特許 7209335 撮影装置および外観検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-12

(45)【発行日】2023-01-20

(54)【発明の名称】撮影装置および外観検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20230113BHJP

   G01N 21/90 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

G01N21/90 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018179349

(22)【出願日】2018-09-25

(65)【公開番号】P2020051810

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-06-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000145987

【氏名又は名称】株式会社昭和丸筒

(74)【代理人】

【識別番号】100141092

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 英生

(72)【発明者】

【氏名】重松 則夫

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１５３０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５７７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０３５２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９１７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８３３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７４５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７９９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定位置に設ける背景の色を複数色それぞれに順次切替える背景切替部を有し、
前記背景を前記複数色それぞれとした各状態において、前記背景の前に撮影対象物を重ねた被写体を撮影する撮影装置において、
前記撮影対象物は透光性を有し、両端が開口した略円筒状のハウジングであり、
前記背景切替部は、
前記ハウジングの端部の第１、第２の開口に夫々対応して設けられ、
前記ハウジング内に挿入されて、第１色の前記背景として用いられる第１可動部材と、第２色の前記背景として用いられる前記第１可動部材と別材である第２可動部材とを備え、
前記第１可動部材を対応する前記ハウジングの第１の開口から当該ハウジング内に挿入し、その先端が第２開口より出る状態とする動作と、当該第１可動部材を当該ハウジング内から外側へ排出するタイミングで、前記第２可動部材を当該ハウジングの前記第２開口から当該ハウジング内に挿入し、その先端が前記第１の開口より出る状態とする動作と、当該第２可動部材を中空ハウジングの前記第２の開口から排出する動作とを行うものであり、
前記各背景色毎に当該ハウジングを周方向に回転させながらその全周の撮影を行う撮影部を設けたことを特徴とする撮影装置。

【請求項2】

前記透光性を有し、両端が開口した略円筒状のハウジングは、ダイアライザーの形成に用いられるハウジングであることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。

【請求項3】

略円筒状である前記撮影対象物をその周方向へ回転させながら、ラインカメラを用いて前記被写体を撮影することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影装置。

【請求項4】

複数のカメラを用いて前記撮影対象物を異なる角度から順次撮影する請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮影装置であって、
一部の前記カメラでの撮影時に用いる可動式の照明を備え、
使用時の位置と他の前記カメラでの撮影を阻害しない位置との間で前記照明を移動させる照明移動動作を行うことを特徴とする撮影装置。

【請求項5】

前記撮影対象物の向きを順次切替えて、前記複数のカメラを用いた撮影を行う請求項４に記載の撮影装置であって、
前記照明移動動作は、前記向きを切替える動作と並行して行われることを特徴とする撮影装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮影装置を備え、
前記撮影装置の撮影によって得られた画像に基づいて、前記撮影対象物の外観検査を行うことを特徴とする外観検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮影装置およびこれを用いた外観検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、透光性を有した被検査物の欠陥検査を行う種々の装置が開発されている。その一例として、透光性を有したシート材の外観検査装置が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１の外観検査装置は、色の異なる２つの背景ブロックを有しており、これらはシート材が搬送される方向に配列される。２つの背景ブロックの上方には、撮影手段として２つの受光素子が配置され、それぞれシート材の搬送方向に沿って配列される。一方の受光素子は、搬送方向下流側に配置される一方の背景ブロック（２色目の背景ブロック）上のシート材を撮影可能に搬送方向上流側に配置される。他方の受光素子は、搬送方向上流側に配置される他方の背景ブロック（１色目の背景ブロック）上のシート材を撮影可能に搬送方向下流側に配置される。

【0004】

搬送されるシート材は、まず１色目の背景ブロック上を通過した後、２色目の背景ブロック上を通過する。従って、２つの受光素子は、シート材の同一箇所を時間差で撮影することができる。シート材の同一箇所について、１色目の背景ブロックでの撮影画像と、２色目の背景ブロックでの撮影画像を用いることにより、より精度良く欠陥の有無や種類を検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第４９０３０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された装置では、１色目の背景ブロック上での撮影と２色目の背景ブロック上での撮影との間で別々に配置された受光素子（撮影手段の一形態）が用いられるため、撮影方向等の撮影条件が異なることになる。外観検査の精度や信頼性等の観点から、背景ごとの撮影条件は極力同じであることが望ましい。

【0007】

上記問題点に鑑み、本発明は、外観検査の精度や信頼性等の向上が容易となる撮影装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、所定位置に設ける背景の色を複数色それぞれに順次切替える背景切替部を有し、前記背景を前記複数色それぞれとした各状態において、前記背景の前に撮影対象物を重ねた被写体を撮影する構成とする。

【0009】

本構成によれば、複数の背景色それぞれでの撮影を行うことで、撮影対象物における各種の欠陥等を精度良く検出することが可能となる。また、撮影手段を各背景に共通として、撮影方向等の撮影条件を極力同じとすることが可能であり、外観検査の精度や信頼性等の向上が容易となる。

【0010】

また上記構成としてより具体的には、前記複数色は第１色と第２色を含み、前記背景切替部は第１色の前記背景として用いられる第１可動部材と、第２色の前記背景として用いられる第２可動部材とを備え、前記所定位置に第１可動部材を移動させる第１動作と、前記所定位置に第２可動部材を移動させる第２動作とを行う構成としてもよい。

【0011】

また、前記背景の前に略筒状である前記撮影対象物の側壁を重ねた被写体を撮影する上記構成の撮影装置において、前記所定位置を前記筒状の内側とした構成としてもよい。本構成によれば、撮影時に、撮影対象物の撮影手段側とは反対側の側壁による影響を抑制することができる。

【0012】

また上記構成において、第１動作は、略棒状である第１可動部材を一方の軸方向端部から前記撮影対象物の内側に挿入する動作であり、第２動作は、略棒状である第２可動部材を他方の軸方向端部から前記撮影対象物の内側に挿入する動作である構成としてもよい。本構成によれば、例えば第１可動部材と第２可動部材とを連結した場合に比べて、動作に必要なスペースを削減できる。

【0013】

また上記構成において、前記背景切替部は、周方向の異なる位置に前記複数色それぞれが配された略棒状の部材を備え、前記所定位置に配された前記部材をその周方向へ回転させることにより、前記背景の色を切替える構成としてもよい。本構成によれば、背景色の切替に関わるタクトタイムを短縮することが容易となる。

【0014】

また、上記構成において、略円筒状である前記撮影対象物をその周方向へ回転させながら、ラインカメラを用いて前記被写体を撮影する構成としてもよい。本構成によれば、撮影対象物の側壁を周方向全体に亘って撮影することができ、全周に亘る範囲における各種欠陥を検出可能となる。

【0015】

また、複数のカメラを用いて前記撮影対象物を異なる角度から順次撮影する上記構成の撮影装置において、一部の前記カメラでの撮影時に用いる可動式の照明を備え、使用時の位置と他の前記カメラでの撮影を阻害しない位置との間で前記照明を移動させる照明移動動作を行う構成としてもよい。本構成によれば、他のカメラによる撮影時に照明が干渉することを回避できる。

【0016】

また、前記撮影対象物の向きを順次切替えて、前記複数のカメラを用いた撮影を行う上記構成の撮影装置において、前記照明移動動作は、前記向きを切替える動作と並行して行われる構成としてもよい。本構成によれば、これらの動作を順に行う場合に比べタクトタイムを短縮することができる。

【0017】

また上記構成において、前記撮影対象物は、ダイアライザーの形成に用いられる透光性を有するハウジングである構成としてもよい。本構成によれば、ダイアライザー用のハウジングにおける欠陥の検出性能を向上させることができる。また本発明に係る外観検査装置は、上記構成の撮影装置を備え、前記撮影装置の撮影によって得られた画像に基づいて、前記撮影対象物の外観検査を行う構成とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の撮影装置によれば、外観検査の精度や信頼性等の向上が容易となる。また本発明に係る外観検査装置によれば、本発明に係る撮影装置の利点を享受することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】ワーク、白棒、および黒棒の配置状態を示す図である。

【図2】ワーク内側に白棒を挿入した状態を示す図である。

【図3】ワーク内側に黒棒を挿入した状態を示す図である。

【図4】バックライトを使用時の位置に移動させた状態を示す図である。

【図5】バックライトを不使用時の位置に移動させた状態を示す図である。

【図6】ダイアライザー用のハウジングの一例を示す斜視図である。

【図7】撮影装置におけるカメラ配置の一例を示す概略斜視図である。

【図8】撮影装置におけるカメラ配置の一例を示す側面図である。

【図9】カメラごとの撮影対象および種類を示す表である。

【図10】撮影装置におけるカメラおよび照明の配置を示す概略斜視図である。

【図11】撮影装置のブロック構成図である。

【図12】撮影装置の動作フローを示す表である。

【図13】撮影装置におけるワークの回転動作フローを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0021】

１．撮影方法の第１特徴
まず、本発明に係る撮影装置の例により行われる撮影方法の第１特徴について、図１～図３の各図を用いて説明する。

【0022】

図１に示すように、当該撮影方法により撮影される撮影対象は、被検査物であるワークＷである。ワークＷは、透光性を有した被検査物であり、ここでは一例として透明な円筒部材としている。図１に示すように、当該撮影方法では、ワークＷを撮影するときの背景として、白棒Ｂ１と、黒棒Ｂ２を使用する。白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２は、不透明な棒状部材である。白棒Ｂ１は、第１色の背景色として白色に着色されている。黒棒Ｂ２は、第２色の背景色として黒色に着色されている。

【0023】

円筒部材であるワークＷは、中心軸Ｊを中心として中心軸Ｊに沿って延びる。以下、中心軸Ｊの延びる方向を「軸方向」、中心軸Ｊに対する径方向を「径方向」、中心軸Ｊ周りの方向を「周方向」と称する。白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２は、中心軸Ｊ上に配列され、それぞれ軸方向に延びる。ワークＷは、白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２に挟まれてセットされる。換言すれば、ワークＷから見て軸方向の一方側には白棒Ｂ１が配置され、他方側には黒棒Ｂ２が配置される。

【0024】

ワークＷの正面側には、ラインカメラ（ラインセンサカメラ）であるカメラＣＭが配置される。カメラＣＭは、１列分のライン状の画像を撮影する。ラインカメラは、矩形状の画像を撮影するためのエリアカメラ（エリアセンサカメラ）よりも、水平方向の画素数を大きくすることができる。中心軸Ｊを軸としてワークＷを回転させつつカメラＣＭによって撮影することで、ワークＷの周方向全体の画像を撮影することができる。

【0025】

白棒Ｂ１は、軸方向に移動可能である第１可動部材として機能する。黒棒Ｂ２は、軸方向に移動可能である第２可動部材として機能する。図１に示すようにワークＷを白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２の間にセットした状態で、まず、図２に示すように、白棒Ｂ１を一方の軸方向端部からワークＷの内側に挿入する第１動作を行う。第１動作は、背景とする所定位置に第１可動部材である白棒Ｂ１を移動させる動作である。白棒Ｂ１をワークＷの内側に挿入した状態で、ワークＷを周方向に回転させつつカメラＣＭによって撮影を行う。

【0026】

次に、図３に示すように、白棒Ｂ１を一方の軸方向端部からワークＷの外側へ排出するとともに、黒棒Ｂ２を他方の軸方向端部からワークＷの内側に挿入する第２動作を行う。第２動作は、上記の所定位置に第２可動部材である黒棒Ｂ２を移動させる動作である。黒棒Ｂ２をワークＷの内側に挿入した状態で、ワークＷを周方向に回転させつつカメラＣＭによって撮影を行う。なお、白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２のワークＷに挿入する順序は、上記と逆であってもよい。

【0027】

すなわち、所定位置に設ける背景の色を白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２によって白色および黒色それぞれに順次切替え、背景を白色および黒色それぞれとした各状態において、背景の前に撮影対象物であるワークＷを重ねた被写体をカメラＣＭによって撮影する。この撮影により得られた画像を用いて、ワークＷにおける各種の欠陥を検出することが可能である。例えば、黒点汚れ、白点汚れ、ウェルド、気泡、および、ヒケ等の欠陥を検出できる。この際、例えば背景色が白の画像だけが用いられると、背景に同化して白点汚れ等が適切に検出されない虞があるが、背景色が黒の画像も用いることにより、このような問題は解消される。

【0028】

また、上記の手法では背景色を切替えるため、特許文献１に開示された装置のように複数の受光素子を設ける必要が無く、各背景色での撮影において共通のカメラＣＭを使用することが可能である。そのため、背景ごとの撮影条件を極力同じとすることが可能であり、外観検査の精度や信頼性等の向上が容易である。

【0029】

また、背景である白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２は、ワークＷの内側に挿入される。すなわち、背景の前に円筒状である撮影対象物であるワークＷの側壁を重ねた被写体を撮影し、上記の所定位置は円筒状の内側としている。これにより、ワークＷのカメラＣＭ側（正面側）の反対側である裏側の側壁に影響されずに撮影が可能となり、欠陥を精度良く検出できる。なお、ワークＷの裏面側の位置において白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２を切替えて配置する場合、ワークＷの正面側の側壁と裏面側の側壁とが重なって撮影され、正面側の側壁での欠陥画像が不明瞭となる虞があるが、本発明の例ではこのような事態は回避される。

【0030】

背景色を切替える他の形態として、白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２を連結して１本の棒とし、ワークＷの内側に挿入する形態を採用することも可能である。この場合は、当該棒の挿入の深さを、白棒Ｂ１の部分がワークＷ内に位置する状態と黒棒Ｂ２の部分がワークＷ内に位置する状態との間で切替えれば良い。なおこの形態に比べて、図１に示すように白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２を独立させる場合には、白棒Ｂ１と黒棒Ｂ２の移動スペースを減らすことができ、装置の小型化が容易となる点で好ましい。

【0031】

背景色を切替える更に別の形態として、例えば円柱状の１本の棒において、軸方向に見た半円部分を白色部とし、残りの半円部分を黒色部としたものを背景部材として用いてもよい。この場合、当該背景部材をワークＷの内側に挿入し、当該背景部材を周方向に半回転させれば背景色を切替えることができる。すなわち、周方向の異なる位置に複数色それぞれが配された略棒状の背景部材を備えるようにし、ワークＷの内側に配された当該背景部材をその周方向へ回転させることにより、背景色を切替えることができる。この形態では、背景色を３色以上で切替可能とすることも容易であり、例えば、５色で切替可能とする場合には背景部材に７２°（＝３６０°／５）ごとに異なる色を配しておき、背景色を切替えようとする度に背景部材を７２°ずつ回転させるようにすれば良い。なおこの形態では、背景部材を回転させるだけで背景色を切替えることができるため、背景色の切替に関わるタクトタイムの短縮が容易となる。但しこの形態を採用する場合は、背景部材の動作として、スライド移動とともに回転の動作が必要となる。

【0032】

更に、背景色を切替える別の形態として、発光する１つの背景部材を採用し、発光色あるいは発光の有無等を切替えることにより背景色を切替えてもよい。但しこの形態を採用する場合、発光体や発光の制御装置等が必要となる。

【0033】

また切替える背景色については、撮影対象物の種類やその他の事情に応じて、白色と黒色とは別の色を用いてもよいし、３色以上の色を適用してもよい。またワークＷは、透光性を有していれば、円筒状以外の筒状でもよいし、筒状以外の例えばシート状等であってもよい。以上に説明した撮影方法の第１特徴は、後述するとおり、本実施形態に係る撮影装置の作業順２９～３３（図１２を参照）における動作に利用される。

【0034】

２．撮影方法の第２特徴
次に、本発明に係る撮影装置の例により行われる撮影方法の第２特徴について、図４および図５を用いて説明する。

【0035】

図４および図５に示すように、ワークＷにおける別々の撮影位置を撮影するために、カメラＣＭ１およびカメラＣＭ２を設ける。バックライトＢＬは、所定の使用位置と不使用位置との間でスライド移動が可能な可動式の照明であり、カメラＣＭ１により撮影するワークＷにおける所定の撮影位置を背面側から照明する。

【0036】

カメラＣＭ１で撮影するときには、図４に示すように、バックライトＢＬを不使用位置から使用位置へ移動させて使用する。使用位置は、バックライトＢＬの使用時の位置である。但し、使用位置はカメラＣＭ２とワークＷの間に介在し、カメラＣＭ２によるワークＷの撮影を阻害してしまう位置でもある。

【0037】

次に、カメラＣＭ２でワークＷを撮影するときには、図５に示すように、バックライトＢＬを使用位置から不使用位置へ移動させる。不使用位置は、バックライトＢＬの不使用時の位置である。不使用位置は、カメラＣＭ２とワークＷの間に介在せず、この位置にバックライトＢＬがあってもカメラＣＭ２によるワークＷの撮影は阻害されない。

【0038】

このように、カメラＣＭ１での撮影時に使用する位置である使用位置と、他のカメラＣＭ２での撮影を阻害しない位置である不使用位置との間で、バックライトＢＬを移動させる照明移動動作を行う。これにより、カメラＣＭ１での撮影に用いられるバックライトＢＬの位置が別のカメラＣＭ２での撮影を阻害する位置であっても、カメラＣＭ２による撮影時にはバックライトＢＬを退避させて、バックライトＢＬの干渉を防ぐことができる。なお、ワークＷの向きを順次切替えて撮影を行うような場合、照明移動動作を当該向きを切替える動作と並行して行うようにすれば、その分、タクトタイム（これらの動作に要する時間）を短縮することができる。以上に説明した撮影方法の第２特徴は、後述するとおり、本実施形態に係る撮影装置の作業順２～６（図１２を参照）における動作に利用される。

【0039】

３．ダイアライザーについて
本発明に係る撮影装置は、各種物品の外観検査に利用可能であり、一例として、ダイアライザーを形成するハウジングの外観検査に有用である。ダイアライザーは、血液透析に用いられる器具として知られている。

【0040】

図６は、ダイアライザーを形成する部品となるハウジングの一構成例を示す斜視図である。図６に示すハウジング２００は、透明部材であり、略円筒状に形成される。ハウジング２００は、胴部２０１と、第１フランジ部２０２と、第２フランジ部２０３と、を有し、ポリスチレン等により一体的に形成される。

【0041】

胴部２０１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円筒状である。胴部２０１の軸方向一方側端面には、径方向に広がって膨らんで形成される第１フランジ部２０２が連設される。胴部２０１の軸方向他方側端面には、径方向に広がって膨らんで形成される第２フランジ部２０３が連設される。

【0042】

第１フランジ部２０２は、軸方向に貫通する開口部２０２Ａを内部に有する。第２フランジ部２０２の軸方向一方側端部の外周面には、第１ネジ部２０２Ｂが形成される。第２フランジ部２０２の軸方向他方側の外周面には、第１ノズル２０４が径方向外側に突出して形成される。

【0043】

第２フランジ部２０３は、軸方向に貫通する開口部２０３Ａを内部に有する。第２フランジ部２０３の軸方向他方側端部の外周面には、第２ネジ部２０３Ｂが形成される。第２フランジ部２０３の軸方向一方側の外周面には、第２ノズル２０５が径方向外側に突出して形成される。第１ノズル２０４と第２ノズル２０５は、突出する方向が一致する。

【0044】

第１ネジ部２０２Ｂに不図示の第１キャップをネジ止めし、第２ネジ部２０３Ｂに不図示の第２キャップをネジ止めし、ハウジング２００、第１キャップおよび第２キャップからなる容器に細いストロー状である透析膜（中空糸）の束が収容されることで、ダイアライザーが形成される。

【0045】

上記第１キャップと第２キャップそれぞれがチューブによって血管と接続される。第１ノズル２０４には、不図示の透析液供給装置から透析液が流入され、第２ノズル２０５からは透析液が上記透析液供給装置へ流出される。これにより、体内の血管から第２キャップを通してダイアライザー内部へ送り込まれた血液の老廃物や余分な水分は、透析液側に排出されて清浄される。清浄された血液は第１キャップを通して体内の血管へ戻される。

【0046】

このようなダイアライザーを形成するハウジング２００において、例えば、汚れを形成する異物や、キズが生じたときに形成された破片等が発生した場合、当該異物や破片等が血液に侵入する虞がある。従って、後述する本実施形態に係る撮影装置によってハウジング２００における欠陥を検出することは安全面等で重要である。

【0047】

４．撮影装置の構成
次に、本実施形態に係る撮影装置について説明する。当該撮影装置は、先述した第１特徴および第２特徴に係る撮影方法を行うように形成されている。なお、当該撮影装置の撮影対象物であるワークＷは、先述したダイアライザー用のハウジング２００であるとする。

【0048】

図７は、本実施形態に係る撮影装置１００におけるカメラ配置を示した概略斜視図である。なお、図７において、ワークＷ（ハウジング２００）を搬送する搬送方向上流側をＸ１、搬送方向下流側をＸ２として示す。図８は、搬送方向下流側から見て右側の側面からワークＷを見た場合のカメラ配置を示す図である。また以下の説明では、搬送方向下流側から見て右側を「右側」、搬送方向下流側から見て左側を「左側」と称する。また、搬送方向下流側正面を「正面」と称する。

【0049】

本実施形態に係る撮影装置１００は、図７に示すように、撮影手段として１番カメラＣ１～１２番カメラＣ１２を備える（ｎ番カメラの符号を「Ｃｎ」とする）。また、図７に示すように、撮影装置１００は、ローラ部１も備える。撮影装置１００は、複数のカメラ（１番カメラＣ１～１２番カメラＣ１２）を用いて撮影対象物（ワークＷ）を異なる角度から順次撮影する。

【0050】

ワークＷは、搬送方向上流側から搬入されてローラ部１上にセットされる。１番カメラＣ１～１２番カメラＣ１２は、セットされたワークＷの撮影を行う。このとき、後述のように、ワークＷは、ローラ部１によって中心軸Ｊ周りに回転する。ハウジング２００（ワークＷ）がセットされた状態で、ハウジング２００の第１ネジ部２０２Ｂが右側、第２ネジ部２０３Ｂが左側に配置される。

【0051】

ここで、各カメラの撮影対象および種類について、図９の表に示す。１番カメラＣ１は、ラインカメラであり、ハウジング２００（ワークＷ）の胴部２０１における右側部分（胴部右）を撮影対象とする。２番カメラＣ２は、ラインカメラであり、ハウジング２００の胴部２０１における左側部分（胴部左）を撮影対象とする。

【0052】

３番カメラＣ３は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第１ネジ部２０２Ｂ（右ネジ部）を撮影対象とする。４番カメラＣ４は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第２ネジ部２０３Ｂ（左ネジ部）を撮影対象とする。５番カメラＣ５は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第１ノズル２０４（右ノズル部）正面を撮影対象とする。６番カメラＣ６は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第２ノズル２０５（左ノズル部）正面を撮影対象とする。

【0053】

７番カメラＣ７は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第１ノズル２０４（右ノズル部）外側を撮影対象とする。８番カメラＣ８は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第２ノズル２０５（左ノズル部）外側を撮影対象とする。９番カメラＣ９は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第１ノズル２０４（右ノズル部）内側を撮影対象とする。１０番カメラＣ１０は、エリアカメラであり、ハウジング２００の第２ノズル２０５（左ノズル部）内側を撮影対象とする。

【0054】

１１番カメラＣ１１は、エリアカメラであり、ハウジング２００の開口部２０２Ａ（右開口部）を撮影対象とする。１２番カメラＣ１２は、エリアカメラであり、ハウジング２００の開口部２０３Ａ（左開口部）を撮影対象とする。

【0055】

また、本実施形態に係る撮影装置１００は、撮影用の各種照明も備える。図１０は、撮影装置１００におけるカメラ配置に加えて照明配置を示した図である。図１０に示すように、撮影装置１００は、１番照明Ｌ１、３番照明Ｌ３、４番照明Ｌ４、７番照明Ｌ７、８番照明Ｌ８、９番照明Ｌ９、１０番照明Ｌ１０、１１番照明Ｌ１１、１２番照明Ｌ１２、照明Ｌ１ａ、および、照明Ｌ１ｂを備える。

【0056】

９番照明Ｌ９および１０番照明Ｌ１０は可動式の照明であり、それ以外の照明は固定式となっている。なお、以下、撮影対象に対して撮影手段（カメラ）が配置される側から撮影対象に光を照射する照明を「フロントライト」と称し、撮影対象に対して撮影手段（カメラ）が配置される側と反対側から撮影対象に光を照射する照明を「バックライト」と称する。

【0057】

１番照明Ｌ１は、１番カメラＣ１および２番カメラＣ２による撮影時に用いられるフロントライトである。３番照明Ｌ３は、３番カメラＣ３および５番カメラＣ５による撮影時に用いられるバックライトである。４番照明Ｌ４は、４番カメラＣ４および６番カメラＣ６による撮影時に用いられるバックライトである。７番照明Ｌ７は、７番カメラＣ７による撮影時に用いられるフロントライトである。８番照明Ｌ８は、８番カメラＣ８による撮影時に用いられるフロントライトである。１１番照明Ｌ１１は、１１番カメラＣ１１による撮影時に用いられるフロントライトである。１２番照明Ｌ１２は、１２番カメラＣ１２による撮影時に用いられるフロントライトである。照明Ｌ１ａは、５番カメラＣ５による撮影時に用いられるフロントライトである。照明Ｌ１ｂは、６番カメラＣ６による撮影時に用いられるフロントライトである。

【0058】

９番照明Ｌ９は、９番カメラＣ９による撮影時に用いられるバックライトである。９番照明Ｌ９は、使用時の位置（使用位置）と１０番カメラＣ１０での撮影を阻害しない位置（不使用位置）との間でスライド移動が可能である。１０番照明Ｌ１０は、１０番カメラＣ１０による撮影時に用いられるバックライトである。１０番照明Ｌ１０は、使用時の位置（使用位置）と９番カメラＣ９での撮影を阻害しない位置（不使用位置）との間でスライド移動が可能である。

【0059】

また、本実施形態に係る撮影装置１００のブロック構成を図１１に示す。図１１に示すように、撮影装置１００は、ローラ部１と、ローラ駆動部２と、白棒３と、白棒移動機構部４と、黒棒５と、黒棒移動機構部６と、撮影部７と、固定照明部８と、可動照明部９と、照明移動機構部１０と、表示部１１と、操作部１２と、制御部１３と、を備える。なお、白棒３、白棒移動機構部４、黒棒５、および黒棒移動機構部６により、背景切替部５０が構成される。

【0060】

ローラ部１は、ワークＷ（ハウジング２００）がセットされ、セットされたワークＷを中心軸Ｊ周りに回転させる。ローラ駆動部２は、ローラ部１を回転駆動する。白棒３および黒棒５は、それぞれ、先述した白棒Ｂ１、黒棒Ｂ２と同様の構成である。すなわち、白棒３および黒棒５は、ワークＷ（ハウジング２００）内側に挿入されて、撮影時の背景とされる。白棒移動機構部４は、白棒３をワークＷ内側に挿入したり、ワークＷ内側から排出させる。黒棒移動機構部６は、黒棒５をワークＷ内側に挿入したり、ワークＷ内側から排出させる。

【0061】

撮影部７は、先述した１番カメラＣ１～１２番カメラＣ１２を含む。固定照明部８は、先述した１番照明Ｌ１、３番照明Ｌ３、４番照明Ｌ４、７番照明Ｌ７、８番照明Ｌ８、１１番照明Ｌ１１、１２番照明Ｌ１２、照明Ｌ１ａ、および、照明Ｌ１ｂを含む。可動照明部９は、先述した９番照明Ｌ９、および１０番照明Ｌ１０を含む。照明移動機構部１０は、９番照明Ｌ９、および１０番照明Ｌ１０をスライド移動させる。

【0062】

表示部１１は、撮影部７による撮影画像や設定画面、および各種画像等を表示するものであり、例えば液晶表示装置等により構成される。操作部１２は、ユーザが撮影装置１００に対する操作を行うためのインタフェースであり、例えばキーボード等により構成される。

【0063】

制御部１３は、撮影装置１００の各部を統合的に制御する。なお、表示部１１、操作部１２、および制御部１３は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）により実現されてもよい。また、制御部１３は、撮影部７によって撮影された画像に基づき、ワークＷにおける欠陥の有無や欠陥の種類等を検出する。すなわち、撮影装置１００は、撮影によって得られた画像に基づいて、撮影対象物の品質を検査する外観検査装置としても捉えられる。

【0064】

５．撮影装置の動作
次に、以上のように構成された撮影装置１００による動作を、図１２に示す表に沿って説明する。図１２に示す表は、左側から順に、作業順、ワークＷ（ハウジング２００）の動き、各種照明および白棒・黒棒の動き、撮影を行うカメラ、および発光を行う照明を概略的に示している。なお、「撮影を行うカメラ」欄の数字は、撮影を行うカメラの番号を示し、「発光を行う照明」欄の数字は、発光を行う照明の番号を示す。

【0065】

まず、ワークＷが搬送方向上流側から搬入されて、ローラ部１上にセットされる（作業順１）。この状態で、先述した図１の状態と同様に、ワークＷは、白棒３および黒棒５によって軸方向両側から挟まれる。このとき、９番照明Ｌ９および１０番照明Ｌ１０は、不使用位置に位置している。

【0066】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いて、ワークＷを９番カメラＣ９および１０番カメラＣ１０による撮影用の第１回転位置まで回転させる（作業順２）。これに並行して、制御部１３による指令に基づき、照明移動機構部１０は、９番照明Ｌ９を不使用位置から使用位置まで移動させる（作業順２）。

【0067】

続いて制御部１３による指令に基づき、９番照明Ｌ９は発光し、９番カメラＣ９は撮影を行う（作業順３）。このとき、１０番照明Ｌ１０は不使用位置に位置するので、９番カメラＣ９による撮影を阻害しない。次に、制御部１３による指令に基づき、照明移動機構部１０は、９番照明Ｌ９を使用位置から不使用位置まで移動させるとともに、１０番照明Ｌ１０を不使用位置から使用位置まで移動させる（作業順４）。

【0068】

続いて制御部１３による指令に基づき、１０番照明Ｌ１０は発光し、１０番カメラＣ１０は撮影を行う（作業順５）。このとき、９番照明Ｌ９は不使用位置に位置するので、１０番カメラＣ１０による撮影を阻害しない。

【0069】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いて、ワークＷを５番カメラＣ５および６番カメラＣ６による撮影用の第２回転位置まで回転させる（作業順６）。第２回転位置は、図１３（Ａ）に示すように、ノズル２０４，２０５が側面視で鉛直方向頂上部の位置から搬送方向下流側へ所定回転角度（＜９０°）だけずれた位置である。これに並行して、制御部１３による指令に基づき、照明移動機構部１０は、１０番照明Ｌ１０を使用位置から不使用位置まで移動させる（作業順６）。

【0070】

なお、作業順２～６における動作は、先述した第２特徴を利用した動作に該当する。また、作業順２においては、ワークＷの回転と９番照明Ｌ９の移動を並行して行うことにより、これらを順に行う場合に比べてタクトタイムが短縮される。作業順４においては、９番照明Ｌ９の移動と１０番照明Ｌ１０の移動を並行して行うことにより、これらを順に行う場合に比べてタクトタイムが短縮される。作業順６においては、ワークＷの回転と１０番照明Ｌ１０の移動を並行して行うことにより、これらを順に行う場合に比べてタクトタイムが短縮される。

【0071】

続いて制御部１３による指令に基づき、３番照明Ｌ３および４番照明Ｌ４は発光し、５番カメラＣ５および６番カメラＣ６は撮影を行う（作業順７）。次に、制御部１３による指令に基づき、照明Ｌ１ａおよび照明Ｌ１ｂは発光し、５番カメラＣ５および６番カメラＣ６は撮影を行う（作業順８）

【0072】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いてワークＷを第３回転位置（基準位置）まで回転させる（作業順９）。第３回転位置は、図１３（Ｂ）に示すように、ノズル２０４，２０５が側面視で鉛直方向頂上部の位置から搬送方向上流側へ所定回転角度（＜９０°）だけずれた位置である。そして、制御部１３による指令に基づき、３番照明Ｌ３および４番照明Ｌ４は発光し、３番カメラＣ３、４番カメラＣ４、５番カメラＣ５および６番カメラＣ６は撮影を行う（作業順１０）。

【0073】

続いて、制御部１３による指令に基づき、照明Ｌ１ａおよび照明Ｌ１ｂは発光し、３番カメラＣ３、４番カメラＣ４、５番カメラＣ５および６番カメラＣ６は撮影を行う（作業順１１）。そして、制御部１３による指令に基づき、７番照明Ｌ７は発光し、７番カメラＣ７は撮影を行う（作業順１２）。次に、制御部１３による指令に基づき、８番照明Ｌ８は発光し、８番カメラＣ８は撮影を行う（作業順１３）。次に、制御部１３による指令に基づき、１１番照明Ｌ１１は発光し、１１番カメラＣ１１は撮影を行う（作業順１４）。次に、制御部１３による指令に基づき、１２番照明Ｌ１２は発光し、１２番カメラＣ１２は撮影を行う（作業順１５）。

【0074】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いてワークＷを第４回転位置まで回転させる（作業順１６）。第４回転位置は、図１３（Ｃ）に示すように、第３回転位置からワークＷ上部が搬送方向下流側から搬送方向上流側へ向かって回転する方向（正転方向）へ９０°だけ回転した位置である。

【0075】

続いて、制御部１３による指令に基づき、３番照明Ｌ３および４番照明Ｌ４は発光し、３番カメラＣ３、および４番カメラＣ４は撮影を行う（作業順１７）。そして、制御部１３による指令に基づき、１１番照明Ｌ１１は発光し、１１番カメラＣ１１は撮影を行う（作業順１８）。更に制御部１３による指令に基づき、１２番照明Ｌ１２は発光し、１２番カメラＣ１２は撮影を行う（作業順１９）。

【0076】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いてワークＷを第５回転位置まで回転させる（作業順２０）。第５回転位置は、図１３（Ｄ）に示すように、第４回転位置から正転方向へ９０°だけ回転した位置である。

【0077】

続いて、制御部１３による指令に基づき、３番照明Ｌ３および４番照明Ｌ４は発光し、３番カメラＣ３、および４番カメラＣ４は撮影を行う（作業順２１）。そして、制御部１３による指令に基づき、照明Ｌ１ａおよび照明Ｌ１ｂは発光し、３番カメラＣ３、および４番カメラＣ４は撮影を行う（作業順２２）。次に、制御部１３による指令に基づき、１１番照明Ｌ１１は発光し、１１番カメラＣ１１は撮影を行う（作業順２３）。次に、制御部１３による指令に基づき、１２番照明Ｌ１２は発光し、１２番カメラＣ１２は撮影を行う（作業順２４）。

【0078】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いてワークＷを第６回転位置まで回転させる（作業順２５）。第６回転位置は、図１３（Ｅ）に示すように、第５回転位置から正転方向へ９０°だけ回転した位置である。

【0079】

続いて制御部１３による指令に基づき、３番照明Ｌ３および４番照明Ｌ４は発光し、３番カメラＣ３、および４番カメラＣ４は撮影を行う（作業順２６）。そして、制御部１３による指令に基づき、１１番照明Ｌ１１は発光し、１１番カメラＣ１１は撮影を行う（作業順２７）。更に制御部１３による指令に基づき、１２番照明Ｌ１２は発光し、１２番カメラＣ１２は撮影を行う（作業順２８）。

【0080】

次に、制御部１３による指令に基づき、白棒移動機構部４は、白棒３をワークＷ（ハウジング２００）内側に挿入させる（作業順２９）。そして、制御部１３による指令に基づいてローラ駆動部２がローラ部１を用いてワークＷを３６０°回転させる（作業順３０）。このとき、制御部１３による指令に基づき、１番照明Ｌ１は発光し、ラインカメラである１番カメラＣ１および２番カメラＣ２は撮影を行う（作業順３０）。これにより、白色を背景色として、ワークＷの胴部２０１を周方向全体に亘って撮影することができる。

【0081】

次に、制御部１３による指令に基づき、白棒移動機構部４は、白棒３をワークＷ内側から排出させ、黒棒移動機構部６は、黒棒５をワークＷ内側へ挿入させる（作業順３１）。そして、制御部１３による指令に基づいてローラ駆動部２がローラ部１を用いてワークＷを３６０°回転させる（作業順３２）。このとき、制御部１３による指令に基づき、１番照明Ｌ１は発光し、ラインカメラである１番カメラＣ１および２番カメラＣ２は撮影を行う（作業順３２）。これにより、黒色を背景色として、ワークＷの胴部２０１を周方向全体に亘って撮影することができる。

【0082】

次に、制御部１３による指令に基づき、ローラ駆動部２はローラ部１を用いてワークＷを所定排出位置まで回転させ、黒棒移動機構部６は、黒棒５をワークＷ内側から排出させる（作業順３３）。なお、作業順２９～３３における動作は、先述した第１特徴を利用した動作に相当する。その後、ワークＷが搬送方向下流側へ排出される（作業順３４）。

【0083】

以上のように作業順１から作業順３４までの一連の動作が行われることにより、ワークＷの各部位を適切な角度から撮影した各画像が得られる。外観検査装置としても機能する撮影装置１００は、このようにして得られた各画像を用いることにより、ワークＷの高精度な外観検査が可能であり、ワークＷにおける欠陥の有無や欠陥の種類等を検出することが可能である。

【0084】

６．その他
以上に説明したとおり本実施形態に係る撮影装置１００は、所定位置に設ける背景の色を白と黒それぞれに順次切替える背景切替部５０を有し、背景を白と黒それぞれとした各状態において、背景の前にワークＷを重ねた被写体を撮影する。そのため、複数の背景色それぞれでの撮影を行うことで、ワークＷにおける各種の欠陥等を精度良く検出することが可能である。また、撮影手段を各背景に共通として、撮影方向等の撮影条件を極力同じとすることが可能であり、外観検査の精度や信頼性等の向上が容易である。

【0085】

また更に撮影装置１００は、複数のカメラを用いてワークＷを異なる角度から順次撮影するもの撮影装置であって、一部のカメラでの撮影時に用いる可動式の照明（Ｌ９，Ｌ１０）を備え、使用時の位置（使用位置）と他のカメラでの撮影を阻害しない位置（不使用位置）との間で前記照明を移動させる照明移動動作を行う。そのため、一部のカメラでの撮影に用いられる照明の位置が他のカメラでの撮影を阻害する位置であっても、当該他のカメラによる撮影時には当該照明を退避させて、撮影が阻害されないようにすることが可能である。

【0086】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の構成は上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

【符号の説明】

【0087】

１ ローラ部
２ ローラ駆動部
３ 白棒
４ 白棒移動機構部
５ 黒棒
６ 黒棒移動機構部
７ 撮影部
８ 固定照明部
９ 可動照明部
１０ 照明移動機構部
１１ 表示部
１２ 操作部
１３ 制御部
５０ 背景切替部
１００ 撮影装置
２００ ハウジング
２０１ 胴部
２０２ 第１フランジ部
２０２Ａ 開口部
２０２Ｂ 第１ネジ部
２０３ 第２フランジ部
２０３Ａ 開口部
２０３Ｂ 第２ネジ部
２０４ 第１ノズル
２０５ 第２ノズル
Ｗ ワーク
Ｂ１ 白棒
Ｂ２ 黒棒
ＣＭ、ＣＭ１、ＣＭ２、Ｃ１～Ｃ１２ カメラ
Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７～Ｌ１２、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ 照明
ＢＬ バックライト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】