JP4597682B2 - 表示検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器の底面等に表示された文字等の表示部を検査する表示検査装置に関する。

近年、ビンや缶等の容器に収容された食品や飲料等は、賞味期限等が容器の例えば底面等に捺印や印字等の手段で表示されており、消費者はその表示を確認することにより商品を安心して購入したり、賞味期限内に消費する際の目安としている。
一方食品や飲料等を収容する容器は、少品種多量生産されるのに対して、薬品や化粧品等を収容する容器は、比較的多品種少量生産される上、容器の種類もガラスビンやプラスチックボトル、エアゾール缶等の多種になり、その形状も多様となっている。
これら容器にも使用期限等が捺印や印字等の手段で表示されているが、容器の底面等に印字された表示部は、表示が正常になされているかを表示検査装置により検査している。

表示検査装置による検査方法としては、生産ラインに設置したラインＣＣＤやエリアＩＴＶカメラ等の撮像手段により表示部を直接撮像して得られた画像により表示部の正否を判定しているが、薬品や化粧品等の容器の場合、底面の形状が種々変わるため、安定的に均一な映像を得ることは困難である。
このため従来では容器が変わる毎に専用の照明手段で照明したり、複雑な調整手段を用いて表示部がより鮮明に撮像できるように対策している。
しかしこれら方法は、多品種少量生産する商品の場合、容器が変わる毎に照明を交換したり、複雑な調整をしなければならないため、これら作業に多くの手間と時間を必要として生産性を低下させる原因となっている。
例えば特許文献１で、凹曲面に表示された表示部でも常に均一な映像が得られるようにした表示部の検査装置が提案されている。

前記特許文献１に記載された検査装置は、缶底面等の凹曲面に表示された表示部を検査するに際して、凹曲面に対して光源部の直接光を当てることなく、光源部の光を凹曲面を覆う傘状反射部による間接反射光を介して照明すると共に、検査カメラの設置角度を、凹曲面への垂直線に対して僅かに傾斜して配置したもので、ストロボ照明等の特殊な装置を使用しなくとも、常に均一な映像を安定的に得ることができる等の効果を有している。
特開平１０−１８７９８９号公報

しかし前記特許文献１に記載された検査装置では、凹曲面に表示された表示部に対しては効果を有するが、薬品や化粧品等の容器のように、底面の形状が複雑な上表面が鏡面加工や艶消し加工が施されていたり、容器の材質が金属やプラスチックのように変わる場合、照明手段を調整したり、検査カメラの位置を調整する等の複雑な作業をしないと鮮明な映像が得られない。
このため多品種少量生産する商品の場合、容器が変わる毎に複雑な調整を繰り返す必要があるため、調整作業に多くの手間と時間を必要として、生産性を低下させる問題発生依然として解消されない。

本発明は係る問題を改善するためになされたもので、容器の大きさや表示面の形状、材質等が種々変わっても、表示面に表示された表示部が鮮明に撮像できる表示検査装置を提供することを目的とするものである。

本発明の表示検査装置は、搬送手段により連続的に搬送される容器の底面や上面に表示された表示部を検査する表示検査装置であって、検査位置にある容器の下方または上方に位置し、かつ容器の中心線に対し反射面が角度θ傾斜された第１反射板と、前記第１反射板の反射面に発光面が対向し、かつ発光面が容器の中心線とほぼ平行するよう設置された面光源と、反射面が第１反射板及び面光源の両側に位置するよう設置された第２反射板と、光軸が第１反射板の反射面とほぼ平行するように設置され、かつ表示部を撮像する撮像手段とから構成されたものである。

前記構成により、第１反射板の反射面から反射された光により容器の表示面がむらなくほぼ均一に照射されるため、容器の表示面のどの位置に表示部が表示されていても、表示部を撮像手段が鮮明に撮像することができ、これによって表示面の形状が複雑な上、表面が鏡面加工や艶消し加工が施されていたり、容器の材質が金属やプラスチックのように変わった場合でも、照明手段を調整したり、撮像手段の位置を調整する等の複雑な作業をせずに鮮明な映像が得られるため、検査精度の向上及び生産性の向上が図れるようになる。

本発明の表示検査装置は、第１反射板及び第２反射板の反射面を、表示部の色と反対色の色に着色したものである。

前記構成により、容器の底面が鏡面加工されていて、第１反射板の反射面が底面に写り込んだ状態で表示部が撮像手段に撮像されても、表示部と反射面は反対色となっているため表示部の解像度が損なわれることがなく、これによって精度の高い検査が可能になる。

本発明の表示検査装置は、容器の大きさや、表示部か表示された表示面の形状に応じて第１反射板及び面光源を移動調整する調整手段を設けたものである。

前記構成により、容器の直径や表示面の形状が変わっても、調整手段により簡単に第１反射板及び面光源を移動調整できるため、多品種少量生産される容器の検査にも容易に対応することができる。

本発明の表示検査装置は、撮像手段に、容器の大きさや表示部か表示された面の形状に応じて光軸の角度及び位置を調整する調整手段を設けたものである。

前記構成により、容器の大きさや表示部か表示された面の形状が種々変わっても、常に鮮明に表示部を撮像できるため、検査精度がさらに向上する。

本発明の表示検査装置によれば、容器の大きさや表示面の形状、材質等が種々変わっても、表示面に表示された表示部が鮮明に撮像できるため、精度の高い検査が可能になる。

本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１は表示検査装置の正面図、図２は同側面図、図３は検査位置付近の斜視図、図４は同断面図、図５は照明手段の分解斜視図、図６は検査時の作用説明図、図７は照明手段の変形例を示す分解斜視図である。

表示検査装置の本体１は、平面ほぼ正方形の基台２を有していて、基台２の底面には、基台２を水平位置に調整する複数の調整脚３と、基台２を床面に固定する複数の固定脚４が設けられている。
基台２の後部上面には、支柱５が立設されていて、支柱５の上部前面に角箱状のケース６が取り付けられており、ケース６の上面は、検査対象である容器１０を搬送する搬送手段７の搬送ライン７ａとほぼ同じ高さとなっている。
搬送手段７は、例えばベルトコンベアにより形成されていて、図２に示すように搬送方向Ａに並設された一対のグリップコンベア７ｂを有しており、これらグリップコンベア７ｂの間に容器１０が挟着された状態で搬送方向Ａへ連続的には搬送されるようになっていると共に、搬送状態にある容器１０の底面１０ａは、搬送ライン７ａとほぼ一致していて、ケース６の上面と近接した状態でケース６の上方に搬入されるようになっている。
ケース６内には、検査位置Ｂに達した容器１０の底面１０ａを下方から照明する照明手段８と、容器１０の底面１０ａに表示された表示部９を撮像する撮像手段１２が設けられている。

照明手段８は図２及び図３に示すように、反射手段１３と面光源１４とからなり、反射手段１３は、検査位置Ｂの直下に設けられた第１反射板１３ａと、その両側に設けられた第２反射板１３ｂとから構成されている。
第１反射板１３ａは、反射面１３ｃが垂線に対して角度θ傾斜されていて、検査位置Ｂにある容器１０の中心を通る中心線Ｏが反射面１３ｃの上下方向のほぼ中央に位置するように設置されている。
第１反射板１３ａの両側に設けられた２枚の第２反射板１３ｂは、ほぼ平行するように設けられていて、互いに対向する内面が反射面１３ｃとなっており、第１反射板１３ａの反対側となる開放端部間に平面光源１４が図５に示すように嵌着されている。
平面光源１４は、第１反射板１３ａの反射面１３ｃと対向する面がほぼ垂直な発光面１４ａとなっていて、発光面１４ａよりほぼ均一な光が反射面１３ｃに向けて照射されるようになっており、反射面１３ｃに達した光は、図６に示すように検査位置Ｂに達した容器１０の底面１０ａに反射されて、底面１０ａに表示された表示部９を下方より照明するようになっている。
第１反射板１３ａと第２反射板１３ｂの反射面１３ｃは、容器１０の底面に捺印やインクジェット等の印刷手段で印字された表示部９と反対色に着色されている。
例えば表示部９が黒のインキで表示されている場合は、反対色の白に着色されている。

また照明手段８の平面光源１４は、例えばフラッシュ発光するキセノンランプにより形成されていて、発光面１４ａに設けられた拡散板により均一な光が第１反射板１３ａの反射面１３ｃに向けて照射されるようになっており、検査位置Ｂの近傍に設置された検出手段１５からの検出信号により発光するようになっている。
すなわち検出手段１５は、図３に示すように表示検査装置を制御する制御手段１６に接続されていて、検出手段１５が検出した検出信号により制御手段１６より平面光源１４に発光信号が送られ、これによって平面光源１４がフラッシュ発光するようになっており、同時に撮像手段１２が撮像した映像を、撮像手段１２より映像信号として制御手段１６へ取り込むようになっている。
反射手段１３は、検査すべき容器１０の大きさ等に応じて中心線Ｏにずれが生じるのを修正できるように調整手段１７により搬送方向Ａと直行する方向へ水平移動できるようになっている。

調整手段１７は図１及び図３に示すように、両端側に軸受け１７ａを介してケース６に水平に支承されたボールねじよりなるねじ軸１７ｂと、ねじ軸１７ｂに螺合されたナット１７ｃとからなり、ナット１７ｃが反射手段１３の下部に連結されている。
ケース６の外側に突出されたねじ軸１７ｂの先端には、ハンドル１７ｄが取り付けられていて、ハンドル１７ｄによりねじ軸１７ｂを回転することにより、反射手段１３を水平方向へ移動調整できるようになっており、反射手段１３の移動位置は、反射手段１３に取り付けられた指針１８ａがスケール１８を指示するようになっている。
スケール１８は反射手段１３の近傍に設置されていて、ケース６の前面に開口された覗き窓６ａを介して外部から容易に見ることができるようになっており、覗き窓６ａにはアクリル板等の透明板６ｂが取り付けられている。

反射手段１３の下方に設置された撮像手段１２は、図４に示すように第１反射板１３ａと平行するよう光軸１２ａが垂線に対して角度θ傾斜されており、調整手段１９を介してケース６内に取り付けられている。
調整手段１９は、撮像手段１２を水平方向に移動調整するための水平方向の長孔１９ａが穿設された第１ブラケット１９ｂと、第１ブラケット１９ｂに下端側がピン１９ｃにより枢着された第２ブラケット１９ｄからなり、第２ブラケット１９ｄに撮像手段１２が取り付けられている。
第２ブラケット１９ｄには、ピン１９ｃを中心とする円弧状の長孔１９ｅが穿設されていて、この長孔１９ｅに挿入された固着具２０を緩めた状態で、ピン１９ｃを中心に第２ブラケット１９ｄを回動することにより撮像手段１２の光軸１２ａの角度調整が行えるようになっている。

次に前記構成された表示検査装置の作用を説明する。
底面１０ａに表示された表示部９を検査する容器１０が例えばスプレー缶の場合は、図６に示すように縦長な円筒状で、かつ底面１０ａが凹球面となっており、底面１０ａの表面は鏡面加工されている場合が多い。
検査すべき容器９は、図３に示すように搬送手段７のグリップベルト７ａに挟着された状態で連続的に搬送方向Ａへと搬送され、ケース６上面の検査位置Ｂに達する。
容器１０が検査位置Ｂに達したのを検出手段１５が検出すると、検出手段１５より制御手段１６へ検出信号が送られるため、制御手段１６は平面光源１４の照明電源１９へ発光指令信号をと送り、これによって平面光源１４がフラッシュ発光される。
平面光源１４の発光面１４ａより照射された光は、第１反射板１３ａの反射面１３ｃに反射されて一部は検査位置Ｂにある容器１０の底面１０ａに達し、残りは第２反射板１３ｂの反射面１３ｃに反射されて拡散乱射を繰り返すため、平面光源１４より照射された光のほとんどは容器１０の下方に位置する照明手段８の上面開口部に達する。
これによって容器１０の底面１０ａが明るく照明されると同時に、発光に同期して撮像手段１２が撮像した映像を制御手段１６が映像信号として取り込む。

また凹曲面に形成された容器１０の底面１０ａには、図６に示すように第１反射板１３ａの反射面１３ｃから反射された光がほぼ均一に照射されるため、凹曲面のどの位置に表示部９が表示されていても、表示部９を撮像手段１２が鮮明に撮像することができると共に、底面１０ａが鏡面となっていて、第１反射板１３ａの反射面１３ｃが底面１０ａに写り込んだ状態で表示部９の映像が撮像手段１２に達しても、表示部９と反射面１３ｃは反対色となっているため、表示部９の解像度が損なわれることがない。

撮像手段１２から制御手段１６に取り込まれた映像信号は、制御手段１６により画像処理された上、表示部９の識別処理が行われているかが判断され、良否がモニタ等の表示手段（図示せず）に表示されると同時に、表示不良と判定された容器１０は、図示しない排出手段によりライン外へと排出される。
以下前記動作を繰り返して、容器１０の底面１０ａに表示された表示部９の検査を連続的に行うもので、表示検査装置により検査可能な表示は、賞味期限や消費期限等を表示する数字や記号は勿論、絵や図案、バーコード、３次元バーコード等であっても高精度で検査が可能となり、容器１０の底面１０ａが艶消し加工されていても何ら問題なく検査できるようになる。

一方検査すべき容器１０の直径が変ったため、表示部９と撮像手段１２の光軸１２ａがずれた場合は、撮像手段１２を支持している調整手段１９の第１ブラケット１９を固定している固着具２０を緩めて第１ブラケット１９ｂを水平方向へ移動し、検査位置Ｂにある容器１０中心に撮像手段１２の光軸１２ａが一致するよう調整し、同時に調整手段１７のねじ軸１７ｂに取り付けられたハンドル１７ｄを回転して照明手段８も水平方向へ移動し、容器１０の底面１０ａが最も効率よく照明できる位置へ照明手段８を移動調整する。
また容器１０の底面１０ａの形状が変ったために、底面１０ａに表示されている表示部９が撮像手段１２により鮮明に撮像できない場合は、調整手段１９の第２ブラケット１９ｄを固定している固着具２０を緩めて、ピン１９ｃを中心に第２ブラケット１９ｄを回動し、表示部９が鮮明に撮像できるように撮像手段１２の光軸角度θを調整する。
これら調整により、容器１０の直径や底面１０ａの形状が変わっても、常に鮮明に表示部９を撮像できるため、検査精度の向上が図れるようになる。

なお第１反射板１３ａの傾斜角θ及び撮像手段１２の光軸傾斜角度θは、撮像手段１２が撮像した映像の歪みを極力少なくするため２０°±５°の範囲が望ましい。
また反射手段１３の第２反射板１３ｂの開放端部に平面光源１４を設けて照明手段８を構成したが、図７に示す変形例のように第１、第２反射板１３ａ、１３ｂを枠状に形成して、この枠の上方より第１反射板１３ａの反射面１３ｃと発光面１４ａが対向するよう平面光源１４を挿入することにより、照明手段８を構成してもよい。

一方図８は、容器１０が缶のように上面に表示部９が表示されている場合の実施の形態を示すもので、この場合、照明手段８の上方に撮像手段１２を設置すればよい。
また缶等の容器１０は、種類が変わると高さも変わることがあるため、照明手段８及び撮像手段１２に高さ調整手段を設けて、容器１０の高さが変わっても、表示部９から照明手段８及び撮像手段１２迄の距離が一定となるように調整することにより、容器１０の底面１０ａに表示部９が設けられたものと同様に、鮮明な映像が得られるようになる。

本発明の実施の形態になる表示検査装置の一部破断正面図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置の側面図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置の要部を示す構成図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置の要部を示す断面図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置に設けられた照明手段の分解斜視図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置の作用説明図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置に設けられた照明手段の変形例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態になる表示検査装置の変形例を示す断面図である。

符号の説明

７ 搬送手段
９ 表示部
１０ 容器
１０ａ 底面
１２ 撮像手段
１２ａ 光軸
１３ａ 第１反射板
１３ｂ 第２反射板
１３ｃ 反射面
１４ 面光源
１４ａ 発光面
１７ 調整手段
１９ 調整手段
Ｏ 容器の中心線

Claims (4)

1. 搬送手段により連続的に搬送されてくる容器に設けられている表示部を検査するために、前記表示部を照明する照明手段、及び前記照明手段で照明された前記表示部を撮像する撮像手段を備えた表示検査装置において、
   前記照明手段は、照明光を照射する発光面が前記容器の中心線に対して平行となるように配置された面光源を備えるとともに、前記面光源からの照明光を反射して前記表示部に照射する反射面が前記容器の中心線に対し角度θで傾斜するように、検査位置にある前記容器の下方または上方に配置された反射板を備え、前記撮像手段は、光軸が前記反射板の前記反射面と平行となる向きに傾斜するように配置されていることを特徴とする表示検査装置。
2. 前記反射板で反射された照明光を反射する反射面が前記反射板の反射面に直交するように配置された第２反射板をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示検査装置。
3. 前記反射板の反射面を前記表示部の色の反対色に着色したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示検査装置。
4. 前記反射板と前記面光源を前記容器の搬送方向と直交する方向での水平方向について位置調整するための調整手段、又は前記撮像手段の水平方向での位置調整と前記撮像手段の光軸の角度調整のための調整手段のいずれか１つ又は両方が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の表示検査装置。

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