(57)【要約】【課題】１つの光学系にて、重畳物の重畳状態及び表面状態を高精度に検出する装置を提供すること。【解決手段】カップデザート検査装置１０は、カップデザート１２が載置されている台座１４と、カップデザート１２を上側から撮影するＣＣＤカメラ（撮像機）１６と、この画像を処理する画像処理機１８と、この画像を映し出すモニタ１９を備える。また、カップデザート１２の外周縁部斜め下方に対向する位置であって、この外周縁部から一定距離離れて周回する領域内にほぼ等間隔に４ヶ所に配設され、光軸がＣＣＤカメラ１６方向に向けられたハロゲンランプ（光源）２０を備えている。さらに、ＣＣＤカメラ１６の周辺部に配設された４個の反射板２２と、これらの反射板２２を上下駆動して、カップデザート１２との距離を変動させる反射板駆動機構２４とを備える構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源に対向配置された撮像機とを備え、前記光源と前記撮像機との間に配設され、透光率の異なる複数の物体が層状に重畳して構成された重畳物を透過する光量を前記撮像機にて検出する重畳物検査装置であって、
前記光源は、その光軸が、前記複数の物体の外周縁部に対向するように、かつ、該外周縁部に沿って周回する領域内に、間隔をおいて複数配設されていることを特徴とする重畳物検査装置。
【請求項２】
前記光源から照射された光を前記物体の外表面に乱反射させる反射板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の重畳物検査装置。
【請求項３】
前記反射板と前記重畳物との距離を変動させる反射板駆動機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載の重畳物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プラスチック容器等の開口部と、この開口部に載置された蓋のような重畳状態の物体間のずれを検出する重畳状態検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品等の業界においては、製品を無菌に充填包装する技術が頻繁に使用されている。このような包装形態として、プラスチック材料等を主体とした包装容器が主に使用されている。このような包装製品の典型として、カップデザートがある。
このカップデザートは、容器の外周縁部にフランジ部を有するプラスチック容器に、予め滅菌されたデザート菓子を充填し、容器開口部全体を覆う形状からなり、外表面に日付等が印字されたアルミ箔の蓋を載置して、フランジ部との接触面を溶着させて密封包装している。
このカップデザートの製造に際して、容器内外が連通することによってデザートの滅菌性が失われる事故を防ぐため、蓋が容器の開口部を全て覆い隠していることを、蓋ずれ検査装置（重畳物検査装置）にて検査して出荷している。
【０００３】
上記従来の蓋ずれ検査装置は、検査位置に配設されたカップデザートの底部側から照らすように配設された複合光光源と、カップデザートの上側で照射された光を受光するカメラとを備えている。また、この蓋ずれ検査装置は、カメラが撮影した画像を処理する画像処理装置と、その画像を映し出すモニタテレビとを備えている。
【０００４】
この蓋ずれ検査装置によるシール不良検査方法は、以下に示すとおりである。
まず、複合光光源から照射され、カップデザートの容器と蓋を透過した光を、カメラにて検出する。このとき、カメラの画素は、容器のみを透過した光を受光する画素と、容器と蓋の両方を透過した光を受光する画素とに分かれる。
【０００５】
このとき、予め上記透過光の波長及び光量をデジタルデータに換算した閾値を設定しておくとともに、検査位置を画面上特定しておくことによって、検査の結果得られたデータと閾値とを比較することによって、蓋が所定の範囲内に施工されているかどうかを判別する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このようにして蓋ずれの有無が検査されたカップデザートは、続いて印字検査装置にて蓋の外表面の印字検査が行われた後出荷される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１２８０１６号公報（第１図、第２図、第５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の蓋ずれ検査装置においては、カップデザートの底部側に光源が配設されているので、光源と蓋との距離が離れてしまう。そのため、透明でない有色の容器の場合、透明容器に比べて容器の透過光量が減少するので、蓋の透過光量との識別が困難となっていた。また、このことから検査可能な容器の色が限定されてしまっていた。
【０００９】
一方、蓋の印字検査は、別途設けられた印字検査装置によって行っており、蓋ずれ検査工程と印字検査工程の２つの検査工程を必要としていた。そこで、検査効率の向上のため、１つの装置・光学系で両方の検査を可能とする検査装置が望まれていた。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、１つの光学系にて、重畳物の重畳状態及び表面状態を高精度に検出することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明は、光源と、該光源に対向配置された撮像機とを備え、前記光源と前記撮像機との間に配設され、透光率の異なる複数の物体が層状に重畳して構成された重畳物を透過する光量を前記撮像機にて検出する重畳物検査装置であって、前記光源は、その光軸が、前記複数の物体の外周縁部に対向するように、かつ、該外周縁部に沿って周回する領域内に、間隔をおいて複数配設されていることを特徴とする。
【００１２】
この重畳物検査装置は、光源の光軸が、外周縁部に沿って周回する領域内に複数配設されているので、光を外周縁部に効率よく集光させることができ、物体の色の有無にかかわらず、物体間の透光率の差を精度よく撮像機にて検出することができる。
【００１３】
本発明は、請求項１に記載の重畳物検査装置であって、前記光源から照射された光を前記物体の外表面に乱反射させる反射板が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この重畳物検査装置には、反射板が設けられているので、重畳物の重畳状態を検出するのと同時に、同一の光学系によって重畳物の表面状態も観察することが可能となる。
【００１５】
本発明は、請求項２に記載の重畳物検査装置であって、前記反射板と前記重畳物との距離を変動させる反射板駆動機構を備えていることを特徴とする。
【００１６】
この重畳物検査装置は、反射板駆動機構を備えているので、重畳物の表面の反射率にあわせて反射板の配設位置を上下駆動させて、撮像機にとって最適な画像を取得することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１から図３は本発明の第１の実施形態を示す。
図１に示すカップデザート検査装置（重畳物検査装置）１０は、カップデザート（重畳物）１２を検査対象物として載置する台座１４と、カップデザート１２を上側から撮影するＣＣＤカメラ（撮像機）１６と、このＣＣＤカメラ１６から得られた画像を処理する画像処理機１８と、この画像を映し出すモニタ１９とを備える。
【００１８】
また、カップデザート検査装置１０は、カップデザート１２の外周縁部斜め下方に対向する位置であって、この外周縁部から一定距離離れて周回する領域内にほぼ等間隔に４ヶ所に配設され、光軸がＣＣＤカメラ１６方向に向けられたハロゲンランプ（光源）２０を備えている（図示は２個）。
【００１９】
さらに、カップデザート検査装置１０は、ハロゲンランプ２０から照射された光をカップデザート１２の上面に乱反射させるように、ハロゲンランプ２０の配設位置に対応するＣＣＤカメラ１６の周辺部に配設されたドーナツ状の反射板２２と、この反射板２２を上下駆動して、カップデザート１２との距離を変動させる反射板駆動機構２４とを備える。また、カップデザート１２の周囲には、カップデザート１２が台座１４上の所定の検査位置にあることを検出する検出センサ２６が配設され、検出センサ２６の出力信号を増幅させる計測アンプ２８が設けられている。
【００２０】
このカップデザート検査装置１０には、計測アンプ２８からの信号によって、カップデザート１２の載置位置が所定の位置にあることを判別し、また、ＣＣＤカメラ１６のシャッタータイミングを制御し、さらに、ＣＣＤカメラ１６からの画像データによって反射板２２の上下位置を制御する制御装置３０が設けられている。これら計測アンプ２８、画像処理機１８、反射板駆動機構２４は、制御装置３０と互いに結線されている。
【００２１】
カップデザート１２は、図２に示すように、プラスチック製の容器（物体）３２と、容器３２の開口部３２ａを覆う蓋（物体）３４とから構成されている。容器３２は、その外周縁部にフランジ部３６が形成されており、内容物であるデザート菓子を密封するため、蓋３４の外周縁部とヒートシールによって密着されている。
なお、図２に示すカップデザート１２は、蓋３４がフランジ部３６と完全には密着されておらず、開口部３２ａが露呈して容器内外が連通されている不良品を示している。
【００２２】
次に、以上の構成からなる本実施形態のカップデザート検査装置１０の蓋ずれによるシール不良検査方法について説明する。
カップデザート１２が、図示しないコンベヤーにてハロゲンランプ２０が照射されている台座１４上の所定位置に搬入される。このとき、検出センサ２６が容器の存在を検出して、計測アンプ２８が位置検出信号を制御装置３０に出力する。こうして、カップデザート１２が所定の位置にあることが判別される、
【００２３】
すると、制御装置３０は、画像処理機１８に作動信号を出力し、ＣＣＤカメラ１６のシャッターをきって静止画像を取り込む。
その後、画像処理機１８では、ＣＣＤカメラ１６の撮像画素別に、受光した光の波長成分及び光量に応じて予め定められた基準に基づいてデジタル信号に変換される。図３は、処理された画像の一例を示している。容器３２は、台座１４上で位置決めされるので、フランジ部３６は常に同じ位置に撮像される。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、フランジ部３６と蓋３４との重畳状態にずれの無い場合は、外形は重なり合って蓋３４も同じ位置に撮像される。
このとき、ＣＣＤカメラ１６の撮像画素は、フランジ部３６と蓋３４の両方を透過した光と、何も透過しない光の両方を検出する。
【００２５】
一方、フランジ部３６と蓋３４との重畳状態にずれがある場合は、図３（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ１６は、フランジ部３６と蓋３４の両方を透過した光と、何も透過しない光と、開口部３２ａのみ或いはフランジ部３６のみを透過した光とを検出する。
【００２６】
よって、上記それぞれの透過光の波長及び光量をデジタルデータ等に換算して予め設定した閾値と、検査の結果得られた透過光のデータとを比較すると、蓋３４が開口部３２ａ全体を覆い隠して所定の範囲内に施工されているかどうかが判別される。
【００２７】
この際、ハロゲンランプ２０は、その配設位置近傍におけるフランジ部３６の領域を斜め下方から集中的に照射している。そのため、フランジ部３６と蓋３４の両方を透過した光と、開口部３２ａのみ或いはフランジ部３６のみを透過した光と、何も透過しない光のそれぞれが、鮮明に識別される。
さらに、このハロゲンランプ２０が、カップデザート１２の周囲４箇所に配設されているので、フランジ部３６全体が照射される。
【００２８】
上記において、容器３２及びフランジ部３６の色がカップデザート１２によって異なると、これらを透過する透過光の波長及び光量も異なったものとなる。しかしながら、ハロゲンランプ２０からの高輝度光をフランジ部３６と蓋３４との密着部に集光させているので、容器３２の色にかかわらず光は容器３２及びフランジ部３６を透過し、ＣＣＤカメラ１６の撮像画素は、判別可能な十分な透過光量を得る。したがって、容器３２及びフランジ部３６の想定される色別データをあらかじめ取得しておくことによって、容器３２及びフランジ部３６の色に限定されない検査が行われる。
【００２９】
次に、カップデザート検査装置１０おいて、蓋３４の表面に印字された日付等の印字データを検査する方法について説明する。
各ハロゲンランプ２０から照射された光は、容器３２等を透過したものも透過しなかった光も、その一部或いは全部が、ＣＣＤカメラ１６の周囲に配設された反射板２２に照射される。すると、この光を受けた反射板２２が、カップデザート１２の方向に向けられているので、蓋３４の外表面を照らすように乱反射される。
【００３０】
この反射光によって、蓋３４の表面全体が、ＣＣＤカメラ１６によって撮像可能な照度を得る。すると、上述と同様に制御装置３０が画像処理機１８に作動信号を出力し、ＣＣＤカメラ１６のシャッターをきって静止画像を取り込む。
【００３１】
このとき、蓋３４の表面からの反射光を取り込む際に、光量不足の場合は、ＣＣＤカメラ１６による画像が不鮮明となり、光量過多の場合はハレーション等が発生する。
そこで、ＣＣＤカメラ１６に取り込まれた画像を画像処理機１８にて処理したデータに基づいて、制御装置３０は、反射板駆動機２４に反射板変動指令を出力する。すると、反射板２２がカップデザート１２に対して上下方向に変動し、蓋３４からの反射光がＣＣＤカメラ１６に最適な光量となる位置にて静止する。
【００３２】
上記作用によって反射板２２位置が設定される。以降は、蓋ずれ検査時に撮影された画像を画像処理機１８を介してモニタ１９に映し出し、印字状態を確認する。
【００３３】
このカップデザート検査装置１０によれば、容器３２及びフランジ部３６の色にかかわらずＣＣＤカメラ１６の撮像画素が判別可能な十分な透過光量をハロゲンランプ２０から得られる。したがって、色別データをあらかじめ取得しておくことによって、容器３２及びフランジ部３６の色に限定されない検査を行うことができる。
【００３４】
また、同一の光学系を用いて、蓋３４に印字された印字データの検査も行うことができるので、両者の検査を一体の検査装置にて実施でき、検査にかかる時間を短縮することができる。
【００３５】
さらに、光がカップデザート１２のフランジ部３６に集光されているので、カップデザート１２内部のデザート菓子３８が、ハロゲンランプ２０の熱によって加熱されることがない。したがって、熱による変質がないので、製品の質を安定的に保持することができる。
【００３６】
なお、本実施例では、ハロゲンランプ数を４個、反射板数を１枚に限定しているが、これらは４個又は１枚でなくても、同様の作用・効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した本発明においては以下の効果を奏する。
本発明は、光源の光軸が、前記複数の物体の外周縁部を貫通して前記撮像機に結像するように配設されているので、重畳物の検査すべき部分に集光させることができて重畳状態を撮像する精度が向上するとともに不良品の検出率が向上し、高品質の製品を送り出すことができる。
【００３８】
また、本発明は、反射板を備えているので、１つの撮像機で同時に重畳物表面状態も検出でき、重畳物の検査装置数の削減とともに検査時間を短縮できる。これによって、さらなる製造効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるカップデザート検査装置を示す構成概要図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるカップデザート検査装置によって検査されるカップデザートを示す概要図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるカップデザート検査装置によって検出されたカップデザートの画像を示す概要図である。
【符号の説明】
１０  カップデザート検査装置（重畳物検査装置）
１２  カップデザート（重畳物）
１６  ＣＣＤカメラ（撮像機）
２０  ハロゲンランプ（光源）
２２  反射板
２４  反射板駆動機構
３２  容器（物体）
３４  蓋（物体）
【図１】
2004205278.tif 000003
【図２】
2004205278.tif 000004
【図３】
2004205278.tif 000005