JP2967247B2 - 回転タイミング信号発生方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円筒缶を回転装置に装着
して回転し、全周を撮影してその走査信号を得、光電的
に全周検査するような場合、撮影中に缶回転のタイミン
グ信号を発生させる方法及びその装置に関する。尚、本
発明で円筒缶を回転装置に装着するとは、円筒缶を回転
装置に冠着する場合、回転装置で円筒缶の上端と下端と
を挟圧保持する場合、回転装置上に円筒缶を載置して吸
着保持する場合等を含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】従来、２ピース缶のような円筒形の缶詰
缶を一日に大量に生産するラインの中で、模様などを含
む外観状況を自動的に検査する装置は無かった。出来上
がった缶胴の表面に欠陥が生じていないかどうかを見る
ための最終検査は、缶ひとつひとつを検査員が実際に手
に取って肉眼で逐一観察し、善し悪しは勘で判断するの
が一般的である。人海戦術と人の直感に頼る方法は精度
や能率に限界があり、自動検査の実現はこれまで強く望
まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】外観についての自動検
査方法というものが、これまでまったく無かったという
わけではない。機器による物の表面の自動検査方法とし
て、画像検査体を回転体に装着して外観映像を撮影し、
予め記憶させてある基準映像と新たな外観映像とを映像
信号同士コンピュータで電気的に突き合わせ、高速度に
画像比較するという方法がある。この方法の場合、外観
検査を非常に微細な画素単位で精密に正確に行うことが
出来るという利点がある。

【０００４】このような方法でも、全ての操作を高速度
に自動的に行うことが可能であるというわけではない。
基準映像と新たな外観映像との信号同士の基準合わせは
難しい。上記の自動検査方法の場合、画像検査体を回転
させて外周をラインセンサカメラなどで走査する。走査
して得た画像信号が外周のどの位置から始まっていてど
の位置で終わっているのか、機器が自動的に解析してそ
の結果から必要な位置を短時間に判断するというような
ことは非常に難しい。取り分け、画像検査体が円筒形の
ような回転対称体であると形状に特徴がないため一層で
ある。ましてや信号処理の中で複数の画像を高速度で自
動的に位置合わせするというようなことなどはほとんど
出来ない。

【０００５】実際には画像検査体を回転体に装着すると
き、出来るだけ注意深く予定の向きに画像検査体の方向
を合わせ、その上で検査信号を再度モニターテレビに映
し出して肉眼で位置合わせをするという煩雑な方法も採
られている。このような方法は、例えば、高速度で製造
される２ピース缶などの缶詰缶製造ラインでの外観に関
する検査方法として導入することは出来ない。それ以外
にも、缶表面にマーキングを施して機器に読み取らせる
という方法も確かに考えられなくはないが、厳格なデザ
イン管理が必要な缶の製造工程の中で、新たにそのよう
な細工を施すことは非現実的である。

【０００６】缶詰缶に限らないが商品管理にはしばしば
バーコードリーダーを用いる。バーコードリーダーがバ
ーコードを読み取る場合には一端側から他端側方向に走
査し、続けて他端側から一端側方向に走査しなければな
らない。そのため、大量の２ピース缶を高速度に製造す
る缶詰缶工場で、生産速度を落とすことなくしかも全商
品を対象に検査をしようとすれば、バーコードリーダー
では読み取り速度が遅過ぎる。

【０００７】画像処理上の位置合わせが難しいというこ
とは、２ピース缶を生産する現実の工業ラインで、外観
につき自動検査を導入しようとするようなときの大きな
ネックになっているという問題点があった。

【０００８】本発明は前記の課題を解決するため、検査
対象缶を回転させながらその表面を走査し、そこで得ら
れたバーコードのナンバーが同じで印刷図柄の同じ複数
の画像電気信号について互いに比較検査する際、互いの
位置合わせを高速度にしかも容易にするような回転タイ
ミング信号を発生させる方法及びそのための装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに行った本発明を、実施例に相当する図１〜３に従っ
て説明する。

【００１０】本発明の回転タイミング信号発生方法は、
バーコード２１を表示印刷してある円筒缶２０の缶胴を
回転装置（マンドレル）１１に装着して回転させ、その
バーコード２１の転写パターンを含むパターンフィルム
３上に当該バーコード２１の反射光が投影し、バーコー
ド２１の映像と転写パターン２とが合成像１０を形成す
る間、その明暗変化を光センサ１６で読み取り、光セン
サ１６からの明暗信号により検知回路から缶の回転タイ
ミングを示す信号を発生させる。

【００１１】本発明の回転タイミング信号発生装置は、
回転駆動手段に連結しており、円筒缶を装着する回転装
置（マンドレル）１１と、該回転装置１１に装着された
円筒缶２０の缶胴表面に印刷されたバーコード２１を照
明する照明手段１２と、該照明手段１２により照明され
たバーコード２１の像を投影する光学系１３と、バーコ
ード２１の転写パターン２を含み、投影されたバーコー
ド２１の映像の結像位置に配置されたパターンフィルム
３と、そのパターンフィルム３上に投影されたバーコー
ド２１の映像と転写パターン２とが形成する合成像１０
を感知する光センサ１６と、光センサ１６からの明暗信
号により回転タイミング信号を発する検知回路４１とか
らなる。

【００１２】前記パターンフィルムは図２に示すよう
に、バーコード２１全長の一部をネガティブに、その残
部をポジティブに転写してあり、ネガティブ転写部４の
暗と、ポジティブ転写部５の明とを前記合成像１０から
読み取るようにしてあるとさらによい。

【００１３】前記パターンフィルム３はバーコード２１
の中のガイドバー２２のみを転写してあると、バーコー
ドのコードナンバーが異なる円筒缶２０の缶胴にも直接
使用出来て汎用性があり好ましい。

【００１４】

【作用】本発明の回転タイミング信号発生方法及び装置
では、いずれも円筒缶２０が回転しそのバーコード２１
がある回転角度に至ると、その映像がパターンフィルム
３に投影する。パターンフィルム３はバーコード２１が
映像を投影している間暗くなる。光センサ１６はパター
ンフィルム３が暗くなったことを感知し、その感知信号
を検知回路４１が入力し、回転タイミング信号として出
力する。

【００１５】バーコード２１全長の一部をネガティブ
に、その残部をポジティブに転写してあると、バーコー
ド２１の隣接部分（バーの長手方向側）の印刷の色がど
んな色でも確実に円筒缶の回転信号を発信できる。即
ち、バーコード２１の隣接部分（バーの長手方向側）の
印刷の色が暗い色（例えば黒色やこげ茶色）だと、円筒
缶の回転に伴ってバーコード２１がパターンフィルム３
のネガティブ転写部４に投影される前からネガティブ転
写部４は暗になり、バーコード２１が投影されている間
も暗が続くが、ポジティブ転写部５はバーコード２１が
投影される直前は暗であるのにバーコード２１が投影さ
れ始めると明に変わる。光センサ１７が明を感知する
と、この感知信号を入力した検知回路４１が回転タイミ
ング信号として出力する。一方、バーコード２１の隣接
部分の印刷の色が非常に明るい色（例えば白色や黄色）
だと、ポジティブ転写部５はバーコード２１が投影され
る前と、投影されている間とは共に明であり、光センサ
１７は明暗変化を感知しないが、ネガティブ転写部４は
バーコード２１が投影される前と投影されている間とで
明から暗に変化するから、この明暗変化を感知した光セ
ンサ１６が感知信号を発し、これを入力した検知回路４
１が回転タイミング信号を出力する。

【００１６】また、バーコード２１の隣接部分の印刷の
色が中間の明るさの場合には、バーコード２１の回転移
動につれてネガティフ転写部４が暗になり、その後、ポ
ジティブ転写部５は明になる。光センサが１６が暗を感
知し、光センサが１７が明を感知すると、両センサが感
知信号を発信し、これを入力した検知回路４１が回転タ
イミング信号として出力する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１８】図１は本発明の回転タイミング信号発生装
置１に併せ、ラインセンサカメラ３０を配置した様子を
示す外観図である。

【００１９】この回転タイミング信号発生装置１は、図
１に示すように、回転駆動手段であるモータ（不図示）
の駆動で定速回転するマンドレル１１が設けられてい
る。そのマンドレル１１には円筒缶２０を冠着できる。
円筒缶２０の缶胴表面には回転方向をバー方向とするバ
ーコード２１が印刷されている。尚、円筒缶２０のバー
コード２１の隣接部分（バーの長手方向側）は中程度の
明るさの色のインキで印刷されているものとして説明す
る。

【００２０】マンドレル１１に嵌着した円筒缶２０の缶
胴表面に印刷してあるバーコード２１の方向に出光側を
向けて照明手段である第１の光ファイバ束１２が配置さ
れ、その入光側の端部には光源３１が設けられている。
光ファイバ束１２が照射する光の缶胴表面からの反射光
の光路には光学系であるセルフォックアレーレンズ１３
が設置されている。この反射光のセルフォックアレーレ
ンズ１３による結像位置にはパターンフィルム３が配置
されている。パターンフィルム３には、転写パターン２
が記録されている。

【００２１】バーコード２１および転写パターン２の詳
細を図２に示す。この図では見やすくするためと作図の
便宜上から、広い面積を占める黒色部分を多数の黒点で
表現してある。なお、同図（ａ）に示すバーコード２１
の転写パターン２を（ｂ）に示す。図２（ａ）にはバー
コード２１の詳細を示してある。

【００２２】バーコード２１は、レフトガードバー、セ
ンターバー、ライトガードバーからなる計３組の各ガイ
ドバー２２を有し、パターンフィルム３にはそれら３組
のガイドバー２２に着目して転写パターン２を形成して
ある。

【００２３】転写パターン２はバーの長さ方向の一端側
半分をネガティブに転写したネガティブ転写部４と、残
り他端側半分をポジティブに転写したポジティブ転写部
５とでなる。ネガティブ転写部４は３つのガイドバー２
２の内、レフトガードバーに対応して転写透明ライン
６、その間隙２３白地部分について間隙黒ライン７を有
している。ポジティブ転写部５は２本一組のレフトガー
ドバーの内の一本に対応して転写黒ライン８を有し、間
隙２３について間隙透明ライン９、片脇２４白地部分に
はサイド透明ライン９ａを有している。ライトガードバ
ーについてもレフトガードバーと同様の各ラインを転写
してある。センターバーに対応してはネガティブ転写部
４にガイドバー２２の透明な転写線として転写透明ライ
ン６、間隙２３について間隙黒ライン７を有している。
ポジティブ転写部５には間隙２３について間隙透明ライ
ン９を有している。その他は全体を広く墨塗りしてあ
る。

【００２４】パターンフィルム３を挟んでセルフォック
アレーレンズ１３の反対側には、第２のグラスファイバ
束１４と第３のグラスファイバ束１５とを設けてある。
第２のグラスファイバ束１４はネガティブ転写部４に入
光端を向け、第３のグラスファイバ束１５の入光端はポ
ジティブ転写部５に面している。

【００２５】第２のグラスファイバ束１４の出光端側に
は第１の光センサ１６を設けてあり、第３のグラスファ
イバ束１５の出光端側には第２の光センサ１７を設けて
ある。

【００２６】図３は装置の回路ブロック図を示してい
る。４１は第１の光センサ１６と第２の光センサ１７と
を入力とし回転タイミング信号を発する検知回路であ
り、４２は画像処理装置を含む制御回路を表している。
４３はモニタである。図４は検知回路４１の詳細ブロッ
ク図を示す。５１と５２はいずれもアンド回路、５３は
遅延回路である。

【００２７】ラインセンサカメラ３０は、走査線の照射
方向を円筒缶２０に向け、円筒缶20を挟んだパターンフ
ィルム３の反対側に設けてある。ラインセンサカメラ３
０は制御回路４２につながっている。

【００２８】本実施例の回転タイミング信号発生装置１
は次のように駆動する。円筒缶２０を回転させながら円
筒缶２０の缶胴表面を第１のグラスファイバ束１２で照
射する。円筒缶２０の回転につれてパターンフィルム３
上にバーコード２１が投影される。このときガイドバー
２２の映像が転写透明ライン６に重なるとネガティブ転
写部４は暗になる。ガイドバー２２の間隙２３の映像が
間隙透明ライン９に、片脇２４の映像がサイド透明ライ
ン９ａに重なるとポジティブ転写部５は明になる。ネガ
ティブ転写部４が暗、ポジティブ転写部５が明になると
図２（ｃ）に示すような合成像１０がパターンフィルム
３上に形成される。

【００２９】第１の光センサ１６が暗を感知し、つい
で、第２の光センサ１７が明を感知し、両方の信号がそ
ろうと明と暗とを伝える最初の信号が第１のアンド回路
５１から遅延回路５３に入る。最初の信号が遅延回路５
３で遅延している間も引き続き第１の光センサ１６は
暗、第２の光センサ１７は明を感知しつづけ、その感知
信号を第２のアンド回路５２に所定時間送り続ける。バ
ーコード２１の映像と転写パターン２との重なりが解除
する前に遅延回路５３から最初の信号がアンド回路５２
に入り、遅延回路５３を経由しない後からの信号と合わ
さるとアンド回路５２は回転タイミング信号を画像処理
装置を含む制御回路４２に送る。制御回路４２は、回転
タイミング信号を受けてラインセンサカメラ３０に走査
を開始させる。これにより互いに異なる円筒缶２０の撮
影映像相互間での位置合わせが可能になる。

【００３０】本実施例の回転タイミング信号発生方法と
その装置の場合、「明」と「暗」との２つの信号でガイ
ドバー２２を確認するので、位置読取の誤りが少ない。

【００３１】パターンフィルム３はバーコード２１の中
の隣接する２本のガイドバー２２に着目して転写パター
ン２を形成しているので、バーコードのコードナンバー
が異なる円筒缶２０の缶胴にも直接使用出来て汎用性が
あり好ましい。

【００３２】本例の方法と装置の場合、合成像１０の明
暗を、最初の信号と後の信号との２つの信号で検知して
いるので、例えば明部と暗部とが複雑に交差している説
明文記載の部分などを検知回路４１が合成像１０として
読み違えるというトラブルが更に少なくなる。

【００３３】本例の方法と装置では、パターンフィルム
３の転写パターン２として、バーの長さ方向の一端側半
分をネガティブ転写部４、他端側半分をポジティブ転写
部５としたものを使用したが、円筒缶２０を回転してバ
ーコードがネガティブ転写部４に投影されたときだけ明
確な明暗変化が起こるような印刷図柄及び文字の円筒缶
に使用するのであれば、ネガティブ転写部４だけが転写
されているパターンフィルム３を使ってもよい。この場
合には光センサ１６が明暗変化を感知して感知信号を発
し、この信号を入力した検知回路が直ちに、または一定
時間後に回転タイミング信号を出力するようにする。

【００３４】また、本例の方法と装置では、円筒缶２０
の回転装置１１として、マンドレルを使用したが、この
他に円筒缶の上端と下端とを挟んで保持しながら回転さ
せるタイプや円筒缶を載置して吸着しながら回転させる
タイプのものを使用することができる。

【００３５】このような装置によれば、バーコードのナ
ンバーが同じで印刷図柄が同じ複数の被検査対象円筒缶
２０について、それぞれの画像情報を、信号上で機器的
にすなわち光電的に位置合わせ出来るようになる。走査
開始位置をそろえて画像信号を画素単位に電気信号的に
比較すれば、円筒缶２０の缶胴表面の欠陥を高速度に正
確に判断出来る。すなわち、外観の欠陥検査を機器を用
いて高速度に行い得るようになる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の回転タイミング信号発生方法あ
るいは装置によれば、検査対象缶を回転させながらその
表面を走査し、そこで得られた複数の面画像の電気信号
同士を互いに比較検査する際、比較の対象となる互いの
位置合わせを容易にするような回転タイミング信号を、
画像処理装置を含む制御回路に送る。

【００３７】これによって、例えば、大量の検査対象品
が高速に生産される現実の工業ラインで、外観について
の自動検査が可能になる。

【００３８】新たなマーキングも必要なく、多数の熟練
した人手を必要とする検査も省力化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する実施例の回転タイミング信号
発生装置の外観図である。

【図２】バーコードと本発明を適用するパターンフィル
ムの一例を示す図である。

【図３】本発明を適用する実施例の回転タイミング信号
発生装置の回路ブロック図である。

【図４】実施例中の検知回路の詳細ブロック図である。

【符号の説明】

１は回転タイミング信号発生装置、２は転写パターン、
３はパターンフィルム、４はネガティブ転写部、５はポ
ジティブ転写部、１０は合成像、１１はマンドレル（回
転装置）、１６は第１の光センサ、１７は第２の光セン
サ、２０は円筒缶、２１はバーコード、２２はガイドバ
ー、３０はラインセンサカメラ、４２は制御回路。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーコードを表示印刷してある円筒缶の
   缶胴を回転装置に装着して回転させ、そのバーコードの
   転写パターンを含むパターンフィルム上に当該バーコー
   ドの反射光が投影し、バーコードの映像と転写パターン
   とが合成像を形成する間、その明暗変化を光センサで読
   み取り、光センサからの明暗信号により検知回路から缶
   の回転タイミングを示す信号を発生させることを特徴と
   する検査缶の回転タイミング信号発生方法。
2. 【請求項２】 前記パターンフィルムはバーコード全長
   の一部をネガティブに、その残部をポジティブに転写し
   てあり、ネガティブ転写部の暗と、ポジティブ転写部の
   明とを前記合成像から読み取ることを特徴とする請求項
   １に記載の検査缶の回転タイミング信号発生方法。
3. 【請求項３】 前記パターンフィルムはバーコードの中
   のガイドバーを転写してあることを特徴とする請求項１
   または２に記載の検査缶の回転タイミング信号発生方
   法。
4. 【請求項４】 回転駆動手段に連結しており、円筒缶を
   装着する回転装置と、該回転装置に装着された円筒缶の
   缶胴表面に印刷されたバーコードを照明する照明手段
   と、該照明手段により照明されたバーコードの像を投影
   する光学系と、バーコードの転写パターンを含み、投影
   されたバーコードの映像の結像位置に配置されたパター
   ンフィルムと、そのパターンフィルム上に投影されたバ
   ーコードの映像と転写パターンとが形成する合成像を感
   知する光センサと、光センサからの明暗信号により回転
   タイミング信号を発する検知回路とからなる回転タイミ
   ング信号発生装置。
5. 【請求項５】 前記パターンフィルムはバーコード全長
   の一部をネガティブに、その残部をポジティブに転写し
   てあり、合成像はネガティブ転写部の暗と、ポジティブ
   転写部の明とでなることを特徴とする請求項４に記載の
   回転タイミング信号発生装置。
6. 【請求項６】 前記パターンフィルムはバーコードの中
   のガイドバーを転写してあることを特徴とする請求項４
   または５に記載の回転タイミング信号発生装置。