JP2004317426A - 容器の底異物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス壜等の容器底部にあるガラス片等の反射性異物（透光性異物）およびパッキン等の遮光性異物を確実に検出することができる容器の底異物検査装置を提供する。
【解決手段】液体が充填された透光性容器１の底部１ｂに異物１０があるか否かを検査する装置において、容器１の側方に配置され容器１の側方から容器１内を照明する照明装置２と、容器１を挟んで照明装置２の反対側に配置されるとともに互いに離間して配置された複数のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４と、複数のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４の上方に配置された撮像手段３とを備え、照明装置２からの光は、容器１内に入射して容器底部１ｂを照らした後に、容器１を透過して複数のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に入射し、これらミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４より反射された反射光は撮像手段３に入射する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の底異物検査装置に係り、特に飲料等の液が充填されたガラス壜等の透光性容器の底部にガラス片やゴムパッキン等の異物が沈殿しているか否かを光学的に検査する容器の底異物検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ガラス壜等の透光性容器について、容器の内部に存在する異物または容器の内部に付着した汚れ等を検出するために、容器を照明しＣＣＤカメラ等により撮像することにより検査を行っている。液体が充填された容器においては、異物は容器の底部に存在することが多い。ガラス壜等の透光性容器の底部に存在する異物を検査する装置として容器の底異物検査装置がある。容器の底異物検査装置においては、容器の側方から容器を照明し、容器の下方に配置されたＣＣＤカメラにより容器の底部を透過した光を撮像し、得られた画像を画像処理装置により処理して容器底部に存在する異物を検出している。この場合、異物が遮光性の異物の場合には、異物は、ＣＣＤカメラで得られた画像中では所定の明るさの背景の中に暗い影となって映り、この暗い影を画像処理装置により判別することにより異物を検出している。異物がガラス片等の反射性の異物である場合には、異物は乱反射して明るく光るため、ＣＣＤカメラで得られた画像中では所定の明るさの背景の中に明るい点（又は領域）となって映り、この明るい点（又は領域）を画像処理装置により判別することにより異物を検出するようにしている。
【０００３】
上述した容器の底異物検査装置においては、容器を所定の搬送経路で搬送しつつ検査することが行われており、通常、スターホイールで支持されて移動する容器の搬送経路の側方から容器の下部を照明し、容器の下方からＣＣＤカメラにより容器の底部を撮影して、異物の有無を検査するようにしている。この場合、容器にできるだけ多くの照明光が入射するようにするために、容器の搬送経路の前後には照明を設置できないため、容器の搬送経路の両側に円弧状の照明を設置し、容器の搬送方向の前後面にも照明が入射するように工夫している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した円弧状の照明を容器の搬送経路の両側に設け、容器下部を両側面から照明するという方法では、容器の搬送経路の前後から容器に照明光を入射させることができないので、どうしても明るさが不均一になり、容器の搬送経路の前後方向にある異物の検出精度が低く、また検出精度にばらつきがあるという問題点がある。
【０００５】
また、異物がガラス片等の反射性の異物である場合には、異物は乱反射して明るく光るために、ＣＣＤカメラで得られた画像中では異物と背景との濃淡の差がはっきりするので異物を検出できるが、異物がゴムパッキン片やナット等の遮光性の異物の場合には、異物は光を反射しないために、ＣＣＤカメラで得られた画像中では容器底部の全体が薄ぼんやりとした画像となり、異物と背景との濃淡の差がつかず異物を検出し難いという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ガラス壜等の容器底部にあるガラス片等の反射性異物（透光性異物）およびパッキン等の遮光性異物を確実に検出することができる容器の底異物検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、液体が充填された透光性容器の底部に異物があるか否かを検査する装置において、容器の側方に配置され容器の側方から容器内を照明する照明装置と、容器を挟んで前記照明装置の反対側に配置されるとともに互いに離間して配置された複数のミラーと、前記複数のミラーの上方に配置された撮像手段とを備え、前記照明装置からの光は、容器内に入射して容器底部を照らした後に、容器を透過して前記複数のミラーに入射し、これらミラーより反射された反射光は前記撮像手段に入射することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、照明装置からの光は、容器内に入射して容器底部を照明した後に容器のそれぞれ異なった位置を透過し、複数のミラーを経由する光路をとって撮像手段に入射する。そして、これらの入射光は撮像手段により撮影される。
容器底部にゴムパッキン片等の遮光性異物が存在する場合には、この遮光性異物により遮光されるので、撮像手段で得られた画像中では所定の明るさの背景の中に暗い点（または領域）となって映り、この暗い点（または領域）を画像処理装置により判別することによりゴムパッキン片等の遮光性異物を検出できる。一方、異物がガラス片等の透光性異物であっても、異物に入射した光は異物を透過する間に光が減衰されるので、撮像手段で得られた画像中では所定の明るさの背景の中にこの背景よりも暗い点（または領域）となって映り、この薄ぼんやりと暗い点（または領域）を画像処理装置により判別することによりガラス片等の透光性異物を検出できる。
【０００９】
本発明の一態様によれば、前記撮像手段は、単一のＣＣＤカメラからなる。
本発明によれば、複数のミラーが互いに離間して設置されているため、容器底部の異なった領域からの光は、ＣＣＤカメラにおける単一結像面であるＣＣＤイメージセンサに合成画像として結像される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、前記容器を直線状又は円弧状の搬送経路に沿って搬送する搬送手段を設け、該搬送手段の搬送経路を挟んで、前記照明装置と、前記複数のミラーおよび前記撮像手段とを対向配置して一組の検査ユニットを構成する。
本発明の一態様によれば、前記検査ユニットを前記搬送経路に沿って複数組設ける。
本発明の一態様によれば、前記複数組の検査ユニットは、前記搬送手段によって搬送される容器を中心として、互いに所定角度離間して設置される。
本発明によれば、複数組の検査ユニットは、搬送手段によって搬送される容器を中心として、互いに所定角度離間して設置されている。このように、互いに所定角度離間した複数組の検査ユニットにより容器の全周を撮像することができるため、容器底部にある異物を確実に検出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る容器の底異物検査装置の実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
図１は本発明の容器の底異物検査装置の基本構成を示す模式図であり、図２は図１の要部拡大図である。図１および図２において、符号１は飲料等の液体が充填されたビール壜等のガラス壜であり、ガラス壜１は図示されない搬送装置によって搬送されるようになっている。
【００１２】
ガラス壜１の側方には、ガラス壜１の胴部下部１ａを照明する照明装置２が配置されている。ガラス壜１を挟んで照明装置２の反対側には、複数のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４が配設されている。すなわち、ガラス壜１を挟むように照明装置２と複数のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４とが設置されている。またミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４の上方にはＣＣＤカメラ３が設置されている。ミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、ガラス壜１の軸心Ｏからの水平方向の位置（ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４）および設置面（図示せず）からの垂直方向の位置（ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４）がそれぞれ異なって配置されており、またミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は水平面に対してそれぞれ所定角度θ_１，θ_２，θ_３，θ_４だけ傾いて配置されている。これらの角度θ_１，θ_２，θ_３，θ_４は、それぞれ異なった角度でもよく、また同一の角度であってもよい。これら複数のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４により、照明装置２からガラス壜１の胴部下部１ａを透過してガラス壜１内に入射し、ガラス壜１の胴部下部１ａおよび壜底部１ｂのそれぞれ異なった位置を透過した光をＣＣＤカメラ３に入射させるようにしている。ＣＣＤカメラ３は、画像処理装置４に接続されており、この画像処理装置４によりＣＣＤカメラ３で得られた画像を処理することができるようになっている。
【００１３】
次に、図１および図２に示すように構成された容器の底異物検査装置の作用を説明する。図１および図２に示すように、照明装置２からの光は、ガラス壜１の胴部下部１ａを透過してガラス壜１内に入射し、壜底部１ｂを照明した後に、胴部下部１ａおよび壜底部１ｂを透過する。ガラス壜１の胴部下部１ａおよび壜底部１ｂのそれぞれ異なった位置を透過した光は、それぞれミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に入射し、これらミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４により反射される。そして、各ミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４からの反射光はＣＣＤカメラ３に入射する。すなわち、照明装置２からの光は、ガラス壜１内に入射して壜底部１ｂを照明した後にガラス壜１の胴部下部１ａおよび壜底部１ｂのそれぞれ異なった位置を透過し、ミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４を経由する光路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をとってＣＣＤカメラ３に入射する。そして、これらの入射光はＣＣＤカメラ３により撮影される。
【００１４】
本実施形態においては、４個のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４が互いに離間して設置されているため、ガラス壜１の壜底部１ｂの異なった領域からの光は、ＣＣＤカメラ３における単一結像面であるＣＣＤイメージセンサに合成画像として結像される。そして、ＣＣＤカメラ３により得られた画像を画像処理装置４によって処理し、壜底内部にゴムパッキン片やガラス片等の異物が存在するか否かを判別することができる。
【００１５】
壜底にゴムパッキン片等の遮光性異物が存在する場合には、照明装置２からの光は、ガラス壜１の胴部下部１ａを透過してガラス壜１内に入射して壜底部１ｂを照らす。ガラス壜１内の壜底部１ｂを照らした光は、胴部下部１ａおよび壜底部１ｂのそれぞれ異なった位置を透過した後にミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に入射する。この場合、壜底内部にゴムパッキン片の遮光性異物が存在すると、壜底部１ｂを照らした光の一部は、この異物により遮光されるので、この異物に対応した位置からミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に入射する光は存在しない。そして、ミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４に入射した光はミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４で反射し、反射光はＣＣＤカメラ３に入射する。
【００１６】
上述したように、壜底部にゴムパッキン片等の遮光性異物が存在する場合には、この遮光性異物により遮光されるので、ＣＣＤカメラ３で得られた画像中では所定の明るさの背景の中に暗い点（または領域）となって映り、この暗い点（または領域）を画像処理装置４により判別することによりゴムパッキン片等の遮光性異物を検出できる。一方、異物がガラス片等の透光性異物であっても、異物に入射した光は異物を透過する間に光が減衰されるので、ＣＣＤカメラ３で得られた画像中では所定の明るさの背景の中にこの背景よりも暗い点（または領域）となって映り、この薄ぼんやりと暗い点（または領域）を画像処理装置４により判別することによりガラス片等の透光性異物を検出できる。
【００１７】
図３および図４は、本発明の容器の底異物検査装置により異物を撮像する場合を示す図であり、図３（ａ）は壜底の異物の位置を示す模式的平面図であり、図３（ｂ）は壜底の異物の位置を示す模式的断面図であり、図４（ａ）および図４（ｂ）はＣＣＤカメラ３で得られた画像を示す図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、異物１０が壜底中央部にある場合と、カメラ側の壜底外周部にある場合について、本発明の容器の底異物検査装置により異物を撮像した。なお異物にはＭ３のナットを用いた。図４（ａ）は異物１０が壜底中央部にある場合の撮像結果を示す図であり、図４（ｂ）は異物１０がカメラ側の壜底外周部にある場合の撮像結果を示す図である。
【００１８】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ガラス壜１の４個の領域からの光は、それぞれ４個のミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４を経由してＣＣＤカメラ３における単一結像面であるＣＣＤイメージセンサに合成画像として結像される。図４（ａ）および図４（ｂ）において、上から順に、それぞれミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４を経由した画像である。異物１０が壜底中央部にある場合には、図４（ａ）に示すように、異物１０の画像１０ｉはミラーｍ１およびｍ２を経由した画像中に形成されている。一方、異物１０がカメラ側の壜底外周部にある場合には、図４（ｂ）に示すように、異物１０の画像１０ｉはミラーｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４を経由した各画像中に形成されている。
【００１９】
図５は、本発明の容器の底異物検査装置の具体的構成を示す模式的平面図である。
図５に示すように、ガラス壜１は搬送手段を構成するコンベア１１によって直線状の搬送経路に沿って搬送されるようになっている。コンベア１１を挟んで、前記照明装置２と、前記複数のミラーｍ１〜ｍ４および前記ＣＣＤカメラ３とを対向配置して一組の検査ユニットを構成し、この検査ユニットをコンベア１１の搬送経路に沿って複数組設けている。すなわち、図５に示す例においては、コンベア１１の搬送経路に沿って４組の検査ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４を設けている。そして、第１検査ユニットＵ１と第２検査ユニットＵ２とは、コンベア１１によって搬送されるガラス壜１を中心として、互いに９０゜離間して設置されている。第１検査ユニットＵ１と第２検査ユニットＵ２とは、ガラス壜１の搬送方向の左側に配置された照明装置２より投光してガラス壜１を透過した透過光をガラス壜１の搬送方向の右側に配置されたＣＣＤカメラ３により撮像するようにしている。
【００２０】
第３検査ユニットＵ３と第４検査ユニットＵ４とは、コンベア１１によって搬送されるガラス壜１を中心として、互いに９０゜離間して設置されている。第３検査ユニットＵ３と第４検査ユニットＵ４とは、ガラス壜１の搬送方向の右側に配置された照明装置２より投光してガラス壜１を透過した透過光をガラス壜１の搬送方向の左側に配置されたＣＣＤカメラ３により撮像するようにしている。
【００２１】
図５に示す構成によれば、４個の検査ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４は、コンベア１１によって搬送されるガラス壜（２個のガラス壜）１を中心として、互いに９０゜ずつ離間して設置されている。このように、互いに９０゜ずつ離間した４個の検査ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４によりガラス壜１の全周を撮像することができるため、ガラス壜１の壜底部にある異物を確実に検出することができる。
【００２２】
図５に示した例では、ガラス壜１をコンベア１１により直線状の搬送経路に沿って搬送するようにしたが、ガラス壜１をスターホイールにより円弧状の搬送経路に沿って搬送するようにしてもよい。この場合にも、４個の検査ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４は、円弧状の搬送経路に沿って設け、かつ各検査ユニットにおける照明装置２と、複数のミラーｍ１〜ｍ４およびＣＣＤカメラ３とを搬送経路を挟んで配置すればよい。
【００２３】
図６は、本発明の容器の底異物検査装置により異物を撮像する場合の他の例を示す図である。図６に示すように、ガラス壜１が不良壜で底面が均一に成型されておらず、凸部１ｔが形成されている場合がある。このような容器に異物１０が入った場合は、異物１０が中央にあったとしても一方向（図６の（ａ））のみから見ると異物１０が凸部１ｔに遮蔽されて、撮像されない場合がある。しかし、複数のミラーを備えた本発明を用いれば、図６の（ｂ）の角度から撮像することができるため、異物１０を確実に検出できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、照明装置からの光は、容器内に入射して容器底部を照らした後に、容器下部及び容器底部を透過して互いに離間して配置された複数のミラーに入射し、これらミラーより反射された反射光は前記撮像手段に入射するので、ガラス壜等の容器底部にあるガラス片等の透光性異物およびパッキン等の遮光性異物を確実に検出することができる。
【００２５】
また本発明は、容器側方に配置された照明装置が容器に投光し、容器を透過した光を容器下方に配置されたＣＣＤカメラで撮像する従来の構成とは異なり、容器側方に配置された照明装置から容器に投光し、容器を透過した光を容器側方に配置された複数のミラーを介してＣＣＤカメラに導くように構成したので、容器内の明るさが不均一になって検出精度にばらつきがあるという従来の欠点を除去できる。
【００２６】
さらに本発明のミラー角度は調整が可能なので、多種の容器形状に対応して検査することができる。すなわち、容器の底形状に合わせて各ミラーを最適角度に調整すれば容易に多種形状に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容器の底異物検査装置の基本構成を示す模式図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の容器の底異物検査装置により異物を撮像する場合を示す図であり、図３（ａ）は壜底の異物の位置を示す模式的平面図であり、図３（ｂ）は壜底の異物の位置を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の容器の底異物検査装置により異物を撮像する場合を示す図であり、図４（ａ）および図４（ｂ）はＣＣＤカメラで得られた画像を示す図である。
【図５】本発明の容器の底異物検査装置の具体的構成を示す模式的平面図である。
【図６】本発明の容器の底異物検査装置により異物を撮像する場合の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス壜
１ａ 胴部下部
１ｂ 壜底部
１ｔ 凸部
２ 照明装置
３ ＣＣＤカメラ
４ 画像処理装置
１０ 異物
１０ｉ 画像
１１ コンベア
ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４ ミラー
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４ 検査ユニット
Ｏ ガラス壜の軸心

Claims (5)

1. 液体が充填された透光性容器の底部に異物があるか否かを検査する装置において、
   容器の側方に配置され容器の側方から容器内を照明する照明装置と、
   容器を挟んで前記照明装置の反対側に配置されるとともに互いに離間して配置された複数のミラーと、
   前記複数のミラーの上方に配置された撮像手段とを備え、
   前記照明装置からの光は、容器内に入射して容器底部を照らした後に、容器を透過して前記複数のミラーに入射し、これらミラーより反射された反射光は前記撮像手段に入射することを特徴とする容器の底異物検査装置。
2. 前記撮像手段は、単一のＣＣＤカメラからなることを特徴とする請求項１記載の容器の底異物検査装置。
3. 前記容器を直線状又は円弧状の搬送経路に沿って搬送する搬送手段を設け、該搬送手段の搬送経路を挟んで、前記照明装置と、前記複数のミラーおよび前記撮像手段とを対向配置して一組の検査ユニットを構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の容器の底異物検査装置。
4. 前記検査ユニットを前記搬送経路に沿って複数組設けたことを特徴とする請求項３記載の容器の底異物検査装置。
5. 前記複数組の検査ユニットは、前記搬送手段によって搬送される容器を中心として、互いに所定角度離間して設置されていることを特徴とする請求項４記載の容器の底異物検査装置。

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