JPH0224544A - 瓶の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、洋酒瓶等の瓶の口部、特にその上端部（天に
向かって面しているという意味で、以下天面部というこ
とがある）やその近傍側面における欠陥（欠け、ヒビ等
）の有無を外観検査する瓶の外観検査装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、瓶等の外観検査装置としては、検査対象領域から
ｔ最像により画像データを取り込む画像入力装置と、取
り込んだ画像デー・夕を微分し２値化して画素データと
して出力する微分２値化装置と、検査対象領域の画素デ
ータから白又は黒の特定画素の塊を検出しその面積値を
成る設定値と比較し、その比較結果から検査対象領域の
良否を判定する判定装置と、から成る外観検査装置が知
られており、かかる外観検査装置の一例について記述し
た文献としては、富士電機株式会社発行の雑誌「富士時
報　ＶＯＬ。５９　阻１２，１９８６」の第７７９頁〜
第７８４頁を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の瓶外観検査装置は、検査対象とする瓶が多品種に
わたる場合、それに対応する能力に乏しい。生産ライン
に流れている瓶の種類が変わ、つた場合の対応として、
肌色が変わった場合には、瓶の画像を２値化して取り込
み処理する画像処理装置の２値化しきい値または、瓶の
撮像のためこれを照明する照明光の量を、マニュアル操
作によって変更していたため、セツティングに時間がか
かるという欠点があった。瓶の高さが変わった場合は、
画像入力装置、照明装置の高さを別々に調整しているの
で、検査条件を一定に保つことが困難になるという欠点
もあった。

また、従来の瓶外観検査装置は、画像入力装置を瓶側面
に対して直角方向又は瓶の斜め上方に設置していたため
に、瓶口側面の検査を行なうためには、瓶を自転させる
機構が必要であり、価格が高くなるという欠点もあった
。

本発明の目的は、生産ラインに流れている瓶の種類（特
に色や高さ）が変わった場合でも、それに対応すること
が容易で、従来のようにそのため行う検査の段取替えに
多大な労力を要することなく、また瓶を搬送する際、自
転させる必要がなく、コスト的にも低廉に高精度な欠陥
検査を可能にする瓶の外観検査装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、搬送されてくる瓶に
対してスポット光を照射する照明装置と、画像入力装置
と、２値化回路と、２値化信号を画素データとして蓄え
る画像メモリと、該画像メモリ内に蓄えられた画素デー
タにつき画像の検査対象領域における白又は黒の特定画
素の塊を検出してその面積を計測し設定値と比較して該
塊が欠陥か否かの判定を行う制御回路と、から成る瓶の
外観検査装置において、前記照明装置を瓶口の上方から
瓶口周辺に向けて斜め下方向かつ瓶口周辺の接線方向に
スポット光を照射する照明装置により構成し、かつ前記
照明装置と画像入力装置を一体的にユニット化し検査対
象とする瓶の移動方向に対して鉛直方向にスライド可能
に取り付け、更に前記画像入力装置からのビデオ信号を
入力されそのレベルを検知するレベル検知回路を設け、
前記制御回路は、画像領域内に、搬送されてくる瓶の色
の種類さえ一定ならば欠陥の有無にかかわらず、ビデオ
信号レベルが元来一定となるはずの安定領域を予め設定
しておき、該安定領域における前記レベル検知回路から
のビデオ信号レベルを取り込み、それによって前記２値
化回路におけるしきい値を変更可能とした。

〔作用〕

この発明は、画像入力装置の出力信号であるビデオ信号
を２値化し、その２値化信号を画像メモリに蓄え、画像
メモリ内の検査対象領域の白又は黒の特定画素の塊の面
積を計測し、それによって良否判定を行う瓶外観検査装
置において、画像領域内でビデオレベルが変動せず安定
している領域を予め設定しておき、瓶の外観検査時に、
そのビデオレベル値が変化したら検査対象とする瓶の色
が変わったものと判断し、それに対応するように２値化
しきい値を調節する（又は、照明装置の光量を調節する
ようにすることもできる）。このように検査対象とする
瓶の肌色が途中で変わった場合でも、２値化レベル（ま
たは照明光量）を最適な値に自動的に調整して対処する
ことができる。

また、照明装置と画像入力装置の相対位置は、一つのユ
ニット上に一体化して両者を固定することで一定としで
あるので、検査対象とする瓶が変わり、瓶高が変化して
も、そのユニットを動かすだけの調整ですむ。

更に・スポット光を瓶口の接線方向に照射し、欠陥によ
って発生する散乱光（ハレーション）のみを瓶上方に設
置しである画像入力装置で撮像する照明方式を採ること
により、瓶を自転させる機構がなくても瓶口側面部の検
査が可能となる。また、検査ステーションを、瓶天面部
用と瓶口側面部用とに分けて別々に検査をするようにす
れば、それぞれのステーションで最適な位置に照明光を
照射することで、高い検出精度を得ることができる。ま
た位置検出センサを設け、瓶がある位置に来たときの位
置信号により、画像入力装置の画像静止化シャッタを駆
動する、又はストロボを点弧するようにすれば、生産ラ
インの搬送速度が変わっても常に同じ位置での検査がで
き、安定した検出精度を得ることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、１は瓶、２はベルトコンペア、３は瓶の天
面検査用の照明装置、４は瓶の口部の側面検査用の照明
装置、５は光源、６は２次元カメラ、７はビデオ信号、
８は切換えスイッチ、９ば２値化回路、１０は２値化信
号、１１は画像メモリ、１２は制御信号、１３は制御回
路、１４は瓶天面検査ステーシヲン、１５は判定結果、
１６はマンマシンインターフェイス、１７は位置検出セ
ンサ１９からの信号、１８は瓶口部側面検査ステーショ
ン、１９は位置検出センサ、２０はビデオレベル検知回
路、２１はユニット（照明装置と２次元カメラの一体化
固定ユニット）、である。

第１図においで、瓶１はベルトコンベア２によって直線
搬送され、瓶天面検査ステーション１４に入る。検査ス
テーション１４内の所定の位置に瓶が進むと、位置検出
センサ１９が動作し、そのタイミングの静止化画像を凰
上方に設置しである２次元カメラ６によって撮像される
。瓶天面検査用照明装置３は、光源５からの光を瓶天面
接線方向に照射する（このことについては、第２図、第
３図を参照して後述する）。瓶天面部に欠陥部が存在す
るとき、その入射光に対し散乱光が発生し、２次元カメ
ラ６は、その散乱光のみを撮像する。

制御回路１３は、設定段階において、画像内で（瓶の色
等が変化しない限り、欠陥の有無にかかわらず）ビデオ
レベルが安定している成る領域（以後アパーチャと称す
る）を設定して、そのアパーチャ領域のビデオレベルを
検知回路２０によって認識する。検査時では、ビデオ信
号７のうち切換えスイッチ８により切り換えてアパーチ
ャ領域のビデオ信号をビデオレベル検知回路２０に転送
する。制御回路１３は、当初設定時に認識し７たアパー
チャ領域のビデオレベルと検査のための動作時のそれと
を比較し、差分があれば、検査対象である瓶の色が変化
したものと判断し、その差分をもとに、２値化回路９の
２値化しきい値を適切な値に再設定する。２値化回路を
通過した２値化信号１０は、画像メモリ１１に蓄えられ
る。

制御回路１３は、画像メモリ１１内の検査対象領域（以
後ウィンドウと称する）の白又は黒の特定画素の塊にお
ける画素数（面積）を計測し、その値を当初設定した面
積値と比較し、良否判定を行い、図示させる外部機器へ
判定結果１５として出力する。制御回路１３の所要の諸
般定値（アパーチャ領域、当初の２値化レベル、ウィン
ドウ、設定面積値）は、マンマシンインターフェイス部
１６より設定される。

瓶は連続的に移動し、瓶口側面検査ステーション１８に
入る。この検査ステーション１８では、瓶口側面検査用
照明装置４が光源５の光を瓶口側面接線方向に照射しく
このことについては、第２図、第３図を参照して後述す
る）、瓶口側面に欠陥が存在したときに散乱光を発生さ
せるようにする。以下の動作は、瓶天面検査と同様であ
る。

瓶天面検査の際、得られたビデオ信号７と、瓶口側面検
査の際、得られたビデオ信号７とのどちらを選択して２
値化回路９以降に取り込むかは、位置検出センサ１９か
らの信号１７を制御回路１３が受け、その信号をもとに
、スイッチ８を制御し選択する。

照明装置３．４と２次元カメラ６は同一ユニット２１で
固定され、ラインに流れる瓶の種類が変わり、瓶高が変
化した場合でもユニット２１のみをライン進行方向に対
し垂直方向にスライドさせるのみで段取り替が済む構造
になっている。

第２図（イ）は照明装置３（又は４）の側面図である。

また第２図（ロ）は照明装置３（又は４）の上面図であ
る。両図を参照することにより、照明装置３（又は４）
からの光線りが斜め下に投射され、瓶１の天面の接線方
向に入射していることが理解されるであろう。

第３図（イ）は、検査の対象とする瓶１の天面において
接線方向に光線りが入射している様子を示し、第３図（
ロ）は、検査の対象とする瓶１の口の側面部において接
線方向に光線１．が入射している様子を示している。

〔発明の効果〕

この発明によれば、生産ラインで流れる瓶の種類が変わ
っても、撮像して得られるビデオ信号の２値化しきい値
を自動的に調整可能としており、また画像入力装置と照
明装置の位置調節を単一ユニットをスライドさせるだけ
という単純な作業にすることで、瓶の種類変更に伴う検
査の段取替の労力が極く少なくてすむという利点がある
。

また、瓶口接線方向にスポット光を照射し、欠陥によっ
て発生する散乱光のみを瓶天面上方に設置しであるカメ
ラにて撮像する照明方式を採っていることにより、瓶を
自転させる機構がなくても瓶口部側面検査が可能である
という利点と、瓶天面部用検査ステーションと瓶口側面
部用検査ステーションとに検査ステーションを分けて検
査するようにしたとすれば、高い欠陥検出精度が得られ
るという利点があり、更に位置検出センサによる瓶の位
置検出信号により画像入力装置の画像静止化シャッタを
動作させる又はストロボを点弧させるようにしたとすれ
ば、ラインの搬送スピードが変化しても常に一定の位置
での検査をすることが可能になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
イ）は照明装置の側面図、第２図（ロ）は照明装置の上
面図、第３図（イ）は瓶の天面において接線方向に光線
が入射している様子を示す斜視図、第３図（ロ）は瓶の
口の側面部において接線方向に光線が入射している様子
を示す斜視図、である。 符号の説明 １・・・瓶、２・・・ベルトコンベア、３・・・瓶天面
検査用照明装置、４・・・瓶口部側面検査用照明装置、
５・・・光源、６・・・２次元カメラ、７・・・ビデオ
信号、８・・・切換えスイツチ、９・・・２値化回路、
１０・・・２値化信号、１１・・・画像メモリ、１２・
・・制御信号、１３・・・制御回路、１４・・・瓶天面
検査ステーション、１５・・・判定結果、１６・・・マ
ンマシンインターフェイス部、１７・・・位置検出セン
サからの信号、１８・・・瓶口部側面検査ステーション
、１９・・・位置検出センサ、２０・・・ビデオレベル
検知回路、２１・・・照明装置と２次元カメラの一体化
固定ユニットＷ２Ｉ！ｌ 冨　３　図 （イ） 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）搬送されてくる瓶に対してスポット光を照射する照
   明装置と、それにより瓶口周辺の欠陥に起因して発生す
   る散乱光（ハレーション）を含む画像を取り込みビデオ
   信号として出力する画像入力装置と、前記画像入力装置
   からのビデオ信号を入力され２値化して出力する２値化
   回路と、該２値化回路からの２値化信号を画素データと
   して蓄える画像メモリと、該画像メモリ内に蓄えられた
   画素データにつき画像の検査対象領域における白又は黒
   の特定画素の塊を検出してその面積を計測し、或る設定
   面積値と比較して該塊が欠陥か否かの良否判定を行う制
   御回路と、から成る瓶の外観検査装置において、 前記照明装置は瓶口の上方から瓶口周辺に向けて斜め下
   方向かつ瓶口周辺の接線方向にスポット光を照射する照
   明装置からなり、そして前記照明装置と画像入力装置と
   は一体的にユニット化されていて検査対象とする瓶の移
   動方向に対して鉛直方向にスライド可能に取り付けられ
   ており、かつ前記画像入力装置からのビデオ信号を入力
   されそのレベルを検知するレベル検知回路を具備し、前
   記制御回路は、画像領域内に、搬送されてくる瓶の色の
   種類さえ一定ならば欠陥の有無にかかわらず、ビデオ信
   号レベルが元来一定となるはずの安定領域を予め設定し
   ておき、該安定領域における前記レベル検知回路からの
   ビデオ信号レベルを取り込み、それによって前記２値化
   回路におけるしきい値を変更可能としたことを特徴とす
   る瓶の外観検査装置。