JP2017083381A - 円筒体の外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数品種の円筒体を効率的に外観検査可能で、円筒体に発生し得る様々な種類の欠点を発見し、良品と不良品とを選別可能な検査装置ならびに検査方法を提供する。【解決手段】円筒体Ｍを台座２１に移載するステップＡと、円筒体Ｍをその中心軸を回転軸として回転させるステップＢと、円筒体Ｍに光を照射するステップＣと、円筒体Ｍの中心軸の法線方向と光軸が略一致した方向から円筒体Ｍを撮像するステップＤと、ステップＣで得られる撮像画像を処理して円筒体Ｍの欠点を検出し、検出された欠点に応じて良品と不良品を判別するステップＥと、ステップＥの判別にもとづいて選択された場所に円筒体Ｍを移載するステップＦと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイアライザー等の円筒体の外観検査に関する。

血液透析に使用されるダイアライザーは、両端部が開口した透明または半透明な円筒体内に、多数の中空糸から成る中空糸束を封入することにより製造される。血液透析はこの中空糸の内側に血液を循環させ、同時に中空糸の周囲に透析液を循環させることで、血液中に含まれる尿毒素を除去し、不足する物質を透析液から補うことで患者の腎機能を代替するものである。透析の過程において、ダイアライザーは患者の血液に触れるものであるため、中に異物や毛髪などを含むことが確認される場合、品位を大きく損なうだけでなく、人体に有害な物質が混入した場合、患者の体調に影響を及ぼす可能性がある。他にも容器が傷ついている、または容器にひび割れがあると透析中に透析液や血液が漏れる可能性もあるため、使用者の血液が漏れると、失血により使用者の体調が悪化することになる。上記の事態が発生した場合、製造側は製品の回収や、在庫の廃棄だけでなく、製品の信用を大きく損ない、賠償責任も発生する可能性もある。このため、ダイアライザーの製造後にダイアライザーの外観を検査する必要がある。これまで、ダイアライザーの外観検査は検査員による目視にて実施されていたが、検査員ごとの判断基準の差異や、人件費が課題となっていた。

しかしながら、ダイアライザーの外観検査を自動化するためには、ダイアライザーの表面だけでなく円筒体内部の糸束の状態、異物の有無を確認する必要があり、また、ダイアライザーが円筒体に血液および透析液を循環させるための管状の突起（ノズル）を有する形状であること、後述する理由によりダイアライザーに封入される中空糸の素材、本数が異なり、ダイアライザーとしての大きさ、形状もそれぞれである複数品種が存在する、という様々な課題があり、これまで実現することができなかった。

より具体的に説明すると、ダイアライザーの性能は、主に中空糸に用いられる素材と、ダイアライザーに封入される中空糸の本数、具体的には中空糸を介した際の血液と透析液とが接触する表面積（膜面積）により決定される。中空糸の素材としては大きくセルロース系と合成高分子系に分類され、中空糸の素材により生体適合性や除去性能に優れる物質が異なる。このため、封入する中空糸に用いる素材に応じて、容器や、両端のキャップなどに使用される部材が異なる複数種類のダイアライザーが製造されている。また、膜面積が大きい程、透析性能が向上することが知られているが、使用者の体格や年齢、残存する腎機能に応じて最適な膜面積が異なるため、複数種類の膜面積のダイアライザーが必要となり、この時、ダイアライザー内部に封入する中空糸の本数の設計により膜面積を変更する。このように内部に封入される中空糸の素材、および中空糸の本数に伴い、異なる材質および断面径（以下、特に断りがなければ、円筒体について「径」と言えば、その中心軸方向と垂直の断面の径を表す）を持つ品種のダイアライザーが生産されており、それらの外観検査を自動で実施する必要がある。

ダイアライザーを含む円筒体の検査技術としては以下が知られている。

特許文献１はダイアライザーの外観検査に関するものであり、「円筒の中心軸と円筒の頂面とを接続した法線を含む平面上には、２台のラインセンサカメラと、２台のラインセンサカメラを挟むように設けられた３台の照明部とが設置され、２台のラインセンサカメラは、法線に対して対称になるように配置されたダイアライザー検査装置」が提案されている。

この検査装置では、円筒の中心軸と円筒の頂面とを接続した法線を含む平面上に、法線に対して対称になるように２台のラインセンサカメラが配置されている。法線上の鉛直上方からラインセンサカメラで撮像した場合や、法線に対して対称にならないように２台のラインセンサカメラを配置した場合等には、中空糸の表面に付着した毛髪等を検知できない死角ができてしまうが、この検査装置のように、法線を含む平面上に、法線に対して対称になるように２台のラインセンサカメラを配置すると、このような死角ができないので、検査精度を高めることができる。また、２台のラインセンサカメラを挟むように設けられた３台の照明部が設置されており、ハレーションの問題を発生させることなく、かつコンパクトに検査部を形成することができる。その結果、ダイアライザーの外観を高い検査精度で検査できる。

また、第１、第２の照射源をアンプル瓶やバイアル瓶等のガラス容器やペットボトル等の被検体の後方に近接して設置し、乱反射光と透過光とを利用して同時又は別々に透明容器内充填液の異物を検出する「透明容器等の充填液中の異物検出装置」が提案されている（特許文献２）。

この異物検出装置は、透明容器等の後方に設けられて、第１の照射光を透明容器等に照射する第１の照射源と、第１の照射源に近接して設けられ、且つ第１の照射光と異なる方向から第２の照射光を透明容器等に照射する第２の照射源と、透明容器等からの第１の照射光の透過光路上の透過光の撮映及び第２の照射光の乱反射光の撮映を行う撮像手段と、上記撮像手段の撮映画像に基づいて充填液体中の異物を検出する検出手段とを備えていることから、乱反射光と透過光とを利用して同時又は別々に透明容器内充填液の異物を検出でき、また異物の区分までも可能になる。

また、円筒形状の検査対象物の側面に検査対象物の軸方向に平行な線状光を照射する線状光源を配置し、線状光源からの照射光を側面に照射して側面からの反射光を側面の外側に設けた線状撮像手段で受光して、側面に存在する打痕及び歪みの検査を行う「側面検査方法」が提案されている（特許文献３）。
これは、検査対象物を線状光源に対して相対的に回転させて、線状光源の位置と検査対象物の位置との関係から検査対象物の側面が平滑の場合に生じる線状光源からの平滑面反射光の方向に対して光軸をずらせて線状撮像手段を配置して、反射光を線状撮像手段で受光することにより検査対象物の側面に存在する打痕及び側面の歪みを検出するという技術である。

特開２００６−３１７３８６号公報 特開２００３−１０７０１０号公報 特開２００３−１５６４５３号公報

特許文献１の「ダイアライザー検査装置」によれば、カメラおよび照明が固定されているので、上記した径が異なる等の複数の種類のダイアライザーを、例えば同一検査ラインで外観検査する場合等に柔軟に対応できないという課題がある。また特許文献２の「透明容器等の充填液中の異物検出装置」によれば、検査対象は透明容器中の、内部に透明な充填物が含まれている場合の内部の異物のみを検査するものであるので、内部に不透明な充填物が含まれる円筒体の検査には適用できない課題がある。また特許文献３の「側面検査方法」によれば、検査対象の円筒表面で反射した光のみを用いるので円筒体内部の異物を検出できないという課題がある。

本発明の目的は、複数品種の円筒体を効率的に外観検査可能で、円筒体に発生し得る様々な種類の欠点を発見し、良品と不良品とを選別可能な検査装置ならびに検査方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の円筒体の外観検査装置は、
円筒体を載置するための台座と、
円筒体を台座に移載する第１移載手段と、
前記台座上に載置された前記円筒体を回転させる手段と、
前記円筒体の外周面に外側から光を照射する第１照明手段と、
前記第１照明手段と前記円筒体との距離および前記照射光の前記円筒体への照射角度を調節する照明位置調節手段と、
前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸の法線方向と光軸が略一致して設けられた第１撮像手段と、
前記第１撮像手段と前記円筒体との距離および前記法線方向と前記光軸とがなす角度を調節する撮像位置調節手段と、
前記撮像手段から得られた撮像画像を処理するための画像処理手段と、
前記台座上に載置された前記円筒体を選択された場所に移載する第２移載手段と、
を備え、
前記画像処理手段は、前記撮像画像を処理して、前記円筒体の欠点を検出する手段と検出した結果に応じて良品と不良品とを判別する良品判別手段と、を有し、
前記第２移載手段は、前記良品判別手段の判別結果にもとづいて移載する場所を選択する機能を有する。

ここで、上記第１移載手段と第２移載手段とは、同一であってもよく、別であってもよい。

また、本発明の円筒体の外観検査装置は、前記照明位置調節手段および撮像位置調節手段がなく、代わりに前記台座の位置を調節する台座位置調節手段を有するものであってもよい。

さらには、本発明の円筒体の外観検査装置は、前記照明位置調節手段および撮像位置調節手段に加えて前記台座位置調節手段をも有するものであってもよい。

さらに、本発明の円筒体の外観検査装置は、前記円筒体の一方の底面を照射する第２照明手段と、前記円筒体の他方の底面を照射する第３照明手段と、前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸方向と光軸とが略一致して設けられた、前記一方の底面を撮像する第２撮像手段と、前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸方向と光軸とが略一致して設けられた、前記他方の底面を撮像する第３撮像手段と、を有することが好ましい。

また、本発明の円筒体の外観検査方法は、
円筒体を把持し台座に移載するステップＡと、
前記円筒体をその中心軸を回転軸として回転させるステップＢと、
前記円筒体の外周面に光を照射するステップＣと、
前記円筒体の中心軸の法線方向と光軸とが略一致した方向から撮像するステップＤと、
前記ステップで得られる撮像画像を処理して前記円筒体の欠点を検出し、検出された欠点に応じて良品と不良品を判別するステップＥと、
前記ステップＥの判別された結果にもとづいて前記円筒体を前記台座から選択された場所に移載するステップＦと、
を含むものである。

上記外観検査方法において、前記円筒体の一方の底面を照射するステップＧと、前記一方の底面を撮像するステップＨと、前記円筒体の他方の底面を照射するステップＩと、
前記他方の底面を撮像するステップＪと、をさらに含むことが好ましい。

本発明の円筒体の外観検査装置および外観検査方法によれば、回転装置または、照明装置および撮像装置が位置調整機構を持つので、径が異なる等の複数種類のダイアライザーの外観を効率的に自動検査することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る円筒体の外観検査装置を示す上面図（ａ）および検査部の正面図（ｂ）である。 円筒体が透明円筒体である場合の外周面を撮像した画像を模した図である。 本発明の第２の実施形態を示す図である。 ダイアライザーの底面を撮像した画像を模した図である。

本発明の望ましい実施の形態について、円筒体の例として外部が透明、または半透明容器であり、内容物としては不透明な糸束を含む、という特徴を持つダイアライザーを選択して、以下の通り図面を参照しながら説明する。また、本発明は外周部に可視光領域の光が透過しない容器の用いられている場合や、内容物が透明である場合、あるいは内容物が含まれていない場合にも適用可能である。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の円筒体の外観検査装置の一例を示す図である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は検査部の正面図である。ステップＡにおいて、円筒体であるダイアライザーＭは規定の配置場所から移載手段１１により把持、搬送され台座２１に載置される。

ここで、本装置において、台座２１には水平に移動する機構が備えてあり、ダイアライザーＭが載置された位置から、ダイアライザーを撮像する位置に水平移動する。これはダイアライザーＭを台座２１に載置する際に、照明手段および撮像手段とダイアライザーＭとが接触することを極力防ぐためである。照明手段および撮像手段がダイアライザーＭと接触するおそれのない場合は、台座２１に水平方向の移動機構を備えなくてもよい。

本実施形態におけるステップＢとして、ダイアライザーＭが水平移動により撮像位置に到達すると、台座２１に支持され回転機構を備えた台座２１の回転部２１１および回転部２１２が回転することによってダイアライザーの中心軸を回転軸として回転させる。ダイアライザーＭを回転させる機構については、上記回転機構を備えた台座に限られるものではなくダイアライザーＭの中心軸を回転軸として回転させることができればよい。台座そのものが回転させる手段を兼ねていてもよい。また、回転時にダイアライザーＭの位置がずれることがないよう、ダイアライザーＭを把持する機構により把持することが好ましく、その際はダイアライザーＭにおける中心軸方向の略中央部付近で把持することが好ましい。

ダイアライザーＭが回転を開始すると、ステップＣおよびステップＤとして、第１照明手段である、ダイアライザーＭの外側に設置された照明３１からダイアライザーＭの外周面に照射された光のうちダイアライザーで反射した光が、第１撮像手段であるカメラ４１に入射し、ダイアライザーＭが撮像される。このとき、照明３１とカメラ４１は、図１（ｂ）のように配置されており、カメラ４１は、ダイアライザーＭの中心軸の法線方向とカメラ４１の光軸とが略一致するよう設置されている。本実施形態において第１照明手段として発光部が直線状に並んだ照明を用いているが、直線状の照明装置に限定されるものではなく、ダイアライザーＭの長軸（中心軸）方向に均一に光を照射することができればよい。なお、後述のように、カメラあるいはダイアライザーを平行移動させることで上記長軸方向を均一に撮像する手段を採ってもよい。

照明３１に含まれる波長域はステップＥにおいて検出すべき欠点に応じて適切に選定する必要がある。たとえばダイアライザーＭ内に含まれる目視で確認可能な異物を検出する際は、可視光である波長域４００ｎｍ〜８００ｎｍの光が全て含まれる白色照明を用いればよく、検査対象等によって波長域を使い分ければよい。例えば、円筒体の表面に傷がなく、なめらかである場合、円筒体に照射された光は容器を透過し、内部の中空糸で光が反射される。これに対して、円筒表面が傷ついていたり、容器にひびが入っていたりする場合は表面には微小な凹凸が発生していると考えられるが、短い波長の光は長い波長の光に比べて屈折率が大きく、表面の微小な凹凸により光の進路が屈折されやすいため、上記欠点が発生していると、表面がなめらかである場合に比べて、カメラに反射する光が減少する。よって、検出すべき欠点が表面の傷や容器の割れ、ひびなどである際は、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍを含む光を照射することで、撮像した画像上で検出すべき非欠点部に比べて、欠点部を暗く撮像することが可能である。円筒体の外周部が可視光の波長域において透明、または半透明である場合に、容器表面の傷やひびの影響を受けず内部の充填物の状態を確認する際には、波長の長い光、たとえば波長域が７００ｎｍ〜８００ｎｍの光を含む照明を用いて、容器表面での屈折による光量の減少を避けることがよいと考えられる。

可視光領域の光が透過しない円筒体の内部状態を検査するためには、照明として使用する光の波長域を、円筒体の材質から考慮する必要がある。たとえば可視光領域において透明でない材質の円筒体においても、Ｘ線やテラヘルツ領域の光を発する光源を照明として用いることで、内部に含まれる異物や、内部の空隙を可視化することも可能である。その場合は撮像装置４１についても、使用する波長域を可視化することに適するように選定する必要がある。

また照明３１の光軸とカメラ４１のレンズの光軸のなす角度θについては１８０°以下であることが望ましい。これは、ダイアライザー表面に照射した光が容器の表面及び内部の糸束で反射された光を、カメラ４１で撮像する際に十分な照度を確保するためであり、容器表面の傷や、内部に異物等が含まれていた場合は、内部の糸束で光が反射する場合に比べて、その輝度が低下することを利用して、後述する画像処理装置５１の機能により上記欠点を判別することが可能となる。またθを１８０°に設定した場合は照明の出力や波長の選択によりダイアライザー内部を透過した光を得ることが可能であり、これによりダイアライザー内部に含まれる異物などをカメラ４１により可視化することが可能になる。
よって照明３１の光軸とカメラ４１の光軸とがなす角度は、カメラ４１で撮像した画像を画像処理装置５１で処理した際に、欠点部に比べ、非欠点部を明るく撮像するために十分な量の光を確保できるものであればよい。特に内部に含まれる異物と容器の傷、割れを単一の照明およびカメラの画像から検出する場合には、上述の波長４００ｎｍ〜５００ｎｍを含む光源を用いて、上記の範囲の角度とすることが望ましい。

撮像位置に移動されたダイアライザーＭは、台座２１に備えられた回転機構により回転している時にカメラ４１で撮像することによって、その外周面全体を撮像することができる。カメラ４１の撮像素子の数およびサイズについては、検出すべき欠点のサイズから欠点を撮像可能な分解能を決定し、分解能からダイアライザーを撮像するカメラ、およびレンズを選定すればよい。カメラの撮像素子の数が足りず１台のカメラでダイアライザー全体を視野に収めることができない場合は、複数のカメラを使用することや、カメラあるいはダイアライザーを平行移動させながら撮像することも可能である。しかし、複数のカメラを使用するコスト増となるだけでなく、装置構成が煩雑となるから、カメラの数は必要最小限にした方がよいが、一方で、カメラ、ダイアライザーを平行移動させながら撮像する場合は撮像に時間を要するデメリットがある。また、一定速度で回転する円筒体外周全体を同一の光学条件で撮像することができるよう、本検査装置において撮像装置４１としてはラインカメラを使用することが好ましい。

本装置においては、充填される中空糸の材質や膜面積に応じて径の異なるダイアライザーＭを同一の精度で検査させる目的のため、ダイアライザーＭと照明手段、撮像手段とを、ダイアライザーＭの種類に応じた最適の光学配置に保つ必要がある。このための手段としては、台座２１に台座位置調節手段を備える方法が考えられ、かかる調節手段は、台座をダイアライザーＭの長軸方向に垂直な平面上の任意の方向に移動する機能を有することが好ましい。ここで、上記台座位置調節手段は台座２１と一体化されたものであってもよい。あるいは、台座位置調節手段の有無にかかわらず、台座２１に載置されたダイアライザーＭに対して、照明３１およびカメラ４１に、その角度および距離を調節できるように検査対象となるダイアライザーＭの径に応じて照明３１、カメラ４１それぞれの位置を移動させる照明位置調節手段および撮像位置調節手段を備えさせてもよい。具体的には、照明位置調節手段については、照明手段と円筒体との距離および照明の円筒体への照射角度を調節する手段を備えることがよく、撮像位置調節手段については、撮像手段と円筒体との距離および円筒体の中心軸（ダイアライザーＭの長軸）の法線方向と撮像手段の光軸とがなす角度を調節する手段を備えることがよい。かかる手段は図１に図示されてはいないが、例えば、照明３１やカメラ４１の台座や保持部にアクチュエータに取り付け、指示装置６１からダイアライザーの径に応じた位置に調節する機構が考えられる。他にも、ロボットのアームの先端に照明３１およびカメラ４１を取り付けることで、照明３１およびカメラ４１の配置をより自由に調節するという機構も考えられる。他にも、手動の調整機構を照明３１、カメラ４１の台座や保持部に設けることも考えられるが、同一ライン上での連続検査や再現性の確保といった観点から、これらの調整機構は機械的、あるいは油空圧的機構により自動化することが望ましい。

カメラ４１で撮像した撮像画像は画像処理装置５１へ送られる。ステップＥとして、画像処理装置５１は、撮像画像を画像処理してダイアライザーＭの欠点を検出し、検出した結果に応じてダイアライザーＭが良品か不良品かを判別する。図２（ａ）はダイアライザーＭに欠点のない良品の場合の撮像画像を模した図である。この時、画像にはダイアライザーに透析液を循環させるために必要なノズル７１が撮像されているが、本検査装置においては、カメラ４１のピントはダイアライザーの外周付近に合わせてあるため、ノズル部にはカメラ４１のピントが合わず検査できない。したがって、画像処理によるマスキング処理等を施し、あらかじめノズルの部分を除去することが望ましい。また撮像された画像に他にも検出すべきでない内部の充填物や、カメラの撮像素子に由来するノイズが含まれている場合は、フィルタ処理によりノイズを除去した後に、撮像画像に対して２値化処理を実施し一定の輝度以下の画素の集合を欠点として検出する。この画素の集合に対してその幅や面積といった形状の特徴量を抽出し、さらに元画像と比較し画素の塊における輝度情報から得られる、輝度の平均値や、輝度のばらつきといった特徴量を抽出する。これらの特徴量の値から、検出された欠点を異物や傷などに弁別できる。

図２（ｂ）は欠点を含むダイアライザーＭを撮像した場合の画像を模した図であり、この画像に上記処理を実施し２値化した画像において、欠点ごとに抽出した特徴量により欠点の種類を弁別することができる。図２（ｂ）において、たとえば異物７２、人毛７３、容器のひび７４のように欠点の種類を特定できる。画像処理装置５１は検出された欠点に応じて良品か不良品か判別する良品判別手段を有しており、かかる手段による判別結果を指示装置６１に伝達する。

指示装置６１は、ダイアライザーＭが良品か不良品であるかの判別結果にもとづいて、移載手段１２にダイアライザーＭを選択された場所へ移載するように指示する（ステップＦ）。具体的には、良品と判別されたダイアライザーＭは元のダイアライザー製造ラインや、保管場所に戻すことが考えられる。不良品と判別されたダイアライザーＭは不良搬出位置に搬送し、製造工程から除外する。

移載手段１２は移載手段１１の動作で代替することも可能であり、その場合は１つの移載手段でも本実施形態を実現することも可能である。移載手段１１および移載手段１２の２つを用いることの利点は、移載手段１１、移載手段１２が独立で稼働することによるタクトタイムの向上である。

＜第２の実施形態＞
図３は本発明における第２の実施形態を示したものである。

円筒体であるダイアライザーＭは規定の配置場所から移載手段１１により把持、搬送され、台座２１に載置される点は同様である。第２の実施形態における特徴は、ダイアライザーＭの長軸方向を照射する照明３１、撮像するカメラ４１に加え、ダイアライザーＭの両底面を照明する照明３２、照明３３及び両底面を撮像するカメラ４２、カメラ４３を加えたところにあり、ダイアライザーＭの外観上の欠点のうち、長軸方向の外周部に発生する欠点のみでなく、両底面に発生する欠点も検出することができる（ステップＧ、Ｈ、ＩおよびＪ）。

本実施形態においては照明３２、照明３３、およびカメラ４２、カメラ４３にも照明位置調節手段および撮像位置調節手段が備えられており、検査するダイアライザーの径および長さ等に応じて距離、角度から決定される検査条件を均一に保ち、かつカメラのピントを合わせるため照明３２、照明３３、およびカメラ４２、カメラ４３をあらかじめ適切な位置に移動させておくことができる。

本実施形態において、照明３２、照明３３についても照明３１と同様に検出すべき欠点に応じて適切に選定する必要がある。照明の波長域の選定方法については照明３１の選定方法と同様であり、照明３２、照明３３の発光面積のサイズに関しては、底面全体を均一に照射できる大きさの発光部をもつ照明を使用する必要がある。また、内部に含まれる異物と容器の傷、割れを単一の照明およびカメラの画像から検出する場合には、上述の通り波長４００ｎｍ〜５００ｎｍを含む光源を用いることが望ましい。

また、カメラ４２、カメラ４３について、エリアカメラを使用する場合、撮像素子の数、撮像素子のサイズは検出すべき欠点のサイズから分解能を決め、分解能からダイアライザーを撮像するカメラ、およびレンズを選定すればよい。エリアカメラを用いる場合は、ステップＢにおけるダイアライザーＭの回転の間でなくても、その前後において両底面に光を照射して撮像を行うことも容易に可能である。ラインカメラを使用する場合は、長軸方向の外周部を撮像する際のダイアライザーＭの回転に合わせて、ダイアライザーＭの底面の画像が撮像されるようラインカメラ、および照明装置を選定する必要がある。具体的にはラインカメラによる撮像範囲がダイアライザーの底面の半径以上に及べばよい。照明装置についても同様に、少なくともラインカメラの撮像範囲を均一に照射できるよう選定すればよい。

カメラ４２、カメラ４３により撮像された画像も画像処理装置５１に伝達される。次に画像処理装置５１は、カメラ４１、カメラ４２、カメラ４３の撮像画像をそれぞれ画像処理してダイアライザーＭの欠点を検出する。図４はカメラ４２またはカメラ４３により撮像した画像の模式図を示したものである。図４（ａ）は欠点のないダイアライザーの底面の撮像画像の模式図であり、底面においても中心に血液を循環させるためのノズル７５を確認することができる。カメラ４１により撮像した画像と同様ノズル７５にはカメラのピントは合わないため、カメラ４２、カメラ４３の画像ではノズルを検査できない。よってノズル７５は画像処理によるマスキング処理等であらかじめ取り除くことが望ましい。また、カメラ４１により撮像した画像への処理と同様、撮像した画像への処理と同様画像にカメラ由来のノイズや、検査に不要な対象が撮像されている場合は必要であればノイズ除去のフィルタを適用する。さらにその画像を２値化し、一定の輝度以上、または以下の部分を欠点として検出する。

図４（ｂ）は欠点を含むダイアライザーの底面を撮像した画像を模した図であり、こちらも撮像画像に対して２値化処理を実施し一定の輝度以下の画素の集合を欠点として検出する。こちらの画像も抽出した欠点に対して、その幅や面積といった形状の特徴量を抽出し、さらに元画像と比較し画素の塊における輝度情報から得られる、輝度の平均値や、輝度のばらつきといった特徴量を抽出する。長さや面積等の形状、輝度の分布等を調べることによって、検出された欠点を異物や傷などに弁別する。図４（ｂ）において、異物７６、人毛７７のように欠点の種類を特定できる。

カメラ４１、カメラ４２、カメラ４３の全ての画像の画像処理の結果、欠点が１つも検出されなかったダイアライザーＭを良品、１つでも欠点が検出されたものを不良品と判断し、指示装置６１に伝達する。指示装置６１は、ダイアライザーＭが良品か不良品であるかの判別結果にもとづいて、移載手段１２がダイアライザーＭを選択された場所へ移載するよう指示する。

本発明は、ダイアライザーなどの円筒体の外観検査に有効利用することができる。特に、外周部が透明または半透明である円筒体の外観検査に有効利用可能である。

Ｍ 検査対象となるダイアライザー
１１ 検査前のダイアライザーを搬送する移載装置
１２ 検査後のダイアライザーを搬送する移載装置
２１ ダイアライザーが載置される台座
２１１ ダイアライザーが載置される台座の回転部の一部
２１２ ダイアライザーが載置される台座の回転部の一部
３１ ダイアライザーの外周を照射する照明装置
３２ ダイアライザーの底面のうち片側を撮像する照明装置
３３ ダイアライザーの底面のうち３２と反対側を照射する照明装置
４１ ダイアライザーの外周を撮像する撮像装置
４２ ダイアライザーの底面のうち片側を撮像する撮像装置
４３ ダイアライザーの底面のうち４２と反対側を撮像する撮像装置
５１ カメラより撮像された画像を画像処理する画像処理装置
６１ ダイアライザーの搬送、回転、撮像を指示する指示装置
７１ カメラ４１により撮像された画像におけるダイアライザーのノズル
７２ カメラ４１により撮像された画像におけるダイアライザーの欠点のうち人毛と判別されるもの
７３ カメラ４１により撮像された画像におけるダイアライザーの欠点のうち異物と判別されるもの
７４ カメラ４１により撮像された画像におけるダイアライザーの欠点のうち容器のひびと判別されるもの
７５ カメラ４２、またはカメラ４３により撮像された画像におけるダイアライザーのノズル
７６ カメラ４２、またはカメラ４３により撮像された画像におけるダイアライザーの欠点のうち、異物と判別されるもの
７７ カメラ４２、またはカメラ４３により撮像された画像におけるダイアライザーの欠点のうち、人毛と判別されるもの

Claims (16)

1. 円筒体を載置するための台座と、
   円筒体を前記台座に移載する第１移載手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体を回転させる手段と、
   前記円筒体の外周面に外側から光を照射する第１照明手段と、
   前記第１照明手段の前記円筒体との距離および前記照射光の前記円筒体への照射角度を調節する照明位置調節手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸の法線方向と光軸が略一致して設けられた第１撮像手段と、
   前記第１撮像手段と前記円筒体との距離および前記法線方向と前記光軸とがなす角度を調節する撮像位置調節手段と、
   前記撮像手段から得られた撮像画像を処理するための画像処理手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体を選択された場所に移載する第２移載手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、前記撮像画像を処理して前記円筒体の欠点を検出する手段と、前記検出した結果に応じて良品と不良品とを判別する良品判別手段と、を有し、
   前記第２移載手段は、前記良品判別手段の判別結果にもとづいて移載する場所を選択する機能を有する、
   円筒体の外観検査装置。
2. 円筒体を載置するための台座と、
   円筒体を前記台座に移載する第１移載手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体を回転させる手段と、
   前記台座の位置を調節する台座位置調節手段と、
   前記円筒体の外周面に外側から光を照射する第１照明手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸の法線方向と光軸が略一致して設けられた第１撮像手段と、
   前記撮像手段から得られた撮像画像を処理するための画像処理手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体を選択された場所に移載する第２移載手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、前記撮像画像を処理して前記円筒体の欠点を検出する手段と、前記検出した結果に応じて良品と不良品とを判別する良品判別手段と、を有し、
   前記第２移載手段は、前記良品判別手段の判別結果にもとづいて移載する場所を選択する機能を有する、
   円筒体の外観検査装置。
3. 円筒体を載置するための台座と、
   円筒体を前記台座に移載する第１移載手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体を回転させる手段と、
   前記台座の位置を調節する台座位置調節手段と、
   前記円筒体の外周面に外側から光を照射する第１照明手段と、
   前記第１照明手段と前記円筒体との距離および前記照射光の前記円筒体への照射角度を調節する照明位置調節手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸の法線方向と光軸が略一致して設けられた第１撮像手段と、
   前記第１撮像手段の前記円筒体との距離および前記法線方向と前記光軸とがなす角度を調節する撮像位置調節手段と、
   前記撮像手段から得られた撮像画像を処理するための画像処理手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体を選択された場所に移載する第２移載手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、前記撮像画像を処理して前記円筒体の欠点を検出する手段と、前記検出した結果に応じて良品と不良品とを判別する良品判別手段と、を有し、
   前記第２移載手段は、良品判別手段の判別結果にもとづいて移載する場所を選択する機能を有する、
   円筒体の外観検査装置。
4. 前記第１照明手段が前記円筒体の外周面における側面を照射するものであって、
   前記円筒体の一方の底面を照射する第２照明手段と、
   前記円筒体の他方の底面を照射する第３照明手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸方向と光軸とが略一致して設けられた、前記一方の底面を撮像する第２撮像手段と、
   前記台座上に載置された前記円筒体の中心軸方向と光軸とが略一致して設けられた、前記他方の底面を撮像する第３撮像手段と、
   前記第２照明手段および前記第３照明手段の前記円筒体との距離および前記照射光の前記円筒体への照射角度を調節する照明位置調節手段と、
   前記第２撮像手段および第３撮像手段の円筒体との距離および前記法線方向と前記光軸とがなす角度を調節する撮像位置調節手段と、をさらに備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒体の外観検査装置。
5. 前記円筒体の外周部が透明または半透明である、請求項１から４のいずれか一項に記載の円筒体の外観検査装置。
6. 前記円筒体は円筒内部に規定された内容物を含む外周部が透明または半透明の円筒体であって、前記欠点は円筒内部に含まれる規定された内容物の異常、内容物以外の混入物、前記円筒体表面の凹凸、前記円筒体を構成する樹脂の組成変化の少なくともいずれか一つである、請求項５に記載の円筒体の外観検査装置。
7. 前記照明手段の少なくともいずれか一つは、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域を含む光を照射する光源である、請求項６に記載の円筒体の外観検査装置。
8. 前記画像処理手段は、前記撮像画像における欠点画像から前記欠点を弁別する、請求項１から７のいずれか一項に記載の円筒体の外観検査装置。
9. 前記円筒体がダイアライザーである、請求項１から８のいずれか一項に記載の円筒体の外観検査装置。
10. 円筒体を台座に移載するステップＡと、
    前記台座上に載置された前記円筒体をその中心軸を回転軸として回転させるステップＢと、
    前記円筒体の外周面に光を照射するステップＣと、
    前記円筒体の中心軸の法線方向と光軸とが略一致した方向から、前記中心軸方向の全域にわたって前記円筒体からの散乱光を撮像するステップＤと、
    前記ステップで得られる撮像画像を処理して前記円筒体の欠点を検出し、検出された欠点に応じて良品と不良品を判別するステップＥと、
    前記ステップＥにおいて判別された結果にもとづいて前記円筒体を前記台座から選択された場所に移載するステップＦと、
    を含む、円筒体の外観検査方法。
11. 前記ステップＣが前記円筒体の外周面における側面を撮像するものであって、
    前記円筒体の一方の底面を照射するステップＧと、
    前記一方の底面を撮像するステップＨと、
    前記円筒体の他方の底面を照射するステップＩと、
    前記他方の底面を撮像するステップＪと、をさらに含む、
    請求項１０に記載の円筒体の外観検査方法。
12. 前記円筒体の外周部が透明または半透明である、請求項１０または１１に記載の円筒体の外観検査方法。
13. 前記円筒体は円筒内部に規定された内容物を含む外周部が透明または半透明の円筒体であって、前記ステップＥでは円筒内部に含まれる規定された内容物の異常、内容物以外の混入物、前記円筒体表面の凹凸、前記円筒体を構成する樹脂の組成変化の少なくともいずれか一つの欠点を検出する、請求項１２に記載の円筒体の外観検査方法。
14. 前記ステップＧおよび／または前記ステップＨにおいて、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域を含む光が照射される、請求項１３に記載の円筒体の外観検査方法。
15. 前記ステップＥは、前記撮像画像における欠点画像から、前記欠点を弁別する、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の円筒体の外観検査方法。
16. 前記円筒体がダイアライザーである、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の円筒体の外観検査方法。
    

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