JP2019066309A - 検査装置、検査方法、および、検査装置用のプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】液体を保持する対象物を検査する検査装置等を提供する。【解決手段】ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得し（Ｓ１）、対象物の画像から閉曲線に対する対象物の幅を算出し（Ｓ３）、粘性物の幅と粘性物の高さとの関係に基づき、幅から閉曲線に沿った対象物の高さを算出し（Ｓ４）、対象物の幅と対象物の高さとから、対象物が適正に形成されたか否かを判定する（Ｓ７）。【選択図】図５

Description

本発明は、検査装置、検査方法、および、検査装置用のプログラムに関する。

搬送機により搬送されてくる糊付対象物に、ノズルから糊を吐き出した後に、糊付対象物の糊付状態が検査されている。例えば、特許文献１には、上流で糊付装置により糊付けされた糊付対象物の到来を検出器で検出し、搬送距離を距離測定器で測定し、糊付けされた糊付対象物を撮像装置で撮像し、検出器と距離測定器との出力より糊付対象物が撮像装置を通過するタイミングをタイミング発生器で出力し、糊付対象物に塗布される糊付けパターンをパターン設定手段で設定し、設定された糊付けパターンとタイミング発生器の出力するタイミングで取り込んだ画像とを照合して糊付状態を検査する糊付状態検査装置が開示されている。

特開平7−３３３１５６号公報

ところで、ノズルから吐き出すとき粘性物であるホットメルト等をリング形状に形成して、その中に液体を入れる用途がある。しかし、上記従来技術の場合、棒状以外の形状で形成されたパターンでの良否判定であり、液体を保持する用途での良否判定が難しかった。また、液体を保持する場合、ホットメルトの高さも重要であり、上記従来技術の場合、高さを算出することができないという問題があった。

そこで、本発明は上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、液体を保持する対象物を検査する検査装置等を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得手段と、前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出手段と、前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出手段と、前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査装置において、前記対象物の画像から、前記基材における前記対象物が形成された位置を算出する位置算出手段を更に備え、前記判定手段が、前記位置に基づき、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の検査装置において、前記対象物の画像から前記閉曲線のサイズを算出するサイズ算出手段を更に備え、前記判定手段が、前記サイズに基づき、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置において、前記閉曲線がリング形状であることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検査装置において、前記粘性物が、ホットメルトであることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、画像取得手段が、ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得ステップと、幅算出手段が、前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出ステップと、高さ算出手段が、前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出ステップと、判定手段が、前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、コンピュータを、ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得手段、前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出手段、前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出手段、および、前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、対象物の閉曲線内の空間に液体を入れた際に、液漏れの可能性を、対象物の幅、および、幅から算出される高さによって対象物を検査できる。

本発明の実施形態に係る検査システムの概要構成例を示す模式図である。 図１の検査の対象物、撮影装置および照明装置の位置関係を模式的に示した側面図である。 図１の検査装置の概要構成の一例を示すブロック図である。 検査の対象物の幅と高さとの関係を示す模式図である。 図１の検査システムの動作例を示すフローチャートである。 撮影された検査の対象物の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、検査システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。

［１．検査システムの構成および機能概要］
（１．１ 検査システムの構成および機能）
まず、本発明の一実施形態に係る検査システムの構成および概要機能について、図１および図２を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る検査システムの概要構成例を示す模式図である。図２は、検査の対象物、撮影装置および照明装置の位置関係を模式的に示した側面図である。

図１に示すように、検査システム１は、搬送装置５に搬送された基材Ｂ上に、ホットメルト装置６により形成されたリング形状の検査の対象物Ｐを検査する検査装置１０と、検査の対象物Ｐを照明する照明装置２０と、照明装置２０により照明された検査の対象物Ｐを撮影する撮影装置３０と、を備えている。

搬送装置５は、検査の対象物Ｐを搬送するローラを有する。

ホットメルト装置６は、ホットメルト接着剤（粘性物の一例）を加熱して、流動性を高くして、円孔のノズルから一定の量で吐き出す。ノズルは、ホットメルト接着剤を吐き出しながら、基材Ｂに対して円形（閉曲線の一例）を描くように動く。冷えて固まると、図２に示すように、例えば、内径２ｒ、幅ｗ、および所定の高さｈを有するドーナッツ状の検査の対象物Ｐが形成される。

ホットメルト接着剤の一例として、エチレン酢酸ビニル系、ポリオレフィン系、アクリル系、ポリウレタン系等の材質が挙げられる。

基材Ｂは、例えば、平面のガラス、プラスティックである。

検査の対象物Ｐは、リング形状の中に、液体を蓄える。バクテリアの培養等に利用される。

検査装置１０と、搬送装置５と、照明装置２０と、撮影装置３０とは、データを送受信したり、指令を送信したりするためのケーブルにより接続されていて、照明装置２０、および、撮影装置３０は、検査装置１０により制御される。

検査装置１０は、コントローラ（例えば、プログラマブルロジックコントローラ）として、照明装置２０、および、撮影装置３０による撮影を制御する。また、検査装置１０は、撮影装置３０からの画像データを画像処理する。

照明装置２０（照明手段）は、例えば、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子等の発光体が好ましい。照明装置２０は、図１および図２に示すように、撮影装置３０の周りから、基材Ｂに乗った検査の対象物Ｐの表面を照明する。例えば、照明装置２０は、リング形状の白色の照明である。照明装置２０は、検査装置１０によりＯＮ−ＯＦＦや照度が制御される。なお、照明装置２０は、撮影装置３０から検査の対象物Ｐが撮影できる穴が空いていればよい。

撮影装置３０（撮影手段）は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮影素子を有するカラーまたは白黒のデジタルカメラである。撮影装置３０は、画像の出力端子を有する。撮影装置３０は、照明装置２０による反射光を受光する。

また、図１および図２に示すように、撮影装置３０は、搬送されてくる検査の対象物Ｐを一方の面（例えば、図中上方）から撮影する。撮影装置３０の撮影方向は、搬送されてくる検査の対象物Ｐの搬送面（ｘ-ｙ面）に対して垂直である。撮影装置３０は、リング形状の照明装置２０の中心部の穴から、検査の対象物Ｐを撮影する。なお、撮影装置３０の撮影方向は、搬送面の垂直方向（ｚ方向）に対して斜めでもよい。この場合、検査の対象物Ｐを検査する際、撮影方向を補正する画像補正をしてもよい。

（１．２ 検査装置１０の構成および機能）
次に、検査装置１０の構成および機能について、図３を用いて説明する。

図３は、検査装置１０の概要構成の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、検査装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等であり、記憶部１１と、表示部１２と、操作部１３と、入出力インターフェース部１４と、制御部１５とを備えている。そして、制御部１５と入出力インターフェース部１４とは、システムバス１６を介して接続されている。また、入出力インターフェース部１４は、照明装置２０と、撮影装置３０と、搬送装置５とに接続されている。

記憶部１１は、例えば、ハードディスクドライブ、シリコンディスクドライブ等からなり、オペレーティングシステム、制御用のプログラム、検査用のプログラム等を記憶する。記憶部１１には、検査の対象物の幅と高さとの関係のデータベースが構築されている。

表示部１２は、例えば、液晶表示素子または有機ＥＬ素子等によって構成されている。表示部１２には、検査システム１を制御するための入力情報や検査結果等が表示される。

操作部１３は、例えば、キーボードおよびマウス等によって構成されている。ユーザは、操作部１３を使用して、検査システム１を制御するための入力情報を入力する。

入出力インターフェース部１４は、記憶部１１等と制御部１５とのインターフェースである。

制御部１５は、例えば、ＣＰＵ１５ａと、ＲＯＭ１５ｂと、ＲＡＭ１５ｃとを有する。制御部１５は、ＣＰＵ１５ａが、ＲＯＭ１５ｂや、ＲＡＭ１５ｃや、記憶部１１に記憶された各種プログラムを読み出して実行する。なお、これらのプログラムを記憶した記録媒体等を制御部１５が読み出し実行してもよい。

（１．３ 検査の対象物の幅と高さとの関係）
次に、検査の対象物の幅と高さとの関係について、図４を用いて説明する。

図４に示すように、ホットメルト装置６のノズルから吐き出され、基材Ｂ上で冷えて固まった検査の対象物Ｐの幅と高さとは、図４に示すように、所定の関係がある。基本的には、検査の対象物Ｐの幅ｗと高さｈとは比例関係にある。ホットメルト接着剤の材質、ホットメルト装置６における加温の温度、外気温、ノズルの孔の形状、ノズルから吐き出す速度等の条件により、検査の対象物Ｐの幅と高さとの関係は変わる。これらの条件は一定にして、例えば、ホットメルト装置６のノズルが動く速度を変えて、予め検査の対象物Ｐの幅と高さとの関係を計測して、記憶部１１に記憶してデータベースを構築しておく。

［２．検査装置の動作］
次に、本発明の１実施形態に係る検査装置の動作について図５および図６を用いて説明する。

図５は、検査システム１の動作例を示すフローチャートである。図６は、撮影された検査の対象物の一例を示す模式図である。

図５に示すように、検査システム１は、検査の対象物の画像を取得する（ステップＳ１）。基材Ｂ上に形成されて、搬送されてきた検査の対象物Ｐに照明装置２０が光を照射して、撮影装置３０が検査の対象物Ｐを撮影するように検査装置１０が、指令する。検査装置１０は、撮影装置３０から画像データを取得する。

このように、検査装置１０が、ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得手段の一例として機能する。

次に、検査システム１は、前処理を行う（ステップＳ２）。例えば、検査装置１０は、取得した画像データの画像のノイズ等を取り除き、微分処理により輪郭画像を生成し、検査の対象物Ｐの画像部分と、基材Ｂの画像部分の境界の画素のデータを抽出する。輪郭として、例えば、外郭の円形状および内郭の円形状が挙げられる。

次に、検査システム１は、検査の対象物の幅を算出する（ステップＳ３）。具体的には、検査装置１０は、図６に示すように、画像から検査の対象物の幅ｗ１（ホットメルトの幅）の値を、リング形状ｃ０に沿って算出する。なお、リング形状ｃ０（閉曲線の一例）の算出は、輪郭画像から算出したり、検査の対象物の画像の中心部分を算出したりする。リング形状ｃ０は、規格の検査の対象物の形状（対象物の中心から規格の半径の円等）であってもよい。検査装置１０は、撮影装置３０によって得られた画像データを画像処理して、特徴量の一例である対象物の幅を算出する。

このように、検査装置１０が、前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出手段の一例として機能する。

次に、検査システム１は、検査の対象物の高さを算出する（ステップＳ４）。具体的には、検査装置１０は、記憶部１１のデータベースを参照して、算出された検査の対象物の幅ｗ１の値から、検査の対象物の高さｈ（ホットメルトの高さ）を、リング形状ｃ０に沿って算出する。検査装置１０は、撮影装置３０によって得られた画像データを画像処理して、特徴量の一例である対象物の高さを算出する。

このように、検査装置１０が、前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出手段の一例として機能する。

次に、検査システム１は、検査の対象物の位置を算出する（ステップＳ５）。具体的には、検査装置１０は、図６に示すように、画像から検査の対象物Ｐの位置ｏ（ｘ１、ｙ１）の座標を算出する。検査の対象物の位置ｏは、重心位置の計算でもよい。なお、原点は、基材Ｂのいずれかの位置が好ましい。例えば、基材Ｂに印刷されたマークである。検査装置１０は、撮影装置３０によって得られた画像データを画像処理して、特徴量の一例である対象物の位置を算出する。

このように、検査装置１０が、前記対象物の画像から、前記基材における前記対象物が形成された位置を算出する位置算出手段の一例として機能する。

次に、検査システム１は、閉曲線のサイズを算出する（ステップＳ６）。具体的には、検査装置１０は、図６に示すように、画像からリング形状ｃ０の対象物Pの半径ｒ１（例えば、ホットメルトのリング内径の１／２）を算出する。例えば、位置ｏから輪郭の内郭の円形状までの距離が、半径ｒ１である。また、制御部１５は、内郭の円形状内の面積を算出してもよい。検査装置１０は、撮影装置３０によって得られた画像データを画像処理して、特徴量の一例である対象物のサイズを算出する。なお、閉曲線のサイズは、ホットメルトのリング内径の代わりに、ホットメルトのリング外径、すなわち、位置ｏから輪郭の外郭の円形状までの距離でもよし、リング形状ｃ０の半径でもよい。

このように、検査装置１０が、前記対象物の画像から前記閉曲線のサイズを算出するサイズ算出手段の一例として機能する。

次に、検査システム１は、検査の対象物を判定する（ステップＳ７）。具体的には、検査装置１０は、リング形状ｃ０に沿った対象物Ｐの幅ｗ１の値の変化が所定範囲である否か、対象物Ｐの高さｈの値の変化が所定範囲であるか否かを判定する。制御部１５が、リング形状ｃ０に沿った対象物Ｐの幅ｗ１および高さｈの少なくとも一方が所定範囲外ならば、対象物Ｐを不良品と判定する。

このように、検査装置１０が、前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段の一例として機能する。

対象物Ｐの幅ｗ１が所定以下のところがあった場合、リングが途切れている、すなわち、ホットメルトが途切れているとして、制御部１５が、対象物Ｐを不良品と判定する。または、対象物Ｐの高さｈが所定以下のところがあった場合、リングが途切れている、すなわち、ホットメルトが途切れているとして、制御部１５が、対象物Ｐを不良品と判定する。

また、検査装置１０は、基材Ｂにおける対象物Ｐが形成された位置に基づき、対象物Ｐが適正に形成されたか否かを判定してもよい。例えば、制御部１５が、対象物Ｐの位置ｏ（ｘ１、ｙ１）が所定の範囲外ならば、基材Ｂに対して適正な位置に対象物Ｐが形成されていないとして、対象物Ｐを不良品と判定する。

このように、検査装置１０が、前記位置に基づき、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段の一例として機能する。

また、検査装置１０は、閉曲線のサイズから、対象物Ｐが適正に形成されたか否かを判定してもよい。例えば、制御部１５が、対象物Ｐの半径ｒ１が所定の範囲外ならば、規定量の液体を保持できないとして、対象物Ｐを不良品と判定する。これらのように特徴量により、対象物Ｐの欠点を抽出して、良品の判定をする。

このように、検査装置１０が、前記サイズに基づき、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段の一例として機能する。

また、検査装置１０は、基材Ｂ上にリング形状にホットメルトが塗布され形成された対象物Ｐの塗布状態を、ホットメルトの幅ｗ１、ホットメルトの高さｈ、ホットメルトの途切れ、ホットメルトのリングの内径である半径ｒ１、ホットメルトのリングの位置ｏ（ｘ１、ｙ１）の５つの項目を、製品仕様と比較することで良品の判定をしてもよい。

以上、本実施形態によれば、対象物Ｐの閉曲線内の空間に液体を入れた際に、液漏れの可能性を、対象物Ｐの幅ｗ、および、幅から算出される高さｈによって対象物を検査できる。

また、対象物Ｐの画像から、基材Ｂにおける対象物Ｐが形成された位置ｏ（ｘ１、ｙ１）を算出し、位置ｏ（ｘ１、ｙ１）に基づき、対象物Ｐが適正に形成されたか否かを判定する場合、適正な位置に形成されていない対象物Ｐを排除できる。なお、基材Ｂ上に形成された対象物Ｐに液体を注ぎやすくなる。

また、対象物Ｐの画像から閉曲線のサイズを算出し、サイズに基づき対象物Ｐが適正に形成されたか否かを判定する場合、規定量の液体を保持できない対象物Ｐを排除できる。

また、粘性物が、ホットメルトである場合、乾燥が不要である。

１：検査システム
１０：検査装置
２０：照明装置
３０：撮影装置
Ｂ：基材
Ｐ：対象物

Claims (7)

1. ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得手段と、
   前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出手段と、
   前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出手段と、
   前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする検査装置。
2. 請求項１に記載の検査装置において、
   前記対象物の画像から、前記基材における前記対象物が形成された位置を算出する位置算出手段を更に備え、
   前記判定手段が、前記位置に基づき、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定することを特徴とする検査装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の検査装置において、
   前記対象物の画像から前記閉曲線のサイズを算出するサイズ算出手段を更に備え、
   前記判定手段が、前記サイズに基づき、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定することを特徴とする検査装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置において、
   前記閉曲線がリング形状であることを特徴とする検査装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検査装置において、
   前記粘性物が、ホットメルトであることを特徴とする検査装置。
6. 画像取得手段が、ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得ステップと、
   幅算出手段が、前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出ステップと、
   高さ算出手段が、前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出ステップと、
   判定手段が、前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定ステップと、
   を含むことを特徴とする検査方法。
7. コンピュータを、
   ノズルから粘性物を吐き出させて基材上に閉曲線になるように形成された対象物の画像を取得する画像取得手段、
   前記対象物の画像から前記閉曲線に対する前記対象物の幅を算出する幅算出手段、
   前記粘性物の幅と前記粘性物の高さとの関係に基づき、前記幅から前記閉曲線に沿った前記対象物の高さを算出する高さ算出手段、および、
   前記対象物の幅と前記対象物の高さとから、前記対象物が適正に形成されたか否かを判定する判定手段として機能させることを特徴とする検査装置用のプログラム。

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