JPH0634574A - 瓶検査装置 - Google Patents

瓶検査装置

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JPH0634574A
JPH0634574A JP4192362A JP19236292A JPH0634574A JP H0634574 A JPH0634574 A JP H0634574A JP 4192362 A JP4192362 A JP 4192362A JP 19236292 A JP19236292 A JP 19236292A JP H0634574 A JPH0634574 A JP H0634574A
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JP
Japan
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bottle
image
fresnel lens
light source
lens
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Withdrawn
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JP4192362A
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English (en)
Inventor
Sumio Ikejiri
澄雄 池尻
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Hiroshi Ito
啓 伊藤
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0634574A publication Critical patent/JPH0634574A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液充填瓶、特にこれらの瓶底部に存在する欠
陥を迅速に且つ正確に検出可能な瓶検査装置を提供する
ことにある。 【構成】 瓶底部からの透過光を受光して画像信号に変
換するための撮像手段を前記瓶底部の下方に配設し、さ
らに瓶口部上方にフレネルレンズ及び円形拡散光源を配
設し、前記光源から発した光を前記フレネルレンズを通
して前記被検査瓶首部から肩部に限して照射させ、前記
撮像手段から前記瓶底部の均一な内外面及び瓶内の異物
の画像を取得し、画像処理手段により前記瓶内の異物の
画像のみ抽出し、当該異物の存在の有無を判定すること
を特徴とする瓶検査装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、瓶検査装置に関し、詳
しくは、ビールや清涼飲料等のほぼ透明な液を収容する
瓶の底部に異物の混入や、割れ、欠け、及び汚れ等の欠
陥が存在するか否かを検出可能な瓶検査装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、上述したような瓶には洗浄ミス
等が原因で内面に付着物などが残ったり、大きな傷等の
つくことがあり、こういった欠陥のある瓶は当然のこと
ながら商品価値を低下させるだけでなく、食品衛生及
び、安全上大きな問題となる。従来この様な欠陥がある
かどうかの検査は主として目視によって行われてきた
が、目視にて瓶内を観察し欠陥の有無を判定するので
は、検査員の体調や、能力等に結果が左右されることに
なり、時には信じられないほど大きな欠陥を見逃すこと
さえある。この様な目視検査は人間の視覚のみに頼る部
分が多いので欠陥の見逃しが多くなることは避けられな
い。
【0003】そこで近年では、瓶の欠陥を自動的に検出
する装置に関して種々の提案がなされ、実際に空瓶検査
機として市販されているものがある。これらは主に瓶胴
部または瓶底部を検査するものであり、瓶胴部(瓶口側
面も含む)を検査するものは、被検査瓶に一方から光を
照射し、その反対側に設置したCCDカメラで瓶からの
透過光を捉え、電気信号に変換し、画像処理装置で欠陥
の有無を判定するものである。また、瓶底部を検査する
ものは、瓶底部の下方から照明を当て、その透過光を瓶
口上部に設置したCCDカメラで捉えて、画像処理装置
で欠陥の有無を判定するものである。
【0004】さらに、液充填後の瓶検査機については、
瓶を一定時間回転後に静止させ、慣性により、移動する
異物の軌跡からその有無を判定する方法(オプティカル
フロー方式)が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の瓶検査装置は主として空瓶を対象としており、
液が充填された後の瓶については、目視に頼るものが主
流をなしてきた。特に瓶底部にはエンボスやナーリング
等があり、光の屈折現象でその部分が影になるなどのた
めに欠陥と識別しがたくなる点があり、それらの影響を
除去するための処理が必要となるが、従来の空瓶検査の
仕方では、処理が複雑になり時間がかかってしまう。
【0006】また、液充填後の瓶において特に重大な欠
陥として挙げられるのは、異物などが混入して浮遊した
り付着したりする場合で、しかもそれが瓶底に沈降して
いると、目視検査ではその確認が困難であるし、オプテ
ィカルフロー方式では原理的に浮遊物のみしか検出でき
ないといった問題がある。更にまた、瓶底部の欠陥を瓶
側部からのCCDカメラで撮像して検査するには、数台
のカメラによる画像処理が必要でコストと処理のための
時間がかかる。
【0007】そこで、本発明の目的は、上述したような
従来の問題点の解決を図り、液充填瓶、特にこれらの瓶
底部に存在する欠陥を迅速かつ正確に検出可能な瓶検査
装置を提供する事にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】瓶底部からの透過光を受
光して画像信号に変換するための撮像手段を前記瓶底部
の下方に配設し、さらに瓶口部上方に100mm×100
mm〜300mm×300mmの正方形で焦点距離80〜20
0mmのフレネルレンズを配し、前記フレネルレンズ上方
50〜500mmの位置に円形拡散光源を配設して、光源
から発した光をフレネルレンズレンズを通して、瓶首部
から肩部にかけて照射させ、前記撮像手段により瓶底部
内外面に存在する異物、傷等による欠陥部分の画像を取
得し、当該異物の有無を判定することを特徴とする。
【0009】また、前記円形拡散光源は、リング型ラン
プ、投光式ランプ或いは両者の組み合わせにて構成さ
れ、その外径は100〜300φであり、発光面には拡
散板、該発光面反対側に反射鏡が付属していることを特
徴とする。さらに、前記円形拡散光源から発した光をフ
レネルレンズレンズを通して、瓶口部下60mmから13
0mmの範囲に集中的に照射させることを特徴とする。
【0010】さらに、前記撮像手段上方に55〜70φ
の円形の孔を設けた開口板を配設することを特徴とす
る。
【0011】
【発明の作用】本発明の瓶検査装置では、瓶上方に配設
された円形拡散光源から発せられた光がフレネルレンズ
を通して瓶口下部に集光することにより、液面付近での
光の一様な屈折光が瓶底部から透過し、フレネルレンズ
を用いない照明方式に比べ、例えば、瓶肩部のエンボス
が瓶底部において影となって映ることはなく、均一な明
るい瓶底の透過画像が得られることになる。
【0012】そのため瓶内に異物或いは瓶底の割れ等の
欠陥が存在する場合には、全体にわたって均一な明るさ
の画像に欠陥部の影(暗部)が生じ、明らかに欠陥の識
別ができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明実施例を説明す
る。まず、本発明を適用した瓶検査装置について図1お
よび図2を参照して説明する。図1、図2に示すように
被検査瓶1は回転ホイル6と瓶支持板7に保持されて搬
送され、被検査瓶1が撮像カメラ4の上部に位置したと
きの瓶底部画像を画像処理装置5により検査するように
構成したものである。
【0014】撮像位置には、図2に示すように撮像カメ
ラ4の上方にカメラ視野の為の開口板8が、そして被検
査瓶1上方には光源2及びフレネルレンズ3が設置され
ている。ここで、光源2、フレネルレンズ3および撮像
カメラ4の位置は以下のように設定される。
【0015】光源2から発した光はフレネルレンズ3に
より集光され、被検査瓶1内に入射し、瓶表面及び内溶
液面での屈折、瓶と内溶液との界面での屈折、反射など
により瓶内溶液中を透過して瓶底を通過するが、この屈
折・透過光を捕捉できる位置に撮像カメラ4を設置す
る。このため、撮像カメラ4が捉える映像は、内溶液中
の異物や瓶底の欠け、割れ等により遮光された瓶底部の
透過像である。
【0016】このとき瓶内を透過した光のみを撮像カメ
ラ4に入射させるため、瓶外周からの外乱光を遮断する
ように開口板8の開口径をビール瓶大瓶の場合61φ程
度、中瓶の場合57φ程度とする。図7に示すように、
光源2は瓶に対して真上から照射し、さらにフレネルレ
ンズ3の回折により、瓶の首部、特に液面部から瓶肩部
にかけて集光する。
【0017】光源2はリング型あるいは投光式のような
円形光源を用い、例えばリング型の場合、図3に示すよ
うに発光面に環状拡散板11を、該発光面反対側に反射
鏡を設けて、拡散光を発する構造にする。さらにビール
瓶大瓶の場合、図3の拡散板11の内径10が100
φ、外径が、230φ、中瓶の場合には、拡散板11の
内径10が50φ、外径が120φ程度とする。
【0018】次にフレネルレンズ3は外形300mm×3
00mm、焦点距離90mmのレンズを用い、光源2とフレ
ネルレンズ3との距離は100mm、被検査瓶1の王冠部
とフレネルレンズ3との距離は12mmとし、被検査瓶1
の瓶口部下60mmから130mmの範囲に集光するよう調
節する。フレネルレンズを用いれば安価で比較的入手し
やすいため、特別な仕様の集光レンズを設計製作する必
要もなく、実用的である。フレネルレンズ3を使用しな
いで撮像した場合には、図6に示すような胴部エンボス
や液面部での屈折・透過画像が得られ、欠陥部との輝度
差による識別が困難なものとなる。
【0019】さらに光源2の光量としては撮像カメラ4
の感度特性にもよるが、一閃光あたり2〜8joule
程度のエネルギーであればよい。撮像カメラ4は光源
2、被検査瓶1の分光特性、検査精度等を考慮して選択
する。ここでは、エリアCCDで、かつ高速移動瓶の静
止化のためシャッタ付カメラを用いるが、光源2として
露光時間(1/60秒)に対し充分な光量のストロボ光
源を用いれば、シャッタカメラでなくとも良い。
【0020】画像処理装置5の構成は、中央演算処理装
置(CPU)100、リードオンリメモリ(ROM)1
10、ランダムアクセスメモリ(RAM)120、キー
ボード入力装置130、ディスプレイ(表示装置)14
0、アナログ−デジタル(A/D)変換器150、デジ
タル−アナログ(D/A)変換器160が共通バスに接
続されている。
【0021】本実施例における瓶検査フローを次に説明
する。画像の撮像は、被検査瓶1が開口板8上の検査位
置に搬送されてきた時に光源2が発光し、その時の瓶底
部画像が撮像カメラ4により撮像され、撮像カメラ4か
ら出力されるアナログ画像信号は、画像処理装置5内の
A/D変換器150によってデジタル形態で画素毎の輝
度レベルを示す信号に変換され、CPU100によって
RAM120に書き込まれる。この画像信号を予めプロ
グラムされたメモリ(ROM110)で読みだし演算処
理する。
【0022】図4に示す被検査瓶1の瓶底部透過画像か
ら分かるように、周囲の背景より欠陥部の輝度が低いた
め二値化処理を施し、場合によっては収縮処理により微
小ノイズを除去した後、面積抽出処理等の画像処理を行
って欠陥部を検出する。なお、瓶の形状のばらつきや内
溶液の発泡の程度により図5に示す環状の影(ノイズ)
が発生する場合がある。この場合にはこの環状の影部
を、本出願人が特願平2−402610にて出願の「低
周波数成分除去フィルター」により除去したのち、二値
化処理あるいは二値化後、微小ノイズ除去のための収縮
処理を用いて行えば欠陥のみが検出できる。
【0023】欠陥の判定は上記記載の画像処理後の画素
数が設定値以上かどうかで判定する。予めRAM120
に記録された設定値と比較し、それ以上であれば不良瓶
と判定し、不図示のコンベアラインに瓶を排除するため
のリジェクト信号を出力する。
【0024】ここで、撮像カメラ4による撮像タイミン
グを得るために搬送手段に関連して設けられる位置検出
手段、検査不良瓶の排出手段及びそれらの動作について
はこれを省略する。この透過光による検査方式は透過率
の低い異物の検出に非常に有効であり、例えば本出願人
が既に出願している発明(特願平2−402611、特
願平2−408081)の、瓶内の異物による乱反射光
を検出する方式とを組み合わせて検査を行えば、さらに
検出精度向上を実現することができる。
【0025】
【発明の効果】本発明により、液充填瓶の瓶底部検査に
おいて、瓶上方からの光を、簡素な光学系で瓶内に照射
させることで瓶底部に存在する欠陥が検出できるように
なった。このことにより現在、主として目視により行わ
れている瓶底部と瓶胴部下部の検査の自動化が実現可能
となり、検査結果に対し人為的バラツキをなくし、検査
ミス発生を防ぐことができ、品質保証の確保と検査速
度、検査精度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための瓶検査装置の平面構造
を示す概略図。
【図2】本発明を実施するための瓶検査装置の側面構造
を示す概略図。
【図3】本発明実施例における、リング型照明装置の外
形図。
【図4】本発明実施例における、瓶底部画像(ノイズ無
し)を示す説明図。
【図5】本発明実施例における、瓶底部画像(ノイズあ
り)を示す説明図。
【図6】フレネルレンズを使用しない場合の瓶底部画像
を示す説明図。
【図7】本発明実施例における、被検査瓶への照明光路
を示す説明図。
【図8】本発明実施例における、画像処理装置の構成を
示す説明図。
【符号の説明】
1…被検査瓶 2…光源 3…フレネルレンズ 4…撮像カメラ 5…画像処理装置 6…回転ホイル 7…瓶支持板 8…開口板 9…リング管 10…光源(リング)内径 11…拡散板 12…異物 13…瓶底画像 14…環状ノイズ 15…エンボスや液面の像

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 瓶底部からの透過光を受光して画像信号
    に変換するための撮像手段を前記瓶底部の下方に配設
    し、さらに瓶口部上方に100mm×100mm〜300mm
    ×300mmの正方形で焦点距離80〜200mmのフレネ
    ルレンズを配し、前記フレネルレンズ上方50〜500
    mmの位置に円形拡散光源を配設して、光源から発した光
    をフレネルレンズレンズを通して、瓶首部から肩部にか
    けて照射させ、前記撮像手段により瓶底部内外面に存在
    する異物、傷等による欠陥部分の画像を取得し、当該異
    物の有無を判定することを特徴とする瓶検査装置。
  2. 【請求項2】 前記円形拡散光源は、リング型ランプ、
    投光式ランプ或いは両者の組み合わせにて構成され、そ
    の外径は100〜300φであり、発光面には拡散板、
    該発光面反対側に反射鏡が付属していることを特徴とす
    る請求項1に記載の瓶検査装置。
  3. 【請求項3】 前記円形拡散光源から発した光をフレネ
    ルレンズレンズを通して、瓶口部下60mmから130mm
    の範囲に集中的に照射させることを特徴とする請求項1
    の瓶検査装置。
  4. 【請求項4】 前記撮像手段上方に55〜70φの円形
    の孔を設けた開口板を配設することを特徴とする請求項
    1の瓶検査装置。
JP4192362A 1992-07-20 1992-07-20 瓶検査装置 Withdrawn JPH0634574A (ja)

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