KR0162653B1 - 이물질 검출방법 및 장치 - Google Patents

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KR0162653B1
KR0162653B1 KR1019900014167A KR900014167A KR0162653B1 KR 0162653 B1 KR0162653 B1 KR 0162653B1 KR 1019900014167 A KR1019900014167 A KR 1019900014167A KR 900014167 A KR900014167 A KR 900014167A KR 0162653 B1 KR0162653 B1 KR 0162653B1
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이도오 기요시
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Abstract

본 발명은 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질(F1)(F2)을 정확하게 검출할수 있는 이물질검출방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로한다. 본 발명의 이물질검출은 투명용기를 제1방향으로 회전시키는 제1스텝과, 그 반대 방향으로 회전시키는 제2스텝과, 투명용기의 액체가 거의 정지상태인 사이에 투명용기의 투과영상을 촬상하는 제3스텝과, 투과영상을 회전방향을 따라 주사하고, 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도의 차이를 기초로하여 이물질을 검출하는 제4스텝으로 이루어진다.
이물질검출장치는, 투명용기를 회전시키는 모우터부(16)와, 모우터부를 구동 제어하여 투명용기를 제1회전방향으로 회전한 상태를 일정시간 유지시킨 후 이물질검출시에 제2회전방향으로 회전시키는 모우터구동제어부(18)와, 제2회전 방향개시시부터 소정시간 경과후 투명용기 내의 액체가 거의 정지상태인 사이에 투명용기의 투과영상을 촬상하는 촬상부와 촬상된 투과영상을 투명용기의 회전방향으로 주사하고 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도의 차이에 기초하여 액체 중의 이물질을 검출하는 이물질검출부(26A)(26B)를 구비한 검을 특징으로 한다.

Description

이물질 검출방법 및 장치
제1도는 본발명의 일실시예에 의한 이물질 검출장치의 블럭도.
제2도 및 제3도는 제1도에 나타낸 이물질 검출장치의 촬상 화면을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광원 12 : 맥주병
14 : 회전대 16 : 모우터
18 : 모우터구동제어부 20A, 20B : 고체촬상장치
22A, 22B : A/D 변환부 24A, 24B : 검사영역설정부
26A, 26B : 이물질검출부 28A, 28B : 마스크처리부
30A, 30B : 판정부 32 : RAM
34 : 모니터 S1-S5: 홈
F1,F2: 이물질 SL : 주사선
본발명은 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질을 검출하는 이물질검출방법 및 장치에 관한 것이다.
맥주가 충진된 맥주병에 대해서는, 출하 전에 이물질이 혼입 되어 있는지 않은 지를 검사할 필요가 있다.
맥주 중에 혼합된 이물질로서는, 곰팡이, 균체, 녹균의 단편, 라벨 단편과 같은 것이 있으며, 1mmØ정도의 작은 것에서 10mmØ 정도의 큰것까지 다양한 것이 있다.
이와같은 이물질을 확실하게 검출하기 위한 이물질검사는, 종래부터 검사원이 육안으로 행해왔으므로, 많은 노력이 요구되어 왔다.
병의 결함이나 병에 부착된 이물질을 검사하기 위한 것으로서, 병을 CCD 카메라로 촬상(撮像)하고, 투과영상으로 결함이나 이물질을 검출하는 병 검사장치가 알려져 있다. 그러나, 종래의 병검사장치는 외면에 작은 홈이 있는 병의 결함이나 이물질의 검사를 행하는 것이었다.
맥주병과 같이 외면에 큰 홈이 있는 병에 충진된 액체 중에 혼입된 작은 이물질을 홈과 구별하여 검사하는 것이 관란하였다. 이와같이 종래에는 외면에 비교적 큰 홈이 있는 투명용기에 충진된 액체 중의 이물질을 정확하게 검출할 수가 없었다. 본 발명은 상기한 사정을 고려한 것으로서, 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질을 정확하게 검출할 수 있는 이물질검출방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적은, 투명용기에 충진된 액체에 혼입된 이물질을 검출하는 이물질검출방법에 있어서, 전기한 투명용기를 제1회전방향으로 회전시키는 상태를 일정기간 유지하는 제1스텝과, 전기한 투명용기를 전기한 제1회전방향과 반대인 제2회전방향으로 회전시키는 제2스텝과, 전기한 투명용기의 제2회전방향으로 회전개시부터 소정시간이 경과한 후 전기한 투명용기내의 액체가 거의 정지상태인 사이에 전기한 투명용기의 투과영상을 촬상하는 제3스텝과, 촬상된 투과영상을 전기한 투명용기의 회전방향으로 따라서 주사하고, 주사선 상의 적어도 2점의 휘도의 차이를 기초로하여 액체 중의 이물질을 검출하는 제4스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이물질검출방법에 의하여 달성된다.
또, 상기한 목적은, 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질을 검출하는 이물질검출장치에 있어서, 전기한 투명용기를 회전시키는 모우터부와, 전기한 모우터부를 구동제어하여, 전기한 투명용기를 제1회전방향으로 회전한 상태를 일정시간 유지시킨 후, 이물질 검출 시에 제2회전방향으로 회전시키는 모우터구동제어부와, 제2회전방향 회전 개시시부터 소정시간 경과 후, 전기한 투명용기 내의 액체가 거의 정지상태인 사이에 전기한 투명용기의 투과영상을 촬상하는 촬상부와, 촬상된 투과영상을 전기한 투명용기의 회전방향으로 주사하고, 주사선 상의 적어도 2점의 휘도의 차이에 기초하여, 액체중의 이물질을 검출하는 이물질검출부를 구비한 것을 특징으로 하는 이물질 검출장치에 의하여 달성된다. 본발명에 의하면, 투명용기를 정지시킨 상태 또는 한 방향으로 회전한 상태를 일정시간 유지한 후, 역방향으로 회전하고, 역방향 회전개시시부터 소정시간 경과한 후, 투명용기 내의 액체가 거의 정지상태인 사이에 투명용기의 투과영상을 촬상하고, 촬상된 투과영상을 투명용기의 회전방향으로 따라서 주사하도록 함으로써, 투명용기 자신의 형상이나 오염에 대하여 이물질을 구별하여 검출할 수가 있다.
그러므로, 외면에 홈이 있는 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질을 확실하게 검출할 수가 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 이물질검출장치를 제1도 및 제2도를 이용하여 설명한다.
본실시예에서는 맥주가 충진된 맥주병을 예로들어 설명한다.
광원(10)은 맥주병(12)의 배후에 설치하여, 검사된 맥주병(12)을 조명한다.
검사된 맥주병(12)은 반송밸트 (도시하지 않음)에 의해 차차로 반송되고, 회전대(14)에 실려진다. 회전대(14)는 모우터(16)에 의해 회전되고, 모우터(16)는 모우터구동제어부(18)에 의해 구동제어된다.
본실시예에서는, 후술하는 바와같이 모우터 구동제어부(18)에 의한 모우터(16)의 구동제어에 특징이 있다.
통상, 유통되고 있는 맥주병(12)의 외면에는 상당히 많은 홈이 있는 경우가 있고, 게다가 검출할 이물질에는 홈보다 작은 것도 있다.
이때문에, 정지상태인 맥주병(12)을 그대로 촬상하여도 외면의 홈과 이물질을 구별하는 것은 어렵다.
그래서, 본 실시예에서는 맥주병(12)의 회전을 제어하는 것에 의하여, 검사 시에 맥주병(12) 자체를 회전시켜 외면의 홈을 희미하게 하고, 병속의 맥주만을 정지시킨 상태로 한다. 즉, 제2도에 나타낸 바와같이, 맥주병(12)을 회전시키면 홈(S1)-(S5)은 횡방향으로 흘러서 희미하게 되지만, 병속의 맥주를 희미하게 함으로써 이물질 (F1),(F2)을 홈(S1)-(S5)과 구별할 수 있다.
이때문에 모우터구동제어부(18)는 다음과 같은 제어를 행한다.
우선, 검사해야할 맥주병(12)을 미리 한쪽방향으로 회전시켜 둔다.
맥주병(12) 속의 맥주도 같은 방향으로 회전시킨다. 다음에, 급정지하여 일정시간 경과한 후에, 맥주병(12)을 급격하게 역방향으로 회전시킨다.
그러면, 맥주병(12) 자체는 역회전 하지만, 병속의 맥주는 관성에 의해 느려져 회전을 정지한 후에 점차 역회전을 개시한다. 본 실시예에서는 병속의 맥주가 정지한 타이밍에서 검사를 행한다. 모우터 구동제어부(18)에서는, 맥주병(12)을 검사하기 위하여 상술한 타이밍신호가 출력된다.
검사해야할 맥주병(12)을 최초로 한쪽방향으로 회전하는 것은 부유 또는 침전된 이물질을 맥주액 중에서 회전시키도록 하기 위한 것이다.
그래서, 한쪽 방향의 회전속도는, 맥주병(12)속의 이물질이 맥주액 내에서 회전하는 것이 가능한 최저회전속도 이상이면 좋다. 본실시예에 있어서, 회전속도는 약 440 rpm이었다.
급정지한 후, 역회전 전에 소정시간 정지시킨 것은, 회전한 이물질을 맥주병(12) 중앙에 모아서 검출하기 쉽게 하기 위한 것이다.
정지시간은 이물질이 중앙에 모이는 최단정지시간 이상이면 좋다. 본 실시예에 있어서, 약 440rpm으로 회전한 후의 최단정지 시간은 약 0.6초 였다.
또, 한쪽방향의 회전속도가 크면, 상술의 최단의 정지시간이 길게된다. 검사시에 맥주병(12)을 역방향으로 회전하는 것은 맥주병(12)외면의 홈을 희미하게 하기 위해서이다. 그래서, 역방향의 회전속도는 맥주병(12) 외면의 홈이 1프레임 중의 횡방향을 따라서 검출하기 어렵게 되는 최저의 회전속도이다. 본실시예에 있어서 최저의 회전속도는 약 700rpm이었다. 맥주병(12)의 검사타이밍의 일 구체예에 대해서 설명한다. 본 구체예에서는, 맥주병(12)을 먼저 좌측방향으로 약 440rmp의 속도로 약 1초간 회전시킨다.
다음에, 급정지하여 약 0.6초 경과한 후, 우측방향으로 약 720rpm 으로 역회전 시킨다.
역회전 개시 후, 약 0.6초 경과 후의 7프레임을 이물질검출용 촬상화면으로서 취입하고, 이물질 검출을 행한다. 1프레임은 16.6 msec 이고, 본 구체예의 검사시간은 116.2 msec 로 되고, 380 BPM (Bottle per minutes)에서도 검사가능하다.
맥주병(12)의 검사타이밍의 다른 구체예에 대해서 설명한다. 우선, 맥주병(12)을 정지시켜 놓고 병속의 맥주도 움직이지 않는 상태가 되도록 한다.
다음에, 우방향 또는 좌방향으로 700rpm에서 급회전시킨다. 회전 개시 후 병속의 맥주가 회전시작하기 전의 약 0.2초 경과 후의 7프레임을 이물질 검출용 촬상화면으로서 취입하여, 이물질 검출을 행한다.
앞의 구체예 보다 구동제어가 간단하다고 하는 이점이 있다.
맥주병(12)의 투과영상은 2대의 고체촬상장치(20A)(20B)에 의해 촬상된다.
맥주 중에 혼입되어 있는 이물질에는 1mmØ 정도의 작은 것이 있기 때문에 고해상도로 투과영상을 촬상할 필요가 있기 때문이다. 병바닥에 가까운 고체촬상장치 (20A)에 의해 맥주병 속에 침전되어 있는 이물질을 검출하고, 상측의 고체촬상장치(20B)에 의해 맥주 속에 부유하고 있는 이물질을 검출한다.
고체촬상장치(20A)(20B)에서 출력되는 아날로그 영상신호는 각각 A/D 변환부(22A)(22B)에 의해 디지탈영상신호로 A/D 변환된다.
A/D 변환된 디지탈 영상신호는 각각 검사영역설정부(24A)(24B)와 이물질 검출부(26A)(26B)로 출력된다.
검사영역설정부(24A)(24B)는, 모우터 구동제어부(18)에서의 타이밍신호에 의거하여 검사해야할 투과영상이 촬상된 프레임을 선택하고, 선택된 프레임에 있어서 맥주병(12)의 투과영상에서 제2도에 일점쇄선으로 표시한 검사영역(A)(B)을 정한다. 검사영역(A)과 검사영역(B)은 경계부분에서 일부가 겹쳐지게 된다.
검사영역(A)(B)의 좌우끝을 정하는 방법에 대해서 설명한다. 맥주병(12)의 화상의 좌우끝은 어두워지므로, 맥주병(12)의 화상에서 그 좌우 끝의 가장자리를 검출하여, 그 가장자리에서 소정거리만큼 내측을 검사영역(A)(B)의 좌우끝으로하여 정한다. 검사영역(A)의 상하단을 정하는 방법에 대해서 제3도를 사용하여 설명한다.
맥주병(12)의 화상의 병바닥(12a)은 제3도에 나타낸 바와같이 중앙이 부풀어오른 원호상의 어두운 스트라이프로서 나타난다. 횡방향의 주사선에 의해 화상을 위에서 차례로 주사하여, 병바닥(12a)의 화상을 검출하기 위한 소정의 최소한계치 보다 어두워지는 화소수를 카운트한다.
한 주사선 상에 있어서 병바닥(12a)의 어두운 화소수가 소정수에 달한 주사선을 병바닥의 기준주사선(SLst)으로 한다. 이 기준주사선(SLst)을 기준으로 하여 검사영역(A)의 하단을 정한다. 병바닥(12a)의 상단에 간신히 다다른 위치를 검사영역(A)의 하단으로 하는 것이 바람직하다.
맥주병(12)중의 침전하기 쉬운 무거운 이물질은 병바닥(12a)의 바로 윗부분에 모이기 쉽기 때문이다.
이와같이 맥주병(12)의 화상의 가장자리를 검출하여 검사영역(A)(B)을 정하도록 하고 있으므로, 맥주병(12)의 움직임에 다라 검사영역(A)(B)을 정할 수가 있다.
검사영역설정부(24A)(24B)에서는 검사게이트 신호가 이물질검출부(26A)(26B), 마스크처리부(28A)(28B), 판정부(30A)(30B)로 출력된다.
또, 맥주병(12)형상의 바깥둘레가 뚜렷하지 않은 경우에는 검사영역설정부(24A)(24B)에 의해, 검사영역(A)(B)을 고정적으로 정하고 있어도 좋다.
이이물질검출부(26A)(26B)는 A/D 변환부(22A)(22B)에서의 디지탈영상신호에 기초하여 이물질을 검출한다.
제2도에 나타낸 바와같이, 횡방향에 따른 홈(S1)-(S5)의 희미해진 형상을 검출하지 않도록 하기 위하여, 이물질검출부(26A)(26B)에서는, 회전과 같은 횡방향에 주사선(SL)을 따라서 이물질 검출을 행한다.
즉, 횡방향의 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도를 비교함에 의하여 이물질 검출을 행한다.
예를들면, 2점 검출방식의 경우에는, 주목점(P)과, 주목적(P)에서 소정거리 떨어진 점(Q)의 휘도를 비교하여 휘도의 차이에 기초하여 주목점(P)이 이물질 검출점인지 아닌지를 검출한다.
3점 검출방식의 경우에는 주목점(P)과 주목점(P)으로부터 소정거리 떨어진 주변점(Q)(R)의 휘도를 비교하여 휘도의 차이에 기초하여 주목점(P)이 이물질 검출점인지 아닌지를 검출한다.
그 외에. 필요에 따라서 다양한 검출방식을 사용하여도 좋다.
이물질검출부(26A)(26B)에서 출력된 이물질을 검출신호는 마스크 처리부(28A)(28B)에 의해서 마스크 처리된다. 이물질검출부(26A)(26B)에서 이물질의 검출실수를 방지하기 위하여 감도를 높히면, 이물질이 없는 부분도 이물질검출점으로 오인되어 검출되어 버리는 수가 있다.
마스크 처리는 이러한 이물질검출신호를 제거하기 위하여 행하는 처리이다.
마스크 처리에는 여러가지 방식이 있지만, 본실시예에서는 연속 마스크 처리를 사용하고 있다.
실제의 이물질에서는 크기에 따른 이물질 검출신호가 연속하여 나타나는 것에 대하여, 그 외의 부분에서는 이물질검출신호가 산란되어 나타난다.
그래서 연속마스크처리에서는 독립한 이물질검출신호나 어떤 설정치 이하밖의 연속하지 않은 이물질 검출신호는 실제로는 이물질이 아닌 것으로서 삭제한다.
판정부(30A)(30B)는 마스크처리부(28A)(28B)에 의해 마스크처리된 이물질 검출신호에 의거하여 이물질의 유무를 판정한다. 예를들면, 이물질 검출점의 총수가 소정의 설정치를 넘는 경우, 맥주병(12) 속의 이물질이 혼입되어 있다고 판정한다. 본 실시예에서는 검사영역(A)(B)의 어느쪽에 이물질이 혼입되어 있다고 판정되면, 판정신호가 맥주병(12)의 반송계(도시 않음)에 송출되고, 반송계는 그 판정결과에 따라서 이물질이 혼입한 맥주병을 배제하도록 한다.
또, 투과영상을 모니터하기 위하여, RAM (32)및 모니터 (34)가 설치되어 있다.
RAM (32)에는, A/D 변환부(22A)(22B)에 의해 A/D변환된 디지탈 영상신호와 함께 마스크처리부(28A)(28B)에 의해 마스크처리된 이물질 검출신호가 입력되어 모니터(34)로 표시된다.
이와같이 본 실시예에 의하면 맥주병에 충진된 맥주 속에 혼입되어 있는 이물질 보다 정확하게 검출할 수가 있다.
본 실시예의 이물질 검출장치에 의하여 검사한 맥주병에 대하여 종래의 시각에 의한 검사를 행한 바, 본 실시예의 이물질 검출장치는, 이물질이 혼입한 병을 확실하게 배제한 것임을 알 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한하지 않고 여러가지의 변형이 가능하다. 예를들면, 상기한 실시에에서는 맥주병에 있어서 이물질검사를 하였지만, 맥주병 이외의 투명용기에 충진된 액체 중의 이물질에 대해서도 본발명을 적용할 수 있다.
이상과 같이 본발명에 의하면 외면에 홈이 있는 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질을 확실하게 검출할 수가 있다.

Claims (4)

  1. 투명용기에 충진된 액체에 혼합되어 있는 이물질(F1),(F2)을 검출하는 이물질 검출방법에 있어서, 전기한 투명용기를 제1회전방향으로 회전하는 상태를 일정시간 유지하는 제1스텝과, 전기한 투명용기를 전기한 제1회전방향과 반대인 제2회전방향으로 회전하는 제2스텝과, 전기한 투명용기의 제2회전방향 회전개시시부터 소정시간 경과 후, 전기한 투명용기 내의 액체가 거의 정지상태인 사이에 전기한 투명용기의 투과영상을 촬상하는 제3스텝과, 촬상된 투과영상을 전기한 투명용기의 회전방향에 따라서 주사하고, 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도의 차이에 기초하여 액체 중의 이물질(F1)(F2)을 검출하는 제4스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이물질검출방법.
  2. 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질(F1),(F2)을 검출하는 이물질 검출방법에 있어서, 전기한 투명용기를 일정시간 정지시킨 제1스텝과, 전기한 투명용기를 한쪽방향의 회전방향으로 회전시키는 제2스텝과, 전기한 투명용기의 전기한 한쪽의 회전방향의 회전개시시부터 소정시간 경과 후, 전기한 투명용기의 표면 위의 갈라진 금이 희미해지는 동안에 전기한 투명용기의 투과영상을 촬상하는 제3스텝과, 촬상된 투과영상을 전기한 투명용기의 회전방향에 따라서 주사하고, 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도의 차이에 기초하여 액체 중의 이물질(F1),(F2)을 검출하는 제4스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이물질 검출방법.
  3. 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질(F1),(F2)을 검출하는 이물질 검출장치에 있어서, 전기한 투명용기를 회전하는 모우터부(16)와, 전기한 모우터부(16)를 구동제어하여, 전기한 투명용기를 제1회전방향으로 회전한 상태를 일정시간 유지한 후, 이물질 검출 시에 제2회전방향으로 회전하는 모우터구동제어부(18)와, 제2의 회전방향 회전개시시부터 소정시간 경과후, 전기한 투명용기 내의 액체가 거의 정지상태인 동안에 전기한 투명용기의 투과영상을 촬상하는 촬상부와, 촬상된 투과영상을 전기한 투명용기의 회전방향으로 주사하고, 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도의 차이에 기초하여 액체 중의 이물질을 검출하는 이물질 검출부(26A)(26B)를 구비한 것을 특징으로 하는 이물질 검출장치.
  4. 투명용기에 충진된 액체에 혼입되어 있는 이물질(F1)(F2)을 검출하는 이물질 검출장치에 있어서, 전기한 투명용기를 회전하는 모우터부(16)와, 전기한 모우터부(16)를 구동제어 하여, 전기한 투명용기를 일정시간 정지시킨 후, 이물질 검출 시에 한쪽의 회전방향으로 회전하는 모우터구동제어부(18)와 전기한 한쪽 방향의 회전방향의 회전개시시부터 소정시간 경과한 후, 전기한 투명용기 외표면의 틈이 희미해지는 동안에 전기한 투명용기의 투과영상을 촬상하는 촬상부와, 촬상된 투과영상을 전기한 투명용기의 회전방향으로 주사하고, 주사선(SL)상의 적어도 2점의 휘도의 차이에 기초하여 액체 중의 이물질(F1)(F2)을 검출하는 이물질 검출부(26A)(26B)를 구비한 것을 특징으로 하는 이물질검출장치.
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