JPH0142371B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薬剤用カプセルの如き円筒物体の外
観検査装置における光学的検査器に関するもので
ある。

［従来の技術］ カプセルの表面には製造時傷を生じることがあ
り、傷の種類としては0.1φ〜2φ程度のピンホー
ル、穴になる寸前の薄肉状態（スインスポツト）
など数多くの種類がある。従来この種の傷は人間
による目視で検査されているが一部では自動外観
検査装置による検査も提案されている。

カプセルの外観検査方式を大別するとカプセル
をiTVカメラなどを用いて撮影し、二次元像をと
らえてから判定処理を行なう方式と高速で回転し
ているカプセルを１個又１列のフオトセンサーを
用いてカプセル全表面を光学的に走査する方式が
あるが、本発明は後者に属する自動外観検査装置
のフオトセンサー（光学的検査器）に関するもの
である。

後者の方式に属する自動外観検査装置の公知例
の１つとしては特開昭55−39001号公報に記載の
ものがある。この装置はカプセルを高速で回転さ
せながら搬送し、カプセルの軸に対して特定の傾
きを設けられた投光器を用いて照明し、又カプセ
ルの軸に対して特定の傾きをもつて設けられた受
光器を用いて光学的に走査し、受光量の大小から
傷の有無を判定している。

第１図ａ，ｂ，ｃはかかる従来の外観検査装置
における光学的検査器の構成説明図である。

これらの図において、１は被検査物体であるカ
プセル、２は投光器、３は受光器、を示す。すな
わち第１図ａは、矢印方向に進行するカプセル１
に対し、垂直方向からβ度傾いて配置された２個
の投光器２，２ａを示している。第１図ｂは、同
様に、矢印方向に進行するカプセル１に対し、垂
直方向からγ度傾いて配置された２個の受光器
３，３ａ（光電変換器）を示している。第１図ｃ
は、カプセル１の進行方向から見た投光器２と受
光器３の配置説明図であり、投光器２と受光器３
は角度αをなして配置されていることが判る。

投光器２と受光器３で１組の光学的検査器を構
成し、投光器２ａと受光器３ａでもう１組の光学
的検査器を構成している。光学的検査器２ａ，３
ａは、カプセル１の丸味を帯びた先端が検査可能
なように、すなわち該先端に投射された光がハレ
ーシヨンを起こすことなく、しかも充分な光量を
もつた乱反射光が安定的に受光器３ａに得られる
ように、角度β，α，γをなして配置されてい
る。他方、もう１組の光学的検査器２，３はカプ
セル１の後端を特に検査可能なように、反対側へ
角度β，γをなして配置されている。

このように、基本的に２組必要とする従来の光
学的検査器には次のような欠点があつた。

(1) そもそも基本構成として２個の受光器を必要
としているので、受光器以降の後処理回路、す
なわち受光器で光電変換して得られた電気信号
の増巾回路、傷の有無判定回路を２系列必要と
することになる。実際には検査精度をあげるた
めに１個のカプセルに対し数個の受光器を用い
ており、受光器の数に相当する数の後処理回路
を要するので高価になる。

(2) カプセル表面上のある観察点に対して照明
は、投光器２によるか、２ａによるかの一方向
からしかなされていないのでキヤツプ側投光器
２ａを用いてキヤツプ切口Ｓに近いボデー表面
を観察すると、キヤツプ肉厚部により影を生
じ、この影によつて傷信号と類似の信号を得
る。これを防止するには、投光器２ａと受光器
３ａをキヤツプ専用の検査器として、他方の投
光器２と受光器３をボデー専用の検査器として
切換えて使用する必要があり、この結果カプセ
ル搬送の際は、キヤツプとボデーのどちらを先
頭にするかの方向規制を行ない、カプセルの向
きを、キヤツプならキヤツプが常に先頭にくる
ように一定に整列しなければならず、検査のた
めの操作が煩雑になる。

フオトセンサ方式による自動外観検査装置の第
２の公知例として特公昭54−18955号公報に記載
のものを挙げることができる。該装置の構成概要
を第２図に示す。

第２図において、４は搬送ドラム、５はロー
ラ、１はカプセル、７はランプ（投光器）、８は
レンズ、９はフオトセル（受光器）、１０はレン
ズ、である。

第２図に於て、間欠的に回転している搬送ドラ
ム４の円周上には数多くのローラ５が設けられ、
隣接しているローラ間には、図示せざるカプセル
供給装置よりキヤツプが先頭に位置するように整
列されたカプセルが供給される。カプセル１が隣
接するローラ間の間隙から吸引された状態になつ
たとき、ローラ５を高速に回すとカプセル１もほ
ぼ同じ速度で回転する。このとき、ランプ７から
レンズ８を通して光をカプセル１に対して投射
し、その反射光をレンズ１０を通してフオトセル
９に受光することによりカプセル１の表面を光学
的に検査する。

第３図ａ乃至ｄは、第２図に示した外観検査装
置の光学的検査器の詳細説明図である。すなわ
ち、第３図ａにおいて、レンズ付きランプ７，８
から投射された光はカプセル１の表面で反射し、
レンズ１０を通り、スリツト板１１を通つてフオ
トセル９に達する。第３図ｃはスリツト板１１の
平面図であり、Ｍがスリツトを示す。光はスリツ
トＭしか通過しないから、カプセル１は、第３図
ｂに見られるように、その長さ方向に沿つてスリ
ツト形状の部分毎に検査されることになる。

第３図ｄにおいて、P₁〜P₅はそれぞれ寸法
の小フオトセルであり、これら全体でフオトセル
９を構成している。つまりこの場合、フオトセル
９は５個の小フオトセルから成つているが、この
小フオトセルの数を増すほど検査の感度を高める
ことができる。今、フオトセルP₃に大きさｄの
傷の影が投影したとする。フオトセルP₃の面積
をA_NO、傷の面積をA_Sとすると、受光面積A_N＝
A_NO−A_Sとなる。従つてフオトセルの数を増して
１個当りの面積A_NOを小さくすれば、傷の影が投
影した場合の受光面積の減り具合が大きくなり、
検出感度は良くなるが、他方、フオトセルの数を
減らし、１個当りの面積A_NOを大きくすれば、傷
が投影したときの受光面積の減り具合が小さくな
り、検出感度は鈍くなる。なお、カプセル１の先
端および後端は図示せざる別の専用の光学的検査
器を用いて検査している。

上述した如き従来の光学的検査器には次のよう
な欠点がある。

(1) 非常に小さい傷を検出しようとすると、数多
くの小フオトセルを必要とし、各フオトセル毎
に後処理回路を必要とするので高価になる。

(2) カプセルの側面領域、前端領域、後端領域と
各領域毎に専用の光学検査を行なうので、カプ
セルは常にキヤツプを先頭にするという方向規
制を受けて供給されなければならず、操作が煩
雑となる。

(3) 傷の大きさｄに比較して１個のフオトセルの
寸法を同程度の大きさにすると、上記(1)に述
べた事情で高価になる。そこで≫ｄにフオト
セルの寸法を選定すると、検出感度が鈍くな
る。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上述した如き従来技術の欠点を克服
するためになされたものであり、従つて本発明の
目的は、単一のセンサーでカプセルのキヤツプ
側、ボデー側、前端、後端等の全領域を検査可能
であり、従つて被検査物であるカプセルの搬送時
の方向規制を必要としない光学的検査器を提供す
ることにある。

［発明の要点］ 本発明の構成の要点は、被検査部位に対し相互
に対称的な角度をなして光を投射する複数個の照
明系と、その対称的な角度の基準となる対称軸上
に位置し被検査部位から反射されてくる光を受光
する光電変換器とか成り、自転しながら進行して
くるカプセル状の円筒物体に対して所定の位置に
おいて配置され、該物体の表面を被検査部位とし
て検査する光学的検査器において、前記照明系及
び光電変換器の各光軸が、前記円筒物体の軸方向
に沿つて該軸を通る断面に平行に位置してそれか
ら所定距離だけ離れている面の面内にあるように
した点にある。

［実施例］ 次に図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。

第４図は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。同図において、２１はランプ、２２はライト
ガイド、３２，３３はライトガイド先端であり、
これらにより照明系２３が構成されている。２４
はフオトダイオード、２５はレンズ、２６はアパ
ーチヤであり、これらにより光センサー２７が構
成されている。本発明による光学的検査器２０は
照明系２３と光センサー２７から成つている。

ランプ２１からの光は、光フアイバーから成る
ライトガイド２２を伝播し、ライトガイド先端３
２，３３からカプセル１の被検査面に投射され
る。カプセル表面からの乱反射光は、集光レンズ
２５、円形または四角形の小穴から成るアパーチ
ヤー２６を通つてフオトダイオード２４に達す
る。カプセル１は自転しながら矢印３４の方向に
進むので本検査器２０によつてカプセル表面をら
せん状に光学走査することができる。光センサー
２７の光軸は、カプセル軸（（矢印３４の方向に
ある）に対してほゞ垂直をなしており、ライトガ
イド先端３２，３３は光軸に対してそれぞれα度
の傾きをなしている。

第４Ａ図は、第４図の要部正面図、すなわちカ
プセル１の進行方向から見た正面図であり、ライ
トガイド先端３２とカプセル１の相対的位置関係
を示すための図である。

第４Ａ図から、ライトガイド３２，３３および
光センサー２７の各光軸は、カプセル軸から水平
方向に距離ΔRだけ離れた位置にある垂直面上に
あることが理解されるであろう。距離ΔRは中心
角θにより決まり、角度θは後述する理由により
約15〜35度が適当である（その結果、距離ΔRは
カプセル半径の３〜５割の距離となる）。光セン
サー２７の光軸はカプセル軸に対してほぼ垂直で
あり、ライトガイドの先端３２，３３は光センサ
ー軸に対して角度αだけ傾けていることは先にも
述べた。アパーチヤ２６の大きさd_aは、検出しよ
うとする傷の大きさの最小値をd_c、光学系の倍率
をｍとするとd_a＝ｍ×d_cで表わされる。

ライトガイドとして光フアイバーを用いたの
は、１個のランプによる照明光を必要な本数のガ
イドに容易に分配でき、光学的検査器をコンパク
トにまとめることが可能になるという利点がるか
らである。

次に本発明による光学的検査器を用いてカプセ
ル表面を走査した場合にフオトダイオード２４か
ら得られる出力波形について説明する。

第５図ａは外観検査の対象となるカプセルの外
観図、第５図ｂは同カプセルを本発明による光学
的検査器を用いて走査することによりフオトダイ
オード２４から得られる出力波形図、第５図ｃは
同波形の微分出力波形図、である。

第５図ｂにおいて信号P′は第５図ａにおけるピ
ンホールＰに対応して出力されたものであり、時
間ΔtはピンホールＰを走査するに要する時間を
示している。また第５図ｂに示す高出力レベル部
分は、第５図ａにおいて、キヤツプとボデーが
点線で示した如く重なつていることにより、強い
反射光が得られたために生じたものである。第５
図ｂに示した信号波形を微分すれば第５図ｃに示
した如くなる。すなわち、微分出力波形は、傷信
号P′についてのみ、正と負のパルスを連続的に生
じるので、点線で示した如き適当な正負のスライ
スレベルＵおよびＬを設定することにより傷信号
P′を容易に抽出することができる。

但し、このように傷信号P′の検出が容易な出力
波形（第５図ｂ）が得られるのは、第４図、第４
Ａ図に示した角度α，θが適当な角度にある場合
においてである。これらの角度が不適当である場
合には第５図ｂに示すようなきれいな出力波形は
得られない。このことを次に具体的に説明する。

第６図ａはカプセルの外観図である。同図にお
いてＨは、キヤツプとボデーがバチツと相互にロ
ツクし合うためのロツク孔を示し、該孔Ｈの拡大
側面図を第６Ａ図に示している。かかる第６図ａ
に示した如きカプセルの表面を、θ＝０度とした
場合の本発明による光学的検査器を用いて走査す
ると、第６図ｂに示す如き出力波形が得られる。

すなわち第６図ｂにおいて、信号T′はカプセ
ル先端Ｔおよび後端Ｔから正反射（ハレーシヨ
ン）により生じた信号であり、またH′はロツク
孔Ｈによる正反射のために生じた信号である。な
おロツク孔Ｈにおける正反射（ハレーシヨン）の
模様が第６Ａ図から判るであろう。第６図ｂに示
した如き出力波形からは傷信号の検出は困難であ
ることが理解されるであろう。

θ＝15〜30度に選定すると、ロツク孔Ｈおよび
カプセル先、後端Ｔでの正反射は起こらなくな
り、カプセル表面の粗さや反射率で決まる乱反射
光のみを受光できるので、ノイズの少ない第５図
ｂに示した如き出力波形を得ることができる。θ
＞35度とすると、今度はカプセル軸が光センサー
軸から僅かにずれても光の反射角が大きく変化
し、ノイズを多く含んだ出力波形となる。

第７図は本発明による光学的検査器２０を用い
たカプセル外観検査装置の構成例を示した断面図
である。同図において、搬送ドラム１２は、周辺
に貫通穴１４を設けた、中空円筒状に形成され、
適当な回転駆動機構により矢印の時計方向へ回転
駆動されている。供給室１３は箱状に形成され、
カプセル１を一時保留しておき、搬送ドラム１２
の貫通穴１４へ確実に供給できるように設けてい
る。搬送ドラム１２の貫通穴１４に収納されたカ
プセル１は、その下面をガイド板１６で支持さ
れ、このガイド板１６の上を滑りながら搬送され
る。ガイド板１６の端部には回転ローラ１７を設
けるが、その断面構造を第７Ａ図に拡大して示
す。回転ローラ１７は壁１８によつて仕切られた
負圧室１９内に配置されており、回転ローラ上の
カプセル１は回転ローラ１７に押し付けられた状
態となる。このため回転ローラ１７の回転は確実
にカプセル１へ伝達される。回転中のカプセル１
を検査する光学的検査器２０の詳細はすでに説明
した。

検査の結果、良品と判定されたカプセルは、排
出部２９において良品排出装置３０によつてダク
ト３３へ排出され、不良品と判定されたカプセル
は不良品排出装置３１によつてダクト３４中へ排
出される。

なお第７Ａ図において、カプセル１が２個示さ
れているのは、カプセルが２個ずつ搬送されてい
るためであり、従つて光学的検査も２個ずつ同時
に行なわれる。かかる同時検査のため、本発明に
よる光学的検査器を２組並列に設置した構造の断
面図を第８図に示す。

［発明の効果］ 本発明による光学的検査器は、カプセル長手方
向前後に、光センサーの光軸に対して対称的に或
る角度をなして２本の照明系を用いているので次
の効果を期待することができる。

(1) カプセルの搬送方向がキヤツプ先、ボデー先
のいずれの場合でも同一の波形を得られる。

(2) 公知例１に見られた如き「キヤツプ切口に近
いボデー表面にキヤツプ肉厚部による影を生
じ、傷信号と類似の信号を得る」こともない。
従つて公知例１、公知例２に見られる無検査領
域をなくすことができる。

(3) １個の光センサーで全表面を走査しているの
で光センサーの数を公知例１の半数、公知例２
の数分の１以下で済ますことができコスト低廉
になる。

(4) 上記(1)と関連し、公知例１、公知例２で必要
としているカプセル搬送時の先頭方向の規制を
必要としない。

(5) 公知例１では照明系、光センサー系の光軸を
同一平面上に設けられないが、本発明では同一
平面に設けることができるので構造が簡単であ
ると共に、据付け時の調整も容易となる。

(6) 光センサー前に設けたアパーチヤの形状は、
公知例２に見られた制約条件がないので自由に
できＳ／Ｎを悪くすることもない。

本発明は医薬用カプセルの他に円柱状又は円
筒状の半製品や製品の表面欠陥検査用にも利用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは従来の外観検査装置におけ
る光学的検査器の構成説明図、第２図はカプセル
自動外観検査装置の構成概要図、第３図ａ乃至ｄ
は第２図に示した外観検査装置の光学的検査器の
詳細説明図、第４図は本発明の一実施例を示す断
面図、第４Ａ図は第４図の要部正面図、第５図ａ
はカプセルの外観図、第５図ｂは該カプセルを本
発明による光学的検査器を用いて走査することに
より得られる出力波形図、第５図ｃは同波形の微
分出力波形図、第６図ａはカプセル外観図、第６
図ｂは同カプセルを本発明による光学的検査器
（但し、角度α，θの調整不適）により走査して
得られる出力波形図、第６Ａ図は第６図における
要部の拡大側面図、第７図は本発明による光学的
検査器を用いたカプセル外観検査装置の構成例を
示した断面図、第７Ａ図は第７図における要部の
拡大断面図、第８図は本発明による光学的検査器
を２組並列に設置した構造の断面図、である。 符号説明、２０……本発明による光学的検査
器、２１……ランプ、２２……ライトガイド、２
３……照明系、２４……フオトダイオード、２５
……レンズ、２６……アパーチヤ、２７……光セ
ンサー、３２，３３……ライトガイド先端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査部位に対し相互に対称的な角度をなし
   て光を投射する複数個の照明系と、その対称的な
   角度の基準となる対称軸上に位置し被検査部位か
   ら反射されてくる光を受光する光電変換器とか成
   り、自転しながら進行してくるカプセル状の円筒
   物体に対して所定の位置において配置され、該物
   体の表面を被検査部位として検査する光学的検査
   器において、 前記照明系及び光電変換器の各光軸が、前記円
   筒物体の軸方向に沿つて該軸を通る断面に平行に
   位置してそれから所定距離だけ離れている面の面
   内にあることを特徴とする光学的検査器。