KR20220125301A - 광학식 입상물 판별 장치 - Google Patents
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Abstract
이송 수단으로 이송되는 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부는, 가시광원, 근적외광원, 가시광 검출부 및 근적외광 검출부를 갖고, 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 불량품 샘플에 대하여, 각각 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 파장 성분과, 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 입상물을 광학적 검사에 기초하여 양품인지 불량품인지 판별하는 광학식 입상물 판별 장치에 관한 것이다.
곡류 등의 입상물은, 왕겨, 돌 등의 이물질이나 불량품과, 현미 등의 양품을 선별하여 분리할 필요가 있다. 그래서, 광학적 검사에 의해 입상물의 양·불량을 판별하고, 불량품을 배제하는 장치가 여러 가지 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 이송 수단에 의해 이송되는 입상물에 광을 조사하고, 입상물을 투과 혹은 반사한 R (빨강), G (초록), B (파랑) 의 광의 파장 성분을 삼차원 색공간 상에 플롯하고, 입상물의 삼차원색 분포로부터 양품인지 불량품인지를 판별하고, 불량품만을 배제하는 광학식 입상물 선별기가 개시되어 있다.
상기 특허문헌 1 에 기재된 바와 같은 광학식 입상물 선별기로, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 광의 파장 성분을 사용하여 판별을 실시하면, 양품과 불량품의 색이나 형상이 유사한 경우, 입상물의 양부 (良否) 를 판별할 수 없었다. 예를 들어, 검은콩 중에 검은 돌이 혼입되어 있거나, 흑해바라기 씨에 검은 균사체 등의 유해 물질이 혼입되어 있는 경우에는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 양품의 집합과 불량품의 집합이 겹쳐 버려, 양부를 판별할 수 없었다.
그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 입상물의 양품과 불량품이 유사한 색, 형상을 갖고 있어도, 높은 정밀도로 양부를 판별할 수 있는 광학식 입상물 판별 장치를 제공하는 것에 있다.
(1) 이송 수단으로 이송되는 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부와, 그 검사부에 의한 광학적 검사에 기초하여 상기 입상물이 양품인지 불량품인지를 판별하는 판정부를 구비한 광학식 입상물 판별 장치에 있어서, 상기 검사부는, 상기 입상물에 가시광을 조사하는 가시광원과, 상기 입상물에 근적외광을 조사하는 근적외광원과, 상기 입상물을 투과한 가시광 또는 상기 입상물로부터 반사한 가시광을 검출하는 가시광 검출부와, 상기 입상물을 투과한 근적외광 또는 상기 입상물로부터 반사한 근적외광을 검출하는 근적외광 검출부를 적어도 갖고, 상기 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(2) 상기 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 2 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(3) 상기 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 1 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 복수의 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(4) 상기 판정부는, 상기 삼차원 광학 상관도에, 양품 집합체와 불량품 집합체를 구분하는 마할라노비스 거리 경계면 및 유클리드 거리 경계면을 작성하고, 상기 마할라노비스 거리 경계면과 유클리드 거리 경계면의 교선에 수직인 이차원 평면을 작성하고, 상기 이차원 평면 상의 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시켜 폐영역을 작성함과 함께, 그 폐영역 내에 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(5) 상기 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 복수 종의 조합에 의한 2 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 복수 종의 삼차원 광학 상관도를 작성하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(6) 상기 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 1 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 복수 종의 조합에 의한 2 개의 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 복수 종의 삼차원 광학 상관도를 작성하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(7) 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분은, 상기 가시광 검출부가 검출한 상기 입상물의 윤곽 내의 근적외광 성분인 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(8) 상기 판정부는, 상기 폐영역 내에 상기 임계값을 설정할 때에, 상기 관성 등가 타원의 단축에 평행하고 장축의 양단점 (兩端点) 을 통과하는 2 직선 및 장축에 평행하고 단축의 양단점을 통과하는 2 직선으로 이루어지는 외접 직사각형을 작성하고, 상기 양품 집합체의 무게중심과 그 외접 직사각형의 장축 방향의 양단점을 잇는 2 직선을 작성하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(9) 상기 판정부는, 상기 폐영역 내에 상기 임계값을 설정할 때에, 제 1 평면으로서 마할라노비스 거리를 최소로 하는 상기 마할라노비스 거리 경계면을 이용하고, 제 2 평면으로서 양품 집합체의 무게중심과 상기 외접 직사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면을 이용하고, 제 3 평면으로서 양품 집합체의 무게중심과 상기 외접 직사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면을 이용하고, 제 4 평면으로서 상기 외접 직사각형의 일방측의 장변을 이용하고, 제 5 평면으로서 상기 외접 직사각형의 타방측의 장변을 이용하고, 제 6 평면으로서 양품 집합체로부터 먼 쪽의 상기 외접 직사각형의 일방측 단변을 이용하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(10) 디스플레이와, 상기 디스플레이에 있어서의 표시 내용에 기초하여 조작자에 의한 입력이 가능한 입력 수단을 구비하고, 상기 디스플레이는, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 임의의 2 개의 파장 성분과, 근적외광 성분에 의한 복수의 상기 삼차원 광학 상관도를 표시 가능하고, 상기 입력 수단은, 조작자의 조작에 기초하여 상기 디스플레이에 표시되는 상기 삼차원 광학 상관도를 선택 가능한 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(11) 디스플레이와, 상기 디스플레이에 있어서의 표시 내용에 기초하여 조작자에 의한 입력이 가능한 입력 수단을 구비하고, 상기 디스플레이는, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 임의의 하나의 파장 성분과, 임의의 2 개의 근적외광 성분에 의한 복수의 상기 삼차원 광학 상관도를 표시 가능하고, 상기 입력 수단은, 조작자의 조작에 기초하여 상기 디스플레이에 표시되는 상기 삼차원 광학 상관도를 선택 가능한 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(12) 상기 검사부는, 이송되는 상기 입상물의 전측에 위치하는 제 1 검사부와, 상기 입상물의 후측에 위치하는 제 2 검사부를 구비하고, 상기 제 1 검사부 및 상기 제 2 검사부는, 각각 상기 가시광 검출부와 상기 근적외광 검출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(13) 이송 수단으로 이송되는 상기 입상물은, 종자 또는 곡립인 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
(14) 이송 수단으로 이송되는 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부와, 그 검사부에 의한 광학적 검사에 기초하여 상기 입상물이 양품인지 불량품인지를 판별하는 판정부를 구비한 광학식 입상물 판별 장치에 있어서, 상기 검사부는, 상기 입상물에 가시광을 조사하는 가시광원과, 상기 입상물에 근적외광을 조사하는 근적외광원과, 상기 입상물을 투과한 가시광 또는 상기 입상물로부터 반사한 가시광을 검출하는 가시광 검출부와, 상기 입상물을 투과한 근적외광 또는 상기 입상물로부터 반사한 근적외광을 검출하는 근적외광 검출부를 적어도 갖고, 상기 판정부는, 복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 파장 성분 및 상기 근적외광 검출부가 검출한 복수의 근적외광 성분을 파라미터로서 다변량 해석하고, 상기 다변량 해석의 결과에 기초하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치이다.
상기 (1) ∼ (4) 에 관련된 발명에 의하면, 종래, 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 3 개의 파장 성분으로는 판별할 수 없었던 입상물을, 양호한 정밀도로 판별하는 것이 가능해진다.
상기 (5) 에 관련된 발명에 의하면, 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 복수 종의 조합 (예를 들어, R·G, R·B, G·B 의 3 종류) 에 의한 2 개의 파장 성분과, 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분에 기초하여, 복수 종 (예를 들어, R·G·NIR, R·B·NIR, G·B·NIR 의 3 종류) 의 삼차원 광학 상관도를 작성한다. 이에 따라, 복수의 삼차원 광학 상관도를 상대 비교할 수 있고, 입상물의 판별에 가장 적합한 가시광의 파장 성분을 선택 가능하게 구성하는 것이 가능해진다.
상기 (6) 에 관련된 발명에 의하면, 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 1 개의 파장 성분과, 근적외광 검출부가 검출한 상이한 2 개의 근적외광 성분에 기초하여, 복수 종 (예를 들어, G·850 ㎚ NIR·1550 ㎚ NIR, R·1200 ㎚ NIR·1550 NIR 등등) 의 삼차원 광학 상관도를 작성한다. 이에 따라, 복수의 삼차원 광학 상관도를 상대 비교할 수 있고, 입상물의 판별에 가장 적합한 가시광의 파장 성분을 선택 가능하게 구성하는 것이 가능해진다.
상기 (7) 에 관련된 발명에 의하면, 판별 대상인 입상물에 있어서의 근적외광 성분을 양호한 정밀도로 검출하기 위해서, 가시광 검출부가 검출한 입상물의 윤곽에 맞추어, 당해 입상물의 윤곽 내의 근적외광 성분을 검출하도록 하고 있다. 이에 따라, 고정밀도로 입상물의 양·불량의 판별이 가능해진다.
상기 (8), (9) 에 관련된 발명에 의하면, 폐영역 내에 임계값을 설정할 때에, 제 1 평면으로서 마할라노비스 거리를 최소로 하는 마할라노비스 거리 경계면을 이용한다. 또한 제 2 평면으로서 양품 집합체의 무게중심과 외접 직사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면을 이용한다. 또한 제 3 평면으로서 양품 집합체의 무게중심과 외접 직사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면을 이용한다. 또한 제 4 평면으로서 외접 직사각형의 일방측의 장변을 이용한다. 또한 제 5 평면으로서 외접 직사각형의 타방측의 장변을 이용한다. 또한 제 6 평면으로서 양품 집합체로부터 먼 쪽의 외접 직사각형의 일방측 단변을 이용함으로써, 정밀도가 높은 입상물의 양·불량의 판별이 가능해진다.
상기 (10) 에 관련된 발명에 의하면, 조작자의 조작에 기초하여, 디스플레이에 표시되는 삼차원 광학 상관도를 선택해서 표시하는 것이 가능하다. 이에 따라, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 2 개의 파장 성분을 선택할 때에, 가장 유의차 (상관성이 높다) 가 있는 파장 성분을 조작자가 선택 가능해지고, 정밀도가 높은 입상물의 양·불량의 판별이 가능해진다.
상기 (11) 에 관련된 발명에 의하면, 조작자의 조작에 기초하여, 디스플레이에 표시되는 삼차원 광학 상관도를 선택해서 표시하는 것이 가능하다. 이에 따라, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 1 개의 파장 성분을 선택할 때에, 가장 유의차 (상관성이 높다) 가 있는 파장 성분을 조작자가 선택 가능해지고, 정밀도가 높은 입상물의 양·불량의 판별이 가능해진다.
상기 (12) 에 관련된 발명에 의하면, 이송되는 입상물의 전후에 제 1 검사부와 제 2 검사부를 설치하고, 각각의 검사부에서 입상물의 가시광 화상 및 근적외광 화상이 얻어진다. 예를 들어, 적어도 일방의 검사부에서 불량품의 판정 결과가 출력된 경우에는, 입상물을 불량품으로서 판별하는 것이 가능해지고, 입상물의 양·불량의 판별 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 (13) 에 관련된 발명에 의하면, 실시형태에서 나타낸 흑해바라기 씨 이외의 다른 종자나, 쌀 등의 곡립에 대해서도, 높은 정밀도로 입상물의 양·불량의 판별이 가능해진다.
상기 (14) 에 관련된 발명에 의하면, 복수의 입상물의 양품 샘플 및 복수의 입상물의 불량품 샘플에 대하여, 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 파장 성분 및 근적외광 검출부가 검출한 복수의 근적외광 성분을 파라미터로서 다변량 해석한다. 그리고, 다변량 해석의 결과에 기초하여, 가시광 검출부가 검출한 파장 성분과, 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하고 있다. 이에 따라, 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 파장 성분과, 예를 들어, 850 ㎚, 1200 ㎚, 1550 ㎚ 등의 근적외광 성분의 상관성을 이끌어낼 수 있다. 그리고, 입상물의 양품과 불량품을 판별하기 위한 최적인 삼차원 광학 상관도를 작성하여 임계값을 설정하는 것이 가능해진다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 광학식 입상물 판별 장치의 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학식 입상물 판별 장치의 블록도이다.
도 3 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 판정부의 블록도이다.
도 4 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 입상물의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상이 도시되어 있다. 위로부터 차례로, CCD 카메라에 의한 가시광 화상, NIR 카메라에 의한 근적외광 화상, CCD 카메라에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 NIR 카메라에 의한 화상을 끼워 넣은 근적외광 화상이다.
도 5 는, 신호 처리부의 처리 순서를 나타낸 플로도이다.
도 6 은, 임계값의 산출 순서를 나타낸 플로도이다.
도 7 은, 임계값 산출에 관련된 계산식을 나타낸 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 삼차원 공간상에 있어서의 R·G·NIR 삼차원 광학 상관도이다.
도 9 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 최적 이차원 평면에 있어서의 R·G·NIR 상관도이다.
도 10 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 최적 이차원 평면의 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시켰을 때의 도면이다.
도 11 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원에 외접 직사각형을 적용했을 때의 도면이다.
도 12 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원의 외접 직사각형의 장축 방향 양단점과 양품 집합체의 무게중심을 잇는 2 개의 직선을 작성할 때의 도면이다.
도 13 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 폐영역을 형성할 때의 6 개의 평면을 작성할 때의 도면이다.
도 14 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 이차원 평면의 작도상의 예외를 설명하는 도면이다.
도 15 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 최소 (MIN), 중간 (MID) 및 최대 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨을 대응시킬 때의 도면이다.
도 16 은, 종래의 광학식 입상물 선별기에 관련된 삼차원색 분포 데이터이다.
도 17 은, 변형예에 있어서의, 판별 대상 입상물의 모식적인 가시광 화상 및 근적외광 화상이다.
도 18 은, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 광학식 입상물 판별 장치의 단면도이다.
도 19 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학식 입상물 판별 장치의 블록도이다.
도 20 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 판정부의 블록도이다.
도 21 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 입상물의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상이 도시되어 있다. 위로부터 차례로, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 촬상된 가시광 화상, 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의해 촬상된 근적외광 화상, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상이다.
도 22 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 삼차원 공간상에 있어서의 G·제 1 파장 NIR·제 2 파장 NIR 삼차원 광학 상관도이다.
도 23 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 최적 이차원 평면에 있어서의 G·제 1 파장 NIR·제 2 파장 NIR 상관도이다.
도 24 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 최적 이차원 평면의 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시켰을 때의 도면이다.
도 25 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원에 외접 직사각형을 적용했을 때의 도면이다.
도 26 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원의 외접 직사각형의 장축 방향 양단점과 양품 집합체의 무게중심을 잇는 2 개의 직선을 작성할 때의 도면이다.
도 27 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 폐영역을 형성할 때의 6 개의 평면을 작성할 때의 도면이다.
도 28 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 이차원 평면의 작도상의 예외를 설명하는 도면이다.
도 29 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 최소 (MIN), 중간 (MID) 및 최대 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨을 대응시킬 때의 도면이다.
도 30 은, 변형예에 있어서의, 판별 대상 입상물의 모식적인 가시광 화상 및 근적외광 화상이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학식 입상물 판별 장치의 블록도이다.
도 3 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 판정부의 블록도이다.
도 4 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 입상물의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상이 도시되어 있다. 위로부터 차례로, CCD 카메라에 의한 가시광 화상, NIR 카메라에 의한 근적외광 화상, CCD 카메라에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 NIR 카메라에 의한 화상을 끼워 넣은 근적외광 화상이다.
도 5 는, 신호 처리부의 처리 순서를 나타낸 플로도이다.
도 6 은, 임계값의 산출 순서를 나타낸 플로도이다.
도 7 은, 임계값 산출에 관련된 계산식을 나타낸 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 삼차원 공간상에 있어서의 R·G·NIR 삼차원 광학 상관도이다.
도 9 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 최적 이차원 평면에 있어서의 R·G·NIR 상관도이다.
도 10 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 최적 이차원 평면의 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시켰을 때의 도면이다.
도 11 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원에 외접 직사각형을 적용했을 때의 도면이다.
도 12 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원의 외접 직사각형의 장축 방향 양단점과 양품 집합체의 무게중심을 잇는 2 개의 직선을 작성할 때의 도면이다.
도 13 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 폐영역을 형성할 때의 6 개의 평면을 작성할 때의 도면이다.
도 14 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 이차원 평면의 작도상의 예외를 설명하는 도면이다.
도 15 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 최소 (MIN), 중간 (MID) 및 최대 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨을 대응시킬 때의 도면이다.
도 16 은, 종래의 광학식 입상물 선별기에 관련된 삼차원색 분포 데이터이다.
도 17 은, 변형예에 있어서의, 판별 대상 입상물의 모식적인 가시광 화상 및 근적외광 화상이다.
도 18 은, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 광학식 입상물 판별 장치의 단면도이다.
도 19 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학식 입상물 판별 장치의 블록도이다.
도 20 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 판정부의 블록도이다.
도 21 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 입상물의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상이 도시되어 있다. 위로부터 차례로, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 촬상된 가시광 화상, 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의해 촬상된 근적외광 화상, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상이다.
도 22 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 삼차원 공간상에 있어서의 G·제 1 파장 NIR·제 2 파장 NIR 삼차원 광학 상관도이다.
도 23 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 양품 샘플 및 불량품 샘플의 최적 이차원 평면에 있어서의 G·제 1 파장 NIR·제 2 파장 NIR 상관도이다.
도 24 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 최적 이차원 평면의 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시켰을 때의 도면이다.
도 25 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원에 외접 직사각형을 적용했을 때의 도면이다.
도 26 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원의 외접 직사각형의 장축 방향 양단점과 양품 집합체의 무게중심을 잇는 2 개의 직선을 작성할 때의 도면이다.
도 27 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 폐영역을 형성할 때의 6 개의 평면을 작성할 때의 도면이다.
도 28 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 이차원 평면의 작도상의 예외를 설명하는 도면이다.
도 29 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서, 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 최소 (MIN), 중간 (MID) 및 최대 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨을 대응시킬 때의 도면이다.
도 30 은, 변형예에 있어서의, 판별 대상 입상물의 모식적인 가시광 화상 및 근적외광 화상이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
〔제 1 실시형태〕
본 발명의 제 1 실시형태를 도에 기초하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 광학식 입상물 판별 장치 (1) 는, 광학적 검사에 기초하여 결정된 임계값을 기준으로 하여, 판별 대상이 되는 입상물 중에서, 양품인 규격에 적합한 흑해바라기 씨와, 흑해바라기 씨에 혼입된 불량품 (균사체 등의 유해 물질, 돌, 규격외품 등) 을 판별하는 장치이다.
도 1 에는, 광학식 입상물 판별 장치 (1) 의 단면도가 도시되어 있다. 도시되는 바와 같이, 본 실시형태의 광학식 입상물 판별 장치 (1) 는, 기체 (2) 내에, 입상물의 이송 수단인 경사진 슈트 (3) 와, 입상물을 저류하는 저류 탱크 (4) 와, 저류 탱크 (4) 로부터 슈트 (3) 의 상단으로 입상물을 반송하는 진동 피더 (5) 와, 슈트 (3) 로부터 낙하하는 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부 (6) 와, 검사부 (6) 의 하방에 설치된 이젝터 노즐 (7) 과, 이젝터 노즐 (7) 의 분풍 (噴風) 을 받지 않고 낙하한 양품을 받는 양품 회수부 (8) 와, 이젝터 노즐 (7) 의 분풍으로 날아간 불량품을 회수하는 불량품 회수부 (9) 가 각각 설치되어 있다. 기체 (2) 의 전면측에는, 각종 메인터넌스를 실시하기 위한 개폐 가능한 도어 (10) 와, 조작을 위한 터치 패널 (입력 수단) 및 모니터를 겸하는 디스플레이 (11) 가 적어도 설치되어 있다.
입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부 (6) 는, 입상물의 낙하 궤적 (a) 을 사이에 두고 설치된 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 의 내부에 수용되어 있다. 프론트 박스 (12a) 내에는, 가시광 검출부인 CCD 카메라 (13a) 와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라 (14a) 와, 가시광원 (15a) 과, 근적외광원 (16a) 과, 후술하는 CCD 카메라 (13b) 의 백그라운드 (17a) 가 수용되어 있다. 리어 박스 (12b) 내에는, 가시광 검출부인 CCD 카메라 (13b) 와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라 (14b) 와, 가시광원 (15b) 과, 근적외광원 (16b) 과, 상기 CCD 카메라 (13a) 의 백그라운드 (17b) 가 수용되어 있다. 본 실시형태의 NIR 카메라 (14a, 14b) 는, 850 ㎚ 의 근적외광을 검출하여 화상 촬영하는 것이 가능하게 되어 있다.
프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 의, 입상물의 낙하 궤적 (a) 에 면하는 측에는 투명한 판상 부재로 이루어지는 투광부 (18a, 18b) 가 설치되어 있다. 그리고, 당해 투광부 (18a, 18b) 를 개재하여, 프론트 박스 (12a) 내의 백그라운드 (17a) 가 리어 박스 (12b) 내의 CCD 카메라 (13b) 에 대향하고, 리어 박스 (12b) 내의 백그라운드 (17b) 가 프론트 박스 (12a) 내의 CCD 카메라 (13a) 에 대향해서 배치되어 있다.
도 2 에는, 본 실시형태의 광학식 입상물 판별 장치 (1) 의 블록도가 도시되어 있다. 도시되는 바와 같이, 입상물로부터 반사 또는 입상물을 투과한 가시광 성분을 검출하는 CCD 카메라 (13a, 13b), 및, 입상물로부터 반사 또는 입상물을 투과한 근적외광 성분을 검출하는 NIR 카메라 (14a, 14b) 는 판정부 (19) 에 접속되어 있다. 또한, 판정부 (19) 내의 화상 데이터를 처리하는 신호 처리부 (20) 에 전기적으로 접속되어 있다.
신호 처리부 (20) 는 CPU/메모리부 (21) 에 쌍방향 통신 가능하게 접속되어 있다. CPU/메모리부 (21) 에서는, 신호 처리부 (20) 에서 처리된 화상을 격납하고, 후술하는 연산 처리를 실시하여 입상물의 판별을 위한 임계값을 계산하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 신호 처리부 (20) 는, 이젝터 구동 회로 (22) 를 개재하여 이젝터 노즐 (7) 이 접속되어 있다. CPU/메모리부 (21) 에는 터치 패널 등의 입력 수단을 갖는 디스플레이 (11) 가 접속되어 있다.
도 3 에는, 전술한 판정부 (19) 의 블록도가 도시되어 있다. 도시되는 바와 같이, 신호 처리부 (20) 는, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의해 촬상된 화상 데이터를 일시적으로 격납하는 화상 데이터 취득부 (23) 와, CPU/메모리부 (21) 에서 산출된 임계값 데이터를 격납하는 임계값 데이터 격납부 (24) 와, 상기 화상 데이터를 2 치화 처리하는 화상 처리부 (25) 와, 촬상된 입상물이 양품인지 불량품인지를 판별하는 양·불량 판별부 (26) 를 구비하고 있다. 그리고, 양·불량 판별부 (26) 로부터의 신호를 이젝터 구동 회로 (22) 로 보내고, 이젝터 노즐 (7) 의 밸브를 개폐하도록 구성되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, CPU/메모리부 (21) 는, 화상 데이터 취득부 (23) 로부터의 화상 데이터를 격납하는 화상 데이터 격납부 (27) 와, 화상 데이터 격납부 (27) 에 격납된 화상 데이터에 기초하여 임계값을 산출하는 임계값 계산부 (28) 와, 디스플레이 (11) 의 입력 수단으로부터의 조작 신호를 수신하거나, 화상 데이터를 디스플레이 (11) 에 출력하는 신호 송수신부 (29) 를 적어도 구비하고 있다.
이하에, 제 1 실시형태에 있어서의, 광학식 입상물 판별 장치 (1) 에 의한 입상물의 판별 처리 순서를 설명한다. 도 5 에는, 신호 처리부 (20) 의 처리 순서를 나타내는 플로도가 도시되어 있다. 도 5 에 나타낸 스텝 101 ∼ 103 은, 조작자가 미리 준비한 입상물의 양품 샘플 및 불량품 (이물질을 포함한다) 샘플을 각각 슈트 (3) 에 흘려보내고, 양품, 불량품 (이물질을 포함한다) 에 관련된 삼차원 광학 상관 데이터를 판정부 (19) 에 학습시키는 양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정이다.
도 5 에 나타낸 스텝 104 ∼ 108 은, 양품 패턴과 불량품 패턴의 경계가 되는 임계값을 자동적으로 산출하는 임계값 산출 공정이다. 스텝 109 는, 임계값 산출 공정에서 산출된 임계값을 자동적으로 조정하는 임계값 결정 공정이다.
(양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정)
스텝 101 에 있어서, 미리 준비한 양품 샘플을 슈트 (3) 에 흘려보내고, 슈트 (3) 로부터 낙하한 양품 샘플을 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 로 촬상한다. 촬상된 양품 샘플의 화상 데이터는, 화상 데이터 취득부 (23) 를 거쳐 화상 데이터 격납부 (27) 에 격납되고, 디스플레이 (11) 에 표시된다.
이어서, 양품 샘플의 경우와 동일하게 하여, 불량품 샘플을 슈트 (3) 에 흘려보내고, 불량품 샘플을 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 로 촬상한다. 촬영된 불량품 샘플의 화상 데이터는, 화상 데이터 취득부 (23) 를 거쳐 화상 데이터 격납부 (27) 에 격납되고, 디스플레이 (11) 에 표시된다. 여기까지는, 실제의 선별 작업이 아니라, 후술하는 임계값을 결정하기 위한 준비 작업이다. 양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정에 있어서는, 양품 샘플과 불량품 샘플이 미리 선별되어 있으므로, 이젝터 노즐 (7) 은 가동시키지 않는다.
이어서, 스텝 102 에서는, 디스플레이 (11) 상에 표시된 각 샘플의 화상을 재차 조작자가 육안으로 확인하고, 양품으로 해야 할 것, 불량품 (이물질을 포함한다) 으로 해야 할 것을 입력 조작에 의해 지정한다. 도 4 에는, 입상물의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상이 도시되어 있다. 위로부터 차례로, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 촬상된 가시광 화상, NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의해 촬상된 근적외광 화상 (이하, 「NIR 화상」 이라고 칭하는 경우가 있다), CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상이 각각 도시되어 있다. CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의한 가시광 화상은 입상물의 윤곽이 뚜렷하지만, NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의한 근적외광 화상은 입상물의 윤곽이 불명료하다. 그래서, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에, NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣음으로써, 물체 인식 후의 근적외광 화상이 표시되도록 구성되어 있다.
CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에, NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣을 때, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 가시광 화상과, NIR 카메라 (14a, 14b) 에 의한 입상물의 근적외광 화상에 어긋남이 있으면, 어긋나 있는 부분을 불량부라고 오인식하여, 판별 불량으로 이어질 우려가 있다. 따라서, 가시광 화상으로부터 얻어지는 입상물의 윤곽으로부터 물체 인식을 실시하고, 입상물의 윤곽에 근적외광 화상을 겹쳤을 때에 어긋남이 발생하지 않도록, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 의 방향이나 위치를 조정하는 것이 바람직하다.
다음으로, 스텝 103 으로 진행하고, 다수의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상 데이터에 대해, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광의 파장 중, 2 개의 파장 성분과, 근적외광 성분 (이하, 「NIR」 이라고 칭하는 경우가 있다) 을 삼차원 공간에 플롯하여, 도 8 에 나타내는 바와 같은, 삼차원 광학 상관도를 작성한다. 이에 따라, 종래, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광의 파장 성분으로는, 양품과 불량품을 판별할 수 없었다고 하는 문제를 효과적으로 해결하는 것이 가능해진다. 본 실시형태에서는, 도 8 에 도시되는 바와 같이, R, G, NIR 각 축의 삼차원 공간에, 양품 샘플 및 불량품 샘플의 플롯을 실시하고 있으며, NIR 의 파장은 850 ㎚ 로 하고 있다. 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광의 파장 성분 중, 어느 파장 성분을 선택할지는, 삼차원 공간으로의 플롯 양태를 디스플레이 (11) 에서 확인하고, 가장 유의차가 있는 (상관성이 높다) 파장 성분을 조작자가 입력 수단에서 선택한다. 물론, 조작자가 선택하는 일 없이 판정부 (19) 에 있어서 자동적으로 선택하도록 해도 된다.
(임계값 산출 공정)
스텝 104 로 진행하면, 양품에 관련된 도트 (도 8 의 흑색 점) 로 형성되는 양품 집합체와 불량품에 관련된 도트 (도 8 의 백색 동그라미 점) 로 형성되는 불량품 집합체로 대략적인 분류가 실시된다. 그리고, 스텝 105 에서는, 양품 집합체/불량품 집합체의 집합체마다의 다변량 데이터의 통계량이 산출된다.
이 통계량의 산출은, 무게중심 벡터나 분산 공분산 행렬의 연산에 의해 실시하면 된다. 예를 들어, 무게중심 벡터의 연산식은, 도 7 의 (1) 식에 의해 나타내어진다. 분산 공분산 행렬의 연산식은, 도 7 의 (2) 식에 의해 나타내어진다.
다음으로, 양품 집합체 및 불량품 집합체의 각 무게중심 벡터로부터의 마할라노비스 평방 거리를 구한다. 여기서, 마할라노비스 평방 거리는, 다변량 데이터의 값의 함수로 되어 있으며, 마할라노비스 평방 거리의 연산식은, 도 7 의 (3) 식에 의해 나타내어진다.
다음으로, 스텝 106 에서는, 각 집합체간의 경계면을 구한다. 이 경계면을 결정할 때는, 마할라노비스 평방 거리가 최소가 되는 집합체에 다변량 데이터의 값을 분류하고, 다변량 공간 내의 모든 다변량 데이터의 값에 대해 속하는 집합체를 결정한다. 그리고, 도 8 의 부호 m 으로 나타내는 경계면이 결정되게 된다.
다음으로, 스텝 107 에서는, 양품 집합체와 불량품 집합체의 무게중심간 거리가 가장 멀어지는 유클리드 거리를 선택하고, 임계값 유효 범위가 넓은 경계면을 탐색한다. 이 때, 양품 집합체의 무게중심 벡터를 P (Xp1, Xp2, Xp3, … Xpn), 불량품 집합체의 무게중심 벡터를 Q (Xq1, Xq2, Xq3, … Xqn) 으로 하면, 이 사이의 유클리드 평방 거리는, 도 7 의 (4) 식에 의해 나타내어진다.
다음으로, 스텝 107 에서는, 각 집합체간의 경계면을 구한다. 이 경계면을 결정할 때는, 유클리드 평방 거리가 최대가 되는 집합체에 다변량 데이터의 값을 분류하고, 도 8 의 부호 u 로 나타내는 경계면이 결정되게 된다.
그리고, 상기 마할라노비스 거리를 최소로 하는 경계면의 평면 m 의 방정식은 도 7 의 (5) 식으로 나타내어지고, 상기 유클리드 거리를 최대로 하는 경계면의 평면 u 의 방정식은 도 7 의 (6) 식으로 나타내어진다고 하면, 도 8 에 나타내는 바와 같은 2 개의 특징적인 평면 m 과 평면 u 가 얻어진다. 그리고, 스텝 108 에서, 도 8 의 삼차원 광학 상관도를 회전시키고, 이들 상이한 2 개의 평면 m 과 평면 u 가 교차하여 선분으로 보이는 위치에 시선 방향 (시선 벡터) 을 일치시킨다. 이에 따라, 도 8 에 나타내는 삼차원 공간으로부터, 도 9 에 나타내는 바와 같은 이차원 평면으로 차원을 감소시킨 최적인 임계값이 구해진다. 따라서, 신호 처리를 대폭 간략화하고, 조작자가 취급하기 쉬운 광학식 입상물 판별 장치 (1) 를 제공할 수 있다.
도 7 의 (5) 식의 평면 (m) 과, 도 7 의 (6) 식의 평면 (u) 이 교차한 선분 (L) (도 8 등 참조) 은, 도 7 의 (7) 식으로 구할 수 있다. 그리고, 2 개의 평면 m, 평면 u 의 법선 벡터의 외적 계산에 의해, 교선의 방향 벡터 (e) 를 구하면, 도 7 의 (8) 식이 된다. 그리고, 교선 (L) 이 통과하는 점 (P) 은, 도 7 의 (9) 식이 된다. 이상과 같이 교선 (L) 이 구해지면, 교선 (L) 상에 시점을 두는 최적 이차원 평면에 있어서의 R·G·NIR 상관도 (도 9 참조) 로 변환하는 것이 가능해진다.
(임계값 산출 공정)
다음으로, 스텝 109 에서는, 도 9 의 이차원 평면상에서의 교선 (L) 에 기초하여, 자동적으로 양품과 불량품의 판별 임계값이 산출되게 된다. 임계값 산출 공정의 상세한 내용에 대해서 도 6 의 플로도에 기초하여 이하에 설명한다.
도 6 의 플로도는, 도 5 의 스텝 109 의 임계값 산출 공정을 상세하게 나타낸 플로도이다. 스텝 201 에 있어서, 도 9 의 백색 동그라미 점으로 나타내는 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시킨다 (도 10 참조). 관성 등가 타원이란, 불량품 집합체와 거의 동등한 무게중심 주위의 2 차 모멘트와 등가인 타원을 나타내는 특징량이며, 불량품 집합체의 확산법의 특징을 파악할 수 있다. 실제로는, 불량품 영역을 불량품 집합체의 분포보다 충분히 크게 하기 위해서, 장축의 길이를 표준 편차의 배수 (양의 정수 배), 단축의 길이를 표준 편차의 배수 (양의 정수 배) 로 하여 관성 등가 타원을 작성한다. 이것은 경험값으로서, 입상물의 종류에 따라 변화하므로, 자유롭게 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 스텝 202 에 있어서, 관성 등가 타원의 무게중심 (G) 및 장축 (V) 방향의 경사각 (Θ) 을 구하고, 이어서, 스텝 203 에 있어서, 장축 (V) 의 거리, 단축 (W) 의 거리를 산출해 나간다 (도 10 참조).
스텝 204 에 있어서는, 상기 관성 등가 타원에 있어서, 단축에 평행하고 장축의 양단점을 통과하는 2 직선과, 장축에 평행하고 단축의 양단점을 통과하는 2 직선을 긋는다. 4 개의 직선에 의해 상기 관성 등가 타원의 외접 직사각형을 작성한다 (도 11 참조). 이 외접 직사각형이 자동 감도 작성 시의 임시 기준이 된다.
다음으로, 스텝 205 에 있어서는, 양품 집합체측의 무게중심을 산출한다. 이것은 모든 양품 데이터의 단순 평균을 산출함으로써 구해진다 (도 11 참조).
그리고, 양품 집합체와 불량품 집합체의 관계성을 구하기 위해서 이하의 처리를 실시한다. 스텝 206 에서는, 스텝 205 에서 구한 양품 집합체측의 무게중심과, 스텝 204 에서 구한 불량품 집합체측의 외접 직사각형의 장축 방향의 양단점을 잇고, 2 개의 직선 (도 12, 부호 (2) 및 (3) 의 직선) 을 작성한다.
이상에 의해, 불량품 집합체에 적용시킨 관성 등가 타원을 둘러싸서 폐영역을 형성하는 6 개의 평면이 작성된다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로서, 제 1 평면은 마할라노비스 거리를 최소로 하는 경계면 (1), 제 2 평면은 양품 집합체측의 무게중심과 불량품 집합체측의 외접 직사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면 (2), 제 3 평면은 양품 집합체측의 무게중심과 불량품 집합체측의 외접 직사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면 (3), 제 4 평면은 외접 직사각형의 일방측의 장변 (4), 제 5 평면은 외접 직사각형의 타방측의 장변 (5), 및 제 6 평면은 양품 집합체로부터 먼 쪽의 외접 직사각형의 일방측 단변 (6) 이 된다.
상기 폐영역을 형성하는 6 개의 평면 (도 13 의 부호 (1) ∼ (6)) 은, 외접 직사각형을 작성하는 등의 작도에 의해 구한 것이다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 상기 작도에 의한 복잡한 연산 처리를, 단순한 배열의 참조 처리로 치환하여 효율화를 도모하기 위해서, 미리 룩업 테이블 (LUT) 로 치환하여, 메모리 등에 기억시켜 둘 수도 있다.
상기 단락 0044 의 평면의 작도의 예외로서, 각 집합체의 무게중심 사이의 직선과 경계면 (1) 이 이루는 각도 (γ) (도 14 참조), 및 장축과 경계면 (1) 이 이루는 각도 (ω) (도 14 참조) 가 함께 45° 보다 큰 경우에는, 상기 제 4 평면 및 제 5 평면은 단변측이 되고, 상기 제 6 평면은 장변측이 된다.
다음으로, 도 6 의 스텝 208 에서는, 감도의 조정이 실시된다. 감도 레벨로는, 그 범위가 0 ∼ 100 의 수치 레벨로 나타내어진다. 감도 레벨 0 일 때는 최소 감도 (MIN) 로서, 양품과 불량품의 판별을 할 수 없고, 선별 시에 양품에 불량품이 섞이는 레벨이며, 감도가 둔하다. 감도 레벨 50 일 때는 중간 감도 (MID) 로서, 양품과 불량품을 양호한 정밀도로 판별할 수 있다. 감도 레벨 100 일 때는 최대 감도 (MAX) 로서, 양품과 불량품을 매우 양호한 정밀도로 판별할 수 있지만, 불량품과 함께 양품도 선별해 버려, 처리 효율이 나쁘다.
도 15 에 나타내는 바와 같이, 전술한 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 상기 최소 감도 (MIN), 중간 감도 (MID) 및 최대 감도 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨의 대응 관계는, 다음과 같이 된다.
최소 감도 (MIN) 는, 제 6 평면 (6), 중간 감도 (MID) 는, 제 1 평면 (1), 최대 감도 (MAX) 는, 제 2 평면 (2) 과 제 3 평면 (3) 이 이루는 각을 2 등분하는 직선과 수직이 되는 직선으로 형성되는 제 7 평면 (7) 과 각각 동일하게 된다. 요컨대, 도 15 의 제 6 평면 (6), 제 1 평면 (1) 및 제 7 평면 (7) 의 각각에, 상기 감도 레벨이 설정되어 있다. 예를 들어, 감도 레벨이 중간 감도 (MID) 로 설정되면, 도 15 상의 제 1 평면 (1) 보다 상방이 양품 영역, 하방이 불량품 영역이 되어, 도시되는 입상물 A 는 양품, 입상물 B 는 불량품으로서 양·불량 판별부 (26) 에 의해 판정된다.
상기와 같은 제 1 평면, 제 6 평면 및 제 7 평면에 의해 작성한 3 개의 임계값과, 최소 감도 (MIN), 중간 감도 (MID) 및 최대 감도 (MAX) 로 이루어지는 3 개의 감도 레벨의 대응짓기는, 디스플레이 (11) 상에 배치한 감도 작성 버튼 (도시 생략) 을 터치함으로써 자동적으로 작성되게 된다. 도 8 의 삼차원 공간으로부터 도 9 의 이차원 평면으로 차원을 감소시켜 임계값이 산출되기 때문에, 신호 처리를 대폭 간략화 할 수 있다.
임계값 계산부 (28) 에 있어서 전술한 바와 같은 플로에 기초하여 결정된 임계값은, 신호 처리부 (20) 의 임계값 데이터 격납부 (24) 에 격납된다. 계속해서, 실제의 판별 작업을 실시하고, 이젝터 노즐 (7) 을 구동 가능하게 한 상태에서, 판별 대상이 되는 입상물을 저류 탱크 (4) 로부터 슈트 (3) 에 흘려보낸다. 당해 슈트 (3) 로부터 낙하한 입상물이 검사부 (6) 에 도달하면, 이 입상물을 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 가 촬상한다.
양·불량 판별부 (26) 는, 임계값 데이터 격납부 (24) 로부터 임계값을 읽어들이고, 이 임계값을 기준으로 하여, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 가 촬상한 화상 데이터로부터 적 (R), 녹 (G) 의 2 개의 파장 성분 및 근적외광을 사용하여, 입상물이 양품인지 불량품인지 판별한다. 물론, 양품과 비교하여 분명한 색채상의 상이가 있는 불량품의 경우에는, 적 (R), 녹 (G) 의 2 개의 파장 성분만으로 양·불량을 판별할 수 있다.
양·불량 판별부 (26) 가 양품이라고 판단한 입상물이 이젝터 노즐 (7) 을 통과해도, 이젝터 구동 회로 (22) 는 이젝터 노즐 (7) 의 밸브를 여는 일은 없고, 입상물은 양품 회수부 (8) 를 향하여 자연 낙하한다. 양·불량 판별부 (26) 가 불량품이라고 판단한 입상물이 이젝터 노즐 (7) 에 도달하면, 이젝터 구동 회로 (22) 가 이젝터 노즐 (7) 의 밸브를 열고, 이젝터 노즐 (7) 로부터의 분풍에 의해 입상물이 낙하 궤적으로부터 날아가 불량품 회수부 (9) 에 낙하한다.
제 1 실시형태에서는, 광학적 검사를 실시하는 검사부 (6) 가, 입상물의 낙하 궤적 (a) 을 사이에 두고 전측의 프론트 박스 (12a) (제 1 검사부) 와, 후측의 리어 박스 (12b) (제 2 검사부) 로 구성되고, 각각에 가시광 검출부인 CCD 카메라와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라가 수용되어 있다. 따라서, 1 개의 입상물에 대하여, 2 개의 가시광 화상 및 2 개의 근적외광 화상이 취득된다. 이와 같이 구성됨으로써, 예를 들어, 전측 또는 후측 중 어느 일방이라도 불량품으로 판정된 경우에는, 이젝터 노즐 (7) 에 의해 불량품 회수부 (9) 로 회수하는 것이 가능해져, 정밀도가 높은 판별을 실시하는 것이 가능해진다.
〔변형예〕
이상, 본 발명의 광학식 입상물 판별 장치의 제 1 실시형태에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시형태에 반드시 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 이하와 같은 변형예도 포함된다.
예를 들어, 전술한 제 1 실시형태에서는, 판별 대상이 되는 입상물을 흑해바라기 씨로 했지만, 다른 입상물이어도 된다. 예를 들어, 쌀을 판별 대상으로 하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 본 발명의 광학식 입상물 판별 장치 (1) 에 의해, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 광학적 검사에 기초하여 결정된 임계값을 기준으로 하여, 판별 대상이 되는 입상물 중에서, 양품의 백미와, 불량품의 착색미나 약간 검은쌀, 유백립을 판별하는 것이 가능하다. 촬상된 근적외광 화상과 가시광 화상에 기초하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 전술한 실시형태와 동일하게 하여 임계값을 구함으로써, 양품과 불량품을 정확하게 판별하는 것이 가능해진다. 한편, 처리 효율의 향상을 목적으로, 일부 혹은 전체가 흰 「유백립」 을 양품으로서 남기는 것도 설정에 의해 가능하다.
판별 대상은 상기한 흑해바라기 씨나 쌀에 한정되지 않고, 맥류, 콩류, 너트류 등의 곡립 외에, 펠릿, 비즈 등의 수지편, 의약품, 광석류, 모래알 등의 미세한 물품, 그 밖의 입상물로 이루어지는 원료를 양품과 불량품으로 선별하거나, 원료에 혼입되는 이물질 등을 배제하거나 하는 경우에, 본 발명의 광학식 입상물 판별 장치는 유효하게 적용하는 것이 가능하다.
전술한 제 1 실시형태에서는, 판별 대상을 흑해바라기 씨로 하고, 적 (R) 및 녹 (G) 의 가시광, 파장이 850 ㎚ 의 근적외광의 반사 성분을 검출하여, 삼차원 광학 상관도를 작성하였다. 그러나, 판별 대상의 종류에 따라, 가장 유의차가 나타나는 가시광 및 근적외광의 파장을 선택하는 것이 가능하다. 가시광 및 근적외광의 파장을 선택할 때에, 조작자가 디스플레이 (11) 에 표시되는 삼차원 광학 상관도를 시인하여 선택해도 되고, 판정부 (19) 에 있어서 자동적으로 선택되도록 구성해도 된다.
제 1 실시형태에서는, 가시광 검출부로서 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 파장 성분을 검출 가능한 CCD 카메라를 사용했지만, 특정한 파장만을 검출 가능한 가시광 검출부를 사용하는 것도 가능하다.
제 1 실시형태에서는, 가시광 화상으로부터 얻어지는 입상물의 윤곽으로부터 물체 인식을 실시하고, 입상물의 윤곽에 근적외광 화상을 겹쳤을 때에 어긋남이 발생하지 않도록, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 NIR 카메라 (14a, 14b) 의 방향이나 위치를 조정하도록 구성하였다. 그러나, 반드시 이와 같은 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 디스플레이 (11) 에 표시된 물체 인식 후의 근적외광 화상에 어긋남이 확인된 경우에는, 화상의 위치 보정을 수동 또는 자동으로 실시함으로써 어긋남을 보정하는 것도 가능하다.
제 1 실시형태에서는, 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 에 각각 설치된 가시광 검출부인 CCD 카메라와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라에 의해, 1 개의 입상물에 대하여, 2 개의 가시광 화상 및 2 개의 근적외광 화상을 취득하여, 정밀도가 높은 판별을 실시하였다. 그러나, 반드시 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 중, 어느 일방에만, 가시광 검출부인 CCD 카메라와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라를 설치하도록 해도 된다. 또 다른 변형예에서는, 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 중, 어느 일방의 CCD 카메라 및 NIR 카메라를 고장 시의 예비로서 구비하는 것도 가능하다.
〔제 2 실시형태〕
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하에서는, 전술한 제 1 실시형태와 상이한 점에 대해서 기재하고, 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 18 에는, 제 2 실시형태에 있어서의, 광학식 입상물 판별 장치 (1) 의 모식 단면도가 도시되어 있다. 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부 (6) 는, 입상물의 낙하 궤적 (a) 을 사이에 두고 설치된 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 의 내부에 수용되어 있다. 프론트 박스 (12a) 내에는, 가시광 검출부인 CCD 카메라 (13a) 와, 근적외광 검출부인 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a) 및 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a) 와, 가시광원 (15a) 과, 근적외광원 (16a) 과, 후술하는 CCD 카메라 (13b) 의 백그라운드 (17a) 가 수용되어 있다. 리어 박스 (12b) 내에는, 가시광 검출부인 CCD 카메라 (13b) 와, 근적외광 검출부인 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1b) 및 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2b) 와, 가시광원 (15b) 과, 근적외광원 (16b) 과, 상기 CCD 카메라 (13a) 의 백그라운드 (17b) 가 수용되어 있다. 본 실시형태의 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 는, 850 ㎚ 의 근적외광을 검출하여 화상 촬영하는 것이 가능하게 되어 있다. 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 는, 1550 ㎚ 의 근적외광을 검출하여 화상 촬영하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 19 에는, 제 2 실시형태에 있어서의, 광학식 입상물 판별 장치 (1) 의 블록도가 도시되어 있다. 도시되는 바와 같이, 입상물로부터 반사 또는 입상물을 투과한 가시광 성분을 검출하는 CCD 카메라 (13a, 13b), 및, 입상물로부터 반사 또는 입상물을 투과한 근적외광 성분을 검출하는 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b), 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 는 판정부 (19) 에 접속되어 있다. 또한, 판정부 (19) 내의 화상 데이터를 처리하는 신호 처리부 (20) 에 전기적으로 접속되어 있다.
도 20 에는, 전술한 판정부 (19) 의 블록도가 도시되어 있다. 도시되는 바와 같이, 신호 처리부 (20) 는, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b), 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 에 의해 촬상된 화상 데이터를 일시적으로 격납하는 화상 데이터 취득부 (23) 와, CPU/메모리부 (21) 에서 산출된 임계값 데이터를 격납하는 임계값 데이터 격납부 (24) 와, 상기 화상 데이터를 2 치화 처리하는 화상 처리부 (25) 와, 촬상된 입상물이 양품인지 불량품인지를 판별하는 양·불량 판별부 (26) 를 구비하고 있다. 그리고, 양·불량 판별부 (26) 로부터의 신호를 이젝터 구동 회로 (22) 로 보내고, 이젝터 노즐 (7) 의 밸브를 개폐하도록 구성되어 있다.
이하, 제 2 실시형태에 있어서의, 광학식 입상물 판별 장치 (1) 에 의한 입상물의 판별 처리 순서를 설명한다. 도 5 에는, 신호 처리부 (20) 의 처리 순서를 나타내는 플로도가 도시되어 있다. 도 5 에 기재되어 있는 스텝 101 ∼ 103 은, 조작자가 미리 준비한 입상물의 양품 샘플 및 불량품 (이물질을 포함한다) 샘플을 각각 슈트 (3) 에 흘려보내고, 양품, 불량품 (이물질을 포함한다) 에 관련된 삼차원 광학 상관 데이터를 판정부 (19) 에 학습시키는 양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정이다.
도 5 에 기재되어 있는 스텝 104 ∼ 108 은, 양품 패턴과 불량품 패턴의 경계가 되는 임계값을 자동적으로 산출하는 임계값 산출 공정이다. 스텝 109 는, 임계값 산출 공정에서 산출된 임계값을 자동적으로 조정하는 임계값 결정 공정이다.
(양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정)
스텝 101 에 있어서, 미리 준비한 양품 샘플을 슈트 (3) 에 흘려보내고, 슈트 (3) 로부터 낙하한 양품 샘플을 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b), 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 로 촬상한다. 촬상된 양품 샘플의 화상 데이터는, 화상 데이터 취득부 (23) 를 거쳐 화상 데이터 격납부 (27) 에 격납되고, 디스플레이 (11) 에 표시된다.
이어서, 양품 샘플의 경우와 동일하게 하여, 불량품 샘플을 슈트 (3) 에 흘려보내고, 불량품 샘플을 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b), 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 로 촬상한다. 촬영된 불량품 샘플의 화상 데이터는, 화상 데이터 취득부 (23) 를 거쳐 화상 데이터 격납부 (27) 에 격납되고, 디스플레이 (11) 에 표시된다. 여기까지는, 실제의 선별 작업이 아니며, 후술하는 임계값을 결정하기 위한 준비 작업이다. 양품 패턴/불량품 패턴 학습 공정에 있어서는, 양품 샘플과 불량품 샘플이 미리 선별되어 있으므로, 이젝터 노즐 (7) 은 가동시키지 않는다.
이어서, 스텝 102 에서는, 디스플레이 (11) 상에 표시된 각 샘플의 화상을 재차 조작자가 육안으로 확인하고, 양품으로 해야 할 것, 불량품 (이물질을 포함한다) 으로 해야 할 것을 입력 조작에 의해 지정한다. 도 21 에는, 입상물의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상이 도시되어 있다. 위로부터 차례로, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 촬상된 가시광 화상, 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의해 촬상된 근적외광 화상, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣은 물체 인식 후의 근적외광 화상이 각각 위로부터 차례로 도시되어 있다. CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의한 가시광 화상은 입상물의 윤곽이 뚜렷하지만, 각 NIR 카메라에 의한 근적외광 화상은 입상물의 윤곽이 불명료하다. 그래서, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에, 각 NIR 카메라에 의한 근적외광 화상을 끼워 넣음으로써, 물체 인식 후의 근적외광 화상이 표시되도록 구성되어 있다.
CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 윤곽에, 각 NIR 카메라에 의해 촬상된 근적외광 화상을 끼워 넣을 때, CCD 카메라 (13a, 13b) 에 의해 얻어진 입상물의 가시광 화상과, 각 NIR 카메라에 의한 입상물의 근적외광 화상에 어긋남이 있으면, 어긋나 있는 부분을 불량부라고 오인식하여, 판별 불량으로 이어질 우려가 있다. 따라서, 가시광 화상으로부터 얻어지는 입상물의 윤곽으로부터 물체 인식을 실시하고, 입상물의 윤곽에 근적외광 화상을 겹쳤을 때에 어긋남이 발생하지 않도록, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 각 NIR 카메라의 방향이나 위치를 조정하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 에 의해 파장 성분 850 ㎚ 의 근적외광 화상과, 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 에 의해 파장 성분 1550 ㎚ 의 근적외광 화상이 촬상된다. 도 21 의 불량품 No, 1 및 No, 3 과 같이, CCD 화상 및 850 ㎚ 의 근적외광 화상으로부터, 양부의 판별이 곤란한 경우, 1550 ㎚ 의 근적외광 화상이 양품의 불량품에서 상이하기 때문에, 이것에 기초하여 판별 대상물의 양부를 양호한 정밀도로 판별하는 것이 가능해진다.
다음으로, 스텝 103 으로 진행하고, 다수의 양품 샘플 및 불량품 샘플의 화상 데이터에 대해, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광의 파장 중, 하나의 파장 성분과, 2 개의 근적외광 성분 (이하, 「NIR」 이라고 칭하는 경우가 있다) 을 삼차원 공간에 플롯하여, 도 22 에 도시되는 바와 같은, 삼차원 광학 상관도를 작성한다. 이에 따라, 종래, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광의 파장 성분에서는, 양품과 불량품을 판별할 수 없었다고 하는 문제를 효과적으로 해결하는 것이 가능해진다. 본 실시형태에서는, 도 22 에 도시되는 바와 같이, G, 제 1 파장 NIR, 제 2 파장 NIR 각 축의 삼차원 공간에, 양품 샘플 및 불량품 샘플의 플롯을 실시하고 있으며, 제 1 파장 NIR의 파장 성분은 850 ㎚, 제 2 파장 NIR의 파장 성분은 1550 ㎚ 로 하고 있다. 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광의 파장 성분 중, 어느 파장 성분을 선택할지는, 삼차원 공간으로의 플롯 양태를 디스플레이 (11) 에서 확인하고, 가장 유의차가 있는 (상관성이 높다) 파장 성분을 조작자가 입력 수단에서 선택한다. 물론, 조작자가 선택하는 일 없이 판정부 (19) 에 있어서 자동적으로 선택하도록 해도 된다.
(임계값 산출 공정)
스텝 104 로 진행하면, 양품에 관련된 도트 (도 22 의 흑색 점) 로 형성되는 양품 집합체와 불량품에 관련된 도트 (도 22 의 백색 동그라미 점) 로 형성되는 불량품 집합체로 대략적인 분류가 실시된다. 스텝 105 에서는, 양품 집합체/불량품 집합체의 집합체마다의 다변량 데이터의 통계량이 산출된다.
이 통계량의 산출은, 무게중심 벡터나 분산 공분산 행렬의 연산에 의해 실시하면 된다. 예를 들어, 무게중심 벡터의 연산식은, 도 7 의 (1) 식에 의해 나타내어진다. 또, 분산 공분산 행렬의 연산식은, 도 7 의 (2) 식에 의해 나타내어진다.
다음으로, 양품 집합체 및 불량품 집합체의 각 무게중심 벡터로부터의 마할라노비스 평방 거리를 구한다. 마할라노비스 평방 거리는, 다변량 데이터의 값의 함수로 되어 있고, 마할라노비스 평방 거리의 연산식은, 도 7 의 (3) 식에 의해 나타내어진다.
다음으로, 스텝 106 에서는, 각 집합체간의 경계면을 구한다. 이 경계면을 결정할 때는, 마할라노비스 평방 거리가 최소가 되는 집합체에 다변량 데이터의 값을 분류하고, 다변량 공간 내의 모든 다변량 데이터의 값에 대해 속하는 집합체를 결정한다. 그리고, 도 22 의 부호 m 으로 나타내는 경계면이 결정되게 된다.
다음으로, 스텝 107 에서는, 양품 집합체와 불량품 집합체의 무게중심간 거리가 가장 멀어지는 유클리드 거리를 선택하고, 임계값 유효 범위가 넓은 경계면을 탐색한다. 이 때, 양품 집합체의 무게중심 벡터를 P (Xp1, Xp2, Xp3, … Xpn), 불량품 집합체의 무게중심 벡터를 Q (Xq1, Xq2, Xq3, … Xqn) 으로 하면, 이 사이의 유클리드 평방 거리는, 도 7 의 (4) 식에 의해 나타내어진다.
다음으로, 스텝 107 에서는, 각 집합체간의 경계면을 구한다. 이 경계면을 결정할 때는, 유클리드 평방 거리가 최대가 되는 집합체에 다변량 데이터의 값을 분류하고, 도 22 의 부호 u 로 나타내는 경계면이 결정되게 된다.
그리고, 상기 마할라노비스 거리를 최소로 하는 경계면의 평면 m 의 방정식은 도 7 의 (5) 식으로 나타내어지고, 상기 유클리드 거리를 최대로 하는 경계면의 평면 u 의 방정식은 도 7 의 (6) 식으로 나타내어진다고 하면, 도 22 에 나타내는 바와 같은 2 개의 특징적인 평면 m 과 평면 u 가 얻어진다. 그리고, 스텝 108 에서, 도 22 의 삼차원 광학 상관도를 회전시키고, 이들 상이한 2 개의 평면 m 과 평면 u 가 교차하여 선분으로 보이는 위치에 시선 방향 (시선 벡터) 을 일치시킨다. 이에 따라, 도 22 에 나타내는 삼차원 공간으로부터, 도 23 에 나타내는 바와 같은 이차원 평면으로 차원을 감소시킨 최적인 임계값이 구해진다. 따라서, 신호 처리를 대폭 간략화하고, 조작자가 취급하기 쉬운 광학식 입상물 판별 장치 (1) 를 제공할 수 있다.
도 7 의 (5) 식의 평면 (m) 과, 도 7 의 (6) 식의 평면 (u) 이 교차한 선분 (L) (도 22 등 참조) 은, 도 7 의 (7) 식으로 구할 수 있다. 그리고, 2 개의 평면 m, 평면 u 의 법선 벡터의 외적 계산에 의해, 교선의 방향 벡터 (e) 를 구하면, 도 7 의 (8) 식이 된다. 그리고, 교선 (L) 이 통과하는 점 (P) 은, 도 7 의 (9) 식이 된다. 이상과 같이 교선 (L) 이 구해지면, 교선 (L) 상에 시점을 두는 최적 이차원 평면에 있어서의 G·제 1 파장 NIR·제 2 파장 NIR 상관도 (도 23 참조) 로 변환하는 것이 가능해진다.
(임계값 산출 공정)
다음으로, 스텝 109 에서는, 도 23 의 이차원 평면상에서의 교선 (L) 에 기초하여, 자동적으로 양품과 불량품의 판별 임계값이 산출되게 된다. 그래서, 임계값 산출 공정의 상세한 내용에 대해서 도 6 의 플로도에 기초하여 이하에 설명한다.
도 6 의 플로도는, 도 5 의 스텝 109 의 임계값 산출 공정을 상세하게 나타낸 플로도이다. 먼저, 스텝 201 에 있어서, 도 23 의 백색 동그라미 점으로 나타내는 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시킨다 (도 24 참조). 관성 등가 타원이란, 불량품 집합체와 거의 동등한 무게중심 주위의 2 차 모멘트와 등가인 타원을 나타내는 특징량이며, 불량품 집합체의 확산법의 특징을 파악할 수 있다. 실제로는, 불량품 영역을 불량품 집합체의 분포보다 충분히 크게 하기 때문에, 장축의 길이를 표준 편차의 배수 (양의 정수 배), 단축의 길이를 표준 편차의 배수 (양의 정수 배) 로 하여 관성 등가 타원을 작성한다. 이것은 경험값으로서, 입상물의 종류에 따라 변화하므로, 자유롭게 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 스텝 202 에 있어서, 관성 등가 타원의 무게중심 (G) 및 장축 (V) 방향의 경사각 (Θ) 을 구한다. 이어서, 스텝 203 에 있어서, 장축 (V) 의 거리, 단축 (W) 의 거리를 산출해 나간다 (도 24 참조).
스텝 204 에 있어서는, 상기 관성 등가 타원에 있어서, 단축에 평행하고 장축의 양단점을 통과하는 2 직선과, 장축에 평행하고 단축의 양단점을 통과하는 2 직선을 긋는다. 4 개의 직선에 의해 상기 관성 등가 타원의 외접 직사각형을 작성한다 (도 25 참조). 이 외접 직사각형이 자동 감도 작성 시의 임시 기준이 된다.
다음으로, 스텝 205 에 있어서는, 양품 집합체측의 무게중심을 산출한다. 이것은 모든 양품 데이터의 단순 평균을 산출함으로써 구해진다 (도 25 참조).
그리고, 양품 집합체와 불량품 집합체의 관계성을 구하기 위해서 이하의 처리를 실시한다. 스텝 206 에서는, 스텝 205 에서 구한 양품 집합체측의 무게중심과, 스텝 204 에서 구한 불량품 집합체측의 외접 직사각형의 장축 방향의 양단점을 잇고, 2 개의 직선 (도 26, 부호 (2) 및 (3) 의 직선) 을 작성한다.
이상에 의해, 불량품 집합체에 적용시킨 관성 등가 타원을 둘러싸서 폐영역을 형성하는 6 개의 평면이 작성된다. 도 27 에 나타내는 바와 같이, 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로서, 제 1 평면은 마할라노비스 거리를 최소로 하는 경계면 (1), 제 2 평면은 양품 집합체측의 무게중심과 불량품 집합체측의 외접 직사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면 (2), 제 3 평면은 양품 집합체측의 무게중심과 불량품 집합체측의 외접 직사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면 (3), 제 4 평면은 외접 직사각형의 일방측의 장변 (4), 제 5 평면은 외접 직사각형의 타방측의 장변 (5), 및 제 6 평면은 양품 집합체로부터 먼 쪽의 외접 직사각형의 일방측 단변 (6) 이 된다.
상기 폐영역을 형성하는 6 개의 평면 (도 27 의 부호 (1) ∼ (6)) 은, 외접 직사각형을 작성하는 등의 작도에 의해 구한 것이다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 상기 작도에 의한 복잡한 연산 처리를, 단순한 배열의 참조 처리로 치환하여 효율화를 도모하기 때문에, 미리 룩업 테이블 (LUT) 로 치환하여, 메모리 등에 기억시켜 둘 수도 있다.
상기 단락 0093 의 평면의 작도의 예외로서, 각 집합체의 무게중심 사이의 직선과 경계면 (1) 이 이루는 각도 (γ) (도 28 참조), 및 장축과 경계면 (1) 이 이루는 각도 (ω) (도 28 참조) 가 함께 45° 보다 큰 경우에는, 상기 제 4 평면 및 제 5 평면은 단변측이 되고, 상기 제 6 평면은 장변측이 된다.
다음으로, 도 6 의 스텝 208 에서는, 감도의 조정이 실시된다. 감도 레벨로는, 그 범위가 0 ∼ 100 의 수치 레벨로 나타내어진다. 감도 레벨 0 일 때는 최소 감도 (MIN) 로서, 양품과 불량품의 판별을 할 수 없고, 선별 시에 양품에 불량품이 섞이는 레벨이며, 감도가 둔하다. 감도 레벨 50 일 때는 중간 감도 (MID) 로서, 양품과 불량품을 양호한 정밀도로 판별할 수 있다. 감도 레벨 100 일 때는 최대 감도 (MAX) 로서, 양품과 불량품을 매우 양호한 정밀도로 판별할 수 있지만, 불량품과 함께 양품도 선별해 버려, 처리 효율이 나쁘다.
도 29 에 나타내는 바와 같이, 전술한 관성 등가 타원을 둘러싸는 6 개의 평면으로 작성한 임계값의 산출과, 상기 최소 감도 (MIN), 중간 감도 (MID) 및 최대 감도 (MAX) 의 3 개의 감도 레벨의 대응 관계는, 다음과 같이 된다.
최소 감도 (MIN) 는, 제 6 평면 (6), 중간 감도 (MID) 는, 제 1 평면 (1), 최대 감도 (MAX) 는, 제 2 평면 (2) 과 제 3 평면 (3) 이 이루는 각을 2 등분하는 직선과 수직이 되는 직선으로 형성되는 제 7 평면 (7) 과 각각 동일하게 된다. 요컨대, 도 29 의 제 6 평면 (6), 제 1 평면 (1) 및 제 7 평면 (7) 의 각각에, 상기 감도 레벨이 설정되어 있다. 예를 들어, 감도 레벨이 중간 감도 (MID) 로 설정되면, 도 29 상의 제 1 평면 (1) 보다 상방이 양품 영역, 하방이 불량품 영역이 되어, 도시되는 입상물 A 는 양품, 입상물 B 는 불량품으로서 양·불량 판별부 (26) 에 의해 판정된다.
상기와 같은 제 1 평면, 제 6 평면 및 제 7 평면에 의해 작성한 3 개의 임계값과, 최소 감도 (MIN), 중간 감도 (MID) 및 최대 감도 (MAX) 로 이루어지는 3 개의 감도 레벨의 대응짓기는, 디스플레이 (11) 상에 배치한 감도 작성 버튼 (도시 생략) 을 터치함으로써 자동적으로 작성되게 된다. 도 22 의 삼차원 공간으로부터 도 23 의 이차원 평면으로 차원을 감소시켜 임계값이 산출되기 때문에, 신호 처리를 대폭 간략화 할 수 있다.
임계값 계산부 (28) 에 있어서 전술한 바와 같은 플로에 기초하여 결정된 임계값은, 신호 처리부 (20) 의 임계값 데이터 격납부 (24) 에 격납된다. 계속해서, 실제의 판별 작업을 실시하고, 이젝터 노즐 (7) 을 구동 가능하게 한 상태에서, 판별 대상이 되는 입상물을 저류 탱크 (4) 로부터 슈트 (3) 에 흘려보낸다. 당해 슈트 (3) 로부터 낙하한 입상물이 검사부 (6) 에 도달하면, 이 입상물을 CCD 카메라 (13a, 13b) 및 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b), 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 가 촬상한다.
양·불량 판별부 (26) 는, 임계값 데이터 격납부 (24) 로부터 임계값을 읽어들이고, 이 임계값을 기준으로 하여, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b), 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 가 촬상한 화상 데이터로부터 녹 (G) 의 파장 성분 및 2 개의 근적외광 성분을 사용하여, 입상물이 양품인지 불량품인지 판별한다.
물론, 양품과 비교하여 분명한 색채상의 상이가 있는 불량품의 경우에는, 녹 (G) 의 파장 성분만으로 양·불량을 판별할 수 있다.
양·불량 판별부 (26) 가 양품이라고 판단한 입상물이 이젝터 노즐 (7) 을 통과해도, 이젝터 구동 회로 (22) 는 이젝터 노즐 (7) 의 밸브를 여는 일은 없고, 입상물은 양품 회수부 (8) 를 향하여 자연 낙하한다. 양·불량 판별부 (26) 가 불량품이라고 판단한 입상물이 이젝터 노즐 (7) 에 도달하면, 이젝터 구동 회로 (22) 가 이젝터 노즐 (7) 의 밸브를 열고, 이젝터 노즐 (7) 로부터의 분풍에 의해 입상물이 낙하 궤적으로부터 날아가 불량품 회수부 (9) 에 낙하한다.
제 2 실시형태에서는, 광학적 검사를 실시하는 검사부 (6) 가, 입상물의 낙하 궤적 (a) 을 사이에 두고 전측의 프론트 박스 (12a) (제 1 검사부) 와, 후측의 리어 박스 (12b) (제 2 검사부) 로 구성되고, 각각에 가시광 검출부인 CCD 카메라와, 근적외광 검출부인 제 1 파장 NIR 카메라 및 제 2 파장 NIR 카메라가 수용되어 있다. 따라서, 1 개의 입상물에 대하여, 2 개의 가시광 화상 및 2 개의 제 1 파장 근적외광 화상, 2 개의 제 2 파장 근적외광 화상이 취득된다. 이와 같이 구성됨으로써, 예를 들어, 전측 또는 후측 중 어느 일방이라도 불량품으로 판정된 경우에는, 이젝터 노즐 (7) 에 의해 불량품 회수부 (9) 로 회수하는 것이 가능해져, 정밀도가 높은 판별을 실시하는 것이 가능해진다.
〔변형예〕
이상, 본 발명의 광학식 입상물 판별 장치의 제 2 실시형태에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시형태에 반드시 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 이하와 같은 변형예도 포함된다.
예를 들어, 전술한 제 2 실시형태에서는, 판별 대상이 되는 입상물을 흑해바라기 씨로 했지만, 다른 입상물이어도 된다. 예를 들어, 쌀을 판별 대상으로 하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 도 30 에 나타내는 바와 같이, 광학적 검사에 기초하여 결정된 임계값을 기준으로 하여, 판별 대상이 되는 입상물 중에서, 백미와 유백립을 양품으로 하고, 착색미나 약간 검은쌀, 이물질을 불량품으로서 판별하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도시되는 바와 같이, 「백미」 및 「유백립」, 「이물질」 은, 가시광 화상으로는 판별을 할 수 없지만, 「유백립」 은 850 ㎚ 의 근적외광 화상에 의해 백미와 구별하는 것이 가능하고, 또한 「이물질」 에 대해서는, 1550 ㎚ 의 근적외광 화상에 의해 백미와 구별하는 것이 가능해진다. 그리고, 촬상된 각 근적외광 화상과 가시광 화상에 기초하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 전술한 실시형태와 동일하게 하여 임계값을 구함으로써, 양품과 불량품을 정확하게 판별하는 것이 가능해진다. 도시되는 다른 실시형태에서는, 「유백립」 을 양품으로 하고 있지만, 조작자의 설정에 따라 「유백립」 을 불량품으로 하는 것도 가능하고, 처리 효율과의 관계에 있어서, 양품과 불량품을 자유롭게 선택하는 것이 가능하다.
판별 대상은 상기한 흑해바라기 씨나 쌀에 한정되지 않고, 맥류, 콩류, 너트류 등의 곡립 외에, 펠릿, 비즈 등의 수지편, 의약품, 광석류, 모래알 등의 미세한 물품, 그 밖의 입상물로 이루어지는 원료를 양품과 불량품으로 선별하거나, 원료에 혼입되는 이물질 등을 배제하거나 하는 경우에, 본 발명의 광학식 입상물 판별 장치는 유효하게 적용하는 것이 가능하다.
전술한 제 2 실시형태에서는, 판별 대상을 흑해바라기 씨로 하고, 녹 (G) 의 가시광, 파장 850 ㎚ 의 근적외광의 반사 성분 및 파장 1550 ㎚ 의 근적외광의 반사 성분을 검출하여, 삼차원 광학 상관도를 작성하였다. 그러나, 판별 대상의 종류에 따라, 가장 유의차가 나타나는 가시광 및 근적외광의 파장을 선택하는 것이 가능하다. 가시광 및 근적외광의 파장을 선택할 때에, 조작자가 디스플레이 (11) 에 표시되는 삼차원 광학 상관도를 시인하여 선택해도 되고, 판정부 (19) 에 있어서 자동적으로 선택되도록 구성해도 된다.
보다 구체적으로는, 다른 근적외광 성분인 1200 ㎚ 의 근적외광 화상을 촬상하는 NIR 카메라를 증설 (1 개의 NIR 카메라로 복수 파장의 촬상이 가능한 것을 포함한다) 해도 되고, 판별 대상의 종류에 따라 복수 파장의 근적외광 화상을 취득하는 것이 가능하다. 그리고 이 경우, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 파장 성분과, 850 ㎚, 1200 ㎚, 1550 ㎚ 의 근적외광의 파장 성분을 포함하여 다변량 해석을 실시하고, 각 파장 성분 중, 가장 상관성이 높은 파장 성분에 의한 삼차원 광학 상관도를 작성하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 다양한 종류의 판별 대상물에 대하여, 적절한 임계값을 설정하여 정밀도가 높은 판별이 가능해진다.
제 2 실시형태에서는, 가시광 검출부로서 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 파장 성분을 검출 가능한 CCD 카메라를 사용하였지만, 특정한 파장만을 검출 가능한 가시광 검출부를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 근적외광의 파장에 따라, 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 와 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 를 설치하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 1 개의 NIR 카메라로 복수 종류의 파장 성분을 촬영할 수 있는 카메라를 사용해도 된다.
제 2 실시형태에서는, 가시광 화상으로부터 얻어지는 입상물의 윤곽으로부터 물체 인식을 실시하고, 입상물의 윤곽에 근적외광 화상을 겹쳤을 때에 어긋남이 발생하지 않도록, CCD 카메라 (13a, 13b) 및 제 1 파장 NIR 카메라 (14-1a, 14-1b) 와 제 2 파장 NIR 카메라 (14-2a, 14-2b) 의 방향이나 위치를 조정하도록 구성하였다. 그러나, 반드시 이와 같은 방법에 한정되지 않고, 예를 들어, 디스플레이 (11) 에 표시된 물체 인식 후의 근적외광 화상에 어긋남이 확인된 경우에는, 화상의 위치 보정을 수동 또는 자동으로 실시함으로써 어긋남을 보정하는 것도 가능하다.
제 2 실시형태에서는, 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 에 각각 설치된 가시광 검출부인 CCD 카메라와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라에 의해, 1 개의 입상물에 대하여, 2 개의 가시광 화상 및 2 개의 근적외광 화상을 취득하여, 정밀도가 높은 판별을 실시하였다. 그러나, 반드시 이와 같은 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 중, 어느 일방에만, 가시광 검출부인 CCD 카메라와, 근적외광 검출부인 NIR 카메라를 설치하도록 해도 된다. 또 다른 변형예에서는, 프론트 박스 (12a) 및 리어 박스 (12b) 중, 어느 일방의 CCD 카메라 및 NIR 카메라를 고장 시의 예비로서 구비하는 것도 가능하다.
1 : 광학식 입상물 판별 장치
2 : 기체
3 : 슈트
4 : 저류 탱크
5 : 진동 피더
6 : 검사부
7 : 이젝터 노즐
8 : 양품 회수부
9 : 불량품 회수부
10 : 도어
11 : 디스플레이
12a : 프론트 박스
12b : 리어 박스
13a, 13b : CCD 카메라
14a, 14b : NIR 카메라
14-1a, 14-1b : 제 1 파장 NIR 카메라
14-2a, 14-2b : 제 2 파장 NIR 카메라
15a, 15b : 가시광원
16a, 16b : 근적외광원
17a, 17b : 백그라운드
18a, 18b : 투광부
19 : 판정부
20 : 신호 처리부
21 : CPU 및 메모리부
22 : 이젝터 구동 회로
23 : 화상 데이터 취득부
24 : 임계값 데이터 격납부
25 : 화상 처리부
26 : 양·불량 판별부
27 : 화상 데이터 격납부
28 : 임계값 계산부
29 : 신호 송수신부
2 : 기체
3 : 슈트
4 : 저류 탱크
5 : 진동 피더
6 : 검사부
7 : 이젝터 노즐
8 : 양품 회수부
9 : 불량품 회수부
10 : 도어
11 : 디스플레이
12a : 프론트 박스
12b : 리어 박스
13a, 13b : CCD 카메라
14a, 14b : NIR 카메라
14-1a, 14-1b : 제 1 파장 NIR 카메라
14-2a, 14-2b : 제 2 파장 NIR 카메라
15a, 15b : 가시광원
16a, 16b : 근적외광원
17a, 17b : 백그라운드
18a, 18b : 투광부
19 : 판정부
20 : 신호 처리부
21 : CPU 및 메모리부
22 : 이젝터 구동 회로
23 : 화상 데이터 취득부
24 : 임계값 데이터 격납부
25 : 화상 처리부
26 : 양·불량 판별부
27 : 화상 데이터 격납부
28 : 임계값 계산부
29 : 신호 송수신부
Claims (14)
- 이송 수단으로 이송되는 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부와, 그 검사부에 의한 광학적 검사에 기초하여 상기 입상물이 양품인지 불량품인지를 판별하는 판정부를 구비한 광학식 입상물 판별 장치에 있어서,
상기 검사부는, 상기 입상물에 가시광을 조사하는 가시광원과, 상기 입상물에 근적외광을 조사하는 근적외광원과, 상기 입상물을 투과한 가시광 또는 상기 입상물로부터 반사한 가시광을 검출하는 가시광 검출부와, 상기 입상물을 투과한 근적외광 또는 상기 입상물로부터 반사한 근적외광을 검출하는 근적외광 검출부를 적어도 갖고,
상기 판정부는,
복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 판정부는,
복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 2 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 판정부는,
복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 1 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 복수의 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 삼차원 광학 상관도에, 양품 집합체와 불량품 집합체를 구분하는 마할라노비스 거리 경계면 및 유클리드 거리 경계면을 작성하고,
상기 마할라노비스 거리 경계면과 유클리드 거리 경계면의 교선에 수직인 이차원 평면을 작성하고,
상기 이차원 평면 상의 불량품 집합체에 관성 등가 타원을 적용시켜 폐영역을 작성함과 함께, 그 폐영역 내에 임계값을 설정하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 판정부는,
복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 복수 종의 조합에 의한 2 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 복수 종의 삼차원 광학 상관도를 작성하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 판정부는,
복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 1 개의 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 복수 종의 조합에 의한 2 개의 근적외광 성분을 삼차원 공간에 플롯하여 복수 종의 삼차원 광학 상관도를 작성하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분은, 상기 가시광 검출부가 검출한 상기 입상물의 윤곽 내의 근적외광 성분인
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 폐영역 내에 상기 임계값을 설정할 때에, 상기 관성 등가 타원의 단축에 평행하고 장축의 양단점 (兩端点) 을 통과하는 2 직선 및 장축에 평행하고 단축의 양단점을 통과하는 2 직선으로 이루어지는 외접 직사각형을 작성하고, 상기 양품 집합체의 무게중심과 그 외접 직사각형의 장축 방향의 양단점을 잇는 2 직선을 작성하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판정부는,
상기 폐영역 내에 상기 임계값을 설정할 때에, 제 1 평면으로서 마할라노비스 거리를 최소로 하는 상기 마할라노비스 거리 경계면을 이용하고, 제 2 평면으로서 양품 집합체의 무게중심과 상기 외접 직사각형의 장축 방향의 일단을 잇는 평면을 이용하고, 제 3 평면으로서 양품 집합체의 무게중심과 상기 외접 직사각형의 장축 방향의 타단을 잇는 평면을 이용하고, 제 4 평면으로서 상기 외접 직사각형의 일방측의 장변을 이용하고, 제 5 평면으로서 상기 외접 직사각형의 타방측의 장변을 이용하고, 제 6 평면으로서 양품 집합체로부터 먼 쪽의 상기 외접 직사각형의 일방측 단변을 이용하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 2 항에 있어서,
디스플레이와, 상기 디스플레이에 있어서의 표시 내용에 기초하여 조작자에 의한 입력이 가능한 입력 수단을 구비하고,
상기 디스플레이는, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 임의의 2 개의 파장 성분과, 근적외광 성분에 의한 복수의 상기 삼차원 광학 상관도를 표시 가능하고,
상기 입력 수단은, 조작자의 조작에 기초하여 상기 디스플레이에 표시되는 상기 삼차원 광학 상관도를 선택 가능한
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 3 항에 있어서,
디스플레이와, 상기 디스플레이에 있어서의 표시 내용에 기초하여 조작자에 의한 입력이 가능한 입력 수단을 구비하고,
상기 디스플레이는, 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 광 중, 임의의 하나의 파장 성분과, 임의의 2 개의 근적외광 성분에 의한 복수의 상기 삼차원 광학 상관도를 표시 가능하고,
상기 입력 수단은, 조작자의 조작에 기초하여 상기 디스플레이에 표시되는 상기 삼차원 광학 상관도를 선택 가능한
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검사부는, 이송되는 상기 입상물의 전측에 위치하는 제 1 검사부와, 상기 입상물의 후측에 위치하는 제 2 검사부를 구비하고,
상기 제 1 검사부 및 상기 제 2 검사부는, 각각 상기 가시광 검출부와 상기 근적외광 검출부를 구비하고 있는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
이송 수단으로 이송되는 상기 입상물은, 종자 또는 곡립인
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치. - 이송 수단으로 이송되는 입상물에 광학적 검사를 실시하는 검사부와, 그 검사부에 의한 광학적 검사에 기초하여 상기 입상물이 양품인지 불량품인지를 판별하는 판정부를 구비한 광학식 입상물 판별 장치에 있어서,
상기 검사부는, 상기 입상물에 가시광을 조사하는 가시광원과, 상기 입상물에 근적외광을 조사하는 근적외광원과, 상기 입상물을 투과한 가시광 또는 상기 입상물로부터 반사한 가시광을 검출하는 가시광 검출부와, 상기 입상물을 투과한 근적외광 또는 상기 입상물로부터 반사한 근적외광을 검출하는 근적외광 검출부를 적어도 갖고,
상기 판정부는,
복수의 양품 샘플 및 복수의 불량품 샘플에 대하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 적 (R), 녹 (G), 청 (B) 의 3 개의 파장 성분 및 상기 근적외광 검출부가 검출한 복수의 근적외광 성분을 파라미터로서 다변량 해석하고,
상기 다변량 해석의 결과에 기초하여, 상기 가시광 검출부가 검출한 파장 성분과, 상기 근적외광 검출부가 검출한 근적외광 성분을 플롯하여 삼차원 광학 상관도를 작성하고, 임계값을 설정하는
것을 특징으로 하는 광학식 입상물 판별 장치.
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