JP7417383B2 - Foreign object detection system - Google Patents
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Description
本発明は、検査対象物に伴う異物を検知する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting foreign matter accompanying an object to be inspected.
電磁波を用いて対象物を検出する技術が知られている。例えば特許文献1には、飛しょう体に搭載される誘導装置にパッシブ系統とアクティブ系統とを合わせて搭載し、目標からの反射波が無い遠方の段階ではパッシブ系統のみによる観測を開始し、追跡の最終段階ではアクティブ系統も機能させて目標に向けて飛しょう体を誘導する技術が記載されている。特許文献2には、送受波機能を備えたアクティブソーナーと受波機能のみを備えたパッシブソーナーとを用いて、水中の状況を探索する技術が記載されている。
2. Description of the Related Art Techniques for detecting objects using electromagnetic waves are known. For example, in
しかし、特許文献1及び2に記載された技術では、いずれもアクティブ方式の系とパッシブ方式の系とが別々に設けられているため、装置が大きくなり、その分だけ装置の占めるスペースも大きくなる。
本発明は、異物検知システムの占めるスペースを削減するとともに異物検知システムのコストを削減することを目的とする。
However, in the technologies described in
An object of the present invention is to reduce the space occupied by a foreign object detection system and to reduce the cost of the foreign object detection system.
本発明は、投光部が発し検査対象物で反射した電磁波を受光部で受光するアクティブ方式の系と当該検査対象物が自ら発する電磁波を受光部で受光するパッシブ方式の系とで一部の構成部を共用し、前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系の受光結果の各々に基づき当該検査対象物に伴う異物を検知する異物検知システムであって、ミラーの角度変更により電磁波の向かう先を前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系の各々に応じた受光部の間で切り替える異物検知システムを提供する。 The present invention consists of an active system in which a light receiving part receives electromagnetic waves emitted by a light emitter and reflected by an object to be inspected, and a passive system in which a light receiving part receives electromagnetic waves emitted by the object to be inspected. A foreign object detection system that uses a common component and detects foreign objects accompanying an object to be inspected based on the light reception results of the active system and the passive system, wherein the direction of the electromagnetic waves is determined by changing the angle of the mirror. Provided is a foreign object detection system that switches between a light receiving section corresponding to the active type system and the passive type system .
また、本発明は、投光部が発し検査対象物で反射した電磁波を受光部で受光するアクティブ方式の系と当該検査対象物が自ら発する電磁波を受光部で受光するパッシブ方式の系とで一部の構成部を共用し、前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系の受光結果の各々に基づき当該検査対象物に伴う異物を検知する異物検知システムであって、前記投光部が電磁波を発しているときに前記パッシブ方式の系の受光部に向かう電磁波を遮光部により遮る異物検知システムを提供する。Furthermore, the present invention combines an active system in which a light receiving part receives electromagnetic waves emitted by a light projecting part and reflected by an object to be inspected, and a passive system in which a light receiving part receives electromagnetic waves emitted by the object to be inspected. A foreign object detection system that shares a component of a part and detects a foreign object accompanying an object to be inspected based on the light reception results of the active system and the passive system, wherein the light projecting part emits electromagnetic waves. A foreign object detection system is provided in which a light shielding section blocks electromagnetic waves directed toward a light receiving section of the passive system when the electromagnetic waves are being emitted.
また、本発明は、投光部が発し検査対象物で反射した電磁波を受光部で受光するアクティブ方式の系と当該検査対象物が自ら発する電磁波を受光部で受光するパッシブ方式の系とで一部の構成部を共用し、前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系の受光結果の各々に基づき当該検査対象物に伴う異物を検知する異物検知システムであって、前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系のうち、一方を用いて検査対象物と当該検査対象物の周囲との差異が検知できない場合、他方を用いて異物を検知する異物検知システムを提供する。 Furthermore, the present invention combines an active system in which a light receiving part receives electromagnetic waves emitted by a light projecting part and reflected by an object to be inspected, and a passive system in which a light receiving part receives electromagnetic waves emitted by the object to be inspected. A foreign object detection system that shares a component of a part and detects a foreign object accompanying an object to be inspected based on the light reception results of the active system and the passive system, the active system and the passive system Provided is a foreign object detection system that detects a foreign object by using one of the passive systems when a difference between an object to be inspected and the surroundings of the object cannot be detected using the other one .
前記異物検知システムにおいて、前記アクティブ方式の系における前記投光部の光学系と前記受光部の光学系とは非同軸であってもよい。 In the foreign object detection system, the optical system of the light projector and the optical system of the light receiver in the active system may be non-coaxial .
前記異物検知システムにおいて、検査対象物の周囲の温度と閾値との比較結果に基づき前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系のいずれを用いるかを決定してもよい。In the foreign object detection system, it may be determined whether to use the active system or the passive system based on a comparison result between the temperature around the object to be inspected and a threshold value.
前記異物検知システムにおいて、共用される前記構成部は集光レンズ、スキャンミラー及び受光部の1以上を含んでもよい。 In the foreign object detection system, the shared component may include one or more of a condenser lens, a scan mirror, and a light receiving section.
本発明によれば、異物検知システムの占めるスペースを削減するとともに異物検知システムのコストを削減することができる。 According to the present invention, the space occupied by the foreign object detection system can be reduced and the cost of the foreign object detection system can be reduced.
1.第1実施形態
(1)構成
図1は、第1実施形態に係る異物検知システム100の構成の一例を示す図である。異物検知システム100は、人や物等の検査対象物に伴う異物の有無を検査する。この検査は、検査対象物を破壊することなく異物を検知する非破壊検査である。例えば異物検知システム100は、空港等の危険物の持ち込みが制限されている場所において、人が所持している危険物を検知するボディスキャナーとして用いられる。異物検知システム100は、アクティブ方式とパッシブ方式とを選択的に用いて検査対象物に伴う異物を検知する。
1. First Embodiment (1) Configuration FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a foreign
図2は、アクティブ方式を用いて異物を検知する原理を説明する図である。アクティブ方式では、検査対象物に電磁波が照射され、検査対象物で反射した電磁波が受光される。例えば人が衣服2内に隠匿物3を隠し持っている場合には、人体1で反射した電磁波と、隠匿物3で反射した電磁波とで反射率が異なる。そのため、電磁波の反射率の変化により、人が隠し持っている隠匿物3を検知することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of detecting a foreign object using the active method. In the active method, an object to be inspected is irradiated with electromagnetic waves, and the electromagnetic waves reflected by the object to be inspected are received. For example, when a person hides a
図3は、パッシブ方式を用いて異物を検知する原理を説明する図である。パッシブ方式では、検査対象物が自ら発する熱由来の電磁波が受光される。人体1は、熱由来の電磁波を自ら発している。しかし、例えば人が衣服2内に隠匿物3を隠し持っている場合、隠匿物3がある部分では、人体1から放射された電磁波が遮られるため、隠匿物3がない部分に比べて、電磁波の強度が低下する。そのため、電磁波の強度の変化により、人が隠し持っている隠匿物3を検知することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of detecting foreign objects using the passive method. In the passive method, electromagnetic waves derived from heat emitted by the object to be inspected are received. The
図1に示すように、異物検知システム100は、検査装置110と、複数の温度センサ120と、処理装置130とを備える。処理装置130は、複数の温度センサ120及び処理装置130のそれぞれと通信線を介して接続されている。
As shown in FIG. 1, the foreign
図4は、検査装置110の構成の一例を示す図である。検査装置110は、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とを有し、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系の受光結果の各々に基づき検査対象物5に伴う異物の有無を検査する。アクティブ方式には、照明方式と狭ビーム方式とがあるが、ここでは照明方式が用いられる。アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とは、一部の構成部を共用する。検査装置110は、投光モジュール111と、受光モジュール112とを備える。アクティブ方式の系には、投光モジュール111と受光モジュール112とが含まれる。一方、パッシブ方式の系には、投光モジュール111は含まれず、受光モジュール112だけが含まれる。すなわち、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とは、受光モジュール112を共用する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the
投光モジュール111は、検査対象物5に電磁波を照射する。投光モジュール111には、光源113(投光部の一例)と、レンズ114とが含まれる。光源113は、電磁波を発する。この電磁波には、検査対象物5が自ら発する電磁波と波長が近い電磁波が用いられる。例えば検査対象物5が衣服等の障害物の透過性による影響により、赤外線よりも主にテラヘルツ帯の電磁波を発する場合、テラヘルツ帯又はその周辺の周波数帯域の電磁波が光源113から発せられてもよい。レンズ114は、光源113が発した電磁波を検査対象物5の検査対象領域全体に照射されるように発散させ又は電磁波の照射範囲を制限する。例えば電磁波の照射範囲を広げすぎると、一点の照射強度が低下し、検査対象物5以外で反射した電磁波が検出される可能性がある。これを防ぐために、電磁波の照射範囲が制限されてもよい。レンズ114には、例えば凹レンズが用いられる。
The
受光モジュール112は、検査対象物5で反射した電磁波又は検査対象物5が自ら発した電磁波を受光する。受光モジュール112には、集光レンズ115と、スキャンミラー116と、光センサ117(受光部の一例)と、減衰器118と、駆動部119とが含まれる。第1実施形態では、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とで共用される構成部には、集光レンズ115、スキャンミラー116、及び光センサ117が含まれる。
The
集光レンズ115は、検査対象物5から得られる電磁波をスキャンミラー116に集束させる。集光レンズ115には、例えば凸レンズが用いられる。集光レンズ115を通過した電磁波は、スキャンミラー116上に焦点を結んでもよいし、焦点を結ばなくてもよい。電磁波がスキャンミラー116上に焦点を結ぶ場合には、例えばスキャンミラー116のサイズを小さくすることができるとともに、検査にかかる時間を短縮することができる。スキャンミラー116は、集光レンズ115により集束された電磁波を光センサ117に向かう方向に反射させる。このとき、スキャンミラー116は、徐々に角度を変えることにより、検査対象領域の各部から得られる電磁波を所定の順序で光センサ117に向かう方向に反射させる。スキャンミラー116には、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーが用いられてもよい。光センサ117は、スキャンミラー116で反射した電磁波を受光し、受光した電磁波を示すセンサ信号を出力する。例えば光センサ117は、受光素子とアンプとを有する。受光素子は、電磁波を受光してセンサ信号に変換する。アンプは、センサ信号を増幅する。光センサ117から出力されたセンサ信号は、通信線を介して処理装置130に送信される。
The
減衰器118は、アッテネータとも呼ばれ、光センサ117に入射する電磁波を減衰させる。減衰器118は、スキャンミラー116と光センサ117との間に設けられる。減衰器118には、例えばフィルタ又は導波管が用いられてもよい。このフィルタは、例えば一つの方向の電磁波だけを通し、他の方向の電磁波を遮るものであってもよい。
The
駆動部119は、減衰器118を駆動して図4(a)に示す作用位置と図4(b)に示す退避位置との間を移動させる。作用位置は、図4(a)に示すように、スキャンミラー116で反射した電磁波が通る位置である。減衰器118が作用位置に移動した場合、スキャンミラー116で反射した電磁波は減衰器118により減衰されてから光センサ117に入射する。一方、退避位置は、図4(b)に示すように、スキャンミラー116で反射した電磁波が通らない位置である。減衰器118が退避位置に移動した場合、スキャンミラー116で反射した電磁波は減衰器118を通らないため、減衰器118により減衰されずに光センサ117に入射する。駆動部119には、例えばアクチュエーターが用いられる。なお、図4では、駆動部119が減衰器118を直線移動させる例が示されているが、移動方法は直線移動に限定されない。例えば駆動部119は、減衰器118を回転移動させてもよい。
The
例えば駆動部119は、アクティブ方式が用いられる場合には、光センサ117に入射する電磁波を減衰させるために、図4(a)に示すように減衰器118を作用位置に移動させる。これは、アクティブ方式では、検査対象物5から得られる電磁波は、検査対象物5に照射され、検査対象物5で反射した電磁波であり、パッシブ方式が用いられる場合に比べて強度が大きい。そのため、光センサ117のダイナミックレンジが狭い場合には、その電磁波が減衰されずに光センサ117に入射すると、電磁波の強度がダイナミックレンジの上限値を超え、光センサ117が故障する恐れがあるためである。
For example, when the active method is used, the
一方、駆動部119は、パッシブ方式が用いられる場合には、検査対象物5から得られる電磁波を減衰させずに光センサ117に入射させるために、図4(b)に示すように減衰器118を退避位置に移動させる。これは、パッシブ方式では、検査対象物5から得られる電磁波は、検査対象物5が自ら発する電磁波であり、アクティブ方式が用いられる場合に比べて強度が小さい。そのため、電磁波が減衰されると、電磁波の強度の違いを認識するのが困難になるためである。
On the other hand, when the passive method is used, the
投光モジュール111と受光モジュール112とは、光学系の設計を容易にするために、非同軸になるように配置される。仮に投光モジュール111と受光モジュール112とが同軸になるように配置すると、特に照明方式が採用される場合には、光学系の設計の難易度が高くなってしまう。例えば投光モジュール111と受光モジュール112とは、図4(a)に示すように、光源113及びレンズ114の光軸L1と集光レンズ115の光軸L2とが交わるように配置される。
The light projecting
図1に戻り、複数の温度センサ120は、検査対象物5の周囲の温度を測定し、測定した温度を示す温度信号を出力する。複数の温度センサ120は、検査対象物5の周囲に設置される。例えば複数の温度センサ120は、検査対象物5の周囲において互いに異なる位置に配置されてもよい。複数の温度センサ120から出力された温度信号は、通信線を介して処理装置130に送信される。
Returning to FIG. 1, the plurality of
処理装置130は、検査装置110から供給されたセンサ信号を用いて、検査対象物5に伴う異物を検知する。また、処理装置130は、複数の温度センサ120から供給された温度又は検査装置110から供給されたセンサ信号に応じて、アクティブ方式とパッシブ方式のいずれを用いて異物の検知を行うかを決定する。ここで、検査装置110及び温度センサ120から供給されたセンサ信号及び温度信号は、A/D(Analog-to-digital)変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換されてから用いられてもよい。処理装置130は、例えばプロセッサとメモリとを備え、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより処理装置130の機能が実現される。或いは、処理装置130は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの回路を備え、この回路により処理装置130の機能が実現されてもよい。
The
(2)動作
(2-1)第1動作例
図5は、異物検知システム100の第1動作例を示すフローチャートである。第1動作例では、検査対象物5の周囲の温度の変化によって検査ができなくなるのを防ぐために、検査対象物5の周囲の温度に応じてアクティブ方式とパッシブ方式とが切り替えられる。これは、検査対象物5の周囲の温度によっては、アクティブ方式とパッシブ方式とのうち一方の方式では異物を検知できないが、他方の方式では異物を検知できる場合があるためである。例えば検査対象物5が人である場合には、検査対象物5の周囲の温度が高くなると、一般的に検査対象物5の温度と検査対象物5の周囲の温度との差が小さくなる。パッシブ方式では、検査対象物5が自ら発する熱由来の電磁波を利用しているため、検査対象物5の周囲の温度と検査対象物5の温度との差が小さい場合には、検査対象物5の周囲から放射されるノイズが増え、異物を検知し難くなる。一方、アクティブ方式では、検査対象物5に電磁波が照射され、検査対象物5で反射した電磁波を利用しているため、検査対象物5の周囲の温度と検査対象物5の温度との差が小さい場合にも、異物を検知することができる。また、検査対象物5が人である場合には、検査対象物5の周囲の温度が低くなると、人が厚着になることから検査対象物5を覆う障害物が厚くなる。アクティブ方式では、検査対象物5に電磁波が照射され、検査対象物5で反射した電磁波を利用しているため、障害物が厚くなると、障害物の表面で反射したノイズが混入し、異物を検知し難くなる。一方、パッシブ方式では、検査対象物5が自ら発する熱由来の電磁波を利用しているため、障害物の表面で反射したノイズは観測されず、異物を検知することができる。
(2) Operation (2-1) First operation example FIG. 5 is a flowchart showing a first operation example of the foreign
図5に示す処理は、例えば検査を開始するときに、検査者の操作に応じて開始される。ステップS11では、処理装置130が検査対象物5の周囲の温度を示す複数の温度信号を取得する。例えば複数の温度センサ120はそれぞれ、所定の時間間隔で検査対象物5の周囲の温度を測定し、測定した温度を示す温度信号を処理装置130に送信する。複数の温度センサ120から送信された複数の温度信号は処理装置130に受信され、A/D変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
The process shown in FIG. 5 is started in response to an operation by the examiner, for example, when starting an examination. In step S11, the
ステップS12では、処理装置130が検査対象物5の温度から検査対象物5の周囲の温度を引いた温度差を算出する。検査対象物5の温度は、予め定められている。ここでは、検査対象物5の温度が37度であるものとする。検査対象物5の周囲の温度には、例えばステップS11において取得された複数の温度信号が示す複数の温度の平均値が用いられる。例えば検査対象物5の周囲の温度が20度である場合、温度差は、37度-20度=17度になる。一方、例えば検査対象物5の周囲の温度が35度である場合、温度差は、37度-35度=2度になる。
In step S12, the
ステップS13では、処理装置130がステップS12において算出された温度差が閾値より大きいか否かを判定する。この閾値は、光センサ117の温度分解能に応じて予め定められている。この閾値には、例えば光センサ117の温度分解能に定数を掛けた値が用いられてもよい。ここでは、閾値は6度であるものとする。例えばステップS12において算出された温度差が17度である場合、この温度差は閾値の6度より大きいため、ステップS13の判定はYESになる。一方、例えばステップS12において算出された温度差が2度である場合、この温度差は閾値の6度以下であるため、ステップS13の判定はNOになる。
In step S13, the
上述したステップS13の判定がYESである場合には、処理はステップS14に進む。ステップS14では、処理装置130がパッシブ方式を用いると決定し、検査装置110にパッシブ方式の系を用いて検査を行わせる。例えば処理装置130は、パッシブ方式への切替えを指示する制御信号を検査装置110に送信する。この制御信号を受信すると、検査装置110は、図4(b)に示すように、検査対象物5に電磁波が照射されないように光源113を消灯するとともに、駆動部119により減衰器118を退避位置に移動させる。これにより、検査対象物5から発せられた電磁波は、集光レンズ115及びスキャンミラー116を介して光センサ117に到達し、光センサ117により受光される。このとき、減衰器118は退避位置に移動しているため、電磁波は減衰器118により減衰されずに光センサ117に入射する。そして、光センサ117により受光された電磁波に応じたセンサ信号が、通信線を介して処理装置130に送信される。
If the determination in step S13 described above is YES, the process proceeds to step S14. In step S14, the
一方、上述したステップS13の判定がNOである場合には、処理はステップS15に進む。ステップS15では、処理装置130がアクティブ方式を用いると決定し、検査装置110にアクティブ方式の系を用いて検査を行わせる。例えば処理装置130は、アクティブ方式への切替えを指示する制御信号を検査装置110に送信する。この制御信号を受信すると検査装置110は、図4(a)に示すように、検査対象物5に電磁波を照射するために光源113を点灯するとともに、駆動部119により減衰器118を作用位置に移動させる。これにより、検査対象物5に電磁波が照射され、検査対象物5で反射した電磁波が、集光レンズ115、スキャンミラー116、及び減衰器118を介して光センサ117に到達し、光センサ117により受光される。このとき、電磁波は、減衰器118により減衰されてから光センサ117に入射する。そして、光センサ117により受光された電磁波に応じたセンサ信号が、通信線を介して処理装置130に送信される。
On the other hand, if the determination in step S13 described above is NO, the process proceeds to step S15. In step S15, the
ステップS16では、処理装置130がセンサ信号を取得する。例えば検査装置110から送信されたセンサ信号が処理装置130に受信され、A/D変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。ステップS17では、処理装置130がステップS16において取得されたセンサ信号を用いて、検査対象物5に伴う異物を検知する処理を行う。例えばパッシブ方式が用いられる場合には、図3に示すように検査対象物5から発せられた電磁波が遮られた部分があることをセンサ信号が示す場合には、検査対象物5に伴う異物が検知される。一方、アクティブ方式が用いられる場合には、図2に示すように電磁波の反射率が異なる部分があることをセンサ信号が示す場合には、検査対象物5に伴う異物が検知される。
In step S16, the
(2-2)第2動作例
図6は、異物検知システム100の第2動作例を示すフローチャートである。第2動作例では、検査対象物5や検査対象物5の環境の変化によって検査ができなくなるのを防ぐために、プレ検査の結果に応じてアクティブ方式とパッシブ方式とが切り替えられる。これは、検査対象物5や検査対象物5の環境によっては、アクティブ方式とパッシブ方式とのうち一方の方式では異物を検知できないが、他方の方式では異物を検知できる場合があるためである。
(2-2) Second Operation Example FIG. 6 is a flowchart showing a second operation example of the foreign
図6に示す処理は、例えば検査を開始するときに、検査者の操作に応じて開始される。ステップS21では、上述したステップS14と同様に、処理装置130が検査装置110にパッシブ方式の系を用いてプレ検査を行わせる。ただし、このとき検査装置110は、検査対象物5が自ら発する電磁波と、検査対象物5の周囲から放射される電磁波とを順番に受光する。これは、例えば検査装置110が検査対象物5から発せられる電磁波を受光可能な位置と、検査対象物5の周囲から発せられる電磁波を受光可能な位置とに検査対象物5又は検査装置110を移動させることにより実現されてもよい。これにより、検査対象物5から発せられる電磁波と検査対象物5の周囲から発せられる電磁波とに応じたセンサ信号とが、通信線を介して処理装置130に送信される。
The process shown in FIG. 6 is started in response to an operation by the examiner, for example, when starting an examination. In step S21, similarly to step S14 described above, the
ステップS22では、処理装置130がセンサ信号を取得する。例えば検査装置210から送信されたセンサ信号が処理装置130に受信され、A/D変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。ステップS23では、処理装置130がステップS22において取得されたセンサ信号により示される検査対象物5と検査対象物5の周囲との差異に応じて、パッシブ方式で検査できるか否かを判定する。このセンサ信号には、予めフィルタにより値のばらつきを均すような処理が施されてもよい。
In step S22, the
図7は、検査装置110から取得されたセンサ信号の一例を示す図である。センサ信号S1は、期間T1に含まれるピークは概ねピーク値P1を有し、期間T2に含まれるピークは概ねピーク値P1より大きいピーク値P2を有する。これは、期間T1に検査対象物5の周囲から発せられた電磁波が受光され、期間T2に、検査対象物5から発せられた電磁波が受光され、これらの電磁波の強度に差があることを示す。この場合、センサ信号S1から検査対象物5と検査対象物5の周囲との差異が検知される。また、期間T2が所定の時間以上継続しており、且つ、ピーク値P1とピーク値P2との差Δ1が閾値以上である場合に限り、センサ信号S1から検査対象物5と検査対象物5の周囲との差異が検知されてもよい。この所定の時間は、例えば検査対象物5から発せられた電磁波を受光したとみなせる時間に応じて予め定められる。この閾値は、例えばパッシブ方式で異物を検知できる信号強度の差と、パッシブ方式で異物を検知できない信号強度の差との境界に応じて予め定められる。このように、センサ信号S1から検査対象物5と検査対象物5の周囲との差異が検知された場合には、パッシブ方式で検査できると判定される。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a sensor signal acquired from the
図8は、検査装置110から取得されたセンサ信号の別の例を示す図である。センサ信号S2は、全期間を通じてピークが概ねピーク値P3を有する。これは、検査対象物5の周囲から発せられた電磁波と検査対象物5から発せられた電磁波との間に実質的に強度の差がないことを示す。この場合、センサ信号S2から検査対象物5と検査対象物5の周囲との差異が検知されない。このように、センサ信号S2から検査対象物5と検査対象物5の周囲との差異が検知されない場合には、パッシブ方式で検査できないと判定される。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the sensor signal acquired from the
上述したステップS23においてパッシブ方式で検査できると判定された場合には、ステップS23の判定がYESになり、処理はステップS24に進む。ステップS24では、上述したステップS14と同様に、処理装置130が検査装置210にパッシブ方式の系を用いて検査を行わせる。一方、上述したステップS23においてパッシブ方式で検査できないと判定された場合には、ステップS23の判定がNOになり、処理はステップS25に進む。ステップS25では、上述したステップS15と同様に、処理装置130が検査装置110にアクティブ方式の系を用いて検査を行わせる。ステップS26及びS27の処理は、それぞれ上述したステップS16及びS17の処理と同様である。なお、ステップS21のプレ検査にて検査対象領域全体についてパッシブ方式の系を用いた検査が完了している場合において、ステップS23の判定がYESであるときは、ステップS24及びS26の処理を飛ばしてステップS27に進んでもよい。この場合、ステップS27では、ステップS22において取得されたセンサ信号を用いて異物を検知する処理が行われる。
If it is determined in step S23 that the passive method can be inspected, the determination in step S23 becomes YES, and the process proceeds to step S24. In step S24, similarly to step S14 described above, the
第1実施形態によれば、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とが集光レンズ115、スキャンミラー116、及び光センサ117を共用するため、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とでこれらの構成を別々に設ける場合に比べて、検査装置110が小さくなり、その分だけ異物検知システム100の占めるスペースが削減される。また、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とでこれらの構成を別々に設ける場合に比べて、検査装置110のコストが削減される。さらに、第1動作例によれば、検査対象物5の周囲の温度に応じてアクティブ方式とパッシブ方式とが切り替えられるため、検査対象物5の周囲の温度の変化によって検査ができなくなるのを防止することができる。さらに、第2動作例によれば、プレ検査の結果に応じてアクティブ方式とパッシブ方式とが切り替えられるため、検査対象物5又はその環境の変化によって検査ができなくなるのを防止することができる。
According to the first embodiment, since the active system and the passive system share the
2.第2実施形態
第2実施形態に係る異物検知システム200は、第1実施形態に係る異物検知システム100が備える検査装置110に代えて検査装置210を含む。その他の構成は、第1実施形態に係る異物検知システム100と同様である。
2. Second Embodiment A foreign object detection system 200 according to a second embodiment includes an
図9は、第2実施形態に係る検査装置210の構成の一例を示す図である。検査装置210は、投光モジュール211と、受光モジュール212とを備える。投光モジュール211には、光源213と、レンズ214とが含まれる。受光モジュール212には、集光レンズ215と、スキャンミラー216と、光センサ217A及び217B(受光部の一例)と、ミラー218とが含まれる。第2実施形態では、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とで共用される構成部には、集光レンズ215、スキャンミラー216、及びミラー218が含まれる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the
光源213、レンズ214、集光レンズ215、及びスキャンミラー216は、それぞれ第1実施形態に係る光源113、レンズ114、集光レンズ115、及びスキャンミラー116と同様である。ただし、スキャンミラー216は、集光レンズ215により集束された電磁波をミラー218に向かう方向に反射させる。ミラー218は、スキャンミラー216で反射した電磁波を光センサ217A又は光センサ217Bのいずれかに向かう方向に反射させる。例えばミラー218は、角度変更により、電磁波の向かう先を光センサ217Aと光センサ217Bとの間で切り替える。ミラー218の角度範囲には、第1の角度と第2の角度とが含まれる。ミラー218の角度が第1の角度である場合、図9(a)に示すように、ミラー218で反射した電磁波は光センサ217Aに向かう。一方、ミラー218の角度が第2の角度である場合、図9(b)に示すように、ミラー218で反射した電磁波が光センサ217Bに向かう。光センサ217A及び217Bはいずれも、第1実施形態に係る光センサ117と同様に、ミラー218で反射した電磁波を受光し、受光した電磁波を示すセンサ信号を出力する。ただし、光センサ217Aは、アクティブ方式において、検査対象物5に照射され、検査対象物5で反射した電磁波を受光するのに用いられる。すなわち、光センサ217Aは、アクティブ方式では用いられるが、パッシブ方式では用いられない。一方、光センサ217Bは、パッシブ方式において、検査対象物5が自ら発する熱由来の電磁波を受光するのに用いられる。すなわち、光センサ217Bは、パッシブ方式では用いられるが、アクティブ方式では用いられない。
The
第2実施形態に係る異物検知システム200は、第1実施形態で説明した第1動作例又は第2動作例と同様の動作を行う。ただし、パッシブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は、図9(b)に示すように、光源213を消灯するとともに、ミラー218の角度を第2の角度に変更する。これにより、検査対象物5が自ら発した電磁波が集光レンズ215、スキャンミラー216、及びミラー218を介して光センサ217Bに到達し、光センサ217Bにより受光される。一方、アクティブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は、図9(a)に示すように、光源213を点灯するとともに、ミラー218の角度を第1の角度に変更する。これにより、検査対象物5に照射され、検査対象物5で反射した電磁波が、集光レンズ215、スキャンミラー216、及びミラー218を介して光センサ217Aに到達し、光センサ217Aにより受光される。また、パッシブ方式が用いられる場合には、光センサ217Bからセンサ信号が取得される。一方、アクティブ方式が用いられる場合には、光センサ217Aからセンサ信号が取得される。
The foreign object detection system 200 according to the second embodiment performs the same operation as the first operation example or the second operation example described in the first embodiment. However, when performing inspection using a passive system, the
第2実施形態によれば、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とが集光レンズ215、スキャンミラー216、及びミラー218を共用するため、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とでこれらの構成を別々に設ける場合に比べて、検査装置210が小さくなり、その分だけ異物検知システム200の占めるスペースが削減される。また、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とでこれらの構成を別々に設ける場合に比べて、検査装置210のコストが削減される。
According to the second embodiment, since the active system and the passive system share the
3.変形例
本発明は、上述した第1実施形態及び第2実施形態に限定されない。上述した第1実施形態及び第2実施形態は、以下の例のように変形されてもよい。また、以下の変形例は、組み合わせて用いられてもよい。
3. Modifications The present invention is not limited to the first and second embodiments described above. The first embodiment and second embodiment described above may be modified as in the following example. Further, the following modifications may be used in combination.
(1)上述した第2実施形態において、アクティブ方式が用いられる場合とパッシブ方式が用いられる場合とで光センサ217A及び217Bを切り替えて用いる構成を実現する方法は、ミラー218を用いた方法に限定されない。例えばミラー218を設けずに、スキャンミラー216で反射される電磁波の方向を一定にし、光センサ217A及び217Bが移動されてもよい。例えば検査装置210は、光センサ217A及び217Bを駆動する駆動部を備える。駆動部は、光センサ217A及び217Bのうち一方を作用位置に移動させ、他方を退避位置に移動させる。作用位置は、スキャンミラー216で反射した電磁波が通る位置である。退避位置は、スキャンミラー216で反射した電磁波が通らない位置である。
(1) In the second embodiment described above, the method of realizing a configuration in which the
パッシブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は、光源213を消灯するとともに、駆動部により光センサ217Bを作用位置に移動させ、光センサ217Aを退避位置に移動させる。これにより、検査対象物5から発せられた電磁波が光センサ217Bにより受光される。一方、アクティブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は、光源213を点灯するとともに、駆動部により光センサ217Aを作用位置に移動させ、光センサ217Bを退避位置に移動させる。これにより、検査対象物5に電磁波が照射され、検査対象物5で反射した電磁波が光センサ217Aにより受光される。この変形例によれば、ミラー218を用いなくても、アクティブ方式が用いられる場合とパッシブ方式が用いられる場合とで光センサ217A及び217Bを切り替えて用いることができる。
When performing an inspection using a passive system, the
(2)上述した第2実施形態において、アクティブ方式が用いられる場合とパッシブ方式が用いられる場合とで光センサ217A及び217Bを切り替えて用いる構成を実現する方法は、ミラー218を用いた方法に限定されない。例えばミラー218を設けずに、光センサ217Aと光センサ217Bとは隣り合うように配置される。スキャンミラー216は、光センサ217Aと光センサ217Bの両方を含む範囲に向かうように電磁波を反射する。そして、光センサ217A及び217Bのうち一方から出力されるセンサ信号は用いられ、他方から出力されるセンサ信号は用いられなくてもよい。
(2) In the second embodiment described above, the method of realizing a configuration in which the
パッシブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は光源213を消灯する。これにより、検査対象物5から発せられた電磁波が光センサ217A及び217Bの両方により受光される。このとき、処理装置130は、光センサ217Aから出力されたセンサ信号は用いずに、光センサ217Bから出力されたセンサ信号を用いて異物を検知する処理を行う。一方、アクティブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は、光源213を点灯する。これにより、検査対象物5に電磁波が照射され、検査対象物5で反射した電磁波が光センサ217A及び217Bの両方により受光される。このとき、処理装置130は、光センサ217Bから出力されたセンサ信号は用いずに、光センサ217Aから出力されたセンサ信号を用いて異物を検知する処理を行う。
When performing an inspection using a passive system, the
また、この変形例において、検査装置210は、遮光部と駆動部とを備えてもよい。この遮光部は、スキャンミラー216と光センサ217Bとの間に設けられ、スキャンミラー216で反射した電磁波を遮断する。駆動部は、遮光部を駆動して、作用位置と退避位置との間を移動させる。作用位置は、スキャンミラー216で光センサ217Bに向かう方向に反射した電磁波が通る位置である。退避位置は、スキャンミラー216で光センサ217A及び217Bに向かう方向に反射した電磁波が通らない位置である。パッシブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は駆動部により遮光部を退避位置に移動させる。これにより、検査対象物5から発せられた電磁波が光センサ217Bにより受光される。一方、アクティブ方式の系を用いて検査を行う場合、検査装置210は駆動部により遮光部を作用位置に移動させる。これにより、アクティブ方式を用いる場合には、電磁波は遮光部により遮断され、光センサ217Bに入射しない。これにより、光センサ217Bのダイナミックレンジが小さい場合にも、光センサ217Bが故障するのを防ぐことができる。なお、遮光部は、必ずしも電磁波を全て遮断しなくてもよい。例えば遮光部は、電磁波を減衰させてもよい。この場合、遮光部には、第1実施形態に係る減衰器118と同様の減衰器が用いられてもよい。
Further, in this modification, the
(3)上述した第1実施形態において、集光レンズ115及びスキャンミラー116は必ずしも設けられなくてもよい。例えば検査装置110を検査対象物5に接近させて検査を行う場合には、集光レンズ115及びスキャンミラー116を設けなくても光センサ117により電磁波を受光できるため、集光レンズ115及びスキャンミラー116は設けられなくてもよい。この場合、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とは、光センサ117だけを共用する。また、この変形例では、光センサ117は、検査対象領域の各部で反射し又は検査対象領域の各部から発せられた電磁波を所定の順序で受光するように、移動してもよい。さらに、光センサ117は、ライン状又はマトリックス状に配置された複数の受光素子を有してもよい。
(3) In the first embodiment described above, the
(4)上述した第1実施形態において、スキャンミラー116は必ずしも設けられなくてもよい。例えば光センサ117は、集光レンズ115により収束された電磁波を受光する位置に設けられ、この電磁波を受光してもよい。
(4) In the first embodiment described above, the
(5)上述した第2実施形態において、検査装置210には、2つのミラー218が設けられてもよい。この場合、2つのミラー218は、隣り合うように配置される。スキャンミラー216は、電磁波を2つのミラー218を含む範囲に反射させる。一方のミラー218は、スキャンミラー216で反射した電磁波を光センサ217Aに向かう方向に反射させる。他方のミラー218は、スキャンミラー216で反射した電磁波を光センサ217Bに向かう方向に反射させる。この場合、アクティブ方式の系とパッシブ方式の系とは、集光レンズ215とスキャンミラー216だけを共用する。
(5) In the second embodiment described above, the
(6)上述した第1実施形態において、減衰器118が設けられる位置は、スキャンミラー116と光センサ117との間に限定されない。例えば減衰器118は集光レンズ115とスキャンミラー116との間に設けられてもよい。すなわち、減衰器118は、検査対象物5で反射した電磁波を光センサ117で受光する前に減衰させられる位置であれば、どこに設けられてもよい。
(6) In the first embodiment described above, the position where the
(7)上述した第1実施形態及び第2実施形態において、検査対象物5の温度が測定されてもよい。この場合、検査対象物5の温度を測定する温度センサが設けられる。検査対象物5を検査する前に、この温度センサにより検査対象物5の温度が測定される。この温度の測定は、検査対象物5が変わる度に行われてもよい。この温度センサにより測定された温度を示す温度信号は、処理装置130に送信される。
(7) In the first and second embodiments described above, the temperature of the
(8)上述した第1動作例において、検査対象物5の周囲の温度と閾値との比較結果に基づきアクティブ方式の系とパッシブ方式の系のいずれを用いるかが決定されてもよい。この閾値は、例えば検査対象物5の周囲から発せられるノイズがパッシブ方式を用いて検査できる大きさになる温度とパッシブ方式を用いて検査できない大きさになる温度との境界に応じて予め定められる。ここでは、閾値が30度であるものとする。この場合、検査対象物5の温度が30度以下である場合には、パッシブ系を用いると決定される。一方、検査対象物5の温度が30度より大きい場合には、アクティブ系を用いると決定される。
(8) In the first operation example described above, it may be determined whether to use the active system or the passive system based on the comparison result between the temperature around the
(9)上述した第2動作例において、アクティブ方式の系を用いてプレ検査を行い、検査装置110から供給されたセンサ信号によってパッシブ方式に切替えられてもよい。このとき検査装置110は、検査対象物5に照射され、検査対象物5で反射された電磁波を受光する。処理装置130は、検査装置110から取得されたセンサ信号が示す電磁波の強度に応じて、パッシブ方式又はアクティブ方式のいずれかを用いるかを決定する。例えばセンサ信号のピーク値が閾値以上である場合には、検査対象物5が厚手の障害物で覆われている可能性がある。このピーク値には、所定の強度以上の複数のピーク値の平均値が用いられてもよい。この閾値は、例えばアクティブ方式で異物を検知できない大きさのノイズが発生する障害物の反射率に応じた電磁波の強度と、アクティブ方式で異物を検知できる大きさのノイズが発生する障害物の反射率に応じた電磁波の強度との境界に応じて予め定められる。アクティブ方式では、検査対象物5に電磁波が照射され、検査対象物5で反射した電磁波を利用しているため、障害物が厚くなると、障害物の表面で反射したノイズが混入し、異物を検知し難くなる。一方、パッシブ方式では、検査対象物5が自ら発する熱由来の電磁波を利用しているため、障害物の表面で反射したノイズは観測されず、異物を検知することができる。そのため、この場合には、パッシブ方式を用いることが決定されてもよい。一方、例えばセンサ信号のピーク値が閾値未満である場合には、検査対象物5が厚手の障害物で覆われている可能性は低い。そのため、この場合には、アクティブ方式を用いることが決定されてもよい。
(9) In the second operation example described above, a pre-inspection may be performed using an active system, and the system may be switched to a passive system based on a sensor signal supplied from the
(10)上述した第2動作例において、プレ検査では、検査対象物5の周囲から発せられる電磁波は受光されなくてもよい。この場合、プレ検査では、主に検査対象物5から発せられる電磁波が受光される。そして、センサ信号の最大値と最小値との差が閾値より大きい場合には、パッシブ方式で検査できると判定され、この差が閾値以下である場合には、パッシブ方式で検査できないと判定されてもよい。この閾値には、例えば光センサ217Bが電磁波を受光していない期間に光センサ217Bから出力されたセンサ信号の最大値と最小値との差に定数を掛けた値が用いられてもよい。
(10) In the second operation example described above, in the pre-inspection, the electromagnetic waves emitted from around the
(11)上述した第2動作例において、アクティブ方式とパッシブ方式のうち一方の方式で同一の検査対象物5に対して複数回プレ検査を行い、その結果にばらつきがある場合には、他方の方式を用いてもよい。
(11) In the second operation example described above, if one of the active method and the passive method performs pre-inspection on the
(12)上述した第1実施形態及び第2実施形態において、第2動作例が行われる場合には、複数の温度センサ120は設けられなくてもよい。
(12) In the first and second embodiments described above, when the second operation example is performed, the plurality of
(13)異物検知システム100及び200の機能を実現する主体は、上述した第1実施形態及び第2実施形態において説明した例に限定されない。例えば検査装置110及び210が処理装置130の少なくとも一部の機能を有していてもよい。
(13) The entities that realize the functions of the foreign
(14)異物検知システム100又は200において行われる処理のステップは、上述した第1実施形態又は第2実施形態において説明した例に限定されない。この処理のステップは、矛盾のない限り、入れ替えられてもよい。また、本発明は、異物検知システム100又は200において行われる処理の方法として提供されてもよい。
(14) The processing steps performed in the foreign
100、200:異物検知システム、110、210:検査装置、111、211:投光モジュール、112、212:受光モジュール、113、213:光源、114、214:レンズ、115、215:集光レンズ、116、216:スキャンミラー、117、217A、217B:光センサ、118:減衰器、119:駆動部、218:ミラー、120:温度センサ、130:処理装置 100, 200: foreign object detection system, 110, 210: inspection device, 111, 211: light projecting module, 112, 212: light receiving module, 113, 213: light source, 114, 214: lens, 115, 215: condensing lens, 116, 216: Scan mirror, 117, 217A, 217B: Optical sensor, 118: Attenuator, 119: Drive section, 218: Mirror, 120: Temperature sensor, 130: Processing device
Claims (6)
ミラーの角度変更により電磁波の向かう先を前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系の各々に応じた受光部の間で切り替える
異物検知システム。 Some components are shared between an active system in which the light receiving part receives electromagnetic waves emitted by the light emitter and reflected by the object to be inspected, and a passive system in which the light receiving part receives the electromagnetic waves emitted by the object to be inspected. and a foreign object detection system that detects a foreign object accompanying the inspection object based on the light reception results of the active system and the passive system,
A foreign object detection system in which the destination of electromagnetic waves is switched between a light receiving section corresponding to each of the active system and the passive system by changing the angle of a mirror.
前記投光部が電磁波を発しているときに前記パッシブ方式の系の受光部に向かう電磁波を遮光部により遮る
異物検知システム。 Some components are shared between an active system in which the light receiving part receives electromagnetic waves emitted by the light emitter and reflected by the object to be inspected, and a passive system in which the light receiving part receives the electromagnetic waves emitted by the object to be inspected. and a foreign object detection system that detects a foreign object accompanying the inspection object based on the light reception results of the active system and the passive system,
A foreign object detection system, wherein when the light projecting section emits electromagnetic waves, a light shielding section blocks electromagnetic waves directed toward the light receiving section of the passive system.
前記アクティブ方式の系と前記パッシブ方式の系のうち、一方を用いて検査対象物と当該検査対象物の周囲との差異が検知できない場合、他方を用いて異物を検知する
異物検知システム。 Some components are shared between an active system in which the light receiving part receives electromagnetic waves emitted by the light emitter and reflected by the object to be inspected, and a passive system in which the light receiving part receives the electromagnetic waves emitted by the object to be inspected. and a foreign object detection system that detects a foreign object accompanying the inspection object based on the light reception results of the active system and the passive system,
A foreign object detection system in which, when a difference between an object to be inspected and the surroundings of the object cannot be detected using one of the active system and the passive system, the other is used to detect a foreign object.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の異物検知システム。 In the active system, the optical system of the light projecting section and the optical system of the light receiving section are non-coaxial.
A foreign object detection system according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の異物検知システム。 The foreign object detection system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the foreign object detection system determines whether to use the active system or the passive system based on a comparison result between the ambient temperature of the object to be inspected and a threshold value. .
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の異物検知システム。 The foreign object detection system according to any one of claims 1 to 5, wherein the shared component includes one or more of a condenser lens, a scan mirror, and a light receiving section.
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