JP2000019130A - ガラス容器の欠陥検査装置 - Google Patents
ガラス容器の欠陥検査装置Info
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Abstract
検査員の目視検査に頼らずに不良品を排除することを可
能とする。 【解決手段】 ガラス容器の上方から検査光を照射する
光源部と、ガラス容器の側方に設けられその胴部の画像
を取り込むカメラと、カメラで取り込んだ画像を処理す
る画像処理部とを有し、画像処理部は、画像を所定の輝
度Vs1において2値化しVs1以下の画像を消去する
第1の2値化処理と、該処理を行った画面において、設
定した所定位置を画面端から横方向スキャンし、ガラス
容器エッジ部の外乱光画像を検出するエッジ部外乱光検
出処理と、該外乱光を検出した部分を縦方向に所定の幅
マスクするエッジ部外乱光マスク処理と、該処理を行っ
た画像を所定の輝度Vs2において2値化し、Vs2以
下の画像を消去する第2の2値化処理を行い、その処理
画像の面積が所定の値SL〜SHの範囲にあるかどうか
で欠陥判断を行うガラス容器の欠陥検査装置である。
Description
瓶、広口びんなどの口部が大きく開口したガラス容器の
胴部の欠陥、すなわち、容器の胴部の内外面に付着した
ガラス片などの異物や汚れ、ガラス内部の泡、異物、色
ムラなどを検出する装置に関する。
どの欠陥を検査する装置は、口部や底部を検査するもの
はあったが、胴部について検査するものはなかった。胴
部の検査は、口部を検査する装置の設置位置を下げて胴
部の検査に流用することもあったが、安定した検査を行
うことはできず、結局は目視検査に頼らざるをえなかっ
た。
部の欠陥の検査は、目視に頼らざるをえなかったので、
検査員に過酷な作業を強いることとなり、また、目視に
よってはガラス片の付着したものを完全に排除すること
は困難で、ガラス容器の口切り工程において発生するガ
ラス容器内外の胴部に付着するガラス片により消費者が
怪我をするというクレームが発生していた。本発明は、
このようなガラス容器の胴部の欠陥を自動的に検出し、
検査員の目視検査に頼らずに不良品を排除することを可
能とするためになされたものである。
るガラス容器の上方から検査光を照射する光源部と、前
記ガラス容器の側方に設けられガラス容器の胴部の画像
を取り込むことのできるカメラと、前記カメラで取り込
んだ画像を処理する画像処理部とを有し、該画像処理部
は、前記画像を所定の輝度Vs1において2値化しVs
1以下の画像を消去する第1の2値化処理と、第1の2
値化処理を行った画面において、設定した所定位置を画
面端から横方向スキャンし、ガラス容器エッジ部の外乱
光画像を検出するエッジ部外乱光検出処理と、エッジ部
外乱光を検出した部分を縦方向に所定の幅マスクするエ
ッジ部外乱光マスク処理と、エッジ部外乱光マスク処理
を行った画像を所定の輝度Vs2において2値化し、V
s2以下の画像を消去する第2の2値化処理と、第2の
2値化処理を行った画像に対して残った画像に番号を付
けるラベリング処理と、ラベリングした画像の画素数が
所定の値SL〜SHの範囲にあることを判断する欠陥判
断処理とを行うものであることを特徴とするガラス容器
の欠陥検査装置である。
滑らかな曲線で構成されているガラス容器に適したもの
で、ガラス容器に上方の光源部から検査光を照射し、そ
の反射・屈折光をカメラで受光し、その画像からエッジ
部外乱光を除去した後に、残った画像の輝度と面積で欠
陥の有無を判定するものである。
陥があると、光源からの光がその欠陥で乱反射や屈折を
おこし、それをカメラで捕らえると、欠陥部分がその他
の部分に対して大きな輝度となっている。したがって、
検査したガラス容器に輝度の大きな部分がある場合に
は、そのガラス容器には欠陥があるのであるが、一般
に、ガラス容器に検査光を照射してその画像を取り込む
と、欠陥以外にも輝度が大きくなる要素、すなわち外乱
光があり、その外乱光を除去しなければ正確な検査をす
ることができない。外乱光の第一はエッジ部外乱光であ
る。これは、ガラス容器の周囲に輝度の大きな部分が生
じるものである。
て次のように取り除かれる。まず、カメラで取り込んだ
画像を所定の輝度Vs1において2値化しVs1以下の
画像を消去する第1の2値化処理を行う。この処理画面
において、設定した所定位置を画面端から横方向スキャ
ンし、ガラス容器エッジ部の外乱光画像を検出するエッ
ジ部外乱光検出処理を行う。この場合所定位置は通常ガ
ラス容器の高さ方向の中央付近とするが、容器の形状に
より適当な位置を定める。エッジ部外乱光を検出する
と、その部分を縦方向に所定の幅マスクするエッジ部外
乱光マスク処理を行う。これにより、エッジ部外乱光が
マスクされて除去される。
度Vs2において2値化し、Vs2以下の画像を消去す
る第2の2値化処理を行う。これにより、種々の原因に
よる外乱光を排除する。更に、残った画像に番号を付け
るラベリング処理を行い、ラベリングした画像の画素数
が所定の値SL〜SHの範囲にあることを判断する欠陥
判断処理を行う。欠陥の大きさは、経験的にSL〜SH
の所定の大きさであることがほとんどであり、SL以下
の場合は小さな塵などが付着している場合であり、SH
より大きい場合は何等かの外乱光である。
な平面又は曲面のみ構成されておらずに折り目を有する
ガラス容器は、エッジ部外乱光の他に折り目部外乱光が
生じる。折り目部外乱光は、画像処理部において次のよ
うに除去される。
理、ガラス容器エッジ部の外乱光画像を検出するエッジ
部外乱光検出処理、エッジ部外乱光を除去するエッジ部
外乱光マスク処理、所定の輝度Vs2において2値化
し、Vs2以下の画像を消去する第2の2値化処理を行
い、残った画像に番号を付けるラベリング処理を行うま
では前述の装置の場合と同様である。折り目部外乱光を
除去する場合には、ラベリングした画像の縦横比が所定
の値以上となる折り目部を検出し、その部分をマスクす
る折り目部マスク処理を行う。これにより折り目部外乱
光が除去される。その後は前記の場合と同様に、画像の
画素数が所定の値SL〜SHの範囲にあることを判断す
る欠陥判断処理を行い、ガラス容器に欠陥があるかどう
かを判断する。
らのカメラを同時に作動させてガラス容器の画像を取り
込むと、ガラス容器の胴部の全周を検査できるだけでな
く、あるカメラの画像においてエッジ部や折り目部の外
乱光を除去するためにマスクした部分を、他のカメラの
画像で検査することができるから、欠陥を見逃すおそれ
がほとんどなくなる。4台のカメラで取り込んだ画像の
うち1つの画像について欠陥が発見されれば、そのガラ
ス容器には欠陥が存在することになる。
状光源とすると、ガラス容器に対してむら無く光が当た
り、正確な検査を行うことができる。また、平行な向き
の2組の直線状光源の間隔を自在に変更できるようにす
ると、ガラス容器の大きさに応じて光源の間隔を調整
し、好ましい状態で検査光を照射することができる。
を、検査対象であるガラス容器の口径(内径)プラスマ
イナス10mm程度とすることにより、カメラで取り込
んだ画像の欠陥の輝度が大きくなり、欠陥を見逃しにく
くなる。
ストレートコンベア上を移動しているときに検査を行う
ようにすることができる。その場合、光源部はストレー
トコンベアの検査を行う位置の真上に設置し、カメラも
その周囲に配置する。ストレートコンベア上で検査する
ことにより、特段の検査テーブルを設ける必要がなくな
り、装置コストが低減される。更に、検査タイミングや
欠陥ガラス容器の排除タイミングを生成し、プッシャー
などの排除装置を作動させる制御装置を設けることで、
全自動で検査を行い、かつ、欠陥製品を自動的に排除す
ることも可能となる。この場合、検査位置の上流側に流
れて来たガラス容器を検知する容器センサを設け、容器
センサの検知信号を受けた制御装置はそのガラス容器が
検査位置に到達するタイミングを算出し、そのタイミン
グに検査信号を画像処理部に送る。また制御部は、画像
処理部が欠陥判断を行った場合に該部から送られる欠陥
信号を受け、検査を受けたガラス容器がプッシャーなど
の排除装置の位置に達する排除タイミングを生成し、そ
のタイミングに排除信号を送って排除装置を作動させ、
欠陥ガラス容器を排除する。
いて本発明を詳細に説明する。図1は実施例の検査装置
の概要を示す説明図、図2は光源部の上面図、図3はガ
ラス容器の口径と輝度比の関係を示す説明図、図4はガ
ラス容器とカメラの関係を示す上面図、図5は画像処理
部におけるエッジ部外乱光の除去処理と欠陥判断処理の
アルゴリズムを示すブロック図、図6は図5における画
像処理の説明図、図7は折り目部外乱光の除去処理と欠
陥判断処理のアルゴリズムを示すブロック図、図8は図
7における画像処理の説明図である。
ラ2、3、4、5、画像処理部6、制御部7、容器間隔
調整部8、コンベア速度感知部9、容器センサ10及び
排除装置11からなる。検査対象となるガラス容器はコ
ンベア12上を図1の左から右に流れており、各容器の
間隔は上流側の容器間隔調整部8で所定間隔に調整され
る。容器センサ10は間隔調整されて流れてきたガラス
容器Gを検知し、検知信号を制御部7に送る。検知信号
を受けた制御装置7は、この検知信号とコンベア移動速
度検知機9からの速度信号から、そのガラス容器が検査
位置に到達するタイミングを算出し、そのタイミングに
検査信号を画像処理部6に送る。検査信号を受けた画像
処理部6は、4台のカメラ2、3、4、5の画像を取り
込んで所定の画像処理を行い、欠陥があると判断した場
合には欠陥信号を制御部7に送る。欠陥信号を受けた制
御部7はそのガラス容器がプッシャーなどの排除装置1
1の位置に達する排除タイミングを生成し、そのタイミ
ングに排除装置11に排除信号を送ってこれを作動さ
せ、欠陥ガラス容器を排除する。
の直線状光源である直管蛍光燈14を組み合わせたもの
で、検査位置の真上に設けられている。互いに平行な対
となる直管蛍光燈の間隔wは自由に変更できるようにな
っている。直管蛍光燈の間隔wと、カメラで取り込んだ
画像の輝度比について、種々のガラス容器について実験
した結果を図3に示す。同図において、横軸はガラス容
器の口径(内径)から直管蛍光燈の間隔w(mm)をマ
イナスした値、縦軸は輝度比である。このように、直管
蛍光燈の間隔wを、検査対象であるガラス容器の口径
(内径)プラスマイナス10mm程度とすることで、輝
度比が大きくなることが発見された。したがって、蛍光
燈の間隔wをこの範囲に設定することで、カメラで取り
込んだ画像の欠陥の輝度が大きくなり、欠陥を見逃しに
くくなる。4台のカメラの周囲には、なるべく外乱光を
減らすために暗幕13が設けられている。
線で構成されているガラス容器(円筒形の容器など)に
ついての画像処理を図5、6に基づいて説明する。検査
に先立って、初期設定により検査対象となるガラス容器
に適切なパラメータの値を設定する。パラメータは、縦
方向マスクのマスク幅x、Vs1(エッジ部外乱光画像
検出輝度しきい値)、Vs2(ガラス片画像検出輝度し
きい値)、SL(ラベリング後画像の画素数(=面積)
しきい値、このしきい値以下の画像を消去する)、SH
(ラベリング後画像の画素数しきい値、このしきい値以
上の画像を消去する)などである。
示されるように、エッジ部外乱光、その他の外乱光、付
着したガラス片などの欠陥の部分が他の部分に対して輝
度が大きく、光っている。この画像の検査範囲15の内
部領域が検査対象となる。この画像に対して、所定の輝
度Vs1において2値化しVs1以下の画像を消去する
第1の2値化処理を行う。これにより、Vs1以下の輝
度の外乱光の画像が除去される。この処理画面(b)に
おいて、設定した所定位置(通常は画面中央に設定)の
横方向スキャンライン16を画面の両端から横方向スキ
ャンし、ガラス容器エッジ部の外乱光画像を検出するエ
ッジ部外乱光検出処理を行う。これにより、A部分とB
部分でエッジ部外乱光が検出されている。エッジ部外乱
光を検出すると、A、B部分を中心にして所定の幅xを
縦方向にマスクするエッジ部外乱光マスク処理を行う。
これにより、エッジ部外乱光がマスクされて除去され
る。エッジ部外乱光を除去した画像を所定の輝度Vs2
において2値化し、Vs2以下の輝度の画像を消去する
第2の2値化処理を行う。これにより、種々の原因によ
る外乱光が排除され、(c)の画像となる。更に、残っ
た画像に番号を付ける(R1、R2、R3)ラベリング処
理を行う。次に、ラベリングした画像の画素数(面積)
が所定のしきい値SL〜SHの範囲にあることを判断す
る欠陥判断処理を行う。欠陥の大きさは、経験的にSL
〜SHの範囲の所定の大きさであることがほとんどであ
り、SL以下の場合は小さな塵などが付着している場合
であり、SHより大きい場合は何等かの外乱光である。
(c)においては、R1はSL以下、R3はSH以上とし
て消去され、R2がSL〜SHの範囲で欠陥として認識
されている。
(多角形状の容器など)についての画像処理を図7、8
に基づいて説明する。折れ目を有するガラス容器につい
ては、エッジ部外乱光に加えて折り目部外乱光が生じる
ので、これを除去しなければならない。なお、エッジ部
外乱光の除去は図5、6の説明と同じであるので、簡略
化のため、図7、8ではエッジ部外乱光がないものとし
て表している。この場合、初期設定する検査パラメータ
は前記の場合に加えてX/Y比(Vs2を越えてラベリ
ングした画像の縦と横の長さの比、この設定値を越える
縦長のものを折り目部と認識する)を設定する必要があ
る。
(d)には折り目部外乱光をはじめとする外乱光と付着
したガラス片などの欠陥の部分が他の部分に対して輝度
が大きく、光っている。この画像の検査範囲15の内部
領域が検査対象となる。この画像に対して、所定の輝度
Vs2において2値化し、Vs2以下の輝度の画像を消
去する第2の2値化処理を行う。これにより、種々の原
因による外乱光が排除され、(e)の画像となる。更
に、残った画像に番号を付ける(R1、R2、R3、R4、
R5)ラベリング処理を行う。次に、ラベリングした画
像のX/Y比(縦横比)が所定の値以上となる折り目部
を検出し、その部分を縦方向にマスクする折り目部マス
ク処理を行う。この場合、R4、R5が折り目部と認識さ
れ、Y1、Y2の幅で縦方向にマスクされて消去される。
次に、折り目部が消去された画像(f)に対して、ラベ
リングした画像の画素数(面積)が所定のしきい値SL
〜SHの範囲にあることを判断する欠陥判断処理を行
う。欠陥の大きさは、経験的にSL〜SHの範囲の所定
の大きさであることがほとんどであり、SL以下の場合
は小さな塵などが付着している場合であり、SHより大
きい場合は何等かの外乱光である。(c)においては、
R1はSL以下、R3はSH以上として消去され、R2が
SL〜SHの範囲で欠陥として認識されている。
容器の検査を行い、このうち62個を排除したが、その
欠陥の内訳は、ガラス片付着=23%、白汚れ=19
%、泡=15%、色筋=15%、プレスマーク=6%、
異物=2%、埃=20%であった。また、この検査で欠
陥なしとされたガラス容器について目視検査を行ったが
欠陥は発見されなかった。
ようなガラス容器の胴部の欠陥を自動的に検出し、検査
員の目視検査に頼らずに高精度で不良品を排除すること
を可能としたので、検査員に過酷な作業を強いることな
く、また、検査漏れにより消費者が付着したガラス片で
怪我をすることも防ぐことができる。ガラス片の付着以
外にも、泡、異物汚れなどの欠陥を排除できるので、ガ
ラス容器の外観検査も兼ねるものである。
である。
る。
と欠陥判断処理のアルゴリズムを示すブロック図であ
る。
ルゴリズムを示すブロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 検査対象であるガラス容器の上方から検
査光を照射する光源部と、前記ガラス容器の側方に設け
られガラス容器の胴部の画像を取り込むことのできるカ
メラと、前記カメラで取り込んだ画像を処理する画像処
理部とを有し、該画像処理部は、前記画像を所定の輝度
Vs1において2値化しVs1以下の画像を消去する第
1の2値化処理と、第1の2値化処理を行った画面にお
いて、設定した所定位置を画面端から横方向スキャン
し、ガラス容器エッジ部の外乱光画像を検出するエッジ
部外乱光検出処理と、エッジ部外乱光を検出した部分を
縦方向に所定の幅マスクするエッジ部外乱光マスク処理
と、エッジ部外乱光マスク処理を行った画像を所定の輝
度Vs2において2値化し、Vs2以下の画像を消去す
る第2の2値化処理と、第2の2値化処理を行った画像
に対して残った画像に番号を付けるラベリング処理と、
ラベリングした画像の画素数が所定の値SL〜SHの範
囲にあることを判断する欠陥判断処理とを行うものであ
ることを特徴とするガラス容器の欠陥検査装置 - 【請求項2】 検査対象であるガラス容器の上方から検
査光を照射する光源部と、前記ガラス容器の側方に設け
られガラス容器の胴部の画像を取り込むことのできるカ
メラと、前記カメラで取り込んだ画像を処理する画像処
理部とを有し、該画像処理部は、前記画像を所定の輝度
Vs1において2値化しVs1以下の画像を消去する第
1の2値化処理と、第1の2値化処理を行った画面にお
いて、画面端から設定した所定の範囲を横方向スキャン
し、ガラス容器エッジ部の外乱光画像を検出するエッジ
部外乱光検出処理と、エッジ部外乱光を検出した部分を
縦方向に所定の幅マスクするエッジ部外乱光マスク処理
と、エッジ部外乱光マスク処理を行った画像を所定の輝
度Vs2において2値化し、Vs2以下の画像を消去す
る第2の2値化処理と、第2の2値化処理を行った画像
に対して残った画像に番号を付けるラベリング処理と、
ラベリングした画像の縦横比が所定の値以上となる折り
目部を検出し、その部分を縦方向にマスクする折り目部
マスク処理と、折り目部マスク処理を行った画像の画素
数が所定の値SL〜SHの範囲にあることを判断する欠
陥判断処理とを行うものであることを特徴とするガラス
容器の欠陥検査装置 - 【請求項3】 請求項1又は2の検査装置において、カ
メラを約90°ごとに4台設置し、これらのカメラを同
時に作動させてガラス容器の画像を取り込むことを特徴
とするガラス容器の欠陥検査装置 - 【請求項4】 請求項1、2又は3の検査装置におい
て、光源部を井桁状に組み合わせた4本の直線状光源と
し、かつ、平行な向きの2組の直線状光源の間隔を変更
自在としたことを特徴とするガラス容器の欠陥検査装置 - 【請求項5】 請求項4の検査装置において、平行な向
きの2組の直線状光源の間隔を、検査対象であるガラス
容器の口径(内径)プラスマイナス10mmとしたこと
を特徴とするガラス容器の欠陥検査装置 - 【請求項6】 請求項1〜5の何れかの検査装置におい
て、検査対象であるガラス容器がストレートコンベア上
を移動しているときに検査を行うように光源部及びカメ
ラを配置し、更に、ガラス容器を検知する前記コンベア
の上流側の容器センサからの信号を受け、検査タイミン
グを生成し検査信号を画像処理装置に送ると共に、画像
処理部が欠陥判断を行った場合に該部から送られる欠陥
信号を受け、排除タイミングを生成し、プッシャーなど
の排除装置を作動させる制御部を設けたことを特徴とす
るガラス容器の欠陥検査装置
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