(57)【要約】【課題】側面部に凹凸形状を有する円筒状容器や角状容器を検査対象とした場合にも、容器内部の液体製品に混入した異物を確実且つ高速で検出できる異物検査装置を提供する。【解決手段】高速で回転駆動されるスターホイール盤上に載置部が周設された環状搬送路の内側及び外側に配設され、且つ、各光線が平行な光束を前記被検査体の周囲の複数方向から側面部に対して照射する照明手段と、前記環状搬送路の外側に配設され、且つ、前記被検査体からの透過光及び反射光を前記被検査体の周囲の２方向から同時に受光して前記被検査体をそれぞれ撮像する撮像手段と、前記撮像手段の画像信号に基づいて前記異物の有無を検査する検査手段とを備え、且つ、前記第１及び第２の撮像手段は、両者の受光軸の成す角度θ１を３０〜９０度、該撮像手段の受光軸と該撮像手段に隣り合う前記照明手段の光束との成す角度θ２を３０〜６０度として、前記被検査体をそれぞれ撮像する構成とする。【選択図】  図１
2006308437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面部に凹凸形状を有するペットボトルや角瓶等の容器で且つ液体製品が封入された容器を被検査体として、生産ライン上の搬送速度に同期して回転駆動されるスターホイール上に周設された各載置部に前記被検査体を正立状態で順次載置して、前記スターホイール盤と同軸同速回転で環状のラインに沿って高速搬送中の前記被検査体の液体製品内の異物を検査する異物検査装置であって、
前記載置部が周設されている環状搬送路の内側及び外側にそれぞれ前記被検査体の側面部を囲むように環状に配設され、且つ、前記被検査体の垂直方向の断面に対して略垂直で且つ各光線が平行な光束を照明光として前記被検査体の周囲の複数方向から前記被検査体の側面部に対して照射する複数の照明手段と、
前記環状搬送路の外側に配設され、且つ、前記照明手段によって照明された前記被検査体からの透過光及び反射光を前記被検査体の周囲の２方向から同時に受光して前記被検査体の側面部をそれぞれ撮像する第１及び第２の撮像手段と、
前記第１及び第２の撮像手段の画像信号に基づいて前記液体製品に混入した異物の有無を検査する検査手段とを備え、
且つ、前記第１及び第２の撮像手段は、両者の受光軸の成す角度θ１を３０〜９０度、該撮像手段の受光軸と該撮像手段に隣り合う前記照明手段の光束との成す角度θ２を３０〜６０度として、前記被検査体をそれぞれ撮像することを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
前記環状搬送路の外側に配置される照明手段は、前記第１及び第２の撮像手段の間の中央部に位置する第１の照明手段と、前記第１の撮像手段を挟んで前記第１の照明手段の逆側に位置する第２の照明手段と、前記第２の撮像手段を挟んで前記第１の照明手段の逆側に位置する第３の照明手段とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項３】
前記角度θ１を略９０度としていることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項４】
前記第１の撮像手段の受光軸と前記第２の照明手段の光束との成す角度をθ２ａ、前記第２の撮像手段の受光軸と前記第３の照明手段の光束との成す角度をθ２ｂとした場合、θ２ａ＝θ２ｂ＝略４５／２度としていることを特徴とする請求項２に記載の異物検査装置。
【請求項５】
前記環状搬送路の内側に配置される照明手段は、前記第１の撮像手段と対向して配置される第１の照明手段と、前記第２の撮像手段と対向して配置される第２の照明手段とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項６】
前記載置部が透光性部材で形成されており、且つ、前記載置部の下方から各光線が平行な光線束を前記被検査体の底面に対して垂直方向に照射する照明手段を更に備えた請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項７】
側面部に凹凸形状を有するペットボトルや角瓶等の容器で且つ液体製品が封入された容器を被検査体として、生産ライン上の搬送速度に同期して回転駆動されるスターホイール上に周設された各載置部に前記被検査体を正立状態で順次載置して、前記スターホイール盤と同軸同速回転で環状のラインに沿って高速搬送中の前記被検査体の液体製品内の異物を検査する異物検査方法であって、
前記環状搬送路の内側及び外側にそれぞれ前記被検査体の側面部を囲むように環状に配設した複数の照明手段によって、前記被検査体の垂直方向の断面に対して略垂直で且つ各光線が平行な光束を照明光として前記被検査体の周囲の複数方向から前記被検査体の側面部に対して照射するステップと、
前記環状搬送路の外側に配置した第１及び第２の撮像手段によって、両者の受光軸の成す角度θ１を３０〜９０度とし、且つ該撮像手段の受光軸と該撮像手段に隣り合う前記照明手段の光束との成す角度θ２を３０〜６０度として、前記照明光により照明された前記被検査体からの透過光及び反射光を前記被検査体の周囲の２方向から同時に受光して前記被検査体の側面部をそれぞれ撮像するステップと、
前記第１及び第２の撮像手段の画像信号に基づいて前記液体製品に混入した異物の有無を検査するステップとを含むことを特徴とする異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲物や薬剤などの液体製品（液状製品を含む）に混入した異物を、高速大量生産ラインを止めることなく全品検査することが可能な異物検査装置及び方法に関し、特に、ペットボトル等の円筒状容器、角瓶等の角状容器など、側面部に凹凸形状を有する容器で且つ液体製品が封入された容器を被検査体として、容器内部の液体製品に混入した微小な異物であっても誤判定をすることなく確実に検出することができる異物検査装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＡＣＣＰ(Hazard  Analysis  Critical  Control  Point  System)方式の食品衛生法への適用やＰＬ(Product  Liability:製造物責任)法の施工に伴って、食品や薬品などの製品の製造／加工、製品の保存／流通を経て最終消費者が摂取するまでのあらゆる段階で発生する恐れのある微生物汚染や、その他金属、布、髪等の異物混入などの事故発生を未然に防止し、製品の一層の安全保障を図ることが義務付けられつつある。
【０００３】
ＨＡＣＣＰは、衛生管理システム手法として国際的に高く評価されているアメリカの危害分析・重要管理点方式である。このＨＡＣＣＰ方式は、製造工程全般を通じて製品の安全性を図るようにした科学的な衛生管理方式であり、従来の衛生管理方式が最終製品の検査に重点を置いた方式であるのに対して、製造工程の予防措置に重点を置いている。ＨＡＣＣＰ方式は、危害分析（ＨＡ）と重要管理点（ＣＣＰ）の２つの部分から成り立っており、食品の製造／加工，製品の保存／流通を経て、最終消費者が摂取するまでのあらゆる段階で発生する恐れのある微生物汚染などの危害を調査／分析し、危害予防のための重要管理点を設定すると共に、管理基準を定めて限度内で適正に措置されているかを、管理記録等をチェックして常時監視し、その他の危害については、一般衛生管理基準（PP:Pre-requisite  Program）で運営管理することにより、製造工程における危害発生を見落としなく未然に防止し、製品の一層の安全性を図るようにしたものである。
【０００４】
従来製造工場などでの大量生産ラインにおいては、容器充填後の液体に混入した異物検査は、作業員の目視による検査などで行われている。かかる目視検査の場合は検査に時間と労力を要するため、あるまとまった数量毎に１本を抜き取って検査する抜き取り検査を行うようにしている。このため、全ての製品に対する確実な検査ではないという問題があった。
【０００５】
また、検査員を生産ラインに配備して行う全品検査方式であっても、作業員の目視による判定で比較的大きな異物については検出することができるが、微小な異物については検出することができず、検出精度が劣るという問題がある。更に、高速化する生産ラインの速度に検査員の目視判定能力が追いつかず、検査能率が悪いものとなっているのが実情である。
【０００６】
目視検査以外で液体充填後の容器内部に混入した異物を検出する方法としては、検査カメラを用いて容器を外部から撮影し、得られた画像情報に基づいて不良の有無を検出する方法が考えられている。
【０００７】
図１０はその一例を示しており、生産ライン上を矢印Ｘ方向へ隙間の無い状態で移動する容器１０１を被検査体として、容器１０１を光源１００で側面から照射し、容器１０１からの透過光を撮像手段としてのＣＣＤセンサ１０２で受光し、ＣＣＤセンサ１０２の受光信号をデータ処理装置（図示せず）で画像処理し、容器１０１内の液体製品に混入した異物（図１０中の異物１０３等）を検出するようにしている。このような検査装置では、ＣＣＤセンサ１０２が容器１０１からの透過光を受光し、ＣＣＤセンサ１０２の受光信号をパソコン等の画像処理装置で処理し、容器１０１内の液体製品に混入した異物を検出するようにしている（例えば特許文献１を参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２１７４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したような検査装置では、容器形状が単純で容器表面に凹凸のないものであれば問題とならないが、例えば角瓶やペットボトルのように、側面部に凹凸形状を有する容器を対象としたときには、撮像した画像上に凹凸形状が現れ、異物を検出することが困難となる。すなわち、容器表面での外部からの散乱光の反射や輝線などの障害が多様で、複雑な容器形状や容器の材質に起因して発生することにより、その容器表面上の凹凸や容器の輪郭線が異物と同様の輝度変化を起こすため、図１１に示すような画像情報（生データ）がＣＣＤセンサ１０２で得られる。従って、画像処理装置で処理して図１２に示すような２値画像としても、画像上で異物のみを的確に区別することが困難である。つまり、信頼性低下の問題だけでなく、異物と容器の乱反射部分とが区別できないために誤検出となり、製造の歩留まりが悪くなるという問題がある。
【００１０】
凹凸形状を有する容器を対象としたときに生じる上記のような問題を考慮したものとしては、例えば本出願人による特許文献２に記載の異物検査装置がある。この異物検査装置は、例えば生産ラインへ応用した場合、図１３に示すように、生産ライン上を矢印Ｘ方向へ移動する容器を被検査体１０１として、液体製品を内蔵した被検査体１０１の第１側面から光源１００Ａにより光を照射すると共に、２つの光源１００Ｂ、１００Ｃによって、被検査体１０１に対する第１側面の反対側の第２側面両側から傾斜して（第１側面の被検査体に対する垂線に対して３０〜６０度の傾斜角度で）光を照射する。そして、第２側面側の撮像手段（ＣＣＤセンサ）１０２で被検査体１０１からの透過光及び反射光を受光し、撮像手段１０２の画像信号に基づいて液体製品に混入した異物（図１３中の異物１０３等）を検出するようにしている（特許文献２を参照）。
【００１１】
このような検査方式とした場合、撮像手段１０２が捉える画像から被検査体１０１（ペットボトル等）の外形形状ラインが除去され、液体製品に混入した異物を高精度で検出することが可能となる。しかし、特許文献２に記載されている検査装置のように、直線ライン上での光学的な異物検査の場合、光を透過した際に死角が生じてしまうという問題があり、その死角部分に凹凸形状が存在したり異物が存在したりすると、異物と凹凸形状の部分との区別が困難であり、誤判定をする可能性がある。例えば、図１３のような光学系の配置構成において、前記傾斜角度＝４５度として、凹凸の起伏が大きなペットボトルを対象とした場合、そのペットボトルの向きによっては、図１４に示すような画像情報（生データ）がＣＣＤセンサ１０２で得られる。従って、画像処理装置で処理して図１２に示すような２値画像としても、容器の起伏部の一部や容器の輪郭部分が光学的に除去しきれず、画像上で異物のみを的確に区別できないケースが生じる。また、特許文献１や特許文献２に記載されている検査装置のように、直線ライン上での光学的な異物検査の場合、光学系の配置構成を工夫しても、直線状の搬送路が障害となったり、図１０のように連鎖状に搬送されて来る容器１０１を検査する場合に、隣接する容器が弊害となったりするため、死角を完全に無くすことはできない。
【００１２】
他の検査方法としては、画像取込後にソフトウェアによる画像編集などを行うことによって、容器の形状線などの検査範囲外となる不要な部分をマスクするなどの方法も考えられる。しかし、通常生産ライン上に設置された検査装置へは様々な回転角度で製品が撮像エリアに流れ込んで来るため、容器を画像として捉えた際には、容器表面上の凹凸の位置が毎回異なってしまい、マスキングエリアを固定して設定することが不可能であるという問題がある。
【００１３】
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、側面部に凹凸形状を有するペットボトル等の円筒状容器や角瓶等の角状容器を検査対象とした場合にも、その容器内部の液体製品に混入した異物を確実に且つ生産ラインを止めることなく高速で検出することができる異物検査装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、側面部に凹凸形状を有するペットボトルや角瓶等の容器で且つ液体製品が封入された容器を被検査体として、生産ライン上の搬送速度に同期して回転駆動されるスターホイール上に周設された各載置部に前記被検査体を正立状態で順次載置して、前記スターホイール盤と同軸同速回転で環状のラインに沿って高速搬送中の前記被検査体の液体製品内の異物を検査する異物検査装置及び方法に関するものであり、本発明の上記目的は、異物検査装置に関しては、前記載置部が周設されている環状搬送路の内側及び外側にそれぞれ前記被検査体の側面部を囲むように環状に配設され、且つ、前記被検査体の垂直方向の断面に対して略垂直で且つ各光線が平行な光束を照明光として前記被検査体の周囲の複数方向から前記被検査体の側面部に対して照射する複数の照明手段と、前記環状搬送路の外側に配設され、且つ、前記照明手段によって照明された前記被検査体からの透過光及び反射光を前記被検査体の周囲の２方向から同時に受光して前記被検査体の側面部をそれぞれ撮像する第１及び第２の撮像手段と、前記第１及び第２の撮像手段の画像信号に基づいて前記液体製品に混入した異物の有無を検査する検査手段とを備え、且つ、前記第１及び第２の撮像手段は、両者の受光軸の成す角度θ１を３０〜９０度、該撮像手段の受光軸と該撮像手段に隣り合う前記照明手段の光束との成す角度θ２を３０〜６０度として、前記被検査体をそれぞれ撮像することによって達成される。
【００１５】
さらに、本発明の上記目的は、前記環状搬送路の外側に配置される照明手段は、前記第１及び第２の撮像手段の間の中央部に位置する第１の照明手段と、前記第１の撮像手段を挟んで前記第１の照明手段の逆側に位置する第２の照明手段と、前記第２の撮像手段を挟んで前記第１の照明手段の逆側に位置する第３の照明手段とから構成されること、前記角度θ１を略９０度としていること、前記第１の撮像手段の受光軸と前記第２の照明手段の光束との成す角度をθ２ａ、前記第２の撮像手段の受光軸と前記第３の照明手段の光束との成す角度をθ２ｂとした場合、θ２ａ＝θ２ｂ＝略４５／２度としていること、前記環状搬送路の内側に配置される照明手段は、前記第１の撮像手段と対向して配置される第１の照明手段と、前記第２の撮像手段と対向して配置される第２の照明手段とから構成されること、前記載置部が透光性部材で形成されており、且つ、前記載置部の下方から各光線が平行な光線束を前記被検査体の底面に対して垂直方向に照射する照明手段を更に備えることにより、それぞれ一層効果的に達成される。
【００１６】
また、異物検査方法に関しては、本発明の上記目的は、前記環状搬送路の内側及び外側にそれぞれ前記被検査体の側面部を囲むように環状に配設した複数の照明手段によって、前記被検査体の垂直方向の断面に対して略垂直で且つ各光線が平行な光束を照明光として前記被検査体の周囲の複数方向から前記被検査体の側面部に対して照射するステップと、前記環状搬送路の外側に配置した第１及び第２の撮像手段によって、両者の受光軸の成す角度θ１を３０〜９０度とし、且つ該撮像手段の受光軸と該撮像手段に隣り合う前記照明手段の光束との成す角度θ２を３０〜６０度として、前記照明光により照明された前記被検査体からの透過光及び反射光を前記被検査体の周囲の２方向から同時に受光して前記被検査体の側面部をそれぞれ撮像するステップと、前記第１及び第２の撮像手段の画像信号に基づいて前記液体製品に混入した異物の有無を検査するステップとを含むことにより達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被検査体に対する光の照射範囲及び撮像手段の視界に死角が無くなり、側面部に凹凸形状を有する被検査体がどのような向きで搬送されて来ても、撮像手段の視線方向から被検査体を捉えた時に、容器の凹凸形状や輪郭線の部分が消失した像が結像されるようになる。そのため、従来の直線ライン上での光学的な異物検査方式では除去しきれなかった容器の凹凸形状や輪郭部分を除去することができ、微小な異物であっても誤判定をすることなく確実に検出することが可能となる。また、高速大量生産ラインを止めることなく全品を検査して、異物混入の不良製品を最終段階で確実に検出して排除することが可能となるので、製品の一層の安全性を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る異物検査装置は、製品の製造／加工工程において発生する異物、原料の検査で除去しきれていない原料異物、生産ラインに乗せる段階で混入する可能性のある環境異物、生産中に製造機自体から発生する製造機異物など、製品の出荷前に容器内に混入する可能性のある各種の異物（金属、布、髪、ごみ等）を検査対象とし、飲料や薬剤などの液体製品（液状製品を含む）が封入された容器、特にペットボトル等の円筒状容器や角瓶等の角状容器など、側面部に凹凸形状を有する容器を被検査体として、ロータリー式の搬送手段によって高速で搬送中の被検査体の液体製品内に異物が混入していないか否かを確実且つ高速に検査するようにしたものである。
【００１９】
そして本発明では、従来の直線ライン上での光学的な異物検査方式による問題を解消し、液体製品に混入した異物（浮遊異物、液中異物、沈殿異物）を最終段階で確実に検出すると共に、誤検出が生じないようにしている。そのため、本発明においては、環状ライン上（環状搬送路上）での光学的な異物検査方式とし、被検査体に対する光の照射範囲及び撮像手段の視界に死角が生じることが無いように、各照明手段の位置と光の照射方向、及び撮像手段の位置とその視点からの視線方向を工夫し、撮像手段の視線方向から被検査体を捉えた時に、側面部に凹凸形状を有する被検査体がどのような向きで搬送されて来ても、その容器の凹凸形状や輪郭線の部分が略完全に消失して、異物のみが鮮明に現れた像が結像されるようにしている。そして、このような光学現象を発生させることによって、複雑な形状の容器や凹凸の起伏が大きな容器であっても、外部からの散乱光の反射や輝線の発生に影響されることなく、容器に充填された液体に混入している異物のみを容器そのものから発生する輝度変化と確実に区別できるようにし、また、撮像手段で撮像した異物の画像処理を容易にしている。更に、本発明では、被検査体の側面部を２方向から同時に撮像する形態とすることによって、撮像手段の視点から見て死角となり易い容器正面の両端部側や、視線の方向によっては捉え難いガラス片や薄膜状の異物を含めて、液体製品内の異物を確実に検出するようにしている。
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る異物検査装置の一例を示す概略構成図であり、図２は、検査ステージに設置される環状搬送路の構成、及び照明装置と撮像カメラの配置構成の一例を示す平面図である。先ず、本発明に係る被検査体の搬送形態について説明する。生産ライン上で液体製品が封入された被検査体（例えばペットボトル、瓶）は、例えば直線移動する搬送コンベアによって検査ステージへと連続的に搬送されて来る。検査ステージには、ロータリー式の搬送手段１０として、生産ライン上の搬送速度に同期して回動軸１１Ａの周りに回転駆動される検査テーブル（検査用の大径スターホイール盤）１１が設けられている。そして、検査ステージに流れて来る被検査体は、検査テーブル１１（以下「スターホイール盤」とする）の円周上に周設されている載置部１１Ｃに正立状態で順次載置され、図１中の矢印Ｒに示される環状のラインに沿って搬送される。本発明に係る異物検査装置では、スターホイール盤１１と同軸同速回転で高速（例えば１０００本／分程度）で搬送中の被検査体の全品について、容器内の液体製品に異物が混入していないか否かをリアルタイムに検査する。
【００２２】
被検査体を載置する載置部１１Ｃは、図２に示すように、スターホイール盤１１上に等間隔で環状に設けられている。そして、環状搬送路１１Ｂ上の各載置部１１Ｃの側方には、図３に示すように、被検査体１の頭部を透光性部材（乱反射防止用の光学フィルタを兼ねた透光性部材）から成る天板１１ｄにより押さえて載置部１１Ｃ上に拘持する拘持手段が設けられている。図２中の符号１１ｃの部分は、天板１１ｄの支軸１１ｃ（透光性部材から成る支軸）の部分を示しており、本例では、検査ステージに搬入されて環状搬送路の載置部１１Ｃに載置されたタイミングで、偏心カムの回転動作等により天板１１ｄを下降（自重で落下、若しくはバネ等により下方に移動）させて被検査体１を載置部１１Ｃ上に固定し、搬出時には、天板１１ｄを上昇させて被検査体１を開放し、搬出用のスターホイール盤上の搬送路を経由して生産ラインの搬送コンベア上に搬出する形態としている。なお、検査テーブル（スターホイール盤）１１は、図３に示すように、載置部１１Ｃの両側の部分１１ａ、１１ｂが載置部１１Ｃより低く形成された２段構造のテーブルとなっている。本実施の形態では、照明装置２０の発光面下部と撮像カメラ３０の受光面下部をそれぞれ載置部１１Ｃより下方に配置することで、被検査体１の底面部に対して死角が生じないようにしている。
【００２３】
次に、異物検査装置の全体の構成について説明する。
【００２４】
図１の構成例において、異物検査装置は、生産ラインの搬送コンベアに連結された搬入／搬出用のスターホイール盤、及び上述した検査用のスターホイール盤１１等から構成されるロータリー式の搬送手段１０と、その搬送手段１０によって高速搬送中の被検査体１の側面部に対して、被検査体１の周囲の複数方向から平行光を照射する複数の照明手段２０と、各照明手段２０によって照明された被検査体１の側面部を異なる方位角で撮像する複数の撮像手段３０と、各撮像手段３０の画像信号に基づいて液体製品に混入した異物の有無をリアルタイムに検査する検査手段４０とを備えている。
【００２５】
照明手段２０は、載置部１１Ｃが周設されている環状搬送路１１Ｂの内側及び外側に、それぞれ被検査体１の側面部を囲むように環状に配設される。そして、被検査体１の垂直方向の断面に対して略垂直で且つ各光線が平行な光束を照明光として、被検査体１の周囲の複数方向から被検査体１の側面部に対して照射する。照明手段２０としての照明装置の台数は、図２の例では、透過光用照明手段としての照明装置２１が環状搬送路１１Ｂの内側に２台、反射光用照明手段としての照明装置２２が環状搬送路１１Ｂの外側に３台の合計５台としている。これらの照明手段２０は、被検査体１の側面部に対して照射する光束の方向（平行光の照明方向）や、その光束と撮像手段の受光軸との成す角度が重要であり、各照明手段２０の具体的な照明方向については後述する。
【００２６】
撮像手段３０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled  Device）センサ等から成る撮像カメラで構成され、環状搬送路１１Ｂの外側に配設される。そして、照明手段２０によって照明された被検査体１からの透過光及び反射光を被検査体１の周囲の複数方向（本例では２方向）から受光し、被検査体１の側面部をそれぞれの方向から同時に撮像する。撮像手段３０を環状搬送路１１Ｂの外側に設置する主要な理由は、スターホイール盤１１の高速回転による遠心力によって、図１中に示すように、液体製品２内の異物３を環状搬送路１１Ｂの外側の容器壁面又は底面端部（撮像カメラ側）に移動させ、その異物３を撮像カメラ３０の視点の近くから捉えるようするためである。なお、図１の模式図では、照明手段２０の発光面と撮像手段３０の撮像面とを同一円周上に配置しているが、同一円周上に配置する必要はなく、撮像手段３０は、その視野等に応じて環状搬送路１１Ｂ側に近設される。
【００２７】
なお、撮像手段３０（及び照明手段２０）は、垂直方向に昇降自在且つ水平方向に回動自在に軸支されると共に、水平方向及び垂直方向の角度が調整可能に軸支されている。撮像手段３０として用いる撮像カメラは、上下に複数台配置できると共に、水平方向に複数台配置できるようになっており、検査領域に応じて１台又は複数台の撮像カメラが設置される。これらの撮像カメラは、例えば手動操作若しくは外部装置からの制御によって、被検査体の高さや形状に応じてカメラの位置と向きが調整されると共に、使用するカメラ（例えば各列の２段目，４段目のカメラ）が選択されるようになっている。本発明に係る被検査体の側方からの異物検査工程では、例えば図１に示した位置及び方位角となるように調整された撮像カメラが２台設置される。２つの撮像手段３０により被検査体の周囲の２方向から撮像する理由は、撮像手段３０の視線に対して容器正面の両端部側に死角が生じないようにするためと、視線の方向によっては捉え難いガラス片や薄膜状の異物を確実に検出できるようにするためである。
【００２８】
検査手段４０は、図１に示すように、撮像した画像信号を画像処理する画像処理部４１と、画像処理に従って異物の存在を判定するための異物判定回路４２とを備えている。そして、撮像手段３０で撮像した画像信号を入力した検査手段４０では、例えば、アナログの画像信号を微分して所定の閾値と比較し、微分値の変化量の大きい部分、すなわち信号の出力レベルが急激に変化する部分を強調処理した信号レベルと基準レベル（あるいは検査領域内の各画素を２値化した値の合計値と基準値）とを比較することにより、容器内の異物（特に、液体製品内の異物）の有無を検査する。異物判定回路４２は、異物が有ると判定した場合には排除信号ＲＳを出力する。生産ラインには被検査体の振分け部５０が設けられており、排除信号ＲＳに対応した被検査体を振分け部５０で良品と不良品とを振分け、不良品を生産ラインから排除する。これにより、良品のみを生産して出荷することができる。
【００２９】
次に、照明手段２０の配置構成と照明方向、及び撮像手段３０の配置構成と撮像方向について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図４は、照明手段（光源）と撮像手段（撮像カメラ）の配置構成の第１の例を平面図で示している。本例は、環状搬送路１１Ｂ上の被検査体１に対して、その被検査体１の中心を円の中心とした円周上に、５つの照明手段２０を略等間隔で配置した例を示している。この場合、環状搬送路１１Ｂの内側に２つの照明手段２０（２１Ａ、２１Ｂ）が配置され、環状搬送路１１Ｂの外側に３つの照明手段２０（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）が配置される。各照明手段２０の光源は同一の光量である。本例では、５つの照明手段２０を略等間隔で配置した構成としているが、各照明手段２０（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）の照明光の照射方向は、撮像手段３０（３１Ａ，３１Ｂ）の受光軸とその撮像手段３０（３１Ａ，３１Ｂ）に隣り合う照明手段２０（２２Ｂ／２２Ａ，２２Ａ／２２Ｃ）の光束との成す角度をθ２とすると、角度θ２が３０〜６０度の範囲内であれば良い。また、環状搬送路１１Ｂの内側の照明手段２０（透過光用の照明手段２１Ａ、２１Ｂ）は、被検査体１の側部を均等に照明できれば良く、照明光の照射方向は特に限定されない。本例では、撮像手段３１Ａ、３１Ｂとそれぞれ対向配置した構成としている。
【００３１】
一方、撮像手段３０としては、２つ撮像手段（撮像カメラ）３１Ａ、３１Ｂが、環状搬送路１１Ｂの外側に配置される。撮像手段３１Ａ、３１Ｂの撮像方向は、両者の受光軸の成す角度をθ１とすると、角度θ１が３０〜９０度の範囲内であれば良い。本例では、照明手段２２Ａと照明手段２２Ｂの中央に撮像手段３１Ａを配置し、照明手段２２Ａと照明手段２２Ｃとの間の中央に撮像手段３１Ｂを配置した構成としている。
【００３２】
このように、被検査体の側面部に対して被検査体の周囲の複数方向から平行光を照明光として照射することで、被検査体１の側面部の凹凸部に様々な角度で平行光が入射されると共に、液体内部が均一な光で満たされる。そして、そのような状態で被検査体１からの透過光と反射光を同時に受光することにより、撮像手段３１Ａ、３１Ｂが捉える画像から、被検査体１の側面部の外形形状ライン（凹凸形状の部分及び容器の輪郭線）や、通常は黒い輪郭線となって撮像される液面の部分が光学的に除去される。そのため、異物のみの画像を取得することができ、外形形状ラインの部分に存在する液中異物や浮遊異物でも確実に検出することができる。なお、図２に示した環状搬送路１１Ｂ上の載置部１１Ｃは、乱反射防止用の光学フィルタを兼ねた透光性部材（硬質ガラスフィルタ等）で形成されており、本実施の形態では、その載置部１１Ｃの下方には、各光線が平行な光束を被検査体１の底面に対して垂直方向に照射する垂直方向照明手段（図２中の照明手段２３）が、付加的な構成要素として設置される。このような照明手段を備えることで、容器の側壁内及び液体内が一層均一な光で満たされる。
【００３３】
図５は、照明手段と撮像手段の配置構成の第２の例を示している。本例は、照明手段２０と撮像手段３０の最適な配置構成を示している。液体製品を内蔵した被検査体としては、ペットボトル等の円筒状容器の他に角瓶等の角状容器がある。また、ペットボトルの場合は、図３に示したような形状のペットボトルの他に、図６（Ａ），（Ｂ）に示すような形状のペットボトルなど複雑な形状の容器が多い。これに対して、角瓶の場合は、容器の形状は複雑でないが、平面と平面とが交わるエッジ部分を有するため、そのエッジ上若しくはその近傍に異物が存在すると、異物の検出が困難である。図４に示した配置構成でも検出可能であるが、ペットボトルや角瓶を含めて様々な形状の容器を被検査体とする場合、図５に示す配置構成とするのが最適である。
【００３４】
本例では、撮像手段３１Ａ、３１Ｂは、両者の受光軸の成す角度θ１が略９０度となるように配置した構成としている。そして、環状搬送路１１Ｂの外側に配置される照明手段２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃのうち、照明手段２２Ａは、撮像手段３１Ａ、３１Ｂの間の中央部に配置し、照明手段２２Ｂ，２２Ｃについては、撮像手段３１Ａの受光軸と照明手段２２Ｂの光束との成す角度をθ２ａ、撮像手段３１Ｂの受光軸と照明手段２２Ｃの光束との成す角度をθ２ｂとした場合、θ２ａ＝θ２ｂ＝略４５／２度となるように配置した構成としている。このような配置構成とした場合、角瓶１のエッジ部分が略完全に消失した像が結像されるため、エッジ部分を異物と誤判定することがなく、また、角瓶１のエッジ部分（輪郭線）に微細な異物が存在する場合でも、確実に検出することができる。また、ペットボトル等の円筒状容器であっても同様に、異物の存在位置、及び凹凸形状の種類に係らず、誤判定をすることなく異物を確実に検出することができる。
【００３５】
図７は、照明手段と撮像手段の配置構成の第３の例を示している。本例は、第１及び第２の例と比較して、撮像手段３１Ａ、３１Ｂの受光軸の成す角度θ１を鋭角とした点、４つの照明手段２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄを環状搬送路１１Ｂの内側に配設した点、及び撮像手段３１Ａ、３１Ｂは、環状搬送路１１Ｂの内側の照明手段と対向させて配置していない点で相違する。このような配置構成としても、撮像手段３１Ａ、３１Ｂが捉える画像から、被検査体１の側面部に形成されている凹凸形状の部分及び容器の輪郭線が光学的に除去され、異物のみの画像を取得することができる。
【００３６】
以上のように、本発明では、環状搬送路の内側及び外側に、被検査体の側面部を囲むようにそれぞれ複数の照明手段を配設しておき、環状のラインに沿って高速で搬送されて来る被検査体の垂直方向の断面に対して略垂直で且つ各光線が平行な光束を照明光として被検査体の周囲の複数方向から被検査体の側面部に対して照射すると共に、環状搬送路の外側に配置した２つの撮像手段によって、両者の受光軸の成す角度θ１を３０〜９０度とし、且つ、撮像手段の受光軸と、その撮像手段に隣り合う照明手段の光束との成す角度θ２を３０〜６０度として、上記複数の照明手段によって照明された被検査体からの透過光及び反射光を被検査体の周囲の２方向から同時に受光して被検査体の側面部をそれぞれ撮像し、それらの撮像手段からの画像信号に基づいて、被検査体の容器内部の液体製品に混入した異物の有無を検査するようにしている。
【００３７】
このような検査方法を採用することによって、容器の形状や向きにかかわらず、容器内部の液体製品に混入した異物を確実に且つ生産ラインを止めることなく高速で検出することが可能となる。図８及び図９は、本発明による撮像画像及び処理画像の一例を示しており、本発明によれば、撮像手段としてのＣＣＤセンサ３０が捉える画像から容器の外径形状ライン等が除去され、図８に示すような画像情報（生データ）が得られる。図８は、透明ペットボトルに充填された液体が透明な場合の画像であり、かかる画像情報から画像処理部４１で２値化処理すると、図９に示すような２値画像となり、異物のみが明確なものとなる。なお、図８及び図９は、図１３に示される直線ライン上での光学的な異物検査方式で撮像したペットボトルの画像（図１４）、及びその２値画像（図１５）と対応させて示しており、本発明では、従来技術では除去しきれなかった容器の起伏部や容器の輪郭部分が、２値化処理後は完全に除去されて、異物のみの画像を取得できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る異物検査装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る異物検査装置の環状搬送路の構成、及び照明装置と撮像カメラの配置構成の一例を示す平面図である。
【図３】被検査体の容器の形状の一例、及び本発明における環状搬送路上での被検査体の載置状態を示す側面図（一部断面図）である。
【図４】本発明における照明手段と撮像手段の配置構成の第１の例を示す平面図である。
【図５】本発明における照明手段と撮像手段の配置構成の第２の例を示す平面図である。
【図６】被検査体の容器の形状の他の例を示す側面図である。
【図７】本発明における照明手段と撮像手段の配置構成の第３の例を示す平面図である。
【図８】本発明による撮像画像（生データ）の一例を示す画像図である。
【図９】本発明による処理画像（２値データ）の一例を示す画像図である。
【図１０】従来の異物検査装置の第１の例を示す構成図である。
【図１１】図１０の異物検査装置の撮像画像（生データ）の一例を示す画像図である。
【図１２】図１１の撮像画像を２値化処理した画像を示す図である。
【図１３】従来の異物検査装置の第２の例を示す構成図である。
【図１４】図１３の異物検査装置の撮像画像（生データ）の一例を示す画像図である。
【図１５】図１４の撮像画像を２値化処理した画像を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    被検査体
２    液体
３    異物
１０  ロータリー式搬送手段
１１  検査テーブル（スターホイール盤）
１１Ａ  回動軸
１１Ｂ  環状搬送路
１１Ｃ  載置部
２０  照明手段
２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ，２１Ｄ）  透過光用照明手段
２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）  反射光用照明手段
２３  垂直方向照明手段
３０  撮像手段
４０  検査手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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