JP2004020552A

JP2004020552A - Appearance inspection device

Info

Publication number: JP2004020552A
Application number: JP2002180597A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Sonoda; 園田　恒彦; Masayuki Sugiura; 杉浦　正之
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】検査対象のサイズの変化に合わせ、光学系の撮影倍率を簡単に変えることができ、それでいて安価である外観検査装置を提供する。
【解決手段】カメラ１０４を用いて検査対象Ｓを撮影し、撮影された画像に基づいて検査対象Ｓを検査する外観検査装置１００であって、カメラ１０４の撮影用光学系１１４がカメラ１０４のカメラボディに取り付けられたカメラ側光学系１１８と、撮影用光学系１１４が物体側にテレセントリックな光学系となるようにカメラ側光学系１１８の検査対象側に配置された対物光学系１２０とを含み、カメラ側光学系１１８が対物光学系１２０とは別個独立に交換可能である外観検査装置１００。カメラ側光学系１１８は、レンズ側マウント１２２を備えており、レンズ側マウントをカメラボディに備えられているボディ側マウントに装着することによりカメラボディに着脱可能に取り付けられる。
【選択図】　　　図１An object of the present invention is to provide an inexpensive visual inspection apparatus that can easily change the imaging magnification of an optical system according to a change in the size of an inspection object.
Kind Code: A1 An appearance inspection apparatus 100 for photographing an inspection target S using a camera 104 and inspecting the inspection target S based on the photographed image, wherein an imaging optical system 114 of the camera 104 is a camera of the camera 104. A camera-side optical system 118 attached to the body, and an objective optical system 120 disposed on the inspection target side of the camera-side optical system 118 such that the photographing optical system 114 is a telecentric optical system on the object side, An appearance inspection apparatus 100 in which a camera-side optical system 118 is replaceable independently of an objective optical system 120. The camera-side optical system 118 includes a lens-side mount 122, and is detachably attached to the camera body by attaching the lens-side mount to a body-side mount provided on the camera body.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、検査対象の外観を撮影し、撮影された画像を解析することにより、検査対象における傷等の有無を自動的に検査する外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、外観検査装置は物体側テレセントリック光学系を用いて検査対象の外観を撮影している。これは、物体側テレセントリック光学系を利用して検査対象を撮影すると、光学系から検査対象までの距離が変化しても、撮影される像の大きさが変わらないので検査対象表面にある傷等の寸法を正確に測定できること、また、撮影された像において深さ方向（奥行き方向）の変形が少ないので大きな凹凸を有する物の検査も行えることの理由による。
【０００３】
外観検査装置の検査対象には、例えば、携帯電話の液晶画面で利用される照明用導光板や、ＣＣＤカメラの撮影光学系で利用される光学ローパスフィルターがある。携帯電話やＣＣＤカメラのような製品はライフサイクルが短く、より液晶画面が大きな携帯電話、より撮影解像度の大きなＣＣＤカメラが次々開発、販売されるため、それらに用いられる導光板やローパスフィルターも短期間で変化し、そのサイズが次々と大型化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
検査対象のサイズが変化した場合、外観検査装置の撮影光学系を検査対象の全体を撮影できる適切な撮影倍率を有するものに、変えなければならない。しかし、次々と変わる検査対象のサイズの合わせ、その都度、適正な撮影倍率を有するテレセントリック光学系を設計し、外観検査装置に取り付けているのでは、多大の費用が必要となるという問題がある。
【０００５】
上記に対し、テレセントリック光学系に変倍機能をもたせることも考えられるが、この場合には、光学系内の複数のレンズを移動させるための複雑な機構を用意しなければならないので、やはり光学系が高価になり、結局、外観検査装置が高価になるという問題を解決することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、検査対象のサイズの変化に合わせ、光学系の撮影倍率を簡単に変えることができ、それでいて安価である外観検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様では、カメラを用いて検査対象を撮影し、撮影された画像に基づいて前記検査対象を検査する外観検査装置であって、カメラの撮影用光学系がカメラのカメラボディに取り付けられたカメラ側光学系と、撮影用光学系が物体側にテレセントリックな光学系となるようにカメラ側光学系の前記検査対象側に配置された対物光学系とを含み、カメラ側光学系と対物光学系の少なくとも一方が他方の光学系とは別個独立に当該外観検査装置から交換可能である外観検査装置が提供される。提供される外観検査装置では、カメラ側光学系または対物光学系を適当なものに交換することにより、検査対象のサイズに合わせて、撮影用光学系全体の例えば撮影倍率を変えることができる。
【０００８】
上記外観検査装置では、カメラ側光学系としては、例えば一眼レフカメラの交換レンズのように、レンズ側マウントを備えており、レンズ側マウントをカメラボディに備えられているボディ側マウントに装着することによりカメラボディに着脱可能に取り付けられるものを用いることが望ましい。特に、検査対象のきわめて細かい傷等を検出したい場合には、例えばマクロレンズのように撮影倍率が高いレンズをカメラ側光学系として用いることが好ましい。また、検査対象のサイズが種々に変わる場合には、撮影倍率を変えるための変倍機能を有するカメラ側光学系を採用することが望ましい。
一方、対物光学系としては、撮影用光学系を物体側にテレセントリックにするための所定の正のパワーを持つレンズであることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る外観検査装置について説明する。本実施形態の外観検査装置は、カメラを用いて検査対象を撮影し、撮影された画像に基づいて検査対象に傷、汚れ等があるか否かを検査する装置である。外観検査装置により検査される対象は、例えば携帯電話の液晶表示装置で用いられる導光板や、デジタルカメラの撮影光学系で用いられる光学ローパスフィルターである。これらの光学部品の外観検査では、２０μｍ程度の大きさの傷や汚れも不良要因として検出されなければならない。このような高い精度で対象を検査するためには、検査対象をなるべく高い倍率で撮影することが望まれる。
【００１０】
例えば、カメラが長さ３０ｍｍのＣＣＤラインセンサを備えており、検査対象の大きさが、３０×４０ｍｍであれば、撮影倍率が１．０倍の光学系で検査対象の全体を一度に撮影する。しかし、検査対象の大きさが５０×６０ｍｍとなると、撮影倍率が０．６倍の光学系を用いなければ被写体の全体を一度で撮影をすることはできない。このために本実施形態の外観検査装置は、ＣＣＤカメラの撮像光学系を変倍可能なものとし、一の外観検査装置で、種々のサイズの検査対象を検査できるようにしている。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置１００の構成を示す図である。
外観検査装置１００は、検査対象Ｓを照明する照明手段１０２、照明されている検査対象Ｓを撮影するカメラ１０４、カメラ１０４が取得した検査対象Ｓの画像を解析することで、検査対象Ｓに傷等があるか否かを判定する処理部１０６を有している。
【００１２】
処理部１０６は、カメラ１０４が出力する画像を解析するコンピュータ１０８と、そのコンピュータ１０８の解析結果を出力するモニター１１０等の出力装置を有している。コンピュータ１０８は、カメラ１０４から、検査対象Ｓの２５６階調モノクロ画像を取得し、得られたモノクロ画像における明暗に基づいて撮影された検査対象Ｓに傷等があるか否かを判定する。判定結果は、モニター１１０に表示される。
【００１３】
カメラ１０４の撮影光学系１１４は、カメラボディ１１６に取り付けられたカメラ側光学系１１８と、カメラ側光学系１１８の被写体側に配置された対物光学系１２０とを有する。対物光学系１２０は、撮影光学系１１４が全体として物体側にテレセントリックな光学系となるように備えられた光学系である。カメラ側光学系１１８は、レンズ側マウント１２２を備えており、そのレンズ側マウント１２２をカメラボディ１１６に備えられているボディ側マウント（不図示）に装着することによりカメラボディ１１６に取り付けられている。したがって、カメラ側光学系１１８は対物光学系１２０とは別個独立に外観検査装置１００から取り外し、交換することができる。
【００１４】
カメラ側光学系１１８としては、いわゆる一眼レフカメラの交換レンズを利用することができる。そこで、本実施形態では、カメラ側光学系１１８として変倍機能を有する一眼レフカメラ用のマクロレンズを用いている。一方、対物光学系１２０は、使用されるマクロレンズに合わせて設計された正のパワーを有する対物レンズ１２０を用いている。対物レンズ１２０については後述する。
【００１５】
検査対象Ｓは、ベース１３０上に取り付けられた移動ステージ１３２の支持台に載せられている。移動ステージ１３２は、ステージコントローラ１３６からの制御信号に基づいて紙面左右方向に支持台１３４を直進移動させる。この結果、支持台１３４に保持されている検査対象Ｓは、撮影光学系１１４の光軸Ａに直交するように搬送され、カメラ１０４の撮影領域を横切る。
【００１６】
カメラ１０４は、撮像素子としてＣＣＤラインセンサ１４０を備えている。ラインセンサ１４０は、移動ステージ１３２が検査対象Ｓを搬送する方向にその長手方向軸が直交するよう配置されている。したがって、移動ステージ１３２による検査対象Ｓの搬送に同期してカメラ１０４を動作させると、検査対象Ｓの表面が一方の端部から他方の端部までカメラ１０４の撮影領域により走査され、結果として、検査対象Ｓの全面がカメラ１０４により撮影される。
【００１７】
照明手段１０２は、照明用電源１５０と、その電源から電力供給を受けて発光する光源１５２とを有する。光源１５２としては、例えばＬＥＤやハロゲンランプを用いることができる。照明手段１０２は、さらに、光源１５２から照射された照明光の光束径を絞る空間フィルター１５４と、照明光を対物レンズ１２０へ向けて反射するハーフミラー１５６を備えている。光源１５２で発生した照明光は、空間フィルター１５４を通過し、そこで光束径を絞られた後に発散光となってハーフミラー１５６へ向かう。ハーフミラー１５６は、撮影光学系１１４の光軸Ａ上に配置されており、照明光を、その主光線が撮影光学系１１４の光軸Ａに沿って対物レンズ１２０へ向かうように反射する。
【００１８】
ところで、前述したように本実施形態ではカメラ側光学系１１８として変倍が可能なマクロレンズを利用している。マクロレンズ１１８は、内部に開口絞り１６０を備えているが、この開口絞り１６０は、マクロレンズ１１８の倍率を例えば０．４倍、０．５倍、０．６倍と変化させた場合に、光軸Ａ方向に位置を変える。
【００１９】
カメラ１０４の撮影光学系１１４が物体側にテレセントリックな光学系となるためには、対物レンズ１２０の焦点位置近傍にマクロレンズ１１８の開口絞り１６０が位置しなければならないが、これを実現するためには、マクロレンズ１１８の倍率を変える度にマクロレンズ（カメラ側光学系）１１８と対物レンズ１２０との間の距離を調整しなければならない。そこで、本実施形態ではカメラ１０４（およびマウントを介してカメラ１０４に装着されているマクロレンズ１１８）を光軸Ａに沿って移動可能に支持するカメラ側支持手段１６２を外観検査装置１００に備えている。
【００２０】
本実施形態の場合、カメラ側支持手段１６２は、撮影光学系１１４の光軸Ａと平行となるようにベース１３０に固定された支柱１６４と、カメラ１０４を支持しながら支柱１６４に沿って上下移動できるカメラ用スライダー１６６とを備えている。支柱１６４には不図示のピンを挿入できる孔１６８が複数設けられている。同様にカメラ用スライダー１６６にも上記ピンを通すことができる孔１７０が設けられている。カメラ用スライダー１６６に設けられている孔１７０が、支柱１６４に設けられている孔１６８と重なる位置にカメラ用スライダー１６６を移動させ、両者の孔にピンを差し込むことにより、カメラ用スライダー１６６は支柱１６４に不動に固定される。カメラ用スライダー１６６を固定する位置は、ピンを差し込む支柱１６４の孔を変えることにより変えることができる。これにより、対物レンズからカメラ側光学系１１８までの距離を段階的に変えることが可能である。
【００２１】
本実施形態の場合、支柱１６４には３つの孔が設けられている。３つの孔は、それぞれ、マクロレンズ１１８の撮影倍率が０．４倍、０．５倍、および０．６倍に設定されたときに、開口絞り１６０が対物レンズ１２０の焦点位置近傍に位置するようマクロレンズ１１８を固定できる場所に設けられている。これにより、マクロレンズ１１８は、対物レンズ１２０の焦点位置近傍に開口絞り１６０が配置される場所にのみ固定されるようになる。
【００２２】
なお、支柱１６４又はその近傍に、支柱１６４に設けられた各孔１７８がマクロレンズ１１８が何れの倍率に設定されているときに使用されるべきかを示す指標を設けておいてもよい。このような指標を設けると、マクロレンズ１１８が、その撮影倍率に合った位置に配置されているか否かを装置の使用者が直ちに確認できるので便利である。
【００２３】
ベース１３０には、上記したカメラ側支持手段１６２の他に、図中点線で模式的に表されている対物側支持手段１８０も取り付けられている。対物側支持手段１８０は、ハーフミラー１５６と対物レンズ１２０を移動ステージ１３２から一定の距離に支持している。したがって、検査対象Ｓが移動ステージ１３２により搬送されて撮影光学系１１４の光軸Ａを通過するときの対物レンズ１２０から検査対象Ｓまでの距離は常に一定に保たれる。
【００２４】
対物側支持手段１８０には、空間フィルター１５４の位置を調整するための位置調整手段１８２も取り付けられている。本実施形態の場合、この位置調整手段１８２はレール１８４と、光源１５２および空間フィルター１５４を一体に支持しながらそのレール１８４上をスライドする光源用スライダー１８６とから構成されている。光源用スライダー１８６をレール１８４に沿って移動させることにより、空間フィルター１５４から対物レンズ１２０までの照明光の光路長を変えることができる。
【００２５】
本実施形態では光源用スライダー１８６をレール１８４に沿って移動させることで、対物レンズ１２０の焦点位置近傍に空間フィルター１５４を配置させる。この結果、空間フィルター１５４が対物レンズ１２０に関し開口絞り１６０と光学的に等価な位置に配置され、撮影光学系１１４の開口絞り１６０（本実施形態の場合にはマクロレンズ１１８の開口絞り１６０）から光源１５２の光束が射出している状態と等価な状態が実現される。
【００２６】
図２に、図１の外観検査装置１００において照明光が進む光路を概略的に示した。光源１５２から射出された照明光は、空間フィルター１５４により光束径を絞られた後、ハーフミラー１５６において対物レンズ１２０へ向けて反射される。ハーフミラー１５６は、照明光の主光線が撮影光学系１１４の光軸Ａに一致するように照明光を反射する。
【００２７】
前述したように、本実施形態では、ほぼ対物レンズ１２０の焦点位置に空間フィルター１５４を配置しているので、空間フィルター１５４から射出された発散光は、対物レンズ１２０により光軸Ａに平行な光に変換され、検査対象Ｓの表面にほぼ垂直に入射する。検査対象Ｓにおいて正反射した光Ｌ１は、光軸Ａに平行な状態で再度対物レンズに入射する。対物レンズ１２０を通過後、反射光Ｌ１の一部は、さらにハーフミラー１５６を通過し、マクロレンズ１１８によりＣＣＤラインセンサ１４０上に結像される。
【００２８】
一方、検査対象Ｓの表面に傷、ゴミなどがある場合、そこに入射した照明光は乱反射し（図中、Ｌ２参照）、光軸Ａに非平行な状態で対物レンズ１２０へ入射する。このような乱反射光は、対物レンズ１２０の焦点位置に集光しないので、マクロレンズ１１８の開口絞り１６０によって遮断され、ＣＣＤラインセンサ１４０上に結像することがない。このために、カメラ１０４により撮影された検査対象Ｓの画像では、傷等がある部分が、傷等がない部分よりも輝度が低くなる。したがって、前述した処理部１０６では、撮影された画像の中に輝度の低い部分があるか否かを調べることで、検査対象Ｓに傷等があるか否かを判定することができる。
【００２９】
このように、本実施形態の外観検査装置１００では、撮影された画像における照明光を正反射している領域と、照明光を乱反射している領域との輝度差（以下、単に「輝度差」という）に基づいて検査対象Ｓに傷があるか否かを検出するが、その画像の輝度差は、マクロレンズ１１８の開口絞り１６０の口径Ｄ１と、空間フィルターから射出される照明光の光束径Ｄ２との関係により影響される。
【００３０】
検査対象Ｓにおいて照明光を正反射をしている領域の輝度は、開口絞り１６０の口径Ｄ１を小さくするに従い低くなる。このため、開口絞り１６０の口径Ｄ１を小さく設定しすぎると、撮影された画像における輝度差が小さくなり、検査対象Ｓにおける傷等の有無の判定が困難になる。いま、撮影光学系１１４が収差のないの理想的な光学系であるとすると、開口絞り１６０の口径Ｄ１が空間フィルター射出時の照明光の光束径Ｄ２と同じであれば、検査対象Ｓにおいて正反射し、その結果光軸Ａに平行に対物レンズ１２０に入射した照明光はすべて開口絞り１６０を通過し、ＣＣＤラインセンサ１４０上に結像する。このため、撮影された検査対象Ｓの画像において、輝度差が大きくになり、処理部１０６による検査対象Ｓの傷等の検出が容易になる。
【００３１】
しかし、現実の光学系には必ず収差が存在し、検査対象Ｓにおいて正反射した照明光の全てが対物レンズ１２０の焦点位置に収束するわけではない。このため、開口絞り１６０の口径Ｄ１を空間フィルターの照明光の光束径Ｄ２と等しく設定していると、正反射した照明光の一部が開口絞り１６０で遮られ、ＣＣＤラインセンサ１４０に結像しなくなる。結果として、撮影された検査対象Ｓの画像において輝度差が小さくなり、処理部１０６による傷等の検出が困難になる。
【００３２】
上記問題を解決するためには、開口絞り１６０の口径Ｄ１を照明光の光束径Ｄ２よりも大きく設定し、検査対象Ｓで正反射した照明光のうち光学系の収差により対物レンズ１２０の焦点位置に収束されなかった照明光をもＣＣＤラインセンサ１４０に結像するようにすればよい。しかし、開口絞り１６０の口径Ｄ１をあまりに大きく設定すると、今度は、検査対象Ｓにおいて乱反射した照明光も開口絞り１６０を通過するようになり、開口絞り１６０により正反射成分と乱反射成分とを適切に分離することができなくなる。この場合には撮影された画像に乱反射した照明光によるノイズが加わるので、やはり処理部１０６による傷等の検出が困難になる。
【００３３】
そこで、本実施形態では、光学系の収差の影響を考慮し、検査対象Ｓで正反射された照明光を効率よくＣＣＤラインセンサ１４０に結像させる一方で、検査対象Ｓで乱反射された照明光の撮影画像に対する影響をなるべく抑制するように、開口絞り１６０の口径Ｄ１と、空間フィルター射出時の光束光の射出径Ｄ２との間でＤ２≦Ｄ１≦１．５×Ｄ２の関係が満たされるよう開口絞り１６０の口径と空間フィルター１５４の形態を設定した。
【００３４】
次に、図１に示した外観検査装置１００で用いた撮影光学系１１４の具体例について説明する。
【実施例１】
図３は、実施例１の撮影光学系１１４のレンズ構成を示す図である。図３には、対物レンズ１２０として正のパワーを有する１枚の球面レンズがマクロレンズ１１８を構成するレンズ群の前に配置されている。マクロレンズ１１８としては、例えば特開平１−２１４８１２号公報に開示された光学系を用いることができる。
表１に、実施例１の撮影光学系１１４の具体的な数値構成を示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
なお、本明細書において、ＦＥは実効Ｆナンバー、ｆは焦点距離、ｍは横倍率、ｆｂはバックフォーカスである。また、ｒはレンズ面の近軸曲率半径、ｄは面間隔、ｎ（０．６３４）は使用光源の波長（６３４ｎｍ）に対する屈折率、ν_ｄはアッベ数、さらにｎ_ｄはｄ線に対する屈折率である。
なお、実施例１において、マクロレンズ１１８の開口絞りの口径Ｄ１と、空間フィルターから射出される照明光の光束径Ｄ２とは、ともに１０．８ｍｍである。
【００３７】
【実施例２】
ところで、上記のように対物レンズ１２０として球面レンズを使用しても、撮影光学系１１４を対物側にテレセントリックな光学系にすることは可能であるが、撮影光学系１１４の像性能をも良好にするには、対物光学系１２０として非球面レンズを採用することが望ましい。実施例２では、対物レンズ１２０として非球面レンズを採用している。実施例２の具体的数値構成は表２に、レンズ図は図４に示される。なお、利用される非球面レンズでは、第１面が式１で定義される回転対称な非球面となっている。
【式１】

ただし、ｘ（ｙ）は、光軸Ａからの距離ｙにおける接平面からのサグ量であり、ｃは曲率１／ｒである。また、係数ＡＭ２およびＡＭ４はそれぞれ、−４．１８^−８及び−１．８７^−１１である。
【００３８】
【表２】

【００３９】
図５は、表２に示した撮影光学系１１４における横収差図である。図５（ａ）は、ラインセンサ１４０の中心（光軸Ａ上の位置）における横収差を、また、図５（ｂ）は、ラインセンサ１４０の端部における横収差の特性をそれぞれ示している。図５に見られるように、対物レンズ１２０として上記の非球面レンズを利用することにより、撮影光学系１１４の収差を像高の高い位置まで良好に抑えることが可能となる。
【００４０】
【実施例３】
前述したように、本実施形態の外観検査装置１００では、検査対象Ｓのサイズに合わせてマクロレンズ１１８の撮影倍率を適宜変えることができる。マクロレンズ１１８の撮影倍率を変えた場合、検査対象Ｓにおいて反射した光束がマクロレンズ１１８を通る位置が変化する。このような光束通過位置の変化は、撮影される画像に影響を及ぼすので、対物レンズ１２０を設計する場合には、そのような光束通過位置の変化をも考慮しなければならない。
【００４１】
また、本実施形態では一定方向に搬送されている検査対象Ｓをラインセンサ１４０を用いて撮影するので、上記のような光束通過位置の変化による影響は、検査対象Ｓが走査される方向より、ラインセンサ１４０に平行な方向により強く現れる。このために、ラインセンサ１４０に平行な方向と、それに直交する方向（検査対象Ｓが搬送される方向）とで対物レンズ１２０の最適な形状は異なってくる。よって、マクロレンズ１１８における倍率変更に伴う光束通過位置の変化をも考慮して対物レンズ１２０を設計すると、その対物レンズ１２０はメリジオナル面とサジタルメントで非球面係数が異なるアナモフィック非球面レンズとなる。ここで、メリジオナル面はラインセンサ１４０に平行な面であり、サジタル面は検査対象Ｓが搬送される方向に平行な面である。
【００４２】
表３に、対物レンズ１２０としてアナモフィック非球面レンズを採用し、マクロレンズ１１８を変倍することにより撮影光学系の倍率を変えた場合における撮影光学系１１４の具体的な数値構成を示した。採用したアナモフィックレンズでは、第１面が式２ａおよび２ｂで定義されるアナモフィック非球面となっている。
【式２】

ただし、式２ａはメリジオナル面におけるレンズの形状を表しており、式２ｂはサジタル面におけるレンズの形状を表している。Ｒ_Ｚ０はサジタル断面の近軸での曲率半径であり、係数ＡＭ_２、ＡＭ_４及びＡＳ_２はそれぞれ−２．３３^−７、−５．９６^−１１及び−６．３１^−７である。
【００４３】
【表３】

【００４４】
図６は、上記アナモフィック非球面レンズを採用した撮影光学系１１４における横収差図であり、撮影光学系１１４の撮影倍率０．４倍、０．５倍、および０．６倍の各々に設定された場合における、ラインセンサ１４０の中心での横収差と、ラインセンサ１４０の端部での横収差の特性をそれぞれ示している。図６より、アナモフィック非球面レンズを採用することにより、撮影倍率が変えられた場合でも、撮影光学系１１４が収差を良く抑えられることが分かる。
【００４５】
【実施例４】
図７は、実施例４の撮影光学系１１４のレンズ構成を示す図である。図７では、対物光学系１２０として互いに貼り合わせられた２枚のレンズが用いられている。マクロレンズ１１８は、図３に示したものと同じ構成のものが利用されている。
【００４６】
表４に、図７に示す撮影光学系１１４の具体的な数値構成を示した。
【表４】

【００４７】
このように、対物レンズ１２０として２枚のレンズを貼り合わせたレンズを利用しても、物体側におけるテレセントリック性が良好な撮影光学系１１４を得ることができる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、検査対象のサイズの変化に合わせ、光学系の撮影倍率を簡単に変えることができ、それでいて安価である外観検査装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る外観検査装置の構成を示す図である。
【図２】図１の外観検査装置において照明光が進む経路を概略的に示す図である。
【図３】図１の外観検査装置で用いることができる撮影光学系のレンズ構成の一例を示す図である。
【図４】図１の外観検査装置で用いることができる撮影光学系のレンズ構成の他の例を示す図である。
【図５】表２に示した撮影光学系における横収差図である。
【図６】対物レンズとしてアナモフィック非球面レンズを採用した場合の図３に示した撮影光学系における横収差図である。
【図７】図１の外観検査装置で用いることができる撮影光学系のレンズ構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１００　外観検査装置
１０２　照明手段
１０４　カメラ
１１４　撮影光学系
１１８　カメラ側光学系
１２２　レンズ側マウント
１２０　対物光学系
１３２　移動ステージ
１４０　ＣＣＤラインセンサ
１５２　光源
１５４　空間フィルター
１５６　ハーフミラー
１６０　開口絞り
１６２　カメラ側支持手段
１８０　対物側支持手段
Ａ　撮影光学系の光軸
Ｓ　検査対象[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a visual inspection apparatus that automatically inspects an inspection object for the presence or absence of a flaw or the like by photographing the appearance of the inspection object and analyzing the photographed image.
[0002]
[Prior art]
In general, an appearance inspection apparatus photographs the appearance of an inspection object using an object-side telecentric optical system. This is because when the object to be inspected is photographed using the object-side telecentric optical system, the size of the image to be photographed does not change even if the distance from the optical system to the object to be inspected changes. The reason for this is that the dimensions can be measured accurately, and that an object having a large unevenness can be inspected because deformation of the photographed image in the depth direction (depth direction) is small.
[0003]
The inspection target of the appearance inspection device includes, for example, a light guide plate for illumination used in a liquid crystal screen of a mobile phone, and an optical low-pass filter used in a photographing optical system of a CCD camera. Products such as mobile phones and CCD cameras have short life cycles, and mobile phones with larger LCD screens and CCD cameras with higher shooting resolutions are being developed and sold one after another, so the light guide plates and low-pass filters used for them are short-term. And its size is increasing one after another.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the size of the inspection object changes, the photographing optical system of the appearance inspection device must be changed to one having an appropriate photographing magnification capable of photographing the entire inspection object. However, there is a problem that a great deal of expense is required if the size of the object to be inspected is changed one after another, and a telecentric optical system having an appropriate photographing magnification is designed and attached to the visual inspection device each time.
[0005]
On the other hand, it is conceivable to provide a telecentric optical system with a variable magnification function. In this case, however, a complicated mechanism for moving a plurality of lenses in the optical system must be prepared. However, the problem that the appearance inspection apparatus becomes expensive cannot be solved.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive appearance inspection apparatus that can easily change the imaging magnification of an optical system in accordance with a change in the size of an inspection object.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to one embodiment of the present invention, there is provided a visual inspection apparatus for photographing an object to be inspected using a camera, and inspecting the object to be inspected based on the photographed image, wherein a photographing optical system of the camera is attached to a camera body of the camera. A camera-side optical system, and an objective optical system disposed on the inspection target side of the camera-side optical system such that the photographing optical system is a telecentric optical system on the object side. An appearance inspection device is provided in which at least one of the optical systems is replaceable from the appearance inspection device independently of the other optical system. In the provided visual inspection apparatus, for example, the photographing magnification of the entire photographing optical system can be changed in accordance with the size of the inspection object by replacing the camera-side optical system or the objective optical system with an appropriate one.
[0008]
In the appearance inspection apparatus, the camera-side optical system includes a lens-side mount, such as an interchangeable lens of a single-lens reflex camera, and the lens-side mount is mounted on a body-side mount provided on a camera body. It is desirable to use one that is detachably attached to the camera body. In particular, when it is desired to detect a very small flaw or the like of the inspection object, it is preferable to use a lens having a high photographing magnification, such as a macro lens, as the camera side optical system. When the size of the inspection target changes variously, it is desirable to employ a camera-side optical system having a zooming function for changing the photographing magnification.
On the other hand, it is desirable that the objective optical system be a lens having a predetermined positive power for making the photographing optical system telecentric toward the object side.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a visual inspection device according to an embodiment of the present invention will be described. The visual inspection device according to the present embodiment is a device that photographs an inspection target using a camera and inspects the inspection target for any scratches, dirt, or the like based on the captured image. The objects to be inspected by the visual inspection device are, for example, a light guide plate used in a liquid crystal display device of a mobile phone and an optical low-pass filter used in a photographing optical system of a digital camera. In the visual inspection of these optical components, scratches and dirt having a size of about 20 μm must also be detected as defective factors. In order to inspect an object with such high accuracy, it is desired to photograph the inspection object with as high a magnification as possible.
[0010]
For example, if the camera is provided with a CCD line sensor having a length of 30 mm and the size of the inspection target is 30 × 40 mm, the entirety of the inspection target is photographed at once by an optical system having a photographing magnification of 1.0 ×. . However, if the size of the inspection target is 50 × 60 mm, the entire subject cannot be photographed at once unless an optical system with a photographing magnification of 0.6 is used. For this reason, the visual inspection apparatus of the present embodiment is configured so that the imaging optical system of the CCD camera can be changed in magnification, and one visual inspection apparatus can inspect inspection objects of various sizes.
[0011]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a visual inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
The visual inspection apparatus 100 illuminates the inspection target S, the camera 104 that captures the illuminated inspection target S, and analyzes the image of the inspection target S acquired by the camera 104 to thereby damage the inspection target S. And a processing unit 106 that determines whether or not there is any such information.
[0012]
The processing unit 106 includes a computer 108 for analyzing an image output from the camera 104, and an output device such as a monitor 110 for outputting an analysis result of the computer 108. The computer 108 acquires a 256-tone monochrome image of the inspection target S from the camera 104, and determines whether or not the inspection target S photographed based on the brightness of the obtained monochrome image has a flaw or the like. The judgment result is displayed on the monitor 110.
[0013]
The photographing optical system 114 of the camera 104 has a camera-side optical system 118 attached to a camera body 116, and an objective optical system 120 arranged on the subject side of the camera-side optical system 118. The objective optical system 120 is an optical system provided so that the photographing optical system 114 becomes a telecentric optical system on the object side as a whole. The camera-side optical system 118 includes a lens-side mount 122, and is attached to the camera body 116 by mounting the lens-side mount 122 on a body-side mount (not shown) provided on the camera body 116. . Therefore, the camera-side optical system 118 can be detached from the appearance inspection apparatus 100 independently of the objective optical system 120 and can be replaced.
[0014]
As the camera-side optical system 118, an interchangeable lens of a so-called single-lens reflex camera can be used. Therefore, in the present embodiment, a macro lens for a single-lens reflex camera having a zooming function is used as the camera-side optical system 118. On the other hand, as the objective optical system 120, an objective lens 120 having a positive power designed according to a macro lens to be used is used. The objective lens 120 will be described later.
[0015]
The inspection target S is placed on a support of a moving stage 132 mounted on a base 130. The moving stage 132 moves the support base 134 in the horizontal direction on the paper based on a control signal from the stage controller 136. As a result, the inspection target S held by the support table 134 is transported so as to be orthogonal to the optical axis A of the imaging optical system 114, and crosses the imaging area of the camera 104.
[0016]
The camera 104 includes a CCD line sensor 140 as an image sensor. The line sensor 140 is arranged so that its longitudinal axis is orthogonal to the direction in which the moving stage 132 conveys the inspection target S. Therefore, when the camera 104 is operated in synchronization with the transport of the inspection target S by the moving stage 132, the surface of the inspection target S is scanned from one end to the other end by the imaging region of the camera 104, and as a result, The entire surface of the inspection target S is photographed by the camera 104.
[0017]
The lighting means 102 includes a lighting power supply 150 and a light source 152 that emits light by receiving power supply from the power supply. As the light source 152, for example, an LED or a halogen lamp can be used. The illumination unit 102 further includes a spatial filter 154 that narrows the light beam diameter of the illumination light emitted from the light source 152, and a half mirror 156 that reflects the illumination light toward the objective lens 120. The illumination light generated by the light source 152 passes through the spatial filter 154, where the light beam diameter is reduced, and then becomes divergent light toward the half mirror 156. The half mirror 156 is arranged on the optical axis A of the imaging optical system 114, and reflects the illumination light so that the principal ray of the illumination light travels along the optical axis A of the imaging optical system 114 toward the objective lens 120.
[0018]
As described above, in the present embodiment, a macro lens capable of zooming is used as the camera-side optical system 118. The macro lens 118 has an aperture stop 160 inside. When the magnification of the macro lens 118 is changed to, for example, 0.4 times, 0.5 times, and 0.6 times, The position is changed in the direction of the optical axis A.
[0019]
In order for the photographing optical system 114 of the camera 104 to be a telecentric optical system on the object side, the aperture stop 160 of the macro lens 118 must be located near the focal position of the objective lens 120. Requires that the distance between the macro lens (camera-side optical system) 118 and the objective lens 120 be adjusted each time the magnification of the macro lens 118 is changed. Therefore, in the present embodiment, the visual inspection apparatus 100 includes the camera-side support means 162 that supports the camera 104 (and the macro lens 118 mounted on the camera 104 via the mount) so as to be movable along the optical axis A. I have.
[0020]
In the case of the present embodiment, the camera-side support means 162 moves up and down along the support 164 while supporting the camera 104, and the support 164 fixed to the base 130 so as to be parallel to the optical axis A of the imaging optical system 114. And a camera slider 166. The support 164 has a plurality of holes 168 into which pins (not shown) can be inserted. Similarly, the camera slider 166 is provided with a hole 170 through which the pin can pass. By moving the camera slider 166 to a position where the hole 170 provided in the camera slider 166 overlaps the hole 168 provided in the column 164, and inserting pins into both holes, the camera slider 166 is 164 is fixed immovably. The position where the camera slider 166 is fixed can be changed by changing the hole of the column 164 into which the pin is inserted. Thus, the distance from the objective lens to the camera-side optical system 118 can be changed stepwise.
[0021]
In the case of the present embodiment, the support 164 is provided with three holes. The aperture stop 160 is located near the focal point of the objective lens 120 when the shooting magnification of the macro lens 118 is set to 0.4, 0.5, and 0.6, respectively. It is provided at a place where the macro lens 118 can be fixed. Thus, the macro lens 118 is fixed only at a position where the aperture stop 160 is disposed near the focal position of the objective lens 120.
[0022]
In addition, an index indicating which magnification the macro lens 118 should use when each of the holes 178 provided in the support 164 may be provided at or near the support 164. Providing such an index is convenient because the user of the apparatus can immediately confirm whether or not the macro lens 118 is arranged at a position suitable for the photographing magnification.
[0023]
In addition to the above-described camera-side support means 162, an object-side support means 180 schematically indicated by a dotted line in the figure is also attached to the base 130. The objective-side support means 180 supports the half mirror 156 and the objective lens 120 at a fixed distance from the moving stage 132. Therefore, the distance from the objective lens 120 to the inspection target S when the inspection target S is conveyed by the moving stage 132 and passes through the optical axis A of the imaging optical system 114 is always kept constant.
[0024]
A position adjusting unit 182 for adjusting the position of the spatial filter 154 is also attached to the object side supporting unit 180. In the case of the present embodiment, the position adjusting means 182 comprises a rail 184 and a light source slider 186 that slides on the rail 184 while supporting the light source 152 and the spatial filter 154 integrally. By moving the light source slider 186 along the rail 184, the optical path length of the illumination light from the spatial filter 154 to the objective lens 120 can be changed.
[0025]
In the present embodiment, the spatial filter 154 is arranged near the focal position of the objective lens 120 by moving the light source slider 186 along the rail 184. As a result, the spatial filter 154 is disposed at a position optically equivalent to the aperture stop 160 with respect to the objective lens 120, and is moved from the aperture stop 160 of the imaging optical system 114 (in this embodiment, the aperture stop 160 of the macro lens 118). A state equivalent to a state where the light beam of the light source 152 is emitted is realized.
[0026]
FIG. 2 schematically shows an optical path through which the illumination light travels in the appearance inspection apparatus 100 of FIG. The illumination light emitted from the light source 152 is reflected by the half mirror 156 toward the objective lens 120 after the light beam diameter is reduced by the spatial filter 154. The half mirror 156 reflects the illumination light such that the principal ray of the illumination light coincides with the optical axis A of the imaging optical system 114.
[0027]
As described above, in the present embodiment, since the spatial filter 154 is disposed almost at the focal position of the objective lens 120, the divergent light emitted from the spatial filter 154 is emitted by the objective lens 120 in parallel with the optical axis A. And is incident on the surface of the inspection target S almost perpendicularly. The light L1 specularly reflected on the inspection target S is incident on the objective lens again in a state parallel to the optical axis A. After passing through the objective lens 120, a part of the reflected light L1 further passes through the half mirror 156 and is imaged on the CCD line sensor 140 by the macro lens 118.
[0028]
On the other hand, when the surface of the inspection target S has a flaw, dust, or the like, the illumination light incident thereon is irregularly reflected (see L2 in the drawing), and enters the objective lens 120 in a state non-parallel to the optical axis A. Since such irregularly reflected light does not converge at the focal position of the objective lens 120, it is blocked by the aperture stop 160 of the macro lens 118, and does not form an image on the CCD line sensor 140. For this reason, in the image of the inspection target S photographed by the camera 104, a portion having a flaw or the like has lower luminance than a portion having no flaw or the like. Therefore, the above-described processing unit 106 can determine whether or not the inspection target S has a flaw or the like by checking whether or not there is a low luminance portion in the captured image.
[0029]
As described above, in the appearance inspection apparatus 100 of the present embodiment, the luminance difference between the area of the captured image that regularly reflects the illumination light and the area that irregularly reflects the illumination light (hereinafter, simply referred to as “luminance difference”) It is detected whether the inspection target S has a flaw or not, and the brightness difference of the image is determined by the diameter D1 of the aperture stop 160 of the macro lens 118 and the beam diameter of the illumination light emitted from the spatial filter. It is affected by the relationship with D2.
[0030]
The brightness of the area of the inspection target S that regularly reflects the illumination light decreases as the aperture D1 of the aperture stop 160 decreases. For this reason, if the aperture D1 of the aperture stop 160 is set too small, the luminance difference in the captured image becomes small, and it becomes difficult to determine the presence or absence of a flaw or the like in the inspection target S. Now, assuming that the photographing optical system 114 is an ideal optical system having no aberration, if the aperture D1 of the aperture stop 160 is the same as the luminous flux diameter D2 of the illuminating light at the time of exiting the spatial filter, the inspection target S is positive. All the illumination light that has been reflected and incident on the objective lens 120 parallel to the optical axis A passes through the aperture stop 160 and forms an image on the CCD line sensor 140. For this reason, in the captured image of the inspection target S, the luminance difference becomes large, and it becomes easy for the processing unit 106 to detect a scratch or the like of the inspection target S.
[0031]
However, an actual optical system always has an aberration, and not all the illumination light regularly reflected on the inspection target S converges on the focal position of the objective lens 120. Therefore, if the aperture D1 of the aperture stop 160 is set to be equal to the light beam diameter D2 of the illumination light of the spatial filter, a part of the specularly reflected illumination light is blocked by the aperture stop 160 and forms an image on the CCD line sensor 140. No longer. As a result, the luminance difference in the captured image of the inspection target S becomes small, and it becomes difficult for the processing unit 106 to detect a scratch or the like.
[0032]
In order to solve the above problem, the aperture D1 of the aperture stop 160 is set to be larger than the beam diameter D2 of the illumination light, and the focal position of the objective lens 120 is determined by the aberration of the optical system in the illumination light regularly reflected by the inspection target S. The illumination light that has not been converged into the image may be formed on the CCD line sensor 140. However, if the aperture D1 of the aperture stop 160 is set too large, the illumination light irregularly reflected on the inspection target S will also pass through the aperture stop 160, and the specular reflection component and the irregular reflection component will be appropriately changed by the aperture stop 160. It cannot be separated. In this case, noise due to irregularly reflected illumination light is added to the captured image, so that it is also difficult for the processing unit 106 to detect a flaw or the like.
[0033]
Therefore, in the present embodiment, while taking into account the influence of the aberration of the optical system, the illumination light specularly reflected by the inspection target S is efficiently imaged on the CCD line sensor 140, while the illumination light irregularly reflected by the inspection target S The relationship D2 ≦ D1 ≦ 1.5 × D2 is satisfied between the aperture D1 of the aperture stop 160 and the exit diameter D2 of the light beam emitted from the spatial filter so as to minimize the influence on the captured image. The aperture of the aperture stop 160 and the form of the spatial filter 154 were set.
[0034]
Next, a specific example of the photographing optical system 114 used in the appearance inspection apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described.
Embodiment 1
FIG. 3 is a diagram illustrating a lens configuration of the imaging optical system 114 according to the first embodiment. In FIG. 3, one spherical lens having a positive power as the objective lens 120 is arranged before a lens group constituting the macro lens 118. As the macro lens 118, for example, an optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-214812 can be used.
Table 1 shows a specific numerical configuration of the photographing optical system 114 according to the first embodiment.
[0035]
[Table 1]

[0036]
In this specification, FE is an effective F number, f is a focal length, m is a lateral magnification, and fb is a back focus. Further, paraxial radius of curvature r is the lens surface, d is the axial distance, n (0.634) is the refractive index to the refractive index, [nu _d is Abbe number, further _{n d} is the d-line with respect to the wavelength of the used light source (634 nm) It is.
In the first embodiment, the diameter D1 of the aperture stop of the macro lens 118 and the light flux diameter D2 of the illumination light emitted from the spatial filter are both 10.8 mm.
[0037]
Embodiment 2
By the way, even if a spherical lens is used as the objective lens 120 as described above, it is possible to make the photographing optical system 114 a telecentric optical system on the object side, but the image performance of the photographing optical system 114 is also improved. For this purpose, it is desirable to employ an aspheric lens as the objective optical system 120. In the second embodiment, an aspheric lens is used as the objective lens 120. Table 2 shows a specific numerical configuration of Example 2, and FIG. 4 shows a lens diagram. In the aspherical lens used, the first surface is a rotationally symmetric aspherical surface defined by Expression 1.
(Equation 1)

Here, x (y) is the sag amount from the tangent plane at a distance y from the optical axis A, and c is the curvature 1 / r. Further, each of the coefficients AM2 and AM4, a -4.18 ^-8 and ^{-1.87 -11.}
[0038]
[Table 2]

[0039]
FIG. 5 is a lateral aberration diagram of the imaging optical system 114 shown in Table 2. 5A shows the lateral aberration at the center of the line sensor 140 (the position on the optical axis A), and FIG. 5B shows the lateral aberration at the end of the line sensor 140. . As shown in FIG. 5, by using the above-mentioned aspheric lens as the objective lens 120, it becomes possible to favorably suppress the aberration of the photographing optical system 114 to a position where the image height is high.
[0040]
Embodiment 3
As described above, in the appearance inspection apparatus 100 of the present embodiment, the imaging magnification of the macro lens 118 can be appropriately changed according to the size of the inspection target S. When the photographing magnification of the macro lens 118 is changed, the position where the light flux reflected on the inspection target S passes through the macro lens 118 changes. Such a change in the light beam passing position affects an image to be captured. Therefore, when designing the objective lens 120, such a change in the light beam passing position must be considered.
[0041]
Further, in the present embodiment, since the inspection target S conveyed in a certain direction is photographed by using the line sensor 140, the influence of the change in the light beam passing position as described above is more affected than the direction in which the inspection target S is scanned. It appears more strongly in the direction parallel to the line sensor 140. For this reason, the optimal shape of the objective lens 120 differs between a direction parallel to the line sensor 140 and a direction perpendicular to the line sensor 140 (a direction in which the inspection target S is transported). Therefore, when the objective lens 120 is designed in consideration of the change in the light beam passage position due to the change in magnification of the macro lens 118, the objective lens 120 becomes an anamorphic aspheric lens having different aspheric coefficients in meridional surface and sagittal. Here, the meridional surface is a surface parallel to the line sensor 140, and the sagittal surface is a surface parallel to the direction in which the inspection target S is transported.
[0042]
Table 3 shows a specific numerical configuration of the photographing optical system 114 when an anamorphic aspheric lens is employed as the objective lens 120 and the magnification of the photographing optical system is changed by changing the magnification of the macro lens 118. In the adopted anamorphic lens, the first surface is an anamorphic aspheric surface defined by Expressions 2a and 2b.
[Equation 2]

However, Equation 2a represents the shape of the lens on the meridional surface, and Equation 2b represents the shape of the lens on the sagittal surface. R _Z0 is the radius of curvature of the paraxial sagittal cross section, the coefficient _AM 2, AM ₄ and AS ₂ respectively ^-2.33 -7 is ^{-5.96 -11} and -6.31 ^-7.
[0043]
[Table 3]

[0044]
FIG. 6 is a lateral aberration diagram of the photographing optical system 114 employing the anamorphic aspherical lens. The photographing magnification of the photographing optical system 114 is set to 0.4 times, 0.5 times, and 0.6 times. In this case, the lateral aberration characteristics at the center of the line sensor 140 and the lateral aberration characteristics at the end of the line sensor 140 are shown. From FIG. 6, it can be seen that the adoption of the anamorphic aspheric lens allows the imaging optical system 114 to suppress aberrations well even when the imaging magnification is changed.
[0045]
Embodiment 4
FIG. 7 is a diagram illustrating a lens configuration of the imaging optical system 114 according to the fourth embodiment. In FIG. 7, two lenses bonded to each other are used as the objective optical system 120. The macro lens 118 has the same configuration as that shown in FIG.
[0046]
Table 4 shows a specific numerical configuration of the photographing optical system 114 shown in FIG.
[Table 4]

[0047]
As described above, even when a lens in which two lenses are bonded to each other is used as the objective lens 120, the imaging optical system 114 having good telecentricity on the object side can be obtained.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive visual inspection apparatus that can easily change the imaging magnification of the optical system according to the change in the size of the inspection target.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing a path along which illumination light travels in the appearance inspection device of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a lens configuration of a photographing optical system that can be used in the appearance inspection apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing another example of the lens configuration of the photographing optical system that can be used in the appearance inspection apparatus of FIG.
FIG. 5 is a lateral aberration diagram of the photographing optical system shown in Table 2.
6 is a lateral aberration diagram in the photographing optical system shown in FIG. 3 when an anamorphic aspheric lens is employed as an objective lens.
FIG. 7 is a diagram showing another example of the lens configuration of the imaging optical system that can be used in the appearance inspection apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 100 appearance inspection device 102 illumination means 104 camera 114 photographing optical system 118 camera-side optical system 122 lens-side mount 120 objective optical system 132 moving stage 140 CCD line sensor 152 light source 154 spatial filter 156 half mirror 160 aperture stop 162 camera-side support means 180 Object side support means A Optical axis S of photographing optical system Object to be inspected

Claims

In a visual inspection device that photographs the inspection target using a camera and inspects the inspection target based on the captured image,
The photographing optical system of the camera includes a camera-side optical system attached to the camera body of the camera, and the inspection object of the camera-side optical system such that the photographing optical system is an optical system that is telecentric on the object side. And an objective optical system disposed on the side, wherein at least one of the camera-side optical system and the objective optical system is replaceable independently from the other from the external appearance inspection device. .

The camera-side optical system includes a lens-side mount, and is detachably attached to the camera body by attaching the lens-side mount to a body-side mount provided on the camera body. Item 2. An appearance inspection apparatus according to item 1.

The visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the camera-side optical system is an interchangeable lens for a single-lens reflex camera.

The visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the camera-side optical system has a zooming function for changing a photographing magnification.

The visual inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the objective optical system includes a lens having a rotationally symmetric aspherical surface.

The visual inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the objective optical system includes a lens having an aspherical surface whose meridional surface and sagittal surface are different from each other.

Further comprising a transport unit for transporting the inspection target so as to pass through the imaging region of the camera,
The camera has a line sensor arranged so that a longitudinal axis is orthogonal to a direction in which the inspection object is transported by the transport unit,
The meridional plane is a plane parallel to the line sensor,
The said sagittal surface is a surface parallel to the said conveyance direction, The visual inspection apparatus of Claim 6 characterized by the above-mentioned.

Camera-side support means for integrally supporting the camera and the camera-side optical system,
An inspection object supporting means for supporting the inspection object;
Object side support means for integrally supporting the inspection pair support means and the objective optical system,
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a distance adjustment unit configured to adjust a distance between the camera-side optical system and the objective optical system by relatively moving the camera-side support unit and the object-side support unit. 3. The visual inspection device according to any one of items 7 to 7.

The camera-side optical system includes an aperture stop for adjusting the amount of light incident on the camera,
9. The apparatus according to claim 8, wherein the distance adjustment unit can adjust a distance between the camera-side optical system and the objective optical system such that the aperture stop is located near a focal position of the objective optical system. Appearance inspection equipment.

The said distance adjustment means is comprised so that the said camera side support means or the said object side support means can be fixed only in the place where the said aperture stop is located near the focal position of the said objective optical system. Item 10. An appearance inspection apparatus according to item 8 or 9.

An illumination unit that illuminates the inspection target by causing illumination light to enter the objective optical system along an optical axis of the imaging optical system,
The visual inspection apparatus according to claim 8, wherein the objective-side support unit also supports the illumination unit integrally with the objective optical system.

The lighting unit includes a light source, and a spatial filter that narrows the diameter of the illumination light emitted from the light source,
12. The visual inspection apparatus according to claim 11, further comprising a position adjusting unit configured to adjust a position of the spatial filter so as to be arranged at a position conjugate with the aperture stop with respect to the objective optical system. Appearance inspection equipment.

The illumination unit includes a light source, and a spatial filter that narrows a light beam diameter of the illumination light emitted from the light source,
10. The visual inspection apparatus according to claim 9, wherein the diameter D1 of the aperture stop and the diameter D2 of the light beam satisfy a relationship of D2 ≦ D1 ≦ 1.5 × D2.