特開 2024-172489 検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172489

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/84 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

G01N21/84 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090245

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石田 勝

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA33

2G051AA90

2G051AB11

2G051AB20

2G051CA04

2G051CD01

2G051CD02

2G051DA06

(57)【要約】

【課題】撮像装置の設置位置や結像レンズの調整などを必要とせずに、搬送方向に直交する方向の幅が異なる複数種の搬送部に対応可能な検査装置を提供すること。
【解決手段】ワークＷの搬送方向に所定の隙間Ｇを隔てて並ぶ第１の搬送部３１と第２の搬送部３２との間をワークＷが通過する際にワークＷの検査を行う検査装置１であって、ワークＷの搬送方向と交差する交差方向に所定の隙間Ｇを挟んで一方側に設けられ、一方側からワークＷを撮像する撮像装置１０を備え、撮像装置１０が、光源と撮像素子と結像レンズとが一体化されたコンタクトイメージセンサによって構成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査品（Ｗ）の搬送方向に所定の隙間（Ｇ）を隔てて並ぶ第１の搬送部（３１）と第２の搬送部（３２）との間を前記検査品が通過する際に前記検査品の検査を行う検査装置（１）であって、
前記検査品の搬送方向と交差する交差方向に前記所定の隙間を挟んで一方側に設けられ、前記一方側から前記検査品を撮像する撮像装置（１０）を備え、
前記撮像装置は、光源と、撮像素子と、結像レンズと、が一体化されたコンタクトイメージセンサによって構成されていることを特徴とする検査装置。

【請求項2】

前記撮像装置は、前記交差方向に前記所定の隙間を挟んで下方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記撮像装置は、前記交差方向に前記所定の隙間を挟んで上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。

【請求項4】

前記第１の搬送部及び前記第２の搬送部は、前記搬送方向と直交する方向の幅である搬送幅が異なるものに交換可能に構成され、
前記コンタクトイメージセンサは、交換により変わった前記搬送幅に対応した長さのものに交換可能であり、前記検査品との距離が当該交換の前後で変わらない位置にブラケット（１１）により取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、撮像装置を用いてワークの検査を行う検査装置として、非特許文献１に記載のものが知られている。非特許文献１に記載の検査装置は、外観検査工程において、ワークを搬送するコンベアの上部に設けられたカメラにより搬送中のワークを撮像し、その撮像された画像に基づき不良品の判定を行っている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】「月刊 食品工場長」日本食糧新聞社、2021年8月1日、p.84-85

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ワークを搬送するコンベアには、異なる大きさのワークに対応して、搬送方向に直交する方向の幅がそれぞれ異なる複数種のコンベアが存在している。

【0005】

非特許文献１に記載の検査装置において、同一のカメラを用いて、上述したような幅の異なる複数種のコンベアに対応するには、以下のような課題が生ずる。

【0006】

非特許文献１に記載の検査装置にあっては、それまで使用していたコンベアと幅の異なるコンベアに変更する場合、そのコンベアの幅の変更に合わせてカメラの撮像範囲を変更する必要があるため、コンベアに対するカメラの設置位置やレンズを調整しなければならない。

【0007】

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、撮像装置の設置位置や結像レンズの調整などを必要とせずに、搬送方向に直交する方向の幅が異なる複数種の搬送部に対応可能な検査装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る検査装置は、検査品の搬送方向に所定の隙間を隔てて並ぶ第１の搬送部と第２の搬送部との間を前記検査品が通過する際に前記検査品の検査を行う検査装置であって、前記検査品の搬送方向と交差する交差方向に前記所定の隙間を挟んで一方側に設けられ、前記一方側から前記検査品を撮像する撮像装置を備え、前記撮像装置は、光源と、撮像素子と、結像レンズと、が一体化されたコンタクトイメージセンサによって構成されている。

【0009】

この構成により、本発明に係る検査装置は、撮像装置がコンタクトイメージセンサによって構成されているので、例えば搬送部の搬送方向に直交する方向の幅が変更されても、変更後の搬送部を搬送される検査品の大きさに応じた長さのコンタクトイメージセンサに変更するだけでコンタクトイメージセンサの設置位置や結像レンズの調整などを行うことなく用いることができる。このように、本発明に係る検査装置は、撮像装置の設置位置や結像レンズの調整などを必要とせずに、搬送方向に直交する方向の幅が異なる複数種の搬送部に対応することができる。

【0010】

本発明に係る検査装置において、前記撮像装置は、前記交差方向に前記所定の隙間を挟んで下方に配置されていることが好ましい。

【0011】

この構成により、本発明に係る検査装置は、撮像装置が交差方向に所定の隙間を挟んで下方に配置されているため、搬送部の下方という限られたスペースしか存在しない場合であっても、搬送方向と直交する方向の長さが異なるコンタクトイメージセンサを用いるだけで制約を受けることなく搬送部の幅の変更に対応することができる。

【0012】

本発明に係る検査装置において、前記撮像装置は、前記交差方向に前記所定の隙間を挟んで上方に配置されていることが好ましい。

【0013】

この構成により、本発明に係る検査装置は、撮像装置が交差方向に所定の隙間を挟んで上方に配置されているため、例えば幅の大きな搬送部に変更された場合であっても、搬送部とコンタクトイメージセンサとの距離を維持できるので、高さ方向に検査装置が大型化してしまうことを防止できる。

【0014】

本発明に係る検査装置において、前記第１の搬送部及び前記第２の搬送部は、前記搬送方向と直交する方向の幅である搬送幅が異なるものに交換可能に構成され、前記コンタクトイメージセンサは、交換により変わった前記搬送幅に対応した長さのものに交換可能であり、前記検査品との距離が当該交換の前後で変わらない位置にブラケットにより取り付けられることが好ましい。

【0015】

この構成により、本発明に係る検査装置は、コンタクトイメージセンサが第１の搬送部及び第２の搬送部の交換により変わった搬送幅に対応した長さのものに交換可能であり、かつ検査品との距離が当該交換の前後で変わらない位置に交換後のコンタクトイメージセンサがブラケットにより取り付けられるので、設置位置や結像レンズの調整などを行うことなく交換後のコンタクトイメージセンサを用いることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、撮像装置の設置位置や結像レンズの調整などを必要とせずに、搬送方向に直交する方向の幅が異なる複数種の搬送部に対応可能な検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る検査装置の概略構成図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る検査装置の概略側面図である。

【図3】図３は、図２におけるＡ―Ａ方向から見た図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る検査装置の変形例を示す概略側面図である。

【図5】図５は、図４におけるＢ―Ｂ方向から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る検査装置について説明する。

【0019】

図１に示すように、本実施形態の検査装置１は、撮像装置を用いて、検査品としてのワークＷを検査する検査装置である。検査品としては、例えば、食品等の内容物をフィルム状の包装材により密着包装した製品であって底部が平らな製品や、トレイ入りの食品等が挙げられる。

【0020】

本実施形態では、内容物が包装材により密着包装された底部が平らな製品であって当該底部にラベルＷＬ（図２参照）が貼り付けられている製品を、ワークＷとして検査する例について説明する。

【0021】

本実施形態の検査装置１は、撮像装置によって撮像したワークＷの画像に基づき、底部に貼られるラベルＷＬの有無や貼付け位置が正しいか、ラベルＷＬへの印字不良が生じていないか等を検査する。なお、ワークＷがラベルではなく、包装材に直接印字されるタイプの製品である場合には、包装材に印刷不良が生じていないか、消費期限等の印字不良が生じていないか等を検査することもできる。

【0022】

この他、検査装置１は、食品等の内容物をフィルム状の包装材により密着包装した製品であって底部が平らな製品において、包装材のシール部分に内容物の噛み込みが生じていないか、の検査に用いてもよい。

【0023】

［検査装置の構成］
検査装置１は、ワークＷの搬送方向（図１中、矢印で示す）に所定の隙間Ｇを隔てて並ぶ第１の搬送部３１と第２の搬送部３２との間に配置されている。第１の搬送部３１は、例えばベルトコンベアからなり、ワークＷを第２の搬送部３２に搬送する。第２の搬送部３２は、例えばベルトコンベアからなり、第１の搬送部３１から搬送されたワークＷを、後工程に搬送する。ここで、後工程としては、例えば、Ｘ線検査装置による検査工程等が挙げられる。また、ベルトコンベアは透明コンベアであってもよい。なお、以下においては、第１の搬送部３１と第２の搬送部３２とを総称して単に「搬送部」ということがある。

【0024】

検査装置１は、第１の搬送部３１と第２の搬送部３２との間、すなわち所定の隙間ＧをワークＷが通過する際にワークＷの検査を行うようになっている。

【0025】

検査装置１は、撮像装置１０と、処理部２０と、を含んで構成されている。

【0026】

撮像装置１０は、ワークＷの搬送方向と交差する交差方向（本実施形態では、図１中、上下方向）に所定の隙間Ｇを挟んで一方側（本実施形態では、図１中、下側）に設けられている。撮像装置１０は、所定の隙間Ｇから所定の距離だけ離隔した位置において後述するブラケット１１（図２参照）に保持されている。

【0027】

撮像装置１０は、撮像素子として、受光素子面に画素が１次元状に配列された１次元素子を用いたラインセンサからなり、一方側からワークＷを撮像して、ワークＷの搬送方向と直交する幅方向にライン状の画像を得る。撮像装置１０は、搬送中のワークＷを連続的に撮像する。撮像装置１０によって撮像されたラインごとの画像は、画像取得部に連続的に取り込まれることにより１枚の画像として構成される。

【0028】

処理部２０には、操作部２１が接続されている。操作部２１は、例えばユーザが操作する複数のキー、スイッチ、後述する表示部２７の表示画面上のソフトキー等によって構成されている。操作部２１は、例えば、検査装置１の運転の開始や停止の指示、ワークＷの品種や検査数などの設定、撮像装置１０のサイズ変更時の各種設定、処理部２０の起動等を行う際に操作される。

【0029】

処理部２０は、画像取得部２２と、記憶部２３と、領域特定部２４と、判定部２５と、表示制御部２６と、を含んで構成されている。

【0030】

画像取得部２２は、例えば画像入力ボードを含んで構成され、撮像装置１０からラインごとの画像を取得し、取得したラインごとの画像から１枚の画像を生成する。記憶部２３は、画像取得部２２で生成された画像を記憶する。

【0031】

領域特定部２４は、画像取得部２２で生成された当該１枚の画像に対して、例えば２値化やエッジ検出などの画像処理を行い、ワークＷにおけるラベル領域を特定する。ラベル領域とは、ワークＷの底部においてラベルＷＬが貼り付けられた領域のことである。なお、ワークＷがラベルを用いないタイプである場合には、ラベル領域に代えて、文字やバーコード等が印字された印字領域を特定してもよい。

【0032】

検査装置１がシール部分への内容物の噛み込みの有無の検査に用いられる場合には、領域特定部２４は、画像取得部２２で生成された当該１枚の画像に対して、例えば２値化やエッジ検出などの画像処理を行い、ワークＷにおけるシール領域を特定する。シール領域とは、例えば、包装材の対向する両端から所定幅だけ内側部分がシールされたワークＷにおいて、包装材の両端からシール部分の内側の端までの領域をいう。

【0033】

判定部２５は、画像取得部２２で生成した１枚の画像に基づき、底部に貼られるラベルＷＬの有無や貼付け位置が正しいか、を判定する。さらに、判定部２５は、画像取得部２２で生成した１枚の画像に対して、例えばＯＣＶ(Optical Character Verification)又はＯＣＲ(Optical Character Recognition)といった照合機能を用いて、ラベルＷＬへの印字不良が生じていないかを判定する。

【0034】

検査装置１がシール部分への内容物の噛み込みの有無の検査に用いられる場合には、判定部２５は、領域特定部２４で特定したシール領域において、包装材のシール部分に内容物の噛み込みが生じていないか、を判定する。判定部２５は、例えば、画像取得部２２で生成した１枚の画像から異常部分を検出し、この検出した異常部分がシール領域内に存在するか否かにより、包装材のシール部分に内容物の噛み込みが生じているか否かを判定することができる。

【0035】

表示制御部２６は、処理部２０に接続された表示部２７における表示を制御する。表示制御部２６は、例えば画像取得部２２で生成された１枚の画像、判定部２５の判定に基づくワークＷの検査結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数等の各種情報を表示するように表示部２７の表示を制御する。

【0036】

表示部２７は、例えば液晶表示器などの表示装置で構成され、表示制御部２６の制御によりワークＷの検査結果を含む各種情報を表示する。

【0037】

［撮像装置の構成］
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態の撮像装置１０の具体的な構成について説明する。

【0038】

本実施形態の撮像装置１０は、光源と、撮像素子と、結像レンズと、が一体化されたコンタクトイメージセンサによって構成されている。コンタクトイメージセンサを撮像装置として用いる利点としては、例えば、別途照明やレンズを設ける通常のラインカメラを用いた場合と比較して、レンズや照明に対する歪みもなく、シェーディング補正や照明調整などが不要となる点、また撮像に必要な構成がコンパクトにユニット化されているので撮像に必要な構成の設置をコンパクトにまとめることができ、ひいては検査装置の大型化を回避できる点、別途照明が不要のため照明の設置スペースや別途照明の照射領域を確保する必要がないので、搬送方向に並ぶ搬送部間に通常生じている小さな隙間を利用して撮像を行うことができる点、ワークＷとの距離を変更することなくコンタクトイメージセンサのサイズ（搬送方向に直交する方向の長さ）を変更できる点、などが挙げられる。

【0039】

ここで、本実施形態においては、撮像装置１０としてコンタクトイメージセンサを用いるが、ワークＷに対して必ずしも密着させる必要はなく、撮像装置１０とワークＷとの間の距離が例えば５０ｍｍ程度となるように撮像装置１０を配置する。

【0040】

図２及び図３に示すように、撮像装置１０は、第１の搬送部３１の支持台３３に、ブラケット１１を介して取り付けられている。第１の搬送部３１の支持台３３には、処理部２０が収納された制御ボックス１２が取り付けられている。

【0041】

ブラケット１１は、撮像装置１０を下方から支持する支持フレーム１１ａと、左右一対の連結フレーム１１ｂと、を有している。支持フレーム１１ａは、左右一対の連結フレーム１１ｂの上端に連結されている。左右一対の連結フレーム１１ｂは、それぞれの下端が支持台３３に連結されている。

【0042】

なお、ブラケット１１は、左右一対の連結フレーム１１ｂのみによって構成してもよい。この場合、撮像装置１０は、搬送方向と直交する方向の両端部が左右一対の連結フレーム１１ｂに直接支持される。

【0043】

［撮像装置の変更について］
検査装置１が適用される搬送部としては、検査するワークＷの大きさに応じて、搬送方向に直交する方向の幅（以下、「搬送幅」という）がそれぞれ異なる複数種の搬送部がある。

【0044】

撮像装置として、別途照明を必要とする通常のラインカメラを用いる検査装置の場合、搬送幅の異なる搬送部のそれぞれに対応するには、次のような課題がある。なお、以下の課題は、同一のラインカメラを用いて搬送部の変更に対応する場合の課題である。

【0045】

通常、検査すべきワークＷが別種（別サイズ種）に変更となると、これに伴い搬送部もその搬送幅（搬送方向に直交する方向の幅）が新しいワークに適したサイズのものに変更される。そして、当該幅サイズの変わったワーク全体を適切に撮像可能なようにラインカメラとワークとの距離も変更しなければならない。このため、ラインカメラを支持するブラケット等も交換が必要だったり、前述の距離の調整も正確に行う必要があったりする。また、照明の位置も調整する必要がある。また、必要に応じてレンズの調整を行わなければならない。

【0046】

搬送幅が大きな搬送部に変更する場合には、大きなワークの全体を適切に撮像するためにラインカメラとワークとの距離を大きく取る必要がある。ラインカメラが搬送部の下方に設置されているタイプの場合、搬送部の下方という限られたスペースのなかでラインカメラとワークとの距離を大きく取るには制限がありラインカメラの設置に関して制約がある。このため、対応できる搬送幅が限定されてしまう。

【0047】

これに対し、本実施形態の検査装置１では、搬送幅の異なる搬送部のそれぞれに対応する場合、コンタクトイメージセンサを搬送幅に応じた長さのコンタクトイメージセンサに交換するだけでよい。このとき、コンタクトイメージセンサとワークＷとの距離を変更する必要はない。

【0048】

このため、本実施形態の検査装置１において、コンタクトイメージセンサを変更するにあたっては、例えば、変更後のコンタクトイメージセンサの長さに合わせて支持フレーム１１ａの搬送直交方向長さを変更するだけでよく、連結フレーム１１ｂを別の長さのものに変更するといった変更も必要ない。

【0049】

なお、撮像装置１０の両端を左右一対の連結フレーム１１ｂに直接支持する構成の場合には、ブラケット１１に何ら変更を加える必要がない。

【0050】

このように、本実施形態の検査装置１は、それぞれ搬送幅の異なるものに交換可能に構成された第１の搬送部３１及び第２の搬送部３２に適用可能であり、かつ第１の搬送部３１及び第２の搬送部３２がそれぞれ搬送幅の異なる搬送部に交換された場合に、撮像装置１０を、交換後の搬送部の搬送幅に対応した長さの撮像装置に交換可能に構成されている。撮像装置１０は、搬送部の交換の前後で、ワークＷとの距離、又は搬送部の搬送面との距離が変わらない位置でブラケット１１に支持される。

【0051】

［作用効果］
以上のように、本実施形態に係る検査装置は、撮像装置１０がコンタクトイメージセンサによって構成されているので、例えば搬送部の搬送幅が変更されても、変更後の搬送部を搬送されるワークＷの大きさに応じた長さのコンタクトイメージセンサに変更するだけでコンタクトイメージセンサの設置位置や結像レンズの調整などを行うことなく用いることができる。このように、本実施形態に係る検査装置は、撮像装置１０の設置位置や結像レンズの調整などを必要とせずに、搬送幅が異なる複数種の搬送部に対応することができる。

【0052】

また、本実施形態に係る検査装置は、撮像装置１０が交差方向に所定の隙間Ｇを挟んで下方に配置されているため、搬送部の下方という限られたスペースしか存在しない場合であっても、搬送方向と直交する方向の長さが異なるコンタクトイメージセンサを用いるだけで制約を受けることなく搬送部の搬送幅の変更に対応することができる。

【0053】

また、本実施形態に係る検査装置は、コンタクトイメージセンサが搬送部の交換により変わった搬送幅に対応した長さのものに交換可能であり、かつワークＷとの距離が当該交換の前後で変わらない位置に交換後のコンタクトイメージセンサがブラケット１１により取り付けられるので、設置位置や結像レンズの調整などを行うことなく交換後のコンタクトイメージセンサを用いることができる。

【0054】

［変形例］
本実施形態においては、撮像装置１０が搬送部の下方に配置された例について説明したが、これに限らず、例えば、図４及び図５に示すように撮像装置１０が交差方向に所定の隙間Ｇを挟んで上方に配置される構成であってもよい。

【0055】

変形例に係る検査装置１０１にあっては、例えば、内容物が包装材により密着包装された上面部が平らな製品の検査に適している。なお、図４及び図５では、当該上面部にラベルＷＬが貼り付けられている製品を、ワークＷとして検査する場合を示している。

【0056】

図４及び図５に示すように、変形例に係る検査装置１０１は、左右一対の連結フレーム１１ｂの上端にコの字状の枠フレーム１１ｃが取り付けられ、当該枠フレーム１１ｃの左右の上端部に支持フレーム１１ａが連結されている。撮像装置１０は、支持フレーム１１ａの下面に取り付けられている。これにより、変形例に係る検査装置１０１において、撮像装置１０が搬送部の上方に配置される。

【0057】

変形例に係る検査装置１０１によれば、本実施形態の効果に加えて、次の効果を有する。すなわち、変形例に係る検査装置１０１は、撮像装置１０が交差方向に所定の隙間Ｇを挟んで上方に配置されているため、例えば搬送幅の大きな搬送部に変更された場合であっても、搬送部とコンタクトイメージセンサとの距離を維持できるので、高さ方向に検査装置１０１が大型化してしまうことを防止できる。

【0058】

なお、本実施形態及び図４及び図５に示す変形例において示した撮像装置１０の支持方法は、一例であってこれに限定されるものではなく、公知の他の支持方法によっても代用可能である。

【0059】

また、本実施形態及び図４及び図５に示す変形例に係る検査装置は、食品等の内容物をフィルム状の包装材により密着包装した製品であって底部が平らな製品において、包装材のシール部分に内容物の噛み込みが生じていないか、の検査に用いることができるが、この場合、次のような構成としてもよい。

【0060】

例えば、所定の隙間Ｇを挟んでコンタクトイメージセンサと対向する側に照明を配置し、かつ、コンタクトイメージセンサの撮像素子として赤外線用撮像素子を用いることで、ワークＷに対する透過画像を取得し、当該透過画像に基づき噛み込みの有無を検査してもよい。

【0061】

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0062】

１、１０１ 検査装置
１０ 撮像装置
１１ ブラケット
１１ａ 支持フレーム
１１ｂ 連結フレーム
１１ｃ 枠フレーム
１２ 制御ボックス
２０ 処理部
２１ 操作部
２２ 画像取得部
２３ 記憶部
２４ 領域特定部
２５ 判定部
２６ 表示制御部
２７ 表示部
３１ 第１の搬送部
３２ 第２の搬送部
３３ 支持台
Ｗ ワーク（検査品）
ＷＬ ラベル
Ｇ 所定の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】