(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
待機位置にある円筒状物体の一端部を保持し該円筒状物体を検査位置まで移動する移動手段と、
中心軸を前記検査位置にある前記円筒状物体の軸心に一致させて配置され、該検査位置にある該円筒状物体の一端側から他端側に向けて徐々に拡径しながら該円筒状物体の側面を取り囲む反射面を備える内角が実質的に９０度の円錐台ミラーと、
前記移動手段に保持された前記円筒状物体が通過する挿通孔が中央に形成され、前記検査位置にある前記円筒状物体の軸心に対して傾斜させて配置される孔開き平面ミラーと、
中央部に開口を備えると共に背面側に遮光部材が設けられて、前記円錐台ミラーの他端側外部に配置され、前記孔開き平面ミラーに対して傾斜配置されて、前記円筒状物体の側面に実質垂直光を前記円錐台ミラー及び前記孔開き平面ミラーを介して照射する第１の環状照明手段と、
前記第１の環状照明手段の背面側に距離を設けて配置され、前記開口、前記孔開き平面ミラー及び前記円錐台ミラーを介して前記円筒状物体の側面画像を撮影する側面撮影カメラとを有することを特徴とする円筒状物体の外観検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の円筒状物体の外観検査装置において、前記孔開き平面ミラーは、前記円錐台ミラーの軸心に対して４５度傾斜し、前記第１の環状照明手段は前記孔開き平面ミラーに対して４５度傾斜していることを特徴とする円筒状物体の外観検査装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の円筒状物体の外観検査装置において、前記第１の環状照明手段によって照射される前記円筒状物体の他端面の端面画像を、前記開口、前記孔開き平面ミラーを介して撮像する端面撮影カメラを更に有することを特徴とする円筒状物体の外観検査装置。
【請求項４】
請求項３記載の円筒状物体の外観検査装置において、前記円錐台ミラーはハーフミラーであって、前記検査位置にある前記円筒状物体を内側にして該円筒状物体の両側端よりより外側にそれぞれ設けられ、前記円筒状物体を斜めから照明する第２、第３の環状照明手段を更に有し、前記側面撮影カメラ及び前記端面撮影カメラで前記円筒状物体の側面及び他端面を撮像することを特徴とすることを特徴とする円筒状物体の外観検査装置。
【請求項５】
請求項４記載の円筒状物体の外観検査装置において、前記第１の環状照明手段で前記円筒状物体の側面及び他端面を照射して前記側面撮影カメラ及び前記端面撮影カメラで該円筒状物体の側面及び他端面を撮像する際には前記第２及び第３の環状照明手段の照射を停止し、前記第２及び第３の環状照明手段で前記円筒状物体の側面及び他端面を照射して前記側面撮影カメラ及び前記端面撮影カメラで該円筒状物体の側面及び他端面を撮像する際には前記第１の環状照明手段の照射を停止することを特徴とすることを特徴とする円筒状物体の外観検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の円筒状物体の外観検査装置において、前記円筒状物体は塗装前の電池であって、前記待機位置は、該円筒状物体を搬送するコンベア上にあって、前記移動手段は前記検査位置から前記待機位置まで検査終了後の前記円筒状物体を搬送することを特徴とする円筒状物体の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状物体の側面及び端面に存在する打痕、傷、及び汚れを検出する円筒状物体の外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池等の円筒状物体の側面に存在する打痕、傷、及び汚れを検出する場合、例えば、円筒状物体を回転台に載せて回転させながら、円筒状物体の軸心に平行な線状光を線状光源から照射してその正反射光を線状撮像機（ラインカメラ）で検出し、得られた側面画像から打痕の有無を判定していた。また、線状光源を用いて円筒状物体の軸に対して斜め方向から線状光を照射して乱反射光を線状撮像機で検出して、得られた側面画像から傷及び汚れの有無を判定していた。しかし、この検査方法では、円筒状物体を回転させながら側面で反射される反射光を線状撮像機で検出して側面画像を形成していたので、検査に要する時間が長くなるという問題がある。
【０００３】
一方、円筒状物体の側面状態を検査する装置として、円筒状物体の側面を上側から照明する第１照明手段と、円筒状物体の側面を下側から照明する第２照明手段を設け、各照明手段で照明された側面からの反射光による側面画像をＣＣＤカメラで取込み、取込んだ側面画像から円筒状物体の側面状態を判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この装置では、ＣＣＤカメラの一度の撮影で側面画像を取り込むことができるので検査時間を短縮することが可能になると共に、側面に凹部が存在しても凹部の下側半分は第１照明手段で照明でき、凹部の上側半分は第２照明手段で照明できるため、側面に凹部が形成されていても凹部の底面状態を容易に判定することができるという特徴がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された装置を用いて円筒状物体の側面を検査する場合、深さが浅くかつ底面が滑らかな凹部、例えば、打痕では、第１及び第２照明手段により打痕底面が確実に照明され、打痕底面からは一様に反射光が放射される。このため、側面の画像において、打痕縁周辺の明るさと打痕底面の明るさとの差が小さくなって、画像の明暗から打痕の存在を検出することが困難になるという問題がある。また、特許文献１に記載された装置では、円筒状物体の側面に存在する打痕、傷、及び汚れが側面画像内に同時に取込まれるため、打痕、傷、及び汚れを区別するには、画像処理の判定基準を作成して側面画像の処理を行なわねばならないという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、円筒状物体の側面及び端面に存在する打痕、傷、及び汚れを短時間で検出すると共に、打痕と、傷及び汚れに分けて表示することが可能な円筒状物体の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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る円筒状物体の外観検査装置は、待機位置にある円筒状物体の一端部を保持し該円筒状物体を検査位置まで移動する移動手段と、
中心軸を前記検査位置にある前記円筒状物体の軸心に一致させて配置され、該検査位置にある該円筒状物体の一端側から他端側に向けて徐々に拡径しながら該円筒状物体の側面を取り囲む反射面を備える内角が実質的に９０度の円錐台ミラーと、
前記移動手段に保持された前記円筒状物体が通過する挿通孔が中央に形成され、前記検査位置にある前記円筒状物体の軸心に対して傾斜させて配置される孔開き平面ミラーと、
中央部に開口を備えると共に背面側に遮光部材が設けられて、前記円錐台ミラーの他端側外部に配置され、前記孔開き平面ミラーに対して傾斜配置されて、前記円筒状物体の側面に実質垂直光を前記円錐台ミラー及び前記孔開き平面ミラーを介して照射する第１の環状照明手段と、
前記第１の環状照明手段の背面側に距離を設けて配置され、前記開口、前記孔開き平面ミラー及び前記円錐台ミラーを介して前記円筒状物体の側面画像を撮影する側面撮影カメラとを有する。
【０００８】
このような構成とすることにより、第１の環状照明手段を発光させると第１の環状照明手段から放射された光を孔開き平面ミラーを介して円錐台ミラーに入射させることができ、円錐台ミラーの中心軸が検査位置にある円筒状物体の軸心に一致しているので、円錐台ミラーに入射して反射した光の中で円筒状物体の側面を垂直方向から照明する光を形成することができる。そして、円筒状物体の側面を垂直方向から照明して側面で反射した反射光は、円錐台ミラーで反射して孔開き平面ミラーに入射するので、孔開き平面ミラーで反射する光を側面撮影カメラで受光するようにすると、円筒状物体の側面を垂直方向から照明した光の反射光を用いて側面画像を撮像することができる。
なお、円筒状物体の側面で反射された反射光は円錐台ミラー及び孔開き平面ミラーでそれぞれ反射する際には入射角度と反射角度が等しく保たれるので、側面撮影カメラで受光されて側面画像を形成する光は、円筒状物体の側面上の点毎に、側面撮影カメラ位置との関係で決まる特定方向に反射する光となる。
【０００９】
いま、円筒状物体の側面の点Ｚで特定方向に反射した光が側面撮影カメラで受光されている場合、円錐台ミラー、孔開き平面ミラー、及び側面撮影カメラの位置はそれぞれ固定されているので、点Ｚの反射面の傾きが変わると、円筒状物体の側面の点Ｚに入射する光の入射角度が変化して反射する光の反射角度も変化する。その結果、側面撮影カメラで受光されていた反射光は受光できなくなる。
ここで、円筒状物体の側面に打痕が存在する場合、打痕は種々の傾きを有する微細反射面の集合体と考えられるため、点Ｚが打痕内に存在する場合、点Ｚで反射する反射光は側面撮影カメラで受光されなくなる。従って、円筒物体の全側面からの反射光を受光して側面画像が撮像できる位置に側面撮影カメラを設置すると、円筒状物体の側面に打痕が存在する場合には、撮影した側面画像の打痕に相当する領域の輝度が低下する。
【００１０】
本発明に係る円筒状物体の外観検査装置において、前記孔開き平面ミラーは、前記円錐台ミラーの軸心に対して４５度傾斜し、前記第１の環状照明手段は前記孔開き平面ミラーに対して４５度傾斜していることが好ましい。
これによって、円錐台ミラーの中心軸と平行に円錐台ミラーに光を入射させることができ、第１の環状照明手段からの光で円筒状物体の側面に入射する実質垂直光を容易に形成することができる。
【００１１】
本発明に係る円筒状物体の外観検査装置において、前記第１の環状照明手段によって照射される前記円筒状物体の他端面の端面画像を、前記開口、前記孔開き平面ミラーを介して撮像する端面撮影カメラを更に有することができる。
第１の環状照明手段によって照明された円筒状物体の他端面で反射した反射光が孔開き平面ミラーで反射する際には入射角度と反射角度が等しく保たれるので、端面撮影カメラで受光されて端面画像を形成する光は、円筒状物体の他端面上の点毎に、端面撮影カメラ位置との関係で決まる特定方向に反射した反射光となる。従って、円筒物体の他端側面からの反射光を受光して端面画像が撮像できる位置に端面撮影カメラを設置すると、円筒状物体の端面に打痕が存在する場合には、撮影した端面画像の打痕に相当する領域の輝度が低下する。
【００１２】
本発明に係る円筒状物体の外観検査装置において、前記円錐台ミラーはハーフミラーであって、前記検査位置にある前記円筒状物体を内側にして該円筒状物体の両側端よりより外側にそれぞれ設けられ、前記円筒状物体を斜めから照明する第２、第３の環状照明手段を更に有し、前記側面撮影カメラ及び前記端面撮影カメラで前記円筒状物体の側面及び他端面を撮像することができる。
【００１３】
ハーフミラーとすることで、第２、第３の環状照明手段を円筒状物体の両側端より更に外側に配置して円筒状物体を斜めから照明することができる。そして、円筒状物体を斜めから照明する場合、円筒状物体の側面で反射した光は周囲に拡散して行き、円錐台ミラーで反射して孔開き平面ミラーに入射するので、孔開き平面ミラーで反射する光を側面撮影カメラで受光すると、側面画像を撮影することができ、円筒状物体の他端面で反射した反射光は孔開き平面ミラーに直接入射するので、孔開き平面ミラーで反射する光を端面撮影カメラで受光すると、端面画像を撮影することができる。
【００１４】
そして、側面撮影カメラ及び端面撮影カメラは、第１の環状照明手段を発光させて側面画像と端面画像を撮像する場合と第２及び第３の環状照明手段を発光させて側面画像と端面画像を撮像する場合で兼用するので、側面撮影カメラ及び端面撮影カメラが第１の環状照明手段を発光させて側面画像及び端面画像が撮像できる位置にそれぞれ配置されていると、第１の環状照明手段を発光させて円筒状物体の側面及び他端面をそれぞれ照明する際の光の入射角度と第２及び第３の環状照明手段を発光させて円筒状物体の側面並びに他端面をそれぞれ照明する際の光の入射角度とは異なり、第２及び第３の環状照明手段を発光させたときに円筒状物体の側面（他端面）上の点から特定方向に反射する反射光は少ない。このため、第２及び第３の環状照明手段を発光させて側面撮影カメラ（端面撮影カメラも同様）で受光される反射光の光量は弱くなる。
【００１５】
ここで、円筒状物体の側面（他端面）に傷や汚れが存在する場合、傷や汚れに入射した光は種々の方向に反射、即ち乱反射されたり吸収されたりするため、光が反射される場合は反射光の中に特定方向に反射する光が必ず含まれるため、傷や汚れで特定方向に反射した光は側面撮影カメラ（端面撮影カメラ）で必ず受光され、光が吸収される場合は側面撮影カメラ（端面撮影カメラ）で受光されていた光量は減少する。
従って、円筒状物体の全側面（全他端面）からの反射光を受光して側面画像（端面画像）を撮像すると、円筒状物体の側面（他端面）に傷や汚れが存在する場合には、撮影した側面画像（端面画像）の傷や汚れに相当する領域の輝度が増加したり低下したりする。
【００１６】
本発明に係る円筒状物体の外観検査装置において、前記第１の環状照明手段で前記円筒状物体の側面及び他端面を照射して前記側面撮影カメラ及び前記端面撮影カメラで該円筒状物体の側面及び他端面を撮像する際には前記第２及び第３の環状照明手段の照射を停止し、前記第２及び第３の環状照明手段で前記円筒状物体の側面及び他端面を照射して前記側面撮影カメラ及び前記端面撮影カメラで該円筒状物体の側面及び他端面を撮像する際には前記第１の環状照明手段の照射を停止するのがよい。
これによって、第１の環状照明手段の照射による円筒状物体の側面及び他端面の撮像と、第２及び第３の環状照明手段の照射による円筒状物体の側面及び他端面の撮像を分けて行なうことができる。
【００１７】
本発明に係る円筒状物体の外観検査装置において、前記円筒状物体は塗装前の電池であって、前記待機位置は、該円筒状物体を搬送するコンベア上にあって、前記移動手段は前記検査位置から前記待機位置まで検査終了後の前記円筒状物体を搬送することができる。
これによって、コンベアで円筒状物体を待機位置まで搬送されたのを確認してコンベアを停止させ、検査終了後の円筒状物体が検査位置から待機位置まで搬送されたのを確認してコンベアを移動させるようにすると、円筒状物体を搬送しながら順次その外観検査を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜６記載の円筒状物体の外観検査装置においては、側面画像中における低輝度領域の有無を検出することで、円筒状物体の側面に打痕が存在するか否かの外観検査を短時間で行なうことが可能になる。そして、側面画像は円筒状物体を静止させた状態で得られるため、検査装置の構成を簡単にすることができ、安価に円筒状物体の外観検査を行なうことが可能になる。
【００１９】
特に、請求項２記載の円筒状物体の外観検査装置においては、第１の環状照明手段からの光から円筒状物体の側面に入射する実質垂直光を容易に形成することができ、正反射光を強くして、側面撮影カメラで側面画像の撮像が容易になる。
【００２０】
請求項３記載の円筒状物体の外観検査装置においては、側面画像の撮像と共に端面画像の撮像を行なうことができ、端面画像中における低輝度領域の有無を検出することで、円筒状物体の端面に打痕が存在するか否かの外観検査を短時間で行なうことが可能になる。
【００２１】
請求項４記載の円筒状物体の外観検査装置においては、第２及び第３の環状照明手段を発光させることで側面画像及び端面画像を同時に撮像することができ、円筒状物体の側面及び他端面に傷や汚れが存在するか否かの外観検査を短時間で行なうことが可能になる。そして、側面画像は円筒状物体を静止させた状態で得られるため、検査装置の構成を簡単にすることができ、安価に円筒状物体の外観検査を行なうことが可能になる。
【００２２】
請求項５記載の円筒状物体の外観検査装置においては、第１の環状照明手段の照射による円筒状物体の側面及び他端面の撮像と、第２及び第３の環状照明手段の照射による円筒状物体の側面及び他端面の撮像を分けて行なうことができ、１台の側面撮影カメラで円筒状物体の側面の打痕と傷及び汚れの検出を、１台の端面撮影カメラで円筒状物体の他端面の打痕と傷及び汚れの検出を行なうことが可能になる。
【００２３】
請求項６記載の円筒状物体の外観検査装置においては、円筒状物体を搬送しながら順次その外観検査を行なうことができるので、円筒状物体の外観検査の自動を容易に行なうことができ、効率的かつ低コストで円筒状物体の外観検査を行なうことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る円筒状物体の外観検査装置の説明図、図２は同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の側面上の打痕を検出する方法を示す説明図、図３は同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の他端面上の打痕を検出する方法を示す説明図、図４は同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の側面上の傷及び汚れを検出する方法を示す説明図、図５は同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の他端面上の傷及び汚れを検出する方法を示す説明図、図６は円筒状物体の側面解析画像の説明図、図７は円筒状物体の側面二値化画像の説明図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る円筒状物体の外観検査装置（以下、単に外観検査装置という）１０は、円筒状物体の一例である塗装前の鉄製の電池１１を待機位置Ｐまで搬送するコンベアの一例であるベルトコンベア１２と、待機位置Ｐにある電池１１の一端部を保持し電池１１をその軸心方向に検査位置Ｑまで移動して一定時間停止した後、検査位置Ｑから再び待機位置Ｐに戻す移動手段１３とを有している。
【００２６】
また、外観検査装置１０は、検査位置Ｑにある電池１１の側面１４を内側に設けられた反射面１５で取り囲む円錐台ミラー１６と、移動手段１３に保持された電池１１が通過する挿通孔１９が中央に形成され、検査位置Ｑにある電池１１の軸心に対して傾斜させて配置される孔開き平面ミラー２０と、中央部に開口２１を備えると共に背面側に遮光部材２２が設けられて、円錐台ミラー１６の他端側外部に配置され、孔開き平面ミラー２０に対して傾斜配置されて、電池１１の側面に実質垂直光を円錐台ミラー１６及び孔開き平面ミラー２０を介して照射する第１の環状照明手段２３とを有している。
【００２７】
更に、外観検査装置１０は、円錐台ミラー１６の両端の外側の近傍にそれぞれ設けられ、検査位置Ｑにある電池１１を内側にして、電池１１の両側端よりより外側にそれぞれ設けられ、電池１１の側面１４を電池１１の一端側から照明する第２の環状照明手段２４と、電池１１の側面１４及び他端面１７を電池１１の他端側から照明する第３の環状照明手段２５と、第１の環状照明手段２３の背面側に距離を設けてそれぞれ設けられ、孔開き平面ミラー２０で反射する電池１１の側面１４からの反射光を開口２１を介して受光する側面撮影カメラ２６及び孔開き平面ミラー２０で反射する電池１１の他端面１７からの反射光を開口２１を介して受光する端面撮影カメラ２７とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【００２８】
ベルトコンベア１２は、待機位置Ｐを水平方向に通過する移動ベルト２８と、移動ベルト２８上に間隔を開けて設けられ電池１１の他端側を装入してその一端側を上に向け垂直状態で保持する搬送治具２９と、移動ベルト２８を移動させる図示しない移動機構と、移動機構の動作を制御する図示しない移動機構制御部を有している。
また、移動手段１３は、電池１１の一端部を吸着する電磁石を備えた吸着部３０と、吸着部３０を先部に固定して吸着部３０に吸着された電池１１を待機位置Ｐとその上方の検査位置Ｑとの間で電池１１の軸心とその中心軸を実質的に一致させて昇降させる移動ロッド３１と、移動ロッド３１の基部側に連結して移動ロッド３１を昇降する図示しない昇降機構と、昇降機構の動作を制御する図示しない昇降制御部を有している。なお、吸着部３０の中心軸と移動ロッド３１の中心軸は、実質的に一致しており、吸着部３０に電池１１を吸着させた際に、電池１１の軸心が吸着部３０と移動ロッド３１の中心軸と実質的に一致するようになっている。
【００２９】
このような構成とすることにより、電池１１を移動ベルト２８上で搬送治具２９を用いてその一端側を上にして垂直状態に保持して待機位置Ｐに向けて移動し、電池１１が待機位置Ｐに到達したのを移動機構制御部で確認して移動ベルト２８の移動を停止することができる。そして、電池１１が待機位置Ｐで停止したのを受けて昇降制御部を操作して、移動ロッド３１を下降させて吸着部３０を電池１１の一端部に接触させ、電磁石を磁化して電池１１の一端部を吸着部３０に吸着させることができ、移動ロッド３１を上昇させることにより吸着部３０に吸着した状態の電池１１を垂直方向に持ち上げて検査位置Ｑまで移動させることができる。
【００３０】
また、電池１１が検査位置Ｑに到達したのを昇降制御部で確認して移動ロッド３１を停止させて電池１１を検査位置Ｑで停止することができる。更に、電池１１が検査位置Ｑで一定時間停止したのを昇降制御部で確認した後、移動ロッド３１を下降させて電池１１の他端部を搬送治具２９内に装入して吸着部３０の磁化を消磁することにより、電池１１を待機位置Ｐでその一端側を上にして垂直状態に保持すると共に、吸着部３０を検査位置Ｑまで上昇させることができる。そして、電池１１が待機位置Ｐに戻されたのを移動機構制御部で確認して移動ベルト２８を移動させることにより、待機位置Ｐに戻された電池１１を待機位置Ｐから搬出し、待機位置Ｐには別の電池１１ａを搬送することができる。
【００３１】
円錐台ミラー１６は、その中心軸を検査位置Ｑにある電池１１の軸心に一致させて配置され、内角が実質的に９０度となる反射面１５が検査位置Ｑにある電池１１の一端側から他端側に向けて徐々に拡径しながら電池１１の側面１４を取り囲んでいる。なお、円錐台ミラー１６は入射光線の半分を反射して残りの光を通過させるハーフミラーになっている。また、円錐台ミラー１６の一端部の半径方向外側には、円錐台ミラー１６の中心軸とその中心を実質的に合わせて第２の環状照明手段２４が設けられ、円錐台ミラー１６の他端部の外側には、円錐台ミラー１６の中心軸とその中心を実質的に合わせて第３の環状照明手段２５が設けられている。
【００３２】
このような構成とすることにより、移動ロッド３１を円錐台ミラー１６の一端側から装入して他端側から突出させることができ、待機位置Ｐにある電池１１を吸着部３０で吸着して、反射面１５で取り囲まれる検査位置Ｑまで移動させることができる。そして、第２の環状照明手段２４を発光させることにより、円錐台ミラー１６を介して検査位置Ｑにある電池１１の側面１４を電池１１の一端側から照明することができ、第３の環状照明手段２５を発光させることにより、検査位置Ｑにある電池１１の側面１４及び他端面１７を電池１１の他端側から直接照明することができる。このため、電池１１の側面１４全体をその軸方向に一様に照明することができる。電池１１の側面１４及び他端面１７に入射した光は、電池１１の側面１４及び他端面１７でそれぞれ反射して電池１１の周囲に広がっていく。
【００３３】
また、孔開き平面ミラー２０は、待機位置Ｐと第３の環状照明手段３５の間に、その反射面１８を検査位置Ｑにある電池１１の軸心（すなわち、円錐台ミラー１６の軸心）に対して４５度傾斜させて設けられている。そして、孔開き平面ミラー２０の中央部に形成された挿通孔１９の中心は、検査位置Ｑにある電池１１の軸心上に存在する。
このような構成とすることにより、挿通孔１９を介して移動ロッド３１を下降させて待機位置Ｐにある電池１１を吸着部３０で吸着することができ、吸着部３０で吸着された電池１１を挿通孔１９を通過させて検査位置Ｑまで移動させることができる。
【００３４】
そして、第２及び第３の環状照明手段２４、２５で電池１１の側面１４及び他端面１７を照明した際に電池１１の側面１４で反射した光の中で、円錐台ミラー１６の反射面１５に入射した反射光は円錐台ミラー１６の反射面１５で反射され、その反射光の一部は孔開き平面ミラー２０の反射面１８に入射する。また、電池１１の他端面１７で反射した光の中で一部は、孔開き平面ミラー２０の反射面１８に入射する。
【００３５】
第１の環状照明手段２３は、孔開き平面ミラー２０に対して４５度傾斜し、その中央部に形成された開口２１の中心が孔開き平面ミラー２０の挿通孔１９の中心を通過する水平線上に存在するように配置されている。
また、側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７は、例えば、ＣＣＤを面上に配置して受光部を形成したエリアカメラを使用することができる。そして、側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７の各出力端子には図示しない画像処理機が接続されている。
【００３６】
このような構成とすることにより、第１の環状照明手段２３を発光させると、第１の環状照明手段２３から放出する光の中で孔開き平面ミラー２０に４５度の角度で入射する光は、孔開き平面ミラー２０の反射面１８で反射して進行方向を９０度変化させて円錐台ミラー１６の反射面１５に４５度の入射角度で入射し、円錐台ミラー１６の反射面１５に入射した光の一部は進行方向を９０度変化させて、検査位置Ｑにある電池１１の側面１４に垂直に入射させることができる。
そして、図２に示すように、電池１１の側面１４に垂直に入射した光は側面１４で反射して円錐台ミラー１６に入射し、その一部は円錐台ミラー１６の反射面１５で反射して孔開き平面ミラー２０に入射する。また、第１の環状照明手段２３から放出する光の中で、孔開き平面ミラー２０の反射面１８に斜めに入射して反射した光の一部を他端面１７に直接入射させて、他端面１７を照明することができる。そして、図３に示すように、電池１１の他端面１７で反射した光の一部は、孔開き平面ミラー２０に直接入射する。
【００３７】
従って、第１の環状照明手段２３を発光させて、電池１１の側面１４で反射して孔開き平面ミラー２０に入射する反射光を側面撮影カメラ２６で、電池１１の他端面１７で反射して孔開き平面ミラー２０に入射する反射光を端面撮影カメラ２７でそれぞれ受光することができる。
ここで、電池１１の側面１４で反射した反射光が円錐台ミラー１６の反射面１５及び孔開き平面ミラー２０の反射面１８でそれぞれ反射する際には入射角度と反射角度が等しく保たれるので、側面撮影カメラ２６で受光されて側面画像を形成する光は、電池１１の側面１４上の点毎に、側面撮影カメラ２６位置との関係で決まる特定方向に反射した反射光となる。同様に、電池１１の他端面１７で反射した反射光が孔開き平面ミラー２０の反射面１８で反射する際にも入射角度と反射角度が等しく保たれるので、端面撮影カメラ２７で受光されて端面画像を形成する光は、電池１１の他端面１７上の点毎に、端面撮影カメラ２７位置との関係で決まる別の特定方向に反射した反射光となる。
【００３８】
ここで、電池１１の側面１４（他端面１７も同様）に打痕が存在する場合、打痕は種々の傾きを有する微細反射面の集合体と考えられるため、反射点が打痕内に存在する場合は反射角度が変化して側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で受光されなくなる。このため、電池１１の側面１４（他端面１７）に打痕が存在する場合に得られる側面画像（端面画像）では、打痕に相当する領域の輝度が低下する。従って、側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で撮像した側面画像（端面画像）を画像処理機に入力して側面解析画像（端面解析画像）を形成して側面解析画像（端面解析画像）中の低輝度領域の有無を検出することにより、打痕の存在を判定することができる。
【００３９】
また、図４、図５に示すように、電池１１を検査位置Ｑにおいて、第２及び第３の環状照明手段２４、２５を発光させると、電池１１の側面１４及び他端面１７をそれぞれ斜めから照明することができる。そして、電池１１の側面１４で反射した反射光は、円錐台ミラー１６で反射して孔開き平面ミラー２０に入射し、他端面１７で反射した光は孔開き平面ミラー２０に直接入射するので、電池１１の側面１４で反射し孔開き平面ミラー２０で反射する光を側面撮影カメラ２６で受光するようにすると、側面撮影カメラ２６で受光される光は、側面１４上の点毎に、側面撮影カメラ２６位置との関係で決まる特定方向に反射した反射光となり、電池１１の他端面１７で反射し孔開き平面ミラー２０で反射する光を端面撮影カメラ２７で受光するようにすると、端面撮影カメラ２７で受光される光は、他端面１７上の点毎に、端面撮影カメラ２７位置との関係で決まる別の特定方向に反射した反射光となる。
【００４０】
ここで、電池１１の側面１４（他端面１７も同様）に傷や汚れが存在する場合、傷や汚れに入射した光は種々の方向に反射されたり吸収されたりするため、光が反射される場合は反射光の中に特定方向に反射する光が含まれるようになるため側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で受光される反射光量が増加したり、光が吸収される場合は側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で受光されていた反射光量が減少する。従って、電池１１の側面１４（他端面１７）に傷や汚れが存在する場合に得られる側面画像（端面画像）では、傷や汚れに相当する領域の輝度が増加したり低下したりする。従って、側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で撮像した側面画像（端面画像）を画像処理機に入力して側面解析画像（端面解析画像）を形成し側面解析画像（端面解析画像）中の輝度変化領域の有無を検出することにより、傷や汚れの存在を判定することができる。
【００４１】
なお、第１、第２、及び第３の環状照明手段２３〜２５には、例えば、ストロボ機能を有するキセノンランプや発光ダイオードを使用するのがよい。これによって、第１、第２、及び第３の環状照明手段２３〜２５の発光と停止を応答性よく行なうことができる。そして、側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７にそれぞれ側面画像及び端面画像の撮像を行なわせる撮像フレーム信号に同期させて第１の環状照明手段２３と、第２及び第３の環状照明手段２４、２５を交互に発光させるようにすると、第１の環状照明手段２３の照射による電池１１の側面１４及び他端面１７の撮像と、第２及び第３の環状照明手段２４、２５の照射による電池１１の側面１４及び他端面１７の撮像を交互に行なうことができる。
【００４２】
次に、本発明の一実施の形態に係る円筒状物体の外観検査装置１０の作用について説明する。
図１に示すように、ベルトコンベア１２の移動ベルト２８上に設けられた搬送治具２９に電池１１の一端側を上にして立設状態で配置し、電池１１の搬送を開始する。そして、電池１１が待機位置Ｐに到達すると移動ベルト２８の移動が停止し、検査位置Ｑにある移動手段１３の吸着部３０が移動ロッド３１と共に下降を開始し、吸着部３０は第３の環状照明手段２５及び孔開き平面ミラー２０の挿通孔１９を通過して待機位置Ｐにある電池１１の一端部に接触し磁化して電池１１の一端部を吸着する。次いで、移動ロッド３１が上昇し、電池１１を吸着している吸着部３０は孔開き平面ミラー２０の挿通孔１９及び第３の環状照明手段２５を通過して検査位置Ｑまで移動する。これによって、電池１１が検査位置Ｑに配置される。
【００４３】
次いで、側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７に撮像を開始させる撮像フレーム信号に同期させて第１の環状照明手段２３を発光させると、第１の環状照明手段２３から放出された光の一部は孔開き平面ミラー２０の反射面１８で反射して光の進行方向を変化させ、一部の光は検査位置Ｑにある電池１１の他端面１７に直接入射して他端面１７が照明され、残部の光は円錐台ミラー１６の反射面１５に入射して一部が反射面１５で反射して検査位置Ｑにある電池１１の側面１４に入射して側面１４を照明する。これにより、電池１１の側面１４及び他端面１７では反射が生じ、側面１４からの反射光は円錐台ミラー１６を介して孔開き平面ミラー２０に入射し、他端面１７からの反射光は直接孔開き平面ミラー２０に入射する。そして、側面撮影カメラ２６には、電池１１の側面１４上の点毎に、側面撮影カメラ２６位置との関係で決まる特定方向に反射した反射光が受光されて、側面画像が形成され、同様に、端面撮影カメラ２７には電池１１の他端面１７上の点毎に、端面撮影カメラ２７位置との関係で決まる別の特定方向に反射した反射光が受光されて、端面画像が形成される。
【００４４】
ここで、入射点が打痕内に存在する場合は反射角度が変化するため、打痕内の反射点で反射した光は側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７も同様）で受光されなくなる。このため、電池１１の側面１４（他端面１７）に打痕が存在する場合に得られる側面画像（端面画像）では、打痕に相当する領域の輝度が低下する。
【００４５】
続いて、側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７に次の撮像を開始させる撮像フレーム信号に同期させて第２及び第３の環状照明手段２４、２５を発光させると、第２の環状照明手段２４から放射された光の一部は円錐台ミラー１６の反射面１５を通過して、電池１１の側面１４を一端側から照明し、第３の環状照明手段２５から放射された光は電池１１の他端側から側面１４及び他端面１７を直接照明する。これによって、側面１４及び他端面１７では光が反射する。ここで、側面１４で反射した反射光は円錐台ミラー１６の反射面１５に入射し、一部は反射面１５で反射して孔開き平面ミラー２０に入射する。一方、他端面１７で反射した反射光の一部は孔開き平面ミラー２０の反射面１８に入射する。
【００４６】
そして、側面撮影カメラ２６には電池１１の側面１４上の点毎に、側面撮影カメラ２６位置との関係で決まる特定方向に反射した反射光が受光されて、側面画像が形成され、同様に、端面撮影カメラ２７には電池１１の他端面１７上の点毎に、端面撮影カメラ２７位置との関係で決まる別の特定方向に反射した反射光が受光されて、端面画像が形成される。ここで、入射点が傷や汚れ内にある場合、入射した光は種々の方向に反射されたり吸収されたりするため、光が反射される場合は反射光の中に必ず特定方向に反射する光が含まれるようになり側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で受光される反射光量が増加し、光が吸収される場合は側面撮影カメラ２６（端面撮影カメラ２７）で受光される反射光量が減少する。
【００４７】
以上のように、側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７にそれぞれ撮像を開始させる撮像フレーム信号に同期させて、第１の環状照明手段２３と第２及び第３の環状照明手段２４、２５とを交互に発光させながら側面撮影カメラ２６及び端面撮影カメラ２７で順次電池１１の側面画像及び端面画像を撮像して行くと、側面撮影カメラ２６からは第１の環状照明手段２３の照射による電池の１１の側面画像と第２及び第３の環状照明手段２４、２５の照射による電池１１の側面画像が交互に出力され、端面撮影カメラ２７からは第１の環状照明手段２３の照射による電池の１１の端面画像と第２及び第３の環状照明手段２４、２５の照射による電池１１の端面画像が交互に出力される。
【００４８】
そこで、側面撮影カメラ２６で撮像された側面画像を順次画像処理機に入力し、第１の環状照明手段２３の照射による側面画像から得られる側面解析画像に関しては輝度に関する二値化処理を行なって側面二値化画像を形成し、側面二値化画像中の低輝度領域を検出する。そして、側面二値化画像において、低輝度領域が検出されない場合は、側面１４には打痕が存在しないと判定する。図６に側面解析画像の一例、図７に図６の側面二値化画像を示す。
また、第２及び第３の環状照明手段２４、２５の照射による側面画像から得られる側面解析画像に関しては側面解析画像の輝度に関する二値化処理を行なって側面二値化画像を形成し、側面二値化画像の平均輝度に対して低輝度領域及び高輝度領域を検出する。側面二値化画像において、平均輝度に対して低輝度領域及び高輝度領域が検出されない場合は、側面１４には傷や汚れが存在しないと判定する。
【００４９】
同様に、端面撮影カメラ２７で撮像された端面画像を順次画像処理機に入力し、第１の環状照明手段２３の照射による端面画像から得られる端面解析画像に関しては輝度に関する二値化処理を行なって端面二値化画像を形成し、端面二値化画像において低輝度領域が検出されない場合は他端面１７には打痕が存在しないと判定する。
また、第２及び第３の環状照明手段２４、２５の照射による端面画像から得られる端面解析画像に関しても端面解析画像の輝度に関する二値化処理を行なって端面二値化画像の平均輝度に対して低輝度領域及び高輝度領域を検出する。端面二値化画像において、平均輝度に対して低輝度領域及び高輝度領域が検出されない場合は、他端面１７には傷や汚れが存在しないと判定する。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の円筒状物体の外観検査装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、吸着部に電磁石を設けたが、減圧装置に連結する吸引口を吸着部の先端面に設けて、圧力差で電池を吸着するようにしてもよい。これによって、電池が、アルミニウム等の非磁性体で形成される場合も吸着することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る円筒状物体の外観検査装置の説明図である。
【図２】同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の側面上の打痕を検出する方法を示す説明図である。
【図３】同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の他端面上の打痕を検出する方法を示す説明図である。
【図４】同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の側面上の傷及び汚れを検出する方法を示す説明図である。
【図５】同円筒状物体の外観検査装置において、円筒状物体の他端面上の傷及び汚れを検出する方法を示す説明図である。
【図６】円筒状物体の側面解析画像の説明図である。
【図７】円筒状物体の側面二値化画像の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０：円筒状物体の外観検査装置、１１、１１ａ：電池、１２：ベルトコンベア、１３：移動手段、１４：側面、１５：反射面、１６：円錐台ミラー、１７：他端面、１８：反射面、１９：挿通孔、２０：孔開き平面ミラー、２１：開口、２２：遮光部材、２３：第１の環状照明手段、２４：第２の環状照明手段、２５：第３の環状照明手段、２６：側面撮影カメラ、２７：端面撮影カメラ、２８：移動ベルト、２９：搬送治具、３０：吸着部、３１：移動ロッド
【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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