JP2018190572A - 照明装置及び照明装置用アタッチメント並びに外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光照明と非偏光照明とを容易に切り換える。
【解決手段】前面開口部２４の中心軸が通過する中空部ＣＫ３が形成され、中空部ＣＫ３を形成する周縁部から径方向外側に向かって延び、且つ、複数の発光素子にて発生した光を偏光する略環状の照明側偏光板６１と、照明側偏光板６１の中心軸上に配置され、照明側偏光板６１を通過した光がワークＷにて反射した反射光を偏光するカメラ側偏光板６２と、照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３を形成する周縁部から中空部ＣＫ３の中心軸に沿って延び、照明側偏光板６１との偏光角度差が略９０°となるようカメラ側偏光板６２を保持すると共に、複数の発光素子にて発生した光から中空部ＣＫ３を遮蔽する筒状部材６３と、照明側偏光板６１を保持すると共に、筒状部材６３等との間に形成される空間を遮光するよう筒状部材６３等を保持する保持ケース４１とを備える。
【選択図】図２１

Description

本発明は、偏光照明と非偏光照明とを容易に切り換えることができ、偏光照明を行う場合でも検査精度の低下を抑制することができる、照明装置及び照明装置用アタッチメント並びに外観検査装置に関する。

複数のカラーＬＥＤをリング状に配置した照明装置を用意し、その照明装置により照らされた検査対象物であるワークの撮像画像を処理することにより、ワークの外観を検査する外観検査装置が知られている（例えば特許文献１を参照。）。また、外観検査装置において、照明装置やカメラの前方にそれぞれ偏光板を設け、これら２枚の偏光板の偏光角度を適切に調整（９０°回転）することで、対象物からの不要な鏡面反射光を抑制する技術も知られている（例えば特許文献２を参照。）。

偏光板を使って検査を行う場合、不要な鏡面反射光は抑制できる一方、偏光板の通過によりカメラに入射する光量が減るため、撮像画像全体が暗くなって外観検査の検査精度が低下する虞がある。撮像画像のコントラストが得にくい鋳物ワークなど、ワークによっては偏光板を利用しない外観検査の方が望ましい。この点、前述した特許文献２に開示された技術によれば、偏光フィルタを用いた偏光照明を実現できるものの、偏光照明と非偏光照明とを切り換えようとすると、偏光角度を調整しながら２枚の偏光板を着脱しなければならず、その調整作業は容易でない。そして、２枚の偏光板の調整角度が適切に調整されないと、カメラの受光量が落ちて検査精度の低下を招く虞がある。

特開２００６−０４７２９０号公報 特開２００２−０８２０５８号公報

本発明の目的の一は、偏光照明と非偏光照明とを容易に切り換えることができ、偏光照明を行う場合でも検査精度の低下を抑制することができる、照明装置及び照明装置用アタッチメント並びに外観検査装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の第１の側面に係る照明装置によれば、複数の発光素子により光が照射された検査対象物を撮像して得た検査画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる照明装置であって、前記照明装置は、検査対象物を撮像するための第一開口が形成され、前記複数の発光素子が該第一開口の中心軸の周囲に略環状に配置された環状ケース体と、前記環状ケース体に着脱自在に取り付けられ、前記環状ケース体の複数の発光素子から発せられる光を偏光して検査対象物に供給するための偏光アタッチメントと、を備え、前記偏光アタッチメントは、前記第一開口の中心軸が通過する第二開口が形成され、該第二開口の周縁部から径方向外側に向かって延びる略環状の第一偏光部材であって、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光を偏光する第一偏光部材と、前記第一偏光部材の周縁部を保持し、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光から前記第二開口を遮蔽するよう前記第二開口の中心軸に沿って延びる筒状の壁部を有する保持部材と、前記保持部材の壁部に、前記第一偏光部材と略平行であって前記第一偏光部材との偏光角度差が略９０°となるよう配置され、前記第一偏光部材により偏光された光が検査対象物にて反射し、前記第二開口を通過した反射光を偏光する第二偏光部材と、を備えることができる。前記構成により、偏光照明と非偏光照明とを容易に切り換えることができ、偏光照明を行う場合でも検査精度の低下を抑制することができる。

また、本発明の第２の側面に係る照明装置によれば、前記第一偏光部材の外縁を保持する保持ケースと、前記偏光アタッチメントを前記環状ケース体に着脱可能に取り付けるための取付部と、を備え、前記取付部は、前記保持ケース又は前記保持部材のいずれか一方又は両方に設けることができる。

さらにまた、本発明の第３の側面に係る照明装置によれば、前記第二偏光部材は、前記保持部材の壁部のうちの前記第二開口とは反対側の端部に設けることができる。前記構成により、カメラを近接設置しやすくし、蛍光灯照明等の映り込みを防止できる。また、複数の発光素子をできるだけワークに近づけ、照射光量を確保できる。さらに、カメラレンズの絞りリングを調整しやすくできる。さらにまた、ゴミが筒状部材内に溜まることを防止できる。

さらにまた、本発明の第４の側面に係る照明装置によれば、前記第二偏光部材は、前記保持部材に着脱可能に取り付けられており、さらに、前記第二偏光部材が前記保持部材に取り付けられる際、前記第一偏光部材と前記第二偏光部材との偏光角度差が略９０°に設定されるように前記第二偏光部材の取り付け作業を補助するための取付補助部を備えることができる。前記構成により、第一偏光部材と第二偏光部材との偏光角度が誤って設定されることを回避できる。

さらにまた、本発明の第５の側面に係る照明装置によれば、前記環状ケース体は、前記複数の発光素子にて発生した光を拡散する拡散部材を備えることができる。

さらにまた、本発明の第６の側面に係る照明装置用アタッチメントによれば、対象物を撮像するための第一開口が形成され、複数の発光素子が該第一開口の中心軸の周囲に略環状に配置された環状ケース体を備えるリング型照明装置に対して、着脱自在な照明装置用アタッチメントであって、前記照明装置用アタッチメントは、前記第一開口の中心軸が通過する第二開口が形成され、該第二開口の周縁部から径方向外側に向かって延びる略環状の第一偏光部材であって、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光を偏光する第一偏光部材と、前記第一偏光部材の周縁部を保持し、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光から前記第二開口を遮蔽するよう前記第二開口の中心軸に沿って延びる筒状の壁部を有する保持部材と、前記保持部材の壁部に、前記第一偏光部材と略平行であって前記第一偏光部材との偏光角度差が略９０°となるよう配置され、前記第一偏光部材により偏光された光が対象物にて反射し、前記第二開口を通過した反射光を偏光する第二偏光部材と、を備えることができる。前記構成により、リング型照明装置を、簡単な構成で、偏光型照明装置に変更することが可能となる。また、リング型照明装置に装着することにより、リング型照明装置の光出射用開口部から出射される光のみを第一偏光部材に入射させることができる。

さらにまた、本発明の第７の側面に係る照明装置用アタッチメントによれば、前記リング型照明装置は、前記第一開口の中心軸上に中心がある略環状で且つ前記環状ケース体の上下方向に幅を持って設けられる開口であって、前記第一開口の中心軸上に中心がある略環状の端部である第一及び第二開口端部が、光の出射位置の上限及び下限に前記環状ケース体の内周に沿って設けられており、前記複数の発光素子が出射する光を前記第一開口の中心軸下方に導く光出射用開口部を備え、前記照明装置用アタッチメントが前記リング型照明装置に装着された際、前記第一偏光部材は、前記第二開口端部、又は、前記第二開口端部より下の高さに位置決めされ、前記保持部材の壁部は、上端に位置する略環状の上口径部が、前記第一開口端部、又は、前記第一開口端部より上の高さに位置決めされるよう構成できる。前記構成により、光出射用開口部から出射される光を効率良く第一偏光部材へ入射させることができる。

さらにまた、本発明の第８の側面に係る照明装置用アタッチメントによれば、前記第二偏光部材は、前記保持部材のうちの前記第二開口とは反対側の端部に設けることができる。

さらにまた、本発明の第９の側面に係る照明装置用アタッチメントによれば、前記保持部材の前記複数の発光素子が出射する光が照射される側に反射部材が装着されるよう構成できる。前記構成により、第一偏光部材へ効率的に光を導くことができる。

さらにまた、本発明の第１０の側面に係る外観検査装置によれば、照明装置に設けられた複数の発光素子により光が照射された検査対象物を撮像して得た画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置であって、前記照明装置は、検査対象物を撮像するための第一開口が形成され、前記複数の発光素子が該第一開口の中心軸の周囲に略環状に配置された環状ケース体と、前記環状ケース体に着脱自在に取り付けられ、前記環状ケース体の複数の発光素子から発せられる光を偏光して検査対象物に供給するための偏光アタッチメントと、を備え、前記偏光アタッチメントは、前記第一開口の中心軸が通過する第二開口が形成され、該第二開口の周縁部から径方向外側に向かって延びる略環状の第一偏光部材であって、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光を偏光する第一偏光部材と、前記第一偏光部材の周縁部を保持し、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光から前記第二開口を遮蔽するよう前記第二開口の中心軸に沿って延びる筒状の壁部を有する保持部材と、前記保持部材の壁部に、前記第一偏光部材と略平行であって前記第一偏光部材との偏光角度差が略９０°となるよう配置され、前記第一偏光部材により偏光された光が検査対象物にて反射し、前記第二開口を通過した反射光を偏光する第二偏光部材と、を備えることができる。前記構成により、外観検査装置において、偏光照明と非偏光照明とを容易に切り換えることができ、偏光照明を行う場合でも検査精度の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る外観検査装置の構成を示すシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るリング型照明装置の使用状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るリング型照明装置の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るリング型照明装置の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明側偏光板の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る筒状部材を上側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る筒状部材を下側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカメラ側偏光板の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る保持板を下側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカメラ側偏光板体を上側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る保持ケースの外側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る保持ケースの内側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る保持ケースに照明側偏光板を装着した図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の上口径部に取り付けた偏光照明用アタッチメントの内側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の上口径部に取り付けた偏光照明用アタッチメントの外側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の下口径部に取り付けた偏光照明用アタッチメントの内側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の下口径部に取り付けた偏光照明用アタッチメントの外側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の上口径部に取り付けた偏光型照明装置を下側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の下口径部に取り付けた偏光型照明装置を下側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の上口径部に取り付けた偏光型照明装置を上側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体を筒状部材の上口径部に取り付けた偏光型照明装置の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る、カメラ側偏光板体の取付についての説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る取付補助部であって、取り付ける際のガイドとなる正確な位置関係を示す目印を設ける態様の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る取付補助部であって、誤った位置関係では取り付けることができないよう回転対称性を有しない係合構造とする態様の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る取付補助部であって、正確な位置関係でロックされるロック機構を設ける態様の説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るリング型照明装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るリング型照明装置の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るリング型照明装置の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るリング型照明装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（外観検査装置のシステム構成）

図１は外観検査システムの一例を示す図である。外観検査ラインは検査対象物であるワークＷを搬送する搬送ベルトＨＢを有している。照明装置２０はワークＷを照明する略環状の照明部２０であって、複数の異なる波長のＬＥＤ（基礎光源）を有している。照明部２０は周方向で複数の点灯ブロックＴＢ１〜ＴＢ４に分割され、それぞれの点灯ブロックＴＢ１〜ＴＢ４にはそれぞれの波長のＬＥＤが配置されている。カメラＫＭは照明されたワークＷからの反射光を受光して輝度画像を生成する撮像手段ＫＭであり、略環状の照明部２０の中心軸上に配置される。画像処理装置ＧＳは、照明装置２０と撮像装置ＫＭを制御し、エッジ検出や面積計算などの画像処理を実行し、ワークＷの良否判定を行う。ＰＬＣ（Programable Logic Controller）は画像処理装置ＧＳに接続される。

ＰＬＣに接続され、前記外観検査ラインの所定の位置に設けられた光電センサＫＳ等により、ワークＷが、略環状の照明装置２０の中心軸上や照明装置２０の所定の上流の位置に到着したことが検知されると、ＰＬＣはトリガ信号を画像処理装置ＧＳに送信する。画像処理装置ＧＳは、ＰＬＣからのトリガ信号を受け取ると、ワークＷが照明装置２０にて照明可能な位置、好ましくは略環状の照明部２０の中央部に搬送されたタイミングで照明装置２０を点灯させ、照明装置２０によりワークＷが照明されたタイミングで撮像するようにカメラＫＭを制御する。画像処理装置ＧＳはカメラＫＭにより取得された画像を用いて画像処理を実行し、外部接続されたＰＬＣなどの制御機器に対し、外観検査の結果として、ワークＷが良品であるか否かなどの判断結果を示す信号として判断信号を出力する。表示部ＨＪは画像処理装置ＧＳに接続され、検査に関連する制御パラメータを設定するための使用者インタフェースやワークＷの画像、ワークＷの外観検査の結果などを表示する。入力部は、コンソール、ポインティングデバイスＰＤ、キーボードＫＢなどであり、画像処理装置ＧＳに接続されて、制御パラメータを設定するために使用される。
（リング型照明装置２０の配置）

図２は、照明部２０であるリング型照明装置２０、撮像手段ＫＭ及びワークＷの配置を示す斜視図である。図２に示すように、リング型照明装置２０は略環状形状を有し、複数のＬＥＤ２２１（図３を参照。）が同一の平面上に環状に配置される。複数のＬＥＤ２２１による環状形状の中心に、ＬＥＤ２２１が配置される平面（以下、「ＬＥＤ配置面２２」という。）に対して直交する、リング型照明装置２０の中心軸ＣＪ１が位置する。

図２に示すように、この中心軸ＣＪ１に沿って、リング型照明装置２０に対する一方の空間、リング型照明装置２０の背面側（リング型照明装置２０から出射される光の非出射方向）の空間には、撮像装置ＫＭが、その撮像光軸ＳＪとリング型照明装置２０の中心軸ＣＪ１が一致するように配置される。一方、リング型照明装置２０の中心軸ＣＪ１に沿う、リング型照明装置２０に対する他方の空間、照明装置２０の正面側（リング型照明装置２０から出射される光の出射方向）の空間には、リング型照明装置２０の中心軸線上に、リング型照明装置２０によって照明され、撮像手段ＫＭによって撮像されるワークＷが配置される。

リング型照明装置２０は、その中心軸ＣＪ１上に円形形状の中空部ＣＫ１が形成され、リング型照明装置２０の中心軸ＣＪ１と中空部ＣＫ１の中心軸は略一致している。リング型照明装置２０は、ＬＥＤ配置面２２に略平行な平面であって、ＬＥＤ２２１からの光が出射される面である前面２４と、ＬＥＤ配置面２２に略平行な平面であって、前面２４に対向し、前述した照明装置２０の背面側に位置する面である後面２５を有する（図３を参照。）。
（リング型照明装置２０の詳細）

図３は、リング型照明装置２０の断面を示す断面図である。以下では、便宜上、ＬＥＤ配置面２２を基準として、撮像手段ＫＭが配置される空間側を上方向、ワークＷが配置される空間側を下方向として説明をする。図３に示すように、リング型照明装置２０は、中空部ＣＫ１を有する、略環状のメインケース２１と、メインケース２１内に収容され、平面で構成される略環状の照明基板２２２と、照明基板２２２上に環状に配置される複数のＬＥＤ２２１と、ＬＥＤ２２１と中空部ＣＫ１との間に配置され、ＬＥＤ２２１からの光を透過させて拡散させる、略環状形状の拡散カバー２２３とで構成される。拡散カバー２２３は、乳白色のアクリル樹脂製であるが、光を透過させて拡散させる機能を有するものであれば、どのような材料を用いてもよい。

メインケース２１は、基本的な構成として、環状に配置されたＬＥＤ２２１の外周側に位置し、少なくともＬＥＤ２２１と照明基板２２２を、リング型照明装置２０の中心軸ＣＪ１に沿う高さ方向において収容するための一定の高さを有する、環状形状の外壁部２６で構成される。本実施形態においては、この外壁部２６に加えて、リング型照明装置２０の背面側において、ＬＥＤ２２１と照明基板２２２を、外壁部２６の上側の端部から中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に向かって、環状に配置されたＬＥＤ２２１の内周側まで延びると共に、ＬＥＤ配置面２２に略平行な上壁部２７が設けられている。また、ＬＥＤ２２１から出射された光の一部が迷光として、照明基板２２２の背面側に入らないように、上壁部２７の内周側の端部から、中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に沿って、ＬＥＤ配置面２２の位置まで下方に延びる内壁部２８が設けられている。

メインケース２１の前面２４は、ＬＥＤ配置面２２の下側の、外壁部２６の下端部に位置する平面上に位置する。また、メインケースの後面２５は、ＬＥＤ配置面２２の上側の、外壁部２６の上端部に位置し、上壁部２７が設けられる平面上に位置する。メインケース２１の前面２４には、中空部ＣＫ１に接続され、撮像手段ＫＭの撮像光軸ＳＪを通し（図２を参照。）、ＬＥＤ２２１からの光を出射するための前面開口部２４１（特許請求の範囲における「第一開口」の一例に対応する。）が設けられ、メインケース２１の後面２５には、中空部ＣＫ１に接続され、撮像手段ＫＭの撮像光軸ＳＪを通すための後面開口部２５１が設けられる。前面開口部２４１は、略円形形状を有し、その中心が中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１上に位置する。また、後面開口部は、略円形形状を有し、その中心が中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１上に位置する。

言い換えると、メインケース２１の前面２４の前面開口部２４１とメインケース２１の後面２５の後面開口部２５１とを連結することで、前面開口部２４１と後面開口部２５１との間に、メインケース２１の中空部ＣＫ１が形成される。前面開口部２４１の径は、後面開口部２５１の径よりも大きく設定されている。

メインケース２１は、メインケース２１に環状に配置される複数のＬＥＤ２２１から出射される光を、中空部ＣＫ１を経由させて、斜め下方の中心軸ＣＪ１方向に出射するための光出射用開口部２９を有する。光出射用開口部２９は、光出射用前端部２９１（特許請求の範囲における「第二開口端部」の一例に対応する。）と光出射用後端部２９２（特許請求の範囲における「第一開口端部」の一例に対応する。）との間を開口部の高さとした環状形状を有する。光出射用前端部２９１は、メインケース２１において、中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に沿って、ＬＥＤ配置面２２からメインケース２１の前面２４に向かう、第一の距離の位置に設けられ、中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１を中心とした同一円上に位置する。光出射用後端部２９２は、メインケース２１において、中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に沿って、光出射用前端部２９１からＬＥＤ配置面２２に向かう、第二の距離の位置に設けられ、中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１を中心とした同一円上に位置する。

本実施形態では、メインケース２１の外壁部２６において、ＬＥＤ配置面２２から第一の距離に位置する、メインケース２１の前面２４上に、光出射用前端部２９１が設けられる。また、メインケース２１の内壁部２８において、光出射用前端部２９１から第二の距離に位置するＬＥＤ配置面２２上に、光出射用後端部２９２が設けられる。

光出射用前端部２９１から光出射用後端部２９２にかけて、光出射用開口部２９を覆うように、断面が湾曲形状で、平面視で環状の拡散カバー２２３が設けられている。本実施形態においては、拡散カバー２２３は、内壁部２８のＬＥＤ配置面２２上に位置する光出射用後端部２９２から、光出射用後端部２９２よりメインケース２１の前面２４側の外壁部２６に位置する光出射用前端部２９１まで、全周にわたって延びている。照明基板２２２上に配置された複数のＬＥＤ２２１が発光すると、その光はメインケースの前面２４に向かって照射され、拡散カバー２２３を透過することにより拡散されて、中空部ＣＫ１を通って、斜め下方の中心軸ＣＪ１方向に照射される。

本実施形態では、メインケース２１はさらに、一端を上壁部２７に接続し、他端を照明基板２２２に接続して、照明基板２２２を上壁部２７に支持する照明基板支持部２２４を備える。照明基板２２２は、メインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に沿って、メインケース２１の内壁部２８の下方側の端部と略同じ位置において、照明基板支持部２２４により支持されてメインケース２１内に配置される。具体的な支持構造としては、照明基板支持部２２４は、円柱状の形状を有し、その内部のその長手方向に円柱状の中空部を有し、照明基板２２２を支持する端部で開口している。従って、それと対応の照明基板２２２側に開口部を設け、ネジを照明基板２２２の開口部を介して、照明基板支持部２２４の円柱状の中空部に締めこむことにより、固定できる。しかし、この構成に限らず、メインケース２１の外壁部２６に照明基板支持部２２４を装着し、照明基板２２２は、外壁部２６に装着された照明基板支持部２２４に装着されていてもよく、内壁部２８の内面に照明基板支持部２２４を装着し、照明基板２２２は、内壁部２８に装着された照明基板支持部２２４に装着されていてもよい。外壁部２６又は内壁部２８に照明基板支持部２２４を設ける場合、照明基板支持部２２４の具体的構造は、前述したような構成以外に、外壁部２６や内壁部２８の内周面に、照明基板２２２を保持する段部やスリット部を全周リング状に形成してもよく、照明基板２２２をメインケース２１に対して、位置決めし、支持できればどのような支持構造であってもよい。

図４は、拡散カバー２２３を外した状態のリング型照明装置２０の平面図である。メインケース２１の上壁部２７と略同じ環状形状の照明基板２２２上に、異なる波長の光を発する複数のＬＥＤ２２１が、互いに隣接して環状に配置される。リング型照明装置２０を周方向に分割すると、それぞれが独立して点灯・消灯が可能な点灯ブロックＴＢ１〜ＴＢ４を複数構成することができる。本実施形態では、リング型照明装置２０を円周上において４つに分割し、４つの点灯ブロックＴＢ１〜ＴＢ４を提供している。また、本実施形態では、各点灯ブロックＴＢに互いが異なる波長を発光する８種類のＬＥＤ２２１を備えており、より詳細には、各点灯ブロックＴＢ１〜ＴＢ４にそれぞれの波長のＬＥＤ２２１が４つずつ配置される。この構成により、リング型照明装置２０は、点灯ブロックＴＢ単位で、選択された波長のＬＥＤ２２１を点灯させることができる。

そして、すべての点灯ブロックＴＢ１〜ＴＢ４において同時に、選択された波長のＬＥＤ２２１を点灯させることにより、メインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１上に位置決めされるワークＷに対して、全ての方向から照明光を照射できる。または、点灯ブロックＴＢ単位で切り替えて選択された波長のＬＥＤ２２１を点灯させることにより、メインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１上に位置決めされるワークＷに対して異なる照明方向からも照明光を照射できる。

光出射用前端部２９１の外周側のメインケース２１には、後述する保持ケース４１を装着するための固定部２１１が設けられている。本実施形態において、固定部２１１は、メインケース２１の外壁部２６の外周面に、対角線上に２カ所設けられ、溝を有する係合溝２１２（図２を参照。）を備え、保持ケース４１のロックレバー４１５の鍵部４１６（図１１及び図１２を参照。）が、係合溝２１２に係合することによって、保持ケース４１とメインケース２１が固定される。しかし、この構成に限らず、保持ケース４１に係合溝を形成し、メインケース２１にロックレバーを設けてもよい。
（リング型照明装置２０を偏光型照明装置８０へ変更）

それぞれ後述する、照明側偏光板６１（特許請求の範囲における「第一偏光部材」の一例に対応する。）とカメラ側偏光板６２（特許請求の範囲における「第二偏光部材」の一例に対応する。）と筒状部材６３（特許請求の範囲における「保持部材」の一例に対応する。）と保持ケース４１とを偏光照明用アタッチメント４０として一体にして、リング型照明装置２０に装着すると、リング型照明装置２０を偏光型照明装置８０に変更することができる。以下、それぞれの部材を説明する。なお、本明細書では主に、リング型照明装置２０及び偏光照明用アタッチメント４０を別体の装置として説明しているが、それぞれを偏光型照明装置８０又は外観検査装置９０の部材として捉えることも可能である。例えば、特許請求の範囲では、リング型照明装置２０を部材として捉える場合には「環状ケース体」と称し、偏光照明用アタッチメント４０を部材として捉える場合には「偏光アタッチメント」と称している。
（照明側偏光板６１）

図５を用いて、照明側偏光板６１について説明する。図５は、照明側偏光板６１の斜視図である。照明側偏光板６１は、光波の偏光に規則性のない非偏光の光を特定方向に偏光した光だけに限って透過させる板であり、同様の性質を有する後述するカメラ側偏光板６２と偏光角度が９０°ずれるように配置することで、カメラ側偏光板６２では拡散反射光だけを透過させることができる。すなわち、照明側偏光板６１は、リング型照明装置２０を偏光型照明装置８０に変更するためのメインとなる部品であり、装着状態において、リング型照明装置２０のＬＥＤ２２１からの光を透過させて偏光した光を照射するための部材である。

照明側偏光板６１は、図５に示すように、中心に中空部ＣＫ３（特許請求の範囲における「第二開口」の一例に対応する。）を有する略中空円板の形状をなしており、略環状形状の保持ケース４１の内側に丁度収まる大きさの外径と、保持ケース４１の中心に設置される筒状部材６３が丁度収まる内径とを有している。装着状態において、照明側偏光板６１はメインケース２１の前面開口部２４１よりも大きな外径を有する。これにより、メインケース２１の前面開口部２４１の内周位置からワークＷに向けて偏光照明を照射できるようになり、ＬＥＤ２２１から出射され、照明側偏光板６１を透過した光の光量を少しでも多くできる。

詳細は後述するが、撮像装置ＫＭは、照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３の中心軸上に中心が位置するよう配置されたカメラ側偏光板６２を介してワークＷからの反射光を受光する。この反射光の光量を可能な限り確保し、一方で、照明側偏光板６１の透過光の光量も同等に確保する必要があることから、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板６２の面積が略同一となるよう、照明側偏光板６１の内径及びカメラ側偏光板６２の外径が設定されている。照明側偏光板６１の外径は、カメラ側偏光板６２の外径の２^１／２倍であるとき、両者の面積が同一になることから、照明側偏光板６１の内径は、外径の略２^―１／２倍に設定されている。

照明側偏光板６１は、最大面が後述する筒状部材６３の中心軸ＣＪ３と直交し、照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３の中心軸ＣＪ３と筒状部材６３の中心軸ＣＪ４が略一致するよう配置され、偏光照明用アタッチメント４０がリング型照明装置２０に装着されると、メインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１上に中心が位置決めされ、最大面が中心軸ＣＪ１と直交するよう配置される。

照明側偏光板６１は、保持ケース４１から支持されると共に、内周端部を介して筒状部材６３を保持できるよう、フィルム単体ではなく、光を透過することができ、比較的剛性が高い樹脂、例えばアクリル樹脂に、特定方向に偏波した光以外を遮断する偏光フィルムが貼着されている。なお、照明側偏光板６１は、勿論アクリル樹脂に限られず、偏光板としての特性を有し、支持体としての剛性を有していれば、どのような材料を用いてもよい。

本実施形態においては、照明側偏光板６１は、図５に示すように、保持ケース４１の内側に取り付けるための切欠き６１１が、外周端部に周方向に均等に４ヶ所設けられている。また、照明側偏光板６１は、図５に示すように、筒状部材６３を取り付けるための切欠き６１２が、内周端部に周方向に均等に４ヶ所設けられている。なお、外周端部の切欠き６１１と内周端部の切欠き６１２とは４５度回転分ずれた位相関係にある。
（筒状部材６３）

図６及び図７を用いて、筒状部材６３について説明する。図６は、筒状部材６３を斜め上から見た図であり、図７は、筒状部材６３を斜め下から見た図である。筒状部材６３は、偏光照明用アタッチメント４０とリング型照明装置２０との装着状態において、リング型照明装置２０の中空部ＣＫ１に位置し、ＬＥＤ２２１にて発生した光から照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３を遮蔽すると共に、カメラ側偏光板６２とリング型照明装置２０のメインケース２１の後面開口部２５１との間の空隙を塞いで、後面開口部２５１からの外乱光が照明側偏光板６１に入射しないよう遮光するための部材である。

筒状部材６３は、図６に示すように、上端に位置する略環状の上口径部６３１と、上口径部６３１から下方に向けて略同径となるよう伸びる略円筒状の円筒部６３２（特許請求の範囲における「壁部」の一例に対応する。）と、円筒部６３２の下端に位置する略環状の下口径部６３３とを備える。筒状部材６３の円筒部６３２は、照明側偏光板６１との装着状態において、内部に上下方向に延伸する中空部ＣＫ４が形成されており、中空部ＣＫ４の上下方向の中心軸ＣＪ４と照明側偏光板６１の中心軸ＣＪ３は略一致する。

筒状部材６３の下口径部６３３は、外側には、図６に示すように、下方に向けて同心円状に小径部６３３１と大径部６３３２とが連なる二段形状をなしている。大径部６３３２の外周端部には、照明側偏光板６１を取り付けるための取付部６３３３が、外周方向に突出して、周方向に均等に４ヶ所設けられ、それぞれに小径部６３３１の外周端部に接続される締結孔Ｄ２が形成されている。また、筒状部材６３の下口径部６３３は、内側にも、図７に示すように、下方（図中上向き）に向けて同心円状に小径部６３３１と大径部６３３２とが連なる二段形状をなすと共に、大径部６３３２の内周端部に接続され、カメラ側偏光板６２を取り付けるための締結孔Ｅ１が、内周方向に突出して、周方向に均等に４ヶ所、小径部６３３１の内周端部に連設されている。

筒状部材６３の上口径部６３１２は、内側に、図６に示すように、カメラ側偏光板６２を取り付けるための締結孔Ｅ２が、内周方向に突出して、周方向に均等に４ヶ所、小径部６３３１の内周端部に連設されている。すなわち、本実施形態においては、カメラ側偏光板６２は、筒状部材６３の上側又は下側のいずれにも取り付け可能になっている。なお、カメラ側偏光板６２を取り付けるための締結孔Ｅ１、Ｅ２と照明側偏光板６１を取り付けるための締結孔Ｄ２とは４５度回転分ずれた位相関係にある。

本実施形態においては、筒状部材６３は、黒樹脂等の遮光部材で構成されており、偏光照明用アタッチメント４０とリング型照明装置２０との装着状態において、ＬＥＤ２２１にて発生した光から筒状部材６３の中空部ＣＫ４及び照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３を遮蔽すると共に、後面開口部２５１からの外乱光が照明側偏光板６１に入射しないよう遮光する。なお、筒状部材６３の円筒部６３２の外側には反射部材を装着してもよい。
（カメラ側偏光板６２）

図８〜図１０を用いて、カメラ側偏光板６２について説明する。図８は、カメラ側偏光板６２の斜視図であり、図９は、カメラ側偏光板６２を筒状部材６３に保持するための保持板６２１（特許請求の範囲における「保持部材」の一例に対応する。）の下側から見た斜視図であり、図１０は、カメラ側偏光板６２に保持板６２１を取り付けて一体化したカメラ側偏光板体６４の上側から見た斜視図である。カメラ側偏光板６２は、照明側偏光板６１と同様の性質を有する偏光板であり、照明側偏光板６１と偏光角度が９０°ずれるように配置することで、カメラ側偏光板６２では拡散反射光だけを透過させることができる。すなわち、カメラ側偏光板６２は、リング型照明装置２０を偏光型照明装置８０に変更するためのメインとなる部品であり、装着状態において、照明側偏光板６１を透過した偏光照明によってワークＷにて反射した拡散反射光のみを透過させるための部材である。

カメラ側偏光板６２は、図８に示すように、略円板の形状をなしており、筒状部材６３の上口径部と略同一の大きさの径を有している。カメラ側偏光板６２の外径は、例えば、照明側偏光板６１の外径の略２^―１／２倍に設定されている。

カメラ側偏光板６２は、図８に示すように、略円板の形状をなしており、最大面が筒状部材６３の中心軸ＣＪ３と直交し、カメラ側偏光板６２の中心軸ＣＪ５と筒状部材６３の中心軸ＣＪ４が略一致するよう配置され、偏光照明用アタッチメント４０がリング型照明装置２０に装着されると、メインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１上に中心が位置決めされ、最大面が中心軸ＣＪ１と直交するよう配置される。

カメラ側偏光板６２は、例えば偏光フィルムに比べて耐久性に優れるプラスティック製の偏光板であり、取扱性や剛性を高めるため、図９に示すような保持板６２１に取り付け、図１０に示すように、一体化したカメラ側偏光板体６４として、筒状部材６３に対して着脱自在に取り付けられる。なお、カメラ側偏光板６２は、前記に限られず、アクリル樹脂に偏光フィルムを貼着した態様でもよく、偏光板としての特性を有し、着脱しやすいよう剛性を有していれば、保持板６２１を用いず、単体で、筒状部材６３に対して着脱自在に取り付けられるようにしてもよい。

本実施形態においては、カメラ側偏光板６２は、図８に示すように、筒状部材６３に取り付けるための切欠き６２２が、外周端部に周方向に均等に４ヶ所設けられている。また、カメラ側偏光板６２は、図８に示すように、保持板６２１を取り付けるための締結孔Ｅ３が、外周縁部に周方向に均等に４ヶ所設けられている。なお、筒状部材６３に取り付けるための切欠き６２２と保持板６２１を取り付けるための締結孔Ｅ３とは４５度回転分ずれた位相関係にある。

保持板６２１は、図９及び図１０に示すように、Ｌ字を回転して形成される略中空円板の形状をなしており、外周端部が形成されている。保持板６２１の下面には、筒状部材６３に取り付けるための締結孔Ｅ４が、外周縁部に周方向に均等に４ヶ所、貫通する態様で設けられている。また、保持板６２１は、図９及び図１０に示すように、カメラ側偏光板６２を取り付けるための締結孔Ｅ５が、外周縁部に周方向に均等に４ヶ所、貫通しない態様で設けられている。なお、筒状部材６３に取り付けるための締結孔Ｅ４とカメラ側偏光板６２を取り付けるための締結孔Ｅ５とは４５度回転分ずれた位相関係にある。カメラ側偏光板６２を保持板６２１に下側から係合させ、カメラ側偏光板６２の締結孔Ｅ３と保持板６２１の締結孔Ｅ５に締結部材Ｅ６を挿入して、図１０に示すように、カメラ側偏光板６２と保持板６２１を一体化して、カメラ側偏光板体６４を形成する。
（保持ケース４１）

図１１と図１２を用いて、保持ケース４１について説明する。図１１は、保持ケース４１の外側を示す斜視図であり、図１２は、保持ケース４１の内側を示す斜視図である。保持ケース４１は、リング型照明装置２０に偏光照明用アタッチメント４０を装着した際に、リング型照明装置２０に略環状に配置された複数のＬＥＤ２２１からの光が、照明側偏光板６１を透過して、ワークＷに照射されるようにすると共に、ワークＷからの反射光がカメラ側偏光板６２で受光されるようにするために、複数のＬＥＤ２２１を覆う部材である。保持ケース４１は、略環状形状を有し、その中心にはワークＷを撮像手段ＫＭにて撮像可能とするための開口部４１１が形成される。開口部４１１は、リング型照明装置２０の後面開口部２５１と略同じ径の円形形状である。

本実施形態においては、保持ケース４１は、断面が湾曲形状を有し、略環状形状のカバー部材４１２と、保持ケース４１の中心から径方向に最も離間した、カバー部材４１２の外周部に、カバー部材４１２に対して略直交方向に延びる外壁部４１３から構成される。保持ケース４１の内側には、偏光照明用アタッチメント４０がリング型照明装置２０に装着された際に遮光空間を形成する部分には反射部材が装着されているのが好ましく、保持ケース４１の内側全面に反射部材が装着されているのがより好ましい。保持ケース４１の外壁部４１３の対角線上の２カ所に、リンク型照明装置２０のメインケース２１を装着するための固定部４１４が設けられている。固定部４１４はロックレバー式である。また、保持ケース４１の開口部４１１の周縁部の、開口部４１１の外周側には、照明側偏光板６１を装着するための固定用の締結孔Ｄ１が、周方向に均等に４ヶ所設けられている。
（偏光照明用アタッチメント４０）

図１３〜図１７を用いて、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板体６４と筒状部材６３と保持ケース４１とを一体にした偏光照明用アタッチメント４０について説明する。図１３は、保持ケース４１に照明側偏光板６１を装着した図である。最初に、図１３を用いて、保持ケース４１と照明側偏光板６１との装着について説明する。まず、保持ケース４１と照明側偏光板６１とを向き合わせる。そして、照明側偏光板６１の切欠き６１１と保持ケース４１の締結孔Ｄ１とを係合させながら、図１３に示すように、締結孔Ｄ１に締結部材Ｄ３を挿入して４ヶ所締結することによって、保持ケース４１に照明側偏光板６１を装着する。

次に、保持ケース４１に装着された照明側偏光板６１に対して、保持ケース４１の外側から、筒状部材６３を、上口径部６３１が照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３に向くようにして挿入し、照明側偏光板６１の切欠き６１２と筒状部材６３の下口径部６３３から突出した取付部６３３３の締結孔Ｄ２とを係合させながら、締結孔Ｄ２に締結部材Ｄ４を挿入して４ヶ所締結することによって、照明側偏光板６１に筒状部材６３を装着する。

続いて、図１４〜図１７を用いて、筒状部材６３とカメラ側偏光板体６４との装着について説明する。図１４〜図１７は、偏光照明用アタッチメント４０の斜視図である。図１４は、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の上口径部６３１に取り付けた偏光照明用アタッチメント４０ａの保持ケース４１の内側を示す斜視図であり、図１５は、同偏光照明用アタッチメント４０ａの保持ケース４１の外側を示す斜視図である。図１６は、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の下口径部６３３に取り付けた偏光照明用アタッチメント４０ｂの保持ケース４１の内側を示す斜視図であり、図１７は、同偏光照明用アタッチメント４０ｂの保持ケース４１の外側を示す斜視図である。

撮像装置ＫＭ側にカメラ側偏光板体６４を配置したい場合には、図１４及び図１５に示すように、カメラ側偏光板体６４の保持板６２１が表出した側を下口径部６３３に向くようにして、カメラ側偏光板体６４の締結孔Ｅ４と筒状部材６３の上口径部６３１に連設するＥ２とを係合させながら、下口径部６３３の向きに締結部材Ｅ７を挿入して締結し、撮像装置ＫＭ側の筒状部材６３にカメラ側偏光板体６４を固定する。一方、ワークＷ側にカメラ側偏光板体６４を配置したい場合には、図１６及び図１７に示すように、カメラ側偏光板体６４の保持板６２１が表出した側を上口径部６３１に向くようにして、カメラ側偏光板体６４の締結孔Ｅ４と筒状部材６３の下口径部６３３に連設するＥ１とを係合させながら、上口径部６３１の向きに締結部材Ｅ７を挿入して締結し、ワークＷ側の筒状部材６３にカメラ側偏光板体６４を固定する。

図１４及び図１６から明らかなように、照明側偏光板６１と保持ケース４１を固定する締結部材Ｄ３と、筒状部材６３と保持ケース４１を固定する締結部材Ｄ４は、すべて保持ケース４１の内側から挿入する構成となっている。言い換えると、筒状部材６３の中心軸ＣＪ４に沿って、筒状部材６３の上口径部６３１から下口径部６３３に向かう方向で、それぞれの締結部材は締結孔に挿入される。使用状態においては、保持ケース４１の外側の面は、検査対象であるワークＷ側の面となるので、本実施形態のように、その面側に締結孔がない構造は、締結部材が緩んで落下し、検査対象物の中に混入する恐れがなくなる点で効果的である。

以上のように、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板体６４と筒状部材６３と保持ケース４１とが一体化されることにより、偏光照明用アタッチメント４０が完成する。この偏光照明用アタッチメント４０がリング型照明装置２０に装着されることによって、リング型照明装置２０を偏光型照明装置８０にすることができる。なお、本実施形態においては、筒状部材６３へカメラ側偏光板体６４を取り付ける際には、ネジ等の締結部材で締結する態様で説明したが、勿論これに限られず、スナップ式による締結でもよいし、あるいは、筒状部材６３の内壁に螺子部を形成し、螺子部にカメラ側偏光板体６４を螺合して固定する態様でもよい。
（偏光型照明装置８０）

図１８は、撮像装置ＫＭ側の筒状部材６３にカメラ側偏光板体６４を固定した偏光型照明装置８０ａをワークＷ側から見た斜視図であり、図１９は、ワークＷ側の筒状部材６３にカメラ側偏光板体６４を固定した偏光型照明装置８０ｂをワークＷ側から見た斜視図であり、図２０は、撮像装置ＫＭ側の筒状部材６３にカメラ側偏光板体６４を固定した偏光型照明装置８０ａを撮像装置ＫＭ側から見た斜視図である。

偏光照明用アタッチメント４０をリング型照明装置２０に装着すると、図１８〜図２０に示すような偏光型照明装置８０となる。詳述すると、リング型照明装置２０の前面２４と、偏光照明用アタッチメント４０の内側の面を向かい合わせに配置し、リング型照明装置２０と偏光照明用アタッチメント４０を結合させる。そして、保持ケース４１の固定部４１４のプッシュ部４１７を押して、ロックレバー４１５を、支点（図示せず）を中心に回動させ、ロックレバー４１５の鍵部４１６がメインケース２１の係合溝２１２に係合することによって、メインケース２１と保持ケース４１が固定され、偏光型照明装置８０が完成する。

メインケース２１の内部に環状の配置されたＬＥＤ２２１からの非偏光の光が照明側偏光板６１を透過し、照明側偏光板６１を透過して特定方向に偏光した光が保持ケース４１の開口部４１１から出射される。出射された光はワークＷに対して照射され、撮像手段ＫＭは、筒状部材６３の中空部ＣＫ４、及び、照明側偏光板６１と同性能の偏光板を偏光角度が９０°ずれるよう位置決めされたカメラ側偏光板６２を通して、光が照射されたワークＷを撮像する。

図２１の偏光型照明装置８０ａの断面図を用いて、リング型照明装置２０に偏光照明用アタッチメント４０が装着された偏光型照明装置８０について説明する。図３において説明した、リング型照明装置２０の構成については、ここでの説明を省略する。筒状部材６３の中心軸ＣＪ４とメインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１とを略一致させ、且つ、メインケース２１の中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１線上に沿って、筒状部材６３の上口径部６３１を、筒状部材６３の下口径部６３３よりも撮像手段ＫＭが配置される空間側に位置させる。これにより、遮光部材で形成される筒状部材６３によって、メインケース２１内に環状に配置される複数のＬＥＤ２２１からワークＷに対して偏光照明を照射する照射系と、メインケース２１及び保持ケース４１の中心軸ＣＪ線上に沿って、ワークＷからの反射光を受光する受光系とに分断される。言い換えると、メインケース２１内に環状に配置される複数のＬＥＤ２２１にて発生する光から照明側偏光板６１の中空部ＣＫ３が遮蔽され、当該光が照明側偏光板６１を介さずにワークＷに照射されることを防止できる。照明側偏光板６１を介さずにワークＷに照射され、ワークＷにて反射した光をカメラ側偏光板６２で偏光させても鏡面反射の影響は排除できないところ、筒状部材６３の円筒部６３２を遮光可能な壁として機能させることで所望の効果が得られるようになる。

筒状部材６３の上口径部６３１を、光出射用前端部２９１からＬＥＤ配置面２２に向かう、光出射用後端部２９２が位置する第二の距離を少なくとも有する位置に位置決めし、リング型照明装置２０のメインケース２１と接続することにより、撮像手段ＫＭが配置される空間側から見て、筒状部材６３の上口径部６３１とリング型照明装置２０の後面開口部２５１との間に形成される空隙が覆われる。また、筒状部材６３の上口径部６３１が、メインケース２１の光出射用開口部２９の光出射用後端部２９２と同じ高さかそれよりも上の高さに位置決めされるため、照射側偏光板６１へ入射する光の光量の低下を抑えることができる。さらにまた、筒状部材６３の下口径部６３３を、ＬＥＤ配置面２２からリング型照明装置２０の前面２４に向かう、光出射用前端部２９１が位置する第一の距離を少なくとも有する位置に位置決めし、リング型照明装置２０のメインケース２１と接続している。これにより、メインケース２１の光出射用開口部２９から出射される、複数のＬＥＤ２２１からの出射光のみを、照明側偏光板６１を介して、ワークＷに照射するようにしている。また、照射側偏光板６１が、メインケース２１の光出射用開口部２９の光出射用前端部２９１と同じ高さかそれよりも下の高さに位置決めされるため、照射側偏光板６１へ入射する光の光量の低下を抑えることができる。そして、ワークＷによって反射された光は、筒状部材６３の中空部ＣＫ４及びカメラ側偏光板６２を介して撮像装置ＫＭによって受光される。

本実施形態においては、筒状部材６３の上口径部６３１は、ＬＥＤ配置面２２とメインケース２１の後面２５の間に配置され、筒状部材６３の下口径部６３３は、メインケース２１の前面２４よりも下側の、ワークＷが配置される側に配置される。筒状部材６３の上口径部６３１は、光出射用前端部２９１から第二の距離を少なくとも有する位置において、メインケース２１と接続される。詳述すると、筒状部材６３の上口径部６３１は、ＬＥＤ配置面２２と略同一の平面より上であって後面２５より若干下に位置決めされて、メインケース２１と接続される。また、偏光照明用アタッチメント４０の保持ケース４１の外壁部４１３の端部は、リング型照明装置２０の前面２４上に位置する、メインケース２１の外壁部２６の端部に接続される。

この構成により、リング型照明装置２０のメインケース２１と、照明側偏光板６１と、筒状部材６３と、保持ケース４１によって、遮蔽空間が全周にわたって形成される。この遮蔽空間により、リング型照明装置２０のメインケース２１に環状に配置されたＬＥＤ２２１からの光のみが、照明側偏光板６１を介して、ワークＷに照射される。

なお、図２１に示すように、カメラ側偏光板６２は、略環状の照明側偏光板６１を含む平面よりも複数のＬＥＤ２２１側にて該平面から離れた位置に設けられている。言い換えると、カメラ側偏光板６２と照明側偏光板６１は、ＬＥＤ配置面２２を挟むように互いに離反して配置されている。また、略環状の照明側偏光板６１の開口径は、筒状部材６３の円筒部６３２の外径よりも大きく、筒状部材６３の円筒部６３２の内径は、カメラ側偏光板６２の外径よりも大きい。すなわち、略環状の照明側偏光板６１の開口径は、カメラ側偏光板６２の外径よりも大きくなるように構成されている。

本実施形態においては、照明基板２２２上に配置された複数のＬＥＤ２２１から出射された光は、拡散カバー２２３で拡散された後に、照明側偏光板６１から出射される。しかし、この構成に限らず、偏光照明用アタッチメント４０を装着する際は、拡散カバー２２３を取り外してもよい。拡散カバー２２３を取り外した状態で偏光照明用アタッチメント４０を装着すれば、拡散カバー２２３で光量が低下するのを防ぐことができるため、より光量を確保させて照明側偏光板６１から光を出射させることができる。
（カメラ側偏光板体６４の取付）

カメラ側偏光板体６４は、前述のとおり、筒状部材６３の上口径部６３１又は下口径部６３３に着脱自在であって、その取付位置も、ワークＷや検査環境等による物理的制約に応じて、適宜、例えば、筒状部材６３の上口径部６３１と下口径部６３３との間に位置してもよく、また図２２Ａに示すように、筒状部材６３の上口径部６３１に固定してもよい。例えば、カメラ側偏光板体６４の取付位置を筒状部材６３の上口径部６３１にした場合には、以下のような利点がある。

まず、（１）外乱光のカメラ側偏光板６２への入射を防ぎ、撮像装置ＫＭに可能な限りカメラ側偏光板６２を透過した光のみを受光させることで、外観検査の精度の向上が望めるところ、カメラ側偏光板６２と撮像装置ＫＭとを近づけることができるので、より望ましい検査環境が得られる。一方、カメラ側偏光板体６４の取付位置を筒状部材６３の上口径部６３１よりも下側にして、撮像装置ＫＭを筒状部材６３の中に設置することも考えられるが、撮像装置ＫＭの大きさによっては容易に設置できない。

また、（２）撮像装置ＫＭを筒状部材６３の上口径部６３１よりも上側に設置できるため、撮像装置ＫＭの絞り用のリングを自由に調整できる。一方、撮像装置ＫＭが筒状部材６３の中に設置される場合には、撮像装置ＫＭの絞り用のリングが調整しにくくなる。

さらにまた、（３）照明装置の直下にワークＷが配置されるが、照明装置とワークＷとの距離が離れるほど、撮像装置ＫＭの受光量は減少し、撮像画像が暗くなってしまうため、照明装置をワークＷにできる限り近づけたいところ、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の上口径部に取り付けることで、照明の出射位置をワークＷに近づけることができる。照明装置は、通常、最初に、ワークＷに対して適切な撮像領域を決定する必要があることから、撮像装置ＫＭを設置した後で配置される。カメラ側偏光板体６４の取付位置が筒状部材６３の上口径部にある場合、撮像装置ＫＭと照明装置との距離が長くなるので、結果的に、照明の出射位置をワークＷに近づけることができる。

さらにまた、（４）外観検査過程におけるコンタミネーションによる悪影響を少なくできる。外観検査装置を設置したまま長期間取り置かれる場合、筒状部材６３の上方が開放されていると、筒状部材６３の中にゴミが溜まりやすくなる。ゴミを取り除くにも、中に溜まったゴミは排除しにくいということがある。

次に、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の上口径部６３１に固定して使用する場合であっても、図２２Ｂに示すように、本実施形態において、カメラ側偏光板６２が着脱自在の構成を有することは以下の利点がある。前述のとおり、本実施形態においては、筒状部材６３をメインケース２１内の部材と係合させて、ＬＥＤ２２１にて発生する光以外の光は照明側偏光板６１に入射させない構成を有するため、偏光照明用アタッチメント４０をリング型照明装置２０に装着する際に、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の上口径部６３１に固定したままでは装着しにくいこともあり得る。このような場合であっても、カメラ側偏光板体６４を一旦取り外した状態で、偏光照明用アタッチメント４０をリング型照明装置２０に装着した後で、取り外したカメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の上口径部６３１に取り付けることで、偏光照明用アタッチメント４０を容易に装着することができる。

さらに、取り外したカメラ側偏光板体６４は、図２２Ｃに示すように、筒状部材６３の上口径部６３１に取り付けることもできる。カメラ側偏光板体６４を、筒状部材６３の上口径部６３１又は下口径部６３３に着脱自在とすることで、使用者は、ワークＷや検査環境等による物理的制約に応じて、適宜、カメラ側偏光板体６４の取付位置を選択することができる。
（取付補助部６５）

本実施形態においては、偏光照明用アタッチメント４０は、カメラ側偏光板体６４を着脱自在としているため、使用者は、カメラ側偏光板体６４を再度取り付ける際、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板６２との偏光角度差を９０°に正確に設定する必要がある。使用者にこの設定作業を誤らせないよう、設定作業を補助するための取付補助部６５を設けてもよい。

図２３〜図２５を用いて、取付補助部６５を説明する。両者の位置関係を誤らないように設定するためには、例えば、（１）取り付ける際のガイドとなる正確な位置関係を示す目印を設ける、（２）誤った位置関係では取り付けることができないよう回転対称性を有しない係合構造とする、（３）正確な位置関係でロックされるロック機構を設けることが考えられる。なお、これらはあくまでも一例であって、以下で説明する取付補助部６５１〜６５３についても取付補助部６５の一例に過ぎない。ここでは、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３の上口径部６３１に取り付ける場合を例として説明するが、勿論、下口径部６３３に取り付ける場合にも適用できる。

図２３は、前述の（１）の実施形態の説明図であって、正確な位置関係で整合するよう、カメラ側偏光板体６４の締結孔Ｅ４の近傍と、筒状部材６３の上口径部６３１側の締結孔Ｅ２の近傍とに、対応する数字が付された取付補助部６５１の態様を示している。これによれば、同じ数字が付された締結孔Ｅ２と締結孔Ｅ４とをネジ留めすることで、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板６２との偏光角度差を９０°に設定できる。なお、締結孔Ｅ２、Ｅ４の近傍に付す目印は、数字に限られず、文字や記号等、識別可能なものであればどのような目印を用いてもよい。また、例えば、締結孔Ｅ２にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、締結孔Ｅ４にａ、ｂ、ｃ、ｄと付す等、使用者が対応関係を想定できる範囲内であれば異なる目印を用いてもよい。

図２４は、前述の（２）の実施形態の説明図であって、正確な位置関係で噛み合うよう、カメラ側偏光板体６４の筒状部材６３と接する面に凹部６５２１が、筒状部材６３の上口径部６３１側に凸部６５２２が、それぞれ設けられた取付補助部６５２の態様を示している。これによれば、凹部６５２１と凸部６５２２とが噛み合う位置において、カメラ側偏光板体６４を筒状部材６３に取り付けることで、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板６２との偏光角度差を９０°に設定できる。この実施形態では、回転対称性を有さない係合構造となればよいので、例えば、締結孔Ｅ２及び締結孔Ｅ４の配置を周方向に均等にしないことでも実現できる。

図２５は、前述の（３）の実施形態の説明図であって、正確な位置関係でロックされるよう、カメラ側偏光板体６４の側面に雄ネジ６５３１が、筒状部材６３の上口径部６３１の内側に雄ネジ６５３１と螺合する雌ネジ６５３２が設けられた取付補助部６５３の態様を示している。雄ネジ６５３１には位置決め溝６５３３が、雌ネジ６５３２には位置決めリブ６５３４が設けられ、カメラ側偏光板体６４と筒状部材６３とを螺合して行くと、位置決め溝６５３３と位置決めリブ６５３４とが噛み合うところで両者がロックされる。これによって、使用者は、カメラ側偏光板体６４と筒状部材６３とをロックされるまで螺合するだけで、照明側偏光板６１とカメラ側偏光板６２との偏光角度差を９０°に設定できる。なお、取付補助部６５３は、例えば、雄ネジ６５３１に位置決めリブを、雌ネジ６５３２に位置決め溝を設けてもよい。
（外観検査装置９０）

偏光型照明装置８０を画像処理装置ＧＳや撮像装置ＫＭ等と組み合わせることで外観検査装置９０となる。図１において説明した、外観検査装置の構成については、ここでの説明を省略する。
（別実施形態）

前述した実施形態では、リング型照明装置２０は、ＬＥＤ２２１からの光を主に下方向に照射するものであるが、この構成に限らず、図２６の第２の実施形態に示すように、コの字状の断面形状を有するメインケース２１ａを備え、環状に配置されたＬＥＤ２２１ａからメインケース２１ａの中心軸ＣＪ１が位置する中空部ＣＫ１に向かって、水平方向に光を照射するものであってもよい。この第２の実施形態の場合、メインケース２１ａの内壁部２８ａの後面２５ａ側の端部が光出射用後端部２９２ａであり、メインケース２１ａの内壁部２８ａの前面２４ａ側の端部が光出射用前端部２９１ａである。また、第２の実施例においては、第１の実施例と異なり、同一のＬＥＤ基板上に設けられていないが、この場合、発明としてのＬＥＤ配置面は、円周上に配置される複数のＬＥＤ２２１ａを含む平面をＬＥＤ配置面２２ａと定義する。第一の距離は、ＬＥＤ配置面２２ａと光出射用前端部２９１ａが設けられるメインケース２１ａの前面２４ａとの間の距離を示し、第二の距離は、光出射用前端部２９１ａが設けられるメインケース２１ａの前面２４ａと光出射用後端部２９２ａが設けられるメインケース２１ａの後面２５ａとの間の距離を示す。

また、図２７の第３の実施形態に示すように、リング型照明装置２０ｂは、光出射用前端部２９１ｂを、メインケース２１ｂの中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に沿って、メインケース２１ｂの内壁部２８ｂの前面２４ｂからＬＥＤ配置面２２ｂに向かう位置に配置し、光出射用後端部２９２ｂを、メインケース２１ｂの中空部ＣＫ１の中心軸ＣＪ１に沿って、メインケース２１ｂの内壁部２８ｂの前面２４ｂからＬＥＤ配置面２２ｂに向かう位置に配置しているメインケース２１ｂを有している構成であってもよい。第一の距離は、ＬＥＤ配置面２２ｂと光出射用前端部２９１ｂの間の距離を示し、第二の距離は、光出射用前端部２９１ｂと光出射用後端部２９２ｂの間の距離を示す。なお、第３の実施形態におけるＬＥＤ配置面２２ｂの定義も、前記第２の実施形態で述べたＬＥＤ配置面の定義と同様である。

また、図２８の第４の実施形態に示すように、リング型照明装置２０ｃは、断面をＬ字状とするメインケース２１ｃを有し、照明基板２２２ｃが斜めに配置された構成であってもよい。この第４の実施形態の場合、メインケース２１ｃの内壁部２８ｃの後面２５ｃ側の端部が光出射用後端部２９２ｃであり、メインケース２１ｃの外壁部２６ｃの前面２４ｃ側の端部が光出射用前端部２９１ｃである。この第４の実施形態であっても、光出射用開口部２９ｃは、光出射用後端部２９２ｃと光出射用前端部２９１ｃの間を示し、環状に配置されたＬＥＤ２２１ｃからの光は、この光出射用開口部２９ｃから中空部ＣＫ１を経由して、斜め下方の中心軸ＣＪ１方向に出射される。なお、第４の実施形態におけるＬＥＤ配置面２２ｃの定義も、前記第２の実施形態で述べたＬＥＤ配置面の定義と同様である。

前述した実施形態においては、複数のＬＥＤ２２１は同一の平面上に配置したが、この構成に限らず、図２９に示すように、複数のＬＥＤ２２１ｄが複数の平面上に配置されていてもよい。この場合、ＬＥＤ配置面２２ｄとは、ＬＥＤ２２１ｄが配置された複数の平面のうち、メインケース２１ｄの前面２４ｄと後面２５ｄとの中間に最も近い平面をいう。

言い換えると、光出射用後端部２９２は、光の出射位置の上限に位置し、光出射用前端部２９１は、光の出射位置の下限に位置しており、複数のＬＥＤ２２１が下向きに配置される場合には、光出射用後端部２９２とＬＥＤ配置面２２との高さ位置が略一致することになるが、第２〜第４の実施形態のように、複数のＬＥＤ２２１の配向によっては、光出射用後端部２９２とＬＥＤ配置面２２との高さ位置は必ずしも一致しない。

前述した実施形態においては、筒状部材６３の上口径部６３１は、ＬＥＤ配置面２２とメインケース２１の後面２５の間に接続され、筒状部材６３の下口径部６３３は、メインケース２１の前面２４よりも下側に接続されているが、この構成に限らず、上口径部６３１が、メインケース２１の内壁部２８や、メインケース２１のより前面２４側に接続されていてもよいし、下口径部６３３が、光出射用前端部２９１又はメインケース２１の光出射用前端部２９１より若干下に接続されていてもよい。また、接続方法については、締結部材で固定する方法や、リング型照明装置２０の内壁部２８に螺子部を形成し、螺子部に筒状部材６３の上口径部６３１を螺合して固定する方法であってもよい。偏光照明用アタッチメント４０とリング型照明装置２０が、保持ケース４１とメインケース２１間で固定される場合は、筒状部材６３の上口径部６３１又は下口径部６３３の少なくとも一方とメインケース２１とを固定しなくてもよい。

前述した実施形態においては、保持ケース４１の外壁部４１３の固定部４１４が、リング型照明装置２０のメインケース２１に形成された係合溝２１２に係合することによって、保持ケース４１とリング型照明装置２０が固定されるが、この構成に限らず、締結部材で固定する方法や、リング型照明装置２０の外壁部２６に螺子部を形成し、螺子部に保持ケース４１を螺合して固定する方法であってもよい。偏光照明用アタッチメント４０とリング型照明装置２０が、筒状部材６３とメインケース２１間で固定される場合は、保持ケース４１とメインケース２１を固定しなくてもよい。また、筒状部材６３とメインケース２１間で固定される場合においては、その固定が脱着可能となっていてもよい。

前述した実施形態においては、メインケース２１は略環状の形状であるが、多角形であってもよい。また、本実施形態では、リング型照明装置２０は８色のＬＥＤを有するが、この構成に限らず、単色のみであっても、８色以外の複数色のＬＥＤ２２１を有するものであってもよい。

本発明の照明装置及び照明装置用アタッチメント並びに外観検査装置は、異なるタイプの照明装置を外観検査装置にそれぞれ接続して試行し、撮像された画像を比較して適切な照明装置を選定する用途に適用できる。

２０…照明装置、照明部、リング型照明装置
２１…メインケース；２１１…固定部；２１２…係合溝；２２…ＬＥＤ配置面；２２１…ＬＥＤ；２２２…照明基板；２２３…拡散カバー；２２４…照明基板支持部；２４…前面；２４１…前面開口部；２５…後面；２５１…後面開口部；２６…外壁部；２７…上壁部；２８…内壁部；２９…光出射用開口部；２９１…光出射用前端部；２９２…光出射用後端部
４０…偏光照明用アタッチメント
４１…保持ケース；４１１…開口部；４１２…カバー部材；４１３…外壁部；４１４…固定部；４１５…ロックレバー；４１６…鍵部；４１７…プッシュ部
６１…照明側偏光板
６２…カメラ側偏光板；６２１…保持板
６３…筒状部材；６３１…上口径部；６３２…円筒部；６３３…下口径部；６３３１…小径部；６３３２…大径部；６３３３…取付部
６４…カメラ側偏光板体
６５…取付補助部；６５１…取付補助部；６５２…取付補助部；６５２１…凹部；６５２２…凸部；６５３…取付補助部；６５３１…雄ネジ；６５３２…雌ネジ；６５３３…位置決め溝；６５３４…位置決めリブ
８０…偏光型照明装置
９０…外観検査装置
Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５…締結孔
Ｄ３、Ｄ４、Ｅ６、Ｅ７…締結部材
ＣＪ、ＣＪ１、ＣＪ２、ＣＪ３、ＣＪ４、ＣＪ５…中心軸
ＣＫ、ＣＫ１、ＣＫ２、ＣＫ３、ＣＫ４…中空部
ＧＳ…画像処理装置
ＨＢ…搬送ベルト
ＨＪ…表示部
ＫＢ…キーボード
ＫＭ…カメラ、撮像手段、撮像装置
ＫＳ…光電センサ
ＰＤ…ポインティングデバイス
ＳＪ…撮像光軸
ＴＢ…点灯ブロック
Ｗ…ワーク

Claims (10)

1. 複数の発光素子により光が照射された検査対象物を撮像して得た検査画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる照明装置であって、
   前記照明装置は、
   検査対象物を撮像するための第一開口が形成され、前記複数の発光素子が該第一開口の中心軸の周囲に略環状に配置された環状ケース体と、
   前記環状ケース体に着脱自在に取り付けられ、前記環状ケース体の複数の発光素子から発せられる光を偏光して検査対象物に供給するための偏光アタッチメントと、
   を備え、
   前記偏光アタッチメントは、
   前記第一開口の中心軸が通過する第二開口が形成され、該第二開口の周縁部から径方向外側に向かって延びる略環状の第一偏光部材であって、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光を偏光する第一偏光部材と、
   前記第一偏光部材の周縁部を保持し、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光から前記第二開口を遮蔽するよう前記第二開口の中心軸に沿って延びる筒状の壁部を有する保持部材と、
   前記保持部材の壁部に、前記第一偏光部材と略平行であって前記第一偏光部材との偏光角度差が略９０°となるよう配置され、前記第一偏光部材により偏光された光が検査対象物にて反射し、前記第二開口を通過した反射光を偏光する第二偏光部材と、
   を備える照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置は、さらに、
   前記第一偏光部材の外縁を保持する保持ケースと、
   前記偏光アタッチメントを前記環状ケース体に着脱可能に取り付けるための取付部と、
   を備え、
   前記取付部は、前記保持ケース又は前記保持部材のいずれか一方又は両方に設けられている照明装置。
3. 請求項２に記載の照明装置であって、
   前記第二偏光部材は、前記保持部材の壁部のうちの前記第二開口とは反対側の端部に設けられている照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一に記載の照明装置であって、
   前記第二偏光部材は、前記保持部材に着脱可能に取り付けられており、さらに、
   前記第二偏光部材が前記保持部材に取り付けられる際、前記第一偏光部材と前記第二偏光部材との偏光角度差が略９０°に設定されるように前記第二偏光部材の取り付け作業を補助するための取付補助部を備える照明装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一に記載の照明装置であって、
   前記環状ケース体は、前記複数の発光素子にて発生した光を拡散する拡散部材を有する照明装置。
6. 対象物を撮像するための第一開口が形成され、複数の発光素子が該第一開口の中心軸の周囲に略環状に配置された環状ケース体を備えるリング型照明装置に対して、着脱自在な照明装置用アタッチメントであって、
   前記照明装置用アタッチメントは、
   前記第一開口の中心軸が通過する第二開口が形成され、該第二開口の周縁部から径方向外側に向かって延びる略環状の第一偏光部材であって、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光を偏光する第一偏光部材と、
   前記第一偏光部材の周縁部を保持し、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光から前記第二開口を遮蔽するよう前記第二開口の中心軸に沿って延びる筒状の壁部を有する保持部材と、
   前記保持部材の壁部に、前記第一偏光部材と略平行であって前記第一偏光部材との偏光角度差が略９０°となるよう配置され、前記第一偏光部材により偏光された光が対象物にて反射し、前記第二開口を通過した反射光を偏光する第二偏光部材と、
   を備える照明装置用アタッチメント。
7. 請求項６に記載の照明装置用アタッチメントであって、
   前記リング型照明装置は、前記第一開口の中心軸上に中心がある略環状で且つ前記環状ケース体の上下方向に幅を持って設けられる開口であって、前記第一開口の中心軸上に中心がある略環状の端部である第一及び第二開口端部が、光の出射位置の上限及び下限に前記環状ケース体の内周に沿って設けられており、前記複数の発光素子が出射する光を前記第一開口の中心軸下方に導く光出射用開口部を備え、
   前記照明装置用アタッチメントが前記リング型照明装置に装着された際、
   前記第一偏光部材は、前記第二開口端部、又は、前記第二開口端部より下の高さに位置決めされ、
   前記保持部材の壁部は、上端に位置する略環状の上口径部が、前記第一開口端部、又は、前記第一開口端部より上の高さに位置決めされる照明装置用アタッチメント。
8. 請求項６又は請求項７に記載の照明装置用アタッチメントであって、
   前記第二偏光部材は、前記保持部材のうちの前記第二開口とは反対側の端部に設けられている照明装置用アタッチメント。
9. 請求項６〜８のいずれか一に記載の照明装置用アタッチメントであって、
   前記保持部材の前記複数の発光素子が出射する光が照射される側に反射部材が装着される照明装置用アタッチメント。
10. 照明装置に設けられた複数の発光素子により光が照射された検査対象物を撮像して得た画像を処理することにより検査対象物の外観を検査する外観検査装置であって、
    前記照明装置は、
    検査対象物を撮像するための第一開口が形成され、前記複数の発光素子が該第一開口の中心軸の周囲に略環状に配置された環状ケース体と、
    前記環状ケース体に着脱自在に取り付けられ、前記環状ケース体の複数の発光素子から発せられる光を偏光して検査対象物に供給するための偏光アタッチメントと、
    を備え、
    前記偏光アタッチメントは、
    前記第一開口の中心軸が通過する第二開口が形成され、該第二開口の周縁部から径方向外側に向かって延びる略環状の第一偏光部材であって、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光を偏光する第一偏光部材と、
    前記第一偏光部材の周縁部を保持し、前記環状ケース体の複数の発光素子にて発生した光から前記第二開口を遮蔽するよう前記第二開口の中心軸に沿って延びる筒状の壁部を有する保持部材と、
    前記保持部材の壁部に、前記第一偏光部材と略平行であって前記第一偏光部材との偏光角度差が略９０°となるよう配置され、前記第一偏光部材により偏光された光が検査対象物にて反射し、前記第二開口を通過した反射光を偏光する第二偏光部材と、
    を備える外観検査装置。

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