(57)【要約】【課題】容器の形状からくる光の屈折や反射などによって発生する光量の不均一な分布による映像内明暗差を抑制し、容器内部に混入した異物を安定的に正しく検出することができる容器内異物検出装置および容器内異物検出方法を提供することである。【解決手段】液体が封入された透明な容器３に照明光を照射し、撮像手段２で得た容器３の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出装置であり、容器３の蓋側に照明光を照射する光源１を配置し、容器３の底部側に撮像手段２を配置してある。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出装置において、
該容器の蓋側に照明光を照射する照明光照射手段を配置し、該容器の底部側に撮像手段を配置してあることを特徴とする容器内異物検出装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の容器内異物検出装置において、照明光照射手段は撮像手段における撮像素子の感度を越えるに充分な光量を照射することができ、その光量を制御する手段があることを特徴とする容器内異物検出装置。
【請求項３】
上記請求項１に記載の容器内異物検出装置において、照明光照射手段はリング状であり、該容器における蓋の外周側から照明光を照射するものであることを特徴とする容器内異物検出装置。
【請求項４】
上記請求項１に記載の容器内異物検出装置において、照明光照射手段は同心でリング状に配置した複数の照射ユニットからなり、各照射ユニットにおける照射の点滅を切り替る手段があることを特徴とする容器内異物検出装置。
【請求項５】
上記請求項１に記載の容器内異物検出装置において、さらに、該照明光照射手段から該撮像手段に至る光線を平行に揃える光学手段を設けてあることを特徴とする容器内異物検出装置。
【請求項６】
上記請求項１に記載の容器内異物検出装置において、さらに、透過照明光を該容器の側方から照射する照明光側方照射手段と、該容器を該照明光側方照射手段とで挟んだ形で該容器の側方で撮像する撮像手段を設けたことを特徴とする容器内異物検出装置。
【請求項７】
液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出方法において、
撮像手段における輝度限界を越えない照明光の光量における第１の映像と撮像手段における輝度限界を越える照明光の光量における第二の映像を得て、第二の映像に設定する任意の閾値を越えない輝度を持つ物体の画像を異物として検出することを特徴とする容器内異物検出方法。
【請求項８】
液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出方法において、
撮像手段における輝度限界を越えない照明光の光量における第一の映像と撮像手段における輝度限界を越える照明光の光量における第二の映像を得て、両映像における同一物体の画像の面積減少率を得て、任意の面積減少率以下のものを異物として検出することを特徴とする容器内異物検出方法。
【請求項９】
液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出方法において、
撮像手段における輝度限界を越えない照明光の光量における映像について輝度に関して任意の閾値を複数設定し、同一物体の画像について各閾値での面積を得て、その画像の面積減少率が任意の面積減少率以下のものを異物として検出することを特徴とする容器内異物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出装置および容器内異物検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料水などを封止した容器内へ混入する異物の主たるものは、容器を成形製作する段階での容器材料の破片とか内容物の液体を充填する装置の部品や部品破片である。容器内に異物が混入することは殆ど発生しないが、人体への悪影響の可能性があることから、発生頻度に関わらず確実に除去することが求められる。
【０００３】
従来の全数検査としては人の目視に頼ったものであるが、このとき特に検出が難しく存在状態が最も多いのが沈澱異物である。これは、容器成形の都合から底部では厚みが変化し段差もあることから、容器底部自体が複雑な形状のレンズのごとくなっているためである。
【０００４】
人の目視に代えて、液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内に混入した異物を検出する従来技術として、特開平７−１８１１４５号公報に記載のものがある。
【０００５】
この従来技術は透明容器から光透過法で映像を得るもので、容器形状が原因である光の屈折や反射によって発生する光量の不均一な分布による明暗を無くし、内部の異物を画像処理で抽出できるように光学的補正素子を光照射系内に組み込んでいる。
【０００６】
その光学的補正素子としては、容器３の蓋側に撮像カメラ２ａを配置し底部側に照明光光源１ａを配置した光照射系について、図１７に示すように気体より大きく容器材料と同程度の光学的密度が大きい光透過性物体からなる光学的補正素子７ａを容器３の底部に取り付けたり、図１８に示すように光学的補正液体７ｂを容器３の底部に介在させたりしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１７に示す例においては、容器３と雌型状の光学的補正素子７ａの密着性が問題となる。隙間が仮に１（μｍ）発生すれば隙間部分における気体層で光屈折が発生し、期待する効果は小さくなる。容器表面には、容器製造工程上での切断によって生じる形状の異なる突起や搬送時の表面傷あるいは印刷文字などが多数あり、容器毎に異なる数（μｍ）〜数１０（μｍ）の微小な表面凹凸が存在し、隙間の発生原因となっている。不確定に発生する表面凹凸に対し雌型の光学的補正素子７ａを個別に準備できず、多くとも数種類程度であることから、容器毎に隙間零となる完全密着は困難である。
【０００８】
容器と光学的補正素子とを機械的に圧縮し隙間を解消しようとしても、軽量化や材料使用量低減の面から容器は極力厚みを小さくするように成形製作されており、容器の強度を考慮した圧縮力の限界があるため、圧縮による完全密着も困難である。
【０００９】
図１８に示す例においては、光学的補正液体中や容器外表面に微小な気泡が形成され光学的外乱となることがあり、外乱処理の手法が新たに加わることによる検査時間の増大、また検査精度の安定性低下を招いてしまう。食品分野や医療分野で使われる容器については、光学的補正液体７ｂの衛生的管理も必要で装置運用コストも増大する。
【００１０】
またエネルギが高く極端に短い波長で透過時の直線性が高いエックス線方式の例では、通常異物と容器が持つエックス線透過率が同程度であるため、金属以外の異物の抽出が困難である。
【００１１】
それゆえ本発明の目的は、容器の形状からくる光の屈折や反射などによって発生する光量の不均一な分布による映像内明暗差を抑制し、容器内部に混入した異物を安定的に正しく検出することができる容器内異物検出装置および容器内異物検出方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明装置の特徴とするところは、液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出装置において、該容器の蓋側に照明光を照射する光源を配置し、該容器の底部側に撮像手段を配置したことにある。
【００１３】
また、上記の目的を達成する本発明方法の特徴とするところは液体が封入された透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から容器内の異物を検出する容器内異物検出方法において、撮像手段における輝度限界を越えない照明光の光量における第１の映像と撮像手段における輝度限界を越える照明光の光量における第二の映像を得て、第二の映像に設定する任意の閾値を越えない輝度を持つ物体の画像を異物として検出することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態に基づいて、本発明を説明する。
【００１５】
図１乃至図３は第一の実施形態を示しており、透明なＰＥＴ製の容器３は搬送コンベア１１上を順次連続して搬送される。搬送コンベア１１の容器搭載部３３は、透明アクリル材料を使用している。他に塩化ビニールやガラス等の透明で化学的機械的に強い材料でも良い。容器３には、主に薬品や飲料である液体の内容物が既に充填されており、さらに容器蓋４で封止されている。
【００１６】
異物検出はこの容器蓋４で封止された直後に実施する。通常、異物検出を実施する工程では容器表面に光学的障害となる印刷物などは存在せず、異物検出において良品となった容器に対してのみ印刷物などを貼る場合が多い。また、本実施形態で対象とする容器と内容物（容器内に封入してある液体）はともに透明なものであるが、無色透明に限らず、有色透明、また一般の環境光では不透明とされる場合であっても、光透過の度合いに応じて異物検出の対象とすることができる。
【００１７】
異物混入が確認された容器３は容器搬送コンベア１１上から取り除くか、後工程において排出するように容器３の目立つ位置に目印となる不良識別マークを付加しておく。
【００１８】
搬送コンベア１１上の異物検査位置１２では、ハロゲンランプを持つ照明光源６からの光をライトガイド５を経由して照明光照射部（照明光照射手段）１から容器３の上部に照射する。照明光源６としてはハロゲンランプの他に蛍光燈，ＬＥＤ，ＥＬ，白熱灯，メタルハライドランプ，赤外光ランプ，紫外光ランプなどの中から選択して使う。
【００１９】
ライトガイド５の内部は数百本程度の光ファイバを束ねた状態であり、照明光照射部１で光ファイバを分け、各光ファイバの先端を直下を向けてリング状に固定されている。光ファイバの先端では光は一定の広がり角度を持つため、図２に示すごとく照明光照射部１と距離が大きくなるに従い、リング状から徐々に円状の透過照明光１０となる。このとき、照明光照射部１では光ファイバの先端がリング状配置であることから、不透明な材料の場合もある容器蓋４の影を容器の底側に投影することはなく、異物検出における障害とはならない。容器蓋４の影が容器の底側に投影される影響を一層避けるために、照明光照射部１におけるリング状配置直径は容器蓋４より大きくしておくことが良い。
【００２０】
搬送コンベア１１の下方には、容器搭載個所３３を通して容器３を撮像する撮像カメラ（撮像手段）２を配置してある。この実施形態では、容器３は底が容器搭載個所３３に接しており、容器蓋４側上に照明光照射部１を配置している。
【００２１】
搬送コンベア１１の上では対象とする容器３が異物検出位置１２に到着したことを容器有無検知センサ１３で検知する。容器有無検知センサ１３の種類としては図示する反射光式のほかにも、透過光式、超音波式を用いても良い。
【００２２】
容器有無検知センサ１３における検知結果は、図３の検出装置制御部３０に示すＩ／Ｏインタフェース２３を介して主演算器１９で把握し、シャッタ信号制御部１６及び撮像カメラコントローラ１５により撮像カメラ２のシャッタ信号に反映する。シャッタ信号に基づいて撮像カメラ２で容器３の映像を撮像し、撮像カメラコントローラ１５からカメラインターフェース１７を介して画像処理を行なう画像情報処理部２０の記憶装置に一旦蓄積し、プログラム上で異物を抽出する処理を行なう。撮像画像や撮像画像に対して既に処理を施した映像は画像処理モニタ１８に表示する。また、装置の起動、停止、エラーは操作スイッチ３１や表示ランプ３２で管理し、これらの管理や映像の画像処理を含めた装置全体の稼動状況管理を主演算器１９と主記憶部２１で担っている。この装置全体の稼動状況はモニタ２２に表示する。
【００２３】
図１に戻って、異物検査位置１２やその周囲は遮光カバー３４で囲み、容器３および撮像カメラ２への光学的外乱となる周囲からの光を遮断し、安定した異物の検出を行なうようにしている。
【００２４】
図４は容器３に混入にした異物８の状態を示している。前述のように一番多いのが底部３ａに沈澱した異物８ａであり、次に多いのが液面に浮上した異物８ｂと液中に浮遊する異物８ｃである。
【００２５】
以下、沈澱異物８ａの検出について、説明する。
図５は、沈澱異物８ａを撮像カメラ２で得た映像の一例を示している。
図５において、白地の略円形は容器３の輪郭を示し、その輪郭内において実線円で囲んだ９は沈澱異物（物体）８ａの影（画像）であり、その他の薄墨の個所は容器３の形状に由来して照射光が散乱し光量が低下した暗部領域（画像）である。しかしながら、容器蓋４の影はなく、沈澱異物８ａを明確に捉えることができている。異物の影９と暗部領域は、形状で区別できる。
【００２６】
次に画像処理により沈澱異物８ａの影９をより明確に把握する第二の実施形態について説明する。
この実施形態は、照明光照射部１で出力を変えて、少なくとも２回映像を得るものである。具体的には、光量を増大させ、撮像カメラ２にとっては輝度が高くて映像が白くなってしまうハレーション現象を積極的に発生させる。
【００２７】
図５の例で、Ｉ−Ｉ線に沿った異物が存在する位置での輝度分布を図６（ａ）に示す。
図６（ａ）のＩ−Ｉ線での輝度分布は、通常の照明では図６（ａ）のごとくなり、異物箇所で輝度が小さくなるのみならず、容器底部３ａの形状に由来する暗部発生のため異物以外の箇所でも輝度が小さくなっている。このことは、一定の輝度閾値で映像の濃淡を区切った二値化画像、または濃淡画像によるパターンマッチング処理において、本来の異物画像９以外の暗部も異物と認識してしまい、誤った検出結果となってしまう。
【００２８】
そこで、照明光照射部１の出力を大きくすることで、図７に示す映像を得る。
このとき、照明光照射部１の出力は、容器底部３ａでの輝度が撮像カメラ２の感度限界を超える値となるような照明光源１の出力値としておく。すると、Ｉ−Ｉ線での輝度分布は図６（ｂ）のごとく撮像カメラ２の感度限界を超えた飽和状態となる。
【００２９】
図７において、異物の影（画像）は照明光が異物で遮られるため輝度は小さいままである。しかし、図６（ａ）で現れていた容器底部３ａの形状に由来する暗部領域（影）の輝度は、本実施形態においては輝度が向上し閾値を超えて暗部領域は消えてしまう。この状態における輝度の閾値で画像の濃淡を区切った二値化画像による処理をする。
【００３０】
この時の輝度閾値は、容器形状，液体種類，異物種類などによって、事前に適切な値を導き出しておく。閾値以上の輝度の部分を白色、閾値未満の輝度の部分を黒色で示した二値化画像を図８に示す。図８の黒色物体９ｂが検出異物である。
異物以外の輝度値に多少の大小があっても、すべて閾値以上であり異物個所での輝度値とは無関係となることから、容器底部３ａの形状に由来する暗部の影響を見かけ上無くし、異物８を確実に検出することができる。
【００３１】
最終的に認識する輝度は、撮像カメラ２とカメラインターフェース１７の両方を介することになるので、いずれか一方で、輝度の感度限界を超えれば良い。
撮像カメラ２の方は感度限界を超えない範囲で、カメラインターフェース１７側の調整で撮像データの輝度限度を超える設定としても全く同様の効果が発生する。また、特に撮像カメラ２の感度限界を超える場合は、撮像カメラ２の寿命を考慮する必要があり若干超える程度、具体的には５％から１０％超える程度が望ましい。
【００３２】
容器３の外径の違いに対応させる第三，第四の実施形態について説明する。
図９は第三の実施形態になる照明光照射部（照明光照射手段）１を示している。
この実施形態では、照明光照射部１における光ファイバ先端を同心円周状に中心から外側まで全体にわたって配置している。中心からの距離に応じて光ファイバ束をグループ分けしている。
【００３３】
図９の例では、２列分を１グループとしてグループ分けし、ライトガイド５として一組みにしている。各グループ毎の光ファイバ束の他端は、異なる照明光源に接続している。図６では外側から第二のグループにつながる照明光源内ハロゲンランプの電源を入れて点灯し、残りのグループにつながる照明光源内ハロゲンランプの電源を切ってすべて消灯している例である。
【００３４】
容器３の外径が大きい場合には外側の光ファイバグループのみから透過照明光１０を照射させ、容器３の外径が小さい場合には内側の光ファイバグループから透過照明光１０を照射させることで、搬送コンベア１１上を搬送される容器３の外径の違いに対してライトガイドの付け替え無しに対応できる。なお、照明光源の点灯、消灯回数が照明光源の寿命に影響する場合は、個別に用意する照明光源を常時点灯させたままで、照明光源とライトガイドの間に別途シャッタを設置し、個別に入切することで同様の機能を満足させても良い。
【００３５】
図１０は、第四の実施形態を示している。
この実施形態では、径が異なる２個の照明光照射部（照明光照射手段）１ａ，１ｂを設けている。
搬送コンベア１１上の異物検査位置１２に、ハロゲンランプを持つ照明光源６ａ，６ｂからライトガイド５ａ，５ｂを介して各照明光照射部１ａ，１ｂから成る２組みを容器３上に設置し、透過照明光１０を容器３の上部から照射する。ライトガイド５ａ，５ｂの内部はライトガイド５と同様に数百本程度の光ファイバを束ねた状態であり、照明光照射部１ａ，１ｂで光ファイバを分け、図２の構成と同様にしてあり、各透過照明光１０は容器蓋４や照明光照射部１と重ならないように配置している。
【００３６】
透過照明光１０の照射，非照射は、照明光源６ａ，６ｂ内の各ハロゲンランプ電源の入切、もしくは照明光照射部１ａ，１ｂとライトガイド５ａ，５ｂの間に設けた図示しないシャッタの入切によって選択できるようにしている。照明光照射部１ａ，１ｂが発する各透過照明光１０の光量は、容器の形状に応じて同一か異なるものにする。
【００３７】
これらの実施形態では、容器の大きさに対処して異物を検出するだけでなく、光量増加を行なう第二の実施形態にも利用して、異物を検出することができる。
【００３８】
次に、光量増加により異物検出を行なう第五の実施形態について説明する。　搬送コンベア１１上で、容器有無検知センサ１３により容器３が異物検査位置１２に到着した時点で、まず第一回の透過照明光照射を行ない、異物と容器形状からくる暗部を含めて画面内のすべてに対して一定の閾値以下を黒色物体として二値化し、その各黒色物体の面積を一旦記憶する。黒色物体は、異物と容器３の形状からくる暗部の両者を含んだもので、記憶した画像を図１１（ａ）に示しており、多くの黒色物体からなる画像となる。
【００３９】
次に光量を多くした第二回目の透過照明光照射をして、同様に画面内の全域に対して同じ閾値を用いてその閾値以下を黒色物体として、その各黒色物体の面積を記憶する。図１１（ｂ）に示すように二回目の映像では黒色物体が小さく、少ない画像となる。
【００４０】
各映像における黒色物体は透過照明光の光量の違いから、第一回目の映像における黒色物体の画像は面積が大きく、第二回目の透過照明光照射では面積が小さく数も少なくなる。この場合の面積減少率は映像画面内の黒色物体毎に異なるが、光を透過する容器底部３ａでの容器形状からくる暗部では面積減少率が大きくなるか、または完全に減少して消失する。一方、光を遮断する異物箇所では面積減少率が小さくなる。この面積減少率が小さい黒色物体の画像だけを異物と判定し、本来の異物として検出できる。
【００４１】
図１１の例では、面積減少率が２０％以下を異物と判定した結果、図８の画像と同様となった。面積減少率は通常１０％〜３０％を判断基準とすれば良い。
【００４２】
上記の実施形態は、搬送コンベア１１の搬送速度を上げたことに合わせて撮像カメラ２のシャッタ速度を上げた場合に、感度限界を超える撮像カメラ２への光量が得られない状態での異物検出に有効であり、この実施形態はより小さなサイズの異物の検出を可能とし、検出精度を向上させたい場合にも有効である。
【００４３】
透過照明光１０の光量の段階的切り替えは、前述の同一位置における加算方式、切り替え方式、また異なる異物検査位置１２での実施、のいずれでも良い。また、本実施形態では光量の差をニ段階としたが、容器形状からくる暗部と異物とが重なるために二値化画像において同一の黒色物体となる場合には、光量の差を三段階以上の多段階で実施して平均値で面積減少率と取り扱い、さらに黒色物体の数の変化も確認しながら比較することで、検出精度を一層向上できる。
【００４４】
次に、異物か否かの画像処理による検出方法について述べる。
元の映像は図５と同様のもので、実際は同一の濃淡画像全体にわたって処理を施すが、図１２では図５のＩ−Ｉ線に沿った位置近辺での輝度分布で説明する。
【００４５】
この実施形態では同一の黒色物体（特定の画像）に対して異なる３つの輝度閾値を設定し、閾値以上の輝度の部分を白色、閾値未満の輝度の部分を黒色で示し、濃淡画像全体にわたって濃淡を区切った二値化画像を３つ得ることができる。３つの輝度閾値は、容器形状、液体種類、異物種類によって、事前に適切な値を導き出しておく。
【００４６】
第一の閾値Ｖ１によって二値化した画像内の黒色物体毎に面積を算出する。図１２における左側の拡大図に示す物体（特定の画像）では面積Ａ１になり、図１２における右側の拡大図に示す物体（特定の画像）では面積Ｂ１となる。同様に、第二、第三の閾値Ｖ２、Ｖ３によっても濃淡画像を二値化し、面積Ａ２、Ｂ２、及びＡ３、Ｂ３を算出する。Ａ１に対するＡ２の減少割合とＡ２に対するＡ３の減少割合の平均値Ａと、Ｂ１に対するＢ２の減少割合とＢ２に対するＢ３の減少割合の平均値Ｂを算出する。これを、全黒色物体について算出し、その平均面積減少割合の大小で異物であるか否かを判定する。
【００４７】
図１２の例では、Ａ＝１２％、Ｂ＝４８％の平均面積減少割合となり、面積減少割合が２５％以下を異物と判定して抽出し、Ａに相当する黒色物体が異物と判定できた。面積減少割合は通常１０％〜３０％を基準として、異物か否かを判断すれば良い。
【００４８】
この実施形態では、同一の黒色物体の画像に対して複数の二値化画像を得ており、照明系の切り替えを行なっていないため、処理時間を抑え検出精度も向上できる。
【００４９】
レンズを付加しより小さなサイズの異物の検出を可能とする本発明の第七の実施形態を図１３に示す。
この実施形態では、図１３に示すように、主にレンズ光軸に平行な光線のみを撮像カメラ２で捉えることができるテレセントリック光学系１４を組み込んだ。
【００５０】
テレセントリック光学系１４は、図１４に示すように、レンズ２４の焦点位置２５に絞り２６を設置しており、レンズ２４の光軸に沿った光線２６やレンズ２４の光軸に平行な光線２７は焦点位置２５を通るが、レンズ２４の光軸に斜めに入射した光線２８は焦点位置２５を通らず絞り２６に遮られしまう。
【００５１】
その結果、光量を増加しても透過照明光１０のうち異物外周付近から回り込んで入射する分が減少し異物輪郭付近の輝度の上昇を抑え、撮像カメラ２は等寸で撮像でき（図６において、Ｌ２＝Ｌ１）、小さな異物サイズまで認識できる。
【００５２】
なお、図１４では物体側のみでなく像側にもレンズ２４ａを設置して、両側をテレセントリック光学系１４とした。焦点位置２５通過後の光線もレンズ２４ａの光軸に平行な光線となり、さらに小さな異物サイズまで認識できるようにしている。しかし、要求される異物サイズによってはレンズ２４ａの組み込みを無くし、レンズ２４のみにすることができる。
【００５３】
以上沈澱異物の検出について説明したが、次に液面に浮上している異物の検出をする第八の実施形態を図１５で説明する。
図５における容器３内の液面部に浮上した異物８ｂのうち不透明な材質の容器蓋４付近に存在するものは、容器蓋４により遮られて検出できないことがある。
【００５４】
この実施形態では、透明アクリル製容器搭載部３３に開口３３ａを設けてあり、容器３を倒立させて、照明光照射部１を搬送コンベア１１の下に配置し，倒立した容器３の下側から照射する。撮像カメラ２ａは倒立した容器３の上側に設置し、第一の実施形態と同様に透過式照明光をライトガイド５を介して照射して撮像する。
【００５５】
この場合、容器３の容器底部の形状が撮像上の障害となる場合は、容器３を鉛直倒立より角度をもって斜め倒立の姿勢で、障害を少ない状態にして撮像する。
これにより、液が容器蓋４付近まで満たされた容器３の液面に浮上する異物を検出することができる。
【００５６】
次に、図５の容器３で液中に浮遊する異物８ｃを検出する第九の実施形態を図１６で説明する。
中間に浮遊する異物８ｃは、撮像カメラまでの距離が大きくなりすぎ、また中間部の容器側壁内面に付着する状態の異物は図２の構成における撮像カメラでは検出不可となることから、図１や図１５に示した撮像カメラ２で同時に撮像することは困難である。
【００５７】
そこでこの実施形態では、図示を省略した図１や図１５に示した照明光照射部と撮像カメラのほかに、照明光源からの光をライトガイド５を経由して照明光照射部（照明光照射手段）１ｂから容器３の側面に照射する。このとき、ライトガイド５は容器３の幅値に応じて１本または複数本設置する。撮像カメラ（撮像手段）２ｂは照明光照射部１ｂと容器３を挟む形に側面に配置しておく。また、容器３の側面形状が画像処理上の光学的外乱となる場合には、より散乱光を増すために、ライトガイド５と容器３との間に図示しない拡散板を設置しても良い。これにより、容器３内の中間部に浮遊する異物を検出することができる。
【００５８】
さらに図示しないが、異物検出と容器３の外観検査、液面検査も同時に行なうことについて説明する。
同時検査は、異物検査、外観検査、液面検査の３者から任意に組み合わせて良い。元々撮像カメラ２を備えており、特別な部品を追加することなく外観不良および液面異常の検査が可能である。外観の不良とは、容器の変形，容器の成形製作時の厚み異常，突起発生による形状の異常，内容物の漏れなどが該当する。　液面の異常とは、液体充填不良，容器３の破損に伴う液体漏れ，容器３への大型異物混入に伴う見かけ容積の増加などの液体容量不良による液面の変動が該当する。
【００５９】
外観の不良がある場合には、透過照明光１０の光の進行を変えてしまうことから、正常な場合に比べて画像内での暗部が変わり、前述のすべての実施形態においても検査装置制御部３０で特別な内部処理をしなくとも、検査装置の動作上は異物が混入しているかのごとく搬送コンベア１１上から排出される。また、液面の異常を判断するには、図１６に示す第九の実施形態における異物検査用光学系を流用し、主演算器１９における画像情報記憶部２０に蓄積した異物抽出用データを取り扱うプログラムで実行する。即ち、これは、液中の光吸収量の方が気体中の光吸収量よりも大きい性質から、輝度が線状で変換する位置を容器３に対する相対位置で算出することで判断する。
【００６０】
第八，第九の実施形態でも第二や第六の実施形態における画像処理を利用することができ、第八の実施形態に第三や第四の実施形態における照明光照射部１を利用することができる。
【００６１】
図２，図９，図１０のリング状照明光照射部はリング状蛍光灯から直接照明光を照射するようにしてあってもよい。
【００６２】
以上容器内異物検出装置について説明したが、本装置は容器検査装置に組み込んで実施することができ、異物を検出した容器は即刻生産ラインから除去するか、マーキングを施しておいて、後工程で除去するようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、容器の形状からくる光の屈折や反射などによって発生する光量の不均一な分布による映像内明暗差を抑制し、容器内部に混入した異物を安定的に正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である容器内異物検出装置を示す概略図である。
【図２】図１の実施形態における透過照明光の照射状況を示す図である。
【図３】図１の実施形態における検出装置制御部のブロック構成を示す図である。
【図４】容器内における異物の存在状況を示す図である。
【図５】図１の実施形態における撮像カメラで得た容器の映像を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施形態である容器内異物検出方法に係わる図５におけるＩ−Ｉ線に沿った位置での映像の輝度を示す図である。
【図７】図５の映像について画像処理を施して異物の状況を示した図である。
【図８】図５の映像を得た容器について撮像カメラの感度を越える光量の照明光を照射して得た映像に対し画像処理を施して異物の状況を示した図である。
【図９】本発明の第三の実施形態である容器内異物検出装置における照明光照射部の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態である容器内異物検出装置における照明光照射部の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第五の実施形態である容器内異物検出方法に係わる撮像カメラで得た映像に対し画像処理を施して異物の状況を示した図である。
【図１２】本発明の第六の実施形態である容器内異物検出方法に係わる図５におけるＩ−Ｉ線に沿った位置での映像の輝度を示す図である。
【図１３】本発明の第七の実施形態である容器内異物検出装置における照明光照射部の構成を示す図である。
【図１４】図１３に示す照明光照射部での照明光照射状況を示す図である。
【図１５】本発明の第八の実施形態である容器内異物検出装置の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第九の実施形態である容器内異物検出装置の構成を示す図である。
【図１７】従来技術を示す図である。
【図１８】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…照明光照射部
２，２ａ，２ｂ…撮像カメラ
３…容器
３ａ…容器底部
４…容器蓋
５，５ａ，５ｂ…ライトガイド
６，６ａ，６ｂ…照明光源
８、８ａ〜８ｃ…異物
９，９ａ…異物画像
９ｂ…二値化画像における検出異物
１０，１０ａ，１０ｂ…透過照明光
１１…搬送コンベア
１２…異物検査位置
１３…容器有無検知センサ
１５…撮像カメラコントローラ
１６…シャッタ信号制御部
１７…カメラインターフェース
１８…画像処理モニタ
１９…主演算器
２０…画像情報記憶部
２１…主記憶部
２２…モニタ
２３…Ｉ／Ｏインターフェース
３０…検査装置制御部
３１…操作スイッチ
３２…表示ランプ
３３…容器搭載部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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