(57)【要約】【課題】段差等を有する口部（口金）であっても異常箇所（例えば、錆、かび）を検出可能な検査装置を提供する。【解決手段】コンベア２１０上に置かれた容器１００の口部１１０の軸方向に対して光軸を傾斜させ、口部１１０の段差を撮像可能な配置されたカラーカメラ２２１〜２２４と、それらで撮像された容器の口部の画像を解析して該口部を検査する画像解析装置とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の口部を検査する検査装置であって、
容器を支持する支持機構と、
前記支持機構によって支持された容器の口部の軸方向に対して光軸を傾斜させて配置された撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された容器の口部の画像を解析して該口部を検査する画像解析手段と、
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、カラー画像を撮像可能な手段であり、前記画像解析手段は、特定の色を有する異常箇所を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記検出手段は、カラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂ成分の比率に基づいて前記異常箇所を検出することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記検出手段は、錆及びかびの少なくとも一方を検出するように構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、容器の口部を全周に渡って撮像することができるように配置された複数のカメラを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記支持機構は、前記撮像手段が容器の口部を全周に渡って撮像することができるように該容器を回転させる回転手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記撮像手段に容器の口部を全周に渡って撮像させるように、容器の口部の軸の周りで前記撮像手段を回転させる回転手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
容器の口部が全周に渡って同一条件で撮像されるように該容器を照明する照明系を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項９】
容器の口部を検査する検査装置であって、
容器の口部を撮像するカラー撮像手段と、
前記カラー撮像手段で撮像された容器の口部のカラー画像を解析して該口部を検査する画像解析手段と、
を備え、前記画像解析手段は、カラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂ成分の比率に基づいて容器の口部の異常を検出することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の口部を検査する検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビール樽等の容器の口部（口金）の検査装置として、口部の錆（典型的には、赤錆）やかびを検査する検査装置がある。この種の従来の検査装置では、図１に示すように、カメラ１０の直下に容器１００の口部１１０を配置し、カメラ１０によって口部１１０を撮像する。
【０００３】
カメラ１０から出力される画像は、不図示の解析装置によって解析され、これにより口部１１０の錆やかびが検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の検査装置では、上記のように、カメラ１０の直下に口部１１０を配置して口部１１０を撮像する。しかしながら、一般に、口部１１０には図２に示すように段差１１１があるので、従来のようにカメラ１０の直下に口部１１０を配置して撮像を行う検査装置では、口部１１０の段差部分に錆やかびがあったとしても、それらは撮像された画像中において極めて小さいか或いは解像できないので、これを検出することができない。
【０００５】
また、従来は、口部１１０をカメラ１０で撮像するため、単色の画像しか得られず、錆やかびの検出精度が低いという問題があった。
【０００６】
更に、錆といっても、その程度によって色の濃さなどが様々であるが、従来は、そのような様々な色を有する錆を精度良く検出する方法がなかった。
【０００７】
本発明は、上記の問題認識に基づいてなされたものであり、その１つの側面は、段差等を有する口部であっても異常箇所（例えば、錆、かび）を検出可能な検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の側面は、程度の異なる錆等のような異常箇所を精度良く検出可能な検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、容器の口部を検査する検査装置に係り、容器を支持する支持機構と、前記支持機構によって支持された容器の口部の軸方向に対して光軸を傾斜させて配置された撮像手段と、前記撮像手段で撮像された容器の口部の画像を解析して該口部を検査する画像解析手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記撮像手段は、カラー画像を撮像可能な手段であることが好ましく、前記画像解析手段は、特定の色を有する異常箇所を検出する検出手段を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記検出手段は、カラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂ成分の比率に基づいて前記異常箇所を検出することが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記検出手段は、錆及びかびの少なくとも一方を検出するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記撮像手段は、容器の口部を全周に渡って撮像することができるように配置された複数のカメラを含むことが好ましい。
【００１４】
或いは、本発明の他の好適な実施の形態によれば、前記支持機構は、前記撮像手段が容器の口部を全周に渡って撮像することができるように該容器を回転させる回転手段を有することが好ましい。
【００１５】
或いは、本発明の更に他の好適な実施の形態によれば、前記検査装置は、前記撮像手段に容器の口部を全周に渡って撮像させるように、容器の口部の軸の周りで前記撮像手段を回転させる回転手段を更に備えることが好ましい。
【００１６】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記検査装置は、容器の口部が全周に渡って同一条件で撮像されるように該容器を照明する照明系を更に備えることが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の側面は、容器の口部を検査する検査装置に係り、該検査装置は、容器の口部を撮像するカラー撮像手段と、前記カラー撮像手段で撮像された容器の口部のカラー画像を解析して該口部を検査する画像解析手段とを備え、前記画像解析手段は、カラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂ成分の比率に基づいて容器の口部の異常を検出することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１９】
図３は、本発明の好適な実施の形態の検査装置を側方から見た図である。図４は、図３に示す検査装置を上方から見た図である。この実施の形態の検査装置は、ビール樽等の容器１００の口部（口金）１１０における異常箇所、より具体的には、錆（典型的には、赤錆）やかびの発生を検査するように構成されている。なお、本発明は、ビール樽に限られず、あらゆる容器の口部の検査に適用可能である。
【００２０】
この実施の形態の検査装置は、容器１００を搬送するコンベア（搬送機構）２１０を有する。コンベア２１０は、その上に置かれた容器１００を搬送し、所定の検査領域（検査位置）で停止させる。ここで、検査領域とは、この実施の形態では、軸Ａを中心とする領域である。すなわち、この実施の形態では、容器１００の軸が軸Ａに一致する位置にコンベア２１０によって容器１００が配置される。なお、この実施の形態では、容器１００の軸とその口部１１０の軸とが一致している。
【００２１】
図３及び図４に示すように、この実施の形態では、容器１００の口部１１０の軸方向（軸Ａの方向）に対して光軸Ｂ〜Ｅを傾斜させた複数のカラーカメラ２２１〜２２４が設置されている。カラーカメラ２２１〜２２４の光軸は、概ね容器１００の口部１１０の中心に向けられている。このように、カラーカメラ２２１〜２２４を傾斜させて配置することにより、口部１１０の内側の段差１１１を鮮明に撮像することができる。なお、カラーカメラの台数は、特に限定されない。まは、カラーカメラを口部１１０の直上にも付加的に配置してもよいし、モノクロカメラを付加的に配置してもよい。
【００２２】
容器１００の検査領域の上には、照明系２３０が配置されている。照明系２３０は、例えば、白色のドーム状の反射部材２３１と、光源２３２とを備えて構成されている。照明系２３０は、口部１１０に対して均一な照明光を提供する。光源２３２が発生する光の色温度や反射部材２３１の特性は、検出すべき異常箇所の特性、カラーカメラ２２１〜２２４の特性、及び、後述の画像処理の特性等に応じて、適宜変更されうる。上記のようなドーム状の反射部材２３１で口部１１０の上部空間を覆うことにより、上部の構造体（例えば、製造設備、天井）や作業者等が口部１１０に写ることを防止しつつ、最適な観察環境を提供することができる。
【００２３】
図５は、本発明の他の実施の形態の検査装置を側方から見た図である。なお、図３及び図４と共通する構成要素については同一の参照符号が付されている。図５に示す実施の形態では、カラーカメラの台数は１台でもよい。
【００２４】
図５に示す実施の形態では、コンベア２１０Ａによって搬送されてくる容器１００は、移動機構２１５により回転テーブル２１６上に移送される。この際、移動機構２１５は、容器１００の軸が回転テーブル２１６の回転軸Ａに概ね一致するように容器１００を移送する。回転テーブル２１６は、モータ２１７により回転駆動される。検査が終了した容器１００は、移動機構２１５によりコンベア２１０Ｂに移送され、その後、コンベア２１０Ｂによって次工程に搬送される。
【００２５】
図５に示す実施の形態では、モータ２１７により容器１００を例えば所定角度（例えば、６０度）ずつ回動させながら、カラーカメラ２２１で口部１１０をその全周に渡って撮像する。したがって、この実施の形態では、１台のカラーカメラで口部１１０を全周に渡って撮像することができる。なお、１回あたりの容器１００の回動角度は、例えば、カラーカメラ２２１の視野や、必要な検査精度、処理時間等に応じて適宜変更されうる。
【００２６】
更に、図５に示す実施の形態において、１台のカラーカメラで口部１１０の全周を撮像することにより、カメラ間及び撮影視野間におけるばらつきの影響を排除し、口部１１０の全周を均一な条件で撮像することができる。したがって、検査精度を向上させることができる。
【００２７】
図５に示す実施の形態では、容器１００を回転或いは回動させながら容器１００の口部１１０をその全周に渡って撮像するが、これに代えて、口部１１０の軸の周りでカラーカメラ１１０を回転或いは回動させながら、口部１１０を全周に渡って撮像してもよい。
【００２８】
次に、図３及び図４、又は、図５に示す検査装置に適用される画像解析装置（画像処理装置）について説明する。図６は、画像解析装置及びその周辺装置を示す図である。なお、図６におけるカラーカメラ２２０は、図３〜図５におけるカラーカメラ２２１〜２２４を含む。
【００２９】
画像解析装置３００は、カラーカメラ２００から提供される画像信号（すなわち、口部のカラー画像）を解析して口部１１０における異常箇所を検出する。画像解析装置３００は、異常箇所を検出するブロックとして、錆検出ブロック３０１と、かび検出ブロック３０２とを含んでいる。錆検出ブロック３０１は、カラー画像に基づいて口部１１０の錆（例えば、赤錆）を検出する。かび検出ブロック３０２は、カラー画像に基づいて口部１１０のかびを検出する。
【００３０】
異常箇所の検査結果は、出力装置３２０に出力される。ここで、出力装置３２０は、例えば、プリンタ、ディスプレイ、メモリ、通信装置、更には、検査結果に従って容器１００の搬送ルート（例えば、正常な容器を搬送するルート、異常のある容器を取り除くルート）を切り替えるための制御装置等が含まれうる。
【００３１】
以下では、画像解析装置３００における処理の一例として錆検出ブロック３０１における処理を図８を参照しながら例示的に説明する。なお、かび検出ブロック３０２における処理は、判断基準（検出すべき色）が錆検出ブロック３０１と異なるだけであるので、説明を省略する。
【００３２】
ここでは、口部１１０に典型的に生じ得る赤錆の検出について説明する。赤錆は、やや赤い色を有することを特徴とするので、その性質を利用して、カラーカメラ２２０から提供されるカラー画像を解析することにより、赤錆を検出することができる。
【００３３】
カラーカメラ２２０（２２１〜２２４）から提供されるカラー画像は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）成分で構成される。ステップＳ４０１において、錆検出ブロック３０１は、次の式（１）に従って、各色成分の値を８ビットの値（２５６階調）に変換する。
【００３４】
Ｒ＝Ｒｉｎ／Ｒｉｎ×２５５＝２５５
Ｇ＝Ｇｉｎ／Ｒｉｎ×２５５
Ｂ＝Ｂｉｎ／Ｒｉｎ×２５５
・・・（１）
ここで、Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎは、カラーカメラ２２０（２２１〜２２４）から提供されるカラー画像のＲ、Ｇ、Ｂ成分の値をそれぞれ示し、Ｒ、Ｇ、Ｂは、変換後のＲ、Ｇ、Ｂ成分の値をそれぞれ示す。
【００３５】
式（１）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分をＲ成分で正規化して、８ビットの値（２５６階調）に変換することを意味する。これは、Ｒ成分の値に対するＧ、Ｂ成分の比率を求めることと等価である。
【００３６】
図７は、カラーカメラ２２０（２２１〜２２４）から提供されるカラー画像のＲ、Ｇ、Ｂ成分を式（１）に従って変換した結果を例示的に示している。
【００３７】
ステップＳ４０２において、錆検出ブロック３０１は、Ｇ成分、Ｂ成分が所定のしきい値に満たない各画素を、赤錆領域を構成する画素として抽出する。例えば、Ｇ、Ｂ成分のしきい値をそれぞれ２４０と定めると、図７に示す５つの例（画素）が、赤錆領域を構成する画素として抽出される。このように、Ｒ成分の値に対するＧ、Ｂ成分の値の比率に基づいて赤錆領域を抽出することにより、例えば、はっきりとした真の赤（すなわち、Ｇ、Ｂ成分の値がＲ成分の値に対して非常に小さい赤）の他、赤っぽい色（すなわち、Ｇ、Ｂ成分の値がＲ成分の値よりも小さいが、それに近い色）をも検出することができる。また、通常は、真の赤であっても、それを撮像した画像のＲ成分は、最大階調値となることは希であるが、上記の方法によれば、撮像した画像のＲ成分の大きさに拘わらず、赤錆領域を抽出することができる。
【００３８】
次いで、ステップＳ４０３において、錆検出ブロック３０１は、ステップＳ４０２において抽出した赤錆領域が現実の赤錆領域であるか否かを判定し、これにより口部１１０に赤錆が存在するか否かを判定する。このような現実の赤錆領域の判定では、ノイズの影響を排除するために、例えば、所定の面積以上の赤錆領域を現実の赤錆領域として判定する。
【００３９】
次いで、ステップＳ４０４において、錆検出ブロック３０１は、判定結果（赤錆の有無）を出力装置３２０に出力する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の１つの側面によれば、例えば、段差等を有する口部であっても異常箇所（例えば、錆、かび）を検出することができる。
【００４１】
また、本発明の他の側面によれば、例えば、程度の異なる錆等のような異常箇所を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の検査装置を概略的に示す図である。
【図２】ビール樽の口部（口金）を示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態の検査装置を側方から見た図である。
【図４】図３に示す検査装置を上方から見た図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の検査装置を側方から見た図である。
【図６】画像解析装置及びその周辺装置を示す図である。
【図７】カラーカメラから提供されるカラー画像のＲ、Ｇ、Ｂ成分をＲ成分の値で正規化した結果を例示的に示している。
【図８】錆検出ブロックにおける処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
１０　カメラ
１００　容器
１１０　口部
１１１　口部の段差
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ　コンベア
２１５　移動機構
２１６　回転テーブル
２１７　モータ
２２０　カラーカメラ
２２１〜２２４　カラーカメラ
Ａ　容器、口部、回転テーブルの軸
Ｂ〜Ｅ　カメラの光軸
２３０　照明系
２３１　光源
３００　画像解析装置
３０１　錆検出ブロック
３０２　かび検出ブロック
３２０　出力装置
【図１】
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【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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