JPH0558497B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容器内面の汚れ、疵等を検査する容
器内面検査方法に係り、特に搬送されている容器
の内側面を検査するのに好適な容器内面検査方法
に関する。

〔従来の技術〕

一般に、食品等が収容される容器ついては、食
品等の収容に先立つて、容器内面の汚れ、疵等の
有無を検査し、良品と不良品とを選別する必要が
ある。

ところで従来、この種の容器内面検査は、検査
員が直接目視観察により行なつているが、検査能
率が悪いとともに、検査に熟練を要し、また検査
員の疲労度により、見落としのおそれがある等の
問題がある。等に、開口面積が小さな深底の容器
の内周面については、目視観祭が容易でないた
め、汚れ、疵等を見落とすおそれがあり問題とな
つている。

そこで一部では、第１２図に示すように、容器
１にその開口端からカメラ２を挿入し、このカメ
ラ２あるいは容器１を、矢印Ａで示すように軸廻
りに相対回転させるとともに、カメラ２を矢印Ｂ
で示すように上下動させて容器１の内周面を検査
する方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の容器内面検査方法においては、カメ
ラ２を容器１内に挿入する必要があるため、開口
面積が小さな容器の場合には、カメラ２を挿入で
きない等の問題があつて適用できず、また開口面
積が大きな容器であつても、深い容器の場合には
カメラ２の挿入、引抜きに時間を要し、さらに検
査ライン上を移動している場合には、高速で内面
検査を行なうことができないという問題がある。

本発明は、かかる現況に鑑みなされたもので、
容器の開口面積が小さな場合あるいは深い容器の
場合でも、また搬送中の容器であつても、高速で
容易かつ高精度に容器の内面を検査することがで
きる容器内面検査方法を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、搬送される容器の内側面上に測定領
域を設定し、この測定領域を、容器外に固設され
た広角レンズ付きのTVカメラにより容器の開口
部を介し画像として捉え、次いで前記TVカメラ
からの画像信号のうち、測定領域に対応する信号
のみを検査信号として取出し、これを処理して容
器の内面検査を行なうようにしたことを特徴とす
る。

〔作 用〕

本発明に係る容器内面検査方法においては、搬
送される容器の内側面上に測定領域が設定され、
この測定領域は、容器外に固設した広角レンズ付
きのTVカメラにより容器の開口部を介し画像と
して捉えられる。そしてこのTVカメラからの画
像信号は、そのうちの測定領域に対応する信号の
みが検査信号として取出され、取出された検査信
号が処理されて容器の内面検査が行なわれる。

この際、広角レンズ付きTVカメラが用いられ
るので、容器外から容器の内側面画像を得ること
ができ、したがつて、搬送中の容器の内面検査が
可能となる。また、TVカメラからの画像信号
は、そのうちの測定領域に対応する信号のみが検
査信号として取出され処理されるので、誤検出を
完全に防止することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明実施の一態様を図面を参照して説明
する。

第１図において、符号１１は検査ライン１２上
を開口部１１ａを上にして搬送される円筒状の容
器であり、この容器１１の直近上方位置には、検
査ライン１２にそつて間隔を置き４台のTVカメ
ラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが固設され、
各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに
は、画角が60度以上の広角レンズ付き１４が装着
されて容器１１外からその内周面１１ｂを画像と
して捉えられるようになつている。

前記各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄの光軸は、その直下まで容器１１が搬送され
てきた際に、容器１１の中心軸と一致するように
なつているとともに、前記両軸が一致するタイミ
ングでストロボ１５が作動し、各広角レンズ１４
の周囲にほぼ水平に配した反射板１６からの反射
光により容器１１内が照明されて容器１１の内面
画像が各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄで捉えられるようになつている。

前記反射板１６は、例えば表面に粗面加工が施
された乳白色のプラスチツク板が用いられ、スト
ロボ１５からの光を拡散して容器１１内を均一に
照明できるようになつている。そしてこれによ
り、容器１１が光の反射効率の高い金属缶等であ
つてもハレーシヨンを生じさせず、容器１１内面
の汚れ、疵等を確実に画像として捉えることがで
きるようになつている。

ところで、広角レンズ付きのTVカメラで容器
１１の内面全域を画像として捉えた場合、容器１
１の内周面１１ｂは、第２図に示すように開口部
１１ａから底部１１ｃに向かつて次第に縮径する
ドーナツ形の画像となる。このため、例えば容器
１１の内周面１１ｂの底部１１ｃに近い部分に大
きな汚れ、疵があつても小さな画像となり、また
小さな汚れ、疵の場合は画像として捉えることが
できないおそれがある。またTVカメラのピント
を、容器１１の深さ方向中央部に合わせた場合に
は、開口部１１ａ側および底部１１ｃ側に向かつ
て次第にピントずれが大きくなり、汚れ、疵を画
像として捉えることができないおそれもある。

そこで本実施態様では、第３図に示すように容
器１１の内周面１１ｂを、容器１１の深さ方向に
４段の測定領域Ea，Eb，Ec，Edに均等に区分
し、各測定領域Ea，Eb，Ec，Edを、前記各TV
カメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄにより順
次捉えるとともに、第４図ａ〜ｂに示すように各
TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄで捉
えられる各測定領域Ea，Eb，Ec，Edが、ほぼ同
一寸法の画像となるように各TVカメラ１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの位置が設定されてい
る。また各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄのピントは、各測定領域Ea，Eb，Ec，Ed
の容器１１深さ方向中央部に合わされている。

これら各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄからの画像信号は、第５図に示すように有
効領域設定手段１７に導びかれ、ここで各測定領
域Ea，Eb，Ec，Edに対応する信号のみが検査信
号として取出されるようになつている。

この検査信号を取出す方法としては、例えば４
つのウインドウメモリに、各測定領域Ea，Eb，
Ec，Edに対応するドーナツ形のウインドウを予
め設定しておき、ウインドウメモリの各番地から
順次読出されるデータと、各TVカメラ１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄからの画像信号とを、
ANDゲートを介し出力して検査信号を得るよう
にする方法が考えられる。なお、ウインドウメモ
リを用いる場合、各測定領域Ea，Eb，Ec，Edが
完全に同一寸法の画像として捉えられるならば、
１つのウインドウメモリを共用することができ
る。

このようにして取出された検査信号は、第５図
に示すように信号処理手段１８において所定の信
号処理がなされ、処理後のデータはメモリ１９に
記憶されるようになつている。そしてメモリ１９
に記憶されたデータは、CPU２０により順次読
出されて演算され、演算結果がCRT２１に表示
されるようになつている。

例えば、測定領域Eaを例に採つて説明すると、
第６図に示すように画面が上下方向にｎ個の横長
の検査領域に区分され、各検査領域について明度
が測定される。第７図は、例えば二箇所に汚れ２
２を有する第３番目の検査領域（第６図参照）の
出力波形の一例を示すもので、汚れ２２に対応す
る部分の明度が極端に低下した出力波形となつて
いる。

ここで、汚れ２２に対応する部分の明度が低
く、他の部分の明度はこれよりも常に高いのであ
れば、明度の測定のみにより汚れ２２を検出する
ことが可能となる。ところが実際には、照明等の
関係により、汚れ２２以外の部分の明度が汚れ２
２に対応する部分の明度よりも低くなることがあ
り、この場合には第７図に示すような出力波形と
なる。そしてこの場合、L₁のレベルで汚れ２２
を検出しようとすると、汚れ２２以外の部分も汚
れとして検出してまうことになる。

そこで本実施態様では、第７図に示す出力波形
を微分回路に通して第８図に示す出力波形を得、
この出力波形に基づき、L₂のレベルでピーク数
およびその位置を測定するようにしている。そし
てこの操作を、第６図に示す各検査領域について
行ない、それを総計することにより、汚れ２２の
有無はもとより、汚れ２２の数、大きさ、位置が
求められる。したがつて、これらの結果を用いる
ことにより、容器１１を良品と不良品とに選別す
ることが可能となる。

しかして、広角レンズ１４が装着されたTVカ
メラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを用いるよ
うにしているので、TVカメラを容器１１内に挿
入することなく容器１１の上方から内周面１１ｂ
の画像を捉えることができる。このため、容器１
１が検査ライン１２上を移動している状態で、そ
の内面検査を行なうことができ、検査時間を大幅
に短縮できる。

また、容器１１の内周面１１ｂは、容器１１の
深さ方向に４段の測定領域Ea，Eb，Ec，Edに均
等に区分され、各測定領域Ea，Eb，Ec，Edが、
ほぼ同一寸法の画像として各別のTVカメラ１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄで捉えられるので、
容器１１の内周面１１ｂを、その深さ方向全域に
亘つて高精度に検査することができ、ピントずれ
に伴なう精度低下も防止することができる。しか
も各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
の光軸は、各測定領域Ea，Eb，Ec，Edを画像と
して捉える時点において、容器１１の中心軸と一
致するようになつているので、各測定領域Ea，
Eb，Ec，Edは周方向にも均一な画像となり、よ
り高精度の内面検査が可能となる。

また、各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄからの画像信号は、ｎ個に区分された各検
査領域につき、微分処理された信号を用いて検査
処理を行なうようにしているので、明度の測定結
果のみを用いて検査処理を行なう場合に比較し
て、検査結果の信頼性を大幅に向上させることが
できる。

第９図および第１０図は本発明実施の他の態様
を示すもので、検査ライン１２のコンベア速度の
低速化を図ることができるようにしたものであ
る。

すなわち、第１図に示すように４台のTVカメ
ラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを用いて容器
１１の内面検査を行なう場合、容器１１の内周面
１１ｂは、４段の測定領域Ea，Eb，Ec，Edに区
分され、各測定領域Ea，Eb，Ec，Edの検査結果
が総計されて１個の容器１１の内面検査が完了す
る。したがつて、上流端のTVカメラ１３ａの直
下に位置する容器１１が、下流端のTVカメラ１
３ｄの下方を通過するまでは、次の容器をTVカ
メラ１３ａに送り込むことができない。

ところで、第１図に示すように各TVカメラ１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを離して並設した
場合には、上流端のTVカメラ１３ａから下流端
のTVカメラ１３ｄまでの距離が長くなり、検査
ライン１２上の各容器１１の間隔は、この距離に
合わせて広くせざるを得ない。

一方、容器１１の製造速度は比較的高速で、製
造ライン上を狭い間隔で送られてくる。したがつ
て、これを検査ライン１２上に広い間隔を保持し
て移載するには、検査ライン１２のコンベアをか
なり高速で駆動する必要がある。

ところが、検査ライン１２のコンベアを高速駆
動すると、容器１１の振動等により、各測定領域
Ea，Eb，Ec，Edを各TVカメラ１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄで静止画像として捉えること
が容易でないという問題がある。

ここで本実施態様では、各TVカメラ１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを可及的接近させて並設
するとともに、いずれのTVカメラ１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄによる撮像時にも照明状態が
同一になるように、上流端のTVカメラ１３ａの
上流側および下流端のTVカメラ１３ｄの下流側
に、ダミーレンズ２４を有する所要数のダミーカ
メラ２３を可及的接近させてそれぞれ並設するよ
うにしている。

すなわち、各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄは、第９図および第１０図に示すよう
に容器１１の上方位置に側面を相互に接触させて
連続配置されており、TVカメラ１３ａの上流側
およびTVカメラ１３ｄの下流側には各TVカメ
ラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの外形寸法と
同一で、広角レンズ付き１４と同一外形寸法のダ
ミーレンズ２４を装着したダミーカメラ２３が２
台ずつ連続配置されている。

また各広角レンズ１４およびダミーレンズ２４
の外周部には、第９図および第１０図に示すよう
に前記反射板１６（第１図参照）と同一素材の一
枚の反射板２６が配置されており、容器１１の内
面は、容器１１の第１０図における上下位置にそ
れぞれ配した棒状のストロボ２５により間接的に
照明されるようになつている。

なおその他の点については、前記実施態様と同
一構成となつている。

しかして、各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄが連続配置されるので、上流端のTV
カメラ１３ａから下流端のTVカメラ１３ｄまで
の距離が短かくなる。このため、検査ライン１２
上を搬送される容器１１の間隔を狭くすることが
でき、これにより、検査処理能力を低下させるこ
となく検査ライン１２のコンベア速度を遅くする
ことができる。

また、上流端のTVカメラ１３ａの上流側およ
び下流端のTVカメラ１３ｄの下流側には、ダミ
ーレンズ２４付きのダミーカメラ２３が連続配置
され、しかもダミーカメラ２３およびダミーレン
ズ２４は、各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄおよび広角レンズ１４と同一外形寸法
に設定されているので、いずれのTVカメラ１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄで撮像する場合に
も、ストロボ光が反射板２６で反射されて容器１
１内に入射する光量が同一となり、同一条件下で
の撮像が可能となる。このため、各TVカメラ１
３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを接近させても高
い検査精度が得られる。

なお前記両実施態様においては、容器１１の内
周面１１ｂを４段の測定領域Ea，Eb，Ec，Edに
区分する場合について説明したが、容器１１の深
さに応じて測定領域の段数を調節するようにして
もよい。例えば浅底の容器の場合には、測定領域
の段数を１段にしてもよい。また容器１１は円筒
状のものに限らず、周面が多角形状をなすものに
ついても同様に適用できる。ただしこの場合、ウ
インドウを測定領域の画像に合わせて多角形のリ
ング状にする必要があることは云うまでもない。

また前記両実施態様においては、容器１１の内
周面１１ｂのみを検査する場合について説明した
が、TVカメラ１３ａの上流側あるいはTVカメ
ラ１３ｄの下流側にもう１台TVカメラを設置
し、容器１１の底部１１ｃを同時に検査できるよ
うにしてもよい。なおこの場合、追設するTVカ
メラには広角レンズ同を装着する必要はなく、標
準レンズあるいは望遠レンズ等、必要に応じて使
い分けることができる。

また前記両実施態様においては、第６図に示す
ように画面を上下方向にｎ個の検査領域に区分し
て、いわゆる横微分する場合について説明した
が、第１１図ａに示すように画面を左右方向にｍ
個の検査領域に区分して、いわゆる縦微分するよ
うにしてもよく、また第１１図ｂに示すように縦
横両方向につき微分するようにしてもよい。そし
て縦横両方向につき微分することにより、汚れ、
疵をより正確に検出することができる。

また前記両実施態様においては、各TVカメラ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの光軸が、各測
定領域Ea，Eb，Ec，Edを画像として捉える時点
において、容器１１の中心軸と一致する場合につ
いて説明したが、両軸は必ずしも一致する必要は
なく、各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄを容器１１の斜め上方に配置するようにして
もよい。

また前記両実施態様においては、ストロボ１
５，２５を作動させて各測定領域Ea，Eb，Ec，
EdをTVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
で撮像する場合について説明したが、容器１１が
各TVカメラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの
直下にきた際に作動するシヤツタと、常時点灯さ
れる照明手段とを用いて撮像するようにしてもよ
い。

また前記両実施態様においては、容器１１が検
査ライン１２上を上向きで搬送される場合につい
て説明したが、これに限らず横向きで搬送される
場合にも同様に適用でき、また把持手段で把持さ
れて搬送される等、容器１１の内面がその開口部
１１ａを介し外側から撮像できる場合であれば、
容器１１が下向きで搬送される場合にも同様に適
用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、搬送される容器
の内側面上に測定領域を設定し、この測定領域
を、容器外を固設された広角レンズ付きのTVカ
メラにより容器の開口部を介し画像として捉え、
次いで前記TVカメラからの画像信号のうち、測
定領域に対応する信号のみを検査信号として取出
し、これを処理して容器の内面検査を行なうよう
にしているので、容器の開口面積が小さな場合あ
るいは深底の容器の場合でも、また搬送中の容器
であつても、高速で容易かつ高精度に容器の内面
を検査することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施の一態様を示すTVカメラ
の配置図、第２図は広角レンズ付きのTVカメラ
で捉えられる容器内面の画像を示す説明図、第３
図は容器の内周面に設定される測定領域の説明
図、第４図ａ〜は４台の各TVカメラで捉えられ
る測定領域の画像をそれぞれ示す説明図、第５図
は本発明に係る検査方法に用いられる装置の一例
を示す全体構成図、第６図は検査領域の区分方法
の一例を示す説明図、第７図は第６図に示す第３
番目の検査領域に関する明度の出力波形図、第８
図は第７図に示す出力を微分処理した後の出力波
形図、第９図は本発明実施例の他の態様を示す第
１図相当図、第１０図はその平面図、第１１図
ａ，ｂは検査領域の区分方法の他の例をそれぞれ
示す第６図相当図、第１２図は従来の容器内面検
査方法を示す説明図である。 １１……容器、１１ａ……開口部、１１ｂ……
内周面、１１ｃ……底部、１２……検査ライン、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ……TVカメ
ラ、１４……広角レンズ、１５，２５……ストロ
ボ、１６，２６……反射板、１７……有効領域設
定手段、１８……信号処理手段、２０……CPU、
２２……汚れ、Ea，Eb，Ec，Ed……測定領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 搬送される容器の内側面上に測定領域を設定
   し、この測定領域を、容器外に固設された広角レ
   ンズ付きのTVカメラにより容器の開口部を介し
   画像として捉え、次いで前記TVカメラからの画
   像信号のうち、測定領域に対応する信号のみを検
   査信号として取出し、これを処理して容器の内面
   検査を行なうことを特徴とする容器内面検査方
   法。 ２ 測定領域は、容器の内側面を深さ方向に均等
   に区分して複数設定され、かつ各測定領域は、容
   器の搬送方向に並設された複数台のTVカメラに
   より、ほぼ同一寸法の画像として順次捉えられる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の容
   器内面検査方法。 ３ 測定領域は、容器の内周面にリグ状に設定さ
   れ、かつTVカメラは、その光軸が測定領域を画
   像として捉える際に容器の中心軸と一致するよう
   に固設されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の容器内面検査方法。 ４ TVカメラからの画像信号は、測定領域に対
   応して設定されるウインドウを通過した信号のみ
   が検査信号として取出されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の
   容器内面検査方法。 ５ 検査信号は、微分回路を通して処理されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、
   第３項または第４項記載の容器内面検査方法。 ６ 各TVカメラは、側面を接触させて連続配置
   されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の容器内面検査方法。