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KR102160488B1 - 종이용기 검사장치 - Google Patents

종이용기 검사장치 Download PDF

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KR102160488B1
KR102160488B1 KR1020200053777A KR20200053777A KR102160488B1 KR 102160488 B1 KR102160488 B1 KR 102160488B1 KR 1020200053777 A KR1020200053777 A KR 1020200053777A KR 20200053777 A KR20200053777 A KR 20200053777A KR 102160488 B1 KR102160488 B1 KR 102160488B1
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KR
South Korea
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paper container
unit
curling
irradiated
camera
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KR1020200053777A
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김천수
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김천수
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Abstract

이 발명은 상부면과 하부면에 적절한 조도의 광을 간섭 없이 집중적으로 조사하여 불량을 제대로 인식하는 한편 측벽면의 불량 인식 오류 발생을 차단하면서, 광이 집중적으로 조사된 부분이 모두 포함되게 복수 위치에서 동시에 촬영하여 정확도를 높이게, 공급부로부터 이송된 종이용기(200)를, 하부의 대응하는 위치에서 광을 조사하는 조명부(110)와; 상기 조명부(110)에서 광이 조사된 상기 종이용기(200)를, 측하부에서 동일 간격으로 둘러싸며 복수 장착된 상태에서 상측을 향해 촬영하는 카메라(120); 및, 상기 카메라(120)에서 촬영된 영상을 미리 설정된 기준 영상과 비교하여 상기 종이용기(200)의 정상과 불량 여부를 판단하고, 그 결과를 출력하는 판단 출력부(130);를 포함하고, 상기 조명부(110)는, 상기 종이용기(200)의 상부면을 커버하는 크기이고 외측 벽(111-1)이 형성되며, 내부에 상기 종이용기(200)의 하부면을 커버하는 크기의 칸막이(111-2)가 소정 높이로 형성되고, 상기 칸막이(111-2)의 상단에서 경사를 이루면서 내측으로 형성되는 경사판(111-3)을 구비하는 하우징(111)과; 상기 칸막이(111-2)와 경사판(111-3)에 의해 형성되는 내측에 설치되어, 광이 상기 경사판(111-3)을 통과하여 상기 종이용기(200) 하부면에 조사되게 하는 하부면 조명수단(112); 및, 상기 외측 벽(111-1)의 내측에 설치되어, 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부에 광이 조사되게 하는 상부면 컬링부 조명수단(113);으로 구성되고, 상기 하부면 조명수단(112)이 상부면 컬링부 조명수단(113)보다 조도를 높게 하며, 상기 카메라(120)는, 상기 조명부(110)를 동일 간격으로 둘러싸며 상기 종이용기(200)를 복수 위치에서 하측으로부터 상측을 향해, 상기 상부면 컬링부 조명수단(113)이 조사되는 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부와 상기 하부면 조명수단(112)이 조사되는 하부면을, 동시에 촬영하게 한 것을 특징으로 하는 종이용기 검사장치(100)를 제공한다.

Description

종이용기 검사장치{Apparatus for inspecting defect of paper container}
이 발명은 종이용기 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사하는 부분에만 집중적으로 광을 조사하고, 조사된 부분이 모두 포함되게 복수 위치에서 동시에 촬영하여 정확도를 높이는 종이용기 검사장치에 관한 것이다.
생활 패턴이 변화하면서 간편식의 수요가 늘어나고 테이크아웃 문화의 확산으로 수요가 증가하고 있는 일회용 종이용기는, 커피나 차와 같은 음료수를 판매하는 체인점, 패스트푸드점 및 자동판매기 등에서 널리 이용되고 있으며, 컵라면과 같은 간편식의 포장 용기로도 폭넓게 이용되고 있다.
이러한 종이용기는, 각기 다른 지름이나 높이를 가지는 다양한 형태로 제조되고 있는데, 평면에서 보면 원형이며 정면에서 보면 역사다리 형태로, 지름이 가장 큰 상부면 개방 부분과 가장 작은 하부면 폐쇄 부분으로 형성되며, 제조장치에 의해 재단된 역사다리 형태의 옆지를 통체로 형성하고, 지름이 가장 작은 하단에 밑지를 롤레팅 접착하며, 가장 큰 상단에 컬링부를 형성하여 종이용기로 완성시키는데, 이러한 과정은 고속으로 이루어진다.
이와 같이 고속으로 대량 제조되는 종이용기는, 상단의 컬링 형성과 하단의 밑지의 롤레팅 접착 등의 과정에서 불량 발생의 소지가 있고 또한 이물질이 포함될 수 있어, 제조된 상태에서 검사하여 불량으로 판단된 경우에는 이를 배제시킨 후 정상적인 종이용기들만 소정 수량씩 적층 포장하여 출하시켜 제품 신뢰도를 높이고 있다.
도 1은 종래 종이용기의 하측에서 불량 여부를 검사하는 장치를 나타낸 도면이다.
종래 검사장치(10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 종이용기의 하측에 위치한 조명부(11)에서 상측을 향해 광을 조사하고, 상기 조명부(11)의 하측에 위치한 카메라(12)에서 상측을 향해 광을 조사한 종이용기를 촬영한 후, 촬영된 영상과 미리 설정된 기준 영상을 비교 판단함으로써 하부면의 밑지 바닥에서 상부면의 컬링부까지의 불량 여부를 검사할 수 있었다.
그러나 종래 검사장치(10)에서는, 상기 조명부(11)가 종이용기 전체를 조사하면서, 하부면을 기준으로 조도를 맞추면 상부면의 조도가 너무 낮아져 상부면의 컬링부 불량을 인식하지 못하는 경우가 발생할 수 있으며, 이와는 반대로 상부면의 컬링부를 기준으로 조도를 맞추면 하부면의 조도가 너무 밝아져 하부면의 불량을 제대로 인식하지 못하고 놓치는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
또한 상기 조명부(11)가 종이용기 전체에 조사되면서 측벽면에도 광이 조사되어, 여기에 컬러로 인쇄된 부분의 다양한 색상으로 인한 명암 차이를 불량으로 인식하는 문제점도 있었다.
이 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상부면과 하부면에 적절한 조도의 광을 간섭 없이 집중적으로 조사하여 불량을 제대로 인식하는 한편 측벽면의 불량 인식 오류 발생을 차단하면서, 광이 집중적으로 조사된 부분이 모두 포함되게 복수 위치에서 동시에 촬영하여 정확도를 높이는 종이용기 검사장치의 제공을 그 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해 이 발명은, 공급부로부터 이송된 종이용기(200)를, 하부의 대응하는 위치에서 광을 조사하는 조명부(110)와; 상기 조명부(110)에서 광이 조사된 상기 종이용기(200)를, 측하부에서 동일 간격으로 둘러싸며 복수 장착된 상태에서 상측을 향해 촬영하는 카메라(120); 및, 상기 카메라(120)에서 촬영된 영상을 미리 설정된 기준 영상과 비교하여 상기 종이용기(200)의 정상과 불량 여부를 판단하고, 그 결과를 출력하는 판단 출력부(130);를 포함하고, 상기 조명부(110)는, 상기 종이용기(200)의 상부면을 커버하는 크기이고 외측 벽(111-1)이 형성되며, 내부에 상기 종이용기(200)의 하부면을 커버하는 크기의 칸막이(111-2)가 소정 높이로 형성되고, 상기 칸막이(111-2)의 상단에서 경사를 이루면서 내측으로 형성되는 경사판(111-3)을 구비하는 하우징(111)과; 상기 칸막이(111-2)와 경사판(111-3)에 의해 형성되는 내측에 설치되어, 광이 상기 경사판(111-3)을 통과하여 상기 종이용기(200) 하부면에 조사되게 하는 하부면 조명수단(112); 및, 상기 외측 벽(111-1)의 내측에 설치되어, 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부에 광이 조사되게 하는 상부면 컬링부 조명수단(113);으로 구성되고, 상기 하부면 조명수단(112)이 상부면 컬링부 조명수단(113)보다 조도를 높게 하며, 상기 카메라(120)는, 상기 조명부(110)를 동일 간격으로 둘러싸며 상기 종이용기(200)를 복수 위치에서 하측으로부터 상측을 향해, 상기 상부면 컬링부 조명수단(113)이 조사되는 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부와 상기 하부면 조명수단(112)이 조사되는 하부면을, 동시에 촬영하게 한 것을 특징으로 하는 종이용기 검사장치(100)를 제공한다.
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상기의 해결 수단을 갖는 이 발명의 종이용기 검사장치에 의하면, 칸막이와 경사판에 의해 형성되는 내측에서 광이 경사판을 통과하여 종이용기 하부면에만 조사되게 하고, 칸막이의 외측에서 종이용기 상부면의 컬링부에만 광이 조사되게 하여, 간섭 없이 집중적으로 광이 조사된 종이용기를 복수 위치에서 하측으로부터 상측을 향해 상부면의 컬링부와 하부면을 동시에 촬영하게 함으로써, 검사하는 부분에 집중적으로 광이 조사되는 상부면의 컬링부와 하부면의 불량을 제대로 인식하고 측벽면의 불량 인식 오류 발생을 차단하면서, 광이 집중적으로 조사된 부분을 상부에서 하부까지 사각 지대 없이 모두 커버할 수 있게 복수 위치에서 동시에 촬영하여 정확도를 높이는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래 종이용기의 하측에서 불량 여부를 검사하는 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치를 정면에서 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 검사장치에서 조명부와 카메라를 상면에서 나타낸 도면이고,
도 4는 도 2의 검사장치의 조명부에 기초하여 제조한 예를 촬영한 도면이고,
도 5는 도 2의 검사장치에서 조명부의 종이용기 조사범위를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 3에서 카메라의 종이용기 촬영범위를 나타낸 도면이고,
도 7은 도 5에서 카메라의 종이용기 촬영범위를 나타낸 도면이고,
도 8a 및 도 8b는 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치의 판단 표시부에서 종이용기의 정상과 불량 상태를 모니터로 나타낸 도면들이다.
이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명하는데, 이는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 이 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 사용되는 전후, 좌우, 상하, 내외와 같은 상대적인 위치를 정의하는 용어는 첨부된 도면을 기준으로 한다.
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치를 정면에서 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 검사장치에서 조명부와 카메라 부분을 상면에서 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 검사장치의 조명부에 기초하여 제조한 예를 촬영한 도면이다.
이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치(100)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 조명부(110)와, 카메라(120) 그리고 판단 출력부(130)를 포함한다.
상기 조명부(110)는, 종이용기 공급부(도면에 나타내지 않음)로부터 이송 컨베이어(300)에 의해 이송된 종이용기(200)를 하측의 하부면과 상부면의 컬링부에 대응하는 위치에서 광을 조사하며, 하우징(111)과, 하부면 조명수단(112) 그리고 상부면 컬링부 조명수단(113)으로 이루어질 수 있다.
상기 하우징(111)은, 전체적으로 상기 종이용기(200)의 상부면을 커버하는 크기이고, 테두리를 따라 외측 벽(111-1)이 형성되며, 상기 외측 벽(111-1)의 내측에 상기 상부면 컬링부 조명수단(113)을 설치하여 상부면의 컬링부만 조사할 수 있도록 한다.
그리고 상기 외측 벽(111-1)의 내부에는 상기 종이용기(200)의 하부면을 커버하는 크기의 칸막이(111-2)가 소정 높이로 형성되고, 또한 상기 칸막이(111-2)의 상단에서 경사를 이루면서 내측으로 형성되는 경사판(111-3)을 구비하여, 상기 칸막이(111-2)와 경사판(111-3) 사이의 내측에 상기 하부면 컬링부 조명수단(112)을 설치하여 하부면만 집중적으로 조사할 수 있도록 한다.
이 발명의 실시 예에서는, 상기 하부면 조명수단(112)과 상부면 컬링부 조명수단(113)을, 소비전력이 적고 수명이 길며 크기가 작아 협소한 공간에 적용하는 것이 가능하고 발광 특성상 지향성이 강한 LED 소자로 적용할 수 있다.
이로부터 상기 하부면 조명수단(112)은, 상기 칸막이(111-2)와 경사판(111-3)에 의해 형성되는 내측을 따라 LED 소자들이 장착되고, 여기에서의 광이 상기 경사판(111-3)을 통과하여 상기 종이용기(200)의 하부면에 조사되게 한다.
즉, 상기 하부면 조명수단(112)의 광은, 상기 경사판(111-3)을 통과하면서 굴절되는데, 상기 경사판(111-3)의 경사를 따라 입사된 광이 상기 칸막이(111-2) 부근에서는 상측으로 직진하고 내측으로 가면서 각도가 꺾여 퍼지면서 출사되어, 상기 칸막이(111-2)와 경사판(111-3)에 의해 상기 종이용기(200)의 하부면에만 집중적으로 광을 조사하게 된다.
상기 상부면 컬링부 조명수단(113)은, 상기 외측 벽(111-1)의 내측으로 테두리를 따라 LED 소자들이 장착되고, 여기에서의 광이 상기 상부면의 컬링부를 집중적으로 조사되게 한다.
이러한 상기 조명부(110)는, 상기 하부면 조명수단(112)과 상부면 컬링부 조명수단(113)에 의해, 상부와 하부에 적절한 광을 집중적으로 조사하여 불량을 제대로 인식하여 에러 발생을 없애는 한편 이 과정에서 발생하는 측벽면의 불량 인식에 따른 에러 발생 또한 없앨 수 있게 되며, 필요에 따라 상하로 높이를 조 절하거나 프로그램에 의해 광이 조사되는 상부면과 하부면의 조도를 조절할 수 있으며, 상기 하부면 조명수단(112)은 상부면 컬링부 조명수단(113)의 조도보다 높게 하여 제조된 종이용기 하부면의 변형과 이물질의 존재 여부를 판단하는데 있어서 버다 정확도를 높일 수 있게 한다.
상기 카메라(120)는, 상기 조명부(110)에서 광이 조사된 상기 종이용기(200)를, 하측에서 동일 간격으로 둘러싸며 복수 장착된 상태에서 상측을 향해 촬영한다.
이 발명의 실시 예에서 상기 카메라(120)는, 4대가 상기 종이용기(200)가 위치하는 주변을 90ㅀ만큼의 간격을 두고 하측에 설치되고, 상기 종이용기(200)의 상하 전체를 상측을 향해 상기 상부면 컬링부 조명수단(113)이 조사되는 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부와 상기 하부면 조명수단(112)이 조사되는 하부면을 동시에 촬영하는데, 여기서 촬영된 영상들이 사각 지대를 없애면서 상부에서 하부까지 모두 커버할 수 있어 불량 여부의 판단에 정확도를 높일 수 있다. 여기서 상기 카메라(120)는 상황에 따라 3대 또는 5대로 조정할 수 있다.
이러한 상기 카메라(120)는, 수직 및 수평 지지봉, 높이 및 각도 조절부가 설치되고, 상하로 높이와 각도를 조절할 수 있다.
상기 판단 출력부(130)는, 상기 카메라(120)에서 촬영된 영상을 미리 설정된 기준 영상과 비교하여 상기 종이용기(200)의 정상과 불량 여부를 판단하고 그 결과를 출력하는데, 판단을 위한 마이크로프로세서(도면에 나타내지 않음)와 출력을 영상 형태로 디스플레이하는 하는 모니터로 이루어질 수 있다.
여기서, 마이크로프로세서는, 상기 카메라(120)로 4곳에서 각각 촬영된 영상들로부터 상기 종이용기(200)의 상하 전체 영상을 얻고, 여기서 얻어진 상기 종이용기(200)의 영상을 미리 설정된 기준 영상과 비교하여 상기 종이용기(200)의 불량 여부를 판단한다.
상기 마이크로프로세서에는, 상기 종이용기(200)의 불량 여부를 판단하기 위한 프로그램이 별도로 제공되며, 촬영된 상기 종이용기의 상하 전체 영상을 이미 설정된 기준 영상과 비교하는데 있어서, 명암을 대비하고 그 차이를 검출하여 외형의 변형이나 이물질 불량을 판단하게 한다.
그리고 상기 모니터는, 상기 마이크로프로세서로부터 상기 종이용기(200)의 불량 여부에 대해 판단한 출력신호로부터 정상 및 구체적인 부분이 표시되는 불량 상태를 영상으로 나타낼 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치(100)의 작동 과정을 첨부하는 도면들을 참조하면서 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 2의 검사장치에서 조명부의 종이용기 조사범위를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 3에서 카메라의 종이용기 촬영범위를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 5에서 카메라의 종이용기 촬영범위를 나타낸 도면이고, 도 8a 및 도 8b는 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치의 판단 표시부에서 종이용기의 정상과 불량 상태를 모니터로 나타낸 도면들이다.
먼저, 작업자는 검사하고자 하는 해당 종류의 종이용기에 대해 상부면 컬링부와 하부면 정보를 영역별로 이미지 작업 후 촬영된 종이용기의 영상과의 비교 작업을 행하기 위한 기준 영상으로 저장한 후, 전원 인가에 의해 종이용기를 검사하기 위한 과정을 진행한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 종이용기 공급부로부터 검사하고자 하는 상기 종이용기(200)를 순차적으로 제공받아 이송 컨베이어(300)에 의해 이송시키는데, 상기 이송 컨베이어(300)에 소정 간격으로 형성되어 있는 흡입공(도면에 나타내지 않음)이 상기 종이용기(200)의 상부 측에만 흡입력이 작용하면서 상기 종이용기(200)의 상부가 고정된 상태로 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치(100)로 이송된다.
이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치(100)의 상측에 위치한 상기 종이용기(200)에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하측에 위치하는 상기 조명부(110)의 하부면 조명수단(120)과 상부면 조명수단(130)에 의해 하부면과 상부면의 컬링부에만 광이 조사된다.
상기 조명부(110)에서 상기 종이용기(200)에 광을 조사하면, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 카메라(120)에서는 상기 상부면 컬링부 조명수단(113)이 조사되는 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부와 상기 하부면 조명수단(112)이 조사되는 하부면이 모두 포함되게 상기 종이용기(200)가 위치하는 주변을 90ㅀ만큼의 간격을 두면서 4대가 하측에서 상측을 향해 동시에 촬영한다.
상기 카메라(120)가 4곳에서 동시에 촬영한 종이용기(200)의 영상이 상기 판단 출력부(130)에 전송되면, 상기 마이크로프로세서의 검사 프로그램에 의해 미리 저장된 기준 영상과의 명암 차이를 비교하는 과정을 실행하여 불량여부를 판단한다.
상기 판단 출력부(130)의 마이크로프로세서에서 불량으로 판단되면 이에 해당되는 구체적인 위치와 내용을 모니터에 표시하게 출력신호를 발생하며, 정상으로 판단되면 이에 해당되는 내용을 모니터에 표시하게 출력신호를 발생한다.
여기서 상기 판단 출력부(130)의 모니터는, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 상기 마이크로프로세서로부터 상기 종이용기(200)의 불량 여부에 대한 출력신호를 영상으로 나타내는데, 상기 종이용기(200)에 광이 조사된 하부면과 상부면 컬링부가 희게 나타나고 나머지 측벽면이 검게 나타나며, 이는 명암 차이에 따른 불량 여부 판단을 위해 상기 조명부(110)에서 검사하는 부분에만 집중적으로 광을 조사한 결과이다.
예를 들어, 상기 종이용기(200)에 조사되는 광에 의해 촬영된 영상에 음영이 발생하면, 상기 종이용기(200)의 기준 명도를 비교하여 오차범위를 벗어나는 경우 불량 처리하게 되는데, 도 8a에서는 정상을 나타내고 있는 것에 대해, 도 8b에서는 불량 위치와 내용을 표시하고 있어 불량인 종이용기 상태를 바로 파악할 수 있게 된다.
따라서 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치(100)는, 제조된 종이용기(200)에서 상단의 컬링 형성과 하단의 밑지 접착 과정에서 성형이 정확하게 이루어져 찌그러진 부위가 없거나 새지 않는지와 이물질 등이 없는지를 정확하게 검사할 수 있도록 함으로써, 제품의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.
10 : 종래 종이용기 검사장치
11 : 조명부
12 : 카메라
100 : 이 발명의 실시 예에 따른 종이용기 검사장치
110 : 조명부
111 : 하우징
111-1 : 외측 벽
111-2 : 칸막이
111-3 : 경사판
112 : 하부면 조명수단
113 : 상부면 컬링부 조명수단
120 : 카메라
130 : 판단 출력부
200 : 종이용기
300 : 이송 컨베이어

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 공급부로부터 이송된 종이용기(200)를, 하부의 대응하는 위치에서 광을 조사하는 조명부(110)와; 상기 조명부(110)에서 광이 조사된 상기 종이용기(200)를, 측하부에서 동일 간격으로 둘러싸며 복수 장착된 상태에서 상측을 향해 촬영하는 카메라(120); 및, 상기 카메라(120)에서 촬영된 영상을 미리 설정된 기준 영상과 비교하여 상기 종이용기(200)의 정상과 불량 여부를 판단하고, 그 결과를 출력하는 판단 출력부(130);를 포함하고,
    상기 조명부(110)는, 상기 종이용기(200)의 상부면을 커버하는 크기이고 외측 벽(111-1)이 형성되며, 내부에 상기 종이용기(200)의 하부면을 커버하는 크기의 칸막이(111-2)가 소정 높이로 형성되고, 상기 칸막이(111-2)의 상단에서 경사를 이루면서 내측으로 형성되는 경사판(111-3)을 구비하는 하우징(111)과; 상기 칸막이(111-2)와 경사판(111-3)에 의해 형성되는 내측에 설치되어, 광이 상기 경사판(111-3)을 통과하여 상기 종이용기(200) 하부면에 조사되게 하는 하부면 조명수단(112); 및, 상기 외측 벽(111-1)의 내측에 설치되어, 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부에 광이 조사되게 하는 상부면 컬링부 조명수단(113);으로 구성되고, 상기 하부면 조명수단(112)이 상부면 컬링부 조명수단(113)보다 조도를 높게 하며,
    상기 카메라(120)는, 상기 조명부(110)를 동일 간격으로 둘러싸며 상기 종이용기(200)를 복수 위치에서 하측으로부터 상측을 향해, 상기 상부면 컬링부 조명수단(113)이 조사되는 상기 종이용기(200) 상부면의 컬링부와 상기 하부면 조명수단(112)이 조사되는 하부면을, 동시에 촬영하게 한 것을 특징으로 하는 종이용기 검사장치(100).
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