JP2008309577A - 容器の良否判定方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の一面と他面との境界部分の凹凸や他面の膨らみや凹凸を検出できて容器の不良を判定可能とした容器の良否判定方法及び検査装置を提供する。
【解決手段】本発明による容器の良否判定方法は、互いに隣接する一面（前面１１）と他面（左側面１３）とを備えた容器１の良否判定方法において、一面と他面との境界部に沿った線状の主光を境界部近傍の一面に照射する主光照射装置と、境界部に沿った線状の副光を境界近傍の他面に照射する副光照射装置３３と、一面を撮像可能なように固定設置されたカメラ３１と、カメラ３１で撮像された画像を処理して反射光部分と反射光部分以外とからなる画像を生成する画像処理装置３４と、画像を表示する画像表示装置３５とを用い、境界近傍の他面に照射された副光の反射光が画像に含まれている場合には、境界部あるいは他面を不良であると判定することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器の一面と他面との境界部分の凹凸や他面の膨らみや凹凸による不良を検出可能な容器の良否判定方法及び検査装置に関する。

容器の前面及び後面に容器の縦方向に長くて横方向に細い幅の線状の光を照射した状態で容器の前面及び後面をカメラで撮影し、撮影画像における反射光の部分により容器の前面及び後面の凹凸を検出する方法が知られている。
特開２００４−２５１６６２号

上述した技術では、カメラで撮像された面の中央部の凹凸しか検出できず、容器の面と面との境界部分の凹凸を検出できなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、容器の一面と他面との境界部分の凹凸や他面の膨らみや凹凸を検出できて容器の不良を判定可能とした容器の良否判定方法及び検査装置を提供する。

本発明による容器の良否判定方法は、互いに隣接する一面と他面とを備えた容器の良否判定方法において、一面と他面との境界部に沿った線状の主光を境界部近傍の一面に照射する主光照射装置と、境界部に沿った線状の副光を境界近傍の他面に照射する副光照射装置と、一面を撮像可能なように固定設置されたカメラと、カメラで撮像された画像を処理して反射光部分と反射光部分以外とからなる画像を生成する画像処理装置と、画像を表示する画像表示装置とを用い、境界近傍の他面に照射された副光の反射光が画像に含まれている場合には、境界部あるいは他面を不良であると判定することを特徴とする。
容器の境界部が、一面の側縁と、他面の側縁と、一面の側縁と他面の側縁とを繋ぐ平面とにより形成され、主光が、一面の側縁に沿った側縁近傍の一面に照射され、副光が、他面の側縁に沿った側縁近傍の他面に照射されたことも特徴とする。
本発明による容器の検査装置は、互いに隣接する一面と他面とを備えた容器の良否を検査する容器の検査装置において、一面と他面との境界部に沿った線状の主光を境界部近傍の一面に照射する主光照射装置と、境界部に沿った線状の副光を境界近傍の他面に照射する副光照射装置と、一面を撮像可能なように固定設置されたカメラと、カメラで撮像された画像を処理して反射光部分と反射光部分以外とからなる画像を生成する画像処理装置と、境界近傍の他面に照射された副光の反射光が画像に含まれていることを検出した場合に容器を不良品と判定する良否判定装置とを備えたことを特徴とする。
良否判定装置は、画像に含まれている主光の反射光部分の長さを所定の閾値と比較して、主光の反射光部分の長さが所定の閾値よりも小さい場合には、容器不良品と判定することも特徴とする。
良否判定装置は、画像に含まれている容器の一面の両側に位置する一方の主光の反射光部分と他方の主光の反射光部分との間の距離と所定の閾値とを比較して、距離が所定の閾値よりも小さい場合には、容器を不良品と判定することも特徴とする。

本発明による容器の良否判定方法によれば、容器が良品の場合にカメラで撮像されることのないように照射した副光の反射光がカメラで撮像された場合には、容器の一面と他面との境界部分の凹凸や他面の膨らみや凹凸による不良があるとして、副光の反射光部分の存在を画像により認識することによってその容器を不良であると判定できる。
一面の側縁と他面の側縁とを繋ぐ平面を備えた容器においても、その容器の一面と他面との境界部分の凹凸や他面の膨らみや凹凸による不良を判定できる。
本発明による容器の検査装置によれば、良否判定装置が、副光の反射光部分の存在を画像により認識することによってその容器を不良であると判定できる。
良否判定装置が、画像に含まれている主光の反射光部分の長さに基づいて容器の良否を判定できる。
良否判定装置が、画像に含まれている一方の主光の反射光部分と他方の主光の反射光部分との間の距離に基づいて容器の良否を判定できる。

最良の形態１
図１、図２は本発明の最良の形態１を示す。図１は容器の検査装置を上から見て示し、図２は容器の検査装置を横から見て示す。図１中のＭは主光、ＭＲは主光の反射光、Ｓは副光、ＳＲは副光の反射光を示す。

図１；図２を参照し、容器の良否判定方法を説明する。まず、良否判定の検査対象となる容器１について説明する。容器１は、液体が収容された収容部２と、収容部２の上端に設けられた円形開口の注ぎ口３と、注ぎ口３を開閉する開閉キャップ４とを備える。収容部２は、断面長方形状の角柱状筒部５と、角柱状筒部の下端を塞ぐ底部６と、角柱状筒部５の上端と注ぎ口３とを繋ぐ角錐状筒部７とを備える。

図１に示すように、角柱状筒部５の筒面１０は、前面１１と後面１２と左側面１３と右側面１４とを備える。前面１１と左側面１３との境界部である前面左側境界部は、前面の左側縁１５と左側面の前側縁１６とを繋ぐいわゆる面取により形成された前面左側平面１７で形成される。前面１１と右側面１４との境界部である前面右側境界部は、前面の右側縁１８と右側面の前側縁１９とを繋ぐいわゆる面取により形成された前面右側平面２０で形成される。後面１２と左側面１３との境界部である後面左側境界部は、後面１２の左側縁２１と左側面１３の後側縁２２とを繋ぐいわゆる面取により形成された後面左側平面２３で形成される。後面１２と右側面１４との境界部である後面右側境界部は、後面１２の右側縁２４と右側面１４の後側縁２５とを繋ぐいわゆる面取により形成された後面右側平面２６で形成される。前面左側平面１７、前面右側平面２０、後面左側平面２３、後面右側平面２６は、一面の側縁と他面の側縁とを繋ぐ平面として機能する。前面１１と左側面１３とのなす角度α、前面１１と右側面１４とのなす角度α、後面１２と左側面１３とのなす角度α、後面１２と右側面１４とのなす角度αは、９０°である。

良否判定方法に使用する検査装置３０は、カメラ３１と、線状のレーザ光である主光を容器１に照射する主光照射装置３２と、線状のレーザ光である副光を容器１に照射する副光照射装置３３と、画像処理装置３４と、画像表示装置３５と、良否判定装置３６とにより形成される。画像処理装置３４は、画像処理プログラムと、画像処理プログラムによる画像処理を実行するコンピュータとにより構成される。良否判定装置３６は、良否判定処理プログラムと、良否判定処理プログラムによる良否判定処理を実行するコンピュータとにより構成される。例えば上述した処理プログラムを内蔵したパーソナルコンピュータにより、画像処理装置３４と画像表示装置３５と良否判定装置３６とが構成される。カメラ３１は、例えば容器１の一面としての前面１１を撮像可能なように前面１１と向き合うように設置される。４０はカメラ３１の固定装置である。

主光照射装置３２は、容器１の前面１１の左側縁１５に沿って左側縁１５の近傍の前面１１に上下に延長する線状の主光を照射する。主光照射装置３２は、左側縁１５の近傍の前面１１に照射した線状の主光の反射光がカメラ３１で撮像されるようにその照射位置が調整される。たとえば、主光照射装置３２は、左側縁１５から０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度離れた前面１１に上下に延長する線状の主光を照射する。副光照射装置３３は、他面としての左側面１３の前側縁１６に沿って前側縁１６の近傍の左側面１３に線状の副光を照射する。副光照射装置３３は、容器１が良品の場合において、前側縁１６の近傍の左側面１３に照射した線状の副光の反射光がカメラ３１で撮像されないようにその照射位置が調整される。即ち、副光照射装置３３は、副光が照射される前側縁１６及びその近傍に凹凸があったり、左側面１３と前面１１とのなす角度が９０度よりも大きくならない限りは、その反射光がカメラ３１で撮像されないように、たとえば、前側縁１６から０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度離れた左側面１３に上下に延長する線状の副光を照射する。主光照射装置３２や副光照射装置３３は、例えば、筐体に収納されたレーザ光源の光を１ｍｍ程度の細幅のスリットに通した線状の光を容器１に照射する構成の装置が使用される。画像処理装置３４は、カメラ３１で撮像された画像を処理して反射光部分と反射光部分以外とからなる２値化画像を生成して画像表示装置３５に表示する。良否判定装置３６は、２値化画像を分析して容器１の良否を判定する。

容器検査装置３０による検査手順を説明する。主光照射装置３２により、収容部２に液体の収容された検査対象の容器１における前面１１の左側縁１５に沿って左側縁１５の近傍の前面１１に主光を照射するとともに、副光照射装置３３により、検査対象の容器１における左側面１３の前側縁１６に沿って前側縁１６の近傍の左側面１３に副光を照射した状態で、容器１の前面１１をカメラ３１で撮像する。

画像処理装置３４は、カメラ３１で撮像された画像を取り込んで、その画像の輝度をエッジ抽出フィルタリング処理、微分処理、差分処理などの画像処理によって強調することによって反射光部分と反射光部分以外とからなる２値化画像を生成する。例えば、画像処理装置３４は、容器１により反射された反射光部分を白色に変換するとともに反射光以外を黒色に変換した２値化画像を生成して、画像表示装置３５に表示する。

良否判定装置３６は、前側縁１６の近傍の左側面１３に照射された副光の反射光が２値化画像に含まれているか否かを判定し、副光の反射光が２値化画像に含まれている場合には、左側面１３の前側縁１６及びその近傍に凹凸があったり、左側面１３に膨らみや凹凸があるので、容器１を不良であると判定する。即ち、容器１が良品である場合には、カメラ３１で撮像されることのない副光の反射光がカメラ３１で撮像された場合には、良否判定装置３６が２値化画像化からその副光の反射光部分の存在を認識してその容器１を不良であると判定する。

また、良否判定装置３６は、２値化画像における主光の反射光部分の上下方向の長さを検出し、この主光の反射光部分の上下方向の長さが、検査対象の容器１の種類毎に決められた所定の閾値よりも小さい場合には、主光の反射光部分の直線性及び連続性が失われていて、前面１１の左側縁１５及びその近傍に凹凸が存在するものとして、容器１を不良品であると判定する。

最良の形態１によれば、容器１における、左側面１３の前側縁１６及びその近傍の凹凸、左側面１３の膨らみや凹凸、前面１１の左側縁１５及びその近傍における凹凸などの不良を検出でき、容器１の良否判定を行える。

最良の形態２
図３乃至図７は最良の形態２を示し、図３は検査ラインにおける容器の検査装置を上から見て示し、図４は良品容器の場合の主光及び副光の反射方向及び２値化画像を示し、図５乃至図７は不良品容器の場合の主光及び副光の反射方向及び２値化画像を示す。尚、図４乃至図７中において、ＬＭは左主光、ＬＭＲは左主光の反射光、ＬＳは左副光、ＬＭＲは左副光の反射光、ＲＭは右主光、ＲＭＲは右主光の反射光、ＲＳは右副光、ＲＳＲは右副光の反射光を示す。

容器の検査ラインで使用する検査装置を説明する。図３に示すように、ベルトコンベア５０によって搬送方向５１に向けて連続搬送される容器１の前面１１側から検査を行う前面側検査装置３０Ｘと容器１の後面１２側から検査を行う後面側検査装置３０Ｙとを別々に設ける。前面側検査装置３０Ｘは、容器１の前面１１を撮像可能なように前面１１と向き合うように設置されたカメラ３１と、容器１の前面１１の左側縁１５に沿って左側縁１５の近傍の前面１１に上下に延長する線状の主光を照射する前左主光照射装置３２Ａと、容器１の左側面１３の前側縁１６に沿って前側縁１６の近傍の左側面１３に線状の副光を照射する前左副光照射装置３３Ａと、前面１１の右側縁１８に沿って右側縁１８の近傍の前面１１に上下に延長する線状の主光を照射する前右主光照射装置３２Ｂと、右側面１４の前側縁１９に沿って前側縁１９の近傍の右側面１４に上下に延長する副光を照射する前右副光照射装置３３Ｂと、画像処理装置３４と、画像表示装置３５と、良否判定装置３６とを備える。後面側検査装置３０Ｙは、容器１の後面１２を撮像可能なように後面１２と向き合うように設置されたカメラ３１と、後面１２の左側縁２１に沿って左側縁２１の近傍の後面１２に上下に延長する線状の主光を照射する後左主光照射装置３２Ｃと、左側面１３の後側縁２２に沿って後側縁２２の近傍の左側面１３に上下に延長する副光を照射する後左副光照射装置３３Ｃと、後面１２の右側縁２４に沿って右側縁２４の近傍の後面１２に上下に延長する線状の主光を照射する後右主光照射装置３２Ｄと、右側面１４の後側縁２５に沿って後側縁２５の近傍の右側面１４に上下に延長する副光を照射する後右副光照射装置３３Ｄと、画像処理装置３４と、画像表示装置３５と、良否判定装置３６とを備える。尚、前面側検査装置３０Ｘの光と後面側検査装置３０Ｙの光とが互いに干渉しないように、前面側検査装置３０Ｘと後面側検査装置３０Ｙとの境界部におけるベルトコンベア５０の上方には容器１のみが通過可能な通過路を備えた遮光板５５が設置される。また、主光や副光が容器１の所定の位置に照射された瞬間をカメラ３１で撮像するために、例えば、図３に示すように、ベルトコンベア５０で搬送される容器１の左側面１３が撮像位置に到達したこと検出するセンサ６０を設けておき、センサ６０で容器１の左側面１３を検出し、カメラ３１がセンサ６０からの検出信号を受けた瞬間に前面１１や後面１２を撮像するよう構成すればよい。

最良の形態２においては、画像処理装置３４は、容器１における前面１１の両側部分や容器１における後面１２の両側部分の画像を処理して２値化画像を生成する。そして、良否判定装置３６は、最良の形態１と同じ判定処理の他に、前面１１や後面１２の両側に照射されて反射された主光の反射光部分、即ち、２値化画像の左右両側に現れる左主光の反射光部分と右主光の反射光部分との間の左右間距離、すなわち、一方の主光の反射光部分と他方の主光の反射光部分との間の距離と検査対象の容器１の種類毎に決められた所定の閾値とを比較し、左右間距離が閾値よりも小さい場合には、前面１１や後面１２が全体的に窪んでいると判断して、その容器１を不良品と判定する。

図４は良品容器を検査した場合を示す。良品容器の場合、副光の反射光がカメラ３１で撮像されないので、図４（ｂ）に示すように、２値化画像においては、前面１１の両側に照射されて反射した主光の反射光部分による白色の線のみが現れる。図５は前面１１の右側縁１８に凹みがある容器１を検査した場合を示す。この場合、図５（ｂ）に示すように、２値化画像においては、右側の白線で示される主光の反射光部分の上部が窪んでおり、良否判定装置３６は、前面１１の右側縁１８の近傍に照射された主光の反射光部分の連続性、直線性が損なわれているとして、容器１を不良品と判定する。図６は、容器１の左側面１３の前側縁１６に凹みがある容器１を検査した場合を示す。この場合、図６（ｂ）に示すように、２値化画像においては、左側の白線で示される主光の反射光部分の横にひげ状の副光の反射光による白線が現れるので、良否判定装置３６は、２値化画像中に副光の反射光が存在するとして、容器１を不良品と判定する。図７は、容器１の左側面１３及び右側面１４が膨らんでいる容器１の場合を示し、この場合、図７（ｂ）に示すように、２値化画像には、左右の主光の反射光部分の左右の外側に副光の反射光による白線が現れるので、良否判定装置３６は、２値化画像中に副光の反射光が存在するとして、容器１を不良品と判定する。

上記では、検査対象の容器１として、一面としての前面１１や後面１２と他面としての左側面１３や右側面１４とを繋ぐ平面を１７；２０；２３；２６を備えた容器を例示したが、一面としての前面や後面と他面としての左側面や右側面とが境界縁を介して隣接した断面四角形状の容器、あるいは、断面多角形状の容器の検査も可能である。即ち、このような容器の一面を撮像可能なようにカメラを固定設置し、容器の一面と他面との境界部近傍の一面に主光を照射するとともに容器の一面と他面との境界部近傍の他面に副光を照射し、カメラで撮像されて２値化処理された画像を画像表示装置３４に表示して、その画像中に副光の反射光が認められれば、境界部あるいは他面を不良であると判定することができる。例えば、図１の前面１１を一面とし、平面としての前面左側平面を他面としてもよい。

良否判定装置３６を備えない場合でも、副光の反射光が２値化画像に含まれているか否か、主光の反射光部分の状態はどうかなどを、検査員が確認することにより容器１の良否を判定できる。

検査装置を示す平面図（最良の形態１）。 検査装置を横から見た図（最良の形態１）。 検査ラインにおける検査装置を示す平面図（最良の形態２）。 （ａ）は良品容器の場合の主光及び副光の状態を示し、（ｂ）は良品容器の場合の２値化画像を示す（最良の形態２）。 （ａ）は不良品容器の場合の主光及び副光の状態を示し、（ｂ）は不良品容器の場合の２値化画像を示す（最良の形態２）。 （ａ）は不良品容器の場合の主光及び副光の状態を示し、（ｂ）は不良品容器の場合の２値化画像を示す（最良の形態２）。 （ａ）は不良品容器の場合の主光及び副光の状態を示し、（ｂ）は不良品容器の場合の２値化画像を示す（最良の形態２）。

符号の説明

１ 容器、１１ 前面（一面）、１２ 後面（一面）、１３ 左側面（他面）、
１４ 右側面（他面）、１７ 前面左側平面（平面）、
２０ 前面右側平面（平面）、２３ 後面左側平面（平面）、
２６ 後面右側平面（平面）、３０ 検査装置、３１ カメラ、
３２ 主光照射装置、３３ 副光照射装置、３４ 画像処理装置、
３５ 画像表示装置、３６ 良否判定装置。

Claims (5)

1. 互いに隣接する一面と他面とを備えた容器の良否判定方法において、一面と他面との境界部に沿った線状の主光を境界部近傍の一面に照射する主光照射装置と、境界部に沿った線状の副光を境界近傍の他面に照射する副光照射装置と、一面を撮像可能なように固定設置されたカメラと、カメラで撮像された画像を処理して反射光部分と反射光部分以外とからなる画像を生成する画像処理装置と、画像を表示する画像表示装置とを用い、境界近傍の他面に照射された副光の反射光が画像に含まれている場合には、境界部あるいは他面を不良であると判定することを特徴とする容器の良否判定方法。
2. 容器の境界部が、一面の側縁と、他面の側縁と、一面の側縁と他面の側縁とを繋ぐ平面とにより形成され、主光が、一面の側縁に沿った側縁近傍の一面に照射され、副光が、他面の側縁に沿った側縁近傍の他面に照射されたことを特徴とする請求項１に記載の容器の良否判定方法。
3. 互いに隣接する一面と他面とを備えた容器の良否を検査する容器の検査装置において、一面と他面との境界部に沿った線状の主光を境界部近傍の一面に照射する主光照射装置と、境界部に沿った線状の副光を境界近傍の他面に照射する副光照射装置と、一面を撮像可能なように固定設置されたカメラと、カメラで撮像された画像を処理して反射光部分と反射光部分以外とからなる画像を生成する画像処理装置と、境界近傍の他面に照射された副光の反射光が画像に含まれていることを検出した場合に容器を不良品と判定する良否判定装置とを備えたことを特徴とする容器の検査装置。
4. 良否判定装置は、画像に含まれている主光の反射光部分の長さを所定の閾値と比較して、主光の反射光部分の長さが所定の閾値よりも小さい場合には、容器不良品と判定することを特徴とする請求項３に記載の容器の検査装置。
5. 良否判定装置は、画像に含まれている容器の一面の両側に位置する一方の主光の反射光部分と他方の主光の反射光部分との間の距離と所定の閾値とを比較して、距離が所定の閾値よりも小さい場合には、容器を不良品と判定することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の容器の検査装置。

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