(57)【要約】【課題】ワ−クからカメラに光を導く光学手段又はカメラと光学手段との支持機構を適切に構成して、簡便に撮像方向を変化させ得る手段を提供する。【解決手段】ラインＣＣＤカメラのラインセンサーとワークの撮像線を結ぶ線上に、ラインセンサーの軸と平行な支軸により回転可能に支持され、かつその反射面が所定の方向に向くような回転角制御機構を備えた主ミラーと、ワ−クの撮像線を見込む角度を可変にして、該撮像線からの放射光を前記主ミラーに入射せしめる光学手段とを備え、前記回転角制御機構により前記主ミラーの回転角を変更して、前記光学手段からの入射光を選択して前記ラインセンサーに入射させるようにする。【選択図】  図７
2004279282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に沿って撮像素子列を備えたラインセンサーと該ラインセンサーの軸に直角な方向にワ−クを相対移動させる移動手段を備え、該移動手段により相対移動するワ−クの所定の撮像線上の外観を前記ラインセンサーにより連続的に撮像して該ワークの表面を検査するワ−クの外観検査装置であって、
前記ラインセンサーと前記撮像線を結ぶ直線又は折れ線上に配置され、前記ラインセンサーの軸と平行な支軸により回転可能に支持され、かつその反射面が所定の方向に向くように前記支軸の周りの回転角を制御する回転角制御機構を備えた主ミラーと、
前記ワ−クの撮像線を見込む角度を可変にして、該撮像線からの放射光を前記主ミラーに入射せしめる光学手段とを備え、
前記回転角制御機構により前記主ミラーの回転角を変更して、前記光学手段からの入射光を選択して前記ラインセンサーに入射させることにより、前記ワ−クを撮像する撮像方向を可変にしたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記光学手段が、前記主ミラーの中心を通り前記ラインセンサーの軸と直交する平面上に配置され、前記ワ−クの撮像線を見込む角度が相互に相違し、かつ前記撮像線からの入射光を前記主ミラーの中心に向けて反射するような取付角で取り付けられた複数の副ミラーであって、
前記回転角制御機構により前記主ミラーの回転角を変更して、前記副ミラーのいずれかからの反射光を選択して前記ラインセンサーに入射させることにより、前記ワ−クを撮像する撮像方向を可変にした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】
前記副ミラーが、前記主ミラーの中心を通りワ−クの移動方向と平行な線上で、前記主ミラーを挟んでその両側に一対配置され、該副ミラーのそれぞれが、前記主ミラーからの距離を可変にしてこれを係脱可能に係止する係止手段により固定され、かつ該副ミラーのそれぞれが、その各取付位置において、前記ワ−クの撮像線上からの入射光を前記主ミラーの中心に向けて反射するような取付角の調整手段を備え、
前記係止手段により前記副ミラーの位置を変更して前記撮像線を見込む角度を可変にするとともに、前記回転角制御機構により前記主ミラーの回転角を変更して、前記副ミラーのいずれかの反射光を選択して前記ラインセンサーに入射させるように構成されてい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】
前記ラインセンサーを内蔵するカメラ、前記主ミラー及び前記副ミラーを一体に取り付けたフレームを、前記ワ−クの撮像線付近を通り前記ラインセンサーの軸と平行な軸を回転中心として、ワ−クの移動方向の前後に傾斜させる傾動機構を備え、該傾動機構で前記フレームを傾斜させることにより、前記ワ−クの撮像方向を可変にした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】
請求項１に記載の光学手段は、該光学手段に含まれる反射面が楕円柱状の凹面鏡であって、該凹面鏡を、その楕円の長軸が前記ラインセンサー及び前記撮像線の中心間を結ぶ線上に位置し、
楕円柱の柱状面が前記ラインセンサーの軸と平行になり、かつ前記撮像線が楕円の一方の焦点上又はその付近に位置するように配置するとともに、前記主ミラーを楕円の他方の焦点上又はその付近に配置して、
前記ワ−クの撮像線上からの入射光が前記凹面鏡で反射されて前記主ミラーに入射し、
該主ミラーで反射された反射光が前記ラインセンサーに入射するように構成し、前記主ミラーを前記支軸の周りに回転させることにより前記ワ−クの撮像方向を可変にしたもの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】
請求項１に記載の光学手段は、柱状面が前記ラインセンサーの軸と平行に配置された対物側柱状凸レンズと接眼側柱状凸レンズとを含み、
前記の対物側及び接眼側の柱状凸レンズの光軸中心が前記ラインセンサー及び前記撮像線の中心間を結ぶ線上に位置するように配置し、
前記ワ−クの撮像線が前記対物側柱状凸レンズの焦点又はその付近に位置するように配置するとともに、前記主ミラーを前記接眼側柱状凸レンズの焦点又はその付近に位置するように配置して、
前記ワ−クの撮像線上から放射状に拡散して前記対物側柱状凸レンズに入射した光のうち、特定方向成分のみを、前記主ミラーにより前記ラインセンサーに入射させるように構成し、
前記主ミラーを前記支軸の周りに回転させることにより、前記ワ−クの撮像方向を可変にしたものであることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記ワークが、液晶表示装置のバックライトユニットであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次元検出器を用いてワ−クの外観を撮像してその検査を行うワ−クの外観検査装置に関し、とくに光学シート等のワ−クに付着した異物、ワークシートの傷の有無を検査するに好適な外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力等の特徴から、テレビ、パソコン、ビデオカメラ、携帯電話、カーナビゲーションシステム等のディスプレイとして多用されるようになってきた。液晶ディスプレイは、光透過型であるため面光源を必要とし、通常バックライトユニットとしてまとめられた面光源が用いられる。
【０００３】
バックライトユニットは、通常は側面から一次元光源が入射する導光板の上に、光拡散シートやプリズムシート等の光学シートを積層して形成されている。かかる光学シートは損傷を受け易く、傷や異物が付着していると液晶表示画面へ導かれる光量が不均一になるため、その検査が重要である。
【０００４】
従来、かかるバックライトユニットの検査は、目視により行われることが多かった。しかし、目視検査では微少な傷や異物の判別に、かなりの熟練を要し、バックライトユニットの良否の判定を行う作業者の疲労度が大きく、必ずしも精度が上がらないという問題点がある。このため、目視によらないバックライトユニット等のワークの良否を自動的に検査する装置の開発が望まれており、近年では画像処理による良否の判別を行う検査装置の実用化が進んでいる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４１３４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
画像処理によるバックライトユニットの検査においては、微細な傷や付着している異物を確実に検出することが課題となる。そのための一方策は、解像度を高くすることであり、一次元センサーを走査して、例えば、搬送されるワ−クを固定した一次元のＣＣＤカメラで撮像して、二次元画像を得ることにより、二次元センサーを用いるよりも解像度を高くすることである。
【０００７】
しかし、バックライトユニットのような光学シートの積層体では、各シートの界面にできたこすり傷や、良否の判別の境界領域にあるような微少な表面に付着した異物、あるいは積層体中に混入した微量な異物のような良否の判別が非常に難しいものを検査しなければならない。このような微細な傷や微少な異物の付着したバックライトユニットの良否を目視により検査するには、照明光の入射方向やバックライトユニットを傾けたりして、その観察方向を変えることが有効である。これはバックライトユニットの見る角度により、傷や異物の反射光の角度が変化し、反射光の角度により傷や異物が見えたり、見えなかったりするためである。
【０００８】
従来のバックライトユニットを検査する装置は、照明として、導光板からの入射光や外部照明、あるいは透過光を用い検査対象物を発光させ、ＣＣＤカメラにより検査対象物を撮像し、撮像した画像をコンピュータで処理し判別する構成が一般的である。しかし、導光板からの入射光により、検査対象物をＣＣＤカメラで撮像し、その外観を検査する装置の場合、照明方向が固定されてしまう。このため、ＣＣＤカメラが撮像するバックライトユニットの方向が固定され、その結果、不良品であるにもかかわらず良品と判定されてしまうという問題点がある。
【０００９】
ステージ上に載置されたバックライトユニットを機械的なメカニズムにより傾けることによりその撮像方向を変える検査装置もある。しかし、搬送されるバックライトユニットを傾けて、その撮像方向を変えるには、複雑な機構が必要である。また、ピントのぶれが生じたり焦点距離が変わるため、撮像する毎にカメラの焦点を合わす必要があるという問題点がある。
【００１０】
従って、バックライトユニットをＣＣＤカメラで撮像し、その外観検査を行う装置においては、バックライトユニットから放射される光をカメラに導く光学手段に工夫をして、如何に簡便に撮像方向を変化させるかが課題となる。この課題はバックライトユニットの外観検査に限らず、導光板、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）等に共通するものであり、本明細書においては、バックライトユニット、導光板、ＰＤＰを総称してワークと称する。
【００１１】
そこで本発明は、一次元センサーを用いてワ−クの外観を撮像し、その検査を行うワ−クの外観検査装置において、ワ−クからカメラに光を導く光学手段又はカメラと光学手段との支持機構を適切に構成して、簡便に撮像方向を変化させ得る手段を提供することを目的とする。また、この光学手段を用いたワーク外観検査装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の撮像素子が一軸上に並んだラインセンサーと該ラインセンサーの軸と直角な方向にワ−クを相対移動させる移動手段を備え、該移動手段により相対移動するワ−クの表面の所定の撮像線上、例えばワークの端部から、その外観を前記ラインセンサーにより連続的に撮像して該ワークの表面や内部に混入している異物を検査するワ−クの外観検査装置である。
【００１３】
本発明の外観検査装置は、ラインセンサーと撮像線を結ぶ直線又は折れ線上に主ミラーが配置されている。この主ミラーは、ラインセンサーの軸と平行な支軸により回転可能に支持され、かつその反射面が所定の方向、即ち、ワークからの放射光を反射した光がラインセンサーに向くように支軸の周りの回転角を制御する回転角制御機構を備えている。
【００１４】
また、本発明の外観検査装置は、ワ−クの撮像線を見込む角度を可変にして、この撮像線からの放射光を主ミラーに入射せしめる光学手段を備えている。
【００１５】
上記回転角制御機構により主ミラーの回転角を変更することで、光学手段からの入射光を選択してラインセンサーに入射させることが可能となる。これは、ワ−クの撮像方向を変えることと同じである。即ち、本発明の検査装置は、従来ワーク自体を傾ける、あるいは照明やカメラの角度を変えるといった機械的なメカニズムに依存して、ワークの微少な傷やこれに付着している微量な異物、あるいはワーク（積層体）中に混入した異物の検査を行っていたものを、簡便な光学的な手段により実現した。
【００１６】
この光学手段の一構成は、主ミラーの中心を通りラインセンサーの軸と直交する平面上に配置され、ワ−クの撮像線を見込む角度が相互に相違し、かつ撮像線からの入射光を主ミラーの中心に向けて反射するような取付角で取り付けられた複数の副ミラーで構成し、主ミラーの回転角制御機構により、主ミラーの回転角を変更することで、副ミラーのいずれかからの反射光を選択してラインセンサーに入射させることで実現する。
【００１７】
上記副ミラーは、主ミラーの中心を通りワ−クの移動方向と平行な線上で、主ミラーを挟んでその両側に一対配置され、副ミラーのそれぞれが、主ミラーからの距離を可変にして、これを係脱可能に係止する係止手段により固定され、かつ副ミラーのそれぞれが、その各取付位置において、前記ワ−クの撮像線上からの入射光を主ミラーの中心に向けて反射するような取付角の調整手段を備えている。この係止手段により副ミラーの位置を変更して、撮像線を見込む角度を可変にするとともに、回転角制御機構により主ミラーの回転角を変更して、前記副ミラーのいずれかの反射光を選択して、前記ラインセンサーに入射させるように構成する。このように構成することで、副ミラーと主ミラーの間隔を変えることのみで、ワークの放射光のうち主ミラーに向けて反射させる反射光を変えることができる。
【００１８】
本発明の概観検査装置は、ラインセンサーを内蔵するカメラ、主ミラー及び副ミラーを一体に取り付けたフレームを、ワ−クの撮像線付近を通り前記ラインセンサーの軸と平行な軸を回転中心として、ワ−クの移動方向の前後に傾斜させる傾動機構を備え、この傾動機構でフレームを傾斜させることにより、ワ−クの撮像方向を変える機構を備える。この機構により、上述した主ミラーと副ミラーとの距離を変えることに代えて、ワークの撮像方向を変えることが可能である。
【００１９】
本発明の上記光学手段の他の構成は、この光学手段に含まれる反射面が楕円柱状の凹面鏡であって、該凹面鏡を、その楕円の長軸がラインセンサー及び撮像線の中心間を結ぶ線上に位置し、楕円柱の柱状面がラインセンサーの軸と平行になり、かつ撮像線が楕円の一方の焦点上又はその付近に位置するように配置するとともに、主ミラーを楕円の他方の焦点上又はその付近に配置して、ワ−クの撮像線上からの入射光が凹面鏡で反射されて主ミラーに入射し、この主ミラーで反射された反射光が前記ラインセンサーに入射するようにしたものである。楕円鏡の特性である２焦点のうちの一つの焦点の近傍にワークを設置し、他の焦点の近傍に主ミラーを設けることにより、主ミラーにはワークから様々な角度で放射される放射光が入射する。この入射した光のうちからラインセンサーに反射させる光を主ミラーの角度を変えることで、ワークの撮像方向を光学的に変えることができる。
【００２０】
本発明の上記光学手段の他の構成としては、柱状面がラインセンサーの軸と平行に配置された対物側柱状凸レンズと接眼側柱状凸レンズとを含み、この対物側及び接眼側の柱状凸レンズの光軸中心がラインセンサー及び撮像線の中心間を結ぶ線上に位置するように配置し、ワ−クの撮像線が対物側柱状凸レンズの焦点又はその付近に位置するように配置するとともに、主ミラーを接眼側柱状凸レンズの焦点又はその付近に位置するように配置して、ワ−クの撮像線上から放射状に拡散して対物側柱状凸レンズに入射した光のうち、特定方向成分のみを主ミラーによりラインセンサーに入射させるように構成したものである。この入射した光のうちからラインセンサーに反射させる光を主ミラーの角度を変えることで、ワークの撮像方向を光学的に変えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、主ミラーと一対の副ミラーで構成した撮像方向を光学的に変化させる光学手段の一実施の形態を示した図である。ラインセンサーを内蔵するラインＣＣＤカメラ１１、ワークの一例であるバックライトユニット１４、光源３５、主ミラー１２、副ミラー３１、３２から構成する。なお、光源３５に代えてバックライトユニット１４の電極（通常その裏面に電極がある）に直接電源を供給して、バックライトユニット１４を発光させても良い。
【００２２】
バックライトユニット１４の放射光は、副ミラー３１で反射し主ミラー１２に入射する。主ミラー１２に入射した光線は、図に示すようにラインＣＣＤカメラ１１のラインセンサーに向けて反射するようにその角度が調整されている。ラインＣＣＤカメラ１１のラインセンサーは、ワーク１４の撮像線の幅以上を一度に撮影できる。
【００２３】
副ミラー３１により撮像が終了すると、主ミラー１２を回転させて、副ミラー３２からの反射光をラインＣＣＤカメラ１１のラインセンサーに向けて出射するようにミラー１２の角度を調整する。これによりワーク１４をθ１の角度で見込んだ像を、右側（副ミラー３１から）と左側（副ミラー３２）からθ１の角度で撮像線を撮像することができる。ワーク１４をラインセンサーと直角の方向に搬送しながら連続して撮像することで、ワーク１４の表面全体を検査することができる。図１においては、ワーク１４を搬送手段１５により搬送することで、ワーク１４の表面全部の撮像を行うが、ワーク１４を固定し、ラインＣＣＤカメラ１１と光学手段とを移動することでワーク１４の表面全部を撮像しても良い。
【００２４】
図２は、本発明の第二の実施の形態である外観検査装置の光学手段の構成を示す概念図である。基本は図１の光学手段と同じであるが、副ミラー３１、３２に加えて、副ミラー３３、３４が含まれる。このようにすることで、θ１の見込角度で撮像ラインを撮影することに加え、θ２の見込角度でワーク１４の検査を行うことができる。副ミラーの数を多くすることにより、複数の見込角度でワークの撮影をオンラインで行うことが可能となる。
【００２５】
図３は、本発明の第三の実施形態である外観検査装置の光学手段の構成を示す概念図である。ワ−クの撮像方向を可変にするための光学手段として楕円柱状の凹面鏡を用いる。この装置は、図３に示すように、ラインセンサー（図示していない）を内蔵した固定カメラ１１、回転可能な主ミラー１２、固定された凹面鏡１３、ワ−ク１４の搬送手段１５及びワ−クの照明装置１６を含んで構成されている。
【００２６】
主ミラー１２には、ラインセンサーの軸に平行な支軸１７が設けられ、これが軸受１８で回転可能に支承され、図示していないが回転角制御機構（後述する実施例においては、パルスモータを使用した。）で、支軸１７の周りの回転角を任意に制御できるように構成されている。
【００２７】
凹面鏡１３は、内側の反射面が楕円柱状（断面が楕円形の柱状体の一部）で、柱状方向における中央での楕円の長軸が、カメラ１１の中心とワ−ク１４上の所定の撮像線（図中破線で表示）の中心を結ぶ線上に位置し、かつその柱状面（楕円面に直角な柱状体の側面）がラインセンサーの軸に平行になるように配置されている。また、ワ−ク１４の撮像線が、凹面鏡１３の楕円の長軸の一方の（ラインＣＣＤカメラ１１から遠い方の）焦点上又はその付近に位置するように配置され、かつ主ミラー１２の中心が楕円の長軸の他方の焦点上又はその付近に位置するように配置されている。
【００２８】
図４は、この楕円鏡を用いた外観検査装置において撮像方向を可変にする原理の説明図である。内面が反射面である楕円鏡の一方の焦点から出射した光は、周知のように、出射方向の如何を問わず他方の焦点に入射する。したがって、一方の焦点にワ−ク１４の撮像線を位置させ、他方の焦点に主ミラー１２を配置すれば、主ミラー１２の角度を変えるだけで、ワ−ク１４の撮像線を見込む角度が異なる方向からの光をカメラ１１に入射させることができる。図４では、主ミラー１２が実線の位置にある時は、凹面鏡１３の点Ｐからの反射光をラインＣＣＤカメラ１１に送り、主ミラー１２が破線の位置にある時は、点Ｑからの反射光をカメラに送ることになるから、主ミラー１２の回転角度を変えるだけで、ワ−ク１４を異なる方向から撮像し得る。
【００２９】
この第三の実施の形態である外観検査装置は、主ミラー１２を回転させるだけで、他の光学手段は固定したままで、ワ−ク１４の撮像方向を可変にすることができることから、外観検査装置の構成を極めて簡単にすることができる。また、格別に制御手段等を必要しないことから、コストを低廉にし得るとともに操作も簡単になるという特徴を有する。なお、図３の外観検査装置において、ラインＣＣＤカメラ１１とワ−ク１４とを結ぶ線を中心にして、凹面鏡１３を一対対称に配置すれば、ワ−クの搬送方向前後から、方向を変えて撮像することができ、撮像方向の選択の自由度をより一層拡げることができる。
【００３０】
図５は、本発明の第四の実施の形態である外観検査装置の構成を示す概念図である。この外観検査装置は、ワ−ク１４の撮像方向を可変にするための光学手段として、一対の柱状凸レンズを用いることを特徴とする。この外観検査装置は、ラインセンサー（図示していない）を内蔵した固定カメラ１１、回転可能な主ミラー１２、固定された対物側柱状凸レンズ２１及び接眼側柱状凸レンズ２２、ワ−ク１４の搬送手段１５及びワ−クの照明装置１６を含んで構成されている。
【００３１】
主ミラー１２には、ラインセンサーの軸に平行な支軸１７が設けられ、これが軸受１８で回転可能に支承され、図示していないが回転角制御機構で、支軸１７の周りの回転角を任意に制御できるように構成されている点は図３の外観検査装置と同じである。
【００３２】
対物側柱状凹レンズ２１及び接眼側柱状凹レンズ２２は、ともに断面が一様な凸レンズ状の柱状体で、その中心がラインＣＣＤカメラ１１の中心とワ−ク１４上の所定の撮像線（図中破線で表示）の中心を結ぶ線上に位置し、かつその柱状面（レンズ状断面に直角な柱状体の側面）がラインセンサーの軸に平行になるように配置されている。
また、ワ−ク１４の撮像線が、対物側柱状凹レンズ２１の焦点上又はその付近に位置するように配置され、かつ主ミラー１２の中心が接眼側柱状凹レンズ２２の焦点上又はその付近に位置するように配置されている。
【００３３】
図６は、この外観検査装置において撮像方向を可変にする原理の説明図である。ワ−ク１４の撮像線は、対物側柱状凸レンズ２１の焦点上にあるから、これから放射状に拡散して対物側柱状凸レンズ２１に入射した光は、レンズの出側で平行光となる。この平行光が接眼側柱状凸レンズ２２に入射して、その焦点に集光される。したがって、接眼側柱状凸レンズ２２の焦点に主ミラー１２を配置すれば、主ミラー１２の角度を変えるだけで、ワ−ク１４の撮像線を見込む角度の異なる方向からの光をラインＣＣＤカメラ１１に入射させることができる。図６では、主ミラー１２が実線の位置にある時は、対物側柱状凸レンズ２１の点Ｒに入射した光をカメラに送り、主ミラー１２が破線の位置にある時は、点Ｓに入射した光をカメラに送ることになるから、主ミラー２の回転角度を変えるだけで、ワ−ク１４を異なる方向から撮像し得る。
【００３４】
第四の実施の形態である光学手段を組み込んだ外観検査装置も、主ミラー１２を回転させるだけで、他の光学手段は固定したままで、ワ−ク１４の撮像方向を可変にすることができる。このため、装置の構成を極めて簡単にすることができる。また、格別な制御手段等を必要しないため、設備コストを安価にし得るとともに操作も簡単になる。
【００３５】
【実施例】
図７は本発明の一実施例であるワーク外観検査装置１の概略図を示したものである。この外観検査装置１は、ラインＣＣＤカメラ１１、光学手段（主ミラー１２、副ミラー３１・３２、光学手段支持フレーム３７、傾斜ガイドレール３８）、ラインＣＣＤカメラ１１と光学手段とを移動させるスライダー３９、及び主ミラー１２を回転させる回転機構５０を含んで構成されている。
【００３６】
この実施例における光学手段は、上述した第一の実施の形態の光学手段を利用するが、ワーク１４の撮像をワークの搬送によるのではなく、スライダー３９により、光学手段とラインＣＣＤカメラとを移動させることで検査を行うものである。なお、本実施例のワーク１４は、バックライトユニットであり、ラインＣＣＤカメラ１１は、１ライン（バックライトユニットの幅方向）が５０００画素、一画素は２０μｍ角である。また、輝度分解能は１０２４階調（１０ｂｉｔｓ）である。
【００３７】
ワーク１４は光源１６により発光し、放射光を副ミラー３１に出射する。副ミラー３１は、これと水平に設けられている主ミラー１２にワーク１４からの光を反射する。主ミラーの反射光は、ラインＣＣＤカメラ１１のラインセンサー（図示していない）に入射し、副ミラー３１方向から見たワーク１４の最初の撮像線の画像を撮影する。
【００３８】
最初の撮像線の撮像が完了すると、スライダー３９によりラインＣＣＤカメラ１１と光学手段が所定の位置まで移動し、次の撮像線を同様に撮影する。これをワーク１４の表面全体に渡り行う。
【００３９】
次に、スライダー３９によりラインＣＣＤカメラ１１と光学手段を最初の位置まで移動する。そして、移動回転機構５０により主ミラー１２を回転して、副ミラー３２が反射するワーク１４の放射光をラインＣＣＤカメラ１１のラインセンサーに入射するように主ミラー１２の角度を調整する。最初の撮像線の撮像が完了すると、スライダー３９によりラインＣＣＤカメラ１１と光学手段が所定の位置まで移動し、次の撮像線を同様に撮影する。これをワーク１４の表面全体に渡り行い、ワーク１４全ての撮像線の撮影が完了する。
【００４０】
ワーク１４を見込む角度は、主ミラー１２と副ミラー３１との距離によって決定される。この距離の調節は距離調節用留め具４０を用いて、副ミラー３１、３２の設置場所を変えることにより行う。距離調節用留め具４０の穴の間隔は、この実施例において、ラインセンサーと撮像線とを結ぶ線と、撮像線と副ミラー３１とを結ぶ線との角度（図１でいうθ１）が５度ピッチとなるよう設定した。
【００４１】
ラインＣＣＤカメラ１１と光学手段は、光学手段支持フレーム３７を傾斜ガイドレール３８に沿って傾けることができる。図８は、ラインＣＣＤカメラ１１等を傾けたときの様子を示したものである。この実施例においては、ワーク１４を光源１６により直接発光させているが、外部照明により照らし、この反射光を利用してもよい。この実施例においては、ラインＣＣＤカメラ１１の傾斜角度を０〜７０度とし、外部照明によりワーク１４を照射する角度を０〜８０度の範囲で照射することで良好な外観検査結果を得ることができた。
【００４２】
図９は、実施例における外観検査装置のブロック図を示したものである。ラインＣＣＤカメラ１１で撮像された画像は、パソコンの画像処理ボードで処理される。パソコンは次の撮像線を撮影するために、一軸ロボットドライバーに移動位置制御信号（ＲＳ２３２Ｃ）を送る。一軸ロボットドライバーから駆動信号が一軸ロボット（サーボモータ）に送られ、スライダー３９の移動によりラインＣＣＤカメラ１１と光学系が所定の位置まで移動する。
【００４３】
主ミラー１２の回転は、パソコンからソレノイドバルブにミラー制御信号を送り、ソレノイドバルブがロータリーアクチュエータを駆動することで行われる。これにより、主ミラー１２は、副ミラー３１又は３２からの入射光がラインＣＣＤカメラ１１のラインセンサーに入射する角度まで回転する。
【００４４】
図１０は、この外観検査装置における画像処理のフローチャートを示したものである。検査に先立って、ワーク１４の検査エリアと非検査エリアの登録を行う（Ｓ１）。ワークの角の部分等、検査の必要でない所を指定し、撮像線と撮像エリアを決定する。この実施例の外観検査装置では、検査を行うエリア１箇所、検査を行わないエリア８箇所が登録できるようにした。
【００４５】
次に平均化処理の実行の有無を決定する（Ｓ２）。平均化処理とは、傷欠陥のような面積は大きいが輝度差が非常に小さい欠陥を顕在化させるための処理である。平均化は撮像線（バックライトユニットの幅）×２０μｍ（一画素の長さ：２０μｍ角／画素）の整数倍で指定できる。輝度差が大きく、微細な欠陥の検出には平均化処理をしないことも可能である。
【００４６】
平均化処理をする場合は、指定された面積で平均化処理を行い（Ｓ３）、平均化処理をしない場合は欠陥抽出処理に進む（Ｓ４）。欠陥抽出処理とは、検査を行う部分とその周辺の部分とを比較して、検査部分に欠陥があるかどうかを抽出する処理である。欠陥抽出処理においては、ワーク１４が載置されて場所の輝度が必ずしも一定ではないので、近傍のブロック毎に差分を演算し、浮動的に抽出しきい値をつくり、欠陥部分を抽出する。
【００４７】
欠陥抽出処理が終了するとフィルター処理を行う（Ｓ５）。抽出された画像には、欠陥とは判定する必要のないもの（疑似欠陥という。）が含まれている場合がある。かかる場合には、画像の分解能を一律に落とすことにより、その画像に含まれる疑似欠陥を以降のステップで無視できるように処理する。
【００４８】
フィルター処理が終了後、ワーク１４の良否検査を行い（Ｓ６）、引き続きワーク検査を行う場合はＳ２に戻り行わない場合は判定を終了する。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明した通り、本発明によれば、一次元センサー（ラインセンサー）を用いてワ−クからカメラに光を導く光学手段又はカメラと光学手段との支持機構を適切に構成でき、簡便に撮像方向を変化させることができる。これにより、極めて高い精度でワークの検査を行うことができる。また、光学手段を可変することで、ワークの撮像方向を変えることができるため、低コストで高性能な外観検査装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】主ミラーと一対の副ミラーで構成した撮像方向を光学的に変化させる光学手段を示した図。
【図２】主ミラーと複数対の副ミラーで構成した撮像方向を光学的に変化させる光学手段を示した図。
【図３】楕円柱状の凹面鏡を用いて撮像方向を光学的に変化させる光学手段を示した図。
【図４】楕円柱状の凹面鏡を用いて撮像方向を光学的に変化させたときの光路を示した図。
【図５】対物側柱状凸レンズ及び接眼側柱凸レンズとを用いて構成した光学手段を示した図。
【図６】対物側柱状凸レンズ及び接眼側柱凸レンズとを用いて構成した光学手段の光路を示した図
【図７】ワークの外観検査装置の概観を示した図。
【図８】ラインＣＣＤカメラを傾斜させたときのイメージ図
【図９】ワークの外観検査装置の全体ブロック図
【図１０】画像処理のフローチャート図
【符号の説明】
１  ワーク検査装置
１１  ラインＣＣＤカメラ
１２  主ミラー
１３  楕円柱状の凹面鏡
１４  ワーク
１５  搬送装置
１６  光源
１７  支持軸
１８  軸受
２１  対物側柱状凸レンズ
２２  接眼側柱凸レンズ
３１、３２  副ミラー
４０  距離調節用留め具
５０  回転機構
【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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