JP2016161317A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内面の検査対象物を検査する際に、容器内面の側面や底面を同時に撮影でき、さらなるゴミの発生を防ぎつつ、微小な検査対象物でも検出できる高解像度検査を行う、検査装置を提供する。
【解決手段】内側空間を有する物体（容器）Ｗの内面Ｗｓの検査対象物Ｘを検査する検査装置１であって、光源２と、放出エネルギーを検出する検出部３と、検査部４とを備え、光エネルギーの照射部２と、放出エネルギーを検出する検出部３とが、容器Ｗの内面Ｗｓに対して傾斜角度を設定して配置されている、検査装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内に付着した異物や残留物または容器内面の状態を検査する検査装置に関する。

アルミ缶やドラム缶などの容器の、側壁内側や底板上側などの内面について、洗浄後の残留物や外部から混入したゴミやホコリなどの異物が付着しているかどうかを検査する技術が、従来より提案されている。

例えば、アルミ缶などの筒状の容器の内面とフランジ部とを一度に撮像するために、容器の外部に撮像部を配置し、容器と撮像部との間に反射鏡を配置し、容器内面等の欠陥を検査する方法が知られている（例えば、特許文献１）。或いは、当該容器の外部に配置した撮像部を用いて、検査対象となる筒状の容器の内面を複数の方向から斜め下向きに撮像し、当該内面の検査を行う方法が知られている（例えば、特許文献２）。

また、ドラム缶の内部の欠陥を検査するために、ハロゲンランプを光源とする白色照明とＣＣＤカメラを、２つの可動関節を備えた支持腕に取り付け、ドラム缶の口栓より挿入し、ドラム缶の内部で可動関節を動かし、ＣＣＤカメラの上下位置・旋回位置・俯仰角を適宜調整しながら撮影し、モニターで目視観察する形態が提案されている（例えば、特許文献３）。

特許３６１４５９７号公報 特開平３−２２５２６４号公報 特開平７−２８６９７１号公報

しかし、容器の開口部より外側から当該容器の内部を撮像する形態では、一度に撮像ができる反面、解像度が低くなり、小さな異物や残留物や傷の有無などを検査したり、当該容器内面の検査対象物を検査するのには不向きである。

また、白色照明とＣＣＤカメラを容器内に配置して撮像する形態では、照明から発せられる光の波長成分と、カメラの受光感度の光の波長成分とが同じまたは重複する。その上、検査対象が容器であり、当該容器の内面の反射率が高いと、多重反射光を含む正反射成分の強い光がハーレーションやノイズ成分を発生させ、微小な異物や残留物や傷などの検査が難しいという課題があった。

その上、可動関節を備えた支持椀に取り付けられた照明とカメラを容器内に配置して、可動関節を動かしながら容器の内面を撮像する形態では、可動関節の摺動部からさらなるゴミが発生し、そのゴミが容器の内面に付着してしまうという課題があった。

そこで、本発明の目的は、容器内面の検査対象物を検査する際に、容器内面の側面や底面を同時に撮影でき、さらなるゴミの発生を防ぎつつ、微小な検査対象物でも検出できる高解像度検査を行う、検査装置を提供することである。

以上の課題を解決するために、第１の発明は、
内側空間を有する物体の内面の検査対象物を検査する検査装置であって、
前記物体の内面に向けて光エネルギーを照射する光源と、
前記光エネルギーの照射によって前記検査対象物でエネルギー変換されて放出された放
出エネルギーを検出する検出部と、
前記検出部において検出された前記放出エネルギーの放出位置、及び放出エネルギーに
基づいて、前記検査対象物の状態を検査する検査部とを備え、
前記光エネルギーの照射部と、前記放出エネルギーを検出する検出部とが、前記内側空間を有する物体の内面に対して傾斜角度を設定して配置されている、検査装置である。

この構成によれば、検出部で検出する放出エネルギーは、検査対象物でエネルギー変換されたエネルギー成分であり、光源から照射された光エネルギーとは異なる成分である。
そのため、照射された光エネルギーが前記物体の内面で多重反射しても、その光エネルギーとは異なる成分のエネルギーを検出することによって、多重反射による影響を受けずに、微小な異物等を検出することが可能になる。さらに、光エネルギーの照射部と、放出エネルギーの検出部とが、前記物体の内面に対して傾斜角度を設定して配置しているため、容器内面の側面や底面を同時に撮影できるだけでなく、さらなるゴミの発生源となる摺動部を容器内に配置する必要がなくなる。

第２の発明は、
内側空間を有する物体の内面に付着した異物を検査する検査装置であって、
前記物体の内面に向けて励起光を照射する光源と、
前記励起光の照射によって前記異物で発光した蛍光の蛍光像を撮影する撮像部と、
前記撮像部で撮影した蛍光像から、前記物体の内面に付着した異物を検出する検出部と
を備え、
少なくとも前記物体の内面は、励起光の照射によって蛍光を発光しない材料で構成され
ており、
前記異物は、励起光の照射によって蛍光を発光する材料を含み、
前記励起光の照射部と、前記撮像部とが、前記内側空間を有する物体の内面に対して傾斜角度を設定して配置されている、検査装置である。

この構成によれば、撮像部で撮像する光の波長成分は、検査対象物で蛍光発光した光の波長成分であり、照明光から照射された励起光の波長成分とは異なるものである。
そのため、照射された励起光が前記物体の内面で多重反射しても、その励起光とは異なる波長成分の光を検出することによって、多重反射による影響を受けずに、微小な異物等を検出することが可能になる。さらに、励起光の照射部と、撮像部とが、前記物体の内面に対して傾斜角度を設定して配置しているため、容器内面の側面や底面を同時に撮影できるだけでなく、さらなるゴミの発生源となる摺動部を容器内に配置する必要がなくなる。

容器内面の検査対象物を検査する際に、容器内面の側面や底面を同時に撮影でき、さらなるゴミの発生を防ぎつつ、微小な検査対象物でも検出できる高解像度検査を行うことができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体を示す概略図である。 検査を行う際の容器内面に対する傾斜角度を説明する図である。 本発明を具現化する形態の一例の全体を示す概略図である。 本発明を適用して検査を行う際の撮像範囲を説明する図である。

検査を行う際の容器内面に対する傾斜角度を説明する図である。 本発明に係る容器内面の検査装置の具体例を示す正面図である。 本発明に係る容器内面の検査装置の別の具体例を示す正面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態における検査装置の構成全体を模式的に示した図である。図１に示すように、本実施形態における検査装置１は、内側空間を有する物体の内面に付着した異物を検査する検査装置である。ここで、「内側空間を有する物体」とは、少なくとも互いに対向して配置された内面、及び／又は互いに隣接して配置された内面を有し、該内面の内側に内側空間が形成された物体であって、多重反射をするような内側空間を有する物体をいう。「内側空間を有する物体」は、有底の箱体又は筒状体からなる容器の他、パイプ、溝体（チャネル）、山形体（アングル）等を含む。以下の説明では、「内側空間を有する物体」を、単に「容器」と呼ぶ。

なお、本実施形態において、少なくとも容器Ｗの内面は、励起光の照射によって蛍光を発光しない材料で構成されている。例えば、容器Ｗが金属で構成されているもの、あるいは、容器本体が樹脂で構成されている場合には、その内面に金属層が形成されているものを含む。もしくは容器Ｗが蛍光しにくい材料で構成されており、容器Ｗに付着した異物Ｘ１は蛍光しやすい材料を含み、容器Ｗと異物Ｘ１の蛍光光に差がある場合を含む。

また、容器Ｗの内面に付着した異物Ｘ１は、励起光の照射によって蛍光を発光する材料を含む。例えば、異物Ｘ１は、有機物を含むもの、あるいは、有機物以外でも蛍光するもの（例えば、半導体材料の一部や、鉱物の一部など）を含む。また本願では、外部から混入したゴミやホコリなどに限らず、容器を洗浄した後の残留物などを含めて「異物」を言う。

また、「異物の検査」とは、異物の有無を判定したり、異物の個数をカウントしたり、異物の大きさ、面積、体積、量などを測定したりすることを言う。

以下の説明では、容器の一類型として、略直方体形の容器Ｗを例示する。
容器Ｗは、縦長の側面４面と上面と底面とで構成される略直方体形であって、側面は、略正方形状の断面形状をしている。また、上面の一部には、開口部を有している。

また各図においては、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。特に、Ｘ方向は、矢印の方向を右側、その逆方向を左側と表現し、Ｙ方向は、矢印の方向を奥側、その逆方向を手前側と表現し、Ｚ方向は矢印の方向（重力上方）を上側、その逆方向を下側と表現する。

さらに、容器Ｗの底面は水平面と平行に配置され、容器Ｗの側面はＺ方向と平行に配置されているものとして、説明を行う。なお、容器Ｗの４つある側板内面については、向かって左側を第１側板内面Ｗｓ１、正面奥側を第２側板内面Ｗｓ２、向かって右側を第３側板内面Ｗｓ３、正面手前側を第４側板内面Ｗｓ４（不図示）と呼ぶ。

本発明に係る、検査装置は、光源と、検出部と、検査部とを備えて構成されている。

光源は、容器Wの内面に向けて光エネルギーを照射するものである。

検出部は、光源から照射された光エネルギーの照射によって、検査対象物の表面若しくは内部でエネルギー変換されて放出された放出エネルギーを検出するものである。なお、エネルギー放射部から照射された放射エネルギーは、検査対象領域の内の検査対象物・部位に照射され、吸収されると、検査対象物・部位からは、この放射エネルギーとは異なる性質のエネルギーが、放出エネルギーとして放出される。そこで、この検出部では、放出エネルギーの放出量及び放出位置を検出する。

なお、詳細は後述するが、光エネルギーの照射部と、放出エネルギーを検出する検出部とは、容器の内面に対して傾斜角度を設定して配置されている。なお、本願における「傾斜角度を設定」とは、正対しない角度に設定されていることを意味する。具体的には、光エネルギーの照射部の照射方向と放出エネルギーを検出する検出部の検出方向とが、容器の内面の法線方向と一致せず、この法線方向に対して傾き角をなした状態に設定されている。

検査部４は、検出部３において検出された、放出エネルギーの放出位置、及び放出エネルギーに基づいて、検査対象物の状態を検査するものである。

［より具体的な構成］
以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体を示す概略図である。
本発明に係る容器内面の検査装置１は、光源２と、撮像部３と、異物検査部４とを備えて構成されている。なお、説明の便宜上、容器Ｗは、一点鎖線にて表している。また、第１側板内面Ｗｓ１には、検査対象物の一類型である異物Ｘが付着している。

光源２は、第１側板内面Ｗｓ１に設定した検査対象領域Ｒ１に向けて光エネルギーを照射するものである。さらに、光源２には、検査対象物である異物Ｘを蛍光発光させる、励起光照射部２０が備えられている。なお、図１には、光エネルギーの発生部と照射部が一体となっている構成を例示しているが、光ファイバーなどで導光する別体式の構成であっても良い。

励起光照射部２０は、励起光２３（例えば、紫外光領域に主なエネルギーを有する光エネルギー）を外部に照射するものである。より具体的には、励起光照射部２０は、ＵＶ照明手段２１と、紫外光を通過させるフィルタ２２を備えて構成されている。

ＵＶ照明手段２１は、紫外光を照射するＬＥＤやレーザの他、紫外光成分の光を放出する水銀ランプやハロゲン照明などを用いることができる。フィルタ２２は、励起成分の波長の光を効率よく透過しつつ、撮像部３で受光する蛍光成分の光を減衰させるものである。

より具体的には、検出対象となる異物Ｘが、３００〜４００ｎｍの励起光が照射されると、５００〜６００ｎｍの範囲内蛍光発光する場合、ＵＶ照明手段２１として、ピーク波長が３００〜４００ｎｍのＵＶ−ＬＥＤを用いる。そして、フィルタ２２として、３００〜４００ｎｍの帯域の波長の光を通過させ、それ以外の帯域の波長の光を減衰させる、いわゆるバントパスフィルタを用いる。或いは、４５０ｎｍ以下の波長を透過させ、４５０ｎｍ以上の波長の光を減衰させる、いわゆるショートパスフィルタを用いても良い。そうすることで、後述する撮像部３での撮像の妨げとなる不要な波長の光をカットすることができる。

このような構成をしているため、励起光照射部２０は、第１側板内面Ｗｓ１に設定した検査対象領域Ｒ１に向けて励起光２３を照射することができる。

撮像部３は、本発明を構成する「放出エネルギーを検出する検出部」の一類型であり、容器Ｗの内面に設定された検査対象領域Ｒ１を撮像するものである。さらに、撮像部３には、検査対象物である異物Ｘから放出される放出エネルギーである蛍光発光成分の光エネルギーを２次元画像として取得する、蛍光撮像部３０が備えられている。

具体的には、蛍光撮像部３０は、検査対象物である異物から放出される蛍光発光成分の光の波長を受光感度に含む撮像素子３１を備えた、撮像カメラ３２を用いて構成することができる。さらに、蛍光撮像部３０は、レンズ３３と、フィルタ３４を備えて構成しておく。

レンズ３３は、撮像カメラ３２に検査対象領域の像を結像させるものである。
より具体的には、レンズ３３は、いわゆる広角レンズと呼ばれる、画角の広いレンズを用いる。そうすることで、一度に幅広い範囲を撮像出来るとともに、被写界深度が深くなり、合焦範囲が広くなる。

一方、フィルタ３４は、励起光照射部２０から照射される光の波長を減衰させつつ、異物Ｘから放出される蛍光発光成分の光の波長を透過させるものである。より具体的には、透明材料や、レンズ３３の表面に、所定の膜厚のコーティングを施したものが例示出来る。

より具体的には、検出対象となる異物Ｘが、３００〜４００ｎｍの励起光が照射されると、５００〜６００ｎｍの範囲内蛍光発光する場合、撮像素子３１として、３００〜１０００ｎｍの波長の光に感度を有するＣＣＤやＣＭＯＳを用いる。そして、フィルタ３４として、５００〜６００ｎｍの帯域の波長の光を通過させ、それ以外の帯域の波長の光を減衰させる、いわゆるバントパスフィルタを用いる。或いは、４５０ｎｍ以上の波長の光を透過させ、４５０ｎｍ以下の波長の光を減衰させる、いわゆるロングパスフィルタを用いても良い。

異物検査部４は、本発明を構成する「検査部」の一類型であり、撮像部３で撮像した画像に基づいて検査対象領域内Ｒ１の異物Ｘ検出するものである。具体的には、検査部４は、画像処理装置とその実行プログラムにより構成され、撮像部３を構成する蛍光撮像部３０で撮像した画像を入力し、所定の画像処理が行われる。さらに、予め登録しておいた判定基準に基づいて異物Ｘの有無を検出したり、異物Ｘの大きさや場所を特定したりする機能を備えている。

さらに、励起光照射部２０と、蛍光撮像部３０とは、容器Ｗの内面に対して傾斜角度を設定して配置されている。具体的には、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０は、連結部材５１に直接または別の連結部材を介して取り付けられている。そのため、検査対象となる容器Ｗの内方または開口部の上方にさらなるゴミの発生源となる摺動部を有さない状態で、励起光照射部２０や蛍光撮像部３０を容器Ｗの内方に配置することができる。

図２は、検査を行う際の容器内面に対する傾斜角度を説明する図であり、第１側板内面Ｗｓ１に設定された検査対象領域Ｒ１と、容器Ｗの内面の１つである第１側板内面Ｗｓ１に対して励起光照射部２０と蛍光撮像部３０がどのように配置されているかが例示されている。

図２（ａ）は、本発明が適用できる傾斜角度に励起光照射部２０と蛍光撮像部３０が設定されている様子を示した図である。
励起光照射部２０から第１側板内面Ｗｓ１に向けて照射された励起光２３（細かい破線で示す範囲内の光）のうち、各部位に照射される光束２３ａ〜２３ｃはそれぞれ、容器内面で正反射したエネルギーの高い光２４ａ〜２４ｃとなるが、いずれも蛍光撮像部３０では撮像されず、異物が放出する蛍光光の散乱成分のみが蛍光撮像部３０で撮像される。
これは、容器内面で正反射した光２４ａ〜２４ｃのいずれもが、蛍光撮像部３０で撮像される画角よりも外側で反射するか、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７の内側で反射しても蛍光撮像部３０で撮像される光の方向とは一致しないからである。

図２（ｚ）は、容器Ｗの内面に対して蛍光撮像部３０が正対して（つまり、傾斜角度が設定されないで）配置されている様子が示されている。
この場合、励起光照射部２０から第１側板内面Ｗｓ１に向けて照射された光２３ｈ〜２３ｋはそれぞれ、容器内面で正反射したエネルギーの高い光２４ｈ〜２４ｋとなる。これらのうち、光２４ｈは、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７よりも外側で反射する。また、光２４ｋは、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７の内側で反射するが蛍光撮像部３０で撮像される光の方向とは一致せず、異物が放出する蛍光光の散乱成分のみが撮像される。

一方、光２４ｊは、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７の内側で正反射し、さらに、蛍光撮像部３０で撮像される光３８の方向と一致する。そして、光２３ｊ，２４ｊに、蛍光撮像部３０の受光感度の波長成分が含まれていると、蛍光撮像部３０では輝点となって撮像されてしまい、異物として誤検出してしまう可能性がある。励起光照射部２０にはフィルタ（励起光の波長成分を通過させ、それ以外の波長成分を減衰させるもの）が設置されており、さらに蛍光撮像部３０にもフィルタ（蛍光波長成分を通過させ、それ以外の波長成分を減衰させるもの）が備えられてても、異物から放出される散乱光の放出エネルギーが微弱であり、この微弱エネルギーを検出する条件の下では、正反射光に含まれる蛍光波長成分の光のエネルギーが比較的高く、輝点となって撮像されてしまうからである。

そのため、図２（ａ）を用いて上述したように、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とを、容器Ｗの内面に対して傾斜角度を設定し、励起光の照射方向と撮像される光の入射とが容器内面に対して正反射の位置関係とならない様に配置することで、この様な輝点が撮像されることを防ぐことができる。

本発明に係る容器内面の検査装置１は、このような構成をしているため、照明光の内面反射による影響を防ぎつつ、容器Ｗの内面に付着した異物Ｘを蛍光発光させて検出することができる。

なお、上述では検査対象物として異物Ｘを示して説明したが、これに限定されず、他に傷や変色、剥離、変質などが例示できる。

なお、本発明を適用にあたり、検査対象領域は、１つの内面全体を１つの検査対象領域（つまり、１回の撮像で検査が行える範囲）に設定したり、隣接する複数の内面を含む（つまり、１回の撮像で複数の内面の検査が行える）ように設定しても良い。この場合、検出対象物の大きさに適合した、高解像度の撮像素子を備えた撮像カメラを用いた構成とする。

一方、１つの内面の面積が大きく、撮像カメラの分解能を高くすることが難しい場合、検査対象領域は、１つの内面をいくつかの領域に分割して設定する（つまり、１つの内面を複数の撮像で検査する）構成が好ましい。

図３は、本発明を具現化する形態の一例の全体を示す概略図であり、本発明に係る容器内面の検査装置１で、図１で示した検査対象領域Ｒ１とは異なる検査対象領域Ｒ２を撮像し、異物Ｘの有無を検査している様子を示している。

つまり、図１，３に示す様に、第１側板内面Ｗｓ１を上下方向に２分割して設定した検査対象領域Ｒ１，Ｒ２を撮像しつつ、異物Ｘなどの検査対象物の有無を検査する。さらに、同様にして、第２側板内面Ｗｓ２〜第４側板内面Ｗｓ４についても、それぞれ上下方向に２分割して設定した検査対象領域を撮像しつつ、異物Ｘなどの検査対象物の有無を検査する。このとき、各側板内面Ｗｓ１〜Ｗｓ４の撮像の際に、天板内面Ｗｔや底板内面Ｗｂも含むように撮像しても良い。例えば、図３に示す様に、第１側板内面Ｗｓ１に設定された検査対象領域Ｒ２と、底板内面Ｗｂに設定された検査対象領域Ｒ３とを同時に撮像する。或いは、各側板内面Ｗｓ１〜Ｗｓ４の撮像とは別に、天板内面Ｗｔや底板内面Ｗｂを分割しつつ撮像しても良い。そうすることで、微小な検査対象物でも高解像度で検査を行うことができる。なお、他の側板内面Ｗｓ２〜Ｗｓ４について検査を行う場合は、人手により、或いは下述するように自動的に、容器Ｗに対する励起光照射部２０及び蛍光撮像部３０の方向を変え、上述と同様の動作を繰り返してそれぞれ検査を行う。

なお、本発明に係る検査装置において、容器Ｗの側板内面Ｗｓ１〜Ｗｓ４並びに底板内面Ｗｂ等に対する検査対象領域Ｒ１〜Ｒ３をどのように設定するかは、蛍光撮像部３０の被写界深度Ｆに応じて適宜設定する。

図４は、本発明を適用して検査を行う際の撮像範囲を説明する図であり、蛍光撮像部３０の撮像画角３７と被写界深度Ｆとの関係が示されている。蛍光撮像部３０の撮像カメラ３２は、一点鎖線で示す近方合焦面の稜線Ｆ１より遠方であって、一点鎖線で示す遠方合焦面の稜線Ｆ２より近方の範囲で合焦する。この合焦範囲は被写界深度Ｆという。つまり、撮像カメラ３２の撮像画角３７の範囲内であって、被写界深度Ｆの範囲内に検査対象領域Ｒ１〜Ｒ３を設定することで、容器Ｗの内面に付着した異物Ｘから発せられる蛍光発光成分の光３５を、撮像カメラ３２にて撮像することが出来る。

［別の形態］
なお、図２（ａ）を用いて上述した形態の検査装置では、蛍光撮像部３０の撮像画角３７全部を、検査対象領域Ｒ１として設定し、検査が行われる。しかし、本発明に係る検査装置は、撮像画角３７の一部を検査対象領域としてトリミングし、トリミングされた検査対象領域Ｒ１’について検査する形態としても良い。

図５は、検査を行う際の容器内面に対する傾斜角度を説明する図であり、第１側板内面Ｗｓ１に設定された検査対象領域Ｒ１と、トリミングされた検査対象領域Ｒ１’並びに、本発明が適用できる別の傾斜角度に励起光照射部２０と蛍光撮像部３０が設定されている様子を示した図である。

まず、励起光照射部２０から第１側板内面Ｗｓ１に向けて照射された光２３ｄ〜２３ｇはそれぞれ、容器内面で正反射したエネルギーの高い光２４ｄ〜２４ｇとなる。これらのうち、光２４ｄは、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７よりも外側で反射する。また、光２４ｅ，２４ｆは、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７の内側で反射するが蛍光撮像部３０で撮像される光の方向とは一致せず、異物が放出する蛍光光の散乱成分のみが撮像される。

一方、励起光照射部２０と蛍光撮影部３０とを容器Ｗの内面に対して傾斜角度を設定しても、一部の光２４ｇは、蛍光撮像部３０で撮像される画角３７の上端部付近の内側で正反射し、さらに、蛍光撮像部３０で撮像される光３８の方向と一致する。そして、光２３ｇ，２４ｇに、蛍光撮像部３０の受光感度の波長成分が含まれていると、蛍光撮像部３０では輝点となって撮像されてしまい、異物として誤検出してしまう可能性がある。励起光照射部２０にはフィルタ（励起光の波長成分を通過させ、それ以外の波長成分を減衰させるもの）が設置されており、さらに蛍光撮像部３０にもフィルタ（蛍光波長成分を通過させ、それ以外の波長成分を減衰させるもの）が備えられていても、異物から放出される散乱光の放出エネルギーが微弱であり、この微弱エネルギーを検出する条件の下では、正反射光に含まれる蛍光波長成分の光のエネルギーが比較的高く、輝点となって撮像されてしまうからである。

この様な輝点を除外するために、いわゆる、トリミング処理を行う。つまり、図５に示す様な、撮像画角３７内に、励起光２３ｇが容器内面で正反射したエネルギーの高い光２４ｇによる輝点が入射したとしても、その輝点部分を含まないように（つまり、輝点部分が検査対象領域から除外されるように）、蛍光撮像部３０の撮像画角３７全部（つまり、検査対象領域Ｒ１）ではなく、画角３７の上端部付近を除いたそれより下の領域をトリミングされた検査対象領域Ｒ１’とする。そして、このトリミングされた検査対象領域Ｒ１’について検査を行う。

具体的には、異物検査部４における前処理機能として、トリミング処理部を構成しておく。トリミング処理部は、異物検査部４を構成する画像処理装置とその実行プログラムにて構成することができる。そして、トリミングされた検査対象領域Ｒ１’に着目すれば、正反射光による輝点が検査対象領域から除外されており、輝点が存在ないものとみなして取り扱うことが出来る。そして、トリミングされた検査対象領域Ｒ１’においては、励起光２３が容器内面で反射した光は、撮像画角３７よりも内側の一部に設定した検査対象領域を撮像する画角よりも外側に向けて反射されることとなる。

そうすることで、蛍光撮像部３０で撮像される蛍光像に、励起光２３に含まれる当該蛍光像と重複する波長成分が輝点として撮像されてしまうことを防ぐことができる。その上、この様な形態であれば、励起光照射部２０の照射角度や配置位置・角度等、ならびに、蛍光撮像部３０の撮像画角や配置位置・角度等に自由度を持たせることが出来るため、好ましい。

なお、本発明に係るトリミング処理について、上述では画角３７の上端部付近を除いたそれより下の領域をトリミングされた検査対象領域Ｒ１’とする構成を例示した。しかし、トリミング処理は、他の任意の部位（つまり、画角の下端部、左端部、右端部や角部など）を除く領域をトリミングされた検査対象領域として設定する処理を行う構成としても良い。もしくは、端部や角部は検査対象領域としつつ、画角内の一部分を検査対象領域から除外する処理を行う構成としても良い。

［別の形態］
なお、上述では、容器Ｗの側板内面Ｗｓ１および底板内面Ｗｂに設定した検査対象領域Ｒ１〜Ｒ３に向けて励起光２３光を照射して、当該検査対象領域を撮像する構成を示した。
しかし、この様な構成に限定されず、天板内面Ｗｔないし側板内面Ｗｓ１に検査対象領域を設定し、当該領域に向けて励起光２３を照射すると共に、当該領域を撮像カメラで撮像する構成としても良い。

［別の形態］
また、本発明の適用にあたり、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とを共通する連結部材５１に取り付けておき、容器Ｗの内面と連結部材５１とを、容器Ｗの内面の円周方向に相対的に回転させる回転機構５３を備えた構成とすることが、より好ましい。なお、回転機構５３は、図６に示して後述する様に、容器Ｗの外方に配置されている構成としておく。そうすることで、容器Ｗ内に摺動部を配置する必要がなくなるので、容器Ｗ内での発塵を防ぐことができる。

或いは、図７に示して後述する様に、容器Ｗの上方に回転機構５３ａと防塵カバー５３ｃを配置する構成であっても良い。

図６は、本発明に係る容器内面の検査装置の具体例を示す正面図である。
容器内面の検査装置１ｂには、上述した構成の励起光照射部２０と蛍光撮像部３０の他、載置台５２と、回転機構５３と、移動機構５４とが備えられている。

上述と同様、励起光照射部２０からは破線で示す範囲で励起光２３が照射され、蛍光撮像部３０では破線で示す撮像画角３７の範囲内を撮像することができる。

載置台５２は、容器Ｗを載置するものであり、容器Ｗの外形側面に沿うような位置決めガイド５２ｇが適宜設けられている。

回転機構５３は、容器Ｗを回転させるものである。回転機構５３は、装置フレーム５５に取り付けられており、回転機構５３には、載置台５２が取り付けられている。そして、回転機構５３は、一点鎖線Cで示す軸を回転中心として、θ方向に載置台５２及び容器Ｗを回転させることができる。より具体的には、回転機構５３は、いわゆるダイレクトドライブモータや、インデックステーブルなどを用いたものの他、ステッピングモータやサーボモータとギアを組み合わせたものを用いて構成することができる。

移動機構５４は、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とが取り付けられた連結部材５１を、Ｚ方向（上下方向）に移動させるものである。具体的には、移動機構５４は、直動式アクチュエータや電動シリンダー、油圧シリンダーなどを例示することができる。
移動機構５４は、装置フレーム５５に取り付けられている。そのため、移動機構５４は、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０を、容器Ｗに対して上下方向に相対移動させることができる。

なお、図６では励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とが容器Ｗの側板内面Ｗｓ１と底板内面Ｗｂとを同時に撮像できる構成を示しているが、上述したような他の構成でも良く、所望の検査対象領域を設定し、それに適する様に適宜設定すれば良い。

容器内面の検査装置１ｂは、このような構成をしているため、容器Ｗの内方には摺動部を配置することが無く、容器Ｗの各内面を分割して検査対象領域を設定し、それぞれの検査対象領域について自動検査をすることができる。そのため、高解像度で撮像した画像を取得して、容器Ｗに各内面の検査対象物を自動検査することができる。

図７は、本発明に係る容器内面の検査装置の別の具体例を示す正面図である。
容器内面の検査装置１ｃには、上述した構成の励起光照射部２０と蛍光撮像部３０の他、載置台５２と、回転機構５３ａと、防塵カバー５３ｃと、移動機構５４とが備えられている。

上述と同様、励起光照射部２０からは破線で示す範囲で励起光２３が照射され、蛍光撮像部３０では破線で示す撮像画角３７の範囲内を撮像することができる。

載置台５２は、容器Ｗを載置するものである。載置台５２は、装置フレーム５５上に取り付けられており、容器Ｗの外形側面に沿うような位置決めガイド５２ｇが適宜設けられている。

回転機構５３ａは、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とを回転移動させるものである。回転機構５３ａは、固定側部材と、可動側部材とを備えており、一点鎖線Cで示す軸を回転中心として、θ方向に可動側部材が回転する構造をしている。回転機構５３ａの固定側部材は、移動機構５４の可動側部材に、連結部材５１ａを介して取り付けられている。さらに、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とは、回転機構５３ａの可動側部材に取り付けられた連結部材５１ｂに取り付けられている。そのため、回転機構５３ａは、一点鎖線Cで示す軸を回転中心として、容器Ｗに対して、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０とを回転移動させることができる。

より具体的には、回転機構５３ａは、上述の回転機構５３と同様にダイレクトドライブモータや、インデックステーブルなどを用いたものの他、ステッピングモータやサーボモータとギアを組み合わせたものを用いて構成することができる。

防塵カバー５３ｃは、回転機構５３ａの回転側下面に取り付けられている。防塵カバー５３は、外縁部が上方に折れ曲がった受け皿状の部材であり、外形が容器Ｗの開口部よりも大きく設定されている。そのため、回転機構５３ａが回転を繰り返すことで発塵物が生じたとしても、発塵物が防塵カバー５３ａ上に残るか、容器Ｗの開口部より外側から下方に落下する。そのため、防塵カバー５３ａは、発塵物が異物として容器Ｗに混入することを防ぐことができる。

移動機構５４は、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０と回転機構５３ａ等が取り付けられた連結部材５１ａを、Ｚ方向（上下方向）に移動させるものである。具体的には、移動機構５４は、電動モータとボールねじを使った直動ステージや、油圧シリンダーなどを例示することができる。移動機構５４は、装置フレーム５５に取り付けられている。そのため、移動機構５４は、励起光照射部２０と蛍光撮像部３０を、容器Ｗに対して上下方向に相対移動させることができる。

容器内面の検査装置１ｃは、このような構成をしているため、容器Ｗの内方には摺動部を配置することが無く、容器Ｗの各内面を分割して検査対象領域を設定し、それぞれの検査対象領域について自動検査をすることができる。そのため、高解像度で撮像した画像を取得して、容器Ｗに各内面の検査対象物を自動検査することができる。

［別の形態］
なお、上述では、光源から照射される「光エネルギー」として、紫外光を例示した。また、その場合に検査対象物の表面若しくは内部でエネルギー変換されて放出される「放出エネルギー」として、蛍光成分の光エネルギーを例示した。

しかし、検出対象となるの異物Ｘが、可視光により蛍光発光をするものであれば、上記形態に限定されず、当該可視光を励起光とし、それに対応する蛍光発光成分の光の波長を撮像する構成とすれば良い。

また、検査対象物が、蛍光発光特性を有さない場合であっても、下記のような特性を有する場合であれば、下述の構成により本発明を適用することができる。

つまり、「光エネルギー」を照射することにより、検査対象物の異常状態部位からの放出エネルギーとして「熱エネルギー」が放出される形態であれば、放出エネルギー検出部としては、サーモパイルや熱電対アレイなどを用いた構成とする。

具体的には、複合材料で構成された容器を検査対象とし、当該複合材料中の内部欠陥や剥離を検出すべき検査対象部位として検査する形態が例示できる。この場合、当該検査対象部位が検査対象物となる。例えば、この検査対象部位に放出する光エネルギーとしては、近赤外光線を設定し、検出する放出エネルギーとして「熱エネルギー」を設定する。

この場合、検査対象部位に傷、剥離、変質などの状態変化が無ければ、光エネルギーがそのまま反射され、なんら熱エネルギーは発生しない。しかし、検査対象部位に、内部欠陥や剥離などがあれば、その部位に照射された光エネルギーが熱エネルギーに変換され、熱エネルギーとして外部へ放出される。そのため、この熱エネルギーの有無を検出することにより、検査対象部位に傷、剥離、変質などの状態変化があるかどうか、検査を行うことができる。

なお、本発明は、容器Ｗの内面が、光源から照射される光エネルギーまたは励起光の波長成分に対して、反射率の高い材質で構成されている場合に好適である。ここで言う「反射率の高い材質」とは、容器本体及び内面が金属の場合、或いは、容器本体が非金属であるが内面が金属コーティングされており、これらの内面が光沢のある表面状態であることを意味する。例えば、容器Ｗの内面の表面粗さがＲａ１．６μｍ以下の金属表面が例示できる。或いは、ヘアラインなどの一方向に粗さのある材料であれば、表面粗さＲａ１．６μｍ以上であっても、一方の反射率は低いが、他方の反射率が高くなる場合もあるため、光沢のある金属表面に含まれる。このような表面粗さ場合、容器Ｗの内面は、光の反射率が高く鏡面に近くなるため、従来の技術では検査対象物を抽出して検査することが困難であった。しかし、本発明を適用すれば、励起光成分の光の波長と、撮像する光の波長とが異なるため、ハレーションや輝点などの影響を受けず、検査対象物を検出しやすくなる。

１ 検査装置
１ｂ 検査装置
１ｃ 検査装置
２ 光エネルギー照射部
２Ａ 照明部
３ 放出エネルギー検出部
３Ａ 撮像部
４ 検査部
５ 位置角度調節部
５ 位置角度調節部
２０ 励起光照射部
２１ ＵＶ照明手段
２２ フィルタ（紫外光通過）
２３ 励起光
２３ａ〜ｃ、２３ｈ〜ｋ 光束（励起光の一部）
２４ａ〜ｃ、２３ｈ〜ｋ 反射光
３０ 蛍光撮像部
３１ 撮像素子
３２ 撮像カメラ
３３ レンズ
３４ フィルタ（蛍光成分通過）
３５ 蛍光発光成分の光
３７ 撮像画角
３８ 撮像される光
４０ 画像処理ユニット
５１ 連結部材
５２ 載置台
５２ｇ 位置決めガイド
５３ 回転機構
５３ａ 回転機構
５３ｃ 防塵カバー
５４ 移動機構（上下方向）
５５ 装置フレーム
Ｆ 被写界深度
Ｆ１ 稜線（近方側合焦面）
Ｆ２ 稜線（遠方側合焦面）
Ｒ１ 検査対象領域
Ｒ２ 検査対象領域
Ｒ３ 検査対象領域
Ｒ１’ トリミングされた検査対象領域
Ｗ 略直方体形の容器（容器の一類型）
Ｗｓ１〜Ｗｓ４ 容器Ｗの側板内面
Ｗｔ 容器Ｗの天板内面
Ｗｂ 容器Ｗの底板内面
Ｘ 異物（検査対象物の一類型）

Claims (6)

1. 内側空間を有する物体の内面の検査対象物を検査する検査装置であって、
   前記物体の内面に向けて光エネルギーを照射する光源と、
   前記光エネルギーの照射によって前記検査対象物でエネルギー変換されて放出された放
   出エネルギーを検出する検出部と、
   前記検出部において検出された前記放出エネルギーの放出位置、及び放出エネルギーに
   基づいて、前記検査対象物の状態を検査する検査部とを備え、
   前記光エネルギーの照射部と、前記放出エネルギーを検出する検出部とが、前記内側空間を有する物体の内面に対して傾斜角度を設定して配置されている、検査装置。
   
2. 内側空間を有する物体の内面に付着した異物を検査する検査装置であって、
   前記物体の内面に向けて励起光を照射する光源と、
   前記励起光の照射によって前記異物で発光した蛍光の蛍光像を撮影する撮像部と、
   前記撮像部で撮影した蛍光像から、前記物体の内面に付着した異物を検出する異物検査部とを備え、
   少なくとも前記物体の内面は、励起光の照射によって蛍光を発光しない材料で構成され
   ており、
   前記異物は、励起光の照射によって蛍光を発光する材料を含み、
   前記励起光の照射部と、前記撮像部とが、前記内側空間を有する物体の内面に対して傾斜角度を設定して配置されている、検査装置。
   
3. 前記光源から照射される前記光エネルギー又は前記励起光が、当該光源から照射されて前記物体の内面で反射した光が、前記放出エネルギーを検出する検出部で検出される角度範囲又は前記撮像部にて設定された検査対象領域を撮像する画角よりも外側に向けて反射するように、前記光源が配置されている
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の検査装置。
   
4. 前記検査部または前記異物検査部には、検査対象とする領域をトリミング処理する、トリミング処理部を備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の検査装置。
   
5. 前記光源と、前記放出エネルギーを検出する検出部又は前記撮像部とが、共通する連結部材に取り付けられており、
   前記物体の内面に対して前記連結部材を前記物体の内面の円周方向に相対的に回転させる回転機構を備え、
   前記回転機構が前記物体の外側に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の検査装置。
   
6. 前記光源と、前記放出エネルギーを検出する検出部又は前記撮像部とが、共通する連結部材に取り付けられており、
   前記物体の内面に対して前記連結部材を前記物体の内面の前記円周方向と直交する方向に相対的に移動させる移動機構を備え、
   前記移動機構が前記物体の外側に配置されている
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の検査装置。

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