JP4953913B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

搬送されるワークの外観を検査する外観検査装置に関する。

従来より、錠剤や薬用カプセルなどのワークの外観検査装置が知られており、このような検査装置ではワークを搬送しながらカメラ撮影し、得られた撮影映像からワークの検査が行われている。

例えば、特許文献１では、無端ベルトに穴を開け、この穴から吸引することによって、ワークをベルト上に吸い付けて搬送し、搬送状態のワークを撮影する装置が開示されている。また、特許文献２には、２つの平行移動するベルトによって、ワークを支持することが示されている。そして、これら特許文献１，２においては、１つの搬送系における搬送中において、ワークの１面を撮影し、その後別の搬送系でワークの他面を露出させて搬送し、その際にワークの他面を撮影している。

さらに、特許文献３では、断面円形のベルトを用いてワークを搬送することが示されている。この特許文献３では、搬送中のワークを上方および下方から撮影することでワークの両面の検査を行っている。また、特許文献４には、リンゴなどのワークについての多方面からの画像を１つのカメラによって得る装置が記載されている。

特許第３７９６２８９号公報 特許第３１５４２１８号公報 特公平５−６５４０５号公報 特公平７−９９３２６号公報

従来の装置によって、錠剤等のワークを搬送することが可能であり、また搬送中のワークの両面を撮影することができる。しかし、より適切な検査を行うためには、各種の撮影がより効果的に行われることが望まれている。

本発明は、ベルト上を搬送されるワークの外観を検査する外観検査装置であって、搬送中のワークを上方と、進行方向斜め前方の２方向および斜め後方の２方向の４側方との合計５方向からの画像を撮影する撮影手段と、を含み、前記撮影手段は、１つのラインセンサを含み、前記５方向のうちの少なくとも４側方からの画像は光学系を利用して屈曲させ、５方向の画像を前記１つのラインセンサ上の異なる位置にそれぞれ結像させて５つの画像を得る。

そして、本発明では、前記ベルトを有する第１コンベアの他に、前記ワークの前記撮影手段で撮影される時に上方を向いている側を吸い付けて搬送する第２コンベアを設け、この第２コンベア上のワークを上方と、進行方向斜め前方の２方向斜め後方の２方向の４側方の合計５方向からの画像を撮影する別の撮影手段を設け、２つの撮影手段における４側方同士が進行方向に対し互いにずれていることが好適である。また、前記ベルトは、帯状の第１走行ベルトと、前記第１走行ベルトに対し所定間隔をおき平行して走行する帯状の第２走行ベルトを含み、第１および第２走行ベルトの対向する側部には、上方に突出する壁状凸部がそれぞれ設けられ、これら２つの壁状凸部の上にワークを支持し、第１および第２走行ベルト間の間隙から空気を吸引することによって外観検査対象となるワークを前記第１および第２走行ベルトの壁状凸部に吸い付けながら搬送する。

また、前記第１および第２走行ベルトは、１つの吸引ドラムに掛け回されて、進行方向が反転され、前記吸引ドラム周面には、前記第１および第２走行ベルトの間隙に向いたスリットが設けられ、このスリットを介する吸引力によってワークが第１および第２走行ベルトに吸い付けられた状態で、吸引ドラムに沿って上方から下方に移動することが好適である。

また、前記吸引ドラムは回転可能であり、吸引ドラムの内部には、前記スリットに向けた開口を有する非回転の吸引ノズルが設けられ、この吸引ノズルからの吸引力でワークを前記第１および第２走行ベルトに吸い付け、前記吸引ドラム内の吸引ノズルを前記第１および第２走行ベルトが巻回される部位に限定することが好適である。

また、前記吸引ドラムに隣接して、前記第１および第２走行ベルトの間隙を介しワークを吸引する吸引ボックスが設けられ、この吸引ボックスによって、前記第１および第２走行ベルトがその下側にワークを吸い付けて移動し、前記第１および第２走行ベルトがその下側にワークを吸い付けて移動する領域の下方に平行して走行する前記第２コンベアの２つのベルトが設けられ、ワークはこの第２のコンベアの２つのベルトに上に受け渡されることが好適である。

また、前記第２コンベアの２つのベルトの下側には、別の吸引ボックスが配置されており、この吸引ボックスからの吸引力によってワークが別の２つのベルトに吸引され、前記第１コンベアの前記第１および第２の走行ベルトの上側に位置する吸引ボックスと、前記第２コンベアの別の２つのベルトの下側に位置する吸引ボックスはそれぞれ複数の部屋に分割されており、第１コンベアの吸引ボックスの吸引力が徐々に小さくなり、第２コンベアの吸引ボックスの吸引力が徐々に大きくなることでワークの受け渡しが行われることが好適である。

また、４つのワークの側方の画像を得る各光路は、少なくとも１つの上下方向の光路を構成するプリズムを含み、１つのワークの上方の画像を得る光路は、ワークの上方において水平方向に光を往復させるＺ型のプリズムを含み、５つの光路長を合致させてカメラに入力させ、搬送されるワークについての５つの画像を得ることが好適である。

また、前記カメラは、前記ワーク上方に配置され、側方の面像についての４つの光路は、光学素子によって上方のカメラに向けて方向変換してカメラに向かい、上方の面像についての１つの光路は前記Ｚ型のプリズムから上方のカメラに向けて進むことが好適である。

また、側方の面像についての４つの光路のうち２つは、１つの光学素子の斜面の高さの異なる位置に入射し、ここで反射されることによって、カメラの異なる位置に入射され、側方の面像についての４つの光路のうち他の２つは、他の１つの光学素子の斜面の高さの異なる位置に入射し、ここで反射されることによって、カメラの異なる位置に入射されることが好適である。

このように、本発明によれば、２つのベルトの壁状凸部によってワークを支持して搬送するため、ワークの撮影などが容易な搬送が行える。また、搬送されているワークについての５つの画像をプリズムを用いて１つのカメラによって得る場合には、比較的簡単な構成で検査が行える。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

「全体構成」
図１は、検査装置の全体構成を示す図である。検査対象であるワーク（この例では錠剤）は、ホッパー等から整列供給部１０に供給される。錠剤は、中央部分が膨らんだ円盤状である。通常直径５〜１２ｍｍ、厚み２〜８ｍｍ程度のものである。この整列供給部１０は、その出口においてガイド板や整列用溝により、ワークを１列に整列させる構造になっており、１列に並んだワークが先頭のものから順次コンベア１２に送り出される。重力によってワークが押し出されるようにしてもよいが、単位時間当たりの送出量を多くするため、バイブレータ、ベルト、回転盤などを用い、ワークの送出量を規制してもよい。

この整列供給部１０から送出されたワークは、コンベア１２上に供給される。このコンベア１２は、プーリ１４，１６および吸引ドラム１８に掛け回された無端ベルトであり、プーリ１４，１６、吸引ドラム１８の中の１つ以上を回転駆動することによって移動される。この例では、図における上部右にプーリ１４、左に吸引ドラム１８、中央下にプーリ１６が配置されている。吸引ドラム１８がプーリ１４，１６に比べ大径であり、コンベア１２は、プーリ１４から左方向に伸びて吸引ドラム１８に至り、吸引ドラム１８の略半分に巻回され反転されて右方向にプーリ１６にまで至り、プーリ１６の下側に少しの距離だけ接触して向きが斜め上方に変更されて、プーリ１４に至る。なお、コンベア１２の詳細な構成については後述する。

コンベア１２の上方走行部分（プーリ１４と吸引ドラム１８との間の部分）の下方、および吸引ドラム１８に近い下方走行部分の上方には、吸引ボックス２０が配置されており、この吸引ボックス２０内は、真空ポンプなどで吸気されて減圧状態になっている。そして、吸引ボックス２０のコンベア１２の裏面に近接する部分には、スリット状の開口が設けられており、この開口を介し空気が吸引ボックス２０内に吸引され、コンベア１２にもスリットが設けられていることで、ワークがコンベア１２のスリットに吸い付けられる。

コンベア１２に吸引ドラム１８のまわりに半周ほど巻き付けられて、走行方向が反転されるが、この吸引ドラム１８もその内部が減圧されるとともに、コンベア１２の裏面に近接する場所にスリットが設けられている。従って、ワークがコンベア１２に吸い付けられた状態で、コンベア１２は吸引ドラム１８の回転につれて走行する。

吸引ドラム１８から離れて水平方向に走行するコンベア１２の下方走行部分には、上述したように吸引ボックス２０の一部が近接配置されている。従って、この部分においても、コンベア１２はその下面にワークを吸引したまま走行する。そして、コンベア１２がプーリ１６に至る前に吸引ボックス２０はなくなる。吸引ボックス２０の内部はいくつかの部屋に分割されており、各部屋の吸引圧が個別に変えられる構造となっている。コンベア１２にて吸引されたワークはドラム１８の下部を通過後、いくつかに分割された部屋を持つ吸引ボックス２０を通過するが、各部屋の吸引圧が徐々に低下するように設定されている。

コンベア１２の下方走行部分の下方には、水平方向に配置されたプーリ２２，２４に巻回されたコンベア２６が配置されている。プーリ２２は、吸引ドラム１８の下方に位置しているが、プーリ２４は、プーリ１４より図における右側の位置まで伸びて配置され、上部が図における右方向に走行し、下部で左方向に走行する。また、このコンベア２６の上方走行部分の下方には、吸引ボックス２８が設けられており、ここから空気を吸引している。そして、コンベア２６は、スリットを有しており、また吸引ボックス２８もそれに対応したスリットを有している。吸引ボックス２８の内部も吸引ボックス２０と同様にいくつかの部屋に分割されており、各部位の吸引圧が部屋別に変えられる構造になっている。分割された各部屋はプーリ２２側から徐々に強くなるように調整されている。従って、コンベア１２にて吸引されたワークはドラム１８の下部を通過後、いくつかに分割された部屋を持つ吸引ボックス２０を通過するが、各部屋の吸引圧が徐々に低下し、一方、吸引ボックス２８の分割された各部屋はプーリ２２側から徐々に強くなるため、プーリ１６を通過するまでにコンベア１２からコンベア２６に受け渡されてコンベア２６の右方向に搬送される。

ワークはプーリ２４の手前まで吸引され搬送される。プーリ２４付近には選別機構２９がある。選別機構２９は、撮影装置４０，撮影装置５０内のカメラ４４、カメラ５４の画像を画像処理することにより得られた判定結果に基づき作動しワークを選別する。

選別機構２９の後には選別羽根３２が設けられており、ワークについての判定が行えていない場合には、未判定ボックス３１にワークを導入し、不良品と判定された場合には不良品ボックス３０に収容するように、選別羽根３２が制御される。

また、コンベア１２の上方走行部における吸引ドラム１８に至る手前の部分のコンベア上方には、撮影装置４０が設けられている。この撮影装置４０は、プリズムなどの光学系４２と、カメラ４４から構成されており、ワークの第１面側の画像を得る。さらに、コンベア２６のプーリ２４に至る手前の走行部分の上方には、撮影装置５０が設けられている。この撮影装置５０も、プリズムなどの光学系５２と、カメラ５４から構成されており、ワークの第２面側の画像を得る。そして、これらカメラ５４によって得た画像について画像処理を行い、良品か、不良品かの判定を行い、その結果に応じて選別機構２９が制御される。

このようなシステムにおける、コンベア１２の構成について、図２、３に基づいて説明する。図２は、コンベア１２，２６の断面図、図３は一部の斜視図を示している。このように、コンベア１２，２６は、一対の独立したベルト６０，６２から構成されており、ベルト６０，６２は、所定間隔をおいて平行に配置される。また、ベルト６０，６２は、平板状の部分Ａとそこから上方に突出した凸部Ｂとからなっており、両ベルト６０，６２の対向する側に凸部Ｂが位置している。すなわち、両ベルト６０，６２は、ともに帯状の無端ベルトで、一方の側部が畝状に高くなった凸部（凸条）Ｂを有し、その凸条Ｂ同士が所定の間隔をおいて対向している。また、凸条Ｂの上端部分は、面取りされ、断面が半球状になっている。

ベルト６０，６２の裏面側は、ベルトを横断する方向の溝が一定間隔で形成され、裏面側が長手方向において定期的に凸凹を繰り返す形状になっている。そして、プーリ１４，１６，２２，２４，および吸引ドラム１８の表面には、ベルト６０，６２の裏面の凸凹に合致する凹凸が形成されており、従ってコンベア１２，２６は、進行方向において滑りがなく、ベルト６０，６２は同一速度で進行するタイミングベルトになる。なお、プーリ１４，１６，２２，２４，および吸引ドラム１８の全てに凹凸を形成する必要はなく、一部のみでもよい。

また、図４に示すように、ベルト６０，６２は、対向する側面である凸条Ｂの下方部分が切り欠きＣが形成されている。一方、プーリ１４，１６，２２，２４，および吸引ドラム１８には、この切り欠きＣに対応した凸条を有しているとともに、またベルト６０，６２の反対側の側部に対応した凸部も形成されている。いいかえれば、プーリ１４，１６，２２，２４，および吸引ドラム１８には、ベルト６０，６２の形状に合致した凹部が形成されており、ベルト６０，６２がこの凹部に収まることで、ベルト６０，６２の横方向（進行方向に直角な方向）の移動が規制されるようになっている。切り欠きＣを設け、ここに凸条を位置させることによって、凸条がスリット側に出っ張ることを防止でき、凸部Ｂ間のスリットを近づけて配置することが可能となっている。

このようなベルト６０，６２を用いることで、一対の凸条Ｂが所定間隔をおいて平行して走行する。そして、一対の凸条の上にワークが供給される。一対の凸条Ｂの間隙は吸引ボックスや吸引ドラムによって吸引されているため、ワークが一対の凸条Ｂ上に吸引されて走行することになる。

ここで、ワークは、図２に示すように、周辺が薄く中央部分が厚い円盤状であり、上述のような面取りされた凸条によって適切に保持される。

図５には、吸引ドラム１８の構成例が示されている。この例では、吸引ドラム１８の内部に吸引ノズル７０ａ，７０ｂを配置している。この吸引ノズル７０ａ，７０ｂは、吸引ドラム１８の周面の内側に設けられ、吸引ドラム１８のスリットに対応したスリットをその外周面に有している。特に、この実施例では、吸引ドラム１８はその左側の半周において、ワークをコンベア１２に吸引する。従って、吸引ノズル７０，７０ｂは、その吸引が必要な部分のみに設けてあり、全体として２００°程度の範囲のみのドーナツ状の形状となっている。また、吸引ノズル７０ａ，７０ｂは、別々の部屋になっている。

また、図６には、断面構造が示されている。このように、吸引ノズル７０ａ，７０ｂは、吸引ドラム１８の周壁の内側にその外周面が近接して設けられている。吸引ドラム１８は回転し、吸引ノズル７０ａ，７０ｂは固定であるため、両者の対応面同士は離れている。しかし、吸引ノズル７０ａ，７０ｂは、なるべくコンベア１２を介し空気を吸引したいため、両面間をなるべく気密にシールしたいという要求がある。そこで、オイルシールなど各種のシール手段を設けることが好適である。

吸引ノズル７０ａ，７０ｂの内側には、２つの吸引バルブ７２ａ，７２ｂが中心側から接続されており、この吸引バルブ７２ａ，７２ｂの他端は、吸引ドラム１８の中心付近から外部に導出され、吸引ボックス２８と同様に真空ポンプなどの減圧源に接続されている。

なお、吸引ドラム１８のスリットは、全周に設けられており、適当数の接続ポスト７４を吸引ドラム１８のスリットを挟む一対の壁間に配置して、補強している。

このように、吸引ノズル７０ａ，７０ｂを設けることで、吸引ドラム１８内の必要な部分のみから吸引でき、吸引ドラム１８内の全部を吸引する場合に比較して、効率的な吸引が行える。

図７には、吸引ドラム１８の他の構成例が示されている。この例では、吸引ドラム１８の内部は１つの空間であり、この内部空間全体から空気を吸引する。吸引ドラム１８の中心部に固定された回転軸を吸引パイプ７２として外部に引き出している。そして、この吸引パイプ７２が、ロータリジョイントを介して、真空ポンプなどに接続される。なお、図５における吸引ノズル７０ａ，７０ｂに対する接続も同様の構成を採ることが可能である。

そして、この例においては、コンベア１２が巻き付けられていない、ワークの搬送に利用されない部分については、吸引ドラム１８のスリットに対しシート材７６を挿入して、スリットを塞いでいる。これによって、不要なスリットからの吸引によって吸引効率が低下することを防止できる。なお、シート材７６としては、テフロン（登録商標）などのプラスチックシートが好適である。

「光学系」
次に、第１および撮影装置４０，５０について説明する。撮影装置４０，５０は、ほぼ同一の構成を有しており、以下の説明は両装置に共通のものである。

図８には、撮影装置の機能構成図が示してある。実際には、１つのワークについて、前方右左、後方右左の側方の４方向からと、上方からの１方向を合わせて５方向から撮影する。図６は、ワークが矢印方向に移動するとしてワーク進路の右後方（ワークの進行方向に対し右方向を０度として、−４５度の方向）の光路を示している。

撮影対象であるワークに向けて第１プリズム１０２の下部が配置されている。第１プリズム１０２は、−４５度方向であって、水平方向に対し約１０度〜１５度上方に向かった方向の光を受け入れる。そして、第１プリズム１０２は、垂直方向に配置され縦方向に長いプリズムであって、入射光は、第１プリズム１０２に進入し、後方の斜め部分で上方に向けて反射され、上部後方の斜め部分において、ワークの上方（中央）部分に向けて水平方向に反射され、第１プリズム１０２から出射される。

第１プリズム１０２から１３５度方向に出射された光は、ワークの上方（中央）との中途部に位置された第２ミラー１０４に入射され、ここで方向が４５度方向に変換されて第３ミラー１０６に入射される。第２ミラー１０４は、若干上向きであり、光は若干上方に向けて出射される。第３ミラー１０６は、ワークの上方であって、進行方向に対し直角となるワークの横（右）方向（０度方向）に位置しており、進行方向に対し２２．５度左（１１２．５度）の方向の反射面を有している。そして、この第３ミラー１０６によって、ワークの上方（中央）方向（１８０度方向）に向けて反射される。この第３ミラー１０６は若干上方に向けて光を射出するように設定されている。

ワークの上方には、第４プリズム１０８が配置されており、右方向から入射してくる光を上方に向けて反射する。この第４プリズム１０８の上方には、カメラが設けられており、第４プリズム１０８からの光がカメラ１１０に入射する。

ここで、図８においては、１方向からの撮影についてのみ示した。実際には、５方向からワークを撮影する。右側方と、左側方は、対象な構成である。一方、進行方向前側と後側は、第４プリズム１０８については共用する。また、第３ミラー１０６については、図８に示すように上下方向に積層した形で配置される。すなわち、４５度方向に配置した第１プリズムから出射された光は第２ミラー１０４によって第３ミラー１０６方向に反射されるが、この際に光路が若干上向きに調整され、上側の第３ミラー１０６を介し、第４プリズム１０８の傾斜面の若干上の部分に入射される。従って、カメラ１１０においては、前方からの画像が後方からの画像の右側に位置することになる。このように、この例では、上側の第３ミラー１０６は、後方用ミラーであり、下側の第３ミラー１０６は、前方用ミラーである。そして、それぞれの光路は第４プリズム１０８の反射面（斜面）の上下の異なった位置に入射する。なお、上側の第３ミラー１０６を前方用、下側の第３ミラー１０６を後方用としてもよい。

第４プリズム１０８は、中央部分が開口しており、下方からの光はそのままカメラ１１０に入射する。従って、上方からの画像が中央部に位置する。また、左側の画像も同様にカメラ１１０に入射するため、上面画像の左隣に左後方からの画像、一番左に左前方からの画像が位置することになる。なお、カメラ１１０は、ラインセンサであり、ワークの搬送に伴い、ワークの画像を順次取り込む。

図９は、ワークの側面像を得る４つの光路について説明している。第１プリズム１０２は、ワークから側方であって、１５度上方に向く光を受け入れ垂直上方に変換して、水平方向に出射する。第２，３ミラー１０４，１０６によって中央方向に向けられ、これが第４プリズム１０８によって、上方のカメラ１１０に入射される。

図１０には、ワークの上面像を得る光路について示してある。上面像は、まっすぐ上方から撮影すればそれで得られるのであるが、カメラ１１０において、上面像がカメラ１１０内部のラインセンサ上で側面像の結像位置と異なった位置に、側面像と同じ結像距離で結像するためには、上面像の光路長と側面像の光路長を同一にする必要がある。そこで、Ｚ型プリズム１１２を設け、ワークから上方に向かう光を右方向に曲げた後、上方、左方向、上方、右方向、上方というように順次方向を変換し、光学的に側面の光路長と同一の光路長となるようにして、上方へ出射する。この際、光路長算出において空気中とガラスの屈折率の差によるガラス内部の光路長の伸びを考慮する必要がある。これによって、側面像を得る光路と、光路長が同一に調整されてカメラ１１０に入射される。

図１１には、第４プリズム１０８の構成例が示されている。図１１（Ａ）は、図８に示した第４プリズム１０８の１つの実施例であり、三角プリズムを２個組み合わせた構造で、上面の光路は２つの三角プリズムの間を通りカメラ１１０に至る。また、図１１（Ｂ）は、第４プリズムの別な実施例であり、台形プリズムを使用している。上面の光路は台形プリズムの底面に直角に入射し、プリズム内部のガラス層を通過後、上面より直角に出射し、カメラ１１０に至る。なお、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）において、上面光路の光路長を計算する場合に、図１１（Ｂ）においては、ガラス内部を通過するので空気層を通過する図１１（Ａ）の場合と比べ光路長が異なるので、Ｚ型プリズム内の光路長を変更する必要がある。

図１２には、４つの側面像と、１つの上面像がカメラ１１０において、結像する様子が示されている。このように、５つの像が１つのカメラ１１０の異なる位置に結像し、５つの画像が同時に得られる。

また、カメラ１１０によって得られた画像は、画像処理に供されるが、この際５つの像はそれぞれ分離されて処理される。図１３には、５つの画像がカメラ１１０のラインセンサに結像されワークの移動とともに、順次撮影された状態が示されている。５つの画像のラインセンサ上の結像位置は光学的に予め決められている。５つの像の境界部分は隣接する画像の干渉などにより、画像処理に不適切なため、所定の大きさを除去する。これらにより、同一のラインセンサ上に結像された画像が隣接する画像の干渉を受けず、独立した画像として分離される。

異物付着などの欠陥がワーク表裏面と側面の境界角付近に存在したり、繊維、毛髪類がワークの周面より飛び出した場合において、表面または裏面、側面などの１つの面を対象にした画像では、表裏面と側面の境界付近の欠陥が観察し難く十分な画像が得られない。本実施例では、ワークの上面から撮影した画像と側面全周を４方向から撮影し、かつ４つの側面画像は、上面と側面の境界付近が十分観察できる斜め上方より斜視して撮影している。

そして、撮影した５つの画像より、上面像ではカメラ面に面した上部表面の欠陥検査が行われ、４つの側面像では上面と側面の境界、側面の欠陥検査が行われ、側面の欠陥および境界付近の欠陥および境界付近の周面より飛び出た繊維や毛髪などが確実に検出される。特に、コンベア１２，２６の凸条の上にワークが乗せられているため、ベルト面に近い側面も高精度に検査できる。

さらに、ワークを反転した後も、ワークの反対面に対し同様の処理がなされ、１つのワークについて合計１０個の画像から高精度の欠陥検査が行われる。

図１４，１５には、第１および撮影装置４０，５０によるワークを撮影する際の側面像の撮影方向について記載してある。上述の例では、進行方向に対し、４５度ずれた方向であって、９０度おきの４方向から撮影しており、この方向が実線の矢印で示してある。この配置によれば、撮影装置４０および撮影装置５０において、同一の４方向からワークが撮影される。なお、撮影装置４０で撮影した後、ワークは反転されて撮影装置５０によって撮影されるが、側面については同一方向からの撮影になる。一方、図１４、図１５の例では、撮影装置４０と撮影装置５０とで、４５度ずれた方向からの撮影が行われる。

これについて、進行方向に対し、直行する方向であって、右方向を０度として角度を表せば、上述の例では、第１および撮影装置４０，５０の両方において、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の４方向から撮影するが、図１４の例では、撮影装置４０において、６７．５度、１５７．５度、２４７．５度、３３７．５度の４方向、撮影装置５０においては、２２．５度、１１２．５度、２０２．５度、２９２．５度の４方向から撮影する。また、図１５の例では、撮影装置４０において、６７．５度、１１２．５度、２４７．５度、２９２．５度の４方向、撮影装置５０において、２２．５度、１５７．５度、２０２．５度、３３７．５度の４方向から撮影する。

また、撮影の正面と奥行き方向の面では、光路長が異なるため、結像位置が異なり、一般的にいずれか一方に焦点を合わせると他方の面の画像がボケる（不鮮明となる）。また、正面と奥行きの中間位置に焦点を合わせる方法もあるが、いずれの場合も画像のボケは生じる。

このように、図１４，図１５の例では、撮影装置４０と撮影装置５０とで、ワークを撮影する方向が異なっている。錠剤のような円形のワークの側面を撮影する場合、撮影の正面となる位置では面の奥行き方向の変化が少なく解像度が高いが、側方に位置する部位では、奥行き方向の面に対する撮影になるため解像度が相対的に低くなる。本実施形態によれば、撮影の正面に当たる位置を撮影装置４０と撮影装置５０とで異ならせることで、ワークの側面全周についての解像度を高くすることができる。同様に、光路長差による正面像と奥行き方向の面の画像との不鮮明な位置も、撮影装置４０と撮影装置５０とで撮影する方向を変えることで、撮影装置４０で不鮮明な位置が撮影装置５０では鮮明となる。なお、撮影角度は、上述の例に限定されるものではなく、各種の変更が可能である。

ここで、本実施形態では、上述のように、コンベア１２，２６について、２つのベルトで構成するが、これらをタイミングベルトで構成している。従って、２つのベルトの間の走行スピードについてのずれがなく、これによってワークの姿勢が変化することが防止されている。そこで、上述のようにワーク側面の撮影位置を適切に変更することができる。

さらに、本実施形態では、撮影装置４０，撮影装置５０において撮影されるワークは凸条によって支持されており、側面の下の方まで照明が可能である。そこで、１回の撮影において、ワークの下面と側面の境界の部分まで比較的解像度の高い撮影が行える。そこで、撮影装置４０または撮影装置５０の一方について、側面の撮影箇所を減らしたり、省略することも可能である。例えば、撮影装置５０は、上面のみの撮影とすることによって、撮影装置５０のプリズムなどの光学系を省略でき、簡単な構成にすることができる。なお、この場合、側面の撮影について、斜め上方からの撮影とはせずに、ワークの側方からの撮影とすることが好適である。

「他の実施形態」
図１６には、他の実施形態の全体構成が示されている。この実施形態では、ホッパーなどから整列供給部１０に送られたワークは、ここで１列に整列され、規制ガイドなどを通過して、下方のコンベア２６上に１つずつ間欠的に供給される。コンベア２６は、水平方向に離間して配置された２つのプーリ２２，２４に巻回されており、図における左側でワークを受け取り、ワークを載せて右側へ輸送する。

コンベア２６の左側上方には、搬送中のワークの上面を撮影する撮影装置５０が設けられている。また、コンベア２６の上側移動部分の下側には、吸引ボックス２８が設けられ、ワークをコンベア２６の上面に吸い付けている。

コンベア２６の右側の上納には、コンベア１２が配置されている。このコンベア１２は、プーリ１４，１６および吸引ドラム１８に掛け回された無端ベルトであり、プーリ１４，１６、吸引ドラム１８の中の１つ以上を回転駆動することによって移動される。

この例では、図における上部左にプーリ１４、右に吸引ドラム１８、中央下にプーリ１６が配置されている。吸引ドラム１８がプーリ１４，１６に比べ大径であり、コンベア１２は、プーリ１６の下部から吸引ドラム１８へ至り、吸引ドラム１８略半分に巻回されから右方向に伸びてプーリ１４に至り、プーリ１４の周囲を１／３程度まわり、プーリ１６に至る。

コンベア１２の上方走行部分（プーリ１４と吸引ドラム１８との間の部分）の下方、および吸引ドラム１８に近い下方走行部分の上方には、吸引ボックス２０が配置されている。また、この吸引ドラム１８もその内部が減圧されるとともに、コンベア１２の裏面に近接する場所にスリットが設けられており、ワークがコンベア１２に吸い付けられた状態で、コンベア１２は吸引ドラム１８の回転につれて走行する。

コンベア１２の下方走行部分には、上述したように吸引ボックス２０の一部が近接配置されている。また、この部分は、コンベア２６の上面に対応するとともに、近接配置されている。そして、コンベア２６におけるワークの吸引力は、右方向に移動するにつれて徐々に弱くなり、吸引ボックス２８がなくなる部分では吸引力はなくなる。

一方、コンベア１２の下側走行部分は、吸引ボックス２０によりワークのコンベア１２の吸引力が右方向に移動するにつれて徐々に大きくなっており、吸引ドラム１８も十分亜吸引力を持っている。

従って、コンベア１２に下面が吸引されて移動していたワークは、コンベア２６の吸引力によって上面が吸引され、コンベア２６に受け渡されることになる。なお、上述した吸引力の変更は、上述の実施形態と同様に、吸引ボックス２８、２０の内部を複数の部屋に分割して部屋毎に吸引力を設定することで達成される。

このようにして、コンベア１２に受け渡されたワークは吸引ドラム１８の外周を回ってプーリ１４へ向けて上部を左方向に走行する。このコンベア１２の上部走行部分の上方には、撮影装置４０が設けられており、ワークの上面が撮影される。なお、このワークは、コンベア１２からコンベア２６に受け渡された段階で、吸い付けられる面が反対側になっているため，撮影装置４０では撮影装置５０で撮影されて面と反対側の面が撮影される。

コンベア１２の上部走行部分のプーリ１４に近い部分には、選別装置２９が設けられており、不良品・未判定のワークについては、コンベア１２上から除去して不良品ボックス３０または未判定ボックス３１に導入される。例えば、選別装置２９は、不良品および未判定品についてコンベア１２の側方に排出すればよい。一方、良品はそのままコンベア１２上を進み、良品回収シュート５５によって良品として回収される。

なお、撮影装置４０，５０の構成や、その判定および判定結果による選別機構２９の制御コンベア２６，１２の具体的構成などは、上述の実施形態と同様である。

このように、本実施形態によれば、下方に位置しているコンベア２６から上方に位置しているコンベア１２にワークを受け渡す。従って、受け渡しはワークに働く重力と反対方向の移動で行われる。従って、このワークの受け渡しは、コンベア１２側の吸引力だけを利用して行われ、確実な受け渡しが行われる。重力の影響でワークの移動スピードが速くなりすぎ、受取側のコンベア上でバウンドするなどの問題を解消することができ、受け渡しについての機構が比較的簡単に構成できる。

検査装置の全体構成を示す図である。 コンベアの構成を示す図である。 コンベアを構成する１つのベルトの構成を示す図である。 ベルトの支持状態を示す図である。 吸引ドラムの構成を示す図である。 吸引ドラムの断面を示す図である。 吸引ドラムの他の例を示す図である。 側面像の光路を説明する図である。 側面像の光路を示す図である。 上面像の光路を示す図である。 第４プリズムの構成例を示す図である。 各像の結像状態を示す図である。 各像の処理を示す図である。 ワーク側面の撮影方向の一例を説明する図である。 ワーク側面の撮影方向の他の例を説明する図である。 他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０ 整列供給部、１２，２６ コンベア、１４，１６，２２，２４ プーリ、１８ 吸引ドラム、２０，２８ 吸引ボックス、２９ 選別機構、３０ 不良ボックス、３１ 未判定ボックス、３２ 選別羽根、４０，５０ 撮影装置、４２、５２ 光学系、４４，５４ カメラ、６０，６２ ベルト、７０ａ，７０ｂ 吸引ノズル、７２ａ，７２ｂ 吸引パイプ、７４ 接続ポスト、７６ シート材、１０２ 第１プリズム、１０４ 第２ミラー、１０６ 第３ミラー、１０８ 第４プリズム、１１０ カメラ、１１２ Ｚ型プリズム。

Claims (9)

1. ベルト上を搬送されるワークの外観を検査する外観検査装置であって、
   搬送中のワークを上方と、進行方向斜め前方の２方向および斜め後方の２方向の４側方との合計５方向からの画像を撮影する撮影手段と、
   を含み、
   前記撮影手段は、１つのラインセンサを含み、前記５方向のうちの少なくとも４側方からの画像は光学系を利用して屈曲させ、５方向の画像を前記１つのラインセンサ上の異なる位置にそれぞれ結像させて５つの画像を得るとともに、
   前記ベルトを有する第１コンベアの他に、前記ワークの前記撮影手段で撮影される時に上方を向いている側を吸い付けて搬送する第２コンベアを設け、この第２コンベア上のワークを上方と、進行方向斜め前方の２方向斜め後方の２方向の４側方の合計５方向からの画像を撮影する別の撮影手段を設け、
   ２つの撮影手段における４側方同士が進行方向に対し互いにずれていることを特徴とする外観検査装置。
2. 請求項１に記載の外観検査装置において、
   前記ベルトは、
   帯状の第１走行ベルトと、前記第１走行ベルトに対し所定間隔をおき平行して走行する帯状の第２走行ベルトを含み、
   第１および第２走行ベルトの対向する側部には、上方に突出する壁状凸部がそれぞれ設けられ、これら２つの壁状凸部の上にワークを支持し、第１および第２走行ベルト間の間隙から空気を吸引することによって外観検査対象となるワークを前記第１および第２走行ベルトの壁状凸部に吸い付けながら搬送することを特徴とする外観検査装置。
3. 請求項２に記載の外観検査装置において、
   前記第１および第２走行ベルトは、１つの吸引ドラムに掛け回されて、進行方向が反転され、
   前記吸引ドラム周面には、前記第１および第２走行ベルトの間隙に向いたスリットが設けられ、このスリットを介する吸引力によってワークが第１および第２走行ベルトに吸い付けられた状態で、吸引ドラムに沿って上方から下方に移動することを特徴とする外観検査装置。
4. 請求項３に記載の外観検査装置において、
   前記吸引ドラムは回転可能であり、吸引ドラムの内部には、前記スリットに向けた開口を有する非回転の吸引ノズルが設けられ、この吸引ノズルからの吸引力でワークを前記第１および第２走行ベルトに吸い付け、
   前記吸引ドラム内の吸引ノズルを前記第１および第２走行ベルトが巻回される部位に限定することを特徴とする外観検査装置。
5. 請求項４に記載の外観検査装置において、
   前記吸引ドラムに隣接して、前記第１および第２走行ベルトの間隙を介しワークを吸引する吸引ボックスが設けられ、この吸引ボックスによって、前記第１および第２走行ベルトがその下側にワークを吸い付けて移動し、
   前記第１および第２走行ベルトがその下側にワークを吸い付けて移動する領域の下方に平行して走行する前記第２コンベアの２つのベルトが設けられ、ワークはこの第２のコンベアの２つのベルトに上に受け渡されることを特徴とする外観検査装置。
6. 請求項５に記載の外観検査装置において、
   前記第２コンベアの２つのベルトの下側には、別の吸引ボックスが配置されており、この吸引ボックスからの吸引力によってワークが別の２つのベルトに吸引され、
   前記第１コンベアの前記第１および第２の走行ベルトの上側に位置する吸引ボックスと、前記第２コンベアの別の２つのベルトの下側に位置する吸引ボックスはそれぞれ複数の部屋に分割されており、第１コンベアの吸引ボックスの吸引力が徐々に小さくなり、第２コンベアの吸引ボックスの吸引力が徐々に大きくなることでワークの受け渡しが行われることを特徴とする外観検査装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の外観検査装置であって、
   ４つのワークの側方の画像を得る各光路は、少なくとも１つの上下方向の光路を構成するプリズムを含み、
   １つのワークの上方の画像を得る光路は、ワークの上方において水平方向に光を往復させるＺ型のプリズムを含み、
   ５つの光路長を合致させてカメラに入力させ、搬送されるワークについての５つの画像を得ることを特徴とする外観検査装置。
8. 請求項７に記載の外観検査装置において、
   前記カメラは、前記ワーク上方に配置され、
   側方の面像についての４つの光路は、光学素子によって上方のカメラに向けて方向変換してカメラに向かい、
   上方の面像についての１つの光路は前記Ｚ型のプリズムから上方のカメラに向けて進むことを特徴とする外観検査装置。
9. 請求項８に記載の外観検査装置において、
   側方の面像についての４つの光路のうち２つは、１つの光学素子の斜面の高さの異なる位置に入射し、ここで反射されることによって、カメラの異なる位置に入射され、
   側方の面像についての４つの光路のうち他の２つは、他の１つの光学素子の斜面の高さの異なる位置に入射し、ここで反射されることによって、カメラの異なる位置に入射されることを特徴とする外観検査装置。

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