JPH0549184B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス等の透明材より成る壜の底を
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
より成る壜は、現状においては未だ多く利用され
ていると言える。この中にあつて、ビール壜等の
酒類に用いられる壜は、最終消費者の手に渡つた
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工程を経た後、ビール等の液
の充填を行つて、再出荷される。

然し乍ら、斯る回収壜は、新壜と異なり、複雑
な流通経路を長時間に渡つ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、壜内に種々の異物が投入されたりして、再
利用するには不適な不良壜となつているものも多
くある。

そこで、最近では、イメージセンサー、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、壜が不良であることを示す信号を出力する
空壜検査機が普及している。この従来の空壜検査
機の検査対象項目としては、主として壜の口部、
胴部、底部の３個所がある。従つて、従来の空壜
検査機は、これ等検査対象を夫々専門的に検査す
る別々の検査装置の組合せで通常構成される。こ
の中で、壜の底部の検査は、種々の理由から大変
重要視されるものである。即ち、壜内のビール等
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、その外装のセロフアン
や、壜のキヤツプや、ストロー等を押し入れた
り、壜口が破損した際の破片が壜内に入つたりし
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アンのよ
うな透明な異物等、種々光学的性質の異なる種類
のものが混ざつているので、そのすべての一遍に
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
を一例を、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からの電気信号を処
理して、壜１の良否の判定処理を行う電子処理機
である。次いで、壜１の壜底１Ａ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と例えば、すりガラスより成る円板状の光
拡散板５とを、壜底１Ａの下方に第４図の如く配
置する。即ち、第４図に示す如く、壜１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１Ａに
略々平行）、その直径は壜底１Ａ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１Ａを下方より上方
へ照明する。従つて、この場合、光拡散板５は、
壜底１Ａに対し、あたかも平面的な二次照明板
（光源）の作用をなし、センサ２には、均一な明
るさを有する、壜底１Ａに対する明るい背景（明
視野）として映る。従つて、若し、壜底１Ａに不
透明な異物が存在すれば、この異物を、上述の明
るい背景（明視野）の中の黒（暗）い影としてセ
ンサ２が捉え、これに基づき、電子処理機３は異
常の信号を発する。

〔発明が解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１Ａ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１Ａ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、例えばガラス破片、若しくはセロハンの如き
透明な異物の場合には、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、例え影として映つ
たとしても、極めて淡い影なので、検出すること
は困難であつた。

従つて、本発明は、異物が仮え透明なものであ
つても、これ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の壜口の上方にイメージ
センサ２を配置し、上記壜の壜底１Ａをその下方
より光源４，４Ａにより照明し、上記壜底１Ａを
上記壜口を通じて上記イメージセンサ２により撮
映し、壜底１Ａを検査する壜底検査装置に於て、
上記光源４，４Ａと壜底１Ａとの間に光学手段
６，７，７Ａ，９，９Ａを設け、該光学手段によ
り上記光源よりの光が上記壜底に直接入射せず、
その外側下方より所定の入射角１を以つて斜めに
入射するようになした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
４，４Ａよりの光を、壜底１Ａに直接導入せず、
その外側下方より斜め、即ち所定の夫々異る入射
角を以つて入射させるようになし、壜底１Ａをそ
の下方より上方に通過する光も、壜底１Ａに対
し、夫々異る傾斜を以つて出射するようになし、
壜底１Ａ上に異物８が在る時は、壜底１Ａを通過
した光が異物８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１の壜口の上方
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信
号、即ち異物の存在を示す信号を出力する。一
方、壜底１Ａ上に異物８がなければ、壜底１Ａに
入射した光源４，４Ａよりの光の殆んど全べて
は、壜１の胴部１Ｂを通じてその外側に進み、イ
メージセンサ２に到達しない。従つて、イメージ
センサ２は出力を発生せず、電子処理機３も出力
を発生せず、壜底１Ａは欠陥がないものと判断さ
れる。

〔実施例〕

本発明の主目的は、上述した如く、壜底の上に
在る透明材よりなる異物（被検査物）をも検査す
ることである。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、
大（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、壜底上の透明材及び
或いは不透明材等より成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）を以つて入射し、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壜底検査装置の一
実施例を、その略線図である第１図を参照して説
明する。尚、第１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１図に示す本発明の例に於ては、壜底１Ａ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５の代りに、壜底１Ａの外径より大なる
外径で、不透明材より成る円板状の遮光板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、縦斜面が台形で、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１図に示す如く、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１図に示す本発明の例に於では、照明灯４よ
り発射された光は、壜底１Ａの外径より大なる外
径の遮光板６があるので、壜底１Ａに直接入射せ
ず、同図に於いて代表的に２本の光路ｌ１，ｌ２
で示す如く、遮光板６の外側に配された光反射鏡
７の内周面（鏡面）７Ａに向う発散する如き光の
部分がそこで反射され、壜底１Ａの外周下側より
壜底１Ａに向つて斜めに、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）を以つて入射する。この場合、上述した如
く、遮光板６の外径は壜底１Ａ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、壜底
１Ａを介して略々暗視野となる。尚、遮光板６の
少くとも壜底１Ａ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、不要な反射光が壜底１Ａに再入射
しないようにすることが望ましい。

第２図は、第１図の壜１の壜底１Ａ、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１図に示す本発明の壜底検査装置の一
例の動作を説明する。

今、壜底１Ａに異物がないとすれば、第１図に
示す照明灯４よりの光路ｌ２に沿つた光は、第２
図に示す如く、光反射鏡７の鏡面７Ａに入射角ｉ
１で入射する。そこで反射角γ１で反射された光
は、光路Ｌ２に沿つて壜底１Ａの下面に入射角ｉ
で入射し、一部はそこで反射角γで反射され、光
源Ｌ３に沿つて遮光板６へ向うが、他部は壜底１
Ａの下面で屈折して壜底１Ａ内に入り、そこを進
み、その上面で再び屈折して、壜底１Ａの上面よ
り光路Ｌ４に沿つて斜め上方へ進み、更に壜１の
胴部１Ｂを通過し、壜１の外側に出る。この時、
光路Ｌ２及びＬ４は平行であるのは、周知の通り
である。尚、光路Ｌ３に沿つて進み、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
が施されているので、そこで反射され、再び壜底
１Ａに向うことは、殆んどない。

扨て、本発明に於ては、第１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７Ａも同様形状の断面を
有する。従つて、鏡面７Ａは、光軸０−０に平行
ではなく、即ち鏡面７Ａの延長線は、壜底１Ａに
直角とは異なる角で交わる。従つて、光路Ｌ２に
沿つて壜底１Ａ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、壜底１Ａにその斜
め下方より入射し、壜底１Ａ内に入つた光は、そ
の上方に斜めに出て（光路Ｌ４に沿つて進み、イ
メージセンサ２には到達しない。従つて、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、従つて電子処理機３も信号を全く発生しな
い。

一方、第２図で符号８で示す如く、壜底１Ａ上
に透明材及び或は不透明材等より成る異物が存在
する場合は、光路Ｌ２に沿つて壜底１Ａに入り、
そこで屈折し、壜底１Ａの上面を離れる光路Ｌ４
に沿う光は、異物８の一部の表面８Ａで反射（入
射角ｉ２、反射角γ２）し、同図のＬ５で示す光
軸０−０に略々平行な光路に沿つて上方へ進み、
第１図に示す壜１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。従つて、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
つて壜底１Ａを通過し、異物８の表面８Ａに入射
する光、この表面８Ａで反射し、その反射光は、
光路Ｌ５と平行な光路に沿つて進み、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。

尚、上述は主として光路ｌ２に沿つて鏡面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、幅Ｄのリング状の間隙があるので、その他の
異る光路に沿つて照明灯４より鏡面７Ａに入射す
る光も、そこで同様に反射され、壜底１Ａの全面
へそれぞれ異る入射角で入射し、各一部は壜底１
Ａを通過し、夫々壜底１Ａに対し異る角をなす光
路に沿つて、その上方に出る。従つて、これ等の
光のあるものは、壜底１Ａのどこにどのような材
質の異物があつても、そのいづれかの表面部で反
射し、第２図の光路Ｌ５の如き光路に沿て上方に
進み、センサ２に到る。換言すれば、壜底１Ａの
上面にどのような異物が在つても、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、壜底１Ａ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７Ａ）及び遮光
到６の壜底１Ａに対する形状、寸法及び両者の相
互間の配置及び壜底１Ａに対する配置等を選ぶ。
尚、第２図に於て、Ｎ１，Ｎ及びＮ２は、光路ｌ
２，Ｌ２及びＬ４に沿つ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
つても、光路Ｌ５方向に進む反射光は若干減少す
るが、同時に光路Ｌ２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、問題はない。

第３図は、本発明の他の実施例を示す略線図で
ある。この第３図の例と第１及び第２図に示した
例との相異点は、主として、光源と遮光手段とに
在る。

即ち、第３図に示す本発明の例では、光源とし
て環状灯４Ａを用いる。この環状灯４Ａは、その
直径は、第１及び第２図の例と同様の遮光板６の
直径より大で、この遮光板６の下方に配される。
又、第３図の例で、図示の如く第１及び第２図の
例の光反射鏡７を使用しない代りに、遮光板６の
外径よりやや大なる内径ではあるが、環状灯４Ａ
の直径より小なる直径の円形透孔９Ａを有する遮
光板９を、第３図に示す如く、遮光板６と壜底１
Ａとの間に、両者と離れて互いに平行となる如く
配置する。尚、円形透孔９Ａの中心は、光軸０−
０上に在る。この第３図の例のその他の構成は、
第１図の例の構成と略々同一なので、同一素子に
は同一符号を付し、それ等の説明は省略する。

この第３図の例では、環状孔４Ａの直径及び遮
光板９の円形透孔９Ａの直径を、壜底１Ａ及び遮
光板６は両直径に対して上述の如く選択すると共
に、それ等の配置関係を上述の如く選択し、環状
灯４Ａよりの光が、両遮光板６及び９及び円形透
孔９Ａの作用により、第１図の例の光反射鏡７の
鏡面７Ａよりの反射光と同様な光路、代表的には
光路Ｌ１及びＬ２に沿つて壜底１Ａへ入射する如
くなしてある。従つて、第３図の例の動作は、第
１図の例と全く同様である。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、従来の壜底検査
装置によつては殆んど検査不可能な透明材より成
る壜底上の異物をも確実に検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による壜底検査装置の一例の略
線図、第２図はその一部の拡大図、第３図は本発
明の他の実施例の略線図、第４図は従来の壜底検
査装置の一例の略線図を夫々示す。 図に於て、１は壜、１Ａは壜底、２はイメージ
センサ、３は電子処理機、４，４Ａは光源、６，
９は遮光板、７は光反射鏡、７Ａは鏡面、８は異
物を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 壜の壜口の上方に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源により照明し、
   上記壜底を上記壜口を通じて上記イメージセンサ
   により撮映し、壜底を検査する壜底検査装置に於
   て、上記光源と壜底との間に光学手段を設け、該
   光学手段により上記光源よりの光が上記壜底に直
   接入射せず、その外側下方より所定の入射角を以
   つて斜めに入射するようになしたことを特徴とす
   る壜底検査装置。