JP2849760B2

JP2849760B2 - ラベルズレ検査装置

Info

Publication number: JP2849760B2
Application number: JP33689489A
Authority: JP
Inventors: 正樹布施; 憲敬斎藤; 幸生澁谷
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JPH03197802A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ラベルの位置ズレを検査する装置に関し、
より詳細にはフロッピーディスクなどの検査物に貼られ
たラベルの位置ズレを検査する装置に関する。

［従来の技術］ラベルの位置ズレ検査は、通常、エリア型CCDカメラ
を使用した画像処理装置で行われている。

照明は、リング状の高周波点灯蛍光灯、あるいはリン
グ状光ファイバ照明が使用され、検査物の上方から照明
し、その反射光をエリア型CCDカメラで読み取ってい
る。エリア型CCDカメラの画像信号は、画像処理装置の
画像メモリに入力し、この画像データを（背景、検査
物）と（ラベル）に二値化した後、指定したウインドウ
内の背景からラベルまでの長さを測定することにより、
ラベルが貼られた位置を測定している。

［発明が解決しようとする課題］フロッピディスクなどの検査物は、黒、赤、緑、青、
グレイなどの色を持ち、また、それに貼付されるラベル
は、各種の色、パターン、文字があり、検査物と同一色
が使用されることもある。

従って、前記従来技術では、検査物とラベルが近い色
の場合、検査物とラベルの画像データを二値化により区
別することが難しく、ラベルに、検査物と近い色の文字
が記載されている場合は、上述と同様に問題となり、更
に、検査物とラベルの色の組合せにより、閾値、ウイン
ドウの位置などの画像処理条件を変更することが必要と
なって操作が面倒となる。しかも、検査物をリング状照
明装置で照明しても、検査物、ラベルの光沢のため、上
述と同様に検査物とラベルの画像データを二値化により
区別することが難しくなるなど好ましくない。

この発明は上述の背景に基づきなされたものであり、
その目的とするところは、検査物、ラベルの色に影響な
く、同一条件でラベルの位置ズレおよび、角度ズレを検
査することができるラベルズレ検査装置を提供すること
である。

［課題を解決するための手段］本発明の要旨は、ラペルが貼られた検査物の平面に対
して平行、若しくは80゜以上の入射角で検査物を照射す
る照明装置と：照明された検査物からの反射光を読み取り二次元画像信
号を送出する画像入力装置と：送出された二次元画像信号を処理するものであって；予め指定した画像メモリのウインドウの範囲で、Ｘおよ
び／またはＹ座標方向に対して、背景と検査物のエッジ
と、検査物と検査物に貼られたラベルのエッジとを検出
する手段、前記エッジ座標の差から、ラベルの位置およ
び／または角度ズレを算出する手段、およびラベルの位
置に関する設定基準値と前記算出値を比較し、ラベルズ
レの有無を判定する手段を有する画像処理装置と：からなるラベルズレ検査装置にある。

又、本発明の好ましい態様において、照明装置の光出
射部が、エッジの長手方向に延びたライン状若しくは点
状である。

［作用］上記構成を有するこの発明により以下の作用動作を示
す。

検査物の反応率は、検査物の屈折率、特に照明光の入
射角の影響を受ける。例えば、検査物がアクリル樹脂成
形体〔三菱レイヨン（株）製、商品名：アクリライト、
屈折率1.49〕の場合は、照明光の入射角と表面反射率の
関係は、第８図に示したようになる。この第８図から、
入射角度が90゜付近では検査物の色が変化しても100％
近い表面反射率となる。

検査物平面にほぼ平行に照明光を入射させるように側
方照明を行えば、検査物が平坦な部分では、上方に設置
したエリア型CCDカメラにおいて反射光が受光されない
ことになる。

他方、背景と検査物のエッジ、検査物と検査物に貼ら
れたラベルのエッジ部分では、検査物平面にほぼ平行に
照明光を入射させても、反射光が散乱し、反射光の一部
は、上方に設置したエリア型CCDカメラに受光される。

従って、ラベルが貼られた検査物に対して側方照明を
行う照明装置により、背景と検査物のエッジ、検査物と
検査物に貼られたラベルのエッジのみを、輝線若しくは
輝点として画像入力することが可能になる。

この発明の好ましい態様において、照明装置の光源の
サイズを小さくし、すなわち、照明装置の出射端をライ
ン状若しくは点状とすることにより、背景と検査物のエ
ッジ、検査物とラベルのエッジをより鮮明な輝線若しく
は輝点として反射させることができる。

上述のように照明された検査物をエリア型CCDカメラ
で読み取って得た画像信号データは、背景と検査物のエ
ッジ、および、検査物と検査物に貼られたラベルのエッ
ジのみが、CCDカメラ出力レベルが大であり、その他の
部分は、CCD出力レベルが小である。これは、検査物の
色やラベルの色に関わりなく、白の場合でも、CCD出力
レベルが低い。

そこで、読み取った画像データを二値化すれば、エッ
ジ部分のみが「１」、その他の部分が「０」で区別で
き、二値化された画像には、Ｘおよび／またはＹ方向に
２本ずつの白線が得られることになる。

この発明の画像処理装置のエッジ検出手段では、前記
白線の方向と垂直方向とにウインドを設定し、ウインド
ウの端から画像データをチェックし、画像データが
「０」から「１」に変化した位置をエッジと判別してラ
ベルの位置を測定する。なお、画像データが多値（例え
ば８ビット／画素）の場合は、ソーベルのオペレータの
エッジ検出のための処理を行えばよい。

前記で、エッジを検出する方向は、正方向（ウインド
ウの左から右、または，上から下）、負方向（ウインド
ウの右から左、または、下から上）があるが、ラベルズ
レ検査を行うためには、エッジの形状により選択するこ
とができる。例えば、フロッピーディスクでは、フロッ
ピーディスクのエッジ部分が丸くなっているので、白線
の左、または、上が正しいエッジ座標であり、ラベルの
エッジは角型であるため、白線の右、または、下が正し
いエッジ座標であることから、前者は正方向、後者は負
方向にエッジ検出を行う。

エッジ検出手段で検出したエッジ座標から、ラベルの
位置ズレおよび、角度ズレを、ズレ算出手段で算出す
る。ラベルの位置を求めるには、２本のエッジの間隔を
測定すればよい。また、ラベルの角度ズレは、Ｘ、また
は、Ｙ方向に２箇所のウインドウを設定し、両者のラベ
ルの位置の差から算出される。

次いで、画像処理装置の判定手段では、ラベルの位置
に関して設定された基準値とその算出値とを比較し、ラ
ベルズレの有無を判定する。

［実施例］この発明を、図面を参照して具体的な実施例により説
明する。

第１図に、この発明のラベルズレ検査装置の構成図を
示す。この図に示されているように、この発明のラベル
ズレ検査装置１は、側方照明を行う照明装置２と、画像
入力装置３と、エッジ検出手段４と、ズレ算出手段５
と、判定手段６と、前記手段４、５および６を備える画
像処理装置７とからなる。

第２図は、本発明の装置構成の一例を示す概略図であ
る。

まず、装置構成について説明する。この例の装置１
は、光源８と光源と光学的に接続した光ファイバライト
ガイド９とからなる照明装置２と、シャッタ機能を有す
るエリア型CCDカメラ10の画像入力装置３と、エッジ検
出手段４とズレ算出手段５と判定手段６との機能を有す
る画像処理装置７と、検査物の画像、ラベルズレの測定
値、判定結果（OK、または、NG）などを表示するモニタ
ーCRT11と、検査物が検査位置に移動したとき、画像処
理装置７に対して検査スタート信号を出力する光電スイ
ッチ12からなる。

この例では、検査物であるフロッピーディスク13はベ
ルトコンベア15で搬送される。

検査物は、５インチのフロッピーディスク13であり、
検査物のサイズは133.35mmである。

フロッピーディスク面に貼付されたラベル14のサイズ
は30〜50mmで、各種の模様、字が記載されており、色も
各色が使われる。

ラベル14は、検査物13の左上から3mm内側に貼られて
いる。検査基準は、位置ズレが、３±1mm以内、角度ズ
レが、ラベルの両端の差で0.5mm以内とした。検査物は
移動速度が25m/分でベルトコンベア15上を走行するた
め、0.32秒以内／枚の速度で検査する。

シャッタ機能を有するエリア型CCDカメラ10の視野は6
2.0×47.8mmであり、分解能は0.122×0.1mm/画素とし
た。シャッタ速度は1/4000秒に設定している。検査物13
は1/4000秒の間に、0.1mm移動する程度である。エリア
型CCDカメラ10の撮影方向は、検査物13に対して垂直よ
りも、数゜程度傾けると、エッジからの反射光強度が大
となり検出が容易となる。

画像処理装置７は、次の機能を果たす。

エリア型CCDカメラ10の画像を８ビットでA/D変換した
後、予め設定した値で二値化を行い、画像メモリに入力
する。

この画像メモリのうち、指定した範囲をウインドウと
して設定し、この範囲で背景と検査物、および、検査物
と検査物に貼られたラベルのエッジ検出を行う。エッジ
検出方法は、各種の方法が発表されているが、ソーベル
のオペレータで実施する。

ウインドウは、２または３箇所設定する。ウインドウ
は、Ｘおよび／またはＹ方向の位置ズレおよび、角度ズ
レを検出するものである。

ラベルの位置および、角度ズレは、検出したエッジ座
標から求めることができる。

エッジの測定値は、設定された検査基準と比較し、ラ
ベルズレの有無を判定し、検査基準を外れている場合
は、NG信号を出力し、逆に基準内にある場合OK信号を出
力する。

光源８として100Wのハロゲンランプを使用し、光ファ
イバライトガイド９の出射部のサイズは縦1mm×横30mm
である。光ファイバライトガイド９の出射部は、検査物
13より数mm上で、検査物13とほぼ平行に設置している。
また、検査物13のエッジとと光ファイバラインガイド９
が平行になるようにして、ＸおよびＹ方向から照明す
る。

この発明において照明は、検査物に対して平行、若し
くは80゜以上の入射角で側方から行なわれるものであ
り、光ファイバを用いたもの、蛍光灯にスリットを使用
したもの、あるいは、レーザ光でもよい。この実施例に
おいては出射部が、ラベルの幅よりも長いライン状に配
列された光ファイバ照明を採用したがポイント状の光フ
ァイバ照明を使用してもよい。

この発明において側方照明は、エッジの輝線が得られ
るように、１方向から、若しくは複数方向、例えば、検
査物が流れるコンベアの進行方向およびこの進行方向と
直交する方向の２方向から、行なうことができる。

次に第２図に示した装置例の動作について説明する。

ラベル14が貼られた検査物13は、第２図の左方向から
右方向に移動している。検査物13が、検査位置にきたと
き、光電スイッチ12により検査スタート信号が画像処理
装置７に入力される。

検査位置にきたときの検査物13は、光源８と、光ファ
イバライトガイド９の側方照明により、背景と検査物の
エッジおよび、検査物と検査物に貼られたラベルのエッ
ジが輝線として、その他は黒として観察される。

検査スタート信号が入力されると、エリア型CCDカメ
ラ10により検査物の像を読み取り画像データとしてを入
力し、画像処理装置７の画像メモリに入力される。画像
メモリに入力された画像データは、予め指定された閾値
で二値化される。この画像データは、モニターCRT11に
も表示される。

画像メモリの画像データを、予め設定したウインドウ
内でエッジ検出を行い、ラベルの位置、角度ズレを測定
し、この測定値が検査基準から外れているとき、NG信号
を出力する。

次に第２図の装置の変形例について説明する。

検査物13は、５インチのフロッピーディスクで実施し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種シ
ート状物に貼られたラベルで実施可能である。

エリア型CCDカメラ10は、シャッタ機能を有するもの
を使用したが、ストロボ照明を使用する場合は、シャッ
タ機能は不要である。

画像データは二値データを使用したが、多値データ
（８ビット／画素）でも、可能である。

光ファイバライトガイド９の出射部はライン状のもの
を２台使用したが、ポイント状のものでもよい。また、
Ｘ方向（移動方向）で２箇所測定する場合は、ポイント
状のものをＸ方向のみで２個使用すればよい。

第3a〜3c図は、本発明で検査することができるラベル
の例を示す図である。

第3a図は長方形のラベルであり、L1、L2、L3の３箇所
を測定する。各箇所でラベルの位置ズレを測定し、L1と
L2の差から、角度ズレが求められる。第3b図は円形のラ
ベルであり、Ｘ方向の最低値L1、Ｙ方向の最低値L2から
位置ズレを測定する。この場合は、角度ズレはない。第
3c図は周辺部が波状のラベルであり、Ｘ方向の最低値L1
_min、最大値L1_max、Ｙ方向の最低値L2_min、最大値L2_max
から位置ズレを測定する。ラベルの波の形状が一定であ
れば、L1_minとL1_maxの差から、角度ズレが求められる。

点線の範囲は、エリア型CCDカメラ10の視野を示して
いる。

エリア型CCDカメラ10の視野16は、ラベル14のサイ
ズ、検査物13とラベル14の距離Ｌ、背景17、光電スイッ
チ12の位置精度、エリア型CCDカメラ10でシャッタ使用
時の位置ズレをカバーする範囲とした。

第4a〜4d図は、本発明の画像処理範囲の例を示す図で
ある。

第4a図は、第3a図用のウインドウであり、ウインドウ
17、17′、17″の３箇所を設定している。背景と検査物
のエッジは輝線18、検査物と検査物に貼られたラベルの
エッジは輝線18′で示している。ウインドウ17、17′で
は、ウインドウの左端からソーベルのオペレータでエッ
ジ検出を行って輝線18のエッジ座標を求める。また、ウ
インドウの右端からソーベルのオペレータでエッジ検出
を行って輝線18′のエッジ座標を求める。ウインドウ1
7″では、ウインドウの上端からソーベルのオヘレータ
でエッジ検出を行って輝線18のエッジ座標を求める。ま
た、ウインドウの下端からソーベルのオペレータでエッ
ジ検出を行って輝線18′のエッジ座標を求める。輝度線
18と18′の差がラベルの位置である。また、ウインドウ
17と17′の差でラベルの角度ズレを算出する。

第4a図の各ウインドウの幅は７画素あるが、エッジ座
標は、この範囲の平均値を採用している。

第4b図も第3a図用のウインドウであるが、ウインドウ
17、17″の２箇所を設定している。ウインドウ17、17″
では、前記第4a図と同様にエッジ検出を行い、ウインド
ウ17″ではその最大値と最小値からラベルの角度を求め
ることができる。

第4c図は第3b図用のウインドウであり、第4b図と同様
にエッジ検出を行い、ウインドウ17、17″それぞれにお
ける最小値からラベルの位置ズレが検出できる。第4d図
は第3c図用のウインドウであるが、4b図と同様にエッジ
検出を行い、ウインドウ17、17″それぞれにおける最大
値と最小値からラベルの位置ズレ、角度ズレが検出でき
る。

第５図は、本発明の処理手順を示すフローチャートで
あり、第3a図のラベルの場合を示している。

スタート信号入力検査物13は、連続的に移動しており、光電スイッチ12
からのスタート信号により検査を開始する。

画像入力 1/4000秒のシャッタ機能により、画像を入力する。シ
ャッタ機能付きのエリア型CCDカメラ10の場合、１フィ
ールドしか画像を入力できないものがほとんどである。
このため、奇数フィールドに入力し、この値を偶数フィ
ールドにコピーしている。

なお、画像データは、二値データ、多値データの、い
ずれでも、同様の効果があった。

エッジ計測１ウインドウ17の、左端のエッジを検出する。

エッジ計測２ウインドウ17の、右端のエッジを検出する。

ラベル位置算出１前記との計測値の差を算出し、ウインドウ17での
検査物13の位置を求める。

エッジ計測３ウインドウ17′の、左端のエッジを検出する。

エッジ計測４ウインドウ17′の、右端のエッジを検出する。

ラベル位置算出２前記との計測値の差を算出し、ウインドウ17′で
の検査物13の位置を求める。

エッジ計測５ウインドウ17″の、上端のエッジを検出する。

エッジ計測６ウインドウ17″の、下端のエッジを検出する。

ラベル位置算出３前記ととの計測値の差を算出し、ウインドウ17″
での検査物13の位置を求める。

ラベル角度ズレ算出ととで求めた算出値の差を計算し、ラベル角度ズ
レを求める。

上下限チェック、、およびの値を、予め設定された値と比較
し、この範囲内であれば、前記にステップする。

NG信号出力前記で、範囲外の場合、NG信号を出力し、前記に
ステップする。

第６図は、実施例のラベル位置測定の態様を示す図で
ある。

輝線19は、背景と検査物13のエッジに相当している。
また、輝線19′は、検査物13とラベル14のエッジに相当
している。ラベル14の位置とは、この輝線19と19′の間
隔である。

ここで、輝線19のエッジ座標ysは、エッジ計測方向20
で示したように上方から下方に向かってエッジ検出する
ことにより求める。また、輝線19′のエッジ座標yeは、
エッジ計測方向20′で示したように下方から上方に向か
ってエッジ検出することにより求める。ラベル14の位置
は、（ye−ys）である。

第７図（ａ），（ｂ）は、エッジ検出用ソーベルオペ
レータを示す図である。

（ａ）はエッジ計測方向20の場合、（ｂ）はエッジ計
測方向20′の場合に使用する。

このソーベルオペレータで処理後に、予め設定した閾
値以上のとき、エッジと検出する。

［発明の効果］本発明は、検査物、ラベルの色に影響なく、同一条件
でラベルズレ、および、角度ズレの検査が可能であり、
ラベルズレ検査装置として効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のラベルズレ検査装置の概略構成図、
第２図は、実施例の装置構成を示す構成図、第３図は、
本発明で検査するラベル例を示す平面図であり、第3a図
は長方形、第3b図は円形、第3c図は周辺部が波状のラベ
ル、第４図は、本発明の画像処理範囲の例を示す説明
図、第4a図および第4b図は長方形ラベル用のウインドウ
の位置を示す図、第4c図は円形ラベル用のウインドウの
位置を示す図、第4d図は周辺部が波状ラベル用のウイン
ドウの位置を示す図、第５図は、本発明の処理手順を示
すフローチャート、第６図は、本発明のラベル位置測定
を示す説明図、第７図（ａ）（ｂ）は、エッジ検出用ソ
ーベルオペレータを示す説明図、第８図は、照明の入射
角と反射率の関係を示す線図である。１……ラベルズレ検査装置、２……照明装置、３……画
像入力装置、４……エッジ検出手段、５……エッジ算出
手段、６……判定手段、７……画像処理装置、８……光
源、９……光ファイバライトガイド、10……エリア型CC
Dカメラ、11……モニターCRT、12……光電スイッチ、13
……検査物、14……ラベル、15……ベルトコンベア、16
……視野、17、17′、17″……ウインドウ、18、18′…
…輝線、19、19′……輝線、20、20′……エッジ計測方
向

フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−175076（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−230005（ＪＰ，Ａ) 特開平１−100410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 B65C 9/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ラベルが貼られた検査物の平面に対して平
行、若しくは80゜以上の入射角で検査物を照射する照明
装置と：照明された検査物からの反射光を読み取り二次元画像信
号を送出する画像入力装置と：送出された二次元画像信号を処理するものであって；予め指定した画像メモリのウインドウの範囲で、Ｘおよ
び／またはＹ座標方向に対して、背景と検査物のエッジ
と、検査物と検査物に貼られたラベルのエッジとを検出
する手段、前記エッジ座標の差から、ラベルの位置およ
び／または角度ズレを算出する手段、およびラベルの位
置に関する設定基準値と前記算出値を比較し、ラベルズ
レの有無を判定する手段を有する画像処理装置と：からなるラベルズレ検査装置。
【請求項２】照明装置の光出射部が、エッジの長手方向
に延びたライン状若しくは点状である請求項１に記載の
ラベルズレ検査装置。