JP5687748B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象物に光を照射し透過光を撮像する検査装置に関する。

照明手段から照射され容器を透過した透過光を撮像し、互いに光の照射方向が異なる複数の検査ユニットが、容器の搬送方向に沿って設けられた容器の検査装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−２７５６１８号

特許文献１の検査装置は、一方の検査ユニットの照明光が他方の検査ユニットに近づく方向に照明手段が配置されている。このため、一方の検査ユニットの照明光が他方の検査ユニットに入射するなどの悪影響が生じるおそれがある。このような悪影響を低減するために検査ユニット間の距離を拡大すると、検査装置が大型化してしまう。

そこで、本発明は、２つの検査ユニットの間で、一方の検査ユニットの照明光が他方の検査ユニットに入射するなどの悪影響を抑制できる検査装置を提供することを目的とする。

本発明の検査装置は、搬送経路に沿って一方向に搬送される検査対象物（２）を検査し、かつ前記検査対象物の搬送方向に沿って配置された２つの検査ユニット（５、６）を備えた検査装置（１）において、前記搬送経路を横断する方向の一方の側及び他方の側にそれぞれ配置され、前記検査対象物に向けて光を照射し、かつ照射方向が互いに異なる２つの透過光照明手段（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、前記２つの透過光照明手段から照射され前記検査対象物を透過した透過光をそれぞれ撮像する２つの撮像手段（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）と、が前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれており、前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる前記２つの透過光照明手段は、いずれも相手方の検査ユニットから遠ざかる方向に光を照射するように配置されているものである。

この検査装置によれば、２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる透過光照明手段の光の照射方向が相手方の検査ユニットから遠ざかる方向にあるので、一方の検査ユニットの照明光が他方の検査ユニットに悪影響を与えることを抑制できる。そのため、こうした悪影響を抑制しつつ検査ユニット間の距離を短縮できるので、検査装置を小型化することができる。

本発明の検査装置の一態様において、前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる前記２つの透過光照明手段は、前記一方の側及び前記他方の側のそれぞれの側で、相手方の検査ユニットに含まれる前記２つの透過光照明手段と隣接するように配置されていてもよい。この態様によれば、各検査ユニットに含まれる合計４つの透過光照明手段が集約されて、検査ユニット間の距離が小さくなるため、検査装置を小型化することができる。

本発明の検査装置の一態様において、前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる前記２つの透過光照明手段は、前記検査対象物に対して光を照射する照射位置が前記搬送方向に関して互いにずれており、前記照射位置のずれ量が前記検査対象物の前記搬送方向に関する幅以下となるように設定されていてもよい。この態様によれば、各透過光照明手段が光を照射する照射位置が互いにずれることにより、同一の検査ユニット内で、共通の検査対象物に対して光を照射して透過光を撮像するタイミングが、一方の透過光照明手段及び撮像手段と他方の透過光照明手段及び撮像手段との間でずれる。これにより、同一の検査ユニット内での照明光の相互干渉を抑制できる。また、照射位置のずれ量が検査対象物の搬送方向に関する幅以下に設定されているため、各透過光照明手段の搬送方向に関する調整範囲の拡大を抑えることができる。これにより、検査装置の大型化を抑制することができる。

本発明の検査装置の一態様において、前記透過光照明手段は、照射する光の広がりを制限するライトコントロールフィルム（２２）を備えていてもよい。この態様によれば、透過光照明手段が照射する光の広がりが制限されるため、隣接する２つの検査ユニットの間で、一方の検査ユニットの照明光が他方の検査ユニットに悪影響を与えることを更に抑制できる。また、１つの検査ユニット内での照明光の相互干渉を抑制できる。

本発明の検査装置の一態様において、前記２つの検査ユニットのそれぞれは、前記検査対象物に向けて光を照射する反射光照明手段（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）を更に有し、前記撮像手段が前記反射光照明手段から照射され前記検査対象物を反射した反射光を撮像できるように配置されていてもよい。この態様によれば、検査対象物を透過した透過光のみならず、検査対象物を反射した反射光でも検査対象物を検査することができる。

本発明の検査装置の一態様において、前記透過光照明手段が照射する検査範囲外の光のうち少なくとも一部の光の進行を妨げる外乱防止部材（５０）を備えてもよい。透過光照明手段が照射する検査範囲外の光が外乱防止部材によって妨げられるため、その光が外乱光となって撮像手段に入射して悪影響を与えることを抑制できる。

なお、以上の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の検査装置によれば、２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる透過光照明手段の光の照射方向が相手方の検査ユニットから遠ざかる方向にあるので、一方の検査ユニットの照明光が他方の検査ユニットに悪影響を与えることを抑制できる。そのため、こうした悪影響を抑制しつつ検査ユニット間の距離を短縮できるので、検査装置を小型化することができる。

本発明の一形態に係る検査装置における透過光照明器、反射光照明器及びカメラなどの配置を示した上面視の図。 本発明の一形態に係る検査装置における透過光照明器、反射光照明器及びカメラなどの配置を示した側面視の図。 本発明の他の形態に係る検査装置における透過光照明器、反射光照明器及びカメラなどの配置を示した上面視の図。 本発明の他の形態に係る検査装置における透過光照明器、反射光照明器及びカメラなどの配置を示した側面視の図。 本発明の他の形態の作用を説明する説明図。

図１及び図２に示した検査装置１は、ペットボトルやガラス製の壜など光を透過する容器２の外周に貼られたラベル３の破れ、穴あき、位置ずれなどの外観異常の検査に用いられる。搬送コンベヤ４は図１の左側から右側の方向へ容器２を搬送する。搬送コンベヤ４が容器２を搬送する方向に沿って、２つの検査ユニット５及び検査ユニット６が互いに隣接して設けられている。

図１に示すように、検査ユニット５は、透過光照明手段としての透過光照明器１０ａ、１０ｂを、撮像手段としてのカメラ１１ａ、１１ｂを、反射光照明手段としての反射光照明器１２ａ、１３ａ、１２ｂ、１３ｂをそれぞれ備えている。

透過光照明器１０ａ、１０ｂは、搬送コンベヤ４を挟んで互いに反対側に設けられている。カメラ１１ａは、搬送コンベヤ４を挟んで透過光照明器１０ａに対向する位置に設けられている。カメラ１１ｂは、搬送コンベヤ４を挟んで透過光照明器１０ｂに対向する位置に設けられている。容器２が予め定めた所定位置Ａに搬送されてきた時に透過光照明器１０ａが光を容器２に向けて照射することにより、容器２を透過した透過光をカメラ１１ａが撮像することができる。また、容器２が予め定めた所定位置Ｂに搬送されてきた時に透過光照明器１０ｂが光を容器２に向けて照射することにより、容器２を透過した透過光をカメラ１１ｂが撮像することができる。

所定位置Ａ及び所定位置Ｂを一致させず、透過光照明器１０ａが光を照射しカメラ１１ａが撮像するタイミングと透過光照明器１０ｂが光を照射しカメラ１１ｂが撮像するタイミングとをずらすことによって、容器２を反射した透過光照明器１０ａの反射光をカメラ１１ｂが撮像したり、容器２を反射した透過光照明器１０ｂの反射光をカメラ１１ａが撮像することを防ぐことができる。所定位置Ａと所定位置Ｂとの間の距離は、搬送方向に関する容器２の幅以下であり、本形態では横幅の半分程度に設定されている。透過光照明器１０ｂは、透過光照明器１０ａからこの距離と同じだけ搬送方向にずれた位置に配置されている。このような配置により各透過光照明器１０ａ、１０ｂの光の照射位置が搬送方向に関して互いにずれる。所定位置Ａと所定位置Ｂとの間の距離が容器２の横幅の半分程度に設定されているため、各透過光照明器１０ａ、１０ｂの調整範囲の拡大を抑えることができる。これにより、透過光照明器１０ａ及び透過光照明器１０ｂの間の位置ずれを低減できるため、検査装置１の大型化を抑制することができる。

カメラ１１ａの付近には、反射光照明器１２ａ、１３ａが設けられている。容器２が所定位置Ａに搬送されてきた時に反射光照明器１２ａ、１３ａが容器２に向けて光を照射することによって、容器２を反射した反射光をカメラ１１ａが撮像することができる。カメラ１１ｂの付近には、反射光照明器１２ｂ、１３ｂが設けられている。容器２が所定位置Ｂに搬送されてきた時に反射光照明器１２ｂ、１３ｂが容器２に向けて光を照射することによって、容器２を反射した反射光をカメラ１１ｂが撮像することができる。

検査ユニット６は、透過光照明手段としての透過光照明器１０ｃ、１０ｄを、撮像手段としてのカメラ１１ｃ、１１ｄを、反射光照明手段としての反射光照明器１２ｃ、１３ｃ、１２ｄ、１３ｄを備えている。

透過光照明器１０ｃ、１０ｄは、搬送コンベヤ４を挟んで互いに反対側に設けられている。カメラ１１ｃは、搬送コンベヤ４を挟んで透過光照明器１０ｃに対向する位置に設けられている。カメラ１１ｄは、搬送コンベヤ４を挟んで透過光照明器１０ｄに対向する位置に設けられている。容器２が予め定めた所定位置Ｃに搬送されてきた時に透過光照明器１０ｃが光を容器２に向けて照射することにより、容器２を透過した透過光をカメラ１１ｃが撮像することができる。また、容器２が予め定めた所定位置Ｄに搬送されてきた時に透過光照明器１０ｄが光を容器２に向けて照射することにより、容器２を透過した透過光をカメラ１１ｄが撮像することができる。

所定位置Ｃ及び所定位置Ｄを一致させず、透過光照明器１０ｃが光を照射しカメラ１１ｃが撮像するタイミングと透過光照明器１０ｄが光を照射しカメラ１１ｄが撮像するタイミングとをずらすことによって、容器２を反射した透過光照明器１０ｃの反射光をカメラ１１ｄが撮像したり、容器２を反射した透過光照明器１０ｄの反射光をカメラ１１ｃが撮像することを防ぐことができる。検査ユニット６においても、容器２の横幅の半分程度に各透過光照明器１０ｃ、１０ｄの照射位置がずれているため、検査ユニット５と同様に検査装置１の大型化を抑制できる。

カメラ１１ｃの付近には、反射光照明器１２ｃ、１３ｃが設けられている。容器２が所定位置Ｃに搬送されてきた時に反射光照明器１２ｃ、１３ｃが容器２に向けて光を照射することによって、容器２を反射した反射光をカメラ１１ｃが撮像することができる。カメラ１１ｄの付近には、反射光照明器１２ｄ、１３ｄが設けられている。容器２が所定位置Ｄに搬送されてきた時に反射光照明器１２ｄ、１３ｄが容器２に向けて光を照射することによって、容器２を反射した反射光をカメラ１１ｄが撮像することができる。

図２は、図１の矢印Ｅの方向から見た場合の、透過光照明器１０ｃ、カメラ１１ｃ、反射光照明器１２ｃ及び搬送コンベヤ４の配置を示した図である。透過光照明器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、いずれもＬＥＤ光源２０、拡散板２１及びライトコントロールフィルム２２を備え、発光面２３から光を照射する。ＬＥＤ光源２０が発した光は、拡散板２１の拡散機能により照明ムラが解消される。ライトコントロールフィルム２２は、照射する光の広がりを制限する機能を有する。発光面２３の横幅は容器２の横幅よりも広いため、透過光照明器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、容器２の横幅全体に光を照射することができる。

図１に示すように、検査ユニット５の透過光照明器１０ａ、１０ｂは、いずれも発光面２３が搬送コンベヤ４の搬送方向に対して４５度の角度になるように設置され、隣接する検査ユニット６から遠ざかる方向に光を照射する。また、検査ユニット６の透過光照明器１０ｃ、１０ｄは、いずれも発光面２３が搬送コンベヤ４の搬送方向に対して４５度の角度になるように設置され、隣接する検査ユニット５から遠ざかる方向に光を照射する。そして、透過光照明器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに対向する位置にそれぞれ設けられたカメラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによって、４方向から容器２の全周を撮像することができる。

このように、検査ユニット５の透過光照明器１０ａ、１０ｂは、いずれも検査ユニット５に隣接する検査ユニット６から遠ざかる方向に光を照射している。そのため、透過光照明器１０ａ、１０ｂが照射した光が検査ユニット６に入射するなどの悪影響を検査ユニット６に与えることを抑制できる。

同様に、検査ユニット６の透過光照明器１０ｃ、１０ｄは、いずれも検査ユニット６に隣接する検査ユニット５から遠ざかる方向に光を照射している。そのため、透過光照明器１０ｃ、１０ｄが照射した光が検査ユニット５に入射するなどの悪影響を検査ユニット５に与えることを抑制できる。

また、透過光照明器１０ａの発光面２３と透過光照明器１０ｂの発光面２３との間の角度が９０度で、かつ、各透過光照明器１０ａ、１０ｂにライトコントロールフィルム２２が設けられているため、透過光照明器１０ａが照射した光は透過光照明器１０ｂやカメラ１１ｂには向かわず、透過光照明器１０ｂが照射した光は透過光照明器１０ａやカメラ１１ａには向かわない。これにより、透過光照明器１０ａが照射した光が、直接カメラ１１ｂに入射したり、透過光照明器１０ｂの拡散板２１を反射してカメラ１１ｂに入射するなどの悪影響を与えることを抑制できる。また、透過光照明器１０ｂが照射した光が、直接カメラ１１ａに入射したり、透過光照明器１０ａの拡散板２１を反射してカメラ１１ａに入射するなどの悪影響を与えることを抑制できる。

同様に、透過光照明器１０ｃの発光面２３と透過光照明器１０ｄの発光面２３との間の角度が９０度で、かつ、各透過光照明器１０ｃ、１０ｄにライトコントロールフィルム２２が設けられているため、透過光照明器１０ｃが照射した光は透過光照明器１０ｄやカメラ１１ｄには向かわず、透過光照明器１０ｄが照射した光は透過光照明器１０ｃやカメラ１１ｃには向かわない。これにより、透過光照明器１０ｃが照射した光が、直接カメラ１１ｄに入射したり、透過光照明器１０ｄの拡散板２１を反射してカメラ１１ｄに入射するなどの悪影響を与えることを抑制できる。また、透過光照明器１０ｄが照射した光が、直接カメラ１１ｃに入射したり、透過光照明器１０ｃの拡散板２１を反射してカメラ１１ｃに入射するなどの悪影響を与えることを抑制できる。

また、透過光照明器１０ａ及び透過光照明器１０ｃが互いに隣接して配置され、透過光照明器１０ｂ及び透過光照明器１０ｄが互いに隣接して配置されている。そのため、４つの透過光照明器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが集約されて、検査ユニット５及び検査ユニット６の間の距離が小さくなるので、検査装置１を小型化することができる。

カメラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、いずれもＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子を備えており、撮像した画像は撮像素子にて電気信号に変換される。

以上の構成により、本形態の検査装置１では、検査対象となる容器２に応じて、透過光のみ照射、反射光のみ照射、又は透過光及び反射光の両方の照射の３種類の照射方法を選択することができる。

透過光のみ照射する場合、容器２が搬送コンベヤ４によって搬送されて所定位置Ａに達すると、透過光照明器１０ａが容器２に光を照射し、容器２を透過した透過光をカメラ１１ａが撮像する。同様に、容器２が所定位置Ｂに位置する時に透過光照明器１０ｂが容器２に光を照射し容器２を透過した透過光をカメラ１１ｂが撮像し、容器２が所定位置Ｃに位置する時に透過光照明器１０ｃが容器２に光を照射し容器２を透過した透過光をカメラ１１ｃが撮像し、容器２が所定位置Ｄに位置する時に透過光照明器１０ｄが容器２に光を照射し容器２を透過した透過光をカメラ１１ｄが撮像する。これら撮像された４つの画像は、４つのカメラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄから電気信号として画像処理装置３０に入力される。入力された画像は、画像処理装置３０によって画像処理され、その画像処理の結果に基づいて、ラベル３（図２参照）に外観異常がないか公知の手法により判定される。

反射光のみ照射する場合又は透過光及び反射光の両方を照射する場合も上記と同様に、照明を使い分けて得られた画像を画像処理することによってラベル３の外観異常がないか判定される。

（他の形態）
次に、図３〜図５を参照しながら本発明の他の形態を説明する。なお、以下において、図１及図２の形態と同一の構成には同一の参照符号を図３〜図５に付して説明を省略する。図３に示すように、本形態では、透過光照明手段としての透過光照明器１０ａ〜１０ｄのそれぞれの側部に、外乱防止部材としての外乱防止遮光板５０が設けられている。外乱防止遮光板５０は、透過光照明器１０ａ〜１０ｄが照射する光の進行を妨げるように遮光できる。外乱防止遮光板５０は、透過光照明器１０ａ〜１０ｄが照射する光のうち検査範囲外の光の一部の進行を妨げる。図３に示したように、各外乱防止遮光板５０は透過光照明器１０ａ〜１０ｄの光の発行面２３に対して斜め方向に延びている。図４に示したように各外乱防止遮光板５０の高さは、検査対象である容器２の高さよりも若干高く設定されている。各外乱防止遮光板５０は、各カメラ１１ａ〜１１ｄの視野、換言すれば容器２の検査範囲を遮らないように配置されている。そのため、外乱防止遮光板５０の設置によって容器２の検査に悪影響を及ぼすことがない。

図５に示すように、外乱防止遮光板５０によって、透過光照明器１０ｄが照射する光のうち、破線の矢印Ｆ２で示した光の進行が妨げられる。仮に、外乱防止遮光板５０がないと、破線の矢印Ｆ２で示した光が、検査対象の容器２の隣の容器２′に反射し、かつその反射光が検査対象の容器２に再び反射し、その光が外乱光としてカメラ１１ｄに入射して検査結果に悪影響を与える。本形態は、外乱防止遮光板５０によってそのような外乱光の発生が未然に防止できるため、外乱光による悪影響を排除できる。つまり、外乱防止遮光板５０は、各透過光照明器１０ａ〜１０ｄが光を照射すべき容器２に隣接する容器２′へ入射する光の進行を妨げる機能を有する。したがって、各透過光照明器１０ａ〜１０ｄが照射する検査範囲外の光のうち少なくとも一部の光には、各透過光照明器１０ａ〜１０ｄが光を照射すべき容器２に隣接する容器２′へ入射する光が含まれる。

なお、外乱防止遮光板５０は透過光照明器１０ａ〜１０ｄに対して着脱自在に設けられている。そのため、検査対象物の大きさが変更され、図５に示すような外乱光の発生が生じないような条件の場合には、透過光照明器１０ａ〜１０ｄの仕様変更を行わずに外乱防止遮光板５０を取り外せば足りる。

本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態にて実施できる。上記各形態は、容器の外周に貼られたラベルの外観異常を検出する検査装置であるが、容器の傷や容器内部の異物混入などを検出する検査装置であっても本発明を適用できる。また、検査対象物は容器に限らず、光を透過する物であれば、例えば容器のキャップなども検査対象物とすることもできる。

また、透過光照明器や反射光照明器が照射する光の波長について制限はなく、可視光線に限らず、例えば赤外線でもよい。また、透過光照明器の光源はＬＥＤに限らず、例えば白熱電球などでもよい。また、上記各形態では、各検査ユニットが反射光照明器を４個ずつ備えているが、反射光照明器の有無や個数を問わず、本発明を適用できる。更に、透過光照明器がライトコントロールフィルムを備えていない形態で、本発明を実施することもできる。

また、図３〜図５に示した形態の外乱防止遮光板５０は、光を完全に遮る機能を有することによって外乱光の発生を防止するが、完全に光を遮ることは必須ではない。したがって、外乱防止遮光板５０を、光をある程度透過するものに変更することも可能である。この場合でも、光の進行を妨げることによって外乱光の強度を無視できる程度に弱めることができれば、その外乱光が撮像手段に入射して悪影響を与えることを抑制できる。また、外乱防止部材が板状であることは必須ではなく、例えばブロック状の部材でもよい。要するに、光の進行を妨げることができれば、外乱防止部材の形状は問わない。

また、図３〜図５に示した形態のように、外乱防止遮光板５０が各透過光照明器１０ａ〜１０ｄに取り付けられることは一例にすぎない。例えば、透過光照明手段が照射する検査範囲外の光のうち少なくとも一部の光の進行を妨げることができる限り、外乱防止部材が透過光照明手段に固定されずに離れて設けられる形態で本発明を実施することも可能である。また、図３〜図５に示した形態のように、透過光照明手段が照射する検査範囲外の光のうちの一部の光の進行を外乱防止部材で妨げることは一例であり、透過光照明手段が照射する検査範囲外の光の全部の光の進行を妨げるように本発明を実施することもできる。

１ 検査装置
２ 容器（検査対象物）
５，６ 検査ユニット
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 透過光照明器（透過光照明手段）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ カメラ（撮像手段）
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 反射光照明器（反射光照明手段）
２２ ライトコントロールフィルム
５０ 外乱防止遮光板（外乱防止部材）

Claims (6)

1. 搬送経路に沿って一方向に搬送される検査対象物を検査し、かつ前記検査対象物の搬送方向に沿って配置された２つの検査ユニットを備えた検査装置において、
   前記搬送経路を横断する方向の一方の側及び他方の側にそれぞれ配置され、前記検査対象物に向けて光を照射し、かつ照射方向が互いに異なる２つの透過光照明手段と、
   前記２つの透過光照明手段から照射され前記検査対象物を透過した透過光をそれぞれ撮像する２つの撮像手段と、
   が前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれており、
   前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる前記２つの透過光照明手段は、いずれも相手方の検査ユニットから遠ざかる方向に光を照射するように配置されていることを特徴とする検査装置。
2. 前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる前記２つの透過光照明手段は、前記一方の側及び前記他方の側のそれぞれの側で、相手方の検査ユニットに含まれる前記２つの透過光照明手段と隣接するように配置されている請求項１に記載の検査装置。
3. 前記２つの検査ユニットのそれぞれに含まれる前記２つの透過光照明手段は、前記検査対象物に対して光を照射する照射位置が前記搬送方向に関して互いにずれており、
   前記照射位置のずれ量が前記検査対象物の前記搬送方向に関する幅以下となるように設定されている請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記透過光照明手段は、照射する光の広がりを制限するライトコントロールフィルムを備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。
5. 前記２つの検査ユニットのそれぞれは、前記検査対象物に向けて光を照射する反射光照明手段を更に有し、前記撮像手段が前記反射光照明手段から照射され前記検査対象物を反射した反射光を撮像できるように配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 前記透過光照明手段が照射する検査範囲外の光のうち少なくとも一部の光の進行を妨げる外乱防止部材を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査装置。

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