(57)【要約】【解決手段】  容器の口部検査装置は、ねじが設けられた正常な容器の口部を、その円周方向に順次角度を異ならせて得た複数の基準画像を記憶した基準画像記憶部１４を備えている。撮影手段３により口部を撮影して検査対象画像を得たら、特定パターン検出部１３はその検査対象画像からねじの特定パターンを検出する。基準画像選定部１５は、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、その円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定する。差分処理部１６は、選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行い、良否判定部１７は、上記差分処理によって得られた差分が最も小さくなる最適基準画像から当該容器の良否を判定する。【効果】  検査対象画像を全ての基準画像と比較する必要がないので、その処理の高速化を図ることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじが螺設された容器の口部の良否を検査する容器の口部検査装置であって、
上記口部の円周方向全域を撮影して検査対象画像を得る撮影手段と、正常な容器の口部を、その円周方向に順次角度を異ならせることによって得た複数の基準画像を記憶した基準画像記憶部と、上記検査対象画像から予め定めた上記ねじの特定パターンを検出して該特定バターンの円周方向位置を検出する特定パターン検出部と、上記複数の基準画像から、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定する基準画像選定部と、この基準画像選定部によって選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行う差分処理部と、上記差分処理によって得られた差分が最も小さくなる最適基準画像を選定するとともに、当該最適基準画像における差分が所定値以下の時に当該容器が良品と判定する良否判定部とを備えることを特徴とする容器の口部検査装置。
【請求項２】
上記撮影手段は、予め定めた配置角度で容器を円形状に囲んで撮影する複数のカメラを備えており、
上記特定パターン検出部によっていずれかのカメラによって撮影された検査対象画像から特定パターンの円周方向位置が検出されたら、上記基準画像選定部は、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定し、さらに、その他のカメラによって撮影された検査対象画像毎に、上記選定された基準画像に対して上記各カメラの配置角度分だけずれた位置の基準画像を選定するとともに、当該基準画像の円周方向前後に位置する所要数の基準画像を選定し、
上記差分処理部は、各カメラ毎に、上記基準画像選定部によって選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行い、
上記良否判定部は、各カメラ毎における差分の全てが所定値以下の時に当該容器が良品と判定することを特徴とする請求項１に記載の容器の口部検査装置。
【請求項３】
上記ねじは多条ねじから構成されており、上記撮影手段は、円周方向等間隔位置に配置されて容器を円周状に囲んで撮影する、上記多条ねじの条数と同数のカメラを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容器の口部検査装置。
【請求項４】
ねじが螺設された容器の口部の良否を検査する容器の口部検査方法であって、
撮影手段により上記口部の円周方向全域を撮影して検査対象画像を得たら、該検査対象画像から予め定めた上記ねじの特定パターンを検出して該特定パターンの円周方向位置を検出し、次に、予め正常な容器の口部を、その円周方向に順次角度を異ならせることによって得た複数の基準画像から、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定し、さらに、上記選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行い、該差分処理によって得られた差分が最も小さくなる最適基準画像を選定するとともに、当該最適基準画像における差分が所定値以下の時に当該容器が良品であると判定することを特徴とする容器の口部検査方法。
【請求項５】
上記撮影手段は、予め定めた配置角度で容器を円形状に囲んで撮影する複数のカメラを備えており、
いずれかのカメラによって撮影された検査対象画像から特定パターンの円周方向位置が検出されたら、該特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定し、さらに、その他のカメラによって撮影された検査対象画像毎に、上記選定された基準画像に対して上記各カメラの配置角度分だけずれた位置の基準画像を選定するとともに、当該基準画像の円周方向前後に位置する所定数の基準画像を選定し、また各カメラ毎に、それぞれ選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行い、各カメラ毎における差分の全てが所定値以下の時に当該容器が良品と判定することを特徴とする請求項４に記載の容器の口部検査方法。
【請求項６】
上記ねじは多条ねじから構成されており、上記撮影手段は、円周方向等間隔位置に配置されて容器を円周状に囲んで撮影する、上記多条ねじの条数と同数のカメラを備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の容器の口部検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器の口部の良否を検査する口部検査装置と口部検査方法に関し、より詳しくは、口部にねじを有する容器の口部検査装置と口部検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影手段によって容器の口部を撮影した検査対象画像から、容器の口部の良否を判定することが行われている。
上記検査対象画像の口部が良品か否かを判定するためには、予め良品の口部を撮影した複数の基準画像を用意しておき、各基準画像と検査対象画像とを比較して、最も一致する基準画像と検査対象画像とのマッチングが良好であれば、当該容器を良品として判定することができる（例えば特許文献１参照）。
例えば容器の口部に螺設されたねじが１条ねじであれば、該１条ねじの先端部は１つであるので、口部の全周を撮影して得た基準画像のうち、上記先端部が基準画像の左端縁に位置している基準画像を第０番目の基準画像とし、先端部が基準画像の左端縁から１度右方にずれている基準画像を第１番目の基準画像とし、同様に順次先端部を１度ずつ右方にずらした得た合計３６０枚の基準画像を準備する。
そして上記撮影手段によって容器の口部全周を撮影して得た検査対象画像と、上記３６０枚の基準画像とを順次比較する。このとき、上記撮影手段によって例えば検査対象画像の左端縁から４０度の位置に先端部が位置している画像が撮影されたとしたら、検査対象画像と合計３６０枚の基準画像との比較のうち、検査対象画像の左端縁から４０度の位置に先端部が位置している第４０番目の基準画像と上記検査対象画像とのマッチングが最も良好となるはずである。
したがって、そのマッチングの良好な検査対象画像との比較の上で、良好なマッチングが得られれば、当該容器を良品として判定することができる。他方、最も良好なマッチングであっても、そのマッチングの良好さが所定の基準を満たすことができなければ、当該容器を不良品として判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６７９０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、１つの容器に対する良否判定の際には、上述した例では、検査対象画像と３６０枚の基準画像とを合計３６０回比較してそれぞれのマッチングの程度を求めなければならないので、その処理に時間がかかり、高速化に一定の限界があった。
本発明はそのような事情に鑑み、より高速に口部の良否判定を行うことができる容器の口部検査装置と口部検査方法とを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１に係る発明は、ねじが螺設された容器の口部の良否を検査する容器の口部検査装置であって、
上記口部の円周方向全域を撮影して検査対象画像を得る撮影手段と、正常な容器の口部を、その円周方向に順次角度を異ならせることによって得た複数の基準画像を記憶した基準画像記憶部と、上記検査対象画像から予め定めた上記ねじの特定パターンを検出して該特定バターンの円周方向位置を検出する特定パターン検出部と、上記複数の基準画像から、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定する基準画像選定部と、この基準画像選定部によって選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行う差分処理部と、上記差分処理によって得られた差分が最も小さくなる最適基準画像を選定するとともに、当該最適基準画像における差分が所定値以下の時に当該容器が良品と判定する良否判定部とを備えることを特徴とするものである。
また請求項４に係る発明は、ねじが螺設された容器の口部の良否を検査する容器の口部検査方法であって、
撮影手段により上記口部の円周方向全域を撮影して検査対象画像を得たら、該検査対象画像から予め定めた上記ねじの特定パターンを検出して該特定パターンの円周方向位置を検出し、次に、予め正常な容器の口部を、その円周方向に順次角度を異ならせることによって得た複数の基準画像から、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定し、さらに、上記選定された複数の基準画像と上記検査対象画像とのそれぞれについて差分処理を行い、該差分処理によって得られた差分が最も小さくなる最適基準画像を選定するとともに、当該最適基準画像における差分が所定値以下の時に当該容器が良品であると判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記請求項１および請求項４の発明においては、上記検査対象画像から予め定めた上記ねじの特定パターンを検出したら、上記複数の基準画像から、上記特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する基準画像を選定するとともに、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定するようになっている。
したがって上述した１度ごとにずれた３６０枚の基準画像を有する場合を例にとれば、請求項１および請求項４の発明によれば、特定パターンの円周方向位置と一致する位置に特定パターンを有する１枚の基準画像と、当該選定した基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の、例えば前後に５度ずれた５枚ずつの基準画像を選定すれば良いので、検査対象画像と比較する基準画像は合計で１１枚でよく、従来の３６０枚と比較して差分処理部による差分処理の回数を従来に比較して遥かに少なくすることができる。これにより、従来に比較して高速に口部の良否判定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例を示す平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】複数枚の基準画像ｘの説明図。
【図４】制御装置１１の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、図２において、ガラス製の透明容器１は直立した状態で搬送コンベヤ２によって図１の右方から左方へ搬送されるようになっている。搬送コンベヤ２の途中には容器１の口部の内側全周を撮影するための撮影手段３が設けられており、また照明手段４により容器１の口部にその外側から光を照射することができるようにしてある。
上記照明手段４は２つの平板状のＬＥＤランプ４ａから構成してあり、搬送コンベヤ２の両側の上方位置に配置して容器１の口部外周に光を照射することができるようにしてある。
また上記撮影手段３は、図示実施例では４台のカメラ３ａ〜３ｄから構成してあり、各カメラは撮影位置に位置した容器１を中心として、同一円上の等間隔位置に配置してある。つまり各カメラ３ａ〜３ｄの円周方向の配置角度は、それぞれ９０度に設定してある。そして各カメラ３ａ〜３ｄは、図２に示すように容器１の斜め上方から容器１の口部の内側をそれぞれ撮影することができるようにしてある。
【０００９】
上記容器１の口部の外周には４条ねじ５（図３参照）を形成してあり、この４条ねじ５は容器１が透明なガラス製であるため、各カメラ３ａ〜３ｄによって容器１の口部内側から撮影をすることができるようになっている。
また４条ねじ５の各先端部５ａは、容器１の口部の円周方向４か所に等間隔となる９０度位置に形成されており、したがって４台のカメラ３ａ〜３ｄによって撮影された４枚の検査対象画像には、それぞれ１つの先端部５ａが撮影されることになる。
【００１０】
上記搬送コンベヤ２によって搬送されてきた容器１は、各カメラ３ａ〜３ｄの中心位置を通過する際にセンサ１０（図４参照）によってそのことが検出されるようになっており、図４に示す制御装置１１はそのセンサ１０からの信号を受けて上記各カメラ３ａ〜３ｄによる容器１の撮影を行わせる。
各カメラ３ａ〜３ｄによって撮影された検査対象画像Ａ（図３参照）はそれぞれ制御装置１１の二値化手段１２に入力され、この二値化手段１２によって例えば２５６階級の輝度に二値化される。
上記二値化手段１２によって二値化された検査対象画像Ａは、次に該検査対象画像から上記４条ねじ５の特定パターンを検出して該特定バターンの円周方向位置を検出する特定パターン検出部１３に入力される。
この特定パターン検出部１３では、図３に示すように、先ず検査対象画像Ａ内に検査領域Ｓが設定される。この検査領域Ｓは、検査対象画像Ａの中心から所定の範囲に亘って設けられており、その検査領域Ｓは、容器１の口部内周を含み、かつ口部の円周方向に９０度の範囲に亘って設けられている。したがって、４台のカメラ３ａ〜３ｄによって撮影された４枚の検査対象画像Ａのそれぞれに設定された合計４つの検査領域Ｓは、その４つの検査領域Ｓを円周方向に連続させることによって、容器１の口部の円周方向全域をカバーすることが可能となっている。
【００１１】
上記特定パターン検出部１３は、第１カメラ３ａによって得られた検査対象画像Ａの検査領域Ｓを検査して、上記４条ねじ５の特定パターンの円周方向位置を検出する。
上記特定パターンとしては、例えば図３の拡大図に示した想像線Ｌの位置におけるパターンを用いることができる。上記想像線Ｌで示す位置は４条ねじ５の先端部５ａに隣接した位置であって、この部分では先端部５ａを有する４条ねじの第１のねじ山５ｂと、これよりも図３の左側に先端部５ａを有する４条ねじの第２のねじ山５ｃとが想像線Ｌで示す方向に重なり合っており、かつ各ねじ山５ｂ、５ｃの想像線Ｌで示す方向の幅が概ね同一となっている。
このような位置における想像線Ｌに沿った二値化の明暗のパターンは、その他の位置では検出することができず、したがって上記第１のカメラ３ａによって得られた検査対象画像Ａから上記特定パターンを検出すれば、該検査対象画像Ａにおける検査領域Ｓの図３における左端縁を基準として、上記特定パターンの円周方向位置を迅速に検出することができる。
なお、上記特定パターンは上述のものに限定されるものではなく、要するに検査領域Ｓの円周方向に唯一のパターンを有するものであれば、如何なるものであってもよい。
【００１２】
上記制御装置１１は、正常な容器１の口部の位置を、その円周方向に順次角度を異ならせることによって得た複数の基準画像Ｂを記憶した基準画像記憶部１４を備えている。各基準画像Ｂの範囲は、上記検査領域Ｓの範囲に一致させてある。
本実施例においては、正常な容器１における口部の円周方向全域の画像は９０度毎に同一画像となるので、上記複数の基準画像Ｂとしては、正常な容器１の口部の円周方向全域ではなく、１／４周の範囲に亘った複数の基準画像Ｂを記憶している。
より具体的には、上記検査領域Ｓの左端縁に先端部５ａが位置している第０番目の基準画像（角度０度）から、円周方向右側に先端部５ａが１度ずつずれた第１番目（角度１度）〜第８９番目（角度８９度）の基準画像Ｂが準備されており、したがって本実施例の基準画像は９０枚の基準画像によって構成されている。
【００１３】
上記特定パターン検出部１３によって、第１カメラ３ａによる検査領域Ｓから４条ねじ５の特定パターンの円周方向位置が検出されたら、例えば上記検査領域Ｓの左端縁から４０度の位置に先端部５ａが位置していることが検出されたら、基準画像選定部１５は、上記基準画像記憶部１４から第４０番目の基準画像Ｂを選定するとともに、当該選定した第４０番目の基準画像の円周方向の前後に位置する所要数の基準画像を選定する。
一例として、上記４０度の位置を中心として、５度手前の第３５番目の基準画像から、５度超えた第４５番目の基準画像までの合計１１枚の基準画像を選定する。
【００１４】
上記基準画像選定部１５によって合計１１枚の基準画像が選定されたら、差分処理部１６は、上記第１カメラ３ａによって得られた検査領域Ｓ内の検査対象画像と、選定した１１枚の基準画像Ｂとのそれぞれについて合計１１回の差分処理を行い、その結果を記録する。
また差分処理部１６は、上記第１カメラ３ａによって得られた検査領域Ｓ内の検査対象画像と選定した１１枚の基準画像とのそれぞれについて１１回の差分処理を行ったら、引き続き、第２カメラ３ｂによって得られた検査領域Ｓ内の検査対象画像と上記選定した１１枚の基準画像とのそれぞれについて１１回の差分処理を行い、その結果を記録する。
この際、上述した４条ねじ５の場合、４つの先端部５ａの位置は９０度ずつずれていて、第２カメラ３ｂによって得られた検査領域Ｓ内においても、先端部５ａの位置は当該検査領域Ｓの左端縁から４０度の位置に位置しているはずである。したがって、上記特定パターン検出部１３による第２カメラ３ｂの検査領域Ｓから４条ねじ５の特定パターンの円周方向位置を検出することなく、差分処理部１６は第２カメラ３ｂによって得られた検査領域Ｓ内の検査対象画像と、上記第１カメラ３ａについて選定した１１枚の基準画像とのそれぞれについて、直ちに１１回の差分処理を行ってその結果を記録することができる。
同様に、差分処理部１６は、第３カメラ３ｃによって得られた検査領域Ｓ内の検査対象画像と１１枚の基準画像とのそれぞれについて１１回の差分処理を行うとともに、第４カメラ３ｄによって得られた検査領域Ｓ内の検査対象画像と１１枚の基準画像とのそれぞれについて１１回の差分処理を行い、それぞれの結果を記録する。
【００１５】
良否判定部１７は、第１カメラ３ａの検査対象画像について、上記差分処理１６によって得られた差分が最も小さくなる最適基準画像を選定するとともに、当該最適基準画像における差分が所定値以下の時に、これを良と判定する。
より具体的には、２５６階調で二値化処理した各画素について、例えば輝度が７０以下は黒、２００以上は白、７１〜１９９はグレーとしてしきい値を設定し、差分処理した際に求めた黒画素数と白画素数の総数がともに所定値以下の場合は良品と判定し、黒画素数と白画素数のいずれか一方でも基準値以上の場合は不良品と判定する。
良否判定部１７は、その他のカメラ３ｂ〜３ｄの検査対象画像について同様な判定を行い、すべての結果が良と判定されたら、最終的に当該物品１を良品として判定する。
【００１６】
なお、上記実施例では４条ねじ５の場合について説明したが、これに限定されるわけではない。例えば１条ねじの場合であっても上述した実施例のものを適用することができる。
１条ねじの場合には、該ねじの先端部５ａは１つであるので、４台のカメラ３ａ〜３ｄによって撮影された４枚の検査対象画像には、いずれか１枚の検査対象画像にのみ先端部が撮影されていることになる。
この場合には、上記特定パターン検出部１３は、先ず第１カメラ３ａで撮影した検査対象画像Ａの検査領域Ｓから先端部５ａを検出するようになり、仮に該検査対象画像Ａに先端部が検出されなかった場合には、次に第２カメラ３ｂの検査対象画像Ａを、同様に順次第４カメラ３ｄの検査対象画像Ａを検査する。
いずれかの検査対象画像Ａの検査領域Ｓから先端部５ａが検出されれば、該１条ねじの特定パターンの円周方向位置を検出することができるので、この円周方向位置を基準に他のカメラの検査対象画像Ａについてそれぞれの円周方向位置を設定することができ、以後は上述した実施例と同様な作業を行なうことができる。
【００１７】
他方、１条ねじの場合、複数の基準画像Ｂとして、正常な容器１の口部の円周方向全域に亘った複数の基準画像を準備してもよい。
つまり上述したように、検査領域Ｓの左端縁に先端部５ａが位置している第０番目の基準画像（角度０度）から、円周方向右側に先端部５ａが１度ずつずれた第１番目（角度１度）〜第３５９番目（角度３５９度）の基準画像を準備してもよく、したがってこの場合の基準画像は３６０枚となる。
そして差分処理部１６によって差分処理を行う際には、それぞれ３６０度に亘る基準画像のうち、対象となる検査領域Ｓと同一の範囲の画像のみを抽出して、これについて差分処理を行うようにすればよい。
【００１８】
また、他の多条ねじの場合、例えば３条ねじの場合には、カメラを円周方向等間隔位置に３台設ければ、上記実施例と同様な処理を行うことができる。この場合、ねじの先端部を１度ずつずらした基準画像を準備する場合には、１２０枚の基準画像を準備すればよい。
これに対し、カメラと照明手段とを１セットとして、容器をカメラの前で１回転させて１度に口部全周を撮影することも可能である。
さらに、上記実施例では容器が透明容器なので容器の口部内側から口部外側を撮影するようにしているが、容器の口部外側を撮影してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００１９】
１  容器                            ３  撮影手段
３ａ〜３ｄ  カメラ                  ４  照明手段
５  ４条ねじ                        ５ａ  先端部
１１  制御装置                      １２  二値化手段
１３  特定パターン検出部            １４  基準画像記憶部
１５  基準画像選定部                １６  差分処理部
１７  良否判定部                    Ａ  検査対象画像
Ｂ  基準画像                        Ｓ  検査領域
【図１】
2016008930.tif 000003
【図２】
2016008930.tif 000004
【図４】
2016008930.tif 000005
【図３】
2016008930.tif 000006