JPH10104165A - 撮像式の評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個の撮像手段を設けることなく、１つの
撮像手段によって、同一の検査対象物について異なる光
学特性の複数個の撮像画像情報を得て、検査対象物の品
質を適切に評価するようにし、装置費用を低減させる。 【解決手段】 検査対象物ｋの存在予定箇所Ｓに対し
て、照明手段２からの照明光が投射され、存在予定箇所
Ｓでの検査対象物ｋの画像が、撮像手段３の撮像面３ｂ
を設定個数に分割した各撮像領域夫々に異なる光学特性
で結像され、その撮像手段３の分割された各撮像領域で
の各撮像画像情報に基づいて検査対象物ｋの品質が評価
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物の存在予定
箇所に対して照明光を投射する照明手段と、前記照明手
段にて照明された前記存在予定箇所での検査対象物の画
像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像画像情報
に基づいて検査対象物の品質を評価する品質評価手段と
が設けられた撮像式の評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記撮像式の評価装置では、例えば、検
査対象物の一例である米粒等の穀粒の複数個を、透明ガ
ラス板上の存在予定箇所に一層状態で互いに間隔を隔て
て載置させ、その存在予定箇所の穀粒層を白色光や特定
波長の照明光で照明したときの透過画像や反射画像にお
いて、各粒の大きさや形状等の外形品質、及び、特定波
長成分の光に対する透過率や反射率等の分光特性等を計
測して、穀粒の良否等を評価するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、例えば、分光特性を計測するときに
は、白色光で照明された検査対象物からの画像光が撮像
手段の撮像面に結像するまでの間の光路中に、白色光の
うちの特定波長成分の光のみを通過させる複数の色フィ
ルターを切り換えて挿入させながら、同一の検査対象物
について各波長での撮像画像を得るようにしているの
で、例えば、米粒群を搬送させながら連続して検査する
ような場合には、上記色フィルター等のバンドパスフィ
ルターの切り換え動作では対応できない。そこで、検査
対象物からの光を各波長用のフィルターを通過させて複
数個の撮像手段夫々に結像させて、同一の検査対象物に
ついて同時に各波長の画像情報を得るようにしている
が、そのため、複数個の撮像手段が必要となり、装置費
用が高くなるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消す
べく、１つの撮像手段を用いながら、検査対象物につい
て複数個の所望特性の撮像画像情報を得て、適切な品質
評価ができるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成によれ
ば、照明光が投射されて照明された検査対象物の存在予
定箇所での検査対象物の画像が、撮像手段の撮像面を設
定個数に分割した各撮像領域夫々に異なる光学特性で結
像され、その撮像手段の分割された各撮像領域での各撮
像画像情報に基づいて、検査対象物の品質が評価され
る。

【０００６】従って、１つの撮像手段によって、同一の
検査対象物について異なる光学特性の複数個の撮像画像
情報が得られ、その複数個の撮像画像情報に基づいて、
検査対象物の品質を適切に評価することができるので、
従来のように、複数個の撮像手段を設ける必要がなくな
り、装置費用を低減させることができる。

【０００７】請求項２の構成によれば、請求項１におい
て、存在予定箇所での検査対象物の画像が、撮像手段の
各撮像領域夫々に異なる倍率で結像される。

【０００８】従って、倍率の低い方の画像情報を用い
て、例えば、存在予定箇所全体における対象物の全体的
な評価（穀粒についての粒の大きさの分布状態等）を行
う一方で、倍率の高い方の画像情報を用いて、例えば、
存在予定箇所の一部における画像を拡大して詳細な評価
（穀粒についての形状の特徴解析等）を行う等、品質評
価を適切に行うことができ、もって、請求項１の好適な
手段が得られる。

【０００９】請求項３の構成によれば、請求項１又は２
において、存在予定箇所での検査対象物の画像が、互い
に異なる波長成分の光を通過させるバンドパスフィルタ
ー手段を経て撮像手段の各撮像領域夫々に結像される。

【００１０】従って、異なる波長成分の光による複数の
画像情報を用いて検査対象物の分光特性を計測して、そ
の検査対象物の組成や物性等について適切な評価を行う
ことができ、もって、請求項１又は２の好適な手段が得
られる。

【００１１】請求項４の構成によれば、請求項１〜３の
いずれか１項において、予定経路に沿って搬送されてい
る検査対象物が、その予定経路の一部である検査対象物
の存在予定箇所に搬送されると撮像手段にて撮像され
る。

【００１２】従って、例えば、穀粒等のように多数の比
較的小さな検査対象物を搬送させている場合において、
撮像位置である存在予定箇所において搬送をいちいち停
止させることなく、連続搬送状態で検査対象物の品質を
能率良く評価することができ、もって、請求項１〜３の
いずれか１項の好適な手段が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撮像式の評価装置
の実施形態を、穀粒の一例である米粒を検査対象物とし
て評価する場合について図面に基づいて説明する。

【００１４】図１及び図２に示すように、米粒ｋの群を
搬送面上に一層状態で載置して、予定経路（つまり搬送
面の移動経路）に沿って搬送する搬送手段としてのベル
トコンベア式の穀粒搬送装置１が設けられている。そし
て、その予定経路の一部が検査のための穀粒の存在予定
箇所Ｓに設定されるとともに、この穀粒の存在予定箇所
Ｓに対して照明光を投射する照明手段としての照明光源
２と、その照明光源２にて照明された上記存在予定箇所
Ｓでの米粒ｋの画像を撮像する撮像手段としての白黒式
のＣＣＤカメラ３とが設けられている。

【００１５】照明光源２は、広い範囲の波長の光を発光
する白色ランプ２ａにて構成されて、穀粒搬送装置１の
搬送面（穀粒の存在予定箇所Ｓ）に対して斜め上方の両
側から照明光を投射するように左右一対設けられてい
る。ＣＣＤカメラ３は、撮像面を形成するＣＣＤ撮像素
子３ｂを内蔵して、穀粒の存在予定箇所Ｓの上方側位置
に下向き撮像状態で設けられている。

【００１６】図３に示すように、前記存在予定箇所Ｓで
の米粒ｋの画像を、前記ＣＣＤカメラ３の撮像面すなわ
ちＣＣＤ撮像素子３ｂの撮像面を設定個数（図では、２
個）に分割した各撮像領域夫々に異なる光学特性で結像
させる光学系ＫＧが設けられている。具体的には、この
光学系ＫＧは、存在予定箇所Ｓでの米粒ｋからの光を主
レンズＬ３で受光してから、主レンズＬ３を通過した光
をハーフミラーＨＭで２つに分け、その分けた光のうち
のハーフミラーＨＭで反射した光を、ミラーＭ１で反射
させ且つ小レンズＬ１を通してからＣＣＤ撮像素子３ｂ
の分割した１つの撮像領域（Ａ領域）に結像させ、一
方、ハーフミラーＨＭを通過した光を、ミラーＭ２，Ｍ
３，Ｍ４及びＭ５で反射させて光路を長くし、且つ小レ
ンズＬ２を通してからＣＣＤ撮像素子３ｂの分割した他
方の撮像領域（Ｂ領域）に結像させている。つまり、光
学系ＫＧは、前記各撮像領域（Ａ及びＢ領域）に対する
結像倍率が異なり、Ｂ領域の画像の方がＡ領域の画像よ
りも倍率が高くなる（図５参照）ように構成されてい
る。尚、両光が他方の撮像領域に入射しないようにＡ及
びＢ領域の間を遮蔽する黒色の仕切り壁４が設けてあ
る。

【００１７】制御構成について説明すると、図４に示す
ように、マイクロコンピュータ利用の制御装置５が設け
られ、この制御装置５に、前記ＣＣＤカメラ３の撮像画
像信号が入力される一方、制御装置５からは、後述のよ
うに各種の情報を表示するためのテレビモニター９に対
する画像信号と、情報記憶用の磁気ディスク等の記憶装
置７に対する駆動信号とが出力されている。

【００１８】前記制御装置５を利用して、前記ＣＣＤカ
メラ３の撮像画像情報に基づいて、米粒ｋの品質を評価
する品質評価手段１００が構成されており、この品質評
価手段１００は、前記ＣＣＤカメラ３のの分割された各
撮像領域（ＣＣＤ撮像素子３ｂのＡ領域とＢ領域）での
各撮像画像情報に基づいて、米粒ｋの品質評価を行うよ
うに構成されている。

【００１９】図５に示す各撮像領域での画像に基づいて
行う米粒ｋの品質評価としては、例えば、倍率の低いＡ
領域の画像には、複数個の米粒ｋが存在するので、その
各米粒ｋの粒の大きさ（粒径）を、図６の度数分布グラ
フ等に表して、その分布の中央値（平均粒径）や分布の
広がり（半値幅ΔＨ）等によってその米粒群の特性を評
価する。

【００２０】又、上記Ａ領域の画像中央部の設定範囲Ａ
１を拡大したＢ領域の画像については、その拡大した範
囲に存在する米粒ｋ（図では、１個）の形状の特徴や大
きさ等を計測し、予め設定した基準と比較して評価す
る。

【００２１】そして、制御装置５は、搬送されてくる米
粒群を設定時間間隔で前記穀粒の存在予定箇所Ｓにおい
て撮像し、その各撮像画像情報に基づいて評価した結果
をテレビモニター９の画面上に表示するとともに、記憶
装置７に評価データとして記憶させる。尚、この評価デ
ータは、後で上記テレビモニター９に表示させたり、図
示しないプリンターにて出力させて確認する。

【００２２】〔別実施形態〕次に、前記光学系ＫＧの別
実施形態について説明する。すなわち、光学系ＫＧは、
前記各撮像領域（Ａ及びＢ領域）に対して互いに異なる
波長成分の光を通過させるバンドパスフィルター手段と
しての色フィルタ８を備えている。具体的には、図７に
示すように、存在予定箇所Ｓでの米粒ｋからの光を主レ
ンズＬ３で受光してから、主レンズＬ３を通過した光を
ハーフミラーＨＭで２つに分け、その分けた光のうちの
ハーフミラーＨＭで反射した光を、ミラーＭ１で反射さ
せ且つ小レンズＬ１及び色フィルタ８ａを通してから一
方の撮像領域（Ａ領域）に結像させ、一方、ハーフミラ
ーＨＭを通過した光を、ミラーＭ２及びＭ３で反射させ
且つ小レンズＬ２及び色フィルタ８ｂを通してから他方
の撮像領域（Ｂ領域）に結像させている。尚、前述の黒
色の仕切り壁４が設けられ、又、両撮像領域の画像の倍
率が等しくなるように光路長さが調整してある。色フィ
ルタの特性としては、例えば、一方の色フィルタ８ａ
は、白色ランプ２ａの発光波長のうちで、４００ｎｍか
ら５００ｎｍの範囲に含まれる第１特定波長成分（４５
０ｎｍ付近）の光を透過させ、他方の色フィルタ８ｂ
は、６３０ｎｍから６８０ｎｍの範囲に含まれる第２特
定波長成分（６５０ｎｍ付近）の光を透過させるように
設定されている。

【００２３】そして、図８に示すように、上記Ａ領域と
Ｂ領域の画像は、各分割画面内の対応する位置（例え
ば、Ａ領域のａ１とＢ領域のｂ１、Ａ領域のａ２とＢ領
域のｂ２等）に同じ米粒ｋが存在しているので、前記品
質評価手段１００が、その同じ位置の米粒ｋについての
前記第１及び第２特定波長成分での反射濃度の比等によ
って、米粒の良否等の品質を評価することになる。

【００２４】上記例では、撮像手段３の撮像面を２分割
した場合を示したが、これに限るものではなく、上記２
分割したものを、さらに同じ光学系を使用して、図９
（イ）及び（ロ）に概略的に示すように、縦及び横方向
に夫々２分割して合計４分割したり、あるいは、画面横
方向に４分割する等でもよい。この場合、３つの分割領
域に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色フィルターを通過させ
た画像を結像させることによって、通常のカラー画像情
報が得られる。

【００２５】又、撮像手段３の各撮像領域夫々に異なる
光学特性で結像させる光学系ＫＧの例は、上記のよう
に、倍率を異ならせるものや、波長特性を異ならせるも
のに限らない。例えば、各撮像領域夫々に異なるメッシ
ュサイズの像ぼかしフィルターを使用して、解像度が異
なる状態で画像をぼかすようにすることでもよい。

【００２６】上記実施例では、照明手段２を広い範囲の
波長の光を発光する広波長光源２ａにて構成し、又、そ
の広波長光源２ａの発光波長のうちの特定波長成分の光
のみを通過させるバンドパスフィルター８を設ける等し
たが、これ以外に、特定波長成分の光を発光するＬＥＤ
等の単波長光源を使用することもできる。尚、特定波長
成分も、上記実施例のような、４５０ｎｍ付近である第
１特定波長成分、及び、６５０ｎｍ付近である第２特定
波長成分に限らず、評価すべき穀粒の種類等に応じて適
切な波長成分に設定することができる。

【００２７】上記実施例では、撮像手段３をＣＣＤカメ
ラ（白黒式）によって構成したが、これに限るものでは
なく、例えば撮像管式のテレビカメラ等でもよい。又、
白黒式の撮像手段ではなく、カラー式の撮像手段（カラ
ーＣＣＤカメラ等）でもよく、その場合は、照明手段２
は、広い範囲の波長の光を発光する広波長光源２ａで構
成し、バンドパスフィルター８は不要になる。

【００２８】上記実施例では、検査対象物（穀粒）から
の反射光による反射画像によって品質評価を行う場合に
ついて説明したが、照明光が対象物を透過した透過画像
によって品質評価してもよい。この場合は、図１０に示
すように、存在予定箇所Ｓにおいて穀粒ｋが透明な保持
板１の上面に保持され、その保持板１の下方側に位置す
る光源２から投射された照明光が穀粒層を透過した画像
が、撮像手段３によって撮像される。

【００２９】上記実施例では、検査対象物（米粒）が搬
送手段１にて搬送されるようにしたが、前記穀粒の存在
予定箇所に静止している場合でもよい。

【００３０】上記実施例では、検査対象物を穀粒の１つ
である米粒にしたが、米粒等の穀粒に限るものではな
く、穀粒以外各種の物が対象となる。

【００３１】搬送手段１は、ベルトコンベア式の搬送装
置に限らない。斜めに傾斜させた板状体の上端から穀粒
等の検査対象物を滑らせるようにするものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】撮像式の評価装置の概略斜視図

【図２】同概略側面図

【図３】光学系の概略側面図

【図４】制御構成のブロック図

【図５】米粒の撮像画像を説明する図

【図６】米粒の評価の一例を示すグラフ

【図７】別実施例の光学系の概略側面図

【図８】別実施例の米粒の撮像画像を説明する図

【図９】別実施例の分割された撮像領域による撮像画像
の図

【図１０】別実施例の撮像式の評価装置の概略斜視図

【符号の説明】

１ 搬送手段 ２ 照明手段 ３ 撮像手段 ８ バンドパスフィルター手段 １００ 品質評価手段 ＫＧ 光学系

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物の存在予定箇所に対して照明
   光を投射する照明手段（２）と、前記照明手段（２）に
   て照明された前記存在予定箇所での検査対象物の画像を
   撮像する撮像手段（３）と、前記撮像手段（３）の撮像
   画像情報に基づいて検査対象物の品質を評価する品質評
   価手段（１００）とが設けられた撮像式の評価装置であ
   って、 前記存在予定箇所での検査対象物の画像を、前記撮像手
   段（３）の撮像面を設定個数に分割した各撮像領域夫々
   に異なる光学特性で結像させる光学系（ＫＧ）が設けら
   れ、 前記品質評価手段（１００）は、前記撮像手段（３）の
   分割された各撮像領域での各撮像画像情報に基づいて、
   前記検査対象物の品質評価を行うように構成されている
   撮像式の評価装置。
2. 【請求項２】 前記光学系（ＫＧ）は、前記各撮像領域
   に対する結像倍率が異なるように構成されている請求項
   １記載の撮像式の評価装置。
3. 【請求項３】 前記光学系（ＫＧ）は、前記各撮像領域
   に対して互いに異なる波長成分の光を通過させるバンド
   パスフィルター手段（８）を備えている請求項１〜２の
   いずれか１項に記載の撮像式の評価装置。
4. 【請求項４】 検査対象物を予定経路に沿って搬送する
   搬送手段（１）が設けられ、その予定経路の一部が前記
   検査対象物の存在予定箇所に形成されている請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の撮像式の評価装置。