WO2004036197A1

WO2004036197A1 - ガラス壜の検査装置

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Publication number: WO2004036197A1
Application number: PCT/JP2002/010838
Authority: WO
Inventors: Kaoru Katayama; Toru Ishikura; Yasusaburo Kodama; Hiroyuki Fukuchi; Akira Fujiwara
Original assignee: Kirin Techno-System Corporation
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-04-29
Also published as: DE60233271D1; EP1560017A4; JP4269005B2; AU2002344111A1; JPWO2004036197A1; US20060000968A1; EP1560017A1; US7329855B2; EP1560017B1

Abstract

本発明は、ガラス壜の壜口部等の特定位置にある欠陥を撮像により検出することができるガラス壜の検査装置に関する。本発明のガラス壜の検査装置は、ガラス壜（２）を照明しガラス壜を回転させつつガラス壜からの光を撮影して画像処理によりガラス壜の欠陥を検出する検査装置において、ガラス壜に対して所定の位置に配置された照明（７）と、ガラス壜の周囲に配置されガラス壜の特定部位を撮影する複数のＣＣＤカメラ（１１～２０）と、ガラス壜の基準位置に対する回転角度を検出する角度検出手段（１０）と、ＣＣＤカメラにより得られた画像を処理する画像処理装置（８）とを備え、前記画像処理装置は、前記角度検出手段により検出された回転角度情報を各ＣＣＤカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておく。

Description

ガラス壜の検査装置技術分野

本発明は、ガラス壜の検查装置に係り、特にガラス壜の壜口部等の特定位置にある欠陥を撮像により検出することができるガラス壜の明

検査装置に関するものである。背景技術書ガラス壜の製造に際して、壜ロ部の肉厚内にひび割れのような亀裂 (クラック）が入ることがあり、この亀裂はビリと称されている。壜口部にビリが発生する箇所はある程度限られていて、代表的には壜ロの天面付近に発生する口ビリ、壜口のねじ山部に発生するねじピリ、壜口の首部に発生する首ビリがある。またピリには亀裂の方向によつて、縦方向（略垂直方向）に延びる縦ビリ、横方向（略水平方向）に延びる横ビリ、斜め方向に延びる斜めビリがある。

上述したピリはガラス壜の破損の原因になるため壜ロ部を撮像することによりビリの有無を検出し、ピリがあるガラス壜を不良壜として排除するようにしている。

従来から、ガラス壜の壜口部を撮像してピリの有無を自動的に検査するガラス壜のビリ検査装置が知られている。このビリ検査装置は、ガラス壜の壜口部の周囲を囲むように配設された複数対の投光器と受光器とから構成されており、複数対の投光器と受光器とは、検査対象のガラス壜の壜口部に対してそれぞれ最適な位置に調整され配置関係にある。そして、各対をなす投光器と受光器とによりガラス壜からの反射光を受光し得られた信号を処理し、壜ロ部のピリを検出するようにしている。この場合、投光器からの投光は壜ロ部に入射し、ビリがある場合にはビリの鼂裂面で反射して明るく光るため、この反射光を投光器と対をなす受光器で受光して所定値以上の明るさを有する部分があるか否かで壜口部のビリを検出している。

上述した従来のビリ検査装置は、ガラス壜の壜口部のビリを検査するために、複数の検查ステーションを備えており、検查用のスターホィールはガラス壜を保持して円周上を搬送して複数の検查ステーシヨンでガラス壜をインデックス（回転割出し）するようになつている。そして、複数の検査ステーションでは、ガラス壜を自転させつつ、それぞれ口ビリ、ねじビリ、首ビリ等の欠陥毎に専用に検査するようになっている。

上述した従来のビリ検査装置は、複数の検査ステ一シヨンを備え、各検査ステーション毎に複数対の投光器と受光器とを配置するという構成を採用しているため、検査対象であるガラス壜の品種が変更される型替え時には、各検查ステーション毎に複数対の投光器と受光器の配置関係を再調整しなければならないという問題点がある。すなわち、各検査ステーションにおける複数対の投光器と受光器の角度および高さを再調整するとともに受光器の感度等も再調整しなければならないという問題点がある。

また、壜ロ部にねじ山部を有したガラス壜においては、ねじ山部は複雑な曲面を有しているためにこのねじ山部においてピリと同様の反射光がある場合が多いので、このねじ山部がある領域から反射光があってもビリとは判定しないように処理している。そのため、ねじ山部及びねじ山部の上下の領域にビリがあっても検出されない。さらに、壜の合わせ目部分も縦方向に連続している曲面になっているためにこの部分においても、ピリと同様の反射光がある場合が多いため、この部分についても、ねじ山部と同様の処理を行っているため、この壜の合わせ目部分及びその周囲の領域にビリがあっても検出されない。すなわち、ガラス壜の特定部分では、 C C Dカメラで撮影した画像は、正常なガラス壜であ,つても、欠陥があるガラス壜と同様な画像になつてしまい、良壜と不良壜とを識別できないという問題点がある。また壜の成形時に生ずるねじ山部等における成形不良については、従来、検出が困難であった。発明の開示

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、検査対象であるガラス壜の品種が変更される型替え時において投光器と受光器の配置の配置を再調整する必要がなく、ねじ山部の上下の領域にある欠陥ゃ壜の合わせ目部分の周囲にある欠陥等のガラス壜の特定位置にある欠陥を検出することができるとともに壜（特にねじ山部）における成形不良を検出することができるガラス壜の検査装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の 1態様は、ガラス壜を照明しガラス壜を回転させつつガラス壜からの光を撮影して画像処理によりガラス壜の欠陥を検出する検查装置において、ガラス場に対して所定の位置に配置された照明と、ガラス壜の周囲に配置されガラス壜の特定部位を撮影する複数の C C Dカメラと、ガラス壜の基準位置に対する回転角度を検出する角度検出手段と、 C C Dカメラにより得られた画像を処理する画像処理装置とを備え、前記画像処理装置は、前記角度検出手段により検出された回転角度情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴とするものである。

本発明によれば、ガラス壜に対して所定の位置に設置された照明からの光は、回転しているガラス壜に入射し、ガラス壜の特定部位（たとえば壜ロ部）を透過した透過光又はガラス壜の特定部位（たとえば壜ロ部）から反射した反射光を複数の C C Dカメラにより撮影する。一方、回転しているガラス壜の基準位置に対する回転角度は角度検出手段により検出する。そして、前記角度検出手段により検出された回転角度情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像と対応させて所定の場所、たとえば当該画像中に記録しておく。したがって、本発明によれば、各 C C Dカメラにより撮影した画像は、ガラス壜の基準位置に対して何度の撮影角度のものかを知ることができる。

本発明の好ましい一態様は、前記回転角度情報は各 C C Dカメラにより撮影された画像中に書き込まれていることを特徴としている。本発明の好ましい一態様は、前記画像処理装置は、前記回転角度情報を有した画像と予め作成され前記角度に対応した基準画像とを比較してガラス壜の特定部位にある欠陥を検出することを特徴としている。

本発明によれば、予め角度毎に基準画像を作成しておき、検査対象のガラス壜を撮影して得られた角度情報を有した実際の画像と前記基準画像とを比較することにより、ガラス壜の特定部位にある欠陥を検出することができる。したがって、欠陥がないガラス壜（良品壜）の画像に基づいて角度毎に基準画像を作成しておけば、得られた実際の角度毎の画像がこの基準画像と異なった領域があるか否かを判定することで、ガラス壜の特定部位の欠陥を検出することができる。本発明の好ましい一態様は、前記基準画像は、予めガラス壜を撮影した画像のうち欠陥がないガラス壜の画像に基づいて作成されることを特徴としている。

本発明の好ましい一態様は、金型情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させ τ記録しておくことを特徴としている。

本発明の好ましい一態様は、製造番号、製造ライン、製造日時等の製造に関連した情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴としている。

本発明の好ましい一態様は、検査結果を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴としている。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施形態における検査装置を示す縦断面図である。

図 2は、図 1に示す検査装置の半球体の平面図である。

図 3は、本発明の第 1の実施形態における照明からの光の挙動を示す模式図である。

図 4は、本発明の第 1の実施形態における検査装置の画像処理装置と C C Dカメラとの関係を示す模式図である。

図 5は、角度情報と金型番号とが書き込まれた画像の一例を示す模式図である。

図 6は、サンプルとなるガラス壜の画像を示す模式図である。図 7は、画素の明るさの分布を示す度数分布である。

図 8は、良品のガラス壜の画像を示す模式図である。

図 9は、ある特定の行における画素の明るさの分布を示すグラフ図である。

図 1 0は、検査すべきガラス壜の画像における各画素の明るさ分布とテンプレートとの関係を示す図である。

図 1 1 Aは明テンプレートを示す模式図であり、図 1 1 Bは喑テンプレートを示す模式図である。

図 1 2 Aは図 1 1 Aに示す明テンプレートの各数値に基づいて画像化した明テンプレート画像を示し、図 1 2 Bは図 1 1 Bに示す暗テンプレートの各数値に基づいて画像化した暗テンプレート画像を示す。

図 1 3は、本発明の第 2の実施形態における検査装置の主要部を示す平面図である。

図 1 4は、図 1 3の A— A線断面図である。

図 1 5は、図 1 3 の B— B線断面図である。図 1 6は、本発明の第 2の実施形態における照明からの光の挙動を示す模式図である。

図 1 7は、本発明の第 2の実施形態における検査装置の画像処理装置と C C Dカメラとの関係を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係るガラス壜の検查装置の実施態様を図 1乃至図 1 7を参照して説明する。本発明のガラス壜の検査装置は、検査すべきガラス壜の特定部位として壜ロ部の場合を説明し、検査すべき欠陥が壜ロ部におけるビリ又はねじ山部等における成形不良である場合を説明する。

検查対象となるガラス壜は、検查用のスターホイール（図示せず）に保持され、スターホイールの円周上の搬送経路に沿って搬送される。このスターホイールの円周上の搬送経路の途中の 1つのステーション（第 1検查ステーション）に、本発明に係るガラス壜の検査装置が配置されている。この第 1検查ステーションにおいて、スターホイールにより搬送されるガラス壜がインデックス（回転割出し）され、本発明に係るガラス壜の検查装置によって壜ロ部におけるビリ又はねじ山部等における成形不良が検出される。

図 1は、本発明の第 1の実施形態におけるガラス壜の検查装置を示す縦断面図である。図 1に示すように、検査装置は、回転自在な回転台 1に載置されたガラス壜 2の壜ロ部 3を覆うように配置された半球体 4と、半球体 4を支持する支柱 5 とを備えている。この半球体 4 の中心 Oは、回転台 1に載置されたガラス壜 2の壜ロ部 3 と略一致するようになっている。半球体 4は、上下動可能な摺動部材 6を介して支柱 5に取り付けられており、支柱 5に対して上下動自在に構成されている。

図 2は、図 1に示す半球体 4の平面図である。図 1および図 2に示すように、半球体 4の頂部、すなわち回転台 1上のガラス壜 2の壜ロ部 3の天面の上方には、回転台 1上のガラス壜 2の壜口内に光を照射する照明 7が設置されている。また、半球体 4には、ガラス壜 2の壜口部 3 を取り囲むように複数の C C Dカメラ 1 0〜 2 0が配置されている。これらの C C Dカメラ 1 0〜 2 0の光軸は、半球体 4の中心 O (ガラス壜 2の壜ロ部 3 ) から放射状に伸びる線上にある。

本実施形態においては、合計で 1 1台の C CDカメラが配置されており、これらのうち 1台のカメラ 1 0は、回転台 1 に载置されたガラス壜 2の壜ロ部 3のねじ山を撮影してガラス壜 2の所定の基準位置に対する回転角度を検出する角度検出専用カメラとなっている。図 1 に示すように、角度検出専用カメラ 1 0は、その光軸の仰角が 0° となるように配置されており、ガラス壜 2の壜ロ部 3のねじ山を水平方向から撮影するようになっている。 · 角度検出専用カメラ 1 0以外のカメラ 1 1〜 2 0は、壜ロ部 3 を様々な角度から撮影して壜ロ部 3のビリを検查する検查用 C C D力メラとなっている。本実施形態においては、各カメラの光軸の水平面への投射と角度検出専用カメラ 1 0の光軸とのなす角が、 2 5° (第 1検査用 C C Dカメラ 1 1、第 2検査用 C C Dカメラ 1 2 ) 、 5 9. 5° (第 3検查甩 C C Dカメラ 1 3 ) 、 1 4 0° (第 4検査用 C C D カメラ 1 4、第 5検査用 C C Dカメラ 1 5 ) 、 1 8 5° (第 6検查用 C C Dカメラ 1 6 ) 、 2 2 0° (第 7検査用 C C Dカメラ 1 7 ) 、 2 6 0° (第 8検査用 C C Dカメラ 1 8 ) 、 2 9 6. 5 ° (第 9検査用 C C Dカメラ 1 9 ) 、 3 2 6 ° (第 1 0検査用 C C Dカメラ 2 0 ) となるような位置に検査用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0がそれぞれ配置されている。

また、第 1検查用 C C Dカメラ 1 1の光軸の仰角は 3 0。、第 2検査用 C C Dカメラ 1 2は 0° 、第 4検查用 C C Dカメラ 1 4は 5 5° 第 5検査用 C C Dカメラ 1 5は 1 5° 、第 6検査用 C C Dカメラ 1 6 は 4 5。、第 7検査用 C C Dカメラ 1 7は 2 0° 、第 8検査用 C C D カメラ 1 8は 3 5。、第 1 0検查用 C C Dカメラ 2 0は 2 5° となつている。第 3検查用 C C Dカメラ 1 3および第 9検査用 C C Dカメラ 1 9は、半球体 4の面上を上下に移動できるように構成されており、その光軸の仰角を自由に設定できるようになつている。

本実施形態において使用される各 C C Dカメラ 1 0〜 2 0の画素数は 6 4 X 6 4であり、 0. 4 ミリ秒毎に 1枚の画像を撮影することができるようになつている。例えば、 1分間に 3 0 0本のガラス壜を検査する場合、 1本のガラス壜に対する処理時間は 2 0 0 ミリ秒となるが、この処理時間のうち 1 0 0 ミリ秒の間だけガラス壜の撮影をする場合には、 1本のガラス壜に対して最大で 2 5 0枚（= 1 0 0 / 0. 4 ) の画像を撮影することができる。ここで、検査装置によりガラス壜 2の壜ロ部 3の検査を行なっている間は、回転台 1は回転しており、ガラス壜 2を回転させた状態で各 C C Dカメラ 1 0〜 2 0により同時にガラス壜 2を撮影する。このように、ガラス壜 2を回転させながら、ガラス壜 2の撮影を繰り返し行なうことで、ガラス壜 2の壜ロ部 3を全周に亘つて撮影することができる。

ここで、ガラス壜 2の上方に設置された照明 7からの光はガラス壜 2の壜口内に入射し、図 3に示すように、一部の光 L_Aは壜ロ部 3の内周面から壜ロ部 3に入射する。壜ロ部 3の内部にビリ Cがあった場合、この光 L_Aは壜ロ部 3の内部のビリ Cの亀裂面で反射し、この反射光 L _Bは壜ロ部 3の内部を透過して上述した検查用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0により撮影される。ビリ Cの亀裂面で反射した光 L _Bは、他の部分を透過した光よりも明るく、そのため、 C C Dカメラで撮影した画像中では、ビリ Cに相当する部分は他の部分より明るい領域となる。検査装置に設けられた画像処理装置は、上述した C C Dカメラ 1 0〜 2 0により得られた画像からこの明るい領域を検出し、これをビリであると判定する。一方、壜ロ部 3の内部にビリ Cがない場合には、前記一部の光 L _Aは壜口部 3の內周面から壜ロ部 3に入射してそのまま壜ロ部 3を透過する。この場合、ねじ山部等において成形不良があると、この成形不良部分からの光は、対応する C C Dカメラには入射しない方向に散乱することになり、正常に成形されたねじ山部の画像と比べてうす暗くぼんやりとした画像となるため、この成形不良の欠陥を検出できる。

図 4は、この画像処理装置と各 C C Dカメラ 1 0〜 2 0 との関係を示す模式図である。図 4に示すように、画像処理装置 7は、それぞれの C C Dカメラ 1 0〜 2 0に対応して演算ボード 3 0〜 4 0を備えており、これらの演算ボード 3 0〜 4 0は対応する C C Dカメラ 1 0 〜 2 0にそれぞれ接続されている。

角度検出専用カメラ 1 0が接続された角度検出用演算ボード 3 0 には、予めガラス壜 2のねじ山の螺旋の高さ位置と所定の基準位置に対するガラス壜 2の回転角度との関係が記憶されている。角度検出用演算ボード 3 0は、角度検出専用カメラ 1 0により得られた画像からねじ山の旋の高さ位置を検出し、このねじ山の螺旋の高さ位置から前記関係に基づいて基準位置に対する撮影時のガラス壜 2の回転角度を検出する。検出されたガラス壜 2の回転角度の信号は、各検査用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0に接続された演算ボード 3 1〜 4.0に送られるようになっている。このように、角度検出専用カメラ 1 0および角度検出用演算ボード 3 0は、基準位置に対する撮影時のガラス壜の回転角度を検出する角度検出手段を構成している。

上述したように、各検査用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0に接続された演算ボード 3 1〜 4 0には、前記角度検出用演算ポード 3 0から送られたガラス壜 2の回転角度が送られ、各検査用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0 により撮影された各画像には、この回転角度が回転角度情報として書き込まれる。

次に、前述のように構成されたガラス壜の検査装置の作用を図 1乃至図 4を参照して説明する。

上述したように、照明 7からの拡散光は、回転台 1に載置されたガラス壜 2の壜ロ部 3の上方から壜口内に入射する。壜口内に入射した拡散光は、放射状に拡散して壜ロ部 3を透過する。そして、壜ロ部 3 を放射状に透過した透過光は、壜ロ部 3の周囲に配置された全ての C C Dカメラ（ 1 1個の C C Dカメラ） 1 0〜 2 0により同時に撮影される。このとき、 1個の C C Dカメラは、上述したように、角度検出専用カメラになっており、この角度検出専用カメラ 1 0は壜ロ部 3のねじ山を撮影することにより、基準位置に対する撮影時のガラス壜の回転角度を検出することができる。ねじ山の螺旋は 1回転すると 1 ピツチ分だけ高さ位置が変化するため、予めねじ山の螺旋の高さ位置と基準位置に対する回転角度との関係を角度検出専用カメラ 1 0の演算ボード 3 0に記憶させておけば、角度検出専用カメラ 1 0は撮影時の基準位置に対する角度を検出することができる。この基準位置としては、例えば、ねじ山の始まりである始端を基準位置（ 0° ) とすればよい。

前記角度検出専用カメラ 1 0を基準とすれば、この角度検出専用力メラ 1 0に対する各検査用 C C Dカメラ 1 1 〜 2 0の相対位置は予め定まっているため、角度検出専用カメラ 1 0の演算ボード 3 0により検出された回転角度は、基準位置を相対的にずらして考えることで、各検査用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0が壜ロ部 3を撮影したときの回転角度としても用いることができる。このため、本実施形態では、各検查用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0により撮影された各画像には、角度検出専用カメラ 1 0の角度検出用演算ボード 3 0から送られた回転角度が書き込まれている。

回転台 1によってガラス壜 2を回転させながら、壜ロ部 3を透過した透過光を所定時間毎に撮影し多数の画像を得る。そして、全ての画像には上述した撮影時の角度情報が書き込まれている。一方、ガラス壜成形機は多数の金型を備えており、これら金型を用いて多数の壜を同時成形することが行なわれている。成形されたガラス壜の性状（肉厚や微妙な形状等）は金型に大いに依存していることが知られている。また、ガラス壜の壜口部のピリの発生も金型に依存する。そのため、本発明の検査装置で得た画像中には、ガラス壜がどの金型で成形されたかがわかる金型番号の情報も書き込まれている。金型番号はガラス壜の壜底に形成された凸状の符号を読み取る金型番号読取り装置により検出できるものであり、金型番号読取り装置からの信号は各検查用 C C Dカメラ 1 1 ~ 2 0の演算ボード 3 1〜 4 0に入力され、各画像中に金型番号が書き込まれるようになつている。また、各画像中に製造番号等の製造に関連した情報が書き込まれるようになつている。図 5は、上述のようにして得られた回転角度情報と金型番号とが書き込まれた画像の一例を示す模式図である。なお、検查結果、例えばガラス壜の良否を各画像中に書き込んでもよい。

次に、角度情報と金型番号等が書き込まれた各画像と、ガラス壜の検査前に予め作成してあったテンプレートと称される基準画像とを比較し、ガラス壜の壜口部にピリがあるか否かを検査する。この場合、基準画像（テンプレート）は角度毎および金型番号毎に用意されており、各検査用 C C Dカメラで得られた画像中に書き込まれた角度情報および金型番号と対応した基準画像が選定されて、この選定された基準画像と検査対象のガラス壜の画像とが比較される。

次に、基準画像（テンプレート）の作成方法について説明する。基準画像（以下、適宜テンプレートという）を作成する工程は、大きく分けて 3つの工程から構成される。すなわち、テンプレートの作成に使用される複数のガラス壜を各 C C Dカメラにて撮影する撮影工程、撮影工程によって撮影された画像群の中から不良品のガラス壜の画像を排除して良品のガラス壜の画像を選別する画像選別工程、そして、画像選別工程により選別された画像に基づいてテンプレートを作成する画像作成工程である。以卞、各工程について順に説明する。 ( 1 ) 撮影工程

本実施形態において実施される撮影工程の基礎データは次の通りである。

①サンプルに使用されるガラス壜の本数 1 0 0本

②金型番号 M 1〜M 8

③角度 A 1〜A 8 (A 1 ： 0〜 4 5° 、 A 2 ： 4 5〜 9 0° 、 · · · A 8 ： 3 1 5〜 3 6 0° ；)

④ガラス壜 1本当りの撮影枚数 1 0 0枚

サンプルとなる 1 0 0本のガラス壜は検查用のスターホイールにより検查ステーションに搬送され、検査ステーシヨンに備えられている第 1乃至第 1 0検查用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0にて撮影される。撮影された画像は、各検查用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0の演算ュニット 3 0〜 4 0に接続されたコンピュータ 4 2 (図 4参照）に送られ、これらの画像に基づいて以下に述べる工程がコンピュータ 4 2により行われる。

以下、第 1検査用 C C Dカメラ 1 1、金型番号 M 1、角度 A 1に対応したテンプレートを作成する例について説明する。

上述のように、 1本のガラス壜に対して 1 0 0枚の画像が撮影されるので、 1 0 0本のガラス壜に対して合計 1 0， 0 0 0枚の画像が第 1検査用 C C Dカメラ 1 1 により撮影される。 1 0 0本のガラス壜のうち、金型番号 M 1 により成形されたガラス壜が 3本である場合、この金型番号 M 1 によつて成形されたガラス壜の画像数は 3本 X 1 0 0枚 = 3 0 0枚である。したがって、まず、金型番号 M 1により成形されたガラス壜の画像 3 0 0枚が 1 0 , 0 0 0枚の中から抽出されるさらに、この 3 0 0枚の画像の中から、角度 A 1 において撮影された画像が抽出される。本実施形態では、角度 A 1において 3 5枚の画像が撮影されるようになっている。したがって、金型番号 M l、角度 A 1に対応したテンプレートの作成には 3 5枚の画像が選定される。 ( 2 ) 画像選別工程

基準画像となるテンプレートを作成する際に、サンプルとして使用される複数のガラス壜の中に不良品が含まれていると、ピリに基づく光を含んだ形のテンプレートが作成されることになる。このように、本来、光るべきでない部位からの明るい光を含んだ画像に基づいてテンプレートが作成されてしまうと、その部位にビリが存在するガラス壜を不良品と判断することができなくなってしまう。このような理由から、テンプレートを作成する前工程として、テンプレートに使用される複数の画像から不良品のガラス壜の画像を排除する作業が行われる。

画像選別工程では、撮影工程により選定された複数の画像に基づいて、画像を構成する画素毎の明るさの分布を示す度数分布が作成される。図 6は、サンプルとなるガラス壜の画像を示す模式図である。図 7は、画素の明るさの分布を示す度数分布である。図 6において符号 5 0は明部を示す。図 7において、度数分布の縦軸は画素の個数を表し、横軸は明るさ（ 0〜 2 5 5 ) を表す。

図 6に示すように、各 C C Dカメラ 1 1〜 2 0の画像は縦 6 4個 X 横 6 4個の画素群から構成されている。この画素数は適宜調整することができる。この例の場合、 1枚の画像は 6 4 X 6 4の画素に分解することができる。そして、分解された画素群の中から 1行 1列目の画素が画像ごとにグラフ上にプロットされる。このようにして 1行 1列目の画素が 3 5枚の画像についてグラフ上に順次プロットされると、図 7に示すような、 1行 1歹【』目の画素の明るさの分布を表す度数分布を得ることができる。この度数分布は 1行 1列目から 6 4行 6 4列目まで作成される。

次に、得られた度数分布毎に明るさのばらつき度合いを示す標準偏差 σが計算される。この標準偏差 σは一般的な統計的手法により求められる。そして、例えば、 ± 2 σの範囲内に画素の明るさが分布する場合は良品のガラス壜の画像と判断されるように検出基準を設定する。サンプルとなるガラス壜が総て良品である場合には、総ての画素の明るさはほぼ平均値 X付近に分布することになる。したがって、図 7に示すように、総ての画素は ± 2 σの範囲内に存在することになるこの場合、画像は排除されず、 3 5枚の総ての画像がテンプレート作成に使用される。

一方、あるガラス壜にピリが存在する場合、このピリの存在を示す画像の部位 6 0は極端に明るくなる（図 6参照）。そうすると、度数分布には、図 7に示すように、この部位 6 0に対応する明るさの画素の個数 6 1が + 2 σの右側の領域にプロットされることになる。そして、このような画素を有する画像にはビリが撮影されていると判断される。また同様に、極端に暗い部位がある場合は、この部位に対応する明るさの画素の個数は一 2 σの左側の領域にプロットされることになる。そして、このような画素を有する画像には成形不良のねじ山部等が ¾影されていると判斬される。そして、これらの画像はテンプレートの作成に使用される画像から排除される。なお、本実施形態では統計学的手法を用いて画像選別工程を行っているが、これに限らず排除すべき画像を特定できるものであれば他の手法を用いてもよい。例えば、撮影工程により得られた複数の画像を金型別、角度別にディスプレイ上に表示し、オペレータがディスプレイ上の画像を目視することにより不良品のガラス壜の画像を選別してもよい。

( 3 ) 画像作成工程

画像作成工程では、上述した画像選別工程により選別された複数の画像に基づいて、テンプレートとなる基準画像が作成される。この画像作成工程について図 8乃至図 1 0を参照して説明する。図 8は良品のガラス壜の画像を示す模式図である。図 9は、ある特定の行における画素の明るさの分布を示すグラフ図である。図 1 0は検査すべきガラス壜の画像の各画素の明るさ分布とテンプレートとの関係を示す図である。

本実施形態におけるテンプレートは、画像の画素行ごとに作成される。まず、ある画素行を特定する。例えば、図 8において、第 3行を特定したとする。次に、この特定した画素行を列方向（図 8の横方向、 1、 2、 3 · · · 6 4の方向）に走査して、各画素が有する明るさをグラフに表す。具体的には、画素の明るさ度合いを縦軸とし、画素の列番号を横軸として、特定した画素行上の各画素をグラフ上にプロットしていく。図 8に示すように、第 3行の画素は暗部 7 0の領域に位置するため、この第 3行の各画素をグラフ上にプロットしたときに描かれる線は、ほぼ明るさ 0付近に位置する直線となる。

一方、例えば、第 1 0行の画素を特定した場合、この行の各画素をプロットしたときに描かれる線は図 9に示す T 1のようになる。即ち、第 1 0行では、ねじ山部からの光によって形成された明部 5 0が走查されるので、この明部 5 0に対応する画素は高い明るさ度合いを示すことになる。

さらに、総ての画像について、同一行の各画素が同一グラフ上にプロットされる。つまり、本実施形態では、 3 5枚の画像がテンプレートの作成に使用されるので、図 9に示すように、 3 5本の線群（図 9 では 4本の線 T 1〜T 4のみを示す）からなる明るさの分布図が作成される。このようにして、 1行から 6 4行までの総ての行について明るさの分布図が作成される。

そして、これらの線群によって画定された最大領域がテンプレートとすべき領域となる。即ち、図 1 0に示すように、列ごとの最大値（最大の明るさ）を示す点を結んで得られる線を明テンプレートライン Τ m a X とし、列ごとの最小値（最小の明るさ）を示す点を結んで得られる線を暗テンプレートライン T m i nとする。そして、明テンプレ一トライン T m a X と喑テンプレートライン T m i nとによって囲まれた領域が求めるべき基準画像（テンプレート）となる。つまり、明テンプレートライン Tm a X と暗テンプレートライン Tm i n との間には、最大の明るさと最小の明るさの間の範囲が列方向に連続して形成される。このようにして、金型番号 M l、角度 A 1において、 6 4個のテンプレートが作成される。

このようなテンプレートの作成作業は、金型番号 M 1〜M 2 0、角度 A 1〜A 8について行われるので、 6 4 X 2 0 X 8 = 1 0， 2 4 0 個のテンプレートが第 1検査用 C C Dカメラ 1 1 に対して与えられる。つまり、それぞれの検査用 C C Dカメラ 1 1〜 2 0は、金型、角度、画素行ごとのテンプレートを有することになる。上述したように、ガラス壜の性状ゃビリの発生具合などは金型に大きく依存するため、各金型に対応したテンプレートを作成することによってピリ又はねじ山部等における成形不良の検出精度を高めることができる。

次に、上述の方法で得られた基準画像（テンプレート）と検査対象のガラス壜から得られた画像とを比較して壜ロ部におけるピリ又はねじ山部等における成形不良があるか否かを判定する方法について説明する。

まず、画像に付与された角度情報や金型番号などの各種情報に基づいて、検査対象となる画像と同一の条件（金型、角度など）の下で作成されたテンプレートが比較対象として選定される。次に、検查すべきガラス壜の画像が画素行ごとにテンプレートと比較される。具体的には、ある特定の画素行における列方向の明るさ分布を示す線がテンプレートと比較される。そして、図 1 0に示すように、検査すべきガラス壜の明るさ度合いを示す線 S 1がテンプレートの良品領域（明テンプレートライン Tm a X と暗テンプレートライン Tm i n とによつて囲まれた領域）内に総て存在すれば、このガラス壜は良品と判定される。

一方、符号 S 2に示すように、線の一部がテンプレートの良品領域からはみ出す場合、このガラス壜は不良品と判断される。そして、総ての画素行をテンプレートと比較したときに少なくとも 1つの行において不良品と判定された場合には、このガラス壜には、壜ロ部においてピリ又はねじ山部等において成形不良が存在すると判定される。

このような検査は各角度 A 1〜 A 8において行われるので、例えば、角度 A 1 においてビリ又は成形不良が存在しないと判断された場合であっても、角度 A 2においてビリ又は成形不良が存在すると判断されることもある。本実施形態では、複数の角度（A 1〜A 8 ) においてビリ又は成形不良の検出が行われるため、従来の検査装置に比べてビリ又は成形不良の検査精度を高めることができる。

上述のように作成された 6 4個のテンプレートは、さらに、 2次元的（平面的）な 2枚の明テンプレート及ぴ喑テンプレートに集約することができる。図 1 1 Aは明テンプレートを示す模式図であり、図 1 1 Bは暗テンプレートを示す模式図である。以下、図 1 0及び図 1 1 Aを参照して明テンプレートの作成工程を説明する。

図 1 0に示すように、ある特定の行の明テンプレートライン T m a Xが有する明るさ度合いは、列ごとに 0〜 2 5 5の範囲内で数値化することができる。そして、これらの明るさ度合いを示す各数値を、図 1 1 Aに示す 6 4行 X 6 4列の区画からなる表の対応する行にプロットする。例えば、 n行の明テンプレートライン T m a Xの m列が有する明るさ度合いを示す数値は、表の n行 m列に位置する区画にプロットされる。ここで、図 1 1 Aでは、 0〜 2 5 5の明るさ度合いを 1 6進法で表している。

1行から 6 4行までの明テンプレートライン T m a xの明るさ度合いが総て表にプロットされると、最終的に、図 1 1 Aに示すような 1枚の明テンプレートが作成される。図 1 1 Bに示す喑テンプレートも、明テンプレートと同様の工程により暗テンプレートライン T m i nに基づいて作成される。このようにして得られた明テンプレート及び暗テンプレートによって、基準画像を構成する各画素の最大の明るさと最小の明るさの範囲が決定される。すなわち、図 1 1 A及び図 1 1 Bに示す例では、 n行 m列に位置する画素についての最小の明るさと最大の明るさの範囲は 0 2から 0 8までの範囲となる。なお、図 1 2 Aは図 1 1 Aに示す明テンプレートの各数値に基づいて画像化した明テンプレート画像を示し、図 1 2 Bは図 1 1 Bに示す暗テンプレ一トの各数値に基づいて画像化した暗テンプレート画像を示す。

上述した説明においては、二次元的（平面的）な 2枚の明テンプレ一ト及ぴ暗テンプレートを作成するに際して、行毎に各画素が有する明るさを数値化する例を説明したが、行毎にではなく各画素毎に各画素の明るさの度合いを数値化することによつても二次元的な 2枚の明テンプレート及ぴ喑テンプレートを作成することができる。

次に、上記工程により得られた 2枚の明テンプレート及び暗テンプレートを用いて検查対象となるガラス壜に壜口部におけるビリ又はねじ山部等における成形不良があるか否かを判定する方法に 'ついて説明する。まず、検査対象となるガラス壜の画像の特定の行が列方向

(横方向）に走査され、その行が持つ各画素の明るさが数値化される。次に、その行の 1列から 6 4列までの各画素の明るさが、明テンプレート及び暗テンプレートによって決定された最大の明るさと最小の明るさの範囲（以下、良品範囲という）内に存在するか否か判断される。この工程は 1行から 6 4行までの総ての行について行われる。そして、検査対象となる画像を構成する総ての画素の明るさが良品範囲内に存在すれば、ガラス壜には壜ロ部におけるビリまたはねじ山部等における成形不良が存在しないと判定される。一方、明るさが良品範囲から許容値以上外れた画素が規定数以上存在すれば、その画像は不良品のガラス壜の画像と判断され、そのガラス壜には壜ロ部におけるビリまたはねじ山部等における成形不良が存在すると判定される。なお、不良品の判断基準となる良品範囲からの許容値および画素の個数の規定値は、達成すべき検査精度に応じて設定することができる。例えば、ある画像中の隣接する所定個数の画素が良品範囲外の明るさを有する場合には、その画像を不良品のガラス壜の画像と判断するようにしてもよい。

図 1乃至図 1 2 A , 1 2 Bに示す実施形態においては、ガラス壜の壜ロ内部を照明し、壜ロ部を透過した透過光からビリ又は成形不良を検出するように構成している。この構成によれば、横方向に延びる横ビリや斜めに延びる斜めビリは完全に検出できる。また垂直方向に延びる縦ビリについても大部分のものは検出できるが、縦ピリの亀裂面が壜の軸心から半径方向に延びる方向と完全に一致している場合には、壜ロ部を透過する透過光は亀裂面に平行に進行していくために縦ビリを検出できない可能性がある。そのため、第 2の実施形態においては、スターホイールの円周上の搬送経路の途中に第 2検查ステーシヨンを設け、この第 2検查ステーションに反射光で縦ビリを検出するガラス壜の検查装置を配置している。なお、第 2の実施形態においても、図 1乃至図 1 2 A， 1 2 Bに示す透過光を用いた検査装置を第 1 検査ステーションに設置していることは勿論である。

次に、縦ビリを検出するガラス壜の検査装置を図 1 3乃至図 1 6を参照して説明する。

図 1 3は縦ピリを検出する検査装置の主要部を示す平面図、図 1 4 は図 1 3の A— A線断面図、図 1 5は図 1 3の B— B線断面図である図 1 3乃至図 1 5に示すように、この検査装置は、ガラス壜 2の壜ロ部 3を覆うように配置された半球体 1 0 4を備えている。この半球体 1 0 4の中心 Oは、ガラス壜 2の壜ロ部 3 と略一致するようになっている。半球体 1 0 4の側部、すなわちガラス壜 2の壜ロ部 3の側方には、ガラス壜 2の壜ロ部 3に光を照射する第 1の照明 1 0 7 aが設置されている。また、半球体 1 0 4には、ガラス壜 2の壜ロ部 3を取り囲むように複数の C C Dカメラ 1 1 0〜 1 1 9が配置されている。これらの C CDカメラ 1 1 0 ~ 1 1 9の光軸は、半球体 1 0 4の中心 O (ガラス壜 2の壜ロ部 3 ) から放射状に伸びる線上にある。

本実施形態においては、合計で 1 0台の C C Dカメラが配置されており、これらのうち 1台のカメラ 1 1 0は、ガラス壜 2の壜ロ部 3のねじ山を撮影してガラス壜 2の回転角度を検出する角度検出専用力メラとなっている。図 1 5に示すように、角度検出専用カメラ 1 1 0 は、その光軸の仰角が 0° となるように配置されており、ガラス壜 2 の壜ロ部 3のねじ山を水平方向から撮影するようになつている。半球体 1 0 4の角度検出専用カメラ 1 1 0に対向する側面には第 2の照明 1 0 7 bが配置されており、この第 2の照明 1 0 7 bによりガラス壜 2の壜ロ部 3のねじ山を照明するようになっている。この第 2の照明 1 0 7 bから発される光は赤外光となっており、第 1の照明 1 0 7 aから発される光と干渉しないようになっている。また、角度検出専用カメラ 1 1 0は、第 2の照明 1 0 7 bから発された赤外光のみを受光するようになつている。

角度検出専用カメラ 1 1 0以外のカメラ 1 1 1〜 1 1 9は、壜ロ部 3 を様々な角度から撮影して壜ロ部 3のビリを検査する検查用 C C Dカメラとなっている。本実施形態においては、备カメラの光軸の水平面への投射と角度検出専用カメラ 1 1 0の光軸とのなす角が、 9 0° (第 1検査用 C C Dカメラ 1 1 1 ) 、 1 3 0° (第 2検査用 C C Dカメラ 1 1 2 ) 、 1 5 0° (第 3検查用 C C Dカメラ 1 1 3 ) 、 1 8 0° (第 4検查用 C CDカメラ 1 1 4 ) 、 2 2 0° (第 5検查用 C C Dカメラ 1 1 5、第 6検査用 C C Dカメラ 1 1 6 ) 、 2 6 0° (第 7検查用 C C Dカメラ 1 1 7 ) 、 3 0 5 ° (第 8検查用 C C Dカメラ 1 1 8 ) 、 3 1 7° (第 9検査用 C C Dカメラ 1 1 9 ) となるような位置に検查用 C C Dカメラ 1 1 1〜 1 1 9がそれぞれ配置されている。

また、第 1検查用 C C Dカメラ 1 1 1の光軸の仰角は 4 0° 、第 2 検査用 C CDカメラ 1 1 2は 3 5° 、第 3検查用 C CDカメラ 1 1 3 は 0 ° 、第 4検査用 C CDカメラ 1 1 4は 5 0° 、第 5検査用 C C D カメラ 1 1 5は 4 0° 、第 6検査用 C C Dカメラ 1 1 6は 1 0° 、第 7検査用 C C Dカメラ 1 1 7は 3 5。、第 8検査用 C C Dカメラ 1 1 8は 3 5 ° 、第 9検查用 C C Dカメラ 1 1 9は 0° となっている。ここで、図 1 6に示すように、第 1の照明 1 0 7 aからの光 L_cは、ガラス壜 2の壜ロ部 3の外周面から壜ロ部 3に入射する。壜ロ部 3の内部にビリ（縦ビリ） Cがあった場合、この光 L _cは壜ロ部 3の内部のビリ Cの亀裂面で反射し、この反射光 L_Dは壜ロ部 3の内部を透過して上述した検査用 C CDカメラ 1 1 1〜 1 1 9により撮影される。ピリ Cの亀裂面で反射した光 L_Dは、他の部分を透過した光よりも明るく、そのため、 C C Dカメラ 1 1 1〜 1 1 9で撮影した画像中ではビリ Cに相当する部分は他の部分より明るい領域となる。検査装置に設けられた画像処理装置は、上述した C C Dカメラ 1 1 1〜 1 1 9により得られた画像からこの明るい領域を検出し、これをビリであると判定する。一方、壜ロ部 3の内部にピリ Cがない場合には、第 1の照明 1 0 7 aからの光 L_cは壜ロ部 3の外周面から壜ロ部 3に入射してそのまま壜ロ部 3を透過するか、または壜ロ部 3の外周面で反射するこの場合、ねじ山部等において成形不良があると、この成形不良部分からの光は、対応する C C Dカメラには入射しない方向に散乱することになり、正常に成形されたねじ山部の画像と比べてうす暗くぼんやりとした画像となるため、この成形不良の欠陥を検出できる。前記画像処理装置の構成は、上述の第 1の実施形態における検査装置の画像処理装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。

次に、前述のように構成されたガラス壜の検查装置の作用を図 1 3 乃至図 1 6を参照して説明する。

第 2の照明 1 0 7 bからの赤外光は、回転台 1に載置されたガラス壜 2の壜ロ部 3の側方から壜ロ部 3に入射し、壜ロ部 3を透過する。壜ロ部 3を透過した赤外光は、第 2の照明 1 0 7 bに対向して設けられた角度検出専用カメラ 1 1 0により撮影される。上述の第 1の実施形態と同様に、この角度検出専用カメラ 1 1 0が壜ロ部 3のねじ山を撮影することにより、撮影時の基準位置に対する撮影時のガラス壜の回転角度を検出することができる。

一方、第 1の照明 1 0 7 aからの拡散光は、回転台 1 に載置されたガラス壜 2の壜ロ部 3に入射する。検查用 C C Dカメラ 1 1 1〜 1 1 9は、ガラス壜 2の壜ロ部 3から反射した光を撮影する。この場合、壜ロ部 3の内部にピリがあると、壜ロ部 3の外周面から壜ロ内部に入射した光はビリの亀裂面で反射した後に、この反射光は壜ロ部 3を透過して C C Dカメラ 1 1 1〜 1 1 9により撮影される。

前記角度検出専用カメラ 1 1 0を基準とすれば、この角度検出専用カメラ 1 1 0に対する各検查用 C CDカメラ 1 1 1〜 1 1 9の相対位置は予め定まっているため、角度検出専用カメラ 1 1 0により検出された回転角度は、基準位置を相対的にずらして考えることで、各検查用 C C Dカメラ 1 1 1〜 1 1 9が壜ロ部 3を撮影したときの回転角度としても用いることができる。このため、本実施形態では、各検查用 C C Dカメラ 1 1〜 1 1 9により撮影された各画像には、角度検出専用カメラ 1 1 0により検出された回転角度が書き込まれている。そして、第 1の実施形態と同様に、基準画像（テンプレート）と検査対象のガラス壜から得られた画像とを比較して壜ロ部にビリがあるか否かを判定する。

ここで、図 1 7に示すように、第 1検査ステーションにおける検查装置の画像処理装置 8の演算ボード 3 0〜 4 0 と、第 2検查ステーションにおける検查装置の画像処理装置 1 0 8 の演算ボード 1 3 0〜 1 3 9 とを、例えばィーサネット 1 4 1でホストコンピュータ 1 4 2 に接続して上述した基準画像を作成してもよい。すなわち、各検査装置の C C Dカメラ 1 0〜 2 0， 1 1 0〜 1 1 9により撮影された画像をホストコンピュータ 1 4 2に送り、これらの画像に基づいてホストコンピュータ 1 4 2により基準画像を作成することもできる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

以上説明したように、本発明によれば、ガラス壜を照明しガラス壜を回転させつつガラス壜からの光を撮影する際に、角度検出手段により検出された回転角度情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて所定の場所に記入しておくことができる。したがって、本発明によれば、各 C C Dカメラにより撮影した画像は、ガラス壜の基準位置に対して何度の撮影角度のものかを知ることができる。

また本発明によれば、予め角度毎に基準画像を作成しておき、検查対象のガラス壜を撮影して得られた角度情報を有した実際の画像と前記基準画像とを比較することにより、ガラス壜の特定部位にある欠陥を検出することができる。したがって、欠陥がないガラス壜（良品壜）の画像に基づいて角度毎に基準画像を作成しておけば、得られた実際の角度毎の画像がこの基準画像と異なった領域があるか否かを判定することで、ガラス壜の特定部位の欠陥を検出することができる。これにより、検查対象であるガラス壜の品種が変更される型替え時に、投光部である照明と受光部である C C Dカメラとの配置関係を再調整する必要がなく、型替え時の調整時間を飛躍的に短縮することができる。また、ねじ山を有したガラス壜におけるねじ山部にあるビリ '等の欠陥ゃ壜の合わせ目部分にあるビリ等の欠陥などのように、ガラス壜の特定部位にある欠陥を検出することができる。産業上の利用の可能性

本発明は、ガラス壜の壜口部等の特定位置にある欠陥を撮像により検出することができるガラス壜の検査装置に好適に利用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . ガラス壜を照明しガラス壜を回転させつつガラス壜からの光を撮影して画像処理によりガラス壜の欠陥を検出する検查装置において、ガラス壜に対して所定の位置に配置された照明と、

ガラス壜の周囲に配置されガラス壜の特定部位を撮影する複数の

C C Dカメラと、

ガラス壜の基準位置に対する回転角度を検出する角度検出手段と、 C C Dカメラにより得られた画像を処理する画像処理装置とを備え、

前記画像処理装置は、前記角度検出手段により検出された回転角度情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴とするガラス壜の検查装置。

2 . 前記回転角度情報は各 C C Dカメラにより撮影された画像中に書き込まれていることを特徴とする請求項 1記載のガラス壜の検査装置。

3 . 前記画像処理装置は、前記回転角度情報を有した画像と予め作成され前記角度に対応した基準画像とを比較してガラス壜の特定部位にある欠陥を検出することを特徴とする請求項 1又は 2記載のガラス壜の検査装置。

4 . 前記基準画像は、予めガラス壜を撮影した画像のうち欠陥がないガラス壜の画像に基づいて作成されることを特徴とする請求項 3記載のガラス壜の検查装置。

5 . 金型情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記载のガラス壜の検査装置。

6 . 製造番号、製造ライン、製造日時等の製造に関連した情報を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載のガラス壜の検査装置。

7 . 検査結果を各 C C Dカメラにより撮影された画像に対応させて記録しておくことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載のガラス壜の検査装置。