(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外観検査装置を用いた金属缶端巻締め外観検査方法において、
リング内側に発光部を有し、前記発光部の近傍側の巻締め上端の外側端、および、遠方側の巻締め上端の内側端へ光を照射する巻締め部上方に配設したリング照明装置の前記発光部からの照明光により、巻締め上端両側の反射映像を前記リング照明装置の中心と同軸上に配設した撮像装置で撮像し、
入力映像をディジタル多階調画像に変換し、
巻締め上端両側の二重のリング状画像を得、前記リング状画像の中心から放射状に前記二重のリング外側端とリング内側端とのリング幅を適宜な間隔で全周計測し、
前記各リング幅寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、前記金属缶が不良品であると判別する
ことを特徴とする金属缶端巻締め外観検査方法。
【請求項２】
前記リング幅とは、シーミングウォール・ラジアス部における前記リング照明装置の中心に対する外側端と、シーミングパネル・ラジアス部における前記リング照明装置の中心に対する内側端との幅である
ことを特徴とする請求項１に記載の金属缶端巻締め外観検査方法。
【請求項３】
金属缶端巻締め部、蓋部を含む金属缶の外観検査装置を用いた外観検査方法において、
リング内側に発光部を有し、前記発光部の近傍側の巻締め上端の外側端、および、遠方側の巻締め上端の内側端へ光を照射する巻締め部上方に配設したリング照明装置の前記発光部からの照明光により、巻締め上端、該巻締め上端両側および前記蓋部の反射映像を前記リング照明装置の中心と同軸上に配設した撮像装置で撮像し、
入力映像をディジタル多階調画像に変換し、
巻締め上端両側の二重のリング状画像を得、前記リング状画像の中心から放射状に前記二重のリング外側端とリング内側端の巻締め厚さＴのＴ寸法を適宜な間隔で全周計測し、
前記Ｔ寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、前記金属缶が不良品であると判別する
ことを特徴とする金属缶の外観検査方法。
【請求項４】
前記外観検査装置は、前記計測した全周のＴ寸法の円周方向変化量を、あらかじめ設定した閾値と比較することにより巻締め部分が舌出しなどの不良であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３の金属缶の外観検査方法。
【請求項５】
前記外観検査装置は、前記巻締め上端の暗部輝度が欠落している箇所の合計数をあらかじめ設定した閾値と比較することにより、シーミングパネルに傷が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３の金属缶の外観検査方法。
【請求項６】
前記外観検査装置は、前記蓋部の反射映像からプルトップの形状および寸法特徴を計測し、あらかじめ設定した形状および寸法特徴との類似度により、前記プルトップが不良であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３の金属缶の外観検査方法。
【請求項７】
前記外観検査装置は、前記巻締め上端両側の輝点の連続点数をあらかじめ設定した閾値と比較することにより、座屈不良が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３の金属缶の外観検査方法。
【請求項８】
前記外観検査装置は、前記蓋部の蓋天面の円形走査上の輝度重心の輝度を計測し、当該輝度をあらかじめ設定した閾値と比較することにより、ガス飲料缶の内圧が不良であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３の金属缶の外観検査方法。
【請求項９】
前記外観検査装置は、前記蓋部の反射映像からプルトップの方向を検出し、該プルトップ方向に対して、請求項３から請求項５に記載の判定により不良であると検出した金属缶の不良箇所の角度位置を明示し、前記検出された金属缶の前記角度位置に対し別手段により追試に供する
ことを特徴とする金属缶の外観検査方法。
【請求項１０】
金属缶端巻締め部、蓋部を含む金属缶の外観検査装置を用いた外観検査方法において、
巻締め部上方に配設したリング照明装置からの照明光により巻締め上端、該巻締め上端両側および前記蓋部の反射映像を前記リング照明装置の中心と同軸上に配設した撮像装置で撮像し、入力映像をディジタル多階調画像に変換し、巻締め上端両側の二重のリング状画像を得、前記リング状画像の中心から放射状に前記二重のリング外側端とリング内側端の巻締め厚さＴのＴ寸法を適宜な間隔で全周計測し、前記Ｔ寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、前記金属缶が不良品であると判別するに際し、
前記外観検査装置は、前記蓋部の反射映像からプルトップの形状および寸法特徴を計測し、あらかじめ設定した形状および寸法特徴との類似度により、前記プルトップが不良であるか否かを判定する
ことを特徴とする金属缶の外観検査方法。
【請求項１１】
金属缶端巻締め部、蓋部を含む金属缶の外観検査装置を用いた外観検査方法において、
巻締め部上方に配設したリング照明装置からの照明光により巻締め上端、該巻締め上端両側および前記蓋部の反射映像を前記リング照明装置の中心と同軸上に配設した撮像装置で撮像し、入力映像をディジタル多階調画像に変換し、巻締め上端両側の二重のリング状画像を得、前記リング状画像の中心から放射状に前記二重のリング外側端とリング内側端の巻締め厚さＴのＴ寸法を適宜な間隔で全周計測し、前記Ｔ寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、前記金属缶が不良品であると判別するに際し、
前記外観検査装置は、前記巻締め上端両側の輝点の連続点数をあらかじめ設定した閾値と比較することにより、座屈不良が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする金属缶の外観検査方法。
【請求項１２】
金属缶端巻締め外観検査装置において、
リング内側に発光部を有し、前記発光部の近傍側の巻締め上端の外側端、および、遠方側の巻締め上端の内側端へ光を照射する巻締め部上方に配設したリング照明装置と、
前記リング照明装置からの照明光により巻締め上端両側の反射映像を前記リング照明装置の中心と同軸上に配設し撮像する撮像装置と、
入力映像をディジタル多階調画像に変換し、巻締め上端両側の二重のリング状画像を得、前記リング状画像の中心から放射状に前記二重のリング外側端とリング内側端とのリング幅を適宜な間隔で全周計測し、前記各リング幅寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、前記金属缶が不良品であると判別する画像処理装置と、を有する
ことを特徴とする金属缶端巻締め外観検査装置。
【請求項１３】
前記リング幅とは、シーミングウォール・ラジアス部における前記リング照明装置の中心に対する外側端と、シーミングパネル・ラジアス部における前記リング照明装置の中心に対する内側端との幅である
ことを特徴とする請求項１２に記載の金属缶端巻締め外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲食物用などの缶について、その缶胴と缶底あるいは缶胴と缶蓋との間の締結をなしている巻締め部を含む金属缶の不良を検査する技術に関し、特に巻締め上端両側の二重リング像を用いて巻締め不良を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲食物用の缶などは、多くの場合、その缶胴と缶底あるいは缶胴と缶蓋との間が巻締め部を介して締結されており、その巻締め部に巻締め不良を発生する場合がある。巻締め不良としては、巻締めが正しく行われずに缶胴の一部が巻締め部の下方において舌状にはみ出す「舌出し不良」や巻締圧力強弱による巻締め厚さＴのＴ寸法不良が代表的なものとしてある。このような巻締め不良があると缶の気密性が損なわれ、封入飲食物の品質保持に支障を来たす可能性がある。このため製品検査の一つとして巻締め不良の検査が必要となる。
【０００３】
巻締め不良の検査については、主なものとして、Ｘ線により巻締め部の巻締め状態についての透視画像などを取得して検査する手法（例えば、特許文献１、特許文献２参照）が知られている。また、巻締め部のリング状上端縁（巻締め上端）を中心にした照明の下で缶の端面を撮像して巻締め上端の像を高輝度なリング像として取得し、そのリング像におけるリング幅の計測により検査する手法（例えば、特許文献３参照）が知られている。さらに巻締め部を切断して検査する手法（例えば、特許文献４参照）なども知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４８６４３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９７４７号公報
【特許文献３】特開平７−２１８４５３号公報
【特許文献４】特開２００２−２００５２１号公報
【特許文献５】特開２００１−０５０７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの検査手法のなかでも巻締め上端のリング像による手法は、処理を高速に行えることからインライン検査による全周の検査を可能とする点で優れているが、リング像は、巻締め上端のリング像（具体的には、シーミングパネル反射光によるリング像）であり、本来の巻締め厚さの検出・計測には十分でなかった。
【０００６】
巻締め厚さを検出する装置として、缶の斜め上方から光を照射する第１の照明装置および缶の巻締め部分に対して斜め上方に隣接しかつ巻締め部分の側報から光を照射する第２の照明装置を有する缶巻締め選別装置が開示されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、本来、全周にわたって巻締め厚さを計測するものでないため、全周の計測をするためには、大がかりな光学機器の設置と光学系の調整を含めた多大な測定時間を要していた。
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、缶の巻締め部の巻締め厚さを全周にわたって精度よく計測できる金属缶端巻締め外観検査方法、金属缶の外観検査方法、および金属缶端巻締め外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の外観検査装置を用いた金属缶端巻締め外観検査方法は、リング内側に発光部を有し、発光部の近傍側の巻締め上端の外側端、および、遠方側の巻締め上端の内側端へ光を照射する巻締め部上方に配設したリング照明装置の前記発光部からの照明光により、巻締め上端両側の反射映像をリング照明装置の中心と同軸上に配設した撮像装置で撮像し、入力映像をディジタル多階調画像に変換し、巻締め上端両側の二重のリング状画像を得、リング状画像の中心から放射状に二重のリング外側端とリング内側端とのリング幅を適宜な間隔で全周計測し、各リング幅寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、金属缶が不良品であると判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、缶の巻締め部の巻締め厚さを全周にわたって精度よく計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の金属缶の外観検査装置を示す全体構成図および撮像画像例である。
【図２】画像処理装置を示す構成図である。
【図３】撮像画像の特徴を示す説明図である。
【図４】光学系の詳細を示す説明図である。
【図５】照明基準角度を示す説明図である。
【図６】巻締め厚さＴのＴ寸法計測・検査の処理を示すフローチャートである。
【図７】巻締め厚さＴのＴ寸法変化量計測・検査の処理を示すフローチャートである。
【図８】シーミングパネル傷計測・検査の処理を示すフローチャートである。
【図９】プルトップ形状寸法計測・検査の処理を示すフローチャートである。
【図１０】座屈特徴計測・検査の処理を示すフローチャートである。
【図１１】内圧特徴計測・検査の処理を示すフローチャートである。
【図１２】巻締不良箇所の追試状況を示す説明図である。
【図１３】本発明の金属缶の外観検査装置の他の例を示す全体構成図および撮像画像例である。
【図１４】シーミングパネル傷を示す撮像画像例である。
【図１５】プルトップ部を示す説明図とその撮像画像例である。
【図１６】座屈があった場合の画像特徴を示す説明図である。
【図１７】内圧計測に用いる画像特徴を示す説明図である。
【図１８】比較例の金属缶の外観検査装置を示す全体構成図および撮像画像例である。
【図１９】容器の口部検査装置を示す全体構成図および口部の撮像画像例である。
【図２０】ペットボトルの口部の不良品の撮像画像例である。
【図２１】瓶の口部の良品と不良品を示す撮像画像例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の金属缶の外観検査装置を示す全体構成図および撮像画像例である。図１（ａ）は、金属缶の外観検査装置を示す全体構成図であり、図１（ｂ）は、外観検査装置で撮像された撮像画像例である。図１（ａ）に示す金属缶の外観検査装置は、コンベア１上を搬送される缶１０の上方にリング型照明であるリング照明装置２を配設し、リング照明装置２と同軸上方に、カメラ４（撮像装置）を配設する。リング照明装置２は、巻締め部２０の全体を斜め側方から照明するためのものであり、リング全体から巻締め部２０全体を照らす。カメラ４は、リング内部の空間部分から、その巻締め部２０を撮像する。カメラ４とリング照明装置２を同軸上に配置したことで、カメラ４は、巻締め部２０全体を上方から均一に撮像する。
【００１２】
コンベア１上を矢印方向に搬送される缶１０は、リング照明装置２、カメラ４の真下に来た瞬間にセンサ５で検知され、この検知信号は画像処理装置６に入力され、照明電源３を介してリング照明装置２を発光させ巻締め部２０に照射する。同時に、センサ５の検知信号は画像処理装置６を介してカメラ４を起動し、巻締め部２０の輪郭映像を撮像させ、次いでこれを画像処理装置６に入力させる。画像処理装置６での判別処理結果は排出機７（選別装置）に送られ、良品、不良品の選別を行う。
【００１３】
図１（ｂ）の左側は、巻締め部２０を含む缶の蓋部の撮像画像であり、図１（ｂ）の右側は、巻締め部２０の拡大された撮像画像である。本実施形態の外観検査装置が従来の外観検査装置と異なる特徴は、シーミングパネル・ラジアス２３の部分とシーミングウォール・ラジアス２５の部分が二重のリング像として撮像できることである。また、缶の蓋部のプルトップの形状も含めて、缶の蓋部が明確に撮像できる。本発明の特徴である二重のリング像について、図３を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図３は、撮像画像の特徴を示す説明図である。図３には、二重巻締めの拡大断面図が示されている。二重巻締めの外形は、カウンターシンク２１、チャックウォール２２、シーミングパネル・ラジアス２３、シーミングパネル２４、シーミングウォール・ラジアス２５、シーミングウォール２６の各部から形成されている。ここで、缶の巻締め厚さＴとは、シーミングウォール２６とチャックウォール２２間の厚さ（Ｔ寸法）をいう。
【００１５】
図１（ｂ）において示した二重リングの画像は、主として、シーミングパネル・ラジアス２３の部分の反射によるリング（内側のリング）と、シーミングウォール・ラジアス２５の部分の反射によるリング（外側のリング）とにより形成されている。内側のリングと外側のリングとの間の暗部は、シーミングパネル２４の部分である。シーミングパネル２４に傷などによる反射がなければ、暗部として撮像するように、リング照明装置２（図１参照）からの照明がされている。
【００１６】
缶の巻締め厚さＴのＴ寸法同等値を撮像画像から算出する場合には、シーミングウォール・ラジアス２５の最外エッジ座標をＰ１、シーミングパネル・ラジアス２３の最内エッジ座標をＰ２とすると、撮像エッジ間隔Δｄは、次式により算出される。
Δｄ＝｜Ｐ１−Ｐ２｜
【００１７】
Ｔ寸法値とラジアス部は連続しており、計測値である撮像エッジ間隔ΔｄとＴ寸法には、有意な相関を有し同等値として取り扱える。本実施形態では、ラジアスのすそ野まで反射させることで、Ｔ寸法と同等値を計測することができる。また、撮像エッジ間隔Δｄに係数演算し、よりＴ寸法に近似させてもよい。
【００１８】
図１８は、比較例の金属缶の外観検査装置を示す全体構成図および撮像画像例である。図１８（ａ）は、特許文献３の金属缶の外観検査装置を示す全体構成図であり、図１８（ｂ）は、外観検査装置で撮像された撮像画像例である。図１に示す外観検査装置と、図１８の外観検査装置とを比較すると、図１８のリング照明装置２ａが、図１のリング照明装置２よりも上方に配置されており、リング照明装置２aは、巻締め部２０の全体を上方から照明するためのものである。
【００１９】
図１８（ｂ）の左側は、巻締め部２０を含む缶の蓋部の撮像画像であり、図１８（ｂ）の右側は、巻締め部２０の拡大された撮像画像である。比較例の外観検査装置では、シーミングパネル部が１重のリング像として撮像できる。しかしながら、この画像は、シーミングパネル部の反射のみであり、Ｔ寸法と直接連続していないため、Ｔ寸法との相関で劣る。また、缶の蓋部のプルトップの形状は、明確に撮像できていないのが現状である。
【００２０】
図２は、画像処理装置を示す構成図である。図２により画像処理装置６の内部構成と基本動作を説明する。カメラ４の入力信号は画像処理装置６に入力され、Ａ／Ｄ変換部６０１でディジタル多階調 画像に変換したあと画像メモリ６０２に収納される。画像計測演算処理部６０３は、前記ディジタル多階調画像から計測／判定方法切替部６１０の計測・検査項目に応じて画像の対象とする寸法を計測し演算する。例えば、巻締厚さＴ寸法計測・検査６１１では、巻締め部２０のリング状画像の寸法を計測し演算する。
【００２１】
計測／判定方法切替部６１０の計測・検査項目には、巻締め厚さＴ寸法計測・検査６１１（図６参照）、Ｔ寸法変化量計測・検査６１２（図７参照）、シーミングパネル傷計測・検査６１３（図８参照）、プルトップ形状寸法計測・検査６１４（図９参照）、座屈特徴計測・検査６１５（図１０参照）、内圧特徴計測・検査６１６（図１１参照）がある。各計測・検査の詳細については、後記する。
【００２２】
不良判定閾値設定部６２０は、例えば、リング状画像の寸法に対する良否判定の限界値を設定し、閾値メモリ６２１に記憶する。ノイズ除去閾値設定部６３０は、水滴などのノイズ情報を除去するための閾値を設定し、閾値メモリ６３１に記憶する。ノイズ除去演算部６０４は、画像計測演算処理部６０３からの画像にノイズ除去処理をする。なお、ノイズ除去演算部６０４の処理は、巻締厚さＴ寸法計測・検査６１１、Ｔ寸法変化量計測・検査６１２などで用いる。
【００２３】
プルトップ辞書設定部６４０は、プルトップ形状寸法計測・検査６１４で使用する寸法値を設定し、辞書メモリ６４１に記憶する。
【００２４】
不良判定演算部６０５は、画像計測演算処理部６０３で計測した値と閾値メモリ６２１の値とを比較し良否判別して、外部の選別装置などへ良否信号を出力する。
【００２５】
図４は、光学系の詳細を示す説明図である。適宜図１、図３を参照して説明する。リング照明装置２は、内部にリング状の発光部２Ｌ、遮光板２Ｇを有している。
【００２６】
発光部２Ｌからの缶１０への照射について具体的に説明すると、図面左側の発光部２ＬＬからの照射光３１aは、シーミングウォール２６で反射して反射光３１ｂとなる。照射光３２ａは、シーミングウォール・ラジアス２５で反射して反射光３２ｂとなる。照射光３３ａは、シーミングパネル２４で反射して反射光３３ｂとなる。照射光３４ａは、シーミングパネル・ラジアス２３で反射して反射光３４ｂとなる。照射光３５ａは、遮光板２Ｇで遮光される。
【００２７】
同様に、図面右側の発光部２ＬＲからの照射光４１aは、シーミングウォール２６で反射して反射光４１ｂとなる。照射光４２ａは、シーミングウォール・ラジアス２５で反射して反射光４２ｂとなる。照射光４３ａは、シーミングパネル２４で反射して反射光４３ｂとなる。照射光４４ａは、シーミングパネル・ラジアス２３で反射して反射光４４ｂとなる。照射光４５ａは、遮光板２Ｇで遮光される。
【００２８】
図４に示したように、反射光３２ｂと反射光４２ｂとを含む反射光により外側のリング画像が形成され、反射光３４ｂと反射光４４ｂとを含む反射光により内側のリング画像が形成される。
【００２９】
本実施形態では、発光部２Ｌには、リング状のライン型ライトガイドを使用したが、遮光板２Ｇを使用することで、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、蛍光灯、キセノンランプなど何れの照明装置を用いてもよい。
【００３０】
配置構成としては、缶１０の巻締め部２０の上面（缶トップ基準）からリング照明装置２の下面までの距離Ｌ１は、缶１０がコンベア１で搬送されてきて障害とならない距離、例えば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度とることが好ましい。また、リング照明装置２の下面からカメラ４のレンズまでの距離Ｌ２（図示せず）は、２００ｍｍ〜８００ｍｍとすると好ましい。距離Ｌ２は、シーミングパネル・ラジアス２３およびシーミングウォール・ラジアス２５のラジアス部での反射光を、充分撮像可能な距離であり、レンズの直径を大きくすることやテレセントリックレンズを利用することで、さらに広範囲(各ラジアス下部)を撮像することが可能である。リング照明装置２の発光部２Ｌの内径は、缶の蓋直径の２倍以上であることが好ましい。
【００３１】
図５は、照明基準角度を示す説明図である。適宜図１、図３、図１８を参照して説明する。図５は、缶１０と、リング照明装置２、比較例のリング照明装置２ａ（図１８参照）、カメラ４の関係を説明する。ここでは、図５に示す缶１０の巻締め部２０の上面（缶トップ基準）をＸ軸、中心線をＹ軸とする座標平面において、発光部２Ｌ、発光部２ａＬの位置を原点（中心点）からの直線とＸ軸となす角度によって表現するものとする。
【００３２】
比較例のリング照明装置２ａにおけるシーミングパネル２４への照明基準角度は、従来７０〜８０度（ラインＡ参照）である。なお、ラインＡ１は、ラインＡをＸ軸方向に並行移動した補助線である。
【００３３】
本実施形態では、リング照明装置２を、缶１０に接近させ、角度は４５度（ラインＣ参照）以下であり、リング照明装置２の発光部２Ｌの内径を大きくしていることが特徴である。角度が３０度（ラインＤ参照）以下になると、両側のラジアス部（シーミングパネル・ラジアス２３、シーミングウォール・ラジアス２５）が、輝点を発する。また、今回採用したシーミングウォール・ラジアス２５への照射基準の角度は２０度（ラインＥ参照）、シーミングパネル・ラジアス２３への照射基準の角度は１０度（ラインＦ参照）である。缶１０の直径、巻締め部２０の構成により、適宜照射角度を変更するとよい。なお、ラインＥ１は、ラインＥをＸ軸方向に並行移動した補助線である。
【００３４】
次に、画像処理装置６での各計測・検査の処理について説明する。
図６は、巻締め厚さＴのＴ寸法計測・検査の処理を示すフローチャートである。適宜図２を参照して説明する。Ａ／Ｄ変換部６０１は、ステップＳ６０１で映像入力された信号を、ステップＳ６０２でＡ／Ｄ変換によりディジタル多階調画像に変換する。ディジタル多諧調画像は、図１（ｂ）に示したように二重のリング状の画像となるため、画像計測演算処理部６０３は、ステップＳ６０３でリング状画像の中心点を求め、次にステップＳ６０４で中心点から任意のサンプル角度θで、図３で説明したエッジ間隔Δｄ（Δｄ１〜Δｄｎ、ｎは任意数）を順次計測する。そして、ノイズ除去演算部６０４は、ステップＳ６０５で水滴などのノイズ情報の除去を実施し、不良判定演算部６０５は、ステップＳ６０６でステップＳ６０４において算出されたΔｄに対して平均値（averageΔｄ）、標準偏差値σΔｄを算出する。なお、水滴などのノイズ情報の除去には、特許第４４６４３３２号に記載の処理を適用するとよい。
【００３５】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ６０７において、エッジ間隔Δｄ（Δｄ１〜Δｄｎ）と、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶しているエッジ間隔の上限値・下限値の閾値とを比較して上下限判定し、範囲外（ステップＳ６０７，範囲外）の場合、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ６１１）、範囲内（ステップＳ６０７，範囲内）の場合、ステップＳ６０８に進む。
【００３６】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ６０８において、平均値（averageΔｄ）と、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している平均値の上限値・下限値の閾値とを比較して上下限判定し、範囲外（ステップＳ６０８，範囲外）の場合、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ６１２）、範囲内（ステップＳ６０８，範囲内）の場合、ステップＳ６０９に進む。
【００３７】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ６０９において、標準偏差値σΔｄと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している標準偏差の上限値の閾値とを比較して上限判定し、超過（ステップＳ６０９，超過）の場合、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ６１３）、上限内（ステップＳ６０９，上限内）の場合、良品としてＯＫ出力する（ステップＳ６１０）。
【００３８】
図７は、巻締め厚さＴのＴ寸法変化量計測・検査の処理を示すフローチャートである。適宜図２を参照して説明する。Ｔ寸法の変化量を用いるのは、照射光の条件などにより全体に均一な明るさが得られない場合に有効な方法である。また、Ｔ寸法の絶対値では判定がＮＧとならないが、計測値を微分することでうきぼりとなる幅変化不良検出に有効である。ステップＳ６０１からステップＳ６０５は、図６と同様であるので、説明を省略する。不良判定演算部６０５は、ステップＳ７０１において、Ｔ寸法の変化量（Δdif）を次式により算出する。
Δdif＝｜Δｄｎ−Δｄ（ｎ＋ｍ）｜
ｎ、ｍは、整数値である。なお、ｍ＝１の場合、隣り合うサンプル角度毎のエッジ間隔Δｄの差分の絶対値であることを意味する。
【００３９】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ７０２において、Ｔ寸法の変化量Δdifと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶しているＴ寸法変化量の上限値の閾値とを比較して上限判定し、超過（ステップＳ７０２，超過）の場合、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ７０４）、上限内（ステップＳ７０２，上限内）の場合、良品としてＯＫ出力する（ステップＳ７０３）。
【００４０】
図６または図７に示す計測・検査により、例えば、ＮＧ出力された不良部のΔｄが大きく、不良部と非不良部から算出されるΔdifが大きい場合、舌出し不良などの異常として検出することができる。
【００４１】
図８は、シーミングパネル傷計測・検査の処理を示すフローチャートである。適宜図２、図３を参照して説明する。ステップＳ６０１からステップＳ６０３は、図６と同様であるので、説明を省略する。不良判定演算部６０５は、ステップＳ８０１において、一定のサンプル角度θでＰ１（シーミングウォール・ラジアス２５の最外エッジ座標）とＰ２（シーミングパネル・ラジアス２３の最内エッジ座標）間にある暗部輝度が欠落している箇所の合計数Ｓと連続数Ｒを計測する。暗部輝度が欠落している箇所、合計数Ｓおよび連続数Ｒについて、図１４を参照して説明する。
【００４２】
図１４は、シーミングパネル傷を示す画像例である。図１４（ａ）は、シーミングパネル２４に傷がある場合の画像例の全体図であり、図１４（ｂ）は、傷不良部の拡大図である。本実施形態では、巻締め部２０の撮影画像は、二重のリング状であるが、シーミングパネル２４に傷などがあると乱反射して暗部として計測されるのではなく、明部部分として計測される。このため、あるサンプル角度において、缶の中心から径方向で、かつ、Ｐ１とＰ２の間に、明部部分が所定以上存在する領域があるとすると、合計数Ｓに１カウントする。具体的に説明すると、全周３６０度を１回／１度でサンプリングすると３６０回となり、その中で明部（暗部輝度が欠落している部分）をカウントしてその合計を合計数Ｓとする。前記のようにカウントして、連続的（例えば、１１度〜１５度で５回、２１度〜３０度で１０回）に明部が発生している場合、最大値（例では１０回）を連続数Ｒとする。すなわち、小さな傷が全周に離散しているケースは合計数Ｓで、一箇所に大きな傷が発生して離散していない場合は連続数Ｒで検出するとよい。
【００４３】
図８に戻り、不良判定演算部６０５は、ステップＳ８０２において、合計数Ｓと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している合計数上限値の閾値とを比較し、合計数Ｓが閾値を超過している場合（ステップＳ８０２，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ８０５）、超過していない場合（ステップＳ８０２，Ｎｏ）の場合、ステップＳ８０３に進む。
【００４４】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ８０３において、連続数Ｒと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している連続数の上限値の閾値とを比較し、連続数Ｒが閾値を超過している場合（ステップＳ８０３，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ８０６）、超過していない場合（ステップＳ８０３，Ｎｏ）、良品としてＯＫ出力する（ステップＳ８０４）。
【００４５】
図９は、プルトップ形状寸法計測・検査の処理を示すフローチャートである。適宜図２、図３を参照して説明する。ステップＳ６０１からステップＳ６０３は、図６と同様であるので、説明を省略する。不良判定演算部６０５は、ステップＳ９０１において、中心からのプルトップ部エッジ群のベクトル（図１５参照）と、辞書メモリ６４１（図２参照）に記憶されているあらかじめ教示されたベクトル辞書とを用いて相関算出手法などによりプルトップの角度θｐと類似度ＳＩＭを計測する。
【００４６】
図１５は、プルトップ部を示す説明図とその撮像画像例である。図１５（ａ）は、図９において計測に用いる計測指標の定義の説明図であり、図１５（ｂ）は、プルトップ部の不良を示す撮像画像例である。図１５（ａ）において、矢印（例えば、↑）は、缶中心からのベクトルを示し、プルトップの角度θｐと、プルトップ部の代表的な寸法ｄｐ１，ｄｐ２，ｄｐ３が示されている。本実施形態では、プルトップ部の各エッジ部分が明部として計測できるため、プルトップ形状についてより精度の高い判定を行うことができる。なお、比較例として示した図１８の（ｂ）のような撮像画像では、プルトップ部の判定は容易ではない。
【００４７】
図９に戻り、不良判定演算部６０５は、ステップＳ９０２において、類似度ＳＩＭと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している類似度下限値の閾値とを比較し、類似度ＳＩＭが閾値未満である場合（ステップＳ９０２，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ９０６）、閾値以上である場合（ステップＳ９０２，Ｎｏ）の場合、ステップＳ９０３に進む。
【００４８】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ９０３において、プルトップの角度θｐが計測された場合、プルトップ部の中心線にあうように補正して、図１５（ａ）に示すプルトップ部の寸法ｄｐ１，ｄｐ２，ｄｐ３を計測する。そして、ステップＳ９０４において、各ｄｐと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶しているそれぞれのｄｐの上下限値の閾値とを比較し、逸脱している場合（ステップＳ９０４，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ９０７）、逸脱していない場合（ステップＳ９０４，Ｎｏ）、良品としてＯＫ出力する（ステップＳ９０５）。
【００４９】
図１０は、座屈特徴計測・検査の処理を示すフローチャートである。適宜図２を参照して説明する。ステップＳ６０１からステップＳ６０５は、図６と同様であるので、説明を省略する。不良判定演算部６０５は、ステップＳ１０１において、エッジ間隔Δｄがリング途切れにより計測不可となった合計数Ｓｚと連続数Ｒｚを計測する。合計数Ｓｚと連続数Ｒｚは、図８のステップＳ８０１に示した合計数Ｓと連続数Ｒと似た判定指標である。
【００５０】
図１６は、座屈があった場合の画像特徴を示す説明図である。本実施形態では、巻締め部２０の撮影画像は、二重のリング状であるが、缶１０に生じる座屈部分（缶の凹み）により缶天面の水平がでないときは、Ｐ１およびＰ２部分が反射しないため、エッジ計測できなくなる。このため、あるサンプル角度において、缶の中心から径方向で、かつ、少なくともＰ１またはＰ２が計測されない場合、合計数Ｓｚに１カウントを加算する。また、缶の円周方向に少なくともＰ１またはＰ２が計測されない場合、連続数Ｒｚを用いる。
【００５１】
図１０に戻り、不良判定演算部６０５は、ステップＳ１０２において、合計数Ｓｚと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している座屈の合計数上限値の閾値とを比較し、合計数Ｓｚが閾値を超過している場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ１０５）、超過していない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）の場合、ステップＳ１０３に進む。
【００５２】
次に、不良判定演算部６０５は、ステップＳ１０３において、連続数Ｒｚと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している座屈の連続数の上限値の閾値とを比較し、連続数Ｒｚが閾値を超過している場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ１０６）、超過していない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、良品としてＯＫ出力する（ステップＳ１０４）。
【００５３】
図１１は、内圧特徴計測・検査の処理を示すフローチャートである。適宜図２を参照して説明する。ステップＳ６０１からステップＳ６０３は、図６と同様であるので、説明を省略する。不良判定演算部６０５は、ステップＳ１１１において、内圧により発生する組成変形反射部位の輝度分布の重心位置にあたる輝度重心における輝度Ｇを計測する。
【００５４】
図１７は、内圧計測に用いる画像特徴を示す説明図である。不良判定演算部６０５は、缶の天面の円形走査線内の輝度重心の輝度Ｇを計測する。走査線位置は、中心からの半径としてあらかじめ設定されている。もし、内圧が不足すると、組成変形が弱まり反射が低下する。この場合の缶内の内容物不足などの不良が考えられる。なお、本実施形態では、輝度重心の輝度Ｇとして検査しているが、円形走査線内の輝度累積値を使用してもよい。
【００５５】
図１１に戻り、不良判定演算部６０５は、ステップＳ１１２において、輝度重心の輝度Ｇと、あらかじめ閾値メモリ６２１に記憶している内圧検査時の輝度の下限値の閾値とを比較し、輝度Ｇが閾値未満の場合（ステップＳ１１２，Ｙｅｓ）、不良品としてＮＧ出力し（ステップＳ１１４）、閾値以上の場合（ステップＳ１１２，Ｎｏ）、良品としてＯＫ出力する（ステップＳ１１３）。
【００５６】
図１２は、巻締不良箇所の追試状況を示す説明図である。図１２（ａ）は、不良箇所を特定するための角度θを示す図であり、図１２（ｂ）は、その不良箇所についてＸ線撮影された状況を示す。従来の検査において、不良品として缶１０が排出機７で排出されても、不良箇所の部位が明確に把握できない場合がある。具体的に説明すると、缶の円周状の巻締め部２０に異常があると判定しても、その判定に用いた角度の基準線が、排出された缶のどこに対応するかが明りょうに特定できないためである。このため、検査作業者は、不良箇所を特定するために、何度も検査することがたびたび生じていた。
【００５７】
本実施形態では、図１２（ａ）に示すように、プルトップ部の位置を明確に判定できるため、プルトップ部に対する不良部位の角度位置を正確に特定することができる。このため、特定された角度位置に対して、検査作業者は、切断検査、Ｘ線撮影検査、目視検査により追試を実施し、改善処置ができる。図１２（ｂ）に示すＸ線撮影をみると、舌出しが発生し、缶の巻締めが正常にできていないことを容易に判定することができる。
【００５８】
図１３は、本発明の金属缶の外観検査装置の他の例を示す全体構成図である。図１３に示す外観検査装置は、図１（ａ）に示す外観検査装置にリング照明装置２ａを追加したものである。リング照明装置２（第１のリング照明装置）と、リング照明装置２ａ（第２のリング照明装置）とを併用することにより、シーミングパネル２４およびその両側のラジアス部（シーミングパネル・ラジアス２３、シーミングウォール・ラジアス２５）の反射光を得ることが可能となる。
【００５９】
以上述べた実施形態においては、検査品として缶１０について説明した。しかし、検査品としては、必ずしも缶１０に限らない。検査品としては、例えば、ペットボトル、瓶を適用してもよい。
【００６０】
図１９は、容器の口部検査装置を示す全体構成図および口部の撮像画像例である。図１９（ａ）は、検査品１１として、ペットボトル、瓶に適用した場合の容器の口部検査装置を示す全体構成図であり、図１９（ｂ）は、容器の口部検査装置で撮像されたペットボトルの口部１２の撮像画像例である。図１９（ａ）に示す容器の口部検査装置は、図１（ａ）に示す外観検査装置と構成は同様であるので、説明を省略するが、検査品１１として、ペットボトル、瓶を適用している。図１９（ｂ）は、ペットボトルの口部１２の撮像画像であるが、口部１２のエッジ部分（外側リング像、内側リング像）を良好に得ることができている。なお、外側リング像は、図１（ａ）におけるシーミングウォール・ラジアス２５の部分での反射による像に対応し、内側リング像は、図１（ｂ）におけるシーミングパネル・ラジアス２３の部分での反射による像に対応する。
【００６１】
図２０は、ペットボトルの口部の不良品の撮像画像例である。図２０（ａ）には、口部１２の欠け部の撮像画像を得ることができている。図２０（ｂ）に示す撮像画像から、口部１２の突起部の撮影画像を得ることができている。
【００６２】
図２１は、瓶の口部の良品と不良品を示す撮像画像例である。図２１（ａ）は、瓶の口部１２（瓶口）の良品の撮影画像であり、外側のリング像、内側のリング像を良好に確認することができる。図２１（ｂ）は、瓶の口部１２の不良品の撮影画像である。図２１（ｂ）には、口部１２の内側に複数の異物があることがわかる。
【００６３】
図１９（ａ）に示した検査品１１である容器の口部検査装置は、口部上方に配設したリング照明装置２と、リング照明装置２からの照明光により口部上端両側の反射映像をリング照明装置２の中心と同軸上に配設し撮像する撮像装置４と、入力映像をディジタル多階調画像に変換し、口部上端両側の二重のリング状画像を得、前記リング状画像の中心から放射状に前記二重のリング外側端とリング内側端とのリング幅を適宜な間隔で全周計測し、前記各リング幅寸法があらかじめ設定した上下限の閾値範囲外のとき、容器が不良品であると判別する画像処理装置６と、を有する。
【００６４】
本実施形態によれば、巻締め厚さＴのＴ寸法と同等値の全周測定および検査、その円周方向変化量測定による舌出しなどの部分的巻締不良の全周検査、シーミングパネル部分の暗点箇所途切れによるシーミングパネル面傷の全周検査、プルトップの形状、寸法測定によるプルトップ不良検査、缶蓋天面の反射輝度低下および反射範囲縮小測定によるガス飲料缶の内圧不良検査、シーミングウォール・ラジアス輝点とシーミングパネル・ラジアス輝点の連続性途切れを検出することでの座屈不良検査のいずれか単体または複合を、全数インラインで実現し、構成機器をシンプルに安価に提供できる。
【００６５】
本実施形態によれば、巻締部を有する缶の巻締不良検査において、従来不可能であった巻締め厚さＴのＴ寸法同等の全数／全周のインライン検査を提供し、計測検査処理を複合させることで、舌出しなどの部分的巻締不良（全周）、シーミングパネル傷（全周）、座屈不良、プルトップ不良（浮き、回転、欠落）、炭酸ガス飲料の内圧不足不良などを全数インライン検査まで網羅できる。また、最小構成はいたって簡易で安価に提供できる。したがって、容易に缶巻締めの製品信頼性を向上させることができ、缶飲料などの製造分野で有効性の高いものとして広く利用できる。
【００６６】
本実施形態によれば、検査品として、ペットボトル、瓶などの容器の口部検査装置として適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１    コンベア
２，２ａ    リング照明装置
３    照明電源
４    カメラ（撮像装置）
５    センサ
６    画像処理装置
７    排出機（選別装置）
１０    缶
１１    検査品
１２    口部
２０    巻締め部
２１    カウンターシンク
２２    チャックウォール
２３    シーミングパネル・ラジアス
２４    シーミングパネル
２５    シーミングウォール・ラジアス
２６    シーミングウォール
６０１    Ａ／Ｄ変換部
６０２    画像メモリ
６０３    画像計測演算処理部
６０４    ノイズ除去演算部
６０５    不良判定演算部
６１０    計測／判定方法切替部
６１１    巻締め厚さＴ寸法計測・検査
６１２    Ｔ寸法変化量計測・検査
６１３    シーミングパネル傷計測・検査
６１４    プルトップ形状寸法計測・検査
６１５    座屈特徴計測・検査
６１６    内圧特徴計測・検査
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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