JP2000346813A - 物品の表面検査装置 - Google Patents

物品の表面検査装置

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JP2000346813A
JP2000346813A JP11159209A JP15920999A JP2000346813A JP 2000346813 A JP2000346813 A JP 2000346813A JP 11159209 A JP11159209 A JP 11159209A JP 15920999 A JP15920999 A JP 15920999A JP 2000346813 A JP2000346813 A JP 2000346813A
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JP11159209A
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English (en)
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Mitsuhiro Minami
充弘 南
Norio Taneda
規男 種田
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Kanebo Ltd
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Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】主として撮像方向に厚みを有する被検査物品の
2以上の厚みが異なる表面を検査する装置を提供する。 【解決手段】被検査物品の検査面に鉛直上方から平行光
を照射する照明機構と、前記検査面からの反射光を撮像
する撮像機構と、前記撮像機構からの映像信号を処理す
る処理機構とから構成され、前記撮像機構は画角が0度
である光学レンズ部と2次元カメラ部(と開口絞り部)
を含んで構成された検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医薬用のバイアル
瓶のような中空の瓶形状の物品や、前記バイアル瓶のゴ
ム栓等の微小物品であって、撮像方向に厚みを有する被
検査物品の2以上の厚みが異なる表面を検査する装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、医療用のバイアル瓶やそ
の瓶用のゴム栓は、医療用途であることから全品外観検
査を行なう必要があり、目視検査のほか、一部において
は自動検査装置の開発もなされてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記バイアル瓶用のゴ
ム栓は非常に複雑な形状を有しており、撮像方向に厚み
を有しかつその形状が段付き形状であるため、2以上の
高さが異なる表面を撮像することとなり、その全ての表
面に同時かつ均一な照明をすることは困難であった。特
に前記バイアル瓶用のゴム栓は溝部の下部に微小な凹部
を有するため、その底面部の照明は非常に困難であっ
た。これを解決すべく、それぞれの面に個別の照明装置
及び撮像カメラを配置することも考えられるが、これで
は複数の撮像カメラにて自動検査を行う必要があり、撮
像した画像の判定処理が複雑になり、装置価格が高騰す
る。また、前記バイアル瓶用のゴム栓のように、表面と
側面がある形状の物品を通常のレンズを通して撮像カメ
ラで撮影すると、レンズの画角が0度ではないため、物
品の側面の映像が表面映像と同時に撮影され、その側面
の映像は通常照明光が十分に当たらず表面より明度が低
くなり、判定処理部での画像処理が複雑になり、装置価
格が高騰する。
【0004】そこで、本願発明は、上述の問題点を解決
し、主として撮像方向に厚みを有する被検査物品の2以
上の厚みが異なる表面を、搬送コンベア上で高速に検査
する安価な装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明の請求項1にか
かる発明は、撮像方向に厚みを有する被検査物品の2以
上の厚みが異なる表面を検査する装置であって、被検査
物品の検査面に平行光を照射する照明機構と、前記検査
面からの反射光を撮像する撮像機構と、前記撮像機構か
らの映像信号を処理する処理機構とから構成され、前記
撮像機構は画角が0度である光学レンズ部と2次元カメ
ラ部とから構成された検査装置である。また、請求項2
にかかる発明は、照明機構は光源部と集光レンズ部と偏
光板1とから構成されるとともに、撮像機構の2次元カ
メラ部と被検査物品との間に偏光板2を設け、偏光板1
と偏光板2とを互いに偏光角度が直角となるように設置
したものである請求項1記載の検査装置である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態の一
について図面を用いて説明する。なお、図中同一符号は
同一または相当部分を示す。また、今回開示された実施
の形態はすべての点で例示であって制限的なものではな
いと考えられるべきである。
【0007】図1に本願発明にかかる検査装置(1)の
全体構成図を側面から見た図を示す。図1において被検
査物品(2)は矢示X方向に搬送されるものとする。ま
た、図2に本願発明にかかる検査装置(1)の全体構成
図を斜め上方から見た図を示す。図2において被検査物
品(2)は矢示Y方向に搬送されるものとする。
【0008】図1および図2からわかるように、本願発
明の検査装置(1)は、撮像方向に厚みを有する被検査
物品(2)の4つの厚みが異なる表面(2a)、(2
b)、(2c)および(2d)を検査する装置であっ
て、照明機構(10)と撮像機構(20)と処理機構
(30)とから構成されるものである。そして、照明機
構(10)は光源部(11)と集光レンズ部(12)と
偏光板1(13)とから構成され、撮像機構(20)
は、光学レンズ部(21)と2次元カメラ部(22)と
開口絞り部(23)、偏光板2(14)を含んで構成さ
れている。
【0009】次に、図3に照明機構(10)と撮像機構
(20)の断面図を示す。図1から図3に示すように、
照明光はハーフミラー(24)により例えば水平方向か
ら鉛直下向きに方向を変えて被検査物品(2)に落射照
明されるように構成されている。また、被検査物品から
の反射光は、前記ハーフミラー(24)を透過して光学
レンズ部(21)に到達するように構成されている。す
なわち、撮像機構(20)においては、光源部(11)
から照射された照射光は、ハーフミラー(24)で反射
されて、搬送コンベア(3)上に載置されて搬送された
被検査物品(2)の表面(2a)、(2b)、(2c)
および(2d)にその鉛直上方より落射照明される。こ
の被検査物品の当該表面(2a)、(2b)、(2c)
および(2d)からの反射光は、照射光とは逆方向に進
みハーフミラー(24)を透過し、撮像機構(2)の画
角が0度の光学レンズ部(21)で集光されるとともに
開口絞り(23)を通過して、2次元カメラ(22)で
画像として検出される。図3に反射光の光路(17)を
示す。この場合、光学レンズ部(21)と被検査物品
(2)との間には反射光を集束させるためのレンズがな
く、被写界距離を大きくすることができる結果、被写界
深度が深くなる。このため、フォーカスの合う範囲が広
くなるので、被検査物品の表面に高低差があっても、被
検査物品の表面全体がフォーカスの合う範囲内になるよ
うに設計されている。
【0010】照明機構(10)は、検査対象面である被
検査物品(2)の上部表面を均一に照明する照明装置で
あり、被検査物品の上方に載置されたハーフミラー(2
4)、白色光源であるハロゲンランプ(11)、平行光
とする集光レンズ(12)、偏光板1(13)、偏光板
2(14)、ランプの熱線をカットするフィルタ(1
5)から構成される。図3に照射光の光路(16)を示
す。偏光板1(13)および偏光板2(14)とは、そ
の偏光角度が互いに直角となる構成を有する。この場
合、照射される照明光は検査対象である面に対して鉛直
上方からの平行光であるため、表面(2a)、(2
b)、(2c)および(2d)面のように各面に高低差
があり、複雑な形状を有している場合であっても、すべ
ての面で明度差なく均一な撮像画像を得ることができ
る。すなわち、従来は被検査物品(2)の上方にリング
照明を配置しており、このような均一な撮像画像を得る
ことができず、撮影画像は図5のようになっていた。こ
の図5からわかるように、被検査物品(2)が複雑な凹
凸形状を有する場合、表面の画像に大きく明暗部分がで
きてしまう。最も明るく撮像されるのは被検査物品
(2)の表面(2a)の部分を撮像した部分(51)で
あり、次に明るいのが表面(2b)の部分を撮像した部
分(52)であり、次に明るいのが表面(2c)の部分
を撮像した部分(53)であり、下部の微小な凹部底面
の表面(2d)は、照明光が届かず暗映像(55)とな
る。
【0011】撮像機構(20)は、2次元カメラ部であ
るCCDイメージセンサ(22)とそのレンズ(26)
および光学部(25)から構成されており、光学部(2
5)には、光学レンズ部(21)、開口絞り(23)、
ハーフミラー(24)を内蔵する。また、CCDイメー
ジセンサ(22)はそのレンズ(26)によりハーフミ
ラー(24)が視野内に入るように、かつ、本実施の形
態ではレンズ(26)が鉛直下向きになるように配設さ
れている。また、CCDイメージセンサ(22)は、例
えば512×480画素のCCDにより構成され、被検
査物品(2)の表面(2a)、(2b)、(2c)およ
び(2d)の状態に対応する2次元的な明暗パターンを
撮影するものである。
【0012】図6に画角が0度ではない光学レンズを用
いて上記被検査物品(2)を撮影した場合の映像画像の
一例を示す。この図6に示すように被検査物品(2)の
表面(2a)の映像(61)、表面(2b)の映像(6
2)、表面(2c)の映像(63)、表面(2d)の映
像(64)だけではなく、溝部を形成する側面(2e)
の影(65)により必要な映像(63)の一部が欠落
し、微小凹部側面の影(66)により必要な映像(6
4)の一部が欠落することになる。このように通常のレ
ンズでは無限遠望遠にしない限り被検査物品(2)の表
面を画像として撮影することができない。本発明の場
合、光学レンズ部(21)は、画角(撮影される範囲を
角度で表したもの)が0度であるレンズを用いており、
被検査物品(2)からの反射光の主光線(17)が光軸
に平行となるものである。このように、本発明では画角
が0度であることにより側面(2e)がCCDイメージ
センサ(22)に検出されることがないため、画像処理
部においてマスキング等の処理が不要となるとともに死
角のなく検査できるため、検査装置の構成が簡易とな
る。
【0013】ハーフミラー(24)は、照射光の光路
(16)に対して45°傾けられ、照明機構(10)か
らの照明光の50%を反射してコンベア(3)上の被検
査物品(2)に照射する。また、ハーフミラー(24)
は、被検査物品(2)の検査面である表面(2a)、
(2b)、(2c)および(2d)で反射された反射光
の50%を光学レンズ(21)に到達させるべく透過さ
せる。
【0014】開口絞り(23)は、その可動部を動作さ
せることにより、その円形形状を有する開口直径をほぼ
連続的に変化させることができるように構成されてい
る。この円形の開口直径を変化させ、被検査物品(2)
の検査面である表面(2a)、(2b)、(2c)およ
び(2d)との高低差に応じて開口直径を絞り込むこと
ができる。このようにすることより、検査に適した撮像
が光学レンズ(21)を介してCCDイメージセンサ
(22)に結像されることとなる。なお、照明機構(1
0)のハロゲンランプ(11)には大光量のランプを用
いて開口部の絞りを小さくするようにしている。
【0015】次に、処理機構(30)について説明す
る。処理機構(30)は、撮像画像データを処理、判定
するものであり、画像の特徴データを抽出する画像処理
部、良品物品の特徴データを蓄えておくメモリ、良品物
品と撮像画像の特徴を比較し良、不良を判定する判定部
から構成される。
【0016】次に、本願発明の検査装置(1)を用いて
被検査物品(2)の4つの厚みが異なる表面(2a)、
(2b)、(2c)および(2d)を検査する際の動作
を説明する。
【0017】まず、被検査物品(2)は、その上下方向
を図2に示す方向にして、搬送機構である直線上のコン
ベア(3)に載置されて検査装置(1)の位置まで矢示
Y方向に搬送される。
【0018】次いで、コンベア(3)上の被検査物品
(2)の検知手段、例えば光電センサ(図示しない)に
より、被検査物品(2)が検査装置(1)エリアに入っ
たことを検知し、その信号を処理機構(30)に入力す
る。処理機構(30)においては、前記光電センサから
の信号を受けて撮像機構(20)で撮像した撮像画像を
画像メモリに蓄積する。なお、搬送コンベア(3)は間
歇運転するものでも連続運転するものでも構わないが、
処理能力向上のためには連続運転するほうが好ましい。
【0019】CCDイメージセンサ(22)を介して蓄
積された画像の一例を図4に示す。図4においては被検
査物品(2)の表面(2a)、(2b)、(2c)およ
び(2d)が撮影されているが、側面(2e)は撮影さ
れていないことがわかる。この場合、被検査物品(2)
からの反射光は、ハーフミラー(24)を通過して光学
レンズ(21)に入射し、その出射光がCCDイメージ
センサ上に結像する。
【0020】この撮像機構(20)における撮像画像
を、処理機構(30)にて2次元画像を画像処理するこ
とにより、被検査物品(2)の表面(2a)、(2
b)、(2c)および(2d)の汚れ、異物混入などの
欠点を検出することができるものとなる。
【0021】処理機構(30)にて被検査物品(2)の
表面(2a)、(2b)、(2c)および(2d)の検
査が終わり、該検査結果として表面に異常がある不良品
は不良品排出工程に排出される。この工程は例えば空気
ノズルとシュートとから構成されるもので、該不良品が
シュート位置に来ると空気ノズルから圧縮空気を排出
し、該不良品をシュートに導くものである。一方検査結
果が正常であった被検査物品(2)に対してはかかる空
気ノズルは作動せず、搬送コンベア上を次工程に進んで
行くこととなる。
【0022】
【発明の効果】本願発明の請求項1にかかる検査装置で
は、照明機構から平行光を被検査物品に鉛直上方から照
射すると、2つ以上の高さが異なる表面を持ち複雑な形
状をしている物品でも、全ての表面を同時に均一な照明
をする事ができる。また、画角が0度のレンズを用いて
いるため、物品の側面の映像が表面映像と同時に撮影さ
れることがない。従って、被検査物品が撮像方向に厚み
を有するものであっても、1台の撮像機構で搬送途中に
検査することができ、搬送工程途中に検査工程を組み込
むことができ、かつ、安価なシステムで高速に処理でき
ることとなる。
【0023】また、本願発明の請求項2にかかる検査装
置では、被検査物品の表面が艶のある場合であっても第
1偏光板と第2偏光板の偏光角度が直角であるため直接
反射光がカメラに入ることが無く、均一な映像を得るこ
とができ、検査精度の向上が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明にかかる検査装置の全体構成図であ
る。
【図2】本願発明にかかる検査装置の斜視図である。
【図3】照明機構および撮像機構の断面図である。
【図4】撮像された画像の一例である。
【図5】従来の照明装置により撮像された画像の一例で
ある。
【図6】従来の撮像レンズにより撮像された画像の一例
である。
【符号の説明】
1 検査装置 2 被検査物品 3 搬送コンベア 10 照明機構 20 撮像機構 30 処理機構
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA49 BB05 BB15 CC00 FF42 FF49 GG02 HH03 HH13 JJ03 JJ09 JJ26 LL00 LL04 LL21 LL30 LL33 PP15 QQ23 QQ24 QQ31 RR08 TT03 2G051 AA18 AA90 AB07 BB03 BB11 BB20 CC20 DA06 5B047 AA11 BA01 BB01 BC04 BC05 BC09 BC11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像方向に厚みを有する被検査物品の2
    以上の厚みが異なる表面を検査する装置であって、被検
    査物品の検査面に平行光を照射する照明機構と、前記検
    査面からの反射光を撮像する撮像機構と、前記撮像機構
    からの映像信号を処理する処理機構とから構成され、前
    記撮像機構は画角が0度である光学レンズ部と2次元カ
    メラ部とから構成された検査装置。
  2. 【請求項2】 照明機構は光源部と集光レンズ部と偏光
    板1とから構成されるとともに、撮像機構の2次元カメ
    ラ部と被検査物品との間に偏光板2を設け、偏光板1と
    偏光板2とを互いに偏光角度が直角となるように設置し
    たものである請求項1記載の検査装置。
JP11159209A 1999-06-07 1999-06-07 物品の表面検査装置 Pending JP2000346813A (ja)

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