(57)【要約】【課題】不良検査装置において、簡単な構成により、箱の外形の良・不良を効率的に検査可能とする。【解決手段】不良検査装置１は、箱Ｂの検査対象とする面１０に対して複数本のスリット光Ｌを照射する光源部２と、光源部２により照射されたスリット光Ｌを撮像するカメラ部３と、カメラ部３によって撮像された画像Ｇを処理して箱Ｂの良・不良を判定する画像処理部４と、を備えている。画像処理部４は、検査対象面１０のエッジ（すなわち、角部の辺、面の境界）に相当する各スリット光Ｌの像（単にスリット光Ｌとも記す）の端点Ｌ０の位置（端点位置Ｌ０とも記す）を検出し、検出された各スリット光Ｌの端点位置Ｌ０が予め設定された許容範囲５から外れている端点の個数を不良候補点として計数し、前記計数値が所定の値以上であれば当該箱Ｂが不良であると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱の変形を検出して箱の良・不良を判定する不良検査装置において、
所定位置に配置された箱の検査対象面に対して複数本のスリット光を照射する光源部と、
前記光源部によって照射されたスリット光を撮像するカメラ部と、
前記カメラ部によって撮像された画像を処理して箱の良・不良を判定する画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、前記検査対象面のエッジに相当する各スリット光の端点位置を検出し、検出された各スリット光の端点位置が予め設定された許容範囲から外れている端点の個数を不良候補点として計数し、前記計数値が所定の値以上であれば当該箱が不良であると判定することを特徴とする不良検査装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記画像をスリット光毎に分割して設定した検出エリアおよび前記許容範囲であって前記検出エリア毎に個別に設定した許容範囲を用いて、前記検出エリア毎に前記端点位置の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の不良検査装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記許容範囲の１つについて前記端点位置を複数検出した場合に、前記検査対象面の外方側に近い方を該許容範囲についての端点位置とすることを特徴とする請求項２に記載の不良検査装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記許容範囲の１つについて端点位置を１つも検出できなかった場合に、前記計数値を加算することを特徴とする請求項２に記載の不良検査装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、同一のスリット光の像が２つの検出エリアに跨っている場合に、前記計数値を加算することを特徴とする請求項２に記載の不良検査装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記端点位置の検出のためにスリット光に直交する方向の走査をスリット光の方向に沿って順次行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の不良検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダンボール箱などの外形の変形不良などを検出する不良検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平角材のような角を有する角形材の面形状と側面形状を測定して角部の異常部分を検出する形状測定装置が知られている。この装置は、角部近くの面においてエッジに平行に照射したスリット光の視差による位置変動から面の上下変形を検出し、エッジに直交するスリット光の視差による位置変動からエッジの異常を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３９３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような形状測定装置は、十字状のスリット光をエッジに沿って照射しながら移動させて測定を行う大掛かりなものである。また、面の上下変形によってエッジ検出用のスリット光の見え方が変化し、その変化によって生じるエッジ検出の誤差を無くすためにエッジ検出用のスリット光の照射角度を変えて複数回測定することが行われている。このような測定は、圧延材などの側面形状を高精度に検査する場合などには適していても、箱などの外形変形による不良検査には不向きであり、より簡易的で、効率的に不良検出をすることができる検査装置が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、箱の外形の良・不良を効率的に検査できる不良検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、箱の変形を検出して箱の良・不良を判定する不良検査装置において、所定位置に配置された箱の検査対象面に対して複数本のスリット光を照射する光源部と、前記光源部によって照射されたスリット光を撮像するカメラ部と、前記カメラ部によって撮像された画像を処理して箱の良・不良を判定する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記検査対象面のエッジに相当する各スリット光の端点位置を検出し、検出された各スリット光の端点位置が予め設定された許容範囲から外れている端点の個数を不良候補点として計数し、前記計数値が所定の値以上であれば当該箱が不良であると判定するものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の不良検査装置において、前記画像処理部は、前記画像をスリット光毎に分割して設定した検出エリアおよび前記許容範囲であって前記検出エリア毎に個別に設定した許容範囲を用いて、前記検出エリア毎に前記端点位置の検出を行うものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の不良検査装置において、前記画像処理部は、前記許容範囲の１つについて前記端点位置を複数検出した場合に、前記検査対象面の外方側に近い方を該許容範囲についての端点位置とするものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２に記載の不良検査装置において、前記画像処理部は、前記許容範囲の１つについて端点位置を１つも検出できなかった場合に、前記計数値を加算するものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２に記載の不良検査装置において、前記画像処理部は、同一のスリット光の像が２つの検出エリアに跨っている場合に、前記計数値を加算するものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の不良検査装置において、前記画像処理部は、前記端点位置の検出のためにスリット光に直交する方向の走査をスリット光の方向に沿って順次行うものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、許容範囲から外れたスリット光の端点位置の個数によって良・不良を判定するので、簡略化された方式による簡単な構成とすることができ、箱の外形の良・不良を効率的に検査することができる。すなわち、本装置は、箱の検査対象とする面に照射された複数のスリット光の端点位置によって、検査対象面の全周外形位置を代表させており、そのような端点位置は１枚の画像について画像処理することにより容易に求めることができる。また、良・不良検査は、通常は、不良品（不良品の出荷）を無くす目的で行われるので、良品を検出しないで不良品を検出することが必要であり、この意味で、不良候補点を計数することによって効率的に良・不良検査を行うことができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、検出エリアや、検出エリア毎の許容範囲について端点位置の検出や判断を行えばよいので、検出のための画像処理量を減らすことができ、効率的に良・不良を判定することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、検査対象面における模様や印刷文字の影響で画像中のスリット光が途切れていても、箱の最外のエッジ（角部の辺、検査対象面の境界）位置を検出できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、不良品を良品としてしまうような誤判定（検査漏れ）を増すことなしに不良検査を簡略化できる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、上記同様に検査漏れの誤判定を増すことなく不良検査を簡略化できる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、スリット光の位置、従ってその端点位置をより局在化して位置精度良く検出できる。これは、一般に画像中において１画素以上の幅を有するスリット光と走査線とが直交している場合に、その交点の広がりが最小となることによる。また、複数のスリット光を互いに平行とし、撮像時または画像処理時にスリット光の方向を画像のｙ軸、またはｘ軸に揃えておくことにより、画像に対して行う走査の方向をｘ軸またはｙ軸に平行とすることができ、演算処理やそのためのプログラム作成が簡略化され、効率良く処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る不良検査装置による不良検査を示す斜視図。
【図２】同上装置によって画像処理される画像の図。
【図３】同上装置による画像処理のフローチャート。
【図４】第２の実施形態に係る不良検査装置によって画像処理される画像の図。
【図５】同上装置による画像処理の例を示す画像の部分図。
【図６】同上装置による画像処理の他の例を示す画像の部分図。
【図７】同上装置による画像処理のさらに他の例を示す画像の部分図。
【図８】同上装置による不良検査の他の例を示す画像の図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る不良検査装置について、図面を参照して説明する。図１、図２、図３は第１の実施形態の不良検査装置について示す。図１、図２に示すように、不良検査装置１は、箱Ｂの検査対象面１０（検査対象とする面）に対して複数本のスリット光Ｌを照射する光源部２と、光源部２により照射されたスリット光Ｌを撮像するカメラ部３と、カメラ部３によって撮像された画像Ｇを処理して箱Ｂの良・不良を判定する画像処理部４と、を備えている。画像処理部４は、検査対象面１０のエッジ（すなわち、角部の辺、面の境界）に相当する各スリット光Ｌの像（以下、単にスリット光Ｌとも記す、以下同様）の端点Ｌ０の位置（端点位置Ｌ０とも記す、以下同様）を検出し、検出された各スリット光Ｌの端点位置Ｌ０が予め設定された許容範囲５から外れている端点の個数を不良候補点として計数し、前記計数値が所定の値以上であれば当該箱Ｂが不良であると判定する。
【００２０】
カメラ部３は、ＣＣＤ撮像素子などを用いたデジタルカメラである。画像処理部４は、デジタル画像をいわゆる画像処理して画像中の特定の画素位置を検出して端点位置Ｌ０を検出する処理と、その検出結果に基づいて箱Ｂの良・不良を判定する判定処理とを行う。画像処理部４は、これらの処理のために、マイクロプロセッサなどによる中央処理部（ＣＰＵ）４１、画像データや処理用のプログラム、検査結果などを記憶するメモリ４２、カメラ部３や外部機器との信号やデータのやり取り、作業者による操作などのためのインターフェイス４３などを備えている。また、画像処理部４は、画像Ｇを表示し、作業者が不良検査結果を確認したり操作したりするユーザインターフェイスとしてのディスプレイ４０を備えている。このような画像処理部４は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入出力装置などを備えた一般的な構成の小型コンピュータ（電子計算機）、およびその上のプロセスまたは機能の集合を用いて構成することができる。
【００２１】
検査対象とされる箱Ｂは、例えば、ダンボール箱や木箱であり、ベルトコンベアＣなどの搬送装置によって方向Ａに沿って運ばれ、カメラ部３の視野Ｇ０内の所定位置において停止または所定速度以下の低速移動とされる。光源部２は、複数本の互いに平行なスリット光Ｌを、照射空間に対して角度などの照射条件を一定に保って放射する。複数本のスリット光Ｌは、隣り合ういずれの間隔も、互いに等しくされている。つまり、スリット光Ｌが平面に照射された場合の画像は、各スリット光Ｌに対応する直線状の明部が一定間隔で並んだ縞状の画像となる。各スリット光Ｌの長さおよび分布は、検査対象面１０の全面をスリット光Ｌによって照射できる長さおよび分布とする。
【００２２】
光源部２とカメラ部３との位置関係は固定されている。従って、箱Ｂがカメラ部３の視野Ｇ０内の所定位置に所定の姿勢（角度）で位置することにより、画像Ｇにおける箱Ｂの検査対象面１０の像が画像Ｇ中の一定範囲に撮像されることになる。低速移動中の箱Ｂの場合は、箱Ｂの位置を検出する位置センサからの信号をトリガとして撮像される。また、光源部２が照射条件を一定に保ってスリット光Ｌを放射するので、箱Ｂに照射されて撮像されたスリット光Ｌは、画像Ｇ中の一定範囲に撮像されることになる。ここで、注目すべきことは、箱Ｂの検査対象面１０がカメラ部３の方向に突出した凸面となっていることである。また、カメラ部３は、検査対象面１０の中心直上に配置すること、すなわち、検査対象面１０に垂直な方向にカメラ部３の光軸が配置されることが望ましい。このような条件のもとで、画像Ｇにスリット光Ｌの端点位置Ｌ０が現れ、その端点位置が、検査対象面１０の一部エッジ位置を示すことになる。そして、検査対象面１０が窪んだり盛り上がったりして、平面から変形すると、画像Ｇ中のスリット光Ｌが曲がることになる。また、検査対象面１０の外周が正常な箱の直線形状から変形すると、画像Ｇにおける端点位置Ｌ０が本来の正常な位置からずれた位置に移動することになる。このようなスリット光Ｌの曲がりや端点位置Ｌ０のずれに基づいて、箱Ｂの不良検査を行うことができる。
【００２３】
上述のように、箱Ｂの四角い検査対象面１０の外周が画像中でエッジ１０ａ（辺）を規定する。そのエッジ１０ａの方向に対するスリット光Ｌの方向は、４５度となるようにするのが望ましい。もっと条件を弛めると、エッジ１０ａの方向とスリット光Ｌの方向とは、少なくとも平行でなければよい。このような配置条件とすることにより、検査対象面１０のいずれのエッジ１０ａ部分においても、端点Ｌ０が現れるようになる。このような配置にしない場合、例えば、極端な場合、スリット光Ｌの方向が検査対象面１０の４つのエッジ１０ａのいずれかに平行であると、その平行なエッジ１０ａにおいては、端点Ｌ０が現れないか、または、スリット光Ｌとエッジ１０ａが一致して端点Ｌ０の位置が不定となる。
【００２４】
画像Ｇ中のスリット光Ｌの方向は、画像処理の容易さの観点から、画像Ｇの画素位置を特定する直交座標系ｘ，ｙのいずれかに平行とする（そのように撮像する、または、後処理でそのようにする）のが望ましい。本例では、スリット光Ｌの方向は、ｙ軸に平行とされ、ｘ軸に直交している。スリット光Ｌの方向を定めると、上述の、エッジ１０ａに対するスリット光Ｌの関係から、画像Ｇ中の箱Ｂの姿勢（角度θ）、従って、箱Ｂをどのように視野Ｇ０の中に配置するかが定まることになる。通常、角度θは、図２に例示するように、θ＝４５度とされる。
【００２５】
複数本とされたスリット光Ｌの間隔は、不良検査の精度に応じて定めればよい。例えば、箱Ｂの変形によるエッジ１０ａの位置変動を５ｍｍの精度で検出しようとする場合、例えば、測定精度の半分の２．５ｍｍ以下の間隔とすればよい。また、スリット光Ｌそのものの線幅も不良検査の精度に応じて定めればよい。通常は、所定位置に配置したカメラ部３と画像処理部４とによって、外乱（ノイズ）などに影響されずに、安定に端点Ｌ０を検出できる最小の線幅とされる。
【００２６】
許容範囲５は、光源部２とカメラ部３と箱Ｂとの位置関係および測定精度から定められる範囲であり、画像Ｇ中における良品の箱Ｂの検査対象面１０の像に相当する領域を基準にして、膨らんだ場合と縮んだ場合の箱Ｂの変形の許容範囲に基づいて定められる。従って、許容範囲５は、外周の外側境界と内周の内側境界で囲まれた周状領域として定義される。四角い箱Ｂの４つのエッジ１０ａに対して、それぞれ許容範囲α，βを定めて許容範囲５とすることができる。αとβとは、箱Ｂの方向によって変形の容易さが異なる場合があるので、各片について必ずしも同じにするとは限らない。また、箱Ｂが膨らむ場合の変形の容易さと、縮む場合の変形の容易さとは、必ずしも同じになるとは限らないので、各許容範囲α、βの設定も、エッジ１０ａの内側と外側とで、異なる値とすることができる。例えば、箱Ｂがダンボール箱の場合に、その内容物の変形容易性などに基づいて、また、箱Ｂの変形不良がダンボール箱の封緘不良による場合に、その封緘（箱の蓋締め）の方向、方法、場所などに基づいて、各許容範囲５，α、βなどを設定すればよい。
【００２７】
画像処理部４による端点位置Ｌ０の検出は、例えば、図２に走査線Ｒによって示すように、画像Ｇをｘ軸方向に走査（スキャン）してスリット光Ｌに相当する画素を検出する走査をｙ軸方向に順次繰り返すことによって行われる。画像Ｇを２値化する画像処理により、スリット光Ｌに相当する画素を明部（または暗部）として抽出することができる。また、スリット光Ｌは、検査対象面１０における模様や印刷文字の影響、表面の光反射率の影響を受けて、画像中のスリット光Ｌが途切れることがある。このような場合に、周知の画像処理方法を用いて、途切れたスリット光Ｌを互いに接続するようにしてもよい。端点位置Ｌ０は、通常、連続するスリット光Ｌの両端に現れるので、連続する明画素であってｙ軸方向の両端部に現れる画素（または画素の集合）の位置を端点位置Ｌ０とすることができる。このような画素の抽出や画素を特定する処理は、従来周知の一般的なデジタル画像処理の手法を用いることにより、容易に行うことができる。また、端点位置Ｌ０の検出処理において、種々の簡略化や処理の省略を行うことができる。
【００２８】
ここで、次のことに注目する。すなわち、良・不良検査を、特に、不良品（不良製品の出荷、流出）を無くす目的で行う場合に、良品を検出するのではなく不良品を検出することが必要である。この意味で、不良候補点を計数することによって効率的に良・不良検査を行うことは、理にかなっている。この場合、許容範囲５から外れた位置にある端点位置Ｌ０の検出が主たる画像処理作業となり、不良候補点の計数値が所定の閾値を越え次第、不良と判定して、その後の画像処理を打ち切ることができる。逆に、製品歩留まりが低い場合などにおける良・不良検査においては、良品を検出することが主たる目的となり、この場合には、例えば、許容範囲５に所定値以上の数の端点位置Ｌ０が検出されて、または、不良候補点の計数値が所定の閾値以下であることが確認されて初めて、箱Ｂが良品とされる。
【００２９】
そこで、不良品を検出する場合に、例えば、検査対象面１０における許容範囲５の内側境界よりも内方に境界５０からなる検査不要領域を設定し、その領域では端点位置Ｌ０を検出するための走査を省略する。これにより処理速度を上げて効率化を図ることができる。従って、許容範囲５の外側境界よりも外側が不良候補点が存在する１つの領域（外側不良領域）となり、また、許容範囲５の内側境界と境界５０とで囲まれた領域が不良候補点が存在する他の領域（内側不良領域）となる。この場合、画像Ｇが、外側不良領域、許容範囲、内側不良領域、および検査不要領域の４つの領域に分けられたことになる。外側不良領域における端点位置Ｌ０の検出は、許容範囲５の外側の境界上にスリット光Ｌに相当する画素の集合の一部がある場合に、その画素の集合を不良候補点として計数すればよい。また、内側不良領域については、その全領域において、不良候補点となる端点位置Ｌ０を検出して計数すればよい。
【００３０】
また、検査対象の箱Ｂの変形の容易性、検査精度の設定、スリット光Ｌの間隔、許容範囲５の設定などの要因に応じて、端点位置Ｌ０を検出する検査処理を簡略化できる。例えば、図２の画像Ｇにおいて、左方から右方に画像Ｇ面に沿って見ると、スリット光Ｌの画像が互いに重なって、右方背後のスリット光Ｌについては端部しか見えない状態になっている。そこで、このように見える範囲において端点位置Ｌ０を検出できないとき、そのスリット光Ｌの端点については不良候補点として計数すると設定する。この設定が有効であれば、検査処理を簡略化できる。例えば、左方からの走査線Ｒは、明画素（すなわちスリット光Ｌ）を検出した時点で、それ以降の右方向の走査を中止する。また、画像Ｇを右方から左方を見ると、スリット光Ｌの画像が互いに重なって、左方背後のスリット光Ｌについては端部しか見えない状態になっているので、画像Ｇの右側から、左方向に向けて、図中の走査線Ｒの方向とは逆方向に、走査すればよい。
【００３１】
直方体の検査対象面１０に対して、図１、図２における角度θを、θ＝４５゜として、スリット光Ｌの方向をｙ軸方向とすれば、４辺のエッジ１０ａについて、ｘ軸方向からの端点位置Ｌ０の見え方は同等になる。より一般的に、１辺のエッジ１０ａに対してスリット光Ｌの方向を４５゜とすれば、４辺のエッジ１０ａについて端点位置Ｌ０の見え方が同等（良品の場合等間隔）となる。この場合、１枚の画像Ｇについて、上記走査を行えばよい。しかしながら、もし、箱Ｂが直方体ではない場合に、特に必要ならば、各エッジ１０ａについて、θ＝４５゜の条件を満たすように、条件を変えて、例えば、２枚の画像Ｇを撮像して端点検出処理を行えばよい。
【００３２】
ここで、端点位置Ｌ０を検出する１つの手法を説明する。図２の状態において、スリット光Ｌの方向はｙ軸方向に沿っている。従って、各スリット光Ｌの端点位置Ｌ０は、各スリット光Ｌに属する画素のうち、ｙ座標値が最大、または最小の画素の位置と考えることができる。そのような、ｙ座標値が最大または最小の画素を端点位置Ｌ０とすればよい。この手法は、端点位置Ｌ０を１次元の空間（ｙ軸空間）で処理するものであり、スリット光Ｌの大きな曲がりがない場合などに、効率良く正しい結果を導くことができる。
【００３３】
次に、図３のフローチャートによって、不良検査の一連の処理を全体を通して説明する。初めに、スリット光Ｌの照射位置、カメラ部３の配置などを設定し（＃１）、所定位置に箱Ｂを配置して（＃２）、スリット光Ｌを照射して検査対象面１０を撮像する（＃３）。また、画像処理部４による処理に先立ち、画像面に対してスリット光Ｌの端点位置Ｌ０の許容範囲５を設定する（＃４）。なお、この設定は、端点検出のステップ（＃５）の前であれば、いつ行うようにしてもよい。
【００３４】
画像Ｇが得られると、画像処理部４は、画像Ｇ中からスリット光の端点Ｌ０を検出し（＃５）、その端点Ｌ０の位置が許容範囲５内かどうかを調べる（＃６）。端点Ｌ０の位置が許容範囲５内であれば（＃６でＹｅｓ）、端点検出処理が、画像Ｇ内でし尽くされたかどうかを判断し、まだならば（＃９でＮｏ）、端点検出のステップ（＃５）からの処理を繰り返す。端点検出処理が終了ならば（＃９でＹｅｓ）、箱Ｂは良品と判定されて（＃１０）、不良検査処理は終了する。また、端点Ｌ０の位置が許容範囲５内になければ（＃６でＮｏ）、そのような点を不良点候補として、その点数を数えるため加算し（＃７）、加算結果（不良候補点の計数値）が所定値以上かどうかを調べる（＃８）。計数値が所定値以上であれば（＃８でＹｅｓ）、箱Ｂは不良と判定され（＃１１）、その後の画像処理は打ち切られて不良検査処理が終了する。計数値が所定値以上でなければ（＃８でＮｏ）、ステップ（＃９）の処理が行われる。
【００３５】
以上の不良検査処理は、箱Ｂの１つの検査対象面１０（上面）についての処理である。必要に応じて、箱Ｂの他の検査対象面、例えば、左右側面、前後面、底面などについても同様に検査することができる。不良候補点の計数値と比較する判断基準である所定値は、各検査対象面１０毎に設定することができ、各面毎の良・不良の判断によって箱Ｂの良・不良を決めることができる。また、箱Ｂの良・不良は、各検査処理面についての検査結果に基づく総合的判断によって判断してもよい。複数の検査対象面について検査する場合に、不良検査装置１を各面毎に設けたり、スリット光Ｌの設定や、光源部２とカメラ部３との位置関係を変更したり、箱Ｂの置き方を変更したりして、種々のやり方で検査を行うことができる。
【００３６】
本実施形態の不良検査装置１によれば、許容範囲５から外れたスリット光Ｌの端点位置Ｌ０の個数によって良・不良を判定するので、箱Ｂの外形の良・不良を簡略化された方式による簡単な構成により効率的に検査することができる。すなわち、本装置１は、箱Ｂの検査対象とする面に照射された複数のスリット光Ｌの端点位置によって、検査対象面１０の全周外形位置を簡略に代表させており、１つの検査対象面１０における端点位置Ｌ０は１枚の画像Ｇについて画像処理することにより容易に求めることができ、箱Ｂの外形の良・不良を効率的に検査することができる。
【００３７】
また、不良検査装置１においては、端点位置Ｌ０を検出するために、スリット光Ｌに直交する方向の走査をスリット光Ｌの方向に沿って順次行う。これにより、スリット光Ｌの位置、従ってその端点位置Ｌ０をより局在化して位置精度良く検出できる。これは、スリット光Ｌと走査線Ｒとが直交している場合に、その交点の広がりが最小となることによる。また、複数のスリット光Ｌを互いに平行とし、撮像時や画像処理時にスリット光Ｌの方向を画像のｙ軸、またはｘ軸に揃えておくことにより、画像Ｇに対して行う走査の方向をｘ軸またはｙ軸に平行とすることができる。この場合、縦横に配列または記憶された画素を斜め方向に走査する場合に比べて、演算処理が簡略化され、効率良く処理できる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図４乃至図８は第２の実施形態の不良検査装置について示す。本実施形態の不良検査装置１は、画像処理部４における条件設定と処理が第１の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態の不良検査装置１においては、画像処理部４は、カメラ部３によって撮像された画像Ｇを、図４に示すように、スリット光Ｌ毎に分割して設定した検出エリアａ０，ａ１，ａ２，・・（代表してａｉ）および前記許容範囲であって前記検出エリア毎に個別に設定した許容範囲５を用いて、検出エリアａｉ毎に端点位置Ｌ０の検出を行う。検出エリアａｉの設定および検出エリア毎の許容範囲の設定は、画像処理部４が画像Ｇを解析して自ら設定するようにしてもよく、また、事前に設定した情報を画像処理部４に与えるようにしてもよい。図４に示す例では、スリット光Ｌは画像のｙ軸方向とされており、各検出エリアａｉは、同じくｙ軸方向に延びる帯状の互いに平行な領域である。検出エリアａｉの幅は、通常は、スリット光Ｌの間隔と同じとされるが、検査対象の箱Ｂの変形の容易性、スリット光Ｌの間隔の大小、許容範囲５の設定、検査精度などの各種要因に応じてスリット光Ｌの間隔よりも狭くしたり、広くしたりすることができる。
【００３９】
箱Ｂの変形を判定するための許容範囲５は、画像Ｇにおける良品の箱Ｂの検査対象面１０のエッジに対応するエッジ１０ａ周辺に各検出エリアａｉ毎の四角形の領域として設定されている。なお、許容範囲５のｘ軸方向寸法（幅）は、通常は、検出エリアａｉの幅とされるが、各種要因（上記同様）に応じて検出エリアａｉの幅よりも狭くしたり、広くしたりすることができる。また、許容範囲５のｙ軸方向寸法（長さ）についても、検査精度などの各種要因に基づいて、上記同様に決定される。従って、例えば、図４において、ｘ軸方向に隣り合う許容範囲５が、互いにｙ軸方向に重なりがないように、また隙間がないように設定されているが、互いに重ならせたり、隙間を開けたりすることができる。
【００４０】
端点位置Ｌ０を検出するための走査は、例えば、第１の実施形態で示したように、許容範囲５の領域および許容範囲５よりも内側（検査対象面１０の中心側）の所定の領域について行ったり、画像Ｇの左方から右方またはその逆方向に走査したりして、端点位置を検出するための検査処理を簡略化することができる。また、ｘ軸方向の走査線Ｒによる走査順序は、箱Ｂの４辺に対応して、４つの白抜き矢印で示すように、画像Ｇの左上から右向き走査を下方に順に行う走査、画像Ｇの左下から右向き走査を上方に順に行う走査、画像Ｇの右上から左向き走査を下方に順に行う走査、画像Ｇの右下から左向き走査を上方に順に行う走査を組み合わせて行う。これにより、見えている端点Ｌ０を検出する、という検出処理によって効率的に処理を行うことができる。
【００４１】
ここで、図４の場合について、端点位置Ｌ０の具体的で簡略な検出方法の例を説明する。各許容範囲５は、それぞれスリット光Ｌの両端位置、図における上下位置に、ｘｙ軸に平行な四角領域として、個別に設定されている。従って、例えば、スリット光Ｌの上端側の許容範囲５について、許容範囲５の上辺（これは検査対象面１０の外側にある）にスリット光Ｌを示す明画素が検出されたならば、不良候補点が検出されたとして計数する。また、許容範囲５の下辺（これは検査対象面１０の内側にある）にスリット光Ｌを示す明画素が検出されなかったならば、許容範囲５の内部には端点位置Ｌ０が検出されないと考えられることから、この場合も、不良候補点が検出されたとして計数する。スリット光Ｌの下端側の許容範囲５について、その範囲の上辺と下辺の役割を替えれば、上端側の許容範囲５の場合と同様に、端点検出を行うことができる。
【００４２】
つまり、各許容範囲５における上辺と下辺について、端点検出の処理（実際は、スリット光Ｌ検出処理）を行うことにより、不良候補点を計数することができ、計数値が所定値を越え次第、不良と判断して処理を終了できる。ただし、このような簡略な端点検出ができるのは、スリット光Ｌが曲がって各許容範囲５の側方から外に出てしまう、ということがない場合である。言い換えると、スリット光Ｌが、各検出エリアａｉに納まっている場合に、本手法を用いることができる。なお、本手法は、許容範囲５の幅を、検出エリアａｉの幅よりも広げることにより、適用範囲を広げたり、検出精度を上げたりすることができる。
【００４３】
また、許容範囲５の側方の２辺において、スリット光Ｌを示す明画素を検出するようにすれば、スリット光Ｌが曲がって各許容範囲５の側方から外に出てしまう、という現象を検出できる。この現象の場合も、不良候補点が検出されたとして計数する。すると、各許容範囲５における上辺と下辺と左辺と右辺について、端点検出の処理を行うことにより、不良候補点を簡略、かつ、より確実に計数することができる。ただし、左辺または右辺で検出したスリット光Ｌは、当該許容範囲５から出ていくスリット光Ｌとは限らず、隣の検出エリアから入ってくるスリット光Ｌの場合もある。しかしながら、不良候補点を隣接する検出エリアで二重計数したとしても、不良品の出荷という誤検出とはならない。
【００４４】
さらに他の、簡略な端点位置Ｌ０の検出方法について説明する。各スリット光Ｌが、各検出エリアａｉに納まっていると想定される場合に、各スリット光Ｌの端点位置Ｌ０は、各検出エリアａｉにおけるスリット光Ｌに属する画素のうち、ｙ座標値が最大、または最小の画素の位置と考えることができる。そのような、ｙ座標値が最大または最小の画素を端点位置Ｌ０とすればよい。そして、各端点位置Ｌ０が、それぞれの対応する許容範囲５内に有るかどうかを調べて不良候補点を簡略、かつ、より確実に計数することができる。
【００４５】
本実施形態のように、検出エリアａｉを用いる不良検査装置１によれば、検出エリアａｉや、検出エリアａｉ毎の許容範囲５について端点位置Ｌ０の検出を行えばよいので、検出のための画像処理量を減らすことができ、効率的に良・不良を判定することができる。
【００４６】
図５によって、検査処理例を説明する。本例において、走査線Ｒで示すように、画像Ｇの左上隅から行うｘ軸方向の走査をｙ軸方向に順次移動して、端点の検出が行われる。端点Ｌ１は許容範囲５内にあり、端点Ｌ２，Ｌ３は許容範囲５から外れた位置にある。端点位置を検出する走査は、最初は、検出エリアａ３の右端まで行われる（検出エリアａ４等については、別途右側から行われる）。端点Ｌ３が不良候補点として検出されて不良候補点の計数値が加算されると、許容範囲５３については走査は省略され、手前の検出エリアａ２の右端まで行われる。その後、端点位置が検出されることなく、許容範囲５２の走査が終了すると、検出エリアａ１、従って、許容範囲５１についての走査が行われ、端点Ｌ１が許容範囲５１に検出される。許容範囲５２について端点が検出さなかったが、このような許容範囲５２は、やはり、不良候補点として計数される。つまり、許容範囲５の１つについて端点位置を１つも検出できなかった場合に、計数値を加算する。このような処理を行う不良検査装置１によれば、不良品を良品としてしまうような誤判定（検査漏れ）をすることなしに不良検査を簡略化できる。
【００４７】
図６によって、他の検査処理例を説明する。本例では、同一の検出エリアａｉの上下の一方側である上側において２つの端点Ｌ２，Ｌ２１が存在している。これは、スリット光Ｌが何らかの原因によって途切れている場合に相当する。例えば、スリット光Ｌを照射する面に黒色の印字がある場合などに、スリット光Ｌの画像が途切れることがある。そして、端点検出処理が画像の上方から下方（ｙ軸方向）に行われる場合であって、上記図５の例の説明とは異なり、端点Ｌ２が検出された後も、その検出エリアａｉについて端点検出を行う場合には、２点目の端点Ｌ２１が検出されることになる。このような場合、より一般的に、端点位置を同一の検出エリアａｉ内であって、その長手方向の一方側に複数検出した場合に、検査対象面１０の外方側に近い方（より外方側の方、本例では端点Ｌ２）を端点位置とする。これを言い換えると、検出エリアａｉに設定された許容範囲の１つについて、つまりその許容範囲に属すべき端点位置として、端点位置を複数検出した場合に、前記検査対象面の外方側に近い方を該許容範囲についての端点位置とする。このような処理を行う不良検査装置１によれば、スリット光Ｌが途切れていても、箱Ｂの最外のエッジ（角部の辺、検査対象面の境界）位置を検出して正しく不良検査を行うことができる。
【００４８】
図７によって、さらに他の検査処理例を説明する。本例では、検出エリアａｉにおけるスリット光Ｌａが、隣の検出エリアａｊに入り込んでいる場合を示す。このように、同一のスリット光（本例ではＬａ）の画像が２つの検出エリア（本例ではａｉとａｊ）に跨っている場合に、表面の凹凸が大きいと考えられるので、不良候補点の計数値を加算する。スリット光Ｌａが、隣の検出エリアａｊに入り込んでいるかどうかは、例えば、検出エリアａｉ，ａｊの境界線に沿って（本例の場合ｙ軸方向に沿って）、スリット光に属する明画素があるかどうかを調べればよい。明画素があれば、不良候補点の計数値を加算する。このような処理を行う不良検査装置１によれば、上記同様に検査漏れの誤判定を減らす方法で、不良検査を簡略化できる。また、上記の場合も含め、計数値にいくら加算するかは、条件に応じて決めることができる。例えば、図５の場合は１を加算し、図７の場合には、箱Ｂの変形が大きいと予想されることから重み付けを行って、より大きな数値、例えば５を加算する、などとすることができる。
【００４９】
図８によって、スリット光Ｌが画像Ｇに対して、つまり画像Ｇのｘ軸、またはｙ軸のいずれに対しても傾斜している場合について説明する。本例の場合においても、検出エリアａｉを設定することにより、各スリット光Ｌ毎に端点位置Ｌ０を検査処理することができる。しかしながら、同時にｘ軸方向とｙ軸方向の２次元的な処理が必要になり、画像処理や、その処理のためのプログラム作りが複雑となる。そこで、このような場合に、端点位置の効率的な検出のために、画像回転を行って、スリット光Ｌに直交する方向の走査をスリット光Ｌの方向に沿って順次行うようにする。画像回転は一般的な処理ソフトによって容易に行うことができる。また、その回転に際して、画像の空間周波数処理によって、大域的なスリット光Ｌの方向を自動検出して、その方向をｙ軸またはｘ軸に平行とすることができる。これにより、端点位置Ｌ０を検査処理を一次元の走査の繰り返しによって容易に行うことができる。また、不良検査装置１において、上述の画像の空間周波数を求めて回転処理などを行う空間周波数処理部を備えて、その空間周波数処理部によって大域的なスリット光Ｌの方向を自動検出することにより検出エリアａｉを自動設定するようにしてもよい。
【００５０】
また、スリット光Ｌに直交する方向を走査方向とすることにより、スリット光Ｌの位置、従ってその端点位置Ｌ０をより局在化して位置精度良く検出できる。これは、スリット光Ｌと走査線Ｒとが直交している場合に、その交点の広がりが最小となることによる。また、複数のスリット光Ｌを互いに平行とし、撮像時や画像処理時にスリット光Ｌの方向を画像のｙ軸、またはｘ軸に揃えておくことにより、画像回転処理を行うことなく、画像に対して行う走査の方向をｘ軸またはｙ軸に平行とすることができ、演算処理を簡略化して効率良く処理できる。
【００５１】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。本発明は、規格品の多数の箱を順番に検査するときに用いる他に、複数種類の箱をランダムに検査する場合にも用いることができる。また、箱Ｂは、ダンボール箱のような箱の材質や、直方体形状の外形に限らず、端点位置検出のための基準外形を設定できる多角形や曲面外形を有する各種材質の物体の略平坦面の外形検査に用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１    不良検査装置
２    光源部
３    カメラ部
４    画像処理部
５    許容範囲
１０    検査対象面
ａ０，ａ１〜ａｉ    検出エリア
Ｂ    箱
Ｇ    画像
Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ    スリット光（スリット光の像）
Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３    端点（端点位置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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