JP2019070564A - 物品検査装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 制御手段８は、第１検査光としての可視光を物品２に照射してライン式撮像手段６により物品をライン状に撮像する第１撮像動作と、第２検査光としての紫外線を物品に照射して上記ライン式撮像手段により上記物品をライン状に撮像する第２撮像動作とに切り替えて実行できるようになっている。上記制御手段は、上記第１撮像動作と第２撮像動作とを交互に実行してそれぞれ物品を複数のライン状に撮影し（画像Ａ〜Ｉ）、かつ上記第１撮像動作で得られた複数のライン状画像から可視光を照射した物品の画像（右下がりの斜線の画像）を得るとともに、上記第２撮像動作で得られた複数のライン状画像から紫外線を照射した物品の画像（右上がりの斜線の画像）を得るようになっている。【効果】 １台のライン式撮像手段で２種類の画像を得ることができる。【選択図】 図４

Description

本発明は物品検査装置に関し、より詳しくは、物品に少なくとも２種類の検査光を照射して該物品を検査するようにした物品検査装置に関する。

従来、果実などの物品に可視光を照射して該物品の外観を検査し、また当該物品に紫外線を照射して該物品の水腐れを検査するようにした物品検査装置が知られている（特許文献１）。
上記物品検査装置は、物品を搬送する搬送手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を撮像する撮像手段と、上記物品に第１検査光を照射する第１検査光照射手段と、上記物品に上記第１検査光と異なる波長の第２検査光を照射する第２検査光照射手段と、上記撮像手段、上記第１検査光照射手段及び上記第２検査光照射手段を制御して、上記第１検査光を上記物品に照射して上記撮像手段で物品を撮像する第１撮像動作と、上記第２検査光を上記物品に照射して上記撮像手段で物品を撮像する第２撮像動作とを切り替えて実行する制御手段と、を備えている。
そして上記第１撮像動作で得られた第１検査光を照射した物品、例えば可視光を照射した物品の画像から外観検査を行い、また第２撮像動作で得られた第２検査光を照射した物品、例えば紫外線を照射した物品の画像から水腐れ検査を行うことができるようになっている。

また従来、物品をライン状に撮影するライン式撮像手段を用いて物品を検査することも行われている（特許文献２）
上記物品検査装置は、物品を搬送する搬送手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を撮像するライン式撮像手段と、上記物品に第１検査光を照射する第１検査光照射手段と、上記撮像手段および上記第１検査光照射手段を制御して、上記第１検査光を上記物品に照射して上記撮像手段で物品を複数のライン状に撮像し、当該撮像動作で得られた複数のライン状画像から第１検査光を照射した物品の画像を得るようにしている。
そして複数のライン状画像から得られた物品の画像から、照射する検査光の種類に応じて、外観検査や水腐れ検査を行うことができるようになっている。

特許第５８７５１８６号公報 特許第６０３９９２３号公報

前者の物品検査装置によれば、１か所に設置した撮像手段によって２種類の検査を行うことができるので、装置全体をコンパクトに製造することができるが、上記撮像手段を構成するカメラは物品全体が露出する位置に配置しなければならず、カメラの配置位置に制約が生じていた。
他方、後者の物品検査装置によれば、ライン式撮像手段を用いているので前者の物品検査装置に比較して安価に製造することができるが、２種類の検査を行う場合には別の位置に配置した２台のライン式撮像手段でそれぞれ物品の撮影を行う必要があり、装置の全長が長くなるという欠点があった。
本発明はそのような事情に鑑み、ライン式撮像手段を用いて２種類以上の検査を行う場合でも、装置全体をコンパクトに製造することができる物品検査装置を提供するものである。

請求項１の発明は、物品を搬送する搬送手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を撮像する撮像手段と、上記物品に第１検査光を照射する第１検査光照射手段と、上記物品に上記第１検査光と異なる波長の第２検査光を照射する第２検査光照射手段と、上記撮像手段、上記第１検査光照射手段及び上記第２検査光照射手段を制御して、上記第１検査光を上記物品に照射して上記物品を撮像する第１撮像動作と、上記第２検査光を上記物品に照射して上記物品を撮像する第２撮像動作とを切り替えて実行する制御手段と、を備えた物品検査装置において、
上記撮像手段を、上記物品をライン状に撮影するライン式撮像手段から構成し、上記制御手段は、上記第１撮像動作と第２撮像動作とを交互に実行してそれぞれ物品を複数のライン状に撮影し、かつ上記第１撮像動作で得られた複数のライン状画像から第１検査光を照射した物品の画像を得るとともに、上記第２撮像動作で得られた複数のライン状画像から第２検査光を照射した物品の画像を得ることを特徴とするものである。

本発明によれば、１台のライン式撮像手段に第１撮像動作と第２撮像動作とを行わせ、第１撮像動作で得られた複数のライン状画像から第１検査光を照射した物品の画像を得るとともに、上記第２撮像動作で得られた複数のライン状画像から第２検査光を照射した物品の画像を得ることができるので、従来のように２台のライン式撮像手段を別個の位置に設ける必要がなく、装置全体をコンパクトかつ安価に製造することができる。また、ライン式撮像手段の配置位置の自由度が高いという利点もある。

本発明の実施例を示す平面図 図１の側面図 図２の要部の拡大側面図 （ａ）〜（ｈ）はライン式撮像手段６による撮影順ごとの撮影箇所を説明する図

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、図２において、物品検査装置１は、検査すべき物品２を搬送する搬送手段３の搬送方向に沿って、例えば柑橘系の農産物である物品２の底部を計測する底部計測装置４と、底部計測装置４の搬送方向下流側で物品２の底部以外の全外観を上方から計測する上部計測装置５とを備えている
上記底部計測装置４は、上記物品２の底部をライン状に撮影する１台のライン式撮像手段６を備えており、後に詳述するように１台のライン式撮像手段６によって第１検査光としての可視光を照射した物品の画像を得るとともに、第２検査光としての紫外線を照射した物品の画像を得ることができるようになっている。そして上記可視光を照射した物品の画像によって該物品２の底部の外観検査を行うことができ、また紫外線を照射した物品の画像によって水腐れや生傷の検査を行うことができるようになっている。

上部計測装置５は、上記物品２の全体を上方から撮影するカメラなどの撮像手段７を備えており、該撮像手段７により可視光を照射した物品の画像を得て、上述したように物品２の底部以外の全外観を計測することができるようになっている。
なお、上部計測装置５は物品２の上面を撮影する撮像手段とともに、物品の側面の全面を撮影する複数の撮像手段を備えていてもよい。
上記底部計測装置４と上部計測装置５からの信号は制御手段８に入力されるようになっており、該制御手段８によって物品２の等階級が判定されるようになっている。
そして上記搬送手段３の上部計測装置５よりも下流側に等階級ごとに複数の引き出しコンベヤ９が設けられており、等階級判定済みの物品２が対応する等階級の排出装置１０の位置に到達すると、対応する等階級の引き出しコンベヤ９に排出されるようになっている。

上記搬送手段３は、図示実施例では上流側から下流側にかけて順次配置した第１ベルトコンベヤ３Ａ、第２ベルトコンベヤ３ＢおよびＰＫコンベヤ３Ｃから構成してあり、上流側の第１ベルトコンベヤ３Ａと下流側の第２ベルトコンベヤ３Ｂとの間に物品２よりも小さな幅の隙間δを形成してある。
これにより、第１ベルトコンベヤ３Ａ上を搬送される物品２が第２ベルトコンベヤ３Ｂに乗り移る際に、上記隙間δを介して物品２の底部が底部計測装置４を構成するライン式撮像手段６によって撮影されるようになっている。
また上記ＰＫコンベヤ３Ｃは、水平方向に回転軸を有する駆動スプロケット（不図示）と従動スプロケット１１（図２）に掛け回された無端チェーンにピアノ鍵盤状の複数のトレー１２（図１）を傾倒可能に取り付けた構成を有しており、第２ベルトコンベヤ３Ｂから供給される物品２は水平姿勢に保持された連続する複数のトレー１２に載置されて搬送されるようになっている。そして物品２が該当する仕分け区分の排出装置１０に到達すると、物品２が載置される複数のトレー１２が水平姿勢の保持位置から傾動し、載置している物品２が該当する仕分け区分の引き出しコンベヤ９に落下排出されるようになる。

上記ライン式撮像手段６は例えば複数の受光素子を配列したＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等で構成されており、一例として、物品２の進行方向に沿って１０個（１０ピクセル）、進行方向と直交する方向に沿って３００個（３００ピクセル）の受光素子を行列状に配置してある。それにより搬送方向に沿った視野の長さが数ｍｍ程度、コンベヤ３Ａ、３Ｂの幅方向に沿った視野の長さが当該コンベヤ幅とほぼ同等の数十ｃｍ程度が得られるようにしてある。
図３に示すように、上記ライン式撮像手段６は真上に向けて配置してあり、それによって上記間隙δを通過する物品２の底部を真下から撮影することができるようになっている。
ライン式撮像手段６と上記間隙δとの間の光軸上には選択的反射ミラー又はプリズム１５を配置してあり、さらに該プリズム１５の側部に検査光照射手段１６を設けてある。
上記検査光照射手段１６は、図示しないが第１検査光としての可視光を照射する多数の白色ＬＥＤ球と、第２検査光としての紫外線を照射する多数のＵＶＬＥＤ球とを交互に均一に配置した構成を有しており、上記制御手段８によって全ての白色ＬＥＤ球が通電された際には白色の可視光を照射し、また全てのＵＶＬＥＤ球が通電された際には紫外線を照射することができるようになっている。
つまり本実施例では、検査光照射手段１６を構成する多数の白色ＬＥＤ球によって第１検査光としての可視光を照射する第１検査光照射手段が構成されるとともに、検査光照射手段１６を構成する多数のＵＶＬＥＤ球によって第２検査光としての紫外線を照射する第２検査光照射手段が構成されていることになる。
そして上記検査光照射手段１６から照射された可視光又は紫外線は、上記プリズム１５を介して間隙δを通過する物品２の底部に照射され、その状態で物品２の底部がライン式撮像手段６によって撮影されるようになる。
なお、上記第１検査光としての可視光を照射する多数の白色ＬＥＤ球と、第２検査光としての紫外線を照射する多数のＵＶＬＥＤ球とを別個の構成として２か所に配置するようにしてもよいことは勿論である。

上記検査光照射手段１６とライン式撮像手段６とは上記制御手段８によって制御されるようになっている。
また上記制御手段８には、第１ベルトコンベヤ３Ａによって搬送される物品２の有無を検出する検出手段１７と、該第１ベルトコンベヤ３Ａに設けたエンコーダ１８からの信号が入力されるようになっており、制御手段８は上記検出手段１７とエンコーダ１８からの信号によって第１ベルトコンベヤ３Ａによって搬送される物品２の搬送位置を検出することができるようになっている。
そして上記物品２が上記間隙δ上を搬送される際に、制御手段８は上記ライン式撮像手段６と検査光照射手段１６とを制御し、検査光照射手段１６により第１検査光としての可視光を物品２の底部に照射した状態でライン式撮像手段６を制御して可視光が照射された物品２の底部を撮影する第１撮像動作と、検査光照射手段１６により第２検査光としての紫外線を物品２の底部に照射した状態でライン式撮像手段６を制御して紫外線が照射された物品２の底部を撮影する第２撮像動作とを交互に切換えて実行することができるようになっている。

図４（ａ）〜図４（ｈ）は物品２の撮影の順番を示した図で、制御手段８は上記検出手段１７とエンコーダ１８からの信号によって撮影開始タイミングを設定し、先ず図４（ａ）に示すように、第１撮像動作により可視光を物品２の底部に照射した状態でライン式撮像手段６によりライン状の画像Ａを得る。画像Ａは、例えば物品２の進行方向に１０ピクセル（５ｍｍ）の幅と、進行方向と直交する方向に３００ピクセル（１５０ｍｍ）の長さとを有しており、最初の画像Ａは画像Ａの中心Ｏよりも左側の範囲で物品２の第１番目（先端部）ａの画像が得られるように設定してある。
また同図において、物品２の第１番目ａの部分における右下がりの斜線は、可視光が物品２に向けて照射された状態で撮影された物品の範囲を示している。

可視光による上記物品２の第１番目ａの撮影が終了し、上記エンコーダ１８により物品２が５ピクセル分だけ、つまり上記画像Ａの半分の幅分だけ前進されたことが検出されると、制御手段８は図４（ｂ）に示すように物品２に照射する光を紫外線に切換え、第２撮像動作で紫外線を物品２の底部に照射した状態でライン式撮像手段６によりライン状の画像Ｂを得る。
当該画像Ｂも上記画像Ａと同一の幅と長さとを有しており、当該画像Ｂは画像Ｂの中心Ｏよりも右側の範囲で物品２の上記第１番目ａの画像が得られ、中心Ｏよりも左側の範囲で物品２の第２番目ｂの画像が得られるようになる。
同図において、物品２の第１番目ａの部分と第２番目ｂの部分における右上がりの斜線は、紫外線が物品２に向けて照射された状態で撮影された物品の範囲を示している。

紫外線による上記物品２の第１番目ａと第２番目ｂの撮影が終了し、上記エンコーダ１８により物品２が５ピクセル分だけ前進されたことが検出されると、制御手段８は図４（ｃ）に示すように物品２に照射する光を可視光に切換え、第１撮像動作で可視光を物品２の底部に照射した状態でライン式撮像手段６によりライン状の画像Ｃを得る。
当該画像Ｃは画像Ｃの中心Ｏよりも右側の範囲で物品２の上記第２番目ｂの画像が得られ、中心Ｏよりも左側の範囲で物品２の第３番目ｃの画像が得られるようになる。
以下の全てのライン状の画像が得られた後の制御手段８による画像処理によるものであるが、上記図４（ａ）で得られた可視光による第１番目ａの画像と、図４（ｃ）で得られた可視光による第２番目ｂおよび第３番目ｃの画像とを繋ぎ合わせれば、可視光を照射した状態における物品２の第１番目ａ〜第３番目ｃの底部の連続した画像が得られることになる。

上記可視光による物品２の撮影が終了し、上記エンコーダ１８により物品２が５ピクセル分だけ前進されたことが検出されると、制御手段８は図４（ｄ）に示すように物品２に照射する光を紫外線に切換え、第２撮像動作で紫外線を物品２の底部に照射した状態でライン式撮像手段６によりライン状の画像Ｄを得る。
当該画像Ｄは画像Ｄの中心Ｏよりも右側の範囲で物品２の上記第３番目ｃの画像が得られ、中心Ｏよりも左側の範囲で物品２の第４番目ｄの画像が得られるようになる。
したがって上記図４（ｂ）で得られた紫外線による第１番目ａと第２番目ｂの画像と、図４（ｄ）で得られた紫外線による第３番目ｃと第４番目ｄの画像とを繋ぎ合わせれば、紫外線を照射した状態における物品２の第１番目ａ〜第４番目ｄの底部の連続した画像が得られることになる。
以後同様にして、物品２が５ピクセル分だけ前進される度に第１撮像動作と第２撮像動作とに切換えながら順次画像Ｅ（図４（ｅ））、画像Ｆ（図４（ｆ））、画像Ｇ（図４（ｇ））、画像Ｈ（図４（ｈ））および画像Ｉ（図４（ｉ））を得る。

上述した撮影が終了すると、制御手段８は１つおきの画像Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｉを繋ぎ合わせて可視光によって撮影した物品２の底部全体の画像（第１番目ａ〜第８番目ｈの連続画像）を得るとともに、画像Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈを繋ぎ合わせて紫外線によって撮影した物品２の底部全体の画像（同様に第１番目ａ〜第８番目ｈの連続画像）を得る。
そして制御手段８は、可視光を照射したことによって得られた物品２の底部全体の画像から当該物品２の外観検査を行い、また紫外線を照射したことによって得られた物品２の底部全体の画像から当該物品２の水腐れ検査を行い、それらの検査結果に基づいて等階級判定を行うようになる。

なお、上記実施例ではライン式撮像手段６によって物品２の底部を撮影するようにしているが、物品２の底部に限定されるものではないことは勿論である。
また上記実施例では可視光によって物品を撮影する際には紫外線の照射を停止しているが、紫外線を照射したまま可視光も物品に照射して第１撮像動作を行わせるようにしてもよい。つまりこの場合、第１撮像動作では紫外線と可視光とを物品に照射することになり、また第２撮像動作では紫外線のみを物品に照射することになる。
さらに、第１撮像動作と第２撮像動作に第３撮像動作を追加し、可視光、紫外線、近赤外線と３つの波長の光に切り替えて物品２を撮影することも可能である。
また、上記実施例では繋ぎ合わせて得られた連続画像は物品２の底部全体が正確に得られる画像となっているが、これに限定されるわけではない。例えば上記実施例に即していえば物品が４ピクセル前進されるごとに第１撮像動作と第２撮像動作とに切換えながら画像を得るようにしてもよい。この場合には繋ぎ合わせて得られる連続画像は物品２の底部が一部重複した画像となるが、物品の良否検査に悪影響を与えない限り問題とはならない。このことは、例えば物品が６ピクセル前進されるごとに第１撮像動作と第２撮像動作とに切換えながら画像を得るようにした場合でも同様である。

１ 物品検査装置 ２ 物品
３ 搬送手段 ４ 底部計測装置
５ 上部計測装置 ６ ライン式撮像手段
８ 制御手段 １５ プリズム
１６ 検査光照射手段 δ 間隙

Claims (3)

1. 物品を搬送する搬送手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を撮像する撮像手段と、上記物品に第１検査光を照射する第１検査光照射手段と、上記物品に上記第１検査光と異なる波長の第２検査光を照射する第２検査光照射手段と、上記撮像手段、上記第１検査光照射手段及び上記第２検査光照射手段を制御して、上記第１検査光を上記物品に照射して上記物品を撮像する第１撮像動作と、上記第２検査光を上記物品に照射して上記物品を撮像する第２撮像動作とを切り替えて実行する制御手段と、を備えた物品検査装置において、
   上記撮像手段を、上記物品をライン状に撮影するライン式撮像手段から構成し、上記制御手段は、上記第１撮像動作と第２撮像動作とを交互に実行してそれぞれ物品を複数のライン状に撮影し、かつ上記第１撮像動作で得られた複数のライン状画像から第１検査光を照射した物品の画像を得るとともに、上記第２撮像動作で得られた複数のライン状画像から第２検査光を照射した物品の画像を得ることを特徴とする物品検査装置。
2. 上記ライン式撮像手段は所定の幅と長さとで物品をライン状に撮影するようになっており、上記制御装置は、上記物品がライン式撮像手段に対して上記所定の幅の１／２だけ移動される毎に上記第１撮像動作と第２撮像動作とを交互に実行することを特徴とする請求項１に記載の物品検査装置。
3. 上記搬送手段は物品よりも小さな幅の隙間を有しており、上記ライン式撮像手段は上記間隙を介して物品の底部を撮影するようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の物品検査装置。

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