JP2021004771A - Foreign article detection device - Google Patents

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司 井本
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司 井本
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Abstract

To provide a foreign article detection device that can detect a foreign article adhered to an inspected article regardless of a surface color of the inspected article or foreign article.SOLUTION: A foreign article detection device 1 comprises: a light generation unit 10 that irradiates an inspected article and a foreign article with excitation light, and causes fluorescent light to radiate; a filter part 20 that, of the fluorescent light radiated from the inspected article and foreign article, blocks the fluorescent light in a first wavelength range, and causes the fluorescent light in a second wavelength range to transmit; a light detection unit 30 that detects the light transmitting the filter part 20; a foreign article determination unit 40 that determines presence or absence of adhesion of the foreign article to the inspected article. Let, of the wavelength range of the fluorescent light to be incident upon the filter part 20, the wavelength range in which an amount of light of the fluorescent light radiated from the foreign article is greater by an amount of reference or more in comparison with an amount of fluorescent light radiated from the inspected article be defined as a specific range, the first wavelength range has at least one part of the wavelength range except the specific range of the wavelength range of the fluorescent light to be incident upon the filter part 20 included, and the second wavelength range has at least one part of the specific range included.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、被検査物に付着した異物を検出する異物検出装置に関する。 The present disclosure relates to a foreign matter detecting device for detecting a foreign matter adhering to an object to be inspected.

従来、カメラと、照明と、画像解析装置を備えた異物検出装置がある(例えば、特許文献1参照)。この異物検出装置は、青色の光を照射した状態で透明又は半透明の被検査物である樹脂をカメラが撮像し、撮像した画像を画像解析装置が解析することで、一般的に検出し易い黒色の異物に比較して検出し難い黄色や薄茶色の異物を検出する。 Conventionally, there is a foreign matter detection device including a camera, lighting, and an image analysis device (see, for example, Patent Document 1). This foreign matter detection device is generally easy to detect because the camera captures a transparent or translucent resin to be inspected in a state of being irradiated with blue light, and the image analysis device analyzes the captured image. Detects yellow or light brown foreign matter that is more difficult to detect than black foreign matter.

特開2001−337040号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-337040

ところで、この異物検出装置は、透明又は半透明の被検査物に付着した黄色や薄茶色の異物の検出に適した色を照射する照明を採用しているだけであり、被検査物や異物の表面の色(以下、表面色と呼ぶ)により、異物を検出できない場合がある。例えば、被検査物および異物の表面色が類似する場合、画像解析装置は、カメラが撮像した画像において、被検査物と異物との間でコントラストの差を付け難いため、異物を検出することが難しい。すなわち、この異物検出装置は、被検査物の表面色と異物の表面色次第で異物を検出することができない。 By the way, this foreign matter detection device only employs illumination that irradiates a color suitable for detecting a yellow or light brown foreign matter adhering to a transparent or translucent foreign matter, and the foreign matter or foreign matter to be inspected. Foreign matter may not be detected depending on the surface color (hereinafter referred to as the surface color). For example, when the surface colors of the object to be inspected and the foreign substance are similar, the image analyzer can detect the foreign substance because it is difficult to make a difference in contrast between the object to be inspected and the foreign substance in the image captured by the camera. difficult. That is, this foreign matter detecting device cannot detect foreign matter depending on the surface color of the object to be inspected and the surface color of the foreign matter.

本開示は、被検査物および異物の表面色に関わらず、被検査物に付着した異物を検出可能な異物検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a foreign matter detecting device capable of detecting a foreign matter adhering to an inspected object regardless of the surface color of the inspected object and the foreign matter.

請求項1に記載の発明は、
被検査物(80)に付着した異物(90)を検出する異物検出装置であって、
被検査物および異物に対して所定の波長範囲の光である励起光を照射することで、被検査物および異物から励起光と異なる波長範囲の光である蛍光を放射させる光発生部(10)と、
被検査物および異物から放射された蛍光を入射させ、予め定められる光の波長範囲である第1波長範囲の蛍光を遮断し、第1波長範囲と異なる第2波長範囲の蛍光を透過させるフィルタ部(20)と、
フィルタ部を透過した光を検出する光検出部(30)と、
光検出部が検出した検出信号に基づいて、被検査物に対する異物の付着の有無を判定する異物判定部(40)とを備え、
フィルタ部に入射する蛍光の波長範囲のうち、異物から放射された蛍光の光量が被検査物から放射された蛍光の光量に比較して基準量以上大きくなる波長範囲を特定範囲としたとき、
第1波長範囲は、フィルタ部に入射する蛍光の波長範囲のうち、特定範囲を除く波長範囲の少なくとも一部が含まれており、
第2波長範囲は、特定範囲の少なくとも一部が含まれている。
The invention according to claim 1
A foreign matter detection device that detects foreign matter (90) adhering to the object to be inspected (80).
A light generating unit (10) that irradiates an object to be inspected and a foreign substance with excitation light having a predetermined wavelength range to radiate fluorescence from the object to be inspected and the foreign substance in a wavelength range different from the excitation light (10). When,
A filter unit that incidents fluorescence emitted from an object to be inspected and foreign matter, blocks fluorescence in the first wavelength range, which is a predetermined wavelength range of light, and transmits fluorescence in a second wavelength range different from the first wavelength range. (20) and
A photodetector (30) that detects the light that has passed through the filter and
A foreign matter determination unit (40) for determining the presence or absence of foreign matter adhering to the object to be inspected based on the detection signal detected by the light detection unit is provided.
When the wavelength range of fluorescence incident on the filter section is defined as a wavelength range in which the amount of fluorescence emitted from a foreign substance is larger than the reference amount compared to the amount of fluorescence emitted from the object to be inspected.
The first wavelength range includes at least a part of the wavelength range of fluorescence incident on the filter unit excluding a specific range.
The second wavelength range includes at least a part of a specific range.

これにより、フィルタ部は、異物から放射された蛍光の光量が被検査物から放射された蛍光の光量に比較して大きくなる波長を有する光を透過させ易くなる。このため、光検出部は、被検査物から放射された蛍光に比較して異物から放射された蛍光を検出し易くなる。また、物質に励起光が照射されることによって物質から放射される蛍光の光量は、物質の表面色によらず、物質の特性により定まる。このため、光検出部は、被検査物および異物の表面色によらず、異物から放射された蛍光を検出することができる。 This makes it easier for the filter unit to transmit light having a wavelength at which the amount of fluorescence emitted from the foreign matter is larger than the amount of fluorescence emitted from the object to be inspected. Therefore, the photodetector can easily detect the fluorescence emitted from the foreign substance as compared with the fluorescence emitted from the object to be inspected. Further, the amount of fluorescence emitted from a substance when the substance is irradiated with excitation light is determined by the characteristics of the substance regardless of the surface color of the substance. Therefore, the photodetector can detect the fluorescence emitted from the foreign matter regardless of the surface color of the object to be inspected and the foreign matter.

したがって、異物検出装置は、被検査物および異物の表面色に関わらず、光検出部が検出した検出信号に基づいて、被検査物に付着した異物を検出することができる。 Therefore, the foreign matter detecting device can detect the foreign matter adhering to the inspected object based on the detection signal detected by the photodetector regardless of the surface color of the inspected object and the foreign matter.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.

実施形態に係る異物検出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the foreign matter detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る異物検出装置の検査対象となる被検査物の斜視図である。It is a perspective view of the object to be inspected which is the object of inspection of the foreign matter detection apparatus which concerns on embodiment. 亜鉛の原子の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the composition of zinc atom. 水素の原子の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the composition of an atom of hydrogen. ナトリウムの原子の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the composition of the atom of sodium. 励起光および蛍光を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the excitation light and fluorescence. 原子から放出される蛍光のスペクトルを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the spectrum of fluorescence emitted from an atom. 複数の原子で構成される物質から放出される蛍光のスペクトルを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the spectrum of fluorescence emitted from the substance composed of a plurality of atoms. 実施形態に係る被検査物および異物の分光反射率を示す図である。It is a figure which shows the spectral reflectance of the object to be inspected and the foreign matter which concerns on embodiment. 実施形態に係る異物検出装置の異物判定部が実行する制御処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control process executed by the foreign matter determination part of the foreign matter detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る光検出部のコネクタ撮像画像の模式図である。It is a schematic diagram of the connector image of the photodetector which concerns on embodiment. 実施形態に係る光検出部のブッシュ撮像画像の模式図である。It is a schematic diagram of the bush image taken by the light detection part which concerns on embodiment. 実施形態に係る光検出部のブッシュ撮像画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the bush image image of the light detection part which concerns on embodiment. 実施形態に係る光検出部にフィルタ部が未配置状態におけるブッシュ撮像画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the bush image in the state where the filter part is not arranged in the light detection part which concerns on embodiment. 実施形態に係る光検出部のコネクタ撮像画像に二値化処理をした画像の模式図である。It is a schematic diagram of the image obtained by binarizing the connector image taken by the photodetector according to the embodiment. 実施形態に係る光検出部のブッシュ撮像画像に二値化処理をした画像の模式図である。It is a schematic diagram of the image obtained by binarizing the bush image of the photodetector according to the embodiment.

本開示の一実施形態について図1〜図16に基づいて説明する。異物検出装置1は、図1に示すように、光を照射し、検査対象である被検査物80から光を放射させる光発生部10と、被検査物80から放射された光の一部を遮断するフィルタ部20と、フィルタ部20を透過した光を検出する光検出部30とを備えている。また、異物検出装置1は、光検出部30の検出信号に基づいて、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定する異物判定部40と、異物検出装置1の外部から入射される光を遮光する外乱光抑制部50と、被検査物80を設置する検査台60とを備えている。また、異物検出装置1は、光検出部30の検出信号に基づいて、被検査物80および異物90を表示する表示部61と、異物判定部40の動作を制御するプログラマブルロジックコントローラ(以下、PLCと呼ぶ)62とを備えている。 An embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 16. As shown in FIG. 1, the foreign matter detection device 1 irradiates light to emit light from the object to be inspected 80, and a part of the light emitted from the object 80 to be inspected. It includes a filter unit 20 for blocking and a light detection unit 30 for detecting the light transmitted through the filter unit 20. Further, the foreign matter detection device 1 includes a foreign matter determination unit 40 that determines whether or not the foreign matter 90 adheres to the object to be inspected 80 based on the detection signal of the light detection unit 30, and light incident from the outside of the foreign matter detection device 1. It is provided with an ambient light suppression unit 50 that shields light from light, and an inspection table 60 on which an object to be inspected 80 is installed. Further, the foreign matter detection device 1 is a programmable logic controller (hereinafter, PLC) that controls the operations of the display unit 61 that displays the object to be inspected 80 and the foreign matter 90 and the foreign matter determination unit 40 based on the detection signal of the light detection unit 30. (Called) 62.

光検出部30は、光検出部30の光を受光する面である光検出面31が下方向を向くように配置され、光検出面31にフィルタ部20が取り付けられている。また、異物検出装置1は、フィルタ部20に対向する位置に検査台60が設置され、光発生部10がフィルタ部20および検査台60の間に配置される。 The light detection unit 30 is arranged so that the light detection surface 31 which is a surface for receiving the light of the light detection unit 30 faces downward, and the filter unit 20 is attached to the light detection surface 31. Further, in the foreign matter detecting device 1, the inspection table 60 is installed at a position facing the filter unit 20, and the light generating unit 10 is arranged between the filter unit 20 and the inspection table 60.

本実施形態において、被検査物80は、例えば、車両に実装される車両部品70に取り付けられたものである。車両部品70には、複数の被検査物80が取り付けられている。車両部品70は、図2に示すように、外殻が熱可塑性樹脂であるポリブチレンテレフタレート樹脂(以下、PBT樹脂と呼ぶ)で形成された略立方体形状のケース71に覆われている。なお、PBT樹脂で形成されるケース71の表面を肉眼で観察した場合、ケース71の表面色は黒色である。 In the present embodiment, the object to be inspected 80 is attached to, for example, a vehicle component 70 mounted on a vehicle. A plurality of objects to be inspected 80 are attached to the vehicle component 70. As shown in FIG. 2, the vehicle component 70 is covered with a substantially cubic case 71 whose outer shell is made of polybutylene terephthalate resin (hereinafter referred to as PBT resin) which is a thermoplastic resin. When the surface of the case 71 made of PBT resin is observed with the naked eye, the surface color of the case 71 is black.

この車両部品70は、ケース71の内部に電子部品が配置され、電子部品が内蔵された場所に絶縁性を有する熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が注入されることによって絶縁性が確保されている。以下、車両部品70におけるエポキシ樹脂の注入部分を樹脂注入部72とも呼ぶ。なお、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂を肉眼で観察した場合、エポキシ樹脂の表面色は、PBT樹脂と同様に黒色である。 The vehicle component 70 has an electronic component arranged inside the case 71, and the insulating property is ensured by injecting an epoxy resin, which is a thermosetting resin having an insulating property, into a place where the electronic component is built. Hereinafter, the epoxy resin injection portion of the vehicle component 70 is also referred to as a resin injection portion 72. When the epoxy resin injected into the resin injection portion 72 is observed with the naked eye, the surface color of the epoxy resin is black as in the PBT resin.

また、車両部品70は、車両部品70を車両に取り付けるための半円柱形状の取付部73がケース71の外壁部に設けられている。また、取付部73は、車両部品70を車両に取り付けるための挿入穴が設けられており、挿入穴に、鋼板で形成され、表面が亜鉛めっき処理されたCリング形状のブッシュ81が嵌合されている。なお、鋼板で形成されるブッシュ81の表面を肉眼で観察した場合、ブッシュ81の表面色は銀色である。 Further, in the vehicle component 70, a semi-cylindrical mounting portion 73 for mounting the vehicle component 70 to the vehicle is provided on the outer wall portion of the case 71. Further, the mounting portion 73 is provided with an insertion hole for mounting the vehicle component 70 to the vehicle, and a C-ring-shaped bush 81 formed of a steel plate and having a surface galvanized is fitted in the insertion hole. ing. When the surface of the bush 81 formed of the steel plate is observed with the naked eye, the surface color of the bush 81 is silver.

また、車両部品70は、ケース71の外壁部に、車両部品70に内蔵された電子部品に電気を流すための角筒状のコネクタ82が取り付けられている。コネクタ82の内部には、電子部品に電気を流すための導通部83が挿入されている。 Further, in the vehicle component 70, a square tubular connector 82 for passing electricity to an electronic component built in the vehicle component 70 is attached to the outer wall portion of the case 71. Inside the connector 82, a conductive portion 83 for passing electricity through electronic components is inserted.

なお、取付部73およびコネクタ82は、ケース71と射出成形等の成形技術によって一体に成形された一体成形物で構成されており、外壁部がケース71を形成するPBT樹脂と同じもので形成されている。 The mounting portion 73 and the connector 82 are composed of an integrally molded product integrally molded by a molding technique such as injection molding with the case 71, and the outer wall portion is formed of the same PBT resin that forms the case 71. ing.

この車両部品70は、製造過程において、ケース71の内部に電子部品を設置後、電子部品の設置箇所にエポキシ樹脂が注入されるところ、エポキシ樹脂が樹脂注入部72と異なる部分に付着すると、車両部品70が不具合品になる要因となる。換言すれば、樹脂注入部72に注入されるエポキシ樹脂は、ブッシュ81の表面やコネクタ82の外壁部に付着すると異物90となる。 In the manufacturing process of the vehicle component 70, after the electronic component is installed inside the case 71, the epoxy resin is injected into the place where the electronic component is installed. When the epoxy resin adheres to a portion different from the resin injection portion 72, the vehicle This causes the component 70 to become a defective product. In other words, when the epoxy resin injected into the resin injection portion 72 adheres to the surface of the bush 81 or the outer wall portion of the connector 82, it becomes a foreign matter 90.

以下、異物検出装置1が、被検査物80であるブッシュ81の表面およびコネクタ82の外壁部に付着したエポキシ樹脂を検出する例について説明する。 Hereinafter, an example in which the foreign matter detecting device 1 detects the epoxy resin adhering to the surface of the bush 81, which is the object to be inspected 80, and the outer wall portion of the connector 82 will be described.

光発生部10は、上下方向に貫通する穴を有する円筒形状のリング照明であり、被検査物80に対して所定の波長範囲を有する光である励起光を照射可能に構成されている。光発生部10は、被検査物80に励起光を照射することで、被検査物80を構成する電子eを励起させ、励起した電子eが安定する状態である基底状態へ戻る際に励起光の波長範囲と異なる波長範囲を有する光である蛍光を被検査物80から放射させるものである。被検査物80に異物90が付着している場合、光発生部10は、被検査物80に励起光を照射するとともに異物90に励起光を照射することで、被検査物80に加えて異物90からも蛍光を発生させることができる。 The light generation unit 10 is a cylindrical ring illumination having holes penetrating in the vertical direction, and is configured to be capable of irradiating the object 80 to be inspected with excitation light which is light having a predetermined wavelength range. The light generating unit 10 excites the electrons e constituting the object to be inspected 80 by irradiating the object to be inspected with excitation light, and when the excited electron e returns to the ground state in which the excited electron e is stable, the excitation light is generated. The object 80 emits fluorescence, which is light having a wavelength range different from that of the above. When the foreign matter 90 is attached to the inspected object 80, the light generating unit 10 irradiates the inspected object 80 with the excitation light and also irradiates the foreign matter 90 with the excitation light, so that the foreign matter 90 is added to the inspected object 80. Fluorescence can also be generated from 90.

すなわち、光発生部10は、被検査物80および異物90を構成する電子eを励起させる所定の波長範囲を有する励起光を被検査物80および異物90に照射することで、被検査物80および異物90から蛍光を放射させるものである。なお、被検査物80および異物90から放射される蛍光の波長範囲は、光発生部10が照射する励起光の波長範囲より長い波長範囲になる。 That is, the light generating unit 10 irradiates the inspected object 80 and the foreign matter 90 with excitation light having a predetermined wavelength range for exciting the electrons e constituting the inspected object 80 and the foreign matter 90, thereby causing the inspected object 80 and the foreign matter 90 and the foreign matter 90. Fluorescence is emitted from the foreign matter 90. The wavelength range of the fluorescence emitted from the object to be inspected 80 and the foreign matter 90 is longer than the wavelength range of the excitation light emitted by the light generating unit 10.

光発生部10は、内壁部の周方向全体に亘って、励起光を照射する複数のLED照明11が配置されている。それぞれのLED照明11は、光発生部10の軸心に向かって励起光が照射され、光発生部10の下面から所定の距離だけ離れた位置における所定の領域内に励起光が集光するように設置角度が設定されている。以下、LED照明11が照射する励起光が集光する領域とLED照明11との距離を照射距離とも呼ぶ。 In the light generation unit 10, a plurality of LED illuminations 11 that irradiate excitation light are arranged over the entire circumferential direction of the inner wall portion. Each LED illumination 11 is irradiated with excitation light toward the axis of the light generating unit 10, so that the excitation light is focused in a predetermined region at a position separated from the lower surface of the light generating unit 10 by a predetermined distance. The installation angle is set in. Hereinafter, the distance between the region where the excitation light emitted by the LED illumination 11 is focused and the LED illumination 11 is also referred to as an irradiation distance.

ここで、光発生部10は、光発生部10と被検査物80との間の距離が照射距離になるように配置されるところ、照射距離が大きくなるほど、光発生部10から被検査物80に照射される励起光が分散してしまう。このため、光発生部10は、照射距離が小さくなるようにLED照明11の設置角度が設定されるのが望ましい。なお、本実施形態において、光発生部10は、照射距離が一般的に小さいローアングルタイプになっており、照射距離が約15mmになるようにLED照明11の設置角度が設定されている。 Here, the light generating unit 10 is arranged so that the distance between the light generating unit 10 and the object to be inspected 80 is the irradiation distance. As the irradiation distance increases, the light generating unit 10 to the object to be inspected 80 are arranged. The excitation light emitted to the is dispersed. Therefore, it is desirable that the installation angle of the LED illumination 11 of the light generating unit 10 is set so that the irradiation distance becomes small. In the present embodiment, the light generating unit 10 is a low-angle type having a generally small irradiation distance, and the installation angle of the LED illumination 11 is set so that the irradiation distance is about 15 mm.

また、本実施形態において、光発生部10は、照射する励起光の波長範囲が可視光の波長範囲内のうち、波長範囲の下限値に近い波長の励起光を照射可能に構成されている。具体的に、光発生部10は、可視光の波長範囲の下限値と可視光の波長範囲の上限値との中間の波長を可視光の波長中間値とした場合、波長中間値に比較して可視光の波長範囲の下限値に近い波長範囲を有する励起光を照射可能に構成されている。なお、本実施形態において、可視光の波長範囲は、光の波長λが400nm≦λ≦770nmとなる範囲とする。 Further, in the present embodiment, the light generating unit 10 is configured to be capable of irradiating excitation light having a wavelength close to the lower limit of the wavelength range within the wavelength range of visible light. Specifically, when the wavelength intermediate between the lower limit of the visible light wavelength range and the upper limit of the visible light wavelength range is set as the visible wavelength intermediate value, the light generating unit 10 compares with the wavelength intermediate value. It is configured to be able to irradiate excitation light having a wavelength range close to the lower limit of the wavelength range of visible light. In the present embodiment, the wavelength range of visible light is a range in which the wavelength λ of light is 400 nm ≦ λ ≦ 770 nm.

本実施形態の光発生部10は、可視光の波長中間値である585nmに比較して可視光の波長範囲の下限値である400nmに近い波長である405nmの波長の励起光を照射可能に構成されている。 The light generating unit 10 of the present embodiment is configured to be capable of irradiating excitation light having a wavelength of 405 nm, which is a wavelength close to 400 nm, which is the lower limit of the wavelength range of visible light, as compared with 585 nm, which is the intermediate value of the wavelength of visible light. Has been done.

光発生部10から光発生部10の下側に向けて照射された励起光によって被検査物80および異物90から放射された蛍光は、被検査物80および異物90の上側に向けて放射され、光発生部10の貫通した穴を通過し、フィルタ部20に入射される。なお、光発生部10は、被検査物80および異物90の表面色、形状、材質等に応じて照明の種類をバー照明等に適宜変更可能であって、光発生部10が照射する励起光の波長範囲も適宜変更可能である。 The fluorescence emitted from the inspected object 80 and the foreign matter 90 by the excitation light emitted from the light generating portion 10 toward the lower side of the light generating portion 10 is emitted toward the upper side of the inspected object 80 and the foreign matter 90. It passes through the through hole of the light generating unit 10 and is incident on the filter unit 20. The light generating unit 10 can appropriately change the type of illumination to bar illumination or the like according to the surface color, shape, material, etc. of the object to be inspected 80 and the foreign matter 90, and the excitation light emitted by the light generating unit 10 can be used. The wavelength range of is also changeable as appropriate.

ここで、物質に照射される励起光および物質に励起光が照射されることによって発生する蛍光の詳細について、図3〜図8を参照して説明する。まず物質について説明すると、物質を構成する原子は、図3に示すように、原子核Aを中心として、原子核Aの周囲に位置する複数の電子殻sに電子eが収容されることで、原子核Aの周囲にエネルギを保持している。原子核Aの周囲に位置する複数の電子殻sは、原子核Aに最も近い位置にK殻s1が配置され、原子核Aから離れるにしたがい、L殻s2、M殻s3等が配置され、それぞれの電子殻sに所定の数の電子eが収容される。例えば、亜鉛の原子は、K殻s1に電子eが2個収容され、L殻s2に電子eが8個収容され、M殻s3に電子eが14個収容されて構成されている。 Here, the details of the excitation light irradiated to the substance and the fluorescence generated by irradiating the substance with the excitation light will be described with reference to FIGS. 3 to 8. First, a substance will be described. As shown in FIG. 3, an atom constituting a substance is formed by accommodating electrons e in a plurality of electron shells s located around the nucleus A and around the nucleus A. Holds energy around the. In the plurality of electron shells s located around the nucleus A, the K shell s1 is arranged at the position closest to the nucleus A, and the L shell s2, the M shell s3, etc. are arranged as the distance from the nucleus A increases, and each electron is arranged. A predetermined number of electrons e are housed in the shell s. For example, a zinc atom is composed of two electrons e in the K shell s1, eight electrons e in the L shell s2, and 14 electrons e in the M shell s3.

換言すれば、電子殻sの種類を示す主量子数およびそれぞれの電子殻sに収容される電子eの数は、原子によって定められる。例えば、水素の原子は、図4に示すように、主量子数(1)に1個の電子eが収容される。また、ナトリウムの原子は、図5に示すように、主量子数(1)に2個の電子eが収容され、主量子数(2)に8個の電子eが収容され、主量子数(3)に1個の電子eが収容される。 In other words, the principal quantum number indicating the type of electron shell s and the number of electrons e housed in each electron shell s are determined by atoms. For example, as shown in FIG. 4, a hydrogen atom contains one electron e in the principal quantum number (1). Further, as shown in FIG. 5, the sodium atom contains two electrons e in the principal quantum number (1) and eight electrons e in the principal quantum number (2), and the principal quantum number (2). One electron e is housed in 3).

原子の周囲に存在する電子eは、電子eに対して光エネルギを有する光が照射され、光エネルギを吸収すると、光エネルギを吸収した電子eが、光エネルギを吸収する前に比較して原子核Aから遠くに位置する電子殻sに遷移する。光エネルギを吸収した電子eが、光エネルギを吸収する前に比較して原子核Aから遠くに位置する電子殻sを遷移することを電子eの励起と呼び、励起した電子eが遷移後の電子殻sに収容されている状態を電子eの励起状態と呼ぶ。 When the electron e existing around the atom is irradiated with light having photoenergy to the electron e and absorbs the light energy, the electron e that has absorbed the light energy is compared with the nucleus before the electron e absorbs the light energy. It transitions from A to the electron shell s located far away. The transition of an electron e that has absorbed photoenergy into an electron shell s located farther from the nucleus A than before it absorbs photoenergy is called excitation of electron e, and the excited electron e is an electron after the transition. The state contained in the shell s is called the excited state of the electron e.

励起状態の電子eは、光エネルギが不安定な状態になるため、光エネルギが安定する基底状態へ戻ろうとするところ、基底状態へ戻る際に、励起光と異なる波長範囲を有する光である蛍光を発生させる。すなわち、励起光は、物質を構成する電子eを励起させる光である。また、蛍光は、励起状態の電子eが基底状態に戻る際に物質から放射する光である。 Since the excited state electron e becomes unstable in light energy, it tries to return to the ground state where the light energy is stable, but when returning to the ground state, fluorescence is light having a wavelength range different from that of the excited light. To generate. That is, the excitation light is light that excites the electrons e that make up a substance. Fluorescence is light emitted from a substance when an excited electron e returns to the ground state.

図6に示すように、励起した電子eが収容される電子殻sは、励起光が有する光エネルギによって異なる。励起光は、励起光の波長範囲によって励起光が有する光エネルギの大きさが定まり、電子eに与える光エネルギが大きいほど、電子eをより原子核Aから離れた電子殻sに遷移させることができる。 As shown in FIG. 6, the electron shell s in which the excited electrons e are housed differs depending on the light energy of the excitation light. The magnitude of the optical energy of the excitation light is determined by the wavelength range of the excitation light, and the larger the optical energy given to the electron e, the more the electron e can be transferred to the electron shell s farther from the atomic nucleus A. ..

また、蛍光は、励起状態の電子eが基底状態へ戻る際に収容される電子殻sによって波長範囲が異なる。例えば、励起状態の電子eがK殻s1(主量子数(1))に戻る際に放射される蛍光は、一般的な紫外光の波長範囲を有する光であり、ライマン系列と呼ばれるものである。また、励起状態の電子eがL殻s2(主量子数(2))に戻る際に放射される蛍光は、一般的な可視光の波長範囲を有する光であり、バルマー系列と呼ばれるものである。また、励起状態の電子eがM殻s3(主量子数(3))に戻る際に放射される蛍光は、一般的な赤外光の波長範囲を有する光であり、パッシェン系列と呼ばれるものである。 Further, the wavelength range of fluorescence differs depending on the electron shell s accommodated when the excited electron e returns to the ground state. For example, the fluorescence emitted when the excited electron e returns to the K shell s1 (principal quantum number (1)) is light having a general ultraviolet light wavelength range, and is called a Lyman series. .. Further, the fluorescence emitted when the excited electron e returns to the L shell s2 (principal quantum number (2)) is light having a general visible light wavelength range, and is called a Balmer series. .. Further, the fluorescence emitted when the excited electron e returns to the M shell s3 (principal quantum number (3)) is light having a wavelength range of general infrared light, and is called the Paschen series. is there.

励起光の波長範囲が一定の場合、励起光が照射されることによって発生する蛍光の波長範囲および波長毎の光エネルギの量は、原子毎に定まっている。たとえば、図7は、実線が所定の原子に励起光が照射された際に発生する蛍光の波長毎の光エネルギの量を示し、破線が所定の原子と異なる原子に励起光が照射された際に発生する蛍光の波長毎の光エネルギの量を示す。以下、蛍光の波長毎の光エネルギを示すものを蛍光のスペクトルとも呼ぶ。 When the wavelength range of the excitation light is constant, the wavelength range of fluorescence generated by irradiation with the excitation light and the amount of light energy for each wavelength are fixed for each atom. For example, FIG. 7 shows the amount of light energy for each wavelength of fluorescence generated when a predetermined atom is irradiated with excitation light by a solid line, and when an atom whose broken line is different from the predetermined atom is irradiated with excitation light. The amount of light energy for each wavelength of fluorescence generated in is shown. Hereinafter, what shows the light energy for each wavelength of fluorescence is also referred to as a fluorescence spectrum.

図7に示すように、蛍光のスペクトルは、蛍光の波長が光エネルギを有する波長範囲において、蛍光の波長が最短波長から波長が長くなるにしたがい、光エネルギが大きくなる。また、蛍光のスペクトルは、蛍光の波長が光エネルギが最大になる波長より長くなると、波長が長くなるにしたがい光エネルギが小さくなる。すなわち、蛍光のスペクトルは、波長範囲の中央部分の光エネルギが高くなり、波長範囲の両側の光エネルギが中央部分に比較して低くなる、山型の形状となる。なお、蛍光のスペクトルは、原子毎に波長範囲および波長毎の光エネルギが異なる。 As shown in FIG. 7, in the fluorescence spectrum, in the wavelength range in which the fluorescence wavelength has light energy, the light energy increases as the fluorescence wavelength increases from the shortest wavelength to the longer wavelength. Further, in the fluorescence spectrum, when the wavelength of fluorescence is longer than the wavelength at which the light energy is maximized, the light energy becomes smaller as the wavelength becomes longer. That is, the fluorescence spectrum has a mountain-shaped shape in which the light energy in the central portion of the wavelength range is high and the light energy on both sides of the wavelength range is low as compared with the central portion. In the fluorescence spectrum, the wavelength range and the light energy for each wavelength are different for each atom.

また、複数の原子によって構成される物質から発生する蛍光のスペクトルは、物質を構成するそれぞれの原子から発生する蛍光のスペクトルが合成したスペクトルとなる。このため、複数の原子によって構成される物質から発生する蛍光のスペクトルは、図8に示すように、物質を構成するそれぞれの原子から発生する蛍光のスペクトルの波長毎の光エネルギを合計したスペクトルとなる。なお、蛍光のスペクトルの波長毎の光エネルギは、励起光が有する光エネルギによって増減する。 Further, the spectrum of fluorescence generated from a substance composed of a plurality of atoms is a spectrum synthesized by the spectrum of fluorescence generated from each atom constituting the substance. Therefore, as shown in FIG. 8, the spectrum of fluorescence generated from a substance composed of a plurality of atoms is the sum of the optical energies of each wavelength of the spectrum of fluorescence generated from each atom constituting the substance. Become. The light energy of each wavelength in the fluorescence spectrum increases or decreases depending on the light energy of the excitation light.

続いて、フィルタ部20について説明すると、フィルタ部20は、被検査物80および異物90から放射された蛍光を入射させ、入射した蛍光のうち、所定の波長範囲の蛍光を遮断し、所定の波長範囲外の蛍光を透過させる光学フィルタである。すなわち、フィルタ部20は、予め定められる光の波長範囲である第1波長範囲の蛍光を遮断し、第1波長範囲と異なる第2波長範囲の蛍光を透過させる。 Subsequently, the filter unit 20 will be described. The filter unit 20 incidents fluorescence emitted from the object to be inspected 80 and the foreign matter 90, blocks the fluorescence in a predetermined wavelength range among the incident fluorescence, and has a predetermined wavelength. It is an optical filter that transmits fluorescence outside the range. That is, the filter unit 20 blocks fluorescence in the first wavelength range, which is a predetermined wavelength range of light, and transmits fluorescence in a second wavelength range different from the first wavelength range.

ここで、フィルタ部20に入射する蛍光の波長範囲のうち、異物90から放射された蛍光の光量が被検査物80から放射された蛍光の光量に比較して基準量以上大きくなる波長範囲を特定範囲とする。そして、第1波長範囲は、フィルタ部20に入射する蛍光の波長範囲のうち、特定範囲を除く波長範囲の少なくとも一部が含まれる範囲である。また、第2波長範囲は、特定範囲の少なくとも一部が含まれている範囲である。なお、光量は、単位時間当たりに放射される光エネルギの総量である。 Here, among the wavelength ranges of the fluorescence incident on the filter unit 20, the wavelength range in which the amount of fluorescence emitted from the foreign matter 90 is larger than the reference amount is specified as compared with the amount of fluorescence emitted from the object 80 to be inspected. The range. The first wavelength range is a range that includes at least a part of the wavelength range of the fluorescence incident on the filter unit 20 excluding the specific range. The second wavelength range is a range that includes at least a part of the specific range. The amount of light is the total amount of light energy radiated per unit time.

基準量は、特定範囲を算出する際の基準となる光量であって、異物90から放射された蛍光の光量および被検査物80から放射された蛍光の光量の差によって定められる特定範囲の波長範囲を定めるために0以上の値で定められる。特定範囲は、基準量が大きいほど範囲が小さくなり、基準量が小さいほど範囲が大きくなるものであって、基準量が0の場合、範囲が最大になる。 The reference amount is a reference amount of light when calculating a specific range, and is a wavelength range of a specific range determined by the difference between the amount of fluorescence emitted from the foreign matter 90 and the amount of fluorescence emitted from the object 80 to be inspected. It is determined by a value of 0 or more to determine. The larger the reference amount is, the smaller the range is, and the smaller the reference amount is, the larger the range is. When the reference amount is 0, the specific range is the maximum.

ここで、励起光の光量および蛍光の光量について説明すると、物質に所定の光量を有する励起光を照射することで、物質から蛍光が放射される場合、蛍光の光量は、励起光の光量に比較して少なくなる。また、蛍光の波長毎における、励起光の光量に対する蛍光の光量の割合は、物質の特性によって定まっている。以下、励起光の光量に対する蛍光の光量の割合を分光反射率とも呼ぶ。 Here, the amount of excitation light and the amount of fluorescence light will be described. When fluorescence is emitted from a substance by irradiating the substance with excitation light having a predetermined amount of light, the amount of fluorescence light is compared with the amount of excitation light. And less. Further, the ratio of the amount of fluorescence light to the amount of excitation light for each wavelength of fluorescence is determined by the characteristics of the substance. Hereinafter, the ratio of the amount of fluorescence light to the amount of excitation light is also referred to as spectral reflectance.

ここで、被検査物80および異物90の分光反射率について、図9に示すグラフを用いて説明する。図9に示す線は、実線がPBT樹脂で形成された被検査物80であるコネクタ82の外壁部の分光反射率を示し、一点鎖線が鋼板で形成された被検査物80であるブッシュ81の表面の分光反射率を示し、二点鎖線が異物90であるエポキシ樹脂の分光反射率を示す。なお、ケース71の外壁部および取付部73の外壁部は、コネクタ82の外壁部と同じPBT樹脂で形成されている。このため、ケース71の外壁部および取付部73の外壁部の分光反射率は、コネクタ82の外壁部の分光反射率と同じである。 Here, the spectral reflectances of the object to be inspected 80 and the foreign matter 90 will be described with reference to the graph shown in FIG. The line shown in FIG. 9 shows the spectral reflectance of the outer wall portion of the connector 82, which is the object 80 to be inspected made of PBT resin, and the alternate long and short dash line is the bush 81, which is the object 80 to be inspected made of steel plate. The spectral reflectance of the surface is shown, and the spectral reflectance of the epoxy resin in which the alternate long and short dash line is the foreign matter 90 is shown. The outer wall portion of the case 71 and the outer wall portion of the mounting portion 73 are made of the same PBT resin as the outer wall portion of the connector 82. Therefore, the spectral reflectance of the outer wall portion of the case 71 and the outer wall portion of the mounting portion 73 is the same as the spectral reflectance of the outer wall portion of the connector 82.

図9に示す分光反射率のグラフは、コニカミノルタ社製の分光測色計CM−2600Dを用いてSCI方式(Specular Component Exclude方式)によって360nm〜740nmの波長範囲の分光反射率を測定した結果を示すものである。 The graph of the spectral reflectance shown in FIG. 9 shows the result of measuring the spectral reflectance in the wavelength range of 360 nm to 740 nm by the SCI method (Specular Component Exclude method) using the spectrocolorimeter CM-2600D manufactured by Konica Minolta. It shows.

図9に示すように、コネクタ82の分光反射率は、測定範囲内において10%以下である。また、ブッシュ81の分光反射率は、測定範囲内において、40%以上60%以下であって、蛍光の波長が凡そ500nmにおいて最大値の約60%である山型の形状をしている。 As shown in FIG. 9, the spectral reflectance of the connector 82 is 10% or less within the measurement range. Further, the spectral reflectance of the bush 81 is 40% or more and 60% or less within the measurement range, and has a mountain-shaped shape in which the wavelength of fluorescence is about 60% of the maximum value at about 500 nm.

なお、コネクタ82の分光反射率およびブッシュ81の分光反射率は、蛍光の波長が測定範囲外である740nmより長い波長範囲において、波長が長くなるにしたがい、小さくなることが分かっている。 It is known that the spectral reflectance of the connector 82 and the spectral reflectance of the bush 81 decrease as the wavelength becomes longer in a wavelength range longer than 740 nm, which is outside the measurement range.

また、エポキシ樹脂の分光反射率は、測定範囲内のうち、波長が凡そ700nm以下の波長範囲において略一定に約5%であって、波長が凡そ700nmより長い波長範囲において、波長範囲が長くなるにしたがい、急激に大きくなる。なお、エポキシ樹脂の分光反射率は、測定範囲外の蛍光の波長が凡そ780nmにおいて、ブッシュ81の分光反射率に比較して、大きくなり、凡そ800nmにおいて、最大値である約90%になることが分かっている。 Further, the spectral reflectance of the epoxy resin is approximately 5% within the measurement range in the wavelength range of about 700 nm or less, and the wavelength range becomes longer in the wavelength range longer than about 700 nm. As a result, it grows rapidly. The spectral reflectance of the epoxy resin is larger than the spectral reflectance of the bush 81 when the wavelength of fluorescence outside the measurement range is about 780 nm, and becomes about 90%, which is the maximum value at about 800 nm. I know.

コネクタ82およびエポキシ樹脂を比較すると、エポキシ樹脂の分光反射率は、蛍光の波長が凡そ720nm以上の波長範囲において、コネクタ82の分光反射率に比較して大きくなる。このため、コネクタ82およびエポキシ樹脂に照射される励起光の光量が同じ場合、蛍光の波長が凡そ720nm以上の波長範囲において、エポキシ樹脂から放射される蛍光の光量は、コネクタ82から放射される蛍光の光量に比較して大きくなる。 Comparing the connector 82 and the epoxy resin, the spectral reflectance of the epoxy resin is larger than the spectral reflectance of the connector 82 in the wavelength range where the fluorescence wavelength is about 720 nm or more. Therefore, when the amount of excitation light applied to the connector 82 and the epoxy resin is the same, the amount of fluorescence emitted from the epoxy resin is the fluorescence emitted from the connector 82 in the wavelength range of about 720 nm or more. It becomes larger than the amount of light of.

また、ブッシュ81およびエポキシ樹脂を比較すると、エポキシ樹脂の分光反射率は、蛍光の波長が凡そ780nm以上の波長範囲において、ブッシュ81の分光反射率に比較して大きくなる。このため、ブッシュ81およびエポキシ樹脂に照射される励起光の光量が同じ場合、蛍光の波長が凡そ780nm以上の波長範囲において、エポキシ樹脂から放射される蛍光の光量は、ブッシュ81から放射される蛍光の光量に比較して大きくなる。 Further, when the bush 81 and the epoxy resin are compared, the spectral reflectance of the epoxy resin is larger than the spectral reflectance of the bush 81 in the wavelength range where the fluorescence wavelength is about 780 nm or more. Therefore, when the amount of excitation light applied to the bush 81 and the epoxy resin is the same, the amount of fluorescence emitted from the epoxy resin is the fluorescence emitted from the bush 81 in the wavelength range of about 780 nm or more. It becomes larger than the amount of light of.

このため、本実施形態において、フィルタ部20に入射する蛍光の波長範囲のうち、凡そ780nm以上の波長範囲において、エポキシ樹脂から放射された蛍光の光量は、コネクタ82およびブッシュ81のどちらから放射された蛍光の光量に比較しても大きい。すなわち、異物90から放射された蛍光の光量および被検査物80から放射された蛍光の光量の差によって定められる特定範囲は、特定範囲が最大となる基準量が0の場合で、凡そ780nm以上の波長範囲となる。この場合、第1波長範囲は、凡そ780nmより短い波長範囲のうち、少なくとも一部が含まれる範囲である。また、第2波長範囲は、凡そ780nmより長い波長範囲の少なくとも一部が含まれている範囲である。 Therefore, in the present embodiment, the amount of fluorescence emitted from the epoxy resin is emitted from either the connector 82 or the bush 81 in the wavelength range of about 780 nm or more in the wavelength range of the fluorescence incident on the filter unit 20. It is also large compared to the amount of fluorescent light. That is, the specific range determined by the difference between the amount of fluorescence light emitted from the foreign matter 90 and the amount of fluorescence light emitted from the object 80 to be inspected is approximately 780 nm or more when the reference amount at which the specific range is maximized is 0. It is in the wavelength range. In this case, the first wavelength range is a range that includes at least a part of the wavelength range shorter than about 780 nm. The second wavelength range is a range that includes at least a part of a wavelength range longer than about 780 nm.

したがって、フィルタ部20は、凡そ780nmより短い波長範囲のうち、少なくとも一部を含む波長範囲の蛍光を遮断し、凡そ780nmより長い波長範囲の少なくとも一部を含んでいる波長範囲の蛍光を透過させる。本実施形態において、具体的に、フィルタ部20は、780nmより短い波長範囲である640nm以下の波長の光を遮断し、640nmより長い波長の光を透過させるシャープカットフィルタが採用されている。 Therefore, the filter unit 20 blocks the fluorescence in the wavelength range including at least a part of the wavelength range shorter than about 780 nm, and transmits the fluorescence in the wavelength range including at least a part of the wavelength range longer than about 780 nm. .. Specifically, in the present embodiment, the filter unit 20 employs a sharp cut filter that blocks light having a wavelength of 640 nm or less, which is a wavelength range shorter than 780 nm, and transmits light having a wavelength longer than 640 nm.

フィルタ部20は、光検出面31の前面を覆うように光検出部30に取り付けられており、被検査物80および異物90から放射された蛍光のうち、640nmより長い波長の光を光検出部30に入射させる。なお、フィルタ部20は、被検査物80および異物90の特性、形状等に応じてローパスフィルタやバンドパスフィルタ等、フィルタの種類を適宜変更可能であって、遮断する波長範囲も適宜変更可能である。 The filter unit 20 is attached to the photodetector unit 30 so as to cover the front surface of the photodetector surface 31, and detects light having a wavelength longer than 640 nm among the fluorescence emitted from the object to be inspected 80 and the foreign matter 90. It is incident on 30. The filter unit 20 can appropriately change the type of filter such as a low-pass filter or band-pass filter according to the characteristics, shape, etc. of the object to be inspected 80 and the foreign matter 90, and can also appropriately change the wavelength range to be blocked. is there.

光検出部30は、フィルタ部20を透過した光を検出する受光機器であって、可視光の波長範囲および近赤外光の波長範囲を検出可能に構成されている。なお、本実施形態において、近赤外光の波長範囲は、光の波長λが770nm<λ≦25000nmとなる範囲とする。このため、光検出部30は、フィルタ部20を透過した光のうち、光の波長λが400nm≦λ≦25000nmの波長範囲の光を検出する。 The photodetector 30 is a light receiving device that detects the light transmitted through the filter unit 20, and is configured to be capable of detecting the wavelength range of visible light and the wavelength range of near infrared light. In the present embodiment, the wavelength range of near-infrared light is a range in which the wavelength λ of light is 770 nm <λ ≦ 25000 nm. Therefore, the photodetection unit 30 detects the light having a wavelength λ of 400 nm ≦ λ ≦ 25,000 nm among the light transmitted through the filter unit 20.

また、光検出部30は、受光した光を電気信号に変換して出力する図示しない撮像素子および撮像素子が出力する電気信号に基づいて被写体を撮像する図示しない撮像部を有するCCD(Charged-coupled devices)カメラで構成されている。光検出部30は、フィルタ部20を透過して光検出部30に入射した光の光量に基づいて被検査物80および異物90を撮像可能に構成されている。 Further, the photodetector 30 is a CCD (Charged-coupled) having an image pickup device (not shown) that converts the received light into an electric signal and outputs the light, and an image pickup unit (not shown) that images the subject based on the electric signal output by the image pickup device. devices) Consists of a camera. The photodetector 30 is configured to be able to image the object to be inspected 80 and the foreign matter 90 based on the amount of light transmitted through the filter unit 20 and incident on the photodetector 30.

光検出部30は、撮像素子が40万個の受光素子を内蔵しており、検出可能な波長範囲の光をそれぞれの受光素子が受光すると、受光した光の光量に応じて、光量を示す輝度値の情報を有する電気信号に変換して撮像部に出力する。 In the photodetector 30, the image sensor has 400,000 light receiving elements built-in, and when each light receiving element receives light in the detectable wavelength range, the brightness indicates the amount of light according to the amount of received light. It is converted into an electric signal having value information and output to the image sensor.

本実施形態において、光検出部30は、例えば、8ビットのモノクロカメラが採用されており、受光素子が受光した光の光量に応じて、撮像素子が0から255までの256階調の輝度値の情報を有する電気信号に変換して撮像部に出力する。光検出部30は、撮像素子が受光可能な光のうち、最も多い光量を受光した場合に輝度値が255である情報を有する電気信号を撮像部に出力し、光検出部30が光を検出できない場合に輝度値が0である情報を有する電気信号を撮像部に出力する。すなわち、電気信号が有する輝度値の情報は、受光素子が受光する光量が多いほど大きくなり、受光素子が受光する光量が少ないほど小さくなる。 In the present embodiment, for example, an 8-bit monochrome camera is adopted as the photodetector 30, and the luminance value of 256 gradations from 0 to 255 by the image sensor depends on the amount of light received by the light receiving element. It is converted into an electric signal having the above information and output to the image sensor. The photodetector 30 outputs an electric signal having information that the brightness value is 255 when the image sensor receives the largest amount of light, and the photodetector 30 detects the light. If it cannot be done, an electric signal having information that the brightness value is 0 is output to the image sensor. That is, the information on the brightness value of the electric signal increases as the amount of light received by the light receiving element increases, and decreases as the amount of light received by the light receiving element decreases.

また、光検出部30は、1個の受光素子が受光する領域を1画素として、撮像部が撮像素子から受信した電気信号に基づいて、256階調の輝度値を256階調の濃淡色に変換した濃淡画像を40万画素の撮像画像として出力可能に構成されている。例えば、光検出部30は、撮像部が受光素子から255の輝度値の情報を有する電気信号を受信した場合、当該受光素子の領域となる画素が表示する色の情報を256階調の濃淡色のうち、最も明るい色である白色として出力する。また、光検出部30は、撮像部が受光素子から0の輝度値の情報を有する電気信号を受信した場合、当該受光素子の領域となる画素が表示する色の情報を256階調の濃淡色のうち、最も暗い色である黒色として出力する。このように、光検出部30は、各受光素子が受光した光の光量に応じて、撮像範囲の各画素を256階調の濃淡色のいずれかの色で出力することによって、被検査物80および異物90を撮像する。 Further, the photodetector 30 sets the region received by one light receiving element as one pixel, and sets the luminance value of 256 gradations to 256 gradations of light and shade based on the electric signal received from the image pickup element by the image pickup unit. The converted light and shade image can be output as a captured image of 400,000 pixels. For example, when the photodetecting unit 30 receives an electric signal having brightness value information of 255 from the light receiving element, the light detecting unit 30 obtains color information displayed by pixels in the region of the light receiving element in 256 gradations of shades. Of these, it is output as white, which is the brightest color. Further, when the photodetecting unit 30 receives an electric signal having the information of the luminance value of 0 from the light receiving element, the light detecting unit 30 obtains the color information displayed by the pixels in the region of the light receiving element in 256 gradations. Of these, the darkest color, black, is output. In this way, the photodetector 30 outputs each pixel in the imaging range in one of 256 gradations of light and shade according to the amount of light received by each light receiving element, whereby the object to be inspected 80 And the foreign body 90 is imaged.

光検出部30は、異物判定部40に接続されており、撮像した濃淡画像を異物判定部40に出力可能に構成されている。なお、光検出部30は、画像素子がCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)で構成されたカメラ等で構成されていてもよい。 The light detection unit 30 is connected to the foreign matter determination unit 40, and is configured to be able to output the captured grayscale image to the foreign matter determination unit 40. The photodetector 30 may be composed of a camera or the like whose image element is a CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor).

異物判定部40は、光検出部30から受信した濃淡画像に基づいて、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定する画像処理装置である。異物判定部40は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶手段として内蔵する各種メモリ(ROM、RAM、EEPROM等)に、予め設定された制御プログラムや更新可能な制御プログラムが記憶されている。 The foreign matter determination unit 40 is an image processing device that determines whether or not the foreign matter 90 adheres to the object to be inspected 80 based on the grayscale image received from the light detection unit 30. The foreign matter determination unit 40 is mainly composed of a microcomputer, and preset control programs and updatable control programs are stored in various memories (ROM, RAM, EEPROM, etc.) built in as storage means.

異物判定部40は、光検出部30から受信した濃淡画像に対して二値化処理を行い、二値化処理後の画像から異物90を示す画素を抽出することで、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定可能に構成されている。 The foreign matter determination unit 40 performs binarization processing on the shading image received from the light detection unit 30, and extracts pixels indicating the foreign matter 90 from the image after the binarization processing to extract foreign matter indicating the foreign matter 90 from the image to be inspected. It is configured so that the presence or absence of adhesion of 90 can be determined.

具体的に、異物判定部40は、濃淡画像を構成する各画素について、各画素の輝度値と所定の輝度値とを比較し、輝度値が所定の輝度値以上である画素の色を白色に変換し、輝度値が所定の輝度値未満である画素の色を黒色に変換する。そして、異物判定部40は、光検出部30から受信した濃淡画像を、各画素の色が白色または黒色のいずれかの色で表示された白黒画像に変換し、当該白黒画像から異物90を抽出する。 Specifically, the foreign matter determination unit 40 compares the luminance value of each pixel with a predetermined luminance value for each pixel constituting the grayscale image, and changes the color of the pixel whose luminance value is equal to or greater than the predetermined luminance value to white. The conversion is performed, and the color of the pixel whose luminance value is less than a predetermined luminance value is converted to black. Then, the foreign matter determination unit 40 converts the shading image received from the light detection unit 30 into a black-and-white image in which the color of each pixel is displayed in either white or black, and extracts the foreign matter 90 from the black-and-white image. To do.

所定の輝度値は、濃淡画像を二値化するための閾値である。所定の輝度値は、例えば、濃淡画像における輝度値の階調毎の画素の数を算出することでヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムから、抽出する画素を他の画素と区別可能な値で定められる。本実施形態において、所定の輝度値は、被検査物80および異物90を示す濃淡画像に対して二値化処理を行うことによって、異物90を示す画素の色を白色、被検査物80を示す画素の色を黒色として区別可能な値で定められる。 The predetermined luminance value is a threshold value for binarizing the grayscale image. The predetermined luminance value is determined by, for example, creating a histogram by calculating the number of pixels for each gradation of the luminance value in the shade image, and defining the pixels to be extracted from the created histogram with a value that can be distinguished from other pixels. Be done. In the present embodiment, the predetermined luminance value indicates the color of the pixel indicating the foreign matter 90 to be white and the object to be inspected 80 by performing binarization processing on the shade image showing the foreign matter 80 and the foreign matter 90. The color of the pixel is defined as black by a distinguishable value.

また、異物判定部40は、白黒画像で表示される画像の全範囲のうち、所定の範囲を検査範囲Rとして選択し、選択した検査範囲Rで示された画像において、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定可能に構成されている。このため、異物判定部40は、被検査物80および異物90を示す白黒画像の全範囲のうち、検査範囲Rの画像を構成する画素の中から、異物90を示す画素を抽出可能に構成されている。 Further, the foreign matter determination unit 40 selects a predetermined range as the inspection range R from the entire range of the image displayed as a black-and-white image, and in the image indicated by the selected inspection range R, the foreign matter with respect to the object to be inspected 80. It is configured so that the presence or absence of adhesion of 90 can be determined. Therefore, the foreign matter determination unit 40 is configured to be able to extract the pixel indicating the foreign matter 90 from the pixels constituting the image of the inspection range R from the entire range of the black-and-white image showing the foreign matter 80 and the foreign matter 90. ing.

検査範囲Rは、予め異物判定部40に検査対象として選択される画素で構成される画像の範囲であって、光検出部30が撮像する撮像範囲において、例えば、長方形や正方形等の四角形で囲まれた範囲で選択される。本実施形態において、検査範囲Rは、光検出部30が撮像する撮像範囲において、被検査物80を撮像した画像が検査範囲Rの中に配置されるように選択される。 The inspection range R is a range of an image composed of pixels selected in advance by the foreign matter determination unit 40 as an inspection target, and is surrounded by a quadrangle such as a rectangle or a square in the imaging range imaged by the light detection unit 30. It is selected in the range. In the present embodiment, the inspection range R is selected so that the image of the object to be inspected 80 is arranged in the inspection range R in the imaging range imaged by the photodetector 30.

異物判定部40は、表示部61が接続されており、光検出部30から受光した濃淡画像を表示部61に出力可能に構成されている。 The foreign matter determination unit 40 is connected to the display unit 61, and is configured to be able to output the shade image received from the light detection unit 30 to the display unit 61.

また、異物判定部40は、PLC62に接続されており、PLC62から送信される信号に基づいて、異物判定部40の動作が制御可能に構成されている。また、PLC62は、検査台60に接続されており、PLC62から出力する信号に基づいて、検査台60の位置を調整可能に構成されている。 Further, the foreign matter determination unit 40 is connected to the PLC 62, and the operation of the foreign matter determination unit 40 can be controlled based on the signal transmitted from the PLC 62. Further, the PLC 62 is connected to the inspection table 60, and the position of the inspection table 60 can be adjusted based on the signal output from the PLC 62.

外乱光抑制部50は、光検出部30に被検査物80および異物90から放射される蛍光以外の光である外乱光が入射することを抑制するための遮光カバーである。本実施形態において、外乱光抑制部50は、遮光性を有するポリカーボネートで角筒状の有底形状で形成され、外乱光抑制部50を取り付けるための支持部51に配置されている。外乱光抑制部50は、内部に、光発生部10と、フィルタ部20と、光検出部30が収容されており、外乱光抑制部50の開口部分の下側に被検査物80が配置される。 The disturbance light suppression unit 50 is a light-shielding cover for suppressing the incident of disturbance light, which is light other than fluorescence emitted from the object to be inspected 80 and the foreign matter 90, on the light detection unit 30. In the present embodiment, the disturbance light suppressing portion 50 is formed of a light-shielding polycarbonate in a square tubular bottomed shape, and is arranged on a support portion 51 for attaching the disturbance light suppressing portion 50. The ambient light suppression unit 50 houses a light generation unit 10, a filter unit 20, and a light detection unit 30 inside, and an object to be inspected 80 is arranged below the opening portion of the disturbance light suppression unit 50. To.

なお、外乱光抑制部50は、遮光性を有する部材であれば、ポリカーボネート以外の樹脂部材やステンレス、アルミなどの金属部材で構成されてもよい。また、外乱光抑制部50は、内部に被検査物80を収容可能に構成されていてもよく、この場合、開口部分を閉塞するための蓋が設けられていてもよい。 The ambient light suppression unit 50 may be made of a resin member other than polycarbonate or a metal member such as stainless steel or aluminum as long as it has a light-shielding property. Further, the ambient light suppression unit 50 may be configured to accommodate the object to be inspected 80 inside, and in this case, a lid for closing the opening portion may be provided.

続いて、異物検出装置1の動作について、図10に示すフローチャートを参照して説明する。異物検出装置1は、被検査物80が所定の検査位置に配置されるまで待機し、被検査物80が所定の検査位置に配置されると異物検出処理を開始する。また、異物検出装置1は、被検査物80に対する異物90の付着の判定が終了し、被検査物80が所定の検査位置から排出されると、異物検出処理を終了する。 Subsequently, the operation of the foreign matter detection device 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The foreign matter detection device 1 waits until the object to be inspected 80 is placed at a predetermined inspection position, and starts the foreign matter detection process when the object to be inspected 80 is placed at a predetermined inspection position. Further, the foreign matter detection device 1 ends the foreign matter detection process when the determination of the adhesion of the foreign matter 90 to the inspected object 80 is completed and the inspected object 80 is discharged from the predetermined inspection position.

なお、本実施形態の被検査物80であるコネクタ82およびブッシュ81は、1つの車両部品70に組み込まれており、所定の検査位置がそれぞれに定められている。このため、PLC62は、コネクタ82およびブッシュ81を検査する際に、コネクタ82またはブッシュ81のいずれかが光検出部30の撮像範囲に収まるように検査台60の位置を調整する。 The connector 82 and the bush 81, which are the objects to be inspected 80 of the present embodiment, are incorporated in one vehicle component 70, and predetermined inspection positions are defined for each. Therefore, when inspecting the connector 82 and the bush 81, the PLC 62 adjusts the position of the inspection table 60 so that either the connector 82 or the bush 81 is within the imaging range of the photodetector 30.

異物判定部40は、最初に、ステップS10にて、画像取込指示の信号がPLC62から入力されているか否かを判定する。画像取込み信号は、被検査物80が所定の検査位置に配置されると、PLC62から異物判定部40に送信される入力信号であって、異物検出処理の開始信号である。 The foreign matter determination unit 40 first determines in step S10 whether or not the image capture instruction signal is input from the PLC 62. The image capture signal is an input signal transmitted from the PLC 62 to the foreign matter determination unit 40 when the object to be inspected 80 is arranged at a predetermined inspection position, and is a start signal of the foreign matter detection process.

ステップS10の判定処理の結果、PLC62から画像取込信号が入力されていないと判定された場合、異物判定部40は、異物検出処理を開始せず、画像取込信号が入力されるまで、待機状態を維持する。一方、ステップS10の判定処理の結果、画像取込信号が入力されたと判定されると、ステップS11にて、異物判定部40は、光検出部30が撮像する濃淡画像を取り込む。 If it is determined as a result of the determination process in step S10 that the image capture signal has not been input from the PLC 62, the foreign matter determination unit 40 does not start the foreign matter detection process and waits until the image capture signal is input. Maintain the state. On the other hand, when it is determined that the image capture signal has been input as a result of the determination process in step S10, the foreign matter determination unit 40 captures the light and shade image captured by the light detection unit 30 in step S11.

異物判定部40は、光検出部30が撮像した濃淡画像を取り込み後、ステップS12にて、取込完了信号をPLC62へ出力し、濃淡画像が取り込みできたことをPLC62へ報知するとともに、取り込んだ濃淡画像を表示部61に出力する。なお、濃淡画像を受信した表示部61は、受信した濃淡画像を表示する。 After capturing the light and shade image captured by the light detection unit 30, the foreign matter determination unit 40 outputs a capture completion signal to the PLC 62 in step S12, notifies the PLC 62 that the light and shade image has been captured, and captures the image. The shading image is output to the display unit 61. The display unit 61 that has received the shade image displays the received shade image.

ここで、光検出部30が被検査物80および異物90を撮像した濃淡画像について、図11〜図14に示して説明する。図11は、光検出部30がコネクタ82を撮像した画像の模式図である。また、図12は、光検出部30がブッシュ81を撮像した画像の模式図である。 Here, the light and shade images obtained by the photodetector 30 capturing the object to be inspected 80 and the foreign matter 90 will be described with reference to FIGS. 11 to 14. FIG. 11 is a schematic view of an image obtained by the photodetector 30 capturing the connector 82. Further, FIG. 12 is a schematic view of an image obtained by the photodetector 30 capturing the bush 81.

また、図13は、光検出部30がブッシュ81を撮像した実際の画像の一例である。また、図14は、光検出部30の光検出面31にフィルタ部20を取り付けていない状態で、光検出部30がブッシュ81を撮像した実際の画像の一例である。 Further, FIG. 13 is an example of an actual image obtained by the photodetector 30 capturing the bush 81. Further, FIG. 14 is an example of an actual image in which the light detection unit 30 captures the bush 81 in a state where the filter unit 20 is not attached to the light detection surface 31 of the light detection unit 30.

なお、図の説明の便宜上、画像の模式図において、画素の濃淡をドット柄のハッチングを付して表示する。ハッチングのドット柄は、明るい色に比較して暗い色を密度の高いドットで表示し、画素が白色から黒色に向かって濃度が濃くなるにしたがい、ドットの密度が高くなるように付して表示する。 For convenience of explanation of the figure, in the schematic diagram of the image, the shading of the pixels is displayed with the hatching of the dot pattern. The hatched dot pattern displays dark colors with dense dots compared to bright colors, and attaches them so that the density of the dots increases as the pixel density increases from white to black. To do.

上述したように、コネクタ82の分光反射率は、光検出部30が検出可能な波長範囲において10%以下である。すなわち、光検出部30が検出可能な波長範囲におけるコネクタ82から放射される蛍光の光量は、励起光の光量に比較して著しく小さい。このため、コネクタ82に励起光が照射されてもコネクタ82が蛍光を殆ど放射しないので、光検出部30は、コネクタ82から放射される蛍光を殆ど受光することができない。この場合、図11に示すように、光検出部30は、コネクタ82を撮像した画素を黒色に類似する色で撮像する。 As described above, the spectral reflectance of the connector 82 is 10% or less in the wavelength range that can be detected by the photodetector 30. That is, the amount of fluorescence emitted from the connector 82 in the wavelength range that can be detected by the photodetector 30 is significantly smaller than the amount of excitation light. Therefore, even if the connector 82 is irradiated with the excitation light, the connector 82 hardly emits fluorescence, so that the light detection unit 30 can hardly receive the fluorescence emitted from the connector 82. In this case, as shown in FIG. 11, the photodetector 30 captures the pixel on which the connector 82 is imaged in a color similar to black.

また、エポキシ樹脂の分光反射率は、上述したように、波長が凡そ700nmより短い波長範囲で約5%であるが、700nm以上の波長範囲において、急激に大きくなり、波長が凡そ800nmで、最大値の約90%になる。このため、光検出部30が検出可能な波長範囲におけるエポキシ樹脂が放射する蛍光の光量は、コネクタ82から放射される蛍光の光量に比較して著しく大きくなる。 Further, as described above, the spectral reflectance of the epoxy resin is about 5% in the wavelength range shorter than about 700 nm, but suddenly increases in the wavelength range of 700 nm or more, and the maximum wavelength is about 800 nm. It will be about 90% of the value. Therefore, the amount of fluorescence emitted by the epoxy resin in the wavelength range that can be detected by the photodetector 30 is significantly larger than the amount of fluorescence emitted from the connector 82.

また、本実施形態において、フィルタ部20は、第1波長範囲内であるコネクタ82から放射される蛍光の波長を含む光であって、640nm以下の波長の光を遮断する。また、フィルタ部20は、第2波長範囲内であって、エポキシ樹脂から放射される蛍光の分光反射率が最大になる波長を含む640nmより長い波長の光を透過させる。 Further, in the present embodiment, the filter unit 20 blocks light having a wavelength of 640 nm or less, which is light including a fluorescence wavelength radiated from the connector 82 within the first wavelength range. Further, the filter unit 20 transmits light having a wavelength longer than 640 nm, which is within the second wavelength range and includes a wavelength at which the spectral reflectance of fluorescence emitted from the epoxy resin is maximized.

さらに、本実施形態における光検出部30は、可視光の波長範囲の光に加えて、近赤外光の波長範囲の光を検出できるため、エポキシ樹脂の分光反射率が最大になる凡そ800nmの波長の蛍光を検出することができる。このため、図11に示すように、光検出部30は、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂およびコネクタ82に付着した異物90であるエポキシ樹脂を撮像した画素をコネクタ82を撮像した画素に比較して明るい色で撮像することができる。 Further, since the light detection unit 30 in the present embodiment can detect light in the wavelength range of near infrared light in addition to light in the wavelength range of visible light, the spectral reflectance of the epoxy resin is maximized at about 800 nm. Wavelength fluorescence can be detected. Therefore, as shown in FIG. 11, the light detection unit 30 uses pixels that image the epoxy resin injected into the resin injection unit 72 and the epoxy resin that is the foreign matter 90 adhering to the connector 82 as the pixels that image the connector 82. It is possible to image in a relatively bright color.

なお、仮に光検出部30が従来技術のように、可視光の波長範囲の光を検出する場合、可視光の波長範囲におけるコネクタ82の分光反射率が10%以下のため、光検出部30は、コネクタ82から放射される蛍光を殆ど受光することができない。また、可視光の波長範囲におけるエポキシ樹脂の分光反射率が可視光の波長範囲の殆どにおいて約5%であるため、光検出部30は、エポキシ樹脂から放射される蛍光を殆ど受光することができない。 If the light detection unit 30 detects light in the visible light wavelength range as in the prior art, the light detection unit 30 has a spectral reflectance of 10% or less in the visible light wavelength range. , The fluorescence emitted from the connector 82 can hardly be received. Further, since the spectral reflectance of the epoxy resin in the wavelength range of visible light is about 5% in most of the wavelength range of visible light, the light detection unit 30 can hardly receive the fluorescence emitted from the epoxy resin. ..

このため、光検出部30は、コネクタ82およびコネクタ82に付着した異物90であるエポキシ樹脂を撮像した画素を、ともに黒色に類似する色で撮像する。したがって、コネクタ82に異物90であるエポキシ樹脂が付着しても、コネクタ82を撮像した画素とエポキシ樹脂を撮像した画素との間でコントラストの差が付け難い。 Therefore, the photodetector 30 captures the pixels obtained by imaging the connector 82 and the epoxy resin which is the foreign matter 90 adhering to the connector 82 in a color similar to black. Therefore, even if the epoxy resin, which is a foreign substance 90, adheres to the connector 82, it is difficult to make a difference in contrast between the pixel in which the connector 82 is imaged and the pixel in which the epoxy resin is imaged.

また、図12について説明すると、上述したように、ブッシュ81の分光反射率は、蛍光の波長が凡そ500nmの際に最大値となり、その値が約60%である。このため、ブッシュ81は、コネクタ82が放射する蛍光に比較して多くの光量を有する蛍光を放射する。 Further, with reference to FIG. 12, as described above, the spectral reflectance of the bush 81 reaches a maximum value when the wavelength of fluorescence is approximately 500 nm, and the value is about 60%. Therefore, the bush 81 emits fluorescence having a larger amount of light than the fluorescence emitted by the connector 82.

しかし、本実施形態において、フィルタ部20は、第1波長範囲の範囲内である640nm以下の波長の光を遮断する。すなわち、フィルタ部20は、ブッシュ81から放射される蛍光の分光反射率が最大になる波長の光を遮断する。このため、図12に示すように、光検出部30は、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂およびブッシュ81に付着した異物90であるエポキシ樹脂を撮像した画素をブッシュ81を撮像した画素に比較して明るい色で撮像することができる。 However, in the present embodiment, the filter unit 20 blocks light having a wavelength of 640 nm or less, which is within the range of the first wavelength range. That is, the filter unit 20 blocks light having a wavelength that maximizes the spectral reflectance of fluorescence emitted from the bush 81. Therefore, as shown in FIG. 12, the light detection unit 30 converts the pixels obtained by imaging the epoxy resin injected into the resin injection unit 72 and the epoxy resin which is the foreign matter 90 adhering to the bush 81 into the pixels obtained by imaging the bush 81. It is possible to image in a relatively bright color.

なお、仮に光検出部30の光検出面31にフィルタ部20が配置されていない場合、光検出部30は、ブッシュ81から放射される蛍光の分光反射率が最大になる波長を含む波長範囲の光を検出する。この場合、光検出部30は、光検出面31にフィルタ部20が配置されている場合に比較してブッシュ81から放射された蛍光の光量を多く検出する。このため、光検出部30は、ブッシュ81を撮像した画素をエポキシ樹脂を撮像した画素に類似する色で撮像する。 If the filter unit 20 is not arranged on the light detection surface 31 of the light detection unit 30, the light detection unit 30 has a wavelength range including a wavelength at which the spectral reflectance of fluorescence emitted from the bush 81 is maximized. Detect light. In this case, the photodetector 30 detects a larger amount of fluorescent light radiated from the bush 81 than when the filter unit 20 is arranged on the photodetection surface 31. Therefore, the photodetector 30 captures the pixel in which the bush 81 is imaged in a color similar to the pixel in which the epoxy resin is imaged.

図13および図14は、光検出部30がブッシュ81およびブッシュ81に付着したエポキシ樹脂を撮像した画像の一例である。なお、図14の画像は、光検出部30の光検出面31にフィルタ部20が配置されていない状態でブッシュ81およびブッシュ81に付着したエポキシ樹脂を撮像した画像の一例である。 13 and 14 are examples of images taken by the photodetector 30 of the bush 81 and the epoxy resin adhering to the bush 81. The image of FIG. 14 is an example of an image of the bush 81 and the epoxy resin adhering to the bush 81 in a state where the filter unit 20 is not arranged on the light detection surface 31 of the light detection unit 30.

図13の画像において、白く表示されている部分は、ブッシュ81の表面に付着したエポキシ樹脂を撮像した画素の部分である。図13に示す通り、光検出部30は、ブッシュ81に付着したエポキシ樹脂を撮像した画素をブッシュ81を撮像した画素に比較して明るい色で撮像することができる。これに対し、図14に示す通り、光検出部30の光検出面31にフィルタ部20が配置されていない場合、光検出部30は、ブッシュ81およびエポキシ樹脂を類似する色で撮像する。 In the image of FIG. 13, the portion displayed in white is the portion of the pixel in which the epoxy resin adhering to the surface of the bush 81 is imaged. As shown in FIG. 13, the photodetector 30 can image the pixels in which the epoxy resin attached to the bush 81 is imaged in a brighter color than the pixels in which the bush 81 is imaged. On the other hand, as shown in FIG. 14, when the filter unit 20 is not arranged on the light detection surface 31 of the light detection unit 30, the photodetection unit 30 images the bush 81 and the epoxy resin in similar colors.

続いて、ステップS13にて、異物判定部40は、光検出部30から受信した濃淡画像に対して二値化処理を行う。異物判定部40は、被検査物80および異物90が撮像された濃淡画像において、異物90であるエポキシ樹脂を示す画素を白色に変換し、その他の画素を黒色に変換する。 Subsequently, in step S13, the foreign matter determination unit 40 performs a binarization process on the shading image received from the light detection unit 30. The foreign matter determination unit 40 converts the pixels showing the epoxy resin, which is the foreign matter 90, into white, and the other pixels into black in the grayscale image in which the foreign matter 80 and the foreign matter 90 are captured.

具体的に、コネクタ82を撮像した画像を図15に示す。図15に示すように、異物判定部40は、撮像範囲内において、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂およびコネクタ82に付着したエポキシ樹脂を構成する画素を白色に変換し、その他の画素を黒色に変換する。また、ブッシュ81を撮像した画像を図16に示す。図16に示すように、異物判定部40は、エポキシ樹脂およびブッシュ81に付着したエポキシ樹脂を撮像した画素を白色に変換し、その他の画素を黒色に変換する。 Specifically, an image of the connector 82 is shown in FIG. As shown in FIG. 15, the foreign matter determination unit 40 converts the pixels constituting the epoxy resin injected into the resin injection unit 72 and the epoxy resin adhering to the connector 82 into white within the imaging range, and converts the other pixels into white. Convert to black. An image of the bush 81 is shown in FIG. As shown in FIG. 16, the foreign matter determination unit 40 converts the pixels obtained by imaging the epoxy resin and the epoxy resin adhering to the bush 81 to white, and the other pixels to black.

続いて、ステップS14にて、異物判定部40は、変換した白黒画像の全範囲の中から白色で表示された画素を抽出し、ステップS15にて、抽出した白色の画素の数を測定することで、光発生部10の動作確認を行う。 Subsequently, in step S14, the foreign matter determination unit 40 extracts the pixels displayed in white from the entire range of the converted black-and-white image, and in step S15, measures the number of the extracted white pixels. Then, the operation of the light generating unit 10 is confirmed.

仮に、光発生部10から励起光が照射されないと、光検出部30は、被検査物80および異物90から放射される蛍光を検出することができないため、撮像範囲の全てを黒色で表示する画像を異物判定部40に出力する。すると、異物判定部40は、撮像範囲の中から異物90であるエポキシ樹脂を示す画素を抽出できないため、被検査物80に異物90が付着していても、異物90の付着が無いと誤判定する虞がある。このため、異物判定部40は、被検査物80に対する異物90の付着の有無の判定を行う前に、光発生部10から励起光が照射されていることを確認することが望ましい。 If the light generating unit 10 does not irradiate the excitation light, the photodetecting unit 30 cannot detect the fluorescence emitted from the object to be inspected 80 and the foreign matter 90, so that the entire imaging range is displayed in black. Is output to the foreign matter determination unit 40. Then, since the foreign matter determination unit 40 cannot extract the pixel indicating the epoxy resin which is the foreign matter 90 from the imaging range, even if the foreign matter 90 is attached to the object to be inspected 80, it is erroneously determined that the foreign matter 90 is not attached. There is a risk of Therefore, it is desirable that the foreign matter determination unit 40 confirms that the excitation light is emitted from the light generation unit 10 before determining whether or not the foreign matter 90 adheres to the object to be inspected 80.

本実施形態において、検査台60の位置は、被検査物80を所定の検査位置に配置する際に、被検査物80に加えて、樹脂注入部72の一部が光検出部30の撮像範囲に含まれるように配置される。具体的には、異物検出装置1がコネクタ82に対する異物90の付着の有無を検査する場合、検査台60の位置は、コネクタ82および樹脂注入部72の一部が光検出部30の撮像範囲に含まれるように配置される。また、異物検出装置1がブッシュ81に対する異物90の付着の有無を検査する場合、検査台60は、ブッシュ81およびエポキシ樹脂の樹脂注入部72の一部が光検出部30の撮像範囲に含まれるように配置される。 In the present embodiment, the position of the inspection table 60 is such that when the object to be inspected 80 is placed at a predetermined inspection position, a part of the resin injection unit 72 in addition to the object to be inspected 80 is in the imaging range of the photodetection unit 30. Arranged to be included in. Specifically, when the foreign matter detection device 1 inspects the presence or absence of foreign matter 90 adhering to the connector 82, the position of the inspection table 60 is such that a part of the connector 82 and the resin injection unit 72 is within the imaging range of the light detection unit 30. Arranged to be included. Further, when the foreign matter detecting device 1 inspects the presence or absence of the foreign matter 90 adhering to the bush 81, the inspection table 60 includes a part of the bush 81 and the resin injection portion 72 of the epoxy resin in the imaging range of the light detecting portion 30. Arranged like this.

このため、光検出部30は、光発生部10が励起光を照射している場合、被検査物80にエポキシ樹脂が付着していない場合であっても、少なくとも、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂を撮像した画像を異物判定部40に出力することができる。したがって、異物判定部40は、光検出部30から受信する画像に基づいて、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂を撮像した画素を抽出することで、光発生部10の動作確認を行うことができる。 Therefore, the light detection unit 30 is injected into the resin injection unit 72 at least when the light generation unit 10 is irradiating the excitation light, even if the epoxy resin is not attached to the object to be inspected 80. The image obtained by capturing the image of the epoxy resin can be output to the foreign matter determination unit 40. Therefore, the foreign matter determination unit 40 confirms the operation of the light generation unit 10 by extracting the pixels obtained by imaging the epoxy resin injected into the resin injection unit 72 based on the image received from the light detection unit 30. Can be done.

具体的に、ステップS15にて、異物判定部40は、ステップS14にて抽出したエポキシ樹脂を撮像した白色の画素の数を測定し、エポキシ樹脂を撮像した画素の数が照明判定数以上であるか否かを判定する。 Specifically, in step S15, the foreign matter determination unit 40 measures the number of white pixels that image the epoxy resin extracted in step S14, and the number of pixels that image the epoxy resin is equal to or greater than the number of illumination determinations. Judge whether or not.

ステップS15の判定処理の結果、エポキシ樹脂を撮像した画素の数が照明判定数より少ない場合、異物判定部40は、光発生部10の動作不良と判定し、ステップS16にて、検査不良の信号をPLC62へ出力する。一方、ステップS15の判定処理の結果、エポキシ樹脂を撮像した画素の数が照明判定数以上の場合、異物判定部40は、光発生部10の動作を正常と判定する。 As a result of the determination process in step S15, when the number of pixels in which the epoxy resin is imaged is less than the number of illumination determinations, the foreign matter determination unit 40 determines that the light generation unit 10 is malfunctioning, and in step S16, a signal of inspection failure. Is output to the PLC62. On the other hand, as a result of the determination process in step S15, when the number of pixels in which the epoxy resin is imaged is equal to or greater than the number of illumination determinations, the foreign matter determination unit 40 determines that the operation of the light generation unit 10 is normal.

ここで、照明判定数は、予め異物判定部40に定められる値であって、被検査物80が所定の検査位置に配置された際に光検出部30が撮像する樹脂注入部72の画素の数に基づいて設定される。例えば、照明判定数は、光検出部30が撮像する撮像範囲内のうち、予測される樹脂注入部72を撮像する画素の数の最小数で設定される。なお、照明判定数は、被検査物80の検査位置や光検出部30の撮像範囲等によって、任意の値に変更可能に構成されている。 Here, the number of illumination determinations is a value predetermined in the foreign matter determination unit 40 in advance, and is the pixel of the resin injection unit 72 imaged by the light detection unit 30 when the object to be inspected 80 is arranged at a predetermined inspection position. Set based on the number. For example, the number of illumination determinations is set by the minimum number of pixels that image the predicted resin injection unit 72 within the imaging range imaged by the photodetector unit 30. The number of illumination determinations can be changed to an arbitrary value depending on the inspection position of the object to be inspected 80, the imaging range of the light detection unit 30, and the like.

続いて、ステップS17にて、異物判定部40は、ステップS13にて変換した白黒画像において、エポキシ樹脂を示す白色の画素を抽出する。ここで、異物判定部40が白黒画像の全範囲におけるエポキシ樹脂を抽出すると、異物90であるエポキシ樹脂だけでなく、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂も抽出するため、異物判定部40は、異物90だけを検出することができない。このため、異物判定部40は、光検出部30の撮像画像の範囲のうち、樹脂注入部72を撮像した部分が除かれた検査範囲Rの画像の中からエポキシ樹脂を示す画素のみを抽出する。 Subsequently, in step S17, the foreign matter determination unit 40 extracts white pixels indicating the epoxy resin from the black-and-white image converted in step S13. Here, when the foreign matter determination unit 40 extracts the epoxy resin in the entire range of the black and white image, not only the epoxy resin which is the foreign matter 90 but also the epoxy resin injected into the resin injection unit 72 is extracted, so that the foreign matter determination unit 40 extracts the epoxy resin. , Only the foreign matter 90 cannot be detected. Therefore, the foreign matter determination unit 40 extracts only the pixels showing the epoxy resin from the image of the inspection range R excluding the portion imaged by the resin injection unit 72 from the range of the image captured by the light detection unit 30. ..

本実施形態において、検査範囲Rは、被検査物80が所定の検査位置に配置された際に、被検査物80を撮像した画像が検査範囲Rの中に含まれ、樹脂注入部72を撮像した画像が検査範囲Rの中に含まれないように設定されている。 In the present embodiment, in the inspection range R, when the object to be inspected 80 is placed at a predetermined inspection position, an image of the object to be inspected 80 is included in the inspection range R, and the resin injection unit 72 is imaged. The image is set so as not to be included in the inspection range R.

例えば、コネクタ82を検査する場合、図15に示すように、検査範囲Rは、検査範囲Rの中に、コネクタ82を撮像した画像が含まれ、樹脂注入部72を撮像した画像が含まれない範囲であって、コネクタ82の撮像部分に比較して広い範囲で設定される。また、ブッシュ81を検査する場合、図16に示すように、検査範囲Rは、検査範囲Rの中に、ブッシュ81を撮像した画像が含まれ、樹脂注入部72を撮像した画像が含まれない範囲であって、ブッシュ81の撮像部分に比較して広い範囲で設定される。 For example, when inspecting the connector 82, as shown in FIG. 15, the inspection range R includes an image of the connector 82 and does not include an image of the resin injection portion 72. It is a range, and is set in a wide range as compared with the imaging portion of the connector 82. Further, when inspecting the bush 81, as shown in FIG. 16, the inspection range R includes an image of the bush 81 imaged and does not include an image of the resin injection portion 72 imaged in the inspection range R. It is a range, and is set in a wide range as compared with the imaging portion of the bush 81.

続いて、ステップS18にて、異物判定部40は、検査範囲Rの中から抽出したエポキシ樹脂を示す画素の数を測定することで、被検査物80に対する異物90の付着の有無を行う。具体的には、異物判定部40は、抽出したエポキシ樹脂を撮像した画素の数が異物判定数以上か否かを判定する。 Subsequently, in step S18, the foreign matter determination unit 40 measures the number of pixels indicating the epoxy resin extracted from the inspection range R to determine whether or not the foreign matter 90 is attached to the object to be inspected 80. Specifically, the foreign matter determination unit 40 determines whether or not the number of pixels in which the extracted epoxy resin is imaged is equal to or greater than the number of foreign matter determination.

ここで、異物判定数は、予め異物判定部40に定められる値であって、被検査物80に異物90が付着した際に、被検査物80が正常品として許容される許容範囲の上限値で設定される。すなわち、異物判定数は、被検査物80に異物90が付着した際に、被検査物80が正常品か不具合品かを判定する基準値として設定される。なお、異物判定数は、被検査物80によって、異なる値で設定されてもよい。 Here, the foreign matter determination number is a value predetermined in the foreign matter determination unit 40 in advance, and is an upper limit value of an allowable range in which the inspected object 80 is allowed as a normal product when the foreign matter 90 adheres to the inspected object 80. Set in. That is, the foreign matter determination number is set as a reference value for determining whether the inspected object 80 is a normal product or a defective product when the foreign matter 90 adheres to the inspected object 80. The number of foreign objects determined may be set to a different value depending on the object to be inspected 80.

ステップS18の判定処理の結果、検査範囲Rの画像におけるエポキシ樹脂を示す画素の数が異物判定数より多い場合、異物判定部40は、被検査物80に異物90が付着していると判定し、ステップS16にて、検査不良の信号をPLC62へ出力する。一方、ステップS18の判定処理の結果、検査範囲Rの画像におけるエポキシ樹脂を示す画素の数が異物判定数以下の場合、異物判定部40は、被検査物80に対する異物90の付着が無い判定し、ステップS19にて、検査正常完了の信号をPLC62へ出力する。 As a result of the determination process in step S18, when the number of pixels indicating the epoxy resin in the image of the inspection range R is larger than the number of foreign matter determination, the foreign matter determination unit 40 determines that the foreign matter 90 is attached to the object 80 to be inspected. , In step S16, the inspection failure signal is output to the PLC 62. On the other hand, as a result of the determination process in step S18, when the number of pixels indicating the epoxy resin in the image of the inspection range R is equal to or less than the number of foreign matter determination, the foreign matter determination unit 40 determines that the foreign matter 90 does not adhere to the inspected object 80. , In step S19, a signal of normal inspection completion is output to the PLC 62.

PLC62は、検査不良の信号または検査正常完了の信号を受信すると、検査台60を移動させ、被検査物80を所定の検査位置から排出する。 Upon receiving the inspection failure signal or the inspection normal completion signal, the PLC 62 moves the inspection table 60 and discharges the inspection object 80 from the predetermined inspection position.

以上説明した本実施形態の異物検出装置1によれば、異物90から放射された蛍光の光量が被検査物80から放射された蛍光の光量に比較して大きくなる波長を有する光がフィルタ部20を透過し易くなる。このため、光検出部30は、被検査物80から放射された蛍光に比較して異物90から放射された蛍光を検出し易くなる。 According to the foreign matter detection device 1 of the present embodiment described above, the filter unit 20 emits light having a wavelength at which the amount of fluorescence emitted from the foreign matter 90 is larger than the amount of fluorescence emitted from the object 80 to be inspected. Is easy to see through. Therefore, the photodetector 30 can easily detect the fluorescence emitted from the foreign matter 90 as compared with the fluorescence emitted from the object 80 to be inspected.

ここで、物質に励起光が照射されることによって物質から放射される蛍光の光量は、励起光の光量が一定の場合、物質の表面色によらず、物質の特性により定まる。このため、光検出部30は、被検査物80および異物90の表面色によらず、異物90から放射された蛍光を検出することができる。 Here, the amount of fluorescence emitted from a substance by irradiating the substance with excitation light is determined by the characteristics of the substance regardless of the surface color of the substance when the amount of excitation light is constant. Therefore, the photodetector 30 can detect the fluorescence emitted from the foreign matter 90 regardless of the surface colors of the foreign matter 80 and the foreign matter 90.

したがって、異物検出装置1は、被検査物80および異物90の表面色に関わらず、光検出部30が検出した検出信号に基づいて、被検査物80に付着した異物90を検出することができる。 Therefore, the foreign matter detecting device 1 can detect the foreign matter 90 adhering to the inspected object 80 based on the detection signal detected by the light detection unit 30 regardless of the surface colors of the inspected object 80 and the foreign matter 90. ..

また、光発生部10が可視光の波長範囲外の波長範囲の光(例えば、赤外光等)を照射する場合、ユーザは、肉眼で励起光を確認することができないので、光発生部10が励起光を照射しているかどうかの動作確認を行うことができない。また、光発生部10が一般的な可視光の波長範囲より短い波長範囲の光(例えば、紫外光)を照射する場合、肉眼で励起光を確認できないことに加えて、異物検出装置1は、ユーザに励起光が照射されることを抑制するための対策が必要になる。 Further, when the light generating unit 10 irradiates light in a wavelength range outside the visible light wavelength range (for example, infrared light), the user cannot confirm the excitation light with the naked eye, and thus the light generating unit 10 It is not possible to confirm the operation of whether or not is irradiating the excitation light. Further, when the light generating unit 10 irradiates light in a wavelength range shorter than the wavelength range of general visible light (for example, ultraviolet light), in addition to being unable to confirm the excitation light with the naked eye, the foreign matter detecting device 1 may be used. It is necessary to take measures to prevent the user from being irradiated with the excitation light.

これに対し、異物検出装置1は、可視光の波長範囲の励起光を照射する光発生部10を採用しているので、ユーザが光発生部10から照射する光を肉眼で確認することができる。さらに、異物検出装置1は、ユーザに励起光が照射されることを抑制するための対策が不要になる。 On the other hand, since the foreign matter detecting device 1 employs a light generating unit 10 that irradiates excitation light in the wavelength range of visible light, the user can visually confirm the light emitted from the light generating unit 10. .. Further, the foreign matter detection device 1 does not require any measures for suppressing the user from being irradiated with the excitation light.

ところで、物質に励起光が照射されることによって当該物質から放射される蛍光は、励起光が有する光エネルギが大きいほど、蛍光の光エネルギが大きくなる。このため、被検査物80および異物90から放射される蛍光の光エネルギは、光発生部10が照射する励起光の光エネルギが大きいほど大きくなる。そして、被検査物80および異物90から放射される蛍光は、被検査物80および異物90から放射される励起光の光エネルギが大きいほど光量が大きくなる。 By the way, in the fluorescence emitted from a substance by irradiating the substance with excitation light, the larger the optical energy of the excitation light, the greater the fluorescence optical energy. Therefore, the light energy of fluorescence emitted from the object to be inspected 80 and the foreign matter 90 increases as the light energy of the excitation light emitted by the light generating unit 10 increases. The amount of fluorescence emitted from the inspected object 80 and the foreign matter 90 increases as the light energy of the excitation light radiated from the inspected object 80 and the foreign matter 90 increases.

異物検出装置1は、異物90から放射される蛍光の光量が大きくなるほど、光検出部30が異物90から放射された蛍光を安定して検出することができるので、より大きい光エネルギを有する励起光を照射可能な光発生部10を採用することが望ましい。なお、励起光が有する光エネルギEは、下記数式によってプランク定数h、光速c、光の波長λに基づいて定義されるものであり、励起光の波長が短いほど光エネルギが大きくなる。
E=h×c/λ
The foreign matter detection device 1 can stably detect the fluorescence radiated from the foreign matter 90 as the amount of fluorescence emitted from the foreign matter 90 increases, so that the excitation light having a larger light energy can be detected. It is desirable to employ a light generating unit 10 capable of irradiating. The optical energy E possessed by the excitation light is defined based on Planck's constant h, the light velocity c, and the wavelength λ of the light by the following mathematical formula, and the shorter the wavelength of the excitation light, the larger the optical energy.
E = h × c / λ

これに対し、異物検出装置1は、可視光の波長範囲のうち、波長中間値に比較して可視光の波長範囲の下限値に近い波長である405nmの励起光を照射可能な光発生部10が採用されている。このため、異物90から放射される蛍光の光エネルギは、光発生部10が波長中間値より長い波長の励起光を照射することで異物90から放射される蛍光の光エネルギに比較して大きくなり、光検出部30が異物90から放射する蛍光を安定して検出できる。したがって、異物検出装置1は、光発生部10が波長中間値より長い波長の励起光を照射することで異物90から放射される蛍光を検出する場合に比較して、被検査物80に付着した異物90を安定して検出することができる。 On the other hand, the foreign matter detection device 1 can irradiate the excitation light of 405 nm, which is a wavelength closer to the lower limit of the visible light wavelength range than the intermediate wavelength value, in the visible light wavelength range 10. Has been adopted. Therefore, the fluorescent light energy radiated from the foreign matter 90 becomes larger than the fluorescent light energy radiated from the foreign matter 90 when the light generating unit 10 irradiates the excitation light having a wavelength longer than the intermediate wavelength value. , The light detection unit 30 can stably detect the fluorescence emitted from the foreign matter 90. Therefore, the foreign matter detecting device 1 adheres to the object to be inspected 80 as compared with the case where the light generating unit 10 detects the fluorescence emitted from the foreign matter 90 by irradiating the excitation light having a wavelength longer than the intermediate wavelength value. Foreign matter 90 can be detected stably.

また、異物検出装置1は、画像を構成する画素のうち、異物90を示す画素の数が異物判定数以上の場合に異物90が付着していると判定することができる。このため、異物検出装置1は、例えば、被検査物80に異物90が付着していても、異物90を示す画素の数が許容範囲内の場合、被検査物80を正常判定するなど、異物90の画素の数に基づいて、被検査物80に対する異物90の付着の判定を行うことができる。 Further, the foreign matter detection device 1 can determine that the foreign matter 90 is attached when the number of pixels indicating the foreign matter 90 among the pixels constituting the image is equal to or greater than the number of foreign matter determination. Therefore, for example, even if the foreign matter 90 is attached to the foreign matter 80, the foreign matter detecting device 1 normally determines the foreign matter 80 when the number of pixels indicating the foreign matter 90 is within the permissible range. Based on the number of pixels of 90, it is possible to determine the adhesion of the foreign matter 90 to the object to be inspected 80.

また、異物検出装置1は、異物90を示す画素の数に基づいて、被検査物80に対する異物90の付着の有無の判定を行うことができるので、定量的に被検査物80に対する異物90の付着の有無の判定を行うことができる。 Further, since the foreign matter detecting device 1 can determine the presence or absence of the foreign matter 90 adhering to the inspected object 80 based on the number of pixels indicating the foreign matter 90, the foreign matter 90 is quantitatively attached to the inspected object 80. It is possible to determine the presence or absence of adhesion.

ところで、太陽や照明等の光である外乱光に異物90から放射される蛍光の波長範囲が含まれる場合、光検出部30の光検出面31に外乱光が入射すると、異物判定部40は、外乱光の検出信号を異物90から放射された蛍光として判定する虞がある。 By the way, when the disturbance light which is the light of the sun or illumination includes the wavelength range of fluorescence emitted from the foreign matter 90, when the disturbance light is incident on the light detection surface 31 of the light detection unit 30, the foreign matter determination unit 40 causes the foreign matter determination unit 40 to enter. There is a possibility that the detection signal of the ambient light is determined as the fluorescence emitted from the foreign matter 90.

これに対し、異物検出装置1は、外乱光抑制部50を備えているので、光検出部30の光検出面31に外乱光を入射することを抑制することができる。このため、異物検出装置1は、外乱光抑制部50を備えていない場合に比較して、異物判定部40が被検査物80に対する異物90の付着の誤判定をすることを抑制することができる。 On the other hand, since the foreign matter detecting device 1 includes the disturbance light suppressing unit 50, it is possible to suppress the incident of the disturbance light on the light detection surface 31 of the light detection unit 30. Therefore, the foreign matter detecting device 1 can prevent the foreign matter determining unit 40 from erroneously determining the adhesion of the foreign matter 90 to the object to be inspected 80, as compared with the case where the foreign matter detecting unit 50 is not provided. ..

(他の実施形態)
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
Although the typical embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified as follows, for example.

上述の実施形態では、異物検出装置1が、PBT樹脂で形成されたコネクタ82の外壁部および鋼板で形成されたブッシュ81の表面に付着したエポキシ樹脂を異物90として検出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、上述の実施形態における異物検出装置1は、被検査物80を樹脂注入部72として、樹脂注入部72に注入されたエポキシ樹脂の表面に付着した金属粉や毛髪等も検出できる。 In the above-described embodiment, an example in which the foreign matter detecting device 1 detects the epoxy resin adhering to the outer wall portion of the connector 82 made of PBT resin and the surface of the bush 81 made of steel plate as the foreign matter 90 has been described. Not limited to this. For example, the foreign matter detecting device 1 in the above-described embodiment can detect metal powder, hair, and the like adhering to the surface of the epoxy resin injected into the resin injection unit 72 by using the object 80 to be inspected as the resin injection unit 72.

このように、異物検出装置1は、被検査物80に付着した被検査物80と異なる材質で構成されている様々な異物90を検出することができる。この場合、異物検出装置1は、被検査物80および異物90の分光反射率に応じて、適正な励起光を照射可能な光発生部10と、適正な波長範囲の光を透過させるフィルタ部20と、フィルタ部20を透過した光を検出可能な光検出部30を採用することができる。 In this way, the foreign matter detecting device 1 can detect various foreign matters 90 made of a material different from that of the inspected object 80 adhering to the inspected object 80. In this case, the foreign matter detection device 1 includes a light generation unit 10 capable of irradiating an appropriate excitation light according to the spectral reflectance of the object 80 and the foreign matter 90, and a filter unit 20 that transmits light in an appropriate wavelength range. And, the light detection unit 30 capable of detecting the light transmitted through the filter unit 20 can be adopted.

また、上述の実施形態では、光検出部30が撮像素子および撮像部を有するCCDカメラで構成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、光検出部30は、光電子増倍管等で構成されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the photodetector 30 is composed of an image sensor and a CCD camera having an image sensor has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the photodetector 30 may be composed of a photomultiplier tube or the like.

また、上述の実施形態では、光発生部10が可視光の波長範囲の励起光を照射する例について説明したが、これに限定されない。異物検出装置1は、可視光の波長範囲より短い波長範囲を有する励起光や可視光の波長範囲より長い波長範囲を有する励起光を照射可能な光発生部10が採用されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the light generating unit 10 irradiates excitation light in the wavelength range of visible light has been described, but the present invention is not limited to this. The foreign matter detection device 1 may employ a light generation unit 10 capable of irradiating excitation light having a wavelength range shorter than the wavelength range of visible light or excitation light having a wavelength range longer than the wavelength range of visible light.

また、上述の実施形態では、光発生部10が可視光の波長範囲のうち、波長が405nmである励起光を照射可能な例について説明したが、これに限定されない。異物検出装置1は、可視光の波長範囲のうち、可視光の波長中間値より短い範囲において、405nmより短い波長の励起光や405nmより長い波長の励起光を照射可能な光発生部10が採用されていてもよい。また、異物検出装置1は、可視光の波長範囲のうち、可視光の波長中間値より長い波長の励起光を照射可能な光発生部10が採用されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the light generating unit 10 can irradiate excitation light having a wavelength of 405 nm within the wavelength range of visible light has been described, but the present invention is not limited to this. The foreign matter detection device 1 employs a light generator 10 capable of irradiating excitation light having a wavelength shorter than 405 nm or excitation light having a wavelength longer than 405 nm in a range shorter than the intermediate wavelength value of visible light in the wavelength range of visible light. It may have been. Further, the foreign matter detection device 1 may employ a light generation unit 10 capable of irradiating excitation light having a wavelength longer than the wavelength intermediate value of visible light within the wavelength range of visible light.

また、上述の実施形態では、異物判定部40が、光検出部30が撮像した画像を構成する画素のうち、異物90を示す画素の数に基づいて、被検査物80に対する異物90の付着の有無の判定を行う例について説明したが、これに限定されない。例えば、異物判定部40は、光検出部30が撮像した画像から異物90の表面積を算出し、異物90の表面積に基づいて、被検査物80に対する異物90の付着の有無の判定を行ってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the foreign matter determination unit 40 attaches the foreign matter 90 to the object to be inspected 80 based on the number of pixels indicating the foreign matter 90 among the pixels constituting the image captured by the light detection unit 30. An example of determining the presence or absence has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the foreign matter determination unit 40 may calculate the surface area of the foreign matter 90 from the image captured by the light detection unit 30 and determine whether or not the foreign matter 90 adheres to the object to be inspected 80 based on the surface area of the foreign matter 90. Good.

また、上述の実施形態では、異物判定部40が、濃淡画像に対して二値化処理を行い、二値化処理後の画像から異物90を示す画素を抽出することで、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定する例について説明したが、これに限定されない。 Further, in the above-described embodiment, the foreign matter determination unit 40 performs a binarization process on the shading image and extracts pixels indicating the foreign matter 90 from the image after the binarization process to obtain the object 80. An example of determining the presence or absence of adhesion of the foreign matter 90 has been described, but the present invention is not limited to this.

例えば、異物判定部40は、光検出部30が撮像した画像の中から、基準となる画像に類似する画像を検出するパターンマッチング処理を行うことで、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定可能に構成されていてもよい。また、異物判定部40は、光検出部30が撮像した被検査物80の画像と予め光検出部30が撮像した正常品の画像とを比較し、画像の差分を検出することで、被検査物80に対する異物90の付着の有無を判定可能に構成されていてもよい。 For example, the foreign matter determination unit 40 performs pattern matching processing to detect an image similar to the reference image from the images captured by the light detection unit 30, and thus whether or not the foreign matter 90 adheres to the object to be inspected 80. May be configured to be determinable. Further, the foreign matter determination unit 40 compares the image of the object to be inspected 80 captured by the light detection unit 30 with the image of the normal product captured by the light detection unit 30 in advance, and detects the difference between the images to be inspected. It may be configured so that it can be determined whether or not the foreign matter 90 is attached to the object 80.

また、上述の実施形態では、異物検出装置1が外乱光抑制部50を備えている例について説明したが、これに限定されない。例えば、異物検出装置1は、外乱光抑制部50を備えていない構成であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the foreign matter detecting device 1 includes the disturbance light suppressing unit 50 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the foreign matter detection device 1 may be configured not to include the ambient light suppression unit 50.

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Needless to say, in the above-described embodiment, the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle.

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。 In the above-described embodiment, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of the components of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that it is particularly essential, and in principle, it is clearly limited to a specific number. Except as the case, it is not limited to the specific number.

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。 In the above-described embodiment, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape, positional relationship, etc., unless otherwise specified or limited in principle to a specific shape, positional relationship, etc. Not limited to, etc.

(まとめ)
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、被検査物に付着した異物を検出する異物検出装置は、被検査物および異物に対して所定の波長範囲の光である励起光を照射することで、被検査物および異物から励起光と異なる波長範囲の光である蛍光を放射させる光発生部と、被検査物および異物から放射された蛍光を入射させ、予め定められる光の波長範囲である第1波長範囲の蛍光を遮断し、第1波長範囲と異なる第2波長範囲の蛍光を透過させるフィルタ部と、フィルタ部を透過した光を検出する光検出部と、光検出部が検出した検出信号に基づいて、被検査物に対する異物の付着の有無を判定する異物判定部とを備えている。フィルタ部に入射する蛍光の波長範囲のうち、異物から放射された蛍光の光量が被検査物から放射された蛍光の光量に比較して基準量以上大きくなる波長範囲を特定範囲としたとき、第1波長範囲は、フィルタ部に入射する蛍光の波長範囲のうち、特定範囲を除く波長範囲の少なくとも一部が含まれており、第2波長範囲は、特定範囲の少なくとも一部が含まれている。
(Summary)
According to the first aspect shown in part or all of the above-described embodiment, the foreign matter detecting device for detecting the foreign matter adhering to the inspected object is light in a predetermined wavelength range with respect to the inspected object and the foreign matter. By irradiating the excitation light, the light generating part that emits fluorescence that is light in a wavelength range different from the excitation light from the object to be inspected and the foreign matter, and the fluorescence emitted from the object to be inspected and the foreign matter are incident in advance. A filter unit that blocks fluorescence in the first wavelength range, which is a defined wavelength range of light, and transmits fluorescence in a second wavelength range different from the first wavelength range, and a light detection unit that detects light transmitted through the filter unit. It is provided with a foreign matter determination unit for determining the presence or absence of foreign matter adhering to the object to be inspected based on the detection signal detected by the optical detection unit. Of the wavelength range of fluorescence incident on the filter unit, when the wavelength range in which the amount of fluorescence emitted from a foreign substance is larger than the reference amount compared to the amount of fluorescence emitted from the object to be inspected is set as the specific range. The first wavelength range includes at least a part of the wavelength range of fluorescence incident on the filter unit excluding the specific range, and the second wavelength range includes at least a part of the specific range. ..

第2の観点によれば、光発生部は、可視光の波長範囲の励起光を照射する。 According to the second aspect, the light generating unit irradiates the excitation light in the wavelength range of visible light.

これによると、ユーザは、光発生部から照射する光を肉眼で確認することができる。また、異物検出装置は、ユーザに励起光が照射されることを抑制するための対策が不要になる。 According to this, the user can visually confirm the light emitted from the light generating portion. In addition, the foreign matter detection device does not require any measures for suppressing the user from being irradiated with the excitation light.

第3の観点によれば、光発生部は、可視光の波長範囲の下限値と可視光の波長範囲の上限値との中間の波長を可視光の波長中間値とした場合、波長中間値に比較して可視光の波長範囲の下限値に近い波長範囲の励起光を照射する。 According to the third viewpoint, the light generating unit sets the wavelength intermediate value between the lower limit value of the visible light wavelength range and the upper limit value of the visible light wavelength range as the wavelength intermediate value of visible light. In comparison, excitation light in a wavelength range close to the lower limit of the visible light wavelength range is irradiated.

これによると、異物検出装置は、波長中間値より長い波長の励起光に比較して光エネルギが大きい励起光を照射可能な光発生部が採用されているので、光検出部が異物から放射される蛍光を安定して検出することができる。したがって、異物検出装置は、光発生部が波長中間値より長い波長の励起光を照射することで異物から放射される蛍光を検出する場合に比較して、被検査物に付着した異物を安定して検出することができる。 According to this, since the foreign matter detection device employs a light generation unit capable of irradiating excitation light having a larger optical energy than excitation light having a wavelength longer than the intermediate wavelength value, the light detection unit is radiated from the foreign matter. Fluorescence can be detected stably. Therefore, the foreign matter detecting device stabilizes the foreign matter adhering to the object to be inspected as compared with the case where the light generating part irradiates the excitation light having a wavelength longer than the intermediate wavelength value to detect the fluorescence emitted from the foreign matter. Can be detected.

第4の観点によれば、光検出部は、検出した光を電気信号に変換することで被検査物および異物を撮像し、撮像した画像を異物判定部に出力可能に構成されている。異物判定部は、光検出部で撮像された画像を構成する画素のうち、異物を示す画素を抽出し、異物を示す画素の数に基づいて、被検査物に対する異物の付着の有無を判定する。 According to the fourth aspect, the photodetector is configured to capture the object to be inspected and the foreign matter by converting the detected light into an electric signal, and to output the captured image to the foreign matter determination unit. The foreign matter determination unit extracts pixels indicating foreign matter from the pixels constituting the image captured by the photodetector, and determines whether or not foreign matter adheres to the object to be inspected based on the number of pixels indicating foreign matter. ..

これによると、異物検出装置は、例えば、被検査物に異物が付着していても、異物を示す画素の数が許容範囲内の場合、被検査物を正常判定するなど、予め定められる異物判定数に応じて、被検査物に対する異物の付着の有無の判定を行うことができる。 According to this, the foreign matter detection device determines a predetermined foreign matter, for example, even if foreign matter adheres to the object to be inspected, if the number of pixels indicating the foreign matter is within the permissible range, the foreign matter to be inspected is normally determined. Depending on the number, it is possible to determine whether or not foreign matter is attached to the object to be inspected.

また、異物検出装置は、異物を示す画素の数に基づいて、被検査物に対する異物の付着の有無の判定を行うことができるので、定量的に被検査物に対する異物の付着の有無の判定を行うことができる。 Further, since the foreign matter detecting device can determine the presence or absence of foreign matter adhering to the object to be inspected based on the number of pixels indicating the foreign matter, it is possible to quantitatively determine the presence or absence of foreign matter adhering to the inspected object. It can be carried out.

第5の観点によれば、異物検出装置は、被検査物および異物から放射される蛍光以外の光が光検出部に入射することを抑制する外乱光抑制部を備えている
これによると、異物検出装置は、光検出部の光検出面に外乱光が入射することを抑制することができるので、外乱光抑制部を備えていない場合に比較して、異物判定部が被検査物に対する異物の付着の誤判定をすることを抑制することができる。
According to the fifth aspect, the foreign matter detecting device includes a disturbance light suppressing part that suppresses light other than fluorescence emitted from the object to be inspected and the foreign matter from entering the light detecting part. According to this, the foreign matter is prevented. Since the detection device can suppress the incident of ambient light on the light detection surface of the light detection unit, the foreign matter determination unit is a foreign matter on the object to be inspected as compared with the case where the disturbance light suppression unit is not provided. It is possible to suppress erroneous determination of adhesion.

10 光発生部
20 フィルタ部
30 光検出部
40 異物判定部
10 Light generator 20 Filter unit 30 Photodetector 40 Foreign matter judgment unit

Claims (5)

被検査物(80)に付着した異物(90)を検出する異物検出装置であって、
前記被検査物および前記異物に対して所定の波長範囲の光である励起光を照射することで、前記被検査物および前記異物から前記励起光と異なる波長範囲の光である蛍光を放射させる光発生部(10)と、
前記被検査物および前記異物から放射された前記蛍光を入射させ、予め定められる光の波長範囲である第1波長範囲の前記蛍光を遮断し、前記第1波長範囲と異なる第2波長範囲の前記蛍光を透過させるフィルタ部(20)と、
前記フィルタ部を透過した光を検出する光検出部(30)と、
前記光検出部が検出した検出信号に基づいて、前記被検査物に対する前記異物の付着の有無を判定する異物判定部(40)とを備え、
前記フィルタ部に入射する前記蛍光の波長範囲のうち、前記異物から放射された前記蛍光の光量が前記被検査物から放射された前記蛍光の光量に比較して基準量以上大きくなる波長範囲を特定範囲としたとき、
前記第1波長範囲は、前記フィルタ部に入射する前記蛍光の波長範囲のうち、前記特定範囲を除く波長範囲の少なくとも一部が含まれており、
前記第2波長範囲は、前記特定範囲の少なくとも一部が含まれている異物検出装置。
A foreign matter detection device that detects foreign matter (90) adhering to the object to be inspected (80).
By irradiating the object to be inspected and the foreign substance with excitation light having a predetermined wavelength range, the object to be inspected and the foreign substance emit fluorescence having a wavelength range different from the excitation light. Generating part (10) and
The fluorescence emitted from the object to be inspected and the foreign matter is incident, the fluorescence in the first wavelength range which is a predetermined wavelength range of light is blocked, and the fluorescence in a second wavelength range different from the first wavelength range is blocked. The filter unit (20) that transmits fluorescence and
A photodetector (30) that detects the light transmitted through the filter unit and
A foreign matter determination unit (40) for determining the presence or absence of the foreign matter adhering to the object to be inspected based on the detection signal detected by the light detection unit is provided.
Among the wavelength ranges of the fluorescence incident on the filter unit, a wavelength range in which the amount of the fluorescence emitted from the foreign substance is larger than the reference amount is specified as compared with the amount of the fluorescence emitted from the object to be inspected. When it is in the range
The first wavelength range includes at least a part of the wavelength range of the fluorescence incident on the filter unit, excluding the specific range.
The second wavelength range is a foreign matter detection device that includes at least a part of the specific range.
前記光発生部は、可視光の波長範囲の前記励起光を照射する請求項1に記載の異物検出装置。 The foreign matter detecting device according to claim 1, wherein the light generating unit irradiates the excitation light in the wavelength range of visible light. 前記光発生部は、可視光の波長範囲の下限値と可視光の波長範囲の上限値との中間の波長を可視光の波長中間値とした場合、前記波長中間値に比較して可視光の波長範囲の下限値に近い波長範囲の前記励起光を照射する請求項2に記載の異物検出装置。 When the wavelength intermediate between the lower limit value of the wavelength range of visible light and the upper limit value of the wavelength range of visible light is set as the wavelength intermediate value of visible light, the light generating unit of visible light is compared with the wavelength intermediate value. The foreign matter detection device according to claim 2, wherein the excitation light in a wavelength range close to the lower limit of the wavelength range is irradiated. 前記光検出部は、検出した光を電気信号に変換することで前記被検査物および前記異物を撮像し、撮像した画像を前記異物判定部に出力可能に構成されており、
前記異物判定部は、前記光検出部で撮像された前記画像を構成する画素のうち、前記異物を示す画素を抽出し、前記異物を示す画素の数に基づいて、前記被検査物に対する前記異物の付着の有無を判定する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異物検出装置。
The photodetector is configured to capture the object to be inspected and the foreign matter by converting the detected light into an electric signal, and to output the captured image to the foreign matter determination unit.
The foreign matter determination unit extracts pixels indicating the foreign matter from the pixels constituting the image captured by the light detection unit, and based on the number of pixels indicating the foreign matter, the foreign matter with respect to the object to be inspected. The foreign matter detecting device according to any one of claims 1 to 3, which determines the presence or absence of adhesion of the foreign matter.
前記被検査物および前記異物から放射される前記蛍光以外の光が前記光検出部に入射することを抑制する外乱光抑制部(50)を備えている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の異物検出装置。 In any one of claims 1 to 4, the disturbance light suppressing unit (50) for suppressing the light other than the fluorescence emitted from the object to be inspected and the foreign matter from entering the photodetecting unit is provided. The foreign matter detection device described.
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