JP2011027487A - 容器のラベル検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンベヤによって搬送される容器の容器間のピッチが狭い場合にも、検査対象の容器の前方にある容器によって検査対象の容器の進行方向の面に影が生じることがなく、検査対象の容器のラベルの破れを確実に検出する。
【解決手段】容器１を搬送するコンベヤ１０の一側に配置され、搬送される容器１に投光する第１および第２の照明Ａ１，Ａ２と、コンベヤ１０の他側に配置され、搬送される容器１に投光する第３の照明Ａ３と、コンベヤ１０の一側に配置され、コンベヤ１０の一側および他側に配置された照明から投光されて容器１から反射した反射光を撮像するＣＣＤカメラ２Ａとを備え、ＣＣＤカメラ２Ａ側に配置された第１および第２の照明Ａ１，Ａ２は、検査対象の容器１におけるカメラ側の面と容器進行方向面とに投光し、ＣＣＤカメラ２Ａの反対側に配置された第３の照明Ａ３は、容器進行方向面に投光するように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器のラベル検査装置に係り、特にペットボトル等の容器に巻き付けられたラベルの破れを撮像により検出する容器のラベル検査装置に関するものである。

従来から、飲料が充填されたペットボトル等の容器に、文字、模様、色彩などが印刷されたラベル（シュリンクラベル等）を巻き付けることが行われている。この場合、ペットボトル等の容器に巻かれたラベルに破れがあるか否かを検査する装置として、コンベヤで搬送される容器の側方から容器に投光する照明を設け、照明と同一側に容器を撮像するカメラを設け、撮像した画像を画像処理してラベルの破れを検出するようにしたラベル検査装置がある。

上述したラベル検査装置においては、照明から容器に投光された光は容器で反射し、この反射光がカメラにより撮像される。ラベルに破れがある場合には、この破れ部分からの反射光の光量は他のラベル部分の反射光の光量と異なるので、撮像した画像を走査して背景とは異なる明るさの画像部分を識別することによりラベルの破れを検出することができる。

特開２００５−１１９７０６号公報

ペットボトルに巻き付けられたラベルに破れがないかの自動検査において、ストレート搬送方式の検査装置で単位時間当たりに検査できるボトル本数をより多くしたいという要望がある。この要望を満足するには、単位時間当たりに検査装置を通過するボトル本数を多くしなければならない。このため、コンベヤ速度を上げる必要があるが、安定したペットボトル搬送にはコンベヤ速度の上限がある。コンベヤ速度の上限を超える場合には、ペットボトルピッチを短くして対応する必要がある。
本発明者らの実験によれば、コンベヤ速度の上限は９０ｍ／分（ｍｉｎ）である。コンベヤをこれ以上に高速化するとペットボトルの自転が発生し、搬送に支障が生じることが判明した。

安定したペットボトル搬送が可能なコンベヤ上限速度にてペットボトルピッチを短くし、この短いペットボトルピッチで上述した反射照明系を使用して撮像すると、検査対象のペットボトルの前方にあるペットボトルの影響で、検査対象のペットボトルの進行方向の面に影が生じ、破れの検査に支障を来すことが判明した。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、コンベヤによって搬送される容器の容器間のピッチが狭い場合にも、検査対象の容器の前方にある容器によって検査対象の容器の進行方向の面に影が生じることがなく、検査対象の容器のラベルの破れを確実に検出することができる容器のラベル検査装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の第１の態様は、容器に巻き付けたラベルの破れを検出する容器のラベル検査装置において、直線上の搬送系路に沿って容器を搬送するコンベヤの一側に配置され、搬送される容器に投光する第１および第２の照明と、前記コンベヤの他側に配置され、搬送される容器に投光する第３の照明と、前記コンベヤの一側に配置され、前記コンベヤの一側および他側に配置された照明から投光されて容器から反射した反射光を撮像するＣＣＤカメラとを備え、前記ＣＣＤカメラ側に配置された前記第１および第２の照明は、検査対象の容器におけるカメラ側の面と容器進行方向面とに投光し、前記ＣＣＤカメラの反対側に配置された前記第３の照明は、検査対象の容器における容器進行方向面に投光するように設定されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、容器は、コンベヤにより相隣接する容器間に間隔を形成して直線上の搬送系路に沿って搬送される。この搬送中に、検査対象の容器が所定の位置に到達したとき、第１、第２および第３の照明から容器に投光された光は容器の面で反射し、反射光がＣＣＤカメラにより撮像される。このとき、第１の照明により容器の正面を主として照明し、第２の照明により容器の進行方向面を主として照明するとともに第３の照明により容器の背面側から容器の進行方向面を照明することにより、容器の正面および進行方向面からの反射光がＣＣＤカメラに入射して撮像される。このように、ＣＣＤカメラによる撮像により、容器正面（容器のカメラ側の面）側の少なくとも９０°分のラベル検査を行う画像を取込む。第３の照明から検査対象の容器の進行方向面に投光することにより、第３の照明の光が容器進行方向面で反射してＣＣＤカメラに入射するため、前方の容器の影響により検査対象の容器の進行方向面に生じていた影を無くすことができる。これにより、検査対象の容器における容器進行方向のラベル部分は、他のラベル部分と同様に明るい画像部分となり、「破れ」の部分は暗い画像部分となる。したがって、画像処理装置により画像を走査して明るい背景の中に暗い画像部分を識別することにより、ラベルに「破れ」があることを検出することができる。

本発明の好ましい態様によれば、前記第１および第２の照明は、検査対象の容器の軸心を通る前記ＣＣＤカメラの光軸を挟むように配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、第１および第２の照明から容器に投光され、容器におけるカメラ側の面および容器進行方向面で反射した反射光がＣＣＤカメラに入射し易いように、第１および第２の照明は、ＣＣＤカメラの光軸を挟むように配置されている。

本発明の好ましい態様によれば、前記ＣＣＤカメラの光軸が前記コンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度は、４５°〜６５°に設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、ＣＣＤカメラの光軸は検査対象の容器の軸心を通り、ＣＣＤカメラの光軸がコンベヤの搬送方向の軸線となす角度（θ１）は、容器ピッチと容器の形状・寸法、検出したい最小のラベル破れ寸法などの要因により決められる。ＣＣＤカメラ２台で容器正面側の１８０°分のラベル検査を行う場合には通常θ１＝４５°に設定する。しかし、検査する容器本数を増やすために容器ピッチを短くした場合、θ１を４５°よりも小さくすると容器進行方向の破れが隣接する容器の影となり、進行方向の破れの検出が徐々に困難となる。一方、θ１を６５°よりも大きくすると容器の進行方向面が撮影しにくくなる。したがって、要望される容器ピッチと容器の形状・寸法から、進行方向の破れが隣接する容器の影とならず進行方向の破れが検出可能であり、また容器の進行方向面が撮影できるように、θ１は４５°〜６５°に設定することが好ましい。

本発明の好ましい態様によれば、前記第３の照明の発光面または該発光面を延長した面の法線が前記コンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度は、前記ＣＣＤカメラの光軸が前記コンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度に等しいことを特徴とする。
本発明によれば、第３の照明から容器に投光され、容器における容器進行方向面で反射した反射光がＣＣＤカメラに入射し易いように、第３の照明は、第３の照明の発光面または該発光面を延長した面の法線がコンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度は、ＣＣＤカメラの光軸がコンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度に等しく設定されている。すなわち、入射角＝反射角の関係になっている。

本発明の好ましい態様によれば、前記第３の照明は、前記コンベヤの搬送方向に沿って移動可能であることを特徴とする。
本発明によれば、搬送される容器の容器間ピッチが狭い場合にも、第３の照明を容器進行方向と逆の方向に所定距離だけ移動することにより、第３の照明から検査対象の容器の進行方向面に投光できるようになる。そのため、検査対象の容器の進行方向面の影はなくなるか、あるいは薄くなり、検査対象の容器における容器進行方向のラベル部分は、他のラベル部分と同様に明るい画像部分またはやや明るい画像部分となり、「破れ」の部分は暗い画像部分となる。したがって、画像処理装置により画像を走査して明るい背景またはやや明るい背景（容器進行方向面）の中に暗い画像部分を識別することにより、ラベルに「破れ」があることを検出することができる。

本発明の好ましい態様によれば、検査対象の容器の軸心を通り前記コンベヤの搬送方向の軸線をＸ軸とし、前記検査対象の容器の軸心を通りＸ軸と直交する軸線をＹ軸とし、前記第１、第２および第３の照明と前記ＣＣＤカメラとからなる照明撮像系と同一の照明撮像系を前記Ｙ軸に対して線対称位置に配置したことを特徴とする。
本発明によれば、一組の第１〜第３の照明およびもう一組の第１〜第３の照明から容器に投光された光は容器の正面、容器進行方向面および容器進行方向面の反対面で反射し、反射光が２台のＣＣＤカメラにより撮像される。このとき、２つの第１の照明により容器の正面を主として照明し、一つの第２の照明により容器の進行方向面を主として照明するとともに一つの第３の照明により容器の背面側から容器の進行方向面を照明し、さらにもう一つの第２の照明により容器進行方向面の反対面を主として照明するとともにもう一つの第３の照明により容器の背面側から容器進行方向面の反対面を照明することにより、容器の正面、進行方向面および進行方向面の反対面からの反射光が２台のＣＣＤカメラに入射して撮像される。このように、２台のＣＣＤカメラによる撮像により、容器正面（容器のカメラ側の面）側の少なくとも１８０°分のラベル検査を行う画像を取込むことができる。

本発明によれば、カメラ側の第１および第２の照明に加えて、コンベヤを挟んでカメラと反対側に第３の照明を設置し、第３の照明により容器の背面側から容器進行方向面を照明することができるため、容器間のピッチが狭い場合にも、検査対象の容器の前方にある容器によって検査対象の容器の進行方向面に影が生じることがなく、ラベルの破れを確実に検出することができる。したがって、単位時間あたりの容器の検査処理数を増やすことができる。

図１は、本発明の容器のラベル検査装置の全体構成を示す模式的平面図である。 図２は、対辺の寸法が６０ｍｍの略正方形断面を有する容量５００ｍｌの角型のペットボトル１について照明Ａ１，Ａ２を点灯し、照明Ａ３を消灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図３は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図４は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図５は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８０ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図６は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図７は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図８は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍの場合で照明Ａ３をコンベヤ搬送方向（ボトル進行方向）と逆の方向に所定距離だけ移動し、かつ照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。 図９は、図１の各機器の配置構成に各照明の光路と反射光の光路を描いた模式的平面図である。 図１０は、図９の要部拡大図である。

以下、本発明に係る容器のラベル検査装置の実施形態について図１乃至図１０を参照して説明する。なお、図１乃至図１０において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明の容器のラベル検査装置の全体構成を示す模式的平面図である。本実施形態においては、容器の一例としてペットボトルの場合を説明する。ペットボトルは概略正方形の断面を有し、各角部は面取りがされている。そして、ペットボトルの胴部には全面に亘ってラベルが巻き付けられている。ラベルには各種の文字、模様、色彩等が印刷されている。ペットボトル内には、飲料等の液体が充填されている。

図１に示すように、複数のペットボトル１は、コンベヤ１０により、相隣接するペットボトル間に所定の間隔を形成して直線上の搬送系路に沿って搬送されるようになっている。本発明の容器のラベル検査装置は、コンベヤ１０の一側に配置されてペットボトル１を正面側から照明する照明Ａ１，Ａ２と、コンベヤ１０の他側に配置されてペットボトル１をボトルの背面側から照明する照明Ａ３と、照明Ａ１，Ａ２と同一の側に配置されるとともに照明Ａ１，Ａ２の間に配置されてペットボトル１からの反射光を受光するＣＣＤカメラ２Ａとを備えている。各照明Ａ１〜Ａ３は、例えば、多数のＬＥＤを縦横に配列することにより構成されており、各照明Ａ１〜Ａ３の前面には、直線偏光フィルタ３が設けられている。また、ＣＣＤカメラ２Ａの前面にも直線偏光フィルタ３が設けられている。直線偏光フィルタ３は、光のある一定方向の振動成分のみを通過させるフィルタであり、通過した光は振動の軌跡が直線になる。直線偏光フィルタ３は、正反射光を抑える効果を有している。ＣＣＤカメラ２Ａは画像処理装置(図示せず)に接続されている。

次に、図１に示す実施形態において、コンベヤ１０の中心位置にある検査対象となるペットボトル１の軸心Ｏを中心として、各機器の配置関係を説明する。
検査対象となるペットボトル１の軸心Ｏを通りコンベヤの搬送方向の軸線をＸ軸とし、前記軸心Ｏを通りＸ軸と直交する軸線をＹ軸とする。略正方形断面を有するペットボトル１は、相対向する２辺がＸ軸と平行かつ残りの相対向する２辺がＹ軸と平行な状態でコンベヤ１０により搬送される。検査対象のペットボトル１と隣接する前後のペットボトル１との間には所定の間隔が形成されている。

図１に示すように、ＣＣＤカメラ２Ａの光軸ＡＸは検査対象のペットボトル１の軸心Ｏを通り、ＣＣＤカメラ２Ａの光軸ＡＸがＸ軸となす角度（θ１）は、ペットボトルピッチとペットボトルの形状・寸法、検出したい最小のラベル破れ寸法などの要因により決められる。ＣＣＤカメラ２台でペットボトル正面側の１８０°分のラベル検査を行う場合には通常θ１＝４５°に設定する。しかし、検査する容器本数を増やすために容器ピッチを短くした場合、θ１を４５°よりも小さくすると容器進行方向の破れが隣接する容器の影となり、進行方向の破れの検出が徐々に困難となる。一方、θ１を６５°よりも大きくすると容器の進行方向面が撮影しにくくなる。したがって、要望される容器ピッチと容器の形状・寸法から、進行方向の破れが隣接する容器の影とならず進行方向の破れが検出可能であり、また容器の進行方向面が撮影できるように、通常θ１は４５°〜６５°程度に設定されている。図１に示す例においては、θ１＝５５°に設定されている。

カメラ側に配置された照明Ａ１は、Ｙ軸に近接した位置に配置されており、照明Ａ１の中心と検査対象のペットボトル１の軸心Ｏとを結ぶ直線Ｌ１とＣＣＤカメラ２Ａの光軸ＡＸとがなす角度（θ２）は、ＣＣＤカメラ２Ａと照明Ａ１に直線偏光フィルタ３が設けられ正反射光を抑えているため比較的自由に設定できるが、通常は１５°〜３０°程度に設定される。図１に示す例においては、照明Ａ２との配置の対称性、ＣＣＤカメラ２Ａの視野範囲に映り込まない、照明Ｂ１に接触しない、ペットボトル１により近接する配置といった要素を考慮してθ２＝２５°に設定されている。照明Ａ１は、ペットボトル１の正面１ａを主として照明するように設定されている。照明Ａ１からペットボトル１の正面１ａに投光された光はペットボトル１で反射し、反射光はＣＣＤカメラ２Ａに入射して撮像される。

また、カメラ側に配置された照明Ａ２は、コンベヤ１０に近接した位置に配置されており、照明Ａ２の中心と検査対象のペットボトル１の軸心Ｏとを結ぶ直線Ｌ２とＣＣＤカメラ２Ａの光軸ＡＸとがなす角度（θ３）は、ＣＣＤカメラ２Ａと照明Ａ２に直線偏光フィルタ３が設けられ正反射光を抑えているため比較的自由に設定できるが、通常は１５°〜３０°程度に設定される。図１に示す例においては、照明Ａ１との配置の対称性、ＣＣＤカメラ２Ａの視野範囲に映り込まない、コンベヤ１０に接触しない、ペットボトル１により近接する配置といった要素を考慮してθ３＝２５°に設定されている。照明Ａ２は、ペットボトル１の進行方向面１ｂを主として照明するように設定されている。照明Ａ２からペットボトル１の進行方向面１ｂに投光された光はペットボトル１で反射し、反射光はＣＣＤカメラ２Ａに入射して撮像される。

一方、コンベヤ１０を挟んでカメラとは反対側に配置された照明Ａ３は、コンベヤ１０に近接した位置に配置されている。照明Ａ３は、ペットボトル１の進行方向面１ｂでの反射光がＣＣＤカメラ２Ａに入射し易い位置と角度に設置する。図１に示す例では、ペットボトル進行方向（Ｘ軸）に対してＣＣＤカメラ２Ａは５５°の傾きで設置されているため、照明Ａ３の発光面Ｓ１または発光面Ｓ１を延長した面Ｓ２の法線方向の角度もペットボトル進行方向（Ｘ軸）に対して５５°の傾きになっている。照明Ａ３の位置は、照明効果を高めるため、ペットボトルの搬送を妨げない位置で最もペットボトルに近くなるようにコンベヤ１０に近接した位置を選択している。照明Ａ３の位置は、ペットボトルピッチとペットボトルの外形サイズによりコンベヤ１０に沿って平行移動が可能になっている。

すなわち、ＣＣＤカメラ２Ａをコンベヤ搬送方向（Ｘ軸）に対して所定の角度（θ１）をなすように設置し、照明Ａ１と照明Ａ２をＣＣＤカメラ２Ａの光軸ＡＸに対して線対称位置に配置し、かつ照明Ａ１と照明Ａ２を光軸ＡＸに対して所定の角度（θ２＝θ３）をなすように配置する。さらに、照明Ａ３の発光面Ｓ１または発光面を延長した面Ｓ２の法線方向がコンベヤ搬送方向（Ｘ軸）に対してなす角度（θ４）をＣＣＤカメラ２Ａがコンベヤ搬送方向（Ｘ軸）に対してなす角度（θ１）と同一の角度に設定する。これにより、照明Ａ１により検査対象のペットボトル１の正面１ａを主として照明し、照明Ａ２により検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂを主として照明し、さらに照明Ａ３によりペットボトル１の進行方向面１ｂを照明することにより、ペットボトル１の正面１ａおよび進行方向面１ｂからの反射光がＣＣＤカメラ２Ａに入射して撮像される。

さらに、照明Ａ１，Ａ２，Ａ３およびＣＣＤカメラ２Ａからなる照明撮像系と同様の照明撮像系をコンベヤ搬送方向（Ｘ軸）の法線（Ｙ軸）に対して線対称位置に配置する。すなわち、照明Ｂ１，Ｂ２およびＣＣＤカメラ２Ｂをコンベヤ１０の手前側に配置し、照明Ｂ３をコンベヤ１０の奥側に配置することにより、照明Ｂ１により検査対象のペットボトル１の正面１ａを主として照明し、照明Ｂ２によりボトル進行方向面１ｂの反対側の面１ｃを主として照明し、さらに照明Ｂ３によりボトル進行方向面１ｂの反対側の面１ｃを照明することにより、ペットボトル１の正面１ａおよび進行方向面１ｂの反対側の面１ｃからの反射光がＣＣＤカメラ２Ｂに入射して撮像される。このように、２台のＣＣＤカメラ２Ａ，２Ｂによる撮像により、ペットボトル正面側の少なくとも１８０°分のラベル検査を行う画像を取込むようにする。

さらに、図１と同様の照明撮像系をコンベヤ搬送方向の前方であってコンベヤ搬送方向（Ｘ軸）に対して線対称位置に配置する。すなわち、照明Ａ３，Ｂ３をコンベヤ１０の手前側に配置し、照明Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２およびＣＣＤカメラ２Ａ，２Ｂをコンベヤ１０の奥側に配置することにより、ペットボトル裏面側の少なくとも１８０°分のラベル検査を行う画像を取込むようにする。

次に、図１に示すように構成された容器のラベル検査装置の動作について図２乃至図８を参照して説明する。
図１に示すように、複数のペットボトル１は、相隣接するペットボトル間に所定の間隔を形成して直線上の搬送系路に沿って搬送される。この搬送中に、検査対象のペットボトル１がペットボトル１の軸心Ｏと図１に示すＹ軸とが一致する位置に到達したとき、照明Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３からペットボトル１に投光された光はペットボトル１の面１ａ，１ｂ，１ｃで反射し、反射光がＣＣＤカメラ２Ａ，２Ｂにより撮像される。このとき、照明Ａ１，Ｂ１によりペットボトル１の正面１ａを主として照明し、照明Ａ２によりペットボトル１の進行方向面１ｂを主として照明するとともに照明Ａ３によりペットボトル１の進行方向面１ｂをボトルの背面側から照明し、さらに照明Ｂ２によりペットボトル進行方向面１ｂの反対側の面１ｃを主として照明するとともに照明Ｂ３によりペットボトル進行方向面１ｂの反対側の面１ｃをボトルの背面側から照明することにより、ペットボトル１の正面１ａ、進行方向面１ｂおよび進行方向面の反対側の面１ｃからの反射光がＣＣＤカメラ２Ａ，２Ｂに入射して撮像される。このように、ＣＣＤカメラ２Ａ，２Ｂによる撮像により、ペットボトル正面（ペットボトルのカメラ側の面）側の少なくとも１８０°分のラベル検査を行う画像を取込む。

図２は、対辺の寸法が６０ｍｍの略正方形断面を有する容量５００ｍｌの角型のペットボトル１について照明Ａ１，Ａ２を点灯し、照明Ａ３を消灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。検査対象のペットボトルは無色透明であり、ペットボトルには、ボトルの底部近傍から肩部に至るまでラベルが巻き付けられている。ラベルの生地は、下半分が象牙（アイボリー）色であり、中央部が焦げ茶色で上半分が濃淡のぼかしが入った茶色であり、ラベルの生地に文字や模様が印刷されているものである。ラベルの生地部には、検出すべき「破れ」に相当する矩形状の開口が多数形成されている。ペットボトルには乳白色がかった薄茶色の液体（飲料）が充填されている。搬送されるペットボトルのボトル間ピッチは１１０ｍｍである。したがって、相隣接するボトル間には、５０ｍｍの間隔が形成されている。

図２に示すように、照明Ａ１，Ａ２のみを点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像では、ラベル生地部は明るい画像部分であるのに対し、「破れ」に相当する矩形状の開口の部分は暗い画像部分となり、ラベル生地部と「破れ」に相当する開口の部分とでコントラストがある画像になっている。すなわち、図２に示す例においては、ボトル間ピッチが広く相隣接するボトル間の間隔が５０ｍｍと広いため、検査対象のペットボトルの進行方向面に影が生じることがない。
したがって、画像処理装置により画像を走査して明るい背景の中に暗い画像部分を識別することにより、ラベルに「破れ」があることを検出することができる。

図３は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８３ｍｍで相隣接するボトル間の間隔が２３ｍｍと狭いため、図３に示すように、検査対象のペットボトルの前方のペットボトルが照明Ａ２からの照明光の一部を遮ってしまうため、照明Ａ２のみではペットボトルの進行方向面を充分に照明することはできない。そのため、検査対象のペットボトルの進行方向面に影が生じ、ボトル進行方向面のラベル検査が困難になる。

そこで、本発明においては、コンベヤ１０の手前側の照明Ａ１，Ａ２に加えて、コンベヤ１０の奥側の照明Ａ３を用いる。すなわち、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが狭い場合には、ＣＣＤカメラ２Ａ用の照明Ａ１，Ａ２，Ａ３の全てを用いる。
図４は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。照明Ａ３から検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂに投光することにより、照明Ａ３の光がボトル進行方向面１ｂで反射してＣＣＤカメラ２Ａに入射するため、前方のペットボトルの影響により検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂに生じていた影を無くすことができる。これにより、図４に示すように、検査対象のペットボトルにおけるボトル進行方向のラベル部分は、他のラベル部分と同様に明るい画像部分となり、「破れ」に相当する矩形状の開口の部分は暗い画像部分となる。したがって、画像処理装置により画像を走査して明るい背景の中に暗い画像部分を識別することにより、ラベルに「破れ」があることを検出することができる。

図５は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８０ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが８０ｍｍで相隣接するボトル間の間隔が２０ｍｍと更に狭くなっても、照明Ａ３から検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂに投光することにより、照明Ａ３の光がボトル進行方向面１ｂで反射してＣＣＤカメラ２Ａに入射するため、前方のペットボトルの影響により検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂに生じていた影を無くすことができる。これにより、図５に示すように、検査対象のペットボトルにおけるボトル進行方向のラベル部分は、他のラベル部分と同様に明るい画像部分となり、「破れ」に相当する矩形状の開口の部分は暗い画像部分となる。したがって、画像処理装置により画像を走査して明るい背景の中に暗い画像部分を識別することにより、ラベルに「破れ」があることを検出することができる。

図６は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。図６に示すように、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍで相隣接するボトル間の間隔が１３ｍｍと狭いため、図６に示すように、検査対象のペットボトルの前方のペットボトルが照明Ａ２からの照明光の一部を遮ってしまうため、照明Ａ２のみではペットボトルの進行方向面を充分に照明することはできない。そのため、検査対象のペットボトルの進行方向面に影が生じ、ボトル進行方向面のラベル検査が困難になる。

図７は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍの場合で照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。図７に示すように、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍで相隣接するボトル間の間隔が１３ｍｍと狭いため、照明Ａ３から検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂに投光しようとしても、前方のペットボトルが照明Ａ３からの照明光を遮ってしまうため、検査対象のペットボトルの進行方向面の影を無くすことはできない。したがって、ボトル間ピッチが７３ｍｍの場合には、図１に示す位置にある照明Ａ３を用いても、ボトル進行方向面のラベル検査は困難である。

図８は、搬送されるペットボトルのボトル間ピッチが７３ｍｍの場合で照明Ａ３をコンベヤ搬送方向（ボトル進行方向）と逆の方向に所定距離だけ移動し、かつ照明Ａ１，Ａ２，Ａ３を点灯してＣＣＤカメラ２Ａで撮影した画像である。
図１の２点鎖線に示すように、照明Ａ３をボトル進行方向と逆の方向に３２ｍｍだけ移動することにより、照明Ａ３から検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂに投光できるようになる。そのため、図８に示すように、検査対象のペットボトル１の進行方向面１ｂにわずかな影は見られるが、影は薄くなっており、検査対象のペットボトルにおけるボトル進行方向のラベル部分は、他のラベル部分よりは明るさはやや落ちるが、やや明るい画像部分となり、「破れ」に相当する矩形状の開口の部分は暗い画像部分となる。したがって、画像処理装置により画像を走査して明るい背景（ボトル正面）又はやや明るい背景（ボトル進行方向面）の中に暗い画像部分を識別することにより、ラベルに「破れ」があることを検出することができる。

図９は、図１の各機器の配置構成に各照明の光路と反射光の光路を描いた模式的平面図であり、図１０は、図９の要部拡大図である。
次に、図９および図１０を参照して、コンベヤ１０の中央に位置する検査対象のペットボトル１についてＣＣＤカメラ２Ａにより撮像する場合に、検査対象のペットボトル１に入射する入射光とペットボトルから反射する反射光を、照明Ａ１、Ａ２，Ａ３との関係をもとに説明する。

照明Ａ１から検査対象となるペットボトル１の正面１ａを主として照明する場合をみると、図９および図１０に示すように照明Ａ１から投光された入射光ＩＬ−１がペットボトル１の正面１ａの角部で反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−１としてＣＣＤカメラ２Ａに入射する。また、照明Ａ１から投光された入射光ＩＬ−２がペットボトル１の進行方向面１ｂの角部で反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−２としてＣＣＤカメラ２Ａに入射する。このように照明Ａ１からペットボトル１に投光した場合には、ペットボトル１の正面１ａは全面にわたって完全に照明され、その反射光も遮られることなくＣＣＤカメラ２Ａに入射する。

照明Ａ２から検査対象となるペットボトル１を照明する場合をみると、図９および図１０に示すように照明Ａ２から投光された入射光ＩＬ−３がペットボトル１の正面１ａの角部で反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−１としてＣＣＤカメラ２Ａに入射する。また、照明Ａ２から投光された入射光ＩＬ−４がペットボトル１の進行方向面１ｂの角部に近接した面上で反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−２に近接した光路（図１０中ＲＬ−４で示す）をとりＣＣＤカメラ２Ａに入射する。このように照明Ａ２からペットボトル１を照明した場合には、前方のペットボトルが照明光の一部を遮るため、ペットボトル１の進行方向面１ｂのごく一部のみ照明され反射光がＣＣＤカメラ２Ａに入射する。

次に、照明Ａ２を補完するような位置に設置された照明Ａ３から検査対象となるペットボトル１を照明する場合をみる。前方のペットボトルに遮られることなく照明Ａ３からペットボトル１の進行方向面１ｂの面上に投光された入射光ＩＬ−５は面上１ｂで反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−５としてＣＣＤカメラ２Ａに入射する。照明Ａ３から投光された入射光ＩＬ−６がペットボトル１の進行方向面１ｂの角部で反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−６としてＣＣＤカメラ２Ａに入射する。さらに入射光ＩＬ−７はペットボトル１の進行方向面１ｂの角部で反射し、反射した光の一部は反射光ＲＬ−２としてＣＣＤカメラ２Ａに入射する。このように照明Ａ３からペットボトル１を照明した場合には、検査対象のペットボトル１に近接している前方のペットボトルに照明光の一部は遮られるが、適切な位置に照明Ａ３を配置することにより、ペットボトル１の進行方向面１ｂの全面にわたって照明することができ、進行方向面１ｂからの反射光も前方のペットボトルに遮られることなくＣＣＤカメラ２Ａに入射する。

上述の実施形態において、ＣＣＤカメラとしては、白黒のＣＣＤカメラでもよく、カラーのＣＣＤカメラでもよい。また、第１乃至第３の照明を構成する照明Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は、ＬＥＤ照明であってもよいし、赤外線照明等の他の照明であってもよい。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ ペットボトル
１ａ，１ｂ，１ｃ ペットボトルの面
２Ａ，２Ｂ ＣＣＤカメラ
３ 直線偏光フィルタ
１０ コンベヤ
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 照明
ＩＬ 入射光
ＲＬ 反射光

Claims (6)

1. 容器に巻き付けたラベルの破れを検出する容器のラベル検査装置において、
   直線上の搬送系路に沿って容器を搬送するコンベヤの一側に配置され、搬送される容器に投光する第１および第２の照明と、
   前記コンベヤの他側に配置され、搬送される容器に投光する第３の照明と、
   前記コンベヤの一側に配置され、前記コンベヤの一側および他側に配置された照明から投光されて容器から反射した反射光を撮像するＣＣＤカメラとを備え、
   前記ＣＣＤカメラ側に配置された前記第１および第２の照明は、検査対象の容器におけるカメラ側の面と容器進行方向面とに投光し、
   前記ＣＣＤカメラの反対側に配置された前記第３の照明は、検査対象の容器における容器進行方向面に投光するように設定されていることを特徴とする容器のラベル検査装置。
2. 前記第１および第２の照明は、検査対象の容器の軸心を通る前記ＣＣＤカメラの光軸を挟むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の容器のラベル検査装置。
3. 前記ＣＣＤカメラの光軸が前記コンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度は、４５°〜６５°に設定されていることを特徴とする請求項２記載の容器のラベル検査装置。
4. 前記第３の照明の発光面または該発光面を延長した面の法線が前記コンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度は、前記ＣＣＤカメラの光軸が前記コンベヤの搬送方向の軸線に対してなす角度に等しいことを特徴とする請求項３記載の容器のラベル検査装置。
5. 前記第３の照明は、前記コンベヤの搬送方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の容器のラベル検査装置。
6. 検査対象の容器の軸心を通り前記コンベヤの搬送方向の軸線をＸ軸とし、前記検査対象の容器の軸心を通りＸ軸と直交する軸線をＹ軸とし、前記第１、第２および第３の照明と前記ＣＣＤカメラとからなる照明撮像系と同一の照明撮像系を前記Ｙ軸に対して線対称位置に配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容器のラベル検査装置。

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