JPH11513799A - ビール充填ガラス瓶中のガラス粒子を検知する方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はビ−ル（１０）を充填した瓶（１）中の小さなガラス粒子（１２）を検知する方法ならびに装置（１００）に関する。ビ−ル（１０）が瓶（１）に対して回転せしめられ、連続像が瓶からＣＣＤカメラ（４０）により得られ、このカメラはその光学軸（４１）が瓶（１）の軸（１３）と約１３５°の角度αをなすように配置され、下から光照射せられる。連続像はガラス粒子から発する屈折光を検知するため相互に減刹される。こういった測定が多数回繰り返される。本発明はこのように検知法の感度ならびに信頼度を改善する。装置（１００）は単一瓶に供せられる多数のカメラ群を有するカル−ゼル（１０３）を含む。８つのカメラが１つの像処理ユニットを共用してコストを低減するシステムが記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 ビ−ル充填ガラス瓶中のガラス粒子を検知する方法ならびに装置 本発明はビ−ルの如き飲料を充填したガラス瓶中のガラス粒子を検知する方法 ならびに装置に関する。 透明容器内につめられた液体中の異物粒子を検知するための各種方法が既に提案 されている。重要な範疇のかかる方法は容器ならびにその内容物からの映像を得 るために少なくとも１つのカメラを使用し、液体中に異物（即ち望ましからざる 物体）粒子が存在するか否かを決定するのに、カメラで得た映像を処理するため 像処理技術を使用する方法である。この像処理装置で容器から得られる像と液体 中の粒子から得られる像を区別しうるようになすため、特殊なスピン／ストップ 法が提案された。そこでは容器が先ず、その軸線の回りにある回転速度で、容器 内の液体が容器と共に回転するに十分な時間、回転せしめられる（以下スピンと 称す）。次に容器の回転が急激に停止されるが、液体は回転し続ける。次に容器 とその内容物の２つの像が得られ、これら２つの像の相互減刹が行われる。容器 の回転は停止されているので、容器からの像細部はどちらの像も同じであり、差 引により無くなる。他方液体からの像細部、あるいは液体中の異物からの像の細 部は両者の像で互いに位置移動し、差引をおこなた後も可視的に残存する。 容器ならびにその内容物の像を得るため各種の装置が提案されている。 これらのあるものは「トランスミッション モ−ド」といわれ、ここでは光源か らの光が検査する容器を通過し、カメラが光源の反対側におかれ、このカメラ軸 は光源の軸に対して１８０°の角度あとなるように設けられる。別の「リフレク ション バック モ−ド」と呼ばれるものでは、光源からの光が容器ならびにそ の内容物からカメラの方に反射され、カメラは光源軸に対して小さな角度、通常 ０〜３０°の範囲の角度になるように設けられる。 後者の１改変法に「リフレクション サイドウエイ モ−ド」と称せられるもの があり、ここでは光源からの光が容器ならびにその内容物から、光源軸に対し実 質的に９０°の角度にカメラ軸がなるように設置されたカメラへと反射されるも のである。 上述の各種方法は多数の分野例えば医薬品工業でそれぞれの成功度をもって利用 されてきている。本発明は瓶詰めの飲料、就中ビ−ル充填瓶の分野に係る。以下 本発明をビ−ルの 場合について説明するが、同じ問題ならびに同じ解決法が他の飲料にも適用され 、従って本発明範囲はかかる飲料にまで及ぶことに留意されたい。 ビ−ル充填瓶を製造する際の品質管理上の重要項目はガラス粒子の存在の検知で ある。人間の消費する飲料中にガラス粒子があることは許容されず、かかる異物 片を含む瓶は不合格品とせられる。品質制御はこの分野では常に心掛けられねば ならぬが、上述のいずれの方法もビ−ル中の小さなガラス粒子の検知では十分な 成果があげられないことが認められている。特に０．２ｍｍといった極小さな粒 子の場合その検知は極めて困難であり、従来公知の方法ならびに装置では十分な 信頼度でもってこのような粒子の検知はなし得ない。 今日利用可能な方法ならびに装置で目的を達成しえない原因は特にビ−ル瓶の場 合、多数の問題点が含まれていることによるものである。 かかる問題点の第１は瓶の形である。ビ−ル瓶の底は瓶の内側からみると、医薬 品分野でのアンプルにみられるような平坦あるいは凹んだ形ではなく、凸形をな している。換言すると、瓶を立ててみると、その底面は瓶内に中心がある丘状形 をなしている。 この形のため、ガラス片は底の端、即ち前記丘の麓と瓶 の側壁の間で規定される隅に集まる傾向がある。この位置ではガラス片は、瓶の この部分の光学特性に鑑み極めて検知が困難である。他方ガラスはこの区域で比 較的鋭角に曲がっている。また外側底部には周囲付近に特殊な輪郭「ナ−リング 」が設けられており、また瓶は外側壁の下部にすり減りマ−クが付き像形成が妨 げられる程度に不透明になることがある。さらに瓶製造工程で型マ−クが付き像 形成妨害を助長する。 第２の問題点は瓶中の液体の性質である。ビ−ルの如き飲料は或る程度の量の溶 解ガス、通常ＣＯ₂を含み、液体がかき混ぜられるとき泡が発生する。こういっ た泡が光学検知法を妨げる傾向を示す。検知法は望ましからざるガラス粒子とＣ Ｏ₂泡を見分け得るべきで、さもないと非常に多くの正常な瓶が、完全に無害な 物、例えばＣＯ₂泡あるいは他の溶解ガスのため、不合格とされてしまうことは 明らかである。 本発明の主目的の一つは上記の如き問題点が克服され、ビ−ルの如き飲料の充填 された瓶中のガラス粒子を有効且つ信頼性をもって検知しうる改善された検知方 法ならびに装置を提供するにある。 さらに詳しくは、０．２ｍｍ程度の微小ガラス粒子を検知するに適した上記検知 方法なら びに装置を提供するにある。好ましくはこの方法ならびに装置は０．２ｍｍ〜１ ０ｍｍ（あるいはそれ以上）のガラス粒子を検知し得るべきである。瓶中に存在 すると予測されるガラス粒子のサイズの上限は瓶の口の直径により決まることが 判る。 さらに別の目的は上記要件を満たすことが出来、製造速度をおとさずに、製造工 場で充填瓶を製造する生産ラインでの実施あるいは設置に適した検知方法ならび に装置を提供するにある。 さらにはコスト効率的に上記要件を満たす検知方法ならびに装置の提供も本発明 目的である。 上記諸目的は請求の範囲に記載の方法ならびに装置により達成せられる。 本発明の上述ならびに他の特徴、ならびに利点は添付図を参照した好ましい具体 例の下記記載から明らかとなろう。添付図の 図１は本発明に従い、ビ−ル瓶中のガラス粒子を検知する装置を略図的に示す。 図２は本発明方法での各作業の時間的流れ図である。 図３は生産ラインに組み込まれる検知装置の略図的な上面図である。 図４はカル−ゼルの側面図で、デ−タ転送法を略図的に示す。 図５はカル−ゼルの側面図で、デ−タ転送の好ましい方法を示し；図６Ａ、６Ｂ はコスト的に有利な像処理システムの具体例を示す。 図１は中心胴部軸１３、ネック部２、実質的に円筒形の側壁３、及び底４を有す るビ−ル瓶１を示す。側壁３の下部５は通常使いへりマ−クを有し、これがこの 部分でのガラスの光学特性を低減し、この下部５はまた「スカフ部」とも称せら れる。底４の中心部６は瓶１の内側に凹んでおり、即ちそれは小さな丘の形をな し、従ってこの中心部６はまた「丘部」とも称せられる。底４はリム７を有し、 その下側には輪郭あるいは「ナ−リング」８が設けられている。このリム７で、 前記の瓶１の丘部６が瓶１のスカフ部５と出会つてコ−ナ−９を規定している。 瓶１にはＣＯ₂泡１１を含むビ−ル１０が充填せられる。 図１はガラス片１２の存在に関し瓶１を検査するため、ビ−ル瓶１が検査ステ− ション２０にある状態を示す。この検査ステ−ション２０は機械サブフレ−ム２ １を有する。瓶１は一般的に２２で示される保持手段、これは瓶１のネック部２ とかみ合う、によりサブフレ−ム２１にしっかりと静止保持せられる。この保持 手段２２の構造は本発明において要件ではなく、当業者には本発明を理解する上 で必要がないものと思われるのでこれ以上 の説明は省略する。 検査ステ−ション２０は任意の適当な固定手段２３によりサブフレ−ム２１に固 定された照射装置３０を含む。この照射装置３０は可視光３１の束を発生しこの 光束３１を、瓶１の中心軸１３と実質的に直線をなす方向３２に瓶１の底４に指 向させるに適している。光束３１の巾は丘部６を照射するに十分で、好ましくは 底４を完全に照射するに十分なものとする。この照射装置３０の特性並びに構造 は本発明において必須要件ではなく、当業者が本発明を理解する上で必要ではな いのでこの照射装置３０の詳細な説明は省略する。この照射装置３０はレ−ザ− あるいはハロゲンランプの如きブライト光源３３、レンズ３４と鏡３５の如き光 束３１を形ずくりまた指向せしめるための光学手段３４と３５を含むといえば十 分であろう。 検査ステ−ション２０にはさらに、カメラ手段４０、好ましくはＣＣＤ−カメラ を含む。このカメラ４０はサブフレ−ム２１に任意の適当な固定手段２４により 固定せられる。本発明での重要な特徴点は、瓶１がカメラ４０に対してしっかり と静止保持せられる点にある。カメラ４０は光学軸４１を有し、この軸が光束３ １の方向３２に対して、１２０°〜１５０°の範囲内の角度αをなすことが必要 である。好ましくはこの角度αは図１に示される如く実質的に１３５°となされ る。カメラ４０の光学軸４１は瓶１の中心軸１３を、丘部６の頂部付近に位置す る点Ｓで横切る。実際にはこの交差点Ｓは図示せる通り、丘部６の頂部からすこ し上に位置する。好ましくはカメラ４０は焦点あるいは焦平面が前記の交差点Ｓ と実質的に一致するように設置せられる。レンズは映像捕獲装置の光学軸の方向 に視野が比較的深くなるように選択され、ここで前記視野は瓶１の寸法により選 択せられる。 カメラ４０自体は種々の場所におよび／または種々の角度におくことができ、ま たカメラの光学軸は鏡の如き光学手段により図示せる如く瓶１の方に指向せられ る。しかしながら、機器のぶれの影響をできるだけ少なくするため、かかる光屈 折手段は好ましくなく、カメラ４０がなんら中間的な光屈折手段を用いることな く、瓶１からの光を直接受光することが好ましい。 また機械のぶれの影響で瓶１がゆれることを出来るだけ防止するため、瓶１の下 側、例えばスカフ部５を適当な支持手段、但しこれは図１には示されていない、 によりサブフレーム２１に固定保持することができる。 上述機構の検査ステ−ション２０は、もしガラス粒子１２が存在すればそれがカ メラ４０により容易に選択検知せられるとの重要且つ有利な特徴を与える。これ は次の如く理解されよう。通常、光３１は瓶１の底４をなんら妨害されることな く通過する。即ち、α方向、すなわちカメラ４０の方には光は全くあるいは極く 僅かしか屈折しない。また壁３がカメラ４０の光学軸４１と交差する位置では極 く僅かな光しか壁３に衝突せず、従って壁３自体は光をカメラの方に全く送らな い。事実、カメラ４０は、カメラ４０の「のぞき」部位から丘部６の頂部を「監 視」しており、カメラ４０の光学軸４１がスカフ部５より遙か上の点で壁３を横 切っているのでスカフマ−クにより妨げられることがなく、またビ−ル１０中に 泡１１があっても上方に移行するのでビ−ル泡により妨げられる事もない。従っ て通常の状態では、事実上光は全くカメラ４０に届かず、カメラはダ−ク像を与 える。最悪でもカメラ４０は瓶１から発する極めて弱い光しか受光しない。 他方、ガラス粒子の如き固体粒子は比重の関係で底４近くに集まる傾向がある。 ガラス粒子は光を屈折させることができる。即ちガラス粒子は光を通過させるこ とはできるが、また光線がビ−ル／ガラス界面を通るときまた続いてガラス／ビ −ル界面を通るとき屈折によりその方向を変える。この屈折する性質のため、ガ ラス粒子に入る光は幾分、元の方向から４５°以上逸れ、カメラ４０の方向に進 み、この場合カメラ４０は強い光シグナルを受けることとなる。換言すれば、本 発明はガラス粒子の光学特性即ち屈折性を利用し、実質的にガラス粒子からの光 シグナルのみがカメラ４０に到達するようにするものである。その結果、ガラス 粒子１２は瓶部分よりもより強いシグナルをカメラ４０に与える。この技術は「 光屈折モ−ド」と見なしうる。 上記の通り、瓶１はカメラ４０に対し静止して保持される。これに反し、瓶１中 のビ−ル１０は後で詳細に述べる如く瓶１の中で回転せしめられる。瓶１の中で のこのビ−ル１０の回転のため、ガラス粒子１２がもし中に存在すると瓶１の中 で回転するようになる。重要な点は、かかる粒子がカメラ４０に対して位置移動 することである。従って、カメラ４０で得られる２つの連続写真像でかかる粒子 は位置が違っている。かかる２つの像は例えば減刹法で処理せられ、静止瓶に由 来する静止像部分を消去し、移動粒子に由来する像部分をきわだたせることがで きる。 かかる技術自体は公知である。しかしながら、この方法の正確度が本発明により 改善せられる。検知はカメラの配向角度αで特徴ずけられる如く屈折モ−ドで実 施される事実に鑑 み、瓶から由来する像寄与部分は原則的にガラス粒子に由来する像寄与部分より 弱い。またカメラ４０は主として底４の丘部分６の頂部付近をねらい、瓶壁３の スカフ部５をさけているので、瓶に由来する多数の像寄与部分は比較的小さく、 またＣＯ₂泡１１は上方に移行する傾向がありカメラの視界から消えるので像寄 与部は実質的にない。そのため、瓶１がカメラ４０に対してしっかりと固定され ている事実とで、ガラス粒子に由来しない像寄与部分は減刹法で従来法よりも遙 に大なる程度に像から消去せられる。またこのことは本発明の検知法では従来法 によるよりも小さな粒子（０．２ｍｍ程度あるいはそれ以下の粒子）に対しより 感度が大であることを意味する。 上述の如く、瓶１はステ−ション２０で静止保持され、瓶１中のビ−ル１０はこ の瓶１がステ−ション２０内にある時瓶１に対して回転運動せしめられる。ビ− ル１０はそれ自体衆知のスピン／ストップ法により回転せしめられる。瓶１が回 転装置により先ず回転され、次に瓶１の回転が停止せられる。この回転装置は瓶 １をネック部２でつかみ、あるいはこの回転装置は瓶の側壁３上に作用するベル トを備えたベルトシステムからなる。しかしながら回転装置の構造は本発明の主 題ではなく、本発明を理解する上で必要ではない。 またかかる回転装置はそれ自体は公知である。従って、回転装置の構造の詳細は 省略し、また図面にも簡明を期するため示されていない。 瓶１を回転させると、回転瓶１がビ−ル１０に作用しビ−ルに回転流を与える。 ここで注目すべき２つの効果が生じる。先ず、流動ビ−ルはガラス粒子１２が存 在するとき該粒子の運動をもたらす。第２に、かき混ぜられたビ−ル１０中にＣ Ｏ₂泡１１が発生する。 瓶１中のガラス粒子１２の移動路は比較的に複雑である。というのは各粒子は３ つの力にさらされることになる。即ち 回転ビ−ルによる推進力がガラス粒子を軸１３の回りの回転路に押しやる。 遠心力がガラス粒子を瓶１の側壁３の方に押す。 重力がガラス粒子を底４の方に下方へ押す。 その結果として、ガラス粒子は隅９に集まる。但し少なくとも微小粒子（約０． ２ｍｍ）は目では見えない。こういった微小粒子をもカメラ４０で捕らえうるよ うにするためには、それらを底４の中心部の方に押しやらねばならない。即ちそ れらを丘部６に「登らせる」必要がある。かかる動きにあずかる力はビ−ルの回 転運動がスロ−ダウンされる時に生じ、また液体の水準従って液体圧力が高い壁 ３近くの液体と、液体の水準従って液体圧力 が低い軸１３付近の液体との間における圧力差で生じるビ−ルの流れにより発生 する。この流れは小さなガラス粒子を丘の上に押しやるに十分な強さでなければ ならず、またガラス粒子が軸１３に達したとき上方に押しやられＣＯ₂泡と混ざ る程強くてはならない。好ましくはガラス粒子は丘部６の中心にむかい比較的穏 やかに移動し、同時にＣＯ₂泡は上方に浮き上がることが出来、カメラの視野か ら消えることである。一般的に言って、大きな粒子は必ずしも丘の上まで、少な くとも完全には、上がる必要はない。というのはそれらはたとえ隅９にあっても 十分に見える比較的強いシグナルを発するからである。 ＣＯ₂泡の発生に関して、本発明では出来るだけＣＯ₂泡の発生が少ないようにス ピン／ストップ技法が実施せられるよう追求がなされる。 以下に上記目的を達成する本発明の好ましい具体例での改善されたスピン／スト ップ法を図２を参照し説明する。同図において横座標は時間（ｔ）を、また縦座 標は回転速度（ω）を表す。 スピン／ストップ法は下記の如く実施せられる。 １）ｔ＝ｔ₀において、瓶１は実質的に一定の加速度で毎分１０００回転の回転 速度まで加速され、この加速に約０．１秒かかる。この段階を「加速フェ−スＡ 」として示す。 ２）ｔ＝ｔ₁において加速が停止され、回転速度は１０００ｒｐｍに一定に約０ ．７秒間保たれる。この段階を「一定フェ−スＣ」と称す。 ３）ｔ＝ｔ₂で始まり、約０．１秒で実質的に一定の減速度で瓶を停止せしめる 。この段階を「減速フェ−スＤ」と称す。 ４）瓶が停止した時（ｔ₃），計測に先立ちガラス粒子をある時間（ｔ_w）丘部分 ６へと上方に移行させ、またＣＯ₂泡をある時間上方に浮き上がらせる。この段 階を「待ちフェ−スＷ」と称す。適当な待ち時間ｔ_wは約０．２秒である。 上述の如く、カメラ４０で少なくとも２つの像を得る。これら２つの像を互いに 比較する。例えばこれらを互いに減刹する。カメラはＴＶ−カメラでありうるが 、好ましくはＣＣＤカメラである。カメラ４０で得られた像をさらに処理するた め、カメラ４０の出力を像処理装置５０と組み合わせ、この装置は標準的な像処 理装置あるいは適当にプログラムされたコンピュ−タ−である。像処理装置５０ の性質ならびに構造は本発明の主題ではなく、そのことは当業者が本発明を理解 する上で必要ではなく、またかかる像処理装置は公知 であるので、その点については詳細には述べない。かかる像処理装置５０で次の 像と比べることにより移動目的物を認識しうることが当業者には明らかであろう 。目的物はこれらの像の一方のみに、あるいは位置移動した２つの像で見ること ができ、いずれの場合にも像の減刹で強い目的物シグナルが得られる。しかしな がら、経験によると微細ガラス粒子は例えカメラの視野にそれらが存在するとし ても、必ずしも出光がカメラの方に向かうように入射光を屈折するとは限らない ことが判明している。換言すれば微細ガラス粒子は常に可視的ではないようであ る。 本発明に従えば、これは下記の如く理解される。 出光の方向はガラス粒子の形状ならびに入射光に対するガラス粒子の向きによる 。というのはガラス粒子の動きにより前記の向きは変化し、従って出光の方向も 変化するからである。かかる移動ガラス粒子から発する光束が空間中を「通過」 し、次いでカメラを「ヒット」する。もしこのような移動ガラス粒子から発する 光束が全くカメラをヒットしない時に、像処理装置に提供せられる像が得られる なら、粒子は検知されない。同じような現象が従来技術ではある役割をはたし、 従来技術で微小ガラス粒子、特に０．２mm−１mmの範囲の粒子の検知が出来ない ことの少なくとも１部の原因をなすものと信じられている。 上述の如き洞察に基づいて、本発明に係るガラス粒子の検知方法では、２つの像 をえて、これら２つの像を比較するサイクルが１回以上実施されるので、改善さ れた検知信頼度が得られる。これは図２に示されている。同図において、像 I₁, I₂,I₃等が与えられる時のモ−メントがそれぞれｔ_i1，ｔ_i2，ｔ_i3等として示さ れている。このフェ−スが「繰り返し測定フェ−スＲＭ」として示される。 優れた検知信頼度と実用的な測定時間双方が達成せられることの判明している、 好ましい具体例において、前記サイクルは約２０回実施せられる。各検知サイク ルで、前記の２つの像の比較で、カメラの視野に移動物体が存在することを示す 比較シグナルが得られる。もし前記の検知サイクルの少なくとも１つで、該比較 シグナルが少なくとも１つの移動物体を示すと、その瓶は取り除かれる。 前記検知サイクルの繰り返しのため、粒子が全ての像でカメラに感知されないチ ャンスは実質的に減少する。 検知サイクル繰り返しのため、１瓶あたりの検査時間は比較的長くなり、約１秒 程度とな る。上述の如くこの測定時間内では検査中の瓶はカメラに対して完全に静止して 保持されねばならない。 他方、この検知方法はかかる生産ラインの生産キャパシティを減じないように実 施せられることが好ましい。一見したところかかる要件は互いに相反するもので ある。しかしながら、本発明は前記要件の全てを満たす検知方法を実施するため の装置を提供する。 本発明に従えば、検知装置１００は多数の検査ステ−ション２０からなる。これ ら検査ステ−ション２０の各々は上述の如きカメラ４０を有し、入り口位置１０ １で瓶１を受け取ることができ、検査のために瓶１を保持し、検査済の瓶１を出 口位置１０２に送りだす。図３に示された好ましい具体例に於いて、ステ−ショ ン２０のサブフレ−ム２１は回転的に設けられている第２のサブフレ−ム１０３ 上に設けられている。この第２サブフレ−ム１０３はディスクあるいはウイ−ル の形をしており、本発明では以下「カル−ゼル」と称す。カル−ゼル１０３およ びサブフレ−ム２１は単一ユニットとして一体に構成せしめうる。このカル−ゼ ル１０３は図示されていないが回転駆動手段により回転せられる。 図３は瓶１にビ−ルを充填する生産ライン２００の一部を略図的に示すものであ る。充填瓶１は移送手段２０１によりスピン／ストップステ−ション１１０に送 られ、そこで瓶１は既に述べた如く回転され次いで回転停止せられる。スピン／ ストップステ−ション１１０の後、瓶１はカル−ゼル１０３の入り口位置１０１ に供給され、そこで移送手段２１０により各測定ステ−ション２０に導かれる。 入り口位置１０１から、瓶１と共にステ−ション２０はカル−ゼル１０３の回転 軸１０４を巡る軌道路に従い、出口位置１０２に達し、そこで第２の移送手段２ ２０により瓶１はステ−ション２０から除かれ、事後の取扱のため運送手段２０ ２へと送られる。拒絶ステ−ション１２０が設けられ、これは制御ユニット１３ ０により制御せられる。この制御ユニット１３０は像処理ユニット５０からの情 報受け、像処理ユニット５０から得られる情報に基づいて瓶１を拒絶あるいは通 過せしめるため拒絶ユニット１２０を制御する。 上記配列となっているため、すべての瓶はカル−ゼル１０３に止まっている間に 特定時間内に検査され、単位時間あたりカル−ゼル１０３を通過する瓶の数は単 位時間あたり生産ライン２００で作られる瓶の数と同一である。換言すれば、生 産ライン２００のキャパシティは影響されない。 好ましい位置具体例において、カル−ゼル当たりのステ−ション２０の数は２４ である。 測定時間が０．７秒で、瓶挿入ならびに取り出し移送時間を含め非測定時間を０ ．７秒とした場合、カル−ゼル１０３は毎分約４３回転の回転速度となる。そう すると本発明の装置１００で毎時６０，０００本以上の瓶を検査できる。これは カル−ゼル直径約８５cmで達成され、従来の生産ラインに組み入れ可能である。 装置１００のキャパシティを増大させるため、カル−ゼル当たりのカメラ数を増 やすことができ、こうするためにはカル−ゼルの直径も大となる。 あるいは又、カル−ゼルの数を増やすことも可能である。 これに関し、上述の状況下で回転速度は約１０００ｒｐｍである。しかしながら 、挿入移送時間をもっと短くあるいは長くする必要がある場合には、回転速度を 調整して検査時の瓶中の液体／粒子の流れ特性を最適ならしめることが出来る。 カル−ゼル１０３は多数のカメラ４０と多数の像処理ユニット５０からなり、各 像処理ユニット５０は１つのカメラ４０に委ねられ、接続せられる。電力が周知 の滑り接触で回転カル−ゼル１０３台上のこれら装置に供給せられる。中央処理 ユニット１３０を静止設置し、これを取り出しユニト１２０と接続させる。シグ ナル伝達に像処理ユニット５０を直接この中央制御ユニト１３０に接続させるこ とは出来ないことが明らかで、滑り接触によるカップリングは好ましくない。本 発明に従えば、像処理ユニット５０と中央制御ユニット１３０の間の連絡は無線 で行われる。 一具体例では、図４に示される如く、像処理ユニット５０はラジオシグナル、こ れはそれ自体公知であるがたとえば周波数を変えることが出来るが、によりＣＰ Ｕ１３０と交信させる。検査中の瓶１に関するＣＰＵ５０の「判断」を表す適当 にコ−ドされたシグナルを送信するため、各像処理ユニット５０には送信機５１ が組み合わされている。またカル−ゼル１０３の上には、ＣＰＵ１３０の入力端 に接続されるレシ−バ−（アンテナ）１３１が配置されている。ＣＰＵ１３０は この瓶１が取り出しステ−ション１２０に到達した時を「感知」し、必要なら瓶 １を拒絶するため拒否ステ−ション１２０に適当な拒絶シグナルを送る。ＣＰＵ は例えば各ＩＰＵの送信機５１が各自別々のキャリヤ−周波数を使用しているの で、別々のＩＰＵ群５０の識別をなす。またＩＰＵを順番にデ−タを送るように し、いかなる瞬間にも只１つのＩＰＵ５０が送信するようになすことも出来る。 図５に示した好ましい具体例では、像処理ユニット５０は光シグナルでＣＰＵ１ ３０と交信する。カル−ゼル１０３には光波長ガイド１３２がカル−ゼル１０３ の中心に、またカ ル−ゼル１０３の回転軸と共軸的に設けられている。この光波長ガイド１３２は 固定台上に固定静止されていてもよく、カル−ゼル１０３に固定静止されていて もよい。通常光波長ガイド１３２の入り口側が上端になっている。各像処理ユニ ット５０には光シグナルを光波長ガイド１３２中に送るため光学送信機５３が設 けられている。この光波長ガイド１３２の反対側には光学レシ−バ−１３３が静 止配置され、該レシ−バ−１３３はＣＰＵ１３０に接続されている。 この場合にもＩＰＵ群５０はデ−タを時間的に別々に送るようになっている。ま たＩＰＵ群５０がそれらのデ−タを平行的通路を介して同時に１つの光波長ガイ ド１３２中に、あるいは平行した波長ガイド中に送るようにすることも可能であ る。平行波長ガイドでの送信は例えばリング型の検出器１３３を共軸的に設けて 行うことが出来る。 波長ガイド媒体は例えばガラスあるいは空気である。本発明は上記の具体的に述 べた信号送信法に限定されるものではなく、他の当業者周知の送信法も本発明で 用いることが出来る。 すでに述べた如く、各瓶１はカメラ４０により観察され、各カメラ４０は像処理 ユニット５０と組み合わされている。上述の具体例に於いて、各カメラ４０には それ自身のためのＩＰＵ５０ＧＡ組み合わされている。べつの具体例では２以上 のカメラ４０に１つの像処理ユニット５０を共有させることにより検知装置のコ ストを低減せしめることが可能である。例えば２４台のカメラを含む具体例で、 ２あるいは４のカメラ４０を１つの同じＩＰＵ５０に接続すると、カル−ゼル１ ０３でのＩＰＵの数は１２あるいは６が必要となるだけである。以下、この点に ついてのコスト低減のいくつかの例を説明する。 カメラ４０の視角のため、像の高さの比較的小さな部分瓶１の下半分がカメラ４ ０により捕らえられているに過ぎない。従って図６Ａに示す通り、かかる情景の ２つを上下に１つの像で投影することが可能である。このようにするため、カメ ラ４０₁、４０₂の出力シグナルをマルチプレクサ−６０に供給し、これで２つの シグナルを複合像６１を表す複合シグナルに変え、複合像６１の上半分が台１カ メラ４０₁の像で、下半分が第２カメラ４０₂の像になるようにすることが出来る 。 マルチプレクサ−６０からの複合シグナルを１つの像処理ユニット５０に供給し 、そこでシグナルを上記の如く処理する。ガラス粒子を表すシグナルが検知され ると、ＩＰＵ５０が像６１の上半分中のものかした半分中のものかをチェックし 、換言すればどのカメラに またどの瓶にこのシグナルが関係するかをチェックし、適切な情報をＣＰＵ１３ ０に送る。同じ様な技術で２つの映写シ−ンを１つの像として左右に投影するこ とも出来る。上記の如き技術を合わせて、４つのシ−ンを１つの像に投影するこ とも出来、こうすることによりＩＰＵ群５０についての費用を４倍低減すること が出来る。こうするとＩＰＵ群５０とＣＰＵ１３０間の交信が簡単になる。とい うのは交信に要するシグナルの数も同様に減るからである。 マルチプレクサ−自体は当業者周知の如く、例えば多数の像（多数のカメラで提 供せられる）を１つのモニタ−上にデイスプレ−するため閉回路テレビジョンシ ステムに使用され、公知である。またケ−ブルテレビジョンシステムでは、多数 チャンネルの像を１つのスクリ−ンにディスプレ−（モザイクチャンネル）する のに公知である。従ってマルチプレクサ−の詳細は省略する。 また図３に示される如く、各カメラ４０がカル−ゼル１０３の回転サイクルの半 分（あるいはそれ以下）の間にだけ瓶１を検査するよう作動するように設置せら れる時別のコスト軽減が可能である。この場合、作動カメラ４０_Aに対し半径逆 方向のカメラ４０_Bは非作動である。本発明に従えばこれら２つの向き合ったカ メラ４０_A、４０_Bは１つの像処理ユニット５０を共用することが出来る。図６Ｂ に示される如く、２つの対向するカメラ４０_A、４０_Bのシグナルはセレクタ７０ に供給され、このセレクタはカル−ゼル１０３の位置に関する情報を受領するた めに組み入れられる位置入力７１を有している。比較的簡単な具体例に於いて、 各カメラ４０_A、４０_Bにはスイッチ７２_A、７２_Bが設けられ、これらがカル−ゼ ル１０３に入り口位置１０１近くに隣接して固定されている照合アクチュエ−タ ７３（機械的、光学的、電磁的等）と協力する。セレクタ７０がその位置入力７ １_A、７１_Bでのシグナルを受ける度毎に、対応するカメラ４０_A、４０_Bのシグナ ルを選択し、このシグナルを像処理ユニット５０に送り、反対側のカメラ４０_B 、４０_Aのシグナルは無視される。 上記の技術を組み合わせることにより、２４台のカメラを有するカル−ゼルに３ つの像処理ユニットがあればよい。 本発明はまた、後述の如く、像処理ユニットがカメラ群からのシグナルを処理し うるに要するメモリ−サイズを低減せしめうる。 当業者周知の如く、ＴＶカメラは走査線で飛び越し的に像を表すシグナルを発生 する。 像は多数の水平ラインで表され、これらラインは上から下へと１、２、３、４等 と数えられる。しかしながらこれらのラインはこの順番に走査されない。欧州の カメラでは第１ハ−フ像（奇数ハ−フ像）が奇数ライン１、３、５、７等を順次 走査することにより作られ、これに約２０ｍｓを要す。次に第２ハ−フ像（偶数 ハ−フ像）が偶数ライン２、４、６、８等を順次走査して作られる。従って完全 像情報を走査するのに約４０ｍｓを要す。その後で上述の処理が繰り返される。 以下の記述に於いて、像でのライン数はＬで示され、各ラインでの画素の数（ピ クセル）はＰで示す。通常、後続像間の比較を行う場合、像プロセサは少なくと もＬｘＰメモリ素子のメモリ−を必要とする。このメモリ−は先ず第１像の走査 情報、即ち第１像の奇数ハ−フ像および偶数ハ−フ像双方の情報、で満たされる 。次に第１ラインの第１ピクセルが再び走査され、この情報が対応するメモリ− 素子に貯えられる直前に、既に中に在る情報と対比せられる。この処理が第１ラ インのすべてのピクセルについて繰り返され、次に第３ラインの全てのピクセル について、といった具合に繰り返される。４０ｍｓ後に新しい像がメモリ−に貯 蔵され、前の像との比較が完了する。この比較法では４０ｍｓを要する（あるい は瓶は２５Ｈｚの調査周期で調査される）ことが容易に理解されよう。 本発明に従えば、下記の如く交錯比較を実施することにより必要なメモリ−を１ ／２ｘＬｘＰに、また比較プロセスを２０ｍｓに低減可能である。先ず第１像の 奇数ハ−フ像がメモリ−に貯えられ、それに２０ｍｓを要す。次に第２ラインの 第１ピクセルが走査され、メモリ−素子の予め第１ラインの第１ピクセルが貯え られている場所に貯蔵せられる。しかしながら、貯蔵直前に第２ラインの第１ピ クセルが第１ラインの第１ピクセルと第３ラインの第１ピクセルの平均値と比較 される。このプロセスが第２ラインの全てのピクセルについて繰り返され、つぎ に第４ラインの全てのピクセルについて繰り返される。 ２０ｍｓ後に第２ハ−フ像がメモリ−に貯蔵され、まえのハ−フ像との比較が完 了する。このように比較プロセスが２０ｍｓかかることが容易に理解されよう。 また１本の瓶の検査プロセスが１秒間に５０回実施可能であることが容易に理解 されよう。 換言すればピクセル−バイ−ピクセルベ−スで、１つの新規像が実際にまえの像 と比較されるのではなく、ハ−フ像がまえのハ−フ像に基づいた見積値と対比せ られるのである。しかしながら、この比較法は静止アイテムから発する光が通常 は１以上のピクセルを照射する事実のため信頼すべき結果を与える。 当業技術者に明らかな如く、上記具体例の各種改変ならびに変更が本発明概念を 離れることなく、あるいは請求範囲から可能であろう。 例えば図６Ｂに示した具体例でカル−ゼル１０３の回転サイクルの第３、あるい は第４パ−トでの瓶を検査するのにだけカメラが作動する場合には、第３あるい は第４カメラからのシグナルを続いて１つの像処理ユニットに供給することが可 能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ハムフリーズ マーク ロブソン 英国 エクゼス シービー10 １ピーエッ チ サフロン ヴァルデン グレート チ ェスターフォルド カルメル ストリート ザ コテージ (72)発明者 リビングストーン デイヴィド 英国 ハート エスジー８ ７ピーゼット ロイストン ヘイドン ファウルマー ロード 71番地 (72)発明者 ウッドール ステフェン ピーター 英国 チェシアー シーダブリュ６ ９キ ューエス ターポウリー バンブリー バ ンブリーレーン ロクサム カルメル ス トリート ザ コテージ (72)発明者 ランドマン ベルナルダス コーネリス ヨハネス オランダ国 エヌエル 2771 ダブリュア ール ボスクープ ヌールデインド 373 番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ａ）瓶（１）中の飲料（１０）を瓶（１）に対して回転せしめ； ｂ）瓶（１）をカメラ（４０）に対し静止して保持し； ｃ）瓶（１）を瓶（１）の底（４）に衝突する光束（３１）で照射し、光束（ ３１）の方向は瓶（１）の軸線（２）方向と実質的に同じであり； ｄ）カメラ（４０）、好ましくはＣＣＤカメラ、をカメラ（４０）の光学軸（ ４１）が光束（３１）の方向（３２）と１２０°〜１５０°の角度α、好ましく は実質的に１３５°となるように指向させ； ｅ）カメラ（４０）で得られる第１像を表す第１の像シグナルを得； ｆ）カメラ（４０）で、第１像が得られた瞬間とは違う瞬間に得られる第２像 を表す第２の像シグナルを得； ｇ）第１と第２の像シグナルを比較して比較シグナルを得； ｈ）工程（ｅ）〜（ｇ）を少なくとも１回繰り返し； ｉ）工程（ｈ）で得られる比較シグナルの少なくとも１つが移動物体の存在を 示せば瓶を排除するシグナルを発する、 各工程からなる、ビ−ルの如き飲料を底（４）に凸部（６）を有する瓶に充填 した瓶中でのガラス粒子の存在を検知する方法。 ２．瓶にはビ−ルの如きＣＯ₂含有飲料が充填され、少なくとも０．２ｍｍ（あ るいはそれ以下）から１０ｍｍ（あるいはそれ以上）の範囲のガラス粒子（１２ ）を検知し得る請求項１記載の方法。 ３．工程（ａ）が （ａ１）瓶（１）を毎分５００〜２０００回転、好ましくは約１０００ｒｐｍ の回転速度に達するまで、０．０５〜０．２秒間、好ましくは約０．１秒間、実 質的に一定の度で加速し； （ａ２）回転速度を約０．５〜１．５秒間、好ましくは約０．７秒間、前記値 に一定に保ち； （ａ３）瓶（１）を実質的に一定の減速度で、０．０５〜０．２秒で、好まし くは約 ０．１秒で停止するまで減速する工程からなる、 請求項１あるいは２記載の方法。 ４．瓶（１）が停止した後、工程（ｅ）を開始するまでにｔ_w時間を経過せしめ る請求項３記載の方法。 ５．工程（ｈ）に於いて、工程（ｅ）〜（ｇ）が全部で１０〜３０回、好ましく は約２０回繰り返される請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 ６．ビ−ルの如き飲料を、中心軸（１３）と中心が丘部（６）を示す底（４）を 有する瓶（１）に充填する生産ライン（２００）、但しこの生産ライン（２００ ）には充填瓶（１）を検知装置（１００）の方に移送するための第１の移送手段 （２０１）と検査済の瓶（１）を検知装置（１００）から遠く移送するための第 ２の移送手段（２０２）を含む、中に組み入れられる検知装置（１００）であっ て、 固定台にたいして回転的に設けられているカル−ゼル（１０３）； 各検査ステ−ション（２０）がサブフレ−ム（２１）を有する、前記カル− ゼル（１０３）に固定されている多数の検査ステ−ション（２０）群； 前記サブフレ−ム（２１）に対して静止的に瓶（１）を直立位置に受取り保 持する保持手段（２２）； 可視光束（３１）を発生し、この光束（３１）を前記保持手段（２２）によ り保持された受領瓶（１）の前記中心軸（１３）と同じ方向に指向させるための 照射手段（３０）； 前記のサブフレ−ム（２１）に固定されたカメラ手段（４０）、好ましくは ＣＣＤカメラ、このカメラ（４０）の光学軸（４１）は光束（３１）の方向に対 して１２０°〜１５０°の範囲の角度αをなし、丘部（６）の上付近に位置する 点Ｓで前記の受領瓶（１）の中心軸（１３）を横切るように指向されている からなり、さらにまた 少なくとも１つの像処理ユニット（５０）、中央処理ユニット（１３０）、 および前記の第２移送手段（２０２）と組み合わされた排出装置（１２０）を有 し、各像処理ユニット（５０）はカメラ（４０）から少なくとも２つの連続した 像シグナルを受け、これらのシグナルを比較し、比較シグナルを与え、この比較 シグナルを前記の中央処理ユニット（１３０）に通信するに適し；前記の中央処 理ユニット（１３０）は 前記の排出装置（１２０）を制御し排除された瓶を前記の第２移送手段（２０２ ）から除去するに適している、検知装置。 ７．カメラ（４０）はその焦点あるいは焦平面が前記交差点Ｓと実質的に一致す るように設置せられる請求項６記載の装置。 ８．各像処理ユニット（５０）が前記のカル−ゼル（１０３）に固定され、また 中央処理ユニット（１３０）が静止して設けられている請求項６あるいは７記載 の装置。 ９．各像処理ユニット（５０）がラジオシグナルで前記の中央処理ユニット（１ ３０）と通信する請求項６〜８のいずれかに記載の装置。 １０．各像処理ユニット（５０）が光シグナルで前記の中央処理ユニット（１３ ０）と通信する請求項６〜８のいずれかに記載の装置。 １１．各像処理ユニットがカル−ゼル（１０３）の回転軸付近に配置された光送 信機（５３）と組み合わされ、中央処理ユニット（１３０）がカル−ゼル（１０ ３）の回転軸付近に配置された光レシ−バ−と組み合わされる請求項１０記載の 装置。 １２．少なくとも２つのカメラ(４０₁,４０₂)の出力がマルチプレクサ−（６０ ）と組み合わされ、このマルチプレクサ−はこれらのシグナルを合わせて複合像 （６１）を表す複合シグナルとなし、この複合シグナルを１つの像処理ユニット （５０）に供給するに適したものである請求項６〜１１のいずれかに記載の装置 。 １３．２つの反対側に設けられたカメラ（４０_A,４０_B）の出力がセレクタ−（ ７０）に供給され、このセレクタ−は作動カメラからのシグナルを選択し、選択 されたシグナルを１つの像処理ユニット（５０）に与えるに適した請求項６〜１ ２のいずれかに記載の装置。 １４．各像処理ユニット（５０）はハ−フ像ラインの１つのピクセルを、該ピク セルの直ぐ上ならびに直ぐ下のピクセル、但しこれらピクセルは前記ハ−フー像 直前に得られたハ−フ像の一部である、の平均値と比較するに適したものである 請求項６〜１３のいずれかに記載の装置。