特許 6354942 物品検査装置

(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】6354942

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】物品検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/90 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/90 A

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2014-110296(P2014-110296)

(22)【出願日】2014年5月28日

(65)【公開番号】特開2015-224979(P2015-224979A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年4月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000253019

【氏名又は名称】澁谷工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082108

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(72)【発明者】

【氏名】中川 圭太郎

【審査官】 吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１４７２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４２５３７４２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０９−０５３９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１２３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１２５７９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−９５８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品の円形部分に光を照射する照明手段と、光が照射された物品の円形部分を撮影する撮影手段と、撮影手段によって撮影された円形部分の検査対象画像を二値化する二値化手段と、二値化手段によって二値化された円形画像の中心位置を演算する中心位置演算部と、中心位置演算部によって演算された中心位置に基づいて上記円形画像を画像処理してその良否を判定する画像処理判定部とを備えた物品検査装置において、
上記中心位置演算部は、上記円形画像における明暗差の大小を判断する明暗差判断部と、該明暗差判断部によって明暗差が小さいと判断された際に、円形画像の円周境界部を認識して該円形画像の中心位置を演算する二値化処理演算部と、上記明暗差判断部によって明暗差が大きいと判断された際に、円形画像の仮の中心位置から所定の距離と角度とに複数の検査領域を設定し、各検査領域内の明暗に基づいて座標を検出するとともに各座標に近似する円の中心位置を演算して、該中心位置を上記円形画像の中心位置に設定するエッジ処理演算部とを有することを特徴とする物品検査装置。

【請求項2】

上記中心位置演算部は、上記明暗差判断部によって明暗差が大きいと判断された際に、当該円形画像の明暗差が小さくなるようにフィルタ処理を施こすフィルタ処理部を有しており、このフィルタ処理部によってフィルタ処理が施された円形画像について再び明暗差判断部によって当該円形画像における明暗差の大小が判断されることを特徴とする請求項１に記載の物品検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は物品検査装置に関し、より詳しくは、例えば容器の口部やびん底などの円形部分を撮影することによって得られる円形部分の検査対象画像からその良否を判定するようにした物品検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、物品検査装置として、物品の円形部分に光を照射する照明手段と、光が照射された物品の円形部分を撮影する撮影手段と、撮影手段によって撮影された円形部分の検査対象画像を二値化する二値化手段と、二値化手段によって二値化された円形画像の中心位置を演算する中心位置演算部と、中心位置演算部によって演算された中心位置に基づいて上記円形画像を画像処理してその良否を判定する画像処理判定部とを備えたものが知られている（特許文献１）。
上記特許文献１の物品検査装置においては、上記中心位置演算部は、二値化された円形画像の円周境界部を認識して該円形画像の中心位置を演算する二値化処理演算部から構成されている。
また従来、円形画像の中心位置を演算するその他の中心位置演算部として、円形画像の仮の中心位置から所定の距離と角度とに複数の検査領域を設定し、各検査領域内の明暗に基づいてそれぞれ所要条件の座標を検出するとともに各座標に近似する円の中心位置を演算して、該中心位置を上記円形画像の中心位置に設定するエッジ処理演算部から構成したものも知られている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１４７２００号公報

【特許文献2】特許第４２５３７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記中心位置演算部を特許文献１のように二値化処理演算部から構成した場合には、迅速な処理が行えるという利点がある。
他方、例えば検査対象がガラス製容器のびん底の場合には、得られた円形画像に製造誤差による大きな明暗差が生じることがある。大きな明暗差は、カメラに対して容器が傾いて撮影された場合にも発生する。上記二値化処理演算部では、円形画像に大きな明暗差があると円形画像の中心位置の設定に誤差を生じ易く、円形画像の中心位置に誤差が生じると、その後の画像処理判定部による良否判定に誤差を生じる危険性が高くなっていた。
他方、中心位置演算部を特許文献２のようにエッジ処理演算部から構成すれば、二値化処理演算部に比較して高精度に中心位置を設定することができるが、その反面、その中心位置の設定に多くの時間がかかるという欠点がある。
本発明はそのような事情に鑑み、高精度に中心位置を設定することができ、しかも短時間で迅速に処理を行うことが可能な物品検査装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

すなわち本発明は、物品の円形部分に光を照射する照明手段と、光が照射された物品の円形部分を撮影する撮影手段と、撮影手段によって撮影された円形部分の検査対象画像を二値化する二値化手段と、二値化手段によって二値化された円形画像の中心位置を演算する中心位置演算部と、中心位置演算部によって演算された中心位置に基づいて上記円形画像を画像処理してその良否を判定する画像処理判定部とを備えた物品検査装置において、
上記中心位置演算部は、上記円形画像における明暗差の大小を判断する明暗差判断部と、該明暗差判断部によって明暗差が小さいと判断された際に、円形画像の円周境界部を認識して該円形画像の中心位置を演算する二値化処理演算部と、上記明暗差判断部によって明暗差が大きいと判断された際に、円形画像の仮の中心位置から所定の距離と角度とに複数の検査領域を設定し、各検査領域内の明暗に基づいて座標を検出するとともに各座標に近似する円の中心位置を演算して、該中心位置を上記円形画像の中心位置に設定するエッジ処理演算部とを有することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、円形画像の中心位置を演算設定する際には、先ず明暗差判断部によって円形画像における明暗差の大小を判断するようになる。
そして該明暗差判断部によって明暗差が小さいと判断された際には、二値化処理演算部によって高速で円形画像の中心位置を演算することができ、また上記明暗差判断部によって明暗差が大きいと判断された際には、エッジ処理演算部によって高精度に中心位置を設定することができる。
したがって、明暗差に大小があっても精度よく円形画像の中心位置を得ることができ、しかも常にエッジ処理演算部によって中心位置を設定する場合に比較して、全体としてより迅速な処理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正面図。

【図2】図１に示す中心位置演算部１３の内容を説明する説明図。

【図3】エッジ処理演算部３１による処理を説明する説明図。

【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において、物品としてのガラス製の容器１は直立した状態で第１搬送コンベヤ２によって図の左方から右方へ搬送されるようになっている。第１搬送コンベヤ２の下流には容器１のびん底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のびん底に光をその下方から照射するために、容器１を第１搬送コンベヤ２の上面から浮かせて搬送する第２搬送手段５を設けてある。
上記第２搬送手段５は、容器１の胴部を搬送方向両側から挟持することができるように２つのベルトコンベヤ６（図１では一方だけ表示）を備えており、第１搬送コンベヤ２によって搬送されてきた容器１は直立状態を保ったまま２つのベルトコンベヤ６の間に供給されて挟持され、引き続き該ベルトコンベヤ６によって挟持搬送されるようになっている。

【0009】

上記ベルトコンベヤ６によって搬送されてきた容器１が撮影手段３の直下位置を通過する際には、図示しないセンサによりそのことが検出され、それにより撮影手段３により容器１の内部を介して該容器１のびん底が撮影されるようになる。この際、照明手段４により容器１の底面に光が照射されているので、撮影手段３により撮影された撮影画像Ｓの中に円形部分の検査対象画像を得ることができる。
そして撮影が終了した容器１は、２つのベルトコンベヤ６の先端部に設けた第３搬送コンベヤ７に受け渡され、該第３搬送コンベヤ７によって直立した状態で搬送されるようになる。

【0010】

上記撮影手段３によって撮影された円形部分の検査対象画像は制御装置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階級の明度に二値化される。
上記二値化手段１２によって二値化された円形画像は、次に該円形画像の中心位置を演算するための中心位置演算部１３に入力される。
この中心位置演算部１３は、図２に示すように明暗差判断部１４を備えており、この明暗差判断部１４によって上記円形画像における明暗差の大小が判断される。
ガラス製容器１の内部を通してびん底を撮影した場合、理想的な状態の一例では、図３に示すように円形画像１５は円周方向に連続したリング状となり、かつその部分の明度は円周方向にほぼ均一で、かつ他の部分の明度よりも暗くなる。
しかしながら上記円形画像１５は、容器１の製造誤差や、上記ベルトコンベヤ６によって挟持搬送される際の容器１の前後の傾き等により、円周方向で大きな明暗差が生じたり、リング状の幅（太さ）に片寄りが生じたりすることがある。

【0011】

上記明暗差判断部１４は円形画像１５における明暗差の大小を判断するもので、該明暗差判断部１４は、例えば第１回目にしきい値を１５０に設定してそれ以上の１５０〜２５５の範囲にある明るい画素からその面積を求める。次に第２回目にしきい値を４０に設定してそれ以下の０〜４０の範囲にある暗い箇所の面積を求める。そして、それぞれで求めた面積が通常の範囲内であるか否かを判断する。
このとき、明暗差が大きい場合には、明るい箇所の面積又は暗い箇所の面積が通常よりも大きくなる。例えば、明るい箇所の面積又は暗い箇所の面積は、明暗差が小さい正常な画像の場合には２０画素程度なのに、明暗差が大きい異常の画像の場合は１０，０００画素程度となる。

【0012】

上記明暗差判断部１４によって明暗差が小さいと判断された正常な円形画像１５の場合には、図１に示すように、該円形画像１５は二値化処理演算部２１に入力され、この二値化処理演算部２１によって、円形画像１５の円周境界部を認識して該円形画像１５の中心位置が演算される。
上記二値化処理演算部２１としては従来公知の二値化処理演算部を利用することができ、例えば特許文献１に記載されている二値化処理演算部によって円形画像１５の中心位置を演算することができる。
この後、二値化処理演算部２１によって円形画像１５の中心位置が得られたら、次に画像処理判定部２２により、演算された中心位置に基づいて上記円形画像１５を画像処理してその良否が判定される。この画像処理判定部２２も従来公知の画像処理判定部を利用することができ、例えば特許文献１に記載されている画像処理判定部によって円形画像１５の良否を判定することができる。

【0013】

他方、上記明暗差判断部１４によって明暗差が大きいと判断された異常な円形画像１５の場合には、本実施例では図２に示すように、先ずフィルタ処理部２３によって円形画像１５にフィルタ処理が施され、明暗差が小さくなるように処理される。そのようなフィルタ処理も従来既に周知であるので、その説明は省略する。
上記フィルタ処理部２３によって明暗差が小さくなり、その結果として明暗差が正常と判断された場合には、フィルタ処理された円形画像１５が二値化処理演算部２１に入力され、上述したように二値化処理演算部２１によって中心位置が演算される。
これに対し、フィルタ処理が施されても明暗差が大きいと判断された場合には、該円形画像１５はエッジ処理演算部３１に入力される。
上記エッジ処理演算部３１では、図３に示すように、円形画像１５に設定した仮の中心位置Ｏ’、例えば撮影画像Ｓの中心から所定の距離Ｒと角度θとに複数の検査領域３２を設定する。そして検査領域３２毎に、各検査領域３２内の明暗に基づいてそれぞれ所要条件下で座標を検出する。

【0014】

簡素な座標の検出方法として、検査領域３２の中心を通る半径上で、円形画像１５を中心位置Ｏ’側から外側に画素を検査して、画素が明から暗に変わった位置を円形画像１５の内周縁の半径Ｒ１とし、また画素が暗から明に変わった位置を円形画像１５の外周縁の半径Ｒ２とする。そして両者の中央の半径Ｒ３を求めてこれを当該検査領域３２における座標として設定する。仮にリングが途切れているなどの理由により半径Ｒ１、半径Ｒ２が検出できない場合には、座標を求めない。
上述の作業を各検査領域３２毎に実行してそれぞれ座標を設定したら、次に全ての座標に最も近似するように中心位置Ｏを求めて、該中心位置Ｏを上記円形画像１５の中心位置として設定する。
エッジ処理演算部３１による円形画像１５の中心位置Ｏの求め方は上記の方法に限定されるものではなく、その他の従来公知の方法であってもよく、例えば特許文献２に記載されているエッジ処理演算部を応用することも可能である。
このようにしてエッジ処理演算部３１によって円形画像１５の中心位置Ｏが得られたら、次に、上述したのと同様に画像処理判定部２２によって円形画像１５の良否が判定される。

【0015】

以上に述べたように、本実施例においては得られた円形画像１５の明暗差が明暗差判断部１４によって小さいと判断された正常な場合には、迅速に円形画像１５の中心位置を演算することができる二値化処理演算部２１によって処理され、他方、明暗差が大きいと判断された異常な場合には、高精度に円形画像１５の中心位置を演算することができるエッジ処理演算部３１によって処理されるので、全体としては精度の良い中心位置の演算を迅速に行うことができる。

【0016】

なお、上記実施例では得られた円形画像はリング状となっているが、これに限定されるものではない。リング状ではない通常の円形画像であってもよいことは勿論であり、この場合、エッジ処理演算部３１による円形画像の中心位置の求め方は当然に当該円形画像に対する中心位置の求め方となることも勿論である。

【符号の説明】

【0017】

１ 容器（物品） ３ 撮影手段
４ 照明手段 １１ 制御装置
１２ 二値化手段 １３ 中心位置演算部
１４ 明暗差判断部 １５ 円形画像
２１ 二値化処理演算部 ２２ 画像処理判定部
２３ フィルタ処理部 ３１ エッジ処理演算部

【図1】

【図2】

【図3】