JP4504750B2 - 瓶検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、瓶検査装置に関し、より詳細には、カメラを用いて瓶を検査し欠陥を検出する検査装置を有する機械に関する。
ガラス瓶の検査装置では、多種多様の検査が行われる。これらの検査のほとんどは、カメラ技術を用いて行われ、多くの場合、光源はＬＥＤマトリクスで構成されている。従来、垂直列の強度を、隣接する列の強度に対して変化させることによって、正弦波状又は三角形状の輝度パターンを得て、欠陥の識別が容易に行われていた。
本発明の目的は、このようなＬＥＤマトリクスを用いてガラス容器を検査する検査装置において、該ＬＥＤマトリクスによって瓶の高さを特定することができるようにすることである。
上記した目的を達成するために、本発明に係る、ＬＥＤマトリクス光源により瓶を照明して検査する瓶検査装置は、
検査位置において瓶を支持するコンベアと、
検査位置において瓶を検査する検査システムであって、
瓶の一方側に撮像面を有するカメラと、
瓶の他方側に複数の水平ＬＥＤ列を有し、カメラに向けて光を発するＬＥＤマトリクスと、
ＬＥＤの垂直列に対して強度の最大値及び最小値を有する垂直周期的強度パターンを規定し、検査対象の瓶の頂部に対向する垂直列中のＬＥＤの強度を、周期的強度パターンの最大値に設定するプロセッサと
を含む検査システムと
を備えていることを特徴としている。
上記した本発明に係る瓶検査装置において、一実施形態では、周期的強度パターンが三角形状パターンである。
本発明のその他の目的及び利点は、この明細書の以下の部分及び添付図面から明白となるであろう。なお、図面は、本発明の原理を組み込んだ、現時点における好適な実施形態を示している。
図１は、検査ステーションにおいて、瓶１０がコンベヤ１２によって支持されている状態を示している。三角形又は方形ＬＥＤマトリクスの形態の光源１４が、水平方向に瓶を通過するように光を発し、瓶を適宜のカメラ１６で撮像し、この画像をプロセッサ１８によって評価する。光源１４は、ＬＥＤの単一垂直列で概略表示しているが、実際には多数の垂直列がある。図１において、光源１４の全てのＬＥＤの強度は、同一であり、この状態を、等しい長さの強度矢印２０によって表している。なお、光源を規定する各ＬＥＤの強度は、プロセッサによって制御される。
図１において、瓶の上部の右にある矢印は、この領域においてカメラに撮像された光の強度を表す。瓶の頂部よりも上では、光強度は、光源から放出された光の強度に等しく、瓶の頂部から下では、短い強度矢印によって示されるように、透過してカメラに達する光の強度は、遥かに低くなる。
図２に制御アルゴリズムを示す。最初に、プロセッサは、設定モードにおいて、ＬＥＤマトリクスの中央列中の各ＬＥＤの強度を最大値に設定する（ステップ２２）。なお、中央列とは瓶の中央に対向する垂直列（垂直方向の列）であり、プロセッサは、どの垂直列が中央列か把握することができる。これは、検査ステーションにおける瓶の位置を、センサから直接又は間接的に突き止めることができ、その結果、プロセッサは、中央列を１又は複数の垂直列として把握することができる。
次に、瓶の高さを判定するために、プロセッサは、ＬＥＤのバンクを瓶の底面から上方に順次動作させる（ステップ２４）。各バンクは、例えば、４つの垂直方向に離間したＬＥＤとすることができる。この例では、最も低いバンクを最大強度で動作させ、上方に位置するバンク程、強度を弱める。そして、各バンクの撮像された光の強度傾斜を評価する。動作させたバンクが瓶の頂部と交差するときには、プロセッサの判定が、「バンクに沿って瓶の頂部を示す強度遷移があるか」という問い合わせ（ステップ２６）に対して肯定となり、プロセッサは、次いで瓶の頂部を特定するＬＥＤを示す（ステップ２８）。瓶の頂部を特定するＬＥＤからの光を矢印３８で示している。
その後、瓶を検査するために、周期的に変化する光強度を規定する。水平列における各ＬＥＤの強度は均一であるが、垂直列の強度を変化させる。理想的には三角形状、若しくは正弦波曲線で強度を変化させることによって、瓶の側壁における欠陥を識別することができる。図３は、ＬＥＤの垂直列について、周期的に繰り返す三角形状の強度変化４０を示している。１つの最大値から次の最大値までの垂直周期（又は、１つの最小値から別の最小値まで）は、所定数の垂直方向に延びるＬＥＤ列（例えば、１４）に対応する。開示した実施形態では、強度は、最大強度と最小強度との間で１４個のＬＥＤ毎に変化するが、最大強度と黒との間で変化させることも可能である。尚、図示の三角形状の強度パターンを得るためには、個々のＬＥＤ列の強度を調節する必要があり、これらのＬＥＤの設定値をメモリに格納し、プロセッサがこの三角形状の強度パターンを常に形成できるようにする。
再度図２を参照する。プロセッサは、ステップ２８から、上記したような周期的強度パターンの規定（ステップ３０）に進み、次いで、周期的強度パターンを垂直方向にシフトして、周期的強度パターン３２上の最大値が、瓶の頂部に対向するＬＥＤの強度となるようにする（ステップ３２）。図３において、矢印３８は、瓶の頂部に位置するＬＥＤからの光の強度を表している。
瓶が検査ステーションにおいてコンベヤに支持された状態を示す概略図であって、瓶が光マトリクスによって照明され、画像がカメラ・システムによって評価されることを示す図である。 図１に示した瓶に適用する光パターンを制御し分析するための動作を示すフローチャートである。 三角形状周期的輝度パターンを示す、図１と同様の図である。
符号の説明
１０ 瓶
１２ コンベア
１４ ＬＥＤマトリクスからなる光源
１６ カメラ
１８ プロセッサ
２０ 光強度を示す矢印

Claims (2)

  1. 瓶検査装置であって、
    検査位置において瓶を支持するコンベアと、
    検査位置において瓶を検査する検査システムであって、
    瓶の一方側に撮像面を有するカメラと、
    瓶の他方側に複数の水平ＬＥＤ列を有し、カメラに向けて光を発するＬＥＤマトリクスと、
    ＬＥＤマトリクスのＬＥＤの垂直列に対して発光強度の最大値及び最小値を有する垂直周期的強度パターンを規定するプロセッサであって、瓶の頂部を特定するＬＥＤを決定し、該決定されたＬＥＤの発光強度を垂直周期的強度パターンの最大値に設定するプロセッサと
    を含む検査システムと
    を備えていることを特徴とする瓶検査装置。
  2. 請求項１記載の瓶検査装置において、垂直周期的強度パターンが三角形状パターンであることを特徴とする瓶検査装置。
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