JP7290825B2 - ラベル検査装置 - Google Patents

Description

本発明はラベル検査装置に関し、より詳しくは、容器に装着されたラベルの破れ等の不良を検査するラベル検査装置に関する。

従来、容器に貼付されたラベルの装着状態の良否を検査するラベル検査装置は公知である（例えば特許文献１）。
このラベル検査装置においては、正立状態の容器の側方から容器に向けて光を照射する照明と、容器を側方から撮像する複数のカメラとを備えており、容器の全周を複数のカメラによって撮像し、その撮像画像を基にしてラベルの装着状態の良否を判定するようになっている。より詳細には、特許文献１のラベル検査装置においては、予め容器内の液体の色又は容器の色を登録しておき、カメラによる撮像画像中のラベルが位置する箇所に上記予め登録された色が検出された場合にラベルの不良があると判定するようにしている。

特許第４２６９３１６号公報

ところで、近年、容器に装着するラベルとして透明フィルムに図柄を印刷した透明ラベルが多く用いられており、このような透明ラベルは破れがなくても光を透過してしまうので、上記従来の装置では破れ等の不良であるか否かを判定できず、不良を検出することが困難であった。

上述した事情に鑑み、本発明は、外面に光が透過する透明ラベルが装着された容器を搬送する搬送機構と、上記搬送機構によって搬送される容器の側面に第１波長域にピーク波長をもつ第１可視光を照射する第１可視光照射機構と、上記搬送機構によって搬送される容器の側面に上記第１可視光よりも波長の短い第２波長域にピーク波長をもつ第２可視光を照射する第２可視光照射機構と、上記第１可視光及び第２可視光が照射された容器を撮像する撮像機構と、上記撮像機構で撮像された容器の画像を処理して透明ラベルの不良を検出する判定機構とを備え、
上記判定機構は、上記撮像機構で撮像された上記第１可視光及び第２可視光が同時に照射された容器の画像から第１波長域の成分が抽出された容器の画像を作成するとともに第２波長域の成分が抽出された容器の画像を作成し、第１波長域の成分が抽出された容器の画像から容器の輪郭を検出するとともに第２波長域の成分が抽出された容器の画像から容器及び透明ラベルの輪郭を検出し、これら両画像における容器の輪郭と透明ラベルの輪郭を比較して容器に装着された透明ラベルの不良を検出することを特徴とするものである。

このような構成によれば、容器に装着されたラベルに破れ等の不良がある場合に、容器に装着されたラベルが透明ラベルであっても不良を検出することができる。

本発明の一実施例を示す概略の平面図。 図１の要部の側面図。 図１のラベル検査装置による画像処理工程を示す図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は回転式のラベル検査装置であり、このラベル検査装置１は、搬送機構としての検査ホイール２によって容器３を搬送するとともに、容器３の外面３Ａ（外周部）に装着されたラベルＬの破れ等を検査領域Ａに設けられた検査機構４によって検査できるようになっている。
ラベル検査装置１は、トップロケータ６とボトムロケータ７（びん台）からなる保持機構５によって容器３を上下から保持して搬送する検査ホイール２と、検査ホイール２によって搬送される容器３の搬送経路上となる検査領域Ａに設けられた検査機構４と、検査機構４のカラーカメラ８が撮像した容器３の画像を基にして該容器３に装着されたラベルＬの破れ等の不良を判定する制御装置９とを備えている。

検査対象となる容器３は無色透明なペットボトルであって、検査ホイール２よりも上流側の領域において、容器３内に液体飲料が充填されてから上端口部にキャップ３Ｂが取り付けられるとともに、胴部の外面３Ａに円筒状のラベルＬが装着されている。
ラベルＬは、樹脂製で透明なシュリンクラベルであって、このラベルＬの表面には文字や図柄がインクで印刷されている。ラベルＬは、容器３の胴部の外面３Ａのほとんどを覆っているが、ラベルＬの下端Ｌａは容器３の底部３Ｃよりも少し上方側に位置し、ラベルＬの上端Ｌｂは容器３の肩部３Ｄよりも少し下方側に位置している。
ところで、透明なシュリンクラベルは光が透過するので、その一部に破れが生じていても従来のラベル検査装置では破れを検出することができなかった。そこで、本実施例においては、赤色光ＲＬと青色光ＢＬとを同時に容器３に照射し、その状態の容器３をカラーカメラ８で撮像した画像を基にして、透明なラベルＬの破れであっても検出できるようにしたことが特徴である。

搬送機構としての検査ホイール２は、上下一対のトップロケータ６とボトムロケータ７からなる複数の保持機構５を円周方向に等ピッチで備えており、所定速度で反時計方向に連続的に回転されるようになっている。
そして、図示しない供給位置において各保持機構５（トップロケータ６、ボトムロケータ７）に順次、容器３が受け渡され、各保持機構５のトップロケータ６とボトムロケータ７によって容器３が正立状態で保持されて搬送されるようになっている。そして、保持機構５によって保持された容器３が検査領域Ａに搬入されると、該保持機構５によって容器３が反時計方向に自転されるようになっており、その状態の容器３を検査機構４によって検査するようになっている。

検査機構４は、検査ホイール２の外方位置に配置されて、検査領域Ａの容器３に向けて赤色光ＲＬを照射する第１可視光照射機構１１と、第１可視光照射機構１１と同じ位置に配置されて、検査領域Ａに搬入された容器３を撮像するカラーカメラ８と、検査領域Ａにおいて容器３を挟んで第１可視光照明機構１１の反対側に配置されて、容器３に向けて青色光ＢＬを照射する第２可視光照射機構１２と、第２可視光照明機構１２と容器３との間に配置された透明な反射板１３とを備えている。
上記保持機構５、第１可視光照射機構１１、第２可視光照射機構１２、及びカラーカメラ８の作動は、制御装置９によって制御されるようになっている。
容器３の移動軌跡を挟んで第１可視光照射機構１１と反射板１３とが対向させて配置されており、反射板１３を挟んで第１可視光照射機構１１と第２可視光照射機構１２も対向して配置されている。第１可視光照射機構１１は、６２０～７５０ｎｍの範囲内にピーク波長をもっている光の回析が大きな赤色光ＲＬを容器３に向けて検査ホイール２の外方側から照射するようになっており、第２可視光照射機構１２は、３８０～４９５ｎｍの範囲内にピーク波長をもっている狭指向性で光の回析が小さい青色光ＢＬを検査ホール２の内方側から容器３に向けて照射するようになっている。なお、第２可視光照射機構１２は、青色光ＢＬに限らず、紫色光ＶＬを照射するものであってもよい。
第１可視光照射機構１１は、長方形のパネル状となっており、その中央部に円形の撮像用窓１１Ａが開口として形成されている。そして、この撮像用窓１１Ａにカラーカメラ８の先端部が嵌め込まれており、このカラーカメラ８によって容器３を側方から撮像できるようになっている。カラーカメラ８は、高速撮像が可能であって、可視光領域の画像を撮像することができる。第２可視光照射機構１２は、長方形のパネル状となっており、容器３の背面から青色光ＢＬを照射するようになっている。
反射板１３は、第２可視光としての青色光ＢＬを透過させる一方、第１可視光としての赤色光ＲＬを反射するようになっている。そのため、第２可視光照射機構１２からの青色光ＢＬは反射板１３を透過して容器３に照射される一方、赤色光ＲＬは容器３に照射されるとともに反射板１３で反射された反射光も容器３に照射されるようになっている。なお、予め第１可視光照射機構１１の光量は透明な反射板１３で反射した赤色光ＲＬの反射光によってラベルのめくれた（破れた）箇所が飽和されて検出されないように調整されるようになっている。同様に第２可視光照射機構１２の光量もラベルのめくれた（破れた）箇所が検出されるように予め調整されるようになっている。
容器３に装着されたラベルＬの検査の際に、検査ホイール２の保持機構５によって容器３が検査領域Ａに搬入されると、保持機構５によって容器３が反時計方向に自転されるとともに第１可視光照射機構１１と第２可視光照射機構１２が同時に作動され、かつカラーカメラ８も作動される。
それにより、検査領域Ａの容器３に対して一側となる外方側から赤色光ＲＬが照射されると同時に、他側となる内側から青色光ＢＬが照射され、その状態で自転中の容器３がカラーカメラ８によって撮像されるようになっている。
検査領域Ａにおいて容器３は、トップロケータ６及びボトムロケータ７からなる保持機構５によって少なくとも３６０°（１回転）、鉛直軸を中心として自転されるので、青色光ＢＬと赤色光ＲＬを照射された状態の容器３の外面３Ａの全周が所定角度毎に複数回（例えば１８０回）、カラーカメラ８によって高速で撮像される。つまり、容器３が自転される過程において、ラベルＬの上下方向の全領域を含む容器３の画像が所定回転角度毎に１周分、撮像されるようになっている。そして、撮像される回数が多いほど検出の精度が向上して小さな破れも検出できるようになっている。
カラーカメラ８が撮像した各回の容器３の画像は制御装置９に送信されるようになっており、制御装置９は、カラーカメラ８が撮像した各回の容器３の画像に所要の処理を施してラベルＬの破れの有無を判定するようになっている。

本実施例の制御装置９は、カラーカメラ８で撮像された各回のカラー画像に対して以下のような画像処理等を行ってラベルＬの破れの有無を判定する。
すなわち、カラーカメラ８が撮像した容器３のカラー画像Ｆ１が制御装置９に送信されると、制御装置９は、そのカラー画像Ｆ１において、側方からみたラベルＬの全域を含むように長方形の検査対象領域ＣＡを設定する（図３（ａ）参照）。ここで、例えばラベルＬの一部に破れＬＸが生じており、その隣接箇所が外方へ捲れていたとする。
次に、制御装置９は、上記容器３のカラー画像Ｆ１から赤色成分を抽出して赤色画像Ｆ２を作成するとともに（図３（ｂ））、青色成分を抽出して青色画像Ｆ３を作成する（図３（ｃ））。
図３（ｂ）に示す赤色画像Ｆ２においては、透明なラベルＬの一部に破れＬＸが生じていても、赤色成分が大きいので飽和してラベルＬの破れＬＸの箇所はこの赤色画像Ｆ２では表示されないので、この図３（ｂ）の赤色画像Ｆ２においては、容器３における左側と右側の輪郭３Ｇ、３Ｈ及び、それらと重なるラベルＬの左方と右方の輪郭Ｌｃ、Ｌｄが明瞭に表示されることになる。
そして、制御装置９は、赤色画像Ｆ２における容器３の左側の輪郭３Ｇを検出し、該輪郭３Ｇの全域についてＸＹ座標上の座標を求める。具体的には、検査対象領域ＣＡの左上の隅の箇所を座標の原点（０，０）として設定し、その原点から検査対象領域ＣＡのＸ軸とＹ軸をそれぞれ所定の数で等分して、上記容器３の左側の輪郭３Ｇの各位置の座標を求めるようになっており、本実施例では０～３９で示されるようになっている。ここで、等分する数が多いほど検出の精度が向上するようになっており、必要に応じて適宜、変更することができるようになっている。
また、制御装置９は、図３（ｃ）に示す青色画像Ｆ３においても、検査対象領域ＣＡの左上の隅の位置をＸＹ座標の原点として設定し、左側の容器３の輪郭３Ｇの座標を求めるとともに、ラベルＬの左側の輪郭Ｌｃの座標を求める。ここで、ラベルＬの一部に破れＬＸが生じていれば、その部分の輪郭は容器３の左側の輪郭３Ｇよりも外方側（左側）へはみ出しして表示されることになる。
このようにして、制御装置９は、図３（ｂ）の赤色画像Ｆ２において、容器３の左側の輪郭３Ｇを検出して、その輪郭３Ｇの座標を求めるとともに、図３（ｃ）の青色画像Ｆ３において、容器３の左側の輪郭３Ｇ及びラベルＬの左側の輪郭Ｌｃの座標を求める。
この後、制御装置９は、図３（ｂ）、図３（ｃ）の両画像Ｆ２、Ｆ３における容器３の左側の輪郭３Ｇと、ラベルＬの左側の輪郭Ｌｃとの座標上での差分を求める。本実施例では、ラベルＬに破れＬＸが生じているので、図３（ｂ）、図３（ｃ）の両画像Ｆ２、Ｆ３における容器３の左側の輪郭３ＧとラベルＬの左側の輪郭Ｌｃの座標上で差が生じている。つまり、図３（ｃ）において、容器３の左側の輪郭３Ｇから左方へ円弧状に膨出した破れＬＸの部分が座標上の差として求められる。すると、この場合には制御装置９はラベルＬに破れＬＸが生じているものと判定する。
他方、両画像Ｆ２、Ｆ３における容器３の左側の輪郭３ＧとラベルＬの左方の輪郭Ｌｃの座標上での差を求めた結果、その差が生じない場合または所定の閾値以下である場合には、制御装置９は、本画像においてはラベルＬの破れＬＸは生じていないと判定するようになっている。
このように、制御装置９は、カラーカメラ８から送信される各回の容器３のカラー画像Ｆ１について、上述した図３（ｂ）、図３（ｃ）について説明した画像処理を同様に行って、ラベルＬの全域における破れＬＸの有無を判定するようにしている。
なお、本実施例においては、各回毎に、図３（ｂ）、図３（ｃ）の両画像Ｆ２、Ｆ３における容器３の左側の輪郭３Ｇと、ラベルＬの左側の輪郭Ｌｃとの座標上での差分を求めたが、複数回のデータを収集してラベルＬの全域分のデータを集計した後に差分を求めるようにしてもよい。

以上のように、本実施例においては、検査領域Ａにおいて容器３を搬送しながら自転させるとともに、その状態の容器３に赤色光ＲＬと青色光ＢＬとを同時に照射し、容器３が一周分自転される間にカラーカメラ８で容器３を撮像し、各回のカラー画像Ｆ１を画像処理することにより、透明なラベルＬの破れＬＸであっても検出することができる。
本実施例によれば、透明なラベルＬの破れだけでなく、何らかの原因でラベルＬの一部が容器３の外方へ膨らんで突出した箇所があっても、該不良箇所を検出することができる。
本実施例によれば、同じカラー画像Ｆ１から抽出した赤色画像Ｆ２と青色画像Ｆ３との差分をとっているので、複雑な形状をした容器であってもラベルＬの不良個所を検出することができる。

なお、上記両照射機構１１，１２とカラーカメラ８の配置位置は、上記実施例で示した配置に限らず適宜、変更することが可能である。例えば、上記実施例においては、容器３を挟んで第１可視光照射機構１１と反射板１３とが対向させて配置されており、反射板１３を挟んで第１可視光照射機構１１を第２可視光照射機構１２とが対向させて配置されているが、反射板１３を配置せずに、第１可視光照射機構１１および第２可視光照射機構１２をカラーカメラ８と対向させるように配置しても良い。この場合においても、上記実施例と同様の画像処理を行うことによって同様の作用・効果を得ることができる。
また、上記実施例においては、検査領域Ａを１箇所だけ設定して、そこに１台の検査機構４を配置しているが、上記検査領域Ａよりも搬送方向の下流側に第２の検査領域を設定し、そこにもう一台、検査機構４を配置しても良い。この場合、最初の検査領域Ａの検査機構４によってラベルＬの外周の０～１８０度の領域を検査し、その後、第２の検査領域の２台目の検査機構４によってラベルＬの外周の１８０度～３６０度の領域を検査する構成となる。
また、上記実施例においては、ラベルＬの全域を含むように長方形の検査対象領域ＣＡが設定されているが、検査対象領域ＣＡがラベルＬの右側の輪郭３Ｇまたは左側の輪郭３Ｈの一方だけが含まれように設定されても良い。
また、上記実施例においては、ラベルＬは、透明フィルムラベルを前提として説明しているが、透明ではないフィルムであっても、本実施例のラベル検査装置１によって破れ等の不良を検出することが可能である。
さらに、上記実施例においては、図３（ｂ）、図３（ｃ）における制御装置９の画像処理工程において、ＸＹ座標の原点を検査対象領域ＣＡの左上の隅に設定しているが、それとは異なる位置に座標の原点を設定しても良い。例えば、図３（ｂ）、図３（ｃ）のカラー画像Ｆ１における左側の輪郭３Ｇの上端又は下端をＸＹ座標の原点として設定しても良い。また、検査対象領域ＣＡにおける容器３の輪郭３Ｇ、３Ｈの上端または下端をＸＹ座標の原点として設定しても良い。
さらに、上述した実施例は、回転式のラベル検査装置１に本発明を適用した場合について説明しているが、容器３を直線状の搬送経路で搬送するライン式のラベル検査装置にも本発明を適用できることは勿論である。

１‥ラベル検査装置 ２‥検査ホイール（搬送機構）
３‥容器 ４‥検査機構
８‥カラーカメラ（撮像機構） ９‥制御装置（判定機構）
１１‥第１可視光照射機構 １２‥第２可視光照射機構
Ａ‥検査位置 Ｌ‥ラベル
ＲＬ‥赤色光（第１可視光） ＢＬ‥青色光（第２可視光）

Claims (4)

1. 外面に光が透過する透明ラベルが装着された容器を搬送する搬送機構と、上記搬送機構によって搬送される容器の側面に第１波長域にピーク波長をもつ第１可視光を照射する第１可視光照射機構と、上記搬送機構によって搬送される容器の側面に上記第１可視光よりも波長の短い第２波長域にピーク波長をもつ第２可視光を照射する第２可視光照射機構と、上記第１可視光及び第２可視光が照射された容器を撮像する撮像機構と、上記撮像機構で撮像された容器の画像を処理して透明ラベルの不良を検出する判定機構とを備え、
   上記判定機構は、上記撮像機構で撮像された上記第１可視光及び第２可視光が同時に照射された容器の画像から第１波長域の成分が抽出された容器の画像を作成するとともに第２波長域の成分が抽出された容器の画像を作成し、第１波長域の成分が抽出された容器の画像から容器の輪郭を検出するとともに第２波長域の成分が抽出された容器の画像から容器及び透明ラベルの輪郭を検出し、これら両画像における容器の輪郭と透明ラベルの輪郭を比較して容器に装着された透明ラベルの不良を検出することを特徴とするラベル検査装置。
2. 上記搬送機構は、容器の搬送経路上に設けられた検査領域において容器を自転させながら搬送するようになっており、
   上記撮像機構は、上記自転する容器に装着された透明ラベルの画像を複数回にわたって撮像することを特徴とする請求項１に記載のラベル検査装置。
3. 上記検査領域の一側に上記第１可視光照射機構および撮像機構が配置されるとともに、検査領域の容器を挟んで他側に上記第２可視光照射機構および反射板が配置され、上記反射板を挟んで上記第１可視光照射機構と第２可視光照射機構が対向して配置されており、上記反射板は上記第２可視光を透過させる一方、上記第１可視光を反射させるようになっており、検査領域の容器に向けて第１可視光照射機構および第２可視光照射機構から第１可視光と第２可視光が同時に照射されるとともに、それら第１可視光と第２可視光が同時に照射されている容器の画像を撮像機構によって撮像することを特徴とする請求項２に記載のラベル検査装置。
4. 上記第１可視光照射機構が６２０～７５０ｎｍの範囲内にピーク波長をもつ可視光を照射しており、上記第２可視光照射機構が３８０～４９５ｎｍの範囲内にピーク波長をもつ可視光を照射していることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載のラベル検査装置。

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