異物検査方法、及び異物検査装置並びに異物検査用の照明装置
【課題】容器の底面付近の形状や状態に拘わりなく不透明な異物を従来よりも高い精度で検出できる異物検査装置を提供する。
【解決手段】透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器２の底面２ａ側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査装置において、容器２をその上方から照明する第１の照明手段１０と、容器２をその外周側の略全周から照明する第２の照明手段２０とを備える。
【解決手段】透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器２の底面２ａ側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査装置において、容器２をその上方から照明する第１の照明手段１０と、容器２をその外周側の略全周から照明する第２の照明手段２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の底部に沈殿した異物の有無を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の底面側からの画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する方法が知られている（特許文献１参照）。また、検査対象のボトルを回転させて混入が予想される異物を底の中央部に集め、異物が存在している筈の領域を集中的に検査する方法、ボトルを特定の方向に傾け、その傾きによって異物が集められる筈の領域を集中的に検査する方法も知られている。
【特許文献１】特開平９−１１９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の方法では、検査に悪影響を及ぼす要因が幾つか存在している。例えば、ボトルの下端にナーリング部が形成され、あるいは、ペタロイドと呼ばれる凹凸がボトルの底面に付されている場合、それらの部分は検査範囲から除外されて死角となる。ボトルの底面に水滴が付着したり擦過傷が付いていると、それらの影響を受けて検査の精度が落ちることがある。
【０００４】
そこで、本発明は、容器の底面付近の形状や状態に拘わりなく不透明な異物を従来よりも高い精度で検出できる異物検査方法、及び異物検査装置並びに異物検査用の照明装置を提供することを目的とする。さらには、内容物の種類に拘わりなく最適な照明条件を実現できる異物検査装置及びその照明装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の手段により上述した課題を解決する。なお、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するが、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。
【０００６】
本発明の異物検査方法は、透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器（２）の底面（２ａ）側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法において、前記容器をその上方及び外周側の全周からそれぞれ照明して前記底面側の画像を撮像し、前記容器の前記底面側をその外周斜め下方から照明して該容器の底面側の反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記容器の上方及び外周側からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像に基づいて異物の有無を検査することにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この発明によれば、容器に対して様々な方向から照明光を入射させることにより、容器の底面側に凹凸形状、水滴、擦過傷等のように光の屈折や反射に乱れを生じさせる要因としての凹凸部があっても、様々な方向からの照明光の重ね合わせにより各部の照明状態を均一化させて特定方向への反射の偏りを抑え、凹凸部による影を弱め又は消失させることができる。一方、容器の底に不透明な異物が沈殿している場合、その異物の沈殿位置から容器外へは照明光が通過できない。従って、容器を底面側から撮影した場合に、異物以外の領域では全体的に輝度が高まる一方、異物の部分では輝度が低下し、異物とそれ以外の部分との間のコントラストが拡大する。これにより画像処理で異物を容易に検出できるようになり、検査精度が向上する。容器の底面側をその外周斜め下方から照明して撮影される反射光画像においては、容器の底面の凹凸部のエッジで反射光強度が高まるために、周囲とのコントラストを利用して容器の凹凸部を明確に把握できる。これにより、第１及び第２の照明手段による照明を実施しただけでは凹凸部の影を完全に消滅させることができない場合でもその凹凸部の影を異物として誤って認識しないような処置を講じることが可能となり、検査の精度、信頼性を高めることができる。
【０００８】
本発明の異物検査方法において、照明の概念は発光手段からの光を直接容器に当てる直接照明と、発光手段からの光を反射面で反射させてから容器に当てる間接照明の両者を含む。容器の外周側からの照明範囲は容器を完全に一周するまで確保される必要はなく、例えば容器の支持のために容器の外周の一部において照明が省略された場合でも、凹凸部による影を検査に支障のない程度まで弱められるように容器の周方向に照明範囲が確保されていれば「全周からの照明」の範囲に含まれる。外周側からの照明範囲は容器の全高に亘っている必要はなく、例えば容器の下部において照明範囲が省略されてもよい。
【０００９】
なお、容器の照明は適宜に選択してよいが、一例として、前記容器の底面側からの照明を可視光にて実施し、前記容器の上方及び外周側からの照明を赤外光にて実施してもよい（請求項２）。可視光と赤外光とを使い分けることにより、反射光画像と透過光画像とを明確に区別して撮像することができる。さらに、前記容器の底側から照射される可視光の波長域を前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域に一致させた場合には（請求項３）、容器の色と照明光とが重なり合う結果として容器の反射光画像が無彩色（灰色）を基本とした画像となり、反射光強度が高いといった特異点とそれ以外の背景部分とのコントラストが高まる。この結果、凹凸部のエッジをより明確に特定できるようになる。なお、「容器の色」とは、容器の素材そのものの色ではなく、容器の素材と内容物のそれぞれの色が組み合わされて最終的に見る者に観察される色を意味する。例えば容器が透明で内容物が日本茶のような有色透明な液体であれば容器の色はその内容物の色によって代表される。容器及び内容物のいずれもが有色透明であれば両者が加算された色が容器の色に相当する。
【００１０】
さらに、本発明の異物検査方法においては、前記容器の反射光画像から前記容器の底面に付された凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定してもよい（請求項４）。このように検査領域を設定すれば、透過光画像に基づく検査において検査領域のみを対象として異物に相当する輝度領域の有無を判別する限り、容器の底面に存在する凹凸部の影響で検査精度が悪化するおそれがなくなる。換言すれば、容器の底面に存在する凹凸部に影響されることなく高精度で検査を行える。
【００１１】
なお、本発明の異物検査方法においては、前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無を検査してもよい（請求項５）。透明又は半透明の異物に関しては透過光画像では明確に捉えられないおそれがある一方、反射光画像においては異物のエッジで反射光強度が高まることにより凹凸部のエッジ部分と同様にその異物の存在を把握できるようになる。
【００１２】
本発明の異物検査装置は、透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器（２）の底面（２ａ）側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査装置において、前記容器をその上方から照明する第１の照明手段（１０）と、前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段（２０）とを備え、前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段（３０（図９））が設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項６）。
【００１３】
この異物検査装置によれば、第１の照明手段及び第２の照明手段により容器をその上方及び外周側の全周からそれぞれ照明して底面側の画像を撮像することができる。第３の照明手段により容器の底面側の反射光画像を撮像して、反射光画像に基づく検査領域の選択を行うことが可能となる。従って、上述した異物検査方法に関する説明と同様の理由により、容器の底に沈殿した異物とそれ以外の部分との間のコントラストを拡大させて画像処理で異物を容易に検出することが可能となり、検査精度が向上する。
【００１４】
本発明の異物検査装置において、第２の照明手段による照明範囲は容器を完全に一周するまで確保される必要はなく、例えば容器の支持のために容器の外周の一部において照明が省略された場合でも、凹凸部による影を検査に支障のない程度まで弱められるように容器の周方向に照明範囲が確保されていれば「全周からの照明」の範囲に含まれる。第２の照明手段による照明範囲は容器の全高に亘っている必要はなく、例えば容器の下部において照明範囲が省略されてもよい。
【００１５】
前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射してもよい（請求項７）。また、前記第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射してもよい（請求項８）。これらの態様による利点は上述した異物検査方法にて既に説明した通りである。また、赤外域の照明と可視域の照明とを併用する態様においては、赤外光によって形成される画像を撮像する第１の撮像手段（４Ａ）と、可視光によって形成される画像を撮像する第２の撮像手段（４Ｂ）とを具備し、前記容器の下方には前記第１及び第２の照明手段から照射されて前記容器を透過した光束を前記第１の撮像手段に、前記第３の照明手段から照射された前記容器にて反射した光束を前記第２の撮像手段にそれぞれ分配する分配手段（５３）が設けられてもよい（請求項９）。このような分配手段としては、赤外域の光束を前記第１の撮像手段側へ透過させ、可視域の光束を前記第２の撮像手段に向けて反射するコールドミラーが利用できる（請求項１０）。このような分配手段を利用すれば、赤外域の照明による透過光画像を第１の撮像手段に、可視域の照明による反射光画像を第２の撮像手段にそれぞれ明確に分けて導いて、各画像をそれぞれの用途に応じて確実に使い分けられるようになる。また、赤外域の照明と可視域の照明とを同時に使用していても両者の画像を明確に分けることができる利点もある。
【００１６】
さらに、容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段を設ける場合においては、赤外域と可視域とを使い分けるか否かに拘わりなく、前記第１及び前記第２の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像を撮像する第１の撮像手段（４Ａ）と、前記第３の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の反射光画像を撮像する第２の撮像手段（４Ｂ）とを備えるようにしてもよい（請求項１１）。例えば照明光がいずれも可視域であったとしても、波長域を異ならせるとともに、フィルタ等を利用して各撮像手段に導く光束の波長域を制限すれば透過光画像と反射光画像とを異なる波長域で取得して異物検査を行うことができる。
【００１７】
本発明の異物検査装置において、第１及び第２の撮像手段を備えている場合には、さらに、前記第２の撮像手段が撮像した反射光画像に基づいて前記容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記第１の撮像手段が撮像した透過光画像に基づいて異物の有無を判定する判定手段（５）を備えてもよい（請求項１２）。このような判定手段を備えることにより、本発明の異物検査方法を効率よく実施することができる。
【００１８】
なお、前記判定手段は、前記反射光画像から前記容器の底面に付された凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定してもよい（請求項１３）。また、前記判定手段は、前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無をさらに判定してもよい（請求項１４）。これらの態様の技術的意義は異物検査方法に関して説明した通りである。
【００１９】
本発明の異物検査装置において、照明の概念は発光手段からの光を直接容器に当てる直接照明と、発光手段からの光を反射面で反射させてから容器に当てる間接照明の両者を含む。従って、第１又は第２の照明手段のいずれか一方は間接照明のみとしてもよい。例えば、第１の照明手段及び第２の照明手段は次のような態様にて構成することができる。
【００２０】
本発明の異物検査装置においては、前記第１の照明手段が発光器（１２）を備え、前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側には前記発光器からの照明光を反射する反射面（２１ａ）が前記容器の全周に亘って設けられた筒状体（２１）を備えてもよい（請求項１５）。この場合には、容器に対して第１の照明手段が直接照明として、第２の照明手段が間接照明としてそれぞれ機能する。
【００２１】
本発明の異物検査装置において、前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器（２３）を備え、前記第１の照明手段は下面側に前記筒状発光器からの照明光を反射する反射面（１３ａ）が設けられた蓋体（１３）を備えてもよい（請求項１６）。この場合には、容器に対して第２の照明手段が直接照明として、第１の照明手段が間接照明としてそれぞれ機能する。
【００２２】
本発明の異物検査装置においては、前記第１の照明手段が発光器（１２）を備えるとともに、前記第２の照明手段は前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器（２２）を備えてもよい（請求項１７）。この場合には、第１の照明手段及び第２の照明手段がそれぞれ直接照明として機能する。
【００２３】
第１の照明手段及び第２の照明手段は、それぞれ発光器に併せて反射面を設けることにより、直接照明と並行して間接照明としても機能させてもよい。
【００２４】
本発明の照明装置は、透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器（２）をその底面（２ａ）側から撮影して異物の有無を検査する異物検査装置に使用される照明装置であって、前記容器をその上方から照明する第１の照明手段（１０）と、前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段（２０）とを備え、前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段（３０（図９））が設けられているものである（請求項１８）。さらに、本発明の照明装置においては、前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射してもよい（請求項１９）。さらに可視域の照明光を照射する第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射してもよい（請求項２０）。これらの照明装置によれば、上述した異物検査装置を実現することができる。
【００２５】
本発明の他の異物検査方法は、透過性を有する容器（２）内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法であって、前記容器の検査領域を含む所定範囲についての所定方向からの反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、前記容器を前記所定方向に対して反対側から照明して前記検査領域に関する透過光画像を撮像し、得られた透過光画像に基づいて当該検査領域における異物の有無を検査するものである（請求項２１）。
【００２６】
このような異物検査方法によれば、容器の底面に限らず、側面その他の凹凸部が存在する場所を対象として、上述した異物検査方法と同様の原理により凹凸部の影の影響を排除するように検査領域を決定して、異物の有無を精度よく検査することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の異物検査方法及び装置によれば、容器に対して様々な方向から照明光を入射させることにより、容器の底面側に凹凸、水滴、擦過傷等のように光の屈折や反射に乱れを生じさせる要因があっても、様々な方向からの照明光の重ね合わせにより各部の照明状態を均一化させて特定方向への反射の偏りを抑え、凹凸部による影を弱め又は消失させることができる。一方、容器の底に不透明な異物が沈殿している場合、その異物の沈殿位置から容器外へは照明光が通過できない。従って、容器を底面側から撮影した場合に、異物以外の領域では全体的に輝度が高まる一方、異物の部分では輝度が低下し、異物とそれ以外の部分との間のコントラストが拡大する。これにより画像処理で異物を容易に検出できるようになり、従来よりも検査精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図９に本発明の一形態に係る異物検査装置を示す。この異物検査装置は、図１〜図５に示す異物検査装置の一部を変更したものであり、その説明に先立って、図１〜図５に示す異物検査装置を参考例として説明する。図１は本発明の第１の参考例の実施形態の異物検査装置を示している。異物検査装置１は、検査対象の容器２をその底面２ａを下にして支持する支持手段としての透明なアクリル板３と、アクリル板３の下方に配置されて容器２を底面２ａ側から撮像するカメラ４と、カメラ４から出力される画像に所定の処理を施して異物の有無を検査する画像処理装置５とを備えている。検査対象の容器２は透過性を有しかつ有底筒状に形成された、例えばペットボトルである。容器２の内部には飲料が充填され、容器２の口部はキャップＣＰにて密封されている。
【００２９】
アクリル板３の上方には、容器２をその上方から照明する第１の照明手段１０と、容器２をその外周側の略全周から照明する第２の照明手段２０とが設けられている。第１の照明手段１０は光源１１と、光源１１からの照明光を容器２に向けて射出する発光器１２と、発光器１２の上面側に被せられた蓋体１３とを有している。発光器１２はリング状に形成されて容器２の中心線ＣＬと同軸かつ容器２よりも幾らか上方に配置されている。発光器１２はその内側のほぼ全周に亘って設けられた発光面１２ａから容器２に向かって照明光を照射する。蓋体１３の下面はその全面に亘って発光器１２の照明光を反射可能な反射面１３ａとして構成されている。従って、第１の照明手段１０は発光器１２からの照明光によって容器２を照明する直接照明、及び蓋体１３の反射面１３ａからの反射光により容器２を照明する間接照明として機能する。
【００３０】
第２の照明手段２０は、容器２の全周を覆うように設けられた筒状体２１を備えている。筒状体２１は円筒形であり、その上端は発光器１２の外周に嵌合し、下端はアクリル板３に接している。筒状体２１の内面はその全面に亘って発光器１２からの照明光を反射する反射面２１ａとして構成されている。これにより、第２の照明手段２０は発光器１２から射出された照明光を利用した間接照明として機能する。
【００３１】
カメラ４はズームレンズ４ａと信号生成部４ｂとを備えている。信号生成部４ｂは例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の半導体素子を利用したイメージセンサを内蔵し、レンズ４ａの視野内に設定される撮影範囲の輝度分布に対応した画像信号を出力する。ズームレンズ４ａの倍率は、カメラ４から出力される画像に容器２の底面２ａが完全に含まれるように調整されている。さらに、レンズ４ａの前面にはフィルタ４ｃが装着されている。フィルタ４ｃは発光器１２から射出される照明光に含まれる光のうち、検査に使用すべき特定の波長域の光のみを選択的に透過させる。
【００３２】
フィルタ４ｃが透過させる波長域は適宜に選択してよいが、例えば近赤外域や可視域に設定することができる。光源１１又は発光器１２に関しても、検査に使用する波長域の光のみを発光させるようにしてもよい。この場合、カメラ４の信号生成部４ｂもフィルタ４ｃの透過領域に対応した構成とし、反射面１３ａ、２１ａもフィルタ４ｃの透過領域に対する反射率が高くなるように構成する必要がある。例えば、近赤外域や可視域の照明光による画像を利用する場合には、反射面１３ａ、２１ａは白色系とすることが望ましい。
【００３３】
次に、異物検査装置１を利用した異物の検査方法を説明する。なお、ここでは発光器１２からの照明光を透過させる性質の内容物が容器２に充填されているものとする。但し、照明光が透過する限り、内容物の着色の有無は問わない。このような内容物としては、例えば、飲料水、茶、サイダー、コーラ飲料がある。
【００３４】
異物検査装置１を利用して異物の有無を検査するには、まず蓋体１３を開けて筒状体２１内に容器２を設置し、蓋体１３を再び閉じる。そして、発光器１２から照明光を照射し、容器２の底面２ａ側からの画像をカメラ４で撮影し、その画像を画像処理装置５に出力させる。
【００３５】
以上の検査方法によれば、発光器１２からの照明光は容器２に直接入射するとともに反射面１３ａ、２１ａで反射して容器２に入射する。従って、容器２には様々な方向から照明光が入射する。従って、容器２の下端側にナーリング又はペタロイドのような凹凸が形成され、又は容器２の底面２ａに水滴が付着し、あるいは容器２の底面２ａに擦過傷が形成されていたとしても、様々な角度からの入射光によりそれらの凹凸部による影は弱められる。容器２の胴部２ｂや肩部２ｃの影響についても同様に抑えられる。従って、画像内における容器２の部分の輝度は全体的に高められる。
【００３６】
その一方、容器２内に不透明な異物が沈殿している場合、その沈殿位置では異物の色に拘わりなく照明光が異物に遮られて容器２の底面２ａからカメラ４へ光が通過できない。従って、画像内において異物の沈殿部分の輝度は相対的に低下する。このように、本発明の参考例によれば、異物とそれ以外の背景部分との間でコントラストを拡大できる。従って、画像処理装置５においてはコントラストを利用して異物を容易かつ確実に検出できるようになる。例えば、異物の輝度とそれ以外の部分の輝度との間に閾値を設定して画像を二値化し、二値化画像内における黒点の有無を検査すれば異物の有無を判別することができる。さらに、カメラ４にて容器２を撮影する際に、画像内において異物以外の領域の輝度が飽和するように露出条件を設定すれば二値化処理も不要であり、画像処理装置５においてさらに容易に異物を判別できる。また、図１の異物検査装置１によれば、容器２の底面２ａの全体を撮影するので検査の死角をなくし、検査の信頼性、確実性を高めることができる。なお、露出の調整はカメラ４側で行ってもよいし、発光器１２からの照明光の強度を変化させて露出を調整してもよい。
【００３７】
本発明の参考例は以上の実施形態に限定されず各種の形態にて実施してよい。以下、他の幾つかの実施形態について図２〜図５を参照して説明する。
【００３８】
図２に示した第２の参考例の実施形態の異物検査装置１においては、第１の照明手段１０の光源１１及び発光器１２が省略されている。その一方、第２の照明手段２０においては、図１の筒状体２１（図１）に代えて光源２２と、その光源２２からの照明光を容器２に向けて射出する筒状発光器２３とが設けられている。筒状発光器２３の上端はキャップＣＰよりも高く、下端はアクリル板３に接している。筒状発光器２３の内面側には、容器２の全周に亘って延びる円筒状の発光面２３ａが設けられている。筒状発光器２３は光源２２からの照明光をその発光面２３ａから容器２に向かって照射する。第１の照明手段１０の蓋体１３は筒状発光器２３の上端に被せられている。そして、蓋体１３の下面は筒状発光器２３からの照明光を反射可能な反射面１３ａとして構成されている。
【００３９】
この実施形態では、第１の照明手段１０が筒状発光器２３からの照明光を蓋体１３で反射して容器２を照明する間接照明として機能し、第２の照明手段２０が筒状発光器２３からの照明光で容器２を照明する直接照明として機能する。この実施形態においても、図１の例と同様に容器２に対して様々な方向から照明光を入射させることができるので、容器２の形状や異物の色に拘わりなく異物を確実に検出することができる。
【００４０】
図３に示した第３の参考例の実施形態の異物検査装置１においては、図１に示した第１の照明手段１０と、図２に示した第２の照明手段２０とが組み合わされている。この例では、容器２がその上方及び側方から発光器１２又は２２により直接照明され、かつ蓋体１３により容器２が間接照明される。このような照明方法によっても、図１及び図２の例と同様に容器２に対して様々な方向から照明光を入射させることができるので、容器２の形状や異物の色に拘わりなく異物を確実に検出することができる。なお、発光器１２、２２からは必要に応じて様々な波長域の照明光を照射してよいが、好適にはフィルタ４ｃが通過させる波長域の照明光を発光器１２、２２から射出させるとよい。
【００４１】
図４に示した第４の参考例の実施形態の異物検査装置１においては、図１に示した第２の照明手段２０の筒状体２１が上下方向に関して短縮されて筒状体２１の下端とアクリル板３との間に隙間が形成され、そこに第３の照明手段３０が設けられている。第３の照明手段３０は、光源３１と、光源３１からの照明光を容器２に向けて射出する発光器３２とを備えている。発光器３２はリング状に形成されて容器２の中心線ＣＬと同軸かつ容器２の下端部と対向するように配置されている。発光器３２はその内側のほぼ全周に亘って設けられた発光面３２ａから容器２に向かって照明光を照射する。
【００４２】
図４の異物検査装置１によれば、第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０を利用することにより、図１の異物検査装置１と同様に容器２内における異物の沈殿の有無を検査することができる。一方、容器２の内容物が濁っている場合（例えば内容物が果汁飲料や乳飲料の場合）、発光器１２からの照明光が容器２の外周で拡散し、カメラ４から出力される画像において底面２ａの輝度が容器２の周囲の輝度よりも低下して異物検出が困難となる。このような場合には第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０による照明を中止し、第３の照明手段３０の発光器３２により容器２の下端部をその外周から全周に亘って照明しつつ容器２をその底面２ａ側から撮影するとよい。発光器３２からの照明により容器２の底面２ａの近傍に限定して照明光を拡散させて底面２ａ付近の輝度を上げる一方で、容器２の上部に関しては発光器１２、蓋体１３、筒状体２１により外光を遮ってその輝度を相対的に低下させることができる。これにより、容器２の底面２ａの画像内において、異物の輝度を低く異物以外の領域の輝度を高めてコントラストを拡大し、異物の検出精度を高めることができる。
【００４３】
図５に示す第５の参考例の実施形態では、容器２のほぼ上半分のみが第２の照明手段２０の筒状体２１で覆われ、容器２の下半分の外周は第３の照明手段３０が設けられていないにも拘わらず、筒状体２１で覆われることなく開放されている。このように容器２の外周を比較的大きく空けることにより、チャック装置等で容器２の胴部２ｂを保持しつつ検査を行うことができる。容器２の胴部２ｂを掴んで支持すれば容器２の底面２ａ側を支持する必要がないのでアクリル板３は省略できる。図５の例では、アクリル板３に代えてフレネルレンズ６を底面２ａと対向して設けている。但し、フレネルレンズ６により容器２を支持する必要はない。カメラ４側からフレネルレンズ６を通して容器２を観察した場合、容器２の底面２ａと胴部２ｂとの境界に位置する立ち上がり部２ｄがフレネルレンズ６の屈折作用により底面２ａの外周側に展開して写し込まれる。従って、そのフレネルレンズ６を通して得られる画像のうち立ち上がり部２ｄに相当する領域を検査領域から除外することにより立ち上がり部２ｄの影響を受けることなく底面２ａ側における異物の沈殿の有無を検査することができる。なお、図５の例では筒状体２１の直径を発光面１２ａの内径にほぼ合わせてある。第２の照明手段２０で容器２の上半分を覆う構成は図２又は図３の実施形態においても適用可能である。図１〜図４の実施形態においても、アクリル板３に代え、又は追加してフレネルレンズ６を使用してもよい。
【００４４】
図６〜図８は、ペットボトル内に不透明な異物を投入して図４の異物検査装置１によりペットボトルを底面側から撮影したときの画像をそれらの比較例とともに示している。なお、これらの図においては異物を丸で囲んで示している。
【００４５】
図６は内容物が水の場合、図７は内容物がお茶の場合の画像を示し、各図とも（ａ）は筒状体２１を取り外して容器２を撮影した場合を、（ｂ）は蓋体１３及び筒状体２１を装着して発光器１２を点灯させた場合をそれぞれ示している。但し、発光器３２による照明は使用していない。これらの図から明らかなように、筒状体２１を被せて容器２をその上方及び外周側の全周から照明した場合には容器２の底面２ａの凹凸部（この例ではペタロイド）の影の影響を排除し、異物のみを黒点として捉えることができる。このように第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０による照明は、水やお茶のように内容物が透過性を有している場合の沈殿異物の検出に好適である。
【００４６】
また、図８は内容物が天然果汁１００％のオレンジジュースの場合の画像を示し、（ａ）は蓋体１３及び筒状体２１を被せ、発光器１２及び３２はいずれも消灯した場合の画像を、（ｂ）は蓋体１３及び筒状体２１を被せ、発光器１２を消灯し、発光器３２を点灯した場合の画像をそれぞれ示している。オレンジジュースの場合には容器２への入射光が内容物で拡散するため、容器２の上部から照明しても容器２の底面の輝度が上がらず暗視野として底面２ａが撮影されるが、第３の照明手段３０により容器２の下端部の外周側から照明すれば底面２ａを明るくして撮影して沈殿異物を検出することができる。
【００４７】
本発明の参考例は以上の実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば図５の実施形態から明らかなように、第３の照明手段を設けるか否かに拘わりなく、第２の照明手段の下端は容器の下端よりも上方にずれていてもよい。容器の支持はアクリル板３によるものに限定されない。例えば筒状体に隙間を設け、その隙間から容器２の胴部２ｂを支えるアームを筒状体内に延ばしてもよい。第３の照明手段は図２又は図３の実施形態と組み合わせてもよい。
【００４８】
図９は第１〜第３の照明手段１０、２０、３０を利用した本発明の一形態に係る異物検査装置を示す。この実施形態では、図５の実施形態とほぼ同様の第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０が設けられるとともに、第２の照明手段２０の下方に第３の照明手段３０が設けられている。なお、図９の実施形態では、図５に示した光源１１と発光器１２との組み合わせに代えて、光源としての多数のＬＥＤ（不図示）をリング状の発光面５０ａに沿って配列した発光器５０が第１の照明手段１０に設けられている。また、第３の照明手段３０においても、図４に示した光源３１と発光器３２との組み合わせに代えて、光源としての多数のＬＥＤ（不図示）をリング状の発光面５１ａに沿って配列した発光器５１が設けられている。このようなＬＥＤを利用した発光器は上述した第１〜第５の参考例の実施形態においても勿論使用可能である。なお、各発光器５０、５１は共通の電源回路５２からの電源供給によって発光するが、発光器毎に独立した電源回路を設けてもよい。
【００４９】
図９に矢印で示したように、第１の照明手段１０の発光器５０は容器２の上端側をその外周斜め上方から照明し、第３の照明手段３０の発光器５１は容器２の底面２ａ側をその外周斜め下方から照明する。発光器５０は近赤外域の照明光を照射し、発光器５１は可視域の照明光を照射する。例えば、発光器５０のＬＥＤには赤外ＬＥＤが使用され、発光器５１のＬＥＤには可視光を発するＬＥＤが使用される。
【００５０】
発光器５１の照明光の波長域は、容器２の色に対して補色関係が成立する波長域に一致させるとよい。例えば容器２の素材が透明で内容物がお茶の場合、容器２の色は茶又は黄系統となるため、発光器５１を構成するＬＥＤに青色ＬＥＤを使用すれば照明光と容器２の色との間に補色関係が成立するようになる。このような補色関係を成立させた場合、発光器５１の照明光と容器２の色とが混ざり合って無彩色が形成されるため、底面２ａの反射光画像において容器２の本来の色が観察されている部分とそれ以外の色との間のコントラストが高まる。例えば、底面２ａにペタロイドのような凹凸部が付されている場合には、その凹凸部のエッジ部分が外光を反射する等して内容物の色とは異なる色を呈するため、こうしたエッジ部分とその他の部分との間のコントラストが高くなり、エッジ部分を容易に検出できるようになる。
【００５１】
容器２の中心線ＣＬの下方には第１カメラ（第１の撮像手段）４Ａ、及び第２カメラ（第２の撮像手段）４Ｂが設けられている。第１カメラ４Ａは図５の例と同様に第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０にて照明された容器２の底面２ａ側の透過光画像を撮像し、第２カメラ４Ｂは第３の照明手段３０にて照明された容器２の底面２ａ側の反射光画像を撮像する。撮影画像をこのように選別するため、カメラ４Ａ、４Ｂと容器２との間には分配手段としてのコールドミラー５３が設けられている。コールドミラー５３は容器２の底面２ａから導かれる光束のうち赤外域の光束を第１カメラ４Ａ側に透過させ、可視域の光束を第２カメラ４Ｂ側に反射させる。さらに、第１カメラ４Ａのフィルタ４ｃは近赤外域の波長のみを透過させ、第２カメラ４Ｂのフィルタ４ｃは可視域の波長のみを透過させる。このような構成により、第１カメラ４Ａは第１及び第２の照明手段１０、２０にて照射される照明光による底面２ａの透過光画像を撮像し、第２カメラ４Ｂは第３の照明手段３０にて照射される照明光による底面２ａの反射光画像を撮像することができる。しかも、発光器５０及び５１は同時に点灯したままでよく、透過光画像と反射光画像のいずれか一方の画像の撮影中に他方の画像用の照明を消灯する必要はない。
【００５２】
各カメラ４Ａ、４Ｂにおいてはズームレンズ４ａが捉えた画像が上述した参考例の各実施形態と同様に信号生成部４ｂにて輝度分布に対応した画像信号に変換され、その画像信号は画像処理装置５に出力される。画像処理装置５はマイクロプロセッサを利用したコンピュータとして構成され、第１カメラ４Ａから出力された画像信号を利用して容器２の底面２ａの検査領域を決定し、その検査領域に関して第２カメラ４Ｂから出力される画像信号を利用して異物の有無を判定する。
【００５３】
図１０〜図１２は第１カメラ４Ａ及び第２カメラ４Ｂから出力される画像信号を印刷出力した例を示し、各図の（ａ）が透過光画像に、（ｂ）が反射光画像にそれぞれ対応する。図１２は炭酸飲料の例を、図１３及び図１４はお茶の例をそれぞれ示している。これらの図から明らかなように、第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０を利用しても、照明条件によっては容器２の底面２ａに付された凹凸部のエッジ部分の画像に暗部が残ることがあり、こうした暗部の影響でエッジ部分が誤って異物と判定されるおそれがある。これに対して底面２ａ側からの第３の照明手段３０を利用した反射光画像においては、エッジ部分の輝度がそれ以外の部分の輝度と比較して明確に高くなる。従って、反射光画像からエッジ部分を識別し、そのエッジ部分が除外されるよう検査領域を設定し、その検査領域に関して透過光画像中に暗点が存在するか否かを判定すれば、底面２ａの凹凸部に影響されない精度の高い異物検査を行うことができる。
【００５４】
図１３及び図１４はこのような原理を利用して画像処理装置５が異物の有無を検査する手順を示している。以下、これらについて説明する。
【００５５】
図１３は第２カメラ４Ｂが撮影した反射光画像から底面２ａの検査領域を決定するために画像処理装置５が実行する検査領域決定ルーチンを示している。検査領域決定ルーチンでは、まずステップＳ１１にて第２カメラ４Ｂが出力する反射光画像に対応した画像信号を適当な閾値で二値化して、底面２ａからの反射光の輝度が高い領域（底反射領域）を抽出する。この処理は、例えば図１０（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）の反射光画像において輝度の高い部分を識別する処理に相当する。
【００５６】
次のステップＳ１２では底面２ａの中心付近に対応する画像信号を不要信号として除去する。容器２によっては底面２ａの中心付近に成形時の名残で円形状の凸部が存在することがあり、その凸部の像の内側のみが誤って検出領域として認識されるおそれを排除するためである。続くステップＳ１３ではステップＳ１１で抽出された底反射領域の内側に相当する領域を検査領域の候補として一定の輝度値でペイント、すなわち塗り潰す。なお、ここでいう底反射領域は、ステップＳ１１の二値化によって輝度が高い側に区分された領域のうち容器２の閉曲線を描く部分よりも内側の領域である。ここでペイントされた領域が検査領域の候補となる。図１１（ｂ）又は１２（ｂ）に示すように複数の閉曲線が存在する場合には、例えば最も外側の円形を描く部分を底反射領域としてその内側をペイントする。さらにステップＳ１４では、塗り潰された領域（検査領域の候補）からその領域の特徴を表現するマッチング用の情報（例えば重心位置や中心位置の情報）を取得する。次のステップＳ１５では検査領域に関して所定の変形処理を施してその形状を整える。例えば、底反射領域のごく近傍では照明光が複雑に反射し、異物以外にも孤立点が生じることがあるため、ステップＳ１３でペイントされた領域を容器２の中心側に幾らか狭めるように変形する。そして、ステップＳ１６で変形後の領域を検査領域として決定し、その検査領域の形状や大きさを識別するために必要なデータを画像処理装置５に設けられたメモリに記録する。以上により検査領域決定ルーチンを終了する。なお、図１３のルーチンは第２カメラ４Ｂに対して形状が異なる反射光画像が入力される毎に実行すればよい。但し、検査対象の容器２が入れ替わる毎に図１３のルーチンが実行されてもよい。
【００５７】
次に、図１４の異物判別ルーチンを説明する。このルーチンは画像処理装置５が検査領域に関する異物の有無を判定するために実行するものである。最初のステップＳ２１において画像処理装置５は第１カメラ４Ａから出力された画像信号に対して所定のスムージング処理（平滑化処理）を実行する。透過光画像に含まれている異物以外の孤立点の輝度を平均化して、それらの孤立点が検出される確率を低下させるためである。続くステップＳ２２〜Ｓ２４において、第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像における孤立点（暗点）を小、中、大の三段階に分けて検索する。孤立点検索は、透過光画像上の注目点の輝度と、その注目点に対して所定の距離に位置している画素の輝度とを比較して注目点が孤立点か否かを判断する処理である。三段階に分けているのは、要するに注目点と比較されるべき画素までの距離を小、中、大の三段階に切り替えて孤立点を判断するものであり、このような処理により注目点が孤立点でかつその注目点に対して比較されるべき距離上に別の孤立点が存在している場合でも距離が変更されることによって漏れなく検出される利点がある。なお、孤立点検索は透過光画像の全域に亘って行われる。その後、ステップＳ２５において図１３のルーチンで決定された検査領域と第１カメラ４Ａが撮影した画像とのマッチングを実施する。この処理は、図１３のステップＳ１４で取得した重心位置や中心位置の情報を利用して、第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像における検査領域を特定するものである。続くステップＳ２６ではマッチングによって特定された検査領域よりも外側の領域を検査対象から除外する。
【００５８】
次のステップＳ２７では予め定められている判定基準と比較して、検査領域内に検出されている孤立点のうち判定基準外のものをマスク処理する。例えばＸｍｍ以上の異物を検出することが要求されている場合にＸｍｍよりも小さい寸法に相当する画素数の孤立点はマスク処理して異物の有無の判定対象から除外する。さらにステップＳ２８でマスク後も異物が存在しているか否かを判断する。異物が存在していると判別した場合にはステップＳ２９へ進んで検査対象の容器２を不良品として処理し、異物が存在していないと判別した場合にはステップＳ２９をスキップする。以上により異物判別処理ルーチンを終える。なお、予め異物が存在しないことが確認されている基準ボトルを用意し、その基準ボトルに対して図１３のルーチンを実施して得られた検査領域の画像を基準画像（テンプレート）として保存し、実際の検査対象の容器については図１４のステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を行って、先の基準画像との比較により異物の有無を判定してもよい。図１２（ｂ）のように検査領域内に複雑な模様が形成される場合にはその模様も含めてテンプレートを取得し、実際の検査対象の画像内にテンプレート上の明点以外の孤立点が存在するか否かにより異物の有無を検査することもできる。
【００５９】
なお、図１３及び図１４の手順はあくまで一例であり、検査領域の決定やその検査領域における異物の有無の判定は様々な手法で行ってよい。本発明の一形態においては近赤外域の照明光を利用して容器２の底面２ａ側の透過光画像を取得し、可視域の照明光を利用して容器２の底面２ａ側の反射光画像を取得したが、照明光の波長域は検査すべき容器やその内容物に応じて適宜に使い分けてよい。可視域であっても互いに異なる波長域を利用して透過光画像と反射光画像とを区別することができる。近赤外域と遠赤外域とを使い分けることも可能である。さらに、本発明の一形態の検査方法は容器２の底面２ａに限らず、検査領域の付近に異物検出精度を劣化させるような凹凸部が残っている様々なケースに適用できる。すなわち、容器２の底面２ａ以外の凹凸部を含んだ所定範囲を検査する場合であっても、その所定範囲を所定方向から照明して反射光画像を取得し、その反射光画像から凹凸部のエッジ部分を除外するように検査領域を決定し、その検査領域を反対側から照明して透過光画像を撮像し、得られた透過光画像から暗点を抽出する等して異物の有無を判定すればよい。
【００６０】
図１４のルーチンでは異物の有無を第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像に基づいて行っているが、第２カメラ４Ｂが撮影した反射光画像を図１４のルーチンで使用して異物検査を行ってもよい。例えば、セロファンテープやボトルのかけらといった透明又は不透明な異物については近赤外線が透過するために第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像では検出できないことがある。しかしながら、これらの異物が容器２の底に付着している場合、凹凸部のエッジと同様にこれらの異物のエッジも反射光強度が高くなるため、第２カメラ４Ｂの反射光画像において検査領域内に明点として捉えられるようになる。そこで、検査領域の決定後、第２カメラ４Ｂが撮像する反射光画像を利用して検査領域内に孤立した明点が存在するか否かを判断すれば、こうした透明又は半透明の異物も確実に検出できるようになる。
【００６１】
上述した実施形態では第２の照明手段２０の筒状体２１を円筒形状に構成しているが、本発明の筒状体は周方向に複数の部品を組み合わせて円筒形に構成されたものでもよい。その一例を図１５及び図１６に示す。
【００６２】
図１５及び図１６の実施形態では一対の半円筒状のカバー６２、６３が組み合わされて筒状体２１が構成される。すなわち、図１５に示したように、一対の回転体６０、６１（一方は半分のみ示す。）の外周には複数の半円筒状のカバー６２、６３がそれぞれ一定のピッチで取り付けられている。回転体６０、６１はそれぞれの回転軸６０ａ、６１ａの廻りに互いに逆方向に互いに等しい回転速度で回転駆動される。容器２はいずれか一方の回転体６０（６１でもよい。）に保持機構６４を介して保持されて回転体６０と同期して搬送される。回転体６０、６１が最も接近する検査位置Ｐ１において、回転体６０、６１のカバー６２、６３はそれぞれの先端が幾らか重複するようにして組み合わされ、それにより容器２の回りに筒状体２１が構成される。この筒状体２１の上方に第１の照明手段１０が被せられることにより、図５又は図９に示したものと同様の筒状体２１を実現することができる。この実施形態によれば、容器２を一定方向に搬送するだけで容器２を筒状体２１に対して出し入れできて便利である。なお、検査位置Ｐ１の容器２よりも下方には第３の照明手段３０、カメラ４Ａ、４Ｂ、フレネルレンズ６、コールドミラー５３等が配置される。
【００６３】
上述した図５の実施形態では第３の照明手段３０を利用して混濁液が充填されている容器の異物の有無を判断するものとしたが、混濁液のみを対象とした異物検査に用途を限定する場合には図１７に示すように第３の照明手段３０のみを設けてもよい。なお、図１７の例では、容器２の底面２ａのさらに下方にリング状の発光器７０を配置し、その発光器７０から容器２の上方に向かって中心線ＣＬとほぼ平行に射出される照明光を半円弧状の一対の反射板７１、７１の反射面７１ａによって容器２の中心線ＣＬ側に反射させ、その反射光で照明された底面２ａの透過光画像をフレネルレンズ６を介してカメラ４で撮像している。発光器７０の光源は例えば近赤外ＬＥＤを使用することができる。図１５及び図１６のカバー６２、６３に代え、又は追加して回転体６０、６１に反射板７１を取り付けるとともに、検査位置Ｐ１の下方にフレネルレンズ６や発光器７０及びカメラ４を設置することにより図１７の構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図２】本発明の第２の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図３】本発明の第３の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図４】本発明の第４の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図５】本発明の第５の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図６】第４の実施形態の異物検査装置において第１及び第２の照明手段を利用して容器を照明しつつ撮影した画像の一例をその比較例とともに示した図。
【図７】第４の実施形態の異物検査装置において第１及び第２の照明手段を利用して容器を照明しつつ撮影した画像の他の例をその比較例とともに示した図。
【図８】第４の実施形態の異物検査装置において第３の照明手段を利用して容器を照明しつつ撮影した画像の一例をその比較例とともに示した図。
【図９】本発明の一形態に係る異物検査装置の断面図。
【図１０】図９の異物検査装置にて撮影される画像の一例を示す図。
【図１１】図９の異物検査装置にて撮影される画像の他の例を示す図。
【図１２】図９の異物検査装置にて撮影される画像のさらに他の例を示す図。
【図１３】本発明の一形態に係る画像処理装置にて行われる検査領域決定ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】本発明の一形態に係る画像処理装置にて行われる異物判別ルーチンを示すフローチャート。
【図１５】一対の半円筒状のカバーを組み合わせて筒状体を構成する異物検査装置の部分平面図。
【図１６】図１５の異物検査装置を同図の矢印ＸＶＩ方向から見た状態を示す図。
【図１７】容器に混濁した内容物が充填されている場合に適した異物検査装置を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１ 異物検査装置
２ 容器
２ａ 底面
３ アクリル板
４ カメラ
４Ａ 第１カメラ（第１の撮像手段）
４Ｂ 第２カメラ（第２の撮像手段）
５ 画像処理装置（判定手段）
１０ 第１の照明手段
１１ 光源
１２ 発光器
１３ 蓋体
１３ａ 反射面
２０ 第２の照明手段
２１ 筒状体
２１ａ 反射面
２２ 光源
２３ 筒状発光器
２３ａ 発光面
３０ 第３の照明手段
３１ 光源
３２ 発光器
３２ａ 発光面
５０ 発光器（第１の照明手段）
５１ 発光器（第３の照明手段）
５３ コールドミラー（分配手段）
６２、６３ カバー（筒状体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の底部に沈殿した異物の有無を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の底面側からの画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する方法が知られている（特許文献１参照）。また、検査対象のボトルを回転させて混入が予想される異物を底の中央部に集め、異物が存在している筈の領域を集中的に検査する方法、ボトルを特定の方向に傾け、その傾きによって異物が集められる筈の領域を集中的に検査する方法も知られている。
【特許文献１】特開平９−１１９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の方法では、検査に悪影響を及ぼす要因が幾つか存在している。例えば、ボトルの下端にナーリング部が形成され、あるいは、ペタロイドと呼ばれる凹凸がボトルの底面に付されている場合、それらの部分は検査範囲から除外されて死角となる。ボトルの底面に水滴が付着したり擦過傷が付いていると、それらの影響を受けて検査の精度が落ちることがある。
【０００４】
そこで、本発明は、容器の底面付近の形状や状態に拘わりなく不透明な異物を従来よりも高い精度で検出できる異物検査方法、及び異物検査装置並びに異物検査用の照明装置を提供することを目的とする。さらには、内容物の種類に拘わりなく最適な照明条件を実現できる異物検査装置及びその照明装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の手段により上述した課題を解決する。なお、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するが、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。
【０００６】
本発明の異物検査方法は、透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器（２）の底面（２ａ）側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法において、前記容器をその上方及び外周側の全周からそれぞれ照明して前記底面側の画像を撮像し、前記容器の前記底面側をその外周斜め下方から照明して該容器の底面側の反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記容器の上方及び外周側からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像に基づいて異物の有無を検査することにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この発明によれば、容器に対して様々な方向から照明光を入射させることにより、容器の底面側に凹凸形状、水滴、擦過傷等のように光の屈折や反射に乱れを生じさせる要因としての凹凸部があっても、様々な方向からの照明光の重ね合わせにより各部の照明状態を均一化させて特定方向への反射の偏りを抑え、凹凸部による影を弱め又は消失させることができる。一方、容器の底に不透明な異物が沈殿している場合、その異物の沈殿位置から容器外へは照明光が通過できない。従って、容器を底面側から撮影した場合に、異物以外の領域では全体的に輝度が高まる一方、異物の部分では輝度が低下し、異物とそれ以外の部分との間のコントラストが拡大する。これにより画像処理で異物を容易に検出できるようになり、検査精度が向上する。容器の底面側をその外周斜め下方から照明して撮影される反射光画像においては、容器の底面の凹凸部のエッジで反射光強度が高まるために、周囲とのコントラストを利用して容器の凹凸部を明確に把握できる。これにより、第１及び第２の照明手段による照明を実施しただけでは凹凸部の影を完全に消滅させることができない場合でもその凹凸部の影を異物として誤って認識しないような処置を講じることが可能となり、検査の精度、信頼性を高めることができる。
【０００８】
本発明の異物検査方法において、照明の概念は発光手段からの光を直接容器に当てる直接照明と、発光手段からの光を反射面で反射させてから容器に当てる間接照明の両者を含む。容器の外周側からの照明範囲は容器を完全に一周するまで確保される必要はなく、例えば容器の支持のために容器の外周の一部において照明が省略された場合でも、凹凸部による影を検査に支障のない程度まで弱められるように容器の周方向に照明範囲が確保されていれば「全周からの照明」の範囲に含まれる。外周側からの照明範囲は容器の全高に亘っている必要はなく、例えば容器の下部において照明範囲が省略されてもよい。
【０００９】
なお、容器の照明は適宜に選択してよいが、一例として、前記容器の底面側からの照明を可視光にて実施し、前記容器の上方及び外周側からの照明を赤外光にて実施してもよい（請求項２）。可視光と赤外光とを使い分けることにより、反射光画像と透過光画像とを明確に区別して撮像することができる。さらに、前記容器の底側から照射される可視光の波長域を前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域に一致させた場合には（請求項３）、容器の色と照明光とが重なり合う結果として容器の反射光画像が無彩色（灰色）を基本とした画像となり、反射光強度が高いといった特異点とそれ以外の背景部分とのコントラストが高まる。この結果、凹凸部のエッジをより明確に特定できるようになる。なお、「容器の色」とは、容器の素材そのものの色ではなく、容器の素材と内容物のそれぞれの色が組み合わされて最終的に見る者に観察される色を意味する。例えば容器が透明で内容物が日本茶のような有色透明な液体であれば容器の色はその内容物の色によって代表される。容器及び内容物のいずれもが有色透明であれば両者が加算された色が容器の色に相当する。
【００１０】
さらに、本発明の異物検査方法においては、前記容器の反射光画像から前記容器の底面に付された凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定してもよい（請求項４）。このように検査領域を設定すれば、透過光画像に基づく検査において検査領域のみを対象として異物に相当する輝度領域の有無を判別する限り、容器の底面に存在する凹凸部の影響で検査精度が悪化するおそれがなくなる。換言すれば、容器の底面に存在する凹凸部に影響されることなく高精度で検査を行える。
【００１１】
なお、本発明の異物検査方法においては、前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無を検査してもよい（請求項５）。透明又は半透明の異物に関しては透過光画像では明確に捉えられないおそれがある一方、反射光画像においては異物のエッジで反射光強度が高まることにより凹凸部のエッジ部分と同様にその異物の存在を把握できるようになる。
【００１２】
本発明の異物検査装置は、透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器（２）の底面（２ａ）側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査装置において、前記容器をその上方から照明する第１の照明手段（１０）と、前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段（２０）とを備え、前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段（３０（図９））が設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項６）。
【００１３】
この異物検査装置によれば、第１の照明手段及び第２の照明手段により容器をその上方及び外周側の全周からそれぞれ照明して底面側の画像を撮像することができる。第３の照明手段により容器の底面側の反射光画像を撮像して、反射光画像に基づく検査領域の選択を行うことが可能となる。従って、上述した異物検査方法に関する説明と同様の理由により、容器の底に沈殿した異物とそれ以外の部分との間のコントラストを拡大させて画像処理で異物を容易に検出することが可能となり、検査精度が向上する。
【００１４】
本発明の異物検査装置において、第２の照明手段による照明範囲は容器を完全に一周するまで確保される必要はなく、例えば容器の支持のために容器の外周の一部において照明が省略された場合でも、凹凸部による影を検査に支障のない程度まで弱められるように容器の周方向に照明範囲が確保されていれば「全周からの照明」の範囲に含まれる。第２の照明手段による照明範囲は容器の全高に亘っている必要はなく、例えば容器の下部において照明範囲が省略されてもよい。
【００１５】
前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射してもよい（請求項７）。また、前記第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射してもよい（請求項８）。これらの態様による利点は上述した異物検査方法にて既に説明した通りである。また、赤外域の照明と可視域の照明とを併用する態様においては、赤外光によって形成される画像を撮像する第１の撮像手段（４Ａ）と、可視光によって形成される画像を撮像する第２の撮像手段（４Ｂ）とを具備し、前記容器の下方には前記第１及び第２の照明手段から照射されて前記容器を透過した光束を前記第１の撮像手段に、前記第３の照明手段から照射された前記容器にて反射した光束を前記第２の撮像手段にそれぞれ分配する分配手段（５３）が設けられてもよい（請求項９）。このような分配手段としては、赤外域の光束を前記第１の撮像手段側へ透過させ、可視域の光束を前記第２の撮像手段に向けて反射するコールドミラーが利用できる（請求項１０）。このような分配手段を利用すれば、赤外域の照明による透過光画像を第１の撮像手段に、可視域の照明による反射光画像を第２の撮像手段にそれぞれ明確に分けて導いて、各画像をそれぞれの用途に応じて確実に使い分けられるようになる。また、赤外域の照明と可視域の照明とを同時に使用していても両者の画像を明確に分けることができる利点もある。
【００１６】
さらに、容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段を設ける場合においては、赤外域と可視域とを使い分けるか否かに拘わりなく、前記第１及び前記第２の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像を撮像する第１の撮像手段（４Ａ）と、前記第３の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の反射光画像を撮像する第２の撮像手段（４Ｂ）とを備えるようにしてもよい（請求項１１）。例えば照明光がいずれも可視域であったとしても、波長域を異ならせるとともに、フィルタ等を利用して各撮像手段に導く光束の波長域を制限すれば透過光画像と反射光画像とを異なる波長域で取得して異物検査を行うことができる。
【００１７】
本発明の異物検査装置において、第１及び第２の撮像手段を備えている場合には、さらに、前記第２の撮像手段が撮像した反射光画像に基づいて前記容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記第１の撮像手段が撮像した透過光画像に基づいて異物の有無を判定する判定手段（５）を備えてもよい（請求項１２）。このような判定手段を備えることにより、本発明の異物検査方法を効率よく実施することができる。
【００１８】
なお、前記判定手段は、前記反射光画像から前記容器の底面に付された凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定してもよい（請求項１３）。また、前記判定手段は、前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無をさらに判定してもよい（請求項１４）。これらの態様の技術的意義は異物検査方法に関して説明した通りである。
【００１９】
本発明の異物検査装置において、照明の概念は発光手段からの光を直接容器に当てる直接照明と、発光手段からの光を反射面で反射させてから容器に当てる間接照明の両者を含む。従って、第１又は第２の照明手段のいずれか一方は間接照明のみとしてもよい。例えば、第１の照明手段及び第２の照明手段は次のような態様にて構成することができる。
【００２０】
本発明の異物検査装置においては、前記第１の照明手段が発光器（１２）を備え、前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側には前記発光器からの照明光を反射する反射面（２１ａ）が前記容器の全周に亘って設けられた筒状体（２１）を備えてもよい（請求項１５）。この場合には、容器に対して第１の照明手段が直接照明として、第２の照明手段が間接照明としてそれぞれ機能する。
【００２１】
本発明の異物検査装置において、前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器（２３）を備え、前記第１の照明手段は下面側に前記筒状発光器からの照明光を反射する反射面（１３ａ）が設けられた蓋体（１３）を備えてもよい（請求項１６）。この場合には、容器に対して第２の照明手段が直接照明として、第１の照明手段が間接照明としてそれぞれ機能する。
【００２２】
本発明の異物検査装置においては、前記第１の照明手段が発光器（１２）を備えるとともに、前記第２の照明手段は前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器（２２）を備えてもよい（請求項１７）。この場合には、第１の照明手段及び第２の照明手段がそれぞれ直接照明として機能する。
【００２３】
第１の照明手段及び第２の照明手段は、それぞれ発光器に併せて反射面を設けることにより、直接照明と並行して間接照明としても機能させてもよい。
【００２４】
本発明の照明装置は、透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器（２）をその底面（２ａ）側から撮影して異物の有無を検査する異物検査装置に使用される照明装置であって、前記容器をその上方から照明する第１の照明手段（１０）と、前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段（２０）とを備え、前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段（３０（図９））が設けられているものである（請求項１８）。さらに、本発明の照明装置においては、前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射してもよい（請求項１９）。さらに可視域の照明光を照射する第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射してもよい（請求項２０）。これらの照明装置によれば、上述した異物検査装置を実現することができる。
【００２５】
本発明の他の異物検査方法は、透過性を有する容器（２）内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法であって、前記容器の検査領域を含む所定範囲についての所定方向からの反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、前記容器を前記所定方向に対して反対側から照明して前記検査領域に関する透過光画像を撮像し、得られた透過光画像に基づいて当該検査領域における異物の有無を検査するものである（請求項２１）。
【００２６】
このような異物検査方法によれば、容器の底面に限らず、側面その他の凹凸部が存在する場所を対象として、上述した異物検査方法と同様の原理により凹凸部の影の影響を排除するように検査領域を決定して、異物の有無を精度よく検査することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の異物検査方法及び装置によれば、容器に対して様々な方向から照明光を入射させることにより、容器の底面側に凹凸、水滴、擦過傷等のように光の屈折や反射に乱れを生じさせる要因があっても、様々な方向からの照明光の重ね合わせにより各部の照明状態を均一化させて特定方向への反射の偏りを抑え、凹凸部による影を弱め又は消失させることができる。一方、容器の底に不透明な異物が沈殿している場合、その異物の沈殿位置から容器外へは照明光が通過できない。従って、容器を底面側から撮影した場合に、異物以外の領域では全体的に輝度が高まる一方、異物の部分では輝度が低下し、異物とそれ以外の部分との間のコントラストが拡大する。これにより画像処理で異物を容易に検出できるようになり、従来よりも検査精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図９に本発明の一形態に係る異物検査装置を示す。この異物検査装置は、図１〜図５に示す異物検査装置の一部を変更したものであり、その説明に先立って、図１〜図５に示す異物検査装置を参考例として説明する。図１は本発明の第１の参考例の実施形態の異物検査装置を示している。異物検査装置１は、検査対象の容器２をその底面２ａを下にして支持する支持手段としての透明なアクリル板３と、アクリル板３の下方に配置されて容器２を底面２ａ側から撮像するカメラ４と、カメラ４から出力される画像に所定の処理を施して異物の有無を検査する画像処理装置５とを備えている。検査対象の容器２は透過性を有しかつ有底筒状に形成された、例えばペットボトルである。容器２の内部には飲料が充填され、容器２の口部はキャップＣＰにて密封されている。
【００２９】
アクリル板３の上方には、容器２をその上方から照明する第１の照明手段１０と、容器２をその外周側の略全周から照明する第２の照明手段２０とが設けられている。第１の照明手段１０は光源１１と、光源１１からの照明光を容器２に向けて射出する発光器１２と、発光器１２の上面側に被せられた蓋体１３とを有している。発光器１２はリング状に形成されて容器２の中心線ＣＬと同軸かつ容器２よりも幾らか上方に配置されている。発光器１２はその内側のほぼ全周に亘って設けられた発光面１２ａから容器２に向かって照明光を照射する。蓋体１３の下面はその全面に亘って発光器１２の照明光を反射可能な反射面１３ａとして構成されている。従って、第１の照明手段１０は発光器１２からの照明光によって容器２を照明する直接照明、及び蓋体１３の反射面１３ａからの反射光により容器２を照明する間接照明として機能する。
【００３０】
第２の照明手段２０は、容器２の全周を覆うように設けられた筒状体２１を備えている。筒状体２１は円筒形であり、その上端は発光器１２の外周に嵌合し、下端はアクリル板３に接している。筒状体２１の内面はその全面に亘って発光器１２からの照明光を反射する反射面２１ａとして構成されている。これにより、第２の照明手段２０は発光器１２から射出された照明光を利用した間接照明として機能する。
【００３１】
カメラ４はズームレンズ４ａと信号生成部４ｂとを備えている。信号生成部４ｂは例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の半導体素子を利用したイメージセンサを内蔵し、レンズ４ａの視野内に設定される撮影範囲の輝度分布に対応した画像信号を出力する。ズームレンズ４ａの倍率は、カメラ４から出力される画像に容器２の底面２ａが完全に含まれるように調整されている。さらに、レンズ４ａの前面にはフィルタ４ｃが装着されている。フィルタ４ｃは発光器１２から射出される照明光に含まれる光のうち、検査に使用すべき特定の波長域の光のみを選択的に透過させる。
【００３２】
フィルタ４ｃが透過させる波長域は適宜に選択してよいが、例えば近赤外域や可視域に設定することができる。光源１１又は発光器１２に関しても、検査に使用する波長域の光のみを発光させるようにしてもよい。この場合、カメラ４の信号生成部４ｂもフィルタ４ｃの透過領域に対応した構成とし、反射面１３ａ、２１ａもフィルタ４ｃの透過領域に対する反射率が高くなるように構成する必要がある。例えば、近赤外域や可視域の照明光による画像を利用する場合には、反射面１３ａ、２１ａは白色系とすることが望ましい。
【００３３】
次に、異物検査装置１を利用した異物の検査方法を説明する。なお、ここでは発光器１２からの照明光を透過させる性質の内容物が容器２に充填されているものとする。但し、照明光が透過する限り、内容物の着色の有無は問わない。このような内容物としては、例えば、飲料水、茶、サイダー、コーラ飲料がある。
【００３４】
異物検査装置１を利用して異物の有無を検査するには、まず蓋体１３を開けて筒状体２１内に容器２を設置し、蓋体１３を再び閉じる。そして、発光器１２から照明光を照射し、容器２の底面２ａ側からの画像をカメラ４で撮影し、その画像を画像処理装置５に出力させる。
【００３５】
以上の検査方法によれば、発光器１２からの照明光は容器２に直接入射するとともに反射面１３ａ、２１ａで反射して容器２に入射する。従って、容器２には様々な方向から照明光が入射する。従って、容器２の下端側にナーリング又はペタロイドのような凹凸が形成され、又は容器２の底面２ａに水滴が付着し、あるいは容器２の底面２ａに擦過傷が形成されていたとしても、様々な角度からの入射光によりそれらの凹凸部による影は弱められる。容器２の胴部２ｂや肩部２ｃの影響についても同様に抑えられる。従って、画像内における容器２の部分の輝度は全体的に高められる。
【００３６】
その一方、容器２内に不透明な異物が沈殿している場合、その沈殿位置では異物の色に拘わりなく照明光が異物に遮られて容器２の底面２ａからカメラ４へ光が通過できない。従って、画像内において異物の沈殿部分の輝度は相対的に低下する。このように、本発明の参考例によれば、異物とそれ以外の背景部分との間でコントラストを拡大できる。従って、画像処理装置５においてはコントラストを利用して異物を容易かつ確実に検出できるようになる。例えば、異物の輝度とそれ以外の部分の輝度との間に閾値を設定して画像を二値化し、二値化画像内における黒点の有無を検査すれば異物の有無を判別することができる。さらに、カメラ４にて容器２を撮影する際に、画像内において異物以外の領域の輝度が飽和するように露出条件を設定すれば二値化処理も不要であり、画像処理装置５においてさらに容易に異物を判別できる。また、図１の異物検査装置１によれば、容器２の底面２ａの全体を撮影するので検査の死角をなくし、検査の信頼性、確実性を高めることができる。なお、露出の調整はカメラ４側で行ってもよいし、発光器１２からの照明光の強度を変化させて露出を調整してもよい。
【００３７】
本発明の参考例は以上の実施形態に限定されず各種の形態にて実施してよい。以下、他の幾つかの実施形態について図２〜図５を参照して説明する。
【００３８】
図２に示した第２の参考例の実施形態の異物検査装置１においては、第１の照明手段１０の光源１１及び発光器１２が省略されている。その一方、第２の照明手段２０においては、図１の筒状体２１（図１）に代えて光源２２と、その光源２２からの照明光を容器２に向けて射出する筒状発光器２３とが設けられている。筒状発光器２３の上端はキャップＣＰよりも高く、下端はアクリル板３に接している。筒状発光器２３の内面側には、容器２の全周に亘って延びる円筒状の発光面２３ａが設けられている。筒状発光器２３は光源２２からの照明光をその発光面２３ａから容器２に向かって照射する。第１の照明手段１０の蓋体１３は筒状発光器２３の上端に被せられている。そして、蓋体１３の下面は筒状発光器２３からの照明光を反射可能な反射面１３ａとして構成されている。
【００３９】
この実施形態では、第１の照明手段１０が筒状発光器２３からの照明光を蓋体１３で反射して容器２を照明する間接照明として機能し、第２の照明手段２０が筒状発光器２３からの照明光で容器２を照明する直接照明として機能する。この実施形態においても、図１の例と同様に容器２に対して様々な方向から照明光を入射させることができるので、容器２の形状や異物の色に拘わりなく異物を確実に検出することができる。
【００４０】
図３に示した第３の参考例の実施形態の異物検査装置１においては、図１に示した第１の照明手段１０と、図２に示した第２の照明手段２０とが組み合わされている。この例では、容器２がその上方及び側方から発光器１２又は２２により直接照明され、かつ蓋体１３により容器２が間接照明される。このような照明方法によっても、図１及び図２の例と同様に容器２に対して様々な方向から照明光を入射させることができるので、容器２の形状や異物の色に拘わりなく異物を確実に検出することができる。なお、発光器１２、２２からは必要に応じて様々な波長域の照明光を照射してよいが、好適にはフィルタ４ｃが通過させる波長域の照明光を発光器１２、２２から射出させるとよい。
【００４１】
図４に示した第４の参考例の実施形態の異物検査装置１においては、図１に示した第２の照明手段２０の筒状体２１が上下方向に関して短縮されて筒状体２１の下端とアクリル板３との間に隙間が形成され、そこに第３の照明手段３０が設けられている。第３の照明手段３０は、光源３１と、光源３１からの照明光を容器２に向けて射出する発光器３２とを備えている。発光器３２はリング状に形成されて容器２の中心線ＣＬと同軸かつ容器２の下端部と対向するように配置されている。発光器３２はその内側のほぼ全周に亘って設けられた発光面３２ａから容器２に向かって照明光を照射する。
【００４２】
図４の異物検査装置１によれば、第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０を利用することにより、図１の異物検査装置１と同様に容器２内における異物の沈殿の有無を検査することができる。一方、容器２の内容物が濁っている場合（例えば内容物が果汁飲料や乳飲料の場合）、発光器１２からの照明光が容器２の外周で拡散し、カメラ４から出力される画像において底面２ａの輝度が容器２の周囲の輝度よりも低下して異物検出が困難となる。このような場合には第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０による照明を中止し、第３の照明手段３０の発光器３２により容器２の下端部をその外周から全周に亘って照明しつつ容器２をその底面２ａ側から撮影するとよい。発光器３２からの照明により容器２の底面２ａの近傍に限定して照明光を拡散させて底面２ａ付近の輝度を上げる一方で、容器２の上部に関しては発光器１２、蓋体１３、筒状体２１により外光を遮ってその輝度を相対的に低下させることができる。これにより、容器２の底面２ａの画像内において、異物の輝度を低く異物以外の領域の輝度を高めてコントラストを拡大し、異物の検出精度を高めることができる。
【００４３】
図５に示す第５の参考例の実施形態では、容器２のほぼ上半分のみが第２の照明手段２０の筒状体２１で覆われ、容器２の下半分の外周は第３の照明手段３０が設けられていないにも拘わらず、筒状体２１で覆われることなく開放されている。このように容器２の外周を比較的大きく空けることにより、チャック装置等で容器２の胴部２ｂを保持しつつ検査を行うことができる。容器２の胴部２ｂを掴んで支持すれば容器２の底面２ａ側を支持する必要がないのでアクリル板３は省略できる。図５の例では、アクリル板３に代えてフレネルレンズ６を底面２ａと対向して設けている。但し、フレネルレンズ６により容器２を支持する必要はない。カメラ４側からフレネルレンズ６を通して容器２を観察した場合、容器２の底面２ａと胴部２ｂとの境界に位置する立ち上がり部２ｄがフレネルレンズ６の屈折作用により底面２ａの外周側に展開して写し込まれる。従って、そのフレネルレンズ６を通して得られる画像のうち立ち上がり部２ｄに相当する領域を検査領域から除外することにより立ち上がり部２ｄの影響を受けることなく底面２ａ側における異物の沈殿の有無を検査することができる。なお、図５の例では筒状体２１の直径を発光面１２ａの内径にほぼ合わせてある。第２の照明手段２０で容器２の上半分を覆う構成は図２又は図３の実施形態においても適用可能である。図１〜図４の実施形態においても、アクリル板３に代え、又は追加してフレネルレンズ６を使用してもよい。
【００４４】
図６〜図８は、ペットボトル内に不透明な異物を投入して図４の異物検査装置１によりペットボトルを底面側から撮影したときの画像をそれらの比較例とともに示している。なお、これらの図においては異物を丸で囲んで示している。
【００４５】
図６は内容物が水の場合、図７は内容物がお茶の場合の画像を示し、各図とも（ａ）は筒状体２１を取り外して容器２を撮影した場合を、（ｂ）は蓋体１３及び筒状体２１を装着して発光器１２を点灯させた場合をそれぞれ示している。但し、発光器３２による照明は使用していない。これらの図から明らかなように、筒状体２１を被せて容器２をその上方及び外周側の全周から照明した場合には容器２の底面２ａの凹凸部（この例ではペタロイド）の影の影響を排除し、異物のみを黒点として捉えることができる。このように第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０による照明は、水やお茶のように内容物が透過性を有している場合の沈殿異物の検出に好適である。
【００４６】
また、図８は内容物が天然果汁１００％のオレンジジュースの場合の画像を示し、（ａ）は蓋体１３及び筒状体２１を被せ、発光器１２及び３２はいずれも消灯した場合の画像を、（ｂ）は蓋体１３及び筒状体２１を被せ、発光器１２を消灯し、発光器３２を点灯した場合の画像をそれぞれ示している。オレンジジュースの場合には容器２への入射光が内容物で拡散するため、容器２の上部から照明しても容器２の底面の輝度が上がらず暗視野として底面２ａが撮影されるが、第３の照明手段３０により容器２の下端部の外周側から照明すれば底面２ａを明るくして撮影して沈殿異物を検出することができる。
【００４７】
本発明の参考例は以上の実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば図５の実施形態から明らかなように、第３の照明手段を設けるか否かに拘わりなく、第２の照明手段の下端は容器の下端よりも上方にずれていてもよい。容器の支持はアクリル板３によるものに限定されない。例えば筒状体に隙間を設け、その隙間から容器２の胴部２ｂを支えるアームを筒状体内に延ばしてもよい。第３の照明手段は図２又は図３の実施形態と組み合わせてもよい。
【００４８】
図９は第１〜第３の照明手段１０、２０、３０を利用した本発明の一形態に係る異物検査装置を示す。この実施形態では、図５の実施形態とほぼ同様の第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０が設けられるとともに、第２の照明手段２０の下方に第３の照明手段３０が設けられている。なお、図９の実施形態では、図５に示した光源１１と発光器１２との組み合わせに代えて、光源としての多数のＬＥＤ（不図示）をリング状の発光面５０ａに沿って配列した発光器５０が第１の照明手段１０に設けられている。また、第３の照明手段３０においても、図４に示した光源３１と発光器３２との組み合わせに代えて、光源としての多数のＬＥＤ（不図示）をリング状の発光面５１ａに沿って配列した発光器５１が設けられている。このようなＬＥＤを利用した発光器は上述した第１〜第５の参考例の実施形態においても勿論使用可能である。なお、各発光器５０、５１は共通の電源回路５２からの電源供給によって発光するが、発光器毎に独立した電源回路を設けてもよい。
【００４９】
図９に矢印で示したように、第１の照明手段１０の発光器５０は容器２の上端側をその外周斜め上方から照明し、第３の照明手段３０の発光器５１は容器２の底面２ａ側をその外周斜め下方から照明する。発光器５０は近赤外域の照明光を照射し、発光器５１は可視域の照明光を照射する。例えば、発光器５０のＬＥＤには赤外ＬＥＤが使用され、発光器５１のＬＥＤには可視光を発するＬＥＤが使用される。
【００５０】
発光器５１の照明光の波長域は、容器２の色に対して補色関係が成立する波長域に一致させるとよい。例えば容器２の素材が透明で内容物がお茶の場合、容器２の色は茶又は黄系統となるため、発光器５１を構成するＬＥＤに青色ＬＥＤを使用すれば照明光と容器２の色との間に補色関係が成立するようになる。このような補色関係を成立させた場合、発光器５１の照明光と容器２の色とが混ざり合って無彩色が形成されるため、底面２ａの反射光画像において容器２の本来の色が観察されている部分とそれ以外の色との間のコントラストが高まる。例えば、底面２ａにペタロイドのような凹凸部が付されている場合には、その凹凸部のエッジ部分が外光を反射する等して内容物の色とは異なる色を呈するため、こうしたエッジ部分とその他の部分との間のコントラストが高くなり、エッジ部分を容易に検出できるようになる。
【００５１】
容器２の中心線ＣＬの下方には第１カメラ（第１の撮像手段）４Ａ、及び第２カメラ（第２の撮像手段）４Ｂが設けられている。第１カメラ４Ａは図５の例と同様に第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０にて照明された容器２の底面２ａ側の透過光画像を撮像し、第２カメラ４Ｂは第３の照明手段３０にて照明された容器２の底面２ａ側の反射光画像を撮像する。撮影画像をこのように選別するため、カメラ４Ａ、４Ｂと容器２との間には分配手段としてのコールドミラー５３が設けられている。コールドミラー５３は容器２の底面２ａから導かれる光束のうち赤外域の光束を第１カメラ４Ａ側に透過させ、可視域の光束を第２カメラ４Ｂ側に反射させる。さらに、第１カメラ４Ａのフィルタ４ｃは近赤外域の波長のみを透過させ、第２カメラ４Ｂのフィルタ４ｃは可視域の波長のみを透過させる。このような構成により、第１カメラ４Ａは第１及び第２の照明手段１０、２０にて照射される照明光による底面２ａの透過光画像を撮像し、第２カメラ４Ｂは第３の照明手段３０にて照射される照明光による底面２ａの反射光画像を撮像することができる。しかも、発光器５０及び５１は同時に点灯したままでよく、透過光画像と反射光画像のいずれか一方の画像の撮影中に他方の画像用の照明を消灯する必要はない。
【００５２】
各カメラ４Ａ、４Ｂにおいてはズームレンズ４ａが捉えた画像が上述した参考例の各実施形態と同様に信号生成部４ｂにて輝度分布に対応した画像信号に変換され、その画像信号は画像処理装置５に出力される。画像処理装置５はマイクロプロセッサを利用したコンピュータとして構成され、第１カメラ４Ａから出力された画像信号を利用して容器２の底面２ａの検査領域を決定し、その検査領域に関して第２カメラ４Ｂから出力される画像信号を利用して異物の有無を判定する。
【００５３】
図１０〜図１２は第１カメラ４Ａ及び第２カメラ４Ｂから出力される画像信号を印刷出力した例を示し、各図の（ａ）が透過光画像に、（ｂ）が反射光画像にそれぞれ対応する。図１２は炭酸飲料の例を、図１３及び図１４はお茶の例をそれぞれ示している。これらの図から明らかなように、第１の照明手段１０及び第２の照明手段２０を利用しても、照明条件によっては容器２の底面２ａに付された凹凸部のエッジ部分の画像に暗部が残ることがあり、こうした暗部の影響でエッジ部分が誤って異物と判定されるおそれがある。これに対して底面２ａ側からの第３の照明手段３０を利用した反射光画像においては、エッジ部分の輝度がそれ以外の部分の輝度と比較して明確に高くなる。従って、反射光画像からエッジ部分を識別し、そのエッジ部分が除外されるよう検査領域を設定し、その検査領域に関して透過光画像中に暗点が存在するか否かを判定すれば、底面２ａの凹凸部に影響されない精度の高い異物検査を行うことができる。
【００５４】
図１３及び図１４はこのような原理を利用して画像処理装置５が異物の有無を検査する手順を示している。以下、これらについて説明する。
【００５５】
図１３は第２カメラ４Ｂが撮影した反射光画像から底面２ａの検査領域を決定するために画像処理装置５が実行する検査領域決定ルーチンを示している。検査領域決定ルーチンでは、まずステップＳ１１にて第２カメラ４Ｂが出力する反射光画像に対応した画像信号を適当な閾値で二値化して、底面２ａからの反射光の輝度が高い領域（底反射領域）を抽出する。この処理は、例えば図１０（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）の反射光画像において輝度の高い部分を識別する処理に相当する。
【００５６】
次のステップＳ１２では底面２ａの中心付近に対応する画像信号を不要信号として除去する。容器２によっては底面２ａの中心付近に成形時の名残で円形状の凸部が存在することがあり、その凸部の像の内側のみが誤って検出領域として認識されるおそれを排除するためである。続くステップＳ１３ではステップＳ１１で抽出された底反射領域の内側に相当する領域を検査領域の候補として一定の輝度値でペイント、すなわち塗り潰す。なお、ここでいう底反射領域は、ステップＳ１１の二値化によって輝度が高い側に区分された領域のうち容器２の閉曲線を描く部分よりも内側の領域である。ここでペイントされた領域が検査領域の候補となる。図１１（ｂ）又は１２（ｂ）に示すように複数の閉曲線が存在する場合には、例えば最も外側の円形を描く部分を底反射領域としてその内側をペイントする。さらにステップＳ１４では、塗り潰された領域（検査領域の候補）からその領域の特徴を表現するマッチング用の情報（例えば重心位置や中心位置の情報）を取得する。次のステップＳ１５では検査領域に関して所定の変形処理を施してその形状を整える。例えば、底反射領域のごく近傍では照明光が複雑に反射し、異物以外にも孤立点が生じることがあるため、ステップＳ１３でペイントされた領域を容器２の中心側に幾らか狭めるように変形する。そして、ステップＳ１６で変形後の領域を検査領域として決定し、その検査領域の形状や大きさを識別するために必要なデータを画像処理装置５に設けられたメモリに記録する。以上により検査領域決定ルーチンを終了する。なお、図１３のルーチンは第２カメラ４Ｂに対して形状が異なる反射光画像が入力される毎に実行すればよい。但し、検査対象の容器２が入れ替わる毎に図１３のルーチンが実行されてもよい。
【００５７】
次に、図１４の異物判別ルーチンを説明する。このルーチンは画像処理装置５が検査領域に関する異物の有無を判定するために実行するものである。最初のステップＳ２１において画像処理装置５は第１カメラ４Ａから出力された画像信号に対して所定のスムージング処理（平滑化処理）を実行する。透過光画像に含まれている異物以外の孤立点の輝度を平均化して、それらの孤立点が検出される確率を低下させるためである。続くステップＳ２２〜Ｓ２４において、第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像における孤立点（暗点）を小、中、大の三段階に分けて検索する。孤立点検索は、透過光画像上の注目点の輝度と、その注目点に対して所定の距離に位置している画素の輝度とを比較して注目点が孤立点か否かを判断する処理である。三段階に分けているのは、要するに注目点と比較されるべき画素までの距離を小、中、大の三段階に切り替えて孤立点を判断するものであり、このような処理により注目点が孤立点でかつその注目点に対して比較されるべき距離上に別の孤立点が存在している場合でも距離が変更されることによって漏れなく検出される利点がある。なお、孤立点検索は透過光画像の全域に亘って行われる。その後、ステップＳ２５において図１３のルーチンで決定された検査領域と第１カメラ４Ａが撮影した画像とのマッチングを実施する。この処理は、図１３のステップＳ１４で取得した重心位置や中心位置の情報を利用して、第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像における検査領域を特定するものである。続くステップＳ２６ではマッチングによって特定された検査領域よりも外側の領域を検査対象から除外する。
【００５８】
次のステップＳ２７では予め定められている判定基準と比較して、検査領域内に検出されている孤立点のうち判定基準外のものをマスク処理する。例えばＸｍｍ以上の異物を検出することが要求されている場合にＸｍｍよりも小さい寸法に相当する画素数の孤立点はマスク処理して異物の有無の判定対象から除外する。さらにステップＳ２８でマスク後も異物が存在しているか否かを判断する。異物が存在していると判別した場合にはステップＳ２９へ進んで検査対象の容器２を不良品として処理し、異物が存在していないと判別した場合にはステップＳ２９をスキップする。以上により異物判別処理ルーチンを終える。なお、予め異物が存在しないことが確認されている基準ボトルを用意し、その基準ボトルに対して図１３のルーチンを実施して得られた検査領域の画像を基準画像（テンプレート）として保存し、実際の検査対象の容器については図１４のステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を行って、先の基準画像との比較により異物の有無を判定してもよい。図１２（ｂ）のように検査領域内に複雑な模様が形成される場合にはその模様も含めてテンプレートを取得し、実際の検査対象の画像内にテンプレート上の明点以外の孤立点が存在するか否かにより異物の有無を検査することもできる。
【００５９】
なお、図１３及び図１４の手順はあくまで一例であり、検査領域の決定やその検査領域における異物の有無の判定は様々な手法で行ってよい。本発明の一形態においては近赤外域の照明光を利用して容器２の底面２ａ側の透過光画像を取得し、可視域の照明光を利用して容器２の底面２ａ側の反射光画像を取得したが、照明光の波長域は検査すべき容器やその内容物に応じて適宜に使い分けてよい。可視域であっても互いに異なる波長域を利用して透過光画像と反射光画像とを区別することができる。近赤外域と遠赤外域とを使い分けることも可能である。さらに、本発明の一形態の検査方法は容器２の底面２ａに限らず、検査領域の付近に異物検出精度を劣化させるような凹凸部が残っている様々なケースに適用できる。すなわち、容器２の底面２ａ以外の凹凸部を含んだ所定範囲を検査する場合であっても、その所定範囲を所定方向から照明して反射光画像を取得し、その反射光画像から凹凸部のエッジ部分を除外するように検査領域を決定し、その検査領域を反対側から照明して透過光画像を撮像し、得られた透過光画像から暗点を抽出する等して異物の有無を判定すればよい。
【００６０】
図１４のルーチンでは異物の有無を第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像に基づいて行っているが、第２カメラ４Ｂが撮影した反射光画像を図１４のルーチンで使用して異物検査を行ってもよい。例えば、セロファンテープやボトルのかけらといった透明又は不透明な異物については近赤外線が透過するために第１カメラ４Ａが撮影した透過光画像では検出できないことがある。しかしながら、これらの異物が容器２の底に付着している場合、凹凸部のエッジと同様にこれらの異物のエッジも反射光強度が高くなるため、第２カメラ４Ｂの反射光画像において検査領域内に明点として捉えられるようになる。そこで、検査領域の決定後、第２カメラ４Ｂが撮像する反射光画像を利用して検査領域内に孤立した明点が存在するか否かを判断すれば、こうした透明又は半透明の異物も確実に検出できるようになる。
【００６１】
上述した実施形態では第２の照明手段２０の筒状体２１を円筒形状に構成しているが、本発明の筒状体は周方向に複数の部品を組み合わせて円筒形に構成されたものでもよい。その一例を図１５及び図１６に示す。
【００６２】
図１５及び図１６の実施形態では一対の半円筒状のカバー６２、６３が組み合わされて筒状体２１が構成される。すなわち、図１５に示したように、一対の回転体６０、６１（一方は半分のみ示す。）の外周には複数の半円筒状のカバー６２、６３がそれぞれ一定のピッチで取り付けられている。回転体６０、６１はそれぞれの回転軸６０ａ、６１ａの廻りに互いに逆方向に互いに等しい回転速度で回転駆動される。容器２はいずれか一方の回転体６０（６１でもよい。）に保持機構６４を介して保持されて回転体６０と同期して搬送される。回転体６０、６１が最も接近する検査位置Ｐ１において、回転体６０、６１のカバー６２、６３はそれぞれの先端が幾らか重複するようにして組み合わされ、それにより容器２の回りに筒状体２１が構成される。この筒状体２１の上方に第１の照明手段１０が被せられることにより、図５又は図９に示したものと同様の筒状体２１を実現することができる。この実施形態によれば、容器２を一定方向に搬送するだけで容器２を筒状体２１に対して出し入れできて便利である。なお、検査位置Ｐ１の容器２よりも下方には第３の照明手段３０、カメラ４Ａ、４Ｂ、フレネルレンズ６、コールドミラー５３等が配置される。
【００６３】
上述した図５の実施形態では第３の照明手段３０を利用して混濁液が充填されている容器の異物の有無を判断するものとしたが、混濁液のみを対象とした異物検査に用途を限定する場合には図１７に示すように第３の照明手段３０のみを設けてもよい。なお、図１７の例では、容器２の底面２ａのさらに下方にリング状の発光器７０を配置し、その発光器７０から容器２の上方に向かって中心線ＣＬとほぼ平行に射出される照明光を半円弧状の一対の反射板７１、７１の反射面７１ａによって容器２の中心線ＣＬ側に反射させ、その反射光で照明された底面２ａの透過光画像をフレネルレンズ６を介してカメラ４で撮像している。発光器７０の光源は例えば近赤外ＬＥＤを使用することができる。図１５及び図１６のカバー６２、６３に代え、又は追加して回転体６０、６１に反射板７１を取り付けるとともに、検査位置Ｐ１の下方にフレネルレンズ６や発光器７０及びカメラ４を設置することにより図１７の構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図２】本発明の第２の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図３】本発明の第３の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図４】本発明の第４の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図５】本発明の第５の参考例の実施形態に係る異物検査装置の断面図。
【図６】第４の実施形態の異物検査装置において第１及び第２の照明手段を利用して容器を照明しつつ撮影した画像の一例をその比較例とともに示した図。
【図７】第４の実施形態の異物検査装置において第１及び第２の照明手段を利用して容器を照明しつつ撮影した画像の他の例をその比較例とともに示した図。
【図８】第４の実施形態の異物検査装置において第３の照明手段を利用して容器を照明しつつ撮影した画像の一例をその比較例とともに示した図。
【図９】本発明の一形態に係る異物検査装置の断面図。
【図１０】図９の異物検査装置にて撮影される画像の一例を示す図。
【図１１】図９の異物検査装置にて撮影される画像の他の例を示す図。
【図１２】図９の異物検査装置にて撮影される画像のさらに他の例を示す図。
【図１３】本発明の一形態に係る画像処理装置にて行われる検査領域決定ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】本発明の一形態に係る画像処理装置にて行われる異物判別ルーチンを示すフローチャート。
【図１５】一対の半円筒状のカバーを組み合わせて筒状体を構成する異物検査装置の部分平面図。
【図１６】図１５の異物検査装置を同図の矢印ＸＶＩ方向から見た状態を示す図。
【図１７】容器に混濁した内容物が充填されている場合に適した異物検査装置を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１ 異物検査装置
２ 容器
２ａ 底面
３ アクリル板
４ カメラ
４Ａ 第１カメラ（第１の撮像手段）
４Ｂ 第２カメラ（第２の撮像手段）
５ 画像処理装置（判定手段）
１０ 第１の照明手段
１１ 光源
１２ 発光器
１３ 蓋体
１３ａ 反射面
２０ 第２の照明手段
２１ 筒状体
２１ａ 反射面
２２ 光源
２３ 筒状発光器
２３ａ 発光面
３０ 第３の照明手段
３１ 光源
３２ 発光器
３２ａ 発光面
５０ 発光器（第１の照明手段）
５１ 発光器（第３の照明手段）
５３ コールドミラー（分配手段）
６２、６３ カバー（筒状体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器の底面側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法において、前記容器をその上方及び外周側の全周からそれぞれ照明して前記底面側の画像を撮像し、
前記容器の前記底面側をその外周斜め下方から照明して該容器の底面側の反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記容器の上方及び外周側からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像に基づいて異物の有無を検査することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２】
前記容器の底面側からの照明を可視光にて実施し、前記容器の上方及び外周側からの照明を赤外光にて実施することを特徴とする請求項１に記載の異物検査方法。
【請求項３】
前記容器の底側から照射される可視光の波長域を前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域に一致させることを特徴とする請求項２に記載の異物検査方法。
【請求項４】
前記容器の反射光画像から前記容器の底面における凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の異物検査方法。
【請求項５】
前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無を検査することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の異物検査方法。
【請求項６】
透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器の底面側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査装置において、
前記容器をその上方から照明する第１の照明手段と、
前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段と、
を備え、
前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段が設けられていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射することを特徴とする請求項６に記載の異物検査装置。
【請求項８】
前記第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射することを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項９】
赤外光によって形成される画像を撮像する第１の撮像手段と、可視光によって形成される画像を撮像する第２の撮像手段とを具備し、前記容器の下方には前記第１及び第２の照明手段から照射されて前記容器を透過した光束を前記第１の撮像手段に、前記第３の照明手段から照射された前記容器にて反射した光束を前記第２の撮像手段にそれぞれ分配する分配手段が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項１０】
前記分配手段として赤外域の光束を前記第１の撮像手段側へ透過させ、可視域の光束を前記第２の撮像手段に向けて反射するコールドミラーが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の異物検査装置。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像を撮像する第１の撮像手段と、前記第３の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の反射光画像を撮像する第２の撮像手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の異物検査装置。
【請求項１２】
前記第２の撮像手段が撮像した反射光画像に基づいて前記容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記第１の撮像手段が撮像した透過光画像に基づいて異物の有無を判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記反射光画像から前記容器の底面に付された凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定することを特徴とする請求項１２に記載の異物検査装置。
【請求項１４】
前記判定手段は、前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無をさらに判定することを特徴とする請求項１３に記載の異物検査装置。
【請求項１５】
前記第１の照明手段が発光器を備え、前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側には前記発光器からの照明光を反射する反射面が前記容器の全周に亘って設けられた筒状体を備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１６】
前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器を備え、前記第１の照明手段は下面側に前記筒状発光器からの照明光を反射する反射面が設けられた覆いを備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１７】
前記第１の照明手段が発光器を備えるとともに、前記第２の照明手段は前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器を備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１８】
透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器をその底面側から撮影して異物の有無を検査する異物検査装置に使用される照明装置であって、前記容器をその上方から照明する第１の照明手段と、前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段と、を備え、
前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段が設けられていることを特徴とする異物検査用の照明装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射することを特徴とする請求項１８に記載の異物検査用の照明装置。
【請求項２０】
前記第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の異物検査装置。
【請求項２１】
透過性を有する容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法において、
前記容器の検査領域を含む所定範囲についての所定方向からの反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、前記容器を前記所定方向に対して反対側から照明して前記検査領域に関する透過光画像を撮像し、得られた透過光画像に基づいて当該検査領域における異物の有無を検査することを特徴とする異物検査方法。
【請求項１】
透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器の底面側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法において、前記容器をその上方及び外周側の全周からそれぞれ照明して前記底面側の画像を撮像し、
前記容器の前記底面側をその外周斜め下方から照明して該容器の底面側の反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記容器の上方及び外周側からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像に基づいて異物の有無を検査することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２】
前記容器の底面側からの照明を可視光にて実施し、前記容器の上方及び外周側からの照明を赤外光にて実施することを特徴とする請求項１に記載の異物検査方法。
【請求項３】
前記容器の底側から照射される可視光の波長域を前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域に一致させることを特徴とする請求項２に記載の異物検査方法。
【請求項４】
前記容器の反射光画像から前記容器の底面における凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の異物検査方法。
【請求項５】
前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無を検査することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の異物検査方法。
【請求項６】
透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器の底面側からの画像を取得し、その画像に基づいて容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査装置において、
前記容器をその上方から照明する第１の照明手段と、
前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段と、
を備え、
前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段が設けられていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射することを特徴とする請求項６に記載の異物検査装置。
【請求項８】
前記第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射することを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項９】
赤外光によって形成される画像を撮像する第１の撮像手段と、可視光によって形成される画像を撮像する第２の撮像手段とを具備し、前記容器の下方には前記第１及び第２の照明手段から照射されて前記容器を透過した光束を前記第１の撮像手段に、前記第３の照明手段から照射された前記容器にて反射した光束を前記第２の撮像手段にそれぞれ分配する分配手段が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項１０】
前記分配手段として赤外域の光束を前記第１の撮像手段側へ透過させ、可視域の光束を前記第２の撮像手段に向けて反射するコールドミラーが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の異物検査装置。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の透過光画像を撮像する第１の撮像手段と、前記第３の照明手段からの照明により形成される前記容器の底面側の反射光画像を撮像する第２の撮像手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の異物検査装置。
【請求項１２】
前記第２の撮像手段が撮像した反射光画像に基づいて前記容器の検査領域を決定し、その検査領域に関して前記第１の撮像手段が撮像した透過光画像に基づいて異物の有無を判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記反射光画像から前記容器の底面に付された凹凸部のエッジ部分を特定し、該エッジ部分を避けるようにして前記検査領域を決定することを特徴とする請求項１２に記載の異物検査装置。
【請求項１４】
前記判定手段は、前記反射光画像に基づいて前記容器内の透明又は半透明の異物の有無をさらに判定することを特徴とする請求項１３に記載の異物検査装置。
【請求項１５】
前記第１の照明手段が発光器を備え、前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側には前記発光器からの照明光を反射する反射面が前記容器の全周に亘って設けられた筒状体を備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１６】
前記第２の照明手段は、前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器を備え、前記第１の照明手段は下面側に前記筒状発光器からの照明光を反射する反射面が設けられた覆いを備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１７】
前記第１の照明手段が発光器を備えるとともに、前記第２の照明手段は前記容器を外周側から覆うように設けられて内面側が前記容器の全周に亘って発光する筒状発光器を備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の異物検査装置。
【請求項１８】
透過性を有しかつ有底筒状に形成された容器をその底面側から撮影して異物の有無を検査する異物検査装置に使用される照明装置であって、前記容器をその上方から照明する第１の照明手段と、前記容器をその外周側の全周から照明する第２の照明手段と、を備え、
前記第２の照明手段の下方には、前記容器の底面側をその外周斜め下方から照明するように第３の照明手段が設けられていることを特徴とする異物検査用の照明装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２の照明手段が赤外域の照明光を照射し、前記第３の照明手段が可視域の照明光を照射することを特徴とする請求項１８に記載の異物検査用の照明装置。
【請求項２０】
前記第３の照明手段は、前記容器の色に対して補色関係が成立する波長域の照明光を照射することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の異物検査装置。
【請求項２１】
透過性を有する容器内の不透明な異物の有無を検査する異物検査方法において、
前記容器の検査領域を含む所定範囲についての所定方向からの反射光画像を撮像し、得られた反射光画像に基づいて当該容器の検査領域を決定し、前記容器を前記所定方向に対して反対側から照明して前記検査領域に関する透過光画像を撮像し、得られた透過光画像に基づいて当該検査領域における異物の有無を検査することを特徴とする異物検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２６８２３６（Ｐ２００８−２６８２３６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０７８２４（Ｐ２００８−２０７８２４）
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【分割の表示】特願２００３−２９３８８９（Ｐ２００３−２９３８８９）の分割
【原出願日】平成１５年８月１５日（２００３．８．１５）
【出願人】（３９００１４６６１）キリンテクノシステム株式会社 (126)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【分割の表示】特願２００３−２９３８８９（Ｐ２００３−２９３８８９）の分割
【原出願日】平成１５年８月１５日（２００３．８．１５）
【出願人】（３９００１４６６１）キリンテクノシステム株式会社 (126)
【Ｆターム（参考）】
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