JPH0862154A

JPH0862154A - 容器の内面検査装置

Info

Publication number: JPH0862154A
Application number: JP6195807A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hoshino; 優星野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP3423783B2

Abstract

(57)【要約】【目的】映像信号を用いて、ガラス等の透明な容器の
内面を確実に検査することが可能な容器の内面検査装置
を提供する。【構成】容器の内面検査装置において、透明な材質か
らなる被検査部分に対し、容器の外部から均一な光量の
照明光を照射する照明体と、容器内部に挿入され、被検
査部分の内面を撮影して検査画像を生成する撮影手段
と、を有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる製造ラインで
使用する表面検査装置に係り、特にガラス、プラスチッ
ク容器等、透明な容器で開口部を有する被検査容器の内
部を検査する内面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液体を封入するために用いる
容器等を製造する場合、その製造ラインの最終工程にお
いては、できあがった容器の中から良品のみを選別する
検査工程が必要とされる。この検査工程は、消費者が縦
長の容器を使用する際に最も目立つ側面を中心に異物の
混入、容器の欠損、変形、焦げ等が製造の際に生じてい
ないかについて行われていた。この時、大きなものは目
視により検査することが可能であるが、容器等の生産本
数が多く人間の能力に頼ることが不可能な場合には、画
像処理による表面検査が行われる。即ち、まず、できあ
がった容器にハロゲン光源等の経時変化の少ない照明光
を照射し、照明された容器の側面の映像を検査装置内部
の所定位置に備え付けられたカメラで撮影する。撮影し
た映像は、映像信号として画像処理回路に伝送され、当
該画像処理回路において２値化、微分等の画像処理を施
して、側面にある異物等が検出される。これらの異物等
の検出は、均一な表面に異物、局部的な変形等があると
照射光が乱反射され、撮影された画像信号に輝度の差が
生ずることを利用している。この輝度の差を含む映像信
号を画像処理することで異物の有無を判定するのであ
る。

【０００３】このように、上記従来の表面検査装置はも
っぱら容器の外側から不透明異物、キズ等を検出するも
のであり、容器の内部から検査するものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体を
封入する容器、特に飲料、薬品等を封入する容器におい
ては、安全性等の面から容器内面の異物、キズ等が問題
となる。また、ガラス容器等の透明な材料からなる容器
の場合には、容器の内部に透明異物等が存在しても外側
からは確認できないこともある。従って、容器内面、特
にガラス等の透明な容器の内面の透明異物を正確に検査
する検査装置が必要とされる。

【０００５】本発明の目的は、映像信号を用いて、ガラ
ス等の透明な容器の内面を透明異物を含め確実に検査す
ることが可能な内面検査装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題に鑑み、本発
明は、容器の内面検査装置において、透明な材質からな
る被検査部分に対し、前記容器の外部から均一な光量の
照明光を照射する照明体と、前記容器内部に挿入され、
前記被検査部分の内面を撮影して検査画像を生成する撮
影手段と、を有して構成される。

【０００７】

【作用】本発明によれば、拡散板を有する照明体は、透
明な材質からなる被検査部分に対し、容器の外部から均
一な光量の照明光を照射する。一方、容器内部には撮影
手段たる内視鏡が挿入され、照明体により照明された被
検査部分の内面を内側から撮影し、検査画像を生成す
る。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
について説明する。図１は、本発明に係る内面検査装置
が適用されるロータリー式検査装置の全体構成図であ
る。ロータリー式検査装置１００において、被検査対象
である容器Ｂ（以下、「ワークボトル」という。）は搬
送コンベア１０により搬送され、スターホイル１２を介
して回転検査台１６に供給される。回転検査台１６には
検査台とは垂直方向に移動可能に支持されたシャフト６
が１２本設けられ、シャフト６の上端部にはワークボト
ルＢを保持して回転させるチャッキング部が設けられて
おり、スターホイル１２より供給されたワークボトルＢ
を位置決めして保持後、ワークボトルＢをシャフト６の
軸を中心に回転させる。カムフォロア１８は基台１４に
固定されたカム９に沿って移動し、カム９の作用により
カムフォロア１８が駆動され、このカムフォロア１８と
一体であるシャフト６によりワークボトルＢ全体が上下
運動する。回転盤２０には個々に内視鏡８を有する複数
のカメラ１が取付けられており、回転検査台１６と共に
回転軸２２に固定され、回転駆動される。シャフト６の
上昇により内視鏡８がワークボトルＢ内部に挿入され、
ワークボトル内面の撮影が行われる。この際、各ワーク
ボトルＢには、照明体３０により外部から照明光が照射
されるが、その詳細については後述する。

【０００９】次に、カメラ１により撮影された検査画像
の処理について、図２を参照して説明する。本実施例に
おいては、３０度ずつの間隔で１２個の内面検査装置２
００が設けられ、それらに対応して同数のＣＣＤカメラ
１ａ−１ｌが設けられている。カメラセレクタ２４は、
これらのＣＣＤカメラの出力のうち、回転検査台１６の
所定の位置にある４つの内面検査装置の検査画像を選択
する。選択された４つの検査画像は、それぞれ、中心周
波数（搬送波）を変えて変調された後、ミキサ２６によ
り混合され、アンテナ部２８の送信アンテナ７４に送ら
れる。アンテナ部２８は、送信アンテナ７４のある回転
ブロック８５側の回転中に、受信アンテナ７５との間で
非接触で検査画像信号を送信する。なお、送信アンテナ
７４及び受信アンテナ７５は、電磁シールド用カバー７
２、７３により電磁シールドされている。

【００１０】受信アンテナ７５により受信された検査画
像信号は、分配器８８により周波数体帯域を分割され、
各チューナ８８ａ−８９ｈに送られ、検査信号が検波さ
れる。チューナ８９ａ−８９ｄからの検査信号は画像処
理用コントローラ９０Ａに送られ、チューナ８９ｅ−８
９ｈからの検査信号は画像処理用コントローラ９０Ｂに
送られる。画像処理用コントローラ９０Ａ、９０Ｂは、
それぞれ、画像処理方式が異なり、また、モニタ（ＣＲ
Ｔ）９０ａ、９１ｂで動作状態を監視することもでき
る。なお、画像信号のうち８９ａと８９ｅ、８９ｂと８
９ｆ、８９ｃと８９ｇ、８９ｄと８９ｈは同じ画像であ
り、チューナーを８つ設ける代わりにチューナーを４つ
設け、チューナーの後に１入力２出力の画像分配器を接
続して画像信号を画像処理用コントローラ９０ａと９０
ｂへ分配してもよい。回転レゾルバ４９に接続されたカ
ムポジショナ８７は、検出した回転検査台１６の角度位
置を判定し、固定レゾルバ５０に接続されたカムポジシ
ョナ９２がカメラの番号を特定して不良判別回路９３に
伝達する。また、カムポジショナ９２は、画像処理用コ
ントローラ９０Ａ、９０Ｂにセレクト信号を発して、画
像処理用コントローラの画像取り込みタイミング等の制
御パターンを選択せしめる。

【００１１】不良判定回路９３は各カメラからの検査画
像信号に基づき、不良か否かを判定して不良検知信号を
出力する。良・不良の判断は、検査画像信号に２値化、
微分、ハターンマッチング等の処理を施して行う。不良
品がどのワークボトルかを特定する情報を含んでおり、
この情報に基づき不良品が排除される。

【００１２】次に、ワークボトルＢの内面検査の詳細に
ついて説明する。なお、本発明においては、ワークボト
ルＢの外側から照明光を照射し、ワークボトルＢの内側
で検査映像を撮影する構成をとるため、検査できるワー
クボトルは光を透過する材料を用いたものに限定され
る。例えば、ガラス、透明プラスチック等の材料を用い
た容器が挙げられる。

【００１３】図３に本発明に係る内面検査装置の構成を
示す。また、図４は、図３を上から見た平面図である。
ここでは、主としてワークボトルＢの口部Ｍの内面を検
査する場合について説明する。図３に示すように、本発
明に係る内面検査装置は、カメラ１とその先端部に取付
けられた内視鏡８と、ワークボトルＢに対し側面から照
明光を照射する照明体３とを有する。内視鏡８は、その
軸に垂直な方向（即ち、水平方向）にワークボトルの内
面の画像を撮影するものである。内視鏡８としては、軸
に対して垂直方向に撮影可能なものであれば、その構造
の如何にかかわらず利用することができる。一般には、
その軸方向の画像を撮影する直視型と呼ばれる内視鏡が
知られているが、そのような内視鏡の先端部分に鏡等の
反射部を設けて構成することができる。

【００１４】照明体３０は、アーム３３によりカメラ１
と一体となっており、内視鏡８の撮影視野を照明する位
置に配置される。照明体３０は、断面が円弧状の湾曲板
により形成され、内部に複数の光源が設けられている。
照明体３０は、その円弧形状が内視鏡８を中心とする円
弧と一致するように配置される。よって、内視鏡８が円
筒形状の口部Ｍの中心軸と一致して挿入されるようにワ
ークボトルＢが位置決めされれば、内視鏡８を中心とし
てワークボトルＢの口部Ｍ及び照明体３０が同心円状に
配置され、口部Ｍの外側面と拡散板３２の内側面とはど
の角度でも等距離となる。また、照明体３０の内側面に
は、断面が円弧形状の湾曲板からなる拡散板３２が設け
られている。

【００１５】円弧状の照明体３０の円弧の大きさ（中心
角）は、内視鏡８の撮影視野角（撮影可能な視野の角
度）との関係で定められる。即ち、照明体３０の円弧形
状の中心角は、内視鏡８の撮影視野角以上が必要であ
り、内視鏡８の視野の周辺部分においても照明光の明る
さが均一となるよう、両端に２０−３０％程度ずつ広く
することが望ましい。図４の例においては、内視鏡８の
視野角αに対して視野の左右端にβずつの余裕をとり、
照明体３０の円弧形状の中心角を（α＋２β）と定めて
いる。なお、照明体３０の円弧形状の中心角を内視鏡８
の視野角以上とるという点からは、照明体３０を内視鏡
８を中心とした円筒状に形成してもよい。なお、照明体
３０の高さ方向の長さも、少なくとも内視鏡８の視野の
幅以上とることが必要である。

【００１６】光源３１としては、例えば蛍光燈やハロゲ
ン光源を用いることができる。また、照明体３０の内面
に拡散板３２を設けることにより、光源３１から射出さ
れる光の指向性が無くなり、拡散板３２の全表面から照
明光が均一に発射される。このように、照明体３０を容
器の口部Ｍと同心円状となるように配置し、かつ、拡散
板３２により発射される照明光を均一化することで、ワ
ークボトルＢの口部Ｍの表面に均一に照明光が照射され
る。なお、拡散板３２としては、例えば乳白色のアクリ
ル板等を使用することができる。

【００１７】次に、動作について説明する。前述したよ
うに、ワークボトルＢは回転検査台１６上に供給され、
シャフト６の上端のチャッキング部により保持され、カ
ムフォロア１８の動作により所定の検査位置（即ち、内
視鏡８がワークボトルＢの所定の検査部分に対向する位
置）まで上昇し、チャッキング部によりシャフト６の軸
を中心として図示の方向に回転する。この回転動作中、
ワークボトルＢの口部Ｍには外側から照明体３０により
照明光が照射されている。内視鏡８の視野は前述のよう
に照明体３０の照明範囲内にあり、外側から照明された
透明な口部Ｍの内壁面を内側から撮影し、検査信号を検
査部２９へ送信する。

【００１８】このように、照明体３０により照明光をワ
ークボトルＢの外側から照射し、内側から検査画像を撮
影することには次のようなメリットがある。通常、容器
等の内壁面を検査する場合には容器の内部から照明光を
当て、内部から撮影を行うが、照射した照明光が反射
し、ハレーションが生じるため正確な検査画像が得られ
ないことがある。また、容器等において問題となるのは
容器内面に存在する透明異物、キズ等であり、外面に存
在するキズ等は比較的問題とならない。この点、外部か
ら照明光を照射して、内部から検査画像を撮影すると容
器外面のキズ等に比べ内面のキズ等が比較的明確に映し
出される。ある種の容器では、口部にキャップ等を係合
させるためのら旋状のねじ切りが設けられている場合が
あり、このようなねじ切りとキズ等を区別するためにも
有効である。

【００１９】図４に示すように、光源として２本の蛍光
燈３１ａ、３１ｂを照明体３０内に設け、これらの一方
又は両方を点灯した場合の検査画像の輝度レベル値の例
を表１に示す。

【００２０】

【表１】表１に示されるように、２つの光源両方を点灯した場合
には、いずれか一方のみを点灯した場合に比べ、不良部
分と良部分との輝度の差が大きいことがわかる。本発明
に係る検査装置においては、前述のように検査画像を輝
度レベルに着目して、２値化、微分等の処理により分析
を行うため、良部分と不良部分との輝度レベルの差が大
きく検出されることが好ましく、両方の光源を点灯する
ことが好ましいことがわかる。

【００２１】図６、７に、本願に係る内面検査装置によ
り良品部分と不良部分（キズ、変形等の部分）を撮影し
た検査画像を模式的に示す。図６（Ａ）、図７（Ａ）
は、良部分を示し、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）は不良部分
を示す。なお、図６（Ａ）の検査画像に見られる帯は前
述のねじ切りの影である。このようなねじ切り部分は、
その位置、形状が予めわかっているので検査部２９の画
像処理においてキズ等と認識されないよう除外して考え
る。具体的には、図６（Ａ）のように一定幅の直線状の
帯はねじ切り部であると判断し、キズ等とは認識しな
い。図６（Ｂ）は、「バリ」と呼ばれる壁面の変形した
不良部分がねじ切り箇所に存在する場合であるが、図か
らわかるように帯状の部分が直線的でないため、正常な
ねじ切り部分ではなく不良部分であることが認識でき
る。また、図７（Ｂ）は、ガラスの破片が内壁面に固着
したタイプの不良部分である。図７（Ａ）の検査画像
が、輝度が均一であるのに対し、図７（Ｂ）の破片が固
着した部分は検査画像の輝度が局部的に変化しているの
で、不良部分と認識することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
容器の内面検査装置において、透明な材質からなる被検
査部分に対し、前記容器の外部から均一な光量の照明光
を照射する照明体と、前記容器内部に挿入され、前記被
検査部分の内面を撮影して検査画像を生成する撮影手段
と、を有するように構成したので、容器内部から照明を
した場合のように照明光が反射することもなく、容器の
透明部分の内面が明瞭に撮影され、正確な検査が可能と
なる。

【００２３】また、前記照明体を、光源と、前記光源か
ら発射された光を拡散させて照明光として出射する拡散
部材とを有するように構成することにより、被検査部分
に対し照明光が均一に照射され、正確な検査が可能とな
る。

【００２４】また、前記拡散部材を断面が円弧形状の湾
曲板とし、円筒形状の被検査部分と同心円状に配置する
ことにより、容器の被検査部分と拡散部材との距離が照
明範囲全域に渡って均一となる。

【００２５】また、前記拡散部材の円弧形状の中心角を
前記撮影手段の撮影視野角よりも大きくなるように構成
することにより、撮影視野の左右の周辺部においても照
明光による明るさが均一となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内面検査装置が適用されるロータ
リー式検査装置の全体構成図である。

【図２】検査画像の処理部の構成を示す図である。

【図３】本発明に係る内面検査装置の構成を示す斜視図
である。

【図４】本発明に係る内面検査装置の構成を示す平面図
である。

【図５】２つの光源を用いて照明体を構成した場合を示
す図である。

【図６】容器内面の検査画像を示す図である。

【図７】容器内面の検査画像を示す他の図である。

【符号の説明】１…カメラ８…内視鏡９…カム１８…カムフォロア２９…検査部３０…照明体３１、３１ａ、３１ｂ…光源３２…拡散板１００…ロータリー式検査装置Ｂ…ワークボトルＭ…口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な材質からなる被検査部分に対し、
前記容器の外部から均一な光量の照明光を照射する照明
体と、前記容器内部に挿入され、前記被検査部分の内面を撮影
して検査画像を生成する撮影手段と、を有する容器の内
面検査装置。
【請求項２】請求項１記載の容器の内面検査装置にお
いて、前記照明体は、光源と、前記光源から発射された
光を拡散させて照明光として出射する拡散部材とを有す
ること。
【請求項３】請求項１又は２記載の容器の内面検査装
置において、前記拡散部材は断面が円弧形状の湾曲板で
あり、円筒形状の容器の被検査部分と同心円状に配置さ
れること。
【請求項４】請求項１乃至３記載の容器の内面検査装
置において、前記拡散部材の円弧形状の中心角は、前記
撮影手段の撮影視野角よりも大きいこと。