(57)【要約】【課題】積層されたシートの中で他のシートとは方向の異なっている方向不良シートを判別する装置をローコストに提供する。【解決手段】シート方向不良装置１は、カメラ２、カメラシフト機構３、システムコントローラ４、照明装置５からなる。カメラ２は作業台６上のシート集積体１０の状態となっているシート１１の切欠き１２をＸ軸方向から撮像する。カメラシフト機構３はＺ軸方向に沿ってカメラ２を移動させる。カメラシフト機構３により移動しながら、シート集積体１０の全層のシートを撮像したカメラ２は、システムコントローラ４へ画像データを送信する。システムコントローラ４は、画像データに対して細線除去処理、及び２値化処理を施して、切欠き１２が撮像されていないシートについては方向不良シートであると判定する。【選択図】        図１
2004205325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一辺の一定個所に一定サイズの切欠きが形成されたシートを各々の表裏及び前後方向が一致するように複数枚積層したシート集積体の検査装置において、
前記一辺の積層面を撮像するエリア型撮像手段と、
前記エリア型撮像手段からの撮像信号に基づき、前記積層面における各シートの切欠きの連なりによって形成される評価パターンを抽出する評価パターン抽出手段と、前記評価パターンの連続性に基づいて表裏又は前後方向が異なるシートがシート集積体に混在しているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするシート集積体の検査装置
【請求項２】
前記評価パターン抽出手段は、各シートの切欠きの内側と外側とから得られる撮像信号を互いに相反する二値化信号に変換する二値化処理手段と、各シート相互間の積層境界線を除去する細線除去手段とを含むことを特徴とする請求項１記載のシート集積体の検査装置。
【請求項３】
前記エリア型撮像手段はシートの積層方向に移動自在に支持されていることを特徴とする請求項１又は２記載のシート集積体の検査装置。
【請求項４】
一辺の一定個所に一定サイズの切欠きが形成されたシートを各々の表裏及び前後方向が一致するように複数枚積層したシート集積体の検査装置において、
シートの面方向に沿って撮像素子が配置されたライン型撮像手段と、
前記ライン型撮像手段を前記一辺の積層面に対面して支持させるとともに、シートの積層方向ライン型撮像手段を相対移動させる走査手段と、
前記走査手段による移動とともにライン型撮像手段から得られる撮像信号に基づき、各々のシートに形成された切欠きの一方のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
エッジ抽出手段によるエッジ抽出の有無に基づいて表裏又は前後方向が異なるシートがシート集積体に混在しているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするシート集積体の検査装置。
【請求項５】
前記走査手段は、ライン型撮像手段をシートの積層方向と直交する向きに一定距離だけピッチ送りした後にシートの積層方向に移動させ、前記エッジ抽出手段は前記ピッチ送りの前後にわたってライン型撮像手段から得られる撮像信号に基づいてエッジ抽出を行うことを特徴とする請求項４記載のシート集積体の検査装置。
【請求項６】
前記ライン型撮像手段はピント合わせ可能な結像レンズを有し、少なくともピント位置を２段階に切り替えてエッジ抽出を行うことを特徴とする請求項４又は５記載のシート集積体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚のシートを集積したシート集積体の中で、他のシートとは方向の異なっている方向不良シートを判別する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線フイルムや記録紙等のシート状製品は、複数枚を重ねて集積したシート集積体の形態で包装され、製品として出荷されている。例えば、Ｘ線フイルムの場合には、ロール状に巻かれた長尺のフイルムを所定長さに切断してシート形状とし、このシートを複数枚重ねて集積する。
【０００３】
このようなシート状製品、特にＸ線フイルムなどの感光材料では、感光面がどちらの面にあるのかを知るために、表裏の方向を外観で容易に識別可能となっていることが必要である。このため、シートの１辺に識別用の切欠きが形成されていることが多い。この識別用の切欠きは、一定サイズの略円弧形状でシートのコーナー付近に形成されていおり、この切欠きの位置が左右、上下の方向に対してどの位置にあるのかを確認することによって、シートの表裏の方向を識別することができる。
【０００４】
上述したような識別用の切欠きのあるシートの製造においては、ロール状のフイルムからシートに切断する際に同時に切欠きを形成し、そのまま表裏が反転しないように方向及び位置を揃えてシートを積層し、シート集積体の状態となるようにしているが、シートを切断、積層、又は搬送するときなどに、製造機械からシートにかかる力の大きさ、方向、スピードなどの微妙な加減によって、何枚かのシートの方向が反転してしまう場合がある。しかし、製品状態のシート集積体では、シートの方向を全て揃えられた状態で包装しなければならない。そのため、シート集積体の状態になっているときに、シートの方向が全て揃っているか否かを検査しなければならない。
【０００５】
そこで、シート集積体の状態としたときに、切欠きが配置されているべき位置を観察、またはビデオカメラや、ＣＣＤイメージセンサなどにより撮像し、切欠きの有無を確認することによって、その位置に切欠きが有れば、方向が正しいものと判断し、切欠きがなければ方向が異なっていると判断するシート集積体の検査装置が使用されている。
【０００６】
上述したようなシート集積体の検査装置として、本出願人により実用化されているものを以下に説明する。このようなシート集積体の検査装置では、図１２に示すように、ビデオカメラ１０２、光源１０３、拡散板１０４、モニタ１０５を備え、シート集積体１００の状態となっているシート１０１の切欠き１０１ａの位置を観察することによりシート１０１の方向を検査している。ビデオカメラ１０２は、シート集積体１００を積層方向（図中Ｚ軸方向）から撮像するように配置されており、撮像した画像をモニタ１０５に送信する。ビデオカメラ１０２と対面する位置には、光源１０３及び拡散板１０４が配置されている。光源１０３からの照射光は、拡散板１０４により拡散され、切欠き１０１ａが配置されているべき所定の位置に照射される。シート集積体１００が全て正規の方向に揃って積層されている場合には、光源１０３からの照射光は、全層の切欠き１０１ａを通過してビデオカメラ１０２に入射する。作業者は、切欠き１０１ａ周辺の画像をモニタ１０４により観察し、シート集積体１００の方向が全て正しく揃っていることを確認することができる。また、シート集積体１００の中に方向が異なっているシート１０１があるときには、このシート１０１により光源１０３からの照射光が遮られるため、ビデオカメラ１０２には、シート１０１を透過した分だけの光量が入射する。これにより、モニタ１０４には、方向が全て揃っているときの画像よりも、全体が暗い画像が表示されるので、異なった方向に積層されているシートを検出することができる。
【０００７】
また、他に実用化されている例としては、図１３に示すように、シート集積体１００の上方又は下方に配置され、シート集積体１００の積層方向に沿って切欠き１０１ａへ照射するように発光する投光素子と、この投光素子からの照射光に対する反射光を受光する受光素子からなる反射型のフォトセンサ１０６を備えたものもある。この場合、シート１０１の方向が全て正しく揃って積層されている場合には、投光素子から照射された照射光が全てのシート１０１を通過していくが、方向が異なっているシート１０１がある場合には、そのシート１０１によって投光素子からの照射光が反射して、フォトセンサ１０６の受光素子が反応し、方向が異なったシートがあることを確認することができる。また、このようなシート集積体の検査装置では、反射型ではなく透過型のフォトセンサを使っている場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなシート集積体の検査装置では、シート集積体の切欠きの位置を確認するときに、シートの積層方向からシート集積体を撮像、又はフォトセンサにより受光しているので、シートの位置が前後左右に位置がずれてしまっている場合、シートが正規の方向を向いていても、モニタによる確認で切欠きが観察されなかったり、フォトセンサが反応してしまったりする。
【０００９】
そこで、シートの４辺の位置を正確に揃えてから、切欠きの位置を確認するという方法も考えられるが、方向を判別する検査工程だけのために、４辺の位置を揃える機構を導入することは、ローコスト化の妨げとなるため好ましくない。さらに、４辺の位置を揃える機構を導入した場合でも、Ｘ線フイルムの透過率が高い場合には、ビデオカメラにより鮮明な画像を撮像することが困難であったり、フォトセンサによる反応が不安定になってしまうことがあるため、シートの方向を確実に検査することができない。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、識別用の切欠きが形成されたシートの方向を確実に検査することのできるシート集積体の検査装置をローコストに提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のシート集積体の検査装置は、一辺の一定個所に一定サイズの切欠きが形成されたシートを各々の表裏及び前後方向が一致するように複数枚積層したシート集積体の検査に使用し、一辺の積層面を撮像するエリア型撮像手段と、エリア型撮像手段からの撮像信号に基づき、積層面における各シートの切欠きの連なりによって形成される評価パターンを抽出する評価パターン抽出手段と、評価パターンの連続性に基づいて表裏又は前後方向が異なるシートがシート集積体に混在しているか否かを判定する判定手段とを備えている。
【００１２】
なお、評価パターン抽出手段は、各シートの切欠きの内側と外側とから得られる撮像信号を互いに相反する二値化信号に変換する二値化処理手段と、各シート相互間の積層境界線を除去する細線除去手段とを含んでいることが好ましい。また、エリア型撮像手段はシートの積層方向に移動自在に支持されていることも本発明では効果的である。
【００１３】
請求項４記載のシート集積体の検査装置では、一辺の一定個所に一定サイズの切欠きが形成されたシートを各々の表裏及び前後方向が一致するように複数枚積層したシート集積体の検査に使用し、シートの面方向に沿って撮像素子が配置されたライン型撮像手段と、ライン型撮像手段を一辺の積層面に対面して支持させるとともに、シートの積層方向ライン型撮像手段を相対移動させる走査手段と、走査手段による移動とともにライン型撮像手段から得られる撮像信号に基づき、各々のシートに形成された切欠きの一方のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、エッジ抽出手段によるエッジ抽出の有無に基づいて表裏又は前後方向が異なるシートがシート集積体に混在しているか否かを判定する判定手段とを備えている。
【００１４】
なお、走査手段は、ライン型撮像手段をシートの積層方向と直交する向きに一定距離だけピッチ送りした後にシートの積層方向に移動させ、エッジ抽出手段はピッチ送りの前後にわたってライン型撮像手段から得られる撮像信号に基づいてエッジ抽出を行うことが好ましい。また、ライン型撮像手段はピント合わせ可能な結像レンズを有し、少なくともピント位置を２段階に切り替えてエッジ抽出を行うことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施したＸ線フイルムシート集積体の検査装置の構成を示す概略図である。このＸ線フイルムシート集積体の検査装置１（以下、単に検査装置とする。）は、カメラ２、カメラシフト機構３、システムコントローラ４、及び照明装置５とからなり、作業台６の上に載せられたシート集積体１０を構成するシート１１が表裏、前後の方向が全て正しく揃っているかを検査するものである。なお、この検査装置１で行われる検査工程は、感光材料であるシート１１が感光しないように、周囲から光密に遮蔽された検査スペースの中で行われている。
【００１６】
シート集積体１０は、医療用の撮影装置に使用される矩形状のＸ線フイルムであるシート１１を複数枚積層したものであり、シート１１は、長尺のロール形態となっているＸ線フイルムから矩形のシート状に裁断され、この裁断が行われる際に同時に識別用の切欠き１２が形成されている。この切欠き１２は、シート１１の一辺の一定箇所に一定サイズで形成されている。さらに、シート状への裁断工程に続いて、そのまま表裏、前後の方向が一致するように積層していき、シート集積体１０の形態にされて作業台６の上に搬送されてくる。
【００１７】
この検査装置１では、図１の矢線方向に示すような座標系を設定している。Ｚ軸方向は、シート１１が積層されている積層方向であり、Ｙ軸方向は、シート１１の切欠き１２が形成されている１辺に沿った方向であり、Ｘ軸方向は、シート１１が積層されている面で、かつ切欠き１２が配置されているべき１辺を含む面１０ａと直交する方向であり、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向は互いに直交する方向となっている。
【００１８】
カメラシフト機構３は、移動台１５と、送りネジ１６と、モータ１７と、位置検出器１８と、これらが取り付けられたベース部材１９とからなる。ベース部材１９には、Ｚ軸方向に沿ったガイド溝１９ａが形成されており、このガイド溝１９ａには、移動台１５の突起２０がスライド自在に嵌合している。移動台１５は、台基部２１と、台基部２１と一体に設けられている平面部２２とからなる。平面部２２には、カメラ２及び照明装置５が固定されている。台基部２１は、突起２０が形成されているとともに送りネジ１６が螺合している。送りネジ１６が回転することによって、移動台１５はカメラ２及び照明装置５とともに、Ｚ軸方向に沿って移動する。送りネジ１６を回転させる駆動源となるモータ１７は、ドライバ２３を介してシステムコントローラ４に制御されている。
【００１９】
位置検出器１８は、ベース部材１９と一体に設けられており、Ｚ軸方向に沿って形成されている長孔１８ａの奥に抵抗体２４が設けられている。移動台１５の台基部２１には、長孔１８ａとスライド自在に嵌合する突起２５が一体に設けられている。突起２５の先端には、抵抗体２４と接触する摺動子２６が設けられている。これにより、位置検出器１８は、摺動子２６が上方に行くほど抵抗体２４の抵抗が高くなり、下方に行くほど抵抗が低くなる可変抵抗器として機能し、移動台１５のＺ軸方向に対する位置を検出することができる。位置検出器１８により検出された移動台１５の位置はシステムコントローラ４に送信される。
【００２０】
カメラ２は、シート集積体１０の面１０ａに対面し、かつ切欠き１２が配置されているべき位置に合わせるように、移動台１５に固定されており、図２に示すように、カメラ２は、その撮影光軸方向Ｌが上述した座標系のＸ軸方向に沿って配置されており、Ｘ軸方向に沿ってピント調整が行われる光学系３０と、その光学系３０の背後に配置されたエリア型撮像手段としてのＣＣＤイメージセンサ（エリアセンサ）３１とからなる。ＣＣＤイメージセンサ３１により撮像された画像データは、システムコントローラ４に送信される。また、光学系３０には、オートフォーカス機能が備えられており、システムコントローラ４による制御でピント調節が行われる。
【００２１】
カメラ２により撮像される画像は、図３の点線で示す撮像範囲３５，３６，３７，３８の画像であり、切欠き１２よりも広い幅で，複数枚分のシート１１に相当する高さを撮像することができる。さらに、本実施形態では、切欠き１２周辺の画像を確実に撮像できるようにするために、撮像範囲の幅Ａを切欠き１２の幅Ｂの２倍程の寸法とし、切欠き１２のＹ方向の位置のバラつきに対応している。カメラ２は、カメラシフト機構３によりＺ軸方向に移動しながら撮像を行っていき、シート集積体の１０の下方部分を撮像する撮像範囲３５から、上方の撮像範囲３６，３７，３８へと順に撮像していく。撮像範囲３５〜３８は、それぞれ隣接している範囲３９，４０，４１でオーバーラップするように設定されている。これにより、カメラ２は、シート集積体１０の最下層から最上層までの全てのシートを撮像することができる。
【００２２】
照明装置５は、シート１１が感光しないように赤外光線を照射するものであり、コード４２を介して制御ユニット４３に接続されている。照明装置５には、光ファイバー（図示せず）が内蔵されており、光ファイバーの一端に配置されたＩＲＥＤから赤外光線を入射させ、他端を照明装置５の先端部から露出させている。照明装置５の先端部は、シート集積体１０でシート１１が積層されている面のうち、面１０ａと直交する面１０ｂに対面するように配置されており、制御ユニット４３によりＩＲＥＤが所定の光量に制御されて発光すると、光ファイバーを介してＩＲＥＤの赤外光線が面１０ｂからシート集積体１０の内部へ入射する。カメラ２のＣＣＤイメージセンサ３１は、シート集積体１０の内部に入射された赤外光線を感知して、切欠き１２が配置されているべき位置の周辺部分の画像を撮像することができる。
【００２３】
システムコントローラ４は、カメラ２によって撮像された撮像範囲３５〜３８の画像データから、シート集積体１０の中に、表裏又は前後方向が異なるシートが混在しているか否かを判定する。このシステムコントローラ４には、カメラ２から入力された撮像データを画像処理し、評価パターンを抽出する評価パターン抽出部４５と、この評価パターン抽出部４５により抽出された評価パターンからシート集積体１０の中に表裏、前後が反転した方向不良シートが混在しているか否かを判定する不良判定部４６とが接続されている。
【００２４】
評価パターン抽出部４５が、カメラ２から入力された画像に対して行う画像処理について、図４，図５を用いて以下に説明する。システムコントローラ４は、先ず入力された画像データ（図４（Ａ））に対して、シート１１が積層されている隙間の境界線に相当する細線４７を除去する細線除去処理を施す。これにより図４（Ｂ）に示すような細線が除去された画像となる。この細線除去処理では、画像データを、図５に示すような縦・横３画素ずつの９画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９単位のブロックに区画し、この９画素Ｐ１〜Ｐ９の中で最も輝度の高いものを選択し、その最も高い輝度の画素と同じ輝度で、９画素Ｐ１〜９の輝度を全て置き換えるという最高輝度置換処理を施す。シート間の隙間に相当する細線の幅が２画素以内であるという設定ならば、上述した９画素単位の最高輝度置換処理で全ての細線除去を行うことができる。なお、シート間の隙間に相当する細線４７がさらに太く９画素単位の最高輝度置換処理では、細線の除去が不十分である場合には、最高輝度置換処理を行うブロックの大きさを、１６画素や２５画素単位などの大きい区画単位に変更すればよい。
【００２５】
細線除去処理の次に、システムコントローラ４は、画像データを二値化する（図４（Ｃ））。この二値化は、細線除去処理後の画像データの各部の輝度と、予め設定された基準輝度とを比較し、基準輝度よりも輝度の高い部分を白色部分４８、基準輝度よりも輝度の低い部分を黒色部分４９とする。切欠き１２の内側が撮像されている部分は、シート１１の積層されている面１０ａよりも奥まった位置にあるため黒色部分４９に処理され、切欠き１２以外の部分は白色部分４８に処理される。これにより、カメラ２から入力された画像データは、各シートの切欠きのある部分が連なって抽出され、それ以外の部分とが鮮明に区別された評価パターンとなり、この評価パターンが不良判定部４６に送信される。
【００２６】
図４で示した画像データは、シート１１の方向が全て揃っており、面１０ａの切欠き１２が配置されているべき位置に、前後の位置のバラつきはあるものの、全層のシート１１の切欠き１２が位置しているときの画像データを示すものであり、以下で説明する図６の画像データは、シート集積体１０の中に他のシートと方向が異なっている方向不良シートがある場合の画像データを示すものである。図６の画像データにおいても、図４の画像データと同様に、カメラ２から入力された画像データ（図６（Ａ））から細線除去処理が行われ（図６（Ｂ））、さらに二値化処理が行われ、切欠きのある部分が連なるように形成された評価パターン（図６（Ｃ））となる。そして、図６（Ｃ）の評価パターンも、図４の画像データと同様に不良判定部４６に送信される。
【００２７】
不良判定部４６では、評価パターン抽出部４５により抽出された評価パターン（図４（Ｃ）、図６（Ｃ））から、シート集積体１０のシート１１の中に方向不良シートが混在しているか否かを判定する。図４（Ｃ）に示す評価パターンでは、切欠き１２が撮像された部分に相当する黒色部分４９が、Ｚ軸方向に沿って全て連続した画像を形成しており、このような画像データの場合、不良判定部４６は、シート集積体１０の中に方向不良シートは無いと判定する。そして、図６（Ｃ）に示す評価パターンでは、黒色部分４９がＺ軸方向に対して不連続になっている部分があり、この部分には切欠き１２が無いので、このような評価パターンの場合、不良判定部４６は、シート集積体１０の中に方向不良シートがあると判定する。
【００２８】
次に、上記構成の作用について、図７のフローチャートを用いて説明する。裁断装置により識別用切欠きを有する矩形状に裁断され、集積装置によって所定の枚数単位で、方向が反転しないように積層されたシート集積体１０がベルトコンベヤなどにより、作業台６に搬送されてくる。なお、このようなシート集積体生産システムについては、例えば特願２００１−００５３２２号に詳しく記載されている。
【００２９】
作業台６にシート集積体１０がセットされると、検査装置１が検査開始状態となる。なお、初期位置では、カメラ２、及び照明装置５は、シート集積体１０の最下層の撮像範囲３５に合わせて位置している。検査工程が開始するとＣＣＤイメージセンサ３１がオン状態となり、システムコントローラ４による制御で光学系３０のピント調節が行われると、１回目の撮像が行われる。１回目の撮像が行われると、カメラシフト機構３が作動して、カメラ２及び照明装置５を次の撮像範囲３６の位置に合わせて移動させる。撮像範囲３６の位置に移動すると１回目の撮像のときと同様にして２回目の撮像が行われる。そして、撮像範囲３７、３８についても同様にカメラシフト機構によって移動する毎に３回目、４回目の撮像を行っていく。
【００３０】
１回目〜４回目の撮像が終了し、シート集積体１０の全層のシートの撮像が完了すると、画像データが評価パターン抽出部４５へ送信される。評価パターン抽出部４５では、撮像範囲３５〜３８が１つの画像データに合成され、上述した画像処理が開始される。そして細線除去処理及び二値化処理が施されて作成された補床パターンは不良判定部４６に送信される。不良判定部４６は、評価パターンから、切欠き１２に相当する黒色部分４９がＺ軸方向について全て連続している場合には、シート集積体１０の中に方向不良シートは無しと判断する。方向不良シートが無しと判断されたシート集積体１０は、遮光袋への袋詰工程、及び化粧箱への箱詰工程を経て製品状態となり、市場へ出荷される。そして、黒色部分４９がＺ軸方向について連続していない部分がある場合には、方向不良シートが有ると判断し、作業者にこれを警告する。このようにして、検査装置１は、シート集積体１０の中にある方向不良シートを確実に判定することが可能であり、また切欠き１２の位置に多少のバラつきがあっても、それに合わせた幅の撮影範囲で撮像すれば、切欠き周辺の画像を全て撮像することができるので、シート１１の４辺の位置を揃える機構を導入することは不要であり、ローコスト化を図ることができる。
【００３１】
上記第１の実施形態では、切欠き周辺の画像を撮像するカメラの撮像素子として、エリアセンサを使用しているが、本発明はこれに限るものでなく、ラインセンサを使用しても、方向不良シートを判別することは可能である。以下では、撮像素子として、ラインセンサを使用した本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３２】
図８で示すように、本実施形態の検査装置５５では、ライン型撮像手段としてのＣＣＤイメージセンサ（ラインセンサ）５６を内蔵したカメラ５７を使用し、その他のカメラシフト機構３、システムコントローラ４、照明装置５等については、上記第１の実施形態で使用しているものと同様であり、説明を省略する。
【００３３】
カメラ５７では、ＣＣＤイメージセンサ５６の他に、上記第１の実施形態と同様の光学系３１が組み込まれている。ＣＣＤイメージセンサ５６は、シート１１と平行となるようにＹ軸方向に沿って撮像素子５６ａが並べられている。このカメラ５７は、初期状態のときには、シート集積体１０の上端に合わせた高さに位置しており、カメラシフト機構３によって、Ｚ軸方向に沿って移動しながら、シート集積体１０の切欠き周辺画像を１ラインずつ撮像し、全層のシート１１を撮像する。また、上記第１の実施形態では、シート１１の切欠き１２が幅方向に対して全て撮像されるように広い撮像範囲を設定しているので、切欠き１２の両側に形成されているエッジが上記第１の実施形態では両側とも撮像されている。これに対し、本実施形態では、Ｙ軸方向に対して切欠き１２と、ほぼ同じ幅の範囲で撮像できる分だけの撮像素子を並べたＣＣＤイメージセンサを使用しているので、カメラ５７で撮像される画像では、両側のエッジ１２ａ，１２ｂのうち、片側のエッジ１２ａのみが撮像されている。
【００３４】
本実施形態の検査装置５５では、図９で示すような制御パターン６０に従ってカメラシフト機構３及び光学系３１を制御し、カメラ５７を移動させるとともにピント位置を変更して、切欠き周辺画像を撮像していく。以下では説明の都合上、制御パターン６０を５つの第１，２，３，４，５制御パターン６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの部分に分けて述べていく。先ず第１制御パターン６０ａでは、ピント位置の設定上、切欠き１２から最も離れた位置すなわちＸ軸方向に対してシート集積体から遠ざかる方の位置にピント位置を固定して撮像を開始する。そして、カメラシフト機構３によって、Ｚ軸方向に沿って上端から下端まで移動しながら、カメラ５７によりシート集積体１０の全層のシート１１を撮像すると、第１制御パターン６０ａが完了する。第２制御パターン６０ｂでは、先ずピント位置が切欠き１２の奥側すなわち、Ｘ軸方向に対してシート集積体１０に接近していく方の位置に移動し、この位置にピント位置を固定して撮像を開始する。そして今度は、Ｚ軸方向に沿って下端から上端まで移動しながら、カメラ５７によりシート集積体１０の全層のシート１１を撮像して、第２制御パターン６０ｂが完了する。そして、以下同様にして、一定の間隔ずつピント位置を切欠き１２の奥側に移動していくとともに、第３及び第５制御パターン６０ｃ、６０ｅでは、上端から下端までカメラ５７を移動させて、第４制御パターン６０ｄでは、下端から上端までカメラ５７を移動させて、シート積層体１０の全層のシート１１について撮像していく。これにより、ピント位置の異なった切欠き周辺画像データが５通り撮像されたことになる。そして撮像が終了すると、カメラ５７は評価パターン抽出部４５に５通りの画像データを送信する。
【００３５】
ピント位置の異なった５通りの画像データが送信された評価パターン抽出部４５では、上記第１の実施形態とは画像処理の方法が異なる部分がある。本実施形態で評価パターン抽出部４５が入力された画像データについて行う画像処理を、図１０，１１を用いて以下に説明する。なお、図１０、１１においては、説明の都合上、シート集積体１０に積層されているシート１１を５枚分だけ撮像した画像データを用いて説明する。さらに、本実施形態では、ライン型撮像手段としてのＣＣＤイメージセンサ５６による撮像を行うときに、３ライン分でシート１１の１枚分に相当する高さの画像を撮像している。すなわち、図１０，１１に示す画像では，シート１１の５枚分でそれぞれ３ライン分ずつ撮像するために、上端から下端まで計１５ライン撮像している。また、図１０、１１に示す画像データで撮像されたシート１１について、説明の都合上、上方から順番にシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅとして説明する。
【００３６】
システムコントローラ４は、先ず入力された画像データ（図１０（Ａ），１０（Ｂ），１０（Ｃ），１０（Ｄ），１０（Ｅ））に対して、図１１（Ａ）に示すような１つの画像に合成する合成処理を行う。この合成処理では、図１０（Ａ）〜（Ｄ）の画像に対して、シート１１ａ〜１１ｅの１枚分ごとの画像について、それぞれ比較を行う。この比較では、５つの画像データのうち、最もピントの合っている画像データのものが選択される。すなわち、ピントの合っている画像データでは、切欠き１２に相当する部分は輝度が低く、そのシート１１の１辺が撮像されている部分は輝度が高くなっているはずなので、輝度が高い部分と低い部分とのコントラストが最も高いものが選択される。例えば、合う１０のシート１１ｃの画像では、図１０（Ａ）の画像データのときが、最もコントラストが大きいので、シート１１ｃの部分については、この画像データから選択される。同様に他のライン１１ａ，１１ｂ，１１ｄ，１１ｅについても最もコントラストの大きいものが選択され、図１１（Ａ）のような合成画像となる。
【００３７】
次に評価パターン抽出部４５では、上述した合成画像に対し、細線除去処理を施す（図１１（Ｂ））。この細線除去処理については，上記第１の実施形態で説明したものと同様である。細線除去処理の後、評価パターン抽出部４５は、エッジ抽出処理を行う。このエッジ抽出処理では、輝度の高い部分と、低い部分との境界線のみを抽出して黒色部分６１にし、その他の部分については全て白色部分６２にする（図１１（Ｃ））。これにより、切欠き１２のエッジ１２ａに相当する部分だけが黒色部分６１として抽出され、その他の部分は全て除去された画像データとなり、この画像データが評価パターンとして不良判定部４６に送信される。
【００３８】
不良判定部４６では、評価パターン（図１１（Ｃ））から、シート集積体１０のシート１１の中に方向不良シートが有るか否かを判定する。図１１（Ｃ）の画像データではシート１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの部分では、切欠き１２のエッジ１２ａに相当する黒色部分６１が形成されているが、シート１１ａ，１１ｅの部分では、黒色部分６１がないので、このシート１１ａ，１１ｅについては、切欠き１２が、この位置に無いということが分かる。よって不良判定部４６は、これらのシート１１ａ，１１ｅが方向不良シートであると判定し、作業者に警告する。このようにして、ラインセンサを使用しても、シート集積体１０の中にある方向不良シートを確実に判定することが可能である。
【００３９】
なお、上記第１の実施形態で切欠き１２の位置がＸ軸方向について大きなバラつきがあり、例えば、切欠き１２の深さ以上にずれている場合、１度の撮像だけでは、全層のシート１１についてピントの合った画像が得られないということが考えられる。その場合には、第２の実施形態と同様に、光学系３１を調節してピント位置が異なった複数の画像データを撮像し、第２の実施形態と同様に、ピントが合ったデータをシート１枚分に相当する画素単位で取り出して合成画像処理すればよい。
【００４０】
また、上記第１及び第２の実施形態では、エリアセンサ、又はラインセンサとして透過光に反応して撮像するものを使用しているが、本発明はこれに限るものなく、シート積層体１０の面１０ａに照明を直接照射し、その反射光により撮像するようにしてもよい。また、このように反射光を利用して撮像する場合には、拡散板を設けて反射光の輝度を高くすることにより、安定した反射光がエリアセンサ、又はラインセンサへ入射するようにすればよい。また、上記実施形態のように、透過光に反応して撮像している場合には、照明装置５から、シート１１を透過して、エリアセンサ、又はラインセンサへ入射する回数をカウントすることにより、シート集積体１０の状態となっているシート１１の枚数を数えることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシート集積体の検査装置では、一辺の積層面を撮像するエリア型撮像手段と、エリア型撮像手段からの撮像信号に基づき、積層面における各シートの切欠きの連なりによって形成される評価パターンを抽出する評価パターン抽出手段と、評価パターンの連続性に基づいて表裏又は前後方向が異なるシートがシート集積体に混在しているか否かを判定する判定手段とを備えているので、シートの方向を確実に判別することが可能である。
【００４２】
また、請求項４記載のシート集積体の検査装置では、シートの面方向に分解能をもつライン型撮像手段と、ライン型撮像手段を前記一辺の積層面に対面して支持させるとともに、シートの積層方向ライン型撮像手段を相対移動させる走査手段と、走査手段による移動とともにライン型撮像手段から得られる撮像信号に基づき、各々のシートに形成された切欠きの一方のエッジを抽出するエッジ抽出手段と、エッジ抽出手段によるエッジ抽出の有無に基づいて表裏又は前後方向が異なるシートがシート集積体に混在しているか否かを判定する判定手段とを備えているので、シートの方向を確実に判別することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本名発明を実施したシート集積体の検査装置を示す概略図である。
【図２】図１に示すシート集積体の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すシート集積体の検査装置により撮像するシート集積体の切欠き周辺画像を示すものである。
【図４】シートの方向が全て揃っている場合の切欠き周辺画像を画像処理したときの画像データを示す説明図である。
【図５】図４に示す画像処理で細線除去処理を施すとき、画像を区画した９画素単位のブロックを示す説明図である。
【図６】方向が異なっている方向不良シートが有る場合の切欠き周辺画像を画像処理したときの画像データを示す説明図である。
【図７】本発明を実施したシート集積体の検査装置における検査工程の流れを示すフローチャートである。
【図８】図１に示すものとは別の実施形態のシート集積体の検査装置を示す概略図である。
【図９】図８に示すシート集積体の検査装置に組み込まれたカメラシフト機構、及びピント調節機構が作動するとき、移動位置及ぶピント位置のパターンを示す説明図である。
【図１０】図８で示すシート集積体の検査装置により撮像されたピント位置の異なる複数の画像データを示す説明図である。
【図１１】図１０で示した画像データを図８で示すシート集積体の検査装置により画像処理したときの画像データを示す説明図である。
【図１２】従来のシート集積体の検査装置を示す概略図である。
【図１３】図１２に示すものとは別の方法による従来のシート集積体の検査装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１，５５  シート集積体の検査装置
２，５７  カメラ
３  カメラシフト機構
４  システムコントローラ
５  照明装置
６  作業台
１０  シート集積体
１１  シート
１２  切欠き
【図１】
2004205325.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004205325.tif 000007
【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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