(57)【要約】【課題】欠陥の検出精度を向上させることができる容器検査方法を提供する。【解決手段】壜１００の口部１０２上方から照明装置２で壜１００に照明光を照射する照明工程と、壜１００の底部１０１下方から壜１００の底面１０１ａを撮像する撮像工程と、を含み、照明工程では、壜１００の軸線ＡＸ方向に対して内周側に傾斜した方向から口部１０２に照明光を入射させ、口部１０２に入射した入射光が壜１００の側壁内部を通過して底面１０１ａから射出するように照明光を照射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の口部上方から照明手段で前記容器に照明光を照射する照明工程と、
前記容器の底部下方から前記容器の底面を撮像する撮像工程と、を含み、
前記照明工程では、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に照明光を入射させ、前記口部に入射した入射光が前記容器の側壁内部を通過して前記底面から射出するように照明光を照射する容器検査方法。
【請求項２】
前記照明工程では、前記容器の軸線方向に対して周方向に等間隔に複数の発光部を配置し、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に向けて各発光部から照明光を照射する請求項１に記載の容器検査方法。
【請求項３】
前記照明工程では、前記照明手段の光軸上を進んだ光が、前記口部の上面又は内壁面に入射するように照明光を照射する請求項１又は２に記載の容器検査方法。
【請求項４】
前記容器が、有色のガラス壜であり、
前記照明工程では、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向からの照明光の照射に加え、前記容器の口部上方から底部に向けて前記容器の軸線に沿って照明光を照射する請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器検査方法。
【請求項５】
容器の口部上方から前記容器に照明光を照射する照明手段と、
前記容器の底部下方から前記容器の底面を撮像する撮像手段と、
を備え、
前記照明手段は、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に照明光を照射し、前記口部に入射した入射光が前記容器の側壁内部を通過して前記底面から射出するように配置されている容器検査装置。
【請求項６】
前記照明手段には、前記容器の軸線方向に対して周方向に等間隔に配置された複数の発光部が設けられ、各発光部が、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に照明光を照射する請求項５に記載の容器検査装置。
【請求項７】
前記照明手段は、その光軸上を進む光が前記口部の上面又は内壁面に入射するように照明光を照射する請求項５又は６に記載の容器検査装置。
【請求項８】
前記容器が、有色のガラス壜であり、
前記照明手段は、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向からの照明光の照射に加え、前記容器の口部上方から底部に向けて前記容器の軸線に沿って照明光を照射する請求項５〜７のいずれか一項に記載の容器検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に生じる欠け、びり等の欠陥を検査する容器検査方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
壜の底部に生じる欠けやびり等の欠陥を検査する装置が周知である。例えば、照明装置が壜口部上方から照明し、壜底部下方から壜を撮像するものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０８６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
容器に対して照明光を照射すると欠陥個所で入射光が乱れ、その結果、欠陥が撮像される。特許文献１のように口部上方から底部全面に向けて照明光を照射すると光量が多すぎて、欠陥が判別できないおそれがある。容器に対する照明装置及び撮像装置の配置は、欠陥の検出精度に影響する傾向があり、さらなる検出精度の向上が要望されている。
【０００５】
そこで、本発明は欠陥の検出精度を向上させることができる容器検査方法等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】
【０００６】
本発明の容器検査方法は、容器（１００）の口部（１０２）上方から照明手段（２）で前記容器に照明光を照射する照明工程と、前記容器の底部（１０１）下方から前記容器の底面（１０１ａ）を撮像する撮像工程と、を含み、前記照明工程では、前記容器の軸線（ＡＸ）方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に照明光を入射させ、前記口部に入射した入射光が前記容器の側壁内部を通過して前記底面から射出するように照明光を照射するものである。
【０００７】
本発明の容器検査装置は、容器（１００）の口部（１０２）上方から前記容器に照明光を照射する照明手段（２）と、前記容器の底部（１０１）下方から前記容器の底面（１０１ａ）を撮像する撮像手段（３）と、を備え、前記照明手段は、前記容器の軸線（ＡＸ）方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に照明光を照射し、前記口部に入射した入射光が前記容器の側壁内部を通過して前記底面から射出するように配置されているものである。
【０００８】
本発明によれば、照明手段が容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から口部に向けて照明光を照射するので、口部から入射した入射光は側壁内部を通過し底面から射出される。これにより、底面からの撮像に際し、欠陥の検出に必要な光量を過不足なく供給することができる。また、このような照射により、容器の底面の形状がばらついている場合でもばらつきの影響を受けずに検査できる。したがって、欠陥の検出精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の容器検査方法の一形態において、前記照明工程では、前記容器の軸線方向に対して周方向に等間隔に複数の発光部（２ａ）を配置し、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に向けて各発光部からに照明光を照射してもよい。これによれば、容器の口部に対して均一な照明光を照射できる。また、本発明の容器検査方法の一形態において、前記照明工程では、前記照明手段の光軸（ＯＡＸ）上を進んだ光が、前記口部の上面（１０２ａ）又は内壁面（１０２ｂ）に入射するように照明光を照射してもよい。これによれば、照明光は、口部の上面又は内壁面に入射して容器の側壁内部を通過し底面から射出される。底面からの撮像に際し、欠陥の検出に必要な光量を過不足なく供給することができる。
【００１０】
本発明の容器検査方法の一形態において、前記容器が、有色のガラス壜（１００Ａ）であり、前記照明工程では、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向からの照明光の照射に加え、前記容器の口部上方から底部に向けて前記容器の軸線に沿って照明光を照射してもよい。有色のガラス壜の欠陥の検査では、照明光が壜の側壁内部を透過しにくい傾向がある。そうすると、検査に必要な光量が不足することがある。容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向からの照明に加え、壜の底部に向けて照明光を照射することにより、不足する光量を補って欠陥を良好に検出することができる。
【００１１】
本発明の容器検査装置の一形態において、前記照明手段には、前記容器の軸線方向に対して周方向に等間隔に配置された複数の発光部（２ａ）が設けられ、各発光部が、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から前記口部に照明光を照射してもよい。本発明の容器検査装置の一形態において、前記照明手段は、その光軸（ＯＡＸ）上を進む光が前記口部の上面（１０２ａ）又は内壁面（１０２ｂ）に入射するように照明光を照射してもよい。また、本発明の容器検査装置の一形態において、前記容器が、有色のガラス壜（１００Ａ）であり、前記照明手段は、前記容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向からの照明光の照射に加え、前記容器の口部上方から底部に向けて前記容器の軸線に沿って照明光を照射してもよい。
【００１２】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明によれば、照明手段が容器の軸線方向に対して内周側に傾斜した方向から口部に向けて照明光を照射するので、口部から入射した入射光は側壁内部を通過し底面から射出される。これにより、底面からの撮像に際し、欠陥の検出に必要な光量を過不足なく供給することができる。また、このような照射により、容器の底面の形状がばらついている場合でもばらつきの影響を受けずに検査できる。したがって、欠陥の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の形態に係る容器検査装置の概略構成図。
【図２】照明装置を上方からみた模式図。
【図３】壜の内部を照明光が通過する様子を説明する模式図。
【図４】カメラで撮像される画像を説明する模式図。
【図５】欠けが生じた壜のサンプルを容器検査装置で撮像した画像の一例を示す図。
【図６】びりが生じた壜のサンプルを容器検査装置で撮像した画像の一例を示す図。
【図７】比較として、壜の上方中央に配置されたＬＥＤで軸線に沿って照明光を照射した画像を示す図。
【図８】本発明の第２の形態に係る容器検査装置の照明装置を上方からみた模式図。
【図９】有色の壜のサンプルを第２の形態に係る容器検査装置で撮像した画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る容器検査装置の概略構成図である。容器検査装置１は、容器としての壜１００の底部１０１に生じた欠陥１１０の有無を検査する装置である。壜１００は、飲料等の液体を充填するためのもので透明性を有するガラス製である。容器検査装置１は、壜１００の口部１０２を吊り下げ支持しながら胴部１０３をベルト搬送する搬送ライン上に設置される。壜１００を搬送する搬送装置は周知技術を利用して構成してよい。
【００１６】
容器検査装置１は、壜１００を照明する照明手段としての照明装置２と、壜１００を撮像する撮像手段としてのカメラ３とを備えている。照明装置２には、発光部としての複数のＬＥＤ２ａが設けられている。各ＬＥＤ２ａは、壜１００の口部１０２の上方から白色の照明光を照射する。各ＬＥＤ２ａは、壜１００の軸線ＡＸ方向に対して内周側に傾斜した方向（一例として、軸線ＡＸ方向に対して内周側に３０°傾いている。）から口部１０２に向けて照明光を照射する。各ＬＥＤ２ａの光軸ＯＡＸ上を進んだ光が口部１０２の上面１０２ａ又は内壁面１０２ｂに入射するように、照明装置２は照明光を照射する。
【００１７】
図２は、照明装置２を上方からみた模式図である。各ＬＥＤ２ａは、壜１００の軸線ＡＸ方向に対して周方向に等間隔に配置される。一例として本形態においては、６つのＬＥＤ２ａが６０°間隔で配置されている。また、カメラ３は、壜１００の底部１０１の下方から底面１０１ａを撮像する。カメラ３は、壜１００の下方に設けられたミラー４を介して底面１０１ａを撮像する。
【００１８】
図３は壜１００の内部を照明光が通過する様子を説明する模式図である。各ＬＥＤ２ａが壜１００の口部１０２の上面１０２ａ及び内壁面１０２ｂの少なくとも一部に照明光を照射すると、口部１０２に入射した入射光は壜１００の側壁内部を通過して壜１００の底面１０１ａから射出される。このとき、各ＬＥＤ２ａの光軸ＯＡＸが口部１０２に入射する入射方向は、壜１００の肩部１０４の傾斜方向と同じ方向となるように傾けられる。肩部１０４の傾斜角度と同じ角度で照明光を口部１０２の上面１０２ａに照射するようにしてもよい。なお、各ＬＥＤ２ａの口部１０２への入射角度は、入射光が壜１００の底部１０１に届くような角度で照明されていればよく、適宜の角度を設定してよい。
【００１９】
なお、肩部１０４は、壜１００において、口部１０２から胴部１０３に向かって半径方向に拡大したテーパー形状を有する部分である。底部１０１に欠陥１１０が生じていると壜１００の内部の入射光が乱れる。例えば、欠け１１０ａが生じている場合、欠け１１０ａの部分は欠損しているため当該部分の入射光は底面１０１ａに抜けてこない。また、びり１１０ｂが生じている場合、びり１１０ｂで入射光が反射して底面１０１ａに抜けてこない。これにより、欠陥１１０の部分は暗くなって示される。
【００２０】
図４はカメラ３で撮像される画像１２０を説明する模式図である。なお、図４は、図３で示す壜１００に対応する画像１２０を示している。口部１０２から入射した入射光は底面１０１ａから抜け、カメラ３で撮像される。撮像された画像１２０には、壜１００の底面１０１ａ全体が写る。欠陥１１０が生じていると入射光が底面１０１ａまで届かないため、壜１００の一部が欠けた状態（欠け１１０ａ）、あるいは一部が暗い状態（びり１１０ｂ）で撮像される。
【００２１】
容器検査装置１には、制御装置１０が設けられている。制御装置１０は、マイクロプロセッサと、そのマイクロプロセッサにて実行されるべきオペレーティングシステム等のプログラムが記録されたＲＯＭ、及びマイクロプロセッサに対する作業領域を提供するＲＡＭ等の内部記憶装置とを備えたコンピュータユニットである。制御装置１０には、照明装置２及びカメラ３が接続される。制御装置１０は、壜１００が所定の撮像位置に移動したタイミングで照明光の照射するように照明装置２を制御するとともに壜１００の底面１０１ａを撮像するようにカメラ３を制御する。照明装置２を１回点灯させ、底面１０１ａ全体を１枚の画像１２０に撮像する。これにより、壜１００はワンショットの撮像で検査ができる。さらに、制御装置１０には、論理的装置として信号処理部１１が設けられる。カメラ３は、被写体の像をＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子にて電気信号に変換する。カメラ３から出力された画像信号は信号処理部１１に入力され、その信号処理部１１で所定のアルゴリズムに従って欠陥１１０の有無が判別される。
【００２２】
欠陥１１０が生じた壜１００をサンプルとして用意し、容器検査装置１によりそのサンプルを撮像した画像の一例を図５及び図６に示す。図５の画像１２０ａには、欠け１１０ａが生じて一部が欠損した底面１０１ａの様子が示されている。図６の画像１２０ｂには、びり１１０ｂが生じて一部が暗くなった底面１０１ａの様子が示されている。いずれの画像１２０ａ、１２０ｂにも、暗くなった部分が欠陥１１０として撮像されている。画像１２０において、底面１０１ａの周縁部が検査領域Ａとして設定される。信号処理部１１が検査領域Ａ内の明るさを比較することで欠陥１１０の有無を判別する。検査領域Ａ内で暗い領域が所定量を超えると欠陥１１０が存在するとして判別される。なお、検査領域Ａは、壜１００の形状や欠陥１１０の発現箇所に応じて適宜設定してよい。
【００２３】
以上のように、各ＬＥＤ２ａが軸線ＡＸ方向に対して内周側に傾斜した方向から口部１０２に向けて照明光を照射するので、撮像される底面１０１ａの光量が多くなりすぎることなく、精度よく欠陥１１０の有無の判別ができる。撮像には、壜１００の透過光を利用しているため、壜１００の底部１０１の形状のばらつきを受けにくい。したがって、欠陥の検出精度を向上させることができる。また、壜１００の底面１０１ａ全体を１回の撮像で検査できるため、欠陥１１０の見逃しを防ぐことができる。なお、図７は、比較として、壜１００の上方中央に配置されたＬＥＤ２ａで軸線ＡＸに沿って照明光を照射した画像１２０ｃを示した図である。壜１００の上方中央から軸線ＡＸ方向に向けて照明すると、底面１０１ａが明るくなりすぎ、欠陥１１０の有無の区別がつきにくい。
【００２４】
（第２の形態）
図８を参照して本発明の第２の形態に係る容器検査装置を説明する。第２の形態に係る容器検査装置１Ａには、第１の形態に係る容器検査装置１と比較して、照明装置２Ａに中央ＬＥＤ２ｂが設けられている点で異なり、その他の構成は第１の形態の容器検査装置１と同様である。第１の形態と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。図８は、照明装置２Ａを上方からみた模式図である。第２の形態に係る容器検査装置１Ａの照明装置２Ａには、壜１００の上方中央に配置され、軸線ＡＸ方向に向けて照明光を照射する中央ＬＥＤ２ｂが設けられている。中央ＬＥＤ２ｂは、口部１０２上方から底部１０１に向けて軸線ＡＸに沿って照明光を照射する。中央ＬＥＤ２ｂは、他のＬＥＤ２ａと同様の構成でよい。
【００２５】
壜１００が有色である場合（有色の壜に参照符号１００Ａを付すことがある。）、例えば、ビール壜のように茶色く着色された壜や、不透明の壜等を検査対象とした場合、照明光が壜１００の側壁内部を透過しにくい傾向にある。そうすると、検査に必要な光量が不足し、欠陥１１０の有無を判別できないおそれがある。このような場合に、複数のＬＥＤ２ａに追加して、壜１００Ａの上方中央に中央ＬＥＤ２ｂを配置して軸線ＡＸ方向に向けて照明すると、不足する光量を補うことができる。図９は、有色の壜１００Ａをサンプルとして用意し、容器検査装置１Ａによりそのサンプルを撮像した画像の一例を示した図である。図９の画像１２０ｄにおいて、壜１００Ａの周縁部は、均一に明るくなっている。検査領域Ａに欠陥１１０がある場合には、欠陥１１０を良好に区別することができる。
【００２６】
有色の壜１００の検査には、中央ＬＥＤ２ｂの追加の設置により不足する光量を補うことで欠陥１１０の有無を精度よく判別できる。また、不足する光量を補うことにより、壜１１０Ａの底部１０１の形状にばらつきがある場合にも底面１０１ａの周縁部を均一に光らせることができる。壜１００の形状や色に応じて、あるいは欠陥１１０の検出状況に応じて中央ＬＥＤ２ｂの設置の有無を決定してよい。
【００２７】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、ＬＥＤ２ａの個数を６つとして説明したが、これに限られない。壜１００の口部１０２に向けて均一な照明光を照射できれば、個数は限られない。リング照明のように、単一の照明器としてもよい。複数のＬＥＤ素子を集合させて単一の照明器を構成していてもよいし、あるいは、複数のＬＥＤ素子を集合させた照明ユニットを複数配置してもよい。上述した形態において、ＬＥＤ２ａ、２ｂによる照明光は白色光に限られない。例えば、可視域の照明光として白色光以外にも赤色光等を照明光として利用することもできる。また、可視域以外にも赤外波長域の光を照明光として利用することもできる。なお、壜１００の形状は、図３のような形状に限られない。ビール壜や牛乳壜等様々な形状のガラス壜を検査できる。胴部にくびれのある壜の検査も可能である。
【００２８】
上述した形態では、ミラー４を介して画像１２０を撮像したがこれに限られない。ミラー４を設置することなく、壜１００の底面１０１ａ下方にカメラ３を設置し、撮像してもよい。あるいは、複数のミラー４を設けて画像１２０を撮像してもよい。適宜の変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１、１Ａ  容器検査装置
２、２Ａ  照明装置（照明手段）
２ａ  ＬＥＤ（発光部）
３  カメラ（撮像手段）
１００  壜（容器）
１０１  底部
１１０  欠陥
【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８】
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【図５】
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【図６】
2016004012.tif 000009
【図７】
2016004012.tif 000010
【図９】
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