JP2004251662A

JP2004251662A - 物品検査方法と物品検査装置

Info

Publication number: JP2004251662A
Application number: JP2003040078A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Matsumura; 貴之松村; Eiichi Muramatsu; 鋭一村松
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【解決手段】第１物品検査装置３は、容器２に向けて縦長のライン状の検査光Ｈ１、Ｈ２を照射する照明手段６，７と、容器２を正面から撮影するカメラ８と、容器２表面の凹部やラベルＬのしわの有無を判定する制御装置９とを備えている。
制御装置９は、先ず上記カメラ８による容器２の画像データを取り込む。次に、制御装置９は、画像データにおいて連続するライン状の反射光の部分とその他の反射光の部分とを識別し、その他の反射光の部分があれば、容器２の表面に凹部やラベルＬのしわがあると判定する。
【効果】容器２に貼り付けたラベルのしわ等の凸部や容器表面に生じた凹部を正確に検出することが可能となる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品検査方法と物品検査装置に関し、例えば容器に貼り付けたラベルのしわ等の凸部や容器表面に生じた凹部を検出する場合に好適な物品検査方法と物品検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料や洗剤などの容器には、通常その製品名等を示すラベルが貼り付けられているが、その貼り付け作業においてラベルにしわが生じたり、容器が比較的剛性の低い樹脂製の場合では、容器表面の微妙な窪みによってラベルと容器表面の間に空気が入り込み、ラベル表面に部分的な膨らみを生じることがある。この様な商品は見栄えが悪いので、ラベルを貼り付けた後で目視により検査して取り除くようにしている。これに対して、ラベルに生じたしわや膨らみをラベル表面の凸部とし容器表面の窪みを凹部として、貼り付けられたラベル表面や貼り付け前の容器表面の凹凸を検出することで、検査を自動化することは可能である。この様な、物品表面の凹凸の検査については、従来、ライン状の光を円筒状物品に照射して該円筒状物品を回転させながらカメラで撮影し、このカメラで撮影した画像データを基にして円筒状物品の表面に凹凸等の欠陥があるか否かを検出する物品検査装置が知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【特許文献１】
特開２００１−４３４８号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９５２２８号公報
【特許文献３】
実開昭５４−１７１３９０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の物品検査装置においては、検査対象となる物品が円筒状であることを前提としていたものであった。つまり、円筒状物品の場合には、その長手方向に沿ってライン状に照射された検査光は常に直線として映し出されるので、映し出されるラインが途切れたり湾曲したことを検出することで、表面の凹凸の有無を検査するようになっている。しかしながら、非円筒状の物品では、映し出されるラインは凹凸がなくとも物品の形状によって湾曲されるので、常に直線とはならず検査できないという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した第１の発明は、物品における検査対象面に向けてライン状の光を照射するとともに、上記検査対象面を撮影手段によって撮影し、この撮影手段によって撮影された画像データにおけるライン状に連続した反射光の部分とその他の反射光の部分とを識別し、その他の反射光の部分の有無に基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を検出するようにした物品検査方法を提供するものである。
また、請求項３に記載した第２の発明は、物品における検査対象面にライン状の光を照射する照明手段と、上記検査対象面を撮影する撮影手段と、この撮影手段で撮影された画像データに基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を判定する判定手段とを備え、上記判定手段は、上記画像データにおけるライン状に連続する反射光の部分とその他の反射光の部分とを認識し、その他の反射光の部分の有無に基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を判定するようにした物品検査装置を提供するものである。
【０００５】
上記第１の発明および第２の発明によれば、上記その他の反射光部分の有無に基づいて上記検査対象面における凹凸の有無を検出するので、円筒形の物品だけでなく非円筒形の物品であっても支障なく、検査対象面の凹凸の有無を検出することが出来る。
これにより、例えば容器に貼り付けたラベルのしわ等の凸部や容器表面に生じた凹部を正確に検出することが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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、１は被検査物となる物品としての容器２を、連続的に搬送する搬送コンベヤであり、この搬送コンベヤ１の搬送過程の途中に容器２の正面２Ａを検査する第１検査位置Ａと、背面２Ｂを検査する第２検査位置Ｂを設けている。
本実施例の容器２は、偏平に形成されて水平断面が長方形をした樹脂製容器であり、内容液によって面積の大きな表裏面がやや膨らんだ外形をしており、正面２Ａおよび背面２ＢにそれぞれラベルＬが貼り付けられている。なお、検査対象とする物品はこの様な偏平容器に限らず、円筒状や水平断面が楕円形の物品であっても良い。
図２は容器２の正面２Ａを示したものであり、容器２の正面２Ａに楕円形のラベルＬが貼り付けられている。貼り付けられたラベルＬには、しわや膨らみ（図中Ｌ１で示す）による凸部が生じていることがあり、本実施例ではこの様なラベルＬの表面に生じた凸部を検出するようにしている。
【０００７】
図１に示すように、第１検査位置Ａに対しては第１物品検査装置３を設けてあり、また、第２検査位置Ｂに対しては第２物品検査装置４を配置しており、これら両検査装置３，４は、各々で照射される検査光が互いに影響を及ぼすことがないように、容器２の搬送方向において位置をずらして配置している。第１物品検査装置３と第２物品検査装置４は、配置位置が異なる以外は構成は同じなので、以下の説明においては第１物品検査装置３についてのみ構成を説明し、第２物品検査装置４については、図１において対応する構成に１００を加えた番号を付して示し詳細な説明は省略する。
第１物品検査装置３は、搬送コンベヤ１上を搬送される容器２の到達を検出するセンサ５と、センサ５の検出位置よりも下流側で、移動される容器２の正面２Ａに向けて常時、ライン状の検査光Ｈ１、Ｈ２を照射する照明手段６、７と、ライン状の検査光Ｈ１、Ｈ２が照射された容器２の正面２Ａの画像を撮影するＣＣＤカメラ８（以後カメラ８という）と、このカメラ８の作動を制御してこれによって撮影された容器２の画像データを取り込んで認識する制御装置９から構成されており、該制御装置９には認識した画像データに基づいて、正面２Ａの凹凸の有無を判定する判定手段１０が備えられている。
【０００８】
センサ５は、搬送コンベヤ１の一側に配置した発光部５Ａと、他側に配置した受光部５Ｂとからなり、受光部５Ｂから制御装置９へ受光信号を出力するようになっている。制御装置９は容器２により遮光されて受光信号が途切れることで、容器２の到達を検出するようになっている。
カメラ８は、前方を通過する容器２の正面２Ａを正面から撮影できるよう配置してあり、制御装置９が容器２の到達を検出した後、所定のタイミングで複数回の撮影を行うよう作動を制御されるようになっている。
照明手段６、７は各々上下に長く形成されたスリットを介して、細長いライン状の検査光Ｈ１およびＨ２を照射するよう構成されている。各照明手段６，７は、カメラ８を挟んで一方の照明手段６を容器２の搬送方向の下流側に、他方の照明手段７を上流側に位置させるとともに、照射される検査光Ｈ１、Ｈ２が容器２の正面２Ａの表面で重ならない程度に、照射方向をカメラ８の視野の中央側に傾けて配置している。これにより、移動される容器２の正面２Ａに対して、その進行方向の前方側と後方側となる斜め前方から、ライン状の検査光Ｈ１、Ｈ２が間隔を有して上下に長く照射されるようになっている。
なお、照明手段６、７が備える光源としては、スリットを介してライン状に検査光Ｈ１、Ｈ２が照射されるものであれば、特に限定はされず、それ自体ライン状に発光されるものであれば、必ずしもスリットを設ける必要はない。また、ライン状の検査光を用いるため、光度を高めても検査対象面の大部分が反射して飽和状態となることがなく、外光の影響を受けにくいという利点がある。
【０００９】
このように、本実施例においては、容器２のような中央部がやや膨らんでいる検査対象面に対して、ライン状の検査光Ｈ１、Ｈ２を正面からではなく、照射方向をカメラ８の視野の中央寄りに傾けて照射しているので、カメラ８の右側から照射される検査光Ｈ２により、正面から見た容器２の正面２Ａの右側の面の反射光を、また、カメラ８の左側から照射される検査光Ｈ１により、正面から見た容器２の正面２Ａの左側の面の反射光を、それぞれ両照明手段６、７の間から撮影するカメラ８に入射させることができる。この様な照明手段の配置により、容器２の検査対象面が凹凸いずれに湾曲している場合であっても、カメラ８を固定位置のまま容器２を移動させることで、検査対象面全面からの反射光を得ることが可能となり、カメラ８の前方を移動する容器２に検査光Ｈ１、Ｈ２を照射しつつ、所定のタイミングで複数回の撮影を行い、ライン状に連続する反射光がそれぞれ異なる位置となる複数の画像データを取り込むことで、検査対象面全面を対象とした検査を順次搬送されてくる容器２に対して連続的に行うことができる。
【００１０】
次に、本発明における検査対象面上の凹凸の有無を検査する検査方法について説明する。上述した構成により、図２に示すように検査対象となる容器２の正面２Ａ（検査対象面）に対して斜め前方からライン状の検査光Ｈ１を照射し、これをカメラ８で正面から撮影すると、図３に示すようにライン状に連続した反射光Ｈ１’を含む画像が得られる。この際、検査対象面である正面２Ａに凹凸がなければライン状の反射光Ｈ１’のみが映し出されることになるが、図２に示した膨らみＬ１からなる凸部等の凹凸がある場合には、同時にカメラ８の視野に入射可能な反射角となる凹凸表面部分からの反射光が現れ、これがライン状の反射光Ｈ１’と同等の輝度によってカメラ８により捉えられる（図３のＬ１’）。このような凹凸部分の反射角はその周囲面の反射角とは大きく異なるため、凹凸部分による反射はライン状となる反射光Ｈ１’の位置とは異なる位置で生じる。そのため、連続するライン状の反射光Ｈ１’の部分と、その他の反射光Ｌ１’の部分とを識別して認識し、その他の反射光の有無から検査対象面の凹凸の有無を検出することが可能となる。
【００１１】
以下において、上記検査方法を適用した第１物品検査装置３による具体的な処理動作について説明する。なお、この動作は第２物品検査装置４についても同様である。
搬送コンベヤ１によって搬送される容器２がセンサ５の検出位置に差し掛かると、容器２により発光部５Ａの光が遮光されて受光部５Ｂから制御装置９への受光信号が途切れるので、制御装置９は検査対象となる容器２が第１検査位置Ａに到達したことを認識する（図４のＳ１）。
それから、所定時間経過後に容器２はカメラ８の視野内に移動されるので、制御装置９は上記Ｓ１での容器２の到達を認識すると、タイマーを作動させて設定された時間の経過毎にカメラ８に対して撮影を指令して順次画像データの取り込みを開始し、予め設定したタイミングで複数回の撮影と画像データの取り込みを行う（図４のＳ２、Ｓ３）。
制御装置９への画像データの取り込みが完了したら（図４のＳ４）、判定手段１０は取り込まれた画像データにおいて図３に示す検査領域Ｃを設定し、検査領域Ｃ内の画素を図３における下から上へ１回だけ走査して、ライン状の反射光Ｈ１’（Ｈ２’）の画素部分を交差させるようにして各画素の輝度を検出する。
【００１２】
判定手段１０には、検査光Ｈ１（Ｈ２）による反射光の輝度よりも若干低い値で設定した閾値が記憶されており、検出した輝度の値をこの閾値と比較してこの閾値以上となる輝度を示す画素を認識し、連続する閾値以上の輝度の分布から最も輝度が高くなる画素部分を求め、これをライン状の反射光Ｈ１’（Ｈ２’）の幅方向の中心位置として認識する。この時、輝度の分布が２つのピークを示したら、２本のライン状の反射光Ｈ１’、Ｈ２’が同時に撮影されたものとして各々について幅方向の中心位置を認識する。
認識された中心位置を中心として上下に所定幅で検査領域Ｃの横方向全域にわたるライン検出領域を設定し、このライン検出領域内の画素を横方向の一定間隔毎に下から上へ走査して輝度を検出し、各々に閾値以上で最も輝度が高くなる画素部分を、ライン状の反射光Ｈ１’（Ｈ２’）の幅方向の中心位置として認識していく。認識された各中心位置を順次繋ぐことでライン状に連続した反射光Ｈ１’（Ｈ２’）の軌跡が検出され識別される（図４のＳ５）。
このようにして、判定手段１０はライン状の反射光Ｈ１’（Ｈ２’）の軌跡を認識したら、この軌跡の上下に所定幅の範囲（図３で点線Ｍで示した範囲内）に位置する画素の輝度を、上記閾値以下で設定した輝度に置き換えて再認識し、ライン状の反射光Ｈ１’（Ｈ２’）のマスキング処理を行う（図４のＳ６）。
【００１３】
次に、検査領域Ｃ内の画素を下から上へ走査して全画素の輝度を検出して、上記閾値以上となる画素の数をカウントし（図４のＳ７）、これを予め設定した判定画素数と比較する（図４のＳ８）。カウントした画素数が判定画素数以上であれば、不要な凹凸部が存在するものとして記憶する（図４のＳ９）。なお、判定画素数は認識される輝度のばらつきや検査対象面に元々存在する不要でない凹凸部分の有無や大きさを勘案して設定している。
以上のように、判定画素数との比較を終えたら、設定された回数の画像データの取り込みを終えているかを確認し、終えていなければ、Ｓ３に戻り撮影された画像データの取り込みを行う（図４のＳ１０）。
所定回数の取り込みおよび判定画素数との比較が終了したら、上記Ｓ９で記憶されたＮＧの有無を確認し、１度でもＮＧがあれば不要な凹凸部分があったものとしてＮＧと判定し、無ければ良品としてＯＫと判定する（図４のＳ１１）。ＮＧ判定された容器２は、さらに下流側に設けた図示しないリジェクト位置で、搬送コンベヤ１上から排除される。
【００１４】
なお、上記実施例においては、容器２の正面２Ａと背面２Ｂを検査するために２組の物品検査装置を設けていたが、容器２の正面２Ａあるいは背面２Ｂの一方だけを検査する場合には、物品検査装置は一組設ければ良い。また、ラベル表面に生じた膨らみＬ１による凸部の検出について説明したが、しわによる凸部についても検出できることは言うまでもなく、さらには、ラベル貼り付け前の容器２の凹部や凸部についても同様に検出することが可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、非円筒形の物品であっても支障なく検査対象面の凹凸の有無を検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図。
【図２】図１に示す照明手段６からライン状の検査光を照射した状態の容器２の正面図。
【図３】図２に示した容器２の画像データを示す図。
【図４】本発明による検査処理工程を示すフロー図。
【符号の説明】
２…容器２Ａ…容器の正面
２Ｂ…容器の背面３…第１物品検査装置
４…第２物品検査装置
６，７、１０６，１０７…照明手段
８，１０８…カメラＡ…第１検査位置
Ｂ…第２検査位置９、１０９…制御手段
１０、１１０…判定手段Ｌ…ラベル
Ｃ…検査対象領域

Claims

物品における検査対象面に向けてライン状の光を照射するとともに、上記検査対象面を撮影手段によって撮影し、この撮影手段によって撮影された画像データにおけるライン状に連続した反射光の部分とその他の反射光の部分とを識別し、その他の反射光の部分の有無に基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を検出することを特徴とする物品検査方法。
上記画像データにおけるライン状に連続する反射光の部分のマスキング処理を行なってから、上記その他の反射光の部分の有無に基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を検出することを特徴とする請求項１に記載の物品検査方法。
物品における検査対象面にライン状の光を照射する照明手段と、上記検査対象面を撮影する撮影手段と、この撮影手段で撮影された画像データに基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を判定する判定手段とを備え、上記判定手段は、上記画像データにおけるライン状に連続する反射光の部分とその他の反射光の部分とを認識し、その他の反射光の部分の有無に基づいて上記検査対象面の凹凸の有無を判定することを特徴とする物品検査装置。
上記照明手段は、物品に対して斜め前方からライン状の光を照射する２つの照明手段からなり、上記カメラは、上記両照明手段の間から物品を撮影するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の物品検査装置。