JP3820348B2 - 搬送される対象物における散乱する材料、汚れおよびその他の欠陥を識別するための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、透明な材料から形成された対象物における散乱する材料、汚れ、沈殿物、損傷または表面上の皮膜または材料の厚さの変動を識別するための方法であって、対象物が、光源およびカメラによって透視され、検査されるようにした方法に関する。
【０００２】
ガラス、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣ等々のような透明な材料から形成された対象物の構造をもたない半透明な汚れは、慣習的な画像処理方法によっては、しばしば識別されない。このような汚れは、たとえば、対象物の壁の内側または外側における乳白色の粘着テープ、薄いラッカー層、さびおよび部分的なミネラルの薄い沈殿物に属している。透明度を損なう、広い面積にわたる引っ掻き傷、摩滅痕、およびエッチングされまたはサンドブラッシングされた表面部分、並びに一般的な被覆加工のような、透明材料の表面上の変化の識別は、さらに困難である。このような半透明の欠陥は、光源から直線的にカメラ内に達する光を僅かしか減衰させず、僅かしか散乱させない。もたらされた大きな表面にわたり、このような欠陥は、明るさをほとんど減じることがなく、とりわけ、透明材料それ自体によって生ぜしめられる光の散乱が考慮されなければならない。それ故、明視野照明を使用する方法によれば、このような欠陥または異常を指示することは、ほとんど不可能である。なぜなら、カメラによって受け取られた画像は、コントラストを有することもないし、この場合、コントラストは、画像処理方法によって付加的に強められ得るにすぎず、また、画像の明るさの著しい減少も生じさせることがないからである。
【０００３】
指示されるべき欠陥による光の偏光の変化を基礎とする暗視野法（ＥＰ‐Ａ‐０ ３８７ ９３０）は、しばしば透明な容器材料自体の場合に、生じる偏光の影響に起因して用いることができない。カメラの光軸が照明方向に対して直角に配置されるような別の暗視野法（ＥＰ‐Ａ‐０ ４２９ ０８６）は、幾何学的な境界条件のためにしばしば実現が困難であり、この方法にとっては、半透明な欠陥によって検出される散乱は、しばしば十分大きなものではない。
【０００４】
本発明の課題は、先に挙げられたような構造をもたない半透明な汚れおよび欠陥を識別することを可能とすることにある。
【０００５】
この課題は、本発明によれば、光源および検査されるべき対象物の間にコントラストパターンを配置し、コントラストパターンの、対象物を通して形成されたコントラストを調べることによって解決される。
【０００６】
わずかに散乱する半透明な材料は、光学的伝送作用を著しく変化させる。鋭い輪郭の映像は、これによって不鮮明となり、コントラストは弱められる。本発明による方法によれば、これは、透明な容器を半透明な散乱する欠陥に関して検査するために十分に利用される。コントラストパターンは、透明な領域と不透明な領域とからなり、これら２つの領域は、相互に鋭く区分けされて、コントラストパターンが後側から照明されるとき、最大の明るさの差異、よって最大のコトンラストが生ずる。本発明による方法によれば、かかるコントラストパターンだけが、光源および検査されるべき透明な対象物の間に配置され、それによって、検査されるべき対象物は、光路中において、コントラストパターンとカメラとの間に位置し、コントラストパターンは、透明な対象物を通して測定され、識別方法は、その他の点では、通常の明視野識別方法の場合と同様に実行される。画像処理の標準的な方法によって、カメラによって受け取られた画像は、そのコントラスト構造に関して分析される。半透明な欠陥がない場合、伝送作用は妨害されず、とりわけ、コントラストの強度は維持されたままである。それに対し、半透明な欠陥が存在する場合、この欠陥の領域内では、コトンラストの強度は減じられ、すなわち明るさの分配が一様になされる。というのは、パターンの透明な領域において明るさは弱められる一方、パターンの不透明な領域においては、明るさは強められるからである。これから生じる絶対コントラストのずれが欠陥として検出され得る。
【０００７】
指示され得る欠陥の最小のサイズは、実質上コントラストパターンの明および暗領域の幅に対応する。このとき、この幅は、再び光学系の解像度および対象物の透明な材料中における光の屈折による可能なゆがみに適合せしめられる。
【０００８】
好ましくは、カメラは、コントラストパターンが配置された平面上に焦点を合わせられる。この焦点合わせによって最大のコントラスト強度が得られる。
【０００９】
コントラストパターンおよび検査されるべき対象物の間の間隔が大きくなればなるほど、コントラストに対する散乱された欠陥の影響は、より強くなる。もちろん、この間隔が大きくなることによって、対象物の壁の材料中における屈折によるコントラストパターンの光学的なゆがみが増大する。この場合、適当な妥協が、個々の場合に応じて見出されなければならない。
【００１０】
対象物の壁の材料の厚さの変動は、カメラの像面内に形成されたコントラストパターンの画像に影響を与える。このような偏光は、光路中に配置された付加的なレンズと同様の作用をし、それによって一方では、コントラストパターンが歪められたものとして表され、他方、対応する像点に対する焦点合わせは失われてしまう。画像のコントラスト構造は、材料の厚さの変動が、半透明な欠陥の場合と同様、コントラストの減少によって確定され得るように、影響を及ぼされる。この方法によって、対象物の壁におけるエンボス構造がまた確定され得る。
【００１１】
本発明による方法によって、また不透明な欠陥が識別され得る。これはまた、コントラストの変化を生じさせる。しかしながら、この点では、公知の明視野識別法と比較し得る長所は存在しない。
【００１２】
本発明による方法は、すでに存在する検査装置内に組み込まれる。なぜなら、光源およびカメラは、すべて準備されているからである。この方法はまた、別の検査方法と組み合わせられる。そのために、コントラストパターンは、本発明による検査方法からだけ得られ、それは、そのとき与えられた光学条件の下でのみ明らかとなる。それは、その他のすべての検査方法に対しては目立たない。これは２つの検査方法の分光学的な分離によって可能となる。このためにコントラストパターンは、一定の材料から形成され、このとき、不透明な領域は、本発明による方法に対してのみ光線を遮る。不透明な領域は、たとえば、一定の波長に対してのみ不透明であり、この場合、コントラスト構造はこの波長に対してのみ測定される。実質上均一に照明されたバックグラウンド面を必要とする他の検査方法に関しては、異なるスペクトル範囲が、コントラストパターンの伝送が実質上均一となるように用いられる。
【００１３】
あるいは、検査方法の分離は、コトンラストパターンの個々の領域の異なる偏光によって、またなされ得る。本発明による方法に対して、偏光装置は、そのとき、偏光方向が暗領域に対して垂直となるように配置される。他方の検査方法は、このような偏光装置を用いずに実施され、それによって、コントラストパターンの表面全体は一様な明るさを有する。
【００１４】
本発明の実施例が、以下において図面を参照して説明される。
【００１５】
図１に示された実施例においては、清涼飲料瓶１０が底検査装置にさらされ、この検査装置には、清涼飲料瓶１０が、たとえば側部を把持するベルト対の間に保持され、搬送される。この搬送装置は、一般に知られており（ＥＰ‐Ａ‐０ １２４ １６４）、したがって、説明しない。清涼飲料瓶１０は、面状の光源１２によって下側からコントラストパターン１４を介して透過照明を受け、ＣＣＤカメラ１６によって清涼飲料瓶１０の開口を通して、清涼飲料瓶１０の底の画像を生じさせる。
【００１６】
コントラストパターン１４は、中心から放射状にのびる不透明な線条２０と、これらの線条の間に配置された透明な領域２１とからなる構成を有している。コントラストパターン１４は、上面に黒色の線条２０が接着されたガラスプレートからなっている。コントラストパターン１４は清涼飲料瓶１０の底の下側に同心的に配置される。
【００１７】
画像評価法が、ＣＣＤカメラ１６によって瓶の底の画像が点状に、２つの互いに直角な方向に沿って走査されるように実行される。各像点の明るさが測定され、隣接する像点の明るさとの比較によって明から暗への遷移および暗から明への遷移が測定される。このような遷移は、コントラストパターン１４の透明な領域２１および不透明な領域２０の間の境界の走査が、交差してなされるような場合、常に生じる。この遷移の個数および遷移の明るさのコントラストが記録され、明るさのコントラストが、たとえばグレーの２５６階調に分割される。半透明な散乱する汚れは、僅かな明るさの差異を伴う遷移に対するずれを生じさせる。それ故、半透明な散乱する汚れは、大きな明るさの差異を伴う遷移の個数、すなわち、より多数個のグレー階調が、しきい値に達しないことによって識別され得る。このしきい値は、前もって経験的に設定される。
【００１８】
図２に示された実施例によれば、清涼飲料瓶１０が側面から検査される。光源１２は、それに対応して大きな表面を有し、コントラストパターン１４は、図３に対応して水平かつ平行な線条２０、２１から形成される。コントラストパターン１４は、再び光源１２および清涼飲料瓶１０の間に配置される。画像評価法は、図１の場合と同様である。
【００１９】
図３には、コントラストパターン１４の例が示されている。一般的に、コントラストパターン１４を、検査されるべき対象物それ自体によって、できるだけわずかだけ変化せしめられるように選ぶことが、目的にかなっている。清涼飲料瓶の底は、普通、厚さの変動を有している。この変動は、中心から同心的に広がっている。このような厚さの変動は、レンズの場合と同様、図３ｅに基づく同心円から形成されたコントラストパターンを非常に著しく歪めるように作用する。図３ｆに基づく放射状のコントラストパターンは、それに対し実質上ほとんど歪められない。同様に、平らな側面をもつ清涼飲料瓶は、垂直な直線から形成されたパターンをその縁領域において著しく歪める。平行な水平直線から形成されたパターンは、これに対し実質上ほとんど歪められない。個々の場合に、適当なコントラストパターンが、必要な場合には、試験によって測定されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】透明な清涼飲料瓶の底における半透明な欠陥を識別するための装置を示した図である。
【図２】透明な清涼飲料瓶の側壁における半透明な欠陥を識別するための装置を示した図である。
【図３】コントラストパターンの例を示した図である。
【符号の説明】
１０ 対象物
１２ 光源
１４ コントラストパターン
１６ カメラ
２０ 不透明な領域
２１ 透明な領域

Claims (5)

1. 透明な材料から形成された清涼飲料瓶（１０）における散乱する材料、汚れ、沈殿物、損傷または表面の皮膜または材料の厚さの変動を識別するための方法であって、前記清涼飲料瓶（１０）が、光源（１２）およびカメラ（１６）によって検査され、このとき点状に走査され、コントラストパターン（１４）が、前記光源（１２）および検査されるべき前記清涼飲料瓶（１０）の間に配置されるようにした方法において、
   前記コントラストパターン（１４）の、前記清涼飲料瓶を通して形成されたコントラストが測定され、各像点の明るさが隣接する像点の明るさと比較され、
   前記測定された明るさの差異が、予め与えられた値以下となるような場合の個数がしきい値と比較されることを特徴とする方法。
2. 前記カメラ（１６）は、前記コントラストパターン（１４）の平面上に焦点を合わされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記コストラストパターン（１４）は、透明な領域（２１）と不透明な領域（２０）とを有し、これらの領域は、相互に鋭く区分けされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記不透明な領域（２０）は、一定の波長の光のみを遮断し、この波長の光が、前記清涼飲料瓶（１０）の検査のために使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記コントラストパターン（１４）は、第１および第２の領域を有し、これらの領域は、相互に鋭く区分けされ、異なる偏光特性を有し、前記２つの領域のうちの一方によって透過された光を遮断する偏光装置が使用されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。

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