KR102124678B1

KR102124678B1 - 촬상 장치

Info

Publication number: KR102124678B1
Application number: KR1020157019978A
Authority: KR
Inventors: 요이치 가와무라; 노부요시 이케다
Original assignee: 가부시끼가이샤 사따께
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2020-06-18
Also published as: KR20150103087A; TW201433787A; JP6179752B2; JP2014130080A; CN104937398A; WO2014103767A1; CN104937398B; TWI608228B

Abstract

장치의 소형화를 도모함과 함께, 선별 정밀도의 향상을 도모하기 위해 검사 영역의 판독 라인을 직선상으로 형성한다.
재료를 연속적으로 이송시키면서 불량품 또는 이물질의 혼입을 검사하기 위한 촬상 장치 (12) 로서, 그 촬상 장치 (12) 는, 복수의 광반사체 (28, 29, 30, 31) 에 의해 검사 영역 (K) 으로부터의 광을 되돌려 반사시키는 촬상 광학계 (32) 와, 촬상 광학계 (32) 에 의해 유도된 재료의 광학 이미지를 결상하는 촬상 소자 (33, 34) 를 구비하고, 촬상 광학계 (32) 는, 복수의 광반사체 (28, 29, 30, 31) 중 적어도 한 쌍의 광반사체 (28, 30) 를 오목면 형상으로 형성하였다.

Description

촬상 장치{IMAGING DEVICE}

본 발명은 입상 재료 중의 불량품 또는 이물질의 혼입을 검사 영역에 있어서 광학적으로 검사하기 위한 촬상 장치에 관한 것이다. 입상 재료로는, 정제, 캡슐, 쌀이나 보리 등의 곡류, 아몬드 등의 너트류, 대두 등의 콩류, 수지 펠릿, 레이즌 등의 과채류가 있다.

종래, 미립이나 수지 펠릿 등의 입상 재료를 검사 영역에 통과시켜, 검사 영역에 있어서 광원으로부터의 광을 입상 재료에서 반사시키고, 수광 수단에 의해 적정 광량 범위를 벗어나 있는 불량물을 검사하여, 당해 불량물을 에어 분출 장치 등의 분리 수단에 의해 정상물과는 상이한 경로로 분리시키는 구성으로 하는 선별기가 알려져 있다. 이와 같은 선별기로는, 예를 들어, 특허문헌 1 에 개시된 것이 있다.

특허문헌 1 에는, 검사 영역에 있어서의 광원으로부터의 반사광을 광축 방향으로 되돌리고, 되돌려진 광을 수광 수단으로 유도하는 광반사식 절곡 광로 형성 수단이 구비되어 있다. 이 광반사식 절곡 광로 형성 수단은, 도 8a 및 도 8b (특허문헌 1 의 도 16 (가), (나) 도 참조) 로 나타내는 바와 같이, 검사 영역에 있어서의 광원으로부터의 반사광을 반사시키는 제 1 광반사체 (10A) 와, 그 제 1 광반사체 (10A) 에서 반사된 광을 반사시켜 수광 수단 (5) 으로 유도하는 제 2 광반사체 (11) 를 구비하고 있다. 그리고, 상기 제 1 광반사체 (10A) 의 광반사면을 오목면 형상으로 형성하고, 상기 제 2 광반사면 (11) 을 평면 형상 또는 볼록면 형상으로 형성하고 있다.

제 1 광반사체 (10A) 는 광반사면을 오목면 형상으로 형성하고 있다. 그 때문에, 제 1 광반사체 (10A) 에서 검사 영역으로부터의 광이 반사되면, 검사 영역에 있어서의 복수의 단위 수광 대상 범위의 각각으로부터의 광은, 오목면 형상의 광반사면에서 검사 영역의 경로 가로폭 방향의 중앙측으로 모이도록 굴곡되는 상태로 반사된다. 그 결과, 검사 영역의 이미지를 축소시키는 상태로 광을 반사시키는 것이 된다. 그 제 1 광반사체 (10A) 에서 반사된 광은, 광반사면을 평면 형상 또는 볼록면 형상으로 형성하여 구성되어 있는 제 2 광반사체 (11) 에서 반사되어 수광 수단 (5) 으로 유도하는 것이 된다.

검사 영역에 있어서의 복수의 단위 수광 대상 범위의 각각으로부터의 광을 최대한 수광 수단 (5) 의 광축 방향에 가까운 상태로 제 1 광반사체 (10A) 에서 반사시킨다. 이로써, 검사 영역의 이미지를 축소시킨 이미지를 수광 수단 (5) 에서 수광할 수 있도록 절곡 광로가 형성된다. 대상물 이송 수단에 의해, 입상체군은 검사 영역을 통과하도록 이송된다. 이 입상체군이, 반송의 흐트러짐에서 기인하여 경로 가로폭 방향과 교차하는 방향으로 위치가 어긋나는 경우가 있더라도, 그 어긋난 입상체군을, 인접하는 다른 열의 단위 수광 대상 범위의 수광량으로 잘못 평가할 우려가 적다. 그리고, 제 1 광반사체 (10A) 를 평면 형상으로 구성하는 것에 비해, 제 2 광반사체 (11) 의 경로 폭 방향을 따른 길이가 짧아진다. 이 때문에, 장치를 컴팩트하게 하는 것이 가능해진다 (도 8a 및 도 8b 참조).

상기 절곡 광로 형성 수단에서는, 오목면경의 반사면에서 검사 영역의 광이, 경로 가로폭 방향의 중앙측으로 모이도록 굴곡되어 반사된다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 검사 영역 (K) 에 형성되는 판독 라인 (R) 은, 부호 R1 로 나타내는 직선상인 것이 이상적이다. 실제로는 오목면경 (110) 에 의한 광반사면 (110a) 의 왜곡이 있어, 부호 R2 로 나타내는 원호상이 되어 버린다. 부호 R2 로 나타내는 원호상의 라인은, 경로폭의 중앙부 (C) 와 좌단 (L1) 및 우단 (L2) 에 있어서, 부호 R1 로 나타내는 이상적인 판독 라인과 어긋나 있다. 이와 같은 위치 어긋남은, 광반사면 (110a) 을 이차원 오목면 반사경 (가로 (수평) 방향으로만 곡률을 갖는 오목면 반사경) 에 형성한 경우에도 발생하고, 광반사면 (110a) 을 삼차원의 구면 반사경 (가로 (수평) 방향 및 세로 (수직) 방향으로 곡률을 갖는 오목면경) 에 형성한 경우에도 발생한다.

이 위치 어긋남은, 오목면 반사경에 의해 검사 영역을 경로 가로폭 방향의 중앙측에 모으도록 굴곡시켜, 본래의 이미지보다 축소하여 반사시키는 것에서 기인하여 발생하는 것으로 생각된다. 그러나, 장치의 소형화를 실현하기 위해서는 오목면 반사경의 채용은 피할 수 없다. 그 때문에, 위치 어긋남에 의한 불량물의 검출 정밀도가 저하되거나, 위치 어긋남에 의한 에어 분출 장치의 작동이 느려지는 것을 해소할 필요가 있었다.

일본 공개특허공보 2006-234744호

본 발명은 장치의 소형화를 실현하는 것과, 검사 위치의 어긋남을 해소하여 선별 정밀도의 향상을 도모하는 것을 가능하게 하는 촬상 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 광원과, 촬상 광학계와, 그 촬상 광학계에 의해 유도된 재료의 광학 이미지를 결상하는 촬상 소자와, 상기 광원으로부터의 광이 조사되어, 재료를 광학적으로 검사하는 영역인 검사 영역을 구비하고, 재료를 이송시키면서 상기 검사 영역에 있어서 광학적으로 검사하기 위한 촬상 장치로서,

상기 촬상 광학계는, 복수의 광반사체를 구비하고, 상기 복수의 광반사체는, 각각 광반사면을 구비하고, 적어도 한 쌍의 광반사체의 광반사면이 오목면 형상으로 형성되고, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 광원으로부터 상기 재료에 조사된 광의 반사광을, 상기 복수의 광반사체에 의해, 되돌려 반사시키는 기술적 수단을 강구하였다.

또, 청구항 2 에 기재된 발명은, 상기 촬상 광학계는, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 광원으로부터 상기 재료에 조사된 광의 반사광을 되돌려 반사시키는 제 1 광반사체와, 그 제 1 광반사체에서 반사된 광을 반사시키는 제 2 광반사체와, 그 제 2 광반사체에서 반사된 광을 반사시키는 제 3 광반사체와, 그 제 3 광반사체에서 반사된 광을 상기 촬상 소자로 유도하는 제 4 광반사체를 구비하고, 상기 제 1 광반사체 및 제 3 광반사체의 광반사면을 오목면 형상으로 형성하고, 상기 제 2 광반사체 및 제 4 광반사체의 광반사면을 평면 형상으로 형성한 것이다.

또한, 청구항 3 에 기재된 발명은, 오목면경 지지 부재를 추가로 구비하고, 상기 제 1 광반사체 및 제 3 광반사체는, 각각을 상기 오목면경 지지 부재에 지지시켜, 상하 방향으로 한 쌍으로 병설 가능하게 한 것이다.

그리고, 상기 복수의 광반사체의 모든 광반사면을 오목면 형상으로 형성하거나, 상기 복수의 광반사체 중 상기 검사 영역에 있어서의 상기 광원으로부터 상기 재료에 조사된 광을 최초로 반사시키는 광반사체와, 상기 촬상 소자로 유도하기 직전의 광반사체를 오목면 형상으로 형성하거나 하는 것이 가능하다.

청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 재료를 연속적으로 이송시키면서 불량품 또는 이물질의 혼입을 검사하기 위한 촬상 장치로서, 그 촬상 장치는, 복수의 광반사체에 의해 검사 영역으로부터의 광을 되돌려 반사시키는 촬상 광학계와, 그 촬상 광학계에 의해 유도된 재료의 광학 이미지를 결상하는 촬상 소자를 구비하고, 상기 촬상 광학계는, 상기 복수의 광반사체 중 적어도 한 쌍의 광반사체의 광반사면을 오목면 형상으로 형성함으로써, 원호상 판독 라인을 위로 볼록한 원호와 아래로 볼록한 원호로 상쇄시켜, 위치 어긋남이 발생하지 않는 직선상의 판독 라인을 형성할 수 있다. 이로써, 오목면 반사경의 채용에 의해 장치의 소형화를 실현하면서, 또한, 위치 어긋남에 의한 불량물의 검출 정밀도가 뒤떨어지는 문제를 해소할 수 있다.

또, 청구항 2 에 기재된 발명에 의하면, 오목면 반사경과 평면 반사경을 조합하여 촬상 광학계를 형성한 것으로, 촬상 소자에 있어서는 위치 어긋남이 발생하지 않는 직선상의 판독 라인을 형성하고, 또한, 오목면 반사경과 평면 반사경의 병용에 의해 제조 비용을 염가로 할 수 있다.

또한, 청구항 3 에 기재된 발명에 의하면, 상기 제 1 광반사체 및 제 3 광반사체를, 상하 방향으로 한 쌍으로 병설 가능해지도록, 각각을 오목면경 지지 부재에 지지시킴으로써, 각각의 광반사체를 단독으로 장착하는 것보다 조립 작업성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 촬상 장치가 적용되는 검사 장치의 개략 종단면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태의 촬상 장치가 적용되는 카메라의 촬상 광학계를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 촬상 광학계의 광반사체의 반사 작용을 나타내는 모식도이다.
도 4 는 촬상 광학계의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 5a 는 2 장의 오목면경에 연속하여 반사시켰을 때의 반사 작용을 나타내는 모식도이다.
도 5b 는 2 장의 오목면경에 연속하여 반사시켰을 때의 반사 작용을 나타내는 모식도이다.
도 5c 는 2 장의 오목면경에 연속하여 반사시켰을 때의 반사 작용을 나타내는 모식도이다.
도 6 은 촬상 광학계의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 7 은 검사 영역 (K) 에 형성되는 판독 라인을 나타내는 모식도이다.
도 8a 는 종래의 절곡 광로 형성 수단을 나타내는 개략도이다.
도 8b 는 종래의 절곡 광로 형성 수단을 나타내는 개략도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 본 실시형태의 촬상 장치가 적용되는 입상 재료의 검사 장치의 개략 종단면도이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 입상 재료의 검사 장치 (1) 는, 기계 프레임 (2) 내에, 이송 수단으로서의 슛 (3) 과, 곡립 등의 입상 재료를 저류하기 위한 저류 탱크 (4) 와, 저류 탱크 (4) 로부터의 입상 재료를 슛 (3) 으로 반송하기 위한 진동 피더 (5) 와, 슛 (3) 하단으로부터 낙하되는 입상 재료의 낙하 궤적의 전후를 사이에 두고 형성되는 검사부 (6) 와, 검사부 (6) 보다 더 하방에 형성한 이젝터 노즐 (7) 과, 정상적인 입상 재료를 받는 양품 회수통 (8) 과, 그 양품 회수통 (8) 에 병설되어, 불량인 입상 재료를 회수하기 위한 불량품 회수통 (9) 과, 보조 불량품 회수통 (10) 이 구비되어 있다. 슛 (3) 은 수평 위치로부터 약 60 도의 각도로 경사져 배치되어 있다. 양품 회수통 (8) 은, 슛 (3) 과 동일 경사선 상에 있어, 이젝터 노즐 (7) 로부터의 분풍 (噴風) 을 받지 않는 정상적인 입상 재료를 받는다. 불량인 입상 재료는, 이젝터 노즐 (7) 로부터의 분풍을 받아, 정상적인 입상 재료로부터 분리된다. 보조 불량품 회수통 (10) 은, 이젝터 노즐 (7) 로부터의 분풍을 받지 못해, 주위의 부재에 닿아 되튀겨진 불량인 입상 재료가 회수된다.

검사부 (6a, 6b) 는, 각각 상자체 (11a, 11b) 에 의해 둘러싸여 있다. 그리고, 입상 재료의 낙하 궤적의 앞측에 있는 상자체 (11a) 에는, 본 발명의 촬상 장치가 적용된 카메라 (12a) 와, 형광등, LED 등으로 이루어지는 가시광원 (13a, 13b) 과, 할로겐 램프, LED 등으로 이루어지는 근적외 광원 (14a) 과, 검사부 (6b) 의 대향용 백그라운드 (15a) 가 내장되어 있다. 카메라 (12a) 에는, 가시광용 CCD 고체 촬상 소자와, 근적외광용 NIR 고체 촬상 소자가 내장되어 있다. 입상 재료의 유하 궤적의 후측에 있는 상자체 (11b) 에는, 본 발명의 촬상 장치가 적용된 카메라 (12b) 와, 형광등, LED 등으로 이루어지는 가시광원 (13c, 13d) 과, 할로겐 램프, LED 등으로 이루어지는 근적외 광원 (14b) 과, 검사부 (6a) 의 대향용 백그라운드 (15b) 가 내장되어 있다. 카메라 (12b) 에는, 가시광용 CCD 고체 촬상 소자와, 근적외광용 NIR 고체 촬상 소자가 내장되어 있다. 그리고, 상자체 (11a, 11b) 의 입상 재료의 낙하 궤적측에는, 투명 유리로 이루어지는 창 부재 (16a, 16b) 가 끼워넣어져 있다. 양 창 부재 (16a, 16b) 로 둘러싸이는 위치 부근이 검사 영역 (K) 이 된다.

상기 이젝터 노즐 (7) 에는, 도시되어 있지 않은 에어 컴프레서로부터의 공기가 서브 탱크 (17), 배관 (18), 전자 밸브 (19) 를 통하여 에어관 (20) 으로부터 공급된다. 상기 서브 탱크 (17) 는 에어 컴프레서로부터의 공기를 일단 저류하는 것이다. 그 서브 탱크 (17) 를 형성함으로써 이젝터 노즐 (7) 로부터 소비되는 에어량이 많은 경우에도, 에어 부족에 빠질 우려가 없다.

기계 프레임 (2) 의 전방의 경사벽에는, 전면 도어 (22) 가 형성되어 있다. 전면 도어는, 에어 실린더 (21) 에 의해 상하 방향으로 회동 (回動) 가능하게 되어 있다. 이로써, 청소 등의 메인터넌스 작업을 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 그 전면 도어 (22) 의 하방에는 액정 디스플레이 (23) 가 형성되어 있다. 액정 디스플레이 (23) 는, 터치 패널을 구비하고 있고, 조작반과 모니터가 겸용되어 있다. 액정 디스플레이 (23) 는, 오퍼레이터의 눈 높이 위치에 배치 형성 되어 있다. 이로써, 기계 조작을 용이하게 실시할 수 있어 조작성이 향상된다.

도 1 의 부호 24 는 불량품 수용구이고, 부호 25 는 양품 수용구이고, 부호 26 은 보조 불량품 수용구이며, 부호 27 은 샘플 취출부이다.

도 2 는 본 발명의 촬상 장치가 적용되는 카메라의 광학계를 나타내는 개략도이다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 카메라 (12) 는, 촬상 광학계 (32) 와, 이 촬상 광학계 (32) 에 의해 유도된 재료의 광학 이미지를 결상하는 촬상 소자 (33, 34) 로 주요부가 구성된다. 촬상 광학계 (32) 는, 복수의 광반사체 (28, 29, 30, 31) 에 의해 검사 영역으로부터의 광을 되돌려 반사시키고 있다. 촬상 소자 (33) 는, 광학 이미지 중 가시광 성분의 파장의 광을 특이적으로 결상하는 CCD 고체 촬상 소자이다. 촬상 소자 (34) 는, 광학 이미지 중 근적외광 성분의 파장의 광을 특이적으로 결상하는 NIR 고체 촬상 소자이다. 그리고, 광반사체 (31) 와 촬상 소자 (33, 34) 사이에는, 다이크로익 미러 (35) 가 배치 형성되어 있다. 이로써, 촬상 광학계 (32) 에 의해 유도되는 가시광 성분으로 이루어지는 광학 이미지는 다이크로익 미러 (35) 에 의해 굴곡되어, 렌즈 (36) 에 의해 CCD 고체 촬상 소자 (33) 의 결상면 (33a) 에 이미지를 결상시킨다. 촬상 광학계 (32) 에 의해 유도되는 근적외광 성분으로 이루어지는 광학 이미지는, 다이크로익 미러 (35) 에 의해 투과되어, 렌즈 (37) 에 의해 NIR 고체 촬상 소자 (34) 의 결상면 (34a) 에 이미지를 결상시킨다.

촬상 광학계 (32) 에 대하여 상세히 서술한다. 도 2 에 나타내는 광반사체 (28) 는 방물면 미러로 이루어지는 오목면경으로 형성되어 있다. 광반사체 (29) 는 평면 반사경으로 형성되어 있다. 광반사체 (30) 는 방물면 미러로 이루어지는 오목면경으로 형성되어 있다. 광반사체 (31) 는 평면 반사경으로 형성되어 있다. 그리고, 오목면경으로 이루어지는 광반사체 (28) 및 오목면경으로 이루어지는 광반사체 (30) 는, 상하 방향 (카메라 (12) 의 케이싱 내부에 있어서의 상하 방향) 으로 한 쌍으로 병설되어 오목면경 지지 부재 (39) 에 장착되어 있다. 이와 같이, 광반사체 (28 및 30) 를 상하 방향으로 한 쌍으로 병설하여 장착하면, 각각의 광반사체 (28, 30) 를 따로 따로 단독으로 장착하는 것보다 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 작용을 설명한다. 도 3 은 촬상 광학계의 광반사체의 반사 작용을 나타내는 모식도이다.

도 2 및 도 3 에 있어서, 광원으로부터 조사되어, 검사 영역 (K) 에 있어서 재료에서 반사된 광은 창 부재 (16) 를 통하여 입사 각도 φ1 로 입사된다. 입사된 광은, 광반사체 (오목면경) (28) 에 의해 각도 φ2 로 반사된다. 이 때, 검사 영역 (K) 의 경로 가로폭 방향의 중앙측으로 모이도록 반사된다.

다음으로, 광반사체 (평면 반사경) (29) 에서는 각도 φ3 으로 반사된다. 이 경우 (오목면경과 평면 반사경에 순차 반사시킨 경우), 종래와 동일하게, 검사 영역 (K) 에 형성되는 판독 라인은, 원호상 (도 3 의 부호 R2 참조. 위로 볼록한 원호상.) 이 된다.

또한, 광반사체 (오목면경) (30) 에 의해 각도 φ4 로 반사시키면, 다시 검사 영역 (K) 의 경로 가로폭 방향의 중앙측으로 모으도록 반사된다. 이 경우 (1 장째의 오목면경과 평면 반사경과 2 장째의 오목면경에 순차 반사시켰을 때), 도 3 에 나타내는 바와 같이, 검사 영역 (K) 에 형성되는 판독 라인은, 부호 R3 으로 나타내는 바와 같이 아래로 볼록한 원호상이 된다. 1 장째의 오목면경과 2 장째의 오목면경을 조합하면, 위로 볼록한 원호상 판독 라인 (부호 R2, 1 장 째의 오목면경 (28) 의 작용) 과 아래로 볼록한 원호상 판독 라인 (부호 R3, 2 장째의 오목면경 (30) 의 작용) 이 광학적으로 상쇄된다. 이 광학적인 상쇄에 의해, 촬상 소자 (33, 34) 에 입사될 때에는, 실질적으로 도 3 의 R1 로 나타내는 직선상의 판독 라인으로 인식되게 된다.

또한, 도 2 를 참조하여 설명하면, 광반사체 (오목면 반사경) (30) 에서 반사된 광은, 광반사체 (평면 반사경) (31) 에 의해 각도 φ5 로 반사되어, 다이크로익 미러 (35) 에 입사된다. 다이크로익 미러 (35) 에 입사된 광 중, 가시광 성분으로 이루어지는 광학 이미지는 90 °굴곡되어, 렌즈 (36) 에 의해 CCD 고체 촬상 소자 (33) 의 결상면 (33a) 에 이미지를 결상한다. 또, 근적외광 성분으로 이루어지는 광학 이미지는 다이크로익 미러 (35) 를 투과하여, 렌즈 (37) 에 의해 NIR 고체 촬상 소자 (34) 의 결상면 (34a) 에 이미지를 결상한다. 그리고, CCD 고체 촬상 소자 (33) 의 결상면 (33a) 및 NIR 고체 촬상 소자 (34) 의 결상면 (34a) 에 있어서는, 위치 어긋남이 발생하지 않는 직선상의 판독 라인이 형성된다.

도 4 는 촬상 광학계의 다른 실시형태를 나타내는 개략도이다. 도 4 에 나타내는 실시형태는, 광반사체 (28, 29, 30, 31) 전부에 방물면 미러로 이루어지는 오목면경을 채용하고 있다. 도 5a, 도 5b, 도 5c 는 2 장의 오목면경에 연속하여 반사시켰을 때의 반사 작용을 나타내는 모식도이다. 도 5a 는, 1 장의 오목면경에 의해 검사 영역 (K) 에 있어서의 입상물로부터의 반사광을 경로 가로폭 방향의 중앙에 모아, 상방으로 굴곡시킬 때의 아래로 볼록한 판독 라인이 고체 촬상 소자에 결상되는 모습을 나타내는 작용도이다. 도 5b 는, 1 장의 오목면경에 의해 검사 영역 (K) 에 있어서의 입상물로부터의 반사광을 경로 가로폭 방향의 중앙에 모아, 하방으로 굴곡시킬 때의 위로 볼록한 판독 라인이 고체 촬상 소자에 결상되는 모습을 나타내는 작용도이다. 도 5c 는, 도 5a 및 도 5b 에 나타내는 오목면경을 합성하여, 2 장의 오목면경을 사용했을 때의 반사 작용을 나타내는 모식도이다.

도 4 및 도 5c 를 참조하여 촬상 광학계의 광반사체의 반사 작용을 설명한다. 도 4 및 도 5c 에 있어서, 검사 영역 (K) 에 있어서의 입상물로부터의 반사광이 창 부재 (16) 를 통하여 입사 각도 φ1 로 입사되면, 먼저, 광반사체 (오목면경) (28) 에 의해 각도 φ2 로 반사된다. 이 때, 검사 영역 (K) 의 경로 가로폭 방향의 중앙측으로 모이도록 반사된다.

다음으로, 광반사체 (오목면경) (29) 에서도, 각도 φ3 으로 경로 가로폭 방향의 중앙측으로 모이도록 반사된다. 이 경우, 검사 영역 (K) 에 형성되는 판독 라인은, 1 장째의 오목면경 (28) 과 2 장째의 오목면경 (29) 을 조합하면, 도 3 과 마찬가지로, 위로 볼록한 원호상 판독 라인과 아래로 볼록한 원호상 판독 라인이 광학적으로 상쇄된다. 이 광학적 상쇄에 의해, 촬상 소자 (33, 34) 에 입사될 때에는, 실질적으로 직선상의 판독 라인으로 인식된다.

또한, 도 4 를 참조하여 설명하면, 광반사체 (오목면 반사경) (29) 에서 반사된 광은, 마찬가지로 광반사체 (오목면 반사경) (30) 에 의해 각도 φ4 로 반사된다. 또한, 광반사체 (오목면 반사경) (31) 에 의해 각도 φ5 로 반사된 후에 다이크로익 미러 (35) 에 입사된다. 다이크로익 미러 (35) 에 입사된 광 중, 가시광 성분으로 이루어지는 광학 이미지는 90 °굴곡되어, 렌즈 (36) 에 의해 CCD 고체 촬상 소자 (33) 의 결상면 (33a) 에 이미지를 결상한다. 또, 근적외광 성분으로 이루어지는 광학 이미지는 다이크로익 미러 (35) 를 투과하여, 렌즈 (37) 에 의해 NIR 고체 촬상 소자 (34) 의 결상면 (34a) 에 이미지를 결상한다. 그리고, CCD 고체 촬상 소자 (33) 의 결상면 (33a) 및 NIR 고체 촬상 소자 (34) 의 결상면 (34a) 에 있어서는, 위치 어긋남이 발생하지 않는 직선상의 판독 라인이 형성된다. 본 실시형태는, 도 2 에 나타내는 실시형태와 비교하여, 보다 직선성이 높은 판독 라인을 형성할 수 있지만, 모든 광반사체에 오목면 반사경을 사용하기 때문에 제조 비용이 높아진다.

도 6 은 촬상 광학계의 다른 실시형태를 나타내는 개략도이다. 도 6 에 나타내는 실시형태는, 창 부재 (16) 로부터 입사되는 최초의 광반사체 (28) 와, 촬상 소자로 유도되는 최후의 광반사체 (31) 에 방물면 미러로 이루어지는 오목면경을 채용하고 있다. 본 실시형태도, 도 2 에 나타내는 실시형태와 동일한 작용·효과를 기대할 수 있지만, 오목면경으로 이루어지는 광반사체를 병설할 수 없기 때문에, 조립 작업성이 어려워진다.

이상과 같이, 본 발명의 실시형태에서는, 복수의 광반사체 (28, 29, 30, 31) 중 적어도 한 쌍의 광반사체 (28, 30) 를 오목면 형상으로 형성하고 있다. 이 구성에 의해, 오목면경에 특유의 원호상 판독 라인이, 위로 볼록한 원호와 아래로 볼록한 원호로 상쇄되어, 위치 어긋남이 발생하지 않는 직선상의 판독 라인을 형성할 수 있다. 또, 위치 어긋남에 의한 불량물의 검출 정밀도나, 위치 어긋남에 의한 에어 분출 장치의 작동 상태를 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 촬상 장치는, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지 설계 변경이 가능하다.

산업상 이용가능성

본 발명은 정제, 캡슐, 미맥 등의 곡류, 수지 펠릿 또는 과일 등의 재료를 연속적으로 이송시켜, 재료 중의 불량품 또는 이물질의 혼입을 검사하기 위한 촬상 장치에 적용할 수 있다.

1 : 검사 장치
2 : 기계 프레임
3 : 슛
4 : 저류 탱크
5 : 진동 피더
6 : 검사부
7 : 이젝터 노즐
8 : 양품 회수통
9 : 불량품 회수통
10 : 보조 불량품 회수통
11 : 상자체
12 : 카메라 (촬상 장치)
13 : 가시광원
14 : 근적외 광원
15 : 백그라운드
16 : 창 부재
17 : 서브 탱크
18 : 배관
19 : 전자 밸브
20 : 에어관
21 : 에어 실린더
22 : 전면 도어
23 : 액정 디스플레이
24 : 불량품 수용구
25 : 양품 수용구
26 : 보조 불량품 수용구
27 : 샘플 취출부
28 : 광반사체 (오목면경)
29 : 광반사체 (평면경)
30 : 광반사체 (오목면경)
31 : 광반사체 (평면경)
32 : 촬상 광학계
33 : 촬상 소자 (CCD 고체 촬상 소자)
34 : 촬상 소자 (NIR 고체 촬상 소자)
35 : 다이크로익 미러
36 : 렌즈
37 : 렌즈
39 : 오목면경 지지 부재

Claims

입상 재료를 연속적으로 이송시키는 이송 수단과, 그 이송 수단으로부터 낙하하는 입상 재료를 검사 영역에 있어서 그 양·부를 광학적으로 검사하는 검사부와, 그 검사부의 검사의 결과, 양품에 대해 분풍을 행하지 않고 그대로 낙하시켜 회수하는 한편, 불량품에 대해 분풍을 행하여 상기 입상 재료로부터 배제시켜 회수하는 이젝터 노즐을 구비한 검사 장치로서,
상기 검사부는, 상기 입상 재료의 낙하 궤적의 전후를 사이에 두고 광학 이미지를 결상하는 촬상 소자를 구비한 촬상 장치와, 광원과, 백그라운드를 상자체 내에 내장한 구성이고,
상기 검사 영역에 형성되는 판독 라인의 중앙부와 양단부에 있어서, 상기 입상 재료의 검사 위치에 어긋남이 생긴 경우에, 상기 이젝터 노즐의 에어 분출의 작동 지연을 불필요로 하도록,
상기 촬상 장치에는, 복수의 광반사체에 의해 상기 검사 영역으로부터의 광을 되돌려 반사시키는 촬상 광학계가 구비되고, 그 촬상 광학계의 복수의 광반사체 중 적어도 한 쌍의 광반사체를 오목면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 광학계는, 검사 영역으로부터의 광을 되돌려 반사시키는 제 1 광반사체와, 그 제 1 광반사체에서 반사된 광을 반사시키는 제 2 광반사체와, 그 제 2 광반사체에서 반사된 광을 반사시키는 제 3 광반사체와, 그 제 3 광반사체에서 반사된 광을 상기 촬상 소자로 유도하는 제 4 광반사체를 구비하여 구성되고, 상기 제 1 및 제 3 광반사체의 광반사면을 오목면 형상으로 형성하고, 상기 제 2 및 제 4 광반사체의 광반사면을 평면 형상으로 형성하여 이루어지는 검사 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 3 광반사체는, 상하 방향으로 한 쌍으로 병렬 형성 가능해지도록, 각각을 오목면경 지지 부재에 지지시켜 이루어지는 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 광학계는, 상기 복수의 광반사체 전부를 오목면 형상으로 형성하여 이루어지는 검사 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 광학계는, 상기 복수의 광반사체 중 상기 검사 영역으로부터의 광을 최초로 반사시키는 광반사체와, 상기 촬상 소자로 유도하는 최후의 광반사체를 오목면 형상으로 형성하여 이루어지는 검사 장치.