JPH0954047A - 瓶検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液充填瓶の中身を高速でしかも確実に検査す
る方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 瓶８を、その瓶の軸線の回りに回転さ
せ、回転中における前記瓶に光源１１からの光を照射
し、前記光照射された瓶を、その瓶の全長に渡って前記
軸線と交差する視線において撮影するためのカラー・ラ
インセンサ・カメラ１０ａ〜１０ｎを用い、前記瓶の実
質的全長に渡る撮像走査を多数回実行することにより、
各走査線ごとに配列された多数の画素に対応する画像信
号を発生してアドレス指定し、前記アドレスごとの画像
信号の内、前記液体及び瓶材料によるバックグラウンド
画像信号の大きさとは異なるものの集まりとして、色回
路ごとに特徴的パターンを認識し、前記認識された各特
徴的パターンの、色回路ごとの画像信号の大きさを分
析、比較及び合成することにより、それらのパターンが
表す異物を特定し、最終的な瓶詰品の合否を判定するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は飲料その他の液体を
充填した透明瓶、特にその充填液中の異物を検出するに
適した方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、充填容器中の異物は、主として容
器輸送ラインにおいて目視検査していたが、近年は撮像
カメラと画像処理装置を使用した検査方法が開発されて
いる。そのような撮像及び画像処理による検査を実施す
るにあたっては、瓶の底面に沈んだ異物を液中に浮上さ
せて観察するため、大部分の方式は瓶を直立状態で急回
転及び急停止（又は逆回転）させ、瓶底部と側面を除く
充填液相の主要部を瓶側方よりモノクロマチック・エリ
アセンサにより観察するものであった。また、異物を液
中に浮上させるためにはこのような回転法でなく超音波
を与える方式もある。

【０００３】なお、主として瓶への液充填の前に、その
底面に水分やその他の異物がないかを測定する装置があ
るが、この装置は水分等の存否による波長選択透過性の
変化をみるものであり、液充填後の瓶液相中の異物検出
に用いるには無理がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような充填容器
検査方法の主流をなす瓶回転−エリアセンサ検出法の欠
点としては、撮像装置のエレメントであるエリア・イ
メージセンサは通常５１２×５１２画素であり、分解能
との関係において対象撮像面積に応じた数の多数のセン
サが必要である。（ある物に対する十分な分解能とは、
その物のサイズに等しい分解能の３倍とされ、例えば、
太さ６０〜１２０μｍの毛髪を検出するに十分な分解能
は６０÷３＝２０μｍとなるが、これを現実に２８．５
μｍ程度の分解能まで下げた場合でも、直径１０５ｍ
ｍ、高さ４００ｍｍ、１．８ｌの瓶をカバーするには直
径方向で８台、高さ方向で２８台ものエリアセンサが必
要である。一方、ラインセンサ（実質１０２４画素）で
は１４台のセンサで済む。）また、エリアセンサによ
りカバーした範囲であっても液面やガラス瓶材料を縦断
する瓶側部及び底部等はノイズの発生や感度低下等によ
り検出できないため、充填液相の主要部として検出しう
る領域が限定される。（異物を検査領域にもたらすため
に瓶を高速回転させる必要があるが、逆に高速回転によ
る遠心力のため、軽い異物は瓶周辺に位置し、ガラス等
の重い異物はなお沈んでいることも多い。）異物等は
単色イメージとして検出されるため、色分析を行えば判
明するであろう疑似異物の特徴（例えば、泡や瓶疵によ
るイメージ）又は種類等の分別ができない、エリアセ
ンサでは、検査速度を早くすると、それに比例して検査
範囲が広くなり、分解能が低下する。（一般に、１秒間
に３０枚の画像を撮像できるが、検査速度により撮像範
囲が変化する。これを解決するためには、シャッター速
度（最高１０００分の１程度）を早める必要があるが、
この場合必要な光量が得られない欠点がある。）これに
対して、ラインセンサでは、検査速度を速くした場合、
走査周期を速くすることで分解能を変えることなく高速
検査できる、こと等が挙げられる。

【０００５】発明者らは典型的な瓶高速回転−エリアセ
ンサ検出法の効果を確認するため、次のような実験を行
った。実験１ 焼酎を充填した２００ｍｌ瓶を、急速回転（正転）５５
０ｒｐｍ／１秒→急停止／１秒→逆回転２５０ｒｐｍ／
０．３秒により回転操作し、６台のモノクロ・エリアセ
ンサで瓶底と観測位置において左右両側となる部分、及
び液面付近を除く主要領域を透過光及び反射光により測
定する実験を各１０回行った結果、混入しておいた各異
物の検出率は次の通りであった。 異物の種類 無彩色の糸(80mm) 頭髪(30mm) キャッフ゜の極細白切片 検出率 約１００％ 約１００％ ４０〜６０％ ＊液相中でも主要領域をずれると検出できない。実験２ 透明な焼酎を充填した７２０ｍｌ角瓶を急速回転（正
転）７００〜９００ｒｐｍ／１秒→急停止／１秒→逆回
転２００〜４００ｒｐｍ／０．３秒により回転操作し、
３台のモノクロ・エリアセンサで瓶底と観測位置におい
て左右両側となる部分、及び液面付近を除く主要領域を
透過光及び反射光により測定する実験を１０回行った結
果、混入しておいた各異物の検出率は次の通りであっ
た。 １．高速正転９００ｒｐｍ／停止／逆転３００ｒｐｍの
場合 ２．上記１より遅い回転の場合 異物(カ゛ラス) A. 9×6 ×1.5 mm B. 3×2 ×1mm C. 1.5×1.5 ×0.8mm １．検出率 ９０％以上 ９０％以上 ９０％以上 ２．検出率 ９５％以上 ６０〜９０％ ６０〜９０％実験３ 透明な焼酎を充填した６００ｍｌ無色透明の丸瓶を急速
回転（正転）６００〜９００ｒｐｍ／１秒→急停止／１
秒→逆回転２００〜４００ｒｐｍ／０．３秒により回転
操作し、１台のモノクロ・エリアセンサで瓶底と観測位
置において左右両側となる部分、及び液面付近を除く主
要領域を透過光及び反射光により測定する実験を１０回
行った結果、混入しておいた異物（頭髪：0.15〜0.2 ×
25mm) の検出率は、 １．最高速（正転９００ｒｐｍ、逆回転４００ｒｐｍ）
で７０％、 ２．それ以下の速度では、低速化に対応して７０％より
低くなる。実験４ 実験１と同一条件において１８０ｍｌカップ中の液にキ
ャップシール・パッキンを浮遊させて実験した。しかし
ながら液面を側方から水平に観察しても、浮遊異物等は
液面イメージに妨害されて測定不可能であった。

【０００６】本発明は、上記のような従来の瓶高速回転
─エリアセンサ検出法による欠点を解消するため、異
物として検出する最小サイズに対し３倍の分解能で検出
すること（前述した頭髪６０〜１２０μｍに対する２０
μｍ）、瓶中で見えないところがないようにするこ
と、ガラス片及び金属片、毛髪等の異物と、泡及び瓶
疵とを区別しうること、異物を効果的に浮かせること
を目的として、次のような方法に到達したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の方法
は、液体を充填した実質上透明な瓶を、その瓶の軸線の
回りに回転させ、回転中における前記瓶の外側から光を
照射し、前記光照射された瓶を、その瓶の全長に渡って
前記軸線と交差する視線において撮影するためのカラー
・ラインセンサ・カメラを用い、前記瓶の実質的全長に
渡る撮像走査を多数回実行することにより、各走査線ご
とに配列された多数の画素に対応する画像信号を発生し
てアドレス指定し、前記カラー・ラインセンサ・カメラ
による前記アドレスごとの画像信号の内、前記液体及び
瓶材料によるバックグラウンド画像信号の大きさとは異
なるものの集まりとして形状認識するとともに、色回路
ごとの情報から色度、色比率などを評価した特徴的パタ
ーンを認識し、前記認識された各特徴的パターンの、色
回路ごとの画像信号の大きさを分析、比較及び合成する
ことにより、それらのパターンが液体中の異物である
か、瓶の疵もしくは異常、又は泡であるか等の別、及び
それらの程度による最終的な瓶詰の合否を判定する、こ
とを特徴とするものである。

【０００８】上記の構成によれば、自身の軸線の回りに
回転（高速回転ではない）する瓶の中身は適当に攪拌さ
れてその比重に応じて浮遊しつつ、その攪拌流（瓶より
遅い渦流又は層回転流）に乗って一般的には瓶軸線の回
りを周回する。一方、瓶正面から瓶軸と交差する視線に
より瓶背面までを透視しようとするカラー・ラインセン
サ・カメラはその攪拌流の１回転の間に、周回中の異物
を瓶軸の正面に来たときと、瓶軸の背後に来たときの２
回観察するため、その異物が液面に完全に浮上している
場合と、底面に完全に付着している場合のような感度低
下時を除き、異物を精度よく検出することができる。こ
の場合、センサの視線はガラス等の瓶材料面を法線に沿
って直角に貫通するのでその背後における液相中の異物
を透視しやすいため、効果的に観察することができる。

【０００９】前記の方法において、液体を充填した瓶は
直立のまま、または傾斜させた状態でもよいが、例えば
横倒しにし、その瓶を水平な軸線の回りに回転させてラ
イン・センサ走査を行うならば、液中の異物は液よりも
比重の大きいもの、小さいもの共に瓶の内側面に引きず
られて周回し、直立状態のまま回転する際のように底面
に停滞したり、完全に液面に浮上したりして検出漏れが
生ずるようなことはほとんどない。

【００１０】典型的なカラー・ラインセンサ・カメラは
２６個の無効画素を含めて１０５０画素であり、前述の
直径１０５ｍｍ、高さ４００ｍｍ瓶を、毛髪を検出する
に十分な分解能２０μｍとしても、２０台あればその全
長をカバーすることが可能であり、泡、疵等見かけ上の
異常を含む異物の種類の特定も、色回路ごとに異なる背
景レベルからの検出光量の変化を分析することにより容
易に行うことができる。

【００１１】本発明の方法を実施するための装置は、液
体を充填した瓶を受け入れて検査位置に安定させ、同位
置においてその瓶の軸線の回りに回転させるとともに、
所定回の回転後において排出位置に移動させる機構と、
回転中における前記瓶の外側から光を照射する光源と、
その瓶の全長に渡って前記軸線と交差する視線において
前記光照射された瓶を撮影するラインセンサであって、
前記瓶の実質的全長に渡る撮像走査を多数回実行するこ
とにより、各走査線ごとに配列された多数の画素に対応
する画像信号を発生してアドレス指定するためのカラー
・ラインセンサ・カメラを備えた検査ステーションと、
前記検査ステーションに、前記液体を充填した多数の瓶
を各撮影所要時間が経過するたびに順次一個ずつ搬入す
るための搬入コンベアと、前記検査ステーションから、
前記撮影所要時間が経過するたびに検査済の前記瓶を搬
出するための搬出コンベアと、前記カラー・ラインセン
サ・カメラによる前記アドレスごとの画像信号の内、前
記液体及び瓶材料によるバックグラウンド画像の大きさ
とは異なるものの集まりとして形状認識するとともに、
色回路ごとの情報から色度、色比率などを評価した特徴
的パターンを認識し、前記認識された各特徴的パターン
の、色回路ごとの画像信号の大きさを分析、比較及び合
成することにより、それらのパターンが液体中の異物で
あるか、瓶の疵もしくは異常、又は泡であるかの別、及
びそれらの程度による最終的な瓶詰の合否を判定するた
めの信号処理及び制御回路、並びに前記瓶詰が不合格で
あると判定された瓶を、前記搬出コンベアに移す前又は
その搬出コンベアの終端より分岐した不良瓶回収ライン
に送りだすためのリジェクタ機構、を備えたことを特徴
とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。

【００１３】

【実施例１】図１及び図２は、本発明の第１の実施例に
おける瓶の中身（充填液）検査装置を示す平面図及び正
面図である。この実施例の装置は、装置台１上において
実質的に形成されたもので、２は図の左端における導入
用平コンベア、３は導入用平コンベア２上に直立載置さ
れ、導入された充填済容器を検査ステーション４まで搬
入するためのスクリューフィード・コンベアであり、そ
の搬送中においてスクリュー溝により案内する容器を直
立状態から徐々に傾けて水平状に横倒しするものであ
る。５は、スクリューフィード・コンベア３と共同して
瓶底を持ち上げる方向にねじられた板からなる水平用底
上げ器であり、６はそれに対応して瓶頭を抑制するよう
にねじられた板からなる水平用頭受け器である。スクリ
ューフィード・コンベア３の終端には、スクリュー駆動
用モータ７が設けられている。スクリューフィード・コ
ンベア３から送られてきた瓶８（図２）の中身を検査す
るための検査ステーション４はフレーム９内において構
成され、その上部には検査位置に達した瓶８の上方から
瓶軸と交差する方向に、この瓶を透視するための撮像用
カラー・ラインセンサ・カメラ１０ａ〜１０ｎが設けら
れている。カメラ１０ａから１０ｇまでは、瓶８の真上
よりやや図の左側からこの瓶８を監視し、カメラ１０ｈ
から１０ｎまでは真上よりやや右側から監視することに
より、瓶８の全長を１４区分した各範囲を分担撮影する
ものである。この場合、１０ａは瓶底用、１０ｎは瓶頭
用のカメラであり、その間に配置された１０ｂ〜１０ｇ
と１０ｈ〜１０ｍが実質的な瓶８の中身を観察するもの
である。カメラ１０ａ〜１０ｎは光学的には瓶８を透過
した光強度を検出するものであり、したがって、そのた
めの光源１１が検査位置の瓶８の真下に配置される。検
査位置において瓶８はレバー１２ａ、１２ｂ及びそれら
レバーの先端に取り付けられた支持ローラ１３ａ、１３
ｂからなる瓶受け・送り制御機構１４により支持・回転
駆動及び排出駆動されるものである。すなわち瓶８は実
線で示す検査位置においてローラ１３ａ及び１３ｂの少
なくとも一方により回転駆動され、その間（例えば１．
７回転）、カメラ１０ａ〜１０ｎは少なくとも１回転は
するであろう瓶の中身を撮影し、前述した通り、異物等
による透過光の減衰をその１回転中において横軸の周り
の回転流の上部又は下部に達した状態において検出する
ものである。

【００１４】このようにして撮影検査された瓶８は、瓶
受け・送り制御機構１４により、図の二点鎖線で示す位
置を経て右側の搬出用スクリューフィード・コンベア１
５に供給される。このスクリューフィード・コンベア１
５は前述した搬入用のスクリューフィード・コンベア３
と左右対称の構成になっており、水平状態で受け入れた
瓶８をその搬出過程において徐々に直立状態に戻し、終
端に設けられた送り出し用平コンベア１６に直立状態で
搬出するものである。スクリューフィード・コンベア１
５の上下には、同じくねじり板からなり瓶底下ろし受け
器１７及び頭上げ器１８が設けられている。送り出し用
平コンベア１６の始端部にはその一方の側に異物の混
入、すなわち「不良」と判定された瓶を他方の側におけ
る不良品回収コンベア１９に送り出すためのリジェクタ
２０が設けられている。

【００１５】検査ステーション４の下方には、モニタス
クリーン２１及び制御盤２２を備えた制御コンソール２
３が設けられている。

【００１６】上述した実施例１の構成において、例え
ば、外径１０５ｍｍ、高さ４００ｍｍの瓶８は、瓶間隔
（芯−芯間）２１０ｍｍ、搬送速度２１０ｍｍ×３．３
本／秒（６３９ｍｍ／秒）によりスクリューフィード・
コンベア３で直立状態から水平に倒されて、検査ステ−
ションの撮像位置にもたらされ、そこで０．２秒間だけ
１．７回転（８．５回転／秒）させ、その間においてカ
ラー・ラインセンサ・カメラ１０ａ〜１０ｎにより撮像
される。この撮像周期は８２５０Ｈｚ、したがって、
０．２秒の回転中において１６５０回であり、実質上瓶
８内の液相の全部分が完全に撮像される。搬出用スクリ
ューフィード・コンベア１５は、検査後の瓶８を、例え
ば６３９ｍｍ／秒の速度で１秒間かけて垂直にし、送り
出し用平コンベア１６にもたらす。この位置において検
査結果が「不良」であった瓶は、リジェクタ２０により
不良品回収用コンベア１９上に押し出される。撮像用光
源１１としては、高周波点灯の蛍光灯が用いられる。

【００１７】撮像装置の動作定格は次の通りである。 センサの分解能：Ｈ方向０．０３ｍｍ：Ｖ方向０．０８
ｍｍ 走査周期：８．２５ＫＨｚ 画素クロック：約９ＭＨｚ

【００１８】上記の態様において取り出された画像信号
を処理するための信号処理及び演算制御回路は、図３に
示すようなブロック構成を備えている。図３において１
１ａ、１１ｂは図２に示した光源１１を構成する２本の
蛍光灯であり、３０はそれらの蛍光灯を高周波駆動する
ための電源である。画像処理回路はラインセンサ・カメ
ラ１０ｂ〜１０ｍからなる液相検出部と液面用ラインセ
ンサ・カメラ１０ａ及び瓶底用ラインセンサ・カメラ１
０ｎからの画像信号をそれぞれ処理するための回路に区
分される。各センサカメラからの画像出力はいずれも
赤、緑、青の各色の階調を調整するための自動白補正ユ
ニット３１を経て校正されてから増幅ユニット３２に供
給され、液相検出画像についてはＡ／Ｄ変換器３３、デ
ジタル特徴抽出回路３４を経てパターン認識回路３５に
供給されるデジタル処理ラインと、アナログ特徴抽出回
路３６を経て検出ユニット３７に至るアナログ処理ライ
ンが併設され、検出ユニット３７はアナログ抽出回路３
６及びデジタルパターン認識回路３５からの出力を受け
て二値化判定し、良品データを消すものである。液面検
出ライン及び瓶底検出ラインにおいてはそれぞれ１ライ
ンのみにより瓶体に関して傾斜させた透過撮像を行うの
で光量が不足する（暗くなる）ため、厳密な検討を行う
アナログ処理のみを行うようにしてある。そのため、各
ラインの増幅ユニット３２の出力はアナログ特徴抽出回
路３６′及び３６″に供給された上、パターン認識回路
３５′及び３５″に送られ、さらに検出ユニット３７′
及び３７″より良否判定される。総合判定ユニット３８
はこれらの検出ユニット３７（１２個）、３７′及び３
７″の各検出出力を総合判定して不良品リジェクタ３９
を駆動するものである。

【００１９】なお、ラインセンサ・カメラ１０ａ〜１０
ｎ及び自動白補正ユニット３１はドライブユニット４０
によりタイミング駆動され、増幅ユニット３２はドライ
ブユニット４０に接続された検査ゲート発生ユニット４
１により、検査の開始及び終了に関してゲート制御され
るようになっている。４２はその検査ゲート発生ユニッ
ト４１を瓶が来た時に駆動するための光電センサと瓶の
スピードを補正するためのエンコーダである。

【００２０】上記の信号処理及び演算制御回路において
デジタル特徴抽出回路３４は各アドレスごとの輝度、色
比率等を抽出し、パターン認識回路は特徴を表す画像信
号を記憶するものである。アナログ特徴抽出回路３６、
３６′及び３６″は色比率分析だけでなく、映像波形分
析及び周波数分析を行うことによりデジタルよりも詳細
に分析するものであり、毛髪などはこのアナログ特徴抽
出でないと検出できない。したがって、検出ユニット３
７、３７′及び３７″はアナログ特徴抽出データの中か
らパターン認識されたものを二値化判定し、判定結果が
「良品」である場合にはそのデータを消す。総合判定ユ
ニット３８はモニタ切替えユニット４３にも接続され、
このモニタ切替えユニット４３は検査結果そのものの表
示か、又は検査画像を表示するかを選択するものであ
り、検査画像は増幅ユニット３２からの出力を受け取る
フレームメモリー４４に記憶され、モニタ切替えユニッ
ト４３の選択によりモニタ表示装置４５に供給され、表
示される。

【００２１】検証例１ 上記の実施例（図１及び図２）に示す装置及び上記の信
号処理及び演算制御回路を用いた瓶検査において、典型
的な１０５ｍｍφ×４００ｍｍ瓶に種々の異物を混入
し、それぞれ１０回測定した結果次のような成績が得ら
れた。 異 物 色 彩 サ イ ズ 検出可否 繊維状（極小） 白 ＜１ｍｍ ＯＫ 異 物（極小） 黒 ＯＫ 線 状（小） 黒 ０．５×２ｍｍ ＯＫ 異 物（中） 黒 １×１ｍｍ ＯＫ 綿毛状（大） 白 １×１．５ｍｍ ＯＫ 異 物（中） 白 ３×２ｍｍ ＯＫ 虫 黒 ２×２ｍｍ ＯＫ ラベル貼り跡（糊） ＯＫ 針 金 ０．５×１ｍｍ ＯＫ 石 １×１ｍ ＯＫ

【００２２】

【実施例２】図４及び図５は、本発明の第２の実施例を
示す部分平面図及び部分正面図であり、この実施例にお
いても導入用平コンベア５０、スクリューフィード・コ
ンベア５１を用いるが、スクリューフィード・コンベア
５１は瓶８を直立させたまま単に定間隔、定速度で検査
ステーション５２に供給するためのタイミングをとるも
のであり、そのため、このスクリューフィード・コンベ
ア５１の前半行程に対応して瓶８を共同で案内する直立
側板５３が用いられる。導入用平コンベア５０は瓶８の
底面の両側のみを支える一対の平行ベルト５０ａ、５０
ｂからなり、瓶８の底面は検査ステーション５２におい
てこれらの平行ベルト５０ａ、５０ｂ間に位置する底ベ
ースアダプタ５４に回転可能に支持する。底ベースアダ
プタ５４は複数個を無端状に配列し旋回させて、アダプ
タコンベア５５に装備されたものであり、各底ベースア
ダプタ５４はスクリューフィード・コンベア５１の中間
部あたりから徐々に瓶８の底面に接近し、検査ステーシ
ョン５２において完全にそれらの底面に接触して支持す
ると共に、検査ステーション５２を過ぎてから下降し、
瓶８が再び平コンベア５０にのみ支持されるようにす
る。平コンベア５０の上方には、下部アダプタコンベア
に対応して上部アダプタコンベア５６が設けられてい
る。この上部アダプタ５６は瓶８のキャップ部を回転可
能に保持するための多数のキャップアダプタ５７を保持
している。これらのキャップアダプタ５７はコンベア５
６のベルト本体より外向きに突出する本体部と、その本
体部の底面より突設されたロッド部５８を有し、常時は
そのロッド部５８がベルト５６を貫通して裏側に深く突
入した位置に維持されるように弾性支持されており、そ
のロッド５８の先端が検査ステーション５２の手前から
下降傾斜したガイド板５９によりコンベアの進行に伴っ
て下向に押動され、キャップアダプタ５７の本体が検査
ステーション５２の領域において、瓶８のキャップ部に
当接し、完全にその周囲を覆うまで下降するようになっ
ている。

【００２３】上記の実施例においても、例えば、１．８
ｌ瓶（高さ４００ｍｍ、外径１０５ｍｍ）を前述した瓶
間隔２１０ｍｍにおいて搬送速度２１０×３．３本／秒
＝６９３ｍｍ／秒で搬送し、検査ステーションにおいて
は底ベースアダプタ５４及びキャップアダプタ５７がそ
の速度において搬送されてきた瓶８の側面を、検査位置
において配設された瓶回転用ベルト６０により実施例１
と同様の速度（１．７回転／０．２秒）で回転駆動す
る。この０．２秒間、瓶８は上部及び下部アダプタコン
ベア５５及び５６により送りを停止され、実施例１と同
様に静止した光源及びカラー・ラインセンサ・カメラに
より撮像されることもできるが、場合によっては瓶８を
平コンベア５０による送り速度で搬送しながら瓶８を回
転駆動し、検査ステーション５２においては瓶回転用ベ
ルト６０により同時にその軸線の周りに回転させ、動態
的に撮像処理することもできる。この装置の最大処理能
力は３００本／分であり、図示しないが不良品は不良品
搬出コンベアにより排出され、良品は直進させられる。

【００２４】この場合も同様に、瓶胴部用に１２台のカ
ラー・ラインセンサ・カメラ（各１０２４画素）を使用
し、液面用として１台、瓶底部用として１台の計１４台
が使用され、光源としては同じく高周波点灯の蛍光灯が
透過用光源として用いられる。

【００２５】カラー・ラインセンサの分解能その他の条
件は、例えば次の通りである。 センサの分解能：Ｈ方向０．０３ｍｍ：Ｖ方向 瓶送り
時０．０８ｍｍ 瓶停止時（円周上）０．３４ｍｍ 走査周期：８．２５ＫＨｚ 画素クロック：約９ＭＨｚ この装置を用いることによっても、実施例１と同様の検
査結果を得ることができた。

【００２６】図６及び図７は、図４及び図５に示した第
２の実施例をより具体化した実施例であり、導入用平ベ
ルトとしてはスクリューフィード側のもの５０Ａ、及
び、これに並設された入口側のもの５０Ｂからなり、入
口側コンベア５０Ｂに乗せられた瓶は、ガイド板６１、
６２によりスクリューフィード・コンベア５１′に導か
れ、さらに、検査ステーション５２′に供給される。６
０′は第１の実施例におけるベルト６０と同様な瓶回転
駆動用コンベアであり、光源６３とカラー・ラインセン
サ・カメラの底面及び液面用セット６４は、その回転駆
動用コンベア６０′の下流側において瓶８の両側に位置
し、ベルト６０′による回転駆動の惰力で回転する瓶８
を検査するように設けられている。さらに、その下流側
には胴体照明用光源６５及び胴体撮影用カラー・ライン
センサ（１２台）のセット６６が配置され、さらにその
下流側には入口側の平コンベアセット５０Ａ、５０Ｂ
と、同様の平コンベアセット６７Ａ、６７Ｂが設けら
れ、同じく、案内板６８、６９によりコンベア６７Ａか
らコンベア６７Ｂへ進路変更できるようになっている。

【００２７】検証例２ 実施例１の装置を用いて２００ｍｌペットボトル中の異
物検査を行った。 ボトルサイズ：高さ１１４．５ｍｍ、直径５４ｍｍの丸
断面 搬送速度：瓶間隔３０ｍｍで２００本／分、線速度で２
８３ｍｍ／秒 センサ分解能：０．０３ｍｍ×０．０３ｍｍ センサ必要台数：４台 走査周期：９．９ＫＨｚ 画素クロック：１０．４ＭＨｚ

【００２８】検査結果は次の通りである。 異 物 色 彩 サイズ 結 果 浮遊性水あか 白 １mm×１mm ＯＫ 液中のペレット片、粒状 白 １mm未満×１mm ＯＫ 液中のパッキン片 黒 １mm以上×１mm ＯＫ 液中のパッキン片 黒 １mm未満×１mm ＯＫ 液中の毛髪 黒 径0.06mm×１0mm ＯＫ （液面浮上異物：実験４と同様のサンプル） キャップシール・パッキン片 白 ３×３mm ＯＫ キャップシール・パッキン片 白 ５×５mm ＯＫ キャップシール・パッキン片 黒 ５×５mm ＯＫ

【００２９】このように、本発明の装置では液中の微細
な異物の検出が容易であり、また、従来では検出できな
かった完全浮上異物の検査も可能になった。

【００３０】検証例３ 同じく実施例１の装置を使用し、７２０ｍｌガラス瓶中
の異物を検査した。

【００３１】７２０ｍｌ瓶の大きさ：高さ１８４ｍｍ，
直径８０．２ｍｍ 搬送速度：瓶間隔３０ｍｍで３８０本／分、線速度で６
９８ｍｍ／秒 センサ分解能：０．０３ｍｍ×０．０３ｍｍ センサ必要台数：７台 走査周期：２３．２ＫＨｚ 画素クロック：２４．４ＭＨｚ

【００３２】この実験の結果、１．５×１×０．５ｍｍ
のガラス片が１００％（１０回とも）検出できた。

【００３３】図８は、第１の実施例と同様、直立状態で
搬入された瓶を徐々に横倒しにして検査ステーションに
もたらし、検査後、直立状態に復元して搬出するように
した別の実施例を示すものである。この装置において
は、スクリューフィード・コンベアの代わりに検査ステ
ーション７０を挟んで各一対の平行ねじりベルトコンベ
ア７１及び７２が用いられる。平行ねじりベルトコンベ
ア７１に瓶８を導入するためには、平コンベア７３が用
いられ、一対の搬出側平行ねじりベルトコンベア７２の
下流側には、搬出用平ベルトコンベア７４が配置され、
検査ステーション７０に隣接して不良品排出シュート７
５が配置されると共に、そのシュート７５の上端に不良
瓶落とし板７６が配置され、この板７６がシュート７５
と一直線状に傾いたとき、瓶８が滑り落ちるようになっ
ている。７７は検査ステーションのフレーム、７８はデ
ィスプレー及び制御パネルを装備したコンソールであ
り、これらの構成において図１及び図２に示した実施例
１と同様の瓶自動検査を行うことができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の方法及び装置は、カラー・ライ
ンセンサを用いることにより、単色測定ではできなかっ
た異物及び泡や瓶キズ等、疑似異物の種類の識別を行う
ことができた。異物として認識する項目は次の通りであ
る。 １．瓶表面（良品のもの、但し基準又はバックグラウン
ド値として用いられる。） ２．泡 ３．瓶キズ ４．毛髪 ５．異物（水垢） ６．ガラス（一升瓶のかけら） ７．ハンダ

【００３５】各色の測定値を２５６階調に区分して得た
結果は次の通りである。 項 目 不良箇所の色データ平均値 Ｒ Ｇ Ｂ 瓶表面（良品） １３６ ７０ ３１ (100) (51) (23) 泡 ５３ ３０ ２１ (100) (57) (40) 瓶キズ ８９ ５０ ２８ (100) (56) (31) 毛髪 ７２ ３６ ２５ (100) (50) (35) 異物（水垢） ３０ １９ ２３ (100) (63) (77) ガラス ９５ ４７ ２５ (100) (49) (26) ハンダ ３９ ２１ ２６ (100) (54) (67)

【００３６】上表において、（ ）内の数字はＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色データを項目ごとに
比較相対するため、Ｒ値を１００として記入したもので
ある。図９は異物等の項目別に瓶表面及び液透過値（バ
ックグラウンド値）からの透過光強度の落ち込みの程度
を比較するために描いた６種類のグラフであり、（ａ）
泡、（ｂ）瓶キズ、（ｅ）ガラスは、各色ともその項目
の色別の透過光強度の比率が瓶表面の値（バックグラウ
ンド値）に近く、ただその落ち込みの度合いが全体とし
て泡が最も大きく、ついで瓶キズ、そして、ガラス片の
順となっていることがわかる。これに対し、（ｃ）毛髪
においては、青の落ち込み方が比較的小さく、（ｄ）異
物（水垢）においては赤及び緑の光が極端に落ち込むの
に対し、青色は（ｂ）の瓶キズや（ｃ）毛髪、（ｅ）ガ
ラス片等と殆ど同程度であって、絶対値としての透過光
の落ち込みは緑色の方が顕著であり、絶対値として最も
小さいという特有のデータが得られた。（ｆ）ハンダに
ついても（ｄ）異物とほぼ同様なデータとなるが、
（ｄ）の異物に比して、赤及び緑の透過光の落ち込みの
度合がやや小さい。これらのことから本発明の方法によ
れば、異物及び疑似異物を識別することが容易であるこ
とがわかる。

【００３７】以上述べた本発明について、その効果を要
約すると、 （１）ラインセンサ・カメラを用いたことにより、カメ
ラの台数が少なくなると共に、全体の画素数が比較的多
くなり、高精度の処理が可能となった。 （２）複数のラインセンサ・カメラの一列配置におい
て、瓶頭から瓶底まで被検査体の全体をカバーすること
ができ、検査洩れ領域がなくなった。 （３）高速回転、停止、逆高速回転など、異物を浮遊さ
せるための複雑な機械的構成が不要となり、機械的負担
が減少した。 （４）特に瓶横転方式においては、浮遊しにくい石、金
属、ガラス片等の異物はもちろん、常時液面に浮遊して
いるような虫、キャップシール・パッキン破片なども瓶
内壁に引きずられて、横軸の周りに回転するため、ほぼ
確実に検出フレーム内に位置させることができ、これら
の検出率が向上した。 （５）また、分解能自体が高いため、細い毛髪まで検証
可能となった。 その結果、従来の検査方法に比して、きわめて高い異物
検出率と安定した検査を実施することが可能となったも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための機械的構成を備
えた第１の実施例の平面図である。

【図２】上記第１の実施例の正面図である。

【図３】本発明の方法の瓶検査方法に用いられる撮影、
画像信号処理、及び演算制御回路を示すブロック線図で
ある。

【図４】本発明の第２の機械的構成の実施例を示す平面
図である。

【図５】上記第２の実施例の正面図である。

【図６】第２の実施例をより具体化した実施例の平面図
である。

【図７】図６の実施例の平面図である。

【図８】第１の実施例におけるスクリューフィード・コ
ンベアを一対の平行平ねじりコンベアと置換した実施例
を示す斜視図である。

【図９】本発明において、カラーセンサを用いたことに
よる異物識別能力を示すために、異物項目（ａ）〜
（ｆ）ごとの三色の組成を描いたグラフである。

【符号の説明】

１ 装置台 ２ 導入用平コンベア ３ スクリューフィード・コンベア ４ 検査ステーション ５ 水平用底上げ器 ６ 水平用頭受け器 ７ スクリュー駆動用モータ ８ 瓶 ９ フレーム １０ａ、１０ｂ・・・１０ｎ カラー・ライセンサ・カ
メラ １１ 撮像用光源 １２ａ、１２ｂ レバー １３ａ、１３ｂ 支持ローラ １４ 瓶受け・送り制御機構 １５ 搬出用スクリューフィード・コンベア １６ 送り出し用平コンベア １７ 瓶底下ろし受け器 １８ 頭上げ器 １９ 不良品回収コンベア ２０ リジェクタ ２１ モニタスクリーン ２２ 制御盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 忠▲徳▼ 大阪府堺市竹城台３丁19−３ (72)発明者 高嶋 善彦 福井県坂井郡金津町瓜生29−２ 高嶋技研 株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を充填した実質上透明な瓶を、その
   瓶の軸線の回りに回転させ、 回転中における前記瓶の外側から光を照射し、 前記光照射された瓶を、その瓶の全長に渡って前記軸線
   と交差する視線において撮影するためのカラー・ライン
   センサ・カメラを用い、前記瓶の実質的全長に渡る撮像
   走査を多数回実行することにより、各走査線ごとに配列
   された多数の画素に対応する画像信号を発生してアドレ
   ス指定し、 前記カラー・ラインセンサ・カメラによる前記アドレス
   ごとの画像信号の内、前記液体及び瓶材料によるバック
   グラウンド画像信号の大きさとは異なるものの集まりと
   して形状認識するとともに、色回路ごとの情報から色
   度、色比率などを評価した特徴的パターンを認識し、 前記認識された各特徴的パターンの、色回路ごとの画像
   信号の大きさを分析、比較及び合成することにより、そ
   れらのパターンが表す異物を特定し、最終的な瓶詰品の
   合否を判定する、ことを特徴とする瓶検査方法。
2. 【請求項２】 前記カラー・ラインセンサ・カメラが前
   記瓶の実質的全長に渡って連続した画素列を得るため
   に、その瓶を両端と中間の複数区分に分担して撮影する
   複数のカラー・ラインセンサからなることを特徴とする
   請求項１記載の瓶検査方法。
3. 【請求項３】 前記特徴的パターンが泡又は軽微な瓶表
   面異常のとき以外は、そのパターンを有する瓶を瓶詰不
   合格として回収することを特徴とする請求項１記載の瓶
   検査方法。
4. 【請求項４】 前記液体を充填した瓶を横倒しにし、そ
   の瓶の水平な軸線の回りに回転させることを特徴とする
   請求項１記載の瓶検査方法。
5. 【請求項５】 液体を充填した瓶を受け入れて検査位置
   に安定させ、同位置においてその瓶の軸線の回りに回転
   させるとともに、所定回の回転後において排出位置に移
   動させる機構と、回転中における前記瓶の外側から光を
   照射する光源と、その瓶の全長に渡って前記軸線と交差
   する視線において前記光照射された瓶を撮影するライン
   センサであって、前記瓶の実質的全長に渡る撮像走査を
   多数回実行することにより、各走査線ごとに配列された
   多数の画素に対応する画像信号を発生してアドレス指定
   するためのカラー・ラインセンサ・カメラを備えた検査
   ステーションと、 前記検査ステーションに、前記液体を充填した多数の瓶
   を各撮影所要時間が経過するたびに順次一個ずつ搬入す
   るための搬入コンベアと、 前記検査ステーションから、前記撮影所要時間が経過す
   るたびに検査済の前記瓶を搬出するための搬出コンベア
   と、 前記カラー・ラインセンサ・カメラによる前記アドレス
   ごとの画像信号の内、前記液体及び瓶材料によるバック
   グラウンド画像信号の大きさとは異なるものの集まりと
   して形状認識するとともに、色回路ごとの情報から色
   度、色比率などを評価した特徴的パターンを認識し、前
   記認識された各特徴的パターンの、色回路ごとの画像信
   号の大きさを分析、比較及び合成することにより、それ
   らのパターンが表す異物を特定し、最終的な瓶詰品の合
   否を判定するための信号処理及び制御回路、並びに前記
   瓶詰が不合格であると判定された瓶を、前記搬出コンベ
   アに移す前又はその搬出コンベアの終端より分岐した不
   良瓶回収ラインに送りだすためのリジェクタ機構、を備
   えたことを特徴とする瓶検査装置。
6. 【請求項６】 前記カラー・ラインセンサ・カメラが前
   記瓶の実質的全長に渡って連続した画素列を得るため
   に、その瓶を両端と中間の複数区分に分担して撮影する
   複数のカラー・ラインセンサからなることを特徴とする
   請求項５記載の瓶検査装置。
7. 【請求項７】 前記搬入コンベアがそのコンベアの入口
   に順次直立状態でもたらされた前記液体充填瓶を、その
   搬送過程において横倒しにしてから前記検査ステーショ
   ンに搬入するものであり、前記検査ステーションはその
   瓶を、横倒しにされ水平となったその瓶の軸線の回りに
   回転させるものであり、前記搬出コンベアは前記検査ス
   テーションから横倒しの状態で受け入れた検査済み瓶を
   その搬送過程において直立状態に戻すものであることを
   特徴とする請求項５記載の瓶検査装置。
8. 【請求項８】 前記搬入コンベア及び搬出コンベアがス
   クリューフィード・コンベアからなることを特徴とする
   請求項７記載の瓶検査装置。
9. 【請求項９】 前記搬入コンベア及び搬出コンベアの各
   々が、順次直立状態で受け入れた瓶を挟み込んで搬送す
   る一対の平行したベルトコンベアであって、その搬送過
   程においてその瓶を横倒しにするように搬送行程に沿っ
   て捩じられたものであることを特徴とする請求項７記載
   の瓶検査装置。