(57)【要約】【課題】  被検査物の一方を把持し、他方を開放した状態で回転させながら欠陥検査を行う上で、開放端側の回転振れを小さくし、ロボット把持による表面欠陥検査装置を実用化できるようにする。【解決手段】  片側把持における被検査物１の回転振れを回転振れ補正手段により補正、例えば、把持部６が中空状の被検査物１を把持する時に、空気噴出口９から被検査物１内側に空気を噴出させながら当該被検査物１を把持させて、被検査物１の姿勢を補正することにより回転振れを補正することで、追従撮像手段を用いた高精度な欠陥検査が可能となる。これにより、ロボットによる片側把持による欠陥検査を支障なく行うことができるため、長さや径の異なる被検査物１に対して、段取り替え工数を削減でき、異品種が混じるようなリサイクル時の検査を自動化することもできる表面欠陥検査装置を提供できる。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の被検査物を回転させながらその表面画像を検査画像として取得し欠陥の有無を検査する表面欠陥検査装置において、
前記被検査物を検査位置に搬送する被検査物搬送手段と、
この被検査物搬送手段に取り付けられて前記被検査物の片側を把持する把持部と、
この把持部又は前記被検査物搬送手段に設けられた回転手段により前記被検査物を回転させるとともに、当該被検査物の回転に伴う反射光分布の変動に対して一定となる位置で検査画像を取得可能な検査画像取得手段と、
前記被検査物の回転振れを補正する回転振れ補正手段と、
を具備することを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記回転振れ補正手段は、前記把持部に設けられた空気噴出口及び空気噴出制御手段よりなり、
前記把持部が中空状の前記被検査物を把持する時に、前記空気噴出制御手段により前記空気噴出口から前記被検査物内側に空気を噴出させながら当該被検査物を把持させて、前記被検査物の姿勢を補正することにより回転振れを補正する、ことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項３】
前記把持部は前記被検査物の内側に密着して把持する複数の爪部を備え、各爪部に前記空気噴出口を有し、かつ、前記被検査物の把持状態で噴出した空気が通る隙間を有する、ことを特徴とする請求項２記載の表面欠陥検査装置。
【請求項４】
前記回転振れ補正手段は、前記被検査物の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記被検査物搬送手段の姿勢を制御する被検査物搬送姿勢制御手段とよりなり、
把持時に前記被検査物の姿勢を前記姿勢検出手段により検出し、その検出結果に基づき前記被検査物搬送姿勢制御手段により前記被検査物搬送手段の姿勢を補正し、前記被検査物の把持姿勢を補正することにより回転振れを補正する、ことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項５】
前記姿勢検出手段を前記把持部に備える、ことを特徴とする請求項４記載の表面欠陥検査装置。
【請求項６】
前記回転振れ補正手段は、前記被検査物の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記把持部に設けられて前記被検査物の把持姿勢を補正する把持姿勢補正手段とよりなり、
検査時に前記被検査物の把持姿勢を前記姿勢検出手段により検出し、その検出結果に基づき前記把持姿勢補正手段により前記被検査物の把持姿勢を補正することにより回転振れを補正する、ことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項７】
前記把持姿勢補正手段は、前記被検査物の回転中は連続して前記被検査物の把持姿勢を補正し続ける、ことを特徴とする請求項６記載の表面欠陥検査装置。
【請求項８】
前記姿勢検出手段は、前記被検査物の把持部側とは反対側に設置され、当該被検査物の把持されていない方の端部の位置を測定する、ことを特徴とする請求項６又は７記載の表面欠陥検査装置。
【請求項９】
前記姿勢検出手段は、前記把持部に設置された撮像手段よりなり、前記被検査物内部を通して、当該被検査物の把持部側とは反対側に設置されている基準パターンを撮像し、前記把持姿勢補正手段はその画像上の基準パターン位置が一定となるように前記被検査物の把持姿勢を補正する、ことを特徴とする請求項６又は７記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記姿勢検出手段は、前記被検査物に対して前記検査画像取得手段とは直交する方向に設置された撮像手段よりなる、ことを特徴とする請求項６又は７記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記検査画像取得手段は、前記被検査物の表面欠陥を検出するための第１の照明手段及び第１の撮像手段と、前記被検査物からの反射光分布を測定するための第２の撮像手段と、少なくとも前記第１の撮像手段を光軸方向及び副走査方向の２方向に移動させるための移動手段と、前記第２の撮像手段にのみ前記被検査物からの反射光を入射させる位置で前記第１の撮像手段と平行に設置された第２の照明手段と、を備え、
前記回転振れ補正手段は、前記検査画像取得手段のこれらの構成要素を用い、前記被検査物を回転させるとともに、前記第１及び第２の照明手段からの反射光分布を前記第２の撮像手段で取得し、その取得画像から前記被検査物の姿勢を算出し、この算出結果に応じて少なくとも前記第１の撮像手段を前記第１の照明手段の反射光に対して前記移動手段により光軸方向及び副走査方向の２方向に追従させることにより、回転振れによる姿勢変化に対して前記検査画像取得手段の位置を補正する、ことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光の一部を反射するための反射手段を備える、ことを特徴とする請求項１１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光を分割するための分割手段を備える、ことを特徴とする請求項１１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記検査画像取得手段は、前記被検査物の表面欠陥を検出するための第１の照明手段及び第１の撮像手段と、前記被検査物からの反射光分布を測定するための第２の撮像手段と、少なくとも前記第１の撮像手段を副走査方向に移動させるための移動手段と、前記第２の撮像手段にのみ前記被検査物からの反射光を入射させる位置で前記第１の撮像手段と平行に設置された第２の照明手段と、を備え、
前記回転振れ補正手段は、前記検査画像取得手段のこれらの構成要素を用い、前記被検査物を回転させるとともに、前記第１及び第２の照明手段からの反射光分布を前記第２の撮像手段で取得し、取得画像から被検査物の姿勢を算出し、この算出結果に応じて、前記被検査物搬送手段の姿勢を補正するとともに、少なくとも前記第１の撮像手段を前記第１の照明手段の反射光に対して前記移動手段により副走査方向に追従させることにより、回転振れによる姿勢変化に対して前記検査画像取得手段の位置を補正する、ことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１５】
前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光の一部を反射するための反射手段を備える、ことを特徴とする請求項１４記載の表面欠陥検査装置。
【請求項１６】
前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光を分割するための分割手段を備える、ことを特徴とする請求項１４記載の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的手段を使用して円筒状の材料の表面形状若しくは微小な凹凸、突起等の表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一様な照明手段からの投射光を被測定物表面に照射し、その正反射光や拡散反射光からなる反射光分布から得られる画像に対して、物体表面の傷や凹凸及び汚れ等を検出若しくは検査することは、一般的に行われている方法である。特に、ロール紙やシート等の平面状に広がる物体や円筒状の物体においては、撮像素子としてラインセンサを用いて、物体の相対的な移動や回転によって副走査を行い、表面画像を得る方法は一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１（表面層欠陥検出装置）に記載されるような、複写機内部の部品である感光体ドラムや帯電ロールのような円筒状の被検査物に対して、ライン状の光を被検査物に照射するとともに該被検査物を回転し該被検査物により反射される前記ライン状の光をラインセンサで検出し、該ラインセンサで得られる画像を処理して欠陥検出を行う装置がある
また、特許文献２（表面欠陥検出装置）に示されるように、ラインセンサを移動し、正反射光とラインセンサの相対位置を一定にし、微小な凹凸欠陥を検出するようにしたものもある。
【０００４】
さらに、特許文献３（感光体表面検査方法及び感光体表面検査装置）に示されるように、カメラ位置による凹凸欠陥検出感度の変化に着目した提案例もある。
【０００５】
また、特許文献４（外観検査装置）に示されるように、インデックステーブル上のワークを順次検査する検査装置の提案例もある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５―１０７１９７号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２８４１号公報
【特許文献３】特開平９−３２５１２０号公報
【特許文献４】特開平１１−２５８１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に特許文献１による提案例を示す。図１において、１００は被検査物（ドラム状感光体）、１０１は蛍光灯、１０２はスリット、Ｋは光照射装置、Ｓはラインセンサ、Ｕはラインセンサ支持装置、Ｓａは集光レンズ、Ｘは帯状光（スリット光）の長手方向又はラインセンサＳの長手方向（多数の受光素子が列設された方向）、ＹはラインセンサＳの光軸方向、Ｚは被検査体１００の表面とラインセンサＳとの相対的移動方向である（詳細は特許文献１参照）。
【０００８】
ところで、このような装置にて得られる反射光分布は、被測定物の表面が鏡面ではないため、ライン状の入射光の一部は全反射し、一部は表面で散乱することにより、特許文献２に記載されるように空間的な広がりを示す（図２）。
【０００９】
図２は被検査物を上方向から見た反射光の分布を説明するための図で、被検査物である感光体ドラム１００の表面は鏡面ではないため、ライン状の入射光１１１の一部は正反射し、一部は表面で散乱する。被検査物１００上の傷等の凹凸が存在しないときは、図２（ａ）に示すように、前記ライン状入射光１１１の被検査物１００表面での反射光は正反射光１１２ａが大半を占める。しかしながら、被検査物１００の表面に突起や凹みなどの凹凸１００ａが存在する場合は、図２（ｂ）に示すように、その凹凸部分によって、ライン状光１１１は被検査物１００の表面で散乱し、散乱光１１２ｂ（破線にて示す）を発生する。
【００１０】
このように、被検査物１００表面の凹凸部分の有無によって、反射光の分布が異なることを利用して欠陥の検出を行うことができる。この時、図２（ｃ）に示すように、正反射光成分１１２ａをラインセンサ１１３ａに受光させ、入力光量の減少を欠陥として検出する方法と、正反射成分から若干離れた位置にラインセンサ１１３ｂを設置し、散乱光１１２ｂの増加を欠陥として検出する方法がある。さらに、被検査物１００を回転し複数ラインを副走査することにより、被検査物全面に亘っての欠陥検出を行っている。
【００１１】
特許文献３に記載されているものによると、この際、反射光分布が正反射光により近い位置で画像を取得した方が、出力変化の勾配が大きくなるので表面形状による光量の変化が大きく、より微小に緩やかに変化する凹凸の検出が可能であることが示されている。
【００１２】
しかしながら、実際の表面欠陥検出装置においては、被検査物の形状の歪みや、回転ムラ、振動によって反射光の受光位置とラインセンサの相対位置が変動し、この相対位置変動がセンサに入力する光量の変化として検出され、この変化を表面凹凸として誤って検出してしまう問題が生ずる。このため、適当な位置に少し離すことにより感度を下げざるを得ないのが実情であり、このため、近年のレーザプリンタの高画質・高密度化に伴い微小化する欠陥（例えば、φ０．５ｍｍで高さ５μｍ程度に緩やかに変化する凹凸欠陥）は従来方法では安定して検出できないという問題がある。
【００１３】
これに対して、被検査物の把持機構や把持装置の位置調整（円柱型を対象とする場合は、特に両端の芯ずれや平行度の調整）を行い、振動を抑えることが有効であるが、これは調整コストや設備コストが非常に大きくなる。また、特許文献４のように検査時間を短縮するために、インデックス上に複数箇所の移動端と、固定端に感光体ドラムを挟んで回転する外観検査装置においては、固定端に対する移動端の位置を回転しながら同一の光学条件を実現することは極めて困難である。
【００１４】
特許文献２においては、実際に反射光量分布を測定するセンサと、ラインセンサを移動させる移動手段を持ち、反射光量分布の測定によりラインセンサを実際に移動追従を行うことにより上記問題を解消する方法を提示している。この方法により、光学系の変動に撮像手段を追従して、高精度に表面欠陥検査を行うことが可能となる。
【００１５】
また、複写機等のリサイクルに伴う感光体や定着ローラ等の部品の再利用時に、回収した部品の機能や形状等の評価を行う必要があるが、これには従来の製造時には発生しないような微妙な磨耗、擦り傷等が存在し、より高精度に部品の表面形状を測定する必要が生じており、さらにリサイクルコストの低減のためにも、検査装置の大幅な低価格化が望まれている。さらに上記部品は、機種ごとに径や長さが異なる様々な品種に分類されるが、生産時は同一品種を連続して多数生産するのに対して、リサイクル品は径や長さの異なる被検査物を連続して検査する必要がある。従来の専用機においては品種の変更に伴い、段取り替えが不可欠であり、異品種混合となるリサイクル品を自動検査することは難しい。
【００１６】
以上の背景から、被検査物の位置変動に追従する撮像手段を持つような検査装置の発展型として、汎用のロボットで被検査物を把持し、その把持部を回転させながら、検査を行うシステムが検討されている。この場合、その検査タクトを短縮し、把持部の段取り替え工数を削減するために、被検査物の一方を把持し、他方を開放した状態で回転することが望まれている。しかしながら、実際にロボットが被検査物を把持するときに、斜めに把持してしまったり、回転軸と被検査物の軸がずれてしまったり、把持部のガタなどによって、回転振れが生じ、開放側の振れが非常に大きくなり、追従できないという問題が発生している。
【００１７】
本発明の目的の一つは、被検査物の一方を把持し、他方を開放した状態で回転させながら欠陥検査を行う上で、開放端側の回転振れを小さくし、ロボット把持による表面欠陥検査装置を実用化できるようにすることである。
【００１８】
本発明の目的の一つは、特に中空状の円筒形状の被検査物を把持するときに、内側に空気を噴出することによって、被検査物の倒れを簡単に補正し、回転振れを低減させることである
本発明の目的の一つは、中空状の円筒形状の被検査物を把持するときに、チャック用の爪から内部外側に空気を噴出させることによって、被検査物の倒れをより高精度に補正できるようにすることである。
【００１９】
本発明の目的の一つは、被検査物が置いてある状態で、その姿勢を検出し、ロボットが被検査物を把持するときの姿勢を、被検査物の姿勢に合わせて補正することによって、把持部に対して傾きなく把持することにより回転振れを低減させることである。
【００２０】
本発明の目的の一つは、トレイなどのように被検査物が複数箇所にある場合においても、検出精度を落とすことなく被検査物の姿勢を検出し、ロボットが把持するときの姿勢を、被検査物の姿勢に合わせて補正することによって、ロボット把持部に対して傾きなく把持することにより回転振れを低減させることである。
【００２１】
本発明の目的の一つは、回転時に生ずる傾きの変化に対しても補正できるようにすることである。
【００２２】
本発明の目的の一つは、回転振れが生じても反射光分布状態を一定に保てるようにすることである。
【００２３】
本発明の目的の一つは、被検査物の姿勢を検出し、姿勢を一定となるように、ロボットの姿勢を追従制御することによって回転振れを低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
請求項１記載の発明の表面欠陥検査装置は、円筒形状の被検査物を回転させながらその表面画像を検査画像として取得し欠陥の有無を検査する表面欠陥検査装置において、前記被検査物を検査位置に搬送する被検査物搬送手段と、この被検査物搬送手段に取り付けられて前記被検査物の片側を把持する把持部と、この把持部又は前記被検査物搬送手段に設けられた回転手段により前記被検査物を回転させるとともに、当該被検査物の回転に伴う反射光分布の変動に対して一定となる位置で検査画像を取得可能な検査画像取得手段と、前記被検査物の回転振れを補正する回転振れ補正手段と、を具備する。
【００２５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の表面欠陥検査装置において、前記回転振れ補正手段は、前記把持部に設けられた空気噴出口及び空気噴出制御手段よりなり、前記把持部が中空状の前記被検査物を把持する時に、前記空気噴出制御手段により前記空気噴出口から前記被検査物内側に空気を噴出させながら当該被検査物を把持させて、前記被検査物の姿勢を補正することにより回転振れを補正する。
【００２６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の表面欠陥検査装置において、前記把持部は前記被検査物の内側に密着して把持する複数の爪部を備え、各爪部に前記空気噴出口を有し、かつ、前記被検査物の把持状態で噴出した空気が通る隙間を有する。
【００２７】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の表面欠陥検査装置において、前記回転振れ補正手段は、前記被検査物の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記被検査物搬送手段の姿勢を制御する被検査物搬送姿勢制御手段とよりなり、把持時に前記被検査物の姿勢を前記姿勢検出手段により検出し、その検出結果に基づき前記被検査物搬送姿勢制御手段により前記被検査物搬送手段の姿勢を補正し、前記被検査物の把持姿勢を補正することにより回転振れを補正する。
【００２８】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の表面欠陥検査装置において、前記姿勢検出手段を前記把持部に備える。
【００２９】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の表面欠陥検査装置において、前記回転振れ補正手段は、前記被検査物の姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記把持部に設けられて前記被検査物の把持姿勢を補正する把持姿勢補正手段とよりなり、検査時に前記被検査物の把持姿勢を前記姿勢検出手段により検出し、その検出結果に基づき前記把持姿勢補正手段により前記被検査物の把持姿勢を補正することにより回転振れを補正する。
【００３０】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の表面欠陥検査装置において、前記把持姿勢補正手段は、前記被検査物の回転中は連続して前記被検査物の把持姿勢を補正し続ける。
【００３１】
請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載の表面欠陥検査装置において、前記姿勢検出手段は、前記被検査物の把持部側とは反対側に設置され、当該被検査物の把持されていない方の端部の位置を測定する。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項６又は７記載の表面欠陥検査装置において、前記姿勢検出手段は、前記把持部に設置された撮像手段よりなり、前記被検査物内部を通して、当該被検査物の把持部側とは反対側に設置されている基準パターンを撮像し、前記把持姿勢補正手段はその画像上の基準パターン位置が一定となるように前記被検査物の把持姿勢を補正する。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項６又は７記載の表面欠陥検査装置において、前記姿勢検出手段は、前記被検査物に対して前記検査画像取得手段とは直交する方向に設置された撮像手段よりなる。
【００３４】
請求項１１記載の発明は、請求項１記載の表面欠陥検査装置において、前記検査画像取得手段は、前記被検査物の表面欠陥を検出するための第１の照明手段及び第１の撮像手段と、前記被検査物からの反射光分布を測定するための第２の撮像手段と、少なくとも前記第１の撮像手段を光軸方向及び副走査方向の２方向に移動させるための移動手段と、前記第２の撮像手段にのみ前記被検査物からの反射光を入射させる位置で前記第１の撮像手段と平行に設置された第２の照明手段と、を備え、前記回転振れ補正手段は、前記検査画像取得手段のこれらの構成要素を用い、前記被検査物を回転させるとともに、前記第１及び第２の照明手段からの反射光分布を前記第２の撮像手段で取得し、その取得画像から前記被検査物の姿勢を算出し、この算出結果に応じて少なくとも前記第１の撮像手段を前記第１の照明手段の反射光に対して前記移動手段により光軸方向及び副走査方向の２方向に追従させることにより、回転振れによる姿勢変化に対して前記検査画像取得手段の位置を補正する。
【００３５】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の表面欠陥検査装置において、前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光の一部を反射するための反射手段を備える。
【００３６】
請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の表面欠陥検査装置において、前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光を分割するための分割手段を備える。
【００３７】
請求項１４記載の発明は、請求項１記載の表面欠陥検査装置において、前記検査画像取得手段は、前記被検査物の表面欠陥を検出するための第１の照明手段及び第１の撮像手段と、前記被検査物からの反射光分布を測定するための第２の撮像手段と、少なくとも前記第１の撮像手段を副走査方向に移動させるための移動手段と、前記第２の撮像手段にのみ前記被検査物からの反射光を入射させる位置で前記第１の撮像手段と平行に設置された第２の照明手段と、を備え、前記回転振れ補正手段は、前記検査画像取得手段のこれらの構成要素を用い、前記被検査物を回転させるとともに、前記第１及び第２の照明手段からの反射光分布を前記第２の撮像手段で取得し、取得画像から被検査物の姿勢を算出し、この算出結果に応じて、前記被検査物搬送手段の姿勢を補正するとともに、少なくとも前記第１の撮像手段を前記第１の照明手段の反射光に対して前記移動手段により副走査方向に追従させることにより、回転振れによる姿勢変化に対して前記検査画像取得手段の位置を補正する。
【００３８】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の表面欠陥検査装置において、前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光の一部を反射するための反射手段を備える。
【００３９】
請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の表面欠陥検査装置において、前記第２の照明手段に代えて、前記第１の照明手段から照射光を分割するための分割手段を備える。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１記載の発明によれば、片側把持における被検査物の回転振れを補正するので、追従撮像手段を用いた高精度な欠陥検査が可能となる。特に、ロボットを利用することにより、従来に比べて、設置面積を小さく、低コスト化できる上に、ロボットによる片側把持によるため、長さや径の異なる被検査物に対して、段取り替え工数を削減でき、異品種が混じるようなリサイクル時の検査を自動化することもできる。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、非接触状態で被検査物の把持位置・倒れを補正することができる。
【００４２】
請求項３記載の発明によれば、非接触状態で被検査物の把持位置・倒れを補正することができる。
【００４３】
請求項４記載の発明によれば、被検査物の姿勢を検出し被検査物搬送手段が把持する姿勢を補正することにより、被検査物の位置・倒れに合わせて把持できるため、適切に把持することができる。
【００４４】
請求項５記載の発明によれば、被検査物の姿勢検出手段を把持部に備えることにより、複数箇所から被検査物を取り出す場合においても、各位置で正確に姿勢を検出することができる。
【００４５】
請求項６記載の発明によれば、把持部の姿勢補正手段によって、被検査物を斜めに把持した場合においても、傾きを補正し回転振れを低減させることができる。
【００４６】
請求項７記載の発明によれば、被検査物を回転中に連続して傾きを補正することによって、傾きの変動にも対応することができる。
【００４７】
請求項８記載の発明によれば、開放端の位置を測定し、開放端の位置が一定となるように傾きを補正することにより、回転振れを低減させることができる。
【００４８】
請求項９記載の発明によれば、被検査物によって遮られた視野が、基準パターンに対して一定となるように傾きを補正することにより、回転振れを低減させることができる。
【００４９】
請求項１０記載の発明によれば、検査画像取得手段と直交方向の傾きの変化を検出することにより、回転振れを低減させることができる。
【００５０】
請求項１１記載の発明によれば、第２の照明手段を追加し、異なる２系統の照明手段からの反射光の分布から、光軸方向の回転振れと副走査方向の回転振れに、回転振れを分離することにより、光軸方向の回転振れに対しても追従させることができる。
【００５１】
請求項１２記載の発明によれば、第２の照明手段に代えて、反射手段を設けることにより装置コスト低減と、エネルギー消費の低減が可能となる。
【００５２】
請求項１３記載の発明によれば、第２の照明手段に代えて、照射光分割手段を設けることにより装置コスト低減と、エネルギー消費の低減が可能となる。
【００５３】
請求項１４記載の発明によれば、第２の照明手段を追加し、異なる２系統の照明手段からの反射光の分布から、被検査物の３次元的な姿勢を検出し、姿勢を一定となるように、被検査物搬送手段の姿勢を追従制御することで、回転振れを低減することができ、かつ、姿勢制御を被検査物搬送手段で行うため、光軸方向の移動手段を追加する必要がない。
【００５４】
請求項１５記載の発明によれば、第２の照明手段に代えて、反射手段を設けることにより装置コスト低減と、エネルギー消費の低減が可能となる。
【００５５】
請求項１６記載の発明によれば、第２の照明手段に代えて、照射光分割手段を設けることにより装置コスト低減と、エネルギー消費の低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００５７】
［背景］
本実施の形態の表面欠陥検査装置の円筒状の被検査物の一例として、複写機やレーザプリンタで使用するＯＰＣドラムを挙げて説明する。ＯＰＣドラムは、円筒形状の金属基体の表面に多層の有機半導体を塗布してあり、基体表面の傷や、塗布状態等により、その表面に微少な凹凸や濃淡むらが顕在化する。これを従来は目視検査していたが、近年ＣＣＤカメラと画像処理により自動化する方法が開発され実用化されている。
【００５８】
図１に示すように、ＯＰＣドラム１００を回転させ、ラインセンサＳで検査画像を取得するような検査光学系においては、凹凸欠陥を感度よく検出するために、光源１０１からの直接反射光成分である輝線部の近傍にラインセンサＳの視野が来るように設定することが望ましいが、輝線部に近づけるほど、ＯＰＣドラム１００の回転振れや、回転に伴う振動を輝度変化として検出してしまい、画像上にノイズが出てしまう。これを低減するために前述の特許文献２においては反射光の変化にラインセンサＳを追従させている。
【００５９】
また、同様に反射光分布の変化が一定となるような視野の画像を取得する方法としては、
Ａ．図３に示すように、反射光分布をエリアセンサ１２１で測定して、自動ステージ１２２上に搭載されたラインセンサＳをＺ方向に追従させる方法
Ｂ．反射光分布をエリアセンサで測定して、被検査物とラインセンサの光路中に設けた反射板の角度を調整する方法
Ｃ．ラインセンサの代わりに高速なエリアセンサを用いて、図４に示すように、取得された検査画像上の輝線位置との相対位置が一定となる画素を、ラインセンサ出力について副走査する方法
Ｄ．被検査物とラインセンサの光路中に、被検査物の反射光を選択の一部を選択可能な反射光選択手段によって、図５に示すように、反射光分布測定用パターンと、観察用パターンを交互に繰返し、観察用パターンによる画像信号を副走査する方法
等が考えられている。
【００６０】
本明細書では、これらの総称を「追従撮像手段」と定義し、併せて、その構成要素である、反射光分布測定を行うセンサを「反射光分布測定手段」、検査画像を取得するセンサを「検査画像取得手段」と定義する。
【００６１】
図４及び図５に関しては、本実施の形態の理解を助けるために、以下に詳細に説明する。
【００６２】
[図４の詳細説明]
図４の各格子（升目）は、エリアセンサの各画素を示している。エリアセンサ上に、実線のような輝線（正反射光成分）が結像されたとき、まず、エリア全体を画像処理して、当該輝線部を検出する。この結果、得られた輝線の位置に対して、予め定められた距離離れた画素成分を、1ラインの画像データとして出力する（出力するラインデータ）。この処理を被検査物の回転に合わせて行うと、輝線部に対する相対位置が一定な画像データを順次得ることができる。
【００６３】
[図５の詳細説明]
図５（ａ）の各格子（升目）は、反射光選択手段の各選択要素を示している。反射光選択手段としては、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device; 商標）等の反射手段若しくは液晶シャッタ等の透過手段がある。このような反射光選択手段において、まず、被検査物からの反射光分布を測定するために、図５（ａ）に示す反射光分布測定用パターンのように、反射光選択手段の選択要素を主走査方向の走査に伴い、該当する反射光分布が副走査方向に渡るように選択する。主走査方向をＸ方向（ｘ＝１，…，xsize）、副走査方向をＹ方向（ｙ＝１，…，ysize）としたときの、(ｘ，ｙ)での選択要素のオン／オフをsel(ｘ，ｙ)として表し、sel(ｘ，ｙ)＝１でオン、sel(ｘ，ｙ)＝０で選択要素をオフする。ただし、選択要素がオンの時にラインセンサに被検査物からの該当箇所の反射光が到達すると定義する。
【００６４】
このとき、図５（ａ）の反射光分布測定用パターンは、
ｆ(ｘ)＝ａ＊(ｘ−ｘ\ｄ１)＋ｂ          ……………（１）
（ただし、\は商を求める演算子、ａは傾き、ｂは初期オフセット、d1は測定周期）
（１）式から、
sel(ｘ，ｆ(ｘ))＝１，(ｘ＝１，…，xsize)  ……………（２）
として表すことができる（その他の選択要素はオフ）。図５(ａ)は、ａ＝−１，ｂ＝２０，ｄ１＝２０の例を図示している。
【００６５】
このような反射光分布測定用パターンを用いることによって得られるラインセンサ信号は、被検査物からの反射光分布が図５(ｂ)のような輝線部が最も明るくなり、周囲になるにつれ光量が落ちている場合、図５(ｃ)のように検出周期ｄ２となる信号が得られる。周期ｄ１とｄ２との比は、光学系の倍率設定により決定される。図５においては、ｄ１＝ｄ２として図示してある。ラインセンサ信号の各周期中の極大値を示すｘにおいて、（１）式の逆関数で求められるｙが、輝線部のｙ座標となる。このようにラインセンサを用いて、副走査方向の反射光分布を求めた反射光分布を基に、観察用パターンを生成する。図５(ａ)では、輝線部に相当する選択要素に対して、ｙ方向に３選択要素ずらした要素を用いて、観察用パターンを生成した例を表す。
【００６６】
従来は、高感度化するために、装置の剛性を高くし、回転振れや偏心がなく被検査物を回す必要があったため、専用の欠陥検査装置が必要となり、その検査機に被検査物を投入・取り出すための搬送機構も必要としていた。しかしながら、前述のような追従撮像手段を用いることで、反射光分布の変動に対して一定となるような視野で画像を取得し、高感度に欠陥を検出できるので、追従撮像手段により実現する表面欠陥検査装置においては、従来のような検査専用システムではなく、図６に示すように汎用ロボットを用いることが可能となり、装置コストを大幅に低減できるという可能性がある。図６において、１は円筒形状の被検査物、２はこの被検査物１を検査位置に搬送して回転させるためのロボットハンドのような汎用ロボット構成の被検査物搬送手段、３は被検査物１をスリット照明するライン光源、４は照明された被検査物１から検査画像を取得する検査画像取得手段を含む追従撮像手段である。また、このように汎用ロボットを用いることにより、従来は異なる径や長さの被検査物を検査するために、ロボットハンドや検査機内の被検査物の上下把持手段を交換しなければならなかったのに対して、ロボットハンドのみを交換することで対応できるため、特にリサイクル品の検査のように、検査品種の変更が頻繁な場合にも対応ができるようになるという利点もある。さらにロボットハンドを自動交換するオートツールチェンジャーを用いることによって、自動的に検査品種の変更可能となる。
【００６７】
しかしながら、汎用ロボットによる表面欠陥検査装置を実現するために、下記課題がある。
【００６８】
追従撮像手段４は、被検査物１の回転振れを光軸と垂直な平面における反射光の変化として検出し補正しており、光軸方向の回転振れに関しても、前記の光軸と垂直な平面における反射光の変化として補正している。しかし、光軸方向の変化に関しては、その変化幅が検出手段の被写界深度を超えた場合、画像にぼけが生じてしまうため、光軸方向が被写界深度内である必要がある。
【００６９】
直径φ３０mm、長さ３００mmのＯＰＣドラムを検査するために使用している光学系においては１mm程度の被写界深度があるため、従来のように回転振れを抑える機構を持つ検査装置に追従撮像手段を追加する時に、光軸方向の回転振れは問題とならなかった。しかしながら、汎用ロボットにて被検査物１の片側端部を把持し他端を開放したまま回転したときの振れ幅を測定したところ、振れが最大５mmもの振幅を持っており、対策が必要であることが判った。これを解決するために、図７に示すように被検査物１の開放端側を、固定した回転把持部５に挿入し被検査物搬送手段２（先端部分のみ図示している…以下、同様）側の把持部６とともに両端を把持する方法があるが（７，８は把持部５，６に設けられた爪部）、「固定軸へ挿入」、「把持」、回転、「解放」、「固定軸から取り出し」という「」で示す４工程が余分に必要となり、これにかかる時間や、径が異なる被検査物１を検査する際に、固定した回転把持部５の段取り替えが必要であることが問題となる。
【００７０】
［実施の形態の概要］
本実施の形態では、この片側把持による回転振れ対策を検討したものである。
片側把持の被検査物１の開放端の回転振れを詳細に観察した結果、回転振れは被検査物１の形状による他に、被検査物１が置かれている状態と、取り出すときの把持部６の姿勢の違いにより、複数回把持実験を行うと回転振れの値は大きく変動した。即ち、把持時の被検査物１と把持部６との相対位置関係にも依存することが判った。被検査物１と把持部６とが傾いた状態で把持した例を図８に示す。図８では回転したときの被検査物１を点線で示す。
【００７１】
本実施の形態では、上記のような回転振れを補正することにより、追従撮像手段によって表面欠陥を高感度に検出できる表面欠陥検査装置を提供する。回転振れの補正を行う各種の実施の形態例の概略を以下に述べる。
【００７２】
（Ａ）  第一の実施の形態では、把持時に被検査物の位置を補正する。
（Ｂ）  第二の実施の形態では、把持時に被検査物の姿勢に合わせて被検査物搬送手段の姿勢を補正する。
（Ｃ）  第三の実施の形態では、検査時に把持部で補正する。
（Ｄ）  第四の実施の形態では、検査時に撮像部で補正する。
（Ｅ）  第五の実施の形態では、検査時に被検査物の姿勢に合わせて被検査物搬送手段の姿勢を補正する。
【００７３】
［第一の実施の形態…把持時に被検査物の位置を補正する］
本発明の第一の実施の形態を図９及び図１０に基づいて説明する。図６、図８で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。特に、追従撮像手段４側による撮像・検査処理は前述した説明に準ずるものとしてその図示及び説明を省略する。
【００７４】
まず、被検査物１としてのＯＰＣドラムは中空円筒状のものであり、搬送時にはその内側にロボットハンド構成の被検査物搬送手段２の複数本、例えば３本の爪部８を挿入し外側に開くことによって把持する構造とされている。被検査物１の中心軸を把持部６中心に合わせるために、３爪チャックを用いて、安定して把持するようにしているが、被検査物１が非拘束状態でトレイ上に並べられる場合など、図８に示した場合のように斜めに把持してしまうことがある。これは、把持部６に対して被検査物１の角度や位置がずれていることにより生じる現象である。
【００７５】
これに対して、本実施の形態では、回転振れ補正手段として、図９に示すように、把持部６の中心に空気噴出口９とともにこの空気噴出口９から噴出させる空気流を制御するための空気噴出制御手段（図示せず）を設け、被検査物１内に爪部８を入れた後に、空気噴出口９から空気を噴き出させることにより、被検査物１の倒れ＝回転振れを補正するようにしたものである。これは、被検査物１の内部の圧力が高くなり、外部に空気が逃げる際に、被検査物１と把持部６との隙間の圧力差がなくなるように、被検査物１が動くことによると考えられる
この場合、図１０に示すように、さらに各爪部８に空気噴出口９ａを持たせ、被検査物１の内面に対して外側方向に空気を噴出させることにより、より精度よく被検査物１の倒れ＝回転振れを補正することができる。もっとも、各爪部８に空気噴出口９ａを備える場合は、空気を噴き出しながらチャックすると空気の圧力により把持が困難となるので、爪部８が被検査物１に接触したときに、その空気が逃げる隙間（図示せず）を設ければよい。また、図１０では、各爪部８の１ヶ所に空気噴出口９ａを設けるようにしたが、上下２ヶ所等に設けることも倒れを補正する上で、非常に有効となる。
【００７６】
［第二の実施の形態…把持時に被検査物の姿勢に合わせて被検査物搬送手段の姿勢を補正する］
本発明の第二の実施の形態を図１１に基づいて説明する。図６、図８で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。特に、追従撮像手段４側による撮像・検査処理は前述した説明に準ずるものとしてその図示及び説明を省略する。
【００７７】
把持部６に対して被検査物１の角度や位置がずれていることにより生じる把持時のずれを補正するために、前述のような被検査物１自身の姿勢を補正するのとは逆に、本実施の形態では、回転振れ補正手段として、被検査物１の姿勢を検出する姿勢検出手段と、被検査物搬送手段２の姿勢を制御する被検査物搬送姿勢制御手段とを備え、姿勢検出手段によって被検査物１の姿勢を検出し、被検査物搬送手段２の姿勢を補正することにより、回転振れを補正するようにしたものである。
【００７８】
姿勢検出手段としては、外部に設置した撮像手段により、把持対象の被検査物１の姿勢を検出する方法や、変位計を用いて被検査物１の位置を測定する方法等がある。また、被検査物１がトレイなどに複数搭載され搬送されるシステムにおいては、被検査物１の位置が複数あるため外部に設置した姿勢検出手段では、隣接した被検査物１に遮られ把持対象の被検査物１の姿勢を検出できないとか、全体を測定するために幅広い範囲を検出できる姿勢検出手段が必要となるという問題があるため、把持部６に姿勢検出手段を搭載することが望ましい。
【００７９】
この実現方法として、図１１に示すように、把持部６中央部に姿勢検出手段としての撮像手段１０を設け、この撮像手段１０により被検査物１を撮像しその姿勢を検出する方法がある。図１１のように傾いた被検査物１に対して、被検査物搬送手段２を同様に傾かせ被検査物１に挿入し、把持することにより、把持時のずれが補正される。
【００８０】
姿勢検出手段としては、被検査物１の上端の円の中心や、真円度を画像処理により測定し補正する方法や、３次元カメラを用いる方法等がある。他に、把持部６に設置する姿勢検出手段としては、各爪部８に被検査物１との距離を測定する距離センサを設置する方法等がある。
【００８１】
［第三の実施の形態…検査時に把持部で補正する］
本発明の第三の実施の形態を図１２ないし図１５に基づいて説明する。図６、図８で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。特に、追従撮像手段４側による撮像・検査処理は前述した説明に準ずるものとしてその図示及び説明を省略する。
【００８２】
把持部６に対して被検査物１の角度や位置がずれていることにより生じる把持時のずれを補正するために、本実施の形態では、その把持時ではなく、把持した被検査物１の位置・傾きを実際に検査する際に補正するようにしたものである。
【００８３】
即ち、本実施の形態では、回転振れ補正手段として、被検査物の姿勢を検出する姿勢検出手段と、把持部６に設けられて被検査物１の把持姿勢を補正する把持姿勢補正手段とを備え、図１２（ａ）に示すように、把持時に被検査物１を傾いて把持しても、図１２（ｂ）のように把持部６の姿勢補正手段１１によってその把持姿勢を補正することにより回転振れを低減するようにしたものである。この姿勢補正手段１１としては、球面ジョイントを用いる方法や、軸方向の３本のリニアガイドを用いる方法等がある。また、傾きが大きくなると回転中心と被検査物１の中心軸の偏心が大きくなってしまうため、傾きに加えて位置を補正する手段が必要な場合もある。さらに、回転時の傾き変化に追従するためには、検査中に連続して傾き補正することが好ましい。
【００８４】
ここで、本実施の形態の回転振れ補正手段の構成要素となる姿勢検出手段の構成例について説明する。図１３は姿勢検出手段１２の一例を示すもので、被検査物１の開放端側に、当該姿勢検出手段１２を設置して開放端側の位置を測定し、開放端が一定位置になるように、姿勢補正手段１１を制御するようにすればよい。図１３に示す例では姿勢検出手段１２は画像入力手段により構成され、図１３（ｂ）に示す画像図のように開放端は円として撮像されるので、この中心位置を一定となるように制御すればよい。なお、姿勢検出手段１２は画像入力手段ではなく、開放端の位置を測定するような距離センサを用いる方法もある。
【００８５】
図１４は姿勢検出手段１３の他例を示すもので、把持部６に設置した撮像手段（姿勢検出手段１３）により、被検査物１の内部を通して、被検査物１の把持部とは反対側に設置されている基準パターン１４を撮像し、その画像上の基準パターンにより、姿勢補正手段１１によって姿勢を補正するようにすればよい。被検査物１の内側から撮像することにより、被検査物１によって視野が遮られるため、基準パターン１４の一部が撮像されているものを、予め定められた状態で、基準パターン１４を撮像できるように姿勢を補正する。図１４では、放射状の線の中心部分を一定となるように姿勢補正手段１１を制御する。基準パターン１４としては、図１４（ｂ）に示すような放射状の他、同心円や、濃度分布パターン等、位置が一意に定まるものであればよい。
【００８６】
図１５は姿勢検出手段１５の他例を示すもので、被検査物１に対して検査画像取得手段（追従撮像手段４）とは直交する方向に設置された撮像手段よりなる姿勢検出手段１５を備え、この姿勢検出手段（撮像手段）１５により光軸方向の傾きを検出して、光軸方向の傾きが一定となるように姿勢補正手段１１にて把持姿勢を補正するようにしたものである。
【００８７】
［第四の実施の形態…検査時に撮像部で補正する］
本発明の第四の実施の形態を図１６ないし図１９に基づいて説明する。図６、図８で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。特に、追従撮像手段４側による撮像・検査処理は前述した説明に準ずるものとしてその説明を省略する。
【００８８】
把持部６に対して被検査物１の角度や位置がずれていることにより生じる把持時のずれを補正するために、把持した被検査物１の位置・傾きを補正するのではなく、本実施の形態では、追従撮像手段４を光軸方向の変化に対して追従させることにより、回転振れによる相対的な光学系の姿勢変化を補正するようにしたものである。
【００８９】
まず、光軸方向の変化に追従するために、光軸方向の振れを検出する必要があるが、従来の追従撮像手段では、ライン光源３からの反射光分布を検出しており、この方法では、光軸方向の変化と、副走査方向（図１のＺ方向）の変化との区別がつかないという問題がある。従来は、区別がつかないことを利用して、光軸方向の変化に関してもＺ方向の追従により対応していた。しかし、前述のように振れが大きくなると、光軸方向の変化に追従しないと、画像にぼけが生じてしまうため、光軸方向の変化と副走査方向の変化を検出する必要がある。
【００９０】
被検査物１の光軸方向の変化と副走査方向の変化とを区別して検出する方法について、図１６を参照して説明する。図１６では反射光分布測定を行うための第２の撮像手段としての反射光分布測定手段１６に、追従撮像手段４に入るのと同様な反射光分布を導くために、ハーフミラー１７を利用している。さらに、第１の照明手段としてのライン光源３の近傍に第２の照明手段としてのライン光源１８を追加し、ライン光源１８は、その被検査物１での直接反射光が反射光分布測定手段１６に入り、検査画像取得手段（追従撮像手段４）には入らない位置に設置する。このようにライン光源１８を設置することにより、反射光分布測定手段１６には２本の輝線が撮像される。ライン光源３による輝線を基準に従来同様副走査方向の追従を行うと共に、２本の輝線の位置関係から、光軸方向の追従を行うと、光源方向の回転振れを補正することができる。
【００９１】
ここで、図１７を参照して、光源と被検査物１及び反射位置と正反射光の方向を説明する。図１７においては、被検査物１の表面の反射位置と被検査物１中心及びＹ軸のなす角をθで表し、入射角をφ、光源と反射位置及びそのＸ軸のなす角をαとすると、正反射光は、反射位置における接線に対して、入射角と同じ角度で反射するので、以下の式が成立する。
【００９２】
π／２＝α＋θ＋φ      ………………（１０）
π＝α＋β＋２φ        ………………（１１）
（１０）、（１１）式よりφを消去すると、
β＝2θ＋α            ………………（１２）
となる。
【００９３】
ここで、被検査物１の中心を原点として、被検査物１の半径をr、反射位置をＡ(ｘ０，ｙ０)、光源位置を（ｘ１，ｙ１）、正反射方向の角度をβとすると、以下の式が成立する。
【００９４】
ｙ０＝ｒ＊cos(θ)      ………………（１３）
ｘ０＝ｒ＊sin(θ)      ………………（１４）
tan(α)＝（ｙ１−ｙ０）／（ｘ１−ｘ０）    ………………（１５）
ここで、式（１３）とtanの加法定理から、
tan(β)＝tan(2θ＋α)＝(tan(2θ)＋tan(α))／(１−tan(2θ)＊tan(α))
……………………（１６）
となる。このように（１６）式のように、角度θと光源位置とが決まれば、反射光の方向が決まる。
【００９５】
実際に反射光を観察するときは、追従撮像手段４に被検査物１表面を観察するためにレンズ（図１中のレンズＳａ参照）を光路中に入れるため、観測する輝線はレンズと追従撮像手段４が被検査物１に対して設置される角度により決定され、輝線の位置はその反射角での反射光が追従撮像手段４に結像する位置となる。図１６では、正面から観察する場合、β＝0となるような角度θで反射している像を得ることになる。
【００９６】
さらに、2個の光源３，１８からの正反射光が、反射光分布測定手段１６に対しどのような位置に結像されるかを検討する。被検査物１での正反射光をなす反射位置は２個の光源３，１８毎に異なっており、反射光分布測定手段１６に対して同じ角度βとなるような反射位置からの光が導かれる。
【００９７】
被検査物１の振れによる移動は、図１７において光源位置が移動したことと同等なので、光源位置の変化による反射光の角度βを一定とし、反射位置を測定する。角度βから角度θを得るためには、（１６）式をθについて解けばよいが、式が複雑であるので、計算機を用いて、２個の光源３，１８の位置に対して、各々角度θを変化させ、角度βが同じとなるような位置をシミュレーションし求めた結果を示す。
【００９８】
被検査物１の半径ｒ＝１５mm、被検査物１の中心に対して、20度、25度の方向に132mm離れた位置に光源３，１８を２個設置し、β＝０となる反射光の位置を被検査物１の中心から450mm離れた点で観測したときに、輝線の位置変動をシミュレーションした結果は表１に示す通りである。
【００９９】
【表１】
2005164243.tif 000003
【０１００】
これより、光源３による輝線位置変動が同じ方向であるが、輝線の間隔の増減が振れの方向によって異なることが判る。
【０１０１】
以上の議論より、各方向（光軸方向及び副走査方向）を２個の光源３，１８により検出できることから、追従撮像手段４を光軸方向及び副走査方向の２方向に移動させるための移動手段及び姿勢補正手段を追加し、光源１８を追加し、反射光分布測定手段１６において、光源３の輝線位置に対する、光源１８の輝線位置から、光軸方向に追従させることが可能となる。また、反射光分布測定手段１６が追従撮像手段４と共に移動するように設置されている場合は、光源３と光源１８とにより得られる輝線の間隔が一定になるように、光軸方向の位置を制御すればよい。
【０１０２】
また、検査視野に関しては、光源１８からの反射光の影響を小さくするために、追従撮像手段４では、光源３の輝線に対して、光源１８の輝線とは反対側を検出することが望ましい。
【０１０３】
なお、本実施の形態において、光源１８を設けるのに代えて、図１８に示すように、光源３から照射する光の一部を被検査物１に対して反射させる反射手段１９を設けたり、或いは、図１９に示すように、光源３から照射する光を分割する分割手段２０、例えば、2個のスリット等を設けるようにしてもよく、これらによっても光軸方向の変動に追従させることができる。
【０１０４】
上記のように、検出された光軸方向及び副走査方向各々に対応した移動手段２１を持つ追従撮像手段４の例を図２０に示す。即ち、図示例では、追従撮像手段４は光軸方向及び副走査方向の２方向に移動自在な自動ステージによる移動手段２１上に搭載して設けられている。
【０１０５】
［第五の実施の形態…検査時に被検査物の姿勢に合わせて被検査物搬送手段の姿勢を補正する］
第四の実施の形態のおいては、第２の光源としての光源１８を追加することにより、被検査物１の回転振れによる光軸方向の変化を検出できることを示した。そして、第四の実施の形態のおいては、この光軸方向の変化を追従撮像手段４に追加した移動手段２１によって補正させるようにしたが、同様の効果は被検査物搬送手段２の姿勢を補正することによっても得ることが可能である。そこで、本実施の形態では、被検査物搬送手段２に汎用ロボットを用いた場合、特に図示しないが、その手先の目標位置を、座標を反射光分布測定手段１６から得られた２個の輝線位置情報から補正することによって、傾きや位置を補正するようにしたものである。また、この場合、図１８や図１９に示した場合と同様に、光源１８の代わりに光源３による照射光に対して反射手段１９を利用する方法、照射光を分割手段２０により分割する方法によっても、光軸方向の変動に追従することが可能となる。
【０１０６】
なお、実際の表面欠陥検査装置においては、把持時の補正、把持状態の補正、検出手段の追従を適宜組合せることにより、効果的に追従撮像手段４を利用できるように構成される。
【０１０７】
また、これらの実施の形態では、被検査物１としてＯＰＣドラムの様な中空円筒状のものを例として説明したが、第二の実施の形態の方式を除けば、複写機に使用されている現像ローラのような中心軸をもつ被検査物に対しても同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】特許文献１による提案例を示す概略斜視図である。
【図２】特許文献２に記載された反射光分布モデルを示す特性図である。
【図３】エリアセンサで測定された反射光分布に従いラインセンサを追従させる方式の構成例を示す概略斜視図である。
【図４】エリアセンサの画素を選択することにより反射光分布が一定な画像を得る方式を示す説明図である。
【図５】反射光を部分選択することにより反射光分布を測定し、反射光分布が一定な画像を得る方式を示す説明図である。
【図６】ロボットによる表面欠陥検査装置の構成例を示す概略斜視図である。
【図７】ロボットにより両端を把持する方式の構成例を示す概略正面図である。
【図８】傾いて把持し回転させる場合の様子を示す概略正面図である。
【図９】本発明の第一の実施の形態として噴出口を有する把持部により被検査物を把持した様子を示す概略正面図である。
【図１０】変形例として各爪部に噴出口を設けた把持部により被検査物を把持した様子を示す概略正面図である。
【図１１】本発明の第二の実施の形態として把持部の姿勢検出手段の検出結果に応じて被検査物搬送手段の姿勢を補正して被検査物を把持した様子を示す概略正面図である。
【図１２】本発明の第三の実施の形態として姿勢補正手段による補正前後の様子を示す概略正面図である。
【図１３】開放端側での姿勢検出手段の構成例を示し、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は画像図である。
【図１４】把持部側での姿勢検出手段の構成例を示し、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は画像図である。
【図１５】側面から検出する姿勢検出手段の構成例を示す概略平面図である。
【図１６】本発明の第四の実施の形態として複数高原による反射光分布検出方式の構成例を示す概略平面図である。
【図１７】光源と被検査物との反射角の関係を示す平面図的な説明図である。
【図１８】第２の光源を反射手段に変更した構成例を示す概略平面図である。
【図１９】第２の光源を分割手段に変更した構成例を示す概略平面図である。
【図２０】２方向の移動手段を用いた構成例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１      被検査物
２      被検査物搬送手段
３      第１の照明手段
４      追従撮像手段（検査画像取得手段）、第１の撮像手段
６      把持部
８      爪部
９      空気噴出口
１０      姿勢検出手段
１１      姿勢補正手段
１２，１３      撮像手段、姿勢検出手段
１４      基準パターン
１５      撮像手段，姿勢検出手段
１６      第２の撮像手段
１８      第２の照明手段
１９      反射手段
２０      分割手段
２１      移動手段
【図１】
2005164243.tif 000004
【図２】
2005164243.tif 000005
【図３】
2005164243.tif 000006
【図４】
2005164243.tif 000007
【図５】
2005164243.tif 000008
【図６】
2005164243.tif 000009
【図７】
2005164243.tif 000010
【図８】
2005164243.tif 000011
【図９】
2005164243.tif 000012
【図１０】
2005164243.tif 000013
【図１１】
2005164243.tif 000014
【図１２】
2005164243.tif 000015
【図１３】
2005164243.tif 000016
【図１４】
2005164243.tif 000017
【図１５】
2005164243.tif 000018
【図１６】
2005164243.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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