KR20070026501A - 온라인 내부품질 검사방법과 장치 - Google Patents

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Abstract

농산물인 과실류의 당도나 산도 등의 미각 성분값의 측정과 아울러, 외관에서는 알 수 없는 내부의 병장해나 생리장해 등의 내부품질을 비파괴로 검사하는 방법과 장치를 제공한다. 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 갖고 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 설치한 반송수단으로 대상물을 반송하고, 반송로의 소정의 위치를 검사위치로 하고, 그 대상물의 상방에 수직으로 하강해서 밀착해서 씌워지는 차광통을 동기 진행시키고, 좌우 양측으로부터 소형 램프를 이용해서 대상물을 향해서 광선을 투사한다. 검사위치의 상방에 하향으로 차광통을 통해 투과광을 집광하는 상측 집광수단과 이것에 광섬유로 접속한 상측 분광수단을 설치함과 아울러 시트의 투과광 출구의 하방에 상향으로 하측 집광수단과 이것에 광섬유로 접속한 하측 분광수단을 설치한다. 상측 분광수단으로부터 얻어진 분광 스펙트럼 데이터(SA)와 하측 분광수단으로부터 얻어진 분광 스펙트럼 데이터(SB)를 각각 스펙트럼 분석하고, 상하의 스펙트럼으로부터 당도나 산도 등의 미각 성분값을 산출함과 아울러 각종의 생리장해, 병장해를 검출해서 장해도를 출력하는 분석장치를 설치했다.

Description

온라인 내부품질 검사방법과 장치{ON-LINE INTERNAL QUALITY EXAMINING METHOD AND DEVICE}
본 발명은, 농산물 등의 외관품질이나 내부품질을 검사 선별하기 위해서 각종의 반송수단으로 1개씩 정렬시켜 반송하는 대상물에 대해서, 그 반송로의 소정 위치의 검사위치에 있어서 반송로의 좌우 양측으로부터 복수개의 투광램프를 이용하여 광선을 투사하고, 대상물 내부를 통과해서 상측 및 하측으로 나오는 투과광을 집광 및 수광해서 분광분석함으로써 그 농산물 등 대상물의 당도나 산도 등의 성분값, 및 외관에서는 알 수 없는 내부의 병장해나 생리장해 등 내부품질을 비파괴로 검사하는 방법과 장치에 관한 것이다.
종래, 컨베이어로 반송중인 대상 농산물에 근적외광을 포함하는 광선을 투사하고, 그 농산물의 반사광으로부터 내부품질정보를 검출하는 반사광방식과, 투사한 광이 농산물 내부를 투과해서 외부로 나오는 투과광으로부터 내부품질정보를 검출하는 투과광방식이 있다.
본 발명은, 투과광방식에 의한 검사방법과 그 장치에 관한 것이다.
투과방식의 온라인 내부품질 검사장치에는 반송중의 대상물에 광선을 투사하는 투광수단과, 대상물 내부를 투과해 오는 투과광을 수광하는 수광수단을 반송로 를 사이에 두고 좌우 양측에 마주보게 설치한 것이 있다.(예를 들면 특허문헌1 참조) 또한 대상물을 1개씩 올려놓는 받침접시의 중앙부에 상하로 관통하는 투과통로구멍을 갖고, 그 받침접시 상에 올려놓은 대상물에 반송로를 사이에 두고 좌우 양측에서 광선을 집중 투사하는 투광수단과 받침접시의 투과광 통로구멍을 통해 하방으로부터 투과광을 수광하는 수광수단을 설치한 것이 있다.(예를 들면 특허문헌2 참조)
특허문헌1 재표특허 00-079247호(국제공개번호, WO00/79247 A1)
특허문헌2 재표특허 00-022062호(국제공개번호, WO001/22062 A1)
상기 특허문헌1에 기재된 측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치는, 도29에 나타내듯이 투광수단은 복수개의 투광램프(1)를 이용하여 반송로 상의 대상물(2)의 한쪽 측면을 각각 다른 위치와 각도로부터 집중 투사하도록 구성하고, 대상물 내부를 투과해 온 투과광의 수광수단(3)은 집광렌즈의 수광창(4)으로부터 광섬유의 입광면까지의 사이에 광의 통로를 개폐하는 수광 셔터(5)를 설치한 구성이다.
이렇게 특허문헌1에 기재되어 있는 바와 같은 옆으로부터 옆으로 광선을 투과시켜서 내부품질을 검사하는 장치는, 과즙수분이 많아 광이 투과하기 쉬운 귤이나 토마토 등의 당도, 산도의 측정에 사용되고 있지만, 복숭아나 넥타린(천도 복숭아) 등의 과실은 과심부(果芯部)에 종핵(種核)이 있어, 광선이 투과하기 어렵고, 또 사과는 과육세포의 구조, 성분 때문에 광선이 투과하기 어려워, 내부의 병장해나 생리장해 등의 정확한 내부품질정보를 가진 투과광이 얻어지기 어렵다는 문제가 있었다.
또한 투광수단의 투광램프(1)와 수광수단(3)의 집광렌즈 수광창(4)은 반송로를 사이에 두고 좌우로 대향 배치되어 있으므로, 대상물(2)이 없을 때에 투광램프(1)의 직접광이 수광창(4)으로부터 입광하는 것을 막기 위해서, 수광수단에는 비계측시에 수광의 통로를 폐쇄하는 수광 셔터(5)를 설치하지 않으면 안되고, 대상물(2)이 1개 통과할 때마다 수광 셔터를 개폐시키는 기구와 그 동작시간에 의한 제약 때문에 처리능력을 향상시킬 수 없는 문제가 있었다.
다음에 상기 특허문헌2에 기재된 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치는, 도30에 나타낸 바와 같이 대상물(6)을 올려놓는 받침접시(7)는 중앙에 상하방향으로 관통하는 투과통로(8)를 갖고, 투광수단은 반송로의 좌우 양측에 각각 다수의 투광램프(9)를 설치해서 받침접시상의 대상물에 대해서 양측 측면을 각각 다른 위치와 각도로 집중 투사하도록 구성하고, 대상물 내부를 투과해 온 투과광의 수광수단(10)은, 받침접시(7)의 투과통로(8)를 통해 하방으로부터 투과광을 집광하는 집광렌즈를 설치하고, 상기 집광렌즈로 집광된 투과광을 분광기로 안내하도록 조합한 구성이다.
이렇게 특허문헌2에 기재되어 있는 바와 같은 양 옆방향으로부터 광선을 투사해서 과일내부를 확산 반사해서 하부로 나오는 투과광을 분광분석해서 내부품질을 검사하는 장치는, 과일의 당도 등을 비파괴로 검사하는 장치로서 실용화되어 왔지만, 1회의 검사로 당도 등의 성분과는 별도로, 내부에 병장해가 있는 것을 동시에 검출할 수 없는 문제가 있었다.
예를 들면 사과에 대해서는, 외관상은 정상으로 보이지만 내부에 줄기갈라 짐(peduncle crack)의 균열이 생긴 불량과(果)(도22)나 과경(果梗)이 과육내에 들어간 함몰과 등 주로 과실의 과경측에 발생하는 장해과(불량과)를 검출할 수 없는 문제가 있었다. 또 과육내부의 어느 위치에 발생하는지 알 수 없는 극부적인 스폿상 갈변 장해과로 검출할 수 없는 문제가 있었다. 또한 당도나 산도 등의 성분값에 대해서도 과실의 적도부보다 하측에서 조사 램프의 각도와 위치, 과실의 대소에도 영향을 받지만 받침접시의 시트에 접하는 과정부(果頂部)까지의 정보가 주가 되고, 기본적으로는 시트에 올려진 대상물의 하반부측에서의 정보뿐이며 상반부측은 알 수 없다는 문제가 있었다.
또한 받침접시(7)의 하방으로부터의 투과광만을 이용한 검사장치에서는, 예를 들면 사과의 과심부의 종자나 진피의 주위에 발생한 심(芯) 곰팡이 불량과(도26) 등을 검출할 수 없는 문제가 있었다.
또한 배에서는 과실내부의 불특정위치에 발생한 극부적인 생리장해과(도28)를 검출할 수 없는 문제가 있었다.
또한 대상물에 투사된 광선은 대상물의 표면에서 반사가 생기고, 일부는 과피아래로 침입하는 광선의 입사각이 대상물의 이동과 함께 변화되고, 표면반사광은 모든 방향을 향해서 반사되므로 하측에 있는 수광수단을 단지 상측에 하향으로 설치하는 것만으로는 이 표면반사광이 강한 외란광으로서 상측의 수광수단에 입광하기 때문에 상방으로 나오는 미약한 투과광을 검출할 수 없는 문제가 있었다.
또한 반송수단에 상하로 관통하는 투과광 통로를 설치하지 않고 검사위치의 상방에 단지 하향으로 수광수단을 설치하는 것뿐의 아이디어(예를 들면 일본 특허 공개 2000-199743호의 도9와 같은 조합)에서는, 미리 측정물의 크기나 자세를 조정할 필요가 있고, 그것은 실용상에 문제가 있었다. 실제의 선별시설에서는 크고작은 과실이 연속적으로 반송되고, 그것을 선별 구분할 필요가 있어 검사위치에서는, 크고작은 여러가지의 크기의 대상물이 반송된다. 따라서 전후로 인접하는 과실로부터도 표면반사가 생기고, 이 강한 반사광이 상측 수광수단에 외란광으로서 영향을 주고, 대상물로부터 나오는 근적외영역의 투과광을 검출하기 위해서는 문제가 있었다.
즉 대상물로부터의 투과광은 미약해서, 예를 들면 밤하늘의 별이 주위가 밝은 장소에서는 보이기 어렵지만, 주위의 빛이 적은 어두운 장소에서는 잘 보이는 것과 마찬가지로 외란광의 영향을 받는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 사실을 감안하여 이루어진 것으로서, 특히 사과, 복숭아, 배 등 검사 대상물의 당도나 산도 등의 미각성분과, 외관상은 정상이어도 과경부, 과심부, 과정부나 과육내부 등의 내부장해를 동시에 비파괴로 검사하기 위해서 개발한 온라인 내부품질 검사방법과 그 장치를 제공하는 것이다.
특히 대상물의 상방으로부터의 미약한 투과광을 외란광에 영향을 주지 않고 집광하는 상측 집광수단(상측 수광수단이라고도 함)의 구성에 특징을 갖는 검사방법과 장치를 제공하는 것이다.
반송수단의 구성의 차이에 따라, 시트의 중앙에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 갖고, 하측 집광수단(하측 수광수단이라고도 함)을 설치하고, 이것과 상측 집광수단을 조합해서 설치하여 상하로부터 검사하는 경우와, 하측 집광수단은 사용하지 않고 상측 집광수단만을 설치해서 검사하는데에 적합한 장치를 제공하는 것이다.
청구항1 내지 5에 기재된 발명은, 대상물로부터의 투과광을 상방과 하방으로부터 집광하여 검사하는 방법이며, 청구항1은 검사위치에서 좌우 양측으로부터 광선을 투사하고, 대상물내를 투과해서 상방으로 나오는 투과광A를 검사위치의 상방으로부터 하향으로 집광하는 상측 집광수단과 이것에 접속하는 상측 분광수단을 설치한다. 한편 시트상에 올려진 대상물을 투과해서 하방으로 나오는 투과광B를 검사위치에서 시트의 하측에 근접시켜서 상향으로 집광하는 하측 집광수단과 이것에 접속하는 하측 분광수단을 설치한다. 이 상측 분광수단과 하측 분광수단의 각각으로부터의 분광 스펙트럼을 분석해서 당도나 산도 등의 성분값 및 각종 장해를 검출함과 아울러, 상하의 분광 스펙트럼을 비교하여, 그 스펙트럼의 차이로부터 대상물의 내부품질과 각종의 내부장해를 검출하도록 한 것을 특징으로 한다.
청구항2의 발명은, 검사위치에서 대상물의 상방에 밀착해서 씌워지는 차광통을 수직으로 하강시켜서 대상물을 실은 시트를 동기 진행시키고, 대상물을 투과해서 상방으로 나오는 투과광A를 차광통의 상방으로부터 하향으로 집광하는 상측 집광수단을 설치해서 상방과 하방 모두 대상물에 밀착해서 외란광에 영향받지 않는 투과광A, B를 집광하여, 분광 스펙트럼을 검출하도록 한 것을 특징으로 한다.
청구항3과 4의 발명은, 상하의 집광수단과 분광수단의 수광타이밍을 상하 동시에 할 경우와, 상하를 전후로 위치 어긋나게 해서 타이밍을 어긋나게 해서 수광하도록 한 것이며, 청구항5는, 대상물의 과실지름의 대소에 따라 수광시간(적분시간)을 바꾸도록 한 것을 특징으로 한다.
청구항6 내지 10에 기재된 발명은, 검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하는 시트는, 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로구멍을 갖고, 그 상부에 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 사용한다. 이 시트로 대상물을 반송하는 반송로의 소정 위치를 검사위치로 하고, 그 검사위치의 반송로의 좌우 양측에 각각 다수의 소형 투광램프를 이용하여 검사위치에 있는 시트상의 대상물의 측면을 향해서 광선을 투사하므로, 좌우 양측의 비스듬히 앞에서 비스듬히 뒤까지의 범위를 각각 다른 위치와 각도로부터, 검사위치에 있는 대상물을 향해서 투사하도록 배치한 투광수단을 구성한다.
검사위치에서 시트상의 대상물을 투과해서 상방으로 나오는 투과광A를 검사위치의 상방으로부터 하향으로 집광하는 상측 집광수단(상측 수광수단이라고도 함)과 광섬유를 조합해서 이것에 접속한 상측 분광수단을 설치한다. 이 상측 집광수단은, 렌즈후드와 그 하방을 대상물이 지나는 통로상부 사이에 외란광의 진입을 막는 외란광 방제판을 설치해서 투과광A를 집광하도록(청구항7) 구성해도 좋다.
또 상측 집광수단은, 또 하나의 방법, 장치로서 검사위치에서 대상물의 상방에 수직방향으로 하강해서 대상물과 밀착해서 씌워지는 상부 차광통을 반송수단과 나란히 동기 진행시키면서 점차 수직인 하향으로 하방으로 하강해서 대상물의 상부에 씌운다. 이 상부 차광통의 대상물과의 밀착부는, 환형으로 밀착하는 누름시트를 설치한다. 이 상부 차광통은 스프링 등의 탄력으로 대상물의 상부에 압압하도록 씌워져서 이 차광통 가운데를 통과해서 상방으로 나오는 대상물로부터의 투과광A를 집광한다.
검사위치의 시트의 하면 투과 통로출구의 하방에 근접시켜서(투과광 통로 하면에 대응시켜서) 대상물로부터 투과광 통로를 통과해서 하방으로 나오는 투과광B를 집광하는 하측 집광수단(하측 수광수단이라고도 함)과 광섬유를 조합해서 이것에 접속한 하측 분광수단을 설치한다.
상측 분광수단과 하측 분광수단 각각으로부터의 분광 스펙트럼을 분석함으로써 대상물의 당도, 산도의 측정 성분값을 산출함과 아울러, 상측 분광 스펙트럼의 분석으로부터 대상물의 상반부에 존재하는 병장해를 검출하고, 하측 분광 스펙트럼의 분석으로부터 대상물의 하반부에 존재하는 병장해를 검출하고, 상측과 하측의 스펙트럼 분석으로부터 대상물의 과심부에 존재하는 내부장해를 검출하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 투과광A를 집광하는 상측 집광수단과 투과광B를 집광하는 하측 집광수단은, 상하 수직으로 동일선상에 설치하는 구성과, 반송방향으로 전후로 부착위치를 어긋나게 해서 설치하는 구성이 있다. 위치를 어긋나게 한 구성에서는 대상물을 실은 받침접시가 각각의 위치에 왔을 때 집광하도록 타이밍을 어긋나게 해서 작동시키고, 각각으로부터의 분광 스펙트럼을 합해서 분석장치로 분석하여, 소정의 내부품질 검사항목에 대해서 검출하도록 구성했다.
이 위치 어긋남의 간격은, 반송방향 전후로 시트와 시트의 부착간격 이내의 경우와, 시트와 시트의 간격이상으로 어긋나게 해서 설치하는 것도 포함하고, 각각의 분광 스펙트럼 데이터는 분석장치로 상하 합해서 분석한다.
청구항10에 기재된 발명은, 검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하는 반송수단의 검사위치에서 대상물의 상방에 수직방향으로 하강해서 밀착해서 씌워지는 차광통을 반송수단과 나란히 동기 진행시키는 상부 차광수단을 설치해서 상부 차광통 가운데를 통과해서 상방으로 나오는 대상물로부터의 투과광을 검사위치의 상방으로부터 하향으로 집광하는 상측 집광수단(상측 수광수단이라고도 함)을 설치하고, 광섬유를 조합해서 분광수단에 접속하여, 분광 스펙트럼의 분석에 의해 대상물의 내부품질을 검사하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항11에 기재된 발명은, 상기 상부 차광수단의 차광통을 검사위치에서 하단부를 대상물의 상부에 수직으로 하강시키고, 대상물의 크기에 따른 고저에 따라 스프링으로 압압하면서 반송수단과 나란히 동기 진행시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항12에 기재된 발명은 상기 차광통은, 검사위치에서 상단부를 상측 집광수단의 렌즈후드 전단에 근접해서 통과하는 높이로 유지해서 하단부의 누름시트를 대상물과 접촉하지 않는 높이로부터 수직으로 하강시켜 대상물의 상부에 밀착하는 위치까지 신축하는 구조로 형성하고, 반송수단과 동기 진행하는 상부 차광수단에 부착하여, 상부 차광수단의 진로를 따라 차광통의 신축부를 가이드 레일에 의해 승강시켜 하단부를 진행하면서 대상물의 상부에 밀착시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항13과 14에 기재된 발명은, 상부 차광통의 신축구조를 2중통으로 구성한 것과 벨로스(bellows)로 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항16에 기재된 발명은, 반송수단의 검사위치의 상방에 하향으로 설치한 상측 집광수단의 렌즈후드와, 대상물 통로의 상부 사이에, 외란광의 진입을 막기 위해서 집광렌즈의 시야창을 갖는 외란광 차광판을 설치한다. 투광수단은 반송로의 좌우 양측에 설치한 램프로부터의 확산광이 상방으로 확산 투사되지 않도록 둘러싼 조사(照射) 박스를 설치하고, 이 조사 박스는 대상물 반송로측에 차광벽을 갖고, 검사위치와 투광램프를 연결하는 투광 광축이 지나는 위치의 차광벽에 투사창을 설치하고, 이 투사창을 통해 광선을 대상물의 높이의 소정 위치를 향해서 전방 아래로 경사지게 투사하도록 구성하고, 집광수단으로 집광한 투과광을 광섬유를 이용하여 분광수단에 안내하여, 분광분석되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항17에 기재된 발명은, 램프의 반사경 앞면 개구부로부터, 상기 차광벽의 투사창을 향해서 집중 투사통을 설치해서 램프의 광선을 각각의 투광 광축을 따라 집중시켜서 투사하도록 구성하여, 램프로부터의 광선이 외부로 누설되는 것을 최대한 적게 하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항18에 기재된 발명은, 분광수단은 광섬유의 출광단부를 평판형상으로 형성해서 그 끝면에 광확산체, 연속 가변간섭필터(linear viable filter, 약칭 LVF라고도 함)와 광전변환소자의 순으로 조합해서 밀봉한 구조로 분광 스펙트럼 데이터를 출력하는 소형 패키지 분광 센서유닛을 (국제공개번호 WO03/091676 A1) 이용해서 구성한 것을 특징으로 한다. 이 패키지형 분광 센서유닛은 소형이며 예를 들면 담배 20개들이 상자정도로 손바닥에 들어오는 정도의 크기로 형성되고, 집광수단에 근접해서 설치되어 광섬유의 길이가 단축되므로, 광의 감쇠가 방지되는 특징이 있다.
상기한 바와 같이 구성한 본 발명의 온라인 내부품질 검사방법과 장치는, 대상물을 시트상에 환형으로 밀착시켜서 반송하고, 검사위치의 대상물의 상방에 차광통을 수직으로 하강해서 밀착시켜서 반송수단과 동기 진행시키고, 차광통의 상방에 하향으로 상측 집광수단, 받침접시의 하면에 상향으로 하측 집광수단을 설치했기 때문에, 대상물의 비스듬히 앞에서 비스듬히 뒤까지의 측면 하방을 향해서 투사된 광선은, 대상물 내부를 확산반사하면서 상하, 좌우, 경사 각 방향을 향해 미약한 투과광으로서 외부로 나오지만, 그 중의 상방을 향하는 투과광A가 외관에서는 볼 수 없는 내부의 내부의 장해, 특히 적도부와 그것보다 위에 존재하는 줄기갈라짐이나 줄기함몰, 갈변과 등의 내부결함 장해정보를 가지고 오므로 이것을 외란광을 차광한 상측 분광수단에 의해 검출할 수 있다.
또한 검사위치의 시트의 하면을 향해서 상향으로 설치한 하측 집광수단은, 대상물 내부를 확산하면서 하방을 향하는 투과광B가 과정부의 꽃받침으로부터의 침입균에 의한 과심부의 심 곰팡이병이나 내부의 갈변 장해과 등의 장해정보를 가지고 오므로 이것을 하측 분광수단에 의해 검출할 수 있다.
또한 과실내부 가식부(可食部)의 어느 부위에 발생하는지 알 수 없는 스폿상 갈변장해 등의 생리장해의 정보도 투과광A, B에 포함되어 있어 이것을 스펙트럼 분석해서 검출할 수 있다.
특히 종래의 하측 집광수단만의 내부장해정보로서의 하부 분광 스펙트럼만으로는 정보량이 적고, 불량과 판정이 곤란하여 잘 분석되지 않은 소위 그레이존(gray zone)상의 대상물에 대해서, 외란광을 차광한 차광통을 통해 동시 측정하는 상측 집광수단으로부터의 내부장해정보로서의 상부 분광 스펙트럼을 대비하고, 상사형이 비상사형인지, 또는 그 출력의 고저차(레벨차)(강도차)나 스펙트럼 패턴의 차이 등으로부터 종합판정을 하는 검사가 가능하다. 즉 상하의 측정환경으로서 동일 반송속도, 동일 투광수단으로부터의 투사를 받아서 동시간대에서의 투과광을 분석하므로 외란광의 영향이 없어 스펙트럼 데이터의 신뢰성이 높고, 상하 스펙트럼의 비교가 가능해져서 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한 상하의 집광수단은, 외란광을 차광한 차광통과 시트를 통해 집광하므로 투광수단을 강화하여, 보다 하이레벨의 투과광을 얻을 수 있다. 또, 상측 집광수단과 하측 집광수단에 수광 셔터를 설치하지 않으므로, 수광시간을 임의로 할 수 있다. 즉 반송수단의 상류측에 설치된 과실 지름 센서에 의해 계측한 대상물의 크기에 따라 수광시간 범위(폭)를 바꾸어서(계산해서) 수광할 수 있다. 이 때문에 셔터동작에 따른 시간의 제약(기구가 움직이기 위해서 필요한 제한시간)을 받지 않으므로, 반송수단의 반송속도를 빠르게 해서 검사처리능력을 향상시킬 수 있다.
또한 투광수단은 조사 박스로 둘러싸고, 반송로측에도 차광벽을 설치해서 투사창을 통해 광선을 투사하도록 구성했으므로 광선은 효과적으로 대상물에 투사되어, 외부로의 산란광을 적게 할 수 있다.
또 분광수단은, 광섬유의 출광단부로부터 광확산체, 연속 가변간섭필터와 광전변환소자까지 밀봉된 소형 패키지 분광 유닛을 사용했으므로 내부에 반사경이나 회절격자가 없고, 광로에 일정한 공간도 없으므로, 진동 등 외적 충격력을 받아도 광축, 파장의 어긋남 등 이상이 생기지 않고, 환경에도 영향을 주지 않고, 소형이므로 집광수단의 근처에 설치해서 광섬유가 단축되므로 투과광의 감쇠가 적어 분광 정밀도가 좋고 안정된 검사를 할 수 있다.
또한 각종의 선별 컨베이어를 사용한 선별시설이 각지에서 다수 사용되고 있지만 이들의 기설 반송수단에 본 발명의 투광수단과 상부 차광수단 또는 외란광 방제판과 상측 집광수단은 용이하게 추가조합 가능하며, 추가부착해서 조합시키면 본 발명과 마찬가지로 외란광을 제거한 검사 정밀도가 높은 내부품질을 검사하는 선별장치로 할 수 있으므로 그 경제적 효과는 매우 크다.
도1은 주요부를 파단한 상하 집광의 단면 설명도이다.
도2는 도1의 측면 설명도이다.
도3은 주요부를 파단한 평면 설명도이다.
도4는 상부 차광통이 다른 상하 집광의 단면 설명도이다.
도5는 도4의 측면 설명도이다.
도6은 상부 차광통이 또 다른 상하 집광의 단면 설명도이다.
도7은 전체 구성을 나타내는 개략 설명도이다.
도8은 상하의 검출위치를 전후로 위치어긋나게 한 측면 설명도이다.
도9는 주요부를 파단한 상측 집광의 단면 설명도이다.
도10은 도8의 측면 설명도이다.
도11은 상부 차광통이 또 다른 상측 집광의 단면 설명도이다.
도12는 외란광 차광판을 설치한 단면 설명도이다.
도13은 도12의 측면 설명도이다.
도14는 투광수단의 평면도이다.
도15는 투광 셔터가 다른 단면도이다.
도16은 도15의 측면 설명도이다.
도17은 제5실시예 반송수단의 설명도이다.
도18은 필터 전환수단의 설명도이다.
도19는 패키지형 분광 센서유닛의 설명도이다.
도20은 사과의 정상과의 예를 나타내는 단면도이다.
도21은 사과의 정상과의 투과광 스펙트럼의 예이다.
도22는 사과의 줄기갈라짐 장해과의 예를 나타내는 단면도이다.
도23은 사과의 줄기갈라짐과의 투과광 스펙트럼의 예이다.
도24는 사과의 갈변 장해과의 예를 나타내는 단면도이다.
도25는 사과의 갈변과의 투과광 스펙트럼의 예이다.
도26은 사과의 심 곰팡이병과의 예를 나타내는 단면도이다.
도27은 사과의 심 곰팡이과의 투과광 스펙트럼의 예이다.
도28은 배의 스폿상 갈변과의 예를 나타내는 단면도이다.
도29는 공표된 특허문헌1의 참고도이다.
도30은 공표된 특허문헌2의 참고도이다.
(부호의 설명)
1, 9…투광램프
2, 6…대상물
3, 10…수광수단
4, 473…수광창
5…셔터
7, 11, 64, 111…받침접시
8…투과 통로
100…검사위치
12, 68…투과광 통로
121…투과광 통로입구
122…투과광 통로출구
13, 131…시트
14, 66…컨베이어 체인
15…부착핀
16, 60, 71…투광수단
17, 72…소형 램프
18…투광 광선
19, 73, 731…조사 박스
20, 74, 741…차광벽
21, 75, 751…투사창
22, 221, 222…투광 셔터
130, 61, 301, 302…차광통
30A…상측 차광통
31, 312…누름시트
32, 322…스프링
33, 62…상부 차광수단
34…체인
35, 351, 352…상하 슬라이드축
36…고정 브래킷
37, 371, 372…상하 슬라이드 브래킷
38…가이드핀
39, 391…가이드 레일
40, 63, 85, 401…·상측 집광수단
41, 47, 87…집광렌즈
42, 48, 89…광섬유
43, 49…감광필터 부착판
44, 50…조합 부착부
45, 51…스태핑 모터
46, 461…하측 집광수단
52…상측 분광수단A
53, 55…패키지형 분광 센서유닛
54…하측 분광수단B
56…A/D컨버터
57…과실 지름 센서
65…반송 컨베이어
66…컨베이어 체인
67…관통구멍
68…투과광 광로
70…반송수단
76…집중 투사통
77…램프 부착구멍
78…조사 박스의 상면
79…조사 박스의 하면
80, 81…공냉 송풍기
82…리니어 슬라이드 레일
83, 831…셔터 구동장치
84…부착 프레임
86, 412, 472…렌즈후드
88, 411, 471…렌즈홀더
90…부착판
91…외란광 차광판
92…관찰창
413…수광창
414…차광판
421, 481…입광면
431…필터 부착구멍
432…감광필터
433…블라인드
451…출력축
452…축심
475…방진후드
476…접속구
422, 482…출광측 단부
531…광확산체
532…광전변환소자
534…전자 냉각소자
601…설정 표시부
602…데이터 처리부
A…상측 투과광
SA…상측 분광 스펙트럼
B…하측 투과광
SB…하측 분광 스펙트럼
F…대상물
P…받침접시의 간격
검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하는 시트는, 컨베이어 체인에 부착해서 반송하는 방식과 트레이에 적재되어 반송하는 방식, 또는 벨트 컨베이어나 슬랫 컨베이어에 구멍을 뚫고, 시트를 설치해서 반송하는 방식 등 여러가지의 형태가 있지만, 시트의 중앙에 수직인 상하방향으로 관통하는 투과광 통로구멍을 갖고, 그 상부에 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 사용한다.
이 시트에 대상물을 실어서 반송하는 컨베이어의 반송로의 소정의 위치를 검사위치로 한다. 그 검사위치에서 대상물의 상방에 수직방향으로 하강해서 밀착해서 덮이는 차광통을 반송 컨베이어와 동기 진행시키는 상부 차광수단을 설치한다. 검사위치에서 대상물은 하측의 시트와 상측의 차광통에 의해 상하를 외부광선으로부터 차광된 상태에서 측방으로부터 광선이 투사되도록 투광수단을 설치한다. 그 검사위치에서 상측 차광통의 상방에 하향으로 상측 집광수단과 이것에 접속한 상측 분광수단을 설치하고, 시트의 하면 투과광 통로구멍의 하방출구에 근접시켜서 상향의 하측 집광수단과 이것에 접속한 하측 분광수단을 설치한다.
투광수단은, 소형 할로겐램프를 이용하여 강한 광강도를 가지고, 퍼짐이 작 은 광선다발을 보내도록 설계된 포물면 반사경으로 전방 검사위치의 초점을 향해서 좁혀져서 집중 투광하는 것을 사용한다.
이 램프 복수개를 반송로의 좌우 양측으로부터 대상물의 측면을 향해서 각각 다른 위치와 각도로 광선을 투사하도록 배치하고, 램프로부터의 확산광이 상방으로 확산 투사되지 않도록 둘러싼 조사 박스를 설치한다. 이 조사 박스는 대상물 반송로측에 차광벽을 갖고, 검사위치와 투광램프를 연결하는 투광 광축이 지나는 위치의 벽면에 투사창을 설치하여, 이 투사창을 통해서 광선을 대상물에 투사한다. 이 투사창에는 램프로부터의 투사 광선을 차단하는 투광 셔터를 설치해서 장치의 조정이나 메인터넌스 등 필요할 때, 일시적으로 투광 광선을 차단할 수 있도록 구성한다.
상기 반송 컨베이어와 나란히 동기 진행하는 상부 차광수단의 차광통은, 검사위치 이외의 장소에서는 상방으로 올려져 퇴피되어 있고, 검사위치의 바로앞측에서 점차 수직으로 하강하기 시작하여, 높이가 큰 대상물로부터 작은 대상물까지 완전히 덮어 버리도록 가이드 레일로 안내한다. 큰 대상물과 작은 대상물의 높이의 차는 스프링에 의해 흡수되도록 구성한다.
상측의 차광통은, 반송 컨베이어와 나란히 동기 진행하면서 수직방향으로 점차 하강하여 대상물에 점차로 접촉해서 덮이므로 차광통의 하단 누름시트와 대상물 사이에 속도차는 없어 대상물을 기울이거나, 쓰러뜨리거나 차버리거나 하는 일없이 안정되게 씌운다.
상측 집광수단은, 차광통의 내경과 거의 동일크기의 평면을 시야로 하는 집 광렌즈를 사용하여, 시야외로부터의 광에 기인하는 고스트나 플레어 방지를 실시한 렌즈홀더에, 광섬유 조합 부착부를 설치한다.
집광렌즈의 수광측 초점의 위치에, 분광수단으로 안내하는 광섬유다발의 입광면을 조합해서 집광한 투과광A를, 광섬유다발을 통해 상측 분광수단으로 안내하고, 그 투과광A를 분광해서 분광 스펙트럼(SA)을 얻는다.
하측 집광수단은, 반송되는 시트의 하면 투과광 통로의 크기(지름)를 시야로 하는 집광렌즈를 사용하고, 상기 상측 집광수단과 마찬가지로 렌즈홀더에 광섬유 조합 부착부를 설치해서 집광한 투과광B를, 광섬유를 통해서 하측 분광수단으로 안내하고, 그 투과광B를 분광해서 분광 스펙트럼(SB)을 얻는다.
분석장치에서 동일 대상물의 상측 분광 스펙트럼(SA)와 하측 분광 스펙트럼(SB)를 이용하여, 각종 분석처리를 행하고, 내부품질의 검사측정항목의 성분값과, 내부결함, 장해항목의 장해값을 출력한다. 분석장치의 디스플레이 표시기에는, 상측 분광 스펙트럼(SA)와 하측 분광 스펙트럼(SB)을 나열하거나 겹쳐서 표시할 수 있도록 모니터를 구성하는 것이 바람직하다.
상기 상측 집광수단 및 하측 집광수단의 각각의 렌즈홀더와 광섬유 조합 부착부에는 집광렌즈와 광섬유 입광면 사이에 필터 전환·삽입수단을 설치한다.
필터 전환·삽입수단은, 집광한 투과광을 그대로 통과시키는 빈 구멍과 광을 전혀 통과시키지 않는 막힌구멍(blind hole)과 예를 들면 10%감광, 20%감광 등 복수단의 감광필터를 전환 및 삽입할 수 있도록 구성한다.
검사 대상물의 품목에 따라 강한 투과광이 얻어지는 품목과 약한 투과광밖에 얻어지지 않는 품목이 있다. 약한 투과광밖에 얻어지지 않는 대상물의 계측은, 빈 구멍을 통해서 계측하고, 강한 투과광이 얻어지는 품목의 계측을 행할 때에는, 감광 필터를 선택해서 삽입하여, 그 필터를 통해 계측한다.
필터 전환·삽입수단의 막힌구멍부는, 분광수단의 교정을 행할 때의 암레벨 출력을 판독할(조사할) 때에 사용한다. 이 필터 전환수단은, 수동전환이어도 좋지만, 스태핑 모터 등을 이용하여 리모트 컨트롤방식으로 전환하도록 구성하는 것이 바람직하다.
실시예1
이하에 본 발명의 제1실시예를 도1부터 도7에 기초하여 상세하게 설명한다.
도1은, 주요부를 파단한 상하 집광의 단면 설명도, 도2는 도1의 측면 설명도, 도3은 도1의 평면 설명도이다. 도4는 상부 차광통이 다른 단면 설명도, 도5는 도4의 측면 설명도, 도6은 상부 차광통이 또 다른 단면 설명도, 도7은 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
11은 검사 대상물(F)을 1개씩 실어서 반송하는 받침접시이며, 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로(12)(구멍)를 형성하고, 그 상부에 대상물(F)을 싣는 시트(13)를 설치하고 있다. 시트는 대상물(F)를 실었을 때, 투과광 통로입구(121)의 주위가 대상물(F)과 환형으로 밀착하도록 형성하고, 또한 대상물(F)을 안정시키도록 형성하고 있다.
14는, 받침접시(11)를 반송하는 반송 컨베이어의 컨베이어 체인이며, 받침접시(11)를 소정의 간격으로 부착핀(15)을 이용하여 부착해서 반송수단을 구성해 간 다.
또한 반송수단은 정간격으로 중앙에 상하방향으로 관통한 투과광 통로가 되는 구멍과 그 구멍에 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 설치한 반송수단이면 좋다. 예를 들면 슬랫 컨베이어나 벨트 컨베이어에 구멍을 뚫고, 시트를 설치한 것이어도 좋다.(도17 참조)
16은 투광수단이며 17은 광선(18)을 투사하는 소형의 램프, 19는 조사 박스이다.
투광수단(16)은 받침접시 반송로의 소정의 위치를 검사위치(100)로 해서, 그 좌우 양측 측방으로부터 검사위치(100)에 있는 시트(13)상의 대상물(F)을 향해서 광선(18)을 집중 투사한다.
소형 램프(17)는, 할로겐램프를 사용하는 것이 바람직하고, 포물면 반사경을 이용하여 전방의 소정 위치를 초점으로 하는 투광 광선(18)을 투사한다. 즉 광이 전방으로 방사상으로 확산되지 않고, 전방 초점을 향해서 광선이 투사된다.
20은, 조사 박스(19)의 반송로측의 앞면 차광벽이며, 소형 램프(17)와 반송로 중앙의 검사위치(100)를 연결하는 투광 광축선(광선의 중심축)이 지나는 위치에 투사창(21)이 설치되어 소형 램프로부터의 투사 광선의 통로를 이루고 있다. 즉 소형 램프(17)는 조사 박스(19)의 배면에 부착되어 조사 박스(19)의 앞면 차광벽(20)에 광축을 중심으로 한 광선의 통과영역을 한정하는 목적으로 설치된 투사창(21)을 통해 투광범위(개구 조리개)를 향한 광선만이 투사된다.
이 투사창(21)은 가로방향으로(진행방향) 가늘고 길게 된 직사각형이나 긴 구멍의 투사창을 형성해도 좋다. 이 투사창(21)으로부터의 투광 광선(18)은 대상물의 측면을 투사하도록 부착되어 있다.
22는, 광선을 차단하는 투광 셔터이며 조사 박스(19)의 측방에 축지지해서 부착되어 조사 박스(19)의 앞면 차광벽(20)의 외측에 로터리 솔레노이드나 정역회동하는 스태핑 모터 등 셔터 구동장치에 의해 투사창(21)을 개폐한다. 이 투광 셔터(22)는, 반송 컨베이어가 정지되어 있을 때 등, 광선이 투사되면 반송수단의 받침접시(11)가 광열을 받아서 변질, 변형되는 등으로 곤란할 때에 투사창(21)을 막아서 차광하도록 작동시킨다.
도1, 도2에 있어서 30은 차광통이며, 상방에 일정한 높이를 유지하는 상측 차광통(30A)을 조합해서 신축구조로 형성되어 있고, 하단부의 대상물(F)과의 접점부에는 환형으로 밀착하는 누름시트(31)를 설치해서 대상물(F)의 상부에 씌워진다. 이 차광통(30)을 대상물(F)에 씌우는 상부 차광수단의 구성은, 다른 예로서 후술하는 도4 및 도5와 도6과 같이 구성해도 좋다. 32는 스프링이며 누름시트(31)를 대상물의 크고작은 불규칙한 높이의 변화에 대응해서 대상물의 상부에 밀착시켜서 씌우는 작용을 하고 있다. 이 누름시트(31)는 검사위치에서 받침접시(11)상의 시트(13)와 쌍을 이루어 대상물(F)을 상하에서 끼우도록 밀착시킨다.
33은, 상부 차광수단이며, 34는 그 체인이다. 이 체인(34)은 차광통(30)을 받침접시(11)의 상방에 받침접시(11)와 동일 간격(피치)으로 수직으로 유지해서 반송 컨베이어와 동기 진행시킨다. 35는 체인(34)에 설치한 상하 슬라이드축이며, 36은 이 상하 슬라이드축(35)에 부착한 고정 브래킷이며, 상측 차광통(30A)을 일정한 높이로 유지하고 있다.
37은 상하 슬라이드 브래킷이며, 차광통(30)을 수직인 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 매달아서 유지하고 있으며, 스프링(32)에 의해 누름시트(31)를 항시 하방을 향해서 내리도록 부착되어 있다.
이 상하 슬라이드 브래킷(37)에는 차광통(30)과 반대측(뒤측)에 가이드 핀(38)을 돌출해서 설치하고 있으며, 가이드 레일(39)에 의해 차광통(30)의 매달린 높이를 변화시키도록 이루어져 있다.
즉 차광통(30)을 검사위치(100)의 바로앞측에서 점차 수직으로 하강시켜, 그 하방에 나란해 동기 진행하는 반송수단의 받침접시(11)상의 대상물에 씌워져, 검사위치(100)를 지난 뒤측에서는 점차 상방으로 올라와서 하단의 누름시트(31)를 반송로 대상물의 상한높이 위치보다 상방으로 올려서 리턴하도록 구성하고 있다.
도4, 도5는 차광통(30)1의 상하길이를 일정하게 해서 상하 슬라이드 브래킷(371)에 차광통(301)을 수직인 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 매달아 유지한 것으로서, 도1, 도2의 상측 차광통(30A)과 고정 브래킷(36)을 생략한 구성이다. 이 구성은, 차광통(301)이 대상물(F)의 대소에 따라 상하이동하므로 도4에 좌우 파단해서 나타내듯이, 큰 대상물(F1)에 씌워졌을 때에는 상단이 상측 집광수단(40)의 렌즈후드에 근접하고, 작은 대상물(F2)에 씌워졌을 때에는 상단과 상측 집광수단 사이가 커진다.
상하 슬라이드 브래킷(371)을 상하 슬라이드축(351)에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 조합하여, 가이드핀(381)을 가이드 레일(391)에 의해 차광통(301)의 매달린 높이를 변화시키도록 구성한 부분은, 상기 도2의 설명과 같으며, 이하 생략한다.
도6은, 차광통(302)을 상하 슬라이드 브래킷(372)에 대해서 고정해서 부착하고, 누름시트(312)를 대상물(F)의 상부를 향해서 내리는 스프링(322)을 상하 슬라이드축(352)측에 설치해서 상하 슬라이드 브래킷(372)마다 밀어 내리도록 구성한 예이며, 스프링(322)의 부착위치가 다를 뿐이며 다른 구성은 다른 예와 마찬가지로 할 수 있다.
40은 상측 집광수단이며, 검사위치(100)의 상부에 하향으로 설치된 상측 집광렌즈(41)를 구비한 렌즈홀더(411)와 집광한 투과광을 분광수단A(도시생략)로 안내하는 상측 광섬유(42)와, 이 상측 광섬유(42)의 입광면(421)의 앞에 설치된 상측 감광필터 부착판(43)의 주요부분으로 이루어지며, 44는 이들의 조합 부착부로서 내부는 암실공간(441)을 형성하고 있다.
상측 집광렌즈(41)는 검사위치(100)에 있는 대상물(F) 상부중앙을 대물측 초점으로 하고, 렌즈홀더(411)의 앞에 설치한 렌즈후드(412)는 앞면에 투명 유리를 이용한 수광창(413)을 설치하고, 대상물(F)의 외경(크기)보다 작은 범위에서 상측 차광통(30A)의 상부 개구의 내경면적을 시야로 하는 화각의 렌즈후드(412)를 형성해서 렌즈홀더(411)에 구비되어 있다.
렌즈홀더(411)와 렌즈후드(412)의 내측 벽면에는 지느러미형상 또는 홈형상의 차광판(414)을 다단으로 설치해서 시야외, 화각외로부터의 불필요한 광에 기인하는 고스트나 플레어 방지를 실시하여, 외란광이 상측 광섬유(42)에 입광하지 않 도록 구성하고 있다.
즉 대상물(F)로부터 나오는 투과광A를 집광하여 상측 광섬유(42)의 입광면(421)에 안내하지만, 투과광이 아닌 외란광은 렌즈홀더(411)의 내부에 설치한 차광판(414)에 의해 흡수되어 소멸해 버려, 광섬유(42)의 입광면(421)에 도달하지 않도록 구성하고 있다.
상측 감광필터 부착판(43)은 도2 및 도18에 나타낸 바와 같이 원판형이며 상측 광섬유(42) 부착부의 측방에 설치한 스테핑 모터(45)의 출력축(451)에 부착해서 상측 집광렌즈(41)로부터 상측 광섬유(42)의 입광면(421)에 집광되는 상측 투과광 광로를 차단하는 크기의 원판이다.
출력축(451)의 부착부의 축심(452)을 중심으로 해서 투과광이 입광하는 상측 광섬유(42)의 중심까지의 위치를 반경으로 해서 도18에 나타낸 바와 같이 복수 등분한 위치에 각각 필터 부착구멍(431)을 형성하고, 1개를 그대로 빈 구멍으로 하고, 또 하나의 구멍을 막아서 블라인드(433)로 하여 나머지 구멍에 각각 감광율이 다른 감광필터(432)를 부착하고 있다.
즉 이 감광필터 부착판(43)은 필터 부착구멍(431)을 상측 집광렌즈(41)와 광섬유 입광면(421) 사이에서 광축을 맞춰서 부착되어 있다.
필터 부착판(43)의 감광필터(432)의 선택은 외부로부터 리모트 컨트롤에 의해 스태핑 모터(45)를 작동시켜 촌동(inching) 회전시켜서 선택조작한다. 물론 스태핑 모터를 사용하지 않고, 단순한 수동 회전축으로 치환해도 좋다.
46은, 하측 집광수단이며 검사위치(100)의 하방에서 받침접시(11)의 하면 투 과광 통로출구(122)에 근접해서 상향으로 설치된 하측 집광렌즈(47)를 구비한 렌즈홀더(471)와 집광한 하측 투과광을 분광수단B(도시생략)로 안내하는 하측 광섬유(48)와 이 하측 광섬유(48)의 입광면의 앞에 설치된 하측 감광필터 부착판(49)의 주요부분으로 이루어지고, 50은 이들 하측 조합 부착부이며 암실공간을 형성하고 있는 것은 상기 상측 집광수단(40)과 같다.
하측 집광렌즈(47)는 검사위치(100)에 있는 받침접시(11)상의 대상물(F)의 하부가 되는 시트(13)의 상부중앙을 대물측 초점으로 하여 렌즈홀더(471)의 앞에 받침접시(11)의 하부 투과광 통로출구(122)에 근접하는 위치까지 신장된 렌즈후드(472)의 앞면(상면)에 투명 유리를 사용한 수광창(473)을 설치하고, 받침접시(11)의 투과광 통로입구(121)의 구경의 면적을 시야로 하는 화각의 렌즈후드(472)를 형성해서 렌즈홀더(471)에 구비되어 있다.
렌즈후드(472) 및 렌즈홀더(471)의 내측에는 차광판을 다단으로 설치해서 시야, 화각외로부터의 불필요한 광에 기인하는 고스트나 플레어 방지를 실시하여, 상측 집광수단과 마찬가지로 외란광이 하측 광섬유(48)에 입광하지 않도록 구성하고 있다.
475는 방진후드이며 렌즈후드(472)의 외주로부터 수광창(473)의 외측면의 중앙방향을 향해서 공기를 분출하도록 형성하고, 상단면을 받침접시(11)의 투과광 통로출구(122)에 최대한 근접시켜서 부착하고 있다.
공기의 송풍은 도면에 나타내지 않은 송풍기로부터 적당한 수단에 의해 접속구(476)에 접속해서 송풍된다. 이렇게 해서 수광창(473)의 상면에 공기를 분출해서 먼지나 이물이 시계를 가로막지 않도록 구성하고 있다.
하측 광섬유(48)와 하측 감광필터 부착판(49) 및 하측 조합 부착부(50)와 스태핑 모터(51)의 구성은 상측 집광수단(40)과 같으며, 이하 설명을 생략한다.
도7에 있어서 상기 상측 집광수단(40)으로부터 상측 광섬유(42)에 의해 접속된 상측 분광수단A(52)와, 하측 집광수단(46)으로부터 하측 광섬유(48)에 의해 접속된 하측 분광수단B(54)는, 각각 상측 광섬유(42)와 하측 광섬유(48)의 출광측에 도18에 나타내는 패키지형 분광 센서유닛(53, 55)과 각각의 센서 구동회로를 구비해서 구성하고 있다.
패키지형 분광 센서유닛(53, 55)은 도19에 나타낸 바와 같이 상측 광섬유(42)와 하측 광섬유(48) 각각의 출광측 단부(422, 482)에 광확산체(531)와 연속 가변간섭필터(532)와 광전변환소자(533)를 조합해서 밀봉한 구조와 같은 것을 사용하는 것이 바람직하고, 또한 상기 광전변환소자(533)에 전자 냉각소자(534)를 조합한 것을 사용하면 보다 안정되어 바람직하다. 또, 상측 광섬유(42) 및 하측 광섬유(48)는 광의 감쇠를 막기 위해서 짧게 하는 것이 바람직하고, 분광수단A(52) 및 분광수단B(54)는, 각각 상측 집광수단(40)과 하측 집광수단(46)으로부터 멀지 않은 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
이 패키지형 분광 센서유닛(53, 55)은 국제공개번호 WO03/091676 A1호의 것과 같은 것이 이용되며, 광섬유로부터 출광한 광을 미러나 오목면 회절격자와 광전변환기의 각각의 사이에 일정 거리의 공간을 형성하지 않으므로 환경 온도변동이나, 진동 등에 의해 파장 어긋남이 생기지 않고 안정된 분광성능이 유지된다. 이 때문에 반송수단의 컨베이어에 근접해서 설치할 수 있다.
56은, A/D컨버터이며, 상기 상측 분광수단A(52)로부터 출력되는 아날로그 분광 스펙트럼(SA)과, 하측 분광수단B(54)로부터 출력되는 아날로그 분광 스펙트럼(SB)을 A/D변환해서 디지털 분광 스펙트럼 신호를 분석장치(60)에 출력한다. 이 A/D컨버터(56)는 상측의 아날로그 분광 스펙트럼 신호(SA)와 하측의 아날로그 분광 스펙트럼 신호(SB)의 각각의 감쇠를 막기 위해서 분광수단A 및 분광수단B로부터 멀지 않은 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
또한 상측의 분광수단A(52)와 하측의 분광수단B(54)와 A/D컨버터(56)는 1개의 블록으로서, 동일한 박스에 수납해서 설치하면 전원이나 배선 등의 수납이 좋아 보수점검을 행하기 쉽다.
분석장치(60)는 신호, 데이터를 처리하는 마이크로 컴퓨터 보드를 갖고 미리 상측의 검량선, 하측의 검량선이 설정 입력되어 있으며, 검사위치(100)의 전단계에 설치된 과실 지름 센서(57)로부터의 과실 지름 신호를 받아서 대상물(F)의 계측시간을 계산하여 분광수단의 동작 타이밍을 산출한다. 또한 A/D컨버터(56)로부터의 상하 디지털 분광 스펙트럼 신호를 수신하고, 상측 분광 스펙트럼 데이터와 하측 분광 스펙트럼 데이터를 각각 검량선을 이용하여 분석하고, 비교해서 검사항목의 당도, 산도 등의 성분값을 출력함과 아울러, 장해도를 출력한다. 성분값과 장해도는 미리 설정된 항목마다 출력한다. 601은 설정 표시부이며, 검량선이나 각종 입력항목을 데이터 처리부(602)에 설정 입력하는 키보드와 디스플레이 표시기(CRT)를 조합한 PC를 구비하고 있다. 디스플레이 표시기(CRT)에는 분석한 스펙트럼이나 성 분값, 장해도를 표시한다.
도20부터 도27은, 과실인 사과를 대상물로 해서 본검사장치로 검사한 결과의 정상과와 각종 장해과의 종단면 설명도와 각각의 분광 스펙트럼도이다. 각 분광 스펙트럼도는, 가로축에 파장, 세로축에 투과광량을 나타내고 있다. 도28은, 배의 스폿상 장해과의 종횡 단면 설명도이다.
정상과(도20)의 분광 스펙트럼은 도21에 나타낸 바와 같이 파장 710mm부근에 제1의 산과 파장 790mm부근에 제2의 산이 있고, 그 사이에 저하된 골짜기가 있다. 또한 상측 집광수단(32)으로부터 얻어진 상측 투과광의 분광 스펙트럼(SA)은 하측 집광수단(38)으로부터 얻어진 하측 투과광의 분광 스펙트럼(SB)보다 각 파장대에서 낮다라는(적다라는) 특징이 있다. 상측이 적은 것은 도1에서도 알 수 있듯이, 상측 집광수단(40)과 하측 집광수단(46)이 설치된 배치상의 하나의 관계에 의한 것이다. 또한 제1의 산에 대해서 제2의 산이 낮다라는(적다라는) 특징이 있다.
다음에 덩굴손 갈라짐(줄기 갈라짐) 장해과는 도22에 나타낸 바와 같이 덩굴손(줄기)의 밑둥(줄기의 근원)의 내부에 갈라짐이 발생하여 공동이 생기고 있으며 외관에서는 보이기 어려운 장해이며, 육안검사에서도 놓쳐지는 것이다.
본 발명의 검사장치를 사용하면, 상측의 분광 스펙트럼(SA)의 제2의 산(도23 참조)에 그 장해특유의 현상이 검출되고 있다. 즉 제1의 산보다 제2의 산이 높다는(많다는) 특징이 있다. 하측의 분광 스펙트럼(SB)은 정상과의 스펙트럼 패턴이며, 하측에서만 장치에서는 정상과라고 오판정되기 쉬운 것을 나타내고 있다. 즉 종래의 기술에서는 놓쳐지고 있던 것이다.
다음에 갈변 장해과는 도24에 나타내듯이, 내부의 과육이 갈색으로 된 장해과이며, 꿀이 들어있는 부분에 발생하기 쉽고, 저장에 의해 발생하기 쉽다. 갈변 장해과의 분광 스펙트럼은 도25에 나타낸 바와 같이 상하 쌍방의 분광 스펙트럼(SA, SB) 모두 제1의 산보다 제2의 산이 높다라는(많다라는) 특징이 있다.
갈변 장해는 꿀이 많이 들어있는지 적은지의 차이에 따라 갈변의 정도의 변화가 크고 과실 마다 투과광량의 변화도 크지만, 상기 제2의 산이 높은(많은) 특징은 바뀌지 않으므로 정확하게 검출된다.
다음에 심 곰팡이병 장해과는 도26에 나타내듯이, 과실의 중심부, 종자를 포함하는 심피주변에 곰팡이에 의한 병변이 있는 것으로, 과정부에 꽃의 흔적으로서 남아 있는 꽃받침의 구멍으로부터 병균이 들어가서 내부에 병장해를 발생시킨 것이다.
심 곰팡이병과의 분광 스펙트럼은, 도27에 나타낸 바와 같이 상하 쌍방의 분광 스펙트럼(SA와 SB)이 모두 같은 관계에 있다는 특징이 있다.
스펙트럼의 패턴 자체는, 정상과와 같은 패턴을 나타내고 있지만, 하측의 분광 스펙트럼(SB)이 통례에서는 상측의 분광 스펙트럼(SA)보다 높게(많게) 되는 것에 대해서 각 파장에 있어서 대략 같은 정도로 차이가 적은 점에서 정확하게 검출된다.
이 심 곰팡이병과는, 종래의 검사에서는 검출할 수 없었지만, 상하 동시에 검출하는 본 발명에 의해 검사할 수 있게 되었다.
배의 스폿상 갈변과는, 도28에 나타내듯이, 과실의 과육 내부에 극부적으로 발생한 생리장해이며 「화밀(nectar)증상」 또는 「과육 갈변증」이라고 불리는 일도 있으며, 사과의 꿀이 들어가 있듯이 수침(水浸)상의 조직이 발생한 것이며, 품종에 따라 다르지만, 복숭아에도 발생하고, 외관으로부터의 육안검사에서는 전혀 발견되지 않는 것이다.
발증부위가 불특정하며, 축심을 따라 수직으로 2분할 해도, 적도부로부터 옆으로 절단해서 상하로 분할해도 놓치는 것처럼 어디에 발생했는지 알 수 없는 것이지만, 본 발명의 장치에 의하면 분광 스펙트럼의 분석에 의해 검출할 수 있다.
실시예2
다음에 본 발명의 제2실시예를 나타내는 도8에 기초하여 설명한다. 이 실시예는, 상기 투과광A를 집광하는 상측 집광수단과 투과광B를 집광하는 하측 집광수단을 반송방향으로 전후로 부착위치를 어긋나게 해서 설치한 구성이다.
반송수단의 받침접시(111)와 상측 집광수단(401)과 하측 집광수단(461)의 각각의 상세는 실시예1과 같으며, 이것의 상세설명은 생략한다.
또한 상측 집광수단(401)에 대한 외란광의 입광을 막기 위한 차광통과 상부 차광수단, 외란광 차광판은 후술하는 다른 실시예와 같은 것을 조합해서 사용할 수 있다.
상측 집광수단(401)과 하측 집광수단의 위치 어긋남 간격은, 도8에서는 전후의 받침접시(111)의 부착간격(P)에 맞춰서 나타내고 있지만, 이 위치 어긋남의 범위(치수)는 적어도 상측 집광렌즈(41)의 중심선(광축)과 하측 집광렌즈(47)의 중심선(광축)이 동일 중심선에 겹치지 않는 범위에서 조금이라도 어긋나 있으면 된다.
즉 상측 집광수단(401)에 접속한 상측 분광수단A(52)에 구비된 센서 구동회로와 하측 집광수단(461)에 접속한 하측 분광수단B(54)에 구비된 센서 구동회로가 위치 어긋남에 맞춰서 타이밍을 어긋나게 해서 구동하도록 설정하면 좋다.
실시예3
다음에 본 발명의 제3실시예를 나타내는 도9부터 도11에 기초하여 설명한다.
이 실시예는, 대상물의 상방에 차광통을 동기 진행시켜서 씌우고, 측방으로부터 투사한 광선이 대상물 내부를 확산반사해서 상방으로 나오는 투과광을 상측 집광수단으로 집광하고, 분광분석해서 내부품질을 검사하는 것이다.
투광수단(60)과 대상물의 상방에 씌우는 차광통(61)을 사용한 상부 차광수단(62)과 상측 집광수단(63)은 제1실시예와 같으며, 이것의 설명은 생략한다.
64는 반송수단의 받침접시이며 반송 컨베이어(65)에 소정의 간격으로 부착되어 있다. 이 받침접시(64)는 대상물(F)을 1개씩 실어서 측방이 개방된 상태로 반송하는 것이면, 다른 형상이어도 좋다. 즉 대상물(F)에 대해서 측방으로부터 투광수단(60)으로 광선을 투사할 수 있도록 형성된 받침접시(64)를 이용한다.
이 반송 컨베이어(65)는, 1줄의 컨베이어 체인(66)의 상부에 직접 받침접시(64)를 부착한 것을 나타냈지만, 상기 상부 차광수단(62)을 받침접시(64)와 동기시켜서 진행시킬 수 있는 것이면, 다른 컨베이어이어도 좋다.
반송 컨베이어(65)는 검사위치를 통과한 후에, 검사결과에 기초해서 분류하므로 받침접시(64)는 대상물을 랭크부여에 따라서 배출 구분되는 구조의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
실시예4
다음에 본 발명의 제4실시예를 나타내는 도12부터 도14에 기초하여 설명한다. 도12는 주요부를 파단한 단면 설명도, 도13은 도12의 측면 설명도, 도14는 도13의 투광수단의 평면도이다. 이 실시예는, 대상물이, 광선이 투과하기 쉬운 것으로 외관으로부터 알기 어려운 병장해 등의 발생이 적고, 내부품질은 당도나 산도 등의 미각성분을 주로 검사하는 경우에 이용된다.
70은 반송수단이며 검사 대상물(F)을 1개씩 안정된 자세로 반송하는 컨베이어이면 되므로 공지의 각종 반송수단을 이용할 수 있다.
71은 투광수단이며, 검사위치(100)에 있는 대상물(F)을 향해서 양측 측방으로부터 소형 램프(72)를 이용하여 광선을 집중 투사하도록 배치한 조사 박스(73)를 설치하고, 조사 박스(73)의 반송로측의 차광벽(74)에 투사창(75)을 설치해서 이 투사창(75)을 통해 검사위치(100)의 대상물(F)에 광선을 투사한다. 이 투사창(75)은 3개의 구멍을 연결해서 가로방향으로 가늘고 긴 직사각형이나 긴 구멍형상의 조사창이어도 좋다.
76은 램프 부착구멍(77)으로부터 투사창(75) 사이에 설치한 통형상의 집중 투사통이며, 소형 램프(72)의 반사경의 개구지름의 크기에 맞춘 램프 부착구멍(77)과 투사창(75)의 크기에 맞춘 구경의 통이며 내면은 광이 경면반사해서 집중하도록 경면반사가공을 실시하고 있다.
이렇게 형성한 조사 박스(73)는 투사창 이외로부터 광선이 외부로 누설되지 않도록 각 측면과 상면(78)과 하면(79)은 폐쇄되어 있다.
80은 조사 박스(73)의 하면(79)에 설치한 공냉 송풍기이며, 조사 박스 내부의 집중 투사통(76)의 하방에 개구되어 집중 투사통과 그 주변을 방열시킨다. 81은 조사 박스의 배면외측에 설치한 소형 램프(72)를 향해서 부착한 송풍기이며, 램프의 발열이 큰 부분을 향해서 송풍하여 방열시킨다.
82는 투사창(75)을 폐쇄하거나 개방하는 투광 셔터이며, 83은 그 셔터 구동장치이며 본 예에서는 로터리 솔레노이드를 사용하고 있다. 이 투사창(75)을 막는 셔터기구는, 투사창을 막는 것이면 다른 구성, 예를 들면 도15, 도16에 나타낸 바와 같이 차광벽(741)을 따라 벽면과 평행하게 진행방향으로 블라인드 플레이트를 슬라이드시켜서 투사창(75, 751)을 막도록 해도 좋다.
도15, 도16에 있어서 블라인드 플레이트 투광 셔터(821)는 조사 박스(731)의 상부에 설치된 리니어 슬라이드 레일(820)에 부착되어 조사 박스(731)의 차광벽(741)의 내측을 따라 슬라이드 이동한다. 831은, 그 슬라이드 플레이트 투광 셔터(821)의 구동장치이며, 정역전하는 브레이크가 부착된 모터의 기어 헤드에 베벨 기어박스를 조합한 횡향의 출력축을 조사 박스(731)내부를 향해 구비시켜 이 출력축에 드라이브 풀리(822)를 설치하고, 조사 박스(731)의 타단에 텐션 풀리(823)를 설치하고, 양 풀리에 감겨져 팽팽해진 와이어 로프(824)의 일부에 슬라이드 플레이트 투광 셔터(821)의 일부를 결합시키고, 셔터 구동장치(831)의 정역회전에 의해, 슬라이드 플레이트 투광 셔터(821)는 와이어 로프(824)에 인장되어 리니어 슬라이드 레일(820)에 안내되어 왕복이동하여, 투사창(751)을 폐쇄하거나 개방한다.
즉 슬라이드 플레이트 투광 셔터(821)는 드라이브 풀리측에 있을 때(도16) 투사창(751)을 개방하고 있으며, 검사위치를 향해서 투광 광선을 투사한다. 구동장치가 회동하면, 슬라이드 플레이트 투광 셔터(821)는 와이어 로프(824)에 인장되어 텐션 풀리(823)측으로 이동하고, 모든 투사창(751)을 막아서 투사 광선을 차단한다.
소형 램프로부터 투사창(75, 751)을 통해서 집중 투사되는 광선은 강력하며, 투사열은 고온이기 때문에 반송 컨베이어를 정지시킨 채 일정시간 이상 투사하면 투사된 장소에 있는 물건이나 컨베이어 반송대가 고온에서 타거나 변질변형되어 버린다. 이것을 막기 위해서 일시적으로 투사창(75, 751)을 투광 셔터(82, 821)에 의해 막아서 투사 광선을 차단하고, 램프를 소등하지 않아도 점등한 채로 컨베이어를 정지시킬 수 있다. 84는 상기 투광수단(71, 711)의 부착 프레임이며, 좌우 한쌍의 투광수단(71)의 투광 광축이 검사위치(100)를 향해서 전방에서 아래로 경사지게 투사하도록 조사 박스(73, 731)를 비스듬히 부착하고 있다. 즉 검사 대상물(F)에 대해서 조사한 광선의 표면 반사광이 검사위치(100)의 상방에 하향으로 설치한 상측 집광수단(85)을 향해서 직접 입광하거나, 외란광으로서 악영향을 미치게 하지 않도록 전방 아래로 경사지게 부착하여, 대상물의 측면의 아래부근의 위치를 조사한다.
대상물(F)이 키위 후르츠와 같이 소형 과실일 때에는 반송면 가까이까지 내리고, 사과 등 중형 과실일 때에는 조금 올리고, 멜론과 같이 대형 과실에서는 더욱 올린다. 대상품목의 평균적인 크기에 따라 품목마다 높이를 소정의 위치로 설정해서 검사한다. 이 투광수단(71)의 승강은 부착 프레임(84)의 상부에 부착한 실린더 등의 승강수단(도시생략)에 의해, 올리고, 내려서 위치 결정한다.
상측 집광수단(85)은, 검사위치(100)의 상방에 하향으로 설치된 렌즈후드(86)와 집광렌즈(87)를 구비한 렌즈홀더(88)와, 집광한 투과광을 분광수단에 안내하는 광섬유(89)와 이 광섬유 입광면의 앞에 설치된 감광필터 부착판(90)의 주요부분으로 이루어지고, 상기 실시예1, 실시예2, 실시예3에 사용한 상측 집광수단과 같아 각 부분의 상세설명은 생략한다.
도12 및 도13에 있어서 91은 외란광 차광판이며, 검사위치(100)의 상방에서 렌즈후드(86)의 하방정면이 되는 위치에 수광수단(85)의 외형의 일부에 부착부재 를 이용하여 수평상태로 부착하고 있다. 이 외란광 차광벽 광판(91)은, 중앙에 집광렌즈의 시야에 맞춘 크기의 관찰창(92)을 갖고, 상하면은 광선을 흡광하여 반사하지 않도록 무광택 처리가공이 이루어진 것을 사용한다.
이 외란광 차광판(91)에 의해, 투광수단(71)에 의해 투광된 광선이 대상물의 외주표면에 접촉하여, 각 방향으로 반사되거나, 또한 주변으로부터의 2차반사광이나 외부로부터의 광선에 의한 난반사광이 렌즈후드(86)에 입광하지 않도록 형성해서 부착한다.
감광필터 부착판(90)은, 도13 및 도18에 나타낸 바와 같이 원판형으로 광섬유(89) 부착부의 측방에 설치한 전환 액츄에이터에 부착되어 있으며, 상기 다른 실시예와 마찬가지이며, 상세설명은 생략한다. 또한 광섬유(89)에 의해 안내되어지는 분광수단은 상기 실시예1, 실시예2, 실시예3과 마찬가지이며, 이하 상세설명은 생략한다.
실시예5
다음에 본 발명의 제5실시예인 반송수단에 대해서 도17을 기초로 설명한다. 즉 도17은, 반송수단에 벨트컨베이어를 사용한 것이며, 대상물(F)을 싣는 시트(131)를 컨베이어 벨트(660)에 상하로 관통하는 관통구멍(67)을 형성하여 부착하고, 상하로 관통하는 투과광 광로(123)를 갖는 반송수단을 구성하고 있다.
상기 반송수단은, 컨베이어 벨트를 슬랫 체인 컨베이어의 슬랫부재로 치환할 수도 있다. 즉 반송대(부재) 자체에 수직시트(131)를 설치한 간단한 구성이다.
상기 반송수단에 대한 그 외의 구성은, 다른 실시예와 동일한 구성을 사용하므로 이하 구성 설명을 생략한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 온라인 상하 내부품질 검사방법과 장치는, 외관만으로는 내부품질의 식미성분이나 생리장해, 병장해과 등의 판정이 불가능한 과일 등의 농산물인 검사 대상물의 내부품질을 비파괴로 검사할 수 있는 방법과 장치이다.
특히 본 발명의 방법과 장치는, 대상물의 병장해과 중 갈변과나 심 곰팡이병과 등의, 식용으로 할 수 없는 병해과와, 절단했을 때 절단면에 균열공동(구멍)이 있어서 겉보기에는 떨어지지만, 당도, 산도 등 맛성분은 정상과와 같아서 식용으로 할 수 있는 장해과를 구분하는 것이 가능하며, 과일의 집출하장과, 선별 패킹 포장시설의 선별기에 구비시켜 품질구분에 따라 분류하는데에 이용된다.
또한 청구항10의 발명은 대상물의 상면에 차광통을 씌워서 통의 가운데를 통과해 오는 투과광을 집광하므로 외란에 영향을 받지 않고, 높은 신뢰성의 내부품질 검사장치로서, 각종의 청과물의 선별 포장시설의 선별기에 구비시켜 이용된다.
또한 청구항16의 발명은 대상물의 검사위치 통로상방에 설치한 외란광 방제판의 시야창을 통해서 투과광을 집광하고, 외부로부터 외란광이 입광하지 않으므로 집광수단에 수광 셔터가 부필요하며, 종래의 셔터 스피드로부터 오는 처리능력의 제약이 없기 때문에, 반송속도 및 검사처리능력이 대폭 증대하고, 또한 반송수단은 대상물을 전후로 부정간격으로 랜덤 반송하는 각종의 컨베이어에 조합되므로 대량처리가 필요한 청과물의 선별 포장시설의 선별기에 구비시켜 이용된다.

Claims (19)

  1. 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 갖고 그 상부에 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 갖는 반송수단에 검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하고, 반송로의 소정 위치를 검사위치로 하고, 그 좌우 양측 측방으로부터 다수의 소형 램프를 사용한 투광수단으로 대상물의 측면의 하방을 향해서 광선을 투사하고, 대상물을 투과해서 상방으로 나오는 투과광A를 검사위치의 상방으로부터 하향으로 집광하는 상측 집광수단과 이것에 접속하는 상측 분광수단을 설치하고, 대상물을 투과해서 하방으로 나오는 투과광B를 검사위치의 시트의 투과광 통로출구에 근접시켜 상향으로 집광하는 하측 집광수단과 이것에 접속하는 하측 분광수단을 설치하고, 상측 분광수단과 하측 분광수단 각각으로부터의 분광 스펙트럼을 분석해서 대상물의 당도나 산도 등의 성분값 및 각종의 장해를 검출함과 아울러, 상하의 분광 스펙트럼을 비교해서 그 분광 스펙트럼의 차이로부터 대상물의 내부품질과 각종의 내부장해를 검출하는 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상측으로 나오는 투과광A의 집광은, 검사위치에서 대상물의 상방에 수직으로 하강하여 밀착해서 씌워지는 차광통을 동기 진행시키고, 그 좌우 양측 측방으로부터 다수의 소형 램프를 사용한 투광수단으로 대상물의 측면을 향해서 광선을 투사하고, 대상물을 투과해서 상방으로 나오는 투과광A를 검사위치의 차광통의 상방으로부터 하향으로 집광하는 상측 집광수단과 이것에 접속하 는 상측 분광수단에 의해 상측의 분광 스펙트럼을 얻는 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상측 집광수단과 이것에 접속하는 상측 분광수단과 하측 집광수단과 이것에 접속하는 하측 분광수단은, 대상물을 실은 시트가 검사위치에 왔을 때 상하 동시에 각각 수광하는 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상측 집광수단과 이것에 접속하는 상측 분광수단과 하측 집광수단과 이것에 접속하는 하측 분광수단은, 전후로 위치 어긋나게 해서 대상물을 실은 시트가 검사위치에 왔을 때 상측의 검출과 하측의 검출을 상하 타이밍을 어긋나게 해서 수광하는 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상측 분광수단과 하측 분광수단은 검사위치의 전단계에서 계측한 과실지름의 대소에 따라 수광시간을 변경함으로써 분광 스펙트럼의 출력값의 적정화를 행하고, 상하의 분광 스펙트럼을 분석하고, 단독 또는 상하 비교해서 성분 분석값과 생리장해, 병장해 등을 검출하는 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사방법.
  6. 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 갖고, 그 상부에 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 설치해서 검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하는 반송수단과, 반송로의 소정의 위치를 검사위치로 하고, 그 좌우 양측에 각각 복수의 소형 램프를 이용하여 검사위치에 있는 대상물의 좌우 양측 측방의 비스듬히 앞에서 비스듬히 뒤까지의 범위를 측면을 향해서 각각 다른 위치와 각도로부터 광선을 투사하도록 배치한 투광수단을 설치하고, 검사위치의 상방에 하향으로 설치되어 대상물의 내부를 투과해서 상방으로 나오는 투과광A를 집광하는 상측 집광수단과 이것에 접속하는 상측 분광수단과, 검사위치의 시트의 하방의 투과광 통로출구에 근접시켜서 상향으로 설치되어 대상물의 내부를 투과해서 하방으로 나오는 투과광B를 집광하는 하측 집광수단과 이것에 접속하는 하측 분광수단을 설치하고, 상측 분광수단으로부터 얻어진 투과광A의 분광 스펙트럼 데이터와 하측 분광수단으로부터 얻어진 투과광B의 분광 스펙트럼 데이터를 각각 스펙트럼 분석하고, 상하의 스펙트럼으로부터 당도나 산도 등의 성분값을 산출함과 아울러 각종의 생리장해, 병장해를 검출해서 장해도를 출력하는 기능을 갖는 분석장치를 설치해서 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 투과광A를 집광하는 상측 집광수단과 대상물 통로의 상부 사이에 상측 집광수단으로의 외란광의 진입을 막기 위해서 집광렌즈의 시야창을 갖는 외란광 방제판을 설치한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  8. 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 갖고, 그 상부에 대상물과 환형으로 밀착하는 시트를 갖는 반송수단에 검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하고, 반송로의 소정의 위치를 검사위치로 하고, 그 검사위치에서 대상물의 상방에 수직방향으로 하강해서 밀착해서 씌워지는 차광통을 반송수단과 동기 진행시키는 상부 차광수단을 설치하고, 그 좌우 양측에 각각 복수의 소형 램프를 이용하여 검사위치에 있는 대상물의 좌우 양측 측방의 비스듬히 앞에서 비스듬히 뒤까지의 범위를 측면을 향해서 각각 다른 위치와 각도로부터 광선을 투사하도록 배치한 투광수단을 설치하고, 검사위치의 상방에 상부 차광수단의 차광통 상부를 향해서 하향으로 설치되어 대상물의 내부를 투과해서 차광통의 상부로 나오는 투과광A를 집광하는 상측 집광수단과 이것에 접속하는 상측 분광수단과, 검사위치의 시트 하방의 투과광 통로출구에 근접시켜서 상향으로 설치되어 대상물의 내부를 투과해서 하방으로 나오는 투과광B를 집광하는 하측 집광수단과 이것에 접속하는 하측 분광수단을 설치하고, 상측 분광수단으로부터 얻어진 투과광A의 분광 스펙트럼 데이터와 하측 분광수단으로부터 얻어진 투과광B의 분광 스펙트럼 데이터를 각각 스펙트럼 분석하고, 상하의 스펙트럼으로부터 당도나 산도 등의 성분값을 산출함과 아울러 각종의 생리장해, 병장해를 검출해서 장해도를 출력하는 기능을 갖는 분석장치를 설치해서 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과광A를 집광하는 상측 집광수단과, 투과광B를 집광하는 하측 집광수단은 반송방향으로 위치 어긋나게 해 서 설치하고, 대상물을 실은 시트가 각각의 위치에 왔을 때, 상하의 타이밍을 어긋나게 해서 집광하도록 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  10. 검사 대상물을 1개씩 실어서 반송하는 반송수단과 검사위치에 있는 대상물에 측방으로부터 광선을 투사하는 투광수단과, 반송중의 대상물에 대해서 상방으로부터 대상물의 외경보다 작은 내경을 갖는 차광통을 수직방향으로 하강시켜 대상물에 밀착시켜 씌우고, 반송수단과 동기 진행하는 상부 차광수단을 설치하고, 투사한 광이 대상물 내부를 투과해서 상방으로 나오는 투과광을 상방으로부터 하향으로 집광하는 집광수단과, 이것에 광섬유를 이용하여 접속하는 분광수단을 설치하고, 이 분광수단으로부터 얻어진 투과광의 분광 스펙트럼 데이터를 분석하는 분석장치를 설치해서 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 차광수단의 차광통은, 검사위치에서 하단부를 대상물의 상부에 수직방향으로 하강시켜, 대상물의 고저에 따라 탄발적으로 접촉시키면서 반송수단과 동기 진행시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 차광수단의 차광통은, 검사위치에서 상단부를 상측 집광수단의 렌즈후드의 전단에 근접해서 통과하는 높이로 유지하고, 하단부를 대상물의 상부에 접촉하지 않는 높이로부터 밀착하는 위치까지 수직으로 하강하는 신축구조로 형성하고, 동기 진행시키는 이송수단에 설치하여, 이송수단의 진로를 따라 차광통의 신축부를 수직방향 상하로 승강시키는 가이드 레일을 설치하고, 차광통 하단부를 대상물의 고저에 따라 밀착시키면서 동기 진행시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 상부 차광수단의 차광통 신축구조는, 단면 사이즈가 다른 외통과 내통의 2중 통형으로 신축하는 차광통을 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 상부 차광수단의 차광통 신축구조는, 벨로스로 신축하는 차광통을 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  15. 제6항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광수단의 램프 박스는, 대상물 반송로측에 차광벽을 갖고, 검사위치와 투광램프를 연결하는 투광 광축이 지나는 위치의 벽면에 투사창을 설치하고, 상기 투사창을 통해서 광선을 대상물에 투사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  16. 검사 대상물을 1개씩 반송하는 반송수단과, 검사위치에 있는 대상물에 측방으로부터 광선을 투사하는 투광수단과, 투사한 광선이 대상물 내부를 투과해 오는 투과광을 검사위치의 상방으로부터 하향으로 집광하는 집광수단을 설치하고, 이 집 광수단의 렌즈후드와 대상물 통로의 상부 사이에 집광수단에의 외란광의 진입을 막기 위해서 집광렌즈의 시야창를 갖는 외란광 차광판을 설치하고, 상기 투광수단은, 반송로의 좌우 양측에 각각 복수개의 소형 램프를 이용하여 대상물의 측면의 하방을 향해서 각각 다른 위치와 각도로부터 광선을 투사하도록 배치하고, 램프로부터의 확산광이 상방으로 확산 투사되지 않도록 둘러싼 조사 박스를 설치하고, 상기 조사 박스는 대상물 반송로측에 차광벽을 갖고, 검사위치와 투광램프를 연결하는 투광 광축이 지나는 위치의 차광벽에 투사창을 설치하고, 상기 투사창을 통해서 광선을 대상물의 높이의 소정 위치를 향해서 전방 아래로 경사지게 투사하도록 구성하고, 집광수단으로 집광한 투과광을 광섬유를 이용하여 분광수단에 안내하도록 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 투광수단은, 각각의 소형 램프의 반사경 앞면 개구부로부터 반송로측 차광벽의 투사창을 향해서 통형상의 집중 투사통을 설치해서 램프의 광을 개별적으로 투광 광축을 따라 집중시켜서 투사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  18. 제6항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광수단은, 집광수단에 조합해서 접속한 광섬유의 출광단부를 평판형상으로 형성해서 그 끝면에 광확산체, 연속 가변간섭필터와 광전변환소자의 순으로 조합해서 밀봉한 구조로 분광 스펙트럼 데이터를 출력하는 소형 패키지 분광 센서유닛을 이용하여 구성한 것을 특징으 로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 분광수단의 소형 패키지 분광 센서유닛은, 광전변환소자에 전자 냉각소자를 조합해서 구동회로를 구성한 것을 특징으로 하는 온라인 내부품질 검사장치.
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