JP5991463B2 - 検査装置 - Google Patents
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Description
このような検査装置として、空き缶の内部を検査する検査装置が知られており、この検査装置では、空き缶の各部の形状に応じてリング状の反射光が撮影されるため、この反射光の形成される位置にリング状のマスクを設定し、各マスクのそれぞれにおいて異なるしきい値を用いて異常部分の検出を行うようになっている(特許文献1)。
また他の検査装置として、ビンの口部を検査する検査装置が知られており、この検査装置では、照明手段によってビンの口部に2重のリング状の反射光を発生させ、当該2重のリング状の画像に対し、画像の中心から半径方向に向けて反射光が検出された画素の数を計測し、これをリング状の反射光全周に対して行い、計測した反射光の画素の数に応じて異常部分を検出するようになっている(特許文献2)。
その結果、上記特許文献1、2の検査装置では、上記一部が途切れてしまった反射光の部分を、異物や変形などの異常部分として判定することとなり、誤判定が生じる恐れがあった。
このような問題に鑑み、本発明は円弧状の反射光が撮影されても物品の良否を判定することが可能な検査装置を提供するものである。
上記物品は上記胴部に、上記照明手段によって該物品の内部に光が照射されると円弧状の反射光を反射させるリング状の凹凸部を有し、
上記判定手段は、上記処理画像における物品の中心を求めるとともに、当該処理画像から異常部分の可能性がある領域を認識し、
さらに1つの領域を構成する複数の画素について、それぞれ上記物品の中心までの距離を測定し、上記距離に所定範囲以上のばらつきが無い場合には、上記領域が上記円弧状の反射光であるとして当該領域が異常部分ではないと判定し、上記距離に所定範囲以上のばらつきがある場合には、上記領域が異常部分であると判定することを特徴としている。
上記容器1は有底円筒状を有しており、円筒状の胴部1aと、該胴部1aに隣接して形成された円形の底部1bとを備え、また上記胴部1aには内周面に突出するとともに無端状に形成したリング状の凹凸部1cが形成されている。
上記検査装置2は、上記容器1を搬送する搬送手段3と、上記容器1に光を照射する照明手段4と、上記容器1で反射した反射光を撮影する撮影手段5とを備えている。
また上記検査装置2は制御手段6によって制御され、またこの制御手段6には、上記撮影手段5が撮影した画像を2値化して複数の画素からなる処理画像へと変換する画像処理手段7と、上記処理画像から上記異常部分を検出する判定手段8とが備えられている。
上記ベルトコンベヤ12には、上記照明手段4および撮影手段5の上流側にセンサ14が設けられており、該センサ14が容器1を検出すると、その検出信号を上記制御手段6に送信するようになっている。
上記制御手段6は、上記センサ14がベルトコンベヤ12上を搬送された容器1を検出すると、上記エンコーダ13からのパルス信号に基づいてベルトコンベヤ12上の容器1の位置を認識するようになっている。
上記照明手段4および撮影手段5の照射タイミングおよび撮影タイミングは上記制御手段6によって制御され、上記センサ14によって容器1を認識した制御手段6は、容器1が照明手段4および撮影手段5の下方に位置すると、これらを作動させるようになっている。
上記撮影手段5は魚眼レンズを備えており、上記容器1の胴部1aの内周面および底部1bを撮影可能となっている。
本実施例では、まず容器1の中心が位置する中心座標Cを求める。上記撮影手段5が撮影した画像は例えば500万の画素からなるデジタル画像となっており、上記画像処理手段7は、この撮影された画像を構成する各画素を容器1の外縁を判別するためのしきい値に基づいて2値化した白黒の処理画像へと変換し、この処理画像で求められる容器1の外縁から、容器1の中心座標Cを算出する。
続いて、上記画像処理手段7は、撮影された画像を異常部分を検出するためのしきい値に基づいて2値化した白黒の処理画像Gへと変換する(図2(a))。
なお図2では、説明のため反射光の検出された画素と反射光の検出されない画素との境界を滑らかに記載し、また反射光の検出されていない画素の黒色を省略している。
そして、上記反射光を示す白色の画素は、それぞれその面積に応じてそれぞれ複数の画素からなる領域を形成しており、図2(a)に示す処理画像Gには、無端状の円弧形状からなるリング状の反射光を示す第1領域A1と、一部が途切れた円弧状の反射光を示す第2領域A2と、略台形状の反射光を示す第3領域A3とが示されており、これら第1〜第3領域A1〜A3が異常部分の可能性がある領域となる。
本実施例における第1領域A1は、上記胴部1aの上端部に形成されたリング状の開口部で反射したリング状の反射光を示しているが、第2領域A2は上記胴部1aに形成されたリング状の凹凸部1cで反射した反射光を示すものの、一部が途切れた円弧状の反射光となっている。
これは、例えば容器1が上記ベルトコンベヤ12における搬送方向に対して直交する方向にずれて載置されていた場合や上記ベルトコンベヤの振動によって撮影時にわずかに傾いた場合など、撮影手段5の中心と容器1の中心とが一致しない場合に、上記凹凸部1cで反射した反射光の一部が胴部1aによって阻止され、反射光の全てが撮影手段5に入射せず、図2(a)に示すような円弧状の反射光となって撮影されたものである。
一方、これら第1、第2領域A1、A2は、それぞれ円筒状や円形などの容器1自体が有する形状に基づいて形成された反射光であり、これらは容器1の中心を中心とするリング状または円弧状の領域を形成している。
そして上記第3領域A3は、ここでは例えば胴部1aの内周面に付着した塗料片などの異常部分で反射した反射光であり、このような異常部分は容器1の形状に基づくものではないことから、容器1の中心を中心とする円弧状の領域を形成しないこととなる。
続いて、判定手段8は、第1〜第3領域A1〜A3の各領域で求めた複数の距離Lについて、所定範囲以上のばらつきがあるか否かを判定する。
リング状または円弧状の反射光によって形成される第1、第2領域A1、A2は容器1の中心座標Cから各領域の外縁に位置する複数の画素の座標までの距離Lは略一定となるため、当該距離Lにほとんどばらつきは発生しないこととなる。したがって、判定手段8は第1領域A1および第2領域A2は異常部分ではないと判定する。
一方、略台形状の反射光によって形成される第3領域A3は、容器1の中心座標Cと第3領域A3の外縁に位置する複数の画素との距離Lを比較すると、所定範囲以上のばらつきが発生するため、判定手段8は当該第3領域A3は異常部分であると判定する。
上記ばらつきの具体的な算出方法として、判定手段8は各領域において測定した中心座標Cから外縁の画素までの距離Lの全てから上記距離Lの平均を算出し、さらに各距離Lと算出した平均距離Lの差を2乗して、上記距離Lについての標準偏差を算出する。
そして、算出した標準偏差が予め設定した値よりも小さい、第1、第2領域A1、A2については、判定手段8は上記距離Lのばらつきが小さいものとして、その領域が円弧状の反射光を示す領域であるとして異常部分には該当しないと判定し、上記値よりも大きい第3領域A3については、上記距離Lのばらつきが大きいものとして、その領域が異常部分での反射光を示す領域であると判定する。
そして上記第3領域A3のような異常部分での反射光を示す領域が検出されると、判定手段8は当該容器1を不良と判定し、ベルトコンベヤ12の下流側でリジェクト等の処理を行うようになっている。
なお、上記実施例では容器1の中心座標Cから第1〜第3領域A1〜A3の各領域を構成する複数の画素のうち、各領域の外縁に位置する画素までの距離を測定しているが、各領域を構成する全ての画素について距離を測定しても良いし、各領域を構成する任意の数の画素について距離を測定するようにしても良く、異常部分の可能性のある1つの領域を構成する複数の画素について中心座標Cまでの距離を測定するのであれば、どのような形態でも良い。
また簡易的な方法としては、各領域における外縁の画素から中心座標Cまでの距離のうち、最も短い距離Lと最も長い距離Lとの差を算出して、当該差の大小によって当該領域が異常部分での反射光の領域か否かを判定することも可能である。
その際、反射光が完全なリング状ではない、一部が途切れた円弧状の反射光であったとしても、これを容器1の形状に基づく反射光であると認識できることから、容器1の形状に基づく反射光がリング状となるように、上記搬送手段3による容器1と撮影手段5および照明手段4との位置あわせを精密に行う必要がなくなる。
また図3は、第1実施例における図2(b)の手順に該当し、上記画像処理手段7がバイアルの口部21の中心座標Cを求めた後、バイアルの口部21の表面で反射した反射光に基づく処理画像を生成し、その後判定手段8が所定面積以下の領域の有無を判定した後の状態を示している。
ここで、バイアルの口部21で反射した反射光は、当該バイアルの開口部が形成された内側の縁部および外側の縁部で反射して、2重のリング状の反射光となって撮影手段5に撮影されるようになっている。また口部21に欠けなどの異常部分が有る場合には、この異常部分も反射光となって撮影されることとなる。
図3では、上述した内側の縁部で反射したリング状の反射光を第4領域A4、外側の縁部で反射したリング状の反射光と上記異常部分の反射光とが重複している反射光を第5領域A5とする。
なお図5は、上記異常部分を拡大表示するため、処理画像の一部を省略した図となっている。
そして各領域において、それぞれ上記中心座標Cから外縁の画素までの距離Lのばらつきを標準偏差によって算出し、この標準偏差に基づいて、各領域がバイアルの有する形状に基づく円弧状の反射光であるのか、異常部分での反射光であるのかを判定する。
まず第4領域A4については、その内側の縁部と外側の縁部がそれぞれ中心座標Cからの距離Lが略一定であるため、判定手段8はこの第4領域A4をバイアルの有する形状に基づく円弧状の反射光が連続したリング状の反射光として認識する。
一方第5領域A5については、上記異常部分において中心座標Cからの距離Lにばらつきが存在するため、標準偏差が所定の値を超えるようになっており、このため判定手段8は、この第5領域A5を異常部分の反射光として認識するようになっている。
なお、本実施例においても、上記第4領域A4または第5領域A5における口部21の外縁で反射した反射光を示す部分については、第1実施例同様、一部が途切れた円弧状の反射光を示すものであっても、これをバイアルの有する形状に基づくものであるとして判定することが可能である。
1c 凹凸部 2 検査装置
4 照明手段 5 撮影手段
6 制御手段 7 画像処理手段
8 判定手段 A1〜A5 第1〜第5領域
C 中心座標 L 距離
Claims (2)
- 有底円筒状の胴部を有する物品の内部に光を照射する照明手段と、上記物品の内部を撮影する撮影手段と、該撮影手段が撮影した画像を2値化して複数の画素からなる処理画像へと変換する画像処理手段と、上記処理画像から異物や変形などの異常部分を検出する判定手段とを備えた検査装置において、
上記物品は上記胴部に、上記照明手段によって該物品の内部に光が照射されると円弧状の反射光を反射させるリング状の凹凸部を有し、
上記判定手段は、上記処理画像における物品の中心を求めるとともに、当該処理画像から異常部分の可能性がある領域を認識し、
さらに1つの領域を構成する複数の画素について、それぞれ上記物品の中心までの距離を測定し、上記距離に所定範囲以上のばらつきが無い場合には、上記領域が上記円弧状の反射光であるとして当該領域が異常部分ではないと判定し、上記距離に所定範囲以上のばらつきがある場合には、上記領域が異常部分であると判定することを特徴とする検査装置。 - 上記判定手段は、上記物品の中心から上記領域を構成する画素までの距離のばらつきを、標準偏差によって求めることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
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