(57)【要約】【課題】シリンジへのシリコン塗布の検査のような被検査物の表面状態の違いを検査することができる検査装置を提供する。【解決手段】被検査物１０に所定形状の像１０ａが結像するように照明する照明手段１２と、所定形状の像１０ａが結像された被検査物１０を撮像する撮像手段１４とが設けられている。撮像手段１４により撮像された撮像画像に２次元ＦＦＴ処理を行い、２次元ＦＦＴ処理されたデータのスペクトル分散の程度に基づいて被検査物１０の表面状態を検出する。【選択図】図１
2006343138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に所定形状の像が結像するように照明する照明手段と、
前記所定形状の像が結像された前記被検査物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像に２次元ＦＦＴ処理を行う手段と、
２次元ＦＦＴ処理されたデータのスペクトル分散の程度に基づいて前記被検査物の表面状態を検出する検出手段と
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の検査装置において、
前記被検査物はシリンジであり、
前記検出手段により検出された前記被検査物の表面状態に基づいて、前記シリンジの内面にシリコンが塗布されているか否かを検出する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２記載の検査装置において、
前記所定形状の像は、前記シリンジの長手方向に直交する細長い矩形状の像である
ことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリンジのような被検査物を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンジのような被検査物を検査する検査装置として、被検査物をカメラにより撮像し、その撮像した画像を２値化し、２値化した画像内に検査領域を設定し、その検査領域内の画像に基づいて被検査物であるシリンジの良否を判定するものが知られている。
【０００３】
シリンジの傷やゴミの有無を検査する場合には、検査領域内における黒又は白の画素数をカウントして、その画素数が所定範囲内になっていない場合には、そのシリンジが不良であると判定する。
【０００４】
その場合、複数種類のシリンジが混在しても、判定基準を選択することにより、シリンジの種類毎に適切な検査を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、磨りガラスの濃さにばらつきがあるようなシリンジに対しても、２値化レベルを調整することにより、その良否を正しく判定することができる技術が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１８３４０１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４４３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、注射器用のシリンジでは、内面に例えばシリコンを塗布し、投与時に薬液をスムーズに押し出せるようにしている。シリコンの塗布もれや塗布不足があると、薬液をスムーズに押し出すことができない。このため、シリンジにシリコンが塗布されているかを検査する必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の検査装置では、シリンジの傷やゴミの有無を検出することはできるものの、シリンジにシリコンが塗布されているか否かのような被検査物の表面状態の違いを検査することはできなかった。
【０００８】
本発明の目的は、シリンジへのシリコン塗布の検査のような被検査物の表面状態の違いを検査することができる検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者等は、シリンジへのシリコン塗布検査のような被検査物の表面状態の違いを検査するために、被検査物に対してどのように照明すればよいか、また、照明された被検査物の撮像画像をどのように処理すれば判別できるかについて、様々な方法を試行した。
【００１０】
本願発明者等が鋭意研究した結果、被検査物に外縁がはっきりした所定形状の像が結像するように照明すると、その所定形状の像の外縁が被検査物の表面状態に応じて変化することがわかった。シリンジにシリコンが塗布されていると所定形状の像の外縁がぼけるのに対し、シリンジにシリコンが塗布されていないと所定形状の像の外縁がはっきりする。
【００１１】
このような像の外縁の相違は目視により判別できるものの、外縁を含む検査領域内における黒又は白の画素数をカウントする従来の検査方法では判別することができない。
【００１２】
そこで、更に本願発明者等が鋭意研究した結果、撮像画像に２次元ＦＦＴ処理を行えば、２次元ＦＦＴ処理されたデータのスペクトル分散の程度により、シリンジへのシリコン塗布の有無による被検査物の表面状態の相違を検出できることがわかった。
【００１３】
したがって、本発明による検査装置は、被検査物に所定形状の像が結像するように照明する照明手段と、所定形状の像が結像された被検査物を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された撮像画像に２次元ＦＦＴ処理を行う手段と、２次元ＦＦＴ処理されたデータのスペクトル分散の程度に基づいて被検査物の表面状態を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
上述した検査装置において、被検査物はシリンジであり、検出手段により検出された被検査物の表面状態に基づいて、シリンジの内面にシリコンが塗布されているか否かを検出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上の通り、本発明によれば、被検査物に所定形状の像が結像するように照明し、所定形状の像が結像された被検査物を撮像し、撮像された撮像画像に２次元ＦＦＴ処理を行い、２次元ＦＦＴ処理されたデータのスペクトル分散の程度に基づいて被検査物の表面状態を検出するようにしたので、シリンジへのシリコン塗布の検査のような被検査物の表面状態の違いを検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態による検査装置について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による検査装置を示す斜視図である。図２は本実施形態による検査装置を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態の検査装置は、図１に示すように、被検査物であるシリンジ１０を中心として、一方の側に照明装置１２が設けられ、他方の側に撮像装置１４が設けられている。照明装置１２は、水平方向に細長い矩形状の照射光１２ａをシリンジ１０に照射する。シリンジ１０は、図１に示すように、長手方向が垂直となるように載置されている。照明装置１２の照射光１２ａからの細長い矩形状の照射光１２ａにより、シリンジ１０の長手方向に直交する細長い矩形状の像１０ａがシリンジ１０上に結像する。撮像装置１４は、照明装置１２により照明されて矩形状の像１０ａが結像したシリンジ１０の全体を撮像する。
【００１８】
撮像装置（カメラ）１４により撮像された撮像画像は、図２に示すように、前処理部１６により前処理がなされ、前処理された撮像画像は、検査処理部２２により検査処理がなされ、所定の判定結果を得る。
【００１９】
前処理部１６は、撮像装置（カメラ）１４により撮像されたグレースケールの多値撮像画像を２値化する２値化処理部１８と、撮像画像から検査のために必要な検査領域を取得するマスク処理部２０とから構成されている。
【００２０】
検査処理部２２は、２値化された撮像画像に２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行って周波数成分を抽出する２次元ＦＦＴ処理部２４と、２次元ＦＦＴ処理により周波数成分が抽出されたデータに対して２値化する２値化処理部２６と、２値化された画像に基づいてシリンジ１０の表面状態を判定して判定結果を出力する判定部２８とから構成されている。
【００２１】
本実施形態の検査装置の動作について図３を参照して説明する。図３は本実施形態の検査装置の各段階における撮像画像を示す図である。
【００２２】
撮像装置（カメラ）１４により被検査物であるシリンジ１０を撮像すると、図３（ａ）に示すように、中央にシリンジ１０が映し出された撮像画像を取得する。この撮像画像には、中央にシリンジ１０が撮像され、シリンジ１０の像の中央には水平方向で細長い矩形状の照明光の像１０ａが結像している。
【００２３】
この撮像画像を２値化処理部１８において２値化した後、マスク処理部２０においてマスク処理を行う。図３（ｂ）に示すように、２値化された撮像画像中のシリンジ１０の細長い矩形状の像１０ａを含むようなマスク２０ａを予め用意しておき、そのマスク２０ａ内の画像のみを切り出す。マスク２０ａにより切り出された撮像画像を図３（ｃ）に示す。
【００２４】
なお、図３（ａ）、（ｂ）において像１０ａにハッチングを施したが、実際の撮像画像では、図３（ｃ）に示すように、ハッチングされた像１０ａの部分のみが明るく他は暗くなっている。
【００２５】
次に、マスク処理された撮像画像（図３（ｃ））に対して、２次元ＦＦＴ処理部２４により２次元ＦＦＴ処理を実行すると、この撮像画像の周波数成分が抽出されたデータが得られる。周波数成分が抽出されたデータを所定値により２値化すると、図３（ｄ）に示すように、２値化された撮像ＦＦＴデータが得られる。この撮像ＦＦＴデータは、撮像画像のスペクトル分散の程度を示すものである。
【００２６】
図３（ｄ）に示す撮像ＦＦＴデータは、縦軸が水平方向の周波数成分、横軸が垂直方向の周波数成分を表しており、黒点が周波数成分の有無を表している。黒点の位置により周波数成分が高い低いを表している。黒点の位置が中心に近ければ近いほど周波数成分が低く、中心から離れれば離れるほど周波数成分が高くなる、
図３（ｄ）に示す撮像ＦＦＴデータは、その中央付近でスペクトル分散の程度が大きく、周囲になるほどスペクトル分散の程度が小さくなる。撮像ＦＦＴデータの２値化された黒点は、中央に集中し、その周囲に一定程度で広がっている。
【００２７】
本実施形態では、２値化された撮像ＦＦＴデータにおける所定領域内の黒点の数にもとづいてシリンジ１０の表面状態を判定する。この判定について、図４及び図５に示す実験例を用いて説明する。
【００２８】
なお、図４、図５では、図３とは異なり、細長い矩形形状の像の長手方向が図の上下方向となっている。図４、図５に示す撮像ＦＦＴデータは、縦軸が垂直方向の周波数成分、横軸が水平方向の周波数成分を表しており、黒点が周波数成分の有無を表している。
【００２９】
図４（ａ１）は、シリンジ１０にシリコンが塗布された良品の撮像画像である。図４（ａ２）は、図４（ａ１）の撮像画像に対して２次元ＦＦＴ処理を行った後、所定値により２値化された撮像ＦＦＴデータである。
【００３０】
図４（ｂ１）は、シリンジ１０にシリコンが塗布された他の良品の撮像画像である。図４（ｂ２）は、図４（ｂ１）の撮像画像に対して２次元ＦＦＴ処理を行った後、所定値により２値化された撮像ＦＦＴデータである。
【００３１】
図５（ａ１）は、シリンジ１０にシリコンが塗布されていない不良品の撮像画像である。図５（ａ２）は、図５（ａ１）の撮像画像に対して２次元ＦＦＴ処理を行った後、所定値により２値化された撮像ＦＦＴデータである。
【００３２】
図５（ｂ１）は、シリンジ１０にシリコンが塗布されていない他の良品の撮像画像である。図５（ｂ２）は、図５（ｂ１）の撮像画像に対して２次元ＦＦＴ処理を行った後、所定値により２値化された撮像ＦＦＴデータである。
【００３３】
図４（ａ１）、（ｂ１）と、図５（ａ１）、（ｂ１）を比較すればわかるように、シリンジ１０にシリコンが塗布されている良品の場合（図４（ａ１）、（ｂ１））には、撮像画像中の所定形状の像１０ａの外縁がぼけているのに対し、シリンジ１０にシリコンが塗布されていない不良品の場合（図５（ａ１）、（ｂ１））には、撮像画像中の所定形状の像１０ａの外縁がはっきりしている。
【００３４】
そのため、良品である図４（ａ１）、（ｂ１）の撮像画像に対する撮像ＦＦＴデータ（図４（ａ２）、（ｂ２））は、多数の黒点が中央に集中し、その周囲にも大きく広がっているパターンとなるのに対し、不良品である図５（ａ１）、（ｂ１）の撮像画像に対する撮像ＦＦＴデータ（図５（ａ２）、（ｂ２））は、黒点が中央に集中しているもののその数は少なく、その周囲にも大きく広がっていないパターンとなる。
【００３５】
したがって、撮像ＦＦＴデータの中心から所定距離以内の領域の黒点をカウントすると、シリンジ１０にシリコンが塗布されているものの方が、シリンジ１０にシリコンが塗布されていないものよりも、黒点のカウント値が大きくなる。このカウント値を所定のしきい値と比較して、所定のしきい値よりも大きい場合には、判定部２８により、シリコンが塗布されたシリンジ１０の良品と判定し、所定のしきい値よりも小さい場合には、判定部２８により、シリコンが塗布されていないシリンジ１０の不良品と判定する。
【００３６】
このように本実施形態によれば、シリンジに矩形形状の像が結像するように照明し、矩形形状の像が結像されたシリンジを撮像し、撮像画像に２次元ＦＦＴ処理を行い、２次元ＦＦＴ処理されたデータのスペクトル分散の程度に基づいてシリンジの表面状態を検出するようにしたので、シリンジへのシリコン塗布の有無を確実に検査することができる。
【００３７】
次に、本実施形態の検査装置を、シリンジの生産ラインに設ける場合の構成について、図６及び図７を用いて説明する。図６はシリンジの生産ラインの概要を示す図であり、図７は生産ラインに設置された検査装置を示す図である。
【００３８】
生産ラインにおいては、シリンジ１０は、図６に示すように、その先端部を上方に向けた状態でホルダ（図示せず）に収容されており、ホルダに収容された状態でコンベヤ３０からスターホイール３２を介して回転テーブル３４に搬入される。搬入されたシリンジ１０は、回転テーブル３４の回転に同期して移動している間にシリコン塗布装置（図示せず）によりシリンジ１０の内面にシリコンが塗布される。回転テーブル３４の搬出側には、シリコン塗布の有無を検査するために本実施形態の検査装置が設置されている。
【００３９】
本実施形態の検査装置として、照明装置１２と撮像装置１４が、回転テーブル３４により移動するシリンジ１０を挟んで設けられている。回転テーブル３４によるシリンジ１０の移動に同期して、照明装置１２はシリンジ１０を照明し、撮像装置１４はシリンジ１０を撮像する。
【００４０】
回転テーブル３４を移動するシリンジ１０は、スターホイール３６を介してコンベヤ３８に搬出される。
【００４１】
シリンジの生産ラインでは、シリンジ１０の内面にシリコンを塗布するため、雰囲気中にシリコンの微粒子が飛散し、そのままでは、飛散したシリコン微粒子が、撮像装置（カメラ）１４のレンズに付着してしまい、検査に支障をきたすことがある。このことを防止するために、本実施形態では、図７に示すように、撮像装置（カメラ）１４をカメラボックス４０に収納する。このカメラボックス４０には、撮像用窓４０ａと空気吸入口４０ｂが設けられ、撮像用窓４０ａには透明なレンズキャップ４２が設けられている。検査中は、空気吸入口４２ｂから常にきれいな空気を外部から注入し続ける。これにより、カメラボックス４０内に、図７に示すように、空気吸入口４０ｂから撮像用窓４０ａとレンズキャップ４２間を流れる空気の流れが発生し、撮像装置（カメラ）１４前面のレンズの部分には常にきれいな空気が流れるため、生産ラインの雰囲気中に飛散しているシリコンがレンズに付着するのを防止することができる。
【００４２】
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、シリンジに結像する細長い矩形形状の像の方向をシリンジの長手方向に直交するようしたが、シリンジの長手方向と平行な方向でも、斜めの方向でもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、シリンジに細長い矩形形状の像を結像したが、細長い矩形形状である必要はなく、少なくとも１辺の外縁がある像であればよい。また、細長い矩形形状の像が１本である必要はなく、多数の細長い矩形形状の像であってもよい。より感度よく検出することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、被検査物であるシリンジのシリコンを塗布したか否かを判定する場合に本発明を適用したが、被検査物の表面状態を検査するものであれば、他の検査にも本発明を適用することができる。
【００４６】
また、上記実施形態では、樹脂製のシリンジに本発明を適用したが、樹脂、ガラスのような透明又は半透明の被検査物に対して塗布されている透明な塗布剤の有無を検知するのにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態による検査装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による検査装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による検査装置の各段階における撮像画像を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による検査装置の撮像画像の具体例を示す図（その１）である。
【図５】本発明の一実施形態による検査装置の撮像画像の具体例を示す図（その１）である。
【図６】シリンジの生産ラインの概要を示す図である。
【図７】シリンジの生産ラインに設置された検査装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…シリンジ
１０ａ…矩形状の像
１２…照明装置
１２ａ…矩形状の照射光
１４…撮像装置（カメラ）
１６…前処理部
１８…２値化処理部
２０…マスク処理部
２０ａ…マスク
２２…検査処理部
２４…２次元ＦＦＴ処理部
２６…２値化処理部
２８…判定部
３０…コンベヤ
３２…スターホイール
３４…回転テーブル
３６…スターホイール
３８…コンベヤ
４０…カメラボックス
４０ａ…撮像用窓
４０ｂ…空気吸入口
４２…レンズキャップ
【図１】
2006343138.tif 000003
【図２】
2006343138.tif 000004
【図６】
2006343138.tif 000005
【図７】
2006343138.tif 000006
【図３】
2006343138.tif 000007
【図４】
2006343138.tif 000008
【図５】
2006343138.tif 000009