JP2001252625A

JP2001252625A - 物品検査装置

Info

Publication number: JP2001252625A
Application number: JP2000070125A
Authority: JP
Inventors: Masao Tomosue; 誠夫友末
Original assignee: Kyowa Machinery Co Ltd
Current assignee: Kyowa Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】果実・野菜等の物品の表面の不良をまんべん
なく確実に検査することのできる物品検査装置を提供す
ること。【解決手段】多数のリンゴＡを所定の状態にて搬送経
路に沿って搬送する搬送手段Ｈと、搬送経路の途上に設
けられ、リンゴＡの画像を撮影するカメラ５と、カメラ
５により得られた画像情報に基づいて、リンゴＡの表面
の不良（キズ等）を検出する不良検出手段と、カメラ５
によりリンゴＡの画像を撮影する際に、カメラ５とリン
ゴＡとの相対位置関係を変更する相対位置変更手段とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数の物品（果
実、野菜、鶏卵等）を所定の状態にて搬送経路に沿って
搬送する搬送手段を備え、この搬送経路途上において物
品の表面の不良（キズ等）を検出する物品検査装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】生産された果実、野菜、鶏卵等の物品は
最終的に何らかの形態で包装した状態で出荷され、スー
パーやコンビニエンスストア等の店頭に並べられる。こ
こで、果実等の表面にキズ等の不良が存在したものを包
装したりすると、品質が悪いものとして売れ残ったりす
るため、あらかじめ、かかる不良物品は包装しないよう
に除去しておく必要がある。

【０００３】その場合に、物品の不良の検査を検査員の
目視により行うと、不良の見落としが生じやすくなる。
そのため、自動で物品の検査を行う装置が開発されてお
り、例えば、特開平８−２９７１００号公報には、卵の
画像を画像撮影装置により撮影し画像処理により卵のヒ
ビを検出する技術を開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、物品の
表面の不良は、その表面のどの位置に存在するかはわか
らないため物品と撮像手段との位置関係をあらかじめ固
定しておくと、物品の表面をまんべんなく検査すること
ができない。本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その課題は、物品の表面の不良をまんべんなく確
実に検査することのできる物品検査装置を提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る物品検査装置は、多数の物品を所定の状態
にて搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送経
路の途上に設けられ、前記物品の画像を撮影する撮像手
段と、前記撮像手段により得られた画像情報に基づい
て、前記物品の表面の不良を検出する不良検出手段と、
前記撮像手段により前記物品の画像を撮影する際に、前
記撮影手段と撮影される前記物品との相対位置関係を変
更する相対位置変更手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【０００６】この構成による作用・効果は次の通りであ
る。（１）搬送手段により多数の物品を所定の状態にて搬送
経路に沿って搬送させる。（２）搬送経路の途上に設けられた撮像手段により、物
品の画像を撮影する。（３）画像を撮影する際に（撮影するに先だって）、相
対位置変更手段により撮像手段と物品との相対位置関係
を変更するようにする。（４）得られた画像情報に基づいて、物品の表面の不良
（キズや汚れなど）を検出する。

【０００７】つまり、画像を撮影するときには、撮影さ
れる物品と撮像手段との相対位置関係を変更できるの
で、物品の外表面を多角的に（多方面から）撮影するこ
とができる。これにより、物品の外表面をまんべんなく
確実に検査することのできる物品検査装置を提供するこ
とができる。

【０００８】本発明の好適な実施形態として、前記搬送
手段を間欠駆動する駆動手段を備え、前記撮像手段によ
る前記物品の画像の撮影は、前記搬送手段を停止した状
態で行うように構成されているものがあげられる。

【０００９】この構成によると、物品は搬送手段により
間欠駆動される。撮像手段による撮影を行うときは、搬
送手段を停止させた状態で画像の撮影を行う。そして、
搬送手段を停止させた状態で、物品と撮像手段との相対
位置関係を変更するようにすることができる。したがっ
て、画像の取得を確実に行うことができる。

【００１０】本発明の別の好適な実施形態として、前記
搬送手段には、前記物品を搭載するための搭載部が多数
設けられ、前記相対位置変更手段は、前記物品を前記搭
載部から持ち上げさせて回転させる機能を有するものが
あげられる。

【００１１】この構成によると、搬送手段には搭載部が
多数設けられており、この搭載部に物品が搭載されて搬
送される。そして、画像の撮影を行う際には、相対位置
変更手段により物品が搭載部から持ち上げられて回転さ
せられる。物品を搭載部から持ち上げた状態で回転する
ようにしているから、物品の回転、つまり撮像手段との
相対位置の変更をスムーズに行うことができる。

【００１２】本発明の更に別の好適な実施形態として、
前記搭載部は、リング状の枠体と、この枠体の内側から
枠体の中心に向かって放射状に伸びる複数の第１支持部
材とを備え、この第１支持部材により前記物品が搭載さ
れるように構成されるものがあげられる。

【００１３】この構成によると、物品は、リング状の枠
体の内壁から枠体の中心に向かって放射状に伸びる複数
の第１支持部材により支持される。これにより、枠体の
内側空間における第１支持部材の存在しない空間を利用
して、物品を持ち上げて回転させる機構（相対位置変更
手段）を容易に構成することができる。

【００１４】本発明の更に別の好適な実施形態として、
前記相対位置変更手段は、回転軸芯の中心から外方に向
かって放射状に伸びる複数の第２支持部材、又は、回転
軸芯の外方から中心に向かって放射状に伸びる複数の第
２支持部材を備えており、画像の撮影を行わないときに
は、前記第２支持部材は、前記搭載部の下方に待機して
おり、画像の撮影を行うときには、前記第２支持部材が
上方に移動して、前記物品を前記搭載部から持ち上げて
回転するように構成されており、前記持ち上げ移動の際
に、前記複数の第１支持部材と前記複数の第２支持部材
とが干渉しないように、前記待機しているときの前記第
１支持部材と前記第２支持部材の配置が設定されている
ものがあげられる。

【００１５】この構成によると、撮像手段により画像の
撮影を行わないときには、第２支持部材は、搭載部の下
方に待機しており、画像の撮影を行う際に、第２支持部
材が上方に移動して、物品を搭載部から持ち上げ、そし
て、回転させる。そして、この持ち上げ移動の際に、第
１支持部材と第２支持部材とはお互いに干渉しないよう
に設定されており、持ち上げ移動をスムーズに行うこと
ができる。

【００１６】本発明の最後の好適な実施形態として、前
記相対位置変更手段は、前記撮像手段を支持する撮像手
段支持体と、撮像手段支持体を回転する回転機構とを備
えており、前記撮像手段支持体を回転させることによ
り、前記物品の画像を多角的に撮影可能にしたものがあ
げられる。

【００１７】この構成のように、相対位置変更手段の構
成として、物品を回転させて撮像手段との相対位置を変
更するものに代えて、撮像手段の方を物品に対して相対
移動させるように構成してもよい。これによっても、物
品の外表面をまんべんなく検査することができる。

【００１８】本発明の更に別の好適な実施形態として、
前記搬送手段の搬送状態を検出する搬送状態検出手段
と、前記搬送手段と前記撮像手段の作動制御を行う制御
部を備え、前記制御部は、前記搬送状態検出手段から得
られる同期信号に基づいて前記撮像手段の動作タイミン
グを決定するように構成されているものがあげられる。

【００１９】この構成によると、搬送状態検出手段（エ
ンコーダ等）により搬送手段の搬送状態を検出し、これ
から得られる同期信号に基づいて撮像手段の動作タイミ
ングを制御部により決定する。したがって、搬送手段と
撮像手段とを同期させて動作させることができ、画像を
取得するタイミングを正確に取ることができるので、適
切な物品の画像を取得することができる。

【００２０】本発明の更に別の好適な実施形態として、
前記不良検出手段は、前記物品の画像から得られた特定
パターンと、予め設定された複数の設定パターンとを比
較することにより、前記物品の不良を検出するものがあ
げられる。

【００２１】物品の画像から画像処理等の技術を用い
て、特定パターンを抽出する。これをあらかじめ設定さ
れた複数の設定パターンと比較する。特定パターンが、
いずれかの設定パターンと一致又は類似しておれば、当
該特定パターンは不良であると判定することができる。
たとえば、不良が表面のキズであればキズのパターンは
大体決まっているので、そのいくつかのパターンを記憶
装置に設定しておけば良い。これにより確実に表面の不
良を検出することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本実施形態にかかる物品検査
装置に用いられるコンベア装置（搬送手段に相当す
る。）を示す斜視図である。図２は、コンベア装置Ｈの
平面図である。図３は、コンベア装置Ｈの断面図を含む
物品検査装置を示す図である。

【００２３】図１において、物品の一例であるリンゴＡ
が多数整列した状態で搬送されている。図示はしていな
いが、チェーンを駆動（間欠駆動）するための駆動手段
（モータ、スプロケット等）を設けている。また、多数
のリング状の枠体３がチェーン２により連結されてい
る。図１では、３列搬送であるが、列数については特に
限定されるものではない。リング状の枠体３は内壁３ｂ
と外壁３ｃとを有し、図２に示すように、内壁３ｂから
枠体３の中心に向かって多数の（４つの）第１支持部材
３ａが伸びている。これら４つの第１支持部材３ａにリ
ンゴＡが支持されて搭載されるように構成されている。
つまり、この枠体３と第１支持部材３ａは搭載部として
機能する。なお、支持部材３ａは枠体３と一体形成され
ていてもよいし、枠体３に対して個々に取り付けるよう
にしてもよい。また、枠体３と第１支持部材３ａは樹脂
により形成し、更には抗菌処理を施しておくのが衛生上
好ましい。また、第１支持部材３ａは、可撓性を有し、
多少変形可能にしておくのが好ましい。

【００２４】また、枠体３の外壁３ｃはガイド部材１に
挟まれるようにガイドされていると共に、外壁３ｃには
ローラ７が設けられており、これにより、リンゴＡを安
定した状態で搬送できるようにしている。図２におい
て、リンゴＡは右から左へと搬送される。

【００２５】図３において、リンゴＡの上方に多数のＣ
ＣＤカメラ５（撮像手段に相当する。）が配置されてい
る。１つのリンゴＡに対して、２台のカメラ５が異なる
方向からリンゴＡの画像を撮影できるようにしている。
１つのリンゴＡの画像を撮影するためのカメラ５の台数
については特に限定されるものではなく、３台あるいは
４台以上配置してもよい。また、コンベア装置Ｈの搬送
速度に応じて、あるいは、コンベア装置Ｈの搬送速度と
は無関係に、カメラ５による撮像回数を任意に設定変更
可能にしても良い。これにより、検出精度を任意に変更
することができる。

【００２６】また、搬送経路の上方には光源６が配置さ
れている。つまり、カメラ５によりリンゴＡの反射光像
を撮影する。光源６の色については、物品の種類に応じ
て適切な色のものを用いることが好ましい。本実施形態
では、リンゴを例に挙げているが、その他に柿や梨や桃
等の果実や鶏卵その他の野菜等により適切な光源色を選
択する。物品の表面の色に応じて、表面のキズや汚れ等
を検出しやすいような光源色を選択する。なお、光源６
の配置としては、図８に示すように、さらにリンゴＡの
両側の側面部にもカメラ５を配置するのが好ましい。こ
れにより確実にリンゴＡの全体の画像を取得することが
できる。図８ではリンゴＡが１列で搬送される場合であ
るが、図４において、カメラ５による撮影の際に他のリ
ンゴＡが邪魔にならないように、リンゴＡを持ち上げる
高さをより高く設定するようにすれば、図４に示す構成
においても側面部にカメラ５を配置することが可能であ
る。

【００２７】また、図３の搭載部の下方には、相対位置
変更手段として機能する持ち上げ用のサドル４と、この
サドル４の上部には軸部４ｆ（軸芯）の外方からサドル
４の中心（軸芯）に向かって放射状に伸びる多数の第２
支持部材４ａとを備えている。第２支持部材４ａに関し
ては図５で詳述する。サドル４の下部には軸部４ｆが形
成されている。不図示の駆動機構により、サドル４を軸
部４ｆの軸芯周りにに回転させたり、上下動させたりす
ることができる。サドル４は図３に示すように搬送経路
の搬送方向の特定位置に１箇所（３列分＝搭載部３個
分）設けられているが、２箇所以上（搭載部で６個分以
上）設けても良い。

【００２８】図４は、サドル４を上方向に移動させた状
態である。これにより、リンゴＡは第２支持部材４ａに
より持ち上げられ、第１支持部材３ａから離脱する。つ
まり、リンゴＡは搭載部から持ち上げられた状態にな
る。この持ち上げ状態で、軸部４ｆを回転させることに
より、リンゴＡを回転させることができる。回転は１／
４回転（９０度）ずつ間欠駆動を行い、それぞれの回転
位置にてカメラ５による画像の撮影を行う。

【００２９】図２からもわかるように、平面視にて（サ
ドル４が待機した状態）第１支持部材３ａと第２支持部
材４ａとは円周方向に沿って交互に並ぶように（第１支
持部材３ａは９０度ピッチで、第２支持部材４ａは第１
支持部材３ａとは位相が４５度ずれた９０度ピッチで）
設定されており、第２支持部材４ａがそのまま上方に移
動したとしてもお互いに干渉しないようにしている。ま
た、図４の断面図（側面図）からもわかるように、サド
ル４が上昇した場合であっても、側面視において第１支
持部材３ａと第２支持部材４ａとが干渉しないような位
置関係になるように第１支持部材３ａと第２支持部材４
ａの形状が決められている。これにより、サドル４を回
転させたとしても、第１支持部材３ａと第２支持部材４
ａとが干渉しないので、回転をスムーズに行うことがで
きる。また、第１支持部材３ａと第２支持部材４ａとが
変形しやすい材料・構造を採用しておれば、多少、第１
支持部材３ａと第２支持部材４ａとが干渉したとして
も、大きなトラブルは発生しないと考えられる。

【００３０】図５は、第２支持部材４ａの構成例を示す
図である。第２支持部材４ａは、基部４ｄに対して取り
付けられたバネ４ｃと、このバネ４ｃを覆うカバー４ｂ
とを備えている。これにより、第２支持部材４ａを変形
しやすい構造としている。もちろん、複数の第２支持部
材４ａどうしを一体形成するような構造を採用してもよ
い。

【００３１】図６は、物品検査装置の制御ブロック図を
示している。制御装置１０（制御部に相当する。）は、
マイクロコンピュータを中核として構成されており、多
数のカメラ５の作動制御、コンベア装置Ｈとサドル４の
駆動制御を行っている。コンベア装置Ｈには、エンコー
ダ１４（搬送状態検出手段に相当する。）が設けられて
おり、コンベアの移動距離に応じたパルス信号（同期信
号）を発生する。制御装置１０は、エンコーダ１４から
のパルス信号に基づいてカメラ５の作動タイミング、つ
まり画像を所得するタイミングを決定する。例えば、コ
ンベア装置Ｈが動いているときはパルス信号が出力され
ているが、コンベア装置Ｈが停止するとパルス信号が出
力されなくなる。このパルス信号が出力されなくなって
から所定時間経過後にサドル４が持ち上げられる。そこ
で、画像を取得するタイミングとしては、パルス信号が
出力されなくなってから、サドル４によるリンゴＡの持
ち上げ動作が完了する時間を経過した後に画像を取り込
むようにすればよい。これにより、安定した画像を取り
込むことができる。

【００３２】画像処理部１１（不良検出手段）は、カメ
ラ５により撮影した画像情報を基に画像処理を行うこと
で、リンゴＡの表面のキズ（すりキズやへこみキズ等）
やヒビや汚れ等の不良を検出するものである。画像処理
は画像データから特定の特徴を抽出するための処理であ
り、例えば、本出願人による特開平１１−２８７７６３
号公報による技術を採用することができる。検出回路１
２は、画像処理部１１の処理結果に基づいて不良のリン
ゴＡを検出するものである。

【００３３】画像処理の手順の一例を説明する。まず、
リンゴＡの表面に光源６により光を照射し、カメラ５に
よりりんごＡの濃淡画像を第１画像として取り込む。こ
の第１画像を２値化して、リンゴＡが存在する部分と背
景とを区分した第２画像を作成する。ついで、第１画像
を平均化して第３画像を作成する。第１画像を第３画像
で除算してキズ部分（表面の不良）の強調を行なった第
４画像を作成する。この第４画像を第１のしきい値で２
値化した第５画像を作成し、第２画像と第５画像との論
理和により第６画像を作成する。そして、この第６画像
によりリンゴＡのキズを判定するのである。判定方法と
しては、例えば、上記第６画像により抽出された画素数
が所定値以上であればキズであると判定するものがあげ
られる。

【００３４】またその他の方法であるが、記憶装置１５
にキズのパターンをあらかじめ多数設定（記憶）させて
おく。そして、画像処理の手法を用いて特徴部分を特定
パターンとして抽出する。この抽出された特定パターン
を記憶されている設定パターンと比較する。比較の結
果、特定パターンが設定パターンと同じであるか、類似
度が高い場合には、その特定パターンはキズであると判
定する。

【００３５】＜作動説明＞本実施形態による物品検査装
置の概略作動を説明する。

【００３６】コンベア装置Ｈにより多数のリンゴＡが搬
送され、撮影すべきリンゴＡがサドル４の上にくるとコ
ンベア装置Ｈを停止させる。コンベア装置Ｈが作動して
いるときは、第２支持部材４ａは待機状態にある。コン
ベア装置Ｈの停止後、サドル４を所定量上昇させる。こ
れにより、第２支持部材４ａによりリンゴＡを持ち上げ
る。この状態でカメラ５による画像を撮影を行う。次
に、サドル４を９０度回転させる。この状態で再度撮影
を行う。以後、サドルを１８０度、２７０度と回転させ
て、それぞれの位置にて画像の撮影を行う。つまり、そ
れぞれの回転位置にて２台のカメラ５にて画像の撮影を
行う。サドル４をちょうど１回転させて元の位置に戻る
と、サドル４を下降させる。再び、リンゴＡは第１支持
部材３ａに搭載された状態となり、コンベア装置Ｈを駆
動させる。コンベア装置ＨをリンゴＡの搭載ピッチ分だ
け搬送させると再びコンベア装置Ｈを停止させる。そし
て、再びサドル４を上昇させ、以下同様の手順を繰り返
す。

【００３７】図示はしていないが、不良であると検出さ
れたリンゴＡについては、搬送経路から排出するように
構成されている。これにより品質の良いリンゴＡのみを
包装して出荷することができる。

【００３８】＜第２実施形態＞図７は、相対位置変更手
段の第２実施形態の構成を示す図である。第１実施形態
では、カメラ５が固定されており、物品であるリンゴＡ
の方を回転させる構成であったが、図７に示すようにリ
ンゴＡの方は回転させずカメラ５の方を回転させても良
い。１台又は複数のカメラ５を支持台１３（撮像手段支
持体に相当する。）に取り付けておき、この支持台１３
を不図示のモータ及び減速装置からなる回転機構により
回転させることにより、画像取得時におけるカメラ５と
リンゴＡとの相対位置関係を変更することができる。こ
れにより、リンゴＡの画像を多角的に撮影することが可
能となる。この第２実施形態においても、図８のように
側面部にカメラ５を配置して構成してもよい。

【００３９】＜別実施形態＞撮像手段としてはラインス
キャナーにより構成しても良い。搭載部の構成、相対位
置変更手段の構成については、本実施形態の構成に限定
されるものではない。カメラを回転させる場合は、連続
的に回転させる構造ではなく、基準位置に対して±１８
０゜回転するような構造の方が、配線構造が容易になる
ので好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】物品検査装置におけるコンベア装置の外観を示
す斜視図

【図２】コンベア装置の平面図

【図３】物品検査装置におけるコンベア装置の談面図

【図４】相対位置変更手段が作動した状態を示す図

【図５】第２支持部材の構造を示す図

【図６】物品検査装置の制御部図

【図７】第２支持部材にかかる相対位置変更手段を示す
図

【図８】カメラの配置例についての別実施形態を示す図

【符号の説明】

１ガイド部材２チェーン３枠体３ａ第２支持部材４サドル４ａ第２支持部材５カメラ６光源ＡリンゴＨコンベア装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｂ６５Ｇ 47/22 ＥＦターム(参考） 2F065 AA49 BB15 CC00 FF42 GG01 JJ03 JJ05 JJ26 MM03 PP15 QQ05 QQ21 QQ27 QQ32 QQ42 TT01 UU04 2G051 AA05 AB07 CA04 CA07 CD07 DA08 EA11 EB01 EC03 3F079 AC11 AC21 AC23 CA32 CA42 CB25 CB30 DA18 EA01 EA15 3F081 AA12 AA13 AA46 BB03 BE04 CA05 CA23 CC01 EA09 FA01 FB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の物品を所定の状態にて搬送経路に
沿って搬送する搬送手段と、前記搬送経路の途上に設けられ、前記物品の画像を撮影
する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像情報に基づいて、前記
物品の表面の不良を検出する不良検出手段と、前記撮像手段により前記物品の画像を撮影する際に、前
記撮影手段と撮影される前記物品との相対位置関係を変
更する相対位置変更手段とを備えたことを特徴とする物
品検査装置。
【請求項２】前記搬送手段を間欠駆動する駆動手段を
備え、前記撮像手段による前記物品の画像の撮影は、前
記搬送手段を停止した状態で行うように構成されている
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】前記搬送手段には、前記物品を搭載する
ための搭載部が多数設けられ、前記相対位置変更手段
は、前記物品を前記搭載部から持ち上げさせて回転させ
る機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載
の物品検査装置。
【請求項４】前記搭載部は、リング状の枠体と、この
枠体の内壁から枠体の中心に向かって放射状に伸びる複
数の第１支持部材とを備え、この第１支持部材により前
記物品が搭載されるように構成されることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品検査装置。
【請求項５】前記相対位置変更手段は、回転軸芯の中
心から外方に向かって放射状に伸びる複数の第２支持部
材、又は、回転軸芯の外方から中心に向かって放射状に
伸びる複数の第２支持部材を備えており、画像の撮影を行わないときには、前記第２支持部材は、
前記搭載部の下方に待機しており、画像の撮影を行うと
きには、前記第２支持部材が上方に移動して、前記物品
を前記搭載部から持ち上げて回転するように構成されて
おり、前記持ち上げ移動の際に、前記複数の第１支持部材と前
記複数の第２支持部材とが干渉しないように、前記待機
しているときの前記第１支持部材と前記第２支持部材の
配置が設定されていることを特徴とする請求項３又は４
に記載の物品検査装置。
【請求項６】前記相対位置変更手段は、前記撮像手段
を支持する撮像手段支持体と、撮像手段支持体を回転す
る回転機構とを備えており、前記撮像手段支持体を回転
させることにより、前記物品の画像を多角的に撮影可能
にした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７】前記搬送手段の搬送状態を検出する搬送
状態検出手段と、前記搬送手段と前記撮像手段の作動制
御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記搬送状態検
出手段から得られる同期信号に基づいて前記撮像手段の
動作タイミングを決定するように構成されていることを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の物品検
査装置。
【請求項８】前記不良検出手段は、前記物品の画像か
ら得られた特定パターンと、予め設定された複数の設定
パターンとを比較することにより、前記物品の不良を検
出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に
記載の物品検査装置。