CN110333256A - 异物检查装置以及异物检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及异物检查装置以及异物检查方法。减低异物的检测遗漏的可能。主面的法线方向相对于电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向倾斜。

Description

异物检查装置以及异物检查方法
技术领域
本发明涉及异物检查装置以及异物检查方法。
背景技术
锂离子二次电池等非水电解液二次电池作为个人计算机、便携电话以及便携信息终端等的电池被广泛使用。尤其是锂离子二次电池，与现有的二次电池相比削减了CO2的排出量，作为贡献于节能的电池而受到关注。
过去，非水电解液二次电池用隔离部件对芯体卷绕而成的隔离部件卷绕体的开发被不断推进。一并研讨检测附着于该隔离部件卷绕体的异物的异物检查。
作为能适用于上述异物检查的检查的一例，能举出在专利文献1公开的技术。在专利文献1公开的技术中，使用TDI(Time Delay Integration，时间延迟积分)传感器，以下述的要领检测附着于样品的异物。首先，将从X射线源放出的X射线通过毛细管透镜变换成平行X射线，样品移动，横穿X射线源与TDI传感器之间，并对样品照射平行X射线。然后，在TDI传感器接受透过样品的平行X射线，从TDI传感器所取得的图像中检测异物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报「特开2016-38350号公报(2016年3月22日公开)」
附着于隔离部件卷绕体的异物由于经常被夹在非水电解液二次电池用隔离部件中的第n圈与第n+1圈之间，或者埋没在第n圈的内部，因此成为与隔离部件卷绕体的侧面大致垂直的面状。另外，n是自然数。所谓隔离部件卷绕体的侧面，是与卷绕的非水电解液二次电池用隔离部件的面垂直的面，在将卷绕体视作大致圆筒形状的情况下来说，是指圆筒的底面以及顶面。另一方面，在利用电磁波产生源以及图像传感器的上述异物检查中，为了在图像传感器鲜明地得到非水电解液二次电池用隔离部件整体的图像，电磁波产生源通常对隔离部件卷绕体的侧面照射电磁波。
由此，在利用电磁波产生源以及图像传感器的上述异物检查中经常对异物的侧面照射电磁波。其结果，异物的大的面在图像上未以足够的像素数拍到，从而异物的图像小，发生易于出现异物的检测遗漏的问题。
发明内容
本发明的一个方案目的在于，实现能减低异物的检测遗漏的可能的异物检查装置以及异物检查方法。
为了解决上述的课题，本发明的一个实施方式所涉及的异物检查装置具备：对检查对象物照射电磁波的电磁波产生源；和具有设有构成透过上述检查对象物的上述电磁波的图像的大量像素的主面的图像传感器，上述主面的法线方向相对于上述电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向倾斜。
为了解决上述的课题，本发明的一个实施方式所涉及的异物检查方法包含如下工序：对检查对象物照射电磁波；和由设于图像传感器的主面的大量像素构成透过上述检查对象物的上述电磁波的图像的工序，使上述主面的法线方向相对于对上述检查对象物照射的电磁波的强度最高的方向倾斜来配置上述图像传感器。
发明的效果
根据本发明的一个方案，能减低异物的检测遗漏的可能。
附图说明
图1是表示本发明的一个方案所涉及的异物检查装置的概略结构的图。
图2是图像传感器的主面的俯视图。
图3是在主面的法线方向相对于电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向倾斜的状态下，从与电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向平行的方向观察主面得到的图。
图4是表示本发明的其他方案所涉及的异物检查装置的概略结构的图。
图5是表示在图4所示的异物检查装置中，被实际引导到大量像素的电磁波通过检查对象物的侧面的范围的印象图。
附图标记的说明
1 检查对象物
12 非水电解液二次电池用隔离部件
13 异物
2 电磁波产生源
21 电磁波
3 图像传感器
31 主面
32 像素
33 检查段
34 主面的法线方向
35 在第1方向上延伸的轴
100、101 异物检查装置
Z 与电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向平行的方向
具体实施方式
图1是表示本发明的一个方案所涉及的异物检查装置100的概略结构的图。图2是图像传感器3的主面31的俯视图。
异物检查装置100检测附着于检查对象物1的异物13。检查对象物1是薄膜的非水电解液二次电池用隔离部件12对芯体11卷绕而成的隔离部件卷绕体。但检查对象物1也可以非水电解液二次电池用隔离部件12以外的薄膜对芯体11卷绕而成，也可以不是薄膜对芯体11卷绕而成的结构。
异物检查装置100具备电磁波产生源2以及图像传感器3。电磁波产生源2对检查对象物1的侧面14照射电磁波21。所谓检查对象物1的侧面14，是与卷绕的非水电解液二次电池用隔离部件12的面垂直的面。电磁波21透过检查对象物1。作为电磁波21的一例能举出X射线，但电磁波21并不限定于X射线。
图像传感器3具有主面31。在主面31接受透过检查对象物1的电磁波21，设有构成该电磁波21的图像的大量像素32。大量像素32具有：多个像素32在第1方向上排列而成的检查段33在与该第1方向垂直的第2方向上排列多个的结构。各像素32的沿着第1方向的尺寸是尺寸D1，沿着第2方向的尺寸是尺寸D2。
在本实施方式中，规定相互垂直的3方向即X方向、Y方向、以及Z方向。Z方向是与电磁波产生源2放出的电磁波21、换言之对检查对象物1照射的电磁波21的强度最高的方向平行的方向。另外，在将电磁波21近似看作以电磁波产生源2中的电磁波21的放出部分的中心22为顶点的正圆锥的情况下，电磁波产生源2放出的电磁波21的强度最高的方向与相当于该正圆锥的高度的方向大致平行。在图1中，将沿着该正圆锥的高度的直线作为轴23。Y方向从、Z方向观察是多个检查段33所排列的方向。X方向从Z方向观察是构成同一检查段33的多个像素32所排列的方向。在主面31的法线方向34和Z方向一致的情况下，第1方向以及第2方向分别与X方向以及Y方向一致。
在此，异物检查装置100使主面31的法线方向34相对于Z方向倾斜。若将主面31朝向电磁波产生源2侧且主面31的法线方向34和Z方向一致的状态设为0°，则相对于Z方向的法线方向34的倾斜角度θ只要是-90°＜θ＜90°即可，没有特别限制，优选θ≤-60°或60°≤θ，更优选θ≤-85°或85°≤θ。另外θ≠0°。
根据异物检查装置100，由于在图像传感器3中能得到主面31的法线方向34和Z方向平行的情况下得不到的图像，因此能向检查提供新的适用范围。具体地，将主面31的法线方向34倾斜，能减小在与Z方向平行的方向上观察时的、设于主面31的各像素32的看上去的面积。由此，由于图像传感器3的像素数保持不变，而在图像传感器3所构成的图像中拍到的检查对象物1的范围变窄，因此能得到与提高图像传感器3的分辨率同等的效果。因此，在图像传感器3所构成的图像清晰地拍到异物13，能减低异物13的检测遗漏的可能。
通过将主面31的法线方向34倾斜，缩小了从与Z方向平行的方向观察时的设于主面31的各像素32的看上去的面积，参考图1～图3以下对此详细进行说明。
图3是在主面31的法线方向34相对于Z方向倾斜的状态下在与Z方向平行的方向上观察主面31的图。
在图1以及图2中，主面31的法线方向34相对于Z方向在Y-Z平面上右转地转动而倾斜。另外，如上述那样，在主面31的法线方向34和Z方向一致的情况下，第1方向以及第2方向分别与X方向以及Y方向一致。据此可以说，主面31的法线方向34相对于Z方向以在与X方向一致的第1方向上延伸的轴35转动而倾斜。
在主面31的法线方向34这样转动的情况下，若在与Z方向平行的方向上观察主面31，则如图3所示那样，沿着各像素32的Y方向的看上去的尺寸D3成为「尺寸D2*cosθ」，变得小于尺寸D2。另外，各像素32的沿着X方向的看上去的尺寸是尺寸D1。另一方面，在主面31的法线方向34和Z方向一致的情况下，若从与Z方向平行的方向观察主面31，则各像素32的沿着Y方向以及X方向的看上去的尺寸分别是尺寸D2以及尺寸D1。可知，在与Z方向平行的方向上观察时的各像素32看上去的面积，通过将主面31的法线方向34倾斜而从尺寸D1*尺寸D2变小到尺寸D1*尺寸D3。
然而，作为图像传感器3的一例而能举出TDI传感器。在图像传感器3是TDI传感器的情况下，在异物检查装置100中以下述的要领检测附着于检查对象物1的异物13。
首先使检查对象物1在Y方向上移动，横穿电磁波产生源2与图像传感器3之间，并对检查对象物1照射电磁波21。或者，在电磁波产生源2与图像传感器3之间使检查对象物1通过与侧面14垂直的轴转动，并对检查对象物1照射电磁波21。然后图像传感器3的大量像素32接受透过检查对象物1的电磁波21，从大量像素32所构成的电磁波21的图像检测异物13。大量像素32关于多个定时构成电磁波21的图像，由此在各检查段33构成检查对象物1中的同一部位的图像。该多个定时换言之是检查对象物1位于相互不同位置的多个状态。然后，通过使在各检查段33构成的检查对象物1中的同一部位的图像重合，来得到使异物13显现化的图像，从而对异物13进行检测。
在使用作为TDI传感器的图像传感器3以上述的要领对附着于检查对象物1的异物13进行检测的情况下，在各检查段33所构成的图像中，有异物13在Y方向上模糊的情形。特别在检查对象物1的厚度、换言之检查对象物1的Z方向上的尺寸大的情况下，该倾向显著。
根据异物检查装置100，通过主面31的法线方向34相对于Z方向以轴35转动而倾斜，在与Z方向平行的方向上观察时各像素32的沿着Y方向的看上去的尺寸变小。由此，关于Y方向，能得到与提高图像传感器3的分辨率同等的效果。因此，由于在使检查对象物1在Y方向上移动来进行的异物检查中，能有效果地抑制各检查段33所取得的图像的模糊，因此能有效果地减低异物13的检测遗漏的可能。另外，由此Y方向上的多个检查段33的全长变小。由此，在使检查对象物1在Y方向上移动来进行的异物检查中，能在短时间内完成在全检查段33取得检查对象物1中的同一部位的图像。因此，由于能减低在全检查段33中的图像的取得中在图像出现模糊的可能，因此能有效果地减低异物13的检测遗漏的可能。
另外，电磁波产生源2辐射状地放出电磁波21，如此地发出有扩散的电磁波21有下述的优点。即，出现将主面31置于越远离检查对象物1的位置、图像的放大率越大的倾向。通过利用该倾向，在图像中将异物13拍得大，能容易地检测该异物13。但电磁波产生源2也可以发出没有扩散的电磁波。作为没有扩散的电磁波的一例，能举出平行的电磁波。
另外，检查对象物1的非水电解液二次电池用隔离部件12，可以说是：与第1圈对应的层、与第2圈对应的层、与第3圈对应的层…在与Z方向垂直的方向上即X-Y平面中的同心圆状上层叠的层叠体。这时，主面31的法线方向34向该层叠体中的层叠的方向倾斜。由此，能得到与关于夹在2层的非水电解液二次电池用隔离部件12之间的异物13的厚度方向提高图像传感器3的分辨率同等的效果。因此，在图像传感器3所构成的图像中，在其厚度方向上强调该异物13，能容易地检测该异物13。
以下说明更接近实例的情形。另外，在此，设为图像传感器3中的多个检查段33的总数为128，图像传感器3上的每个像素32是1边48μm的正方形，从中心22起在电磁波21最强的方向上配置图像传感器3的中央，以此来进行说明。
在异物检查装置100中，将相对于Z方向的法线方向34的倾斜角度θ设为83°。在该情况下，若在与Z方向平行的方向上观察主面31，则换算成检查段33的段数的大量像素32整体的沿着Y方向的看上去的尺寸，是128段*cos83°＝15.6段。在该情况下，以下情况成立。
若StF(从中心22到检查对象物1的距电磁波产生源2远的侧面(相当于后述的侧面15)的距离)＝2w(w是检查对象物1的侧面彼此的分开距离)、放大率4倍即从中心22到图像传感器3的中央的距离是StF的4倍，则θ＝0°下的流动方向(图1中Y方向)的分辨率(在每个像素32能以几μm观察检查对象物1)为6～12μm，θ＝83°下的流动方向的分辨率为0.73～1.46μm。
在StF＝2w、w＝100mm的情况下，SDD(从中心22到图像传感器3的中央的距离)＝800mm
128*48＝6144μm(主面31上的沿着第2方向的检查段33的128段份的长度)
在θ＝83°时，在轴23和上述流动方向所成的平面内，轴23方向的从电磁波产生源2到各像素32的距离在最近的像素32与最远的像素32相差6144μm*sin83°＝约6.1mm。由此放大率也不同，上述分辨率变得不同。求取该差。由于第2方向的分辨率的差小于第1方向的分辨率的差，因此求取误差变大的第2方向的分辨率的差。
检查对象物1的距电磁波产生源2远的侧面中最远的像素32的第1方向分辨率，是48*(2*100)/(800+6.1/2)＝11.95μm/l像素
检查对象物1的距电磁波产生源2远的侧面的最近的像素32的第1方向分辨率是48*(2*100)/(800-6.1/2)＝12.05μm/l像素
差是0.1μm/l像素，0.1/12＝0.83％，分辨率的差足够小。
侧面14中的最远的像素32的第1方向分辨率是48*100/(800+6.1/2)＝5.98μm/l像素
侧面14中的最近的像素32的第1方向分辨率是48*100/(800-6.1/2)＝6.02μm/l像素
差是0.04μm/l像素，0.04/12＝0.33％，分辨率的差足够小。
异物检查装置100的效果还能如下述那样表现。即，根据异物检查装置100，由于能得到与关于Y方向提高图像传感器3的分辨率同等的效果，因此相对于检查对象物1向Y方向的移动的图像传感器3的速度追随性提升，并且易于检测在Y方向上细且在X方向长的异物13。另外，根据异物检查装置100，由于Y方向上的受光宽度小，因此能抑制异物13的模糊。
图4是表示本发明的其他方案所涉及的异物检查装置101的概略结构的图。另外，为了说明的方便，在与异物检查装置101关联的构成要素中，对具有与异物检查装置100关联的构成要素相同功能的部件标注相同附图标记，不再重复其说明。在异物检查装置101中，作为图像传感器3的一例，能举出FPD(Flat Panel Detector，平板探测器)传感器。在图像传感器3是FPD传感器的情况下，在异物检查装置101中，以下述的要领检测附着于检查对象物1的异物13。
首先，在电磁波产生源2与图像传感器3之间使检查对象物1通过与侧面14垂直的轴转动给定角度，之后对检查对象物1照射电磁波21。然后图像传感器3的大量像素32接受透过检查对象物1的电磁波21，从大量像素32所构成的电磁波21的图像中检测异物13。重复这些工序，得到检查对象物1中的所期望的部位的图像，检测异物13。
图5是表示在异物检查装置101中被实际引导到图2所示的大量像素32的电磁波21通过与侧面14对置的检查对象物1的侧面15的范围的印象图。在图5左侧示出主面31的法线方向34和Z方向一致的状态下的同一范围即范围41，在图5右侧示出主面31的法线方向34相对于Z方向倾斜的状态下的同一范围即范围42。从图5可知，通过使主面31的法线方向34相对于Z方向倾斜，同一范围从范围41变小到范围42。换言之，图像传感器3的像素数不变，在图像传感器3所构成的图像拍到的范围变窄。
关于异物检查装置101，多是异物13对于检查对象物1与Z方向平行地混入其平坦的面的情况。在图像传感器3是FPD传感器的情况下，通常拍摄的朝向被决定，异物13基本的在与非水电解液二次电池用隔离部件12的面大致平行的方向被拍得长。为此，若得到与关于与非水电解液二次电池用隔离部件12的面大致垂直的方向提高图像传感器3的分辨率同等的效果，检测异物13就会变得容易。
异物检查装置100的效果还能如下述那样表现。即，由于能得到关于与非水电解液二次电池用隔离部件12的面大致垂直的方向提高图像传感器3的分辨率同等的效果，因此易于检测在同一方向上细、且在与非水电解液二次电池用隔离部件12的面大致平行的方向上长的异物13。其结果，与单纯放大相比，更易于不减低拍摄面积地检测细长的异物13。
另外，作为本发明的再其他方案，能举出与异物检查装置100、101的任何一方对应的异物检查方法。即，在该异物检查方法中包含对检查对象物1照射电磁波21的工序和由设于图像传感器3的主面31的大量像素32构成透过检查对象物1的电磁波21的图像的工序，使主面31的法线方向34相对于对检查对象物1照射的电磁波21的强度最高的方向倾斜来配置图像传感器3。
(汇总)
本发明的一个实施方式所涉及的异物检查装置，具备：对检查对象物照射电磁波的电磁波产生源；和具有设有构成透过上述检查对象物的上述电磁波的图像的大量像素的主面的图像传感器，上述主面的法线方向相对于上述电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向倾斜。
本发明的一个实施方式所涉及的异物检查方法包含如下工序：对检查对象物照射电磁波；由设于图像传感器的主面的大量像素构成透过上述检查对象物的上述电磁波的图像，使上述主面的法线方向相对于对上述检查对象物照射的电磁波的强度最高的方向倾斜来配置上述图像传感器。
根据上述的结构，由于在图像传感器中能得到主面的法线方向与电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向平行的情况下得不到的图像，因此能向检查提供新的适用范围。具体地，通过将主面的法线方向倾斜，能减小在与电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向平行的方向上观察时的设于主面的各像素的看上去的面积。由此，由于图像传感器的像素数不变，在图像传感器所构成的图像中拍到的检查对象物的范围变窄，因此能得到与提高图像传感器的分辨率同等的效果。因此，能在图像传感器所构成的图像中将异物拍得清晰，能减低异物的检测遗漏的可能。
在本发明的一个实施方式所涉及的异物检查装置中，上述大量像素具有多个像素在第1方向排列而成的检查段在与该第1方向垂直的第2方向上排列多个的结构，上述主面的法线方向以在上述第1方向上延伸的轴转动而倾斜。
在本发明的一个实施方式所涉及的异物检查方法中，上述大量像素具有多个像素在第1方向上排列而成的检查段在与该第1方向垂直的第2方向上排列多个的结构，使上述主面的法线方向以在上述第1方向上延伸的轴转动而倾斜，来配置上述图像传感器。
将与电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向平行的方向设为Z方向，将在Z方向观察多个检查段所排列的方向设为Y方向。关于Z方向以及Y方向的具体的定义，与X方向的具体的定义一并进行了上述。根据上述的结构，能得到与关于Y方向提高图像传感器的分辨率同等的效果。因此，在使检查对象物在Y方向上移动来进行的异物检查中，由于能有效果地抑制各检查段取得的图像的模糊，因此能有效果地减低异物的检测遗漏的可能。
另外，根据上述的结构，能减小Y方向上的多个检查段的全长。由此，在使检查对象物在Y方向上移动来进行的异物检查中，能在短时间内完成在全检查段取得检查对象物中的同一部位的图像。因此，由于能减低在全检查段中的图像的取得中在图像出现模糊的可能，因此能更有效果地减低异物的检测遗漏的可能。
在本发明的一个实施方式所涉及的异物检查装置中，上述电磁波产生源发出具有扩散的上述电磁波。
在本发明的一个实施方式所涉及的异物检查方法中，发出的上述电磁波具有扩散。
根据上述的结构，出现将图像传感器的主面置于越远离检查对象物的位置、图像的放大率越大的倾向。通过利用该倾向来在图像中将异物拍得大，能容易地检测该异物。
在本发明的一个实施方式所涉及的异物检查装置中，上述检查对象物包含薄膜在与上述电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向垂直的方向上层叠的层叠体，上述主面的法线方向向上述层叠体中的层叠的方向倾斜。
在本发明的一个实施方式所涉及的异物检查方法中，上述检查对象物包含薄膜在与对上述检查对象物照射的电磁波的强度最高的方向垂直的方向上层叠的层叠体，使上述主面的法线方向向上述层叠体中的层叠的方向倾斜，来配置上述图像传感器。
根据上述的结构，能得到与关于夹在2层的薄膜之间的异物的厚度方向提高图像传感器的分辨率同等的效果。因此，在图像传感器所构成的图像中在其厚度方向上强调该异物，能容易地检测该异物。
本发明并不限定于上述的各实施方式，能在权利要求所示的范围进行种种变更，关于适宜组合在不同实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式，也包含在本发明的技术的范围内。

Claims (8)

1.一种异物检查装置，其特征在于，具备：
对检查对象物照射电磁波的电磁波产生源；和
具有主面的图像传感器，该主面设有构成透过上述检查对象物的上述电磁波的图像的大量像素，
上述主面的法线方向相对于上述电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的异物检查装置，其特征在于，
上述大量像素具有多个像素在第1方向上排列而成的检查段在与该第1方向垂直的第2方向上排列多个的结构，
上述主面的法线方向以在上述第1方向上延伸的轴转动而倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的异物检查装置，其特征在于，
上述电磁波产生源发出具有扩散的上述电磁波。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的异物检查装置，其特征在于，
上述检查对象物包含薄膜在与上述电磁波产生源放出的电磁波的强度最高的方向垂直的方向上层叠的层叠体，
上述主面的法线方向向上述层叠体中的层叠的方向倾斜。
5.一种异物检查方法，其特征在于，包含如下工序：
对检查对象物照射电磁波；和
由设于图像传感器的主面的大量像素构成透过上述检查对象物的上述电磁波的图像的工序，
使上述主面的法线方向相对于对上述检查对象物照射的电磁波的强度最高的方向倾斜来配置上述图像传感器。
6.根据权利要求5所述的异物检查方法，其特征在于，
上述大量像素具有多个像素在第1方向上排列而成的检查段在与该第1方向垂直的第2方向上排列多个的结构，
使上述主面的法线方向以在上述第1方向上延伸的轴转动而倾斜，来配置上述图像传感器。
7.根据权利要求5或6所述的异物检查方法，其特征在于，
发出具有扩散的上述电磁波。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的异物检查方法，其特征在于，
上述检查对象物包含薄膜在与对上述检查对象物照射的电磁波的强度最高的方向垂直的方向上层叠的层叠体，
使上述主面的法线方向向上述层叠体中的层叠的方向倾斜来配置上述图像传感器。
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