检查用照明装置及检查系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种检查用照明装置，所述检查用照明装置在由被检查对象的特征仅产生少许的反射、透射、散射上的变化，也可在一定的条件下，能够辨别拍摄装置的观察立体角内的光的变化量。具体而言，即使反射、透射、散射的变化极小的特征也可以检测出来。在所述检查用照明装置中包括：面光源(1)，射出检查光；至少一个遮光罩(M1)，位于所述面光源(1)和所述检查对象(W)之间；以及透镜(2)，配置在比所述遮光罩(M1)离所述检查对象(W)近的一侧，以使所述遮光罩位于以该透镜的焦点位置为中心的位置。从所述面光源(1)发出的光因透镜(2)照射到所述检查对象(W)时形成的、对所述检查对象(W)的检查光的照射立体角上，形成由因述遮光罩(M1)形成的暗部区域，根据被检查对象的特征点产生的反射、透射、散射的变化，可改变所述检查光的照射立体角的形状、大小及倾斜角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种检查用照明装置及检查系统，用于向检查对象照射检查光，对该产品的外观、伤痕、缺陷等进行检查。
技术介绍
作为用于产品的外观检查等的检查用照明装置的一个例子，可以举出如专利文献1所示的、使拍摄方向和检查对象的照明方向一致的同轴照明设备。该同轴照明设备具备：光源，在与所述检查对象的检查对象面平行的方向，射出检查光；半透半反镜，所述半透半反镜被配置为，倾斜设置在所述检查对象和设置在所述检查对象上方的拍摄装置之间，并向所述检查对象反射所述检查光，同时使被所述检查对象反射的光透射拍摄装置端。但是，使用上述检查用照明装置也难以检测出的缺陷等，近年要求使用拍摄的图像能够检测出来。进一步具体而言，有如下案例：作为检查对象的产品的表面性状不是完全的镜面，因此为了获取所期望的检查对象面的特征中的颜色深浅信息，精密地控制光轴、照射立体角的形状等是很难的，即使能够照射检查光，根据特征点位于检查对象的位置，明暗差的变化也大，因此难以辨别特征点。例如，可以考虑如下方案：使用光圈等将检查光的照射范围仅限定在检查对象上，由此减少来自检查对象以外的反射光、散射光的杂散光，从而提高检查精度。通过这种手法，即使能够减少入射至拍摄装置内的杂散光，但是在非常微小的缺陷等的情况时，由于拍摄的图像的亮度的变化非常参差不齐，有时不能检测出缺陷。进一步具体而言，即使因检查对象上的微小的缺陷等导致照射的检查光的反射方向发生了少许变化，若该变化程度落在拍摄装置的观察立体角内，则与缺陷的有无情况无关地，被拍摄的图像的亮度不产生变化。或者，如果检查光的照射立体角大，且光轴的倾斜程度在检查对象的各点不同的话，则捕捉不到反射方向的少许变化(作为拍摄装置的观察立体角内的光量的变化)，而且针对检查对象的各点而言，拍摄装置的观察立体角内的光量的变化也不尽相同，其结果作为机器视觉设备在检查对象范围内无法准确地捕捉这种微小的缺陷等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-261839号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于以上问题提供一种如下的检查系统及检查用照明装置：当缺陷等的特征非常小或极小，因该特征仅产生少许的反射、散射的变化时，针对检查对象的拍摄范围的各点而言，无论该特征在哪里，也可使拍摄装置的观察立体角内的光量仅仅变化一定的量，进而可检测出该微小特征。解决问题的方案即，本专利技术是基于以下新想法得到的，使从检查用照明装置射出的检查光的照射立体角的大小、形状、倾斜程度等的情况均等，且能够调节这些物理量，由此即使检查对象的缺陷等很微小，因该缺陷等产生少许的反射或散射的变化量，也能够捕捉在拍摄装置的观察立体角内的光量的变化，从而能得到将该变化作为明暗信息的图像。进一步具体而言，本专利技术的检查用照明装置是对检查对象照射检查光的检查用照明装置，其特征在于，所述检查用照明装置适用于检查系统，所述检查系统包括拍摄被所述检查对象反射或透射或散射的光的拍摄装置，所述检查用照明装置具备：面光源，射出检查光；透镜，设置在所述面光源和所述检查对象之间，将由所述面光源发射的光作为对所述检查对象照射的检查光，形成对所述检查对象的照射立体角；以及第一遮光罩，位于所述面光源和所述透镜之间，设置在以所述透镜的焦点位置为中心的前后位置，遮光形成照射到所述检查对象的各点的检查光的照射立体角。相对于在用所述拍摄装置拍摄来自所述检查对象的光时形成的、针对所述检查对象的各点的观察立体角，能够设定照射立体角的形状或大小、倾斜度，以使各点的明暗得到所需的变化。此外，其特征在于，所述检查用照明装置还具备第二遮光罩，所述第二遮光罩位于所述第一遮光罩和所述面光源之间，且位于由所述透镜对所述检查对象成像的附近的位置。利用所述第二遮光罩，可任意生成对所述检查对象的检查光的照射区域或照射形状、照射图案。如果是这种检查系统以及检查用照明装置，通过所述透镜和所述第一遮光罩，可遮光形成大致均等的、向所述检查对象的各点照射的检查光的照射立体角，并且通过所述透镜和所述第二遮光罩，可向所述检查对象仅需要的部分照射检查光，在该检查光的照射区域形成任意形状。换而言之，例如使用通常的面光源等的照明装置时，对所述检查对象的各点的照射立体角的形状、倾斜程度，由所述检查对象的各点和所述照明装置的光源面的形状的关系分别确定，因此难以得到均等的检查光，但本专利技术能够将对所述检查对象的各点的照射立体角的形状、倾斜调整得大致均等，而且能够仅向需要的区域照射检查光，从而防止从所述检查对象发出的杂散光。进一步，当因所述检查对象的微小缺陷等，反射光或透射光或散射光的强度、方向仅发生少许的变化时，为了使该变化部分导致的所述拍摄装置的观察立体角内的光量发生变化，可利用第一遮光罩，利用与所述拍摄装置的观察立体角的大小、形状以及角度的相对关系，正确设定向所述检查对象的各点照射的检查光的照射立体角的形状以及其角度，进而可容易检测出或者反之检测不出微小的缺陷等。并且，在检查对象的各点的照射立体角中，仅中央部变为暗部区域、仅周边部为明部区域等，可形成各种各样形式的照射立体角，使所述检查对象的反射光、透射光尽量不进入所述拍摄装置的观察立体角内，也能够仅拍摄散射光，可利用各种各样的检查对象、应检测出的各种各样的特征产生的光的变化所对应的照射立体角来照射检查光。根据本专利技术，向所述检查对象照射具有大致均等的照射立体角的检查光时，关于缺陷等导致的其反射方向或透射方向变化时产生的所述反射光或透射光的立体角的变化，即使仅产生少许变化，也要能捕捉到该变化。为了做到这一点，相对该立体角的变化，所述观察立体角内的光量变化变为最大，相对其他的变化则变为最小。通过相对其形状、角度以及大小来调整所述检查光的照射立体角和所述拍摄装置的观察立体角的相对关系，可仅选择性捕捉该变化。因此，如此捕捉由微小缺陷等导致的一点点光的变化，对该检查光的照射立体角的形状、角度以及大小相对所述检查对象面的各点不同的现有的照明装置来说比较困难，但在根据本专利技术的照明装置中能够捕捉到。照射所述检查对象的各点的检查光的照射立体角的大小控制为大致均等，并且可将所述第一遮光罩配置在以所述透镜的焦点位置为中心的前后位置，以便能够相对光轴中心来调节照射立体角的倾斜分布。即，使所述第一遮光罩的开口部变化，能够将所述检查对象的各点的照射立体角设定为所期望的形状和大小。此外，如果将所述第一遮光罩配置在所述透镜的焦点位置上，则所述检查光的照射立体角的光轴与所有的所述检查光的光轴平行，如果配置在比所述透镜的焦点位置往透镜一侧的话，则所述检查光扩散，如果配置在比所述透镜的焦点位置往外侧，则所述检查光汇集，可分别使所述检查光的照射立体角倾斜。这样通过改变所述第一遮光罩的配置和其开口部，可对直接影响所述检查对象发出的发射光和透射光的立体角的所述检查光的照射立体角进行各种各样的调节，可将检查对象和观察从检查对象发出的发射光或透射光或散射光的所述拍摄装置的观察立体角的相对关系设定为合适的形式，以得到所期望的明暗信息。据此，使用根据本专利技术的检查用照明装置及所述检查用照明装置，在由拍摄所述检查对象的反射或透射或散射光的拍摄装置构成的检查系统中，能得到所期望的明暗信息取决于，由于所述检查对象的各点的明暗由所述检查对象的各点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检查用照明装置，对检查对象照射检查光，其特征在于，所述检查用照明装置适用于检查系统，所述检查系统包括拍摄被所述检查对象反射或透射或散射的光的拍摄装置，所述检查用照明装置具备：面光源，射出检查光；透镜，设置在所述面光源和所述检查对象之间，将由所述面光源发射的光作为对所述检查对象照射的检查光，形成对所述检查对象的照射立体角；以及第一遮光罩，位于所述面光源和所述透镜之间，设置在以所述透镜的焦点位置为中心的前后位置，遮光形成照射到所述检查对象的各点的检查光的照射立体角，相对于在用所述拍摄装置拍摄来自所述检查对象的光时形成的、针对所述检查对象的各点的观察立体角，能够设定照射立体角的形状或大小、倾斜度，以使各点的明暗得到所需的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.23 JP 2015-0600491.一种检查用照明装置，对检查对象照射检查光，其特征在于，所述检查用照明装置适用于检查系统，所述检查系统包括拍摄被所述检查对象反射或透射或散射的光的拍摄装置，所述检查用照明装置具备：面光源，射出检查光；透镜，设置在所述面光源和所述检查对象之间，将由所述面光源发射的光作为对所述检查对象照射的检查光，形成对所述检查对象的照射立体角；以及第一遮光罩，位于所述面光源和所述透镜之间，设置在以所述透镜的焦点位置为中心的前后位置，遮光形成照射到所述检查对象的各点的检查光的照射立体角，相对于在用所述拍摄装置拍摄来自所述检查对象的光时形成的、针对所述检查对象的各点的观察立体角，能够设定照射立体角的形状或大小、倾斜度，以使各点的明暗得到所需的变化。2.根据权利要求1所述的检查用照明装置，其特征在于，所述检查用照明装置还具备第二遮光罩，所述第二遮光罩位于所述第一遮光罩和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：增村茂树，
申请(专利权)人：机械视觉照明有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP