JP5324328B2 - 物品検査装置 - Google Patents

Description

本発明は物品検査装置に関し、特にＸ線検査装置に関する。

食品等の物品の製造ラインにおいては、異物が混入している物品が出荷されることを未然に防止するために、Ｘ線検査装置を用いた物品の異物検査が行われている。Ｘ線検査装置では、搬送コンベアによって連続的に搬送されてくる物品に対してＸ線を照射し、物品を透過した透過Ｘ線をＸ線センサで検出することにより、透過Ｘ線の強度に基づいて物品内への異物の混入の有無が検査される。

ところで、内容物がパッケージ内に封入された形態の物品においては、内容物をパッケージに封入する際に、パッケージのシール部に内容物の一部が噛み込まれる場合がある。このような内容物の噛み込みが生じている物品は、不良品として良品の製造ラインから排除する必要がある。

下記特許文献１には、Ｘ線透過画像内において本来は内容物が存在しない不存在領域を予め設定しておき、その不存在領域内に不要物が存在しているか否かによって、欠陥の有無を判別するＸ線検査装置が開示されている。

また、下記特許文献２には、物品サイズ及びシール幅等を予め設定しておき、その設定値と物品のＸ線透過画像とに基づいて、シール部への内容物の噛み込みを判定するＸ線検査装置が開示されている。このＸ線検査装置では、設定されたシール幅に基づいてＸ線透過画像の中からシール領域を特定し、そのシール領域の中に、輝度レベルが内容物のそれと同等以上の領域が存在する場合には、シール部への内容物の噛み込みが発生していると判定される。

特開２００５−１２７９６２号公報 特許第３８６０１５４号公報

上記特許文献１に開示されたＸ線検査装置によると、まずＸ線透過画像内に不存在領域を特定する処理を実行し、次に不存在領域内に不要物が存在するか否かを判定する処理を実行する必要がある。同様に、上記特許文献２に開示されたＸ線検査装置によると、まずＸ線透過画像内にシール領域を特定する処理を実行し、次にシール領域内に内容物が存在するか否かを判定する処理を実行する必要がある。このように、上記特許文献１，２に開示されたＸ線検査装置によると、Ｘ線透過画像内に不存在領域又はシール領域を特定する処理が必要となるため、処理の負荷が大きいとともに、所要時間が長くなって検査速度が低下するという問題がある。また、検査精度が不十分であるという問題もある。

本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、Ｘ線透過画像内に不存在領域やシール領域を特定する処理を不要とすることにより、処理の負荷を軽減できるとともに検査速度及び検査精度を向上することが可能な物品検査装置を得ることを目的とするものである。

本発明の第１の態様に係る物品検査装置は、内容物がパッケージ内に封入された物品を検査する物品検査装置であって、物品にＸ線を照射する照射手段と、物品を透過したＸ線を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいてＸ線透過画像を作成する画像作成手段と、前記Ｘ線透過画像に基づいて、前記パッケージの封止部分への前記内容物の噛み込みを判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記パッケージの外縁から前記内容物の外縁までの長さを前記Ｘ線透過画像に基づいて算出し、該算出された長さに基づいて前記内容物の噛み込みを判定することを特徴とするものである。

第１の態様に係る物品検査装置によれば、判定手段は、パッケージの外縁から内容物の外縁までの長さをＸ線透過画像に基づいて算出し、該算出された長さに基づいて、パッケージの封止部分への内容物の噛み込みを判定する。従って、Ｘ線透過画像内に不存在領域やシール領域を特定する処理が不要となるため、処理の負荷を軽減できるとともに検査速度を向上することが可能となる。しかも、噛み込みの直接的な原因となるパッケージの外縁から内容物の外縁までの長さに基づいて合否を判定するため、検査精度を向上することが可能となる。

本発明の第２の態様に係る物品検査装置は、第１の態様に係る物品検査装置において特に、前記判定手段は、前記Ｘ線透過画像における前記パッケージの留め部を除外して、前記内容物の外縁を規定することを特徴とするものである。

第２の態様に係る物品検査装置によれば、判定手段は、Ｘ線透過画像におけるパッケージの留め部を除外して、内容物の外縁を規定する。従って、留め部が誤って内容物と判定される事態を回避することが可能となる。

本発明の第３の態様に係る物品検査装置は、第１又は第２の態様に係る物品検査装置において特に、前記Ｘ線透過画像において前記パッケージの角部が湾曲している場合、前記判定手段は、当該角部の周辺の形状に基づいて湾曲が生じていない角部の形状を求めて、前記パッケージの外縁を規定することを特徴とするものである。

第３の態様に係る物品検査装置によれば、Ｘ線透過画像においてパッケージの角部が湾曲している場合、判定手段は、当該角部の周辺の形状に基づいて湾曲が生じていない角部の形状を求めて、パッケージの外縁を規定する。従って、カールに起因してＸ線透過画像の外縁から内容物までの距離が短くなっている場合に、噛み込みが生じていると誤って判定される事態を回避することが可能となる。

本発明によれば、Ｘ線透過画像内に不存在領域やシール領域を特定する処理が不要となるため、処理の負荷を軽減できるとともに検査速度及び検査精度を向上することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の構成を示す正面図である。 シールドボックスの内部を模式的に示す斜視図である。 Ｘ線検査装置の構成を示すブロック図である。 演算部の機能構成を示すブロック図である。 良品に関して作成されたＸ線透過画像の一例を示す図である。 Ｘ線透過画像の一例を示す図である。 Ｘ線透過画像の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置１の構成を示す正面図である。図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、上部筐体２、シールドボックス３、及び下部筐体４を備えている。上部筐体２には、液晶表示装置等の表示部５が配設されている。シールドボックス３内には、搬送コンベア６、Ｘ線照射部７、及びＸ線検出部８が配設されている。シールドボックス３には、物品搬入口１０及び物品搬出口１１が形成されている。搬送コンベア６の上流端（図１では左端）は物品搬入口１０からシールドボックス３の外部に突出しており、下流端（図１では右端）は物品搬出口１１からシールドボックス３の外部に突出している。搬送コンベア６は、上流端から下流端に向けて物品５０を搬送する。下部筐体４内には、コンピュータ９が配設されている。

物品５０は、内容物がパッケージ内に封入された物品であり、本実施の形態の例では、外装の薬袋内に湿布薬が封入された物品である。

図１を参照して、搬送コンベア６の上流には、搬送コンベア１２が配設されている。搬送コンベア１２は、図示しない包装機によってパッケージングされた物品５０を、搬送コンベア６の上流端に連続的に供給する。搬送コンベア６の下流には、任意の振分装置１３が配設されている。振分装置１３は、Ｘ線検査装置１によって異物の混入が検出された物品５０を、良品の製造ラインから排除する。また、振分装置１３は、Ｘ線検査装置１によって内容物の噛み込みが検出された物品５０を、良品の製造ラインから排除する。

図２は、シールドボックス３の内部を模式的に示す斜視図である。Ｘ線照射部７は、搬送コンベア６の物品搬送面の上方に配設されている。Ｘ線検出部８は、本実施の形態の例ではＸ線ラインセンサであり、複数のＸ線検出素子８ａを有している。複数のＸ線検出素子８ａは、搬送コンベア６による物品５０の搬送方向に直交する方向（つまり搬送コンベア６のコンベアベルトの幅方向）に沿って直線状に並んでいる。Ｘ線検出部８は、物品搬送面の下方に配設されている。なお、ラインセンサの代わりに、複数のＸ線検出素子８ａが平面上に並設されたエリアセンサを用いることもできる。

図２に示すように、Ｘ線照射部７は、Ｘ線検出部８に向かって、扇形状にＸ線を照射する。搬送コンベア６は、搬送コンベア１２から供給された物品５０を、Ｘ線照射部７とＸ線検出部８との間のＸ線照射経路１００を通過するように搬送する。Ｘ線検出部８は、物品５０を透過した透過Ｘ線を検出する。

図３は、Ｘ線検査装置１の構成を示すブロック図である。コンピュータ９は、ＣＰＵ等の演算部２０と、半導体メモリ又はハードディスク等の記憶部２１とを有している。Ｘ線検出部８によって検出された透過Ｘ線の強度に関するデータＳ１は、コンピュータ９に入力される。物品５０内に異物が混入している場合には、その異物の混入箇所において透過Ｘ線の強度が低下する。従って、コンピュータ９は、透過Ｘ線の強度分布において、所定の閾値よりも強度が低い箇所を、異物の混入箇所として特定することができる。

コンピュータ９は、物品５０内への異物の混入を検出した場合には、その物品５０を製造ラインから排除させるために、振分装置１３に制御信号Ｓ３を入力する。また、コンピュータ９は、Ｘ線検出部８から連続的に送られてくるデータＳ１に基づいて、物品５０に関するＸ線透過画像を作成し、そのＸ線透過画像の画像データＳ２を表示部５に入力する。これにより、表示部５において物品５０のＸ線透過画像が表示される。

また、コンピュータ９は、Ｘ線透過画像に基づいて、パッケージのシール部又は留め部への内容物の噛み込みを判定する機能を有している。以下、この機能について具体的に説明する。

図４は、演算部２０の機能構成を示すブロック図である。図４に示すように演算部２０は、透過画像作成部３０と噛み込み判定部３１とを有している。また、噛み込み判定部３１は、画像加工部４０と判定部４１とを有している。

透過画像作成部３０には、Ｘ線検出部８からデータＳ１が入力される。透過画像作成部３０は、Ｘ線検出部８から連続的に送られてくるデータＳ１に基づいて、物品５０に関するＸ線透過画像を作成する。

図５は、良品（つまり湿布薬の噛み込みが生じていない物品５０）に関して作成されたＸ線透過画像６０の一例を示す図である。Ｘ線透過画像６０は、パッケージの外縁に相当する上辺６１、底辺６２、左辺６３、及び右辺６４を有している。Ｘ線透過画像６０においては、内容物である湿布薬に対応する領域６６が最も暗い輝度Ｙ４で表れており、パッケージの上部に設けられているジッパー等の留め部に対応する領域６５が若干暗い輝度Ｙ２で表れている。また、図５に示した例では、パッケージの右下角部がカールして反り返っており、このカールに起因して、当該右下角部に対応する領域６７が、湾曲してかつ若干暗い輝度Ｙ３で表れている。また、パッケージの外縁内において領域６５〜６７以外の領域６８は、領域６５〜６７よりも明るい輝度Ｙ１で表れている。領域６８には、パッケージのシール部も含まれる。

Ｘ線透過画像６０に関する画像データＳ２は、画像加工部４０に入力される。画像加工部４０は、Ｘ線透過画像６０を加工することによりＸ線透過画像７０を作成する。図６は、Ｘ線透過画像７０の一例を示す図である。

具体的に画像加工部４０は、カールに起因する湾曲角部（領域６７）がＸ線透過画像６０に存在している場合には、その湾曲角部の周辺の形状に基づいて、湾曲が生じていない角部の形状を求めることにより、湾曲形状の角部を矩形状の角部に置換する。図５に示した例では、画像加工部４０は、右辺６４を延長した直線と底辺６２を延長した直線との交点を求め、当該交点まで領域６８を広げるとともに、領域６７を削除する。画像加工部４０によるこれらの画像処理によって、図５に示したＸ線透過画像６０から図６に示したＸ線透過画像７０が得られる。Ｘ線透過画像７０は、湾曲角部を除いたパッケージの外縁に相当する上辺７１、底辺７２、左辺７３、及び右辺７４を有している。

Ｘ線透過画像７０に関する画像データＳ１２は、判定部４１に入力される。判定部４１は、Ｘ線透過画像７０に基づいて、湿布薬の噛み込みを判定する。具体的に判定部４１は、上辺７１と領域６６の外縁（上辺）との間の最短距離Ｌ１、底辺７２と領域６６の外縁（底辺）との間の最短距離Ｌ２、左辺７３と領域６６の外縁（左辺）との間の最短距離Ｌ３、及び、右辺７４と領域６６の外縁（右辺）との間の最短距離Ｌ４をそれぞれ求める。例えば距離Ｌ１に関しては、上辺７１と領域６６とが最も近接する箇所を特定し、その箇所における上辺７１の位置座標と領域６６の位置座標との差を算出することによって、距離Ｌ１を求める。距離Ｌ２〜Ｌ４についても同様である。ここで、上辺７１から領域６５の下辺までの距離Ｌ１Ａが予め記憶されており、上辺７１と領域６６の外縁との間の最短距離を測定するにあたっては、この距離Ｌ１Ａ内で低輝度の領域（つまり領域６５）が発見されてもそれを無視する。これにより、領域６５が誤って領域６６と判定されることを回避できる。なお、領域６６の形状は、長方形に限らず、湿布薬の外形に応じて円又は楕円等の任意の形状となり得る。この場合であっても、上記と同様に各辺７１〜７４と領域６６の外縁との最短距離が求められる。

また、距離Ｌ１〜Ｌ４の各々に関する閾値が予め設定されて、データＳ１３として記憶部２１に記憶されている。距離Ｌ１に関する閾値は、パッケージの上辺のシール部の幅と同一の値（又は測定誤差を考慮してそれよりもわずかに大きな値）に設定されている。距離Ｌ２に関する閾値は、パッケージの底辺のシール部の幅と同一の値（又はそれよりもわずかに大きな値）に設定されている。また、距離Ｌ３，Ｌ４に関する閾値は、パッケージの左右両辺のシール部の幅と同一の値（又はそれよりもわずかに大きな値）に設定されている。

判定部４１は、算出した距離Ｌ１〜Ｌ４と、各々に対応する閾値とを比較する。そして、距離Ｌ１〜Ｌ４の少なくとも一つが閾値以下である場合には、留め部又はシール部への湿布薬の噛み込みが生じていると判定し、一方、距離Ｌ１〜Ｌ４の全てが閾値より大きい場合には、留め部及びシール部への湿布薬の噛み込みは生じていないと判定する。

図６に示した例では、距離Ｌ１〜Ｌ４はいずれも閾値より大きいため、湿布薬の噛み込みは生じていないと判定される。図７は、Ｘ線透過画像７０の他の例を示す図である。図７に示した例では、距離Ｌ３が閾値以下であるため、シール部への湿布薬の噛み込みが生じていると判定される。判定部４１は、湿布薬の噛み込みが生じていると判定した場合には、その物品５０を製造ラインから排除させるために、振分装置１３に制御信号Ｓ３を入力する。

このように本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、噛み込み判定部３１は、パッケージの外縁（上辺７１、底辺７２、左辺７３、及び右辺７４）から内容物（領域６６）の外縁までの長さ（距離Ｌ１〜Ｌ４）をＸ線透過画像７０に基づいて算出し、該算出された長さに基づいて、パッケージのシール部及び留め部への内容物の噛み込みを判定する。従って、Ｘ線透過画像内に不存在領域やシール領域を特定する処理が不要となるため、処理の負荷を軽減できるとともに検査速度を向上することが可能となる。また、噛み込みの直接的な原因となるパッケージの外縁（上辺７１、底辺７２、左辺７３、及び右辺７４）から内容物（領域６６）の外縁までの長さ（距離Ｌ１〜Ｌ４）に基づいて合否を判定するため、検査精度を向上することが可能となる。

また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、噛み込み判定部３１は、距離Ｌ１Ａ内の低輝度領域を無視することで、Ｘ線透過画像６０におけるパッケージの留め部（領域６５）を除外することにより、内容物（領域６６）の外縁を規定する。従って、留め部が誤って内容物と判定される事態を回避することが可能となる。

また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、Ｘ線透過画像６０においてパッケージの角部が湾曲している場合、噛み込み判定部３１は、当該角部の周辺の形状に基づいて湾曲が生じていない角部の形状を求めて、パッケージの外縁を規定する。従って、カールに起因してＸ線透過画像６０の外縁から内容物までの距離が短くなっている場合に、噛み込みが生じていると誤って判定される事態を回避することが可能となる。

１ Ｘ線検査装置
７ Ｘ線照射部
８ Ｘ線検出部
９ コンピュータ
２０ 演算部
３０ 透過画像作成部
３１ 噛み込み判定部
４０ 画像加工部
４１ 判定部
５０ 物品

Claims (3)

1. 内容物がパッケージ内に封入された物品を検査する物品検査装置であって、
   物品にＸ線を照射する照射手段と、
   物品を透過したＸ線を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいてＸ線透過画像を作成する画像作成手段と、
   前記Ｘ線透過画像に基づいて、前記パッケージの封止部分への前記内容物の噛み込みを判定する判定手段と
   を備え、
   前記判定手段は、前記パッケージの外縁から前記内容物の外縁までの長さを前記Ｘ線透過画像に基づいて算出し、該算出された長さに基づいて前記内容物の噛み込みを判定する、物品検査装置。
2. 前記判定手段は、前記Ｘ線透過画像における前記パッケージの留め部を除外して、前記内容物の外縁を規定する、請求項１に記載の物品検査装置。
3. 前記Ｘ線透過画像において前記パッケージの角部が湾曲している場合、前記判定手段は、当該角部の周辺の形状に基づいて湾曲が生じていない角部の形状を求めて、前記パッケージの外縁を規定する、請求項１又は２に記載の物品検査装置。
   
   
   

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