JP2004061452A

JP2004061452A - 異物検査装置およびその方法

Info

Publication number: JP2004061452A
Application number: JP2002223844A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hirakawa; 平川　修; Shinji Hatazawa; 畑澤　新治
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】内容物を含む透光性の容器で発生する光の屈折および反射を抑えて異物の有無の検出能力を高める。
【解決手段】透光性の液状体としての水２０を内部に含みこの水２０内に、透光性で液状の内容物１０を含み密閉された透光性の容器１を入れるための透光性の水槽２と、この水槽２内の容器１に均一な面状光を照射する照明器具３と、この照明器具３によって面状光が照射された容器１を撮像するＣＣＤカメラ４とを備え、水槽２が含む水２０内に容器１を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１を撮像するようにした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性の容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する異物検査装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、透光性の容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する装置ないし方法が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特開平６−２７３３５１号公報には、液体の入った容器を回転させる回転機構と、回転機構により容器を回転させて容器の回転方向における同一位置を複数回透視撮影し、検査画像信号を出力する透視手段と、複数の検査画像信号同士を相互に比較する比較手段と、比較結果に基づいて浮遊異物の有無を判定する判定手段とを有する液中異物検査装置が開示されている。この装置によれば、容器を回転させて液中の浮遊異物が常に同一位置に現れないようにすることで、容器表面に付着した異物と区別し、容器内の液体中に混入した浮遊異物のみを的確に検出することができる。
【０００４】
特開２０００−３２９７０４公報には、被検査体を所定区間傾斜させて搬送して被検査体の容器内部の一箇所に沈殿物を集中させ、集中させた箇所を検査して沈殿異物を検出するようにした沈殿異物検出方法などが開示されている。この方法によれば、集中させた箇所を検査して沈殿異物を検出することで、検出が困難であったガラス片等の沈殿異物を高速且つ高精度で検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記双方の公報に記載されたものでは、検査対象物に対する照明および撮像状態により異物の有無を判別することができない場合があった。特に、壜などの透光性の容器に対しては、斜め上方ないし下方から壜の側面の一部を含むその底面側全体をフレーム内に収めて撮像することにより、容器内に異物が混入しているか否かを検査することが望ましいが、このようにして得た画像では、容器による光の屈折および反射のために、容器内に異物が混入しているか否かを的確に検査することが困難となる場合があった。
【０００６】
すなわち、検査対象物がプリズムのような特性を持つ筒状の壜やアンプルなどの透光性の容器である場合、撮像される異物の画像の大きさが変化するという問題と、光源からの光がその軸に沿って容器を透過しなくなるという問題とがあった。
【０００７】
図９に示すように、容器１をこの側面からＣＣＤカメラ４で撮像した場合、容器１の凸プリズムのような特性により光が屈折するので、ＣＣＤカメラ４の視野軌跡４１が容器１を透過する距離に比例して狭くなり、撮像される容器１内部の異物の大きさが変化してしまう。
【０００８】
図１０に示すように、図示しない点光源からの光３０を液体の入った容器１に対して斜め上方から容器１の底面側に向けて照射し、その底面の下方側に図示しないＣＣＤカメラなどを設けて検査する場合、光３０は、容器１の側面で３１，３２の角度で屈折した後、容器１の底面に入射角３３で入射するが、この入射角３３が臨界角を越えると、容器１の底方向に透過しなくなる。この結果、その透過しなくなった部分の画像情報が欠落することとなり、容器１におけるその部分に異物が存在しているか否かを検査することができなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特に上記後者の問題を解決し、内容物を含む透光性の容器で発生する光の屈折および反射を抑えて異物の有無の検出能力を高めることができる異物検査装置およびその方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明の異物検査装置は、透光性の液状体を内部に含み、この液状体内に、内容物を含む透光性の容器の一部または全部を入れるための透光性の収容手段と、この収容手段内の容器に光を照射する光源と、この光源によって光が照射された容器の撮像を行う撮像手段と、この撮像手段の撮像結果を基に前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する検査手段とを備え、前記収容手段が含む液状体内に前記容器を入れて、前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明の異物検査装置は、内容物を含み形状が変形しやすい柔軟な透光性の容器の一部または全部を、空隙を無くすための予め決められた形状に強制的に補正して収容する収容手段と、この収容手段内の容器に光を照射する光源と、この光源によって光が照射された容器の撮像を行う撮像手段と、この撮像手段の撮像結果を基に前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する検査手段とを備え、前記収容手段内に前記容器を入れて、前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えるとともにその容器を前記予め決められた形状に強制的に補正した状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の異物検査装置において、前記収容手段は、透光性の液状体を内部に含み、その液状体を介して、前記容器の一部または全部を前記予め決められた形状に強制的に補正して収容することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の異物検査装置において、前記収容手段は、光に対する屈折率が前記容器に含まれる内容物のそれと近似していることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１または３記載の異物検査装置において、前記液状体は、光に対する屈折率が前記容器に含まれる内容物のそれと近似していることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記収容手段は、液体を内部に貯留する槽であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の異物検査装置において、前記槽は少なくとも１つの面が平面形状であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記容器は、底面から側面が立設する形状に形成され、その底面と側面との間の角が最下点となるように傾けた状態で前記液状体内に入れられることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項２または３記載の異物検査装置において、前記液状体はゲル状体であり、前記収容手段は、内面に前記容器の一部または全部を前記予め決められた形状に強制的に補正するための凹部が形成された一対のハーフにより構成され、これら一対のハーフは、それぞれ平面形状の対向面を有し、前記光源は、前記一対のハーフの一方の対向面からそれらハーフ内の容器に光を照射し、前記撮像手段は、前記一対のハーフの他方の対向面からそれらハーフ内の容器を撮像することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記収容手段の内部に、前記容器と共に前記光源および前記撮像手段を入れることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記収容手段の外部に、前記光源および前記撮像手段を少なくとも１組み備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記光源は均一な平面状の光を照射する面光源であり、前記撮像手段は、前記収容手段を前記面光源との間に挟み、前記面光源の光学的な軸と正対した状態で、前記収容手段内の容器の撮像を行い、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる前記光源からの光の透過光量を利用して、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする。
【００２２】
請求項１３記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記光源は均一な平面状の光を照射する面光源であり、前記撮像手段は前記光源の光軸から外れた位置に設けられ、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる前記面光源からの前記異物での反射ないし屈折光を利用して、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする。
【００２３】
請求項１４記載の発明は、請求項１から１２のいずれかに記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも低い光量値を持つ画素を前記異物が存在する画素候補として処理し、その画素候補の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする。
【００２４】
請求項１５記載の発明は、請求項１から１１および１３のいずれかに記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも高い光量値を持つ画素を前記異物が存在する画素候補として処理し、その画素候補の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする。
【００２５】
請求項１６記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる各画素の透過光量値を周辺の画素の透過光量値と比較し、光量変化量の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする。
【００２６】
請求項１７記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果と、予め登録された良品の前記撮像手段による撮像結果とを比較することにより、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする。
【００２７】
請求項１８記載の発明の異物検査方法は、請求項１から１７のいずれかに記載の異物検査装置を用いて、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する異物検査方法であって、前記収容手段内に前記容器を入れて、少なくとも前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は異物検査装置（システム）の構成図であり、この図を参照しながら本発明に係る第１実施形態について説明する。
【００２９】
第１実施形態の異物検査装置は、図１に示すように、透光性で液状の内容物１０を含み密閉された透光性の容器１の内部にガラス片やゴム片やゴミなどの異物が混入しているか否かを検査するものであり、透光性の収容手段としての水槽２と、光源としての照明器具３と、撮像手段としてのＣＣＤカメラ４と、検査手段としての画像処理装置５とを備えている。容器１の例としては、図１に示すような筒状の壜や例えば上方側が細い筒状のビール壜などが挙げられる。
【００３０】
水槽２は、上方に開口２１を有し、上向きに傾斜し互いに対面する平面形状の側面２３，２４を持つ箱状に透光性部材により形成され、透光性の液状体として例えば水２０を内部に含み、この水２０内に容器１の一部または全部（図では一部）を入れるためのものである。
【００３１】
照明器具３は、面光源として、均一な平面状の光を水槽２内の容器１に照射するものであり、図１の例では、水槽２の側面２４側から容器１に光を照射するように配置されている。
【００３２】
ＣＣＤカメラ４は、照明器具３によって照明された容器１を撮像するものであり、図１の例では、水槽２を間に挟んで照明器具３と対向して、水槽２の側面２３側から容器１の底面側（一部側面を含む）を撮像するように配置されている。なお、本発明の撮像手段は、ＣＣＤカメラに限らず、照明された容器からの光を受光することができるものであればよい。
【００３３】
画像処理装置５は、ＣＣＤカメラ４の撮像結果を基に容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査するための画像処理を実行するものである。図１の例では、ＣＣＤカメラ４が、水槽２を照明器具３との間に挟み、照明器具３の光軸と正対した状態で、水槽２内の容器１の撮像を行うので、画像処理装置５は、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの光の透過光量の情報を含む画像（濃淡画像）を利用して、容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査するための画像処理を実行する。
【００３４】
この画像処理の具体例を幾つか挙げると、透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも低い光量値を持つ画素を異物が存在する画素候補として処理することにより、その画素候補の大きさに応じて、容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査することができる。例えば、画素候補の大きさが所定画素数の大きさ以上であれば、容器１の内部に異物が混入しているとし、そうでなければ異物が混入していないとすることができる。
【００３５】
また、各画素の透過光量値を周辺の画素の透過光量値と比較することにより、光量変化量の大きさに応じて、容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査することができる。例えば、光量変化量の大きさが所定の基準変化量以上であれば、異物による光量変化量であるとすることができる。
【００３６】
さらに、ＣＣＤカメラ４の撮像結果と、予め登録された良品のＣＣＤカメラ４による撮像結果とを比較することにより、容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査することができる。例えば、透過光量値の相違する画素が所定数以上塊となって存在していれば、容器１の内部に異物が混入しているとすることができる。
【００３７】
ここで、照明器具３から照射された光３０は、水槽２の側面２４に対して垂直に入光し、側面２４で屈折しない。水槽２内に入光した光３０は、斜め下方から容器１の底面側に至り、このとき、容器１の内容物１０と水槽２内の水２０との屈折率が近似しているのでそのまま直進し、そして側面２４と対面する側面２３から垂直にＣＣＤカメラ４側へと屈折することなく出光する。従って、容器１内の底面側に異物が存在していなければ均一な面光源で照明された容器１を含む画像が得られ、異物が存在していればその異物の位置が暗くなる画像が得られることになる。
【００３８】
図２に図１の構成から水槽を取り除いた場合の構成図を示し、図３（ａ）に図１の構成により得られる撮像画像を示し、図３（ｂ）に図２の構成から得られる撮像画像を示す。第１実施形態によれば、容器１での光の屈折および反射を抑えることにより、図３（ａ）に示すように、容器１内に混入した異物（図３（ａ）では円内のガラス片）を画像処理により検出可能な濃淡状態で撮像することができる。これに対して、容器１での光の屈折および反射を抑えることができない図２の構成では、図１０で説明した光の屈折および反射により異物を含む領域が暗くなって、その異物を画像処理により検出可能な濃淡状態で撮像することができない。
【００３９】
このように、水槽２が含む水２０内に容器１を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１を撮像することにより、内容物２０を含む透光性の容器１で発生する光の屈折および反射を抑えることができるため、ＣＣＤカメラ４を複数台使用することなく、異物の有無の検出能力を高めることができる。特に、第１実施形態では、混入した異物が存在する確率の高い容器１の底面側を重点的に検査することができるので、望ましい異物検査装置となる。
【００４０】
また、水槽２に含まれる水２０は光に対する屈折率が容器１に含まれる内容物１０のそれと近似しているので、容器１で発生する光の屈折および反射をより好適に抑えることができる。
【００４１】
さらに、水槽２における照明器具３側の側面２４およびＣＣＤカメラ４側の側面２３の双方が平面形状であって互いに対面するので、照明器具３から側面２４に光を屈折しないように入光させることができ、側面２３から光を屈折しないように出光させることができるので、全体的な光の屈折の抑制が可能となる。
【００４２】
なお、第１実施形態では、水槽２の側面２３が水槽２内からの光を屈折させることなく出光させるように傾斜面となっているが、水槽２内で容器１を透過した後の光は、図３（ａ）に示した濃淡情報を含んだ状態にあるので、水槽２の側面２３が鉛直方向の平面であっても、その濃淡情報を含んだ状態の光が屈折するだけで、容器１内に混入した異物を検出することができるため、水槽２の側面２３は必ずしも傾斜面でなくても構わない。
【００４３】
（第２実施形態）
図４は異物検査装置の構成図であり、この図を参照しながら本発明に係る第２実施形態について説明する。
【００４４】
第２実施形態の異物検査装置は、図４に示すように、照明器具３と、ＣＣＤカメラ４と、画像処理装置５とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、水槽２とは形状が異なる水槽２Ａを備えている。すなわち、水槽２Ａは、上方に開口２１を有し、底面２２から立設し互いに対面する平面形状の側面２３，２４を持つ箱状に透光性部材により形成されている。また、容器１は、底面から側面が立設する形状に形成されるが、その底面と側面との間の角が最下点となるように傾けた状態で水２０内に入れられる。
【００４５】
上記構成の異物検査装置でも、水槽２Ａが含む水２０内に容器１を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１の撮像が行われる。そして、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの光の透過光量の情報を含む画像を利用して、容器１の内部に異物が混入しているか否かの検査が画像処理装置５によって実行される。
【００４６】
ここで、照明器具３から照射された光３０は、水槽２Ａの側面２４に対して垂直に入光し、側面２４で屈折しない。水槽２Ａ内に入光した光３０は、底面と側面との間の角が最下点となるように傾いた容器１の底面側に至り、このとき、容器１の内容物１０と水槽２Ａ内の水２０との屈折率が近似しているのでそのまま直進し、そして側面２４と対面する側面２３から垂直にＣＣＤカメラ４側へと屈折することなく出光する。従って、第２実施形態でも、容器１内の底面側に異物が存在していなければ均一な面光源で照明された容器１を含む画像が得られ、異物が存在していればその異物の位置が暗くなる画像が得られることになる。
【００４７】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、容器１を底面と側面との間の角が最下点となるように傾けることにより、容器１に混入した異物をその角に集めることができ、その角をＣＣＤカメラ４で撮像して容器１に異物が混入しているか否かを重点的に検査することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
図５は異物検査装置の構成図であり、この図を参照しながら本発明に係る第３実施形態について説明する。
【００４９】
第３実施形態の異物検査装置は、図５に示すように、照明器具３と、ＣＣＤカメラ４と、画像処理装置５とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、水槽２とは形状が異なる水槽２Ｂを備えている。すなわち、水槽２Ｂは、容器１と共に照明器具３およびＣＣＤカメラ４を水２０内に入れることができる大きさの箱状に形成されている。ただし、照明器具３およびＣＣＤカメラ４は防水構造になっているものとする。
【００５０】
上記構成の異物検査装置では、水槽２Ｂが含む水２０内に、第１実施形態と同様の位置関係で、容器１と共に照明器具３およびＣＣＤカメラ４を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１の撮像が行われる。そして、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの光の透過光量の情報を含む画像を利用して、容器１の内部に異物が混入しているか否かの検査が画像処理装置５によって実行される。
【００５１】
ここで、照明器具３から照射された光３０は、屈折することなく、斜め下方から容器１の底面側に至り、このとき、容器１の内容物１０と水槽２Ｂ内の水２０との屈折率が近似しているのでそのまま直進し、そして屈折することなくＣＣＤカメラ４側へと入光する。従って、容器１内の底面側に異物が存在していなければ均一な面光源で照明された容器１を含む画像が得られ、異物が存在していればその異物の位置が暗くなる画像が得られることになる。
【００５２】
このような第３実施形態によれば、全てがほぼ同じ媒体中に設置されるため、屈折による影響を受けずに異物の混入検査が可能となる。
【００５３】
（第４実施形態）
図６は異物検査装置の構成図であり、この図を参照しながら本発明に係る第４実施形態について説明する。
【００５４】
第４実施形態の異物検査装置は、図６に示すように、照明器具３と、ＣＣＤカメラ４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、水槽２Ｃと、画像処理装置５Ａとを備えている。
【００５５】
ただし、ＣＣＤカメラ４は、照明器具３から直接光が入射しないように照明器具３の光軸から外れた位置に設けられる。図６の例では、立設した容器１の底面側を斜め上方から撮像するように配置されている。
【００５６】
水槽２Ｃは、上方に開口２１を有し、平面形状の底面２２から立設する平面形状の側面２４を持つ箱状に透光性部材により形成され、底面２２に遮光性の黒い背景板６が設けられている。なお、側面２４以外の側面は、平面形状の側面でも例えば断面がＣ字状の局面形状でもよいが、少なくとも側面２４と対面する側面は平面形状であるのが望ましい。
【００５７】
画像処理装置５Ａは、ＣＣＤカメラ４の撮像結果を基に容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査するための画像処理を実行するものである。図６の例では、ＣＣＤカメラ４が照明器具３の光軸から外れた位置に設けられるので、画像処理装置５Ａは、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの異物での反射ないし屈折光を利用して、容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査するための画像処理を実行する。
【００５８】
この画像処理の具体例としては、透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも高い光量値を持つ画素を異物が存在する画素候補として処理することにより、その画素候補の大きさに応じて、容器１の内部に異物が混入しているか否かを検査することができる。なお、この他の具体例については、第１実施形態の画像処理例と同様である。
【００５９】
上記構成の異物検査装置では、水槽２Ｃが含む水２０内に容器１を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１の撮像が行われる。そして、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの異物９での反射ないし屈折光を利用して、容器１の内部に異物が混入しているか否かの検査が画像処理装置５Ａによって実行される。
【００６０】
ここで、照明器具３から照射された光３０は、水槽２Ｃの側面２４に対して垂直に入光し、側面２４で屈折しない。水槽２Ｃ内に入光した光３０は、容器１の底面側に至り、このとき、容器１の内容物１０と水槽２Ｃ内の水２０との屈折率が近似しているので、容器１内に異物がなければそのまま直進し、容器１の側面２３から出光する。これに対し、容器１内に異物９があれば、そこで光が反射ないし屈折する。従って、容器１内の底面側に異物が存在していなければ濃淡がほぼ均一な画像が得られ、異物が存在していればその異物の位置が明るくなる画像が得られることになる。
【００６１】
このように、水槽２Ｃが含む水２０内に容器１を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１を撮像することにより、内容物２０を含む透光性の容器１で発生する光の屈折および反射を抑えることができるため、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００６２】
また、水槽２Ｃに含まれる水２０は光に対する屈折率が容器１に含まれる内容物１０のそれと近似しているので、容器１で発生する光の屈折をより好適に抑えることができる。
【００６３】
さらに、水槽２Ｃにおける照明器具３側の側面２４が平面形状であるので、照明器具３から側面２４に光を屈折しないように入光させることができるので、全体的な光の屈折の抑制が可能となる。
【００６４】
（第５実施形態）
図７は異物検査装置の構成図であり、この図を参照しながら本発明に係る第５実施形態について説明する。
【００６５】
第５実施形態の異物検査装置は、図７に示すように、照明器具３と、ＣＣＤカメラ４と、画像処理装置５Ａとを第４実施形態と同様に備えているほか、第４実施形態との相違点として水槽２Ｄを備えている。
【００６６】
水槽２Ｄは、上方に開口２１を有し、平面形状の底面２２から立設する平面形状の側面２４を持つ箱状に透光性部材により形成され、側面２４に遮光性の黒い背景板６が設けられている。なお、側面２４以外の側面は、平面形状の側面でも例えば断面がＣ字状の局面形状でもよいが、少なくとも側面２４と対面する側面２３は平面形状であるのが望ましい。
【００６７】
ただし、照明器具３は、水槽２Ｄの底面２２から容器１の底面側に光を照射するように配置されている。また、ＣＣＤカメラ４は、照明器具３から直接光が入射しないように照明器具３の主軸から外れた位置に設けられ、水槽２Ｄを介してその背景板６と対向するように配置されている。
【００６８】
上記構成の異物検査装置では、水槽２Ｄが含む水２０内に容器１を入れて、容器１で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１の撮像が行われる。そして、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの異物９での反射ないし屈折光を利用して、容器１の内部に異物が混入しているか否かの検査が画像処理装置５Ａによって実行される。
【００６９】
ここで、照明器具３から照射された光３０は、水槽２Ｄの底面２２に対して垂直に入光し、底面２２で屈折しない。水槽２Ｄ内に入光した光３０は、容器１の底面側に至り、このとき、容器１の内容物１０と水槽２Ｄ内の水２０との屈折率が近似しているので、容器１内に異物がなければそのまま直進し、容器１の開口２１から出光する。これに対し、容器１内に異物９があれば、そこで光が反射ないし屈折する。従って、容器１内の底面側に異物が存在していなければ濃淡が均一な画像が得られ、異物が存在していればその異物の位置が明るくなる画像が得られることになる。
【００７０】
このような第５実施形態によっても、第４実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
（第６実施形態）
図８は異物検査装置の構成図であり、この図を参照しながら本発明に係る第６実施形態について説明する。
【００７２】
第６実施形態の異物検査装置は、例えば点滴パックなどのように、透光性の液剤を内容物として含み形状が変形しやすい柔軟な透光性の（樹脂製）容器１Ａに異物が混入しているか否かを検査するものであり、図８に示すように、照明器具３と、ＣＣＤカメラ４と、画像処理装置５とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、透光性で例えば樹脂製の収容体７を透光性の収容手段として備えている。
【００７３】
この収容体７は、容器１Ａの一部または全部を、空隙を無くすための予め決められた形状に強制的に補正して収容するものであり、容器１Ａを包み込む凹部７０を有する一対のハーフ７１，７２により構成され、それらの各凹部７０に例えばゲル状で透光性の液状体を含んでいる。それらの各凹部７０は、容器１Ａの変形しやすい形状のうち、容器１Ａとの間の空隙が最も少なくなるような形状に対応する凹面形状に形成され、容器１Ａの一部または全部（図８では一部）を一対のハーフ７１，７２で挟み込むことにより、空隙を無くすための予め決められた形状に容器１Ａを強制的に補正する。また、容器１Ａは、ゲル状で透光性の液状体を介してハーフ７１，７２で挟み込まれることになる。
【００７４】
ここで、上記透光性の液状体およびハーフ７１，７２は、容器１Ａの内容物と近似する屈折率を有している。また、ハーフ７１のＣＣＤカメラ４側の面７１１およびハーフ７２の照明器具３側の面７２１は、互いに対面する平面形状になっている。そして、照明器具３は、ハーフ７２の面７２１側から容器１Ａに光を照射するように配置され、ＣＣＤカメラ４は、ハーフ７１の面７１１側から容器１Ａを撮像するように配置されている。
【００７５】
上記構成の異物検査装置では、収容体７が含む透光性の液状体内に容器１Ａを入れて、容器１Ａで発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、ＣＣＤカメラ４により容器１Ａの撮像が行われる。そして、ＣＣＤカメラ４の撮像から得られる照明器具３からの光の透過光量の情報を含む画像を利用して、容器１Ａの内部に異物が混入しているか否かの検査が画像処理装置５によって実行される。
【００７６】
ここで、照明器具３から照射された光３０は、収容体７のハーフ７２の面７２１に対して垂直に入光し、面７２１で屈折しない。収容体７内に入光した光３０は、容器１Ａに至り、このとき、容器１Ａの内容物と収容体７の透光性の液状体との屈折率が近似しているのでそのまま直進し、そして面７２１と対面するハーフ７１の面７１１から垂直にＣＣＤカメラ４側へと屈折することなく出光する。従って、容器１Ａ内に異物が存在していなければ均一な面光源で照明された容器１Ａを含む画像が得られ、異物が存在していればその異物の位置が暗くなる画像が得られることになる。
【００７７】
このような第６実施形態によっても、内容物を含む透光性の容器１Ａで発生する光の屈折および反射を抑えることができるため、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００７８】
なお、第６実施形態では、収容体７は、各凹部７０に液状体を含む構成になっているが、各凹部７０が空隙を無くすための予め決められた形状に容器１Ａを強制的に補正するので、各凹部７０に液状体を含まなくても構わない。
【００７９】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明は、透光性の液状体を内部に含み、この液状体内に、内容物を含む透光性の容器の一部または全部を入れるための透光性の収容手段と、この収容手段内の容器に光を照射する光源と、この光源によって光が照射された容器の撮像を行う撮像手段と、この撮像手段の撮像結果を基に前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する検査手段とを備え、前記収容手段が含む液状体内に前記容器を入れて、前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うので、内容物を含む透光性の容器で発生する光の屈折および反射を抑えることができるため、撮像手段を複数使用しなくても、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００８０】
請求項２記載の発明の異物検査装置は、内容物を含み形状が変形しやすい柔軟な透光性の容器の一部または全部を、空隙を無くすための予め決められた形状に強制的に補正して収容する収容手段と、この収容手段内の容器に光を照射する光源と、この光源によって光が照射された容器の撮像を行う撮像手段と、この撮像手段の撮像結果を基に前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する検査手段とを備え、前記収容手段内に前記容器を入れて、前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えるとともにその容器を前記予め決められた形状に強制的に補正した状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うので、内容物を含む透光性の容器で発生する光の屈折および反射を抑えることができるため、撮像手段を複数使用しなくても、異物の有無の検出能力を高めることができる。また、容器の一部または全部を予め決められた形状に強制的に補正するので、容器の一部または全部と収容手段との間の空隙を無くし、空隙による光の屈折および反射を抑えることができる。
【００８１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の異物検査装置において、前記収容手段は、透光性の液状体を内部に含み、その液状体を介して、前記容器の一部または全部を前記予め決められた形状に強制的に補正して収容するので、より好適に、容器の一部または全部と収容手段との間の空隙を無くし、空隙による光の屈折および反射を抑えることができる。
【００８２】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の異物検査装置において、前記収容手段は、光に対する屈折率が前記容器に含まれる内容物のそれと近似しているので、容器で発生する光の屈折をより好適に抑えることができる。
【００８３】
請求項５記載の発明は、請求項１または３記載の異物検査装置において、前記液状体は、光に対する屈折率が前記容器に含まれる内容物のそれと近似しているので、容器で発生する光の屈折をより好適に抑えることができる。
【００８４】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記収容手段は、液体を内部に貯留する槽であり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００８５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の異物検査装置において、前記槽は少なくとも１つの面が平面形状であるので、その平面形状の面から容器に光源の光を照射するようにすれば、槽での光の屈折をも抑えることが可能になる。
【００８６】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記容器は、底面から側面が立設する形状に形成され、その底面と側面との間の角が最下点となるように傾けた状態で前記液状体内に入れられるので、その角を撮像手段で撮像して容器に異物が混入しているか否かを重点的に検査することができる。
【００８７】
請求項９記載の発明は、請求項２または３記載の異物検査装置において、前記液状体はゲル状体であり、前記収容手段は、内面に前記容器の一部または全部を前記予め決められた形状に強制的に補正するための凹部が形成された一対のハーフにより構成され、これら一対のハーフは、それぞれ平面形状の対向面を有し、前記光源は、前記一対のハーフの一方の対向面からそれらハーフ内の容器に光を照射し、前記撮像手段は、前記一対のハーフの他方の対向面からそれらハーフ内の容器を撮像するので、ハーフの対向面での光の屈折をも抑えることが可能になる。
【００８８】
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記収容手段の内部に、前記容器と共に前記光源および前記撮像手段を入れるので、屈折による影響を受けず異物の混入検査が可能となる。
【００８９】
請求項１１記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記収容手段の外部に、前記光源および前記撮像手段を少なくとも１組み備えるのであり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００９０】
請求項１２記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記光源は均一な平面状の光を照射する面光源であり、前記撮像手段は、前記収容手段を前記面光源との間に挟み、前記面光源の光学的な軸と正対した状態で、前記収容手段内の容器の撮像を行い、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる前記光源からの光の透過光量を利用して、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査するのであり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００９１】
請求項１３記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記光源は均一な平面状の光を照射する面光源であり、前記撮像手段は前記光源の光軸から外れた位置に設けられ、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる前記面光源からの前記異物での反射ないし屈折光を利用して、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査するのであり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００９２】
請求項１４記載の発明は、請求項１から１２のいずれかに記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも低い光量値を持つ画素を前記異物が存在する画素候補として処理し、その画素候補の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査するのであり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００９３】
請求項１５記載の発明は、請求項１から１１および１３のいずれかに記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも高い光量値を持つ画素を前記異物が存在する画素候補として処理し、その画素候補の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査するのであり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００９４】
請求項１６記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる各画素の透過光量値を周辺の画素の透過光量値と比較し、光量変化量の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査するのであり、この構成でも、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【００９５】
請求項１７記載の発明は、請求項１記載の異物検査装置において、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果と、予め登録された良品の前記撮像手段による撮像結果とを比較することにより、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査するので、より好適に容器内の異物を検出することができる。
【００９６】
請求項１８記載の発明の異物検査方法は、請求項１から１７のいずれかに記載の異物検査装置を用いて、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する異物検査方法であって、前記収容手段内に前記容器を入れて、少なくとも前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うので、異物の有無の検出能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の異物検査装置の構成図である。
【図２】図１の構成から水槽を取り除いた場合の構成図である。
【図３】図１の異物検査装置の効果を説明するための図であって、表示装置上に表示された中間画像をプリンタで印刷出力して得た図面に代わる写真である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の異物検査装置の構成図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態の異物検査装置の構成図である。
【図６】本発明に係る第４実施形態の異物検査装置の構成図である。
【図７】本発明に係る第５実施形態の異物検査装置の構成図である。
【図８】本発明に係る第６実施形態の異物検査装置の構成図である。
【図９】撮像される異物の画像の大きさが変化する問題点の説明図である。
【図１０】光源からの光がその軸に沿って容器を透過しなくなる問題点の説明図である。
【符号の説明】
１，１Ａ　容器
１０　内容物
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ　水槽
２０　水
３　照明器具
４　ＣＣＤカメラ
５，５Ａ　画像処理装置
６　背景板
７　収容体

Claims

透光性の液状体を内部に含み、この液状体内に、内容物を含む透光性の容器の一部または全部を入れるための透光性の収容手段と、この収容手段内の容器に光を照射する光源と、この光源によって光が照射された容器の撮像を行う撮像手段と、この撮像手段の撮像結果を基に前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する検査手段とを備え、前記収容手段が含む液状体内に前記容器を入れて、前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うことを特徴とする異物検査装置。
内容物を含み形状が変形しやすい柔軟な透光性の容器の一部または全部を、空隙を無くすための予め決められた形状に強制的に補正して収容する収容手段と、この収容手段内の容器に光を照射する光源と、この光源によって光が照射された容器の撮像を行う撮像手段と、この撮像手段の撮像結果を基に前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する検査手段とを備え、前記収容手段内に前記容器を入れて、前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えるとともにその容器を前記予め決められた形状に強制的に補正した状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うことを特徴とする異物検査装置。
前記収容手段は、透光性の液状体を内部に含み、その液状体を介して、前記容器の一部または全部を前記予め決められた形状に強制的に補正して収容することを特徴とする請求項２記載の異物検査装置。
前記収容手段は、光に対する屈折率が前記容器に含まれる内容物のそれと近似していることを特徴とする請求項２または３記載の異物検査装置。
前記液状体は、光に対する屈折率が前記容器に含まれる内容物のそれと近似していることを特徴とする請求項１または３記載の異物検査装置。
前記収容手段は、液体を内部に貯留する槽であることを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記槽は少なくとも１つの面が平面形状であることを特徴とする請求項６記載の異物検査装置。
前記容器は、底面から側面が立設する形状に形成され、その底面と側面との間の角が最下点となるように傾けた状態で前記液状体内に入れられることを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記液状体はゲル状体であり、前記収容手段は、内面に前記容器の一部または全部を前記予め決められた形状に強制的に補正するための凹部が形成された一対のハーフにより構成され、これら一対のハーフは、それぞれ平面形状の対向面を有し、前記光源は、前記一対のハーフの一方の対向面からそれらハーフ内の容器に光を照射し、前記撮像手段は、前記一対のハーフの他方の対向面からそれらハーフ内の容器を撮像することを特徴とする請求項２または３記載の異物検査装置。
前記収容手段の内部に、前記容器と共に前記光源および前記撮像手段を入れることを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記収容手段の外部に、前記光源および前記撮像手段を少なくとも１組み備えることを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記光源は均一な平面状の光を照射する面光源であり、前記撮像手段は、前記収容手段を前記面光源との間に挟み、前記面光源の光学的な軸と正対した状態で、前記収容手段内の容器の撮像を行い、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる前記光源からの光の透過光量を利用して、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記光源は均一な平面状の光を照射する面光源であり、前記撮像手段は前記光源の光軸から外れた位置に設けられ、前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる前記面光源からの前記異物での反射ないし屈折光を利用して、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも低い光量値を持つ画素を前記異物が存在する画素候補として処理し、その画素候補の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の異物検査装置。
前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる透過光量値を一定のレベルで２値化し、そのレベルよりも高い光量値を持つ画素を前記異物が存在する画素候補として処理し、その画素候補の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする請求項１から１１および１３のいずれかに記載の異物検査装置。
前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果から得られる各画素の透過光量値を周辺の画素の透過光量値と比較し、光量変化量の大きさにより前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
前記検査手段は、前記撮像手段の撮像結果と、予め登録された良品の前記撮像手段による撮像結果とを比較することにより、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査することを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
請求項１から１７のいずれかに記載の異物検査装置を用いて、前記容器の内部に異物が混入しているか否かを検査する異物検査方法であって、前記収容手段内に前記容器を入れて、少なくとも前記容器で発生する光の屈折および反射を抑えた状態で、前記撮像手段により前記容器の撮像を行うことを特徴とする異物検査方法。