特許 7641876 検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-27

(45)【発行日】2025-03-07

(54)【発明の名称】検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/85 20060101AFI20250228BHJP

【ＦＩ】

G01N21/85 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021165696

(22)【出願日】2021-10-07

(65)【公開番号】P2023056379

(43)【公開日】2023-04-19

【審査請求日】2023-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】黒水 泰守

【審査官】横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／０７０９１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２４０８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０２４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２１８４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０９０９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４５４０２８６（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００２－００１２３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つ以上のセンサと２つ以上の光学系とを備える検査装置であって、
検査領域を通るように基準平面内の複数並列の検査経路へ被検査物を送出可能な送出装置と、
前記検査領域からの光を検出する前記センサとしての第１センサ及び第２センサと、
前記検査領域から前記第１センサへ検査光を導く前記光学系としての第１光学系と、
前記検査領域から前記第２センサへ検査光を導く前記光学系としての第２光学系と、
前記検査領域からの光を検出する第３センサ及び第４センサと、
前記検査領域から前記第３センサへ検査光を導く第３光学系と、
前記検査領域から前記第４センサへ検査光を導く第４光学系と、
前記被検査物の良否を判定する良否判定部と、を備え、
前記第１光学系及び前記第２光学系は、それぞれの光軸が交差する状態で、前記基準平面に対して同一の側に配置されており、
前記第３光学系及び前記第４光学系は、それぞれの光軸が交差する状態で、前記基準平面に対して前記第１光学系及び前記第２光学系と反対の側に配置されており、
前記良否判定部は、前記第１センサの出力と前記第２センサの出力との和または積、及び前記第３センサの出力と前記第４センサの出力との和または積に基づいて前記被検査物の良否を判定する検査装置。

【請求項2】

複数の前記センサの出力は、複数の前記検査経路に対応する複数のチャンネルに分けられており、
前記良否判定部は、同一の前記検査経路に対応する前記チャンネルに属する出力が合算されるように、複数の前記センサの出力との和または積を算出する請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記検査領域へ光を照射する照明装置を備え、
前記照明装置は、前記被検査物の表面で反射した光が前記検査光として複数の前記光学系により複数の前記センサへ導かれるように構成されている請求項１または２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記検査領域へ光を照射する照明装置を備え、
前記照明装置は、前記被検査物の内部を透過した光が前記検査光として複数の前記光学系により複数の前記センサへ導かれるように構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の検査装置。

【請求項5】

複数の前記光学系は、前記検査領域の内部における略同一箇所に光学的照準が合うように構成されている請求項１から４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】

特許文献１には、粒状体検査装置が開示されている。この装置では、移送手段（振動フィーダ、シュータ等）が検査対象物（樹脂ペレット）を、検出箇所を通過するように移送する。受光手段が、検出箇所からの光を受光する。判別手段が、受光手段の受光量に基づいて、検査対象物が正常物であるか異常物であるかを判別する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－０８９１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の装置では、受光装置の受光量に基づいて異常物の存在が検知される。具体的には、ペレットの表面に黒色箇所や汚染箇所があるような場合に、その異常箇所からの反射光を受光した単位受光部の受光量が、適正光量範囲を外れる。受光量が適正光量範囲を外れた場合に、検査対象物が異常物であると判別される。

【0005】

正常箇所の色と異常箇所の色とが似ている場合、受光装置が受光する受光量の差異が小さくなる。そうすると、異常の検知（正常品と異常品との識別）が困難になり、検査精度が悪化する。

【0006】

このように、従来の粒状体検査装置には、検査精度を改善する余地がある。

【0007】

本発明の目的は、検査精度を改善した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】

【0008】

上述した課題を解決する手段として、本発明の検査装置は、２つ以上のセンサと２つ以上の光学系とを備える検査装置であって、検査領域を通るように基準平面内の複数並列の検査経路へ被検査物を送出可能な送出装置と、前記検査領域からの光を検出する前記センサとしての第１センサ及び第２センサと、前記検査領域から前記第１センサへ検査光を導く前記光学系としての第１光学系と、前記検査領域から前記第２センサへ検査光を導く前記光学系としての第２光学系と、前記被検査物の良否を判定する良否判定部と、を備え、前記第１光学系及び前記第２光学系は、それぞれの光軸が交差する状態で、前記基準平面に対して同一の側に配置されており、前記良否判定部は、前記第１センサの出力と前記第２センサの出力との和または積に基づいて前記被検査物の良否を判定することを特徴とする。

【0009】

第１センサの出力と第２センサの出力との和または積における明暗の差は、第１センサの出力における明暗の差、及び第２センサの出力における明暗の差よりも大きくなる。従って本構成によれば、正常箇所の色と異常箇所の色とが似ている場合でも、両者の識別が容易になり、検査精度を向上させることができる。

【0010】

本発明において、前記第１センサの出力及び前記第２センサの出力は、複数の前記検査経路に対応する複数のチャンネルに分けられており、前記良否判定部は、同一の前記検査経路に対応する前記チャンネルに属する出力が合算されるように、前記第１センサの出力と前記第２センサの出力との和または積を算出すると好適である。

【0011】

本構成によれば、検査経路ごとの被検査物の良否の判定を適切に行うことができる。

【0012】

本発明において、前記検査領域へ光を照射する照明装置を備え、前記照明装置は、前記被検査物の表面で反射した光が前記検査光として前記第１光学系及び前記第２光学系により前記第１センサ及び前記第２センサへ導かれるように構成されていると好適である。

【0013】

本構成によれば、被検査物が不透明または半透明の場合に検査を好適に実行することができる。

【0014】

本発明において、前記検査領域へ光を照射する照明装置を備え、前記照明装置は、前記被検査物の内部を透過した光が前記検査光として前記第１光学系及び前記第２光学系により前記第１センサ及び前記第２センサへ導かれるように構成されていると好適である。

【0015】

本構成によれば、被検査物が透明または半透明の場合に検査を好適に実行することができる。

【0016】

本発明において、前記検査領域からの光を検出する第３センサ及び第４センサと、前記検査領域から前記第３センサへ検査光を導く第３光学系と、前記検査領域から前記第４センサへ検査光を導く第４光学系と、を更に備え、前記第３光学系及び前記第４光学系は、それぞれの光軸が交差する状態で、前記基準平面に対して前記第１光学系及び前記第２光学系と反対の側に配置されており、前記良否判定部は、前記第３センサの出力と前記第４センサの出力との和または積に基づいて前記被検査物の良否を判定すると好適である。

【0017】

本構成によれば、良否判定部が、第１センサの出力と第２センサの出力との和または積に加えて、第３センサの出力と第４センサの出力との和または積に基づいて被検査物の良否を判定するので、検査精度を更に改善することができる。

【0018】

本発明において、前記光学系は、前記検査領域の内部における略同一箇所に光学的照準が合うように構成されていると好適である。

【0019】

本構成によれば、略同一箇所に光学的照準が合うように光学系が構成されているので、当該箇所を被検査物が通過するときに、被検査物が複数のセンサにより光学的照準が合った状態で同時に検査されることになる。従って、検査装置の検査精度が更に改善される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】粒状体検査装置の右側面図である。

【図2】検査ユニットの要部を示す右側面図である。

【図3】粒状体検査装置の制御系を示す機能ブロック図である。

【図4】粒状体検査装置で行われる光学的検査の概要を示す図である。

【図5】センサの出力の一例を示す図である。

【図6】合成出力の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係る検査装置の実施の形態である粒状体検査装置について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0022】

各図に符号（ＦＲ）で示す方向が装置前側、符号（ＢＫ）で示す方向が装置後側、符号（ＬＨ）で示す方向が装置左側、符号（ＲＨ）で示す方向が装置右側、符号（ＵＰ）で示す方向が上側、符号（ＤＷ）で示す方向が下側である。

【0023】

粒状体検査装置は、投入される粒状体（被検査物）が正常品であるか不良品であるかを光学的に検査し、正常品と不良品とを選別して排出する装置である。本実施形態では、粒状体は不透明または半透明の樹脂ペレットである。粒状体は玄米や白米などの穀粒であってもよい。

【0024】

図１に示されるように、粒状体検査装置は、貯留ホッパ３、検査ユニット４、操作表示装置６、及び制御装置７（図３）を備えている。

【0025】

貯留ホッパ３は、外部から供給された粒状体を貯留すると共に、検査ユニット４へ粒状体を供給する。

【0026】

検査ユニット４は、貯留ホッパ３から供給された粒状体を検査し、不良品を検出して、粒状体を正常品と不良品とに選別して排出する。本実施形態では、粒状体検査装置は、機体左右方向に並ぶ２つの検査ユニット４を備える。検査ユニット４の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

【0027】

操作表示装置６は、装置前部の中央部に設けられている。操作表示装置６は、オペレータからの人為操作を受け付けて、制御装置７へ送信する。また、操作表示装置６は、制御装置７に制御されて各種の画面を表示する。本実施形態では、操作表示装置６は、タッチパネル付き液晶ディスプレイである。操作表示装置６が、押しボタンと液晶ディスプレイとを組み合わせた装置であってもよい。

【0028】

制御装置７は、粒状体検査装置の全体の動作を制御する。

【0029】

〔検査ユニット〕
図２を参照しながら、検査ユニット４の構成及び動作の概要について説明する。以下、各図に示されるように、粒状体Ｇの移動方向をＺ方向、粒状体Ｇの移動方向の上流側をＺ１側、粒状体Ｇの移動方向の下流側をＺ２側、装置左右方向に直交する面内におけるＺ方向に直交する方向をＹ方向、Ｙ方向における装置前側をＹ１側、Ｙ方向における装置後側をＹ２側、と称する。

【0030】

検査対象の粒状体Ｇが、シュータ１２からＺ２側へ落下し、検査領域ＩＡへ送り出される。検査領域ＩＡは、照明装置２１により照明されている。検査領域ＩＡからの光（検査光）が、光学系２２によってセンサ２３へ導かれる。センサ２３が、検査領域ＩＡからの光を検出する。

【0031】

センサ２３の出力は、制御装置７に送信される。制御装置７は、センサ２３の出力に基づいて粒状体Ｇが正常品であるか不良品であるかを判定する。制御装置７は、不良品と判定された粒状体Ｇが空気吹き付け装置３１の正面まで落下したタイミングで空気吹き付け装置３１を作動させる。空気を吹き付けられた粒状体Ｇは、Ｙ１側へ押されて、不良品回収部４１へ落下する。その他の粒状体Ｇは、正常品回収部４２へ落下する。

【0032】

〔検査ユニットの構成〕
検査ユニット４は、送出装置１０、検出装置２０、及び排除装置３０を備える。

【0033】

送出装置１０は、検査領域ＩＡへ粒状体Ｇを複数並列（装置左右方向、図２の紙面直交方向）で送り出す装置である。送出装置１０は、検査領域ＩＡを通るように基準平面ＰＬ内の複数並列の検査経路Ｒへ粒状体Ｇを送出可能に構成されている。基準平面ＰＬは、検査領域ＩＡを通る平面であって、その法線がＹ方向に沿って延びる平面である。

【0034】

〔送出装置〕
送出装置１０は、振動フィーダ１１、及びシュータ１２を備える。

【0035】

振動フィーダ１１は、貯留ホッパ３から流下した粒状体Ｇをトラフ１１ａで受け止めて、トラフ１１ａを振動させて粒状体Ｇをシュータ１２へ送り出す。振動フィーダ１１の動作は、制御装置７に制御される。

【0036】

シュータ１２は、板状の部材である。シュータ１２の上面には、複数の直線状の溝が左右方向に平行に並ぶ状態で形成されている。溝の幅は、粒状体Ｇが１列に並んで流下可能な大きさに設定されている。振動フィーダ１１のトラフ１１ａからシュータ１２へ落下した粒状体Ｇは、シュータ１２の溝に案内されて、シュータ１２の上を複数並列で流下し、検査領域ＩＡへ送り出される。シュータ１２は、溝の底が基準平面ＰＬ上に位置するように配置されている。

【0037】

〔検出装置〕
検出装置２０は、照明装置２１、光学系２２、及びセンサ２３を備える。

【0038】

〔照明装置〕
照明装置２１は、拡散透過部材２１Ａ、２１Ｂ、照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄ、光軸通過部２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈ、及び背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑを備えている。

【0039】

拡散透過部材２１Ａ、２１Ｂは、照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄ、及び背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑからの光を拡散させて透過させる部材である。拡散透過部材２１Ａ、２１Ｂは、機体左右方向に沿って延び、Ｙ方向外側へ突出して湾曲する略半円筒状の部材である。

【0040】

照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄは、機体左右方向に沿って延びるライン状の光源である。照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄは、制御装置７により発光強度が制御されるＬＥＤパッケージを備え、検査領域ＩＡを照明する。照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄは、拡散透過部材２１Ａ、２１ＢのＹ方向外側に配置される。詳しくは、４つの照明ユニット２１Ｃが拡散透過部材２１ＡのＹ１側に配置される。４つの照明ユニット２１Ｄが拡散透過部材２１ＢのＹ２側に配置される。

【0041】

光軸通過部２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈは、拡散透過部材２１Ａ、２１Ｂにおける光軸２４が通過する部位である。光軸通過部２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈは、例えば、機体左右方向に沿って延びるスリットである。前上光軸２４Ａが、光軸通過部２１Ｅを通過する。後上光軸２４Ｂが、光軸通過部２１Ｆを通過する。後下光軸２４Ｃが、光軸通過部２１Ｇを通過する。前下光軸２４Ｄが、光軸通過部２１Ｈを通過する。

【0042】

背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑは、機体左右方向に沿って延びるライン状の光源である。背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑは、制御装置７により発光強度が制御されるＬＥＤパッケージを備え、検査領域ＩＡを照明する。

【0043】

背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｑは、拡散透過部材２１ＢのＹ２側に配置される。背景照明ユニット２１Ｍ、２１Ｐは、拡散透過部材２１ＡのＹ１側に配置される。

【0044】

背景照明ユニット２１Ｌは、前上光軸２４Ａの上に配置され、前上光軸２４Ａに沿う方向に光を照射する。すなわち、背景照明ユニット２１Ｌは、前上センサ２３Ａによる検査における背景光を供給する。

【0045】

背景照明ユニット２１Ｍは、後上光軸２４Ｂの上に配置され、後上光軸２４Ｂに沿う方向に光を照射する。すなわち、背景照明ユニット２１Ｍは、後上センサ２３Ｂによる検査における背景光を供給する。

【0046】

背景照明ユニット２１Ｐは、後下光軸２４Ｃの上に配置され、後下光軸２４Ｃに沿う方向に光を照射する。すなわち、背景照明ユニット２１Ｐは、後下センサ２３Ｃによる検査における背景光を供給する。

【0047】

背景照明ユニット２１Ｑは、前下光軸２４Ｄの上に配置され、前下光軸２４Ｄに沿う方向に光を照射する。すなわち、背景照明ユニット２１Ｑは、前下センサ２３Ｄによる検査における背景光を供給する。

【0048】

本実施形態では、照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄからの光が、拡散透過部材２１Ａ、２１Ｂを透過して拡散され、検査領域ＩＡへ照査される。粒状体Ｇが検査領域ＩＡを通過するとき、拡散透過部材２１Ａ、２１Ｂからの光が粒状体Ｇの表面で反射され、光軸２４に沿って進む光が光学系２２に導かれてセンサ２３へ入射する。すなわち、照明装置２１は、粒状体の表面で反射した光が検査光として光学系２２によりセンサ２３へ導かれるように構成されている。

【0049】

なお本実施形態の反射光検査において、背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑは、点灯されてもよいし消灯されてもよい。例えば、正常な粒状体よりも暗い不良品を検出するために、これら背景照明ユニットが点灯されてもよい。正常な粒状体よりも明るい不良品を検出するために、これら背景照明ユニットが消灯されてもよい。

【0050】

〔光学系・センサ〕
本実施形態では、検査ユニット４は、４つの光学系２２、すなわち前上光学系２２Ａ、後上光学系２２Ｂ、後下光学系２２Ｃ、及び前下光学系２２Ｄを備えている。

【0051】

光学系２２の光軸２４を、以下の通り称する。前上光学系２２Ａの光軸を、前上光軸２４Ａと称する。後上光学系２２Ｂの光軸を、後上光軸２４Ｂと称する。後下光学系２２Ｃの光軸を、後下光軸２４Ｃと称する。前下光学系２２Ｄの光軸を、前下光軸２４Ｄと称する。

【0052】

本実施形態では、検査ユニット４は、４つのセンサ２３、すなわち前上センサ２３Ａ、後上センサ２３Ｂ、後下センサ２３Ｃ、及び前下センサ２３Ｄを備えている。

【0053】

検査領域ＩＡから発せられて前上光軸２４Ａに沿って進む光（検査光）が、前上光学系２２Ａに導かれて、前上センサ２３Ａへ入射する。前下光軸２４Ｄに沿って進む光（検査光）が、前下光学系２２Ｄに導かれて、前下センサ２３Ｄへ入射する。

【0054】

検査領域ＩＡから発せられて後上光軸２４Ｂに沿って進む光（検査光）が、後上光学系２２Ｂに導かれて、後上センサ２３Ｂへ入射する。後下光軸２４Ｃに沿って進む光（検査光）が、後下光学系２２Ｃに導かれて、後下センサ２３Ｃへ入射する。

【0055】

本実施形態では、光学系２２の光軸が互いに交差するように、光学系２２が構成されている。詳しくは、４つの光学系２２は、光軸２４が検査領域ＩＡの内部における略同一箇所で交差するように構成されている。具体的には、前上光軸２４Ａ、後上光軸２４Ｂ、後下光軸２４Ｃ、及び前下光軸２４Ｄが、検査経路Ｒの上の一点で交差するように、前上光学系２２Ａ、後上光学系２２Ｂ、後下光学系２２Ｃ、及び前下光学系２２Ｄが構成（調整）されている。

【0056】

前上光学系２２Ａは、前上ミラー２５Ａ、及び前上レンズ装置２６Ａを備える。前上レンズ装置２６Ａは、検査領域ＩＡにピントが合うように調整される。

【0057】

後上光学系２２Ｂは、後上ミラー２５Ｂ、及び後上レンズ装置２６Ｂを備える。後上レンズ装置２６Ｂは、検査領域ＩＡにピントが合うように調整される。

【0058】

後下光学系２２Ｃは、後下ミラー２５Ｃ、及び後下レンズ装置２６Ｃを備える。後下レンズ装置２６Ｃは、検査領域ＩＡにピントが合うように調整される。

【0059】

前下光学系２２Ｄは、前下ミラー２５Ｄ、及び前下レンズ装置２６Ｄを備える。前下レンズ装置２６Ｄは、検査領域ＩＡにピントが合うように調整される。

【0060】

本実施形態では、４つの光学系２２は、検査領域ＩＡの内部における略同一箇所に光学的照準が合うように構成されている。具体的には、前上光学系２２Ａ、後上光学系２２Ｂ、後下光学系２２Ｃ、及び前下光学系２２Ｄは、検査経路Ｒの上でピントが合うように調整されている。なお、レンズ装置のピントが合う範囲（被写界深度）は絞りにより変化する。前上光学系２２Ａ、後上光学系２２Ｂ、後下光学系２２Ｃ、及び前下光学系２２Ｄが、ピントが合う範囲に検査経路Ｒが含まれるように、調整されているとよい。

【0061】

本実施形態では、４つの光学系２２は、Ｚ方向（検査領域ＩＡにおける粒状体Ｇ（被検査物）の移動方向）に沿って視たときに、前上光学系２２Ａ及び前下光学系２２Ｄ（光学系２２のうちの２つ）と後上光学系２２Ｂ及び後下光学系２２Ｃ（光学系２２のうちの残りの２つ）とが検査領域ＩＡを間に挟む状態で配置されている。

【0062】

また本実施形態では、前上光学系２２Ａが基準平面ＰＬに対してＹ１側に配置され、後上光学系２２Ｂが基準平面ＰＬに対してＹ２側に配置されている。すなわち、光学系２２のうちの２つが、基準平面ＰＬに対して一方の側と他方の側とに分けて配置されている。

【0063】

センサ２３は、経時的に光を検出し、所定の時間毎の刻々の出力データを制御装置７に送信する。

【0064】

排除装置３０は、不良品と判定された粒状体Ｇを排除する装置である。排除装置３０は、空気吹き付け装置３１により構成される。空気吹き付け装置３１は、装置左右方向に並ぶ複数の噴射口Ｓを備える。噴射口Ｓは、シュータ１２の複数の溝から落下する粒状体Ｇに対応する位置に配置されている。

【0065】

〔制御装置〕
制御装置７は、ＥＣＵであり、図３に示されるように、良否判定部７ａ、記憶部７ｆ、及び排除制御部７ｊを備える。制御装置７は、検査ユニット４、及び操作表示装置６と接続され、これらを制御可能に構成されている。制御装置７は、上掲の機能部に対応するプログラムや制御パラメータ等を記憶するメモリ（ＨＤＤや不揮発性ＲＡＭなど。図示省略）と、当該プログラムを実行するＣＰＵ（図示省略）と、を備えている。プログラムがＣＰＵにより実行されることにより、各機能部の機能が実現される。制御装置７が、互いに通信可能な複数のＥＣＵにより構成されてもよい。

【0066】

良否判定部７ａは、制御装置７が受信したセンサ２３の出力に基づいて、粒状体Ｇが正常品であるか不良品であるかを判定する。良否判定部７ａ、及び他の機能部の動作の詳細については図４，図５を参照しながら後で説明する。

【0067】

記憶部７ｆは、例えば、検査ユニット４の動作パラメータ、粒状体Ｇの良否判定に用いられる閾値等を記憶する。

【0068】

排除制御部７ｊは、排除装置３０（空気吹き付け装置３１）の動作タイミングを制御する。

【0069】

〔粒状体の良否判定〕
図４、図５を参照しながら、検査ユニット４で行われる粒状体の良否判定及び不良品の排除について説明する。図４は、装置前側から機体左右方向及びＺ方向に直交する方向に検査領域ＩＡを視た模式図であり、図中の右が装置右側、図中の上がＺ１側に対応する。

【0070】

シュータ１２の溝から放出された粒状体は、Ｚ２方向に落下し、検査領域ＩＡを通過し、空気吹き付け装置３１の前を通過する。粒状体の移動する経路を、左から順に経路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・Ｒｎと称する。ｎは、シュータ１２の溝の数と同じである。

【0071】

空気吹き付け装置３１の噴射口Ｓは、経路Ｒ１から経路Ｒｎまでの夫々に対応するように配置されている。経路Ｒ１、Ｒ２、・・Ｒｎに対応する噴射口Ｓを噴射口Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓｎと称する。すなわち、経路Ｒ１を落下する粒状体は、噴射口Ｓ１の前を通過する。

【0072】

上述したとおり、検査領域ＩＡからの光が、光軸２４に沿って進み、センサ２３の表面に到達する。本実施形態では、センサ２３はラインセンサであり、１列に並ぶ複数の画素Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅｍを有する。ｍは、センサ２３が有する画素の総数である。センサ２３により検出されるのは、検査領域ＩＡから発せられて光軸２４に沿って進み、光軸通過部２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈを通過した光である。その光は、検査領域ＩＡにおける、装置左右方向に延びる細長い領域から発せられた光である。この領域を、検出領域ＤＵと称する。以下、検出領域ＤＵからの光が前上センサ２３Ａに入射するとして説明する。前上センサ２３Ａの複数の画素Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅｍは、検査領域ＩＡ（検出領域ＤＵ）における粒状体の並列方向（装置左右方向）に対応する方向に沿って並ぶ。

【0073】

前上センサ２３Ａの出力の一例が図４の下部に示されている。図示例では、前上センサ２３Ａの出力において２箇所で出力の低下が見られる。これは、経路Ｒ２を落下する粒状体Ｇ１、及び経路Ｒ４を落下する粒状体Ｇ２が検出領域ＤＵに位置し、粒状体Ｇ１及び粒状体Ｇ２からの光が前上センサ２３Ａに入射していることに起因する。すなわち、粒状体を反射（または内部を透過）して前上センサ２３Ａに入射する光の強度は、背景光（拡散透過部材２１Ｂからの光）の強度よりも小さい。このように、検出領域ＤＵを粒状体が通過すると、センサ２３の出力に変化が生じる。

【0074】

図５に、粒状体Ｇ１が不良品である例が示されている。図示例では、粒状体Ｇ１は樹脂ペレットであり、正常領域Ａ１、着色領域Ａ２、及び黒色領域Ａ３を有する。着色領域Ａ２の色は、正常領域Ａ１の色よりも濃い。従って、着色領域Ａ２からの光の強度は、正常領域Ａ１からの光の強度よりも小さくなる。黒色領域Ａ３の色は、着色領域Ａ２の色よりも濃い。従って、黒色領域Ａ３からの光の強度は、着色領域Ａ２からの光の強度よりも小さくなる。粒状体Ｇ１が検出領域ＤＵに対して図５の位置にある時、前上センサ２３Ａの出力には、正常領域Ａ１、着色領域Ａ２、及び黒色領域Ａ３により出力が低下する領域が生じる。

【0075】

具体的には、背景光（拡散透過部材２１Ｂからの光）が画素Ｅ４１－Ｅ４４に入射する。画素Ｅ４１－Ｅ４４の出力は、上側第２閾値ＳＵ２よりも小さく粒状体検出閾値ＳＨよりも大きくなる。正常領域Ａ１からの光が、画素Ｅ４５－４７，Ｅ５３－５４，Ｅ５７－５８に入射する。これらの画素の出力は、粒状体検出閾値ＳＨよりも小さく下側第２閾値ＳＬ２よりも大きくなる。着色領域Ａ２からの光が、画素Ｅ４８－５２に入射する。これらの画素の出力は、下側第２閾値ＳＬ２よりも小さく下側第１閾値ＳＬ１よりも大きくなる。黒色領域Ａ３からの光が、画素Ｅ５５－５６に入射する。これらの画素の出力は、下側第１閾値ＳＬ１よりも小さくなる。

【0076】

良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において出力が下側第１閾値ＳＬ１または下側第２閾値ＳＬ２よりも小さい画素が存在する場合に、粒状体が不良品であると判断する。詳しくは、良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において出力が下側第１閾値ＳＬ１よりも小さい画素が存在する場合に、粒状体が下側第１不良に係る不良品であると判断する。下側第１不良は、例えば「黒色異常」である。良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において出力が下側第２閾値ＳＬ２よりも小さい画素が存在する場合に、粒状体が下側第２不良に係る不良品であると判断する。下側第２不良は、例えば「着色異常」である。

【0077】

また、良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において出力が上側第１閾値ＳＵ１または上側第２閾値ＳＵ２よりも大きい画素が存在する場合に、粒状体が不良品であると判断する。詳しくは、良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において出力が上側第１閾値ＳＵ１よりも大きい画素が存在する場合に、粒状体が上側第１不良に係る不良品であると判断する。上側第１不良は、例えば「ガラス」である。良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において出力が上側第２閾値ＳＵ２よりも大きい画素が存在する場合に、粒状体が上側第２不良に係る不良品であると判断する。

【0078】

ここで、良否判定部７ａが、閾値に対する出力の大小に加えて、出力が閾値を下回る画素の数に基づいて良否判定を行ってもよい。例えば、良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において、出力が下側第１閾値ＳＬ１よりも小さい画素が存在し、且つ、その画素の数が下側第１数量閾値よりも多い場合に、粒状体が下側第１不良に係る不良品であると判断する。良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において、出力が下側第２閾値ＳＬ２よりも小さい画素が存在し、且つ、その画素の数が下側第２数量閾値よりも多い場合に、粒状体が下側第２不良に係る不良品であると判断する。良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において、出力が上側第１閾値ＳＵ１よりも大きい画素が存在し、且つ、その画素の数が上側第１数量閾値よりも多い場合に、粒状体が上側第１不良に係る不良品であると判断する。良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力において、出力が上側第２閾値ＳＵ２よりも大きい画素が存在し、且つ、その画素の数が上側第２数量閾値よりも多い場合に、粒状体が上側第２不良に係る不良品であると判断する。

【0079】

良否判定部７ａは、上述した前上センサ２３Ａの出力の場合と同様に、後上センサ２３Ｂ、後下センサ２３Ｃ、及び前下センサ２３Ｄの出力に基づいて粒状体の良否を判定する。

【0080】

〔チャンネル〕
良否判定部７ａは、センサ２３の出力に基づく粒状体の良否判定を、複数の経路Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｎのそれぞれについて行う。具体的には、良否判定部７ａは、並列する複数の経路Ｒ１、Ｒ２、・・Ｒｎに対応するようにセンサ２３の複数の画素Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅｍを分配して複数のチャンネルＣＨ１，ＣＨ２，・・・ＣＨｎを設定し、これら複数のチャンネルごとに粒状体の良否を判定する。すなわち、複数のチャンネルＣＨ１，ＣＨ２、・・・ＣＨｎは、複数の経路Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｎに対応し、空気吹き付け装置３１（排除装置３０）の複数の噴射口Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに対応する。

【0081】

図５の例では、検出領域ＤＵにおける経路Ｒ２と重なる部分からの光は、前上センサ２３Ａにおける画素Ｅ４１－６３に入射する。そこで、経路Ｒ２に対応する画素Ｅ４１－６３がチャンネルＣＨ２として設定される。経路Ｒ１に対応する画素Ｅ４０までの所定数の画素は、チャンネルＣＨ１として設定される。経路Ｒ３に対応する画素Ｅ６４以降の所定数の画素は、チャンネルＣＨ３として設定される。チャンネルは、装置の製造時に初期設定される。チャンネルＣＨ１，ＣＨ２，・・・ＣＨｎに対する画素Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅｍの分配の設定値は、記憶部７ｆに記憶される。

【0082】

良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力における、あるチャンネルに対応する部分において、上述した判定基準が満たされた場合、そのチャンネルに対応する経路にある粒状体が不良品であると判断する。そして良否判定部７ａは、当該チャンネルに対応する噴射口Ｓから空気を噴射させるように、空気吹き付け装置３１（排除装置３０）を作動させる。詳しくは、良否判定部７ａは、粒状体が不良品であると判定してから所定の時間の経過後に、空気吹き付け装置３１を作動させる。

【0083】

同様に、良否判定部７ａは、他のセンサ２３の出力に基づく粒状体の良否判定を、複数の経路Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｎのそれぞれについて行う。具体的には、良否判定部７ａは、並列する複数の経路Ｒ１、Ｒ２、・・Ｒｎに対応するように後上センサ２３Ｂ、後下センサ２３Ｃ、及び前下センサ２３Ｄの複数の画素Ｅ１、Ｅ２、・・・Ｅｍを分配して複数のチャンネルＣＨ１，ＣＨ２，・・・ＣＨｎを設定し、これら複数のチャンネルごとに粒状体の良否を判定する。

【0084】

すなわち、前上センサ２３Ａ、後上センサ２３Ｂ、後下センサ２３Ｃ、及び前下センサ２３Ｄのチャンネル分配は、同じ番号のチャンネルが同じ番号の検査経路Ｒ及び噴射口Ｓに対応するように、設定される。なお、同じチャンネル番号に分配される画素Ｅの数及び番号は、各センサ２３の間で異なってもよい。

【0085】

各センサ２３におけるチャンネルに対する画素の分配の設定値は、記憶部７ｆに保存される。良否判定部７ａは、チャンネルと画素の対応関係を示すデータを記憶部７ｆから読み出して、各センサの出力に基づく粒状体の良否判定を各チャンネル毎に行う。

【0086】

良否判定部７ａが、あるチャンネルについて、４つのセンサ２３の出力のうちの少なくとも１つで不良と判定したときに、そのチャンネルに対応する経路にある粒状体が不良品であると判断するよう構成されてもよい。

【0087】

〔センサの出力の合成〕
本実施形態では、前上光学系２２Ａ及び前下光学系２２Ｄは、それぞれの光軸２４（前上光軸２４Ａ及び前下光軸２４Ｄ）が交差する状態で、基準平面ＰＬに対して同一の側（Ｙ１側）に配置されている。そして良否判定部７ａは、前上センサ２３Ａの出力と前下センサ２３Ｄの出力との和に基づいて粒状体の良否を判定する。

【0088】

上述の通り、センサ２３の出力は、複数の検査経路Ｒに対応する複数のチャンネルに分けられている。良否判定部７ａは、同一の検査経路Ｒに属する出力が合算されるように、前上センサ２３Ａの出力と前下センサ２３Ｄの出力との和を算出する。そして良否判定部７ａは、算出した出力の和に基づいて、チャンネル毎に粒状体の良否を判定する。

【0089】

図６に、前上センサ２３Ａの出力、前下センサ２３Ｄの出力、及びそれらの和の例が示されている。図示例では、正常品である粒状体Ｇ２と不良品である粒状体Ｇ３とが検査領域ＩＡを通過した場合のセンサ２３の出力が示されている。

【0090】

不良品である粒状体Ｇ３の色は、正常品である粒状体Ｇ２よりも少し濃いものとする。前上センサ２３Ａの出力及び前下センサ２３Ｄの出力において、背景光の光量は約１００であり、粒状体Ｇ２からの検査光の光量（正常品光量）は約５０であり、粒状体Ｇ３からの検査光の光量（不良品光量）は約４５である。

【0091】

前上センサ２３Ａの出力及び前下センサ２３Ｄの出力において正常品（粒状体Ｇ２）と不良品（粒状体Ｇ３）とを判別するためには、判別の閾値を５０と４５の間、例えば４８とする必要がある。閾値と正常品光量との差は２であり、閾値と不良品光量との差は３である。

【0092】

ここでセンサ２３の出力は、照明装置２１の光量の変動、粒状体の色の変動（個体差）、電気的なノイズ等により変動し得る。判別の閾値が４８である場合、センサ２３の出力が４８よりも小さい場合に、粒状体が不良と判断される。そうすると、粒状体が正常品であっても、上述した出力変動により出力が４８を下回る画素が存在する場合、その粒状体は不良品と判断されてしまう。この誤検知（正常品の不良判定）を抑制するために閾値を小さく（例えば４６）すると、不良品である粒状体を正常品と誤判定する可能性が上昇してしまう。

【0093】

図６の下部に、前上センサ２３Ａの出力と前下センサ２３Ｄの出力との和（以下「合成出力」と称する。）が示されている。合成出力において、背景光の光量は約２００であり、粒状体Ｇ２からの検査光の光量（正常品光量）は約１００であり、粒状体Ｇ３からの検査光の光量（不良品光量）は約９０である。

【0094】

合成出力において正常品（粒状体Ｇ２）と不良品（粒状体Ｇ３）とを判別するためには、判別の閾値を１００と９０の間、例えば９５とする必要がある。閾値と正常品光量との差は５であり、閾値と不良品光量との差は５である。

【0095】

先に述べたとおり、前上センサ２３Ａの出力及び前下センサ２３Ｄの出力においては、正常品光量と不良品光量との差は５であった。これに対し、合成出力においては、正常品光量と不良品光量との差は１０である。これにより、合成出力における閾値と正常品光量との差（５）及び閾値と不良品光量との差（５）が、前上センサ２３Ａの出力及び前下センサ２３Ｄの出力における閾値と正常品光量との差（２）及び閾値と不良品光量との差（３）よりも大きくなる。従って、合成出力における誤判定の可能性が、前上センサ２３Ａの出力及び前下センサ２３Ｄの出力における誤判定の可能性よりも小さくなる。従って、粒状体検査装置の検査精度が向上する。

【0096】

〔他の実施形態〕
以下説明する他の実施形態に関して、上述の実施形態と同様の構成に対して同じ符号が付される。それらの構成の説明が省略される場合がある。

【0097】

（１）上述の実施形態では、良否判定部７ａが、前上センサ２３Ａの出力と前下センサ２３Ｄの出力との和を算出し、算出された和に基づいて粒状体の良否を判定する。良否判定部７ａが、前上センサ２３Ａの出力と前下センサ２３Ｄの出力との積（合成出力）を算出し、算出された積に基づいて粒状体の良否を判定するように構成されてもよい。この実施形態においても、合成出力における正常品光量と不良品光量との差が、センサ２３の出力における差よりも大きくなる。従って、粒状体検査装置の検査精度が向上する。

【0098】

（２）上述の実施形態では、４つの光学系２２及びセンサ２３を備える粒状体検査装置が説明された。粒状体検査装置が、３つ又は５つ以上の光学系２２及びセンサ２３を備えてもよい。また、粒状体検査装置が、２つの光学系（前上光学系２２Ａ、前下光学系２２Ｄ）及び２つのセンサ（２３Ａ、２３Ｄ）を備える形態も可能である。

【0099】

（３）良否判定部７ａが、後上センサ２３Ｂの出力と後下センサ２３Ｃの出力との和または積（合成出力）を算出し、算出された合成出力に基づいて粒状体の良否を判定するように構成されてもよい。

【0100】

（４）良否判定部７ａが、前上センサ２３Ａと前下センサ２３Ｄとの合成出力と、後上センサ２３Ｂと後下センサ２３Ｃとの合成出力の両方に基づいて、粒状体の良否を判定するように構成されてもよい。

【0101】

（５）良否判定部７ａが、異なる時点における前上センサ２３Ａと前下センサ２３Ｄとの合成出力を算出するよう構成されてもよい。前上光軸２４Ａと前下光軸２４Ｄとは平行でないため、落下する粒状体Ｇと光軸２４とが交差するタイミングが、前上光軸２４Ａと前下光軸２４Ｄとで異なる可能性がある。具体的には、粒状体Ｇと前上光軸２４Ａとの交差が開始した後で、粒状体Ｇと前下光軸２４Ｄとの交差が開始する。良否判定部７ａが、ある時点における前上センサ２３Ａの出力と、当該時点より所定時間後の時点における前下センサ２３Ｄの出力と、の合成出力を算出するよう構成されてもよい。

【0102】

（６）上述の実施形態では、４つの光軸２４（前上光軸２４Ａ、後上光軸２４Ｂ、後下光軸２４Ｃ、及び前下光軸２４Ｄ）が検査経路Ｒの上の一点で交差する。他の形態も可能である。例えば、前上光軸２４Ａと後上光軸２４Ｂとが検査経路Ｒの上の一点で交差し、後下光軸２４Ｃと前下光軸２４Ｄとが検査経路Ｒの上の他の一点で交差してもよい。つまり、２つの光軸２４の交点と、他の２つの光軸２４の交点とが、異なってもよい。光軸２４の交点が検査経路Ｒの上になくてもよい。

【0103】

（７）上記の実施形態では、センサ２３はラインセンサである。センサ２３が、２次元画像を取得可能なエリアセンサであってもよい。センサ２３はモノクロ式でもカラー式でもよい。センサ２３はＣＣＤでもＣＭＯＳでもよい。

【0104】

（８）上記の実施形態では、照明ユニット２１Ｃ、２１ＤはＬＥＤである。照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄが冷陰極管や熱陰極管、有機ＥＬ等であってもよい。

【0105】

（９）良否判定部７ａが良否判定の対象とする出力は、任意に設定可能であると好ましい。すなわち、前上センサ２３Ａの出力、後上センサ２３Ｂの出力、後下センサ２３Ｃの出力、前下センサ２３Ｄの出力、前上センサ２３Ａと前下センサ２３Ｄとの合成出力、及び後上センサ２３Ｂと後下センサ２３Ｃとの合成出力のそれぞれにおいて、良否判定部７ａが良否判定の対象とするか否かを設定可能であると好ましい。

【0106】

（１０）粒状体が、透明または半透明の樹脂ペレットであってもよい。この場合、照明装置２１は、粒状体の内部を透過した光が検査光として光学系２２によりセンサ２３へ導かれるように構成される。例えば、照明装置２１の照度が制御装置７により適切に調整される。

【0107】

例えば、照明ユニット２１Ｃ、２１Ｄが消灯され、背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑが点灯されてもよい。この場合、背景照明ユニット２１Ｌ、２１Ｍ、２１Ｐ、２１Ｑからの光が粒状体の内部を透過して４つのセンサ２３へ入射する。

【0108】

例えば、照明ユニット２１Ｃが消灯され照明ユニット２１Ｄが点灯されてもよい。この場合、拡散透過部材２１Ｂからの光が粒状体の内部を透過して前上センサ２３Ａ及び前下センサ２３Ｄへ入射する。拡散透過部材２１Ｂからの光が粒状体の表面で反射して後上センサ２３Ｂ及び後下センサ２３Ｃへ入射する。

【産業上の利用可能性】

【0109】

本発明は、粒状体を検査する装置（粒状体検査装置、色彩選別器、光学選別器等）に適用可能である。

【符号の説明】

【0110】

７ａ ：良否判定部
１０ ：送出装置
２１ ：照明装置
２２ ：光学系
２２Ａ ：前上光学系（第１光学系の例）
２２Ｂ ：後上光学系（第３光学系の例）
２２Ｃ ：後下光学系（第４光学系の例）
２２Ｄ ：前下光学系（第２光学系の例）
２３ ：センサ
２３Ａ ：前上センサ（第１センサの例）
２３Ｂ ：後上センサ（第３センサの例）
２３Ｃ ：後下センサ（第４センサの例）
２３Ｄ ：前下センサ（第２センサの例）
２４ ：光軸
ＣＨ１ ：チャンネル
ＣＨ２ ：チャンネル
ＣＨ３ ：チャンネル
Ｇ ：粒状体（被検査物）
ＩＡ ：検査領域
ＰＬ ：基準平面
Ｒ ：検査経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】