JP2001311696A - 容器検査における検査領域の設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 ネジ山部２ａを有する容器口部を検査す
る際に撮像装置１６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１６によって撮像され
た画像について、ネジ山部２ａに対して略直交する走査
線を順次走査する走査工程と、一の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２ａに対応した
明度を有する画素が検出されなくなった場合に、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
する第１除外工程を有した。

Description

【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２
ｄ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２
ｄ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する
走査工程と、一の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
出されなくなった場合に、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する第１除外工程を有
したことを特徴とするものである。また本発明は、前記
第１除外工程における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後に、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きに、当該走査線か
ら所定の走査線数だけ進んだ検査領域を除外する第２除
外工程を有することを特徴とするものである。

【００１１】さらに本発明は、前記第１除外工程におけ
る前記当該一の走査線から所定の走査線数だけ進んだ検
査領域を除外する第３除外工程を有し、前記第３除外工
程で除外された検査領域内にあって、前記当該一の走査
線から所定の走査線数だけ進んだ位置の走査線から所定
の走査線数だけ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１
２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１
７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３４，３
５，３６）。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。 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。 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）。 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】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。 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３４〜３
６，４０〜４２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Ｇ
ｅ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA54 BB05 DD03 FF42 GG01 JJ03 JJ16 LL02 LL49 MM04 PP13 QQ21 QQ32 QQ36 2G051 AA13 AB02 BB17 CA03 CA04 DA08 EA16 EB01 ED01 ED04 ED22 4F208 AA24 AG07 AG23 AH55 AP19 LA02 LB01 LG17 LG28 LG36 LH30 LW02 LW39

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネジ山部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する走査工程と、 一の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なくな
   った場合に、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する第１除外工程を有したことを特
   徴とする容器検査における検査領域の設定方法。
2. 【請求項２】 前記第１除外工程におけるネジ山部に対
   応した明度を有する画素が検出されなくなった後に、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
   きに、当該走査線から所定の走査線数だけ進んだ検査領
   域を除外する第２除外工程を有することを特徴とする請
   求項１記載の容器検査における検査領域の設定方法。
3. 【請求項３】 前記第１除外工程における前記当該一の
   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
   る第３除外工程を有し、 前記第３除外工程で除外された検査領域内にあって、前
   記当該一の走査線から所定の走査線数だけ進んだ位置の
   走査線から所定の走査線数だけ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請求項１記載の容器
   検査における検査領域の設定方法。