JP4696201B2

JP4696201B2 - 検査装置

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Publication number: JP4696201B2
Application number: JP2005104783A
Authority: JP
Inventors: 康世宮田; 泰彦森崎
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Omron Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006284368A

Description

本発明は、ボトル型の容器等の検査対象物を撮像手段で撮影して検査する検査装置に関する。

飲料ボトル等の容器の検査には画像処理を利用した検査装置が多用されている。この種の検査装置においては、光学系の光路内にその光路を部分的に遮るように介在物を配置すると、撮影される光束にいわゆるケラレが生じ、その影響で画像の一部に暗い影が発生して、画像の輝度分布に基づく異物、傷等の検出を正確に行うことができなかった。このため、そのような介在物が光学系の光路内に存在しないように装置を設計する必要があった。なお、赤外カメラの保護窓に関する技術として、赤外光に対して透過性を有する基板の表面にダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド構造を含む炭素膜（ＤＬＣ）、又は超高分子量高密度ポリエチレン膜を保護膜として設ける技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２−３７２７６３号公報

しかしながら、容器の撮影対象箇所とこれに対する照明方向との関係においては、光路内に容器の姿勢保持のための部材等を配置せざるを得ないことがある。この場合には、検査に支障が生じるような影が画像内に現われないように何らかの対策を講じる必要がある。上述した特許文献１の保護窓はカメラの前面において光路を全面的に横断するように配置され、光路内の一部に影を出現させるものではない。従って、光路内の一部に保持部材等の介在物を挿入した場合の影響について特許文献１では何ら検討されていない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査対象物を撮影するための光路内の一部にその光路を遮るように介在物を挿入しても、その介在物が画像に与える影響を抑えて検査を正確に実施することが可能な検査装置を提供することにある。

本発明の検査装置は、検査対象物（２）を照明手段（３）からの近赤外光を含む照明光で照明しつつ該検査対象物の赤外波長域の画像を撮像手段（１１）にて撮影し、得られた画像に基づいて検査対象物を検査する検査装置（１）において、前記照明手段から前記検査対象物を経て前記撮像手段に至る光路内に該光路を部分的に遮るように挿入される介在物（５０）を備え、前記介在物が赤外光の波長域に対して透過性を有する材料にて形成されることにより、上述した課題を解決する。さらに、前記介在物として、前記検査対象物を所定の姿勢に保持する保持部材（５０）が設けられ、前記検査対象物がボトル型の容器（２）であり、前記照明手段は前記容器を口元側から照明するように設けられ、前記撮像手段は前記容器を底面側から撮影するように設けられ、前記保持部材は前記容器に対して外周側から接触するように設けられ、前記容器を受け入れるポケット（３５）を有する搬送ホイール（３４）と、前記搬送ホイールの外周の少なくとも一部に沿って張り巡らされて前記ポケット内に前記容器の胴部（２ｃ）を押し付けるベルト（４１）とをさらに有し、前記保持部材は前記ポケット内に収容された容器のネック部（２ｄ）と噛み合うように配置され、かつ前記搬送ホイールと一体回転可能に設けられ、前記搬送ホイールと同軸上を回転する第１の回転体（２６Ｌ）、及び該第１の回転体と平行な軸線の回りに回転する第２の回転体（２６Ｒ）を有し、前記第１の回転体及び前記第２の回転体のそれぞれには、各回転体が最接近する位置にて前記容器の上部を覆う筒状体（６）を形成するようにして覆い部材（４５）が設けられ、前記保持部材は前記第１の回転体に前記覆い部材を貫くように設けられている。

本発明の検査装置によれば、検査対象物の近赤外光による画像を撮影する一方で、その近赤外光に対して透過性を有する材料にて介在物を形成しているので、介在物による近赤外光のケラレを抑え、それにより撮像手段にて撮影される画像に対して介在物が与える影響を抑えつつ、検査対象物を明瞭に撮影することができる。加えて、次のような作用効果も奏する。保持部材により、検査対象物の安定性を高めつつ、その保持部材が画像に与える影響を抑えることができる。ボトル型の容器を口元側から照明しつつ、ボトル型の容器を透過した光束による画像を撮像手段にて撮影することができる。しかもその画像には保持部材の影響が全く生じないか、仮に生じてもその影響を検査に支障がない程度に抑えることができる。これにより、容器の底に沈んでいる異物等を暗部として確実に判別することができる。ボトル型の容器の胴部をベルトによってポケット内に押えつつ、ネック部を保持部材にて拘束することにより、搬送中及び検査中における容器の落下を確実に防止しつつ、保持部材が画像に与える影響を抑えて検査を正確に行うことができる。ボトル型容器の上部を覆い部材による筒状体で取り囲む一方で、その筒状体の内部に保持部材を突出させてボトル型の容器のネック部と噛み合わせることができるので、ボトル型容器をその周囲から均一に照明しつつその容器の落下を確実に防止することができる。

本発明の一形態においては、前記撮像手段が近赤外波長域を含む７５０〜９５０ｎｍの波長域の画像を撮影するように設けられ、前記介在物が高分子ポリエチレン系樹脂にて形成されてもよい。近赤外波長域を含む７５０〜９５０ｎｍの波長域を利用して画像を撮影する場合には、他の波長域を利用する場合と比較して検査対象物をより明瞭に撮影して検査を容易かつ高精度に実施することができる。そして、高分子ポリエチレン系樹脂は近赤外光波長域において高い透過性を有しており、光路の一部を介在物で遮った場合でも近赤外光による画像に介在物の影が全く生じないか、仮に影が生じたとしてもその影響を検査に支障がない程度に抑えることができる。

なお、以上の説明では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したが、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。

以上に説明したように、本発明の検査装置によれば、検査対象物の近赤外光による画像を撮影する一方で、その近赤外光に対して透過性を有する材料にて介在物を形成しているので、介在物による近赤外光のケラレを抑え、それにより撮像手段にて撮影される画像に対して介在物が与える影響を抑えつつ、検査対象物を明瞭に撮影して正確に検査を行うことができる。また、保持部材により、検査対象物の安定性を高めつつ、その保持部材が画像に与える影響を抑えることができる。ボトル型の容器を口元側から照明しつつ、ボトル型の容器を透過した光束による画像を撮像手段にて撮影することができる。その画像には保持部材の影響が全く生じないか、仮に生じてもその影響を検査に支障がない程度に抑えることができるため、容器の底に沈んでいる異物等を暗部として確実に判別することができる。ボトル型の容器の胴部をベルトによってポケット内に押えつつ、ネック部を保持部材にて拘束することにより、搬送中及び検査中における容器の落下を確実に防止しつつ、保持部材が画像に与える影響を抑えて検査を正確に行うことができる。ボトル型容器の上部を覆い部材による筒状体で取り囲む一方で、その筒状体の内部に保持部材を突出させてボトル型の容器のネック部と噛み合わせることができるので、ボトル型容器をその周囲から均一に照明しつつその容器の落下を確実に防止することができる。

以下、本発明の一形態を説明する。まず、図１を参照して検査装置の要部を説明する。検査装置１は、検査対象の容器としてのペットボトル（以下、ボトルと略称する。）２を照明するための上部照明装置（照明手段）３及び下部照明装置７を備えている。上部照明装置３は、ボトル２の中心線ＣＬの上方に離して設けられてボトル２を外周斜め上方から照明する。下部照明装置７はボトル２の底面２ａ側をその外周の斜め下方から照明する。

上部照明装置３は、リング状の発光器（光源）４と、その発光器４の中心部を塞ぐ蓋体５とを備えている。発光器４は近赤外域（波長７５０〜９５０ｎｍ）の照明光を射出する。発光器４の下方にはボトル２の外周を取り囲む筒状体６が設けられている。蓋体５及び筒状体６は発光器４から射出された照明光をボトル２に向かって反射させる。上部照明装置３に加えて筒状体６を設けることにより、発光器４から照射される照明光をボトル２の周囲に満遍なく拡散させてボトル２の全周に亘ってほぼ均一な照明光を作り出すことができる。なお、ボトル２には近赤外光に対して透過性を有する飲料が充填され、かつボトル２の口元はキャップ２ｂにて密封されている。キャップ２ｂについては、それよりも下方において照明光が均一に回り込むので透過性を有する材料にて形成することを要しない。

下部照明装置７はボトル２よりも下方に離して配置されたリング状の発光器７ａから照射される可視光によりボトル２を照明する。下部照明装置７の下方には撮影装置８が設けられている。撮影装置８は、下部照明装置７の下方に配置されたフレネルレンズ９と、そのフレネルレンズ９を通過した光束のうち近赤外域の光束を透過し、可視域の光束を反射するコールドミラー１０と、近赤外域の光束に基づく画像を撮影する第１カメラ（撮像手段）１１と、可視域の光束に基づく像を撮影する第２カメラ１２とを備えている。第１カメラ１１は上部照明装置３の照明光による透過光画像を撮像し、第２カメラ１２は下部照明装置７の照明光による反射光画像を撮像する。カメラ１１、１２が撮影した画像は不図示の画像処理装置に導かれ、そこでは透過光画像と反射光画像とに基づいてボトル２の底に沈んでいる異物の有無が判定される。判定方法は、異物に対応する暗部が画像中に存在するか否かを検査することにより行われるが、その詳細は本発明の要旨ではないので説明を省略する。

検査装置１は、ボトル２を鉛直に立てた状態で保持しつつ搬送する手段としてハンドリング装置２０をさらに備えている。ハンドリング装置２０は図３以下に詳しく示されているが、まずはその要部を図１及び図２により説明する。ハンドリング装置２０は、ボトル２の胴部２ｃを搬送ホイール３４とベルト４１とで挟み込んで保持するとともに、さらにはボトル２のネック部２ｄにネックホールド（保持部材）５０を噛み合わせてネック部２ｄを下方から保持する。

図２に示すように、筒状体６は一対の半円筒型の覆い部材４５を組み合わせて形成されており、ネックホールド５０は一方の覆い部材４５を半径方向に貫いて筒状体６の内部に突出する。すなわち、ネックホールド５０は、上部照明装置３からボトル２を経由して第１カメラ１１に至る光路内にその光路を部分的に遮るように挿入されることにより、本発明における介在物として作用する。このようなネックホールド５０を設ける場合、上部照明装置３の照明光（近赤外光）の一部がネックホールド５０によって遮断され、第１カメラ１１にて撮影される画像の一部に影が生じるおそれがある。そこで、ネックホールド５０は、第１カメラ１１による撮影光束、すなわち近赤外光に対して透過性を有する材料にて形成されている。しかも、近赤外光の透過性を妨げないように、ネックホールド５０の材料には顔料が含まれないものが選択される。このような材料としては、顔料を含まない高分子ポリエチレン系樹脂を好適に用いることができ、より好ましくは分子量１００〜６００万程度の超高分子量ポリエチレン系樹脂（ＵＨＭＷ−ＰＥ）を用いることができる。なお、分子量は粘度法ＡＳＴＭＤ２８５７にて試験したときの値による。このような樹脂の具体例としては、作新工業株式会社が商品名「ニューライト」を付して提供する高分子ポリエチレン系樹脂がある。上記の樹脂の使用に合わせて、上部照明装置３の照明光は波長８５０ｎｍをピークとした近赤外光とされている。そのような近赤外光に対する材料の透過特性は、例えばフーリエ変換赤外分光光学計（ＦＴＩＲ）によって検査することができる。ＦＴＩＲを利用して近赤外光を検査に支障が生じないレベルで透過できる材料であれば本形態のネックホールド５０の材料として適宜に用いることができる。

次に、ハンドリング装置２０の詳細を説明する。図３〜図６はハンドリング装置２０が組み込まれた検査装置１の全体構成を示し、図３は正面図、図４は平面図、図５は図３のＶ−Ｖ線よりも下方に関する平面図、図６は図３の左側に配置されたホイール装置の斜視図である。これらの図に示すように、ハンドリング装置２０は、左右一対のホイール装置２１と、各ホイール装置２１を駆動する駆動装置２２とを備えている。各ホイール装置２１は、下部ホイール２５及び上部ホイール２６を備えている。なお、図３に示したように、以下の説明では、左右の下部ホイール２５及び上部ホイール２６をそれぞれ添え字Ｌ、Ｒを付して区別することがある。両者を区別する必要がないときはそれらを参照符号２５又は２６で代表する。左側の上部ホイール２６Ｌが第１の回転体、右側の上部ホイール２６Ｒが第２の回転体にそれぞれ相当する。

各ホイール装置２１において、ホイール２５、２６は鉛直方向に延びる回転軸２７に対して同軸に設けられている。回転軸２７にはカップリング２８が一体回転可能かつ軸方向には移動不能に取り付けられ、下部ホイール２５はそのカップリング２８を介して回転軸２７に連結されることにより、回転軸２７と一体に回転可能である。

下部ホイール２５には３本のロッド２９…２９が回転軸２７と平行に取り付けられている。上部ホイール２６はそれらの３本のロッド２９上の適宜の位置で固定されている。従って、ロッド２９を介して下部ホイール２５と上部ホイール２６とは一体回転可能に連結され、それにより上部ホイール２６も回転軸２７と一体に回転する。なお、ロッド２９に対する上部ホイール２６の固定位置はロッド２９の軸線方向、すなわち鉛直方向に調整可能である。

駆動装置２２は左右のホイール装置２１を回転軸２７の回りに回転駆動するためのものであり、駆動源としての電動モータ３０と、その電動モータ３０の回転を減速して左側の回転軸２７に伝達する減速機構３１と、左側の回転軸２７の回転を右側の回転軸２７に伝達する一対のギア３２、３２とを備えている。ギア３２間のギア比は１：１であり、従って、電動モータ３０の回転により左右の回転軸２７は互いに等しい角速度で逆方向に回転駆動される。これにより、左右のホイール装置２１間において、下部ホイール２５及び上部ホイール２６は電動モータ３０にて互いに等しい速度でそれぞれ逆方向（図４の矢印Ｒ方向）に回転駆動される。

図３に示すように、左側の下部ホイール２５Ｌの上面には上下一対の搬送ホイール３４、３４がそれぞれの外周を下部ホイール２５Ｌよりも外側に突出させて取り付けられている。これらの下部ホイール２５Ｌと搬送ホイール３４とによってボトル２に対する搬送体が構成される。図５に示すように、各搬送ホイール３４（図５では下側のホイールが隠れて見えていない。）の外周には、複数（図では１２個）のポケット３５…３５が周方向に一定のピッチで設けられている。これらのポケット３５はボトル２を搬送ホイール３４の外周上に保持するためのものであり、搬送ホイール３４の外周を概略半円状に凹ませることによって形成されている。各ポケット３５にボトル２を押し付けるため、搬送ホイール３４の周囲にはボトル押え機構（容器押え機構）４０が設けられている。

ボトル押え機構４０は、ベルト４１と、それらのベルト４１が巻き掛けられる複数のプーリ４２…４２と、ベルト４１の張力を調整するテンションアジャスタ４３とを備えている。ベルト４１は回転軸２７の方向に関しては上下の搬送ホイール３４、３４のほぼ中間位置に配置され、ホイール３４の周方向に関してはホイール３４の外周のほぼ半周程度に沿って延びるように張り巡らされている。さらに、搬送ホイール３４、３４のそれぞれのポケット３５の間には、ベルト４１のポケット３５側への変位を規制するベルト受け３６がホイール３４の半径方向外側へ突出するように設けられている。ベルト受け３６はその先端（ベルト４１に対する接触位置）にベルト受け３６とベルト４１との間の摩擦抵抗を減らすためのローラ３７を備えている。ローラ３７はベルト４１の走行方向に沿って回転可能である。つまり、各ローラ３７は回転軸２７と平行な回転軸線の回りに回転可能である。但し、ローラ３７は省略してもよい。図６ではローラ３７の図示が省略されている。図３に示したように、ローラ３７の上下にはベルト４１の幅方向（鉛直方向）へのずれを規制するためのフランジ３８、３８が設けられている。テンションアジャスタ４３はエアシリンダ等のアクチュエータを内蔵し、ロッド４３ａと連結された一つのプーリ４２の位置をロッド４３ａの軸線方向に変化させてベルト４１の張力を調整する。

従って、左側の下部ホイール２５Ｌが図５の矢印Ｒ方向に回転すると仮定すれば、その回転方向の上流側にてベルト４１を折り返すプーリ４２の付近がポケット３５に対するボトル取込位置Ｐａとなる。不図示の搬送ラインにより前工程からボトル取込位置Ｐａまで搬送されたボトル２はポケット３５に取り込まれてベルト４１によりポケット３５内に押さえ込まれる。ポケット３５に保持されたボトル２はホイール２５Ｌの回転に伴って左右のホイール２５、２５が最も接近する検査位置Ｐｂ（図３及び図４も参照）まで搬送され、そこで検査を受ける。さらに検査位置Ｐｂで検査されたボトル２はホイール２５Ｌの回転に伴って下流側のプーリ４２の付近まで搬送される。下流側のプーリ４２の付近がポケット３５からのボトル取出位置Ｐｃとなる。ボトル取出位置Ｐｃにてボトル２からベルト４１が離間してボトル２がポケット３５から解放される。ポケット３５から解放されたボトル２は不図示の搬送ラインにより後工程へ送られる。

このように、ハンドリング装置２０においては、駆動装置２１、左側の下部ホイール２５Ｌ、回転軸２７、搬送ホイール３４、ベルト受け３６（ローラ３７を含む）、及びボトル押え機構４０の組み合わせによってボトル２の搬送装置（搬送手段）２３が構成されている。また、ポケット３５及びボトル押え機構４０によって容器保持手段が構成されている。なお、ベルト４１がボトル２をポケット３５に押さえ付ける力は、ボトル２の底面側を支えることなくポケット３５にボトル２を確実に保持でき、かつベルト４１の押し付け力でボトル２が変形しない範囲に定めるとよい。ベルト４１による押し付け力の最小値はベルト４１に加える張力にて調整でき、最大値はベルト受け３６のポケット３５に対する突出量にて調整できる。

図３及び図４に示すように、左右の上部ホイール２６のそれぞれには複数の覆い部材４５…４５が連結板４６を介して周方向に一定のピッチで取り付けられている。各ホイール２６に対する覆い部材４５の取り付け個数はポケット３５の個数に等しい。図２において既に説明したように、覆い部材４５はボトル２の中心線ＣＬの方向に延びる円筒型を半割した半円筒形状に形成されている。覆い部材４５は、その円筒型の中心線が対応するポケット３５の中心線と略一致するようにして上部ホイール２６の外周に取り付けられている。覆い部材４５の内周面４５ａはボトル２を取り囲むに適した曲率で湾曲しているが、その曲率半径は右側のホイール２６Ｒの覆い部材４５の方が、左側のホイール２６Ｌの覆い部材４５のそれよりも僅かに大きく形成されている。そして、各覆い部材４５の周方向の長さは検査位置Ｐｂにて互いの端部が幾らか重複するように定められている。また、左右のホイール２６上の覆い部材４５の周速度が互いに等しくなるように、各回転軸２７から覆い部材４５の曲率中心までの距離は互いに等しく定められている。以上のように覆い部材４５が設けられることにより、検査位置Ｐｂで筒状体６を形成してボトル２の上部を取り囲むことができる。なお、各覆い部材４５の内周面４５ａは、図１に示した発光器４の照明光を効率よく反射できるように白色の反射面として構成されている。

検査位置Ｐｂの上方には、ホイール装置２１に保持された覆い部材４５やボトル２と干渉しないように上部照明装置３が配置されている。また、検査位置Ｐｂの下方にはホイール装置２１に保持されたボトル２と干渉しないように下部照明装置７が設けられ、その下部照明装置７の下方にはさらに撮影装置８が設けられている。これらの照明装置３及び７はボトル２の中心線ＣＬの方向（鉛直方向）に関して定位置に取り付けておけばよく、昇降させる必要はない。さらに、左側の上部ホイール２６Ｌには、上述したネックホールド５０が覆い部材４５と１：１に対応付けて設けられている。ネックホールド５０は覆い部材４５を半径方向に貫くように設けられており、その後端部が連結板４６に固定される。上部ホイール２６Ｌにネックホールド５０を固定してもよい。

図７はネックホールド５０を図３の下方からみたときの平面図であり、図８は図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。これらの図に示すように、ネックホールド５０は概略矩形平板状に形成されており、その先端にはボトル２のネック部２ｄと噛み合う円弧状の凹部５０ａが形成されている。凹部５０ａの曲率はネック部２ｄのそれと略一致する。図８から明らかなように、凹部５０ａの下面側にはテーパ面５０ｂが形成されている。テーパ面５０ｂはボトル２のネック部２ｄから胴部２ｃに移行する部分に設けられたショルダ部２ｅ（図１参照）とネックホールド５０との干渉を避けつつ、ネックホールド５０をネック部２ｄに対して深く噛み合わせるために設けられている。図７に示したように、ネックホールド５０の後端部には、ボルト等の固定手段を利用してネックホールド５０を連結板４６又は上部ホイール２６に固定するための取付穴５０ｃが形成されている。ネックホールド５０の幅Ｗ及び板厚ｔは適宜に設定してよい。なお、ネックホールド５０は矩形平板状に限らず、図９に示すように先端部を中心角θの扇状に形成する等、適宜の変形が可能である。中心角θも適宜に選択することができる。

以上のように構成された検査装置１においては、ホイール装置２１の回転軸２７が駆動装置２２にて一定速度で回転駆動されることにより、搬送ホイール３４のポケット３５にボトル２が１本ずつ順次取り込まれる。ポケット３５に取り込まれたボトル２のネック部２ｄにはネックホールド５０が噛み合わされ、それによりボトル２の落下が確実に防がれる。

検査位置Ｐｂにおいては、ボトル２が覆い部材４５によって囲まれつつ上部照明装置３及び下部照明装置７によって上下から照明される。このとき上部照明装置３の照明光が覆い部材４５の内周面４５ａで反射されることによりボトル２が周方向に関してほぼ均等に上部照明装置３からの照明光で照明される。これらの照明光によるボトル底面の透過光画像及び反射光画像が撮影装置８にて撮影され、得られた画像に基づいてボトル２の底面に沈殿した異物の有無が判定される。ネックホールド５０が上部照明装置３の照明光に対して高い透過性を有する高分子ポリエチレン系樹脂にて形成されているので、ネックホールド５０が光路内に存在してもボトル２はほぼ均一に照明される。従って、第１カメラ１１の撮影した画像において、ネックホールド５０の存在に起因する光量低下が殆ど生じず、異物の有無を精度よく判定することができる。

検査終了後のボトル２は検査位置Ｐｂから搬出され、その際に筒状体６を形成していた一対の覆い部材４５が互いに離間して筒状体６が分割される。従って、検査終了後のボトル２は筒状体６に邪魔されることなく検査位置Ｐｂから離れてボトル取出位置Ｐｃまで搬出される。ボトル取出位置Ｐｃにおいてベルト４１及びネックホールド５０がボトル２から離間してハンドリング装置２０によるボトル２の保持が解除される。ハンドリング装置２０から解放されたボトル２は不図示の搬送手段により検査装置１から後工程へ送られる。

本形態の検査装置１によれば次のような利点もある。一対の上部ホイール２６Ｌ、２６Ｒに取り付けられた一対の覆い部材４５をホイール２６Ｌ、２６Ｒが最も接近する検査位置Ｐｂにて組み合わせて筒状体６を形成し、しかも、一方の上部ホイール２６Ｌと同軸上を一体回転する下部ホイール２５Ｒを利用してボトル２を覆い部材４５と同軸上に保持しつつ検査位置Ｐｂに対して搬入及び搬出しているので、覆い部材４５やボトル２を昇降させることなく筒状体６にてボトル２を取り囲み、また筒状体６と干渉することなくボトル２を筒状体６から取り出すことができる。従って、筒状体６やボトル２の昇降機構が不要で装置を簡素化でき、かつ動作がシンプルであることからボトル２の搬送速度の高速化にも容易に対応することができる。

また、上記の形態では、ベルト４１からボトル２に加わる押し付け力をベルト受け３６にて制限しているので、ボトル２に意図せぬ過剰な力が加わるおそれがなく、ボトル２の変形を確実に防止できる。特にベルト受け３６の先端にローラ３７が設けられているので、ベルト受け３６に対するベルト４１の滑りが容易に生じるようになり、各ポケット３５の間でベルト４１による押し付け力が確実に均一化される利点がある。さらに、ローラ３７にはフランジ３８が設けられているので、ベルト４１のずり落ちやせり上がりを防止できる。従って、ボトル２に内容物が充填されている状態でもベルト４１により複数のポケット３５のそれぞれにボトル２を確実に拘束することができる。なお、ローラ３７が省略されてベルト受け３６が図６に示したような単純なブロック形状に形成される場合にはベルト受け３６の先端にフランジ３７を一体に設けてもよい。但し、ベルト受け３６を省略してベルト４１とポケット３５とでボトル２を挟むようにしてもよい。

上記の形態では、回転体としての上部ホイール２６の一方（左側の上部ホイール２６Ｌ）と同軸上を一体回転できるように搬送ホイール３４を設け、そのポケット３５にボトル２を保持させることにより各ボトル２を対応する覆い部材４５と略同軸に保持しつつ搬送しているため、検査位置Ｐｂへの搬入及び搬出時において覆い部材４５とボトル２とがずれるおそれがない利点がある。但し、検査位置Ｐｂにて覆い部材４５が組み合わされて筒状体６が形成される動作に同期して、ボトル２をホイール２６の回転方向前方に向けて検査位置Ｐｂに搬入し、検査位置Ｐｂから覆い部材４５が離れて筒状体６が分離される動作に同期してボトル２を検査位置Ｐｂからホイール２６の回転方向前方に向けて搬出できる限りは、例えば検査位置Ｐｂにおける上部ホイール２６の接線方向に沿ってボトル２を直線的に搬送するタイプの搬送装置としても構わない。そのような搬送装置を設ける場合には、上部ホイール２６を検査位置Ｐｂまで拡張したと仮定したときの検査位置Ｐｂにおけるホイール２６の接線方向速度とボトル２の搬送速度とを一致させることにより、上部ホイール２６の回転に合わせてボトル２を回転方向前方に搬入及び搬出することができる。この場合でも検査装置Ｐｂにおいてネックホールド５０をボトル２のネック部２ｄと噛み合わせてボトル２の落下を確実に防止することができる。

上記の形態では覆い部材４５を反射板として機能させているが、覆い部材４５そのものを発光可能な照明装置として構成してもよい。覆い部材４５は下部照明装置７からの照明光をボトル２に向けて反射させるものでもよい。対向位置に繰り出された一対の覆い部材４５のそれぞれの端部は必ずしも重複させる必要はない。照明光の強度分布に問題がなければ、覆い部材４５同士の間に多少の隙間が生じても構わない。覆い部材４５は半円筒形に限らず、中心線ＣＬの方向に延びる筒型を半割した形状であれば適宜に変更可能である。例えば覆い部材４５は中心線ＣＬと直交する断面上において多角形状の断面を有するものでもよい。

左右の上部ホイール２６Ｌ、２６Ｒのそれぞれに設けられる覆い部材４５の個数は一致している必要はない。例えば図１０に示すように左右に異なる径のホイール２６Ａ、２６Ｂを設けて互いに異なる個数の覆い部材４５を取り付けてもよい。このような場合でも、各ホイール２６Ａ、２６Ｂ上における覆い部材４５の周方向の間隔（ピッチ）が互いに等しく、かつ覆い部材４５の周速が左右で一致するように各ホイール２６を駆動すれば一対の覆い部材４５にて筒状体６を順次形成することができる。なお、図１０の例ではホイール２６の角速度が左右で異なることになるが、その調整はギア３２、３２間のギア比を変化させて行えばよい。

上記の形態では、左右で覆い部材４５の曲率を変えて一方の覆い部材４５の内側に他方の覆い部材４５の端部を重ね合わせているが、図１１に示すように一方の覆い部材４５と他方の覆い部材４５とを周方向に互い違いにずらして組み合わせてもよい。

本発明が適用される検査装置は図示の構成に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば、上記の形態において一つのボトル２に対して複数のネックホールド５０を設けてもよい。ネックホールドに代え、又は追加してボトル２の適宜の箇所を本発明に従って構成された保持部材にて保持してもよい。可視光による画像の検査が不要であれば、下部照明装置７、コールドミラー１０及び第２カメラ１２は省略してよい。照明手段、撮像手段及び検査対象物の位置関係は図示の例に限らず適宜に変更してよい。検査対象の容器はペットボトルに限らず、ガラスビンその他各種のボトル型の容器を対象としてよい。本発明の検査装置は、容器に限らず各種の物品を検査対象としてよい。

次に、本発明の実施例について説明する。図１に示した検査装置１を試作し、第１カメラ１１にてボトル２の底面側の画像を撮影してネックホールド５０が画像に与える影響を検討した。実施例においては、ネックホールドの形状及び寸法を変えてそれらの影響も検討した。また、比較例として、ネックホールドの材質を変更したときの画像も検討した。各実施例及び比較例において得られた画像を図１２〜図１８に示す。なお、いずれの例においても、上部照明装置３の照明光は８５０ｎｍにピークを有する近赤外光とし、ボトル２は、容量５００ｍｌのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）製とした。ボトル２の内部には上部照明装置３の照明光に対して透過性を有する飲料を充填した。照明光は、ＬＥＤ（約１００個）を光源とし、総消費電力１２Ｗで照射した。第１カメラ１１が撮影した画像の輝度を２２５階調に等間隔で区分し、ボトル２の底部の最も明るい部分の階調を２５５として画像中の輝度分布を表現した。各例におけるネックホールドの形状、幅Ｗ又は中心角θ（図７又は図９参照）、厚さｔ（図８参照）、原料樹脂、顔料の有無、及び図面（画像）の対応関係は下表の通りである。なお、原料樹脂に関してＵＨＭＷ−ＰＥは超高分子量ポリエチレン樹脂であり、顔料のないものとしては作新工業株式会社が品番ＮＬ−Ｗを付して提供する樹脂を、顔料入りのものとしては同社が品番ＮＬ−ＡＳＢを付して提供する樹脂をそれぞれ用いた。ＰＯＭはポリアセタール樹脂の略である。各例において、ネックホールドは画像中の右下にその影が現われるべきように配置されている。

図１２及び図１３から明らかなように、顔料を含まない超高分子量ポリエチレン樹脂製のネックホールドを使用した実施例１〜５においては、幅Ｗ又は中心角θ、及び厚さｔを問わず、画像中にネックホールドの影が現われない。一方、図１４〜図１８に示した比較例１〜８においては、いずれも画像の右下にネックホールドの影が暗部として明らかに現われている。

なお、上記実施例では照明光に対して透過性を有する材料として、顔料を含まない超高分子量ポリエチレン樹脂を使用したが、本発明はこれに限らない。近赤外光を利用して検査対象物を撮影する場合においては、上記の超高分子量ポリエチレン樹脂と同等の透過特性を示す材料を適宜に使用してよい。さらに、介在物に使用する材料は撮影に使用する光の波長域に合わせて適宜に設定してよい。

本発明の一形態に係る検査装置の要部を示す図。図１の検査装置に設けられた筒状体付近の横断面図。本発明が適用された検査装置の正面図。図３の検査装置の平面図。図３の検査装置のＶ−Ｖ線よりも下方における平面図。一方のホイール装置の斜視図。ネックホールドを下方からみた平面図。図７のVIII−VIII線に沿った断面図。ネックホールドの他の形態を示す図。搬送ホイールの他の形態を示す図。覆い部材を重ね合わせる他の形態を示す図。実施例１〜３で撮影された画像を示す図。実施例４及び５で撮影された画像を示す図。比較例１で撮影された画像を示す図。比較例２〜４で撮影された画像を示す図。比較例５及び６で撮影された画像を示す図。比較例７で撮影された画像を示す図。比較例８で撮影された画像を示す図。

符号の説明

１検査装置
２ボトル（容器、検査対象物）
２ａボトルの底面
２ｂボトルのキャップ
２ｃボトルの胴部
２ｄボトルのネック部
３上部照明装置（照明手段）
６筒状体
１１第１カメラ（撮像手段）
２０ハンドリング装置
２６Ｌ、２６Ｒ上部ホイール（回転体）
３４搬送ホイール（搬送ホイール）
３５ポケット
４１ベルト
５０ネックホールド（保持部材、介在物）

Claims

検査対象物を照明手段からの近赤外光を含む照明光で照明しつつ該検査対象物の近赤外波長域の画像を撮像手段にて撮影し、得られた画像に基づいて検査対象物を検査する検査装置において、
前記照明手段から前記検査対象物を経て前記撮像手段に至る光路内に該光路を部分的に遮るように挿入される介在物を備え、前記介在物が近赤外光の波長域に対して透過性を有する材料にて形成され、
前記介在物として、前記検査対象物を所定の姿勢に保持する保持部材が設けられ、
前記検査対象物がボトル型の容器であり、
前記照明手段は前記容器を口元側から照明するように設けられ、
前記撮像手段は前記容器を底面側から撮影するように設けられ、前記保持部材は前記容器に対して外周側から接触するように設けられ、
前記容器を受け入れるポケットを有する搬送ホイールと、前記搬送ホイールの外周の少なくとも一部に沿って張り巡らされて前記ポケット内に前記容器の胴部を押し付けるベルトとをさらに有し、
前記保持部材は前記ポケット内に収容された容器のネック部と噛み合うように配置されかつ前記搬送ホイールと一体回転可能に設けられ、
前記搬送ホイールと同軸上を回転する第１の回転体、及び該第１の回転体と平行な軸線の回りに回転する第２の回転体を有し、
前記第１の回転体及び前記第２の回転体のそれぞれには、各回転体が最接近する位置にて前記容器の上部を覆う筒状体を形成するようにして覆い部材が設けられ、
前記保持部材は前記第１の回転体に前記覆い部材を貫くように設けられていることを特徴とする検査装置。
前記撮像手段が、近赤外波長域を含む７５０〜９５０ｎｍの波長域の画像を撮影するように設けられ、前記介在物が高分子ポリエチレン系樹脂にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。