JPH0641924B2 - 壜胴部の欠陥検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は壜の胴部の欠陥を検出する壜胴部の欠陥検出装
置に関する。

［従来の技術］ 酒類、清涼飲料、食品等を充填するガラス壜は、製壜装
置により作られた新しい壜でも回収して再使用する回収
壜でも、欠陥が存在するか否かを検査する必要がある。
壜の検査は壜の各部、壜胴、壜底、口部、ねじ口部を検
査することになる。このうち壜の胴部の欠陥には異物よ
ごれなど食品衛生上の問題となるものと、クラック泡な
ど破損事故につながるおそれのある欠陥があるため、こ
れら欠陥壜を正確に検出して排除する必要がある。

壜胴部の欠陥検出装置では欠陥のある部分が他の部分よ
り暗くなることを利用してその欠陥を検査するのが一般
的である。この方法によれば、不透明の異物等の遮光性
の強い欠陥の検出は容易であるが、うす汚れ、しわ、泡
等の半透明の欠陥を正しく検出することが難しい。すな
わち、これら半透明の欠陥を検出するために、光電変換
の感度を上げると、色むら、肉厚むら等に起因するノイ
ズも欠陥として検出してしまうという問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来は、うす汚れ、しわ、泡等の半透明の欠
陥を検出すべく感度をあげるとノイズも多くなり、ノイ
ズを誤って欠陥と判定してしまうという問題があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、壜の胴部
の特に半透明な欠陥を精度よく検出することができる壜
胴部の欠陥検出装置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］ 上記目的は、壜の胴部を照明する照明手段と、前記照明
手段により照明された前記壜の胴部の透過映像を光電変
換する光電変換手段と、前記光電変換手段により光電変
換された透過映像を少なくとも２点の明るさに基づいて
欠陥点を検出する欠陥検出手段と、前記透過映像画面内
の各注目画素に対応したマスク処理領域を定め、前記マ
スク処理領域内の欠陥点の分布に基づいて前記注目画素
を欠陥点とする集合マスク処理信号を出力する集合マス
ク処理手段と、前記集合マスク処理手段からの集合マス
ク処理信号に基づいて前記壜の胴部の欠陥の有無を判定
する判定手段とを備えたことを特徴とする壜胴部の欠陥
検出装置によって達成される。

［作用］ 本発明による壜胴部の欠陥検出装置は処理領域中の欠陥
点の状態に基づいて欠陥集合領域かどうか判定して集合
処理信号を出力し、この集合処理信号に基づいて壜の胴
部の欠陥の有無を判定するようにしているので、うす汚
れのように遮光性は強くないが広範囲に広がる欠陥を正
しく検出できる。

［実施例］ 本発明の一実施例による壜胴部の欠陥検出装置を第１図
に示す。本実施例では検査される壜１２は回転しながら
連続して流れていく。この壜１２は均一な拡散光を放つ
面を有する拡散光源１０により照明される。この壜１２
の胴部の透過映像は光軸変更部１４を介して二次元光電
変換装置１６に入射される。二次元光電変換装置１６は
エリアＣＣＤのように透過映像を電気的アナログ信号に
変換する受光部と、壜の胴部の透過映像を結像するため
の光学系とで構成されている。

光軸変更部１４は二次元光電交換装置１６の光学系の壜
１２側に設けられ、二次元光電変換装置１６の受光部に
対して光学系の光軸を相対的に変更させるものである。
この光軸変更部１４は、二次元光電変換装置１６の受光
部に透過映像が結像するように壜１２の動きに同期して
光軸を変更する。すなわち、レンズ駆動回路２１により
駆動モータ１５が二次元光電変換装置１６の前面に設け
られたレンズ１４ａを動かすことにより、光軸が変更さ
れる。

光軸変更部１４の詳細については、本出願人により本出
願と同日に提出された特許出願「光軸変更式壜検査装
置」を参照されたい。

Ａ／Ｄ変換器１８は二次元光電変換装置１６からのアナ
ログ映像信号を所定ビット数のディジタル映像信号に変
換する。このディジタル映像信号は検査領域検査ゲート
設定回路２０とモニタ表示用ＲＡＭ回路２２と欠陥検出
回路２４に出力される。

検査領域検査ゲート設定回路２０は、第２図に示すよう
な透過映像から後述する欠陥検出回路２４で欠陥を検出
する検査領域を定めるための回路である。検査領域は、
壜１２の透過映像のエッジから定めてもよいし、予め固
定的に定めておいてもよい。第４図では壜１２の全体を
検査領域とし、この検査領域を壜１２の形状に応じて５
つの検査ゲート１、２、３、４、５に分けている。検査
領域検査ゲート設定回路２０からは検査ゲート信号がモ
ニタ表示用ＲＡＭ回路２２、欠陥検出回路２４、連続マ
スク処理回路２５、集合マスク処理回路２６、判定回路
２８に出力される。

欠陥検出回路２４は、Ａ／Ｄ変換回路１８からのディジ
タル映像信号に基づいて、垂直方向及び水平方向にある
一定距離離れた複数点の明るさを比較することにより欠
陥の検出を行なう。例えば、欠陥があれば「１」なる欠
陥検出信号を出力し、欠陥がなければ「０」なる欠陥検
出信号を出力する。

複数点の明るさを比較する欠陥検出方式には、２点の明
るさを比較して欠陥を検出する２点欠陥検出方式と３点
の明るさを比較して欠陥を検出する３点欠陥検出方式と
がある。２点欠陥検出方式では、比較演算する２点Ａ、
Ｂの明るさをＱＡ、ＱＢとして、次式が成立すれば欠陥
ありとする。

｜ＱＡ−ＱＢ｜≧（定数Ａ） なお、定数Ａは壜の種類等に基づいて予め決めておく。
この２点欠陥検出方式は、透過映像の明るさが均一であ
れば有効であるが、透過映像の明るさが不均一である
と、欠陥を検出できないおそれがある。

３点欠陥検出方式はこのような場合でも確実に検出でき
る。３点欠陥検出方式は、比較演算する３点Ａ、Ｂ、Ｃ
の明るさをＱＡ、ＱＢ、ＱＣとして、次式により比較演
算して欠陥を検出する。

｜ＱＢ−｛（ＱＡ＋ＱＣ）／２｝｜≧（定数Ｂ） なお、定数Ｂは壜の種類等に基づいて予め決めておく。
中間の点Ｂ１、Ｂ２の明るさと比較する明るさが両側の
点Ａ１とＣ１、Ａ２とＣ２の明るさの算術平均であるの
で、明るさが均一である場合も、明るさが不均一である
場合も正確に欠陥点Ｂ１が検出できる。

欠陥検出回路２４から出力される欠陥検出信号は先ず連
続マスク処理回路２５により連続マスク処理される。欠
陥検出回路２４で欠陥の検出ミスを防止するため感度を
上げると、欠陥でない部分をも欠陥点であると誤って検
出してしまうことがある。連続マスク処理はかかる欠陥
点を除くために行なう処理である。実際の欠陥箇所では
その大きさに応じた欠陥点が連続して現れるのに対し、
その他の欠陥でない部分では欠陥点が離散的に現れる。
そこでこの連続マスク処理では孤立した欠陥点やある設
定値以下しか連続しない欠陥点は、実際には欠陥ではな
いとして削除して、画素毎に新たな連続マスク処理信号
を出力する。例えば、欠陥であれば「１」なる連続マス
ク処理信号を出力し、欠陥でなければ「０」なる連続マ
スク処理信号を出力する。

連続マスク処理回路２５から出力された連続マスク処理
信号は、集合マスク処理回路２６により集合マスク処理
される。集合マスク処理は、第３図に示すように各画素
Ｐを例えば中心として例えば矩形の５行５列の処理領域
Ｑを設定し、各処理領域Ｑ中の連続マスク処理信号が欠
陥である画素の数を加算し、欠陥画素総数が所定の設定
値を越えたか否かにより集合マスク処理信号を出力す
る。すなわち、連続マスク処理信号が集中している所だ
けに集合マスク信号が生成され、離散的に現われるノイ
ズは除去されることになる。

集合マスク処理回路２６の具体例を第４図に示す。

各画像毎の連続マスク処理信号は５桁のシフトレジスタ
５０にクロック信号φに同期して順次入力され、シフト
されて出力されていく。５桁は処理領域Ｑの行数に対応
している。第５図に示すように、画面が５００画素×５
００画素の場合、例えば画面の左上端から垂直方向に順
次入力していく。シフトレジスタ５０には、加算器５１
が設けられており、シフトレジスタ５０に格納されてい
る５つの連続マスク処理信号の値を加算する。すなわ
ち、加算器５１の加算結果は、処理領域Ｑの各行（垂直
方向）の連続マスク処理信号を加算したものとなる。

一方、画面の垂直方向の長さに対応する５００ビットの
容量の５つのＲＡＭ６１、６２、６３、６４、６５が設
けられている。ＲＡＭ６１〜６５の数は処理領域Ｑの列
数に対応している。ＲＡＭ６１〜６５へのアドレスは共
通のアドレスカウンタ５２で生成される。ＲＡＭ６１〜
６５へのデータ書込はそれぞれ書込ゲート６１ｗ〜６５
ｗを介してなされる。これら書込ゲート６１ｗ〜６５ｗ
は５進のリングカウンタ５３の出力によりどれを開くか
を指定される。リングカウンタ５３はアドレスカウンタ
５２が０〜４９９までのアドレスを出力した時に１ずつ
進められる。

加算器５１の加算結果は、リングカウンタ５３により指
定されたＲＡＭ６１〜６５の、アドレスカウンタ５２で
生成されたアドレスのビットに書込まれる。したがっ
て、ＲＡＭ６１〜６５には連続マスク処理信号の垂直方
向の５つずつの加算結果が画面中の隣接する５行につい
て格納されていることになる。

また、ＲＡＭ６１〜６５からのデータ読出はそれぞれ読
出ゲート６１ｒ〜６５ｒを介してなされる。読出ゲート
６１ｒ〜６５ｒはデータ読出し時には常に開けられお
り、現在書込中のデータも含めて全てのＲＡＭ６１〜６
５のデータが同時に読出されて、加算器５４に出力され
る。

加算器５４はＲＡＭ６１〜６５から読出したデータを加
算し、加算結果を比較器５５に出力する。ＲＡＭ６１〜
６５は処理領域Ｑの列（水平方向）に対応するから、加
算器５５の加算結果は、結局、処理領域Ｑ内の全ての連
続マスク処理信号を加算したものとなる。この加算結果
は比較器５５により所定の設定値と比較され、その比較
結果が集合マスク処理信号として出力される。例えば、
設定値が１８であれば、５×５の処理領域Ｑで１８以上
の画素の連続マスク処理信号が「１」である場合のみ、
集合マスク処理信号が「１」となり、１８以下の場合は
「０」となる。

このように第４図に示す集合マスク処理回路２６によれ
ば、シフトレジスタ５０に連続マスク処理信号を順次入
力しておくだけで、５×５の処理領域Ｑを集合マスク処
理した集合マスク処理信号をリアルタイムで得ることが
できる。

判定回路２８は、集合マスク処理回路２６から出力され
る集合マスク処理に基づいて欠陥の有無を判定する。例
えば、「１」である集合マスク処理信号を計数し、その
計数値が所定の設定値を越えた場合に欠陥壜であると判
定する。この判定信号は壜１２の搬送系（図示せず）に
送出され、搬送系はその判定結果に応じて、例えば欠陥
壜を排除するようにする。

基準信号発生回路３０は壜位置検出器３２からの壜位置
信号に基づいて、レンズ振角信号、検査期間信号を生成
して出力する。レンズ振角信号は、壜１２の透過映像を
常に二次元光電変換装置１６で得るように凹レンズ１４
ａを振動させるための信号で、レンズ駆動回路２１に出
力される。レンズ駆動回路２１はこのレンズ振角信号に
基づいて凹レンズ１４ａを振動させる。検査期間信号
は、凹レンズ１４ａが壜１２の動きに応じて動いている
間である検査期間を指示するための信号で、判定回路２
８に出力される。

基準信号発生回路３０からのレンズ振角信号に基づいて
レンズ駆動回路２１は凹レンズ１４ａを駆動する。この
レンズ駆動回路２１は凹レンズ１４ａ側から振角信号を
フィードバック信号としてフィードバック制御する。な
お、凹レンズ１４ａ側から振角位置信号が出力されない
場合にはオープンループで制御する。

基準信号発生回路３０からの検査期間信号は例えば判定
回路２８に出力される。判定回路２８は検査期間信号が
ハイレベルの期間中に入力する欠陥検出信号だけを有効
として、壜１２が欠陥であるか否かを判断する。なお、
この検査期間信号を、検査領域検査ゲート設定回路２
０、欠陥検出回路２４、連続マスク処理回路２５又は集
合マスク処理回路２６に出力し、検査期間信号がハイレ
ベルの期間中に入力する信号だけを有効とするようにし
てもよい。

モニタ表示用ＲＡＭ回路２２は内蔵するフレームメモリ
に壜１２のディジタル映像信号を記憶してモニタ３６に
表示する。モニタ表示用ＲＡＭ回路２２には集合マスク
処理回路２６から欠陥検出信号と判定回路２８からの判
定結果信号と検査領域検査ゲート設定回路２０からの検
査ゲート信号が入力されている。欠陥検出信号に基づい
て欠陥点やエラースキャンをモニタ表示用ＲＡＭ回路２
２に書込む。また検査ゲート信号に基づいてモニタ３６
上に検査ゲートを表示する。

このように本実施例によれば連続マスク処理の後、更に
集合マスク処理を行っているので、感度をあげてノイズ
が発生しても、ノイズによる連続マスク処理信号は第６
図(a)に示すように孤立して生ずるのに対し、うす汚
れ、しわ、泡等の半透明の欠陥は連続マスク処理信号が
第６図(b)に示すように欠陥領域中で散在しているの
で、これら欠陥とノイズを区別することができる。

本発明は上記実施例に限らず以下に示すように種々の変
形が可能である。

上記実施例では連続マスク処理した後の信号を集合マス
ク処理したが、連続マスク処理回路を設けず、欠陥検出
回路からの欠陥信号に対して集合マスク処理してもよ
い。

また、上記実施例では集合マスク処理を連続マスク処理
信号の「１」の合計値が設定値に達したか否かに基づい
て行ったが、合計値に限らず処理領域内の連続マスク処
理信号の分布状態により集合マスク処理信号を「１」に
するようにしてもよい。

さらに、集合マスク処理する領域Ｑは５×５の領域に限
らない。例えば、第７図に示すように壜１２に対して横
長の領域Ｑにすると、壜１２に垂直方向に入っている壜
１２製造時の合わせ目Ｒを欠陥と誤って検出することが
ない。すなわち、壜１２の合わせ目Ｒのように欠陥と検
出したくないものの方向が予め分かる場合には、その方
向に対して横長に処理領域Ｑを定めればよい。

また、上記実施例では連続して流れる壜１２を追いかけ
るのに二次元光電変換装置１６の光軸を変更するように
したが、ミラーを用いて壜１２を追いかけるようにして
もよい。

さらに、上記実施例では壜１２の透過映像を検出するの
に二次元光電変換装置を用いたが、リニアＣＣＤのよう
な一次元光電変換装置を用いてもよい。

また、欠陥検出方式も上記実施例に示したものに限らず
種々の変形が可能である。例えば、比較演算する２点の
明るさをＱＡ、ＱＢとして、次式のいずれかが成立すれ
ば欠陥ありとしてもよい。

ＱＡ／ＱＢ≧（定数Ｃ） ＱＡ／ＱＢ≦１／（定数Ｃ） また比較する３点の明るさを、ＱＡ、ＱＢ、ＱＣとし
て、次式のいずれかが成立すれば欠陥ありとしてもよ
い。

ＱＢ／｛（ＱＡ＋ＱＣ）／２｝≧（定数Ｄ） ＱＢ／｛（ＱＡ＋ＱＣ）／２｝≦１／（定数Ｄ） なお定数Ｃ、定数Ｄは１以上の数である。

なお、壜以外の、例えば金属部品のようなものの検査に
も本発明の原理を適用できることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上の通り本発明によれば、壜の胴部の特に半透明な欠
陥を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による壜胴部の欠陥検出装置
のブロック図、第２図は同壜胴部の欠陥検出装置におけ
る検査領域と検査ゲートを示す図、第３図は同壜胴部の
欠陥検出装置の集合マスク処理の処理領域を示す図、第
４図は同壜胴部の欠陥検出装置の集合マスク処理回路の
具体例を示す回路図、第５図は同集合マスク処理回路の
動作を説明するための図、第６図は壜の透過映像におけ
るノイズと半透明欠陥の集合マスク処理結果を示す図、
第７図は壜の処理領域の取り方の具体例を示す図であ
る。 １０…拡散光源、１２…壜、１４…光軸変更部、１５…
駆動モータ、１６…二次元光電変換装置、１８…Ａ／Ｄ
変換回路、２０…検査領域検査ゲート設定回路、２２…
モニタ表示用ＲＡＭ回路、２４…欠陥検出回路、２５…
連続マスク処理回路、２６…集合マスク処理回路、２８
…判定回路、３０…基準信号発生回路、３２…壜位置検
出器、３６…モニタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壜の胴部を照明する照明手段と、 前記照明手段により照明された前記壜の胴部の透過映像
   を光電変換する光電変換手段と、 前記光電変換手段により光電変換された透過映像を少な
   くとも２点の明るさに基づいて欠陥点を検出する欠陥検
   出手段と、 前記透過映像画面内の各注目画素に対応したマスク処理
   領域を定め、前記マスク処理領域内の欠陥点の分布に基
   づいて前記注目画素を欠陥点とする集合マスク処理信号
   を出力する集合マスク処理手段と、 前記集合マスク処理手段からの集合マスク処理信号に基
   づいて前記壜の胴部の欠陥の有無を判定する判定手段と を備えたことを特徴とする壜胴部の欠陥検出装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の壜胴部の欠陥検出装置にお
   いて、 前記集合マスク処理手段の前記処理領域は前記注目画素
   を中心としたｍ行ｎ列の矩形領域であり、 前記集合マスク処理手段は、 各画素の信号を連続的に順次シフトしていく少なくとも
   ｍ桁のシフトレジスタと、 前記シフトレジスタに格納されている画素の欠陥点を加
   算する第１の加算回路と、 前記第１の加算回路の加算結果を順次格納する少なくと
   もｎ個のメモリと、 前記ｎ個のメモリに格納された各加算結果を更に加算す
   る第２の加算回路と、 前記第２の加算回路の加算結果に基づいて前記集合マス
   ク処理信号を生成する集合マスク処理信号生成手段と を有することを特徴とする壜胴部の欠陥検出装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の壜胴部の欠陥検出装
   置において、 前記欠陥点の連続性に基づいて欠陥か否か判定し、各画
   素に対応した連続マスク処理信号を出力する連続マスク
   処理手段を更に備え、 前記集合マスク処理手段は、前記連続マスク処理手段か
   ら出力される各画素の連続マスク処理信号に基づいて集
   合マスク処理を行うことを特徴とする壜胴部の欠陥検出
   装置。