JPH0736001B2 - びんの欠陥検査方法 - Google Patents
びんの欠陥検査方法Info
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- JPH0736001B2 JPH0736001B2 JP2291776A JP29177690A JPH0736001B2 JP H0736001 B2 JPH0736001 B2 JP H0736001B2 JP 2291776 A JP2291776 A JP 2291776A JP 29177690 A JP29177690 A JP 29177690A JP H0736001 B2 JPH0736001 B2 JP H0736001B2
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Description
本発明は、びんの欠陥の有無を光学的手段を使用し電子
的処理により検査する方法に関する。
的処理により検査する方法に関する。
従来、例えばびんの底部や胴部に生ずるビリと言われる
亀裂や、石などの混入異物等の欠陥を光学的に検出する
方法として、例えば次の広報に開示のものが知られてい
る。 特公昭58−58020号公報 投光部からびんの側面に逆円錐リング状の光束を照射し
てびんの側面から底面に向かって入射させ、その光束を
びんの側肉部内に通って底部の角肉部に到達させ、該光
束が角肉部の亀裂に反射した反射光束を単体の光電交換
素子で受光する。 特開昭61−107144号公報 一次元イメージセンサの近傍の検査位置にびんを搬入
し、該びんの軸線をイメージセンサの長手方向に並行に
した状態でびんを軸線を中心にして回転させながら、び
んを照明し、該びんの透過光像をイメージセンサに形成
させ、該イメージセンサを走査することによって１組の
信号を得、該走査を繰り返すことにより信号の組を順次
発生させ、１組の信号と、該１組の信号が得られた時の
びんの回転位置よりも少しだけ回転した異なる回転位置
の時に得られた他の組の信号とを互いに比較し、この比
較結果に基づいて欠陥の有無を判定する。
亀裂や、石などの混入異物等の欠陥を光学的に検出する
方法として、例えば次の広報に開示のものが知られてい
る。 特公昭58−58020号公報 投光部からびんの側面に逆円錐リング状の光束を照射し
てびんの側面から底面に向かって入射させ、その光束を
びんの側肉部内に通って底部の角肉部に到達させ、該光
束が角肉部の亀裂に反射した反射光束を単体の光電交換
素子で受光する。 特開昭61−107144号公報 一次元イメージセンサの近傍の検査位置にびんを搬入
し、該びんの軸線をイメージセンサの長手方向に並行に
した状態でびんを軸線を中心にして回転させながら、び
んを照明し、該びんの透過光像をイメージセンサに形成
させ、該イメージセンサを走査することによって１組の
信号を得、該走査を繰り返すことにより信号の組を順次
発生させ、１組の信号と、該１組の信号が得られた時の
びんの回転位置よりも少しだけ回転した異なる回転位置
の時に得られた他の組の信号とを互いに比較し、この比
較結果に基づいて欠陥の有無を判定する。
しかし、上記の場合には、光学系が複雑であるに加
え、単体の光電変換素子のみで反射光を検出するため、
ビリの反射角度が少しでも異なると、その反射光が光電
変換素子に入光しないため、ビリの有無を正確に検出で
きない。また、びんの底部には一般に種々の模様が施さ
れているため、反射光量は模様によっても大きく変化
し、光量の変化のみでビリを検出することは、模様のあ
るびんでは不可能である。 の場合には、よりも精度はある程度高くなるもの
の、また一次元イメージセンサを使用すると２次元イメ
ージセンサよりも分解能の面では有利であっても、ビリ
の場合にはびんの回転によって反射光の方向が瞬時に大
きく変わるため、またビリの形状は多様であるため、さ
らにびんの回転によりビリ以外からの外乱光も多く発生
するため、一次元イメージセンサによる上記のような方
法では、ビリの検出に関しては高い精度は望めなく、ま
た種々の形状のビリに対して効率良く対応できない。 本発明は、ビリの場合には、上記のようにびんが少し回
転しても反射光の方向が瞬時に大きく変わることに着目
し、この現象を捉えることで特にびん底部及びその周辺
部分のビリの有無の検査を精度良く行えるようにしよう
とするものである。
え、単体の光電変換素子のみで反射光を検出するため、
ビリの反射角度が少しでも異なると、その反射光が光電
変換素子に入光しないため、ビリの有無を正確に検出で
きない。また、びんの底部には一般に種々の模様が施さ
れているため、反射光量は模様によっても大きく変化
し、光量の変化のみでビリを検出することは、模様のあ
るびんでは不可能である。 の場合には、よりも精度はある程度高くなるもの
の、また一次元イメージセンサを使用すると２次元イメ
ージセンサよりも分解能の面では有利であっても、ビリ
の場合にはびんの回転によって反射光の方向が瞬時に大
きく変わるため、またビリの形状は多様であるため、さ
らにびんの回転によりビリ以外からの外乱光も多く発生
するため、一次元イメージセンサによる上記のような方
法では、ビリの検出に関しては高い精度は望めなく、ま
た種々の形状のビリに対して効率良く対応できない。 本発明は、ビリの場合には、上記のようにびんが少し回
転しても反射光の方向が瞬時に大きく変わることに着目
し、この現象を捉えることで特にびん底部及びその周辺
部分のビリの有無の検査を精度良く行えるようにしよう
とするものである。
本発明によるびんの欠陥検査方法では、検査対象の透明
又は半透明なびん１をテーブル３の検査窓４まで搬送
し、この検査窓４上で一定の速度で回転させながら、テ
ーブル３の上方の投光器６からの光をびん１の底部に向
かって斜め上方から投光し、その底部からの反射光を、
検査窓４の下方において受光軸をびん１の底部に向かっ
て斜めにし二次元CCDカメラ９で直接受光し、この二次
元CCDカメラ９からびん１回転につき出力される多数に
フレームの中より、所定の時間間隔をもった２フレーム
分の画像データを取り込んでフレーム間で差分演算する
とともに輝度レベルに従い２値化し、その輝度別の画素
の個数を計数してその大小によりビリ等の欠陥の有無を
判定する。
又は半透明なびん１をテーブル３の検査窓４まで搬送
し、この検査窓４上で一定の速度で回転させながら、テ
ーブル３の上方の投光器６からの光をびん１の底部に向
かって斜め上方から投光し、その底部からの反射光を、
検査窓４の下方において受光軸をびん１の底部に向かっ
て斜めにし二次元CCDカメラ９で直接受光し、この二次
元CCDカメラ９からびん１回転につき出力される多数に
フレームの中より、所定の時間間隔をもった２フレーム
分の画像データを取り込んでフレーム間で差分演算する
とともに輝度レベルに従い２値化し、その輝度別の画素
の個数を計数してその大小によりビリ等の欠陥の有無を
判定する。
検査対象のびんに欠陥であるビリが存在する場合、ビリ
を反射した反射光は、びんの回転により瞬時に大きく方
向が変わるため、その反射光による画素データがある時
点T1では二次元CCDカメラからある位置の画素として取
り込まれても、１回転中の所定時間後のT2時点にはビリ
の反射光による画素データは取り込まれない。これに対
し、ビリ以外からの外乱光はほとんど同じ方向に反射す
るため、１回転中のT1及びT2のいずれの時点にもその画
素データが取り込まれる。 従って、二次元CCDカメラからT1時点に取り込んだ１フ
レーム分の画素データと、１回転中でT1より所定時間後
のT2時点に取り込んだ１フレーム分の画素データの差分
をとると、ビリの反射光による輝度の高い画素データは
残るが、それ以外の外乱光によるものは打ち消される。
そこで、その差分をとった各画素データを輝度に従い２
値化（白黒に分ける）し、輝度の高い画素の個数を計数
し、それが所定個数以上であった場合に欠陥であると判
断すれば、欠陥となるビリの有無を精度良く検出でき
る。 テーブルの検査窓上のびんに対して、テーブルの上方の
投光器からの光をびんの底部に向かって斜め上方から投
光し、そん底部からの反射光を、検査窓の下方において
受光軸をびんの底部に向かって斜めにした二次元CCDカ
メラで直接受光するので、外乱光を極力制限できるとと
もに、ビリからの反射光を際立たせるように検出でき、
しかもびんの底部ばかりでなくその周辺部分に及ぶビリ
の検査もできる。 また、本発明では、びんの回転速度が変わるとビリによ
る反射光の方向等も変化するため、その回転速度に応じ
て１回転中での上記T1とT2の時間間隔を調整する。 すなわち、二次元CCDカメラからのデータを１フレーム
ごとに高速度で取り込み場合、間引きするフレーム数
（画素データを１フレームごとに全て処理しないで、あ
るフレーム数間隔で飛び飛びに処理する）をびんの回転
速度に応じて調整する。また、びんの回転速度が変わる
と入射光量が変化するため、２値化レベルを回転速度に
応じて加減する。 輝度別の画素数の計数は、びんに施されている模様等に
よるものを除外するため、二次元CCDカメラの撮影領域
内における複数のウインド領域に区分して行う。
を反射した反射光は、びんの回転により瞬時に大きく方
向が変わるため、その反射光による画素データがある時
点T1では二次元CCDカメラからある位置の画素として取
り込まれても、１回転中の所定時間後のT2時点にはビリ
の反射光による画素データは取り込まれない。これに対
し、ビリ以外からの外乱光はほとんど同じ方向に反射す
るため、１回転中のT1及びT2のいずれの時点にもその画
素データが取り込まれる。 従って、二次元CCDカメラからT1時点に取り込んだ１フ
レーム分の画素データと、１回転中でT1より所定時間後
のT2時点に取り込んだ１フレーム分の画素データの差分
をとると、ビリの反射光による輝度の高い画素データは
残るが、それ以外の外乱光によるものは打ち消される。
そこで、その差分をとった各画素データを輝度に従い２
値化（白黒に分ける）し、輝度の高い画素の個数を計数
し、それが所定個数以上であった場合に欠陥であると判
断すれば、欠陥となるビリの有無を精度良く検出でき
る。 テーブルの検査窓上のびんに対して、テーブルの上方の
投光器からの光をびんの底部に向かって斜め上方から投
光し、そん底部からの反射光を、検査窓の下方において
受光軸をびんの底部に向かって斜めにした二次元CCDカ
メラで直接受光するので、外乱光を極力制限できるとと
もに、ビリからの反射光を際立たせるように検出でき、
しかもびんの底部ばかりでなくその周辺部分に及ぶビリ
の検査もできる。 また、本発明では、びんの回転速度が変わるとビリによ
る反射光の方向等も変化するため、その回転速度に応じ
て１回転中での上記T1とT2の時間間隔を調整する。 すなわち、二次元CCDカメラからのデータを１フレーム
ごとに高速度で取り込み場合、間引きするフレーム数
（画素データを１フレームごとに全て処理しないで、あ
るフレーム数間隔で飛び飛びに処理する）をびんの回転
速度に応じて調整する。また、びんの回転速度が変わる
と入射光量が変化するため、２値化レベルを回転速度に
応じて加減する。 輝度別の画素数の計数は、びんに施されている模様等に
よるものを除外するため、二次元CCDカメラの撮影領域
内における複数のウインド領域に区分して行う。
次に本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。 第２図は本発明による欠陥検査方法の実施状態の一例を
示す。検査対象の透明又は半透明なびん１は、ガイドレ
ール２に沿ってテーブル３の検査窓４（第３図）まで搬
送され、ここでドライブディスク５により一定の速度で
回転されながら、テーブル３の上方の投光器６から光を
照射される。投光器６は光ファイバ７を介してハロゲン
光源８に接続され、ハロゲン光源８からの光をびん１の
底部に向かってやや斜め上方から投光する。検査窓４の
下方には、二次元CCDカメラ９が、その受光軸をびん１
の底部に向かって斜めに指向させて設置されており、こ
の二次元CCDカメラ９は、投光器６で照明されたびんの
１の底部の像を検査窓４を通して斜め下方から撮影す
る。 第４図は、この二次元CCDカメラ９によって撮影された
ある時点T1の１フレーム分の画像を正方形の画面内に示
す。この例では、二次元CCDカメラ９は、びんの１の底
部の一部だけを撮影するようになっており、図において
白い画像10は、びん１の底部の周縁部に形成されたビリ
からの反射光によるもので、輝度の高い大きな像となっ
ている。小さい白い画像11は、ビリ以外の外乱光（例え
ばテーブル３からの反射光）によるものである。 曲線はびんの底部の周縁及び環状の隆起部による稜線で
ある。規則的な黒い画像12は、型番等を符号体系にして
表すためびん１の底面に設けられた突部によるものであ
る。別の黒い画像13はびん１の底面に設けられた模様に
よるものである。 ビリによる反射光は、前述のようにびん１が少しでも回
転すると瞬時に大きくその方向を変えるため、びん１の
１回転中において、上記T1時点より所定時間後のT2時点
では、ビリによる画像10は二次元CCDカメラ９の撮影画
面中において破線で示すように大幅に移動するのに対
し、ビリ以外の外乱光による画像11はほとんど動かな
い。 二次元CCDカメラ９には画像処理装置14が接続されてお
り、このカメラ９で得られた画素データは１フレームご
とに画像処理装置14に取り込まれて該画像処理装置14の
メモリに記憶され、後述のように画像処理される。ま
た、画像処理装置14にはモニタ用テレビジョン（CRT）1
5が接続されており、画像処理装置14に取り込まれた画
像はこのテレビジョン15に随時映し出すことができる。 第１図に画像処理装置14の主な内部構成を示す。二次元
CCDカメラ９で得られた１フレームにつき多数の画素デ
ータは、カメラコントローラ16によって１フレームごと
にしかも一定の短時間ｔの時間間隔でびん１の１回転に
つき例えば115フレーム分連続して取り込まれる。１回
転中において、先に取り込まれた１フレーム分の画素デ
ータはバッファメモリ17に一旦記憶され、それより（ｔ
×ｋ）時間後に取り込まれた１フレームの画素データと
差分演算部18において差分演算される。なお、上記ｋ
は、びん１の１回転中でのフレームの間引き数（フレー
ム数ｋをおいて飛び飛びに取り込む）で、CPUを含むメ
インコントローラ19によって後述のように設定される。
ここで時間差（ｔ×ｋ）をもって得られた２フレーム分
の画素データを差分演算するのは、ビリによる画像10の
みを抽出しようとするためである。 すなわち、いま第４図において、正方形の画面の直線Ａ
−Ａ線上の画素出力を、画面の下側に画像と対応させて
アナログ波形にして示すと、ビリによる画像10が実線位
置にあるT1時点では、外乱光による画像11に対応する部
分だけ波形が高くなっている。ところが、（ｔ×ｋ）時
間後のT2時点では、外乱光による画像11はほとんど動か
ないないのに対し、ビリによる画像10は破線位置へ移動
するため、そのときのアナログ波形は、外乱光による画
像11に対応する部分とビリによる画像10に対応する部分
との波形が高くなる。そこで、１回転中でのT1時点とT2
時点との差分をとると、ビリによる画像10に対応する部
分は残るが、外乱光による画像11に対応する部分は打ち
消される。 差分演算部18で差分演算された画素データは、輝度レベ
ルの大小により各画素ごとに２値化部20で２値化され
る。換言すると、ある輝度レベルを基準として、それよ
り大きければ白（２値数１）、小さければ黒（２値数
０）として白黒に２分される。かかる２値化は１フレー
ム分の全れの画素について順次行われる。また、２値化
の基準とするレベル（２値化レベル）Ｈは、メインコン
トローラ19により後述のようにびん１の回転速度に従っ
て自動調整される。 ビリによる画像10は、輝度レベルの高い画素が大きな塊
になって集合したものと見做すことができるので、第４
図の正方形の画面（１フレーム）を第１番目から第ｎ番
目までウインド領域W1、W2……Wnに区分し、白黒の２値
化により白とされた画素（欠陥画素）の個数を各ウイン
ド領域ごとに別々に計数すれば、その個数が一定以上で
ある場合、当該ウインド領域内にビリが存在していると
推定できる。 そこで、メインコントロール19の指示に従いウインド領
域の各画素位置を表すデータをウインドメモリ21に記憶
し、２値化部20からの２値データのうち、当該ウインド
領域の画素のものだけをゲート回路22を介してカウンタ
23で計数する。該カウンタ23の計数値は、当該ウインド
領域内におる欠陥画素数を表すことになり、メインコン
トローラ19はその計数値が一定以上である場合、ビリ有
りと判定してインターフェース24から排除信号（欠陥び
んを搬送ラインから排除するための信号）を出力すると
ともに、欠陥びんの個数や欠陥箇所などを検査結果ディ
スプレイ25上に表示する。カメラコントローラ16により
取り込まれた１フレームごとの画素データは、メインコ
ントローラ19で設定される所定の周期でディスプレイメ
モリ26にデジタル量で記憶され、デジタル／ビデオ信号
変換部27でビデオ信号に変換されてモニタ用テレビジョ
ン15によって再生される。検査に必要な初期設定値等
は、該テレビジョン15上の再生像を見ながらキーボード
28よりインターフェース29を介してメインコントローラ
19に与える。 メインコントローラ19にはハンドリングマシン30から検
査タイメング信号やびん１が検査位置にあることを表す
ボトルプレゼンス信号等が入力される。上記間引き数ｋ
及び２値化レベルはその入力された検査タイミング信号
に従って調整される。ハンドリングマシン30は、公知の
如くびん１を搬送したり検査位置で上記のようにドライ
ブディスク５により回転させる等の種々の動作を行う。
びん１の回転速度は検査タイミング信号によって決定さ
れているため、。検査タイムング信号からびん１の回転
速度を測定することができる。 第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はメインコントローラ19
における処理を説明するフローチャートである。第５図
（Ａ）はメインルーチンで、先ず、ステップ50で種々の
初期化を行い、ステップ51においてハンドリングマシン
30からの検査タイミング信号に従い、１回転中での上記
間引き数ｋ及び２値化レベルＨを設定し、またステップ
52で第５図（Ｂ）に示す第１サブルーチンを実行し、さ
らにステップ53でキーボード28における入力キーの状態
を確認した後、ステップ51に戻る。 第５図（Ｂ）の第１サブルーチンに入ると、先ずステッ
プ55において検査タイミング信号が有るか否か判定し、
無ければステップ56で入力キーの状態を確認してステッ
プ55に戻り、同じことを繰り返す。検査タイミング信号
が有ると、ステップ57に進んで検査時間測定用カウンタ
のカウントを開始し、ステップ58でボトルプレゼンス信
号は有るか否か、つまりびん１が検査位置に有るか否か
判定し、有ればステップ64で後記不良フラグをリセット
するとともに、ステップ65でスキップフラグ65をセット
する。該スキップフラグは、第１図におけるカメラコン
トローラ16より最初に取り込まれた第１番目の１フレー
ム分の画素データをバッファメモリ17に記憶させるべく
スキップするためのもので、最初はこのスキップフラグ
がセットされる。次に、ステップ66で第２サブルーチン
の処理を実行する。 第５図（Ｃ）の第２サブルーチンに入ると、ステップ72
でスキップフラグはオンか否か判定する。最初はスキッ
プフラグがオンであるため、ステップ77に進んで第１図
のカウンタ23をリセットするとともに、ステップ78でス
キップフラグをリセットしてからリターンする。 ２回目以降はスキップフラグはオフであるため、ステッ
プ72からステップ73に進んで第１番目のウインド領域W1
の欠陥画素数を上記のようにカウンタ23で計数した後、
ステップ74においてその計数値を第１番目のウインド領
域W1について設定された排除レベルと比較し、その比較
結果の大小によりステップ75でウインド領域W1の良否判
定を行う。不良の場合はステップ76でウインド領域W1に
ついて不良フラグをセットし、良の場合はステップ76を
経由しないで、第２番目のウインド領域W2についてのス
テップに進む。そして、同様のことを最終の第ｎ番目の
ウインド領域Wnまで繰り返し、それが終了したならば上
記ステップ77,78を経由してリターンする。 第２サブルーチンを抜けると、第５図（Ｂ）のステップ
67において検査タイミング信号の有無を判定し、有れば
ステップ68で入力キーの状態を確認してステップ67に戻
る。無ければステップ69で１フレームについての良否判
定をし、ステップ70でその判定結果の出力を行い、また
ステップ61で検査時間測定用カウンタを停止し、さらに
ステップ62で新たに間引き数ｋ及び２値化レベルＨを設
定してリターンする。 上記ステップ58においてボトルプレゼンス信号が無いと
きは、ステップ59で検査タイミング信号の有無を判定
し、有ればステップ60で入力キーの状態を確認してステ
ップ58に戻り、無ければ上記のようにステップ61で検査
時間測定用カウンタを停止し、ステップ62を経由してリ
ターンする。 なお、上記の実施例ではびん１を回転させながらその底
部のビリの有無を検査したが、底部周辺のビリの有無も
検査できるばかりなく、ビリ以外の白い夾雑物などの有
無も検査できる。
示す。検査対象の透明又は半透明なびん１は、ガイドレ
ール２に沿ってテーブル３の検査窓４（第３図）まで搬
送され、ここでドライブディスク５により一定の速度で
回転されながら、テーブル３の上方の投光器６から光を
照射される。投光器６は光ファイバ７を介してハロゲン
光源８に接続され、ハロゲン光源８からの光をびん１の
底部に向かってやや斜め上方から投光する。検査窓４の
下方には、二次元CCDカメラ９が、その受光軸をびん１
の底部に向かって斜めに指向させて設置されており、こ
の二次元CCDカメラ９は、投光器６で照明されたびんの
１の底部の像を検査窓４を通して斜め下方から撮影す
る。 第４図は、この二次元CCDカメラ９によって撮影された
ある時点T1の１フレーム分の画像を正方形の画面内に示
す。この例では、二次元CCDカメラ９は、びんの１の底
部の一部だけを撮影するようになっており、図において
白い画像10は、びん１の底部の周縁部に形成されたビリ
からの反射光によるもので、輝度の高い大きな像となっ
ている。小さい白い画像11は、ビリ以外の外乱光（例え
ばテーブル３からの反射光）によるものである。 曲線はびんの底部の周縁及び環状の隆起部による稜線で
ある。規則的な黒い画像12は、型番等を符号体系にして
表すためびん１の底面に設けられた突部によるものであ
る。別の黒い画像13はびん１の底面に設けられた模様に
よるものである。 ビリによる反射光は、前述のようにびん１が少しでも回
転すると瞬時に大きくその方向を変えるため、びん１の
１回転中において、上記T1時点より所定時間後のT2時点
では、ビリによる画像10は二次元CCDカメラ９の撮影画
面中において破線で示すように大幅に移動するのに対
し、ビリ以外の外乱光による画像11はほとんど動かな
い。 二次元CCDカメラ９には画像処理装置14が接続されてお
り、このカメラ９で得られた画素データは１フレームご
とに画像処理装置14に取り込まれて該画像処理装置14の
メモリに記憶され、後述のように画像処理される。ま
た、画像処理装置14にはモニタ用テレビジョン（CRT）1
5が接続されており、画像処理装置14に取り込まれた画
像はこのテレビジョン15に随時映し出すことができる。 第１図に画像処理装置14の主な内部構成を示す。二次元
CCDカメラ９で得られた１フレームにつき多数の画素デ
ータは、カメラコントローラ16によって１フレームごと
にしかも一定の短時間ｔの時間間隔でびん１の１回転に
つき例えば115フレーム分連続して取り込まれる。１回
転中において、先に取り込まれた１フレーム分の画素デ
ータはバッファメモリ17に一旦記憶され、それより（ｔ
×ｋ）時間後に取り込まれた１フレームの画素データと
差分演算部18において差分演算される。なお、上記ｋ
は、びん１の１回転中でのフレームの間引き数（フレー
ム数ｋをおいて飛び飛びに取り込む）で、CPUを含むメ
インコントローラ19によって後述のように設定される。
ここで時間差（ｔ×ｋ）をもって得られた２フレーム分
の画素データを差分演算するのは、ビリによる画像10の
みを抽出しようとするためである。 すなわち、いま第４図において、正方形の画面の直線Ａ
−Ａ線上の画素出力を、画面の下側に画像と対応させて
アナログ波形にして示すと、ビリによる画像10が実線位
置にあるT1時点では、外乱光による画像11に対応する部
分だけ波形が高くなっている。ところが、（ｔ×ｋ）時
間後のT2時点では、外乱光による画像11はほとんど動か
ないないのに対し、ビリによる画像10は破線位置へ移動
するため、そのときのアナログ波形は、外乱光による画
像11に対応する部分とビリによる画像10に対応する部分
との波形が高くなる。そこで、１回転中でのT1時点とT2
時点との差分をとると、ビリによる画像10に対応する部
分は残るが、外乱光による画像11に対応する部分は打ち
消される。 差分演算部18で差分演算された画素データは、輝度レベ
ルの大小により各画素ごとに２値化部20で２値化され
る。換言すると、ある輝度レベルを基準として、それよ
り大きければ白（２値数１）、小さければ黒（２値数
０）として白黒に２分される。かかる２値化は１フレー
ム分の全れの画素について順次行われる。また、２値化
の基準とするレベル（２値化レベル）Ｈは、メインコン
トローラ19により後述のようにびん１の回転速度に従っ
て自動調整される。 ビリによる画像10は、輝度レベルの高い画素が大きな塊
になって集合したものと見做すことができるので、第４
図の正方形の画面（１フレーム）を第１番目から第ｎ番
目までウインド領域W1、W2……Wnに区分し、白黒の２値
化により白とされた画素（欠陥画素）の個数を各ウイン
ド領域ごとに別々に計数すれば、その個数が一定以上で
ある場合、当該ウインド領域内にビリが存在していると
推定できる。 そこで、メインコントロール19の指示に従いウインド領
域の各画素位置を表すデータをウインドメモリ21に記憶
し、２値化部20からの２値データのうち、当該ウインド
領域の画素のものだけをゲート回路22を介してカウンタ
23で計数する。該カウンタ23の計数値は、当該ウインド
領域内におる欠陥画素数を表すことになり、メインコン
トローラ19はその計数値が一定以上である場合、ビリ有
りと判定してインターフェース24から排除信号（欠陥び
んを搬送ラインから排除するための信号）を出力すると
ともに、欠陥びんの個数や欠陥箇所などを検査結果ディ
スプレイ25上に表示する。カメラコントローラ16により
取り込まれた１フレームごとの画素データは、メインコ
ントローラ19で設定される所定の周期でディスプレイメ
モリ26にデジタル量で記憶され、デジタル／ビデオ信号
変換部27でビデオ信号に変換されてモニタ用テレビジョ
ン15によって再生される。検査に必要な初期設定値等
は、該テレビジョン15上の再生像を見ながらキーボード
28よりインターフェース29を介してメインコントローラ
19に与える。 メインコントローラ19にはハンドリングマシン30から検
査タイメング信号やびん１が検査位置にあることを表す
ボトルプレゼンス信号等が入力される。上記間引き数ｋ
及び２値化レベルはその入力された検査タイミング信号
に従って調整される。ハンドリングマシン30は、公知の
如くびん１を搬送したり検査位置で上記のようにドライ
ブディスク５により回転させる等の種々の動作を行う。
びん１の回転速度は検査タイミング信号によって決定さ
れているため、。検査タイムング信号からびん１の回転
速度を測定することができる。 第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はメインコントローラ19
における処理を説明するフローチャートである。第５図
（Ａ）はメインルーチンで、先ず、ステップ50で種々の
初期化を行い、ステップ51においてハンドリングマシン
30からの検査タイミング信号に従い、１回転中での上記
間引き数ｋ及び２値化レベルＨを設定し、またステップ
52で第５図（Ｂ）に示す第１サブルーチンを実行し、さ
らにステップ53でキーボード28における入力キーの状態
を確認した後、ステップ51に戻る。 第５図（Ｂ）の第１サブルーチンに入ると、先ずステッ
プ55において検査タイミング信号が有るか否か判定し、
無ければステップ56で入力キーの状態を確認してステッ
プ55に戻り、同じことを繰り返す。検査タイミング信号
が有ると、ステップ57に進んで検査時間測定用カウンタ
のカウントを開始し、ステップ58でボトルプレゼンス信
号は有るか否か、つまりびん１が検査位置に有るか否か
判定し、有ればステップ64で後記不良フラグをリセット
するとともに、ステップ65でスキップフラグ65をセット
する。該スキップフラグは、第１図におけるカメラコン
トローラ16より最初に取り込まれた第１番目の１フレー
ム分の画素データをバッファメモリ17に記憶させるべく
スキップするためのもので、最初はこのスキップフラグ
がセットされる。次に、ステップ66で第２サブルーチン
の処理を実行する。 第５図（Ｃ）の第２サブルーチンに入ると、ステップ72
でスキップフラグはオンか否か判定する。最初はスキッ
プフラグがオンであるため、ステップ77に進んで第１図
のカウンタ23をリセットするとともに、ステップ78でス
キップフラグをリセットしてからリターンする。 ２回目以降はスキップフラグはオフであるため、ステッ
プ72からステップ73に進んで第１番目のウインド領域W1
の欠陥画素数を上記のようにカウンタ23で計数した後、
ステップ74においてその計数値を第１番目のウインド領
域W1について設定された排除レベルと比較し、その比較
結果の大小によりステップ75でウインド領域W1の良否判
定を行う。不良の場合はステップ76でウインド領域W1に
ついて不良フラグをセットし、良の場合はステップ76を
経由しないで、第２番目のウインド領域W2についてのス
テップに進む。そして、同様のことを最終の第ｎ番目の
ウインド領域Wnまで繰り返し、それが終了したならば上
記ステップ77,78を経由してリターンする。 第２サブルーチンを抜けると、第５図（Ｂ）のステップ
67において検査タイミング信号の有無を判定し、有れば
ステップ68で入力キーの状態を確認してステップ67に戻
る。無ければステップ69で１フレームについての良否判
定をし、ステップ70でその判定結果の出力を行い、また
ステップ61で検査時間測定用カウンタを停止し、さらに
ステップ62で新たに間引き数ｋ及び２値化レベルＨを設
定してリターンする。 上記ステップ58においてボトルプレゼンス信号が無いと
きは、ステップ59で検査タイミング信号の有無を判定
し、有ればステップ60で入力キーの状態を確認してステ
ップ58に戻り、無ければ上記のようにステップ61で検査
時間測定用カウンタを停止し、ステップ62を経由してリ
ターンする。 なお、上記の実施例ではびん１を回転させながらその底
部のビリの有無を検査したが、底部周辺のビリの有無も
検査できるばかりなく、ビリ以外の白い夾雑物などの有
無も検査できる。
本発明によれば次のような効果がある。 欠陥がビリの場合には、びんが少し回転しても反射光
の方向が瞬時に大きく変わることに着目し、二次元CCD
カメラにより二次元画像として撮影し、このカメラから
びん１回転につき出力される多数のフレームの中より、
所定の時間間隔をもった２フレームの画像データを取り
込んでフレーム間で差分演算するので、特にびん底部の
ビリの有無を外乱光による影響少なく精度良く検査でき
る。 テーブルの検査窓上のびんに対して、テーブルの上方
の投光器からの光をびんの底部に向かって斜め上方から
投光し、その底部からの反射光を、検査窓の下方におい
て受光軸をびんの底部に向かって斜めにした二次元CCD
カメラで直接受光するので、外乱光を極力制限できると
ともに、ビリからの反射光を際立たせるように検出で
き、しかもびん底部ばかりでなくその周辺部分に及ぶビ
リの検査もできる。 びんの一回転中でのフレーム間の取り込み時間間隔
を、びんの回転速度に従って調整し、また２値化するレ
ベルをびんの回転速度に従って調整すれば、精度を上げ
ることができる。 精度別の画素数を、二次元CCDカメラの撮影領域内に
おける複数のウインド領域に区分して計数すれば、欠陥
の有無を１台の二次元CCDカメラでも検査対象物の複数
箇所に分けて精度良く検査できるとともに、模様等を裂
けて検査できる。
の方向が瞬時に大きく変わることに着目し、二次元CCD
カメラにより二次元画像として撮影し、このカメラから
びん１回転につき出力される多数のフレームの中より、
所定の時間間隔をもった２フレームの画像データを取り
込んでフレーム間で差分演算するので、特にびん底部の
ビリの有無を外乱光による影響少なく精度良く検査でき
る。 テーブルの検査窓上のびんに対して、テーブルの上方
の投光器からの光をびんの底部に向かって斜め上方から
投光し、その底部からの反射光を、検査窓の下方におい
て受光軸をびんの底部に向かって斜めにした二次元CCD
カメラで直接受光するので、外乱光を極力制限できると
ともに、ビリからの反射光を際立たせるように検出で
き、しかもびん底部ばかりでなくその周辺部分に及ぶビ
リの検査もできる。 びんの一回転中でのフレーム間の取り込み時間間隔
を、びんの回転速度に従って調整し、また２値化するレ
ベルをびんの回転速度に従って調整すれば、精度を上げ
ることができる。 精度別の画素数を、二次元CCDカメラの撮影領域内に
おける複数のウインド領域に区分して計数すれば、欠陥
の有無を１台の二次元CCDカメラでも検査対象物の複数
箇所に分けて精度良く検査できるとともに、模様等を裂
けて検査できる。
第１図は本発明の一実施例の欠陥検査装置のブロック
図、第２図は本発明による欠陥検査方法の実施状態の一
例の概念図、第３図はその場合のびんと検査窓の関係を
示す平面図、第４図は二次元CCDカメラの１フレーム分
の画像とそのある線上における輝度レベルに従ったアナ
ログ波形を示す図、第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はフ
ローチャートである。 １……びん、６……投光器、９……二次元CCDカメラ、1
5……モニタ用テレビジョン、16……カメラコントロー
ラ、18……差分演算部、19……メインコントローラ、20
……２値化部、21……ウインドメモリ、23……カウン
タ。
図、第２図は本発明による欠陥検査方法の実施状態の一
例の概念図、第３図はその場合のびんと検査窓の関係を
示す平面図、第４図は二次元CCDカメラの１フレーム分
の画像とそのある線上における輝度レベルに従ったアナ
ログ波形を示す図、第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はフ
ローチャートである。 １……びん、６……投光器、９……二次元CCDカメラ、1
5……モニタ用テレビジョン、16……カメラコントロー
ラ、18……差分演算部、19……メインコントローラ、20
……２値化部、21……ウインドメモリ、23……カウン
タ。
Claims (4)
- 【請求項１】検査対象の透明又は半透明なびん１をテー
ブル３の検査窓４まで搬送し、この検査窓４上で一定の
速度で回転させながら、テーブル３の上方の投光器６か
らの光をびん１の底部に向かって斜め上方から投光し、
その底部からの反射光を、検査窓４の下方において受光
軸をびん１の底部に向かって斜めにした二次元CCDカメ
ラ９で直接受光し、この二次元CCDカメラ９からびん１
回転につき出力される多数のフレームの中より、所定の
時間間隔をもった２フレーム分の画像データを取り込ん
でフレーム間で差分演算するとともに輝度レベルに従い
２値化し、その輝度別の画素の個数を計数してその大小
によりビリ等の欠陥の有無を判定することを特徴とする
びんの欠陥検査方法。 - 【請求項２】びんの１回転中でのフレーム間の取り込み
時間間隔を、びんの回転速度に従って調整することを特
徴とする請求項１記載のびんの欠陥検査方法。 - 【請求項３】２値化するレベルを、びんの回転速度に従
って調整することを特徴とする請求項１又は２記載のび
んの欠陥検査方法。 - 【請求項４】輝度別の画素数を、二次元CCDカメラ９の
撮影領域内における複数のウインド領域に区分して計数
することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載のびんの欠陥検査方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291776A JPH0736001B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | びんの欠陥検査方法 |
| US07/761,524 US5305391A (en) | 1990-10-31 | 1991-09-18 | Method of and apparatus for inspecting bottle or the like |
| DE69128336T DE69128336T2 (de) | 1990-10-31 | 1991-09-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung eines transparenten oder durchscheinenden Gegenstandes wie beispielsweise einer Flasche |
| EP91308614A EP0483966B1 (en) | 1990-10-31 | 1991-09-20 | Method of and apparatus for inspecting a transparent or translucent article such as a bottle |
| AU84797/91A AU652177B2 (en) | 1990-10-31 | 1991-09-26 | Method and apparatus for inspecting bottle or the like |
| CA002053176A CA2053176C (en) | 1990-10-31 | 1991-10-10 | Method of and apparatus for inspecting bottle or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291776A JPH0736001B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | びんの欠陥検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04166751A JPH04166751A (ja) | 1992-06-12 |
| JPH0736001B2 true JPH0736001B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17773276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2291776A Expired - Fee Related JPH0736001B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | びんの欠陥検査方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5305391A (ja) |
| EP (1) | EP0483966B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736001B2 (ja) |
| AU (1) | AU652177B2 (ja) |
| CA (1) | CA2053176C (ja) |
| DE (1) | DE69128336T2 (ja) |
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