JPH09231362A

JPH09231362A - 外観検査装置及びその方法

Info

Publication number: JPH09231362A
Application number: JP8039355A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Fukuda; 和彦福田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】外観検査を正確、且つ高速に行うことができ
る外観検査装置を提供する。【解決手段】変換手段２により得られた検査キャップ
の色相信号、彩度信号及び明度信号を演算手段３に供給
し、色相、彩度及び明度の度数分布を求める。そして、
この演算手段３で求めた度数分布を比較手段５に供給
し、記憶手段４に記憶された良品キャップの度数分布と
比較することにより、検査キャップが良品であるかどう
かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外観検査装置及び
その方法に関し、容器やキャップなどの色の違いを検査
したり、容器やキャップに印刷された文字の汚れや欠け
や印刷ズレなどを検査したりする場合に適用して好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】バイヤル瓶などの医薬品容器において、
その内容物の誤認を防止するため、内容物の相違に応じ
てキャップや蓋の色を変える場合がある。このため、色
の異なるキャップや蓋などが製造段階で混入することの
ないように、キャップや蓋の外観検査が行われる。ここ
で、検査の対象とされる色には、キャップや蓋などの材
料となる樹脂による色の違いやキャップや蓋などに印刷
されるインキによる色の違いがある。また、色の種類と
して、フルカラーを対象とする。

【０００３】さらに、キャップや蓋の外観検査では、内
容物の種類や内容物の容量を示す記号や数値がキャップ
や蓋の上面に印刷されている場合、印刷文字の汚れや欠
落、或いは印刷ズレ（見当ずれ）がないかどうかの検査
も行われる。特に、医薬品容器キャップなどの円形容器
キャップの外観検査は、色の異なるキャップ（異種キャ
ップ）の混入や印刷文字の汚れや欠落、或いは印刷ズレ
の有無について、目視により同時に行われる場合が多か
った。しかし、生産量が１ロットに１０万個以上となる
場合、目視での外観検査は事実上不可能なため、外観検
査装置を用いる自動外観検査が行われていた。

【０００４】以下、従来の外観検査装置について説明す
る。従来の外観検査装置で円形容器のキャップの自動外
観検査を行う場合、異種混入検査と印刷文字の汚れや欠
落、或いは見当ずれの検査とを別々の装置で行うように
なっていた。すなわち、カラー識別用画像処理装置によ
り異種混入検査を行い、モノクロタイプの画像処理装置
により印刷文字の汚れや欠落、或いは見当ずれの検査を
行っていた。

【０００５】そして、カラー識別用画像処理装置で異種
混入検査を行う場合、カラーカメラで取り込んだ画像の
Ｒ（赤）成分、Ｇ（緑）成分、Ｂ（青）成分をそれぞれ
所定のしきい値で２値化し、２値化した各Ｒ成分、Ｇ成
分、Ｂ成分の面積の大きさで異種のキャップが混入して
いるかどうかを判定していた。

【０００６】また、モノクロタイプの画像処理装置によ
り印刷文字の汚れや欠落、或いは見当ずれの検査を行う
場合、指定したウインドウ内の面積の大きさにより印刷
文字の汚れや欠落、或いは見当ずれがないかどうかを判
定していた。そして、モノクロタイプの画像処理装置で
面積の大きさを判定する場合、キャップが円形形状をし
ているため、キャップが回転して印刷文字の位置が変動
するので、キャップが回転や印刷文字の位置の変動に対
する補正を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラー
識別用画像処理装置でＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分を用いて
判定する方法は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の温度変化に
よる値の変動が大きく判定精度が劣るという問題があっ
た。

【０００８】また、モノクロタイプの画像処理装置で面
積の大きさを判定する方法は、キャップが回転や印刷文
字の位置の変動に対する補正を行うため、円形形状のキ
ャップの中心位置を検出する必要があるが、このキャッ
プの中心位置の検出は困難である。例えば、見当ずれを
検出する場合、キャップ中心の位置と最も大きい文字の
中心との距離を比較し、その距離が一定範囲に入ってい
れば良品、範囲をはずれていれば不良品と判定し、この
判定のために、キャップ中心位置の計測が必要になる。
さらに、キャップの回転補正を行う場合、キャップに用
いられている様々な樹脂色やその上面に印刷されている
インキ色を維持する必要があり、この補正を実時間（例
えば、ライン速度は２４０個／分程度）で実行するには
膨大なハードウエアが必要になる。なお、カラー検査
は、印刷の見当ずれには関係しないので、「中心位置」
は不要である。このため、従来の外観検査装置では、回
転に影響のない部分のみを検査する制限付きの外観検査
を行っていた。

【０００９】そこで、本発明の目的は、外観検査を正
確、且つ高速に行うことができる外観検査装置及びその
方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明によれば、被写体の撮像を行う
撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を色相信号、
彩度信号及び明度信号に変換する変換手段と、前記色相
信号、彩度信号及び明度信号に基づいて、前記被写体の
色相、彩度及び明度の度数分布を求める演算手段と、特
定の被写体の色相、彩度及び明度の度数分布を記憶する
記憶手段と、前記演算手段により求められた度数分布と
前記記憶手段に記憶された度数分布とを比較する比較手
段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記撮
像手段により撮像された被写体と前記特定の被写体とが
一致するかどうかの判定を行う判定手段とを備える。

【００１１】また、請求項２の発明によれば、前記比較
手段は、前記色相、彩度及び明度の度数分布において、
所定値以上の度数を有する範囲の高さ、位置及び幅を比
較する。

【００１２】また、請求項３の発明によれば、前記比較
手段は、前記色相、彩度及び明度の度数分布におけるピ
ークの山の検出を行うとともに、ピークの谷の検出を行
うことによりノイズ成分を除去する基準線を算出するノ
イズ除去手段をさらに備える。

【００１３】また、請求項４の発明によれば、前記撮像
手段により基準板を予め撮像した時の出力信号の値と、
前記被写体を撮像する前に前記基準板を撮像した時の出
力信号の値との差分に基づいて比例換算することによ
り、前記撮像手段からの出力信号を補正する照度補正手
段をさらに備える。

【００１４】また、請求項５の発明によれば、被写体の
撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を
色相信号、彩度信号及び明度信号に変換する変換手段
と、前記色相信号、彩度信号及び明度信号を所定の閾値
と比較することにより２値化する２値化手段と、前記２
値化手段により２値化された画像から連結パターンを抽
出する抽出手段と、前記連結パターンを面積の大きさの
順に並べるソーティング手段と、参照パターンの面積を
記憶する記憶手段と、前記連結パターンの面積を大きさ
の順に前記参照パターンの面積と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、前記撮像手段
により撮像された被写体上の連結パターンと前記参照パ
ターンとが一致するかどうかの判定を行う判定手段とを
備える。

【００１５】また、請求項６の発明によれば、前記抽出
手段は、ラべリングにより前記連結パターンを抽出す
る。また、請求項７の発明によれば、前記判定手段は、
前記連結パターンの面積が前記参照パターンの面積の所
定の範囲内に入っているかどうかを判定し、且つ、前記
連結パターンの個数が前記参照パターンの個数の所定の
範囲内に入っているかどうかを判定することにより、前
記被写体に汚れが付着しているかどうかの検査を行う。

【００１６】また、請求項８の発明によれば、前記判定
手段は、前記連結パターンの規格化された面積が前記参
照パターンの面積の所定の範囲内に入っているかどうか
を判定することにより、前記被写体にパターンの欠落が
あるかどうの検査を行う。

【００１７】また、請求項９の発明によれば、被写体の
撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を
色相信号、彩度信号及び明度信号に変換する変換手段
と、前記色相信号、彩度信号及び明度信号を所定の閾値
と比較することにより２値化する２値化手段と、前記２
値化手段により２値化された画像から連結パターンを抽
出する抽出手段と、前記連結パターンのうち最大の面積
を有するパターンの重心座標と前記被写体の重心座標と
の相対距離を求める計測手段と、前記相対距離に基づい
て、前記被写体上のパターンの位置の判定を行う判定手
段とを備える。

【００１８】また、請求項１０の発明によれば、前記判
定手段は、前記相対距離が所定の範囲内に入っているか
どうかを判定することにより、前記被写体上のパターン
の位置にズレがあるかどうかの検査を行う。

【００１９】請求項１の発明によれば、色相、彩度及び
明度の度数分布により、異種判定を行う。この色相、彩
度及び明度は温度の変動や樹脂色、インキ色のばらつき
に影響されにくいので、色の判定精度が向上し、外観検
査を正確に行うことができる。

【００２０】また、請求項２の発明によれば、色相、彩
度及び明度の度数分布において、所定値以上の度数を有
する範囲の高さ、位置及び幅を比較することにより、様
々な色彩を有する対象の異種判定を容易に行うことがで
き、外観検査を正確、且つ高速に行うことができる。

【００２１】また、請求項３の発明によれば、色相、彩
度及び明度の度数分布における最も高い度数のレベルと
最も低い度数のレベルとに基づいて、ノイズ成分を除去
する基準線を算出することにより、信号成分に影響を与
えることなくノイズ成分のみを効率よく除去することが
できる。

【００２２】また、請求項４の発明によれば、照明器の
照度を補正する照度補正手段を備えることにより、照明
器の照度低下により色の判定精度が劣化することを防止
することができる。

【００２３】また、請求項５の発明によれば、対象とす
る連結パターンを面積の大きさの順に並べ、参照パター
ンの面積と順次に比較する。パターンの面積は、パター
ンが回転したりパターンの位置がずれたりしても変化し
ないので、パターンの回転や位置ずれに影響されること
なく、対象パターンが参照パターンと一致するかどうか
の判定を正確に行うことができる。

【００２４】また、請求項６の発明によれば、ラべリン
グを用いることにより連結パターンを効率よく抽出でき
る。また、請求項７の発明によれば、連結パターンと参
照パターンの面積の比較を順次に行うことにより、パタ
ーンの回転や位置ずれに影響されることなく、被写体の
連結パターンに汚れが付着しているかどうかの検査を容
易に行うことができる。さらに、連結パターンと参照パ
ターンの個数の比較も行うことにより、被写体の連結パ
ターンと分離して付着した汚れの検査も行うことができ
る。

【００２５】また、請求項８の発明によれば、連結パタ
ーンと参照パターンの規格化された面積の比較を順次に
行うことにより、パターンの回転や位置ずれに影響され
ることなく、被写体にパターンの欠落があるかどうかの
検査を容易に行うことができる。ここで、連結パターン
の面積を規格化することにより、濃淡のばらつきに起因
してパターンの欠落の見逃すことを防止することができ
る。

【００２６】また、請求項９の発明によれば、最大の面
積を有する連結パターンの重心座標と被写体の重心座標
との相対距離を検出する。被写体が回転するとその上面
のパターンも同様に回転し、重心の相対距離はパターン
の回転に影響されないので、被写体上のパターンの位置
の判定を正確に行うことができる。

【００２７】また、請求項１０の発明によれば、重心座
標の相対距離を比較することにより、パターンの回転に
影響されることなく、被写体上のパターンの位置にズレ
があるかどうかの検査を容易に行うことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例による
外観検査装置を図面を参照しながら説明する。図１は、
本発明の第１実施例による外観検査装置の概略構成を示
すブロック図である。この第１実施例は、色相信号、彩
度信号及び明度信号の度数分布に基づいて、異種混入検
出を行うものである。

【００２９】図１において、撮像手段１により、例え
ば、ベルトコンベアで搬送されてきた円形容器のキャッ
プを撮像する。このキャップの樹脂色とインキ色はそれ
ぞれ、赤〜橙〜黄〜緑〜青〜藍〜紫の各可視光領域にお
いて、一定の幅の波長領域を有している。そして、カラ
ーＣＣＤカメラなどの撮像手段１により撮像した画像の
ＲＧＢ信号を変換手段２に供給し、（２）〜（４）式に
示すように、色相信号、彩度信号及び明度信号に変換す
る。

【００３０】ここで、

【００３１】

【数１】

【００３２】とすると、Ｈ＝tan ^-1（Ｂ−Ｙ）／（Ｒ−Ｙ）・・・（２）Ｓ＝√｛（Ｒ−Ｙ）²＋（Ｂ−Ｙ）²｝・・・（３）Ｉ＝Ｙ・・・（４）である。

【００３３】ただし、Ｒ：赤成分値Ｇ：緑成分値Ｂ：青成分値Ｙ：輝度値Ｈ：色相信号Ｓ：彩度信号Ｉ：明度信号このように、色相、彩度、明度のうち、色相は上記式の
ようにベクトル値による相対レベル値であるので、温度
によるドリフトの影響は基本的には存在しない。ただ、
彩度、明度は温度によるドリフトの影響があるが、総合
的に考えると、ＲＧＢ信号での判定よりも、色相・彩度
・明度による判定の方が温度の影響は受けにくいといえ
る。

【００３４】次に、変換手段２により得られた色相信
号、彩度信号及び明度信号を演算手段３に供給し、色
相、彩度及び明度の度数分布を求める。ここで、キャッ
プの色相、彩度及び明度の度数分布は、図２に示すよう
に、キャップ自体の樹脂色とキャップの上面に印刷され
たインキ色との２色がキャップに存在する場合、樹脂色
のヒストグラムの山とインキ色のヒストグラムの山とを
有する。

【００３５】次に、この演算手段３で求めた度数分布を
比較手段５に供給し、記憶手段４に記憶された基準パタ
ーンの度数分布と比較する。ここで、度数分布の比較
は、図２の色相、彩度及び明度の各ヒストグラムにおい
て、基準高さｄより上の樹脂部及びインキの部分の特徴
により行う。この樹脂部及びインキの部分の特徴とし
て、例えば、ピーク位置ａ₁、ａ₂、ピーク値高さ
ｂ₁、ｂ₂及び幅ｃ₁、ｃ₂を計測する。また、基準パ
ターンの度数分布は、異種混入検査を行う直前に良品キ
ャップをティーティングしてデータを解析することによ
り設定しておく。

【００３６】そして、演算手段３で求めた度数分布と基
準パターンの度数分布との比較結果に基づいて、判定手
段６により、基準パターンと異なる色を有するキャップ
を検出する。例えば、Ａ_ijをティーティングにより求め
たピーク位置設定値、Ｂ_ijをティーティングにより求め
たピーク値高さ設定値、Ｃ_ijをティーティングにより求
めた幅設定値とすると、Ａ_1min＜ａ₁＜Ａ_1max Ａ_2min＜ａ₂＜Ａ_2max Ｂ_1min＜ｂ₁＜Ｂ_1max Ｂ_2min＜ｂ₂＜Ｂ_2max Ｃ_1min＜ｃ₁＜Ｃ_1max Ｃ_2min＜ｃ₂＜Ｃ_2max の全ての条件を各ヒストグラムについて満たす場合、良
品キャップ、１つでも満たさない条件がある場合、異種
キャップと判定する。

【００３７】印刷文字が同一でもインキ色が異なるキャ
ップの場合、色相のヒストグラムのピーク位置が異なる
ので、ピーク位置が設定値の範囲に入っていないキャッ
プをこの条件により異種キャップと判定してインキ色が
異なるキャップを検出する。

【００３８】また、インキ色が同一でも印刷文字のパタ
ーンが異なるキャップの場合、文字の面積が異なるの
で、ヒストグラムのピーク位置は同じでも、ピーク高さ
や幅が設異なり、ピーク高さや幅が設定値の範囲に入っ
ていないキャップをこの条件により異種キャップと判定
して印刷文字のパターンが異なるキャップを検出する。

【００３９】また、色相のヒストグラムの他に彩度や明
度のヒストグラムについても同様に解析を行うことによ
り、色相値がほぼ同じ範囲分布し色が異なるキャップを
検出する。

【００４０】このように、樹脂色及びインキ色の色相の
ヒストグラムのピーク位置、ピーク値高さ及び幅、樹脂
色及びインキ色の彩度のヒストグラムのピーク位置、ピ
ーク値高さ及び幅、樹脂色及びインキ色の明度のヒスト
グラムのピーク位置、ピーク値高さ及び幅を全て計測す
る。そして、それらの計測結果が、良品として登録され
た樹脂色及びインキ色の色相、彩度及び明度の設定範囲
に入っているかどうかを調べることにより、良品と同一
のキャップを検出することができる。

【００４１】以上説明したように、本発明の第１実施例
による外観検査装置によれば、容器色や容器に印刷され
る文字色を組み合わせた容器の異種判定を行う場合に、
カラーＣＣＤから入力されたカラーＲＧＢ信号を、色相
・彩度・明度情報に変換し、容器色と容器印刷文字色の
色相ヒストグラム、彩度ヒストグラム、明度ヒストグラ
ムを求め、各ヒストグラムの容器色部分の山のピーク位
置、高さ、幅を計測し、それらの値が、予め良品容器の
ティーチングにより解析されたピーク位置、高さ、幅の
範囲に入っているかどうかの判定を行うことにより、容
器の異種判定を行うことができる。

【００４２】次に、ピーク位置、ピーク値高さ及び幅の
マージンの設定方法について説明する。これは、良品キ
ャップをティーティングしてデータを解析することによ
り得られたピーク位置の最小値及び最大値、ピーク値高
さの最低値及び最高値、幅の最小値及び最大値に一定値
を加算したり減算したりするものである。

【００４３】ピーク位置のマージンは、図３に示すよう
に、ティーティング時のヒストグラムのピーク位置の最
小値及び最大値に付加される。そして、上限値を（最大
値＋マージン）、下限値を（最小値−マージン）とし、
ピーク位置設定値として登録する。

【００４４】ピーク値高さのマージンは、図４に示すよ
うに、ティーティング時のヒストグラムのピーク値高さ
の最低値及び最高値に付加される。そして、上限値を
（最高値＋マージン）、下限値を（最低値−マージン）
とし、ピーク値高さ設定値として登録する。

【００４５】幅のマージンは、図５に示すように、ティ
ーティング時のヒストグラムの幅の最小値及び最大値に
付加される。そして、上限値を（最大値＋マージン）、
下限値を（最小値−マージン）とし、幅設定値として登
録する。

【００４６】次に、基準高さの設定方法について説明す
る。これは、基準高さ以上の度数を有する範囲をヒスト
グラムの山として認識するものである。図６（ａ）にお
いて、ヒストグラムのピーク位置が２つある場合、それ
らのピークの間の最も度数の低いレベルと低い方のピー
ク値レベルとの間の中間部に位置するように基準高さを
設定する。例えば、中間部の下から一定の割合の位置に
基準高さを設定する。なお、この割合はデフォルト値と
して３０％程度とすることが望ましい。

【００４７】また、図６（ｂ）において、ティーティン
グ時に、低い方のピーク位置の高さの値と中間部の最低
度数の値にばらつきが生じた場合、低い方のピーク位置
の高さの値の平均値と中間部の最低度数の平均値との中
間に基準高さを設定する。

【００４８】また、図６（ｃ）において、ヒストグラム
のピーク位置が１つしかない場合、ピークの高さの一定
割合の位置を基準高さに設定する。以上説明したよう
に、本発明の一実施例による基準高さの設定方法によれ
ば、容器色や容器に印刷される文字色を組み合わせた容
器の異種判定を行う場合に、カラーＣＣＤから入力され
たカラーＲＧＢ信号を、色相・彩度・明度情報に変換
し、容器色と容器印刷文字色の色相ヒストグラム、彩度
ヒストグラム、明度ヒストグラムを求め、各ヒストグラ
ムの容器色部分の山のピーク位置、高さ、幅を計測し、
それらの値が、予め良品容器のティーチングにより解析
されたピーク位置、高さ、幅の範囲に入っているかどう
かの判定を行う際に、ヒストグラムに現れるノイズ成分
を除去するために、ヒストグラムのピークの山の検出と
同時にピークの谷の検出を行うことにより、ノイズ成分
を除去する基準線を自動的に算出することができる。

【００４９】次に、異種判定されたキャップの再チェッ
クについて説明する。これは、図７に示すように、イン
キの量が相対的に少なく色相ヒストグラムの片方のピー
クがないため、異種と判定されたキャップについて再度
判定を行うようにしたものである。判定は、本来ピーク
があるはずのヒストグラムの位置を検査し、その位置に
色相の成分が一定量以上ある場合、良品と判断する。

【００５０】図８は、異種判定されたキャップの再チェ
ックの処理を示すフローチャーチである。図８におい
て、まず、ステップＳ１に示すように、異常なピーク値
がある異種のキャップと判断された場合、ステップＳ６
に進んで異種の判定を行う。ステップＳ１で異常なピー
ク値がないと判断された場合、ステップＳ２に進み、ピ
ーク値が基準高さに達していない異種キャップであるか
どうかを判断する。そして、ピーク値が基準高さに達し
ている異種キャップであると判断された場合、ステップ
Ｓ６に進んで異種の判定を行う。

【００５１】一方、ステップＳ２でピーク値が基準高さ
に達していない異種キャップであると判断された場合、
ステップＳ３に進み、本来ピークがあるはずのヒストグ
ラムの位置を検査する。そして、ステップＳ４におい
て、本来ピークがあるはずのヒストグラムの位置に色相
の成分が一定量以上ない判断された場合、ステップＳ６
に進んで異種の判定を行う。

【００５２】一方、ステップＳ４で本来ピークがあるは
ずのヒストグラムの位置に色相の成分が一定量以上ある
判断された場合、ステップＳ５に進んで良品の判定を行
う。次に、照度補正機能について説明する。これは、照
明器の光束減退による画像入力レベルの低下を初期状態
に近いレベルに補正するようにしたものである。

【００５３】図９において、新品の蛍光灯で照度補正板
を照射した場合のＲＧＢ信号レベルと、光束減退時の蛍
光灯で照度補正板を照射した場合のＲＧＢ信号レベルと
を比較し倍率を計算する。そして、キャップの異種混入
検出を行う時に得られた信号レベルにその倍率を乗算す
ることにより、信号レベルを補正する。図９は、照度補
正板を照射した場合の初期レベルが２４０、光束減退時
のレベルが２１０の場合である。

【００５４】以上説明したように、本発明の一実施例に
よる照度補正機能によれば、容器色や容器に印刷される
文字色を組み合わせた容器の異種判定を行う場合に、カ
ラーＣＣＤから入力されたカラーＲＧＢ信号を、色相・
彩度・明度情報に変換し、容器色と容器印刷文字色の色
相ヒストグラム、彩度ヒストグラム、明度ヒストグラム
を求め、各ヒストグラムの容器色部分の山のピーク位
置、高さ、幅を計測し、それらの値が、予め良品容器の
ティーチングにより解析されたピーク位置、高さ、幅の
範囲に入っているかどうかの判定を行う際に、照明黄の
照度の低下により、彩度・明度値が装置の設置当初の状
態から変化することを補正するために、装置の設置当初
時に一定の照度値を持つ基準板のＲＧＢ信号レベルを測
定した値と、装置の運転開始前に同一の基準板のＲＧＢ
信号レベルを測定した値とのレベル差を求めて濃度値比
例換算を行うことにより、カメラに入力される画像のＲ
ＧＢ信号レベルを補正することができる。次に、本発明
の第２実施例による外観検査装置を図面を参照しながら
説明する。図１０は、本発明の第２実施例による外観検
査装置の概略構成を示すブロック図である。この第２実
施例は、撮像された連結パターンの面積と良品の連結パ
ターンの面積とを大きい順に比較することにより、キャ
ップに印刷されたインキによる汚れや欠けなどの印刷不
良検出を行うものである。

【００５５】ここで、汚れとは、キャップの文字部以外
に余分なインキが付着したり、文字が一定の基準に太さ
以上になったり、インクの滲みやすじが文字に付着した
りするものである。また、欠けとは、キャップに印刷さ
れた文字パターンが欠落してしまうものである。

【００５６】図１０において、撮像手段１１により、例
えば、ベルトコンベアで搬送されてきた円形容器のキャ
ップを撮像する。そして、撮像手段１１により撮像され
た画像のＲＧＢ信号を変換手段１２に供給し、色相信
号、彩度信号及び明度信号に変換する。

【００５７】次に、変換手段１２により得られた色相信
号、彩度信号及び明度信号を２値化手段１３に供給し、
撮像したキャップの画像を２値化する。２値化は、２値
化画像が太くなるように２値化しきい値を設定し、汚れ
の特徴が強調されるようにする。ここで、色の３属性で
ある色相・彩度・明度の中で、色相が検出性能上、最も
安定している属性である。そこで、色相ヒストグラムに
より、２値化画像を得る際の上下限値を設定する。例え
ば、濃青樹脂のキャップ上に橙インキで文字が印刷され
ている場合、図１１（ａ）に示すように、色相の山が３
つ出てくる。この３つの山は、キャップの樹脂とインキ
とベルトのそれぞれの成分である。ただし、ベルトが無
彩色の場合、ベルトの成分は出てこない。

【００５８】次に、図１１（ｂ）に示すように、上下限
値のバーの間にインキの山が入るように、２値化を行う
際の上下限値を調整する。そして、２値化レベルを適切
に設定することにより、図１１（ｃ）に示すように、イ
ンキに部分のみが２値化されて白く表示される。

【００５９】なお、色相画像で鮮明な２値画像を得るこ
とができない場合、彩度画像を採用する。また、白い樹
脂の上に黒インキで文字を印刷したキャップのように、
無彩色の場合、明度画像を採用する。例えば、白い樹脂
の上に黒インキで文字を印刷したキャップでベルトが黒
色の場合、図１２（ａ）に示すように、明度の山が２つ
出てくる。そして、下限値のバーを０に設定することに
より、図１２（ｂ）に示すように、ベルトとインキの部
分が２値化されて白くなる。

【００６０】次に、２値化手段１３により２値化された
信号を抽出手段１４に供給する。この抽出手段１４は、
キャップ内の２値化パターンをラべリングする。このラ
べリングされたパターンを、図１３に示すように、ブロ
ッブとして扱い、ラベル付けされた各ブロッブの面積を
計測する。なお、文字の欠落を判定する場合、ブロッブ
面積の正規化を行う。このブロッブ面積の正規化は、各
文字のブロッブ面積の総和と基準総和面積との比例計算
により行う。

【００６１】次に、抽出手段１４によりラべリングした
結果をソーティング手段１５に供給し、図１４に示すよ
うに、面積の大きい順に並べ変える。また、記憶手段１
６の設定値ファイルには、面積の大きい順に並べられた
各ラベルナンバー毎に面積の上限値及び下限値、並びに
ラベル個数がティーチングにより記憶されている。

【００６２】そして、このソーティング手段１５からの
ソーティング結果と記憶手段１６からの各ブロッブの面
積の上限値及び下限値とを比較手段１７に供給し、面積
の大きい順に比較する。ここで、キャップは任意の角度
で回転するため、キャップ上の文字パターンをラベリン
グした結果、同じラベル番号が常に同じブロッブに付さ
れる保証はないが、ソーティングを行うことにより、面
積の違いがあるブロッブについては、同じラベル番号が
常に同じブロッブに付すことができる。

【００６３】次に、判定手段１８は、各ブロッブの面積
が一定の範囲に入っているかどうかをどうかを判定する
ことにより、文字部分への汚れの有無を検査する。ま
た、正規の文字部分以外に汚れが付着した場合、ブロッ
ブの個数が増加するので、ブロッブの個数が一定の範囲
に入っているかどうかをどうかを判定することにより、
文字以外の部分への汚れの有無を検査する。さらに、文
字パターンの欠落がある場合、印刷パターンの濃淡のた
め、面積のばらつきの許容範囲内に収まってしまうこと
を防止するため、正規化されたブロッブの面積が一定の
範囲に入っているかどうかをどうかを判定することによ
り、文字の欠落の有無を検査する。

【００６４】なお、面積判定は、ソーティング結果が全
て設定値ファイルの上下限設定値内に入れば面積で良の
ブロッブと判定し、入らないものがあれば面積で不良の
ブロッブと判定する。

【００６５】また、ブロッブの個数判定は、設定値ファ
イルの上下限設定値内に入ればブロッブ数増減で良のブ
ロッブと判定し、範囲外でブロッブ数増減で不良のブロ
ッブと判定する。

【００６６】次に、ブロッブ増減数のマージンについて
説明する。図１５に示すように、ブロッブの一部が接触
するか分離するかが、キャップの回転状態で不定となる
場合、ブロッブ増減数の上限値及び下限値を設定する。

【００６７】次に、ブロッブ面積のマージンについて説
明する。図１６に示すように、ブロッブ面積の最大値及
び最小値にマージンを付加して、ブロッブ面積の上限値
及び下限値を設定する。なお、欠けのマージンは、正規
化後のトータル面積に対する比率で設定する。

【００６８】次に、本発明の第２実施例による印刷不良
検出を２値化画像を例にとって説明する。図１７は、文
字が印刷されたキャップを２値化して得られた画像を示
す図である。この２値化された画像から、図１８に示す
ように、独立しているパターン（ブロッブ）の個数と面
積値を求める。図１８において、ブロッブＮｏ．１から
ブロッブＮｏ．２５までの２５個のブロッブが示されて
おり、例えば、ブロッブＮｏ．１の面積は２６０６画
素、ブロッブＮｏ．２の面積は７３２画素、ブロッブＮ
ｏ．３の面積は６８０画素であることを示している。

【００６９】このブロッブＮｏ．１〜Ｎｏ．２５を、図
１９に示すように、面積順に並べ替える。そして、図２
０に示すように、各ブロッブＮｏ．１〜Ｎｏ．２５の面
積の最大値及び最小値にマージンを付加して上限値及び
下限値を求め、判定基準値と比較することにより、良品
であるか不良品であるかを判定する。

【００７０】以上説明したように、本発明の第２実施例
による外観検査装置によれば、容器印刷される文字パタ
ーンの汚れの有無を検査する場合に、カラーＣＣＤから
入力されたカラーＲＧＢ信号を、色相・彩度・明度情報
に変換し、容器色と容器印刷文字色より予め指定された
しきい値により２値化を行い、２値化画像をラベリング
し、ラベリングされた各ブロッブの面積を大きさの順に
ソーティングし、ソーティングした各ブロッブの面積を
予め良品容器のティーチングにより解析し登録した良品
容器の各ブロッブの面積の上下限値に入っているかどう
かを判定することにより、汚れの付着の有無を検査する
ことができる。

【００７１】また、容器印刷される文字パターンの欠け
の有無を検査する場合に、カラーＣＣＤから入力された
カラーＲＧＢ信号を、色相・彩度・明度情報に変換し、
容器色と容器印刷文字色より予め指定されたしきい値に
より２値化を行い、２値化画像をラベリングし、ラベリ
ングされた各ブロッブの面積をブロッブ全体面積で正規
化した後、大きさの順にソーティングし、ソーティング
した各ブロッブの面積を予め良品容器のティーチングに
より解析し登録した良品容器の各ブロッブの面積の上下
限値に入っているかどうかを判定することにより、文字
欠けの有無を検査することができる。

【００７２】次に、本発明の第３実施例による外観検査
装置を図面を参照しながら説明する。図２１は、本発明
の第３実施例による外観検査装置の概略構成を示すブロ
ック図である。この第３実施例は、パターンの重心距離
を調べることにより、キャップの印刷の見当ずれによる
印刷不良検出を行うものである。

【００７３】ここで、見当ずれとは、キャップの印刷パ
ターン全体が、キャップの印刷面からずれるものであ
る。図２１において、撮像手段２１により、例えば、ベ
ルトコンベアで搬送されてきた円形容器のキャップを撮
像する。そして、撮像手段２１により撮像された画像の
ＲＧＢ信号を変換手段２２に供給し、色相信号、彩度信
号及び明度信号に変換する。

【００７４】次に、変換手段２２により得られた色相信
号、彩度信号及び明度信号を２値化手段２３に供給し、
撮像したキャップの画像をバンド２値化する。このバン
ド２値化は、色相、彩度、明度の中で最も鮮明な２値化
パターンが得られるものを指定する。例えば、薄青樹脂
のキャップに黄インキで文字が印刷され、ベルトが黒色
の場合、図２２（ａ）に示すように、色相のヒストグラ
ムにおいて２つの山が出てくる。ここで、ベルトの成分
はないため、上限値及び下限値を樹脂とインキの成分が
入るように設定する。また、紫樹脂のキャップに黒イン
キで文字が印刷され、インキの部分が無彩色の場合、図
２２（ｂ）に示すように、樹脂の部分だけを２値化す
る。このことによって、図２２（ｃ）に示すように、樹
脂の部分が白く表示される。

【００７５】次に、２値化手段２３により２値化された
信号を抽出手段２４に供給する。この抽出手段２４は、
キャップ内の２値化パターンをラべリングする。このラ
べリングされたパターンをブロッブとして扱い、ラベル
付けされた各ブロッブの面積を計測する。

【００７６】次に、計測手段２５は、キャップの中心と
最大のブロッブ面積を持つ文字パターンの重心位置との
間の距離を計測する。ここで、キャップの中心は、２値
画像の円形の上下左右の端の位置から求める。例えば、
図２３に示すように、端から５０画素の部分を基準とし
てキャップの中心を求める。

【００７７】次に、判定手段２６は、計測手段２５によ
り求めたキャップの中心と最大のブロッブ面積を持つ文
字パターンの重心位置との間の距離が設定値範囲内に入
っているかどうかを判定し、設定値範囲外の場合を見当
ずれと判定する。

【００７８】ここで、キャップの中心と最大のブロッブ
面積を持つ文字パターンの重心位置との間の距離は、円
形キャップの場合、どのようにキャップを回転しても一
定範囲に入っていなければならない。すなわち、最も大
きなブロッブ面積を持つ文字パターンの重心位置をＢ
（ｉ，ｊ）、キャップの中心位置をＣ（ｉ，ｊ）とする
と、 √｛［Ｂ（ｉ，ｊ）］²−［Ｃ（ｉ，ｊ）］²｝≦Ｐ₀ の条件を満たす必要がある。ただしＰ₀は一定値であ
る。

【００７９】例えば、図２４（ａ）に示すように、キャ
ップの中心と最大のブロッブ面積を持つ文字パターンの
重心位置との間の距離が一定値Ｐ₀以内の場合、正常品
と判定し、キャップの中心と最大のブロッブ面積を持つ
文字パターンの重心位置との間の距離が一定値Ｐ₀以上
離れている場合、不良品と判定する。

【００８０】次に、見当ずれのマージンについて説明す
る。図２５に示すように、見当ずれの最大値及び最小値
にマージンを付加することにより、見当ずれの上限値及
び下限値を設定する。

【００８１】以上説明したように、本発明の第３実施例
による外観検査装置によれば、容器印刷される文字パタ
ーンの印刷ずれの有無を検査する場合に、カラーＣＣＤ
から入力されたカラーＲＧＢ信号を、色相・彩度・明度
情報に変換し、容器色と容器印刷文字色より予め指定さ
れたしきい値により２値化を行い、２値化画像をラベリ
ングし、ラベリングされた各ブロッブの面積のうち、最
大面積のブロッブの重心位置座標とキャップ全体の中心
位置座標と相対距離値を計測し、予め良品容器のティー
チングにより解析し登録した良品容器の最大面積のブロ
ッブの重心位置座標と円形容器全体の中心位置座標との
相対距離値の上下限値に入っているかどうかを判定する
ことにより、容器印刷される文字パターンの印刷ずれの
有無を検査することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、色相、彩度及び明度の度数分布に基づいて異種
判定を行うことにより、色の判定精度が向上し、外観検
査を正確に行うことができる。

【００８３】また、請求項２の発明によれば、所定値以
上の度数を有する範囲の高さ、位置及び幅を比較するこ
とにより、様々な色彩を有する対象の異種判定を容易に
行うことができ、外観検査を正確、且つ高速に行うこと
ができる。

【００８４】また、請求項３の発明によれば、最も高い
度数のレベルと最も低い度数のレベルとに基づいて、ノ
イズ成分を除去することにより、信号成分に影響を与え
ることなくノイズ成分のみを効率よく除去することがで
きる。

【００８５】また、請求項４の発明によれば、照明器の
照度低下により色の判定精度が劣化することを防止する
ことができる。また、請求項５の発明によれば、対象パ
ターンを面積と参照パターンの面積とを順次に比較する
ことにより、パターンの回転や位置ずれに影響されるこ
となく、対象パターンが参照パターンと一致するかどう
かの判定を正確に行うことができる。

【００８６】また、請求項６の発明によれば、ラべリン
グを用いることにより連結パターンを効率よく抽出でき
る。また、請求項７の発明によれば、連結パターンと参
照パターンの面積及び個数の比較を行うことにより、パ
ターンの回転や位置ずれに影響されることなく、被写体
に汚れが付着しているかどうかの検査を容易に行うこと
ができる。

【００８７】また、請求項８の発明によれば、連結パタ
ーンと参照パターンの規格化された面積の比較を順次に
行うことにより、パターンの回転や位置ずれに影響され
ることなく、被写体にパターンの欠落があるかどうかの
検査を容易に行うことができる。

【００８８】また、請求項９の発明によれば、重心の相
対距離を検出することにより、パターンの回転に影響さ
れることなく、被写体上のパターンの位置の判定を正確
に行うことができる。

【００８９】また、請求項１０の発明によれば、パター
ンの回転に影響されることなく、被写体上のパターンの
位置にズレがあるかどうかの検査を容易に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による外観検査装置の機能
的な構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る度数分布の例を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る度数分布の位置のマージンの設定例を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る度数分布の高さのマージンの設定例を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る度数分布の幅のマージンの設定例を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る度数分布の基準高さの設定例を示す図である。

【図７】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
るインクの量が少ないキャップの度数分布の例を示す図
である。

【図８】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る再判定処理を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第１実施例による外観検査装置におけ
る照度補正処理を説明する図である。

【図１０】本発明の第２実施例による外観検査装置の機
能的な構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける色相の度数分布の上下限値設定方法を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける明度の度数分布の上下限値設定方法を示す図であ
る。

【図１３】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける印刷不良のキャップを示す図である。

【図１４】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
けるソーティング結果を示す図である。

【図１５】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
けるブロッブ増減数のマージンの設定例を示す図であ
る。

【図１６】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
けるブロッブ面積のマージンの設定例を示す図である。

【図１７】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける２値化画像の例を示す図である。

【図１８】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける各ブロッブの面積の例を示す図である。

【図１９】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける各ブロッブの個数と各面積の例を示す図である。

【図２０】本発明の第２実施例による外観検査装置にお
ける各ブロッブの面積のマージンの設定例を示す図であ
る。

【図２１】本発明の第３実施例による外観検査装置の機
能的な構成を示すブロック図である。

【図２２】本発明の第３実施例による外観検査装置にお
ける色相の度数分布の２値化の設定方法を示す図であ
る。

【図２３】本発明の第３実施例による外観検査装置にお
ける見当ずれの例を示す図である。

【図２４】本発明の第３実施例による外観検査装置にお
ける円形キャップの中心の算出方法を示す図である。

【図２５】本発明の第３実施例による外観検査装置にお
ける見当ずれのマージンの設定例を示す図である。

【符号の説明】

１、１１、２１撮像手段２、１２、２２変換手段３演算手段４、１６記憶手段５、１７比較手段６、１８、２６判定手段１３、２３２値化手段１４、２４抽出手段１５ソーティング手段２５計測手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｂ 11/28 Ｇ０１Ｊ 3/46 ＺＧ０１Ｊ 3/46 Ｇ０１Ｎ 21/90 ＡＧ０１Ｎ 21/90 Ｂ４１Ｊ 3/00 ＢＧ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０ 15/64 ４００Ｌ 15/70 ３１０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を色相信号、彩度信号及び
明度信号に変換する変換手段と、前記色相信号、彩度信号及び明度信号に基づいて、前記
被写体の色相、彩度及び明度の度数分布を求める演算手
段と、特定の被写体の色相、彩度及び明度の度数分布を記憶す
る記憶手段と、前記演算手段により求められた度数分布と前記記憶手段
に記憶された度数分布とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記撮像手段
により撮像された被写体と前記特定の被写体とが一致す
るかどうかの判定を行う判定手段とを備えることを特徴
とする外観検査装置。
【請求項２】前記比較手段は、前記色相、彩度及び明
度の度数分布において、所定値以上の度数を有する範囲
の高さ、位置及び幅を比較することを特徴とする請求項
１に記載の外観検査装置。
【請求項３】前記比較手段は、前記色相、彩度及び明
度の度数分布における最も高い度数のレベルと最も低い
度数のレベルとに基づいて、ノイズ成分を除去する基準
線を算出するノイズ除去手段をさらに備えることを特徴
とする請求項１又は２に記載の外観検査装置。
【請求項４】前記撮像手段により基準板を予め撮像し
た時の出力信号の値と、前記被写体を撮像する前に前記
基準板を撮像した時の出力信号の値との差分に基づいて
比例換算することにより、前記撮像手段からの出力信号
を補正する照度補正手段をさらに備えることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項５】被写体の撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を色相信号、彩度信号及び
明度信号に変換する変換手段と、前記色相信号、彩度信号及び明度信号を所定の閾値と比
較することにより２値化する２値化手段と、前記２値化手段により２値化された画像から連結パター
ンを抽出する抽出手段と、前記連結パターンを面積の大きさの順に並べるソーティ
ング手段と、参照パターンの面積を記憶する記憶手段と、前記連結パターンの面積を大きさの順に前記参照パター
ンの面積と比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記撮像手段
により撮像された被写体上の連結パターンと前記参照パ
ターンとが一致するかどうかの判定を行う判定手段とを
備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項６】前記抽出手段は、ラべリングにより前記
連結パターンを抽出することを特徴とする請求項５に記
載の外観検査装置。
【請求項７】前記判定手段は、前記連結パターンの面
積が前記参照パターンの面積の所定の範囲内に入ってい
るかどうかを判定し、且つ、前記連結パターンの個数が
前記参照パターンの個数の所定の範囲内に入っているか
どうかを判定することにより、前記被写体に汚れが付着
しているかどうかの検査を行うことを特徴とする請求項
５又は６に記載の外観検査装置。
【請求項８】前記判定手段は、前記連結パターンの規
格化された面積が前記参照パターンの面積の所定の範囲
内に入っているかどうかを判定することにより、前記被
写体にパターンの欠落があるかどうの検査を行うことを
特徴とする請求項５又は６に記載の外観検査装置。
【請求項９】被写体の撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段からの出力信号を色相信号、彩度信号及び
明度信号に変換する変換手段と、前記色相信号、彩度信号及び明度信号を所定の閾値と比
較することにより２値化する２値化手段と、前記２値化手段により２値化された画像から連結パター
ンを抽出する抽出手段と、前記連結パターンのうち最大の面積を有するパターンの
重心座標と前記被写体の重心座標との相対距離を求める
計測手段と、前記相対距離に基づいて、前記被写体上のパターンの位
置の判定を行う判定手段とを備えることを特徴とする外
観検査装置。
【請求項１０】前記判定手段は、前記相対距離が所定
の範囲内に入っているかどうかを判定することにより、
前記被写体上のパターンの位置にズレがあるかどうかの
検査を行うことを特徴とする請求項９に記載の外観検査
装置。
【請求項１１】被写体の色相、彩度及び明度の度数分
布を比較することにより、撮像された被写体の同定を行
うことを特徴とする外観検査方法。