(57)【要約】【課題】検査時間、装置の製造コストおよび設置スペースを抑制しながら、検査精度の高い物品検査装置１を提供する。【解決手段】物品検査装置１は、物品２に検査光を照射する下方同軸落射照明１６と物品２を撮影する下方カメラ６を備えるとともに、物品２に検査光を照射する上方同軸落射照明１７と物品２を撮影する上方カメラ７を備え、さらに、両同軸落射照明１６、１７の点灯作動および両カメラ６，７の撮影動作を制御する制御手段４とを備える。制御手段４は、物品２が撮影領域Ｐを通過する間に両同軸落射照明１６、１７を順次交互に点灯させて、下方同軸落射照明１６の点灯時には下方カメラ６で物品２の反射画像を撮影するとともに上方カメラ７で物品２の透過画像を撮影し、また、上方同軸落射照明１７の点灯時には上方カメラ７で物品２の反射画像を撮影するとともに下方カメラ６で物品２の透過画像を撮影する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品に検査光を照射して物品の反射画像と透過画像を撮影し、これら画像に基づいて物品の検査を行う物品検査装置において、
物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段の搬送路中に設けた撮影領域を挟んだ一方に配置されて、物品に検査光を照射する第１照明手段および物品を撮影する第１撮像手段と、上記撮影領域を挟んだ他方に配置されて、物品に検査光を照射する第２照明手段および物品を撮影する第２撮像手段と、上記第１照明手段および第２照明手段の点灯動作ならびに上記第１撮像手段および第２撮像手段の撮影動作を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、物品が上記撮影領域を通過する間に第１照明手段と第２照明手段を順次点灯させて、第１照明手段の点灯時には第１撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第２撮像手段で物品の透過画像を撮影し、また、第２照明手段の点灯時には第２撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第１撮像手段で物品の透過画像を撮影することを特徴とする物品検査装置。
【請求項２】
上記第１照明手段および第２照明手段が、第１撮像手段および第２撮像手段の光軸と同軸で検査光を照射する同軸落射照明であることを特徴とする請求項１に記載の物品検査装置。
【請求項３】
上記搬送手段は物品を一定速度で搬送し、上記第１撮像手段および第２撮像手段によって物品の搬送方向と交差する帯状の画像を撮影するようになっており、上記制御手段は、物品が上記帯状の幅の半分の長さを搬送される毎に、上記第１照明手段および第２照明手段を切り替えて交互に点灯させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品検査装置。
【請求項４】
上記搬送手段は直列に配列された第１コンベヤと第２コンベヤからなり、これら第１コンベヤと第２コンベヤの間に物品が乗り移ることができる間隙が形成され、上記第１撮像手段および第２撮像手段によって当該間隙よりも幅の狭い帯状の画像を撮影することを特徴とする請求項３に記載の物品検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品検査装置に関し、より詳しくは、物品の反射画像と透過画像を撮影して物品の検査を行う物品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の反射画像と透過画像を撮影する物品検査装置として、特許文献１に開示される検査装置が知られている。この検査装置では、農産物の搬送路の上方に投光器と撮像器を備えた外部検査部と、搬送路の下方に投光器、上方に農産物を透過した透過光を受光する受光器を備えた内部検査部を備えて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アサリやシジミなどの二枚貝を充填した透明なパック包装品の検査においては、パック内の石や木等の異物の混入を検査するとともに、貝の内部について砂泥等の異物の混入を検査している。この場合、特許文献１の検査装置を用いて、外部検査部でパック内の異物を、内部検査部で貝の内部の異物を検出することができる。
しかしながら、特許文献１の検査装置によれば、外部検査部では搬送路上のパック包装品を上方からしか撮影できないため、異物が貝に埋もれている場合は発見することができない。また、内部検査部では検査光を貝の下方側に照射し、上方へ透過する透過光を受光するようになるが、検査光は貝の内部で散乱して透過するため、二枚貝の下方側の貝の内側に異物の砂泥が付着している場合は、砂泥の影を明瞭に観察することができなかった。
そこで検査精度を高めるために、一度検査を行った後で上下を反転させて再度検査を行うようにするか、外部検査部として搬送路の下方に撮像器と投光器を設けた第２の外部検査部を設けるとともに、内部検査部として搬送路の上方に投光器、下方に受光器を設けた第２の内部検査部を設けることが考えられるが、再度検査を行う場合は手間が掛かるとともに検査時間が長引くという問題があり、それぞれ第２の検査部を設ける場合は、搬送路上に合計で４つの検査部を配置することになり、それぞれに撮像器や投光器および受光器を準備しなければならず装置がコスト高となるとともに、搬送路が長くなり装置の設置スペースが制限されるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、本発明は、物品に検査光を照射して物品の反射画像と透過画像を撮影し、これら画像に基づいて物品の検査を行う物品検査装置において、
物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段の搬送路中に設けた撮影領域を挟んだ一方に配置されて、物品に検査光を照射する第１照明手段および物品を撮影する第１撮像手段と、上記撮影領域を挟んだ他方に配置されて、物品に検査光を照射する第２照明手段および物品を撮影する第２撮像手段と、上記第１照明手段および第２照明手段の点灯動作ならびに上記第１撮像手段および第２撮像手段の撮影動作を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、物品が上記撮影領域を通過する間に第１照明手段と第２照明手段を順次点灯させて、第１照明手段の点灯時には第１撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第２撮像手段で物品の透過画像を撮影し、また、第２照明手段の点灯時には第２撮像手段で物品の反射画像を撮影するとともに第１撮像手段で物品の透過画像を撮影するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、物品の一方側と他方側を対象とした反射画像と透過画像を、共通の撮影領域で撮影することが可能となり、検査時間および装置のコストならびに設置スペースを抑制しながら、検査精度の高い物品検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す正面図。
【図２】図１の物品検査装置により物品を検査する際の撮影手順を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において１は物品検査装置であり、この物品検査装置１は、物品２に検査光を照射して反射画像と透過画像を撮影し、これら画像に基づいて物品２の良否を検査するようになっている。本実施例において物品２は、内容物２ａとしてアサリやシジミ等の二枚貝を収容した透明なパック包装品であり、反射画像による外部検査により貝と石や木等の異物の判別を行い、透過画像による内部検査により貝の内部の砂泥等の異物の混入を検出するようになっている。
物品検査装置１は、物品２を載置して搬送する搬送手段３を備え、この搬送手段３は上流側の第１コンベヤ３Ａと下流側の第２コンベヤ３Ｂからなり、これらの作動は制御手段４によって制御されるようになっている。両コンベヤ３Ａ，３Ｂは物品２を載置する搬送面が等しい高さとなるように直列に配置されており、物品２は順次第１コンベヤ３Ａ上に供給されるようになっている。両コンベヤ３Ａ，３Ｂは同じ一定速度で同一方向に走行されており、第１コンベヤ３Ａによって搬送される物品２は、その下流端から第２コンベヤ３Ｂの上流端に受け渡された後、第２コンベヤ３Ｂによって下流側へ搬送されるようになっている。
第１コンベヤ３Ａと第２コンベヤ３Ｂとの境界部分、つまり、両コンベヤ３Ａ、３Ｂの間には物品２の安定搬送を阻害しない程度の間隙５が設けられており、この間隙５の上方の物品２が通過する箇所を撮影領域Ｐとしている。
【０００９】
撮影領域Ｐには搬送手段３を挟んだ下方側に下方撮像ユニット１１が設けられ、上方側に上方撮像ユニット１２が設けられている。
下方撮像ユニット１１は、搬送手段３の下方側に光軸Ｏを上方の間隙５に向けて配置された第１撮像手段としての下方カメラ６と、この下方カメラ６と間隙５との間に配置された第１照明手段としての下方同軸落射照明１６とを備えて構成され、上方撮像ユニット１２は、搬送手段３の上方側に光軸Ｏを下方の間隙５に向けて配置された第２撮像手段としての上方カメラ７と、この上方カメラ７と間隙５の間に配置された第２照明手段としての上方同軸落射照明１７とを備えて構成されている。
下方カメラ６および上方カメラ７はいずれもＣＣＤカメラからなり、下方カメラ６は間隙５を通過する物品２を下方から、上方カメラ７は上方から撮影するようになっており、これら下方カメラ６および上方カメラ７の光軸Ｏは等しく、搬送手段３の搬送面の垂直軸上に下方カメラ６と上方カメラ７が位置している。
また、下方同軸落射照明１６および上方同軸落射照明１７は、いずれも近赤外線領域の検査光を発光するＬＥＤからなる照明器１６Ａ、１７Ａと、ハーフミラーやビームスプリッタ等の光学素子１６Ｂ、１７Ｂを備えて構成され、照明器１６Ａ、１７Ａは下方カメラ６と上方カメラ７を結ぶ光軸Ｏに対して直交する方向から検査光を発光し、光学素子１６Ｂ、１７Ｂは下方カメラ６と上方カメラ７を結ぶ光軸Ｏ上に配置されて、照明器１６Ａ、１７Ａから発光される検査光を下方カメラ６と上方カメラ７の光軸Ｏと同軸で、物品２に向けて照射するようになっている。
【００１０】
このような構成により、下方同軸落射照明１６の照明器１６Ａを点灯させると、光学素子１６Ｂにより反射された検査光が間隙５を介して物品２の下面に照射され、物品２で反射した反射光が光学素子１６Ｂを通過して下方カメラ６に入光し、物品２の下面反射画像として撮影される。また、物品２を透過した透過光は、上方同軸落射照明１７の光学素子１７Ｂを通過して上方カメラ７に入光し、物品２の下方から上方へ検査光が透過した上方透過画像として撮影される。続いて、照明器１６Ａを消灯し、上方同軸落射照明１７の照明器１７Ａを点灯させると、光学素子１７Ｂにより反射された検査光が物品２の上面に照射され、物品２で反射した反射光が光学素子１７Ｂを通過して上方カメラ７に入光し、物品２の上面反射画像として撮影される。また、物品２を透過した透過光は、下方同軸落射照明１６の光学素子１６Ｂを通過して下方カメラ６に入光し、物品２の上方から下方へ検査光が透過した下方透過画像として撮影される。
【００１１】
これら下方同軸落射照明１６および上方同軸落射照明１７の点灯動作、ならびに下方カメラ６および上方カメラ７の撮影動作、および上記第１コンベヤ３Ａ、第２コンベヤ３Ｂから構成される搬送手段３の作動は、コンピュータからなる制御手段４によって制御されるようになっている。また、撮影領域Ｐの上流側となる第１コンベヤ３Ａには、搬送される物品２を検出する検出センサ１９が配置されており、物品２の検出信号を制御手段４に出力するようになっており、制御手段４はこの検出信号に基づいて物品２が撮影領域Ｐに到達するタイミングを計って点灯動作ならびに撮影動作を開始する。
制御手段４には、下方カメラ６および上方カメラ７が撮影した反射画像および透過画像に基づいて、物品２の良否を判定する画像処理判定部４Ａが備えられている。この画像処理判定部４Ａは画像処理プログラムからなり、取り込んだ反射画像および透過画像の画素データを解析し、明るさや形状を把握して正常な内容物２ａと石や木、砂泥等の異物を判別して、物品２の良否を判定するようになっている。
【００１２】
以下において、図２を用いて制御手段４による第１照明手段および第２照明手段の点灯動作、第１撮像手段および第２撮像手段の撮影動作、画像処理判定部４Ａによる画像処理について説明する。
図２は撮影領域Ｐを上方から見た状態を模式的に示しており、パック包装品等の物品２が間隙５を越えて第１コンベヤ３Ａから第２コンベヤ３Ｂへ乗り移る状態を表している。本実施例では、ベルトコンベヤのような物品２を搬送面上に載置させて搬送する搬送手段３を用いて物品２を順次搬送しながら撮影するよう構成しており、物品２を上方のみならず下方からも撮影するために、搬送手段３を第１コンベヤ３Ａと第２コンベヤ３Ｂに分割して間隙５を形成し、この間隙５を挟んで下方カメラ６と上方カメラ７を設けて、下方カメラ６により物品２を下方からも撮影できるようにしている。そして、上記間隙５の幅よりも狭い幅で、第１コンベヤ３Ａおよび第２コンベヤ３Ｂの搬送方向と直交（直角に交差）する帯状の検査範囲Ｉを設定して、下方に位置する下方カメラ６および上方に位置する上方カメラ７においては、この検査範囲Ｉにおいて画像を撮影するようになっている。
【００１３】
まず、図２（ａ）の状態で、下方同軸落射照明１６を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ６および上方カメラ７で同時に撮影を行う。本実施例では間隙５の幅を１０ｍｍとしており、下方カメラ６および上方カメラ７の視野には第１コンベヤ３Ａおよび第２コンベヤ３Ｂが含まれている。下方カメラ６の下面反射画像データと上方カメラ７の上方透過画像データは、画像処理判定部４Ａに取り込まれるようになっており、取り込まれた画像データにおいて帯状の検査範囲Ｉに該当する範囲の画素を抽出する。本実施例では、下方カメラ６および上方カメラ７とも解像度を０．５ｍｍ／ｐｉｘとしており、帯状の検査範囲Ｉの搬送方向の幅Ｗを５ｍｍ（１０ピクセル）として撮影しており、図２（ａ）の状態では物品２の先端部分が帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗの半分まで差し掛かっている。
【００１４】
次に、図２（ｂ）の状態で、下方同軸落射照明１６は消灯し、上方同軸落射照明１７を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ６および上方カメラ７で同時に撮影を行う。この状態では、（ａ）の状態から物品２が帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗの半分に相当する長さを搬送された状態を示しており、本実施例では（ａ）の状態から２．５ｍｍ搬送されている。すなわち、本実施例においては、物品２が２．５ｍｍ搬送される毎に、第１照明手段である下方同軸落射照明１６と第２照明手段である上方同軸落射照明１７の点灯を切り替えるようになっている。なお、本実施例においては、搬送手段３の速度を３０ｍ／ｍｉｎ（５００ｍｍ／ｓｅｃ）に設定しており、物品２が帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗを搬送される時間は０．０１ｓｅｃとなることから、その半分の０．００５ｓｅｃ毎に第１照明手段と第２照明手段の点灯を切り替えている。このような図２（ｂ）の状態では、下方カメラ６の下方透過画像データと上方カメラ７の上面反射画像データが、画像処理判定部４Ａに取り込まれる。
【００１５】
続いて、図２（ｃ）の状態で、上方同軸落射照明１７は消灯し、再び下方同軸落射照明１６を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ６および上方カメラ７で同時に撮影を行う。この状態では、物品２は（ｂ）の状態からさらに帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗの半分に相当する長さ（２．５ｍｍ）を搬送され、（ａ）の状態からは帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗに相当する長さ（５ｍｍ）を搬送された状態を示している。この状態では、下方カメラ６の下面反射画像データと上方カメラ７の上方透過画像データが、画像処理判定部４Ａに取り込まれる。すなわち、（ｃ）の状態で撮影される下面反射画像と上方透過画像は、（ａ）の状態で撮影した下面反射画像と上方透過画像と連続性を有している。
【００１６】
さらに、図２（ｄ）の状態で、下方同軸落射照明１６は消灯し、再び上方同軸落射照明１７を点灯させて、点灯したタイミングにおいて下方カメラ６および上方カメラ７で同時に撮影を行う。この状態では、物品２は（ｃ）の状態からさらに帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗの半分に相当する長さ（２．５ｍｍ）を搬送され、（ｂ）の状態からは帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗに相当する長さ（５ｍｍ）を搬送された状態を示している。この状態では、下方カメラ６の下方透過画像データと上方カメラ７の上面反射画像データが、画像処理判定部４Ａに取り込まれる。すなわち、（ｄ）の状態で撮影される下方透過画像と上面反射画像は、（ｂ）の状態で撮影した下方透過画像と上面反射画像と連続性を有している。
以降、物品２が帯状の検査範囲Ｉの幅Ｗの半分に相当する長さ（２．５ｍｍ）を搬送される毎に、第１照明手段である下方同軸落射照明１６と第２照明手段である上方同軸落射照明１７を切り替えて交互に点灯させて、点灯する毎に下方カメラ６および上方カメラ７により物品２を同時に撮影する。これにより、図２（ａ）、（ｃ）のように下方同軸落射照明１６を点灯させて撮影される、下面反射画像および上方透過画像の連続する画像データが制御手段４に保存されるとともに、図２（ｂ）、（ｄ）のように上方同軸落射照明１７を点灯させて撮影される、下方透過画像および上面反射画像の連続する画像データが制御手段４に保存される。これら下面反射画像、上方透過画像、下方透過画像、上面反射画像の連続する画像データにより、物品２の全体について外部検査と内部検査を行うことが可能となり、画像処理判定部４Ａにより物品２の良否が判定され、不良品が検出されるとその旨が表示部１４に表示されるとともに、第２コンベヤ３Ｂの下流部に設けたリジェクト機構１５が作動して、該当する物品２を第２コンベヤ３Ｂから排除する。
本実施例によれば、検査時間および装置のコストならびに設置スペースを抑制しながら、検査精度の高い物品検査装置１を提供することができる。
なお、本実施例においては、検査対象の物品として内容物としてアサリやシジミ等の二枚貝を充填したパック包装品を想定しているが、検査対象としてはこれに限定されることはなく、検査画像として下面反射画像、上方透過画像、下方透過画像、上面反射画像が必要となる検査全般を対象とすることができる。
【符号の説明】
【００１７】
１‥物品検査装置
２‥物品
３‥搬送手段
４‥制御手段
６‥下方カメラ（第１撮像手段）
７‥上方カメラ（第２撮像手段）
１６‥下方同軸落射照明（第１照明手段）
１７‥上方同軸落射照明（第２照明手段）
Ｐ‥撮影領域
【図１】
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【図２】
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