(57)【要約】【課題】  食品容器の開口を蓋で塞いだ被検査物品の蓋ずれ不良を確実に検知できる蓋ずれ検知装置及び蓋ずれ検知方法の提供。【解決手段】  食品容器２の開口を蓋４で塞いだ被検査物品１の蓋の裏面側から光を照射し、この透過光をハーフミラー１２で分割し、ハーフミラーの透過光を第１のカメラ１３で撮像し、ハーフミラーの反射光を前記第１のカメラと絞り又は露光時間又は入射光量を変えた第２のカメラ１４で撮像し、前記被検査物品の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、前記（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から前記（ｂ）蓋ずれの有無を判定することを特徴とする蓋ずれ検知方法。【選択図】  図４
2005083877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品容器の開口を蓋で塞いだ被検査物品の蓋の裏面側から光を照射する透過照明と、前記被検査物品の上方に設けられたハーフミラーと、該ハーフミラーを透過した透過光が入射される位置に配置された第１のカメラと、前記ハーフミラーで反射した光が入射される位置に配置され、前記第１のカメラと絞り又は露光時間又は入射光量を変えた第２のカメラと、これら第１のカメラと第２のカメラとの画像信号を入力し、前記被検査物品の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、前記（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から前記（ｂ）蓋ずれの有無を判定し、蓋ずれが有る場合には信号を出力する画像処理装置とを備えたことを特徴とする蓋ずれ検知装置。
【請求項２】
食品容器の開口を蓋で塞いだ被検査物品の蓋の裏面側から光を照射し、この透過光をハーフミラーで分割し、ハーフミラーの透過光を第１のカメラで撮像し、ハーフミラーの反射光を前記第１のカメラと絞り又は露光時間又は入射光量を変えた第２のカメラで撮像し、前記被検査物品の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、前記（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から前記（ｂ）蓋ずれの有無を判定することを特徴とする蓋ずれ検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばゼリー等を入れる着色された食品容器の開口をアルミニウム箔などからなる蓋で塞いだ被検査物品における蓋の位置ずれを検知する蓋ずれ検知装置及び蓋ずれ検知方法に関し、特に、食品容器に対する蓋の位置ずれがないにも拘わらず、誤って位置ずれがあると検知することにより、蓋ずれのない良品が、誤って不良品として排除されてしまうことを防止し得る蓋ずれ検知装置及び蓋ずれ検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゼリー等の内容物を食品容器に充填し、その開口を蓋で塞いだ被検査物品が提供されている。図１はこの種の被検査物品の一例を示す図であり、図１（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。この被検査物品１は、上端に径方向外方に向けて延出した平面視リング状のフランジ部３が設けられたカップ形状をなすプラスチック製の食品容器２と、その開口にヒートシールされたアルミニウム箔などのシート材からなる蓋４とを備えて構成されている。この被検査物品１は、食品容器２に内容物を充填後、フランジ部３に蓋４を載せてヒートシールし、フランジ部３上面に蓋４の周縁を溶着し、食品容器１の開口を密封することによって製造される。
この被検査物品１の製造において、図２に示すように、食品容器２のフランジ部３に対し蓋４の位置がずれたままヒートシールを行うと、被検査物品１の開封側周縁に蓋４で覆われていない露出部５を生じる。このような蓋ずれ不良品は、食品容器２の密封性が不十分であり、その隙間６から内容物がこぼれたり、変質する不具合を生じることから、この蓋ずれ不良品は製造ラインから排除する必要がある。従来、前記蓋ずれ不良品を発見し、製造ラインから排除するため、検査員による目視検査が行われていたが、この検査では大量生産時には多数の検査員が必要であり、人件費等のコストが嵩み、また検査精度に限界があるなどの問題があった。
目視検査に代わる検査方法として、下方の単一の光源から、食品容器および蓋に光を照射した後に、撮像することにより、食品容器に対する蓋の位置ずれを検知する技術が提案されている（例えば、特許文献１等を参照。）。
また撮像装置として、撮像レンズと、この撮像レンズから入射した光を分割する分割手段と、この分割手段からの分割した光が入射し、光透過率がそれぞれ異なる光透過フィルタと、この光透過フィルタからの光学像がそれぞれ結像される撮像手段と、前記撮像手段の出力を導出するために映像信号処理手段とを具備した多板式撮像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−１２８０１６号公報
【特許文献２】特開平７−２９８２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記特許文献１に記載された従来技術は、下方の単一の光源から光を照射するため、光を透過しやすい透明の食品容器（透明カップ）などに対しては精度よく使用できるが、赤色や茶色系などの光を透過し難いような着色を施した食品容器（着色カップ）に対しては、若干精度が落ちる傾向があった。
【０００４】
着色カップについては、輝度の高いハロゲンランプやメタルハライドランプ等を複数用い、着色カップの下部斜めにおける複数の方向から照射することにより、着色カップに光を透過させる方法が考えられる。この方法を用いれば、着色カップであっても、光を透過した蓋の位置ずれ検知が可能となる。図３は、このような透過光を用いた蓋ずれ検査の一例を示す図であり、この画像は、着色カップの下部斜めにおける複数の方向から照射し、上方に配置したカメラからカップ上部を撮像し、蓋ずれを検知した状態を示している。この場合、蓋４で覆われていない露出部５は正常部に比べて明るい部分の幅が広くなり、これを検知することで蓋ずれの有無を判定し得る。
しかし、この場合、図３中の符号７で示すように、蓋ずれの無い正常部位でも蓋エッジ形状の状態により照射光が蓋エッジで反射し、強く光って見えることがあり（蓋エッジ反射部７）、これによって良品を蓋ずれ不良品と誤認する可能性がある。
【０００５】
また前記従来方法において、食品容器２が光を透過し難い着色カップである場合、前述したように強い光を照射するか、カメラの露光時間を長くとる必要がある。強い光を当てた場合、通常のＣＣＤカメラではスミア、ブルーミング等の現象が発生し、強い光を受けた画素の近隣の画素までが影響を受け、デジタル画像において光の滲みが起こる。その結果、正常部位の光る幅が実際に光っている幅よりも広がって撮像され、蓋ずれによる明部の広がりと区別がつかなくなり、良品を蓋ずれ品と誤認する現象が発生しやすい問題がある。
【０００６】
また、この種の撮像に好適な広ダイナミックレンジのＣＣＤカメラは監視用には販売されているが、ＦＡ用（シャッター式）カメラは市販されておらず、特別に入手できたとしても高価格なものとなり、蓋ずれ検知装置が高価格なものとなり、実用化し難くなる問題がある。
またＣＭＯＳカメラはＣＣＤカメラよりダイナミックレンジが広いが、画素毎のダイナミックレンジのばらつきが大きく、計測用には不向きである。またＣＣＤカメラよりノイズが多いなどの問題がある。
さらに前記検出方法において、カメラの露出を変えて２枚の写真を撮る方法が考えられるが、被写体がコンベア上を流れる製品のため、時間をずらして正確に同一アングルから撮像することは困難である。
また特許文献２に記載された技術は、同時に露出の異なる画像を撮像することで結果的に広ダイナミックレンジ画像データを得ることができるが、蓋ずれ検査を完遂するまでには至っていない。また、このような汎用画像処理装置は製品化されていない。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、食品容器の開口を蓋で塞いだ被検査物品の蓋ずれ不良を確実に検知できる蓋ずれ検知装置及び蓋ずれ検知方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、食品容器の開口を蓋で塞いだ被検査物品の蓋の裏面側から光を照射する透過照明と、前記被検査物品の上方に設けられたハーフミラーと、該ハーフミラーを透過した透過光が入射される位置に配置された第１のカメラと、前記ハーフミラーで反射した光が入射される位置に配置され、前記第１のカメラと絞り又は露光時間又は入射光量を変えた第２のカメラと、これら第１のカメラと第２のカメラとの画像信号を入力し、前記被検査物品の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、前記（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から前記（ｂ）蓋ずれの有無を判定し、蓋ずれが有る場合には信号を出力する画像処理装置とを備えたことを特徴とする蓋ずれ検知装置を提供する。
【０００９】
また本発明は、食品容器の開口を蓋で塞いだ被検査物品の蓋の裏面側から光を照射し、この透過光をハーフミラーで分割し、ハーフミラーの透過光を第１のカメラで撮像し、ハーフミラーの反射光を前記第１のカメラと絞り又は露光時間又は入射光量を変えた第２のカメラで撮像し、前記被検査物品の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、前記（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から前記（ｂ）蓋ずれの有無を判定することを特徴とする蓋ずれ検知方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被検査物品の蓋の裏面側から光を照射し、この透過光をハーフミラーで分割し、絞り又は露光時間の異なる２台のカメラでハーフミラーの透過光と反射光とを別個に撮像し、被検査物品の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から（ｂ）蓋ずれの有無を判定するものなので、蓋ずれしていない正常部位に生じる蓋エッジ反射を蓋ずれと誤認して、良品を排除してしまう誤動作をなくし、蓋ずれ不良品の検査精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図４は本発明に係る蓋ずれ検知装置の一実施形態を示す図である。この蓋ずれ検知装置１０は、被検査物品１の蓋４の裏面側から光を照射する透過照明１１と、被検査物品１の上方に設けられたハーフミラー１２と、このハーフミラー１２を透過した透過光が入射される位置に配置された第１のカメラ１３と、ハーフミラー１２で反射した光が入射される位置に配置され、第１のカメラ１３と絞り又は露光時間又は入射光量を変えた第２のカメラ１４と、これら第１のカメラ１３と第２のカメラ１４との画像信号を入力し、被検査物品１の蓋４周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から（ｂ）蓋ずれの有無を判定し、蓋ずれが有る場合には信号を出力する画像処理装置１５とを備えた構成になっている。
【００１２】
前記透過照明１１は、食品容器２の斜め下方に複数個設けられている。これらの透過照明１１としては、その照射光が蓋ずれした露出部５において、赤色、茶色等に着色された食品容器２を透過し、被検査物品１の上方に配置されたカメラ１３，１４で撮像するのに十分な光が得られるような高輝度のハロゲンランプやメタルハライドランプが用いられている。
【００１３】
本発明において、ハーフミラー１２として、入射光を光パワー比１：１程度で透過光と反射光とに分割できるものを採用した場合には、第１のカメラ１３と第２のカメラ１４との絞り又は露光時間に差を付けることによって両カメラの撮像対象を相違させることができる。また、ハーフミラー１２として、透過光と反射光の光量に差をつけて分割できるものを採用し、両カメラの入射光量に差をつけることによって、撮像対象を相違させることもできる。
【００１４】
前記第１、第２のカメラ１３，１４は、ＣＣＤカメラを用いることができ、各種の市販品の中から適宜選択して使用することができる。本発明の実施において、第１のカメラ１３と第２のカメラ１４とは、それぞれの絞り又は露光時間又は入射光量を変え、いずれか一方のカメラでは被検査物品１の蓋４周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像できるようにし、いずれか他方のカメラでは（ａ）蓋エッジ反射のみが撮像可能に設定して用いる。前記（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれのうち、（ａ）蓋エッジ反射の方が強い光であり、（ｂ）蓋ずれはそれよりも弱く、蓋４とコンベア１６の撮像部分（暗部）と（ａ）蓋エッジ反射（明部）との中間の明度（中間部）になる。
【００１５】
前記画像処理装置１５は、（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いて、（ｂ）蓋ずれの有無を判定するとともに、蓋ずれと判定した場合にコンベア１６に設けられた排除装置に対して動作信号（排除信号）を出力できる構成の装置が用いられる。この画像処理装置１５は、各種の市販品の中から適宜選択して使用することができ、また市販装置に一部改良を施して用いることができる。
【００１６】
この蓋ずれ検知装置１０は、食品容器２にゼリー等の内容物を充填し、そのフランジ部３にアルミニウム箔などのシート状の蓋４を載せてヒートシールし、密封包装された後の被検査物品１を運び出すコンベア１６に設けられている。被検査物品１を製造するための充填・密封包装装置は特に限定されない。また被検査物品１を運び出すコンベア１６には、前記画像処理装置１５から排除信号が出力された際に駆動し、コンベア１６上の被検査物品１をコンベア１６から排除するための排除装置が設けられている。この排除装置としては、例えばレバーを往復動させて蓋ずれ有りと判別された被検査物品１をコンベア１６から押し出すような構成のものが用いられる。
【００１７】
次に、本発明に係る蓋ずれ検知方法を説明する。本発明の蓋ずれ検知方法は、図４に示すように構成された前記蓋ずれ検知装置１０を用いて実施し得る。
本発明の蓋ずれ検知方法は、被検査物品１の蓋４の裏面側から光を照射し、この透過光をハーフミラー１２で分割し、ハーフミラー１２の透過光を第１のカメラ１３で撮像し、ハーフミラー１２の反射光を、絞り又は露光時間又は入射光量の異なる第２のカメラ１４で撮像し、被検査物品１の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、前記（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から（ｂ）蓋ずれの有無を判定する。
【００１８】
図４に示した例では、第１のカメラ１３は暗い露出とし、第２のカメラ１４は明るい露出で画像を得るようになっている。この蓋ずれ検査において、第１のカメラ１３では最も光が強い（ａ）蓋エッジ反射が滲まないで撮像できる露出設定とする。この第１のカメラ１３では、（ｂ）蓋ずれを示す中間部と、暗部（蓋４上面及びコンベア１６上面）との区別は不可能である。一方、第２のカメラ１４は、中間部と暗部との分離が可能な露出に設定する。
【００１９】
第１のカメラ１３の画像において光って見える部分は、蓋エッジに照明が反射した（ａ）蓋エッジ反射部分に限られる（但し、着色カップを対象とし、透明カップの場合を除く。）。エッジ反射するということは、すなわち蓋４が十分フランジ部３を覆っており、シール不良は発生していないと判定できる。
【００２０】
第２のカメラ１４において光って見える部分は、（ａ）蓋エッジ反射部分と（ｂ）蓋ずれ部分の両方である。
【００２１】
画像処理においては、第２のカメラ１４で撮像した画像の光って見える部分から、第１のカメラ１３で撮像した画像の光って見える部分を差し引いた外周位置において、（ｂ）蓋ずれを示す中間部の有無を判定し、もし蓋ずれ有りと判定されならば、画像処理装置１５からコンベア１６の排除装置に対して排除信号が出力される。蓋ずれ有りと判定された被検査物品１はコンベア１６から排除される。
【００２２】
本発明によれば、被検査物品１の蓋４の裏面側から光を照射し、この透過光をハーフミラー１２で分割し、絞り又は露光時間又は入射光量の異なる２台のカメラ１３，１４でハーフミラー１２の透過光と反射光とを別個に撮像し、被検査物品１の蓋周縁のうち明るく見える（ａ）蓋エッジ反射及び（ｂ）蓋ずれの両方を撮像するいずれか一方のカメラの画像から、（ａ）蓋エッジ反射のみを撮像するいずれか他方のカメラの画像を差し引いた蓋周縁の明度から（ｂ）蓋ずれの有無を判定するものなので、蓋ずれしていない正常部位に生じる蓋エッジ反射を蓋ずれと誤認して、良品を排除してしまう誤動作をなくし、蓋ずれ不良品の検査精度を向上できる。
以下、実施例により本発明の効果を実証する。
【実施例】
【００２３】
図４に示す構成を有する蓋ずれ検知装置を作製した。詳細は以下の通り。
・透過照明；台数＝４台。
光源；ケンコー社製、ＫＴＸ３５ＭＴ（３５Ｗ）  ×４。
ファイバー；ケンコー社製、ＦＧ８Ｌ−１０００Ｆ Ｗ５０Ｒ（集光レンズ付き）  ×４。
・カメラ；ソニー社製、ＸＣ−５５  ２台。
・ハーフミラー；光伸光学工業社製、５０×５０ｍｍ角、光パワー比１：１。
・第１カメラ設定；絞り８。
・第２カメラ設定；絞り４。
画像処理装置としては、日本電産トーソク社製、画像処理装置ＲＶ５０００を用い、この画像処理装置に前記２台のＣＣＤカメラの出力線を結線した。
【００２４】
被検査物品としては、海老茶色の９０ｍｍ口径フランジ付き樹脂カップに水を入れ、アルミニウム箔製の蓋をフランジ部に載せ、ヒートシールして作製した。
この被検査物品をコンベアに載せて搬送し、コンベア速度４０ｍ／ｓ、４５００個／時間の能力で５０００個の被検査物品を流し、全数検査を行った。その結果、ずれ幅２ｍｍ、ずれ区間５０ｍｍの蓋ずれ不良品３個を検知することができた。良品の誤配出は０個であり、この蓋ずれ検知装置によって極めて高精度で蓋ずれ検査が可能であることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】蓋ずれの有無を検査する被検査物品の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】蓋ずれのある被検査物品を例示する平面図である。
【図３】蓋ずれ検知装置によって撮像された蓋ずれの状態を例示する図である。
【図４】本発明に係る蓋ずれ検知装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…被検査物品、２…食品容器、３…フランジ部、４…蓋、５…露出部、６…隙間、７…蓋エッジ反射部、１０…蓋ずれ検知装置、１１…透過照明、１２…ハーフミラー、１３…第１のカメラ、１４…第２のカメラ、１５…画像処理装置、１６…コンベア。
【図１】
2005083877.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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