JP2007279064A - Ｐｔｐ包装品の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来検出困難であったポケット側壁や被検査物の外周面に付着したゴミなどの欠陥を確実に検出できるＰＴＰ包装品の外観検査装置を提供する。
【解決手段】ポケット部８２に錠剤（被検査物）８３を収容した後、ポケット部の開口面をカバーフィルム８４でシールする前の状態で包装用シート８１を搬送する搬送手段と、搬送経路中に設定された検査ポイントに位置して包装用シート８１の下方側に配置され、包装用シートを赤色領域の光で照明する赤色光照明手段１と、包装用シートの上方側に配置され、包装用シートを青色領域の光で照明する青色光照明手段２と、包装用シートの上方側に配置され、赤色光照明手段１と青色光照明手段２によって同時に照明された包装用シート８１を撮像する緑色領域に分光感度特性を有する撮像手段３と、該撮像手段から出力される緑色成分の画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観異常を検出する画像処理装置４とで構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＰＴＰ包装品のための外観検査装置に関するものである。

錠剤やカプセルなどの商品包装形態の１つに、ＰＴＰ(Press Through Package)包装品と呼ばれるものがある。このＰＴＰ包装品は、図８に例示するように、透明な包装用シート８１に形成した凹状のポケット部８２に錠剤８３を収容した後、ポケット部の開口面側をアルミ箔などの不透明なカバーフィルム８４でシールしたものである。このＰＴＰ包装品８０は、その製造に際し、不透明なカバーフィルム８４でシールする前に、錠剤８３と包装用シート８１の外観検査を行なうのが一般的である。

従来、上記ＰＴＰ包装品のための外観検査装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載のシート包装検査装置は、ＰＴＰの包装シートを上方側から緑色（Ｇ）光源で照らすとともに、この緑色光源による包装用シートからの反射光を受光して反射光画像（Ｇ画像）として出力する手段と、下方側から赤色（Ｒ）光源で照らすとともに、この赤色光源による包装用シートの透過光を受光して透過光画像（Ｒ画像）として出力する手段を設け、得られた反射光画像（Ｇ画像）と透過光画像（Ｒ画像）を用いて包装シートの欠陥を検出するようにしたものである。

一方、ＰＴＰ包装品用の検査装置ではないが、ウェーファなどの板状の食品のための欠陥検査装置が特許文献２に示されている。この特許文献２に記載の欠陥検査装置は、緑色（Ｇ）成分の光でウェーファの表面を照明してその反射光像（Ｇ画像）を得るとともに、赤色（Ｒ）成分の光でウェーファを裏面側から照明してその透過光像（Ｒ画像）を得、反射光像（Ｇ画像）からウェーファ表面の欠陥を検出するとともに、透過光像（Ｒ画像）からウェーハの裏面または内部の欠陥を検出するようにしたものである。

特許第３２１６８７４号公報（全文、全図） 特開２００１−９９７８６号公報（全文、全図）

上記特許文献１に記載のシート包装検査装置の場合、反射光像（Ｇ画像）と透過光像（Ｒ画像）の２つを用いてＰＴＰ包装品の欠陥を検出しているため、反射画像だけを用いたものや透過光画像だけを用いたものに比べて高い検出精度を得ることができる。しかしながら、この特許文献１に記載の装置においても未だ改善すべき以下のような問題が残されていた。

図８に示したように、錠剤８３を収容するポケット部８２のポケット側壁８２ａは、完全な垂直壁とはなっておらず、所望の角度で傾斜する傾斜面あるいは湾曲面とされ、その表面も完全な平滑面ではない。このため、例えば、反射光像を得るために上方側から照明光Ｌ_１で照らすと、この照明光Ｌ_１はポケット側壁８２ａの部分で乱反射を起こし、不完全な反射光となってしまう。また、透過光像を得るために下側から照明光Ｌ_２で照らした場合も、照明光Ｌ_２はポケット側壁８２ａの部分で散乱を起こし、不完全な透過光となってしまう。この結果、例えばポケット側壁８２ａや錠剤８３の外周面に小さなゴミｍなどが付着している場合、反射光像、透過光像のいずれによっても検出できないことがあった。

一方、特許文献２に記載の食品の欠陥検査装置の場合も、前記特許文献１に記載のシート包装検査装置と同じ画像入力方式であるため、ＰＴＰ包装品の外観検査に応用したとしても、同様の問題を生じる。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、従来検出困難であったポケット側壁や被検査物の外周面に付着したゴミなどの欠陥を確実に検出することができるＰＴＰ包装品の外観検査装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明は次のような手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の発明は、透明な包装用シートのポケット部に被検査物を収容した後、該ポケット部の開口面を不透明なカバーフィルムでシールするようにしたＰＴＰ包装品のための外観検査装置であって、前記ポケット部に被検査物を収容した後、該ポケット部の開口面をカバーフィルムでシールする前の状態で包装用シートを搬送する搬送手段と、搬送経路中に設定された検査ポイントに位置して包装用シートの下方側に配置され、包装用シートを赤色領域の光で照明する赤色光照明手段と、前記検査ポイントに位置して包装用シートの上方側に配置され、包装用シートを青色領域の光で照明する青色光照明手段と、前記検査ポイントに位置して包装用シートの上方側に配置され、前記赤色光照明手段と青色光照明手段によって同時に照明された包装用シートを撮像する緑色領域に分光感度特性を有する撮像手段と、該撮像手段から出力される緑色成分の画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観異常を検出する画像処理装置とを備えたことを特徴とするものである。

また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の外観検査装置において、前記緑色領域に分光感度特性を有する撮像手段に加え、赤色領域に分光感度特性を有する撮像手段と、青色領域に分光感度特性を有する撮像手段を付加し、これら３つの撮像手段から出力される緑色成分、青色成分、赤色成分の３つの画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観異常を検出するようにしたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、赤色光照明手段と青色光照明手段によって同時に照明された包装用シートを緑色領域に分光感度特性を有する撮像手段で撮像し、撮像した緑色成分の画像データからＰＴＰ包装品の欠陥を検出するようにしているので、従来においては検出困難であったポケット側壁や被検査物の外周面にに付着したゴミなどの欠陥を確実に検出することができ、ＰＴＰ包装品の外観検査の検出精度を上げることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、緑色成分の画像データから従来検出困難であったポケット側壁や被検査物外周面に付着したゴミなどの欠陥を確実に検出することができるとともに、青色成分の反射光像から被検査物表面の欠陥を、また、赤色成分の透過光像から被検査物外周の欠けや包装用シート上のゴミなどの欠陥を検出することができ、１つの外観検査装置を用いて１回の撮像でＰＴＰ包装品の完全な外観検査を行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１〜図４に、本発明に係る外観検査装置の第１の実施の形態を示す。図１は装置全体の構成を示す図、図２はＰＴＰ包装品のポケット部の模式拡大図、図３は照明手段と撮像手段の分光特性図、図４は撮像手段の出力画像の模式説明図である。

図１、図２において、８０はポケット部開口面をカバーフィルムでシールされていない状態のＰＴＰ包装品であり、包装用シート８１のポケット部８２には錠剤８３が収容されている。図示は略したが、包装用シート８１は、最後の分離切断工程に至るまではその全体が帯状に連なっており、図示を略したコンベアなどの搬送手段によって一定速度で搬送されている。

この搬送経路の適宜位置には、外観検査を行なうための検査ポイントが設定されており、この検査ポイントに位置して、包装用シート８１の下方側に、該包装用シート８１を赤色（Ｒ）領域（図３（ａ）参照）の光で照明するための赤色ＬＥＤで構成された赤色光照明手段１が配置されている。なお、図示は略したが、赤色ＬＥＤの前には拡散板などが配置され、ムラのない均一な赤色光とされている。

一方、前記検査ポイントに位置して、包装用シート８１の上方側には、該包装用シート８１を青色（Ｂ）領域の光（図３（ａ）参照）で照明するための青色ＬＥＤで構成された青色光照明手段２が配置されている。なお、図示は略したが、青色ＬＥＤの前には拡散板などが配置され、ムラのない均一な青色光とされている。

さらに、前記検査ポイントに位置して、包装用シート８１の上方側には、赤色光照明手段１と青色光照明手段２によって同時に照明された包装用シート８１の錠剤８３とその周辺部分を上方側から撮像する撮像手段３が配置されている。この撮像手段３は、例えばＣＣＤの受光面に緑色フィルターを配置した緑色受光素子３_Ｇを撮像手段として用いたＣＣＤカメラであって、図３（ｂ）の受光感度特性に示すように、緑色（Ｇ）領域の光のみに感応して画像信号（輝度信号）を出力するものである。

なお、上記撮像手段３としては、緑色受光素子３_Ｇのみを備えた専用のＣＣＤカメラを作製して用いてもよいが、最も簡単には、公知のＲＧＢ三原色タイプのＣＣＤカメラを用い、このＲＧＢ三原色タイプのＣＣＤカメラのＧ（緑）信号のみを取り出すようにすればよい。

画像処理装置４は、前記撮像手段３から出力される緑色成分の画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観異常、特にポケット側壁８２ａや錠剤８３の外周面に付着しているゴミｍ（図２参照）などを高精度で検出するための回路であり、通常マイクロコンピュータとそれに組み込まれた処理プログラムで構成されている。

次に、その動作について説明する。
包装用シート８１の上方側に配置された青色光照明手段２の発する青色（Ｂ）光の発光波長特性は、図３（ａ）中に示すように、青色中心波長λ_１（約４６０ｎｍ）を中心にして左右ほぼ対称なガウス分布曲線となっている。また、包装用シート８１の下方側に配置された赤色光照明手段１の発する赤色（Ｒ）光の発光波長特性は、図３（ａ）中に示すように、赤色中心波長λ_３（約６７０ｎｍ）を中心にして左右ほぼ対称なガウス分布曲線となっている。一方、撮像手段３の緑色受光素子３_Ｇの分光感度特性は、図３（ｂ）に示すように、緑色中心波長λ_２（約５４０ｎｍ）を中心にして左右ほぼ対称なガウス分布曲線となっている。

図３（ａ）（ｂ）から分かるように、赤色（Ｒ）光の発光波長特性の左半部の波長の短い側の一部は、緑色受光素子３_Ｇの分光感度特性の右半部の波長の長い側の一部と重なっている。このため、赤色光照明手段１の赤色（Ｒ）光によって包装用シート８１を下側から照らすと、図３（ｃ）に示すように、赤色（Ｂ）透過光の一部が撮像手段３の緑色受光素子３_Ｇで受光される。

一方、青色（Ｂ）光の発光波長特性の右半部の波長の長い側の一部は、緑色受光素子３_Ｇの分光感度特性の左半部の波長の短い側の一部と重なっている。このため、青色光照明手段２の青色（Ｂ）光によって包装用シート８１を上方側から照らすと、図３（ｃ）に示すように、青色（Ｂ）反射光の一部が緑色受光素子３_Ｇで受光される。

上記赤色透過光によって得られる赤色（Ｒ）成分画像（＝輝度信号）は、透過光画像であるため、図４（ａ）に示すように、錠剤８３の部分が陰となって黒く写り、そのまわりの包装用シート８１の部分は白く明るくなって写る。ポケット部８２のポケット側壁８２ａや錠剤８３の外周面に小さなゴミｍ（図２参照）などが付着している場合、赤色透過光は傾斜あるいは湾曲しているポケット側壁８２ａの部分で散乱を起こすため、付着しているゴミｍはぼけてしまい、図４（ａ）の赤色（Ｒ）成分画像からゴミｍを確実に検出することは困難である。

一方、青色反射光によって得られる青色（Ｂ）成分画像（＝輝度信号）は、反射光像であるため、図４（ｂ）に示すように、錠剤８３の部分だけが白く明るくなって写り、そのまわりの包装用シート８１の部分は黒色または濃い灰色となって写る。ポケット部８２のポケット側壁８２ａや錠剤８３の外周面に小さなゴミｍ（図２参照）などが付着している場合、青色反射光は傾斜あるいは湾曲しているポケット側壁８２ａの部分で乱反射するため、付着しているゴミｍはぼけてしまい、図４（ｂ）の青色（Ｂ）成分画像から直接検出することは困難である。

本発明の場合、撮像手段３の緑色受光素子３_Ｇは、図３（ｃ）に示したように、赤色（Ｒ）成分の一部と青色（Ｂ）成分の一部を同時に受光している。赤色（Ｒ）成分と青色（Ｂ）成分の画像を別々に分けて図示すると、赤色（Ｒ）成分の画像は、図４（ａ）に示すように、錠剤８３の部分が黒色、包装用シート８１の部分が灰色となる。また、青色成分（Ｂ）の画像は、図４（ｂ）に示すように、錠剤８３の部分が灰色、包装用シート８１の部分が黒色となる。緑色受光素子３_Ｇの出力画像（＝輝度信号）は、前記図４（ａ）と図４（ｂ）の画像を重ね合わせたものであるから、図４（ｃ）に示すように、画面全体が灰色となり、錠剤８３と包装用シート８１との間に輝度差はほとんどなくなる。

一方、ゴミｍは、図４（ａ）の赤色（Ｒ）成分の画像と図４（ｂ）の青色（Ｂ）成分の画像のそれぞれにおいてはポケット側壁の影響によって黒色に近いぼけた画像となり、識別しにくくなっているが、２つの画像が重ね合わされることによって灰色背景との間に大きな輝度差を生じ、ポケット側壁の影響のない濃くはっきりとした画像となり、図４（ｃ）に示すように緑色受光素子３_Ｇの出力画像上で明確に識別することができる。

画像処理装置４は、上記撮像手段３の緑色受光素子３_Ｇから出力される緑色（Ｇ）成分の画像データを受け取り、２値化処理やエッジ抽出処理などの必要な画像処理を施してゴミｍの存在を検出し、その検出結果を出力する。ＰＴＰ包装品の製造ラインでは、前記画像処理装置４の検出結果に基づいて製造ラインの制御を行ない、欠陥と判定されたＰＴＰ包装品を取り除き、正常なＰＴＰ包装品のみを次工程に送るなど、必要な処理を行なう。

以上のようにして、本発明の第１の実施の形態によれば、従来は検出困難であったポケット側壁や錠剤の外周面に付着しているゴミなどの欠陥を確実に検出することができ、ＰＴＰ包装品の検査精度を向上することができる。なお、赤色光照明手段１と青色光照明手段２の照明光の明るさ（輝度）は、緑色受光素子３_Ｇから出力される緑色（Ｇ）成分画像において、ポケット側壁８２ａや錠剤８３の外周面に付着しているゴミｍが最もはっきりと識別できるように、予めサンプルＰＴＰ包装品などを用いて輝度調整することが望ましい。

図５〜図７に、本発明の第２の実施の形態を示す。
図５は第２の実施の形態に係る外観検査装置の全体構成を示す図、図６は照明手段と撮像手段の分光感度特性図、図７は撮像手段を構成する各受光素子の出力画像の例を示す図である。

この第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態（図１）と同じ構成からなる外観検査装置において、撮像手段３内に、緑色受光素子３_Ｇに加え、更に、赤色（Ｒ）領域に分光感度特性を有する赤色受光素子３_Ｒと、青色（Ｂ）領域に分光感度特性を有する青色受光素子３_Ｂを付加し、これら３つの受光素子から出力される緑色（Ｇ）成分、青色（Ｂ）成分、赤色（Ｒ）成分の３つの画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観検査を行なうようにしたものである。

なお、上記撮像手段３としては、最も簡単には、公知のＲＧＢ三原色タイプのＣＣＤカメラを用い、それぞれの色信号を取り出すようにすればよい。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色毎に専用のＣＣＤカメラを配置してもよい。

この第２の実施の形態の場合、青色受光素子３_Ｂ、緑色受光素子３_Ｇ、赤色受光素子３_Ｒの分光感度特性は、図６（ｂ）に示すように、それぞれの中心波長λ_１，λ_２，λ_３を中心としてほぼガウス分布曲線となっている。一方、包装用シート８１は、前記第１の実施の形態の場合と同じく、上方側から青色光照明手段２によって照らされているとともに、下側から赤色光照明手段１によって照らされている（図６（ａ）の分光感度特性参照）。

このため、緑色受光素子３_Ｇからは、前記第１の実施の形態の場合と同じく、図６（ｃ）に示した青色（Ｂ）成分の一部と赤色（Ｒ）成分の一部を重ね合わせた図７（ａ）に示すような緑色（Ｇ）成分画像（＝図４（ｃ）と同じ画像）が出力される。一方、青色受光素子３_Ｂでは、図６（ｄ）に示す青色（Ｂ）の反射光が受光され、図７（ｂ）に示すような青色（Ｂ）成分画像が出力される。また、赤色受光素子３_Ｒでは、図６（ｅ）に示す赤色（Ｒ）の透過光が受光され、図７（ｃ）に示すような赤色（Ｒ）成分画像が出力される。

上記のようにして得られた緑色（Ｇ）成分画像、青色（Ｂ）成分画像、赤色（Ｒ）成分画像の各データ（輝度信号）は画像処理装置４に送られ、これらの３つの画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観検査が実行される。

たとえば、緑色受光素子３_Ｇから出力される図７（ａ）の緑色（Ｇ）成分画像からは、前述したようにポケット部８２のポケット側壁８２ａや錠剤８３の外周面に付着しているゴミｍなどが検出される。青色受光素子３_Ｂから出力される図７（ｂ）の青色（Ｂ）成分画像からは、錠剤８３の表面に付着しているゴミや傷などが検出される。また、赤色受光素子３_Ｒから出力される図７（ｃ）の赤色（Ｒ）成分画像からは、錠剤８３の外周の欠けや包装用シート８１上に付着しているゴミなどが検出される。この結果、ＰＴＰ包装品８０の外観検査を１つの外観検査装置を用いて１回の撮像で行なうことができる。

第１の実施の形態に係る外観検査装置の構成を示す図である。 ＰＴＰ包装品のポケット部の模式拡大図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はその平面図である。 第１の実施の形態における照明手段と撮像手段の分光特性を示すもので、（ａ）は青色光照明手段と赤色光照明手段の発光波長特性図、（ｂ）は緑色成分の撮像手段を構成する緑色受光素子の分光感度特性図、（ｃ）は緑色受光素子の出力画像の分光感度特性図である。 緑色受光素子の出力画像の模式説明図であって、（ａ）は緑色受光素子が受光する赤色（Ｒ）成分の画像を示す図、（ｂ）は緑色受光素子が受光する青色（Ｂ）成分の画像を示す図、（ｃ）は赤色（Ｒ）成分と青色（Ｂ）成分の画像を重ね合わせて得られる緑色受光素子の出力画像を示す図である。 第２の実施の形態に係る外観検査装置の構成を示す図である。 第２の実施の形態における照明手段と撮像手段の分光特性を示すもので、（ａ）は青色光照明手段と赤色光照明手段の発光波長特性図、（ｂ）は青色受光素子、緑色受光素子、赤色受光素子それぞれの分光感度特性図、（ｃ）は緑色受光素子の出力画像の分光感度特性図、（ｄ）は青色受光素子の出力画像の分光感度特性図、（ｅ）は赤色受光素子の出力画像の分光感度特性図である。 図５中の各受光素子の出力画像の模式説明図であって、（ａ）は緑色受光素子の出力画像を示す図、（ｂ）は青色受光素子の出力画像を示す図、（ｃ）は赤色受光素子の出力画像を示す図である。 ＰＴＰ包装品におけるポケット部の模式拡大断面図である。

符号の説明

１ 赤色光照明手段
２ 青色光照明手段
３ 撮像手段
３_Ｒ 赤色受光素子
３_Ｇ 緑色受光素子
３_Ｂ 青色受光素子
４ 画像処理装置
８０ ＰＴＰ包装品
８１ 包装用シート
８２ ポケット部
８２ａ ポケット側壁
８３ 錠剤（被検査物）
８４ カバーフィルム

Claims (2)

1. 透明な包装用シートのポケット部に被検査物を収容した後、該ポケット部の開口面を不透明なカバーフィルムでシールするようにしたＰＴＰ包装品のための外観検査装置であって、
   前記ポケット部に被検査物を収容した後、該ポケット部の開口面をカバーフィルムでシールする前の状態で包装用シートを搬送する搬送手段と、
   搬送経路中に設定された検査ポイントに位置して包装用シートの下方側に配置され、包装用シートを赤色領域の光で照明する赤色光照明手段と、
   前記検査ポイントに位置して包装用シートの上方側に配置され、包装用シートを青色領域の光で照明する青色光照明手段と、
   前記検査ポイントに位置して包装用シートの上方側に配置され、前記赤色光照明手段と青色光照明手段によって同時に照明された包装用シートを撮像する緑色領域に分光感度特性を有する撮像手段と、
   該撮像手段から出力される緑色成分の画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観異常を検出する画像処理装置と
   を備えたことを特徴とする外観検査装置。
2. 請求項１記載の外観検査装置において、
   前記緑色領域に分光感度特性を有する撮像手段に加え、赤色領域に分光感度特性を有する撮像手段と、青色領域に分光感度特性を有する撮像手段を付加し、これら３つの撮像手段から出力される緑色成分、青色成分、赤色成分の３つの画像データを用いてＰＴＰ包装品の外観異常を検出するようにしたことを特徴とする外観検査装置。

Images