JP6463382B2 - 検査装置及び検査システム - Google Patents

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Description

本発明は、被検体の傷や汚れ等の欠陥を検査する検査装置及び検査システムの技術分野に関するものである。
従来、容器の検査等を行う装置として、異なる検査内容を1つの検査ロータで検査できるものが開示されている(特許文献1参照)。
特開2012−202767号公報
しかしながら、異なる検査内容に応じて検査装置はそれぞれ異なるものを用いていたので、複数の検査装置を必要とし、且つ、複数の検査装置を配置するスペースが必要となり、高コストな装置となっていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能な検査装置及び検査システムを提供することである。
本発明にかかる検査装置は、明部と前記明部より暗い暗部を有する被検体を照明する照明部と、前記照明部によって照明された前記被検体からの物体光がそれぞれ異なる光路を通過する第1の光と第2の光に分割される光路分割部と、前記光路分割部を通過した前記第1の光の光量を低下させるフィルタと、前記フィルタを通過した前記第1の光が結像する第1撮像部と、前記光路分割部を通過した前記第2の光が結像する第2撮像部と、前記第1撮像部で撮像した明部の情報と前記第2撮像部で撮像した暗部の情報から前記被検体の欠陥の有無を検査する検査部と、を備える。
また、本発明にかかる検査装置は、前記被検体を回転可能に載置する保持部を備え、前記第1撮像部及び前記第2撮像部は、それぞれ複数の光電変換素子がライン状に配列している。
また、本発明にかかる検査装置の前記光路分割部は、ビームスプリッターを含むプリズムを有する。
また、本発明にかかる検査装置の前記光路分割部は、それぞれ異なる角度で傾斜した隣り合う第1反射面と第2反射面を含む反射部材を有する。
また、本発明にかかる検査装置は、前記第1撮像部で撮像した明部の画像と前記第2撮像部で撮像した暗部の画像を合成する画像処理部と、前記画像処理部で処理された画像を表示する表示部と、を備える。
また、本発明にかかる検査システムは、軸を中心に回転可能な概略円盤状のロータ本体と、前記ロータ本体の外周縁で前記被検体を回転可能に支持するテーブルと、前記被検体を上方から押さえるキャップと、前記テーブルに載せられる前記被検体を検査する前記検査装置と、を備える。
本発明にかかる検査装置は、明部と前記明部より暗い暗部を有する被検体を照明する照明部と、前記照明部によって照明された前記被検体からの物体光がそれぞれ異なる光路を通過する第1の光と第2の光に分割される光路分割部と、前記光路分割部を通過した前記第1の光の光量を低下させるフィルタと、前記フィルタを通過した前記第1の光が結像する第1撮像部と、前記光路分割部を通過した前記第2の光が結像する第2撮像部と、前記第1撮像部で撮像した明部の情報と前記第2撮像部で撮像した暗部の情報から前記被検体の欠陥の有無を検査する検査部と、を備える。そのため、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
また、本発明にかかる検査装置は、前記被検体を回転可能に載置する保持部を備え、前記第1撮像部及び前記第2撮像部は、それぞれ複数の光電変換素子がライン状に配列している。そのため、高解像度の画像を表示することが可能となる。
また、本発明にかかる検査装置の前記光路分割部は、ビームスプリッターを含むプリズムを有する。そのため、簡単な構造で光路を分割することが可能となる。
また、本発明にかかる検査装置の前記光路分割部は、それぞれ異なる角度で傾斜した隣り合う第1反射面と第2反射面を含む反射部材を有する。そのため、簡単な構造で光路を分割することが可能となる。
また、本発明にかかる検査装置は、前記第1撮像部で撮像した明部の画像と前記第2撮像部で撮像した暗部の画像を合成する画像処理部と、前記画像処理部で処理された画像を表示する表示部と、を備える。そのため、1つの画面で明部の欠陥及び暗部の欠陥を表示部においてそれぞれ観察することが可能となる。
また、本発明にかかる検査システムは、軸を中心に回転可能な概略円盤状のロータ本体と、前記ロータ本体の外周縁で前記被検体を回転可能に支持するテーブルと、前記被検体を上方から押さえるキャップと、前記テーブルに載せられる前記被検体を検査する前記検査装置と、を備える。そのため、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
本発明にかかる検査装置の、概念図を示す。 本発明の第1実施形態にかかる検査装置を示す。 本発明の第1実施形態にかかる検査装置の、撮像部を示す。 本発明の第1実施形態にかかる検査装置の、撮像部のスキャンの方法を示す。 本発明の第1実施形態にかかる検査装置の、検査部が読み取る欠陥のない場合の光の強度を示す。 本発明の第1実施形態にかかる検査装置の、撮像部が被検体の欠陥部分をスキャンする状態を示す。 本発明の第1実施形態にかかる検査装置の、検査部が被検体に欠陥がある場合に読み取る光の強度を示す。 本発明の第2実施形態にかかる検査装置を示す。 本発明の第2実施形態にかかる検査装置の、反射部材の斜視図を示す。 本発明にかかる検査システムの、概念図を示す。 本発明にかかる検査システムで検査される被検体の、概念図を示す。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本実施形態の検査装置1の概念図を示す。
本実施形態の検査装置1は、明部T1と暗部T2を有する被検体Tを照明する照明部2と、照明部2によって照明された被検体Tからの物体光の光路が分割される光路分割部3と、光路分割部3を通過した第1の光L1の光量を低下させるフィルタ4と、フィルタ4を通過した光が結像する第1撮像部5aと、光路分割部3を通過した第2の光L2が結像する第2撮像部5bと、第1撮像部5aで撮像した明部の情報と第2撮像部5bで撮像した暗部の情報から欠陥の有無を検査する検査部7と、第1撮像部5aで撮像した明部の画像と第2撮像部5bで撮像した暗部の画像を合成する画像処理部8と、画像処理部8で処理された画像を表示する表示部9と、を備える。
照明部2は、被検体Tに高輝度の光を照射する。本実施形態の被検体Tは、金属等の明部T1とゴム等の暗部T2を有する。そして、照明部2から被検体Tに照射された光は、物体光として光路分割部3に入射する。
光路分割部3は、ビームスプリッター等で物体光の光路を分割する。分割された光の一方は、第1の光L1としてフィルタ4を通過する。フィルタ4は、ND(Neutral Density)フィルタ等を用いて色彩に影響を与えることなく光量を低下させる。フィルタ4を通過した光量が低下した第1の光L1は、ライン状の撮像素子(CCD等)5上の第1撮像部5aに結像する。分割された光の他方は、第2の光L2として前記撮像素子5の別な部位である第2撮像部5bに結像する。第2の光L2は、フィルタ4等を通過していないので、光量が低下することがない。なお、第2の光L2は、第1の光L1が通過したフィルタ4よりも光量の低下が少ない図示しないフィルタを通過させてもよい。
図1に示すように、第1撮像部5aに結像した画像は光量が低下しているため、被検体Tの明部T1の画像は検査可能となるが、暗部T2の画像は暗すぎて検査不可能となる。また、第2撮像部5bに結像した画像はフィルタ等による光量の変化がないため、被検体Tの明部T1の画像は明るすぎて検査不可能となるが、暗部T2の画像は検査可能となる。
検査部7は、第1撮像部5aで撮像した明部T1の情報と、第2撮像部5bで撮像した暗部T2の情報から欠陥の有無を検査する。検査方法は後述する。
画像処理部8は、第1撮像部5aで撮像した明部T1の画像T1’と、第2撮像部5bで撮像した暗部T2の画像T2’を合成する。表示部9は、画像処理部8が合成した画像T’を表示する。図1に示すように、合成した画像T’は、1つの画面で被検体Tの明部T1と暗部T2の観察を可能とする。例えば、図1に示すように、1つの画面で明部T1の欠陥D1及び暗部T2の欠陥D2を表示部9においてそれぞれD1’,D2’として観察することが可能となる。
このように、本実施形態の検査装置1によれば、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
次に、第1実施形態について説明する。
図2は、第1実施形態の検査装置1を示す。
第1実施形態の検査装置1は、明部T1と暗部T2を有する被検体Tを照明する照明部2と、照明部2によって照明された被検体Tからの物体光の光路が分割される光路分割部3と、光路分割部3を通過した第1の光L1の光量を低下させるフィルタ4と、フィルタ4を通過した光が結像する第1撮像部5aと、光路分割部3を通過した第2の光L2が結像する第2撮像部5bと、第1撮像部5aで撮像した明部の情報と第2撮像部5bで撮像した暗部の情報から欠陥の有無を検査する検査部7と、第1撮像部5aで撮像した明部の画像と第2撮像部5bで撮像した暗部の画像を合成する画像処理部8と、画像処理部8で処理された画像を表示する表示部9と、を備える。また、第1実施形態の検査装置1は、被検体Tを回転可能に載置する保持部20を備える。
照明部2は、被検体Tに高輝度の光を照射する。本実施形態の被検体Tは、金属等の明部T1とゴム等の暗部T2を有する。そして、照明部2から被検体Tに照射された光は、物体光として光路分割部3に入射する。第1実施形態の被検体Tは、図示しない台に乗せられて回転する。
第1実施形態は、光路分割部3としてプリズム31及び反射部材32を用いて光を分割する。プリズム31内にはビームスプリッター31aが設置され、光を分割する。ビームスプリッター31aは、透過側の光量と反射側の光量を調整することが可能である。例えば、ビームスプリッター31aを透過する光量を70%、反射する光量を30%等に設定してもよい。
ビームスプリッター31aを透過した第1の光L1は、プリズム31内の第1反射面31bでもう一度反射し、プリズム31を射出する。第1の光L1は、反射部材32でさらに反射した後、フィルタ4を通過して光量が低下され、カメラ6に内蔵されたレンズ61で屈折し、第1撮像部5aに結像する。
第1反射面31bと反射部材32は、第1の光L1と第2の光L2の光路長を同一にするために用いる。
ビームスプリッター31aで反射した第2の光L2は、プリズム内の第2反射面31cでもう一度反射し、プリズム31を射出する。第2の光L2は、カメラ6に内蔵されたレンズ61で屈折し、第2撮像部5bに結像する。
図3は、第1実施形態の検査装置1の撮像部5a,5bを示す。図4は、第1実施形態の検査装置1の撮像部5a,5bのスキャンの方法を示す。
第1実施形態の検査装置1の第1撮像部5aと第2撮像部5bは、光電変換素子がライン状に配列された一つの撮像素子5に構成される。第1撮像部5aと第2撮像部5bには回転する被検体Tからの光がライン状に結像する。例えば、図4に示すように、上方から下方へ直線上にスキャンし、第1撮像部5aと第2撮像部5bは、ライン状に読み取る。そして、1回転分の被検体Tを順に走査することによって1回転分の外周の明暗の情報を得ることができる。
図5は、第1実施形態の検査装置1の検査部7が読み取る欠陥のない場合の光の強度を示す。
検査部7は、第1撮像部5aと第2撮像部5bから送信された情報を読み取り、被検体Tの欠陥の有無を検査する。図5において、横軸はスキャン位置、縦軸は光の強度を表す。例えば、図4に示すように、文字「B」と数字「2」に対応する位置を矢印のようにs→m→eという方向にスキャンした場合、明部T1の文字「B」及び暗部T2の数字「2」の一部がライン状にスキャンされる。
第1撮像部5aに入射する第1の光L1は、フィルタ4を通過して全体の光量が弱くなっている。したがって、暗部T2の数字「2」の部分と文字の無い部分のどちらも強度が弱く、差異を判断することが困難である。これに対して、明部T1は、文字「B」の黒い部分は光の強度が落ち、文字の無い部分は、強度が強い。したがって、スキャンした時の文字「B」の線を横切る際に光の強度が落ち、図5に示すように溝が形成される。
第2撮像部5bに入射する第2の光L2は、フィルタ4を通過しないので全体の光量が強い。したがって、明部T1の文字「B」の部分と文字の無い部分のどちらも強度が強く、差異を判断することが困難である。これに対して、暗部T2は、数字「2」の黒い部分は光の強度が落ち、文字の無い部分は、強度が強い。したがって、スキャンした時の数字「2」の線を横切る際に光の強度が落ち、図5に示すように溝が形成される。
このようなスキャンを1周することで、被検体Tの文字または数字を判別することができる。
図6は、第1実施形態の検査装置1の撮像部5a,5bが被検体Tの欠陥部分をスキャンする状態を示す。図7は、第1実施形態の検査装置1の検査部7が被検体Tに欠陥がある場合に読み取る光の強度を示す。
図6に示すように、被検体Tの明部T1の文字「B」の下方に第1の欠陥D1が存在し、暗部T2の数字「2」の上方に第2の欠陥D2が存在し、対応する位置を矢印のようにs→m→eという方向にスキャンしたとする。
第1撮像部5aに入射する第1の光L1は、フィルタ4を通過して全体の光量が弱くなっている。したがって、暗部T2の数字「2」の部分と文字の無い部分のどちらも強度が弱く、差異を判断することが困難である。これに対して、明部T1は、文字「B」の黒い部分は光の強度が落ち、文字の無い部分は、強度が強い。したがって、スキャンした時の文字「B」の線を横切る際に光の強度が落ち、図7に示すように溝が形成される。ここで、第1の欠陥D1が存在すると、文字「B」とは別の溝が形成される。
第2撮像部5bに入射する第2の光L2は、フィルタ4を通過しないので全体の光量が強い。したがって、明部T1の文字「B」の部分と文字の無い部分のどちらも強度が強く、差異を判断することが困難である。これに対して、暗部T2は、数字「2」の黒い部分は光の強度が落ち、文字の無い部分は、強度が強い。したがって、スキャンした時の数字「2」の線を横切る際に光の強度が落ち、図7に示すように溝が形成される。ここで、第2の欠陥D2が存在すると、数字「2」とは別の溝が形成される。
このようなスキャンを1周することで、被検体Tの明暗の異なる部分の検査を一度に行い、欠陥の有無を判別することが可能となる。
画像処理部8は、第1撮像部5aで撮像した明部T1の画像T1’と、第2撮像部5bで撮像した暗部T2の画像T2’を合成する。表示部9は、画像処理部8が合成した画像を表示する。図2に示すように、合成した画像T’=T1’+T2’は、1つの画面で被検体Tの明部T1と暗部T2を検査可能とする。例えば、図2に示すように、1つの画面で明部T1の第1の欠陥D1及び暗部T2の第2の欠陥D2をそれぞれD1’,D2’として観察することが可能となる。
このように、第1実施形態の検査装置1によれば、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
次に、第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態の検査装置1を示す。
第2実施形態の検査装置1は、明部T1と暗部T2を有する被検体Tを照明する照明部2と、照明部2によって照明された被検体Tからの物体光の光路が分割される光路分割部3と、光路分割部3を通過した第1の光L1の光量を低下させるフィルタ4と、フィルタ4を通過した光が結像する第1撮像部5aと、光路分割部3を通過した第2の光L2が結像する第2撮像部5bと、第1撮像部5aで撮像した明部の情報と第2撮像部5bで撮像した暗部の情報から欠陥の有無を検査する検査部7と、第1撮像部5aで撮像した明部の画像と第2撮像部5bで撮像した暗部の画像を合成する画像処理部8と、画像処理部8で処理された画像を表示する表示部9とを備える。
照明部2は、被検体Tに高輝度の光を照射する。本実施形態の被検体Tは、金属等の明部T1とゴム等の暗部T2を有する。そして、照明部2から被検体Tに照射された光は、物体光として光路分割部3に入射する。第2実施形態の被検体Tは、図示しない台に乗せられて回転する。
第2実施形態は、光路分割部3として反射ミラー36及び反射部材37を用いて光を分割する。反射ミラー36は、物体光を反射部材37へ反射させる。反射部材37は、反射ミラー36が反射した光を像面方向へ反射する。すなわち、反射ミラー36及び反射部材37でZ字状の光路が形成される。
図9は、第2実施形態の検査装置1の反射部材37の斜視図を示す。
反射部材37は、第1反射面37a及び第2反射面37bを有する。第1反射面37aと第2反射面37bは、それぞれ異なる角度で傾斜した隣り合う面である。
第1反射面37aで反射した第1の光L1は、図8に示すようにフィルタ4を通過して、図3に示したように第1撮像部5aで結像する。第2反射面37bで反射した第2の光L2は、図3に示したように第2撮像部5bで結像する。
スキャンの方法、検査部7、画像処理部8、及び表示部9の処理方法は、第1実施形態と同様である。
このように、第2実施形態の検査装置1によれば、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
次に、本実施形態の検査装置1を検査システム10に用いた例について説明する。この例の被検体Tは、バイアル瓶等の金属からなる明部T1としてのクリンプ部T1とゴムからなる暗部T2としてのゴム栓部T2を有する。そして、検査装置1は、クリンプ部T1とゴム栓部T2の傷や汚れ等の欠陥を検査する。
図10は、検査システム10の平面図を示す。図11は、検査システム10で検査される被検体Tを示す。
本実施形態の検査システム10は、ロータ部11と、保持部としてのパック12と、キャップ13と、を備える。本実施形態の検査システム10では、パック12とキャップ13に支持された被検体Tが、ロータ部11の外周縁に設置された図示しない回転機構によって回転可能な状態、図示しない昇降機構によって昇降可能な状態で搬送される。
ロータ部11は、第1軸O1を中心に回転可能な概略円盤状のロータ本体11aと、ロータ本体11aの外周縁で回転機構を支持するテーブル11bと、を有する。ロータ部11は、パック12、及びキャップ13と一体に回転する。
パック12は、図示しない回転機構によって第2軸O2を中心に回転可能である。キャップ13は、上方から被検体Tを回転可能に押さえる。
次に、検査システム10の作動について説明する。図10に示す例では、検査装置1によって被検体Tを検査する場合について説明する。
まず、図10に示すように、被検体Tは、パック12に載置された状態で導入ロータR1からロータ部11に搬送される。被検体Tは、パック12に載置され、キャップ13に上方から押さえられ、回転しながらテーブル11b上を進む。
検査装置1では、回転している被検体Tの明部T1としてのクリンプ部T1と、暗部T2としてのゴム栓部T2と、を撮影する。撮影する検査装置1については、図2及び図8に示した検査装置1を用いればよい。その後、検査装置1を通り過ぎた被検体Tは、図10に示すように、排出ロータR2によって排出される。
このように、図10に示す検査システム10によれば、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
以上、本実施形態の検査装置1は、明部T1と明部T1より暗い暗部T2を有する被検体Tを照明する照明部2と、照明部2によって照明された被検体Tからの物体光がそれぞれ異なる光路を通過する第1の光L1と第2の光L2に分割される光路分割部3と、光路分割部3を通過した第1の光L1の光量を低下させるフィルタ4と、フィルタ4を通過した第1の光L1が結像する第1撮像部5aと、光路分割部3を通過した第2の光L2が結像する第2撮像部5bと、第1撮像部5aで撮像した明部T1の情報と第2撮像部5bで撮像した暗部T2の情報から被検体Tの欠陥の有無を検査する検査部7と、を備えるので、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
また、本実施形態の検査装置1は、被検体Tを回転可能に載置する保持部20を備え、第1撮像部5a及び第2撮像部5bは、それぞれ複数の光電撮像素子がライン状に配列しているので、高解像度の画像を表示することが可能となる。
また、第1実施形態の検査装置1では、光路分割部3は、ビームスプリッター31aを含むプリズム31を有するので、簡単な構造で光路を分割することが可能となる。
また、第2実施形態の検査装置1では、光路分割部3は、それぞれ異なる角度で傾斜した隣り合う第1反射面37aと第2反射面37bを含む反射部材37を有するので、簡単な構造で光路を分割することが可能となる。
また、本実施形態の検査装置1は、第1撮像部5aで撮像した明部T1の画像と第2撮像部5bで撮像した暗部T2の画像を合成する画像処理部8と、画像処理部8で処理された画像を表示する表示部9と、を備えるので、1つの画面で明部T1の欠陥D1及び暗部T2の欠陥D2を表示部9においてそれぞれ観察することが可能となる。
また、本実施形態の検査システム10は、軸を中心に回転可能な概略円盤状のロータ本体11aと、ロータ本体11aの外周縁で被検体Tを回転可能に支持するテーブル11bと、被検体Tを上方から押さえるキャップ13と、テーブル11bに載せられる被検体Tを検査する検査装置1と、を備えるので、簡単な構造で明暗の異なる部分の検査を一度に行うことが可能となる。
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、発明の範囲を超えない限り、それぞれの実施形態の構成を適宜変更した構成及びそれぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせた構成の実施形態も本発明の範疇となるものである。
1 検査装置、2 照明部、3 光路分割部、4 フィルタ、5 撮像素子、5a 第1撮像部、5b 第2撮像部、6 カメラ、7 検査部、8 画像処理部、9 表示部、20 保持部、10 搬送システム、11 ロータ部、11a ロータ本体、11b テーブル、12 パック(保持部)、13 キャップ。

Claims (6)

  1. 明部と、該明部より暗い暗部と、を有する被検体を照明する照明部と、
    前記照明部によって照明された前記被検体からの光がそれぞれ異なる光路を通過する第1の光と第2の光に分割される光路分割部と、
    前記光路分割部を通過した前記第1の光の光量を低下させるフィルタと、
    前記フィルタを通過した前記第1の光が結像して前記明部の画像を撮像する第1撮像部と、前記光路分割部を通過した前記第2の光が結像して前記暗部の画像を撮像する第2撮像部と、を含み、前記明部の画像と前記暗部の画像とが合成された画像を撮像する光電変換素子群と、
    前記合成された画像の情報から前記被検体の前記明部及び前記暗部の欠陥の有無を検査する検査部と、
    を備える、
    検査装置。
  2. 前記被検体を回転可能に載置する保持部を備え、
    前記第1撮像部及び前記第2撮像部は、それぞれ複数の光電変換素子がライン状に配列している、
    請求項1に記載の検査装置。
  3. 前記光路分割部は、前記被検体からの光を反射及び透過して前記第1の光と前記第2の光に分割するビームスプリッターを含むプリズムを有する、
    請求項1又は請求項2に記載の検査装置。
  4. 前記光路分割部は、それぞれ異なる角度で傾斜した隣り合う、前記被検体からの光の一部を前記第1の光として反射する第1反射面と、前記被検体からの光の他の一部を前記第2の光として反射する第2反射面と、を含む反射部材を有する、
    請求項1又は請求項2に記載の検査装置。
  5. 前記合成された画像を表示する表示部を備える、
    請求項1乃至4のいずれか1つに記載の検査装置。
  6. 軸を中心に回転可能な略円盤状のロータ本体と、
    前記ロータ本体の外周縁で前記被検体を回転可能に支持するテーブルと、
    前記被検体を上方から押さえるキャップと、
    前記テーブルに載せられる前記被検体を検査する請求項1乃至5のいずれか1つに記載の検査装置と、
    を備える、
    検査システム。
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