包装体の検査装置
【課題】 食品などの内容物が透光性の包装シートで包まれた包装体の画像を取得し、シール部に異物が噛み込まれているか否かを判別できる包装体の検査装置を提供する。
【解決手段】 包装体３０の通過領域を挟んで一方に照明部が他方にカメラが配置され、照明光が包装体３０を透過した像がカメラに取得される。包装体３０の像と背景の像を二値化し、横シール部３８，３９の長さＳだけ縦方向（Ｌ方向）へ短縮させ、さらに背景を「１」とし短縮した包装体を「０」に反転させたマスク画像を生成する。このマスク画像と、包装体の全体画像（ＩＩＩ）の論理積をとることで、横シール部３８，３９の画像を分離できる。分離された横シール部３８，３９の部分画像を二値化処理することで、横シール部３８，３９に異物３１ａが噛み込まれているか否かが判別される。
【解決手段】 包装体３０の通過領域を挟んで一方に照明部が他方にカメラが配置され、照明光が包装体３０を透過した像がカメラに取得される。包装体３０の像と背景の像を二値化し、横シール部３８，３９の長さＳだけ縦方向（Ｌ方向）へ短縮させ、さらに背景を「１」とし短縮した包装体を「０」に反転させたマスク画像を生成する。このマスク画像と、包装体の全体画像（ＩＩＩ）の論理積をとることで、横シール部３８，３９の画像を分離できる。分離された横シール部３８，３９の部分画像を二値化処理することで、横シール部３８，３９に異物３１ａが噛み込まれているか否かが判別される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性の包装シートに内容物が包まれた包装体を検査する検査装置に係り、特に、前縁部と後縁部の少なくとも一方の内側に形成されたシール部に異物が噛み込まれているか否かを検査できる包装体の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品などを内容物とする包装体の検査装置では、カメラで包装体の画像を取得し、画像処理により異物が混入しているか否かを判定するのが一般的である。
【０００３】
特許文献１に記載された包装食品の検査装置は、海苔を内容物とする包装食品を搬送するコンベアを挟んで、一方に照明部が、他方に包装食品を透過した近赤外線の透過像を撮像するラインセンサが設けられている。近赤外線は内容物である海苔を透過できるため、非透過となる画素数が所定の数を超えるか否かを監視することで、海苔以外の異物が混入しているか否かを判定できるというものである。
【０００４】
特許文献２に記載された異物検出装置は、２つのコンベアの隙間を挟んで一方に透過照明手段が配置され、他方にラインセンサが配置されている。ラインセンサで撮像された画像の濃淡ヒストグラムを算出することで、人の髪の毛などの混入異物を検出するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６２６８５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１と特許文献２に記載された検査装置は、いずれも食品などを包んだ包装体の全体画像を取得して、異物の存在を検出している。したがって、包装体のどこかに異物が存在していれば、異物が混入された不良の包装体と判断されてしまう。
【０００７】
ところが、米菓子や和菓子などのように粉状物や微片が分離しやすい食品や、本来が分散しやすい食品などを包装した包装体において、前記特許文献に記載の検査装置のように、全体の画像を取得して異物の存在を検知しようとすると、包装体の内部に前記粉状物や微片や分散された食品などが通常のものとして存在している場合であっても、異物が混入した不良包装体であると判断されてしまう。そのため、外観に関して問題が無く、食品衛生上においても問題の無い包装体が排除されることになり、歩留まりがきわめて悪くなる。
【０００８】
一方において、包装シートを接合したシール部に粉状物や微片または分散した食品などが噛み込まれていると、商品の外観がきわめて悪くなり、また包装体のシールが不完全となることがある。そのため、シール部のみに着目して異物が存在しているか否かを判定することはきわめて重要である。しかしながら、これまで、シール部に部分的に着目して異物の存在を判定する検査装置が存在していなかった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、包装体の限られた場所であるシール部に異物が存在しているか否かを検知することができる包装体の検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、透光性の包装シートで内容物を包んだ包装体を検査する検査装置において、
前記包装体は、前縁部と後縁部および２つの側縁部を含む外形を有し、前縁部と後縁部の少なくとも一方の内側に包装シートを封止するシール部が形成されており、
包装体を搬送する上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を通過する包装体を挟んで、一方に配置された照明部と他方に配置されたカメラと、前記カメラで取得された画像を処理する画像処理部とが設けられており、
前記画像処理部では、包装体の全体画像からシール部を含む帯状の部分画像が取得され、前記部分画像に異物が存在しているか否かが判別されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の包装体の検査装置は、包装体の一部であるシール部に着目して、このシール部に異物が噛み込まれているか否かが判別される。したがって、包装体の内部に正常に存在している食品の粉状物や微片、または分散した食品などが誤って異物と判定されることがなく、シール部に異物が存在している不良包装体のみを判定することが可能となる。
【００１２】
本発明は、前記画像処理部で、前記包装体の前記全体画像を二値化した二値化画像からマスク画像が生成され、前記包装体の前記全体画像と前記マスク画像との論理積から、前記部分画像が取り出されるものである。
【００１３】
例えば、前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を、前記シール部の幅寸法に相当する距離だけ前記二値化画像の中心部に向けて後退させて前記マスク画像が生成される。
【００１４】
また、前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を幅方向へ膨張させて、前縁部と後縁部の少なくとも一方の凹凸形状の影響を低減したマスク画像が生成される。
【００１５】
さらに、前記画像処理部では、前記二値化画像の側縁部の画像の一部を縦方向に膨張させて、前記側縁部のくびれ形状の影響を低減したマスク画像が生成される。
【００１６】
本発明は、上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を挟んで配置された発光部と受光部を有する位置検知装置が設けられており、
前記カメラで取得される光と前記受光部で受光される検知光とが前記隙間内で交差し、前記カメラで取得される光と前記検知光の波長が相違しており、
前記位置検知装置が包装体を検知した信号に基づいて前記カメラによる撮像のタイミングが決められるものとして構成できる。
【００１７】
上記構成では、上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を利用して、搬送される包装体の検知と、包装体を透過した像の取得の双方ができ、スペースの利用効率を高めることができる。また、位置検知装置の検知場所と撮像の場所が同じ隙間内であるため、撮像のタイミングを高精度に設定できる。
【００１８】
また、本発明は、前記カメラは、画素が前記搬送機構の搬送方向と直交する向きに列を成して配列したライン撮像カメラであり、前記搬送機構で搬送された包装体が前記ライン撮像カメラの撮像範囲を通過するときに、列を成す画素でライン画像が所得され、複数のライン画像が蓄積されて前記全体画像が得られる。
【００１９】
ただし、本発明では、ライン撮像カメラの代わりに、包装体の全体の像を取得するエリア撮像カメラを使用してもよい。
【００２０】
本発明における包装体の内容物は、粉状物や微片が分離しやすい米菓子などの食品や、包装体の内部で分散しやすい食品の場合に最適である。ただし、内容物は、食品に限られず、布製品や繊維製品、医薬品など、どのようなものであってもシール部の異物の噛み込みを検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、包装体に光を透過させて全体画像を取得した後に、シール部を含む帯状の部分画像のみを取り出して異物が混入しているかを判定している。そのため、包装体の内部に正常に分散している内容物の一部が誤って異物であると判断されるのを防止することができ、シール部に異物が存在している欠陥のある包装体のみを高い確率で検出して排除することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の包装体の検査装置を示す部分側面図、
【図２】包装体の検査装置を示す部分斜視図、
【図３】包装体の検査装置の回路ブロック図、
【図４】画像処理装置における処理動作において取得した全体画像を示す説明図、
【図５】図４に示す全体画像を二値化した二値化画像を示す説明図、
【図６】二値化画像で傾き角度θを検知し、その傾き角度を修正した全体画像を示す説明図、
【図７】傾き角度を修正した二値化画像を示す説明図、
【図８】図７に示す二値化画像を、横シール部を含む距離Ｓだけ上下に短縮させた画像を示す説明図、
【図９】前縁部と後縁部を幅方向へ膨張させて凹凸部の影響を低減させる画像処理を示す説明図、
【図１０】右側縁部と左側縁部を縦方向へ膨張させてくびれ形状の影響を低減させる画像処理を示す説明図、
【図１１】マスク画像を示す説明図、
【図１２】全体画像とマスク画像の論理積で取り出された横シール部を含む部分画像の説明図、
【図１３】横シール部を含む部分画像を二値化した画像を示す説明図、
【図１４】本発明の変形例を示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に示すように、ワークである包装体３０は、上流側の搬送機構であるコンベア１から下流側の搬送機構であるコンベア２に受け渡されて搬送される。上流側のコンベア１は、金属検出機３の内部を通過している。包装体３０に金属異物が混入していると、金属検出機３で検出されて、コンベア１上から排除される。
【００２４】
コンベア１の下流側の終端のロール１ａと、コンベア２の上流側の終端のロール２ａが、搬送方向（Ｔ方向）に向けて間隔を空けて配置され、コンベア１とコンベア２のつなぎ部に隙間４が形成されている。この隙間４の空間寸法は、その上を包装体３０が通過できる長さに設定されている。
【００２５】
図１と図２に示すように、本発明の実施の形態の包装体の検査装置１０は、コンベア１とコンベア２との隙間４を通過する包装体３０を挟んで、一方に照明部１１が、他方にカメラ１２が、互いに対向して配置されている。照明部１１の発光部１１ａには、複数のＬＥＤが１列または複数列で配列しており、その列の延びる方向は搬送方向（Ｔ方向）と直交する横方向（Ｃ方向）である。照明部１１は、コンベア１とコンベア２の隙間４に対して、横方向（Ｃ方向）に均一な輝度の照明光１３を与えることができるものであれば、どのような光源を使用してもよいし、どのような構造であってもよい。
【００２６】
カメラ１２は、ライン撮像カメラであり、ＣＣＤで構成される撮像画素が１列または複数列で配列し、その列の延びる方向が横方向（Ｃ方向）に向けられている。包装体３０が隙間４の上を通過するときに、列を成す撮像画素でライン画像が取得され、カメラの下を包装体３０が通過する間に、複数のライン画像が蓄積されて、包装体３０の全体画像が得られる。
【００２７】
図２に示すように、包装体の検査装置１０には、位置検知装置１５が含まれている。位置検知装置１５は、発光部１６と受光部１７を有している。発光部１６から発せられる検知光１８はレーザ光である。検知光１８は、コンベア１，２の搬送面に対して垂直方向に所定の光束幅を有し、搬送面に対して上下に傾き角度を有して隙間４内を通過している。受光部１７は、ホトトランジスタなどの受光素子を有しており、所定の光束幅のレーザ光がレンズで集光されて受光素子で受光される。または、受光部１７に複数の受光素子が上下方向に列を成して配置されているものであってもよい。
【００２８】
所定の光束幅を有する検知光１８が、隙間４内を斜めに通過することで、隙間４上を移動する包装体３０の前縁部３３を検知できる確率を高めている。
【００２９】
コンベア１とコンベア２の隙間４で、照明光１３と検知光１８が交差しているが、照明光１３がＬＥＤ光で検知光１８がレーザ光で、互いに波長が相違しており、しかもカメラ１２の撮像画素が感知する波長帯域と、位置検知装置１５の受光部１７の受光素子が感知する波長帯域とが相違している。そのため、２つの光が交差していても、カメラ１２の撮像画像に影響を与えることがなく、位置検知装置１５による包装体３０の検知感度に影響を与えることがない。
【００３０】
図１に示すように、下流側のコンベア２に排除装置１９が対向している。包装体の検査装置１０において、包装体３０のシール部に異物が存在していると判定されると、その包装体３０が排除装置１９の内部においてエアー噴射などの排除力を受け、コンベア２上から排除される。
【００３１】
図３の回路ブロック図に示すように、カメラ１２は撮像画素が列を成すＣＣＤアレイ１２ａと、ＣＣＤアレイ１２ａのそれぞれの画素で撮影されたライン画像を一時的に保持するバッファメモリ１２ｂを有している。
【００３２】
制御装置２０には、画像メモリ２１が設けられている。カメラ１２のバッファメモリ１２ｂで保持されたライン画像が画像メモリ２１に順次送られ、画像メモリ２１でライン画像が蓄積されて、包装体３０の全体画像が得られ、この全体画像が画像処理部２２に与えられる。
【００３３】
位置検知装置１５の受光部１７には、受光素子１７ａと、この受光素子１７ａの受光出力が所定のしきい値を超えたときに検知出力を発する光学検知部１７ｂが設けられており、その検知出力が、Ａ／Ｄ変換されて主制御部２３に与えられる。
【００３４】
制御装置２０に主制御部２３が設けられている。主制御装置２３は、光学検知部１７ｂから包装体３０の前縁部３３を検知した検知信号を受けたときに、カメラ１２に指令を与え、バッファメモリ１２ｂによるライン画像の取得を開始する。また、画像メモリ２１と画像処理部２２も、主制御部２３で制御される。
【００３５】
位置検知装置１５の受光部１７が隙間４内を通過する検知光１８を検知し、同じ隙間４内を通過する照明光１３によってカメラ１２が撮影画像を取得する。そのため、受光部１７が包装体３０の前縁部３３を検出したのとタイミングを合わせて、カメラ１７のバッファメモリ１２ｂによるライン画像の取得を開始することができ、包装体３０が高速で搬送されても、その全体画像を確実に取得することができる。
【００３６】
図４は、画像メモリ２１で取得されて画像処理部２２に転送される包装体３０の全体画像（Ｉ）を示している。
【００３７】
図４に示す画像領域のＸ方向は、図２に示す横方向（Ｃ方向）、すなわち、個々のライン画像の長さ方向に相当している。画像領域のＹ方向は、図２に示す搬送方向（Ｔ方向）、すなわちライン画像の蓄積方向に相当している。
【００３８】
包装体３０は、内容物３１が包装シート３２で包まれている。この実施の形態では、内容物３１が食品であり「米菓子」である。包装シート３２は透光性である。ここでの透光性とは、包装体３０を透過した光がカメラ１２で撮像されたときに、包装シート３２を透過した光と、内容物３１で遮られた光の輝度との差が現れて、包装シート３２の画像と内容物３１の画像とでコントラストが得られる程度の光透過性機能を意味している。
【００３９】
包装シート３２は、樹脂フィルム、紙材、紙材と樹脂フィルムとのラミネート材などである。
【００４０】
図４に示す全体画像（Ｉ）に現れる包装体３０は、幅方向（Ｗ方向）と縦方向（Ｌ方向）を有している。包装体３０の外形は、前縁部３３と後縁部３４および右側縁部３５と左側縁部３６を有している。包装体３０は、幅方向（Ｗ方向）の中央部で縦方向（Ｌ方向）に延びる縦シール部３７を有している。前縁部３３の内側に幅方向（Ｗ方向）に延びる横シール部３８が形成され、後縁部３４の内側に幅方向（Ｗ方向）に延びる横シール部３９が形成されている。包装シート３２は、縦シール部３７およびそれぞれの横シール部３８，３９で熱シールや超音波シールによって溶接され、または接着剤で接着シールされている。
【００４１】
包装体３０の縦方向（Ｌ方向）は、縦シール部３７と平行な方向であり、幅方向（Ｗ方向）は、横シール部３８，３９と平行な方向である。
【００４２】
この包装体３０は、前縁部３３を基線として縦方向に距離Ｓの幅寸法を有する帯状の領域内に横シール部３８が形成され、後縁部３４を基線として縦方向に距離Ｓの幅寸法の帯状の領域内に横シール部３９が形成されている。図４に示される全体画像（Ｉ）では、内容物３１である菓子の一部が欠けた粉状または微片状の異物３１ａが、前縁部３３側の横シール部３８に噛み込まれている。
【００４３】
包装体３０の前縁部３３に、鋸刃形状（ギザギザ形状）の細かな凹凸部３３ａが形成され、後縁部３４にも同様の凹凸部３４ａが形成されている。
【００４４】
包装シート３２が縦シール部３７でシールされた筒状体の内部に内容物３１が挿入された後に、横シール部３８，３９で包装シート３２がシールされるため、包装体３０の右側縁部３５と左側縁部３６にくびれ部が形成される。すなわち、包装体３０は、前縁部３３と後縁部３４で幅方向（Ｗ方向）の寸法が大きく、縦方向（Ｌ方向）の中央部で幅方向（Ｗ方向）の寸法が小さい。
【００４５】
包装体３０は、前工程の金属検出機３を通過しており、検査装置１０に至った包装体３０に金属異物が混入していない。内容物３１が米菓子などの場合、菓子から分離された粉状物や微片が筒状の包装体３０の内部に存在することがあるが、それ自体は食品衛生上問題はないし、商品の外観をさほど低下させるものではない。むしろ包装体３０の内部の粉状物や微片が異物であると判定されてしまうと、正常な包装体であるにもかかわらず排除されるという不都合が生じる。
【００４６】
一方で、図４に示すように粉状物や微片が異物３１ａとなって横シール部３８に噛み込まれていると、商品の外観を著しく低下させ、また横シール部３８のシール不良の原因にもなる。
【００４７】
そこで、画像処理部２２では、包装体３０の全体画像（Ｉ）から横シール部３８，３９の領域のみを部分的に取り出して、その領域に異物３１ａが存在しているか否かを判定する。
【００４８】
以下、包装体３０の判定動作を説明する。
画像処理部２２で取得した図４に示す全体画像（Ｉ）は、背景の輝度が最も高く、包装体３０の内部で内容物３１が存在しない領域、すなわち包装シート３２のみが存在している領域の輝度が背景の次に高く、内容物３１と異物３１ａが存在する場所では照明光１３が遮られて輝度が最も低くなっている。
【００４９】
画像処理部２２では、全体画像（Ｉ）の、背景の輝度と、包装体３０の内容物が存在していない領域すなわち包装シート３２のみが存在している領域の輝度との間にしきい値が設定されて、全体画像（Ｉ）を二値化する処理が行われる。図５に二値化処理後の二値化画像（ＩＩ）が示されている。二値化画像（ＩＩ）は、背景が「０」で、包装体３０全体が「１」で二値化される。図５、図７、図８図９、図１０ならびに図１１では、画像処理の一例として背景の「０」が「黒」で表現され、包装体３０の全体の「１」が「白」で表現されている。「０」と「１」がどのような色相や階調で表示されるかは、画像処理部２２で実行されるソフトウエアに起因する。
【００５０】
画像処理部２２では、図５に示す二値化画像（ＩＩ）から、「１」の領域である包装体３０の外形を含む最小面積の矩形枠（Ｂ）が求められ、さらにＸ方向と矩形枠（Ｂ）との傾きθが求められる。
【００５１】
図４に示す二値処理前の全体画像（Ｉ）を傾き角度θだけ回転させて補正することで、図６に示す傾き修正後の全体画像（ＩＩＩ）が得られ、図５に示す二値化画像（ＩＩ）を傾き角度θだけ回転させて補正することで、図７に示す傾き修正後の二値化画像（ＩＶ）が得られる。図６と図７に示す傾き修正後の画像では、包装体３０の幅方向（Ｗ方向）がＸ方向とほぼ平行であり、縦方向（Ｌ方向）がＹ方向とほぼ平行である。
【００５２】
次に、図７に示す傾き修正後の二値化画像（ＩＶ）において、包装体３０の前縁部３３を、距離Ｓだけ中心線Ｏに向けて移動させ、後縁部３４を、距離Ｓだけ中心線Ｏに向けて移動させる処理が行われ、図８に示すように二値化された上下短縮画像（Ｖ）が生成される。図７に示す二値化画像（ＩＶ）では、包装体３０の外形の縦方向の寸法がＨなのに対し、図８に示す上下短縮画像（Ｖ）では、短縮された包装体３０Ｃの外形の縦方向の寸法が（Ｈ−２・Ｓ）となる。
【００５３】
距離Ｓに関しては、包装体３０の前縁部３３および後縁部３４を基線とした幅寸法Ｓの帯状範囲を設定したときに、その内部に横シール線３８，３９の全域が含まれるように、そのＳの値が予め人為的に決められる。距離Ｓは、実際の横シール部の縦方向（Ｌ方向）の幅寸法となるべく一致していることが好ましい。
【００５４】
実際の画像処理では、図７に示す二値化画像（ＩＶ）の包装体３０の輪郭を縦方向（Ｌ方向）に二分する中心線Ｏが設定され、包装体３０の画像が中心線Ｏを挟んで２つの半画像３０Ａ，３０Ｂに区分される。そして、半画像３０Ｂを「０」に反転させ、「１」のまま残された半画像３０Ａを、図７において下方向へ距離Ｓだけ平行移動させた移動半画像を生成する。次に、半画像３０Ａを「０」に反転させ、「１」のまま残された半画像３０Ｂを上方向へ距離Ｓだけ平行移動させた移動半画像を生成する。２つの移動半画像の論理和をとることで、図８に示すように、包装体３０の輪郭を、前後の横シール部３８，３９に相当する距離Ｓだけ中心線Ｏに向けて収縮させた二値化された上下短縮画像（Ｖ）が得られる。
【００５５】
図８に示す上下短縮画像（Ｖ）において、二値化の「０」と「１」を反転させると、包装体３０の輪郭からほぼ横シール部３８，３９の範囲を除いたマスク画像が得られる。このマスク画像と、図６に示す傾き修正後の全体画像（ＩＩＩ）の論理積をとることで、全体画像（ＩＩＩ）から、横シール部３８，３９を含む距離Ｓの帯状領域のみを切り離した部分画像を取得できる。
【００５６】
ただし、本実施の形態では、マスク画像の形状の精度を高めるために、さらに以下の画像処理が行われる。
【００５７】
図９では、マスク画像に現れる前縁部３３と後縁部３４の凹凸部３３ａ，３４ａの影響を低減させる膨張処理が行われる。図９（Ａ）では、図８に示す上下短縮画像（Ｖ）の前縁部３３の一部のみを取り出して、Ｘ方向に向けて左右に伸ばして膨張させ、図９（Ｂ）に示す膨張画像３３Ａを生成する。同じようにして後縁部３４の一部をＸ方向へ膨張させて、膨張画像３４Ａを生成する。
【００５８】
図１０では、マスク画像に現れる右側縁部３５と左側縁部３６のくびれ形状の影響を低減させる膨張処理が行われる。図１０（Ａ）では、図８に示す上下短縮画像の包装体３０Ｃの輪郭から側縁部３５の一部のみを取り出して、Ｙ方向に向けて上下に膨張させて、図１０（Ｂ）に示す膨張画像３５Ａを生成する。同様にして、左側縁部３６の一部をＹ方向に膨張させて、膨張画像３６Ａを生成する。
【００５９】
膨張画像３３Ａ，３４Ａを図８に示す前縁部３３ならびに後縁部３４と同じ長さにし、前記前縁部３４と後縁部３４を膨張画像３３Ａ，３４Ａに置き換える。膨張画像３５Ａ，３６Ａを図８に示す右側縁部３５ならびに左側縁部３６と同じ長さにし、前記右側縁部３５と左側縁部３６を膨張画像３５Ａ，３６Ａに置き換える。
【００６０】
そして、二値化の「０」と「１」を反転させることで、図１１に示すマスク画像（ＶＩ）が生成される。マスク画像（ＶＩ）のマスク部Ｍの形状は、Ｙ方向の長さが（Ｈ−２・Ｓ）であり、前後の縁部が膨張画像３３Ａ，３４Ａで置き換えられて凹凸部３３ａ，３４ａが解消され、左右の側縁部が膨張画像３５Ａ，３５Ｂで置き換えられて左右のくびれ形状が解消されている。
【００６１】
図６に示す傾き修正後の全体画像（ＩＩＩ）と、図１１に示すマスク画像（ＶＩ）の論理積をとることで、図１２に示すように、前後の幅寸法Ｓの領域のみを取り出した部分画像（ＶＩＩ）が得られる。
【００６２】
次に、図１３に示すように、前方の幅寸法Ｓの帯状部分の画像において、包装シート３２の像の輝度と、内容物３１の像の輝度との間にしきい値を設定して、帯状部分が二値化される。この二値化画像では、異物３１ａが存在していると「１」となり、異物の像が例えば「黒」で表現される。画像処理部２２において、例えば「黒」で表現される「１」の領域が存在していたら、または「１」となる領域が所定のしきい値の面積（画素数）を超えていたら、横シール部３８に異物が存在し、噛み込みが発生していると判定する。同様に、後方の帯状部分も二値化して、横シール部３９に異物の噛み込みが発生しているかが判定される。
【００６３】
横シール部３８または横シール部３９に噛み込みが存在していると判定されたら、主制御部２３から排除装置１９に指令が与えられて、その包装体３０がコンベア２上から排除される。
【００６４】
図１４（Ａ）に示す全体画像では、包装体３０の前縁部３３ａが凹状の湾曲形状である。これは、包装工程において、包装体３０の前縁部３３ａが切断された後に、包装シート３２が変形し、または前縁部３３ａ付近で包装シート３２が折り畳まれることなどで発生する。
【００６５】
この場合に、図１４（Ｂ）に示すように、図１１に示すのと同じマスク部Ｍを有するマスク画像（ＶＩ）と、図１４（Ａ）に示す全体画像との論理積をとると、Ｅで示す領域を部分画像として取り出すことができるが、中央のＦで示す領域を取り出すことができず、Ｆの部分はシール部の検査ができない欠落領域となってしまう。
【００６６】
しかし、これまで述べた本発明の実施の形態では、湾曲形状の前縁部３３ａを図７に示す中心線Ｏに向けて距離Ｓだけ移動させてマスク部Ｍａが生成されるため、このマスク部Ｍａと全体画像との論理積をとれば、凹形状の帯状の部分画像を取得でき、図１４（Ｂ）に示すような欠落領域Ｆが発生することはない。
【００６７】
なお、マスク部Ｍａを有するマスク画像を生成するときに、湾曲形状を維持したまま、湾曲形状の稜線を左右に延ばして鋸形状の凹凸部３３ａを解消し、凹凸部を解消した後に、元の寸法に収縮することで、マスク部Ｍａに湾曲形状で且つ細かな凹凸部３３ａの無い前縁部３３Ｂを形成することができる。この前縁部３３Ｂを有するマスク部Ｍａを使用することで、湾曲形状の部分画像を得ることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ コンベア（上流側の搬送機構）
２ コンベア（下流側の搬送機構）
４ 隙間
１０ 検査装置
１１ 照明部
１２ カメラ
１３ 照明光
１５ 位置検知装置
１６ 発光部
１７ 受光部
１８ 検知光
２０ 制御装置
２１ 画像メモリ
２２ 画像処理部
２３ 主制御部
３０ 包装体
３１ 内容物
３１ａ 異物
３２ 包装シート
３３ 前縁部
３３ａ 凹凸部
３３Ａ 膨張画像
３４ 後縁部
３４ａ 凹凸部
３４Ａ 膨張画像
３５ 右側縁部
３５Ａ 膨張画像
３６ 左側縁部
３６Ａ 膨張画像
３７ 縦シール部
３８，３９ 横シール部
（Ｉ）（ＩＩＩ） 全体画像
（ＩＩ）（ＩＶ） 二値化画像
（Ｖ） 上下短縮画像
（ＶＩ） マスク画像
（ＶＩＩ） 部分画像
Ｍ マスク部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性の包装シートに内容物が包まれた包装体を検査する検査装置に係り、特に、前縁部と後縁部の少なくとも一方の内側に形成されたシール部に異物が噛み込まれているか否かを検査できる包装体の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品などを内容物とする包装体の検査装置では、カメラで包装体の画像を取得し、画像処理により異物が混入しているか否かを判定するのが一般的である。
【０００３】
特許文献１に記載された包装食品の検査装置は、海苔を内容物とする包装食品を搬送するコンベアを挟んで、一方に照明部が、他方に包装食品を透過した近赤外線の透過像を撮像するラインセンサが設けられている。近赤外線は内容物である海苔を透過できるため、非透過となる画素数が所定の数を超えるか否かを監視することで、海苔以外の異物が混入しているか否かを判定できるというものである。
【０００４】
特許文献２に記載された異物検出装置は、２つのコンベアの隙間を挟んで一方に透過照明手段が配置され、他方にラインセンサが配置されている。ラインセンサで撮像された画像の濃淡ヒストグラムを算出することで、人の髪の毛などの混入異物を検出するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６２６８５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１と特許文献２に記載された検査装置は、いずれも食品などを包んだ包装体の全体画像を取得して、異物の存在を検出している。したがって、包装体のどこかに異物が存在していれば、異物が混入された不良の包装体と判断されてしまう。
【０００７】
ところが、米菓子や和菓子などのように粉状物や微片が分離しやすい食品や、本来が分散しやすい食品などを包装した包装体において、前記特許文献に記載の検査装置のように、全体の画像を取得して異物の存在を検知しようとすると、包装体の内部に前記粉状物や微片や分散された食品などが通常のものとして存在している場合であっても、異物が混入した不良包装体であると判断されてしまう。そのため、外観に関して問題が無く、食品衛生上においても問題の無い包装体が排除されることになり、歩留まりがきわめて悪くなる。
【０００８】
一方において、包装シートを接合したシール部に粉状物や微片または分散した食品などが噛み込まれていると、商品の外観がきわめて悪くなり、また包装体のシールが不完全となることがある。そのため、シール部のみに着目して異物が存在しているか否かを判定することはきわめて重要である。しかしながら、これまで、シール部に部分的に着目して異物の存在を判定する検査装置が存在していなかった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、包装体の限られた場所であるシール部に異物が存在しているか否かを検知することができる包装体の検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、透光性の包装シートで内容物を包んだ包装体を検査する検査装置において、
前記包装体は、前縁部と後縁部および２つの側縁部を含む外形を有し、前縁部と後縁部の少なくとも一方の内側に包装シートを封止するシール部が形成されており、
包装体を搬送する上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を通過する包装体を挟んで、一方に配置された照明部と他方に配置されたカメラと、前記カメラで取得された画像を処理する画像処理部とが設けられており、
前記画像処理部では、包装体の全体画像からシール部を含む帯状の部分画像が取得され、前記部分画像に異物が存在しているか否かが判別されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の包装体の検査装置は、包装体の一部であるシール部に着目して、このシール部に異物が噛み込まれているか否かが判別される。したがって、包装体の内部に正常に存在している食品の粉状物や微片、または分散した食品などが誤って異物と判定されることがなく、シール部に異物が存在している不良包装体のみを判定することが可能となる。
【００１２】
本発明は、前記画像処理部で、前記包装体の前記全体画像を二値化した二値化画像からマスク画像が生成され、前記包装体の前記全体画像と前記マスク画像との論理積から、前記部分画像が取り出されるものである。
【００１３】
例えば、前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を、前記シール部の幅寸法に相当する距離だけ前記二値化画像の中心部に向けて後退させて前記マスク画像が生成される。
【００１４】
また、前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を幅方向へ膨張させて、前縁部と後縁部の少なくとも一方の凹凸形状の影響を低減したマスク画像が生成される。
【００１５】
さらに、前記画像処理部では、前記二値化画像の側縁部の画像の一部を縦方向に膨張させて、前記側縁部のくびれ形状の影響を低減したマスク画像が生成される。
【００１６】
本発明は、上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を挟んで配置された発光部と受光部を有する位置検知装置が設けられており、
前記カメラで取得される光と前記受光部で受光される検知光とが前記隙間内で交差し、前記カメラで取得される光と前記検知光の波長が相違しており、
前記位置検知装置が包装体を検知した信号に基づいて前記カメラによる撮像のタイミングが決められるものとして構成できる。
【００１７】
上記構成では、上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を利用して、搬送される包装体の検知と、包装体を透過した像の取得の双方ができ、スペースの利用効率を高めることができる。また、位置検知装置の検知場所と撮像の場所が同じ隙間内であるため、撮像のタイミングを高精度に設定できる。
【００１８】
また、本発明は、前記カメラは、画素が前記搬送機構の搬送方向と直交する向きに列を成して配列したライン撮像カメラであり、前記搬送機構で搬送された包装体が前記ライン撮像カメラの撮像範囲を通過するときに、列を成す画素でライン画像が所得され、複数のライン画像が蓄積されて前記全体画像が得られる。
【００１９】
ただし、本発明では、ライン撮像カメラの代わりに、包装体の全体の像を取得するエリア撮像カメラを使用してもよい。
【００２０】
本発明における包装体の内容物は、粉状物や微片が分離しやすい米菓子などの食品や、包装体の内部で分散しやすい食品の場合に最適である。ただし、内容物は、食品に限られず、布製品や繊維製品、医薬品など、どのようなものであってもシール部の異物の噛み込みを検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、包装体に光を透過させて全体画像を取得した後に、シール部を含む帯状の部分画像のみを取り出して異物が混入しているかを判定している。そのため、包装体の内部に正常に分散している内容物の一部が誤って異物であると判断されるのを防止することができ、シール部に異物が存在している欠陥のある包装体のみを高い確率で検出して排除することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の包装体の検査装置を示す部分側面図、
【図２】包装体の検査装置を示す部分斜視図、
【図３】包装体の検査装置の回路ブロック図、
【図４】画像処理装置における処理動作において取得した全体画像を示す説明図、
【図５】図４に示す全体画像を二値化した二値化画像を示す説明図、
【図６】二値化画像で傾き角度θを検知し、その傾き角度を修正した全体画像を示す説明図、
【図７】傾き角度を修正した二値化画像を示す説明図、
【図８】図７に示す二値化画像を、横シール部を含む距離Ｓだけ上下に短縮させた画像を示す説明図、
【図９】前縁部と後縁部を幅方向へ膨張させて凹凸部の影響を低減させる画像処理を示す説明図、
【図１０】右側縁部と左側縁部を縦方向へ膨張させてくびれ形状の影響を低減させる画像処理を示す説明図、
【図１１】マスク画像を示す説明図、
【図１２】全体画像とマスク画像の論理積で取り出された横シール部を含む部分画像の説明図、
【図１３】横シール部を含む部分画像を二値化した画像を示す説明図、
【図１４】本発明の変形例を示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に示すように、ワークである包装体３０は、上流側の搬送機構であるコンベア１から下流側の搬送機構であるコンベア２に受け渡されて搬送される。上流側のコンベア１は、金属検出機３の内部を通過している。包装体３０に金属異物が混入していると、金属検出機３で検出されて、コンベア１上から排除される。
【００２４】
コンベア１の下流側の終端のロール１ａと、コンベア２の上流側の終端のロール２ａが、搬送方向（Ｔ方向）に向けて間隔を空けて配置され、コンベア１とコンベア２のつなぎ部に隙間４が形成されている。この隙間４の空間寸法は、その上を包装体３０が通過できる長さに設定されている。
【００２５】
図１と図２に示すように、本発明の実施の形態の包装体の検査装置１０は、コンベア１とコンベア２との隙間４を通過する包装体３０を挟んで、一方に照明部１１が、他方にカメラ１２が、互いに対向して配置されている。照明部１１の発光部１１ａには、複数のＬＥＤが１列または複数列で配列しており、その列の延びる方向は搬送方向（Ｔ方向）と直交する横方向（Ｃ方向）である。照明部１１は、コンベア１とコンベア２の隙間４に対して、横方向（Ｃ方向）に均一な輝度の照明光１３を与えることができるものであれば、どのような光源を使用してもよいし、どのような構造であってもよい。
【００２６】
カメラ１２は、ライン撮像カメラであり、ＣＣＤで構成される撮像画素が１列または複数列で配列し、その列の延びる方向が横方向（Ｃ方向）に向けられている。包装体３０が隙間４の上を通過するときに、列を成す撮像画素でライン画像が取得され、カメラの下を包装体３０が通過する間に、複数のライン画像が蓄積されて、包装体３０の全体画像が得られる。
【００２７】
図２に示すように、包装体の検査装置１０には、位置検知装置１５が含まれている。位置検知装置１５は、発光部１６と受光部１７を有している。発光部１６から発せられる検知光１８はレーザ光である。検知光１８は、コンベア１，２の搬送面に対して垂直方向に所定の光束幅を有し、搬送面に対して上下に傾き角度を有して隙間４内を通過している。受光部１７は、ホトトランジスタなどの受光素子を有しており、所定の光束幅のレーザ光がレンズで集光されて受光素子で受光される。または、受光部１７に複数の受光素子が上下方向に列を成して配置されているものであってもよい。
【００２８】
所定の光束幅を有する検知光１８が、隙間４内を斜めに通過することで、隙間４上を移動する包装体３０の前縁部３３を検知できる確率を高めている。
【００２９】
コンベア１とコンベア２の隙間４で、照明光１３と検知光１８が交差しているが、照明光１３がＬＥＤ光で検知光１８がレーザ光で、互いに波長が相違しており、しかもカメラ１２の撮像画素が感知する波長帯域と、位置検知装置１５の受光部１７の受光素子が感知する波長帯域とが相違している。そのため、２つの光が交差していても、カメラ１２の撮像画像に影響を与えることがなく、位置検知装置１５による包装体３０の検知感度に影響を与えることがない。
【００３０】
図１に示すように、下流側のコンベア２に排除装置１９が対向している。包装体の検査装置１０において、包装体３０のシール部に異物が存在していると判定されると、その包装体３０が排除装置１９の内部においてエアー噴射などの排除力を受け、コンベア２上から排除される。
【００３１】
図３の回路ブロック図に示すように、カメラ１２は撮像画素が列を成すＣＣＤアレイ１２ａと、ＣＣＤアレイ１２ａのそれぞれの画素で撮影されたライン画像を一時的に保持するバッファメモリ１２ｂを有している。
【００３２】
制御装置２０には、画像メモリ２１が設けられている。カメラ１２のバッファメモリ１２ｂで保持されたライン画像が画像メモリ２１に順次送られ、画像メモリ２１でライン画像が蓄積されて、包装体３０の全体画像が得られ、この全体画像が画像処理部２２に与えられる。
【００３３】
位置検知装置１５の受光部１７には、受光素子１７ａと、この受光素子１７ａの受光出力が所定のしきい値を超えたときに検知出力を発する光学検知部１７ｂが設けられており、その検知出力が、Ａ／Ｄ変換されて主制御部２３に与えられる。
【００３４】
制御装置２０に主制御部２３が設けられている。主制御装置２３は、光学検知部１７ｂから包装体３０の前縁部３３を検知した検知信号を受けたときに、カメラ１２に指令を与え、バッファメモリ１２ｂによるライン画像の取得を開始する。また、画像メモリ２１と画像処理部２２も、主制御部２３で制御される。
【００３５】
位置検知装置１５の受光部１７が隙間４内を通過する検知光１８を検知し、同じ隙間４内を通過する照明光１３によってカメラ１２が撮影画像を取得する。そのため、受光部１７が包装体３０の前縁部３３を検出したのとタイミングを合わせて、カメラ１７のバッファメモリ１２ｂによるライン画像の取得を開始することができ、包装体３０が高速で搬送されても、その全体画像を確実に取得することができる。
【００３６】
図４は、画像メモリ２１で取得されて画像処理部２２に転送される包装体３０の全体画像（Ｉ）を示している。
【００３７】
図４に示す画像領域のＸ方向は、図２に示す横方向（Ｃ方向）、すなわち、個々のライン画像の長さ方向に相当している。画像領域のＹ方向は、図２に示す搬送方向（Ｔ方向）、すなわちライン画像の蓄積方向に相当している。
【００３８】
包装体３０は、内容物３１が包装シート３２で包まれている。この実施の形態では、内容物３１が食品であり「米菓子」である。包装シート３２は透光性である。ここでの透光性とは、包装体３０を透過した光がカメラ１２で撮像されたときに、包装シート３２を透過した光と、内容物３１で遮られた光の輝度との差が現れて、包装シート３２の画像と内容物３１の画像とでコントラストが得られる程度の光透過性機能を意味している。
【００３９】
包装シート３２は、樹脂フィルム、紙材、紙材と樹脂フィルムとのラミネート材などである。
【００４０】
図４に示す全体画像（Ｉ）に現れる包装体３０は、幅方向（Ｗ方向）と縦方向（Ｌ方向）を有している。包装体３０の外形は、前縁部３３と後縁部３４および右側縁部３５と左側縁部３６を有している。包装体３０は、幅方向（Ｗ方向）の中央部で縦方向（Ｌ方向）に延びる縦シール部３７を有している。前縁部３３の内側に幅方向（Ｗ方向）に延びる横シール部３８が形成され、後縁部３４の内側に幅方向（Ｗ方向）に延びる横シール部３９が形成されている。包装シート３２は、縦シール部３７およびそれぞれの横シール部３８，３９で熱シールや超音波シールによって溶接され、または接着剤で接着シールされている。
【００４１】
包装体３０の縦方向（Ｌ方向）は、縦シール部３７と平行な方向であり、幅方向（Ｗ方向）は、横シール部３８，３９と平行な方向である。
【００４２】
この包装体３０は、前縁部３３を基線として縦方向に距離Ｓの幅寸法を有する帯状の領域内に横シール部３８が形成され、後縁部３４を基線として縦方向に距離Ｓの幅寸法の帯状の領域内に横シール部３９が形成されている。図４に示される全体画像（Ｉ）では、内容物３１である菓子の一部が欠けた粉状または微片状の異物３１ａが、前縁部３３側の横シール部３８に噛み込まれている。
【００４３】
包装体３０の前縁部３３に、鋸刃形状（ギザギザ形状）の細かな凹凸部３３ａが形成され、後縁部３４にも同様の凹凸部３４ａが形成されている。
【００４４】
包装シート３２が縦シール部３７でシールされた筒状体の内部に内容物３１が挿入された後に、横シール部３８，３９で包装シート３２がシールされるため、包装体３０の右側縁部３５と左側縁部３６にくびれ部が形成される。すなわち、包装体３０は、前縁部３３と後縁部３４で幅方向（Ｗ方向）の寸法が大きく、縦方向（Ｌ方向）の中央部で幅方向（Ｗ方向）の寸法が小さい。
【００４５】
包装体３０は、前工程の金属検出機３を通過しており、検査装置１０に至った包装体３０に金属異物が混入していない。内容物３１が米菓子などの場合、菓子から分離された粉状物や微片が筒状の包装体３０の内部に存在することがあるが、それ自体は食品衛生上問題はないし、商品の外観をさほど低下させるものではない。むしろ包装体３０の内部の粉状物や微片が異物であると判定されてしまうと、正常な包装体であるにもかかわらず排除されるという不都合が生じる。
【００４６】
一方で、図４に示すように粉状物や微片が異物３１ａとなって横シール部３８に噛み込まれていると、商品の外観を著しく低下させ、また横シール部３８のシール不良の原因にもなる。
【００４７】
そこで、画像処理部２２では、包装体３０の全体画像（Ｉ）から横シール部３８，３９の領域のみを部分的に取り出して、その領域に異物３１ａが存在しているか否かを判定する。
【００４８】
以下、包装体３０の判定動作を説明する。
画像処理部２２で取得した図４に示す全体画像（Ｉ）は、背景の輝度が最も高く、包装体３０の内部で内容物３１が存在しない領域、すなわち包装シート３２のみが存在している領域の輝度が背景の次に高く、内容物３１と異物３１ａが存在する場所では照明光１３が遮られて輝度が最も低くなっている。
【００４９】
画像処理部２２では、全体画像（Ｉ）の、背景の輝度と、包装体３０の内容物が存在していない領域すなわち包装シート３２のみが存在している領域の輝度との間にしきい値が設定されて、全体画像（Ｉ）を二値化する処理が行われる。図５に二値化処理後の二値化画像（ＩＩ）が示されている。二値化画像（ＩＩ）は、背景が「０」で、包装体３０全体が「１」で二値化される。図５、図７、図８図９、図１０ならびに図１１では、画像処理の一例として背景の「０」が「黒」で表現され、包装体３０の全体の「１」が「白」で表現されている。「０」と「１」がどのような色相や階調で表示されるかは、画像処理部２２で実行されるソフトウエアに起因する。
【００５０】
画像処理部２２では、図５に示す二値化画像（ＩＩ）から、「１」の領域である包装体３０の外形を含む最小面積の矩形枠（Ｂ）が求められ、さらにＸ方向と矩形枠（Ｂ）との傾きθが求められる。
【００５１】
図４に示す二値処理前の全体画像（Ｉ）を傾き角度θだけ回転させて補正することで、図６に示す傾き修正後の全体画像（ＩＩＩ）が得られ、図５に示す二値化画像（ＩＩ）を傾き角度θだけ回転させて補正することで、図７に示す傾き修正後の二値化画像（ＩＶ）が得られる。図６と図７に示す傾き修正後の画像では、包装体３０の幅方向（Ｗ方向）がＸ方向とほぼ平行であり、縦方向（Ｌ方向）がＹ方向とほぼ平行である。
【００５２】
次に、図７に示す傾き修正後の二値化画像（ＩＶ）において、包装体３０の前縁部３３を、距離Ｓだけ中心線Ｏに向けて移動させ、後縁部３４を、距離Ｓだけ中心線Ｏに向けて移動させる処理が行われ、図８に示すように二値化された上下短縮画像（Ｖ）が生成される。図７に示す二値化画像（ＩＶ）では、包装体３０の外形の縦方向の寸法がＨなのに対し、図８に示す上下短縮画像（Ｖ）では、短縮された包装体３０Ｃの外形の縦方向の寸法が（Ｈ−２・Ｓ）となる。
【００５３】
距離Ｓに関しては、包装体３０の前縁部３３および後縁部３４を基線とした幅寸法Ｓの帯状範囲を設定したときに、その内部に横シール線３８，３９の全域が含まれるように、そのＳの値が予め人為的に決められる。距離Ｓは、実際の横シール部の縦方向（Ｌ方向）の幅寸法となるべく一致していることが好ましい。
【００５４】
実際の画像処理では、図７に示す二値化画像（ＩＶ）の包装体３０の輪郭を縦方向（Ｌ方向）に二分する中心線Ｏが設定され、包装体３０の画像が中心線Ｏを挟んで２つの半画像３０Ａ，３０Ｂに区分される。そして、半画像３０Ｂを「０」に反転させ、「１」のまま残された半画像３０Ａを、図７において下方向へ距離Ｓだけ平行移動させた移動半画像を生成する。次に、半画像３０Ａを「０」に反転させ、「１」のまま残された半画像３０Ｂを上方向へ距離Ｓだけ平行移動させた移動半画像を生成する。２つの移動半画像の論理和をとることで、図８に示すように、包装体３０の輪郭を、前後の横シール部３８，３９に相当する距離Ｓだけ中心線Ｏに向けて収縮させた二値化された上下短縮画像（Ｖ）が得られる。
【００５５】
図８に示す上下短縮画像（Ｖ）において、二値化の「０」と「１」を反転させると、包装体３０の輪郭からほぼ横シール部３８，３９の範囲を除いたマスク画像が得られる。このマスク画像と、図６に示す傾き修正後の全体画像（ＩＩＩ）の論理積をとることで、全体画像（ＩＩＩ）から、横シール部３８，３９を含む距離Ｓの帯状領域のみを切り離した部分画像を取得できる。
【００５６】
ただし、本実施の形態では、マスク画像の形状の精度を高めるために、さらに以下の画像処理が行われる。
【００５７】
図９では、マスク画像に現れる前縁部３３と後縁部３４の凹凸部３３ａ，３４ａの影響を低減させる膨張処理が行われる。図９（Ａ）では、図８に示す上下短縮画像（Ｖ）の前縁部３３の一部のみを取り出して、Ｘ方向に向けて左右に伸ばして膨張させ、図９（Ｂ）に示す膨張画像３３Ａを生成する。同じようにして後縁部３４の一部をＸ方向へ膨張させて、膨張画像３４Ａを生成する。
【００５８】
図１０では、マスク画像に現れる右側縁部３５と左側縁部３６のくびれ形状の影響を低減させる膨張処理が行われる。図１０（Ａ）では、図８に示す上下短縮画像の包装体３０Ｃの輪郭から側縁部３５の一部のみを取り出して、Ｙ方向に向けて上下に膨張させて、図１０（Ｂ）に示す膨張画像３５Ａを生成する。同様にして、左側縁部３６の一部をＹ方向に膨張させて、膨張画像３６Ａを生成する。
【００５９】
膨張画像３３Ａ，３４Ａを図８に示す前縁部３３ならびに後縁部３４と同じ長さにし、前記前縁部３４と後縁部３４を膨張画像３３Ａ，３４Ａに置き換える。膨張画像３５Ａ，３６Ａを図８に示す右側縁部３５ならびに左側縁部３６と同じ長さにし、前記右側縁部３５と左側縁部３６を膨張画像３５Ａ，３６Ａに置き換える。
【００６０】
そして、二値化の「０」と「１」を反転させることで、図１１に示すマスク画像（ＶＩ）が生成される。マスク画像（ＶＩ）のマスク部Ｍの形状は、Ｙ方向の長さが（Ｈ−２・Ｓ）であり、前後の縁部が膨張画像３３Ａ，３４Ａで置き換えられて凹凸部３３ａ，３４ａが解消され、左右の側縁部が膨張画像３５Ａ，３５Ｂで置き換えられて左右のくびれ形状が解消されている。
【００６１】
図６に示す傾き修正後の全体画像（ＩＩＩ）と、図１１に示すマスク画像（ＶＩ）の論理積をとることで、図１２に示すように、前後の幅寸法Ｓの領域のみを取り出した部分画像（ＶＩＩ）が得られる。
【００６２】
次に、図１３に示すように、前方の幅寸法Ｓの帯状部分の画像において、包装シート３２の像の輝度と、内容物３１の像の輝度との間にしきい値を設定して、帯状部分が二値化される。この二値化画像では、異物３１ａが存在していると「１」となり、異物の像が例えば「黒」で表現される。画像処理部２２において、例えば「黒」で表現される「１」の領域が存在していたら、または「１」となる領域が所定のしきい値の面積（画素数）を超えていたら、横シール部３８に異物が存在し、噛み込みが発生していると判定する。同様に、後方の帯状部分も二値化して、横シール部３９に異物の噛み込みが発生しているかが判定される。
【００６３】
横シール部３８または横シール部３９に噛み込みが存在していると判定されたら、主制御部２３から排除装置１９に指令が与えられて、その包装体３０がコンベア２上から排除される。
【００６４】
図１４（Ａ）に示す全体画像では、包装体３０の前縁部３３ａが凹状の湾曲形状である。これは、包装工程において、包装体３０の前縁部３３ａが切断された後に、包装シート３２が変形し、または前縁部３３ａ付近で包装シート３２が折り畳まれることなどで発生する。
【００６５】
この場合に、図１４（Ｂ）に示すように、図１１に示すのと同じマスク部Ｍを有するマスク画像（ＶＩ）と、図１４（Ａ）に示す全体画像との論理積をとると、Ｅで示す領域を部分画像として取り出すことができるが、中央のＦで示す領域を取り出すことができず、Ｆの部分はシール部の検査ができない欠落領域となってしまう。
【００６６】
しかし、これまで述べた本発明の実施の形態では、湾曲形状の前縁部３３ａを図７に示す中心線Ｏに向けて距離Ｓだけ移動させてマスク部Ｍａが生成されるため、このマスク部Ｍａと全体画像との論理積をとれば、凹形状の帯状の部分画像を取得でき、図１４（Ｂ）に示すような欠落領域Ｆが発生することはない。
【００６７】
なお、マスク部Ｍａを有するマスク画像を生成するときに、湾曲形状を維持したまま、湾曲形状の稜線を左右に延ばして鋸形状の凹凸部３３ａを解消し、凹凸部を解消した後に、元の寸法に収縮することで、マスク部Ｍａに湾曲形状で且つ細かな凹凸部３３ａの無い前縁部３３Ｂを形成することができる。この前縁部３３Ｂを有するマスク部Ｍａを使用することで、湾曲形状の部分画像を得ることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ コンベア（上流側の搬送機構）
２ コンベア（下流側の搬送機構）
４ 隙間
１０ 検査装置
１１ 照明部
１２ カメラ
１３ 照明光
１５ 位置検知装置
１６ 発光部
１７ 受光部
１８ 検知光
２０ 制御装置
２１ 画像メモリ
２２ 画像処理部
２３ 主制御部
３０ 包装体
３１ 内容物
３１ａ 異物
３２ 包装シート
３３ 前縁部
３３ａ 凹凸部
３３Ａ 膨張画像
３４ 後縁部
３４ａ 凹凸部
３４Ａ 膨張画像
３５ 右側縁部
３５Ａ 膨張画像
３６ 左側縁部
３６Ａ 膨張画像
３７ 縦シール部
３８，３９ 横シール部
（Ｉ）（ＩＩＩ） 全体画像
（ＩＩ）（ＩＶ） 二値化画像
（Ｖ） 上下短縮画像
（ＶＩ） マスク画像
（ＶＩＩ） 部分画像
Ｍ マスク部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の包装シートで内容物を包んだ包装体を検査する検査装置において、
前記包装体は、前縁部と後縁部および２つの側縁部を含む外形を有し、前縁部と後縁部の少なくとも一方の内側に包装シートを封止するシール部が形成されており、
包装体を搬送する上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を通過する包装体を挟んで、一方に配置された照明部と他方に配置されたカメラと、前記カメラで取得された画像を処理する画像処理部とが設けられており、
前記画像処理部では、包装体の全体画像からシール部を含む帯状の部分画像が取得され、前記部分画像に異物が存在しているか否かが判別されることを特徴とする包装体の検査装置。
【請求項２】
前記画像処理部では、前記包装体の前記全体画像を二値化した二値化画像からマスク画像が生成され、前記包装体の前記全体画像と前記マスク画像との論理積から、前記部分画像が取り出される請求項１記載の包装体の検査装置。
【請求項３】
前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を、前記シール部の幅寸法に相当する距離だけ前記二値化画像の中心部に向けて後退させて前記マスク画像が生成される請求項２記載の包装体の検査装置。
【請求項４】
前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を幅方向へ膨張させて、前縁部と後縁部の少なくとも一方の凹凸形状の影響を低減したマスク画像が生成される請求項２または３記載の包装体の検査装置。
【請求項５】
前記画像処理部では、前記二値化画像の側縁部の画像の一部を縦方向に膨張させて、前記側縁部のくびれ形状の影響を低減したマスク画像が生成される請求項２ないし４のいずれかに記載の包装体の検査装置。
【請求項６】
上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を挟んで配置された発光部と受光部を有する位置検知装置が設けられており、
前記カメラで取得される光と前記受光部で受光される検知光とが前記隙間内で交差し、前記カメラで取得される光と前記検知光の波長が相違しており、
前記位置検知装置が包装体を検知した信号に基づいて前記カメラによる撮像のタイミングが決められる請求項１ないし５のいずれかに記載の包装体の検査装置。
【請求項７】
前記カメラは、画素が前記搬送機構の搬送方向と直交する向きに列を成して配列したライン撮像カメラであり、前記搬送機構で搬送された包装体が前記ライン撮像カメラの撮像範囲を通過するときに、列を成す画素でライン画像が所得され、複数のライン画像が蓄積されて前記全体画像が得られる請求項１ないし６のいずれかに記載の包装体の検査装置。
【請求項１】
透光性の包装シートで内容物を包んだ包装体を検査する検査装置において、
前記包装体は、前縁部と後縁部および２つの側縁部を含む外形を有し、前縁部と後縁部の少なくとも一方の内側に包装シートを封止するシール部が形成されており、
包装体を搬送する上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を通過する包装体を挟んで、一方に配置された照明部と他方に配置されたカメラと、前記カメラで取得された画像を処理する画像処理部とが設けられており、
前記画像処理部では、包装体の全体画像からシール部を含む帯状の部分画像が取得され、前記部分画像に異物が存在しているか否かが判別されることを特徴とする包装体の検査装置。
【請求項２】
前記画像処理部では、前記包装体の前記全体画像を二値化した二値化画像からマスク画像が生成され、前記包装体の前記全体画像と前記マスク画像との論理積から、前記部分画像が取り出される請求項１記載の包装体の検査装置。
【請求項３】
前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を、前記シール部の幅寸法に相当する距離だけ前記二値化画像の中心部に向けて後退させて前記マスク画像が生成される請求項２記載の包装体の検査装置。
【請求項４】
前記画像処理部では、前記二値化画像の前縁部と後縁部の少なくとも一方を幅方向へ膨張させて、前縁部と後縁部の少なくとも一方の凹凸形状の影響を低減したマスク画像が生成される請求項２または３記載の包装体の検査装置。
【請求項５】
前記画像処理部では、前記二値化画像の側縁部の画像の一部を縦方向に膨張させて、前記側縁部のくびれ形状の影響を低減したマスク画像が生成される請求項２ないし４のいずれかに記載の包装体の検査装置。
【請求項６】
上流側の搬送機構と下流側の搬送機構との隙間を挟んで配置された発光部と受光部を有する位置検知装置が設けられており、
前記カメラで取得される光と前記受光部で受光される検知光とが前記隙間内で交差し、前記カメラで取得される光と前記検知光の波長が相違しており、
前記位置検知装置が包装体を検知した信号に基づいて前記カメラによる撮像のタイミングが決められる請求項１ないし５のいずれかに記載の包装体の検査装置。
【請求項７】
前記カメラは、画素が前記搬送機構の搬送方向と直交する向きに列を成して配列したライン撮像カメラであり、前記搬送機構で搬送された包装体が前記ライン撮像カメラの撮像範囲を通過するときに、列を成す画素でライン画像が所得され、複数のライン画像が蓄積されて前記全体画像が得られる請求項１ないし６のいずれかに記載の包装体の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７５９７（Ｐ２０１３−７５９７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９１３２（Ｐ２０１１−１３９１３２）
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 〔博覧会名〕ＦＯＯＭＡ ＪＡＰＡＮ ２０１１国際食品工業展 〔主催者名〕社団法人日本食品機械工業会 〔開催日〕 平成２３年６月７日から同年６月１０日まで
【出願人】（５９８１０５８０２）株式会社 システムスクエア (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 〔博覧会名〕ＦＯＯＭＡ ＪＡＰＡＮ ２０１１国際食品工業展 〔主催者名〕社団法人日本食品機械工業会 〔開催日〕 平成２３年６月７日から同年６月１０日まで
【出願人】（５９８１０５８０２）株式会社 システムスクエア (8)
【Ｆターム（参考）】
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