JP7060538B2 - 外観検査システム、および、外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、外観検査システム、および、外観検査方法に関する。

食品・薬品など製品が収容されたダンボールなどの成型品であるカートンは、製造ライン上で出荷される前に検査される。その検査を作業員が目視で行う代わりに、検査用カメラで撮影した画像データを入力した計算機による画像処理で、自動的に行う試みもなされている。
撮影する側の検査用カメラと、画像処理する側の計算機とで、それぞれ工夫がなされている。
特許文献１には、検査用カメラを設置する際、配置条件の検討（プランニング）を支援する最適配置探索装置が記載されている。
特許文献２には、ビデオカメラで撮影した膨大な量の動画データを、よりサイズの小さい動画に縮約する動画処理装置が記載されている。
特許文献３には、画像処理ソフトウェアの開発効率を向上させるために、フレームワークにより画像処理ユニットを制御し、画像処理を行う画像処理装置が記載されている。

特開２０１８－１２８９６１号公報 特開２０１４－９６６１５号公報 特開２００７－３４４８９号公報

カートンの撮影面に対向したカメラから撮影面の正面画像を撮影することにより、カートンの撮影面に印字された内容（製品コードなどの文字列）を画像処理で検査することができる。一方、カートンは直方体などの立体形状であるため、撮影面の記載内容を２次元平面として検査するだけでは不充分である。
例えば、カートンのフラップが正しく閉じられておらず、ずれが発生している状態で出荷してしまうと、その後のカートンの運搬工程において、カートンのフラップが開いてしまい、収容されていた製品がカートンから飛び出してしまうこともある。

つまり、カートンを平面的に見たときの記載内容の検査だけでなく、立体的に見たときの成型状態の検査も併せて行う必要がある。しかしながら、特許文献１～３などの従来技術では、立体物の撮影画像を立体的に検査するしくみは提供されていなかった。
また、安定した検査のために外光対策を行う遮光ハウスが必須であり、検査光学系のスペース占有が課題であった。

そこで、本発明は、立体物を撮影した画像から外観検査を効率的かつ省スペースで実現することを、主な課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の外観検査システムは、以下の特徴を有する。
本発明は、移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射する手前側照明と、
前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射する奥側照明と、
前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影する手前側カメラと、
前記奥側照明の前記検査対象物に対する前記反射光と、前記手前側照明の前記検査対象物に対する前記透過光とを併せて、前記手前側カメラと対向する位置から撮影する奥側カメラと、
前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査する検査装置とを有しており、
前記検査装置は、前記手前側カメラの撮影画像に加えて、前記奥側カメラの撮影画像についても、前記検査対象物の印字内容および印刷デザイン、ならびに、前記検査対象物の形状を検査することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。

本発明によれば、立体物を撮影した画像から外観検査を効率的かつ省スペースで実現することができる。
なお、外観検査システムの外光よりも強い光を検査対象物に照射することで、外光の影響を受けにくくするために、大型の検査対象物を含めて検査光学系の全体を遮光ハウスで覆う必要がなくなり、検査光学系を省スペースで実現することができる。
また、１回の撮影で検査対象物の一部を撮影するようにカメラ視野を設定し、連続で複数回撮影された撮影画像の集合によって検査対象物の全体を撮影することで、複数回のうちの１回の撮影では大型の検査対象物の一部だけが映ればよいので、検査光学系を省スペースで実現することができる。

本発明の一実施形態に関する外観検査システムの構成図である。 本発明の一実施形態に関する外観検査システムの制御系統を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する外観検査システムの長側面検査部の検査光学系を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に関する図３の検査光学系の平面図である。 本発明の一実施形態に関する図３の検査光学系の側面図である。 本発明の一実施形態に関する左側反射筒を備えない場合の左側面照明を示す平面図である。 本発明の一実施形態に関する左側反射筒を備える場合の左側面照明を示す平面図である。 本発明の一実施形態に関する長側面検査装置の構成図である。 本発明の一実施形態に関する短側面検査項目データの説明図である。 本発明の一実施形態に関する長側面検査項目データの説明図である。 本発明の一実施形態に関する左側カメラによる短側面前方の撮影画像図である。 本発明の一実施形態に関する左側カメラによる短側面中央の撮影画像図である。 本発明の一実施形態に関する印字検査およびライン抜け検査の説明図である。 本発明の一実施形態に関する製品異種コード検査の説明図である。 本発明の一実施形態に関する長側面のフラップずれ検査の結果を示す撮影画像図である。 本発明の一実施形態に関する短側面のフラップずれ検査の結果を示す撮影画像図である。 本発明の一実施形態に関する短側面のフラップ折込不良検査の結果を示す撮影画像図である。 本発明の一実施形態に関する短側面のフラップずれ検査について、図１６とは別の結果を示す撮影画像図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、外観検査システムの構成図である。
外観検査システムでの検査対象物となるカートンＣは、直方体の段ボール箱などで構成され、短い側の側面（以下、短側面）と、長い側の側面（以下、長側面）とを有する。なお、検査対象品をカートンＣとした説明はあくまで一例であり、外観検査システムでの検査対象はカートンＣの形状に限定せず、検査対象のサイズも小型から大型まで幅広く適用可能である。
外観検査システムでは、移動中のカートンＣを各所で撮影し、その撮影画像に対して画像処理を行うことで、カートンＣの合否が検査される。外観検査システムは、図示しないカートンＣの成形機から供給されるカートンＣが、図の左側から右側に向かってベルトコンベアで流れていくように構成される。

外観検査システム内のカートンＣは、短側面検査部７０、反転コンベア８０、長側面検査部９０の順に通過する。
短側面検査部７０では、カートンＣの長側面は、進行方向前方（図では右方向）と、進行方向後方（図では左方向）とを向いている。カートンＣの短側面は、進行方向左方（図では上方向）と、進行方向右方（図では下方向）とを向いている。
反転コンベア８０では、進行方向前方を向いていた長側面を、進行方向の横方向を向くようにカートンＣを回転させる。長側面検査部９０では、カートンＣの短側面は、進行方向前方と後方とを向いており、カートンＣの長側面は、進行方向左方と右方とを向いている。

外観検査システムの左側プリンタ７１Ｌ、右側プリンタ７１Ｒは、カートンＣの短側面に製品コードや日時データなどを印字する（詳細は図９）。同様に、外観検査システムの左側プリンタ９１Ｌ、右側プリンタ９１Ｒは、カートンＣの長側面に製品コードや日時データなどを印字する。
左側プリンタ７１Ｌ直後の短側面検査部７０の左側には、カートンＣの左側の短側面を検査するために、左側カメラ７２Ｌと、左側検査起動センサ７５Ｌとが備えられている。
左側カメラ７２Ｌは、カートンＣの短側面を撮影し、その撮影画像を図２の短側面検査装置７７に出力する。
左側検査起動センサ７５Ｌおよび右側検査起動センサ７５Ｒは、光電センサなどで構成され、両センサをまたぐカートンＣの通過を検知すると、その検知結果をもとに左側カメラ７２ＬによるカートンＣの撮影処理を起動させる。

右側プリンタ７１Ｒ直後の短側面検査部７０の右側には、カートンＣの右側の短側面を検査するために、右側カメラ７２Ｒと、右側検査起動センサ７５Ｒとが備えられている。これらの右側の構成要素も、左側の構成要素と同じ機能である。
同様に、左側プリンタ９１Ｌ直後の長側面検査部９０の左側には、カートンＣの左側の長側面を検査するために、左側カメラ９２Ｌと、左側検査起動センサ９５Ｌとが備えられている。
右側プリンタ９１Ｒ直後の長側面検査部９０の右側には、カートンＣの右側の長側面を検査するために、右側カメラ９２Ｒと、右側検査起動センサ９５Ｒとが備えられている。
これらの長側面検査部９０の各構成要素も、短側面検査部７０の同名の構成要素と同じ機能である。

図２は、外観検査システムの制御系統を示す構成図である。外観検査システムの制御系統は、全体制御部６０と、短側面検査部７０と、長側面検査部９０とがネットワークで接続されている。
全体制御部６０は、管理者からの操作を受け付ける全体制御用ＧＵＩ６１と、
短側面検査部７０と長側面検査部９０との結果統合および排出制御を司り、上位ネットワークに接続されるシーケンサである全体制御用ＰＬＣ６２とを有する。
短側面検査部７０は、左側カメラ７２Ｌおよび右側カメラ７２Ｒからそれぞれ受信した撮影画像をもとにカートンＣの短側面を検査する短側面検査装置７７と、作業者が操作する短手調整用組込ＰＣ７８と、外部Ｉ／Ｆ（interface）などを制御するための短手制御用ＰＬＣ７９とを有する。
長側面検査部９０は、左側カメラ９２Ｌおよび右側カメラ９２Ｒからそれぞれ受信した撮影画像をもとにカートンＣの長側面を検査する長側面検査装置９７と、作業者が操作する長手調整用組込ＰＣ９８と、外部Ｉ／Ｆなどを制御するための長手制御用ＰＬＣ９９とを有する。

検査装置（短側面検査装置７７および長側面検査装置９７）は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。

以下、図３～図８を参照して、外観検査システムの長側面検査部９０の詳細を説明する。なお、短側面検査部７０については、長側面の説明を短側面に置き換えればよい。
図３は、外観検査システムの長側面検査部９０の検査光学系を示す斜視図である。例えば、左側を手前側とし、右側を奥側とする。
図４は、図３の検査光学系の平面図である。
図５は、図３の検査光学系の側面図である。
長側面検査部９０の左側カメラ（手前側カメラ）９２Ｌと右側カメラ（奥側カメラ）９２Ｒとは、対向するように配置され、その挟まれた空間内をカートンＣが通過する。
左側カメラ９２Ｌは左側面照明（手前側照明）９３Ｌに取り付けられており、左側面照明９３Ｌの略中央にある撮影用ののぞき穴（図示省略）を介して、撮影する。同様に、右側カメラ９２Ｒは右側面照明（奥側照明）９３Ｒに取り付けられている。
左側面照明９３Ｌと右側面照明９３ＲとはそれぞれカートンＣの側面に光を照射する。ここで、カートンＣの側面に照射する光が拡散しないように、左側面照明９３ＬとカートンＣとの間の所定空間には左側反射筒（手前側反射筒）９４Ｌが取り付けられ、右側面照明９３ＲとカートンＣとの間の所定空間には右側反射筒（奥側反射筒）９４Ｒが取り付けられる（詳細は図６，図７）。

左側カメラ９２Ｌは左側面照明９３Ｌが照射してカートンＣの左側面により反射された光を撮影することで、カートンＣの左側面の正面画像を得る。この正面画像は、カートンＣの印字内容や印刷デザインを検査するために用いられる。また、左側カメラ９２Ｌは右側面照明９３Ｒが照射してカートンＣにより遮られなかった（透過した）光を撮影することで、カートンＣの輪郭がシルエットとして形成される背面画像を得る。この場合、右側面照明９３Ｒが左側カメラ９２Ｌにとって背景スクリーンとして機能する。背面画像は、カートンＣの箱成型の形状不良を検査するために用いられる。
正面画像と背面画像とは、具体的には１枚の画像内に正面画像を示す第１領域と、背面画像を示す第２領域として形成される。

同様に、右側カメラ９２Ｒも右側面照明９３Ｒの反射光を撮影することで、カートンＣの右側面の正面画像を得るとともに、左側面照明９３Ｌの透過光を撮影することで、カートンＣの輪郭を示す背面画像を得る。
なお、カートンＣの検査対象が片方の側面だけの場合には（例えば左側だけ）、検査対象外のカメラは省略してもよい（例えば右側カメラ９２Ｒを省略）。
このように、カートンＣの両側面からそれぞれ面照明を当てることで、成型状態を検査する目的の外観検査と、印字状態を検査する印字検査とを１回の撮影で同時に行うことができる。また、すでに正面画像による印字内容や印刷デザインの検査だけが実行されている外観検査システムに対しても、対向側に２枚目の面照明を設けることにより、簡易に外観検査の追加を可能とする。

また、図３～図５で説明した検査光学系は、以下の（手段１）および（手段２）の少なくとも１つにより検査光学系の筐体を小型化することで、外観検査システムのスペース効率を向上できる。
（手段１）左側面照明９３Ｌおよび右側面照明９３Ｒは、外観検査システムの外光よりも強い光をカートンＣに照射するなど、照明の輝度を、外光の影響を受けにくい程度に高輝度化する。これにより、外光の影響を受けにくくするために、大型のカートンＣを含めて検査光学系の全体を遮光ハウスで覆う必要がなくなり（換言すると、外観検査システムを外光に対して露出するように構成でき）、検査光学系を小型化できる。
（手段２）１つのカートンＣを検査するために、複数回の連続撮影を行う。これにより、複数回のうちの１回の撮影では大型のカートンＣの一部だけが映ればよいので、左側カメラ９２Ｌおよび右側カメラ９２Ｒのカメラ位置をカートンＣに近づけたり、カメラ視野を狭くしたり、１枚の撮影画像の解像度を低くしたりすることができる。さらに、カメラの撮影範囲が狭いことで、撮影画像内での照明のムラを減らせる。

図６は、左側反射筒９４Ｌを備えない場合の左側面照明９３Ｌを示す平面図である。この場合、左側面照明９３Ｌからの照明光（破線矢印で図示）が拡散してしまう。よって、対向側の右側カメラ９２Ｒ（図３）がカートンＣの背面画像を撮影するときに、左側面照明９３Ｌが背景スクリーンとして機能する度合いが小さくなってしまう。

図７は、左側反射筒９４Ｌを備える場合の左側面照明９３Ｌを示す平面図である。この場合、左側面照明９３Ｌからの照明光が左側反射筒９４Ｌの内部で反射する。よって、対向側の右側カメラ９２ＲがカートンＣの背面画像を撮影するときに、左側面照明９３Ｌが背景スクリーンとして機能する度合いを大きくできる。つまり、左側面照明９３Ｌと左側反射筒９４Ｌとを組み合わせることで、左側面照明９３Ｌを小型化できる。
なお、左側面照明９３Ｌからの照明光を効果的に反射させるために、左側反射筒９４Ｌの内部は反射しやすいように白塗りにしたり、光反射塗料を塗っておくとよい（右側反射筒９４Ｒも同様）。

図８は、長側面検査装置９７の構成図である。
長側面検査装置９７は、検査起動制御部１１と、撮像グラバ１２と、画像メモリ１３と、複数画像グルーピング部１４と、画像計測演算処理部１５と、検査結果判定部１６と、撮像回数制御部１７と、検査項目設定部１８と、検査項目記憶部１９とを有する。

検査起動制御部１１は、検査起動センサ９５（図１の左側検査起動センサ９５Ｌ、右側検査起動センサ９５Ｒ）を通過したカートンＣを検出すると、撮像グラバ１２に対して検査を起動させる。
撮像グラバ１２は、照明９３（左側面照明９３Ｌおよび右側面照明９３Ｒ）を制御して、通過中のカートンＣに光を照射させるとともに、カメラ９２（図１の左側カメラ９２Ｌ、右側カメラ９２Ｒ）で連続撮影するように制御する。なお、連続撮影した撮影画像群が１つのカートンＣの全体を撮影範囲として漏れなく網羅できるように、連続撮影する回数が撮像回数制御部１７を介して撮像グラバ１２に与えられる。画像メモリ１３には、カートンＣの撮影画像が保存される。
複数画像グルーピング部１４は、１つのカートンＣを連続撮影した撮影画像群を１つにグルーピングする。つまり、カートンＣ単位で撮影画像群が作成される。なお、複数画像グルーピング部１４は、グルーピングされた撮影画像群から、パノラマ画像などの合成画像を作成してもよい。つまり、１つのパノラマ画像には、１つのカートンＣが撮影されている。

画像計測演算処理部１５は、撮影画像群ごとに、その構成要素である個々の撮影画像からカートンＣの検査で着目する特徴を抽出する。
検査結果判定部１６は、画像計測演算処理部１５が抽出した通過中のカートンＣの特徴と、事前に検査項目記憶部１９に登録されているカートンＣの検査項目とを用いて、通過中のカートンＣを検査する。そのため、管理者は長手調整用組込ＰＣ９８を操作して、カートンＣの検査項目を検査項目設定部１８に入力し、検査項目設定部１８から検査項目記憶部１９にカートンＣの検査項目を登録されておく。
検査結果判定部１６は、検査結果を長手調整用組込ＰＣ９８に表示して管理者に知らせたり、長手制御用ＰＬＣ９９に排出機制御命令として出力して外観検査システムから検査不合格のカートンＣを排出させたりする。また、検査結果判定部１６は、検査結果の統計データをカウントして、長手調整用組込ＰＣ９８に統計データをヒストグラムなどの形式で表示してもよい。

図９は、検査項目記憶部１９に記憶される短側面検査項目データの説明図である。この短側面検査項目データは、例えば検査合格品の撮影画像である。さらに、以下に列挙するように、短側面検査項目データには、短側面の各領域ごとに、検査に用いられる目的・機能が定義されている。以下に一例を示す。
・左上の領域には、左基準位置マーク１７１が設定される。
・右下の領域には、右基準位置マーク１７２が設定される。
・上側フラップ端には、トップフラップずれを検査するためのトップフラップ検査領域１７３Ｕが設定される。
・左側フラップ端には、左側のサイドフラップずれを検査するための左サイドフラップ検査領域１７３Ｌが設定される。
・右側フラップ端には、右側のサイドフラップずれを検査するための右サイドフラップ検査領域１７３Ｒが設定される。
・中央フラップ端には、センターフラップずれを検査するためのセンターフラップ検査領域１７３Ｃが設定される。
・右上の領域には、製品コード印字検査領域１７４が設定される。製品コードとは、カートンＣに収容される製品（ここでは缶飲料）の種類を特定するデータである。なお、図示省略した製品コードのデータベースからオンラインで製品コードを照合可能である。
・左下の領域には、日時データ印字検査領域１７５が設定される。日時データとは、例えば製造年月日である。
以上列挙した各検査項目は、検査の目的に応じて各検査を行うか（オン）行わないか（オフ）を指定でき、列挙した各検査項目から一部の検査項目に、実行する検査を限定してもよい。

図１０は、検査項目記憶部１９に記憶される長側面検査項目データの説明図である。この長側面検査項目データは、例えば検査合格品の撮影画像である。さらに、以下に列挙するように、長側面検査項目データには、長側面の各領域ごとに、検査に用いられる目的・機能が定義されている。以下に一例を示す。
・左上の領域には、左基準位置マーク１９１が設定される。
・右下の領域には、右基準位置マーク１９２が設定される。
・上側フラップ端には、トップフラップずれを検査するためのトップフラップ検査領域１９３Ｕが設定される。
・左側フラップ端には、左側のサイドフラップずれを検査するための左サイドフラップ検査領域１９３Ｌが設定される。
・右側フラップ端には、右側のサイドフラップずれを検査するための右サイドフラップ検査領域１９３Ｒが設定される。
・右下の領域には、製品コード印字検査領域１９４が設定される。
・右側の領域には、日時データ印字検査領域１９５が設定される。

図１１は、左側カメラ７２Ｌによる短側面前方の撮影画像図である。
連続撮影した撮影画像群のうちの第１回の撮影画像では、短側面前方の正面画像２７２が左側カメラ７２Ｌの手前側に映っている。一方、右側面照明７３Ｒの背面画像２７１が左側カメラ７２Ｌの奥側に映っている。よって、画像計測演算処理部１５は、コントラスト比が大きい箇所である背面画像２７１と正面画像２７２との境界線を、カートンＣの輪郭として抽出する。

図１２は、左側カメラ７２Ｌによる短側面中央の撮影画像図である。
カートンＣは、図１１のときよりも前方（図面の左側）に移動している。このときの第２回の撮影画像では、背面画像２７３の位置は変わらないが、正面画像２７４がカートンＣの短側面中央部を映している。
また、図示は省略するが、第３回の撮影画像では、カートンＣの短側面後方を映すことにより、合計３枚の撮影画像で、１つのカートンＣの全範囲を撮影できる。

以下、図１３～図１７を参照して、画像計測演算処理部１５および検査結果判定部１６による具体的な検査内容を説明する。これらの具体的な検査内容の前処理として、画像計測演算処理部１５は、左基準位置マーク１７１、右基準位置マーク１７２、ならびに、左基準位置マーク１９１、右基準位置マーク１９２を参照して、撮影画像と検査項目データとの位置合わせを行う。
図１３は、印字検査およびライン抜け検査の説明図である。
画像計測演算処理部１５は、図９の日時データ印字検査領域１７５に対応する撮影画像の領域を抽出する。そして、検査結果判定部１６は、印字検査として、無印字、文字不足、文字乱れ、誤印字、位置ずれなどを不良対象として検出する。
なお、検査結果判定部１６は、ライン抜け検査として、画像計測演算処理部１５が抽出した撮影画像内のライン抜け領域１７５Ｘから、１mm以上（５画素相当）のライン抜けを検出してもよい。

図１４は、製品異種コード検査の説明図である。
マーク辞書画像として、図９の製品コード印字検査領域１７４に示される「２Ｔ５３１」という５文字の印刷デザインを、製品異種コード検査の説明用に例示する。
画像計測演算処理部１５は、マーク辞書画像に対応する左側面の撮影画像の領域を左側製品コード領域１７４Ｌとして抽出し、右側面の撮影画像の領域を右側製品コード領域１７４Ｒとして抽出する。
次に、検査結果判定部１６は、画像計測演算処理部１５により抽出された各製品コード領域と、マーク辞書画像との差分検査を行う。この場合は各製品コード領域に対して１文字ごとの文字抽出は不要であり、画像データとしての差分が検出される。
マーク辞書画像との差分検査の結果として、左側製品コード領域１７４Ｌとの比較結果であるマッチング差分領域１７４Ｘと、右側製品コード領域１７４Ｒとの比較結果であるマッチング差分領域１７４Ｙとを、図１４にそれぞれ示す。

マッチング差分領域１７４Ｘは、マーク辞書画像と５文字全てが一致するので、全ての箇所（「２Ｔ５３１」の箇所）が消去される（破線の矩形で示す）。
マッチング差分領域１７４Ｙは、マーク辞書画像と最初の３文字が一致するので、その一致箇所（「２Ｔ５」の箇所）だけ消去され、残りの不一致箇所（「４２」の箇所）は消去されずに撮像内容が残されている。これにより、消去されずに残されている差分量が多いので、検査結果判定部１６は、製品異種コード検査として、不合格であると判定できる。

一方、画像計測演算処理部１５は、抽出した左側製品コード領域１７４Ｌおよび右側製品コード領域１７４Ｒに対して、ＯＣＲ（Optical Character Reader）の技術などにより、左右それぞれの印字内容を１文字ずつ抽出してもよい。なお、ＯＣＲ処理の精度を上げるために、領域内の背景色を白色に変換するなどの前処理を行ってもよい。
その場合、検査結果判定部１６は、前記した画像データとしての差分を検出する処理に代えて、文字データとしての差分を検出する処理を行うことでも、同様に、製品異種コード検査を実行できる。

図１５は、長側面のフラップずれ検査の結果を示す撮影画像図である。
画像計測演算処理部１５は、図１０の左サイドフラップ検査領域１９３Ｌに対応する撮影画像内の領域を左サイドフラップずれ領域１９３ＬＸとして抽出する。
検査結果判定部１６は、外観検査として、左サイドフラップずれ領域１９３ＬＸの輪郭が左サイドフラップ検査領域１９３Ｌのように直線になっている場合（直線性を有している場合）にはフラップずれが発生していない正常状態と判定する。一方、検査結果判定部１６は、図１５で示すように左サイドフラップずれ領域１９３ＬＸの輪郭が途中で折れ曲がっており、直線になっていない場合にはフラップずれが発生した不良状態と判定する。
図１０の右サイドフラップ検査領域１９３Ｒに対応する撮影画像内の右サイドフラップずれ領域１９３ＲＸの直線性についても、同様に検査される。

さらに、画像計測演算処理部１５は、図１０のトップフラップ検査領域１９３Ｕに対応する撮影画像内の領域をトップフラップずれ領域１９３ＵＸとして抽出する。
検査結果判定部１６は、外観検査として、トップフラップずれ領域１９３ＵＸの輪郭がトップフラップ検査領域１９３Ｕの輪郭よりも上部に位置していたり、トップフラップずれ領域１９３ＵＸの輪郭が直線になっていない場合には、フラップずれが発生した不良状態と判定する。
以上、図１５で説明したフラップずれ検査では、背面画像に撮影されている対向側からの透過光がシルエットとしてカートンＣの輪郭を抽出した結果が活用されている。

図１６は、短側面のフラップずれ検査の結果を示す撮影画像図である。
画像計測演算処理部１５は、図１５と同様に、図９の左サイドフラップ検査領域１７３Ｌの位置に対応する左サイドフラップずれ領域１７３ＬＸと、図９の右サイドフラップ検査領域１７３Ｒの位置に対応する右サイドフラップずれ領域１７３ＲＸと、図９のセンターフラップ検査領域１７３Ｃの位置に対応するセンターフラップずれ領域１７３ＣＸとをそれぞれ抽出する。
検査結果判定部１６は、外観検査として、図１５と同様に、抽出された各ずれ領域の輪郭が直線か否かにより、フラップずれの発生有無を判定する。なお、センターフラップずれ領域１７３ＣＸの検査では、検査結果判定部１６は、上フラップの下端と、下フラップの上端とが開いてしまっているときに、フラップずれが発生したと判定してもよい。
以上、図１５および図１６を参照して、フラップずれ検査を説明した。検査結果判定部１６は、フラップずれ検査だけでなく、フラップの傷の有無や、フラップのめくれの有無を検査してもよい。

図１７は、短側面のフラップ折込不良検査の結果を示す撮影画像図である。
この撮影画像には、上フラップと下フラップとに折り込まれてケース奥側に隠れるはずの左サイドフラップが、上フラップおよび下フラップよりも手前側に折り込まれてしまったフラップ折込不良領域１７９Ｘを含むカートンＣが撮影されている。
このようなフラップ折込不良を検出するために、例えば、検査結果判定部１６は、検査項目記憶部１９に事前に記憶される短側面検査項目データ（検査合格品）と、今回のカートンＣの撮影画像とを画像照合し、たとえば、両データの一致度合いが７５％以上の場合に、折込不良が発生していないと判定する。

なお、図１７の場合では、フラップ折込不良領域１７９Ｘの面積が側面全体の１／３程度と広いため、一致度合いが６６％で７５％未満となり、検査結果判定部１６は、フラップ折込不良を検出できる。なお、画像照合処理は、側面の領域全体での照合としてもよいし、４隅に近い一部の領域どうしでの照合としてもよい。照合される一部の領域とは、例えば、左基準位置マーク１７１の領域、右基準位置マーク１７２の領域、製品コード印字検査領域１７４、および、日時データ印字検査領域１７５である。
左上、左下、右上、右下という４隅の領域を全てチェックすることで、折込不良のパターンは全て検査できる。

図１８は、短側面のフラップずれ検査について、図１６とは別の結果を示す撮影画像図である。
画像計測演算処理部１５は、図１８の撮影画像図に対して、図９のトップフラップ検査領域１７３ＵにおけるカートンＣ上部の輪郭を抽出する。そして、検査結果判定部１６は、抽出したカートンＣ上部の輪郭が、カートンＣ底部に対して水平になっておらず、傾いていることにより、トップフラップのずれを検出できる。

以上説明した本実施形態では、左側カメラ７２Ｌが検査対象のカートンＣを撮影するときに、右側面照明７３Ｒの透過光による面照明撮影領域２７１と左側面照明７３Ｌの反射光による短側面撮影領域２７２との双方が同時に撮影されるように、図３～図５で示す外観検査システムの検査光学系を構成した。
これにより、カートンＣの側面の印字内容だけでなく、カートンＣの輪郭の形状も１枚の撮影画像から効率的に取得できるので、印字検査や外観検査など、立体物としてのカートンＣを多様な検査項目で検査することができる。

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、検査対象物の種類、サイズ、実行される検査項目などの様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１１ 検査起動制御部
１２ 撮像グラバ
１３ 画像メモリ
１４ 複数画像グルーピング部
１５ 画像計測演算処理部
１６ 検査結果判定部
１７ 撮像回数制御部
１８ 検査項目設定部
１９ 検査項目記憶部
９０ 長側面検査部
９１Ｌ 左側プリンタ
９１Ｒ 右側プリンタ
９２Ｌ 左側カメラ（手前側カメラ）
９２Ｒ 右側カメラ（奥側カメラ）
９３Ｌ 左側面照明（手前側照明）
９３Ｒ 右側面照明（奥側照明）
９４Ｌ 左側反射筒（手前側反射筒）
９４Ｒ 右側反射筒（奥側反射筒）
９５Ｌ 左側検査起動センサ
９５Ｒ 右側検査起動センサ
９７ 長側面検査装置
９８ 長手調整用組込ＰＣ
９９ 長手制御用ＰＬＣ

Claims (6)

1. 移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射する手前側照明と、
   前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射する奥側照明と、
   前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影する手前側カメラと、
   前記奥側照明の前記検査対象物に対する前記反射光と、前記手前側照明の前記検査対象物に対する前記透過光とを併せて、前記手前側カメラと対向する位置から撮影する奥側カメラと、
   前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査する検査装置とを有しており、
   前記検査装置は、前記手前側カメラの撮影画像に加えて、前記奥側カメラの撮影画像についても、前記検査対象物の印字内容および印刷デザイン、ならびに、前記検査対象物の形状を検査することを特徴とする
   外観検査システム。
2. 移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射する手前側照明と、
   前記手前側照明の位置から前記検査対象物の位置までの所定空間において、前記手前側照明の照射光を所定空間内で反射しつつ前記検査対象物に照射させるための手前側反射筒と、
   前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射する奥側照明と、
   前記奥側照明の位置から前記検査対象物の位置までの所定空間において、前記奥側照明の照射光を所定空間内で反射しつつ前記検査対象物に照射させるための奥側反射筒と、
   前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影する手前側カメラと、
   前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査する検査装置とを有することを特徴とする
   外観検査システム。
3. 移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射する手前側照明と、
   前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射する奥側照明と、
   前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影する手前側カメラと、
   前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査する検査装置とを有しており、
   前記検査装置は、検査合格品の前記検査対象物の画像と、外観検査システムを移動中の前記検査対象物の画像とを照合し、所定割合以上が不一致である場合に、箱形状の前記検査対象物を組み立てるときのフラップの折込不良を検出することを特徴とする
   外観検査システム。
4. 外観検査システムは、手前側照明と、奥側照明と、手前側カメラと、奥側カメラと、検査装置とを有しており、
   前記手前側照明は、移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射し、
   前記奥側照明は、前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射し、
   前記手前側カメラは、前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影し、
   前記奥側カメラは、前記奥側照明の前記検査対象物に対する前記反射光と、前記手前側照明の前記検査対象物に対する前記透過光とを併せて、前記手前側カメラと対向する位置から撮影し、
   前記検査装置は、
   前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査し、
   前記手前側カメラの撮影画像に加えて、前記奥側カメラの撮影画像についても、前記検査対象物の印字内容および印刷デザイン、ならびに、前記検査対象物の形状を検査することを特徴とする
   外観検査方法。
5. 外観検査システムは、
   手前側照明と、奥側照明と、手前側カメラと、検査装置と、
   前記手前側照明の位置から検査対象物の位置までの所定空間において、前記手前側照明の照射光を所定空間内で反射しつつ前記検査対象物に照射させるための手前側反射筒と、
   前記奥側照明の位置から前記検査対象物の位置までの所定空間において、前記奥側照明の照射光を所定空間内で反射しつつ前記検査対象物に照射させるための奥側反射筒と、を有しており、
   前記手前側照明は、移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射し、
   前記奥側照明は、前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射し、
   前記手前側カメラは、前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影し、
   前記検査装置は、前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査することを特徴とする
   外観検査方法。
6. 外観検査システムは、手前側照明と、奥側照明と、手前側カメラと、検査装置とを有しており、
   前記手前側照明は、移動中の検査対象物に対して手前側から光を照射し、
   前記奥側照明は、前記検査対象物を挟んで前記手前側照明と対向する奥側から前記検査対象物に対して光を照射し、
   前記手前側カメラは、前記手前側照明の前記検査対象物に対する反射光と、前記奥側照明の前記検査対象物に対する透過光とを併せて撮影し、
   前記検査装置は、
   前記手前側カメラの撮影画像をもとに、前記反射光の撮影領域から前記検査対象物の印字内容および印刷デザインを検査するとともに、前記反射光の撮影領域と前記透過光の撮影領域との境界である前記検査対象物の輪郭から前記検査対象物の形状を検査し、
   検査合格品の前記検査対象物の画像と、前記外観検査システムを移動中の前記検査対象物の画像とを照合し、所定割合以上が不一致である場合に、箱形状の前記検査対象物を組み立てるときのフラップの折込不良を検出することを特徴とする
   外観検査方法。

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