JP2010019804A - 容器の外観検査方法および外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取っ手や種々の模様がある容器であっても、形態や内外表面の凹凸などの影響を受けずに容器の欠陥の有無を精度良く検査できるようにする。
【解決手段】照明装置１による背後からの照明下で検査対象の透明または半透明のガラスびん１１０を前方よりカメラ２ａ，２ｂ，２ｃにより撮像し、その取得した画像からガラスびん１の外観を検査するものである。この場合、ガラスびん１１０の内部へガラスびん１１０の口部１１３の内径より小さい幅の帯板状の拡散板６を挿入し、その拡散板６により拡散板６の背後を目隠しした状態でガラスびん１１０の前面部分を前方より撮像する。同様の撮像をガラスびん１１０の全周にわたって実行することによりガラスびん１１０の全周の画像を取得し、その画像からガラスびん１１０の良否を判別する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ガラスびんなどの透明または半透明の容器を背後からの照明下で前方より撮像し、その取得した画像から容器に傷、異物の付着、汚れなどの欠陥があるかないかを検査するための容器の外観検査方法および外観検査装置に関するもので、特にこの発明は、取っ手や内外表面に種々の模様がある容器であっても、形態や内外表面の凹凸などの影響を受けずに容器の欠陥の有無を検査できる容器の外観検査方法および外観検査装置に関する。

例えば、製びん機で製造されたガラスびんは、図１５に示す構成のびん検査機１００に導かれ、複数の項目について、ガラスびんの欠陥の有無が検査される。図示のびん検査機１００は、外周部分に複数の凹部１０１が設けられたスターホイール１０２を有し、このスターホイール１０２を一定角度ずつ間欠的に回動させ、各凹部１０１に取り込んだガラスびん１１０を前記の回動角度に合わせた位置毎に設けられた検査ステーションＳ１〜Ｓ５へ順次導く。各検査ステーションＳ１〜Ｓ５には種々の検査装置が設置され、検査装置毎に少なくとも１種類の項目について欠陥の有無が検査される。検査の結果、欠陥ありと判断されたガラスびんは、不良品としてリジェクトされる。
なお、図中、１０４はコンベヤ１０３で搬送されてきたガラスびん１１０をびん検査機１００へ１本ずつ供給するためのびん供給機構である。１０５は検査の結果に応じて良品と不良品とに弁別し良品のみをコンベヤ１０６上へ送り出す弁別機構である。

従来、ガラスびんなどの容器の外観を検査する外観検査装置として、検査対象の容器を回転テーブル上に導入して支持し、回転テーブルを回転させつつ回転テーブル上の容器の外観を背後からの照明下で前方より撮像するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１の図５参照）。この種の外観検査装置では、撮像により取得された画像を解析して容器に傷、異物の付着、汚れなどの欠陥があるかないかを判別している。

特開２００４−３７１３０号公報

検査対象が凹凸のないありふれた形態の容器であれば、上記のように取得した画像から欠陥の有無を判別し得るが、図１６に示すような、取っ手１１１や内外表面の模様１１２がある透明又は半透明のガラスびん１１０について、光源１０と拡散板１１とから成る照明装置１による背後からの照明下でカメラ２によりガラスびん１１０の前面１１０ａを前方より撮像すると、画像処理装置３に取り込まれた前面１１０ａの画像に後面に位置する取っ手１１１の像や後面の模様１１２で屈折した光の像や影が写り込み、ガラスびん１１０の前面１１０ａの画像から欠陥の有無を正しく判別することができないという問題がある。

この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、取っ手や種々の模様がある容器であっても、形態や内外表面の凹凸などの影響を受けずに容器の欠陥の有無を精度良く検査できる容器の外観検査方法および外観検査装置を提供することを目的とする。

この発明による容器の外観検査方法は、背後からの照明下で検査対象の透明または半透明の容器を前方より撮像し、その取得した画像から容器の外観を検査するものであり、容器の口部よりその口部の内径より小さい幅の帯板状の拡散板を容器の内部へ挿入し、その拡散板により拡散板の背後を目隠しした状態で容器の前面部分を前方より撮像し、同様の撮像を容器の全周にわたって実行することにより容器の全周の画像を取得し、その画像から容器の外観を判別することを特徴とするものである。

この発明の外観検査方法を適用するのに好適な検査対象は、透明または半透明のガラスびんやペットボトルなどの樹脂製容器であり、望ましくは検査対象の容器を直立姿勢の状態で撮像するが、これに限らず、横に寝かせた姿勢の状態で撮像することも可能である。
容器を全周にわたって撮像する方法として、容器を回転テーブル上に直立姿勢で支持するとともに、容器を挟んで照明装置とカメラとを対向位置させ、回転テーブルにより容器を回動しつつ背後からの照明下で容器の前面部分を撮像するという方法を用いるのが望ましいが、容器は動かさずに、カメラと照明装置と拡散板とを同期させて回動させつつ容器を撮像するという方法を用いることも可能である。

拡散板は、例えばアクリル板のように、その背後にある物体や模様は透視できないが、背後からの光は拡散して透過させるものである。この拡散板を容器の口部より容器の内部へ挿入して定位させると、拡散板によりその背後が目隠しされた状態となり、容器の後面部分の凹凸や取っ手などは前方からは見えず、背後の照明光のみが透過して拡散する。したがって、この目隠しの状態で容器の前面部分を容器の全周にわたって前方から撮像すると、容器の後面部分の影響を受けない容器の全周の画像を取得でき、その画像から容器の傷、異物の付着、汚れなどの欠陥の有無を精度良く検査できる。

この発明による容器の外観検査装置は、上記した外観検査方法の実施に用いられるもので、検査位置に設けられ検査対象の容器を支持する回転テーブルと、検査位置の背後に配置され回転テーブル上の容器を背後から照明する照明装置と、検査位置を挟んで照明装置と対向する位置に配置され照明装置による背後からの照明下で容器を前方より撮像するカメラと、回転テーブルを回転中心の回りに軸回転させる回転駆動機構と、回転テーブル上に導入された容器を容器の口部の中心と回転テーブルの回転中心とが一致するように位置決めして容器の口部を回動自由に支持する位置決め機構と、容器の口部の内径より小さい幅の帯板状の拡散板と、回転テーブル上に支持された容器の口部より前記拡散板が出入りするように拡散板を往復動可能に支持し容器内の決められた位置に背後が拡散板により目隠しされるように拡散板を定位させる往復動機構と、前記カメラによる容器の前面部分の撮像を容器の全周にわたって実行させて容器の全周の画像を取得するとともにその画像から容器の良否を判別する画像処理装置とを備えたものである。

上記した構成の外観検査装置により容器の外観を検査するには、回転テーブル上に容器を導入し、その容器を容器の口部の中心と回転テーブルの回転中心とが一致するように位置決め機構により位置決めして容器の口部を回動自由に支持した後、照明装置により容器の背後から照明を行い、その背後からの照明下で回転テーブルを回転させつつ容器の前面部分を前方より撮像する。この撮像に先立ち、往復動機構を駆動して帯板状の拡散板を容器の口部より容器の内部へ挿入し、容器内の決められた位置に背後が拡散板により目隠しされるように定位させる。これにより拡散板の背後の容器の後面部分の凹凸や取っ手などは前方から見えず、背後の照明光のみが拡散板を透過して拡散する。容器の前面部分をカメラにより前方より撮像することを容器の全周にわたって実行することにより、容器の全周の画像であって容器の後面部分の凹凸などの影響を受けない画像を取得でき、画像処理装置はその画像から容器の欠陥の有無を検査して外観の良否を判別する。

この発明の好ましい実施態様においては、前記位置決め機構は、昇降ガイドに沿って昇降可能に支持されるアームと、アームの先端部であって回転テーブルの回転中心の上方位置に回動自由に支持される口当て部材と、アームを昇降ガイドに沿って昇降動作させる駆動機構とを備えたものである。前記口当て部材は、拡散板の通過が可能な内径の内孔を有し、下端の開口部分には、容器の口部の外径と一致する外径のリング状の開口端面と、その開口端面の外周を取り囲む外広がりのテーパ面とが形成されている。

この実施態様において、駆動機構を駆動してアームを昇降ガイドに沿って下降させると、口当て部材の下端の開口部分が回転テーブル上に導入された容器の口部に嵌る。もし、容器の口部が回転中心よりずれていると、容器の口部の天面は口当て部材の開口部分のテーパ面に突き当たり、口当て部材の下降に従ってテーパ面に沿って変位するので、容器はずれがなく位置決めされる。容器の口部の天面が口当て部材の開口端面に突き当たったとき、容器の口部の中心と回転テーブルの回転中心とが一致する。

この発明の好ましい他の実施態様においては、前記往復動機構は、昇降ガイドに沿って昇降可能に支持されるアームと、アームの先端部に支持され回転テーブルの回転中心の上方に位置するように拡散板を保持する保持部材と、アームを昇降ガイドに沿って昇降動作させる駆動機構とを備えたものである。前記保持部材は、拡散板に上向きの外力が作用したとき離脱するようにアームの先端に磁気吸着により支持されている。

この実施態様において、駆動機構を駆動してアームを昇降ガイドに沿って下降させると、拡散板が回転テーブル上の容器の口部より容器の内部に挿入される。もし、口当て部材が容器の口部に正しく嵌っていない場合、拡散板が容器の口部に突き当たり、拡散板に磁気吸着力を越える上向きの外力が作用する。その結果、アームの先端部から保持部材が離脱することにより、拡散板が変形したり破損したりするなどのトラブルの発生を防止できる。

この発明の上記した構成において、前記カメラは、容器の前面部分の全体または主要部分の画像を取得するための１台のカメラによって構成してもよいが、容器の胴部の画像を取得するための第１のカメラと、容器の肩部の画像を取得するための第２のカメラと、容器の胴部と底部との間のコーナ部の画像を取得するための第３のカメラとで構成するのが望ましい。

この発明による容器の外観検査装置は、上記した構成に加えて、回転テーブル上へ検査対象の容器を導入しかつ検査済の容器を回転テーブル上より導出させる容器導出入機構と、検査の結果に応じて容器を良品と不良品とに弁別する弁別機構とをさらに備えたものである。

この外観検査装置によると、容器導出入機構により回転テーブル上に容器が導入される度に容器の外観検査が実行される。検査を終えた検査済の容器は容器導出入機構により回転テーブル上より導出させられ、検査の結果に応じて弁別機構により良品または不良品に弁別される。

この発明は、容器の口部より容器の内部へ拡散板を挿入し、拡散板によりその拡散板の背後を目隠しした状態にして容器の前面部分を前方より撮像するようにしたから、取っ手や種々の模様がある容器であっても、形態や内外表面の凹凸の影響を受けずに容器の欠陥の有無を精度良く検査できるという効果が得られる。

図１は、この発明の外観検査装置の概略構成を示している。
この外観検査装置は、取っ手１１１や内外表面に種々の模様１１２を有するガラスびん１１０であっても、傷、異物の付着、汚れなどの欠陥の有無を精度良く検査することができる構成のものであり、前記したスターホイール（図１５参照）の各凹部が停止する複数の検査ステーションのうちのいずれかに設けられている。図示のガラスびん１１０には、肩部から胴部にわたる取っ手１１１があり、筒状の口部１１３の外周面にキャップを嵌めるためのネジが形成されている。

この外観検査装置は、背後からの照明下でガラスびん１１０を前方より撮像し、その取得した画像からガラスびん１１０の外観に欠陥があるかないかを検査するものであり、ガラスびん１１０に背後より拡散光を照射する照明装置１と、照明装置１による背後からの照明下でガラスびん１１０の前面部分を前方より撮像する３台のカメラ２ａ，２ｂ，２ｃと、カメラ２ａ，２ｂ，２ｃによるガラスびん１１０の撮像をガラスびん１１０の全周にわたって実行させてガラスびん１１０を展開した画像を取得するとともにその画像からガラスびん１１０の外観の良否を判別する画像処理装置３とで構成されている。

ガラスびん１１０は、検査ステーションに備えられた回転テーブル４上に導入されて直立した姿勢で支持される。この回転テーブル４は回転中心ｃの回りに一定方向へ軸回転する。回転テーブル４は回転軸４１により水平に支持されている。回転軸４１は後述する回転駆動機構により回転駆動される。

照明装置１は、ＬＥＤなどの光源を拡散板で覆った構造のもので、ガラスびん１１０を挟んで照明装置１と対向する位置に３台のカメラ２ａ，２ｂ，２ｃが配置されている。
各カメラ２ａ，２ｂ，２ｃは、ＣＣＤラインカメラにより構成されており、高さ中央位置の第１のカメラ２ａはガラスびん１１０の胴部の画像を取得するために水平な姿勢で固定されている。上方位置の第２のカメラ２ｂはガラスびん１１０の肩部の画像を取得するために斜め下方を向いた姿勢で固定されている。下方位置の第３のカメラ２ｃはガラスびん１１０の胴部と底部との間のコーナ部の画像を取得するために斜め上方を向いた姿勢で固定されている。

回転テーブル４上に導入されたガラスびん１１０は、位置決め機構５の口当て部材５０によりガラスびん１１０の口部１１３の中心と回転テーブル４の回転中心ｃとが一致するように位置決めされるとともに、その位置でガラスびん１１０の口部１１３が回動自由に支持される。

ガラスびん１１０の内部には口部１１３より図５に示すような帯板状の拡散板６が挿入されている。拡散板６は、ガラスびん１１０の口部１１３の内径より小さい幅ｔであってガラスびん１１０の底部近くまで達することが可能な長さの薄いアクリル板であり、ガラスびん１１０の内部の決まった位置に、背後が拡散板６により目隠しされるように板面をカメラ２ａ，２ｂ，２ｃに向けて定位している。この拡散板６の存在により前方からはその背後の模様１１２は見えないが、照明装置１からの拡散光は拡散板６を透過してさらに拡散する。拡散板６は、回転テーブル４上に支持されたガラスびん１１０の口部１１３より出し入れするために、後述する往復動機構８のアーム８２の先端部に宙吊り状態で支持されている。

図２〜図４は、ガラスびんの外観検査装置の具体例を示している。なお、図３は口当て部材５０および拡散板６が上方で待機している状態を示し、図４は口当て部材５０がガラスびん１１０の口部１１３に嵌ってこれを支持し、拡散板６がガラスびん１１０の内部に挿入されて定位している状態を示している。
図２において、７は、回転テーブル４上へ検査対象のガラスびん１１０を導入しかつ検査済のガラスびん１１０を回転テーブル４上より導出させるスターホイールであり、上下３段に平行配置された上板部７０、中板部７１、および下板部７２を複数箇所で連結軸７３により一体連結して構成されている。各板部の外周の等角度位置には凹部７４〜７６がそれぞれ形成されており、上板部７０の凹部７４にガラスびん１１０の口部１１３が、中板部７１および下板部７２の各凹部７５，７６にガラスびん１１０の胴部の上下各部が、それぞれ嵌まり込んで支持される。
図示しない間欠駆動機構は、スターホイール７を凹部間の角度に相当する角度ずつ間欠回転させ、ガラスびん１１０を各検査ステーションへ順次導いてゆく。

スターホイール７の上流側には製びん機からコンベヤで搬送されてきたガラスびん１１０を１本ずつスターホイール７へ供給するためのびん供給機構１０４が配置されている。また、スターホイール７の下流側には検査済のガラスびん１１０を検査の結果に応じて良品と不良品とに弁別する弁別機構１０５が配置されている。この弁別機構１０５によって不良品はリジェクトテーブルに回収され、良品は搬出コンベヤ上へ送り出される。

前記回転テーブル４は、図３に示すように、回転軸４１の上端に水平にねじ止め固定されている。回転軸４１の下端部にはプーリ４２が装着されている。回転軸４１はモータ４３を駆動源とする回転駆動機構４０により一定方向へ回転駆動される。モータ４３のモータ軸にはプーリ４４が装着され、このプーリ４４と回転軸４１のプーリ４２との間に動力伝達用のベルト４５が巻かれている。

スターホイール７の直径線上であって回転テーブル４より外側の位置に、スターホイール７の中心方向へ拡散光を照射してガラスびん１１０を背後から照明する照明装置１が配備されている。スターホイール７の中心に対して照明装置１との対角位置には背後からの照明下でガラスびん１１０の前面部分を前方より撮像するための３台のカメラ２ａ，２ｂ，２ｃが固定フレーム７７に高さを違えて固定されている。
なお、スターホイール７を構成する上板部７０、中板部７１、および下板部７２は、複数の板材７８、７８をそれぞれ隙間７９を設けて円陣に配置して構成されているので、各カメラ２ａ〜２ｃは隙間７９からガラスびん１１０の前面部分を撮像することが可能である。

前記照明装置１の外側位置には、位置決め機構５を構成する昇降ガイド５１と往復動機構８を構成する昇降ガイド８１とが並設され、各昇降ガイド５１，８１にアーム５２，８２が昇降可能に支持されている。この実施例では、各昇降ガイド５１，８１はボールネジ機構のネジ軸により構成され、各ネジ軸に螺合したナット部材５３，８３に各アーム５２，８２の基端部が支持されている。昇降ガイド５１，８１としての各ネジ軸は図示しないモータにより駆動され、モータの一方方向の回転によりナット部材５３，８３がネジ軸に沿って下降し、モータの反対方向の回転によりナット部材５３，８３がネジ軸に沿って上昇する。
上記のモータ、ナット部材５３，８３、および昇降ガイド５１，８１としてのネジ軸は、各アーム５２，８２を昇降動作させる駆動機構５４，８４を構成している。

位置決め機構５は、アーム５２の先端に設けられた筒状のホルダー５５内に軸受を介して合成樹脂製の口当て部材５０を回動自由かつ軸方向に沿い摺動自由に支持した構成のものである。口当て部材５０は、回転テーブル４の回転中心ｃの上方に位置し、図５に示した拡散板６が昇降するとき、通過することが可能な内径であってガラスびん１１０の口部１１３の内径より小さな内径の内孔５６を上下方向に有している。口当て部材５０は図示しない圧縮バネにより下方へ付勢されている。

口当て部材５０の下端の開口部分５０ａには、図６に示すように、ガラスびん１１０の口部１１３の外径と一致する外径のリング状の開口端面５７と、その開口端面５７の外周を取り囲むように外広がりのテーパ面５８とが形成されている。
口当て部材５０が下降してガラスびん１１０の口部１１３に達したときに、図６（１）に示すように、ガラスびん１１０の口部１１３が回転中心ｃからずれた位置にあると、ガラスびん１１０の口部１１３の天面が口当て部材５０の開口部分５０ａのテーパ面５８に突き当たり、口当て部材５０のさらなる下降に従ってテーパ面５８に沿って変位させられてずれが矯正される（図６（２））。ガラスびん１１０の口部１１３の天面が口当て部材５０の開口端面５７に突き当たったとき、ガラスびん１１０の口部１１３の中心と回転テーブル４の回転中心ｃとが一致する。この状態に至った後、口当て部材５０はばね力により口部１１３に押し付けられる。

前記往復動機構８のアーム８２には、長さ中央部から先端部にかけて水平な支持板部８５が形成されている。この支持板部８５の先端部であって前記回転テーブル４の回転中心ｃの上方位置には円形の支持孔８６が設けられている。その支持孔８６の周囲の等角度位置には、図７および図８に示すように、永久磁石８７がそれぞれ取り付けられている。支持板部８５の板面上には板状の突壁部８８が長さ方向に沿って形成されている。

前記拡散板６は、図５に示すように、その上端部が保持部材６０の下端部の取付部６１にネジ止めされており、前記支持板部８５の先端部に保持部材６０が保持された状態のとき、拡散板６は宙吊り状態で垂れ下がる。
保持部材６０は、その上端部に前記支持孔８６の内径に一致する外径の嵌合部６２と、支持孔８６に嵌合部６２が嵌った状態を保持するための鍔状部６３とが形成されている。鍔状部６３の上面には前記永久磁石８７に磁気吸着される円板状の吸着板６４がネジ止めされている。吸着板６４は鉄板により形成され、図８に示すように、外周部に突片６５が突設されている。この突片６５には係合溝６６が切り欠かれ、係合溝６６に前記突壁部８８が係脱可能となっている。

上記した構成によると、拡散板６が下降してその下端がガラスびん１１０の口部１１３の近くに達したとき、もし、口当て部材５０がガラスびん１１０の口部１１３に適正な状態で嵌っていなければ、図９に示すように、拡散板６が口部１１３に突き当たり、拡散板６のさらなる下降によって永久磁石８７と吸着板６４との間の磁気吸着力に越える上向きの外力が拡散板６に作用する。そのため、保持部材６０が押し上げられて支持板部８５の支持孔８６から抜け出るとともに、図１０に示すように、係合溝６６と突壁部８８との係合が外れるので、拡散板６が変形したり破損したりするなどのトラブルの発生が防止される。

図１１は、上記した外観検査装置のシステム構成を示している。同図において、３は画像処理装置であり、第１〜第３の各カメラ２ａ〜２ｃが接続されている。９はシーケンス制御を実行するためのプログラマブルロジックコントローラ（以下「ＰＬＣ」という。）であり、ＰＬＣ９に画像処理装置３が接続されるとともに、サーボドライバ９１〜９４を介してスターホイール７の間欠駆動機構を構成するモータＭ１、往復動機構８の駆動機構８４を構成するモータＭ２、位置決め機構５の駆動機構５４を構成するモータＭ３、および回転テーブル４の回転駆動機構４０を構成するモータＭ４（図３のモータ４３）が接続されている。

図１２（１）〜（４）は、上記のスターホイール７の間欠駆動機構、往復動機構８の駆動機構８４、位置決め機構５の駆動機構５４、および回転テーブル４の回転駆動機構４０の動作タイミングを示している。
図１２（１）（４）において、回転テーブル４の回転駆動機構４０は、スターホイール７の間欠駆動機構が動作を停止すると同時に駆動を開始し、回転テーブル４が回転を始める。また、間欠駆動機構が動作を開始する直前に駆動を停止し、回転テーブル４が回転を停止する。

図１２（１）（３）において、位置決め機構５の駆動機構５４は、スターホイール７の間欠駆動機構が動作を開始する前に駆動を開始して口当て部材５０が上昇を始め、間欠駆動機構の動作開始後に上方の待機位置まで戻る。間欠駆動機構が動作を停止する前に、駆動を開始して口当て部材５０が下降を始め、間欠駆動機構が動作を停止する時点で口当て部材５０はガラスびん１１０の口部１１３に嵌る。間欠駆動機構が動作を停止した直後に、口当て部材５０の下降が停止する。

図１２（１）（２）において、往復動機構８の駆動機構８４は、スターホイール７の間欠駆動機構の動作中は駆動を停止し拡散板６は上方で待機している。間欠駆動機構が動作を停止すると同時に、駆動を開始して拡散板６が下降を始め、間欠駆動機構が動作を停止している間にガラスびん１１０の内部に入り込んで定位する。間欠駆動機構が動作を開始する前に往復動機構８の駆動機構８４は駆動を開始して拡散板６が上昇を始め、間欠駆動機構が動作を開始するときには上方の待機位置に戻っている（図１２（２）参照）。

図１３は、画像処理装置３による処理の流れを示している。同図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」（ステップ）の略であり、一連の流れにおける各手順を示している。
回転テーブル４上に導入されたガラスびん１１０は、ガラスびん１１０の口部１１３の中心と回転テーブル４の回転中心ｃとが一致するように位置決め機構５により位置決めされ、ガラスびん１１０の口部１１３が口当て部材５０により回動自由に支持される。回転テーブル４が回転し、照明装置１による背後からの照明下でガラスびん１１０の前面部分が３台のカメラ２ａ〜２ｃにより撮像される（ＳＴ１）。
この撮像に先立ち、往復動機構８が駆動して帯板状の拡散板６がガラスびん１１０の内部へ挿入され、ガラスびん１１０内の決められた位置に背後が拡散板６により目隠しされるように定位されている。この状態では拡散板６の背後に位置するガラスびん１１０の後面部分の凹凸や取っ手などは前方から見えず、背後の照明光のみが拡散板６を透過して拡散する。

回転テーブル４が１．５回転する間に、ガラスびん１１０の前面部分をカメラ２ａ〜２ｃにより前方より撮像することがガラスびん１１０の全周にわたって実行される。これにより、ガラスびん１１０の全周が展開された画像であってガラスびん１１０の後面部分の凹凸模様や形態の影響を受けない画像が取得される（ＳＴ２）。なお、ここで取得する画像はガラスびん１１０の１周分をわずかに越えたものとする。

図１４は、画像処理装置３に取り込まれた濃淡画像を示し、第１のカメラ２ａにより取得された胴部の展開された画像Ｇ１と、第２のカメラ２ｂにより取得された肩部の展開された画像Ｇ２と、第３のカメラ２ｃにより取得された底コーナ部の展開された画像Ｇ３とが合成されている。
つぎのＳＴ３のマスキング処理では、上記の合成された濃淡画像において、取っ手１１１の画像部分をパターンマッチングなどの方法により探索し、その該当箇所にマスクＭを設定して非検査領域とする。

つぎのＳＴ４では、上記の濃淡画像を所定のしきい値で２値化処理して２値画像を生成する。このしきい値は、ガラスびん１１０の傷、異物の付着、汚れなどの欠陥部分の画像の濃度に応じて実験的に決定されるもので、２値画像を構成する画素のうち、欠陥部分は黒画素、その他の部分は白画素となる。

つぎのＳＴ５では、２値画像に検査領域としてのウィンドウＷ１〜Ｗ３を設定し、ウィンドウＷ１〜Ｗ３内を操作して黒画素の領域を抽出し、抽出された各黒画素の領域について、黒画素の連結性や面積などからそれが欠陥部分であるかどうかが判別される。

欠陥部分が存在すると判断されると、つぎのＳＴ６の判定が「ＹＥＳ」であり、画像処理装置３は不良品である旨の信号を出力する（ＳＴ８）。欠陥部分が存在しないと判断されると、ＳＴ６判定は「ＮＯ」であり、画像処理装置３は良品である旨の信号を出力する（ＳＴ７）。

この発明の外観検査装置の概略構成を示す説明図である。 この発明の一実施例である外観検査装置の平面図である。 図２の外観検査装置の一部を破断した側面図である。 図２の外観検査装置の側面図である。 拡散板と保持部材とを示す正面図である。 口当て部材による位置決め動作を示す断面図である。 ガラスびんの内部に拡散板が正しく挿入されたときの保持部材の状態を示す側面図である。 ガラスびんの内部に拡散板が正しく挿入されたときの保持部材の状態を示す平面図である。 ガラスびんの内部に拡散板が正しく挿入されなかったときの保持部材の状態を示す側面図である。 ガラスびんの内部に拡散板が正しく挿入されなかったときの保持部材の状態を示す平面図である。 外観検査装置のシステム構成図である。 外観検査装置の機構各部の動作タイミングを示す説明図である。 画像処理装置による処理の流れを示すフローチャートである。 画像処理装置で生成された画像を示す説明図である。 びん検査機の構成を示す説明図である。 従来の外観検査装置の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 照明装置
２ａ，２ｂ，２ｃ カメラ
３ 画像処理装置
４ 回転テーブル
５ 位置決め機構
６ 拡散板
７ スターホイール
８ 往復動機構
４０ 回転駆動機構
５０ 口当て部材
５１ 昇降ガイド
５２ アーム
５４ 駆動機構
５７ 開口端面
５８ テーパ面
６０ 保持部材
８１ 昇降ガイド
８２ アーム
８４ 駆動機構
１１０ ガラスびん

Claims (6)

1. 背後からの照明下で検査対象の透明または半透明の容器を前方より撮像し、その取得した画像から容器の外観を検査する容器の外観検査方法であって、
   容器の口部よりその口部の内径より小さい幅の帯板状の拡散板を容器の内部へ挿入し、その拡散板により拡散板の背後を目隠しした状態で容器の前面部分を前方より撮像し、同様の撮像を容器の全周にわたって実行することにより容器の全周の画像を取得し、その画像から容器の良否を判別することを特徴とする容器の外観検査方法。
2. 背後からの照明下で検査対象の透明または半透明の容器の外観を前方より撮像し、その取得した画像から容器の外観を検査する容器の外観検査装置であって、
   検査位置に設けられ検査対象の容器を支持する回転テーブルと、検査位置の背後に配置され回転テーブル上の容器を背後から照明する照明装置と、検査位置を挟んで照明装置と対向する位置に配置され照明装置による背後からの照明下で容器を前方より撮像するカメラと、回転テーブルを回転中心の回りに軸回転させる回転駆動機構と、回転テーブル上に導入された容器を容器の口部の中心と回転テーブルの回転中心とが一致するように位置決めして容器の口部を回動自由に支持する位置決め機構と、容器の口部の内径より小さい幅の帯板状の拡散板と、回転テーブル上に支持された容器の口部より前記拡散板が出入りするように拡散板を往復動可能に支持し容器内の決められた位置に背後が拡散板により目隠しされるように拡散板を定位させる往復動機構と、前記カメラによる容器の前面部分の撮像を容器の全周にわたって実行させて容器の全周の画像を取得するとともにその画像から容器の外観の良否を判別する画像処理装置とを備えて成る容器の外観検査装置。
3. 前記位置決め機構は、昇降ガイドに沿って昇降可能に支持されるアームと、アームの先端部であって回転テーブルの回転中心の上方位置に回動自由に支持される口当て部材と、アームを昇降ガイドに沿って昇降動作させる駆動機構とを備え、前記口当て部材は、拡散板の通過が可能な内径の内孔を有し、下端の開口部分には、容器の口部の外径と一致する外径のリング状の開口端面と、その開口端面の外周を取り囲む外広がりのテーパ面とが形成されている請求項２に記載された容器の外観検査装置。
4. 前記往復動機構は、昇降ガイドに沿って昇降可能に支持されるアームと、アームの先端部に支持され回転テーブルの回転中心の上方に位置するように拡散板を保持する保持部材と、アームを昇降ガイドに沿って昇降動作させる駆動機構とを備え、前記保持部材は、拡散板に上向きの外力が作用したとき離脱するようにアームの先端に磁気吸着により支持されている請求項２に記載された容器の外観検査装置。
5. 前記カメラは、容器の胴部の画像を取得するための第１のカメラと、容器の肩部の画像を取得するための第２のカメラと、容器の胴部と底部との間のコーナ部の画像を取得するための第３のカメラとで構成されている請求項２に記載された容器の外観検査装置。
6. 請求項２〜５のいずれかに記載された容器の外観検査装置であって、回転テーブル上へ検査対象の容器を導入しかつ検査済の容器を回転テーブル上より導出させる容器導出入機構と、検査の結果に応じて容器を良品と不良品とを弁別する弁別機構とをさらに備えている容器の外観検査装置。

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