JP5846882B2 - 錠剤の検出用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、錠剤の検出用照明装置に関する。

特開２００９−１６６６８０号公報には、例えば錠剤等のワークに印刷を行う印刷装置が記載されている。この印刷装置においては、印刷処理に先立ってワークの位置・姿勢等のワーク情報を得るために、供給されたワークを撮像カメラにより撮像するようにしている（同公報の図２参照）。

上記公報には図示されていないが、撮像カメラによりワークを撮像する際には、ワークに光を照射するための照明装置が必要であり、当該照明装置は、一般に、撮像カメラの撮影エリアの外に配置されて、撮影エリア内のワークに対して光を照射するように構成されている。

しかしながら、この場合には、ワークに対して斜め方向から光が照射されることになるため、表面に割線が形成された平錠（割線錠）のように、表面に凹凸形状を有するワークの場合には、照射光が凹凸面で反射することによって、凹凸形状が検出できない状態が発生し得る。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、表面に凹凸形状を有する錠剤の当該凹凸形状を検出できる照明装置を提供することにある。また、本発明は、表面に凹凸形状を有する錠剤の当該凹凸形状を検出でき、しかも、周縁部に曲面（アール）または斜面（面取り）を有する錠剤の当該周縁部を検出できるようにすることを意図している。さらに、本発明は、表面に凹凸形状を有する錠剤の当該凹凸形状の検出と、周縁部に曲面（アール）または斜面（面取り）を有する錠剤の当該周縁部の検出とを同じ光学ユニットを用いて実現できるようにすることを意図している。とくに、本発明は、錠剤の中でも、表面に割線の有る平錠（割線錠）の検出、および周縁部にＲを有するＲ錠の検出を同じ光学ユニットを用いて実現しようとしている。

上記課題を解決するために、本発明に係る錠剤の検出用照明装置は、コンベアにより搬送される錠剤に対してコンベア幅方向に帯状の照射領域を形成するように光を照射するための光学ユニットと、光学ユニットからの出射光を反射して錠剤に照射するとともに、錠剤で反射した反射光を透過して撮像手段に入射させるための反射・透過手段と、反射・透過手段と錠剤の間に設けられ、中央部およびその側方に配置された側部を有するとともに、反射・透過手段で反射した光を中央部で透過させつつ側部で拡散透過させて錠剤に照射させるための拡散・透過手段と、反射・透過手段と拡散・透過手段の間または拡散・透過手段と錠剤の間に配置され、拡散・透過手段の側部を介して錠剤に照射される光を遮蔽可能な遮蔽手段とを備えており、錠剤が割線を有する平錠の場合には、拡散・透過手段の側部を介して錠剤に照射される光を遮蔽手段で遮蔽した状態にして錠剤に垂直光をコンベア幅方向に帯状に照射し、錠剤がＲ錠の場合には、拡散・透過手段の側部を介して錠剤に照射される光が遮蔽手段で遮蔽されない状態にして錠剤に垂直光のみならず斜光をコンベア幅方向に帯状に照射するようにしている（請求項１参照）。

本発明においては、錠剤のうち割線を有する平錠（割線錠）について割線を検出する際には、拡散・透過手段の側部を遮蔽手段で遮蔽した状態にする。光学ユニットからの出射光は、反射・透過手段で反射して拡散・透過手段に入射するとともに、拡散・透過手段の中央部を透過して錠剤の表面に垂直に照射され、錠剤の表面を明るく照らす。この場合には、錠剤表面の凹凸形状以外の表面部分の反射効率がアップするので、錠剤表面の凹凸形状を明確に検出できる。

また、本発明においては、錠剤のうちのＲ錠について周縁部の輪郭を検出する際には、拡散・透過手段の側部を遮蔽手段で遮蔽しない状態にする。光学ユニットからの出射光は、反射・透過手段で反射して拡散・透過手段に入射するとともに、拡散・透過手段の中央部を透過して錠剤の表面に垂直に照射され、錠剤の表面を明るく照らすとともに、拡散・透過手段の側部で拡散されて錠剤に斜めに照射され、錠剤の周縁部を明るく照らす。この場合には、斜光束によっての錠剤の周縁部の反射効率がアップするので、錠剤の周縁部の輪郭を明確に検出できるようになる。

このように、本発明によれば、遮蔽手段の採用により、錠剤の中で平錠の割線の検出およびＲ錠の周縁部の検出を同じ光学ユニットを用いて実現できるようになる。

本発明においては、光学ユニットが複数のＬＥＤから構成されている（請求項２参照）。

本発明においては、反射・透過手段がハーフミラーを有している（請求項３参照）。

本発明においては、拡散・透過手段が、拡散処理が施されたフレネルレンズから構成されている（請求項４参照）。

本発明においては、拡散・透過手段の近傍にガイドレールが配設されており、遮蔽手段がガイドレールに対してスライド自在に設けられている（請求項５参照）。

本発明の一実施例による照明装置を含む錠剤印刷ラインの正面概略図である。 前記照明装置において平錠を検出する場合の概略構成図である。 前記照明装置においてＲ錠を検出する場合の概略構成図である。 前記照明装置における反射・透過プレートの全体斜視図である。 前記照明装置において平錠を検出する際の光の経路を示す図である。 前記照明装置においてＲ錠を検出する際の光の経路を示す図である。

以下、本発明の一実施例について、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施例による錠剤検出用照明装置を含む錠剤印刷ラインを示している。同図に示すように、この錠剤印刷ラインは、錠剤（図示せず）を矢印方向に搬送する搬送コンベアＣの上方に配置され、搬送コンベアＣによる搬送中に各錠剤を検出するための錠剤検出装置１０と、錠剤検出装置１０で検出された各錠剤の検出データ（つまり、各錠剤の位置、姿勢等）に基づいて搬送中の各錠剤に印刷を行うインクジェットプリンタ３０と、インクジェットプリンタ３０による各錠剤への印刷状態（つまり、印字にかすれがないか、印字が所定の位置にされているか等）を検査するための錠剤検査装置２０とを備えている。

錠剤検出装置１０は、検出用ラインセンサカメラ１１を有しており、当該検出用ラインセンサカメラ１１は、ラインセンサ（ＣＭＯＳセンサ）１２と、レンズマウント１３を介してラインセンサ１２に取り付けられたカメラレンズ１４とを有している。検出用ラインセンサカメラ１１の撮影ラインは、搬送コンベアＣの幅方向（図１紙面垂直方向）に配設されている。検出用ラインセンサカメラ１１の下方には、搬送コンベアＣ上の錠剤に光を照射するための本実施例による照明装置１が設けられている。

照明装置１は、図２および図３に示すように、ケース１Ａ内に収容され、内蔵した光源からの光を出射する光学ユニット２と、光学ユニット２からの出射光を反射して錠剤Ｔ_１、Ｔ_２に照射するとともに、錠剤Ｔ_１、Ｔ_２で反射した反射光を透過して検出用ラインセンサカメラ１１に入射させるための反射・透過プレート３と、反射・透過プレート３と錠剤Ｔ_１、Ｔ_２の間に設けられるとともに、中央部４ａおよびその両側方に配置された側部４ｂからなり、反射・透過プレート３で反射した光を中央部４ａで透過させるとともに側部４ｂで拡散透過させて錠剤Ｔ_１、Ｔ_２に照射させるための拡散・透過プレート４と、当該照明装置１のケース１Ａに着脱自在に設けられ、拡散・透過プレート４の側部４ｂを遮蔽可能な遮蔽プレート５とを有している。

ケース１Ａの底部には、拡散・透過プレート４を拡散・透過した光を下方に透すための開孔１ａが形成されており、また上部には、反射・透過プレート３を透過した光を上方に透すための開孔１ｂが形成されている。

光学ユニット２は、図５および図６に示すように、各図の紙面垂直方向に沿ってライン上に配列された複数（各図では一部のみ図示）の発光ダイオード（ＬＥＤ）２Ａと、各発光ダイオード２Ａにそれぞれ対応して設けられた複数の配光用レンズ２Ｂと、各配光用レンズ２Ｂから出射された光が入射される集光用レンズ２Ｃとを有している。集光用レンズ２Ｃは、光学ユニット２の前端側に配置されており（図２、図３参照）、ここでは、図５、図６の紙面垂直方向に延びる細長い単一のレンズから構成されている。また、集光用レンズ２Ｃの光軸は、反射・透過プレート３の中央を通っている。

上述したように、複数の発光ダイオード２Ａがライン上に配列されていることにより、各発光ダイオード２Ａから出射されてコンベアＣ上に照射される光は、コンベアＣの幅方向（図２、図３紙面垂直方向）に帯状の照射領域を有している。また、各配光用レンズ２Ｂおよび集光用レンズ２Ｃの作用により、このコンベアＣ上の帯状の照射領域の照度が均一になるように調整されている。これにより、錠剤検出装置１０の検出用ラインセンサカメラ１１において搬送コンベアＣの幅方向（図１紙面垂直方向）に延びる撮影ラインに沿って各錠剤に均一に光が照射されるようになっている。

反射・透過プレート３は、長手方向（図２、図３紙面垂直方向）に延びる部材であって、図４に示すように、中央部に設けられて長手方向に延びるハーフミラー部３ａと、その左右両側に設けられた一対の全反射部３ｂとから構成されている。ハーフミラー部３ａは、ここでは、入射光の５０％を反射して残りを透過させるものから構成されている。ここでは、反射・透過プレート３として、ハーフミラーを用い、当該ハーフミラーの中央部以外の領域に全反射シートを固着（蒸着や接着等）するようにしている。

光学ユニット２からの出射光のうち、ハーフミラー部３ａで反射されて錠剤Ｔ_１、Ｔ_２に照射されるとともに、錠剤Ｔ_１、Ｔ_２で反射されてハーフミラー部３ａを透過した光は、検出用ラインセンサカメラ１１の光軸Ｌと同軸の方向に進んでいる。別の言い方をすれば、ハーフミラー部３ａで反射されて錠剤Ｔ_１、Ｔ_２に向かって進む光は、検出用ラインセンサカメラ１１の光軸Ｌと同軸の方向に照射されている。すなわち、この場合には、同軸落射方式の照明方式が構築されている。

拡散・透過プレート４は、反射・透過プレート３と同様に、長手方向（図２、図３紙面垂直方向）に延びる例えば矩形状の部材であって、中央部に設けられて長手方向に延びる中央部４ａと、その左右両側に設けられた一対の側部４ｂとから構成されている。ここでは、拡散・透過プレート４の中央部は、平滑な面を有する透明な樹脂プレートから構成されており、各側部は、フレネルレンズから構成されるとともに、レンズの一方の面に拡散処理（例えば凹凸処理）が施されたものが用いられている。この場合、拡散・透過プレート４の側部４ｂに入射した光は、側部４ｂを透過後、中央に向かって斜めに進む指向性を或る程度有しつつ、中央から離れる方向にも拡散している。

拡散・透過プレート４の上方には、拡散・透過プレート４の長手方向（図２、図３紙面垂直方向）に延びる一対のガイドレール５Ａが幅方向（各図左右方向）に間隔を隔てて配設されている。各ガイドレール５Ａには、遮蔽プレート５が着脱自在に取り付けられるようになっており、遮蔽プレート５は各ガイドレール５Ａにスライド自在に支持されている。すなわち、遮蔽プレート５は、ガイドレール５Ａに対して抜き差し自在に設けられている。遮蔽プレート５は、拡散・透過プレート４の中央部４ａに対応する中央開口部５ａを中央に有するとともに、拡散・透過プレート４の各側部４ｂを上方から覆う遮蔽部５ｂを有している。

なお、錠剤検査装置２０（図１）についても錠剤検出装置１０と同様の構成を有しており、ラインセンサ（ＣＭＯＳセンサ）２２と、レンズマウント２３を介してラインセンサ２２に取り付けられたカメラレンズ２４とを備えた検査用ラインセンサカメラ２１を有している。検査用ラインセンサカメラ２１の撮影ラインは、搬送コンベアＣの幅方向（図１紙面垂直方向）に配設されている。検査用ラインセンサカメラ２１の下方には、搬送コンベアＣ上の錠剤に光を照射するための本実施例による照明装置１’が設けられている。照明装置１’は、照明装置１とは各部のレイアウトが異なっているだけで、同様の構成を有しており、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、上述のように構成される照明装置１を用いた錠剤検出の際の照明方法に関し、平錠については図２および図５を用いて、またＲ錠については図３および図６を用いて説明する。なお、照明装置１’を用いた錠剤検査の際の照明方法についても同様であり、ここでの説明は省略する。

図２に示すように、割線を有する平錠（割線錠）Ｔ_１を検出する際には、ガイドレール５Ａに遮蔽プレート５を取り付ける。遮蔽プレート５のガイドレール５Ａへの取付けは、ガイドレール５Ａの一端側から遮蔽プレート５の一端を挿入した後、遮蔽プレート５をガイドレール５Ａに沿って移動させることにより行う。遮蔽プレート５を取り付けたとき、遮蔽プレート５の中央開口部５ａは、透過・拡散プレート４の中央部４ａに対応する位置に配置されており、遮蔽プレート５の遮蔽部５ｂは、透過・拡散プレート４の各側部４ｂに対応する位置に配置されている。すなわち、透過・拡散プレート４の各側部４ｂは、遮蔽プレート５の遮蔽部５ｂにより上方から遮蔽されている。

この状態から、光学ユニット２の電源をオンにして、各発光ダイオード２Ａを点灯させる。各発光ダイオード２Ａから出射された光は、各配光用レンズ２Ｂにより配光された後、集光用レンズ２Ｃにより集光されて、反射・透過プレート３に入射される。このとき、集光用レンズ２Ｃの光軸およびその近傍領域を通る光は、その５０％が反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａで反射されて、遮蔽プレート５の中央開口部５ａおよび透過・反射プレート４の中央部４ａを透過しつつ下方に進み、平錠Ｔ_１の上面に垂直光として照射される（図５参照）。

その一方、集光用レンズ２Ｃの光軸から離れた領域を通る光は、その１００％が反射・透過プレート３の全反射部３ｂで全反射されて、遮蔽プレート５の遮蔽部５ｂに入射される。これにより、反射・透過プレート３の全反射部３ｂで全反射された光は、透過・拡散プレート４の側部４ｂには入射されない（図５参照）。

これにより、平錠Ｔ_１の上面には、反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａで反射した光のみが垂直に照射されることになるので、平錠Ｔ_１の上面において割線以外の面が明るく照らされることになって、割線を確実に検出できるようになる。なお、平錠Ｔ_１の上面で反射した反射光は、透過・反射プレート４の中央部４ａおよび遮蔽プレート５の中央開口部５ａを透過して上方に進むとともに、反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａを透過し、ケース１の開孔１ｂを通って上方の検出用ラインセンサカメラ１１に入射されて検出される。

図３に示すように、Ｒ錠Ｔ_２を検出する際には、ガイドレール５Ａから遮蔽プレート５を取り外す。遮蔽プレート５のガイドレール５Ａからの取外しは、ガイドレール５Ａの一端から遮蔽プレート５を抜き去ることにより行う。

この状態から、光学ユニット２の電源をオンにして、各発光ダイオード２Ａを点灯させる。各発光ダイオード２Ａから出射された光は、各配光用レンズ２Ｂにより配光された後、集光用レンズ２Ｃにより集光されて、反射・透過プレート３に入射される。このとき、集光用レンズ２Ｃの光軸およびその近傍領域を通る光は、その５０％が反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａで反射されて、透過・反射プレート４の中央部４ａを透過しつつ下方に進み、Ｒ錠Ｔ_２の上面に垂直光として照射される（図６参照）。

その一方、集光用レンズ２Ｃの光軸から離れた領域を通る光は、その１００％が反射・透過プレート３の全反射部３ｂで全反射されて、透過・拡散プレート４の側部４ｂに入射される（図６参照）。側部４ｂに入射された光は、中央部４ａに接近する側に斜光束ｂ_１として屈折するとともに、中央部４ａから離れる側に拡散される（光束ｂ_２参照）。

このように、Ｒ錠Ｔ_２の上面には、反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａで反射した垂直光が照射される一方、Ｒ錠Ｔ_２の周縁部には、反射・透過プレート３の全反射部３ｂで反射しかつ透過・拡散プレート４の側部４ｂを透過した斜光束ｂ_１が照射される。

これにより、Ｒ錠Ｔ_２の上面中央部は、反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａで反射した直射光により明るく照らされるとともに、Ｒ錠Ｔ_２の周縁部は、透過・拡散プレート４の側部４ｂを透過した斜光束ｂ_１の照射により、当該周縁部からの反射効率がアップすることになって、Ｒ錠Ｔ_２の周縁部を確実に検出できるようになる。なお、Ｒ錠Ｔ_２の上面（中央部および周縁部）で反射した反射光は、透過・反射プレート４の中央部４ａを透過して上方に進むとともに、反射・透過プレート３のハーフミラー部３ａを透過し、ケース１の開孔１ｂを通って上方の検出用ラインセンサカメラ１１に入射されて検出される。

上述したように、前記実施例では、平錠の割線の検出の際には、光源からの光を平錠の上面に垂直に照射する同軸落射方式の照明方式を採用し（明視野照明）、Ｒ錠の輪郭の検出の際には、光源からの光をＲ錠の周縁部に斜めに照射させるようにしている（暗視野照明）。

ここで、Ｒ錠に対して、仮に同軸落射方式の照明方式を採用した場合には、Ｒ錠の周縁部で光が拡散されてしまい、その結果、Ｒ錠の輪郭を検出できないという状態が発生し得る。これに対して、前記実施例では、Ｒ錠の周縁部に対しては、透過・拡散プレート４の側部４ｂで得られた斜光束を照射するようにしたので、Ｒ錠の周縁部の反射効率がアップしてＲ錠の輪郭を確実に検出できるようになる。

これとは逆に、平錠の割線に対して、仮に斜光束を照射した場合には、斜光束が割線の溝の壁面で反射することで、割線の形状・向きが明確に検出できない場合が発生し得る。これに対して、前記実施例では、平錠の割線に対しては、透過・拡散プレート４の中央部４ａを透過した垂直光のみを照射するようにしたので、平錠の割線以外の面の反射効率がアップして平錠の割線の形状・向きを明確に検出できるようになる。

このように本実施例によれば、平錠の割線の検出およびＲ錠の輪郭の検出が、光学ユニットを取り換えることなく、同じ光学ユニット２を用いて実現できるので、光学系の構成を簡略化でき、装置全体の構成を簡単にできる。しかも、この場合には、遮蔽プレート５を着脱するだけで、光学ユニット２を調整することなく、明視野照明および暗視野照明という２種類の照射方式に対応できるので、装置全体の構成をさらに簡略化できる。

上述したように、本発明による照明装置および照明方法は、印刷前の錠剤の検出のみならず、印刷後の錠剤の検査にも適用可能である。

前記実施例では、光学ユニット２の光源がライン上に配列された複数の発光ダイオードから構成された例を示したが、光学ユニット２の光源は他の光源（例えばハロゲンランプやキセノンランプ等）から構成するようにしてもよい。

前記実施例では、遮蔽プレート５を反射・透過プレート３と透過・拡散プレート４との間に配置した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。遮蔽プレート５は、透過・拡散プレート４と錠剤との間に設けるようにしてもよい。

以上のように、本発明は、表面に凹凸形状を有する錠剤の当該凹凸形状の検出と、周縁部に曲面（アール）または斜面（面取り）を有する錠剤の当該周縁部の検出とを同じ光学ユニットを用いて実現するための照明装置に有用である。

１、１’： 照明装置

２、２’： 光学ユニット
２Ａ： 発光ダイオード（ＬＥＤ）

３、３’： 反射・透過プレート（反射・透過手段）
３ａ： ハーフミラー部

４： 透過・拡散プレート（透過・拡散手段）
４ａ： 中央部
４ｂ： 側部

５： 遮蔽プレート（遮蔽手段）
５Ａ： ガイドレール

１０： 検出用ラインセンサカメラ
２０： 検査用ラインセンサカメラ

Ｔ_１： 平錠（錠剤）
Ｔ_２： Ｒ錠（錠剤）

特開２００９−１６６６８０号公報（図２参照）

Claims (5)

1. コンベアにより搬送される錠剤の検出用照明装置であって、
   錠剤に対してコンベア幅方向に帯状の照射領域を形成するように光を照射するための光学ユニットと、
   前記光学ユニットからの出射光を反射して錠剤に照射するとともに、錠剤で反射した反射光を透過して撮像手段に入射させるための反射・透過手段と、
   前記反射・透過手段と錠剤の間に設けられ、中央部およびその側方に配置された側部を有するとともに、前記反射・透過手段で反射した光を前記中央部で透過させつつ前記側部で拡散透過させて錠剤に照射させるための拡散・透過手段と、
   前記反射・透過手段と前記拡散・透過手段の間または前記拡散・透過手段と錠剤の間に配置され、前記拡散・透過手段の前記側部を介して錠剤に照射される光を遮蔽可能な遮蔽手段とを備え、
   錠剤が割線を有する平錠の場合には、前記拡散・透過手段の前記側部を介して錠剤に照射される光を前記遮蔽手段で遮蔽した状態にして錠剤に垂直光をコンベア幅方向に帯状に照射し、錠剤がＲ錠の場合には、前記拡散・透過手段の前記側部を介して錠剤に照射される光が前記遮蔽手段で遮蔽されない状態にして錠剤に垂直光のみならず斜光をコンベア幅方向に帯状に照射するようにした、
   ことを特徴とする錠剤の検出用照明装置。
2. 請求項１において、
   前記光学ユニットが複数のＬＥＤから構成されている、
   ことを特徴とする錠剤の検出用照明装置。
3. 請求項１において、
   前記反射・透過手段がハーフミラーを有している、
   ことを特徴とする錠剤の検出用照明装置。
4. 請求項１において、
   前記拡散・透過手段が、拡散処理が施されたフレネルレンズから構成されている、
   ことを特徴とする錠剤の検出用照明装置。
5. 請求項１において、
   前記拡散・透過手段の近傍にはガイドレールが配設されており、前記遮蔽手段が前記ガイドレールに対してスライド自在に設けられている、
   ことを特徴とする錠剤の検出用照明装置。

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