JP2001099782A - 果実等の撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】果実の撮像装置の改良。 【解決手段】搬送中の果実１が第１撮像手段８の撮像位
置に来ると、果実１は蛍光灯によりその底部を除く全体
に照射されて、第１撮像手段８により、果実１の上面部
を直接の反射光により撮像され、左・右側面部は左・右
反射鏡９，９を経由した反射光により撮像され、３面部
が撮像される。また、前記撮像位置では、第２撮像手段
１１により、果実１の右斜め後面部を直接の反射光で撮
像され、左斜め前部反射鏡１２からの反射光により果実
１の左斜め前面部が撮像され、２面が撮像される。しか
して、果実１の５面部が撮像される。中継反射鏡を省略
して、果実１の５面部を直接の反射光及び単一の反射鏡
を経由した反射光により撮像されて、撮像面積が正確と
なり、果実１の色・傷の面積を正確に計算することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、果実等の撮像装
置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来装置は、例えば、図３に示すよう
に、１台のカメラにより搬送中の果実の５面を計測する
ものである。即ち、この従来装置は、果実１を搬送する
搬送装置２の中途部に、果実１の左・右斜め前部を反射
する左・右斜め前部反射鏡３，３、、果実１の左・右斜
め後部を反射する左・右斜め後部反射鏡４，４、及び、
果実１の上部を反射する上部反射鏡５を夫れ夫れ設け、
これらの反射鏡３，４，５からの反射光を、更に、４５
度ずつつ傾斜した多数の中継反射鏡７，７，…を経由し
てカメラ６に送り、果実の５面部を計測するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来構成にあって
は、果実１の反射光を多くの中継反射鏡７，７，…を経
由してカメラ６に送るので、反射鏡の汚れの除去等や、
反射角度のメンテナンスが煩わしく、また、果実１の反
射光を４５度ずつ傾斜中継して計測するため、正確な面
積計算ができにくく、撮像精度が向上しないという問題
点があった。

【０００４】そこで、この発明は、２個の撮像手段を特
殊な撮像角度に配置して、中継反射鏡を省略して構成を
簡単化しながら、果実の上面部，左・右側面部及び前・
後側面部の計測を正確にしようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した課
題を解決するために、次の如き技術手段を講ずるもので
ある。

【０００６】即ち、請求項１の発明は、撮像ボックス１
３内の搬送装置２の撮像位置上方には、果実の色・傷を
検出できる第１撮像手段８を配置すると共に、搬送装置
２の果実撮像位置の左右両側方には果実の左・右側面部
の反射光を前記第１撮像手段８に反射する左・右反射鏡
９，９を配置して、第１撮像手段８により果実の上面
部，左・右側面部を撮像する構成とし、前記撮像位置の
斜め前後のいずれか一方には、同様に色・傷を検出でき
る第２撮像手段１１を配置し、前記撮像位置の斜め前後
いずれか他方には、果実１の斜め前・後面部のいずれか
の反射光を前記第２撮像手段１１に反射する例えば左斜
め前部反射鏡１２を配置し、第２撮像手段１１により果
実の斜め前・後面部を撮像することを特徴とする果実等
の撮像装置である。

【０００７】

【発明の作用及び効果】前記の構成であるので、搬送装
置２の果実１が第１撮像手段８の撮像位置に来ると、果
実１には例えば蛍光灯によりその底部を除く全体が照明
されて、第１撮像手段８により、果実１の上面部を直接
の反射光により、また、左・右側面部を左・右反射鏡
９，９からの反射光により撮像し、果実１の３面を撮像
する。

【０００８】また、前記撮像位置では、第２撮像手段１
１により、果実１の例えば右斜め後面部を直接の反射光
で撮像し、また、例えば左斜め前部反射鏡１２からの反
射光により果実１の左斜め前面部を撮像し、果実１の２
面を撮像する。しかして、果実１の５面部を撮像する。

【０００９】前記のように、中継反射鏡を省略して構成
を簡単にしながら、果実１の５面部を直接の反射光及び
単一の反射鏡を経由した反射光により撮像するので、撮
像面積が正確となり、果実１の色・傷の面積を正確に測
定することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３に基づき果実
の５面の色傷を計測する撮像装置の実施例について説明
する。

【００１１】従来装置として、図３に示すように、１台
のカメラにより搬送中の果実の５面部を計測するものが
ある。この従来装置は、果実１を搬送する搬送装置２の
中途部に、果実１の左・右斜め前部を反射する左・右斜
め前部反射鏡３，３、果実１の左・右斜め後部を反射す
る左・右斜め後部反射鏡４，４、及び、果実１の上面部
を反射する上部反射鏡５を夫れ夫れ設け、これらの反射
鏡３，４，５からの反射光を、更に、４５度ずつつ傾斜
した多数の中継反射鏡７，７，…を経由してカメラ６に
送り、果実の５面部を計測するものである。

【００１２】前記従来構成にあっては、果実の反射光を
多くの中継反射鏡を経由してカメラ６に送るので、反射
鏡の汚れの除去や、反射角度の調整等のメンテナンスが
煩わしく、また、果実の反射光を４５度ずつ傾斜させ数
回にわたり反射させつつ計測するため、正確な面積計算
ができなく、計測精度が向上しないという問題点があっ
た。

【００１３】そこで、この実施例では、２個のカメラを
特殊な撮像角度に配置して、中継反射鏡を省略した簡単
な構成としながら、果実の５面部の計測を正確化しよう
とするものである。

【００１４】図２に示すように、搬送装置２は、例え
ば、搬送面が夫れ夫れ独立した複数の鍵盤状の移動部材
で構成し、果実１を載せて搬送する構成である。搬送装
置２の中途部には、図示は省略したが、撮像ボックスを
設け、この撮像ボックス内には、例えば、直管状の蛍光
灯を門型に配置して、蛍光灯から果実１に照射する構成
としている。

【００１５】撮像ボックスにおける搬送装置２の撮像位
置上方には、例えば、ＣＣＤ式のＲ・Ｇ・Ｂカラーカメ
ラにより果実の色・傷を検出できる第１撮像手段８を配
置している。搬送装置２の果実撮像箇所の左右両側部に
は、果実１の左・右側面からの反射光を受けて前記第１
撮像手段８に送る左・右反射鏡９，９を配置し、左・右
反射鏡９，９の一方の側部には、色基準板１０を配置
し、果実１と同時に基準色も撮像できる構成としてい
る。しかして、第１撮像手段８では果実１の上面部を直
接の反射光により、また、果実１の左・右側面部を左・
右反射鏡９，９の反射光により、撮像する構成である。

【００１６】次ぎに、第２撮像手段１１について説明す
る。前記撮像位置の例えば右斜め後方には、果実１の右
斜め後面部の色・傷を直接測定できる第２撮像手段１１
を配置し、また、前記撮像位置の例えば左斜め前方に
は、果実１の左斜め前面部からの反射光を前記第２撮像
手段１１に反射する左斜め前部反射鏡１２を配置してい
る。

【００１７】しかして、第２撮像手段１１により、果実
１の右斜め後面部を直接撮像すると共に、左斜め前部反
射鏡１２からの反射光により果実１の左斜め前面部を撮
像し、２面の撮像をする構成である。なお、搬送装置２
の果実１ａは、形状計測用の他の撮像手段（図示省略）
の撮像位置を示すものである。

【００１８】前記第１撮像手段８，第２撮像手段１１の
測定画像情報はＡ／Ｄ変換回路（図示省略）を経由し
て、画像処理用コンピュータ（図示省略）に入力される
構成であり、また、画像処理用コンピュータ（図示省
略）には表示装置やプリンタなどの出力装置に接続し、
画像情報等を記憶するメモリー（図示省略）を接続して
いる。

【００１９】搬送果実１が第１撮像手段８の真下の撮像
位置に来ると、果実１は蛍光灯（図示省略）により底部
を除く全体が照射される。しかして、第１撮像手段８に
より、果実１の上面部を直接の反射光により、また、左
・右側面部を左・右反射鏡９，９を経由した反射光によ
り撮像する。

【００２０】また、第２撮像手段１１により、果実１の
右斜め後面部を直接の反射光で撮像すると共に、左斜め
前部反射鏡１２からの反射光により果実１の左斜め前面
部を撮像し、果実１の５面が撮像される。これらの５面
の撮像情報は画像処理用コンピュータに送られて画像処
理され、秀・優・並の判定がされる。

【００２１】この実施例は、前記のように、中継反射鏡
を省略した簡単な構成でありながら、果実１の５面部を
直接の反射光及び単一の反射鏡を経由した反射光により
撮像できて、撮像面積が正確となり、果実１の色・傷の
面積を正確に測定することができる。

【００２２】次ぎに、図４に基づき撮像方法の他の実施
例について説明する。前搬送装置２ａの果実１の撮像位
置真上には、第１撮像手段８を配置し、果実撮像位置の
左右両側部には、果実１の左右側面からの反射光を受け
て前記第１撮像手段８に送る左・右反射鏡９，９を配置
して、第１撮像手段８により果実の上面部及び左・右側
面部の３面を撮像する構成としている。

【００２３】第１搬送装置２ａの終端側には、果実１を
反転させながら終端側に搬送する反転搬送装置２ｂを配
置している。その反転搬送装置２ｂは、左右一側に位置
している低速搬送装置２ｃ、及び、左右他側に位置して
所定比率速く搬送する高速搬送装置２ｄにより構成し、
反転搬送装置２ｂの終端側には、第２搬送装置２ｅの始
端側を接続している。

【００２４】しかして、第１搬送装置２ａの終端から低
速搬送装置２ｃ及び高速搬送装置２ｄの始端部内側に果
実１が送り込まれると、高・低速搬送装置２ｃ，２ｄの
速度差により果実１は約９０度回転され、後続の第２搬
送装置２ｅに引き継がれる。

【００２５】第２搬送装置２ｅの果実１の撮像位置真上
には、第２撮像手段１１を配置し、撮像位置の左右両側
部には左・右反射鏡９，９を配置して、果実１の左・右
側面部の２面を撮像する構成である。

【００２６】前記のように、第１撮像位置では第１撮像
手段８により、上面部及び左・右側面部を撮像し、次い
で、果実１は反転搬送装置２ｂの搬送中に約９０度反転
されて、第２搬送装置２ｅの第１撮像位置で死角であっ
た果実１の前部及び後部に位置していた部分が左右両側
方に位置変更して、第２搬送装置２ｅの第２撮像位置で
左・右反射鏡９，９空の反射光を受けて、第２撮像手段
１１により２面が撮像され、合計５面が撮像される次ぎ
に、図５乃至図７に示す撮像装置の他の実施例について
説明する。

【００２７】前搬送装置２ｆ，２ｆは、例えば搬送面が
夫れ夫れ独立した鍵盤状、バケット形等の移動部材で構
成したもので、前搬送装置２ｆにおける果実１の撮像位
置を撮像ボックス１３で囲み、撮像位置の真上には、カ
ラー撮像できる第１撮像手段８，８を配置し、果実撮像
位置の左右両側部には、果実の左・右側面からの反射光
を受けて前記第１撮像手段８に反射する左・右反射鏡
９，９を配置している。しかして、第１撮像手段８によ
り果実の上面部及び左・右側面部の３面を撮像する。

【００２８】前搬送装置２ｆ，２ｆの終端には、直交状
に後搬送装置２ｇ，２ｇの始端側を接続し、この接続部
には、前搬送装置２ｆの終端部に搬送されてきた果実１
を後搬送装置２ｇ，２ｇに載せる替える載せ替え装置１
４を配置している。この載せ替え装置１４は、例えば、
果実検出手段（図示省略）の検出情報に基づき、載せ替
えアーム１４ａが作動して、先端の吸着部１４ｂで果実
１を吸着保持し、次いで、平面視で前搬送装置２ｆの搬
送方向に移動しながら後搬送装置２ｇの始端側に果実１
を載せ替えるものである。しかして、後搬送装置２ｇに
載せ替えられた果実１は、前搬送装置２ｆでの前後方向
が後搬送装置２ｇでは左右方向に位置変更した状態で載
せ替えられるものである。

【００２９】後搬送装置２ｇ，２ｇの果実１の撮像位置
を撮像ボックス１３で囲み、搬送前側の前撮像位置の真
上には、カラー撮像できる第２撮像手段１１を配置し、
その果実撮像位置の左右両側部には、果実１の左右側面
からの反射光を受けて前記第２撮像手段１１に反射する
左・右反射鏡９，９を配置して、第２撮像手段１１によ
り果実の左・右側面部（前搬送装置２ｆ，２ｆでの前・
後面部）の２面を撮像する構成としている。

【００３０】また、搬送後側の後撮像位置の真上には、
モノクロ方式で形状を撮像するモノクロ撮像手段２５，
２５を配置し、果実１の形状を撮像する構成としてい
る。しかして、これらの５面の撮像情報及びモノクロ撮
像情報は、画像処理用コンピュータに送られて画像処理
され、秀・優・並の果実に判別する。

【００３１】次ぎに、図８乃至図１０に示す撮像装置の
他の実施例について説明する。果実の入ったコンテナ
（図示省略）は荷受コンベヤ１５によりオートダンパー
１６に搬送供給され、次いで、オートダンパー１６によ
りコンテナは反転されて、供給コンベヤ１７上に果実が
取り出される。供給コンベヤ１７で搬送された果実は分
配コンベヤ（図示省略）を経て左右の仕分けコンベヤ
（図示省略）に引き継がれる構成である。左右の仕分け
コンベヤ（図示省略）の内側空間には、果実受皿（図示
省略）を多数有する選別コンベヤ１８，１８，…を５条
配置している。この選別コンベヤ１８，１８，…の内、
左右の仕分けコンベヤに近い位置に、左・右秀選別コン
ベヤ１８ａ，１８ａを配置して、作業者により仕分けコ
ンベヤ（図示省略）から高階級品質の秀の果実を載置選
別するものである。左・右秀選別コンベヤ１８ａ，１８
ａの内側には、比較的に高階級品質の優の果実を載置選
別する左・右優選別コンベヤ１８ｂ，１８ｂを配置し
て、作業者により仕分けコンベヤ（図示省略）から優の
果実を載置選別する。左・右優選別コンベヤ１８ｂ，１
８ｂの内側、即ち、中央寄りには、並階級品質の並の果
実を載置選別する並選別コンベヤ１８ｃを配置し、作業
者により仕分けコンベヤ（図示省略）から並の果実を載
置選別する。

【００３２】しかして、左右の仕分けコンベヤ（図示省
略）の搬送中に、左右の仕分けコンベヤ（図示省略）の
側方にいる選別作業者（図示省略）により、形状，色
彩，傷，大きさ等の基準に基づき果実を秀・優・並の階
級別に目視判定して、夫れ夫れの該当品質の選別コンベ
ヤに載置されるものである。

【００３３】前記左・右秀選別コンベヤ１８ａ，１８
ａ、及び、左・右優選別コンベヤ１８ｂ，１８ｂの中途
部には、撮像ボックス１３を配置し、図９に示すよう
に、その搬送上手側の第１撮像位置には、例えば、ＣＣ
Ｄ式の形状検出用の第１撮像手段８，８を、また、搬送
下手側の第２撮像位置には、ＣＣＤ式の色・傷検出用の
第２撮像手段１１を設けている。また、図１０に示すよ
うに、撮像ボックス１３の並選別コンベヤ１８ｃの撮像
位置上方には、例えば、ＣＣＤ式の形状検出用の並撮像
手段１９を設けている。なお、２８，２８は果実を照明
する蛍光灯である。

【００３４】前記選別コンベヤにおける撮像位置の下手
側下方位置には、左右方向に沿わせて左・右秀分級排出
部２０，２０、左・右優分級排出部２１，２１、並分級
排出部２２を夫れ夫れ設けている。

【００３５】前記第１撮像手段８，第２撮像手段１１、
及び、並撮像手段１９により検出された検出果実情報
は、制御部（図示省略）に入力されて、各種基準形状及
び各種基準重量と比較演算して、秀・優・並の階級毎に
例えば３Ｌ，２Ｌ，Ｌ，Ｍ，３Ｓ，２Ｓ，Ｓの７等級に
判別・記憶され、搬送中の果実が該当する分級排出位置
まで搬送されると、制御部からの排出指令により、排出
駆動手段（図示省略）が作動して、例えば果実受皿を傾
斜回動して、左右の分級受皿部に果実が排出される構成
である。

【００３６】前記のように、高い階級品質の果実を第１
撮像手段８及び第２撮像手段１１により、色・傷及び形
状について詳細な検出情報に基づき選別し、低い階級品
質の果実を安価な並撮像手段１０により、形状のみの単
純な検出情報に基づく選別としたので、コストの低減を
図ることができる。

【００３７】次ぎに、図１１に基づき、多数の選別ライ
ンで果実１，１，…の色・傷撮像装置におけるカラー基
準色の補正方法について説明する。従来装置にあって
は、左右方向に配置された複数のラインセンサカメラに
より、果実の上面部，左・右側面部及び基準カラーを測
定する構成である。撮像ボックス内では果実に高周波蛍
光灯を照射して、複数のカラーセンサカメラにより撮像
するところ、同一のテストピースを流しても、各選別ラ
インのセンサカメラの検出値は外気温度，電源電圧の変
化，ボックス内の外乱光，光源の位置等の関係で同一に
はならず、このため、各選別ラインセンサカメラ毎にカ
ラー基準値を補正する必要があった。

【００３８】従来装置にあっては、複数の選別コンベヤ
に単一のテストピースを流し、複数の調節用ボリューム
を各センサカメラ毎に操作して、各カメラの出力値が同
じになるように調節するものであり、その調節操作に時
間がかかるという問題があった。この実施例はこのよう
な問題を解決しようとするものである。以下、その基準
カラーの補正方法について説明する。

【００３９】撮像ボックス（図示省略）内では、例え
ば、ＣＣＤ式で色・傷を撮像する撮像手段２５，２５に
より、左・右選別コンベヤ１８，１８の果実１，１を夫
れ夫れ撮像する構成である。果実１の撮像位置には、基
準カラー表示部２６が併設されていて、左・右撮像手段
２５，２５により果実１及び基準カラーを夫れ夫れ撮像
できる構成である。

【００４０】図１１に示すように、例えば、左選別コン
ベヤ１８を基準選別ラインとして、基準カラー表示部２
６に基準カラーＳを表示し、果実１のテストピース２７
を左選別コンベヤ１８により搬送し、左撮像手段２５に
よりテストピース２７及び基準カラーＳを撮像し、テス
トピース２７の撮像データＨ１，基準カラーデータＳ１
が制御部（図示省略）に入力されて記憶され、基準比率
Ｈ１／Ｓ１＝Ｋを算出する。

【００４１】次いで、補正選別ラインの右選別コンベヤ
１８に同じテストピース２７を載置搬送して、右撮像手
段２５によりテストピース２７を撮像し、テストピース
２７の撮像データＨ２を制御部（図示省略）に入力して
記憶し、次いで、所定の比率計算式（Ｈ２／Ｓ２＝Ｋ）
から右選別コンベヤ１８の基準カラーＳ２を算出決定す
る。次いで、制御部（図示省略）の記憶装置に記憶され
ている例えば４個の補正用カラー色Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，
Ｓｄの中から近似のものＳａを補正基準カラーとして選
択決定する。次いで、制御部の指令信号に基づき選択決
定された基準カラーＳａを基準カラー表示部２６に表示
する。

【００４２】しかして、左・右選別コンベヤ１８，１８
に載置搬送された果実１，１が撮像位置に到達すると、
左撮像手段２５により基準カラーＳ、及び、果実１の上
面部，左・右側面部が撮像され、また、右撮像手段２５
により補正した基準カラーＳａ、及び、果実１の上面
部，左・右側面部が撮像される。次いで、左撮像手段２
５の果実１の撮像情報は、基準カラーＳにより比率処理
されたデータを基準値と比較して秀・優・並の判定を
し、また、右撮像手段２５の果実１の撮像情報は、補正
基準カラーＳ２により比率処理されたデータを基準値と
比較して秀・優・並の判定をする。

【００４３】前記のように、基準カラーの補正が迅速に
完了し、品種の切替時にも短時間で対応できて、能率的
に果実の選別作業をすることができる。前記補正用カラ
ー色は、みかん，柿，トマト等の果実毎に例えば４色の
補正色が記憶されている構成である。なお、基準カラー
色を補正するにあたり、補正用のカラー色を複数組用意
し、果実の色付き度合い、あるいは、該当品種に適した
カラー色を選択して、基準カラー色を表示すると、より
精度の高い補正をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】要部の斜視図である。

【図２】要部の平面図である。

【図３】従来装置を示す斜視図である。

【図４】要部の斜視図である。

【図５】要部の平面図である。

【図６】要部の切断正面図である。

【図７】要部の側面図である。

【図８】全体の平面図である。

【図９】要部の切断側面図、正面図である。

【図１０】要部の切断側面図、正面図である。

【図１１】要部の正面図である。

【符号の説明】

１ 果実 ２ 搬送装置 ３ 左・右斜め前部反射鏡 ４ 左・右斜め後部反射鏡 ５ 上部反射鏡 ６ カメラ ７ 中継反射鏡 ８ 第１撮像手段 ９ 左・右反射鏡 １０ 色基準板 １１ 第２撮像手段 １２ 左斜め前部反射鏡 １３ 撮像ボックス

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA00 AA49 AA58 AA61 BB05 BB07 BB15 CC00 DD06 EE00 FF41 FF61 GG03 GG16 HH12 HH14 JJ03 JJ05 JJ07 JJ08 JJ09 JJ26 LL12 PP15 QQ00 QQ03 QQ21 QQ24 QQ25 QQ26 RR05 RR06 SS06 SS11 TT01 TT03 2G051 AA05 AB07 AB08 AB20 AC21 BA02 CA04 CA08 CB01 DA20 EA11 EA14 EB02 EC01 3F079 AC21 CA32 CA42 CB01 CB29 CB33 CB35 DA18

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像ボックス１３内の搬送装置２の撮
   像位置上方には、果実の色・傷を検出できる第１撮像手
   段８を配置すると共に、搬送装置２の果実撮像位置の左
   右両側方には果実の左・右側面部の反射光を前記第１撮
   像手段８に反射する左・右反射鏡９，９を配置して、第
   １撮像手段８により果実の上面部，左・右側面部を撮像
   する構成とし、前記撮像位置の斜め前後のいずれか一方
   には、同様に色・傷を検出できる第２撮像手段１１を配
   置し、前記撮像位置の斜め前後いずれか他方には、果実
   １の斜め前・後面部のいずれかの反射光を前記第２撮像
   手段１１に反射する例えば左斜め前部反射鏡１２を配置
   し、第２撮像手段１１により果実の斜め前・後面部を撮
   像することを特徴とする果実等の撮像装置。