(57)【要約】【課題】  ガラス壜等の容器に充填された液中に存在するガラス片等の異物を確実に検出することができる液中異物検査装置を提供する。【解決手段】  ガラス壜１に充填された液体中に異物３があるか否かを検査する装置において、ガラス壜１の肩部１ｂがガラス壜１の底部より下方に位置するようにガラス壜１を傾斜した状態で支持する傾斜支持部２と、ガラス壜１の斜め下方に配置され、ガラス壜１の肩部１ｂを斜め下方側から照明する照明装置４と、ガラス壜１の斜め上方に配置され、ガラス壜１の肩部１ｂを透過した透過光を撮影するＣＣＤカメラ５と、ＣＣＤカメラ５により得られた画像を処理して異物３の有無を判定する画像処理装置６とを備え、照明装置４は、ＣＣＤカメラ５の光軸上にはなく、光軸から離間した位置に配置されている。【選択図】    図１
2005189196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に充填された液体中に異物があるか否かを検査する装置において、
容器肩部が容器底部より下方に位置するように容器を傾斜した状態で支持する傾斜支持部と、
容器の斜め下方に配置され、容器肩部を斜め下方側から照明する照明装置と、
容器の斜め上方に配置され、容器肩部を透過した透過光を撮影する撮像装置と、
撮像装置により得られた画像を処理して異物の有無を判定する画像処理装置とを備え、
前記照明装置は、前記撮像装置の光軸上にはなく、該光軸から離間した位置に配置されていることを特徴とする液中異物検査装置。
【請求項２】
容器に充填された液体中に異物があるか否かを検査する装置において、
容器肩部が容器底部より下方に位置するように容器を傾斜した状態で支持する傾斜支持部と、
容器を照明する照明装置と、
容器肩部を透過した透過光を撮影する撮像装置と、
撮像装置により得られた画像を処理して異物の有無を判定する画像処理装置とを備えていることを特徴とする液中異物検査装置。
【請求項３】
前記容器は、直立状態から約１２０゜〜１２５゜転倒した状態で傾斜支持部により支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液中異物検査装置。
【請求項４】
前記容器は、搬送されている間に、直立状態から転倒されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液中異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中異物検査装置に係り、特にガラス壜等の容器に充填された液体中にガラス片等の異物が混入していることを光学的に検出する液中異物検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス壜等の透明な容器に充填されたジュース等の清涼飲料、ビール等のアルコール飲料、およびドリンク剤などと称される栄養飲料中には、ガラス片等の異物が混入している場合がある。この液中に存在するガラス片等の異物を検出するために、従来から液中異物検査装置が用いられている。従来の液中異物検査装置においては、直立して搬送されるガラス壜等の容器の搬送経路の側方に設けられた照明装置から容器胴部を照明して容器底部に光を入射させ、容器底部の下方に設置されたＣＣＤカメラによって容器底部を撮像し、散乱光により明るく映るものをガラス片等の異物と判定して検出している。
【０００３】
次に、従来の液中異物検査装置における透過性異物の検査方法について説明する。従来の液中異物検査装置（例えば、特許文献１）においては、異物は底に沈むという性質を利用し、容器底部に沈殿した異物を容器底部の方向からＣＣＤカメラによって撮像して、画像処理を行って異物を検出している。この場合、照明装置は、光を容器の底部付近の側方から照射する。すなわち、ＣＣＤカメラの光軸方向と照明装置の光の照射方向は異なっているので、ＣＣＤカメラの撮像画像は、背景方向から直接光が入射しないため、背景が薄暗い画像になる。そして、このとき、容器底部のガラス片は照射した光を散乱するので、底部方向から撮像すると、ガラス片は、そこから散乱される散乱光（または屈折光）によって、背景よりも明るく撮像される。したがって、異物検出の画像処理では、背景よりも所定値以上明るい部分があれば、それをガラス片であるとして処理している。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１７４７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の液中異物検査装置においては、ガラス壜等の容器の搬送方向の前後に照明装置が設置できないため、ガラス片等の異物の存在する位置によっては、光量不足となって異物の検出精度が低下する場合があるという問題点がある。
また、ガラス壜等の容器の底部には、ナーリングや刻印等の凹凸があり、そして容器底部は、通常、中高の山型になっていて、中央部の肉厚が周辺部の肉厚より厚くなっている。このように、凹凸や肉厚のムラがある容器底部を通して容器内部を撮像するために、撮像画像は、凹凸や肉厚のムラ等の影響を受けて、異物との判別がしにくく、異物の検出精度を高めることが困難である。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、ガラス壜等の容器に充填された液中に存在するガラス片等の異物を確実に検出することができる液中異物検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明の第１の態様は、容器に充填された液体中に異物があるか否かを検査する装置において、容器肩部が容器底部より下方に位置するように容器を傾斜した状態で支持する傾斜支持部と、容器の斜め下方に配置され、容器肩部を斜め下方側から照明する照明装置と、容器の斜め上方に配置され、容器肩部を透過した透過光を撮影する撮像装置と、撮像装置により得られた画像を処理して異物の有無を判定する画像処理装置とを備え、前記照明装置は、前記撮像装置の光軸上にはなく、該光軸から離間した位置に配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、照明装置は、撮像装置の光軸上にはなく、該光軸から離間した位置に配置されているため、照明装置からの光は、容器肩部に斜めの方向から入射し、容器肩部にガラス片等の異物がある場合には、異物で屈折し、屈折した光のうち撮像装置の光軸方向と略同一の方向に進行する光のみが撮像装置により撮影される。そのため、異物に入射して屈折した光のうち、撮像装置に到達した光に対応した箇所のみが明るく、その他の箇所が暗い画像となり、この暗く映る部分を判別して異物を検出することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、容器に充填された液体中に異物があるか否かを検査する装置において、容器肩部が容器底部より下方に位置するように容器を傾斜した状態で支持する傾斜支持部と、容器を照明する照明装置と、容器肩部を透過した透過光を撮影する撮像装置と、撮像装置により得られた画像を処理して異物の有無を判定する画像処理装置とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、容器肩部が容器底部より下方に位置するように容器を傾斜させることにより、容器が直立状態のときに容器底部にあった異物は、容器胴部を伝って容器肩部の位置に移動させることができる。容器肩部は肉厚が比較的均一で、かつ凹凸がないため、容器肩部を透過した透過光を撮像装置により撮影することにより、異物を確実に検出することができる。
【００１１】
本発明の一態様によれば、前記容器は、直立状態から約１２０゜〜１２５゜転倒した状態で傾斜支持部により支持されている。
本発明の一態様によれば、前記容器は、搬送されている間に、直立状態から転倒される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、容器を挟んで対向するように照明装置と撮像装置を配置し、照明装置から容器に投光し、容器を透過した透過光を撮像装置により撮影する構成を採用しているため、容器内に充分な光量の光を入射させることができる。したがって、光量不足により異物の検出精度が低下するという従来の装置の問題点を解消することができる。
また、本発明によれば、液中に存在するガラス片等の異物を容器肩部に位置させることができ、そして、照明装置からの光を透過する容器肩部は、肉厚が比較的均一であり、かつ凹凸がないため、肉厚のムラや凹凸の影響を受けて異物との判別がしにくいというようなことがなく、ガラス片等の異物を確実に検出することができる。
さらに、本発明によれば、容器肩部は曲面になっているため、この曲面によるレンズ効果によって異物を拡大して映すことが可能となり、その結果、微細なガラス片であっても検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る液中異物検査装置の実施の形態を図１乃至図３を参照して説明する。
図１は本発明の液中異物検査装置の基本構成を示す概略図である。図１において、符号１は飲料等の液体が充填されたガラス壜であり、ガラス壜１は傾斜支持部２により水平面に対して傾斜した状態で保持されている。傾斜支持部２は、ガラス壜１を図１の紙面に直行する方向に搬送する搬送装置に連結されており、また傾斜支持部２は支持部２ａを中心として揺動するようになっている。ガラス壜１は、搬送装置によって搬送されている間に、傾斜支持部２により直立した状態（垂直方向Ｖ）から図１に示す状態まで所定の角度θ（１２０゜〜１２５゜）反転されたものであり、壜胴部１ａより肩部１ｂが下方に位置している。なお、壜底１ｃは中高に傾斜し、かつ壜底にはナーリングや刻印等が施されている。したがって、壜底には凹凸や肉厚のムラがある。ガラス壜１内の液体中には、ガラス片等の異物が混入している場合があるが、ガラス壜１は、搬送中に反転されて図１に示すように垂直方向に対して１２０°〜１２５°傾斜した状態とされるため、壜底部にあった異物３は胴部を伝って湾曲した肩部１ｂの位置に移動して肩部１ｂの位置にとどまる。
【００１４】
液中異物検査装置は、ガラス壜１の斜め下方に配置されガラス壜１の斜め下方側からガラス壜内に光を入射させる照明装置４と、ガラス壜１の斜め上方に配置されガラス壜１の肩部１ｂおよび壜胴部１ａの一部を透過した透過光を撮影するＣＣＤカメラ５と、ＣＣＤカメラ５に接続されると共にＣＣＤカメラ５で得られた画像を処理する画像処理装置６とを備えている。ＣＣＤカメラ５は撮像装置を構成している。
【００１５】
次に、図１に示すように構成された液中異物検査装置の作用を説明する。
直立した状態のガラス壜１は、傾斜支持部２により支持されて搬送されている間に、傾斜支持部２により、図１に示す状態まで反転される。そして、ガラス壜１は、図１に示す状態で、照明装置４とＣＣＤカメラ５との間を通過する。このとき、照明装置４からの光は、ガラス壜１の下面側からガラス壜１内に入射し、ガラス壜内の液体を透過した後に、ガラス壜１の上面側を透過する。ガラス壜１を透過した透過光はＣＣＤカメラ５に入射する。この入射光をＣＣＤカメラ５により撮影すると、肩部１ｂに存在するガラス片等の異物は明るい背景の中に暗い影となって映り、画像処理装置６により、この暗い影を判別することにより、ガラス片等の異物を検出することができる。ガラス壜１の肩部１ｂは肉厚が比較的均一で、かつ凹凸がないため、肩部１ｂを透過した透過光をＣＣＤカメラ５により撮影することにより、異物を確実に検出することができる。また、ガラス壜の肩部１ｂは曲面になっているため、この曲面によるレンズ効果によって異物を拡大して映すことが可能となり、その結果、微細なガラス片であっても検出することができる。
【００１６】
次に、図１に示す液中異物検査装置によりガラス片を検出するメカニズムについて説明する。
本発明に係る液中異物検査装置では、ガラス壜１を転倒させて搬送している間に肩部１ｂを撮像するので、照明装置４の設置場所は必然的にガラス壜１に対してＣＣＤカメラ５と反対側の位置に限定されてしまう。ガラス壜１は転倒して搬送されているので側部から照射することができないからである。このとき、ＣＣＤカメラ５の光軸方向Ｃｘと照明装置４の光の照射方向Ｌｘは、略一致するので、ＣＣＤカメラ５の撮像画像は、背景方向から直接入射する光によって、背景が極めて明るい画像になる。この場合は、背景とガラス片がいずれも明るく撮像され、上述した背景よりも明るい部分を検出するという検出方法が不可能になる。
【００１７】
そこで、本発明に係る液中異物検査装置では、図１に示すように、照明装置４の光の照射方向ＬｘをＣＣＤカメラ５の光軸方向Ｃｘからずらし、すなわち、ガラス壜１の肩部１ｂに斜めから光を照射することによって、ガラス片に強制的に影を形成させ、その影を検出することによって、ガラス片の有無を検出している。したがって、本発明に係る液中異物検査装置では、形成される背景よりも暗い部分があればガラス片であるとして処理している。勿論、背景よりも暗い部分が遮光性の異物（石等）の可能性もあるが、異物の種類によって区別する実益はないので、暗い部分があれば一律に異物があると処理して問題はない。
【００１８】
次に、斜めから光を照射するとガラス片に影ができる理由を説明する。
図２（ａ）はガラス壜１内にあるガラス片３と照明装置４の光の照射方向とＣＣＤカメラ５の光軸方向との関係を示す模式図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す例におけるガラス片の画像を示す模式図である。まず、ＣＣＤカメラ５の光軸方向Ｃｘと同じ方向から光を入射した場合を考えると、図２（ａ）に示すようになる。図２（ａ）において、ＡＢＣＤはガラス壜１の内面に沈んだガラス片３の断面を表す。このとき、ｄ１から入射した光は、直進しガラス片３と液面の境界点ｄ２を通過してｄ３方向に進行する。また、ｅ１から入射した光は、ｅ２点で屈折し、ガラス片３から液面に通過するときの屈折になり、法線から遠ざかる方向に屈折されるので、光はｅ３方向に進行する。以上からＡＢＣ面からの光は、ほぼ撮像方向、すなわちＣＣＤカメラ５の光軸方向Ｃｘに進むことになるので、ガラス片３は、図２（ｂ）に示すように、全面明るく撮像される。
【００１９】
図３（ａ）はガラス壜内にあるガラス片３と照明装置４の光の照射方向とＣＣＤカメラ５の光軸方向との関係を示す模式図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す例におけるガラス片の画像を示す模式図である。ＣＣＤカメラ５の光軸方向Ｃｘに対して斜めに傾いた方向から光を入射させた場合には、図３（ａ）に示すようになる。すなわち、ａ１から入射した光はａ２、ａ３で法線から遠ざかるように屈折してａ４方向に進行する。同様に、ｂ１から入射した光はｂ２を経てｂ３方向へ屈折され、ｃ１から入射した光はｃ２を経てｃ３方向へ屈折される。この場合、撮像方向、すなわち、ＣＣＤカメラ５の光軸方向Ｃｘとほぼ同軸方向に屈折・進行する光はｃ３のみであり、すなわちガラス片３のＡＢ面からの光のみになる。したがって、これを撮像すると、図３（ｂ）に示すように、ＡＢ面は明るく、ＢＣ面は暗く映ることになる。そして、画像処理装置６により、この暗いＢＣ面を検知してガラス片３を検出している。なお、光線はガラス壜１の境界でも屈折するが、図２（ａ）および図３（ａ）においては作図を簡略化するため、光線は直進するとして図示されている。ガラス壜１で屈折するとしても、その分、入射角度を調整すればよく、上述のメカニズムは同様である。
【００２０】
実施形態では、容器の例としてガラス壜を説明したが、容器が透明な容器であれば、ガラス壜に限らず、ペットボトル等の他の種類の容器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の液中異物検査装置の基本構成を示す概略図である。
【図２】図２（ａ）はガラス壜内にあるガラス片と照明装置の光の照射方向とＣＣＤカメラの光軸方向との関係を示す模式図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す例におけるガラス片の画像を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）はガラス壜内にあるガラス片と照明装置の光の照射方向とＣＣＤカメラの光軸方向との関係を示す模式図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す例におけるガラス片の画像を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    ガラス壜
１ａ  壜胴部
１ｂ  肩部
１ｃ  壜底
２    傾斜支持部
３    異物
４    照明装置
５    ＣＣＤカメラ
６    画像処理装置
【図１】
2005189196.tif 000003
【図２】
2005189196.tif 000004
【図３】
2005189196.tif 000005