JP2009014580A - シート状物の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち抜きにより形成された外周縁のへこみ部分を効率良く検査することのできるシート状物の検査方法及び検査装置を提供することである。
【解決手段】打ち抜きにより形成されたシート状物の外周縁形状の適否を検査するシート状物の検査方法であって、前記シート状物を含む所定視野範囲を撮影して、該シート状物を表す物体画像を含む画像を取得する画像取得ステップ（Ｓ１）と、前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に形成されたへこみ部分に相当する前記物体画像のへこみ部分の深さを計測するへこみ深さ計測ステップ（Ｓ４〜Ｓ７）と、計測された前記物体画像のへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第１判定ステップ（Ｓ８）とを有する構成となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、食品や液体内容物を収容するためのパウチ等のシート状物の外形が正規の形状となっているか否かを検査するシート状物の検査方法及び検査装置に関する。

従来、背後から光を照射した状態でパウチ（シート状物）を撮影し、その撮影により得られたパウチのシルエット画像に基づいて当該パウチの外形の適否を判定する方法が提案されている（特許文献１参照）。このようなパウチの検査方法では、パウチの表面に模様や文字が印刷されていても、その模様や文字に関わりなくシルエット画像からパウチの外形形状を判断することができるので、パウチの形状を正確に検査することができるようになる。
特開２００４−２７１２３８号公報

ところで、液体洗剤、消臭液等の液体を収容するためのパウチでは、液体の注ぎ口を形成するために、その外周縁にへこみ部分が形成されることがある。このようなへこみ部分は、打ち抜きによって形成されるが、打ち抜き工程への材料送りの異常などによって、前記へこみ部分の形状が正規の形状とならない場合や、完全に打ち抜きがなされずに切片が残ってしまう場合がある。このような不良を検出するために、前述したようなパウチのシルエット画像に基づいてそのパウチの外周縁形状の適否を判定することができる。

前述した特許文献１では、パウチの外周縁に形成されたへこみ部分の局所的な形状の適否を判定する手法については具体的に提案されてはいないが、パターンマッチングや２値化面積測定等の画像処理方法を利用することができることが開示されている。

このようなパターンマッチングや２値化面積測定等の画像処理方法は、その処理が複雑であって、パウチ等のシート状物の外周縁に形成されたへこみ部分の形状の適否を効率良く検査することが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、打ち抜きにより形成された外周縁のへこみ部分を効率良く検査することのできるシート状物の検査方法及び検査装置を提供するものである。

本発明に係るシート状物体の検査方法は、打ち抜きにより形成されたシート状物の外周縁形状の適否を検査するシート状物の検査方法であって、前記シート状物を含む所定視野範囲を撮影して、該シート状物を表す物体画像を含む画像を取得する画像取得ステップと、前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に形成されたへこみ部分に相当する前記物体画像のへこみ部分の深さを計測するへこみ深さ計測ステップと、
計測された前記物体画像のへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第１判定ステップとを有する構成となる。

このような構成により、撮影により得られたシート状物体を表す物体画像を含む画像において、前記物体画像のへこみ部分の深さが計測され、そのへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かが判定される。前記へこみ深さが所定許容範囲内であるとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁にへこみ部分が正常に形成されていると判断することができる。一方、前記へこみ深さが所定許容範囲内でないとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁にへこみ部分が正常に形成されていないと判断することができる。

また、本発明に係るシート状物の検査方法において、前記へこみ深さ計測ステップは、前記物体画像の前記へこみ部分に沿った複数の画像縁点の位置からへこみ部分の最も深い点を表す最深画像縁点の位置を決定する最深点決定ステップと、前記物体画像の前記へこみ部分に続く平坦部分での画像縁点の位置を取得する平坦部分位置取得ステップと、前記最深画像縁点の位置と前記平坦部分での画像縁点の位置との差分に基づいて前記へこみ部分の深さを演算するへこみ深さ演算ステップとを有する構成とすることができる。

このような構成により、物体画像のへこみ部分に沿った複数の画像縁点の位置からへこみ部分の最も深い位置の点を表す最深画像縁点の当該位置と、前記物体画像のへこみ部分に続く平坦部分での画像縁点の位置との差分に基づいて前記へこみ部分の深さが演算される。

また、本発明に係るシート状物の検査方法において、前記平坦部分位置取得ステップは、前記へこみ部分の一方側に続く平坦部分での第１画像縁点の位置を取得する第１平坦部分位置取得ステップと、前記へこみ部分の他方側に続く平坦部分での第２画像縁点の位置を取得する第２平坦部分位置取得ステップとを有し、前記へこみ深さ演算ステップは、前記最深画像縁点の位置と前記第１画像縁点の位置との差分及び前記最深画像縁点の位置と前記第２画像縁点の位置との差分に応じた前記へこみ部分の深さを演算する構成とすることができる。

このような構成により、物体画像におけるへこみ部分の最深画像縁点の位置と該へこみ部分の一方側に続く平坦部分での第１画像縁点の位置との差分及び前記最深画像縁点の位置と該へこみ部分の他方側に続く平坦部での第２画像縁点の位置との差分とに応じて当該へこみ部分の深さが演算されるので、シート状物が多少傾いて撮影されたとしても、得られる物体画像のへこみ部分の深さを比較的正確に測定することができるようになる。

更に、本発明に係るシート状物の検査方法は、前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に正規に形成されたへこみ部分に沿った空間部分に対応して設定されたウィンドウ内に物体画像部分が存在するか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第２判定ステップとを有する構成となる。

このような構成により、撮影により得られたシート状物を表す物体画像を含む画像において、前記シート状物の外周縁に正規に形成されたへこみ部分に沿った空間部分に対応して設定されたウィンドウ内に物体画像部分が存在するか否かが判定される。前記ウィンドウ内に物体画像部分が存在しないとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁にへこみ部分が正常に形成されていると判断することができる。一方、本来物体部分の無いはずのへこみ部分に沿った空間部分に対応して設定された前記ウィンドウ内に物体画像部分が存在するとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁にへこみ部分が正常に形成されてはいないと判断することができる。

更に、本発明に係るシート状物の検査方法において、前記シート状物の外周縁に形成された湾曲部分に相当する物体画像の縁線の傾きを演算する傾き演算ステップと、前記縁線の傾きの変化が予め定めた正規状態であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第３判定ステップとを有する構成とすることができる。

このような構成により、撮影により得られたシート状物を表す物体画像を含む画像において、シート状物の外周縁に形成された湾曲部分に相当する物体画像の縁線の傾きの変化が正規状態であるか否かが判定される。その縁線の傾きの変化が正規状態であるとの判定がなされた場合には、シート状物の外周縁に湾曲部分が正常に形成されていると判断することができる。一方、前記縁線の傾きの変化が正規状態でないとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁に湾曲部分が正常に形成されていないと判断することができる。

本発明に係るシート状物の検査装置は、打ち抜きにより形成されたシート状物の外周縁形状の適否を検査するシート状物の検査装置であって、前記シート状物を含む所定視野範囲を撮影して画像信号を出力する撮影ユニットと、該撮影ユニットからの画像信号を処理する処理ユニットとを有し、前記処理ユニットは、前記撮影ユニットからの画像信号から該シート状物を表す物体画像を含む画像をデータとして取得する画像取得手段と、前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に形成されたへこみ部分に相当する物体画像のへこみ部分の深さを計測するへこみ深さ計測手段と、計測された前記物体画像のへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第１判定手段とを有する構成となる。

このような構成により、シート状物を含む所定視野範囲が撮影ユニットにより撮影され、該撮影ユニットからの画像信号が処理ユニットにより処理される。処理ユニットでは、
撮影ユニットからの画像信号からデータとして得られた前記シート状物を表す物体画像を含む画像において、前記物体画像のへこみ部分の深さが計測され、そのへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かが判定される。前記へこみ深さが所定許容範囲内であるとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁にへこみ部分が正常に形成されていると判断することができる。一方、前記へこみ深さが所定許容範囲内でないとの判定がなされた場合、シート状物の外周縁にへこみ部分が正常に形成されていないと判断することができる。

また、本発明に係るシート状物の検査装置において、前記へこみ深さ計測手段は、前記物体画像の前記へこみ部分に沿った複数の画像縁点の位置からへこみ部分の最も深い点を表す最深画像縁点の位置を決定する最深位置決定手段と、前記物体画像の前記へこみ部分に続く平坦部分での画像縁点の位置を取得する平坦部分位置取得手段と、前記最深画像縁点の位置と前記平坦部分での画像縁点の位置との差分に基づいて前記へこみ部分の深さを演算するへこみ深さ演算手段とを有する構成とすることができる。

更に、本発明に係るシート状物の検査装置において、前記平坦部分位置取得手段は、前記へこみ部分の一方側に続く平坦部分での第１画像縁点の位置を取得する第１平坦部分位置取得手段と、前記へこみ部分の他方側に続く平坦部分での第２画像縁点の位置を取得する第２平坦部分位置取得手段とを有し、前記へこみ深さ演算手段は、前記最深画像縁点の位置と前記第１画像縁点の位置との差分及び前記最深画像縁点の位置と前記第２画像縁点の位置との差分に応じた前記へこみ部分の深さを演算する構成とすることができる。

また、本発明に係るシート状物の検査装置において、前記処理ユニットは、更に、前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に正規に形成されたへこみ部分に沿った空間部分に対応して設定されたウィンドウ内に物体画像部分が存在するか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第２判定手段とを有する構成とすることができる。

更に、本発明に係るシート状物の検査装置において、前記処理ユニットは、更に、前記シート状物の外周縁に形成された湾曲部分に相当する物体画像の縁線の傾きを演算する傾き演算手段と、前記縁線の傾きの変化の状態が予め定めた正規状態であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第３判定工程とを有する構成とすることができる。

本発明に係る包装体の検査方法及び検査装置によれば、詳細な形状のパターンマッチング等の処理を行わずに、撮影により得られたシート状物を表す物体画像を含む画像において、その物体画像のへこみ部分の深さを計測し、そのへこみ部分の深さが許容範囲内であるか否かによって当該シート状物の外周縁に打ち抜きにより形成されたへこみ部分の形状が正常か否かを判断するようにしているので、その外周縁のへこみ部分を効率良く検査することのできるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係るシート状物の検査方法及び検査装置は、例えば、液体洗剤等の液体を収納するパウチを検査対象としている。このパウチは、重ね合わされた２枚の樹脂製シートの外周縁を熱シールすることによって袋状に形成され、その外周縁部が型（ダイス）によって打ち抜かれて最終的な外周縁形状に形成される。

具体的には、図１に示すように、重ね合わされて外周縁が熱シールされた２枚の樹脂製シートが方向Ａに搬送される過程で、まず、中央ラインＬｃにて、次に、Ｌ２位置にてそれぞれ裁断され、２枚の袋状のパウチ１００ａ、１００ｂが切り出される。そして、パウチ１００ａ（１００ｂ）の前側辺縁がＬ１位置に達した際の打ち抜きによって、パウチ１００ａ（１００ｂ）の当該前側辺縁に第１へこみ部１０１ａ（１０１ｂ）が形成され、それと同時にパウチ１００ａ（１００ｂ）の上側辺縁に第２へこみ部１０２ａ（１０２ｂ）が形成される。また、打ち抜きによって、パウチ１００ａ（１００ｂ）の湾曲したコーナＲ部分（湾曲部分）１０５ａａ（１０５ｂａ）、１０５ａｄ（１０５ｂｄ）が形成される。更に次の工程での打ち抜きによって、他のコーナＲ部分、１０５ａｂ（１０５ｂｂ）、１０５ａｃ（１０５ｂｃ）が形成される。

なお、第１へこみ部１０１ａ（１０１ｂ）の端と、第２へこみ部１０２ａ（１０２ｂ）の端との間に切り裂き易い構造となる切り裂き誘導部１０３ａ（１０３ｂ）が形成され、第２へこみ部１０２ａ（１０２ｂ）の切り裂き誘導部１０３ａ（１０３ｂ）が接続する縁に切り裂きの起点となるノッチ１０４ａ（１０４ｂ）が形成されている。そして、ノッチ１０４ａ（１０４ｂ）から切り裂き誘導部１０３ａ（１０３ｂ）に沿ってパウチ１００ａ（１００ｂ）を切り裂くことにより、第１へこみ部１０１ａ（１０１ｂ）と第２へこみ部１０２ａ（１０２ｂ）との間に注ぎ口部分１１０ａ（１１０ｂ）が形成されるようになる。

前述したように熱シールされた樹脂製シートの裁断（箇所Ｌ２、及び中央ラインＬｃ参照）及び型（ダイス）による打ち抜きが正常であれば、図２に示すように、外周縁に注ぎ口部分１１０を形成するための第１へこみ部１０１及び第２へこみ部１０２と、ノッチ１０４と、コーナＲ部１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄとが正規の形状となったパウチ１００が得られる。一方、前記裁断や打ち抜きのいずれかが正常でない場合、得られるパウチの外周縁形状は正規のものとはならない。例えば、図３に示すように、シート全体がパウチ１００ｂの形成される側（図３における下方）にずれると、一方のパウチ１００ｂの第１へこみ部１０１ｂの幅は短くなる。そして、このように第２へこみ部１０２ｂは小さくなるが、他方のパウチ１００ａの第２へこみ部１０２ａは大きくなる。更に、一方のパウチ１００ａのコーナＲ部分１０５ａｃ、１０５ａｄの形状や、他方のパウチ１００ｂのコーナＲ部分１０５ｂｃ、１０５ｂｄの形状は正規のものとならない。更に、コーナＲ部分１０５ａａ、１０５ａｂ，１０５ｂａ、１０５ｂｂの形状も正規のものとはならない。

完成したパウチ１００の外周縁形状の適否を検査することで、前述した裁断や型による打ち抜きの適否を判断することができるようになる。そのパウチ１００の外周縁形状の適否を検査する検査装置は、例えば、図４に示すように構成される。

図４において、検査対象となるシート状物としてのパウチ１００の搬送経路を挟んで、光源１１とＣＣＤカメラ１２（撮影ユニット）とが対向して配置されている。ＣＣＤカメラ１２は、撮影位置にセットされたパウチ１００（撮影対象部分だけであっても、全体であってもよい）がその視野範囲に入るように設置される。光源１１は、バックライトとして機能し、撮影対象となるパウチ１００を背後から照明する。ＣＣＤカメラ１２は、カメラ制御装置１３にて撮影タイミング等の制御がなされ、パウチ１００を含む視野範囲を撮影して画像信号を出力する。ＣＣＤカメラ１２からの画像信号は、カメラ制御装置１３を介してＰＣ装置２０（処理ユニット）に供給される。ＰＣ装置２０は、入力する画像信号を処理してパウチ１００の外周縁形状の適否判定に係る処理を実行する。ＰＣ装置２０には、表示ユニット２１が接続され、ＰＣ装置２０での処理によって得られる画像等が表示ユニット２１に表示される。

ＰＣ装置２０は、図５及び図６に示す手順に従って、パウチ１００の外周縁形状の適否判定に係る処理を行う。

図５において、ＰＣ装置２０は、入力される画像信号を、パウチ１００に対応した物体画像を含む画像を表す、例えば、画素単位に２値化された２値画像データに変換し、その２値画像データを画像メモリに展開する（Ｓ１）。なお、ＣＣＤカメラ１２は、背後から照明されるパウチ１００を撮影しているので（図４参照）、前記画像メモリに展開される２値画像データは、パウチ１００のシルエット画像を表し、そのパウチ１００に相当する部分（物体画像）が黒となり、その背景部分が白となる。

また、画像メモリ上には、図７に示すように、パウチ１００の外周縁に正規に形成された第１へこみ部分１０１の一方側に続く平坦部分に対応する位置に第１ウィンドウＷＤ１が設定され、第１へこみ部分１０１の他方側に続く平坦部分に対応する位置に第２ウィンドウＷＤ２が設定されている。また、正規に形成された第１へこみ部分１０１に対応した物体画像Ｉ₁₀₀の縁を画像メモリ上に設定されたＸ軸方向に横切るように複数の第３ウィンドウＷＤ31、ＷＤ32、ＷＤ33、ＷＤ34、ＷＤ35、ＷＤ36が設定され、更に、正規に形成された第１へこみ部分１０１に沿った空間部分に対応するように第４ウィンドウＷＤ４が設定されている。

更に、画像メモリ上には、図８に示すように、パウチ１００の外周縁に正規に形成された第２へこみ部分１０２の一方側に続く平坦部に対応する位置に第５ウィンドウＷＤ５が設定され、第２へこみ部分１０２の他方側に続く平坦部に対応する位置に第６ウィンドウＷＤ６が設定されている。また、正規に形成された第２へこみ部分に対応した物体画像Ｉ₁₀₀の縁を画像メモリ上に設定されたＹ軸方向に横切るように複数の第７ウィンドウＷＤ71、ＷＤ72、ＷＤ73、ＷＤ74が設定され、更に、正規に形成された第２へこみ部分１０２に沿った空間部分に対応するように第８ウィンドウＷＤ８が設定されている。

図５に戻って、パウチ１００の物体画像を含む画像を表す２値画像データが画像メモリ上に展開されると（Ｓ１）、ＰＣ装置２０は、第４ウィンドウＷＤ４（図７参照）に物体像があるか否かを判定する（Ｓ２）。なお、第４ウィンドウＷＤ４に物体像があるか否かの判定は、例えば、第４ウィンドウＷＤ４に所定数以上の黒画素（物体像に対応）が含まれているか否かによってなされる。パウチ１００の打ち抜きが正常であれば、第１へこみ部分１０１に沿った空間部分に相当する第４ウィンドウＷＤ４には物体像が存在しないはずである。従って、前記第４ウィンドウＷＤ４に物体像がないとの判定がなされると（Ｓ２でＮＯ）、正常なものとして、ＰＣ装置２０は、更に、第８ウィンドウＷＤ８（図８参照）に物体像が存在するか否かを判定する（Ｓ３）。この場合も、パウチ１００の打ち抜きが正常であれば、第２へこみ部分１０２に沿った空間部分に相当する第８ウィンドウＷＤ８には物体像が存在しないはずであるので、前記第８ウィンドウＷＤ８に物体像がないとの判定がなされると（Ｓ３でＮＯ）、正常なものとして、ＰＣ装置２０は、次の判定処理を行う。

次の判定処理において、ＰＣ装置２０は、第１ウィンドウＷＤ１（図７参照）内における物体画像（パウチ１００に対応）Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅ上の点（第１画像縁点）のＸ軸方向の位置Ｘ１を取得する（Ｓ４）。また、ＰＣ装置２０は、第２ウィンドウＷＤ２内における物体画像Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅ上の点（第２画像縁点）のＸ軸方向の位置Ｘ２を取得する（Ｓ５）。次いで、ＰＣ装置２０は、第１へこみ部分１０１に対応した物体画像Ｉ₁₀₀の縁をＸ軸方向に横切るように設定された複数の第３ウィンドウＷＤ31〜ＷＤ36それぞれにおける画像縁点から第１へこみ部分１０１の最も深い点を表す最深画像縁点の位置Ｘｍ（Ｘ軸方向の最大座標値）を決定する（Ｓ６）。そして、ＰＣ装置２０は、第１へこみ部分１０１の深さを表すパラメータＸを、
Ｘ＝Ｘｍ−（Ｘ１＋Ｘ２）／２
に従って演算する（Ｓ７）。ＰＣ装置２０は、この第１へこみ部分１０１の深さを表すパラメータＸの値が所定の許容範囲（Ｘmin≦Ｘ≦Ｘmax）内であるか否かを判定する（Ｓ８）。前記パラメータＸの値が、許容範囲（Ｘmin≦Ｘ≦Ｘmax）内であるとの判定がなされると（Ｓ８でＹＥＳ）、パウチ１００に形成された第１へこみ部分１０１の深さが正常なものとして、即ち、第１へこみ部分１０１の形状が正常なものとして、ＰＣ装置２０は、図６に示す処理に移行する。

図６において、ＰＣ装置２０は、第５ウィンドウＷＤ５（図８参照）内における物体画像Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅ上の点（第１画像縁点）のＹ軸方向の位置Ｙ１を取得する（Ｓ９）。また、ＰＣ装置２０は、第６ウィンドウＷＤ６内における物体画像Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅ上の点（第２画像縁点）のＹ軸方向の位置Ｙ２を取得する（Ｓ１０）。次いで、ＰＣ装置２０は、第２へこみ部分１０２に対応した物体画像Ｉ₁₀₀の縁をＹ軸方向に横切るように設定された複数の第７ウィンドウＷＤ71〜ＷＤ74それぞれにおける画像縁点から第２へこみ部分１０２の最も深い点を表す最深画像縁点の位置Ｙｍ（Ｙ軸方向の最大座標値）を決定する（Ｓ１１）。そして、ＰＣ装置２０は、第２へこみ部分１０２の深さを表すパラメータを、
Ｙ＝Ｙｍ−（Ｙ１＋Ｙ２）／２
に従って演算する（Ｓ１２）。ＰＣ装置２０は、この第２へこみ部分１０２の深さを表すパラメータＹの値が所定の許容範囲（Ｙmin≦Ｙ≦Ｙmax）内であるか否かを判定する（Ｓ１３）。前記パラメータＹの値が許容範囲（Ｙmin≦Ｙ≦Ｙmax）内であるとの判定がなされると（Ｓ１３でＹＥＳ）、パウチ１００に形成された第２へこみ部分１０２の深さが正常なものとして、即ち、第２へこみ部分の形状が正常なものとして、ＰＣ装置２０は、更に次の判定処理を行う。

ところで、パウチ１００の角部分は、例えば、図９（ａ）に示すように、所定の半径（Ｒ）をもって湾曲したカッター２００（ダイス）によって打ち抜かれる。これにより、パウチ１００に前述したようなコーナＲ部分１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ（図２参照）が形成される。このカッター２００の端部２００ａは、パウチ１００を打ち抜くための湾曲部分とは逆に曲がった形状となっている。このようなカッター２００にて打ち抜く際に、例えば、パウチ１００が図９（ｂ）に示すようにずれると、本来打ち抜きに寄与すべきでないカッター２００の端部２００ａによって、当該パウチ１００のコーナ部分が打ち抜かれてしまう。すると、パウチ１００には正規の形状のコーナＲ部分が形成されずに、カッター２００の端部２００ａの形状に相当する段差ができてしまう。

このような打ち抜き不良を判定するために、画像メモリ上には、図１０（ａ）に示すように、パウチ１００の各隅に正規に形成されたコーナＲ部分１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ（湾曲部分）のそれぞれに対応した物体画像Ｉ₁₀₀の縁Ｌｅを横切る複数の矩形領域を有する第９ウィンドウＷＤ９が設定されている。

図６に戻って、ＰＣ装置２０は、図１０（ａ）に示す第９ウィンドウＷＤ９の各矩形領域における画像縁点の位置からその画像縁点を結ぶ縁線Ｌｅの傾きｇを演算する（Ｓ１４）。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、第９ウィンドウＷＤ９の各矩形領域における画像縁点Ｐi、Ｐi+2、Ｐi+3、Ｐi+4、Ｐi+5、Ｐi+6が抽出されると、隣接する画像縁点を結ぶ線分の傾きｇi、ｇi+1、ｇi+2、ｇi+3、ｇi+4、ｇi+5（１次微分値）が演算される。そして、ＰＣ装置２０は、その傾きｇの変化（ｇi→ｇi+2→ｇi+3→ｇi+4→ｇi+5）が予め定めた正規状態であるか否かを判定する（Ｓ１５）。例えば、傾きｇの変化が、図１０（ａ）に示すように、物体画像Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅが徐々に倒れていくような変化に相当する正規状態であれば（Ｓ１５でＹＥＳ）、ＰＣ装置２０は、検査対象となるパウチ１００の湾曲部分（コーナＲ部分）の形状が正常なものとして認識する。

一方、湾曲部分（例えば、パウチ１００の各隅のコーナＲ部分１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄのいずれか）の正常な打ち抜きができなかった場合、その湾曲部分に段差ができ、例えば、図１１（ａ）に示すように、その湾曲部分に対応した物体画像Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅにも段差が生じる。このため、図１１（ｂ）に示すように、第９ウィンドウＷＤ９の各矩形領域における画像縁点Ｐj、Ｐj+1、Ｐj+2、Ｐj+3、Ｐj+4、Ｐj+5から演算される隣接した画像縁点を結ぶ線分の傾きｇj、ｇj+1、ｇj+2、ｇj+3、ｇj+4の変化（ｇj→ｇj+2→ｇj+3→ｇj+4）が、前記段差に対応して、図１０（ａ）、（ｂ）に示すような正規状態ではなくなる。このように、物体画像Ｉ₁₀₀の縁線Ｌｅの傾きＧの変化が正規状態でない場合（Ｓ１５でＮＯ）、ＰＣ装置２０は、検査対象となるパウチ１００の湾曲部分（コーナＲ部分）の形状が正常なものではないとして認識する。

コーナ部分での打ち抜きの適否を判定するための前述した処理を更に具体的にみると、前記各画像縁点Ｐi、Ｐi+2、Ｐi+3、Ｐi+4、Ｐi+5、Ｐi+6を結ぶ縁線の傾きｇ（１次微分値）から２次微分の演算手法によって、その傾きｇの変化が求められる。打ち抜きが正常である場合（図９（ａ）及び図１０参照）、湾曲部分では、傾きｇが徐々に減少（２次微分値が負）し、湾曲部分から直線部分に移るときにその傾きｇの変化（２次微分値）が大きくなる。そして、直線部分において傾きｇの変化が略なくなる（２次微分値がゼロ）。一方、打ち抜きが正常でない場合（図９（ｂ）及び図１１参照）。湾曲部分において、傾きｇが徐々に減少（２次微分値が負）するが、直線部分に至る前に、その傾きｇが増大（２次微分値が正）する。そして、再度、その傾きｇが減少（２次微分値が負）し、直線部分において、その傾きｇの変化が略なくなる（２次微分値がゼロ）。このようなことから、２次微分値がゼロとなった点（画像縁点）と、傾きｇが徐々に減少している状態（２次微分値が負：湾曲部分）においてその傾きｇが急に増大する点（画像縁点）との間の距離、即ち、段差があるか否か、及びその段差が所定値以上であるか否かを、前記傾きｇの変化が正規状態であるか否かとして判定することができる。この場合、前記段差がなければ、あるいは、僅かな量の段差であれば、湾曲部分の形状は正常なものとして判定される。

前述した処理において、ＰＣ装置２０は、第４ウィンドウＷＤ４に物体像がないとの判定（Ｓ２でＮＯ）、第８ウィンドウＷＤに物体像がないとの判定（Ｓ３でＮＯ）、第１へこみ部分１０１の深さを表すパラメータＸが許容範囲（Ｘmin≦Ｘ≦Ｘmax）内にあるとの判定（Ｓ８でＹＥＳ）、第２へこみ部分１０２の深さを表すパラメータＹが許容範囲（Ｙmin≦Ｙ≦Ｙmax）内にあるとの判定（Ｓ１３でＹＥＳ）、かつ、湾曲部分での画像縁線Ｌｅの傾きｇの変化が正常（正規状態）であるとの判定（Ｓ１５でＹＥＳ）を行うと、検査対象のパウチ１００の外周縁形状は正常であるとして、良品処理を実行する（図６におけるＳ１６）。この良品処理では、例えば、検査対象のパウチ１００が検査済み良品として次の工程（例えば、梱包工程）に送られる。

一方、ＰＣ装置２０は、前述した判定処理（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１３、Ｓ１５）のいずれかにおいて、正常でないとの判定を行うと、検査対象のパウチ１００の外周縁形状が正常ではないとして、不良品処理を行う（図６におけるＳ１７）。この不良品処理では、例えば、検査対象のパウチ１００が搬送経路から不良品のストック箱に排出される。具体的には、第４ウィンドウＷＤ４に物体像があるとの判定（Ｓ２でＹＥＳ）がなされると、第１へこみ部分１０１に例えば切り残し片があるとして、あるいは、第１へこみ部分１０１の正常な打ち抜きができなかったものとして、不良品処理（Ｓ１７）が行われる。第８ウィンドウＷＤ８に物体像があるとの判定（Ｓ３でＹＥＳ）がなされると、第２へこみ部分１０２に例えば切り残し片があるとして、あるいは、第２へこみ部分１０２の正常な打ち抜きができなかったとして、不良品処理（Ｓ１７）が行われる。更に、第１へこみ部分１０１の深さを表すパラメータＸが許容範囲（Ｘmin≦Ｘ≦Ｘmax）内にないとの判定（Ｓ８でＮＯ）がなされると、第１へこみ部分１０１の正常な打ち抜きができなかったとして、不良品処理（Ｓ１７）が行われる。また、更に、第２へこみ部分１０２の深さを表すパラメータＹが許容範囲（Ｙmin≦Ｙ≦Ｙmax）内にないとの判定（Ｓ１３でＮＯ）がなされると、第２へこみ部分１０２の正常な打ち抜きができなかったとして、不良品処理（Ｓ１７）が行われる。また、湾曲部分での画像縁線Ｌｅの傾きｇの変化が正常（正規状態）ではないとの判定（Ｓ１５でＮＯ）がなされると、その湾曲部分の正常な打ち抜きができなかったとして、不良処理（Ｓ１７）がなされる。

前述したパウチ１００の検査方法（検査装置）によれば、パウチ１００の画像について、例えば、良品の画像とのパターンマッチング等の複雑な処理を行わずに、撮影により得られたパウチ１００の物体画像Ｉ₁₀₀を含む画像において、第４ウィンドウＷＤ４に物体像があるか否か（Ｓ２）、第８ウィンドウＷＤに物体像があるか否か（Ｓ３）を、それぞれパウチ１００の第１へこみ部分１０１、第２へこみ部分１０２の形状の適否として判定するようにしたので、打ち抜きにより形成された外周縁のへこみ部分（第１へこみ部分１０１、第２へこみ部分１０２）を効率良く検査することのできるようになる。

また、第１へこみ部分１０１の深さを表すパラメータＸが許容範囲（Ｘmin≦Ｘ≦Ｘmax）内にあるか否か（Ｓ８）、第２へこみ部分１０２の深さを表すパラメータＹが許容範囲（Ｙmin≦Ｙ≦Ｙmax）内にあるか否か（Ｓ１３）を、それぞれパウチ１００の第１へこみ部分１０１、第２へこみ部分１０２の形状の適否として判定してもいるので、打ち抜きにより形成された外周縁のへこみ部分（第１へこみ部分１０１、第２へこみ部分１０２）を効率よく、かつ、更に精度良く検査することができるようになる。

パウチ１００の物体画像Ｉ₁₀₀におけるへこみ部分（第１へこみ部分１０１、第２へこみ部分１０２）の最深画像縁点の位置Ｘｍ（Ｙｍ）と該へこみ部分の一方側に続く平坦部分での第１画像縁点の位置Ｘ１（Ｙ１）との差分（Ｘｍ−Ｘ１）、（Ｙｍ−Ｙ１）及び前記最深画像縁点の位置Ｘｍ（Ｙｍ）と該へこみ部分の他方側に続く平坦部での第２画像縁点の位置Ｘ２（Ｙ２）との差分（Ｘｍ−Ｘ２）、（Ｙｍ−Ｙ２）とに応じて当該へこみ部分の深さを表すパラメータＸ（Ｙ）が
Ｘ＝｛（Ｘｍ−Ｘ１）＋（Ｘｍ−Ｘ２）｝／２＝Ｘｍ−（Ｘ１＋Ｘ２）／２
（Ｙ＝｛（Ｙｍ−Ｙ１）＋（Ｙｍ−Ｙ２）｝／２）＝Ｙｍ−（Ｙ１＋Ｙ２）／２
に従って演算されるので、パウチ１００が多少傾いて撮影されて、例えば、Ｘ１、Ｙ１が増大しても、逆側のＸ２、Ｙ２が減少するので、得られる物体画像Ｉ₁₀₀のへこみ部分の深さを比較的正確に表すことができるようになる。

なお、前述した例では、検査対象となるシート状物がパウチ１００であったが、撮影して画像を取得することのできるシート状の物であれば、その検査対象としては他の物であってもよい。

以上、説明したように、本発明に係るシート状物の検査方法及び検査装置は、打ち抜きにより形成された外周縁のへこみ部分を効率良く検査することのできるという効果を有し、食品用や液体内容物を収容するためのパウチ等のシート状物の外形が正規の形状となっているか否かを検査するシート状物の検査方法及び検査装置として有用である。

連なった状態の２枚のパウチを示す平面図である。 本発明の実施の一形態に係るシート状物の検査方法及び検査装置の検査対象となるシート状物としてのパウチを示す平面図である。 連なった２枚のパウチの打ち抜きがずれた状態の一例を示す平面図である。 本発明の実施の一形態に係るパウチ（シート状物）の検査装置を示すブロック図である。 図４に示すＰＣ装置（処理ユニット）でのパウチの外周縁形状の検査に係る処理の流れを示すフローチャート（その１）である。 図４に示すＰＣ装置（処理ユニット）でのパウチの外周縁形状の検査に係る処理の流れを示すフローチャート（その２）である。 パウチの物体画像に対して設定された当該パウチの第１へこみ部分の検査に用いられるウィンドウを示す図である。 パウチを表す物体画像に対して設定された当該パウチの第２へこみ部分の検査に用いられるウィンドウを示す図である。 パウチの角部分の打ち抜きが正常な場合（ａ）と、ずれたパウチの角部を打ち抜いた場合（ｂ）とを示す図である。 正規状態のパウチを表す物体画像に対して設定された当該パウチの湾曲部分の検査に用いられるウィンドウを示す図（ａ）と、領域Ｅ１においてそのウィンドウに含まれる物体画像の縁線の傾きの変化を詳細に示す図（ｂ）である。 正規状態でなないパウチを表す物体画像に対して設定された当該パウチの湾曲部分の検査に用いられるウィンドウを示す図（ａ）と、領域Ｅ２においてそのウィンドウに含まれる物体画像の縁線の傾きの変化を詳細に示す図（ｂ）である。

符号の説明

１１ 光源
１２ カメラ
１３ カメラ制御装置
２０ ＰＣ装置（処理ユニット）
２１ 表示ユニット
１００、１００ａ、１００ｂ パウチ
１０１、１０１ａ、１０１ｂ 第１へこみ部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ 第２へこみ部
１０３、１０３ａ、１０３ｂ 切裂き誘導部
１０４、１０４ａ、１０４ｂ ノッチ
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ａａ、１０５ａｂ、１０５ａｃ、１０５ａｄ、１０５ｂａ、１０５ｂｂ、１０５ｂｃ、１０５ｂｄ コーナＲ部分
１１０、１１０ａ、１１０ｂ 注ぎ口部分

Claims (10)

1. 打ち抜きにより形成されたシート状物の外周縁形状の適否を検査するシート状物の検査方法であって、
   前記シート状物を含む所定視野範囲を撮影して、該シート状物を表す物体画像を含む画像を取得する画像取得ステップと、
   前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に形成されたへこみ部分に相当する前記物体画像のへこみ部分の深さを計測するへこみ深さ計測ステップと、
   計測された前記物体画像のへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第１判定ステップとを有することを特徴とするシート状物の検査方法。
2. 前記へこみ深さ計測ステップは、
   前記物体画像の前記へこみ部分に沿った複数の画像縁点の位置からへこみ部分の最も深い位置の点を表す最深画像縁点を決定する最深位置決定ステップと、
   前記物体画像の前記へこみ部分に続く平坦部分での画像縁点の位置を取得する平坦部分位置取得ステップと、
   前記最深画像縁点の位置と前記平坦部分での画像縁点の位置との差分に基づいて前記へこみ部分の深さを演算するへこみ深さ演算ステップとを有することを特徴とする請求項１記載のシート状物の検査方法。
3. 前記平坦部分位置取得ステップは、
   前記へこみ部分の一方側に続く平坦部分での第１画像縁点の位置を取得する第１平坦部分位置取得ステップと、
   前記へこみ部分の他方側に続く平坦部分での第２画像縁点の位置を取得する第２平坦部分位置取得ステップとを有し、
   前記へこみ深さ演算ステップは、前記最深画像縁点の位置と前記第１画像縁点の位置との差分及び前記最深画像縁点の位置と前記第２画像縁点の位置との差分に応じた前記へこみ部分の深さを演算することを特徴とする請求項２記載のシート状物の検査方法。
4. 前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に正規に形成されたへこみ部分に沿った空間部分に対応して設定されたウィンドウ内に物体画像部分が存在するか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第２判定ステップとを有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シート状物の検査方法。
5. 前記シート状物の外周縁に形成された湾曲部分に相当する物体画像の縁線の傾きを演算する傾き演算ステップと、
   前記縁線の傾きの変化が予め定めた正規状態であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第３判定ステップとを有す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シート状物の検査方法。
6. 打ち抜きにより形成されたシート状物の外周縁形状の適否を検査するシート状物の検査装置であって、
   前記シート状物を含む所定視野範囲を撮影して画像信号を出力する撮影ユニットと、
   該撮影ユニットからの画像信号を処理する処理ユニットとを有し、
   前記処理ユニットは、
   前記撮影ユニットからの画像信号から該シート状物を表す物体画像を含む画像をデータとして取得する画像取得手段と、
   前記取得された画像において、前記シート状物の外周縁に形成されたへこみ部分に相当する物体画像のへこみ部分の深さを計測するへこみ深さ計測手段と、
   計測された前記物体画像のへこみ部分の深さが所定許容範囲内であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第１判定手段とを有することを特徴とするシート状物の検査装置。
7. 前記へこみ深さ計測手段は、
   前記物体画像の前記へこみ部分に沿った複数の画像縁点の位置からへこみ部分の最も深い位置の点を表す最深画像縁点を決定する最深位置決定手段と、
   前記物体画像の前記へこみ部分に続く平坦部分での画像縁点の位置を取得する平坦部分位置取得手段と、
   前記最深画像縁点の位置と前記平坦部分での画像縁点の位置との差分に基づいて前記へこみ部分の深さを演算するへこみ深さ演算手段とを有することを特徴とする請求項６記載のシート状物の検査装置。
8. 前記平坦部分位置取得手段は、
   前記へこみ部分の一方側に続く平坦部分での第１画像縁点の位置を取得する第１平坦部分位置取得手段と、
   前記へこみ部分の他方側に続く平坦部分での第２画像縁点の位置を取得する第２平坦部分位置取得手段とを有し、
   前記へこみ深さ演算手段は、前記最深画像縁点の位置と前記第１画像縁点の位置との差分及び前記最深画像縁点の位置と前記第２画像縁点の位置との差分に応じた前記へこみ部分の深さを演算することを特徴とする請求項７記載のシート状物の検査装置。
9. 前記処理ユニットは、更に、
   取得された画像において、前記シート状物の外周縁に正規に形成されたへこみ部分に沿った空間部分に対応して設定されたウィンドウ内に物体画像部分が存在するか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第２判定手段とを有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のシート状物の検査装置。
10. 前記処理ユニットは、更に、
    前記シート状物の外周縁に形成された湾曲部分に相当する物体画像の縁線の傾きを演算する傾き演算手段と、
    前記縁線の傾きの変化の状態が予め定めた正規状態であるか否かを前記シート状物の外周縁形状の適否として判定する第３判定工程とを有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のシート状物の検査装置。

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