(57)【要約】      （修正有）【課題】紙製カップ内面に存在する異物を判別する装置において、その付着面が内表面上であるか、紙製カップを構成する紙材と内側面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているかを判別する手段を提供する。【解決手段】紙製カップ２開口部側から広角レンズを備えたＣＣＤカメラ１を用いて内面全体を撮像して異物３の有無と位置を特定した後、特定された異物位置近傍にレーザー光を照射して異物画像の輝度変化を測定するとその変化量によって異物が紙製カップ内表面上に存在するか、紙材と透明樹脂フィルムの間に封入されているかを判別することが可能となる。【選択図】図１
2016205929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、
ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合のＣＣＤカメラがとらえる画像輝度から、異物が透明樹脂フィルムの上にあるか否かを判別するための画像解析装置と、を備えていることを特徴とする異物判別装置。
【請求項２】
紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドとを備えており、
前記レーザーヘッドは、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な姿勢制御手段に備えられており、
前記ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合の画像輝度から異物が透明樹脂フィルムの上に存在するか否かを判別するための画像解析装置と、を備えていることを特徴とする異物判別装置。
【請求項３】
紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、
前記ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合の画像輝度から異物が透明樹脂フィルムの上にあるか下にあるかを判別するための画像解析装置と、
紙製カップの上方から紙製カップを取り囲むように配置された複数のガルバノミラーとを備えており、
前記のガルバノミラーはそれが固定された位置において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りに回転することで、異物の周辺領域にレーザー光を照射可能とする姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置。
【請求項４】
紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の詳細な位置座標を測定するための小型ＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、
前記広角レンズを備えたＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合の画像輝度から異物が透明樹脂フィルムの上にあるか下にあるかを判別するための画像解析装置とを備えており、
小型ＣＣＤカメラとレーザーヘッドは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能で、且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置。
【請求項５】
紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別する異物判定方法であって、
その内面を撮像することにより、異物の有無を判定し且つ第１の画像輝度を測定する工程と、
異物が検出された場合には、異物のＸＹ座標を求め、そのＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、異物が検出されなかった場合には、紙製カップを次工程に送る工程と、
レーザー光を照射するためのレーザーヘッドを移動および回転させることによりレーザー光を異物に照射可能とし、異物の周辺領域にレーザー光を照射して撮像し、第２の画像輝度を測定する工程とを備えており、
第１の画像輝度を基準とした時の第２の画像輝度との比がある閾値以上である場合は、異物が紙製カップの紙材と透明樹脂フィルムの間に存在すると判別し、その閾値に達していない場合は、異物が紙製カップの透明樹脂フィルムの表面に存在すると判別することを特徴とする異物判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、その異物が紙製カップの内面の表面（内表面）に付着している異物なのか、表面の樹脂層の下にある異物なのかを判別する装置に関する。特にその判別方法が、異物の周辺領域にレーザー光を照射するか否かによって生じる異物の撮像画像の輝度変化によって判別することを特徴とする封入異物判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙製カップは、防水性を持たせるための透明樹脂フィルムをラミネートした原紙から、底面部材と側面部材を切り出し、これを所定の形状に曲げて接着することによって製造される。
【０００３】
このラミネートの工程において異物を咬みこむと紙材と透明樹脂フィルムの間に異物が封入されることになる。また、ラミネート後の加工工程で異物が付着すると透明樹脂フィルム表面への付着異物となる。
【０００４】
紙製カップは飲料等の食品を入れるために使用されることが多く、内表面の付着異物は食品と共に人体に摂取されてしまう危険性があるため、重大欠陥とされる。
【０００５】
一方、紙材と透明樹脂フィルムの間の封入異物は、剥離する危険性がないため外観上の問題以上の問題にはならないが、両者は視覚上の差異がほとんどないため画像を用いた異物検査で判別することが出来ず、安全のため画像検査で異物が発見されたものは全て廃棄する運用とせざるを得なかった。
【０００６】
特許文献１においては、紙製カップの外面からも照明することによって紙材の層間に存在する異物も検査可能とする技術が提案されている。
特許文献２においては、検査エリアを紙製カップの構成部ごとに細分化し、場所ごとに異なった閾値を適用することで検出力と過剰検出抑制を両立する技術が提案されている。
特許文献３においては、照明条件が同一となる同心円上の隣接部との比較で検査を行うことで、検出力と過剰検出抑制を両立する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７７４０２
【特許文献２】特開平１１−２７１２４０
【特許文献３】特開平６−１１８０２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のごとく、異物の存在する層を特定することによって過剰廃棄を減らし、良品率を向上させたいという要求があるが前記特許文献１、２および３の技術では異物の存在する層を特定することは出来ないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、紙製カップ内面の異物を検出する装置において異物の存在する層を特定することによって過剰廃棄を減らし、良品率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、
ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と、紙製カップの３Ｄ設計データと、紙製カップの縁部の半径および中心座標から、異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合のＣＣＤカメラがとらえる画像輝度から、異物が透明樹脂フィルムの上にあるか否かを判別するための画像解析装置と、を備えていることを特徴とする異物判別装置である。
【００１１】
また請求項２に記載の発明は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドとを備えており、
前記レーザーヘッドは、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な姿勢制御手段に備えられており、
前記ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合の画像輝度から異物が透明樹脂フィルムの上に存在するか否かを判別するための画像解析装置と、を備えていることを特徴とする異物判別装置である。
【００１２】
また請求項３に記載の発明は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、
前記ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合の画像輝度から異物が透明樹脂フィルムの上にあるか下にあるかを判別するための画像解析装置と、
紙製カップの上方から紙製カップを取り囲むように配置された複数のガルバノミラーとを備えており、
前記のガルバノミラーはそれが固定された位置において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りに回転することで、異物の周辺領域にレーザー光を照射可能とする姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置である。
【００１３】
また請求項４に記載の発明は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置であって、
その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、
異物の詳細な位置座標を測定するための小型ＣＣＤカメラと、
異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、
前記広角レンズを備えたＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合の画像輝度から異物が透明樹脂フィルムの上にあるか下にあるかを判別するための画像解析装置とを備えており、
小型ＣＣＤカメラとレーザーヘッドは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能で、且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置である。
【００１４】
また請求項５に記載の発明は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、該異物が、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別する異物判定方法であって、
その内面を撮像することにより、異物の有無を判定し且つ第１の画像輝度を測定する工程と、
異物が検出された場合には、異物のＸＹ座標を求め、そのＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定し、異物が検出されなかった場合には、紙製カップを次工程に送る工程と、
レーザー光を照射するためのレーザーヘッドを移動および回転させることによりレーザー光を異物の周辺領域に照射可能とし、異物の周辺領域にレーザー光を照射して撮像し、第２の画像輝度を測定する工程とを備えており、
第１の画像輝度を基準とした時の第２の画像輝度との比がある閾値以上である場合は、異物が紙製カップの紙材と透明樹脂フィルムの間に存在すると判別し、その閾値に達していない場合は、異物が紙製カップの透明樹脂フィルムの表面に存在すると判別することを特徴とする異物判定方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜５の発明によれば、紙製カップ内面に異物が存在するか否かおよび該異物が紙製カップ内表面上に存在するか、紙製カップを構成する紙材と内表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているかを判別することが可能となる。
【００１６】
請求項１に記載の発明では紙製カップ内面に発見された異物に対して封入異物であるか否かを判別することが可能となるため、過剰廃棄を減らすことが可能となる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明ではステージおよびアクチュエータを用いてレーザーヘッドを移動するので検査工程を完全自動化することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明ではガルバノミラーを用い光路のみを移動するのでより高速なレーザースポットの移動が行える。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明では小型ＣＣＤカメラで異物正面方向から撮像して異物位置を詳細に特定した後レーザー光を異物近傍に照射するので、第１の判別工程で用いる広角レンズのディストーションや紙製カップの変形に影響されずにレーザー光を異物近傍に照射することが可能となる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明では、紙製カップ内面に異物が存在するかどうか、および
異物が存在する場合には、それが紙製カップ内面の透明樹脂フィルムの表面に存在するのか、紙材と透明樹脂フィルムの間に存在するのか、を判別する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の請求項１の実施形態にかかる異物判別装置の模式図。
【図２】本発明の請求項２の実施形態にかかる異物判別装置の模式図。
【図３】本発明の請求項３の実施形態にかかる異物判別装置の模式図。
【図４】本発明の請求項４の実施形態にかかる異物判別装置の模式図。
【図５】紙材と透明樹脂フィルムの間に封入された異物および表面付着異物状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に付着しているのかを判別することができる異物判別装置である。
【００２３】
その装置構成は、検査対象である紙製カップを所定の位置に搬送するためのコンベアと、その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、ＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と、紙製カップの３Ｄ設計データと、紙製カップの縁部の半径および中心座標から、異物の実空間における位置を特定し、更に異物の周辺領域にレーザー光を照射した場合と照射しない場合のＣＣＤカメラがとらえる画像輝度から、異物が透明樹脂フィルムの上にあるか否かを判別するための画像解析装置とを備えている。
【００２４】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１と図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の請求項１の実施形態である異物判別装置の模式図である。
図５は紙材９と透明樹脂フィルム８の間に封入された異物３および表面付着異物およびレーザー光１０が照射され、フィルム内で多重反射および散乱してにじんだ光を示す模式図である。
【００２５】
まず第１の判別工程において、紙製カップ２はコンベア５に乗せられて搬送され広角レンズを備えたＣＣＤカメラ１直下まで移動し、一時停止する。このとき広角レンズを備えたＣＣＤカメラ１は画像を撮像し、図示省略した画像解析装置がその画像を解析し、異物３の有無を判定し、異物３が存在した場合にはそのＸＹ座標を求め、記憶する。ここで、ＸＹ座標とは紙製カップ２が載置されたコンベア５の平面（ＸＹ平面）における座標である。異物３が紙製カップ２の底面に付着している場合や紙製カップ２の内側面に付着している場合もあるが、両者を含めてＸＹ平面における座標として求める。
【００２６】
紙製カップ２の３Ｄ設計データと、画像から得られた異物のＸＹ座標、紙製カップ２の縁部の半径および中心座標を照合することで、異物の実空間上の位置を特定することが可能である。
【００２７】
次に第２の判別工程において、レーザー光１０を異物３の周辺領域に照射して再度画像を撮像し、画像解析装置がその画像を解析する。
【００２８】
画像解析装置は、第１の判別工程と第２の判別工程で得られた異物３の周辺領域の画像輝度を比較し、画像輝度が別途設定した閾値以上に上昇している場合に異物３が封入異物であると判別し、閾値未満の場合は紙製カップの内面の表面に付着した異物であると判別
する。
【００２９】
図５に模式的に示したが、透明樹脂フィルム８に入射したレーザー光１０は透明樹脂フィルム８内で多重反射および散乱を起こしてにじみ１１を生じ、該にじみ１１は近傍に存在する異物３の位置まで及ぶので、異物３が紙材９と透明樹脂フィルム８の間に封入されている場合には異物３部分の画像輝度は大幅に上昇する。なお、ここでにじみとは、液体が染みて拡がるように、レーザー光による光学像の輪郭が光の散乱により拡がって輪郭がぼけたような状態を表す。
【００３０】
一方、異物３が内表面に付着していた場合には、該にじみ１１は異物３の下側に発生するので異物３部分の画像輝度はほとんど変化しない。
【００３１】
このように異物３部分の画像輝度がレーザー光照射の有無によって大きく変化するか否かをもって、異物３が紙材９と透明樹脂フィルム８の間に封入されているか、内表面に付着しているかを判別できる。
【００３２】
異物３が存在しない場合および異物３が紙材９と透明樹脂フィルム８の間に封入されている場合には、コンベア５は再起動して紙製カップ２を次工程装置まで運搬する。異物３が内表面に付着していた場合には、図示省略したリジェクタを駆動して紙製カップ２をコンベア５から排除する。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本発明の第２の実施形態は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、紙製カップを構成する紙材とその内側面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に存在するかを判別することができる異物判別装置であって、検査対象である紙製カップを所定の位置に搬送するためのコンベアと、その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、そのＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定するための画像解析装置と、異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドとを備えており、前記レーザーヘッドは、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置である。
【００３４】
本発明の第２の実施形態について、図２を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の請求項２の実施形態である異物判別装置の模式図である。
【００３５】
第１の判別工程における動作は上述の第１の実施形態となんら変わるところはない。
【００３６】
異物３が存在した場合には、広角レンズおよび紙製カップ２のフチを避けて異物３にレーザー光を照射できる位置を演算によって求め、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能で、Ｘ軸およびＺ軸の回りに回転可能なレーザーヘッド移動手段１２により、レーザー光を照射できる位置にレーザーヘッドを配置する。
【００３７】
以降、第２の判別工程については上述の第１の実施形態となんら変わるところはない。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
本発明の第３の実施形態は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、紙製カップを構成する紙材とその内側面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に存在するかを判別することができる異物判別装置であって、検査対象である紙製カップを所定の位置に搬送するためのコンベアと、その紙製カップの内面
を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、そのＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定するための画像解析装置と、異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドと、紙製カップの上方から紙製カップを取り囲むように配置された複数のガルバノミラーとを備えている。前記のガルバノミラーはそれが固定された位置において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りに回転することで、異物の周辺領域にレーザー光を照射可能とする姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置である。
続いて、本発明の第３の実施形態について、図３を参照して詳細に説明する。  図３は、本発明の請求項３の実施形態である異物判別装置の模式図である。
【００３９】
第１の判別工程における動作は上述の第１の実施形態となんら変わるところはない。
【００４０】
異物３が存在した場合には広角レンズおよび紙製カップ２のフチを避けて異物３近傍にレーザー光を照射できる位置を演算によって求め、紙製カップ２上空を取り囲むように設置した複数のガルバノミラー６の駆動手段の駆動軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りに回転して光路を変化させることによって、位置が固定されたレーザーヘッド４からのレーザー光を異物３の周辺領域に導く。
【００４１】
異物３の位置によっては、全てのガルバノミラー６を使用せず、一部のガルバノミラー６を使用して異物３の周辺領域にレーザー光を照射することも可能である。
【００４２】
以降、第２の判別工程については上述の第１の実施形態となんら変わるところはない。
【００４３】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
本発明の第４の実施形態は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に存在するかを判別することができる異物判別装置であって、検査対象である紙製カップを所定の位置に搬送するためのコンベアと、その紙製カップの内面を撮像し異物を検出するための広角レンズを備えたＣＣＤカメラと、そのＣＣＤカメラが撮像した画像から得られた異物のＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙製カップの縁部の半径および中心座標から異物の実空間における位置を特定するための画像解析装置と、異物の詳細な位置座標を測定するための小型ＣＣＤカメラと、異物の周辺領域にレーザー光を照射するためのレーザーヘッドとを備えている。また小型ＣＣＤカメラとレーザーヘッドは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能で、且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な姿勢制御手段に備えられていることを特徴とする異物判別装置である。
【００４４】
以下、本発明の第４の実施形態について、図４を参照して詳細に説明する。  図４は、本発明の請求項４の実施形態である異物判別装置の模式図である。
【００４５】
第１の判別工程における動作は上述の第１の実施形態となんら変わるところはない。
【００４６】
異物３が存在した場合には、紙製カップ２はコンベア５に乗せられて第２の判別工程で用いる小型ＣＣＤカメラ７の直下まで移動して一時停止する。小型ＣＣＤカメラ７は図示省略した、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能で、且つＸ軸およびＺ軸の回りに回転可能な小型ＣＣＤカメラ７の移動手段である５自由度アクチュエータ（姿勢制御手段）上に固定されており、前記画像解析装置からの異物のＸＹ座標と紙製カップ２の３Ｄ設計デ
ータから実空間上の位置を演算し、演算結果に基づいて姿勢制御手段を駆動し小型ＣＣＤカメラ７を異物３に正対させる。
【００４７】
続いて小型ＣＣＤカメラ７は画像を撮像し、異物３の詳細な位置座標を測定する。この位置座標を基に、小型ＣＣＤカメラ７と共に小型ＣＣＤカメラの姿勢制御手段上に固定されたレーザーヘッド４の照射位置が異物３の周辺領域となるよう姿勢制御手段を駆動する。
【００４８】
以降、測定と判別の手段については上述の第１の実施形態となんら変わるところはない。
【００４９】
＜異物判別方法＞
上記した第１の実施形態〜第４の実施形態で説明した異物判別装置において共通して実施する異物判別方法について説明する。
【００５０】
本発明の異物判別装置が実施する異物判別方法は、紙製カップ内面に存在する異物を検出し、紙製カップを構成する紙材とその表面にラミネートされた透明樹脂フィルムの間に封入されているか、透明樹脂フィルムの上に存在するかを判別する異物判定方法である。
【００５１】
この異物判別方法を構成する工程は、測定対象の紙製カップを、広角レンズを備えたＣＣＤカメラで撮像可能な位置に搬送し、その内面を撮像することにより異物の有無を判定し、且つ第１の画像輝度を測定する工程と、異物が検出された場合には、異物のＸＹ座標を求め、そのＸＹ座標と紙製カップの３Ｄ設計データと紙カップの縁部の半径および中心座標から、異物の実空間における位置を特定し、異物が検出されなかった場合には、紙製カップを次工程に送る工程と、レーザー光を照射するためのレーザーヘッドを移動および回転させることによりレーザー光を異物の周辺領域に照射可能とし、異物の周辺領域にレーザー光を照射して撮像し、第２の画像輝度を測定する工程とを備えている。
【００５２】
更に、第１の画像輝度を基準とした時の第２の画像輝度との比がある閾値以上である場合は、異物が紙製カップの紙材と透明樹脂フィルムの間に存在すると判定し、その閾値に達していない場合は、異物が紙製カップの透明樹脂フィルムの表面に存在すると判定することを特徴としている。
上記の閾値については、製造工程において発生する封入異物と表面に付着した異物の実サンプルを本発明の異物判定装置を使用して、第１の画像輝度と第２の画像輝度のデータを蓄積することによって、正しい閾値を設定する事が可能となる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
本発明の構成の装置を用いて紙材と透明樹脂フィルムの間に封入されているΦ０．５ｍｍの樹脂炭化異物を撮像したところ、輝度値は２５６階調中５５階調であった。続いて異物から０．５ｍｍ離れた位置にレーザー光を照射して同じ撮像条件で撮像したところ、輝度値は２５６階調中１２０階調であった。閾値は＋３０％に設定したので１２０階調はこれを超えており、封入異物と判断した。
【００５４】
一方、内表面に付着させたΦ０．５ｍｍの樹脂炭化異物を測定したところ、レーザー照射なしで４０階調、レーザー照射ありで４８階調であった。
【符号の説明】
【００５５】
１  広角レンズを備えたＣＣＤカメラ
２  紙製カップ
３  異物
４  レーザーヘッド
５  コンベア
６  ガルバノミラー
７  小型ＣＣＤカメラ
８  透明樹脂フィルム
９  紙材
１０  レーザー光
１１  にじみ
１２  レーザーヘッド移動手段
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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