TW202012882A

TW202012882A - 檢測裝置

Info

Publication number: TW202012882A
Application number: TW108129507A
Authority: TW
Inventors: 藤岡純; 和氣正典; 服部康弘; 越智志郎; 中川幸信
Original assignee: 日商東芝照明技術股份有限公司
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2020-04-01
Also published as: JP2020044275A; JP7035933B2; CN210514111U; TWI803684B

Abstract

本發明為一種檢測裝置，其提高被搬送體所包含的物件物的檢測精度。檢測裝置包括：搬送部、第一光源、第一拍攝部、第一前面窗、第二光源、第二拍攝部、第二前面窗、修正板、以及檢測部。搬送部搬送並放出長體狀的被搬送體。第一光源從上方朝被搬送的被搬送體照射光。第一拍攝部拍攝被搬送體的表面。第一前面窗配置在第一拍攝部的前面。第二光源從下方朝被放出的被搬送體照射光。第二拍攝部在俯視下配置在搬送部的下方，拍攝被搬送體的背面。第二前面窗在俯視下配置在搬送部的下方、第二拍攝部的前面。修正板以與第二光源相向的方式配置。檢測部根據被搬送體的拍攝圖像來檢測對象物。

Description

檢測裝置

本發明的實施方式關於一種檢測裝置。

在先前技術，已知有一種利用從光源照射的光，拍攝由搬送部搬送的被搬送體，檢測被搬送體所包含的異物等對象物的檢測裝置。

另外，在檢測裝置存在：具有兩個拍攝部，利用一個拍攝部從上方拍攝被搬送體的表面，利用另一個拍攝部從下方拍攝被搬送體的背面。

[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第4308318號公報

然而，在檢測裝置中，要求提高被搬送體所包含的對象物的檢測精度。

在如上所述的利用兩個拍攝部拍攝被搬送體的檢測裝置的情況下，將拍攝被搬送體的背面的拍攝部配置在被搬送體的下方，因此存在例如下述的情況：為了保護拍攝部而配置在拍攝部前面的前面窗，被來自被搬送體的剝離物等污染，拍攝精度下降，其結果，檢測精度下降。

本發明欲解決的問題是提供一種可提高被搬送體所包含的對象物的檢測精度的檢測裝置。

實施方式的檢測裝置包括：搬送部、第一光源、第一拍攝部、第一前面窗、第二光源、第二拍攝部、第二前面窗、修正板、以及檢測部。搬送部朝規定的搬送方向搬送長體狀的被搬送體，並且從搬送端部放出所述被搬送體。第一光源從上方朝由搬送部搬送的被搬送體照射光。第一拍攝部利用從第一光源照射的光拍攝被搬送體的表面。第一前面窗配置在第一拍攝部的前面，使光透過。第二光源從下方朝被從搬送部的搬送端部放出的被搬送體照射光。第二拍攝部在俯視下配置在搬送部的下方，利用從第二光源照射的光拍攝被搬送體的背面。第二前面窗在俯視下配置在搬送部的下方的第二拍攝部的前面，使光透過。修正板以與第二光源相向的方式配置，修正光接收量。檢測部從由第一拍攝部及第二拍攝部所拍攝的被搬送體的各個拍攝圖像中提取對應於對象物的顏色，並提取包含已提取的顏色的圖像區域來檢測對象物。

在所述檢測裝置中，所述搬送部以長邊方向相對於所述搬送方向變成平行的方式搬送所述被搬送體，且以10m/min以上的搬送速度進行搬送。另外，在所述檢測裝置中，所述第二前面窗配置在所述搬送方向的下游側的側面。另外，在所述檢測裝置中，所述被搬送體在被從所述搬送端部放出並在空中飛行時，所述背面被拍攝。另外，在所述檢測裝置中，所述搬送部及所述修正板的顏色相同。

根據本發明，可提高被搬送體所包含的對象物的檢測精度。

以下所說明的實施方式的檢測裝置包括：搬送部、第一光源、第一拍攝部、第一前面窗、第二光源、第二拍攝部、第二前面窗、修正板、以及檢測部。搬送部朝規定的搬送方向搬送長體狀的被搬送體，並且從搬送端部放出所述被搬送體。第一光源從上方朝由搬送部搬送的被搬送體照射光。第一拍攝部利用從第一光源照射的光拍攝被搬送體的表面。第一前面窗配置在第一拍攝部的前面，使光透過。第二光源從下方朝被從搬送部的搬送端部放出的被搬送體照射光。第二拍攝部在俯視下配置在搬送部的下方，利用從第二光源照射的光拍攝被搬送體的背面。第二前面窗在俯視下配置在搬送部的下方的第二拍攝部的前面，使光透過。修正板以與第二光源相向的方式配置，修正光接收量。檢測部從由第一拍攝部及第二拍攝部所拍攝的被搬送體的各個拍攝圖像中提取對應於對象物的顏色，並提取包含已提取的顏色的圖像區域來檢測對象物。

另外，以下所說明的實施方式的檢測裝置的搬送部以長邊方向相對於搬送方向變成平行的方式搬送被搬送體，且以10m/min以上的搬送速度進行搬送。

（檢測裝置的整體結構）圖1是表示實施方式的檢測裝置的整體結構的圖。如圖1所示，檢測裝置1具有：搬送部3、第一光源11、第一拍攝部21、第一前面窗2a、第二光源12、第二拍攝部22、第二前面窗4a、修正板121、檢測部30（參照圖2）、以及電源部40（參照圖2）。

檢測裝置1針對由配置在檢測裝置1的鉛垂下方的搬送部3搬送並朝搬送方向D（第一搬送方向D1）移動的被搬送體W，從第一光源11照射光，並從上方拍攝從第一光源11照射了光的被搬送體W，由此檢測被搬送體W的成為表面的上表面所包含的異物等對象物F（對象物F1）的有無、或已附著在被搬送體W的成為表面的上表面的異物等對象物F（對象物F1）的有無。

另外，檢測裝置1針對被從搬送部3的搬送端部3a放出並朝搬送方向D（第二搬送方向D2）移動的被搬送體W，從第二光源12照射光，並從下方拍攝從第二光源12照射了光的被搬送體W，由此檢測被搬送體W的成為背面的下表面所包含的異物等對象物F（對象物F2）的有無、或已附著在被搬送體W的成為背面的下表面的異物等對象物F（對象物F2）的有無。

另外，檢測裝置1具有第一框體2。第一框體2配置在搬送部3的正上方，例如為矩形箱狀，收容第一光源11及第一拍攝部21。第一框體2包括遮擋外來光的原材料。第一框體2例如可設為用於防止水等清洗液從外部進入內部的密閉結構。另外，第一框體2也可以由分隔板來適當地分隔，以在第一框體2的內部形成多個空間。

另外，第一框體2為了防止第一光源11及第一拍攝部21朝搬送部3側下落、或為了保護第一光源11及第一拍攝部21，在成為第一光源11及第一拍攝部21的前面的搬送部3側，配置使光透過的第一前面窗2a。第一前面窗2a是具有透明性的樹脂制的面板。

另外，檢測裝置1具有第二框體4。第二框體4配置在搬送部3的正下方，例如為矩形箱狀，至少收容第二拍攝部22。與第一框體2相同，第二框體4包括遮擋外來光的原材料，例如可設為用於防止水等清洗液從外部進入內部的密閉結構。另外，在第二框體4中，也可以由分隔板來適當地分隔，以在第二框體4的內部形成多個空間。

另外，第二框體4為了保護第二拍攝部22，在成為第二拍攝部22的前面的第二框體4的成為搬送部3的第一搬送方向D1的下游側的側面，配置使光透過的第二前面窗4a。第二前面窗4a在俯視下配置在搬送部3的下方的第二拍攝部22的前面。

與第一前面窗2a相同，第二前面窗4a是具有透明性的樹脂制的面板。另外，第二框體4除收容第二拍攝部22以外，例如還收容構成檢測部30（參照圖2）的後述的影像處理控制器31。

搬送部3例如為將帶掛在兩個輥間的帶式輸送機。在搬送部3為帶式輸送機的情況下，由循環的帶的帶面來形成搬送部3的搬送面。此種搬送部3伴隨帶的前進方向，朝第一搬送方向D1（例如水準方向）搬送被搬送體W。構成搬送部3的循環的帶例如為白色。

另外，搬送部3從作為第一搬送方向D1的終端部的搬送端部3a放出被搬送體W。已被從搬送端部3a放出的被搬送體W朝向成為第二搬送方向D2的搬送部3的前方且下方，一邊畫拋物線一邊移動（下落）。

第一光源11是包含發光二極體（Light Emitting Diode，LED）的可見光照射單元，其利用從電源部40（參照圖2）供給的電力，向在配置在第一光源11的下方的搬送部3的搬送面上朝第一搬送方向D1移動的被搬送體W及對象物F1，例如照射350nm～780nm的波段的光。

第一拍攝部21例如為具有電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）或互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）等拍攝元件的相機。第一拍攝部21利用由第一光源11所照射的光拍攝被搬送體W。第一拍攝部21拍攝由第一光源11所照射的光的反射光。

第一拍攝部21的拍攝元件的圖元數例如為500萬圖元。但是，也可以對應於被搬送體W及對象物F1的大小或所要求的檢測精度，適當地變更第一拍攝部21的拍攝元件的圖元數。另外，第一拍攝部21將已拍攝的被搬送體W的圖像朝檢測部30（參照圖2）輸出。

第二光源12配置在搬送部3的搬送端部3a的前方且下方。第二光源12是包含LED的可見光照射單元，其利用從電源部40（參照圖2）供給的電力，向被從搬送部3的搬送端部3a放出並朝第二搬送方向D2移動（下落）的被搬送體W及對象物F2，與第一光源11同樣地例如照射350nm～780nm的波段的光。

第二拍攝部22在俯視下配置在搬送部3的下方。第二拍攝部22的拍攝鏡頭朝向搬送部3的前方且斜上方。

與第一拍攝部21相同，第二拍攝部22例如為具有CCD或CMOS等拍攝元件的相機。第二拍攝部22利用由第二光源12所照射的光拍攝被搬送體W。第二拍攝部22拍攝由第二光源12所照射的光的反射光。

第二拍攝部22的拍攝元件的圖元數例如為500萬圖元。但是，也可以對應於被搬送體W及對象物F2的大小或所要求的檢測精度，適當地變更第二拍攝部22的拍攝元件的圖元數。

修正板121在搬送部3的前方以與第二光源12相向的方式配置。另外，修正板121以板面與第二拍攝部22的拍攝鏡頭相向的方式配置。修正板121是修正來自第二光源12的光的光接收量的白色反射板，優選為特氟龍（注冊商標）制。

但是，在本實施方式中，搬送部3的顏色為白色，具體而言循環的帶為白色，修正板121為白色反射板，但並不限定於此。搬送部3的顏色與修正板121的顏色只要是有可能混入或附著在被搬送體W的異物可由第一拍攝部21及第二拍攝部22拍攝並檢測的顏色，則可為任何顏色。另外，搬送部3的顏色與修正板121的顏色也可以不同。

被搬送體W例如為食品、藥片、農作物等。被搬送體W為長體狀，具有搬送方向D上的前面、後面及左右的側面變成曲面的形狀。因此，通過拍攝被搬送體W的表面及背面這兩個面，而可拍攝前面、後面及左右的側面。對象物F例如為有可能在被搬送體W的製造步驟中混入或附著在被搬送體W的異物。

另外，在圖1中例示被搬送體W為“食品”的情況下的檢測步驟。在此情況下，在搬送部3的上游側，從前段搬送部5搬送經冷凍或半冷凍的被搬送體W，並從排出機6朝搬送部3排出。經排出的被搬送體W在由搬送部3搬送的期間內表面被拍攝，在被從搬送端部3a放出並在空中飛行的期間內背面被拍攝。

已被從搬送端部3a放出的被搬送體W著陸在收容部7內，例如被收容、或被朝後段裝置搬送。

搬送部3以長邊方向相對於第一搬送方向D1變成平行的方式搬送被搬送體W。由此，可抑制長體狀的被搬送體W朝第一搬送方向D1滾動。

另外，搬送部3以10m/min以上的搬送速度搬送被搬送體W。搬送部3優選以40m/min搬送被搬送體W。由此，可從搬送端部3a以適當的飛行距離放出被搬送體W，可確保利用第二拍攝部22的拍攝時間或減少由著陸所引起的被搬送體W的損傷。

另外，搬送部3以如下方式構成：將多個被搬送體W排列來朝第一搬送方向D1搬送，由此可使多個被搬送體W連續地朝第一光源11及第一拍攝部21的下方移動。

檢測裝置1具有：輸出部，用於輸出檢測裝置1的動作狀況等各種資訊；輸入部，用於輸入檢測裝置1的動作指示等各種指示；以及存儲部，存儲與對應於對象物F的顏色的範圍相關的資訊、或者控制檢測裝置1的各部的動作的程式或參數。存儲部包含隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）等內部存儲裝置、硬碟驅動器（Hard Disk Drive，HDD）或固態硬碟（Solid State Disk，SSD）等外部存儲裝置。

如上所述，檢測裝置1具有檢測部30與電源部40（均參照圖2）。檢測部30是根據對來自第一拍攝部21及第二拍攝部22的輸入圖像進行影像處理的結果，檢測被搬送體W所包含的對象物F1、對象物F2的有無，或已附著在被搬送體W的對象物F1、對象物F2的有無的圖像識別處理裝置。

檢測部30例如從來自第一拍攝部21及第二拍攝部22的輸入圖像中提取對應於對象物F1、對象物F2的顏色，並提取具有已提取的顏色的圖像區域來檢測對象物F1、對象物F2的有無。檢測部30的進一步的結構將使用圖2來後述。

電源部40對第一光源11、第一拍攝部21、第二光源12、第二拍攝部22及檢測部30供給驅動電力。電源部40的進一步的結構將使用圖2來後述。

另外，檢測裝置1例如也可以在第一框體2及第二框體4的各自的外部，包括鼓風機，所述鼓風機是用於具有防水性的室外盤用冷卻器等的冷卻機構。鼓風機進行伴隨第一框體2及第二框體4各自的內部的排熱、除濕及冷卻的換氣。

（檢測裝置的控制系統）圖2是表示實施方式的檢測裝置的控制系統的一例的圖。如圖2所示，在檢測裝置1的控制系統中，檢測部30例如具有影像處理控制器31、及可程式設計邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）32。

影像處理控制器31根據分別來自第一拍攝部21及第二拍攝部22的輸入圖像（圖像識別系統信號S11a、圖像識別系統信號S11b），例如提取對應於被搬送體W的表面及背面的對象物F1、對象物F2（參照圖1）的顏色，並提取具有已提取的顏色的圖像區域來檢測對象物F1、對象物F2的有無。

PLC32是控制裝置，其如所述那樣具有：輸出部，用於輸出檢測裝置1的動作狀況等各種資訊；輸入部，用於輸入檢測裝置1的動作指示等各種指示；以及存儲部，存儲與對應於對象物F1、對象物F2的顏色的範圍相關的資訊、或者控制檢測裝置1的各部的動作的程式或參數。

PLC32若被輸入來自影像處理控制器31的檢測結果（圖像識別系統信號S12），則將基於檢測結果的控制信號S21例如朝觸摸面板等顯示操作部50輸出。另外，PLC32除輸出朝向外部裝置的輸入/輸出信號S22以外，還輸出各控制信號S23。

電源部40例如具有一次側電源41、控制電源42、及光源電源43。一次側電源41是控制電源42的電壓供給源，與控制電源42進行配線連接。控制電源42朝成為控制對象的各機器，即第一光源11、第一拍攝部21、第二光源12、第二拍攝部22、檢測部30（影像處理控制器31及PLC32）、及顯示操作部50供給電壓V1。

另外，控制電源42經由光源電源43而供給針對第一光源11及第二光源12的各電壓V2。

如以上所說明的那樣，實施方式的檢測裝置1包括：搬送部3、第一光源11、第一拍攝部21、第一前面窗2a、第二光源12、第二拍攝部22、第二前面窗4a、修正板121、以及檢測部30。搬送部3朝規定的搬送方向D（D1）搬送長體狀的被搬送體W，並且從搬送端部3a放出所述被搬送體W。第一光源11從上方朝由搬送部3搬送的被搬送體W照射光。第一拍攝部21利用從第一光源11照射的光拍攝被搬送體W的表面。第一前面窗2a配置在第一拍攝部21的前面，使光透過。第二光源12從下方朝被從搬送部3的搬送端部3a放出的被搬送體W照射光。第二拍攝部22在俯視下配置在搬送部3的下方，利用從第二光源12照射的光拍攝被搬送體W的背面。第二前面窗4a在俯視下配置在搬送部3的下方的第二拍攝部22的前面，使光透過。修正板121以與第二光源12相向的方式配置，修正光接收量。檢測部30從由第一拍攝部21及第二拍攝部22所拍攝的被搬送體W的各個拍攝圖像中提取對應於對象物F（F1、F2）的顏色，並提取包含已提取的顏色的圖像區域來檢測對象物F1、對象物F2。

實施方式的檢測裝置1由於從下方拍攝被搬送體W，即拍攝被搬送體W的背面的第二拍攝部22，及在第二拍攝部22的前面保護第二拍攝部22的第二前面窗4a不位於被從搬送部3的搬送端部3a放出的被搬送體W的正下方，因此例如已從被搬送體W剝離的渣滓等不會附著在第二前面窗4a。因此，可抑制第二前面窗4a的污染，由此，可抑制利用第二拍攝部22的拍攝精度的下降，其結果，可提高被搬送體W所包含的對象物F（F2）的檢測精度。

另外，第二拍攝部22從第二搬送方向D2的後方的斜下方拍攝已被從搬送部3放出的被搬送體W，由此可從如與在空中飛行的被搬送體W的背面相向的位置拍攝被搬送體W。由此，可遍及被搬送體W的整個背面進行拍攝，由此也可以提高被搬送體W所包含的對象物F2的檢測精度。

另外，實施方式的檢測裝置1的搬送部3以長邊方向相對於搬送方向D（D1）變成平行的方式搬送被搬送體W，且以10m/min以上的搬送速度進行搬送。

通過以長邊方向相對於搬送方向D（第一搬送方向D1）變成平行的方式搬送被搬送體W，即便被搬送體W為長條狀，在搬送過程中也不會朝搬送方向D（第一搬送方向D1）滾動，因此利用搬送部3的被搬送體W的搬送穩定。另外，通過以10m/min以上的搬送速度搬送被搬送體W，可從搬送端部3a以適當的飛行距離放出被搬送體W，另外，可確保利用第二拍攝部22的拍攝時間。

另外，在所述實施方式中，利用檢測部30的對象物F（F1、F2）的檢測是基於可見光的顏色提取的檢測，但並不限定於此，例如也可以應用於基於紫外線或紅外線的檢測來檢測對象物F（F1、F2）的裝置。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1:檢測裝置 2:第一框體 2a:第一前面窗 3:搬送部 3a:搬送端部 4:第二框體 4a:第二前面窗 5:前段搬送部 6:排出機 7:收容部 11:第一光源 12:第二光源 21:第一拍攝部 22:第二拍攝部 30:檢測部 31:影像處理控制器 32:PLC 40:電源部 41:一次側電源 42:控制電源 43:光源電源 50:顯示操作部 121:修正板 D:搬送方向 D1:第一搬送方向 D2:第二搬送方向 F、F1、F2:對象物 S11a、S11b、S12:圖像識別系統信號 S21、S23:控制信號 S22:輸入/輸出信號 V1、V2:電壓 W:被搬送體

圖1是表示實施方式的檢測裝置的整體結構的圖。圖2是表示實施方式的檢測裝置的控制系統的一例的圖。

1:檢測裝置

2:第一框體

2a:第一前面窗

3:搬送部

3a:搬送端部

4:第二框體

4a:第二前面窗

5:前段搬送部

6:排出機

7:收容部

11:第一光源

12:第二光源

21:第一拍攝部

22:第二拍攝部

31:影像處理控制器

121:修正板

D:搬送方向

D1:第一搬送方向

D2:第二搬送方向

F、F1、F2:對象物

W:被搬送體

Claims

一種檢測裝置，包括：搬送部，朝規定的搬送方向搬送長體狀的被搬送體，並且從搬送端部放出所述被搬送體；第一光源，從上方朝由所述搬送部搬送的所述被搬送體照射光；第一拍攝部，利用從所述第一光源照射的光拍攝所述被搬送體的表面；第一前面窗，配置在所述第一拍攝部的前面，使光透過；第二光源，從下方朝被從所述搬送部的所述搬送端部放出的所述被搬送體照射光；第二拍攝部，在俯視下配置在所述搬送部的下方，利用從所述第二光源照射的光拍攝所述被搬送體的背面；第二前面窗，在俯視下配置在所述搬送部的下方的所述第二拍攝部的前面，使光透過；修正板，以與所述第二光源相向的方式配置，修正光接收量；以及檢測部，從由所述第一拍攝部及所述第二拍攝部所拍攝的所述被搬送體的各個拍攝圖像中提取對應於對象物的顏色，並提取包含已提取的顏色的圖像區域來檢測所述對象物。
如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中所述搬送部以長邊方向相對於所述搬送方向而成平行的方式搬送所述被搬送體，且以10m/min以上的搬送速度進行搬送。
如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中所述第二前面窗配置在所述搬送方向的下游側的側面。
如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中所述被搬送體在被從所述搬送端部放出並在空中飛行時，所述背面被拍攝。
如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中所述搬送部及所述修正板的顏色相同。