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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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating 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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