JPH03197802A - ラベルズレ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ラベルの位置ズレを検査する装置に関し、よ
り詳細にはフロッピーディスクなどの検査物に貼られた
ラベルの位置ズレを検査する装置に関する。

［従来の技術］ ラベルの位置ズレ検査は、通常、エリア型ｃｃＤカメラ
を使用した画像処理装置で行われている。

照明は、リング状の高周波点灯蛍光灯、あるいはリング
状光フアイバ照明が使用され、検査物の上方から照明し
、その反射光をエリア型ＣＣＤカメラで読み取っている
。エリア型ＣＣＤカメラの画像信号は、画像処理装置の
画像メモリに入力し、この画像データを（背景、検査物
）と（ラベル）に二値化した後、指定したウィンドウ内
の背景からラベルまでの長さを測定することにより、ラ
ベルが貼られた位置を測定している。

［発明が解決しようとする課題］ フロッピディスクなどの検査物は、黒、赤、緑、青、グ
レイなどの色を持ち、また、それに貼付されるラベルは
、各種の色、パターン、文字があり、検査物と同一色が
使用されることもある。

従って、前記従来技術では、検査物とラベルが近い色の
場合、検査物とラベルの画像データを二値化により区別
することが難しく、ラベルに、検査物と近い色の文字が
記載されている場合は、上述と同様に問題となり、更に
、検査物とラベルの色の組合せにより、閾値、ウィンド
ウの位置などの画像処理条件を変更することが必要とな
って操作が面倒となる。しかも、検査物をリング状照明
装置で照明しても、検査物、ラベルの光沢のため、上述
と同様に検査物とラベルの画像データを二値化により区
別することが難しくなるなど好ましくない。

この発明は上述の背景に基づきなされたものであり、そ
の目的とするところは、検査物、ラベルの色に影響なく
、同一条件でラベルの位置ズレおよび、角度ズレを検査
することができるラベルズレ検査装置を提供することで
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明により、上記課題が解決される。すなわち、この
発明のラベルズレ検査装置は、（Ａ）ラベルが貼られた
検査物に対して側方照明を行う照明装置と： （Ｂ）照明された検査物からの反射光を読み取り二次元
画像信号を送出する画像入力装置と＝（Ｃ）送出された
二次元画像信号を処理するものであって； （ｉ）予め指定した画像メモリのウィンドウの範囲で、
Ｘおよび／またはＹ座標方向に対して、背景と検査物の
エツジと、検査物と検査物に貼られたラベルのエツジと
を検出する手段、 （ｉｉ）前記エツジ座標の差から、ラベルの位置および
／または角度ズレを算出する手段および、 （ｉｉｉ）ラベルの位置間する設定基準値と前記算出値
を比較し、ラベルズレの有無を判定する手段 を有する画像処理装置と： からなることを特徴とするものである。

この発明の好ましい態様において、照明装置からの側方
照明を、ラベルおよび検査物の平面に対して平行若しく
は、６０°以上、より好ましくは８０°以上の入射角で
行なうことができる。

［作　用］ 上記構成を有するこの発明により以下の作用動作を示す
。

検査物の反射率は、検査物の屈折率、特に照明光の入射
角の影響を受ける０例えば、検査物がアクリル樹脂成形
体〔三菱レイヨン（株）製、商品名ニアクリライト、屈
折率１．４９）の場合は、照明光の入射角と表面反射率
の関係は、第８図に示したようになる。この第８図から
、入射角度が９０°付近では検査物の色が変化しても１
００％近い表面反射率となる。

検査物平面にほぼ平行に照明光を入射させるように側方
照明を行えば、検査物が平坦な部分では、上方に設置し
たエリア型ＣＣＤカメラにおいて反射光が受光されない
ことになる。

他方、背景と検査物のエツジ、検査物と検査物と検査物
に貼られたラベルのエツジ部分では、検査物平面にほぼ
平行に照明光を入射させても、反射光が散乱し、反射光
の一部は、上方に設置したエリア型ＣＣＤカメラに受光
される。

従って、ラベルが貼られた検査物に対して側方照明を行
う照明装置により、背景と検査物のエツジ、検査物と検
査物に貼られたラベルのエツジのみを、輝線若しくは輝
点として画像入力することが可能となる。

この発明の好ましい態様において、照明装置の光源のサ
イズを小さくし、すなわち、照明装置の出射端をライン
状若しくは点状とすることにより、背景と検査物のエツ
ジ、検査物とラベルのエツジをより鮮明な輝線若しくは
輝点として反射させることができる。

上述のように照明された検査物をエリア型ＣＯＤカメラ
で読み取って得た画像信号データは、背景と検査物のエ
ツジ、および、検査物と検査物と検査物に貼られたラベ
ルのエツジのみが、ＣＣＤ出力レベルが大であり、その
他の部分は、ＣＣＤ出力レベルが小である。これは、検
査物の色やラベルの色に関わりなく、白の場合でも、Ｃ
ＣＤ出力レベルが低い。

そこで、読み取った画像データを二値化すれば、エツジ
部分のみが「１」、その他の部分が「Ｏ」で区別でき、
二値化された画像には、Ｘおよび／またはＹ方向に２本
ずつの白線が得られることになる。

この発明の画像処理装置のエツジ検出手段では、前記白
線の方向と垂直方向とにウィンドウを設定し、ウィンド
ウの端から画像データをチエツクし、画像データが「０
」から「１」に変化した位置をエツジと判別してラベル
の位置を測定する。なお、画像データが多値（例えば８
ビット／画素）の場合は、ソーベルのオペレータなどエ
ツジ検出のための処理を行えばよい。

前記で、エツジを検出する方向は、正方向（ウィンドウ
の左から右、または、上がら下）、負方向（ウィンドウ
の右から左、または、下から上）があるが、ラベルズレ
検査を行うためには、エツジの形状により選択すること
ができる０例えば、フロッピーディスクでは、フロッピ
ーディスクのエツジ部分が丸くなっているので、白線の
左、または、上が正しいエツジ座標であり、ラベルのエ
ツジは角型であるため、白線の右、または、下が正しい
エツジ座標であることがら、前者は正方向、後者は負方
向にエツジ検出を行う。

エツジ検出手段で検出したエツジ座標から、ラベルの位
置ズレおよび、角度ズレを、ズレ算出手段で算出する。

ラベルの位置を求めるには、２本のエツジの間隔を測定
すればよい、また、ラベルの角度ズレは、Ｘ、または、
Ｙ方向に２箇所のウィンドウを設定し、両者のラベルの
位置の差から算出される。

次いで、画像処理装置の判定手段では、ラベルの位置に
関して設定された基準値とその算出値とを比較し、ラベ
ルズレの有無を判定する。

［実施例］ この発明を、図面を参照して具体的な実施例により説明
する。

第１図に、この発明のラベルズレ検査装置の構成図を示
す、この区に示されているように、この発明のラベルズ
レ検査装置１は、側方照明を行う照明装置２と、画像入
力装置３と、エツジ検出手段４と、ズレ算出手段５と、
判定手段６と、前記手段４．５および６を備える画像処
理装置７とからなる。

第２図は、本発明の装置構成の一例を示す概略図である
。

まず、装置構成について説明する。この例の装置１は、
光源８と光源と光学的に接続した光フアイバライトガイ
ド９とからなる照明装置２と、シャッタ機能を有するエ
リア型ＣＯＤカメラ１０の画像入力装置３と、エツジ検
出手段４とズレ算出手段５と判定手段６との機能を有す
る画像処理装置７と、検査物の画像、ラベルズレの測定
値、判定結果（ＯＫ、または、ＮＧ）などを表示するモ
ニターＣＲＴＩＩと、検査物が検査位置に移動したとき
、画像処理装置７に対して検査スタート信号を出力する
光電スイッチ１２からなる。

この例では、検査物であるフロッピーディスク１３はベ
ルトコンベア１５で搬送される。

検査物は、５インチのフロッピーディスク１３であり、
検査物のサイズは１３３．３５ｍｍである。

フロッピーディスク面に貼付されたラベル１４のサイズ
は３０〜５０　ａｍで、各種の模様、字が記載されてお
り、色も各色が使われる。

ラベル１４は、検査物１３の左上から３１内側に貼られ
ている。検査基準は、位置ズレが、３±ｌａｇ以内、角
度ズレが、ラベルの両端の差で０、！１５ａｍ以内とし
た。検査物は移動速度が２５ｍ／分でベルトコンベア１
５上を走行するため、０．３２秒以内／枚の速度で検査
する。

シャッタ機能を有するエリア型ＣＣＤカメラｉｏの視野
は６２．０Ｘ４７．８ｍｍであり、分解能は０　、　１
２２　Ｘ　Ｏ、１ｍａ／画素とした。シャッタ速度は１
／４０００秒に設定している。検査物１３は１／４００
０秒の間に、０．１ｍｍ移動する程度である。エリア型
ＣＣＤカメラ１０の撮影方向は、検査物１３に対して垂
直よりも、数°程度傾けると、エツジからの反射光強度
が大となり検出が容易となる。

画像処理装置７は、次の＃ｌ能を果たす。

エリア型ＣＣＤカメラ１０の画像を８ビツトでＡ／Ｄ変
換した後、予め設定した値で二値化を行い、画像メモリ
に入力する。

この画像メモリのうち、指定した範囲をウィンドウとし
て設定し、この範囲で背景と検査物、および、検査物と
検査物に貼られたラベルのエツジ検出を行う、エツジ検
出方法は、各種の方法が発表されているが、ソーベルの
オペレータで実施する。

ウィンドウは、２または３箇所設定する。ウィンドウは
、Ｘおよび／またはＹ方向の位置ズレおよび、角度ズレ
を検出するものである。

ラベルの位置および、角度ズレは、検出したエツジ座標
から求めることができる。

エツジの測定値は、設定された検査基準と比較し、ラベ
ルズレの有無を判定し、検査基準を外れている場合は、
ＮＧ信号を出力し、逆に基準内にある場合ＯＫ信号を出
力する。

光源８として１００Ｗのハロゲンランプを使用し、光フ
アイバライトガイド９の出射部の配列はＩ　Ｘ　３０　
ｍ＊である。光フアイバライトガイド９の出射部は、検
査物１３より数■鳳上で、検査物１３とほぼ平行に設置
している。また、検査物１３のエツジと平行に、２方向
から照明する。

この発明において照明は、検査物に対して側方から行な
われるものであり、光ファイバを用いたもの、蛍光灯に
スリットを使用したもの、あるいは、レーザ光でもよい
、この実施例においては出射部が、ラベルの幅よりも長
いライン状に配列された光フアイバ照明を採用したがポ
イント状の光フアイバ照明を使用してもよい。

この発明において側方照明は、エツジの輝線が得られる
ように、１方向から、若しくは複数方向、例えば、検査
物が流れるコンベアの進行方向およびこの進行方向と直
交する方向の２方向から、行なうことができる。

次に第３図に示した装置例の動作について説明する。

ラベル１４が貼られた検査物１３は、矢印の方向に移動
している。検査物１３が、検査位置にきたとき、光電ス
イッチ１２により検査スタート信号が画像処理装置７に
入力される。

検査位置にきたときの検査物１３は、光源８と、光フア
イバライトガイド９の側方照明により、背景と検査物の
エツジおよび、検査物と検査物に貼られたラベルのエツ
ジが輝線として、その他は黒として観察される。

検査スタート信号が入力されると、エリア型ＣＣＤカメ
ラ１０により検査物の像を読み取り画像データとしてを
入力し、画像処理装置７０画像メモリに入力される０画
像メモリに入力された画像データは、予め指定された閾
値で二値化されされる。この画像データは、モニターＣ
ＲＴＩＩにも表示される。

画像メモリの画像データを、予め設定したウィンドウ内
でエツジ検出を行い、ラベルの位置、角度ズレを測定し
、この測定値が検査基準から外れているとき、ＮＧ信号
を出力する。

次に第２図の装置の変形例について説明する。

検査物１３は、５インチのフロッピーディスクで実施し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種シ
ート状物に貼られたラベルで実施可能である。

エリア型ＣＣＤカメラｌＯは、シャッタ機能を有するも
のを使用したが、ストロボ照明を使用する場合は、シャ
ッタ機能は不要である。

画像データは二値データを使用したが、多値データ（８
ビット／画素）でも、可能である。

光フアイバライトガイド９の出射部はライン状のものを
２台使用したが、ポイント状のものでもよい、また、Ｘ
方向（移動方向）で２箇所測定する場合は、ポイント状
のものをＸ方向みて２個使用すればよい。

第３ａ〜３ｃ図は、本発明で検査することができるラベ
ルの例を示す図である。

第３ａ図は長方形のラベルであり、Ｌｌ、Ｌ２、Ｌ３の
３箇所を測定する。各箇所でラベルの位置ズレを測定し
、ＬｌとＬ２の差から、角度ズレが求められる。第３ｂ
図は円形のラベルであり、Ｘ方向の最低値ＬＬ、Ｙ方向
の最低値Ｌ２から位置ズレを測定する。この場合は、角
度ズレはない。

第３ｃ図は周辺部が波状のラベルであり、Ｘ方向の最低
値し１　ｓｉｎ、最大値Ｌ１ｍａｘ、Ｙ方向の最低値Ｌ
　２　ｔｉｎ、最大値Ｌ　２　ｗａｘから位置ズレを測
定する。ラベルの波の形状が一定であれば、Ｌｌｍｉｎ
とＬ　１　ｗａｘの差から、角度ズレが求められる。

点線の範囲は、エリア型ＣＣＤカメラ１０の視野を示し
ている。

エリア型ＣＣＤカメラ１０の視野１６は、ラベル１４の
サイズ、検査物１３とラベル１４の距離し、背景１７、
光電スイッチ１２の位置精度、エリア型ＣＣＤカメラ１
０でシャッタ使用時の位置ズレをカバーする範囲とした
。

第４ａ〜４ｄ図は、本発明の画像処理範囲の例を示す図
である。

第４ａ図は、第３ａ図用のウィンドウであり、ウィンド
ウ１７〜１７゛°の３箇所を設定している。

背景と検査物のエツジは輝１！１８、検査物と検査物に
貼られたラベルのエツジは輝線１８′で示している。ウ
ィンドウエア、１７　では、ウィンドウの左端からソー
ベルのオペレータでエツジ検出を行って輝線１８のエツ
ジ座標を求める。また、ウィンドウの右端からソーベル
のオペレータでエツジ検出を行って輝線１８°のエツジ
座標を求める。ウィンドウ１７゛°では、ウィンドウの
上端からソーベルのオペレータでエツジ検出を行って輝
線１８のエツジ座標を求める。また、ウィンドウの下端
からソーベルのオペレータでエツジ検出を行って輝線１
８°のエツジ座標を求める。輝線１８と１８゛の差がラ
ベルの位置である。また、ウィンドウエアと１７°の差
でラベルの角度ズレを算出する。

第３ａ図の各ウィンドウの幅は７画素あるが、エツジ座
標は、この範囲の平均値を採用している。

第４ｂ図も第３ａ図用のウィンドウであるが、ウィンド
ウ１７．１７゛°の２箇所を設定している。

ウィンドウ１７では、前記第４ａ図と同様にエツジ検出
を行うが、その最大値と最小値からラベルの角度を求め
ることができる。

第４ｃ図は第３ｂ図用のウィンドウであり、第４ｂ図と
同様の処理でラベルの位置ズレが検出できる。第４ｄ図
は第３ｃ図用のウィンドウであるが、第３図ｂ）と同様
の処理でラベルの位置ズレ、角度ズレが検出できる。

第５図は、本発明の処理手順を示すフローチャートであ
り、第３ａ図のラベルの場合を示している。

■　スタート− 検査物１３は、連続的に移動しており、光電スイッチ１
２からのスタート信号により検査を開始する。

■　ＬＬＬＬ １／４０００秒のシャッタ機能により、画像を入力する
。シャッタ機能付きのエリア型ＣＣＤカメラ１０の場合
、１フイールドしが画像を入力できないものがほとんど
である。このため、奇数フィールドに入力し、この値を
偶数フィールドにコピーしている。

なお、画像データは、二値データ、多値データの、いず
れでも、同様の効果があった。

■　占：Ｌｉ」Ｌ渡」− ウィンドウエアの、左端のエツジを検出する。

■　舌ニー区２− ウィンドウエアの、右端のエツジを検出する。

■−ベル１１ 前記■と■の計測値の差を算出し、ウィンドウ１７での
検査物１３の位置を求める。

■　舌」−”；’　　３− ウィンドウ１７°の、左端のエツジを検出する。

■　舌」仁２１」１Ａ− ウィンドウ１７°の、右端のエツジを検出する。

■　−ベル　　　　２ 前記■と■の計測値の差を算出し、ウィンドウ１７°で
の検査物１３の位置を求める。

■　工」−ン」」販」− ウィンドウ１７゛′の、左端のエツジを検出する。

［相］　舌１叶Ｊ− ウィンドウ１７゛°の、右端のエツジを検出する。

０−ベル　　　　３ 前記◎と■との計測値の差を算出し、ウィンドウ１７″
での検査物１３の位置を求める。

■　−ベル　　ズレ ■と■とで求めた算出値の差を計算し、ラベル角度ズレ
を求める。

■　、Ｌ工」Ｌ±」Ｌ二ノー ■、■、■および＠の値を、予め設定された値と比較し
、この範囲内であれば、前記■にステップする。

■　Ｌ虹１１叱１ 前記■で、範囲外の場合、ＮＧ信号を出力し、前記■に
ステップする。

第６図は、実施例のラベル位置測定の態様を示す図であ
る。

輝線１９は、背景と検査物１３のエツジに相当している
。また、輝線１９°は、検査物１３とラベル１４のエツ
ジに相当している。ラベル１４の位置とは、この輝！１
９と１９°の間隔である。

ここで、輝線１９のエツジ座標ｙｓは、エツジ計測方向
２０で示したように上方から下方に向かってエツジ検出
することにより求める。また、輝線１９′のエツジ座標
ｙｅは、エツジ計測方向２０′で示したように下方から
上方に向かってエラ２ジ検出することにより求める。ラ
ベル１４の位置は、（ｙｅ　−ｙｓ　）である。

第７図は、エツジ検出用ソーベルオペレータを示す図で
ある。

（ａ）はエツジ計測方向２０の場合、（ｂ）はエツジ計
測方向２０′の場合に使用する。

このソーベルオペレータで処理後に、予め設定した閾値
以上のとき、エツジと検出する。

［発明の効果］ 本発明は、検査物、ラベルの色に影響なく、同一条件で
ラベルズレ、および、角度ズレの検査が可能であり、ラ
ベルズレ検査装置として効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のラベルズレ検査装置の概略構成図、
第２図は、実施例の装置構成を示す構成図、第３図は、
本発明で検査するラベル例を示す平面図であり、第３ａ
図は長方形、第３ｂ図は円形、第３Ｃ図は周辺部が波状
のラベル、第４図は本発明の画像処理範囲の例を示す説
明図、第４ａ図および第４ｂ図は長方形ラベル用のウィ
ンドウの位置を示す図、第４Ｃ図は円形ラベル用のウィ
ンドウの位置を示す図、第４ｄ図は周辺部が波状ラベル
用のウィンドウの位置を示す図、第５図は、本発明の処
理手順を示すフローチャート、第６図明図、第８図は、
照明の入射角と反射率の関係を示す線図である。 １１０．ラベルズレ検査装置、２・・・照明装置、３・
・・画像入力装置、４・・・エツジ検出手段、５・・・
エツジ算出手段、６・・・判定手段、７・・・画像処理
装置、８・光源、９・・・光フアイバライトガイド、１
０・・・エリア型ＣＣＤカメラ、１１・・・モニターＣ
ＲＴ、１２・・・光電スイッチ、１３・・・検査物、１
４・・・ラベル。 １５・・・ベルトコンベア、１６・・・視野、１７．１
７”　　１７′′・・・ウィンドウ、１８．１８′・・
・輝線、１９．１９°・・・輝線、２０．２０°・・・
エツジ計測方向 第１図 第２図 第３ａ図 第３ｂ図 第３ｃ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ラベルが貼られた検査物に対して側方照明を行う照
   明装置と： 照明された検査物からの反射光を読み取り二次元画像信
   号を送出する画像入力装置と： 送出された二次元画像信号を処理するものであつて； 予め指定した画像メモリのウィンドウの範囲で、Ｘおよ
   び／またはＹ座標方向に対して、背景と検査物のエッジ
   と、検査物と検査物に貼られたラベルのエッジとを検出
   する手段、前記エッジ座標の差から、ラベルの位置およ
   び／または角度ズレを算出する手段および、ラベルの位
   置に関する設定基準値と前記算出値を比較し、ラベルズ
   レの有無を判定する手段 を有する画像処理装置と からなるラベルズレ検査装置。 ２、照明装置からの側方照明が、ラベルおよび検査物の
   平面に対して平行若しくは、６０°以上の入射角で行わ
   れる、請求項１記載のラベルズレ検査装置。 ３、照明装置の出射部が、エッジの長手方向に延びたラ
   イン状若しくは点状である、請求項１または２記載のラ
   ベルズレ検査装置。