(57)【要約】      （修正有）【課題】断面略矩形状の検査対象部のエッジ部における少なくとも欠けの有無を従来よりも正確に検査することができる外観検査装置を提供する。【解決手段】検査対象物Ｋを搬送する搬送機構と、検査対象物Ｋの欠けの有無を検査する検査機構とを備える。検査機構は、帯状のスリット光を検査対象物Ｋのエッジ部などに照射するスリット光照射器と、縦方向及びこれと直交する横方向の２次元に配列された撮像素子群を有し、検査対象物Ｋに照射されたスリット光の画像を撮像するエリアセンサカメラ７とを備え、エリアセンサカメラ７は、検査対象物Ｋの上面を含む平面よりも上方、且つ検査対象物Ｋの一方の側面を含む平面よりも側方、且つスリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から、スリット光の反射光を撮像し、反射光はエッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に結像されるように構成されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送面上に載置された断面略矩形状の検査対象物を、搬送路に沿って所定方向に搬送する搬送機構と、
前記搬送面上に載置された検査対象物の、上面と搬送方向に沿った側面とがなすエッジ部における少なくとも欠けの有無を検査する検査機構とを備えた外観検査装置であって、
前記検査機構は、
前記搬送機構の近傍に配設され、帯状のスリット光を前記検査対象物に照射する少なくとも１つのスリット光照射部と、
縦方向及びこれと直交する横方向の２次元に配列された撮像素子群を有し、前記搬送機構の近傍に配設されて、前記検査対象物に照射されたスリット光の画像を撮像する少なくとも１つのエリアセンサカメラと、
前記エリアセンサカメラにより撮像された画像を基に、前記検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無を検査する検査部とからなり、
前記スリット光照射部は、前記スリット光を含む平面が前記搬送面に対して垂直、且つ、前記搬送方向と直交し、且つ前記検査対象物の上面、少なくとも一方の側面、及びこれらがなすエッジ部にスリット光を照射するように構成され、
前記エリアセンサカメラは、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から、前記スリット光の反射光を撮像し、前記反射光は前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように構成されていることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記検査機構は、
前記検査対象物に照射されたスリット光の反射光を、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から受光するとともに、前記反射光が前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように、前記反射光を前記エリアセンサカメラに導く光学経路を有する少なくとも１つの光学機構を有することを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記光学機構は、前記検査対象物のエッジ部の角度をθｅとした場合に、前記反射光を前記撮像素子に対して、前記エリアセンサカメラの撮像光軸を中心に、（θｅ／２−１５）°以上（θｅ／２＋１５）°以下の範囲内で回転した状態で、前記エリアセンサカメラに導く光学経路を有することを特徴とする請求項２記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記スリット光照射部は、更に、前記スリット光を含む平面が前記搬送面に対して垂直、且つ、前記搬送方向と直交し、且つ前記検査対象物の上面、他方の側面及びこれらがなすエッジ部にスリット光を照射するように構成され、
前記光学機構は、更に、前記反射光を、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の他方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から受光するとともに、前記反射光が前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように、前記反射光を前記エリアセンサカメラに導く光学経路を有しており、
前記光学機構における２つの光学経路は、前記各反射光を、前記撮像素子上にラスター方向に沿って横並びに結像させる経路となっていることを特徴とする請求項２又は３記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記エリアセンサカメラは、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方且つ前記検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流の位置に、撮像光軸が前記スリット光を含む平面と交差するように配設され、且つ、前記反射光が前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように、前記撮像光軸を中心に回転した状態であることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記エリアセンサカメラは、前記検査対象物のエッジ部の角度をθｅとした場合に、前記撮像光軸を中心に、（θｅ／２−１５）°以上（θｅ／２＋１５）°以下の範囲内で回転した状態で配設されていることを特徴とする請求項５記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品や機械部品等（以下、「検査対象物」という）の外観を検査する装置に関し、特に、検査対象物のエッジ部における欠けの有無や形状を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象物の外観を検査する装置としては、種々の装置が知られている。本願出願人らも、所謂光切断法を用いて、検査対象物上面における欠けの有無や検査対象物の厚みを検査する外観検査装置（従来装置）を提案している（特許文献１）。
【０００３】
上記従来装置は、所定の搬送路に沿って搬送される検査対象物の直上から当該検査対象物の上面に対して、帯状のスリット光を照射するスリット光照射器や、検査対象物に照射されたスリット光の画像を所定のシャッタ間隔で撮像するエリアセンサカメラ、検査対象物に照射されたスリット光の反射光をエリアセンサカメラに導く光学機構などを備えており、前記スリット光照射器は、スリット光を含む平面が搬送路に対して垂直、且つ搬送方向と直交するように、ミラーを介して検査対象物にスリット光を照射するように構成され、前記光学機構は、搬送方向の前後方向から前記反射光を受光するように構成されている。
【０００４】
また、前記エリアセンサカメラは、縦方向及びこれと直交する横方向に、複行複列に配置された撮像素子から構成されるエリアセンサを備えており、前記反射光は、エリアセンサの領域内で、当該エリアセンサ上に結像される。そして、エリアセンサカメラは、予め設定した幅のライン分について、ラスター方向に走査しながら、それぞれ輝度データを有する複行複列の画素からなる画像データを、シャッタ毎に得られたフレーム画像データとして出力する。そして、この従来装置においては、前記出力されたフレーム画像データを基に、三次元形状に係る画像データを算出し、その三次元形状を表す画像を用いて、検査対象物上面の欠けの有無や検査対象物の厚みを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４２３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、検査対象物の１つであるチップコンデンサにおいては、その微細化に伴い、多層電極板を覆うセラミックの薄化が進んでいる。そのため、セラミックに欠けが生じるだけで内部の電極が露出する可能性があり、セラミック部分に欠けが生じたチップコンデンサを電子機器に使用することで、漏電等の問題が生じるおそれがある。このような理由から、近年、チップコンデンサの欠けの有無等を検査装置によって正確に検査することが求められるようになっている。
【０００７】
ところが、上述したように、上記従来装置においては、検査対象物の直上から当該検査対象物の上面に向けてスリット光が照射され、搬送方向の前後方向から受光された反射光がエリアセンサカメラに導かれ、当該エリアセンサに結像されるようになっているため、エリアセンサカメラから出力されるフレーム画像データは、主として検査対象物の上面に係る画像データである。したがって、チップコンデンサなどの断面略矩形状の検査対象物における、上面と側面とがなすエッジ部に欠けが存在する場合には、その有無等を正確に検査することができないという問題がある。
【０００８】
そこで、本願発明者は、エリアセンサカメラから検査対象物の上面、側面、及びエッジ部に係る画像データが出力されるようにする、即ち、検査対象物の上面、側面及びこれらがなすエッジ部に向けてスリット光を照射するようにした上で、検査対象物の上面を含む平面よりも上方且つ一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から、前記スリット光の反射光を撮像するようにすることで、検査対象物のエッジ部に係る画像データをエリアセンサカメラから出力できることを見出した。
【０００９】
しかしながら、本願発明者が更に研究を重ねた結果、上記のようにしても、欠けの有無やその形状を正確に検査することができないという問題があることが判明した。これについて、図１５及び図１６を参照して以下説明する。
【００１０】
図１５及び図１６は、エリアセンサカメラによってエッジ部に係る画像データが出力される過程を説明するための模式図であり、図１５には、エッジ部に欠けが生じていない検査対象物を撮像した場合を示し、図１６には、エッジ部に欠けが生じている検査対象物を撮像した場合を示す。尚、各図中において、符号Ｌａ，Ｌｂは、検査対象物に照射されたスリット光の反射光である。
【００１１】
上記のようにして検査対象物に照射されたスリット光の反射光Ｌａ，Ｌｂを撮像した場合、図１５及び図１６に示すように、検査対象物の上面に照射されたスリット光の反射光がエリアセンサカメラにおける撮像素子群の横方向（Ｘ方向）と略平行、検査対象物の一方側面に照射されたスリット光の反射光が撮像素子群の縦方向（Ｙ方向）と略平行な状態でエリアセンサカメラに結像される。
【００１２】
そして、エリアセンサカメラは、ラスター方向と垂直なＹａ〜Ｙｌ行内の撮像素子のデータをラスター方向に順次走査して、各撮像素子によって検出された輝度データを読み出し、読み出した輝度データと画素位置（Ｘｄ，Ｙｅ）とに基づく画像データを出力する。その後、エリアセンサカメラから出力された画像データを基に、高さ成分に相当する画素位置に係るデータ（Ｙｅ）を２５６階調の輝度データに変換するなどの処理を行うことで、検査対象物の３次元形状に係る画像データが算出され、エッジ部における欠けの有無等の検査は、この三次元形状を表す画像を基にして行われる。
【００１３】
即ち、図１６に示すように、エッジ部に欠けが発生している場合には、欠けに関する画像データについてのみ言えば、Ｘｂ〜Ｘｆ列且つＹｃ〜Ｙｇ行内の撮像素子の位置（Ｘｄ，Ｙｅ）とこの撮像素子によって検出された輝度データとに基づくデータがエリアセンサカメラから出力される。その後、この出力された画像データを基にして、画素位置（Ｘｄ）と、高さ成分に相当する画素位置に係るデータ（Ｙｅ）を変換した輝度データとからなるデータが３次元形状に係るデータとして算出される。
【００１４】
しかしながら、この場合、同図に示すように、欠けがある場合（同図の実線で示す場合）と欠けがない場合（同図において一点鎖線で示す場合）とでは、高さ方向における位置及び高さ方向と直交する方向における位置の変化する範囲が同じであり、高さ方向と直交する方向における位置の変化する範囲が小さいと、三次元形状を表す画像において、欠けが生じている部分の濃淡が鮮明に現れない場合がある。そのため、欠けの形状を正確に検査できないだけでなく、最悪の場合には、欠けの有無をも正確に検査できないという問題が発生し得る。
【００１５】
検査対象物がチップコンデンサである場合には、上述したように、多層電極板を覆うセラミック部分の薄化により、極小さな欠けであっても電極が露出している可能性があり、これを正確に検出することが求められるが、上記従来装置を用いても極小さな欠けの有無を正確に検出することができない。また、欠けが発生していたとしても、その形状によっては電極の露出がなく、良品として選別するような場合もあるため、欠けの形状を正確に検査できるようにすることがより好ましい。
【００１６】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、断面略矩形状の検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無を従来よりも正確に検査することができる外観検査装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するための本発明は、
搬送面上に載置された断面略矩形状の検査対象物を、搬送路に沿って所定方向に搬送する搬送機構と、
前記搬送面上に載置された検査対象物の、上面と搬送方向に沿った側面とがなすエッジ部における少なくとも欠けの有無を検査する検査機構とを備えた外観検査装置であって、
前記検査機構は、
前記搬送機構の近傍に配設され、帯状のスリット光を前記検査対象物に照射する少なくとも１つのスリット光照射部と、
縦方向及びこれに直交する横方向の２次元に配列された撮像素子群を有し、前記搬送機構の近傍に配設されて、前記検査対象物に照射されたスリット光の画像を撮像する少なくとも１つのエリアセンサカメラと、
前記エリアセンサカメラにより撮像された画像を基に、前記検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無を検査する検査部とからなり、
前記スリット光照射部は、前記スリット光を含む平面が前記搬送面に対して垂直、且つ、前記搬送方向と直交し、且つ前記検査対象物の上面、少なくとも一方の側面、及びこれらがなすエッジ部にスリット光を照射するように構成され、
前記エリアセンサカメラは、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から、前記スリット光の反射光を撮像し、前記反射光は前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように構成されている外観検査装置に係る。
【００１８】
この外観検査装置によれば、前記搬送機構によって搬送される検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無が、前記検査機構によって検査される。
【００１９】
即ち、まず、搬送される検査対象物の上面、一方の側面及びこれらがなすエッジ部に、スリット光照射部からスリット光が照射される。エリアセンサカメラは、検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つスリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流からスリット光の反射光を撮像し、その撮像素子上に、反射光がエッジ部を頂部とする凸状として結像される。
【００２０】
そして、エリアセンサカメラは、結像された画像に係るデータを、所定のシャッタ間隔毎に順次出力する。尚、検査対象物の移動に伴って、その上面、一方の側面及びエッジ部に照射されるスリット光の位置はずれていくが、エリアセンサカメラは、少なくとも検査対象物の全ての上面、一方の側面及びエッジ部についてのスリット光の画像データを検査部に向けて出力する。
【００２１】
ここで、上記外観検査装置においては、エリアセンサカメラの撮像素子上に反射光がエッジ部を頂部とする凸状として結像されるようになっている。したがって、出力される画像データにおける検査対象物上面に照射されたスリット光の反射光及び検査対象物側面に照射されたスリット光の反射光は、反射光がエッジ部を頂部とする凸状として結像されていない場合と比較すると、撮像素子の縦方向及び横方向に対して傾いた状態となる。
【００２２】
前記検査部では、エリアセンサカメラから受信した検査対象物１個分についての画像データを基に、当該検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無を検査する。即ち、検査部は、まず、受信した画像データを基に、光切断法により検査対象物の上面、一方の側面及びエッジ部の三次元形状に係るデータを算出し、三次元形状を表す画像を基にして、検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無を検査する。
【００２３】
ここで、上記外観検査装置において、エリアセンサカメラから出力される画像データは、上述したように、検査対象物上面に照射されたスリット光の反射光及び検査対象物側面に照射されたスリット光の反射光が、撮像素子の縦方向及び横方向に対して傾いた状態のデータである。
【００２４】
したがって、反射光がエッジ部を頂部とする凸状として結像されていない場合、即ち、図１６に示した場合と比較すると、欠けが発生している部分について、高さ方向と直交する方向における位置の変化する範囲が広くなり、三次元形状を表す画像において、欠けが生じている部分の濃淡が鮮明に現れるようになる。そのため、従来と比較して、欠けの有無をより正確に検査することができ、また、その形状もより正確に検査することができる。
【００２５】
斯くして、上記外観検査装置によれば、検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つスリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流からスリット光の反射光を撮像し、エリアセンサカメラの撮像素子上に反射光がエッジ部を頂部とする凸状として結像されるようにしたので、検査対象物のエッジ部に生じた欠けを従来よりも正確に検出することができる。また、エッジ部の欠けの有無だけでなく、その欠けの形状を従来よりも正確に検出することも可能である。
【００２６】
尚、本願における「断面略矩形状」には、頂点が厳密に９０°である形状だけでなく、例えば、頂点が９０°でない台形や平行四辺形も含み、頂点が円弧状であるものも含まれる。
【００２７】
上記外観検査装置において、前記検査機構が、前記検査対象物に照射されたスリット光を、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から受光するとともに、前記反射光が前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように、前記反射光を前記エリアセンサカメラに導く光学経路を有する少なくとも１つの光学機構を有するように構成することで、検査対象物の上面、一方の側面及びこれらがなすエッジ部に照射されたスリット光の反射光を、エッジ部を頂部とする凸状として、前記エリアセンサカメラの撮像素子上に結像させることができ、上記と同様の効果を奏する。
【００２８】
尚、この場合、前記光学機構は、前記検査対象物のエッジ部の角度をθｅとした場合に、前記反射光を前記撮像素子に対して、前記エリアセンサカメラの撮像光軸を中心に（θｅ／２−１５）°以上（θｅ／２＋１５）°以下の範囲内で回転した状態で、前記エリアセンサカメラに導く光学経路を有するようにすることが好ましい。このようにすれば、反射光を、当該反射光がエッジ部を頂部とする凸状となるように、撮像素子上に好適に結像させることができる。
【００２９】
また、上記外観検査装置において、前記スリット光照射部は、更に、前記スリット光を含む平面が前記搬送面に対して垂直、且つ、前記搬送方向と直交し、且つ前記検査対象物の上面、他方の側面及びこれらがなすエッジ部にスリット光を照射するように構成され、
前記光学機構は、更に、前記反射光を、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の他方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流から受光するとともに、前記反射光が前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように、前記反射光を前記エリアセンサカメラに導く光学経路を有しており、
前記光学機構における２つの光学経路は、各反射光を、前記撮像素子上にラスター方向に沿って横並びに結像させる経路となっていることが好ましい。
【００３０】
この場合、検査対象物の上面、２つの側面及びこれらがなす２つのエッジ部に照射されたスリット光は、その反射光が、光学機構における２つの光学経路を経て、エリアセンサカメラに導かれ、その撮像素子上の予め設定された領域内において横並びに結像する、即ち、撮像素子上の所定のバンド幅の領域内に検査対象物を異なる２方向から見た２つの像が結像される。
【００３１】
したがって、前記バンド幅のデータを出力することで、２つの画像データを一時に出力することができるようになるため、２つの画像データを別々に出力するよりも出力時間を短縮することができ、エリアセンサカメラのシャッタ速度を速めて、高精度な外観検査を実現することができる。
【００３２】
また、上記外観検査装置において、前記エリアセンサカメラを、前記検査対象物の上面を含む平面よりも上方、且つ前記検査対象物の一方の側面を含む平面よりも側方、且つ前記スリット光を含む平面よりも搬送方向の上流又は下流の位置に、撮像光軸が前記スリット光を含む平面と交差するように配設し、且つ、前記反射光が前記エッジ部を頂部とする凸状として前記撮像素子上に結像されるように、前記撮像光軸を中心に回転した状態にすることで、検査対象物の上面、一方の側面及びこれらがなすエッジ部に照射されたスリット光の反射光を、エッジ部を頂部とする凸状として、前記エリアセンサカメラの撮像素子上に結像させることができ、上記と同様の効果を奏する。
【００３３】
尚、前記撮像光軸を中心とした回転角度は、反射光がエッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に結像される角度であれば、特に限定されるものではないが、前記検査対象物のエッジ部の角度をθｅとした場合、回転角度が（θｅ／２−１５）°以上（θｅ／２＋１５）°以下の範囲内であれば、前記反射光を、当該反射光がエッジ部を頂部とする凸状となるように、撮像素子上に好適に結像させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る外観検査装置によれば、検査対象物のエッジ部における少なくとも欠けの有無を従来よりも正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態に係る外観検査装置を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る検査部の構成を示したブロック図である。
【図３】（ａ）は、実施形態に係る外観検査装置の概略構成を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）右側面図である。
【図４】検査対象物に向けてスリット光を照射した状態を示した図である。
【図５】スリット光が照射された検査対象物を示す図であり、（ａ）は検査対象物の一方側面側、（ｂ）は他方側面側から見た図である。
【図６】光学機構の概略構成を示す図であり、（ａ）は右側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は、正面図である。
【図７】エリアセンサカメラの撮像素子群に結像される画像を説明するための説明図である。
【図８】検査対象物に照射されたスリット光の反射光がエリアセンサカメラに結像されるまでに辿る光学経路を示す模式図である。
【図９】エリアセンサカメラに結像される画像を示した説明図である。
【図１０】エリアセンサカメラから出力される画像データを説明するための説明図である。
【図１１】輝度データ変換処理部における処理を説明するための説明図である。
【図１２】輝度データ変換処理部で変換された画像を示す図である。
【図１３】従来の方法で得られた変換画像を示す図である。
【図１４】他の実施形態に係るスリット光照射器の配設位置を説明するための図である。
【図１５】従来の外観検査装置における課題を説明するための説明図である。
【図１６】従来の外観検査装置における課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一具体的な実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００３７】
図１及び図２に示すように、本例の外観検査装置１は、検査対象物Ｋを搬送方向である矢示Ａ方向に搬送する搬送機構２と、搬送される検査対象物Ｋの欠けの有無やその形状（以下において、「表面形状」ともいう）を検査する検査機構４とを備えている。
【００３８】
尚、本例における検査対象物Ｋとしては、チップコンデンサを例示することができるが、何らこれらに限定されるものではなく、断面略矩形状であれば、他の電子部品や機械部品等であっても良い。また、「断面略矩形状」とは、頂点が厳密に９０°である形状に限られず、各頂点が９０°でない形状、例えば、台形や平行四辺形も含まれ、また、頂点が円弧状になっている形状も含む概念である。
【００３９】
以下、上記各機構の詳細について説明する。
【００４０】
［搬送機構］
前記搬送機構２は、透明又は半透明のガラス板から構成される円板状をした回転テーブル３と、この回転テーブル３を図１における矢示Ａ方向に水平回転させる駆動モータ（図示せず）とを備えており、回転テーブル３上に供給された検査対象物Ｋを前記回転テーブル３の回転によって前記搬送方向に搬送する。尚、回転テーブル３によって搬送される検査対象物Ｋの搬送路は円弧状の経路となる。
【００４１】
［検査機構］
前記検査機構４は、図２に示すように、画像撮像部６、検査部２０及び選別部３０から構成され、前記搬送路上に設定された所定の検査位置を通過する検査対象物Ｋの表面形状を検査し、検査結果に基づいて、検査対象物Ｋを選別する機構である。
【００４２】
図３に示すように、画像撮像部６は、前記搬送機構２における搬送路の上方、且つ前記検査位置よりも搬送方向下流側に配設されたエリアセンサカメラ７と、帯状のスリット光Ｌ１を照射するスリット光照射器８と、このスリット光照射器８から照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２，Ｌ３を受光してエリアセンサカメラ７に導き入れる光学機構９とを備える。また、前記エリアセンサカメラ７、スリット光照射器８及び光学機構９は、前記回転テーブル３の近傍に配設された支持機構５によって、それぞれ独立に、位置調整可能な状態で支持されている。尚、図３（ｂ）では、スリット光照射器８の図示を省略している。
【００４３】
前記スリット光照射器８は、前記搬送路における前記検査位置の上方に位置するように配設されており、集光レンズを用いることで、前記スリット光Ｌ１を、当該スリット光Ｌ１を含む平面が搬送面（回転テーブル３の上面）に対して垂直、且つ前記搬送方向と直交し、且つ、前記検査対象物Ｋの上面、両側面及び上面と各側面とがなすエッジ部にスリット光Ｌ１を照射するように構成されている（図４参照）。尚、図４（ａ）は、搬送方向上流側から見た状態を示し、図４（ｂ）は、搬送路の上方から見た状態を示しており、エリアセンサカメラ７やスリット光照射器８については図示を省略している。
【００４４】
また、上面、一方側面及びこれらがなすエッジ部（一方エッジ部）にスリット光Ｌ１が照射された検査対象物Ｋを肉眼で見た状態を図５（ａ）、上面、他方側面及びこれらがなすエッジ部（他方エッジ部）にスリット光Ｌ１が照射された検査対象物Ｋを肉眼で見た状態を図５（ｂ）に示す。尚、図５中の矢印は搬送方向を示している。
【００４５】
前記光学機構９は、前記エリアセンサカメラ７よりも搬送方向上流側に配設されており、図６に示すように、前記搬送面との間に前記検査対象物Ｋが通過可能な間隔を空けて前記支持機構５によって支持された板状のベース部材１０と、このベース部材１０における前記搬送方向上流側の面に搬送路を挟んで相互に対向するように取り付けられた第１及び第２腕部材１１，１２と、前記２つの腕部材１１，１２の間に位置するように、前記ベース部材１０に固設された第３腕部材１３と、前記第１及び第２腕部材１１，１２にそれぞれ取り付けられた第１及び第２保持部材１４，１５と、前記第１及び第２保持部材１４，１５にそれぞれ保持された第１及び第２ミラー１６，１７と、前記第３腕部材１３に取り付けられた第３及び第４ミラー１８，１９とを備えている。
【００４６】
前記第１及び第２腕部材１１，１２は、板状の部材であり、前記ベース部材１０における搬送方向上流側の面から前記搬送面と交差する方向に沿って突出するように取り付けられており、それぞれ突出方向と平行な軸Ｍ１，Ｍ２を中心に揺動可能になっている。
【００４７】
また、前記第１及び第２保持部材１４，１５は、円柱状の部材であり、その軸方向中間部に外周面の一部を残して切欠き部が形成されており、その軸方向が前記第１及び第２腕部材１１，１２の上面と直交し、且つその軸Ｎ１，Ｎ２を中心に回転可能な状態で、底面が前記第１及び第２腕部材１１，１２の上面と対向するように取り付けられている。
【００４８】
前記第１及び第２ミラー１６，１７は、各反射面１６ａ，１７ａが前記軸Ｎ１，Ｎ２と平行となるように、第１及び第２保持部材１４，１５の切欠き部内に保持されている。
【００４９】
また、前記第３ミラー１８は、その反射面１８ａが前記第１ミラー１６側に向いた状態且つ第１ミラー１６から入射した光をエリアセンサカメラ７に向けて反射可能な状態、第４ミラー１９は、その反射面１９ａが前記第２ミラー１７側に向いた状態且つ第２ミラー１６から入射した光をエリアセンサカメラ７に向けて反射可能な状態で、相互に隣接するように第３腕部材１３に固設されている。
【００５０】
この光学機構９においては、前記第１ミラー１６が、検査対象物Ｋの上面、一方側面及び一方エッジ部に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２を受光して、前記第３ミラー１８に向けて照射し、第３ミラー１８が、受光した反射光Ｌ２をエリアセンサカメラ７に導く経路が第１光学経路である（第１光学経路）。また、前記第２ミラー１７が、検査対象物Ｋの上面、他方側面及び他方エッジ部に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ３を受光して、前記第４ミラー１９に向けて照射し、第４ミラー１９が、受光した反射光Ｌ３をエリアセンサカメラ７に導く経路が第２光学経路である。尚、これらの光学経路は、各反射光Ｌ２，Ｌ３を横並び状態でエリアセンサカメラ７に導くようになっている。
【００５１】
そして、本例の外観検査装置１においては、検査対象物Ｋの上面、一方側面及び一方エッジ部に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２を撮像した所望の画像と、検査対象物Ｋの上面、他方側面及び他方エッジ部に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ３を撮像した所望の画像とを、一台のエリアセンサカメラ７によって得られるようにするために、第１腕部材１１の揺動位置及び第１保持部材１４の回転位置を調整して第１光学経路を設定し、第２腕部材１２の揺動位置及び第２保持部材１５の回転位置を調整して第２光学経路を設定している。
【００５２】
具体的に、検査対象物Ｋの上面を含む平面よりも上方、且つ一方側面よりも側方、且つ搬送方向下流の位置に、上面を含む平面とのなす角度θ１が４５°、且つ一方側面を含む平面とのなす角度θ２が４５°となる方向と撮像光軸とが平行な状態となるように配設され、一方エッジ部を頂部とする凸条として反射光Ｌ２が撮像素子上に結像されるようにしたカメラＣ１（図７参照）により得られる画像と同じ画像が得られるように、第１光学経路は、反射光Ｌ２をエリアセンサカメラ７に導くように設定される。
【００５３】
また、検査対象物Ｋの上面を含む平面よりも上方、且つ他方側面よりも側方、且つ搬送方向下流の位置に、上面を含む平面とのなす角度θ３が４５°、且つ他方側面を含む平面とのなす角度θ４が４５°となる方向と撮像光軸とが平行な状態となるように配設され、他方エッジ部を頂部とする凸条として反射光Ｌ３が撮像素子上に結像されるようにしたカメラＣ２（図７参照）により得られる画像と同じ画像が得られるように、第２光学経路は、反射光Ｌ３をエリアセンサカメラ７に導くように設定される。
【００５４】
尚、前記角度θ１及び角度θ３は、検査対象物Ｋの側面と平行な方向に沿った分解能に影響を与える因子である一方、前記角度θ２及び角度θ４は、検査対象物Ｋの上面と平行な方向に沿った分解能に影響を与える因子である。したがって、前記第１及び第２光学経路は、前記各角度θ１，θ２，θ３，θ４が所望の分解能を得られるような角度となるように設定することが可能であり、前記角度θ１，θ２，θ３，θ４は４５°でなくとも良い。
【００５５】
斯くして、この光学機構９によれば、図８に示すように、各反射光Ｌ２，Ｌ３は、第１及び第２光学経路を経て、当該反射光Ｌ２、Ｌ３が各エッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に横並びに結像されるようにエリアセンサカメラ７に導かれる。
【００５６】
尚、前記光学機構９における第１及び第２光学経路は、前記検査対象物Ｋのエッジ部の角度をθｅとした場合に（本例においてθｅは９０°）、各反射光Ｌ２，Ｌ３を前記撮像素子に対して、エリアセンサカメラ７の撮像光軸を中心に（θｅ／２−１５）°以上（θｅ／２＋１５）°以下の範囲内で回転した状態で、当該エリアセンサカメラ７に導く経路にすることが好ましい。このようにすれば、各反射光Ｌ２，Ｌ３を、当該反射光Ｌ２，Ｌ３がエッジ部を頂部とする凸状となるように、撮像素子上に好適に結像させることができる。本例においては、およそ４５°回転した状態になるようにしている。
【００５７】
前記エリアセンサカメラ７は、ラスター方向にＸｎ列、これと直交する方向にＹｍ行の撮像素子を有しており、撮像光軸が前記搬送機構２における搬送路の搬送面（回転テーブル３の上面）と交差するように配設されている。また、上述したように、このエリアセンサカメラ７は、前記反射光Ｌ２，Ｌ３がそれぞれ各光学経路を経て横並び状態で導き入れられ、その撮像素子上に横並び状態で結像される。
【００５８】
尚、このエリアセンサカメラ７において、反射光Ｌ２，Ｌ３は、Ｙａ〜Ｙｌ行の範囲内でラスター方向に横並びに結像されるようになっている。
【００５９】
そして、エリアセンサカメラ７は、所定のシャッタ間隔で、前記Ｙａ〜Ｙｌ行内の撮像素子のデータをラスター方向に順次走査して、各撮像素子によって検出された輝度データを読み出し、図９に示すように、Ｘ方向の画素位置（Ｘｄ）とその列内で最大輝度を有する画素位置（Ｙｅ）とからなる位置データ（Ｘｄ，Ｙｅ）と、その輝度データとを関連付けたデータを画像データとして検査部２０に送信する。このようにすれば、全撮像素子についてその輝度データを送信する場合に比べて、送信するデータ量が少なくなり、その送信速度や検査部２０における処理速度を高めることができ、迅速な処理を行うことができる。尚、図９は、図１６で示したものと同じ形状の欠けが一方エッジ部に生じている場合を示している。
【００６０】
ここで、本例の外観検査装置１においては、上述したように、各エッジ部を頂部とする凸状として、各反射光Ｌ２，Ｌ３が撮像素子上に結像されるようにしている。したがって、反射光Ｌ２，Ｌ３が各エッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に結像されていない場合と比較すると、エリアセンサカメラから出力される画像データは、図１０に示すように、検査対象物Ｋに照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２及び検査対象物Ｋ側面に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２が、撮像素子の横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）に対して傾いた状態のデータとなる。
【００６１】
このように、本例の外観検査装置１においては、検査対象物Ｋに照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２及び検査対象物Ｋ側面に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２が、撮像素子のＸ方向及びＹ方向に対して傾いた状態となる。そのため、反射光Ｌ２がエッジ部を頂部とする凸状として結像されていない場合（図１６参照）と比較すると、欠けが発生している部分について、高さ方向における位置の変化する範囲（図１０のＹｃ〜Ｙｇ行に相当する範囲）は若干狭くなるが、高さ方向と直交する方向における位置の変化する範囲（図１０のＸｂ〜Ｘｆ列に相当する範囲）が広くなる。
【００６２】
尚、エリアセンサカメラ７は、少なくとも、検査対象物Ｋの表面にスリット光Ｌ１が照射されている間の前記画像データを、シャッタ毎に得られたフレーム画像として前記検査部２０に送信する。
【００６３】
前記検査部２０は、図２に示すように、画像記憶部２１、輝度データ変換処理部２２、欠け判定処理部２３及び選別制御部２４からなる。尚、輝度データ変換処理部２２、欠け判定処理部２３及び選別制御部２４は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、画像記憶部２１は、ＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。
【００６４】
前記画像記憶部２１は、前記画像撮像部６から受信した画像データ（フレーム画像）をそれぞれ記憶する。
【００６５】
前記輝度データ変換処理部２２は、画像記憶部２１に格納されたフレーム画像を読み出し、以下の処理を行って、高さ成分に由来する位置データをその高さ成分に応じて設定した輝度データに変換し、高さ成分が輝度データで表現された新たな画像データを生成する。
【００６６】
具体的には、輝度データ変換処理部２２は、まず、フレーム画像データを順次読み出して、各フレーム画像について、ラスター方向に走査して、輝度データの存在する画素位置（Ｘｄ，Ｙｅ）を検出する。
【００６７】
ついで、図１１に示すように、高さ成分に相当する画素位置に係るデータ（Ｙｅ）を２５６階調の輝度データに変換して、画素位置（Ｘｄ）と輝度データからなる画像データを生成する。
【００６８】
その後、前記輝度データ変換処理部２２では、順次全てのフレーム画像について変換して、新たな画像データ（２次元平面の位置データと、各位置における高さ情報を表す輝度データとからなる画像データ）を生成する。
【００６９】
ここで、エリアセンサカメラ７から出力される画像データにおいては、上述したように、従来と比較して、高さ方向における位置の変化する範囲は若干狭く、高さ方向と直交する方向における位置の変化する範囲は広くなっている。
【００７０】
したがって、輝度データ変換処理部２２で変換された、３次元形状を表す画像は、図１２に示すように、従来と比較して、欠けが生じている部分の濃淡が鮮明に現れたものとなる。尚、図１２では、欠けが生じている部分を白線で囲んでいる。
【００７１】
欠け判定処理部２３は、前記輝度データ変換処理部２２で変換された変換画像を基に、これと欠けが生じていない適正な形状に係るデータとを比較して、欠けの有無やその形状を判別する。
【００７２】
前記選別制御部２４は、前記欠け判定処理部２３から判定結果を受信し、不良の判定結果を受信すると、当該不良と判定された検査対象物Ｋが前記選別部３０に到達するタイミングで当該選別部３０に選別信号を送信する。
【００７３】
前記選別部３０は、前記検査部２０よりも搬送方向下流側に設けられるもので、図示しない選別回収機構と良品回収室及び不良品回収室とを備え、前記選別制御部２４から選別信号を受信したとき、前記選別回収機構を駆動し、良品を良品回収室に回収し、不良品を不良品回収室に回収する。
【００７４】
以上の構成を備えた本例の外観検査装置１によれば、まず、搬送される検査対象物Ｋの上面、両側面及びこれらがなす２つのエッジ部に対し、検査位置においてスリット光Ｌ１が照射され、その照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２，Ｌ３の画像が画像撮像部６によって撮像され、撮像された画像データが画像撮像部６から検査部２０に送信される。
【００７５】
ついで、撮像された画像を基に、検査部２０において検査対象物Ｋのエッジ部に欠けがあるか否かや、欠けの大きさが許容範囲を超えているか否かについて自動的に検査され、検査結果に従って、選別部３０により、その良品と不良品とが自動的に選別される。
【００７６】
そして、本例の外観検査装置１においては、検査対象物Ｋの上面、両側面及びこれらがなす２つのエッジ部に照射されたスリット光Ｌ１の反射光Ｌ２，Ｌ３が、各エッジ部を頂部とする凸状としてエリアセンサカメラ７の撮像素子上に結像されるようになっている。
【００７７】
したがって、出力される画像データにおいて、検査対象物Ｋ上面に照射されたスリット光の反射光Ｌ２，Ｌ３及び検査対象物Ｋの各側面に照射されたスリット光の反射光Ｌ２，Ｌ３は、撮像素子のＸ方向及びＹ方向に対して傾いた状態となり、従来と比較すると、欠けが発生している部分について、高さ方向における位置の変化する範囲が若干狭くなるものの、高さ方向と直交する方向における位置の変化する範囲は広くなる。
【００７８】
その結果、当該エリアセンサカメラ７から出力された画像データを輝度データ変換処理部２２で変換した画像において、欠けが生じている部分の濃淡が鮮明に現れるようになるため、エッジ部を頂部とする凸状として反射光Ｌ２，Ｌ３が結像されるようにしていない場合と比較して、欠けの有無やその形状をより正確に検査することができる。
【００７９】
実際に、本例の外観検査装置１によれば、図１２に示したように、変換画像に欠けが存在していることを確認することができる。これに対して、反射光がエッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に結像されるようにしていない場合には、図１３に示すように、変換画像から欠けの有無を判別することができない場合がある。
【００８０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００８１】
例えば、上例では、一方エッジ部に欠けが生じている場合を例にとって説明したが、当然、本例の外観検査装置１によれば、両方のエッジ部に欠けが生じている場合、両エッジ部の欠けを同時に検出することができる。
【００８２】
また、上例においては、高さ成分に相当する画素位置に係るデータ（Ｙｅ）を２５６階調の輝度データに変換するようにしているが、例えば、２５６色、或いはそれ以上のカラーデータに変換するようにしても良い。
【００８３】
更に、上例では、集光レンズを備えたスリット光照射器８を用いることで、１つのスリット光照射器によって検査対象物Ｋの上面、両側面及びこれらがなすエッジ部にスリット光を照射するようにしているが、例えば、図１４に示すように、搬送路を挟んで対向する２つのスリット光照射器８ａ，８ｂを用いて、検査対象物Ｋの上面、両側面及びこれらがなすエッジ部にスリット光Ｌ１’を照射するようにしても良い。尚、この場合、各スリット光照射器８ａ，８ｂは、スリット光Ｌ１’を含む平面が前記搬送面に対して垂直、且つ、前記搬送方向と直交し、また、搬送面に対しておよそ４５°傾いた方向から検査対象物Ｋの上面、各側面及びこれらがなすエッジ部にスリット光Ｌ１’を照射するように配置することが好ましい。また、必要に応じて、前記２つのスリット光照射器８ａ，８ｂのいずれか一方のみを設け、検査対象物Ｋの上面、一方側面及びこれらがなすエッジ部にスリット光Ｌ１’を照射するようにしても良い。
【００８４】
更に、上例では、２つのエッジ部における欠けの有無やその形状を検査するようにしているが、必ずしも２つのエッジ部について検査する必要はなく、一のエッジ部についてのみ検査するようにしても良い。この場合、当然のことながら、光学機構９は、一の光学経路のみを有していれば良い。
【００８５】
また、上例においては、回転テーブル３の上方に画像撮像部６を設けるようにしているが、これに限られるものではない。例えば、回転テーブル３として、透過性を有したガラス製の回転テーブル３を採用するとともに、回転テーブル３を挟んで画像撮像部６と対向する位置（即ち、回転テーブル３の下方）に、当該画像撮像部６と同一構成の画像撮像部を更に設けるようにしても良い。
【００８６】
このようにすれば、回転テーブル３の上方に設けた画像撮像部６により、検査対象物Ｋの上面側からスリット光Ｌ１’の反射光の画像を撮像し、この画像を基に上面側の表面形状を検査できるとともに、回転テーブル３の下方に設けた画像撮像部により、回転テーブル３越しに検査対象物Ｋの下面側からスリット光Ｌ１’の反射光の画像を撮像し、この画像を基に下面側の表面形状を検査することができる。尚、回転テーブル３を挟んで相互に対向する位置に配設された各画像撮像部は、スリット光照射器８の代わりに前記２つのスリット光照射器８ａ，８ｂを備えていても良く、この場合、必要に応じて、２つのスリット光照射器８ａ，８ｂのうちのいずれか一方のみを備えていても良い。また、回転テーブル３の下方にのみ画像撮像部を設けるようにしても良い。
【００８７】
また、上例では、光学機構９を用いて反射光Ｌ２，Ｌ３をエリアセンサカメラ７に導き、当該反射光Ｌ２，Ｌ３の画像を撮像するようにしているが、これに限られるものではない。例えば、図７において示したカメラＣ１，Ｃ２の位置に実際にエリアセンサカメラを配設し、当該２つのエリアセンサカメラによって、反射光Ｌ２，Ｌ３の画像を別々に撮像するようにしても良い。
【００８８】
この場合、一方のエリアセンサカメラは、その撮像光軸が前記スリット光Ｌ１を含む平面と交差し、且つ反射光Ｌ２が一方エッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に結像されるように、撮像光軸を中心に回転した状態で配設される。同様に、他方のエリアセンサカメラは、その撮像光軸がスリット光Ｌ１を含む平面と交差し、且つ反射光Ｌ３が他方のエッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に結像されるように、撮像光軸を中心に回転した状態で配設される。
【００８９】
尚、各エリアセンサカメラは、前記検査対象物Ｋのエッジ部の角度をθｅとした場合に、前記撮像光軸を中心に、（θｅ／２−１５）°以上（θｅ／２＋１５）°以下の範囲内で回転した状態で配設されることが好ましい。このようにすれば、各反射光Ｌ２，Ｌ３を、エッジ部を頂部とする凸状として撮像素子上に好適に結像させることができる。
【００９０】
尚、この場合も、必ずしも２台のエリアセンサカメラによって反射光Ｌ２，Ｌ３の画像を撮像する必要はなく、例えば、一方エッジ部における欠けの有無やその形状だけを検査すれば良い場合には、１台のエリアセンサカメラで一方の反射光Ｌ２の画像のみを撮像するようにしても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１    外観検査装置
２    搬送機構
４    検査機構
５    支持機構
６    画像撮像部
７    エリアセンサカメラ
８    スリット光照射器
９    光学機構
１６  第１ミラー
１７  第２ミラー
１８  第３ミラー
１９  第４ミラー
２０  検査部
２１  画像記憶部
２２  輝度データ変換処理部
２３  欠け判定処理部
２４  選別制御部
３０  選別部
【図１】
2019035725.tif 000003
【図２】
2019035725.tif 000004
【図３】
2019035725.tif 000005
【図４】
2019035725.tif 000006
【図５】
2019035725.tif 000007
【図６】
2019035725.tif 000008
【図７】
2019035725.tif 000009
【図８】
2019035725.tif 000010
【図９】
2019035725.tif 000011
【図１０】
2019035725.tif 000012
【図１１】
2019035725.tif 000013
【図１２】
2019035725.tif 000014
【図１３】
2019035725.tif 000015
【図１４】
2019035725.tif 000016
【図１５】
2019035725.tif 000017
【図１６】
2019035725.tif 000018