(57)【要約】【課題】装置を小型化でき、かつミラーの調整作業の手間を軽減できる検査装置を提供する。【解決手段】壜１００の胴部１０１を撮像するカメラ２０と、カメラ２０により得られた画像に基づいて壜１００の異常の有無を診断する診断装置３０と、を備えた検査装置１において、壜１００の胴部１０１のうちカメラ２０に向いている正面部分Ｆがカメラ２０に直接撮像されるように空間Ｓが設けられ、壜１００の胴部１０１のうち各側面部分Ｒ、Ｌが映るように空間Ｓを避けて設けられる第１ミラー４１、４３と、第１ミラー４１、４３に映っている像がカメラ２０にて撮像されるように空間Ｓを避けて設けられる第２ミラー４２、４４と、をさらに備え、診断装置３０は、カメラ２０にて撮像された正面部分Ｆの画像及び各側面部分Ｒ，Ｌの画像のそれぞれの大きさが同じになるように正面部分Ｆの画像を縮小補正する。【選択図】図１
2009162524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査位置にある被検査物の検査対象部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像に基づいてその被検査物の異常の有無を診断する診断手段と、を備えた検査装置において、
前記検査位置にある被検査物の検査対象部のうち前記撮像手段に向いている正面部分が前記撮像手段に直接撮像されるように前記撮像手段と前記検査位置との間に空間が設けられ、
前記検査位置にある被検査物の検査対象部のうち前記正面部分の一部及び前記正面部分から外れた部分の両方を含む側面部分が映るように前記空間を避けて設けられる第１ミラーと、前記第１ミラーに映っている像が前記撮像手段にて撮像されるように前記空間を避けて設けられる第２ミラーと、をさらに備え、
前記診断手段は、前記撮像手段にて撮像された前記正面部分の画像及び前記側面部分の画像のそれぞれの大きさが同じになるようにこれらの画像のうちの少なくともいずれか一方の画像の大きさを補正する補正手段を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
所定の搬送経路に沿って容器を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の側方に配置され、前記所定の搬送経路上に設定された検査位置における容器の胴部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像に基づいてその容器の異常の有無を診断する診断手段と、を備えた検査装置において、
前記検査位置にある容器の胴部のうち検査対象物の前記撮像手段に向いている正面部分が前記撮像手段に直接撮像されるように前記撮像手段と前記検査位置との間に空間が設けられ、
前記検査位置にある容器の胴部のうち前記正面部分からその容器の軸線回りに所定角度右方向へずれた右側面部分が映るように前記空間を避けて設けられる第１右側ミラーと、前記第１右側ミラーに映っている像が前記撮像手段にて撮像されるように前記空間を避けて設けられる第２右側ミラーと、前記検査位置にある容器の胴部のうち前記正面部分からその容器の軸線回りに所定角度左方向へずれた左側面部分が映るように前記空間を避けて設けられ、かつ前記空間を挟んで前記第１右側ミラーと対称に配置される第１左側ミラーと、前記第１左側ミラーに映っている像が前記撮像手段にて撮像されるように前記空間を避けて設けられ、かつ前記空間を挟んで前記第２右側ミラーと対称に配置される第２左側ミラーと、をさらに備え、
前記診断手段は、前記撮像手段にて撮像された前記正面部分の画像、前記右側面部分の画像、及び前記左側面部分の画像のそれぞれの大きさが同じになるように各側面部分の画像及び前記正面部分の画像の少なくともいずれか一方の大きさを補正する補正手段を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記正面部分の画像が前記右側面部分の画像及び前記左側面部分の画像と同じ大きさになるように前記正面部分の画像を縮小することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の検査対象部を互いに異なる方向から撮像し、得られた複数の画像からその被検査物の異常の有無を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査すべき壜の側面を撮像装置で撮像し、得られた画像に基づいて壜の汚れや壜の破損などの壜の異常の有無を検査する検査装置が知られている。このような検査装置として、各光路の長さを等しくするために３枚のミラーを用いて検査すべき壜の正面の像をカメラに導くとともにミラーをそれぞれ２枚ずつ用いて検査すべき壜の左右の側面の像を同じカメラに導き、カメラで撮像された検査すべき壜の正面の画像及び左右の側面の画像に基づいてこの壜の異常の有無を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、容器の搬送経路に複数の検査ステーションが連続して設けられ、各検査ステーションの各容器を共通のカメラで撮影するべく各検査ステーションの各容器の像をそのカメラに導くための複数のミラーを備えた検査装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この他、搬送経路上に設定された検査位置の周囲に９０°毎にミラーを設け、これら各ミラーに映った容器の像を検査位置の上方に設けたカメラでそれぞれ取得する検査装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特表平８−５０５９４７号公報
【特許文献２】特開平７−２６０７１０号公報
【特許文献３】特開２００５−１３４３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、各光路の長さを等しくするべく検査すべき壜の正面の像をカメラに導く光路には３枚のミラーが用いられ、検査すべき壜の側面の像をカメラに導く光路にはそれぞれ２枚ずつミラーが用いられている。このような検査装置では検査すべき容器の大きさなどに合わせてミラーの角度や位置を調整することがあるが、特許文献１の装置では７枚のミラーを使用するため、それらの調整に手間がかかる。特許文献２の装置も同様に、各検査ステーションの各容器の像が共通のカメラに導かれるように各ミラーの位置や角度を調整する必要があり、調整に手間がかかる。特許文献３の装置では、容器の像を１枚のミラーでカメラに導くため、光路選択の自由度が低い。また、各ミラーを撮影可能な高さにカメラを配置する必要があるため、装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置を小型化でき、かつミラーの調整作業の手間を軽減できる検査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】
【０００６】
本発明の第１の検査装置は、検査位置（Ｐ）にある被検査物（１００）の検査対象部（１０１）を撮像する撮像手段（２０）と、前記撮像手段により得られた画像に基づいてその被検査物の異常の有無を診断する診断手段（３０）と、を備えた検査装置（１）において、前記検査位置にある被検査物の検査対象部のうち前記撮像手段に向いている正面部分（Ｆ）が前記撮像手段に直接撮像されるように前記撮像手段と前記検査位置との間に空間（Ｓ）が設けられ、前記検査位置にある被検査物の検査対象部のうち前記正面部分の一部及び前記正面部分から外れた部分の両方を含む側面部分（Ｒ、Ｌ）が映るように前記空間を避けて設けられる第１ミラー（４１、４３）と、前記第１ミラーに映っている像が前記撮像手段にて撮像されるように前記空間を避けて設けられる第２ミラー（４２、４４）と、をさらに備え、前記診断手段は、前記撮像手段にて撮像された前記正面部分の画像及び前記側面部分の画像のそれぞれの大きさが同じになるようにこれらの画像のうちの少なくともいずれか一方の画像の大きさを補正する補正手段（３１）を備えることにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明の第１の検査装置によれば、被検査物の検査対象部のうち正面部分を撮像手段で直接撮像するので、使用するミラーの枚数を低減できる。そのため、ミラーの調整作業の手間を軽減できる。この場合、正面部分を撮像手段に導く光路と側面部分を撮像手段に導く光路の長さが異なるため得られる正面部分の画像と側面部分の画像とでは画像の大きさが異なるが、本発明の検査装置では補正手段でこれらの画像の大きさを合わせるので、光路の長さの違いが検査精度に与える影響を十分に抑えることができる。また、本発明の第１の検査装置では、被検査物の検査対象部のうち側面部分の像を第１ミラー及び第２ミラーにて撮像手段に導くので、１枚のミラーで像を導く場合と比較して光路選択の自由度を高めることができる。そのため、光路を適切に設定して装置を小型化することができる。
【０００８】
本発明の第２の検査装置は、所定の搬送経路に沿って容器（１００）を搬送する搬送手段（１０）と、前記搬送手段の側方に配置され、前記所定の搬送経路上に設定された検査位置（Ｐ）における容器の胴部（１０１）を撮像する撮像手段（２０）と、前記撮像手段により得られた画像に基づいてその容器の異常の有無を診断する診断手段（３０）と、を備えた検査装置（１）において、前記検査位置にある容器の胴部のうち検査対象物の前記撮像手段に向いている正面部分（Ｆ）が前記撮像手段に直接撮像されるように前記撮像手段と前記検査位置との間に空間（Ｓ）が設けられ、前記検査位置にある容器の胴部のうち前記正面部分からその容器の軸線回りに所定角度右方向へずれた右側面部分（Ｒ）が映るように前記空間を避けて設けられる第１右側ミラー（４１）と、前記第１右側ミラーに映っている像が前記撮像手段にて撮像されるように前記空間を避けて設けられる第２右側ミラー（４２）と、前記検査位置にある容器の胴部のうち前記正面部分からその容器の軸線回りに所定角度左方向へずれた左側面部分（Ｌ）が映るように前記空間を避けて設けられ、かつ前記空間を挟んで前記第１右側ミラーと対称に配置される第１左側ミラー（４３）と、前記第１左側ミラーに映っている像が前記撮像手段にて撮像されるように前記空間を避けて設けられ、かつ前記空間を挟んで前記第２右側ミラーと対称に配置される第２左側ミラー（４４）と、をさらに備え、前記診断手段は、前記撮像手段にて撮像された前記正面部分の画像、前記右側面部分の画像、及び前記左側面部分の画像のそれぞれの大きさが同じになるように各側面部分の画像及び前記正面部分の画像の少なくともいずれか一方の大きさを補正する補正手段（３１）を備えることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
本発明の第２の検査装置によれば、上述した第１の検査装置と同様に、被検査物の検査対象部のうち正面部分を撮像手段で直接撮像するので、使用するミラーの枚数を低減できる。そのため、ミラーの調整作業の手間を軽減できる。また、補正手段で、正面部分の画像の大きさと各側面部分の画像の大きさとを合わせるので、光路の長さの違いが検査精度に与える影響を十分に抑えることができる。また、本発明の第２の検査装置では、被検査物の検査対象部のうち各側面部分の像を２つのミラーで撮像手段に導くので、１枚のミラーで像を導く場合と比較して光路選択の自由度を高めることができる。そのため、光路を適切に設定して装置を小型化することができる。
【００１０】
本発明の第２の検査装置の一形態において、前記補正手段は、前記正面部分の画像が前記右側面部分の画像及び前記左側面部分の画像と同じ大きさになるように前記正面部分の画像を縮小してもよい。この場合、各側面部分の画像を補正する場合と比較して補正を行うべき画像の数を低減できる。そのため、画像の補正を行うことによる検査速度の低下を抑制できる。
【００１１】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明によれば、被検査物の検査対象部のうち正面部分を撮像手段で直接撮像するので、使用するミラーの枚数を低減できる。そのため、調整作業の手間を軽減できる。また、被検査物の検査対象部のうち側面部分の像を２枚のミラーによって撮像手段に導くので、光路選択の自由度を高めることができる。そのため、光路を適切に設定して装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一形態に係る検査装置を示す図である。図１の検査装置１は、被検査物としての壜１００の胴部１０１を撮像し、得られた画像に基づいて壜１００の外観の異常の有無を検査するものである。そのため、胴部１０１が本発明の検査対象部に相当する。検査装置１は、壜１００を所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段としての搬送コンベア１０と、所定の搬送経路上に設定された検査位置Ｐにおける壜１００の胴部１０１を撮像するように所定の搬送経路の側方に設けられた撮像手段としてのカメラ２０と、カメラ２０によって得られた画像に基づいて壜１００の異常の有無を診断する診断手段としての診断装置３０とを備えている。搬送コンベア１０は、胴部１０１を隠すことなく複数の壜１００を立てた状態で支持でき、これら複数の壜１００を一列に並べて搬送可能なコンベアであればよい。カメラ２０は、レンズ及び例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の半導体素子を利用したイメージセンサを備え、レンズの視野内に設定される撮影範囲の輝度分布に対応した画像信号を出力する周知のものである。カメラ２０として、例えばＣＣＤカメラが使用される。
【００１４】
診断装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を有し、カメラ２０の出力信号に対して所定の処理を実行するコンピュータユニットとしての演算処理部３１と、演算処理部３１に対してユーザが指示を入力するための入力部３２と、演算処理部３１が処理した検査結果及びカメラ２０にて撮影された画像等をユーザに提示するための出力部３３と、演算処理部３１にて実行すべきコンピュータプログラム等が記憶されている記憶手段としての記憶部３４とを備えている。診断装置３０の演算処理部３１、入力部３２、出力部３３及び記憶部３４は、例えばパーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータ機器を利用してこれらを構成することができる。この場合、入力部３２にはキーボード、マウス等の入力機器が設けられ、出力部３３にはモニタ装置が設けられる。プリンタ等の出力機器が出力部３３に追加されてもよい。記憶部３４には、ハードディスク記憶装置、あるいは記憶保持が可能な半導体記憶素子等の記憶装置が用いられる。
【００１５】
図１に示したように検査装置１は、壜１００の胴部１０１のうちカメラ２０に向いている正面部分Ｆ、壜１００の胴部１０１のうち正面部分Ｆから壜１００の軸線ＣＬ回りに所定角度右方向へずれた右側面部分Ｒ、及び壜１００の胴部１０１のうち正面部分Ｆから壜１００の軸線ＣＬ回りに所定角度左方向へずれた左側面部分Ｌのそれぞれの像をカメラ２０に導く光学系４０を備えている。正面部分Ｆに対する各側面部分Ｒ、Ｌの所定角度には、例えば２５°〜６０°の範囲内の角度が設定される。なお、図１では、所定角度として４５°が設定されている。図１に示したように右側面部分Ｒには、正面部分Ｆのうち図１の右側半分及び壜１００の胴部１０１のうち正面部分Ｆから外れた右側面が含まれる。また、左側面部分Ｌには、正面部分Ｆのうち図１の左側半分及び壜１００の胴部１０１のうち正面部分Ｆから外れた左側面が含まれる。光学系４０は、正面部分Ｆがカメラ２０に直接撮像されるように検査位置Ｐとカメラ２０との間に設けられる空間Ｓと、右側面部分Ｒが映り、かつ空間Ｓを避けるように配置された第１右側ミラー４１と、第１右側ミラー４１に映っている像がカメラ２０に撮像されるように空間Ｓを避けて配置される第２右側ミラー４２と、左側面部分Ｌが映り、かつ空間Ｓを避けるように配置された第１左側ミラー４３と、第１左側ミラー４３に映っている像がカメラ２０に撮像されるように空間Ｓを避けて配置される第２左側ミラー４４とを備えている。なお、第１右側ミラー４１、第２右側ミラー４２、第１左側ミラー４３、及び第２左側ミラー４４は、それぞれ位置や角度を調整可能なように設けられている。
【００１６】
図１に示したように空間Ｓは、壜１００の正面部分Ｆの像が欠けることなくカメラ２０の視野範囲Ａの中央に導かれるように設定される。第１右側ミラー４１は、カメラ２０の視野範囲Ａに最も近く、かつ壜１００の右側面部分Ｒが映るように位置及び角度が調整される。そして、第２右側ミラー４２は、第１右側ミラー４１に映っている像が欠けることなく映り、かつ全体がカメラ２０の視野範囲Ａ内に入るように設けられる。第１左側ミラー４３は、カメラ２０の視野範囲Ａに最も近く、かつ壜１００の左側面部分Ｌが映るように位置及び角度が調整される。そして、第２左側ミラー４４は、第１左側ミラー４３に映っている像が欠けることなく映り、かつ全体がカメラ２０の視野範囲Ａ内に入るように設けられる。図１に示したように第１右側ミラー４１と第１左側ミラー４３とは空間Ｓを挟んで対称に設けられる。同様に第２右側ミラー４２と第２左側ミラー４４も空間Ｓを挟んで対称に設けられる。
【００１７】
この光学系４０によれば、図１に示したように検査位置Ｐにある壜１００の正面部分Ｆの像はカメラ２０に直接導かれる。すなわち、正面部分Ｆは、ミラーを介さずに直接カメラ２０で撮像される。一方、右側面部分Ｒの像は、第１右側ミラー４１及び第２右側ミラー４２を介してカメラ２０に導かれ、左側面部分Ｌは、第１左側ミラー４３及び第２左側ミラー４４を介してカメラ２０に導かれる。そのため、図１に示したように正面部分Ｆとカメラ２０とを結ぶ光路Ｌ１は、各側面部分Ｌ、Ｒとカメラ２０とを結ぶ光路Ｌ２、Ｌ３と比較して短くなる。
【００１８】
図２は、カメラ２０で撮像された画像の一例を示している。上述したように光路Ｌ１は光路Ｌ２、Ｌ３と比較して短いため、正面部分Ｆの画像は右側面部分Ｒの画像及び左側面部分Ｌの画像よりも大きくなる。すなわち、正面部分Ｆの画像の壜１００の幅Ｗ２は、各側面部分Ｒ、Ｌの画像の壜１００の幅Ｗ１よりも大きく、正面部分Ｆの画像の壜１００の高さＨ２は、各側面部分Ｒ、Ｌの画像の壜１００の高さＨ１よりも大きい。
【００１９】
次に、検査装置１による壜１００の胴部１０１の検査方法について説明する。壜１００が搬送装置１０によって検査位置Ｐに搬送されるとカメラ２０によって図２に一例を示した画像が撮像される。この画像は、カメラ２０から診断装置３０に出力される。診断装置３０の演算処理部３１では、この画像に対して所定の補正処理を行う。上述したように、正面部分Ｆの画像は、各側面部分Ｒ、Ｌの画像と比較して大きい。そこで、演算処理部３１は、図３に一例を示したように正面部分Ｆの画像の大きさが各側面部分Ｒ、Ｌの画像の大きさと同じになるように正面部分Ｆの画像を縮小する補正を行う。画像の縮小は、例えば所定間隔毎に画像データを間引くことにより行う。この際の所定間隔は、カメラ２０の画素数に応じて適宜設定され、例えばカメラ２０の画素数が１５０万画素程度の場合は、画素を２０本に１本程度間引きする。これにより、図３に示したように正面部分Ｆ及び各側面部分Ｒ、Ｌの画像のそれぞれの壜１００の高さを同じ高さＨ１に補正でき、正面部分Ｆ及び各側面部分Ｒ、Ｌの画像のそれぞれの壜１００の幅を同じ幅Ｗ１に補正できる。このように画像の補正を行うことにより、演算処理部３１が本発明の補正手段として機能する。
【００２０】
その後、補正後の画像を出力部３３に出力するとともに、補正後の画像に基づいて壜１００の胴部１０１に傷や汚れがあるか否か診断する。診断方法としては、例えば傷や汚れが無い正常な壜１００を光学系４０を介してカメラ２０で撮像し、その後上述した補正を行った画像データを記憶部３４に記憶させておき、この記憶部３４に記憶させておいた画像データと今回の画像データとを比較して壜１００の異常の有無を診断する周知の診断方法が適用される。なお、診断方法はこの方法に限定されず、今回撮像した画像を２値化し、２値化後の画像データに基づいて診断する方法など容器の異常の有無を診断する周知の方法で診断すればよい。なお、１５０万画素程度のカメラ２０で撮像した場合、壜１００の傷や汚れは３画素以上に亘る。そのため、正面部分Ｆの画像を画素にして２０本に１本程度を間引いても、壜１００の傷や汚れの見逃しを確実に防止できる。壜１００に異常があると診断した場合、演算処理部３１は所定の異常対応処理を実行する。異常対応処理としては、例えば出力部３３に警告を出力する処理が行われる。また、検査位置Ｐよりも下流に壜１００を搬送経路から排除する排除装置が設けられている場合は、異常のある壜１００が搬送経路から除去されるように排除装置を動作させる処理が異常対応処理として行われる。
【００２１】
本発明の検査装置１によれば、壜１００の胴部１０１のうち正面部分Ｆをカメラ２０で直接撮像し、ミラーは各側面部分Ｒ、Ｌの像をカメラ２０に導く光路Ｌ２、Ｌ３にのみ使用する。そのため、ミラーの枚数を低減できる。これによりミラーの位置や角度を調整する調整作業の手間を軽減できる。図２に示したようにカメラ２０には正面部分Ｆが各側面部分Ｒ、Ｌよりも大きく撮像されるが、上述したようにこの大きさの違いは診断装置３０にて補正される。そのため、光路の長さの違いが検査精度に与える影響を十分に抑えることができる。また、検査装置１では、正面部分Ｆの画像に対して補正を行うため、補正すべき画像の数を低減できる。そのため、この補正による検査速度の低下を抑制できる。
【００２２】
また、本発明の検査装置１では、各側面部分Ｒ、Ｌの像を２枚のミラーでカメラ２０に導いているため、１枚のミラーで像をカメラに導く場合よりも光路選択の自由度を高めることができる。そのため、図１に示したようにカメラ２０の視野範囲Ａ内において壜１００が撮像されていない無駄な範囲を低減することができる。従って、検査装置１を小型化することができる。
【００２３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明の検査装置で検査される被検査物は壜などの容器に限定されない。本発明の検査装置では、互いに異なる方向から撮像し、これら複数の画像に基づいて異常の有無を診断する種々のものを検査してよい。
【００２４】
正面部分の画像の大きさと各側面部分の画像の大きさとを同じにする補正は、各側面部分の画像を拡大することにより行ってもよい。また、正面部分の画像を縮小するとともに各側面部分の画像を拡大してこれらの画像の大きさを同じ大きさに合わせてもよい。
【００２５】
壜の異常の有無の診断は、画像の大きさを合わせる補正を行う前の画像データに基づいて行ってもよい。この場合、例えば予め傷や汚れが無い正常な壜を光学系を介してカメラで撮像し、この画像データを診断装置の記憶部に記憶させておく。そして、この記憶部に記憶させておいた画像データと今回撮像した補正前の画像とを比較して壜の異常の有無を診断する。この場合、診断装置の出力部には画像の大きさを合わせた補正後の画像データを出力してもよいし、補正前の画像データを出力してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一形態に係る検査装置を示す図。
【図２】カメラで撮像された画像の一例を示す図。
【図３】補正後の画像データの一例を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１  検査装置
１０  搬送コンベア（搬送手段）
２０  カメラ（撮像手段）
３０  診断装置（診断手段）
３１  演算処理部（補正手段）
４１  第１右側ミラー
４２  第２右側ミラー
４３  第１左側ミラー
４４  第２左側ミラー
１００  壜（容器、被検査物）
１０１  胴部（検査対象部）
Ｐ  検査位置
Ｓ  空間
Ｆ  正面部分
Ｒ  右側面部分
Ｌ  左側面部分
【図１】
2009162524.tif 000003
【図２】
2009162524.tif 000004
【図３】
2009162524.tif 000005