KR20190035812A

KR20190035812A - 검사 장치 및 검사 대상물의 촬상 제어 방법

Info

Publication number: KR20190035812A
Application number: KR1020197005900A
Authority: KR
Inventors: 다카노리 하츠키
Original assignee: 기린 테크노시스템 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-04-03
Also published as: CN109642872A; JP2018054577A; EP3521811A1; WO2018062154A1; JP6796323B2; EP3521811A4

Abstract

반송 경로 상에 있어서의 검사 대상물(BT)의 위치에 상관하는 신호를 출력하는 로터리 인코더(11)와, 카메라(10)의 촬상면의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 그 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 카메라의 촬상 동작을 제어하는 카메라 제어부(14)를 구비한 검사 장치에 있어서, 로터리 인코더(11)의 출력 신호에 기초하여, 촬상 영역에 검사 대상물의 검사 대상 영역의 상이 위치하도록 촬상 영역의 위치를 판별하는 촬상 영역 판별부(13)를 설치하고, 카메라 제어부(14)는, 반송 경로의 검사 구간 내를 검사 대상물(BT)이 이동하는 동안에 촬상 영역 판별부(13)로부터 촬상 영역의 위치를 복수 회 반복하여 취득하고, 각 회의 판별 결과에 따라서 촬상 영역을 반복하여 설정함으로써, 검사 대상물(BT)의 이동에 추종하도록 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 촬상 동작을 반복하여 제어한다.

Description

검사 장치 및 검사 대상물의 촬상 제어 방법

본 발명은, 반송 중인 용기 등의 검사 대상물을 촬상하고, 얻어진 화상에 기초하여 검사 대상물을 검사하는 장치 등에 관한 것이다.

생산 라인에 편성되는 검사 장치로서, 검사 대상물을 정지시키는 일 없이 검사하기 위해, 검사 대상물인 용기와 이것을 촬상하는 카메라 사이의 광로 중에 가동식 미러를 배치하고, 용기의 반송에 동기하여 미러를 회전시킴으로써, 반송 중인 용기의 상을 카메라에 계속적으로 유도하도록 한 검사 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 카메라의 시야 내를 검사 대상물의 용기가 이동하는 동안에 그 시야 내의 화상을 복수 회 반복하여 촬상하고, 매회의 촬상에 의해 얻어진 화상의 합성이나 비교와 같은 화상 처리를 통해 이물의 유무를 검사하는 검사 장치도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

일본 특허 공개 제2004-279222호 공보 일본 특허 공개 제2011-95107호 공보

이동하는 검사 대상물에 추종하여 미러를 구동하는 검사 장치에서는, 미러의 동작 속도의 제약으로부터 생산 라인의 고속화, 즉 검사 대상물의 반송 속도의 고속화에 충분히 대응하지 못할 우려가 있다. 카메라의 전체 시야에 걸치는 복수 매의 화상을 촬상하여 화상의 합성이나 비교를 행하는 검사 장치에서는, 미러와 같은 기계적인 가동 부품을 필요로 하지 않기 때문에 고속화에는 유리하지만, 시야 내의 전체 화소의 화상 신호를 판독하여 처리한다는 점에서, 데이터의 처리량이나 연산량이 증가하여, 반송 속도의 고속화에의 대응에 제약이 발생할 우려가 있다.

그래서 본 발명은, 검사 대상물의 반송 속도의 고속화에의 대응 능력을 높인 검사 장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 관한 검사 장치는, 소정의 반송 경로를 따라 검사 대상물을 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 경로 상에 설정된 검사 구간을 이동하는 검사 대상물의 검사 대상 영역을 2차원 고체 촬상 소자를 사용하여 촬상 가능한 촬상 수단을 구비하고, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상에 기초하여 상기 검사 대상물을 검사하는 검사 장치이며, 상기 반송 경로 상에 있어서의 상기 검사 대상물의 위치에 상관하는 신호를 출력하는 위치 신호 출력 수단과, 상기 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 당해 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 상기 촬상 수단의 촬상 동작을 제어하는 촬상 제어 수단과, 상기 위치 신호 출력 수단의 출력 신호에 기초하여, 상기 촬상 영역에 상기 검사 대상 영역의 상이 위치하도록 상기 촬상 제어 수단이 설정해야 할 촬상 영역의 위치를 판별하는 촬상 영역 판별 수단을 구비하고, 상기 촬상 제어 수단은, 상기 검사 구간 내를 상기 검사 대상물이 이동하는 동안에 상기 촬상 영역 판별 수단으로부터 상기 촬상 영역의 위치를 복수 회 반복하여 취득하고, 각 회의 판별 결과에 따라서 상기 촬상 영역을 반복하여 설정함으로써, 상기 검사 대상물의 이동에 추종하도록 상기 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 상기 촬상 동작의 제어를 반복하도록 한 것이다.

또한, 본 발명의 일 양태에 관한 검사 대상물의 촬상 제어 방법은, 소정의 반송 경로를 따라 검사 대상물을 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 경로 상에 설정된 검사 구간을 이동하는 검사 대상물의 검사 대상 영역을 2차원 고체 촬상 소자를 사용하여 촬상 가능한 촬상 수단과, 상기 반송 경로 상에 있어서의 상기 검사 대상물의 위치에 상관하는 신호를 출력하는 위치 신호 출력 수단과, 상기 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 당해 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 상기 촬상 수단의 촬상 동작을 제어하는 촬상 제어 수단을 구비하고, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상에 기초하여 상기 검사 대상물을 검사하는 검사 장치에 적용되는 검사 대상물의 촬상 제어 방법이며, 상기 위치 신호 출력 수단의 출력 신호에 기초하여, 상기 촬상 영역에 상기 검사 대상 영역의 상이 위치하도록 상기 촬상 제어 수단이 설정해야 할 촬상 영역의 위치를 판별하는 순서와, 상기 위치를 판별하는 순서에서 판별된 위치에 촬상 영역이 설정되고, 당해 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 상기 촬상 제어 수단을 기능시키는 순서를 포함하고, 상기 검사 구간 내를 상기 검사 대상물이 이동하는 동안에 상기 위치를 판별하는 순서를 복수 회 반복하여 실시하고, 상기 위치를 판별하는 순서의 각 회의 판별 결과에 따라서 상기 촬상 영역이 반복하여 설정되어 상기 촬상 동작이 제어되도록 상기 촬상 제어 수단을 기능시키는 순서를 반복하여 실시함으로써, 상기 검사 대상물의 이동에 추종하도록 상기 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 상기 촬상 동작의 제어를 반복하도록 한 것이다.

상기 양태에 의하면, 촬상면 상의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 반송 중인 검사 대상물의 이동에 수반되는 상의 이동에 추종하도록 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 촬상 동작을 반복하도록 하였으므로, 미러와 같은 기계적인 가동 부품을 사용하지 않아도 이동 중인 검사 대상물의 검사 대상 영역을 촬상할 수 있다. 게다가, 촬상면의 전체 화소로부터 화상 신호를 판독하는 것이 아니라, 검사 대상 영역이 위치하는 일부의 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호를 판독하도록 하였으므로, 판독 처리에 요하는 시간을 단축하고, 또한 화상 처리 등을 행할 때의 데이터 처리량이나 연산량도 삭감할 수 있다. 이에 의해, 반송 속도의 고속화에의 대응 능력을 충분히 높일 수 있다.

상기 양태의 검사 장치에 있어서는, 반송되는 검사 대상물을 그 축선의 주위로 자전하도록 구동하는 회전 구동 수단을 더 구비하고, 상기 촬상 제어 수단은, 상기 검사 대상 영역의 자전 방향에 있어서의 소정 길이의 범위가 복수 회로 나누어 촬상되도록 상기 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 상기 촬상 동작의 제어를 반복하도록 해도 된다. 이것에 의하면, 검사 대상물을 자전시키면서 그 자전 방향을 따라 복수 회로 나누어 촬상함으로써, 검사 대상물이 고속으로 반송되고 있는 상태라도, 1회의 촬상으로는 얻을 수 없는 범위에 걸치는 화상을 취득할 수 있다.

또한, 상기 촬상 제어 수단은, 상기 촬상 동작이 행해질 때마다 설정되는 촬상 영역 각각에 대응하여 촬상되는 상기 검사 대상물의 상이 상기 자전 방향으로 서로 연속되는 주기로 상기 촬상 영역을 반복하여 설정하여 상기 촬상 동작을 반복하는 것으로 해도 된다. 이것에 의하면, 검사 대상 영역을 자전 방향으로 연속적으로 촬상한 화상을 취득할 수 있다.

상기 양태의 검사 장치에 있어서, 상기 2차원 고체 촬상 소자에는, 상기 화소로부터 취출된 화상 신호를 상기 촬상면의 한 변을 따른 방향으로 전송하는 1차 전송부와, 상기 1차 전송부를 전송된 화상 신호를 상기 촬상면의 다른 한 변을 따른 방향으로 전송하는 2차 전송부가 설치되고, 상기 촬상 영역은 상기 다른 한 변을 따른 방향으로 길이 방향을 향하게 하도록 설정되어도 된다. 2차원 고체 촬상 소자에 있어서는, 화소로부터 1차 전송부로의 화상 신호의 취출이 2차 전송부의 방향으로 배열된 화소 열마다 순차 행해진다. 그 때문에, 촬상 영역의 길이 방향을 2차 전송부가 연장되는 방향으로 향하게 한 경우에는, 화소로부터 1차 전송부로의 화상 신호의 취출을 효율화하고, 화상 신호의 판독에 필요한 시간을 단축하여 반송 속도의 고속화에의 대응 능력을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 형태에 관한 검사 장치의 주요부에 있어서의 평면도.
도 2는 도 1의 검사 장치의 제어계의 주요부의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 카메라 내의 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면과 촬상 영역의 대응 관계를 나타내는 도면.
도 4는 촬상 제어의 순서를 나타내는 흐름도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 형태에 관한 검사 장치 및 그것을 사용한 촬상 제어 방법을 설명한다. 도 1의 검사 장치(1)는, 검사 대상물의 일례로서의 유리제의 병(BT)의 몸통부의 외관을 검사하는 것이다. 검사 장치(1)에는 병(BT)의 반송 수단으로서 스타 휠 반송 장치(2)가 설치되어 있다. 스타 휠 반송 장치(2)는, 외주에 등간격으로 포켓(3a)이 설치된 원반 형상의 스타 휠(3)을, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 그 중심선(CL)의 주위로 선회시키면서, 스타 휠(3)의 외주의 반입 위치(P1)에서 병(BT)을 포켓(3a)에 도입하는 한편, 반출 위치(P2)에서 병(BT)을 포켓(3a)으로부터 취출함으로써, 도면 중에 화살표 Ra로 나타낸 바와 같이 반입 위치(P1)로부터 반출 위치(P2)의 사이에서 병(BT)을 원호 형상의 반송 경로(CP)(중심선을 일점 쇄선으로 나타냄)를 따라 반송하는 주지의 반송 장치이다. 즉, 스타 휠 반송 장치(2)는, 그 반송 경로(CP)의 전체가 호 형상으로 만곡되도록 설정된 반송 수단의 일례이다. 반송 경로(CP)의 도중, 일례로서 반입 위치(P1)와 반출 위치(P2)의 중간 위치에는 검사 구간(SC)이 설정되어 있다.

검사 구간(SC)에는, 도면 중에 화살표 Rb로 나타낸 바와 같이, 병(BT)을 그 축선의 주위로 회전시키는 회전 구동 수단의 일례로서, 스핀 장치(5)가 설치되어 있다. 스핀 장치(5)는, 포켓(3a)에 수용된 병(BT)의 몸통부와 접촉하도록 설치된 벨트(6)를 주행시켜 병(BT)을 포켓(3a) 내에서 축선의 주위로 회전 구동한다. 각 포켓(3a)에는 병(BT)의 포켓(3a) 내에 있어서의 회전을 허용하기 위한 복수(도면에서는 2개)의 롤러(3b)가 설치되어 있다. 병(BT)은, 스핀 장치(5)의 구동에 의해 검사 구간(SC)을 자전하면서 반송 경로(CP)를 따라 이동한다. 검사 구간(SC)은, 그 안을 병(BT)이 이동하는 동안에 1회전 이상 자전하도록 설정된다. 검사 장치(1)는, 검사 구간(SC)을 자전하면서 이동하는 병(BT)을 도시하지 않은 조명 장치로 조명하면서, 그 병(BT)에 설정된 검사 대상 영역, 일례로서 병(BT)의 몸통부의 화상을 촬상하는 촬상 수단의 일례로서의 카메라(10)에 의해 외주측으로부터 촬상하고, 얻어진 화상에 기초하여 몸통부의 외관의 양부를 검사한다. 또한, 벨트(6)는, 병(BT)의 몸통부의 촬영에 방해가 되지 않는 위치에서 병(BT)과 접하도록 설치되어 있다.

카메라(10)는, 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면에 결상된 몸통부의 광학 상을 광전 변환 소자에 의해 전자적인 화상으로 치환하고, 그 전자적인 화상을 구성하는 화소에 전하로서 축적되어 있는 화상 신호를 순차 판독하여, 그들 화상 신호를 증폭, AD 변환하거나 한 후에 출력한다. 2차원 고체 촬상 소자는, 그 촬상면에 포함되는 전체 화소의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 그 촬상 영역에 포함되는 화소의 화상 신호만을 선택적으로 판독하는 것이 가능한 타입이 사용된다. 일례로서, CMOS 이미지 센서가 2차원 고체 촬상 소자로서 사용된다. CMOS 이미지 센서를 이용한 경우, 각 화소의 전하는 전압으로 변환되어 판독된다. 단, 2차원 고체 촬상 소자는, 촬상면의 일부의 영역에 한정하여 화상 신호를 판독하는 제어가 가능하면 충분하고, 그 한에 있어서, CMOS 이미지 센서에 한정되지 않고, 각종 이미지 센서가 2차원 고체 촬상 소자로서 이용되어도 된다.

다음으로, 도 2를 참조하여 검사 장치(1)의 제어계의 주요부를 설명한다. 스타 휠(3)의 선회 축(3a)에는, 반송 경로(CP) 상의 병(B)의 위치와 상관된 신호를 출력하는 위치 신호 출력 수단의 일례로서 로터리 인코더(11)가 연결되어 있다. 로터리 인코더(11)는, 일례로서, 스타 휠(3)이 소정의 단위 각도 회전할 때마다 펄스 신호를 출력하는, 이른바 인크리멘탈 방식의 로터리 인코더이다. 로터리 인코더(11)의 출력 신호는 회전각 산출부(12)로 유도된다. 회전각 산출부(12)는, 로터리 인코더(11)의 출력 신호에 기초하여, 스타 휠(3) 상에 설정된 소정의 원점 위치로부터의 스타 휠(3)의 회전각을 산출한다. 즉, 회전각 산출부(12)는, 스타 휠(3)이 원점 위치에 있을 때를 기준으로 하여 로터리 인코더(11)로부터 출력되는 펄스수를 적산하고, 그 적산값과 상술한 단위 각도를 승산하여 원점 위치로부터의 회전각을 산출한다. 원점 위치는 적절하게 설정되어도 된다. 또한, 회전각 산출부(12)는, 회전각이 360°에 도달할 때마다 펄스수의 적산값을 초기값 0으로 리셋한다. 단, 로터리 인코더(11)로서, 미리 설정된 원점 위치로부터의 회전각에 따른 코드를 출력하는, 이른바 앱솔루트 방식의 로터리 인코더가 사용되어도 된다. 그 경우, 펄스수의 적산이나 초기값으로의 리셋과 같은 처리는 불필요하다.

회전각 산출부(12)가 산출한 회전각은 촬상 영역 판별부(13) 및 카메라 제어부(14)에 제공된다. 촬상 영역 판별부(13)는, 회전각 산출부(12)가 산출한 회전각에 기초하여 카메라(10)의 촬상면 상에 설정되어야 할 촬상 영역의 위치를 판별한다. 촬상 영역은 카메라(10)의 촬상면의 일부에 설정되어, 화상 신호의 판독이 행해져야 할 대상이 되는 화소의 집합이다. 이하, 도 3을 참조하여 촬상 영역의 설정을 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 카메라(10)는 그 촬상면(10a)이 세로로 길어지도록 배치되어 있다. 일반적으로, 2차원 고체 촬상 소자에는, 가로로 길게 배치된 상태를 기준으로 하여, 각 화소로부터 취출된 화상 신호를 촬상면(10a)의 짧은 변 방향(열방향)으로 전송하는 수직 전송부와, 수직 전송부를 전송된 화상 신호를 촬상면(10a)의 긴 변 방향(행방향)으로 전송하는 수평 전송부가 설치된다. 도 3에 나타낸 세로로 긴 배치의 경우에는, 촬상면(10a)의 긴 변 방향 및 짧은 변 방향이 바뀌기 때문에, 수직 전송부가 지면의 좌우 방향을 따라, 수평 전송부가 지면의 상하 방향을 따라 연장되게 된다. 이하에서는, 수직 전송부를 1차 전송부라고 칭하고, 그 1차 전송부가 연장되는 촬상면(10a)의 좌우 방향을 Y축 방향이라고 정의함과 함께, 수평 전송부를 2차 전송부라고 칭하고, 그 2차 전송부가 연장되는 촬상면(10a)의 상하 방향을 X축 방향이라고 정의하는 것으로 한다.

촬상면(10a)에는 병(BT)의 전체 상(Bi)이 도립 상태로 결상된다. 검사 구간(SC)을 병(BT)이 이동함에 따라서 그 전체 상(Bi)은 촬상면(10a)을 좌측으로부터 우측으로 이동한다. 검사 구간(SC)에 병(BT)이 도달하여 촬상면(10a)에 상(Bi)이 포착되는 시각 T1에 촬상이 개시되는 것으로 하면, 병(BT)의 전체 상(Bi) 중, 검사 대상 영역인 몸통부의 좌우 방향(Y축 방향)의 중앙부와 일치하도록 촬상 영역(IA)이 설정된다. 촬상 영역(IA)은 세로로 긴 직사각 형상이며, 그 길이 방향은 촬상면(10a)에 있어서의 X축 방향, 즉 2차 전송부가 연장되는 방향을 향해 있다.

촬상 영역(IA)의 위치는, 촬상 개시 후, 병(BT)이 1회전하는 시각 T2에 이르기까지의 동안, 전체 상(Bi)의 이동에 추종하도록 Y축 방향으로 점차 변경된다. 즉, 검사 구간(SC)을 병(BT)이 이동하는 동안, 촬상 영역(IA)은, 전체 상(Bi) 중 몸통부의 중앙부를 포착할 수 있도록 그 촬상면(10a) 상을 화살표 F로 나타낸 바와 같이 순차 이동한다. 병(BT)의 자전에 수반하여 전체 상(Bi)의 중앙부에는 몸통부의 서로 다른 영역이 순차 출현한다. 따라서, 촬상 영역(IA)에 포함되는 몸통부의 영역이 병(BT)의 자전 방향(도 3의 Y축 방향)으로 서로 연속되는 주기 △T로 촬상 영역(IA)을 반복하여 설정하여 촬상 영역(IA)의 화상을 반복하여 취득함으로써, 반송 중인 병(BT)의 몸통부를 전체 주위에 걸쳐 촬상할 수 있다. 또한, 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 주기 △T는, 몸통부의 일부의 영역이 중복되어 촬상되도록, 즉 각 촬상 시각에 취득되는 화상에 포함되는 몸통부의 영역의 자전 방향에 있어서의 양단부가 중복되도록 설정된다. 그 이유는, 병(BT)의 자전에 의해 몸통부 내에 촬영되지 않는 영역이 발생하는 것을 피하기 위해서이다.

촬상 영역 판별부(13)는, 회전각 산출부(12)로부터 회전각을 취득하면, 어드레스 데이터(D1)를 참조하여 촬상 영역(IA)을 설정해야 할 촬상면(10a) 상의 위치를 판별한다. 어드레스 데이터(D1)는, 스타 휠(3)의 회전각과, 촬상 영역(IA)을 설정해야 할 촬상면(10a) 상의 위치를 대응지어 기록된 데이터이며, 검사 장치(1)의 EEPROM 그 밖의 불휘발성 기억 매체에 유지되어 있다. 스타 휠(3)의 회전각과 각 포켓(3a)에 보유 지지된 병(BT)의 검사 구간(SC)에 있어서의 위치 사이에는 상관 관계가 있어, 회전각을 알면 검사 구간(SC)에 있어서의 병(BT)의 위치를 미리 산출하는 것이 가능하다. 그리고 검사 구간(SC)에 있어서의 병(BT)의 위치를 알면, 촬상 영역(IA)을 촬상면(10a)의 어느 위치에 설정하면 몸통부의 중앙부의 화상을 촬상할 수 있는지를 미리 특정할 수 있다. 어드레스 데이터(D1)는 이러한 상관 관계를 이용하여, 촬상 영역(IA)이 설정되어야 할 촬상면(10a) 상의 위치를 회전각과 대응지어 특정하고, 그 대응 관계를 기술함으로써 작성된다. 일례로서, 촬상면(10a) 상의 위치는 X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 촬상 영역(IA)의 좌표값에 의해 특정되고, 어드레스 데이터(D1)에서는, 회전각이 θ11∼θ12 사이에 있을 때는 촬상 영역(IA)을 X축 좌표 X11∼X12, Y축 좌표 Y11∼Y12의 범위로 설정하고, 회전각이 θ21∼θ22 사이에 있을 때는 촬상 영역(IA)을 X축 좌표 X21∼X22, Y축 좌표 Y21∼Y22의 범위로 설정하는 것과 같이 하여 회전각과 촬상 영역(IA)의 위치의 관계가 기술된다.

촬상 영역 판별부(13)에 의해 판별된 촬상 영역(IA)의 위치는 카메라 제어부(14)에 제공된다. 카메라 제어부(14)는, 회전각 산출부(12)가 산출한 회전각에 기초하여, 검사 구간(SC)으로 병(BT)이 이송될 때마다 그 병(BT)에 대한 촬상 개시 시각 T1 및 촬상 종료 시각 T2를 판별하고, 촬상 개시 시각 T1로부터 촬상 종료 시각 T2까지의 동안, 주기 △T가 도래할 때마다 촬상 영역 판별부(13)로부터 촬상 영역(IA)의 위치를 지정하는 정보, 도시한 예에서는 어드레스 데이터(D1)에 따라서 특정된 회전각에 대응하는 X 좌표값 및 Y 좌표값을 취득한다. 그리고 카메라 제어부(14)는, 촬상 영역(IA)의 위치의 정보에 따라서 카메라(10)의 촬상면(10a) 상에 촬상 영역(IA)을 설정하고, 그 촬상 영역(IA)에 포함되는 화소에 한하여 화상 신호가 판독되도록 카메라(10)의 촬상 동작을 제어한다.

카메라(10)의 촬상 동작에 수반하여 출력되는 화상 신호는 화상 처리부(15)로 유도된다. 화상 처리부(15)는, 카메라(10)로부터 출력된 화상 신호에 대해, 검사를 위해 필요한 화상 처리를 적절하게 실시한다. 화상 처리부(15)에서 처리된 화상은 검사부(16)에 제공된다. 검사부(16)는 화상 처리부(15)로부터 취득한 화상을 소정의 알고리즘에 따라서 검사하고, 병(BT)의 몸통부의 외관의 양부, 예를 들어 흠집, 결함, 오염과 같은 이상 개소의 유무 등을 판별한다. 또한, 검사부(16)는, 화상 처리부(15)로부터 화상 신호가 출력될 때마다 검사를 행해도 되고, 촬상 개시 시각 T1로부터 촬상 종료 시각 T2에 이르기까지에 화상 처리부(15)로부터 출력되는 화상 신호를 일시 보존하고, 얻어진 화상을 서로 연결하여 몸통부를 그 전체 주위에 걸쳐 촬상한 화상을 생성한 후에 검사를 행해도 된다.

도 4는, 검사 장치(1)의 제어계가 실행하는 촬상 제어의 순서를 나타내고 있다. 도 4의 처리는, 검사 장치(1)의 스타 휠 반송 장치(2)에 의해 병(BT)이 반송되고 있는 동안, 계속적으로 실행된다. 도 4의 촬상 제어 처리가 개시되면, 카메라 제어부(14)에 의해, 회전각 산출부(12)가 산출하는 회전각에 기초하여 병(BT)의 촬상 개시 시각 T1이 도래하였는지 여부가 판별되고(스텝 S1), 도래하지 않았으면 그 판별이 반복된다. 촬상 개시 시각 T1이 도래하면, 촬상 영역 판별부(13)에 의해, 회전각 산출부(12)가 산출하는 회전각에 기초하여 촬상 영역(IA)의 위치가 판별된다(스텝 S2). 계속해서, 스텝 S2의 판별 결과에 기초하여, 카메라 제어부(14)에 의해 카메라(10)의 촬상면(10a) 상에 촬상 영역(IA)이 설정되고, 그 촬상 영역(IA)에 포함되는 화소군에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 카메라(10)의 촬상 동작이 제어된다(스텝 S3). 촬상 영역(IA)의 설정은, 일례로서, 화상 신호를 판독해야 할 대상이 되는 화소의 집합을 설정하는 처리이다. CMOS 이미지 센서를 사용하는 경우에는, 판독 대상이 되는 화소군과 이것에 대응하는 1차 전송부 및 2차 전송부 사이의 스위치를 순차 온하고, 그 이외의 스위치를 오프로 유지하는 처리를 행함으로써 판독 대상인 화소군을 촬상 영역(IA)에 포함되는 화소군으로 한정할 수 있다.

스텝 S3의 처리에서 얻어진 화상 신호는 화상 처리부(15)에 출력된다. 화상 신호의 판독 후, 카메라 제어부(14)에 의해, 회전각 산출부(12)가 산출하는 회전각에 기초하여 병(BT)의 촬상 종료 시각 T2가 도래하였는지 여부가 판별된다(스텝 S4). 도래하지 않았으면, 카메라 제어부(14)에 의해, 다음 촬상 시각이 도래하였는지 여부, 즉 스텝 S3의 촬상 후, 주기 △T가 경과하였는지 여부가 판별된다(스텝 S5). 주기 △T가 경과하지 않았으면 그 판별이 반복된다. 주기 △T가 경과하면, 스텝 S2 이하의 처리가 다시 실행된다. 스텝 S4에서 촬상 종료 시각 T2라고 판단되면 1개의 병(BT)의 촬상이 종료되고, 다음 병(BT)의 촬상에 대비하여 스텝 S1로 처리가 돌아간다.

이상의 검사 장치(1)에 의하면, 반송 중인 병(BT)을 촬상하는 데 있어서, 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면(10a) 상에 있어서의 병(BT)의 전체 상(Bi)의 이동에 추종하도록 촬상 영역(IA)의 위치를 변화시키고 있으므로, 미러와 같은 기계적 가동 부품을 동작시킬 필요가 없어, 그러한 종류의 가동 부품의 제약을 초과하여 반송 속도의 고속화에 대응할 수 있다. 게다가, 카메라(10)의 촬상면(10a)의 전체 화소를 대상으로 하여 화상 신호를 판독하는 것이 아니라, 병(BT)의 검사 대상 영역에 위치를 맞추어 설정된 촬상 영역(IA)에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호를 판독하는 것으로 하고 있기 때문에, 화상 신호의 판독에 요하는 처리 시간을 단축하고, 또한 화상 신호의 처리에 필요한 연산량 등도 삭감할 수 있다. 이에 의해, 반송 속도의 고속화에의 대응 능력을 충분히 높일 수 있다.

카메라(10)를 그 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면(10a)이 세로로 길어지도록 배치하여, 촬상 영역(IA)의 길이 방향을 촬상면(10a) 상의 2차 전송부의 방향과 일치시키고 있으므로, 각 화소로부터 화상 신호를 판독하는 처리를 더욱 고속화할 수 있다. 즉, 각 화소로부터 1차 전송부에 화상 신호를 취출하는 처리는, 1차 전송부의 전송 방향과 직교하는 방향, 즉 도 3에 있어서의 X축 방향을 따라 배열되는 화소 열마다 순차 행해지기 때문에, X축 방향으로 세로로 길어지도록 촬상 영역(IA)이 설정되어 있는 경우에는, 1차 전송부에 화상 신호를 취출하는 처리의 횟수를 감소시키고, 그것에 의해 화상 신호의 판독에 필요한 시간을 단축하여 처리의 고속화를 도모할 수 있다. 단, 이러한 구성은 필수는 아니며, 2차원 고체 촬상 소자를 그 촬상면이 가로로 길어지는 방향으로 배치하여, 그 촬상면 상에 세로로 긴 촬상 영역을 설정하도록 해도 된다.

이상의 형태에서는, 촬상 영역 판별부(13)가 도 4의 스텝 S2의 처리를 실행함으로써 촬상 영역 판별 수단의 일례로서 기능하고, 카메라 제어부(14)가 도 4의 스텝 S3의 처리를 실행함으로써 촬상 제어 수단의 일례로서 기능한다. 단, 본 발명은 상기한 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 실시되어도 된다. 예를 들어, 반송 수단은 스타 휠 반송 장치(2)에 한정되지 않고, 그 반송 경로도 원호상에 한정되는 것은 아니다. 검사 대상물을 직선상의 반송 경로를 따라 반송하는 벨트 컨베이어 장치 등이 반송 수단으로서 설치되어도 된다. 반송 경로 상의 검사 구간도 적당한 위치 및 길이로 설정되어도 된다. 위치 신호 출력 수단은 로터리 인코더에 한정되지 않고, 검사 구간에 있어서의 검사 대상물의 위치와 상관되는 신호를 출력할 수 있는 한, 적절한 검출 장치가 위치 신호 출력 수단으로서 사용되어도 된다. 검사 대상물은 병(BT)에 한정되지 않고, 각종 용기가 검사 대상물로 되어도 되고, 용기 이외의 검사 대상물을 대상으로 하는 검사 장치에 본 발명이 적용되어도 된다. 검사 대상 영역도 병(BT)의 몸통부에 한정되지 않고, 검사 대상물의 전체 또는 각 부가 검사 대상 영역으로서 설정되어도 된다. 검사 장치는 외관 검사를 목적으로 하는 것에 한정되지 않고, 이물의 혼입과 같은 다른 목적의 검사 장치여도 된다.

상기한 형태에서는, 검사 대상물의 일례로서의 병(BT)을 자전시키면서 반송하였지만, 본 발명의 검사 장치는 검사 대상물을 자전시키면서 촬상하는 구성에 반드시 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 검사 대상물을 자전시키는 일 없이 반송하면서, 그 반송 중인 검사 대상물을 복수 회 촬상하고, 얻어진 화상의 합성이나 비교를 통해 검사를 행하는 경우에도 본 발명은 적용 가능하다.

Claims

소정의 반송 경로를 따라 검사 대상물을 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 경로 상에 설정된 검사 구간을 이동하는 검사 대상물의 검사 대상 영역을 2차원 고체 촬상 소자를 사용하여 촬상 가능한 촬상 수단을 구비하고, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상에 기초하여 상기 검사 대상물을 검사하는 검사 장치이며,
상기 반송 경로 상에 있어서의 상기 검사 대상물의 위치에 상관하는 신호를 출력하는 위치 신호 출력 수단과,
상기 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 당해 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 상기 촬상 수단의 촬상 동작을 제어하는 촬상 제어 수단과,
상기 위치 신호 출력 수단의 출력 신호에 기초하여, 상기 촬상 영역에 상기 검사 대상 영역의 상이 위치하도록 상기 촬상 제어 수단이 설정해야 할 촬상 영역의 위치를 판별하는 촬상 영역 판별 수단을 구비하고,
상기 촬상 제어 수단은, 상기 검사 구간 내를 상기 검사 대상물이 이동하는 동안에 상기 촬상 영역 판별 수단으로부터 상기 촬상 영역의 위치를 복수 회 반복하여 취득하고, 각 회의 판별 결과에 따라서 상기 촬상 영역을 반복하여 설정함으로써, 상기 검사 대상물의 이동에 추종하도록 상기 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 상기 촬상 동작의 제어를 반복하는, 검사 장치.
제1항에 있어서,
반송되는 검사 대상물을 그 축선의 주위로 자전하도록 구동하는 회전 구동 수단을 더 구비하고,
상기 촬상 제어 수단은, 상기 검사 대상 영역의 자전 방향에 있어서의 소정 길이의 범위가 복수 회로 나누어 촬상되도록 상기 촬상 영역으로 위치를 변화시키면서 상기 촬상 동작의 제어를 반복하는, 검사 장치.
제2항에 있어서,
상기 촬상 제어 수단은, 상기 촬상 동작이 행해질 때마다 설정되는 촬상 영역 각각에 대응하여 촬상되는 상기 검사 대상물의 상이 상기 자전 방향으로 서로 연속되는 주기로 상기 촬상 영역을 반복하여 설정하여 상기 촬상 동작을 반복하는, 검사 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차원 고체 촬상 소자에는, 상기 화소로부터 취출된 화상 신호를 상기 촬상면의 한 변을 따른 방향으로 전송하는 1차 전송부와, 상기 1차 전송부를 전송된 화상 신호를 상기 촬상면의 다른 한 변을 따른 방향으로 전송하는 2차 전송부가 설치되고,
상기 촬상 영역은 상기 다른 한 변을 따른 방향으로 길이 방향을 향하게 하도록 설정되어 있는, 검사 장치.
소정의 반송 경로를 따라 검사 대상물을 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 경로 상에 설정된 검사 구간을 이동하는 검사 대상물의 검사 대상 영역을 2차원 고체 촬상 소자를 사용하여 촬상 가능한 촬상 수단과, 상기 반송 경로 상에 있어서의 상기 검사 대상물의 위치에 상관하는 신호를 출력하는 위치 신호 출력 수단과, 상기 2차원 고체 촬상 소자의 촬상면의 일부에 촬상 영역을 설정하고, 당해 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 상기 촬상 수단의 촬상 동작을 제어하는 촬상 제어 수단을 구비하고, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상에 기초하여 상기 검사 대상물을 검사하는 검사 장치에 적용되는 검사 대상물의 촬상 제어 방법이며,
상기 위치 신호 출력 수단의 출력 신호에 기초하여, 상기 촬상 영역에 상기 검사 대상 영역의 상이 위치하도록 상기 촬상 제어 수단이 설정해야 할 촬상 영역의 위치를 판별하는 순서와,
상기 위치를 판별하는 순서에서 판별된 위치에 촬상 영역이 설정되고, 당해 촬상 영역에 포함되는 화소에 한정하여 화상 신호가 판독되도록 상기 촬상 제어 수단을 기능시키는 순서를 포함하고,
상기 검사 구간 내를 상기 검사 대상물이 이동하는 동안에 상기 위치를 판별하는 순서를 복수 회 반복하여 실시하고,
상기 위치를 판별하는 순서의 각 회의 판별 결과에 따라서 상기 촬상 영역이 반복하여 설정되어 상기 촬상 동작이 제어되도록 상기 촬상 제어 수단을 기능시키는 순서를 반복하여 실시함으로써, 상기 검사 대상물의 이동에 추종하도록 상기 촬상 영역의 위치를 변화시키면서 상기 촬상 동작의 제어를 반복하는, 검사 대상물의 촬상 제어 방법.