JP2001108623A

JP2001108623A - 外観検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2001108623A
Application number: JP28491499A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kiyokawa; 昌宏清川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】青果物等の被検査物の上部像及び側部像の焦
点ずれを防止することができる外観検査方法及びその実
施に使用する装置を提供する。【解決手段】被検査物Ｓの上部をカメラ１４の真下位
置ではなく、手前の搬送位置（第１位置）において一対
の上部反射鏡１２，１２を介して間接的に撮像し、その
後で当該被検査物Ｓがカメラ１４の真下位置（第２位
置）に到達した時点で被検査物Ｓの両側部を夫々の側部
反射鏡１７，１７を介して間接的に撮像するとともに、
被検査物Ｓのこれら２つの位置における撮像の光軸の長
さが略同一となるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、青果物等の被検査
物を撮像して得た画像に基づいて、階級，等級，又は色
味別に選別すべく被検査物の外観検査を行なう外観検査
方法及びその実施に使用する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、選果場においては蜜柑，柿等の
青果物を階級，等級，又は色味別に選別することを行な
っている。近年では画像処理技術の発展に伴い、このよ
うな選果場においては次に示すような外観検査装置を備
えた選別装置を導入して選果の自動化を図っている。

【０００３】図４は、従来の外観検査装置の構成を示す
ブロック図である。図４において、２１はコンベアであ
る。該コンベア２１上には複数のトレイＴ，Ｔ，…が所
定の間隔で載置され、各トレイＴ上には蜜柑，柿等の球
形状の被検査物Ｓが夫々載置される。従って、コンベア
２１は、これらのトレイＴ，Ｔ，…とともに各トレイ上
の被検査物Ｓを矢符方向へ搬送するようになっている。

【０００４】コンベア２１の搬送領域には、被検査物Ｓ
の所定の載置姿勢における上部及び両側部を夫々撮像す
る第１撮像装置１１ａ及び第２撮像装置１１ｂがコンベ
ア２１の搬送方向に適長離隔して配置されている。第１
撮像装置１１ａ及び第２撮像装置１１ｂは、コンベア２
１を挿通させるための一対の開口を設けてなる遮光性の
筐体１８，１８を夫々備えている。

【０００５】各筐体１８内には、主に被検査物Ｓの上部
に投光すべく、直管状のハロゲンランプ及びリフレクタ
を備える上部投光器１５，１５が、コンベア２１の搬送
方向に適長離隔して、コンベア２１の搬送方向と直交す
るように配置されており、これら一対の上部投光器１
５，１５の中間上方に被検査物Ｓを撮像するカメラ１４
が配設されている。

【０００６】コンベア２１の両側縁部より若干斜め上方
には、球状のハロゲンランプ及びリフレクタを備える４
つの側部投光器１６，１６，…が、コンベア２１の両側
縁部に沿って２つずつ、且つカメラ１４の下方の被検査
物Ｓの搬送方向の前後位置に夫々配されている。従っ
て、４つの側部投光器１６，１６，…は全体として正方
形状に配置されており、コンベア２１の同側の側縁部に
配された一対の側部投光器１６，１６から被検査物Ｓの
側部に夫々投光されるように構成されている。また、コ
ンベア２１の同側の側縁部に配された一対の側部投光器
１６，１６の間の位置には、被検査物Ｓの側部像をカメ
ラ１４に結像させる側部反射鏡１７が夫々設けられてい
る。

【０００７】第１撮像装置１１ａ及び第２撮像装置１１
ｂの間の搬送経路には、回動装置１３が配置されてい
る。回動装置１３は、コンベア２１によって各トレイＴ
が回動装置１３上の所定位置まで搬送される都度、これ
を近接センサ等によって検出し、被検査物ＳをトレイＴ
とともに白抜矢符方向に９０°回動させる。

【０００８】このように、回動装置１３を第１撮像装置
１１ａ及び第２撮像装置１１ｂの間に介在させることに
よって、被検査物ＳのトレイＴに対向する部分、即ち下
部以外の全ての部分についての外観検査を行うことがで
きるようになっている。

【０００９】コンベア２１によって被検査物Ｓが第１撮
像装置１１ａ又は第２撮像装置１１ｂ内の適宜位置まで
搬送されると、これを図示しない近接センサ等によって
検出し、カメラ１４が、トレイＴを含めた被検査物Ｓの
上部像を直接的に、並びに一対の側部反射鏡１７，１７
に映ったトレイＴを含めた被検査物Ｓの側部像を間接的
に撮像し、得られた画像信号を画像処理装置３へ与え
る。

【００１０】画像処理装置３は、各カメラ１４から与え
られた画像信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変
換，２値化，及び輪郭抽出等の画像処理を施し、必要に
応じて被検査物Ｓの疵，形状，大きさ，及び色合い等の
階級，等級，又は色味判定を行ない、画像処理結果又は
判定結果を選別装置に与えるように構成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した如き
従来の外観検査装置においては、被検査物Ｓの上部像を
を直接的に、また側部像を一対の側部反射鏡１７，１７
を介して間接的にカメラ１４により撮像するように構成
してあることから、上部像の光軸長さ、即ち被検査物Ｓ
の上部面及びカメラ１４の間の距離と、側部像の光軸長
さ、即ち被検査物Ｓの側部面及び側部反射鏡１７の間の
距離、並びに側部反射鏡１７及びカメラ１４の間の距離
とが異なる結果となり、この距離の相違がカメラ１４に
よる撮像画像の焦点ずれを生じさせ、判定結果が不正確
になる虞があった。

【００１２】このような焦点ずれは、カメラ１４に透過
率の高いレンズを用い、絞りを絞ることによって或る程
度解決することが可能であるが、このようなレンズは比
較的高価であるとともに、絞りを絞るため、ハロゲンラ
ンプからなる各投光器１５，１６の光度を増大させる必
要がある。各投光器１５，１６の光度の増大に伴って、
その消費電力が増大するとともに、筐体１８の内部温度
が上昇し、作業者が触れられない程熱くなるという様々
な問題が新たに生じる。

【００１３】また、回動装置１３を介在させるために２
つの撮像装置内１１ａ，１１ｂを必要とし、このことに
おいても装置全体のコストを増大させる原因となってい
た。

【００１４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、青果物等の被検査物の上部をカメラ等の撮像器
の真下位置ではなく、例えば手前の搬送位置において一
対の反射体を介して間接的に撮像し、その後で被検査物
が撮像器の真下位置に到達した時点で従来構成と同様に
被検査物の両側部を夫々の反射体を介して間接的に撮像
するとともに、被検査物のこれら２つの位置における撮
像の光軸の長さが略同一となるように構成することによ
り、様々な問題を生じさせていた上部像及び側部像の焦
点ずれを防止することができる外観検査方法及びその実
施に使用する装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る外観検査
方法は、上方及び側方から被検査物（Ｓ）を夫々撮像
し、撮像した画像に基づいて前記被検査物（Ｓ）の外観
を検査する外観検査方法において、前記被検査物（Ｓ）
を第１位置に配置し、前記被検査物（Ｓ）の上方に設け
られた一対の第１反射体（１２）を介して前記被検査物
（Ｓ）の上部を撮像器（１４）により撮像する第１ステ
ップと、前記被検査物（Ｓ）を第２位置に配置し、前記
被検査物（Ｓ）の側方の対向する位置に設けられた一対
の第２反射体（１７）の夫々を介して前記被検査物
（Ｓ）の両側部を前記撮像器（１４）により撮像する第
２ステップとを有し、前記第１位置における前記被検査
物（Ｓ）及び撮像器（１４）の間の光軸の長さ（Ｌ₁₁＋
Ｌ₁₂＋Ｌ₁₃）、並びに前記第２位置における前記被検査
物（Ｓ）及び撮像器（１４）の間の光軸の長さ（Ｌ₂₁＋
Ｌ ₂₂）が略同一となるように夫々を配置することを特徴
とする。

【００１６】第２発明に係る外観検査方法は、第１発明
の外観検査方法において、前記第２ステップの後で、前
記第２位置に配置されている前記被検査物（Ｓ）を縦軸
回りに回動させ、前記被検査物（Ｓ）の側方の対向する
位置に設けられた前記一対の第２反射体（１７）の夫々
を介して前記被検査物（Ｓ）の両側部を前記撮像器（１
４）により再撮像する第３ステップを更に有することを
特徴とする。

【００１７】第３発明に係る外観検査装置は、上方及び
側方から被検査物（Ｓ）を夫々撮像し、撮像した画像に
基づいて前記被検査物（Ｓ）の外観を検査する外観検査
装置において、第１位置に配置される前記被検査物
（Ｓ）の上方に設けられた一対の第１反射体（１２）
と、第２位置に配置される前記被検査物（Ｓ）の側方の
対向する位置に設けられた一対の第２反射体（１７）
と、前記一対の第１反射体（１２）を介して前記第１位
置に配置された前記被検査物（Ｓ）の上部を撮像し、前
記一対の第２反射体（１７）の夫々を介して前記第２位
置に配置された前記被検査物（Ｓ）の両側部を撮像する
撮像器（１４）とを備え、前記第１位置における前記被
検査物（Ｓ）及び撮像器（１４）の間の光軸の長さ（Ｌ
₁₁＋Ｌ₁₂＋Ｌ₁₃）、並びに前記第２位置における前記被
検査物（Ｓ）及び撮像器（１４）の間の光軸の長さ（Ｌ
₂₁＋Ｌ₂₂）が略同一となるように構成してあることを特
徴とする。

【００１８】第４発明に係る外観検査装置は、第３発明
の外観検査装置において、前記被検査物（Ｓ）の両側部
の他の部分を撮像すべく、前記第２位置に配置されてい
る前記被検査物（Ｓ）を縦軸回りに回動させる回動手段
（１３）を更に備えることを特徴とする。

【００１９】本発明においては、上方及び側方から被検
査物を夫々撮像し、撮像した画像に基づいて被検査物の
外観を検査する外観検査方法にあって、まず、被検査物
を第１位置に配置して、被検査物の上方に設けられた一
対の第１反射体を介して被検査物の上部をカメラ等の撮
像器により撮像し、次に、被検査物を第２位置に配置し
て、被検査物の側方の対向する位置に設けられた一対の
第２反射体の夫々を介して被検査物の両側部を前記撮像
器により撮像する。この際に、第１位置における被検査
物及び撮像器の間の光軸の長さと、第２位置における被
検査物及び撮像器の間の光軸の長さとが略同一となるよ
うに夫々を配置する構成したので、従来、直接的に撮像
していた上部像と間接的に撮像していた側部像との不可
避的な焦点ずれを、上部像を間接的に撮像することによ
って、双方の光軸の長さを同一にするこをが可能となっ
て、焦点ずれを防止することができ、結果として良好な
判定のための良好な撮像画像を得ることができる。

【００２０】このように焦点ずれを防止することができ
るため、撮像器に透過率の高いレンズを用る必要がな
く、従って絞りを絞ることも不要となるため、投光器等
の光度を増大させることも不要となる。つまり、投光器
の光度の増大に伴う消費電力の増大、筐体内部の過度な
温度上昇を防止することができ、結果として装置全体の
コストを抑制することができる。

【００２１】また、さらに第２位置に配置されている被
検査物を上下軸回りに回動させ、前記一対の第２反射体
の夫々を介して被検査物の両側部（好ましくは他の部
分）を再撮像する構成としたので、１つの撮像器で被検
査物の上部及び側部の全てを撮像することが可能であ
り、結果として１つの撮像装置で外観検査のための全て
の画像を得ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明に係る外
観検査装置の構成を示すブロック図である。図１におい
て、２１はコンベアである。該コンベア２１上には複数
のトレイＴ，Ｔ，…が所定の間隔で載置され、各トレイ
Ｔ上には蜜柑，柿等の球形状の被検査物Ｓが夫々載置さ
れる。従って、コンベア２１は、これらのトレイＴ，
Ｔ，…とともに各トレイ上の被検査物Ｓを矢符方向へ搬
送するようになっている。

【００２３】コンベア２１の搬送方向の適宜位置には、
被検査物Ｓの所定の載置姿勢における上部及び両側部を
夫々撮像する撮像装置１１が配置されている。撮像装置
１１は、コンベア２１を挿通させるための一対の開口を
設けてなる遮光性の筐体１８を備えている。

【００２４】筐体１８内には、搬送方向の所定の２箇所
において被検査物Ｓを撮像するための位置が決められて
おり、第１位置であるその上流側の位置において、被検
査物Ｓの上部が撮像されるようになっている。また、側
部は、第２位置である下流側の位置において撮像され
る。

【００２５】第２位置における構成は、略従来の構成と
同一であり、この位置の上方に被検査物Ｓを撮像する撮
像器としてのカメラ１４が下向きに設けられている。ま
た、この位置におけるコンベア２１の両側縁部より若干
斜め上方には、球状のハロゲンランプ及びリフレクタを
備える４つの側部投光器１６，１６，…が、コンベア２
１の両側縁部に沿って２つずつ、且つカメラ１４の下方
の被検査物Ｓの搬送方向の前後位置に夫々配されてい
る。従って、４つの側部投光器１６，１６，…は全体と
して正方形状に配置されており、コンベア２１の同側の
側縁部に配された一対の側部投光器１６，１６から被検
査物Ｓの側部に夫々投光されるように構成されている。
また、コンベア２１の同側の側縁部に配された一対の側
部投光器１６，１６の間の位置には、被検査物Ｓの側部
像をカメラ１４に結像させる第２反射鏡としての側部反
射鏡１７が夫々設けられている。

【００２６】一方、第１位置においては、直管状のハロ
ゲンランプ及びリフレクタを備える一対の上部投光器１
５，１５がコンベア２１の搬送方向に適長離隔して、コ
ンベア２１の搬送方向と直交するように配置されてい
る。また、この位置における上部投光器１５，１５とカ
メラ１４との間の高さ位置には、一対の第１反射鏡とし
ての上部反射鏡１２，１２の一方がその反射面を下方及
び搬送方向の下流側に向けて４５°の角度で固定されて
いる。他方の上部反射鏡１２は、前記一方の上部反射鏡
１２と同一高さ位置においてカメラ１４の真下位置、即
ち第２位置に配置されており、その反射面を前記一方の
上部反射鏡１２とは反対側、即ち上方及び搬送方向の上
流側に向けて４５°の角度で固定されている。

【００２７】また、第２位置におけるコンベア２１の下
方には回動装置１３が配置されており、コンベア２１に
よって搬送されてきた被検査物ＳをトレイＴとともに白
抜矢符方向に９０°回動させる。

【００２８】このように、本発明に係る外観検査装置に
おいては、回動装置１３を撮像装置１１の内部に配置す
ることによって、１つの撮像装置１１内で被検査物Ｓの
トレイＴに対向する部分、即ち下部以外の全ての部分に
ついての全ての外観検査を完了することができるように
なっている。

【００２９】詳しくは、コンベア２１によって被検査物
Ｓが第１位置まで搬送されると、これを図示しない近接
センサ等によって検出し、カメラ１４がトレイＴを含め
た被検査物Ｓの上部像を間接的に撮像する。続いて、当
該被検査物Ｓが第２位置まで搬送されると、これを図示
しない近接センサ等によって検出し、カメラ１４がトレ
イＴを含めた被検査物Ｓの側部像を間接的に撮像する。
さらに、この第２位置における撮像の完了後に、回動装
置１３が被検査物ＳをトレイＴとともに９０°回動さ
せ、この姿勢でトレイＴを含めた被検査物Ｓの側部像を
再撮像する。以上のようにして撮像し、得られた画像信
号を画像処理装置３へ与える。

【００３０】画像処理装置３は、カメラ１４から順次与
えられた画像信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変
換，２値化，及び輪郭抽出等の画像処理を施し、必要に
応じて被検査物Ｓの疵，形状，大きさ，及び色合い等の
階級，等級，又は色味別判定を行ない、画像処理結果又
は判定結果を選別装置に与えるように構成されている。

【００３１】図２は、図１のＡ−Ａ一部断面図であり、
図３は、図１のＢ−Ｂ一部断面図である。まず、図２に
おいては、第１位置における被検査物Ｓの上部像を得る
ための光軸の長さについて説明するために、コンベア２
１の側方から見た如き構成を示してある。第１位置にお
ける光軸の長さは、被検査物Ｓの上部及びその真上に配
置された上部反射鏡１２の間の距離Ｌ₁₁と、該上部反射
鏡１２及びその搬送方向の下流側に配置されたいま一つ
の上部反射鏡１２の間の距離Ｌ₁₂と、該上部反射鏡１２
及びカメラ１４の間の距離Ｌ₁₃とを足し合わせた距離と
なる。

【００３２】一方、図３においては、第２位置における
被検査物Ｓの側部像を得るための光軸の長さについて説
明するために、コンベア２１の搬送方向（上流側又は下
流側）から見た如き構成を示してある。第２位置におけ
る光軸の長さは、被検査物Ｓの側部及びその側方に配置
された各側部反射鏡１７の間の距離Ｌ₂₁と、各側部反射
鏡１７及びカメラ１４の間の距離Ｌ₂₂とを足し合わせた
距離となる。

【００３３】本発明に係る外観検査装置においては、上
述した如き、第１位置における上部像のための光軸の長
さ（距離Ｌ₁₁＋距離Ｌ₁₂＋距離Ｌ₁₃）と、第２位置にお
ける側部像のための光軸の長さ（距離Ｌ₂₁＋距離Ｌ₂₂）
とが略同一となるように、各部の配置位置を決定してあ
る。なお、この光軸の長さは全くの同一である必要はな
くカメラ１４のレンズの透過率，被検査物Ｓの形状及び
大きさ等を勘案し乍ら決定すればよい。

【００３４】また、本実施の形態においては、撮像装置
１１を１つだけ設け、この撮像装置１１内に回動装置１
３等の部材を内蔵する構成を示したが、例えば、図４に
示した如き従来の構成における第１撮像装置１１ａを、
本実施の形態の撮像装置１１から回動装置１３を省いた
如き構成とすることも可能である。このように構成する
ことで、従来の外観検査装置に上部反射鏡１２，１２を
追加するだけで、前述した如き焦点ずれの問題を解決す
ることができる。

【００３５】なお、特許請求の範囲の項に図面との対照
を便利にするための参照符号を付してあるが、これによ
って本発明は添付図面の構成に限定されるものではな
い。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した如く外観検査方法及びその
実施に使用する装置においては、上方及び側方から被検
査物を夫々撮像し、撮像した画像に基づいて被検査物の
外観を検査する外観検査方法にあって、まず、被検査物
を第１位置に配置して、被検査物の上方に設けられた一
対の第１反射体を介して被検査物の上部をカメラ等の撮
像器により撮像し、次に、被検査物を第２位置に配置し
て、被検査物の側方の対向する位置に設けられた一対の
第２反射体の夫々を介して被検査物の両側部を前記撮像
器により撮像する。この際に、第１位置における被検査
物及び撮像器の間の光軸の長さと、第２位置における被
検査物及び撮像器の間の光軸の長さとが略同一となるよ
うに夫々を配置する構成したので、従来、直接的に撮像
していた上部像と間接的に撮像していた側部像との不可
避的な焦点ずれを、上部像を間接的に撮像することによ
って、双方の光軸の長さを同一にするこをが可能となっ
て、焦点ずれを防止することができ、結果として良好な
判定のための良好な撮像画像を得ることができる。

【００３７】このように焦点ずれを防止することができ
るため、撮像器に透過率の高いレンズを用る必要がな
く、従って絞りを絞ることも不要となるため、投光器等
の光度を増大させることも不要となる。つまり、投光器
の光度の増大に伴う消費電力の増大、筐体内部の過度な
温度上昇を防止することができ、結果として装置全体の
コストを抑制することができる。

【００３８】また、さらに第２位置に配置されている被
検査物を上下軸回りに回動させ、前記一対の第２反射体
の夫々を介して被検査物の両側部（好ましくは他の部
分）を再撮像する構成としたので、１つの撮像器で被検
査物の上部及び側部の全てを撮像することが可能であ
り、結果として１つの撮像装置で外観検査のための全て
の画像を得ることができる等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外観検査装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１のＡ−Ａ一部断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ一部断面図である。

【図４】従来の外観検査装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

３画像処理装置１１撮像装置１２上部反射鏡１３回動装置１４カメラ１５上部投光器１６側部投光器１７側部反射鏡Ｓ被検査物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上方及び側方から被検査物（Ｓ）を夫々
撮像し、撮像した画像に基づいて前記被検査物（Ｓ）の
外観を検査する外観検査方法において、前記被検査物（Ｓ）を第１位置に配置し、前記被検査物
（Ｓ）の上方に設けられた一対の第１反射体（１２）を
介して前記被検査物（Ｓ）の上部を撮像器（１４）によ
り撮像する第１ステップと、前記被検査物（Ｓ）を第２
位置に配置し、前記被検査物（Ｓ）の側方の対向する位
置に設けられた一対の第２反射体（１７）の夫々を介し
て前記被検査物（Ｓ）の両側部を前記撮像器（１４）に
より撮像する第２ステップとを有し、前記第１位置にお
ける前記被検査物（Ｓ）及び撮像器（１４）の間の光軸
の長さ（Ｌ₁₁＋Ｌ₁₂＋Ｌ₁₃）、並びに前記第２位置にお
ける前記被検査物（Ｓ）及び撮像器（１４）の間の光軸
の長さ（Ｌ₂₁＋Ｌ₂₂）が略同一となるように夫々を配置
することを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】前記第２ステップの後で、前記第２位置
に配置されている前記被検査物（Ｓ）を縦軸回りに回動
させ、前記被検査物（Ｓ）の側方の対向する位置に設け
られた前記一対の第２反射体（１７）の夫々を介して前
記被検査物（Ｓ）の両側部を前記撮像器（１４）により
再撮像する第３ステップを更に有する請求項１記載の外
観検査方法。
【請求項３】上方及び側方から被検査物（Ｓ）を夫々
撮像し、撮像した画像に基づいて前記被検査物（Ｓ）の
外観を検査する外観検査装置において、第１位置に配置される前記被検査物（Ｓ）の上方に設け
られた一対の第１反射体（１２）と、第２位置に配置さ
れる前記被検査物（Ｓ）の側方の対向する位置に設けら
れた一対の第２反射体（１７）と、前記一対の第１反射
体（１２）を介して前記第１位置に配置された前記被検
査物（Ｓ）の上部を撮像し、前記一対の第２反射体（１
７）の夫々を介して前記第２位置に配置された前記被検
査物（Ｓ）の両側部を撮像する撮像器（１４）とを備
え、前記第１位置における前記被検査物（Ｓ）及び撮像
器（１４）の間の光軸の長さ（Ｌ₁₁＋Ｌ₁₂＋Ｌ₁₃）、並
びに前記第２位置における前記被検査物（Ｓ）及び撮像
器（１４）の間の光軸の長さ（Ｌ₂₁＋Ｌ₂₂）が略同一と
なるように構成してあることを特徴とする外観検査装
置。
【請求項４】前記被検査物（Ｓ）の両側部の他の部分
を撮像すべく、前記第２位置に配置されている前記被検
査物（Ｓ）を縦軸回りに回動させる回動手段（１３）を
更に備える請求項３記載の外観検査装置。