JP2006351441A - Optical sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出領域に対して光を投光し、その光を受光することによって、検出領域に存在する異物等の検出に好適な光学式センサ装置に関する。 The present invention relates to an optical sensor device suitable for detecting a foreign substance or the like existing in a detection area by projecting light to the detection area and receiving the light.
従来、投光手段から検出領域に平行光を投光し、受光手段でその平行光を受光し、前記検出領域に存在する物体によって遮られる受光量の変化に基いて、前記物体の偏心量などを測定するようにした装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the parallel light is projected from the light projecting means to the detection area, the parallel light is received by the light receiving means, and the amount of eccentricity of the object is determined based on the change in the amount of received light blocked by the object existing in the detection area. There is an apparatus that measures the above (for example, see Patent Document 1).
このような検出原理に基いて、例えば、図17に示すように、ガラス基板等のワーク1上に存在する異物5を検出するようにした装置がある。
On the basis of such a detection principle, for example, as shown in FIG. 17, there is an apparatus that detects a
この異物検出装置は、ワーク1上に平行光2’を投光する投光器3’と、この平行光2’を受光する受光器4’とを備えており、ワーク1に対して、投光器3’および受光器4’を矢符A方向に移動させながらワーク1上に存在する異物5を、受光量の変化に基いて検出するものである。
The foreign object detection apparatus includes a
図18は、図17の投光器3’および受光器4’の配置および平行光2’を示す構成図である。
FIG. 18 is a configuration diagram showing the arrangement of the
投光器3’は、半導体レーザ8と、この半導体レーザ8からの光を平行光にするコリメートレンズ9と、円形の開口10a’を有するスリット10’とを備えており、ワーク1上に平行光2’を投光する。
The
一方、受光器4’は、集光レンズ25と、この集光レンズ25からの光を受光するフォトダイオード26とを備えており、このフォトダイオード26によって受光される受光量の変化に基いて、ワーク1上の異物5を検出するものである。
かかる従来例では、投光器3’のスリット10’から出射された平行光2’は、光の回折現象によって広がっていくために、図18に示すように、異物5が、ワーク1上の投光器3’に近い側に存在している場合には、投光面積に対する異物5による遮光面積が大きいので、受光器4’で受光される受光量の変化が大きく、異物5を検出できるけれども、異物5が、投光器3’から離れてワーク1上の受光器4’に近い側に存在している場合には、平行光2’の広がりのために、投光面積に対する異物5による遮光面積が相対的に小さくなって、受光量の変化が小さくなり、異物5の検出が困難となる。
In such a conventional example, since the
そこで、図18とは、投光器3’と受光器4’とを、ワーク1に対して逆に配置した装置を、一組追加し、図18の配置では、検出できない受光器4’に近い側に存在する異物5を、追加した組の装置で検出することが考えられるが、ガラス基板等のワーク1自体が大型化すると、投光器3’と受光器4’との距離は、大きくならざるを得ず、このため、投光器3’と受光器4’との二組の装置で検出しようとしても、平行光2’の広がりによって、投光器3’と受光器4’との中間の領域に存在する異物5の検出は、困難である。
18 is a side closer to the
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、投光器と受光器との距離が大きくても検出できるように検出感度を高めることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to increase detection sensitivity so that detection is possible even when the distance between the projector and the light receiver is large.
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。 The present invention is configured as follows in order to achieve the above-described object.
すなわち、本発明の光学式センサ装置は、平行光を投光する投光手段と、該投光手段からの投光を受光する二次元のCCDを有する受光手段とを備え、前記両手段に対して相対的に移動する物体を、該物体で遮光されることにより変化する受光量に基いて検出する光学式センサ装置であって、前記CCDは、受光量を計測する計測領域が前記移動方向に沿って複数に分割されてなる分割領域を有し、前記投光手段は、複数の前記分割領域に投光し、複数の前記分割領域の受光量に基いて、前記物体を検出するものである。 That is, the optical sensor device of the present invention comprises a light projecting means for projecting parallel light and a light receiving means having a two-dimensional CCD for receiving the light projected from the light projecting means. An optical sensor device that detects a relatively moving object based on the amount of received light that is changed by being shielded from light by the object, wherein the CCD has a measurement region for measuring the amount of received light in the moving direction. A plurality of divided areas, and the light projecting unit projects the plurality of divided areas and detects the object based on the amount of light received by the plurality of divided areas. .
ここで、分割領域は、物体の遮光による光量の変化が大きくなるように可及的に小さいのが好ましい。 Here, it is preferable that the divided area is as small as possible so that the change in the amount of light due to the light shielding of the object becomes large.
計測領域は、CCDの撮像領域の一部とするが好ましいが、CCDが小さい場合には、撮像領域の全領域としてもよい。計測領域を、CCDの撮像領域の一部とする場合には、撮像領域における計測領域の位置は固定としてもよいが、可変であるのが好ましい。 The measurement area is preferably a part of the imaging area of the CCD. However, when the CCD is small, it may be the entire imaging area. When the measurement area is a part of the imaging area of the CCD, the position of the measurement area in the imaging area may be fixed, but is preferably variable.
投光手段は、複数の分割領域の全ての分割領域を覆うように投光するものであるのが好ましいが、その一部の複数の分割領域を覆うように投光するものであってもよい。 The light projecting means preferably projects light so as to cover all the divided areas of the plurality of divided areas, but may project light so as to cover some of the divided areas. .
なお、複数の分割領域の受光量は、必ずしも各分割領域毎の受光量として用いる場合に限られず、複数の分割領域の全領域の受光量として用いてもよい。 Note that the received light amount of the plurality of divided regions is not necessarily limited to the case where the received light amount is used for each divided region, and may be used as the received light amount of all the divided regions.
本発明によると、計測領域を複数に分割した各分割領域の受光量に基いて、物体を検出するので、分割領域の面積に対して物体の遮光面積が占める比率を大きなものとすることができ、物体の遮光による光量の変化が大きなものとなり、検出感度が向上する。 According to the present invention, since the object is detected based on the amount of light received in each divided area obtained by dividing the measurement area into a plurality of areas, the ratio of the light shielding area of the object to the area of the divided area can be increased. The change in the amount of light due to the light shielding of the object becomes large and the detection sensitivity is improved.
本発明の一つの実施態様においては、前記投光手段は、前記移動方向に長い開口のスリットを備え、前記分割領域は、想定される前記物体によって遮光される受光量の変化によって該物体を検出できる大きさに分割されている。 In one embodiment of the present invention, the light projecting means includes a slit having an opening that is long in the moving direction, and the divided area detects the object based on a change in the amount of light received by the object. Divided into as large as possible.
この実施態様によると、投光手段では、移動方向に長いスリット状の平行光を、CCDの計測領域の複数の分割領域に投光することができる一方、分割領域の大きさは、想定される物体のサイズや形状に応じて設定されるので、検出感度が向上する。 According to this embodiment, the light projecting means can project slit-shaped parallel light that is long in the moving direction to a plurality of divided areas of the measurement area of the CCD, while the size of the divided areas is assumed. Since it is set according to the size and shape of the object, the detection sensitivity is improved.
本発明の他の実施態様においては、前記計測領域の前記移動方向に沿う幅は、前記物体が前記計測領域に対応する検出領域を通過するのに要する時間が、受光量の計測周期よりも大きくなるように設定されている。 In another embodiment of the present invention, the width of the measurement region along the moving direction is such that the time required for the object to pass through the detection region corresponding to the measurement region is greater than the measurement period of the received light amount. It is set to be.
この実施態様によると、相対的に移動する物体が検出領域を通過する間に、少なくも1回、計測領域の受光量が計測されるので、物体の検出精度が高まる。 According to this embodiment, since the amount of light received in the measurement region is measured at least once while the relatively moving object passes through the detection region, the detection accuracy of the object is increased.
本発明の更に他の実施態様においては、前記分割領域を構成する画素の濃度の平均値を、各分割領域毎にそれぞれ算出し、算出した平均濃度値に基いて、前記物体の有無を判定する判定手段を備えている。 In still another embodiment of the present invention, the average value of the density of the pixels constituting the divided area is calculated for each divided area, and the presence / absence of the object is determined based on the calculated average density value. Judgment means is provided.
この実施態様によると、物体の遮光による受光量の変化を、各分割領域を構成する多数の画素の濃度の平均値として検出し、該物体の有無を判定することができる。 According to this embodiment, it is possible to detect the change in the amount of received light due to light shielding of an object as an average value of the density of a large number of pixels constituting each divided region, and determine the presence or absence of the object.
本発明の好ましい実施態様においては、前記判定手段は、前記計測周期毎に前記平均濃度値を算出するものであって、算出される平均濃度値と、所定回前に算出された平均濃度値との差を、各分割領域毎にそれぞれ算出し、算出した前記差に基いて、前記物体の有無を判定するものである。 In a preferred embodiment of the present invention, the determination means calculates the average density value for each measurement cycle, and the calculated average density value and the average density value calculated a predetermined time ago Is calculated for each divided region, and the presence or absence of the object is determined based on the calculated difference.
この実施態様によると、算出される平均濃度値と、所定回前に算出された平均濃度値との差を用いて物体の有無を判定するので、物体以外の要因によるなだらかな光量の変化の影響を除去して検出精度を高めることができる。 According to this embodiment, since the presence / absence of an object is determined using the difference between the calculated average density value and the average density value calculated a predetermined number of times ago, the influence of a gentle change in light amount due to factors other than the object The detection accuracy can be increased by removing the.
他の実施態様として、必ずしも所定回前の濃度値との差を用いることなく、各分割領域の濃度値または全分割領域(複数の分割領域の全領域)の濃度値から物体の有無を判定してもよく、更に、所定回前の濃度値との差を併用してもよい。 As another embodiment, the presence / absence of an object is determined from the density value of each divided area or the density value of all divided areas (all areas of a plurality of divided areas) without necessarily using the difference from the density value of a predetermined number of times. Further, a difference from the density value before the predetermined time may be used in combination.
本発明の一つの実施態様においては、前記CCDの撮像領域の撮像画像を表示する表示部を備え、前記計測領域は、前記撮像領域の一部の領域を占めるものである。 In one embodiment of the present invention, a display unit for displaying a captured image of the imaging region of the CCD is provided, and the measurement region occupies a part of the imaging region.
この実施態様によると、表示部には、CCDによる撮像画像が表示されるので、撮像領域で受光された受光像も併せて表示されることになり、この受光像を見ながら、投光手段と受光手段との光軸合せを行うことが可能となる。 According to this embodiment, since the captured image by the CCD is displayed on the display unit, the received light image received in the imaging region is also displayed. It becomes possible to perform optical axis alignment with the light receiving means.
本発明の好ましい実施態様においては、前記撮像領域における前記計測領域の位置を設定するために操作される操作手段を備え、前記表示部には、設定される計測領域の位置が表示されるものである。 In a preferred embodiment of the present invention, operation means operated to set the position of the measurement area in the imaging area is provided, and the position of the measurement area to be set is displayed on the display unit. is there.
この実施態様によると、撮像画像を表示する表示部には、受光像および計測領域の位置が併せて表示されるので、操作手段を操作して計測領域の位置を、受光像、すなわち、受光領域に合せることができる。 According to this embodiment, since the position of the light reception image and the measurement region is displayed together on the display unit that displays the captured image, the position of the measurement region is changed to the light reception image, that is, the light reception region by operating the operation unit. Can be adapted.
本発明の一つの実施態様においては、前記判定手段は、前記操作手段で設定される計測領域の各分割領域について前記平均濃度値を算出するものである。 In one embodiment of the present invention, the determination means calculates the average density value for each divided area of the measurement area set by the operation means.
この実施態様によると、操作手段によって撮像領域における計測領域が設定されると、判定手段は、設定された計測領域の各分割領域に対して、平均濃度値を算出し、これに基いて、物体の有無を判定することができる。 According to this embodiment, when the measurement area in the imaging area is set by the operation means, the determination means calculates the average density value for each divided area of the set measurement area, and based on this, the object The presence or absence of can be determined.
本発明の好ましい実施態様においては、前記物体が、前記投光手段と前記受光手段との間を、相対的に移動する被検査物に存在する異物である。 In a preferred embodiment of the present invention, the object is a foreign substance existing on an object to be moved relatively between the light projecting means and the light receiving means.
この実施態様によると、例えば、基板等の被検査物に付いた異物の検出に好適に実施できる。 According to this embodiment, for example, it can be suitably carried out for detecting foreign matter attached to an inspection object such as a substrate.
本発明によると、計測領域を複数に分割した各分割領域の受光量に基いて、異物等の物体を検出するので、分割領域の面積に対して物体の遮光面積が占める比率を大きなものとすることができ、物体の遮光による光量の変化が大きなものとなって検出感度が向上し、従来検出が困難であった異物等の検出が可能となる。 According to the present invention, since an object such as a foreign object is detected based on the amount of light received in each divided area obtained by dividing the measurement area into a plurality of areas, the ratio of the light shielding area of the object to the area of the divided area is increased. Therefore, the change in the amount of light due to the light shielding of the object becomes large, the detection sensitivity is improved, and it is possible to detect a foreign object or the like that has been difficult to detect conventionally.
以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る光学式センサ装置の全体構成を示すブロック図であり、図2は、この光学式センサ装置を異物検出に適用した場合の投光器および受光器の配置を示す構成図であり、図3は、図2の投光器、受光器および平行光を示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an optical sensor device according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing the arrangement of projectors and light receivers when this optical sensor device is applied to foreign object detection. FIG. 3 is a configuration diagram illustrating the projector, the light receiver, and the parallel light of FIG. 2.
この実施の形態の光学式センサ装置は、ガラス基板等の被検査物としてのワーク1上に平行光2を投光する投光器3と、この平行光2を受光する受光器4と、この受光器4の出力を信号処理してワーク1上の異物5の有無を判定する信号処理装置6とを備えており、ワーク1に対して、投光器3および受光器4を、図2の矢符Aで示すように、移動させながらワーク1上に存在する異物5を、受光量の変化に基いて検出するものである。なお、異物5は、ワーク1上に存在する場合に限らず、ワーク1の下に存在し、そのためワーク1の表面が盛り上がって遮光する場合にも検出できるものである。
The optical sensor device of this embodiment includes a
また、異物5の有無の検査が終了したガラス基板等のワーク1は、図示しない塗布装置によって、その表面に成膜材料が塗布される。
In addition, the
投光器3は、レーザ駆動回路7によって駆動される半導体レーザ8と、この半導体レーザ8からの光を平行光にするコリメートレンズ9と、開口10aを有するスリット10とを備えており、ワーク1上に平行光2を投光する。
The
一方、受光器4は、二次元の受光素子であるCCD11を備えており、信号処理装置6は、図1に示すように、CCD11から読み出された画素信号をサンプルホールドするサンプルホールド(S/H)回路12と、このサンプルホールド回路12の出力を、A/D変換するA/D変換器13と、A/D変換された画素データを記憶する画像メモリ14と、画像メモリ14の画素データに基づいて、後述のようにして異物の有無を判定する判定手段としての機能を有するCPU15と、画像メモリ14の画素データに基いて、CCD11のよる撮像画像を表示する液晶表示部16と、操作手段としての各種の操作キー17とを備えている。
On the other hand, the
この実施の形態では、検出感度を高めて投光器3と受光器4との距離が離れても異物を検出できるようにするために、次にように構成している。
In this embodiment, in order to increase the detection sensitivity so that foreign matter can be detected even when the distance between the
すなわち、この実施の形態では、受光器4では、図4に示すように、CCD11の有効な撮像領域18の一部を、投光器3からの投光を受光する計測領域19とし、この計測領域19を、投光器3および受光器4の移動方向(図4の左右方向)に沿って複数、図4では6つに分割し、各分割領域19a毎に受光量を計測するものである。
That is, in this embodiment, in the
また、図3に示す投光器3のスリット10の開口10aは、投光器3および受光器4の移動方向(図3の紙面に垂直な方向)に長い矩形、例えば、1mm×5mmの矩形に形成されており、投光器3からのスリット状の平行光2が、CCD11の計測領域19を覆うように投光される。
Also, the
次に、この実施の形態の光学式センサ装置による異物の検出原理について、図5に基づいて説明する。 Next, the principle of foreign object detection by the optical sensor device of this embodiment will be described with reference to FIG.
図5は、定盤20に載置されるワーク1上の異物5とCCD11の計測領域19との位置関係を示す図であり、この実施の形態では、CCD11の計測領域19を、例えば、10個の分割領域19aに分割した例を示している。
FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the
この実施の形態では、CCD11の撮像領域18は、例えば、縦3.2mm×横3.46mmであり、計測領域19は、例えば、縦1mm×横3mmとしている。したがって、各分割領域19aは、縦1mm×横0.3mmとなる。
また、異物5は、そのサイズが、例えば、直径100μm程度以上である。
なお、図5においては、図18の従来例の円形の受光領域21の境界を、破線で示しており、この受光領域21は、例えば、直径が2mmである。
In this embodiment, the
Further, the size of the
In FIG. 5, the boundary of the circular
この実施の形態では、分割領域19aの面積は、0.3mm2であるが、この分割領域19aは、その面積が1mm2以下であるのが好ましい。
In this embodiment, the area of the divided
また、この実施の形態では、CCD11は、3.2mm×3.46mmであるが、投光器3と受光器4との光軸合わせを考慮すると、2mm×2mm以上であるのが好ましい。
Further, in this embodiment, the
このように受光量を計測する各分割領域19aは、従来の受光領域21に比べて、例えば、約10分の1と小さく、したがって、各分割領域19aに対して異物5による遮光面積の占める割合が大きなものとなり、従来例に比べて、検出感度が向上し、従来検出できなかった異物5の検出が可能となる。
Thus, each divided
しかも、複数の分割領域19aを、投光器3および受光器4の移動方向(図5の左右方向)に沿って配置するので、相対移動する異物5が、複数の分割領域19aを通過する間に、CCD11による画素信号の取り込みを少なくとも1回行えるように設定することが可能となる。
Moreover, since the plurality of divided
この実施の形態では、計測領域19の移動方向に沿う幅を、例えば、3mm、最大の移動速度を、例えば、150mm/sとしており、したがって、計測領域19の前の検出領域を異物5が通過するのに要する時間は、例えば、20msとなり、CCD11の取り込み周期16.7msよりも大きなものとなり、異物5が通過する間に、画像信号の取り込みを行うことが可能となる。
In this embodiment, the width along the moving direction of the
この実施の形態では、各分割領域19aの受光量に基いて、次のようにして、異物5の有無を判定するようにしている。
In this embodiment, the presence or absence of the
すなわち、図1の信号処理装置6のCPU15では、CCD11の取り込み周期(16.7msec)毎に、分割領域19aを構成する多数の画素の濃度の平均値(平均濃度値)を、各分割領域19a毎にそれぞれ算出する。次に、算出した各分割領域19a毎の平均濃度値と、所定回(T回)前にそれぞれ算出された各分割領域19a毎の平均濃度値との差(平均濃度差)の絶対値を、各分割領域19a毎にそれぞれ算出し、算出された各分割領域19a毎の平均濃度差の絶対値の内の最大値が、予め定めた閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えたときに、異物が有ると判定して対応する判定出力を外部に与えるものであり、この判定出力に基いて、異物の存在を報知したり、ワーク1に対する処理を停止させるといった適宜の措置をとることができる。
That is, in the
図6は、各分割領域19a毎の今回の平均濃度値、所定回(T回)前の平均濃度値およびその平均濃度差の一例を示すものであるり、横軸は、複数の各分割領域19aに対応し、縦軸は、平均濃度値に対応しており、この図6では、第1〜第4の4個の分割領域19aについての値を示している。
FIG. 6 shows an example of the current average density value for each divided
この図6において、ラインL1は、今回計測された各分割領域19aの平均濃度値を結んだものであり、ラインL2は、所定回(T回)前に計測された各分割領域19aの平均濃度値を結んだものであり、ラインL3は、今回と所定回(T回)前との平均濃度値の差の絶対値(平均濃度差の絶対値)を結んだものであり、ラインL4は、異物の有無の判定の閾値を示している。
In FIG. 6, the line L1 connects the average density values of the divided
この図6では、第3の分割領域19aの平均濃度差の絶対値Pが、最大値となっており、この最大値Pが閾値L4を超えているので、異物有りと判定されることになる。
In FIG. 6, the absolute value P of the average density difference of the third
このように今回の平均濃度値と所定回(T回)前の平均濃度値との差を用いるのは、なだらかな光量の変化、例えば、ワーク1である基板表面での反射光量のなだらかな変化の影響を除去して異物による受光量の変化を明確にするためである。
In this way, the difference between the current average density value and the average density value before a predetermined number of times (T times) is used for a gentle change in the amount of light, for example, a gentle change in the amount of reflected light on the substrate surface that is the
したがって、この所定回(T回)は、想定される滑らかな光量の変化などに応じて、適宜定められることになり、例えば、数回ないし数十回であり、この実施の形態では、例えば、10回とされる。 Therefore, the predetermined number of times (T times) is appropriately determined according to the assumed smooth change in the amount of light, for example, several times to several tens of times. In this embodiment, for example, 10 times.
本発明の他の実施の形態として、所定回前の平均濃度値との差を算出することなく、今回の平均濃度値と予め定めた閾値とを比較して異物の有無を判定するようにしてもよい。 As another embodiment of the present invention, the present average density value is compared with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of foreign matter without calculating the difference from the average density value before a predetermined number of times. Also good.
図7は、以上の異物検出の判定処理のフローチャートであり、この図に示すように、先ず、1〜nの複数の各分割領域19a毎に平均濃度値D1(0)〜Dn(0)を算出するとともに、算出した平均濃度値を蓄積し(ステップn1)、算出した各分割領域毎の平均濃度値と、所定回(T回)前に算出した各分割領域19a毎の平均濃度値D1(T)〜Dn(T)との平均濃度差の絶対値│D1(T)−D1(0)│〜│Dn(T)−Dn(0)│を算出するとともに、所定回(T回)前に算出した各分割領域19a毎の平均濃度値D1(T)〜Dn(T)を消去する(ステップn2)。
FIG. 7 is a flowchart of the foreign matter detection determination process described above. As shown in FIG. 7, first, the average density values D1 (0) to Dn (0) are obtained for each of the plurality of divided
次に、算出した平均濃度差の絶対値の内の最大値が、予め定めた閾値よりも大きいか否かを判断し(ステップn3)、大きくないときには、次の取り込み計測サイクルまで待機し(ステップn4)、大きいときには、異物であるとして判定出力をオンする(ステップn5)。 Next, it is determined whether or not the maximum value of the calculated absolute value of the average density difference is larger than a predetermined threshold value (step n3). If not, the process waits for the next capture measurement cycle (step n3). n4) When it is larger, the judgment output is turned on as a foreign object (step n5).
次に、この実施の形態の光学式センサ装置による異物検出の評価実験について説明する。 Next, a foreign object detection evaluation experiment by the optical sensor device of this embodiment will be described.
図8は、この評価実験に用いた装置の構成図であり、2500mmの間隔W1をあけて固定配置された投光器3と受光器4との間に、ワーク1としての厚さ0.7mmのガラスプレートが載置された石定盤20を、矢符B方向に、50〜150mm/sの移動速度で移動させ、ワーク1上に、異物5として直径0.1mmのセラミックボールを置いた場合と、ワーク1の下に、異物として厚さ0.1mmで1.5mm角の矩形のゲージを挟み込んだ場合とについて実験を行った。また、受光器4と異物5との距離W2を、500mm、1000mm、1500mm、2000mm、2400mmとした場合についてそれぞれ実験を行った。
FIG. 8 is a block diagram of the apparatus used for this evaluation experiment. Between the
同様にして、図18の従来例の投光器3’および受光器4’についても評価実験を行った。
Similarly, an evaluation experiment was performed on the
図9および図10は、異物5としてセラミックボールを配置し、移動速度を100mm/sとした場合の結果を示しており、図9は、実施の形態による結果を、図10は、従来例による結果を、それぞれ示しており、各図において、(a)は受光器と異物との距離を500mm、(b)は1500mmにした場合をそれぞれ示している。
9 and 10 show results when ceramic balls are arranged as the
また、図11および図12は、同様に、異物5としてゲージを挟み込んだ場合の結果を示している。
Similarly, FIGS. 11 and 12 show the results when a gauge is sandwiched as the
図9および図11の実施の形態では、横軸が時間、縦軸が平均濃度差の絶対値の内の最大値であり、平均濃度差の絶対値の内の最大値の時間変化を示しており、図10および図12の従来例では、横軸が時間、縦軸が受光量であり、受光量の時間変化を示している。 In the embodiment of FIGS. 9 and 11, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the maximum value of the absolute values of the average density difference, and the time change of the maximum value of the absolute values of the average density difference is shown. 10 and 12, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of received light, showing the temporal change in the amount of received light.
従来例では、図12に示すように、異物と受光器との距離が1500mmのときに僅かに受光量の変化が認められるのに対して、図9および図11の実施の形態では、異物と受光器との距離が、500mm、1500mmのいずれのときにも、平均濃度差の絶対値の変化が認められ、検出感度が向上していることが分かる。 In the conventional example, as shown in FIG. 12, a slight change in the amount of received light is recognized when the distance between the foreign object and the light receiver is 1500 mm, whereas in the embodiment of FIGS. It can be seen that when the distance to the light receiver is 500 mm or 1500 mm, a change in the absolute value of the average density difference is recognized and the detection sensitivity is improved.
図13は、図1の信号処理装置6の正面図である。この信号処理装置6は、その正面に液晶表示部16を備えるとともに、その下方に、各種の操作キー17を備えており、液晶表示部16には、受光器4のCCD11によって撮像された映像が映し出されるように構成されている。
FIG. 13 is a front view of the
したがって、例えば、図14に示すように、投光器3からの投光を受光した受光像22が、液晶表示部16に表示される。
Therefore, for example, as shown in FIG. 14, a
このようにCCD11で撮像された画像が表示されるので、この画像の受光像22を、見ながら投光器3と受光器4との光軸合わせを行うことができ、図18の従来例に比べて、光軸合わせが容易となる。
Thus, since the image picked up by the
しかも、この実施の形態では、上述の図5に示したCCD11の撮像領域18における計測領域19の上下の位置を、操作キー7の操作によって、上下方向に可変設定できるように構成されている。
Moreover, in this embodiment, the vertical position of the
すなわち、ワーク1の平面に対する水平度および左右方向のずれを、投光器3の光軸合せで調整した後、例えば、図15に示す液晶表示部16の受光像22に対して、操作手段としての複数の操作キー17の内の計測領域設定用の設定キーを操作することにより、計測領域の位置を示す矩形の領域設定枠23が表示される。
That is, after adjusting the horizontal degree and the horizontal shift with respect to the plane of the
この状態で、複数の操作キー17の内の上下キーを操作して領域設定枠23を、該領域設定枠23内に受光像22が入るように上下方向に調整し、受光像22が領域設定枠23内に納まったときに、複数の操作キー17の内のセットキーを操作することにより、受光像22、すなわち、受光領域が計測領域として設定されることになる。
In this state, the
図1の信号処理装置6のCPU15は、かかる操作キー17の操作による計測領域の設定操作に応じて、設定された計測領域に対応するCCD11の画素の信号を用いて上述の平均濃度値等の演算処理を行って異物の有無の判定を行うものである。
The
このようにCCD11の撮像領域18における計測領域19の上下の位置を可変できるので、例えば、図16に示すように、光軸がずれて受光像22が液晶表示部16の上方寄りに表示されているような場合には、領域設定枠23を上方に移動せて計測領域を設定することにより、光軸のずれを補正できることになる。
Thus, since the vertical position of the
なお、図15および図16においては、ワーク1の表面のラインLを併せて示している。
In FIGS. 15 and 16, a line L on the surface of the
この実施の形態では、計測領域の設定位置を上下方向に調整できるようにしたけれども、他の実施の形態として、左右方向に調整できるようにしてもよい。 In this embodiment, the setting position of the measurement region can be adjusted in the vertical direction, but as another embodiment, it may be adjusted in the horizontal direction.
上述の実施の形態では、異物の検出に適用して説明したけれども、本発明は、異物検出に限らず、他の物体、例えば、糸の毛羽の検出などに適用してもよい。 In the above-described embodiment, the present invention has been described as applied to foreign object detection. However, the present invention is not limited to foreign object detection, and may be applied to detection of other objects, for example, yarn fluff.
本発明は、異物検出装置として有用である。 The present invention is useful as a foreign object detection device.
1 ワーク 3,3’ 投光器
4,4’ 受光器 5 異物
6 信号処理装置 10,10a スリット
11 CCD 15 CPU
16 液晶表示部 18 撮像領域
19 計測領域 19a 分割領域
22 受光像
DESCRIPTION OF
16 Liquid
Claims (9)
前記CCDは、受光量を計測する計測領域が前記移動方向に沿って複数に分割されてなる分割領域を有し、
前記投光手段は、複数の前記分割領域に投光し、
複数の前記分割領域の受光量に基いて、前記物体を検出することを特徴とする光学式センサ装置。 A light projecting means for projecting parallel light; and a light receiving means having a two-dimensional CCD for receiving the light projected from the light projecting means, the object moving relative to the both means An optical sensor device that detects based on the amount of received light that is changed by being shielded from light,
The CCD has a divided region in which a measurement region for measuring the amount of received light is divided into a plurality along the moving direction,
The light projecting unit projects a plurality of the divided areas,
An optical sensor device that detects the object based on the amount of light received by the plurality of divided regions.
前記分割領域は、想定される前記物体によって遮光される受光量の変化によって該物体を検出できる大きさに分割されている請求項1に記載の光学式センサ装置。 The light projecting means includes a slit having a long opening in the moving direction,
2. The optical sensor device according to claim 1, wherein the divided area is divided into a size that allows the object to be detected by a change in an amount of light received by the object.
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