【手続補正書】
【提出日】平成17年1月24日(2005.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  物品の検査装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  所定位置に載置される物品の天面部までの距離を検出する超音波センサと、
上記所定位置に上記物品が載置されているときに少なくとも１つが上記物品が置かれる所定位置の上面を照射して、該所定位置の上面までの距離を検出する２つ以上のレーザセンサとを備えて、
上記超音波センサの出力した距離と、上記物品が置かれる所定位置の上面を検出した上記レーザセンサの出力した距離に基づいて上記所定位置における物品の有無を検出する物品の検査装置。
【請求項２】  上記所定位置は容器内に充填された粉体の上面である請求項１記載の物品の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容器内に充填された粉体上の物品の有無を検査する物品の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、物品の検査装置としては、図４に示すように、上側が開口する容器４２内の上方に配置された超音波センサ４３と、その超音波センサ４３の近傍に配置された１個のレーザセンサ４４とを備えて、容器４２内に充填された所定量の粉体４５上にスプーン４６が有るか否かを検査するものがある。この物品の検査装置は、レーザセンサ４４より距離Ｃだけ低い位置に超音波センサ４３を配置している。また、上記スプーン４６は、容器４２内の粉体４５上に底部４６ａを上にして載置されている。
【０００３】
上記構成の物品の検査装置において、検査時、上記容器４２内にスプーン４６がある場合、超音波センサ４３は、容器４２の上方から広い領域に超音波を発するから、常にスプーン４６の底部４６ａから反射された超音波を受けて、そのスプーン４６の底部４６ａまでの距離を測定する。一方、上記レーザセンサ４４は、粉体４５の上面の一点に広がりのないレーザ光を照射して、粉体４５の上面で反射されたレーザ光を受けて、その粉体４５の上面までの距離を測定する。そして、上記超音波センサ４３により測定された距離Ａ,レーザセンサ４４により測定された距離Ｂおよび超音波センサ４３とレーザセンサ４４との高さの差である距離Ｃに基づいて、スプーン４６の高さに相当する距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)を求める。一方、上記容器４２内にスプーン４６がない場合、上記超音波センサ４３およびレーザセンサ４４は、粉体４５の上面までの距離を夫々測定する。このとき、上記距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)を求めると、略ゼロとなる。したがって、上記距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)が所定の値以上か否かによって容器４２内の粉体４５上にスプーン４６が載置されているか否かが判る。このように、上記物品の検査装置は、超音波センサ４３および１個のレーザセンサ４４により測定された距離に基づいて、スプーン４６の有無を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記物品の検査装置において、上記容器４２内の一定位置にスプーン４６が置かれるとは限らなくて、容器４２の側壁近傍側かつ粉体４５上のレーザ光の照射位置にスプーン４６が載置されて、レーザセンサ４４のレーザ光がスプーン４６の底部４６ａに照射された場合、レーザセンサ４４は、スプーン４６の底部４６ａまでの距離を測定する。したがって、上記超音波センサ４３により測定された距離Ａ,レーザセンサ４４により測定された距離Ｂおよび超音波センサ４３とレーザセンサ４４との高さの差である距離Ｃに基づいて求められた距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)は略ゼロとなる。このため、上記物品の検査装置では、容器４２内の粉体４５の上面にスプーン４６が載置されているにも拘わらず、スプーン４６がないという誤った検出をするという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、容器内の物品の有無を正確に検査できる物品の検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の物品の検査装置は、所定位置に載置される物品の天面部までの距離を検出する超音波センサと、上記所定位置に上記物品が載置されているときに少なくとも１つが上記物品が置かれる所定位置の上面を照射して、該所定位置の上面までの距離を検出する２つ以上のレーザセンサとを備えて、上記超音波センサの出力した距離と、上記物品が置かれる所定位置の上面を検出した上記レーザセンサの出力した距離に基づいて上記所定位置における物品の有無を検出することを特徴としている。
請求項２に記載の物品の検査装置は、上記所定位置は容器内に充填された粉体の上面であることを特徴とする。
【０００７】
上記請求項２の物品の検査装置によれば、例えば、上記超音波センサとレーザセンサとが容器上方の同じ高さに配置されている場合、検出時に容器内の粉体上に物品が載置されているとき、超音波センサは、容器内の物品に対して上方から広範囲に超音波を発し、物品の天面部で反射された超音波を受けて、その物品の天面部を検出する。一方、上記２つ以上のレーザセンサのうち少なくとも１つは、レーザ光を粉体の上面に照射し、粉体の上面で反射されたレーザ光を受けるので、容器内に物品がどのような位置に載置されていても、少なくとも１つのレーザセンサが粉体の上面を検出する。したがって、上記粉体の上面を検出したレーザセンサの出力した距離と、超音波センサの出力した距離との差により、物品が容器内に存在することを判別することが可能となる。
【０００８】
また、検査時に容器内の粉体上に物品が載置されていないとき、超音波センサおよび全てのレーザセンサは、粉体の上面を夫々検出する。このとき、上記超音波センサの出力した距離と、全てのレーザセンサの出力した距離とが略等しくなる。したがって、上記超音波センサの出力した距離と各レーザセンサの出力した距離との差がなくなり、物品が容器内に存在しないことを判別することが可能となる。このようにして、上記超音波センサの出力した距離と、粉体の上面を検出したレーザセンサの出力した距離とに基づいて、物品の有無を確実に検出できる。なお、上記超音波センサと上記レーザセンサとが容器上方の異なる高さに配置されている場合、超音波センサとレーザセンサとの高さの差である距離を考慮して、超音波センサまたはレーザセンサのいずれか一方の出力した距離を補正すればよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施の形態の物品の検査装置のブロック図である。この物品の検査装置１は、上側が開口する容器２の上方に配置された超音波センサ３と、その超音波センサ３の左右両側に配置されたレーザセンサ４Ａ,４Ｂと、容器２内のスプーン６の有無を判別する制御部７とを備えている。上記容器２内に所定量の粉体５を充填して、その粉体５上にスプーン６を載置している。このスプーン６は、カップ部６ａと、カップ部６ａの開口の縁に設けられた柄６ｂとからなり、容器２内に充填された粉体５上にカップ部６ａの底部６ｃを上にして載置される。なお、上記物品の検査装置１は、複数の容器２が移動する生産ライン上の所定の位置において容器２毎に検査を行って、スプーン６が容器２内に有るか否かを検査する。
【００１０】
図２は上記構成の物品の検査装置１によるスプーン６の検出を説明する概念図を示している。上記超音波センサ３は、レーザセンサ４Ａ,４Ｂより距離Ｃだけ低い位置に配置されている。このため、上記超音波センサ３とレーザセンサ４Ａ,４Ｂとの高さの差である距離Ｃを考慮して、超音波センサ３により測定される距離Ａとレーザセンサ４Ａ,４Ｂにより測定される距離Ｂとの測定結果を補正するために、予め上記距離Ｃを制御部７(図１に示す)に対して設定する。
【００１１】
そして、検査時、上記容器２内の粉体５上の略中央にスプーン６がある場合、超音波センサ３は、粉体５が充填された容器２内に向けて広範囲に超音波を発し、粉体５上に載置されたスプーン６の天面部としての底部６ｃで反射された超音波を受けて、スプーン６の底部６ｃまでの距離Ａを表す信号を制御部７に出力する。
【００１２】
一方、上記レーザセンサ４Ａ,４Ｂは、容器２内の粉体５の上面にレーザ光を夫々照射し、粉体５の上面で反射されたレーザ光を受けて、粉体５の上面までの距離Ｂを表す信号を制御部７に夫々出力する。そして、上記超制御部７は、超音波センサ３からスプーン６の底部６ｃまでの距離Ａ,レーザセンサ４Ａから粉体５の上面までの距離Ｂおよび距離Ｃ(超音波センサ３とレーザセンサ４Ａとの高さの差)に基づいて、制御部７は、粉体５の上面からスプーン６の底部６ｃまでの高さ、つまりスプーン６の高さに相当する距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)を求める。さらに、上記制御部７は、超音波センサ３からスプーン６の底部６ｃまでの距離Ａ,レーザセンサ４Ｂから粉体５の上面までの距離Ｂおよび距離Ｃ(超音波センサ３とレーザセンサ４Ｂとの高さの差)に基づいて、制御部７は、スプーン６の高さに相当する距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)を求める。上記制御部７は、求めた両方の距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)のうち少なくとも一方が所定の値以上であるとき、容器２内にスプーン６が有ると判別する。
【００１３】
一方、上記容器２内の粉体５上にスプーン６が載置されていない場合、超音波センサ３とレーザセンサ４Ａ,４Ｂとは、夫々粉体５の上面までの距離を測定する。したがって、上記超音波センサ３から粉体５の上面までの距離Ａ,レーザセンサ４Ａから粉体５の上面までの距離Ｂおよび距離Ｃ(超音波センサ３とレーザセンサ４Ａとの高さの差)に基づいて、制御部７により求められた距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)は略ゼロになる。また、上記超音波センサ３から粉体５の上面までの距離Ａ,レーザセンサ４Ｂから粉体５の上面までの距離Ｂおよび距離Ｃ(超音波センサ３とレーザセンサ４Ｂとの高さの差)に基づいて、制御部７により求められた距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)も略ゼロになる。上記制御部７は、求めた両方の距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)が略ゼロであるとき、容器２内にスプーン６が無いと判断する。
【００１４】
また、図３は上記容器２内の粉体５上の略中央位置からスプーン６がずれて載置された場合の上面図を示している。なお、図３において、Ｐ１はレーザセンサ４Ａの照射位置であり、Ｐ２はレーザセンサ４Ｂの照射位置であり、Ｐ３は超音波センサ３から発せられた超音波による測定範囲である。
【００１５】
図３において、上記超音波センサ３の測定範囲Ｐ３内には、容器２内のスプーン６の位置に拘わらず、測定時常にスプーン６の底部６ｃの少なくとも一部が存在する。一方、上記レーザセンサ４Ａ,４Ｂにおいて、例えば、図３の右上コーナー側の粉体５上にスプーン６(実線で示す)が載置されている場合、レーザセンサ４Ａの照射位置Ｐ１はスプーン６の底部６ｃ上になるが、レーザセンサ４Ｂの照射位置Ｐ２は容器２内の粉体５上になる。また、上記容器２内の右下コーナー側の位置Ｅ１の粉体５上にスプーン６が載置された場合、レーザセンサ４Ｂの照射位置Ｐ２はスプーン６の底部６ｃ上になるが、レーザセンサ４Ａの照射位置Ｐ１は粉体５上になる。さらに、上記容器２内の左上コーナー側の位置Ｅ２、および、上記容器２内の左下コーナー側の位置Ｅ３の粉体５上にスプーン６が載置された場合では、レーザセンサ４Ａ,４Ｂは、両方とも照射位置Ｐ１,Ｐ２の粉体５の上面にレーザ光を照射する。
【００１６】
このように、上記容器２内の粉体５上にスプーン６が載置されている場合は、容器２内の粉体５上に載置されたスプーン６の位置に関係なく、レーザセンサ４Ａ,４Ｂの少なくとも一方が必ず粉体５の上面にレーザ光を照射して、粉体５の上面までの距離Ｂを測定する。一方、上記容器２内の粉体５上にスプーン６が載置されているなら、超音波センサ３は、スプーン６の底部６ｃの少なくとも一部に確実に超音波を当てて、スプーン６の底部６ｃまでの距離Ａを測定する。したがって、上記容器２内のスプーン６の位置に関係なく、上記超音波センサ３からスプーン６の底部６ｃまでの距離Ａと、レーザセンサ４Ａ,４Ｂのいずれか一方によって測定された粉体５の上面までの距離Ｂと、距離Ｃ(超音波センサ３とレーザセンサ４Ａ,４Ｂとの高さの差)とに基づいて、制御部７により求められた距離(Ｂ−Ａ−Ｃ)は、粉体５の上面とスプーン６の底部６ｃとの高さの差に等しく、容器２内のスプーン６が存在することが判る。したがって、上記容器２内の粉体５上にスプーン６が載置されているのに、スプーン６が容器２内に無いという誤検出が発生しない。
【００１７】
したがって、上記物品の検査装置１は、超音波センサ３の出力した距離Ａと、粉体５の上面を検出したレーザセンサ４Ａ,４Ｂの少なくとも一方の出力した距離Ｂとに基づいて物品の有無を確実に検出できる。
【００１８】
なお、照射位置Ｐ１,Ｐ２のどちらか一方に、スプーン６の柄６ｂが重なったとしても、他方の照射位置は粉体５上にあるので、レーザセンサ４Ａ,４Ｂは粉体５の上面までの距離Ｂを測定できる。また、上記スプーン６が裏返し、つまりスプーン６のカップ部６ａの開口が上になった状態であっても、超音波センサ３は、スプーン６の柄６ｂの根元で反射された超音波を受けて、スプーン６の上部までの距離Ａを測定できる。
【００１９】
また、上記実施の形態では、超音波センサ３をレーザセンサ４Ａ,４Ｂよりも距離Ｃだけ低い位置に配置したが、超音波センサとレーザセンサとを同じ高さの位置に配置して、超音波センサ３とレーザセンサ４Ａ,４Ｂとの高さの差である距離Ｃがゼロのときでも、上記レーザセンサ４Ａ,４Ｂからの測定された距離Ｂと、超音波センサ３からの測定された距離Ａとの差(Ｂ−Ａ)が所定の値以上か否かを判断することによって、容器２内のスプーン６の有無を検出できる。
【００２０】
また、レーザセンサの数は３個以上であってもよい。要は、少なくとも一つのレーザセンサが常に粉体の上面を検出するようにすればよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項２の発明の物品の検査装置において、容器内の粉体上に載置された物品の位置に関係なく、超音波センサは物品の天面部までの距離を検出し、２以上のレーザセンサのうちの少なくとも１つが粉体の上面にレーザ光を照射して粉体の上面を検出するので、粉体の上面を検出したレーザセンサの出力した距離と、超音波センサの出力した距離とに基づいて、粉体上面と物品上部との高さの差が確実に得ることができ、したがって、上記物品が容器内に有るのに無いという誤検出を防止して、容器内の物品の有無を確実に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の一形態の物品の検査装置のブロック図を示している。
【図２】  上記物品の検査装置によるスプーンの検出を説明する概念図を示している。
【図３】  上記物品の検査装置が検査する容器を上方から見た図を示している。
【図４】  従来の物品の検査装置によるスプーンの検出を説明する概念図を示している。
【符号の説明】
１…物品の検査装置、２…容器、３…超音波センサ、
４Ａ,４Ｂ…レーザセンサ、５…粉体、６…スプーン、
７…制御部。