JPH0743779U - 物体の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台のセンサーカメラで、３台のセンサーカ
メラを用いたのと同等以上に物体の外観検査を可能とす
る装置を提供する。 【構成】 搬送コンベアの検査物体２を照明する照明装
置と、搬送コンベアの上方に配置されて、照明された物
体２からの光により物体表面を撮像する単一のセンサー
カメラ３と、搬送コンベアの左右両側に配置された一対
のミラー４を有し、物体の上面からの光及びミラー４か
らの反射光をセンサーカメラ３に導いてセンサーに上面
と両側面との三つの像を並べて結像させる光学系とを設
け、照明装置は多数の小型ランプ５を有し、この多数の
小型ランプ５が撮像物体の表面を均一に照明するように
アーチ状に配置した。

Description

【考案の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本考案は、搬送コンベア上で搬送される物体の外観（例えば、物体の寸法，形 状，色，傷害の有無と大きさ，汚れ，模様等）を自動的に計測検査する装置に関 するものであり、特に青果物の選別施設に用いて好適なものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来、選別コンベア上で１個づつ相互に離隔して搬送される物体をセンサーカ メラで撮像して物体の外観を計測検査し選別するものとしては、特開昭57-19807 9 号公報、特開昭59-87081号公報等のものが公知である。 【０００３】 これら従来公知のものは、被検査物体としての青果物の外観に対する検査範囲 （撮像範囲，検査面）を増やすべく２台のセンサーカメラを用い、夫々のセンサ ーカメラを青果物の計測検査すべき面に対向配置して各カメラで対向する青果物 の表面（上面と一側面、或は両側面）を撮像し、夫々のカメラからの信号を処理 して計測し、選別するものである。 【０００４】 【考案が解決しようとする課題】 上記従来の公知のものにあっては、物体（青果物）の表面を撮像して検査する のに、２台のセンサーカメラを用いたものであるにもかかわらず、その検査面（ 撮像範囲）は、物体の上面と一側面、或は両側面というように、単に二面でしか なく、全表面のうちで検査できる面が限られ過ぎているという問題があった。 【０００５】 特に、天産物であるが故に外観上極めて変化に富む青果物等の物体の検査では 、その表面における検査面を更に増やすことが選果場等から要望されている。こ のような要望を満たすためには、更に多くのセンサーカメラを用いればよいこと は容易に考えられるが、センサーカメラの数を多くすれば、それに応じて装置が 複雑になると共にコストも高くなるという問題がある。 【０００６】 又、センサーカメラを２台ないし更に多く用いれば、各センサーカメラの視野 に対して照明条件を一致させたり、各カメラの感度を一致させたりする調整が不 可欠で、これらの調整が容易でないという問題ばかりでなく、各カメラをコンベ アの搬送方向に関して同一個所に取付けることが困難であるため、各カメラを１ 個づつコンベアの搬送方向に関して位置を変えて取付けることから、計測検査部 のスペースが長くなるという問題がある。 【０００７】 本考案は、上記問題点を解決し、センサーカメラが１台であっても、３台のセ ンサーカメラを用いたのと同等以上の効果を得ることができる物体の外観検査装 置を提供することを目的とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】 本考案は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じたものである。 すなわち、本考案の物体の外観検査装置にあっては、搬送コンベア上で搬送さ れる検査すべき物体を照明する照明装置と、該搬送コンベアの上方に配置され、 該照明された該物体からの光により該物体の表面の像がセンサーに結像すること によって該物体の表面を撮像する単一のセンサーカメラと、該搬送コンベアの左 右両側に配置された一対の反射手段を有し、該物体の上面からの光及び該反射手 段から反射された該物体の両側面からの光を該センサーに導いて該センサーに該 物体の上面と両側面との三つの像を個別に並べて結像させる光学系とを備え、前 記照明装置は多数の小型ランプを有し、該多数の小型ランプが、前記撮像される 物体の表面を略均一に照明するようにアーチ状に配置され、前記センサーカメラ は該物体の上面全体と両側面との三面を撮像する構成としたものである。 【０００９】 【作用】 本考案では、単一のセンサーカメラのセンサーに検査すべき物体の上面と両側 面との三つの像を個別に並べて結像させてこのセンサーカメラで該物体の上面全 体と両側面との三面を撮像することにより、検査すべき一物体についてその表面 のうち上面全体と両側面との三面を一画面に個別に並べて撮像し得る。従って、 １台のセンサーカメラにより物体の上面全体と両側面との三面を検査できる上に 、センサーカメラを複数用いた場合のように、各カメラの視野に対して照明条件 を一致させたり、各カメラの感度を一致させたりする調整を必要とするというこ とがないと共に、計測検査部のスペースが長くなるということがなく、しかも装 置の簡略化及びそのコストの低減化が達成できて、これらの結果、センサーカメ ラが１台であっても３台のセンサーカメラを用いたのと同等以上の効果を得るこ とができる。 【００１０】 【実施例】 以下、本考案の一実施例を示す図に基づいて説明する。 【００１１】 １は搬送コンベア、２は検査すべき物体（図例では球塊状の青果物を示してい る。）、３はセンサーカメラ、４は反射手段としてのミラー、５は照明装置の小 型ランプである。 【００１２】 搬送コンベア１は、第３図に拡大して示す如く物体２を一列で１個づつ前後に 離隔してランダムに搬送するものであり、第４図と第５図に示す如く所定の間隔 で多数平行させて設けることもできる。 【００１３】 該搬送コンベア１は、チェンコンベアやベルトコンベア等特に制限されたコン ベアでなくともよいが、その搬送面１１は光が殆ど反射しないように黒色無光沢 のものを用いる。 【００１４】 特に、搬送面１１は、搬送コンベア１の上方に設けられたセンサーカメラ３が 搬送コンベア１上で搬送される物体２を撮像した際に、物体２と搬送面１１とを 区別できるような表面色であることが重要である。 【００１５】 センサーカメラ３はセンサーとして固体撮像素子３０１を用いたイメージセン サーカメラを用いるが、カラーカメラかモノクロカメラか、及びリニアイメージ センサかエリアイメージセンサかはいずれでもよい。尚、カラーリニアイメージ センサカメラを用いるのがよく、図例ではこれを用いている。 【００１６】 該センサカメラ３は、搬送コンベア１の中心線の上方に配置されており、その 測定線３１は搬送コンベア１を横切る方向に向けて左右の視野を等しく振り分け る如く設けられている。 【００１７】 ミラー４は、第１図と第３図から第５図とに示す如く、搬送コンベア１の左右 両側にそれぞれ１個づつ一対配置されており、この一対のミラー４は、多数の小 型ランプ５によって照明された物体２の両側面からの光を上方のセンサーカメラ ３に向けて反射させ、センサーカメラ３のレンズ３０２を通してセンサーとして の固体撮像素子３０１に導くように、ミラー４面をそれぞれ傾けて左右対象に設 けられている。 【００１８】 該ミラー４は、センサーカメラ３がエリアイメージセンサーカメラである場合 には、巾の広いものを必要とするが、センサーカメラ３が図例のようにリニアイ メージセンサーカメラである場合には、巾の狭いものでよい。尚、これらいずれ の場合でも、ミラー４の傾斜面の長さは、物体２の大きさから決められた長さに する必要がある。 【００１９】 照明装置の多数の小型ランプ５は、第１図から第５図に示す如く、搬送コンベ ア１上で搬送される物体２の略中心が測定線３１上にあるとき、該測定線３１の 前後において物体２の表面に対して略等しい距離から光を照射する如くアーチ状 に配置されており、この配置によって多数の小型ランプ５は球塊状の物体２の表 面を略均一に照明する。 【００２０】 又、該多数の小型ランプ５は、第４図，第５図に鎖線で示す如く、測定線３１ の前後の２個のボックス５１内にそれぞれ半数づつ納められている。 【００２１】 この多数の小型ランプ５と２個のボックス５１とで構成される照明装置の該ボ ックス５１は、物体２に面する側と測定線３１に面する側とには、小型ランプ５ からの光を散乱光として透過するすりガラス材が用いられ、他の面は光を透過し ない材料が用いられている。 【００２２】 上記照明装置により照明された物体２の上面からの光及び一対のミラー４から 反射された該物体２の両側面からの光は単一のセンサーカメラ３のレンズ３０２ を通ってセンサーとしての固体撮像素子３０１に同時（光路長がやや異なるが、 本考案では「同時」の範疇）に導かれ、固体撮像素子３０１に物体２の上面と両 側面との三つの像が個別に並んで結像するように光学系が構成されている。この ように、本考案の光学系は、搬送コンベア１の左右両側に配置された一対のミラ ー４とセンサーカメラ３のレンズ３０２とで構成されるものである。 【００２３】 尚、センサーカメラ３の焦点深度については、固体撮像素子３０１に物体２の 上面と両側面との三つの像が共に結像するのに適した焦点深度をもったセンサー カメラが用いられている。 【００２４】 次ぎに、第６図から第８図に示す撮像要領について説明する。 【００２５】 センサカメラ３のセンサーとしての撮像素子３０１は、本実施例では、ＭＯＳ 型リニアセンサー、又はＣＣＤ型リニアセンサーを用いており、Ａ₁ をリニアセ ンサーの第１の素子（画素）、Ｃ₂ を最終端の素子とし、Ａ₁ からＡ₂ までの素 子面を物体２の右側面Ａの撮像エリア、Ｂ₁ からＢ₂ までの素子面を物体２の平 面Ｂ（上面）の撮像エリア、Ｃ₁ からＣ₂ までの素子面を物体２の左側面Ｃの撮 像エリアとしており、センサーカメラ３は、Ａ₁ からＣ₂ までの１走査毎に、上 記三つの撮像エリアそれぞれに個別に結像し並んだ三つの像、すなわち右側面Ａ ，平面Ｂ，左側面Ｃの（部分）像を撮り込み、搬送コンベア１の搬送面１１が所 定の単位寸法進行する毎に発進されるスタートパルスにより、走査を繰り返して 検査すべき物体２の平面Ｂ（上面）の全体と左右両側面Ｃ，Ａとの三面を撮像す る。こうして、第８図に示す如く、検査すべき一物体２についてその表面のうち 右側面Ａと平面Ｂ全体と左側面Ｃとの三面を一画面に個別に並べて撮像すること ができて、１台のセンサーカメラ３により物体２の平面Ｂ全体と左右両側面Ｃ， Ａとの三面を検査することができるようになっている。 【００２６】 尚、撮像した画像の処理について簡単に説明すると、物体２の大きさについて は、中央の平面Ｂの全体の像を用いて公知の技術で面積，直径その他測定すべき 項目について、演算処理し物体２の面積，直径寸法を算出する。 【００２７】 物体２の高さについては右側面Ａと左側面Ｃの像から夫々演算処理してそれら の平均値から物体２の高さ寸法を算出する。 【００２８】 物体２の表面状態（色・傷害の有無と大きさ）については、例えば特開昭59-8 7081号公報に開示された公知の技術等の技術を用いて、夫々の面Ａ，Ｂ，Ｃの像 から、着色度，傷害の有無と大きさを算出する。 【００２９】 上記の如くして算出した結果を選別装置に用いる場合には、算出した物体２の 大きさ（面積，直径，高さ）を予め設定した階級規格値と比較し、着色度，傷害 の大きさも同様に予め設定した等級規格値と比較して、夫々該当する等級、階級 に格付けを行ない、この格付け結果に基づいて物体２を選別するようにすればよ い。 【００３０】 【考案の効果】 本考案は、上記の如く、検査すべき物体を搬送する搬送コンベアの上方に単一 のセンサーカメラを配置すると共に、搬送コンベアの左右両側に一対の反射手段 を配置し、この単一のセンサーカメラのセンサーに該物体の上面からの光及び反 射手段から反射された該物体の両側面からの光を導き、該センサーに該物体の上 面と両側面との三つの像を個別に並べて結像させてこのセンサーカメラで該物体 の上面全体と両側面との三面を撮像するものであるから、検査すべき一物体につ いてその表面のうち上面全体と両側面との三面を一画面に個別に並べて撮像する ことができるので、１台のセンサーカメラにより検査すべき物体の上面全体と両 側面との三面を検査できる上に、センサーカメラを複数用いた場合のように、各 カメラの視野に対して照明条件を一致させたり、各カメラの感度を一致させたり する調整を必要とするということがないと共に、計測検査部のスペースが長くな るということがなく、しかも装置の簡略化及びそのコストの低減化が達成できて 、これらの結果、センサーカメラが１台であっても３台のセンサーカメラを用い たのと同等以上の効果を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本考案の実施例を示す要部断面説明図、 【図２】 同実施例の要部側面説明図、 【図３】 同実施例の要部斜視図、 【図４】 同実施例のコンベア装置断面図、 【図５】 同実施例の要部平面図、 【図６】 同実施例の撮像要領説明図、 【図７】 同実施例のセンサとしての固体撮像素子の撮
像エリア説明図、 【図８】 同実施例の三つの面の撮像状態を示す図であ
る。 １…搬送コンベア １１…搬送面 ２…物体 ３…センサーカメラ ３１…測定線 ３０１…センサーとしての固体撮像素子 ３０２…レンズ ４…反射手段としてのミラー ５…照明装置の小型ランプ ５１…照明装置のボックス Ａ₁ ，Ａ₂ …右側面の撮像エリア素子（画素）の始端と
終端 Ｂ₁ ，Ｂ₂ …平面（上面）の撮像エリア素子（画素）の
始端と終端 Ｃ₁ ，Ｃ₂ …左側面の撮像エリア素子（画素）の始端と
終端

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【１】 搬送コンベア上で搬送される検査すべき物体を
   照明する照明装置と、該搬送コンベアの上方に配置さ
   れ、該照明された該物体からの光により該物体の表面の
   像がセンサーに結像することによって該物体の表面を撮
   像する単一のセンサーカメラと、該搬送コンベアの左右
   両側に配置された一対の反射手段を有し、該物体の上面
   からの光及び該反射手段から反射された該物体の両側面
   からの光を該センサーに導いて該センサーに該物体の上
   面と両側面との三つの像を個別に並べて結像させる光学
   系とを備え、前記照明装置は多数の小型ランプを有し、
   該多数の小型ランプが、前記撮像される物体の表面を略
   均一に照明するようにアーチ状に配置され、前記センサ
   ーカメラは該物体の上面全体と両側面との三面を撮像す
   ることを特徴とする物体の外観検査装置。