異物検出装置
【課題】カメラの台数を最小限に抑えることでコストの増大を抑制しつつ、かつ精度のよい画像を短時間に撮像することができる異物検出装置を提供する。
【解決手段】異物検出装置１０は、一升瓶Ｂを搬送する搬送路Ｒをコンベアにより形成した搬送手段２０と、一升瓶Ｂを撮像するカメラである撮像手段３６と、一升瓶Ｂを撮像手段３６の反対側から照光する照明手段３７と、撮像手段３６および照明手段３７を往復移動させる揺動手段３８と、撮像手段３８により２回撮像する制御手段と、搬送手段２０により搬送される一升瓶Ｂの上部を押圧して一升瓶Ｂと共に移動する保持手段４０のジョイント部４１とを備えている。保持手段４０が一升瓶Ｂを押圧することで、一升瓶Ｂが搬送路Ｒと保持手段４０との間で固定されるので、安定した状態で一升瓶Ｂを撮像することができる。
【解決手段】異物検出装置１０は、一升瓶Ｂを搬送する搬送路Ｒをコンベアにより形成した搬送手段２０と、一升瓶Ｂを撮像するカメラである撮像手段３６と、一升瓶Ｂを撮像手段３６の反対側から照光する照明手段３７と、撮像手段３６および照明手段３７を往復移動させる揺動手段３８と、撮像手段３８により２回撮像する制御手段と、搬送手段２０により搬送される一升瓶Ｂの上部を押圧して一升瓶Ｂと共に移動する保持手段４０のジョイント部４１とを備えている。保持手段４０が一升瓶Ｂを押圧することで、一升瓶Ｂが搬送路Ｒと保持手段４０との間で固定されるので、安定した状態で一升瓶Ｂを撮像することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体が充填された容器を撮像して容器内に混入した異物を検出する異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
清酒や焼酎、薬品などの液体を容器に充填したものを製造する際には異物が混入しないように細心の注意が必要である。しかし、万が一、液体内に異物が混入してしまったときには、異物が混入した製品を見つけて取り除く必要がある。この異物が混入した製品を見つけ出す装置として、容器内を撮像して写り込んだ異物を画像処理により検出する異物検出装置が知られている。
【０００３】
しかし、容器に傷が付いていると、撮像したときにこの傷が異物のように見えるときがあり、異物との区別が困難な場合がある。このような場合に、被検査物を２回撮像して、撮像した２枚の画像を比較し、異物か傷かを判定するという異物検出に関する技術が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、気泡除去を行った後の透明容器を、キャップの位置をチャックでつかんだ状態で回転させ、液体の入った部分を、時間的間隔をあけて異物検出センサにより少なくとも２回撮影し、先に撮影された画像の画像情報信号と、後で撮影された画像の画像情報信号を比較して、移動しているものを異物として検知する異物検出方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、側面側異物検知用モノクロカメラおよび底面側異物検知用モノクロカメラをそれぞれ２台ずつ設け、容器内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像して、撮像した第１画像と第２画像とを重ねあわせて、両者の差を検出して異物を検出する容器入り液体の中身検査装置が記載されている。
【０００６】
また、撮像された画像から容器の傷を除外するためでなく、異物の検出精度を向上させるために２回撮像するものではあるが、撮像を複数回行うものとして特許文献３に記載されたものが知られている。
この特許文献３には、透明容器を回転させた後に停止させ、そのまま透明容器が搬送ライン上を搬送している間に、カメラと照明とを容器の移動に追尾させながら、複数回の撮影を行い、２つの撮影画像間で差分をとることでストロボ照度の違いを検出して照度補正を行うと共に、回転中の異物を検出する異物検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９８３８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１７号公報
【特許文献３】特開２００２−３１８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の異物検出方法では、透明容器を回転させた状態で時間的間隔をあけて２回撮像しているので、異物検出センサは１台でよいが、透明容器を所定回転速度まで上昇させるためには時間がかかる。また、特許文献２に記載の中身検査装置では、ラインを流れる容器を撮像するため撮像時間は短いがカメラが２台必要であるため、コストが増大する。
更に、特許文献３に記載の異物検出装置では、カメラと照明とが搬送される透明容器に追尾させながら撮影をしているため、撮影回数分のカメラを準備する必要はなく、また透明容器を搬送しながら撮像しているため、撮像前に一旦は停止させているものの、撮像のための検査時間のロスは少ないものと思われるが、被検査物である透明容器を搬送する搬送ラインに何の考慮がなされていない。従って、搬送時の被検査物への振動により上下に微振動したり、被検査物が回転したりするおそれがある。そうなると、容器の傷も移動したように見えるため、傷の検出が困難となるおそれがあるため、精度のよい画像を得ることが異物検出のためには重要である。
【０００９】
そこで本発明は、カメラの台数を最小限に抑えることでコストの増大を抑制しつつ、かつ精度のよい画像を短時間に撮像することができる異物検出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】
【００１０】
本発明の異物検出装置は、液体が光透過容器に充填された被検査物を搬送する搬送路を形成する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される被検査物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を前記搬送手段が被検査物を搬送する方向に沿って往復移動させる揺動手段と、前記撮像手段が被検査物の進行と共に移動している間に、被検査物に混入した異物を検出するための画像を少なくとも前記撮像手段により２回撮像する制御手段と、前記搬送手段により搬送される被検査物の上部を押圧して被検査物と共に移動する保持手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
被検査物は搬送手段による搬送路を搬送される。撮像手段は揺動手段により被検査物を搬送する方向に沿って往復移動しているので、制御手段は撮像手段が被検査物の進行と共に移動している間に、被検査物に混入した異物を検出するための画像を少なくとも２回撮像するように指示する。従って、撮像手段は２台以上設ける必要がない。また、撮像手段は、揺動手段により移動しながら、搬送手段により移動している被検査物を撮像するため、撮像のために被検査物を停止させる必要がないため、短時間に撮像することができる。そして、保持手段が被検査物の上部を押圧することで、被検査物の移動が保持手段と搬送路との間で安定するので、搬送されることで発生する微振動を抑えることができる。従って、被検査物が上下に移動したり回転したりすることで画像に含まれる傷が画像の中で移動してしまうことを抑止することができる。
【００１２】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記保持手段に連結する上部連結機構が設けられているのが望ましい。
揺動手段に上部連結機構が設けられていると、揺動手段による撮像手段の移動と、保持手段による被検査物との移動とをより確実に同期させることができるので、撮像した２枚以上の画像を比較する精度を向上させることができる。従って、更に傷の検出精度を高めることができると共に、小さい異物でも検出することが可能である。
【００１３】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記搬送路に連結する下部連結機構が設けられているのが望ましい。
揺動手段に下部連結機構が設けられていると、揺動手段による撮像手段の移動と、搬送手段による被検査物との移動とをより確実に同期させることができるので、撮像した２枚以上の画像を比較する精度を向上させることができる。従って、更に傷の検出精度を高めることができると共に、小さい異物でも検出することが可能である。
【００１４】
前記撮像手段は、被検査物の一方から片側を撮像する第１の撮像手段と、被検査物の他方から反対側の片側を撮像する第２の撮像手段とを備えているのが望ましい。
撮像手段として第１の撮像手段と第２の撮像手段が設けられ、被検査物を一方と他方との片側ずつ撮像することで、被写体深度が浅い撮像手段であっても、被検査物に充填された液体全体をカバーすることができる。
【００１５】
前記揺動手段は、前記第１の撮像手段を往復移動させる第１の揺動手段と、前記第２の撮像手段を往復移動させる第２の揺動手段とを備え、前記第１の揺動手段と前記第２の揺動手段とは、移動方向が反対方向となるように往復移動するのが望ましい。
第１の撮像手段と第２の撮像手段とのそれぞれを往復移動させる第１の揺動手段および第２の揺動手段が、反対方向に移動することで、往復移動する際に発生する振動が相殺されるので、振動の発生を抑制することができる。
【００１６】
前記第１の撮像手段と対となる第１の照明手段と、前記第２の撮像手段と対となる第２の照明手段とが設けられ、前記第１の撮像手段および前記第１の照明手段と、前記第２の撮像手段および前記第２の照明手段とは、被検査物を間に位置させて被検査物の進行方向の並びが交互になるように配置されているのが望ましい。
被検査物の進行方向の並びが交互になるように、第１，２の撮像手段と、第１，２の照明手段を配置する。これは、撮像手段と照明手段とでは、照明手段の方が設置幅が広くなるので、被検査物の進行方向の並びが交互になるように配置することで、照明手段同士を隣接させて並べた場合と比較して、設置幅を短いものとすることができる。従って、異物検査における被検査物の搬送距離を短くすることができるので、検査時間を短縮することができる。また、装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、揺動手段により往復運動しながら撮像手段が被検査物を撮像する間、被検査物が上下に移動したり回転したりすることで画像に含まれる傷が画像の中で移動してしまうことを抑止することができるので、カメラの台数を最小限に抑えることでコストの増大を抑制しつつ、かつ精度のよい画像を短時間に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る異物検出装置を示す正面図である。
【図２】図１に示す異物検出装置の概略側面図である。
【図３】図２に示す異物検出装置の概略平面図である。
【図４】連結機構を示す図である。
【図５】撮像手段および照明手段を説明するための図である。
【図６】側面照明手段を説明するための図である。
【図７】保持手段を示す一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る異物検出装置を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、焼酎が充填された光透過容器である一升瓶を被検査物として、焼酎に混入した異物を検出する異物検出装置を例に説明する。なお、図１から図３においては主要な構成のみを図示している。
【００２０】
図１から図３に示すように、異物検出装置１０は、一升瓶Ｂを搬送する搬送路Ｒを形成する搬送手段２０と、搬送手段２０により搬送される一升瓶Ｂを撮像して異物を検出する装置本体３０と、装置本体３０の上部に設けられた保持手段４０と、制御手段（図示せず）とを備えている。
【００２１】
搬送手段２０は、図示しない脱泡装置により焼酎内の気泡を消失させた一升瓶Ｂを搬送して、異物検出を行った後に、次の工程へ搬送するコンベアである。本実施の形態では、搬送手段２０は直線状に延びるコンベアを使用している。
装置本体３０は、テーブル部３１と、テーブル部３１上に配置された固定フレーム３２と、保持手段４０を支持する支持フレーム３３と、固定フレーム３２の内側にレール状のガイド３４を介して配置された移動フレーム３５とを備えている。
【００２２】
テーブル部３１は、脚部３１１と台部３１２から構成されている。固定フレーム３２は、テーブル部３１の上面に固定されている。移動フレーム３５には、撮像手段３６と、照明手段３７とが配置されている。また、移動フレーム３５にモータ３８１が配置され、移動フレーム３５にモータ３８１の駆動軸に接続されたボールねじ３８２が接続されていることで、固定フレーム３２に対して移動フレーム３５を往復運動させる揺動手段３８として機能している。
【００２３】
移動フレーム３５は、搬送路Ｒに沿って装置本体３０の入口側と出口側とに２つ配置されている。従って、撮像手段３６および照明手段３７は、図３に示すように、２セットが第１の撮像手段３６１および第２の撮像手段３６２と、第１の照明手段３７ａおよび第２の照明手段３７ｂとして、それぞれの移動フレーム３５（第１の移動フレーム３５１，第２の移動フレーム３５２）に配置されている。
以下、装置本体３０の入口側に配置された第１の移動フレーム３５１と、第１の移動フレーム３５１に配置された第１の撮像手段３６１および第１の照明手段３７ａとを第１の異物検出手段と称す。また、装置本体３０の出口側に配置された第２の移動フレーム３５２と、第２の移動フレーム３５２に配置された第２の撮像手段３６２および第２の照明手段３７ｂとを第２の異物検出手段と称す。
また、それぞれの移動フレーム３５には、詳細には後述する一升瓶Ｂの上部に被さる保持手段４０のジョイント部に把持して連結する上部連結機構３９１と、搬送路Ｒを把持して連結する下部連結機構３９２とが設けられている（図２参照）。
【００２４】
ここで、上部連結機構３９１と下部連結機構３９２とについて、図４に基づいて説明する。なお、上部連結機構３９１と下部連結機構３９２とは同じ構造を有しているため、以下、単に連結機構と称することがある。
連結機構は、把持力を発生する２つのソレノイド３９ａと、ソレノイド３９ａの軸心が引き込まれることで先端が開閉する一対のＬ字状のアーム部３９ｂと、アーム部３９ｂの中央部を貫通して支持する支持棒３９ｃと、支持棒３９ｃに設けられ、開放方向に付勢するスプリング３９ｄとを備えている。
【００２５】
図２および図３に示すように、撮像手段３６は、搬送手段２０により搬送される一升瓶Ｂを撮像して画像データを制御手段へ送信するカメラである。本実施の形態では、一升瓶Ｂに充填された焼酎を上部から底部まで撮像するために、段積みされた５台のカメラを撮像手段３６として使用している。この撮像手段３６は、一升瓶Ｂ内の半分が撮像できる被写体深度である。
【００２６】
図５に示すように、照明手段３７は、撮像手段３６との間に一升瓶Ｂを位置させて照光する発光ダイオード照明装置である。照明手段３７は、背面照明手段３７１と、側面照明手段３７２とを備えている。
背面照明手段３７１は、輪郭形状が長方形状に形成され、発光手段として白色発光ダイオードがマトリクス状に配置されている（図示せず）。この背面照明手段３７１には白色発光ダイオードの前面に、点光源である白色発光ダイオードからの照射光を酸光させて拡散する拡散板が設けられている。拡散板は、ガラス板の片面を磨りガラスとしたフロスト型のものが使用できる。
【００２７】
側面照明手段３７２は、輪郭形状が縦長の長方形状に形成され、発光手段として発光ダイオードがマトリクス状に配置されている。側面照明手段３７２は、背面照明手段３７１の両側に隣接させて、片側に３台ずつ配置されている。この６台の側面照明手段３７２は、一升瓶Ｂを中心として一升瓶Ｂの円弧面に沿って円弧状に配置されている。側面照明手段３７２は、発光手段である発光ダイオードを露出させた状態で設けられている（図６参照）。本実施の形態では、一升瓶Ｂとして茶色瓶を使用しているため、側面照明手段３７２としては透過性が高い赤色発光ダイオードを採用している。
【００２８】
図６に示すように、側面照明手段３７２は、マトリクス状に配置された赤色発光ダイオードが並ぶ横列が、一端（左端）から他端（右端）に向かって下り傾斜で配列されている。この下り傾斜は、一端の赤色発光ダイオード３７２ａの上部が上列の他端の赤色発光ダイオード３７２ｂの下部と水平位置が同じか、または高くなるように配列されている。本実施の形態では、一端の赤色発光ダイオード３７２ａの上部と赤色発光ダイオード３７２ｂの下部とが、同じ水平位置となるように配置されている（図６においては一点鎖線で示す）。
【００２９】
図１および図７に示すように保持手段４０は、支持フレーム３３の上部に固定されている。保持手段４０は、一升瓶Ｂの上部に被さり押圧するジョイント部４１と、駆動歯車４２および従動歯車４３と、ジョイント部４１を駆動歯車４２および従動歯車４３の間を周回させる一対のチェーン部４４とを備えている。
ジョイント部４１は、図７に示すように、先端に一升瓶Ｂの上部を嵌め込むための円筒形の口部４１１が設けられている。この口部４１１には、矩形状の板材で形成された縁板部４１２が設けられている。口部４１１と板縁部４１２とは、取付機構４１３により一対のチェーン４４に固定されている。
【００３０】
制御手段は、揺動手段３８の揺動のタイミングと、保持手段４０のジョイント部４１の周回タイミングと、上部連結機構３９１および下部連結機構３９２の連結タイミングと、撮像手段３６の撮像タイミングとの制御と、撮像手段３６により撮像された２枚の画像に基づいて傷と気泡と異物とを識別することを行っている。
【００３１】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る異物検出装置１０の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
一升瓶Ｂが搬送手段２０により上流側から搬送される。そして、保持手段１５の上流側に差し掛かったところで、周回するジョイント部４１がチェーン４４の周回と共に、上側から下側に周り込み一升瓶Ｂの上部に被さり嵌る。
【００３２】
ジョイント部４１が被さった状態の一升瓶Ｂは、搬送路Ｒに押圧された状態で、搬送手段４０により運ばれて装置本体３０内へ進入する。
制御手段は、図２に示す上部連結機構３９１のソレノイド３９ａ（図４参照）に通電することにより、アーム部３９ｂを閉鎖させて、ジョイント部４１の縁板部４１２を挟み込ませる。また、制御手段は、下部連結機構３９２のソレノイド３９ａ（図４参照）を駆動させることにより、アーム部３９ｂを閉鎖させて搬送路Ｒを挟み込ませる。
【００３３】
図３に示すように、制御手段は、撮像手段３６と照明手段３７との間に一升瓶Ｂが位置したタイミングで、モータ３８１を回転させてボールねじ３８２を回転させる。そうすることで、モータ部３８１が固定されている固定フレーム３２と移動フレーム３３との距離が伸び、移動フレーム３３が一升瓶Ｂと同期して一方向へ移動する。制御手段は、撮像手段３６に撮像を指示して２回分の画像を取得する。なお、撮像回数は必要に応じて３回以上としてもよい。
【００３４】
ここで、撮像手段３６と照明手段３７とについて、図５に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書においては、撮像手段３６側に向いた被検査物の一方の片側面をおもて面、その反対側を裏面と称する。本実施の形態では、被検査物を一升瓶Ｂとしているため、一升瓶Ｂを上方から見たときに撮像手段３６に向いた半円部分がおもて面であり、残りの半円部分が裏面である。また、撮像範囲とは、撮像手段３６により撮像される画像として写り込む範囲をいう。
【００３５】
撮像手段３６は、撮像される画像の幅が一升瓶Ｂの幅に合うように、撮像手段３６から一升瓶Ｂまでの距離やレンズなどが調整されている。一升瓶Ｂは、焼酎が充填されているので、一升瓶Ｂが透けて見える撮像範囲Ｓ１は、レンズ効果により一升瓶Ｂから離れるに従って徐々に幅の狭い範囲となる。
【００３６】
背面照明手段３７１は、一升瓶Ｂの裏面側に配置されていることで、一升瓶Ｂの裏側面を照光しているため、背面照明手段３７１からの光は画像の背景光となる。背面照明手段３７１には、発光手段である白色発光ダイオードの前面に拡散板が設けられているため、画像に白色発光ダイオードの形状が写り込んでしまうことを防止することができる。
【００３７】
側面照明手段３７２は、一升瓶Ｂにおける撮像面Ｐ１（おもて面）とは反対側となる一升瓶Ｂの背面側（裏面）、つまり裏側の半円部分が照光面Ｐ２となる。従って、撮像手段３６が撮像する撮像面Ｐ１であるおもて側の半円部分と照光面と範囲が重ならない。従って、側面照明手段３７２からの照射光が一升瓶Ｂの表面に反射して撮像手段３６のレンズに入射することで、撮像手段３６が撮像した画像に光が写り込んでしまうことを防止することができる。
【００３８】
側面照明手段３７２は、３台ずつ間を空けて並べたときの隙間を一升瓶Ｂから離れるに従って徐々に狭くなる撮像範囲Ｓ１の幅に合わせて離間させているため、画像に側面照明手段３７２が写り込んでしまうことを防止することができる。
また、側面照明手段３７２を一升瓶Ｂの円弧面に沿って配置していることで、側面照明手段３７２から直進する光の出射方向が一升瓶Ｂの円周面（円弧面）の法線方向と一致するので、側面照明手段３７２からの光は一升瓶Ｂの円周面に全反射しにくく、側面照明手段３７２からの透過光量を増やすことができる。従って、側面照明手段３７２は、被検査物へ効率よく照光することができる。
【００３９】
また、側面照明手段３７２は、赤色発光ダイオードが露出していることにより、赤色発光ダイオードからの光が、直接、照射光として出射されるので、拡散板などに邪魔されることなく強い光を透過光として一升瓶Ｂに照光することができる。
また、側面照明手段３７２の発光手段として赤色発光ダイオードを使用しているため、茶色瓶で形成された一升瓶Ｂであっても、透過光量を増やすことができるので、焼酎内に混入した異物を浮き上がらせることができる。
【００４０】
更に、側面照明手段３７２は、図６に示すように、マトリクス状に配置された赤色発光ダイオードが並ぶ横列が、一端（左端）から他端（右端）に向かって下り傾斜で配列され、一端の赤色発光ダイオード３７２ａの上部が上列の他端の赤色発光ダイオード３７２ｂの下部と水平位置が同じに配置されていることにより、上列の横列Ｌ１と次列の横列Ｌ２との間の水平位置には一端から他端の間のいずれかの赤色発光ダイオードが位置することになるため、境目無く被検査物の照光面を照光することができる。
【００４１】
このようにして照明手段３７により照光された一升瓶Ｂを撮像手段３６により撮像することで、異物や一升瓶Ｂの傷、焼酎内の気泡が、背面照明手段３７１からの照射光により黒っぽい陰影となり、側面照明手段３７２からの照射光により白っぽい反射物となって画像に撮像される。
【００４２】
撮像手段３６から画像が制御手段に取り込まれ、制御手段にて２枚の画像の比較がされる。制御手段では、２枚の画像の比較により移動しないものは一升瓶Ｂの傷、移動するものは異物または気泡、更に異物と気泡とを選別することで、一升瓶Ｂ内に異物が混入しているか否かの判定を行う。
【００４３】
このように、移動フレーム３３が一升瓶Ｂと同期して一方向へ移動しながら、撮像手段３６に撮像を指示して２回分の画像を取得することで、撮像手段３６を上下方向には段積みしているが、水平方向には２台以上設ける必要がないので、コストの増大を抑制することができる。また、撮像手段３６は、揺動手段３８により移動しながら、搬送手段２０により移動している一升瓶Ｂを撮像するため、撮像のために一升瓶Ｂを停止させる必要がないため、短時間に撮像することができる。
【００４４】
撮像手段３６が２枚分の画像を撮像する撮像期間において、ジョイント部４１が一升瓶Ｂの上部に被さり、一升瓶Ｂを搬送路Ｒに押圧しているので、一升瓶Ｂが搬送路Ｒの振動により微動することが防止できるので、一升瓶Ｂが上下に移動したり、回転したりすることを防止することができる。従って、一升瓶Ｂの傷が画像の中で移動してしまうことが抑止できるので、一升瓶Ｂの傷を異物として誤認することが防止できる。
【００４５】
また、揺動手段３８に上部連結機構３９１が設けられているので、揺動手段３８による撮像手段３６の移動と、保持手段４０による一升瓶Ｂとの移動とをより確実に同期させることができる。更に、揺動手段３８に下部連結機構３９２が設けられているので、揺動手段３８による撮像手段３６の移動と、搬送手段２０による一升瓶Ｂとの移動とをより確実に同期させることができる。従って、撮像した２枚の画像を比較する精度を向上させることができ、小さい異物でも検出することが可能である。
【００４６】
一升瓶Ｂは、装置本体３０の入口側の移動フレーム３５（第１の移動フレーム３５１）を通過すると、搬送手段２０に搬送されて、装置本体３０の出口側の移動フレーム３５（第１の移動フレーム３５１）に進行する。一升瓶Ｂが第１の移動フレーム３５１を進行するときに、一升瓶Ｂの一方側が撮像されたので、第２の移動フレーム３５２を進行するときに、一升瓶Ｂの他方側が撮像される。そうすることで、撮像手段３６が一升瓶Ｂの直径の半分の被写体深度であっても、一升瓶Ｂに充填された焼酎の全部を撮像することができる。
【００４７】
本実施の形態では、装置本体３０の入口側に設けられた第１の撮像手段３６１および第１の照明手段３７ａと、出口側に設けられた第２の撮像手段３６２および第２の照明手段３７ｂとは、一升瓶Ｂを間に位置させて一升瓶Ｂの進行方向の並びが交互になるように配置されている。
【００４８】
撮像手段３６と照明手段３７とでは、側面照射手段３７２の占有幅が広いことから、撮像手段３６より照明手段３７の方が設置幅として広くなる。従って、一升瓶Ｂの進行方向の並びを同じとすると、照明手段３７同士（第１の照明手段３７ａと第２の照明手段３７ｂ）を隣り合わせに設置することになるため、移動フレーム３５を大きくしたり、移動フレーム３５同士の間隔を広げたりする必要があり、装置本体３０が大型化してしまう。
【００４９】
本実施の形態では、撮像手段３６および照明装置３７との並びを交互になるように配置している。つまり、搬送路Ｒの一方の片側に第１の撮像手段３６１と第２の照明手段３７ｂとが隣合わせとなるように配置され、搬送路Ｒを挟んで他方の片側に第１の照明手段３７ａと第２の撮像手段３７１とが隣合わせとなるように配置されているので、照明手段３７同士を隣接させて並べた場合と比較して、設置幅を短いものとすることができる。従って、装置本体３０を小型化することができ、異物検査における一升瓶Ｂの搬送距離を短くすることができるので、検査時間を短縮することができる。
【００５０】
第１の移動フレーム３５１と第２の移動フレーム３５２とは、移動方向が反対方向となるように往復移動している。第１の移動フレーム３５１が一升瓶Ｂと共に、往路移動（撮像移動）しているときには、第２の移動フレーム３５２は復路移動（復帰移動）している。反対に、第１の移動フレーム３５１が復路移動（復帰移動）しているときには、第２の移動フレーム３５２は往路移動（撮像移動）している。
【００５１】
このように第１の移動フレーム３５１と第２の移動フレーム３５２とが往復移動することで、往復移動する際に発生する振動が相殺されるので、振動の発生を抑制することができる。従って、精度の高い画像が撮像できる。
【００５２】
本実施の形態では、高速に撮像処理を行うため、往路移動の速度を一升瓶Ｂの移動に合わせてゆっくりと、また復路移動を次の一升瓶Ｂの元へ往路移動の速度より高速に復帰させることで、一往復に要する時間の短縮を図り、大量の被検査物の検査を短時間に行っている。従って、第１の移動フレーム３５１と第２の移動フレーム３５２とが往復移動するうちの一部が同方向となるが、大部分を反対方向の移動とすることで振動発生を軽減している。振動発生を軽減することができるので、より鮮明な画像を撮像することができる。なお、往路移動と復路移動とが同じ速度である場合には、完全に移動方向を反対方向とするのが望ましい。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態では、焼酎が充填された一升瓶Ｂを例に説明したが、例えば、清酒や薬品などの液体が光透過容器に充填されたものであれば、本発明を適用することが可能である。
また、ジョイント部４１は一升瓶Ｂの上部に被さるように形成されているが、一升瓶Ｂが振動したり回転したりすることが防止できればよいので、ジョイント部４１を搬送手段２０に一升瓶Ｂを上方から押圧する平板としてもよい。
また、本実施の形態では、水平断面が円形の一升瓶Ｂを例に説明したが、側面照明手段が撮像手段による撮像範囲外となる位置に配置され、かつ照光面が前記撮像手段からの撮像面Ｐ１とは反対側の被検査物の背面側となるように配置されていれば、被検査物の水平断面が三角形以上の多角形状でも、異形状でも、本発明を適用することができる。
更に、本実施の形態では、上部連結機構３９１および下部連結機構３９２をソレノイド３９ａを駆動源として採用しているが、モータの回転によりボールねじを回転させてアーム部の開放と閉鎖とを行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、液体が容器に充填された被検査物に混入された異物を、容器に付いた傷を識別しながら検査する異物検出装置に好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 異物検出装置
２０ 搬送手段
３０ 装置本体
３１ テーブル部
３１１ 脚部
３１２ 台部
３２ 固定フレーム
３３ 支持フレーム
３４ ガイド
３５ 移動フレーム
３５１ 第１の移動フレーム
３５２ 第２の移動フレーム
３６ 撮像手段
３６１ 第１の撮像手段
３６２ 第２の撮像手段
３７ 照明手段
３７ａ 第１の照明手段
３７ｂ 第２の照明手段
３７１ 背面照明手段
３７２ 側面照明手段
３７２ａ 一端の赤色発光ダイオード
３７２ｂ 他端の赤色発光ダイオード
３８ 揺動手段
３８１ モータ
３８２ ボールねじ
３９１ 上部連結機構
３９２ 下部連結機構
３９ａ ソレノイド
３９ｂ アーム部
３９ｃ 支持棒
３９ｄ スプリング
４０ 保持手段
４１ ジョイント部
４１１ 口部
４１２ 縁板部
４１３ 取付機構
４２ 駆動歯車
４３ 従動歯車
４４ チェーン
５０ 制御手段
Ｓ１ 撮像範囲
Ｐ１ 撮像面
Ｐ２ 照光面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体が充填された容器を撮像して容器内に混入した異物を検出する異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
清酒や焼酎、薬品などの液体を容器に充填したものを製造する際には異物が混入しないように細心の注意が必要である。しかし、万が一、液体内に異物が混入してしまったときには、異物が混入した製品を見つけて取り除く必要がある。この異物が混入した製品を見つけ出す装置として、容器内を撮像して写り込んだ異物を画像処理により検出する異物検出装置が知られている。
【０００３】
しかし、容器に傷が付いていると、撮像したときにこの傷が異物のように見えるときがあり、異物との区別が困難な場合がある。このような場合に、被検査物を２回撮像して、撮像した２枚の画像を比較し、異物か傷かを判定するという異物検出に関する技術が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、気泡除去を行った後の透明容器を、キャップの位置をチャックでつかんだ状態で回転させ、液体の入った部分を、時間的間隔をあけて異物検出センサにより少なくとも２回撮影し、先に撮影された画像の画像情報信号と、後で撮影された画像の画像情報信号を比較して、移動しているものを異物として検知する異物検出方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、側面側異物検知用モノクロカメラおよび底面側異物検知用モノクロカメラをそれぞれ２台ずつ設け、容器内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像して、撮像した第１画像と第２画像とを重ねあわせて、両者の差を検出して異物を検出する容器入り液体の中身検査装置が記載されている。
【０００６】
また、撮像された画像から容器の傷を除外するためでなく、異物の検出精度を向上させるために２回撮像するものではあるが、撮像を複数回行うものとして特許文献３に記載されたものが知られている。
この特許文献３には、透明容器を回転させた後に停止させ、そのまま透明容器が搬送ライン上を搬送している間に、カメラと照明とを容器の移動に追尾させながら、複数回の撮影を行い、２つの撮影画像間で差分をとることでストロボ照度の違いを検出して照度補正を行うと共に、回転中の異物を検出する異物検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９８３８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１７号公報
【特許文献３】特開２００２−３１８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の異物検出方法では、透明容器を回転させた状態で時間的間隔をあけて２回撮像しているので、異物検出センサは１台でよいが、透明容器を所定回転速度まで上昇させるためには時間がかかる。また、特許文献２に記載の中身検査装置では、ラインを流れる容器を撮像するため撮像時間は短いがカメラが２台必要であるため、コストが増大する。
更に、特許文献３に記載の異物検出装置では、カメラと照明とが搬送される透明容器に追尾させながら撮影をしているため、撮影回数分のカメラを準備する必要はなく、また透明容器を搬送しながら撮像しているため、撮像前に一旦は停止させているものの、撮像のための検査時間のロスは少ないものと思われるが、被検査物である透明容器を搬送する搬送ラインに何の考慮がなされていない。従って、搬送時の被検査物への振動により上下に微振動したり、被検査物が回転したりするおそれがある。そうなると、容器の傷も移動したように見えるため、傷の検出が困難となるおそれがあるため、精度のよい画像を得ることが異物検出のためには重要である。
【０００９】
そこで本発明は、カメラの台数を最小限に抑えることでコストの増大を抑制しつつ、かつ精度のよい画像を短時間に撮像することができる異物検出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】
【００１０】
本発明の異物検出装置は、液体が光透過容器に充填された被検査物を搬送する搬送路を形成する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される被検査物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を前記搬送手段が被検査物を搬送する方向に沿って往復移動させる揺動手段と、前記撮像手段が被検査物の進行と共に移動している間に、被検査物に混入した異物を検出するための画像を少なくとも前記撮像手段により２回撮像する制御手段と、前記搬送手段により搬送される被検査物の上部を押圧して被検査物と共に移動する保持手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
被検査物は搬送手段による搬送路を搬送される。撮像手段は揺動手段により被検査物を搬送する方向に沿って往復移動しているので、制御手段は撮像手段が被検査物の進行と共に移動している間に、被検査物に混入した異物を検出するための画像を少なくとも２回撮像するように指示する。従って、撮像手段は２台以上設ける必要がない。また、撮像手段は、揺動手段により移動しながら、搬送手段により移動している被検査物を撮像するため、撮像のために被検査物を停止させる必要がないため、短時間に撮像することができる。そして、保持手段が被検査物の上部を押圧することで、被検査物の移動が保持手段と搬送路との間で安定するので、搬送されることで発生する微振動を抑えることができる。従って、被検査物が上下に移動したり回転したりすることで画像に含まれる傷が画像の中で移動してしまうことを抑止することができる。
【００１２】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記保持手段に連結する上部連結機構が設けられているのが望ましい。
揺動手段に上部連結機構が設けられていると、揺動手段による撮像手段の移動と、保持手段による被検査物との移動とをより確実に同期させることができるので、撮像した２枚以上の画像を比較する精度を向上させることができる。従って、更に傷の検出精度を高めることができると共に、小さい異物でも検出することが可能である。
【００１３】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記搬送路に連結する下部連結機構が設けられているのが望ましい。
揺動手段に下部連結機構が設けられていると、揺動手段による撮像手段の移動と、搬送手段による被検査物との移動とをより確実に同期させることができるので、撮像した２枚以上の画像を比較する精度を向上させることができる。従って、更に傷の検出精度を高めることができると共に、小さい異物でも検出することが可能である。
【００１４】
前記撮像手段は、被検査物の一方から片側を撮像する第１の撮像手段と、被検査物の他方から反対側の片側を撮像する第２の撮像手段とを備えているのが望ましい。
撮像手段として第１の撮像手段と第２の撮像手段が設けられ、被検査物を一方と他方との片側ずつ撮像することで、被写体深度が浅い撮像手段であっても、被検査物に充填された液体全体をカバーすることができる。
【００１５】
前記揺動手段は、前記第１の撮像手段を往復移動させる第１の揺動手段と、前記第２の撮像手段を往復移動させる第２の揺動手段とを備え、前記第１の揺動手段と前記第２の揺動手段とは、移動方向が反対方向となるように往復移動するのが望ましい。
第１の撮像手段と第２の撮像手段とのそれぞれを往復移動させる第１の揺動手段および第２の揺動手段が、反対方向に移動することで、往復移動する際に発生する振動が相殺されるので、振動の発生を抑制することができる。
【００１６】
前記第１の撮像手段と対となる第１の照明手段と、前記第２の撮像手段と対となる第２の照明手段とが設けられ、前記第１の撮像手段および前記第１の照明手段と、前記第２の撮像手段および前記第２の照明手段とは、被検査物を間に位置させて被検査物の進行方向の並びが交互になるように配置されているのが望ましい。
被検査物の進行方向の並びが交互になるように、第１，２の撮像手段と、第１，２の照明手段を配置する。これは、撮像手段と照明手段とでは、照明手段の方が設置幅が広くなるので、被検査物の進行方向の並びが交互になるように配置することで、照明手段同士を隣接させて並べた場合と比較して、設置幅を短いものとすることができる。従って、異物検査における被検査物の搬送距離を短くすることができるので、検査時間を短縮することができる。また、装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、揺動手段により往復運動しながら撮像手段が被検査物を撮像する間、被検査物が上下に移動したり回転したりすることで画像に含まれる傷が画像の中で移動してしまうことを抑止することができるので、カメラの台数を最小限に抑えることでコストの増大を抑制しつつ、かつ精度のよい画像を短時間に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る異物検出装置を示す正面図である。
【図２】図１に示す異物検出装置の概略側面図である。
【図３】図２に示す異物検出装置の概略平面図である。
【図４】連結機構を示す図である。
【図５】撮像手段および照明手段を説明するための図である。
【図６】側面照明手段を説明するための図である。
【図７】保持手段を示す一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る異物検出装置を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、焼酎が充填された光透過容器である一升瓶を被検査物として、焼酎に混入した異物を検出する異物検出装置を例に説明する。なお、図１から図３においては主要な構成のみを図示している。
【００２０】
図１から図３に示すように、異物検出装置１０は、一升瓶Ｂを搬送する搬送路Ｒを形成する搬送手段２０と、搬送手段２０により搬送される一升瓶Ｂを撮像して異物を検出する装置本体３０と、装置本体３０の上部に設けられた保持手段４０と、制御手段（図示せず）とを備えている。
【００２１】
搬送手段２０は、図示しない脱泡装置により焼酎内の気泡を消失させた一升瓶Ｂを搬送して、異物検出を行った後に、次の工程へ搬送するコンベアである。本実施の形態では、搬送手段２０は直線状に延びるコンベアを使用している。
装置本体３０は、テーブル部３１と、テーブル部３１上に配置された固定フレーム３２と、保持手段４０を支持する支持フレーム３３と、固定フレーム３２の内側にレール状のガイド３４を介して配置された移動フレーム３５とを備えている。
【００２２】
テーブル部３１は、脚部３１１と台部３１２から構成されている。固定フレーム３２は、テーブル部３１の上面に固定されている。移動フレーム３５には、撮像手段３６と、照明手段３７とが配置されている。また、移動フレーム３５にモータ３８１が配置され、移動フレーム３５にモータ３８１の駆動軸に接続されたボールねじ３８２が接続されていることで、固定フレーム３２に対して移動フレーム３５を往復運動させる揺動手段３８として機能している。
【００２３】
移動フレーム３５は、搬送路Ｒに沿って装置本体３０の入口側と出口側とに２つ配置されている。従って、撮像手段３６および照明手段３７は、図３に示すように、２セットが第１の撮像手段３６１および第２の撮像手段３６２と、第１の照明手段３７ａおよび第２の照明手段３７ｂとして、それぞれの移動フレーム３５（第１の移動フレーム３５１，第２の移動フレーム３５２）に配置されている。
以下、装置本体３０の入口側に配置された第１の移動フレーム３５１と、第１の移動フレーム３５１に配置された第１の撮像手段３６１および第１の照明手段３７ａとを第１の異物検出手段と称す。また、装置本体３０の出口側に配置された第２の移動フレーム３５２と、第２の移動フレーム３５２に配置された第２の撮像手段３６２および第２の照明手段３７ｂとを第２の異物検出手段と称す。
また、それぞれの移動フレーム３５には、詳細には後述する一升瓶Ｂの上部に被さる保持手段４０のジョイント部に把持して連結する上部連結機構３９１と、搬送路Ｒを把持して連結する下部連結機構３９２とが設けられている（図２参照）。
【００２４】
ここで、上部連結機構３９１と下部連結機構３９２とについて、図４に基づいて説明する。なお、上部連結機構３９１と下部連結機構３９２とは同じ構造を有しているため、以下、単に連結機構と称することがある。
連結機構は、把持力を発生する２つのソレノイド３９ａと、ソレノイド３９ａの軸心が引き込まれることで先端が開閉する一対のＬ字状のアーム部３９ｂと、アーム部３９ｂの中央部を貫通して支持する支持棒３９ｃと、支持棒３９ｃに設けられ、開放方向に付勢するスプリング３９ｄとを備えている。
【００２５】
図２および図３に示すように、撮像手段３６は、搬送手段２０により搬送される一升瓶Ｂを撮像して画像データを制御手段へ送信するカメラである。本実施の形態では、一升瓶Ｂに充填された焼酎を上部から底部まで撮像するために、段積みされた５台のカメラを撮像手段３６として使用している。この撮像手段３６は、一升瓶Ｂ内の半分が撮像できる被写体深度である。
【００２６】
図５に示すように、照明手段３７は、撮像手段３６との間に一升瓶Ｂを位置させて照光する発光ダイオード照明装置である。照明手段３７は、背面照明手段３７１と、側面照明手段３７２とを備えている。
背面照明手段３７１は、輪郭形状が長方形状に形成され、発光手段として白色発光ダイオードがマトリクス状に配置されている（図示せず）。この背面照明手段３７１には白色発光ダイオードの前面に、点光源である白色発光ダイオードからの照射光を酸光させて拡散する拡散板が設けられている。拡散板は、ガラス板の片面を磨りガラスとしたフロスト型のものが使用できる。
【００２７】
側面照明手段３７２は、輪郭形状が縦長の長方形状に形成され、発光手段として発光ダイオードがマトリクス状に配置されている。側面照明手段３７２は、背面照明手段３７１の両側に隣接させて、片側に３台ずつ配置されている。この６台の側面照明手段３７２は、一升瓶Ｂを中心として一升瓶Ｂの円弧面に沿って円弧状に配置されている。側面照明手段３７２は、発光手段である発光ダイオードを露出させた状態で設けられている（図６参照）。本実施の形態では、一升瓶Ｂとして茶色瓶を使用しているため、側面照明手段３７２としては透過性が高い赤色発光ダイオードを採用している。
【００２８】
図６に示すように、側面照明手段３７２は、マトリクス状に配置された赤色発光ダイオードが並ぶ横列が、一端（左端）から他端（右端）に向かって下り傾斜で配列されている。この下り傾斜は、一端の赤色発光ダイオード３７２ａの上部が上列の他端の赤色発光ダイオード３７２ｂの下部と水平位置が同じか、または高くなるように配列されている。本実施の形態では、一端の赤色発光ダイオード３７２ａの上部と赤色発光ダイオード３７２ｂの下部とが、同じ水平位置となるように配置されている（図６においては一点鎖線で示す）。
【００２９】
図１および図７に示すように保持手段４０は、支持フレーム３３の上部に固定されている。保持手段４０は、一升瓶Ｂの上部に被さり押圧するジョイント部４１と、駆動歯車４２および従動歯車４３と、ジョイント部４１を駆動歯車４２および従動歯車４３の間を周回させる一対のチェーン部４４とを備えている。
ジョイント部４１は、図７に示すように、先端に一升瓶Ｂの上部を嵌め込むための円筒形の口部４１１が設けられている。この口部４１１には、矩形状の板材で形成された縁板部４１２が設けられている。口部４１１と板縁部４１２とは、取付機構４１３により一対のチェーン４４に固定されている。
【００３０】
制御手段は、揺動手段３８の揺動のタイミングと、保持手段４０のジョイント部４１の周回タイミングと、上部連結機構３９１および下部連結機構３９２の連結タイミングと、撮像手段３６の撮像タイミングとの制御と、撮像手段３６により撮像された２枚の画像に基づいて傷と気泡と異物とを識別することを行っている。
【００３１】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る異物検出装置１０の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
一升瓶Ｂが搬送手段２０により上流側から搬送される。そして、保持手段１５の上流側に差し掛かったところで、周回するジョイント部４１がチェーン４４の周回と共に、上側から下側に周り込み一升瓶Ｂの上部に被さり嵌る。
【００３２】
ジョイント部４１が被さった状態の一升瓶Ｂは、搬送路Ｒに押圧された状態で、搬送手段４０により運ばれて装置本体３０内へ進入する。
制御手段は、図２に示す上部連結機構３９１のソレノイド３９ａ（図４参照）に通電することにより、アーム部３９ｂを閉鎖させて、ジョイント部４１の縁板部４１２を挟み込ませる。また、制御手段は、下部連結機構３９２のソレノイド３９ａ（図４参照）を駆動させることにより、アーム部３９ｂを閉鎖させて搬送路Ｒを挟み込ませる。
【００３３】
図３に示すように、制御手段は、撮像手段３６と照明手段３７との間に一升瓶Ｂが位置したタイミングで、モータ３８１を回転させてボールねじ３８２を回転させる。そうすることで、モータ部３８１が固定されている固定フレーム３２と移動フレーム３３との距離が伸び、移動フレーム３３が一升瓶Ｂと同期して一方向へ移動する。制御手段は、撮像手段３６に撮像を指示して２回分の画像を取得する。なお、撮像回数は必要に応じて３回以上としてもよい。
【００３４】
ここで、撮像手段３６と照明手段３７とについて、図５に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書においては、撮像手段３６側に向いた被検査物の一方の片側面をおもて面、その反対側を裏面と称する。本実施の形態では、被検査物を一升瓶Ｂとしているため、一升瓶Ｂを上方から見たときに撮像手段３６に向いた半円部分がおもて面であり、残りの半円部分が裏面である。また、撮像範囲とは、撮像手段３６により撮像される画像として写り込む範囲をいう。
【００３５】
撮像手段３６は、撮像される画像の幅が一升瓶Ｂの幅に合うように、撮像手段３６から一升瓶Ｂまでの距離やレンズなどが調整されている。一升瓶Ｂは、焼酎が充填されているので、一升瓶Ｂが透けて見える撮像範囲Ｓ１は、レンズ効果により一升瓶Ｂから離れるに従って徐々に幅の狭い範囲となる。
【００３６】
背面照明手段３７１は、一升瓶Ｂの裏面側に配置されていることで、一升瓶Ｂの裏側面を照光しているため、背面照明手段３７１からの光は画像の背景光となる。背面照明手段３７１には、発光手段である白色発光ダイオードの前面に拡散板が設けられているため、画像に白色発光ダイオードの形状が写り込んでしまうことを防止することができる。
【００３７】
側面照明手段３７２は、一升瓶Ｂにおける撮像面Ｐ１（おもて面）とは反対側となる一升瓶Ｂの背面側（裏面）、つまり裏側の半円部分が照光面Ｐ２となる。従って、撮像手段３６が撮像する撮像面Ｐ１であるおもて側の半円部分と照光面と範囲が重ならない。従って、側面照明手段３７２からの照射光が一升瓶Ｂの表面に反射して撮像手段３６のレンズに入射することで、撮像手段３６が撮像した画像に光が写り込んでしまうことを防止することができる。
【００３８】
側面照明手段３７２は、３台ずつ間を空けて並べたときの隙間を一升瓶Ｂから離れるに従って徐々に狭くなる撮像範囲Ｓ１の幅に合わせて離間させているため、画像に側面照明手段３７２が写り込んでしまうことを防止することができる。
また、側面照明手段３７２を一升瓶Ｂの円弧面に沿って配置していることで、側面照明手段３７２から直進する光の出射方向が一升瓶Ｂの円周面（円弧面）の法線方向と一致するので、側面照明手段３７２からの光は一升瓶Ｂの円周面に全反射しにくく、側面照明手段３７２からの透過光量を増やすことができる。従って、側面照明手段３７２は、被検査物へ効率よく照光することができる。
【００３９】
また、側面照明手段３７２は、赤色発光ダイオードが露出していることにより、赤色発光ダイオードからの光が、直接、照射光として出射されるので、拡散板などに邪魔されることなく強い光を透過光として一升瓶Ｂに照光することができる。
また、側面照明手段３７２の発光手段として赤色発光ダイオードを使用しているため、茶色瓶で形成された一升瓶Ｂであっても、透過光量を増やすことができるので、焼酎内に混入した異物を浮き上がらせることができる。
【００４０】
更に、側面照明手段３７２は、図６に示すように、マトリクス状に配置された赤色発光ダイオードが並ぶ横列が、一端（左端）から他端（右端）に向かって下り傾斜で配列され、一端の赤色発光ダイオード３７２ａの上部が上列の他端の赤色発光ダイオード３７２ｂの下部と水平位置が同じに配置されていることにより、上列の横列Ｌ１と次列の横列Ｌ２との間の水平位置には一端から他端の間のいずれかの赤色発光ダイオードが位置することになるため、境目無く被検査物の照光面を照光することができる。
【００４１】
このようにして照明手段３７により照光された一升瓶Ｂを撮像手段３６により撮像することで、異物や一升瓶Ｂの傷、焼酎内の気泡が、背面照明手段３７１からの照射光により黒っぽい陰影となり、側面照明手段３７２からの照射光により白っぽい反射物となって画像に撮像される。
【００４２】
撮像手段３６から画像が制御手段に取り込まれ、制御手段にて２枚の画像の比較がされる。制御手段では、２枚の画像の比較により移動しないものは一升瓶Ｂの傷、移動するものは異物または気泡、更に異物と気泡とを選別することで、一升瓶Ｂ内に異物が混入しているか否かの判定を行う。
【００４３】
このように、移動フレーム３３が一升瓶Ｂと同期して一方向へ移動しながら、撮像手段３６に撮像を指示して２回分の画像を取得することで、撮像手段３６を上下方向には段積みしているが、水平方向には２台以上設ける必要がないので、コストの増大を抑制することができる。また、撮像手段３６は、揺動手段３８により移動しながら、搬送手段２０により移動している一升瓶Ｂを撮像するため、撮像のために一升瓶Ｂを停止させる必要がないため、短時間に撮像することができる。
【００４４】
撮像手段３６が２枚分の画像を撮像する撮像期間において、ジョイント部４１が一升瓶Ｂの上部に被さり、一升瓶Ｂを搬送路Ｒに押圧しているので、一升瓶Ｂが搬送路Ｒの振動により微動することが防止できるので、一升瓶Ｂが上下に移動したり、回転したりすることを防止することができる。従って、一升瓶Ｂの傷が画像の中で移動してしまうことが抑止できるので、一升瓶Ｂの傷を異物として誤認することが防止できる。
【００４５】
また、揺動手段３８に上部連結機構３９１が設けられているので、揺動手段３８による撮像手段３６の移動と、保持手段４０による一升瓶Ｂとの移動とをより確実に同期させることができる。更に、揺動手段３８に下部連結機構３９２が設けられているので、揺動手段３８による撮像手段３６の移動と、搬送手段２０による一升瓶Ｂとの移動とをより確実に同期させることができる。従って、撮像した２枚の画像を比較する精度を向上させることができ、小さい異物でも検出することが可能である。
【００４６】
一升瓶Ｂは、装置本体３０の入口側の移動フレーム３５（第１の移動フレーム３５１）を通過すると、搬送手段２０に搬送されて、装置本体３０の出口側の移動フレーム３５（第１の移動フレーム３５１）に進行する。一升瓶Ｂが第１の移動フレーム３５１を進行するときに、一升瓶Ｂの一方側が撮像されたので、第２の移動フレーム３５２を進行するときに、一升瓶Ｂの他方側が撮像される。そうすることで、撮像手段３６が一升瓶Ｂの直径の半分の被写体深度であっても、一升瓶Ｂに充填された焼酎の全部を撮像することができる。
【００４７】
本実施の形態では、装置本体３０の入口側に設けられた第１の撮像手段３６１および第１の照明手段３７ａと、出口側に設けられた第２の撮像手段３６２および第２の照明手段３７ｂとは、一升瓶Ｂを間に位置させて一升瓶Ｂの進行方向の並びが交互になるように配置されている。
【００４８】
撮像手段３６と照明手段３７とでは、側面照射手段３７２の占有幅が広いことから、撮像手段３６より照明手段３７の方が設置幅として広くなる。従って、一升瓶Ｂの進行方向の並びを同じとすると、照明手段３７同士（第１の照明手段３７ａと第２の照明手段３７ｂ）を隣り合わせに設置することになるため、移動フレーム３５を大きくしたり、移動フレーム３５同士の間隔を広げたりする必要があり、装置本体３０が大型化してしまう。
【００４９】
本実施の形態では、撮像手段３６および照明装置３７との並びを交互になるように配置している。つまり、搬送路Ｒの一方の片側に第１の撮像手段３６１と第２の照明手段３７ｂとが隣合わせとなるように配置され、搬送路Ｒを挟んで他方の片側に第１の照明手段３７ａと第２の撮像手段３７１とが隣合わせとなるように配置されているので、照明手段３７同士を隣接させて並べた場合と比較して、設置幅を短いものとすることができる。従って、装置本体３０を小型化することができ、異物検査における一升瓶Ｂの搬送距離を短くすることができるので、検査時間を短縮することができる。
【００５０】
第１の移動フレーム３５１と第２の移動フレーム３５２とは、移動方向が反対方向となるように往復移動している。第１の移動フレーム３５１が一升瓶Ｂと共に、往路移動（撮像移動）しているときには、第２の移動フレーム３５２は復路移動（復帰移動）している。反対に、第１の移動フレーム３５１が復路移動（復帰移動）しているときには、第２の移動フレーム３５２は往路移動（撮像移動）している。
【００５１】
このように第１の移動フレーム３５１と第２の移動フレーム３５２とが往復移動することで、往復移動する際に発生する振動が相殺されるので、振動の発生を抑制することができる。従って、精度の高い画像が撮像できる。
【００５２】
本実施の形態では、高速に撮像処理を行うため、往路移動の速度を一升瓶Ｂの移動に合わせてゆっくりと、また復路移動を次の一升瓶Ｂの元へ往路移動の速度より高速に復帰させることで、一往復に要する時間の短縮を図り、大量の被検査物の検査を短時間に行っている。従って、第１の移動フレーム３５１と第２の移動フレーム３５２とが往復移動するうちの一部が同方向となるが、大部分を反対方向の移動とすることで振動発生を軽減している。振動発生を軽減することができるので、より鮮明な画像を撮像することができる。なお、往路移動と復路移動とが同じ速度である場合には、完全に移動方向を反対方向とするのが望ましい。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態では、焼酎が充填された一升瓶Ｂを例に説明したが、例えば、清酒や薬品などの液体が光透過容器に充填されたものであれば、本発明を適用することが可能である。
また、ジョイント部４１は一升瓶Ｂの上部に被さるように形成されているが、一升瓶Ｂが振動したり回転したりすることが防止できればよいので、ジョイント部４１を搬送手段２０に一升瓶Ｂを上方から押圧する平板としてもよい。
また、本実施の形態では、水平断面が円形の一升瓶Ｂを例に説明したが、側面照明手段が撮像手段による撮像範囲外となる位置に配置され、かつ照光面が前記撮像手段からの撮像面Ｐ１とは反対側の被検査物の背面側となるように配置されていれば、被検査物の水平断面が三角形以上の多角形状でも、異形状でも、本発明を適用することができる。
更に、本実施の形態では、上部連結機構３９１および下部連結機構３９２をソレノイド３９ａを駆動源として採用しているが、モータの回転によりボールねじを回転させてアーム部の開放と閉鎖とを行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、液体が容器に充填された被検査物に混入された異物を、容器に付いた傷を識別しながら検査する異物検出装置に好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 異物検出装置
２０ 搬送手段
３０ 装置本体
３１ テーブル部
３１１ 脚部
３１２ 台部
３２ 固定フレーム
３３ 支持フレーム
３４ ガイド
３５ 移動フレーム
３５１ 第１の移動フレーム
３５２ 第２の移動フレーム
３６ 撮像手段
３６１ 第１の撮像手段
３６２ 第２の撮像手段
３７ 照明手段
３７ａ 第１の照明手段
３７ｂ 第２の照明手段
３７１ 背面照明手段
３７２ 側面照明手段
３７２ａ 一端の赤色発光ダイオード
３７２ｂ 他端の赤色発光ダイオード
３８ 揺動手段
３８１ モータ
３８２ ボールねじ
３９１ 上部連結機構
３９２ 下部連結機構
３９ａ ソレノイド
３９ｂ アーム部
３９ｃ 支持棒
３９ｄ スプリング
４０ 保持手段
４１ ジョイント部
４１１ 口部
４１２ 縁板部
４１３ 取付機構
４２ 駆動歯車
４３ 従動歯車
４４ チェーン
５０ 制御手段
Ｓ１ 撮像範囲
Ｐ１ 撮像面
Ｐ２ 照光面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が光透過容器に充填された被検査物を搬送する搬送路を形成する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される被検査物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を前記搬送手段が被検査物を搬送する方向に沿って往復移動させる揺動手段と、
前記撮像手段が被検査物の進行と共に移動している間に、被検査物に混入した異物を検出するための画像を少なくとも前記撮像手段により２回撮像する制御手段と、
前記搬送手段により搬送される被検査物の上部を押圧して被検査物と共に移動する保持手段とを備えたことを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記保持手段に連結する上部連結機構が設けられている請求項１記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記搬送路に連結する下部連結機構が設けられている請求項２記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、被検査物の一方から片側を撮像する第１の撮像手段と、被検査物の他方から反対側の片側を撮像する第２の撮像手段とを備えている請求項１から３のいずれかの項に記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記揺動手段は、前記第１の撮像手段を往復移動させる第１の揺動手段と、前記第２の撮像手段を往復移動させる第２の揺動手段とを備え、
前記第１の揺動手段と前記第２の揺動手段とは、移動方向が反対方向となるように往復移動する請求項４記載の異物検出装置。
【請求項６】
前記第１の撮像手段と対となる第１の照明手段と、前記第２の撮像手段と対となる第２の照明手段とが設けられ、
前記第１の撮像手段および前記第１の照明手段と、前記第２の撮像手段および前記第２の照明手段とは、被検査物を間に位置させて被検査物の進行方向の並びが交互になるように配置されている請求項４または５記載の異物検出装置。
【請求項１】
液体が光透過容器に充填された被検査物を搬送する搬送路を形成する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される被検査物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を前記搬送手段が被検査物を搬送する方向に沿って往復移動させる揺動手段と、
前記撮像手段が被検査物の進行と共に移動している間に、被検査物に混入した異物を検出するための画像を少なくとも前記撮像手段により２回撮像する制御手段と、
前記搬送手段により搬送される被検査物の上部を押圧して被検査物と共に移動する保持手段とを備えたことを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記保持手段に連結する上部連結機構が設けられている請求項１記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記揺動手段には、被検査物の移動に合わせて移動するときに、前記搬送路に連結する下部連結機構が設けられている請求項２記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、被検査物の一方から片側を撮像する第１の撮像手段と、被検査物の他方から反対側の片側を撮像する第２の撮像手段とを備えている請求項１から３のいずれかの項に記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記揺動手段は、前記第１の撮像手段を往復移動させる第１の揺動手段と、前記第２の撮像手段を往復移動させる第２の揺動手段とを備え、
前記第１の揺動手段と前記第２の揺動手段とは、移動方向が反対方向となるように往復移動する請求項４記載の異物検出装置。
【請求項６】
前記第１の撮像手段と対となる第１の照明手段と、前記第２の撮像手段と対となる第２の照明手段とが設けられ、
前記第１の撮像手段および前記第１の照明手段と、前記第２の撮像手段および前記第２の照明手段とは、被検査物を間に位置させて被検査物の進行方向の並びが交互になるように配置されている請求項４または５記載の異物検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３７３９６（Ｐ２０１２−１３７３９６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９０３５６（Ｐ２０１０−２９０３５６）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（５０７２５１２９５）アロン電機株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（５０７２５１２９５）アロン電機株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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