JP2006084228A - 外観検査装置及びｐｔｐ包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＴＰシート等のシール不良等の外観不良を検査可能であり、かつ、検査精度の向上を図ることのできる外観検査装置、及び、ＰＴＰ包装機を提供する。
【解決手段】外観検査装置２４は、照明装置２２、ＣＣＤカメラ２３及び画像処理装置２４を備えている。照明手段２２及びＣＣＤカメラ２３によって、容器フィルムに形成されたシール線が画像データとして得られる。画像処理装置２４においては、前記得られた画像データに対して、シール線によって形成された平行四辺形状の模様に対応して同一形状かつ同一角度の検査枠が設定されている。該検査枠では、相対向する辺上の輝度がほぼ同一となっており、当該相対向する辺同士の輝度を比較することで、シール線の形成が異常であるか否かが検出され、ひいては、外観不良が検出できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポケット部の形成された容器フィルムに密封用フィルムが取着されたＰＴＰシート等のシートのシール不良等の外観不良を検出するための外観検査装置、及び、該外観検査装置を備えたＰＴＰ包装機を含む技術分野に属するものである。

一般に、ＰＴＰシートは、錠剤等が充填されるポケット部が形成された樹脂製の容器フィルムと、その容器フィルムにポケット部の開口側を密封するように前記容器フィルムに取着されるアルミニウム製の密封用フィルムとから構成されている。

前記容器フィルムに対し密封用フィルムを取着する際には、一対のロール間を両フィルムが加熱されつつ圧接状態で通過させられる。一方のロールの表面には、例えば、格子状の凸部が形成されており、前記圧接に際しては該凸部に対応した部分の加圧力が大きくなる。これにより、ＰＴＰシートの密封用フィルム側に格子状のシール線が形成されることとなる。

ところで、前記ＰＴＰシートにおいて、取着された密封用フィルムに取着不良やしわが生じると、密封性が低下してシール不良となり、充填された錠剤等の使用期限が早まってしまったりするおそれがある。このため、外観検査装置によってシール不良を検出している技術がある。

外観検査装置としては、例えば、カメラによりＰＴＰシートを撮像して得た画像をエッジ処理して、密封用フィルムのシール線の抽出された画像を得るものがある。該画像に対して、さらに、シール線幅の拡大処理やノイズ処理等を施した後、シール線のない部分を検出する。そして、検出部分の面積によって、シール不良か否かの判定を行うようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１９３９５４号公報

しかしながら、前記外観検査装置におけるエッジ処理では、シールの強弱によってシール線の抽出度合いが変化してしまったり、シール線に沿って２本の線が抽出されてしまったりするおそれがある。また、検査精度の悪化を抑制するためには、エッジ処理後の画像から安定した画像を得る必要があり、複雑な画像処理を施さなければならない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＰＴＰシート等のシートのシール不良等の外観不良を検査するに際し、複雑な処理を必要とせず、検査精度の向上を図ることのできる外観検査装置、及び、ＰＴＰ包装機を提供することを主たる目的の一つとしている。

以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。

手段１．主たるシール部分が所定の平行四辺形単位で周期的に繰返す模様を形成するように、２枚のフィルムが互いに取着されたシートの外観不良を検査するための外観検査装置であって、少なくとも前記シートに対して光を照射する照明手段と、前記照明手段により照射された面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を処理する画像処理装置とを備え、前記画像信号は、少なくとも前記シートの模様の画像信号を含むものであり、前記画像処理装置は、前記画像信号から得た画像データに対し、相対向する辺上における前記模様の位置関係が対称となるように設定されてなる平行四辺形状の検査枠を用い、該検査枠の相対向する辺上の画素の輝度を比較することに基づき、前記シートの外観不良を検査可能に構成されていることを特徴とする外観検査装置。

上記手段１によれば、照明手段によって光が照射されたシートが、撮像手段によって撮像され、画像信号として出力される。また、画像信号は、画像処理装置によって処理される。画像信号には、シートに形成された模様の画像信号も含まれるため、画像信号から得られる画像データにおいて前記模様を画像として捉えることができる。前記模様は、所定の平行四辺形単位で周期的に繰返している。手段１では、前記画像データに対し、平行四辺形状の検査枠を設定するとともに、該検査枠の相対向する辺上における前記模様の位置関係を対称としている。このような検査枠では、模様が適正である限りは、前記相対向する辺において対称な位置の画素の輝度がほぼ同一となる。これに対し、前記対称な位置の輝度がほぼ同一になっていない場合には、前記模様の形成が適正でないこととなる。従って、前記検査枠を用いて相対向する辺上の画素の輝度を比較することに基づいて、前記模様の形成が適正であるか否かを比較的容易に検出できる。また、特に、フィルムの取着の際に生じたしわや取着不良といったシール不良、または、両フィルム間に挟み込まれた異物等の外観不良が生じている場合には、模様の形成が適正ではなくなる。このため、前記模様の形成が適正であるか否かを検出することで、外観不良を確実に検出・検査できる。さらに、検査枠が前記模様の形成された単位である所定の平行四辺形に対応して設定されており、シート領域の非常に狭い範囲内で輝度が比較されることとなる。このため、比較的巨視的に検査を行なう場合に生じるシールのムラの影響を最小限に抑えることができる。従って、高精度の検査を確実に行うことができる。また、前記シールのムラの影響を抑えるための複雑な画像処理を施す必要がない。このため、検査処理の高速化を図ることができる。また、複雑な画像処理の際に誤差が生じたり、誤差が拡大したりするおそれがないため、より高精度の検査を行うことができる。

手段２．前記輝度の比較は、前記検査枠の各辺上の画素の合計輝度を用いて行われることを特徴とする手段１に記載の外観検査装置。

前記検査枠では、模様が適正であれば、相対向する辺において対称な位置の画素の輝度がほぼ同一となるため、前記相対向する辺上の画素の合計輝度もほぼ同一となる筈である。尚、ここにいう「合計輝度」には、「平均輝度」といった概念も含まれる（手段３等においても同様）。これに対し、前記合計輝度（平均輝度を含む）がほぼ同一になっていない場合には、前記模様の形成が適正でないこととなる。手段２では、このように、検査枠の相対向する辺上の画素の合計輝度（平均輝度を含む）を用いて比較が行われるため、模様の形成を容易に、かつ、確実に確認できる。ひいては、シートの外観不良を容易に、かつ、より確実に検出・検査できる。

なお、「検査枠の各辺上の画素」とあるのは、必ずしも全ての画素である必要はなく、「相対向する辺上の相対応する画素」であればよい。全ての画素について比較が行われるよう構成した場合には、その分だけ精度を高めることができるという効果が奏される。これに対し、全画素ではない「相対向する辺上の相対応する『１組の』、『複数組の』、或いは『所定区間の』画素」について比較が行われるよう構成した場合には、全画素の場合に比べて処理するデータ量が少なくて済み、結果として検査の高速化が可能となる。

手段３．前記画像処理装置は、前記検査枠の相対向する２組の辺に関し、それぞれ前記合計輝度の差または比を演算することで前記輝度を比較し、前記検査枠における２つの前記合計輝度の差または比のうち少なくとも一方の値が所定の範囲外のとき、少なくとも当該検査枠につき前記模様の形成が異常であると判定し、その判定結果に基づき、前記シートの外観不良を検査可能となっていることを特徴とする手段２に記載の外観検査装置。

上記手段３によれば、検査枠の相対向する辺同士で合計輝度の差または比が演算される。そして、検査枠における２つの前記合計輝度の差または比のうち、少なくとも一方の値が所定の範囲外のとき前記模様の形成が異常であると判定され、その判定結果に基づきシートの外観不良が検出・検査される。このように、非常に簡易な演算処理を実施するだけで判定を行うことができる。従って、演算処理に関して、複雑な演算をする必要がなく、処理の高速化を図ることができる。

手段４．前記画像処理装置は、検査範囲内において前記検査枠を所定の間隔で移動する度に前記模様の形成異常の検出を行い、前記模様の形成異常が検出された場合には、前記検査枠を配置した所定領域または該所定領域内の所定部分を異常判定領域とするとともに、前記検査範囲内の前記異常判定領域の面積が所定値以上のときに、外観不良であると判定することを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の外観検査装置。

上記手段４によれば、検査範囲内において前記検査枠が所定の間隔で移動させられる度に、前記模様の形成異常の検出が行われる。そして、模様の形成異常が検出された場合には、前記検査枠を配置した所定領域または該所定領域内の所定部分が異常判定領域とされる。さらに、検査範囲内の異常判定領域の面積が所定値以上のときに、外観不良であると判定される。例えば前記模様の形成異常が誤差により検出されてしまった場合等の外観不良でない場合には、検査範囲内における異常判定領域の面積が所定値以下となる。このため、外観不良をより確実に検出することができる。

手段５．前記検査枠は、前記模様の形成された単位である所定の平行四辺形と同一形状、かつ、同一角度であることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。

上記手段５のように、検査枠を前記模様の形成された単位である所定の平行四辺形と同一形状、かつ、同一角度にすれば、検査枠の設定を容易にすることができる。しかも、模様が適正である限りは、相対向する辺において対称な位置の画素の輝度がより確実に同一となるため、検査精度の飛躍的な向上を図ることができる。

手段６．前記シートの模様はライン状のシール線により形成された平行四辺形であり、
前記検査枠は、前記シール線により形成された１つの平行四辺形または隣接する複数の平行四辺形に外接する平行四辺形であって、かつ、当該平行四辺形の相対向する一対の辺が前記シール線により形成された平行四辺形の一方の対角線と平行になり、前記一対の辺とは別の相対向する一対の辺が前記シール線により形成された平行四辺形の他方の対角線と平行になるように設定されていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。

手段６によれば、枠の設定に手間をかけることなく正確な検査を行うことが可能となる。

手段７．前記シートの模様はライン状のシール線により形成された平行四辺形であり、
前記検査枠は、前記シール線により形成された１つの平行四辺形または隣接する複数の平行四辺形に外接する平行四辺形であって、かつ、当該平行四辺形の少なくとも一辺が検査画像の水平軸及び垂直軸のうち少なくとも一方と平行になるように設定されていることを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の外観検査装置。

手段７によれば、検査枠を構成する平行四辺形の少なくとも一辺が検査画像の水平軸及び垂直軸のうち少なくとも一方と平行であるため、輝度計算時における演算をスムースに行うことができ、処理速度の向上、ひいては検査速度の向上を図ることができる。

手段８．前記照明手段は、前記シートの面に対して略垂直方向から照射光を照射可能であるとともに、
前記撮像手段は、前記照射光の照射方向と略同一方向から撮像可能であることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の外観検査装置。

上記手段８によれば、照明手段による照射光の照射方向と、撮像手段による撮像方向とが略同一であり、シートの面に対して略垂直となっている。このため、シート面と同一方向の平面は明るく撮像され、エッジ等は暗く撮像される。従って、得られる画像データにおいて、シートに形成された模様のコントラストをはっきりさせることができる。その結果、より高精度の外観検査を行うことができる。

手段９．手段１乃至８のいずれかに記載の外観検査装置を備えたことを特徴とするＰＴＰ包装機。

上記手段９のように、外観検査装置をＰＴＰ包装機に備えることで、ＰＴＰシートの外観不良の検査において、処理を高速化できるとともに、精度の向上を図ることができる。

以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、外観検査装置をＰＴＰ包装機に装備することによって、ＰＴＰ包装機内でＰＴＰシートの外観不良が検査されるようになっている。図２（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＴＰシート１は、複数のポケット部２を備えた容器フィルム３と、ポケット部２を塞ぐようにして容器フィルム３に取着された密封用フィルム４とを有している。容器フィルム３は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の比較的硬質で所定の剛性を有する熱可塑性樹脂材料によって構成され、光透過性を有している（ここでは、透明を呈している。）。密封用フィルム４は、アルミニウムによって構成されている。また、各ポケット部２には被充填物としての錠剤５が１つずつ収容されている。さらに、ＰＴＰシート１には、ポケット部２等の非取着部分を除いた取着領域全体において、密封用フィルム４側に微小なへこみによる模様が形成されている。前記へこみは、容器フィルム３と密封用フィルム４とが強固にシールされた部分であり、へこみが所定の格子模様として表れている。該模様は、本実施形態では、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、シール線６から構成されており、シール線６により同一形状の複数の平行四辺形部Ｑが形成されている。なお、本実施形態では、平行四辺形部Ｑとして、任意の平行四辺形状をなすこととしているが、これには、正方形、長方形、菱形も含まれる。

図３に示すように、ＰＴＰ包装機７は、錠剤５を容器フィルム３に自動的に包装するものである。具体的には、ＰＰ、ＰＶＣなどの帯状の樹脂フィルム８をフィルム送りロール９とテンションロール１０，１１とで、加熱装置１２及び成形装置１３に送り込み、錠剤５が充填されるポケット部２を樹脂フィルム８に成形する。そして、樹脂フィルム８にポケット部２が成形された容器フィルム３が、充填装置１４の下まで送られてくると、充填装置１４が各ポケット部２に錠剤５を自動的に充填する。

一方、帯状に形成された密封用フィルム４は、テンションロール１６，１７を介してフィルム受けロール１８の方へと案内されている。フィルム受けロール１８には、加熱ロール１９が圧接可能となっており、該加熱ロール１９の外周面には、僅かに凸状に形成された格子状の線（図示略）が設けられている。そして、両ロール１８，１９間に、容器フィルム３及び密封用フィルム４が送り込まれるようになっている。両フィルム３，４が、両ロール１８，１９間を加熱圧接状態で通過することで、容器フィルム３に密封用フィルム４が取着されるとともに、密封用フィルム４に格子状のシール線６が形成される。これによって、錠剤５が各ポケット部２に充填された長尺状のＰＴＰフィルム２０が製造される。

前記フィルム受けロール１８及び加熱ロール１９の下流にはＰＴＰフィルム２０の移送経路に沿って、ＰＴＰフィルム２０の外観不良を検査するための外観検査装置２１が配設されている。この外観検査装置２１は、密封用フィルム４の取着状態の異常を検出することで検査を行うものである。

その後、ＰＴＰフィルム２０は図示しない打抜装置によってＰＴＰシート１単位に裁断される。なお、外観検査装置２１によって不良品判定された場合、その不良品判定となったＰＴＰシートは、図示しない不良シート排出機構によって別途排出される。

さて、ＰＴＰ包装機７の概略は以上のとおりであるが、以下においては図１，４に基づき、外観検査装置２１についてより具体的に説明する。

外観検査装置２１は、照明手段２２、撮像手段としてのＣＣＤカメラ２３、画像処理装置２４及びモニタ２５を備えている。

照明手段２２は、近赤外光を照射可能な光源２６、主として平行光を透過させるための平行光フィルター２７、及び、近赤外光用のハーフミラー２８を有している。ＣＣＤカメラ２３は、照明手段２２から照射される光の波長領域に感度を有するものである。

ここで、ＣＣＤカメラ２３と照明手段２２との関係について説明する。ＣＣＤカメラ２３と照明手段２２とは、ＰＴＰフィルム２０のポケット部２側において配置されている。ＣＣＤカメラ２３は、ＰＴＰフィルム２０の平面に対して、略垂直方向から撮像可能となっている。また、照明手段２２において、光源２６から照射された光は、ハーフミラー２８によって反射され、前記ＣＣＤカメラ２３の撮像方向と略同一方向から照射されるように構成されている。すなわち、照明手段２２は、ＣＣＤカメラ２３に対して同軸照明が可能となっている。そして、照明手段２２から照射される近赤外光が、容器フィルム３越しに錠剤５及び密封用フィルム４を照らし、錠剤５及び密封用フィルム４から反射した光が、ＣＣＤカメラ２３によって二次元撮像されるように構成されている。ＣＣＤカメラ２３によって撮像された画像データは、画像処理装置２４に入力されるようになっている。

このとき、照射光は、密封用フィルム４の平面部分では正反射し、エッジ部分等では乱反射する。このため、ＣＣＤカメラ２３で撮像された画像データにおいては、シール線６の明度が、シール線６により囲まれた平行四辺形部Ｑの明度よりも低くなり、前記平行四辺形部Ｑとシール線６とのコントラストが大きくなる（図５（ｂ）参照）。なお、容器フィルム４に品種等の印刷された印刷部がある場合において、印刷部は近赤外光や赤外光を透過させやすいため、容器フィルム４自体と印刷部との明度差が極めて小さくなる。これにより、本実施形態では印刷部を無視して検査することができるようになっている。

画像処理装置２４は、Ａ／Ｄ変換器３１、第１の画像メモリ３２、マスキング手段３３、第２の画像メモリ３４、二値化手段３５、第３の画像メモリ３６、判定用メモリ３７、ＣＰＵ及び入出力インターフェース３８、外観検査結果及び統計データメモリ３９、カメラタイミング制御手段４０などから構成され、後述するような画像データの処理や、外観不良の判定等を実施可能なっている。

Ａ／Ｄ変換器３１は、ＣＣＤカメラ２３で撮像した二次元イメージデータを、アナログ信号からデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換されたイメージデータは、第１の画像メモリ３２に記憶される。

また、前記イメージデータは、後述する処理に基づき、マスキング手段３３によりマスキング処理が行われた後、第２の画像メモリ３４に記憶され、同様に、二値化手段３５により二値化された後、第３の画像メモリ３６に記憶される。

ＣＰＵ及び入出力インターフェース３８は、各種処理プログラムを判定用メモリ３７の記憶内容などを使用しつつ実行するとともに、ＰＴＰ包装機７に制御信号を送出し又はＰＴＰ包装機７から動作信号などの各種信号を受信するためのものである。これによって、例えば、ＰＴＰ包装機７の不良シート排出機構などを制御することができるようになっている。また、ＣＰＵ及び入出力インターフェース３８は、モニタ２５に表示データを送出する機能をも有する。かかる機能により、二値あるいは濃淡のイメージデータや外観検査結果などを、モニタ２５に表示させることができるようになっている。

外観検査結果及び統計データメモリ３９は、イメージデータに関する座標等のデータ、外観検査結果データ、及び、該外観検査結果データを確率統計的に処理した統計データなどを記憶するものである。これらの外観検査結果データや統計データは、ＣＰＵ及び入出力インターフェース３８の制御に基づき、モニタ２５に表示させることができる。また、これらの外観検査結果データや統計データに基づいてＣＰＵ及び入出力インターフェース３８がＰＴＰ包装機７に制御信号を送出することもできる。

カメラタイミング制御手段４０は、ＣＣＤカメラ２３が撮像するイメージデータを、Ａ／Ｄ変換器３１に取り込むタイミングを制御するものである。かかるタイミングはＰＴＰ包装機７に設けられた図示しないエンコーダからの信号に基づいて制御され、ＰＴＰフィルム２０を所定量送るごとにＣＣＤカメラ２３の撮像が行われる。

次に、ＰＴＰフィルム２０の外観検査の手順とともに、外観不良品が検出される場合の具体例について説明する。図５（ａ）は、具体例としてのＰＴＰフィルム２０の外観検査範囲の一部を模式的に示す平面図であり、容器フィルム４には、シール線６が形成されているとともに、シール不良であるしわＦが生じているものとする。このＰＴＰフィルム２０に対し、照射手段２２によって照射光が照射される。該照射光の照射されたＰＴＰフィルム２０は、ＣＣＤカメラ２３で撮像され、撮像された画像データが画像処理装置２４に入力される。

ここで撮像された画像データは、前述したように、シール線６の明度が低くなり、シール線６で囲まれた平行四辺形部Ｑの明度が高くなる。また、容器フィルム４に取着不良やしわが生じてしまったり、異物が付着してしまったりする等の異常が生じている場合には、シール線６の位置以外に明度の低い部分が生じたり、シール線６の間隔が乱れたり、シール線６が形成されなかったりする。具体的には、図５（ｂ）に示すように、例えば、シール線６としわＦとの部分において明度が低くなる。

そして、画像処理装置２４（主として、ＣＰＵ）では前記撮像された画像データを用いて、図６のフローチャートに示すようなルーチンが実行される。当該ルーチンでは、まずステップＳ１において、マスキング手段３３によって、第１の画像メモリ３２に記憶されている画像データについて「マスキング処理」が行われ、第２の画像メモリ３４に画像データが記憶される。該マスキング処理は、容器フィルム３と密封用フィルム４とが取着されていないポケット部２に対応する部分をマスキングするものである（マスキング処理の詳細については、公知であるため、ここでの図示及び詳細な説明を省略する。）。ここで、マスキングされた部分からは、外観不良が検出されないようになっている。

次に、ステップＳ２において、第２の画像メモリ３４に記憶された画像データに対して、「検査枠Ｗによる輝度判定処理」が行われる。この判定処理に際しては、予め、シール線６により形成された平行四辺形部Ｑの形状と同一形状の検査枠Ｗが、平行四辺形部Ｑと同一角度で設定されている（図７参照）。なお、シール線６は所定の幅を有しているため、検査枠Ｗの大きさはシール線６の形成ピッチに基づき定められている。

シール線６が正常に形成されている場合には、前記検査枠Ｗに係り、向かい合うライン上におけるシール線６及び平行四辺形部Ｑの位置関係が対称になる。すなわち、向かい合うライン上の輝度が対称になる（図８（ｃ）参照）。一方、容器フィルム４に取着不良やしわＦが生じてしまったり、異物が付着してしまったりする等の異常が生じている場合には、シール線６の間隔が乱れたり、シール線６が形成されなかったりする。すると、前記向かい合うラインの輝度が対称にならない（図８（ａ）参照）。

そこで、本実施形態では、ライン上の画素の輝度をライン毎に合計し、向かい合うラインの合計輝度が一致するか否かを確認する。より詳しくは、検査枠Ｗが４つの辺（Ａ〜ＤラインＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ）から構成され、ＡラインＬａとＣラインＬｃとが向かい合い、ＢラインＬｂとＤラインＬｄとが向かい合うものとする。前記検査枠Ｗを構成するラインＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ上に存在する画素の輝度を各ラインＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ毎に合計する。そして、相対向する辺（向かい合うライン）の合計輝度の差（絶対値）を算出する。すなわち、ＡラインＬａの合計輝度とＣラインＬｃの合計輝度との差Ｄ１、及び、ＢラインＬｂの合計輝度とＤラインＬｄの合計輝度との差Ｄ２を算出する。そして、前記２つの合計輝度差Ｄ１，Ｄ２のうち、少なくとも一方が判定用メモリ３７に記憶されている所定の輝度差基準値Ｄａ以上の場合に、合計輝度が不一致であると判定する。

さらに、ステップＳ３において、前記輝度判定結果に基づき、二値化手段３５によって、「二値化処理」が行われる。ここでは、予め検査対象領域に対応した全画素データが「１」（明）とされた二値化イメージデータが準備されている。そして、前記ステップＳ２で合計輝度が不一致と判定された場合には、検査枠Ｗ内の全領域を異常判定領域として、当該検査枠Ｗ内の全画素の二値化イメージデータが「０」（暗）に変換される。すなわち、図８（ａ）に示すように、向かい合うラインの輝度が対称でない場合には、図８（ｂ）に示すように検査枠Ｗ部分が黒く塗りつぶされる。逆に、合計輝度が一致と判定された場合には、検査枠Ｗ内の全画素の二値化イメージデータが維持される。すなわち、図８（ｃ）に示すように、向かい合うラインの輝度が対称である場合には、図８（ｄ）に示すように検査枠Ｗ部分が塗りつぶされることはない。これにより、異常の生じている部分が０（暗）とされた二値化イメージデータが形成される。二値化処理された二値化イメージデータは第３の画像メモリ３６に記憶される。なお、ステップＳ２及びステップＳ３は、図９に示すように、検査枠Ｗを所定画素数ずつ（例えば、１画素ずつ）移動させ、検査対象領域全てについて処理を行う。

次に、図６に戻り、ステップＳ４において、第３の画像メモリ３６に記憶された二値化イメージデータに対して塊処理が実行される。塊処理としては、二値化イメージデータの０（暗）について各連結成分を特定する処理と、それぞれの連結成分についてラベル付けを行うラベル付け処理とがある。

さらに、ステップＳ５において、ステップ４で塊処理した連結成分の面積Ｓｘが演算される。ここで、それぞれ特定される各連結成分の占有面積はＣＣＤカメラ２３の画素に応じたドット数で表される。

そして、ステップＳ６において、連結成分の面積Ｓｘが判定用メモリ３７に記憶された判定基準値Ｐｘと比較される。そして、連結成分の面積Ｓｘが判定基準値Ｐｘよりも小さい場合には、ステップＳ７において正常判定が行われる。一方、連結成分の面積Ｓｘが判定基準値Ｐｘ以上の場合は、ステップＳ８において異常判定が行われる。従って、連結成分の面積が判定基準値Ｐｘと比較されることで、輝度の不一致部分がしわ等の外観不良であるか否かが判定される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ２３によって撮像された画像データに対して、シール線６によって形成される平行四辺形部Ｑの形状に対応して検査枠Ｗを設定している。このため、シート領域の非常に狭い範囲内で輝度が比較されることとなる。前記画像データは、巨視的に捉えると、容器フィルム４の取着の際のシールのムラによって、シール線６と平行四辺形部Ｑとのコントラストや、シール線６の太さ等が異なってしまうおそれがある。この点、本実施形態では、非常に狭い範囲内で輝度が比較されることに基づいて不良判定が行われるため、シールのムラの影響を最小限に抑えることができる。従って、高精度の検査を確実に行うことができる。また、シールのムラの影響を抑えるために複雑な画像処理を施す必要がない。このため、検査処理の高速化を図ることができる。また、複雑な画像処理の際に誤差が生じたり、誤差が拡大したりするおそれがないため、より高精度の検査を行うことができる。

また、検査枠Ｗは、シール線６によって形成される平行四辺形部Ｑの形状と同一形状、かつ、同一角度となっている。このため、正常なＰＴＰフィルム２０において、検査枠Ｗを前記ＰＴＰフィルム２０のどの位置に配置させても、当該検査枠Ｗを構成するラインのうち、相対向する辺上におけるシール線６と平行四辺形部Ｑとの位置が必ずほぼ対称になる。従って、前記相対向する辺において対称な位置の輝度がほぼ同一となる。逆に、前記対称な位置の輝度がほぼ同一になっていない場合には、シール線６の形成に異常が生じていることとなる。それゆえ、前記相対向する辺上の輝度を比較するだけで、シール線６の異常を容易に検出できる。

さらに、前記相対向する辺上の輝度は、相対向する辺上における画素の合計輝度の差が所定の輝度差基準値Ｄａ以上であるか否かであるかを判定するだけで、非常に容易に比較できる。このため、異常検出のための演算処理に関して、複雑な演算をする必要がなく、処理の高速化を図ることができる。

加えて、シール線６の異常が検出可能であるため、特に、密封用フィルム４のしわや取着不良といったシール不良、または、密封用フィルム４と容器フィルム３との間に挟み込まれた異物等の外観不良がより確実に検出できる。

以上説明した実施の形態において、例えば、次のように構成の一部を適宜変更して実施することも可能である。勿論、以下において例示しない他の変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、検査枠Ｗは、平行四辺形部Ｑの形状と同一形状、かつ、同一角度となっているが、必ずしも前記形態に限定されるものではない。すなわち、検査枠Ｗを構成する辺のうち、相対向する辺上の輝度の位置関係が対称（線対称または点対称）になるような形態の平行四辺形であればよい。

ここで、検査枠の設定例について、各場合に分けて具体的に説明する。特に、ここでは、図１０に示すように、平行四辺形部Ｑを形成する辺が、点ｅ，ｆ，ｇ，ｈを結んだ辺ｅｆ、辺ｆｇ、辺ｇｈ、辺ｈｅからなるものとする（但し、各辺の長さは、シール線６の形成ピッチと同一であるものとする）。

まず第１に、前記平行四辺形部Ｑに対して、検査枠を構成する４辺の角度が全て異なる場合について説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、検査枠Ｗ２として、点ａ，ｂ，ｃ，ｄを結んだ辺ａｂ、辺ａｃ、辺ｃｄ、辺ｂｄからなり、前記平行四辺形部Ｑに外接する平行四辺形を設定する。また、辺ａｂが点ｅを通り、辺ａｃが点ｆを通り、辺ｃｄが点ｇを通り、辺ｂｄが点ｈを通るものとする。このような検査枠Ｗ２が設定された場合においては、輝度の比較に際して、各辺のそれぞれ所定の区間が輝度比較範囲Ｋとして設定される。すなわち、前記所定の区間の合計輝度が比較されるのである。輝度比較範囲Ｋは、以下のように設定される。まず、前記検査枠Ｗ２の点ａを起点として、平行四辺形部Ｑの対角線である線分ｅｇ及び線分ｆｈに平行な２本の線を引き、当該検査枠Ｗ２との交点を求める。交点が存在する場合には、点ａに相対向する点ｄから当該交点までを輝度比較範囲Ｋとする。すなわち、前辺ｂｄに交点ｋが存在する場合には、辺ｂｄ上における線分ｄｋを輝度比較範囲Ｋとする（図１１（ａ），（ｂ）参照）。辺ｃｄに交点ｍが存在する場合には、辺ｃｄ上における線分ｄｍを輝度比較範囲Ｋとする（図１１（ｂ），（ｃ）参照）。これに対し、交点が存在しないような場合には、無視する（図１１（ｄ）参照）。同様に、検査枠Ｗ２の残りの点ｂ，ｃ，ｄについても、各点ｂ，ｃ，ｄを基点として、上記のように交点を求めることによって、検査枠Ｗ２の４辺の全てにおいて、輝度比較範囲Ｋを設定する。すると、図１１（ａ）〜（ｄ）において太線で示した区間が輝度比較範囲Ｋとして設定されることとなる。尚、この場合において、検査枠Ｗ２を構成する４辺を平行四辺形部Ｑの対角線と同一角度とすると、各辺の全体が輝度比較範囲Ｋとなり、輝度比較範囲Ｋを容易に設定できる。

次に、前記平行四辺形部Ｑに対して、検査枠を構成する１組の相対向する辺の角度が一致する場合について説明する。図１２に示すように、検査枠Ｗ３における前記角度の一致する辺を、平行四辺形部Ｑを構成する４辺のうち、相対向する２辺である辺ｆｇ及び辺ｅｈと同一ラインの線ｊ１、線ｊ２上に設定する。さらに、辺ｅｆ及び辺ｇｈにおける各中心点である点ｒ及び点ｓを通過する任意の角度の線ｊ３、線ｊ４（但し、線ｊ３と線ｊ４とは互いに平行）を引き、線ｊ１〜ｊ４の交点である点ｔ，ｕ，ｖ，ｗを結んだ４辺を検査枠Ｗ３として設定するのが都合がよい。

（ｂ）上記実施形態では、検査枠Ｗの相対向する辺の合計輝度を比較することとしているが、当該合計輝度には、「平均輝度」なる概念も含まれる。すなわち、輝度の合計値を画素数で除算した平均輝度同士を比較することとしてもよい。

（ｃ）検査枠Ｗの相対向する辺の画素に関し、各辺の全画素或いは上記（ａ）の輝度比較範囲Ｋの全画素について考慮しなくてもよい。すなわち、「検査枠Ｗの各辺上の画素」とあるのは、必ずしも全ての画素である必要はなく、「相対向する辺上の相対応する画素」であればよい。ここで、「相対応する画素」について、図１１（ａ）に従ってより詳細に説明すると、例えば輝度比較範囲Ｋを構成する辺ａｙと辺ｋｄの場合に関しては、点ａの画素に対応する画素は点ｋの画素であり、点ａから所定距離αだけ隔てた点イの画素に対応する画素は、点ｋから所定距離αだけ隔てた位置の点ロの画素ということになる。このように相対応しあう１組の画素の輝度同士を比較しあうこととしてもよいし、相対応しあう複数組の画素の合計輝度（平均輝度を含む）を比較しあうこととしてもよいし、相対応しあう所定区間の画素の合計輝度（平均輝度を含む）を比較しあうこととしてもよい。このように全画素ではない画素について比較が行われるよう構成した場合には、全画素の場合に比べて処理するデータ量が少なくて済み、結果として検査の高速化が可能となる。これに対し、全ての画素について比較が行われるよう構成した場合には、その分だけ精度を高めることができるという効果が奏される。

（ｄ）また、検査枠Ｗは、１つの平行四辺形部Ｑの形状に対応して設定されているが、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、隣接する複数の平行四辺形部を結合させてなる平行四辺形に対応した検査枠Ｗａ，Ｗｂを設定してもよい。

（ｅ）さらに、シール線６によって、平行四辺形部Ｑが形成されているが、図１４に示すような、三角形部Ｔが形成されている場合にも適用可能である。但し、前記三角形部Ｔは、隣合う三角形を結合させたときに平行四辺形となるものである。この場合、検査枠Ｗｃを前記結合させてできた平行四辺形に対応させて設定する。

（ｆ）上記実施形態では、密封用フィルム４に連続したライン状のシール線６が形成されるようになっているが、連続したライン状に限定されるわけではなく、所定の平行四辺形単位で同一の模様が規則正しく繰り返されるようなシールであればよい。例えば、規則正しく配列されたドット状の点シールでもよい。この場合、点シールの中心を結んで形成される平行四辺形に対応して検査枠Ｗを設定すればよい。

（ｇ）上記実施形態では、二値化処理において、検査枠Ｗ内の全画素データ毎に二値化を施すようになっているが、二値化する範囲はこれに限定されない。例えば、検査枠Ｗのライン上の画素データ毎や、検査枠Ｗの重心位置等の所定のポイントの画素データのみを二値化するようにしてもよい。

（ｈ）検査範囲Ｐにおいて、検査枠Ｗを１画素ずつずらして検査を行うようになっているが、複数画素ずつずらして検査しても差し支えなし、予め設定した代表位置を検査するようにしてもよい。

（ｉ）外観検査装置２１は、容器フィルム３側から撮像するようになっているが、密封用フィルム４側から撮像するようにしても差し支えない。また、帯状のＰＴＰフィルム２０の状態で検査を行っているが、シート単位に裁断されたＰＴＰシート１を検査してもよい。

（ｊ）照明手段２２は近赤外光を照射するようになっているが、赤外光や可視光を照射する照明手段であっても差し支えない。

（ｋ）検査枠Ｗによる輝度判定処理では、合計輝度差Ｄ１，Ｄ２に基づき判定を行っているが、検査枠Ｗの相対向する辺上の輝度が比較できればよいのであって、必ずしも合計輝度差Ｄ１，Ｄ２を用いる必要はない。例えば、各辺上の合計輝度の比に基づいて判定を行なってもよい。

（ｌ）上記実施形態では、特に言及していないが、検査枠Ｗを画像イメージデータにおける画素配列の水平軸及び垂直軸と平行に設定すると、合計輝度を演算するための画素が水平軸上及び垂直軸上に一列に並ぶこととなり、演算速度を向上させることができる。このため、輝度判定処理の高速化を図ることができる。

外観検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）はＰＴＰシートを示す斜視図であり、（ｂ）はＰＴＰシートを示す部分拡大断面図であり、（ｃ）はＰＴＰシートの一部を密封用フィルム側から見た場合の平面図であり、（ｄ）は（ｃ）の部分拡大図である。 ＰＴＰ包装機等の概略構成を示す模式図である。 照明手段とＣＣＤカメラの関係を示す模式図である。 しわの存在する場合のＰＴＰフィルムの外観検査範囲の一部を模式的に示す平面図であって、（ａ）は、密封用フィルムの部分拡大図であり、（ｂ）は（ａ）を撮像して得た画像データである。 画像処理装置により実行されるルーチンを示すフローチャートである。 検査枠を説明するための図である。 二値化処理を説明するための図であって、（ａ）は異常の生じた部分に検査枠が配置されている場合の図であり、（ｂ）は（ａ）の場合における二値化後の二値化イメージデータを示す図であり、（ｃ）は正常な部分に検査枠が配置されている場合の図であり、（ｄ）は（ｃ）の場合における二値化後の二値化イメージデータを示す図である。 検査枠を所定画素数毎にずらして行く様子を示す図である。 検査枠の設定に際してのシール線及び平行四辺形部の概念を説明する模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、別の実施形態における検査枠及び輝度比較範囲を示す模式図である。 別の実施形態における検査枠を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）ともに、別の形態の検査枠を示す図であって、隣接する複数の平行四辺形部を結合させてなる平行四辺形が検査枠となる場合である。 シール線により三角形部が形成される場合の検査枠を示す図である。

符号の説明

１…シートとしてのＰＴＰシート、３…フィルムとしての容器フィルム、４…フィルムとしての密封用フィルム、６…模様を構成するシール線、Ｑ…模様を構成する平行四辺形部、７…ＰＴＰ包装機、２１…外観検査装置、２２…照明手段、２３…撮像手段としてのＣＣＤカメラ、２４…画像処理装置。

Claims (9)

1. 主たるシール部分が所定の平行四辺形単位で周期的に繰返す模様を形成するように、２枚のフィルムが互いに取着されたシートの外観不良を検査するための外観検査装置であって、
   少なくとも前記シートに対して光を照射する照明手段と、
   前記照明手段により照射された面を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号を処理する画像処理装置とを備え、
   前記画像信号は、少なくとも前記シートの模様の画像信号を含むものであり、
   前記画像処理装置は、前記画像信号から得た画像データに対し、相対向する辺上における前記模様の位置関係が対称となるように設定されてなる平行四辺形状の検査枠を用い、該検査枠の相対向する辺上の画素の輝度を比較することに基づき、前記シートの外観不良を検査可能に構成されていることを特徴とする外観検査装置。
2. 前記輝度の比較は、前記検査枠の各辺上の画素の合計輝度を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記画像処理装置は、前記検査枠の相対向する２組の辺に関し、それぞれ前記合計輝度の差または比を演算することで前記輝度を比較し、前記検査枠における２つの前記合計輝度の差または比のうち少なくとも一方の値が所定の範囲外のとき、少なくとも当該検査枠につき前記模様の形成が異常であると判定し、その判定結果に基づき、前記シートの外観不良を検査可能となっていることを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記画像処理装置は、検査範囲内において前記検査枠を所定の間隔で移動する度に前記模様の形成異常の検出を行い、前記模様の形成異常が検出された場合には、前記検査枠を配置した所定領域または該所定領域内の所定部分を異常判定領域とするとともに、前記検査範囲内の前記異常判定領域の面積が所定値以上のときに、外観不良であると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の外観検査装置。
5. 前記検査枠は、前記模様の形成された単位である所定の平行四辺形と同一形状、かつ、同一角度であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。
6. 前記シートの模様はライン状のシール線により形成された平行四辺形であり、
   前記検査枠は、前記シール線により形成された１つの平行四辺形または隣接する複数の平行四辺形に外接する平行四辺形であって、かつ、当該平行四辺形の相対向する一対の辺が前記シール線により形成された平行四辺形の一方の対角線と平行になり、前記一対の辺とは別の相対向する一対の辺が前記シール線により形成された平行四辺形の他方の対角線と平行になるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。
7. 前記シートの模様はライン状のシール線により形成された平行四辺形であり、
   前記検査枠は、前記シール線により形成された１つの平行四辺形または隣接する複数の平行四辺形に外接する平行四辺形であって、かつ、当該平行四辺形の少なくとも一辺が検査画像の水平軸及び垂直軸のうち少なくとも一方と平行になるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の外観検査装置。
8. 前記照明手段は、前記シートの面に対して略垂直方向から照射光を照射可能であるとともに、
   前記撮像手段は、前記照射光の照射方向と略同一方向から撮像可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の外観検査装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の外観検査装置を備えたことを特徴とするＰＴＰ包装機。

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