JPH10176904A - 透明又は半透明ラップフィルムの上縁検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 びんの胴部外周に巻き付けられた透明又は半
透明のラップフィルムの上縁を的確に検出できるように
する。 【解決手段】 ラップフィルム２の上縁２ａの高さが、
びん３の胴部３ａと肩部３ｂとの境界線高さ以下である
びんに対し、カメラ４をラップフィルムの上縁高さとほ
ぼ同じ高さに設置するとともに、投光器１をカメラと同
じ側でラップフィルムの上縁高さより低い位置に設置し
て、ラップフィルムの上縁に向けて斜め上方へと仰角に
して投光し、照明されているラップフィルムの上縁を反
射光によりカメラで撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、びんの胴部に巻き
付けられた透明又は半透明ラップフィルムが正しく巻き
付けられているか否かを確認するため、ラップフィルム
の上縁をカメラで撮像し、画像処理により検出する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−１８６００２号公報には、び
んの胴部に貼り付けられたラベルの外観不良を検査する
方法が開示されている。このラベル外観検査方法は、び
んを挟んで一方側にカメラ、他方側に照明装置を対向配
置し、カメラとは反対側からびんを照明してラベルを影
として撮像し、そのシャドウ映像の輪郭部分のみを強調
抽出する画像処理を行い、抽出したラベル輪郭部分によ
りラベルの外観不良（めくれや破れ等）の有無を判定す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法は、
照明装置からの光がびん本体では透過し、ラベルでは遮
光されることを利用したもので、透明又は半透明のラッ
プフィルムの場合には、光がびん本体と同様に透過して
しまうため、びん本体とラップフィルムの輪郭部分との
違いが画像上歴然とせず、ラップフィルムの輪郭線を明
確に検出することができない。

【０００４】従って、びん胴部に巻き付けられた透明又
は半透明のラップフィルムの輪郭部分を検出する場合に
は、透過光方式ではなく反射光方式の方が良い。しか
し、反射光方式を採用するとしても、反射には、主とし
て、図１に示すように投光器１からの光がラップフィル
ム２で散乱される散乱光の内面反射と、図２に示すよう
にラップフィルム２及びびん３を一旦透過してびん内面
で反射する直接光の内面反射と、図３に示すようにびん
３の外表面（ガラス面）をそのまま反射する直接光の外
面反射の３種類があり、この３種類の反射光がカメラ４
に入光する。カメラ４で撮像した画像において、ラップ
フィルム２の上縁２ａの輪郭線が他の画像に比べて可及
的に歴然と現れるような方法を採用することが、画像処
理の容易性の観点から重要なことであるが、それには上
記３種類の反射を考慮し、不必要な反射光はカメラ４に
極力入光しないようにする必要がある。また、びんの外
面に彫刻が有る場合には、それからの反射も考慮しなけ
ればならない。

【０００５】更に、ラップフィルムは、円形に湾曲した
びん胴部外面に巻き付けられているため、カメラの指向
方向がラップフィルムの上縁に向かって上下方向に斜め
になっていると、その上縁がカメラの映像では歪んで湾
曲線となって現れ、上縁の高さや傾き等を正確に算出で
きなくなるので、カメラの指向方向は、ラップフィルム
の上縁に対して極力水平になるようにすることが好まし
い。

【０００６】本発明の目的は、以上のようなことを踏ま
え、透明又は半透明のラップフィルムの上縁の輪郭線
が、カメラの映像上において他の画像と歴然と区別でき
るように現れ、しかもびん胴部外面の湾曲に極力影響さ
れないようにして、ラップフィルムの上縁の検出処理を
容易にするとともに、その高さや傾き等の算出を正確に
行えるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、びんの胴部外
周に巻き付けられた透明又は半透明のラップフィルムの
上縁をカメラで撮像し、電気的な画像処理により検出す
る方法であって、図４に示すようにラップフィルム２の
上縁２ａの高さが、びん３の胴部３ａと肩部３ｂとの境
界線高さ以下であるびんに対し、カメラ４をラップフィ
ルム２の上縁２ａの高さとほぼ同じ高さに設置するとと
もに、投光器１をカメラ４と同じ側でラップフィルム２
の上縁２ａの高さより低い位置に設置して、ラップフィ
ルム２の上縁２ａに向けて斜め上方へと仰角にして投光
し、照明されているラップフィルム２の上縁２ａを反射
光によりカメラ４で撮像する。

【０００８】ラップフィルム２の上縁２ａに対してカメ
ラ４と投光器１とを図４のような配置関係として、投光
器１の指向方向を仰角とした場合には、びん３の胴部外
面の垂直部分及び肩部外面における反射光は、上向きと
なってカメラ４にほとんど入光しないため、上縁２ａの
検出は可能である。しかし、図５のように、カメラ４と
投光器１とを図４とは逆の配置関係として、投光器１の
指向方向を俯角とした場合には、びん１の胴部外面の垂
直部分における反射光が、水平又は僅かに下向きとなっ
てカメラ４に入光するため、上縁２ａの検出が不可能に
なる。

【０００９】また、図６に示すようにラップフィルム２
の上縁２ａより上方のびん外面に彫刻部分３ｃが存在す
るびんの場合には、カメラ４をラップフィルム２の上縁
２ａの高さとほぼ同じ高さに設置するとともに、投光器
１をカメラ４と同じ側でラップフィルム２の上縁２ａの
高さより高い位置に設置して、ラップフィルム２の上縁
２ａに向けて斜め下方へと俯角にして投光し、照明され
ているラップフィルム２の上縁２ａを反射光によりカメ
ラ４で撮像する。

【００１０】ラップフィルム２の上縁２ａに対してカメ
ラ４と投光器１とを図６のような配置関係として、投光
器１の指向方向を俯角とした場合には、びん３の胴部外
面の彫刻部分３ｃにおける反射光は、下向きとなってカ
メラ４にほとんど入光しないため、上縁２ａの検出は可
能である。しかし、図７のように、カメラ４と投光器１
とを図６とは逆の配置関係として、投光器１の指向方向
を仰角とした場合には、びん１の胴部外面の彫刻部分３
ｃにおける反射光が、水平又は僅かに下向きとなってカ
メラ４に入光するため、上縁２ａの検出が不可能にな
る。

【００１１】びん胴部は円形に湾曲しているため、照明
ムラが起きないように、図９に示すように１台のカメラ
に対し、平面で見てその両側に２台の投光器を配置する
と良い。

【００１２】びん胴部は円形に湾曲しているため、カメ
ラの指向方向がラップフィルムの上縁に向かって上下方
向に斜めになっていると、その上縁がカメラの映像では
歪んで湾曲線となって現れる。そこで、カメラの画像か
らラップフィルムの上縁の輪郭線を抽出した後、その輪
郭線の高さを、該輪郭線におけるびんの直径Ｄと、カメ
ラの光軸の水平に対する上下方向の角度θとから補正演
算する。カメラの指向方向は、上述のように極力水平に
することが望ましいが、透明なラップフィルムの場合に
は、その上縁高さによってびん内面をとおして反対側の
フィルム上縁が映像となって現れるため、カメラの指向
方向の上下角を水平（θ＝０）ではなく、下から上へ向
けて（仰角）、反対側のフィルム上縁が映像として映ら
ないようにすることもある。

【００１３】びんをコンベアで搬送しながら上記のよう
にラップフィルムの上縁検出を行う場合には、びんがコ
ンベアの中心線上に常に正しく整列しておらず、コンベ
アの中心線に対するびん位置がずれていると、カメラか
らびんまでの距離がまちまちになるため、ラップフィル
ムの上縁の高さが同じびんでも、カメラの指向方向が水
平でない場合には、カメラから見ると高さが異なること
になる。そこで、コンベア上で光軸が交差するように配
置された２組の光電センサをびんが通過するとき得られ
る電気信号の時間幅の差から、コンベア上でのびんの中
心線のずれ量を算出し、このずれ量から、ラップフィル
ムの上縁の輪郭線の高さを補正演算する。

【００１４】抽出したラップフィルムの上縁の輪郭線の
左右両端の高さから輪郭線の傾きを算出することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。

【００１６】図８（平面図）において、透明又は半透明
のラップフィルムが胴部に巻き付けられたびん３は、コ
ンベア５上を垂直の起立状態で搬送される。このコンベ
ア５に対して、その搬送速度を検出するための第１及び
第２の２組の光電センサ１０・１１が搬送方向に所定の
間隔をおいて配置され、その発光部１０ａ・１１ｂと受
光部１０ｂ・１１ｂは、光軸がそれぞれコンベア５と直
交するように各組毎にコンベア５を挟んで対向してい
る。

【００１７】また、コンベア５上におけるびん３の中心
を検出するための第１及び第２の２組の光電センサ１２
・１３が、それらの発光部１２ａ・１３ｂと受光部１２
ｂ・１３ｂとを対角関係にして、つまり互いの光軸が上
記２組の光電センサ１０・１１の中間でしかもコンベア
５の中心線上の一点Ｏ（以下、この点を基準点とする）
で交差する関係にして配置されている。

【００１８】このように配置された光電センサ１０・１
１・１２・１３よりも搬送方向の下流でコンベア５の片
側に、二次元ＣＣＤ撮像素子を用いた第１カメラ１４が
設置され、更にそれより下流の反対側に同様の第２カメ
ラ１５が設置されている。これらカメラ１４・１５のそ
れぞれに対して２つの投光器１６・１７が、平面で見て
両側に配置されている。両投光器１６・１７は、その投
光光軸がコンベア５の中心線上でカメラ１４・１５の光
軸と交わるように指向させてある。図９にこの関係を拡
大して示す。第２カメラ１５から離れた更に下流には、
ラップフィルム２の巻き付け不良びんを排除する排除装
置１８が設置されている。

【００１９】図４を参照して解説したように、ラップフ
ィルム２の上縁２ａの高さが、びん３の胴部３ａと肩部
３ｂとの境界線高さ以下であるびんの場合には、第１カ
メラ１４及び第２カメラ１５のそれぞれについて、カメ
ラ１４・１５をラップフィルム２の上縁２ａの高さとほ
ぼ同じ高さに設置するとともに、投光器１６・１７を、
対応するカメラと同じ側でラップフィルム２の上縁２ａ
の高さより低い位置に設置して、ラップフィルム２の上
縁２ａに向けて斜め上方へと仰角にして投光する。

【００２０】また、図６を参照して解説したように、ラ
ップフィルム２の上縁２ａより上方のびん外面に彫刻３
ｃが存在するびんの場合には、第１カメラ１４及び第２
カメラ１５のそれぞれについて、カメラをラップフィル
ム２の上縁２ａの高さとほぼ同じ高さに設置するととも
に、投光器１６・１７を、対応するカメラと同じ側でラ
ップフィルム２の上縁２ａの高さより高い位置に設置し
て、ラップフィルム２の上縁２ａに向けて斜め下方へと
俯角にして投光する。

【００２１】図１０に検査装置全体の概要構成を示す。
光電センサ１０・１１・１２・１３からの信号はタイミ
ングコントローラ１９へ入力され、その信号に基づいて
タイミングコントローラ１９が、第１カメラ１４のため
のカメラコントローラ及びＡ／Ｄ変換部２０と、第２カ
メラ１５のためのカメラコントローラ及びＡ／Ｄ変換部
２１とを制御するとともに、第１カメラ１４のための画
像取込信号及び画像処理信号、第２カメラ１５のための
画像取込信号及び画像処理信号を生成して画像処理部２
２へ出力する。カメラコントローラ及びＡ／Ｄ変換部２
０・２１は、それぞれの投光器電源２３・２４をトリガ
して投光器１６・１７を短い所定時間だけ発光（閃光）
させるとともに、それぞれのカメラ１４・１５を制御し
てその撮像された画像をそれぞれの画像メモリ２５・２
６に記憶させる。その記憶された画像は画像モニタ２７
・２８に映し出される。

【００２２】画像処理部２２は、タイミングコントロー
ラ１９からの画像取込信号の入力により画像メモリ及び
Ｄ／Ａ変換部２５又は２６から画像データを取り込み、
これをタイミングコントローラ１９からの画像処理信号
の入力により画像処理し、その結果（ラップフィルムの
良否結果）をタイミングコントローラ１９へ通知する。
タイミングコントローラ１９は、画像処理部２２からの
良否結果が不良のときは、排除装置１８へ排除信号を出
力してコンベア５上から当該びんを排除させる。

【００２３】図１１に、光電センサ１０・１１・１２・
１３の動作から不良びんの排除動作までのタイミングを
示す。同図及び図８において、 ＴＡｏｎ：光電センサ１０がびん３で遮光になった時刻 ＴＡｏｆｆ：光電センサ１０が通光になった時刻 ＴＢｏｎ：光電センサ１１がびん３で遮光になった時刻 ＴＢｏｆｆ：光電センサ１１が通光になった時刻 ＤＡ＝ＴＡｏｆｆ−ＴＡｏｎ ＴＡ＝ＴＡｏｎ＋ＤＡ／２ ＤＢ＝ＴＢｏｆｆ−ＴＢｏｎ ＴＢ＝ＴＢｏｎ＋ＤＢ／２ ＤＡＢ＝ＴＢ−ＴＡ とすると、びん３の中心線が基準点Ｏを通過した時刻Ｔ
ｓは、 Ｔｓ＝ＴＡ＋ＤＡＢ／２ となる。

【００２４】また、 ＴＣｏｎ：光電センサ１２がびん３で遮光になった時刻 ＴＣｏｆｆ：光電センサ１２が通光になった時刻 ＴＤｏｎ：光電センサ１３がびん３で遮光になった時刻 ＴＤｏｆｆ：光電センサ１３が通光になった時刻 ＬＡＢ：光電センサ１０と光電センサ１１との間の距離 ＤＣ＝ＴＣｏｆｆ−ＴＣｏｎ ＤＤ＝ＴＤｏｆｆ−ＴＤｏｎ とすると、コンベア５の搬送速度Ｖｃｏｎは、 Ｖｃｏｎ＝ＬＡＢ／ＤＡＢ となる。また、びん３の中心線のずれ量ＬＣＤは、 ＬＣＤ＝（ＤＣ−ＤＤ）／２×Ｖｃｏｎ／ｔａｎ（φ） となる。

【００２５】更に、 ＬｃａｍＡ：基準点Ｏから第１カメラ１４までの距離 ＬｃａｍＢ：基準点Ｏから第２カメラ１５までの距離 Ｌｒｊ：基準点Ｏから排除装置１８までの距離 とすると、 ＤｃａｍＡ１＝ＬｃａｍＡ／Ｖｃｏｎ ＤｃａｍＢ１＝ＬｃａｍＢ／Ｖｃｏｎ となる。なお、 ＤｃａｍＡ２＝ＤｃａｍＡ３＝システム固有の値 ＤｃａｍＢ２＝ＤｃａｍＢ３＝システム固有の値 である。

【００２６】図１２から図１４に、タイミングコントロ
ーラ１９による上記のようなタイミング制御動作の流れ
を示す。図１２のステップＳ１からステップＳ１６で
は、光電センサ１０・１１・１２・１３のオン・オフの
検出とその時刻の記憶、図１３のステップＳ１７からス
テップＳ２４では上述した計算式の算出及びそのデータ
の記憶、同図のステップＳ２５からステップＳ３０で
は、検査対象のびん毎に識別番号を付して画像処理部２
２からの良否の判定結果を受け取る。図１４のステップ
Ｓ３１からステップＳ４８では、カメラコントローラ及
びＡ／Ｄ変換部２０・２１、画像処理部２２、排除装置
１８への信号出力を行う。

【００２７】図１５に、画像メモリ２５・２６への画像
データの記憶と、それを読み出して行う画像処理部２２
での画像処理の大凡の流れを示す。

【００２８】図１６及び図１７に、画像処理部２２にお
ける画像処理の中の主として検査動作を示す。画像処理
は、画像メモリ２５・２６に記憶されているカメラ別の
且つびん毎の画像データを読み出して行われる。

【００２９】図１８に、図１６中のステップＳ６３にお
けるびん位置の検出動作の一つとして行われるびん中心
線の検出動作、図１９にその検出手法を示す。第１カメ
ラ１４又は第２カメラ１５によりびん３を背景と共に撮
像すると、その画像は、図１９に示すように、びん胴部
のラップフィルムを巻いた部分が最も明るく、次にびん
のそれ以外の部分が明るく、背景部分は暗くなる。そこ
で、画像の中の最小輝度を検索し、その最小輝度にある
値αを加えてスライスレベルＴＨとし、このレベル以上
の画素を画像の左端から右方へ、また右端から左方へ検
索していくと、暗い背景部分から明るく変わるびん胴部
の左側縁と右側縁とを容易に検出することができる。検
出した左側縁のＸ座標をＸｌ、右側縁のＸ座標をＸｒ、
びん胴部の左右の幅員をＷとすると、びんの中心線のＸ
座標Ｘｃは次式で求められる。

【００３０】 Ｘｃ＝Ｘｌ＋｛Ｗ−（Ｘｌ＋Ｘｒ）｝／２

【００３１】図１８のステップ９１からステップ９９
に、このような検出及び算出手順を示し、求めたＸｃは
ステップ１００でメモリに記憶される。

【００３２】図１６に戻り、ステップＳ６６で画像デー
タに公知のようなエッジ強調処理を施すことで、ラップ
フィルム２の上縁２ａを明確化してから、次のステップ
Ｓ６７において上縁２ａの輪郭線を抽出する。次のステ
ップＳ６８では、抽出された輪郭線をラベリングにより
認識してから、認識したラベルである輪郭線が複数存在
する場合には、それぞれの輪郭線の両端のｘ方向とｙ方
向の座標から相互の距離を調べ、距離が一定以下のとき
は同一の輪郭線として結合させる（分断部分を補間す
る）。図２０にその処理手順を示す。ここで、結合処理
を行うのは、透明フィルムの場合には、輝度が低いため
輪郭線が切れて分離されることがあり、また半透明フィ
ルムでも、びんのガラス面からの反射光や屈折光などに
より分断されることがあるためである。

【００３３】このように処理した輪郭線の中にも、ラッ
プフィルム２の上縁２ａによるもの以外のものもあるの
で、次のステップＳ６９で最適な輪郭線のみを特定す
る。その特定は、次の４つの特徴量を抽出してその値の
大小によって行う。 （１）輝度 ラップフィルムの種類によってその上縁の輝度が異なる
ので、輝度を調べ、極端に輝度が異なるラベル（輪郭
線）は排除する。 （２）長さ ラップフィルム上縁の長さはびんの直径によって決まる
ので、極端に長いものや短いものは排除する。 （３）画素密度 輪郭線抽出の際に分断個所（補間個所）が多い場合に
は、ラップフィルムの上縁によらない場合が多いので、
長さに対する補間割合が大きい（画素密度が小さい）場
合には排除する。 （４）位置（高さ） 上記３つの条件を満足したラベル（輪郭線）が複数存在
する場合には、更に高さの最も高いもの、又は低いもの
を選ぶ。図２１にこのような特定処理の手順を示す。

【００３４】特定できたラベル、つまりラップフィルム
上縁について図１６のステップＳ７１で画像上での位置
（高さ）を検出した後、ステップＳ７２において、カメ
ラの傾き等による誤差の補正を行うが、本装置では、カ
メラ１４・１５の設置情報を事前に得るために、ラップ
フィルム２が正しく巻かれた標準サンプルびんを標準ゲ
ージとして、カメラ１４・１５毎に予め次のようなキャ
リブレーションを行う。

【００３５】図２２において、同図の左側に示す標準の
ラップフィルムの上縁について、上述と同様のエッジ強
調、輪郭線抽出、ラベリング及びラベル結合、ラベル特
定の処理を行った結果、第１カメラ１４及び第２カメラ
１５のそれぞれについて同図の右側に示すような輪郭線
（ゲージ）として検出されたものとする。ここで、 ｄ1ｌ：第１カメラ１４側のゲージの中心を基準とした
左端の高さ ｄ1ｒ：第１カメラ１４側のゲージの中心を基準とした
右端の高さ ｄ2ｌ：第２カメラ１５側のゲージの中心を基準とした
左端の高さ ｄ2ｒ：第２カメラ１５側のゲージの中心を基準とした
右端の高さ Ｗ1：第１カメラ１４側のゲージの横方向の幅 Ｗ2：第２カメラ１５側のゲージの横方向の幅 Ｈ1：第１カメラ１４側の検査範囲の縦方向の幅 Ｈ2：第２カメラ１５側の検査範囲の縦方向の幅 Ｈ1c：第１カメラ１４側の検査範囲におけるゲージ中心
の高さ Ｈ2c：第２カメラ１５側の検査範囲におけるゲージ中心
の高さ Ｄ：ゲージの直径 ｒ：ゲージの半径 Ｈ：ゲージの高さ とすると、次のようにしてカメラ１４・１５毎の分解能
（ｍｍ／画素）、上下角（俯角又は仰角）、回転角（左
右の傾き）、コンベア５から検査範囲の中心までの高さ
を算出する。

【００３６】第１カメラ１４の分解能＝Ｄ／Ｗ1 第２カメラ１５の分解能＝Ｄ／Ｗ2 第１カメラ１４の上下角＝tan^-1（ｄ1ｌ＋ｄ1ｒ）／２
／（ｒ−cosθ×ｒ） 第２カメラ１５の上下角＝tan^-1（ｄ2ｌ＋ｄ2ｒ）／２
／（ｒ−cosθ×ｒ） 第１カメラ１４の回転角＝tan^-1（ｄ1ｌ−ｄ1ｒ）／２
／（ｒ−cosθ×ｒ） 第２カメラ１５の上下角＝tan^-1（ｄ2ｌ−ｄ2ｒ）／２
／（ｒ−cosθ×ｒ） 第１カメラ１４の高さ＝Ｈ＋Ｈ1＋／２−Ｈ1c 第２カメラ１５の高さ＝Ｈ＋Ｈ2＋／２−Ｈ2c 図２３にこのようなキャリブレーションの処理手順を示
す。

【００３７】図２４に、図１６におけるステップＳ７２
で行われる補正処理の詳細な手順を示す。その補正は、
カメラの上下角による場合と回転角による場合とがあ
る。前者の補正から説明すると、図２４のステップＳ１
５１において、ラップフィルムの上縁の高さデータを中
心から左右へ１画素分ずつ順に画像メモリから読み出
し、またステップＳ１５２において、上記のようにして
検出したカメラの分解能と中心からの画素数とから、当
該画素について中心からの距離Ｌを算出する。そして、
次のステップＳ１５３において、この距離Ｌと上記のよ
うにして検出したカメラの上下角θとラップフィルム上
縁部分における直径Ｄとから、図２５に示すように補正
値Ｆaを算出する。補正値Ｆaは次式で求められる。

【００３８】Ｆa＝Ｄ／２×（１−√〔１−（２Ｌ／
Ｄ）²〕）×sin（θ） ここで、括弧記号“〔”から括弧記号“〕”までが平方
根√で括られることを示す。

【００３９】補正前の高さをＨ0とすると、補正後の高
さＨ1は、 Ｈ1＝Ｈ0＋Ｆa となり、その加算した値に記憶が書き換えられる。この
ような補正は、ラップフィルム上縁を形成する全画素デ
ータについて行われる。

【００４０】また、カメラの回転角による補正は、図２
４のステップ１５６からステップＳ１６０によって行わ
れる。この場合、当該画素について中心からの距離を上
記と同様にＬ、カメラの回転角をαとすると、図２６に
示すように補正値Ｆbは次式で求められる。

【００４１】Ｆb＝Ｌ×tan（α）

【００４２】補正前の高さをＨ1とすると、補正後の高
さＨ2は、 Ｈ2＝Ｈ1＋Ｆb となり、その加算した値に記憶が書き換えられる。この
ような補正も、ラップフィルム上縁を形成する全画素デ
ータについて行われる。

【００４３】次に、図１６のステップＳ７３において、
びん中心線の位置ずれによる補正を行う。その処理手順
を図２７に示す。びん中心線の位置（Ｘ座標）は、図１
８及び図１９を参照して説明したように求められ、また
それ以前にコンベア５上におけるびん３のずれは、前述
したように２組の光電センサ１２・１３からの信号によ
りタイミングコントローラ１９で検出されて事前に記憶
されているので、びん中心線のずれ量は、これらのデー
タから容易に求められる。そこで、図２７のステップＳ
１６１では、そのずれ量Ｌdとカメラの上下角θとから
補正値Ｆcを次式により求める。

【００４４】Ｆc＝Ｌd×tan（θ）

【００４５】次のステップＳ１６２では、ラップフィル
ム上縁の高さデータを左端から右端へ１画素分ずつ順に
画像メモリから読み出し、そのそれぞれにステップＳ１
６３で補正値Ｆcを加算して記憶を書き換える。

【００４６】ラップフィルム上縁の位置データは、以上
のような補正を行った後、図１６のステップＳ７４にお
いてびんの下端からの高さに変換され、各カメラ別及び
びんの識別番号別に記憶されてから（ステップＳ８９、
Ｓ９０）、次の検査として図１７に示す処理が行われ
る。

【００４７】その検査は、ラップフィルム上縁の傾斜の
大きさを算出するとともに、ラップフィルム上縁の最大
値及び最小値の算出した後、その算出値が限界値を越え
ているか否か又は満たないか否かの判定を行う。本装置
では、２台のカメラ１４・１５を用いているため、１台
のカメラによる画像から算出することも、２台のカメラ
の画像から算出することも可能であるが、１台の場合と
２台の場合とで算出方法が異なる。

【００４８】図２８は１台のカメラによる場合の算出方
法を示す。ここで、 ｄ1：検査範囲の中心を基準としたラップフィルム上縁
の左端の高さ ｄ2：検査範囲の中心を基準としたラップフィルム上縁
の右端の高さ Ｈmin：ラップフィルム上縁の高さの最小値 Ｈmax：ラップフィルム上縁の高さの最大値 Ｌ1：検査範囲の中心から左端までの距離 Ｌ2：検査範囲の中心から右端までの距離 Ｄ：検査対象のラップフィルム上端部分の直径 θ：sin^-1（Ｌ1／Ｄ）又はsin^-1（Ｌ2／Ｄ） とすると、ラップフィルム上縁の傾斜の大きさＳは次式
で与えられる。

【００４９】Ｓ＝√〔（ｄ1×Ｄ／Ｌ1）²＋（ｄ2×Ｄ／
Ｌ2／cos（９０−θ））²〕 ここで、括弧記号“〔”から括弧記号“〕”までが平方
根√で括られることを示す。

【００５０】このようにして求めた傾斜の大きさＳを限
界値と比較し、限界値を越えている場合には不良びんと
して排除装置１８へ排除信号を送る。また、ラップフィ
ルム上縁の高さの最小値Ｈminが限界値未満のとき、及
びラップフィルム上縁の高さの最大値Ｈmaxが限界値を
越えたときも不良びんとする（図１７のステップＳ８６
〜Ｓ９０を参照）。

【００５１】図２９は２台のカメラによる場合の算出方
法を示す。ここで、 Ｈ1ｌ：第１カメラ１４側のラップフィルム上縁の左端
の高さ Ｈ1ｒ：第１カメラ１４側のラップフィルム上縁の右端
の高さ Ｈ2ｌ：第２カメラ１５側のラップフィルム上縁の左端
の高さ Ｈ2ｌ：第２カメラ１５側のラップフィルム上縁の右端
の高さ とすると、ラップフィルム上縁の傾斜の大きさＳは次式
で与えられる。

【００５２】 Ｓ＝√〔（Ｈ1r−Ｈ2ｌ）²＋（Ｈ1ｒ−Ｈ2ｒ）²〕 ここで、括弧記号“〔”から括弧記号“〕”までが平方
根√で括られることを示す。

【００５３】また、ラップフィルム上縁の最大値Ｈmax
及び最小値Ｈminは、高さＨ1ｌ、Ｈ2ｌ、Ｈ1ｒ、Ｈ2ｒ
と傾斜の大きさＳとから、次式により求められる。

【００５４】 Ｈmax＝（Ｈ1ｌ＋Ｈ2ｌ＋Ｈ1ｒ＋Ｈ2ｒ）／４＋Ｓ／２ Ｈmin＝（Ｈ1ｌ＋Ｈ2ｌ＋Ｈ1ｒ＋Ｈ2ｒ）／４−Ｓ／２

【００５５】そして、カメラ１台の場合と同様に、傾斜
の大きさＳを限界値と比較し、限界値を越えている場合
には不良びんとして排除装置１８へ排除信号を送る。ま
た、ラップフィルム上縁の高さの最小値Ｈminが限界値
未満のとき、及びラップフィルム上縁の高さの最大値Ｈ
maxが限界値を越えたときも不良びんとする。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、透
明又は半透明のラップフィルムの上縁の輪郭線が、カメ
ラの映像上において他の画像と歴然と区別できるように
現れ、しかもびん胴部外面の湾曲に極力影響されないよ
うにして、ラップフィルムの上縁の検出を行うので、そ
の検出を的確に行ってその高さや傾き等の算出を正確に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】びん胴部に巻き付けられたラップフィルムの上
縁を投光器で照明し、カメラで撮像する場合に、ラップ
フィルムで散乱された反射光がカメラに入光することを
示す光学関係図である。

【図２】同じくびん内面からの反射光がカメラに入光す
ることを示す光学関係図である。

【図３】同じくびん外表面からの反射光がカメラに入光
することを示す光学関係図である。

【図４】本発明の第１の実施形態を示す光学関係図であ
る。

【図５】投光器とカメラの配置関係を図４とは逆にした
場合の光学関係図である。

【図６】本発明の第２の実施形態を示す光学関係図であ
る。

【図７】投光器とカメラの配置関係を図６とは逆にした
場合の光学関係図である。

【図８】本発明の方法を実施する検査装置の平面配置関
係を示す図である。

【図９】図８中における１台のカメラと２台の投光器と
びんとの平面位置関係を拡大した図である。

【図１０】上記検査装置の電気的構成を示すブロック図
である。

【図１１】同検査装置の動作のタイミングチャートであ
る。

【図１２】図１０中のタイミングコントローラによるタ
イミング制御動作のフローチャートである。

【図１３】図１２に続くフローチャートである。

【図１４】図１３に続くフローチャートである。

【図１５】図１０中の画像処理部による処理の概要を示
すフローチャートである。

【図１６】画像処理部における検査処理を主に示すフロ
ーチャートである。

【図１７】図１６に続くフローチャートである。

【図１８】びんの中心線の位置を検出する処理のフロー
チャートである。

【図１９】びん中心線の位置検出処理の手法を説明する
解説図である。

【図２０】ラップフィルム上縁の分断された輪郭線を結
合する処理のフローチャートである。

【図２１】ラップフィルム上縁を特定する処理のフロー
チャートである。

【図２２】ラップフィルムが正しく巻かれた標準サンプ
ルびんを標準ゲージとして、２台のカメラ毎に予め行う
キャリブレーションの解説図である。

【図２３】キャリブレーション処理のフローチャートで
ある。

【図２４】カメラの傾きによる誤差補正を行う処理のフ
ローチャートである。

【図２５】カメラの上下角による補正を説明する解説図
である。

【図２６】カメラの左右方向の回転角による補正を説明
する解説図である。

【図２７】びん中心線のずれによる誤差補正を行う処理
のフローチャートである。

【図２８】１台のカメラからの画像でラップフィルム上
縁の傾斜の大きさを算出する方法を説明する解説図であ
る。

【図２９】２台のカメラからの画像でラップフィルム上
縁の傾斜の大きさを算出する方法を説明する解説図であ
る。

【符号の説明】

１ 投光器 ２ ラップフィルム ２ａ ラップフィルムの上縁 ３ びん ３ａ びんの胴部 ３ｂ びんの肩部 ３ｃ びんの彫刻部分 ４ カメラ ５ コンベア １０・１１・１２・１３ 光電センサ １４・１５ カメラ １６・１７ 投光器 １９ タイミングコントローラ ２２ 画像処理部

【手続補正書】

【提出日】平成９年１月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】図２９は２台のカメラによる場合の算出方
法を示す。ここで、 Ｈ1ｌ：第１カメラ１４側のラップフィルム上縁の左端
の高さ Ｈ1ｒ：第１カメラ１４側のラップフィルム上縁の右端
の高さ Ｈ2ｌ：第２カメラ１５側のラップフィルム上縁の左端
の高さ Ｈ2ｒ：第２カメラ１５側のラップフィルム上縁の右端
の高さ とすると、ラップフィルム上縁の傾斜の大きさＳは次式
で与えられる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】 Ｓ＝√〔（Ｈ1r−Ｈ2ｌ）²＋（Ｈ1ｌ−Ｈ2ｒ）²〕 ここで、括弧記号“〔”から括弧記号“〕”までが平方
根√で括られることを示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】びんの胴部外周に巻き付けられた透明又は
   半透明のラップフィルムの上縁をカメラで撮像し、電気
   的な画像処理により検出する方法であって、ラップフィ
   ルムの上縁高さが、びんの胴部と肩部との境界線高さ以
   下であるびんに対し、カメラをラップフィルムの上縁高
   さとほぼ同じ高さに設置するとともに、投光器をカメラ
   と同じ側でラップフィルムの上縁高さより低い位置に設
   置して、ラップフィルムの上縁に向けて斜め上方へと仰
   角にして投光し、照明されているラップフィルムの上縁
   を反射光によりカメラで撮像することを特徴とする透明
   又は半透明ラップフィルムの上縁検出方法。
2. 【請求項２】びんの胴部外周に巻き付けられた透明又は
   半透明のラップフィルムの上縁をカメラで撮像し、電気
   的な画像処理により検出する方法であって、ラップフィ
   ルムの上縁より上方のびん外面に彫刻が存在するびんに
   対し、カメラをラップフィルムの上縁高さとほぼ同じ高
   さに設置するとともに、投光器をカメラと同じ側でラッ
   プフィルムの上縁高さより高い位置に設置して、ラップ
   フィルムの上縁に向けて斜め下方へと俯角にして投光
   し、照明されているラップフィルムの上縁を反射光によ
   りカメラで撮像することを特徴とする透明又は半透明ラ
   ップフィルムの上縁検出方法。
3. 【請求項３】１台のカメラに対し、平面で見てその両側
   に２台の投光器を配置したことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の透明又は半透明ラップフィルムの上縁検出
   方法。
4. 【請求項４】カメラの画像からラップフィルムの上縁の
   輪郭線を抽出した後、その輪郭線の高さを、該輪郭線に
   おけるびんの直径Ｄと、カメラの光軸の水平に対する上
   下方向の角度θとから補正演算することを特徴とする請
   求項１、２又は３に記載の透明又は半透明ラップフィル
   ムの上縁検出方法。
5. 【請求項５】びんをコンベアで搬送し、該コンベア上で
   光軸が交差するように配置された２組の光電センサをび
   んが通過するとき得られる電気信号の時間幅の差から、
   コンベア上でのびんの中心線のずれ量を算出し、このず
   れ量から、ラップフィルムの上縁の輪郭線の高さを補正
   演算することを特徴とする請求項４に記載の透明又は半
   透明ラップフィルムの上縁検出方法。
6. 【請求項６】抽出したラップフィルムの上縁の輪郭線の
   左右両端の高さから輪郭線の傾きを算出することを特徴
   とする請求項４に記載の透明又は半透明ラップフィルム
   の上縁検出方法。