JPH02195601A - Lighting method and device, and visual inspection method of material - Google Patents
Lighting method and device, and visual inspection method of materialInfo
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- JPH02195601A JPH02195601A JP1014549A JP1454989A JPH02195601A JP H02195601 A JPH02195601 A JP H02195601A JP 1014549 A JP1014549 A JP 1014549A JP 1454989 A JP1454989 A JP 1454989A JP H02195601 A JPH02195601 A JP H02195601A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、対象物体、特に主表面に凹凸部を有する対象
物体の無陰影照明方法およびそのための装置ならびにこ
れらを使用する対象物体の外観検査方法および装置に関
する。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a shadowless illumination method and apparatus for a target object, particularly a target object having unevenness on its main surface, and a visual inspection of the target object using the same. METHODS AND APPARATUS.
[従来の技術]
対象物体を照明するに際し、対象物体の主表面に凸部が
あり、対象物体に入射した光が主表面で反射される場合
、この主表面が光を正反射する構造・材質の場合は勿論
のこと、乱反射する場合であっても、入射する光の方向
が主表面の法線方向でない場合には、凸部の陰影(陰)
がすぐ近傍の主表面に映り、その陰影部分は十分に照明
されないことになる。[Prior art] When illuminating a target object, if the main surface of the target object has a convex part and the light incident on the target object is reflected by the main surface, the main surface has a structure and material that specularly reflects the light. Of course, even in the case of diffuse reflection, if the direction of the incident light is not the normal direction of the main surface, the shadow of the convex part
will be reflected on the main surface in the immediate vicinity, and the shaded area will not be sufficiently illuminated.
また、対象物体の主表面の一部に凹部が存在する場合、
凹部の周囲の主表面の陰影がこの凹部に映り、凹部が十
分に照明されないことになる。In addition, if there is a recess in a part of the main surface of the target object,
The shadow of the main surface surrounding the recess is reflected in the recess, resulting in insufficient illumination of the recess.
対象物体を照明して、これらの陰影のない画像を得るに
は、主表面に存在する凹部や凸部により陰影が生じない
ような方向、即ち、主表面の法線方向から光を照射する
ことが必要である。従って、対象物体を照明する場合、
凸部や凹部の端面が対象物体の主表面に対して急峻に(
例えば直角に近い角度で)立ち上がったり、または切り
立っている場合には、これらの凹凸部が存在する主表面
を真正面から照明しなければならない。凹凸部を有する
主表面が複数存在する場合、それぞれの主表面に対して
上記の条件を満足する必要がある。In order to illuminate a target object and obtain an image without these shadows, it is necessary to irradiate light from a direction that does not cause shadows due to concave or convex portions on the main surface, that is, from a direction normal to the main surface. is necessary. Therefore, when illuminating a target object,
If the end face of the convex or concave part is steeply (
If the surface is upright (for example, at an angle close to a right angle) or has a steep surface, the main surface on which these irregularities are present must be illuminated directly from the front. When there are a plurality of main surfaces having irregularities, it is necessary to satisfy the above conditions for each main surface.
一般に、対象物体の1つの平坦な主表面のみを照明する
必要がある場合であれば、主表面に対して平行な面光源
から光を照射することにより上記の条件を満足でき、陰
影の発生を防止できる。Generally, if it is necessary to illuminate only one flat main surface of the target object, the above conditions can be satisfied by irradiating light from a surface light source parallel to the main surface, and shadows can be avoided. It can be prevented.
しかしながら、対象物体が複数の主表面を有する立体で
ある場合、特に曲面を有する場合、例えば長尺構造物(
例えば円柱状構造物)または塊状構造物(例えば球状構
造物)等である場合には、上述のように単一の面光源を
使用して同時に各主表面に対して法線方向から光を照射
することは困難である。However, if the target object is a three-dimensional object having multiple main surfaces, especially if it has a curved surface, for example, a long structure (
For example, in the case of a cylindrical structure (for example, a cylindrical structure) or a block-like structure (for example, a spherical structure), a single surface light source is used as described above to simultaneously irradiate light from the normal direction to each main surface. It is difficult to do so.
このような問題点を解決する方法として、複数の光源を
使用して多方向からの光により対象物体を照明する方法
が考えられる。例えば、手術などで使用される無影灯を
この方法の具体例として挙げることができる。無影灯は
、複数の光源を使用して対象物体に対して多方向から光
を照射するようになっている。無影灯を使用する場合、
医師の手などにより患部に陰影が映ることはない。しか
しながら、このような無影灯を使用する場合であっても
、対象物体を光源に近付けて可能な限り多方向から光が
当たるようにしても、あらゆる方向からの光が対象物体
に当たるようにしない限り、対象物体の裏側部分までも
陰影を生じることなく均等に照明するのは実用的には困
難である。As a method to solve such problems, a method can be considered in which a plurality of light sources are used to illuminate a target object with light from multiple directions. For example, a surgical lamp used in surgery can be cited as a specific example of this method. A surgical light uses multiple light sources to irradiate a target object with light from multiple directions. When using surgical lights,
There are no shadows on the affected area due to the doctor's hands. However, even when using such a surgical light, even if the target object is brought closer to the light source so that light hits it from as many directions as possible, it does not allow light to hit the target object from all directions. However, it is practically difficult to uniformly illuminate even the back side of a target object without creating shadows.
従って、例えば表面に凹凸部を有する円柱または球状構
造物の表面を照明してこれを撮像することによりその外
観上の異常を検出する外観検査装置の開発において、主
表面の法線方向から光が照射されないために凹凸部によ
る陰影が生じ、その陰影部分については外観検査が十分
できないということが問題点として指摘されている。Therefore, for example, in the development of an appearance inspection device that detects abnormalities in appearance by illuminating and imaging the surface of a cylindrical or spherical structure having an uneven surface, light from the normal direction of the main surface is used. It has been pointed out that the lack of irradiation causes shadows due to the uneven parts, and that it is not possible to adequately inspect the appearance of the shadowed parts.
[発明が解決しようとする課題]
本発明の課題は、上述の問題点を克服して、主表面に凹
凸部を有する物体、特に軸対称または塊状の対象物体を
照明するに際し、対象物体の各主表面に対して法線方向
から光を照射することにより、主表面に陰影を生じるこ
とがなく均等に対象物体を照明する方法およびそのため
の装置を提供することである。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems and to illuminate an object having unevenness on its main surface, particularly an axially symmetrical or block-like object, by illuminating each object. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for uniformly illuminating a target object without creating shadows on the main surface by irradiating light from the normal direction to the main surface.
更に、上記方法および装置を使用することにより、対象
物体の表面状況を精度よく観察または撮像することが可
能となるので、これらを使用する対象物体の外観検査方
法およびそのための装置を提供することも本発明の課題
である。Furthermore, by using the above method and device, it is possible to accurately observe or image the surface condition of a target object, so it is also possible to provide a method for visual inspection of a target object using these methods and a device for the same. This is the subject of the present invention.
即ち、対象物体の主表面に対して斜め方向からの光によ
り凸部の陰影や凹部に周囲部の陰影を生じ得る対象物体
を、陰影を生じることなく照明して対象物体の表面を撮
像し、撮像画像を用いて対象物体の外観上の異常を検出
する外観検査装置および方法を提供することである。That is, the surface of the target object is imaged by illuminating the target object without causing shadows, which may cause shadows in the convex portions or shadows in the concave portions of the surrounding areas, by light from an oblique direction with respect to the main surface of the target object, An object of the present invention is to provide an appearance inspection device and method for detecting abnormalities in the appearance of a target object using captured images.
[課題を解決するための手段]
上記本発明の課題は、反射面に立てた法線を含む少なく
とも1つの断面が楕円形であり、内側表面が正反射面ま
たは乱反射面である容器を使用し、楕円断面の一方の焦
点に光源を配置し、楕円断面の他方の焦点に対象物体を
配置し、光源からの光により対象物体を照明することを
含んで成る対象物体の照明方法、ならびに反射面に立て
た法線を含む少なくとも1つの断面が楕円形であり、内
側表面が正反射面または乱反射面である容器、楕円断面
の一方の焦点に配置されて対象物体を照明する光源およ
び楕円断面の他方の焦点に対象物体を配置して支持する
手段を有して成る対象物体の照明装置により解決される
ことが見出された。[Means for Solving the Problems] The above object of the present invention is to use a container in which at least one cross section including the normal to the reflective surface is elliptical, and the inner surface is a specular reflective surface or a diffuse reflective surface. , a method for illuminating a target object comprising placing a light source at one focus of an elliptical cross section, placing a target object at the other focus of the elliptical cross section, and illuminating the target object with light from the light source, and a reflective surface. A container in which at least one cross section including a normal line erected on the elliptical cross section is elliptical, and the inner surface is a specular or diffuse reflective surface, a light source placed at one focus of the elliptical cross section to illuminate the target object, and a light source located at one focal point of the elliptical cross section. It has been found that a solution is provided by a device for illuminating an object, which comprises means for arranging and supporting the object at the other focal point.
本明細書において「反射面に立てた法線を含む少なくと
も1つの断面が楕円形である容器」とは、例えば楕円筒
状容器および回転楕円体状容器などを意味する。円筒状
容器を軸に非垂直に(反射面に非垂直に)切断した時、
その断面の形は楕円形になるが、この場合は本定義に反
するので含まない。In this specification, "a container in which at least one cross section including the normal to the reflecting surface is elliptical" means, for example, an elliptical cylindrical container, a spheroidal container, and the like. When a cylindrical container is cut non-perpendicularly to the axis (non-perpendicularly to the reflective surface),
Although its cross-sectional shape is elliptical, this case is not included because it violates this definition.
第1の要旨において、本発明は、軸方向に対して垂直な
断面が楕円形である楕円筒容器を使用し、楕円断面の一
方の焦点に光源を配置し、楕円断面の他方の焦点に対象
物体を配置し、光源からの光により対象物体を照明する
ことを含んで成る対象物体の照明方法、ならびに軸方向
に対して垂直な断面が楕円形である楕円筒容器、楕円断
面の一方の焦点に配置されて対象物体を照明する光源お
よび楕円断面の他方の焦点に対象物体を配置して支持す
る手段を有して成る対象物体の照明装置を提供する。In the first aspect, the present invention uses an elliptical cylindrical container whose cross section perpendicular to the axial direction is elliptical, a light source is arranged at one focal point of the elliptical cross section, and an object is placed at the other focal point of the elliptical cross section. A method for illuminating a target object comprising arranging the object and illuminating the target object with light from a light source, an elliptical cylindrical container whose cross section perpendicular to the axial direction is elliptical, and a focal point of one of the elliptical cross sections. Provided is an illuminating device for a target object, comprising a light source disposed at a position to illuminate the target object, and a means for disposing and supporting the target object at the other focal point of the elliptical cross section.
本発明の好ましい1つの態様では、内側表面に正反射面
を有する楕円筒容器を使用する。One preferred embodiment of the invention uses an elliptical cylindrical container having a specularly reflective surface on its inner surface.
楕円筒容器の軸方向に垂直な楕円形の断面について考察
すると、楕円筒容器の内側表面が正反射面を有する場合
、原理的に以下のことが導かれ、本発明はこの原理を利
用するものである:楕円筒容器の楕円断面を第1図に示
す(矢印を付した実線により代表的な光線を示している
)。Considering the elliptical cross section perpendicular to the axial direction of the elliptical cylindrical container, if the inner surface of the elliptical cylindrical container has a specular reflection surface, the following can be derived in principle, and the present invention utilizes this principle. The elliptical cross section of the elliptical cylindrical container is shown in FIG. 1 (representative light rays are indicated by solid lines with arrows).
一方の焦点Fには光源2が、他方の焦点F′には照明す
べき(断面が円形の)対象物体が配置されている。楕円
筒容器の内側表面が正反射面である場合、光源から放射
されたいずれの光も楕円筒容器の内側表面で反射された
後に他方の焦点に向かって進む。従って、対象物体の断
面が円である場合には、反射された光は円の法線方向か
ら対象物体に当たることになる。即ち、対象物体は、真
正面から照明されることになる。このことは、対象物体
の寸法には関係なくあてはまることである。A light source 2 is placed at one focal point F, and a target object (having a circular cross section) to be illuminated is placed at the other focal point F'. If the inner surface of the elliptical container is a specular reflective surface, any light emitted from the light source will be reflected from the inner surface of the elliptical container and then travel toward the other focal point. Therefore, if the cross section of the target object is a circle, the reflected light will hit the target object from the normal direction of the circle. In other words, the target object is illuminated from directly in front. This is true regardless of the dimensions of the target object.
本明細書において使用する「楕円筒容器」なる語は、筒
状容器の長手方向軸(または楕円筒袖)に対して垂直な
断面が楕円形である中空容器を意味し、楕円の形状は実
質的に楕円であればよく、例えば実際に機械加工できる
程度の精度を有する楕円で十分である。従って、楕円筒
容器を例えばガラス、セラミックまたは金属により作る
場合は、型成形により楕円筒容器を作ることができる。As used herein, the term "elliptical cylindrical container" means a hollow container whose cross section perpendicular to the longitudinal axis (or elliptical sleeve) of the cylindrical container is oval, and the elliptical shape is substantially For example, an ellipse with a degree of precision that can be actually machined is sufficient. Therefore, when the oval cylindrical container is made of glass, ceramic, or metal, for example, the elliptical cylindrical container can be made by molding.
楕円筒容器の内側表面実質的に正反射するように形成さ
れておれば十分であり、実用的には反射光の80%以上
が反射角を挾む20″以下、好ましくは15″以下、例
えば3〜lO°の立体角に入るような程度で十分である
。このような内側表面は、例えば塗料を内側表面に塗布
するか、金属である場合は鏡面仕上にするか、あるいは
プラスチック板もしくは金属板またはその薄膜を楕円筒
容器の内側表面に適用することにより形成することがで
きる。It is sufficient that the inner surface of the elliptical cylindrical container is formed so as to be substantially specularly reflective, and in practical terms, 80% or more of the reflected light is formed at a reflection angle of 20" or less, preferably 15" or less, e.g. It is sufficient that the angle falls within a solid angle of 3 to 10°. Such an inner surface can be formed, for example, by applying a paint to the inner surface, by giving it a mirror finish if it is metal, or by applying a plastic or metal plate or a thin film thereof to the inner surface of the oval container. can do.
プラスチック板などを内側表面に適用する場合、板を内
側表面に貼り付けてもよいが、例えば第5図に示すよう
に楕円筒の側面を構成するように格子を作り、その内側
にプラスチック板を丸めて嵌め込み、弾性を利用して格
子に係合させることにより楕円筒容器を形成することも
可能である。When applying a plastic plate or the like to the inner surface, the plate may be attached to the inner surface. It is also possible to form an elliptical cylindrical container by rolling it up, fitting it, and engaging it with a grid using elasticity.
第1の要旨の方法において、楕円筒容器内部(中空部)
に楕円筒軸に対して垂直な各楕円断面の焦点に相当する
部分に微小光源を設け、これが全体として(即ち、点光
源が楕円筒軸方向に積分された形態として)楕円筒容器
の軸に平行な線光源、例えば細い円筒状の光源(例えば
蛍光燈光源)を構成するのが好ましい。In the method of the first gist, inside the elliptical cylindrical container (hollow part)
A minute light source is provided at a portion corresponding to the focal point of each elliptical cross section perpendicular to the elliptical cylinder axis, and this as a whole (that is, as a point light source integrated in the elliptical cylinder axis direction) is aligned with the axis of the elliptical cylinder container. Preferably, a parallel line light source is constructed, for example a narrow cylindrical light source (eg a fluorescent light source).
一方、楕円の他方の焦点に相当する部分には、照明すべ
き対象物体を配置する。第1の要旨の上記方法により照
明できる対象物体は、特に限定・されるものではないが
、軸対称の物体が好ましい。On the other hand, a target object to be illuminated is placed in a portion corresponding to the other focal point of the ellipse. The target object that can be illuminated by the above method of the first aspect is not particularly limited, but an axially symmetrical object is preferable.
また、本発明の方法は、特に円筒状物体を照明する場合
に特に有効−である。Furthermore, the method of the present invention is particularly effective when illuminating a cylindrical object.
本明細書において、「対象物体を楕円断面の焦点に配置
する」という場合、対象物体が楕円筒容器との相対的な
関係において実質的に点であると考えられる場合は、文
字通り楕円断面の焦点に対象物体を配置することを意味
する。しかしながら、対象物体がある程度の長さを有す
る場合は、「対象物体を楕円断面の焦点に配置する」と
いう場合は、以下に説明するように対象物体を配置する
ことも意味する。In this specification, when the expression "place the target object at the focal point of the elliptical cross section" means that the target object is considered to be substantially a point in relation to the elliptical cylindrical container, it literally means the focal point of the elliptical cross section. This means placing the target object at However, if the target object has a certain length, "arranging the target object at the focal point of the elliptical cross section" also means arranging the target object as described below.
軸対称物体については、その対称軸が楕円断面の焦点の
集合(以下、単に焦点軸と呼ぶ)に一致するように配置
する。また、その他の形態の対象物体については、当業
者であれば、試行錯誤により対象物体の位置を変えるこ
とにより、対象物体が焦点軸を含んで陰影が生じない適
当な配置を容易に決定できる。An axially symmetrical object is arranged so that its axis of symmetry coincides with a set of focal points of an elliptical cross section (hereinafter simply referred to as focal axis). For other forms of target objects, those skilled in the art can easily determine an appropriate arrangement where the target objects include the focal axis and do not cause shadows by changing the position of the target objects through trial and error.
対象物体と楕円筒容器との相対的な大きさに関しては、
原理的には楕円筒容器が大きくなくても常に楕円筒容器
の表面から対象物体の法線方向で光が照射され、陰影が
発生しない。現実には、光源、容器は一定の大きさを有
するので、このことは本発明の大きな利点である。Regarding the relative size of the target object and the elliptical cylinder container,
In principle, even if the elliptical cylindrical container is not large, light is always radiated from the surface of the elliptical cylindrical container in the normal direction of the target object, and no shadows occur. This is a great advantage of the invention, since in reality the light source and container have a fixed size.
本発明の楕円筒容器に使用する材料は、上述のように内
側表面を正反射面にできればいずれの材料または構造で
あってもよく、楕円筒容器の外側から目視または適当な
センサーによる観察を考慮してセンサーの部分には光を
ある程度透過する材料、例えば半透鏡のような材料を使
用することも可能である。また、材料が不透明である場
合は、楕円筒容器の側面に相対的に小さい開口部を設け
て目視により観察したり、あるいは開口部分にセンサー
を取り付けて対象物体を撮像することも可能である。セ
ンサーとしては例えばCCDセンサ、光学カメラ、ビデ
オカメラ、撮像管などを使用できる。The material used for the elliptical cylindrical container of the present invention may be of any material or structure as long as the inner surface can be made a specular reflection surface as described above, and consideration should be given to observation from the outside of the elliptical cylindrical container visually or with an appropriate sensor. It is also possible to use a material that transmits light to some extent, such as a semi-transparent mirror, for the sensor portion. Furthermore, if the material is opaque, it is also possible to provide a relatively small opening on the side of the elliptical cylindrical container for visual observation, or to attach a sensor to the opening to image the target object. As the sensor, for example, a CCD sensor, an optical camera, a video camera, an image pickup tube, etc. can be used.
第1の要旨では、凹凸部が主表面に存在する対象物体の
主表面に陰影を生じることなく照明する上記の本発明の
第1の要旨の方法を実施するだめの照明装置を更に提供
する。The first aspect further provides an illumination device for implementing the method according to the first aspect of the present invention, which illuminates the main surface of a target object having uneven portions on the main surface without producing shadows.
上記照明装置は、軸方向に対して垂直な断面が楕円形で
ある楕円筒容器、楕円断面の一方の焦点に配置されて対
象物体を照射する光源、好ましくは楕円筒容器の焦点軸
に配置される長尺光源および楕円断面の他方の焦点まj
:は焦点軸に対象物体を配置して支持する手段を有して
成る。楕円筒容器の内側表面は光源から放射される光を
正反射するように形成されている。The illumination device includes an elliptical cylindrical container whose cross section perpendicular to the axial direction is elliptical, a light source placed at one focal point of the elliptical cross section to illuminate a target object, and preferably placed at the focal axis of the elliptical cylindrical container. The long light source and the other focal point of the elliptical cross section
: comprises means for positioning and supporting the object on the focal axis. The inner surface of the elliptical container is configured to specularly reflect the light emitted from the light source.
第1の要旨および後述する第2の要旨に・おいて使用す
る光源の種類は特に限定されるものではなく、可視光線
は勿論のこと、楕円筒容器の内面を構成する物質やセン
サーの種類、照明して観察しようとする対象物体の汚れ
や傷や外観欠陥の種類によっては肉眼で感知できない波
長を有するもの、例えば赤外線および紫外線などを放射
するものも光源に包含される。The type of light source used in the first gist and the second gist to be described later is not particularly limited, and includes not only visible light but also the type of substance and sensor that constitutes the inner surface of the elliptical cylindrical container. Light sources include those that emit wavelengths that cannot be detected by the naked eye, such as those that emit infrared rays and ultraviolet rays, depending on the type of dirt, scratches, or external defects on the object to be illuminated and observed.
従って、本明細書で使用する「照明」なる語は、照射さ
れていることを肉眼で認識できるいわゆる「照明」は勿
論のこと、肉眼では検知できないが、特殊なセンサーに
より検知できる対象物体が照射されている状態をもたら
す概念をも包含する。Therefore, the term "illumination" as used in this specification refers not only to so-called "illumination" that can be recognized with the naked eye, but also to illumination that cannot be detected with the naked eye but can be detected by special sensors. It also includes the concepts that bring about the state of being.
光源としては線光源または要すれば適当な間隔で近接し
て配置した点光源を例えば蛍光灯、タングステンランプ
、紫外線ランプ、赤外線ランプにより構成するのが適当
である。対象物体がそれほど長尺でない場合、点光源を
使用しても実用上は問題が生じない場合もある。The light source is suitably a line light source or, if necessary, a point light source arranged closely at appropriate intervals, such as a fluorescent lamp, a tungsten lamp, an ultraviolet lamp, or an infrared lamp. If the target object is not very long, there may be no practical problem even if a point light source is used.
対象物体を支持する手段は特に限定されるものではない
が、対象物体を光源に対して最適位置に配置して、即ち
、対象物体を楕円断面の焦点に配置して支持できるのが
好ましい。例えば、対象物体に応じて楕円筒容器の上方
から細い糸により対象物体を吊下げたり、ロンドを使用
して楕円筒容器の下方から支持することが可能である。Although the means for supporting the target object is not particularly limited, it is preferable that the target object can be supported by arranging the target object at an optimal position relative to the light source, that is, by arranging the target object at the focal point of the elliptical cross section. For example, depending on the target object, it is possible to suspend the target object from above the elliptical cylindrical container using a thin thread, or to support it from below the elliptical cylindrical container using a rondo.
更に、第1の要旨では上記照明方法および照明装置を使
用する対象物体の外観検査方法を提供する。Furthermore, the first aspect provides a method for inspecting the appearance of a target object using the above-mentioned illumination method and illumination device.
上記外観検査方法は、第1の要旨の照明装置を使用して
光源および外観を検査すべき対象物体を楕円断面の各焦
点に配置し、第1の要旨の照明方法により対象物体を照
明することを含んで成る。The above appearance inspection method uses the illumination device according to the first aspect to place a light source and the target object whose appearance is to be inspected at each focal point of an elliptical cross section, and illuminates the target object using the illumination method according to the first aspect. It consists of
外観検査は、楕円筒容器に設けた開口部から直接目視に
より、あるいは上述のように撮像した画像を適当な画像
処理装置を使用して処理することにより検査物体の表面
の異常の有無を検出することにより行う。Visual inspection involves detecting the presence or absence of abnormalities on the surface of the test object by direct visual observation through an opening provided in the elliptical cylindrical container, or by processing the captured image as described above using an appropriate image processing device. To do this.
更に、照明装置にセンサー、例えばCODカメラを取り
付けて対象物体の表面を撮像するのが好ましい。Furthermore, it is preferable to attach a sensor, for example a COD camera, to the illumination device to image the surface of the target object.
また、第1の要旨では、上記対象物体の外観検前方法に
使用する外観検査装置を提供する。この外観検査装置は
、上記照明装置および照明された対象物体を観察または
撮像する手段、例えばセンサーを有して成る。In addition, the first aspect provides an appearance inspection apparatus used in the above-mentioned method before appearance inspection of a target object. This visual inspection device includes the illumination device and means for observing or imaging the illuminated target object, such as a sensor.
更に、本発明の対象物体の外観検査装置は、撮像した原
始画像を処理する適当な例えばコンピューター処理装置
を含むのが好ましい。Furthermore, the apparatus for inspecting the appearance of a target object according to the present invention preferably includes a suitable computer processing apparatus for processing the captured original image.
いずれの理論によっても拘束されるものではないが、第
1の要旨のもう1つの好ましい態様では、上記の第1の
要旨の照明方法および装置ならびに外観検査方法および
外観検査装置において正反射面の代わりに乱反射面を内
側表面として有する楕円筒容器を使用する。この態様に
よっても対象物体を均等に照明できることが見出された
。Although not bound by any theory, in another preferred aspect of the first aspect, in the illumination method and apparatus and visual inspection method and visual inspection apparatus of the first aspect, a specular reflection surface is replaced. An elliptical cylindrical container with a diffusely reflecting surface as an inner surface is used. It has been found that the target object can be evenly illuminated also in this embodiment.
従って、本発明の第1の要旨では内側表面に乱反射面を
有する楕円筒容器を使用する照明方法およびそのだめの
装置も提供する。Accordingly, a first aspect of the present invention also provides an illumination method and apparatus using an elliptical cylindrical container having a diffusely reflective surface on its inner surface.
本明細書において使用する「乱反射面」とは正反射面で
ない反射面であり、反射された光の少なくとも一部分は
、乱反射光または拡散反射光(以下、これらを単に乱反
射光と略す。)となる面を意味する。照明の目的および
要求の程度に応じて乱反射率が50%以下、好ましくは
20%以下、より好ましくは10%以下、最も好ましく
は5%以下の乱反射面が特に適当である(ここで使用す
る乱反射率とは、乱反射率=(乱反射する光量の総和)
/[(正反射する光量の総和)+(乱反射する光量の総
和)]を意味する)。乱反射面は、通常白色に着色され
ているが、場合により白色以外に着色されていてもよい
。A "diffuse reflection surface" as used herein is a reflection surface that is not a specular reflection surface, and at least a portion of the reflected light becomes diffuse reflection light or diffuse reflection light (hereinafter simply referred to as diffuse reflection light). means face. Depending on the purpose and degree of lighting requirements, a diffused reflection surface with a diffused reflection rate of 50% or less, preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and most preferably 5% or less is particularly suitable (the diffused reflection used here Diffuse reflectance = (total amount of diffusely reflected light)
/ [(Total amount of specularly reflected light) + (Total amount of diffusely reflected light)]]. The diffuse reflection surface is usually colored white, but may be colored other than white in some cases.
適当な方法により楕円筒容器の内側表面を乱反射面にで
きるが、例えば楕円筒容器の内側表面に酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウムまたは硫酸バリウムなどの粉末を付
着させたり、それらを含有する塗料を内側表面にコーテ
ィングすることなどにより乱反射面を形成できる。The inner surface of an elliptical cylindrical container can be made into a diffusely reflective surface by an appropriate method. A diffused reflection surface can be formed by coating.
別法では、光拡散剤として使用されるシリカ微粉末マた
はリン酸カルシウムなどを付着させても乱反射面を形成
できる。Alternatively, a diffused reflection surface can be formed by attaching fine silica powder or calcium phosphate used as a light diffusing agent.
上述の楕円筒容器が内側表面として乱反射面を有する態
様において、光源からの光が直接対象物体に当たらない
ようにすることにより、より均等に対象物体を照明でき
ることが見出された。It has been found that in the above embodiment in which the elliptical cylindrical container has a diffused reflection surface as the inner surface, by preventing the light from the light source from directly hitting the target object, the target object can be illuminated more evenly.
即ち、光源に面する側対象物体の部分は光源からの光の
一部分により直接照射され得る。本明細書において、「
直接照射」とは、光源から放射された後、反射面で一度
も反射されずに対象物体に届いた光による照射を意味す
る。従って、係る部分は、直接照射されない部分よりも
相対的に明るく照明され得る。従って、対象物体の直接
照射され得る部分にも、乱反射光のみが当たるようにす
ることにより、更に均一な照明が可能となる。That is, the part of the object on the side facing the light source can be directly illuminated by a portion of the light from the light source. In this specification, "
"Direct irradiation" means irradiation with light that is emitted from a light source and reaches the target object without being reflected once on a reflective surface. Accordingly, such portions may be relatively brightly illuminated than portions that are not directly illuminated. Therefore, even more uniform illumination is possible by allowing only the diffusely reflected light to hit the portion of the target object that can be directly illuminated.
具体的には、対象物体と光源との間に光遮断手段、好ま
しくは光を吸収する黒体または乱反射面を有する光遮断
手段を配置することにより、対象物体を直接照射し得る
光を光遮断手段により楕円筒容器内面に反射するように
するのが特に好ましい。Specifically, by arranging a light blocking means, preferably a light blocking means having a black body that absorbs light or a diffused reflection surface, between the target object and the light source, light that can directly illuminate the target object is blocked. It is particularly preferred that the light be reflected on the inner surface of the elliptical container.
更に、第1の要旨では、内面に乱反射面を有する楕円筒
容器を使用する対象物体の外観検査方法およびそのため
の装置を提供する。第1の要旨の楕円筒容器が正反射面
を有する態様に関する説明および適当な特徴は、乱反射
面を有する態様にも適当である。Furthermore, the first aspect provides a method for inspecting the appearance of a target object using an elliptical cylindrical container having a diffused reflection surface on the inner surface, and an apparatus therefor. The description and appropriate features of the first aspect regarding the embodiment in which the elliptical cylindrical container has a specularly reflective surface are also applicable to the embodiment in which the elliptical cylindrical container has a diffusely reflective surface.
内側表面に乱反射面を有する態様では、反射面においで
ある光は正反射と同じ経路をt;どるが、残りの光は乱
反射によりそれぞれ異なる方向に向かう。内側表面が正
反射面である楕円筒容器が完全な楕円筒容器ではなく多
少の凹凸が存在したり、対象物体や光源を理想的な位置
に配置できない場合、対象物体の一部に光が集中してそ
の部分が他の部分より相対的に明るくなることが起こり
得るが、このような場合、内側表面が完全な正反射面で
なく、上述の乱反射面である態様が特に有用である。In an embodiment having a diffused reflection surface on the inner surface, some of the light that strikes the reflection surface follows the same path as that of regular reflection, but the remaining light heads in different directions due to diffused reflection. If an elliptical cylindrical container whose inner surface is a specular reflection surface is not a perfect elliptical container and has some unevenness, or if the target object or light source cannot be placed in an ideal position, the light will be concentrated on a part of the target object. In such a case, the embodiment in which the inner surface is not a completely specular reflecting surface but a diffusely reflecting surface as described above is particularly useful.
第2の要旨にむいて、本発明は、回転楕円体容器を使用
し、回転軸を含む楕円体断面の一方の焦点に光源を配置
し、楕円体断面の他方の焦点に対象物体を配置し、光源
からの光により対象物体を照明することを含んで成る対
象物体の照明方法、ならびに回転楕円体容器、回転軸を
含む楕円体断面の一方の焦点に配置されて対象物体を照
明する光源および楕円体断面の他方の焦点に対象物体を
配置して支持する手段を有して成る対象物体の照明装置
を提供する。Towards the second aspect, the present invention uses a spheroidal container, a light source is placed at one focus of the ellipsoid cross section including the rotation axis, and a target object is placed at the other focus of the ellipsoid cross section. a method for illuminating a target object, the method comprising: illuminating the target object with light from a light source; A device for illuminating a target object is provided, comprising means for arranging and supporting the target object at the other focal point of an ellipsoidal cross section.
第2の要旨において、「正反射面」なる語は、第1の要
旨における説明と同様の意味を有するものとして使用し
ている。In the second gist, the term "specular reflective surface" is used to have the same meaning as explained in the first gist.
第2の要旨の1つの好ましい態様では、回転楕円体の内
側表面は正反射面である。In one preferred embodiment of the second aspect, the inner surface of the spheroid is a specular reflective surface.
本明細書において使用する「回転楕円体容器」なる語は
、楕円を(長)軸方向に回転させた形状を有する中空容
器を意味し、回転楕円体の形状は、実際に機械加工でき
る程度の精度を有する回転楕円体で十分である。回転楕
円体容器は、一体物である必要はなく、複数の要素、例
えば半回転楕円体要素2つから回転楕円体を構成できれ
ば十分である。As used herein, the term "spheroidal container" refers to a hollow container having the shape of an ellipse rotated in the (major) axis direction, and the shape of the spheroid is such that it can be practically machined. A spheroid with precision is sufficient. The spheroidal container does not need to be a single piece; it is sufficient that the spheroid can be constructed from a plurality of elements, for example two half-spheroidal elements.
従って、回転楕円体容器を例えばガラス、9セラミツク
または金属により作る場合は、を成形により回転楕円体
容器を作ることができる。Therefore, if the spheroidal container is made of glass, ceramic or metal, for example, the spheroidal container can be made by molding.
本発明の第2の要旨の方法において、回転楕円体容器内
部の回転楕円体の回転軸を含む楕円体断面の焦点に相当
する部分に光源、好ましくは点光源を設ける。In the method according to the second aspect of the present invention, a light source, preferably a point light source, is provided at a portion corresponding to the focal point of the ellipsoid cross section including the rotation axis of the spheroid inside the spheroid container.
一方、楕円体断面の他方の焦点に相当する部分には、照
明すべき対象物体を配置する。第2の要旨の方法により
照明できる対象物体としては、軸対称物体、特にそれほ
ど長くない軸対称物体または塊状物体、例えば球状物体
および回転楕円体状物体を特に挙げることができる。On the other hand, a target object to be illuminated is placed in a portion corresponding to the other focal point of the ellipsoid cross section. As target objects that can be illuminated by the method of the second aspect, mention may in particular be made of axisymmetric objects, in particular not very long axisymmetric objects or bulk objects, such as spherical objects and spheroidal objects.
本明細書において、「対象物体を楕円体断面の焦点に配
置する」という場合、対象物体が実質的に球であると考
えられる場合は、球の中心が回転楕円体の回転軸を含む
楕円体断面の焦点に一致するように配置することを意味
する。In this specification, when the target object is "placed at the focal point of a cross section of an ellipsoid", if the target object is considered to be substantially a sphere, it means that the center of the sphere is an ellipsoid that includes the axis of rotation of the spheroid. This means placing it so that it coincides with the focal point of the cross section.
しかしながら、対象物体がある程度の大きさを有する場
合は、「対象物体を楕円体断面の焦点に配置する」とい
う場合は、以下に説明するように対象物体を配置するこ
とも意味する。However, if the target object has a certain size, "arranging the target object at the focal point of the ellipsoidal cross section" also means arranging the target object as described below.
軸対称物体については、その対称軸の中点が楕円体断面
の焦点に一致するように配置する。また、その他の形態
の対象物体については、当業者であれば、試行錯誤によ
り対象物体の位置を変えることにより、対象物体が楕円
体断面の焦点を含んで陰影が生じない適当な配置を容易
に決定できる。For an axially symmetrical object, the object is arranged so that the midpoint of its axis of symmetry coincides with the focal point of the ellipsoidal cross section. For other forms of target objects, those skilled in the art will be able to easily arrange the target object by changing the position of the target object through trial and error so that the target object includes the focal point of the ellipsoidal cross section and does not cause shadows. You can decide.
回転楕円体容器に使用する材料は、第1の要旨の方法に
関連して説明した内容が当てはまる。The materials used for the spheroidal container are the same as those described in connection with the method of the first aspect.
第2の要旨では、凹凸部が主表面に存在する対象物体の
主表面に陰影を生じることなく同時に全主表面を均等に
照明する第2の要旨の照明方法を実施するための照明装
置を更に提供する。The second gist further provides an illumination device for implementing the illumination method of the second gist, which simultaneously illuminates the entire main surface of a target object having uneven portions on the main surface uniformly without causing shadows on the main surface. provide.
上記照明装置は、回転楕円体容器、回転楕円体の回転軸
を含む楕円体断面の一方の焦点に配置されて対象物体を
照射する光源および楕円体断面の他方の焦点に対象物体
を配置して支持する手段を有して成る。回転楕円体容器
の内側表面は光源から放射される光が正反射するように
形成されている。The illumination device includes a spheroidal container, a light source that is placed at one focus of an ellipsoid cross section including the rotation axis of the spheroid and illuminates the target object, and a target object that is placed at the other focus of the ellipsoid cross section. It comprises means for supporting. The inner surface of the spheroidal container is configured to specularly reflect the light emitted from the light source.
対象物体を支持する装置は特に限定されるものではない
が、対象物体を光源に対して最適位置に配置して、即ち
、対象物体を楕円体断面の焦点に配置して支持できるの
が好ましい。具体的には第1の要旨において説明したよ
うに、回転楕円体の上方から糸により吊下げたり、ロン
ドにより下方から支持できる。Although the device for supporting the target object is not particularly limited, it is preferable that the device can support the target object by arranging the target object at an optimal position relative to the light source, that is, by arranging the target object at the focal point of the ellipsoid cross section. Specifically, as explained in the first summary, the spheroid can be suspended from above with a thread or supported from below with a rondo.
更に、第2の要旨では、上記の本発明の照明方法および
照明装置を使用する対象物体外観検査方法を提供する。Furthermore, the second aspect provides a target object appearance inspection method using the above-described illumination method and illumination device of the present invention.
上記対象物体外観検査方法は、第2の要旨の照明装置を
使用して光源および外観を検査すべき対象物体を楕円体
断面の各焦点に配置し、第2の要旨の照明方法により対
象物体を照明することを含んで成る。The above method for inspecting the appearance of a target object uses the illumination device according to the second aspect to place a light source and the target object whose appearance is to be inspected at each focal point of an ellipsoid cross section, and then inspects the target object by the illumination method according to the second aspect. comprising illuminating.
外観検査は、回転楕円体容器に設けた開口部から直接目
視により、あるいは上述のように撮像した画像を適当な
画像処理装置を使用して処理することにより検査物体の
表面の異常の有無を検出することにより行う。Appearance inspection detects the presence or absence of abnormalities on the surface of the inspection object by direct visual observation through the opening provided in the spheroidal container, or by processing the captured image as described above using an appropriate image processing device. Do by doing.
更に、第2の要旨の照明装置にセンサー、例えばビデオ
カメラを取り付けて対象物体の表面を撮像するのが好ま
しい。Furthermore, it is preferable to attach a sensor, for example a video camera, to the illumination device according to the second aspect to take an image of the surface of the target object.
また、第2の要旨では、上記対象物体の外観検査方法に
使用する外観検査装置を提供する。この外観検査装置は
、第2の要旨の照明装置および照明された対象物体を観
察または撮像する手段、例えばセンサーを有して成る。In addition, the second aspect provides an appearance inspection apparatus used in the above method for inspecting the appearance of a target object. This visual inspection device includes the illumination device according to the second aspect and means for observing or imaging the illuminated target object, such as a sensor.
更に、上記対象物体の外観検査装置は、撮像した原始画
像を処理する適当な処理装置を含むのが好ましい。Furthermore, it is preferable that the apparatus for inspecting the appearance of the target object includes a suitable processing apparatus for processing the captured original image.
いずれの理論によっても拘束されるものではないが、第
2の要旨のもう1つの好ましい態様では、第2の要旨の
照明方法および装置において回転楕円体容器の内側表面
は正反射面の代わりに乱反射面を有する。この態様によ
っても対象物体を均等に照明できることが見出された。Without being bound by any theory, in another preferred embodiment of the second aspect, in the illumination method and apparatus of the second aspect, the inner surface of the spheroidal container has diffuse reflection instead of a specular reflection surface. It has a surface. It has been found that the target object can be evenly illuminated also in this embodiment.
従って、第2の要旨では内側表面に乱反射面を有する回
転楕円体容器を使用する照明方法およびそのための装置
を提供する。Accordingly, the second aspect provides an illumination method using a spheroidal container having a diffusely reflecting surface on its inner surface, and an apparatus therefor.
上記照明方法および照明装置←使用する乱反射面に関し
ては、第1の要旨に関連して説明した乱反射面の内容が
当てはまる。The above illumination method and illumination device← Regarding the diffused reflection surface to be used, the contents of the diffused reflection surface explained in connection with the first gist apply.
更に、第2の要旨では、乱反射面を有する態様を使用し
た対象物体の外観検査方法およびそのための装置を提供
する。先に説明した第2の要旨の回転楕円体容器が正反
射面を有する態様に関する説明および適当な特徴は、乱
反射面を有する態様にも適当である。Furthermore, the second aspect provides a method for inspecting the appearance of a target object using an aspect having a diffused reflection surface, and an apparatus therefor. The descriptions and appropriate features of the second aspect above regarding the embodiment in which the spheroidal container has a specularly reflective surface are also applicable to the embodiment in which it has a diffusely reflective surface.
また、第1の要旨において説明したように、回転楕円体
の内側表面が乱反射面である場合、光源からの光が対象
物体に直接照射されないようにして、乱反射光のみによ
り対象物体を照明することにより、対象物体をより均等
に照明できることが見出された。Furthermore, as explained in the first summary, when the inner surface of the spheroid is a diffusely reflective surface, the target object can be illuminated only with diffusely reflected light without directly irradiating the target object with light from the light source. It was discovered that the target object could be illuminated more evenly.
光が対象物体を直接照射しないようにする方法は、第1
の要旨において説明したように、光源と対象物体との間
に光遮断手段を配置するのが特に適当である。The first method is to prevent light from directly hitting the target object.
As explained in the summary, it is particularly suitable to arrange light blocking means between the light source and the target object.
以上、説明したように、第1の要旨または第2の方法に
より、断面が楕円形である容器の内面の正反射を利用す
る場合であっても、あるいは(少なくとも)一部乱反射
を利用する場合であっても、はぼ均等に対象物体を照明
でき、これを撮像することにより良質の原始画像が得ら
れる。この原始画像を使用すると画像処理が簡単になり
、更に、これを用いる外観検査装置の設計も極めて容易
となり、産業上大きな効果を発揮する。As explained above, according to the first gist or the second method, even when using specular reflection on the inner surface of a container with an elliptical cross section, or when using (at least) partially diffuse reflection, Even if the target object is illuminated evenly, a high-quality original image can be obtained by imaging the object. Use of this original image simplifies image processing, and furthermore, it also makes it extremely easy to design a visual inspection device using this, which has great industrial effects.
次に、添付図面を参照して本発明を更に詳細に説明する
。(図面中、代表的な光線を矢印を付した実線で示して
いる。)
第1図には、先に説明したように第1の要旨の方法の原
理図を示している。第2図は第1の要旨の照明装置の概
略透視斜視図を示す。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. (In the drawings, representative light rays are indicated by solid lines with arrows attached.) FIG. 1 shows a principle diagram of the method of the first gist, as described above. FIG. 2 shows a schematic perspective view of the illumination device of the first aspect.
FおよびF′により示される点は楕円断面の焦点である
。焦点Fに光源2が配置され、焦点F′に例えば円筒構
造の対象物体3がその対称軸が楕円筒容器1の焦点軸と
一致するように支持手段5により配置されている。楕円
筒容器の内側表面は正反射面に形成されている。The points indicated by F and F' are the foci of the elliptical cross section. A light source 2 is disposed at a focal point F, and a target object 3 having, for example, a cylindrical structure is disposed at a focal point F' by supporting means 5 such that its axis of symmetry coincides with the focal axis of the elliptical cylindrical container 1. The inner surface of the elliptical cylindrical container is formed into a specularly reflective surface.
光源2は楕円の焦点Fに配置されているので、光源から
楕円筒軸に垂直な方向に放射された光は、第1図に示す
ように例えば入射角αで楕円筒容器の内側表面に入射し
、反射角σで反射して楕円の他方の焦点F″に向かって
進む。Since the light source 2 is placed at the focal point F of the ellipse, the light emitted from the light source in the direction perpendicular to the elliptical cylinder axis is incident on the inner surface of the elliptical cylinder container at an incident angle α, for example, as shown in FIG. Then, it is reflected at a reflection angle σ and proceeds toward the other focal point F″ of the ellipse.
従って、対象物体が円筒形である場合、楕円筒袖に垂直
方向の断面を考えると、光は対象物体の(断面である円
の)中心に向かって進むことになる。このように、楕円
筒軸に垂直な方向に放射状に発射される光は楕円筒容器
の内側表面で反射され、楕円軸に垂直な方向からの光と
して他の焦点F′に集光する。即ち、対象物体の表面に
は、光源から放射された光が四方から集まり、対象物体
は大きさ(即ち、断面円の直径)に関係なくその全主表
面の法線方向から照明されることになる。Therefore, when the target object is cylindrical, considering a cross section perpendicular to the elliptical sleeve, light will travel toward the center of the target object (of the circle that is the cross section). In this way, the light emitted radially in the direction perpendicular to the elliptical cylinder axis is reflected by the inner surface of the elliptical cylinder container and condensed at another focal point F' as light from the direction perpendicular to the elliptical axis. In other words, the light emitted from the light source gathers on the surface of the target object from all directions, and the target object is illuminated from the normal direction of all its main surfaces, regardless of its size (i.e., the diameter of the cross-sectional circle). Become.
対象物体が円筒状でない場合、上述の説明は厳密には当
てはまらないが、極端な場合を除いて、楕円筒容器と対
象物体の大きさとの相対的関係により対象物体を円筒と
見なし得る場合が多いので、実際問題としては対象物体
の主表面に対してほぼ法線方向から光を照射することが
可能となる。If the target object is not cylindrical, the above explanation does not strictly apply, but except in extreme cases, the target object can often be regarded as a cylinder due to the relative relationship between the elliptical cylindrical container and the size of the target object. Therefore, as a practical matter, it is possible to irradiate the main surface of the target object with light from a substantially normal direction.
楕円筒軸に垂直でない方向に光源から放射された光は、
楕円筒軸方向にはそれぞれの入射角と等しい反射角で反
射されるが、楕円筒軸に垂直な断面の方向には先に説明
した場合と同じように反射するので、対象物体の他の部
分を照射することになるが、光源からはあらゆる方向に
均等に光が放射されるので、光源の長さおよび楕円筒容
器の長さが対象物体の長さに比べて十分に長ければ(例
えば約3倍以上)、これらの影響は全体として均等にな
る。即ち、楕円筒の一方の焦点に設置された光源から放
射状に放射された光が他方の焦点に位置する対象物体を
四方六方から照明することになり、それにより、ある光
については対象物体の主表面の凹凸部により遮断されて
陰影が生じ得るが、その陰影の方向からも反対に光が照
射されるので、これらの遮断の影響は相殺される結果、
楕円筒軸に垂直な方向に放射される光だけを考慮すれば
よいことになり、全体としては全主表面に陰影部が存在
しない照明が可能となる。Light emitted from a light source in a direction that is not perpendicular to the axis of the elliptical cylinder is
It is reflected in the direction of the elliptical cylinder axis with a reflection angle equal to each incident angle, but it is reflected in the direction of the cross section perpendicular to the elliptical cylinder axis in the same way as in the case described above, so other parts of the target object are reflected. However, since the light source emits light equally in all directions, if the length of the light source and the length of the elliptical container are sufficiently long compared to the length of the target object (for example, approximately (more than 3 times), these effects are evenly distributed overall. In other words, the light emitted radially from the light source installed at one focal point of the elliptical cylinder will illuminate the target object located at the other focal point from all directions, and as a result, for some light, the main focus of the target object will be illuminated. Light may be blocked by the unevenness of the surface and cause shadows, but since light is irradiated in the opposite direction from the direction of the shadows, the effects of these blocks are canceled out.
It is necessary to consider only the light emitted in the direction perpendicular to the axis of the elliptical cylinder, and as a whole, it is possible to provide illumination without shadows on the entire main surface.
更に、対象物体が充分に長い場合であっても本発明を適
用できる。Furthermore, the present invention can be applied even when the target object is sufficiently long.
例えば第3図に示すように、楕円筒型容器1の一方の焦
点軸に、例えば異型押出品のように長尺の対象物体3を
配置し、他方の焦点軸に有限長の光源2を配置し、1ケ
所にセンサー(例えばCODカメラ)4を設置して対象
物体の外観を検査しようとする場合、陰影が存在せずに
、明度の差が少ない条件下で効率よく表面異常を検出で
きる。For example, as shown in FIG. 3, a long object 3, such as a shaped extrusion, is placed on one focal axis of an elliptical cylindrical container 1, and a finite-length light source 2 is placed on the other focal axis. However, when a sensor (for example, a COD camera) 4 is installed at one location to inspect the appearance of a target object, surface abnormalities can be detected efficiently under conditions where there are no shadows and little difference in brightness.
この場合、楕円筒容器lもしくは対象物体3の一方また
は双方を楕円筒容器の軸方向に相対的に移動することに
より、長尺(または無限長)の対象物体、例えばテープ
、ワイヤーなどのいずれの部分をも照明できる。In this case, by relatively moving one or both of the elliptical cylindrical container l and the target object 3 in the axial direction of the elliptical cylindrical container, any long (or infinitely long) target object, such as a tape or a wire, can be moved. It can also illuminate parts.
所望によりセンサーを複数設けて、同時に対象物体の上
下または表裏を観察することも可能であり、あるいは、
第4図に示すように、対象物体3を中心にして矢印の方
向に装置を回転させたりまたは楕円筒容器lの軸方向に
往復運動させることにより、あるいは逆に対象物体を移
動することにより対象物体の外側表面を死角なく観察す
ることも可能である。If desired, it is also possible to provide multiple sensors to observe the top and bottom or front and back of the target object at the same time, or
As shown in FIG. 4, by rotating the device in the direction of the arrow around the target object 3 or by reciprocating in the axial direction of the elliptical cylindrical container l, or conversely by moving the target object, It is also possible to observe the outer surface of an object without blind spots.
第2〜4図に図示する態様は、楕円筒容器の内側表面が
正反射面である場合であるが、内側表面が多少乱反射面
であっても図面上は差異がない。The embodiments shown in FIGS. 2 to 4 are cases in which the inner surface of the elliptical cylindrical container is a specular reflection surface, but there is no difference in the drawings even if the inner surface is a somewhat diffuse reflection surface.
但し、光源から発射される光は、正反射の場合と異なり
、ランダムに反射されて最終的に対象物体に当たること
になる。However, unlike the case of specular reflection, the light emitted from the light source is randomly reflected and ultimately hits the target object.
第6図に第2の要旨の方法の原理図である、回転楕円体
容器7の斜視透視図を、第7図に第2の要旨の照明装置
の一例を示す。第7図では、回転楕円体容器7は2つの
要素からなり、これらの要素は相互に例えば蝶番付けさ
れ、矢印で示すように回転楕円体容器7を構成できるよ
うになっている。FIG. 6 shows a perspective view of the spheroidal container 7, which is a principle diagram of the method according to the second aspect, and FIG. 7 shows an example of the illumination device according to the second aspect. In FIG. 7, the spheroidal container 7 consists of two elements which are, for example, hinged to each other so that the spheroidal container 7 can be constructed as indicated by the arrows.
回転楕円体容器7の内側表面は正反射するように形成さ
れている。FおよびF′により示される点は回転楕円体
の回転軸を含む楕円断面の焦点である。焦点Fに点光源
または球状光源2が配置され、焦点F′に例えば球状対
象物体3、例えばゴルフポールが支持手段5により配置
されている。The inner surface of the spheroidal container 7 is formed to be specularly reflective. The points indicated by F and F' are the foci of the elliptical cross section containing the axis of rotation of the spheroid. At the focal point F, a point or spherical light source 2 is arranged, and at the focal point F', for example a spherical object 3, for example a golf pole, is arranged by support means 5.
第7図に示すように回転楕円体容器7を複数の要素から
構成して、要素の一部を取り外して対象物体を配置する
ことが可能である。As shown in FIG. 7, it is possible to construct the spheroidal container 7 from a plurality of elements, and to place a target object by removing some of the elements.
光源は楕円体断面の焦点Fに配置されているので、第1
図を参照して説明した場合と同様に、光源からあらゆる
方向に放射された光は、第6図に示すように例えば入射
角αまたはβで回転楕円体容器の内側表面に入射して、
反射角aまたはβで反射し、矢印で示すような経路を経
て楕円断面の他方の焦点F″に向かって進む。Since the light source is placed at the focal point F of the ellipsoid cross section, the first
As described with reference to the figures, the light emitted from the light source in all directions is incident on the inner surface of the spheroidal container, for example at an angle of incidence α or β, as shown in FIG.
It is reflected at the reflection angle a or β and travels toward the other focal point F'' of the elliptical cross section via a path shown by an arrow.
従って、対象物一体が球状である場合、回転楕円体の回
転軸を含む断面を考えると、第1図の場合と同様の説明
が適用でき、光は対象物体の断面である円の中心(F″
)に向かって進むことになる。Therefore, when the object is spherical, the same explanation as in Figure 1 can be applied if we consider the cross section that includes the axis of rotation of the spheroid, and the light is emitted from the center (F) of the circle that is the cross section of the object. ″
).
このように、点光源から放射される光は回転楕円体容器
の内側表面で反射され、他方の焦点F″に集光する。即
ち、対象物体の表面には、光源から放射された光が四方
六方から集まり、対象物体はその全主表面の法線方向か
ら照明されることになる。In this way, the light emitted from the point light source is reflected on the inner surface of the spheroidal container and condensed at the other focal point F''.In other words, the light emitted from the light source is distributed in all directions on the surface of the target object. They gather from six directions, and the target object is illuminated from the normal direction of all its main surfaces.
対象物体が球状でない場合、上述の説明は厳密には当て
はまらないが、極端な場合を除いて、楕円筒容器と対象
物体の大きさとの相対的関係により対象物体は点または
球に近づくので、実際問題としては、本発明の照明方法
により対象物体の主表面に対してほぼ法線方向から光を
照射することが可能となる。If the target object is not spherical, the above explanation does not strictly apply, but except in extreme cases, the target object approaches a point or a sphere due to the relative relationship between the elliptical cylinder container and the size of the target object, so in reality The problem is that the illumination method of the present invention makes it possible to irradiate light from a substantially normal direction to the main surface of a target object.
例えば第7図に示すように、回転楕円体容器7の壁面に
センサー(例えばCODカメラ)4を設置して外観を検
査しようとする場合、陰影が存在せずに、明度の差が少
ない条件下で効率よく表面異常を検出できる。所望によ
りセンサーを複数設けることも可能である。For example, as shown in FIG. 7, when a sensor (for example, a COD camera) 4 is installed on the wall of the spheroidal container 7 to inspect the appearance, the condition is such that there is no shadow and there is little difference in brightness. surface abnormalities can be detected efficiently. It is also possible to provide a plurality of sensors if desired.
更に、第8図に示すように、例えば回転楕円体容器7の
壁面の2箇所に開口部8を設けて、回転楕円体の回転軸
を含む楕円断面の焦点を対象物体3が連続的に通過する
ように対象物体を回転楕円体内に供給することにより対
象物体の外観検査を連続的に行うことも可能である。Furthermore, as shown in FIG. 8, openings 8 are provided at two locations on the wall surface of the spheroidal container 7, for example, so that the target object 3 continuously passes through the focal point of the elliptical cross section that includes the axis of rotation of the spheroid. It is also possible to continuously inspect the appearance of the target object by feeding the target object into the spheroid as shown in FIG.
また、第4図を回転楕円体の断面図として考えると理解
できるように、対象物体を中心にしてあらゆる・方向に
回転楕円体容器を動かす、例えば矢印の方向もしくは回
転楕円体の回転軸の周囲で回転楕円体を回転させたり、
あるいは回転楕円体容器の回転軸方向に往復運動させる
ことにより、対象物体の外側表面を死角なく観察するこ
とも可能である。Also, as can be understood by considering Figure 4 as a cross-sectional view of a spheroid, it is possible to move the spheroid container in any direction around the target object, for example in the direction of the arrow or around the axis of rotation of the spheroid. to rotate the spheroid,
Alternatively, by reciprocating the spheroidal container in the direction of its rotation axis, it is also possible to observe the outer surface of the object without blind spots.
第7図および第8図では回転楕円体容器の内側表面が正
反射面である場合を図示しているが、内側表面が乱反射
面である場合でも、光源からの光線が正反射されないで
多少乱反射されて乱反射光となることを除いて同様であ
る。Figures 7 and 8 illustrate the case where the inner surface of the spheroidal container is a specular reflection surface, but even if the inner surface is a diffuse reflection surface, the light rays from the light source will not be specularly reflected but will be reflected somewhat diffusely. It is the same except that it becomes diffusely reflected light.
球状でない対象物体の場合は、その形状によっては光が
照射されない陰影部分が生じる場合もあり得るが、この
ような場合は、乱反射面を有する本発明の態様が特に有
用であり、少なくとも最も重要な外側になる部分を正確
に観察できるので産業上の利用価値は非常に大きい。In the case of a target object that is not spherical, depending on its shape, there may be shadowed areas that are not irradiated with light. In such cases, the aspect of the present invention having a diffusely reflective surface is particularly useful, and at least It has great industrial value because it allows accurate observation of the outer part.
[発明の効果]
本発明は、凹凸部を有する主表面を有する、立体、特に
軸対称物体の表面を陰影が生じない様に均一に照明でき
るので、目視観察は勿論のこと、対象物体を撮像して原
始画像を処理する検査装置を使用する対象物体の外観検
査が容易となり、異常検出効率が向上する。[Effects of the Invention] The present invention can uniformly illuminate the surface of a three-dimensional object, especially an axially symmetrical object, which has a main surface with uneven portions, without causing shadows, so that it can be used not only for visual observation but also for imaging the object. This facilitates the visual inspection of the target object using an inspection device that processes the original image, and improves the efficiency of abnormality detection.
また、本発明の方法および装置は、陰影が生じないよう
に物品を照明する必要がある場合、例えば商品などを展
示する場合に使用するデイスプレィ装置および方法とし
て適用することにより、商品のいずれの面にも陰影が生
じないように照明することも可能となる。また、円筒状
または球状の対象物体が容器に比しかなり大きくても陰
影を生じることなく照明できる。Furthermore, the method and device of the present invention can be applied as a display device and method used when it is necessary to illuminate an article so as not to cause shadows, for example when displaying a commodity, etc., so that it can be used to illuminate any surface of the commodity. It is also possible to illuminate the area so that no shadows are created. Further, even if a cylindrical or spherical target object is considerably larger than the container, it can be illuminated without creating shadows.
第1図は第1の要旨の方法の原理図、第2図は第1の要
旨の方法を実施する場合の概略透視図、第3図は第1の
要旨の方法により長尺対象物体の外観検査を行う方法を
示す概略図、第4図は第1の要旨の外観検査装置の概l
fi図、第5図は第1の要旨の方法に使用する楕円筒容
器を製造する方法を示す図、第6図は第2の要旨の方法
の原理図、第7図は第2の要旨の方法を実施する場合の
概略透視図、第8図は第2の要旨の方法により連続的に
対象物体の外観検査を行う方法を示す概略図である。
l・・・楕円筒容器、2・・・光源、3・・・対象物体
、4・・・センサー、5・・・支持手段、6・・・光遮
断手段、7・・・回転楕円体容器、8・・・開口部。
特許出願人鐘淵化学工業株式会社Fig. 1 is a principle diagram of the method of the first gist, Fig. 2 is a schematic perspective view when implementing the method of the first gist, and Fig. 3 is the external appearance of a long object by the method of the first gist. A schematic diagram showing a method of performing an inspection, FIG. 4 is an outline of the appearance inspection device of the first gist.
Fig. 5 is a diagram showing the method for manufacturing an elliptical cylindrical container used in the method of the first gist, Fig. 6 is a diagram of the principle of the method of the second gist, and Fig. 7 is a diagram of the method of the second gist. FIG. 8 is a schematic perspective view showing the method of carrying out the method. FIG. 8 is a schematic diagram showing a method of continuously performing an external appearance inspection of a target object by the method of the second aspect. l...Oval cylindrical container, 2...Light source, 3...Target object, 4...Sensor, 5...Support means, 6...Light blocking means, 7...Spheroidal container , 8... opening. Patent applicant Kanebuchi Chemical Industry Co., Ltd.
Claims (1)
楕円形であり、内側表面が正反射面または乱反射面であ
る容器を使用し、楕円断面の一方の焦点に光源を配置し
、楕円断面の他方の焦点に対象物体を配置し、光源から
の光により対象物体を照明することを含んで成る対象物
体の照明方法。 2、反射面に立てた法線を含む少なくとも1つの断面が
楕円形であり、内側表面が正反射面または乱反射面であ
る容器、楕円断面の一方の焦点に配置されて対象物体を
照明する光源および楕円断面の他方の焦点に対象物体を
配置して支持する手段を有して成る対象物体の照明装置
。 3、請求項1記載の方法および請求項2記載の装置を使
用して照明することを含んで成る対象物体の外観検査方
法。 4、容器が楕円筒形状である請求項1記載の照明方法。 5、容器が回転楕円体形状である請求項1記載の照明方
法。[Claims] 1. Using a container in which at least one cross section including the normal to the reflective surface is elliptical, and the inner surface is a specular reflective surface or a diffuse reflective surface, one focal point of the elliptical cross section is used. A method for illuminating a target object, comprising arranging a light source, arranging the target object at the other focal point of an elliptical cross section, and illuminating the target object with light from the light source. 2. A container whose at least one cross section including the normal to the reflective surface is elliptical, and whose inner surface is a specular reflective surface or a diffuse reflective surface, and a light source placed at one focal point of the elliptical cross section to illuminate the target object. and means for arranging and supporting the target object at the other focal point of the elliptical cross section. 3. A method for visually inspecting a target object, comprising illuminating using the method according to claim 1 and the apparatus according to claim 2. 4. The lighting method according to claim 1, wherein the container has an elliptical cylinder shape. 5. The lighting method according to claim 1, wherein the container has a spheroidal shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014549A JPH02195601A (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Lighting method and device, and visual inspection method of material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014549A JPH02195601A (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Lighting method and device, and visual inspection method of material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195601A true JPH02195601A (en) | 1990-08-02 |
Family
ID=11864234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014549A Pending JPH02195601A (en) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | Lighting method and device, and visual inspection method of material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02195601A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016188515A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | Inoex Gmbh | Terahertz measuring device and a method for measuring test objects using terahertz radiation |
| JP2023060943A (en) * | 2021-10-19 | 2023-05-01 | グローブライド株式会社 | Detection device for filamentous object and reel for fishing |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202862A (en) * | 1982-05-21 | 1983-11-26 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Surface inspection method and apparatus thereof |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1014549A patent/JPH02195601A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202862A (en) * | 1982-05-21 | 1983-11-26 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Surface inspection method and apparatus thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016188515A1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | Inoex Gmbh | Terahertz measuring device and a method for measuring test objects using terahertz radiation |
| JP2023060943A (en) * | 2021-10-19 | 2023-05-01 | グローブライド株式会社 | Detection device for filamentous object and reel for fishing |
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