JP7032633B2 - Goods inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は物品検査装置に関し、より詳しくは、物品の反射画像と透過画像を撮影して物品の検査を行う物品検査装置に関する。 The present invention relates to an article inspection device, and more particularly to an article inspection device that inspects an article by taking a reflection image and a transmission image of the article.
従来、物品の反射画像と透過画像を撮影する物品検査装置として、特許文献1に開示される検査装置が知られている。この検査装置では、農産物の搬送路の上方に投光器と撮像器を備えた外部検査部と、搬送路の下方に投光器、上方に農産物を透過した透過光を受光する受光器を備えた内部検査部を備えて構成されている。 Conventionally, an inspection device disclosed in Patent Document 1 is known as an article inspection device that captures a reflected image and a transmitted image of an article. In this inspection device, an external inspection unit equipped with a floodlight and an imager above the transport path for agricultural products, and an internal inspection unit equipped with a floodlight below the transport path and a light receiver that receives the transmitted light transmitted through the agricultural products above. It is configured with.
ところで、アサリやシジミなどの二枚貝を充填した透明なパック包装品の検査においては、パック内の石や木等の異物の混入を検査するとともに、貝の内部について砂泥等の異物の混入を検査している。この場合、特許文献1の検査装置を用いて、外部検査部でパック内の異物を、内部検査部で貝の内部の異物を検出することができる。
しかしながら、特許文献1の検査装置によれば、外部検査部では搬送路上のパック包装品を上方からしか撮影できないため、異物が貝に埋もれている場合は発見することができない。また、内部検査部では検査光を貝の下方側に照射し、上方へ透過する透過光を受光するようになるが、検査光は貝の内部で散乱して透過するため、二枚貝の下方側の貝の内側に異物の砂泥が付着している場合は、砂泥の影を明瞭に観察することができなかった。
そこで検査精度を高めるために、一度検査を行った後で上下を反転させて再度検査を行うようにするか、外部検査部として搬送路の下方に撮像器と投光器を設けた第2の外部検査部を設けるとともに、内部検査部として搬送路の上方に投光器、下方に受光器を設けた第2の内部検査部を設けることが考えられるが、再度検査を行う場合は手間が掛かるとともに検査時間が長引くという問題があり、それぞれ第2の検査部を設ける場合は、搬送路上に合計で4つの検査部を配置することになり、それぞれに撮像器や投光器および受光器を準備しなければならず装置がコスト高となるとともに、搬送路が長くなり装置の設置スペースが制限されるという問題があった。
By the way, in the inspection of transparent packed packages filled with bivalves such as clams and freshwater clams, foreign substances such as stones and trees are inspected in the pack, and foreign substances such as sand mud are inspected inside the shells. is doing. In this case, using the inspection device of Patent Document 1, the external inspection unit can detect the foreign matter in the pack, and the internal inspection unit can detect the foreign matter inside the shellfish.
However, according to the inspection device of Patent Document 1, since the external inspection unit can photograph the packed package on the transport path only from above, it cannot find the foreign matter buried in the shellfish. In addition, the internal inspection unit irradiates the lower side of the shell with the inspection light and receives the transmitted light transmitted upward, but since the inspection light is scattered and transmitted inside the shell, it is on the lower side of the bivalve. When foreign matter sand mud adhered to the inside of the shell, the shadow of the sand mud could not be clearly observed.
Therefore, in order to improve the inspection accuracy, either the inspection is performed once and then the inspection is performed again by turning it upside down, or the second external inspection is provided with an imager and a floodlight below the transport path as an external inspection unit. It is conceivable to provide a second internal inspection unit with a floodlight above the transport path and a light receiver below as an internal inspection unit, but it takes time and effort to perform the inspection again. There is a problem of prolongation, and if a second inspection unit is provided for each, a total of four inspection units will be arranged on the transport path, and an imager, a floodlight, and a receiver must be prepared for each device. However, there is a problem that the cost becomes high, the transport path becomes long, and the installation space of the device is limited.
上述した事情に鑑み、本発明は、物品に検査光を照射して物品の反射画像と透過画像を撮影し、これら画像に基づいて物品の検査を行う物品検査装置において、
物品を一定速度で搬送する搬送手段と、該搬送手段の搬送路中に設けた撮影領域を挟んだ一方に配置されて、物品に検査光を照射する第1照明手段および物品を撮影する第1撮像手段と、上記撮影領域を挟んだ他方に配置されて、物品に検査光を照射する第2照明手段および物品を撮影する第2撮像手段と、上記第1照明手段および第2照明手段の点灯動作ならびに上記第1撮像手段および第2撮像手段の撮影動作を制御する制御手段とを備え、
上記第1撮像手段および第2撮像手段は、上記撮影領域に設定された上記搬送手段の搬送方向と交差する帯状の検査範囲の画像を撮影するようになっており、
上記制御手段は、物品が上記帯状の検査範囲の幅の半分の長さを搬送される毎に、第1照明手段と第2照明手段を切り替えて交互に点灯させて、第1照明手段の点灯時には第1撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第2撮像手段で物品の透過画像を撮影し、また、第2照明手段の点灯時には第2撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第1撮像手段で物品の透過画像を撮影し、第1撮像手段および第2撮像手段による物品の連続する反射画像および透過画像を保存するようにしたものである。
In view of the above circumstances, the present invention relates to an article inspection device that irradiates an article with inspection light, captures a reflected image and a transmitted image of the article, and inspects the article based on these images.
A first lighting means for irradiating an article with inspection light and a first for photographing the article, which are arranged on one side of a transport means for transporting the article at a constant speed and a photographing region provided in the transport path of the transport means. Lighting of the image pickup means, the second lighting means for irradiating the article with inspection light, the second image pickup means for photographing the article, and the first lighting means and the second lighting means arranged on the other side of the photographing area. It is provided with a control means for controlling the operation and the photographing operation of the first imaging means and the second imaging means.
The first imaging means and the second imaging means are adapted to capture images in a strip-shaped inspection range that intersects the conveying direction of the conveying means set in the photographing area.
The control means switches between the first lighting means and the second lighting means and turns on the first lighting means alternately every time the article is conveyed for half the width of the band-shaped inspection range, so that the first lighting means is turned on. Occasionally, the first imaging means captures a reflected image of the article, the second imaging means captures a transmitted image of the article, and when the second lighting means is lit, the second imaging means captures a reflected image of the article. A transmission image of an article is taken by one imaging means, and a continuous reflection image and a transmission image of the article by the first imaging means and the second imaging means are stored .
本発明によれば、物品の一方側と他方側を対象とした反射画像と透過画像を、共通の撮影領域で撮影することが可能となり、検査時間および装置のコストならびに設置スペースを抑制しながら、検査精度の高い物品検査装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to capture a reflection image and a transmission image targeting one side and the other side of an article in a common imaging area, while suppressing inspection time, equipment cost, and installation space. It is possible to provide an article inspection device with high inspection accuracy.
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1において1は物品検査装置であり、この物品検査装置1は、物品2に検査光を照射して反射画像と透過画像を撮影し、これら画像に基づいて物品2の良否を検査するようになっている。本実施例において物品2は、内容物2aとしてアサリやシジミ等の二枚貝を収容した透明なパック包装品であり、反射画像による外部検査により貝と石や木等の異物の判別を行い、透過画像による内部検査により貝の内部の砂泥等の異物の混入を検出するようになっている。
物品検査装置1は、物品2を載置して搬送する搬送手段3を備え、この搬送手段3は上流側の第1コンベヤ3Aと下流側の第2コンベヤ3Bからなり、これらの作動は制御手段4によって制御されるようになっている。両コンベヤ3A,3Bは物品2を載置する搬送面が等しい高さとなるように直列に配置されており、物品2は順次第1コンベヤ3A上に供給されるようになっている。両コンベヤ3A,3Bは同じ一定速度で同一方向に走行されており、第1コンベヤ3Aによって搬送される物品2は、その下流端から第2コンベヤ3Bの上流端に受け渡された後、第2コンベヤ3Bによって下流側へ搬送されるようになっている。
第1コンベヤ3Aと第2コンベヤ3Bとの境界部分、つまり、両コンベヤ3A、3Bの間には物品2の安定搬送を阻害しない程度の間隙5が設けられており、この間隙5の上方の物品2が通過する箇所を撮影領域Pとしている。
Hereinafter, the present invention will be described with respect to the illustrated examples. In FIG. 1, 1 is an article inspection device, and the article inspection device 1 irradiates an
The article inspection device 1 includes a conveying means 3 on which the
A
撮影領域Pには搬送手段3を挟んだ下方側に下方撮像ユニット11が設けられ、上方側に上方撮像ユニット12が設けられている。
下方撮像ユニット11は、搬送手段3の下方側に光軸Oを上方の間隙5に向けて配置された第1撮像手段としての下方カメラ6と、この下方カメラ6と間隙5との間に配置された第1照明手段としての下方同軸落射照明16とを備えて構成され、上方撮像ユニット12は、搬送手段3の上方側に光軸Oを下方の間隙5に向けて配置された第2撮像手段としての上方カメラ7と、この上方カメラ7と間隙5の間に配置された第2照明手段としての上方同軸落射照明17とを備えて構成されている。
下方カメラ6および上方カメラ7はいずれもCCDカメラからなり、下方カメラ6は間隙5を通過する物品2を下方から、上方カメラ7は上方から撮影するようになっており、これら下方カメラ6および上方カメラ7の光軸Oは等しく、搬送手段3の搬送面の垂直軸上に下方カメラ6と上方カメラ7が位置している。
また、下方同軸落射照明16および上方同軸落射照明17は、いずれも近赤外線領域の検査光を発光するLEDからなる照明器16A、17Aと、ハーフミラーやビームスプリッタ等の光学素子16B、17Bを備えて構成され、照明器16A、17Aは下方カメラ6と上方カメラ7を結ぶ光軸Oに対して直交する方向から検査光を発光し、光学素子16B、17Bは下方カメラ6と上方カメラ7を結ぶ光軸O上に配置されて、照明器16A、17Aから発光される検査光を下方カメラ6と上方カメラ7の光軸Oと同軸で、物品2に向けて照射するようになっている。
In the photographing region P, a lower
The lower
Both the
Further, the lower coaxial epi-
このような構成により、下方同軸落射照明16の照明器16Aを点灯させると、光学素子16Bにより反射された検査光が間隙5を介して物品2の下面に照射され、物品2で反射した反射光が光学素子16Bを通過して下方カメラ6に入光し、物品2の下面反射画像として撮影される。また、物品2を透過した透過光は、上方同軸落射照明17の光学素子17Bを通過して上方カメラ7に入光し、物品2の下方から上方へ検査光が透過した上方透過画像として撮影される。続いて、照明器16Aを消灯し、上方同軸落射照明17の照明器17Aを点灯させると、光学素子17Bにより反射された検査光が物品2の上面に照射され、物品2で反射した反射光が光学素子17Bを通過して上方カメラ7に入光し、物品2の上面反射画像として撮影される。また、物品2を透過した透過光は、下方同軸落射照明16の光学素子16Bを通過して下方カメラ6に入光し、物品2の上方から下方へ検査光が透過した下方透過画像として撮影される。
With such a configuration, when the
これら下方同軸落射照明16および上方同軸落射照明17の点灯動作、ならびに下方カメラ6および上方カメラ7の撮影動作、および上記第1コンベヤ3A、第2コンベヤ3Bから構成される搬送手段3の作動は、コンピュータからなる制御手段4によって制御されるようになっている。また、撮影領域Pの上流側となる第1コンベヤ3Aには、搬送される物品2を検出する検出センサ19が配置されており、物品2の検出信号を制御手段4に出力するようになっており、制御手段4はこの検出信号に基づいて物品2が撮影領域Pに到達するタイミングを計って点灯動作ならびに撮影動作を開始する。
制御手段4には、下方カメラ6および上方カメラ7が撮影した反射画像および透過画像に基づいて、物品2の良否を判定する画像処理判定部4Aが備えられている。この画像処理判定部4Aは画像処理プログラムからなり、取り込んだ反射画像および透過画像の画素データを解析し、明るさや形状を把握して正常な内容物2aと石や木、砂泥等の異物を判別して、物品2の良否を判定するようになっている。
The lighting operation of the lower coaxial epi-
The control means 4 is provided with an image
以下において、図2を用いて制御手段4による第1照明手段および第2照明手段の点灯動作、第1撮像手段および第2撮像手段の撮影動作、画像処理判定部4Aによる画像処理について説明する。
図2は撮影領域Pを上方から見た状態を模式的に示しており、パック包装品等の物品2が間隙5を越えて第1コンベヤ3Aから第2コンベヤ3Bへ乗り移る状態を表している。本実施例では、ベルトコンベヤのような物品2を搬送面上に載置させて搬送する搬送手段3を用いて物品2を順次搬送しながら撮影するよう構成しており、物品2を上方のみならず下方からも撮影するために、搬送手段3を第1コンベヤ3Aと第2コンベヤ3Bに分割して間隙5を形成し、この間隙5を挟んで下方カメラ6と上方カメラ7を設けて、下方カメラ6により物品2を下方からも撮影できるようにしている。そして、上記間隙5の幅よりも狭い幅で、第1コンベヤ3Aおよび第2コンベヤ3Bの搬送方向と直交(直角に交差)する帯状の検査範囲Iを設定して、下方に位置する下方カメラ6および上方に位置する上方カメラ7においては、この検査範囲Iにおいて画像を撮影するようになっている。
Hereinafter, the lighting operation of the first lighting means and the second lighting means by the control means 4, the shooting operation of the first image pickup means and the second image pickup means, and the image processing by the image
FIG. 2 schematically shows a state in which the photographing region P is viewed from above, and shows a state in which an
まず、図2(a)の状態で、下方同軸落射照明16を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ6および上方カメラ7で同時に撮影を行う。本実施例では間隙5の幅を10mmとしており、下方カメラ6および上方カメラ7の視野には第1コンベヤ3Aおよび第2コンベヤ3Bが含まれている。下方カメラ6の下面反射画像データと上方カメラ7の上方透過画像データは、画像処理判定部4Aに取り込まれるようになっており、取り込まれた画像データにおいて帯状の検査範囲Iに該当する範囲の画素を抽出する。本実施例では、下方カメラ6および上方カメラ7とも解像度を0.5mm/pixとしており、帯状の検査範囲Iの搬送方向の幅Wを5mm(10ピクセル)として撮影しており、図2(a)の状態では物品2の先端部分が帯状の検査範囲Iの幅Wの半分まで差し掛かっている。
First, in the state of FIG. 2A, the lower coaxial epi-
次に、図2(b)の状態で、下方同軸落射照明16は消灯し、上方同軸落射照明17を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ6および上方カメラ7で同時に撮影を行う。この状態では、(a)の状態から物品2が帯状の検査範囲Iの幅Wの半分に相当する長さを搬送された状態を示しており、本実施例では(a)の状態から2.5mm搬送されている。すなわち、本実施例においては、物品2が2.5mm搬送される毎に、第1照明手段である下方同軸落射照明16と第2照明手段である上方同軸落射照明17の点灯を切り替えるようになっている。なお、本実施例においては、搬送手段3の速度を30m/min(500mm/sec)に設定しており、物品2が帯状の検査範囲Iの幅Wを搬送される時間は0.01secとなることから、その半分の0.005sec毎に第1照明手段と第2照明手段の点灯を切り替えている。このような図2(b)の状態では、下方カメラ6の下方透過画像データと上方カメラ7の上面反射画像データが、画像処理判定部4Aに取り込まれる。
Next, in the state of FIG. 2B, the lower coaxial epi-
続いて、図2(c)の状態で、上方同軸落射照明17は消灯し、再び下方同軸落射照明16を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ6および上方カメラ7で同時に撮影を行う。この状態では、物品2は(b)の状態からさらに帯状の検査範囲Iの幅Wの半分に相当する長さ(2.5mm)を搬送され、(a)の状態からは帯状の検査範囲Iの幅Wに相当する長さ(5mm)を搬送された状態を示している。この状態では、下方カメラ6の下面反射画像データと上方カメラ7の上方透過画像データが、画像処理判定部4Aに取り込まれる。すなわち、(c)の状態で撮影される下面反射画像と上方透過画像は、(a)の状態で撮影した下面反射画像と上方透過画像と連続性を有している。
Subsequently, in the state of FIG. 2C, the upper coaxial epi-
さらに、図2(d)の状態で、下方同軸落射照明16は消灯し、再び上方同軸落射照明17を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ6および上方カメラ7で同時に撮影を行う。この状態では、物品2は(c)の状態からさらに帯状の検査範囲Iの幅Wの半分に相当する長さ(2.5mm)を搬送され、(b)の状態からは帯状の検査範囲Iの幅Wに相当する長さ(5mm)を搬送された状態を示している。この状態では、下方カメラ6の下方透過画像データと上方カメラ7の上面反射画像データが、画像処理判定部4Aに取り込まれる。すなわち、(d)の状態で撮影される下方透過画像と上面反射画像は、(b)の状態で撮影した下方透過画像と上面反射画像と連続性を有している。
以降、物品2が帯状の検査範囲Iの幅Wの半分に相当する長さ(2.5mm)を搬送される毎に、第1照明手段である下方同軸落射照明16と第2照明手段である上方同軸落射照明17を切り替えて交互に点灯させて、点灯する毎に下方カメラ6および上方カメラ7により物品2を同時に撮影する。これにより、図2(a)、(c)のように下方同軸落射照明16を点灯させて撮影される、下面反射画像および上方透過画像の連続する画像データが制御手段4に保存されるとともに、図2(b)、(d)のように上方同軸落射照明17を点灯させて撮影される、下方透過画像および上面反射画像の連続する画像データが制御手段4に保存される。これら下面反射画像、上方透過画像、下方透過画像、上面反射画像の連続する画像データにより、物品2の全体について外部検査と内部検査を行うことが可能となり、画像処理判定部4Aにより物品2の良否が判定され、不良品が検出されるとその旨が表示部14に表示されるとともに、第2コンベヤ3Bの下流部に設けたリジェクト機構15が作動して、該当する物品2を第2コンベヤ3Bから排除する。
本実施例によれば、検査時間および装置のコストならびに設置スペースを抑制しながら、検査精度の高い物品検査装置1を提供することができる。
なお、本実施例においては、検査対象の物品として内容物としてアサリやシジミ等の二枚貝を充填したパック包装品を想定しているが、検査対象としてはこれに限定されることはなく、検査画像として下面反射画像、上方透過画像、下方透過画像、上面反射画像が必要となる検査全般を対象とすることができる。
Further, in the state of FIG. 2D, the lower coaxial epi-
After that, every time the
According to this embodiment, it is possible to provide an article inspection device 1 with high inspection accuracy while suppressing inspection time, cost of the device, and installation space.
In this embodiment, it is assumed that the article to be inspected is a packed package filled with bivalves such as lajonkairia lajonii and clams as the content, but the inspection target is not limited to this, and the inspection image is not limited to this. It is possible to cover all inspections that require a bottom reflection image, an upper transmission image, a lower transmission image, and a top reflection image.
1‥物品検査装置
2‥物品
3‥搬送手段
4‥制御手段
6‥下方カメラ(第1撮像手段)
7‥上方カメラ(第2撮像手段)
16‥下方同軸落射照明(第1照明手段)
17‥上方同軸落射照明(第2照明手段)
P‥撮影領域
1 ‥
7 ... Upper camera (second imaging means)
16 ‥ Lower coaxial epi-illumination (first lighting means)
17 ‥ Upper coaxial epi-illumination (second lighting means)
P ... Shooting area
Claims (3)
物品を一定速度で搬送する搬送手段と、該搬送手段の搬送路中に設けた撮影領域を挟んだ一方に配置されて、物品に検査光を照射する第1照明手段および物品を撮影する第1撮像手段と、上記撮影領域を挟んだ他方に配置されて、物品に検査光を照射する第2照明手段および物品を撮影する第2撮像手段と、上記第1照明手段および第2照明手段の点灯動作ならびに上記第1撮像手段および第2撮像手段の撮影動作を制御する制御手段とを備え、
上記第1撮像手段および第2撮像手段は、上記撮影領域において設定された上記搬送手段の搬送方向と交差する帯状の検査範囲の画像を撮影するようになっており、
上記制御手段は、物品が上記帯状の検査範囲の幅の半分の長さを搬送される毎に、第1照明手段と第2照明手段を切り替えて交互に点灯させて、第1照明手段の点灯時には第1撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第2撮像手段で物品の透過画像を撮影し、また、第2照明手段の点灯時には第2撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第1撮像手段で物品の透過画像を撮影し、第1撮像手段および第2撮像手段による物品の連続する反射画像および透過画像を保存することを特徴とする物品検査装置。 In an article inspection device that irradiates an article with inspection light, captures a reflected image and a transmitted image of the article, and inspects the article based on these images.
A first lighting means for irradiating an article with inspection light and a first for photographing the article, which are arranged on one side of a transport means for transporting the article at a constant speed and a photographing region provided in the transport path of the transport means. Lighting of the image pickup means, the second lighting means for irradiating the article with inspection light, the second image pickup means for photographing the article, and the first lighting means and the second lighting means arranged on the other side of the photographing area. It is provided with a control means for controlling the operation and the photographing operation of the first imaging means and the second imaging means.
The first imaging means and the second imaging means are adapted to capture images in a strip-shaped inspection range that intersects the transport direction of the transport means set in the shooting region.
The control means switches between the first lighting means and the second lighting means and turns on the first lighting means alternately every time the article is conveyed for half the width of the band-shaped inspection range, so that the first lighting means is turned on. Occasionally, the first imaging means captures a reflected image of the article, the second imaging means captures a transmitted image of the article, and when the second lighting means is lit, the second imaging means captures a reflected image of the article. 1 An article inspection apparatus characterized in that a transmission image of an article is taken by an imaging means, and a continuous reflection image and a transmission image of the article by the first imaging means and the second imaging means are stored .
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