JP3236048U - 容器の表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光信号を用いて、ガラス等の透明または半透明な容器の表面の加飾状態を確実に検査することが可能な容器の表面検査装置を提供する。
【解決手段】容器の表面検査装置１００において、透明または半透明な材質からなるワーク容器１０の被検査部分に対し、適当な光の照射５の下で、前記容器のある一方の外側面に正対して設置されて外側面を撮影して検査画像を生成するカメラ３０と、前記容器内部に挿入され前記容器の他方の外側面からの光を遮る遮光部材２０と、前記検査画像情報を正規の基準画像情報と比較する画像処理装置５０と、から構成される容器の表面検査装置であり、容器とカメラの正対状態に応じて表側の加飾状態を検査するときに、背景からの映り込みを防止する特徴を持つ。
【選択図】図１

Description

本考案は、光信号を用いて、ガラス等の透明または半透明な容器の表面を確実に検査することが可能な容器の表面検査装置に関するものである。容器の表面に施された印刷（スクリーン、オフセットなど）、ホットスタンプ、ラベルその他の加飾がされている容器にかかる考案である。

製造・加工された製品には、生産されて表面に加飾をなしたガラス容器が多いが、その表面状態を、精度よく検査するかつ実用的な検査方法及び装置が種々発明考案されている。

特許文献１の発明においては、表面に微細な凹凸（フロスト加工）を施したガラスの表面状態を検査する検査方法を提供する。 表面に微細な凹凸を施したガラスにレーザ光を照射して、ガラスを透過した拡散光を撮像装置で捉え、該拡散光像の強度分布の傾きにもとづいてガラス表面の凹凸状態を判定する技術が示されている。

しかし、特許文献１の発明では、ガラス容器を透過した拡散光を一括でとらえているために、容器は周面のため表裏二面のどちらで問題が発生しているかを見極めることは光強度分布をみるだけでは困難であった。

特許文献２の発明は、容器の内側からの検査装置である。そのため、透明な材質からなる被検査部分に対し、容器の外部から均一な光量の照明光を照射する照明体と、容器内部に挿入され被検査部分の内面を撮影して検査画像を生成するカメラを有している。そのため、容器の内面を検査するために内視鏡的なカメラを容器内に構成する必要があるので、開口部形状等に依存して実装は容易ではない。

特開平６－２５８２５２号公報 特開平８－０６２１５４号公報

解決しようとする問題点は、中空で透明または半透明な容器の表面加飾の検査装置について容易に実現できるようにして、当該不良部位の特定を簡単にすることである。

本考案は、容器の表面検査装置において、透明または半透明な材質からなる容器の被検査部分に対し、適度な光を照射した環境で、前記容器のある一方の外側面に正対して設置されて外側面を撮影して検査画像を生成するカメラと、前記容器内部に挿入され前記容器の他方の外側面からの光を遮る遮光部材と、前記検査画像情報を正規の基準画像情報と比較する画像処理部から構成される容器の表面検査装置である。

本考案の検査装置は、表面検査時に背景にある加飾が映り込むことを防止する効果がある。すなわち、検査対象の正対する表面だけを正確に検査できる、また容器の被検査部分を適宜回転させてカメラの正対位置を移動させることで、容器周囲全体の加飾状態を容易に検査できる利点を持つ。

本考案にかかる検査装置の全体構成を側面からみた模式図である。 本考案にかかる検査装置の全体機能ブロック図である。 本考案にかかるワーク容器をカメラで撮影する検査状況を示す概念図である。 本考案にかかるスキャン画像の二例を示す図である。 別の実施例である検査ステージの水平配置の状況を示す図である。

図１は本考案にかかる検査装置１００の全体構成を模式的に示すものであるので、図1に基づいて以降に説明をする。まず、複数の容器を検査装置のところに運んでくるコンベア１と運ばれてきた容器を順次検査ステージまで配置するローダー２で構成される。それらは、室内床上に立設される。

図１ではローダー２の右端に検査ステージがあって、そこで被検査対象となるワーク容器１０が回転台１１の上に載置される。そして、遮光部材２０がアーム２１から吊り下げられてワーク容器１０の内部中央に挿入される。遮光部材２０はワーク容器１０が回転台１１に入る時および出る時には容器外部に引き出されて移動の邪魔にならないようにする。

ワーク容器１０のある一方の表面の外側面に正対位置するようカメラ３０がポール３１に固定される。カメラ３０はラインスキャン型カメラを用いることが望ましく、その受光光線は図中、カメラ３０とワーク容器１０内部の遮光部材２０の中央部を結んだ線で示されている。回転台１１は３６０度以上回転し、所定のタイミングで撮影トリガー信号をカメラ３０に送り撮影動作と連動する。こうして所定のスキャニング周期で容器全周撮影を行い検査画像が処理される。

検査環境において室内照明５が天井に設置されている。そのほか、カメラ横もしくは後方に光源６を設置してもよく、光源６は容器表面の撮影に最適になるよう調整される。また、画像処理装置５０とモニタ５１は検査ステージ周辺に置く。それらと検査装置各部位との通信線は有線で図中W1,W2などで配線されるが、無線通信も可能である。

次に、図２にある検査装置の全体機能ブロック図について説明する。図示の通り各機能ブロックがMPU１０１で実行管理される。MPUとはMicro Processing Unit の 略である。次に各機能ブロックを説明する。コンベア／ローダー駆動部１０２は検査の開始から終了まで当該装置を動作させる。ワーク載置回転部１１０はワーク容器１０を回転台１１に載せ適宜カメラ撮影に合わせて回転させる。遮光部材装着部１２０は遮光部材２０を、アーム２１から吊り下げてワーク容器１０内部にセットし、さらにワーク容器１０の回転にかかわらず動かないように保持する。カメラ制御部１３０はカメラを適時動作させてスキャン画像を撮る。このスキャン結果からなる検査画像は画像処理モニタ部１５０へ転送される。画像処理モニタ部１５０は基準画像に基づいて比較判断を行い、さらにその結果を適宜モニタに表示する機能を実行する。なお、各機能ブロックは各部位に分散して実装され、また機能モジュール間連携はバス結合で行われる。さらに記憶部１４０にて各種ファイルの保存が行われる。

図３は、本考案の主要部であるところで、ワーク容器１０をカメラ３０で撮影して行う検査の状況を示す。例としてミルク瓶を被検査対象としている。カメラ３０はラインスキャンカメラを示していて、ラインスキャン光は大まかに図示している。ワーク容器１０の内部の中央部にアーム２１に保持された遮光部材２０がセットされていて、ワーク容器の他方の側（背景）の加飾が映り込まないようにしている。遮光部材２０は適度に着色された反射率が小さい材質でできていて、形状は棒状、平板、円柱形などでよい。

本実施例では、カメラ３０の正面のワーク容器１０の表面にあるラベル［MILK］の文字列の中央に向けて撮影する瞬間を示していて、いまラベル中心部の縦１ライン分がスキャン撮影される。ここでワーク容器１０の背景の加飾などは見えず、遮光部材２０自体の影響も小さい。

回転台１１は、３６０度以上回転するので同時にワーク容器１０も回転する。図中に回転台１１の回転方向を示す矢印を記すが方向は任意である。回転台１１の回転角度に合わせて連続的に撮影トリガー信号が出され、それに合わせてラインスキャンカメラ３０が撮影を行う。こうして、ワーク容器１０の全周を撮影するスキャン画像が収集されて、それらを集合させてラインスキャン画像による検査画像ができる。

その後に、検査画像にタイムスタンプ、容器ロット番号、ワーク容器回転位置などの情報を付加して検査画像情報とする。画像処理装置５０は、こうして作成したワーク容器１０全周の検査画像情報を予め撮影した正規の基準画像情報と比較する。画像認識技術上の所定の処理が行われて比較がされて、規定の閾値を超える場合に当該の加飾部に異常ありと判断する。その結果をモニタ５１に表示してオペレータに知らせる。なお、画像の比較はオペレータ目視によることも可能である。

［他の実施例］
その他の実施例として、カメラ３０を通常のマトリックスカメラにすることでもよい。カメラ画角を十分に狭くしさえすれば遮光部材２０で背景の映り込みが防止できる。ラインスキャンと同様に小エリアでスキャンして複数枚の画像を撮影して集合すれば一定の効果を奏するエリアスキャン画像情報ができる。その例を図４に示すが、左側４A図は上述のラインスキャン画像の例を、そして右側４B図にはエリアスキャン画像の例を示す。但し、どちらもスキャン解像度は説明上粗くしている。

もう一つ別の実施例として、図５に検査ステージをフォーカスしたものであって、水平配置にした状況を示す。本考案はこれまでワーク容器１０を直立させた形で述べてきたが、必ずしもこの態様に限らない。例えば、ワーク容器１０を水平に保持して移動させるようローダー２を構成して、ワーク容器１０、回転台１１、乃至ポール３１の検査ステージの部位をすべて水平横向きにして、かつ遮光部材２０はワーク容器１０に水平に挿入してカメラ３０で撮影する構成である。そのような装置スペース等に対応する変形構成をした場合の検査装置も本件請求の範囲に属する。

光信号を用いて、ガラス等の透明または半透明な容器の表面を確実に検査することが可能な容器の表面検査装置を提供する。このような容器は、プラスチックなど材質を選ばず、またペットボトルのように開口部が狭い対象にも容易に利用できる。

１ コンベア
２ ローダー
５ 照明
６ 光源
１０ ワーク容器
１１ 回転台
２０ 遮光部材
２１ アーム
３０ カメラ
３１ ポール
５０ 画像処理装置
５１ モニタ
１００ 検査装置全体

Claims (4)

1. 容器の表面検査装置において、
   透明または半透明な材質からなる容器の被検査部分に対して、
   前記容器のある一方の外側面に正対して設置されて前記外側面を撮影して検査画像を生成するカメラと、
   前記容器内部に挿入され前記容器の他方の外側面からの光を遮る遮光部材と、
   前記検査画像情報を正規の基準画像情報と比較する画像処理部と、を有することを特徴とする容器の表面検査装置
2. 前記容器は回転台に載置されており、かつ前記回転台は前記カメラの撮影のタイミングに合わせて回転して、前記容器が前記カメラに正対する面が移動して前記撮影を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の容器の表面検査装置
3. 前記カメラはラインスキャンカメラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容器の表面検査装置
4. 前記カメラはマトリックスカメラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容器の表面検査装置

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