(57)【要約】【課題】  コスト面において有利にしながらも、小型化を図ることができる検査用照明装置を提供する点にある。【解決手段】  所定の照射角を有する照明手段１と、前記照明手段１からの光を集光させて平行光に変換する第１レンズ２と、前記第１レンズ２からの平行光が検査対象物３に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させて撮像手段４に取り込み可能とするための第２レンズ５とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の照射角を有する照明手段と、前記照明手段からの光を集光させて平行光に変換する第１レンズと、前記第１レンズからの平行光が検査対象物に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させて撮像手段に取り込み可能とするための第２レンズとを備えてなる検査用照明装置。
【請求項２】
所定の照射角を有する照明手段と、前記照明手段からの光の光軸をほぼ直交する方向に変更するための第１全反射ミラーと、この第１全反射ミラーからの反射光の光軸をほぼ直交する方向に変更することにより、該反射光を前記照明手段からの照射方向とは反対方向に変更するための第２反射ミラーと、前記第２全反射ミラーからの反射光を集光させて平行光に変換する第１レンズと、前記第１レンズからの平行光が検査対象物に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させる第２レンズと、前記第２レンズからの光の光軸をほぼ直交する方向に変更するための第３全反射ミラーと、この第３全反射ミラーからの反射光の光軸をほぼ直交する方向に変更することにより、該反射光を前記照明手段からの照射方向と同一方向に向けて撮像手段に取り込み可能とするための第４全反射ミラーとを備えてなる検査用照明装置。
【請求項３】
前記第１レンズ及び第２レンズが、フレネルレンズからなる請求項１又は２記載の検査用照明装置。
【請求項４】
前記検査対象物が、自動車用の触媒である請求項１又は２記載の検査用照明装置。
【請求項５】
前記照明手段の光軸と前記撮像手段の撮像中心とがほぼ同一位置になるように該照明手段及び該撮像手段とを同一側に配置してなる請求項２記載の検査用照明装置。
【請求項６】
前記第２レンズを検査対象物の載置台に構成してなる請求項２記載の検査用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、貫通孔を備えた自動車用の触媒の孔詰まり検査を行う場合に好適であり、又、貫通孔を備えた基板の孔の状態検査や貫通孔を備えた円筒部材の内面の検査等においても用いることができる検査用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記検査用照明装置として、例えば自動車用の触媒に形成されている多数の孔が詰まっているかどうかの検査を行うための装置を例に挙げて説明すれば、光を触媒にそれの孔の形成方向から照射する照明手段を設け、その照明手段からの照射光が孔を通過した光を撮像手段に取り込むことができるように絞り込むためのテレセントリックレンズを設けて、撮像手段に取り込んだ光をモニター等に映し出し、孔詰まり箇所があるか否かを判断するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記テレセントリックレンズを使用することによって、厚みの異なる立方形状の検査対象物を測定する場合等において、ピントがずれることがなく、高精度な画像処理を行うことができる利点があるものの、テレセントリックレンズが高価なものであるため、装置全体がコストの高くなる不都合があった。しかも、大きな検査対象物を撮像する場合には、その大きさに合ったテレセントリックレンズを用いなければならないため、更に前記不都合を顕著にするものであった。
又、テレセントリックレンズは、一般的に他のレンズに比べて厚肉であるため、光の照射方向において照明装置が大型化する不都合も発生していた。
【０００４】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、コスト面において有利にしながらも、小型化を図ることができる検査用照明装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の検査用照明装置は、前述の課題解決のために、所定の照射角を有する照明手段と、前記照明手段からの光を集光させて平行光に変換する第１レンズと、前記第１レンズからの平行光が検査対象物に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させて撮像手段に取り込み可能とするための第２レンズとを備えている。
照明手段から所定の照射角を持って照射された光は、第１レンズにて平行光に変換され、検査対象物に照射される。そして、検査対象物の貫通孔を通過した光を第２レンズにて集光させることにより該光を撮像手段に取り込むことができる。撮像手段に取り込まれた光を画像処理してモニター等に映し出すことにより、貫通孔に詰まり等が発生しているか否かを判断することができる。前記照明手段として平行光を照射する構成のもの（例えば面状に発光する面状発光体（バックライトともいう））を用いるものに比べて、コストの低減を図ることができることは勿論のこと、前記のように照射角を持って照射する照明手段とすることによって、照明手段自体の小型化を図ることができる。又、検査対象物の位置が変化するような動きのある検査対象物を撮像するものではないから、従来のようなテレセントリックレンズを使用する意味がなく、通常のレンズで済ませても何等問題にならない。
【０００６】
所定の照射角を有する照明手段と、前記照明手段からの光の光軸をほぼ直交する方向に変更するための第１全反射ミラーと、この第１全反射ミラーからの反射光の光軸をほぼ直交する方向に変更することにより、該反射光を前記照明手段からの照射方向とは反対方向に変更するための第２反射ミラーと、前記第２全反射ミラーからの反射光を集光させて平行光に変換する第１レンズと、前記第１レンズからの平行光が検査対象物に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させる第２レンズと、前記第２レンズからの光の光軸をほぼ直交する方向に変更するための第３全反射ミラーと、この第３全反射ミラーからの反射光の光軸をほぼ直交する方向に変更することにより、該反射光を前記照明手段からの照射方向と同一方向に向けて撮像手段に取り込み可能とするための第４全反射ミラーとを備えさせて、検査用照明装置を構成してもよい。
照明手段からの光が、第１全反射ミラー及び第２全反射ミラーを介して照射方向とは反対方向へ変更される。前記のように２つの全反射ミラーを用いることにより、照明手段から照射された光の照射角度が２段階に拡大される。前記第２全反射ミラーからの反射光は、第１レンズにて平行光に変換され、検査対象物に照射される。そして、検査対象物の貫通孔を通過した光は、第２レンズにて集光された後、第３全反射ミラー及び第４全反射ミラーを介して照明手段からの照射方向と同一方向に変更されてから、撮像手段に取り込むことができる。前記のように２つの全反射ミラーを用いることにより、第２レンズからの集光された光を２段階に集光させて前記撮像像手段に確実に取り込むことができる。又、前記のように照明手段と撮像手段とを検査対象物の照射方向からずらして配置することによって、照射方向に一直線上に配置した場合に比べて照射方向での照明装置の小型化を図ることができる。
【０００７】
前記第１レンズ及び第２レンズを、フレネルレンズから構成することによって、照明装置の小型化を更に図ることができる。又、前記フレネルレンズは、加工し易いので容易に四角形にしたり、穴開け加工を施すことができる。
【０００８】
前記検査対象物が、自動車用の触媒のような多数の小さな孔を有するものである場合には、このような検査用照明装置が有利である。
【０００９】
前記照明手段の光軸と前記撮像手段の撮像中心とがほぼ同一位置になるように該照明手段及び該撮像手段とを同一側に配置することによって、光の照射方向と直交する方向においても小型化を図ることができる。
【００１０】
前記第２レンズを検査対象物の載置台に構成することによって、特別な載置台を不要にすることができるだけでなく、撮像手段にできるだけ検査対象物を近づけた状態で撮像することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、所定の照射角を有する照明手段と、前記照明手段からの光を集光させて平行光に変換する第１レンズと、前記第１レンズからの平行光が検査対象物に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させて撮像手段に取り込み可能とするための第２レンズとを備えさせるだけで、貫通孔を備えた検査対象物の検査を行うことができ、平行光を照射する構成の照明手段を用いるものに比べて、コストの低減を図ることができることは勿論のこと、照射角を持って照射する照明手段とすることによって、照明手段自体の小型化を図ることができる。又、従来のようなテレセントリックレンズが不要になり、コストの低減を更に図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、所定の照射角を有する照明手段と、照明手段からの光の光軸をほぼ直交する方向に変更するための第１全反射ミラーと、この第１全反射ミラーからの反射光の光軸をほぼ直交する方向に変更することにより、反射光を照明手段からの照射方向とは反対方向に変更するための第２反射ミラーと、第２全反射ミラーからの反射光を集光させて平行光に変換する第１レンズと、第１レンズからの平行光が検査対象物に形成の貫通孔を通過した後の光を集光させる第２レンズと、第２レンズからの光の光軸をほぼ直交する方向に変更するための第３全反射ミラーと、この第３全反射ミラーからの反射光の光軸をほぼ直交する方向に変更することにより、反射光を前記照明手段からの照射方向と同一方向に向けて撮像手段に取り込み可能とするための第４全反射ミラーとを備えさせて、検査用照明装置を構成することによって、照明手段の小型化を図ることができるだけでなく、照明手段と撮像手段とを検査対象物の照射方向からずらして配置することにより、照射方向に一直線上に配置した場合に比べて照射方向での照明装置の小型化をも図ることができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、第１レンズ及び第２レンズを、フレネルレンズから構成することによって、照明装置の小型化を更に図ることができる。又、前記フレネルレンズは、加工し易いので容易に四角形にしたり、穴開け加工を施すことができ、製造面において有利になる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、照明手段の光軸と撮像手段の撮像中心とがほぼ同一位置になるように照明手段及び撮像手段とを同一側に配置することによって、光の照射方向と直交する方向においても検査用照明装置の小型化を図ることができ、設置スペース面において有利になる。
【００１５】
請求項６の発明によれば、第２レンズを検査対象物の載置台に構成することによって、特別な載置台を不要にすることができるだけでなく、撮像手段にできるだけ検査対象物を近づけた状態で撮像することができ、コスト面及び検査測定面において有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、本発明の検査用照明装置が示されている。この検査用照明装置は、所定の照射角Ｓを有する照明手段１と、前記照明手段１からの光を集光させて平行光に変換する第１レンズとしての第１フレネルレンズ２と、前記第１フレネルレンズ２からの平行光が検査対象物としての自動車の触媒３に形成の貫通孔３Ａ（図４参照）を通過した後の光を集光させてＣＣＤカメラ等の撮像手段４に取り込み可能とするための第２レンズとしての第２フレネルレンズ５とを、照明手段からの照射光の照射方向に沿って配置している。前記検査用照明装置は、主として自動車用の触媒（セラミック等でなっている）３に形成の孔の詰まり等を検査する目的で使用する他、貫通孔を備えた基板の孔の状態検査や貫通孔を備えた円筒部材の内面の状態検査等においても用いることができる。前記撮像手段４にて得られた画像を画像処理してモニター等に映し出す他、場合によっては撮像手段４を省略して第２フレネルレンズ５からの光を直接目視して、触媒３の孔が詰まっているか否かを判断するようにしてもよい。図１では、全ての構成部材が固定されていない宙に浮いた状態を示しているが、実際にはケーシング内に全ての構成部材が収納されることになる。又、前記２つのフレネルレンズ２，５間に配置される触媒３の位置は、第２フレネルレンズ５側に寄った位置、つまり撮像手段４側へ近づけることができる位置がよいが、第１フレネルレンズ２側に寄せてもよい。
【００１７】
図１に示すように、照明手段１から照射された光は、第１フレネルレンズ２により平行光に変換されてから、触媒３に照射される。そして、触媒３の孔３Ａを通過した光が、第２フレネルレンズ５により集光されて撮像手段４に取り込まれるのである。前記照明手段１の照射角Ｓは、図に示すものに限定されるものではなく、検査対象物の大きさ等に応じて変更することができる。又、前記照射角Ｓを可変することができる可変式に構成された照明手段１を用いてもよい。
【００１８】
前記各フレネルレンズ２又は５は、外形が円形又は矩形で、かつ、輪帯状の溝を切って作製されたものを用いることができるが、どのような形状のものであってもよい。又、フレネルレンズが検査用照明装置の小型化を図る上において有利であるが、他のレンズであってもよい。
【００１９】
前記検査用照明装置を、図２及び図３に示すように構成してもよい。
つまり、所定の照射角Ｓを有する照明手段６と、前記照明手段６からの光の光軸６Ａをほぼ直交する方向に変更するための第１全反射ミラー７と、この第１全反射ミラー７からの反射光の光軸６Ｂをほぼ直交する方向に変更することにより、該反射光を前記照明手段１からの照射方向とは反対方向に変更するための第２反射ミラー８と、前記第２全反射ミラー８からの反射光を集光させて平行光に変換する第１レンズとしての第１フレネルレンズ９と、前記第１フレネルレンズ９からの平行光が検査対象物である自動車用の触媒３に形成の貫通孔３Ａを通過した後の光を集光させる第２レンズ及び触媒３の載置台としての第２フレネルレンズ１０と、前記第２フレネルレンズ１０からの光の光軸６Ｃをほぼ直交する方向に変更するための第３全反射ミラー１１と、この第３全反射ミラー１１からの反射光の光軸６Ｄをほぼ直交する方向に変更することにより、該反射光を前記照明手段６からの照射方向と同一方向に向けてＣＣＤカメラ等からなる撮像手段１２に取り込み可能とするための第４全反射ミラー１３とを備えさせて、検査用照明装置を構成している。前記光射出側の２つの全反射ミラー７，８と前記光入射側の２つの全反射ミラー１１，１３とを同一のもので構成すると共に反射させる光に対して同一取り付け角度に設定することによって、照明手段６と撮像手段１２とを同一側に配置することができ、検査用照明装置の水平方向での小型化を図ることができるが、同一側に配置しないで実施することもできる。又、前記照明手段６の光軸６Ａと前記撮像手段１２への光軸６Ｅ、つまり撮像手段１２の撮像中心とを一致させることによって、検査用照明装置の水平方向での小型化を更に図ることができるが、一致させないで実施することもできる。図３に示すＬは、透明なガラス板又は透明な合成樹脂製の板あるいは透明なシリコーンシート等の透明部材であり、前記第２フレネルレンズ１０の表面がこれに載置される触媒３により傷付くことを回避できるように前記透明部材を配置して実施することが好ましい。
【００２０】
従って、照明手段６からの光が２つの全反射ミラー７，８にて照射角度が拡げられた後、第１フレネルレンズ９にて平行光に変換される。そして、前記平行光が第２フレネルレンズ１０に載置された触媒３の孔３Ａに照射され、孔３Ａを通過した光及び触媒３の外側を通過した光が第２フレネルレンズ１０により集光されて、２つの全反射ミラー１１，１３にて更に集光され、撮像手段１２に取り込まれるのである。ここでは、２つの全反射ミラー７，８にて２段階に照明手段６からの光を拡げることによって、照明手段６の小型化を図る上において有利であるが、全反射ミラーを１つのみ設けて実施してもよい。又、第２フレネルレンズ１０により集光された光を全反射ミラー１１，１３にて集光させる他、集光レンズ等を用いて集光させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の検査用照明装置の概略説明図である。
【図２】第２の検査用照明装置の正面図である。
【図３】第２の検査用照明装置の縦断側面図である。
【図４】自動車用の触媒の斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  照明手段
２  第１フレネルレンズ（第１レンズ）
３  触媒              ３Ａ  孔
４  撮像手段
５  第２フレネルレンズ（第２レンズ）
６  照明手段          ６Ａ〜６Ｅ  光軸
７  第１全反射ミラー  ８  第２全反射ミラー
９  第１フレネルレンズ（第１レンズ）
１０  第２フレネルレンズ（第２レンズ）
１１  第３全反射ミラー
１２  撮像手段
１３  第４全反射ミラー
Ｌ  透明部材          Ｓ  照射角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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