JP4429177B2 - 透明容器の欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、透明（半透明を含む）容器の検査部分をカメラで撮像し、その電子化画像を解析して検査部分に存在する欠陥を検査する透明容器の欠陥検査方法及び装置に関する。

透明容器の口部には、キャップで閉じるためのねじ山部や補強のための鍔部などの突部が設けられているため、口部に存在する欠陥の検査は概して容易ではなく、特に、ねじ山部の内部や鍔部の内部に生ずる小さい気泡や異物や小さい欠けなどの小さい欠陥は、精度の高いカメラを用いても、欠陥画像として識別できる程度にはなかなか現れないものである。

特許文献１（特開２００１−３１１６９８号公報）には、透明容器であるプリフォームのねじ山を有する口部を検査する方法が開示されている。この検査方法は、プリフォームの口部内に円筒形の光拡散板を挿入するとともに、光源からの光を導く光ファイバの先端部をこの光拡散板内に挿入して、プリフォームの口部内から拡散光を照射して外方へ透過させる。又は、円錐形の外周面が光拡散面となっているホルダをプリフォームの口部内に挿入して、このホルダでプリフォームを真空吸引により保持し、プリフォームの底部下方の光源から光を照射して底部を透過させ、更にホルダの外周面で拡散してその拡散光を口部外方へと透過させる。そして、口部の内側からの透過光をＣＣＤカメラに入光させて撮像する。

その撮像された画像を検査するに当たり、ねじ山部とベントスロットの境界部分にあるねじ立ち上がり部を検査領域から除外するため、ねじ山部に対してほぼ直交する走査線を順次走査し、一の走査線において始めから所定の走査線だけ戻った検査領域を除外し、更に、ねじ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなった後に、初めてねじ山部に対応した明度を有する画素を検出したときに、当該走査線から所定の走査線数だけ進んだ検査領域を除外する。

しかし、この方法では、プリフォームの口部内に、円筒形の光拡散板及び光ファイバの先端部を挿入するか、又は、真空吸引するホルダを挿入しなければならず、多数のプリフォームを流れ作業で次々と連続的に検査しようとする場合、作業性が悪く所要時間が長くなる。

また、ねじ山部とベントスロットの境界部分にあるねじ立ち上がり部を検査領域から意図的に除外してしまうため、この部分に存在する欠陥は全く検査できない。更に、個々のねじ山部の境界線及びベントスロットの境界線がＣＣＤカメラの撮像画像に鮮明に現れないと、上記のような検査領域の除外そのものの精度に大きく影響するため、光学上及び画像処理上、高度の技術を要する。
特開２００１−３１１６９８号公報

本発明の課題は、透明容器の検査部分、例えば口部に存在する欠陥を、ねじ山部や鍔部などの突部、並びにベントスロット等の凹部が有っても、画像解析上これらに影響されずに容易に、しかも流れ作業の作業性が高く効率良く検査することができる透明容器の欠陥検査方法及び装置を提供することにある。

本発明者は、透明容器の口部に光を照射してその透過光から欠陥を検査する場合、ねじ山部や鍔部などの突部による影、並びにベントスロット等の凹部による影が、欠陥画像と紛らわしくすることに着目し、これらによる影が出にくくすることで、上記の課題を達成できる本発明を見出したものである。

すなわち、本発明は、透明容器の検査部分に向かって後方の拡散光源から光を照射し、その透過光を前方のカメラに入光させ、該カメラの電子化画像を解析して検査部分に存在する欠陥を検査する透明容器の欠陥検査方法であって、後方の拡散光源からの光を、検査部分に入光する範囲について減光フィルタにて減光することを特徴とする。

本発明の方法は、次のようにすることが好ましい。
後方の拡散光源の左右両側に補助拡散光源を配置し、これら補助拡散光源からの光も透明容器の検査部分に向かって照射する。又は、後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射する拡散反射手段を配置し、これら拡散反射手段からの反射光も透明容器の検査部分に向かって照射する。

拡散光源からの光を透明容器の前方で拡散反射手段にて反射させ、その反射光も透明容器の検査部分に照射する。又は、透明容器の検査部分に向かってその前方の拡散補助光源からも光を照射する。検査部分としては、ねじ部のある口部に限らず、凹凸のある胴部や底部などの他の部分でも構わない。

また、本発明の装置は、透明容器の検査部分に向かって後方の拡散光源から光を照射し、その透過光を前方のカメラに入光させ、該カメラの電子化画像を解析して検査部分に存在する欠陥を検査する装置であって、後方の拡散光源の前側に、それからの光を検査部分へ入光する範囲について減光する減光フィルタを設置したことを特徴とする。

本発明の装置は、次のようにすることが好ましい。
後方の拡散光源の左右両側に、透明容器の検査部分に向かって光を照射する補助拡散光源を配置する。又は、後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射して透明容器の検査部分に向かって照射する拡散反射手段を配置する。

拡散光源からの光を透明容器の前方で反射させ、その反射光を透明容器の検査部分に照射する反射板を配置する。又は、透明容器の検査部分に向かってその前方から光を照射する前方の拡散補助光源を設置する。

後方の拡散光源としては、蛍光管の前側に拡散透過板を設置し、この拡散透過板の表面に減光フィルタを付設したものでよい。

本発明によれば、後方の拡散光源からの光を、透明容器の検査部分、例えば口部に入光する範囲について減光フィルタにて減光するので、ねじ山部や鍔部などの突部による影、並びにベントスロット等の凹部による影を薄くして欠陥画像との紛らわしさを低減し（濃度差を大きくする）、ねじ山部の内部や鍔部の内部に生ずる小さい気泡や異物や小さい欠けなどの小さい欠陥の検査精度を向上させることができる。また、高度の画像処理技術を用いなくとも、欠陥の有無を容易に判断できる。

請求項２及び請求項８に係る発明のように、メインの光源である後方の拡散光源の左右両側に補助拡散光源を配置し、これら補助拡散光源からの光も透明容器の検査部分に向かって照射したり、請求項３及び請求項９に係る発明のように、後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射する拡散反射手段を配置し、これら拡散反射手段からの反射光も透明容器の検査部分に向かって照射したり、請求項４及び請求項１０に係る発明のように、拡散光源からの光を透明容器の前方で反射板にて反射させ、その反射光も透明容器の検査部分に照射したり、請求項５及び請求項１１に係る発明のように、透明容器の検査部分に向かってその前方の拡散補助光源からも光を照射すると、ねじ山部や鍔部などの突部による影、並びにベントスロットによる影、特にねじ山部とベントスロットの境界部分による影（後方の拡散光源からの光による影）を、後方以外からの光で更に薄くして検査精度の一層の向上が図れる。

請求項１２に係る発明のように、後方の拡散光源は、蛍光管の前側に拡散透過板を設置し、この拡散透過板の表面に減光フィルタを付設することにより、簡単に構成できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図４は、透明容器の口部の欠陥を検査する場合の適用例（実施例１）を示す。透明容器１は、図示しない回転台上に所定の間隔をおいて順次載置され、回転台の軸心Ｏを中心に回転することにより、軸心Ｏを中心とした公転軌跡線Ｒ上を所定の間隔を保持したまま検査位置Ｐに送られて来る。そして、自転しながら本欠陥検査装置で検査される。

検査位置Ｐの後方で公転軌跡線Ｒの内側には、横長のメインの拡散光源２が設置されている。この拡散光源２は、検査位置Ｐを通る仮想の接線と平行となるように、検査位置Ｐの左右両方に延びており、拡散光源２の両端には、左右の補助拡散光源３が拡散光源２と直角にして配置されている。これら拡散光源２及び補助拡散光源３からの拡散光は、検査位置Ｐに来た透明容器１の口部１ａに向かいその上下両方にも拡がって行く。

拡散光源２は、図３に示すように複数本の蛍光管４を上下平行に設置し、その後側に背面反射板５を配置する一方、前側に乳白色アクリル板等の拡散透過板６を配置したもので、定照度コントール機能付きである。そして、この拡散透過板６の表面に、減光効果のあるフィルム等の減光フィルタ７が、拡散透過板６の左右のほぼ全長にわたって付着され、更にその上からこれを挟んで保護するために、透明アクリル板等による透明保護板８も付着されている。減光フィルタ７は、図４に示すように透明容器１の検査部分となる口部１ａの範囲だけ減光するような幅員となっている。なお、蛍光管４に換えて発光ダイオード等の他の発光体を用いてもよい。

一方、検査位置Ｐの前方で公転軌跡線Ｒの外側には、拡散反射手段である左右の拡散反射板（又は拡散反射器）９が配置されている。これら拡散反射板（又は拡散反射器）９は、図２に示すように主に後方の拡散光源２からの光を反射して、その反射光を透明容器１の口部１ａに向かって左右斜め前方から照射するもので、互いに逆向きに傾斜している。

検査位置Ｐの前方には、透明容器１の口部１ａを電子化画像として撮像するカメラ１０が設置されている。カメラ１０には、リモートアイレスレンズ１２が付設されている。

本欠陥検査装置はこのように構成されているので、後方の拡散光源２からの拡散光は、透明容器１の検査部分である口部１ａ以外の部分にも照射されるが、口部１ａに対しては、減光フィルタ７で減光されて入光して口部１ａを透過するため、口部１ａにねじ山部や鍔部などの突部、更にはベントスロットが設けられていた場合、これらによる影は薄くなる。また、左右の補助拡散光源３からの拡散光が左右両方から、更に前方の左右の拡散反射板９（又は拡散反射器）からの拡散反射光が斜め前方から照射されるので、上記による影はより薄くなり、透明容器１自体が透明であるため、カメラ１０の電子化画像では、輪郭もはっきりしないぼやけた薄い像となる。これに対して、口部１ａに気泡や異物（特に、不透明異物）や欠けなどの欠陥があった場合、その欠陥部分では光の屈折や減光が集中して生ずるため、濃度の濃い画像として現れる。従って、カメラ１０の電子化画像では、口部１ａの欠陥部分のみが、きわだって濃く現れるので、そのサイズが小さくとも（例えば、０.５ｍｍφ以下）、また、ねじ山部や鍔部などの突部の内部に有っても、画像解析は容易である。

図５に示す実施例２は、実施例１における左右の補助拡散光源３に換えて、左右の拡散反射板（又は拡散反射器）１３を後方の拡散光源２の左右両端に配置したもので、これら拡散反射板（又は拡散反射器）１３は、拡散光源２からの光を反射し、その反射光を被検査物１の検査部分に向かって左右両方から照射する。

図６に示す実施例３は、前方の左右の拡散反射板（又は拡散反射器）９に換えて、前方の拡散補助光源１４をカメラ１０と検査位置との間に設置し、カメラ１０は、この拡散補助光源１４の開口部１４ａを通じて被検査物の検査部分を撮像するようにしたものである。この拡散補助光源１４は、開口部１４ａが有っても被検査物に対して均一の光量で照射できるように、凹面を有している。

図７に示す実施例３は、前方の左右の拡散反射板（又は拡散反射器）９に代えて、前方のリング状拡散光源１５を用い、その開口部１５ａを通じて被検査物の検査部分を撮像するとともに、後方のメインの拡散光源２の左右両端に左右の拡散反射板（又は拡散反射器）１３を配置したものである。

図８に示す実施例５は、メインの拡散光源２とカメラ１０の配置関係を、公転軌跡線Ｒを基準として上記の実施例１〜４とは逆にしたものである。すなわち、メインの拡散光源２を公転軌跡線Ｒの内側に設置する一方、カメラ１０を公転軌跡線Ｒの外側に設置し、また、左右の補助拡散光源３又は拡散反射板（又は拡散反射器）１３をメインの拡散光源２から離して公転軌跡線Ｒの外側に設置し、更に、実施例１と同じような拡散反射板（又は拡散反射器）９を公転軌跡線Ｒの外側に設置したものである。

上記の実施例では、減光フィルタを後方の拡散光源２に対してのみ設けたが、その他の拡散光源及び拡散反射板（又は拡散反射器）に設けてもよい。また、本発明は、透明容器のねじ部のある口部に限らず、凹凸のある胴部や底部などの他の部分の欠陥の検査にも適用できる。

本発明の実施例１を示す平面図である。 その一部の平面図である。 その側面図で、後方の拡散光源は断面で示す。 同じくカメラを除いた正面図である。 本発明の実施例２を示す平面図である。 本発明の実施例３を示す平面図である。 本発明の実施例４を示す平面図である。 本発明の実施例５を示す平面図である。

符号の説明

Ｏ 回転台の軸心
Ｐ 検査位置
Ｒ 公転軌跡線
１ 透明容器
１ａ 口部
２ 後方の拡散光源
３ 左右の補助拡散光源
４ 蛍光管
５ 背面反射板
６ 拡散透過板
７ 減光フィルタ
８ 透明保護板
９ 前方の拡散反射板（又は拡散反射器）
１０ カメラ
１２ リモートアイレスレンズ
１３ 左右の拡散反射板
１４ 前方の拡散補助光源
１４ａ 開口部
１５ リング状拡散光源
１５ａ 開口部

Claims (11)

1. 透明容器のうちねじ山を有する口部に向かって後方の拡散光源から光を照射し、その透過光を前方のカメラに入光させ、該カメラの電子化画像を解析して前記口部に存在する欠陥を検査する方法であって、前記口部の縦幅とほぼ等しい縦幅を有する減光フィルタによって、前記拡散光源から前記口部を透過して前記カメラに入光する光を減光することを特徴とする透明容器の欠陥検査方法。
2. 後方の拡散光源の左右両側に補助拡散光源を配置し、これら補助拡散光源からの光も透明容器の前記口部に向かって照射することを特徴とする請求項１に記載の透明容器の欠陥検査方法。
3. 後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射する拡散反射手段を配置し、これら拡散反射手段からの反射光も前記口部に向かって照射することを特徴とする請求項１に記載の透明容器の欠陥検査方法。
4. 拡散光源からの光を透明容器の前方で拡散反射手段にて反射させ、その反射光も前記口部に照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明容器の欠陥検査方法。
5. 透明容器の前記口部に向かってその前方の拡散補助光源からも光を照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明容器の欠陥検査方法。
6. 透明容器のうちねじ山を有する口部に向かって後方の拡散光源から光を照射し、その透過光を前方のカメラに入光させ、該カメラの電子化画像を解析して前記口部に存在する欠陥を検査する装置であって、前記拡散光源の前側に、前記口部の縦幅とほぼ等しい縦幅を有し、前記拡散光源から前記口部を透過して前記カメラに入光する光を減光する減光フィルタを設置したことを特徴とする透明容器の欠陥検査装置。
7. 後方の拡散光源の左右両側に、透明容器の前記口部に向かって光を照射する補助拡散光源を配置したことを特徴とする請求項６に記載の透明容器の欠陥検査装置。
8. 後方の拡散光源の左右両側に、それからの光を反射して透明容器の前記口部に向かって照射する拡散反射手段を配置したことを特徴とする請求項６に記載の透明容器の欠陥検査装置。
9. 拡散光源からの光を透明容器の前方で反射させ、その反射光を透明容器の前記口部に照射する拡散反射手段を配置したことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の透明容器の欠陥検査装置。
10. 透明容器の前記口部に向かってその前方から光を照射する前方の拡散補助光源を設置したことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の透明容器の欠陥検査装置。
11. 後方の拡散光源は、蛍光管の前側に拡散透過板を設置し、この拡散透過板の表面に減光フィルタを付設していることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の透明容器の欠陥検査装置。

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