異物検査装置および異物検査方法
【解決課題】検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ、ゴミ、塵埃、傷等と区別して、より的確に検出できるとともに、歩留りや生産性の良好な異物検査装置および異物検査方法を提供する。
【解決手段】検査物品６０を自転させたのちに自転停止させて、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…で、検査物品６０の内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置１であって、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…が、撮像部２１と、多数の処理画像を形成する処理画像形成手段２５と、任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、合成マスター画像を形成する合成マスター画像形成手段２６と、検出用画像抽出手段２７と、合成マスター画像と複数の検出用画像とをそれぞれ比較することにより、内容液中の異物の有無を判定する判定手段２９と、を備えて構成される。
【解決手段】検査物品６０を自転させたのちに自転停止させて、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…で、検査物品６０の内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置１であって、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…が、撮像部２１と、多数の処理画像を形成する処理画像形成手段２５と、任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、合成マスター画像を形成する合成マスター画像形成手段２６と、検出用画像抽出手段２７と、合成マスター画像と複数の検出用画像とをそれぞれ比較することにより、内容液中の異物の有無を判定する判定手段２９と、を備えて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ等と区別して検出するための異物検査装置および異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、検査物品を自転させ、内容液が流動している状態を撮像して、所定の画像処理および判定処理をおこなうことにより、内容液中に混在し得る異物を検出するようにしたものがある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される如くの従来技術は、複数の「検査画像」を比較し、相対位置が変化しない画像成分を容器外部に付着した汚れ等であるとして減算除去するとともに、相対位置が変化する画像成分を内容液中の異物であるとして抽出するものであるため、誤検出が発生し易く、実際の生産現場では歩留りが低くなり過ぎるおそれがあった。
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ、ゴミ、塵埃、傷等と区別して、より的確に検出できるとともに、歩留りや生産性の良好な異物検査装置および異物検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の異物検査装置は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、所定の検査ユニットで、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、該検査ユニットが、自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する処理画像形成手段と、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する合成マスター画像形成手段と、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する検出用画像抽出手段と、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えて構成される。
【０００７】
上記異物検査装置は好ましくは、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域の位置から洩出するように、該検出用画像の異物被疑領域が存在している場合を、ＮＧパターンとし、該検出用画像の該ＮＧパターンへの該当数にもとづいて、該内容液中の異物の有無が判定されるように構成される。
【０００８】
上記異物検査装置は好ましくは、該合成マスター画像における異物被疑マスター領域の認識感度が、該検出用画像における異物被疑領域の認識感度よりも大きくされている。
【０００９】
上記異物検査装置は好ましくは、該検査物品を一定間隔で平面視略円環状に支持して搬送する回転ドラムを有するとともに、該検査ユニットが、該回転ドラムに沿って設けられており、該検査ユニットによる判定結果に応じて、該回転ドラムから搬出される該検査物品を、再び該回転ドラムに搬入することのできるリターン手段をさらに備えて構成される。
【００１０】
上記異物検査装置は好ましくは、撮像中にある該検査物品を、該撮像部に対して一定姿勢に保持する姿勢保持部をさらに備えて構成される。
【００１１】
上記異物検査装置は好ましくは、該撮像部が、該回転ドラムから独立状に固設されており、該検査物品における検査エリアが、該検査物品の搬送に追従して自動設定されるように構成される。
【００１２】
また、本発明の異物検査装置は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、所定の画像検査部と、を備え、該画像検査部が、該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成し、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成するとともに、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出し、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定するように構成される。
【００１３】
また、本発明の異物検査方法は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査方法であって、該内容液中の異物を浮動させる外力を該検査物品に付与したのちに、該検査物品の容器を相対静止させる工程と、該容器が相対静止された検査物品を連続的に撮像して、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する工程と、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する工程と、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する工程と、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記したとおりの構成であるため、検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ、ゴミ、塵埃、傷等と区別して、より的確に検出できるとともに、歩留りや生産性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る検査装置の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】実施形態に係る検査状況を示す拡大正面図である。
【図３】実施形態に係る検査物品の実像を示す図である。
【図４】実施形態に係る処理画像を示す図である。
【図５】実施形態に係る合成マスター画像の形成状況を示す図である。
【図６】実施形態に係る合成マスター画像と検出用画像との比較状況を示す図である。
【図７】変形例に係る検査装置の一部構成を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。図１は実施形態に係る検査装置１の全体構成を示す概略平面図、図２は検査状況を示す拡大正面図である。図３は実施形態に係る検査物品６０の実像を示す図である。図４〜図６は実施形態に係る検査手順を説明するものであり、図４は処理画像（［No.1］〜［No.12］）を示す図、図５は合成マスター画像ＧＭの形成状況を示す図、図６は合成マスター画像ＧＭと検出用画像ＧＳとの比較状況を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、異物検査装置１は主として、回転ドラム３と、搬入手段４および搬出手段５と、所定の検査ユニット１０ａ〜１０ｄと、を備えて構成される。
検査物品６０は、図２〜図３に示すように、円筒状の胴体部に先端部が窄まって連成される公知形状のアンプル容器６２に、薬剤等の内容液６３が充填されたものである。本実施形態では、アンプル容器６２および内容液６３は何れも、無色または着色された透明または半透明をなす。検査物品６０は、先端部を上方にした鉛直状態で搬送されている。
【００１８】
回転ドラム３は、図１〜図２に示すように、検査物品６０を等間隔一列で周縁部に載置する下円盤３１と、下円盤３１の上方に離間して設けられ、検査物品６０の鉛直状態を保つ上円盤３２と、を備えており、検査物品６０を平面視略円環状に支持して水平搬送する。下円盤３１および上円盤３２は主軸３３に固着され、一定の回転方向Ｒ3に連続回転している。
【００１９】
回転ドラム３では、図２に示すように、上下一対のホルダ３５が各検査物品６０に装着される。ホルダ３５は、所定の下ロッド３６および上ロッド３７に連結されるとともに、図示しないベアリング等を介して下円盤３１および上円盤３２にそれぞれ挿嵌されている。下ロッド３６の適宜箇所に、後述する自転手段１１が作用することで、各検査物品６０が、ホルダ３５と一体に、自身の軸廻りを回転（自転）自在となっている。上ロッド３７の上端には、図示しないカム機構等がさらに連結されており、適時のタイミングで上ロッド３７が昇降し、これに伴ってホルダ３５が検査物品６０に着脱される。
【００２０】
搬入手段４は、図１に示すＲ41、Ｒ42の向きにそれぞれ水平回転（かつ回転ドラム３と同期）する仕込みスターホイール４１、供給スターホイール４２からなり、供給フィーダー４５から順次供給される検査物品６０を回転ドラム３へ搬入している。一方で、搬出手段５は、図１に示すＲ51、Ｒ52、Ｒ53の向きにそれぞれ水平回転（かつ回転ドラム３と同期）する振分けスターホイール５１、良品取出しスターホイール５２、不良品取出しスターホイール５３からなり、検査を終えた検査物品６０を回転ドラム３から搬出している。
【００２１】
検査ユニット１０ａ〜１０ｄは、図１に示すように、上記回転ドラム３の回転方向Ｒ3に沿って配設される。検査ユニット１０ａ〜１０ｄにはそれぞれ、自転手段１１および停止手段１５と、姿勢保持手段１６と、が回転ドラム３（下円盤３１下方）の外周に臨むようにして付設されている。
【００２２】
自転手段１１は、図１に示すように、モータ１２およびローラ１３と、これらに掛回されて下ロッド３６に当接可能なベルト１４と、から構成される。自転手段１１は、下ロッド３６およびホルダ３５に数千rpm程度の大きな回転力を生じせしめ、検査物品６０を高速で自転させる。停止手段１５は、例えば摩擦式のブレーキ部材からなり、下ロッド３６に適宜作用して、高速自転中の検査物品６０を急停止させる。一方、姿勢保持手段１６は、上記自転手段１１と同様、モータ１７、ローラ１８、ベルト１９によって構成されるが、下ロッド３６およびホルダ３５に所定の僅かな回転力を生じせしめるように調整されている。
【００２３】
検査ユニット１０ａ〜１０ｄは、図１に示すように、上記停止手段１５によって自転停止された検査物品６０を撮像する撮像部２１と、撮像部２１に接続される所定の画像検査部２３と、をそれぞれ備える。
【００２４】
撮像部２１は例えばＣＣＤカメラからなり、図１に示すように、検査物品６０を回転ドラム３の外方から撮像する。撮像部２１は、回転ドラム３の半径方向に配置されるが、検査物品６０を挟んで撮像部２１の反対側（回転ドラム３内）には、検査物品６０および撮像部２１に向け可視光を水平方向に照射する照明部２２が適宜設けられる。撮像部２１および照明部２２は、回転ドラム３の回転からは縁切りされ、それぞれ独立状に固設されている。照明部２２としては、例えば白色ＬＥＤ光源に拡散板、偏光フィルタ等を組み合わせたものが用いられる。撮像部２１は、検査物品６０を透過した可視光を受光し、回転ドラム３によって搬送されている各検査物品６０を連続的に多数回、透視撮像する（図２等参照）。
【００２５】
上記姿勢保持手段１６は、この撮像部２１によって撮像中の検査物品６０を、撮像部２１に対して一定姿勢に保持する働きをなす。検査物品６０がカメラ視野７０（図２参照）内を回転方向Ｒ3に移動するにしたがって、撮像部２１と各検査物品６０とのなす中心角が変化し、撮像の瞬間ごとの検査物品６０の投影に微妙なズレが生じ得るが、姿勢保持手段１６が検査物品６０をゆっくりと回転（自転）させてこれを矯正するため、撮像部２１が常に決まった投影面で各検査物品６０の静止画を撮像できるようになっている。
【００２６】
画像検査部２３は、図１に示すように、処理画像形成手段２５と、合成マスター画像形成手段２６と、検出用画像抽出手段２７と、画像比較手段２８と、判定手段２９と、を備えて構成される（図１では、検査ユニット１０ａにのみこれらの構成を示してあるが、検査ユニット１０ｂ〜１０ｄについても同様）。
処理画像形成手段２５は、上記撮像部２１による撮像を元に、各検査物品６０につき多数の処理画像を形成し、合成マスター画像形成手段２６は、これら多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を所定の演算により合成して、合成マスター画像を形成する。
【００２７】
また、検出用画像抽出手段２７は、上記多数の処理画像のうち、合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出し、画像比較手段２８を介して、合成マスター画像とこれら複数の検出用画像とをそれぞれ比較することにより、判定手段２９が、各検査物品６０における内容液６３中の異物６６（図３参照）の有無を判定する。
【００２８】
なお、図示は省略するが、検査ユニット１０ａ〜１０ｄは、メモリ等の記憶手段、ＣＰＵ等の演算処理手段や制御手段、モニタ・ディスプレイ等の表示手段、タッチパネル・キーパッド・キーボード等の入力手段、各種インターフェース、電源ポート、所定のプログラムその他の必要なハードウェアおよびソフトウェアを適宜備えている。
【００２９】
上記の如く構成される異物検査装置１を用いた具体的な検査方法について説明する。この実施形態では、図３に示すように、アンプル容器６２外部に僅かな汚れ等６５が付着し、内容液６３中に微小な異物６６が混在している検査物品６０を例に挙げる。「異物」とは、内容液６３の充填過程等でアンプル容器６２内に混入し得る、例えば繊維・ガラス・プラスチック・木・紙片、虫、塵埃等である。なお、各検査ユニット１０ａ〜１０ｄでは何れも、同様の要領で検査がおこなわれている。
【００３０】
搬入手段４を介して回転ドラム３で搬送される検査物品６０は、各検査ユニット１０ａ〜１０ｄにおいて、上記のとおり、自転手段１１による高速自転と停止手段１５による自転停止とを間欠して繰り返す。すなわち、自転手段１１が、内容液６３中の異物６６を浮動させる外力を検査物品６０に付与したのちに、停止手段１５が、アンプル容器６２を回転ドラム３に対して相対静止させるが、各撮像部２１はこの直後の状態をそれぞれ撮像している。
【００３１】
撮像部２１から画像検査部２３に入力される信号はデジタルデータ化され、処理画像形成手段２５によって処理画像が形成される。処理画像は好ましくは、設定した二値化レベルにて二値化処理を施して得られるモノクロ（白黒）の二値画像である。各画素の明暗に応じて多階調で表現されたグレースケールの濃淡画像やカラーの多値画像を処理画像として用いてもよい。二値画像を採用する場合には、データ量を小さくして検査速度を高速にできる。
【００３２】
図４には処理画像の一例を示している。この実施形態では、各検査物品６０がカメラ視野７０内で１ピッチｄ（図２参照）だけ搬送移動される間に連続的に１２回撮像され、処理画像形成手段２５によって、各検査物品６０につき［No.1］〜［No.12］のような１２枚の処理画像が形成されるようになっている。図４に示すように、検査物品６０の汚れ等６５や異物６６は、処理画像中で例えば黒色画素として認識され、異物被疑領域７７を構成している。
【００３３】
図２に示すように、カメラ視野７０内の各検査物品６０には、所定の検査エリア７２が設定され、この検査エリア７２を基準にして上記処理画像［No.1］〜［No.12］が形成される。図２中の７３は、検査物品６０におけるアンプル容器６２の管壁・管底および内容液６３の液面を検知する検知手段である。カメラ視野７０内で、各検査物品６０は回転方向Ｒ3に沿って搬送移動されているが、この検知手段７３を介して、各検査物品６０にそれぞれの検査エリア７２が電気的に追従し、検査エリア７２の位置およびサイズが自動設定されるようになっている。
なお、本実施形態では、図２に示すように、カメラ視野７０内に最大３本の検査物品６０が収められ、各検査物品６０が２ピッチ（＝ｄ×２）搬送移動される間に、それぞれ２セット分の検査を可能にしてある。
【００３４】
処理画像［No.1］〜［No.12］が形成されると、合成マスター画像形成手段２６によって、合成マスター画像ＧＭが形成される。合成マスター画像ＧＭは、処理画像［No.1］〜［No.12］から任意に選ばれる複数の処理画像を、対応する各画素の論理和演算（ＯＲ演算；例えば、黒色画素を１、白色画素を０として、１+１→１、１+０→１、０+０→０とする）により合成して得られる。
図５には合成マスター画像ＧＭの形成状況の一例を示している。この実施形態では、［No.1］［No.4］［No.7］［No.11］の処理画像が用いられる。図５に示すように、これら処理画像［No.1］［No.4］［No.7］［No.11］の異物被疑領域７７が合成され、合成マスター画像ＧＭ中には、異物被疑マスター領域７９が構成される。合成マスター画像ＧＭの形成に際しては、常時定まったNo.の処理画像が選ばれるようにしてもよいし、検査物品６０ごとランダムなNo.の処理画像が選ばれるようにすることもできる。
【００３５】
次いで、検出用画像抽出手段２７によって、処理画像［No.1］〜［No.12］のうち、合成マスター画像ＧＭの形成に用いられなかったものが検出用画像ＧＳとして抽出される。
この実施形態では、図６に示すように、［No.2］［No.3］［No.5］［No.6］［No.8］［No.9］［No.10］［No.12］の処理画像が検出用画像ＧＳとして抽出される。このように合成マスター画像ＧＭの形成に用いられなかった残りの処理画像の全てを検出用画像ＧＳとして抽出する他に、残りの処理画像の中から一定数の処理画像を検出用画像ＧＳとして抽出するようにしてもよい。
【００３６】
画像比較手段２８を介して、上記した合成マスター画像ＧＭと検出用画像ＧＳとが比較され、判定手段２９によって、検査物品６０における内容液６３中の異物６６の有無が判定される。より具体的には、合成マスター画像ＧＭにおける異物被疑マスター領域７６の位置と検出用画像ＧＳにおける各異物被疑領域７７の位置が、例えば座標系に変換して記憶されており、これらの比較にもとづいて、所定の判定処理がおこなわれる。
【００３７】
図６には、合成マスター画像ＧＭと検出用画像ＧＳとの比較状況の一例を示している。図６中の「個別判定」は、表１の判定基準にもとづいている。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１に示すとおり、この実施形態では、以下のようなパターンの何れに該当するかによって、検出用画像ＧＳごとに「個別判定」（「ＯＫ」or「ＮＧ」）がおこなわれている。
「パターン１」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９の位置と一致するように、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在している（完全一致）
「パターン２」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９の位置に含まれるように、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在している（包含）
「パターン３」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９の位置から洩出するように、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在している（洩出、はみ出し）
「パターン４」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在していない
【００４０】
検査物品６０のアンプル容器６２外部に付着した汚れ等６５は、各処理画像［No.1］〜［No.12］において相対的に同じ位置に現れるが、内容液６３中に混在する異物６６は、自転手段１１および停止手段１５の作用に伴って生じる慣性力によって内容液６３中を浮動するため、各処理画像［No.1］〜［No.12］において相対的に異なった位置に現れる蓋然性が高くなる。少なくとも上記「パターン３」は、内容液６３中に異物６６が混在している場合を除いて、理論上は起こり得ない。
【００４１】
本実施形態では、異物６６が混在している可能性のきわめて高い上記「パターン３」をＮＧパターンとする。そして、「個別判定」における「ＮＧ」数、すなわち検出用画像ＧＳのＮＧパターンへの該当数にもとづいて、「判定結果」が出力される。例えば、ＮＧパターンに該当する検出用画像ＧＳが１つでもあると、内容液６３中に異物６６が混在する可能性が比較的高いことから、「判定結果」を「不良」とできる（図６参照）。これに対して、ＮＧパターンに該当する検出用画像ＧＳが無ければ、内容液６３中に異物６６が混在する可能性は比較的低いことから、「判定結果」を「良」とできる。「判定結果」を出力するこのようなプロセスは任意に変更可能であり、検出用画像ＧＳのＮＧパターンへの該当数が一定値以上であるか否かの他に、検出用画像ＧＳのＮＧパターンへの該当数と非該当数との多数決や該当数と非該当数との割合等によって「判定結果」を出力するようにしてもよい。
上記の「パターン１」や「パターン２」は、内容液６３中に異物６６が混在しているものを「個別判定」で「ＯＫ」としてしまうリスクを（低確率ながら）有しているが、上記のように複数の検出用画像ＧＳを用い、これらの「個別判定」を総合することで、適切な「判定結果」が担保されるようになっている。
【００４２】
特定の処理画像をそのままマスター画像としたり、複数の処理画像間の単純比較により重複部分以外を異物６６として検出処理するような場合には、個々の処理画像の精度に大きく依存することとなり、ノイズ成分や分解能等に起因する誤検出が発生し易い。
本実施形態のように、複数の処理画像（［No.1］［No.4］［No.7］［No.11］）を論理和演算により合成して合成マスター画像ＧＭを形成し、この合成マスター画像ＧＭを比較基準として、上記した如くの判定処理をおこなうことで、個々の処理画像の精度のバラツキ等が吸収され、誤検出が発生し難いものとなる。合成マスター画像ＧＭを形成する処理画像の枚数は適宜設定してよいが、好ましくは２枚以上であり、３枚以上がより好ましい。また、合成マスター画像ＧＭを形成する処理画像の枚数は、少なくも検出用画像ＧＳとして抽出される処理画像の枚数よりも少数とするのがよく、好ましくは２／３程度未満とする。一般には、検出用画像ＧＳとして抽出される処理画像の枚数が増加するほど、誤検出を防止し易く、より適切な「判定結果」を得ることが可能となる。したがって、回転ドラム３の搬送速度や画像検査部２３の処理能力等にもよるが、処理画像形成手段２５によってなるべく多数の処理画像を用意しておくのが好ましい。
【００４３】
なお、合成マスター画像ＧＭと各検出用画像ＧＳとの比較に際しては、合成マスター画像ＧＭにおける異物被疑マスター領域７９の認識感度を、各検出用画像ＧＳにおける異物被疑領域７７の認識感度よりも大きくしておくのが好ましい。具体的には、例えば、合成マスター画像ＧＭの形成に用いられる処理画像の二値化レベルを、検出用画像ＧＳとして抽出される処理画像の二値化レベルよりも（明側に）高くして、微妙な中間色の同一濃度レベル部分につき、合成マスター画像ＧＭにおける異物被疑マスター領域７９の方を、検出用画像ＧＳにおける異物被疑領域７７よりも認識され易くしておく。これによれば、比較基準をなす合成マスター画像ＧＭが各検出用画像ＧＳよりも実像に近い精密な画像となり、上記「パターン」設定とも相俟って、歩留りや生産性をさらに良好にできる。
【００４４】
このようにして、検査ユニット１０ａ〜１０ｄにより、検査物品６０あたり最低計４セットの検査がおこなわれる。検査ユニット１０ａ〜１０ｄの各「判定結果」にもとづく信号が、電磁弁に接続された制御回路（図示せず）等を介して搬出手段５には入力されており、「判定結果」が一定数以上の「良」を含んでいる、あるいは一定数未満の「不良」しか含んでいない場合には、当該検査物品６０が良品（６０Ａ；異物６６が混在しない）として、良品取出しスターホイール５２を介して搬出され、「判定結果」が一定数以上の「不良」を含んでいる、あるいは一定数未満の「良」しか含んでいない場合には、当該検査物品６０が不良品（６０Ｂ；異物６６が混在する）として、不良品取出しスターホイール５３を介して搬出される。この実施形態では、「判定結果」が全て「良」である場合に、良品６０Ａとして搬出され、「判定結果」に１つでも「不良」がある場合には、不良品６０Ｂとして搬出されるようになっている。なお、良品６０Ａのうち、汚れ等６５が付着したものについては、図示しない後工程によって最終的には排除される。
【００４５】
以上説明したとおり、検査装置１によれば、誤検出が発生し難く、検査物品６０の内容液６３中に混在し得る異物６６を、アンプル容器６２外部に付着した汚れ等６５と区別して、より的確に検出することが可能となる。また、検査物品６０の良否（良品６０Ａであるか不良品６０Ｂであるか）の判定が適切におこなわれ得ることから、歩留りや生産性を良好にでき、実際の生産現場にも導入し易い。
【００４６】
また、各撮像部２１が、回転ドラム３から独立状に固設されており、検査物品６０における検査エリア７２が、検査物品６０の搬送に追従して自動設定されるようにしたため、撮像部２１を検査物品６０の回転（公転）に同期移動させるようなもの等に比べて、構造をきわめて簡素化できるとともに、短時間で大量の検査物品６０を処理することが可能となる。
【００４７】
上記実施形態の変形例を図７に示す。図７は、変形例に係る異物検査装置１００の一部構成を示す概略平面図である。上記と共通する構成には同一の符号を付し、検査ユニット１０ａ〜１０ｄ、自転手段１１、停止手段１５、姿勢保持手段１６等については図示を省略している。
【００４８】
図７に示すように、異物検査装置１００は、所定のリターン手段１０２を備える。リターン手段１０２は、図７に示すＲ103、Ｒ104の向きに水平回転（かつ仕込みスターホイール４１および振分けスターホイール５１と同期）するリターン用振分けスターホイール１０３、リターン用スターホイール１０４から構成されている。
【００４９】
異物検査装置１００では、検査ユニット１０ａ〜１０ｄによる各「判定結果」に応じて、電磁弁に接続された制御回路（図示せず）等により搬出手段５およびリターン手段１０２に信号が入力され、回転ドラム３から搬出される検査物品６０を、リターン手段１０２を介して再び回転ドラム３に搬入し、自動的に再検査できるようになっている。上記信号に基づき、リターン用振分けスターホイール１０３の各凹壁面に穿設される小穴（図示せず）から圧空を作用させることで、振分けスターホイール５１で搬出途中の当該検査物品６０が、リターン用スターホイール１０３へと吸着されている。
【００５０】
異物検査装置１００では、検査ユニット１０ａ〜１０ｄの「判定結果」に全体の１／４を超える「不良」があれば、リターン手段１０２は動作せず、当該検査物品６０が不良品取出しスターホイール５３を介して搬出され、検査ユニット１０ａ〜１０ｄの「判定結果」に全体の１／４以下の「不良」しかない場合に、リターン手段１０２が動作して、当該検査物品６０が再検査されるように設定してある。但し、この設定は任意に変更可能であり、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…の配設箇所数等によっては、「判定結果」に全体の１／４を超える「不良」がある場合にも、リターン手段１０２を動作させるようにしてよい。
【００５１】
このような異物検査装置１００によれば、本来グレーゾーンの検査物品６０が、自動的に再検査されるため、検査物品６０の良否（良品６０Ａであるか不良品６０Ｂであるか）の判定が一層適切におこなわれるようになり、さらなる歩留りや生産性の向上が可能となる。
【００５２】
以上の実施形態の記述は、本発明をこれに限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正や設計変更等が可能である。
例えば、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…の配設箇所数や回転ドラム３の大きさ等は、適宜変更することができる。検査精度向上のためには、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…が少なくとも３箇所、好ましくは４箇所以上に配設されるのがよい。
回転ドラム３に替えて、例えば直線状に検査物品６０を搬送するコンベヤ等の他の搬送手段を用いることもできる。撮像部２１や照明部２２を、反射光方式等による構成としてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…で、同一の検査がおこなわれるようにしたが、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…ごとに処理画像の枚数を変えたり、異なる判定基準にもとづく処理をおこなわせるようにしてもよい。検査ユニット１０ａ、１０ｂ…ごとに自転手段１１による自転速度等を変えることもできる。
【００５４】
また、上記実施形態では、薬剤等が充填されたアンプル容器６２を例にして説明したが、本発明はこれに限らず、シリンジやバイアル等の様々な容器および好ましくは或る程度の流動性を有する各種の内容液からなるものが検査物品６０として採用される。検査物品６０の容器や内容液が不透明等の場合であっても、Ｘ線や紫外光、赤外光等を適宜用いることで、本発明の適用が可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 検査装置
３ 回転ドラム
４ 搬入手段
５ 搬出手段
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 検査ユニット
１１ 自転手段
１５ 停止手段
１６ 姿勢保持手段
２１ 撮像部
２３ 画像検査部
２５ 処理画像形成手段
２６ 合成マスター画像形成手段
２７ 検出用画像抽出手段
２８ 画像比較手段
２９ 判定手段
６０ 検査物品
６２ アンプル容器
６３ 内容液
６５ 汚れ等
６６ 異物
７２ 検査エリア
７７ 異物被疑領域
７９ 異物被疑マスター領域
ＧＭ 合成マスター画像
ＧＳ 検出用画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ等と区別して検出するための異物検査装置および異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、検査物品を自転させ、内容液が流動している状態を撮像して、所定の画像処理および判定処理をおこなうことにより、内容液中に混在し得る異物を検出するようにしたものがある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される如くの従来技術は、複数の「検査画像」を比較し、相対位置が変化しない画像成分を容器外部に付着した汚れ等であるとして減算除去するとともに、相対位置が変化する画像成分を内容液中の異物であるとして抽出するものであるため、誤検出が発生し易く、実際の生産現場では歩留りが低くなり過ぎるおそれがあった。
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ、ゴミ、塵埃、傷等と区別して、より的確に検出できるとともに、歩留りや生産性の良好な異物検査装置および異物検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の異物検査装置は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、所定の検査ユニットで、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、該検査ユニットが、自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する処理画像形成手段と、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する合成マスター画像形成手段と、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する検出用画像抽出手段と、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えて構成される。
【０００７】
上記異物検査装置は好ましくは、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域の位置から洩出するように、該検出用画像の異物被疑領域が存在している場合を、ＮＧパターンとし、該検出用画像の該ＮＧパターンへの該当数にもとづいて、該内容液中の異物の有無が判定されるように構成される。
【０００８】
上記異物検査装置は好ましくは、該合成マスター画像における異物被疑マスター領域の認識感度が、該検出用画像における異物被疑領域の認識感度よりも大きくされている。
【０００９】
上記異物検査装置は好ましくは、該検査物品を一定間隔で平面視略円環状に支持して搬送する回転ドラムを有するとともに、該検査ユニットが、該回転ドラムに沿って設けられており、該検査ユニットによる判定結果に応じて、該回転ドラムから搬出される該検査物品を、再び該回転ドラムに搬入することのできるリターン手段をさらに備えて構成される。
【００１０】
上記異物検査装置は好ましくは、撮像中にある該検査物品を、該撮像部に対して一定姿勢に保持する姿勢保持部をさらに備えて構成される。
【００１１】
上記異物検査装置は好ましくは、該撮像部が、該回転ドラムから独立状に固設されており、該検査物品における検査エリアが、該検査物品の搬送に追従して自動設定されるように構成される。
【００１２】
また、本発明の異物検査装置は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、所定の画像検査部と、を備え、該画像検査部が、該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成し、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成するとともに、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出し、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定するように構成される。
【００１３】
また、本発明の異物検査方法は、内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査方法であって、該内容液中の異物を浮動させる外力を該検査物品に付与したのちに、該検査物品の容器を相対静止させる工程と、該容器が相対静止された検査物品を連続的に撮像して、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する工程と、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する工程と、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する工程と、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記したとおりの構成であるため、検査物品の内容液中に混在し得る異物を、容器外部に付着した汚れ、ゴミ、塵埃、傷等と区別して、より的確に検出できるとともに、歩留りや生産性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る検査装置の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】実施形態に係る検査状況を示す拡大正面図である。
【図３】実施形態に係る検査物品の実像を示す図である。
【図４】実施形態に係る処理画像を示す図である。
【図５】実施形態に係る合成マスター画像の形成状況を示す図である。
【図６】実施形態に係る合成マスター画像と検出用画像との比較状況を示す図である。
【図７】変形例に係る検査装置の一部構成を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。図１は実施形態に係る検査装置１の全体構成を示す概略平面図、図２は検査状況を示す拡大正面図である。図３は実施形態に係る検査物品６０の実像を示す図である。図４〜図６は実施形態に係る検査手順を説明するものであり、図４は処理画像（［No.1］〜［No.12］）を示す図、図５は合成マスター画像ＧＭの形成状況を示す図、図６は合成マスター画像ＧＭと検出用画像ＧＳとの比較状況を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、異物検査装置１は主として、回転ドラム３と、搬入手段４および搬出手段５と、所定の検査ユニット１０ａ〜１０ｄと、を備えて構成される。
検査物品６０は、図２〜図３に示すように、円筒状の胴体部に先端部が窄まって連成される公知形状のアンプル容器６２に、薬剤等の内容液６３が充填されたものである。本実施形態では、アンプル容器６２および内容液６３は何れも、無色または着色された透明または半透明をなす。検査物品６０は、先端部を上方にした鉛直状態で搬送されている。
【００１８】
回転ドラム３は、図１〜図２に示すように、検査物品６０を等間隔一列で周縁部に載置する下円盤３１と、下円盤３１の上方に離間して設けられ、検査物品６０の鉛直状態を保つ上円盤３２と、を備えており、検査物品６０を平面視略円環状に支持して水平搬送する。下円盤３１および上円盤３２は主軸３３に固着され、一定の回転方向Ｒ3に連続回転している。
【００１９】
回転ドラム３では、図２に示すように、上下一対のホルダ３５が各検査物品６０に装着される。ホルダ３５は、所定の下ロッド３６および上ロッド３７に連結されるとともに、図示しないベアリング等を介して下円盤３１および上円盤３２にそれぞれ挿嵌されている。下ロッド３６の適宜箇所に、後述する自転手段１１が作用することで、各検査物品６０が、ホルダ３５と一体に、自身の軸廻りを回転（自転）自在となっている。上ロッド３７の上端には、図示しないカム機構等がさらに連結されており、適時のタイミングで上ロッド３７が昇降し、これに伴ってホルダ３５が検査物品６０に着脱される。
【００２０】
搬入手段４は、図１に示すＲ41、Ｒ42の向きにそれぞれ水平回転（かつ回転ドラム３と同期）する仕込みスターホイール４１、供給スターホイール４２からなり、供給フィーダー４５から順次供給される検査物品６０を回転ドラム３へ搬入している。一方で、搬出手段５は、図１に示すＲ51、Ｒ52、Ｒ53の向きにそれぞれ水平回転（かつ回転ドラム３と同期）する振分けスターホイール５１、良品取出しスターホイール５２、不良品取出しスターホイール５３からなり、検査を終えた検査物品６０を回転ドラム３から搬出している。
【００２１】
検査ユニット１０ａ〜１０ｄは、図１に示すように、上記回転ドラム３の回転方向Ｒ3に沿って配設される。検査ユニット１０ａ〜１０ｄにはそれぞれ、自転手段１１および停止手段１５と、姿勢保持手段１６と、が回転ドラム３（下円盤３１下方）の外周に臨むようにして付設されている。
【００２２】
自転手段１１は、図１に示すように、モータ１２およびローラ１３と、これらに掛回されて下ロッド３６に当接可能なベルト１４と、から構成される。自転手段１１は、下ロッド３６およびホルダ３５に数千rpm程度の大きな回転力を生じせしめ、検査物品６０を高速で自転させる。停止手段１５は、例えば摩擦式のブレーキ部材からなり、下ロッド３６に適宜作用して、高速自転中の検査物品６０を急停止させる。一方、姿勢保持手段１６は、上記自転手段１１と同様、モータ１７、ローラ１８、ベルト１９によって構成されるが、下ロッド３６およびホルダ３５に所定の僅かな回転力を生じせしめるように調整されている。
【００２３】
検査ユニット１０ａ〜１０ｄは、図１に示すように、上記停止手段１５によって自転停止された検査物品６０を撮像する撮像部２１と、撮像部２１に接続される所定の画像検査部２３と、をそれぞれ備える。
【００２４】
撮像部２１は例えばＣＣＤカメラからなり、図１に示すように、検査物品６０を回転ドラム３の外方から撮像する。撮像部２１は、回転ドラム３の半径方向に配置されるが、検査物品６０を挟んで撮像部２１の反対側（回転ドラム３内）には、検査物品６０および撮像部２１に向け可視光を水平方向に照射する照明部２２が適宜設けられる。撮像部２１および照明部２２は、回転ドラム３の回転からは縁切りされ、それぞれ独立状に固設されている。照明部２２としては、例えば白色ＬＥＤ光源に拡散板、偏光フィルタ等を組み合わせたものが用いられる。撮像部２１は、検査物品６０を透過した可視光を受光し、回転ドラム３によって搬送されている各検査物品６０を連続的に多数回、透視撮像する（図２等参照）。
【００２５】
上記姿勢保持手段１６は、この撮像部２１によって撮像中の検査物品６０を、撮像部２１に対して一定姿勢に保持する働きをなす。検査物品６０がカメラ視野７０（図２参照）内を回転方向Ｒ3に移動するにしたがって、撮像部２１と各検査物品６０とのなす中心角が変化し、撮像の瞬間ごとの検査物品６０の投影に微妙なズレが生じ得るが、姿勢保持手段１６が検査物品６０をゆっくりと回転（自転）させてこれを矯正するため、撮像部２１が常に決まった投影面で各検査物品６０の静止画を撮像できるようになっている。
【００２６】
画像検査部２３は、図１に示すように、処理画像形成手段２５と、合成マスター画像形成手段２６と、検出用画像抽出手段２７と、画像比較手段２８と、判定手段２９と、を備えて構成される（図１では、検査ユニット１０ａにのみこれらの構成を示してあるが、検査ユニット１０ｂ〜１０ｄについても同様）。
処理画像形成手段２５は、上記撮像部２１による撮像を元に、各検査物品６０につき多数の処理画像を形成し、合成マスター画像形成手段２６は、これら多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を所定の演算により合成して、合成マスター画像を形成する。
【００２７】
また、検出用画像抽出手段２７は、上記多数の処理画像のうち、合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出し、画像比較手段２８を介して、合成マスター画像とこれら複数の検出用画像とをそれぞれ比較することにより、判定手段２９が、各検査物品６０における内容液６３中の異物６６（図３参照）の有無を判定する。
【００２８】
なお、図示は省略するが、検査ユニット１０ａ〜１０ｄは、メモリ等の記憶手段、ＣＰＵ等の演算処理手段や制御手段、モニタ・ディスプレイ等の表示手段、タッチパネル・キーパッド・キーボード等の入力手段、各種インターフェース、電源ポート、所定のプログラムその他の必要なハードウェアおよびソフトウェアを適宜備えている。
【００２９】
上記の如く構成される異物検査装置１を用いた具体的な検査方法について説明する。この実施形態では、図３に示すように、アンプル容器６２外部に僅かな汚れ等６５が付着し、内容液６３中に微小な異物６６が混在している検査物品６０を例に挙げる。「異物」とは、内容液６３の充填過程等でアンプル容器６２内に混入し得る、例えば繊維・ガラス・プラスチック・木・紙片、虫、塵埃等である。なお、各検査ユニット１０ａ〜１０ｄでは何れも、同様の要領で検査がおこなわれている。
【００３０】
搬入手段４を介して回転ドラム３で搬送される検査物品６０は、各検査ユニット１０ａ〜１０ｄにおいて、上記のとおり、自転手段１１による高速自転と停止手段１５による自転停止とを間欠して繰り返す。すなわち、自転手段１１が、内容液６３中の異物６６を浮動させる外力を検査物品６０に付与したのちに、停止手段１５が、アンプル容器６２を回転ドラム３に対して相対静止させるが、各撮像部２１はこの直後の状態をそれぞれ撮像している。
【００３１】
撮像部２１から画像検査部２３に入力される信号はデジタルデータ化され、処理画像形成手段２５によって処理画像が形成される。処理画像は好ましくは、設定した二値化レベルにて二値化処理を施して得られるモノクロ（白黒）の二値画像である。各画素の明暗に応じて多階調で表現されたグレースケールの濃淡画像やカラーの多値画像を処理画像として用いてもよい。二値画像を採用する場合には、データ量を小さくして検査速度を高速にできる。
【００３２】
図４には処理画像の一例を示している。この実施形態では、各検査物品６０がカメラ視野７０内で１ピッチｄ（図２参照）だけ搬送移動される間に連続的に１２回撮像され、処理画像形成手段２５によって、各検査物品６０につき［No.1］〜［No.12］のような１２枚の処理画像が形成されるようになっている。図４に示すように、検査物品６０の汚れ等６５や異物６６は、処理画像中で例えば黒色画素として認識され、異物被疑領域７７を構成している。
【００３３】
図２に示すように、カメラ視野７０内の各検査物品６０には、所定の検査エリア７２が設定され、この検査エリア７２を基準にして上記処理画像［No.1］〜［No.12］が形成される。図２中の７３は、検査物品６０におけるアンプル容器６２の管壁・管底および内容液６３の液面を検知する検知手段である。カメラ視野７０内で、各検査物品６０は回転方向Ｒ3に沿って搬送移動されているが、この検知手段７３を介して、各検査物品６０にそれぞれの検査エリア７２が電気的に追従し、検査エリア７２の位置およびサイズが自動設定されるようになっている。
なお、本実施形態では、図２に示すように、カメラ視野７０内に最大３本の検査物品６０が収められ、各検査物品６０が２ピッチ（＝ｄ×２）搬送移動される間に、それぞれ２セット分の検査を可能にしてある。
【００３４】
処理画像［No.1］〜［No.12］が形成されると、合成マスター画像形成手段２６によって、合成マスター画像ＧＭが形成される。合成マスター画像ＧＭは、処理画像［No.1］〜［No.12］から任意に選ばれる複数の処理画像を、対応する各画素の論理和演算（ＯＲ演算；例えば、黒色画素を１、白色画素を０として、１+１→１、１+０→１、０+０→０とする）により合成して得られる。
図５には合成マスター画像ＧＭの形成状況の一例を示している。この実施形態では、［No.1］［No.4］［No.7］［No.11］の処理画像が用いられる。図５に示すように、これら処理画像［No.1］［No.4］［No.7］［No.11］の異物被疑領域７７が合成され、合成マスター画像ＧＭ中には、異物被疑マスター領域７９が構成される。合成マスター画像ＧＭの形成に際しては、常時定まったNo.の処理画像が選ばれるようにしてもよいし、検査物品６０ごとランダムなNo.の処理画像が選ばれるようにすることもできる。
【００３５】
次いで、検出用画像抽出手段２７によって、処理画像［No.1］〜［No.12］のうち、合成マスター画像ＧＭの形成に用いられなかったものが検出用画像ＧＳとして抽出される。
この実施形態では、図６に示すように、［No.2］［No.3］［No.5］［No.6］［No.8］［No.9］［No.10］［No.12］の処理画像が検出用画像ＧＳとして抽出される。このように合成マスター画像ＧＭの形成に用いられなかった残りの処理画像の全てを検出用画像ＧＳとして抽出する他に、残りの処理画像の中から一定数の処理画像を検出用画像ＧＳとして抽出するようにしてもよい。
【００３６】
画像比較手段２８を介して、上記した合成マスター画像ＧＭと検出用画像ＧＳとが比較され、判定手段２９によって、検査物品６０における内容液６３中の異物６６の有無が判定される。より具体的には、合成マスター画像ＧＭにおける異物被疑マスター領域７６の位置と検出用画像ＧＳにおける各異物被疑領域７７の位置が、例えば座標系に変換して記憶されており、これらの比較にもとづいて、所定の判定処理がおこなわれる。
【００３７】
図６には、合成マスター画像ＧＭと検出用画像ＧＳとの比較状況の一例を示している。図６中の「個別判定」は、表１の判定基準にもとづいている。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１に示すとおり、この実施形態では、以下のようなパターンの何れに該当するかによって、検出用画像ＧＳごとに「個別判定」（「ＯＫ」or「ＮＧ」）がおこなわれている。
「パターン１」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９の位置と一致するように、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在している（完全一致）
「パターン２」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９の位置に含まれるように、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在している（包含）
「パターン３」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９の位置から洩出するように、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在している（洩出、はみ出し）
「パターン４」：合成マスター画像ＧＭの異物被疑マスター領域７９、検出用画像ＧＳの異物被疑領域７７が存在していない
【００４０】
検査物品６０のアンプル容器６２外部に付着した汚れ等６５は、各処理画像［No.1］〜［No.12］において相対的に同じ位置に現れるが、内容液６３中に混在する異物６６は、自転手段１１および停止手段１５の作用に伴って生じる慣性力によって内容液６３中を浮動するため、各処理画像［No.1］〜［No.12］において相対的に異なった位置に現れる蓋然性が高くなる。少なくとも上記「パターン３」は、内容液６３中に異物６６が混在している場合を除いて、理論上は起こり得ない。
【００４１】
本実施形態では、異物６６が混在している可能性のきわめて高い上記「パターン３」をＮＧパターンとする。そして、「個別判定」における「ＮＧ」数、すなわち検出用画像ＧＳのＮＧパターンへの該当数にもとづいて、「判定結果」が出力される。例えば、ＮＧパターンに該当する検出用画像ＧＳが１つでもあると、内容液６３中に異物６６が混在する可能性が比較的高いことから、「判定結果」を「不良」とできる（図６参照）。これに対して、ＮＧパターンに該当する検出用画像ＧＳが無ければ、内容液６３中に異物６６が混在する可能性は比較的低いことから、「判定結果」を「良」とできる。「判定結果」を出力するこのようなプロセスは任意に変更可能であり、検出用画像ＧＳのＮＧパターンへの該当数が一定値以上であるか否かの他に、検出用画像ＧＳのＮＧパターンへの該当数と非該当数との多数決や該当数と非該当数との割合等によって「判定結果」を出力するようにしてもよい。
上記の「パターン１」や「パターン２」は、内容液６３中に異物６６が混在しているものを「個別判定」で「ＯＫ」としてしまうリスクを（低確率ながら）有しているが、上記のように複数の検出用画像ＧＳを用い、これらの「個別判定」を総合することで、適切な「判定結果」が担保されるようになっている。
【００４２】
特定の処理画像をそのままマスター画像としたり、複数の処理画像間の単純比較により重複部分以外を異物６６として検出処理するような場合には、個々の処理画像の精度に大きく依存することとなり、ノイズ成分や分解能等に起因する誤検出が発生し易い。
本実施形態のように、複数の処理画像（［No.1］［No.4］［No.7］［No.11］）を論理和演算により合成して合成マスター画像ＧＭを形成し、この合成マスター画像ＧＭを比較基準として、上記した如くの判定処理をおこなうことで、個々の処理画像の精度のバラツキ等が吸収され、誤検出が発生し難いものとなる。合成マスター画像ＧＭを形成する処理画像の枚数は適宜設定してよいが、好ましくは２枚以上であり、３枚以上がより好ましい。また、合成マスター画像ＧＭを形成する処理画像の枚数は、少なくも検出用画像ＧＳとして抽出される処理画像の枚数よりも少数とするのがよく、好ましくは２／３程度未満とする。一般には、検出用画像ＧＳとして抽出される処理画像の枚数が増加するほど、誤検出を防止し易く、より適切な「判定結果」を得ることが可能となる。したがって、回転ドラム３の搬送速度や画像検査部２３の処理能力等にもよるが、処理画像形成手段２５によってなるべく多数の処理画像を用意しておくのが好ましい。
【００４３】
なお、合成マスター画像ＧＭと各検出用画像ＧＳとの比較に際しては、合成マスター画像ＧＭにおける異物被疑マスター領域７９の認識感度を、各検出用画像ＧＳにおける異物被疑領域７７の認識感度よりも大きくしておくのが好ましい。具体的には、例えば、合成マスター画像ＧＭの形成に用いられる処理画像の二値化レベルを、検出用画像ＧＳとして抽出される処理画像の二値化レベルよりも（明側に）高くして、微妙な中間色の同一濃度レベル部分につき、合成マスター画像ＧＭにおける異物被疑マスター領域７９の方を、検出用画像ＧＳにおける異物被疑領域７７よりも認識され易くしておく。これによれば、比較基準をなす合成マスター画像ＧＭが各検出用画像ＧＳよりも実像に近い精密な画像となり、上記「パターン」設定とも相俟って、歩留りや生産性をさらに良好にできる。
【００４４】
このようにして、検査ユニット１０ａ〜１０ｄにより、検査物品６０あたり最低計４セットの検査がおこなわれる。検査ユニット１０ａ〜１０ｄの各「判定結果」にもとづく信号が、電磁弁に接続された制御回路（図示せず）等を介して搬出手段５には入力されており、「判定結果」が一定数以上の「良」を含んでいる、あるいは一定数未満の「不良」しか含んでいない場合には、当該検査物品６０が良品（６０Ａ；異物６６が混在しない）として、良品取出しスターホイール５２を介して搬出され、「判定結果」が一定数以上の「不良」を含んでいる、あるいは一定数未満の「良」しか含んでいない場合には、当該検査物品６０が不良品（６０Ｂ；異物６６が混在する）として、不良品取出しスターホイール５３を介して搬出される。この実施形態では、「判定結果」が全て「良」である場合に、良品６０Ａとして搬出され、「判定結果」に１つでも「不良」がある場合には、不良品６０Ｂとして搬出されるようになっている。なお、良品６０Ａのうち、汚れ等６５が付着したものについては、図示しない後工程によって最終的には排除される。
【００４５】
以上説明したとおり、検査装置１によれば、誤検出が発生し難く、検査物品６０の内容液６３中に混在し得る異物６６を、アンプル容器６２外部に付着した汚れ等６５と区別して、より的確に検出することが可能となる。また、検査物品６０の良否（良品６０Ａであるか不良品６０Ｂであるか）の判定が適切におこなわれ得ることから、歩留りや生産性を良好にでき、実際の生産現場にも導入し易い。
【００４６】
また、各撮像部２１が、回転ドラム３から独立状に固設されており、検査物品６０における検査エリア７２が、検査物品６０の搬送に追従して自動設定されるようにしたため、撮像部２１を検査物品６０の回転（公転）に同期移動させるようなもの等に比べて、構造をきわめて簡素化できるとともに、短時間で大量の検査物品６０を処理することが可能となる。
【００４７】
上記実施形態の変形例を図７に示す。図７は、変形例に係る異物検査装置１００の一部構成を示す概略平面図である。上記と共通する構成には同一の符号を付し、検査ユニット１０ａ〜１０ｄ、自転手段１１、停止手段１５、姿勢保持手段１６等については図示を省略している。
【００４８】
図７に示すように、異物検査装置１００は、所定のリターン手段１０２を備える。リターン手段１０２は、図７に示すＲ103、Ｒ104の向きに水平回転（かつ仕込みスターホイール４１および振分けスターホイール５１と同期）するリターン用振分けスターホイール１０３、リターン用スターホイール１０４から構成されている。
【００４９】
異物検査装置１００では、検査ユニット１０ａ〜１０ｄによる各「判定結果」に応じて、電磁弁に接続された制御回路（図示せず）等により搬出手段５およびリターン手段１０２に信号が入力され、回転ドラム３から搬出される検査物品６０を、リターン手段１０２を介して再び回転ドラム３に搬入し、自動的に再検査できるようになっている。上記信号に基づき、リターン用振分けスターホイール１０３の各凹壁面に穿設される小穴（図示せず）から圧空を作用させることで、振分けスターホイール５１で搬出途中の当該検査物品６０が、リターン用スターホイール１０３へと吸着されている。
【００５０】
異物検査装置１００では、検査ユニット１０ａ〜１０ｄの「判定結果」に全体の１／４を超える「不良」があれば、リターン手段１０２は動作せず、当該検査物品６０が不良品取出しスターホイール５３を介して搬出され、検査ユニット１０ａ〜１０ｄの「判定結果」に全体の１／４以下の「不良」しかない場合に、リターン手段１０２が動作して、当該検査物品６０が再検査されるように設定してある。但し、この設定は任意に変更可能であり、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…の配設箇所数等によっては、「判定結果」に全体の１／４を超える「不良」がある場合にも、リターン手段１０２を動作させるようにしてよい。
【００５１】
このような異物検査装置１００によれば、本来グレーゾーンの検査物品６０が、自動的に再検査されるため、検査物品６０の良否（良品６０Ａであるか不良品６０Ｂであるか）の判定が一層適切におこなわれるようになり、さらなる歩留りや生産性の向上が可能となる。
【００５２】
以上の実施形態の記述は、本発明をこれに限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正や設計変更等が可能である。
例えば、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…の配設箇所数や回転ドラム３の大きさ等は、適宜変更することができる。検査精度向上のためには、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…が少なくとも３箇所、好ましくは４箇所以上に配設されるのがよい。
回転ドラム３に替えて、例えば直線状に検査物品６０を搬送するコンベヤ等の他の搬送手段を用いることもできる。撮像部２１や照明部２２を、反射光方式等による構成としてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…で、同一の検査がおこなわれるようにしたが、検査ユニット１０ａ、１０ｂ…ごとに処理画像の枚数を変えたり、異なる判定基準にもとづく処理をおこなわせるようにしてもよい。検査ユニット１０ａ、１０ｂ…ごとに自転手段１１による自転速度等を変えることもできる。
【００５４】
また、上記実施形態では、薬剤等が充填されたアンプル容器６２を例にして説明したが、本発明はこれに限らず、シリンジやバイアル等の様々な容器および好ましくは或る程度の流動性を有する各種の内容液からなるものが検査物品６０として採用される。検査物品６０の容器や内容液が不透明等の場合であっても、Ｘ線や紫外光、赤外光等を適宜用いることで、本発明の適用が可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１ 検査装置
３ 回転ドラム
４ 搬入手段
５ 搬出手段
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 検査ユニット
１１ 自転手段
１５ 停止手段
１６ 姿勢保持手段
２１ 撮像部
２３ 画像検査部
２５ 処理画像形成手段
２６ 合成マスター画像形成手段
２７ 検出用画像抽出手段
２８ 画像比較手段
２９ 判定手段
６０ 検査物品
６２ アンプル容器
６３ 内容液
６５ 汚れ等
６６ 異物
７２ 検査エリア
７７ 異物被疑領域
７９ 異物被疑マスター領域
ＧＭ 合成マスター画像
ＧＳ 検出用画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、所定の検査ユニットで、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、
該検査ユニットが、
自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、
該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する処理画像形成手段と、
該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する合成マスター画像形成手段と、
該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する検出用画像抽出手段と、
該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えた異物検査装置。
【請求項２】
該合成マスター画像の異物被疑マスター領域の位置から洩出するように、該検出用画像の異物被疑領域が存在している場合を、ＮＧパターンとし、該検出用画像の該ＮＧパターンへの該当数にもとづいて、該内容液中の異物の有無が判定される請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項３】
該合成マスター画像における異物被疑マスター領域の認識感度が、該検出用画像における異物被疑領域の認識感度よりも大きくされている請求項２に記載の異物検査装置。
【請求項４】
該検査物品を一定間隔で平面視略円環状に支持して搬送する回転ドラムを有するとともに、該検査ユニットが、該回転ドラムに沿って設けられており、
該検査ユニットによる判定結果に応じて、該回転ドラムから搬出される該検査物品を、再び該回転ドラムに搬入することのできるリターン手段をさらに備えた請求項１乃至３の何れかに記載の異物検査装置。
【請求項５】
撮像中にある該検査物品を、該撮像部に対して一定姿勢に保持する姿勢保持手段をさらに備えた請求項４に記載の異物検査装置。
【請求項６】
該撮像部が、該回転ドラムから独立状に固設されており、
該検査物品における検査エリアが、該検査物品の搬送に追従して自動設定されるようになされた請求項５に記載の異物検査装置。
【請求項７】
内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、
自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、
所定の画像検査部と、を備え、
該画像検査部が、該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成し、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成するとともに、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出し、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定するようになされた異物検査装置。
【請求項８】
内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査方法であって、
該内容液中の異物を浮動させる外力を該検査物品に付与したのちに、該検査物品の容器を相対静止させる工程と、
該容器が相対静止された検査物品を連続的に撮像して、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する工程と、
該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する工程と、
該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する工程と、
該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する工程と、を含む異物検査方法。
【請求項１】
内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、所定の検査ユニットで、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、
該検査ユニットが、
自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、
該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する処理画像形成手段と、
該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する合成マスター画像形成手段と、
該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する検出用画像抽出手段と、
該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えた異物検査装置。
【請求項２】
該合成マスター画像の異物被疑マスター領域の位置から洩出するように、該検出用画像の異物被疑領域が存在している場合を、ＮＧパターンとし、該検出用画像の該ＮＧパターンへの該当数にもとづいて、該内容液中の異物の有無が判定される請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項３】
該合成マスター画像における異物被疑マスター領域の認識感度が、該検出用画像における異物被疑領域の認識感度よりも大きくされている請求項２に記載の異物検査装置。
【請求項４】
該検査物品を一定間隔で平面視略円環状に支持して搬送する回転ドラムを有するとともに、該検査ユニットが、該回転ドラムに沿って設けられており、
該検査ユニットによる判定結果に応じて、該回転ドラムから搬出される該検査物品を、再び該回転ドラムに搬入することのできるリターン手段をさらに備えた請求項１乃至３の何れかに記載の異物検査装置。
【請求項５】
撮像中にある該検査物品を、該撮像部に対して一定姿勢に保持する姿勢保持手段をさらに備えた請求項４に記載の異物検査装置。
【請求項６】
該撮像部が、該回転ドラムから独立状に固設されており、
該検査物品における検査エリアが、該検査物品の搬送に追従して自動設定されるようになされた請求項５に記載の異物検査装置。
【請求項７】
内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該検査物品を自転させたのちに自転停止させて、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査装置であって、
自転停止された該検査物品を連続的に撮像する撮像部と、
所定の画像検査部と、を備え、
該画像検査部が、該撮像部による撮像を元に、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成し、該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成するとともに、該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出し、該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定するようになされた異物検査装置。
【請求項８】
内容液が充填されてなる容器を検査物品とし、該内容液中に混在し得る異物を検出する異物検査方法であって、
該内容液中の異物を浮動させる外力を該検査物品に付与したのちに、該検査物品の容器を相対静止させる工程と、
該容器が相対静止された検査物品を連続的に撮像して、異物被疑領域を有し得る多数の処理画像を形成する工程と、
該多数の処理画像から任意に選ばれる複数の処理画像を論理和演算により合成して、異物被疑マスター領域を有し得る合成マスター画像を形成する工程と、
該多数の処理画像のうち、該合成マスター画像の形成に用いられなかったものを、複数の検出用画像として抽出する工程と、
該合成マスター画像の異物被疑マスター領域と該複数の検出用画像の異物被疑領域とをそれぞれ比較することにより、該内容液中の異物の有無を判定する工程と、を含む異物検査方法。
【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２０１１−９５１０７（Ｐ２０１１−９５１０７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９４４３（Ｐ２００９−２４９４４３）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００１３７９０４）株式会社ミューチュアル (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００１３７９０４）株式会社ミューチュアル (37)
【Ｆターム（参考）】
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