JP7217370B1

JP7217370B1 - 検査装置

Info

Publication number: JP7217370B1
Application number: JP2022003898A
Authority: JP
Inventors: 幸弘田口; 将蔵小田; 汐理今泉
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2022-01-13
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2042-01-13
Also published as: CN117289333A; JP2023103056A; WO2023135856A1

Abstract

【課題】検査に係るコストを抑制することができるとともに、検査の高速化を図ることが可能な検査装置を提供する。【解決手段】検査装置は、出射面５１ｂに光ファイバ５１１における光線の出口部５１１ｂが複数設けられてなるファイバオプティカルプレート５１と、１の出口部５１１ｂに１のセンサ素子５２ａが対応するように構成されたラインセンサカメラ５２とを備え、ラインセンサカメラ５２により得られた画像に基づき透明体１の良否を判定する。また、検査装置は、出口部５１１ｂと該出口部５１１ｂに対応するセンサ素子５２ａとの間における光路を取り囲む直筒状の減衰機能部５３１が複数設けられてなる斜光線減衰体５３を有する。減衰機能部５３１は、出射面５１ｂから出射される光線のうちの該減衰機能部５３１ｂの延びる方向に対し傾斜した斜光線を減衰させる。【選択図】図４

Description

本発明は、筒状の透明体に対する検査を行うための検査装置に関する。

従来、透明又は半透明のガラスからなる筒状の透明体を有する容器やランプなどが知られている。透明体には、例えば化粧品などの液体やランプの構成部品などが収容される。また、透明体の側壁部に、商品名や品番、型番などの各種情報を示す文字や記号などからなる印刷部を形成することがある。

上記のような透明体を検査するための検査装置としては、入射面から入射された光を出射面へと透過可能であり、この出射面に検査対象となる透明体（以下、「検査対象物」という）の光学像が映し出されるように構成されたファイバオプティカルプレートと、出射面に映し出された検査対象物の光学像を撮像する撮像手段とを有するものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。この装置では、検査対象物を所定角度だけ回転させること、及び、該検査対象物に係る光学像を撮像することを交互に繰り返し行い、これにより得られた画像に基づき検査を行うことで、検査対象物の側壁部全周の検査を行うことが可能である。

特開２０１０－２７１１３１号公報

ところで、上記特許文献１に記載の装置では、光学像の焦点を合わせるために、ファイバオプティカルプレートの入射面と検査対象物とがほぼ接触するように両者を近接させた状態で、光学像の撮像が行われる。従って、ファイバオプティカルプレートのうち検査対象物側に配置される入射面を、検査対象物の側壁部と概ね一致する形状とする必要がある。そのため、検査対象物ごとに異なる複数のファイバオプティカルプレートを用意しなければならず、また、検査対象物を変更するときには、ファイバオプティカルプレートを、変更される検査対象物に合うものへと交換しなければならない。従って、検査に係るコストの増大を招くおそれがある。

また、検査対象物を回転させるためには、検査対象物とファイバオプティカルプレートとを一旦離間させる必要がある。従って、検査対象物の側壁部全周の検査を行うためには、検査対象物とファイバオプティカルプレートとを離間させた上で、検査対象物を所定角度だけ回転させ、その後、検査対象物とファイバオプティカルプレートとを近接状態に戻した上で、光学像の撮像を行うという一連の工程を繰り返し行う必要がある。そのため、検査の高速化を図ることが困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査に係るコストを抑制することができるとともに、検査の高速化を図ることが可能な検査装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．透明又は半透明である筒状の透明体を検査対象物として検査するための検査装置であって、
前記検査対象物に対し所定の光を照射する照射手段と、
所定の回転軸において前記検査対象物を回転させる回転手段と、
前記回転軸方向に沿って並列に並んだ複数の光ファイバを有するとともに、前記検査対象物に面した入射面から入射した光線を前記光ファイバを通して前記入射面とは他方側の出射面へと透過可能に構成され、前記出射面に前記光ファイバにおける光線の出口部が複数設けられてなるファイバオプティカルプレートと、
１列に並ぶ複数のセンサ素子を有するとともに、１の前記出口部に１の前記センサ素子が対応するように構成され、前記センサ素子によって前記ファイバオプティカルプレートを透過した光線を受光することで前記検査対象物を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像に基づき、前記検査対象物の良否を判定する判定手段と、
前記出口部と該出口部に対応する前記センサ素子との間における光路を取り囲む直筒状をなす減衰機能部が並列に複数並んでなり、前記出射面及び前記撮像手段間に配置された斜光線減衰手段とを備え、
前記減衰機能部は、前記出射面から出射された光線のうち該減衰機能部が延びる方向に対し傾斜した斜光線を減衰させる機能を有し、
前記入射面及び前記出射面は、それぞれ前記入射面及び前記出射面間に位置する前記ファイバオプティカルプレートの側面に対し直交した平坦面をなすことを特徴とする検査装置。

上記手段１によれば、斜光線減衰手段の減衰機能部によって、ファイバオプティカルプレートの出射面から出射される光線のうち減衰機能部の延びる方向に対し傾斜した斜光線を減衰させることができる。従って、検査対象物とファイバオプティカルプレートとの間に隙間を形成し、検査対象物側からファイバオプティカルプレートの入射面に対し、様々な方向から光線が入射しやすくなるような構成としても、特定の方向から入射した光線のみがセンサ素子に至りやすくなる。これにより、斜光線の影響による被写界深度の低下（合焦した画像を得ることが可能となる検査対象物とファイバオプティカルプレートとの間の距離範囲の減少）を防止して、被写界深度の拡大を図ることができる。そのため、検査対象物とファイバオプティカルプレートとの間に隙間を設けた状態で検査対象物を撮像したとしても、焦点の合った画像をより確実に得ることができる。従って、検査対象物の回転及び撮像を行うにあたって、検査対象物とファイバオプティカルプレートとを離間させたり、近接状態に戻したりする必要がなくなり、検査対象物とファイバオプティカルプレートとを離間させた状態で検査対象物の回転及び撮像を行うことができる。これにより、良好な検査精度を確保しながら、検査の高速化を図ることができる。

また、検査対象物とファイバオプティカルプレートとの間に隙間を設けることができるから、ファイバオプティカルプレートのうち検査対象物側に配置される面（入射面）を、検査対象物の側壁部と概ね一致する形状とする必要はない。従って、検査対象物ごとに異なる複数のファイバオプティカルプレートを用意したり、検査対象物の変更に合わせてファイバオプティカルプレートの交換を行ったりせずに済む。これにより、検査に係るコストの抑制を図ることができる。

また、入射面に対する光線の入射角度と、出射面からの該光線の出射角度とを等しくすることができる。これにより、検査対象物のうち入射面の正面に位置する部位を透過・反射して、該入射面に対し直角に入射した光線であって、出射面から該出射面と直交する方向に出射される光線が、センサ素子に至りやすくなる一方、該入射面に対し斜めに入射した光線（つまり、前記斜光線）はセンサ素子に至りにくくなる。これにより、検査に適した検査対象物の画像をより確実に得ることができ、検査精度の更なる向上を図ることができる。

手段２．前記検査対象物及び前記ファイバオプティカルプレートの少なくとも一方を移動させて、前記検査対象物と前記ファイバオプティカルプレートの前記入射面との間の距離を調節可能な距離調節手段を備えることを特徴とする手段１に記載の検査装置。

上記手段２によれば、形状の異なる様々な検査対象物への対応が容易となり、検査に係る利便性の向上を図ることができる。

手段３．前記減衰機能部による前記斜光線の減衰の程度を調整可能な減衰調整手段を備えることを特徴とする手段１又は２に記載の検査装置。

上記手段３によれば、減衰調整手段によって減衰機能部による斜光線の減衰の程度を調整することができ、減衰の程度を調整することで、被写界深度を調整することができる。従って、表面に凹凸のある検査対象物や円柱状以外の形状（例えば楕円筒状や多角柱筒状など）の検査対象物など、種々異なる形状の検査対象物を検査するときであっても、適切に（良好な検査精度の下で）検査を行うことができる。

手段４．前記減衰調整手段は、前記減衰機能部をその軸方向に沿って伸縮可能とする機能からなることを特徴とする手段３に記載の検査装置。

上記手段４によれば、減衰機能部の伸縮により斜光線の減衰の程度を調整することができる。従って、減衰調整手段を比較的簡素な構成によって実現することができ、装置の製造などに係るコストの増大抑制を図ることができる。

手段５．前記回転手段による前記検査対象物の回転に合わせて前記検査対象物及び前記ファイバオプティカルプレートの少なくとも一方を移動させることで、前記検査対象物のうち前記撮像手段による撮像対象となる部位と前記ファイバオプティカルプレートの前記入射面との間の距離を一定に維持する距離維持手段を備えることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の検査装置。

上記手段５によれば、距離維持手段によって、検査対象物を回転させつつ、該検査対象物（特に撮像対象となる部位）とファイバオプティカルプレートの入射面との間の距離を一定に維持することができる。従って、検査対象物の形状が種々異なるとしても、合焦した画像をより確実に得ることができる。そのため、様々な形状の検査対象物をより適切に（より良好な検査精度の下で）検査することができる。

検査装置を説明するための概略構成図である。検査対象物としての透明体の斜視模式図である。検査装置の平面模式図である。撮像ユニットなどを説明するための模式図である。ファイバオプティカルプレート等の構成を説明するための斜視模式図である。ファイバオプティカルプレートの入射面、出射面及び側面について説明するための模式図である。斜光線減衰体についての説明するための模式図である。別の実施形態における距離維持機構を説明するための模式図である。別の実施形態において、透明体の回転に合わせた撮像ユニットの移動を示す斜視模式図である。別の実施形態において、透明体の回転に合わせた撮像ユニットの移動を示す斜視模式図である。別の実施形態において、伸縮筒体構造を有する減衰機能部を示す斜視模式図である。別の実施形態において、蛇腹構造を有する減衰機能部を示す斜視模式図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図２は、検査対象物としての透明体１を示す図である。

透明体１は、無色透明のガラスや樹脂などにより形成されており、筒状をなしている。尚、透明体１は、半透明であってもよい。また、透明体１の表面には、印刷部２が形成されており、印刷部２は、製品番号（例えば「ＡＢＣ－１２３４５」等）などの情報を表示する。印刷部２によって表示される情報の内容は、特に限定されるものではない。尚、本実施形態において、透明体１における少なくとも印刷部２の形成される部位は、円筒形状をなしている。

次に、上記透明体１を検査するための検査装置について説明する。図１は、検査装置１０を説明するための概略構成図である。

検査装置１０は、回転機構２０、距離調節機構３０、照明装置４０、撮像ユニット５０及び制御装置６０を備えている。本実施形態では、回転機構２０が「回転手段」を構成し、距離調節機構３０が「距離調節手段」を構成する。

回転機構２０は、検査対象となる透明体１を回転させるための機構である。回転機構２０は、回転台２１及びモータ２２を備えている。

回転台２１は、検査対象の透明体１が載置される台であり、所定の回転軸Ｌ１を中心として回転可能に構成されている。本実施形態では、検査時において、透明体１は、自身の中心軸と回転軸Ｌ１とが一致した状態で、回転台２１に載置される。尚、回転台２１に対する、該回転台２１に載置された透明体１の相対回転・相対移動を規制可能な保持手段（不図示）を設けてもよい。

モータ２２は、回転台２１を回転させるための駆動装置である。モータ２２により回転台２１を回転させることで、該回転台２１に載置された透明体１が前記回転軸Ｌ１を中心として回転する。

距離調節機構３０は、検査対象となる透明体１と撮像ユニット５０における後述するファイバオプティカルプレート（以下、単に「ＦＯＰ」という）５１の入射面５１ａとの間の距離を調節するための機構である。距離調節機構３０は、保持台３１及びレール３２を備えている。

保持台３１は、検査対象となる透明体１の側方位置にて撮像ユニット５０を保持するとともに、レール３２の長手方向に沿ってスライド移動可能な状態で該レール３２上に設置されている。レール３２は、前記回転軸Ｌ１と直交する方向に延びている。そして、レール３２の長手方向に沿って保持台３１をスライド移動させて、回転台２１及び撮像ユニット５０間の距離を調節することで、該回転台２１に載置された透明体１とＦＯＰ５１の入射面５１ａとの間の距離を調節可能とされている。尚、距離調節機構３０は、保持台３１のスライド移動を許可又は不許可とするための規制手段（不図示）を有しており、該規制手段によって保持台３１ひいては撮像ユニット５０を停止状態で維持することが可能となっている。

照明装置４０は、検査対象の透明体１に対し所定の光を照射する装置であり、本実施形態では、平面視したときに撮像ユニット５０との間で該透明体１を挟む位置に配置されている（図１，３参照。但し、図３では保持台３１等を不図示）。また、本実施形態において、照明装置４０は、面発光光源を有しており、透明体１に対し拡散光を照射する。これにより、透明体１を透過した拡散光が撮像ユニット５０へと至るようになっている。

撮像ユニット５０は、透明体１の検査の用に供される画像を取得する。撮像ユニット５０は、図４に示すように、ＦＯＰ５１、ラインセンサカメラ５２及び斜光線減衰体５３を備えている。本実施形態では、ラインセンサカメラ５２が「撮像手段」を構成し、斜光線減衰体５３が「斜光線減衰手段」を構成する。

ＦＯＰ５１は、図４，５に示すように、複数の光ファイバ５１１と、各光ファイバ５１１の周囲に配置されたガラス体５１２とを備えている。各光ファイバ５１１は、コアガラスからなる、光線を伝達するためのコア５１１１と、コア５１１１の外周部を被覆する複数のクラッド５１１２とを備えている。クラッド５１１２は、コアガラスよりも屈折率の低いクラッドガラスにより形成されているため、コア５１１１内に入射した光線がコア５１１１とクラッド５１１２との境界面で全反射される。これにより、コア５１１１は、光線を一端から他端へ伝搬可能である。

また、各光ファイバ５１１は、直線的に延びており、互いに平行な状態で前記回転軸Ｌ１方向に沿って並列に並べられている。そして、本実施形態におけるＦＯＰ５１は、薄板状（シート状）をなしている。尚、本実施形態において、各光ファイバ５１１は隣接した状態となっているが、各光ファイバ５１１がそれぞれ多少離間した状態となるように構成してもよい。

また、ＦＯＰ５１は、図４～６に示すように、検査対象となる透明体１に面した入射面５１ａと、該入射面５１ａの他方側（反対側）に位置する出射面５１ｂと、入射面５１ａ及び出射面５１ｂ間に位置する平坦面状の側面５１ｃとを有している。各光ファイバ５１１は、入射面５１ａから出射面５１ｂに向けて、前記回転軸Ｌ１と直交する方向に直線状に延びている。ＦＯＰ５１においては、各光ファイバ５１１（コア５１１１）内を通して入射面５１ａから入射した光線を出射面５１ｂへと透過可能である。

また、入射面５１ａ及び出射面５１ｂは、互いに平行であり、側面５１ｃに対し直交した平坦面となっている。これにより、入射面５１ａに対し入射された光線は、入射角度と等しい出射角度で出射面５１ｂより出射する。例えば、入射角度θ１，θ２で入射面５１ａに入射された光は、出射角度θ１，θ２で出射面５１ｂから出射する。

さらに、出射面５１ｂには、光ファイバ５１１における光線の出口部５１１ｂが複数（光ファイバ５１１と同数）設けられている（図４，５参照）。

ラインセンサカメラ５２は、検査対象となる透明体１を撮像する。ラインセンサカメラ５２は、ＦＯＰ５１を透過した光線を受光可能な複数のセンサ素子５２ａ（例えばフォトダイオード等）を備えている。各センサ素子５２ａは前記回転軸Ｌ１方向に沿って１列に並んでおり、１のセンサ素子５２ａは、１の前記出口部５１１ｂに対応するように構成されている。つまり、各センサ素子５２ａは、対応する１の光ファイバ５１１（コア５１１１）を通った光線をそれぞれ受光可能とされている。また、各センサ素子５２ａによってＦＯＰ５１を透過した光線が受光されることで、検査対象となる透明体１が撮像される。撮像により取得された画像（画像データ）は、制御装置６０に出力される。

斜光線減衰体５３は、出射面５１ｂから出射された光線のうち、後述する減衰機能部５３１が延びる方向に対し傾斜した斜光線を減衰させる。斜光線減衰体５３は、ＦＯＰ５１の出射面５１ｂとラインセンサカメラ５２と間に位置しており、一端側が出射面５１ｂに隣接し、他端側がラインセンサカメラ５２に隣接した状態で設置されている。斜光線減衰体５３は、図５，７に示すように、１の前記出口部５１１ｂと該出口部５１１ｂに対応する１のセンサ素子５２ａ間における光路に対応して設けられた減衰機能部５３１を複数有している。

各減衰機能部５３１は、１の前記出口部５１１ｂと該出口部５１１ｂに対応する１のセンサ素子５２ａ間における光路を側壁５３１ａで取り囲む直筒状をなしている。そして、側壁５３１ａの内面（光路側の面）は、黒色かつ粗面とされており、該側壁５３１ａの内面によって前記斜光線を吸収可能となっている。これにより、１の出口部５１１ｂより発せられる光線のうちの前記斜光線が減衰し、その結果、入射面５１ａや出射面５１ｂに対し直交する光線のみが各センサ素子５２ａへと至りやすくなっている。

図１に戻り、制御装置６０は、上述したモータ２２や照明装置４０等の制御を行うとともに、ラインセンサカメラ５２により撮像された画像（画像データ）に基づき種々の演算等を実行する。制御装置６０は、カメラ制御部６１、画像データ記憶部６２及び画像処理部６３を備えている。本実施形態では、画像処理部６３が「判定手段」を構成する。

カメラ制御部６１は、ラインセンサカメラ５２による透明体１の撮像タイミングを制御する。かかるタイミングは回転台２１やモータ２２などに設けられた図示しないエンコーダからの信号に基づいて制御される。ラインセンサカメラ５２による撮像は、透明体１が所定角度ずつ回転する度に行われる。

画像データ記憶部６２は、ラインセンサカメラ５２により撮像された画像データを時系列で順次記憶していく。これにより、少なくとも印刷部２の全体を含む透明体１の画像（画像データ）を得ることができる。

画像処理部６３は、ラインセンサカメラ５２により得られ、画像データ記憶部６２に記憶された画像（画像データ）に基づき、所定の演算処理や判定処理を実行することで、透明体１の状態や印刷部２の印字状態などに関する良否について判定する。例えば、前記画像（画像データ）に対し二値化処理を行い二値化画像を得た上で、該二値化画像における「黒色（０）」の部分の面積や長さを算出し、その後、算出した面積や長さと所定の閾値とを比較することで、透明体１の状態や印刷部２の印字状態などに係る良否が判定される。また、例えば、得られた画像と、予め取得した正常な印刷部２を含む画像との差分を比較して、これら画像の一致度により、印刷部２の良否判定が行われる。尚、良否判定手法については、適宜変更可能である。

次に、上記のように構成されてなる検査装置１０を用いた透明体１の検査手順について説明する。

検査に際しては、まず、回転台２１に検査対象となる透明体１を載置する。このときには、回転台２１の回転軸Ｌ１と透明体１の中心軸とを合わせる（一致させる）。また、撮像ユニット５０（ラインセンサカメラ５２）のピントが合う範囲Ｒ（図１参照）に透明体１の側壁部が位置するように、距離調節機構３０によって、撮像ユニット５０（特にＦＯＰ５１の入射面５１ａ）と透明体１との間の距離を調節する。但し、撮像ユニット５０（ＦＯＰ５１）の入射面５１ａ及び透明体１の側壁部の間には十分に大きな隙間を形成することができる。これは、斜光線減衰体５３を設けることによって前記範囲Ｒ（つまり、被写界深度）が比較的大きなものとなるため、撮像ユニット５０（ＦＯＰ５１）に対し透明体１を過度に接近させたり、接触させたりせずとも、合焦した画像を得ることができるからである。

続いて、制御装置６０によって照明装置４０が点灯される。これにより、照明装置４０からの拡散光が透明体１に照射され、透明体１を透過した光線がＦＯＰ５１の入射面５１ａへ入射される。そして、入射面５１ａに入射した光線は、各光ファイバ５１１及び各減衰機能部５３１を通ってラインセンサカメラ５２側へ透過される。減衰機能部５３１を通ることで入射面５１ａに入射した光線のうち前記斜光線が減衰する。

また、ラインセンサカメラ５２による撮像のインターバルの間に、制御装置６０によってモータ２２が動作されることで、回転機構２０によって透明体１が所定角度だけ回転する。以降、透明体１を回転させながら、ラインセンサカメラ５２による該透明体１の撮像が繰り返し行われることで、印刷部２を含む透明体１の側壁部全周に係る画像（画像データ）が取得される。撮像により得られた画像（画像データ）は、制御装置６０に送られて、画像データ記憶部６２に記憶される。

さらに、画像処理部６３によって、ラインセンサカメラ５２により得られた画像に基づき、透明体１の状態（例えば傷の有無など）や印刷部２の印字状態（例えば、欠け、かすれ、にじみ等の有無や印字位置）に関する良否判定が行われる。そして、印刷部２を含む透明体１の側壁部全周に不良がなければ、該透明体１が良品と判定される。一方、透明体１の側壁部の少なくとも一部に不良があれば、該透明体１が不良品と判定される。

尚、ラインセンサカメラ５２により透明体１の側壁部の一部に係る画像を得た段階で、得られた画像に基づく良否判定を行うようにしてもよい。つまり、透明体１の側壁部全周に係る画像を得た後に該画像に基づく良否判定を行ってもよいし、透明体１の側壁部の一部に係る画像を得る都度、該画像に基づく良否判定を行ってもよい。

以上詳述したように、本実施形態によれば、斜光線減衰体５３の減衰機能部５３１によって、ＦＯＰ５１の出射面５１ｂから出射される光線のうち減衰機能部５３１の延びる方向に対し傾斜した斜光線を減衰させることができる。従って、検査対象となる透明体１とＦＯＰ５１との間に隙間を形成し、透明体１側からＦＯＰ５１の入射面に対し、様々な方向から光線が入射しやすくなるような構成としても、特定の方向から入射した光線のみがセンサ素子５２ａに至りやすくなる。これにより、斜光線の影響による被写界深度の低下を防止して、被写界深度の拡大を図ることができる。そのため、透明体１とＦＯＰ５１の間に隙間を設けた状態で透明体１を撮像したとしても、焦点の合った画像をより確実に得ることができる。従って、透明体１の回転及び撮像を行うにあたって、透明体１とＦＯＰ５１とを離間させたり、近接状態に戻したりする必要がなくなり、透明体１とＦＯＰ５１とを離間させた状態で透明体１の回転及び撮像を行うことができる。これにより、良好な検査精度を確保しながら、検査の高速化を図ることができる。

また、検査対象となる透明体１とＦＯＰ５１との間に隙間を設けることができるから、ＦＯＰ５１のうち透明体１側に配置される面（入射面５１ａ）を、透明体１の側壁部と概ね一致する形状とする必要はない。従って、検査対象となる透明体１ごとに異なる複数のＦＯＰ５１を用意したり、検査対象の変更に合わせてＦＯＰ５１の交換を行ったりせずに済む。これにより、検査に係るコストの抑制を図ることができる。

加えて、入射面５１ａ及び出射面５１ｂは、それぞれ側面５１ｃに直交する平坦面とされているため、入射面５１ａに対する光線の入射角度と、出射面５１ｂからの該光線の出射角度とを等しくすることができる。これにより、透明体１のうち入射面５１ａの正面に位置する部位を透過して、該入射面５１ａに対し直角に入射した光線であって、出射面５１ｂから該出射面５１ｂと直交する方向に出射される光線が、センサ素子５２ａに至りやすくなる一方、該入射面５１ａに対し斜めに入射した光線（つまり、前記斜光線）はセンサ素子５２ａに至りにくくなる。これにより、検査に適した透明体１の画像をより確実に得ることができ、検査精度の更なる向上を図ることができる。

また、距離調節機構３０によって、形状の異なる様々な透明体１への対応が容易となり、検査に係る利便性の向上を図ることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）図８に示すように、回転機構２０による透明体１の回転に合わせて撮像ユニット５０（ＦＯＰ５１）を移動させることで、透明体１における少なくともラインセンサカメラ５２による撮像対象となる部位と撮像ユニット５０（特にＦＯＰ５１の入射面５１ａ）との間の距離を一定に維持する、「距離維持手段」としての距離維持機構７０を設けることとしてもよい。

図８の例において、距離維持機構７０は、回転台２１の側面に設けられた同一形状部７１と、撮像ユニット５０に直接又は間接的に固定された（本例では撮像ユニット５０を保持する保持台３１に固定された）回転可能な回転ローラ７２と、該回転ローラ７２に対し同一形状部７１に向けた付勢力を付与する付勢部７３（例えば、ばねや磁石など）と、前記距離調節機構３０とによって構成されている。同一形状部７１は、回転軸Ｌ１と直交する断面において、透明体１の中心軸と直交する断面における該透明体１の外周面（外形線）とほぼ同一の形状をなしている。回転ローラ７２は、付勢部７３から加わる付勢力によって、その外周面が同一形状部７１に圧接されている。

このような距離維持機構７０を設けることで、図９，１０に示すように、透明体１が断面非円形状であっても、透明体１における撮像対象と撮像ユニット５０（特にＦＯＰ５１の入射面５１ａ）との距離が一定に保たれるように、透明体１の回転に合わせて撮像ユニット５０が移動することとなる。従って、検査対象となる透明体１の形状が種々異なるとしても、合焦した画像をより確実に得ることができる。そのため、様々な形状の透明体１をより適切に（より良好な検査精度の下で）検査することができる。

尚、距離維持機構７０は、透明体１のうち少なくとも撮像対象となる部位の外周面（外形線）が断面非円形状（例えば、断面楕円形状や断面多角形状、断面矩形状など）をなす場合に特に有効である。

また、距離維持機構として、撮像ユニット５０から透明体１の側壁部までの距離を測定する距離測定センサ（例えば超音波センサ）と、該距離測定センサにより測定された距離に基づき、透明体１における少なくともラインセンサカメラ５２による撮像対象となる部位とＦＯＰ５１との間の距離が一定に維持されるように撮像ユニット５０を自動的に移動させる移動機構とを備えたものを用いてもよい。この場合には、検査対象となる透明体１の形状に合わせた同一形状部７１を設ける必要がないため、コストの増大抑制を図ることができる。

（ｂ）減衰機能部５３１による斜光線の減衰の程度を調整可能な、「減衰調整手段」としての減衰調整部を設けてもよい。減衰調整部は、減衰機能部をその軸方向（長手方向）に沿って伸縮可能とする機能によって実現することができる。例えば、図１１に示すように、減衰機能部５３４を、径の異なる筒部５３４ａ，５３４ｂを複数有してなる伸縮筒体構造とし、この伸縮筒体構造による、減衰機能部５３４をその軸方向（長手方向）に沿って伸縮可能とする機能によって減衰調整部８０を実現してもよい。また、例えば、図１２に示すように、減衰機能部５３５を蛇腹構造とし、この蛇腹構造による、減衰機能部５３５をその軸方向（長手方向）に沿って伸縮可能とする機能によって減衰調整部９０を実現してもよい。

上記のような減衰調整部８０，９０を設けた場合には、減衰機能部５３４，５３５による斜光線の減衰の程度を調整することができ、減衰の程度を調整することで、被写界深度を調整することができる。従って、表面に凹凸のある透明体１や円柱状以外の形状（例えば楕円筒状や多角柱筒状など）の透明体１など、種々異なる形状の透明体１を検査するときであっても、適切に（良好な検査精度の下で）検査を行うことができる。

尚、減衰機能部を樹脂やゴム等の弾性体によって形成し、減衰機能部をその軸方向に伸縮可能とすることで、減衰調整手段を実現してもよい。

（ｃ）上記実施形態において、照明装置４０は、撮像ユニット５０との間で検査対象の透明体１を挟む位置に設置されており、透明体１を透過した光が撮像ユニット５０へと至るように構成されている。これに対し、照明装置４０を撮像ユニット５０側に配置し、透明体１を反射した光が撮像ユニット５０へと至るように構成してもよい。

（ｄ）透明体１の側壁部に刻印を施したり、該側壁部にラベルなどを貼付したりしてもよい。この場合には、検査装置１０によって、刻印やラベルの状態又は位置に係る良否を判定するように構成してもよい。

（ｅ）検査対象となる透明体１の形状は上記実施形態で挙げた形状に限定されるものではない。例えば、側壁部に凹凸がある透明体１を検査対象としてもよい。

（ｆ）上記実施形態において、各光ファイバ５１１は直線的に延びるように構成されているが、各光ファイバ５１１を湾曲させてもよい。

（ｇ）検査装置１０によって、透明体１の側壁部における外面のみならず、該側壁部の内面に関する検査を行うように構成してもよい。例えば、検査装置１０によって、側壁部の内面に形成された印刷部の検査を行うようにしてもよい。

１…透明体（検査対象物）、１０…検査装置、２０…回転機構（回転手段）、３０…距離調節機構（距離調節手段）、４０…照明装置（照射手段）、５１…ファイバオプティカルプレート、５１ａ…入射面、５１ｂ…出射面、５１ｃ…側面、５２…ラインセンサカメラ（撮像手段）、５３…斜光線減衰体（斜光線減衰手段）、６３…画像処理部（判定手段）、７０…距離維持機構（距離維持手段）、８０，９０…減衰調整部（減衰調整手段）、５１１…光ファイバ、５１１ｂ…出口部、５３１…減衰機能部、Ｌ１…回転軸。

Claims

透明又は半透明である筒状の透明体を検査対象物として検査するための検査装置であって、
前記検査対象物に対し所定の光を照射する照射手段と、
所定の回転軸において前記検査対象物を回転させる回転手段と、
前記回転軸方向に沿って並列に並んだ複数の光ファイバを有するとともに、前記検査対象物に面した入射面から入射した光線を前記光ファイバを通して前記入射面とは他方側の出射面へと透過可能に構成され、前記出射面に前記光ファイバにおける光線の出口部が複数設けられてなるファイバオプティカルプレートと、
１列に並ぶ複数のセンサ素子を有するとともに、１の前記出口部に１の前記センサ素子が対応するように構成され、前記センサ素子によって前記ファイバオプティカルプレートを透過した光線を受光することで前記検査対象物を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像に基づき、前記検査対象物の良否を判定する判定手段と、
前記出口部と該出口部に対応する前記センサ素子との間における光路を取り囲む直筒状をなす減衰機能部が並列に複数並んでなり、前記出射面及び前記撮像手段間に配置された斜光線減衰手段とを備え、
前記減衰機能部は、前記出射面から出射された光線のうち該減衰機能部が延びる方向に対し傾斜した斜光線を減衰させる機能を有し、
前記入射面及び前記出射面は、それぞれ前記入射面及び前記出射面間に位置する前記ファイバオプティカルプレートの側面に対し直交した平坦面をなすことを特徴とする検査装置。
前記検査対象物及び前記ファイバオプティカルプレートの少なくとも一方を移動させて、前記検査対象物と前記ファイバオプティカルプレートの前記入射面との間の距離を調節可能な距離調節手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記減衰機能部による前記斜光線の減衰の程度を調整可能な減衰調整手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
前記減衰調整手段は、前記減衰機能部をその軸方向に沿って伸縮可能とする機能からなることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
前記回転手段による前記検査対象物の回転に合わせて前記検査対象物及び前記ファイバオプティカルプレートの少なくとも一方を移動させることで、前記検査対象物のうち前記撮像手段による撮像対象となる部位と前記ファイバオプティカルプレートの前記入射面との間の距離を一定に維持する距離維持手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検査装置。