(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ山部とベントスロットを有する容器口部を検査する際に撮像装置によって得られた画像の検査領域を設定する方法であって、
撮像装置によって撮像された画像について、ネジ山部に対して略直交する走査線を順次走査し、各走査線において始めから所定の画素数を走査して、ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されるか否かを判定し、
一の走査線において、前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったと判定した場合に、かかる判定がされた当該一の走査線から所定の走査線数だけ戻った検査領域を除外し、
前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったことを判定した後に、別の一の走査線において初めてネジ山部に対応した明度を有する画素を検出したと判定した場合に、かかる判定がされた当該別の一の走査線から所定の走査線数だけ進んだ検査領域を除外することを特徴とする容器検査における検査領域の設定方法。
【請求項２】
ネジ山部とベントスロットを有する容器口部を検査する際に撮像装置によって得られた画像の検査領域を設定する方法であって、
撮像装置によって撮像された画像について、ネジ山部に対して略直交する走査線を順次走査し、各走査線において始めから所定の画素数を走査して、ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されるか否かを判定し、
一の走査線において、前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったと判定した場合に、かかる判定がされた当該一の走査線から所定の走査線数だけ戻った検査領域を第１の除外領域として除外し、
前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったことを判定した後に、前記当該一の走査線から予め定めた走査線数だけ進んだ検査領域を第２の除外領域として除外し、
前記第２の除外領域内において、連続した所定数の走査線に対応する領域を除外せずに検査領域として設定しておくことを特徴とする容器検査における検査領域の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネジ山を有する透明容器の口部を検査する方法に係り、特に検査領域として不適当な領域を除くための検査領域の設定方法であって、ペットボトルのプリフォームのネジ口部の検査に好適な容器検査における検査領域の設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、その利便性等から各種のペットボトル容器が飲料の充填用容器として使用されている。ペットボトルの成形工程においては、ボトルは、まずポリ・エチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）を原料として、プリフォームと呼ばれる形状に成形される。
図７はプリフォームを示す正面図である。図７に示すように、プリフォーム１は、概略試験管状をなし、ネジ山部２ａを有したネジ口部２と、円筒状の胴部３と、球面状の底部４と、つば部５とを有している。プリフォーム１には既に完成品としてのネジ口部２が形成されており、次工程で胴部３及び底部４を加熱膨脹しボトルの形状に成形される。
【０００３】
図８はプリフォーム１のネジ口部２の拡大斜視図である。図８に示すように、ネジ山部２ａにはベントスロット２ｂと称されるネジ山を垂直方向に横切る溝が存在する。これは、巻締め装置でキャップをネジ口部に装着した後のボトル洗浄工程において、洗浄水を当該ベントスロット２ｂから浸透させ、ネジ山部２ａを洗浄することを目的として設けられたものである。
【０００４】
ところが、ネジ口部２には、成形工程の加熱状態によって、一部が黒色に変色する場合がある。このような有色欠陥（以下、単に「欠陥」という）は、傷、欠け等の構造上の不良ではないが、外観上好ましくないため製品として販売することはできない。そこで、プリフォームとして成形した後にネジ口部の欠陥を検査し、欠陥を有するプリフォームを除去する工程が必要となる。
【０００５】
上述のプリフォームのような透明容器の欠陥検査又は異物検査を行う場合には、容器を照明装置により照明し、容器を透過した透過光をＣＣＤカメラからなる撮像装置で撮影し、得られた画像を画像処理装置により処理し、容器に欠陥又は異物が付着している場合には、その部分の画像が正常な部分の画像より暗くなるため、この暗くなった画像を識別して欠陥又は異物を検出するようにしている。
【０００６】
上述の方法により、図７および図８に示すようなプリフォーム１のネジ口部２を検査しようとする場合、プリフォームの内部側より投光し、ネジ口部を透過した透過光をＣＣＤカメラにより撮像すればよい。この場合、プリフォーム１の内部側より投光された光は、ネジ山がない平坦な部分（溝部）２ｃではそのまま透過してＣＣＤカメラに入射するため明るい画像となり、ネジ山部２ａではネジ山の傾斜部分で屈折するためＣＣＤカメラに入射する光量は前記平坦な部分より少なくなり、ぼんやりと暗い画像となる。これに対して、プリフォームのネジ口部に欠陥又は異物が付着している場合には、プリフォームの内部側より投光された光はこの部分で遮断されるか又はＣＣＤカメラの方向とは異なった方向に屈折してＣＣＤカメラに入射しないため暗い（黒色の）画像となる。したがって、暗く（黒色に）映る欠陥又は異物をぼんやりと暗く映るネジ山部分と区別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、理論的には、ネジ山部２ａと平坦な部分（溝部）２ｃと欠陥（又は異物）とは画像上区別できるはずであるが、実際にはベントスロット２ｂを有するネジ山部２ａの場合には以下のような不都合が発生する。即ち、図８に示すように、ネジ山部２ａとベントスロット２ｂとの境界部分では、ベントスロット２ｂからネジ山部２ａに向かってなだらかに傾斜して立ち上ってゆくネジ立ち上がり部２ｄになっている。
【０００８】
容器の全面検査を行うためには、容器は回転されるため、撮像方向に対するネジ立ち上がり部２ｄは容器の回転によって変化することとなる。当該ネジ立ち上がり部２ｄで透過光が屈折される点においては通常のネジ山部２ａと同様であるが、境界部分であるネジ立ち上がり部２ｄは上述のように撮像方向に対して角度が変化するため、特定の角度によっては撮像装置に入射する光線が極端に少なくなるため、該ネジ立ち上がり部２ｄがきわめて暗い画像となり欠陥部と認識される場合がある。したがって、実際には良品であるにもかかわらずネジ立ち上がり部２ｄが欠陥部として認識されるため、不良品と判定されてしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、検査領域として不適当な領域を除くための検査領域の設定方法であって、より具体的には、ネジ山部とベントスロットの境界部分にあるネジ立ち上がり部を検査領域から除くことにより当該部分を欠陥と判定せずに精度良く欠陥を検出できる容器検査における検査領域の設定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、ネジ山部とベントスロットを有する容器口部を検査する際に撮像装置によって得られた画像の検査領域を設定する方法であって、撮像装置によって撮像された画像について、ネジ山部に対して略直交する走査線を順次走査し、各走査線において始めから所定の画素数を走査して、ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されるか否かを判定し、一の走査線において、前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったと判定した場合に、かかる判定がされた当該一の走査線から所定の走査線数だけ戻った検査領域を除外し、前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったことを判定した後に、別の一の走査線において初めてネジ山部に対応した明度を有する画素を検出したと判定した場合に、かかる判定がされた当該別の一の走査線から所定の走査線数だけ進んだ検査領域を除外することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに本発明は、ネジ山部とベントスロットを有する容器口部を検査する際に撮像装置によって得られた画像の検査領域を設定する方法であって、撮像装置によって撮像された画像について、ネジ山部に対して略直交する走査線を順次走査し、各走査線において始めから所定の画素数を走査して、ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されるか否かを判定し、一の走査線において、前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったと判定した場合に、かかる判定がされた当該一の走査線から所定の走査線数だけ戻った検査領域を第１の除外領域として除外し、前記ネジ山部に対応した明度を有する画素が検出されなくなったことを判定した後に、前記当該一の走査線から予め定めた走査線数だけ進んだ検査領域を第２の除外領域として除外し、前記第２の除外領域内において、連続した所定数の走査線に対応する領域を除外せずに検査領域として設定しておくことを特徴とするものである。
本発明によれば、欠陥として誤認される恐れがある検査領域として不適当な領域を検査領域から除外することができ、きわめて精度良く容器のネジ口部を検査することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る容器検査における検査領域の設定方法の一実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
図１は、本発明の検査領域の設定方法を実施する装置構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、プリフォーム１は支持台１０によって支持されている。支持台１０は回転可能に構成されており、支持台１０上のプリフォーム１は自転するようになっている。
【００１３】
プリフォーム１のネジ口部２内には、断面が円筒形の光拡散板１２が挿入されている。光拡散板１２の内部には、光ファイバ１３の先端部１３ａが挿入されている。そして、光拡散板１２と光ファイバ１３の先端部１３ａは、プリフォーム１の外部からネジ口部２内に挿入できるように一体に上下動可能に構成されている。光ファイバ１３の後端部は光源１４に接続されており、光ファイバ１３と光源１４は照明装置１５を構成している。またプリフォーム１のネジ口部２を外部より撮影するＣＣＤカメラからなる撮像装置１６が配設されている。撮像装置１６は、画像処理装置１７に接続されている。
【００１４】
上述の構成において、光ファイバ１３の先端部１３ａより投光された光は、光拡散板１２を透過して拡散光となってプリフォーム１のネジ口部２内に入射する。拡散光がネジ口部２の内部に入射すると、ネジ山がない平坦な部分ではそのまま透過して撮像装置１６に入射するため明るい画像となり、一方、ネジ山部２ａの斜面に入射した光の一部は撮像装置１６に入射することになり、得られた画像中では、ネジ山部２ａはぼんやりとした暗い画像となる。
【００１５】
一方、プリフォーム１のネジ口部２に欠陥がある場合には、ネジ口部２の内部からの光は欠陥部で遮断されるか又は欠陥部で撮像装置１６の方向とは異なった方向に屈折して撮像装置１６には入射しない。そのため、欠陥部は、はっきりとした暗い（黒色の）画像となる。したがって、画像処理装置１７により背景よりも暗い点を欠陥と判定する。支持台１０の回転によってプリフォーム１を自転させ、プリフォーム１のネジ口部２の全周検査を行うことができる。
【００１６】
図２は、本発明の検査領域の設定方法を実施する装置構成の他の例を示す概略図である。図２に示すように、プリフォーム１はホルダ２０によって保持されている。この場合、ホルダ２０は、例えば真空源に接続されており、プリフォーム１を真空吸着によって保持するようになっている。ホルダ２０は回転可能に構成されており、ホルダ２０によってプリフォーム１は自転するようになっている。ホルダ２０は、白色硬化樹脂から形成されており、ネジ口部２の上端開口部２ｅに係合するフランジ部２０ａと、フランジ部２０ａから下方に突出する逆円錐状の突出部２０ｂとを備えている。突出部２０ｂの先端はネジ口部２に形成されたネジ山部２ａより下方に位置している。
【００１７】
またホルダ２０は、プリフォーム１の内部の空気を吸引するための貫通孔２０ｃを備えている。なお、ホルダ２０のフランジ部２０ａにはホルダ２０を上下動および回転させるためのシャフトが接続されているが、図２では図示を省略している。
ホルダ２０によって保持されたプリフォーム１の下方には照明装置１５が配置されている。またプリフォーム１のネジ口部２を外部より撮像するＣＣＤカメラからなる撮像装置１６が配置されている。撮像装置１６は画像処理装置１７に接続されている。
【００１８】
上述の構成において、照明装置１５からの投光はプリフォーム１の底部を透過してホルダ２０の逆円錐状の突出部２０ｂに到達する。突出部２０ｂは白色硬化樹脂からなる光拡散部材によって形成されているため、突出部２０ｂに投光された光は、突出部２０ｂで反射されて拡散光となってネジ口部２を透過する。突出部２０ｂは光を透過させることがないため、撮像装置１６に面するネジ口部２の部分を透過した透過光のみが撮像装置１６に入射し、撮像装置１６の反対のネジ口部２を透過した光は撮像装置１６に入射しない。したがって、撮像装置１６は撮像装置側のネジ口部２のみを撮像することができる。撮像装置１６で撮像された画像は画像処理装置１７によって処理され、ネジ口部２に欠陥がある場合には、その部分の画像が他の正常な部分の画像（明るい画像又はぼんやりと暗い画像）より暗くなり、欠陥が検出される。本例で得られる画像は図１に示す例と同様であるため、説明を省略する。
【００１９】
図３は、図１又は図２に示す装置を使用して撮像装置１６によって撮像されたベントスロットを有するネジ山部の検査領域内の画像を示す。図３はプリフォームを回転しながら撮像した画像の１つであって、回転速度を考慮して撮像時間間隔を適宜設定すれば、全周を検査することが可能となる。また、この検査領域、またこれを示す数値等はひとつの具体例であって、本発明が当該実施例によって限定されるものではない。撮像された映像は、撮像装置１６に接続された画像処理装置１７によって処理されるが、本発明の特徴となる検査領域の設定方法はこの処理段階において使用される。
【００２０】
図３において、１〜１８０の数は各画素を特定するものである。図中に斜め線として記載されている部分がネジ山部に対応した部分で、本検査領域は容器の垂直軸と平行に設定しているため、ネジ山部は左に行くほど下がる向きに傾斜している。また、本検査領域にはネジ山部Ｉとネジ山部IIに対応した部分が存在している。そして、ネジ山部の画像はベントスロットに対応した部分で途切れた画像になっている。ベントスロットに対応した部分で途切れているネジ山端部のネジ立ち上がり部に対応する画像は、図中では縦方向に長い略楕円形で記載されている部分である（例えば、画素３４，３５，３６）。また、領域右側でネジ山部Ｉとネジ山部IIに対応した部分の間（画素８，２３）に欠陥を現す画像が存在している。
まず各画素の判定は、ａライン（走査線）の画素１から順番に画素１５まで走査し、次にｂラインの画素１６から画素３０まで走査する。このようにしてｌラインの画素１８０まで順次走査して欠陥の有無を判定していく。
【００２１】
次に、検査領域の設定方法の一例を説明する。
▲１▼図３において、ラインａから走査を始める。一定の閾値以下の明度をネジ山部エッジ（ネジ山部２ａに対応した部分）ありと判定する。
▲２▼上部から走査して一定数判断しても、ネジ山部エッジが現れない初めてのライン（走査線）をベントスロットの始まりと判断する（図３のラインｄ）。
▲３▼初めてのラインから、一定数後のエリア内にベントスロットがあると仮定する。例えば、ラインｄからｄを含め８ライン以内にベントスロットがあると仮定すれば、ラインｋまでの間にこベントスロットがあると仮定したことになる。
【００２２】
▲４▼次に、仮定した範囲内でネジ山部エッジの現れない最後のラインを検出する。具体的には、ラインｄを走査し終わったときには、最後のラインはｄになる。次にラインｅを走査した場合は、ラインｅにはエッジは現れないため、エッジが現れない最後の位置がｄからｅに変更される。このようにラインｉまで走査し続けるとラインｉにエッジは現れないので、最後のラインはｉのままで更新されない。仮定した最後のラインｋを走査した場合も同様である。
▲５▼このアルゴリズムによって、ベントスロット部の左端、ラインｉを検出することができる。ステップ３で一定数のエリアを仮定したのは、ステップ４の走査数を最小限にするためである。そして、ラインｄから一定数戻る方向の範囲及びラインｉから一定数進む範囲をネジ山端部、即ちネジ立ち上がり部としてキャンセル（除外）する。除外する走査線数はネジ山端部の傾斜角度等によって適宜定めればよい。図３に示す例においては、ラインｄから少なくとも１ライン戻った範囲（画素３４〜３６，４０〜４２を含む範囲）及びラインｉから少なくとも１ライン進んだ範囲（画素１３９〜１４１，１４６〜１４８を含む範囲）をキャンセルする。
【００２３】
上述の方法でネジ山端部としてキャンセル（除外）された部分の画像は検査対象外となり、この部分が欠陥部と判定されることがなくなる。そして、設定された検査領域で暗い画像、図３では画素８および２３に対応した部分に欠陥があると判定される。
【００２４】
次に、検査領域の設定方法の他の例を説明する。
１）検査ゲート数
図４は、図１および図２に示す撮像装置１６で得られた画像に検査ゲートを設定した状態を示す図である。図４（ａ）に示す画像ではキャンセラー機能を働かせていないので、ゲート数は検査ゲート１〜４の４ヶである。図４（ａ）に示す検査ゲート３の中に、キャンセラーによって、最大２ヶの以下のような独立した感度設定を行える検査ゲートを設けることができる。図４（ｂ）では検査ゲート３の中に、キャンセラーを働かせ、ゲート数は検査ゲート１〜５の５ヶになる。また、図４（ｃ）では検査ゲート３の中に、キャンセラーを働かせ、ゲート数は検査ゲート１〜６の６ヶとなっている。プリフォーム１のネジ口部２の検査においては、図４（ｂ）に示すゲート数５ヶの検査ゲートを生成することが好ましいので、以下の説明では図４（ｂ）の例を基本として説明する。
【００２５】
２）キャンセラー機能
図５（ａ）では検査ゲートとは別のエッジ検出ゲートＧｅを設定できる。このゲートＧｅ内で、矢印方向に走査したとき、予め設定された所定長の画素数を越えた長さで連続してネジ山エッジが検出されなかったら、そのラインはキャンセラー開始候補となる。図５（ａ）の場合、ラインＡではネジ山部の影や反射により、エッジが検出されるが、ラインＢではエッジが見つからず、上記キャンセラー開始候補となる。このキャンセラー開始候補ラインに対し、ライン単位のマスク処理機能がある。マスクを越え、連続してエッジのないラインが続いたら、そのライン位置を基準に検査ゲートのキャンセルを行う。
【００２６】
３）キャンセルゲート設定
図４（ｂ）に示す検査ゲート３と検査ゲート５に対して説明する。
図５（ａ）で説明したキャンセラー開始基準位置を図５（ｂ）のラインＣとすると、検査ゲート３はラインＣを基準にａの幅だけ右にキャンセル（除外）し、ｂの幅だけ左にキャンセル（除外）する。つまり、ラインＣを基準にａの幅に相当する走査線数だけ戻ってキャンセルし、ｂの幅に相当する走査線数だけ進んでキャンセルする。また検査ゲート５はラインＣを基準にｃの幅だけ左に行ったところから、ｄまでの部分になり、この部分は検査領域として設定されている。なお、検査ゲート５の上下幅は検査ゲート３と同じである。
このように、ネジ山端部（ネジ立ち上がり部）の暗く映っている部分のみを検査領域（ゲート）から外すことによって、他のネジ山部は全周にわたって検査を行うことができる。
【００２７】
４）キャンセラー無効領域
しかし、ネジ山端部も画像の右端にあると、図６（ａ）に示すように、左側のネジ山端部は暗く映らなくなる。また、ネジ山端部が画像の左端にある場合にも、図６（ｂ）に示すように、右側のネジ山端部は暗く映らなくなる。このように、暗くならないネジ山端部であれば、検査領域に入れても問題はない。図６（ａ）では、設定されたラインＤの位置よりも右で、キャンセラー開始基準位置であるラインＣを検出した場合は、左側の検査ゲート３を検査ゲート５の左端まで延長する。
【００２８】
図６（ｂ）では、設定されたラインＥの位置よりも左で、キャンセラー開始基準位置であるラインＣを検出した場合は、右側の検査ゲート３を検査ゲート５の右端まで延長する。
ラインＤ（図６（ａ））はエッジ検出ゲート右端からの距離で、ラインＥ（図６（ｂ））はエッジ検出ゲート左端からの距離で１ライン単位で設定される。もし、この無効領域を設定しない場合は、ラインＤの位置をエッジ検出ゲート右端に重ねるように（設定値＝０）、ラインＥの位置をエッジ検出ゲート左端に重ねるように（設定値＝０）すればよい。
【００２９】
上述した実施の形態においては、容器の一例としてプリフォームを説明したが、本発明はネジ口部を有した透明な容器、例えば、ガラス壜、ペットボトル等の他の容器に適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、欠陥として誤認される恐れがある検査領域として不適当な領域を検査領域から除外することができ、きわめて精度良く容器のネジ口部を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査領域の設定方法を実施する装置構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の検査領域の設定方法を実施する装置構成の他の例を示す概略図である。
【図３】図１又は図２に示す装置を使用して撮像装置によって撮像されたベントスロットを有するネジ山部の検査領域を示す。
【図４】図１および図２に示す撮像装置で得られた画像に検査ゲートを設定した状態を示す図である。
【図５】キャンセラー機能を説明する図である。
【図６】キャンセラー無効領域を説明する図である
【図７】プリフォームを示す正面図である。
【図８】プリフォームのネジ口部の拡大斜視図である。
【符号の説明】
１    プリフォーム
２    ネジ口部
２ａ    ネジ山部
２ｂ    ベントスロット
２ｃ    溝部
２ｄ    ネジ立ち上がり部
２ｅ    上端開口部
１０    支持台
１２    光拡散板
１３    光ファイバ
１３ａ    先端部
１４    光源
１５    照明装置
１６    撮像装置
１７    画像処理装置
２０    ホルダ
２０ａ    フランジ部
２０ｂ    突出部
２０ｃ    貫通孔
【図１】
0004321696.tif 000002
【図２】
0004321696.tif 000003
【図３】
0004321696.tif 000004
【図４】
0004321696.tif 000005
【図５】
0004321696.tif 000006
【図６】
0004321696.tif 000007
【図７】
0004321696.tif 000008
【図８】
0004321696.tif 000009