(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光が内部で散乱され透過可能であり、かつ表面に凹状のロゴを有する気泡を含有する石鹸の表面検査方法であって、
該石鹸を両側部から挟持して搬送しながら、該石鹸に所定位置から面状光源の光を照射し、
入射した光が内部で散乱しかつ受光方向成分を含む方向に該被検査面を透過した透過光、及び入射した光が内部で散乱しかつ該受光方向と逆方向の成分を含む方向に透過して該被検査面で該受光方向を含む方向に反射した反射光を、該被検査面側に配置されている受光手段によって受光し、
受光した透過光及び反射光を含む実像から、所定箇所の画像の微分処理による抽出処理及び該ロゴを含む部分のマスキング処理を行い、
抽出処理された該画像と予め登録された基準品の画像とを比較する傷検査処理、及び該ロゴを含む部分の画像と予め登録された基準品のロゴパターンとの差違によるパターン検査処理を行う工程を含み、
パターン検査処理は、予め登録された基準品のロゴパターンが所定のブロックに区画された登録モデルを用い、
前記ロゴを含む部分の画像の所定のサーチ領域から、該登録モデルとの対応部分をサーチし、そのサーチされた該対応部分と該登録モデルとの差違から両者の相関値を算出し、該相関値がしきい値以上である場合には該ロゴパターンの成形性が良好であると判定することにより行われ、
隣接する前記ブロックが互いにその境界をラップするように区画して、前記登録モデルを登録する気泡を含有する石鹸の表面検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の気泡を含有する石鹸の表面検査方法に用いられる装置であって、
面状の光源と、
前記透過光及び前記反射光を受光する受光手段と、
該受光手段で受光した該透過光及び該反射光に基づいて該石鹸の表面形状を解析しその良否を判定する処理手段と、
該石鹸をその両側から挟持して、該光源からの光を受光しつつ搬送するグリップコンベアとを備えている気泡を含有する石鹸の表面検査装置であって、
該処理手段が、画像処理部及び判断処理部を有し、
該画像処理部が、所定箇所の画像を微分処理によって抽出する画像抽出処理部、及びロゴを含む部分をマスキングするマスキング処理部を有し、
該判断処理部が、抽出処理された該画像と予め登録された基準品の画像とを比較する傷検査処理部、及び該ロゴを含む部分の画像と予め登録された基準品のロゴパターンとの差異から両者の相関値を算出し、該相関値がしきい値以上である場合にはロゴパターンの成形性が良好であると判定するパターン検査処理部を有する気泡を含有する石鹸の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気泡を含有する石鹸の表面検査方法及び表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
製品表面の凹凸や傷等を検査する従来技術としては、例えば、製品の斜め上方に配置された光源から製品に向けて光を照射し、製品から反射される反射光を受光部で受光して画像解析等によって表面検査を行う方法が知られているが、この表面検査方法では、照射方向と平行な凹凸や傷等を検査することができないため、検査結果が光の照射方向に左右される問題がある。この問題の解決として、複数の方向から光を照射し、その反射光を複数の位置で受光することが挙げられるが、一つの面の凹凸や傷等を検査するための装置が複雑となり、解析処理に時間を要するため、生産性の点からは好ましくなかった。
【０００３】
一方、製品内を透過し、被検査面を透過した透過光を利用して、製品の表面検査を行う方法としては、例えば、特開平１０−３３９６２２号公報に記載の技術が知られている。この技術は、表面に凹凸を有する透明又は半透明の薄板状成形体の裏側に点状の光源を配置するとともに、該成形体の表側に光学系及びエリアセンサー又はスクリーンを配置し、該光源から該薄板状成形体に光を照射してその表側において当該成形体を透過し被検査面（表面）の凹凸に対応した光強度分布を有する実像を該光学系で屈曲させて該エリアセンサー又はスクリーンに結像させるようにしたものである。
【０００４】
ところで、このような検査方法及び検査装置では、被検査表面側にのみ凹凸がある製品の表面検査には有効であるが、裏面側にも傷等による凹凸がある場合には、得られる実像に、表面側の凹凸に加えて裏面側の凹凸に対応する光強度分布が反映されるため、表面（被検査面）側の凹凸のみに対応する実像に基づく検査結果を得ることが困難であった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、半透明成形体の被検査面のみの検査を効率よく正確に行うことができる半透明成形体の表面検査方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、半透明成形体内における光の散乱に着目し、受光方向の成分を含む方向に被検査面を透過した透過光、及び該受光方向と逆方向成分を含む方向に透過して該被検査面で反射した反射光に基づいて、当該被検査面における表面形状を良好に検査し得ることを知見した。
【０００７】
本発明は、前記知見に基づきなされたものであり、半透明成形体の表面検査方法であって、前記半透明成形体に所定位置から光を照射し、受光方向成分を含む方向に被検査面を透過した透過光、及び該受光方向と逆方向の成分を含む方向に透過して該被検査面で該受光方向を含む方向に反射した反射光に基づいて該半透明成形体の表面を検査する半透明成形体の表面検査方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記本発明の半透明成形体の表面検査方法に用いられる表面検査装置であって、面状の光源と、前記透過光及び前記反射光を受光する受光手段と、該受光手段で受光した該透過光及び前記反射光に基づいて該半透明成形体の表面形状を解析しその良否を判定する処理手段とを備えている半透明成形体の表面検査装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の半透明成形体の表面検査装置を、石鹸（半透明成形体）の表面検査システムに適用した実施形態を示したものである。同図において、符号Ｃは検査システム、１は表面検査装置、Ｃ１，Ｃ２は搬送用のベルトコンベア、Ｃ３は石鹸の両側部から挟持して搬送するグリップコンベア、Ｅは不良品の排出用のアクチュエータを示している。
【００１０】
検査システムＣは、搬送コンベアＣ１で上流から移送されてくる石鹸の表面（表面に形成されたロゴを除く。）、裏面及びロゴの検査を逐次行う検査システムである。
【００１１】
図２に示すように、表面検査装置１は、光源２と、光源２から受光方向Ｒ成分を含む方向に被検査面Ｓを透過した透過光Ｌ１、及び受光方向Ｒと逆方向の成分を含む方向に透過して被検査面Ｓで受光方向を含む方向に反射した反射光Ｌ２を受光する受光手段３と、受光手段３で受光した透過光Ｌ１及び反射光Ｌ２に基づいて成形体Ｍの表面形状を解析しその良否を判定する処理手段４とを備えている。
【００１２】
前記光源２は、検査対象となる成形体Ｍに一様に照射でき、成形体内に光を透過できる出力のものであれば、光源の形態及びその発光形態に特に制限はないが、成形体Ｍに広い範囲で一様に光を照射できる点から、図１に示すような面状の光源が好ましく、特に、本発明の表面検査装置を、気泡を含有する石鹸の表面検査に用いる場合には、広い範囲で一様に光を照射できる点から面積が１２００〜１２０００ｍｍ2、好ましくは３５００〜８０００ｍｍ2である面状の光源が好ましく、その発光形態には、広い範囲で一様に光を照射できる点からＬＥＤを用いることが好ましい。
また、光源と検査対象となる成形体との距離についても、成形体内に光を透過できる距離であれば特に制限はないが、本発明の表面検査装置を、気泡を含有する石鹸の表面検査に用いる場合には、光源と成形体との距離は、広い範囲で一様に光を照射できる点から１〜２００ｍｍであることが好ましく、５〜１００ｍｍであることがより好ましい。
【００１３】
前記受光手段３は、ＣＣＤカメラで構成されている。ＣＣＤカメラが備えているＣＣＤユニットの数及び各ユニットの画素数に特に制限はないが、例えば、本発明の表面検査装置を、気泡を含有する石鹸に適用する場合には、一ＣＣＤユニットの画素数は２５万画素以上のものが好ましい。
【００１４】
前記処理手段４は、画像処理部及び判断処理部を備えている。
画像処理部は、前記受光手段３で得られた実像を判断処理部での判断に用いる画像に処理するものである。画像処理部は、受光手段３で受光した透過光及び反射光に基づく実画像（例えば、図３(ａ））を、微分処理による所定箇所（例えば、図３（ｂ）に示すような成形体のみ）の画像抽出処理部、及び所定の箇所（例えば、図３（ｃ）に示すように表面にロゴがある場合にはロゴを含む部分）のマスキング処理部を有している。
判断処理部は、前記画像処理部で得られた処理画像と予め記憶部に登録された基準品（良品）の画像とを比較してその良否を判断するものである。
判断処理部は、表裏面の傷の度合いを判断する表裏面の傷検査処理部と、所定の箇所（例えば、表面にロゴがある場合にはロゴを含む部分）のパターン成形性の度合いを判断するパターン検査処理部とを有している。
傷検査処理部は、前記画像処理部で得られた処理画像（所定箇所を除く場合には前記マスキング処理部で処理した後の画像）と、予め記憶部に登録された基準品の画像（マスキング処理部で処理した画像と比較する場合には対応する箇所の画像）とを比較し、傷部分の面積が所定のしきい値を以上となる場合に不良品と判定する。
パターン検査処理部は、例えば図４に示すように、予め記憶部に登録された基準品におけるパターンであって予め所定のブロックに区画されたもの（例えば、図４における１２区画の登録モデルイ〜ヲ）を用いて、前記画像処理部で得られた所定箇所の処理画像（例えば、図５に示すように、表面のロゴのパターンを検査する場合にはロゴを含む部分のみの画像）の所定のサーチ領域（図５の破線領域α、β）から、当該登録モデル（図４のチ、ニ）との対応部分をサーチし、そのサーチされた当該対応部分と当該登録モデルとの差違（濃淡分布の差違）から両者の相関値を算出し、当該相関値がしきい値以上である場合にはパターンの成形性が良好であると判定する。基準品におけるパターンから登録モデルを登録する場合には、所定のブロックは、図４の斜線領域で示すように、隣接するブロックが互いにその境界をラップするように区画することが好ましい。
【００１５】
前記検査システムＣでは、前記構成の光源２、受光手段３を、表面、裏面及びロゴの検査エリアのそれぞれに備えている。そして、各エリアの何れかにおいて不良と判定された場合には、前記コンベアＣ２上においてアクチュエータＥで搬送ラインから離脱されるようになっている。
【００１６】
次に、前記のように構成された表面検査装置１を含む検査システムＣによる石鹸の表面検査方法について説明する。
【００１７】
図１に示すように、検査システムＣでは、先ず、上流から移送されてきた石鹸Ｍの表面の検査を行う。表面の検査では、その下方に配置された光源２から光を照射し、受光手段３で、図２（ｂ）に示すような、受光方向Ｒ成分を含む方向に被検査面Ｓを透過した透過光及び該受光方向と逆方向の成分を含む方向に透過して該被検査面で該受光方向を含む方向に反射した反射光を受光する。このように透過光と反射光とが合成されるため、受光手段３で受光される光は被検査面Ｓにおける凹部に相当する部分及び凸部の周りにおいて明るく（高輝度と）なる。そして、これら透過光及び反射光を含む実像を、前記処理手段４に送信する。この場合、裏面側に凹凸や傷等があっても、これらの凹凸や傷に伴う透過光の強度変化は、当該透過光が表面に達するまでに散乱されて緩和されるため、表面の被検査面を透過する透過光にはこの裏面側の凹凸の影響を受けることがない。
【００１８】
次に、受光された透過光及び反射光に基づいて処理手段４で該成形体の表面を検査する。すなわち、前記画像処理部は、図３（ａ）に示すような、受光手段３で受光した透過光及び反射光に基づく実画像を、前記画像抽出処理部で微分処理し、図３（ｂ）に示すような成形体のみの画像を抽出する。そして、マスキング処理部で、図３（ｃ）に示すように表面のロゴをマスキングする。さらに、前記傷検査処理部で、マスキングされた部分を除いた部分と、予め記憶部に登録された基準品における対応部分とを比較し、傷部分（高輝度の部分）の面積が所定のしきい値以上となる場合に不良品と判定する。
【００１９】
次に、石鹸Ｍの裏面の検査を行う。裏面の検査は、マスキング処理部によるマスキングを行わない以外は、前記表面検査と同様にして行われるので、その説明は省略する。
【００２０】
次に、石鹸Ｍの表面におけるロゴのパターン成形性を前記パターン検査処理部で検査する。
パターン検査処理部では、先ず、前記マスキング処理部によってロゴを含む部分を除いた部分をマスクして得られた、図５に示すような処理画像が作製される。次に、図４に示すような予め記憶部に登録された基準品におけるパターンであって予め所定の１２のブロックに区画された登録モデルのぞれぞれについて、図５における前記サーチ領域（α、β）から、当該登録モデルとの対応部分（チ、ニ）をサーチし、そのサーチされた当該対応部分と当該登録モデルとの差違（濃淡分布の差違）から両者の相関値を算出する。そして、当該相関値がしきい値以上である場合にはパターンの成形性が良好であると判定する。
【００２１】
このようにして表面、裏面、及びロゴの検査を行い、いずれかの検査で不良の判定となった場合には、前記アクチュエータＥによって石鹸Ｍが搬送ラインから離脱される。
【００２２】
以上説明したように、表面検査装置１及びこれを用いた表面検査方法によれば、光源側に凹凸がある場合にもその影響を受けることがないので、被検査面のみの検査を効率よく正確に行うことができる。
【００２３】
本発明の成形体の表面検査方法における検査対象となる成形体は、半透明性の成形体であって、入射した光が内部で散乱されて透過可能なものである。具体的には、例えば、石鹸、特に内部に気泡を含む石鹸が挙げられ、その他に、内部に気泡を含むプラスチックス、内部に種々のフィラーを含むプラスチックスが挙げられる。
【００２４】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【００２５】
前記実施形態では、光源を石鹸（成形体）の裏面側に配置するとともに、受光手段を石鹸の表面側に配設し、両者が対向するようにして光の照射、受光を行って表面検査を行うようにしたが、光源を石鹸の裏面側に配置するとともに受光手段を石鹸の側方に配置し、石鹸の側面の検査を行うようにすることもできる。
【００２６】
【実施例】
下記成形体について、下記の条件で光を照射し、下記受光手段で受光した光を下記処理手段で微分処理を施し、表面のロゴ部分にマスキング処理を施して成形体の表面及び裏面の検査を行った。
＜成形体＞
成形体：気泡含有石鹸（花王（株）製、商品名「ホイップソープ」）
成形体寸法等：寸法（５７．０ｍｍ×８８．８ｍｍ×３３．１５ｍｍ），重量（９０ｇ）
成形体の搬送速度：４０ｍ／ｍｉｎ
＜検査条件＞
光源：ＬＥＤ照明装置（林時計工業製、商品名「ＨＡＢ８０×６０Ｒ」）
光源と成形体との距離：５〜１０ｍｍ
受光手段：ＣＣＤカメラ（オムロン製、商品名「Ｆ１５０−Ｓ１Ａ」）
処理手段：画像処理装置（オムロン製、商品名「Ｆ１５０Ｖ３」）
【００２７】
その結果、１個の成形体について表面、裏面のそれぞれについて約５０ｍｓｅｃの処理時間で検査できることが確認された。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、半透明成形体の被検査面のみを効率よく正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形品の表面検査装置を、気泡を含有する石鹸の表面検査システムに適用した実施形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の表面検査装置の一実施形態における検査工程を模式的に示す図であり、（ａ）は成形体への光の照射工程を模式的に示す図、（ｂ）は成形体表面における透過光及び反射光を模式的に示す図である。
【図３】同実施形態の表面検査装置において得られる実画像及び処理画像を示す図であり、（ａ）は受光手段から得られる実画像を示す図であり、（ｂ）は処理手段において得られる（ａ）の抽出画像（微分画像）であり、（ｃ）は（ｂ）におけるロゴ部分のマスク画像を示す図である。
【図４】表面検査装置において予め登録された基準品のロゴを所定のブロックに区画した登録モデルを模式的に示す図である。
【図５】表面検査装置のパターン検査処理部におけるパターンのサーチ工程を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１  表面検査装置
２  光源
３  受光手段
４  処理手段
Ｌ１  透過光
Ｌ２  反射光
Ｍ  成形体
Ｓ  被検査面
Ｒ  受光方向
【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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