(57)【要約】【課題】本発明の目的は、量産製造ラインにおいて、予め登録された情報によらないで、光量変動等の計測条件に影響されず、安定した検査精度をもち、且つ運用が容易な検査装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、搬送路に沿って搬送される被検査品を撮像するカメラと、該撮像した画像を処理する画像処理装置と、前記画像を表示する表示装置とを有する検査装置において、前記カメラは前記撮像の位置において搬送される前記被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとを同時に撮像が可能であり、前記表示装置は前記被検査品とサンプルとを同時に画面に表示可能であることを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路に沿って搬送される被検査品を撮像するカメラと、該撮像した画像を処理する画像処理装置と、前記画像を表示する表示装置とを有する検査装置において、前記カメラは前記撮像の位置において搬送される前記被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとを同時に撮像が可能であり、前記表示装置は前記被検査品とサンプルとを同時に画面に表示可能であることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
搬送路に沿って搬送される被検査品を撮像するカメラと、該撮像した画像を処理する画像処理装置と、前記画像を表示する表示装置とを有する検査装置において、前記画像処理装置は前記カメラにより前記被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとの画像を同時に取り込まれた情報を記憶する画像メモリと、前記各々の画像から前記サンプルの特徴量と被検査品の特徴量とを抽出する特徴抽出処理部と、前記各々の特徴部を比較し前記被検査品の良否を判定する比較判定処理部とを有し、前記表示装置は前記被検査品とサンプルとを同時に画面に表示可能であることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記撮像の位置において前記サンプルを交換可能に保持する保持部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記被検査品を挟んで前記カメラの対向面側に前記被検査品及びサンプルを照らす照明又は前記カメラの設置側に前記被検査品及びサンプルを照らす照明を備え、前記特徴量は前記画像メモリの少なくとも一部の輝度情報からの光量であり、前記照明からの基準となる光量に基づいて、前記被検査品について計測された光量と前記サンプルの光量とを比較し前記被検査品の良否を判定する前記比較判定処理部を有し、することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項２又は３において、前記サンプルが複数であり、該複数のサンプルは各々異なった特徴量を有し、該各々異なった複数の特徴量に対する前記被検査品の特徴量との一致度を比較することにより前記被検査品の良否を判定する前記比較判定処理部を有することを特徴とすする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造設備で製造される製品の新規な検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製造設備では、品質管理のために製造工程内に検査装置を設けることが一般的である。特に、薬品は内容物、内容量の相違に応じ、誤認を防止する目的でキャップ色を替えたり、容器にカラーマークを付することで対応している。また、これら複数の品種が別の製造設備で生産されることは少なく、同一生産設備で生産する場合に、異品種混入を避けるための検査装置が導入される。
【０００３】
従来の検査では、特開平７−７１９３９、特開平９−２３１３６２号、特開平１１−８６０００公報にあるように、予め良品と判っている画像や特徴量を、事前に学習・登録する機能とそれを記憶する手段をもち、検査段階ではそれとの比較により良否判定する方式を用いている。
【０００４】
又、照明の動作環境や経時変化からくる特性変動に対応するためには、特開平６−３３４８５９、特開平７−５５７０４、特開平１１−１８３３９５公報にあるように、光量の変動を検知する機能と照明を調光する機能により安定照明を実現する技術や、特開２００２−９９７０８にあるように検査段階で校正板を同時に撮像し、校正板のデータから照明劣化の影響を処理装置ないで演算にてキャンセルする技術がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来方式では、特に色検査において検査精度の向上及び維持管理ためには、照明の特性変動や被検査品のロット毎に発生する微妙な差異からくる誤判定に対し、照明の校正や判定値の変更などの運用面において多大な労力を要する。さらに、この問題に対処するためには、自動補正する機能がついた高価な処理装置や安定光源を採用する必要があった。しかし、自動補正機能を採用しても、維持管理の労力を多少減少することはできても、実運用では照明の特性変動等の影響に対応するために、判定値マージンを大きくし、また類似品種に対応するために判定マージンを小さくするという相反する行為を迫られ、判定値の選定には多大な労力を必要とすると共に誤判定につながる恐れも否めなかった。
【０００６】
本発明の目的は、量産製造ラインにおいて、予め登録された情報によらないで、光量変動等の計測条件に影響されず、安定した検査精度をもち、且つ運用が容易な検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光量変動等の計測条件が変わっても１個１個常に同じ条件でサンプルと被検査品とを捕らえることができ、従ってお互いの製品の形状、色の違い等の外観上の特徴量が捕らえられるので、被検査品の良否判定をより精度良く行うことができるものである。検査、特に色検査は、照明の色温度によって被検査品が発する波長が変動するため、被検査品の良否を判定するには、事前に良品を学習・登録した照明条件を維持管理する必要が発生する。しかし、本発明によれば、良品を含む１つ以上の検査品又はそれに相当するサンプルを保持する機能を設けることで、良品サンプルと被検査品とを同時に撮像することが可能となり、また、良品サンプル画像から抽出した特徴量と、被検査品画像から抽出した特徴量の比較をもって、被検査品の良否判定をおこなうことが可能となる。
【０００８】
即ち、本発明は、搬送路に沿って搬送される被検査品を撮像するカメラと、該撮像した画像を表示する表示装置とを有する検査装置において、前記カメラは前記撮像の位置において搬送される前記被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとを同時に撮像が可能であり、前記表示装置は前記被検査品とサンプルとを同時に一つ又は複数の画面に表示可能であることを特徴とする。
【０００９】
又、本発明は、搬送路に沿って搬送される被検査品を撮像するカメラと、該撮像した画像を処理する画像処理装置と、前記画像を表示する表示装置とを有する検査装置において、前記画像処理装置は前記カメラにより前記被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとの画像を同時に取り込まれた情報を記憶する画像メモリと、前記各々の画像から前記サンプルの特徴量と被検査品の特徴量とを抽出する特徴抽出処理部と、前記各々の特徴部を比較し前記被検査品の良否を判定する比較判定処理部とを有し、前記表示装置は前記被検査品とサンプルとを同時に一つ又は複数の画面に表示可能であることを特徴とする。
【００１０】
前記撮像の位置において前記サンプルを交換可能に保持する保持部を有することが好ましい。カメラは１台又は複数台用いられる。
【００１１】
更に、本発明は、カメラにより被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとの画像を同時に取り込む入力手段と、該取り込まれた情報を記憶する画像メモリと、前記各々の画像から前記サンプルの特徴量と被検査品の特徴量とを抽出する特徴抽出処理部と、前記各々の特徴部を比較し前記被検査品の良否を判定する比較判定処理部とを有することを特徴とする画像処理装置にある。
【００１２】
本発明は、前記被検査品を挟んで前記カメラの対向面側に前記被検査品及びサンプルを照らす照明又は前記カメラの設置側に前記被検査品及びサンプルを照らす照明を備え、前記特徴量は前記画像メモリの少なくとも一部の輝度情報からの光量であり、前記照明からの基準となる光量に基づいて、前記画像メモリの少なくとも一部の輝度情報から光量を計測し得られた数値を予め設定された数値と比較し前記被検査品の良否を判定する前記比較判定処理部を有すること、又、前記サンプルが複数であり、該複数のサンプルは各々異なった特徴量を有し、該各々異なった特徴量が抽出された画像からの前記特徴量に基づいて前記被検査品の良否を判定する前記比較判定処理部を有することが好ましい。
【００１３】
つまり本発明によれば、検査段階において照明の特性変動があると、それに応じて被検査品と同様に良品サンプルの画像も変動するため、従来方式にあるような照明の特性変動などの影響を気にすることなく、比較に必要となるそれぞれの特徴量を常に同一の条件の下に生成することができ、その結果をもって判定することができる。従って、照明条件を維持するための労力、及び特別な機能を有する高価な機器が不要となり、安定した検査精度をもち、且つ運用法が容易な検査装置が実現できる。
【００１４】
さらに、実運用において頻繁に発生する品種替えや、ロット毎に発生する微妙な差異についても、サンプル品の交換が容易にできる保持部を有することから、判定値の変更は必要とせず、対象に合わせてサンプル品を交換するだけで直ぐに運用が可能な、大変使い勝手の良い装置が実現可能である。
【００１５】
また、本発明では、従来の検査機において求められてきたような絶対値による判定を実施する方式ではないため、照明の未発光のような事態において起こり得る誤判定への対策が必要となるが、そこで、カメラから取り込んだ画像をもとに光量を計測し、予め登録した絶対的な数値により照明劣化を検知することが可能である。つまり判定結果の妥当性を確認することで誤判定を回避することが可能となる。
【００１６】
更に、本発明は、良品を含む１つ以上の検査品を保持する機能により、良品サンプルや類似不良サンプルなど、同時に複数サンプルの撮像が可能である。そして、取り込んだ複数のサンプル画像から、それぞれの特徴量を抽出し、その相関値をもって被検査品の良否判定結果の妥当性を確認する機能により、前述したような、照明の未発光による誤判定状況を防止できることは勿論のこと、照明劣化などによる影響から類似品種を誤判定する可能性を、予め登録した絶対的な数値を必要とせず、全て取り込んだ画像から未然に防止することができる。
【００１７】
又、本発明は、被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとの画像を同時に取り込み、該取り込まれた情報を基に前記被検査品とサンプルとの各々の特徴部又は特徴量を抽出し、前記被検査品とサンプルとの各々の前記特徴部又は特徴量を比較判定し前記被検査品の良否を判定することを特徴とする検査処理システムにある。
【００１８】
更に、本発明は、被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなるサンプルとの輝度情報に関する画像を同時に取り込み、該取り込まれた前記輝度情報を基に前記被検査品の輝度情報と前記サンプルの輝度情報とを比較判定し前記被検査品の良否を判定することを特徴とする検査処理システムにある。
【００１９】
又、本発明は、被検査品と該被検査品の比較対象の良品からなる複数の各々異なった特徴量を有するサンプルとの画像を同時に取り込み、該取り込まれた情報を基に前記被検査品の特徴量とサンプルの各々の特徴量とを抽出し、該サンプルの各々異なった特徴量に対する前記被検査品の特徴量との一致度を判定し前記被検査品の良否を判定することを特徴とする検査処理システムにある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、薬品製造ラインにおける透明なガラス製のアンプル瓶のカラーバーコードを検査する装置の構成図である。搬送路１上には被検査品５ａ〜５ｃのアンプル瓶が連続的に流れ、その搬送路１に対して直角方向にカメラ２を取付け、アンプル頭部のカラーバーコードを撮像できるように配置してある。また、アンプルのカラーコードは透過映像で撮像できるように、照明３は搬送路１を挟んで反対側に配置してある。さらに、搬送路上においてカメラにて撮像タイミングにある被検査品５ｂのアンプル瓶の上部には交換可能に設けられた保持部６により、良品と判定された被検査品と同等のアンプル瓶の良品サンプル７が配置してある。ここで、良品サンプル７が倒立しているのは、検査の対象部位を極力大きく撮像するための工夫として頭部同士を近接させたためである。
【００２１】
図２は、これらの構成により、被検査品５がカメラ２の前を通過する度に撮像した画像である。画像処理装置４で処理され良／不良判定信号が出力される。画像処理装置４に取り込んだ画像を図２に示すように、画面下部には被検査品５ｂのアンプル頭部８、画面上部には良品サンプル７の良品と判定された被検査品と同等のアンプル瓶のアンプル頭部９を含む画像である。
【００２２】
照明３にあたる背景画像２１の枠の目的は、基準となる光量を検出して表示する検出部にある。本実施例では透過光照明を使用していることからカメラで取り込んだ画像（画像メモリ１１）は被検体部を除いては照明そのものの画像となる。つまり、光量異常を検出するためには被検体をさけた処理領域（演算領域）が適し、つまり背景画像２１は光量を算出するウィンドゥ（処理エリア）を示すものである。
【００２３】
被検査品のアンプル頭部８及び良品と判定された被検査品９は同様に本実施例１において、各アンプルボトルからカラーバーコードの特徴量を算出するウィンドゥ（処理エリア）を示す。背景画像２１、被検査品のアンプル頭部８及び良品と判定された被検査品９の枠内は共に処理エリアを示しており、これらは被検体が確実にこの位置にくるものだと決めつけて処理する固定ウィンドゥ方式と、捕らえた映像からウィンドゥを作る自動補正ウィンドゥ方式があり、ここではどちらの方式でも可能である。カラーバーコードはアンプル瓶の頭部に設けられ、色分け、幅の大きさ、本数等によって液量、品種等が判別できるようになっている。カラーバーコードに変えて、丸、四角等の表示でも良い。
【００２４】
図３は、画像処理装置４を実施する処理ブロック図である。画像処理装置４はカメラ２からの映像信号を入力処理部１０を通して画像メモリ１１に書き込む。良品特徴抽出部１２では画像メモリ１１から良品サンプル７のアンプル頭部画像９を切り出し、３本のカラーコードに対して特徴量として色度、面積、座標等を抽出する。次に被検査品特徴抽出部１３では、画像メモリ１１から被検査品５ｂのアンプル頭部画像８を切り出し、良品特徴抽出１２から得られた３つの色度をもとに、カラーコードの特徴量を抽出する。
【００２５】
光量異常検出部１４では画像メモリ１１から照明３そのもの像である背景画像２１を切り出し、各画素の輝度の総積算値を算出し、予め登録してある光量異常判定値と比較し、照明異常を比較判定処理部に連絡する。比較判定処理部１５では、２つの特徴抽出部１２、１３から出力される特徴量と光量異常検出部１４からの出力もって、両者が同等レベルにあるかを判断し、良／不良の判定結果信号を出力する。
【００２６】
本実施例に示すように、光量変動等の計測条件が変わっても１個１個常に同じ条件でサンプルと被検査品とを捕らえることができ、従ってお互いの製品の形状、色の違い等の外観上の特徴量が捕らえられるので、被検査品の良否判定をより精度良く行うことができるものである。
【００２７】
（実施例２）
図４は、薬品の製造ラインにおいてバイヤル瓶の異種キャップの混入検査を行う装置の構成図である。搬送路１上には被検査品１６ａ〜ｄのバイヤル瓶が流れ、その搬送路１の上部方向にカメラ２を取付け、バイヤル瓶上部のキャップを撮像できるように配置してある。また、バイヤル瓶のキャップを反射映像で撮像できるように、照明３はカメラ２と同じ上部方向に配置してある。さらに、カメラ視野内には、搬送路上においてカメラにて撮像タイミングにある被検査品１６ｂのバイヤル瓶の搬送の障害にならない位置に保持部６により、予め良品と判定された被検査品と同等のバイヤル瓶１７が配置してある。これらの構成により被検査品１６がカメラ２の前を通過する度に撮像した画像は、画像処理装置４で処理され良／不良判定信号が出力される。この実施例における画像処理は前述した図３と同様であり、精度の高い判定が得られるものである。
【００２８】
（実施例３）
図５では、図４では予め良品と判定された被検査品と同等のバイヤル瓶１７であったものを、検査対象としている複数品種のサンプルの一片を組合せた基準シート１８に置き換えた場合の実施例を示す。本構成において画像処理装置４に取り込んだ画像を図６に示す。図６に示すように画面下部には被検査品１６ｂのキャップ画像１９、画面上部には基準シート１８上の良品サンプル片の画像２０である。
【００２９】
本実施例３では下記５色のキャップを使用した生産が運用され、現在、黄キャップの製品が生産されるとする。被検査品が黄キャップであり、他、赤キャップの片２０ａ、橙キャップの片２０ｂ、黄キャップの片（良品）２０ｃ、緑キャップの片２０ｄ、青キャップの片２０ｅである。
【００３０】
図７は、画像処理装置４が実施する処理のブロック図である。画像処理装置４はカメラ２からの映像信号を入力処理部１０を通して画像メモリ１１に書き込む。サンプル片特徴抽出部２２では画像メモリ１１から基準シート１８上の各サンプル片の画像２０ａ〜２０ｅを切り出し、特徴量として色度を抽出する。次に被検査品特徴抽出部１３では、画像メモリ１１から被検査品１６ｂのキャップ画像１９を切り出し、特徴量として色度を抽出する。相関値生成部２３では各特徴抽出部１４、２２から出力された特徴量である色度をもとに相関値表を作成する。
【００３１】
表１は、相関値生成部２３で生成された相関表の例を示す。表１はサンプル片画像２０ａ〜２０ｅと、被検査品画像１９の計６種に対する相関表を示しており、一致度の高いものを１００［％］としている。表１の相関値表から被検査品１６ｂのキャップ画像１９：良品サンプル片の画像２０ｃの一致度が９８［％］と一番大きく、次に大きなものが２０ａ：２０ｂの３４［％］と読むことができる。以上の結果をもって比較判定処理部１５では、被検査品１６ｂが良品であるか不良品であるかを判断し、判定結果信号を出力する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
即ち、表１は各サンプルの一致度を１００％表現したものである。良品判定のスレッショルド（敷居値）をどこにとるかは対象物（色）により変わってくるが、表１で示した数値であれば９０［％］以上が良品とすれば、被検査品の２０ｃは９８［％］で良品である。また、検査の妥当性を確認するため、他のマトリクスで示す一致度が５０［％］以下であるという妥当性判定のスレッショルド（敷居値）を設けるとすると、他はそれを越えていないため、問題ないと判断できる。
【００３４】
前述の実施例と同様に、量産製造ラインにおいて、予め登録された情報によらないので、検査、特に色検査において光量変動の影響を受けることなく、安定した検査精度を有し、又、利用する者にとっては、維持管理に要する労力が少ない大変使い勝手が良好なものとなる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、量産製造ラインにおいて、予め登録された情報によらず、又検査、特に色検査において光量変動の影響を受けることのない個々の情報によって判定できるので、安定した検査精度を有し、又、利用する者にとっては、維持管理に要する労力が少ない大変使い勝手が良好な検査装置が提供でき、更にその画像処理装置並びに検査処理システムが提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬品製造ラインにおけるアンプル瓶のカラーコードを検査する装置の構成図。
【図２】図１の画像処理装置に取り込んだ検査画像。
【図３】図１の画像処理装置の構成図。
【図４】本発明の薬品製造ラインにおけるバイヤル瓶の異種キャップの混入検査をする装置の構成図。
【図５】本発明の薬品製造ラインにおけるバイヤル瓶の異種キャップの混入検査をする装置の構成図。
【図６】図５の画像処理装置に取り込んだ検査画像。
【図７】図５の画像処理装置の構成図。
【符号の説明】
１…搬送路、２…カメラ、３…照明、４…画像処理装置、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…被検査品、６…保持部、７…良品サンプル、８…被検査品のアンプル頭部、９…良品と判定された被検査品と同等のアンプル頭部、１０…入力処理部、１１…画像メモリ、１２…良品特徴抽出部、１３…被検査品特徴抽出部、１４…光量異常検出部、１５…比較判定処理部、１６ａ、１６ｃ、１６ｄ…搬送路上の被検査品、１６ｂ…被検査品、１７…バイヤル瓶、１８…基準シート、１９…被検査品のキャップ画像、２０ａ、２０ｂ、２０ｄ、２０ｅ…基準シート上の異種サンプル片の画像、２０ｃ…基準シート上の良品サンプル片の画像、２１…照明にあたる背景画像。
【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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