(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の検査対象物の天面における第一部材と第二部材を含む領域を撮像する撮像手段と、
撮像した検査対象物の画像を記憶する記憶手段と、
撮像した画像毎に、各画像中の検査対象物の前記天面の中心点から当該天面の輪郭に合わせて、第一部材が第二部材に対して変位する可能性がある方向に沿って、円形の検索ラインを設定する検索ライン設定手段と、
前記検索ライン上において、ピクセルの濃度変化より第一部材および第二部材の位置情報を抽出する抽出手段と、
抽出した位置情報により第一部材に対する第二部材の正規の位置からの回転量を測定する測定手段と、
測定した前記距離を基準値と比較する比較手段とを備え、
前記比較手段の比較結果に基づいて、第一部材が第二部材に対して正規の位置にあるかを検査する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
検査対象物は円筒形のスプレー缶であり、
第一部材がスプレー缶天面、第二部材がスプレー缶の軸端に付着されたノズルであり、
ノズルが一定方向に一定量回転されることでロックされ、当該ロック状態のスプレー缶天面に対するノズルの相対位置を正規の位置として検査する検査装置であって、
検索ライン設定手段は、画像中のスプレー缶天面の輪郭に合わせ、缶の径より小さく、かつノズルを横断する径の円形の検索ラインを設定し、
抽出手段は、検索ライン上を所定の検索開始点より検索して、ノズルとスプレー缶天面の位置情報を抽出し、
測定手段は、位置情報からスプレー缶天面に対するノズルの正規の位置からの回転量を測定し、比較手段により前記回転量の値を基準値と比較して、ノズルがロックされているかを検査する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記抽出手段は検索ライン上を一周検索する間に、ノズルとスプレー缶天面の位置情報をそれぞれ１箇所以上抽出できなければ、検索開始点を検索ライン上の別の位置にずらして再度検索する
ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記抽出手段は、ノズルとスプレー缶天面の位置情報をそれぞれ２箇所ずつ抽出する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の検査装置。
【請求項５】
検索ライン設定手段は、画像中のスプレー缶の直径の候補となる複数値の中から最適値を選出し、当該最適値の示す線分より、中心点を算出し、当該中心点より一定半径を有する検索ラインを設定する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の検査装置。
【請求項６】
天面に第一部材と第二部材を有する円筒形の検査対象物について、当該第二部材が第一部材に対して正規の位置にあるかを検査する検査方法であって、
撮像手段により、検査対象物の前記天面における第一部材と第二部材を含む領域を撮像する撮像ステップと、
記憶手段により、撮像した検査対象物の画像を記憶する記憶ステップと、
検索ライン設定手段により、撮像した画像毎に、各画像中の検査対象物の前記天面の中心点から天面の輪郭に合わせて、第一部材が第二部材に対して変位する可能性がある方向に沿って円形の検索ラインを設定する検索ライン設定ステップと、
抽出手段により、前記検索ライン上において、ピクセルの濃度変化より第一部材および第二部材の位置情報を抽出する抽出ステップと、
測定手段により、抽出した位置情報により第一部材に対する第二部材の正規の位置からの回転量を測定する測定ステップと、
比較手段により、測定した前記距離を基準値と比較する比較ステップとを備え、
前記比較ステップの比較結果に基づいて、第一部材が第二部材に対して正規の位置にあるかを検査する
ことを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査装置とその検査方法に関し、第一部材と第二部材を含む検査対象物について、当該第二部材が第一部材に対して正規の位置にあるかを検査する検査装置とその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、一定方向に一定量回転させることでロック可能なノズルを持つスプレー缶がベルトコンベア上を搬送される際に、ノズルがロックされているかを検査する場合には、以下のような方法が一般的に用いられている。
すなわち、検査対象物の検査領域の周辺（スプレー缶の天面）を撮像してその画像（対象パターン）を取る。これに予め用意した、検査標準となる画像（標準パターン）を重ね、両者の形状の一致度を調べる。この場合、具体的にはピクセルの階調度数の一致性を見て、この一致性によって表される対象パターンと標準パターンの形状のズレが一定の許容範囲内にあれば、検査対象物（スプレー缶）を検査合格とする。このような方法はパターンマッチング法（以下ＰＭ法）として知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベルトコンベアで搬送されるスプレー缶は、ノズルの向きが一定方向に揃っていないので、ＰＭ法で上記のようにスプレー缶の天面を対象パターンとする場合には、対象パターン中のノズルの向きが一定方向に揃っているとは限らない。これをカバーするためには、例えばノズルの向きが微妙に異なる標準パターンを大量に用意して、その中から最も適当な標準パターンを選定する必要があった。したがって、大量の標準パターンのデータを格納し利用するために、高速のＣＰＵおよび大容量のメモリを備えた制御コンピュータ（マイコン）の必要が生じたり、コスト面で問題が伴うことがあった。
【０００４】
一方、ある一定数の標準パターンだけを用意し、さらには一定範囲でのみ標準パターンを移動させるようにすると、これらの標準パターンに対象パターンが一致しなければ、本来検査合格となるはずのものも検査不合格になるのを禁じえなかった。
また、ノズルの向きに応じた適当な標準パターンを選出しても、当該標準パターンに対象パターンを重ねながらこれを上下左右方向に動かし、両パターンの一致度が最も高くなるようにする工程で、標準パターンの対象パターンに対するズレの大きさに比例して、両パターンが一致するまでに相当の時間がかかるといった問題があった。
【０００５】
このようなことは、例えば生産プラントなどにおいては製造物の歩留まりを悪化させる等の原因として懸念されていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は特に、スプレー缶に対するノズルの位置が正規にあるかを検査するような場合において、従来よりも比較的簡単な構成でありながら良好な検査を比較的高速で行うことが可能な検査装置と、その検査方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明は、円筒形の検査対象物の前記天面における第一部材と第二部材を含む領域を撮像する撮像手段と、撮像した検査対象物の画像を記憶する記憶手段と、撮像した画像毎に、各画像中の検査対象物の前記天面の中心点から当該天面の輪郭に合わせて、第一部材が第二部材に対して変位する可能性がある方向に沿って、円形の検索ラインを設定する検索ライン設定手段と、前記検索ライン上において、ピクセルの濃度変化より第一部材および第二部材の位置情報を抽出する抽出手段と、抽出した位置情報により第一部材に対する第二部材の正規の位置からの回転量を測定する測定手段と、測定した前記距離を基準値と比較する比較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、第一部材が第二部材に対して正規の位置にあるかを検査する構成を有する検査装置とした。
【０００７】
また、検査対象物は円筒形のスプレー缶であり、第一部材がスプレー缶天面、第二部材がスプレー缶の軸端に付着されたノズルであり、ノズルが一定方向に一定量回転されることでロックされ、当該ロック状態のスプレー缶天面に対するノズルの相対位置を正規の位置として検査する検査装置であって、検索ライン設定手段は、画像中のスプレー缶天面の輪郭に合わせ、缶の径より小さく、かつノズルを横断する径の円形の検索ラインを設定し、抽出手段は、検索ライン上を所定の検索開始点より検索して、ノズルとスプレー缶天面の位置情報を抽出し、測定手段は、位置情報からスプレー缶天面に対するノズルの正規の位置からの回転量を測定し、比較手段により前記回転量の値を基準値と比較して、ノズルがロックされているかを検査する検査装置とした。
【０００８】
これにより、従来のＰＭ法のように標準パターンをたくさん用意しなくてもよくなり、大容量メモリや高速ＣＰＵに頼ることなしに良好な検査処理が行えるようになる。また、標準パターン数の不足によって生じる検査不良の発生が回避される。
さらに本発明は、このような検査処理の高速化に加え、本発明の検査装置は構成が比較的簡単なため、若干の改良を従来装置に施して作製するなど、コスト削減にも優れた効果が得られる。
【０００９】
また本発明は、天面に第一部材と第二部材を有する円筒形の検査対象物について、当該第二部材が第一部材に対して正規の位置にあるかを検査する検査方法であって、撮像手段により、検査対象物の前記天面における第一部材と第二部材を含む領域を撮像する撮像ステップと、記憶手段により、撮像した検査対象物の画像を記憶する記憶ステップと、検索ライン設定手段により、撮像した画像毎に、各画像中の検査対象物の前記天面の中心点から天面の輪郭に合わせて、第一部材が第二部材に対して変位する可能性がある方向に沿って円形の検索ラインを設定する検索ライン設定ステップと、抽出手段により、前記検索ライン上において、ピクセルの濃度変化より第一部材および第二部材の位置情報を抽出する抽出ステップと、測定手段により、抽出した位置情報により第一部材に対する第二部材の正規の位置からの回転量を測定する測定ステップと、比較手段により、測定した前記距離を基準値と比較する比較ステップとを備え、前記比較ステップの比較結果に基づいて、第一部材が第二部材に対して正規の位置にあるかを検査する検査方法とした。
【００１０】
本発明ではこのように、撮像手段により撮像した画像のみを用いて処理を行うので、従来に比べて検査処理が比較的簡単であり、処理の高速化が期待できる。また前記基準値を複数用意しておくことで、複数種の検査対象物に本発明の検査方法を適用することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一適用例である、検査装置とその検査方法について説明する。
始めに、本実施の形態における検査対象物とその検査内容は次のようになっている。すなわち検査対象物は外観が円柱形のスプレー缶２であり、これは缶本体２０にノズルキャップ２２が回動自在に取り付けられ、その周囲にノズルガイド２１が装備された構成を持つ。図１（ａ）はスプレー缶２の外観図である。
【００１２】
ノズルガイド２１は一定の厚みと高さを有する円筒形のプラスチック部材であり、缶本体２０の上部に配されるものであって、缶本体２０とほぼ同じ径を有し、その縁周部上方に凹型の一部切り欠き（ノッチ２１１）が施されている。これにより、ノズルキャップ２２のノズル２２１がノッチ２１１の底部のオープンマーク上に合わせられると使用可能（オープン）、一方のノッチ左端部２１１Ｌ上に合わせられると使用不可（ロック）となる。
【００１３】
なお、ノズル２２１天面の両端部はノズル２２１を操作し易くする等の理由から、角を取ってそれぞれ右カット部２２２Ｒ、左カット部２２２Ｌが設けられている。またノズルガイド２１とノズルキャップ２２の間には、これらの可動をスムーズにするために数ミリ程度のギャップＧが設けられている。
図１（ｂ）は、ノズルガイド２１およびノズルキャップ２２の天面図（スプレー缶２の天面図）である。当図のように、ノズルガイド２１がノズルキャップ２２の天面周囲を囲んでいる。スプレー缶天面の中心点Ｏ、およびノッチ左端部２１１Ｌからノズルガイド２１の円周に沿って左廻りに、左カット部２２２Ｌ、ノズル天面左端部２２１Ｌ、ノズル天面右端部２２１Ｒ、右カット部２２２Ｒ、ノッチ右端部２１１Ｒが位置している。ノズル２２１がロックされている場合には、図のようにノッチ左端部２１１Ｌ付近に左カット部２２２Ｌが位置する。
【００１４】
このような構成を有するスプレー缶２は、梱包作業などの出荷処理に先だち、予め誤作動を防ぐ目的でノズル２２１がロック状態にあるのを確認する必要がある。つまり、具体的には上記のように、スプレー缶２の左カット部２２２Ｌがノッチ左端部２１１Ｌ付近に位置しているかを検査するのが本検査の内容である。
次に検査装置について、その構成を説明する。図２は本検査装置の主要構成を中心とするブロック図である。本検査装置１は、主にアナログ処理回路１０、デジタル処理回路１１、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２、光電スイッチ１３、表示部１４等からなる。このうちアナログ処理回路１０とデジタル処理回路１１は所定の箱形筐体（不図示）に収納されている。
【００１５】
光電スイッチ１３は、発光素子１３ａと受光素子１３ｂからなる光学センサであり、検査対象物がリニアセンサ１０１による検出（撮像）位置に搬送されたことを検出するものである（図３参照）。検出信号はアナログ処理回路１０におけるコントローラ１０４に送られる。
アナログ処理回路１０は、リニアセンサ１０１、ＬＰＦ回路１０２、エンコーダ１０３、コントローラ１０４等からなる。
【００１６】
リニアセンサ１０１はスプレー缶２を撮像するための一次元カメラ（光電素子を直列に配したＣＣＤ）であり、１スキャン毎に連続２０４８ピクセル分の一次元画像を捉える。リニアセンサ１０１はその光電素子の配列が後述のベルトコンベアの搬送方向と直交するように配設され、スプレー缶２はベルトコンベア上を一定速度で搬送されるため、スキャンを繰り返す毎にスプレー缶２の新しい領域が断続的に撮像される。本実施の形態では、このリニアセンサ１０１の１００スキャン分の撮像動作によって取り込まれる画像データのうち、後述のコントローラ１０４によってスプレー缶２を収めた画像データ領域（１００×１００ピクセル分の画像データ；以下対象パターンと称す）が選出される。このようなリニアセンサ１０１の使用には、二次元画像を撮像する従来のビデオカメラ等に比べて画像データの取り込み速度が改善されるといった効果が見込まれている。なお本実施の形態では図１（ｂ）に示すスプレー缶２の天面が対象パターンに含まれる。
【００１７】
ＬＰＦ（Low Pass Filter）回路１０２は、リニアセンサ１０１より送信された一次元画像を一定の閾値で処理し、一次元画像に含まれるノイズを低減する働きを有する。ノイズ除去された一次元画像はコントローラ１０４を介し、デジタル処理回路１１中のＡ/Ｄコンバータ１１１へと送信される。コントローラ１０４は、光電スイッチ１３がスプレー缶２を検出した検出信号を受信する。また、前記リニアセンサ１０１の作動（スキャンの開始/停止）をコントロールし、適時ＬＰＦ回路１０２を介して前記一次元画像を取り込み、対象パターンに相当する画像データ領域を選出して、これをＡ/Ｄコンバータ１１１、ＲＡＭ１１２へと送信する。
【００１８】
エンコーダ１０３は、コントローラ１０４がリニアセンサ１０１の作動をコントロールするときの基準信号（タイミング信号）をコントローラ１０４に送信する。なおこのタイミング信号の一部はＣＰＵ１２１にも送信され、前記一次元画像から対象パターン等を作製するときに役立てられる。デジタル処理回路１１には、Ａ/Ｄコンバータ１１１、ＲＡＭ１１２等が装備されている。
【００１９】
Ａ/Ｄコンバータ１１１は、コントローラ１０４から送られるアナログ一次元画像（１００ピクセル×１００スキャン分）を８ビット（２５６階調）でデジタル化し、ＲＡＭ１１２に一時格納する。ＰＣ１２は一般的なパーソナルコンピュータの構成であって、主にＣＰＵ１２１、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２２、ＲＡＭ１２３等からなる。
【００２０】
ＣＰＵ１２１の役割は、総括すればまずコントローラ１０４を介したエンコーダ１０３からのタイミング信号に基づき、Ａ/Ｄコンバータ１１１からＲＡＭ１１２に格納された一次元画像のうち、前記対象パターンを作製するために必要な画像データを選出してＲＡＭ１２３に送り、ここに一時的に格納する。次にＣＰＵ１２１は、ＲＡＭ１２３に格納した画像データから、後述するノズルキャップパターンを作製し、その画像データを再びＲＡＭ１２３に格納する。そして当該ノズルキャップパターンを元に、対象パターンにおけるスプレー缶２の天面の中心点を定め、この中心点から対象パターン中のスプレー缶２の天面の輪郭に平行に、一定の径の円周線（検索ライン）を設定する。この検索ラインはスプレー缶２よりも小さい径を有するものである。
【００２１】
ＣＰＵ１２１は、この検索ラインが横断するピクセルの濃淡情報（階調度）を検索する。そして著しい階調変化のあるピクセルを検索することにより、合計４つの特徴部位に相当するピクセルを抽出して、当該ピクセル間の距離を検索ラインに沿って測定する。ここでいう４つの特徴部位とは、ノッチ右端部２１１Ｒ、ノズル天面右端部２２１Ｒ、ノズル天面左端部２２１Ｌ、ノッチ左端部２１１Ｌであり、このうちで右端同士間（２１１Ｒ・２２１Ｒ間）、左端同士間（２１１Ｌ・２２１Ｌ間）の距離がそれぞれ測定される。なおピクセル間の距離の測定には、検索ラインに沿って測定する他に対象パターン中のピクセルの座標系を利用することも可能であるが、処理の高速化のためには検索ラインに沿って測定するのが望ましいと思われる。
【００２２】
ＣＰＵ１２１はこれらの各測定距離を、ＨＤＤ１２２に予め格納されたそれぞれの基準値と比較し、その差が一定範囲内に収まるか否かを判断する。そして、その差が一定範囲に収まれば検査結果を合格として判定し、収まらなければ不合格と判定して、不合格ならばその検査判定信号を例えばスプレー缶選抜装置（スプレー缶をベルトコンベアから押し出して除外するソレノイド装置）などに出力する。
【００２３】
このようにＣＰＵ１２１はスプレー缶２の検査を行うが、何らかの理由により検査中に特徴部位の抽出が検出されない場合には、そのエラー（異常）発生の旨をＰＣ１２に接続した表示部１４に表示させ、このスプレー缶２も除外するように信号を送信する。表示部１４は例えばＣＲＴモニタであり、本検査装置１のオペレータに適時情報を伝達する役割を有している。
【００２４】
因みにＲＡＭ１１２（ＲＡＭ１２３）のメモリ容量は、少なくとも１００×１００ピクセル分の画像データが１つ（２つ）以上格納可能な程度の規模に設定する。またＨＤＤ１２２には、上記測定距離に対する基準値や、スプレー缶２の天面における各部品のサイズ情報（後述するｒ1、ｒ2、ｒ3等の各値）、およびＣＰＵ１２１を作動させる制御プログラムが格納されている。この制御プログラムは、全体的には本検査装置１の制御プログラムの一部として構成される。
【００２５】
なお、ＣＰＵ１２１、ＨＤＤ１２２、ＲＡＭ１２３などの構成は、まとめてワンチップのマイクロコンピュータとしてもよい（この場合は当然ながらＨＤＤ１２２をＲＯＭに置き換える）。こうすると検査装置の設置に関し、効果的な省スペース化が期待できる。このような構成を有する検査装置１において、アナログ処理回路１０およびデジタル処理回路１１は箱形筐体に格納し、ＰＣ１２に接続した表示部１４はオペレータの見やすい位置に配置する。また光電スイッチ１３とリニアセンサ１０１に関しては、例えば図３に示す検査工程の外観図のように、スプレー缶２が搬送されるベルトコンベアの幅方向（Ｙ方向）両端付近において、光電スイッチ１３の発光素子１３ａと受光素子１３ｂを対向させて固定する。さらに当該対向位置の真上方向（Ｚ方向）に、前記ベルトコンベアの幅方向と光電素子列とが平行するようにリニアセンサ１０１を配設する。
【００２６】
なお、Ｘ方向は一定速度uで駆動されるベルトコンベアの駆動方向である。また図示しないが、リニアセンサ１０１とスプレー缶２の間には、環状の照明（蛍光ランプ；図解の簡単化により不図示）が設置されるなど、スプレー缶２の天面をクリアに撮像するための工夫が施されている。このような設置環境において、本実施の形態の検査を行う。次に、その具体的な検査工程についてＣＰＵ１２１の制御フロー（図４）に基づき説明する。
＜検査装置の動作＞
まずオペレータにより検査装置に電源が投入され、スプレー缶２の生産プラントにおけるオートメーションが通常状態に移行して、光電スイッチ１３によりスプレー缶２がベルトコンベア上の所定位置に来たことが検出される（Ｓ１）と、コントローラ１０４はリニアセンサ１０１を作動させ、撮像処理を行う（Ｓ２）。ベルトコンベアの駆動速度uに合わせられたエンコーダ１０３のタイミング信号を用いて、コントローラ１０４はリニアセンサ１０１でスプレー缶２を撮像する。これによって得られた一次元画像は、ＬＰＦ回路１０２とコントローラ１０４を順次経てデジタル処理回路１１に送信され、Ａ/Ｄコンバータ１１１によりデジタル化されてＲＡＭ１１２に格納される。コントローラ１０４はこのような撮像動作からＲＡＭ１１２への格納までの一連の動作をリニアセンサ１０１の１００スキャン分だけ繰り返し、現在検査対象としているスプレー缶２の天面を含む一次元画像（１００×１００ピクセル分）を得る。
【００２７】
このように前記一次元画像がＲＡＭ１１２に全て格納されると、コントローラ１０４は、当該格納の終了を伝えるためのタイミング信号をＣＰＵ１２１に送出する。次にＣＰＵ１２１はその内部にスプレー缶検出フラグを立て（スプレー缶検出フラグ←１）、当該一次元画像から対象パターンのための画像データを選出して、これをＲＡＭ１２３に格納する。続いてＣＰＵ１２１は対象パターンを形成し、対象パターンより、スプレー缶２の直径の候補となる複数値の中から最適値を選出し、当該最適値を示す線分より中心点Ｏ（Ｐo）を算出する（Ｓ３）。ここで図６は、得られた対象パターンの一例を示す図である。
【００２８】
このＳ３における中心点Ｏ（Ｐo）の求め方は、詳しくは次の通りである。段階的に中心点Ｏ（Ｐo）の求め方を示す図５に基づいて説明する。第一にＣＰＵ１２１は、図６に示した対象パターンから階調度が１００程度以下のピクセルを消去（例えば階調度０に）する。これにより、後述するように階調度が１００程度よりかなり高いノズルキャップ２１の天面のピクセルが残る。ＣＰＵ１２１はこの対象パターン中のノズルキャップ２１の天面が残った画像データ（以下ノズルキャップパターン）を、前記対象パターンとは別にＲＡＭ１２３内に格納する。図５（ａ）はノズルキャップパターンの一例を示している。
【００２９】
次にＣＰＵ１２１は図５（ａ）のように、ノズルキャップパターンの水平方向（ｘ方向）と垂直方向（ｙ方向）にそれぞれ平行な帯状のピクセル領域（幅２０ピクセル×長さ１００ピクセル分）を設定し、ノズルキャップパターン上にこれらを十字に重ねる。
第二にＣＰＵ１２１は、ｙ方向に平行な前記ピクセル領域をｘ方向にずらしながら、当該ピクセル領域に含まれるノズルキャップ２１の天面を示すピクセル列で最長のものを検出する（以降これをピクセル列（ｙ）とする）。これと同様に、ＣＰＵ１２１はｘ方向に平行な前記ピクセル領域についても、ｙ方向にずらしながら最長のピクセル列を検出する（以降これをピクセル列（ｘ）とする）。
【００３０】
なお、このとき検出されるピクセル列（ｘ）、（ｙ）は１本ずつとは限らない。
そこでＣＰＵ１２１は、検出したピクセル列（ｘ）、（ｙ）がそれぞれ複数ある場合を考慮し、まずピクセル列（ｙ）について、それがｘ方向に連続して並んでいるならその連続の中央のピクセル列を、またｘ方向にとびとびで存在するなら最後に検出したピクセル列を選択する。次にピクセル列（ｘ）についても同様に、ピクセル列を選択する。そして１本ずつ選択したピクセル列（ｘ）、（ｙ）のうち短い方のピクセル列を選択し、それを直径の候補値とする（図５の場合、ピクセル列（ｙ）が候補値として選択される。
【００３１】
その後ＣＰＵ１２１は、前記選択した１本のピクセル列（ｙ）について、その中点を求める。
続いてＣＰＵ１２１は、前記ピクセル列（ｙ）の中点から、これを通るピクセル列（ｘ）を選択する。このようにしてピクセル列（ｘ）、（ｙ）が１本ずつ選択される。図５（ｂ）は、選択されたピクセル列（ｘ）、（ｙ）を示している。当図中、Ｍは前記ピクセル列（ｙ）の中点である。なお図５では便宜上、ピクセル列を線で示している。
【００３２】
第三にＣＰＵ１２１は、１本ずつ選択したピクセル列（ｘ）、（ｙ）のうち、長い方のピクセル列を選択する。ここでは例としてピクセル列（ｘ）を選択したとする。ＣＰＵ１２１は図５（ｃ）のように、当該ピクセル列（ｘ）上において、その両端Ａ、Ｂからそれぞれ等距離分だけ（例えば５ピクセル分だけ）、前記中点Ｍの方向に位置するピクセルを定め、ここからピクセル列（ｘ）に直交し（すなわちピクセル列（ｙ）に平行し）、ノズルキャップパターンの周縁に到る２本の線分Ｌ1、Ｌ2を設定する。そして、この線分Ｌ1、Ｌ2の長さを比較する。これによってＣＰＵ１２１は、例えば図５（ｃ）のようにＬ1がＬ2より短い場合には、端部Ａがノズル２２１にかかっていると判断する。
【００３３】
したがって第四にＣＰＵ１２１は、図５（ｄ）のように、逆に端部Ｂからピクセル列（ｘ）上において、前記ピクセル列（ｙ）の半分長だけ進んだ位置をマークし、ここを中心点Ｏ（Ｐo）として定める。
以上のようにして、ＣＰＵ１２１は中心点Ｏ（Ｐo）を定め、半径ｒ1の円周を有するスプレー缶２の天面の位置を対象パターン中で確定する。
【００３４】
次にＣＰＵ１２１は、ノズルキャップ２２の半径ｒ3より大きく、スプレー缶２の半径ｒ1よりも小さい、中心点Ｏ（Ｐo）から一定半径ｒ2を有する円周（点線で図示）を定める。この半径ｒ2の円周が、ＣＰＵ１２１による検索ラインとなる。
なお、Ｓ３のとき場合によっては、機械精度などの誤差からタイミング信号と搬送速度uとで微妙な誤差が生じ、対象パターン中のスプレー缶２の径が実際より数ピクセル分まで歪むことが予想される。このため、各半径ｒ1、ｒ2、ｒ3などの値を数ピクセル分だけ増減した値を予めＨＤＤ１２２に格納しておき、Ｓ３において前記歪みが生じているとＣＰＵ１２１が判断した場合に、適宜これらの値で適当なものを選出して用いられるように制御プログラムを改良してもよい。
【００３５】
ＣＰＵ１２１は検索ラインを確定した後、図６のように、対象パターンにおける検索ライン最上点をＰＳ1、最下点をＰＳ2とし、この２点を検索開始点のための選択点として定める。そして次に、まずＰＳ1から検索ライン上を左回りに検索し、当該検索ライン上におけるスプレー缶２の天面の４つの特徴部位のうちの２つである、ノッチ右端部２１１Ｒ（Ｐ1）とノズル天面右端部２２１Ｒ（Ｐ4）を検索し始める（Ｓ４）。なお図６には、残りの特徴部位であるノッチ左端部２１１Ｌ（Ｐ2）とノズル天面左端部２２１Ｌ（Ｐ3）も図示している。
【００３６】
図７は、縦軸に検索ライン上のピクセル光量（階調度）、横軸に検索ラインの長さ（ピクセル数）を配した階調度変化曲線を示すグラフである。当図のように、特徴部位は階調度変化曲線の立ち上がりの終止点、あるいは立ち下がりの開始点付近にあって、階調度は照明強度にもよるが、例えばスプレー缶２の天面において照明に近いノズルキャップ２２の天面で２４０〜２５５、ノズルキャップ２２の天面より低い位置にあるノズルガイド２１の天面で１００程度の値を取るなど、程度の差が見られる。
【００３７】
具体的には当図のように、階調度１００付近への立ち上がりの終止点、階調度１００付近からの立ち下がりの開始点、階調度２５５付近への立ち上がりの終止点、階調度２５５付近からの立ち下がりの開始点が、それぞれこの順にＰ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4に相当する。これによって、ＣＰＵ１２１は各特徴部位を特定することが可能となっている。
【００３８】
説明を制御フローに戻す。Ｓ４で検索を開始したＣＰＵ１２１は、以上のような特徴部位の検索方法によって、まずＰ1かＰ4のどちらかが検出されるまで検索ライン一周分につき検索を続行する（Ｓ５で検出判定、Ｓ８でＳ５にリターン）。この間にＰ1もしくはＰ4のどちらかが検出されると、ＣＰＵ１２１はステップをＳ５からＳ６に進め、さらにＰ1とＰ4の両方が検出されるまで、残りの検索ラインについて検索を続行する（Ｓ５で検出判定、Ｓ６でＳ５にリターン）。ここで、Ｐ1とＰ4がともに検出されれば、検索ライン一周分の検索が終了するまで待機し（Ｓ７）、次のＳ１３へと進む。
【００３９】
Ｓ１３では、ＣＰＵ１２１は内部に検索開始点ＰＳ2の使用記録フラグを消去する（使用記録フラグ←０）が、今の場合は検索開始点ＰＳ1を用いただけであるため、元より０になっている。ＣＰＵ１２１はそのままステップをＳ１４に進め、今度は残りの特徴部位であるＰ2とＰ3の線状検索を開始する。Ｓ１４以降の制御フローについては後述する。
【００４０】
ここでステップの説明を遡り、もし前記Ｓ５とＳ８において検索ライン一周分のうちにＰ1とＰ4のどちらも検出されなければ、ＣＰＵ１２１は以下の処理を行う。すなわちＣＰＵ１２１はステップをＳ８からＳ９へと進め、ここで検索開始点ＰＳ2の使用記録フラグが内部に立っているか（使用記録フラグ＝１？）判定する。いまの場合当該フラグは立っていないので、Ｓ１０において検索開始点ＰＳ2の使用記録フラグを立て（使用記録フラグ←１）、今度は対象パターン真下のＰＳ2より左廻りに検索を開始する。このように検索開始点を１８０°反転させるのは、検索開始点ＰＳ1がちょうど図７に示す階調度変化曲線の特徴部位と重なったりする理由で、特徴部位の検索が困難になるのを回避するためである。これにより、さらに効果的な検索が期待できるようになる。
【００４１】
Ｓ１０以降、ＣＰＵ１２１の制御フローはＳ５へとリターンし、前述した（Ｓ５→Ｓ６→Ｓ５）、（Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７）、（Ｓ５→Ｓ８→Ｓ５）などのステップパターンを同様に繰り返す。しかし、この検出開始点ＰＳ2からの一周の検索ラインにおいても、Ｐ1とＰ4が２点とも揃って検出されなければ（Ｓ８）、ステップをＳ９に進め、ここでＣＰＵ１２１は内部に検索開始点ＰＳ2の使用記録フラグが立っている（使用記録フラグ＝１）のを確認した後、表示部にエラー検出の旨を表示してオペレータに注意を促す（Ｓ１１）。そしてＣＰＵ１２１は、検査判定信号（エラー）をスプレー缶選抜装置等に出力し、当該エラーを出したスプレー缶２をベルトコンベア上から除外する処理を行う（Ｓ１２）。
【００４２】
このようにＣＰＵ１２１は、検索ラインの検索開始点ＰＳ1またはＰＳ2からスプレー缶２の天面におけるノズルおよびノッチ左端部Ｐ1、Ｐ4に相当したピクセルの位置情報を抽出し、その位置情報をＲＡＭ１２３内に格納する。そして検索ライン一周分について検索が終了すれば（Ｓ７）、続くＳ１３において検索開始点ＰＳ2の使用記録フラグを消去し（使用記録フラグ←０）、次のＳ１４でノズルおよびノッチ右端部Ｐ2、Ｐ3の検索にかかる。
【００４３】
なお、当該Ｓ１４はサブステップ構造を有するが、その内容は検索する特徴部位がノズルおよびノッチ右端部Ｐ2、Ｐ3であることを除けば、ほぼ上記Ｓ４〜Ｓ１２までのステップと同様である。したがって当該サブステップの制御フローの図示と具体的なステップの説明が重複するため、ここではそれらを省略する。
ＣＰＵ１２１はＰ1〜Ｐ4のすべての特徴部位に当たるピクセルの位置情報を対象パターンから抽出し終わると、Ｓ１５において、検索ライン上におけるＰ1〜Ｐ4、Ｐ2〜Ｐ3のそれぞれのピクセル間の距離ｌ1、ｌ2を測定する。そして次にＣＰＵ１２１は、前記ｌ1、ｌ2の各値がＨＤＤ１２２内に格納していたそれぞれの基準値範囲Ｓｄ1、Ｓｄ2に収まっているか否かを判断する。ここで、ｌ1もしくはｌ2の両方、もしくはそのどちらかが各基準値範囲Ｓｄ1、Ｓｄ2に収まっていれば検査合格とし、ｌ1とｌ2の両方ともが前記範囲に収まっていなければ検査不合格とする。
【００４４】
ここで、Ｓ１５とＳ１６のような検査方法を取るのは主に次の理由による。すなわち、検査対象物であるスプレー缶２は、シュリンクラップと呼ばれる熱収縮フィルムにより被覆加工されていることがある。この場合、フィルムの継ぎ目がスプレー缶２の長手方向に生じ、対象パターンでは中心点Ｏ（Ｐo）付近から円周方向に向かって数本の継ぎ目が走るので、これが照明を反射して、デジタル処理回路１１に比較的高い階調度で捉えられることがある。したがって、この継ぎ目付近の階調度が数ピクセルにわたって２５５程度まで達すると、ＣＰＵ１２１によるスプレー缶２の天面からの特徴部位の識別を困難にする性質がある。
【００４５】
そこで本検査装置では、測定したｌ1、ｌ2を各基準範囲とＳｄ1、Ｓｄ2と比較した場合に、このｌ1、ｌ2のいずれかがシュリンクラップにより実際と異なる値としてＣＰＵ１２１に誤認されても、他方が基準範囲にあれば、それで検査合格とする。これにより、シュリンクラップによる影響を回避している。
また、本検査装置は、以下の方法によってもこの問題に対処してもよい。
【００４６】
ＣＰＵ１２１は検索ライン上において、階調度が２５５付近のピクセルを検索すると、その度に当該ピクセルより検索ライン上で数ピクセル（例えば３ピクセル）以前のピクセルをマークし、ここから中心点Ｏ（Ｐo）に至る線分上において、階調度が極端に低い（例えば階調度０）ピクセルが含まれているか否かを調査する。これは、前記線分上にギャップＧが存在するかを調査するものである。つまり、ノズルキャップ２２の天面にギャップＧは存在しないため、ギャップＧを示す階調度の低いピクセルの存在を前記線分上で検索することによって、現在検索中の階調度の高いピクセルがシュリンクラップの継ぎ目かノズルキャップ２２の天面かを識別することが可能となる。
【００４７】
このように、ＣＰＵ１２１はＳ１５とＳ１６において良好にスプレー缶２の検査を行い、その検査判定信号をスプレー缶選抜装置等に出力し、判定結果が不合格であれば、そのスプレー缶２をベルトコンベア上から除外するなど、判定結果に応じた対応がなされるようにする。その後、ＣＰＵ１２１は内部の各フラグ（スプレー缶検出フラグ、ＰＳ2使用記録フラグなど）を消去する。そしてＣＰＵ１２１およびコントローラ１０４は、ＲＡＭ１１２、ＲＡＭ１２３内の画像データをクリアし、スプレー缶の検査にかかる各情報を初期に戻す（Ｓ１７）。これにより、本形状検査は一通りの動作を終えることとなる。
【００４８】
また撮像装置はリニアセンサに限らず、二次元画像を撮像するビデオカメラなどでもよいが、検査処理の高速化を図るためには、やはりリニアセンサなどの一次元画像撮像装置を用いるのが望ましいと考えられる。
また、実施の形態では、抽出する特徴部位を４箇所としたが、シュリンクラップによるフィルム加工を行わないなど、特徴部位の抽出に妨げとなる要因が少ないと思われる場合には、例えばＰ1とＰ4だけを検索し、ｌ1のみを測定して、これが基準値範囲Ｓｄ1にあるかを判定するなど、より検査方法を簡単化してもよい。
【００４９】
また、本実施の形態では検索ラインを円周状としたが、これは検査対象が円筒形のスプレー缶の天面であるためであって、当然ながら本発明はこれに限定せず、目的の検査対象物の撮像領域の輪郭に合わせて適宜検索ラインの形状を変更してもよい。
さらに、検査する検査対象物の面は円形天面でなくてもよく、例えば箱形缶の天面において、プルタブと缶本体との位置関係を検査したりする場合でもよい。また本発明は、実施の形態で示したノズルのロック状態を検査する他にも、物体の所定位置に正しく印刷が為されたかを検査する場合などに適用しても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明は、円筒形の検査対象物の前記天面における第一部材と第二部材を含む領域を撮像する撮像手段と、撮像した検査対象物の画像を記憶する記憶手段と、撮像した画像毎に、各画像中の検査対象物の前記天面の中心点から当該天面の輪郭に合わせて、第一部材が第二部材に対して変位する可能性がある方向に沿って、円形の検索ラインを設定する検索ライン設定手段と、前記検索ライン上において、ピクセルの濃度変化より第一部材および第二部材の位置情報を抽出する抽出手段と、抽出した位置情報により第一部材に対する第二部材の正規の位置からの回転量を測定する測定手段と、測定した前記距離を基準値と比較する比較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に基づいて、第一部材が第二部材に対して正規の位置にあるかを検査する検査装置であるため、大容量メモリを備えた高速ＣＰＵの必要性や、限定数の標準パターンによる不正確な検査基準の発生といった、従来のＰＭ法を行うための標準パターンの運用にかかる問題が効果的に回避される。また、この検査方法を用いれば、撮像手段により得た一つの画像だけを用いて検査が行えるので、検査を高速に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の検査対象物の一例であるスプレー缶２を示す図である。
（ａ）は、スプレー缶２の外観図である。
（ｂ）は、スプレー缶２の天面を示す正面図である。
【図２】検査装置の主要構成を示すブロック図である。
【図３】検査工程の様子を示す図である。
【図４】ＣＰＵ１２１の制御フローを示す図である。
【図５】  スプレー缶２の天面の中心点を求める方法を示す図である。
【図６】対象パターンと、これに基づく検索ラインの一例を示す図である。
【図７】検索ライン一周分のピクセルと、その各ピクセルの光量（階調変化）を表す曲線である。
【符号の説明】
１    検査装置
２    スプレー缶
１０    アナログ処理回路
１１    デジタル処理回路
１２    ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
１３    光電スイッチ
１３ａ    発光素子
１３ｂ    受光素子
１４    表示部
２０    缶本体
２１    ノズルガイド
２２    ノズルキャップ
２１１    ノッチ
１０１    リニアセンサ
１０２    ＬＰＦ回路
１０３    エンコーダ
１０４    エンコーダ
１１１    コントローラ
１１２    ＲＡＭ▲１▼
１２１    ＣＰＵ
１２２    ＨＤＤ
１２３    ＲＡＭ▲２▼
２１１Ｒ    ノッチ右端部
２１１Ｌ    ノッチ左端部
２２１Ｒ    ノズル右端部
２２１Ｌ    ノズル左端部
２２２Ｒ    右カット部
２２２Ｌ    左カット部
【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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