JPS6366445A - 外観検査装置 - 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、ベルトコンベア等によって搬送されている被
検体の外観および品位を、光学的手法を用い自動的に検
査する装置に関するものである。

［従来の技術１ 現在、青果物その他比較的小形の物品（以下「被検体」
という。）をベルトコンベア等の搬送装置によって撮像
しつつ、テレビカメラ等のｔＲ像装置によって撮像し、
その信号を処理してその被検体の寸法、外形、傷・汚れ
等の有無、着色の模様等を検出し、その被検体を選別す
る装置が考えらねている。

このような装置にあっては、撮像装置を被検体の要部を
できるだけ多く視野に収められるように配置しても、撮
像装置が１台だけでは視野が限られ、視野内における情
報しか大手できなかった。

また、果物のように丸みを帯びた被検体の場合は、中央
部が明るく周辺において暗くなるシェーディングを生ず
る問題点もあった。

この問題点を解決するため、従来は２台の撮像装置をベ
ルトコンベヤの進行方向を挟んで左右に配置して被検体
の両側面を撮像するようにしている例が多いが、このよ
うにしても撮像範囲は両側面に限られ、シェーデングの
問題は解決していない。

また特殊の方法例としては、４台の撮像装置を水平面内
に相対して配置し、被検体をその中央を通って落下せし
めることによってその全周を撮像するようにした例があ
る。

更に、撮像装置は１台とし、被検体を回転せしめて全周
を平等に撮像するようにすることも行われている。この
方法によれば、視野の範囲は広くなりシェーディングの
問題も解決できるが、装置が複雑で高価になり過ぎる問
題点がある。

〔発明が解決しようとする問題点］ そこで、本発明の目的は、このような問題点を解決し、
撮像装置が１台でも、簡単な付加装置を使用することに
よって視野を広げ、等測的に複数台の撮像装置を使用し
たのと同等の効果を有する外観検査装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段１ このような目的を達成するために、本発明は、じ動する
被検体の上方に配置され、被検体の表面を撮像する撮像
手段と、被検体の移動領域の両側の少くとも一方に配置
され、被検体の側面からの光を受ける反射手段と、被検
体の上面からの光および反射手段から反射された被検体
の側面からの光の双方を前記撮像手段に導く光学系とを
具えたことを特徴とする。

［作用］ 本発明では、撮像装置をベルトコンベアの上方に設置し
、コンベヤの左右に反射装置を配置して被検体の左右の
側面を写し出すようにしたので、この反射光を撮像装置
に入射せしめ、上面と左右側面を一つの撮像装置によっ
て同時に撮像することができる。

［実施例１ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は反射手段としてミラーを用いた場合における本
発明の基本的な構成の一例を示す。

第１図において、１は被検体であり、２はベルトコンベ
ヤ等の搬送装置である。搬送装置２は被検体１を載置し
、図面の前後方向に搬送する。搬送装置２はベルトコン
ベヤだけでなくても、例えば被検体を固定的に保持して
搬送する形式のものであってもよいことはもちろんであ
る。３は撮像装置であり、４はその光学系、５は光学画
像を電気信号に変換するセンサであり、６および７はミ
ラーである。

１最像装置３としてはＣＣＯラインセンサを用いた機種
を使用しているので、ミラー６．７はＣＣＤラインセン
サ５に結像させるだけの幅の狭い細長いものでよいが、
二次元センサーを用いた撮像装置を使用するときは幅の
広いものを使用する必要がある。また被検体１が搬送装
＠２の中央に位置することが好ましいので、搬送装置２
にはその中央が低くなるように傾斜を設けである。

被検体１の上部の光束は、直接光学系・４を通ってセン
サ５ｄ中夫に像を結ぶ。側面からの光束はミラー６およ
び７によって反射され、光学系４を通ってセンサ５の左
右に像を結ぶ。したがってセンサ５上には、第２図に示
すように−Ｆ部からの像ｌＡと、左右から見た像ＩＬ−
ＩＲが並んで結ばれることになる。

第３図は本発明実施例における被検体を照明する照明装
置の配置の一例を示す。

第３図において、搬送方向Ａに対して直角に被検体１お
よび搬送装置２を挟みまたぐようにして複数個の光源８
ａ〜８ｅ、　９ａ〜９ｅを２列とする。中央部の光ｒＡ
８ｂ〜８ｄ、　’ｌｂ〜９ｄは主として被検体１の上方
を、端部の光源８Ｃ１，９Ｃ７を除く４個は主として被
検体１の左右側を照らすように配置する。

光源と被検体の間にはすりガラスｌＯ・１１を置き、光
源の光を散乱光にして光源からの光が直接撮像装置に入
射しないようにする。

第４図（Ａ）は本発明における照明装置の他の実施例を
示す。

第４図（Ａ）　において、被検体１の左右にボックス１
２・１３を置き、この中に光源８・９およびミラー６・
７を置き、被検体ｌをすりガラスｌＯ・１１を通った散
乱光によって照明するようにする。被検体１からの光束
は拡散板１０・１１のスリット１６（第４図（Ｂ）参照
）を通ってミラーによって反射され、更に上部の板１４
のスリット１５（第４図　（Ｃ）参照）を通って撮像装
ｕ３に入射する。

このように照明装置を構成すれば、照明を平均化できる
と共に、光源からの正規反射によるハレーションを完全
に防ぐことができる。なお、スリットを有する散乱板の
使用による正規反射光の遮断については、出願人による
特願昭６０−２５２８２号「物体の表面撮像装置」に詳
細を開示しであるので参照されたい。

このようにして得られた各面の像は互いに重なり合う部
分があるが、不図示の処理回路のメモリーから撮像した
像を読出すときに、８像の中央の部分を選択読出しを行
うことによって、シェーディングの少ない連続情報を得
ることができる。

第５図（Ａ）は外観検査装置の外観の一例を示す。

第５図に示す外観検査装置は第５図（Ｂ）のように、並
列に並ぶ複数の搬送装置２で搬送される被検体ｌを検査
できるように、上部板１４の両端を例えばボルトナツト
で複数の外観検査装置を連結固定できるようにしたもの
である。

第６図は本発明における反射手段および焦点深度合わせ
の手段としてプリズムを用いた他の実施例である。

木実ｈζ例は、プリズム面における全反射とプリズム内
における光路の短縮効果を利用するものである。

第６図において、被検体１の上面Ｂ−Ｃ−Ｄの範囲のプ
リズム内の光路長の短い光束は光学系４の全範囲に入射
するのに対し、プリズム２１を通る被検体１のＡ−Ｂ−
Ｃの範囲の光束はプリズム２１の２３・２５面によって
反射され（Ａ→２７→２８、Ｃ−２９−Ｃ’）、プリズ
ム２２を通るＣ−Ｄ−Ｅの範囲の光束は２４・２６面に
よって反射され（Ｅ→３０→３１．　Ｃ→３２→Ｃ′　
）それぞれ光学系４の右半分および左半分に入射する。

このため、上記Ｂ−Ｃ−Ｄの範囲の像とＡ−Ｂ−Ｃの範
囲およびＣ−Ｄ−Ｅの範囲の像はＢ−Ｃ−Ｄの範囲が重
なり、Ａ−ＢおよびＥ−Ｄの範囲が拡大される効果を生
む。プリズム２１．２２を通らない上面の像は周辺が暗
くなるシェーディングがあるが、プリズムを通る左右の
像は上述した照明装置により十分照明がかけられている
ので、シェーディングが大幅に改善される。また、左右
の像の光路は上部の像の光路より長いが、上記プリズム
内における短縮効果によって被検体ｌの像は光学系４の
焦点深度内に収めることかできる。

以上、説明したように本発明において、反射９置として
はミラーを用いてもよくまたプリズムを用いてもよい。

また撮像装置はテレビジョンカメラのような２次元走査
を行うものであってもよく、ラインセンサーによって電
気的に主走査を行い、ＩＩ！２送装置による被検体のし
動によって８１１走査を行うものであってもよい。この
場合、撮％７　ＪＡ置のセンサ上に上面と左右側面の像
が納まり、かつそれぞれの像が焦点深度内に納まるよう
にする必要がある。

センサ上に被検体の上面と左右側面の像を納めるために
は、使用するセンサに対して光学系の焦点距離、被検体
との距離を適当に設定する必要があるが、これは公知の
方法によって選択することができる。

焦点深度は、多像の撮像範囲内の各部における光路長の
相違より犬である必要があるが、更に上面と左右側面の
像も共に焦点深度内に納める必要がある。

この問題は、焦点距離の長い光学系を使用し、被検体と
撮像装置との距離を長くとって焦点深度をなくすること
により解決できる。

他の一つは、上方からの光束をプリズムによって屈折さ
せた土掻像装置に入射するようにし、プリズム内におけ
る光路長の短縮効果を利用することである。撮像すると
きは、明暗の相違によるシェーディングを生じないよう
に、照明は均等に行うように配慮する必要がある。また
、光源からの正規反射光が直接センサに入射しないよう
に散乱光を用いる等の処理が必要である。

このようにして得られた画像信号は、処理目的によって
必要な処理を行って目的とするデータを取出すが、これ
には公知の技術を使用すればよい。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば１台の撮像装置
によって複数台の撮像装置を使用したのと同等の撮像範
囲およびシェーディング効果を得ることができ、装置を
簡素化し設備投資を逓減すの ることができる。また、装置！簡素化に伴って保守も容
易になり、その総合効果は極°めて大きいという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における外観検査装置の基本的な
原理の一例を説明するための説明図、第２図は本発明実
施例におけるミラーを用いた場合の等測的な被検体画像
の説明図、 第３図（Ａ）　、　！８）は本発明実施例における光源
配置の一例を示す平面図および側面図、 第４図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は本発明実施例
における他の光源配置例を示す側面図および平面図、第
５図（Ａ）　、　（０）は第４図に示す実ｈ＆例の外観
の一例を示す斜視図および平面図、 第６図は本発明実施例におけるプリズムを用いた場合の
原理の一例を示す説明図である。 １・・・被検体、 ２・・・搬送装置、 ３・・・カメラ、 ４・・・光学系、 ５・・・センサ、 ６・７・・・ミラー、 ８・９・・・光源、 １０・１１・・・拡散板、 １２・１３・・・ミラーボックス、 １５・１６・・・スリット、 ２１・２２・・・プリズム、 ２３〜２６・・・反射面、 ２７〜３２・・・反射点。 第１図 一十一 、！￥光明叉方芒イダ１の画像と示す宮死明図第２図 （Ａ） ＣＢ） 本発明実施例の光源配置を示す平面図および側面図第３
図 本発明実施例の原理を示す設明図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）移動する被検体の上方に配置され、前記被検体の表
   面を撮像する撮像手段と、 前記被検体の移動領域の両側の少くとも一方に配置され
   、前記被検体の側面からの光を受ける反射手段と、 前記被検体の上面からの光および前記反射手段から反射
   された前記被検体の側面からの光の双方を前記撮像手段
   に導く光学系と を具えたことを特徴とする外観検査装置。 ２）前記反射手段はミラーを有し、前記被検体と前記撮
   像手段との間隔を、前記被検体の上面と両面からの像が
   前記撮像手段においてその焦点深度内に結像されるよう
   に定めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の外観検査装置。 ３）前記反射手段は、前記被検体を照明する光源を収容
   した箱を有し、前記光源からの光を拡散させて前記被検
   体を照明する拡散板を前記箱のうち前記被検体と対向す
   る側に配置し、前記箱内には前記被検体からの光を前記
   撮像手段に導くミラーを配設し、前記拡散板にはスリッ
   トをあけ、該スリットを介して、前記被検体からの光を
   前記ミラーに導くようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の外観検査装置。 ４）前記被検体の上方に配置したプリズムによって前記
   反射手段を構成すると共に、前記プリズムにより前記被
   検体の上面および側面の光像を前記撮像手段の焦点深度
   内に結像させるようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の外観検査装置。