JP2016085221A - 容器検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ビリの検出に適し、かつ光源の設置についての物理的な制約を緩和できる容器検査方法及びその方法を実現する容器検査装置を提供する。【解決手段】本発明の容器検査方法は、ガラス壜１００の口部１０３を検査する方法であって、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線ｒ１、ｒ２…を含む反射光Ｌｂを、口部１０３の下方から斜め上方に向かって口部１０３に照射する照明工程と、ガラス壜１００を斜め上方から見た場合に現れる口部１０３の像が収まる撮像範囲内で、照明工程によって反射光Ｌｂが照射された口部１０３を撮像する撮像工程とを含む。照明工程では、ＬＥＤ照明器３から出力された出力光Ｌａの光路を、口部１０３に向かって集光するように配置された凹曲面鏡４にて変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、容器の被検部を検査する容器検査方法及び装置に関する。

容器の被検部を検査する方法として、被検部である口部の周方向の互いに異なる位置に対して斜め上方から複数の照明器にて光を照射するとともに、斜め下向きに光軸が向けられていてガラス壜の周囲に配置された複数のカメラによって口部を撮像する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／０４３６１８号公報

検出すべき欠陥として容器の各部に存在するひび割れのような亀裂（いわゆる「ビリ」）が知られている。このビリは容器の上下方向や左右方向に延びるなどの方向性を持つ特性があり、しかも被検部の特定箇所に存在するとは限らず被検部の内周部や外周部など被検部の様々な箇所に存在する。そのため、単一方向の光線を照射しただけではビリの方向性や場所の影響を受けて、ビリで反射、屈折又は散乱する光を狙い通りに捉えることができない場合があった。

また、特許文献１のように、容器の被検部に対して光を照射する場合、光の照射方向の延長線上に容器の支持装置等の障害物が存在すると光源の設置について物理的な制約が伴うことがある。

そこで、本発明は、ビリの検出に適し、かつ光源の設置についての物理的な制約を緩和できる容器検査方法及びその方法を実現する容器検査装置を提供することを目的とする。

本発明の容器検査方法は、容器（１００）の被検部（１０１、１０３）を検査する容器検査方法において、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線（ｒ１、ｒ２…）を含む検査光（Ｌｂ）を、前記容器の前記被検部に照射する照明工程と、前記被検部の像（Ｉｍ、Ｉｍ′）が収まる撮像範囲（ＩＲ、ＩＲ′）内で、前記照明工程によって前記検査光が照射された前記被検部を撮像する撮像工程と、を備え、前記照明工程では、光源（３）から出力された出力光（Ｌａ）の光路を、前記被検部に向かって集光するように配置された光学部材（４）にて変更することにより、前記光学部材により光路が変更された光（Ｌｂ）を前記検査光として前記被検部に照射するものである。

この容器検査方法によれば、照射される検査光が互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含んでいるので、被検部に存在するビリに対して複数の方向から光が当たる。そのため、単一方向の光線が被検部に照射される場合と比較してビリの方向性に影響を受け難くなるのでビリの検出精度が向上する。また、光源から出力された出力光の光路を光学部材にて変更できるので、検査光の照射方向の延長線上に障害物がある場合でも障害物を避けて光源を設置できる。したがって、光源の設置についての物理的な制約を緩和できる。

本発明の容器検査方法の一態様において、前記光学部材として、凹曲面鏡（４）が設けられており、前記照明工程では、前記出力光を、前記被検部に向かって集光するように配置された前記凹曲面鏡にて反射させることにより、前記凹曲面鏡の反射光を前記検査光として前記被検部に照射してもよい。この態様によれば、光源から出力された出力光を凹曲面鏡に反射させることによって、その反射光を、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含む検査光として被検部に向かって照射できる。

上記態様においては、前記反射光の進行方向が変化するように前記凹曲面鏡の位置を変更可能な移動機構（２０）が設けられてもよい。こうした移動機構によって反射光の進行方向を変化させることができるので、光源の設置についての物理的な制約をさらに緩和できる。また、移動機構の操作だけで被検部の変更に対処することもできるので、被検部を変更するたびに光学系の再調整が必要となる場合と比べて被検部の変更に対して迅速な対応が可能となる。

本発明の容器検査方法の一態様において、前記被検部として前記容器の口部（１０３）が設定されており、前記照明工程では、前記検査光を、前記口部の下方から斜め上方に向かって前記口部に照射し、前記撮像工程では、前記撮像範囲が前記容器を斜め上方から見た場合に現れる前記口部の像（Ｉｍ）が収まるように設定されてもよい。この態様によれば、単一方向の光線が口部に照射される場合と比較して、内周部や天面部に存在するビリの方向性に影響を受け難くなるので、内周部や天面部に存在するビリの検出精度が向上する。

本発明の容器検査方法の一態様において、前記被検部として前記容器の底部（１０１）が設定されており、前記照明工程では、前記検査光を、前記底部の上方から斜め下方に向かって前記底部に照射し、前記撮像工程では、前記撮像範囲が前記容器を斜め下方から見た場合に現れる前記底部の像（Ｉｍ′）が収まるように設定されてもよい。この態様によれば、単一方向の光線が底部に照射される場合と比較して底部に存在するビリの方向性に影響を受け難くなるので、底部に存在するビリの検出精度が向上する。

なお、本発明の容器検査方法において、出力光は拡散光でも平行光でもよい。もっとも、出力光が拡散光の場合には、光学部材や凹曲面鏡で反射した反射光に含まれる光線の進行方向が平行光の場合よりも多様になるので、ビリの検出精度が平行光の場合よりも向上する。

以上説明した容器検査方法及びその各態様は、以下の容器検査装置及びその各態様にて実施できる。すなわち、本発明の容器検査装置は、容器（１００）の被検部（１０１、１０３）を検査する容器検査装置（１Ａ、１Ｂ）において、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線（ｒ１、ｒ２…）を含む検査光（Ｌｂ）を、前記容器の前記被検部に照射する照明手段（３、４）と、前記被検部の像（Ｉｍ、Ｉｍ′）が収まる撮像範囲（ＩＲ、ＩＲ′）内で、前記照明手段によって前記検査光が照射された前記被検部を撮像する撮像手段（５）と、を備え、前記照明手段は、出力光（Ｌａ）を出力する光源（３）と、前記被検部に向かって集光するように配置され、前記光源から出力された前記出力光の光路を変更する光学部材（４）とを有し、前記光学部材にて光路が変更された光（Ｌｂ）を前記検査光として前記被検部に照射するものである。

本発明の容器検査装置の一態様において、前記光学部材として、凹曲面鏡（４）が設けられており、前記凹曲面鏡は、前記被検部に向かって集光するように配置されて前記光源の前記出力光を反射させ、前記照明手段は、前記凹曲面鏡の反射光（Ｌｂ）を前記検査光として前記被検部に照射してもよい。また、この態様において、前記照明手段は、前記反射光の進行方向が変化するように前記凹曲面鏡の位置を変更可能な移動機構（２０）を更に有してもよい。

本発明の容器検査装置の一態様において、前記被検部として前記容器の口部（１０３）が設定されており、前記照明手段は、前記検査光を、前記口部の下方から斜め上方に向かって前記口部に照射し、前記撮像手段の前記撮像範囲は、前記容器を斜め上方から見た場合に現れる前記口部の像（Ｉｍ）が収まるように設定されてもよい。

本発明の容器検査装置の一態様において、前記被検部として前記容器の底部（１０１）が設定されており、前記照明手段は、前記検査光を、前記底部の上方から斜め下方に向かって前記底部に照射し、前記撮像手段の前記撮像範囲は、前記容器を斜め下方から見た場合に現れる前記底部の像（Ｉｍ′）が収まるように設定されてもよい。

なお、本発明において「上方」や「下方」との語は、検査対象となる容器の上方又は下方を意味する相対的なものであって、必ずしも水平方向や鉛直方向を基準とした絶対的な方向を意味するものではない。また、以上の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の容器検査方法及び装置は、単一方向の光線が被検部に照射される場合と比較してビリの方向性に影響を受け難くなるのでビリの検出精度が向上する。また、光源から出力された出力光の光路を光学部材にて変更できるので、検査光の照射方向の延長線上に障害物がある場合でも障害物を避けて光源を設置できる。したがって、光源の設置についての物理的な制約を緩和できる。

本発明の第１の形態に係る容器検査装置の構成を示した図。 図１の矢印IIの方向から見た状態を示した図。 図１の矢印IIIの方向（光軸の方向）から見た状態を示した図。 図１に示されたガラス壜の口部を拡大した拡大図。 口部の内周部に存在するビリの一例を模式的に示した図。 図５Ａの矢印Vb方向から見た状態を示した図。 図５Ａの斜視図。 口部の天面部に存在するビリの一例を模式的に示した図。 図６Ａの矢印VIb方向から見た状態を示した図。 図６Ａの斜視図。 本発明の第２の形態に係る容器検査装置の構成を示した図。 図７の矢印VIIIの方向から見た状態を示した図。 図７の矢印IXの方向（光軸の方向）から見た状態を示した図。 移動機構の構成を模式的に示した図。

（第１の形態）
図１に示すように、本形態の検査方法は、容器であるガラス壜１００を検査対象としている。ガラス壜１００は透光性を有するガラスを材料として構成されていて、円板状の底部１０１と、底部１０１から略直角に立ち上がり上端部で絞り込まれた円筒状の胴部１０２と、胴部１０２の上端部に繋がる口部１０３とを有している。図４に示すように、口部１０３は外周部１０３ａ、内周部１０３ｂ及び天面部１０３ｃを有している。口部１０３の外周部１０３ａには不図示のキャップをねじ込むための雄ねじ部１０３ｄが形成されている。本形態の検査方法は、ガラス壜１００の口部１０３を被検部とし、口部１０３の各部に存在する、特に内周部１０３ｂ及び天面部１０３ｃに存在する上述した「ビリ」を検出するために実施される。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、内周部１０３ｂに存在するビリＸｂは、ガラス壜１００の上下方向に延びていて縦ビリと呼ばれることがある。ビリＸｂは天面部１０３ｃに達しているが、天面部１０３ｃに達していないものもある。図６Ａ〜図６Ｃに示すように、天面部１０３ｃに存在するビリＸｃは、ガラス壜１００の半径方向に延びている。ビリＸｃはガラス壜１００の上下方向にほとんど延びていないが、図６Ｃにハッチングで示したような縦ビリの成分ｚを併せ持つものもある。

図１〜図３に示すように、本形態の検査方法は、容器検査装置１Ａにて実施される。容器検査装置１Ａは、鉛直方向に延びる回転軸線Ａｘの回りに回転可能なターンテーブル２と、出力光としての拡散光Ｌａを出力するＬＥＤ照明器３と、ＬＥＤ照明器３から出力された拡散光Ｌａを反射し、その反射光Ｌｂを検査光としてガラス壜１００の口部１０３に照射できるように配置された光学部材としての凹曲面鏡４と、ターンテーブル２に設置されたガラス壜１００の上方から斜め下向きに光軸が向くように配置された撮像手段としてのカメラ５とを備えている。

ターンテーブル２はその表面２ａが水平となるように配置されていて、不図示の駆動装置にて必要に応じて回転駆動される。この駆動装置はターンテーブル２を水平方向の任意の位置に移動させることも可能であり、これによりターンテーブル２の回転軸線Ａｘの水平方向の位置を適宜変更できる。なお、ターンテーブル２には、検査対象となるガラス壜１００がその中心線ＣＬを回転軸線Ａｘと一致させた図示の状態で設置される。

ＬＥＤ照明器３はＬＥＤを内蔵しており、拡散光Ｌａを出力できる。拡散光Ｌａは互いに異なる進行方向を持つ複数の光線ｒａ、ｒｂ…を含む。凹曲面鏡４は拡散光Ｌａの反射光Ｌｂを口部１０３に向かって集光し、かつ口部１０３の下方から斜め上方に向かって口部１０３に反射光Ｌｂが照射されるように配置されている。本形態の凹曲面鏡４は焦点が口部１０３上に設定されている。反射光Ｌｂは凹曲面鏡４で反射した拡散光Ｌａの反射光であるから、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線ｒ１、ｒ２…を含む。

カメラ５は不図示の撮像素子を含むデジタルカメラとして構成されており、その光軸Ｏｘは口部１０３の天面部１０３ｃの方向Ｄ０（本形態では水平方向）に対して１０度以上２０度以下の俯角αとなるように設定されている。図３に示すように、カメラ５の撮像範囲ＩＲは、ガラス壜１００を斜め上方から見た場合に現れる口部１０３の像Ｉｍが収まるように設定されている。なお、像Ｉｍが収まる撮像範囲ＩＲ内で撮像可能であれば、カメラ５の光軸Ｏｘが図示の通りでなくてもよい。例えば、反射鏡等のカメラ５に至る光路を変更する手段をガラス壜１００とカメラ５との間に介在させて、カメラ５を任意の位置に設置することも可能である。

容器検査装置１Ａのターンテーブル２、ＬＥＤ照明器３、及びカメラ５のそれぞれはコンピュータとして構成された不図示の制御装置に接続されており、その制御装置によって動作制御される。

まず、制御装置はガラス壜１００が撮像範囲ＩＲに入るようにターンテーブル２を水平移動させ、図示の位置にガラス壜１００が来たらターンテーブル２を回転軸線Ａｘの回りに回転駆動する。制御装置は、ＬＥＤ照明器３を点灯させた状態に維持し、ＬＥＤ照明器３から拡散光Ｌａを出力させ、凹曲面鏡４で反射した拡散光Ｌａの反射光Ｌｂを口部１０３に照射させた状態とする。これにより、照明工程が実施され、ＬＥＤ照明器３と凹曲面鏡４とを組み合わせたものが本発明に係る照明手段として機能する。

次に、制御装置は、反射光Ｌｂが照射された状態の口部１０３が図３に示した撮像範囲ＩＲ内で撮像されるようにカメラ５を操作して撮像工程を実施する。この撮像工程において、制御装置は所定間隔で所定回数のシャッターが切られるようにカメラ５を操作する。この撮像工程では、カメラ５にて撮像された画像データを記憶し、その画像に対して画像処理を行ってもよい。例えば、制御装置は撮像して得た画像に対して２値化処理や反転処理等を実施して口部１０３のビリに伴う像が鮮明になるように画像処理を実施してよい。

制御装置は、ガラス壜１００が撮像範囲ＩＲ内で１周以上回転したところでターンテーブル２の回転を止めてＬＥＤ照明器３を消灯させる。そして、次の検査対象となるガラス壜１００を搬送するためにターンテーブル２を移動させて図示のガラス壜１００に対する検査を終了する。

図１に示すように、照明工程で口部１０３に斜め下方から照射された反射光Ｌｂは口部１０３の外周部１０３ａから入射して屈折する。口部１０３に入射した反射光Ｌｂは、図５Ａ〜図６Ｃに示したような内周部１０３ｂのビリＸｂや天面部１０３ｃのビリＸｃが存在する場合、ビリＸｂ、Ｘｃの箇所で反射、屈折又は散乱して進行方向が変化する。

上述したように、検査光である反射光Ｌｂは互いに進行方向が異なる複数の光線ｒ１、ｒ２…を含んでいるので、これらの光線は様々な角度でビリＸｂ、Ｘｃに対して入射する。そのため、口部１０３に入射した反射光ＬｂはビリＸｂ、Ｘｃの箇所で反射、屈折又は散乱して進行方向が様々な向きに変化する。こうした様々な進行方向を持つ光はガラス壜１００の斜め上方に向かうので、ビリＸｂ、Ｘｃを原因とした光を斜め上方から撮像できる。上述した俯角αの範囲内に、ビリＸｂ、Ｘｃを原因として進行方向が変化した光が、他の俯角よりも高頻度で分布することが実験的に分かっている。したがって、俯角αの範囲内の像Ｉｍを収めることができるようにカメラ５を設置することでビリの検出漏れが少なくなる。

一方、口部１０３にビリＸｂ、Ｘｃがない場合、口部１０３内に入射した反射光Ｌｂは屈折しながら口部１０３から出て破線の矢印で示すようにカメラ５の撮像範囲ＩＲから外れた方向に進む。また、反射光Ｌｂのうち外周部１０３ａで反射した光は二点鎖線の矢印で示すように口部１０３から離れる方向に進み撮像範囲ＩＲから外れる。したがって、口部１０３にビリＸｂ、Ｘｃがない場合には、口部１０３で反射や屈折した光はカメラ５で撮像されない。

したがって、本形態の検査方法及びそれを実施する容器検査装置１Ａによれば、カメラ５で撮像した画像の中から、口部１０３の内周部１０３ｂや天面部１０３ｃに存在するビリＸｂ、Ｘｃを原因とした欠陥像の有無を確かめることにより、ビリＸｂ、Ｘｃの有無を検出できる。

また、口部１０３に照射される反射光Ｌｂが互いに異なる進行方向を持つ複数の光線ｒ１、ｒ２…を含んでいるので、内周部１０３ｂや天面部１０３ｃに存在するビリＸｂ、Ｘｃに対して複数の方向から光が当たる。そのため、単一方向の光線が口部１０３に照射される場合と比較して、ビリＸｂ、Ｘｃの方向性に影響を受け難くなる。これにより、内周部１０３ｂや天面部１０３ｃに存在するビリＸｂ、Ｘｃの検出精度が向上する。

また、本形態の検査方法及び装置は、光学部材としての凹曲面鏡４の反射光Ｌｂを検査光として使用し、光源から口部１０３に至る光路を変更している。そのため、検査光の照射方向の延長線上に障害物等があったとしても、そのような障害物を避けて光源であるＬＥＤ照明器３を設置可能である。これにより、ＬＥＤ照明器３の設置についての物理的な制約を緩和できる。

特に、口部１０３を被検部とする本形態においては凹曲面鏡４を採用することによって以下の効果を得ることができる。ところで、口部１０３以外の部位に遮られずに可能な限りガラス壜１００の上下方向（中心線ＣＬの方向）に近い角度で検査光を口部１０３に照射することによって、内周部１０３ｂや天面部１０３ｃに存在するビリの検出精度を向上できることが分かっている。本形態の検査方法及び装置は、凹曲面鏡４の反射光Ｌｂを検査光とするので、検査光の照射角度を上下方向に近づける妨げとなる光源の配置に関する制約が緩和される。これにより、こうした制約が大きい場合よりもガラス壜１００の口部１０３に対して中心線ＣＬに近い角度で検査光を照射できるようになるから、内周部１０３ｂや天面部１０３ｃに存在するビリの検出精度がさらに向上する。

（第２の形態）
次に、本発明の検査方法及び装置の第２の形態について図７〜図９を参照しながら説明する。なお、以下において、特に断らない限り第１の形態と共通の構成には同一の参照符号を図面に付して説明を省略する。

本形態の検査方法は、容器であるガラス壜１００を検査対象とし、ガラス壜１００の底部１０１が被検部として設定されている。そして、本形態の検査方法は底部１０１に存在する「ビリ」を検出するために実施される。底部１０１に存在するビリにも、上述した方向性が存在し、上下方向に延びる縦ビリや左右方向に延びる横ビリなどが含まれる。

図７〜図９に示すように、本形態の検査方法は容器検査装置１Ｂにて実施される。容器検査装置１Ｂは、ガラス壜１００をその中心線ＣＬの回りに回転させるための回転ローラ１０と、ガラス壜１００の底部１０１を回転自在に支持する支持プレート１１とを備えている。回転ローラ１０は不図示の駆動装置にて必要に応じて回転駆動される。容器検査装置１Ｂは、光学系の構成要素として第１の形態と同じＬＥＤ照明器３、凹曲面鏡４、及びカメラ５を備えているが、光学系の配置が第１の形態と異なっている。凹曲面鏡４はＬＥＤ照明器３から出力された拡散光Ｌａを反射し、その反射光Ｌｂを検査光としてガラス壜１００の底部１０１に照射できるように配置されている。

カメラ５は支持プレート１１に設置されたガラス壜１００の下方から斜め上向きに光軸が向くように配置されている。カメラ５の光軸Ｏｘは底部１０１の方向Ｄ１（本形態では水平方向）に対して所定範囲の仰角βとなるように設定されている。図９に示すように、カメラ５の撮像範囲ＩＲ′は、ガラス壜１００を斜め下方から見た場合に現れる底部１０１の像Ｉｍ′が収まるように設定されている。第１の形態と同様に、撮像範囲ＩＲ′での撮像が可能な限りカメラ５を任意の位置に設置することも可能である。

容器検査装置１Ｂを用いた検査は回転ローラ１０、ＬＥＤ照明器３及びカメラ５に接続された不図示の制御装置によって実施される。制御装置はガラス壜１００が支持プレート１１に載せられた状態で回転ローラ１１にてガラス壜１００を回転駆動する。制御装置は、ＬＥＤ照明器３を点灯させた状態に維持し、ＬＥＤ照明器３から拡散光Ｌａを出力させ、凹曲面鏡４で反射した拡散光Ｌａの反射光Ｌｂを底部１０１に照射させた状態とする。これにより、照明工程が実施され、ＬＥＤ照明器３と凹曲面鏡４とを組み合わせたものが本発明に係る照明手段として機能する。

次に、制御装置は、反射光Ｌｂが照射された状態の底部１０１が図９に示した撮像範囲ＩＲ′内で撮像されるようにカメラ５を操作して撮像工程を実施する。この撮像工程において、制御装置は所定間隔で所定回数のシャッターが切られるようにカメラ５を操作する。この撮像工程では、第１の形態と同様の画像処理を行ってもよい。そして、制御装置は、ガラス壜１００が撮像範囲ＩＲ′内で１周以上回転したところで回転ローラ１０の回転を止めてＬＥＤ照明器３を消灯させてガラス壜１００に対する検査を終了する。

図７に示すように、照明工程で底部１０１に斜め上方から照射された反射光Ｌｂは底部１０１に入射する。底部１０１にビリＸが存在する場合、底部１０１に入射した反射光ＬｂはビリＸの箇所で反射、屈折又は散乱して進行方向が変化する。上述した仰角βの範囲内に、ビリＸを原因として進行方向が変化した光が、他の仰角よりも高頻度で分布することが実験的に分かっている。したがって、仰角βの範囲内の像Ｉｍ′を収めることができるようにカメラ５を設置することでビリの検出漏れが少なくなる。本形態の検査方法及びそれを実施する容器検査装置１Ｂによれば、カメラ５で撮像した画像の中から、底部１０１に存在するビリＸを原因とした欠陥像の有無を確かめることにより、ビリＸの有無を検出できる。

また、本形態の検査方法及び装置は、第１の形態と同様に、光学部材としての凹曲面鏡４の反射光Ｌｂを検査光として使用して、回転ローラ１０を避けるように光源から底部１０１に至る光路が変更されている。これにより、検査光の照射方向の延長線上に存在して障害物となる回転ローラ１０を避けてＬＥＤ照明器３を配置することができる。したがってＬＥＤ照明器３の設置についての物理的な制約を緩和できる。

本発明は、上記各形態に限定されず、種々の形態にて実施できる。上記各形態では、ターンテーブル２や支持プレート１１の上に検査対象の容器であるガラス壜１００を載せて検査しているが図示の形態に限定されない。例えば、ガラス壜１００を動かさずにガラス壜１００を取り囲むように、ＬＥＤ照明器３、凹曲面鏡４及びカメラ５の組み合わせを複数組設けて、これら複数組の装置を利用して本発明に係る容器検査方法及び装置を実施することもできる。

上記各形態では、凹曲面鏡４の配置が固定されているが、例えば、図１０に示すように凹曲面鏡４の傾き（保持角度）を調整する移動機構２０を設けて本発明を実施することもできる。なお、移動機構２０をＬＥＤ照明器３及び凹曲面鏡４と組み合わせてユニット化することもできる。図１０の矢印で示すように、移動機構２０を操作して凹曲面鏡４の保持角度を凹曲面鏡４の支点２０ａを中心として変化させることによって、図示のように反射光Ｌｂの進行方向を変化させることができる。これにより、移動機構２０を設けていない上記各形態と比べて光源の設置についての物理的な制約をさらに緩和できる。また、移動機構２０の操作だけで被検部の変更に対処することもできるので、被検部を変更するたびに光学系の再調整が必要となる場合と比べて被検部の変更に対して迅速な対応が可能となる。

上記各形態では、光学部材として凹曲面鏡４を用いているが、出力光としての拡散光Ｌａの光路を変更し、かつ光路が変更された光を検査光として被検部に照射できるものであれば、凹曲面鏡４の代わりに例えばレンズ、プリズム等の光学部材を設けて本発明を実施することもできる。

上記各形態では、光源として拡散光Ｌａを出力するＬＥＤ照明器３を用いているが、ＬＥＤ照明器３の代わりに平行光を出力する光源に変更することもできる。もっとも、拡散光Ｌａの場合には、凹曲面鏡４で反射した反射光Ｌｂに含まれる光線ｒ１、ｒ２…の進行方向が平行光の場合よりも多様になるので、ビリの検出精度が平行光の場合よりも向上する利点がある。

上記各形態に用いる光源の構成及び出力する光の波長に特に制限はない。上記各形態ではガラス壜１００を検査対象としているが、本発明の検査方法及び装置の検査対象となり得る容器としては、投光性を有する材料で構成される容器である限り特段の制限はない。上記各形態では口部又は底部を被検部としているが、これらは例示にすぎない。ビリは口部や底部の他にも首部、肩部、胴部等の様々な箇所に存在し得る。したがって、容器の各部を本発明の検査方法等の検査対象となる被検部としてよい。また、口部又は底部の形状にも制限はない。例えば、平面視で多角形状等の非円形状の口部や底部を有する容器を、本発明の検査方法及び装置の検査対象とすることも可能である。

上記各形態では、撮像手段としてのカメラ５の撮像範囲ＩＲ、ＩＲ′（図３及び図９参照）は口部１０３及び底部１０１の各像Ｉｍ、Ｉｍ′の全体が収まる範囲に設定されているが、これらの像Ｉｍ、Ｉｍ′の一部が収まる範囲であってもよい。

上記各形態の照明工程及び撮像工程では、ＬＥＤ照明器３を点灯かつターンテーブル２又は回転ローラ１０を回転させた状態でカメラ５のシャッターを切っているが、カメラ５のシャッタータイミング毎にＬＥＤ照明器３を点灯させるように変更することもできる。

上記各形態の容器検査方法及び装置は、以下に開示する各発明及び各態様を実施する形態にも相当する。なお、上述した本発明と区別するため以下の各発明を「開示発明」と称する。

開示発明の容器検査方法は、容器（１００）の口部（１０３）を検査する容器検査方法において、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線（ｒ１、ｒ２…）を含む検査光（Ｌｂ）を、前記口部の下方から斜め上方に向かって前記容器の前記口部に照射する照明工程と、前記容器を斜め上方から見た場合に現れる前記口部の像（Ｉｍ）が収まる撮像範囲（ＩＲ）内で、前記照明工程によって前記検査光が照射された前記口部を撮像する撮像工程と、を含むものである。

この容器検査方法によれば、容器の口部に対して検査光が口部の下方から斜め上方に向かって照明工程で照射されることにより、口部の内周部に存在するビリや天面部に存在するビリで反射、屈折又は散乱した光が斜め上方に向かう。そのため、口部の内周部や天面部に存在するビリで反射等した光を容器の斜め上方から撮像できるので、従来検出し難かったこれらのビリの検出に適している。また、口部に照射される検査光が互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含んでいるので、内周部や天面部に存在するビリに対して複数の方向から光が当たる。そのため、単一方向の光線が口部に照射される場合と比較して、内周部や天面部に存在するビリの方向性に影響を受け難くなる。これにより、内周部や天面部に存在するビリの検出精度が向上する。

互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含む検査光を得るための光源に特段の制限はない。例えば、開示発明の容器検査方法の一態様として、前記照明工程では、光源から出力された出力光（Ｌａ）の光路を、前記口部に向かって集光するように配置された光学部材（４）にて変更することにより、前記光学部材により光路が変更された光（Ｌｂ）を前記検査光として前記口部に照射してもよい。この態様によれば、光源から出力された出力光の光路を光学部材にて変更することにより、その光路が変更された光を互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含む検査光として口部に向かって照射できる。

この態様において、前記光学部材として、凹曲面鏡（４）が設けられており、前記照明工程では、前記出力光を、前記口部に向かって集光するように配置された前記凹曲面鏡にて反射させることにより、前記凹曲面鏡の反射光を前記検査光として前記口部に照射してもよい。この場合にも、光源から出力された出力光を凹曲面鏡に反射させることによって、その反射光を、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含む検査光として口部に向かって照射できる。

ところで、口部以外の部位に遮られずに可能な限り容器の上下方向に近い角度で検査光を口部に照射することによって内周部や天面部に存在するビリの検出精度を向上できることが分かっている。上記の場合は、光学部材にて光路が変更された光又は凹曲面鏡の反射光を検査光としているので、検査光の照射角度を容器の上下方向に近づける妨げとなる光源の配置に関する制約が緩和される。これにより、こうした制約が大きい場合よりも容器の口部に対して上下方向に近い角度で検査光を照射できるようになるから、内周部や天面部に存在するビリの検出精度がさらに向上する。

なお、上記の態様において、出力光は拡散光でも平行光でもよい。もっとも、出力光が拡散光の場合には、光学部材や凹曲面鏡で反射した反射光に含まれる光線の進行方向が平行光の場合よりも多様になるので、ビリの検出精度が平行光の場合よりも向上する。

以上説明した容器検査方法及びその各態様は、以下の容器検査装置及びその各態様にて実施できる。すなわち、開示発明の容器検査装置は、容器（１００）の口部（１０３）を検査する容器検査装置（１）において、互いに異なる進行方向を持つ複数の光線（ｒ１、ｒ２…）を含む検査光（Ｌｂ）を、前記口部の下方から斜め上方に向かって前記容器の前記口部に照射する照明手段（３、４）と、前記容器を斜め上方から見た場合に現れる前記口部の像（Ｉｍ）が収まる撮像範囲（ＩＲ）内で、前記照明手段によって前記検査光が照射された前記口部を撮像する撮像手段（５）と、を備えるものである。

開示発明の容器検査装置の一態様において、前記照明手段は、出力光（Ｌａ）を出力する光源（３）と、前記口部に向かって集光するように配置されて前記光源から出力された前記出力光の光路を変更する光学部材（４）と、を有し、前記光学部材にて光路が変更された光（Ｌｂ）を前記検査光として前記口部に照射してもよい。また、この態様においては、前記光学部材として、凹曲面鏡（４）が設けられており、前記凹曲面鏡は、前記口部に向かって集光するように配置されて前記光源の前記出力光を反射させ、前記照明手段は、前記凹曲面鏡の反射光（Ｌｂ）を前記検査光として前記口部に照射してもよい。

なお、開示発明において「上方」や「下方」との語は、検査対象となる容器の上方又は下方を意味する相対的なものであって、必ずしも水平方向や鉛直方向を基準とした絶対的な方向を意味するものではない。また、以上の説明では、開示発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより開示発明が図示の形態に限定されるものではない。

１Ａ、１Ｂ 容器検査装置
３ ＬＥＤ照明器（照明手段）
４ 凹曲面鏡（照明手段、光学部材）
５ カメラ（撮像手段）
２０ 移動機構
１００ ガラス壜（容器）
１０１ 底部（被検部）
１０３ 口部（被検部）
Ｌａ 拡散光（出力光）
Ｌｂ 反射光（検査光）
Ｉｍ、Ｉｍ′ 像
ＩＲ、ＩＲ′ 撮像範囲

Claims (10)

1. 容器の被検部を検査する容器検査方法において、
   互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含む検査光を、前記容器の前記被検部に照射する照明工程と、
   前記被検部の像が収まる撮像範囲内で、前記照明工程によって前記検査光が照射された前記被検部を撮像する撮像工程と、を備え、
   前記照明工程では、光源から出力された出力光の光路を、前記被検部に向かって集光するように配置された光学部材にて変更することにより、前記光学部材により光路が変更された光を前記検査光として前記被検部に照射する容器検査方法。
2. 前記光学部材として、凹曲面鏡が設けられており、
   前記照明工程では、前記出力光を、前記被検部に向かって集光するように配置された前記凹曲面鏡にて反射させることにより、前記凹曲面鏡の反射光を前記検査光として前記被検部に照射する請求項１に記載の容器検査方法。
3. 前記反射光の進行方向が変化するように前記凹曲面鏡の位置を変更可能な移動機構が設けられている請求項２に記載の容器検査方法。
4. 前記被検部として前記容器の口部が設定されており、
   前記照明工程では、前記検査光を、前記口部の下方から斜め上方に向かって前記口部に照射し、
   前記撮像工程では、前記撮像範囲が前記容器を斜め上方から見た場合に現れる前記口部の像が収まるように設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器検査方法。
5. 前記被検部として前記容器の底部が設定されており、
   前記照明工程では、前記検査光を、前記底部の上方から斜め下方に向かって前記底部に照射し、
   前記撮像工程では、前記撮像範囲が前記容器を斜め下方から見た場合に現れる前記底部の像が収まるように設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器検査方法。
6. 容器の被検部を検査する容器検査装置において、
   互いに異なる進行方向を持つ複数の光線を含む検査光を、前記容器の前記被検部に照射する照明手段と、
   前記被検部の像が収まる撮像範囲内で、前記照明手段によって前記検査光が照射された前記被検部を撮像する撮像手段と、を備え、
   前記照明手段は、出力光を出力する光源と、前記被検部に向かって集光するように配置され、前記光源から出力された前記出力光の光路を変更する光学部材とを有し、前記光学部材にて光路が変更された光を前記検査光として前記被検部に照射する容器検査装置。
7. 前記光学部材として、凹曲面鏡が設けられており、
   前記凹曲面鏡は、前記被検部に向かって集光するように配置されて前記光源の前記出力光を反射させ、
   前記照明手段は、前記凹曲面鏡の反射光を前記検査光として前記被検部に照射する請求項６に記載の容器検査装置。
8. 前記照明手段は、前記反射光の進行方向が変化するように前記凹曲面鏡の位置を変更可能な移動機構を更に有する請求項７に記載の容器検査装置。
9. 前記被検部として前記容器の口部が設定されており、
   前記照明手段は、前記検査光を、前記口部の下方から斜め上方に向かって前記口部に照射し、
   前記撮像手段の前記撮像範囲は、前記容器を斜め上方から見た場合に現れる前記口部の像が収まるように設定されている請求項６〜８のいずれか一項に記載の容器検査装置。
10. 前記被検部として前記容器の底部が設定されており、
    前記照明手段は、前記検査光を、前記底部の上方から斜め下方に向かって前記底部に照射し、
    前記撮像手段の前記撮像範囲は、前記容器を斜め下方から見た場合に現れる前記底部の像が収まるように設定されている請求項６〜８のいずれか一項に記載の容器検査装置。

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