同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法
【課題】製品に貼着されたラベルの位置ズレ等を光学的に検出する際に、ラベルの印字パターンや製品の色、材質が異なる生産ロットで検査を行う場合にも、容易に照明レベルを適切に設定できる光量設定方法を提供する。
【解決手段】同軸落射照明２２により、カメラ２１のレンズと同軸上から光を照射し、カメラ２１により、テープカートリッジ１１上に貼着されたラベル１２の貼着状態を検出する。光量設定部２５は、同軸落射照明２２の光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させ、ラベル１２の外縁と浅溝の縁端により生じる２つのエッジを検出し、全ての部分で２つのエッジが判定できなくなったら、このときの光量に、１以下の実験係数を乗算することで、同軸落射照明２２の最適な光量を設定する。
【解決手段】同軸落射照明２２により、カメラ２１のレンズと同軸上から光を照射し、カメラ２１により、テープカートリッジ１１上に貼着されたラベル１２の貼着状態を検出する。光量設定部２５は、同軸落射照明２２の光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させ、ラベル１２の外縁と浅溝の縁端により生じる２つのエッジを検出し、全ての部分で２つのエッジが判定できなくなったら、このときの光量に、１以下の実験係数を乗算することで、同軸落射照明２２の最適な光量を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に関連する２つのエッジを同時に画像認識する画像認識装置における同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の同軸落射照明の光量設定方法として、商品検査等において行われ、画像認識装置における照明レベルを適切に設定するものが知られている（特許文献１および２参照）。
光学的な検査を行う際に、照明レベルを適切に設定する方法として、例えば特許文献１のものは、照明レベルを段階的に変化させ、照明レベルの各段階毎に線幅を測定し、線幅、この線幅を測定したときの照明レベル、最大輝度および最小輝度をメモリに記憶し、記憶した測定値に基づいて線幅測定の安定領域を検出して、映像信号の輝度範囲を設定するようになっている。
また、特許文献２では、カメラからの画像信号から受光量の算出を行い、算出結果をメモリに記憶されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、光量を設定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７５３２４号公報
【特許文献２】特開平９−１８９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製品に貼着するラベルには、製品種別に対応して各種の印刷パターンがあり、また、製品には、各種の色や材質のものがある。生産現場では、このような印刷パターンの異なるラベルや、色や材質の異なる製品ロットの検査が行われる。これに対して、ラベルの位置ズレを光学的な手法で検査する際の適切な照明レベルは、このようなラベルの印刷パターンや、製品の色、材質等により変化する。このため、生産現場では、適切な照明レベルを製品ロットが変わる毎に変更する必要がある。
【０００５】
特許文献１に示されるものでは、照明レベルを段階的に変化させながら、線幅、この線幅を測定したときの照明レベル、最大輝度および最小輝度をメモリに記憶してから、照明レベルを設定する。このため、照明レベルの設定に時間を要し、ラベルの印刷パターンや、製品の色、材質等の変化に柔軟に対応できない問題があった。また、特許文献２に示されるものでは、カメラからの画像信号から受光量と基準値と比較して光量を設定しているため、製品ロットが変わる毎に、基準値を変更しなくてはならず、設定が煩雑になる問題があった。
【０００６】
本発明は、被アライメント部材の性状およびアライメント部材の性状に対応して、第１エッジと第２エッジとを画像認識するための照明レベルを、簡単且つ適切に設定することができる同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に同軸落射照明の光量設定方法は、被アライメント部材の第１エッジと、所定の許容間隙幅を存して第１エッジに位置合わせされたアライメント部材の第２エッジと、を画像認識する画像認識装置おける同軸落射照明の光量設定方法であって、同軸落射照明の光量を低いレベルから高いレベルに光量アップしながら、第１エッジおよび第２エッジの画像認識を継続する継続認識工程と、光量アップの過程で、第１エッジおよび第２エッジの個々の画像認識が不能となったときの不能光量レベルを取得する不能レベル取得工程と、不能光量レベルに、１以下の実験値係数を乗算して適性光量レベルを求める適性レベル算出工程と、同軸落射照明の光量を、適性光量レベルに設定する光量設定工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１エッジおよび第２エッジの個々の画像認識が不能となったときの不能光量レベルに、実験値係数を乗算して適性光量レベルを求めるようにしている。このため、被アライメント部材の性状およびアライメント部材の性状を考慮して実験値係数を定めれば、第１エッジと第２エッジとを画像認識するための適切な照明レベルを、簡単に設定することができる。すなわち、被アライメント部材の性状およびアライメント部材の性状に対応して、同軸落射照明の光量レベルを簡単且つ適切に設定することができる。
【０００９】
この場合、実験値係数が、０．６５から０．７５であることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、例えば被アライメント部材がカートリッジで、アライメント部材がカートリッジに貼着するラベルである場合、ラベルの下地色や印刷パターン、およびカートリッジの色や材質等に対応して、照明レベルを簡単且つ適切に設定することができる。なお、上記の例では、実験値係数を０．７とすることが、より好ましい。
【００１１】
また、継続認識工程では、複数箇所について第１エッジおよび第２エッジの画像認識を行い、不能レベル取得工程では、複数箇所のうち少なくとも１箇所について画像認識が不能となったときに、不能光量レベルを取得することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、第１エッジおよび第２エッジにおいて、検出に不向きな箇所があっても、照明レベルを適切に設定することができ、光量設定の信頼性を高めることができる。
【００１３】
さらに、アライメント部材がラベルであると共に、第２エッジがラベルの縁端であり、被アライメント部材が、ラベルが貼着されるカートリッジであると共に、第１エッジが、ラベルが貼着される浅溝の縁端であることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、ラベルとこれが貼着されるカートリッジに関係において、照明レベルを適切に設定することができるため、カートリッジに貼着されるラベルの位置ズレ等を精度良く判定することができる。
【００１５】
そして、同軸落射照明が、同軸面発光落射照明であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、カートリッジ上に貼着されたラベルの貼着状態の正反射画像の光量を最適に設定でき、両者のエッジ（縁端）に十分なコントラストを得ることができ、カートリッジに貼着されるラベルの位置ズレ等を精度良く判定することができる。
【００１７】
本発明の位置ズレ検出方法は、上記した同軸落射照明の光量設定方法を実施すると共に、光量設定方法により設定された同軸落射照明を有する画像認識装置を用いて行うラベルの位置ズレ検査方法であって、光量設定工程の後、第１エッジおよび第２エッジを画像認識する画像認識工程と、画像認識の結果、第１エッジおよび第２エッジの間隙幅が、許容間隙幅から外れている場合に、ラベルの貼着不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、カートリッジに貼着されたラベルの位置ズレを容易に、且つ精度良く検出することができる。
【００１９】
この場合、ラベルの種別変更時、およびカートリッジの機種変更時に、光量設定方法を実施することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、ラベルの種別変更時やカートリッジの機種変更時に、光量を最適に設定して、ラベルの位置ズレを検出でき、検出の精度と、検出作業におけるタクトタイムの短縮とを同時に達成することができる。
【００２１】
また、光量設定方法の継続認識工程において、併せて判定工程を実施し、当該判定工程により貼着不良と判定された場合に、不能レベル取得工程、適性レベル算出工程および光量設定工程の実施を中止し、同種のラベルおよび同種のカートリッジである次の検査対象物に対し、光量設定方法を実施することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、光量レベルの最適設定と、カートリッジに対するラベルの位置ズレ検出と、を一連の作業として実施することができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るラベルの位置ズレ検査方法で用いられるテープカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図２】テープカートリッジにラベルを貼着するときの工程を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るラベル位置ズレ検査装置の概要を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るラベル位置ズレ検査装置における位置ズレ検出の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るラベル位置ズレ検査装置における光量設定部での処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るラベルの位置ズレ検査方法をテープカートリッジの生産工程で実現した場合の説明図である。
【図７】２つの光学系をシーケンシャルに用いて位置ズレ検出を行う場合の処理の説明に用いるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態に係る同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法をついて説明する。この同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法は、テープカートリッジにラベルを貼着し、このラベルの位置ズレを検出し、製品として出荷する一連の作業工程において実施されるものである。
【００２５】
図１は、ラベル１２の位置ズレ検査方法で用いられるテープカートリッジ１１の外観を示すものである。このテープカートリッジ１１は、サーマルヘッドにより文字等を印刷するラベル印刷装置に装着して用いられる。テープカートリッジ１１内には、図示していないが、印刷テープと、インクリボンと、プラテンが収容されている。テープカートリッジ１１がラベル印刷装置に装着されると、テープカートリッジ１１内において、印刷テープとインクリボンとが重ね合わされ、サーマルヘッドによりインクリボンに塗布されたインクが熱で溶融され、印刷テープに情報が熱転写される。
【００２６】
このようなテープカートリッジ１１を製品化して販売する場合、テープカートリッジ１１には、メーカー名や印刷テープの種類、品質等の情報を表示するためのラベル１２が貼着される。
【００２７】
図２は、テープカートリッジ１１にラベル１２を貼着するときの工程を示すものである。図２（Ａ）に示すように、テープカートリッジ１１の筐体（上ケースと下ケースとを接合して成る）には、上面および左右側面を囲むように、浅溝１５が配設されている。この浅溝１５の形状はラベル１２に対応しており、その大きさは、幅および長さにおいて、ラベル１２より僅かに大きく形成されている。テープカートリッジ１１にラベル１２を貼着する場合、図２（Ａ）に示すように、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５に対向して、ラベル１２が配置される。この場合、ラベル１２の裏面には、接着剤が塗布されており、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５内に、ラベル１２が押し当てられて、貼着される。次に、図２（Ｂ）に示すように、ラベル１２の両端がテープカートリッジ１１の両側面に沿って折り曲げられ、テープカートリッジ１１の両側面に押し当てられて、浅溝１５内に貼着される。
【００２８】
上述のようにして、テープカートリッジ１１にラベル１２が貼着されたら、ラベル１２の位置ズレ検査が行われる。すなわち、ラベル１２をアライメント部材とし、テープカートリッジ１１を被アライメント部材として、ラベル１２の位置ズレ検査が行われる。ラベル１２の位置ズレ検査は、ラベル１２の貼着状態をカメラ２１で撮影し、この撮影画像を画像認識するような、光学的な手法により行われる。そして、検査の結果、ラベル１２の位置ズレが発生しているものは、不良品として排出される。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるラベル１２の位置ズレ検査方法について、詳細に説明する。
図３は、ラベル１２の位置ズレ検査装置の概要を示すものである。図３において、カメラ２１は、テープカートリッジ１１上に貼着されたラベル１２の貼着結果を撮影するものである。具体的には、浅溝１５の縁端と、これに対峙するラベル１２の縁端とを複数箇所に亘って撮像する。
【００３０】
カメラ２１とテープカートリッジ１１との間には、同軸落射照明２２が設けられる。同軸落射照明２２としては、例えば、面発光ＬＥＤ(Light
Emitting Diode)を光源として、鏡筒内にハーフミラーを置き、レンズ光軸に沿って光を反射させるような同軸面発光落射照明が用いられる。この同軸落射照明２２により、カメラ２１のレンズと同軸上から光が照射される。これにより、カメラ２１からは、テープカートリッジ１１上に貼着されたラベル１２の貼着状態の正反射画像が得られる。
【００３１】
カメラ２１の撮像信号は、カメラ制御部２３に送られる。カメラ制御部２３は、カメラ２１に対する同期信号の制御を行うと共に、カメラ２１からの撮像信号の処理を行う。カメラ制御部２３の出力は、良否判定部２４に送られると共に、光量設定部２５に送られる。良否判定部２４は、カメラ制御部２３を介して送られてきたカメラ２１の撮影画像を認識して、ラベル貼着位置の良否を判定する。光量設定部２５は、カメラ制御部２３を介して送られてきたカメラ２１の撮影画像に基づいて、同軸落射照明２２の光量制御を行う。なお、請求項に言う「画像認識装置」は、カメラ２１、同軸落射照明２２、カメラ制御部２３、良否判定部２４および光量設定部２５で構成されている。また、図示では、ラベル１２の貼着結果を複数箇所に亘って撮像するために、テープカートリッジ１１を移動させる移動機構は、省略されている。
【００３２】
次に、良否判定部２４での処理について説明する。前述したように、テープカートリッジ１１の浅溝１５の形状はラベル１２の形状に対応しており、浅溝１５の大きさはラベル１２の大きさより大きい。よって、テープカートリッジ１１にラベル１２が正確に貼着されていれば、図４に示すように、上下左右の部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも、ラベル１２は浅溝１５内に収まり、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端との間に所定の幅の間隙が生じ、各部分Ｐ１〜Ｐ６において、ラベル１２の縁端の部分と、ラベル１２が貼着される浅溝１５の縁端の部分とにより、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できる。
【００３３】
これに対して、図４におけるラベル１２の貼着位置が上側に偏っている場合には、上側の部分Ｐ１およびＰ２では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より小さくなり、下側の部分Ｐ５およびＰ６では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より大きくなる。ラベル１２の貼着位置が更に上側に大きく偏っている場合には、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端とが重なるため、上側部分Ｐ１およびＰ２で、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できなくなる。
【００３４】
また、図４におけるラベル１２の貼着位置が下側に偏っている場合には、下側の部分Ｐ５およびＰ６では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より小さくなり、上側の部分Ｐ１およびＰ２では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より大きくなる。ラベル１２の貼着位置が更に下側に偏っている場合には、下側の部分Ｐ５およびＰ６では、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端とが重なるため、下側部分Ｐ５およびＰ６で、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できなくなる。また、ラベル１２の貼着角度に誤差が生じている場合には、部分Ｐ１〜Ｐ６の中で、２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙にバラツキが生じる。ラベル１２の貼着角度に更に誤差が生じている場合には、部分Ｐ１〜Ｐ６の中で、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できる部分と、検出できない部分が生じてくる。
【００３５】
このように、テープカートリッジ１１にラベル１２が正確に貼着されていれば、上下左右の全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出でき、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６におけるラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端との間の間隙幅は所定の大きさとなる。このことから、カメラ２１の撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６に相当する部分をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定し、このエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断することで、ラベル貼着位置の良否を判定することができる。
【００３６】
良否判定部２４は、上述のように、カメラ２１の撮影画像から部分Ｐ１〜Ｐ６の部分を抽出するウィンドウ抽出処理と、部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定するエッジ判定処理と、２つのエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断する間隙判定処理を行って、ラベル貼着位置の良否を判定している。
【００３７】
次に、光量設定部２５での処理について説明する。上述のように、ラベル１２の位置ズレ検査装置では、同軸落射照明２２によりラベル１２が貼着されたテープカートリッジ１１の正反射画像をカメラ２１により撮像し、カメラ２１の撮影画像の各部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２を検出して、ラベル貼着位置の良否を判定している。同軸落射照明２２によりテープカートリッジ１１を照射してカメラ２１で撮影すると、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端との間隙部分で輝度が変化し（コントラスト）、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できる。光量設定部２５は、２つのエッジＥ１およびＥ２を確実に検出できるように、同軸落射照明２２の光量を最適に設定する。
【００３８】
光量設定部２５では、同軸落射照明２２の光量を低いレベルから高いレベルに徐々に光量アップしながら、カメラ２１の撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定し、このうちの１箇所において、エッジＥ１およびＥ２が検出できなくなった光量レベルに、１以下の所定の実験値係数を乗算して、適性光量レベルを求めている。
【００３９】
図５は、光量設定部２５での処理を示すフローチャートである。図５において、光量設定部２５は、部分Ｐ１〜Ｐ６を抜き取るためのウィンドウの位置とサイズを初期設定した後（ステップＳ１）、同軸落射照明２２の光量を低光量レベルに初期設定する（ステップＳ２）。同軸落射照明２２の光量が低光量レベルに初期設定されたら、光量設定部２５は、設定された光量で同軸落射照明２２から光を照射し（ステップＳ３）、ウィンドウ設定された部分Ｐ１〜Ｐ６でエッジの検出を行い（ステップＳ４）、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定する（ステップＳ５）。
【００４０】
ここで、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能と判定されると（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、光量設定部２５は、同軸落射照明２２の光量を低光量レベルから所定の増加分だけアップする（ステップＳ６）。そして、光量設定部２５は、光量の上限に達したかどうかを判定し（ステップＳ７）、光量の上限に達していなければ、ステップＳ３にリターンし、新たに設定された光量で、同軸落射照明２２から光を照射し（ステップＳ３）、ウィンドウ設定された部分Ｐ１〜Ｐ６でエッジの検出を行い（ステップＳ４）、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定する（ステップＳ５）。
【００４１】
ステップＳ３からステップＳ７の処理を繰り返すことで、同軸落射照明２２の光量は、初期設定された低光量レベルから、徐々に上昇していく。光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させていき、光量が過剰になると、２つのエッジＥ１およびＥ２が判定できなくなり、ステップＳ５で、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能でないと判定されることになる。ステップＳ５で、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６のうちの１箇所でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出不能になったと判定されると（ステップＳ５ Ｎｏ）、光量設定部２５は、このときの光量レベルに、１以下の実験値係数を乗算して（ステップＳ８）、適性光量レベルとして設定する（ステップＳ９）。
【００４２】
つまり、ステップＳ５で、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能でないと判定されたということは、この光量レベルでは、光量を大きく設定し過ぎたことを意味する。そこで、ステップＳ８の処理において、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能でないと判定されたときの光量レベルに１以下の実験値係数を乗算することで、適性光量レベルを求めている。より具体的には、この実験値係数は、０．６５から０．７５であり、実施形態のもの０．７としている。なお、ステップＳ７で、光量の上限に達したと判定された場合には、ステップＳ８に処理を進め、上限値の光量レベルに１以下の実験値係数を乗算して（ステップＳ８）、適性光量レベルとして設定する（ステップＳ９）。
【００４３】
このように、本発明の第１の実施形態に係るラベル１２の位置ズレ検査方法では、同軸落射照明２２の光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させていき、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が判定できなくなったときの光量に、１以下の実験係数を乗算することで、同軸落射照明２２の最適な光量を設定している。
【００４４】
このような光量設定方法では、同軸落射照明２２の光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させながら、カメラ２１の画像から２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できるかどうかを判定するだけで、同軸落射照明２２の光量設定が行える。また、このような光量設定方法では、基準となるサンプルが不要である。このため、ラベル１２の印字パターンや、テープカートリッジ１１の色や材質が変わっても、容易に対応できる。
【００４５】
更に、このような光量設定方法では、カメラ２１の撮影画像から部分Ｐ１〜Ｐ６を抽出するウィンドウ抽出処理や、部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定するエッジ判定処理は、良否判定部２４での処理と同様である。このため、ラベル１２の種別変更時、およびテープカートリッジ１１の機種変更時に、ラベル位置ズレの判定処理と、光量設定処理とを併せて行うことができる。そして、ラベル１２の位置ズレ判定処理で、不良と判定された場合には、その検査対象での光量レベルの設定を中止し、次の検査対象に移って、光量レベルの設定を行うことができる。
【００４６】
図６は、本発明の第１の実施形態に係わるラベル１２の位置ズレ検査方法を、テープカートリッジ１１の生産工程で実現した場合の説明図である。なお、この例では、ラベル１２の位置ズレ検査するための光学系を二方向に設けている。
図６において、搬送部１０１には、生産された複数のテープカートリッジ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…）が搬送されていく。ここでは、テープカートリッジ１１ａは位置ズレ検査工程部１０４の位置にあり、テープカートリッジ１１ｂは側面ラベル貼着工程部１０３の位置にあり、テープカートリッジ１１ｃは上面ラベル貼着工程部１０２の位置にある。
【００４７】
上面ラベル貼着工程部１０２は、フープ状のラベル紙からラベル１２を分離し、テープカートリッジ１１ｃに対して、その上面にラベル１２を貼着する処理を行っている。続く、側面ラベル貼着工程部１０３は、テープカートリッジ１１ｂの側面から突出したラベル１２をローラーで押し当て、テープカートリッジ１１ｂの側面に、ラベル１２を貼着する処理を行っている。そして、位置ズレ検査工程部１０４は、左右に設けられたカメラ２１ａおよび２１ｂと、同軸落射照明２２ａおよび２２ｂと、制御部１１０とからなり、テープカートリッジ１１ｃのラベル１２の位置ズレを検査している。ここで、制御部１１０は、図３におけるカメラ制御部２３、良否判定部２４、光量設定部２５の処理を行う。
【００４８】
位置ズレ検査工程部１０４では、前述したように、カメラ２１ａ、２１ｂの撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６に相当する部分をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定し、このエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断することで、ラベル貼着位置の良否を判定する。また、位置ズレ検査工程部１０４では、前述したように、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させていき、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が判定できなくなったときの光量に、１以下の実験係数を乗算することで、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの最適な光量を設定する。
【００４９】
不良品排出工程部１０５は、位置ズレ検査工程部１０４での検査結果に基づいて、ラベル１２の位置ズレが発生しているものを不良品として排出する処理を行う。
上述のように、この例における位置ズレ検査工程部１０４では、搬送部１０１に対して左右にカメラ２１ａおよび２１ｂと、同軸落射照明２２ａおよび２２ｂとからなる２つの光学系が設けられている。このように２つの光学系を有する構成では、２つの光学系をシーケンシャルに用いて位置ズレ検出を行える。
【００５０】
図７のフローチャートに示すように、位置ズレ検査を行う場合、制御部１１０は、位置ズレ検査工程部１０４の所定の位置にテープカートリッジ１１ａを位置決めし（ステップＳ１０１）、左側の同軸落射照明２２ａを点灯させ（ステップＳ１０２）、左側のカメラ２１ａの撮像信号により、テープカートリッジ１１ａの左側のラベル１２の位置ズレ検出を行う（ステップＳ１０３）。次に、制御部１１０は、左側の同軸落射照明２２ａを消灯させ、右側の同軸落射照明２２ｂを点灯させて（ステップＳ１０４）、右側のカメラ２１ｂの撮像信号により、テープカートリッジ１１ａの右側のラベル１２の位置ズレ検出を行う（ステップＳ１０５）。そして、制御部１１０は、右側の同軸落射照明２２ｂを消灯させ（ステップＳ１０６）、ラベル１２の位置ズレ検査の総合判定を行う（ステップＳ１０７）。
【００５１】
ステップＳ１０３およびステップＳ１０５の位置ズレ検出処理は、前述したように、カメラ２１ａ、２１ｂの撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６に相当する部分をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定し、このエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断することにより行われる。
【００５２】
また、このような生産工程で、ラベル１２の種別や、テープカートリッジ１１の機種変更があったとする。この場合、ラベル１２の印字パターンや、テープカートリッジ１１の色や材質の変更に伴い、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの最適な光量が変わってくるため、光量の再設定が必要になる。
この場合には、図５にフローチャートで示したような処理を行うことで、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの光量を最適に設定できる。このとき、併せて、位置ズレ検査の判定を実施し、この判定工程により貼着不良と判定された場合には、その検査対象物での光量設定処理は終了して、光量設定処理の検査対象を、同種のラベルおよび同種のテープカートリッジである次のものに検査対象を移す処理が行われる。
【００５３】
すなわち、図６において、例えば、テープカートリッジ１１ａから、ラベル１２の種別やテープカートリッジ１１の機種変更があったとする。そして、以後のテープカートリッジ１１ｂ、１１ｃ、…は、ラベル１２の種別やテープカートリッジ１１の機種はテープカートリッジ１１ａと同一であったとする。この場合、制御部１１０は、先ず、テープカートリッジ１１ａにより、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの光量設定を行うと共に、位置ズレ検査の判定を行う。ここで、テープカートリッジ１１ａの位置ズレ検査の判定により、貼着不良と判定された場合には、制御部１１０は、以降の処理（図５におけるステップＳ４での部分Ｐ１〜Ｐ６でエッジの検出を行う処理、ステップＳ５での全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定する処理、ステップＳ６およびステップＳ７での光量を徐々にアップする処理、ステップＳ８での１以下の実験係数を乗算する処理、ステップＳ９の同軸落射照明２２ａ、２２ｂの最適な光量を設定する処理）を中止し、同種のラベル１２が貼着された同種のテープカートリッジ１１ｂに検査対象を移し、テープカートリッジ１１ｂに対して、図５に示す処理を行って光量設定を行う。
【００５４】
このように、ラベル１２の印字パターンや、テープカートリッジ１１の色や材質等が異なる生産ロットで検査を行う場合に、同軸落射照明光量を設定と併せて、位置ズレ検査の判定を実施して、照明レベルを適切に設定できる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：テープカートリッジ、１２：ラベル、１５：浅溝、２１，２１ａ，２１ｂ：カメラ、２２，２２ａ，２２ｂ：同軸落射照明、２３：カメラ制御部、２４：良否判定部、２５：光量設定部、１０１：搬送部、１０２： 上面ラベル貼着工程部、１０３：側面ラベル貼着工程部、１０４：位置ズレ検査工程部、１０５：不良品排出工程部、１１０：制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に関連する２つのエッジを同時に画像認識する画像認識装置における同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の同軸落射照明の光量設定方法として、商品検査等において行われ、画像認識装置における照明レベルを適切に設定するものが知られている（特許文献１および２参照）。
光学的な検査を行う際に、照明レベルを適切に設定する方法として、例えば特許文献１のものは、照明レベルを段階的に変化させ、照明レベルの各段階毎に線幅を測定し、線幅、この線幅を測定したときの照明レベル、最大輝度および最小輝度をメモリに記憶し、記憶した測定値に基づいて線幅測定の安定領域を検出して、映像信号の輝度範囲を設定するようになっている。
また、特許文献２では、カメラからの画像信号から受光量の算出を行い、算出結果をメモリに記憶されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、光量を設定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７５３２４号公報
【特許文献２】特開平９−１８９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製品に貼着するラベルには、製品種別に対応して各種の印刷パターンがあり、また、製品には、各種の色や材質のものがある。生産現場では、このような印刷パターンの異なるラベルや、色や材質の異なる製品ロットの検査が行われる。これに対して、ラベルの位置ズレを光学的な手法で検査する際の適切な照明レベルは、このようなラベルの印刷パターンや、製品の色、材質等により変化する。このため、生産現場では、適切な照明レベルを製品ロットが変わる毎に変更する必要がある。
【０００５】
特許文献１に示されるものでは、照明レベルを段階的に変化させながら、線幅、この線幅を測定したときの照明レベル、最大輝度および最小輝度をメモリに記憶してから、照明レベルを設定する。このため、照明レベルの設定に時間を要し、ラベルの印刷パターンや、製品の色、材質等の変化に柔軟に対応できない問題があった。また、特許文献２に示されるものでは、カメラからの画像信号から受光量と基準値と比較して光量を設定しているため、製品ロットが変わる毎に、基準値を変更しなくてはならず、設定が煩雑になる問題があった。
【０００６】
本発明は、被アライメント部材の性状およびアライメント部材の性状に対応して、第１エッジと第２エッジとを画像認識するための照明レベルを、簡単且つ適切に設定することができる同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に同軸落射照明の光量設定方法は、被アライメント部材の第１エッジと、所定の許容間隙幅を存して第１エッジに位置合わせされたアライメント部材の第２エッジと、を画像認識する画像認識装置おける同軸落射照明の光量設定方法であって、同軸落射照明の光量を低いレベルから高いレベルに光量アップしながら、第１エッジおよび第２エッジの画像認識を継続する継続認識工程と、光量アップの過程で、第１エッジおよび第２エッジの個々の画像認識が不能となったときの不能光量レベルを取得する不能レベル取得工程と、不能光量レベルに、１以下の実験値係数を乗算して適性光量レベルを求める適性レベル算出工程と、同軸落射照明の光量を、適性光量レベルに設定する光量設定工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１エッジおよび第２エッジの個々の画像認識が不能となったときの不能光量レベルに、実験値係数を乗算して適性光量レベルを求めるようにしている。このため、被アライメント部材の性状およびアライメント部材の性状を考慮して実験値係数を定めれば、第１エッジと第２エッジとを画像認識するための適切な照明レベルを、簡単に設定することができる。すなわち、被アライメント部材の性状およびアライメント部材の性状に対応して、同軸落射照明の光量レベルを簡単且つ適切に設定することができる。
【０００９】
この場合、実験値係数が、０．６５から０．７５であることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、例えば被アライメント部材がカートリッジで、アライメント部材がカートリッジに貼着するラベルである場合、ラベルの下地色や印刷パターン、およびカートリッジの色や材質等に対応して、照明レベルを簡単且つ適切に設定することができる。なお、上記の例では、実験値係数を０．７とすることが、より好ましい。
【００１１】
また、継続認識工程では、複数箇所について第１エッジおよび第２エッジの画像認識を行い、不能レベル取得工程では、複数箇所のうち少なくとも１箇所について画像認識が不能となったときに、不能光量レベルを取得することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、第１エッジおよび第２エッジにおいて、検出に不向きな箇所があっても、照明レベルを適切に設定することができ、光量設定の信頼性を高めることができる。
【００１３】
さらに、アライメント部材がラベルであると共に、第２エッジがラベルの縁端であり、被アライメント部材が、ラベルが貼着されるカートリッジであると共に、第１エッジが、ラベルが貼着される浅溝の縁端であることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、ラベルとこれが貼着されるカートリッジに関係において、照明レベルを適切に設定することができるため、カートリッジに貼着されるラベルの位置ズレ等を精度良く判定することができる。
【００１５】
そして、同軸落射照明が、同軸面発光落射照明であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、カートリッジ上に貼着されたラベルの貼着状態の正反射画像の光量を最適に設定でき、両者のエッジ（縁端）に十分なコントラストを得ることができ、カートリッジに貼着されるラベルの位置ズレ等を精度良く判定することができる。
【００１７】
本発明の位置ズレ検出方法は、上記した同軸落射照明の光量設定方法を実施すると共に、光量設定方法により設定された同軸落射照明を有する画像認識装置を用いて行うラベルの位置ズレ検査方法であって、光量設定工程の後、第１エッジおよび第２エッジを画像認識する画像認識工程と、画像認識の結果、第１エッジおよび第２エッジの間隙幅が、許容間隙幅から外れている場合に、ラベルの貼着不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、カートリッジに貼着されたラベルの位置ズレを容易に、且つ精度良く検出することができる。
【００１９】
この場合、ラベルの種別変更時、およびカートリッジの機種変更時に、光量設定方法を実施することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、ラベルの種別変更時やカートリッジの機種変更時に、光量を最適に設定して、ラベルの位置ズレを検出でき、検出の精度と、検出作業におけるタクトタイムの短縮とを同時に達成することができる。
【００２１】
また、光量設定方法の継続認識工程において、併せて判定工程を実施し、当該判定工程により貼着不良と判定された場合に、不能レベル取得工程、適性レベル算出工程および光量設定工程の実施を中止し、同種のラベルおよび同種のカートリッジである次の検査対象物に対し、光量設定方法を実施することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、光量レベルの最適設定と、カートリッジに対するラベルの位置ズレ検出と、を一連の作業として実施することができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るラベルの位置ズレ検査方法で用いられるテープカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図２】テープカートリッジにラベルを貼着するときの工程を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るラベル位置ズレ検査装置の概要を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るラベル位置ズレ検査装置における位置ズレ検出の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るラベル位置ズレ検査装置における光量設定部での処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るラベルの位置ズレ検査方法をテープカートリッジの生産工程で実現した場合の説明図である。
【図７】２つの光学系をシーケンシャルに用いて位置ズレ検出を行う場合の処理の説明に用いるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態に係る同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法をついて説明する。この同軸落射照明の光量設定方法およびラベルの位置ズレ検査方法は、テープカートリッジにラベルを貼着し、このラベルの位置ズレを検出し、製品として出荷する一連の作業工程において実施されるものである。
【００２５】
図１は、ラベル１２の位置ズレ検査方法で用いられるテープカートリッジ１１の外観を示すものである。このテープカートリッジ１１は、サーマルヘッドにより文字等を印刷するラベル印刷装置に装着して用いられる。テープカートリッジ１１内には、図示していないが、印刷テープと、インクリボンと、プラテンが収容されている。テープカートリッジ１１がラベル印刷装置に装着されると、テープカートリッジ１１内において、印刷テープとインクリボンとが重ね合わされ、サーマルヘッドによりインクリボンに塗布されたインクが熱で溶融され、印刷テープに情報が熱転写される。
【００２６】
このようなテープカートリッジ１１を製品化して販売する場合、テープカートリッジ１１には、メーカー名や印刷テープの種類、品質等の情報を表示するためのラベル１２が貼着される。
【００２７】
図２は、テープカートリッジ１１にラベル１２を貼着するときの工程を示すものである。図２（Ａ）に示すように、テープカートリッジ１１の筐体（上ケースと下ケースとを接合して成る）には、上面および左右側面を囲むように、浅溝１５が配設されている。この浅溝１５の形状はラベル１２に対応しており、その大きさは、幅および長さにおいて、ラベル１２より僅かに大きく形成されている。テープカートリッジ１１にラベル１２を貼着する場合、図２（Ａ）に示すように、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５に対向して、ラベル１２が配置される。この場合、ラベル１２の裏面には、接着剤が塗布されており、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５内に、ラベル１２が押し当てられて、貼着される。次に、図２（Ｂ）に示すように、ラベル１２の両端がテープカートリッジ１１の両側面に沿って折り曲げられ、テープカートリッジ１１の両側面に押し当てられて、浅溝１５内に貼着される。
【００２８】
上述のようにして、テープカートリッジ１１にラベル１２が貼着されたら、ラベル１２の位置ズレ検査が行われる。すなわち、ラベル１２をアライメント部材とし、テープカートリッジ１１を被アライメント部材として、ラベル１２の位置ズレ検査が行われる。ラベル１２の位置ズレ検査は、ラベル１２の貼着状態をカメラ２１で撮影し、この撮影画像を画像認識するような、光学的な手法により行われる。そして、検査の結果、ラベル１２の位置ズレが発生しているものは、不良品として排出される。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるラベル１２の位置ズレ検査方法について、詳細に説明する。
図３は、ラベル１２の位置ズレ検査装置の概要を示すものである。図３において、カメラ２１は、テープカートリッジ１１上に貼着されたラベル１２の貼着結果を撮影するものである。具体的には、浅溝１５の縁端と、これに対峙するラベル１２の縁端とを複数箇所に亘って撮像する。
【００３０】
カメラ２１とテープカートリッジ１１との間には、同軸落射照明２２が設けられる。同軸落射照明２２としては、例えば、面発光ＬＥＤ(Light
Emitting Diode)を光源として、鏡筒内にハーフミラーを置き、レンズ光軸に沿って光を反射させるような同軸面発光落射照明が用いられる。この同軸落射照明２２により、カメラ２１のレンズと同軸上から光が照射される。これにより、カメラ２１からは、テープカートリッジ１１上に貼着されたラベル１２の貼着状態の正反射画像が得られる。
【００３１】
カメラ２１の撮像信号は、カメラ制御部２３に送られる。カメラ制御部２３は、カメラ２１に対する同期信号の制御を行うと共に、カメラ２１からの撮像信号の処理を行う。カメラ制御部２３の出力は、良否判定部２４に送られると共に、光量設定部２５に送られる。良否判定部２４は、カメラ制御部２３を介して送られてきたカメラ２１の撮影画像を認識して、ラベル貼着位置の良否を判定する。光量設定部２５は、カメラ制御部２３を介して送られてきたカメラ２１の撮影画像に基づいて、同軸落射照明２２の光量制御を行う。なお、請求項に言う「画像認識装置」は、カメラ２１、同軸落射照明２２、カメラ制御部２３、良否判定部２４および光量設定部２５で構成されている。また、図示では、ラベル１２の貼着結果を複数箇所に亘って撮像するために、テープカートリッジ１１を移動させる移動機構は、省略されている。
【００３２】
次に、良否判定部２４での処理について説明する。前述したように、テープカートリッジ１１の浅溝１５の形状はラベル１２の形状に対応しており、浅溝１５の大きさはラベル１２の大きさより大きい。よって、テープカートリッジ１１にラベル１２が正確に貼着されていれば、図４に示すように、上下左右の部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも、ラベル１２は浅溝１５内に収まり、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端との間に所定の幅の間隙が生じ、各部分Ｐ１〜Ｐ６において、ラベル１２の縁端の部分と、ラベル１２が貼着される浅溝１５の縁端の部分とにより、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できる。
【００３３】
これに対して、図４におけるラベル１２の貼着位置が上側に偏っている場合には、上側の部分Ｐ１およびＰ２では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より小さくなり、下側の部分Ｐ５およびＰ６では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より大きくなる。ラベル１２の貼着位置が更に上側に大きく偏っている場合には、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端とが重なるため、上側部分Ｐ１およびＰ２で、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できなくなる。
【００３４】
また、図４におけるラベル１２の貼着位置が下側に偏っている場合には、下側の部分Ｐ５およびＰ６では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より小さくなり、上側の部分Ｐ１およびＰ２では２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙が所定の間隙幅より大きくなる。ラベル１２の貼着位置が更に下側に偏っている場合には、下側の部分Ｐ５およびＰ６では、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端とが重なるため、下側部分Ｐ５およびＰ６で、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できなくなる。また、ラベル１２の貼着角度に誤差が生じている場合には、部分Ｐ１〜Ｐ６の中で、２つのエッジＥ１およびＥ２の間隙にバラツキが生じる。ラベル１２の貼着角度に更に誤差が生じている場合には、部分Ｐ１〜Ｐ６の中で、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できる部分と、検出できない部分が生じてくる。
【００３５】
このように、テープカートリッジ１１にラベル１２が正確に貼着されていれば、上下左右の全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出でき、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６におけるラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端との間の間隙幅は所定の大きさとなる。このことから、カメラ２１の撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６に相当する部分をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定し、このエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断することで、ラベル貼着位置の良否を判定することができる。
【００３６】
良否判定部２４は、上述のように、カメラ２１の撮影画像から部分Ｐ１〜Ｐ６の部分を抽出するウィンドウ抽出処理と、部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定するエッジ判定処理と、２つのエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断する間隙判定処理を行って、ラベル貼着位置の良否を判定している。
【００３７】
次に、光量設定部２５での処理について説明する。上述のように、ラベル１２の位置ズレ検査装置では、同軸落射照明２２によりラベル１２が貼着されたテープカートリッジ１１の正反射画像をカメラ２１により撮像し、カメラ２１の撮影画像の各部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２を検出して、ラベル貼着位置の良否を判定している。同軸落射照明２２によりテープカートリッジ１１を照射してカメラ２１で撮影すると、ラベル１２の外縁と浅溝１５の縁端との間隙部分で輝度が変化し（コントラスト）、２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できる。光量設定部２５は、２つのエッジＥ１およびＥ２を確実に検出できるように、同軸落射照明２２の光量を最適に設定する。
【００３８】
光量設定部２５では、同軸落射照明２２の光量を低いレベルから高いレベルに徐々に光量アップしながら、カメラ２１の撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定し、このうちの１箇所において、エッジＥ１およびＥ２が検出できなくなった光量レベルに、１以下の所定の実験値係数を乗算して、適性光量レベルを求めている。
【００３９】
図５は、光量設定部２５での処理を示すフローチャートである。図５において、光量設定部２５は、部分Ｐ１〜Ｐ６を抜き取るためのウィンドウの位置とサイズを初期設定した後（ステップＳ１）、同軸落射照明２２の光量を低光量レベルに初期設定する（ステップＳ２）。同軸落射照明２２の光量が低光量レベルに初期設定されたら、光量設定部２５は、設定された光量で同軸落射照明２２から光を照射し（ステップＳ３）、ウィンドウ設定された部分Ｐ１〜Ｐ６でエッジの検出を行い（ステップＳ４）、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定する（ステップＳ５）。
【００４０】
ここで、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能と判定されると（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、光量設定部２５は、同軸落射照明２２の光量を低光量レベルから所定の増加分だけアップする（ステップＳ６）。そして、光量設定部２５は、光量の上限に達したかどうかを判定し（ステップＳ７）、光量の上限に達していなければ、ステップＳ３にリターンし、新たに設定された光量で、同軸落射照明２２から光を照射し（ステップＳ３）、ウィンドウ設定された部分Ｐ１〜Ｐ６でエッジの検出を行い（ステップＳ４）、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定する（ステップＳ５）。
【００４１】
ステップＳ３からステップＳ７の処理を繰り返すことで、同軸落射照明２２の光量は、初期設定された低光量レベルから、徐々に上昇していく。光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させていき、光量が過剰になると、２つのエッジＥ１およびＥ２が判定できなくなり、ステップＳ５で、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能でないと判定されることになる。ステップＳ５で、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６のうちの１箇所でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出不能になったと判定されると（ステップＳ５ Ｎｏ）、光量設定部２５は、このときの光量レベルに、１以下の実験値係数を乗算して（ステップＳ８）、適性光量レベルとして設定する（ステップＳ９）。
【００４２】
つまり、ステップＳ５で、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能でないと判定されたということは、この光量レベルでは、光量を大きく設定し過ぎたことを意味する。そこで、ステップＳ８の処理において、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能でないと判定されたときの光量レベルに１以下の実験値係数を乗算することで、適性光量レベルを求めている。より具体的には、この実験値係数は、０．６５から０．７５であり、実施形態のもの０．７としている。なお、ステップＳ７で、光量の上限に達したと判定された場合には、ステップＳ８に処理を進め、上限値の光量レベルに１以下の実験値係数を乗算して（ステップＳ８）、適性光量レベルとして設定する（ステップＳ９）。
【００４３】
このように、本発明の第１の実施形態に係るラベル１２の位置ズレ検査方法では、同軸落射照明２２の光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させていき、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が判定できなくなったときの光量に、１以下の実験係数を乗算することで、同軸落射照明２２の最適な光量を設定している。
【００４４】
このような光量設定方法では、同軸落射照明２２の光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させながら、カメラ２１の画像から２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できるかどうかを判定するだけで、同軸落射照明２２の光量設定が行える。また、このような光量設定方法では、基準となるサンプルが不要である。このため、ラベル１２の印字パターンや、テープカートリッジ１１の色や材質が変わっても、容易に対応できる。
【００４５】
更に、このような光量設定方法では、カメラ２１の撮影画像から部分Ｐ１〜Ｐ６を抽出するウィンドウ抽出処理や、部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定するエッジ判定処理は、良否判定部２４での処理と同様である。このため、ラベル１２の種別変更時、およびテープカートリッジ１１の機種変更時に、ラベル位置ズレの判定処理と、光量設定処理とを併せて行うことができる。そして、ラベル１２の位置ズレ判定処理で、不良と判定された場合には、その検査対象での光量レベルの設定を中止し、次の検査対象に移って、光量レベルの設定を行うことができる。
【００４６】
図６は、本発明の第１の実施形態に係わるラベル１２の位置ズレ検査方法を、テープカートリッジ１１の生産工程で実現した場合の説明図である。なお、この例では、ラベル１２の位置ズレ検査するための光学系を二方向に設けている。
図６において、搬送部１０１には、生産された複数のテープカートリッジ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…）が搬送されていく。ここでは、テープカートリッジ１１ａは位置ズレ検査工程部１０４の位置にあり、テープカートリッジ１１ｂは側面ラベル貼着工程部１０３の位置にあり、テープカートリッジ１１ｃは上面ラベル貼着工程部１０２の位置にある。
【００４７】
上面ラベル貼着工程部１０２は、フープ状のラベル紙からラベル１２を分離し、テープカートリッジ１１ｃに対して、その上面にラベル１２を貼着する処理を行っている。続く、側面ラベル貼着工程部１０３は、テープカートリッジ１１ｂの側面から突出したラベル１２をローラーで押し当て、テープカートリッジ１１ｂの側面に、ラベル１２を貼着する処理を行っている。そして、位置ズレ検査工程部１０４は、左右に設けられたカメラ２１ａおよび２１ｂと、同軸落射照明２２ａおよび２２ｂと、制御部１１０とからなり、テープカートリッジ１１ｃのラベル１２の位置ズレを検査している。ここで、制御部１１０は、図３におけるカメラ制御部２３、良否判定部２４、光量設定部２５の処理を行う。
【００４８】
位置ズレ検査工程部１０４では、前述したように、カメラ２１ａ、２１ｂの撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６に相当する部分をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定し、このエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断することで、ラベル貼着位置の良否を判定する。また、位置ズレ検査工程部１０４では、前述したように、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの光量レベルを低光量レベルから高光量レベルに徐々に上昇させていき、全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が判定できなくなったときの光量に、１以下の実験係数を乗算することで、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの最適な光量を設定する。
【００４９】
不良品排出工程部１０５は、位置ズレ検査工程部１０４での検査結果に基づいて、ラベル１２の位置ズレが発生しているものを不良品として排出する処理を行う。
上述のように、この例における位置ズレ検査工程部１０４では、搬送部１０１に対して左右にカメラ２１ａおよび２１ｂと、同軸落射照明２２ａおよび２２ｂとからなる２つの光学系が設けられている。このように２つの光学系を有する構成では、２つの光学系をシーケンシャルに用いて位置ズレ検出を行える。
【００５０】
図７のフローチャートに示すように、位置ズレ検査を行う場合、制御部１１０は、位置ズレ検査工程部１０４の所定の位置にテープカートリッジ１１ａを位置決めし（ステップＳ１０１）、左側の同軸落射照明２２ａを点灯させ（ステップＳ１０２）、左側のカメラ２１ａの撮像信号により、テープカートリッジ１１ａの左側のラベル１２の位置ズレ検出を行う（ステップＳ１０３）。次に、制御部１１０は、左側の同軸落射照明２２ａを消灯させ、右側の同軸落射照明２２ｂを点灯させて（ステップＳ１０４）、右側のカメラ２１ｂの撮像信号により、テープカートリッジ１１ａの右側のラベル１２の位置ズレ検出を行う（ステップＳ１０５）。そして、制御部１１０は、右側の同軸落射照明２２ｂを消灯させ（ステップＳ１０６）、ラベル１２の位置ズレ検査の総合判定を行う（ステップＳ１０７）。
【００５１】
ステップＳ１０３およびステップＳ１０５の位置ズレ検出処理は、前述したように、カメラ２１ａ、２１ｂの撮影画像から、部分Ｐ１〜Ｐ６に相当する部分をウィンドウ抽出処理により抜き取り、部分Ｐ１〜Ｐ６のどの部分でも２つのエッジＥ１およびＥ２が検出できたかどうかを判定し、このエッジＥ１およびＥ２の幅が所定の許容値以内かどうかを判断することにより行われる。
【００５２】
また、このような生産工程で、ラベル１２の種別や、テープカートリッジ１１の機種変更があったとする。この場合、ラベル１２の印字パターンや、テープカートリッジ１１の色や材質の変更に伴い、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの最適な光量が変わってくるため、光量の再設定が必要になる。
この場合には、図５にフローチャートで示したような処理を行うことで、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの光量を最適に設定できる。このとき、併せて、位置ズレ検査の判定を実施し、この判定工程により貼着不良と判定された場合には、その検査対象物での光量設定処理は終了して、光量設定処理の検査対象を、同種のラベルおよび同種のテープカートリッジである次のものに検査対象を移す処理が行われる。
【００５３】
すなわち、図６において、例えば、テープカートリッジ１１ａから、ラベル１２の種別やテープカートリッジ１１の機種変更があったとする。そして、以後のテープカートリッジ１１ｂ、１１ｃ、…は、ラベル１２の種別やテープカートリッジ１１の機種はテープカートリッジ１１ａと同一であったとする。この場合、制御部１１０は、先ず、テープカートリッジ１１ａにより、同軸落射照明２２ａ、２２ｂの光量設定を行うと共に、位置ズレ検査の判定を行う。ここで、テープカートリッジ１１ａの位置ズレ検査の判定により、貼着不良と判定された場合には、制御部１１０は、以降の処理（図５におけるステップＳ４での部分Ｐ１〜Ｐ６でエッジの検出を行う処理、ステップＳ５での全ての部分Ｐ１〜Ｐ６で２つのエッジＥ１およびＥ２が検出可能かどうかを判定する処理、ステップＳ６およびステップＳ７での光量を徐々にアップする処理、ステップＳ８での１以下の実験係数を乗算する処理、ステップＳ９の同軸落射照明２２ａ、２２ｂの最適な光量を設定する処理）を中止し、同種のラベル１２が貼着された同種のテープカートリッジ１１ｂに検査対象を移し、テープカートリッジ１１ｂに対して、図５に示す処理を行って光量設定を行う。
【００５４】
このように、ラベル１２の印字パターンや、テープカートリッジ１１の色や材質等が異なる生産ロットで検査を行う場合に、同軸落射照明光量を設定と併せて、位置ズレ検査の判定を実施して、照明レベルを適切に設定できる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：テープカートリッジ、１２：ラベル、１５：浅溝、２１，２１ａ，２１ｂ：カメラ、２２，２２ａ，２２ｂ：同軸落射照明、２３：カメラ制御部、２４：良否判定部、２５：光量設定部、１０１：搬送部、１０２： 上面ラベル貼着工程部、１０３：側面ラベル貼着工程部、１０４：位置ズレ検査工程部、１０５：不良品排出工程部、１１０：制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被アライメント部材の第１エッジと、所定の許容間隙幅を存して第１エッジに位置合わせされたアライメント部材の第２エッジと、を画像認識する画像認識装置おける同軸落射照明の光量設定方法であって、
前記同軸落射照明の光量を低いレベルから高いレベルに光量アップしながら、前記第１エッジおよび前記第２エッジの画像認識を継続する継続認識工程と、
前記光量アップの過程で、前記第１エッジおよび前記第２エッジの個々の画像認識が不能となったときの不能光量レベルを取得する不能レベル取得工程と、
前記不能光量レベルに、１以下の実験値係数を乗算して適性光量レベルを求める適性レベル算出工程と、
前記同軸落射照明の光量を、前記適性光量レベルに設定する光量設定工程と、を備えたことを特徴とする同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項２】
前記実験値係数が、０．６５から０．７５であることを特徴とする請求項１に記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項３】
前記継続認識工程では、複数箇所について前記第１エッジおよび前記第２エッジの画像認識を行い、
前記不能レベル取得工程では、前記複数箇所のうち少なくとも１箇所について前記画像認識が不能となったときに、前記不能光量レベルを取得することを特徴とする請求項１または２に記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項４】
前記アライメント部材がラベルであると共に、前記第２エッジがラベルの縁端であり、
前記被アライメント部材が、前記ラベルが貼着されるカートリッジであると共に、前記第１エッジが、前記ラベルが貼着される浅溝の縁端であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項５】
前記同軸落射照明が、同軸面発光落射照明であることを特徴とする請求項４に記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項６】
請求項４または５の同軸落射照明の光量設定方法を実施すると共に、前記光量設定方法により設定された前記同軸落射照明を有する画像認識装置を用いて行うラベルの位置ズレ検査方法であって、
前記光量設定工程の後、
前記第１エッジおよび前記第２エッジを画像認識する画像認識工程と、
前記画像認識の結果、前記第１エッジおよび前記第２エッジの間隙幅が、前記許容間隙幅から外れている場合に、前記ラベルの貼着不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とするラベルの位置ズレ検査方法。
【請求項７】
前記ラベルの種別変更時、および前記カートリッジの機種変更時に、前記光量設定方法を実施することを特徴とする請求項６に記載のラベルの位置ズレ検査方法。
【請求項８】
前記光量設定方法の前記継続認識工程において、併せて前記判定工程を実施し、
当該判定工程により貼着不良と判定された場合に、前記不能レベル取得工程、前記適性レベル算出工程および前記光量設定工程の実施を中止し、
同種の前記ラベルおよび同種の前記カートリッジである次の検査対象物に対し、前記光量設定方法を実施することを特徴とする請求項７に記載のラベルの位置ズレ検査方法。
【請求項１】
被アライメント部材の第１エッジと、所定の許容間隙幅を存して第１エッジに位置合わせされたアライメント部材の第２エッジと、を画像認識する画像認識装置おける同軸落射照明の光量設定方法であって、
前記同軸落射照明の光量を低いレベルから高いレベルに光量アップしながら、前記第１エッジおよび前記第２エッジの画像認識を継続する継続認識工程と、
前記光量アップの過程で、前記第１エッジおよび前記第２エッジの個々の画像認識が不能となったときの不能光量レベルを取得する不能レベル取得工程と、
前記不能光量レベルに、１以下の実験値係数を乗算して適性光量レベルを求める適性レベル算出工程と、
前記同軸落射照明の光量を、前記適性光量レベルに設定する光量設定工程と、を備えたことを特徴とする同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項２】
前記実験値係数が、０．６５から０．７５であることを特徴とする請求項１に記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項３】
前記継続認識工程では、複数箇所について前記第１エッジおよび前記第２エッジの画像認識を行い、
前記不能レベル取得工程では、前記複数箇所のうち少なくとも１箇所について前記画像認識が不能となったときに、前記不能光量レベルを取得することを特徴とする請求項１または２に記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項４】
前記アライメント部材がラベルであると共に、前記第２エッジがラベルの縁端であり、
前記被アライメント部材が、前記ラベルが貼着されるカートリッジであると共に、前記第１エッジが、前記ラベルが貼着される浅溝の縁端であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項５】
前記同軸落射照明が、同軸面発光落射照明であることを特徴とする請求項４に記載の同軸落射照明の光量設定方法。
【請求項６】
請求項４または５の同軸落射照明の光量設定方法を実施すると共に、前記光量設定方法により設定された前記同軸落射照明を有する画像認識装置を用いて行うラベルの位置ズレ検査方法であって、
前記光量設定工程の後、
前記第１エッジおよび前記第２エッジを画像認識する画像認識工程と、
前記画像認識の結果、前記第１エッジおよび前記第２エッジの間隙幅が、前記許容間隙幅から外れている場合に、前記ラベルの貼着不良と判定する判定工程と、を備えたことを特徴とするラベルの位置ズレ検査方法。
【請求項７】
前記ラベルの種別変更時、および前記カートリッジの機種変更時に、前記光量設定方法を実施することを特徴とする請求項６に記載のラベルの位置ズレ検査方法。
【請求項８】
前記光量設定方法の前記継続認識工程において、併せて前記判定工程を実施し、
当該判定工程により貼着不良と判定された場合に、前記不能レベル取得工程、前記適性レベル算出工程および前記光量設定工程の実施を中止し、
同種の前記ラベルおよび同種の前記カートリッジである次の検査対象物に対し、前記光量設定方法を実施することを特徴とする請求項７に記載のラベルの位置ズレ検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９６８７８（Ｐ２０１３−９６８７８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０７２９（Ｐ２０１１−２４０７２９）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]