JP2006292598A - 容器内異物検出方法とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
先行容器の映像を処理中であっても、後続容器の映像の処理が可能で、容器間隔確保手段を簡便にして、容器間隔の制限を緩和した状態で異物検査をすることができ、単位時間当たりの処理能力を高くしたい。
【解決手段】
撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出方法であり、搬送路上を等間隔で搬送される任意個数の容器に対応するように任意個数と同数の撮像手段を設置しておき、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しを行ない、その後、画像処理手段への各撮像手段での画像データのデータ転送を順次行なって、各撮像手段での画像データについて画像処理手段で画像処理を順次行なう。
【選択図】 図６

Description

本発明は、撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出とその装置に関するものである。

飲料水などを封止した容器内へ混入する異物の主たるものは、容器を成形製作する段階での容器材料の破片とか内容物の液体を充填する装置の部品や部品破片である。容器内に異物が混入することは殆ど発生しないが、人体への悪影響の可能性があることから、発生頻度に関わらず確実に発見、除去することが必要である。

従来の全数検査としては人の目視に頼ったものであるが、異物検出の見逃しが発生する可能性があり、検査の自動化が求められる。そこで人の目視に代えて、容器厚みの変化がある透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から画像処理によって容器内に混入した異物を検出する装置が種々提案されている。

撮像手段を使って搬送路上を順次搬送されていく容器内部の異物を検出する従来技術として、下記特許文献に記載のものがある。

特開２００４−２８９３０号公報

撮像手段としてＣＣＤ（電荷結合素子）カメラを使って異物検出制御部内で映像（画像）処理する場合、映像情報に関わる一連の動作時間は、（１）露出時間（ＣＣＤの各画素に電荷を蓄積させる時間）ｔ１、（２）読出時間（カメラコントローラがＣＣＤの各画素から画像データとして電荷の大きさと位置データを読み出し、画像処理装置に転送するまで内蔵メモリに一時的に保管している時間）ｔ２、（３）データ転送時間（カメラコントローラの内蔵メモリに一時的に保管している画像データを画像処理装置などの記憶領域に記憶させるためのデータ転送時間）ｔ３、（４）画像処理時間（記憶領域の画像データを使って画像処理の種々の演算を行なう時間）ｔ４の４項目が大部分を占めており、通常、前記（１）と（２）を合わせて撮像時間，撮像時間で露出と読み出しを行うことを撮像と呼ぶ場合が多い。

1本の容器を画像処理する場合には、露出時間、読出時間、データ転送時間、画像処理時間を加算した総和時間Ｔが必要であり、先行した容器の映像を画像処理している最中には、次に搬送される容器の画像処理に制限が発生する。

ＣＣＤカメラへの露出中は光の強度に応じて素子に電荷を蓄積しており、この時間中は現在の映像の光量データを取り込んでおり、データの混同を避けるため次の露出はできず、また、露出が終了するまで読み出しもできない。

露出が終了すれば、各素子の電荷量を順次取り出す読出時間となる。この読出時間中もデータの混同を避けるため、次の映像の露出はできない。つまり、ＣＣＤカメラの露出時間中に、次の映像の露出や前の映像の読み出しはできない。

このため、隣同士の容器が接触したり、容器間隔が小さい状態での搬送では、前の映像の処理が終了する前に次の映像の露出タイミングとなる可能性があり、正常な映像処理を確実に実行するために、タイミングスクリューなどの機器を設置して容器間隔を一定量確保するための手段を設けたり容器の搬送速度を下げたりして、単位時間当たりの処理数を下げる必要がある。

この問題は、容器内に混入したより小さい異物を検出しようとして、画素数が多いＣＣＤカメラを使用するほど、データ量が多くなるために顕著に現われてくる。

それゆえ本発明の目的は、先行容器の映像を処理中であっても、後続容器の映像の処理が可能で、容器間隔確保手段を簡便にして、容器間隔の制限を緩和した状態で異物検査をすることができ、単位時間当たりの処理能力が高い容器内異物検出装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、小さい異物でも時間を掛けることなく検出することができる容器内異物検出装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明容器内異物検出方法の特徴とするところは、搬送路上を等間隔で搬送される任意個数の容器に対応するように任意個数と同数の撮像手段を設置しておき、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しを行ない、その後、画像処理手段への各撮像手段での画像データのデータ転送を順次行なって、各撮像手段での画像データについて画像処理手段で画像処理を順次行なうことにある。

また、上記の目的を達成する本発明容器内異物検出装置の特徴とするところは、撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出装置において、搬送路上を等間隔で搬送される任意個数毎の容器に対応するように搬送路上に設置した任意個数と同数の撮像手段、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しを行ない、その後、画像処理手段への各撮像手段での画像データのデータ転送を順次行なって、各撮像手段での画像データについて画像処理手段で画像処理を順次行なう異物検出制御装置を有することにある。

本発明によれば、撮像手段を複数設置し、複数の容器毎に部分的に同時処理、特に撮像を同時に行うことで、全体として処理時間を短縮でき、処理能力が高まる。処理時間の短縮で発生する余裕時間が容器間隔のばらつきを吸収し、容器間隔を厳密に確保する必要無く検査でき、検査システムとしての信頼性が向上する。

また、画素数が多いＣＣＤカメラを使用しても全体として処理時間を短縮でき、時間を掛けることなく小さい異物を検出することができる。

以下、図に示す一実施形態を説明する。

第一の実施形態を示す図１，図２において、１０は容器整列部、１１は入口搬送コンベア、１２は搬送停止板、１３は容器整列グリップコンベアである。

透明なＰＥＴ製の容器１は容器１を搭載する部分が樹脂製あるいはゴム製である入口搬送コンベア１１上を両図において右側から左方向に順次連続して搬送される。容器１には主に薬品や飲料である液体が既に充填されており、さらに容器蓋２で封止されている。

容器１と内容物（容器内に充填・封入してある液体）は、無色透明なものに限らず、有色透明や一般の環境光では不透明とされる場合であっても、光透過の度合いに応じて異物検出の対象とすることができる。

通常、異物検出はこの容器蓋２で封止された後に実施し、異物検出を実施する工程では容器１の外表面に光学的障害となる印刷物などは存在せず、異物が検出されず、良品と判断された容器１に対してのみ印刷物などを貼る場合が多い。

図３に示すように、容器１に混入する異物としては、容器の底部に沈澱する沈澱異物３ａと液中に浮遊する浮遊異物３ｂと液面に浮上する浮上異物３ｃに分かれ、浮上異物３ｃは沈澱異物３ａや浮遊異物３ｂなどより少ない。また、多くの場合、沈澱異物３ａは、浮遊異物３ｂや浮上異物３ｃなどより小さい。

なお、図３（ａ）は容器１の縦断面図、図３（ｂ）は底側から容器１を見た底面図、図３（ｃ）は異物が沈澱した容器１の底部を拡大して示す部分的縦断面図である。

図１，図２に戻って、入口搬送コンベア１１上を移動してくる容器１は、容器整列部１０において容器整列グリップコンベア１３のグリッパ１４によって容器側面を両側から挟み込みながら搬送する。左右両側（図１では、図の上下両側）に分かれている容器整列グリップコンベア１３は、各々に設置したモータがインバータによって回転駆動される。

グリッパ１４は、図４（ａ）に示すごとく、ゴム製で内部が中空のかまぼこ型になっており、対向する両側の隙間の管理だけで、丸型や角型といった容器形状の違い、容器表面の起伏の有無に関わらず挟み込むことができるようになっている。

取り扱う容器の種類によっては、容器の側面起伏が大きい容器、あるいは線対象となっていない容器に対しても、内部が中空であるためグリッパ１４の変形で一定範囲までは対応できる。またこのような容器に対しては、図４（ｂ）に示すスポンジ製で鋸歯状のグリッパ１５を用いてもよい。

図１，図２に戻って、容器１の挟み込みを行なう左右両側の容器整列グリップコンベア１３は、各々右ネジと左ネジを持つ共通の一本のボールネジで直線上をスライドできる構造になっている。ボールネジの片端には回転ハンドルを付けてあり、回転ハンドルの正転方向への回転で左右両側の容器整列グリップコンベア１３の隙間は小さくなり、回転ハンドルの逆転方向への回転では隙間は大きくなり、異なる容器種類への対応が極めて簡便に行なうことができる。なお、左右両側の容器整列グリップコンベア１３の前後に搬送用ガイドも固定しておけば、容器整列グリップコンベア１３の隙間の変更と同時に入口搬送コンベア１１のガイド間隔も変わり、段取り替えがさらに簡便にできる。

また、製造ライン全体の搬送上の都合などにより、容器１を異物検出装置内への搬送を止めたい場合には、入口搬送コンベア１１の側方に設けた搬送停止板１２を入口搬送コンベア１１上を横切るように挿入して、容器１の投入を強制的に停止するようにしている。

次に、図２で容器整列部１０の機能を説明する。
入口搬送コンベア１１の速度Ｖ１に対して、容器整列グリップコンベア１３の速度Ｖ２は小さくしてある。

搬送停止板１２が退避された状態において、容器１は入口搬送コンベア１１の速度Ｖ１で搬送されてくると、容器整列グリップコンベア１３によって挟まれ、速度Ｖ２に減速して移動することとなり、入口搬送コンベア１１とは速度が異なるので、容器１は入口搬送コンベア１１に対し底面をすべらせながら搬送される。容器整列グリップコンベア１３の下流端で容器整列グリップコンベア１３から容器１が開放されると、再び入口搬送コンベア１１の速度Ｖ１に増速される。

容器整列グリップコンベア１３に入る位置までは様々な間隔であった容器１は、容器整列グリップコンベア１３に挟まれている区間では一旦容器間隔が詰まり、容器間隔はＰ１まで小さくなる。次に、容器整列グリップコンベア１３から開放された時点で最終的な間隔である希望する間隔Ｐ２になっていく。

従って、速度Ｖ１と速度Ｖ２の相対速度差によって容器間隔Ｐ２を調節することができ、速度Ｖ１に対して速度Ｖ２が小さいほど容器間隔Ｐ２を大きくすることができる。

容器整列部１０で容器間隔Ｐ２が確保された容器１は、入口搬送コンベア１１上の浮遊異物検査部２０に達する。装置架台Ｆの浮遊異物検査部２０に対応する箇所には、照明光源２１（図２参照）を設置してある。

浮遊異物検査部２０の構成を示す図５において、ハロゲンランプを持つ照明光源２１からの光をライトガイド２２経由で照明光照射手段２３から容器１の側方に照射する。照明光源２１としては、ハロゲンランプの他に蛍光燈，ＬＥＤ，ＥＬ，白熱灯，メタルハライドランプ，赤外光ランプ，紫外光ランプ，その他面発光型照明装置を使うことができる。

ライトガイド２２の内部は数百本程度の光ファイバを束ねた状態であり、照明光照射手段２３で光ファイバを分け、各光ファイバの先端は直線状に配置し固定している。光ファイバの先端では光が一定の広がり角度を持つため、照明光照射手段２３との距離が大きくなるに従い、直線状から徐々に広がりを持つ矩形状の透過照明光２４となる。

容器１と反対の側方には、容器１を撮像するＣＣＤから成る撮像カメラ（撮像手段）２５を１台または複数台配置してある。図５は２台配置してある例である。

容器１が浮遊異物検出部２０に到着したことは容器検知センサ２６で検知し、検知結果に基づいて図７の異物検出制御装置６０は新たな映像としての撮像やデータ転送の制御及び画像処理などを行なう。容器検知センサ２６としては、図示する光反射光式のほかに、光透過光式，超音波式のものを用いても良い。

撮像カメラ２５は、視野の広さから認識すべき異物サイズを計算し、カメラの解像度との兼ね合いで設置台数を決める。図５の浮遊異物検出では２台設置しており、容器１の上半分と下半分を分割して撮像するようにした例である。別々に撮像しておいて、撮像後に後述する異物検出制御装置６０（図７参照）で合成処理を行ない、境界線を判別して一つの画像としても良い。

撮像カメラ２５は、容器１における浮遊異物が沈澱異物に較べて大きい場合が多く撮像しやすいために、画素数が少ないＣＣＤカメラを用いている。

図２において、容器１は、浮遊異物検査部２０を通過後に沈澱異物検査部３０のグリップコンベア３１の先端に達する。容器１は容器間隔Ｐ２が確保された状態で、沈澱異物検査部グリップコンベア３１に取り付けられたグリッパ３２に挟み込まれながら搬送される。

沈澱異物検査部グリップコンベア３１の構造は、容器整列グリップコンベア１３と同様であり、容器１の両側面を挟み込みながら搬送できるようになっている。左右隙間の調節も同様に共通のボールネジに取り付けた回転ハンドルによって行なう。

沈澱異物検査部グリップコンベア３１が容器１の両側面を挟み込んでいる領域には、容器整列部１０での入口搬送コンベア１１に相当するコンベアは存在せず、容器１の底部は開放状態にある。

この沈澱異物検査部３０の構造を、図６に示す。
グリッパ３２は、図４（ｂ）のスポンジ製で鋸歯状のものを使っている。図６の沈澱異物検出部３０には、容器１の搬送方向に２個の照明光照射手段３３ａ，３３ｂを並べて設置してある。

容器１の側面にはグリッパ３２があり、装置架台Ｆに設置してあるハロゲンランプを持つ照明光源３４ａ，３４ｂ（図２参照）からの光をライトガイド３５ａ，３５ｂを経由して照明光照射手段３３ａ，３３ｂから容器１に上方より照射している。照明光源３４ａ，３４ｂとしては、浮遊異物検査部１０の場合と同様のものを使えばよい。

ライトガイド３５ａ，３５ｂ内の光ファイバの先端は、照明光照射手段３３ａ，３３ｂにおいて直下を向けて、容器１の真上でリング状に固定している。浮遊異物検査の場合と同様に、光ファイバの先端では光が一定の広がり角度を持つ。このため、照明光照射手段３３ａ，３３ｂからの距離が大きくなるに従い、沈澱異物検査の場合はリング状から徐々に円状の透過照明光３６ａ，３６ｂとなる。このとき、照明光照射手段３３ａ，３３ｂでは光ファイバの先端がリング状配置であることから、不透明な材料の場合もある容器蓋２の影を容器１の底側に投影することはなく、異物検出における障害とはならない。容器蓋２の影が容器１の底側に投影される影響を一層避けるために、照明光照射手段３３ａ，３３ｂにおけるリング状配置直径は容器蓋２より大きくしておくことが良い。

沈澱異物検査部グリップコンベア３１の下方には、容器１を撮像するＣＣＤから成る撮像カメラ３７ａ，３７ｂを２台上向きで配置してある。撮像カメラ３７ａ，３７ｂは、それぞれ照明光照射手段３３ａ，３３ｂから発せられ容器１を上方より透過した照明光３６ａ，３６ｂを捉える。

沈澱異物は小さいものまで検出することを求められることが多いので、各撮像カメラ３７ａ，３７ｂは浮遊異物を検出するための撮像カメラ２５に較べて高画素数（４倍以上）のものを用いている。

容器１は、撮像カメラ３７ａ，３７ｂの上方を順次通過する。容器１が撮像カメラ３７ａ上を通過するが、撮像カメラ３７ａ上に到着したことは容器検知センサ３８ａで検知する。

容器間隔Ｐ２を持って並んで搬送される多数の容器１は、２個で１組の容器群として扱い、撮像カメラ３７ａ，３７ｂは２個で１組の容器群に対応している。

２個で１組とされた容器群は、先行する容器１が上流側の撮像カメラ３７ａで撮像され、搬送されて、この容器１は次に下流側の撮像カメラ３７ｂ上を通過するが、撮像カメラ３７ｂ上に到着したことを容器検知センサ３８ｂで検知しても、無視して撮像カメラ３７ｂによる撮像を行なわない。

一方、２個で１組とされた容器群における後続の容器１については、上流側の容器検知センサ３８ａが後続容器１を検知しても無視し、上流側の撮像カメラ３７ａで撮像することなく、下流側の容器検知センサ３８ｂで検知した場合に下流側の撮像カメラ３７ｂで撮像を行なう。

三番目に搬送される容器１は、２個で１組とされた次の容器群における先行する容器として扱うことになる。このように各容器１は撮像カメラ３７ａ，３７ｂにより交互に撮像され、奇数番目の容器１の取り扱いと偶数番目の容器１の取り扱いは各々同じものになっている。従って、２個の容器１が沈澱異物検査部２０に１組の容器群として揃うたびに、各容器１はそれぞれ撮像カメラ３７ａ，３７ｂによりそれぞれ同時に撮像される。

浮遊異物検査部１０と沈澱異物検査部２０及びその周囲は図示していない遮光カバーで囲み、容器１および撮像カメラ２５，３７ａ，３７ｂへの光学的外乱となる周囲からの光を遮断し、安定した異物の検出を行な得るようにしてある。

ここで、図７で異物検出制御装置６０について説明する。
浮遊異物検査部１０や沈澱異物検査部２０での容器検知センサ２６，３８ａ，３８ｂにおける検知結果は、Ｉ／Ｏインタフェース６１を介して主演算器６２で把握し、シャッタ信号制御部６３及びカメラコントローラ６４により撮像カメラ２５，３７ａ，３７ｂのシャッタ信号に反映させる。

シャッタ信号に基づいて撮像カメラ２５，３７ａ，３７ｂで容器１の映像を撮像し、カメラコントローラ６４からカメラインターフェース６５を介して画像処理を行なう画像データ記憶部６６に一旦蓄積し、主演算器６２の画像処理プログラム上で異物を抽出する画像処理を行なう。

カメラコントローラ６４は複数のＡＤ変換回路やメモリへのデータの書き込みと読み出しを行うメモリ回路を備えている。

主演算器６２は、画像処理プログラムのほかに容器検知センサ２６，３８ａ，３８ｂからの容器検知結果に従って撮像カメラ２５，３７ａ，３７ｂで撮像して得た画像データを得る撮像処理プログラムなどを備えている。画像処理プログラムは公知の技術によるものであり、撮像処理プログラムは以下説明するようにシーケンス制御によるものであるから、両プログラムについての詳細な説明は省略する。

撮像画像や撮像画像に対して既に処理を施した映像は、画像モニタ６７に表示する。また、装置の起動、停止、エラーは操作スイッチ６８や表示ランプ６９で管理し、これらの管理や映像の画像処理を含めた装置全体の稼動状況管理を主演算器６２と主記憶部７０で担っている。この装置全体の稼動状況はモニタ７１に表示している。

図８は、浮遊異物を内部に含む容器１の映像（画像）の一例を示しており、図８（ａ）は図７に示した主演算器６２の画像処理プログラムにより画像処理する前の撮像カメラ２５で得た濃淡画像Ｍ１であり、図８（ｂ）は主演算器６２の画像処理プログラムにより画像処理を行った後の白と黒からなる二値画像Ｍ２である。

浮遊異物の濃淡画像Ｍ１において、容器範囲内での縦横の線のごとく、容器１の側壁部における容器起伏の影響を受けることによる暗部が発生する。照明光によってこの暗部の起伏模様を可能な限り無くして画像処理をすることにより、図８（ｂ）の二値画像Ｍ２のごとく容器１の輪郭とその周辺部とを白黒に分け、容器領域内への黒物体の有無を検索する。

黒い物体が異物画像Ｒ１であり、二値画像Ｍ２において、異物画像Ｒ１が存在すれば不良容器として、存在しなければ良品容器として、検査結果を図７に示した主記憶部７０で管理しておく。

また、図９には沈澱異物を内部に含む容器を撮像カメラ３７ａ，３７ｂで撮像した映像の一例を示している。図８（ａ）は図７に示した主演算器６２の画像処理プログラムによる画像処理を行う前の濃淡画像Ｎ１であり、図８（ｂ）は主演算器６２の画像処理プログラムにより画像処理を行った後の白と黒からなる二値画像Ｎ２である。

沈澱異物の場合も、沈澱異物の濃淡画像Ｎ１において、容器範囲内での放射状の線のごとく、容器１の底部における容器起伏の影響を受けることによる暗部が発生する。照明光によってこの暗部の起伏模様を無くし画像処理をすることにより、図９（ｂ）の二値画像Ｎ２のごとく容器の輪郭とその周辺部とを白黒に分け、容器領域内への黒物体の有無を検索する。

黒い物体が異物画像Ｒ２であり、二値画像Ｎ２において、異物画像Ｒ２が存在すれば不良容器として、存在しなければ良品容器として、検査結果を浮遊異物と併せて図７に示した主記憶部７０で管理しておく。

図１にもどって、浮遊，沈澱の各異物検出検査を終えると、図７に示した主記憶部７０で管理された検査結果に応じて、容器排斥部８０で選別する。

不良容器であれば、出口搬送コンベア８１の側方から容器押出しユニット８２によって容器１を容器排出コンベア８３側に押し出すことで、通常の製造ラインから排斥する。この容器押出しユニット８２に代えて、後工程において排斥できるように容器１の目立つ位置に目印となる不良識別マークを付加しておく手段を設けても良い。

次に、主演算器６２が備えている撮像処理プログラムについて説明する。
主演算器６２における撮像処理プログラムについて、撮像カメラ２台（３７ａ，３７ｂ）で異物検出を行なう場合の処理時間により撮像カメラ１台の場合の処理時間と比較しながら説明する。

撮像カメラ２台での撮像は２個の容器の画像データを得ることであるので、撮像カメラ１台の場合の処理時間は１台の撮像カメラで２個の容器の画像データを得ることとする。

図１０に示すように、撮像カメラ１台で２個の容器の画像データを得る一連の処理時間として、先ず第一に撮像カメラ内に電荷を蓄積させる露出時間ｔ１がかかる。第二に各素子から画像データ（電荷の大きさと位置データ）を読み出し一時保管する読出時間ｔ２が掛る。

次に、画像データを画像データ記憶部６６に記憶させるためのデータ転送時間ｔ３を要し、最後に記憶領域の画像データを使って種々の演算を行なう画像処理時間ｔ４を要する。

それぞれの時間で同時に実行できないため、以上４項目の合計時間Ｔ０が１個の容器の映像を処理するために必要な合計時間Ｔ０となる。

図１０の撮像カメラ１台の場合は、露出時間ｔ１〜画像処理時間ｔ４までが全て前の処理が終わり次第、次の処理が始まる繰返処理となってしまう。即ち、２個目の容器の映像処理は、１個目の容器の映像処理が全て終わってから待ち時間δ１を経過して開始する。３個目の容器を考慮すると、２個目の容器の処理後についても待ち時間δ１を設ける必要があり従って、２個の容器の処理時間はＴ１＝２×（Ｔ０＋δ１）時間、つまりＴ１＝２×（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋δ１）の時間が掛かることになる。なお、この待ち時間δ１の必要性については、後述する。

撮像カメラ２台による場合は、撮像カメラ２台を本実施形態における一つのカメラコントローラ６４に接続する場合と、撮像カメラ２台を各々個別のカメラコントローラに接続する場合の二つの方法を採ることができる。個別のカメラコントローラを用いる場合、各カメラコントローラと画像データ記憶部の間に個別のカメラインターフェースを介在させてあり、画像データ記憶部は各カメラコントローラから各カメラインターフェースを介して各撮像カメラでの画像データを同時に受信できるようになっている。

前者での処理時間を図１１に、後者での処理時間を図１２に示す。

なお、図１１，図１２では、２個の容器が搬送コンベア上を同一速度で搬送されるものとして、図１０の例を基に説明する。

図１１の例では、撮像を行なう露出時間ｔ１は、撮像カメラ３７ａと撮像カメラ３７ｂで同時に実行できる。読出時間ｔ２もカメラコントローラ６４が複数のＡＤ変換回路とメモリ回路を備えているので、同時に行なえる。その後の画像データ記憶部６６を共通で用いるため、前半で撮像カメラ３７ａでの画像データのデータ転送時間ｔ３ａと画像処理時間ｔ４ａに続き、撮像カメラ３７ｂでの画像データのデータ転送時間ｔ３ｂと画像処理時間ｔ４ｂを要する。

２個の容器の処理時間としては、Ｔ２＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３ａ＋ｔ４ａ＋ｔ３ｂ＋ｔ４ｂの時間が掛ることになる。

処理時間Ｔ２は１個分の露出時間ｔ１と読出時間ｔ２が重なっているので、処理時間Ｔ１に対して（ｔ１＋ｔ２）時間分の余裕時間δ２を持つことができる。

他方、図１２の例では、異物検出制御装置６０の記憶領域は共通なものの、カメラコントローラとカメラインターフェースを撮像カメラ毎に個別に設けているため、露出時間ｔ１と読出時間ｔ２に加え、データ転送時間ｔ３も撮像カメラ３７ａと撮像カメラ３７ｂで同時に実行できる。

そのため、撮像カメラ３７ａでの画像データの画像処理時間ｔ４ａと撮像カメラ３７ｂでの画像データの画像処理時間ｔ４ｂが個別に必要で、２個の容器の処理時間として、Ｔ３＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）＋（ｔ４ａ＋ｔ４ｂ）の時間が掛ることになる。

従って、この場合の処理時間Ｔ３は、処理時間Ｔ１に対して（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）時間分の余裕時間δ３を持つことができ、処理時間Ｔ２に対しては処理時間ｔ３分の余裕ができている。

図１１，図１２のいずれの例でも、撮像カメラ数が２台になることで余裕時間δ２、δ３を持つことができている。

容器１は同一速度で搬送されてくるものの、その間隔は数ｍｍから数１０ｍｍ程度のばらつきが発生する。この余裕時間が無い状態でばらつきが発生すると、先行容器の画像処理中に後続容器を撮像すべきタイミングが発生してしまい、正常な撮像ができず、ひいては該当容器は検査されずに通過してしまうことになり、無検査は重大な事態である。

この問題を回避するためには、図１０で先行容器の処理時間Ｔ０と後続容器の処理時間Ｔ０の間に次の撮像までの待ち時間δ１を必要として、無駄時間ができてしまう。

一方、本発明において発生する余裕時間は、搬送速度が同じであれば容器間隔のばらつきを吸収するものであり、充分な余裕時間さえ有れば隣り合う容器どうしが接触した状態でも検査できるようになる。逆に言えば、容器間隔を作り出す整列機構を簡便なものや、大まかな制御で済ませることができ、容器間隔の制限を緩和した状態で検査できることになる。このことから、検査装置のシステムとしての信頼性を大きく向上するものとなる。また、余裕時間を短く設定すれば、単位時間内に処理できる本数は増加する。

図１２の実施形態でも、撮像カメラ３７ａでの画像データの画像処理時間ｔ４ａと撮像カメラ３７ｂでの画像データの画像処理時間ｔ４ｂは個別に必要であるので、更に余裕時間を持てるようにするには、図７に示した異物検出制御装置６０を撮像カメラ３７ａ，３７ｂ毎に設置して、撮像カメラ３７ａでの画像データの画像処理と撮像カメラ３７ｂでの画像データの画像処理を各異物検出制御装置６０においてそれぞれ同時に処理するようにすれば良い。

次に、さらに処理時間を短縮する他の例となる第二の実施形態を図１３で説明する。

この実施形態は、４台の撮像カメラ３７ａ〜３７ｄを設置して４個の容器を１組の容器群として同時に撮像するようにしている。各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄに対応するライトガイド，照明光照射手段，照明光などは、図２，図６の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

容器１は、４台の撮像カメラ３７ａ〜３７ｄ上を順次通過する。各撮像カメラ３７ａ〜３７ｄ上に到着したことは容器検知センサ３８ａ〜３８ｄでそれぞれ検知し、最初の容器は撮像カメラ３７ａで撮像し、四番目の容器は撮像カメラ３７ｄで撮像する。２個単位であった第一の実施形態と同様に容器４個単位で扱い、例えば五番目の容器は次の容器群の最初の容器として撮像カメラ３７ａで撮像する。

こうすることで、撮像カメラ２台の場合と同様に、露出時間ｔ１と読出時間ｔ２を低減できるようになるし、カメラコントローラをカメラごとに個別に設置すればさらにデータ転送時間ｔ３も低減でき、異物検出制御装置をカメラごとに個別に設置すればさらに画像処理時間ｔ４も低減できる。

低減した時間は余裕時間として、容器間隔のばらつきに柔軟に対応でき、検査装置のシステムとしての信頼性を向上できる。

撮像カメラの設置台数に比例して発生する余裕時間は、容器間隔を作り出す整列機構によって決まる搬送状態次第では、実際より短い時間で済む場合がある。余裕時間を短くすることは、処理時間の低減を実現することができ、検査時間を短縮することで製造ラインの処理速度を向上することにもなる。

本発明の一実施形態である２台の撮像カメラを備えた容器内異物検出装置を示す概略上面図である。 図１に示した容器内異物検出装置の概略正面図である。 容器内での異物の存在状態を示す図である。 図１に示した容器内異物検出装置の容器整列部におけるグリッパを示す図である。 図１に示した容器内異物検出装置の浮遊異物検査部を示す図である。 図１に示した容器内異物検出装置の沈澱異物検査部を示す図である。 図１に示した容器内異物検出装置の異物検出制御装置を示す図である。 図５に示した浮遊異物検査部で得た撮像および画像処理後の画像を示す図である。 図６に示した沈澱異物検査部で得た撮像および画像処理後の画像を示す図である。 １台の撮像カメラで２個の容器を撮像するタイミングを説明する図である。 図７に示した異物検出制御装置により２台の撮像カメラで２個の容器を撮像するタイミングを説明する図である。 図７に示した異物検出制御装置の変形例により沈澱異物検査部において２台の撮像カメラで２個の容器を撮像するタイミングを説明する図である。 ４台の撮像カメラを備えた本発明の他の実施形態になる沈澱異物検査部を示す概略図である。

符号の説明

１…容器
２…容器蓋
３０…沈澱異物検査位置
３１…沈澱異物検査部グリップコンベア
３２…グリッパ
３３ａ，３３ｂ…照明光照射手段
３５ａ，３５ｂ…ライトガイド
３６ａ，３６ｂ…透過照明光
３７ａ，３７ｂ…撮像カメラ
３８ａ，３８ｂ…容器検知センサ

Claims (4)

1. 撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出方法において、
   搬送路上を等間隔で搬送される任意個数毎の容器に対応するように任意個数と同数の撮像手段を設置しておき、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しを行ない、その後、画像処理手段への各撮像手段での画像データのデータ転送を順次行なって、各撮像手段での画像データについて画像処理手段で画像処理を順次行なうことを特徴とする容器内異物検出方法。
2. 撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出方法において、
   搬送路上を等間隔で搬送される任意個数毎の容器に対応するように任意個数と同数の撮像手段を設置しておき、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しと画像処理手段へのデータ転送を行ない、その後、画像処理手段で各撮像手段での画像データについて画像処理を順次行なうことを特徴とする容器内異物検出方法。
3. 撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出装置において、
   搬送路上を等間隔で搬送される任意個数毎の容器に対応するように搬送路上に設置した任意個数と同数の撮像手段、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しを行ない、その後、画像処理手段への各撮像手段での画像データのデータ転送を順次行なって、各撮像手段での画像データについて画像処理手段で画像処理を順次行なう異物検出制御装置を有することを特徴とする容器内異物検出装置。
4. 撮像手段で得た液体が封入された透明な容器の映像から容器内に混入した異物を検出する容器内異物検出装置において、
   搬送路上を等間隔で搬送される任意個数毎の容器に対応するように搬送路上に設置した任意個数と同数の撮像手段、各撮像手段で同時に任意個数毎に各撮像手段での画像データについて露出と読み出しと画像処理手段へのデータ転送を行ない、その後、画像処理手段で各撮像手段での画像データについて画像処理を順次行なう異物検出制御装置を有することを特徴とする容器内異物検出装置。

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