JPH01243193A

JPH01243193A - 容器符合検出方法とその認識方法

Info

Publication number: JPH01243193A
Application number: JP63069254A
Authority: JP
Inventors: Noboru Fujiwara; 昇藤原
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-09-27
Also published as: JPH0567987B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、びん等の透明または半透明な容器の底部に設
けられた型番や製造年月日などを表す符号を光学的に検
出する容器符号検出方法、及びその検出された符号を認
識する容器符号認識方法に関する。

「従来の技術」従来、この種の方法としては、例えば特公昭６１−１５
４７０号公報に開示されているように、びんの外底面の
円軌道上に細長い凸部による符号を放射等分線に沿って
設け、びんを静止したままあるいは回転させながら、投
光器と受光器とによって符号を上記円軌道に沿い反射式
に光学走査して検出するのが一般的であった。

「発明が解決しようとする課題」しかし、この方式では、びん底部の吹製時にできる吹き
上がりにより反射光の光路が変化したり、反射光の拡散
程度がまちまちであるため、検出率が安定しない。また
、光の透過率が大きい白生地のびんの場合、びんの内面
からの反射光も検出することになるため、Ｓ／Ｎ比が低
く、誤検出することが多く、びんの色によって適用範囲
が限定される等の問題もあった。

「発明の目的」本発明の目的は透過検出方式で、例えばびんの場合、そ
の底部の吹き上がりによる影響がなく、しかもＳ／Ｎ比
が非常に大きくて検出精度が高く、さらにびんの色調が
異なる場合でも、照射する光の明るさを調整することに
よって簡単に対応できるようにすることにある。

「課題を解決するための手段」このような目的を達成するため、本発明の符号検出方法
は、びん等の容器の底部に凸部による符号を設け、該凸
部を含む領域に光を照射して透過させ、該凸部によって
屈折された第１の透過光束及び凸部以外の部分を透過し
た第２の透過光束を同じ集光レンズによっそ集光し、そ
の集光された光束のうち第２の透過光束を、そのほぼ焦
点位置に設置された遮光体によって遮光して第１の透過
光束のみをフォトセンサに入射させ、該フォトセンサの
出力をデジタル処理して符号情報を得ることを要旨とす
る。

本発明の符号検出方法は次のようにして検出するのが好
ましい。

上記光源としてストロボ光源を用い、その光をびん等の
底部に閃光照射する。

上記遮光体の後段にスクリーンを配置して上記第１の透
過光束をこのスクリーン上に投影し、その像をイメージ
センサ（撮像素子）で検出する。

びん等の容器の位置を位置検出器で検出し、その検出信
号によって上記ストロボ光源を動作させる。

上記ストロ、゛ボ光源の動作中だけ上記イメージセンサ
からの出力を取込み、デジタル処理する。

また、本発明の符号認識方法は、上記イメージセンサの
画素出力をデジタル処理して各凸部の重心座標及び面積
を求め、所定面積範囲の複数の凸部の重心座標から仮想
円の中心座標を求め、この中心座標から重心座標までの
長さが所定範囲内の凸部のみを取り出して符号認識する
。

「作　　用」本発明の符号検出方法においては、びん等の底部に設け
られた符号を構成する凸部からの屈折光は、遮光体によ
って遮光されることなくフォトセンサよって検出される
が、それ以外の部分を透過した光は遮光体によって遮光
され、フォトセンサに検出されない。

ストロボ光源によって底部を閃光照射した場合には、凸
部全体からの光を一括して同時に検出でき、またびん等
の移動によってその検出像が流れることがない。この効
果は、びん等の位置を検出してそれと同時にストロボ光
源を動作させると、−層良くなる。さらに、ストロボ光
源の動作中だけイメージセンサからの出力を取込めば、
検出誤差が少なくなる。

スクリーン上に投影する場合には、位置精度に融通性を
もたせることができるとともに、光の乱れを吸収できる
。

また、本発明の符号認識方法によれば、符号を構成する
凸部以外の他の凸部によるデータを除去し、Ｓ／Ｎ比の
高い符号認識ができる。

「実　施　例」以下、本発明の実施例を同面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の概念図である。びん１は、
従来公知の方法で紙面に向かって前方または後方へ送ら
れ、符号検出位置であるテーブル２の円形の検出口２ａ
上に順次１個ずつ位置決めされる。そして、ここに位置
決めされたことかびん位置検出器３によって検出される
。

検出口２ａの上方には投光ヘッド（ストロボヘッド）４
が配置されている。この投光ヘッド４は、光ファイバ５
によって導かれてきたストロボ光源装置６からの光を拡
散レンズ７によって拡散光にして投光する。ストロボ光
源装置６は、びん位置検出器３がびん１を検出たびに、
それからのびん位置検出信号によって所定時間だけ閃光
する。投光ヘッド４からの拡散光はびん１の口部から底
部８に照射される。拡散レンズ７は、光ファイバ５の先
端カント面の凹凸による光の乱れを吸収して均一な光に
するため、複数枚のレンズを組み合わせて構成されてい
る。

びん１の底部８の外底面には、第２図に示すように符号
を構成する細長い凸部９がびん１の軸線を中心とする円
軌道Ｒに沿って配列して設けられ、全体として２値論理
符号体系になっている。すなわち、その符号は、底部８
の外底面上に、円軌道Ｒの中心０より一定の位相差をも
って放射する放射等分線Ｐを仮想し、これら放射等分線
Ｐ上に一定の長さの凸部９を形成するかしないかによっ
て体系づけられている。図の例では、１６等分されてい
る。

第１図において、投光ヘッド４からの拡散光は、全ての
凸部９を含む広さをもってびん１の口部から底部８に所
定時間だけ照射され、該底部８を透過する。その際、凸
部９では屈折されて第１の透過光束り、となり、それ以
外のフラットな部分ではほぼ真っ直ぐ透過して第２の透
過光束Ｌ２となる。

検出口２ａの下方には集光レンズＩＯが配置され、透過
光束り、、Ｌ２はこの集光レンズ１０によって〜７− 集光される。この場合、第２の透過光束Ｌ２は第１の透
過光束Ｌ２に比べて焦点距離が短い。そこで、第２の透
過光束Ｌ２を集光後に遮光するため、第２の透過光束Ｌ
２のほぼ焦点位置においてフィルタ１１上に円板状の遮
光体１２が付着されている。

集光レンズ１０で集光された第２の透過光束Ｌ２はこの
遮光体】２に当たって遮光されるが、集光レンズ１０で
集光された第１の透過光束り、は、遮光体１２に当たる
ことなくフィルタ１１をそのまま透過する。

フィルタ１１の直下には結像レンズ１３、さらにその下
方にはスクリーン１４が配置され、フィルタ１１を透過
した第１の透過光束Ｌ１は、結像レンズ１３の作用によ
ってスクリーン１４上に凸部９の平面形状と相似な像（
凸部に対応する部分が明るく、それ以外の部分が暗くな
るもので、以下には明るい部分をマークという）を結ぶ
。底部８のフラットな部分を透過した第２の透過光束Ｌ
２は、凸部９で屈折された第１の透過光束Ｌ１に比べて
屈折角の差が１０度以上もあるため、遮光体１２による
遮光性（空間フィルタ作用）が良く、スクリーン１４上
には凸部９に対応する明瞭な像が得られる。また、集光
レンズ１０の焦点深度を深くとれば、びん１の底部８の
吹き上がりによる像のボケを小さくできる。

スクリーン１４上の像（マーク）からの光はミラー１５
を反射してＣＣＤカメラ１６に入光し、該カメラ１６内
のマトリックス型ＣＣＤイメージセンサ１７によって検
出される。ＣＣＤカメラ１６からの映像信号は、ストロ
ボ光源装置６が上記のように所定時間だけ動作してそれ
から画像取込み信号が出力されている間だけ、ＣＰＵを
含む画像処理装置１８に取込まれる。すなわち、びん位
置検出器３からのびん位置検出信号によってストロボ光
源装置６が動作開始すると、該ストロボ光源装置６から
画像取込み信号が出力され、この信号が画像処理装置１
Ｂに入力されると、該画像処理装置１８から同期信号が
出力される。この同期信号はストロボ光源装置６及びＣ
ＣＤカメラ１６へ入力され、Ｃ，ＣＤカメラ１６の映像
信号は、ストロボ光源装Ｗ６の閃光開始時点より所定時
間後からその閃光終了時点より所定時間前までの光量が
一定な一定時間中だけ画像処理装置１８に取込まれ、そ
れ以外は遮断される。従って、びん１の移動により像が
流れるとか、外部光により乱されるようなことがない。

画像処理装置１８に取込まれた映像信号は次のようにデ
ジタル処理されると同時にモニタ用デイスプレィ装置１
９の画面上に写し出される。第３図は画像処理装置１８
のハードウェア構成のブロック図である。

そこで、次には画像処理装置１Ｂによる画像処理の手法
について説明する。第４図はそのフローチャートで、先
ずステップ５１においてＣＣＤイメージセンサ１７の各
画素出力が、ストロボ光源袋Ｗ６からの画像取込み信号
によって画像処理装置１８に取込まれ、ＣＰＵ２０の処
理によりマークが「１」、ノーマークが「０」として２
値化され画像メモリ（ＲＡＭ）２１に記憶される。

そこで、ステップ５２において、画像メモリ２１に記憶
されているデータから、演算用メモリ２２を使用して論
理「１」となっている画素が所定の個数（闇値）以上集
合しているマークだけ取り出し、その集合している画素
数、つまり面積を求めるとともに、その取り出した各マ
ークの平面上での重心座標を求める。今、このような処
理によってデイスプレィ装置１９の画面上に写し出され
た映像が第５図に示すようなものとする。ここに表れて
いるマークを、面積の大きい順にＭ、、Ｍ２．Ｍ３・・
・・・・Ｍ　１２とすると、Ｍ２〜ＭＩＩが符号を構成
するマークで、ＭｌとＭ、２は雑像（Ｍ、は社標などの
図形による像、Ｍ　１２は闇値を小さくしたために生じ
た像）である。

次に、ステップ５３において、面積が所定の上限値以上
のマークを除去する。これによって、大きい雑像である
Ｍ、は除去される。

この後、ステップ５４において、残ったマークについて
面積の大きい方から例えば７個のマークを選び、そのう
ちの座標位置が一番隔たっている３個のマークを抽出す
る。図の例ではＭ２とＭ６とＭｅが抽出される。

次に、ステップ５５において、上記のように抽出した３
個のマークの重心を通る仮想円の中心座標を求めた後、
ステップ５６において、各マークの重心から仮想円の中
心までの長さを求め、その長さが所定範囲外のマークは
除去する。これによって、雑像であるＭ１□は除去され
、符号を構成するマークＭ２〜ＭＩＩだけが残る。

次いで、ステップ５７に進み、残ったマークについて隣
接する両マークが仮想円の中心に対してなす角度を求め
る。この後、ステップ５８では、ステップ５７で求めた
角度のうち最小設定角度よりも小さいものを除去する。

このようにすると、上記面積の闇値を大きくしたとき、
符号を構成している１個のマークが上記ステップ５２〜
５７において分断処理されるような場合が生じるが、こ
れをステップ５８で補償できる。

最後に、１周分の隣接するマークの角度データを識別の
ための数値（型番）に変換する。上記のような一連の処
理は、びん１が検出口２ａに１個ずつ位置決めされてス
トロボ光電装Ｗ６が閃光するたびに行われる。

なお、符号を構成する凸部９の外側に社標などによる凸
部がある場合には、それを検出対象から除外するため、
上記ステップ５１に入る前に次のように事前に検出領域
の初期設定をすることが好ましい。

すなわち、サンプルびんを検出口３に置き、その底面の
像をデイスプレィ装置１９の画面上に写し出しながら、
第６図に示すように凸部９の円軌道の仮想円の中心０′
を求め、この中心０′から凸部９の外端を結ぶ半径ｒｌ
よりやや大きい半径ｒ２を選ぶ。そして、この半径ｒ２
を閾値としてその領域内の凸部についてだけ第４図に示
したフローに従い画像処理を行う。

また、上記実施例では、ストロボ光源装置６を使用して
びん１の底部８に閃光照射するようにしたが、ＣＣＤカ
メラ１６としてシャッタ付きのものを使用し、そのシャ
ッタの動作によって透過光を所定時間だけ検出するよう
にしても良い。この場合、光源は通常のランプで良い。

さらに、上記ではストロボ光源装置６を使用して所定時
間だけ光を照射し、また多数のフォトセンサをマＩ−リ
ノクス配列したＣＣＤイメージセンサ１７を使用し、一
定時間だけ映像信号を取込んで符号検出・数値変換した
が、光を照射しなからびん１を回転させ、その回転円周
上の所定位置に定置した単一のフォトセンサにより全符
号（凸部）を走査し、またはびん１を静止しフォトセン
サを回転させて符号検出することもできる。また、本発
明の方法は、びん底部に付着したガラス片や異物、さら
に泡や底偏肉等のびん底部の欠陥を検出するびん検査に
も応用できる。

また、画像処理として個々のマークの形状に着目すれば
、符号を構成する凸部はドツト状のものがあっても構わ
ない。

さらに、本発明はびん以外の他の透明または半透明な容
器にも適用できる。

［発明の効果Ｊ以上述べたところから明らかな通り、本発明の符号検出
方法によれば次のような効果がある。

■　凸部によって屈折された第１の透過光束及び凸部以
外の部分を透過した第２の透過光束を同じ集光レンズに
よって集光し、その集光された光束のうち第２の透過光
束を、そのほぼ焦点位置に設置された遮光体によって遮
光して第１の透過光束のみをフォトセンサに入射させる
ため、Ｓ／Ｎ比が非常に大きく検出精度の高い結果が得
られる。

■　びん等の底部からの透過光を検出するため、集光レ
ンズの焦点深度を深くとれば、びん等の底部の吹き上が
りによる像のボケを小さくでき、検出精度を上げること
ができる。

■　びん等の色調が異なる場合でも、投光手段の明るさ
を調整することにより、容易に対応できる。

■　ストロボ光源によって底部を閃光照射した場合には
、凸部全体からの光を一括して同時に検出でき、またび
ん等の移動によってその検出像が流れとか、外部光によ
り乱されるようなことがない。この効果は、びん等の位
置を検出して＝　１５− それと同時にストロボ光源を動作させると、−層良くな
る。さらに、ストロボ光源の動作中だけイメージセンサ
からの出力を取込めば、検出誤差が少なくなる。

■　スクリーン上に投影する場合には、位置精度に融通
性をもたせることができるとともに、光の乱れを吸収で
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は概念図、第２図
はびん底部の外底面に設けられた凸部による符号体系図
、第３図はブロック図、第４図はフローチャート、第５
図は検出された画像図、第６図は凸部検出の闇値設定の
手法を説明する説明図である。１・・・・・・びん、２・・・・・・びん位置検出器、
４・・・用投光ヘンド、８・・・・・・底部、９・・・
・・・凸部、１ｏ・・・・・・集光レンズ、１２・・・
・・・遮光体、Ｌｌ・・・・・・第１の透過光束、Ｌ２
・・・・・・第２の透過光束、１７・・・・・・ＣＣＤ
イメージセンサ。第４図牙５図手続補正書昭和６３年４月２５日特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 ■、事件の表示特願昭６３−６９２５４号２、発明の名称容器符号検出方法とその認識方法３、補正をする者事件との関係　　特許出願人東洋ガラス株式会社４、　代　　　理　　　人　　　　。 ■１０５　　東京都港区新橋−丁目１８番１１号　−松
ビルア、補正の内容（１）明細書第７頁第１３行の「ｌ拡散レンズ７によっ
て拡散光」を１調光レンズ７によって調光」と補正する
。（２）同書同頁第１５行の「検出たびに」を「検出する
たびに」と補正する。（３）同書同頁第１７行の「拡散」を削除し、同頁第１
８行の「拡散レンズ」を「調光レンズ」と補正する。（４）同書第８頁第１２行の「拡散」を削除する。（５）同書第９頁第２行の「距離」を「位置」と補正す
る。（６）同書第１１頁第１６〜１７行の「マークが「１」
、ノーマークが「０」として」を削除する。

Claims

【特許請求の範囲】１、びん等の容器の底部に凸部による符号を設け、該凸
部を含む領域に光源から光を照射して透過させ、該凸部
によって屈折された第１の透過光束及び凸部以外の部分
を透過した第２の透過光束を同じ集光レンズによって集
光し、その集光された光束のうち第２の透過光束を、そ
のほぼ焦点位置に設置された遮光体によって遮光して第
１の透過光束のみをフォトセンサに入射させ、該フォト
センサの出力をデジタル処理して符号情報を得ることを
特徴とする容器符号検出方法。２、前記光源としてストロボ光源を用い、その光をびん
等の底部に閃光照射することを特徴とする請求項１記載
の容器符合検出方法。３、前記遮光体の後段にスクリーンを配置して前記第１
の透過光束をこのスクリーン上に投影し、その像をイメ
ージセンサで検出することを特徴とする請求項１または
２記載の容器符号検出方法。４、びん等の容器の位置を位置検出器で検出し、その検
出信号によって前記ストロボ光源を動作させることを特
徴とする請求項２または３記載の容器符号検出方法。５、前記ストロボ光源の動作中だけ前記イメージセンサ
からの出力を取込み、デジタル処理することを特徴とす
る請求項４記載の容器符号検出方法。６、前記イメージセンサの画素出力をデジタル処理して
各凸部の重心座標及び面積を求め、所定面積範囲の複数
の凸部の重心座標から仮想円の中心座標を求め、この中
心座標から重心座標までの長さが所定範囲内の凸部のみ
を取り出して符号認識することを特徴とする容器符号認
識方法。