JP6346753B2 - 包装体検査装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る包装体検査装置10が組み込まれた包装体検査システム100の一例である。包装体検査システム100は、包装体Bについての検査を行い、異常のある包装体Bを生産ラインから排除するためのシステムである。
包装体検査装置10は、コンベアユニット20(図3参照)と、光線照射器30(図3参照)と、カメラ40(図3参照)と、タッチパネル式ディスプレイ55(図4参照)と、コントローラ50(図4参照)と、を主に有する。
コンベアユニット20は、上方に配置された光線照射器30と、下方に配置されたカメラ40との間に挟まれた空間において包装体Bを搬送する。コンベアユニット20により搬送される包装体Bには、光線照射器30の下方を通過する際に、光線照射器30から近赤外線を含む光線が照射される。
光線照射器30は、光線照射部の一例である。光線照射器30は、図3に示すように、コンベアユニット20の上方に配置されている。光線照射器30は、近赤外線を照射する複数の図示しないLED(Light Emitting Diode)を有する。なお、光線照射器30の光源の種類は類似であって、これに限定されるものではない。LEDは、コンベアユニット20の搬送方向Eと交差する向き、特にここでは、コンベアユニット20の搬送方向Eと直交する向きに、一直線に水平配置されている。光線照射器30のLEDは、コンベアユニット20の幅方向(コンベアユニット20の搬送方向Eと直交する方向)全体、つまりコンベア21,22のベルト21a,22aの幅方向全体に、光線が照射されるよう設置されている。光線照射器30は、照射する光線が、コンベアユニット20の、コンベア21とコンベア22との隙間Oを通過するように配置されている。光線照射器30のLEDは、具体的には、コンベア21とコンベア22との隙間Oの直上に、光線が下方に照射されるように配置されている。
カメラ40は、透過光線検出部の一例である。カメラ40は、包装体Bを透過した光線、特にここでは包装体Bを透過した近赤外線(波長が700〜2500ナノメートル程度の光線)を検出する、ラインセンサカメラである。カメラ40は、図3に示すように、コンベアユニット20の下方に配置されている。また、カメラ40は、包装体Bを透過し、コンベアユニット20のコンベア21とコンベア22との隙間Oを通過した近赤外線を検出可能な位置に配置されている。具体的には、カメラ40は、光線照射器30のLED(図示せず)の下方に、カメラ40の検出部が光線照射器30のLEDと対向するように配置されている。カメラ40は、コンベアユニット20の搬送方向Eに交差する向き、特にここでは、搬送方向Eに直交する向きに、コンベアユニット20のベルト21a,22aの幅全体にわたって近赤外線を検出する。カメラ40は、コンベアユニット20の搬送方向Eに直交する向きに、所定の画素数を割りつけて近赤外線を検出する。つまり、カメラ40は、検出毎に、コンベアユニット20の搬送方向Eに直交する向きに、コンベアユニット20のベルト21a,22aの幅全体にわたって、所定の画素数に分けて近赤外線透過量(近赤外線の透過量)を検出する。
タッチパネル式ディスプレイ55は、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイである。タッチパネル式ディスプレイ55は、コントローラ50と電気的に接続されており、コントローラ50と信号の授受を行う。
コントローラ50は、主として、CPU、ROM、RAM、HDD(ハードディスク)等によって構成されている。
記憶部51は、制御部52により実行される各種プログラムや、包装体検査装置10の各部を制御するための各種設定や各種情報を記憶する。記憶部51は、図4のように、全体画像記憶領域51a、物品検出画像記憶領域51b、物品収容領域記憶領域51c、および、シール幅記憶領域51dを有する。
全体画像記憶領域51aには、後述する全体画像生成部53aによって生成された、各包装体Bの全体画像Gaのデータが、包装体B別に記憶されている。全体画像Gaは、カメラ40の検出結果に基づいて生成される画像である。各全体画像Gaは、包装体Bの周囲空間に対応する背景画像G0と、包装体Bに対応する包装体画像G1とを含む(図6参照)。全体画像Gaは、後述する物品検出画像生成部53bが、物品検出画像Gbを生成するために用いる画像である。また、全体画像Gaは、後述する物品収容領域決定部53cが、物品収容領域A2を決定するために用いる画像である。
物品検出画像記憶領域51bには、後述する物品検出画像生成部53bによって生成された物品検出画像Gbのデータが、包装体B別に記憶されている。物品検出画像Gbは、全体画像Gaに基づいて生成される、包装体Bに収容される物品Cを検出した画像である。物品検出画像Gbは、物品Cの輪郭C0だけが白で表され、その他の部分が黒で表された画像である(図7参照)。
物品収容領域記憶領域51cには、後述する物品収容領域決定部53cによって決定された物品収容領域A2のデータが、包装体B別に記憶されている。物品収容領域A2は、物品検出画像Gbにおける、包装体Bの物品Cが収容されるべき領域である。言い換えれば、物品収容領域A2は、物品検出画像Gbの、包装体Bの物品Cが収容されるべき空間(包装体Bの内部空間)を透過した光線の検出結果に基づいて画像が生成された領域である。
シール幅記憶領域51dには、タッチパネル式ディスプレイ55から入力された包装体Bのシール部Sのシール幅D(図2参照)が記憶されている。シール幅Dは、既知の値である。シール部Sのシール幅Dは、後述する物品収容領域決定部53cによって物品収容領域A2が決定される際に使用される。
制御部52は、記憶部51に記憶されたプログラムを実行することにより、包装体検査装置10の各部の動作を制御する。また、制御部52は、記憶部51に記憶されたプログラムを実行することにより、包装体Bの検査を実行する。具体的には、制御部52は、包装体Bのシール部Sにおける物品Cの噛み込みを検査する。
全体画像生成部53aは、カメラ40によって検出された透過近赤外線量の検出結果に基づいて全体画像Ga(透過画像)を生成する。具体的には、全体画像生成部53aは、カメラ40から出力される画素別の透過信号を細かい時間間隔で取得し、取得した透過信号に基づいて全体画像Gaを生成する。特に、全体画像生成部53aは、光線照射器30から照射される光線の照射範囲を包装体Bが通過する際に、光線を検出したカメラ40から出力される透過信号に基づいて、包装体Bの周囲空間に対応する背景画像G0、および、包装体Bに対応する包装体画像G1を含む、全体画像Gaを生成する。言い換えれば、全体画像生成部53aは、包装体Bがコンベア21とコンベア22との隙間O上を通過する際にカメラ40から出力される透過信号に基づいて、全体画像Gaを生成する。実際には、各包装体Bの全体画像Gaは、その包装体Bが隙間O上を通過し始める直前から、隙間O上をし終わった直後までの間に、カメラ40から出力される透過信号に基づいて生成される。なお、包装体Bが、光線照射器30の照射する光線の照射範囲を通過し始めたか否か、あるいは、光線照射器30の照射する光線の照射範囲を通過し終わったか否かは、前述のように、カメラ40が出力する透過信号により判断される。全体画像生成部53aにより生成された全体画像Gaは、全体画像Gaの生成対象となった包装体B別に全体画像記憶領域51aに記憶される。
物品検出画像生成部53bは、全体画像記憶領域51aに記憶された、ある包装体Bに関する全体画像Gaに基づいて、その包装体Bに収容された物品Cを検出した物品検出画像Gbを生成する。生成された物品検出画像Gbは、物品検出画像Gbの生成対象の包装体Bと関連付けて、物品検出画像記憶領域51bに記憶される。
物品収容領域決定部53cは、物品検出画像記憶領域51bに記憶されたある包装体Bに関する物品検出画像Gbにおける、その包装体Bの物品Cが収容されるべき物品収容領域A2を決定する。つまり、物品収容領域決定部53cは、物品検出画像記憶領域51bに記憶されたある包装体Bに関する物品検出画像Gbにおける、物品収容領域A2の位置を決定する。物品収容領域A2は、物品検出画像Gbの中の、包装体Bの物品Cが収容されている空間(包装体Bの内部空間)を透過した光線の検出結果に基づいて画像が生成される領域である。
検査部54は、物品検出画像記憶領域51bに記憶されたある包装体Bの物品検出画像Gbと、物品収容領域記憶領域51cに記憶されたその包装体Bの物品収容領域A2とに基づき、物品収容領域A2以外の領域に物品Cが存在するか否かを判定する。具体的には、検査部54は、物品検出画像Gbから物品収容領域A2の領域を排除することで、物品収容領域A2以外の領域、言い換えれば包装体Bのシール部Sに物品Cが存在するか否かを判定する。より具体的には、検査部54は、物品検出画像Gbの物品収容領域A2をマスクする処理を行うことで、包装体Bのシール部Sに物品Cが存在するか否かを判定する。検査部54は、物品検出画像Gbと、物品収容領域A2に対応する上記の第2画像H2とで、対応する画素毎に論理積を算出する処理を行い、算出結果に基づいて検査対象画像Gcを生成する。生成される検査対象画像Gcは、2階調の画像である。検査部54は、物品収容領域A2をマスク処理された検査対象画像Gc(図10参照)に、白で表される画素が存在するか(物品Cの輪郭C0の画素の一部が残っているか)否かを判定する。言い換えれば、検査部54は、物品収容領域A2をマスク処理された検査対象画像Gc(図10参照)に、二値化の値が「1」となる画素が存在するか否かを判定する。
包装体検査装置10による噛み込み検査の処理の流れを、図11を参照して説明する。
(4−1)
本実施形態に係る包装体検査装置10は、光線照射部の一例としての光線照射器30と、透過光線検出部の一例としてのカメラ40と、画像処理部53と、検査部54と、を備える。光線照射器30は、シール部Sを有する包装体Bに光線を照射する。カメラ40は、包装体Bを透過した光線を検出する。画像処理部53は、カメラ40の検出結果に基づいて画像を生成する。検査部54は、画像処理部53に生成された画像に基づいて検査を行う。画像処理部53は、全体画像生成部53aと、物品検出画像生成部53bと、物品収容領域決定部53cと、を有する。全体画像生成部53aは、カメラ40の検出結果に基づいて、包装体Bの周囲空間に対応する背景画像G0および包装体Bに対応する包装体画像G1を含む、全体画像Gaを生成する。物品検出画像生成部53bは、全体画像Gaに基づいて、包装体Bに収容された物品Cを検出した物品検出画像Gbを生成する。物品収容領域決定部53cは、物品検出画像Gbにおける、包装体Bの物品Cが収容されるべき物品収容領域A2を決定する。検査部54は、物品検出画像Gbと物品収容領域A2とに基づき、物品収容領域A2以外の領域に物品Cが存在するか否かを判定する。特にここでは、検査部54は、物品収容領域A2以外の領域に物品Cが存在するか否かを判定することで、包装体Bのシール部Sにおける物品Cの噛み込みを検査する。
本実施形態に係る包装体検査装置10では、物品収容領域A2は、全体画像Gaから、二値化処理により背景画像G0に対応する画像領域を差し引いた後、シール部Sの既知のシール幅Dを画像処理で差し引くことで決定される。
本実施形態に係る包装体検査装置10では、光線は近赤外線である。
以下に、上記実施形態の変形例を示す。以下の変形例は、互いに矛盾しない範囲で、他の変形例と組み合わされてもよい。
上記実施形態に係る包装体検査装置10では、包装材として、無色透明のプラスチックフィルムが用いられているが、包装材はこれに限定されるものではない。包装材は、例えば、近赤外線が透過可能な、色の着いたプラスチックフィルム、半透明のプラスチックフィルム等であってもよい。また、包装材は、近赤外線が透過可能な、プラスチックフィルム以外の材料、例えば、紙等であってもよい。
上記実施形態に係る包装体検査装置10では、検査対象の包装体Bは、2箇所にシール部Sを有し、シール部Sと直交する背張り部Tを有するが、これに限定されるものではない。例えば、包装体Bは、背張り部Tを有さない形状の袋であってもよい。また、包装体Bは、1箇所だけにシール部Sを有する形状の袋であってもよい。また、包装体Bは、シール部Sを3方、又は、4方に有する形状の袋であってもよい。
上記実施形態に係る包装体検査装置10は、包装体Bのシール部Sにおける噛み込みを検査するものであるが、包装体検査装置10の行う検査は、これに限定されるものではない。例えば、包装体検査装置10は、物品収容領域A2の決定方法を変更することで、包装体Bのシール部Sの存在しない側の包装体Bの側面近傍を検査領域としてもよい。言い換えれば、包装体検査装置10は、平面視において、シール部Sが上下に配置され、背張り部Tが上下方向に延びるような姿勢で包装体Bを置いた時に、左右に位置する側面近傍を検査領域としてもよい。そして、包装体検査装置10は、包装体Bのプラスチックフィルムを突き破って物品Cが飛び出していないか検査する目的で使用されてもよい。
上記実施形態では、包装体Bを透過した近赤外線をカメラ40で検出した結果を用いて、包装体Bの噛み込みが検査されるが、これに限定されるものではない。
上記実施形態における二値化処理の方法は例示であり、二値化により閾値を上回る濃度の画素の二値化の値を「0」とするか、「1」とするかは、適宜決定されればよい。また、値が「0」の画素を黒で表すか、白で表すかも適宜決定されればよい。
上記実施形態では、光線照射器30がコンベアユニット20の上方に、カメラ40がコンベアユニット20の下方に配置されているが、これに限定されるものではなく、光線照射器30がコンベアユニット20の下方に、カメラ40がコンベアユニット20の上方に配置されてもよい。
30 光線照射器(光線照射部)
40 カメラ(透過光線検出部)
53 画像処理部
53a 全体画像生成部
53b 物品検出画像生成部
53c 物品収容領域決定部
54 検査部
A2 物品収容領域
B 包装体
D シール幅
Ga 全体画像
Gb 物品検出画像
G0 背景画像
G1 包装体画像
S シール部
Claims (2)
- シール部を有する包装体に光線を照射する光線照射部と、
前記包装体を透過した光線を検出する透過光線検出部と、
前記透過光線検出部の検出結果に基づいて画像を生成する画像処理部と、
前記画像に基づいて検査を行う検査部と、
を備え、
前記画像処理部は、
前記透過光線検出部の検出結果に基づいて、前記包装体の周囲空間に対応する背景画像および前記包装体に対応する包装体画像を含む、全体画像を生成する全体画像生成部と、
前記全体画像に基づいて、前記包装体に収容された物品を検出した物品検出画像を生成する、物品検出画像生成部と、
前記物品検出画像における、前記包装体の物品が収容されるべき物品収容領域を決定する物品収容領域決定部と、
を有し
前記検査部は、前記物品検出画像と前記物品収容領域とに基づき、前記物品収容領域以外の領域に物品が存在するか否かを判定し、
前記物品収容領域は、前記全体画像に基づく画像から、二値化処理により前記背景画像に対応する画像領域を差し引いた後、前記シール部の既知のシール幅を画像処理で差し引くことで決定される、
包装体検査装置。 - 前記光線は近赤外線である、
請求項1に記載の包装体検査装置。
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