特許 5959430 ボトルキャップの外観検査装置及び外観検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959430

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】ボトルキャップの外観検査装置及び外観検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/90 20060101AFI20160719BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/90 A

   G01N21/84 E

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-278805(P2012-278805)

(22)【出願日】2012年12月21日

(65)【公開番号】特開2014-122825(P2014-122825A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2015年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001096

【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】596126465

【氏名又は名称】アサヒ飲料株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115934

【弁理士】

【氏名又は名称】中塚 雅也

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 圭

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 裕之

(72)【発明者】

【氏名】大脇 孝文

(72)【発明者】

【氏名】高津 勝志

【審査官】 横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−３０７３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３３２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４２１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５９３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６６１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０６８６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３９９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１０１１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１３４２７８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２００８４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内面に環状の凹凸を有するキャップの内面に向けて斜め上方から拡散光を照射可能な第１光源部と、
前記キャップの内面に向けて上方から平行光を照射可能な第２光源部と、
前記第２光源部の光軸に対して同軸に設けられ、前記キャップの内面を前記第１光源部からの光による第１画像及び第２光源部からの光による第２画像をそれぞれ区別して撮像可能なエリアカメラと、
前記エリアカメラにより撮像された第１画像及び第２画像に基づいて、前記キャップの内面の凹凸の境界位置を判定する判定部を備えることを特徴とする、キャップの外観検査装置。

【請求項2】

前記第１光源部と第２光源部は照射する光の波長が異なり、
前記エリアカメラは、それぞれ照射された波長の光を透過するフィルタが設けられているピクセルをアクティブとすることにより、前記第１画像及び第２画像を区別することを特徴とする、請求項１に記載のキャップの外観検査装置。

【請求項3】

前記第１光源部と第２光源部は光を間欠的に照射し、
前記エリアカメラは、前記第１光源部と第２光源部からそれぞれ照射された光の発光タイミングと撮像タイミングとを同期することにより、前記第１画像及び第２画像を区別することを特徴とする、請求項１に記載のキャップの外観検査装置。

【請求項4】

前記第１光源部と第２光源部は、透明発光パネルで構成され、互いに積層した状態に設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のキャップの外観検査装置。

【請求項5】

前記第２光源部は、発光パネルの発光面に設けられた平行光フィルタを有することを特徴とする、請求項４に記載のキャップの外観検査装置。

【請求項6】

前記判定部は、傾斜面の境界位置を第１画像により、水平面の境界位置を第２画像により判定することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載のキャップの外観検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペットボトルやアルミボトルなどのボトルの開口部分にネジ式に取り付けられるボトルキャップの欠陥を検査するための外観検査装置及び外観検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、検査対象物に存在する製造精度や欠陥の有無を検査するために、検査対象物の特定領域を撮像し、この撮像画像に基づいて画像処理により判断する手法が行われている。この検査手法は、多種にわたる物品に用いられており、ペットボトルなどに用いられる樹脂キャップの外観検査にもこの方法が用いられている。

【0003】

特許文献１(特開２００８−２９８７９９号公報)は、回転するキャップの側方から照明をする面状の第１投光部と、第１投光部の反対側からキャップの側面を撮像するＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラ側の斜上方からキャップの内面に照明をするスポット状の第２投光部とからなることを特徴とするキャップの照明撮像装置を開示する。

【0004】

この装置では、キャップを挟み対向して配置された第１の投光部とＣＣＤカメラによってキャップのシルエットを撮像し、第２の投光部によってカメラ側の斜上方からキャップ内面に照明をするので、ブリッジ切れがカメラ側にきたときキャップ内面からの反射光がカメラに入射する。このため、ブリッジ切れはシルエットの内に明るい部分となり確実に検出できる（特許文献１段落０００７参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２９８７９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に開示された検査装置は、キャップを回転させながら撮像する構成であり、回転台の回転中心にキャップの中心を一致させることは困難であり、位置合わせを高精度に行うことができない。その結果、高精度の欠陥判定ができなくなるという問題があった。

【0007】

また、上記の通り、ブリッジ切れについては、検出することができるものの、キャップ内周についての検査は依然として不十分であった。すなわち、特許文献１に開示された検査装置は、斜め方向からキャップの外周面を撮像する構成であり、キャップの内周面については撮像することは光学的に困難である。

【0008】

また、例えば、ＣＣＤカメラのレンズとして、魚眼レンズなどの撮影画角の広いレンズ、を用いることで、キャップの内側を撮像することは理論上可能ではあるが、画像の収差が大きくなり、画像検査用、特に寸法測定に用いることは実質的に不可能である。

【0009】

また、キャップの内周面について撮像して、画像検査を行った場合でも、白色のキャップ内面については、明るさの差が殆どないので画像検査が困難であるという問題があった。一般には、ペットボトル用のキャップには、ボトルの開口部を内外から挟むように配置された２つのリング状の突状が設けられており、これらは開口部から内容物を密閉するために必要な構成となっている。しかし、これらの寸法精度が悪いと、液漏れやキャップが閉じられないなどの問題が生じるため、これらの寸法検査は特に重要であるが、現状では上記理由から画像検査は困難であり、キャップをいくつかサンプリングし、このサンプルのキャップを切断してノギスで寸法測定する方法がとられている。

【0010】

しかし、この方法では全数検査は不可能であり、また、検査の手間が非常に煩雑であるという問題があった。

【0011】

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、キャップの内面を高精度で測定することができる、キャップの外観検査装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のキャップの外観検査装置を提供する。

【0013】

本発明の第１態様によれば、
内面に環状の凹凸を有するキャップの内面に向けて斜め上方から拡散光を照射可能な第１光源部と、
前記キャップの内面に向けて上方から平行光を照射可能な第２光源部と、
前記第２光源部の光軸に対して同軸に設けられ、前記キャップの内面を前記第１光源部からの光による第１画像及び第２光源部からの光による第２画像をそれぞれ区別して撮像可能なエリアカメラと、
前記エリアカメラにより撮像された第１画像及び第２画像に基づいて、前記キャップの内面の凹凸の境界位置を判定する判定部を備えることを特徴とする、キャップの外観検査装置を提供する。

【0014】

本発明の第２態様によれば、前記第１光源部と第２光源部は照射する光の波長が異なり、
前記エリアカメラは、それぞれ照射された波長の光を透過するフィルタが設けられているピクセルをアクティブとすることにより、前記第１画像及び第２画像を区別することを特徴とする、第１態様のキャップの外観検査装置を提供する。

【0015】

本発明の第３態様によれば、前記第１光源部と第２光源部は光を間欠的に照射し、
前記エリアカメラは、前記第１光源部と第２光源部からそれぞれ照射された光の発光タイミングと撮像タイミングとを同期することにより、前記第１画像及び第２画像を区別することを特徴とする、第１態様のキャップの外観検査装置を提供する。

【0016】

本発明の第４態様によれば、前記第１光源部と第２光源部は、透明発光パネルで構成され、互いに積層した状態に設けられていることを特徴とする、第１から第３態様のいずれかのキャップの外観検査装置を提供する。

【0017】

本発明の第５態様によれば、前記第２光源部は、発光パネルの発光面に設けられた平行光フィルタを有することを特徴とする、第４態様のキャップの外観検査装置を提供する。

【0018】

本発明の第６態様によれば、前記判定部は、傾斜面の境界位置を第１画像により、水平面の境界位置を第２画像により判定することを特徴とする、第１から第５態様のいずれか１つのキャップの外観検査装置を提供する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ボトルの開口に取り付けて使用される樹脂製又は金属製のキャップ部の内面に設けられた環状の凹凸表面の角度に応じて、平行光及び拡散光により明るく照射されて撮像される領域が異なる。このため、拡散光及び平行光の２つの光に対応して、キャップ内面の凹凸の写り込みが異なる２つの画像を得ることができる。すなわち、拡散光である第１光源部からの光によって撮影された第１画像は、内面の凹凸に多方向からの光が照射されるため、斜め方向の面が明るく撮像された画像とすることができる。一方、エリアカメラと同軸に設けられた第２光源部からの平行光によって撮影された第２画像は、キャップ内部の凹凸の間に存在するキャップ天面に対して法線方向から光が照射されるため、凹凸の部分は陰になる一方天面が鮮明に写り込んだ画像とすることができる。したがって、これらの特徴ある２つの画像を用いることにより、キャップ内面の凹凸の境界位置の判定を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態にかかるキャップの外観検査装置の被検査物であるキャップの概略構成を示す断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態にかかるキャップの外観検査装置の構成を示す模式図である。

【図3】図２の外観検査装置の第１照明装置から照射された光路の例を示す図である。

【図4】第１照明装置を用いた第１画像の例を示す図である。

【図5】図２の外観検査装置の第２照明装置から照射された光路の例を示す図である。

【図6】第２照明装置を用いた第２画像の例を示す図である。

【図7】外観検査装置の画像判定部の機能ブロック図である。

【図8】画像判定部が行う欠陥判定処理のフローチャートである。

【図9】本実施形態により撮像されたキャップ内面の検査画像例であり、第１及び第２画像を同時に出力した画像である。

【図10】キャップ外径のエッジ走査の走査例を示す説明図である。

【図11】他項目のエッジ走査の例として外側リングの外径についてのエッジ走査の走査例を示す説明図である。

【図12】他項目のエッジ走査の例としてネジ山の内径についてのエッジ走査の走査例を示す説明図である。

【図13】本発明の第２実施形態にかかるキャップの外観検査装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の各実施形態にかかるキャップの外観検査装置の概略構成について図面を参照しながら説明する。

【0022】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるキャップの外観検査装置１は、一例としてのペットボトルの飲み口部分に付される樹脂製のキャップ内面に設けられた凹凸の寸法を測定し、製造誤差などによる不良品であるかどうかをカメラ２によって撮像された画像を用いて判定を行うものである。本実施形態の外観検査装置１において検査可能なキャップは、樹脂製のキャップに限らず、アルミニウムなどで構成されたボトル用キャップであってもよい。一般に樹脂製キャップは口径が２８ｍｍのものが用いられ、アルミニウム製のキャップは口径が３８ｍｍのものが用いられる。

【0023】

図１は、本実施形態にかかるキャップの外観検査装置の被検査物であるキャップの概略構成を示す断面図である。図１に示すように、ペットボトル用の樹脂キャップ１００は、天面１０１と側面１０２とを有している。側面１０２にはボトルの開口周囲に設けられるネジと螺合するネジ山１０３が設けられており、天面１０１には、ボトル内容物の漏出防止のために、内側リング１０４、外側リング１０５が突設されている。内側リング１０４、外側リング１０５は、ペットボトルの開口部がこの間の領域１０６に挟まるように配置されることによって、漏出防止されるものであるから、内側リング１０４の外径寸法及び外側リング１０５の内径寸法に求められる精度は非常に高いものとなっている。

【0024】

図２は、本発明の第１実施形態にかかる外観検査装置の構成を示す模式図である。本実施形態にかかる外観検査装置１では、キャップ１００の上方に本発明の第１光源部及び第２光源部の一例としての２つの照明装置３，４が設けられている。

【0025】

また外観検査装置１には、それぞれ第１照明装置３，第２照明装置４から照射された光を用いて検査対象であるキャップ１００を撮像するカメラ２が設けられている。カメラ２はキャップ１００の上方からキャップ１００の内面に照射されて反射した光を撮影する。

【0026】

カメラ２によって撮像された画像は、画像判定部５に出力され当該画像に基づいて、キャップの寸法精度が判別される。画像判定部５は、例えば、汎用のコンピュータを使用可能であり、本実施形態では、これらの機能を発揮するドライバプログラム及び画像解析プログラムがインストールされたコンピュータが用いられている。

【0027】

本実施形態にかかる外観検査装置１では、キャップ１００はコンベアベルト６により搬送され、所定の撮像位置に位置決めされる。

【0028】

カメラ２は、検査対象であるキャップ１００の上部に設けられたエリアカメラであり、その光軸がキャップ１００の天面１０２に対して法線方向となるように配置されている。カメラ２には、それぞれのピクセルに例えばＲＧＢフィルタなどのフィルタが設けられたカラーＣＣＤが搭載されている。カメラ２は、特定の波長の光を透過するフィルタが設けられているピクセルのみをアクティブとすることにより、当該特定の光により照射されたキャップ１００の画像を撮像することができる。

【0029】

カメラ２には、レンズ２ａが設けられており、画角を小さくしてカメラの光軸方向に沿った方向の反射光を主に受光し、この方向から入射される光により撮像されるように構成されている。

【0030】

第１照明装置３は、キャップ１００の上方に設けられカメラの光軸に対して特定の波長の光を拡散光として発光する面光源である。本実施形態では、第１照明装置３は、おおむね４５０〜４９０ｎｍの青色光を発光する面光源であり、透明発光パネルが用いられている。第１照明装置３は、発光面全体から拡散光を発光する。

【0031】

第２照明装置４は、第１照明装置３の上方に積層した状態に設けられ、カメラの光軸と同軸に特定の波長の光を発光する面光源である。本実施形態では、第２照明装置４は、おおむね６２０〜７５０ｎｍの赤色光を発光する面光源が用いられる。

【0032】

第２照明装置４の発光面には、平行光を発光させるために、たとえば平行光フィルタを設けることができる。平行光フィルタは、例えば、中空のハニカム構造体を内包させたシート状のフィルタであり、ハニカム構造体の中空方向に沿った方向に射出された光のみが透過することができるため、照射された光を平行光とすることができる。この構成を取ることにより、コンパクトな構成で平行光を得ることができる。

【0033】

各照明装置３，４から照射されるそれぞれ異なる波長を有する光は、カメラ２によって判別され、これらの光で照射されたキャップ１００の画像がそれぞれ撮像される。すなわち、カメラ２は、それぞれの照明装置３，４により照射された２種類のキャップ１００の画像（第１画像、第２画像）を出力することができる。

【0034】

第１画像及び第２画像は、１つのカメラで撮像された画像であるため、撮影位置、画角、焦点距離などを等しくする画像であり、画像中の各画素はそれぞれ被写体であるキャップ１００の同じ位置を撮像している。このため、後述する画像解析において、両画像の比較を行なう場合には、各画素の座標に基づいて処理を行うことで容易に両画像間の対応を取ることができる。

【0035】

図３に、本実施形態にかかる外観検査装置の第１照明装置から照射された光路を示す。図３に示すように、第１照明装置３は、ある任意の発光面から、あらゆる方向に対して同じ照度を有する拡散光を照射する発光装置である。すなわち、当該第１照明装置３によって照射されたキャップ１００内面の任意の点には、あらゆる方向の光路を通って光が照射され、カメラの光軸方向に反射した光Ｌ１がカメラに入射する。なお、キャップ１０１の内面は、鏡面には構成されていないため入射光の大部分は正反射するが、一部は拡散反射する。

【0036】

よって、第１照明装置３によって撮像された画像には、天面１０１などの水平面に加えて斜め方向の傾きを持つ傾斜面も明るく撮像され、全体としての内側リング１０４、外側リング１０５などの境界が判別しにくい画像となる。

【0037】

図４に第１照明装置を用いた第１画像の例を示す。図４に示すように、第１画像では、全体が明るく撮像されているため、天面１０１に設けられた凹凸（内側リング１０４、外側リング１０５）の陰影も薄く撮像されている。一方で、凹凸部の陰影が明確ではないため、その凹凸部の境界や輪郭もはっきりせず、濃淡の差が顕著に表れていない。なお、内側リング１０４と外側リング１０５の間の領域１０６については、照射光が到達しにくく若干暗く撮像される。

【0038】

図５に本実施形態にかかる外観検査装置の第２照明装置４から照射された光路の例を示す。図５に示すように、第２発光装置４の発光面からは、キャップ１００の天面１０１の法線方向に平行光が発光される。すなわち、当該第２照明装置４によって照射されたキャップ１００の天面１０１の任意の点には、光路Ｌ２に示すように発光面に対して直角な方向の光のみが照射され、天面１０１のうち、水平方向の面によって反射された光がカメラに入射し、斜め方向の面によって反射された光はカメラに到達しない。このため、第２照明装置４によって照射された天面１０１には、凹凸（内側リング１０４、外側リング１０５）部の境界部分の陰影がはっきりと撮像される。

【0039】

図６に第２照明装置を用いた第２画像の例を示す。図６に示すように、天面１０１の凹凸部分である傾斜面については陰影が薄く撮像されている一方で、凹凸のない水平面の部分については陰影がはっきりと撮像されている。すなわち、傾斜面と水平面との陰影の濃淡の差が顕著に表れ、内側リング１０４、外側リング１０５などの境界部分が判別しやすい。

【0040】

次に、画像判定部５による画像解析によるキャップ１００の寸法計測ついて説明する。図７は、外観検査装置の画像判定部の機能ブロック図である。図８は、画像判定部が行う欠陥判定処理のフローチャートである。図９は、外観検査装置により撮像されたキャップ内面の検査画像例であり、第１及び第２画像を同時に出力した画像である。当該画像は、キャップ１００の内面の傾斜角度に応じて、すなわち、傾斜面及び水平面により、第１照明装置及び第２照明装置から照射された特定波長の光が同心円状に配置され、水平面と傾斜面との境界が画像認識できる程度に識別される。なお、図９においては、第１照明装置から照射された光により明るく撮像される領域には、格子状のハッチングを付して図面上領域を模式的に識別する。

【0041】

本実施形態にかかる外観検査装置は、キャップ１００の撮像画像に基づいて、キャップ１００の外径１０７、ネジ山１０３の内径１０８、外側リング１０５の外径１０９、外側リング１０５の内径１１０、内側リング１０４の外径１１１の５項目の寸法を測定する。

【0042】

本発明の判定部の一例としての画像判定部５は、エッジ特定部１０、エッジ走査部１１、近似円作成部１２、寸法測定部１３、欠陥判定部１４とを備え、さらに、標準データ１５を備えている。画像判定部５は、カメラ２により撮像された２種類の第１画像及び第２画像を用いて検査エリア内の輝度値の変化量に基づいて両画像中の各測定項目のエッジ特定を行い、特定されたエッジから近似円を作成することで、各測定項目の寸法及び真円度を演算する。

【0043】

まず、画像判定部５のエッジ特定部１０は、各測定項目の測定項目についてエッジ（境界）を検出する（＃１）。エッジの検出は、径方向に隣り合う画素の色差により行う。一例としては、図９に示すように、ネジ山１０３の内径１０８、外側リング１０５の外径１０９、内側リング１０４の外径１１１の各境界については、第１画像によりエッジを特定し、キャップ１００の外径１０７、外側リング１０５の内径１１０の各境界については、第２画像によりエッジを特定する。なお、このエッジの検出は、後述するエッジ走査時に同時に行ってもよい。

【0044】

各測定項目のエッジが特定されると、エッジ走査部１１は、キャップ１００の外径１０７について、エッジ走査を行う（＃２）。図１０は、キャップ外径のエッジ走査の走査例を示す説明図である。エッジ走査は、予め標準データ１５内に設けられている位置補正用仮想円１１２を検査画像中に配置し、当該仮想円１１２から内周に向かってエッジ走査を行い、隣り合う画素の色差に基づいて、エッジ点１１３を求める。エッジ点はキャップの全周方向、すなわち３６０度分求める。

【0045】

エッジ点１１３が求まると、近似円作成部１２は、エッジ点１１３の座標情報に基づいて円近似の計算を行い、近似円１１４の中心点と半径を算出する（＃３）。

【0046】

キャップ１００の外径１０７について、近似円１１４が求まると、エッジ走査部１１は、他の測定項目についてエッジ走査を行なう（＃４）。図１１は、他項目のエッジ走査の例として外側リング１０５の外径１０９についてのエッジ走査の走査例を示す説明図である。

【0047】

他項目のエッジ走査は、上記の処理により求められたキャップ外径１０７の近似円１１４から内周に向かってエッジ走査を行い、隣り合う画素の色差に基づいて、エッジ点１１５を求める。エッジ点はキャップの全周方向、すなわち３６０度分求める。

【0048】

図１２は、他項目のエッジ走査の例としてネジ山１０３の内径１０８についてのエッジ走査の走査例を示す説明図である。ネジ山１０３は、図に示すように、キャップ１００の側壁１０２の全周にわたって設けられているものではないため、エッジ走査を全周方向にわたって行うことができないため、下記の処理を行う。

【0049】

エッジ走査部１１は、ネジ山１０３の部分について、第１画像を参照してネジ山の切り取りネジ部分１０３ａの領域を特定する。特定された領域１０３ａは、図１２に示すようにキャップの周方向に非連続に配置されており、これらの領域１０３ごとに独立して重心位置１１９を演算する。

【0050】

次いで、この重心位置から左右方向に特定幅の領域のみについて、エッジ走査を行う。なお、この特定幅は、撮像された画像に基づいてネジ山１０３の部分のみを領域抽出して特定幅を決定してもよいし、予め格納されている標準データ１５を参照して領域特定を行ってもよい。

【0051】

上記のようにして求められた図１２に示す特定領域１２０については、他項目と同様にキャップ外径１０７の近似円１１４から内周に向かってエッジ走査を行い、隣り合う画素の色差に基づいて、エッジ点１１７を求める。一方、この領域から外れている部分１２１については、エッジ走査を行なわず、エッジ点の演算を行わない。

【0052】

エッジ点１１５、１１７が求まると、近似円作成部１２は、エッジ点１１５、１１７の座標情報に基づいて円近似の計算を行い（＃５）、各測定項目について近似円１１６、１１８の中心点と半径を算出する（＃６）。

【0053】

寸法測定部１３は、上記の処理により求まった各測定項目（１０７〜１１１）の５項目について、近似円の中心点と半径を求め、この座標値に基づいて測定寸法を演算する。なお、各エッジ点の座標値から真円度を求めることも可能である。

【0054】

上記寸法が決定した後、欠陥判定部１４は、各測定寸法を標準データ１５と比較し、測定したキャップが正常品か欠陥品かを判定する（＃７）。

【0055】

本実施形態によれば、２つの照明装置を用い、異なる光路を通ってカメラに到達した光を識別して撮影することにより、各光路の光に特有の画像を撮像することができる。撮像された画像は、陰影の撮影状態が異なるため、キャップ１００の内面に設けられた凹凸の寸法判定において、２つの画像を使い分けることにより高精度にエッジの特定を行うことができる。

【0056】

また、２種類の画像を１つのカメラで同時に撮像することができるため、検査時間を短くすることができる。

【0057】

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態にかかるキャップの外観検査装置について説明する。第２実施形態にかかるキャップの外観検査装置３１は、第１実施形態にかかるキャップの外観検査装置１と共通する構成を有しており、主として異なる構成を中心に説明を進める。

【0058】

図１３は、第２実施形態にかかる外観検査装置の構成を示す模式図である。本実施形態にかかる外観検査装置３１では、キャップ１００の上方に２つの照明装置３３，３４が設けられている。

【0059】

第１照明装置３３は、キャップ１００の上方に設けられカメラの光軸に対して拡散光を照射する面光源である。また、第２照明装置３４は、第１照明装置３３の上方に積層した状態に設けられ、カメラの光軸と同軸に光を照射する面光源である。本実施形態では、第１照明装置３３及び第２照明装置３４からは共に白色光が発光されるが、特定の波長の単色光であってもよい。また、第１照明装置３３及び第２照明装置３４から発光される光の波長は異なっていてもよい。

【0060】

第１照明装置３３及び第２照明装置３４は、それぞれ間欠的に点灯するように発光のタイミングが制御されている。これらの発光のタイミング制御は、制御部３６により行われており、任意のタイミングでそれぞれ第１照明装置３３及び第２照明装置３４から光が照射される。

【0061】

また外観検査装置３１には、それぞれ第１照明装置３３，第２照明装置３４から照射された光を用いて検査対象であるキャップ１００を撮像するカメラ３２が設けられている。カメラ３２は、検査対象であるキャップ１００の上部に設けられたエリアカメラであり、その光軸がキャップ１００の天面１０２に対して法線方向となるように配置され、キャップ１００の上方からキャップ１００の内面に照射されて反射した光を撮影する。

【0062】

カメラ３２には、レンズ３２ａが設けられており、画角を小さくしてカメラの光軸方向に沿った方向の反射光を主に受光し、この方向から入射される光により撮像されるように構成されている。

【0063】

カメラ３２の撮像のタイミングは、制御部３６により制御されており、上記の第１照明装置３３及び第２照明装置３４の発光のタイミング制御と同期されている。

【0064】

すなわち、第１照明装置３３が発光しているタイミングで撮像された場合は、第１照明装置３３からの光で照射されたキャップ１００の画像が撮像され、第２照明装置３４が発光しているタイミングで撮像された場合は、第２照明装置３４からの光で照射されたキャップ１００の画像が撮像される。このようにしてカメラ３２は、それぞれの照明装置３３，３４により照射された２種類のキャップ１００の画像（第１画像、第２画像）を出力することができる。

【0065】

第１画像及び第２画像は、１つのカメラで撮像された画像であるため、撮影位置、画角、焦点距離などを等しくする画像であり、画像中の各画素はそれぞれ被写体であるキャップ１００の同じ位置を撮像している。このため、後述する画像解析において、両画像の比較を行なう場合には、各画素の座標に基づいて処理を行うことで容易に両画像間の対応を取ることができる。

【0066】

カメラ３２によって撮像された画像は、画像判定部３５に出力され当該画像に基づいて、キャップの寸法精度が判別される画像判定部３５は、例えば、汎用のコンピュータを使用可能であり、本実施形態では、これらの機能を発揮するドライバプログラム及び画像解析プログラムがインストールされたコンピュータが用いられている。

【0067】

本実施形態において、第１照明装置３３によって撮像された画像には、天面１０１などの水平面に加えて斜め方向の傾きを持つ傾斜面も明るく撮像され、全体としての内側リング１０４、外側リング１０５などの境界が判別しにくい画像となる。

【0068】

一方、第２照明装置３４を用いた第２画像では、天面１０１の凹凸部分である傾斜面については陰影が薄く撮像されている一方で、凹凸のない水平面の部分については陰影がはっきりと撮像されている。すなわち、傾斜面と水平面との陰影の濃淡の差が顕著に表れ、内側リング１０４、外側リング１０５などの境界部分が判別しやすい。

【0069】

したがって、第１実施形態と同様に、画像判定部３５により、カメラ３２により撮像された２種類の第１画像及び第２画像を用いて検査エリア内の輝度値の変化量に基づいて両画像中の各測定項目のエッジ特定を行い、特定されたエッジから近似円を作成することで、各測定項目の寸法及び真円度を演算する。

【0070】

本実施形態によれば、２つの照明装置を用い、異なる光路を通ってカメラに到達した光を時分で撮影することにより、各光路の光に特有の画像を撮像することができる。撮像された画像は、陰影の撮影状態が異なるため、キャップ１００の内面に設けられた凹凸の寸法判定において、２つの画像を使い分けることにより高精度にエッジの特定を行うことができる。また、２種類の画像を１つのカメラで同時に撮像することができるため、検査時間を短くすることができる。

【0071】

なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明は、ペットボトルなどのボトルの製造業、ボトルを用いた飲料の製造業等において、ボトルのキャップの品質管理に用いることができる。

【符号の説明】

【0073】

１、３１ 外観検査装置
２、３２ カメラ
３、３３ 第１照明装置
４、３４ 第２照明装置
５、３５ 画像判定部
６ 搬送部
３６ 制御部
１００ キャップ
１０１ 天面
１０２ 側面
１０３ ネジ山
１０４ 内側リング
１０５ 外側リング
１０６ リング間領域
１０７ キャップの外径の境界
１０８ ネジ山の内径の境界
１０９ 外側リングの外径の境界
１１０ 外側リングの内径の境界
１１１ 内側リングの外径の境界
Ｌ１ 第１照明装置からの光路
Ｌ２ 第２照明装置からの光路

【図1】

【図2】

【図3】

【図5】

【図7】

【図8】

【図12】

【図13】

【図4】

【図6】

【図9】

【図10】

【図11】