(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填された容器を撮影し、撮影された容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識することにより、上記容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査方法において、
容器が備える付属物に覆われることにより、上記検査領域内で液面領域が認識できない場合に、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定し、
上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とする容器の液面高さ検査方法。
【請求項２】
上記液面領域の高さ方向の幅が上記付属物の幅よりも大きく、上記液面と付属物が重なって液面領域が上下に分断して認識される場合には、
上下の液面領域の間の部分を液面領域に含めて、一体的に液面領域を認識することを特徴とする請求項１に記載の容器の液面高さ検査方法。
【請求項３】
液体が充填された容器を搬送するコンベヤと、このコンベヤが搬送する容器に検査光を照射する照明手段と、検査光が照射された容器を撮影する撮影手段と、この撮影手段が撮影した容器の画像を処理する画像処理手段とを備え、
上記画像処理手段は、上記容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識し、これに基づいて容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査装置において、
上記画像処理手段は、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定するようになっており、
上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域を参照し、この液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とする容器の液面高さ検査装置。
【請求項４】
上記照明手段は、上記コンベヤの一方の側方に配置された第１光源と、他方の側方に配置された第２光源を備え、
上記撮影手段は、上記第２光源と同じ上記コンベヤの他方の側方に、上記第１光源とは搬送される容器を挟んで対向させて配置されて、上記第１光源から照射されて容器を透過した透過光と、上記第２光源から照射されて容器が備える付属物で反射した反射光を受光するように、容器を搬送方向側方から撮影することを特徴とする請求項３に記載の容器の液面高さ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器の液面高さ検査方法とその装置に関し、より詳しくは、液体が充填された容器内の液面の高さを検査する液面高さ検査方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器内の液面高さ検査方法として例えば特許文献１が公知である。この特許文献１の検査方法においては、検査光が照射された状態の容器を撮影手段で撮影し、その撮影画像を基にして容器内の液面の高さを検査するようにしている。そして、特許文献１の方法においては、容器内の充填液の液面が泡立った場合を想定しており、その場合には気泡が生じている液面領域の上部高さと下部高さの間の高さを液面高さとして検査するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の方法によって容器の液面高さを検査するに当たって次のような問題が生じている。すなわち、プルリング付きキャップが容器に取り付けられている場合において、容器内の液面とプルリングが同一高さになることがあり、その状態の容器を撮影手段によって撮影すると、プルリングが邪魔になって容器内の液面が撮影されないことになる（図２参照）。この場合には、容器の画像中に液面領域を認識できないので、撮影画像を基にして液面高さを検査できなくなり、従ってこの場合には容器内に充填液が正しく充填されているにも拘らず不良品として判定されて、通常の処理ラインから当該容器が排除されていたものである。このように、従来の方法においては、プルリング等の容器の付属物によって不良品と誤判定される容器が生じることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、第１の本発明は、液体が充填された容器を撮影し、撮影された容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識することにより、上記容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査方法において、
容器が備える付属物に覆われることにより、上記検査領域内で液面領域が認識できない場合に、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定し、上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とするものである。
また、第２の本発明は、液体が充填された容器を搬送するコンベヤと、このコンベヤが搬送する容器に検査光を照射する照明手段と、検査光が照射された容器を撮影する撮影手段と、この撮影手段が撮影した容器の画像を処理する画像処理手段とを備え、上記画像処理手段は、上記容器の画像に検査領域を設定して、この検査領域内で液面を示す液面領域を認識し、これに基づいて容器内の液面の高さを検査するようにした容器の液面高さ検査装置において、
上記画像処理手段は、上記容器の画像において、上記容器の正しい液面の高さよりも下方に液体検出領域を設定するようになっており、上記検査領域内で液面領域が認識されなかった場合には、上記液体検出領域を参照し、この液体検出領域内で液体が検出されることで、液面が正しい高さにあるものと判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上述した構成によれば、例えばプルリング付きキャップのような付属物を備えた容器の液面を検査する場合において、付属物に覆われることにより、容器内の液面を撮影できない場合であっても、容器の液面高さを検査することができる。したがって、誤って不良品と判定されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す概略説明図。
【図２】図１の撮影手段によって撮影した容器の画像を示す図。
【図３】図１の撮影手段によって撮影した容器の画像を示す図。
【図４】図１の撮影手段によって撮影した容器の画像を示す図。
【図５】図１の撮影手段によって撮影した容器の画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において１は容器２内の液面の高さを検査する液面高さ検査装置であり、この液面高さ検査装置１は、容器２を搬送するコンベヤ３と、容器２に向けて検査光を照射する照明手段４と、検査光が照射された状態の容器２を撮影するＣＣＤカメラ等の撮影手段５と、これらの作動を制御するとともに撮影手段５が撮影した容器２の画像を基にして容器２内の液面の高さを検査する制御手段６とを備えている。
【０００９】
検査対象となる容器２は、検査光を透過させる本体部１１と、この本体部１１の上端口部１１ａに取り付けられたプルリング１２Ａ付きのキャップ１２とから構成されており、本体部１１内には検査光を透過させる液体１３が充填されている。このため、本体部１１とその内部の液体１３は上記照明手段４から照射された検査光を透過させるようになっている。
容器２の本体部１１は、キャップ１２が装着される上端口部１１ａと、この上端口部１１ａの隣接下方部分となる小径部１１ｂと、下方側の大径部１１ｃと、上記小径部１１ｂと大径部１１ｃとを滑らかに接続する円錐状の肩部１１ｄとを備えている。
他方、本実施例のキャップ１２は、環状のプルリング１２Ａが付いたキャップであって、図示しない前工程において液体１３が充填された容器２の口部上端１１ａにプルリング１２Ａ付きのキャップ１２が取り付けられるようになっている。キャップ１２が容器２の上端口部１１ａに取り付けられると、環状のプルリング１２Ａは、図１ないし図２に示すように、小径部１１ｂの外面に密着した状態となる。そして、本実施例では、このような容器２の外表面に配置されるプルリング１２Ａが、容器が備える付属物に該当する。
【００１０】
上記コンベヤ３は相前後する容器２を等間隔で搬送するようになっており、コンベヤ３の載置面の上方には、容器２の大径部１１ｃの左右両側を案内する一対のガイド部材１４が配置されている。また、上記照明手段４及び撮影手段５よりも上流位置となるコンベヤ３の側方には容器２を検出するセンサ１５が配置されるとともに、コンベヤ３は図示しないエンコーダを備えている。
コンベヤ３によって搬送される容器２をセンサ１５が検出すると、その検出信号は上記制御手段６に送信され、その後、制御手段６は上記エンコーダからのパルスによって当該容器２の位置を認識し、容器２が所定の撮影位置Ａに達すると上記撮影手段５を制御して当該容器２を撮影させるようになっている。
【００１１】
本実施例の照明手段４は、コンベヤ３の一方の側方に配置されたＬＥＤからなる第１光源４Ａと、コンベヤ３の他方の側方における上方に配置されたＬＥＤからなる第２光源４Ｂとから構成されており、液面高さ検査装置１の作動中は、撮影位置Ａの容器２に向けて両光源４Ａ、４Ｂから常時検査光を照射するようになっている。第１光源４Ａからはキャップ１２を含めた容器２の上方部分に向けて水平に検査光が照射されるとともに、第２光源４Ｂからは容器２の上部となるキャップ１２のプルリング１２Ａに向けて斜め上方から検査光が照射されるようになっている。
上記第２光源４Ｂと同じコンベヤ３の他方の側方であって、搬送される容器２を挟んで上記第１光源４Ａと対向する位置に、容器２の上部へ斜め上方に向けて撮影手段５が配置されており、第１光源４Ａから照射された検査光は上記容器２の本体部１１と内部の液体１３を透過して撮影手段５に受光されるようになっている。また、上記第２光源４Ｂからは、キャップ１２のプルリング１２Ａに向けて斜め上方から検査光が照射されて、プルリング１２Ａからの反射光が撮影手段５に撮影されるようになっている。撮影手段５は上記制御手段６の制御によって容器２を、搬送方向側方から撮影するようになっており、この撮影手段５が撮影した容器２とキャップ１２の画像は上記制御手段６内に設けられた画像処理手段６Ａへ送信されるようになっている。
【００１２】
画像処理手段６Ａは、撮影手段５が撮影した画像に検査領域ＳＡを設定するようになっている。この検査領域ＳＡは、図４に示すように縦長の長方形の領域として形成され、液体１３の液面１３Ａの正しい高さ範囲を含み、かつ、容器２の幅の略中央に位置するように設定される。
撮影手段５により撮影された画像は、撮影手段５に対して容器２の背後から第１光源４Ａにより検査光が照射された画像であり、検査領域ＳＡには容器２内の液体１３と、その上方の空間１６と、液体１３と空間１６の間の液面１３Ａの画像が含まれる。液体１３と容器２の内面との界面張力よりも、空間１６の気体と容器２の内面との界面張力の方が大きいため、液面１３Ａは容器２の内面と接する縁の部分が持ち上がり、容器２を側方から撮影した場合に上下に幅を有する画像として捉えられる。
このような画像においては、液体１３と空間１６は第１光源４Ａの検査光を透過させるので、撮影手段５にはその透過光が受光されて明るい像として撮影されるが、液面１３Ａの部分は検査光が透過しにくいため暗い影の像として撮影される。
【００１３】
画像処理手段６Ａは、検査領域ＳＡ内の画像を予め設定された所定閾値により２値化処理する。これにより、明るい像の液体１３と空間１６は白画素に変換され、暗い影の像の液面１３Ａは黒画素に変換される。その結果、検査領域ＳＡには、縦長の検査領域ＳＡを横断する黒い帯状の液面１３Ａを示す液面領域だけが残る。
画像処理手段６Ａは検査領域ＳＡの各画素を上下に走査して、黒画素の集合からなる黒い帯状の液面領域に対してその上辺と下辺を認識するとともに、その中間位置を検査領域ＳＡにおける上下方向の位置として認識し、その値が検査領域ＳＡの上下方向の正しい高さ範囲に含まれるか否かを検査する。その結果、正しい高さ範囲に含まれていれば、液面１３Ａが正しい高さにあるものとして良品と判定する。また、液面１３Ａが正しい液面の高さ範囲内に確認できない場合は、液体１３が正しく充填されていないものと判断して不良品と判定する。
【００１４】
しかしながら、本実施例のようにプルリング１２Ａのような容器２の付属物を容器２の外面に備えている場合には、搬送されてくる容器２の向きによっては、この付属物が撮影手段５に撮影されて液面高さを正しく判定することができなくなる場合がある。
すなわち、プルリング１２Ａは第１光源４Ａの検査光を透過しないため、その画像が検査領域ＳＡに含まれると本来の液面１３Ａとの区別ができなくなる。
そこで、本実施例では、撮影手段５が撮影する容器２の正面に向けて斜め上方から第２光源４Ｂの検査光を照射するようにして、プルリング１２Ａからの反射光を撮影手段５に受光するようにしている。これにより、プルリング１２Ａは明るい像として撮影され、画像処理手段６Ａが２値化処理した際には、液体１３や空間１６と同様に白画素に変換されて液面高さを判定する際には表示されなくなる。
【００１５】
このような検査方法において、プルリング１２Ａ等の容器の付属物が液面１３Ａの正しい高さ範囲に重ならなければ問題はないが、重なる場合には撮影手段５が撮影する正面に付属物が位置して、この付属物に覆われて液面１３Ａを正しく認識することができなくなり、検査領域ＳＡで正しい高さの液面領域を認識できなくなる場合が生じる。
すなわち、図２に示すように、正しい液面の高さ範囲にプルリング１２Ａが位置した状態で容器２を側方から撮影すると、液面１３Ａがプルリング１２Ａに覆われているため液面１３Ａの全体像を得ることができない。この画像を画像処理手段６Ａにより検査領域ＳＡ内で２値化処理しても、液面１３Ａを示す黒画素からなる液面領域を所定の黒い帯状の領域として認識することができない。そのため、画像処理手段６Ａは、この容器２を液体１３が充填されていない空容器と判断して不良品と判定する。
そこで、このような事態に対処するために、本発明では、撮影手段５が撮影した面像において、容器２の輪郭を含む液体検出領域Ａ１を設定して、容器２内の液体１３を検出するようにしている。
【００１６】
上記液体検出領域Ａ１は、図２、図３に示すように、容器２の画像において容器２の正しい液面１３Ａの高さよりも下方に配置され、容器２の輪郭を含むように画像処理手段６Ａにより設定されるようになっており、本実施例では正方形の領域として設定されている。この液体検出領域Ａ１には、容器２の周囲の外光と容器２の像が含まれるようになっており、検査領域ＳＡにおいて液面１３Ａの黒画素による液面領域が認識できなかった場合に、この液体検出領域Ａ１の画像を２値化処理して参照するようになっている。
すなわち、図２のように容器２に液体１３が充填されている場合には、容器２の周囲の外光と容器２を透過した透過光がいずれも明るい像として撮影されるため、２値化処理することにより液体検出領域Ａ１は全て白画素となる。このように白画素だけとなることで、液体検出領域Ａ１で液体１３を検出することができる。これにより、検査領域ＳＡにおいて液面領域を所定の黒い帯状の領域として認識できなかった場合であっても、これを液体１３が充填されていないものと判断して不良品と判定せずに、液面が正しい高さにあるものとして良品と判定することができる。
これに対して容器２に液体１３が充填されていない場合には、図３に示すように、容器２の輪郭線１８が暗い像として表れ、２値化処理した際に黒画素からなる黒い線として表示される。よって、この黒い線が認識された場合には、液体検出領域Ａ１で液体１３を検出することができず、容器２に液体１３が充填されていないものと判定する。
なお、容器２内の液体１３の有無を検出する方法、手段はこれに限らず、例えば、輪郭線１８を含まない容器２の液体１３が収容される大径部１１ｃを撮影し、その画像における容器２の濃淡を検査して、濃い場合に液体１３が有るものと判断することもできる。
【００１７】
さらに、プルリング１２Ａ等の容器２の付属物が液面１３Ａの正しい高さ範囲に重なる場合において、液体１３に泡立ちが生じている場合には、泡立った液面１３Ａの液面領域の高さ方向の幅が、付属物であるプルリング１２Ａの幅よりも大きいために、検査領域ＳＡにおいて液面領域が上下に分断された状態で認識され、正しく液面高さの判定をすることができなくなる。
すなわち、図５に示すように、液体１３が泡立つことにより液面１３Ａは、上下に大きな幅を有する画像として捉えられ、泡立った液画１３Ａの部分は検査光が透過しにくいため暗い影の像として撮影される。
画像処理手段６Ａは、検査領域ＳＡ内の画像を予め設定された所定閾値により２値化処理するので、明るい像の液体１３と空間１６は白画素に変換され、暗い影の像の泡立った液面１３Ａは黒画素に変換される。その結果、検査領域ＳＡには、縦長の検査領域ＳＡの大部分を占める黒い帯状の液面領域だけが残る。
画像処理手段６Ａはこの液面領域に対して.その上辺と下辺の中間位置を検査領域ＳＡにおける上下方向の位置として認識し、その値が検査領域ＳＡの上下方向の正しい高さ範囲に含まれるか否かを検査する。その結果、正しい高さ範囲に含まれていれば、液面１３Ａが正しい高さにあるものとして良品と判定する。また、液面１３Ａが正しい液面の高さ範囲内に確認できない場合は、液体１３が正しく充填されていないものと判断して不良品と判定する。
【００１８】
しかしながら、プルリング１２Ａが泡立った液面１３Ａと重なった場合には、暗い影の像の泡立った液面１３Ａの範囲内に明るいプルリング１２Ａが位置し、これを検査領域ＳＡにおいて２値化処理すると、液面領域はプルリング１２Ａによる白画素により上下に分断されて２本の黒い帯状の領域として表示される。このような場合には、画像処理手段６Ａは２つの液面領域に対して、各々の上辺と下辺の中間位置を認識してしまい、誤った判定をすることになる。
【００１９】
そこで、画像処理手段６Ａは、検査領域ＳＡの各画素を上下に走査して黒い帯状の液面領域に対して上辺と下辺を認識した際に、プルリング１２Ａの像からなる白画素の集団により上下に分断された液面領域が認識された場合には、上下の液面領域の間の白画素の部分を黒画素に変換して一体的に液面領域を認識した上で、再度検査領域ＳＡの各画素を上下に走査する。それによって、黒画素の集合からなる黒い帯状の液面領域に対してその上辺と下辺を認識するとともに、その中間位置を検査領域ＳＡにおける上下方向の位置として認識し、認識した中間位置の値が検査領域ＳＡの上下方向の正しい高さ範囲に含まれるか否かを検査する。その結果、正しい高さ範囲に含まれていれば、液面１３Ａが正しい高さにあるものとして良品と判定し、正しい液面の高さ範囲内に確認できない場合は不良品と判定する。
【００２０】
上述した実施例においては、容器２の付属物としてプルリング１２Ａ付きのキャップ１２を想定しているが、本実施例の液面高さ検査装置１は容器２の付属物が容器２の表面に貼り付けられたラベルやシールであっても対応することができ、その場合でも上述した実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１‥液面高さ検査装置              ２‥容器
４‥照明手段                      ５‥撮影手段
６‥制御手段                      ６Ａ‥画像処理手段
１２‥キャップ                    １２Ａ‥プルリング（付属物）
１３‥液体                        １３Ａ‥液面
ＳＡ‥検査領域                    Ａ１‥液体検出領域
【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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