が設けられる。遮光板４１０には、投光穴４１２が保持板３００の保持穴３０２の位置に対応するように設けられている。照明装置４００および遮光板４１０はともに固定されている。遮光板４１０は、複数の投光穴４１２を有し、投光穴４１２の直径は、透明球体９００の直径よりも約２０％大きく設計されている。遮光板４１０と載置板２００との距離および照明装置４００と遮光板４１０との距離は、任意の距離に設定できるように設計されている。遮光板４１０と載置板２００との距離および照明装置４００と遮光板４１０との距離をそれぞれ調整することにより、カメラ５００で撮像された画像の透明球体９００の輪郭が強められたり、弱められたりする。
【００３６】
図４を参照して、保持板３００、透明板２０２、遮光板４１０および照明装置４００の位置関係について説明する。図４に示すように、この球体検査装置５０においては、カメラ５００から見て、保持板３００、透明板２０２、遮光板４１０、照明装置４００の順に設置されている。これらの中で、揺動運動を行なうのは透明板２０２のみである。その他の保持板３００、遮光板４１０、照明装置４００は固定されている。保持板３００の保持穴３０２と遮光板４１０の投光穴４１２は、それぞれの穴の中心軸が一致するように設置されている。
【００３７】
図５を参照して、球体直径ｄと載置板回転直径Ｄとの関係について説明する。図５に、球体直径ｄに対して、８倍の載置板回転直径である円周１０５０と、３倍の載置板回転直径である円周１１５０とを示す。
【００３８】
球体直径ｄに対して載置板回転直径Ｄが８倍である場合には、載置板２００が円周１０５０に沿って１周すると、透明球体９００は８回転自転する。載置板２００の揺動軌跡は、円周１０５０により表わされる。この円周１０５０の直径を、球体直径ｄに対して載置板回転直径Ｄが８倍である場合の、載置板２００の回転直径という。このとき、透明球体９００と載置板２００との接点において発生する加速度ベクトルは、透明球体９００が１回転自転する毎に、ベクトル１０００、ベクトル１００２、ベクトル１００３、ベクトル１００４、ベクトル１００５、ベクトル１００６、ベクトル１００７、ベクトル１００８の順にベクトルの方向が回転する。載置板２００が１回転すると、加速度ベクトルも３６０度回転する。これにより、載置板２００が１回転することにより、加速度ベクトルが変化して、透明球体９００が自転する際の自転軸が、３６０度ねじれる。また、透明球体９００の自転１回転当りで見ると、自転軸のずれは４５度になる。
【００３９】
同様にして、球体直径ｄに対して載置板回転直径Ｄが３倍である場合には、載置板２００が円周１１５０に沿って１周すると、透明球体９００は３回転自転する。載置板２００の揺動軌跡は、円周１１５０により表わされる。この円周１１５０の直径を、球体直径ｄに対して載置板回転直径Ｄが３倍である場合の、載置板２００の回転直径という。このとき、透明球体９００と載置板２００との接点において発生する加速度ベクトルは、透明球体９００が１回転自転する毎に、ベクトル１１００、ベクトル１１０２、ベクトル１１０４の順にベクトルの方向が回転する。載置板２００が１回転すると、この加速度ベクトルも３６０度回転する。これにより、載置板２００が１回転することにより、加速度ベクトルが変化して、透明球体９００が自転する際の自転軸が、３６０度ねじれる。また、透明球体９００の自転１回転当りで見ると、自転軸のずれは１２０度になる。
【００４０】
いずれの場合においても、載置板２００が円周１０５０または円周１１５０に沿って１回転すると、透明球体９００の自転軸が３６０度ずれる。これにより、載置板２００を１回転させると透明球体９００の自転軸が３６０度ずれながら自転するため、透明球体９００の全周をカメラ５００で撮像することができる。
【００４１】
載置板２００の回転直径Ｄは、回転板１０４における回転軸１１４から接続部１２４までの距離、回転板１０６における回転軸１１６から接続部１２６までの距離により定まる。
【００４２】
図６を参照して、この球体検査装置５０における設定項目について説明する。図６に示すように、この球体検査装置５０においては、球体直径ｄ（ｍｍ）、載置板回転直径Ｄ（ｍｍ）、撮像間隔ｔ（ｓｅｃ）、検査中心角θ（ｄｅｇ）、線速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、載置板回転数ｎ（ｒｐｍ）、検査時間Ｔ（ｓｅｃ）、検査分解能α（ｍｍ）、撮像回数ｍ(回／載置板１回転)の間に以下のような関係がある。
【００４３】
線速度Ｖは、撮像１回あたり球体の中心角θに相当する範囲を検査するとして、Ｖ＝θ／３６０×πｄ／ｔにより算出される。載置板回転数ｎは、ｎ＝Ｖ／Ｄ×６０／πにより算出される。検査時間Ｔは、載置板２００が１回転する時間として、Ｔ＝６０／ｎにより算出される。検査分解能αは、α＝Ｖ×ｔにより算出される。撮像回数ｍは、ｍ＝３６０／θ×Ｄ／ｄにより算出される。
【００４４】
たとえば、透明球体９００の大きさやカメラ５００の仕様（倍率やサンプリングタイム）などを考慮し、検査中心角θ、球体直径ｄ、撮像間隔ｔを決定することにより、検査に必要な線速度Ｖが算出される。次いで、検査分解能αが算出される。さらに、載置板回転直径Ｄを決定することにより、線速度Ｖを得るために必要な載置板回転数ｎおよび撮像回数ｍが算出される。検査時間Ｔを載置板２００が１回転する時間とし、この検査時間Ｔおよび検査分解能αが検査要求を満足しているか否かにより、検査中心角θや撮像間隔ｔや載置板回転直径Ｄの設定を変更する。
【００４５】
透明球体９００の直径ｄが４（ｍｍ）および６（ｍｍ）の２種類がある場合、載置板２００を透明球体９００の３倍の直径である１２（ｍｍ）と１８（ｍｍ）で回転させることを想定する。撮像間隔ｔを０．２（ｓｅｃ）と設定し、要求する検査分解能αを３．１４（ｍｍ）として一致させるためには、検査中心角θをそれぞれ９０（ｄｅｇ）、６０（ｄｅｇ）と設定する。このとき、線速度Ｖも１５．７（ｍｍ／ｓｅｃ）で一致し、必要な回転数ｎはそれぞれ２５（ｒｐｍ）、１７（ｒｐｍ）となる。載置板２００を１回転（透明球体９００が３回転自転する時間）を検査時間とすれば、それぞれ検査時間は２．４秒、３．６秒になる。このときの撮像回数は、直径が４（ｍｍ）の透明球体９００は１２回、直径が６（ｍｍ）の透明球体９００は１８回となる。
【００４６】
検査時間Ｔを同じにするためには、撮像間隔ｔを０．１３３（ｓｅｃ）にして、さらに直径が６（ｍｍ）に対応する直径１８（ｍｍ）の載置板２００を２５（ｒｐｍ）の回転数（線速度２３．６（ｍｍ／ｓｅｃ））にする必要がある。なお、載置板回転直径Ｄを大きくすればするほど、載置板２００が１回転する間に透明球体９００が自転軸を少しずつ変えて自転するため、より精度の高い検査を行なうことができる。一方、このようにした場合、検査時間を載置板１回転の時間としているため、検査時間が長くなる。そのため、回転数ｎを上げて、検査分解能αを維持しながら撮像間隔ｔを短くして検査時間を短くする。
【００４７】
このような構造に基づく球体検査装置５０の動作について説明する。
検査対象である透明球体９００の直径ｄと、検査分解能αおよび撮像間隔ｔに基づいて、適切な載置板２００の回転直径Ｄと、載置板２００の回転数ｎとが算出される。透明球体９００の輪郭が適度に強調されるように、遮光板４１０と透明板２０２との距離および照明装置４００と遮光板４１０との距離が設定される。また、前述の説明のとおり、透明球体９００の直径に対して、保持板３００の保持穴３０２の直径は約１０％大きく、遮光板４１０の投光穴４１２の直径は約２０％大きく設計されている。
【００４８】
このような球体検査装置５０において、保持板３００の保持穴３０２に所定の数（保持穴３０２の数）の透明球体９００をセットする。モータ１００を回転させると、モータの回転軸１１２を介してタイミングベルトプーリ１０２に回転力が伝達され、タイミングベルトプーリ１０２からタイミングベルト１０８を介して２つの回転板１０４および回転板１０６が回転する。回転板１０６上の接続部１２４、回転板１０６上の接続部１２６を介して、コの字形の載置板２００が揺動運動を開始する。載置板２００の回転直径Ｄを透明球体９００の直径ｄのＮ（Ｎ≧２）とすると、載置板２００は、透明球体９００の直径ｄのＮ（Ｎ≧２）倍の直径の円運動を行なっている。
【００４９】
載置板２００が１回転する間を検査時間として、カメラ５００により、画像が、所定の撮像間隔で所定の撮像回数が撮像される。撮像された画像は、図示しない画像処理装置において処理が行なわれ、透明物体９００の内部にある傷や内部に含まれる不純物、外表面に付いた傷、外表面についた不純物などが検出される。このとき、透明球体９００の輪郭が適度に強調されているため、誤判定率を抑制することができる。
【００５０】
カメラ５００により撮像される画像を図７に示す。図７に示すように、撮像された画像には、保持板３００と、保持板３００の保持穴３０２にそれぞれ保持された透明球体９００が撮像される。透明球体９００の輪郭は適度に強調され、輪郭がはっきり撮像され、検査精度を向上させている。たとえば透明球体９００の内部に不純物を有する場合、それが汚点として撮像され、その位置にある透明球体が欠陥品であると判定される。
【００５１】
以上のようにして、本実施の形態に係る球体検査装置によると、接続部は、載置板の自転を規制して、回転板の回転軸を中心とする円周に沿って載置板が移動するように、回転板と載置板とを接続する。載置板は、自転することなく、回転板の円周に沿って回転運動を行なう。載置板と球体との間に滑りがなく、回転板の円周の直径が球体の直径のＮ倍である場合、載置板が回転板の円周に沿って１回転すると、載置板に載置された球体はＮ回自転する。このとき、載置板が１回転する間、すなわち球体がＮ回自転する間に、球体と載置板との接点において発生する加速度ベクトルが３６０度回転し、球体の自転軸が３６０度回転する。これにより、載置板を回転板の円周に沿って１回転させている間に、球体の自転軸が３６０度回転するため、この間にカメラにより撮像することにより球体の全周について球体からの透過光を撮像できる。その結果、透明球体については高い処理能力を有する簡易な球体検査装置を提供することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態に係る球体検査装置５２は、前述の第１の実施の形態の球体検査装置５０の検査対象が透明球体９００であったのに対して、検査対象が不透明球体９０２である。なお、以下に説明する第２の実施の形態における球体検査装置５２の構成または動作について、前述の第１の実施の形態と同じ部分については同じ参照符号を付している。したがって、それらについてのここでの詳細な説明は繰返さない。
【００５３】
図８を参照して、本実施の形態に係る球体検査装置５２は、回転運動を行なうための回転部６０と、揺動運動を行なうための揺動部７２と、不透明球体９０２を保持するために固定された保持板３５０と、不透明球体９０２をカメラ５００側から照明する照明装置４５０と、不透明球体の反射光を撮像するカメラ５００とを含む。図８に示すように、照明装置４５０は、カメラ５００が撮像領域を確保するための撮像穴４５２を有する。
【００５４】
図９を参照して、本実施の形態に係る球体検査装置５２の照明装置４５０の撮像穴４５２は、保持板３５０の保持穴３０２に保持された不透明球体９０２を均一に照明できるように、かつカメラ５００によりすべての不透明球体９０２を撮像できるように、撮像穴４５２を有する。本実施の形態に係る載置板２５０は、前述の第１の実施の形態における載置板２００と異なり、透明板２０２を有しない。
【００５５】
図１０に、図９に示す１０−１０断面図を示す。図１０に示すように、載置板２５０は、透明部を有しない平板である。揺動運動を行なう載置板２５０とわずかな隙間をあけて保持板３５０が設置されている。保持板３５０の保持穴３０２の直径は、不透明球体９０２の直径の約１０％大きく設計されている。
【００５６】
図１１を参照して、本実施の形態に係る球体検査装置５２における、保持板３５０と載置板２５０の関係について説明する。図１１に示すように、カメラ５００の側から、保持板３５０、載置板２５０の順で設置されている。また、保持板３５０のカメラ５００側の色と、載置板２５０のカメラ５００側の色とは同じ色になるように設定されている。またこの色は、照明装置４５０から照射された光によるハレーションを防止するため、つや消し色が用いられる。
【００５７】
以上のような構造を有する本実施の形態に係る球体検査装置５２の動作について説明する。
【００５８】
第１の実施の形態の説明において記述したように、載置板２５０の回転直径Ｄ、載置板２５０の回転数ｎなどが決定される。保持板３５０の保持穴３０２に、所定の数（保持穴３０２の数）の不透明球体９０２が載置される。モータ１００を回転させて載置板２５０を揺動運動させる。載置板２５０が１回転する間に、カメラ５００は、照明装置４５０により照明された不透明球体９０２から反射された光を撮像する。このとき、図１２に示すような画像が撮像される。なお、図１２における載置板２５０の色と、保持板３５０の色とは説明の都合上色を変えて記載しているが実際には同じ色である。載置板２５０の色および保持板３５０の色が同じであるため、画像処理における背景処理を容易に行なうことができる。
【００５９】
以上のようにして、本実施の形態に係る球体検査装置においても、不透明球体に対して、高い検査能力を有する、簡易な構造の球体検査装置を提供することができる。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る球体検査装置の外観図である。
【図２】  図１に示す球体検査装置の平面図である。
【図３】  図２における球体検査装置の３−３断面図である。
【図４】  本発明の第１の実施の形態に係る球体検査装置の保持板、透明板、遮光板および照明装置の位置関係を表わす図である。
【図５】  球体検査装置における球体に付与される加速度ベクトルを示す図である。
【図６】  球体検査装置における設定パラメータ一覧を示す図である。
【図７】  本発明の第１の実施の形態に係る球体検査装置により撮像された画像を表わす図である。
【図８】  本発明の第２の実施の形態に係る球体検査装置の外観図である。
【図９】  図８に示す球体検査装置の平面図である。
【図１０】  図９における球体検査装置の１０−１０断面図である。
【図１１】  本発明の第２の実施の形態に係る球体検査装置の保持板および載置板の位置関係を表わす図である。
【図１２】  本発明の第２の実施の形態に係る球体検査装置により撮像された画像を表わす図である。
【符号の説明】
５０、５２  球体検査装置、６０  回転部、７０、７２  揺動部、１００  モータ、１０２、１３４、１３６  タイミングベルトプーリ、１０４、１０６  回転板、１０８  タイミングベルトプーリ、１１２、１１４、１１６  回転軸、１２４、１２６  接続部、２００、２５０  載置板、２０２  透明板、３００、３５０  保持板、２０４、２０６  突起部、３０２  保持穴、４００、４５０  照明装置、４１０  遮光板、４１２  投光穴、４５２  撮像穴、５００  カメラ、９００  透明球体、９０２  不透明球体。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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