JP2006200971A - Method and device for defect inspection on transparent container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明(半透明を含む)容器の検査部分をカメラで撮像し、その電子化画像を解析して検査部分に存在する欠陥を検査する透明容器の欠陥検査方法及び装置に関する。 The present invention relates to a defect inspection method and apparatus for a transparent container in which an inspection portion of a transparent (including translucent) container is imaged with a camera, and an electronic image is analyzed to inspect defects present in the inspection portion.
透明容器の口部には、キャップで閉じるためのねじ山部や補強のための鍔部などの突部が設けられているため、口部に存在する欠陥の検査は概して容易ではなく、特に、ねじ山部の内部や鍔部の内部に生ずる小さい気泡や異物や小さい欠けなどの小さい欠陥は、精度の高いカメラを用いても、欠陥画像として識別できる程度にはなかなか現れないものである。 Since the mouth of the transparent container is provided with protrusions such as a screw thread for closing with a cap and a flange for reinforcement, inspection of defects present in the mouth is generally not easy, Small defects such as small bubbles, foreign matters, and small chips generated inside the threaded portion or the collar portion do not readily appear to the extent that they can be identified as a defect image even when a highly accurate camera is used.
特許文献1(特開2001−311698号公報)には、透明容器であるプリフォームのねじ山を有する口部を検査する方法が開示されている。この検査方法は、プリフォームの口部内に円筒形の光拡散板を挿入するとともに、光源からの光を導く光ファイバの先端部をこの光拡散板内に挿入して、プリフォームの口部内から拡散光を照射して外方へ透過させる。又は、円錐形の外周面が光拡散面となっているホルダをプリフォームの口部内に挿入して、このホルダでプリフォームを真空吸引により保持し、プリフォームの底部下方の光源から光を照射して底部を透過させ、更にホルダの外周面で拡散してその拡散光を口部外方へと透過させる。そして、口部の内側からの透過光をCCDカメラに入光させて撮像する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-31698 discloses a method for inspecting a mouth portion having a thread of a preform that is a transparent container. In this inspection method, a cylindrical light diffusing plate is inserted into the mouth of the preform, and the tip of the optical fiber that guides the light from the light source is inserted into the light diffusing plate. Irradiate diffuse light and transmit outward. Alternatively, a holder having a conical outer peripheral surface as a light diffusion surface is inserted into the mouth of the preform, and the preform is held by vacuum suction with this holder, and light is emitted from a light source below the bottom of the preform. Then, the bottom part is transmitted, further diffused on the outer peripheral surface of the holder, and the diffused light is transmitted outward of the mouth part. Then, the transmitted light from the inside of the mouth is incident on the CCD camera and imaged.
その撮像された画像を検査するに当たり、ねじ山部とベントスロットの境界部分にあるねじ立ち上がり部を検査領域から除外するため、ねじ山部に対してほぼ直交する走査線を順次走査し、一の走査線において始めから所定の走査線だけ戻った検査領域を除外し、更に、ねじ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなった後に、初めてねじ山部に対応した明度を有する画素を検出したときに、当該走査線から所定の走査線数だけ進んだ検査領域を除外する。 In inspecting the captured image, in order to exclude the screw rising portion at the boundary portion between the screw thread portion and the vent slot from the inspection region, scanning lines that are substantially orthogonal to the screw thread portion are sequentially scanned. Excludes the inspection area of the scanning line that has returned from the beginning by a predetermined scanning line, and after detecting pixels having the brightness corresponding to the thread portion, the pixel having the brightness corresponding to the thread portion is detected for the first time. In this case, the inspection area advanced by a predetermined number of scanning lines from the scanning line is excluded.
しかし、この方法では、プリフォームの口部内に、円筒形の光拡散板及び光ファイバの先端部を挿入するか、又は、真空吸引するホルダを挿入しなければならず、多数のプリフォームを流れ作業で次々と連続的に検査しようとする場合、作業性が悪く所要時間が長くなる。 However, in this method, a cylindrical light diffusing plate and the tip of an optical fiber must be inserted into the mouth of the preform, or a holder for vacuum suction must be inserted. When it is going to inspect continuously one after another by work, workability is bad and required time becomes long.
また、ねじ山部とベントスロットの境界部分にあるねじ立ち上がり部を検査領域から意図的に除外してしまうため、この部分に存在する欠陥は全く検査できない。更に、個々のねじ山部の境界線及びベントスロットの境界線がCCDカメラの撮像画像に鮮明に現れないと、上記のような検査領域の除外そのものの精度に大きく影響するため、光学上及び画像処理上、高度の技術を要する。
本発明の課題は、透明容器の検査部分、例えば口部に存在する欠陥を、ねじ山部や鍔部などの突部、並びにベントスロット等の凹部が有っても、画像解析上これらに影響されずに容易に、しかも流れ作業の作業性が高く効率良く検査することができる透明容器の欠陥検査方法及び装置を提供することにある。 The problem of the present invention is that the defects present in the inspection portion of the transparent container, for example, the mouth, even if there are protrusions such as screw threads and flanges, and recesses such as vent slots, have an influence on these in image analysis. An object of the present invention is to provide a defect inspection method and apparatus for a transparent container that can be inspected easily and efficiently with high workability in flow operation.
本発明者は、透明容器の口部に光を照射してその透過光から欠陥を検査する場合、ねじ山部や鍔部などの突部による影、並びにベントスロット等の凹部による影が、欠陥画像と紛らわしくすることに着目し、これらによる影が出にくくすることで、上記の課題を達成できる本発明を見出したものである。 When the inventor irradiates light to the mouth of the transparent container and inspects the defect from the transmitted light, the shadow due to the protrusion such as the screw thread part or the flange part and the shadow due to the concave part such as the vent slot are not defective. The inventors have found the present invention that can achieve the above-mentioned problem by focusing on making it confusing with an image and making it difficult for shadows to appear.
すなわち、本発明は、透明容器の検査部分に向かって後方の拡散光源から光を照射し、その透過光を前方のカメラに入光させ、該カメラの電子化画像を解析して検査部分に存在する欠陥を検査する透明容器の欠陥検査方法であって、後方の拡散光源からの光を、検査部分に入光する範囲について減光フィルタにて減光することを特徴とする。 That is, the present invention irradiates light from the rear diffusion light source toward the inspection portion of the transparent container, causes the transmitted light to enter the front camera, analyzes the digitized image of the camera, and exists in the inspection portion. A method for inspecting a defect in a transparent container for inspecting a defect to be performed, characterized in that light from a rear diffused light source is attenuated by a neutral density filter in a range that enters an inspection portion.
本発明の方法は、次のようにすることが好ましい。
後方の拡散光源の左右両側に補助拡散光源を配置し、これら補助拡散光源からの光も透明容器の検査部分に向かって照射する。又は、後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射する拡散反射手段を配置し、これら拡散反射手段からの反射光も透明容器の検査部分に向かって照射する。
The method of the present invention is preferably as follows.
Auxiliary diffusion light sources are arranged on the left and right sides of the rear diffusion light source, and light from these auxiliary diffusion light sources is also emitted toward the inspection portion of the transparent container. Or the diffuse reflection means which reflects the light from it is arrange | positioned on both the right and left sides of the back diffused light source, and the reflected light from these diffuse reflection means is also irradiated toward the test | inspection part of a transparent container.
拡散光源からの光を透明容器の前方で拡散反射手段にて反射させ、その反射光も透明容器の検査部分に照射する。又は、透明容器の検査部分に向かってその前方の拡散補助光源からも光を照射する。検査部分としては、ねじ部のある口部に限らず、凹凸のある胴部や底部などの他の部分でも構わない。 The light from the diffuse light source is reflected by the diffuse reflection means in front of the transparent container, and the reflected light is also applied to the inspection portion of the transparent container. Alternatively, light is emitted from the diffusion auxiliary light source in front of the transparent container toward the inspection portion. The inspection part is not limited to the mouth part having the threaded part, but may be another part such as an uneven body part or bottom part.
また、本発明の装置は、透明容器の検査部分に向かって後方の拡散光源から光を照射し、その透過光を前方のカメラに入光させ、該カメラの電子化画像を解析して検査部分に存在する欠陥を検査する装置であって、後方の拡散光源の前側に、それからの光を検査部分へ入光する範囲について減光する減光フィルタを設置したことを特徴とする。 Further, the apparatus of the present invention irradiates light from the back diffusion light source toward the inspection portion of the transparent container, causes the transmitted light to enter the front camera, analyzes the electronic image of the camera, and analyzes the inspection portion. Is a device that inspects a defect existing in the light source, and is characterized in that a neutral density filter is provided on the front side of the rear diffused light source for reducing the light incident on the inspection portion.
本発明の装置は、次のようにすることが好ましい。
後方の拡散光源の左右両側に、透明容器の検査部分に向かって光を照射する補助拡散光源を配置する。又は、後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射して透明容器の検査部分に向かって照射する拡散反射手段を配置する。
The apparatus of the present invention is preferably as follows.
Auxiliary diffusion light sources that irradiate light toward the inspection portion of the transparent container are arranged on the left and right sides of the rear diffusion light source. Or the diffuse reflection means which reflects the light from it and irradiates it toward the test | inspection part of a transparent container is arrange | positioned at the both right and left sides of a back diffuse light source.
拡散光源からの光を透明容器の前方で反射させ、その反射光を透明容器の検査部分に照射する反射板を配置する。又は、透明容器の検査部分に向かってその前方から光を照射する前方の拡散補助光源を設置する。 A reflecting plate is disposed that reflects light from the diffuse light source in front of the transparent container and irradiates the reflected light to the inspection portion of the transparent container. Alternatively, a front diffusion auxiliary light source that irradiates light from the front toward the inspection portion of the transparent container is installed.
後方の拡散光源としては、蛍光管の前側に拡散透過板を設置し、この拡散透過板の表面に減光フィルタを付設したものでよい。 As the rear diffusion light source, a diffusion transmission plate may be installed on the front side of the fluorescent tube, and a neutral density filter may be attached to the surface of the diffusion transmission plate.
本発明によれば、後方の拡散光源からの光を、透明容器の検査部分、例えば口部に入光する範囲について減光フィルタにて減光するので、ねじ山部や鍔部などの突部による影、並びにベントスロット等の凹部による影を薄くして欠陥画像との紛らわしさを低減し(濃度差を大きくする)、ねじ山部の内部や鍔部の内部に生ずる小さい気泡や異物や小さい欠けなどの小さい欠陥の検査精度を向上させることができる。また、高度の画像処理技術を用いなくとも、欠陥の有無を容易に判断できる。 According to the present invention, the light from the rear diffused light source is attenuated by the neutral density filter in the inspection portion of the transparent container, for example, the range entering the mouth portion, so that the protrusions such as the thread portion and the collar portion Reduces the shadows caused by defects and the shadows caused by recesses such as vent slots to reduce the confusingness of the defect image (increases the density difference), and creates small bubbles, foreign objects, and small particles inside the threaded part and inside the collar part. Inspection accuracy of small defects such as chips can be improved. In addition, the presence or absence of defects can be easily determined without using advanced image processing techniques.
請求項2及び請求項8に係る発明のように、メインの光源である後方の拡散光源の左右両側に補助拡散光源を配置し、これら補助拡散光源からの光も透明容器の検査部分に向かって照射したり、請求項3及び請求項9に係る発明のように、後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射する拡散反射手段を配置し、これら拡散反射手段からの反射光も透明容器の検査部分に向かって照射したり、請求項4及び請求項10に係る発明のように、拡散光源からの光を透明容器の前方で反射板にて反射させ、その反射光も透明容器の検査部分に照射したり、請求項5及び請求項11に係る発明のように、透明容器の検査部分に向かってその前方の拡散補助光源からも光を照射すると、ねじ山部や鍔部などの突部による影、並びにベントスロットによる影、特にねじ山部とベントスロットの境界部分による影(後方の拡散光源からの光による影)を、後方以外からの光で更に薄くして検査精度の一層の向上が図れる。
As in the inventions according to
請求項12に係る発明のように、後方の拡散光源は、蛍光管の前側に拡散透過板を設置し、この拡散透過板の表面に減光フィルタを付設することにより、簡単に構成できる。 As in the twelfth aspect of the present invention, the rear diffusion light source can be simply configured by installing a diffusion transmission plate on the front side of the fluorescent tube and attaching a neutral density filter to the surface of the diffusion transmission plate.
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図4は、透明容器の口部の欠陥を検査する場合の適用例(実施例1)を示す。透明容器1は、図示しない回転台上に所定の間隔をおいて順次載置され、回転台の軸心Oを中心に回転することにより、軸心Oを中心とした公転軌跡線R上を所定の間隔を保持したまま検査位置Pに送られて来る。そして、自転しながら本欠陥検査装置で検査される。
1 to 4 show an application example (Example 1) in the case of inspecting a defect in the mouth of a transparent container. The
検査位置Pの後方で公転軌跡線Rの内側には、横長のメインの拡散光源2が設置されている。この拡散光源2は、検査位置Pを通る仮想の接線と平行となるように、検査位置Pの左右両方に延びており、拡散光源2の両端には、左右の補助拡散光源3が拡散光源2と直角にして配置されている。これら拡散光源2及び補助拡散光源3からの拡散光は、検査位置Pに来た透明容器1の口部1aに向かいその上下両方にも拡がって行く。
A horizontally long main diffused
拡散光源2は、図3に示すように複数本の蛍光管4を上下平行に設置し、その後側に背面反射板5を配置する一方、前側に乳白色アクリル板等の拡散透過板6を配置したもので、定照度コントール機能付きである。そして、この拡散透過板6の表面に、減光効果のあるフィルム等の減光フィルタ7が、拡散透過板6の左右のほぼ全長にわたって付着され、更にその上からこれを挟んで保護するために、透明アクリル板等による透明保護板8も付着されている。減光フィルタ7は、図4に示すように透明容器1の検査部分となる口部1aの範囲だけ減光するような幅員となっている。なお、蛍光管4に換えて発光ダイオード等の他の発光体を用いてもよい。
As shown in FIG. 3, the diffused
一方、検査位置Pの前方で公転軌跡線Rの外側には、拡散反射手段である左右の拡散反射板(又は拡散反射器)9が配置されている。これら拡散反射板(又は拡散反射器)9は、図2に示すように主に後方の拡散光源2からの光を反射して、その反射光を透明容器1の口部1aに向かって左右斜め前方から照射するもので、互いに逆向きに傾斜している。
On the other hand, right and left diffuse reflectors (or diffuse reflectors) 9 serving as diffuse reflection means are arranged in front of the inspection position P and outside the revolution locus line R. As shown in FIG. 2, these diffuse reflectors (or diffuse reflectors) 9 mainly reflect the light from the back
検査位置Pの前方には、透明容器1の口部1aを電子化画像として撮像するカメラ10が設置されている。カメラ10には、リモートアイレスレンズ12が付設されている。
A
本欠陥検査装置はこのように構成されているので、後方の拡散光源2からの拡散光は、透明容器1の検査部分である口部1a以外の部分にも照射されるが、口部1aに対しては、減光フィルタ7で減光されて入光して口部1aを透過するため、口部1aにねじ山部や鍔部などの突部、更にはベントスロットが設けられていた場合、これらによる影は薄くなる。また、左右の補助拡散光源3からの拡散光が左右両方から、更に前方の左右の拡散反射板9(又は拡散反射器)からの拡散反射光が斜め前方から照射されるので、上記による影はより薄くなり、透明容器1自体が透明であるため、カメラ10の電子化画像では、輪郭もはっきりしないぼやけた薄い像となる。これに対して、口部1aに気泡や異物(特に、不透明異物)や欠けなどの欠陥があった場合、その欠陥部分では光の屈折や減光が集中して生ずるため、濃度の濃い画像として現れる。従って、カメラ10の電子化画像では、口部1aの欠陥部分のみが、きわだって濃く現れるので、そのサイズが小さくとも(例えば、0.5mmφ以下)、また、ねじ山部や鍔部などの突部の内部に有っても、画像解析は容易である。
Since this defect inspection apparatus is configured in this way, the diffused light from the rear diffused
図5に示す実施例2は、実施例1における左右の補助拡散光源3に換えて、左右の拡散反射板(又は拡散反射器)13を後方の拡散光源2の左右両端に配置したもので、これら拡散反射板(又は拡散反射器)13は、拡散光源2からの光を反射し、その反射光を被検査物1の検査部分に向かって左右両方から照射する。
In the second embodiment shown in FIG. 5, instead of the left and right auxiliary diffused
図6に示す実施例3は、前方の左右の拡散反射板(又は拡散反射器)9に換えて、前方の拡散補助光源14をカメラ10と検査位置との間に設置し、カメラ10は、この拡散補助光源14の開口部14aを通じて被検査物の検査部分を撮像するようにしたものである。この拡散補助光源14は、開口部14aが有っても被検査物に対して均一の光量で照射できるように、凹面を有している。
In the third embodiment shown in FIG. 6, instead of the front left and right diffuse reflectors (or diffuse reflectors) 9, a front diffuse auxiliary
図7に示す実施例3は、前方の左右の拡散反射板(又は拡散反射器)9に代えて、前方のリング状拡散光源15を用い、その開口部15aを通じて被検査物の検査部分を撮像するとともに、後方のメインの拡散光源2の左右両端に左右の拡散反射板(又は拡散反射器)13を配置したものである。
In Example 3 shown in FIG. 7, instead of the front left and right diffuse reflectors (or diffuse reflectors) 9, a front ring-shaped diffused
図8に示す実施例5は、メインの拡散光源2とカメラ10の配置関係を、公転軌跡線Rを基準として上記の実施例1〜4とは逆にしたものである。すなわち、メインの拡散光源2を公転軌跡線Rの内側に設置する一方、カメラ10を公転軌跡線Rの外側に設置し、また、左右の補助拡散光源3又は拡散反射板(又は拡散反射器)13をメインの拡散光源2から離して公転軌跡線Rの外側に設置し、更に、実施例1と同じような拡散反射板(又は拡散反射器)9を公転軌跡線Rの外側に設置したものである。
In the fifth embodiment shown in FIG. 8, the arrangement relationship between the main diffused
上記の実施例では、減光フィルタを後方の拡散光源2に対してのみ設けたが、その他の拡散光源及び拡散反射板(又は拡散反射器)に設けてもよい。また、本発明は、透明容器のねじ部のある口部に限らず、凹凸のある胴部や底部などの他の部分の欠陥の検査にも適用できる。
In the above embodiment, the neutral density filter is provided only for the rear diffused
O 回転台の軸心
P 検査位置
R 公転軌跡線
1 透明容器
1a 口部
2 後方の拡散光源
3 左右の補助拡散光源
4 蛍光管
5 背面反射板
6 拡散透過板
7 減光フィルタ
8 透明保護板
9 前方の拡散反射板(又は拡散反射器)
10 カメラ
12 リモートアイレスレンズ
13 左右の拡散反射板
14 前方の拡散補助光源
14a 開口部
15 リング状拡散光源
15a 開口部
O Shaft axis P Inspection position R Revolving
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