JP2015068739A - 外観検査装置、外観検査方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より簡便に溶着状態の良否判定を可能にした外観検査装置を提供する。【解決手段】表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する装置であって、検査対象に均一な拡散光を照射した状態で撮影して画像データに変換する撮影手段と、基準輝度として、１枚のシートの表面に拡散光を照射して撮影した画像による第１の基準輝度と、２枚のシートが重ねられ正常に溶着された状態で拡散光を照射して撮影した画像による第２の基準輝度とを予め保持する保持手段と、検査領域の輝度である判定対象輝度を第１および第２の基準輝度と比較し、判定対象輝度と第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、検査領域の溶着状態が正常と判定し、判定対象輝度と第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、検査領域の溶着状態が不良と判定する判定手段と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、シート状物の溶着状態を検査するための外観検査装置、外観検査方法、およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

シート状物の溶着については、主にレトルト食品や薬剤の包装を目的に、１枚または２枚の樹脂製の薄膜の端部を溶着して容器の形態にすることが行われている。溶着部が正常か否かを検査する方法の一例が特許文献１および２に開示されている。特許文献１には、透明チューブを外周に沿って溶着し、変質または変形したエッジを正確に検出する方法が提案されている。特許文献２には、検出したエッジを基準にして検査位置を設定し、溶着部の透過光または反射光を観察して溶着状態の良否を判定する方法が提案されている。

加熱することで透過率が変化するシートを用いることで、目視でも溶着状態の良否判定を可能にした方法が特許文献３に開示されている。特許文献３に開示された方法では、通常は不透明だが加熱すると透明になる性質をもつ多孔質のシートを用いている。この性質により、シートを袋状にして内容物を包んだ後にシートの破れや溶着部からの漏れなどの不良を起こしにくい溶着条件を明確化することが特許文献３で提案されている。

ここで、特許文献３に開示されたシートの性質を利用した、溶着状態の良否判定方法を、図を参照して説明する。ここでは、２枚のシートを重ねて部分的に加熱した場合で説明する。

図８（ａ）は溶着状態が正常な場合のシート表面を示す平面図であり、図８（ｂ）は溶着状態が不良である場合のシート表面を示す平面図である。

図８（ａ）に示すように、シート６の一部を加熱して溶融部８０が透明になると、光が溶融部８０を透過して背景７で反射するため、溶融部８０で背景７の色を目視できるようになる。これにより、溶融部８０の溶着状態が良好であることがわかる。一方、図８（ｂ）に示す場合、溶融部８１が不透明で、光の透過が不十分なため溶融部８１に背景７を見ることができない。その結果、溶融部８１の溶着状態が不良であることがわかる。

このように、シートの性質を利用し、２枚のシートの溶着部に光を照射し、溶着部を観察することによって、溶着状態の良否を容易に判定することができる。

また、筒状のフィルムの両端を重ねて接着する工程で、接着状態を検査する方法が特許文献４に開示されている。特許文献４に開示された方法では、フィルムの一枚部、フィルムの接着部、フィルムが重なっているが未接着部、および外耳部の４箇所のそれぞれの明るさを検出し、検出した明るさに基づいて接着不良の判定を行っている。

特許第２８７７２９１号公報 特許第２９１５７８５号公報 特開平１０−５５７９５号公報 特許第５１３８４３０号公報

特許文献２に開示された方法では、加熱シールを撮影した画像に対してライン状に検査して、一定光度レベル以下の画素数をカウントし、カウントした画素数が予め設定された画素数と異なる場合に不良と判定しており、検査領域が広い場合に時間がかかるという問題がある。以下に、具体的に説明する。

特許文献２に開示された方法を一般的な溶着部の検査に適用する場合、撮影の分解能を溶着痕の大きさのおよそ数十分の１まで上げなければならない。そのため、溶着痕が２ｍｍ程度であれば分解能は数十μｍ、撮影視野は数十ｍｍとなるため、内容物の大きさが１００ｍｍ角以上の場合もある現状では撮影に必要な時間だけでも膨大なものとなる。その結果、特許文献２に開示された方法をインラインで適用するのは困難であり、溶着工程の事前評価やロット変動確認の目的に限定されてしまう。

特許文献４に開示された方法は、接着の良否判定に関するものであり、接着の問題は溶着で起こり得る問題とは異なり、溶着状態の検査にそのまま適用できない。例えば、溶着の場合では浮き上がりにより、２枚のシートの上側と下側の間に隙間が生じると不良になるが、接着の場合には２枚のシートの間に接着剤があれば、シート間の距離は問題にならず、正常と判定されてしまう。

本発明は上述したような技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、より簡便に溶着状態の良否判定を可能にした外観検査装置、外観検査方法、およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の外観検査装置は、表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する外観検査装置であって、
前記溶着された検査対象に均一な拡散光を照射した状態で撮影して画像データに変換する撮影手段と、
１枚の前記シートの表面に前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度と、２枚の前記シートが重ねられ正常に溶着された状態で前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度とを予め保持する保持手段と、
前記拡散光が照射される前記検査対象を前記撮影手段が撮影した画像における検査領域の輝度である判定対象輝度を前記第１および第２の基準輝度と比較し、該判定対象輝度と該第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、該判定対象輝度と該第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定する判定手段と、
を有する構成である。

また、本発明の外観検査方法は、表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する外観検査方法であって、
１枚の前記シートの表面に均一な拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度と、２枚の前記シートが重ねられ正常に溶着された状態で前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度とを準備し、
前記シートが重ねられ溶着された検査対象に前記拡散光を照射した状態で撮影したものを画像データに変換し、
前記拡散光が照射される前記検査対象を撮影した画像における検査領域の輝度である判定対象輝度を前記第１および第２の基準輝度と比較し、該判定対象輝度と該第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、該判定対象輝度と該第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定するものである。

さらに、本発明のプログラムは、表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、
１枚の前記シートの表面に均一な拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度と、２枚の前記シートが重ねられ正常に溶着された状態で前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度とを格納する手順と、
前記シートが重ねられ溶着された検査対象に前記拡散光を照射した状態で撮影したものを画像データに変換する手順と、
前記拡散光が照射される前記検査対象を撮影した画像における検査領域の輝度である判定対象輝度を前記第１および第２の基準輝度と比較し、該判定対象輝度と該第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、該判定対象輝度と該第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定する手順を実行させるものである。

本発明によれば、より簡便に溶着状態の良否を判定することができる。

本実施形態の外観検査方法の原理を説明するための図である。 本実施形態の外観検査方法の原理を説明するための断面模式図である。 本実施形態の外観検査装置の一構成例を示すブロック図である。 本実施形態の外観検査方法の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の外観検査方法の具体例を説明するための図である。 本実施形態の外観検査方法の具体例を説明するための図である。 本発明の一実施形態の外観検査装置の一構成例を示すブロック図である。 溶着状態の良否判定について、関連する方法の一例を示す図である。

本実施形態の外観検査方法の原理を説明する。本実施形態において、シートとは、樹脂フィルム等のシート状物を意味するものとする。

また、本実施形態において、検査対象となるシートは、多孔質の薄膜であり、シート表面に照射された光が部分的に透過する性質があるものとする。その性質により、天井灯に代表される拡散光のもとでシートを撮影したときの表面の輝度は、シートが１枚のみの状態、２枚のシートが重なった状態、３枚以上のシートが重なった状態で異なる。

ここでは、シートが１枚のみの場合と、シートが２枚の場合について説明する。図１（ａ）はシートが１枚のみの場合であり、図１（ｂ）および図１（ｃ）はシートが２枚の場合である。

図１（ｂ）に示すように、２枚のシートが接触している場合、すなわち上側のシート６ａと下側のシート６ｂが密着している状態では、上側のシート６ａを透過した光の一部は下側のシート６ｂで反射して上側のシート６ａを透過して戻ってくる。そのため、図１（ｂ）に示す上側のシート６ａにシート表面６１は、図１（ａ）に示す「シートが１枚のみ」の場合のシート表面６０に比べて、白っぽく見える。

一方、図１（ｃ）に示すように、上側のシート６ａと下側のシート６ｂとの間にある程度の隙間がある状態では、シート表面６２の輝度は、図１（ａ）に示した場合のシート表面６０の輝度と同等になる。２枚のシートの間に隙間ができる場合として、例えば、溶着工程で上側のシート６ａが浮き上がってしまう場合が考えられる。

図１（ｂ）および図１（ｃ）の場合に関して、２枚のシートの間に板状物を挟んだ場合で説明する。図２は本実施形態の外観検査方法の原理を説明するための断面模式図である。

２枚のシート６の間に板状物９を挟んで袋化した後のシート表面を撮影し、溶着部の輝度分布を計測する。図２（ａ）に示すように溶着状態が正常な場合、図１を参照して説明した性質により、溶融部８０の輝度はシート表面６１の輝度と同等になる。一方、図２（ｂ）に示すように溶着状態が不良である場合、シート間にできた隙間により、溶融部８１の輝度はシートが１枚のみの場合のシート表面６０の輝度と同等になる。

本実施形態の外観検査方法は、溶着後のシート間の隙間の有無によってシートに照射された光の反射の輝度に差異が生じる性質を利用して、溶着状態の良否を判定するものである。

上述の原理に基づいて、溶着状態の良否を判定する外観検査装置の構成を説明する。

本実施形態の外観検査装置は、製造ラインで、例えば、１枚のシートを折り曲げた、または２枚のシートを重ねたシート状物の端面同士を溶着して袋状にする工程のエリアに設けられ、溶着部の表面輝度に応じて溶着状態の良否を判定するものである。

本実施形態では、２枚のシートの間に板状物を挟み、２枚のシートの外周に沿って内側の複数個所を溶着して袋状にした袋状物が検査対象であるものとする。

図３は本実施形態の外観検査装置の一構成例を示すブロック図である。

図３に示すように、外観検査装置は、検査対象の袋状物５を撮影するカメラ１と、袋状物５の検査領域に可視光線を照射する照明２と、検査対象の袋状物５を照明下に供給し、位置決めするステージ３と、溶着部の良否を判定する情報処理装置４とを有する。情報処理装置４として、パーソナルコンピュータのような汎用的なコンピュータを用いることが可能である。

情報処理装置４は、外観検査の結果を出力する表示部４６と、カメラ１の撮影による画像データが入力されると、画像データに所定の画像処理で外観検査を実行し、その結果を表示部４６に出力する検査制御部１４とを有する。

カメラ１は、１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の撮影距離にて視野角２００〜３００ｍｍ程度で撮影可能な撮影装置である。カメラ１は、レンズ（不図示）および撮像素子（不図示）を有する。カメラ１は、袋状物毎に溶着時間以内に少なくとも１枚以上の画像を撮影し、撮影した画像の映像信号を検査制御部１４へ転送する能力を有する。

照明２は検査対象の袋状物５の全面を均一に照射可能であり、かつ拡散性の高い照明装置である。照明２は、例えば、蛍光灯またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）に代表される拡散照明または間接照明である。

続いて、情報処理装置４の構成を詳しく説明する。

表示部４６は、ディスプレイ装置およびプリンタ等の出力装置であり、検査制御部１４から入力される外観検査の結果を出力する。

検査制御部１４は、画像入力部４１と、照明制御部４２と、メモリ４３、画像処理部４４と、ステージ制御部４５と、結果処理部４７と、各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）４０とを有する。

ＣＰＵ４０は、袋状物５を撮影するためにステージ３の位置を設定した旨の情報をステージ制御部４５から受信する度に、照明制御部４２に照明２の光量を制御させ、カメラ１に撮影動作を指示する。

ステージ制御部４５は、検査対象の袋状物５が搬入されると、袋状物５をステージ３に供給し、ステージ３を制御して袋状物５の端面とカメラ１との位置関係を調整し、ステージ３の位置を設定するとその旨をＣＰＵ４０に通知する。

画像入力部４１は、ＣＰＵ４０の指示にしたがってカメラ１を制御し、カメラ１から入力される映像信号を画像データに変換してメモリ４３に格納する。以下では、検査対象の袋状物５の撮影による画像データを検査画像データと称する。照明制御部４２は、ＣＰＵ４０の指示にしたがって照明２の光量を制御する。

メモリ４３は、例えば、不揮発性メモリである。メモリ４３は、１枚のシートの表面に照明２の照射光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度およびその許容範囲である第１の許容範囲を予め保持している。また、メモリ４３は、２枚のシートが重ねられ正常に溶着された状態で照明２の照射光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度およびその許容範囲である第２の許容範囲を予め保持している。メモリ４３は、画像入力部４１から順次入力される検査画像データを保持する。

画像処理部４４は、検査画像データをメモリ４３から順次読み出し、各検査画像データに所定の検査プログラムを実行する。これにより、画像処理部４４は、検査画像データについて予め決められた全ての検査領域を特定し、各検査領域の輝度の値を含む認識結果をメモリ４３に格納するとともに、認識結果をユーザが視認できる形態で表示部４６に表示させる。以下では、検査領域の輝度を「判定対象輝度」と称する。

結果処理部４７は、判定対象輝度の情報をメモリ４３から読み出し、判定対象輝度を第１および第２の基準輝度と比較することで、次のようにして、溶着状態の良否を判定する。結果処理部４７は、判定対象輝度と第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、検査領域の溶着部に隙間がなく、溶着状態が正常と判定する。また、結果処理部４７は、判定対象輝度と第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、検査領域の溶着部に隙間があり、溶着状態が不良と判定する。そして、結果処理部４７は、溶着状態の良否判定結果を含む検査結果を表示部４６に出力する。また、結果処理部４７は、各袋状物５について予め決められた全ての検査領域に関して、溶着状態の良否判定を行う。

溶着状態の良否判定方法の一例を具体的に説明する。結果処理部４７は、判定対象輝度と第２の基準輝度とを比較し、これらの輝度の差が第２の許容範囲内である場合、溶着状態が正常と判定する。また、結果処理部４７は、判定対象輝度と第２の基準輝度との差が第２の許容範囲より大きく、かつ判定対象輝度と第１の基準輝度との差が第１の許容範囲内である場合、溶着状態が不良と判定する。

なお、情報処理装置４に外部機器（不図示）が接続されている場合、結果処理部４７は、検査結果を外部機器に送信し、外部機器の出力部に検査結果を出力させてもよい。

また、本実施形態では、画像入力部４１、照明制御部４２、画像処理部４４、ステージ制御部４５および結果処理部４７のそれぞれが専用の回路で構成される場合で説明した。ＣＰＵ４０がメモリ４３に予め格納されたプログラムにしたがって処理を実行することで、画像入力部４１、照明制御部４２、画像処理部４４、ステージ制御部４５および結果処理部４７の機能が実行されるようにしてもよい。

次に、本実施形態の外観検査装置による外観検査方法の動作手順を説明する。図４は本実施形態の外観検査方法の手順を示すフローチャートである。

検査対象の袋状物５がステージ３に供給されると（ステップＳ１）、検査制御部１４はステージ３を制御して袋状物５の端面とカメラ１との位置関係を調整し、カメラ１および照明２を制御して袋状物５の外観をカメラ１に撮影させる(ステップＳ２)。カメラ１から出力された映像信号は、画像入力部４１を介して画像データに変換され、メモリ４３に格納される（ステップＳ３）。

検査制御部１４は、ステップＳ３で取得したメモリ４３上の検査画像データから、袋状物５の輪郭を示すエッジ位置またはコーナ位置を計測し（ステップＳ４）、その結果に基づいて、溶着状態の検査の対象となる、画像上の検査領域を設定する（ステップＳ５）。なお、検査領域の数は単数または複数のいずれでもよく、また、検査領域の設定方法も溶着状態の良否と相関が高い箇所であれば、設定までの手順は限定されない。

検査制御部１４は、設定した検査領域における判定対象輝度の情報を画像データから取得する(ステップＳ６)。続いて、検査制御部１４は、ステップＳ６で取得した判定対象輝度を、正常な溶着状態における基準輝度（第２の基準輝度）およびシート単体の基準輝度（第１の基準輝度）と比較することで、検査領域の溶着状態の良否を判定する（ステップＳ７）。

具体的には、検査制御部１４は、判定対象輝度と第２の基準輝度との差が第２の許容範囲内である場合、判定対象輝度が正常な溶着状態の輝度と同等と判定し、溶着状態が正常であると判定する。一方、検査制御部１４は、判定対象輝度と第２の基準輝度との差が第２の許容範囲よりも大きく、かつ、判定対象輝度と第１の基準輝度との差が第１の許容範囲内である場合、判定対象輝度がシート単体の表面輝度と同等と判定し、溶着状態が不良であると判定する。この場合、袋状物５が正常に溶着されず、２枚のうち上側のシートが浮き上がっていると考えられる。

その後、検査制御部１４は、ステップＳ７による検査結果をメモリ４３に格納するとともに、表示部４６に転送する（ステップＳ８）。

続いて、検査制御部１４は、ステージ上の袋状物５に対して設定された全ての検査領域の判定処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ９の判定の結果、設定された検査領域の全てについて判定処理が終了していない場合、検査制御部１４は、次の検査領域についてステップＳ６〜Ｓ８の判定処理を実行する。一方、ステップＳ９の判定の結果、設定された検査領域の全てについて判定処理が終了している場合、検査制御部１４は、ステージ上の袋状物５を排出し、ステップＳ１の動作に戻って、ステージ３に供給される、次の検査対象の袋状物５に対してステップＳ２〜Ｓ１０の処理を実行する。

なお、検査対象の供給については、袋状物５のみを供給する場合に限らず、シート間に内容物として板状物９を挟んだ状態でステージ３に供給するようにしてもよい。

次に、検査領域の設定および輝度情報の取得動作の詳細例を、図５および図６を参照して説明する。

図５はシートの溶着状態が正常である場合の一例を示す図であり、図６はシートの溶着状態が不良の場合の一例を示す図である。図５および図６のそれぞれは、袋状物５を上から見たときの平面図の他に、袋状物５を図の右側から見たときの側面図（図の右側）と、溶融部８０を通る線の位置の断面図（図の下側）を示す。

なお、検査対象の袋状物５は、シート６の上に板状物９を載せ、板状物９の上から板状物９を覆うように別のシート６を重ね、下側と上側のシートのそれぞれの４辺のうち、交差しない２辺または３辺を溶着したものである。

正常な溶着状態の場合、図５に示すように、袋状物５は、２枚重ねとなったシート６の表面部分６１の輝度が、シート６単体での表面部分６０の輝度にくらべ高く（＝白く）なっている。

一方、図６に示すように、袋状物５の右下コーナ付近で不十分な溶融部８１がある場合は、２枚のシート６の間に挟まれた板状物９の厚みの分、シート間が空いて浮き上がる。この状態での溶融部８１の輝度はシート６単体での表面部分６０と同等の輝度となる。

ここで、図６を参照して説明した、シート６の浮き上がりがある場合を考慮し、袋状物５のコーナ位置を求める方法の一例を説明する。画像処理部４４は、袋状物５の４辺のエッジを複数の点で検出し、続いて、輪郭として得られた点群をそれぞれ直線近似し、隣接する辺の近似直線の交点をコーナとする。

次に、溶着部の良否判定に用いる判定対象輝度の設定に関する変形例を、図５および図６を参照して説明する。以下では、画像処理部４４が、上述のようにして、シート６の輪郭またはコーナを特定した場合で説明する。

（変形例１）
本変形例は、予め設定された領域内の平均輝度を判定対象輝度に設定するものである。
本変形例では、メモリ４３は、溶着部とは別に、シート６が重なっている場合のシートの表面の標準的な輝度である標準輝度と、シートのコーナから設計上の溶融部８０までの距離の情報である距離情報とを予め保持している。

画像処理部４４は、特定したコーナを基準として、設計上の溶融部８０までの距離情報から検査画像データの画像における溶着位置を算出し、算出した溶着位置を基準として、２枚のシート６の間に挟まった板状物９の位置を避けた範囲のうち、１つ以上の矩形を特定する。画像処理部４４は、特定した矩形のうち、袋状物５の最も入り口に近い矩形５３に注目し、矩形５３内部の平均輝度を求める。結果処理部４７は、平均輝度と標準輝度との差が所定の範囲内であれば、溶着状態は正常と判定し、平均輝度とシート６単体での表面部分６０の輝度との差が所定の範囲内であれば、溶着状態は不良と判定する。この矩形５３の設定条件、サイズ、個数等は、図５および図６に示す場合に限らず、限定されない。

（変形例２）
本変形例は、予め設定された領域内の輝度分布度数が最大である最頻値を判定対象輝度に設定するものである。

撮影環境の都合上、矩形５３内部に含まれる溶着痕の輝度が袋状物５の表面輝度に比べて非常に小さく、変形例１の場合の平均輝度での比較が困難である場合、画像処理部４４は、矩形５３内部の輝度のヒストグラムを求め、そのピーク（頻度の極大値）となる輝度のうち、溶着痕の輝度を除いたものを判定対象輝度として結果処理部４７に提供する。

本変形例では、矩形５３内部における代表的な輝度を用いて判定するので、判定の精度は平均値による方法よりも高くなることが期待できる。本変形例においても、矩形５３の設定条件、サイズ、個数等は限定されない。

（変形例３）
本変形例は、溶着状態が正常であっても溶着痕周辺の領域の輝度にむらがある場合などに、溶着状態の良否が誤判定されるのを防ぐものである。

溶着痕周辺の領域の輝度にむらがある場合など、予め決められた箇所の輝度値のみで溶着状態を判定するのが困難な場合、画像処理部４４は、特定した、シートの輪郭またはコーナに基づいて、溶融部８０の設計上の中心位置の座標を基準とし所定の距離離れた線状または帯状領域５４を定義する。図５および図６では、帯状領域５４の場合を示しているが、ここでは線が設定された場合で説明する。

そして、画像処理部４４は、設定した線の走査方向に対する輝度値の変動特性を取得する。図５に示す場合で説明すると、画像処理部４４は、図の左右方向の座標範囲で輝度値の変動特性を検査画像データから読み出す。続いて、結果処理部４７は、読み出した変動特性と、予めメモリ４３に登録された、正常な溶着状態の変動特性との差を算出し、その差の値が所定値以下であれば溶着状態が正常と判定する。

溶着痕周辺の輝度にむらがあった場合、例えば、変形例１や変形例２の方法によって結果処理部４７が溶着状態が不良と判定しても、本変形例を実行することで、溶着状態が正常であると判定される。

次に、本実施形態の外観検査方法の効果を説明する。

本実施形態によれば、シート同士の密着性または隙間の有無による、シート表面の輝度の変化を利用することで、溶着痕の形状や特徴を直接見なくても、溶着部のシートが密着しているか否かの判定を実際の製品の溶着状態に即して行うことができる。その結果、溶着痕に惑わされずに、より簡便に溶着状態の良否を判定することができる。また、撮影視野をシート全体が見える範囲まで広げても検査が可能であり、その結果、インラインでの外観検査を実現できる。

さらに、２枚重ね、または折り畳まれたシートが外観上、正常な溶着痕で溶着されていても、溶着時にしわがあったなどの理由で隙間があいている場合、それを不良と判別できるという効果がある。特に、袋の形状を保持し、溶着部のシートの密着性が保持されていれば溶着部の状態については関知する必要のない特徴の製品について、溶着痕に惑わされず、溶着部の形状の相違に起因した誤判定を防止できるという効果がある。

特許文献４に開示された方法では、接着部分が面状であることが検出の前提条件となっているが、溶着の要否が溶着部分の堅牢さよりむしろ、袋状態の保持が重視され、溶着形状が点状であることの多い用途では、本実施形態が有効である。

なお、上述の実施形態では、本発明の外観検査方法を、よりわかり易く説明するために外観検査装置の構成を詳しく説明したが、本発明の外観検査方法を実行する外観検査装置に必要な特徴となる構成を簡単に説明する。

図７は本発明の一実施形態の外観検査装置の一構成例を示すブロック図である。図７に示すように、外観検査装置１４０は、撮影手段１４１と、保持手段１４２と、判定手段１４３とを有する。

図７に示す外観検査装置と図３に示した外観検査装置とを比較して説明すると、撮影手段１４１はカメラ１および画像入力部４１に相当し、保持手段１４２はメモリ４３に相当し、判定手段１４３は画像処理部４４および結果処理部４７に相当する。図７に示す各構成については図３を参照して説明しているので、ここでは、その詳細な説明を省略する。

本発明を、食品や薬剤、電子部品の梱包を目的としたシート状物、フィルム状物同士を熱溶着した状態の良否を外観検査するための装置および方法に適用することができる。

１ カメラ
２ 照明
３ ステージ
４ 情報処理装置
１４ 検査制御部
４３ メモリ
４６ 表示部
４７ 結果処理部
１４０ 外観検査装置
１４１ 撮影手段
１４２ 保持手段
１４３ 判定手段

Claims (7)

1. 表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する外観検査装置であって、
   前記溶着された検査対象に均一な拡散光を照射した状態で撮影して画像データに変換する撮影手段と、
   １枚の前記シートの表面に前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度と、２枚の前記シートが重ねられ正常に溶着された状態で前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度とを予め保持する保持手段と、
   前記拡散光が照射される前記検査対象を前記撮影手段が撮影した画像における検査領域の輝度である判定対象輝度を前記第１および第２の基準輝度と比較し、該判定対象輝度と該第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、該判定対象輝度と該第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定する判定手段と、
   を有する外観検査装置。
2. 請求項１記載の外観検査装置において、
   前記保持手段は、
   前記第１の基準輝度の許容範囲である第１の許容範囲と、前記第２の基準輝度の許容範囲である第２の許容範囲とを予め保持し、
   前記判定手段は、
   前記判定対象輝度と前記第２の基準輝度との差が前記第２の許容範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、前記判定対象輝度と前記第２の基準輝度との差が前記第２の許容範囲より大きく、かつ該判定対象輝度と前記第１の基準輝度との差が前記第１の許容範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定する、外観検査装置。
3. 請求項１または２記載の外観検査装置において、
   前記判定手段は、前記判定対象輝度を、前記シートの輪郭またはコーナを基準として予め設定された領域の平均輝度に設定する、外観検査装置。
4. 請求項１または２記載の外観検査装置において、
   前記判定手段は、前記判定対象輝度を、前記シートの輪郭またはコーナを基準として予め設定された領域の輝度分布度数が最大である最頻値に設定する、外観検査装置。
5. 請求項１または２記載の外観検査装置において、
   前記判定手段は、前記検査領域の溶着状態が不良と判定した場合、前記シートの輪郭またはコーナを基準として予め設定された領域の所定の座標範囲における輝度値の変動特性と正常な溶着状態として予め登録された変動特性との差を算出し、算出した差の値が所定値以下であれば、溶着状態は正常であると判定する、外観検査装置。
6. 表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する外観検査方法であって、
   １枚の前記シートの表面に均一な拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度と、２枚の前記シートが重ねられ正常に溶着された状態で前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度とを準備し、
   前記シートが重ねられ溶着された検査対象に前記拡散光を照射した状態で撮影したものを画像データに変換し、
   前記拡散光が照射される前記検査対象を撮影した画像における検査領域の輝度である判定対象輝度を前記第１および第２の基準輝度と比較し、該判定対象輝度と該第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、該判定対象輝度と該第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定する、外観検査方法。
7. 表面に照射された光が部分的に透過する性質をもつ２枚のシートの間に板状物を挟み、周囲を溶着して袋詰めする工程における溶着の良否を判定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   １枚の前記シートの表面に均一な拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第１の基準輝度と、２枚の前記シートが重ねられ正常に溶着された状態で前記拡散光を照射して撮影した画像におけるシート表面の輝度である第２の基準輝度とを格納する手順と、
   前記シートが重ねられ溶着された検査対象に前記拡散光を照射した状態で撮影したものを画像データに変換する手順と、
   前記拡散光が照射される前記検査対象を撮影した画像における検査領域の輝度である判定対象輝度を前記第１および第２の基準輝度と比較し、該判定対象輝度と該第２の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が正常と判定し、該判定対象輝度と該第１の基準輝度との差が所定の範囲内である場合、前記検査領域の溶着状態が不良と判定する手順を実行させるためのプログラム。

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