JP2021033958A - 缶識別システム、缶識別方法、及び、缶 - Google Patents

Abstract

【課題】缶を精度よく識別することができる缶識別システム及び缶識別方法並びに精度よく識別されることが可能となる缶を提供する。【解決手段】缶識別システムＳは、先端側に向かって縮径するネック部２を備えるとともに、ネック部２に識別コード３が設けられた円筒状の缶１を識別する。缶識別システムＳは、缶１のネック部２の全領域を読取範囲とし、ネック部２に設けられた識別コード３を読み取る複数の読取手段４と、読取手段４によって読み取った識別コード３に基づいて缶１を識別する識別手段５と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、缶識別システム、缶識別方法、及び、缶に関する。

現在、非常に多くの種類の飲料が商品化されており、当然、飲料を封入する缶についても多種多様なデザインのものが存在する。
その結果、缶の納入業者によって所望の缶とは異なる缶（異種の缶）の誤納品が発生する可能性はゼロではない。

また、生産ラインにおいて製品種を変更する際に、前の製品種の缶（異種の缶）が後の製品種の缶に混ざってしまう可能性も僅かながら存在する。

このように異種の缶が混入する可能性があるため、缶を識別して分別する方法について、これまでにも幾つか対応策が提案されてきた。

例えば、特許文献１には、記号が付される物品に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光を照射するための複数の記号リーダーを備え、前記物品に対する前記各記号リーダーの各読取可能範囲を組合わせることによって、物品の側面全周を読取可能範囲とし、前記記号を読取る構成とする、光学式記号読取装置が提案されている。

特開２０１３−１３４５１２号公報

特許文献１に係る発明は、缶の胴部分に設けられたバーコードを読み取る構成であり、特許文献１には缶の向きを変えずにバーコードを読み取ることができることができると説明されている。
しかしながら、缶の胴部分に設けられたバーコードを読み取る構成では、生産ライン上（搬送路上）において缶同士が接している場合にバーコードが隠れてしまう場合がある。このような場合、バーコードを読み取ることが非常に困難となることから、缶を精度よく識別して異種の缶の存在を検知することができない。

なお、特許文献１では、缶同士が接している場合を想定していないことから（図１、２等参照）、ライン上で缶同士を切り離す（間隔を設ける）手段が別途必要となるが、このような手段を設けると、処理のスピードが大幅に低減するとともに、缶同士を切り離す際に缶を傷つけてしまう可能性もある。つまり、特許文献１に係る発明では、缶を精度よく識別しようとすると、このような別の問題が生じてしまうため、特許文献１に係る発明とは全く異なる新しい技術の創出が必要である。

そこで、本発明は、缶を精度よく識別することができる缶識別システム、及び、缶識別方法、並びに、精度よく識別されることが可能となる缶を提供することを課題とする。

前記課題は、以下の手段により解決することができる。
（１）先端側に向かって縮径するネック部を備えるとともに前記ネック部に識別コードが設けられた円筒状の缶を識別する缶識別システムであって、缶のネック部の全領域を読取範囲とし前記ネック部に設けられた識別コードを読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取った識別コードに基づいて缶を識別する識別手段と、を備える缶識別システム。
（２）先端側に向かって縮径するネック部を備えるとともに前記ネック部に識別コードが設けられた円筒状の缶を識別する缶識別方法であって、缶のネック部の全領域を読取範囲とし前記ネック部に設けられた識別コードを読み取る読取工程と、前記読取工程によって読み取った識別コードに基づいて缶を識別する識別工程と、を備える缶識別方法。
（３）先端側に向かって縮径するように傾斜するネック部を備える円筒状の缶であって、前記ネック部に識別コードが設けられた缶。

本発明に係る缶識別システム、及び、缶識別方法によれば、缶を精度よく識別することができる。
本発明に係る缶によれば、精度よく識別されることが可能となる。

本実施形態に係る缶の模式図である。 缶に設けられる識別コードの模式図である。 本実施形態に係る缶識別システムの全体の模式図である。 本実施形態に係る缶識別システムが識別コードを読み取る状態を上方から見た模式図である。 本実施形態に係る缶識別システムが識別コードを読み取る状態を横から見た模式図である。

以下、本発明に係る缶識別システム、缶識別方法、及び、缶を実施するための形態（実施形態）について、図を参照して説明する。

［識別対象となる缶］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る缶識別システム、及び、缶識別方法の識別対象となる本実施形態に係る缶について説明する。
缶１は、全体として円筒状を呈し、先端側（図１では上端側）に向かって縮径するネック部２を備えている。そして、缶１は、ネック部２に識別コード３が設けられている。

図１のネック部２は、胴部Ｂから上端部Ｔに向かう縦断面形状が直線（及び、滑らかな曲線）で縮径するスムースネックの場合を示しているが、縦断面形状が段状に縮径する４段ネックや３段ネックといったものであってもよい。ただし、識別コード３の読取精度を向上させる観点から、ネック部２はスムースネックであるのが好ましい。

識別コード３は、ネック部２という限られた領域に設ける必要があるため、一次元コード（バーコード）よりも面積あたりのデータ容量の大きくサイズの小さい二次元コードの方が好ましい。そして、二次元コードとしては、例えば、ＤａｔｅＭａｔｒｉｘ、ＱＲコード、ＭａｘｉＣｏｄｅ、ＰＤＦ４１７といった従来公知のものが挙げられる。

また、図２に示すように識別コード３が二次元コード３０である場合において、二次元コード３０の暗モジュール３１のＬ＊値をＸとし、明モジュール３２のＬ＊値をＹとした場合、ＸとＹとの差は３５以上であることが好ましく、４０以上、４５以上、５０以上であることがより好ましい。
ＸとＹの差が所定値以上であることによって、識別コード３の読取精度をより向上させることができる。
そして、明モジュール３２の色とネック部２の表面の色とは、同色であってもよく、例えば、暗モジュール３１は黒色、明モジュール３２とネック部２の表面とは白色という構成であってもよい。
なお、二次元コード３０の近辺に、当該二次元コード３０に対応するヒューマンリーダブルの目視文字を設けてもよい。
なお、Ｌ＊値とは、詳細には、物体の色を示すのに使用されるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系（エルスター・エースター・ビースター表色系）の明度を示す値である。そして、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系とは、１９７６年に国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化された指標であり、ＪＩＳ Ｚ８７８１−４：２０１３に規定されている。

［缶識別システム］
次に、図３、４、５を参照して、本実施形態に係る缶識別システムＳの構成について説明する。
缶識別システムＳは、ネック部２に識別コード３が設けられた缶１を識別する缶識別システムであって、缶１のネック部２の全領域を読取範囲としネック部２に設けられた識別コード３を読み取る読取手段４と、読取手段４によって読み取った識別コード３に基づいて缶を識別する識別手段５と、を備える。

以下では、生産ライン上を連続して搬送される缶１を識別対象とする場合について説明する。
なお、生産ラインにおいて製品種を変更する際に、前の製品種の缶（異種の缶）が後の製品種の缶群に混ざってしまう可能性を考慮すると、可能な限り下流側（製品として出荷される直前のもの）に缶識別システムＳを適用するのが好ましい。
また、全ての缶について識別作業を実施する場合は、缶が単列で搬送されるライン（単列部）に缶識別システムＳを適用するのが好ましい。

（読取手段）
読取手段４は、缶１のネック部２に設けられた識別コード３を読み取る手段であり、例えば、従来公知のコードリーダーや撮像装置（カメラ等）が挙げられる。
そして、読取手段４は、搬送される所定の缶１のネック部２の全領域を読取範囲とするために、読取手段４は４台以上が好ましい。読取手段４を４台以上とすることによって、缶１のネック部２の全領域を読取範囲とすることができる。さらに、各読取手段４の読取範囲がネック部２全周の１／４以上の円弧状の領域（具体的には、各読取手段４に対向するネック部２であって、ネック部２全周の１／４以上、好ましくは１／３以上の円弧状の領域）である場合、読取手段４を４台以上とすることによって、読み取り難い各読取手段４における読取範囲の端部が両隣の読取手段４の読取範囲とオーバーラップすることとなり、読取の正確性（さらには識別の正確性）を大幅に向上させることができる。

読取手段４がコードリーダーの場合、読取範囲の光を取り込み画像データを取得する受光部、読み取った画像データに対して明るさ補正や幾何学補正などの画像処理を施す画像処理部、画像処理後の画像データと記憶部に記憶させた所望の識別コードとのマッチングを判定（所望の識別コードが存在するか否かを判定）する判定部などを備えるが、前記のとおり、既存の機器であるため、詳細な説明は省略する。
なお、各読取手段４は、判定部が行った判定結果（所望の識別コードの有無）を識別手段５に出力する。

（読取手段：設置位置）
図４に示すように、生産ラインを上方から確認すると、４台の読取手段４は、読取対象である缶１を中心とした円周上（鎖線上）において、ほぼ等間隔（好ましくは等間隔）となるように設置される。
そして、缶１（ネック部２表面）と読取手段４との距離は、読取手段４の性能によって適宜設定すればよく、例えば、２００〜３５０ｍｍであり、２４５〜２９０ｍｍである。
なお、図４に示すように、４台の読取手段４を用いる場合、読取対象である缶１の中心点と所定の読取手段４と隣接する読取手段４とのなす角は７５〜１１５°（好ましくは８０〜１００°、より好ましくは９０°）となる。

図５に示すように、生産ラインを横から確認すると、読取手段４は、読取対象の缶１に対して真横ではなく、斜め上方に位置している。これは、読取対象の缶１のネック部２と隣の缶１１のネック部２との間の隙間を利用して、適切に読み取りを行うためである。
具体的には、図５において、読取手段４の光軸Ｌ（一点鎖線：読取手段４における受光部のレンズの光軸）が、隣の缶１１に遮られることなく読取対象の缶１のネック部２の幅方向の中央部分（ネック部２の幅の長さをＬとすると、幅方向の中央からネック部２の両端に向けてＬ／８となる部分であり、好ましくはＬ／１０となる部分であり、より好ましくは幅方向の中央）に位置するような状態である。そして、読取手段４による読取処理が、可能な限り隣の缶１１に邪魔されることがないよう、読取手段４の光軸Ｌは、隣の缶１１の傾斜と略並行になるのが好ましい。例えば、缶１、１１のネック部２の傾斜角（鉛直に対する角度）がα°の場合、読取手段４の光軸と読取対象の缶の中心軸Ａ（二点鎖線：鉛直線）とのなす角θ°は、α−１０≦θ≦α＋１０が好ましく、α−５≦θ≦α＋５がより好ましく、α−３≦θ≦α＋３がさらに好ましい。
また、読取手段４の光軸と読取対象の缶の中心軸Ａ（二点鎖線：鉛直線）とのなす角θ°は、例えば、１５〜３５°が好ましく、２０〜３０°がより好ましい。

（識別手段）
識別手段５は、読取手段４によって読み取った識別コードに基づいて缶を識別（所望の缶と異種の缶との識別）する手段である。
詳細には、識別手段５は、４台の読取手段４の判定部から入力された４つの判定結果（所望の識別コードの有無）に基づいて、識別（所望の缶であるか否か）を実施する。
そして、識別手段５は、識別結果の情報を判定結果出力手段（図示せず）に出力する。

（識別結果出力手段）
識別結果出力手段（図示せず）は、識別手段５から入力された識別結果を外部に出力する手段である。この識別結果出力手段は、例えば、所望の缶ではないとの識別結果が識別手段５から入力された場合に音や光を発する警報装置、異種の缶を生産ライン上から除外するような装置、全ての結果を表示できるモニター等に結果を出力する。

（送風手段）
送風手段（図示せず）は、読取手段４によって識別コード３が読み取られる前の缶１のネック部２に対して、空気を吹きつける手段である。
そして、送風手段は、従来公知のブロワーであればよい。この送風手段を設けることによって、缶１のネック部２に付着している水滴等を排除し、読み取りや識別の正確性を向上させることができる。

なお、読取手段４、識別手段５、識別結果出力手段は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラムの実行処理や、専用回路等によって実現される。
また、各手段の記憶部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の一般的な記憶装置で構成することができる。

［本実施形態に係る缶識別方法（缶識別システムの動作）］
次に、本実施形態に係る缶識別方法について、図３、４、５を参照して説明する。なお、前記した本実施形態に係る缶識別システムの動作も併せて説明する。

本実施形態に係る缶識別方法は、読取工程と、識別工程と、を含む。
以下、本実施形態に係る缶識別方法の各工程について説明する。

（読取工程）
読取工程は、缶のネック部の全領域を読取範囲としネック部に設けられた識別コードを読み取る工程である。
具体的には、読取工程では、コードリーダーや撮像装置といった読取手段４が缶１のネック部２の全領域の画像データを得て、ネック部２に設けられた識別コード３を読み取る。

（識別工程）
識別工程は、読取工程によって読み取った識別コード３に基づいて缶１を識別する工程である。
具体的には、識別工程では読取手段４が取得した画像データについて、適宜、読取手段４の画像処理部が画像処理（明るさ補正や幾何学補正）を施した後、得られた画像データと読取手段４の記憶部に記憶させた所望の識別コードとのマッチングを読取手段４の判定部が判定（所望の識別コードが存在するか否かを判定）する。そして、各読取手段４から識別手段５に判定結果が出力され、これらの判定結果に基づいて、識別手段５が缶の識別（所望の缶であるか否かを識別）を行う。そして、識別工程では、識別手段５の識別結果について、外部に所定の指示を出力する。
なお、後の変形例において詳述するが、前記した画像処理、判定処理は、識別手段５が実施する構成でもよい。

識別処理については、４台の読取手段４から入力された４つの判定結果において、一つ以上「所望の識別コードが存在する」との結果が得られた場合、識別手段５は「缶は所望の缶である」と識別し、一つも「所望の識別コードが存在する」との結果が得られなかった場合、識別手段５は「缶は所望の缶ではない（異種の缶である）」と識別する。
なお、４台の読取手段４は、読取範囲をオーバーラップさせていることから、２台の読取手段４が「所望の識別コードが存在する」との判定結果を示す場合がある。

（識別工程以降の工程）
外部に所定の指示が出力されると、例えば、異種の缶と識別した旨を音や光を発することで知らせる警報装置が作動したり、異種の缶を生産ライン上から除外する装置が作動したりすることとなる。
なお、識別工程において、いずれの識別結果が得られようと、全ての結果をモニターに表示するという構成としてもよい。

（読取工程前の工程：送風工程）
読取工程の前に、生産ラインを搬送される缶１（特に、ネック部２の表面）に対して、空気を吹き付ける送風工程を設けてもよい。

（各工程の開始のタイミング）
各工程については、例えば、読取手段４の近辺に設置したレーザーポインタ等によって生産ライン上における缶１の存在を確認したタイミングで読取工程を実施（開始）し、その後の一連の工程を実施するという流れであればよい。
なお、読取手段４が、缶１の存在を確認するレーザーポインタを備える構成であってもよい。

また、送風工程の開始のタイミングについては、例えば、送風手段の近辺に設置したレーザーポインタにより生産ライン上における缶１の存在を確認したタイミングで送風工程を実施してもよいが、常に、ブロワー等によって、生産ライン上における缶に対して送風するという構成でもよい。

［本実施形態に係る缶識別システム、缶識別方法、及び、缶の効果］
次に、本実施形態に係る缶識別システム、缶識別方法、及び、缶の効果について、図１〜５を参照して説明する。

本実施形態に係る缶１によれば、ネック部２に識別コード３が設けられているため、当該缶１を識別する際に、特許文献１のように胴部分に設けられたバーコードを読み取る必要はない。よって、本実施形態に係る缶１によれば、生産ライン上において缶同士が隙間なく並んで搬送されている状態であっても、識別コード３が適切に読み取られ、その結果、精度よく識別されることとなる。
また、本実施形態に係る缶１によれば、当該缶１を識別する際に、生産ライン上において缶同士を切り離す（隙間を設ける）必要がないため、処理スピードの低下や、切り離す際の缶への傷の発生を回避することもできる。

本実施形態に係る缶識別システムＳ、及び、缶識別方法によれば、ネック部２に識別コード３を設ける缶１を識別対象とするため、特許文献１のように胴部分に設けられたバーコードを読み取る必要はない。よって、本実施形態に係る缶識別システムＳ、及び、缶識別方法によれば、生産ライン上において缶同士が隙間なく並んで搬送されている状態であっても、読取手段４（読取工程）によって識別コード３を適切に読み取ることができ、その結果、識別手段５（識別工程）によって精度よく識別することができる。
また、本実施形態に係る缶識別システムＳ、及び、缶識別方法によれば、生産ライン上において缶同士を切り離す（隙間を設ける）必要がないため、処理スピードの低下や、切り離す際の缶への傷の発生を回避することもできる。

本実施形態に係る缶識別システムＳによれば、読取手段４を４台以上とすることによって、読み取り難い各読取手段４における読取範囲の端部が両隣の読取手段４の読取範囲とオーバーラップすることとなり、読取の正確性（さらには識別の正確性）を大幅に向上させることができる。

本実施形態に係る缶識別システムＳ、及び、缶識別方法によれば、送風手段（送風工程）を備えていることから、缶１のネック部２に付着した水滴等を除去することができ、読取手段４（読取工程）における識別コード３の読み取りが正確に行われ、その結果、識別手段５（識別工程）における誤識別の可能性を低減することができる。

［本実施形態に係る缶識別システム、缶識別方法、及び、缶の変形例］
図１に示す缶１は、ネック部２に識別コード３を１つ設ける構成であるが、同じ識別コード３を２つ以上設ける構成であってもよい。なお、同じ識別コード３を２つ以上設ける構成の場合、ネック部２の周囲に沿って等間隔に設けるのが好ましい。
このような構成とすることによって、識別コード３を読み取る読取手段４の数を減らすことが可能となる。

読取手段４について、缶１のネック部２の全領域を読取範囲とし識別コード３を読み取るだけでなく、画像処理や識別コードのマッチングの判定処理も行う構成について説明したが、画像処理および判定処理の少なくとも一方を識別手段５が行う構成としてもよい。
具体的には、まず、４台の読取手段４によって読み取られた４つの画像データ（識別コードを含む）が、識別手段５に出力され、識別手段５が４つの画像データに対して画像処理を施し、画像処理後の画像データと識別手段５の記憶部に記憶させた所望の識別コードとのマッチングを判定（所望の識別コードが存在するか否かを判定）する。そして、識別手段５が、その４つの判定結果（所望の識別コードの有無）に基づいて、識別（所望の缶であるか否か）を実施する、という構成であってもよい。
なお、画像処理後の画像データと読取手段４（または識別手段５）の記憶部に記憶させた所望の識別コードとのマッチングを判定する構成を説明したが、一旦、画像処理後の画像データを４桁の資材コードに変換した後、この資材コードと読取手段４（または識別手段５）の記憶部に記憶させた所望の４桁の資材コードとを比較し、マッチングを判定（所望の４桁の資材コードを表す識別コードが存在するか否かを判定）する構成としてもよい。

図３に示す缶識別システムＳは、読取手段４を４つ設ける構成であるが、読取手段４を１つ設ける構成であってもよい。この場合、読取手段４は、読取対象の缶の真上（読取対象の缶の中心軸Ａの延長線上）に設ければよい。ただ、読取の正確性を向上させるという観点からは、前記のとおり、読取手段４は４つ以上が好ましく、例えは、６つ以上であってもよい。

なお、本実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。

次に、実施例を例示して、本発明に係る缶識別システム、缶識別方法、及び、缶について説明する。

生産ライン上を図１に示す缶１について、缶同士が接している状態で単列で連続的に搬送し、図３、４に示す缶識別システムＳを用いて缶１の識別を実施した。なお、対象の缶１は、水洗後であって、水滴が僅かに缶体表面に残っている状態のものであった。
一部の缶１については、読取手段４で読取処理を実施する前の缶１にエアブローを実施せず、残りの缶１については、読取手段４で読取処理を実施する前の缶１にエアブローを実施した。
なお、読取手段４としては市販のコードリーダーを使用した。

表１の結果から、エアブローを実施しなくとも、誤識別率は十分に低減できているものの、エアブローを実施することによって、誤識別率を大幅に低減できることが確認できた。

１ 缶
２ ネック部
３ 識別コード
４ 読取手段
５ 識別手段
Ｓ 缶識別システム
Ａ 缶の中心軸（鉛直線）
Ｌ 光軸
θ 読取手段の光軸と読取対象である缶の中心軸とのなす角（°）
α 缶のネック部の傾斜角（°）

Claims (7)

1. 先端側に向かって縮径するネック部を備えるとともに前記ネック部に識別コードが設けられた円筒状の缶を識別する缶識別システムであって、
   缶のネック部の全領域を読取範囲とし前記ネック部に設けられた識別コードを読み取る読取手段と、
   前記読取手段によって読み取った識別コードに基づいて缶を識別する識別手段と、
   を備える缶識別システム。
2. 前記読取手段は、４台以上のコードリーダーからなり、
   前記４台以上のコードリーダーは、読取対象の缶を中心とした円周上に設置される請求項１に記載の缶識別システム。
3. 缶のネック部の傾斜角をα°とし、前記読取手段の光軸と読取対象の缶の中心軸とのなす角をθ°とした場合、α−１０≦θ≦α＋１０となるように前記読取手段が設置される請求項１又は請求項２に記載の缶識別システム。
4. 前記読取手段によって識別コードが読み取られる前の缶のネック部に対して、空気を吹きつける送風手段を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の缶識別システム。
5. 先端側に向かって縮径するネック部を備えるとともに前記ネック部に識別コードが設けられた円筒状の缶を識別する缶識別方法であって、
   缶のネック部の全領域を読取範囲とし前記ネック部に設けられた識別コードを読み取る読取工程と、
   前記読取工程によって読み取った識別コードに基づいて缶を識別する識別工程と、
   を備える缶識別方法。
6. 先端側に向かって縮径するように傾斜するネック部を備える円筒状の缶であって、
   前記ネック部に識別コードが設けられた缶。
7. 前記識別コードは、二次元コードであって、前記二次元コードの暗モジュールのＬ＊値をＸとし、前記二次元コードの明モジュールのＬ＊値をＹとした場合に、ＸとＹとの差が３５以上である請求項６に記載の缶。

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