WO2018158824A1 - 容器の検査装置及び容器の検査方法 - Google Patents

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WO2018158824A1
WO2018158824A1 PCT/JP2017/007814 JP2017007814W WO2018158824A1 WO 2018158824 A1 WO2018158824 A1 WO 2018158824A1 JP 2017007814 W JP2017007814 W JP 2017007814W WO 2018158824 A1 WO2018158824 A1 WO 2018158824A1
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container
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light emitting
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PCT/JP2017/007814
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悠貴 伊藤
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東洋ガラス株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents

Definitions

  • the present invention relates to a container inspection apparatus and a container inspection method.
  • Patent Document 1 There is an inspection method previously proposed by the present applicant as a method for detecting thin bubbles that occur extremely rarely on the inner surface of a container, particularly a glass bottle.
  • Thin bubbles are generated on the inner surface of the glass bottle, and are formed by a very shallow depression on the inner surface and a thin glass film covering the depression.
  • a striped filter in which a plurality of horizontally long slits are provided in multiple stages at regular intervals on the opaque plate is used to transmit light only at the slits and pass through the thin bubbles.
  • the image is taken as an image in which the width of light and darkness is vertically compressed by the light.
  • Patent Document 2 an inspection device that detects defects such as wrinkles in glass bottles using a light control film
  • An object of the present invention is to provide a container inspection apparatus and inspection method that can inspect the presence or absence of defects such as thin bubbles with unclear outlines.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
  • the container inspection apparatus is A light emitting unit having a light emitting surface for irradiating light to the container; An imaging unit disposed opposite to the light emitting unit across a container; A determination unit that determines the presence or absence of defects based on the image of the container imaged by the imaging unit; A light limiting portion disposed on the container side of the light emitting portion; Including The light restricting portion includes a light transmitting portion and a light reducing portion extending in a horizontal direction along the light emitting surface, The light transmission part and the light reduction part are alternately arranged in the vertical direction, The light transmission part transmits the light emitted from the light emitting part to the container side, The dimming unit includes a plurality of blinds extending in the horizontal direction in the vertical direction, and restricts an incident angle of light with respect to the vertical direction among lights emitted from the light emitting unit.
  • the presence or absence of a defect such as a thin bubble with an unclear outline can be inspected by a change in luminance in the vertical direction of the container surface by the light transmitting part and the light reducing part.
  • the dimming part may be disposed on a light emitting surface of the light emitting part, and a height from the light emitting surface may be 0 mm to 100 mm.
  • the vertical width of the light transmission part may be 3 mm to 6 mm.
  • the dimming part can be formed by stacking a plurality of light control films.
  • the light restricting portion is a first light restricting portion disposed at a position corresponding to a region below a predetermined height position in the vertical direction of the container, A second light limiting unit that reduces a transmission amount of light emitted from the light emitting unit at a position corresponding to a region above the predetermined height position on the container side of the light emitting unit;
  • the second light limiting unit may be disposed with a predetermined interval in the horizontal direction.
  • the determination unit recognizes at least one detection body from the captured image, and sets a vertical inspection area extending in the vertical direction and a horizontal inspection area extending in the horizontal direction within a predetermined range including the recognized detection body. When two or more detection bodies are included in the vertical inspection area and the horizontal inspection area, it can be determined as a defect.
  • the determination unit recognizes at least one detection body from the captured image, and when the shape of the recognized detection body is a detection body connected in an annular shape or an arc-shaped detection body, the determination unit has a defect based on an area related to the detection body. Can be determined.
  • a detection object having an annular contour or a detection object having an arc-shaped contour can also be determined as a defect.
  • the determination unit recognizes at least one detection object from a captured image, and determines that the defect is a defect when a predetermined range including the recognized detection object includes a portion having a brightness equal to or higher than a predetermined threshold value. can do.
  • a detection object including a place where the outline is bright and a place where the outline is dark can be determined as a defect.
  • the container inspection method according to this application example is: Light emitted from the light emitting unit and light that has passed through a dimming unit that restricts the incident angle of light from the light emitting unit with respect to the vertical direction by a blind extending in the horizontal direction are alternately placed in the container in the vertical direction. Irradiate Taking an image of the container with an imaging unit arranged facing the light emitting unit across the container, It is characterized by determining the bubble on the inner surface of the container as a defect.
  • the presence or absence of a defect such as a thin bubble with an unclear outline can be inspected by a change in luminance in the vertical direction of the container surface by the light transmitting part and the light reducing part.
  • the present invention can provide a container inspection apparatus and inspection method that can inspect the presence or absence of defects such as thin bubbles with unclear outlines.
  • FIG. 1 is a side view of a container inspection apparatus.
  • FIG. 2 is a front view of the light emitting unit, the first light limiting unit, and the second light limiting unit.
  • FIG. 3 is a diagram showing the container and its image side by side.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a thin bubble.
  • FIG. 5 is an enlarged view of A in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an aspect of the outline of a thin bubble in a captured image.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the inspection mode in the determination unit.
  • FIG. 8 is a flowchart of the container inspection method.
  • the container inspection apparatus images a light emitting unit having a light emitting surface that irradiates light to the container, an imaging unit arranged to face the light emitting unit across the container, and the imaging unit.
  • a determination unit configured to determine the presence or absence of a defect based on an image of the container, and a light limiting unit disposed on the container side of the light emitting unit, wherein the light limiting unit extends in a horizontal direction along the light emitting surface.
  • the dimming unit includes a plurality of blinds extending in the horizontal direction in the vertical direction, and restricts an incident angle of light with respect to the vertical direction among light emitted from the light emitting unit. .
  • FIG. 1 is a side view of the inspection apparatus 1 (hereinafter referred to as “inspection apparatus 1”) of the container 10
  • FIG. 2 is a front view of the light emitting unit 20, the first light limiting unit 24, and the second light limiting unit 26.
  • FIG. 3 shows the container and its image side by side.
  • the inspection apparatus 1 includes a light emitting unit 20 having a light emitting surface 22 that irradiates light to the container 10, and an imaging unit disposed to face the light emitting unit 20 with the container 10 interposed therebetween. 40, a determination unit 52 that determines the presence / absence of a defect based on an image 80 (FIG. 3) of the container 10 captured by the imaging unit 40, and a first light limiting unit 24 disposed on the container 10 side of the light emitting unit 20 ,including.
  • the first light limiting unit 24 is disposed at a position corresponding to the region 13a below the predetermined height position H1 (FIG. 3) in the vertical direction Y of the container 10.
  • the inspection apparatus 1 can further include a second light restriction unit 26.
  • the second light restricting portion 26 is disposed on the container 10 side of the light emitting portion 20 and at a position corresponding to the region 13b above the predetermined height position H1.
  • Different optical systems are divided between the lower region 13a of the container where defects such as thin bubbles with unclear outlines are likely to occur and the upper region 13b where such defects are unlikely to occur.
  • the first light limiting unit 24 may be arranged corresponding to the entire container 10. In addition, a fault is mentioned later.
  • the container 10 is inspected in an upright state, that is, in a state where the axis 12 is along the vertical direction Y.
  • the vertical direction Y is the direction of gravity
  • the horizontal direction X is a direction orthogonal to the vertical direction Y.
  • the inspection apparatus 1 includes a rotation support unit 30 that supports the container 10 while rotating the container 10 around the axis 12, and a side roller 32 that rotates the container 10 while contacting the side surface of the container 10.
  • the side roller 32 is shown as being between the container 10 and the imaging unit 40, but for convenience of explanation of the side roller 32, the side roller 32 is used for the container 10 in the imaging unit 40. It is placed at a position that does not hinder shooting.
  • the container 10 is a glass bottle and is transparent or translucent. Semi-transparency is a degree of transparency that allows the defect of the inner surface 15 of the container 10 to be determined by light from the light emitting unit 20 that has passed through the container 10.
  • the container 10 has a circular cross section, for example.
  • the cross-sectional shape of the container 10 may be a polygon.
  • the predetermined height position H1 varies depending on the type of the container 10 and the state of molding.
  • the predetermined height position H1 may be a so-called settle line.
  • the settle line is a portion where the thickness changes at the boundary between the portion that is in contact with the mold and the portion that is not in contact by the settling blow for forming the mouth.
  • the settle line can be in the horizontal direction X of the container 10.
  • the predetermined height position H1 can be set at the boundary between the lower region 13a of the container 10 where the thin bubbles 18 are likely to be generated and the upper region 13b of the container 10 where the thin bubbles 18 are less likely to be generated.
  • the inspection apparatus 1 captures the body portion 13 of the container 10 with the imaging unit 40 using the light transmitted through the container 10, and detects a darker part of the imaged image 80 (FIG. 3) as a detection body in the container 10. This is a light transmission type inspection apparatus 1.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the thin bubble 18.
  • the amount of transmitted light is indicated by the thickness of the arrow.
  • an image 80 is obtained.
  • the seam 16, the thin bubbles 18, and the meat unevenness 19 can be confirmed as detection bodies.
  • the joint 16 is not a defect, and a step of the joint of the mold for forming the container 10 appears in the image 80 as a dark line along the vertical direction Y.
  • the thin bubble 18 is a defect that rarely occurs at a position below the predetermined height position H1 of the container 10.
  • the meat unevenness 19 is not a defect but a dark portion that appears due to a change in the thickness of the body portion 13 of the container 10.
  • there are also defects such as burns.
  • the thin bubbles 18 may be generated on the inner surface 15 of the container 10 below the predetermined height position H1 of the container 10.
  • the thin bubbles 18 are generated due to the difference in easiness of elongation due to the temperature difference of the parison in the molding process of the container 10.
  • the thin bubble 18 is a hollow bubble having a very shallow concave portion (for example, a depth of 100 ⁇ m or less from the inner surface 15), and has a substantially circular outline. Therefore, although the outline of the thin bubble 18 appears slightly darker than the surroundings in the image 80, it is usually difficult to discriminate because the brightness is the same as that of the joint 16 and the meat unevenness 19.
  • the inspection apparatus 1 must be able to discriminate between the thin bubbles 18 and portions that are not defective such as the joint 16 and the meat unevenness 19.
  • Light Emitting Unit The light emitting unit 20 will be described with reference to FIGS.
  • the light emitting unit 20 is a light source that illuminates the container 10.
  • the light emitting unit 20 has a light emitting surface 22 on the container 10 side, and is a surface light source that can illuminate the container 10 from the opposite side of the imaging unit 40.
  • the light emitting unit 20 is set to a size that can illuminate the entire largest container 10 that is scheduled to be inspected by the inspection apparatus 1.
  • the light emitting unit 20 has a light emitting surface 22 on the container 10 side having a rectangular shape, and almost the entire surface emits light.
  • the light emitting unit 20 faces the container 10 and the imaging unit 40 and is arranged so that light transmitted through the container 10 reaches the imaging unit 40.
  • the light source of the light emitting unit 20 a known light source such as an LED or an organic EL can be used.
  • the light emitting unit 20 is diffused illumination.
  • the container 10 can be irradiated with uniform light using a diffusion plate on the front surface (light emitting surface 22) of the light source.
  • a diffusion plate a known plate that diffuses light from a light source such as an LED and emits the light to the outside can be used. When light is diffused by the diffusion plate, unevenness with a portion where no light source exists can be reduced when a large number of light sources are used.
  • a light limiting part is provided on the light emitting surface 22.
  • FIG. 5 is an enlarged view of A in FIG.
  • limiting part 24 is a position corresponding to the area
  • the first light restriction unit 24 includes a light transmission unit 244 and a light reduction unit 242 that extend in the horizontal direction X along the light emitting surface 22.
  • the first light restricting unit 24 alternately arranges the light transmitting units 244 and the light reducing units 242 in the vertical direction Y. This is because the first light restricting section 24 transmits the light emitted from the light emitting surface 22 in the horizontal direction X toward the container 10 and transmits the light emitted and diffused in the vertical direction Y to restrict the light emitted.
  • the light transmission unit 244 transmits the light emitted from the light emitting unit 20.
  • the light transmission part 244 is a slit.
  • the light transmitting portion 244 has nothing to block the light from the light emitting surface 22. In order to erase the shadow of the joint 16, the container 10 can be illuminated with sufficient horizontal light that has passed through the light transmitting portion 244.
  • the dimming unit 242 includes a plurality of blinds 243 extending in the horizontal direction X in the vertical direction Y, and the incident angle of light with respect to the vertical direction Y among the light emitted from the light emitting unit 20.
  • the blind 243 is formed so as to extend in the horizontal direction X and the thickness direction of the dimming part 242.
  • the light reducing unit 242 transmits light along the blind 243 with priority. Therefore, the diffused light on the light emitting surface 22 is narrowed by the light reducing unit 242 and restricts transmission of light that is diffused in the vertical direction Y in particular.
  • the blind 243 extends, for example, in a direction orthogonal to the light emitting surface 22. Accordingly, the dimming unit 242 preferentially transmits the light in the horizontal direction X emitted from the light emitting surface 22.
  • the change in luminance in the vertical direction Y of the inner surface 15 of the container 10 by the light transmitting portion 244 and the light reducing portion 242 is a striped pattern having a gradual luminance change as shown in the image 80 of FIG. appear. Due to the change in luminance in the vertical direction Y, defects such as the thin bubble 18 with an unclear outline can be confirmed in the image 80, and the presence or absence of the defect can be determined in the inspection apparatus 1.
  • the dark seam 16 generated by the horizontal step in the image 80 is obtained. Is less likely to appear (change in luminance is reduced). Even if the unevenness 19 appears as a change in the thickness in the horizontal direction, it becomes difficult to appear as a dark part in the image 80 (change in luminance becomes small).
  • the light reducing unit 242 is disposed on the light emitting surface 22 of the light emitting unit 20, and the height from the light emitting surface 22 is 0 mm to 100 mm. Since the dimming unit 242 has a predetermined thickness, the shadow of the seam 16 can be suppressed and the shadow of a defect such as the thin bubble 18 with an unclear outline can be emphasized in the captured image 80. it can. The height of the dimming part 242 from the light emitting surface 22 can be further 0 mm to 100 mm.
  • the light reduction part 242 is formed by stacking a plurality of light control films. By emphasizing the intensity of light in the vertical direction Y of the inner surface 15 of the container 10, it is possible to emphasize the outline of a defect such as a thin bubble 18 with an unclear outline.
  • FIG. 5 shows an example in which two light control films having a thickness of 0.5 mm are stacked and bonded in the thickness direction.
  • a commercially available light control film can be used.
  • “LIGHT CON FILM 60 DEG 12 ⁇ 11” manufactured by 3M may be employed.
  • the width of the light transmission part 244 in the vertical direction Y can be 3 mm to 6 mm.
  • the width was suitable for recognizing the shadow of the outline of a defect such as thin bubbles 18 with unclear outline.
  • a portion corresponding to the lower region 13 a in the image 80 is subjected to a difference process in the horizontal direction X and a difference process in the vertical direction Y, whereby a stripe pattern by the light reduction unit 242 and the light transmission unit 244 is formed.
  • the dark portion of the seam 16 and the meat unevenness 19 can be removed, and the shadow of the outline of the thin bubble 18 can be left.
  • the first light limiting unit 24 is a dimming unit by providing a plurality of (three in FIG. 2) slits at a predetermined interval on a thin sheet obtained by bonding two light control films. 242 and light transmission portions 244 are alternately provided.
  • the first light restricting portion 24 is provided with elongated holes 246 extending in the vertical direction Y at both ends in the width direction (horizontal direction X), and is fixed to the light emitting portion 20 by bolts 28.
  • the first light restricting portion 24 is movable in the vertical direction Y along the long hole 246 and can be adjusted in position according to the height of the container 10.
  • limiting part 26 is arrange
  • limiting part 26 has the predetermined space
  • the two second light limiting units 26 reduce the transmission amount of the light emitted from the light emitting unit 20.
  • the two second light limiting portions 26 are arranged with a predetermined interval in the horizontal direction X. Since the bubbles on the inner surface 15 generated in the upper region 13b are not extremely shallow thin bubbles 18, they can also be detected by the structure of the second light limiting portion 26.
  • the predetermined interval in the horizontal direction X is narrower than the width in the horizontal direction X of the region 13 b above the trunk portion 13. In an image processing unit 53 to be described later, a dark portion of the seam 16 and the meat unevenness 19 can be removed by performing a difference process in the vertical direction Y on a portion corresponding to the upper region 13b in the image 80.
  • the second light limiting unit 26 can use a light shielding plate.
  • a thin metal plate such as an iron plate can be used.
  • the second light limiting unit 26 is fixed to the light emitting unit 20 with a bolt 28 at the end in the horizontal direction X of the light emitting unit 20.
  • the second light restricting portion 26 has two elongated holes 264 on the upper and lower sides, can be moved in the vertical direction Y by loosening the bolts 28, and can be adjusted in position according to the height of the container 10.
  • Rotation Support Unit As illustrated in FIG. 1, the rotation support unit 30 and the side roller 32 rotate the container 10 around the axis 12.
  • the rotation support unit 30 supports the bottom 14 of the container 10.
  • the axis 12 is an imaginary line serving as a rotation center axis around which the container 10 rotates.
  • the rotation support unit 30 may be a member for transporting the container 10 to a predetermined position to be inspected shown in FIGS. 1 and 2 in a state where the container 10 is supported. In that case, the container 10 is intermittently conveyed sequentially to a predetermined position where the container 10 is inspected by the rotation support unit 30, and the container 10 is rotated around the axis 12 when the container 10 is disposed at the predetermined position.
  • the rotation support unit 30 rotates by transmitting the driving force of the motor 60 to the rotation support unit 30 and the side rollers 32 via the belt 35 or the like according to a command from the rotation control unit 62.
  • the rotation support portion 30 rotates a predetermined amount at a predetermined speed when the container 10 is conveyed to a position to be inspected.
  • the predetermined amount of rotation is an amount sufficient to image the entire circumference of the container 10.
  • the predetermined amount of rotation is set to 1.2 rotations or more so that the entire detected body can be grasped by one image data.
  • the rotation amount of the rotation support unit 30 is calculated by the control unit 50 based on the output of the rotation detection unit 54.
  • the rotation detection unit 54 can be a rotary encoder attached to the motor 60 directly or indirectly.
  • Imaging Unit 40 As shown in FIG. 1, the imaging unit 40 is disposed to face the light emitting unit 20 with the container 10 interposed therebetween. The imaging unit 40 is disposed so as to photograph the surface of the container 10 on the axis 12. The imaging unit 40 can image at least a part to be inspected of the container 10, and is arranged here so that the entire vertical direction Y of the body part 13 of the container 10 falls within the field of view of the imaging unit 40.
  • the imaging unit 40 can capture an image including the detection body (including the thin bubble 18) by the light of the light emitting unit 20 that has passed through the container 10.
  • a known line sensor camera can be used as the imaging unit 40.
  • the imaging unit 40 captures images according to the rotation speed of the rotation support unit 30 by the output of the rotation detection unit 54, so that the image 80 is not affected even if the rotation speed changes for some reason.
  • the imaging unit 40 captures the entire circumference of the body unit 13, sends the data to the image processing unit 53 of the control unit 50, and performs predetermined processing on the image 80.
  • a stripe pattern extending in the horizontal direction X appears in a portion corresponding to the region 13 a below the body portion 13 in the image 80 before image processing. This is the influence of the light reduction unit 242 and the light transmission unit 244 of the first light limiting unit 24 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the portion corresponding to the lower region 13a in the image 80 is irradiated with a large amount of light diffusing in the horizontal direction X by the first light restricting unit 24, and the light diffusing in the vertical direction Y is below the barrel 13. Therefore, the shadow of the seam 16 hardly appears in the image 80.
  • the seam 16 and the meat unevenness 19 in the upper region 13 b corresponding to the second light restricting portion 26 not having the structure like the first light restricting portion 24 appear in the image 80.
  • the image processing unit 53 performs a known gradation conversion process in the vertical direction Y so as to eliminate the stripe pattern by the first light limiting unit 24 on the image 80, and the seam 16 and the meat unevenness 19 in the upper region 13 b are processed.
  • a known gradation conversion process in the horizontal direction X can be performed so as to eliminate the shadow.
  • a shading correction process for performing gradation conversion based on a difference from the reference image, a dynamic threshold method (dynamic binarization process), or the like can be employed.
  • a dynamic threshold method dynamic binarization process
  • the gradation conversion processing for example, real time density correction by Keyence Corporation can be adopted.
  • Real-time shading correction refers to correcting changes in the background brightness of image data that may occur depending on the illumination state of the container 10 to be inspected. For example, when brightness unevenness occurs such that the portion corresponding to the bottom portion 14 in the image 80 is darker than the body portion 13, correction is performed so that the entire image has uniform brightness by real-time density correction.
  • the determination unit 52 is a part of the control unit 50. Therefore, the control unit 50 instructs the subsequent processing of the inspected container 10 based on the determination result of the determination unit 52.
  • the determination unit 52 may be provided separately from the control unit 50. In that case, the determination result of the determination unit 52 is notified to the control unit 50.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining modes of the outlines 18a to 18d of the thin bubble 18 in the captured image
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an inspection mode in the determination unit 52. 6 and 7 show the outlines 18a to 18d of the thin bubble 18 after the image 80 of FIG. 3 is subjected to the difference processing between the vertical direction Y and the horizontal direction X by the image processing unit 53.
  • FIG. 6 and 7 show the outlines 18a to 18d of the thin bubble 18 after the image 80 of FIG. 3 is subjected to the difference processing between the vertical direction Y and the horizontal direction X by the image processing unit 53.
  • FIG. 6 schematically shows an annular outline 18a, a divided outline 18b, an arcuate outline 18c, and a bright portion 18d.
  • the determination unit 52 has an inspection method for recognizing the four types of contours 18a to 18d as defects (thin bubbles 18).
  • the determination unit 52 Based on the image data after the image processing, the determination unit 52 recognizes a portion darker than the surroundings as a detection body based on, for example, brightness, and performs all of the following determination processing for each detection body. Then, the container 10 determined by the determination unit 52 to have a defect is determined as a defective product, and the control unit 50 guides the container 10 to the discharge line.
  • annular outline 18a at the upper left of FIG. 6 is a detection body in which the shape of the recognized detection body is connected in an annular shape.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body from the captured image 80 (FIG. 3), and detects when the shape of the recognized detection body is a detection body connected in a ring shape.
  • a defect can be determined based on the area of the body. By determining in this way, the detection body having the annular contour 18a can be determined as a defect, and the container 10 having the defect can be determined as a defective product.
  • an inspection region 81 including the entire annular contour 18a is set, and the area of the annular contour 18a inside the inspection region 81 is surrounded by the annular contour 18a.
  • a predetermined threshold value it is determined that the annular contour 18a is a defect, and the container 10 is determined to be defective.
  • a defect thin bubble
  • divided contours Two types of divided contours 18b in the middle of FIG. 6 are detected bodies that are recognized by dividing the shape of the recognized detected body into a plurality of shapes.
  • the divided outline 18b on the left side is divided into two, and the divided outline 18b on the right side is divided into four. If it is divided in this way, it cannot be recognized as an annular contour 18a, and therefore processing different from that in 7-1 is required.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body (divided contour 18 b) from the captured image 80 (FIG. 3), and is perpendicular to a predetermined range including the recognized detection body.
  • a vertical inspection region 82 extending in the direction Y and a horizontal inspection region 84 extending in the horizontal direction X are set, and two or more detectors (divided contours 18b) are included in the vertical inspection region 82 and the horizontal inspection region 84. In some cases, it can be determined as a defect.
  • a detection object whose outline is divided into a plurality of parts and recognized can also be determined as a defect.
  • the width in the horizontal direction X is set in accordance with the width in the horizontal direction X of one divided outline 18b, and the height in the vertical direction Y is arranged in three divided outlines 18b. It is set according to the height.
  • the height in the vertical direction Y is set in accordance with one divided outline 18b
  • the width in the horizontal direction X is set in accordance with the width in which three divided outlines 18b are arranged.
  • An arc-shaped contour 18c on the lower left side of FIG. 6 is a detector whose shape of the detected detector is an arc. Such an arc-shaped contour 18c needs to be processed differently from the above 7-1 and 7-2.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body from the captured image 80 (FIG. 3), and when the shape of the recognized detection body is an arc-shaped detection body, the detection body ( A defect can be determined based on the area of the arcuate contour 18c). By determining in this way, the detection body having the arcuate contour 18c can be determined as a defect, and the container 10 having the defect can be determined as a defective product.
  • a circumscribed inspection region 85 circumscribing the arc-shaped contour 18c is set, and the area ratio of the area of the arc-shaped contour 18c to the area of the circumscribed inspection region 85 is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • a defect thin bubble
  • the container 10 is determined as a defective product.
  • Bright portion A bright portion 18d on the right side of the lower stage of FIG. 6 is a portion having a luminance equal to or higher than a predetermined threshold value near the detection body (for example, the annular contour 18a).
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body (for example, the annular contour 18a) from the captured image 80 (FIG. 3), and within a predetermined range including the recognized detection body.
  • the container 10 can be determined to be a defect when a portion (bright portion 18d) having a brightness equal to or higher than a predetermined threshold is included. Even a detection object including a place with a bright outline and a place with a dark outline can be determined as a defect. This is because dirt or the like has only a dark portion, but in the case of a shape like the thin bubble 18, it may have a bright portion 18 d, so that it can be recognized as the thin bubble 18 even if the outline of the thin bubble 18 is small.
  • the type of the detection object may be a divided outline 18b or an arcuate outline 18c.
  • the inspection method of the container 10 limits the incident angle of the light from the light emitting unit 20 with respect to the vertical direction Y by the light emitted from the light emitting unit 20 and the blind 243 extending in the horizontal direction X.
  • the light that has passed through the dimming unit 242 is irradiated alternately toward the container 10 in the vertical direction Y, and the image 80 of the container 10 is captured by the imaging unit 40 that is disposed opposite the light emitting unit 20 with the container 10 interposed therebetween. An image is taken, and bubbles on the inner surface 15 of the container 10 are determined as defects.
  • the inspection method of the container 10 it is possible to inspect the presence or absence of a detection body such as a thin bubble 18 with an unclear outline due to a change in luminance in the vertical direction of the container surface by the light transmitting part and the light reducing part.
  • FIG. 8 is a flowchart of the inspection method for the container 10.
  • the control unit 50 issues a command to the rotation control unit 62 to drive the motor 60 and rotate the rotation support unit 30 and the side rollers 32 at a predetermined speed. Due to the rotation of the rotation support unit 30 and the side roller 32, the container 10 conveyed to the inspection position starts to rotate about the axis 12.
  • the control unit 50 instructs the imaging unit 40 to start imaging.
  • the imaging unit 40 calculates the rotation angle of the container 10 based on the output from the rotation detection unit 54 in accordance with a command from the control unit 50, and images the entire circumference of the body unit 13.
  • the control unit 50 instructs the image processing unit 53 to store the image 80 in a storage unit (not shown).
  • the image processing unit 53 stores at least one image 80 (for example, 1.5 laps) of the container 10.
  • the control unit 50 causes the determination unit 52 to determine the presence or absence of a detection object in the stored image 80. As a result of the determination, when there is no detection object in the image 80, the process of the determination unit 52 ends, and the container 10 is transported to the next process as a non-defective product. If the result of determination is that there is a detection object in the image 80, the following four inspection algorithms are executed.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body from the captured image 80, and the shape of the recognized detection body is a detection body (annular contour 18a) connected in a ring shape. Further, the detection body is determined to be a defect based on the area relating to the detection body. Details of the inspection have been described in 7-1, and will be omitted.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body (divided contour 18b) from the captured image 80, and in the vertical direction Y within a predetermined range including the recognized detection body.
  • a vertical inspection region 82 extending and a horizontal inspection region 84 extending in the horizontal direction X are set, and two or more detectors (divided contours 18b) are included in the vertical inspection region 82 and the horizontal inspection region 84, The detected object is determined as a defect.
  • the details of the inspection have been described in 7-2 and will be omitted.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body from the captured image 80 (FIG. 3), and when the shape of the recognized detection body is an arc-shaped detection body, the detection body Based on the area regarding (arc-shaped outline 18c), the detection body is determined as a defect. The details of the inspection have been described in 7-3 and will not be repeated.
  • the determination unit 52 recognizes at least one detection body (for example, the annular contour 18a) from the captured image 80, and has a predetermined threshold within a predetermined range including the recognized detection body. When a portion having a brightness higher than the value (bright portion 18d) is included, the detected body is determined as a defect. Since the details of the inspection have been described in 7-4 above, they will be omitted.
  • the controller 50 determines that the defective container 10 that the determination unit 52 has determined to have a defect is discharged from a discharge unit (not shown) that is different from the transport path to the next process.
  • the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects).
  • the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced.
  • the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object.
  • the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
  • first light restricting part 242 Dimming section, 243: Blind, 244: Light transmission section, 246: Long hole, 26: Second light limiting section, 264: Long hole, 28: Bolt, 30: Rotation support section, 32: Side roller, 35 ... belt, 40 ... imaging unit, 50 ... control unit, 52 ... determination unit, 53 ... image processing unit, 54 ... rotation detection unit, 60 ... motor, 62 ... rotation control unit, 80 ... image, 81 ... inspection area, 82 ... vertical inspection area, 84 ... horizontal inspection area, 85 ... circumscribed inspection area , H1 ... predetermined height position, H2 ... height, W ... width

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Abstract

検査装置1は、発光面22を有する発光部20と、容器10を挟んで発光部20と対向して配された撮像部40と、欠点の有無を判定する判定部52と、発光部20の容器10側に配置された第1光制限部24と、を含む。第1光制限部24は、発光面22に沿って水平方向Xに延びる光透過部244及び減光部242を含む。第1光制限部24は、光透過部244と減光部242とを鉛直方向Yで交互に配置する。

Description

容器の検査装置及び容器の検査方法
 本発明は、容器の検査装置及び容器の検査方法に関する。
 容器、特にガラスびんの内表面に極めて稀に発生する薄泡を検出する方法として、本出願人が先に提案した検査方法がある(特許文献1)。
 薄泡は、ガラスびんの内表面に発生し、内表面に対し極めて浅い窪みとその窪みを覆う薄いガラス膜とで形成される。この検査方法では、薄泡を検出するために、不透明板に複数の横長のスリットを上下に一定間隔で多段に設けた縞フィルタを用いて、スリットのところだけ光を透過させ、薄泡を通った光によって明暗の幅が縦に圧縮された像として撮影している。
 このような方法であっても、薄泡を検出することは可能であるが、薄泡による影と、ガラスびんの肉厚のムラによる明暗やガラスびんの合わせ目(金型の合わせ目で成形される段差)による明暗などとの判別が難しかった。そのため、良品のガラスびんであっても不良品として判別することが多く、良品排除率の減少が望まれている。
 また、本出願人は、ライトコントロールフィルムを用いてガラスびんのしわ等の欠点を検出する検査装置を提案している(特許文献2)。この検査装置では内表面の極めて浅い窪みの薄泡を検出することが難しかった。
特公平7-11490号公報 特開2013-134185号公報
 本発明は、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の有無を検査することができる容器の検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
 本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
 [適用例1]
 本適用例に係る容器の検査装置は、
容器に対し光を照射する発光面を有する発光部と、
 容器を挟んで前記発光部と対向して配された撮像部と、
 前記撮像部で撮像した容器の画像に基づいて欠点の有無を判定する判定部と、
 前記発光部の容器側に配置された光制限部と、
を含み、
 前記光制限部は、前記発光面に沿って水平方向に延びる光透過部及び減光部を含み、
 前記光透過部と前記減光部とは、鉛直方向で交互に配置され、
 前記光透過部は、前記発光部から出射された光を容器側へ透過し、
 前記減光部は、前記水平方向に延びるブラインドを前記鉛直方向に複数備え、前記発光部から出射された光の内、前記鉛直方向に対して光の入射角度を制限することを特徴とする。
 本適用例によれば、光透過部及び減光部による容器表面の鉛直方向における輝度の変化により、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の有無を検査することができる。
 [適用例2]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記減光部は、前記発光部の発光面上に配置され、前記発光面からの高さが0mm~100mmであることができる。
 本適用例によれば、撮像される画像において、合わせ目の影を抑制し、かつ、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の影を強調することができる。
 [適用例3]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記光透過部の前記鉛直方向の幅は3mm~6mmであることができる。
 本適用例によれば、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の輪郭の影を認識することができる。
 [適用例4]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記減光部は、ライトコントロールフィルムを複数枚重ねて形成することができる。
 本適用例によれば、容器表面の鉛直方向における光の強弱を強調することで、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の輪郭を強調することができる。
 [適用例5]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記光制限部は、容器の前記鉛直方向の所定高さ位置より下方の領域に対応する位置に配置される第1光制限部であり、
 前記発光部の容器側であって、前記所定高さ位置より上方の領域に対応する位置に、前記発光部から出射された光の透過量を減少させる第2光制限部をさらに含み、
 前記第2光制限部は、前記水平方向で所定間隔を有して配置することができる。
 本適用例によれば、輪郭が不明確な薄泡などの欠点が発生し易い容器の下方の領域と、そのような欠点が発生しにくい上方の領域と、を異なる光学系で検査することにより、肉ムラ、合わせ目の影響を無くし、薄泡などの欠点の輪郭を出しやすくでき、画像処理の負荷を抑えることができる。
 [適用例6]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記判定部は、撮像された画像から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に前記鉛直方向に延びる鉛直検査領域と前記水平方向に延びる水平検査領域とを設定し、前記鉛直検査領域及び前記水平検査領域内に2つ以上の検出体が含まれる場合に、欠点と判定することができる。
 本適用例によれば、輪郭が複数に分割して認識された検出体も欠点と判定することができる。
 [適用例7]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記判定部は、撮像された画像から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体の形状が環状に繋がった検出体または弧状の検出体である場合に、検出体に関する面積に基づいて欠点と判定することができる。
 本適用例によれば、環状の輪郭を有する検出体または弧状の輪郭を有する検出体も欠点として判定することができる。
 [適用例8]
 本適用例に係る容器の検査装置において、
 前記判定部は、撮像された画像から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に、所定しきい値以上の明るさの部分が含まれる場合に、欠点と判定することができる。
 本適用例によれば、輪郭が明るいところと暗いところを含む検出体でも欠点として判定することができる。
 [適用例9]
 本適用例に係る容器の検査方法は、
 発光部から出射された光と、水平方向に延びるブラインドによって鉛直方向に対して前記発光部からの光の入射角度を制限する減光部を通過した光と、を前記鉛直方向で交互に容器に向けて照射し、
 容器を挟んで前記発光部と対向して配された撮像部で容器の画像を撮像し、
 容器の内表面にある泡を欠点として判定することを特徴とする。
 本適用例によれば、光透過部及び減光部による容器表面の鉛直方向における輝度の変化により、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の有無を検査することができる。
 本発明は、輪郭が不明確な薄泡などの欠点の有無を検査することができる容器の検査装置及び検査方法を提供することができる。
図1は、容器の検査装置の側面図である。 図2は、発光部、第1光制限部及び第2光制限部の正面図である。 図3は、容器及びその画像を並べて示す図である。 図4は、薄泡の拡大断面図である。 図5は、図1のA拡大図である。 図6は、撮像された画像における薄泡の輪郭の態様を説明する図である。 図7は、判定部における検査モードを説明する図である。 図8は、容器の検査方法のフローチャートである。
 以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
 本実施形態に係る容器の検査装置は、容器に対し光を照射する発光面を有する発光部と、容器を挟んで前記発光部と対向して配置された撮像部と、前記撮像部で撮像した容器の画像に基づいて欠点の有無を判定する判定部と、前記発光部の容器側に配置された光制限部と、を含み、前記光制限部は、前記発光面に沿って水平方向に延びる光透過部及び減光部を含み、前記光透過部と前記減光部とは、鉛直方向で交互に配置され、前記光透過部は、前記発光部から出射された光を容器側へ透過し、前記減光部は、前記水平方向に延びるブラインドを前記鉛直方向に複数備え、前記発光部から出射された光の内、前記鉛直方向に対して光の入射角度を制限することを特徴とする。
 1.容器の検査装置の概要
 図1~図3を用いて容器10の検査装置1の概要について説明する。図1は容器10の検査装置1(以下「検査装置1」という)の側面図であり、図2は発光部20、第1光制限部24及び第2光制限部26の正面図であり、図3は容器及びその画像を並べて示す図である。
 図1~図3に示すように、検査装置1は、容器10に対し光を照射する発光面22を有する発光部20と、容器10を挟んで発光部20と対向して配置された撮像部40と、撮像部40で撮像した容器10の画像80(図3)に基づいて欠点の有無を判定する判定部52と、発光部20の容器10側に配置された第1光制限部24と、を含む。
 第1光制限部24は、容器10の鉛直方向Yの所定高さ位置H1(図3)より下方の領域13aに対応する位置に配置される。検査装置1は、第2光制限部26をさらに含むことができる。第2光制限部26は、発光部20の容器10側であって、所定高さ位置H1より上方の領域13bに対応する位置に配置される。輪郭が不明確な薄泡などの欠点が発生し易い容器の下方の領域13aと、そのような欠点が発生しにくい上方の領域13bと、を異なる光学系(第1光制限部24と第2光制限部26)で検査することにより、肉ムラ、合わせ目の影響を無くし、薄泡などの欠点の輪郭を出しやすくでき、画像処理の負荷を抑えることができる。したがって、制御部50の負荷が問題とならなければ、第1光制限部24を容器10の全体に対応させて配置してもよい。なお、欠点については、後述する。
 ここで、図1に示すように、容器10は正立状態、すなわち軸線12が鉛直方向Yに沿った状態で検査を受ける。鉛直方向Yは、重力の方向であり、水平方向Xは、鉛直方向Yに直交する方向である。
 検査装置1は、容器10を軸線12の周りに回転させながら支持する回転支持部30と、容器10の側面に接触しながら容器10を回転させるサイドローラ32と、を含む。図1ではサイドローラ32が容器10と撮像部40との間にあるように示したが、サイドローラ32を説明するための便宜的なものであり、サイドローラ32は撮像部40における容器10の撮影の障害とはならない位置に配置される。
 容器10は、ガラスびんであって、透明または半透明である。半透明とは、容器10を透過した発光部20からの光によって容器10の内表面15の欠点を判定可能な程度の透明度である。容器10は例えば横断面円形である。容器10の横断面形状は、多角形であってもよい。
 所定高さ位置H1は、容器10の種類や成形の状態などによって異なる。所定高さ位置H1は、いわゆるセッツルラインとしてもよい。セッツルラインは、口部成形のためのセッツルブローによって金型に接触した部分と接触していない部分との境界に形成される肉厚の変化する部分である。セッツルラインは容器10の水平方向Xにできる。所定高さ位置H1は、薄泡18が発生し易い容器10の下方の領域13aと薄泡18が発生し難い容器10の上方の領域13bとの境界に設定することができる。
 検査装置1は、容器10を透過した光を用いて容器10の胴部13を撮像部40で撮像し、撮像された画像80(図3)において周囲より暗い部分を容器10における検出体として検出する光透過方式の検査装置1である。
 2.欠点
 図3及び図4を用いて検査装置1で検出しようとする欠点について説明する。図4は、薄泡18の拡大断面図である。図4では光の透過量を矢印の太さで表している。
 図3に示すように、容器10の胴部13を撮像部40で撮像すると、画像80が得られる。画像80では、例えば、合わせ目16と、薄泡18と、肉ムラ19とが検出体として確認できる。合わせ目16は、欠点ではなく、容器10を成形する金型の合わせ目の段差が鉛直方向Yに沿った暗い線として画像80に現れるものである。薄泡18は、容器10の所定高さ位置H1より下方の位置に稀に発生する欠点である。肉ムラ19は、欠点ではなく、容器10の胴部13の肉厚の変化によって表れる暗い部分である。その他に、焼傷等の欠点もある。
 薄泡18は、容器10の所定高さ位置H1より下方であって容器10の内表面15に発生することがある。薄泡18は、容器10の成形工程におけるパリソンの温度差による伸び易さの違いにより発生する。薄泡18は、極めて浅い凹部(例えば内表面15から100μm以下の深さ)を有する中空の泡であり、略円形の輪郭を有する。そのため、画像80において、薄泡18の輪郭が周囲よりわずかに暗く表れるが、通常、合わせ目16や肉ムラ19と同程度の輝度であるため判別しにくい。検査装置1は、薄泡18と、合わせ目16や肉ムラ19などの欠点ではない部分とを判別できなければならない。
 しかしながら、従来の特許文献1のようなフィルタを用いただけでは、薄泡18を検出しようとすると合わせ目16を欠点として判定し、本来良品である容器10を不良品として排除する可能性がある。特許文献2の方法も同様である。薄泡18と周囲との輝度の変化が小さく、薄泡18と欠点ではない合わせ目16などとの輝度の差があまりないからである。
 3.発光部
 図1及び図2を用いて発光部20について説明する。
 図1及び図2に示すように、発光部20は、容器10を照らす光源である。発光部20は、容器10側に発光面22を有し、容器10を撮像部40の反対側から照らすことができる面光源である。発光部20は、検査装置1で検査することを予定している最大の容器10の全体を照らすことができる大きさに設定されている。
 図2に示すように、発光部20は、容器10側の発光面22が長方形の形状であり、そのほぼ全面が発光する。発光部20は、容器10及び撮像部40に対し正対し、容器10を透過した光が撮像部40に届くように配置される。
 発光部20の光源としては、例えばLEDや有機EL等の公知の光源を用いることができる。発光部20は拡散照明であり、LEDを用いる場合には光源の前面(発光面22)に拡散板を利用して均一な光を容器10に対して照射することができる。拡散板は、LED等の光源からの光を拡散させて外部に出射させる公知のものを用いることができる。拡散板によって光が拡散されることで、多数の光源を用いた場合に光源が存在しない部分とのムラを減少することができる。
 発光面22上には、光制限部が設けられる。
 4.光制限部
 図1、図2及び図5を用いて、光制限部である第1光制限部24及び第2光制限部26について説明する。図2において、破線で示した容器10は、第1光制限部24及び第2光制限部26の位置関係を説明するためのものである。図5は、図1のA拡大図である。
 4-1.第1光制限部
 図1、図2及び図5に示すように、第1光制限部24は、容器10の鉛直方向の所定高さ位置H1(図3)より下方の領域13aに対応する位置に配置される。容器10の下方に発生する傾向がある薄泡18を確実に検出するためである。第1光制限部24は、発光面22に沿って水平方向Xに延びる光透過部244及び減光部242を含む。第1光制限部24は、光透過部244と減光部242とを鉛直方向Yで交互に配置する。第1光制限部24によって、容器10に向かって発光面22から水平方向Xに拡散して出射された光を透過し、鉛直方向Yに拡散して出射された光を制限するためである。
 光透過部244は、発光部20から出射された光を透過する。光透過部244は、スリットである。光透過部244には発光面22の光を遮るものがない。合わせ目16の影を消すために、光透過部244を透過した十分な水平方向の光で容器10を照らすことができる。
 図5に示すように、減光部242は、水平方向Xに延びるブラインド243を鉛直方向Yに複数備え、発光部20から出射された光の内、鉛直方向Yに対して光の入射角度を制限する。ブラインド243は、減光部242の水平方向Xと厚さ方向とに延びるように形成される。発光面22の拡散光の内、ブラインド243に沿った光を優先的に減光部242は透過する。そのため、発光面22の拡散光は減光部242で絞られると共に、特に鉛直方向Yに拡散する光の透過を制限する。ブラインド243は、例えば、発光面22に対し直交する方向に延びる。したがって、減光部242は、発光面22から出射された水平方向Xの光を優先的に透過する。
 このように、光透過部244及び減光部242による容器10の内表面15の鉛直方向Yにおける輝度の変化が、図3の画像80に示すように、緩やかな輝度の変化を有する縞模様として表れる。そして、この鉛直方向Yにおける輝度の変化により、輪郭が不明確な薄泡18などの欠点が画像80において確認することができ、検査装置1において欠点の有無を判定することができる。
 また、鉛直方向Yに交互に配置された光透過部244及び減光部242によって水平方向Xに拡散する光が十分に容器10に届くため、画像80に水平方向の段差によって生じる暗い合わせ目16が表れにくくなる(輝度の変化が小さくなる)。肉ムラ19も水平方向の肉厚の変化として表れるものは、画像80に暗い部分として表れにくくなる(輝度の変化が小さくなる)。
 減光部242は、発光部20の発光面22上に配置され、発光面22からの高さが0mm~100mmである。減光部242が所定の厚さを有することで、撮像される画像80において、合わせ目16の影を抑制し、かつ、輪郭が不明確な薄泡18などの欠点の影を強調することができる。減光部242の発光面22からの高さは、さらに0mm~100mmであることができる。
 減光部242は、ライトコントロールフィルムを複数枚重ねて形成される。容器10の内表面15の鉛直方向Yにおける光の強弱を強調することで、輪郭が不明確な薄泡18などの欠点の輪郭を強調することができる。図5では厚さ0.5mmのライトコントロールフィルムを2枚厚さ方向に重ねて貼り合せている例について示している。ライトコントロールフィルムは、市販されているものを使用することができる。例えば、3M社製「LIGHT CON FILM 60DEG 12×11」などを採用することができる。
 光透過部244の鉛直方向Yの幅は3mm~6mmであることができる。この幅は、発明者等が多種多様な薄泡18のサンプルを検査したところ、輪郭が不明確な薄泡18などの欠点の輪郭の影を認識するために適当な幅であった。
 後述の画像処理部53において、画像80における下方の領域13aに対応する部分を水平方向Xの差分処理と鉛直方向Yの差分処理を行うことで、減光部242と光透過部244による縞模様、合わせ目16及び肉ムラ19の暗い部分を除去し、薄泡18の輪郭の影を残すことができる。
 図2に示すように、第1光制限部24は、ライトコントロールフィルムを2枚貼り合せた薄いシートに、所定間隔をあけて複数(図2では3つ)のスリットを設けることで減光部242と光透過部244とを交互に設けている。第1光制限部24は、その幅方向(水平方向X)の両端に鉛直方向Yに延びる長孔246が設けられ、ボルト28によって発光部20に固定される。第1光制限部24は、長孔246に沿って鉛直方向Yに移動可能であり、容器10の高さに合わせて位置を調節できる。
 4-2.第2光制限部
 図2に示すように、第2光制限部26は、所定高さ位置H1より上方の領域13bに対応する位置に所定間隔をあけて2つ配置される。下方の領域13aのような非常に浅い薄泡18が発生しない領域だからである。第2光制限部26は、発光部20からの光を透過させることができる所定の間隔を有していれば、2つを連結してもよいし、一体に形成してもよい。
 2つの第2光制限部26は、発光部20から出射された光の透過量を減少させる。2つの第2光制限部26は、水平方向Xで所定間隔を有して配置される。上方の領域13bに発生する内表面15の泡は極端に浅い薄泡18ではないため、第2光制限部26の構造でも検出可能である。水平方向Xの所定間隔は、胴部13の上方の領域13bの水平方向Xの幅よりも狭い。後述する画像処理部53において、画像80における上方の領域13bに対応する部分を鉛直方向Yの差分処理を行うことで合わせ目16と肉ムラ19の暗い部分を除去することができる。
 第2光制限部26は、遮光板を用いることができる。遮光板としては、薄い金属板、例えば鉄板を用いることができる。
 第2光制限部26は、発光部20の水平方向Xの端部で発光部20に対しボルト28で固定される。第2光制限部26は、上下に2つの長孔264を有し、ボルト28を緩めることで鉛直方向Yに移動可能であり、容器10の高さに合わせて位置を調節できる。
 5.回転支持部
 図1に示すように、回転支持部30及びサイドローラ32は、容器10を軸線12の周りに回転させる。回転支持部30は、容器10の底部14を支持する。軸線12は、容器10が回転する回転中心軸となる仮想線である。
 回転支持部30は、容器10を支持した状態で、図1及び図2に示す検査する所定位置に容器10を搬送するための部材であってもよい。その場合、回転支持部30によって容器10を検査する所定位置へ順次間欠的に搬送され、所定位置に配置されたところで軸線12を中心に容器10を回転させる。
 回転支持部30は、回転制御部62の指令によりモータ60の駆動力をベルト35などを介して回転支持部30及びサイドローラ32に伝達し、回転する。回転支持部30は、容器10が検査する位置まで搬送されると所定速度で所定量の回転を行う。所定量の回転は、容器10の全周が撮像されるのに十分な量である。所定量の回転は、1つの画像データで検出体の全体を把握できるように、1.2回転以上に設定される。回転支持部30の回転量は、回転検出部54の出力により制御部50で演算される。回転検出部54は、モータ60に直接または間接に取り付けられたロータリエンコーダであることができる。
 6.撮像部
 図1に示すように、撮像部40は、容器10を挟んで発光部20と対向して配置される。撮像部40は、軸線12上の容器10の表面を撮影するように配置される。撮像部40は、容器10の少なくとも検査対象部分を撮影でき、ここでは容器10の胴部13の鉛直方向Yの全体が撮像部40の視野内に入るように配置される。
 撮像部40は、容器10を透過した発光部20の光によって検出体(薄泡18を含む)を含む画像を撮影することができる。撮像部40は、例えば、公知のラインセンサカメラを用いることができる。撮像部40は、回転検出部54の出力により回転支持部30の回転速度に合わせて撮影することで、回転速度が何らかの原因で変化しても画像80に影響がない。
 撮像部40は、胴部13の全周を撮影し、そのデータを制御部50の画像処理部53に送り、画像80に所定の処理を施す。図3に示すように、画像処理前の画像80には、胴部13の下方の領域13aに対応する部分に水平方向Xに延びる縞模様が表れる。図1及び図2に示す第1光制限部24の減光部242及び光透過部244の影響である。
 画像80における下方の領域13aに対応する部分は、第1光制限部24によって、水平方向Xに拡散する光を多く胴部13に照射し、鉛直方向Yに拡散する光が胴部13の下方の領域13aに当たることを制限しているため、合わせ目16の影はほとんど画像80には表れない。第1光制限部24のような構造を有していない第2光制限部26に対応する上方の領域13bにおける合わせ目16及び肉ムラ19は画像80に表れる。
 画像処理部53は、画像80に対し、第1光制限部24による縞模様を消すように鉛直方向Yの公知の階調変換処理を施し、上方の領域13bの合わせ目16と肉ムラ19の影を消すように水平方向Xの公知の階調変換処理を施すことができる。階調変換処理としては、例えばシェーディング補正処理、基準画像との差分に基づいて階調変換を行う処理、動的しきい値法(動的二値化処理)などを採用することができる。階調変換処理として、例えば、キーエンス社のリアルタイム濃淡補正を採用することができる。リアルタイム濃淡補正は、検査対象である容器10の照明状態等によって生じ得る画像データの背景明度変化を補正することをいう。例えば、画像80における底部14に相当する部分が胴部13に比べて暗いというような明度ムラが生じている場合、リアルタイム濃淡補正により全体が平均的に一様な明るさとなるように補正する。
 したがって、薄泡18と、合わせ目16や肉ムラ19とを正確に区別しながらも、薄泡18の有無をより正確に検出することができる。
 7.判定部
 図1に示すように、判定部52は、制御部50の一部である。したがって、判定部52の判定結果によって制御部50が検査済みの容器10のその後の処理を指示する。判定部52は制御部50とは別に設けられてもよい。その場合には、判定部52の判定結果を制御部50に通知する。
 図6及び図7を用いて判定部52についてさらに詳細に説明する。図6は撮像された画像における薄泡18の輪郭18a~18dの態様を説明する図であり、図7は判定部52における検査モードを説明する図である。図6及び図7は、図3の画像80を画像処理部53で鉛直方向Yと水平方向Xの差分処理を施した後の薄泡18の輪郭18a~18dである。
 多数の容器10を検査した結果、4種類の輪郭18a~18dがあることが確認された。図6は、環状の輪郭18aと、分割された輪郭18bと、弧状の輪郭18cと、明るい部分18dと、を模式的に示している。判定部52は、4種類の輪郭18a~18dを欠点(薄泡18)として認識するための検査手法を有する。
 判定部52は、画像処理後の画像データに基づいて、例えば明るさの濃淡により、周囲より暗い部分を検出体として認識し、検出体のそれぞれについて以下の判定処理を全て行う。そして、判定部52が欠点があると判定した容器10は、不良品として判定され、制御部50がその容器10を排出ラインへと導く。
 7-1.環状の輪郭
 図6の左上にある環状の輪郭18aは、認識した検出体の形状が環状に繋がった検出体である。図7に示すように、判定部52は、撮像された画像80(図3)から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体の形状が環状に繋がった検出体である場合に、検出体に関する面積に基づいて欠点と判定することができる。このように判定することで、環状の輪郭18aを有する検出体を欠点と判定し、欠点を有する容器10を不良品として判定することができる。
 検出体が環状の輪郭18aを有する場合には、環状の輪郭18aが全て含まれる検査領域81を設定し、検査領域81の内側にある環状の輪郭18aの面積と環状の輪郭18aで囲まれた範囲の面積とを合算した面積が所定しきい値以上の場合に、この環状の輪郭18aが欠点であると判定し、容器10を不良品と判定する。環状の輪郭18aの面積だけで欠点(薄泡)か否かを判定すると、画像処理をしても残ってしまった肉ムラ19などに基づく小さな面積の検出体まで欠点であると判定することがあるため、これを防止するためである。
 7-2.分割された輪郭
 図6の中段にある2種類の分割された輪郭18bは、認識した検出体の形状が複数に分割して認識された検出体である。左側の分割された輪郭18bは2つに分割されており、右側の分割された輪郭18bは4つに分割されている。このように分割されていると環状の輪郭18aとして認識することができないため、前記7-1とは異なる処理が必要である。
 図7に示すように、判定部52は、撮像された画像80(図3)から少なくとも1つの検出体(分割された輪郭18b)を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に鉛直方向Yに延びる鉛直検査領域82と水平方向Xに延びる水平検査領域84とを設定し、鉛直検査領域82及び水平検査領域84内に2つ以上の検出体(分割された輪郭18b)が含まれる場合に、欠点と判定することができる。輪郭が複数に分割して認識された検出体も欠点と判定することができる。
 鉛直検査領域82は、例えば、水平方向Xの幅が1つの分割された輪郭18bの水平方向Xの幅に合わせて設定され、鉛直方向Yの高さは分割された輪郭18bが3つ並んだ高さに合わせて設定される。
 水平検査領域84は、鉛直方向Yの高さが1つの分割された輪郭18bに合わせて設定され、水平方向Xの幅は分割された輪郭18bが3つ並んだ幅に合わせて設定される。
 7-3.弧状の輪郭
 図6の下段左側にある弧状の輪郭18cは、認識した検出体の形状が弧状の検出体である。このような弧状の輪郭18cは、前記7-1及び前記7-2とは異なる処理が必要である。
 図7に示すように、判定部52は、撮像された画像80(図3)から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体の形状が弧状の検出体である場合に、検出体(弧状の輪郭18c)に関する面積に基づいて欠点と判定することができる。このように判定することで、弧状の輪郭18cを有する検出体を欠点と判定し、欠点を有する容器10を不良品として判定することができる。
 検出体が弧状の輪郭18cを有する場合には、弧状の輪郭18cに外接する外接検査領域85を設定し、外接検査領域85の面積に対する弧状の輪郭18cの面積の面積率が所定しきい値以上の場合に、この弧状の輪郭18cが欠点であると判定し、容器10を不良品として判定する。弧状の輪郭18cの面積だけで欠点(薄泡)か否かを判定すると、画像処理をしても残ってしまった肉ムラ19などに基づく小さな面積の検出体まで欠点であると判定することがあるため、これを防止するためである。
 7-4.明るい部分
 図6の下段右側にある明るい部分18dは、検出体(例えば環状の輪郭18a)の近くに所定しきい値以上の輝度を有する部分である。
 図7に示すように、判定部52は、撮像された画像80(図3)から少なくとも1つの検出体(例えば環状の輪郭18a)を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に、所定しきい値以上の明るさの部分(明るい部分18d)が含まれる場合に、容器10を欠点と判定することができる。輪郭が明るいところと暗いところを含む検出体でも欠点として判定することができる。汚れなどは暗い部分しかないが、薄泡18のような形状の場合、明るい部分18dを有することがあるため、薄泡18の輪郭が小さくても薄泡18として認識できるからである。
 検出体の種類は、分割された輪郭18bでもよいし、弧状の輪郭18cでもよい。
 8.検査方法
 本実施形態に係る容器10の検査方法は、発光部20から出射された光と、水平方向Xに延びるブラインド243によって鉛直方向Yに対して発光部20からの光の入射角度を制限する減光部242を通過した光と、を鉛直方向Yで交互に容器10に向けて照射し、容器10を挟んで発光部20と対向して配置された撮像部40で容器10の画像80を撮像し、容器10の内表面15にある泡を欠点として判定することを特徴とする。
 容器10の検査方法によれば、光透過部及び減光部による容器表面の鉛直方向における輝度の変化により、輪郭が不明確な薄泡18などの検出体の有無を検査することができる。
 図1~図8を用いて検査装置1を採用した検査方法について説明する。図8は、容器10の検査方法のフローチャートである。
 S10:制御部50は、回転制御部62に指令を出してモータ60を駆動し、回転支持部30及びサイドローラ32を所定速度で回転させる。回転支持部30及びサイドローラ32の回転により、検査位置に搬送された容器10が軸線12を中心に回転を開始する。
 S20:制御部50は、撮像部40に撮像開始を指令する。撮像部40は、制御部50の指令に従って、回転検出部54からの出力に基づいて容器10の回転角度を演算し、胴部13の全周を撮影する。
 S30:制御部50は、画像処理部53に対し、画像80を図示しない記憶部に記憶することを指令する。画像処理部53は、少なくとも容器10の1周分(例えば1.5周分)の画像80を記憶する。
 S40:制御部50は、判定部52に、記憶された画像80における検出体の有無を判定させる。判定の結果、画像80に検出体がない場合には、判定部52の処理は終了し、良品として容器10を次工程へ搬送させる。また、判定の結果、画像80に検出体がある場合には、以下の4つの検査アルゴリズムを実行する。
 S50(第1検査アルゴリズム):判定部52は、撮像された画像80から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体の形状が環状に繋がった検出体(環状の輪郭18a)である場合に、検出体に関する面積に基づいて、検出体を欠点と判定する。検査の詳細は、前記7-1で説明したので省略する。
 S60(第2検査アルゴリズム):判定部52は、撮像された画像80から少なくとも1つの検出体(分割された輪郭18b)を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に鉛直方向Yに延びる鉛直検査領域82と水平方向Xに延びる水平検査領域84とを設定し、鉛直検査領域82及び水平検査領域84内に2つ以上の検出体(分割された輪郭18b)が含まれる場合に、検出体を欠点と判定する。検査の詳細は、前記7-2で説明したので省略する。
 S70(第3検査アルゴリズム):判定部52は、撮像された画像80(図3)から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体の形状が弧状の検出体である場合に、検出体(弧状の輪郭18c)に関する面積に基づいて、検出体を欠点と判定する。検査の詳細は、前記7-3で説明したので省略する。
 S80(第4検査アルゴリズム):判定部52は、撮像された画像80から少なくとも1つの検出体(例えば環状の輪郭18a)を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に、所定しきい値以上の明るさの部分(明るい部分18d)が含まれる場合に、検出体を欠点と判定する。検査の詳細は、前記7-4で説明したので省略する。
 S90:判定部52が第1検査アルゴリズム~第4検査アルゴリズムのいずれかにおいて、検出体を欠点と判定した場合には排出処理(S100)が実行され、検出体を欠点ではないと判定した場合には判定部52の処理を終了させて制御部50が次工程へ容器10を搬送する。
 S100:制御部50は、判定部52が欠点があると判定した不良品の容器10は、次工程へ向かう搬送路とは異なる図示しない排出部から排出される。
 本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
 1…検査装置、10…容器、11…口部、12…軸線、13…胴部、13a…下方の領域、13b…上方の領域、14…底部、15…内表面、16…合わせ目、18…薄泡、18a…環状の輪郭、18b…分割された輪郭、18c…弧状の輪郭、18d…明るい部分、19…肉ムラ、20…発光部、22…発光面、24…第1光制限部、242…減光部、243…ブラインド、244…光透過部、246…長孔、26…第2光制限部、264…長孔、28…ボルト、30…回転支持部、32…サイドローラ、35…ベルト、40…撮像部、50…制御部、52…判定部、53…画像処理部、54…回転検出部、60…モータ、62…回転制御部、80…画像、81…検査領域、82…鉛直検査領域、84…水平検査領域、85…外接検査領域、H1…所定高さ位置、H2…高さ、W…幅

Claims (9)

  1.  容器に対し光を照射する発光面を有する発光部と、
     容器を挟んで前記発光部と対向して配された撮像部と、
     前記撮像部で撮像した容器の画像に基づいて欠点の有無を判定する判定部と、
     前記発光部の容器側に配置された光制限部と、
    を含み、
     前記光制限部は、前記発光面に沿って水平方向に延びる光透過部及び減光部を含み、
     前記光透過部と前記減光部とは、鉛直方向で交互に配置され、
     前記光透過部は、前記発光部から出射された光を容器側へ透過し、
     前記減光部は、前記水平方向に延びるブラインドを前記鉛直方向に複数備え、前記発光部から出射された光の内、前記鉛直方向に対して光の入射角度を制限することを特徴とする、容器の検査装置。
  2.  請求項1において、
     前記減光部は、前記発光部の発光面上に配置され、前記発光面からの高さが0mm~100mmであることを特徴とする、容器の検査装置。
  3.  請求項1または2において、
     前記光透過部の前記鉛直方向の幅は3mm~6mmであることを特徴とする、容器の検査装置。
  4.  請求項1~3のいずれか1項において、
     前記減光部は、ライトコントロールフィルムを複数枚重ねて形成されることを特徴とする、容器の検査装置。
  5.  請求項1~4のいずれか1項において、
     前記光制限部は、容器の前記鉛直方向の所定高さ位置より下方の領域に対応する位置に配置される第1光制限部であり、
     前記発光部の容器側であって、前記所定高さ位置より上方の領域に対応する位置に、前記発光部から出射された光の透過量を減少させる第2光制限部をさらに含み、
     2つの前記第2光制限部は、前記水平方向で所定間隔を有して配置されることを特徴とする、容器の検査装置。
  6.  請求項1~5のいずれか1項において、
     前記判定部は、撮像された画像から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に前記鉛直方向に延びる鉛直検査領域と前記水平方向に延びる水平検査領域とを設定し、前記鉛直検査領域及び前記水平検査領域内に2つ以上の検出体が含まれる場合に、欠点と判定することを特徴とする、容器の検査装置。
  7.  請求項1~6のいずれか1項において、
     前記判定部は、撮像された画像から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体の形状が環状に繋がった検出体または弧状の検出体である場合に、検出体に関する面積に基づいて欠点と判定することを特徴とする、容器の検査装置。
  8.  請求項1~7のいずれか1項において、
     前記判定部は、撮像された画像から少なくとも1つの検出体を認識し、認識した検出体が含まれる所定の範囲に、所定しきい値以上の明るさの部分が含まれる場合に、欠点と判定することを特徴とする、容器の検査装置。
  9.  発光部から出射された光と、水平方向に延びるブラインドによって鉛直方向に対して前記発光部からの光の入射角度を制限する減光部を通過した光と、を前記鉛直方向で交互に容器に向けて照射し、
     容器を挟んで前記発光部と対向して配された撮像部で容器の画像を撮像し、
     容器の内表面にある泡を欠点として判定することを特徴とする、容器の検査方法。
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