棒状ワーク撮像装置および棒状ワークの先端同心判定装置

【課題】測定時間を短縮できると共に、高い精度で棒状ワークを管理できる棒状ワーク撮像装置および棒状ワークの先端同心判定装置を提供する。
【解決手段】鏡筒１３にビームスプリッター４２、４３を設け、対物レンズ４１からの像光を３つの光路Ｐ１〜Ｐ３に分光し、各光路Ｐ１〜Ｐ３の像光を拡大して、カメラ１４、１５、１６で撮像する。ビームスプリッター４２、４３の光軸の中心位置をずらすことで、鏡筒１３に連なるカメラ１４で先端加工部２１を撮像し、カメラ１５で本体ストレート部２３の一方の輪郭を撮像し、カメラ１６で本体ストレート部２３の他方の輪郭を撮像する。これらカメラ１４、１５、１６の撮像信号を解析し、先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致するかどうかにより、棒状ワーク１０の良否を判定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端加工部を有する棒状ワークを撮像するための棒状ワーク撮像装置、およびこのような棒状ワークの良否を管理するための棒状ワークの先端同心判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属の薄板等に小孔を穿設するのに、先端加工部を有する棒状の加工ツール（以下、棒状ワークと称する）が使用される場合がある。このような棒状ワークを使って高精度の小孔を穿設する場合、棒状ワークの寸法ズレや偏心が起こらないように、棒状ワークの形状を精度良く管理する必要がある。例えばカメラで棒状ワークの全体像を撮像し、この撮像画像を解析して、その先端加工部の中心が軸中心にあり、偏心が生じていないかどうかをチェックすることが考えられる。このようなカメラを用いた光学的な手法により、対象物をアライメント管理を行うものとしては、カメラで対象物のマークを撮像し、撮像されたマークを用いて対象物をアライメントさせるものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような、単一のカメラにより、棒状ワークの全体像を撮像し、この撮像画像を解析する手法において、棒状ワークが例えば薄板に数マイクロメーターの小孔を穿設するもののような場合には、その形状の良否の判定が困難となる。つまり、小孔に対応する先端加工部の径が数マイクロメーターのオーダーとなるのに対し、先端加工部を支持する本体部分が、その径において数ミリメートルのオーダーに、またその長さにおいて数センチメートルのオーダーになることが想定される。このため、カメラの撮像倍率を棒状ワークの全体画像を視野内に取り込む倍率に設定すると、先端加工部の撮像画像は非常に小さくなってしまう。また、この場合、全体画像に対してフォーカスが設定されてしまうと、先端加工部の細部のフォーカスが十分でなくなる。このため、先端加工部の画像を解析して、形状の良否を判定するのが難しくなる。
【０００５】
かかる場合、例えば複数のカメラを並べて配置し、各カメラで、棒状ワークの先端加工部や両端のストレート部を個々に撮像することが考えられる。しかし、棒状ワークを撮像するための限られたスペースに、複数のカメラを並べて配置するのは物理的に困難である。また、複数のカメラを並べて配置して、棒状ワークの先端加工部や両端のストレート部を撮像する場合には、各カメラ毎に、撮像位置を設定し、フォーカスを設定する必要があり、作業が煩雑になる。さらに、複数のカメラの相互間において、精度良くキャリブレーションを行う必要がある。
【０００６】
本発明は、簡単な構造で且つ高い精度で、棒状ワークを撮像することができる棒状ワーク撮像装置および棒状ワークの先端同心判定装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の棒状ワーク撮像装置は、先端加工部と、本体ストレート部とを有する棒状ワークを撮像する棒状ワーク撮像装置であって、対物レンズを有する鏡筒と、鏡筒に連なり、先端加工部を撮像する第１カメラと、鏡筒と第１カメラとの間の光路に介設され、光路に対し相互に逆方向に位置ズレさせて配置した第１ビームスプリッターおよび第２ビームスプリッターと、第１ビームスプリッターを介して、本体ストレート部の一方の輪郭を撮像する第２カメラと、第２ビームスプリッターを介して、本体ストレート部の他方の輪郭を撮像する第３カメラと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１のカメラにより、棒状ワークにおける先端加工部の拡大画像を撮像し、第２のカメラにより、本体ストレート部における一方の輪郭の拡大画像を撮像し、第３のカメラにより、本体ストレート部における他方の輪郭の拡大画像を撮像することができる。また、第２カメラを、鏡筒と第１カメラとの間の光路上に設けた第１ビームスプリッターを介して配設し、第３カメラを、光路上に設けた第２ビームスプリッターを介して配設しているため、全体として縦長に且つコンパクトに構成することができる。したがって、簡単な構造で且つ高い精度で、棒状ワークを撮像することができる。
【０００９】
この場合、第１ビームスプリッターは、一方の輪郭が第２カメラの視野中心に来るように、第２ビームスプリッターは、他方の輪郭が第３カメラの視野中心に来るように、それぞれ位置ズレして配置されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、第１ビームスプリッターを一方の輪郭が第２カメラの視野中心に来るように位置ズレさせ、第２ビームスプリッターを他方の輪郭が第３カメラの視野中心に来るように位置ズレさせることで、第２のカメラで本体ストレート部の一方の輪郭を確実に撮像することができ、また第３のカメラで本体ストレート部の他方の輪郭を確実に撮像することができる。
【００１１】
本発明のワークの先端同心判定装置は、上述の棒状ワーク撮像装置と、棒状ワークを基部でチャックするチャック手段と、棒状ワーク撮像装置に対し、チャック手段を介して棒状ワークを軸方向に相対的に進退させる進退動手段と、棒状ワーク撮像装置および進退動手段を制御し、棒状ワークを進退させながら、第１カメラにより先端加工部を撮像し、第２カメラにより本体ストレート部の一方の輪郭を撮像し、第３カメラにより本体ストレート部の一方の輪郭を撮像する、撮像動作を実施する制御手段と、第１カメラの撮像結果と、第２カメラおよび第３カメラの撮像結果とを画像処理し、先端加工部の軸心と本体ストレート部の軸心とが合致しているか否かを判定する、判定動作を実施する同軸判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、各カメラの撮像結果から、先端加工部の軸心と本体ストレート部の軸心とを求め、求められた先端加工部の軸心と本体ストレート部の軸心とが合致しているか否かを判定するようにしているため、棒状ワークの形状の良否を、簡単に且つ精度良く判定することができる。
【００１３】
この場合、チャック手段を介して、棒状ワークを所定の角度ピッチで軸心廻りに回転させる回転手段を、更に備え、制御手段は、回転手段を更に制御し、所定の角度ピッチ毎に撮像動作を実施し、同軸判定手段は、全ての角度ピッチにおいて、判定動作を実施すると共に、全ての判定動作において、先端加工部の軸心と本体ストレート部の軸心とが合致しているときに、当該棒状ワークを良品と判定することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、所定の角度ピッチ毎に撮像動作を実施し、先端加工部の軸心と本体ストレート部の軸心とが合致しているか否かを判定することで、棒状ワークの偏心状態を精度良く検出・判定することができる。
【００１５】
また、棒状ワークは、更に先端加工部と本体ストレート部に連なるテーパー補強部を有し、先端加工部、テーパー補強部および本体ストレート部を一括して撮像する低倍率撮像手段と、棒状ワーク撮像装置および低倍率撮像手段に対し、チャック手段を介して棒状ワークを相対的に且つ交互に臨ませる交互移動手段と、更に備え、制御手段は、低倍率撮像手段および交互移動手段を更に制御し、低倍率撮像手段の撮像結果に基づいて、棒状ワークの先端加工部を棒状ワーク撮像装置に臨ませることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、低倍率撮像手段の撮像結果に基づいて、棒状ワークの先端加工部を棒状ワーク撮像装置に臨ませるようにしているため、棒状ワーク撮像装置の視野内に先端加工部を確実に取り込むことができ、棒状ワークの撮像を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】判定対象となる棒状ワークの外観図である。
【図２】第１の実施形態に係る棒状ワークの先端同心判定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】棒状ワークの先端同心判定装置におけるワーク回転機構の説明図である。
【図４】棒状ワークの先端同心判定装置における光路および撮像画像の説明図である。
【図５】棒状ワークの先端同心判定装置における光路および撮像画像の説明図である。
【図６】各カメラによる棒状ワークの撮像部位（視野）の説明図である。
【図７】棒状ワークの先端同心判定装置における良否判定処理を説明するフローチャートである。
【図８】棒状ワークの先端同心判定装置における低倍率カメラの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る棒状ワーク撮像装置を適用した棒状ワークの先端同心判定装置（以下、単に「先端同心判定装置」という）について説明する。この先端同心判定装置は、製造した棒状ワークの先端部に芯ズレが生じているか否か等の、形状の良否を光学的に判定するものである。以下、理解を容易にすべく、棒状ワークの構造から説明する。
【００１９】
図１は、棒状ワーク１０の外観図であり、同図に示すように、棒状ワーク１０は、先端加工部２１と、この先端加工部２１に連なるテーパー補強部２２と、テーパー補強部２２に連なる本体ストレート部２３と、本体ストレート部２３に連なる装置取付け部２４と、を有している。先端加工部２１は、その径が数マイクロメーターのオーダーのものであり、本体ストレート部２３は、その径が数ミリメートルのオーダーであって、長さが数センチメートルのオーダーのもとなっている。このように構成された棒状ワーク１０は、例えばプレス穴あけ装置に搭載され、板金に精密な小孔を穿設するポンチとして使用される。
【００２０】
図２は、先端同心判定装置１の構成を示すブロック図であり、同図に示すように、先端同心判定装置１は、棒状ワーク１０を搭載し、棒状ワーク１０を軸方向に進退させると共に軸心廻りに回転させるワーク移動部２と、ワーク移動部２に搭載された棒状ワーク１０を撮像するワーク撮像部３（ワーク撮像装置）と、ワーク移動部２およびワーク撮像部３を制御する制御部１２（制御手段）と、を備えている。
【００２１】
図２および図３に示すように、ワーク移動部２は、搭載した棒状ワーク１０を、その軸方向であるＸ軸方向およびこれに直交するＹ軸方向に移動させるＸ−Ｙステージ１１（進退動手段）と、Ｘ−Ｙステージ１１上に配設され、棒状ワーク１０を回転させるワーク回転機構３１（回転手段）と、を有している。また、ワーク回転機構３１は、棒状ワーク１０をその装置取付け部２４の部分でチャッキングするチャック部３２（チャック手段）と、チャック部３２を介して、棒状ワーク１０を軸心廻りに間欠回転させる機構本体３３と、で構成されている（図３参照）。
【００２２】
そして、Ｘ−Ｙステージ１１およびワーク回転機構３１（機構本体３３）は、それぞれ制御部１２に接続されている。Ｘ−Ｙステージ１１は、制御部１２からの指令により、棒状ワーク１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動（進退）させる。一方、ワーク回転機構３１は、制御部１２からの指令により、棒状ワーク１０をその軸心廻り所望の角度ピッチで間欠回転させる。
【００２３】
図２に示すように、ワーク撮像部３は、先端をＸ−Ｙステージ１１上の棒状ワーク１０に臨ませた鏡筒１３と、鏡筒１３の基端部に接続した第１カメラ１４と、鏡筒１３の側部基端側に接続した第２カメラ１５、鏡筒１３の側部先端側に接続した第３カメラ１６と、を備えている。
また、鏡筒１３は光路上において、先端部に設けた対物レンズ４１と、先端側の第２ビームスプリッター４３と、基端側の第１ビームスプリッター４２と、第１カメラ１４に対応する第１接眼レンズ４４と、第２カメラ１５に対応する第２接眼レンズ４５と、第３カメラ１６対応する第３接眼レンズ４６と、を有している。
【００２４】
対物レンズ４１は、検査対象の棒状ワーク１０からの光を集光して鏡筒１３内に導く。第２ビームスプリッター４３は、対物レンズ４１からの像光を、第３接眼レンズ４６に向かう光路と、第１ビームスプリッター４２に向かう光路とに分光する。同様に、第１ビームスプリッター４２は、第２ビームスプリッター４３からの像光を、第１接眼レンズ４４に向かう光路と、第２接眼レンズ４５に向かう光路とに分光する。
【００２５】
すなわち、検査対象の棒状ワーク１０からの像光は、対物レンズ４１から、第２ビームスプリッター４３および第１ビームスプリッター４２を介して第１接眼レンズ４４に向かう第１光路Ｐ１と、対物レンズ４１から、第２ビームスプリッター４３を介し、第１ビームスプリッター４２で分光されて第２接眼レンズ４５に向かう第２光路Ｐ２と、対物レンズ４１から、第２ビームスプリッター４３で分光されて第３接眼レンズ４６に向かう第３光路Ｐ３と、に分光される。
【００２６】
ここで、第１ビームスプリッター４２および第２ビームスプリッター４３の光軸の中心は、第２接眼レンズ４５および第３接眼レンズ４６の光軸の中心に対して位置ズレして、配設されている。これにより、第１接眼レンズ４４により、棒状ワーク１０の像光のうち先端加工部２１を中心とする像光が拡大され、第２接眼レンズ４５により、棒状ワーク１０の像光のうち本体ストレート部２３の左右一方の輪郭を中心とする像光が拡大され、第３接眼レンズ４６により、棒状ワーク１０の像光のうち本体ストレート部２３の他方の輪郭を中心とする像光が拡大される（詳細は、後述する。）。
【００２７】
第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６は、それぞれ鏡筒１３の第１接眼レンズ４４、第２接眼レンズ４５および第３接眼レンズ４６に対応する位置に配設されている。第１カメラ１４は、第１光路Ｐ１を介して、第１接眼レンズ４４で拡大された先端加工部２１の位置の画像を撮像する。第２カメラ１５は、第２光路Ｐ２を介して、第２接眼レンズ４５で拡大された本体ストレート部２３の左右一方の輪郭の位置の画像を撮像する。第３カメラ１６は、第３光路Ｐ３を介して、第３接眼レンズ４６で拡大された本体ストレート部２３の他方の輪郭の位置の画像を撮像する。
【００２８】
そして、第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６の撮像信号は、制御部１２の画像処理部５１に送られる。画像処理部５１は、棒状ワーク１０の形状の良否を判定するために、第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６の撮像信号の画像処理を実施する。なお、請求項に言う「同軸判定手段」は、画像処理部５１を含む制御部１２により構成されている。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、第１光路Ｐ１、第２光路Ｐ２および第３光路Ｐ３を介して撮像される棒状ワーク１０の像が、第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６に、それぞれどのように写し込まれるかについて説明する。
両図に示すように、対物レンズ４１、第２ビームスプリッター４３、第１ビームスプリッター４２および第１接眼レンズ４４を経る、第１光路Ｐ１の像光は、第１接眼レンズ４４で拡大され、第１カメラ１４により撮像される。この場合、Ｘ−Ｙステージ１１により、先端加工部２１が第１カメラ１４の視野中心となるように棒状ワーク１０を移動させ、先端加工部２１の拡大画像が撮像される。
【００３０】
また、対物レンズ４１、第２ビームスプリッター４３、第１ビームスプリッター４２および第２接眼レンズ４５を経る、第２光路Ｐ２の像光は、第２接眼レンズ４５で拡大され、第２カメラ１５により撮像される。この場合、Ｘ−Ｙステージ１１により、鏡筒１３の中心が本体ストレート部２３の軸心に移動しており、上記した第１ビームスプリッター４２の位置ズレにより、第２カメラ１５では、本体ストレート部２３の一方の輪郭が視野中心となって、その拡大画像が撮像される。
同様に、対物レンズ４１、第２ビームスプリッター４３および第３接眼レンズ４６を経る、第３光路Ｐ３の像光は、第３接眼レンズ４６で拡大され、第３カメラ１６により撮像される。この場合も、上記した第２ビームスプリッター４３の位置ズレにより、第３カメラ１６では、本体ストレート部２３の他方の輪郭が視野中心となって、その拡大画像が撮像される。
【００３１】
図６は、棒状ワーク１０の全体画像の中で、第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６で撮像される部分を示している。同図に示すように、第１カメラ１４では、棒状ワーク１０の全体画像の中で、棒状ワーク１０の先端加工部２１の部分Ａ１の拡大画像が撮像される。第２カメラ１５では、棒状ワーク１０の本体ストレート部２３の一方の輪郭の部分Ａ２の拡大画像が撮像される。第３カメラ１６では、棒状ワーク１０の本体ストレート部２３の他方の輪郭の部分Ａ３の拡大画像が撮像される。なお、第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６で撮像される像の倍率は、独立して設定可能に構成されている。
【００３２】
次に、図７のフローチャートを参照して、先端同心判定装置１による棒状ワーク１０の良否を判定する処理手順について説明する。
棒状ワーク１０の良否を判定する場合には、先ず作業者は、検査対象の棒状ワーク１０をＸ−Ｙステージ１１上のワーク回転機構３１にチャッキングする（Ｓ０１）。次に、制御部１２は、Ｘ−Ｙステージ１１を駆動し、ワーク回転機構３１にチャッキングした棒状ワーク１０を、所望の位置に設定する（Ｓ０２）。
【００３３】
ここで、図８は、棒状ワーク１０を所定の位置に設定するための構成である。同図に示すように、上述のワーク撮像部３（鏡筒１３）に近接して、低倍率のカメラ装置１０１（低倍率撮像手段）が設けられている。低倍率のカメラ装置１０１では、Ｘ−Ｙステージ１１（交換移動手段）を利用し、棒状ワーク１０を低倍率のカメラ装置１０１の直下に移動させ、棒状ワーク１０の先端加工部２１、テーパー補強部２２および本体ストレート部２３を一括して画像認識する。そして、この認識結果に基づいて、制御部１２は、先端加工部２１の中心座標および本体ストレート部２３の中心座標を求める。すなわち、上記の部分Ａ１の中心座標、および部分Ａ２と部分Ａ３との中心座標を求める。
そして、制御部１２は、この部分Ａ１の中心座標に基づいて、Ｘ−Ｙステージ１１を駆動し、棒状ワーク１０を適宜、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させて、部分Ａ１の中心が第１カメラ１４の視野中心に来るように設定する。
【００３４】
このようにして、棒状ワーク１０が所定の位置に設定されたら、第１カメラ１４により先端加工部２１を撮像する（Ｓ０３）。次に再度、Ｘ−Ｙステージ１１を駆動し、鏡筒１３の中心に、部分Ａ２と部分Ａ３との中心が来るように、棒状ワーク１０をＸ軸方向に移動（前進）させる（Ｓ０４）。ここで、第２カメラ１５により本体ストレート部２３の一方の輪郭を撮像する（Ｓ０５）と同時に、第３カメラ１６により本体ストレート部２３の他方の輪郭を撮像する（Ｓ０６）。
【００３５】
続いて、制御部１２は、ステップ：Ｓ０３で第１カメラ１４により撮像された先端加工部２１の画像を解析し、この解析結果から先端加工部２１の軸心の位置を求める（Ｓ０７）。また、ステップ：Ｓ０５で第２カメラ１５により撮像された本体ストレート部２３の一方の輪郭の画像と、ステップ：Ｓ０６で撮像された本体ストレート部２３の他方の輪郭の画像とを解析し、この解析結果から、本体ストレート部２３の軸心の位置を求める（Ｓ０８）。
【００３６】
先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが求められたら、先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致しているかどうかを判定する（Ｓ０９）。ここで、棒状ワーク１０に偏心が生じていると、先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とは合致しなくなる。ステップ：Ｓ０９で先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致していなければ（Ｓ０９：Ｎｏ）、その棒状ワーク１０は不良と判定して（Ｓ１０）、処理を終了する。
【００３７】
一方、ステップ：Ｓ０９で先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致していると判定されると（Ｓ０９：Ｙｅｓ）、ワーク回転機構３１により、棒状ワーク１０を所定の角度ピッチで回転させる（Ｓ１１）。そして、棒状ワーク１０が１回転したかどうかを判定し（Ｓ１２）、１回転していなければ（Ｓ１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ０３にリターンする。以下、ステップ：Ｓ１２で、ワーク回転機構３１が１回転したと判定されるまで、ステップ：Ｓ０３からステップ：Ｓ１２の処理を繰り返す。
【００３８】
これにより、ワーク回転機構３１を所定の角度ピッチで回転させ、棒状ワーク１０の各回転角毎に、ステップ：Ｓ３〜ステップ：Ｓ１２の処理を行って、先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致するかどうかが判断される。この場合、棒状ワーク１０に偏心がなければ、どの回転角でも先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致することになるが、棒状ワーク１０に偏心が生じていると、ある回転角では先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致しなくなる。
【００３９】
ステップ：Ｓ３からステップ：Ｓ１２の処理を繰り返し、棒状ワーク１０をどの角度に設定したときにも、ステップ：Ｓ９で先端加工部２１の軸心の位置と本体ストレート部２３の軸心の位置とが合致していると判定される場合には、ステップ：Ｓ１２で、ワーク回転機構３１が１回転したと判定すると、その棒状ワーク１０は良品と判定して（Ｓ１３）、処理を終了する。
【００４０】
以上のように、実施形態の先端同心判定装置１では、第１ビームスプリッター４２および第２ビームスプリッター４３を介して、鏡筒１３に第１光路Ｐ１、第２光路Ｐ２および第３光路Ｐ３を構成し、第１カメラ１４で先端加工部２１を撮像し、第２カメラ１５で本体ストレート部２３の一方の輪郭を撮像し、第３カメラ１６で本体ストレート部２３の他方の輪郭を撮像するようにしているため、先端加工部２１の画像と、本体ストレート部２３の両側の輪郭の画像と、単一のワーク撮像部３で撮像することができる。これにより、棒状ワーク１０に偏心があるかどうかを、適切に判定することができる。
【００４１】
また、実施形態の先端同心判定装置１では、光学系が１つの鏡筒１３内に納められているので、第１カメラ１４、第２カメラ１５および第３カメラ１６毎に、撮像位置やフォーカスを調整する必要がなく、且つ全体として設置スペースを容易に確保できる。これにより、棒状ワーク１０の良否の判定のための測定時間を短縮できると共に、高い精度で棒状ワーク１０の製品管理を行うことができる。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１：先端同心判定装置、２：ワーク移動部、３：ワーク撮像部、１０：棒状ワーク、１１：Ｘ−Ｙステージ、１２：制御部、１３：鏡筒、１４：第１カメラ、１５：第２カメラ、１６：第３カメラ、２１：先端加工部、２２：テーパー補強部、２３：本体ストレート部、３１：ワーク回転機構、３２：チャック部、４１：対物レンズ、４２：第１ビームスプリッター、４３：第２ビームスプリッター、４４：第１接眼レンズ、４５：第２接眼レンズ、４６：第３接眼レンズ、５１：画像処理部、Ｐ１：第１光路、Ｐ２：第２光路、Ｐ３：第３光路

【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端加工部と、本体ストレート部とを有する棒状ワークを撮像する棒状ワーク撮像装置であって、
対物レンズを有する鏡筒と、
前記鏡筒に連なり、前記先端加工部を撮像する第１カメラと、
前記鏡筒と前記第１カメラとの間の光路に介設され、前記光路に対し相互に逆方向に位置ズレさせて配置した第１ビームスプリッターおよび第２ビームスプリッターと、
前記第１ビームスプリッターを介して、前記本体ストレート部の一方の輪郭を撮像する第２カメラと、
前記第２ビームスプリッターを介して、前記本体ストレート部の他方の輪郭を撮像する第３カメラと、を備えたことを特徴とする棒状ワーク撮像装置。
【請求項２】
前記第１ビームスプリッターは、前記一方の輪郭が前記第２カメラの視野中心に来るように、前記第２ビームスプリッターは、前記他方の輪郭が前記第３カメラの視野中心に来るように、それぞれ位置ズレして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の棒状ワーク撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の棒状ワーク撮像装置と、
前記棒状ワークを基部でチャックするチャック手段と、
前記棒状ワーク撮像装置に対し、前記チャック手段を介して前記棒状ワークを軸方向に相対的に進退させる進退動手段と、
前記棒状ワーク撮像装置および前記進退動手段を制御し、前記棒状ワークを進退させながら、前記第１カメラにより前記先端加工部を撮像し、前記第２カメラにより前記本体ストレート部の一方の輪郭を撮像し、前記第３カメラにより前記本体ストレート部の一方の輪郭を撮像する、撮像動作を実施する制御手段と、
前記第１カメラの撮像結果と、前記第２カメラおよび前記第３カメラの撮像結果とを画像処理し、前記先端加工部の軸心と前記本体ストレート部の軸心とが合致しているか否かを判定する、判定動作を実施する同軸判定手段と、を備えたことを特徴とする棒状ワークの先端同心判定装置。
【請求項４】
前記チャック手段を介して、前記棒状ワークを所定の角度ピッチで前記軸心廻りに回転させる回転手段を、更に備え、
前記制御手段は、前記回転手段を更に制御し、前記所定の角度ピッチ毎に前記撮像動作を実施し、
前記同軸判定手段は、全ての前記角度ピッチにおいて、前記判定動作を実施すると共に、全ての前記判定動作において、前記先端加工部の軸心と前記本体ストレート部の軸心とが合致しているときに、当該棒状ワークを良品と判定することを特徴とする請求項３に記載の棒状ワークの先端同心判定装置。
【請求項５】
前記棒状ワークは、更に前記先端加工部と前記本体ストレート部に連なるテーパー補強部を有し、
前記先端加工部、前記テーパー補強部および前記本体ストレート部を一括して撮像する低倍率撮像手段と、
前記棒状ワーク撮像装置および前記低倍率撮像手段に対し、前記チャック手段を介して前記棒状ワークを相対的に且つ交互に臨ませる交互移動手段と、更に備え、
前記制御手段は、前記低倍率撮像手段および前記交互移動手段を更に制御し、前記低倍率撮像手段の撮像結果に基づいて、前記棒状ワークの前記先端加工部を前記棒状ワーク撮像装置に臨ませることを特徴とする請求項３または４に記載の棒状ワークの先端同心判定装置。

【図１】