JPH01141342A - 壜底検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野Ｊ 本発明は、ガラス等の透明材より或る壜の底を検査する
壜底検査装置に関する。

（従来の技術〕 酒類、飲用又は薬用液等のガラスの如き透明材より或る
壜は、現状においては未だ多く利用されていると言える
。この中にあって、ビール増等の酒類に用いられる壜は
、最終消費者の手に渡った後、再び回収され、再利用さ
れている場合が多く見受けられる。この場合、回収され
た壜は、工場において充分な洗浄上程を経た後、ビール
等の液の充填を行って、再出荷される。

然し乍ら、斯る回収槽は、新壜と異なり、ｖｉ雑な流通
経路を長時間に渡って経てきているので、その間に、そ
の口部が欠けたり、胴部に傷がついたり、場内に種々の
異物が投入されたりして、再利用するには不通な不良壜
となっているものも多くある。

そこで、最近では、イメージセンサ−１電子処理機等を
組合わせて、このような壜の不具合を発見し、壜か不良
であることを示す信号を出力する空槽検査機が普及して
いる。この従来の空槽検査機の検査対象項ｌ」としては
、主として壜の口部。

胴部、底部の３個所がある。従っζ、従来の空槽検査機
は、これ等検査対象を、夫々異る位置に配置された別々
の検査装置で検査している。この中で、壜の底部の検査
は、棟々の理由から大変ｉ要視されるものである。即ち
、場内のビール等の液体の飲用後の壜の流通過程の中で
、壜口からその内部へ、煙草の吸殻、その外装のセロフ
ァンや、壜のキャップや、ストロ−等を押し入れたり、
壜口が破損した際の破片が場内に入ったりしたもの等の
異物が、前述の工場における壜の洗浄工程を経た後も、
壜より完全に除去されずに残存している場合が多いから
である。そして、これらの異物には、不透明異物や、或
いはガラス破片や、煙草の外装に用いられていたセロフ
ァンのような透明ム異物等、種々光学的性質の異なる種
類のものが混ざっているので、そのすべてを−遍に検出
することの出来る壜底検査装置を作ることは仲々むずか
しい。

次に、上述した従来の透明な壜の壜底検査装置の一例を
、第４図を参照して説明する。第４図において、＋１）
は被検査物の一例である壜、（２）は壜（１）の口部の
上方に配されたビデオカメラ等の如きイメージセンサ、
（３）はセンサ（２）からの電気１６号を処理して、壜
１）の良否の判定処理を行う電子処理機である０次いで
、＠（１）の壜底（ＩＡ）にある異物をセンサ（２）に
映像として映し出す為の光源として、照明灯（４）と例
えは、すりガラスより或る円板状の光拡散板（５）とを
、壜底（１＾）の下方に第４図の如く配置する。即ち、
第４図に示す如く、増（１１の中心軸がイメージセンサ
（２）の光軸（０−０）と一致し、光拡散板（５）の板
面は光軸（０−０）に垂直（壜底（１＾）に略々平行）
、その直径は壜底（１＾）より大きく、その中心は略々
光軸（０−０）上に在り、照明灯（４）は、光拡散板（
５）を介してのみ壜底（ＬＡ）を下方より上方へ照明す
る。従って、この場合、光拡散板（５）は、壜底（ＩＡ
）に対し、あたかも平面的な二次照明板（光臨）の作用
をなし、センサ（２）には、均一な明るさを有する、壜
底（１＾）に対する明るい背景（明視野）として映る。

従って、若し、壜底（ＩＡ）に不透明又は半透明な異物
が存在すれば、この異物を、上述の明るいｆｆ景（明視
野）の中の黒（Ｉｌｔｉ）い影としてセンサ（２）が捉
え、これに基つき、電子処理機（３）は異當のイば号を
発する。

〔発明がＩＷ決しようとする問題点〕

さて、上述の如き従来の壜底検査装置においては、壜底
（ＩＡ）に存在する異物が、上述の如く黒いもの、即ち
不透明、若しくは半透明なものであれば、センサ（２）
が、これを壜底（ＩＡ）の明るい背影の中の影として捉
えて、検出することは容易であるが、例えはガラス破片
、若しくは七ロノ１ンの如き透明な異物の場合は、光拡
散板（５）よりの光は、殆んど異物を通過してしまうの
で、かかる異物は影としてセンサ（２）に映らなく、例
え影として映ったとしても、極めて淡い影なので、検出
することは困難であった。

従って、本発明は、壜底上の不透明な異物、半透明な異
物及び透明な異物など、全ての異物を検出し得る壜底検
査装置を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、壜（１）の壜口の上方に第１のイメー
ジセンサ（２）を配置し、上記壜の＠底（ＩＡ）をその
下方より光拡散板（５）を介して光源（４］により照明
し、上記壜底を上記壜Ｕを通じて上記第１のイメージセ
ンサ（２）により撮映し、その出力を第１の電子処理機
（３）により処理して不透明及び半透明な異物が上記壜
底上に存在するか否かを検査すると共に、第２のイメー
ジ半導体（２′）を上記第１のイメージセンサ（２）と
は異る上記壜口上の位置に設け、その出力を処理する第
２の電子処理機（３′）を投け、上記壜底と上記光源と
の間に該光源よりの光が上記壜底にその外側下方より斜
めして入射するようになす光学手段（７，７Ａ）を設け
、上記壜口と上記第１及び第２のイメージセンサとの間
に上記光臥よりの壜口を通った光を２ｉｒＩＡの別々の
光に分割する光分割手段（ｌＯ）を設け、上記光拡散板
＜５〉に或る光を通過させる第１の光学フィルタ（１１
）を設けると共に、上記光分割手段（１０）と上記第２
のイメージセンサ（２′）との間に上記ｉｔの光学フィ
ルタ（１１）を通過した光の通過を阻止する第２の光学
フィルタ（１２）を設り、上記第２のイメージセンサ（
２′）及び第２の電子処理機（３′）により上記壜底上
に透明な異物が在るか否かを検査するようになしたこと
を特徴とする壜底検査装置が得られる。

〔作用） 本発明による壜底検査装置においては、光源（４）より
の光を、光拡散板（５）及び光学フィルタ（１２）を介
して壜底（ＩＡ）その直下より導入する一方、光学手段
（７，７＾）によりその外側下方にり斜め、即ち所定の
夫々異る入射角を以って入射させるようになし、壜底（
ＩＡ）をその下方より上方に通過する光も、壜底（ＩＡ
）に対し、夫々異る傾斜を以って出射するようになし、
壜底（ｌ＾）上に不透明又は半透明な異物が在る時は、
壜底（ＩＡ）をその直下より通過した光が、異物により
その通過が阻Ｉヒされることにより、この異物をイメー
ジセンサ（２）及び電子処理機（３）で検出する。一方
、異物が透明な異物である場合は、壜底（ｌ＾）より斜
めに出射する光が、異物のいずれかの表面で反射し、そ
れ等反射光（又はその一部）が、壜（ｌｌの＠口の上方
に配置したイメージセンサ（２′）により受光される。

この時、イメージセンサ（２′）は信号を出力し、これ
が電子処理機（３′）に供給される。この電子処理機（
３′）は、イメージセンサ（２′）より信号を受けた時
のみ（４号、即ち異物の存在を示す信号を出力する。

〔実施例〕

本発明の主目的は、上述した如く、壜底の上に在る不透
明材、半透明材よりなる異物は勿論、透明材よりなる異
物（被検査物）をも検出することである。

本発明の詳細な説明に先たち、本発明による透明な異物
の検出に就いて説明する。

透明材とはいえ、空気とは、その光学的性質が異なるの
で、その表面に斜めに入射する（垂直以外）光の一部は
必ずそこで反射する。この際、その入射角が大（全反射
を起こす臨界角より小さな入射角）であれば、その表面
での反射光の量が増加する。本発明の透明な異物の検出
は、上記光の特性を利用するものである。そのため、壜
底の下方よりこの壜底に入射する光源よりの光の入射角
を、人（臨界角よりは小）となすと共に、種々の値とな
し、壜底に入り、屈折し、そこより出る光（壜底へ入射
した光と平行）が、壜底上の透明材より或る異物のいず
れかの表面に所定の入射角（０゛よりは大であるが臨界
角よりは小なる角）を以って入射し、そこで反射され、
イメージセンサに到達し得る如くなす。

以下、上述した本発明による（透明な異物を検査する）
壜底検査装置の一実施例を、その路線図である第２１ｇ
１を参照して説明する。向、第２図に於て、第４図と対
応する部分には同一符号を付し、それ等の詳細説明は省
略する。

第２図に示す本発明の例に於ては、壜底（ｌ＾）と照明
灯又は光源（４）との間に、第４図に示す従来の光拡散
板（包の代りに、壜底（ｌ＾）の外径より大なる外径で
、不透明材より或る同根状の遮光板（６）を、光拡散板
（５）と同様に、前両者と夫々離れて配置すると共に、
縦断面が台形で、その小なる内径でも遮光板（６）の外
径より大なる筒状の光反射板（鏡）（７）を、その、中
心軸が光軸（０−０）に略々一致し、遮光板（６）の外
側をそれより離れて包囲する如く配設する。ここで、第
２図にン１＜ず如く、光反射鏡（７）の大径の開口が照
明灯（４）側に配置されている。その他の部分は、第４
図に示す従来例と略々同一である。

第２図に示す本発明の例に於ては、照明幻（４）より発
射された光は、理屈（ＩＡ）の外径より大なる外径の遮
光板（６）があるので、理屈（ｌ＾）に直接入射せず、
同図に於いて代表的に２本の光路（ｔ！１）。

（ｅ２）で示す如＜、遮光板（６）の外側に配された光
反射鏡（７）の内周面（鏡面）（７＾）に向う発散する
如き光の部分がそこで反射され、壜底（ｌ＾）の外周下
側より理屈（ＩＡ）に向って斜めに、即ち所定の入射角
（０°よりは大きく全反射を起す臨界角よりは小なる角
）を以って入射する。この場合、Ｆ述した如く、遮光板
（６）の外径は理屈（１＾）の外径より大に選択されて
いるので、遮光板（６）は、第４図の光拡散板（５）と
は逆に、イメージセンサ（２′）に対して、理屈（ｌ＾
）を介して略々暗視野となる。

而、遮光板（６）の少くとも理屈（ＩＡ）に対向する表
面は、後述の理由により、光を可能な限り反射しないよ
うな、無反射処理を施し、不要な反射光が理屈（１＾）
に再入射しないよ・）にすることが望ましい。

第３図は、第２図の壜（１）の理屈（ＩＡ）、遮光板（
６）及び光反射鏡（７）の一部の拡大図である。同図を
参照して、第２図に示す理屈検査装置の一例の動作を説
明する。

今、理屈（１＾）に異物がないとすれば、第２図に示す
照明灯（４）よりの光路（１２）に沿った光は、第３図
に示す如く、光反射鏡（７）の鏡面（７Ａ）に入射角口
ｌ）で入射する。そこで反射角（Ｔ１）で反射された光
は、光路（Ｌ２）に沿って理屈（ｌ＾）の下面に入射角
（１）で入射し、一部はそこで反射角（γ）で反射され
、光路（Ｌ３）に沿って遮光板（６）へ向うが、他部は
理屈（１＾）の下面で屈折して理屈（ＬＡ）内に入り、
そこを進み、その上面で再び屈折して、理屈（ｌ＾）の
上面より光路（ＬＡ）に沿って斜め上方へ進み、史に壜
＋１１の胴部（ＩＢ）を通過し、壜（１）の外側に出る
。この時、光路（Ｌ２）及び（ＬＡ）は平行であるのは
、周知の通りである。尚、光路（Ｌ３）に沿って進み、
遮光板（６）に到る光は、上述した如く、その上面に無
反射処理が施こされているので、そこで反射され、再び
理屈（ｌ＾）に向うことは、殆んどない。

ｍで、本発明に於ては、第２図に示す如く、筒状の光反
射鏡（７）は、その縦断面が上方が小さな台形であるの
で、その鏡面（７＾）も同様形状の断面を有する。従っ
て、鏡面（７＾）は、光軸（０−０）に平行ではなく、
即ち＆ｊ＆面（７＾）の延長線は、理屈（１＾）に直角
とは異なる角で交わる。従って、光路（Ｌ２）に沿って
理屈（ＩＡ）に入射する光の入射角（ｉ）は、所定の角
度（０”より大きく、臨界角より小）である。換言すれ
ば、光路（Ｌ２）に沿い、理屈（１＾）にその斜め下方
より入射し、理屈（ＩＡ）内に入った光は、その上方に
斜めに出て（光路（ＬＡ）に沿って進み）、イメージセ
ンナ（２′）には到達しない、従って、異物がない場合
は、遮光板（６）の作用により、イメージセンサ（２′
）は光を全く受けないので、何等出力を発生せず、従っ
て電子処理機（３′）も信号を全く発生しない。

一方、第３図に符号（８）でボす如く、理屈（ＩＡ）」
二に透明材より或る異物が存在する場合は、光路（Ｌ２
）に沿って理屈（１＾）に入り、そこで屈折し、理屈（
ＩＡ）の上面を離れる光路（ＬＡ）に沿う光は、異物（
８）の一部の表面（８Ａ）で反射（入射角（１２）、反
射角（Ｔ２））し、同図のくＬ５）で示す光軸（０−０
）に略々平行な光路に沿って上方へ進み、第２図に示す
壜（１１の壜口を通じて、その上方に配置したセンサ（
２′）に入射する。

従って、センサ（２′）は、暗視野中に異物（８）より
の反射光を明るい光（光点）として捉え、異物（８）の
存在を検出し得る。

尚、この場合、光路（Ｌ２）に平行な他の光路に沿って
理屈（ＩＡ）を通過し、異物（８；の表面（８Ａ）に入
射する光は、この表面（８＾）で反射し、その反射光は
、光路（Ｌ５）と平行な光路に沿って進み、センサ（２
′）で捉えられる。又、光路（Ｌ２）に平行ではないが
、異物（８）の表面（８Ａ）に入射し、そこで反射され
る光でも、センサ（２′）へ入射する光は存在する。

向、上述は主として光路（Ｐ２）に沿って鏡面（７Ａ）
に入射する光に就いての説明であるが、上述の如く、鏡
面（７Ａ）は光軸（０−０）に関して対称な台形状の筒
状の鏡面であり、円板状の遮光板（６）との間には、ｌ
１％１（Ｌ））のリング状の間隙があるので、その他の
異る光路に沿って照明灯（４）より鏡面（７＾）に入射
する光も、そこで同様に反射され、増域（ＩＡ）の全面
へそれぞれ異る入射角で入射し、各一部は増域（ｌ＾）
を通過し、夫々壜底（ＩＡ）に対し異る角をなす光路に
沿って、その上方に出る。従って、これ等の光のあるも
のは、増域（ｌ＾）のどこに透明材よりなる異物があっ
ても、そのいづれかの表面部で反射し、第３図の光路（
Ｌ５）の如き光路に沿って上方に進み、センサ（２′）
に到る。換言すれば、増域（１＾）の上面のどこに透明
な異物が在っても、そのいずれかの面で光が反射し、反
射光がイメージセンサ（２′）に到るように、増感（１
＾）の全面に光が斜めに入射するように、光反射鏡（７
）（その鏡面（’／＾））及び蕊光坂（６）の増域（ｌ
＾）に対する形状９寸法及び両者の相互間の配置及び増
域（ｌ＾）に対する配置等を選ぶ。尚、第３図に於て、
（Ｎｌ）、（Ｎ）及び（Ｎ２）は、光路（１２＞、（Ｌ
ｌ）及び（Ｌ４）に沿って進む光の反射点に立てた法線
を夫々示す、尚、上述は、異物（８）の表面が鏡面の場
合を例に挙げたが、この表面が粗面であっても、光路（
Ｌ５）方向に進む反射光は若干減少するが、同時に光路
（Ｌｌ）とは異る光路の光もこの粗面で反射し、光路（
Ｌ５）方向に進む光が増加するので、問題はない。

次に、第１図を参照して、本発明の透明、半透明及び不
透明な増域上の異物等の壜底検査装置の一例を説明する
。この例は、主として第２図に示した透明な異物検査用
の本発明の例と、第４図に示した半透明及び不透明な異
物検査用の従来例とを、特殊な光学手段を用いて組合せ
たものである。

従って、第１図に於いて、第２及び第４図と同一符号は
、互に同一素子を示す。

次に、第１図に就き、本発明の壜底検査装置の一例の構
成を説明する。第１図に示す本発明の例の特殊な光学手
段は、壜（１）の口及びイメージセンサ（２１，（２’
）間に配置した入射光を２１１＆ｌの別々の光、例えば
互に（資）°異る方向の光に分ける光分割手段、例えば
ハーフミラ（１０）と、光拡散板（５）の上又はド（図
示の例では下）に設けた光拡散板（５）と略々同一形状
及び寸法の或る色の光、例えば赤色光を通過させる光学
フィルタ（１１）と、一方のイメージセンサ（２′）の
前方に配した光フィルタ（１１）を通過した光、この例
では赤色光を通過させない、例えば青色光を通過させる
光学フィルタ（１２）とより或る。尚、この場合、異る
色の光学フィルタ（１１）及び（１２）の機能により、
光拡散板（５）は、イメージセンサ（２′）に対しては
、暗現野となる。一方、光拡散板（５）及び光学フィル
タ（ｌｌ）は、イメージセンサ（２）に対しては、この
例では赤色の明視野となる。その他の構成は、第２図及
び第４図の例の主要部と略々同一である。

次に、第１図の例の動作を説明する。光陽、即ち照明灯
（４）より光（白色光）の一部は、光学フィルタ（１１
）を通過することにより、単色光、この例では赤色光と
なり、光拡散板（５）、増域（ＩＡ）、ハーフミラ（１
０）を通ってイメージセンサ（２）に入射する。この光
路を通る光によって、第４図に就いて説明した、不透明
及び半透明材より或る異物（第１図には示せず）の検査
が行われる。即ち、異物があれば、赤色光は、それによ
り以後の進行が妨害され、イメージセンサ（２）は、赤
色の明視野の暗い影として、この異物を検出する０面、
この時、壜（１）の口を出た赤色光の一部は、ハーフミ
ラ（１０）で反射され、透明な異物の検出用のイメージ
センサ（２′）に向うが、その前に赤色光を通さない光
学フィルタ（１２）が在るので、これに吸収され、イメ
ージセンサ（２′）には到達しない、即ち、イメージセ
ンサ（２′）は不透明及び半透明な異物の検査には、何
等関与しない。

一方、照明灯（４）よりの光（白色光）の一部は、光拡
散板（５）の外側に配置した光反射鏡（７）の鏡面（７
Ａ）に向い（光路［１）、（ｊ’２）参照）、そこで反
射され、その反射光が増域（ｌ＾）に、その外側斜め下
方により入射する（光路（Ｌｌ）　。

（Ｌｌ）参照）、この光路（Ｌｌ）　、　　（Ｌｌ）に
沿う光は、第２及び第３図に関連して説明したと全く同
様の光路を通って進む、従って、第３図に示した如き透
明な異物（８）があれば、その一部の表面（８八）で反
射した光は、光軸（０−０）に沿って上方に進み、壜＋
１１の口を通過し、ハーフミラ（１０）で反射され、こ
の反射光が光学フィルタ（１２）を通り、イメージセン
サ（２′）に到る。従って、第２及び第３図に関連して
説明した透明な異物の検査が、イメージセンサ（２′）
及び電子処理１１！（３’）により行われる。即ち、イ
メージセンサ（２′）は、暗現野の中の明るい光として
透明な異物を検出する。面、この場合、一部の光はハー
フミラ（ｌＯ）を通り、イメージセンサ（２）に到るが
、このイメージセンサ（２）及び電子処理機（３）の異
物検出動作には、可等係りはないことは、明らかであろ
う。

面、この場合、光拡散板（５）の増域（ＩＡ）に対向す
る而を、例えばわ１面となし、第３図の光路（Ｌ３）に
沿ってこの面に入射する光が、そこで反射されて、増域
（ＩＡ）再び入射するのを、できるだけ阻止する。

而、上記説明に於ては、光学フィルタ（１１）及び（１
２）の−例として、一方の光学フィルタ（１１）は赤色
光を通過させ、他方の光学フィルタ（１２）は青色光を
通過させるとしたが、各フィルタ（１１）（１２）の光
通過特性は上記例に限定する必要はなく、光学フィルタ
（１１）を通過した光を、光学フィルタ（１２）は通過
させないものであれば、どのような光通過特性の光学フ
ィルタを使用してもよいことは勿論である。

史に、光学フィルタ（１１）　、　　（１２）の代りに
、互いに異る偏光特性の偏光フィルタを用いてもよい、
即ち、光学フィルタ（１１）の代りに用いた偏光フィル
タよりの光を光学フィルタ（１２）の代りに用いた偏光
フィルタは通過させないような特性の偏光フィルタを用
いてもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による壜底検査装置は、不透明及び
半透明な異物を検査する装置に、透明な異物を検査する
装置を、ハーフミラの如き光分割手段、色フィルタ又は
偏光フィルタの如き光学フィルタを介して、同一場所で
組合せることにより、不透明及び半透明な異物の検出に
加えて、従来では殆んど不可能であった透明な異物も確
実に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による不透明、半透明及び透明な異物を
検出する装置の一実施例の路線図、第２図は本発明によ
る透明な異物を検出する壜底検査装置の路線図、第３図
はその一部の拡大図、第４図は従来の壜底検査装置の一
例の路線図を夫々示す。 図に於て、（１）は壜、（ＬＡ）は増域、（２１，（２
’）はイメージセンサ、（３１，（３’）は電子処理機
、（４）は光源、（５）は光拡散板、＋６）は遮光扱、
（７）は光反射鏡、（’／Ａ）は鏡面、（８）は透明な
異物、（ｌＯ）は光分割手段、（１１）　、　　（１２
）は光学フィルタを夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 壜の壜口の上方に第１のイメージセンサを配置し、上記
   壜の壜底をその下方より光拡散板を介して光源により照
   明し、上記壜底を上記壜口を通じて上記第１のイメージ
   センサにより撮映し、その出力を第１の電子処理機によ
   り処理して不透明及び半透明な異物が上記壜底上に存在
   するか否かを検査すると共に、第２のイメージセンサを
   上記第１のイメージセンサとは異る上記壜口上の位置に
   設け、その出力を処理する第２の電子処理機を投け、上
   記壜底と上記光源との間に、該光源よりの光が上記壜底
   にその外側の下方より斜めして入射するようになす光学
   手段を設け、上記壜口と上記第１及び第２のイメージセ
   ンサとの間に上記光源よりの壜口を通った光を２個の別
   々の光に分割する光分割手段を設け、上記光拡散板に或
   る光を通過させる第１の光学フィルタを設けると共に、
   上記光分割手段と上記第２のイメージセンサとの間に上
   記第１の光学フィルタを通過した光の通過を阻止する第
   ２の光学フィルタを設け、上記第２のイメージセンサ及
   び第２の電子処理機により上記壜底上に透明な異物が在
   るか否かを検査するようになしたことを特徴とする壜底
   検査装置。