JPH09178670A - 物品の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 移動する物品の検査を１台のビデオカメラの
みにリアルタイムに行う。 【解決手段】 センサ３で物品１が１台のビデオカメラ
の撮像範囲中の基準位置へ到達した時を検出し、撮像取
込開始を指令し、誤差検出部１７で当該指令を発した時
点と後発の画像垂直同期信号の立ち上がり時点との誤差
を検出して、カウンタ１５で誤差の実値（距離的誤差）
を把握する。実際に誤差がある場合、位置調整部１９で
検査マスクを誤差分移動させ物品１の像の位置に一致さ
せ、しかる時に、後発の画像垂直同期信号の立ち上がり
を以て撮像取込処理を開始し、物品１の異常の有無を判
定する。従って１台のビデオカメラでリアルタイムにか
つ廉価に物品検査を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動する物品を１
台のビデオカメラで撮像して、物品の像と検査マスクと
を比較し、物品に傷等の異常がないか否かをリアルタイ
ムに検査する物品の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物品として例えばガラス瓶等
を搬送ベルトに乗せて移動させ、所定位置に至ると、当
該ガラス瓶にバックライトを充てつつ、当該ガラス瓶を
ビデオカメラで撮像して、検査マスクと比較し、物品に
傷や欠け等の異常がないかどうかを検査する検査方法が
実用されている。ガラス瓶にバックライトを充てると、
光の屈折の関係で、ガラス瓶の縁は一様に暗く、その他
の部分は光を透過して明るくなるが、傷等があるとその
部分も暗くなる現象がみられる。従って、このガラス瓶
を撮像して得られる像を２値化して、つまり例えば明部
分を０、暗部分を１としてメモリに記憶し、ガラス瓶と
同じ大きさ同じ形状を以て全て１の値に設定される検査
マスクと仮に重ね合わせ、両者の各画素について例えば
論理積をとると、瓶の縁及び傷等の部分の存在を識別で
き、製品としての使用価値の有無を判定することができ
る。

【０００３】システム的な検査方法の概要としては、赤
外線やレーザ光等を用いたセンサによりガラス瓶の撮像
範囲内における基準位置への到達を認識した時に、トリ
ガ信号を出力して、これによりビデオカメラの撮像取込
処理を開始する。撮像取込処理にあたり、１フィールド
の走査処理を実行すると、その画像情報を２値化してメ
モリに記憶し、ガラス瓶のフリーズ画像を得る。この処
理には画像垂直同期信号の出力１回分の時間を要する。
フリーズ画像に対して、例えば微積分処理等を施すこと
により、上記メモリ内におけるガラス瓶の像の存在位置
を特定する。この計算は、画像処理装置のハード能力、
つまりＣＰＵ処理とメモリアクセスの速度、及びソフト
ウエアのアルゴリズムに依存する。またガラス瓶の像の
位置が把握できると、その位置に一致させて検査マスク
を設定する。この像の位置の特定及び検査マスクの設定
の処理も併せて画像垂直同期信号の出力１回分の時間を
要する。ガラス瓶の像と検査マスクとを一致させると、
両者の各画素について例えば論理積をとり、瓶の縁及び
傷等の部分の存在を識別する。傷等があれば不良品とし
て提示する。この処理も画像垂直同期信号の出力１回分
の時間を要する。

【０００４】従って、上述の検査方法では、１つの画像
（１フィールド走査）に対して物品の検査を行うのに、
結果として、画像垂直同期信号の出力３回分の時間を要
することになり、リアルタイムの検査には適さない。

【０００５】そこで、近年、３台のビデオカメラＡ，
Ｂ，Ｃを用いて上述の処理を画像垂直同期信号の出力毎
にタイミングを交互にずらして実行させるシステムが提
案されている。即ち、このシステムの場合、先ずビデオ
カメラＡがフリーズ画像を得た後、２回目の画像垂直同
期信号の出力期間中において物品の像の位置の特定及び
検査マスクの設定を行う時に、ビデオカメラＢにフリー
ズ画像の撮像を行わせる。またこのビデオカメラＢ側で
最初から数えて３回目の画像垂直同期信号の出力期間中
において物品の像の位置の特定及び検査マスクの設定を
行う時に、ビデオカメラＣにフリーズ画像の撮像を行わ
せる。この処理は、ビデオカメラＡがフリーズ画像の検
査処理を実行する時のタイミングに一致する。さらにこ
のビデオカメラＣ側で最初から数えて４回目の画像垂直
同期信号の出力期間中において像の位置の特定及び検査
マスクの設定を行う時に、ビデオカメラＡに再度フリー
ズ画像の撮像を行わせる。以下、上述の処理を３台のビ
デオカメラＡ，Ｂ，Ｃ側に交互に順番に行わせることに
なる。

【０００６】この検査方法の場合、画像垂直同期信号の
出力毎に、つまり１フィールドの走査処理毎にフリーズ
画像を得て、各フリーズ画像に対して傷等の有無の検査
を行うことができ、リアルタイム処理が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３台の
ビデオカメラＡ，Ｂ，Ｃを用いて画像処理する検査方法
では、物品の移動に際してリアルタイムの検査処理が可
能となるが、３台のビデオカメラを必要とするから、シ
ステムとして高価になるばかりでなく、各種設備の設置
関係、及び、各ビデオカメラとタイミングをとるセンサ
の位置関係の設定が複雑で、実用に際して非常に難しい
問題がある。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑み成されたもので
あって、１台のビデオカメラを用いてリアルタイムに、
かつ兼価に物品の検査を行うことができる物品の検査方
法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
移動する物品が１台のビデオカメラの撮像範囲中の基準
位置へ到達した時を基準に当該ビデオカメラの撮像取込
処理の開始を指令し、当該指令を発した時点と上記ビデ
オカメラ側における後発の画像垂直同期信号の立ち上が
り時点との誤差を検出して、当該誤差内において上記物
品が移動する距離を把握し、上記誤差がない場合には、
検査マスクの位置調整を行わずに即座に撮像取込処理を
開始し、上記誤差がある場合には、上記検査マスクを上
記距離分移動させ上記物品の像の位置に一致させる位置
調整を行って、しかる時に、上記後発の画像垂直同期信
号の立ち上がりを以て撮像取込処理を開始し、かつ、上
記撮像処理に基づき、上記物品と上記検査マスクを比較
して、上記物品の異常の有無を判定することを特徴とす
る。請求項２記載の発明は、上記誤差を検出するのに、
予め物品の移動速度を把握した上で、上記物品が基準位
置へ到達した時点と上記後発の画像垂直同期信号の立ち
上がり時との間の時間的間隔を計数した結果を用いるこ
とを特徴とする。請求項３記載の発明は、上記誤差を検
出するのに、上記物品が基準位置へ到達した時点より当
該物品の搬送手段の駆動源または搬送体が発するパルス
信号の数を計数した結果を用いることを特徴とする。請
求項４記載の発明は、上記誤差を検出するのに、予め物
品の移動速度を把握した上で、上記物品が基準位置へ到
達した時点と上記後発の画像垂直同期信号の立ち上がり
時との間の時間的間隔を計数した結果、並びに、上記物
品が基準位置へ到達した時点より当該物品の搬送手段の
駆動源または搬送体が発するパルス信号の数を計数した
結果を選択的に用いることを可能にし、上記物品の移動
速度が一定の場合には、上記前者の計数結果を利用し、
当該移動速度が変化する場合には、上記後者の計数結果
を利用することを特徴とする。請求項５記載の発明は、
上記撮像取込処理の実行が上記物品の移動と共に所定期
間に渡って継続されることを特徴とする。請求項６記載
の発明は、上記物品の異常の有無の判定を、画像におけ
る１フィールドの走査処理と同時に実施することを特徴
とする。請求項７記載の発明は、上記物品が移動中に回
転して、当該物品の周囲を上記ビデオカメラに撮像させ
ることを可能にすることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照し説明する。 実施の形態１．図１に実施の形態１における物品の検査
方法のシステムを説明する説明図を示す。物品１は例え
ばガラス瓶であり、図示しない搬送ベルト上において等
間隔に載置されて、搬送ベルトと共に等速度で移動し、
かつ搬送ベルト上において回転する。回転方向は水平方
向の周りであり、ガラス瓶の周囲の撮像を可能にする。
センサ３は、赤外線やレーザ光等を発光する発光部３ａ
と受光する受光部３ｂとからなり、物品１の通過で受光
部３ｂが光の遮断を検出した時に、その旨、画像処理装
置７へ通知する。センサ３の設置位置は、ビデオカメラ
５の撮像範囲内における物品１の流通の上流側に発光部
３ａの発光を通過させ得る位置で、かつ、発光部３ａと
受光部３ｂが撮像範囲外となる位置である。即ち、例え
ば撮像範囲より上下の外側において物品１の通過に対し
斜め上下に値する位置等が望ましい。

【００１１】画像処理装置７は、物品１の通過で受光部
３ｂが光の遮断を検出した旨、通知を受けた時に、ビデ
オカメラ５に対して撮像取込開始のトリガ信号を出力す
る。またビデオカメラ５の撮像結果の情報（アナログ信
号）を入力して、画像処理、つまり撮像処理に伴う画像
のモニタ９への表示処理、並びに、検査マスクを利用し
ての物品１の異常の有無の判定処理（判定のアルゴリズ
ムは従来と同様で良い）を行い、異常がなければＯＫ信
号を出力し、異常があればＮＧ信号を出力する。しか
し、検査マスクを利用しての物品１の異常の有無の判定
処理は、後述するマスク調整手段１１へトリガ信号を出
力した後に、当該マスク調整手段１１より指示される判
定処理実行の認可を待って実行する。

【００１２】マスク調整手段１１は、速度検出部１３、
カウンタ１５、誤差検出部１７、及び位置調整部１９を
備える。速度検出部１３は、例えば搬送ベルトの移動速
度を検出する専用のセンサを用いても良いが、センサ３
が検出する光の遮断から光の導通に至るまでの時間を検
出すること等により物品１の移動速度を検出することが
可能である。誤差検出部１７は、物品１の通過で受光部
３ｂが光の遮断を検出して、その旨、画像処理装置７へ
通知した時に、そのタイミング（時刻）が画像処理装置
７内で生成される画像垂直同期信号の立ち上がり時点に
一致するか否かを検出する。一致する場合には画像処理
装置７に対して上述の処理（撮像取込処理、及び物品の
異常の有無の判定処理）の実行を認可する旨通知する
が、一致しない場合には画像処理装置７に対して上述の
処理の認可を与えず、カウンタ１５に動作開始を指示す
る。カウンタ１５は、物品１の通過で受光部３ｂが光の
遮断を検出した時点から後発の画像垂直同期信号の立ち
上がり時点までの時間間隔をカウントする。カウントの
単位は、例えば１００μｓや１ｍｓである。後者である
場合は、１つの画像垂直同期信号の出力時間が１／６０
ｓであるから最多でも１６回程度となるが、これでもセ
ンサ３の出力誤差（つまりセンサ３の出力時点が画像垂
直同期信号の立ち上がり時点に一致しない）の実際上の
ばらつき範囲内をカバーできる。位置調整部１９は、速
度検出部１３の出力、及び、カウンタ１５のカウント結
果に応じて検査マスクの移動距離を計算し、その距離に
応じて検査マスクを移動（位置調整）させる。この結
果、後続の画像垂直同期信号が立ち上がる時には、画像
処理上において、物品１の像の位置と検査マスクの位置
とを完全に一致させることができる。また位置調整時に
は画像処理装置７に対して上述の処理（撮像取込処理、
及び物品１の異常の有無の判定処理）の実行を認可する
旨通知する。尚、位置調整後において物品１の移動に検
査マスクを追随させる制御については従来の如く画像処
理装置７内の機能で行っても良いし、速度検出部１３の
検出結果を用いる位置調整部１９の機能で対応しても良
い。

【００１３】次に図２，図３を参照して本実施の形態１
の動作につき説明する。図２に示す如く、センサ３の動
作で物品１が撮像開始の位置に到達したことを検出した
ことを以て、トリガ信号が出力されて検査要求が発せら
れると、先ず誤差検出部１７で、当該トリガ信号の発生
時と現在の画像垂直同期信号の立ち上がり時点とが一致
するか否かを検出する。一致する場合には、画像処理装
置７に対して撮像取込処理、及び物品１の異常の有無の
判定処理の実行を認可する。この結果、ビデオカメラ５
が現在の画像垂直同期信号の立ち上がりと共に撮像取込
処理を開始し、かつ、画像処理装置７が物品１の異常の
有無の判定処理を実行する。この撮像取込処理と異常の
有無の判定処理は同時に進めることが可能である。即
ち、撮像処理と同時に従来のリアルタイム画像処理（例
えば二値化処理等）により画像情報プレーンと検査マス
クプレーンとを照合（論理積）させて、１フィールドの
走査処理の終了と共に異常の有無の判定処理を終了させ
る。以上の結果、判定結果に異常がなければＯＫ信号を
出力し、異常があればＮＧ信号を出力する。尚、撮像取
込処理と異常の有無の判定処理は検査要求がある期間、
つまり画像垂直同期信号の出力例えば１１回分の間、ガ
ラス瓶の回転と共に繰り返される。

【００１４】一方、誤差検出部１７が、当該トリガ信号
の発生時と現在の画像垂直同期信号の立ち上がり時点と
が一致しないと検出した場合は、画像処理装置７に対し
て撮像取込処理、及び物品１の異常の有無の判定処理の
実行を認可せず、カウンタ１５にカウント処理（タイマ
ー作動）の実行を指示する。この指示によりカウンタ１
５はトリガ信号の発生時から後発の画像垂直同期信号の
立ち上がり時点までをカウントし、カウント結果を位置
調整部１９に通知する。この結果、位置調整部１９で
は、速度検出部１３の出力（つまり現在の物品１の移動
速度）、及び、カウンタ１５のカウント結果に応じて検
査マスクの移動距離を計算し、図３（ａ），（ｂ）に示
す如く、その距離に応じて検査マスクを移動（位置調
整）させる。この状態では、画像処理上において、物品
１の位置と検査マスク１ａの位置とは完全に一致する。
また同時に、画像処理装置７に対して撮像取込処理、及
び物品１の異常の有無の判定処理の実行を認可する。こ
の結果、ビデオカメラ５が後発（所定時間が経過してい
るから実際には現在のもの）の画像垂直同期信号の立ち
上がりと共に撮像取込処理を開始し、かつ、画像処理装
置７が物品１の異常の有無の判定処理を実行する。この
撮像取込処理と異常の有無の判定処理も同時に進めるこ
とが可能である。以上の結果、判定結果に異常がなけれ
ばＯＫ信号を出力し、異常があればＮＧ信号を出力す
る。この場合も、撮像取込処理と異常の有無の判定処理
は検査要求がある期間、つまり画像垂直同期信号の出力
例えば１１回分の間、ガラス瓶の回転と共に繰り返され
る。

【００１５】尚、マスク調整手段１１からの認可を待っ
て、画像処理部７が撮像取込処理、及び異常の検査処理
を開始する場合、厳密には、撮像取込開始のタイミング
を告げる画像垂直同期信号の立ち上がり時点よりも若干
の時間的遅れを含むことになるが、カウント処理の速
度、検査マスクの移動処理の速度は、非常に高速であ
り、その時間的遅れをみてから撮像処理を開始しても、
その時点では未だ撮像範囲内において無用な部分（余
白、つまり物品１以外の部分）を走査しているものであ
るから、実際上、全く支障を来すことはない。具体的に
は、その時間的遅れといっても、現在のＣＰＵ処理パワ
ーにおいては、走査線２，３本分の走査に要する時間で
あり、全く問題ないことがわかる。

【００１６】本実施の形態１では、以上説明した如く、
カウンタ１５でトリガ信号の出力時点と後発の画像垂直
同期信号の立ち上がり時点との時間的誤差をカウント値
に基づき検出して、位置調整部１９で検査マスクの位置
調整を行うようにし、これにより物品１の像と検査マス
クの位置関係を調節して、後発の画像垂直同期信号の立
ち上がりを以て撮像取込処理、及び異常の検査を行うよ
うにしたから、１台のビデオカメラ５を用いてリアルタ
イムに、かつ兼価に移動する物品１の異常の有無の検査
を行うことができる。言うまでもなく、複数のビデオカ
メラを用いる必要がないから、設置スペースも少なくて
済むし、各種設備の配置上の困難さを伴うこともない。

【００１７】実施の形態２．図４に実施の形態２におけ
る物品の検査方法のシステムを説明する説明図を示す。
尚、図１に示す部分と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。カウンタ２１は、センサ３により物品１
の通過が検出された時点から後発の画像垂直同期信号の
立ち上がり時点までの期間において、搬送ベルト２３を
一方向に駆動するモータ（同軸回転エンコーダ付きモー
タ、本実施の形態２ではモータと略称する）２５が所定
回転角度毎に出力するパルス信号の数をカウントし、位
置調整部１９に通知する。この場合、位置調整部１９
は、カウンタ２１からの通知に基づきセンサ３の出力に
基づくトリガ信号の出力時点から後発の画像垂直同期信
号の立ち上がり時点までの間に物品１が移動する距離を
把握して、検査マスクの位置調整を行うことになる。

【００１８】本実施の形態２の動作については、カウン
タ２１がモータ２５が出力するパルス信号を計数する以
外、上記実施の形態１の動作と基本的に等しいので詳し
い説明は省略する。

【００１９】本実施の形態２の場合、モータ２５が所定
回転角度毎に出力するパルス信号の数を計数するように
構成したから、上記実施の形態１と同様の効果を有する
他、特に、物品１の移動速度に変化がみられる場合で
も、トリガ信号の出力時点から後発の画像垂直同期信号
の立ち上がり時点までの間に物品１が移動する距離を正
確に把握することてができ、従って環境の変化等の影響
を受けてモータ２５の状態が変化するような場合にも有
効に対応することができる効果がある。

【００２０】実施の形態３．図５に実施の形態３におけ
る物品の検査方法のシステムを説明する説明図を示す。
尚、図１，図２に示す部分と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。本実施の形態３の場合、速度検出
部１３は、センサ３が光の遮断から光の導通までの時間
を検出することにより物品１の移動速度を検出して、物
品１の移動速度に変化がない場合には、画像取込処理に
際してカウンタ１５の使用を選択し、移動速度に変化が
ある場合には、画像取込処理に際してカウンタ２１の使
用を選択する。

【００２１】尚、速度検出部１３が移動速度の変化の有
無を認識する場合、搬送ベルト上を移動する物品１つ１
つに対して移動速度を検出した後に、前回の物品につい
ての移動速度の検出結果と今回の物品についての移動速
度の検出結果を比較するという方法がある。

【００２２】本実施の形態３の動作については、速度検
出部１３に物品１の移動速度に変化があるか否かを判断
させ、判断結果に応じてカウンタ１５，２１の利用を切
り替える動作を追加した以外、上記実施の形態１，２の
動作と基本的に等しいので詳しい説明は省略する。

【００２３】本実施の形態３の場合、上記実施の形態
１，２が有する効果に加えて、環境の変化、ないし現場
の状況に応じてシステムの内部形態を切り替えることが
でき、システムの信頼性をより高めることができる効果
がある。

【００２４】尚、上記実施の形態２，３では、カウンタ
２１をモータ２５が出力するパルス信号をカウントする
ように構成したが、これに限定されるものではなく、搬
送ベルト２３自体に所定間隔毎にパルス信号を発する機
構等を設け、搬送ベルト２３からのパルス信号を計数す
るようにしても良い。また、物品１としても、ガラス瓶
に限定されるものではなく、他の工業用品、商業用品に
ついて適用することができることは勿論である。また、
上記ビデオカメラの他に、超音波を送受信する装置を適
用することも可能である。また、本発明では、ビデオカ
メラ５が常時撮像処理を行っているタイプのものを前提
に説明した関係で、トリガ信号の発生に伴い撮像取込処
理を開始するものとして説明したが、トリガ信号の発生
の都度、またはマスク調整手段１１から認可の通知があ
った都度、撮像処理を開始し、かつ、その処理結果を取
込むというように使用しても良いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明する説明図
である。

【図２】実施の形態１の動作を説明するタイミングチャ
ートである。

【図３】検査マスクの移動例を説明する説明図である。

【図４】本発明の実施の形態２の構成を説明する説明図
である。

【図５】本発明の実施の形態３の構成を説明する説明図
である。

【符号の説明】

１ 物品（ガラス瓶） ３ センサ ５ ビデオカメラ ７ 画像処理装置 ９ モニタ １１ マスク調整手段 １３ 速度検出部 １５，２１ カウンタ １７ 誤差検出部 １９ 位置調整部 ２３ 搬送ベルト ２５ モータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動する物品が１台のビデオカメラの撮
   像範囲中の基準位置へ到達した時を基準に当該ビデオカ
   メラの撮像取込処理の開始を指令し、 当該指令を発した時点と上記ビデオカメラ側における後
   発の画像垂直同期信号の立ち上がり時点との誤差を検出
   して、当該誤差内において上記物品が移動する距離を把
   握し、 上記誤差がない場合には、検査マスクの位置調整を行わ
   ずに即座に撮像取込処理を開始し、上記誤差がある場合
   には、上記検査マスクを上記距離分移動させ上記物品の
   像の位置に一致させる位置調整を行って、しかる時に、
   上記後発の画像垂直同期信号の立ち上がりを以て撮像取
   込処理を開始し、 かつ、上記撮像処理に基づき、上記物品と上記検査マス
   クを比較して、上記物品の異常の有無を判定する、 ことを特徴とする物品の検査方法。
2. 【請求項２】 上記誤差を検出するのに、予め物品の移
   動速度を把握した上で、上記物品が基準位置へ到達した
   時点と上記後発の画像垂直同期信号の立ち上がり時との
   間の時間的間隔を計数した結果を用いる、 ことを特徴とする請求項１記載の物品の検査方法。
3. 【請求項３】 上記誤差を検出するのに、上記物品が基
   準位置へ到達した時点より当該物品の搬送手段の駆動源
   または搬送体が発するパルス信号の数を計数した結果を
   用いる、 ことを特徴とする請求項１記載の物品の検査方法。
4. 【請求項４】 上記誤差を検出するのに、予め物品の移
   動速度を把握した上で、上記物品が基準位置へ到達した
   時点と上記後発の画像垂直同期信号の立ち上がり時との
   間の時間的間隔を計数した結果、並びに、上記物品が基
   準位置へ到達した時点より当該物品の搬送手段の駆動源
   または搬送体が発するパルス信号の数を計数した結果を
   選択的に用いることを可能にし、 上記物品の移動速度が一定の場合には、上記前者の計数
   結果を利用し、当該移動速度が変化する場合には、上記
   後者の計数結果を利用する、 ことを特徴とする請求項１記載の物品の検査方法。
5. 【請求項５】 上記撮像取込処理の実行が上記物品の移
   動と共に所定期間に渡って継続される、 ことを特徴とする請求項１記載の物品の検査方法。
6. 【請求項６】 上記物品の異常の有無の判定を、画像に
   おける１フィールドの走査処理と同時に実施する、 ことを特徴とする請求項１記載の物品の検査方法。
7. 【請求項７】 上記物品が移動中に回転して、当該物品
   の周囲を上記ビデオカメラに撮像させることを可能にす
   る、 ことを特徴とする請求項１記載の物品の検査方法。