JPH01316647A - 容器検査方法 - Google Patents

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〕 この発明は、ガラス瓶などの容器ねじ部の欠陥（欠け、
ひび、汚れ等）の検査方法に関する。

〔従来の技術〕

以下、主として容器がガラス瓶である場合について睨明
する。

ガラス製の瓶口全封止する方法としては、王冠キャップ
を用いる方法とねじ式中ヤツプを用いる方法とがある。

このうち王冠午ヤツプを用いる方法は、開栓の際に栓抜
きを必要とすることがら使用者にとって不便であり、近
年ではねじ式キャップを用いる方法が多く用いられてい
る。特に、最近では清涼飲料水などの小型瓶が増え、そ
の小型瓶の殆どでねじ式キャップが用いられている。

従来、ガラス瓶の瓶口を検査する方法としては、以下の
ような方法が提案されている。その代表的な例を第１２
図、第１３図に示す。

第１２図は王冠キャップ用の瓶ロ′ｔ−検査するための
方法の１つで、照明装［３により照らされた瓶１を斜め
上方から撮像装置４でとらえる。その時のＩＩ！ＩＩ像
は同図（ｂ）のようになるが、ここでは瓶口の形状が瓶
の中心軸に関して対称であることを利用し、瓶の中心軸
に関して対称な画素（斜線部参照）の信号を比較する事
により欠陥を検出する。

第１３図は、ねじ式キャップ用の瓶口全検査するための
方法の１つである。この方法では照明装置１１３により
瓶１を側面から照らし、瓶の天面から１次元の撮像素子
を２組（４１，４２）用いて撮像する。ねじ式キャップ
用の瓶では、ねじ端部分（瓶の天面に近いねじの始まり
部分゛）が欠陥部分と同様に光を散乱させることから、
ねじ端部分の信号と欠陥部分の信号とを分離して瓶の良
、不良を判定する必要がある。撮像装置のうちの１組は
このねじ端部分の信号を除くために使用されている。そ
して、もう１組の撮像装置により欠陥を検出するように
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来技術では、次のような
問題がある。

１）第１２図の方法では、ねじ式キャップ用の瓶？：検
査することができない（ねじ端部を欠陥と誤認する可能
性大）。

２）第１３図の方法では、瓶の天面から天面および側面
（ねじ部）の欠陥１に！！Ｉ！出するものであるため、
ねじ部の天面から比較的離れた部分にある欠陥の検出が
難しくなる。

したがって、この発明はねじ部の影響を受けることなく
確実に欠陥の有無を判定することが可能な検査方法を提
供することを目的とする。

〔線層を解決するための手段〕

ねじ部を有する容器と該ねじ部を撮像する撮像装置とｔ
−相対的に回転させ、撮像装置ｍにて撮像されるねじ部
の１１！ｌＩ像信号を処理して容器の良否を判定すべく
、撮像されたねじ部全周の画像信号を周方向に微分（ま
たは差分）して２値化した後、ねじ部の中心軸方向に沿
って周方向の軸上に投影して投影パターンを抽出し、該
投影パターンの特徴思から容器の良否判定を行う。

〔作用〕

その要点は、次の３点である。

１）容器を容器ねじ部の周方向に回転させながら撮像す
ることにより、容器ねじ部全周の原ＷＪ儂を得ておき、
この容器ねじ部全周の原−ｍを容器ねじ部の周方向に微
分する。この際、容器ねじ部の中心軸付近では、ねじ山
はほぼ容器ねじ部の周方向に平行であることから、ねじ
山による信号は比較的小さく、ねじ端部分と欠陥部分に
よる信号は比較的大きくなる。そこで、ねじ山の信号金
除くために微分Ｉｌ！！Ｉ像ｔ−適当なしきい値で２値
化し、ねじ端部分と欠陥部分だけの信号が現れる画像を
得る。

２）次に上記１）で得られた微分２値化画像の各画業の
信号値を容器ねじ邪の中心軸方向に投影する（すなわち
、容器ねじ部の中心軸方向に、谷列毎の画素の信号値を
積算する。）。

３）上記２）の投影パターンと、あらかじめ与えられる
ねじ端部分の投影パターンの特徴（信号ブロックの数１
幅、高さなど）とを比較して欠陥の有無、すなわち容器
のねじ部の良、否を判定する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示すフローチャート、第２
図はこの発明の他の実施例を示すフローチャート、第３
図は画像の取り込み態様ｔ−ａ明するための説明図、第
４図は容器と撮像！！置との関係を円くす概要図、第５
図は１ｉｉｉｔ像の取り込み範囲を説明するための説明
図、第６図は原ｌ＃像、微分２値化園像および投影パタ
ーンを説明するための説明図、第７図は微分オペレータ
の具体例を示す構成図である。

以下、これらの図をＳ照して説明する。

容器（瓶）と撮像装置との関係は＠４図のように、瓶１
に対しランプ３ａと拡散板３ｂをその側面に配置し、こ
の瓶１をはさむ照明装置３と反対側の斜め上方に撮像装
置４を配置する。撮像装置４は集光レンズ４ａと１次元
、又は２次元に配列した撮像素子（例えばｅｃＤ：固体
撮像素子）４ｂで構成される。この様にすると、撮像装
置４で撮像される［１ｉＩＩ像は第５図のようになるの
で、この画像の中で瓶の中心軸付近数列の１！！ＩＩ像
７を検査に使う様にすれば、瓶の中心軸付近ではねじ山
は瓶の周方向に略平行となる。そして、瓶を周方向に回
転させ、瓶口全周について中心軸付近数列の画像をディ
ジタルメモリ等に取り込むと、例えば第６図＜ａ＞のよ
うな画像が得られる（瓶口を周方向に展開した画像が得
られる。）。なお、ここ迄が第１図の■−２までのステ
ップに相当する。

次に、図ボされない処理装置により第６図（ａ）の如き
０！ｌ１ｇ１に対し、飼えば第７図（ａ）、（ｂ）１（
Ｃ）のような公知の微分オペレータを用いて瓶の周方向
に微分（または差分てもよい）を行い、これ’を適当な
しきい値で２値化すると、第６図（ｂ）のようにねじ山
部分は消え、ねじ端部分と欠陥部分の信号８．Ｆが残る
（第１図■寡照）。ここで、ねじ端部分の信号Ｓと欠陥
部分の信号Ｆを分離するために、第６図（ｂ）のｌＩ！
ＩＩｇＩヲ瓶の中心軸方向に投影すると、第６図（Ｃ）
のような投影パターンｐ１ｔ　Ｐ２が得られる（第１図
■参照）。

つまり、被検査瓶が良品である場合には１つの信号ブロ
ックしか存在しないが、被検査瓶が欠陥部である場合は
２つ以上の信号ブロックが存在するので、信号ブロック
数を計数することにより被検査瓶の良、否を判定するこ
とができる（第１図■。

■、■参照）。また、ねじ端部分と欠陥部分が同じ列に
重なり、投影した際に信号ブロックが１つしか存在しな
いような場合があるが、この場合はあらかじめねじ先端
部のみの投影パターンＰ１の特徴ｆｆ１（信号ブロック
の幅Ｗ、高さｈなど）ｔ−記憶させておき、この標準投
影パターンと比較することにより欠陥の有無を判定する
ことができる。

以上では撮像素子として１次元セ／すの場＆を想定した
が、２次元センサの場合、そのフローチャートは第２肉
の如くなる。つまり、第１図では例えば第３図の如く、
ｙ同素分を１ラインとするＸ２１７分のＩｓ懺を逐次取
り込む操作をｍ回繰り返して、検査のために必要となる
全Ｉｆ！１１１１の取り込みを行うのに対し、２次元セ
ンサではその分の画像を一度に取り込むことができるの
で、第１図の如き操作は不要になる。なお、第１図のス
テップ■にボす周方向微分については、第２図と同様の
操作が必要であるが、ここでは省略されている。

ところで、このような方法にも以下の如き未解決の点が
残されている。

イ）ねじ端部分あるいは欠陥部分が全周１１１１ｇＮ！
の撮り始めと撮り終わりの部分に分かれてしまった場合
、投影パターン信号ブロックの特＠麓が変わってしまい
、誤った判定を行う可能性があるが、その解決方法は明
らかにされていない。

口）ねじｆｓ部分の投影パターンの信号ブロックは１つ
であると考えられているが、実際には２つあるいは３つ
の信号ブロックに分かれてしまう場合もある（瓶に個体
差があるため）。

ハ）瓶の合わせ目による信号については、特別な考慮は
なされていないが、この合わせ目による信号により微小
欠陥の検串性能が下がってしまうことが考えられる。

そこで、容器ねじ部全周の投影パターンについて、 イ）容器ねじ部全周の投影パターンデータは記憶装置内
に配列の庇で蓄えておき、最後のデータの次に最初のデ
ータをつなげるようにアドレスを指定することにより、
リング状の投影バタ二ン金作つてこれを判定に使用する
。

口）あらかじめ、ねじ端部分の投影パターン信号ブロッ
クが２つ、あるいは３つに分かれる場合のそれぞれの＠
号ブロック間隔、すなわち１つの信号ブロックの終点か
ら次の信号ブロックの始点までの間隔の最大ｌｌ１１を
求めておき、その最大値以下の信号ブロックはまとめて
１つの信号ブロックとする。

ハ）上記口）の方法によりまとめられた信号ブロックの
うち、あらかじめノイズによる信号ブロックの面積の最
大値を求めておき、この値以下の信号ブロックは除くよ
うにする。

二）上記イ）、ロン、ハ）Ｋよりまとめられた各信号ブ
ロックについて、その高さ１幅１曲槓とあらかじめ与え
らｎたねじ端部分の信号ブロックの高さ２幅、面積の基
準値との差ｔ−＃ｔｕすることによりねじ端部分の信号
ブロックヲ検出し、欠陥による信号ブロックを分匹する
。

ホ）ねじ４部分の信号ブロックから定められた位置にあ
る信号ブロックを瓶の合わせ目による信号ブロックであ
ると見なし８、欠陥による信号ブロックと分離する。

へ）その結果、最終的に信号ブロックが残るか否かによ
り良否判定を行う。

の如くする。

第８図はか−る観点にもとづ〈実施例をボすフローチャ
ート、第９図はリング状投影パターンを説明するための
説明図、第１０図はノイズ、ねじ端２合わせ目、欠陥の
各検出過程を説明するための説明図、第１１図はねじ端
に欠陥が重なった例ｔ−説明するための説明図である。

以下、第８図を中心にして説明する。なお、第８因でス
テップ■以前のステップは投影パターンを得る手順を示
し、これは第１図または第２図と同様なのでその説明は
省略し、その後の処理方法について詳しく説明する。

投影パターンは第６図（ｅ）の如く１次元配列の形で、
記憶装置に蓄えられている。投影パターンの展開例を第
９図（ａ）Ｋ示す。そこで、この投影データの最後のデ
ータの次に最初のデータをつなげるようにアドレスを指
定することにより、第９図（ｂ）の如く切れ目のないリ
ング状の投影パターンを得ることができる。このりング
状の投影パターンのある位置から、例えば第６図（ｄ）
の如く信号ブロックの高さ９幅９面積を計測していく。

この時、あらかじめねじ先端部の投影パターン信号ブロ
ックが２つあるいは３つに分かれる場合の、それぞれの
信号ブロック間隔の最大値を求めておき、その最大値以
下の間隔で存在する信号ブロックは、まとめて１つの信
号ブロックとする（■、■参照）。信号ブロックの例を
第１０図（ａ）にボす。この処理により、ねじ端部分が
複数の信号ブロックに分かれてしまった場合にも、ねじ
端部分の信号ブロックを１つにすることができる。ねじ
端部分の信号ブロックは上記の処理により１つにまとめ
ることができたが、この処理によりノイズによる信号ブ
ロックもある程度まとめられてしまう。そこで、あらか
じめノイズによる信号ブロックの曲状の最大値を求めて
おき、この値以下の信号ブロックは除いてしまう（■参
照）。

この処理により、ノイズの信号ブロックによる影響を除
くことが可能となる。この過程を第１０図（ａ）から（
ｂ）に示す。ここで、残った信号ブロックについてその
高さ１幅、ｌｆｉ積と、あらかじめ与えられたねじ端部
分の信号ブロックの高さ。

幅９面積の基準値との差を計算することにより、ねじ端
部分の信号ブロックを探し出しく■参照）、その信号ブ
ロックから一定の間隔の位置にある信号ブロックは瓶の
合わせ目による信号ブロックであると見なす（■ｔ＆照
）。この過程ｔ−Ｈｉｏ図（ｂ）から（Ｃ）に示す。ね
じ端部分あるいは合わせ目と見なされた信号ブロックに
ついては、それぞれのブロックでの高さ９幅、面積の基
準値をあらかじめ設定しておき、それ以下の場合はその
位置には欠陥による信号が重なっていないと判断し、基
準値よりも大きい場合には欠陥による信号が重なってい
ると判断するようにする（■、■参照）。

ねじ端に欠陥が重なった例を第１１図に示す。

この処理を行った上でねじ端部分２合わせ目以外の信号
ブロックが存在する場合には、それは欠ｍによる信号ブ
ロックである。このような方法で容器ねじ部の欠陥の有
無全検査する。

以上の方法で、ノイズが投影パターンに現れない場＆に
は、ノイズ除去の処理は不要となる。また、瓶口全周の
微分２値化ＩｉＩ像を得た段階で画像にノイズフィルタ
をかけ、ノイズを除去するといった方法も考えられる。

以上、主としてガラス瓶を対象として説明したが、この
発明はこれと同様の容器一般に適用することができる。

また、ねじ部全周の画像を得るためにこ−では瓶の方を
回転させるようにしたが、撮像装置の方を回転させても
良いことは云う迄もない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ねじ部を有する容器の欠陥を検査す
る際、容器をねじ部の周方向に回転させることにより得
られる容器ねじ部全周の画５ｔ−１周方向に微分（差分
）して２値化することによりねじ山の影響を除去し、さ
らに容器ねじ部の中心軸方向の投影をとり、その投影パ
ターンによりねじ先端部と欠陥部とを区別して被検査容
器のねじ部を検査するようにしたので、ねじ部の影響を
受けずに精度のよい検査を行うことができる。

また、投影データの先頭と末尾をつなげたリング状の投
影パターンを考えることにより、ねじ端部分あるいは欠
陥部による信号ブロックが投影パターンの先頭と末尾に
分かれてその特徴量が変化することを防ぎ、また設定さ
れた信号ブロック間隔以下の信号ブロックをまとめるこ
とにより、ねじ端部分が複数の信号ブロックに分かれる
ことを防ぎ、ねじ端部分の信号ブロックを探し出した後
、その信号ブロックとの位置関係から合わせ目による信
号ブロックを探し、これらねじ端部分２合わせ目による
信号ブロックを欠陥による信号ブロックと分隔してしま
うようにしたので、容器ねじ部の欠陥の有無をより高精
度に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

ｇ１図はこの発明の実施例を示すフローチャート、第２
図はこの発明の他の実！Ｍ例を示すフローチャート、第
３図はｌｌ！ａ像の取り込み邸様ｔ−Ｓ明するための説
明図、第４図は容器と撮像装置との関係を示す＠ＩＩ図
、第５図は向傷の取り込み範囲を説明するための説明図
、第６図は原画像、微分２値化Ｉ［！Ｉ像および投影パ
ターンｔ−ｇ明するための説明図、第７図は微分オペレ
ータの具体例を示す構成図、第８図はこの発明の他の実
施例′Ｉｋがすフローチャート、ｌ＠９図はリング状投
影パターンｔ−説明するための説明図、第１０図はノイ
ズ、ねじ端。 合わせ目、欠陥の各検出過程ｔ−説明するための説明図
、第１１図はねじ端に欠陥が重なった例を説明するため
の説明図、第１２図は容器検査方法の従来例１１ａ明す
るための説明図、第１３図は容器検査方法の他の従来例
を説明するための説明図である。 符号説明 １・・・・・・瓶、２・・・・・・回転台、３・・・・
・・照明装置、３ａ・・・・・・ランプ、３ｂ・・・・
・・拡ｆｆ［，４，４ｘ、４２・・・・・・撮像装置、
４ａ、４１ａ、４２ａ・・・・・・集光レンズ、４ｂ、
４１ｂ、４２ｂ・・・・・・撮ｆ寮素子、５・・・・・
・画素、６・・・・・・バー７ミクー、７・・・・・・
ｗＩＪｇｌ取り込み範囲、Ｓ・・・・・・ねじ端信号、
Ｆ、Ｆｏ・・・・・・欠陥信号、Ｊ・・・・・・合わせ
目、Ｎ・・・・・・ノイズｓ　Ｐｌ　＊　Ｐ２・・・・
・・投影パターン。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　　清 １！１　　図　　　　　　　　　　　　　肩２　同第　
３　図 ゴ　５１１１ ｆａ　６　ウ 第　７　図 （ａ）　　　　　　　　　　　（１））（Ｃ） ＠８　図 雪９　図 π１１　図 慎１０図 ゝ、−一′ く′で”Ｊ１’ｈこ二土足） １１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ねじ部を有する容器と該ねじ部を撮像する撮像装置
   とを相対的に回転させ、撮像装置にて撮像されるねじ部
   の画像信号を処理して容器の良否を判定すべく、 撮像されたねじ部全周の画像信号を周方向に微分（また
   は差分）して２値化した後、これをねじ部の中心軸に沿
   つて周方向の軸上に投影して投影パターンを抽出し、該
   投影パターンの特徴量にもとづき容器の良否判定を行う
   ことを特徴とする容器検査方法。 ２）ねじ部を有する容器と該ねじ部を撮像する撮像装置
   とを相対的に回転させ、撮像装置にて撮像されるねじ部
   の画像信号を処理して容器の良否を判定すべく、 撮像されたねじ部全周の画像信号を周方向に微分（また
   は差分）して２値化した後、これをねじ部の中心軸に沿
   つて周方向の軸上に投影して投影パターンを抽出し、さ
   らにこの投影パターンの先頭と末尾をつないだリング状
   の投影パターンについて、個々の信号ブロックと信号ブ
   ロック間の間隔を定義し、所定の間隔以下の２つ以上の
   信号ブロックはまとめて１つの信号ブロックとした後、
   まず信号ブロックの面積値の大きさによりノイズによる
   信号ブロックを除き、残つた信号ブロックの各々につい
   て、その特徴量（高さ、幅、面積）を予め設定されたね
   じ端部分を示す信号ブロックの特徴量と比較することに
   より、ねじ端部分の信号ブロックを検出してこれを分離
   し、次いでねじ端部分の信号ブロックからの位置関係に
   よつて容器の合わせ目による信号ブロックを検出してこ
   れを分離し、最終的に信号ブロックが残るか否かにより
   容器の良否判定を行うことを特徴とする容器検査方法。