JP2011127987A - Liquid-level floating foreign substance inspection method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液面浮遊異物検査方法及び装置に係り、特に容器内に充填された液体の液面付近に浮遊した異物を検出する液面浮遊異物検査方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid level floating foreign matter inspection method and apparatus, and more particularly to a liquid level floating foreign matter inspection method and apparatus for detecting foreign matters floating near the liquid level of a liquid filled in a container.
従来から清酒等の飲料を充填するためにコップ兼用のガラス製の広口容器(広口壜)が多用されている。この円筒容器状の広口容器の口部は、アルミ等の金属板からなるキャップ(蓋)により密封されている。そして、広口容器のキャップ(蓋)には、開栓を容易にするために指を掛けて引き上げるためのプルタブやプルリングと称される略リング状の部分が形成されている。この略リング状の部分は、キャップ(蓋)の外周縁から広口容器の外周面に沿って下方に延び、容器に充填された飲料の液面より下方まで延びている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a glass wide-mouth container (wide-mouth jar) that is also used as a cup has been frequently used for filling beverages such as sake. The mouth portion of the cylindrical container-like wide-mouth container is sealed with a cap (lid) made of a metal plate such as aluminum. The cap (lid) of the wide-mouthed container is formed with a substantially ring-shaped portion called a pull tab or pull ring for pulling up with a finger to facilitate opening. This substantially ring-shaped portion extends downward from the outer peripheral edge of the cap (lid) along the outer peripheral surface of the wide-mouth container, and extends downward from the liquid level of the beverage filled in the container.
近年、食品衛生管理上の観点から、清酒等の飲料を充填した広口容器についても、飲料に混入した異物を作業員の目視によらず自動的に検出することができる検査装置の需要が増加している。この場合、液中にある異物や容器の底部に沈殿した異物を検査する検査装置は、多数存在し、検査方法も確立されてきている。 In recent years, from the viewpoint of food hygiene management, there has been an increasing demand for inspection devices that can automatically detect foreign substances mixed in beverages, regardless of the visual inspection of workers, even in wide-mouth containers filled with beverages such as sake. ing. In this case, there are a large number of inspection apparatuses for inspecting foreign matters in the liquid and foreign matters deposited on the bottom of the container, and an inspection method has been established.
一方、液面付近に浮遊した異物を検査する場合には、液面を静止させた状態で検査することが難しいと考えられていたため、特開2005−17004号公報(特許文献1)等において液体が充填されているガラス瓶(実瓶)をロータリー式検査テーブルの載置部によって円環状の経路に沿って高速で搬送することにより、遠心力で液面が斜めにせり上がってくると共に、液面のせり上がりに遅れて、液面浮遊異物が液面の低い部分から高い部分に移動(及び傾斜前に高い部分に存在した異物が低い方へ移動)する状態となり、投光手段を、検査テーブルの載置部より内側に配置すると共に、撮像手段を、実瓶を介して投光手段の反対側に対向して配置し、高速で搬送されてくる実瓶の傾斜した液面の上方へ移動する液面浮遊異物を捉えるようにした検査装置が提案されている。 On the other hand, in the case of inspecting a foreign substance floating near the liquid surface, since it was considered difficult to inspect the liquid surface in a stationary state, a liquid is disclosed in JP-A-2005-17004 (Patent Document 1) and the like. When the glass bottle (actual bottle) filled with is transported at high speed along the circular path by the mounting part of the rotary inspection table, the liquid level rises obliquely by centrifugal force, and the liquid level After the rise, the liquid surface floating foreign material moves from the low liquid level part to the high part (and the foreign substance existing in the high part before the inclination moves to the lower part), and the light projecting means is changed to the inspection table. The image pickup means is arranged opposite to the light projecting means through the real bottle and moved above the inclined liquid surface of the real bottle conveyed at high speed. To catch the floating foreign matter It has been proposed inspection apparatus to.
また、スピン搬送装置を用いて容器を高速で回転させ、遠心力によって液面に浮遊した異物を液中に引き込んだところを撮像することにより異物を検出するようにした検査装置も提案されている。 In addition, an inspection apparatus has been proposed in which a container is rotated at high speed using a spin transport device, and the foreign matter is detected by taking an image of the place where the foreign matter floating on the liquid surface is drawn into the liquid by centrifugal force. .
しかしながら、上述したようにロータリー式搬送装置やスピン搬送装置等の大掛かりな搬送装置を使用して液面を傾斜させて異物を移動させ又は遠心力によって異物を液中に引き込む等の手段をとっても、必ずしも異物が予期したように移動するわけではなく、液面付近に浮遊した異物を精度良く検出することができないという問題点があった。 However, as described above, using a large-scale transport device such as a rotary transport device or a spin transport device, the liquid surface is inclined to move the foreign matter, or a measure such as drawing the foreign matter into the liquid by centrifugal force, etc. The foreign matter does not always move as expected, and there is a problem that the foreign matter floating near the liquid surface cannot be detected with high accuracy.
そこで、本発明者らは、ロータリー式搬送装置やスピン搬送装置等の大掛かりな搬送装置を用いることなく、液面付近に浮遊した異物を精度良く検出することができる検査方法及び装置について鋭意研究を行ったものである。
まず、本発明者らは、液体を充填した容器を挟むように照明とカメラとを対向させて配置し、容器を傾斜させたり回転させたりすることなく液面を静止させた状態で透過照明により異物が浮遊した液面を撮像する実験を繰り返し行った。この実験の結果、液面付近に浮遊した異物を検査する際、液体の表面張力及び液体と容器壁面との付着力の影響で液面と容器内面が接触する部位で液面が急激に盛り上がり、この盛り上がった箇所が暗い画像になり、この盛り上がった箇所の暗い画像部分の中に液面に浮遊した異物が隠れてしまい、異物を検出することができないという現象を見出したものである。
Therefore, the present inventors have earnestly researched an inspection method and apparatus that can accurately detect foreign matters floating near the liquid surface without using a large-scale transport device such as a rotary transport device or a spin transport device. It is what I did.
First, the inventors arranged the illumination and the camera so as to sandwich the container filled with liquid, and transmitted light with the liquid surface being stationary without tilting or rotating the container. The experiment of imaging the liquid surface where the foreign matter floated was repeated. As a result of this experiment, when inspecting foreign matter floating near the liquid surface, the liquid surface suddenly swells at the site where the liquid surface and the container inner surface contact due to the influence of the surface tension of the liquid and the adhesive force between the liquid and the container wall surface, It has been found that the raised portion becomes a dark image, and the foreign matter floating on the liquid surface is hidden in the dark image portion of the raised portion, so that the foreign matter cannot be detected.
本発明者らは、この現象を解明した結果、以下の理由であることを見出したものである。
容器1の側面から光を照射した場合には、図10に示すように、光はガラス製の容器壁面を通過し容器内に入射する。容器内に入射した光の一部は、ガラス壁面にせり上がった液体部分に入射し、液体及び液体に接触しているガラス壁面を通過し、容器壁面から空気中へ出る。容器内の空気中から液体に入射するときは入射角(θ1)が屈折角(θ2)より大きいため、光は図10に示すように下方に屈折する。液体及びガラス壁面の屈折率はわずかな差であるので液体及びガラス壁面中では光は直進に近い光路をとる。ガラス壁面から空気中に出るときには、ガラス壁面における入射角(θ3)より空気中に出るときの屈折角(θ4)の方が大きいため、容器1を出た光はさらに下方に進み、カメラ6には入射しない。この結果、液面付近に浮遊した異物を検査する際、液面と容器内面が接触する部位で液面が急激に盛り上がり、この盛り上がった箇所が暗い画像になり、この盛り上がった箇所の暗い画像部分の中に液面に浮遊した異物が隠れてしまい、異物を検出することができない。そのため、異物が液面の中央部分にあったとしても、異物が盛り上がった箇所の暗い画像部分の中に隠れてしまうようなサイズの場合には異物を検出することができない。
As a result of elucidating this phenomenon, the present inventors have found that the reason is as follows.
When light is irradiated from the side surface of the
また、広口容器のキャップ(蓋)には、プルタブ又はプルリングと称される略リング状の部分が形成されており、この略リング状の部分は液面より下方まで延びているため、この略リング状の部分の背後に異物がある場合には略リング状の部分と異物とを判別できないという問題点もある。 The cap (lid) of the wide-mouth container is formed with a substantially ring-shaped portion called a pull tab or pull ring, and this substantially ring-shaped portion extends below the liquid surface. There is also a problem that when there is a foreign object behind the shaped part, the substantially ring-shaped part and the foreign substance cannot be distinguished.
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、ロータリー式搬送装置やスピン搬送装置等の大掛かりな搬送装置を用いて異物を移動させたり異物を液中に引き込んだりする必要がなく、プルタブ又はプルリングと称される略リング状の部分の背後の液面付近に異物がある場合にも、液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所にある異物を精度良く検出することができる液面浮遊異物検出方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is not necessary to move a foreign object or draw a foreign object into a liquid using a large-scale transport device such as a rotary transport device or a spin transport device. Even when there is a foreign object near the liquid level behind a ring-like part called a pull ring, the liquid level can be detected accurately with the liquid surface and the inner surface of the container in contact with each other. An object of the present invention is to provide a foreign object detection method and apparatus.
上述の目的を達成するため、本発明の液面浮遊異物検査方法は、口部をプルタブ付キャップで密封した容器内に充填された液体の液面又は液面付近に浮遊した異物を検出する検査方法において、容器の下方に配置された照明によって容器内を容器底面側から照明し、容器内の液体を介して液面を照明し、前記液面に到達する光の一部を液面と容器内面が接触する部位で液面が盛り上がった箇所に入射させ、この入射光を前記盛り上がった箇所の液面と気体との界面で反射させ、前記界面で反射した反射光を容器の側方に配置されたCCDカメラにより撮像することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the liquid level floating foreign substance inspection method of the present invention is an inspection for detecting a foreign substance floating in or near the liquid level of a liquid filled in a container whose mouth is sealed with a cap with a pull tab. In the method, the interior of the container is illuminated from the bottom side of the container by illumination disposed below the container, the liquid surface is illuminated via the liquid in the container, and a part of the light reaching the liquid surface is separated from the liquid surface and the container The incident surface is incident on a portion where the liquid level is raised at a site where the inner surface is in contact, and the incident light is reflected at the interface between the liquid surface and the gas at the raised portion, and the reflected light reflected at the interface is disposed on the side of the container. The image is picked up by a CCD camera.
本発明の液面浮遊異物検査装置は、口部をプルタブ付キャップで密封した容器内に充填された液体の液面又は液面付近に浮遊した異物を検出する検査装置において、容器の下方に配置され、容器内を容器底面側から照明する照明と、容器の側方に配置されたCCDカメラとを備え、前記照明によって容器内を容器底面側から照明し、容器内の液体を介して液面を照明し、前記液面に到達する光の一部を液面と容器内面が接触する部位で液面が盛り上がった箇所に入射させ、この入射光を前記盛り上がった箇所の液面と気体との界面で反射させ、前記界面で反射した反射光を容器の側方に配置されたCCDカメラにより撮像することを特徴とする。 The liquid level floating foreign substance inspection apparatus of the present invention is arranged below the container in an inspection apparatus for detecting foreign substances floating in or near the liquid level of the liquid filled in the container whose mouth is sealed with a cap with a pull tab. And an illumination for illuminating the inside of the container from the bottom side of the container, and a CCD camera disposed on the side of the container, the inside of the container is illuminated from the bottom side of the container by the illumination, and the liquid level is passed through the liquid in the container. And a part of the light reaching the liquid level is made incident on a portion where the liquid level is raised at a site where the liquid level and the container inner surface are in contact with each other. The reflected light reflected by the interface is imaged by a CCD camera arranged on the side of the container.
本発明によれば、容器の下方に配置された照明によって容器内を容器底面側から照明すると、容器内に入射した光は液面に到達し、液面に到達する光の一部は液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に入射し、この入射光が前記盛り上がった箇所の液面と気体との界面で反射し、この反射光がCCDカメラに入射して撮影されるため、盛り上がった箇所が明るい画像部分になり、この盛り上がった箇所に異物が存在する場合には、異物は明るい背景の中に暗い影となって映り、この暗い影を判別することにより、異物を検出することができる。 According to the present invention, when the inside of the container is illuminated from the bottom surface side of the container by illumination arranged below the container, the light incident on the container reaches the liquid surface, and a part of the light reaching the liquid surface is the liquid surface Since the incident light is reflected at the interface between the liquid surface and the gas at the raised portion, and the reflected light is incident on the CCD camera to be photographed. If the image is a bright image and there is a foreign object in this raised area, the foreign object appears as a dark shadow on a bright background. By detecting this dark shadow, the foreign object can be detected. Can do.
本発明の好ましい態様は、前記容器の上方に第2の照明を配置し、第2の照明により前記プルタブを照明することを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, a second illumination is arranged above the container, and the pull tab is illuminated by the second illumination.
本発明によれば、第2の照明からの拡散光は、キャップの外周縁から垂下するプルタブを照明する。その結果、プルタブが明るく照明される。このプルタブの明るさは、CCDカメラの撮像素子が明るくなるように調光され、画像中ではこの明るい部分が白く映ってしまう状態になる。このようにプルタブの部分が白い画像部分になっているので、画像処理装置による画像処理により、プルタブと暗い影として映っている異物とを容易に判別することができる。 According to the present invention, the diffused light from the second illumination illuminates the pull tab that hangs from the outer periphery of the cap. As a result, the pull tab is illuminated brightly. The brightness of the pull tab is adjusted so that the image pickup device of the CCD camera becomes bright, and this bright portion appears white in the image. Since the pull tab portion is a white image portion in this way, the pull tab and the foreign object appearing as a dark shadow can be easily determined by image processing by the image processing apparatus.
本発明の好ましい態様は、前記容器の上方に拡散板を配置し、前記照明から拡散板に直接に光を入射させ、拡散板により反射した反射光により前記キャップの外周面およびプルタブを照明することを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, a diffusion plate is arranged above the container, light is directly incident on the diffusion plate from the illumination, and the outer peripheral surface of the cap and the pull tab are illuminated by reflected light reflected by the diffusion plate. It is characterized by.
本発明によれば、照明からの拡散光の一部は、容器の外周側を通って容器の上方にある拡散板に入射し、拡散板は白色拡散板からなり入射光を乱反射させることが可能であるため、照明からの照明光を乱反射して反射光によりキャップの外周縁から垂下するプルタブを照明する。その結果、プルタブが明るく照明される。このプルタブの明るさは、CCDカメラの撮像素子が明るくなるように調光され、画像中ではこの明るい部分が白く映ってしまう状態になる。このようにプルタブの部分が白い画像部分になっているので、画像処理装置による画像処理により、プルタブと暗い影として映っている異物とを容易に判別することができる。 According to the present invention, a part of the diffused light from the illumination enters the diffuser plate above the container through the outer peripheral side of the container, and the diffuser plate is made of a white diffuser plate and can diffuse the incident light. Therefore, the illumination light from the illumination is diffusely reflected, and the pull tab hanging from the outer peripheral edge of the cap is illuminated by the reflected light. As a result, the pull tab is illuminated brightly. The brightness of the pull tab is adjusted so that the image pickup device of the CCD camera becomes bright, and this bright portion appears white in the image. Since the pull tab portion is a white image portion in this way, the pull tab and the foreign object appearing as a dark shadow can be easily determined by image processing by the image processing apparatus.
本発明の好ましい態様は、前記盛り上がった箇所に存在する異物を前記界面で反射した反射光とともに前記CCDカメラにより撮像することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記異物が遮光性異物である場合には、前記CCDカメラにより得られた画像中では、反射光による画像部分が明るく、異物による画像部分が暗くなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記異物が透過性異物である場合には、前記CCDカメラにより得られた画像中では、反射光による画像部分と比べて、異物による画像部分が異物内部の屈折により暗くなるか、または集光効果により周囲よりさらに明るくなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、容器の胴部を保持し、容器を前記照明の上方にある搬送経路に沿って搬送することを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the foreign matter present at the raised portion is imaged by the CCD camera together with the reflected light reflected at the interface.
In a preferred aspect of the present invention, when the foreign matter is a light-shielding foreign matter, an image portion due to reflected light is bright and an image portion due to the foreign matter is dark in an image obtained by the CCD camera. .
In a preferred aspect of the present invention, when the foreign matter is a transmissive foreign matter, in the image obtained by the CCD camera, the image portion due to the foreign matter is darker due to refraction inside the foreign matter than the image portion due to the reflected light. Or it becomes brighter than the surroundings due to the light collecting effect.
The preferable aspect of this invention hold | maintains the trunk | drum of a container, and conveys a container along the conveyance path | route which exists above the said illumination.
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
(1)本発明によれば、容器の下方に配置された照明によって容器内を容器底面側から照明すると、容器内に入射した光は直接または容器内面で反射して液面に集光し、液面に集光した光の一部は液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に入射し、この入射光が前記盛り上がった箇所の液面と気体との界面で反射し、この反射光がCCDカメラに入射して撮影されるため、盛り上がった箇所が明るい画像部分になり、この盛り上がった箇所に異物が存在する場合には、異物は明るい背景の中に暗い影となって映り、この暗い影を判別することにより、異物を検出することができる。
(2)ロータリー式搬送装置やスピン搬送装置等の大掛かりな搬送装置を用いて異物を移動させたり異物を液中に引き込んだりする必要がなく、液面が静止した状態において、液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所にある異物を検出することができる。
(3)プルタブには、照明(又は拡散板)から光を入射させ、この箇所の明るさはCCDカメラの撮像素子が明るくなるように調光しているため、画像中ではこの明るい部分が真っ白に映ってしまう状態になる。このようにプルタブの部分が白い画像部分になっているので、異物がプルタブの背後にあってプルタブと重なっている場合にも、異物がプルタブから露出して外側に出ていれば、プルタブと暗い影として映っている異物とを容易に判別することができる。
The present invention has the following effects.
(1) According to the present invention, when the inside of the container is illuminated from the bottom surface side of the container by illumination disposed below the container, the light incident on the container is reflected directly or on the inner surface of the container and is condensed on the liquid surface. A part of the light condensed on the liquid surface is incident on the raised portion where the liquid surface and the inner surface of the container are in contact, and this incident light is reflected at the interface between the liquid surface and the gas at the raised portion, and this reflected light. Is incident on the CCD camera, and the raised part becomes a bright image part. If there is a foreign object at this raised part, the foreign object appears as a dark shadow on a bright background. Foreign matter can be detected by determining dark shadows.
(2) There is no need to move a foreign substance or draw a foreign substance into the liquid using a large-scale conveying apparatus such as a rotary type conveying apparatus or a spin conveying apparatus. It is possible to detect a foreign object at a location where the contact is raised.
(3) Light is incident on the pull tab from the illumination (or diffuser), and the brightness of this portion is adjusted so that the image pickup device of the CCD camera becomes bright, so this bright portion is completely white in the image. It will be reflected in the state. Since the pull tab portion is a white image portion in this way, even if the foreign object is behind the pull tab and overlaps the pull tab, if the foreign object is exposed from the pull tab and goes outside, the pull tab is dark. A foreign object reflected as a shadow can be easily discriminated.
以下、本発明に係る液面浮遊異物検査方法及び装置の実施形態について図1乃至図9を参照して説明する。図1乃至図9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、本発明に係る液面浮遊異物検査装置の基本構成を示す正面図である。図1に示すように、容器1は、無色透明の円筒容器状のガラス製の広口容器からなっており、清酒等の飲料としての液体Lが充填されている。容器1の口部は、アルミ等の金属板からなるキャップ(蓋)2により密封されている。キャップ(蓋)2には、開栓を容易にするために指を掛けて引き上げるためのプルタブやプルリングと称される略リング状の部分3が形成されている。以下、この略リング状の部分をプルタブと総称する。プルタブ3は、キャップ2の外周縁から容器1の外周面に沿って下方に延び、容器1に充填された液体Lの液面Leより下方まで延びている。キャップ2の裏面には、容器1の口部頂面に密着してシールを行うためのリング状パッキンが貼着されている。キャップ2はアルミ等の金属板からなるが、キャップ裏面には金属板素地に白色の光沢のあるカラーコーティングが施こされている。またリング状パッキンも白色である。
Embodiments of a liquid surface floating particle inspection method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1 is a front view showing a basic configuration of a liquid level floating particle inspection apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
容器1の下方には、容器1内を容器底面側から照明する底面照明5が配置されている。底面照明5は、容器1の底面より大きい面積をもった円板状または平板状をなし、多数のLEDを配列することにより構成された拡散照明からなっている。また、容器1の側方には、容器1を挟むようにCCDカメラ6と側面照明9が対向して配置されている。すなわち、CCDカメラ6と側面照明9とは、円周方向に180°の間隔で配置されている。
Below the
一方、容器1の上方には、容器1を上方から照明する上部照明7が配置されている。上部照明7はキャップ2の直上に配置されており、キャップ2の外周縁から垂下するプルタブ3を照明するようになっている。上部照明7は、キャップ(蓋)2より大きい面積をもった円板状または平板状をなし、多数のLEDを配列することにより構成された拡散照明からなっている。なお、上部照明7は、底面照明5からの照明光を乱反射して反射光により容器1を照明するための拡散板に代えてもよい。この場合、拡散板7は、例えば、白色拡散板からなり、底面照明5からの照明光を乱反射して反射光によりキャップ2の外周縁から垂下するプルタブ3を照明する。そして、拡散板7の上面に白色の反射板を配置し、底面照明5からの照明光のごく一部が拡散板7を透過しても白色の反射板で反射させて、光を容器側に戻して容器側を照明するようにしてもよい。
On the other hand, an
前記CCDカメラ6の光軸6xは、容器1内の液体Lの液面Leと概略一致しており、容器1内を容器側面側から撮影するように構成されている。CCDカメラ6は、画像を処理する画像処理装置(図示せず)に接続されている。
The
次に、図1に示すように構成された液面浮遊異物検査装置の作用を図2および図3を参照して説明する。
容器1の上方に配置された上部照明(又は拡散板)7の作用効果を検証するために、上部照明7を設置しない場合と上部照明7を設置した場合とを分けて説明する。
Next, the operation of the liquid level floating foreign substance inspection apparatus configured as shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
In order to verify the operational effect of the upper illumination (or diffusion plate) 7 disposed above the
1)上部照明(又は拡散板)7を設置しない場合
図2に示すように、底面照明5からの拡散光は、容器1の底面1aに入射し、底面1aを透過して容器1内に入射する。容器1内に入射した光は、液中を進行してキャップ(蓋)2の裏面に到達する。キャップ2の裏面は白色で光沢があり光を乱反射することが可能であるため、乱反射によりあたかも蓋裏面で照明が点灯しているような状態になる。すなわち、底面照明5からの光とキャップ2の裏面で乱反射した光とによって、容器1内の液面および液中は明るく照明される。液体の表面張力および液体と容器壁面との付着力の影響で液面と容器内面が接触する部位で液面が急激に盛り上がるが、この液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に底面照明5からの光が入射し、この盛り上がった箇所の円弧状の界面(液体と気体の境界の面)で反射し、反射光がCCDカメラ6により撮影される。したがって、盛り上がった箇所がほぼ均一に明るい画像部分になる。
1) When the upper illumination (or diffusion plate) 7 is not installed As shown in FIG. 2, the diffused light from the
また、側面照明9からの拡散光は、容器1の側面を透過して容器1内に入射する。容器1内に入射した光は、所定の屈折率で、液面上の空気中及び液面中を通過し、容器の外に出る。このため底面照明5だけでは暗かった部分、すなわち液面と容器内面が接触して盛り上がった部分の下側も側面照明9により明るく照らされる。以上のように、底面照明5と側面照明9を調光することで、液面と容器内面が接触して盛り上がった部分から、その下側の液中部分までを同じように明るくすることができるため、液面とその付近にある異物の画像処理も容易となる。
Further, the diffused light from the
図3は、液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に底面照明5からの光が到達し、この盛り上がった箇所で反射した光がCCDカメラ6により撮影される場合の光路を示す図である。
図3に示すように、液面と容器内面が接触する部位では液面が急激に盛り上がっているが、この盛り上がった箇所に底面照明5からの光が到達し、その光の一部は円弧状の界面(液体と気体の境界の面)で反射し、反射光は容器1を透過してCCDカメラ6に入射する。すなわち、液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に底面照明5からの光が入射し、この盛り上がった箇所で反射した光がCCDカメラ6により撮影され、撮像画面上では、盛り上がった箇所が明るい画像部分になる。
FIG. 3 is a diagram showing an optical path when light from the
As shown in FIG. 3, the liquid level suddenly rises at the site where the liquid level and the inner surface of the container are in contact, but the light from the
図4は、図2に示す照明撮像系を用いて撮影した画像である。図4に示すように、CCDカメラ6で撮影した画像では、盛り上がった箇所が明るい画像部分になっている。したがって、この盛り上がった箇所に異物(例えば、黒っぽい異物等の遮光性異物)が存在する場合には、異物は明るい背景の中に暗い影となって映る。図4には、明るい背景の中に小さい矩形状の暗い影が明瞭に映っている。画像処理装置により、この暗い影を判別することにより、異物を検出することができる。
図4に示す画像においては、プルタブ3も暗い影となって映っている。図4の場合、プルタブの画像部分と矩形状の暗い影として映っている画像部分とは離間しているため、画像処理装置による画像処理によりプルタブと異物とを判別できる。
FIG. 4 is an image taken using the illumination imaging system shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the image photographed by the
In the image shown in FIG. 4, the
図5は、図2に示す照明撮像系を用いて撮影した別の画像である。図5に示すように、CCDカメラ6で撮影した画像では、盛り上がった箇所が明るい画像部分になっている。そして、明るい背景の中に小さい矩形状の暗い影が映っているが、この矩形状の黒い影はプルタブの画像部分と重なってしまっている。このように、異物がプルタブの裏側に入ってしまうと、画像上は異物は矩形状の暗い影として映っているが、画像処理では異物とプルタブとを判別することができない。
FIG. 5 is another image taken using the illumination imaging system shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the image photographed by the
2)上部照明(又は拡散板)7を設置した場合
図6に示すように、底面照明5からの拡散光は、容器1の底面1aに入射し、底面1aを透過して容器1内に入射する。容器1内に入射した光は、液中を進行してキャップ(蓋)2の裏面に到達する。キャップ2の裏面は白色で光沢があり光を乱反射することが可能であるため、乱反射によりあたかも蓋裏面で照明が点灯しているような状態になる。すなわち、底面照明5からの光とキャップ2の裏面で乱反射した光とによって、容器1内の液面および液中は明るく照明される。液体の表面張力および液体と容器壁面との付着力の影響で液面と容器内面が接触する部位で液面が急激に盛り上がるが、この液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に底面照明5からの光が入射し、この盛り上がった箇所の円弧状の界面(液体と気体の境界の面)で反射し、反射光がCCDカメラ6により撮影される。したがって、盛り上がった箇所がほぼ均一に明るい画像部分になる。底面照明5からの光がCCDカメラ6に到達する光路は、図3に示したとおりである。
2) When the upper illumination (or diffusion plate) 7 is installed As shown in FIG. 6, the diffused light from the
また、側面照明9からの拡散光は、容器1の側面を透過して容器1内に入射する。容器1内に入射した光は、所定の屈折率で、液面上の空気中及び液面中を通過し、容器の外に出る。このため底面照明5だけでは暗かった部分、すなわち液面と容器内面が接触して盛り上がった部分の下側も側面照明9により明るく照らされる。以上のように、底面照明5と側面照明9を調光することで、液面と容器内面が接触して盛り上がった部分から、その下側の液中部分までを同じように明るくすることができるため、液面とその付近にある異物の画像処理も容易となる。
Further, the diffused light from the
一方、上部照明7からの拡散光は、キャップ2の外周縁から垂下するプルタブ3を照明する。その結果、キャップ2の外周縁から垂下するプルタブ3が明るく照明された状態になる。このプルタブ3の明るさは、CCDカメラの撮像素子が明るくなるように調光されている。これは、容器1の下方の底面照明5の明るさを調整し、かつ上部照明7の明るさを調整することにより行う。上部照明でなく拡散板7の場合には、容器1の下方の底面照明5の明るさを調整し、かつ拡散板7の材質および構造に所望のものを選定することにより行う。
On the other hand, the diffused light from the
図7および図8は、図6に示す照明撮像系を用いて撮影した画像である。図7および図8に示すように、CCDカメラ6で撮影した画像では、盛り上がった箇所が明るい画像部分になっており、この盛り上がった箇所に異物(例えば、黒っぽい異物等の遮光性異物)が存在する場合には、異物は明るい背景の中に暗い影となって映る。一方、プルタブ3には、上部照明7から光が入射し、この箇所の明るさはCCDカメラ6の撮像素子が明るくなるように調光されているため、画像中ではこの明るい部分が白く映ってしまう状態になる。このようにプルタブの部分が白い画像部分になれば、画像処理装置による画像処理により、プルタブと矩形状の暗い影として映っている異物とを容易に判別することができる。
7 and 8 are images taken using the illumination imaging system shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, in the image taken by the
図7に示す画像では、プルタブの画像部分と矩形状の暗い影として映っている異物による画像部分とはやや離間しているが、図8に示す画像では、プルタブの画像部分と矩形状の暗い影として映っている異物による画像部分とが重なっている。図7および図8のいずれの場合も、プルタブの部分が白い画像になっているので、画像処理によりプルタブと矩形状の暗い影として映っている異物とを判別することができる。図8では、異物がプルタブの背後にあってプルタブと重なっているが、異物がプルタブから露出して外側に出ているので、プルタブと暗い影として映っている異物とを判別することができる。 In the image shown in FIG. 7, the image portion of the pull tab is slightly separated from the image portion due to the foreign matter appearing as a rectangular dark shadow. However, in the image shown in FIG. The image part due to the foreign object reflected as a shadow overlaps. 7 and 8, since the pull tab portion is a white image, it is possible to discriminate between the pull tab and a foreign object appearing as a rectangular dark shadow by image processing. In FIG. 8, the foreign matter is behind the pull tab and overlaps the pull tab. However, since the foreign matter is exposed from the pull tab and protrudes to the outside, the pull tab and the foreign matter appearing as a dark shadow can be discriminated.
次に、図1に示す基本概念を具体化した装置であって、容器1を直線搬送しながら異物検査を行うことができる液面浮遊異物検査装置について説明する。
図9は、容器を直線搬送しながら異物検査を行うことができる液面浮遊異物検査装置の具体的構成を示す図であり、液面浮遊異物検査装置の正面図である。図9に示すように、液面浮遊異物検査装置は、容器1を直線搬送する左右一対の搬送装置10,10を備えており、容器1は、1対の搬送装置10,10の搬送ベルト11,11により胴部が挟持された状態で紙面と直交する方向に搬送されるようになっている。搬送ベルト11,11は、搬送方向の前後に設けられた一対のプーリ(図示せず)にそれぞれ巻回されており、プーリが回転することにより、搬送ベルト11,11は容器1を挟持した状態で同一速度で走行するようになっている。
Next, a liquid surface floating foreign substance inspection apparatus that embodies the basic concept shown in FIG. 1 and can perform foreign substance inspection while linearly conveying the
FIG. 9 is a diagram showing a specific configuration of a liquid level floating foreign matter inspection apparatus capable of performing foreign matter inspection while linearly transporting a container, and is a front view of the liquid level floating foreign matter inspection apparatus. As shown in FIG. 9, the liquid surface floating foreign substance inspection apparatus includes a pair of left and
容器1の搬送経路の下方には、容器1内を容器底面側から照明する底面照明5が配置されている。底面照明5は、容器1の底面より大きい面積をもった円板状または平板状をなし、多数のLEDを配列することにより構成された拡散照明からなっている。また、容器1の側方には、容器1を挟むようにCCDカメラ6と側面照明9が対向して配置されている。すなわち、CCDカメラ6と側面照明9とは、円周方向に180°の間隔で配置されている。
A
一方、容器1の上方には、容器1を上方から照明する上部照明7が配置されている。上部照明7はキャップ2の直上に配置されている。上部照明7は、キャップ(蓋)2より大きい面積をもった円板状または平板状をなし、多数のLEDを配列することにより構成された拡散照明からなっている。なお、上部照明7は、底面照明5からの照明光を乱反射して反射光により容器1を照明するための拡散板に代えてもよい。
On the other hand, an
前記CCDカメラ6の光軸6xは、容器1内の液体Lの液面Leと概略一致しており、容器1内を容器側面側から撮影するように構成されている。CCDカメラ6は、画像を処理する画像処理装置(図示せず)に接続されている。
The
図9に示すように構成された液面浮遊異物検査装置において、液体Lが充填された容器1は、一対の搬送ベルト11,11により挟持されて搬送されている間に底面照明5の上方を通過する。容器1が底面照明5の上方を通過する間に、容器1内が照明され、液面LeがCCDカメラ6により撮影される。容器1内の液面に浮遊した異物を検出するメカニズムおよびプルタブ3を白くさせるメカニズムは、図6において説明したとおりである。
In the liquid level floating foreign matter inspection apparatus configured as shown in FIG. 9, the
底面照明5および上部照明7は、白色光等の可視光であってもよいし、赤外光であってもよい。
また、図4乃至図8では、黒い遮光性異物を撮像する場合を例示したが、液面と容器内面が接触して盛り上がった箇所に透過性異物がある場合も撮像することができる、この場合、透過性異物は、盛り上がった箇所が明るくなった画像部分と比べて、異物内部の屈折により暗い画像部分として映るか、または集光効果によりさらに明るい画像部分として映る。
さらに、検出対象の異物によっては、カラーCCDカメラを用いてもよい。異物が薄い黄色などの場合には、コントラストの違いでの判別が困難であるため、白黒カメラよりもカラーカメラが有効である。また、照明の色、明るさを適宜調整することなども背景と異物の間にコントラストをつけるために有効である。
The
4 to 8 exemplify the case of imaging a black light-shielding foreign material, but it is also possible to image when there is a transmissive foreign material at a location where the liquid surface and the inner surface of the container are in contact with each other. The transparent foreign matter appears as a dark image portion due to refraction inside the foreign matter, or as a brighter image portion due to the light collecting effect, as compared to an image portion where the raised portion becomes bright.
Furthermore, a color CCD camera may be used depending on the foreign object to be detected. When the foreign matter is light yellow or the like, it is difficult to discriminate due to the difference in contrast, so a color camera is more effective than a monochrome camera. In addition, adjusting the color and brightness of the illumination as appropriate is also effective for providing a contrast between the background and the foreign object.
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。 Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea.
1 容器
1a 底面
2 キャップ(蓋)
3 略リング状の部分(プルタブ)
5 底面照明
6 CCDカメラ
6x 光軸
7 上部照明
9 側面照明
10 搬送装置
11 搬送ベルト
1 container 1a
3 Substantially ring-shaped part (pull tab)
5
Claims (11)
容器の下方に配置された照明によって容器内を容器底面側から照明し、容器内の液体を介して液面を照明し、
前記液面に到達する光の一部を液面と容器内面が接触する部位で液面が盛り上がった箇所に入射させ、この入射光を前記盛り上がった箇所の液面と気体との界面で反射させ、
前記界面で反射した反射光を容器の側方に配置されたCCDカメラにより撮像することを特徴とする液面浮遊異物検査方法。 In the inspection method for detecting foreign matter floating on or near the liquid level of the liquid filled in the container whose mouth is sealed with a cap with a pull tab,
Illuminate the inside of the container from the bottom side of the container by illumination arranged below the container, illuminate the liquid level through the liquid in the container,
A part of the light reaching the liquid surface is incident on a portion where the liquid surface is raised at a portion where the liquid surface and the inner surface of the container are in contact, and the incident light is reflected at the interface between the liquid surface and the gas at the raised portion. ,
A liquid surface floating foreign matter inspection method, wherein the reflected light reflected at the interface is imaged by a CCD camera disposed on the side of the container.
容器の下方に配置され、容器内を容器底面側から照明する照明と、
容器の側方に配置されたCCDカメラとを備え、
前記照明によって容器内を容器底面側から照明し、容器内の液体を介して液面を照明し、
前記液面に到達する光の一部を液面と容器内面が接触する部位で液面が盛り上がった箇所に入射させ、この入射光を前記盛り上がった箇所の液面と気体との界面で反射させ、
前記界面で反射した反射光を容器の側方に配置されたCCDカメラにより撮像することを特徴とする液面浮遊異物検査装置。 In an inspection apparatus for detecting foreign matter floating on or near the liquid level of a liquid filled in a container whose mouth is sealed with a cap with a pull tab,
Illumination that is arranged below the container and illuminates the inside of the container from the bottom side of the container;
A CCD camera disposed on the side of the container,
Illuminate the inside of the container from the bottom side of the container by the illumination, illuminate the liquid level through the liquid in the container,
A part of the light reaching the liquid surface is incident on a portion where the liquid surface is raised at a portion where the liquid surface and the inner surface of the container are in contact, and the incident light is reflected at the interface between the liquid surface and the gas at the raised portion. ,
A liquid level floating foreign matter inspection apparatus, wherein reflected light reflected at the interface is picked up by a CCD camera disposed on a side of the container.
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JP2013088114A (en) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Hitachi High-Technologies Corp | Liquid level state detection apparatus, automatic analyzer and liquid level state detection method |
CN107110879A (en) * | 2015-01-28 | 2017-08-29 | 株式会社日立高新技术 | Liquid level check device, automatic analysing apparatus and processing unit |
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