(57)【要約】【課題】円柱面の凹凸判定を容易にできる容器外観検査装置を提供する。【解決手段】容器外観検査装置１０は、管状容器１の円柱面を撮像するＣＣＤカメラ１２と、ＣＣＤカメラ１２の両側に配設し、検査対象の円柱面にライン照射光を照射する２つのライン照明装置１３，１４と、ＣＣＤカメラ１２で撮像した入力映像をディジタル多階調画像に変換し、円柱面における２本のライン状画像を得、２本のライン状画像のライン間の幅を適宜な間隔で長手方向に計測し、前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した上限の閾値より大きい場合、凹箇所が有ると判定し、前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した下限の閾値より小さい場合、凸箇所が有ると判定する画像処理装置２０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の容器の円柱面を撮像する撮像部と、
前記撮像部の両側に配設し、検査対象の前記円柱面にライン照射光を照射する２つの照明部と、
前記撮像部で撮像した入力映像をディジタル多階調画像に変換し、前記円柱面における２本のライン状画像を得、前記２本のライン状画像のライン間の幅を長手方向に計測し、前記各ライン間の幅寸法のいずれかがあらかじめ設定した上下限の閾値範囲外の場合、前記容器が不良品であると判別する画像処理部と、を有する
ことを特徴とする容器外観検査装置。
【請求項２】
前記長尺状の容器は、管状容器である
ことを特徴とする請求項１に記載の容器外観検査装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、
前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した上限の閾値より大きい場合、凹箇所が有ると判定し、
前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した下限の閾値より小さい場合、凸箇所が有ると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の容器外観検査装置。
【請求項４】
長尺状の容器の円柱面を撮像する撮像部の両側に配設した２つの照明部から検査対象の前記円柱面にライン照射光を照射し、その反射光の映像を前記撮像部で撮像した入力映像を処理する画像処理装置が、
前記入力映像をディジタル多階調画像に変換し、前記円柱面における２本のライン状画像を得、前記２本のライン状画像のライン間の幅を長手方向に計測し、前記各ライン間の幅寸法のいずれかがあらかじめ設定した上下限の閾値範囲外の場合、前記容器が不良品であると判別する
ことを特徴とする容器外観検査方法。
【請求項５】
前記長尺状の容器は、管状容器である
ことを特徴とする請求項４に記載の容器外観検査方法。
【請求項６】
前記画像処理装置は、
前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した上限の閾値より大きい場合、凹箇所が有ると判定し、
前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した下限の閾値より小さい場合、凸箇所が有ると判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の容器外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯磨剤、医薬品、化粧品などの管状容器について、外観の凹凸などの異常を容易に検査することができる容器外観検査装置および容器外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、製品の外観の凹凸を検査する方法として、スリットレーザを用いて製品に光を線状に照射し、このときの画像をテレビションカメラで撮像する方法が開示されている。この光の線の変化を監視することにより、平板状の製品の凹凸状態を検査する。
【０００３】
また、特許文献２には、チューブ容器のシール部に向けてレーザ光が照射され、これをカメラによって撮像する方法が開示されている。コンピュータはカメラの画像を取得してレーザ光源による線を抽出し、レーザ光源による線の形状に基づいて、シール部の良否を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４９５２８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示された技術においては、第１のレーザ光源と第２のレーザ光源を用い、第１のレーザ光源はシール部の一面を照射し、第２のレーザ光源はシール部の反対側の面を照射するように配置されている。シール部の検査を目的として、検査対象は比較的平面状のものである。また、特許文献２に開示された技術においては、外観検査を内容物充填後に実施しているため、外観に異常があった場合、商品が無駄になる場合がある。
【０００６】
本願で対象とする歯磨剤などの内容物充填前工程の管状容器は円柱面を有し、検査対象の領域がシール部と比較して広い。このため、既存技術で外観検査すると、画像解析に時間を要するなどの問題があり、比較的容易に外観検査できる方法が望まれていた。
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、円柱面の凹凸判定を容易にできる容器外観検査装置および容器外観検査方法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、本発明の容器外観検査装置は、長尺状の容器の円柱面を撮像する撮像部（例えば、ＣＣＤカメラ１２）と、撮像部の両側に配設し、検査対象の円柱面にライン照射光を照射する２つの照明部（例えば、ライン照明装置１３，１４）と、撮像部で撮像した入力映像をディジタル多階調画像に変換し、円柱面における２本のライン状画像を得、２本のライン状画像のライン間の幅を長手方向に計測し、各ライン間の幅寸法のいずれかがあらかじめ設定した上下限の閾値範囲外の場合、容器が不良品であると判別する画像処理部（例えば、画像処理装置２０）と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、円柱面の凹凸判定を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る容器外観検査装置の構成を示す図である。
【図２】撮像した画像例を示す図である。
【図３】撮像した２本のライン光の例を示す図である。
【図４】画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】ライン検出の例を示す図である。
【図６】ライン光の幅計測の例を示す図である。
【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、本発明の実施形態に係る容器外観検査装置の構成を示す図である。検査対象となるのは非透過性または透過性の管状容器１（長尺状の容器）である。容器外観検査装置１０は、画像処理装置２０、ＣＣＤカメラ１２、ライン照明装置１３，１４、照明電源１５から構成される。なお、ＣＣＤはCharge Coupled Deviceの略である。
【００１２】
ライン照明装置１３，１４は、図示するように、ＣＣＤカメラ１２の左右に対称的に配置され、ＣＣＤカメラ１２を軸線としてほぼ同角度で管状容器１に対して光を照射する。ライン照明装置１３，１４から照射された照明光（ライン光）を、ＣＣＤカメラ１２で撮像し、画像処理装置２０に取込み画像処理を実施する。
【００１３】
ライン照明装置１３からの照明光は、管状容器１で反射し、ライン光３としてＣＣＤカメラ１２で撮像される。また、ライン照明装置１４からの照明光は、管状容器１で反射し、ライン光４としてＣＣＤカメラ１２で撮像される。図１においては、ライン光３，４は管状容器１の長手方向に対して、短いように示しているが、管状容器１の長手方向一杯に照射するとよい。
【００１４】
ライン照明装置１３，１４の発光部は、先端から少し奥に配置されており、先端ユニット（図示せず）を可変することで、照射光の集光幅を調節することが可能である。これにより、微細な凹凸に対しての検査を可能とする。
【００１５】
画像処理装置２０は、画像を取込む入力部２１、ラインを検出するライン検出部２２、ライン光３，４のライン間幅を計測するライン間幅計測部２３、ライン間幅が異常であるか否かを判定する判定部２４、判定結果を表示部２６に表示する出力部２５を含んで構成されている。
【００１６】
管状容器１として、アルミチューブ容器があり、半固形状の材質のものを充填し、柔らかく搾り出すことができる容器であり、円柱面を有する中空の構造である。アルミチューブは、内容物を光（紫外線）、空気（ガス）、水（水蒸気）から完全に保護する、ノンエアバック性、携帯性、使用性に優れた包装容器である。内容物の保存性に優れ、食品、歯磨剤、医薬品、化粧品、絵具、接着剤などに幅広く用いられている。
【００１７】
また、検査対象の管状容器１として、円柱面を有し、光が反射するものであればよい。例えば、シリンダ（注射器）、瓶（壜）などのプラスチック容器、ガラス管容器などにも対応可能である。
【００１８】
図２は、撮像した画像例を示す図である。撮影された画像２には検査対象となる非透過性の管状容器１とライン照明装置１３から照射されたライン光３、ライン照明装置１４から照射されたライン光４の、２本のライン光が映される。具体的に説明すると、管状容器１の直径１０ｍｍから３０ｍｍ、ライン光３，４の幅はそれぞれ約１ｍｍである。
【００１９】
図３は、撮像した２本のライン光の例を示す図である。図３（ａ）は、良品の管状容器１の例である。この場合、ライン光３およびライン光４は、直線的、かつ、ほぼ並行に撮影される。図３（ｂ）は、管状容器１に凹箇所が有る場合の例である。この場合、凹箇所ではライン光３およびライン光４が直線でなくなり、２本の線の幅が広く撮影される。図３（ｃ）は、管状容器１に凸箇所が有る場合の例である。この場合、凸箇所ではライン光３およびライン光４が直線でなくなり、２本の線の幅が細く撮影される。
【００２０】
図４は、画像処理装置の処理を示すフローチャートである。適宜図１を参照して説明する。画像処理装置２０は、入力部２１が映像を取込み（ステップＳ１）、ライン検出部２２がライン光３を検出し（ステップＳ２）、同様に、ライン検出部２２がライン光４を検出する（ステップＳ３）。ライン間幅計測部２３は、ライン光３，４間の幅を計測する（ステップＳ４）。判定部２４は、幅が閾値以内か否かを判定し（ステップＳ５）、幅が閾値以内であれば（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、判定部２４は、良品と判定して判定結果を表示部２６に出力部２５を介して表示し、処理を終了する。一方、幅が閾値以内でなければ（ステップＳ５，Ｎｏ）、判定部２４は、不良品と判定して判定結果を表示部２６に出力部２５を介して表示し、処理を終了する。
【００２１】
具体的には、画像処理装置２０は、入力映像をディジタル多階調画像に変換し、２本のライン状画像を得、２本のラインの幅を適宜な間隔で長手方向に順次計測し、各ライン間の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、管状容器１が不良品であると判別する。なお、２本のラインの幅は、予め決められた所定の基準に基づき、ライン画像の外側端同士、ライン画像の内側端同士、あるいは、各ライン画像の中心同士に基づいて計測するとよい。
【００２２】
図５は、ライン検出の例を示す図である。図４のステップＳ２、ステップＳ３におけるライン検出について説明する。画像２の左上より画像をＸ方向に走査して行き、画像の濃度差により、ラインを検出する。これを繰り返し、順次Ｙ方向に走査して行くと、ライン光３およびライン光４を検出することができる。
【００２３】
図６は、ライン光の幅計測の例を示す図である。図４のステップＳ４、ステップＳ５について、詳細に説明する。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の計測例は、図３に示したライン光を計測したものである。図６（ａ）は、ライン光３、ライン光４の幅がほぼ一定である（両端矢印参照）。図６（ｂ）は、符号５の位置でライン光３、ライン光４の幅が広くなっている。この場合の符号５のＸ座標、Ｙ座標を求めることにより凹箇所位置を特定できる。図６（ｃ）は、符号６の位置でライン光３、ライン光４の幅が狭くなっている。この場合の６のＸ座標、Ｙ座標を求めることにより凸箇所位置を特定できる。
【００２４】
本容器外観検査装置１０は、コンベア上を搬送される管状容器１にも適用することができる。具体的には、コンベア上を搬送される管状容器１は、ＣＣＤカメラ１２の真横に来た瞬間にセンサで検知され、この検知信号は照明電源１５に入力され、照明電源１５を介してライン照明装置１３，１４を発光させ、管状容器１に照射する。同時に、センサの検知信号は画像処理装置２０を介してＣＣＤカメラ１２でライン映像を撮像させ、次いでこれを画像処理装置２０に入力させる。画像処理装置２０での判別処理結果は排出機（選別装置）に送られ、良品、不良品の選別を行う。また、管状容器１の外周を全て検査する必要があるときは、センサで検知された位置でコンベアを一旦停止、管状容器１を所定角度ごとに回転させて、外観検査を実施するとよい。
【００２５】
本実施形態の容器外観検査装置１０は、管状容器１の円柱面を撮像するＣＣＤカメラ１２と、ＣＣＤカメラ１２の両側に配設し、検査対象の円柱面にライン照射光を照射する２つのライン照明装置１３，１４と、ＣＣＤカメラ１２で撮像した入力映像をディジタル多階調画像に変換し、円柱面における２本のライン状画像を得、２本のライン状画像のライン間の幅を適宜な間隔で長手方向に計測し、前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した上限の閾値より大きい場合、凹箇所が有ると判定し、前記各ライン間の幅寸法のいずれかががあらかじめ設定した下限の閾値より小さい場合、凸箇所が有ると判定する画像処理装置２０と、を有する。容器外観検査装置１０は、円柱面の凹凸判定を容易にできる。
【００２６】
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００２７】
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１      管状容器
２      画像
３，４  ライン光
１０    容器外観検査装置
１２    ＣＣＤカメラ（撮像部）
１３，１４    ライン照明装置（照明部）
１５    照明電源
２０    画像処理装置（画像処理部）
２１    入力部
２２    ライン検出部
２３    ライン間幅計測部
２４    判定部
２５    出力部
２６    表示部
【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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