JP2017067622A

JP2017067622A - 物品検査装置

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Publication number: JP2017067622A
Application number: JP2015193817A
Authority: JP
Inventors: 大橋　正; Tadashi Ohashi; 正大橋; 貴志金井; Takashi Kanai
Original assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Current assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP6612100B2

Abstract

【課題】被検査物のシール領域全体を精度良く検査する。【解決手段】１つの光源部３の発光領域Ｅを搬送方向Ａに対して領域Ｅ１と領域Ｅ２とに分け、領域Ｅ１から中心波長λ１の光を照射するとともに、領域Ｅ２から中心波長λ２の光を照射する。ラインセンサ４は、光源部３から照射されて被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光を受光し、中心波長λ１，λ２毎に分光した光の透過量に基づく検出信号を出力する。そして、ラインセンサ４からの検出信号の透過量に基づく検出情報から線光源画像と面光源画像とを別々に画像化して２種類の透過画像を取得し、これら２種類の透過画像を用いて被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域の特定し、シール領域内の異常の有無を判別する。【選択図】図２

Description

本発明は、透光性を有する包装材に内容物が包まれた被検査物のシール領域における異常（例えば、内容物、内容物のかす、異物の噛み込み、シール不良（しわ発生による接着不良や破損）など）を検査する物品検査装置に関する。

例えば袋状の包装材に内容物を収容した製品の場合、包装材への内容物の収容後に開口部分にシールが施される。その際、包装材のシール領域に内容物、内容物のかす、異物が噛み込まれることがあり、このシール不良の製品は不良品として排除する必要がある。

特に、透光性を有する包装材に内容物が包まれてシールが施された製品を被検査物とし、この被検査物のシール不良の有無を光を用いて検査するシール部不良検出装置としては、例えば下記特許文献１に開示されるものが知られている。

特許文献１に開示されるシール部不良検出装置は、投光手段と複数の光強度検出手段を設け、２個の光強度検出手段からの出力に基づく差分画像を用いたものである。

さらに説明すると、特許文献１に開示されるシール部不良検出装置５１は、図５に示すように、投光手段５２、複数の光強度検出手段５３（５３ａ，５３ｂ）、基準値設定手段５４、差検出手段５５、比較判定手段５６を備えている。投光手段５２は、包装物５７のシール部２８に光を投射している。複数の光強度検出手段５３（５３ａ，５３ｂ）は、包装物５７のシール部５８を間にして投光手段５２と対向した位置に設けられる。この光強度検出手段５３（５３ａ，５３ｂ）は、投光手段５２からの光の投射により包装物５７のシール部５８を透過した光を検出している。基準値設定手段５４は、包装物５７のシール部５８における内容物の噛み込みの有無を判別するための基準値を予め設定している。差検出手段５５は、複数の光強度検出手段５３ａ，５３ｂのうちの２個からの出力の差を算出している。比較判定手段５６は、積分回路５６ａとコンパレータ５６ｂを備えて構成され、差検出手段５５からの出力を積分回路５６ａにより積分し、この積分出力と基準値設定手段５４からの基準値とを比較し、積分出力が基準値設定手段５４からの基準値よりも大きければ、包装物５７のシール部５８における内容物の噛み込みがあると判定している。

このように、上述した特許文献１に開示されるシール部不良検出装置５１では、差検出手段５５において複数の光強度検出手段５３ａ，５３ｂのうちの２個からの出力の差をとり、比較判定手段５６が基準値設定手段５４からの基準値と差検出手段５５からの出力とを比較し、その比較結果に基づいて包装物５７のシール部５８における内容物の噛み込みの有無を判定している。

特開平７−１４６２５１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されるシール部不良検出装置５１は、包装物５７の搬送方向に平行な方向の特定の高さ（位置）において、複数の光強度検出手段５３ａ，５３ｂのうちの２個からの出力の差と基準値との比較に基づいてシール部５８における内容物の噛み込みの有無を判定する構成なので、シール部５８の一部のみの検査であり、シール部５８のシール領域を特定してシール領域全体における内容物の噛み込みの有無を検査することができなかった。

そこで、本件発明者等は、搬送される被検査物Ｗの上述したシール部のシール領域の特定とシール領域全体における内容物の噛み込みの有無を検査するため、光源とラインセンサによるイメージング技術を採用し、被検査物Ｗ（被検査物Ｗが搬送される搬送面）に対し発光面積が異なる面光源と線光源の２種類の光源を用いて噛み込み検査の実験を試みた。この実験によって得られた透過画像の一例を図６（ａ），（ｂ）に示す。なお、面光源は面状の光を被検査物Ｗに向かって照射し、線光源は面光源よりも発光面積が小さい線状の光を被検査物Ｗに向かって照射するものである。図６（ａ）は光源を面光源にしたときの透過画像であり、図６（ｂ）は光源を線光線にしたときの透過画像である。光源を面光源にした場合は、図６（ａ）に示すように、被検査物Ｗの内容物Ｗｂやシール部Ｗｃのシール領域に噛み込んだ異物Ｗｄが鮮明に写る反面、包装材Ｗａのシール部Ｗｃの境界Ｗｅが判りにくいという特徴を示すことが判った。これに対し、光源を線光源にした場合は、図６（ｂ）に示すように、被検査物Ｗのシール部Ｗｃが鮮明に写り、シール領域の境界Ｗｅが明確に区別できる反面、シール部Ｗｃのシール領域に噛み込んだ異物Ｗｄとライン状のノイズＸとの区別が付きにくいという特徴を示すことが判った。

ところで、搬送ラインにおいて、搬送方向と垂直をなす方向にシール部が施された被検査物を搬送させながら検査する場合、上述したイメージング技術を採用することが可能である。その際、一般的には、被検査物に拡散した面状の光を照射し、シール性を高めるためのシール部の凹凸の影響を減らして異物検出の精度をあげることになる。ところが、上述した面光源の特徴を示す実験結果からも判るように、シール部の境界が判りにくくシール領域が特定できなくなる。一方、被検査物のシール領域が特定できるように線光源を用いると、上述した線光源の特徴を示す実験結果からも判るように、今度はシール領域における異常の検出精度が低下するという問題が生じる。

このため、被検査物のシール領域全体を精度良く検査するにあたって、面光源と線光源の両方を使用し、上述した両者の特徴の利点を活かすことも考えられるが、面光源と線光源のそれぞれからの光を受光するためのラインセンサも複数必要になり、機長（装置サイズ）やコスト面において問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、機長やコスト面の問題を解消し、被検査物のシール領域全体を高精度に検査することができる物品検査装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された物品検査装置は、包装材Ｗａに内容物Ｗｂが包まれた被検査物Ｗを搬送させて該被検査物に光を照射し、その透過光を検出して得られる透過画像に基づいて前記包装材のシール領域内の検査を行う物品検査装置１であって、
前記透過光を検出する複数の素子が前記被検査物の搬送方向Ａと交差する方向に配列されるラインセンサ４と、
前記ラインセンサの各素子を横切る面であって前記被検査物が搬送される搬送面２ｃに対して垂直方向の面を基準面Ｌとし、該基準面を中心とした複数の角度からの第１の光を照射するとともに、少なくとも前記第１の光の波長λ２と異なる波長λ１を含む、前記基準面に沿った方向からの第２の光を照射する光源部３と、
前記光源部が照射するそれぞれの波長の光に応じて前記ラインセンサから得られる検出信号に基づいて前記シール領域を特定し、該シール領域内の異常の有無を判定する処理部７と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載された物品検査装置は、請求項１の物品検査装置において、
前記処理部７は、前記ラインセンサ４が前記基準面Ｌの光の波長λ１の光を受光したときの検出信号から前記シール領域を特定することを特徴とする。

請求項３に記載された物品検査装置は、請求項１又は２の物品検査装置において、
前記ラインセンサ４は、前記光源部３が照射する複数の光の波長λ１，λ２毎に対応した感度を有する複数のカメラ１１，１２からなることを特徴とする。

請求項４に記載された物品検査装置は、請求項１又は２の物品検査装置において、
前記ラインセンサ４は、分光機能を有する単一のカメラ１３からなることを特徴とする。

請求項５に記載された物品検査装置は、請求項１又は２の物品検査装置において、
前記ラインセンサ４は、前記光源部３が照射する複数の光の波長に感度を有する複数のカメラ１４，１５と、該複数のカメラの何れかの前面に設けられて前記基準面Ｌの光の波長λ１に対応させて前記基準面の光を通過させるフィルタ１６とからなることを特徴とする。

本発明に係る物品検査装置によれば、基準面に沿った光と基準面を中心とした複数の角度からの光が光源部から照射され、その光源部から照射される光のうち、基準面に沿った光が被検査物のシール部のシール領域の凹凸により散乱して透過する光の量が減少することを利用し、基準面に沿った光だけに含まれる波長の光を検出してシール部のシール領域を特定する。また、光源部の発光領域全体から照射される光によってシール部のシール領域の凹凸の影響を低減させ、シール部のシール領域に異物があった場合のみ遮光され、ラインセンサの素子が受光する受光量が減ることを利用し、光源部の発光領域全体の光に含まれる光を検出してシール部のシール領域における異常を検出する。かかる構成により、線光源と面光源を別々に構成して２種類の光源部を用意する必要がなく、機長を短くして装置の大型化を回避するとともにコスト削減を図りつつ、被検査物のシール領域全体を精度良く検査することができる。

本発明に係る物品検査装置の概略構成を示すブロック図である。本発明に係る物品検査装置の光源部に２波長λ１，λ２を用いて被検査物の検査を行う場合の概略説明図である。（ａ）本発明に係る物品検査装置におけるラインセンサの一例であって、中心波長λ１の波長の光に感度を有するカメラと中心波長λ２の波長の光に感度を有するカメラとをラインセンサとして用いた場合の概略説明図である。（ｂ）（ａ）における２つのカメラの光の強度を示す図である。（ａ）本発明に係る物品検査装置におけるラインセンサの他の例であって、分光機能付きラインセンサをラインセンサとして用いた場合の概略説明図である。（ｂ）本発明に係る物品検査装置におけるラインセンサの他の例であって、中心波長λ１，λ２の波長の光に感度を有する２つのカメラのうちの一方のカメラに中心波長λ１の波長の光のみを通過させるフィルタを設けたラインセンサを用いた場合の概略説明図である。従来技術として特許文献１に開示されるシール部不良検出装置の一構成例を示すブロック図である。（ａ）光源部として線光源を用いたときの撮影画像の一例を示す図である。（ｂ）光源部として面光源を用いたときの撮影画像の一例を示す図である。

本発明に係る物品検査装置は、搬送ラインの一部や包装装置に組み込まれ、包装材に内容物が包まれた被検査物（物品）を搬送しながら光を照射し、その透過光を検出して得られる透過画像に基づいて包装材のシール領域内の異常（例えば、内容物、内容物のかす、異物の噛み込み、シール不良（しわ発生による接着不良や破損）など）の有無を検査するものである。

図１に示すように、物品検査装置１は、搬送部２、光源部３、ラインセンサ４、操作部５、駆動制御部６、処理部７、表示部８を備えて概略構成される。

搬送部２は、例えばベルトコンベアで構成され、導入側コンベア２ａと排出側コンベア２ｂとが所定の空隙Ｓをおいて搬送ライン上に配置される。搬送部２は、検査対象の被検査物Ｗを導入側コンベア２ａにて導入搬送し、検査を終えた被検査物Ｗを排出側コンベア２ｂにて排出搬送する。

検査対象の被検査物Ｗは、図２に示すように、光源部３から照射される光が透過可能な透光性を有する包装材Ｗａに内容物Ｗｂが収容される。被検査物Ｗは、包装材Ｗａの対向する両端から所定幅だけ内側部分をシールし、包装材Ｗａの両端からシール部分までの領域をシール部Ｗｃのシール領域としている。被検査物Ｗは、図１に示すように、包装材Ｗａの両側が搬送方向Ａと垂直方向（紙面奥行き方向）にシールされた状態で搬送部２にて搬送される。

なお、検査対象の被検査物Ｗとしては、内容物Ｗｂを収容した包装材Ｗａがシール部Ｗｃを介して複数連続して並ぶ、いわゆる連包品であってもよい。

光源部３は、図１に示すように、空隙Ｓを介してラインセンサ４と対向して搬送部２の上方に設けられ、搬送部２にて搬送される被検査物Ｗに向けて所定波長の光（後述する中心波長λ１の光、中心波長λ２の光、中心波長λ１，λ２を含む光）を照射する。

光源部３は、ラインセンサ４における長手（素子配列）方向の各素子（全ての素子）を横切る線を通る被検査物Ｗが搬送される搬送面２ｃに対して垂直方向の面を基準面Ｌ（図２の点線で示す面）にしたときに、基準面Ｌを中心として異なる角度（図１の搬送面２ｃに対する入射角度θ）の光と、この光の波長（本例ではλ２）と異なる波長（本例ではλ１）を含む基準面Ｌに沿った光を照射する。

光源部３は、図２に示すように、発光領域Ｅが領域Ｅ１と領域Ｅ２からなり、以下の照射パターン（照射パターン１又は照射パターン２）により光を被検査物Ｗに向けて照射する。

照射パターン１の光源部３は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、発光領域Ｅの中央部分を中心波長λ１の光を発光する領域Ｅ１とし、この領域Ｅ１の両側を中心波長λ１の波長帯域と重ならない波長帯域の中心波長λ２の光を発光する領域Ｅ２としている。そして、領域Ｅ１のみからの中心波長λ１の光は、被検査物Ｗのシール部Ｗｃのシール領域が特定可能な基準面Ｌ１を中心とする所定の入射角度範囲の線光源として機能する。また、発光領域Ｅ全体の領域Ｅ１，Ｅ２の両方からの中心波長λ１，λ２の光は、被検査物Ｗのシール部Ｗｃのシール領域内の異常を判別するための所定の入射角度範囲の面光源として機能する。

なお、上述した面光源と線光線は、被検査物Ｗに向かって照射される光の発光面積が異なり、線光源は面光源よりも発光面積が小さい線状の光を照射し、被検査物Ｗを透過した光がラインセンサ４の受光面４ａに到達する。また、光源部３は、上述した面光源として機能する部分（領域Ｅ２の全体又は一部）を複数の線光源で構成してもよい。その際の線光源は、検査条件に応じて領域Ｅ２の範囲内の任意の位置に任意の数だけ設けることができる。さらに、光源部３における発光領域Ｅの搬送方向Ａと直交する幅方向の長さは、少なくとも被検査物Ｗの検知領域以上あればよい。

また、光源部３は、発光領域Ｅにおける領域Ｅ１の出射口と領域Ｅ２の出射口にそれぞれ光学フィルタを設け、領域Ｅ１から中心波長λ１の光を出射し、領域Ｅ２から中心波長λ２の光を出射するように光学フィルタの通過波長を適宜選択して構成することもできる。

一方、照射パターン２の光源部３は、発光領域Ｅの全体領域（領域Ｅ１と領域Ｅ２）から中心波長λ１，λ２を含む白色光を出射し、領域Ｅ２の出射口に中心波長λ２のみを通過させる光学フィルタを設け、発光領域Ｅの領域Ｅ１から中心波長λ１，λ２を含む白色光を照射し、領域Ｅ２から光学フィルタを介して中心波長λ２のみの光を照射する。

なお、光源部３は、上述した照射パターン１又は照射パターン２の光を照射するにあたって、光学フィルタを用いず、発光領域Ｅの領域Ｅ１と領域Ｅ２から出射される光の波長を適宜設定して構成することもできる。

ラインセンサ４は、図１に示すように、空隙Ｓを介して光源部３と対向して搬送部２の下方に設けられる。ラインセンサ４は、例えば集光レンズとフォトダイオード（フォトトランジスタ）からなる素子を複数備えて構成され、被検査物Ｗの搬送方向（図１の矢印Ａ）と直交する方向（搬送部２の搬送面２ｃと直交する面（基準面Ｌ）方向）に複数の素子が所定ピッチでライン状に配列される。

ラインセンサ４は、光源部３からの光を検出するもので、例えば図３（ａ）や図４（ａ），（ｂ）に示す構成を採用することができる。

図３（ａ）のラインセンサ４Ａは、第１のカメラ１１と第２のカメラ１２とを搬送方向Ａに並設して構成される。そして、第１のカメラ１１は光源部３が照射する光のうち中心波長λ１の光に対応した感度を有し、第２のカメラ１２は光源部３が照射する光のうち中心波長λ１と中心波長λ２の光に対応した感度を有する。これにより、光源部３から中心波長λ１の光と中心波長λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１の光を第１のカメラ１１と第２のカメラ１２が受光し、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ２の光を第２のカメラ１２が受光する。そして、第１のカメラ１１は、受光した中心波長λ１の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。また、第２のカメラ１２は、受光した中心波長λ１と中心波長λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

図４（ａ）のラインセンサ４Ｂは、分光機能を有する単一の第３のカメラ１３で構成される。これにより、光源部３から中心波長λ１，λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光が分光機能を有するカメラ４Ｃにて中心波長λ１の光と中心波長λ２の光に分光される。そして、これら分光された中心波長λ１の光の透過量に基づく検出信号と中心波長λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

図４（ｂ）のラインセンサ４Ｃは、第４のカメラ１４と第５のカメラ１５とを搬送方向Ａに並設し、一方のカメラ（図４（ｂ）の例では、第５のカメラ１５）の受光面の手前にフィルタ１６が設けられて構成される。第４のカメラ１４と第５のカメラ１５は、光源部３が照射する中心波長λ１の光と中心波長λ２の光の両方に対応した感度を有する。また、フィルタ１６は、光源部３が照射する光のうち中心波長λ１の光のみを通過させる特性を有する。これにより、光源部３から中心波長λ１，λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光を第４のカメラ１４が受光し、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光のうち中心波長λ１の光のみがフィルタ１６を通過して第５のカメラ１５が受光する。そして、第４のカメラ１４は、受光した中心波長λ１，λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。また、第５のカメラ１５は、フィルタ１６を介して受光した中心波長λ１の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

なお、図３（ａ）のラインセンサ４Ａの第２のカメラ１２と、図４（ｂ）のラインセンサ４Ｃの第４のカメラ１４は、光源部３が照射パターン２で光を照射する場合、光源部３が照射する光のうち中心波長λ２に対応した感度を有し、受光した中心波長λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

また、本例では、光源部３における発光領域Ｅの領域Ｅ１から中心波長λ１の光を照射し、領域Ｅ２から中心波長λ２の光を照射する構成を主に説明しているが、これに限定されるものではない。すなわち、光源部３は、基準面Ｌを中心とした複数の異なる角度の光と、この光の波長と異なる波長を含む基準面Ｌに沿った光を照射すればよく、波長範囲の一部が重複していてもよい。その際、ラインセンサ４は、光源部３からの光が被検査物Ｗに照射されて通過してくる光を、基準面Ｌに沿った光と他の角度の光とを波長の違いにより分離して検出できる機能を有していればよい。例えば、基準面Ｌに沿った光の波長がλ１，λ２を有し、他の角度の光の波長がλ２のみである光を照射させるような構成とし、ラインセンサ４でλ１とλ２の光を分離して検出する。また、照射パターン２のように、白色光（λ１，λ２を含む）を照射する光源からの光に対し、波長領域Ｅの領域Ｅ２の出射口に波長λ２だけを通過させる光学フィルタを設けて被検査物Ｗに所望の波長の光を照射する構成とし、ラインセンサ４で波長λ１とλ２の光を分離して検出することもできる。

また、ラインセンサ４を構成する複数の素子の配列方向は、被検査物Ｗの搬送方向Ａと直交する方向に限定されるものではなく、光源部３から照射される光の入射角度、被検査物Ｗの品種などに応じて適宜設定することができる。

操作部５は、例えばユーザが操作する複数のキー、スイッチ、表示部９の表示画面上のソフトキーなどで構成される。操作部５は、物品検査装置１の運転の開始や停止の指示、被検査物Ｗの品種や検査数などの設定、搬送部２の搬送速度の設定、駆動制御部６や処理部７の起動などを行う際に操作される。

駆動制御部６は、光源部３の照射パターンに応じて、被検査物Ｗに所望の波長の光を照射するように光源部３をオン・オフ制御する。

なお、駆動制御部６は、光源部３の照射タイミングに同期した検出タイミングでラインセンサ４を制御してもよい。その場合、駆動制御部６は、光源部３における発光領域Ｅの領域Ｅ１，Ｅ２が点灯する照射タイミングに同期した検出タイミングで被検査物Ｗを通過してくる光を受光するようにラインセンサ４を制御する。

処理部７は、ラインセンサ４からの検出信号に基づく２種類の透過画像の取得、被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域の特定、シール領域内における異常の有無の判定、検査結果の表示などの各種処理を行うもので、記憶部７ａ、画像取得部７ｂ、シール領域特定部７ｃ、異常判定部７ｄ、表示制御部７ｅを備えている。

記憶部７ａは、ラインセンサ４からの検出信号に基づく検出情報を逐次記憶する。すなわち、記憶部７ａは、光源部３から照射される中心波長λ１の光を受光したときの受光量をラインセンサ４の線光源検出情報とし、光源部３から照射される中心波長λ１，λ２の光をラインセンサ４が受光したときの受光量をラインセンサ４の面光源検出情報として逐次記憶する。

画像取得部７ｂは、記憶部７ａに記憶されたラインセンサ４の検出情報（線光源検出情報、面光源検出情報）から２種類の透過画像を別々に画像化して取得する。２種類の透過画像は、被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域を特定するための線光源画像と、被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域内の異常（内容物Ｗｂ、内容物Ｗｂのかす、異物の噛み込み、しわ発生によるシール不良など）の有無を判定するための面光源画像である。画像取得部７ｂは、記憶部７ａに記憶された線光源検出情報を読み出して画像化することで線光源画像を取得する。また、画像取得部７ｂは、記憶部７ａに記憶された面光源検出情報を読み出して画像化することで面光源画像を取得する。

シール領域特定部７ｃは、画像取得部７ｂが取得した線光源画像から被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域を特定する。具体的には、画像取得部７ｂが取得した線光源画像（搬送方向を横軸とし、搬送方向と垂直で搬送面２ｃに並行な方向を縦軸とした画像）の各画素の濃淡値（輝度値）を２値化処理し、被検査物Ｗの輪郭と境界線を求め、輪郭から境界線までの領域をシール部Ｗｃのシール領域として特定する。シール領域が例えば横方向の両端にある場合は、輪郭内に出現する縦線のうち一番内側の縦線から所定の距離（境界調整値）だけ内側に引いた縦線を境界線としそれぞれ求めてシール領域を特定する。

異常判定部７ｄは、画像取得部７ｂが取得した面光源画像から異常部分を検出し、この検出した異常部分が被検査物Ｗのシール部Ｗｃのシール領域内に存在するか否かによりシール領域内の異常の有無を判定する。具体的には、画像取得部７ｂが取得した面光源画像の各画素の濃淡値（輝度値）を２値化処理し、「１」の画素の領域を異常部分として検出し、線光源画像からシール領域が特定された画像と面光源画像とを重ね合わせた重ね合わせ画像において、異常部分がシール領域特定部７ｃにて特定されたシール領域に存在するか否かに基づいてシール領域内の異常の有無を判定する。

なお、被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域内の異常の有無を異常判定部７ｄで判定するにあたっては、シール部Ｗｃのシール領域を特定するための閾値、境界調整値、シール部Ｗｃのシール領域内の異常の有無を判定するため異常内容に応じた判定基準値を予め設定して記憶部７ａに記憶させておくこともできる。この場合、シール領域特定部７ｃは、画像取得部７ｂが取得した線光源画像の各画素の濃淡値（輝度値）と閾値とを比較し、閾値を超える画素の画像から被検査物Ｗの輪郭と輪郭内に出現する縦線を抽出し、一番内側の縦線から境界調整値だけ内側を境界線として求め、輪郭から境界線までの領域をシール部Ｗｃのシール領域として特定する。そして、異常判定部７ｄは、画像取得部７ｂが取得した線光源画像と面光源画像とを重ね合わせた重ね合わせ画像において、シール領域特定部７ｃにて特定されたシール領域内に判定基準値を超える画素が存在するか否かに基づいてシール領域内の異常の有無を判定する。なお、境界調整値は、輪郭内に出現する縦線の間隔から統計的手法（平均、最大値、中央値等）で算出するようにしてもよい。

表示制御部７ｅは、例えば画像取得部７ｂが取得した被検査物Ｗの２種類の透過画像（線光源画像、面光源画像）、異常判定部７ｄの判定に基づく被検査物Ｗの検査結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの各種情報を表示するように表示部９の表示を制御する。

表示部９は、例えば液晶表示器などの表示装置で構成され、表示制御部７ｅの制御により被検査物Ｗの検査結果を含む各種情報を表示する。

次に、上記構成による物品検査装置１において、光源部３から照射パターン１の光を照射して被検査物Ｗのシール部Ｗｃの検査を行う場合の動作について説明する。

検査対象の被検査物Ｗが搬送部２の導入側コンベア２ａにて導入搬送されると、この被検査物Ｗに対し、光源部３の発光領域Ｅの領域Ｅ１から中心波長λ１の光を照射するとともに、領域Ｅ２から中心波長λ２の光を照射する。

そして、ラインセンサ４は、光源部３から中心波長λ１の光と中心波長λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる光を受光し、受光した光を中心波長λ１，λ２の光に分光し、分光した中心波長λ１，λ２それぞれの光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

ここで、ラインセンサ４が図３（ａ）の構成の場合には、光源部３から中心波長λ１，λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１の光を第１のカメラ１１と第２のカメラ１２が受光し、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ２の光を第２のカメラ１２が受光する。そして、第１のカメラ１１は、受光した中心波長λ１の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。また、第２のカメラ１２は、受光した中心波長λ１と中心波長λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

また、ラインセンサ４が図４（ａ）の構成の場合には、光源部３から中心波長λ１，λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光が分光機能を有するカメラ４Ｃにて中心波長λ１の光と中心波長λ２の光に分光される。そして、これら分光された中心波長λ１の光の透過量に基づく検出信号と中心波長λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

さらに、ラインセンサ４が図４（ｂ）の構成の場合には、光源部３から中心波長λ１，λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光を第４のカメラ１４が受光し、被検査物Ｗを通過してくる中心波長λ１，λ２の光のうち中心波長λ１の光のみがフィルタ１６を通過して第５のカメラ１５が受光する。そして、第４のカメラ１４は、受光した中心波長λ１，λ２の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。また、第５のカメラ１５は、フィルタ１６を介して受光した中心波長λ１の光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

処理部７では、ラインセンサ４から検出信号が入力されると、中心波長λ１の光の透過量をラインセンサ４の線光源検出情報として記憶部７ａに逐次記憶する。また、中心波長λ１の光の透過量と中心波長λ２の光の透過量との総透過量（積算値）をラインセンサ４の面光源検出情報として記憶部７ａに逐次記憶する。

そして、画像取得部７ｂは、記憶部７ａに記憶された線光源検出情報から線光源画像を取得し、記憶部７ａに記憶された面光源検出情報から面光源画像を取得する。

続いて、シール領域特定部７ｃは、画像取得部７ｂが取得した線光源画像から被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域を特定する。

次に、異常判定部７ｄは、画像取得部７ｂが取得した面光源画像から異常部分を検出し、この検出した異常部分がシール領域特定部７ｃで特定したシール部Ｗｃのシール領域内に存在するか否かによりシール領域内の異常の有無を判定する。

そして、表示制御部７ｅは、異常判定部８ｃの判定に基づく被検査物Ｗの検査結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの情報を表示するように表示部８の表示を制御する。

次に、上記構成による物品検査装置１において、光源部３から照射パターン２の光を照射して被検査物Ｗのシール部Ｗｃの検査を行う場合の動作について説明する。

上述したように検査対象の被検査物Ｗが搬送部２の導入側コンベア２ａにて導入搬送されると、この被検査物Ｗに対して光源部３の発光領域Ｅの領域Ｅ１から中心波長λ１，λ２を含む光を照射するとともに、領域Ｅ２から中心波長λ２の光を照射する。

そして、ラインセンサ４は、光源部３から中心波長λ１，λ２を含むの光と中心波長λ２の光が被検査物Ｗに照射されると、被検査物Ｗを通過してくる光を受光し、受光した光を中心波長λ１，λ２の光に分光し、上述した図３（ａ）、図４（ａ），（ｂ）の何れかの構成において、分光した中心波長λ１，λ２それぞれの光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。

処理部７では、上述した照射パターン１と同様に、線光源画像から被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域を特定し、面光源画像から異常部分を検出し、この検出した異常部分が特定したシール部Ｗｃのシール領域内に存在するか否かによりシール領域内の異常の有無を判定する。

そして、表示部８には、所定部７での判定に基づく被検査物Ｗの検査結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの情報が表示される。

このように、本実施の形態の物品検査装置１では、１つの光源部３の発光領域Ｅを搬送方向Ａに対して領域Ｅ１と領域Ｅ２とに分け、領域Ｅ１から中心波長λ１（又は中心波長λ１，λ２を含む）の光を照射するとともに、領域Ｅ２から中心波長λ２の光を照射する。そして、ラインセンサ４は、光源部３から照射されて被検査物Ｗを通過してくる光を受光し、中心波長λ１，λ２毎に分光した光の透過量に基づく検出信号を処理部７に出力する。そして、処理部７は、ラインセンサ４からの検出信号に基づく検出情報から線光源画像と面光源画像とを別々に画像化して２種類の透過画像を取得する。続いて、処理部７は、これら２種類の透過画像を用いて被検査物Ｗにおけるシール部Ｗｃのシール領域を特定し、シール領域内の異常の有無を判別する。これにより、線光源と面光源を別々に構成して２種類の光源部を用意する必要がなく、機長を短くして装置の大型化を回避するとともにコスト削減を図りつつ、被検査物のシール領域の検査を精度良く行うことができる。

その際、光源部３から照射される光のうち、基準面Ｌに沿った領域Ｅ１の光が被検査物Ｗのシール部Ｗｃのシール領域の凹凸により散乱して透過する光の量が減少（ラインセンサ４の素子に光が到達せずに暗くなる）することを利用するので、基準面Ｌに沿った光だけに含まれる波長（λ１）の光を検出してシール部Ｗｃのシール領域を高精度に特定することができる。

また、光源部３から照射される基準面Ｌを含む複数の角度方向からの光、すなわち、光源部３の発光領域Ｅ全体（領域Ｅ１と領域Ｅ２）の光によってシール部Ｗｃのシール領域の凹凸の影響を低減させ、シール部Ｗｃのシール領域に異物があった場合のみ遮光され、ラインセンサ４の素子が受光する受光量が減ることを利用するので、光源部３の発光領域Ｅ全体の光に含まれる波長（λ１，λ２）の光を検出してシール部Ｗｃのシール領域の異常を検出し、シール領域全体の異常の有無の検査を行うことができる。

以上、本発明に係る物品検査装置の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１物品検査装置
２搬送部
２ａ導入側コンベア
２ｂ排出側コンベア
２ｃ搬送面
３光源部
４ラインセンサ
４ａ受光面
５操作部
６駆動制御部
７処理部
７ａ記憶部
７ｂ画像取得部
７ｃシール領域特定部
７ｄ異常判定部
７ｅ表示制御部
８表示部
Ａ搬送方向
Ｅ発光領域
Ｅ１，Ｅ２領域
Ｌ基準面
Ｓ空隙
Ｗ被検査物
Ｗａ包装材
Ｗｂ内容物
Ｗｃシール部
Ｗｄ異物
Ｗｅ境界
Ｘノイズ
λ１，λ２中心波長
θ 搬送面に対する入射角度

Claims

包装材（Ｗａ）に内容物（Ｗｂ）が包まれた被検査物（Ｗ）を搬送させて該被検査物に光を照射し、その透過光を検出して得られる透過画像に基づいて前記包装材のシール領域内の検査を行う物品検査装置（１）であって、
前記透過光を検出する複数の素子が前記被検査物の搬送方向（Ａ）と交差する方向に配列されるラインセンサ（４）と、
前記ラインセンサの各素子を横切る面であって前記被検査物が搬送される搬送面（２ｃ）に対して垂直方向の面を基準面（Ｌ）とし、該基準面を中心とした複数の角度からの第１の光を照射するとともに、少なくとも前記第１の光の波長（λ２）と異なる波長（λ１）を含む、前記基準面に沿った方向からの第２の光を照射する光源部３と、
前記光源部が照射するそれぞれの波長の光に応じて前記ラインセンサから得られる検出信号に基づいて前記シール領域を特定し、該シール領域内の異常の有無を判定する処理部（７）と、を備えたことを特徴とする物品検査装置。
前記処理部（７）は、前記ラインセンサ（４）が前記基準面（Ｌ）の光の波長（λ１）の光を受光したときの検出信号から前記シール領域を特定することを特徴とする請求項１記載の物品検査装置。
前記ラインセンサ（４）は、前記光源部（３）が照射する複数の光の波長（λ１，λ２）毎に対応した感度を有する複数のカメラ（１１，１２）からなることを特徴とする請求項１又は２記載の物品検査装置。
前記ラインセンサ（４）は、分光機能を有する単一のカメラ（１３）からなることを特徴とする請求項１又は２記載の物品検査装置。
前記ラインセンサ（４）は、前記光源部（３）が照射する複数の光の波長に感度を有する複数のカメラ（１４，１５）と、該複数のカメラの何れかの前面に設けられて前記基準面（Ｌ）の光の波長（λ１）に対応させて前記基準面の光を通過させるフィルタ（１６）とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の物品検査装置。