(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のキャップを撮像し画像処理により検査する場合の照明撮像装置であって、
回転するキャップの側方から照明をする面状の第１投光部と、第１投光部の反対側からキャップの側面を撮像するＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラ側の斜上方からキャップの内面に照明をするスポット状の第２投光部と、ＣＣＤカメラで得られた画像を処理する画像処理装置とを備え、
キャップを挟み対向して配置された前記第１投光部と前記ＣＣＤカメラによってキャップのシルエットを撮像するとともに、前記第２投光部によって前記ＣＣＤカメラ側の斜上方からキャップの内面を照明してキャップ内面からの反射光を前記ＣＣＤカメラによって撮像するようにし、
前記画像処理装置は、前記ＣＣＤカメラで得られた画像を横方向に走査して、暗−明−暗となる走査線が数本連続するとき、キャップの側面の一部が欠落したブリッジ切れがあると判定することを特徴とする樹脂製キャップの照明撮像装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、前記画像を横方向に走査して暗の画素数が設定よりも多い走査線が連続するとき、キャップの膨らみがあると判定することを特徴とする請求項１記載の樹脂製キャップの照明撮像装置。
【請求項３】
前記第１投光部は光源と光拡散板とからなり、
前記第２投光部は、光源に接続された光ファイバと、光ファイバの先端部に設けられた凸レンズとからなることを特徴とする請求項１記載の樹脂製キャップの照明撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製キャップの撮像による外観自動検査を行うための照明撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトルに用いられる樹脂製のキャップがある。キャップの外観不良を自動検査する装置として、ＣＣＤカメラで撮像し画像処理により不良を検出するものがある。画像処理は得られた画像を走査して明るさの違いから不良を検出する。キャップは白色で、ボトルとのシール面（キャップ内の天面）には例えば青色のパッキンがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
樹脂製キャップの不良のうち次の２件は検出が困難である。１件はキャップ下部の内周に有るウイングと呼ばれるヒレが短いもの（ショートウイングと呼ばれる）である。白色のヒレを撮像したとき、ヒレの背景は白色のキャップ内壁となるため、明るさの差が殆どないので検出が困難である。
【０００４】
他の１件は、キャップ側面の一部が欠落しているもの（ブリッジ切れと呼ばれる）である。キャップ側面の不良には変形もあるためキャップのシルエットを撮像し、例えば膨みを検出しているが、ブリッジ切れは背景との明るさの差が小さいので検出が確実ではない。このため、前述の２件の不良検出には、背景との明るさの差が不良検出に充分なだけある画像を得ることが必要になる。
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、樹脂製キャップの外観自動検査、特に樹脂製キャップのブリッジ切れの検出に好適な画像を得るための照明撮像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】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、樹脂製のキャップを撮像し画像処理により検査する場合の照明撮像装置であって、回転するキャップの側方から照明をする面状の第１投光部と、第１投光部の反対側からキャップの側面を撮像するＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラ側の斜上方からキャップの内面に照明をするスポット状の第２投光部と、ＣＣＤカメラで得られた画像を処理する画像処理装置とを備え、キャップを挟み対向して配置された前記第１投光部と前記ＣＣＤカメラによってキャップのシルエットを撮像するとともに、前記第２投光部によって前記ＣＣＤカメラ側の斜上方からキャップの内面を照明してキャップ内面からの反射光を前記ＣＣＤカメラによって撮像するようにし、前記画像処理装置は、前記ＣＣＤカメラで得られた画像を横方向に走査して、暗−明−暗となる走査線が数本連続するとき、キャップの側面の一部が欠落したブリッジ切れがあると判定することを特徴とするものである。
本発明によれば、キャップを挟み対向して配置された第１の投光部とＣＣＤカメラによってキャップのシルエットを撮像し、第２の投光部によってカメラ側の斜上方からキャップ内面に照明をするので、ブリッジ切れがカメラ側にきたときキャップ内面からの反射光がカメラに入射する。このため、ブリッジ切れはシルエットの内に明るい部分となり確実に検出できる。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記画像処理装置は、前記画像を横方向に走査して暗の画素数が設定よりも多い走査線が連続するとき、キャップの膨らみがあると判定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記第１投光部は光源と光拡散板とからなり、前記第２投光部は、光源に接続された光ファイバと、光ファイバの先端部に設けられた凸レンズとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カメラ側の斜上方からキャップ内面に照明をするので、ブリッジ切れがカメラ側にきたときキャップ内面からの反射光がカメラに入射する。このため、ブリッジ切れはシルエットの内に明るい部分となり確実に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る樹脂製キャップの照明撮像装置の実施の形態及び参考例を図１乃至図４を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の参考例を示す図であり、図１は樹脂製キャップの照明撮像装置の基本構成を示す概略断面図であり、図２は図１に示すＣＣＤカメラで撮影された画像である。
【０００９】
図１に示すように、樹脂製キャップの照明撮像装置は、キャップ１の内面に上方から照明をするリング状の投光部２と、投光部２の上方からキャップ１の内面を撮像するＣＣＤカメラ３と、投光部２とキャップ１との間に設けた凸レンズ４とから構成されている。キャップ１は、白色の樹脂製であり、内面の天面に青色のパッキン１ａを有し、下部の内周に複数のウイング１ｂを有している。
【００１０】
前記投光部２は、円周上に配列された多数の光ファイバ２ａから構成されている。各光ファイバ２ａは光源に接続されている。投光部２の直下にある凸レンズ４はフレネルレンズから構成されている。またＣＣＤカメラ３は入口に赤色のフィルタ３ａを有しており、又、画像処理装置５に接続されている。キャップ１の軸心とＣＣＤカメラ３の光軸は概略垂直方向にあり一致している。
【００１１】
上述の構成において、リング状の投光部２からの光によってキャップ１の内面が照明されると、パッキン１ａの端部Ａからの反射光の一部は、投光部２とキャップ１の間に設けられ投光部２の直下にある凸レンズ４で軸心側に屈折して例えばＡ→Ｃ→Ｄの光路をとる。この場合、例えば光線ＣＤを延長した線Ｌの延長線上にパッキン１ａの端部Ａの正立虚像ができ、ＣＣＤカメラ３がこの正立虚像を撮像する。ウイング１ｂに関しても凸レンズ４により正立虚像ができ、ＣＣＤカメラ３はこのウイング１ｂの正立虚像を撮像する。パッキン１ａの外周端部とウイング１ｂが形成されたキャップ内周壁は略同径であり、ウイング１ｂの方がパッキン１ａよりも凸レンズ４に近い位置にあるため、ＣＣＤカメラ３で得られた画像では、ウイング１ｂは、パッキン１ａの外周端部の内側に写り、ウイング１ｂの背景はパッキン面となる。
ＣＣＤカメラ３の入口には赤色のフィルタ３ａが設けられ、かつパッキン１ａは青色なので、補色の関係からパッキン面はより暗く映るので、ウイング１ｂと背景との明るさの差がより大きくなる。
【００１２】
図２はＣＣＤカメラ３で撮影された画像であり、画像処理装置５は、ＣＣＤカメラで得られた画像を処理してショートウイングを検出する。図２では記載上の便宜のために実際の画像とは明暗を逆にしている。したがって、下記の説明も実際の画像の明を暗としている。
図２において、二点鎖線の同心円（Ｃ１,Ｃ２）内が走査領域である。画像処理は、まず走査領域内を放射状に画像を走査する。そして、暗の画素数がウイング１ｂの肉厚に対応する部分とキャップ１の肉厚に対応する部分との合計よりも小さいとき、その走査線にフラグを立てる。外の円Ｃ２の外側にある線がフラグｆである。ウイング１ｂに対応する部分とウイング１ｂに対応する部分との間の部分では必ずフラグｆが立つ。次に、フラグの数をカウントしてカウント値が設定よりも大きいときに、ショートウイングがあると判定する。図２においてＢの位置がショートウイングがある部分である。
【００１３】
図３および図４は、本発明の実施形態を示す図であり、図３は樹脂製キャップの照明撮像装置の基本構成を示す概略正面図であり、図４は図３に示すＣＣＤカメラで撮影された画像等を示す図である。
図３に示すように、樹脂製キャップの照明撮像装置は、回転台１０によって保持され回転するキャップ１の側方から照明をする面状の第１投光部１１と、第１投光部１１の反対側からキャップ１の側面を撮像するＣＣＤカメラ３と、ＣＣＤカメラ側の斜上方からキャップ１の内面に照明をするスポット状の第２の投光部１２とから構成されている。キャップ１は図１に示すものと同一であるが、キャップの側面の一部が欠落したブリッジ切れ１ｃと呼ばれる不良がある場合がある。
【００１４】
前記回転台１０は真空吸着によってキャップ１の天面を保持する。第１投光部１１は光源１１ａと光拡散板１１ｂとからなっている。第２投光部１２は、光源に接続された光ファイバ１２ａと、先端部に設けられた凸レンズ１２ｂとからなっている。またＣＣＤカメラ３は画像処理装置５に接続されている。ＣＣＤカメラ３の光軸は概略水平方向に設定されており、キャップ１の側面に略直交している。
【００１５】
上述の構成において、面状の第１投光部１１からの光によってキャップ１の側面が照明されると、キャップ１によって遮ぎられた光はＣＣＤカメラ３に到達しないが、キャップ１の周囲の光はＣＣＤカメラ３に到達する。したがって、図４（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ３によって得られた画像１５は、キャップ１に対応した部分１６が暗くなり、キャップ１の周囲に対応した部分１７が明るくなり、キャップ１のシルエットが得られる。キャップ１に膨みがある場合には、その部分の画像は突出した部分（図４（ａ）のＣ部分）となる。画像を横方向に走査して暗の画素数が設定よりも多い走査線が連続するとき、膨みがあると判定する。キャップ１は回転しているため、キャップ全周の膨みの有無を検出できる。
【００１６】
上述のキャップ１の回転中に、スポット状の第２投光部１２からキャップ１の内面が照明される。キャップ１にブリッジ切れ１ｃがある場合には、図４（ｂ）に示すように、ブリッジ切れ１ｃの部分がＣＣＤカメラ側にきたときに第２投光部１２からの光はキャップ内面で反射してブリッジ切れ１ｃを通過してＣＣＤカメラ３に到達する。したがって、図４（ｃ）に示すように、ＣＣＤカメラ３によって得られた画像１５は、キャップ１に対応した部分１６とキャップ１の周囲に対応した部分１７とによって得られるキャップ１のシルエットの内に明るい部分（図４（ｃ）のＤ部分）がある画像となる。画像を横方向に走査して、暗−明−暗となる走査線が数本連続するとき、ブリッジ切れが有ると判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の参考例を示す図であり、樹脂製キャップの照明撮像装置の基本構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すＣＣＤカメラで撮影された画像である。
【図３】本発明の実施形態を示す図であり、樹脂製キャップの照明撮像装置の基本構成を示す概略正面図である。
【図４】図３に示すＣＣＤカメラで撮影された画像等を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    キャップ
１ａ  パッキン
１ｂ  ウイング
１ｃ  ブリッジ切れ
２    投光部
２ａ  光ファイバ
３    ＣＣＤカメラ
３ａ  フィルタ
４    凸レンズ
５    画像処理装置
１０    回転台
１１    第１投光部
１１ａ  光源
１１ｂ  光拡散板
１２    第２投光部
１２ａ  光ファイバ
１２ｂ  凸レンズ
１５    画像
ｆ    フラグ
【図１】
0004815637.tif 000002
【図２】
0004815637.tif 000003
【図３】
0004815637.tif 000004
【図４】
0004815637.tif 000005