JP2007322406A - Visual inspection apparatus for small item - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小物物品(錠剤、カプセル、飴、キャンディー、チョコレート、ペレットなど)の被検査物品(以下『被検物』という)について、その外観を検査する(異物検査、色検査、形状検査、印字検査、刻印検査、欠け検査など)装置に関し、複数の反射体を具備することで被検物の正面、背面および側面を同時に検査する技術に関するものである。 The present invention inspects the appearance of articles to be inspected (hereinafter referred to as “test objects”) of small articles (tablets, capsules, bags, candies, chocolates, pellets, etc.) (foreign matter inspection, color inspection, shape inspection, The present invention relates to a technique for simultaneously inspecting the front, back, and side surfaces of an object by providing a plurality of reflectors.
従来、錠剤などの被検物の外観、特に外観形状、寸法、表面の微小な穴、汚れ、キズ、窪み、破損などを検査して被検物の良否を判定して選別することは重要であり、この場合、被検物の正面、背面および左右斜め前後側面の合計6つの面の像を撮像することが必要となる。ここで、被検査物の正面とは撮像装置と対向する直視面を示し、被検査物の背面とは撮像装置と対向しない非直視面を示す。 Conventionally, it is important to inspect the appearance of a test object such as a tablet, especially the appearance shape, dimensions, minute holes on the surface, dirt, scratches, dents, breakage, etc. In this case, it is necessary to take images of a total of six surfaces, that is, the front surface, the back surface, and the left and right oblique front and back side surfaces of the test object. Here, the front surface of the inspection object indicates a direct viewing surface facing the imaging apparatus, and the back surface of the inspection object indicates a non-direct viewing surface not facing the imaging apparatus.
被検物の正面、背面の撮像は比較的簡単であるが、被検物の側面全周を隈無く撮像することは難しく、その撮像方法として、被検物の斜め前後に2〜6枚のミラーなどの反射体を設置しラインセンサーで正面および両側面の3面を同時に撮像するミラー反射方式(例えば、特許文献1参照)、被検物を縦方向にポケットで保持し回転ローラなどで被検物を回転させながらラインセンサーで側面全周を撮像する直接撮像方式(例えば、特許文献2参照)、被検物にレンズなどを近接させて正面と側面を同時にエリアセンサーで撮像する特殊レンズ方式(例えば、特許文献3参照)、被検物を落下させ2枚のミラーなどの反射体を設置し正面および両側面を含んだ背面の3面を同時にエリアセンサーで撮像する落下方式(例えば、特許文献4参照)などの方式が採用されている。 Imaging of the front and back of the test object is relatively simple, but it is difficult to capture the entire side of the test object without any difficulty. A mirror reflection method in which a reflector such as a mirror is installed and the front and both sides are imaged simultaneously with a line sensor (see, for example, Patent Document 1). A direct imaging method that images the entire circumference of the side surface with a line sensor while rotating the specimen (for example, see Patent Document 2), and a special lens system that images the front and side surfaces simultaneously with an area sensor by bringing a lens close to the specimen. (See, for example, Patent Document 3) Dropping method in which a specimen is dropped and two reflectors such as mirrors are installed, and the three surfaces of the back including the front and both sides are simultaneously imaged by an area sensor (for example,
被検物を縦方向にポケットで保持し回転ローラなどで被検物を回転させながらラインセンサーで側面全周を撮像する直接撮像方式においては、被検物を縦方向に姿勢変換する装置が必要であり、また、被検物を直接回転ローラなどで擦ることによって割れ、欠けなどの不良を招いてしまうことが懸念される問題点がある。 In the direct imaging method in which the test object is held in the pocket in the vertical direction and the test object is rotated by a rotating roller, etc., and the entire circumference of the side surface is imaged by a line sensor, a device that changes the posture of the test object in the vertical direction is required. In addition, there is a problem that there is a concern that defects such as cracking and chipping may be caused by rubbing the test object directly with a rotating roller or the like.
被検物にレンズなどを近接させて正面と側面を同時にエリアセンサーで撮像する特殊レンズ方式においては、被検物がレンズ中心位置でないと画像が歪んでしまうためエリアセンサーの使用が前提でラインセンサーは使用できず、また、厚みの大きな被検物では側面の検査精度が低下してしまう問題点がある。 In a special lens system in which the front and side surfaces are imaged simultaneously by the area sensor with a lens etc. in close proximity to the test object, the image is distorted if the test object is not at the lens center position. Cannot be used, and there is a problem that the inspection accuracy of the side surface is lowered in the case of a test object having a large thickness.
被検物を落下させ2枚のミラーなどの反射体を設置し正面及び両側面を含んだ背面の3面を同時にエリアセンサーで撮像する落下方式においては、ミラーが2枚しか設置されていないため側面全周を撮像することができず、全周を撮像するには被検物を自由に回転させながら複数回撮像しなければならない問題点がある。 In the drop method in which the object to be tested is dropped and two reflectors such as mirrors are installed, and the three surfaces on the back including the front and both sides are imaged simultaneously with the area sensor, only two mirrors are installed. There is a problem that the entire circumference of the side surface cannot be imaged, and in order to image the entire circumference, the test object must be imaged a plurality of times while freely rotating.
被検物の斜め前後に2〜6枚のミラーなどの反射体を設置しラインセンサーを用いて撮像するミラー反射方式においては、被検物の正面および左右側面4半分(例えば右前斜め45°方向と左後斜め45°方向)2面計3面を撮像し、被検物の表裏面変換装置を経て背面および残り左右側面4半分(例えば右後斜め45°方向と左前斜め45°方向)2面計3面を撮像するものであって、正面、背面および側面4方向の合計6面の撮像であるが、表裏面変換装置を経由することで側面の撮像範囲が全周撮像されたかどうか確定することができず被検物の異物検査、形状検査の精度が低い。そのため、被検物の全周を確実に撮像しようとする場合には、これまで10数枚のミラーなどの反射体を組み合わせて複雑な光学系を構成する必要があり、製品コストが増大して経済性に劣るといった問題点を生じていた。 In the mirror reflection method in which reflectors such as 2 to 6 mirrors are installed on the front and rear sides of the test object and imaged using a line sensor, the front and left and right side surfaces of the test object are halved (for example, the front right 45 ° direction). And the left rear diagonal 45 ° direction) 2 planes are imaged, and the back and left and
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、簡素な装置を用いて低コストでありながら被検物の正面、背面および側面全周を高精度で検査を行う外観検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and is a visual inspection that uses a simple device to inspect the front, back, and side surfaces of the test object with high accuracy at low cost. An object is to provide an apparatus.
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、搬送される被検物の搬送方向に対して左右斜め2方向の位置に傾いて配置され被検物の側面の像を被検物の正面側に反射させる一対の第1反射体と、被検物の搬送方向に対して前述左右斜め2方向と前後が異なる左右斜め2方向の位置に垂直に配置され被検物の側面の像を前記第1反射体へ反射させ被検物の正面側へ反射される一対の第2反射体と、前記第1反射体の像、前記第2反射体の像および被検物の正面の像を同時に結像させるラインセンサーを一対の第1反射体に跨いで上方向に備えた撮像装置で構成される。 In order to achieve the above-described object, the invention according to
また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、落下される被検物の落下方向に対して左右斜め2方向の位置に傾いて配置され被検物の側面の像を被検物の正面側に反射させる一対の第1反射体と、被検物の落下方向に対して前述左右斜め2方向と前後が異なる左右斜め2方向の位置に垂直に配置され被検物の側面の像を前記第1反射体へ反射させ被検物の正面側へ反射される一対の第2反射体と、被検物の背面の像を正面側に反射させる折り曲がった第3反射体と、前記第1反射体の像、前記第2反射体の像、前記第3反射体の像および被検物の正面の像を同時に結像させるラインセンサーを一対の第1反射体および第3反射体を跨いで水平方向に備えた撮像装置で構成される。 Moreover, the invention according to
請求項1の発明によれば、第1段階においては、被検物の斜め後側面は第1反射体から像を直接得、被検物の搬送方向の前記側面と同一側の斜め前側面は第2反射体から被検物の搬送方向の反対片側の斜め前側面第1反射体に反射させ該第1反射体より像を得る。次に、第2段階においては、被検物の正面の像を反射体を経由することなく直接得る。次に、第3段階においては、被検物の搬送方向の第1段階とは反対側の斜め前側面は第1反射体から像を直接得、被検物の搬送方向の第1段階とは反対側の斜め後側面は第2反射体から被検物の搬送方向の第1段階片側の第1反射体に反射させ該第1反射体より像を得ることができる。 According to the invention of
以上の側面像および被検物の正面像を同時に被検物の上方向に位置するラインセンサー上に結像される。撮像装置の映像信号を処理することにより第1反射体一対、第2反射一対の4つの反射体を設置することで被検物の正面および4側面の計5面を同時に検査することができる。 The side image and the front image of the test object are simultaneously formed on the line sensor positioned in the upward direction of the test object. By processing the video signal of the imaging device, the first reflector pair and the second reflector pair of four reflectors can be installed to simultaneously inspect the front surface and the four side surfaces of the test object in total.
また、被検物の正面検査と背面検査において、第1反射体と第2反射体の設置構成をそれぞれ反対になるようにすることで、被検物の側面の合計8面撮像することができ、被検物を回転する複雑な機構を具備することなく、低コストでありながら検査精度の高い装置を提供することができる。 In addition, in the front inspection and the rear inspection of the test object, a total of eight images of the side surface of the test object can be captured by making the installation configurations of the first reflector and the second reflector opposite to each other. An apparatus with high inspection accuracy can be provided at a low cost without providing a complicated mechanism for rotating the object.
請求項2の発明によれば、被検物を保持することなく落下させて搬送する装置であり、第1段階においては、被検物の斜め後側面は第1反射体から像を直接得、被検物の落下方向の前記側面と同一側の斜め前側面は第2反射体から被検物の落下方向の反対片側の斜め前側面第1反射体に反射させ該第1反射体より像を得る。次に、第2段階においては、被検物の正面の像を反射体を経由することなく直接得る。次に、第3段階においては、被検物の落下方向の第1段階とは反対側の斜め前側面は第1反射体から像を直接得、被検物の搬送方向の第1段階とは反対側の斜め後側面は第2反射体から被検物の落下方向の第1段階片側の第1反射体に反射させ該第1反射体より像を得ることができる。第4段階においては、被検物の背面を大凡直角に折り曲げた第3反射体で正面方向に反射させることで得ることができる。 According to the invention of
以上の被検物正面、背面像および側面像を同時に被検物の水平方向に位置するラインセンサー上に結像される。撮像装置の映像信号を処理することにより第1反射体一対、第2反射一対、第3反射体の5つの反射体を設置することで被検物の正面、背面および4側面の計6面を同時に検査することができる。 The above-described front, back and side images of the test object are simultaneously formed on a line sensor positioned in the horizontal direction of the test object. By processing the video signal of the imaging device, the first reflector pair, the second reflector pair, and the third reflector are installed, so that a total of six surfaces including the front surface, the back surface, and the four side surfaces of the test object can be obtained. Can be inspected at the same time.
これによって、被検物を回転および反転する姿勢変換などの複雑な機構を具備することなく、1回の撮像で必要な画像を取得することができ、装置の大幅な簡素化と撮像装置および画像処理装置を半減することができ安価な装置を提供することができる。 Accordingly, a necessary image can be acquired by one imaging without having a complicated mechanism such as posture change for rotating and inverting the test object, and the imaging apparatus and the image can be greatly simplified. The processing apparatus can be halved and an inexpensive apparatus can be provided.
以下、本発明の好ましい実施形態として実施例を図1〜図11に基づいて説明する。 Hereinafter, an example is described based on Drawing 1-Drawing 11 as a desirable embodiment of the present invention.
図1は請求項1の発明の実施例の概要図である。図2〜図5は請求項1の発明の実施例の説明図である。図1に示すように、搬送装置1と、ラインセンサー2と、搬送方向右側の第1反射体3と、搬送方向左側の第1反射体4と、搬送方向右側の第2反射体5と、搬送方向左側の第2反射体6から構成されている。なお、図2〜図4中の極太線はラインセンサー2の撮像範囲Sを示す。 FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the invention of
図2は、錠剤J(被検物)の搬送方向の右側側面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの搬送方向右後斜め45°方向の側面の像は搬送方向右側の第1反射体3によって直接正面方向へ反射され、錠剤J右前斜め45°方向の側面の像は搬送方向右側の第2反射体5によって搬送方向左側の第1反射体4に反射され、さら搬送方向左側の第1反射体4によって正面方向へ反射される。以上の側面の像は錠剤Jの上方向のラインセンサー2によって結像される。 FIG. 2 shows a position where the right side surface in the conveyance direction of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図3は、錠剤J(被検物)の正面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの正面の像は直接ラインセンサー2によって結像される。 FIG. 3 shows a position where the front of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図4は、錠剤J(被検物)の搬送方向の左側側面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの搬送方向左前斜め45°方向の側面の像は搬送方向左側の第1反射体4によって直接正面方向へ反射され、錠剤J左後斜め45°方向の側面の像は搬送方向左側の第2反射体6によって搬送方向右側の第1反射体3に反射され、さら搬送方向右側の第1反射体3によって正面方向へ反射される。以上の側面の像は錠剤Jの上方向のラインセンサー2によって結像される。 FIG. 4 shows a position at which the left side surface in the conveyance direction of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図5は、図2〜図4の3段階で錠剤Jを撮像した5面の画像である。すなわち、正面画像J1、錠剤Jの搬送方向右後斜め45°方向側面画像J2、搬送方向右前斜め45°方向側面画像J3、搬送方向左前斜め45°方向側面画像J4、搬送方向左後斜め45°方向側面画像J5を得ることができる。この画像を公知の画像処理手段によって検査する。表面、裏面を変換する装置(図示せず)によって変換後、同様な撮像を繰り返す。以上のように処理するによって、被検物の正面、背面および側面全周について確実に検査することができる。FIG. 5 is a five-sided image obtained by imaging the tablet J in the three stages of FIGS. That is, a front image J 1 , a side image J 2 obliquely 45 ° direction rearward rightward in the transport direction of the tablet J, a side image J 3 obliquely forward right 45 ° direction sidewise image J 4 , a side image J 4 obliquely left forward in the transport direction 45 it can be obtained rear oblique 45 ° direction side face image J 5. This image is inspected by a known image processing means. After the conversion by a device (not shown) for converting the front and back surfaces, the same imaging is repeated. By processing as described above, it is possible to reliably inspect the front surface, the back surface, and the entire side surface of the test object.
図6は請求項2の発明の実施例の概要図である。図7〜図11は請求項2の発明の実施例の説明図である。図6に示すように、ラインセンサー2と、落下方向右側の第1反射体3と、落下方向左側の第1反射体4と、落下方向右側の第2反射体5と、落下方向左側の第2反射体6と、背面用第3反射体7から構成されている。なお、図7〜図10中の極太線はラインセンサー2の撮像範囲Sを示す。 FIG. 6 is a schematic view of an embodiment of the second aspect of the present invention. 7 to 11 are explanatory views of an embodiment of the second aspect of the present invention. As shown in FIG. 6, the
図7は、錠剤J(被検物)の落下方向の右側側面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの落下方向右後斜め45°方向の側面の像は落下方向右側の第1反射体3によって直接正面方向へ反射され、錠剤J右前斜め45°方向の側面の像は落下方向右側の第2反射体5によって落下方向左側の第1反射体4に反射され、さら落下方向左側の第1反射体4によって正面方向へ反射される。以上の側面の像は錠剤Jの水平方向のラインセンサー2によって結像される。 FIG. 7 shows a position where the right side surface in the falling direction of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図8は、錠剤J(被検物)の正面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの正面の像は直接ラインセンサー2によって結像される。 FIG. 8 shows a position where the front of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図9は、錠剤J(被検物)の落下方向の左側側面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの落下方向左前斜め45°方向の側面の像は落下方向左側の第1反射体4によって直接正面方向へ反射され、錠剤J左後斜め45°方向の側面の像は落下方向左側の第2反射体6によって落下方向右側の第1反射体3に反射され、さら落下方向右側の第1反射体3によって正面方向へ反射される。以上の側面の像は錠剤Jの水平方向のラインセンサー2によって結像される。 FIG. 9 shows a position at which the left side surface in the falling direction of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図10は、錠剤J(被検物)の背面がラインセンサー2の撮像範囲Sに達し撮像を開始される位置を示す。錠剤Jの背面の像は、大凡直角に折り曲げられた第3反射体7によって正面方向に反射される。錠剤Jの背面の像は錠剤Jの水平方向のラインセンサー2よって結像される。 FIG. 10 shows a position where the back of the tablet J (test object) reaches the imaging range S of the
図11は、図7〜図10の4段階で錠剤Jを撮像した6面の画像である。すなわち、正面画像J1、錠剤Jの落下方向右後斜め45°方向側面画像J2、落下方向右前斜め45°方向側面画像J3、落下方向左前斜め45°方向側面画像J4、落下方向左後斜め45°方向側面画像J5、背面画像J6を得ることができる。この画像を公知の画像処理手段によって検査する。以上のように処理するによって、被検物の正面、背面および側面全周について確実に検査することができる。FIG. 11 is a six-sided image obtained by imaging the tablet J in four stages of FIGS. That is, the front image J 1 , the side image J 2 in the 45 ° direction diagonally right rear of the dropping direction of the tablet J, the side image J 3 in the 45 ° direction diagonal front right of the falling direction, the side image J 4 in the 45 ° direction diagonal left front of the drop direction, the left in the falling direction. A rear oblique 45 ° side image J 5 and a rear image J 6 can be obtained. This image is inspected by a known image processing means. By processing as described above, it is possible to reliably inspect the front surface, the back surface, and the entire side surface of the test object.
本実施の形態では、被検物の扁平面をラインセンサーの直視面としているが、被検物の特性によって扁平側面をラインセンサーの直視面にして撮像することも可能である。
また、本実施の形態では、被検物を落下させているが、被検物が保持されることなく全面が撮像可能な状態であればよく、下斜め方向、上斜め方向または水平方向に被検物に加速力を与え保持させていない自由の状態でも同様な効果は得られる。In the present embodiment, the flat surface of the test object is the direct viewing surface of the line sensor, but it is also possible to take an image with the flat side surface being the direct viewing surface of the line sensor depending on the characteristics of the test object.
Further, in this embodiment, the test object is dropped, but it is sufficient that the entire surface can be imaged without holding the test object, and the test object may be tilted downward, diagonally upward, or horizontally. A similar effect can be obtained even in a free state in which the specimen is not accelerated and held.
1 搬送装置
2 ラインセンサー
3 第1反射体(搬送・落下方向右側)
4 第1反射体(搬送・落下方向左側)
5 第2反射体(搬送・落下方向右側)
6 第2反射体(搬送・落下方向左側)
7 第3反射体
J 錠剤(被検物)
J1〜6 撮像画像
S ラインセンサーの撮像範囲1 Conveying
4 First reflector (left side of transport / drop direction)
5 Second reflector (right side of transport / drop direction)
6 Second reflector (left side of transport / drop direction)
7 3rd reflector J Tablet (test object)
J 1-6 Captured image S Imaging range of line sensor
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