(57)【要約】 【課題】    単位時間当たりの処理能力を高くする。また、時間を掛けることなく、小さい異物を検出したい。  【解決手段】    撮像手段で得た液体が封入された透明な容器１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であり、容器１の撮像範囲を縦横各方向に任意個数に分割した各領域に対応するように複数の撮像手段３７ａ〜３７ｄを設置し、各撮像手段で得る容器の分割された各領域の画像データについて画像処理をして容器内に混入した異物を検出する画像処理手段６０を設けた。  【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段で得た液体が封入された透明な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方法において、  
容器の撮像範囲を縦横各方向に任意個数に分割して、その分割数に対応した撮像手段を設置しておき、各撮像手段で得た容器の分割された各領域の画像データについて画像処理手段で画像処理を行なって容器内に混入した異物を検出することを特徴とする容器内異物検出方法。  
【請求項２】
上記請求項１の容器内異物検出方法において、各撮像手段は容器の全体像を捉える視野の形状と相似形となる視野で容器の撮像範囲を縦横各方向に任意個数に分割した各領域をそれぞれ撮像するようになされていることを特徴とする容器内異物検出方法。
【請求項３】
上記請求項２の容器内異物検出方法において、各撮像手段は容器を撮像する箇所に並べて設置してあり、各撮像手段で同時に撮像を行なうことを特徴とする容器内異物検出方法。
【請求項４】
上記請求項２の容器内異物検出方法において、各撮像手段は容器を搬送する方向に個別に設置してあり、各撮像手段が設置してある位置に該容器が移動してきたときに撮像をそれぞれ行なうことを特徴とする容器内異物検出方法。  
【請求項５】
上記請求項２の容器内異物検出方法において、各撮像手段での画像データについて露出と読み出しを同時に行ない、その後、該画像処理手段で各撮像手段での画像データについての画像処理を同時に行なうことを特徴とする容器内異物検出方法。  
【請求項６】
上記請求項６の容器内異物検出方法において、さらに各撮像手段での画像データの該画像処理手段へのデータ転送を同時に行なうことを特徴とする容器内異物検出方法。  
【請求項７】
撮像手段で得た液体が封入された透明な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において、  
容器の撮像範囲を縦横各方向に任意個数に分割した各領域に対応するように複数の撮像手段を設置し、各撮像手段で得る容器の分割された各領域の画像データについて画像処理をして容器内に混入した異物を検出する画像処理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８】
上記請求項７の容器内異物検出装置において、各撮像手段に対して共通の画像処理手段を設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９】
上記請求項７の容器内異物検出装置において、該画像処理手段は各撮像手段に対応して個別に設置してあることを特徴とする容器内異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段で得た液体が封入された透明な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方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飲料水などを封止した容器内に異物が混入することは殆ど発生しないが、容器内へ混入する異物を見てみると、そ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。異物が人体へ悪影響を齎す可能性もあることから、混入頻度に関わらず、異物を確実に発見、除去することが必要である。
【０００３】
従来の異物検出の全数検査としては人の目視に頼ったものであるが、異物検出の見逃しが発生する可能性があり、検査の自動化が求められる。そこで人の目視に代えて、容器厚みの変化がある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画像処理によって容器内に混入した異物を検出する装置が種々提案されている。
【０００４】
撮像手段を使って搬送路上を順次搬送されていく容器内部の異物を検出する従来技術として、下記特許文献１に記載のものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像手段としてＣＣＤ（電荷結合素子）カメラを使って異物検出制御部内で映像（画像）処理する場合、映像情報に関わる一連の動作時間は、（１）ＣＣＤの各画素に電荷を蓄積させる露出時間ｔ１，（２）カメラコントローラがＣＣＤの各画素から画像データとして電荷の大きさと位置データを読み出し、画像処理装置に転送するまで内蔵メモリに一時的に保管している読出時間ｔ２，（３）カメラコントローラの内蔵メモリに一時的に保管している画像データを画像処理装置などの記憶領域に記憶させるためのデータ転送時間ｔ３，（４）画像処理装置が記憶領域の画像データを使って画像処理の種々の演算を行なう画像処理時間ｔ４の４項目が大部分を占めており、通常、前記（１）と（２）を合わせて撮像時間、その撮像時間で露出と読み出しを行なうことを撮像と呼んでいる。
【０００７】
１本の容器を画像処理する場合には、露出時間ｔ１，読出時間ｔ２，データ転送時間ｔ３，画像処理時間ｔ４を加算した総和時間Ｔが必要であり、先行した容器の映像を画像処理している最中には、次に搬送される容器の画像処理に制限が発生する。
【０００８】
即ち、ＣＣＤカメラへの露出中は光の強度に応じて素子に電荷を蓄積しており、この時間中は現在の映像の光量データを取り込んでおり、データの混同を避けるため次の露出はできず、また、露出が終了するまで読み出しもできない。
【０００９】
露出が終了すれば、各素子の電荷量を順次取り出す読出時間となる。この読出時間中もデータの混同を避けるため、次の映像の露出はできない。つまり、ＣＣＤカメラの露出時間中に、次の映像の露出や前の映像の読み出しはできない。
【００１０】
このため、隣同士の容器が接触したり、容器間隔が小さい状態での搬送では、前の映像の処理が終了する前に次の映像の露出タイミングとなる可能性があり、正常な映像処理を確実に実行するために、タイミングスクリューなどの機器を設置して容器間隔を一定量確保するための手段を設けたり容器の搬送速度を下げたりして、単位時間当たりの処理数を下げる必要がある。
【００１１】
この問題は、容器内に混入したより小さい異物を検出しようとして、画素数が多いＣＣＤカメラを使用するほど、データ量が多くなるために顕著に現われて、単位時間当たりの処理数を下げざるを得ず、異物検出の処理能力は低下する。
【００１２】
それゆえ本発明の目的は、単位時間当たりの処理能力が高い容器内異物検出方法とその装置を提供することにある。
【００１３】
また，本発明の目的は、小さい異物でも時間を掛けることなく検出することができる容器内異物検出方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明容器内異物検出方法の特徴とするところは、撮像手段で得た液体が封入された透明な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方法において、容器の撮像範囲を縦横各方向に任意個数に分割して、その分割数に対応した撮像手段を設置しておき、各撮像手段で得た容器の分割された各領域の画像データについて画像処理手段で画像処理を行なって容器内に混入した異物を検出することにある。
【００１５】
また、上記の目的を達成する本発明容器内異物検出装置の特徴とするところは、撮像手段で得た液体が封入された透明な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において、容器の撮像範囲を縦横各方向に任意個数に分割した各領域に対応するように複数の撮像手段を設置し、各撮像手段で得る容器の分割された各領域の画像データについて画像処理をして容器内に混入した異物を検出する画像処理手段を設けたことにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各撮像手段で露出と読出をそれぞれ部分的に並行して処理することができ、全体として処理時間を短縮でき、処理能力が高まる。
【００１７】
また、容器１個当たりの画素数が多くなっても、各撮像手段で露出と読出をそれぞれ部分的に並行して処理することにより、全体として処理時間を長くすることなく小さい異物を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】
【００１８】
以下、図に示す実施形態を説明する。なお、各図で同一物，相当物には同一符号を付けて、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１９】
第一の実施形態を示す図１，図２において、１０は容器整列部、１１は入口搬送コンベア、１２は搬送停止板、１３は容器整列グリップコンベアである。
【００２０】
透明なＰＥＴ製の容器１は、容器１を搭載する部分が樹脂製あるいはゴム製である入口搬送コンベア１１上を両図において右側から左方向に順次連続して搬送される。容器１には主に薬品や飲料である液体が既に充填されており、さらに容器蓋２で封止されている。
【００２１】
容器１と内容物（容器内に充填・封入してある液体）は、無色透明なものに限らず、有色透明や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。
【００２２】
通常、異物検出はこの容器蓋２で封止された後に実施し、異物検出を実施する工程では容器１の外表面に光学的障害となる印刷物などは存在せず、異物が検出されず、良品と判断された容器１に対してのみ印刷物などを貼る場合が多い。
【００２３】
図３に示すように、容器１に混入する異物としては、容器の底部に沈澱する沈澱異物３ａと液中に浮遊する浮遊異物３ｂと液面に浮上する浮上異物３ｃに分かれ、浮上異物３ｃは沈澱異物３ａや浮遊異物３ｂなどより少ない。また、多くの場合、沈澱異物３ａは、浮遊異物３ｂや浮上異物３ｃなどより小さい。
【００２４】
なお、図３（ａ）は容器１の縦断面図、図３（ｂ）は底側から容器１を見た底面図、図３（ｃ）は異物が沈澱した容器１の底部を拡大して示す部分的縦断面図である。
【００２５】
図１，図２に戻って、入口搬送コンベア１１上を移動してくる容器１は、容器整列部１０において容器整列グリップコンベア１３のグリッパ１４によって容器側面を両側から挟み込みながら搬送する。左右両側（図１では、図の上下両側）に分かれている容器整列グリップコンベア１３は、各々に設置したモータがインバータによって回転駆動される。
【００２６】
グリッパ１４は、図４（ａ）に示すごとく、ゴム製で内部が中空のかまぼこ型になっており、対向する両側の隙間の管理だけで、丸型や角型といった容器形状の違い、容器表面の起伏の有無に関わらず挟み込むことができるようになっている。
【００２７】
取り扱う容器の種類によっては、容器の側面起伏が大きい容器、あるいは線対称となっていない容器に対しても、内部が中空であるためグリッパ１４の変形で一定範囲までは対応できる。またこのような容器に対しては、図４（ｂ）に示すスポンジ製で鋸歯状のグリッパ１５を用いてもよい。
【００２８】
図１，図２に戻って、容器１の挟み込みを行なう左右両側の容器整列グリップコンベア１３は、各々右ネジと左ネジを持つ共通の一本のボールネジで直線上をスライドできる構造になっている。ボールネジの片端には回転ハンドルを付けてあり、回転ハンドルの正転方向への回転で左右両側の容器整列グリップコンベア１３の隙間は小さくなり、回転ハンドルの逆転方向への回転では隙間は大きくなり、異なる容器種類への対応が極めて簡便に行なうことができる。なお、左右両側の容器整列グリップコンベア１３の前後に搬送用ガイドも固定しておけば、容器整列グリップコンベア１３の隙間の変更と同時に入口搬送コンベア１１のガイド間隔も変わり、段取り替えがさらに簡便にできる。
【００２９】
また、製造ライン全体の搬送上の都合などにより、容器１を異物検出装置内への搬送を止めたい場合には、入口搬送コンベア１１の側方に設けた搬送停止板１２を入口搬送コンベア１１上を横切るように挿入して、容器１の投入を強制的に停止するようにしている。
次に、図２で容器整列部１０の機能を説明する。
【００３０】
入口搬送コンベア１１の速度Ｖ１に対して、容器整列グリップコンベア１３の速度Ｖ２は小さくしてある。
【００３１】
搬送停止板１２が退避された状態において、容器１は入口搬送コンベア１１の速度Ｖ１で搬送されてくると、容器整列グリップコンベア１３によって挟まれ、速度Ｖ２に減速して移動することとなり、入口搬送コンベア１１とは速度が異なるので、容器１は入口搬送コンベア１１に対し底面をすべらせながら搬送される。容器整列グリップコンベア１３の下流端で容器整列グリップコンベア１３から容器１が開放されると、再び入口搬送コンベア１１の速度Ｖ１に増速される。
【００３２】
容器整列グリップコンベア１３に入る位置までは様々な間隔であった容器１は、容器整列グリップコンベア１３に挟まれている区間では一旦容器間隔が詰まり、容器間隔はＰ１まで小さくなる。次に、容器整列グリップコンベア１３から開放された時点で最終的な間隔である希望する間隔Ｐ２になっていく。
【００３３】
従って、速度Ｖ１と速度Ｖ２の相対速度差によって容器間隔Ｐ２を調節することができ、速度Ｖ１に対して速度Ｖ２が小さいほど容器間隔Ｐ２を大きくすることができる。
【００３４】
容器整列部１０において容器間隔Ｐ２が確保された容器１は、入口搬送コンベア１１上の浮遊異物検査部２０に達する。装置架台Ｆの浮遊異物検査部２０に対応する箇所には、照明光源２１（図２参照）を設置してある。
【００３５】
浮遊異物検査部２０の構成を示す図５において、ハロゲンランプを持つ照明光源２１からの光をライトガイド２２経由で照明光照射手段２３から容器１の側方に照射する。照明光源２１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，その他面発光型照明装置を使うことができる。
【００３６】
ライトガイド２２の内部は数百本程度の光ファイバを束ねた状態であり、照明光照射手段２３で光ファイバを分け、各光ファイバの先端は直線状に配置し固定している。光ファイバの先端では光が一定の広がり角度を持つため、照明光照射手段２３との距離が大きくなるに従い、直線状から徐々に広がりを持つ矩形状の透過照明光２４となる。
【００３７】
容器１と反対の側方には、容器１を撮像するＣＣＤから成る撮像カメラ（撮像手段）２５を複数台配置してある。図５では、２台配置してある。
【００３８】
容器１が浮遊異物検出部２０に到着したことは容器検知センサ２６で検知し、検知結果に基づいて図７の異物検出制御装置６０は新たな映像としての撮像やデータ転送の制御及び画像処理などを行なう。容器検知センサ２６としては、図示する光反射光式のほかに、光透過光式，超音波式のものを用いても良い。
【００３９】
撮像カメラ２５は、視野の広さから認識すべき異物サイズを計算し、カメラの解像度との兼ね合いで設置台数を決める。即ち、カメラにおける画像素子の縦横比は縦：横＝３：４程度であり、容器１は縦長で縦横比が大きく、撮像カメラ１台の視野では容器１の全体像を高精細に捉えることができない。そこで、図５の浮遊異物検出部では撮像カメラを２台設置して、容器１の上半分と下半分を分割して撮像するようにしている。
【００４０】
この場合、上半分と下半分を別々に撮像した容器１の映像は、後述するように撮像後に異物検出制御装置６０（図７参照）で合成処理を行ない、境界線を判別して一つの画像としている。
【００４１】
撮像カメラ２５は、容器１における浮遊異物が沈澱異物に較べて大きい場合が多く撮像しやすいために、画素数が少ないＣＣＤカメラを用いている。
【００４２】
図２において、容器１は、浮遊異物検査部２０を通過後に沈澱異物検査部３０のグリップコンベア３１の先端に達する。容器１は容器間隔Ｐ２が確保された状態で、沈澱異物検査部グリップコンベア３１に取り付けられたグリッパ３２に挟み込まれながら搬送される。
【００４３】
沈澱異物検査部グリップコンベア３１の構造は、容器整列グリップコンベア１３と同様であり、容器１の両側面を挟み込みながら搬送できるようになっている。左右隙間の調節も同様に共通のボールネジに取り付けた回転ハンドルによって行なう。
【００４４】
沈澱異物検査部グリップコンベア３１が容器１の両側面を挟み込んでいる領域には、容器整列部１０での入口搬送コンベア１１に相当するコンベアは存在せず、容器１の底部は開放状態にある。  
この沈澱異物検査部３０の構造を、図６に示す。
【００４５】
グリッパ３２は、図４（ｂ）のスポンジ製で鋸歯状のものを使っている。図６の沈澱異物検出部３０には、容器１の搬送方向に１個の照明光照射手段３３を設置してある。
【００４６】
容器１の側面にはグリッパ３２があり、装置架台Ｆに設置してあるハロゲンランプを持つ照明光源３４（図２参照）からの光をライトガイド３５を経由して照明光照射手段３３から容器１に上方より照射している。照明光源３４としては、浮遊異物検査部１０の場合と同様のものを使えばよい。
【００４７】
ライトガイド３５内の光ファイバの先端は、照明光照射手段３３において直下を向けて、容器１の真上でリング状に固定している。浮遊異物検査の場合と同様に、光ファイバの先端では光が一定の広がり角度を持つ。このため、照明光照射手段３３からの距離が大きくなるに従い、沈澱異物検査の場合はリング状から徐々に円状の透過照明光３６となる。このとき、照明光照射手段３３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２の影を容器１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２の影が容器１の底側に投影される影響を一層避けるために、照明光照射手段３３におけるリング状配置直径は容器蓋２より大きくしておくことが良い。
【００４８】
沈澱異物検査部グリップコンベア３１の下方には、容器１の底部を撮像するＣＣＤから成る撮像カメラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを上向きとして撮像する１箇所に並べて配置してある。図６の沈澱異物検出では４台の撮像カメラ３７ａ〜３７ｄにより、容器１の底部全体を上下左右の４分割として撮像するようにした例である。各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄは、それぞれ照明光照射手段３３から発せられ容器１を上方より透過した照明光３６を捉える。
【００４９】
４台の撮像カメラ３７ａ〜３７ｄによる容器１の撮像は、２台の撮像カメラ２５による容器１の撮像とはカメラ分割の形態が異なっている。上記したように２台の撮像カメラ２５の場合は容器１の側面における縦横比が大きいために２台の撮像カメラ２５を用いたが、４台の撮像カメラ３７ａ〜３７ｄの場合は容器底部の形状は円形で、縦横比が１：１であり、画像素子の縦横比（３：４＝０．７５：１）に近似しているので、１台のカメラで容器１の底部を撮像することができるが、高精細な映像を得ること及び少ない画素数のカメラを用いて画像処理の高速化を図ることから、撮像カメラ３７ａ〜３７ｄが捉える撮像の形状は、容器１における底部の全体像を捉える視野の形状と相似形となる視野を持つようにしてある。そのため、容器１における底部の全体像を捉える視野を縦横に等しく２分割をして田型の４領域とし、各領域を各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄで撮像するようにしている。
【００５０】
沈澱異物は小さいものまで検出することを求められることが多いので、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄは浮遊異物を検出するための撮像カメラ２５に較べて高画素数（４倍以上）のものを用いている。
【００５１】
容器１は、撮像カメラ３７ａ〜３７ｄの上方を順次通過する。容器１が撮像カメラ３７ａ〜３７ｄ上を通過するか、撮像カメラ３７ａ〜３７ｄ上に到着したことを容器検知センサ３８で検知する。
【００５２】
浮遊異物検査部１０と沈澱異物検査部２０及びその周囲は図示していない遮光カバーで囲み、容器１および撮像カメラ２５，３７ａ〜３７ｄ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えるようにしてある。
【００５３】
ここで、図７で異物検出制御装置（上記各請求項に記載するところの画像処理手段）６０について説明する。
【００５４】
浮遊異物検査部１０や沈澱異物検査部２０での容器検知センサ２６，３８における検知結果は、Ｉ／Ｏインタフェース６１を介して主演算器６２で把握し、シャッタ信号制御部６３及びカメラコントローラ６４により撮像カメラ２５，３７ａ〜３７ｄのシャッタ信号に反映させる。
【００５５】
シャッタ信号に基づいて撮像カメラ２５，３７ａ〜３７ｄで容器１の映像を撮像し、カメラコントローラ６４からカメラインターフェース６５を介して画像処理を行なう画像データ記憶部６６に一旦蓄積し、主演算器６２の画像処理プログラム上で異物を抽出する画像処理を行なう。
【００５６】
カメラコントローラ６４は、撮像カメラ２５，３７ａ〜３７ｄに対応した複数のＡＤ変換回路やメモリへのデータの書き込みと読み出しを行うメモリ回路を備えている。
【００５７】
主演算器６２は、画像処理プログラムのほかに容器検知センサ２６，３８からの容器検知結果に従って撮像カメラ２５，３７ａ〜３７ｄで撮像して得た画像データを得る撮像処理プログラムなどを備えている。画像処理プログラムは公知の技術によるものであり、撮像処理プログラムは以下説明するようにシーケンス制御によるものであるから、両プログラムについての詳細な説明は省略する。
【００５８】
撮像画像や撮像画像に対して既に処理を施した映像は、画像モニタ６７に表示する。また、装置の起動，停止，エラーなどは操作スイッチ６８や表示ランプ６９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６２と主記憶部７０で担っている。この装置全体の稼動状況は、モニタ７１に表示している。
【００５９】
図８は、浮遊異物を内部に含む容器１の映像（画像）の一例を示しており、図８（ａ）は図７に示した主演算器６２の画像処理プログラムにより画像処理する前の２台の撮像カメラ２５で得た濃淡画像Ｍ１１，Ｍ１２であり、図８（ｂ）は主演算器６２の画像処理プログラムにより画像処理を行った後の白と黒からなる二値画像Ｍ２１，Ｍ２２である。
【００６０】
図８では、濃淡画像Ｍ１１，Ｍ１２と二値画像Ｍ２１，Ｍ２２の境界を一点鎖線で示したが、画像モニタ６７上では一点鎖線は表示されないようにしている。
【００６１】
浮遊異物の濃淡画像Ｍ１１，Ｍ１２において、容器範囲内での縦横の線のごとく、容器１の側壁部における容器起伏の影響を受けることによる暗部が発生する。照明光によってこの暗部の起伏模様を可能な限り無くして画像処理をすることにより、図８（ｂ）の二値画像Ｍ２１，Ｍ２２のごとく容器１の輪郭とその周辺部とを白黒に分け、容器領域内への黒物体の有無を検索する。
【００６２】
黒い物体が浮遊異物３ｂの画像であり、二値画像Ｍ２１，Ｍ２２において、異物画像Ｒ１が存在すれば不良容器として、存在しなければ良品容器として、検査結果を図７に示した主記憶部７０で管理しておく。
【００６３】
また、図９には沈澱異物３ａを内部に含む容器を撮像カメラ３７ａ〜３７ｄで撮像した映像の一例を示している。図８（ａ）は図７に示した主演算器６２の画像処理プログラムによる画像処理を行う前の濃淡画像Ｎ１１〜Ｎ１４であり、図８（ｂ）は主演算器６２の画像処理プログラムにより画像処理を行った後の白と黒からなる二値画像Ｎ２１〜Ｎ２４である。図９においても一点鎖線は濃淡画像Ｎ１１〜Ｎ１４，二値画像Ｎ２１〜Ｎ２４の境界であるが、画像モニタ６７には表示されない。
【００６４】
沈澱異物の場合も、沈澱異物３ａの濃淡画像Ｎ１１〜Ｎ１４において、容器範囲内での放射状の線のごとく、容器１の底部における容器起伏の影響を受けることによる暗部が発生する。照明光によってこの暗部の起伏模様を無くし画像処理をすることにより、図９（ｂ）の二値画像Ｎ２１〜Ｎ２４のごとく容器の輪郭とその周辺部とを白黒に分け、容器領域内への黒物体の有無を検索する。
【００６５】
黒い物体が異物画像Ｒ２であり、二値画像Ｎ２１〜Ｎ２４において、異物画像Ｒ２が存在すれば不良容器として、存在しなければ良品容器として、検査結果を浮遊異物と併せて図７に示した主記憶部７０で管理しておく。
【００６６】
図１にもどって、浮遊，沈澱の各異物検出検査を終えると、図７に示した主記憶部７０で管理された検査結果に応じて、容器排斥部８０で選別する。
【００６７】
不良容器であれば、出口搬送コンベア８１の側方から容器押出しユニット８２によって容器１を容器排出コンベア８３側に押し出すことで、通常の製造ラインから排斥する。この容器押出しユニット８２に代えて、後工程において排斥できるように容器１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手段を設けても良い。
【００６８】
次に、主演算器６２が備えている撮像処理プログラムについて説明する。
【００６９】
主演算器６２における撮像処理プログラムについて、容器１個を撮像カメラ１台で異物検出を行う場合の処理時間と，容器１個を画素数４分の１の撮像カメラ４台で異物検出を行う場合の処理時間を比較しながら説明する。両方の場合において、容器１個当たりのデータ量は同じとなるため、認識できる異物サイズは変わらない。
【００７０】
図１０に示すように、撮像カメラ１台で１個の容器の画像データを得る一連の処理時間として、先ず、第一に撮像カメラ内に電荷を蓄積させる露出時間ｔ１がかかる。第二に各素子から画像データ（電荷の大きさと位置データ）を読み出し一時保管する読出時間ｔ２がかかる。
【００７１】
次に、画像データを画像データ記憶部６６に記憶させるためのデータ転送時間ｔ３を要し、最後に記憶領域の画像データを使って種々の演算を行なう画像処理時間ｔ４を要する。
【００７２】
それぞれの時間で同時に実行できないため、以上４項目の合計時間Ｔ０が１個の容器の映像を処理するために必要な合計時間Ｔ０となる。
【００７３】
図１０の撮像カメラ１台の場合は、露出時間ｔ１〜画像処理時間ｔ４までが全て前の処理が終わり次第、次の処理が始まる繰返処理となってしまう。即ち、２個目の容器の映像処理は、１個目の容器の映像処理が全て終わってから待ち時間δ１を経過して開始する。
【００７４】
従って、容器１個当たりの処理時間Ｔ１は、  
Ｔ１＝（Ｔ０＋δ１）  
＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋δ１）‥（１）  
の時間が掛かることになる。なお、この待ち時間δ１の必要性については、後述する。
【００７５】
本発明に基づいて撮像カメラ４台による場合は、撮像カメラ４台を一つの異物検出制御装置６０に接続する場合と、撮像カメラ４台を各々個別の異物検出制御装置６０に接続する場合、との二つの方法を採ることができる。
【００７６】
なお、異物検出制御装置６０の主演算器６２は各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄの画像データに対応した演算処理部を設けており，各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄでの画像データを同時に画像処理を行うことができるものとした。
【００７７】
前者での処理時間を図１１に、後者での処理時間を図１２に示す。
【００７８】
なお、図１１，図１２では、１個の容器が搬送コンベア上を同一速度で搬送されるものとして、図１０の例に対比して説明する。
【００７９】
図１１の例では、異物検出制御装置６０の記憶領域は共通なものの、カメラコントローラを撮像カメラ毎に個別に設けているため、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄでの露出と読出は同時に実行できる。各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄでの露出時間と読出時間を各々ｔ１ａ〜ｔ１ｄとｔ２ａ〜ｔ２ｄで表示する。
【００８０】
その後の画像データ記憶部６６を共通で用いるため、撮像カメラ３７ａでの画像データ転送時間ｔ３ａ，撮像カメラ３７ｂでの画像データ転送時間ｔ３ｂ，撮像カメラ３７ｃの画像データ転送時間ｔ３ｃ，撮像カメラ３７ｄの画像データ転送時間ｔ３ｄを個別に要する。
【００８１】
また，画像データの画像処理は異物検出制御装置６０の主演算器において，画像データごとに演算処理部があり同時に行なうことができ、それぞれを画像処理時間ｔ４ａ〜ｔ４ｄで示した。
【００８２】
容器１個当たりの処理時間Ｔ２としては、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄでの露出時間ｔ１ａ〜ｔ１ｄと読出時間ｔ２ａ〜ｔ２ｄと画像処理時間ｔ４ａ〜ｔ４ｄがそれぞれ等しいものとして、時間ｔ１ａ，ｔ２ａ，ｔ４ａで示すと、  
Ｔ２＝ｔ１ａ＋ｔ２ａ＋ｔ３ａ＋ｔ３ｂ＋ｔ３ｃ＋ｔ３ｄ＋ｔ４ａ＋δ２‥（２）  
の時間がかかることになる。
【００８３】
各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄは図１０の例の１／４の画素数であるため、  
ｔ１ａ＝（ｔ１）／４  
ｔ２ａ＝（ｔ２）／４  
ｔ３ａ＋ｔ３ｂ＋ｔ３ｃ＋ｔ３ｄ＝ｔ３  
ｔ４ａ＝（ｔ４）／４  ‥（３）  
とすることができ、  
Ｔ２＝（ｔ１）／４＋（ｔ２）／４＋ｔ３＋（ｔ４）／４＋δ２‥（４）  
となる。
【００８４】
処理時間Ｔ１と処理時間Ｔ２を等しいものとすると、余裕時間δ２は  
δ２＝（３／４）×（ｔ１＋ｔ２＋ｔ４）‥（５）  
だけ、長く持つことができる。
【００８５】
図１２の例は、撮像カメラ４台を各々個別の異物検出制御装置６０に接続しているので、撮像カメラ３７ａ〜３７ｄで得た画像のデータ転送は各異物検出制御装置６０においてカメラコントローラ６４により画像データ記憶部６６に同時に実行される。
【００８６】
また図１１の例と同様に、撮像を行なう露出は、撮像カメラ３７ａ〜３７ｄで同時に実行できる。読出もカメラコントローラ６４が複数のＡＤ変換回路とメモリ回路を備えているので、同時に実行できる。その後も各撮像カメラに対して異物検出制御装置が接続しているため，画像データの画像処理も同時に行なえる。
【００８７】
各撮像カメラは、図１０の例の１／４の画素数を有するものとして、露出から画像処理までの各時間を下記のように表示できる。
【００８８】
ｔ１ａ＝ｔ１ｂ＝ｔ１ｃ＝ｔ１ｄ＝（ｔ１）／４  
ｔ２ａ＝ｔ２ｂ＝ｔ２ｃ＝ｔ２ｄ＝（ｔ２）／４  
ｔ３ａ＝ｔ３ｂ＝ｔ３ｃ＝ｔ３ｄ＝（ｔ３）／４  
ｔ４ａ＝ｔ４ｂ＝ｔ４ｃ＝ｔ４ｄ＝（ｔ４）／４  ‥（６）
そうすると、容器１個当たりの処理時間Ｔ３としては、  
Ｔ３＝ｔ１ａ＋ｔ２ａ＋ｔ３ａ＋ｔ４ａ＋δ３
＝（（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）／４）＋δ３‥（７）
の時間がかかることになる。
【００８９】
従って、処理時間Ｔ１と処理時間Ｔ３を等しいものとすると、この場合には、図１０における処理時間Ｔ１に対して、余裕時間δ３は  
δ３＝（３／４）×（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）‥（８）
だけ、多く持つことができる。
【００９０】
図１１，図１２のいずれの例でも、撮像カメラ数が４台になることで長い余裕時間δ２，δ３を持つことができている。
【００９１】
容器１は同一速度で搬送されてくるものの、その間隔は数ｍｍから数１０ｍｍ程度のばらつきが発生する。余裕時間が無い状態でばらつきが発生すると、先行容器の画像処理中に後続容器を撮像すべきタイミングが発生してしまい、正常な撮像ができず、ひいては該当容器は検査されずに通過してしまうことになり、無検査は重大な事態である。
【００９２】
この問題を回避するためには、図１０に示すように、先行容器の処理時間Ｔ０と後続容器の処理時間Ｔ０の間に次の撮像までの待ち時間δ１を必要として、無駄時間ができてしまう。
【００９３】
一方、本発明において得られる余裕時間δ２，δ３は、搬送速度が同じであれば容器間隔のばらつきを吸収するものであり、充分な余裕時間さえ有れば隣り合う容器同士が接触した状態でも検査できるようになる。逆に言えば、容器間隔を作り出す整列機構を簡便なものや、大まかな制御で済ませることができ、容器間隔の制限を緩和した状態で検査できることになる。このことから、検査装置のシステムとしての信頼性を大きく向上するものとなる。また、余裕時間を短く設定すれば、単位時間内に処理できる本数は増加する。さらに，より多くの画像データを転送して取込み，画像処理を行なう時間を持つことができるため，画素数の多い撮像カメラを使用して，より小さな異物を検出できるようにすることもできる。
【００９４】
図１１，図１２の例では撮像カメラ数が４台の場合であるが、撮像カメラをより多く設置し、図１３の例のように、例えば９台の各撮像カメラ３７を撮像する１箇所に並べて設置し、各撮像カメラ３７は容器１の全体像を捉える視野の形状と相似形となる視野で容器１の撮像範囲を縦横各方向に３分割した各領域（９領域）をそれぞれ撮像するようにしてある。
【００９５】
容器１個当たりの処理時間は撮像カメラの設置台数分だけ短くなり、余裕時間を増やすことができる。
【実施例２】
【００９６】
次に、処理時間を短縮する他の例となる第二の実施形態を図１４で説明する。
【００９７】
この実施形態は、４台の撮像カメラ３７ａ〜３７ｄと各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄに対応するライトガイド３５，照明光照射手段３３，容器検知センサ３８などを沈澱異物検査部グリップコンベア３１による容器１の搬送方向に設置してあり、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄは１個の容器１における底部の全体像を縦横に４分割した場合の全体像と相似形の各領域を順次撮像するようにしている。
【００９８】
従って、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄは、１個の容器１が各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄを設置してある位置に移動してきたときに容器検知センサ３８による容器検知に応じて撮像をそれぞれ実行し、４台目の撮像カメラでの撮像が済んだ時点で１個の容器１についての全撮像が完了して、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄにより図９（ａ）に示した濃淡画像Ｎ１１〜Ｎ１４を得ることになる。
【００９９】
図１，図２に示した第一の実施形態では、複数の撮像カメラに対してライトガイド，照明光照射手段，照明光などは１組だけ設置されているため、撮像カメラごとの照明の調整は難しい。この実施形態においては、撮像カメラ１台ごとにライトガイド，照明光照射手段などを設置していることから、調整は容易である。
【０１００】
また，各容器１が各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄ上に移る度に、各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄが４個の容器１の各分割領域をそれぞれ同時に撮像することにより、第一の実施形態の場合と同様に、露出時間ｔ１と読出時間ｔ２を低減できるようになり、異物検出制御装置をカメラごとに個別に設置して、データ転送時間ｔ３，画像処理時間ｔ４を低減することができる。
【０１０１】
低減した時間は余裕時間として容器間隔のばらつきに柔軟に対応でき、検査装置のシステムとしての信頼性を向上できる。
【０１０２】
撮像カメラの設置台数に比例して発生する余裕時間は、容器間隔を作り出す整列機構によって決まる搬送状態次第では、実際より短い時間で済む場合がある。余裕時間を短くすることにより処理時間を低減し、検査時間を短縮することで製造ラインの処理速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の一実施形態である４台の撮像カメラを備えた容器内異物検出装置を示す概略上面図である。
【図２】図１に示した容器内異物検出装置の概略正面図である。
【図３】容器内での異物の存在状態を示す図である。
【図４】図１に示した容器内異物検出装置の容器整列部におけるグリッパを示す図である。
【図５】図１に示した容器内異物検出装置の浮遊異物検査部を示す図である。
【図６】図１に示した容器内異物検出装置の沈澱異物検査部を示す図である。
【図７】図１に示した容器内異物検出装置の異物検出制御装置を示す図である。
【図８】図５に示した浮遊異物検査部で得た撮像および画像処理後の画像を示す図である。
【図９】図６に示した沈澱異物検査部で得た撮像および画像処理後の画像を示す図である。
【図１０】１台の撮像カメラで１個の容器を撮像するタイミングを説明する図である。
【図１１】図７に示した異物検出制御装置により４台の撮像カメラで１個の容器を撮像する例の時間経過を説明する図である。
【図１２】図７に示した異物検出制御装置の変形例により４台の撮像カメラで１個の容器を撮像する例の時間経過を説明する図である。
【図１３】９台の撮像カメラを備えた本発明の他の実施形態になる沈澱異物検査部を示す概略図である。
【図１４】４台の撮像カメラを備えた本発明の他の実施形態になる沈澱異物検査部を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…容器  
３０…沈澱異物検査部  
３１…沈澱異物検査部グリップコンベア  
３２…グリッパ  
３３…照明光照射手段  
３５…ライトガイド  
３６…透過照明光  
３７ａ〜３７ｄ…撮像カメラ  
３８…容器検知センサ
【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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