(57)【要約】【課題】撓みのある被検体の破損を検出する。【解決手段】検査装置１０は光源部１１と撮像部１３とを有する。光源部１１は発散光を発散角の中心線ＣＬが基準領域ＳＡの垂線から所定角度θだけ傾斜する方向から基準領域ＳＡに照射する。撮像部１３は基準領域ＳＡにおける発散光の正反射光の放射領域外に設けられている。撮像部１３は基準領域ＳＡにおける発散光の照射範囲の少なくとも一部を撮影範囲に含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発散光を、該発散光の発散角の中心線が平面状の基準領域の垂線から所定角度だけ傾斜する方向から前記基準領域に照射する光源部と、
前記基準領域における前記発散光の正反射光の放射領域外に、前記基準領域における前記発散光の照射範囲の少なくとも一部を撮影範囲に含むように設けられている撮像部と、を備える
検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置であって、
前記光源部の放射する前記発散光から、前記基準領域に対するＳ偏光を通過させる偏光板を、さらに備える
検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検査装置であって、
前記所定角度をθ度、前記発散光の発散角を２×ω度、かつ被検体に発する撓みの前記基準領域に対する角度の想定される最大値をγ度として、
前記撮像部は、前記基準領域の平面に平行かつ前記中心線に垂直な方向から見て、前記照射範囲の中で最も光源部側の位置を頂点として前記基準領域に対して｛９０＋（θ−ω）−２×γ｝度以下の範囲に設けられている
検査装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置であって、
前記撮像部が撮像した、前記基準領域の垂直方向の近傍に設けられる被検体の画像に基づいて、前記被検体の破損を検出する制御部を、さらに備える
検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検査装置であって、
前記被検体は、内容物を覆う軟性透明パッケージである
検査装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の検査装置であって、
前記制御部は、前記画像において、相対的に輝度が大きな領域を、破損の発生した領域として検出する
検査装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項に記載の検査装置であって、
前記制御部は、前記光源部から前記基準領域上の任意の位置までの距離に応じた輝度補正を、前記画像に、施す
検査装置。
【請求項８】
平面状の基準領域の垂直方向の近傍に被検体を設けるステップと、
発散光の発散角の中心線が前記基準領域の垂線から所定角度だけ傾斜する位置から、前記基準領域に、前記発散光を照射するステップと、
前記基準領域における前記発散光の正反射光の放射領域外から、前記基準領域における前記発散光の照射範囲の少なくとも一部を撮像するステップと、を備える
検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明軟性パッケージの破損を検出可能な検査装置および検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、透明なフィルムなどで覆うパッケージの検査においては、光を照射して目視することが一般的であった。さらに、自動的な検査を目的として、偏光子および検光子を直交ニコルの関係に配置し、複屈折性を有する透明フィルムを撮像して、フィルムの重なりを検出する装置が提案されている（特許文献１参照）。また、偏光状態の光を放射可能な照明手段を、互いに異なる方向から検査対象物に照射可能に配置し、時期をずらして、それぞれの照明手段が照射した検査対象物を、偏光手段により所定の偏光が通過しない状態で撮像し、それぞれの画像の差分を求めることにより、絵柄パターンを除去しながら、凹凸の段差を検出する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４９８３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５４４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１、２に提案された装置では、被検体である透明なフィルムに撓みが存在する場合、フィルムへの入射角が変動し、かつ進入する厚みも変動するため、部分的な明暗が生じてしまうため、破損の有無を検出することは困難であった。
【０００５】
本発明は、かかる観点に鑑みてなされたもので、透明なフィルムである被検体に撓みが生じても、被検体の破損を検出可能な検査装置および検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による検査装置は、
発散光を、該発散光の発散角の中心線が平面状の基準領域の垂線から所定角度だけ傾斜する方向から前記基準領域に照射する光源部と、
前記基準領域における前記発散光の正反射光の放射領域外に、前記基準領域における前記発散光の照射範囲の少なくとも一部を撮影範囲に含むように設けられている撮像部と、を備える
を特徴とするものである。
【０００７】
また、第２の観点による検査装置において、
前記光源部の放射する前記発散光から、前記基準領域に対するＳ偏光を通過させる偏光板を、さらに備える
ことが好ましい。
【０００８】
また、第３の観点による検査装置において、
前記所定角度をθ度、前記発散光の発散角を２×ω度、かつ被検体に発する撓みの前記基準領域に対する角度の想定される最大値をγ度として、
前記撮像部は、前記基準領域の平面に平行かつ前記中心線に垂直な方向から見て、前記照射範囲の中で最も光源部側の位置を頂点として前記基準領域に対して｛９０＋（θ−ω）−２×γ｝度以下の範囲に設けられている
ことが好ましい。
【０００９】
また、第４の観点による検査装置において、
前記撮像部が撮像した、前記基準領域の垂直方向の近傍に設けられる被検体の画像に基づいて、前記被検体の破損を検出する制御部を、さらに備える
ことが好ましい。
【００１０】
また、第５の観点による検査装置において、
前記被検体は、内容物を覆う軟性透明パッケージである
ことが好ましい。
【００１１】
また、第６の観点による検査装置において、
前記制御部は、前記画像において、相対的に輝度が大きな領域を、破損の発生した領域として検出する
ことが好ましい。
【００１２】
また、第７の観点による検査装置において、
前記制御部は、前記光源部から前記基準領域上の任意の位置までの距離に応じた輝度補正を、前記画像に、施す
ことが好ましい。
【００１３】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質
的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るもの
であり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１４】
例えば、本発明を方法として実現させた、第８の観点による検査方法は、
平面状の基準領域の垂直方向の近傍に被検体を設けるステップと、
発散光の発散角の中心線が前記基準領域の垂線から所定角度だけ傾斜する位置から、前記基準領域に、前記発散光を照射するステップと、
前記基準領域における前記発散光の正反射光の放射領域外から、前記基準領域における前記発散光の照射範囲の少なくとも一部を撮像するステップと、を備える
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被検体に撓みが生じても、被検体の破損を検出し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】図１の光源部、偏光板、および内容物を、基準領域に垂直な方向かつ光源部側から見た図である。
【図３】図１の撮像部の配置を説明するための図である。
【図４】図１の内容物を覆う被検体に生じ得る最大に撓んだ面部分に対する発散光の正反射方向を説明するための図である。
【図５】図１の制御部が実行する被検体の破損検査処理のフローチャートである。
【図６】Ｐ偏光およびＳ偏光の入射角に対する反射率を示すグラフである。
【図７】図１の光源部が放射する発散光の被検体に到達する成分の量の、被検体の健常箇所および破損箇所の違いを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る検査装置を概略的に示す機能ブロック図である。
【００１９】
検査装置１０は、光源部１１、偏光板１２、撮像部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００２０】
光源部１１は、例えば、ＬＥＤなどの光源、およびレンズや拡散板などを含む照明光学系を有している。光源部１１は、線光源または面光源として、発散角が２×ω度である発散光を放射する。
【００２１】
発散角とは、発散光の中心線ＣＬにおける光量と実質的に均質な光量の光が放射される範囲により定まる角度である。実質的に均質な光量とは、本実施形態において、例えば、中心線ＣＬにおける光量の９５％から１００％の光量である。図１、２に示すように、光源部１１は、空間状の仮想的に定められる、平面状の基準領域ＳＡの垂線から所定角度θ度だけ傾斜する方向から、基準領域ＳＡに発散光を照射可能に設けられている。
【００２２】
偏光板１２は、光源部１１の発散光の放射方向に設けられている。偏光板１２は、発散光から、基準領域ＳＡに対するＳ偏光を通過させる。
【００２３】
撮像部１３は、例えば、撮像光学系および撮像素子を含み、被写体を撮像して画像を生成する。図３に示すように、撮像部１３は、基準領域ＳＡにおける発散光が正反射された正反射光の放射領域ＲＺの外に、設けられている。また、撮像部１３は、基準領域ＳＡにおける発散光の照射範囲ＩＡ（図２参照）の少なくとも一部を撮影範囲に含むように設けられている。本実施形態においては、撮像部１３は、照射範囲ＩＡ全体を撮影範囲に含むように設けられている。
【００２４】
撮像部１３は、さらには、基準領域ＳＡの垂直方向における近傍に平面状の表面が配置される被検体の、当該表面に想定される撓みにおいて正反射された正反射光の放射領域ＲＺの外に設けられてよい。すなわち、図４に示すように、撮像部１３は、基準領域ＳＡの平面に平行かつ発散角の中心線ＣＬに垂直な方向（紙面垂直方向）から見て、基準領域ＳＡへの照射範囲ＩＡの中で最も光源部１１側の位置を頂点ＡＰとして、基準領域ＳＡに対して｛９０＋（θ−ω）−２×γ｝度以下の範囲に設けられていてよい。なお、γは、基準領域ＳＡに対する被検体ＯＢＪに発する撓みの角度の想定される最大値である。なお、図１から３に示すように、被検体ＯＢＪは、載置台１５の所定の位置に所定の姿勢で、被検体ＯＢＪに包まれる内容物ＣＯＮが載置されることにより、被検体ＯＢＪが基準領域ＳＡの垂直方向における近傍に配置される。なお、載置台１５は、支柱および梁などにより、光源部１１および撮像部１３に対して、所定の位置および姿勢になるように、位置決めされている。
【００２５】
制御部１４は、例えば、ＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であり、撮像部１３から取得する画像に、所定の画像処理を実行する。制御部１４は、被検体ＯＢＪの画像に基づいて、被検体ＯＢＪの破損を検出する。制御部１４は被検体ＯＢＪの画像において、相対的に輝度が大きな領域を、破損の発生した領域として検出する。相対的に輝度が大きな領域の検出方法は、従来公知の多様な方法を採用してよい。例えば、画像における輝度が閾値を超えるか否かによって、輝度が大きな領域を検出してよい。
【００２６】
また、制御部１４は、被検体ＯＢＪの破損を検出する前に、被検体ＯＢＪの画像に輝度補正を施す。なお、制御部１４は、輝度補正において、画像を構成する各領域または画素毎に定められたゲインを、輝度信号の信号値に乗じる。画像を構成する領域毎または画素毎のゲインは、基準領域ＳＡ上に表面を重ねた被検体ＯＢＪにおける、光源部１１からの距離に応じて低下する発散光の光量の逆数に応じている。当該ゲインは、光源部１１から発散光の中心線ＣＬに平行な方向における基準領域ＳＡまでの距離および所定角度θなどに基づいて、予め算出されている。または、当該ゲインは、例えば、白色などの単一色で塗られた平面を基準領域ＳＡに配置して画像を撮像し、当該画像の輝度信号値の逆数に応じた数値を算出して記憶していてもよい。
【００２７】
次に、制御部１４が実行する被検体ＯＢＪの破損検査処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。破損検出処理の実行指令を、例えば、キーボードなどの入力デバイスから制御部１４が取得する時、破損検出処理を開始する。
【００２８】
ステップＳ１００において、制御部１４は、光源部１１に発散光を点灯させる。発散光の点灯後、プロセスはステップＳ１０１に進む。
【００２９】
ステップＳ１０１では、制御部１４は、撮像部１３に、発散光を照射した被検体ＯＢＪを撮像させる。撮像後、プロセスはステップＳ１０２に進む。
【００３０】
ステップＳ１０２では、制御部１４は、ステップＳ１０１において撮像部１３が撮像した画像を取得する。画像の取得後、プロセスはステップＳ１０３に進む。
【００３１】
ステップＳ１０３では、制御部１４は、ステップＳ１０２において取得した画像に輝度補正を施す。輝度補正の実施後、プロセスはステップＳ１０４に進む。
【００３２】
ステップＳ１０４では、制御部１４は、ステップＳ１０３において輝度補正を施した画像を構成する領域の輝度に基づいて、被検体ＯＢＪの破損の有無を判別する。判別後、破損検出処理は終了する。
【００３３】
以上のような構成の本実施形態の検査装置１０では、発散光の発散角の中心線ＣＬが基準領域ＳＡの垂線から所定角度θだけ傾斜している。図６に示すように、Ｐ偏光（破線参照）またはＳ偏光（実線参照）のいずれであっても、入射角が大きければ、入射する光の一部を、被検体ＯＢＪである軟性透明パッケージを正反射させ得る。それゆえ、図７に示すように、被検体ＯＢＪが破損している箇所においては照射されるすべての光が内容物ＣＯＮの表面に到達して内容物ＣＯＮの表面において散乱反射する一方、被検体ＯＢＪに破損がない健常箇所においては発散光の一部が正反射するため照射される一部の光が内容物ＣＯＮの表面に到達して散乱反射する。したがって、検査装置１０は、内容物ＣＯＮを覆う被検体ＯＢＪの破損箇所において、内容物ＣＯＮの表面における散乱光の光量を高め得る。
【００３４】
さらに、本実施形態に係る検査装置１０では、発散光の正反射光の放射領域ＲＺ外に撮像部１３が設けられている。このような構成により検査装置１０は、正反射光成分が減じられた発散光の、内容物ＣＯＮの表面の散乱反射光により形成される画像を撮像し得る。したがって、検査装置１０は、被検体ＯＢＪにおける破損の発生を明るさの相違として示す画像を取得し得る。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る検査装置１０では、光源部１１が基準領域ＳＡに発散光を照射し得る。コリメート光でなく発散光を照射することにより、検査装置１０は、被検体ＯＢＪである軟性透明パッケージにおいて撓みにより一部の方向から基準領域ＳＡに入射する光が正反射しなかったとしても、多様な方向から光を入射させ得る。したがって、検査装置１０は、被検体ＯＢＪを透過して内容物ＣＯＮに入射する光の光量の幅を、撓みの有無に関わらず、狭小化させ得るので、撓みが生じ得る被検体ＯＢＪに対しても、高精度で破損を検出可能な画像を生成し得る。
【００３６】
また、本実施形態に係る検査装置１０は、Ｓ偏光を通過させる偏光板１２を含んでいる。図６に示すように、基準領域ＳＡにおけるＳ偏光の反射率は、Ｐ偏光の反射率より大きい。したがって、このような構成により、検査装置１０は、被検体ＯＢＪに照射する発散光において正反射させる光成分の割合が高められるので、健常な箇所において被検体ＯＢＪを透過する光成分の割合が低下し、破損箇所および健常箇所の輝度の差を拡大し得る。その結果、検査装置１０は、より高精度に被検体ＯＢＪの破損の有無を検出可能な画像を生成し得る。
【００３７】
また、本実施形態に係る検査装置１０は、撮像部１３が、照射範囲ＩＡの中で最も光源部１１側の位置を頂点ＡＰとして基準領域ＳＡに対して｛９０＋（θ−ω）−２×γ｝度以下の範囲に設けられている。このような構成により、検査装置１０は、被検体ＯＢＪに撓みが生じていたとしても、撓んだ箇所において正反射した発散光の撮像部１３への入射が防がれる。したがって、検査装置１０は、撓みのある健常な箇所における被検体ＯＢＪの像の輝度を、破損箇所における被検体ＯＢＪの像の輝度より低減させ得るので、より高精度に被検体ＯＢＪの破損の有無を検出可能な画像を生成し得る。照射範囲ＩＡの中で最も光源部１１側の位置を頂点ＡＰとして基準領域ＳＡに対して｛９０＋（θ−ω）−２×γ｝度の方向は、以下に説明するように、被検体ＯＢＪに対して推定される最大の撓みによって発散光が正反射され得る角度である。
【００３８】
図４に示すように、発散角が２×ω度である発散光の中で、最も基準領域ＳＡ側の光線ｉＢＭは、基準領域ＳＡに（θ−ω）度の入射角度で入射する。言換えると、発散角が２×ω度である発散光の中で、最も基準領域ＳＡ側の光線ｉＢＭの基準領域ＳＡに対する角度は、｛９０−（θ−ω）｝度である。当該光線ｉＢＭの入射位置において、被検体ＯＢＪが基準領域ＳＡに対してγ度傾斜している場合、傾斜している面部分ＰＳに対する当該光線ｉＢＭの入射角αとすると、当該光線ｉＢＭが正反射した光線ｒＢＭの基準領域ＳＡに対する角度は、｛９０−（θ−ω）＋２×α｝度である。αは、例えば、頂点ＡＰを通り基準領域ＳＡに平行な平面を参照すると、｛（θ−ω）−γ｝である。したがって、最も基準領域ＳＡ側の光線ｉＢＭが正反射した光線ｒＢＭの基準領域ＳＡに対する角度は、｛９０＋（θ−ω）−２×γ｝度である。
【００３９】
また、本実施形態に係る検査装置１０は、画像に基づいて、被検体ＯＢＪの破損を検出する。したがって、検査装置１０は、作業者の目視によらず、自動的に被検体ＯＢＪの破損を検出し得る。
【００４０】
また、本実施形態に係る検査装置１０は、光源部１１から基準領域ＳＡ上の任意の位置までの距離に応じて輝度補正を画像に施す。被検体ＯＢＪの斜方から照射する発散光は、光源部１１から離れる程、被検体ＯＢＪ上の入射角度の大きな光線の割合が増える。また、被検体ＯＢＪに照射される発散光は、入射角度が大きくなる程、面積辺りの照明光量が低下する。したがって、このような事象に対して、上記構成の検査装置１０は、輝度補正を施すので、被検体ＯＢＪの健常箇所または破損箇所の明るさを均質化し得る。
【００４１】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【符号の説明】
【００４２】
１０  検査装置
１１  光源部
１２  偏光板
１３  撮像部
１４  制御部
１５  載置台
ＡＰ  頂点
ＣＬ  中心線
ＣＯＮ  内容物
ＩＡ  照射範囲
ｉＢＭ  最も基準領域側の光線
ＯＢＪ  被検体
ＰＳ  傾斜している面部分
ｒＢＭ  最も基準領域側の光線が正反射した光線
ＲＺ  放射領域
ＳＡ  基準領域
【図１】
2019045452.tif 000003
【図２】
2019045452.tif 000004
【図３】
2019045452.tif 000005
【図４】
2019045452.tif 000006
【図５】
2019045452.tif 000007
【図６】
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【図７】
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