JP6225002B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査装置に関する。

従来の検査装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の検査装置は、検査体の形状画像を撮像する撮像手段と、形状画像の形状検査判定基準に基づく画像処理により得られる形状判定用指標に基づいて検査体の形状検査を行う画像処理手段と、形状判定用指標を指標基準値と比較し、当該比較結果に基づいて形状検査判定基準を調整する形状判定基準調整手段とを備えている。

特開２００３−２８６３３号公報

ところで、例えば、アイスクリーム等のように、棒状物が本体に挿入された形状を有する物品では、棒状物が本体に対して真っ直ぐに挿入されていることが好ましい。そのため、工場等では、出荷前等に、棒状物が本体に対して真っ直ぐに挿入されているのかを検査する必要がある。しかしながら、従来の検査装置では、本体に対する棒状物の状態を検査することについては検討されていないため、本体部に対する棒状物のずれ（傾き）を検査することができなかった。

本発明は、本体に棒状物が挿入された物品において、本体に対する棒状物の挿入方向のずれを検査できる検査装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る検査装置は、本体と当該本体に挿入された棒状物とを有する物品に光線を照射して、当該物品を透過した光線に基づいて光線透過画像を生成する画像生成部と、画像生成部により生成された光線透過画像に基づいて、本体の長さ方向を求める第１方向算出部と、画像生成部により生成された光線透過画像に基づいて、棒状物の長さ方向を求める第２方向算出部と、第１方向算出部により求められた本体の長さ方向と、第２方向算出部により求められた棒状物の長さ方向とが成す角度を求める角度算出部と、角度算出部により求められた角度に基づいて、本体に対する棒状物の挿入方向のずれを検査する検査部と、を備える。

この検査装置では、本体の長さ方向と棒状物の長さ方向とをそれぞれ個別に求め、本体の長さ方向と棒状物の長さ方向とが成す角度を求めて、この角度に基づいて本体に対する棒状物の挿入方向のずれを検査する。これにより、検査装置では、例えばアイスクリーム等において、棒状物が本体に対して真っ直ぐに挿入されているのかを検査することができる。その結果、検査装置では、物品の不良判断を行うことができる。

一実施形態においては、第１方向算出部及び第２方向算出部は、物品が搬送される搬送方向を検出し、搬送方向を基準として、本体の長さ方向及び棒状物の長さ方向をそれぞれ求めてもよい。このように、検査装置では、物品の搬送方向を基準として本体の長さ方向及び棒状物の長さ方向を求めるため、コンベア等で搬送される本体の長さ方向及び棒状物の長さ方向を迅速且つ正確に求めることができる。

一実施形態においては、画像生成部は、物品に光線としてＸ線を照射してＸ線透過画像を生成してもよい。これにより、検査装置では、例えば物品がアルミニウム等の包装体に包装された場合であっても、物品の形状を正確に捉えたＸ線透過画像を生成することができる。その結果、検査装置では、様々な包装形態を有する物品において、本体に対する棒状物の挿入方向のずれを検査できる。

一実施形態においては、物品は、アイスクリームに棒状物が挿入されているものであってもよい。検査装置は、アイスクリームに棒状物が挿入されている物品の検査に特に有効である。また、物品としては、氷菓、フランクフルト又はアメリカンドッグのように、棒状物が本体に挿入されているものであれば、検査装置での検査が有効である。

本発明によれば、本体に棒状物が挿入された物品において、本体に対する棒状物の挿入方向のずれを検査できる。

一実施形態に係る検査装置の外観を示す斜視図である。 図１示す検査装置のシールドボックスの内部を示す斜視図である。 検査装置の機能的な構成を示す図である。 画像生成部により生成された画像を示す図である。 第１方向算出部により生成された画像を示す図である。 第１方向算出部により生成された画像を示す図である。 第１方向算出部により生成された画像を示す図である。 第２方向算出部により生成された画像を示す図である。 第２方向算出部により生成された画像を示す図である。 第２方向算出部により生成された画像を示す図である。 アイスクリームの長さ方向と棒の長さ方向とが成す角度を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係る検査装置の外観を示す斜視図である。図１に示す検査装置１は、食品等の商品の生産ラインにおいて商品の品質検査を行う装置である。検査装置１は、連続的に搬送されてくる商品に対して光線を照射して、商品を透過した光線の透過量に基づいて商品の不良判断を行う。本実施形態では、光線としてＸ線を用いており、検査装置１は、Ｘ線検査装置として構成されている。また、本実施形態では、図４に示すように、商品（物品）Ｗは、アイスクリーム（本体）Ａに木製の偏平状の棒（棒状物）Ｓが挿入されており、例えば袋に包装されている。

図２は、図１示す検査装置のシールドボックスの内部を示す斜視図である。図３は、検査装置の機能的な構成を示す図である。図１及び図２に示すように、検査装置１は、シールドボックス３と、コンベア５と、Ｘ線照射器（画像生成部）７と、Ｘ線ラインセンサ（画像生成部）９と、モニタ１１と、を備えている。また、検査装置１は、図３に示すように、機能的な構成として、画像生成部２０と、第１方向算出部２２と、第２方向算出部２４と、角度算出部２６と、検査部２８と、を備えている。検出装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random AccessMemory）及びＲＯＭ(Read Only Memory)等を含んで構成されており、画像生成部２０、第１方向算出部２２、第２方向算出部２４、角度算出部２６及び検査部２８は、プログラムとして実行される。

シールドボックス３の内部には、コンベア５、Ｘ線照射器７及びＸ線ラインセンサ９等が収容されている。図１に示すように、シールドボックス３の両側面には、商品Ｗをシールドボックス３内に搬入、又は、商品Ｗをシールドボックス３内から搬出する開口部３ａが設けられている。開口部３ａは、シールドボックス３の外部にＸ線が漏洩することを抑制するための遮蔽カーテン（図示しない）により塞がれている。遮蔽カーテンは、例えば、鉛を含むゴムにより形成されている。

コンベア５は、シールドボックス３内において商品Ｗを搬送する。図１に示すように、コンベア５は、シールドボックス３の両側面に形成された開口部３ａに位置するように配置されている。コンベア５は、図示しないコンベアモータによって駆動される駆動ローラによって無端状のベルトを回転させて、ベルト上に載置された商品Ｗを搬送する。

Ｘ線照射器７は、Ｘ線を照射する。Ｘ線照射器７は、コンベア５の上方に配置されており、コンベア５の下方に配置されたＸ線ラインセンサ９に向けて扇状の照射範囲ＸにＸ線を照射する。本実施形態では、商品Ｗは、コンベア５においてアイスクリームＡの幅広面がベルト面に対向するように載置されている。Ｘ線照射器７は、商品Ｗに対して、アイスクリームＡの幅広面に交差する方向からＸ線を照射する。

Ｘ線ラインセンサ９は、Ｘ線を検出する。Ｘ線ラインセンサ９は、コンベア５の下方に配置されており、商品Ｗ及び／又はコンベア５を透過したＸ線を検出する。図２に示すように、Ｘ線ラインセンサ９は、コンベア５の搬送方向に直交する方向に沿って一直線に配置された画素センサ９ａにより構成されている。Ｘ線ラインセンサ９は、画素センサ９ａにより検出されたＸ線の透過量を示すＸ線透過像信号を画像生成部２０に出力する。

モニタ１１は、液晶ディスプレイである。モニタ１１は、初期設定や検査時に利用される検査パラメータの入力等を操作者に促す画面を表示する。モニタ１１は、タッチパネル機能を有しており、操作者による初期設定や検査時に利用される検査パラメータの入力を受け付ける。また、モニタ１１は、商品Ｗの検査結果を表示する。

画像生成部２０は、商品Ｗを透過したＸ線に基づいてＸ線透過画像（光線透過画像）を生成する。画像生成部２０は、Ｘ線ラインセンサ９から出力されたＸ線透過像信号を受け取ると、図４に示すように、Ｘ線透過像信号に基づいてＸ線透過画像Ｐを生成する。画像生成部２０は、生成したＸ線透過画像Ｐの画像情報を第１方向算出部２２及び第２方向算出部２４に出力する。

第１方向算出部２２は、画像生成部２０により生成されたＸ線透過画像に基づいて、アイスクリームＡの長さ方向を求める。第１方向算出部２２は、画像生成部２０から出力された画像情報を受け取ると、この画像情報が示すＸ線透過画像Ｐに２値化処理を実施し、図５に示すように、アイスクリームＡの部分のみを示す画像Ｐ１を生成する。２値化処理は、Ｘ線透過画像Ｐの輝度値が予め設定した閾値値以上の場合には「白」、閾値未満の場合には「黒」に設定する処理である。第１方向算出部２２は、２値化処理を実施した画像Ｐ１を生成すると、当該画像Ｐ１において例えば矩形フィッティングを行い、図６に示すように、アイスクリームＡ部分を示す四角形Ｆを作成する。

具体的には、第１方向算出部２２は、Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｃａｌｉｐｅｒｓ法により、アイスクリームＡ部分を示す四角形Ｆを作成する。ＲｏｔａｔｉｎｇＣａｌｉｐｅｒｓ法では、アイスクリームＡを多角形と捉え、アイスクリームＡの外周に沿って平行線を回転させ、最小の四角形（矩形）を導いてアイスクリームＡ部分を示す四角形Ｆを生成する。第１方向算出部２２は、四角形Ｆを生成すると、コンベア５の搬送方向Ｄ（図７における上下方向）を取得し、この搬送方向Ｄを基準として、図７に示すように、アイスクリームＡの長さ方向Ｄ１を求める。詳細には、第１方向算出部２２は、搬送方向Ｄと四角形Ｆの短辺に直交する方向（或いは、長辺に沿った方向）とが成す角度を求めて、その角度からアイスクリームＡの長さ方向Ｄ１を求める。第１方向算出部２２は、算出したアイスクリームＡの長さ方向Ｄ１を示す第１方向情報を角度算出部２６に出力する。また、第１方向算出部２２は、生成した画像Ｐ１を第２方向算出部２４に出力する。

第２方向算出部２４は、画像生成部２０により生成されたＸ線透過画像Ｐに基づいて、棒Ｓの長さ方向を求める。第２方向算出部２４は、画像生成部２０から出力された画像情報を受け取ると、この画像情報が示すＸ線透過画像Ｐに２値化処理を実施し、図８に示すように、アイスクリームＡ及び棒Ｓを示す画像Ｐ２を生成する。第２方向算出部２４により実施される２値化処理は、第１方向算出部２２により実施される２値化処理と異なっており、輝度値の閾値が第１方向算出部２２の閾値よりも値が大きく設定されている。

第２方向算出部２４は、生成した画像Ｐ２と第１方向算出部２２により生成された画像Ｐ１とに基づいて、図９に示すように、棒Ｓのみを示す画像Ｐ３を生成する。詳細には、第２方向算出部２４は、画像Ｐ１と画像Ｐ２との排他的論理和をとり、ノイズ除去処理を行うことにより、画像Ｐ３を生成する。すなわち、第２方向算出部２４は、画像Ｐ１と画像Ｐ２とにおいて重複する部分を削除し、棒Ｓのみを示す画像Ｐ３を生成する。

第２方向算出部２４は、画像Ｐ３を生成すると、コンベア５の搬送方向を取得し、この搬送方向Ｄと基準として、図１０に示すように、棒Ｓの長さ方向Ｄ２を求める。詳細には、第２方向算出部２４は、搬送方向Ｄと棒Ｓの延在する方向とが成す角度を求めて、その角度から棒Ｓの長さ方向Ｄ２を求める。第２方向算出部２４は、算出した棒Ｓの長さ方向Ｄ２を示す第２方向情報を角度算出部２６に出力する。

角度算出部２６は、第１方向算出部２２により求められたアイスクリームＡの長さ方向Ｄ１と、第２方向算出部２４により求められた棒Ｓの長さ方向Ｄ２とが成す角度を求める。角度算出部２６は、第１方向算出部２２から出力された第１方向情報、及び、第２方向算出部２４から出力された第２方向情報を受け取ると、図１１に示すように、第１方向情報が示す長さ方向Ｄ１と第２方向情報が示す長さ方向Ｄ２とが成す角度θを算出する。角度算出部２６は、算出した角度θを示す角度情報を検査部２８に出力する。

検査部２８は、角度算出部２６により求められた角度に基づいて、アイスクリームＡに対する棒Ｓの挿入方向のずれを検査する。検査部２８は、角度算出部２６から出力された角度情報を受け取ると、その角度情報に基づいて、アイスクリームＡに対する棒Ｓの挿入方向のずれを判定する。具体的には、検査部２８は、角度情報が示す角度θが予め設定された閾値以下である場合には、アイスクリームＡと棒Ｓとの方向が揃っている、すなわちアイスクリームＡに対して棒Ｓが真っ直ぐに挿入されていると判断し、良品であると判定する。一方で、検査部２８は、角度情報が示す角度θが閾値よりも大きい場合には、アイスクリームＡと棒Ｓとの方向が揃っていない、すなわち例えば棒ＳがアイスクリームＡに対してずれて（傾斜して）挿入されていると判断し、不良品であると判定する。検査部２８は、検査結果を示す結果情報をモニタ１１に出力する。モニタ１１は、検査部２８から出力された検査結果を画面に表示する。

以上説明したように、本実施形態に係る検査装置１は、アイスクリームＡの長さ方向Ｄ１と棒Ｓの長さ方向Ｄ２とをそれぞれ個別に求め、アイスクリームＡの長さ方向Ｄ１と棒Ｓの長さ方向Ｄ２とが成す角度θを求めて、この角度θに基づいてアイスクリームＡに対する棒Ｓの挿入方向のずれを検査する。これにより、検査装置１では、棒ＳがアイスクリームＡに対して真っ直ぐに挿入されているのかを検査することができる。その結果、検査装置１では、商品Ｗの不良判断を行うことができる。

本実施形態では、第１方向算出部２２及び第２方向算出部２４は、商品Ｗが搬送される搬送方向Ｄを検出し、搬送方向Ｄを基準として、アイスクリームＡの長さ方向Ｄ１及び棒Ｓの長さ方向Ｄ２をそれぞれ求める。このように、検査装置１では、商品Ｗの搬送方向Ｄを基準としてアイスクリームＡの長さ方向Ｄ１及び棒Ｓの長さ方向Ｄ２を求めるため、コンベア５で搬送されるアイスクリームＡの長さ方向Ｄ１及び棒Ｓの長さ方向Ｄ２を迅速且つ正確に求めることができる。

本実施形態では、画像生成部２０は、商品ＷにＸ線を照射し、商品Ｗを透過したＸ線に基づいてＸ線透過画像Ｐを生成している。これにより、検査装置１では、例えば商品Ｗがアルミニウム等の包装体に包装されて場合であっても、商品Ｗの形状を正確に捉えたＸ線透過画像Ｐを生成することができる。その結果、検査装置１では、様々な包装形態を有する商品Ｗにおいて、アイスクリームＡに対する棒Ｓの挿入方向のずれを検査できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものはない。例えば、上記実施形態では、光線としてＸ線を一例に説明したが、光線は可視光、近赤外線、紫外線、テラヘルツ波等であってもよい。光線は、検査対象となる商品Ｗに応じて適宜設定されればよい。

上記実施形態では、第１方向算出部２２及び第２方向算出部２４において、搬送方向Ｄを基準として長さ方向Ｄ１及びＤ２をそれぞれ算出しているが、第１方向算出部２２及び第２方向算出部２４は、搬送方向Ｄを用いずに長さ方向Ｄ１及びＤ２をそれぞれ算出してもよい。

上記実施形態では、第１方向算出部２２は、アイスクリームＡ部分を示す四角形Ｆを生成して矩形フィッティングを行うことにより長さ方向Ｄ１を算出しているが、フィッティングには、例えば楕円を用いてもよい。

上記実施形態では、商品ＷとしてアイスクリームＡに棒Ｓが挿入されているものを一例に説明したが、商品Ｗは氷菓、フランクフルト、又はアメリカンドック等であってもよい。商品Ｗの本体としては、一体化されているものが好ましい。また、棒Ｓが木製である構成を一例に説明したが、棒Ｓは、竹、紙、金属、プラスチック等の材料から形成されていてもよい。棒Ｓの形状も特に限定されない。

１…検査装置、７…Ｘ線照射器（画像生成部）、９…Ｘ線ラインセンサ（画像生成部）、２０…画像生成部、２２…第１方向算出部、２４…第２方向算出部、２６…角度算出部、２８…検査部、Ａ…アイスクリーム（本体）、Ｓ…棒（棒状物）、Ｗ…商品（物品）、θ…角度。

Claims (4)

1. 本体と当該本体に挿入された棒状物とを有する物品に光線を照射して、当該物品を透過した前記光線に基づいて光線透過画像を生成する画像生成部と、
   前記画像生成部により生成された前記光線透過画像に基づいて、前記本体の長さ方向を求める第１方向算出部と、
   前記画像生成部により生成された前記光線透過画像に基づいて、前記棒状物の長さ方向を求める第２方向算出部と、
   前記第１方向算出部により求められた前記本体の長さ方向と、前記第２方向算出部により求められた前記棒状物の長さ方向とが成す角度を求める角度算出部と、
   前記角度算出部により求められた前記角度に基づいて、前記本体に対する前記棒状物の挿入方向のずれを検査する検査部と、を備える、検査装置。
2. 前記第１方向算出部及び前記第２方向算出部は、前記物品が搬送される搬送方向を検出し、前記搬送方向を基準として、前記本体の長さ方向及び前記棒状物の長さ方向をそれぞれ求める、請求項１記載の検査装置。
3. 前記画像生成部は、前記物品に前記光線としてＸ線を照射してＸ線透過画像を生成する、請求項１又は２記載の検査装置。
4. 前記物品は、アイスクリームに前記棒状物が挿入されているものである、請求項１〜３のいずれか一項記載の検査装置。