(57)【要約】      （修正有）【課題】接着部分に生じた異常をより精度高く判定する技術を提供する。【解決手段】検査対象の形状画像を生成するための撮影を行う撮影システム、判定装置及び監視端末が、ネットワークを介して通信する検査システムにおいて、判定装置２０は、接着部分が形成された検査対象の形状画像において、接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定部、を備える。接着部分は、接着過程において表面に凹凸が生じる接着方法で接着された部分である。形状画像は、検査対象の高さ方向の凹凸に応じた画素値を有する画像である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着部分が形成された検査対象の形状画像において、前記接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定部、
を備える判定装置。
【請求項２】
前記接着部分は、接着過程において表面に凹凸が生じる接着方法で接着された部分である、請求項１に記載の判定装置。
【請求項３】
前記形状画像は、前記検査対象の高さ方向の凹凸に応じた画素値を有する画像である、請求項１又は２に記載の判定装置。
【請求項４】
接着部分が形成された検査対象の形状画像を撮影する撮影システムと、
前記形状画像において、前記接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定部と、
を備える検査システム。
【請求項５】
接着部分が形成された検査対象の形状画像において、前記接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定ステップ、を有する判定方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の判定装置としてコンピューターを機能させるためのコンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートの接着部分の異常を判定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルム同士を熱圧着することによって袋を製造する製袋機が提供されている（例えば特許文献１参照）。フィルムが熱圧着されることにより、内容物が漏れてしまうことを抑えることができる。そのため、１又は複数の辺において熱圧着を行うことで袋を製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０３５４５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、熱圧着された部分に異常が生じている場合、その部分から内容物が漏れてしまうおそれがある。このような問題は、必ずしも熱圧着に限られた問題ではなく、様々な態様での接着において共通する問題である。また、異常が生じているか否かの判定のみならず、接着された部分と他の部分との区別が可能となることにより、その後段における種々の工程において処理の精度が向上する可能性がある。
上記事情に鑑み、本発明は、接着部分をより精度高く判定することができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、接着部分が形成された検査対象の形状画像において、前記接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定部、を備える判定装置である。
【０００６】
本発明の一態様は、上記の判定装置であって、前記接着部分は、接着過程において表面に凹凸が生じる接着方法で接着された部分である。
【０００７】
本発明の一態様は、上記の判定装置であって、前記形状画像は、前記検査対象の高さ方向の凹凸に応じた画素値を有する画像である。
【０００８】
本発明の一態様は、接着部分が形成された検査対象の形状画像を撮影する撮影システムと、前記形状画像において、前記接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定部と、を備える検査システムである。
【０００９】
本発明の一態様は、接着部分が形成された検査対象の形状画像において、前記接着部分を含む領域である対象領域を判定する対象領域判定ステップ、を有する判定方法である。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の判定装置としてコンピューターを機能させるためのコンピュータープログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、接着部分をより精度高く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の検査システム１００のシステム構成を示す概略ブロック図である。
【図２】撮影システム１０の構成の具体例を示す図である。
【図３】撮影システム１０の概略を示す図である。
【図４】検査対象９０の具体例を示す図である。
【図５】複数の明暗パターン１１１を与えて撮影することで生成される複数の画像の具体例を示す図である。
【図６】複数の明暗パターン１１１を与えて撮影することで生成された複数の画像を用いて生成される加工画像の具体例を示す図である。
【図７】図４に示される検査対象９０について得られた形状画像の具体例を示す図である。
【図８】判定装置２０の機能構成の例を示す概略ブロック図である。
【図９】検査システム１００の動作の流れの具体例を示すフローチャートである。
【図１０】検査対象９０の第一具体例を示す図である。
【図１１】図１０に示される検査対象９０の帯状物体の撮影領域６０の具体例を示す図である。
【図１２】図１０に示される検査対象９０に対して生成される形状画像の具体例を示す図である。
【図１３】検査対象９０の第二具体例を示す図である。
【図１４】図１３に示される検査対象９０の袋の撮影領域６０の具体例を示す図である。
【図１５】図１３に示される検査対象９０に対して生成される形状画像の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の具体的な構成例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の検査システム１００のシステム構成を示す概略ブロック図である。検査システム１００は、撮影システム１０、判定装置２０及び監視端末３０を備える。撮影システム１０、判定装置２０及び監視端末３０は、ネットワーク４０を介して通信する。ネットワーク４０は、無線通信を用いたネットワークであってもよいし、有線通信を用いたネットワークであってもよい。ネットワーク４０は、複数のネットワークが組み合わされて構成されてもよい。撮影システム１０は、検査対象９０を撮影することで画像データを生成する。撮影システム１０によって生成された画像データは、ネットワーク４０を介して判定装置２０に送信される。判定装置２０は、画像データに基づいて、検査対象９０の接着部分に異常が生じているか否か判定する。判定装置２０は、判定結果を示すデータを監視端末３０に送信する。
【００１４】
撮影システム１０について説明する。撮影システム１０は、検査対象９０の形状画像を生成するための撮影を行う。形状画像とは、検査対象９０の形状を示す情報を有した画像である。より具体的には、形状画像は、検査対象９０の垂直方向の形状の変化を示す情報が強調された画像である。形状画像では、検査対象９０の表面に凹凸が存在する場合には、その凹凸の変化を示す値が各画素値に与えられる。一方、形状画像は、検査対象９０の表面の平面上の模様の情報を有していない。そのため、検査対象９０の表面に文字や画像や模様が印刷されていたとしても、その文字や画像や模様における色の変化を示す値は各画素に殆ど与えられていない。
【００１５】
このような形状画像は、どのような撮影技術を適用することによって生成されてもよい。例えば、それぞれ異なる明暗パターンを与えて撮影された複数の画像に基づいて形状画像が生成されてもよい。例えば、距離画像を撮影することができる測距カメラを用いることによって、形状画像が撮影されてもよい。以下の説明では、それぞれ異なる照明パターンを与えて撮影された複数の画像に基づいて形状画像を生成する実施形態について説明する。
【００１６】
図２は、撮影システム１０の構成の具体例を示す図である。撮影システム１０は、例えば照明１１及びカメラ１２を備える。照明１１は、検査対象９０に対して複数の明暗パターンの光を投射する。カメラ１２は、照明１１の光を受けた検査対象９０を撮影することで、検査対象９０の画像を生成する。検査対象９０は、移動体８０の上面に配置されている。移動体８０は、矢印７０の方向へ所定の速度で進む。移動体８０の移動に伴って、その上面に配置されている検査対象９０も移動する。なお、矢印７０の方向は、右方向に限定される必要はなく、左方向であってもよいし、奥行き方向や手前方向など他の方向であってもよい。また、移動体８０の移動速度は、一定の速度であってもよいし、変化する速度であってもよい。移動体８０の移動速度は、撮影システム１０の照明１１及びカメラ１２の動作と同期していればどのような速度であってもよい。移動体８０は、例えばベルトコンベアであってもよいし、他の態様で構成されてもよい。
【００１７】
図３は、撮影システム１０の概略を示す図である。図３において、符号１１１は照明１１によって移動体８０の上面に形成される明暗パターンの具体例を示す。明暗パターン１１１は、１又は複数の暗部１１２と、１又は複数の明部１１３とを含む。このような明暗パターン１１１は、照明１１のどのような構成によって実現されてもよい。例えば、照明１１は、光源と検査対象９０との間に変化するフィルターを有し、変化するフィルターを介して光を投影することによって複数の明暗パターン１１１を形成してもよい。例えば、照明１１は、複数の発光体を有し、一部の発光体を発光させて残りの発光体を消灯することで複数の明暗パターン１１１を形成してもよい。このような照明１１に用いられる発光体には、直進性の強い光を発する発光体が用いられてもよい。
【００１８】
カメラ１２には、エリアカメラが適用されてもよいし、ラインカメラが適用されてもよい。本実施形態では、カメラ１２にラインカメラが適用されている。図３において、太線１２１は、ラインカメラが適用されたカメラ１２の一度の撮像における撮像領域を示す。カメラ１２は、例えば照明１１における明暗パターン１１１の変化に同期して撮像を繰り返し実行することで、各明暗パターン１１１に応じた画像を生成する。
【００１９】
次に、複数の明暗パターン１１１を与えて撮影された複数の画像に基づいて形状画像を生成する原理について説明する。図４は、以下の説明において用いる検査対象９０の具体例を示す図である。
【００２０】
図４（Ａ）は、検査対象９０を水平方向に見た場合の形状を示す図である。図４（Ａ）に示されるように、検査対象９０は、薄いシート状の物体で形成されており、左領域、中央領域、右領域の３つの領域を有している。中央領域のみが他の２つの領域よりも高い位置にある。すなわち、検査対象９０は、凸状の形状を有している。
【００２１】
図４（Ｂ）は、検査対象９０を垂直方向から見下ろした場合の形状及び模様を示す図である。図４（Ｂ）に示されるように、検査対象９０は、上から見ると直方体の形状を有しており、表面に星形の模様を有している。図４（Ｃ）は、検査対象９０を斜め上から見た場合の形状及び模様を示す図である。
【００２２】
図５は、複数の明暗パターン１１１を与えて撮影することで生成される複数の画像の具体例を示す図である。図５の上段６１は、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）におけるカメラと発光体と検査対象９０との位置関係を示す。図５の下段６２は、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）において撮影された画像の具体例を示す。
【００２３】
図５（Ａ）では、右及び左の両方の発光体が点灯している。そのため、凸形状を有する検査対象９０の表面全体に光が到達し、特に影が生じていない画像が撮影される。図５（Ｂ）では、左の発光体のみが点灯している。この場合、中央領域によって光が遮られ、右領域にはあまり光が到達しない。特に中央領域と右領域との境界に当たる部分（高低差が急激に変化する部分）は、光が遮られて最も暗い部分になる。図５（Ｃ）では、図５（Ｂ）とは逆に右の発光体のみが点灯している。この場合、中央領域によって光が遮られ、左領域にはあまり光が到達しない。特に中央領域と左領域との境界に当たる部分（高低差が急激に変化する部分）は、光が遮られて最も暗い部分になる。
【００２４】
図６は、複数の明暗パターン１１１を与えて撮影することで生成された複数の画像を用いて生成される加工画像の具体例を示す図である。図６（Ａ）は、図５（Ａ）で撮影された画像と、図５（Ｂ）で撮影された画像と、の差分画像である。図５（Ａ）で撮影された画像と、図５（Ｂ）で撮影された画像とでは、表面の模様は同じであるため、差分画像では模様がほぼ全て消えてしまう。一方、図５（Ａ）で撮影された画像と、図５（Ｂ）で撮影された画像とでは、明暗パターン１１１の相違により生じた影が異なる。そのため、図５（Ｂ）において生じた影の情報が特に強調された画像が生成される。
【００２５】
図６（Ｂ）は、図５（Ａ）で撮影された画像と、図５（Ｃ）で撮影された画像と、の差分画像である。図５（Ａ）で撮影された画像と、図５（Ｃ）で撮影された画像とでは、表面の模様は同じであるため、差分画像では模様がほぼ全て消えてしまう。一方、図５（Ａ）で撮影された画像と、図５（Ｃ）で撮影された画像とでは、明暗パターン１１１の相違により生じた影が異なる。そのため、図５（Ｃ）において生じた左領域の影の情報が特に強調された画像が生成される。
【００２６】
図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の差分画像と図６（Ｂ）の差分画像とに基づいて得られる画像である。図６（Ｃ）は、例えば二つの差分画像を加算することによって得られる画像である。図６（Ｃ）では、検査対象９０の形状に応じて生じた全ての影の情報が集約されている。
【００２７】
図７は、図４に示される検査対象９０について得られた形状画像の具体例を示す図である。図７に示される形状画像は、例えば図６（Ｃ）の画像において、強い影部分の画素値を閾値として用いて階調を下げる処理を行うことで得られた画像である。このような階調を下げる処理は、例えば２値化処理であってもよい。図７に示される形状画像は、階調を下げる処理の具体例として２値化処理を採用することによって得られた画像である。このように、図６（Ｃ）の画像において、所定の閾値を用いて画素の深度を落とすことによって、形状画像が形成されてもよい。すなわち、上下方向の高さが急激に変化する部分では、強い影が形成される。そのため、そのような影の画素値に合わせて閾値が設定されることで、上下方向の高さが急激に変化する部分と平坦な部分とに異なる画素値を与える事が可能となる。このような画素値を各領域に与えることで、上下方向の高さに係る形状を示した画像（すなわち形状画像）を生成することができる。
【００２８】
なお、図４〜図７を用いて説明した形状画像の生成方法は、あくまで形状画像の生成方法の一例に過ぎない。形状画像の生成方法は、上述した方法に限定される必要はない。
【００２９】
図８は、判定装置２０の機能構成の例を示す概略ブロック図である。判定装置２０は、通信部２１、記憶部２２及び制御部２３を備える。判定装置２０は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）やシングルボードコンピューターやパーソナルコンピューター等の情報機器を用いて構成される。
【００３０】
通信部２１は、ネットワーク４０を介して他の装置（例えば撮影システム１０、監視端末３０）と通信するネットワークインターフェースである。通信部２１は、制御部２３から受けたデータをネットワーク４０へ送出する。通信部２１は、ネットワーク４０から受信したデータを制御部２３に出力する。
【００３１】
記憶部２２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。記憶部２２は、制御部２３が動作するために必要となるデータを記憶する。例えば、記憶部２２は、撮影システム１０によって撮影された画像のデータや、撮影画像を加工することによって得られた画像のデータ（例えば形状画像のデータ）を記憶する。また、記憶部２２は、制御部２３における判定結果を示すデータを記憶してもよい。
【００３２】
制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成される。制御部２３は、プロセッサーがプログラムを実行することによって、形状画像生成部２３１、対象領域判定部２３２及び異常判定部２３３として機能する。なお、制御部２３の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されても良い。上記のプログラムは、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピューター読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、半導体記憶装置（例えばＳＳＤ：Solid State Drive）等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。上記のプログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００３３】
形状画像生成部２３１は、撮影システム１０によって撮影された複数の明暗パターン１１１の画像に基づいて形状画像を生成する。形状画像の生成方法は、例えば図４〜図７を用いて説明した上記方法であってもよいし、他の方法であってもよい。なお、撮影システム１０が直接形状画像を生成する場合には、判定装置２０は形状画像生成部２３１を備えないように構成されてもよい。
【００３４】
対象領域判定部２３２は、形状画像において、検査対象９０の対象領域を判定する。検査対象９０の対象領域とは、異常判定部２３３において異常の有無を判定する対象となる領域である。本実施形態では、対象領域は検査対象９０の接着部分を示す領域である。検査対象９０では、表面に凹凸が少ない部材（例えばフィルム素材）が用いられ、接着の過程で表面に微細な凹凸が形成される。言い換えれば、本実施形態では、表面に微細な凹凸が形成される方法で接着が行われる。このような接着方法の具体例として、熱圧着がある。熱圧着では、ヒーターと検査対象９０との間に表面に凹凸を有する部材が配置され、凹凸を有する部材によって検査対象９０が圧迫される。その際に、検査対象９０の表面に微細な凹凸が形成される。他にも、超音波接着や、熱ローラーを用いた接着や、熱ベルトを用いた接着が適用されてもよい。このような接着が行われるため、形状画像では、接着が行われた部分に凹凸を示す画素値の変化が生じた領域が現れる。
【００３５】
対象領域判定部２３２は、このような画素値の変化が生じた領域を対象領域として判定する。対象領域判定部２３２は、例えば予め得られている接着部分の形状画像を用いて生成されたパターンを用いて対象領域を判定してもよい。対象領域判定部２３２は、例えば予め得られている接着部分の形状画像を用いて生成された条件（例えば単位面積内での画素値の変化量を示す情報の条件）に基づいて対象領域を判定してもよい。対象領域判定部２３２は、例えば予め得られている接着部分の形状画像を用いた機械学習を行い、学習結果である学習済みモデルを用いることで対象領域を判定してもよい。
【００３６】
異常判定部２３３は、対象領域の画像において、異常が発生しているか否か判定する。異常判定部２３３は、例えば異常を示す所定の条件（以下「異常条件」という。）が満たされているか否かに基づいて判定を行ってもよい。異常判定部２３３が判定する異常は、例えば接着部分の幅が所定の閾値よりも狭いことであってもよいし、接着部分の幅の分散が所定の閾値よりも大きいこと（例えば接着部分がうねっていること）であってもよいし、接着領域内に接着されていない領域（画素値の変化が小さい領域）が形成されていることであってもよい。異常判定部２３３は、判定結果を所定の態様で出力する。異常判定部２３３は、例えば自装置に出力装置が備えられている場合には、判定結果を示す態様で出力装置を制御してもよい。例えば、異常判定部２３３は、判定結果に応じた態様で所定のランプを点灯又は点滅させてもよいし、判定結果に応じた画像又は文字をディスプレイに表示させてもよいし、判定結果に応じた音声をスピーカーから出力させてもよい。例えば、異常判定部２３３は、ネットワーク４０を介して他の装置（例えば監視端末３０）に判定結果を示す情報を送信してもよい。
【００３７】
監視端末３０は、パーソナルコンピューターやスマートフォン等の汎用的な情報処理装置を用いて構成されてもよいし、いわゆる監視制御装置等の専用システムの一部として構成されてもよい。監視端末３０は、判定装置２０から判定結果を示す情報を受信する。監視端末３０は、受信された判定結果に応じた態様で情報を出力装置から出力する。出力の態様の具体例は、異常判定部２３３に関して説明したものと同様である。
【００３８】
図９は、検査システム１００の動作の流れの具体例を示すフローチャートである。まず、撮影システム１０が検査対象９０について撮影を行う（ステップＳ１０１）。例えば、撮影システム１０は、複数の明暗パターンそれぞれにおける画像を撮影する。判定装置２０の形状画像生成部２３１は、撮影された画像に基づいて形状画像を生成する（ステップＳ１０２）。判定装置２０の対象領域判定部２３２は、形状画像において対象領域を判定する（ステップＳ１０３）。判定装置２０の異常判定部２３３は、対象領域において異常が生じているか否か判定する（ステップＳ１０４）。異常判定部２３３や監視端末３０は、判定結果を出力する（ステップＳ１０５）。
【００３９】
次に、検査対象９０の具体例について説明する。図１０は、検査対象９０の第一具体例を示す図である。検査対象９０の第一具体例は、製袋機によって袋が生成される過程で生成される中間生成物である帯状物体である。帯状物体には、フィルムで接着されていない領域（非接着領域）９１と、フィルム状に印刷が施されている領域（印刷領域）９２と、接着されている領域（接着領域）９３とが形成されている。帯状物体は、この後に鎖線で示される部分で切断される。このような処理によって、複数の袋が生成される。
【００４０】
図１１は、図１０に示される検査対象９０の帯状物体の撮影領域６０の具体例を示す図である。撮影システム１０によって、撮影領域６０によって示される枠内の画像が所定のタイミングで繰り返し撮影される。撮影システム１０では、例えば異なる明暗パターン１１１毎に、撮影領域６０の画像が生成される。
【００４１】
図１２は、図１０に示される検査対象９０に対して生成される形状画像の具体例を示す図である。形状画像では、印刷領域９２における画素の変化がほぼ消えており、非接着領域９１と接着領域９３とが明確に画像上の異なる特徴として表されている。
【００４２】
図１３は、検査対象９０の第二具体例を示す図である。検査対象９０の第二具体例は、製袋機によって生成された個々の袋である。袋には、非接着領域９１と、印刷領域９２と、接着領域９３とが形成されている。
【００４３】
図１４は、図１３に示される検査対象９０の袋の撮影領域６０の具体例を示す図である。撮影システム１０によって、撮影領域６０によって示される枠内の画像が所定のタイミングで繰り返し撮影される。撮影システム１０では、例えば異なる明暗パターン１１１毎に、撮影領域６０の画像が生成される。
【００４４】
図１５は、図１３に示される検査対象９０に対して生成される形状画像の具体例を示す図である。形状画像では、印刷領域９２における画素の変化がほぼ消えており、非接着領域９１と接着領域９３とが明確に画像上の異なる特徴として表されている。
【００４５】
このように構成された検査システム１００では、表面の模様がほぼ消えている形状画像に基づいて接着部分が判定され、接着部分について異常の有無が判定される。そのため、模様がノイズとして影響してしまうことを抑制し、接着部分に生じた異常をより精度高く判定することが可能となる。
【００４６】
（変形例）
判定装置２０が備える構成の一部は他の装置に実装されてもよい。例えば、形状画像生成部２３１は、撮影システム１０に実装されてもよい。
判定装置２０は、異常判定部２３３を備えないように構成されてもよい。
【００４７】
判定装置２０は、複数の装置を備える判定システムとして実装されてもよい。例えば、形状画像生成部２３１を備える装置と、対象領域判定部２３２を備える装置と、異常判定部２３３を備える装置と、がそれぞれ異なる装置として実装されてもよい。
【００４８】
判定装置２０は、撮影システム１０と同じ構内に設置されてもよい。この場合、ネットワーク４０は、例えば有線ＬＡＮや無線ＬＡＮとして構成されてもよい。この場合、監視端末３０も、同様の構内に設置されてもよい。一方、判定装置２０は、撮影システム１０とは遠く離れた場所に設置されてもよい。例えば、判定装置２０は、クラウドのシステムとして実装されてもよい。この場合、監視端末３０は、撮影システム１０と同じ構内に設けられてもよいし、撮影システム１０とは離れた場所に設置されてもよい。
【００４９】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１００…検査システム，  １０…撮影システム，  １１…照明，  １２…カメラ，  １１１…明暗パターン，  １１２…暗部，  １１３…明部，  ２０…判定装置，  ２１…通信部，  ２２…記憶部，  ２３…制御部，  ２３１…形状画像生成部，  ２３２…対象領域判定部，  ２３３…異常判定部，  ３０…監視端末，  ４０…ネットワーク，    ８０…移動体，  ９０…検査対象
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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