製品紹介

ラベル外観検査装置
前川了 *

Ryo Maekawa

1.

た際に生ずる画像間のはじめにズレやゆがみの修正が不十分であり、その部分のラベルの模様や文

高嶋技研株式会社は、今までに工場の生産ライ字が正常な形にならないため、ズレやゆがみを考ン上で用いられる、いわゆるインライン型の検査

慮した検出設定を強いられ高い検出能力を発揮で装置を多く開発・製造してきた。その中に飲料生きないという課題があった。

産工場向けの検査装置の一つとして、ボトルに貼られたラベルの外観検査装置がある。

今回、課題であった画像結合部の ズレ や ゆがみ

ラベル外観検査とはラベルの有無、異種ラベル、位置ずれ（上下・斜め貼り）・めくれ・破れ・付着物・を修正する方法に新しい考え方を導入し、高い検査精度を維持できる「新ラベル検査装置」を開発した。

汚れ・文字欠けの有無を調べる検査である。

3.

ラベル検査は多くの場合、目視によって検査されているが、目視検査では、判定のバラツキとい新方式の採用

従来のラベル検査で、ラベル画像を結合した際う避けがたい問題ある。また、製造ラインは高速に生ずる画像間の化・自動化が進められており、本装置のような、る原因は、カメラで撮像する際に起こる " 遠近歪インライン型の高速ラベル検査装置（本装置の検み " である。

ズレやゆがみが発生す査能力は毎分 800 本）のニーズが高まっている。
2.

ラベル外観検査装置開発の経緯

2006 年に開発した ｢ 実ビン総合外観検査装置 ｣（写真 1）は、異種キャップ、キャップ部のキズ、汚れ、巻締め角度、巻締深さ、斜め被り等のキャップ部の外観検査を行う機能と、ラベル外観検査を行う機能が組み込まれている。ボトルラベル部の外観検査は、4 つのカラーカメラでボトルラベル部を同時に撮影し、一つの画像に結合することにより、ラベル全周を同時に検査できるという画期的なものであった。しかし、ラベル画像を結合し＊高嶋技研株式会社

写真 1

実ビン総合外観検査装置

技術部 第 1 技術課

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従来は、撮像した画像からボトルの中心を計測し、中心位置からの相対位置に基づいて予め設定

今回新たに開発した検査装置では、以下の方式
により従来の問題点の解決を図った。

した係数で画像を伸縮させる方法により遠近歪みを補正処理していた。しかし、図 1 に示すよう① 検査対象ボトルの三次元座標の入力に実際に搬送コンベア上を流れるボトルラベル部② 検査対象ボトル中心座標と 4 つのカメラ位を撮像すると、カメラに対するボトルの位置ズレ置（投影面）座標の入力により、カメラとラベルの距離 L1、L2 が変化し、③ 4 つのカメラの撮像画像からのボトル位置ズ変化した距離だけ遠近歪みが発生する。従来の補レ座標の計測

正技術では、ボトルが正常な位置からズレて撮像されたときに、L1、L2 のような距離の変化に対して補正係数が追従しないため、十分な補正ができなかった。
この問題を解決するため、ボトルの三次元座標および三次元座標を二次元座標に投影する遠近投影法を用いて、二次元の画像から、ボトルの位置のズレによって変化する距離情報、その距離の変化によって変わるひずみの補正係数を正確に導き出すことにより、画像の正確な補正が行え、検出
図2

能力の向上が図れると考えた。

対象ボトル三次元座標のワイヤーフレーム

正常な位置からボトルがカメラに対して離れて撮像された場合

PP

L1

L2
点 P までの距離 L1,L2
L1<L2

正常位置での撮像

ボトルがカメラに対して離れた位置での撮像

図1

位置ズレによる距離の変化

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08.4.16 3:16:20 PM④ ボトルの三次元座標と、ボトル位置ズレ座を著しく改善することができた。

標から、遠近投影法を用いたボトルラベル

写真 2 の拡大された枠の東京の京の字が画像の結合部である。従来の方式では字が横部の二次元座標への変換⑤ 撮像画像を変換された二次元座標を使用し方向に潰れているが、新方式では字は潰れず良好な補正が行われている。ての画像補間

4. 装置概要

以上の処理を行った結果、得られたラベルの画像を写真 2(b) に示す。写真 2(a) は従来の方式に

写真 3 に装置外観を示す。

よる画像で、これに比べ画像結合部のズレ、歪み本装置は、撮像を行う撮像部、処理装置などが(a) 従来方式で結合された画像
写真 2(b) 新方式で結合された画像

従来方式と新方式の統合画像表示用モニター

撮像部
搬送用コンベアキーボード、マウス(収納時)

制御部

写真3新ラベル検査装置外観図

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入っている制御部、検査結果の表示、設定値の入ベルの破れ、めくれの欠陥サンプルである。どち力など行う操作部で構成している。撮像部は、4らのサンプルも NG 箇所がしっかりと検出されてつのカメラと 4 つの照明、取り込みタイミング用いる。のセンサで構成し、既存の ｢ 実ビン総合外観検査

また、ラベルの上下ズレや斜め貼りも容易に検装置 ｣ に組み込むことが可能である。操作部は、出できる。
本装置の仕様を表 1 に示す。

モニター、キーボード、マウスで構成している。
撮像されたボトルラベル部は、歪み補正後に一5.

つの画像として結合され、予め設定していた模様

まとめをインデックスとしてラベルの位置が補正され、新方式を採用したラベル検査装置は、あたかもインデックス位置からの相対座標を使用して検査

素材ラベルに極めて近い歪のない画像を得ること範囲を決め、NG 箇所（欠陥箇所）を検出する処が可能になった。
開発した「新ラベル検査装置」は、平成 19 年

理が行われる。
モニターに NG と表示されたラベルの画像を写真 4 に示す。

11 月 28 日〜 30 日に東京ビッグサイトで開催された第 7 回・アジア国際飲料産業展・会議（AsiaBev

写真 4 の (a) は、ラベルの付着物、汚れ、文字欠けの欠陥サンプルである。写真 4 の (b) は、ラ写真 4̶

Maekawa.indd 712007）に出展し、多数の関係者の関心を引き、好評を博した。

検出結果画像71 ̶

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表1

装置仕様

項目

内

容

検査対象

160ｍL 〜2L ガラス瓶・ボトル缶・飲料缶・ PET ボトルなど

検査能力

Max

検査項目・

(1)

異種ラベル

検出能力

(2)

上下ズレ

電源
装置寸法

800bpm （＝ 75m/分）
1mm 以上(3)

めくれ

2×2mm 以上

(4)

破れ

2×2mm 以上

汚れ

1.5×1.5mm 以上

AC100V

15A

W1000×D1000×H2000 （搬送ライン高さによる）新方式は、横断面が正円であるボトルを対象と像が正確に補正されないということがある。今後、して開発された。本装置のさらなる性能向上のた

この点を改善し、より一層の性能向上とボトル形めの課題としては、ボトルの横断面が正円でない状でない様々な検査対象物への応用に取り組んで箇所を撮像した時に、その断面がどの位置・角度

いきたい。

で撮像されたかの認識情報が得られないため、画

高嶋技研株式会社
技術部 第一技術課

前川 了
TEL. 0776-74-1111
FAX. 0776-74-1127

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