KR920002175B1 - 물품의 외관검사 방법과 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

물품의 외관검사 방법과 장치

도면은 모두 본 발명의 실시예를 도시한 것.

제1도는 본 발명의 구성을 보이는 사시도.

제2도는 검사위치의 중심과 반사장치를 보이는 사시도.

제3도는 물품의 왼쪽 비스듬히 전측면의 촬영상태를 보이는 설명도.

제4도는 물품의 상면의 촬상상태를 보이는 설명도.

제5도는 리니어(linear)이미지 센서상에 찍혀나오는 5개의 촬상의 할당 설명도.

제6도는 촬상한 5개 화상의 설명도.

제7도에서 제11도까지는 검사위치에서 물품이 촬상시야를 공정을 분해한 설명도.

제7도는 물품이 촬상시야에 들어오기 직전의 상태를 나타냄.

제8도는 물품의 전단이 검사위치 중심에 달하고, 상면이 촬상개시되는 위치를 나타냄.

제9도는 물품의 5면이 촬상되어 있는 상태를 보임.

제10도는 상면의 촬상이 끝나는 위치를 보임.

제11도는 물품이 촬상시야외에 나가는 위치를 보임.

제12도는 촬상되는 물품의 5면을 보이는 설명도.

제13도는 조명장치를 포함하는 장치.

제14도는 조명장치를 포함하는 요부측면 설명도.

제15도는 조명장치를 포함하는 전체 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 반송 콘베어 2 : 물품

2A, 2B, 2C, 2D, 2E : 물품의 5개의 면 20 : 검사위치 중심점

3 : 센서 카메라 30 : 리니어 이미지 센서

5, 6, 7 : 제1측면 미러 41, 51, 61, 71 : 제2측면 미러

46, 57 : 제3측면 미러 461, 571 : 제4측면 미러

8 : 제1상면 미러 81 : 제2상면 미러

82 : 제3상면 미러 9 : 조명램프

A : 물품의 좌측에서 비스듬이 본 전측면 촬상면

B : 물품의 우측에서 비스듬이 본 전측면 촬상면

C : 물품의 좌측에서 비스듬이 본 후측면 촬상면

D : 물품의 좌측에서 비스듬이 본 후측면 촬상면

E : 물품의 상면 촬상면 HA, HB, HC, HD : 물품의 높이

본 발명은, 반송 콘베어 등으로 반송되는 물품, 예컨대 구괴상의 과일이나 야채류등의 형상, 첫수 및 표면상태(색깔, 흠, 표면의 요철등)를, 센서 카메라로 촬상하고, 그 화상을 처리하여, 계급분류, 등급결정을 하기 위한 계획, 검사방법과 장치에 관한 것이다.

종래, 센서 카메라를 사용하여 과일이나 야채등의 외관형상, 칫수 혹은 표면상태를 검사하는 장치에는 하깅 같은 것이 있다.

(가) 반송콘베어의 상방 혹은 측방에 1대의 센서 카메라를 배치하고, 반송되는 과일이나 야채등의 1표면을 촬상하여 검사하는 방법.

(나) 반송콘베어의 양측방에 2대의 센서 카메라를 배치하고 반송되는 물품의 양측면을 촬상하여 검사하는 방법.

(다) 반송콘베어에서 다른 콘베어로 청과물등을 낙하시키고, 그 낙하 통로의 측방에 4대의 센서 카메라를 배치하고, 낙하하는 물품의 4측면을 검사하는 방법.

(라) 로울러 콘베어 등으로 청과물등을 진행방향으로 고속회전시키면서 반송하고, 그 반송로의 상방에 1대의 센서카메라를 배치하여 회전하는 물체의 외주부를 촬상하여 검사하는 방법등이 있다.

과일이나 야채류등, 구괴상 물품(이하 단지 물품이라 말한다)을 외관형상과 칫수, 및 색, 흠 등 표면의 상태에 의하여 계급분류와 등급을 결정하여 선별할 경우에 물품의 형상칫수를 나타내는 부분과 전주표면을 검사하여 선별하는 일은 매우 중요하다.

그러나, 상기 종래 기술로는 어느것도 그 전부를 만족시키는 것이없다. 즉, 상기 (가)의 방법으로는 물품의 상면 또는 1측면만을 검사할 따름이므로, 검사범위가 전주표면의 극히 일부에 한정되고, 검사되지 않는 표면이 많아 적정한 선별을 할 수 없다.

상기 (나)의 방법은 양측면을 검사하므로, (가)의 방법보다는 검사범위는 커지나, 이것으로도 검사되지 않는 표면이 많아 적정한 선별은 할 수 없다. 특히 물품의 형상이 레몬등과 같이, 향한쪽에 따라서 형사 칫수가 다른 것은, 축방향이 옆을 향하는 자세인때와, 축이 진행방향을 향하고 있는때와는 상의 크기가 다르고, 적정한 칫수 계측과 검사를 할 수 없으므로, 물품을 일정한 방향으로 정리하지 않으면 안되는 문제도 있다.

또, 물품을 자동적으로 일정한 방향으로 정리하는 것은 곤란하다. 상기 (다)의 방법은 4방향의 측면을 검사하므로, 상기 (나)의 방법보다 더욱 검사범위는 넓어지나, 이것으로도 낙하방향의 상하면은 검사되지 않고, 또한 낙하중의 물품은 자세가 제어되지 않으므로 그 물품의 크기를 보이는 부분의 형상 칫수를 계측할 수 없는 결점이 있다.

상기 (라)의 방법은 레몬과 같이 축심을 중심으로 몸통둘레를 고속 회전되는 형상의 물품의 몸통둘레의 표면은 검사할 수 있으나 회전의 축방향의 2측면은 검사되지 않고, 또 룰러로 회전되므로써, 불안정한 자세가 되는 물품은 가로로 요동하면서 회동하든가, 튀는 것등에 따라 실용화시킬 수 없는 결점이 있다. 또한 물품이 크고 작은 여러 가지 크기의 것은 회전수가 다르기 때문에, 작은 것은 동일 촬상 시간에 1회전 이상하므로 외주의 일부가 중복검사되고, 큰 것은 1회전하지 않는 것이 있기 때문에 일부 검사하지 않는 면이 남는 등의 문제가 있다.

즉, 주위길이가 다른 대소의 물품을 동일 롤러 콘베어 상에서 모두 1회전시킬 수는 없으므로 주위길이의 장단에 의하여 회전정도가 달라 검사범위가 일정하지 않게 된다.

또, 상기 (다)와 (라)의 방법은 (가)와 (나)의 방법에 비하여, 검사할 수 있는 범위는 넓으나, 물품을 낙하시키던가 고속회전 시킴으로써, 물품에 타박상이나 찰상을 발생시키는 등의 손상으로 물품의 상품가치를 떨어뜨린다는 결점이 있었다.

또한 물품을 일정한 자세로 유지할 수 없기 때문에, 물품의 크기를 나타내는 소정 위치의 형상 칫수를 계측할 수 없는 결점이 있었다.

또, 상기 (다)와 같이 센서 카메라를 복수대 사용하는 방법은, 복잡하고, 원가가 높아져서, 경제성이 떨어지는 결점이 있었다.

한편, 구괴상 물품의 전외주 표면을 계측검사하기 위하여는, 물품을 적어도 전후, 좌우, 상하의 6방향에서 검사하는 것이 바람직하다.

이렇게 하기 위하여는, 물품을 공중에 뜨게하든가, 투명한 콘베어등으로 반송하여 각면을 검사하면 되는데, 그러나 공중에 방출하는 것은 상기 (다)와 같은 결점이 있어 실용화할 수 없다.

또, 투명체에 의한 콘베어는, 물품을 반송하므로써 투명체가 더러워져서 불투명해지기 때문에 연속하여 다량의 물품을 검사하는 장치에는 적합하지 않은 결점이 있다.

과실이나 야채등의 물품은 전동시키든가 낙하시키는 등의 공정이 많아질수록 표면에 촬상이나 타박상이 생기므로 전동이나 낙하를 시키지 않고, 보다 많은 외주표면을 검사하는 방법과 장치의 개발이 요망된다.

본 발명은, 상깅 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 구괴상의 물품을 반송 콘베어상에 안정한 자세를 반송하고, 1대의 센서 카메라를 사용해서, 그 물품의 크기를 나타내는 부분의 형상 칫수와, 콘베어상에 접한 하면을 제외한 노출부분의 전외주표면의 상태를 계측, 검사하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단을 하기와 같이 구성한다. 구괴상 물품을 반송하는 수단은, 물품의 자동 공급을 쉽게하기 위하여, 반송면이 진행방향으로 동일 평면으로 연속한 벨트모양의 콘베어를 사용한다.

즉, 진행방향에는 간막이가 없고, 임의의 위치에 물품을 올려놓을 수 있어 물품을 1개씩 계속하여 자동공급할 수 있는 것을 사용한다.

또, 반송면은 굴러가기 쉬운 구괴상의 물품을 안정시키기 위하여 가로방향의 측면의 촬상에 지장이 없는 범위에서 중앙부를 약간 오목해진 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 본 출원인이 앞서 출원하여 공개된 일본국 특개소 58-135026호 공보에 제시되는 구분용 콘베어 장치등이 가장 적합하다.

반송수단은 상기와 같은 콘베어를 사용하므로써, 물품을 후술하는 촬상에 지장이 없는 일정거리 이상의 부정간격으로 임의로 자동공급이 가능하도록 구성한다.

1대의 센서 카메라로 물품의 형상 칫수와, 각 부의 표면의 상태(색, 흠등)를 계측하고, 검사하기 위하여, 반송로의 상방에 설치하는 촬상수단의 센서 카메라는 공지의 각종 컬러센서 카메라를 사용할 수 있으나, 이동하는 물품을 주행중에 넌스톡으로 활상하는 것이므로 잔상 현상이 생기지 않는 고체촬상소자를 사용한 컬러센서 카메라를 사용한다.

또, 촬상소자는 에어리어(area)이미지 센서와 리니어(linear)이미지 센서가 있는데, 측면을 찍는 반사수단을 이용하기 위하여 후술하는 바와 같이, 물품의 각면을 조사하는 조명수단을 부착하기 쉽고 물품의 진행방향 간격을 작게할 수 있는 리니어 이미지센서를 내장한 센서 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.

예컨대, 촬상소자에는 컬러 팩시밀리, 컬러 복사기등의 컬러 스캐너에 사용되는 것으로서 수광부에 R,G,B 각 필터를 온 팁으로 형성한 고속고감도 컬러 CCD리니어 이미지 센서를 사용한 센서 카메라가 가장 적합하다.

상기 반송로의 상방에 설치한 센서 카메라에 반송되어 이동하는 물풀의 4개의 측면상과 상면상을 사진 촬상시키기 위한 반사수단은, 상기 센서카메라의 하방 검사위치(장소)의 반송로의 좌우양측과, 그 상방센서 카메라와의 사이에 다수의 반사수단(표면반사경이나 프리즘등의 광학 미러)을 사용하여 물품의 전후, 좌우면에 상당하는 4방향의 측면과 상면을 각각 센서 카메라의 초라상면상에 늘어놓고 사진을 찍기 위하여 다음과 같이 배치한다.

콘베어로 반송되는 물품의 진행방향 전면과 후면은 반송궤도상에 있기 때문에, 진행방향 전후면에 반사수단(이하, 단지 미러라 말한다)을 놓을 수는 없다. 그래서 본 발명은 반송중의 물품의 전면과 좌우 양측면과 후면을 각각 반송방향 중심으로부터 좌우로 나눠서 좌전면에서 좌측면까지의 1/4(좌측 비스듬히 전방측면)과, 우전면에 우측면까지의 1/4(우측비스듬히 전방측면)과, 좌측면에서 좌후면 까지의 1/4(우측 비스듬히 후방측면)으로 나누어서, 이 4방향의 측면을 센서 카메라에 찍어낼 수 있도록 4세트의 대략 수직인 제1측면미러와, 이것을 상방으로 반사시키는 상향의 제2측면 미러와 그 상방에 센서 카메라에 향하게 하는 복수의 중간측면 미러를 각각 계산된 위치에 배치한다.

상면의 상은, 직접 센서 카메라의 렌즈를 통하여 촬상할 수도 있으나, 4세트의 측면 미러를 통하여 굴절 반사 시켜서 촬상하는 측면상과는 촬상거리가 다르므로 동일척도가 안된다. 따라서, 촬상을 처리하는 단계에서 거리의 차에 의한 배율을 보정하여 산출하면 된다.

그러나, 이 보정은 귀찮기도 하다.

따라서 상면도 측면과 동일 촬상거리로 하기 위하여 복수의 미러를 사용하여 적절히 굴절 반사시켜, 5개의 각변이 동일배율(촬상거리)로 센서카메라의 촬상면상에 찍혀 나오도록 구성하는 것이 바람직하다.

상세하게는 후술하는 바람직한 실시예에 제시하는 제1도를 참조하여 설명한다.

제1도에서 검사위치의 중심에 있는 물품으로부터 화살표선으로 측방에 4개, 상방에 1개 뻗어서 각각 굴절하여 센서카메라에 향하는 것처럼 보이는 것이 물품의 5개면을 센서 카메라에 찍어내는 반사광선의 루우트이다.

물품의 4개의 측면에서 나오는 각기 화살표선의 제1굴절점을 제 1측면미러, 제2굴절점을 제2측면미러, 제3굴절점을 제3측면 미러, 제4굴절점을 제4미러로 하고, 제4미러를 센서 카메라에 향하게 한다. 상면에서 나오는 화살표선에 대하여도, 똑같이 제1상면미러, 제2상면미러, 제3상면미러로 하고, 제3상면미러를 센서카메라에 향하게 한다.

물품의 4측면에 직접 대면하는 제1측면 미러와, 거의 수직으로 최대물품의 크기이상의 높이로 물품의 각각의 면을, 반송로의 측방에 진행방향으로 경사시켜서 설치한 제2측면 미러에 반사시킨다. 즉, 제1측변미러는 반송로 위에 있는 물품의 측면상을 반송로의 측방에 찍어내기 위한 반사수단이다.

반송로의 측방에서 전후의 제1측면 미러 사이에 진행방향과 평행방향으로 경사지게 설치한 제2측면 미러는, 제1측면 미러에서 반사하는 물품의 측면상을 상방에 설치한 제3측면 미러에 반사시킨다. 즉, 가로방향을 향하고 있는 측면상을 상향으로 변환기키는 반사수단이다. 이 제2측면미러는, 제1측면미러에 가까워서 낮은쪽의 단부를 제1측면 미러의 하단과 동일한 레벨에, 제1측면 미러에서 멀어지는 높은쪽의 단부를 제1측면 미러의 상단과 같은 높이로 경사시켜서, 제1측면 미러의 전범위를 윗쪽의 제3측면 미러에 반사시킨다.

제3측면 미러는 아랫쪽의 제2측면 미러에서 반사하는 물품의 두 개(2방향)의 측면상을 센서 카메라의 시야내에 설치한 제4측면 미러에 반사시킨다. 즉, 반송로의 좌우 양측의 윗쪽에 각각2개씩 떨어져 있는 제2측면 미러로부터의 측면상을 센서카메라의 시야내로 향하게 하는 반사수단이다.

제4측면 미러는, 제3측면 미러에서 반사하는 물품의 두 개(2방향)의 측면상을 센서 카메라의 정면으로 향하게 하는 것이다. 이 제4측면 미러는 상기 제3미러와의 조합에 의하여 물품의 4개의 측면상을 센서 카메라에 대하여 동일 직선상에 1열로 늘어놓는 것처럼, 방향을 정돈한다. 즉, 센서 카메라의 촬상면상에 각각 할당된 위치에 4개의 측면상을 찍어내는 것처럼 조정한다.

다음에, 물품의 상면을 반사시키는 제1에서 제3까지의 상면 미러는, 반사광선을 굴절시켜서, 상기 4개의 측면상과 동일 배율(촬상거리)로 하기 위하여 설치하는 것으로서, 검사위치의 중심에 있는 물품에서 측방으로 나와 제1측면 미러, 제2측면 미러, 제3측면 미러, 제4측면 미러에서 각각 굴절 반사하여 센서 카메라에 이르는 화살표선의 길이를 측면상의 촬상거리라하면, 물품에서 상방으로 나와, 제1상면미러, 제2상면미러, 제3상면미러에서 각각 굴절반사하여 센서 카메라에 이르는 화살표선의 길이를 상면의 촬상거리로 하여, 측면상의 초라상거리와 동일길이가 되도록 각각 배치한다. 물론 최종단의 제3상면미러는, 센서카메라의 촬상면상에 할당된 위치에 상면상을 찍어내는 것처럼 조정한다. 센서카메라의 촬상소자에 리니어 이미지 센서를 사용한 경우의 촬상면의 상기 배열은, 도면에서 아는 바와 같이, 센서 카메라에 입사하는 광선의 결상원리에 따라서 중앙에 상면상, 양단측에 좌우의 비스듬한 접측면상, 그 사이에 좌우의 비스듬한 후측변상이 배열된다.

5개의 각상에는, 상기 배열에 따라 각각 리니어 이미지 센서의 각 소자가 할당된다. 리니어 이미지 센서는, 반송 콘베어의 주행에 동기시켜서 일정한 이동량(예컨대 0.5mm)마다 나오는 피레스신호에 의하여 주사하여 5개의 상을 촬상하고, 연산처리한다. 여기서 주의할 일은, 상기 4개의 수직인 제1측면 미러는 물품의 측면을 진행방향의 좌우, 전후로부터 검사위치의 중심을 향하여 비스듬히 대면하고 있고, 전술한 바와 같이 물품의 전주측면을 1/4씩 할당하였으나, 물품의 전단이 검사위치의 중심점에 달하기 전과, 후단이 검사위치의 중심점을 지나간 후에도, 이 측면미러에는 할당된 범위를 넘은 부분의 측면(두 이웃에의 할당부분)이 시야내에 있기 때문에 반사하여 촬상되므로, 그 분만큼 촬상의 진행방향 길이가 초승달 모양으로 길게 표현되는 일이다(높이 방향은 정확한 척도로 표시된다). 이 길게 표현된 초승달모양 부분이 상온, 이웃의 상으로 검사되어야 할 표면이므로, 연산처리시에 무시한다.

측면상은 주로 표면상태의 검사에 이용되나 물품의 높이 칫수 계측에도 사용된다.

다음에, 센서카메라에 에리어 이미지 센서를 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 에리어 이미지센서 카메라를 사용하는 경우는, 물품이 검사위치의 중심에 있을 때, 각 반사수단은 각각의 방향에서 물품의 전체의 모습을 반사시키는 크기로 마련하고, 센서 카메라의 셔터장치에 의하여 5개면을 동시에 순간적으로 촬상한다. 물품이 검사위치의 중심에서 벗어나 있을때는 촬상하지 않고, 중심점에 달한때 셔터를 작동시켜서 순간적으로 촬상한다.

이 에리어 이미지 센서를 사용한 것은, 반사수단이 커지고, 또, 카메라의 시야가 4각형의 에리어가 되므로 조명 램프를 카메라시야뒤에 떨어져서 설치할 필요가 있다.

형상 칫수의 계측 및 색깔, 흠을 검사하고 분류하는 연산처리는, 본 출원인이 앞서 공동출원하여 공개된 일본국 특개소 59-97081호 공보등에 공지의 기술을 응용하여 사용하면 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보이는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도와 제2도는 본 발명의 개요를 나타내는 도면이다.

(1)은 콘베어, (2)는 외관을 검사받은 물품(과일을 나타내고 있다)이고, (3)은 센서카메라이다. 반송콘베어(1)는, 상기 특개소 58-135026호 공보의 것을 도시하고 있는 바, 예컨대 벨트콘베어 또는 선별용 콘베어를 사용해도 좋다.

(4),(5),(6),(7)은 물품(2)의 4방향의 측면(2A),(2B),(2C),(2D)를 반사시키는 제1측면미러이고, (41),(51),(61),(71)은 제2측면 미러이다.

제1측면 미러(4),(5),(6),(7)은 제2도에 보이는 검사위치의 중심점(20)을 각각 반송로의 측방에 평행하게, 그리고 상방으로 경사시켜서 마련한 제2측면미러(41),(51),(61),(71)에 반사시키도록 배치한다.

즉, 본 실시예는, 센서 카메라(3)에 리니어, 이미지센서(31)를 이용하고 있기 때문에, 검사 위치의 중심점과 제1측면 미러(4),(5),(6),(7)을 연결하는 선(2A),(25B),(26C),(27D)의 각선상의 수직면이 촬상시야가 된고, 이 시야내를 반송되어 통과하는 물품(2)의 각측면을 반송로의 양측방에 평행시켜서 상향으로 경사시킨 제2측면미러(41),(51),(61),(71)를 향해서 반사시킨다.

제1측면미러(4)와 (5)는 반송로의 검사위치의 중심점(20)에서 하류측의 좌우에 있고, (4)는 물품(2)의 좌경사 전측면(2A)를 제2측면미러(41)에, (5)는 우경사 전측면(2B)을 제2측면미러(51)에 각각 반사시킨다.

제1측면미러(6)과 (7)은 검사위치의 중심점(20)에 상류측의 좌우에 있고, (6)은 물품(2)의 좌경사 후측면(2C)을 제2측면 미러(61)에, (7)은 우경사 후측면(2D)을 제2측면 미러(71)에 각각 반사시킨다.

제1측면미러(4),(5),(6),(7)의 높이는 물품(2)의 최대높이와 동등이상이면 된다. 경사시킨 제2측면 미러(41),(51),(61),(71)은 도시되는 바와 같이, 경사의 하단을 제1측면미러(4),(5),(6),(7)측으로 동일 레벨로 상단을 (5)와 (7)의 중간점(중심점 ＂20＂의 양측방)에서 제1측면 미러(4),(5),(6),(7)의 상단과 같은 높이로 설치하여, 제1측면 미러(4),(5),(6),(7)에 반사시켜오는 반사광(4A),(5B),(6C),(7D)를 상방 소정위치에 설치한 제3측면미러(46)과 (57)에 반사시킨다.

제3측면 미러(46)과 (57)은, 물품(2)에서는 멀고, 센서카메라(3)에 가까워지고, 시야 범위가 점차 작아지기 때문에 일체의 미러로 제2측면 미러로부터의 2면의 반사광을 받는다.

즉, 도시된 바와 같이, 제2측면 미러(41)과 (46)에서 반사하는 좌측전후 2개의 반사광(41A)와 (61C)를, (46)의 (46A)면과 (46C)면에, 제2측면미러(51)과 (71)에서 반사하는 우측전후 2개의 반사광(51B)와 (71D)를 (57)의 (57B)과 (57D)에 각기 받는다.

이 제3측면 미러(46)과 (57)은, 상기의 각면에 받은 아래쪽으로부터의 반사광(41A),(61C),(51B),(71D)를 반송로의 상방에서 센서카메라(3)의 시야내에 설치한 제4착면 미러(461)과 (571)에 각각 반사시킨다.

제4측면 미러(461)과(571)은, 도시하는 바와 같이 제3측면미러(46)과 (57)에서 반사되어, 오는 광선을 센서 카메라(3)를 향해서 반사하고, 센서카메라내의 리니어 센서(31)의 면에 상을 맺는다.

제3도를 참조하여 반사광선에 의한 촬상을 설명하면, 제1측면미러(4)로 물품(2)의 수직 좌경사 전측면의 상을 제2측면 미러(41)에 반사시키고, 제2측면 미러(41)은 그 상을 윗쪽의 제3측면 미러(46)에 반사시킨다. 이때 상은 진행방향에 평행으로 대략 수평으로 넘어진 상이 된다.

제3측면 미러(46)는, 받은 상을 다시 제4측면(461)미러에 반사시키고, 제4측면 미러(461)에서 센서 카메라(3)에 향해지는 상은 진행방향으로 직각인 가로방향이 되어 촬상된다.

다음에 제4도를 참조하여, 물품(2)의 상면(2E)의 촬상에 대하여 기술한다. (8)은 물품(2)의 상면(2E)를 반사시키는 제1상면 미러이고, 검사위치의 중심점(20)의 상방에 설치되어 있고, 반송 콘베어(1)의 반송로폭을 시야로 하고, 중심점(20)에서 진행방향과 직교하는 선(21)위에 있는 물품(2)의 상면(2E)에서의 반사광선(28E)를 제2상면 미러(81)를 향해서 반사시키도록 배치한다.

제2상면 미러(81)는, 제1상면 미러(8)에서의 반사광선(8E)를 또 제3상면 미러(82)를 향해서 반사시키도록 배치한다.

제3상면 미러(82)는 상기 제4측면 미러(461)과 (571)과 동일 높이로 설치되고, 그 반사면(82E)이 센서카메라(3)측에서 볼 때 상기 좌측의 제4측면 미러(461)의 반사면(461A), (461C)와 우측의 제4측면 미러(571)의 반사면(571B),(571D)와의 사이에 있어서 가로 일렬로 줄을 짓도록 배치한다.

상기 제2상면 미러(81)는 단지 촬상거리를 상기 측면의 반사광선의 거리와 같이 하기 위하여 굴절시킨것이므로, 진향방향의 전후위치는 제3상면 미러(82)의 전후위치와 맞추어서 계산에 의하여 결정된다.

즉 제2도로 설명하면, 중심점(20)에서 4개의 제1측면 미러(4),(5),(6),(7)을 통하여 센서 카메라(3)의 렌즈에 이르는 각 반사광선의 길이과, 상방을 향하여 제1상면 미러(8)에서 굴절하여 센서카메라(3)의 렌즈에 이르는 반사 광선의 길이가 카메라의 초점심도내에 들어가는 동일길이로 설정된다.

상기와 같이, 물품(2)의 5개의 면(2A),(2B),(2C),(2D),(2E)로부터의 각 반사광선은, 센서 카메라(3)의 리니어 이미지 센서(31)위에 제5도에 보이는 배열로 할당된 A,B,C,D,E의 각 위치(촬상소자면)에 각각의 상을 결상시킨다.

이와 같이 하여 촬상한 5개의 면은 제6도에 도시하는 바와 같이 화상이 형성된다.

이 형성된 화상을 공지의 연산처리수단에 의하여 계측, 검사한다. 즉, 중앙의 상면화상(2E)으로부터의 물품의 형상칫수(원의 직경, 긴지름, 짧은지름, 면적, 주위길이등)을 공지 화상해석에 의하여 산출하여 계측한다. 물품의 높이 방향의 칫수는, 4개의 측면 화상(2A),(2B),(2C),(2D)의 각각의 높이(HA),(HB),(HC),(HD)의 평균치를 그 물품(2)의 높이로 하여 계측한다.

다음에, 물품(2)의 표면상태(색, 흠등)는, 5개의 화상에서 각각 공지의 처리수단으로 검사하는 바, 각 화상의 외부변 부분은, 이웃하는 각면에 나타나는(예컨대, 물품의 상면이 각 측면의 상에도 나온다)데, 이 외 주변 부분은 면에 직각인 방향의 표면정보를 가지고 있지 않으므로 화상의 처리단계에서 적절히 미처리로 하는 것이 바람직하다.

특히, 제6도에 보이는 5개의 화상에서, 중앙의 상면 화상(2E)에 대하여 4개의 측면 화상(2A),(2B),(2C),(2D)는 진행방향으로 확대되어서 실태보다 긴 형상으로 나타나는데, 이 전후로 길게 나온 부분 a,b,c,d는 물품(2)이 제7도에 보이는 측면 미러의 시야로 들어오는 점에서, 제8도에 보이는 상면의 촬상개시점(검사위치의 중심점 ＂20＂)에 이르기까지의 사이에 물품의 좌경사 전측면(a)와 우경사 전측면(b)가 각각 할당외의 다른 제1측면미러(5),(6)과 (4),(7)에 반사하여 나타난 상과 물품(2)이 제10도에 보이는 상면의 촬상 종료점에서 제11도에 보이는 측면미러의 시야에서 나올 때까지의 사이에 물품(2)의 좌경사 후측면(c)과 우경사 후측면(d)이 각각 할당외의 다른 제1측면미러에 반사하여 나타난 상이고, 그 화면의 검사범위가 아니기 때문에, 이 부분은 미처리로 하면 된다.

또, 4개의 측면상에 나타난 상면 부분에 대하여도, 중복하여 나타나 있으므로, 부분적으로 미처리로 하면된다.

이상과 같이 처리하므로써 제12도에 도시한 바와 같이 물품(2)이 반송콘베어(1)에 접하는 하면을 제외하고, 콘베어상에 노출하는 전주의 표면 상태를 5개 방향에서 확실하게 검사할 수 있다.

본 실시예와 같이 센서카메라(3)의 촬상소자에 리니어 이미지센서(31)을 사용하면, 제3도와 제4도에 보이는 바와 같이 그 시야는 막상으로 굴절하여 5개 방향으로 전개되는데, 그 사이에 많은 공간(사각)이 있으므로, 구괴상의 물품(2)의 각 표면에 투사하는 다수의 소형조명램프(9)를 제13에서 제15도에 도시한 바와 같이 물품(2)을 포위하는 것처럼 적절히 배치할 수 있다.

소형의 조명 램프(9)를 상기와 같이 배치하므로써, 물품(2)의 전주표면은 균일하게 조사되고, 보다 선명한 화상정보를 얻을 수 있다. 다음에, 제7도에서, 제11도에 보이는 물품의 검사위치 통과상태에서 물품(2)의 반송 간격에 대하여 설명한다. 콘베어상의 물품의 전후 간격은 제7도에 있어서 오른쪽에서 왼쪽방향으로 진행해오는 물품(2)의 경사 전축방(a),(b)가 제1측면 미러(4),(5),(6),(7)의 교차하는 시야에 달할 때, 선행하는 물(2')의 경사 후측면이 이 시야외에 나와 있으면 된다는 것을 안다.

즉, 검사위치의중심점에서 반송큰베어상을 비스듬히 교차하는 선의 양 바깥측에 물품이 있으면 되므로, 물품과 물품 사이에 물품 1개분 정도의 간격으로 충분하다.

상기한 기술과 첨부한 도면은 모두 본 발명의 실시의 1예를 보이는 것이지, 발명을 제한 것은 아니며, 특허 청구의 범위에 기재한 내용에서, 복수의 반사수단과 센서 카메라의 배치를 바꾸어서 구성할 수도 있음은 물론이다.

본 발명은 상기 설명한 바와 같이, 1대의 센서 카메라를 사용하여 물품의 상면과 다른 4개의 측면을 동시에 촬상할 수 있도록 구성한 것으로서, 물품이 갖는 좌우, 전후와 상하의 6면중 5개면, 즉, 전주 표면 5/6≒83%강의 표면 상태를 확실하게 검사할 수 있다.

또 동시에 상면의 상에서 물품의 형상칫수를 계측하고, 일부 측면상으로부터 높이도 넣어서 물품을 크기별로 계급분류할 수 있으므로, 보다 정확한 등급별 계급분류를 할 수 있다. 즉, 과실류를 사람없이 자동선별하는 것이 실현된다.

Claims (14)

1. 콘베어 위에서 반송되는 물품의 표면의 상이한 5개의 부분의 상을 상기 콘베어의 반송로의 상부와 양측에 배치된 다수의 반사수단에 반사시켜 5개의 상을 각각 센서카메라의 센서표면에 전달시키고, 상기 물품의 표면의 상부의 상을 물품의 표면의 서로 다른 4개 부분의 상과 일렬로 늘어선 상기 센서카메라의 센서표면에 반사시키고, 상기 콘베어와 동기된 상기 물품의 일정이동량마다 상기 센서카메라에 의하여 상기 센서카메라의 상기 센서표면위에 형성된 상기 물품의 표면의 서로 다른 5개 부분의 상을 주사하고 촬상하며, 상기 촬상된 상을 처리하여 동시에 하나의 센서카메라만을 사용하여 상기 물품의 형상, 칫수 및 표면상태를 측정검사하는 것을 특징으로 하는 과일과 야채 같은 물품의 외관검사방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 물품의 표면의 서로 다른 5개의 부분에는 상기 물품의 좌측전방측면, 우측전방측면, 좌측후방측면 및 우측후방측면이 포함되며, 상기 다수의 반사수단은 상기 4개의 측면의 상을 동일 배율로 상기 센서카메라에 반사시키는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 측면의 상을 상기 센서카메라에 반사시키는 상기 다수의 반사수단은 12개의 반사수단을 갖는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물품의 표면의 상기 상부의 상은 3개의 반사수단에 의하여 상기 4개의 측면상과 일렬로 늘어선 상기 센서카메라의 상기 센서표면위에 동일 배유로 반사되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 센서카메라의 상기 센서표면은 리니어 상 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 4개의 서로 다른 측면의 상과 상기 측면의 상부의 상은 할당된 부분에서 일렬로 늘어선 상기 리니어상센서에 각각 반사되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 5개의 상은 거의 동시에 상기 리니어상 센서에 반사되는 동시에 주사에 의하여 상기 센서 카메라에 의하여 촬상되면, 이렇게 얻어진 5개의 화상이 차례로 처리되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 촬상된 상의 처리는 상기 표면의 상부의 화상을 포함한 하나이상의 촬상된 상으로부터 상기 물품의 형상과 칫수를 산출하고, 상기 물품을 크기로 분류하는 동시에 5개의 촬상된 상으로부터 상기 물품의 색과 흠을 추출하고, 색과 흠의 크기에 따라 상기 물품의 등급을 결정하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.
9. 콘베어위에서 물품을 차례로 반송하는 반송수단과, 상기 콘베어 위의 반송로위의 소정의 위치에 있는 센서 카메라를 가지는 촬상수단과, 검사위치에서 상기 반송로의 상부와 양측에 위치하여 상부를 포함한 물품 표면의 서로 다른 5개의 부분이 연속으로 상기 센서카메라에 반사될 수 있도록 하는 다수의 반사수단과, 상기 반송수단의 진행방향으로 일정한 이동량마다 상기 서로 다른 표면부분들의 상을 주사하여 촬상하고 촬상된 상 또는 화상을 처리하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 반송수단은 진행방향으로 동일한 연속적인 평면의 반송로를 가지며, 무질서하게 이격된 상기 물품을 일정한 거리 이상 반송시키는 체인콘베어로 구성되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 촬상 수단의 센서카메라는 리니어 상 센서를 갖는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사장치.
12. 제9항 또는 제11항에 있어서, 상기 다수의 반사수단은 상기 상부표면 부분의 상을 상기 센서카메라에 반사시키는 3개의 반사수단과, 다른 4개의 서로 다른 표면부분을 상기 센서카메라에 반사시키는 상기 반송로의 위와 양측에 위치한 12개의 반사수단으로 구성되어 상기 5개의 상이 상기 센서카메라에 일렬로 반사되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 화상처리수단은 소정의 위치에서 상기 상부표면부분의 화상으로부터의 상기 물품의 칫수와 상기 4개의 다른 표면부분의 상기 화상으로부터 높이방향으로의 상기 물품의 칫수를 연산하고 상기 칫수의 연산치에 근거한 칫수에 의하여 상기 물품을 계급분류하는 연산처리부와, 상기 5개의 화상으로부터 상기 물품의 색과 흠을 추출하고 착색도와 흠의 크기에 의하여 상기 물품을 등급결정하는 연산처리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사장치.
14. 제3항에 있어서, 상기 물품 표면의 상기 상부의 상은 3개의 반사수단에 의하여 상기 4개의 측면상과 일렬로 늘어선 상기 센서 카메라의 상기 센서표면위에 동일 배율로 반사되는 것을 특징으로 하는 과일과 야채같은 물품의 외관검사방법.

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