物品検査装置及び物品検査方法
【課題】従来の検査装置の設備をできるだけ利用しつつ、従来に比べて、撮像手段の配置の制約を緩和させ、より自由度の高い設定を可能とし、より汎用性が高く、取り扱いが容易な物品検査装置を低コストで提供する。
【解決手段】物品１１を搬送する搬送手段２と、物品１１を上方側から撮像する第１撮像手段３ｄと、側方側から撮像する第２撮像手段３ａ、３ｂと、制御手段６と、を備え、上面画像１２及び側面画像１３、１４を取得し、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、第１の長さＬ１として上面画像における基準部位の長さを測定し、第２の長さＬ２として側面画像における基準部位の長さを測定し、第３の長さＬ３として側面画像における測定部位の長さを測定し、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２との対応関係に基づいて、第３の長さＬ３を補正して測定部位の長さＸを算出する。
【解決手段】物品１１を搬送する搬送手段２と、物品１１を上方側から撮像する第１撮像手段３ｄと、側方側から撮像する第２撮像手段３ａ、３ｂと、制御手段６と、を備え、上面画像１２及び側面画像１３、１４を取得し、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、第１の長さＬ１として上面画像における基準部位の長さを測定し、第２の長さＬ２として側面画像における基準部位の長さを測定し、第３の長さＬ３として側面画像における測定部位の長さを測定し、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２との対応関係に基づいて、第３の長さＬ３を補正して測定部位の長さＸを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の外観を検査する技術に関し、特に物品を搬送手段によって搬送させつつ、少なくとも搬送方向の上流側方、下流側方及び上方のそれぞれに配置された撮像手段によって、物品の外観を撮像して検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、農作物の色相、損傷、大きさ、形状、腐り具合等を検査するために、撮像手段によって農作物の外観を撮像し、基準となる画像と比較することで、色相、損傷、大きさ、形状、腐り具合等の農作物の情報を収集して検査する検査装置が知られている。かかる検査装置は、農作物を等級毎に仕分けする分別装置における外観検査手段として利用されている。
【０００３】
特許文献１には、検査装置として、農作物を搬送させる搬送路の両側に斜め前後から、さらに搬送路の上下から農作物を撮像できるように、複数の撮像カメラを設け、農作物の側部周面および上下周面を撮像することが開示されている。一般的に、各撮像カメラは、画像処理による検査の精度を高めるため、農作物が画面の中心において鮮明にかつ適当な大きさの画像となるように配置される。つまり、標準的な農作物を基準として、画面中央に農作物の中心が位置するように撮像位置を設定し、農作物の表面が被写界深度内に含まれるように各撮像カメラを撮像位置に向けて配置する。特許文献１の図３における撮像カメラの配置から明らかであるが、複数の撮像カメラは、ある撮像位置における農作物に向けて配置されており、農作物が所定の撮像位置に到達したときにすべての撮像カメラを同時に撮像するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、移動物品の撮像装置において、移動物品検出器と移動物品の移動距離を測定するエンコーダを設け、ベルトコンベアによって搬送されている移動物品を移動物品検出器によって検出し、その後、エンコーダを用いて移動物品の移動距離を計測して、検出位置からの移動距離が所定の距離となったタイミングで撮像素子を動作させて移動物品を撮像させることが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、板状体を撮像した画像における測定部位の画素数を測定し、この測定部位の画素数に、予め定めてある１画素あたりの寸法（係数）をかけることによって、板状体の寸法を撮像した画像から画像処理によって算出する方法が開示されている。特許文献３においては、板状体の寸法を算出しているが、特許文献１及び２の農作物の外観検査装置においても同様の方法によって傷や高さの寸法を算出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２４９２４９号公報
【特許文献２】特開平７−３３３１７４号公報
【特許文献３】特許第２６４０４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のとおり、撮像カメラの配置は、検査する農作物に対応させて、その向きや位置が決定される。農作物の分別装置は、一日に何品種もの仕分けを行うことがあり、品種によっては、その大きさや形状が大きく異なることもあるため、撮像カメラの配置を変更したり、品種に応じて撮像カメラを複数設けたりする必要があった。さらに、季節や時期に応じて、異なる種類の農作物を仕分けすることもあり、この場合にも、農作物の種類に応じて配置を変更したり、複数設けたりする必要があった。
【０００８】
撮像カメラの配置を変えずに、大きさや形状が異なる農作物を同じ配置で撮像した場合、農作物の中心が画面の中心からずれてしまい農作物の画像が小さくなったり、画面から画像がはみ出したりすることがある。画像が小さくなると、解像度不足によって十分な検査を行うことができない場合がある。また、画面から画像がはみ出してしまうと、はみ出した部分の検査ができず、検査装置として不完全なものとなってしまう。さらに、農作物の大きさや形状の違いによって、撮像カメラから農作物の表面までの距離が変わることによって、農作物の表面の一部又は全部が被写界深度の範囲外となり、画像がぼけて不十分な検査となる可能性もある。
【０００９】
加えて、撮像カメラで物品を撮像する際に、照明によって物品を照らしながら撮像する場合は、通常、撮像カメラと照明が一体化されているため、撮像カメラから農作物の表面までの距離が遠くなると照明からも遠くなり、その結果、画像が暗くなってしまうので、色相判定等において均一な判定を行うことが困難であった。さらに、物品の上方を撮像するための撮像カメラを設けた場合には、上流側に設けられた撮像カメラからの照明と、下流側の撮像カメラからの照明が均等に照射される位置、すなわち、上流側の撮像カメラと下流側の撮像カメラの中間地点において、上方の撮像カメラの光軸が物品の中心に対し垂直となるように上方の撮像カメラを配置しなければならなかった。上方の撮像カメラを上記配置としないと、その画像に上流側と下流側の照明による明暗のムラが生じてしまうので、色相判定等において均一な判定を行うことができなかったのである。
【００１０】
図１５は、上記問題点を説明するための図であり、従来の検査装置２１の撮像時における撮像カメラ２３ａ〜２３ｄの配置と大きさが異なる農作物３１ａ、３１ｂとの配置状態を示す概略平面図である。また、図１６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ撮像された大きさが異なる農作物３１ａ〜３１ｂの画像を示すものである。図１５において、農作物３１ａ〜３１ｂとして、大きい農作物３１ａ及び小さい農作物３１ｂの２つの種類の異なる農作物を例示している（図１５においては、撮像位置及び検知位置Ｄ以外の農作物は省略している）。農作物３１ａ〜３１ｂは、ベルトコンベアなどの搬送手段２２によって、順次、一列に整列された状態で矢印の方向に搬送される。特許文献２に記載されている撮像方法によれば、検査装置２１は、移動物品検出器２４によって移動する農作物３１ａ〜３１ｂを検出し、エンコーダ（図示せず）を用いて農作物３１ａ〜３１ｂの移動距離を計測して、検出位置Ｄから所定の距離だけ移動した撮像位置において複数の撮像カメラ２３ａ〜２３ｄを同時に動作させて、一度に農作物３１ａ〜３１ｂの全側面を撮像している。なお、図１５の移動物品検出器２４は、農作物によって遮断された光線が再び通過するようになった時点、すなわち、農作物の最後部を検出位置Ｄとして検知する手段である。
【００１１】
図１５においては、搬送される農作物のうち最も大きい農作物を基準として、撮像カメラ２３ａ〜２３ｄが配置されている。撮像カメラ２３ａ〜２３ｄは、最も大きい農作物が画面内に納まり、且つ農作物の表面が被写界深度の範囲内となるように、撮像位置からある程度の距離を持たせて配置されている。また、農作物の全側面を撮像できるように、４つの撮像カメラ２３ａ〜２３ｄは、農作物を中心として四方に搬送方向に対して斜め４５°となるように配置されている。さらに、撮像カメラ２３ａ〜２３ｄで撮像する際に、物品表面を明るく照らすため、各撮像カメラ２３ａ〜２３ｄの上方には、それぞれ照明２５ａ〜２５ｄが設けられている。
【００１２】
図１６（Ａ）は、搬送方向上流（農作物の後方）に配置された撮像カメラ２３ａによる大きい農作物３１ａの画像であり、図１６（Ｂ）は、搬送方向下流（農作物の前方）に配置された撮像カメラ２３ｃによる大きい農作物３１ａの画像である。図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すとおり、撮像カメラは大きい農作物３１ａを基準としているため、画面の中央に、適度な大きさで大きい農作物３１ａが撮像されている。
【００１３】
図１６（Ｃ）は、搬送方向上流（農作物の後方）に配置された撮像カメラ２３ａによる小さい農作物３１ｂの画像であり、図１６（Ｄ）は、搬送方向下流（農作物の前方）に配置された撮像カメラ２３ｃによる小さい農作物３１ｂの画像である。前述したとおり、図１５の装置は、検出位置Ｄからの移動距離が所定の距離（撮像位置）となったタイミングで撮像するものであり、農作物の最後端部を検知している。このため、搬送方向上流（農作物の後方）に配置された撮像カメラ２３ａでは、撮像位置における大きい農作物３１ａの表面も小さい農作物３１ｂの表面も、撮像カメラのレンズからほぼ同じ距離である。よって、図１６（Ｃ）では、中心位置からずれてはいるものの、小さい農作物３１ｂの画像は、大きい農作物３１ａに比べて、実際の比率と同程度の割合であり、また鮮明なものであった。これに対し、搬送方向下流（農作物の前方）に配置された撮像カメラ２３ｃでは、撮像位置における大きい農作物３１ａの表面に比べて、小さい農作物３１ｂの表面は遠くなってしまう。この結果、図１６（Ｄ）の小さい農作物３１ｂの画像は、中心位置からずれており、大きい農作物３１ａに対し実物の比率に比べてさらに小さく撮像されてしまう。さらに、撮像カメラ２３ｄ及び２３ｃの照明２５ｄ及び２５ｃからも遠くなるので、画像が暗くなってしまう。このため、小さい農作物３１ｂの正確な大きさや色相を検査することができず、また場合によっては画像が小さすぎたり、暗すぎて表面の傷などを十分に検査できない場合もあり得る。
【００１４】
従来、このような問題が生じていたため、実際の運用においては、撮像対象である農作物の大きさが変わると、その都度、オペレーターが手作業によって撮像カメラの配置やピントを変更していたが、かかる変更作業は、オペレーターにとって負担であったし、変更作業を怠ると正常な検査ができなかった。さらに、従来の手作業による変更では、大きさの異なる農作物が混在していた場合には対応することはできなかった。
【００１５】
そこで、大きさの異なる農作物が混在していた場合であっても、オペレーターの手作業を介在することなく正確な検査をするために、本出願人は、検査の対象となる農作物の大きさ及び種類に応じて、上流及び下流の側方に配置された撮像カメラの撮像のタイミングを独立して設定することを提案した（特願２００９−２６５１５１号）。
【００１６】
しかしながら、複数の撮像タイミングを独立して設定した場合、撮像のタイミングによって、側方に配置された各撮像カメラと対象となる農作物の表面との間の距離（ＷＤ：Ｗｏｒｋ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が上流と下流とで変わることがあり、各撮像カメラによって撮像された農作物の側面画像毎に、側面画像の見かけの大きさ（画素数）が変わる。すなわち、撮像された側面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係が変動するため、一つの係数に基づいて画像の大きさから実際の寸法を算出することができなかった。
【００１７】
したがって、例えば、撮像された画像から傷等が発見されたとしても、その傷の見かけの長さ（画素数）を実際の長さに補正し、農作物の良否を判定することが難しかった。
【００１８】
本発明は、上記の従来技術を踏まえて、従来の検査装置の設備をできるだけ利用しつつ、従来に比べて、撮像手段の配置の制約を緩和させ、より自由度の高い設定を可能とし、その結果として、より汎用性が高く、取り扱いが容易な物品検査装置及び方法を低コストで提供することを主たる目的とする。また、本発明の副次的な目的としては、大きさや形の異なる物品を複数の撮像手段で撮像する場合において、適切な画像を撮像できるような物品検査装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
そこで、本発明の物品検査装置は、前述した課題を解決するため、物品の外観を検査する物品検査装置であって、前記物品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を上方側から撮像する第１撮像手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を側方側から撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１撮像手段によって撮像された前記物品の上面画像及び前記第２撮像手段によって撮像された前記物品の側面画像を取得し、前記取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする。
【００２０】
また、前記物品検査装置において、前記制御手段は、前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算することが好ましい。
【００２１】
また、前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、前記第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、前記第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであることが好ましい。
【００２２】
また、前記物品検査装置において、前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、前記搬送手段は、大きさ及び形状の異なる複数種類の物品を搬送するとともに、前記制御手段は、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定することができ、搬送される物品の大きさ、形状又は種類に応じて、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定でき、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像する第２の設定を有することが好ましい。
【００２３】
また、前記第２の設定は、前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が小さい場合に、前記上流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記下流の第２撮像手段を撮像し、前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が大きい場合に、前記下流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記上流の第２撮像手段を撮像することが好ましい。
【００２４】
また、前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が長軸及び短軸を有する形状であって、前記搬送手段は、前記物品の長軸又は短軸が前記第２撮像手段の撮像方向に対して略直角となるように前記物品の向きを規制し、前記基準部位は、前記物品の長軸又は短軸であることが好ましい。
【００２５】
また、搬送手段によって前記物品を搬送し、第１撮像手段によって前記物品を上方側から撮像し、第２撮像手段によって前記物品を側方側から撮像し、前記物品の上面画像及び側面画像を取得し、該取得した上面画像及び側面画像に基づき物品の外観を検査する物品検査方法であって、該取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする。
【００２６】
また、前記物品検査方法において、前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算することが好ましい。
【００２７】
また、前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであることが好ましい。
【００２８】
また、前記物品検査方法において、前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定して、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像し、前記物品の複数の側面画像を取得することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、検査の対象となる物品の基準部位（第１撮像手段によって撮像された上面画像と第２撮像手段によって撮像された側面画像とにおいて、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位）が、上方から観ても、何れの側方から観ても、略同一の長さとなることを利用して、すなわち、第１撮像手段によって撮像された上面画像における基準部位の長さと側方画面における基準部位の長さとの対応関係を利用して、側面画像における傷等の部位の長さを補正することによって、正確な検査をすることができる。しかも、本発明は、最低限、第２撮像手段の画像を補正する制御手段を付加すれば実現可能であるため、従来の検査装置の設備の大半をそのまま利用することが可能であり、より汎用性が高く、取り扱いが容易な物品検査装置を低コストで提供することができる。
【００３０】
また、搬送手段の上流側及び下流側にそれぞれ配置された上流の第２撮像手段及び下流の第２撮像手段に対し、それらの撮像タイミングを独立して制御できる制御手段を設け、搬送手段によって搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、物品と第２撮像手段との距離が所定の関係となるように制御手段によって第２撮像手段の撮像タイミングを制御して、大きさ又は位置が適切な画像を得るようにすれば、大きさの異なる物品に対し、それぞれ適切な画像を得ることができ、従来に比べて、第２撮像手段の配置の制約を緩和させ、より自由度の高い設定が可能である。
【００３１】
特に、上流の第２撮像手段と下流の第２撮像手段を同時に撮像する第１の設定と、上流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから下流の第２撮像手段を撮像する第２の設定とを有する場合、第１の設定によって、数量の多い標準品等を高速で処理することができ、また、第２の設定によって、上流の第２撮像手段に近い位置で物品の後方部分を撮像した後、物品が搬送され、下流の第２撮像手段に近付いた位置で物品の前方部分を撮像するため、各第２撮像手段から物品の表面までの距離が近くなり、大きさが小さい物品であっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。
【００３２】
さらに、下流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから上流の第２撮像手段を撮像する第３の設定を有する場合、第３の設定によって、下流の第２撮像手段から離れた位置で物品の前方部分を撮像した後、物品が搬送され、上流の第２撮像手段から離れた位置で物品の後方部分を撮像するため、各第２撮像手段から物品の表面までの距離が遠くなり、外形が大きいものであっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。
【００３３】
さらに、物品の大きさを測定する計測手段を備え、制御手段が、計測手段によって測定された物品の大きさに応じて、撮像タイミングの設定を変更すれば、オペレーターによる設定の切り替えが不要であり、何品種もの物品を混在している場合や、同一品種内でサイズのばらつきが大きい物品（主に農産物）であっても、適切なサイズの画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にかかる物品検査装置全体の概略構成図
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ複数の撮像手段の配置の他の実施形態を示す概略構成図
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ各位置の撮像時における物品の配置と撮像手段との関係を示す図
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１撮像手段によって撮像された物品（大）（中）（小）の上面画像を示す説明図
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２撮像手段によって上流から撮像された物品（大）（中）（小）の側面画像を示す説明図
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２撮像手段によって下流から撮像された物品（大）（中）（小）の側面画像を示す説明図
【図７】補正処理の第１の例を示すフローチャート
【図８】物品の基準部位の実際の長さと、第１撮像手段によって撮像された上面画像における基準部位の第１の長さとの関係を示す説明図
【図９】補正処理の第２の例を示すフローチャート
【図１０】紡錘体である物品の配置と撮像手段との関係を示す図
【図１１】（Ａ）は第１撮像手段によって撮像された物品の上面画像を示す説明図、（Ｂ）は長軸に直角な光軸の第２撮像手段によって撮像された物品の長軸方向の側面画像を示す説明図、（Ｃ）は短軸に直角な光軸の第２撮像手段によって撮像された物品の短軸方向の側面画像を示す説明図
【図１２】紡錘体である物品の他の配置と撮像手段との関係を示す説明図
【図１３】（Ａ）は第１撮像手段によって撮像された物品の上面画像を示す説明図、（Ｂ）は図１２に示した配置において下流側の第２撮像手段によって撮像された物品の側面画像を示す説明図
【図１４】本発明にかかる他の物品検査装置の概略構成図
【図１５】従来の検査装置の概略構成図
【図１６】（Ａ）〜（Ｄ）は従来の検査装置によって撮像された農作物の画像の例
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。
【００３６】
［第１実施形態］
図１は、本発明にかかる物品検査装置１全体の概略構成図である。図１において、物品検査装置１は、搬送手段２と、複数の撮像手段３（図面の３ａ、３ｂ等をまとめて「３」とする。以下他の枝番が付加されているもの、例えば物品１１ａ、１１ｂ等についても同じ）と、物品検出手段４と、搬送距離測定手段５と、制御手段６とを備えている。
【００３７】
搬送手段２は、図示しない駆動源からの駆動力によって、所要の搬送速度で物品１１を矢印方向（以下「搬送方向」といい、物品の供給元側を「上流側」と呼び、搬送先側を「下流側」と呼ぶ。以下同じ）に上流側から下流側に搬送するものであり、例えば、ベルトコンベヤ、ローラーコンベヤ、オーバーヘッドコンベヤ、パケットコンベヤ等を使用することができる。搬送手段２は、搬送速度を変化させることができてもよいし、搬送経路が直線であっても、曲線であってもよい。さらに、物品を一列に整列させるための整列手段を備えていることが好ましい。整列手段としては、例えば、物品を所定の位置にガイドするためのガイド板を設けたり、搬送方向と直交する搬送経路の断面形状をＶ字状にして、傾斜によって物品を所定の位置に整列させてもよい。また、搬送手段２は、ベルト上やローラー上に直接物品１１を載せて搬送してもよいし、容器、皿等の上に物品１１を載せた状態で搬送してもよい。ただし、物品の下面も検査する場合には、容器、皿等として、透明なものを使用する。
【００３８】
搬送され検査される物品としては、少なくとも複数の角度からの側面の画像が必要とされる物品であり、搬送しながら画像が撮像される検査が行われる物品に適用することができる。各物品は、上方から撮像した上面画像と側面から撮像した側面画像とにおいて、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位（領域を含む）を有している。この部位を以下「基準部位」と呼ぶ。
【００３９】
第１の実施形態において、検査の対象とする物品は、上方から観た水平断面が略円形となる形状であり、上方から観た水平断面の直径と側方から観た胴部の幅とが略同一となる対応関係を持つため、略円形の断面が基準部位となる。このような形状としては、例えば、球体、円柱、横長の楕円体（短軸を回転軸とする扁楕円体）、円錐、円錐台、円環体、その他の回転体等が当てはまる。なお、後述するように断面が略円形ではない物品であっても、物品の向きと側面からの撮像方向が特定の関係を満たせば、基準部位を有することがある。
【００４０】
物品１１として、具体的には、例えば、みかん、柿、梨、洋梨、桃、りんご、メロン、スイカ、トマト、いちご、アボカドなどの農産物、競技用のボール、カップ・瓶入りの各種食品等が挙げられる。なお、容器等を用いて縦置きの状態で安定して搬送することができる場合、物品１１は、縦長の楕円体（長軸を回転軸とする長楕円体）であってもよい。長楕円体の物体１１として、具体的には、例えば、キウイフルーツ、芋、卵等が挙げられる。特に、本発明の検査装置においては、異なる種類（大きさ又は形状）の物品１１も搬送、検査することができる。なお、物品１１は、搬送手段２によって等間隔に搬送される必要はなく（当然、等間隔であってもよい）、撮像する際に重ならない程度の距離を離間して一列になって搬送されていればよい。図１においては、大中小の３種類の大きさの異なる物品（大）１１ａ、（中）１１ｂ、（小）１１ｃを搬送する。
【００４１】
複数の撮像手段３は、物品１１の外観を撮像するものであり、物品１１の検査される角度に合わせて複数設けられ、制御手段６によって撮像タイミングが制御される。本発明の検査装置１においては、物品１１の上面を撮像する第１撮像手段３ｄと、物品１１の側面を撮像する第２撮像手段とを有している。第２撮像手段は、搬送方向について異なる位置に配置され、物品１１を搬送方向の上流側から撮像する上流の第２撮像手段３ａと、物品１１を搬送方向の下流側から撮像する下流の第２撮像手段３ｂとを有していることが好ましい。上流の第２撮像手段３ａと下流の第２撮像手段３ｂは、標準品に対しては、所定の撮像位置において、同時に撮像して画像を取得できるように配置されている。なお、各撮像手段に照明を設けた場合、完全に同時に撮像すると、対向する撮像手段の照明が逆光として入射してしまい正常な画像を取得できないため、従来から、ある撮像手段が撮像している間は他の撮像手段の照明を消灯して撮像していた。このため、検査装置の分野において、同時に撮像するとは、撮像手段のシャッタースピード程度の時間差で順次撮像することも含まれる。例えば、撮像手段のシャッタースピードが１／２０００秒（＝０．５ｍｓ）だとすれば、４つの撮像手段によって四方向から物品を撮像する場合、１／２０００秒×４＝２ｍｓ程度の時間で撮像していた。これは、搬送速度が１０００ｍｍ／ｓだった場合は、物品が２ｍｍ移動する間に撮像を終了することになる。つまり、所定の撮像位置も、同時と同様に、厳密な一点のみを指すものではなく、数ｍｍ程度の領域を含むのである。シャッタースピードは、搬送速度と関連しており、搬送速度が速い場合には、画像がぶれないように、シャッタースピードを短くする必要があり、反対にシャッタースピードを長くするためには搬送速度を遅くする必要がある。このことから、同時に含まれる期間は、数ｍｍ程度の所定の撮像位置において撮像できる期間であればよい。
【００４２】
さらに、物品１１の下面を撮像する撮像手段（図示省略）または物品１１を真横から撮像する第２撮像手段３ｃ（図２（Ｂ）参照）を設けてもよい。複数の撮像手段３によって撮像された画像は、制御手段６において、外観が検査される。撮像手段としては、通常、撮像カメラ（デジタルカメラ）が使用されるが、かかる構成に限定されるものではなく、二次元画像が得られればよい。また、可視光だけに限定されず、その他の赤外線や紫外線等を検出する撮像手段でもよい。さらに、撮像手段には、物品を照らすための照明（図示せず）を設けることが好ましい。照明としては、ＬＥＤランプ又はハロゲンランプを使用することができる。
【００４３】
上流の第２撮像手段３ａは、物品１１を搬送方向の上流側から撮像して、物品１１の搬送方向の後方の少なくとも一部を含むような画像を得るためのものである。このため、上流の第２撮像手段３ａの光軸は、搬送方向の下流側を０°とした場合（以下、特に断らない限り光軸の角度はかかる基準を適用し、時計回りの角度を正とする）、±９０°未満の角度である。また、上流の第２撮像手段３ａは、搬送手段上の物品１１よりも上方に配置して、物品１１の搬送方向の後方上部を中心に撮像してもよいし、物品１１よりも下方に配置して、物品１１の搬送方向の後方下部を中心に撮像してもよい。上流の第２撮像手段３ａ自体は、１つ若しくは複数設けることができ、上流の第２撮像手段３ａが２つの場合は、通常、搬送手段について対称に配置され、搬送方向の後方の左右両側を同時に観察できるようにされている。従来は、２つの上流の第２撮像手段３ａの各光軸が±４５°となるように配置されていた。しかし、本発明においては、撮像タイミングを独立して制御可能であるため、かかる配置に限定されない。例えば、複数の上流の第２撮像手段３ａを搬送方向において異なる位置に配置してもよいし、複数の上流の第２撮像手段３ａを異なる高さに複数設ける構成であってもよい。また、上流の第２撮像手段３ａが１つの場合は、上流の第２撮像手段３ａは、他の撮像手段の死角を補う位置に配置される。この場合の上流の第２撮像手段３ａの光軸の向きは、±３０°未満の範囲となることが好ましい。
【００４４】
下流の第２撮像手段３ｂは、物品１１を搬送方向の下流側から撮像して、物品１１の搬送方向の前方の少なくとも一部を含むような画像を得るためのものである。このため、下流の第２撮像手段３ｂの光軸の角度は、９０°〜１８０°又は−９０°〜−１８０°の範囲である。また、下流の第２撮像手段３ｂは、水平面において、物品１１よりも上方に配置して、物品１１の搬送方向の前方上部を中心に撮像してもよいし、物品１１よりも下方に配置して、物品１１の搬送方向の前方下部を中心に撮像してもよい。下流の第２撮像手段３ｂ自体は、１つ若しくは複数設けることができ、下流の第２撮像手段３ｂが２つの場合は、通常、搬送手段について対称に配置され、搬送方向の前方の左右両側を同時に観察できるように配置される。従来は、下流の第２撮像手段３ｂの各光軸が±１３５°となるように配置されていた。しかし、本発明においては、撮像タイミングを独立して制御可能であるため、かかる対称な配置に限定されず、複数の下流の第２撮像手段３ｂを搬送方向において異なる位置に配置してもよいし、複数の下流の第２撮像手段３ｂを異なる高さに複数設ける構成であってもよい。また、下流の第２撮像手段３ｂが１つの場合は、下流の第２撮像手段３ｂは、他の撮像手段の死角を補う位置に配置される。この場合の下流の第２撮像手段３ｂの光軸の角度は１５０°〜１８０°又は−１５０°〜−１８０°の範囲となることが好ましい。
【００４５】
図１においては、複数の撮像手段として、上面を観察するための第１撮像手段３ｄと２つの上流の第２撮像手段３ａと２つの下流の第２撮像手段３ｂを有し、さらに、下面を観察するための図示しない撮像手段とを有している。２つの上流の第２撮像手段３ａは、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ４５°及び−４５°となるように配置され、２つの下流の第２撮像手段３ｂも、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ１３５°及び−１３５°となるように配置されている。２つの上流の第２撮像手段３ａの光軸及び２つの下流の第２撮像手段３ｂの光軸が、一点で交差するように配置されることが好ましい。さらに、物品１１の中心の上方に上面を観察するための第１撮像手段３ｄが配置され、物品１１の中心の下方に下面を観察するための撮像手段（図示省略）が配置される。典型的には、撮像タイミングを合わせるために、上流の第２撮像手段３ａ及び下流の第２撮像手段３ｂの光軸の交点の上方及び下方に第１撮像手段３ｄ及び下面を観察するための撮像手段（図示省略）が配置される。
【００４６】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ複数の撮像手段の配置の他の実施形態を示すものであり、（Ａ）は、２つの上流の第２撮像手段３ａと１つの下流の第２撮像手段３ｂとを備えた実施形態の一例であり、（Ｂ）は、１つの上流の第２撮像手段３ａと１つの下流の第２撮像手段３ｂと、さらに搬送方向に対して垂直な光軸を持つ１つの側面の第２撮像手段３ｃとを備えた実施形態の一例である。図２（Ａ）では、光軸の方向が６０°及び−６０°の２つの上流の第２撮像手段３ａが、搬送方向に対して対称に配置され、下流側には、光軸の方向が１８０°の１つの下流の第２撮像手段３ｂが搬送経路上に配置されている。各撮像手段の光軸の交点は上記搬送手段上で交差するように配置されている。なお、ここでいう交差とは、各撮像手段を同時に撮像することによって、物品１１の全周囲を撮像するための配置であり、各撮像手段の光軸が厳密に一点で交差する場合だけではなく、物品１１の範囲内において上下左右方向に多少のズレがある場合も含んでいる。図２（Ｂ）では、光軸の方向が３０°の１つの上流の第２撮像手段３ａと、光軸の方向が１５０°の１つの下流の第２撮像手段３ｂと、光軸の方向が−９０°の１つの側面の第２撮像手段３ｃとが配置されている。図２（Ｂ）においても、各撮像手段の光軸の交点が、物品１１の中心と重なるように配置されている。なお、図２（Ｂ）の側面の第２撮像手段３ｃの撮像タイミングは、物品の大きさに関係なく、物品の中心が光軸上に到達する時点で撮像することが好ましい。
【００４７】
物品検出手段４及び搬送距離測定手段５は、図１においては、位置特定手段の一部となるものであり、物品検出手段４によって物品１１を検出し、その後、搬送距離測定手段５によって検出位置からの距離を測定することで、制御手段６は、搬送される物品１１の現在位置を特定することができる。ただし、位置特定手段としては、かかる構成に限定されるものではない。例えば、搬送速度が一定であれば、物品検出手段４と時間を測定するクロック回路（水晶振動子等）を組み合わせることで、位置を特定することができる。また、物品検出手段４の検出位置において撮像を開始する場合は、物品検出手段４を複数個設けることによって、検出した物品検出手段４の配置によって物品１１の位置を特定することもできる。また、全く異なる手段、例えば物品１１を載せる容器に電波の発振機を取り付けておき、電波を受信することで容器に載っている物品１１の位置を特定する位置特定手段であってもよい。つまり、撮像するタイミングを制御するために、搬送される物品１１の位置を特定できれば位置特定手段として利用することが可能である。
【００４８】
また、物品検出手段４及び搬送距離測定手段５は、物品検出手段４が物品１１を検出してから検出しなくなるまでの距離を搬送距離測定手段５によって測定することにより、制御手段６は、物品１１の長さを測定することができるので、計測手段として機能させることもできる。しかし、上述した位置特定手段と同様、計測手段もかかる構成に限定されるものではなく、その他の手段であっても物品１１の大きさを測定できれば計測手段として利用することができる。
【００４９】
物品検出手段４は、搬送手段２の搬送経路の少なくとも撮像手段３によって撮像される地点又は同地点よりも上流に配置された物品１１の存在を検出するセンサを有する。物品検出手段４として、例えば、発光素子と受光素子の組み合わせを使用することができ、発光素子からの光を物品が遮ることによって物品の前端部を検出でき、さらにその後、遮光されていた光を受光素子が受光し始めることによって物品の後端部を検出できる。しかし、物品検出手段４は、かかる構成に限定されるものではなく、圧力センサや赤外線センサなど適宜使用することができる。物品検出手段４で検出した物品１１に関する情報は、制御手段６に入力される。
【００５０】
搬送距離測定手段５は、搬送手段２による物品１１の搬送距離を測定するものであり、物品検出手段４によって検出された位置からの距離を測定することで、撮像タイミングを制御するためのものである。搬送距離測定手段５として、例えば、エンコーダ等のパルス発生器によって、コンベヤの図示しない回転軸に接続させて回転軸の回転角度を検出して搬送距離を測定してもよいし、搬送速度と搬送時間を検出して搬送距離を測定してもよい。搬送距離測定手段５で検出した距離に関する情報は、制御手段６に入力される。
【００５１】
制御手段６は、少なくとも複数の撮像手段３の撮像タイミングを制御するものであり、特に本発明においては、複数の撮像手段３のうち上流の第２撮像手段３ａの撮像タイミングと下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定できるものである。そして、制御手段６は、物品１１の大きさ又は種類に応じて、上流の第２撮像手段３ａの撮像タイミングと下流の第２撮像手段３ｂの撮像タイミングの組み合わせを複数設定できる。このため、搬送される物品１１の大きさや種類が変わっても、撮像タイミングの設定を変更するだけで、物品検査装置１を利用することが可能なのである。また、制御手段６は、第１撮像手段３ｄによって撮像された上面画像及び第２撮像手段３ａ、３ｂによって撮像された側面画像を取得し、画像処理によって物品の外観を検査する。
【００５２】
さらに、制御手段６は、物品検査装置１のその他の機能についても制御してもよい。例えば、装置の起動と終了や、搬送速度の調整、搬送経路の設定の制御ができてもよいし、撮像した画像を加工してもよい。制御手段６としては、例えば、演算機能と記憶機能を備えた情報処理装置を使用することができる。演算機能は、例えば、プロセッサによって構成されてもよい。記憶機能は、例えば、半導体メモリ、ハードディスク装置等によって構成されてもよい。プロセッサは、例えば、ハードディスク装置から半導体メモリにロードされたプログラムを実行することによって、各種処理を実現する。
【００５３】
撮像タイミングの組み合わせとしては、大きく分けて次の３パターンに分類できる。但し、後述するとおり、第２パターン及び第３パターンの場合、一つのパターンの中でも、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定することはできる。
【００５４】
第１パターン：上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂを同時に撮像させるパターン
第２パターン：先に上流の第２撮像手段３ａを撮像させ、その後、下流の第２撮像手段３ｂを撮像させるパターン
第３パターン：先に下流の第２撮像手段３ｂを撮像させ、その後、上流の第２撮像手段３ａを撮像させるパターン
【００５５】
第１パターンは、従来技術における撮像タイミングと実質的に同じであるが、上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂの撮像タイミングを独立して設定できるのであるから、当然、同時に設定することも可能である。第１パターンは、高速処理が可能であるから、検査装置１において、標準又は最頻物となる物品１１（以下「標準品」という）の撮像タイミングとすることが好ましい。そして、第１パターンの撮像位置（位置Ａ）は１点であり、上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂは、かかる撮像位置Ａにおいて、物品１１が画面の中心において鮮明にかつ適当な大きさの画像となるように配置されることが好ましい。図１においては、物品（中）１１ｂを標準品としている。図１においては、物品１１（中）の中心が、各撮像手段３の光軸の交点に配置されるように位置Ａが設定されている。
【００５６】
第２パターンは、搬送経路の上流側の位置Ｂ１において、上流の第２撮像手段３ａによって撮像し、その後、下流側の位置Ｂ２において、下流の第２撮像手段３ｂを撮像させるものである。第２パターンは、標準品に比べて小さい物品の場合に適用することが好ましい。すなわち、上流の第２撮像手段３ａに近い位置Ｂ１で物品１１の後方部分を撮像した後、物品１１が搬送され、下流の第２撮像手段３ｂに近付いた位置Ｂ２で物品１１の前方部分を撮像する。このため、各撮像手段から物品１１の表面までの距離が近くなり、大きさが小さいものであっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。第２パターンにおいては、上流の第２撮像手段３ａから位置Ｂ１までの距離と下流の第２撮像手段３ｂから位置Ｂ２までの距離をほぼ同じにすることで、撮像した各画像の大きさ（実物との比率）を同じにすることができるので好ましい。
【００５７】
第２パターンは単に順番を特定しているだけであり、物品１１の大きさや種類に応じて、上流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｂ１）や下流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｂ２）をそれぞれ変更できる。このため、仮に、制御手段６において設定された撮像タイミングの組み合わせが、第２パターンだけであっても、位置Ｂ１又は位置Ｂ２の設定を変えることで、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせが設定できる。
【００５８】
第３パターンは、搬送経路の上流側の位置Ｃ１において、下流の第２撮像手段３ｂによって撮像し、その後、下流側の位置Ｃ２において、上流の第２撮像手段３ａを撮像させるものである。第３パターンは、標準品に比べて大きい物品の場合に適用することが好ましい。すなわち、下流の第２撮像手段３ｂから離れた位置Ｃ１で物品１１の前方部分を撮像した後、物品１１が搬送され、上流の第２撮像手段３ａから離れた位置Ｃ２で物品１１の後方部分を撮像する。このため、各撮像手段から物品１１の表面までの距離が遠くなり、外形が大きいものであっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。第３パターンにおいては、上流の第２撮像手段３ａから位置Ｃ２までの距離と下流の第２撮像手段３ｂから位置Ｃ１までの距離をほぼ同じにすることで、撮像した各画像の大きさ（実物との比率）を同じにすることができるので好ましい。
【００５９】
第３パターンは単に順番を特定しているだけであり、物品１１の大きさや種類に応じて、上流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｃ１）や下流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｃ２）をそれぞれ変更できる。このため、仮に、制御手段６において設定された撮像タイミングの組み合わせが、第３パターンだけであっても、位置Ｂ１又は位置Ｂ２の設定を変えることで、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせが設定できる。
【００６０】
なお、上記３パターンは、上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂの撮像タイミングについてのみ分類したのであって、さらに、上面、真横、下面を撮像する撮像手段が設けられていた場合には、それらの撮像タイミングによって、さらにパターンは増える。ただし、基本的には、上面、真横、下面を撮像する撮像手段は、撮像手段の光軸上に物品の中心が位置したタイミングで撮像されることになる。
【００６１】
さらに、制御手段６は、物品検出手段４及び搬送距離測定手段５によって、物品１１の長さを測定し、かかる長さに基づいて、撮像タイミングの設定を自動的に変更できることが好ましい。この場合、撮像タイミングの設定として、ある範囲の長さについては第１の設定、他の範囲については第２の設定を制御手段６に登録しておき、測定した長さが何れの範囲に属するのかを判断して設定を変更してもよい。この場合、物品の種類に関係なく、物品の長さに応じて適切な画像を得ることができる。また、測定した長さから、物品の種類を判別して、判別した種類の物品用の設定に変更してもよい。この場合には、判別した種類の物品に特有の検査（例えば仕分け処理、色合等）も実施することが可能である。また、撮像位置を求める関数に測定した物品の長さを入力して、撮像位置を算出して、撮像タイミングを変更してもよい。この場合、物品の種類に関係なく、物品の長さに応じてより適切な画像を得ることができる。
【００６２】
撮像位置である位置Ａ、位置Ｂ１、位置Ｂ２、位置Ｃ１及び位置Ｃ２は、物品検出手段４の検出位置Ｄとそこからの距離（０を含む）によって設定することができる。撮像タイミングとして、物品の何れの部位が撮像位置に到達した時点とするかは、あまり重要ではなく、撮像時における物品と撮像手段の相対的な位置関係が同じであれば、物品の部位と位置との関係は適宜設定することができる。すなわち、長さ１０ｃｍの物品の先端部がある位置Ａに到達したタイミングは、当該物品の中心部が位置Ａの５ｃｍ上流側の位置に到達したタイミングと同じであり、さらには、当該物品の後端部が位置Ａの１０ｃｍ上流側の位置に到達したタイミングと同じである。よって、物品検出手段４による物品を検知した部位等から到達する部位と撮像位置を設定すればよい。なお、物品の中心を計測手段によって求める場合は、物品の長さを測定し、その半分となる部位を計算すればよい。図１において各撮像位置は、物品１１の後端部の到達位置で設定している。
【００６３】
図１では、位置Ａ、位置Ｂ１及び位置Ｃ２は同じ位置であり、これらの位置Ａ，Ｂ１，Ｃ２よりも下流側に位置Ｂ２が設定され、上流側に位置Ｃ１が設定されている。
【００６４】
図３（Ａ）は位置Ｂ１及びＣ２の撮像時における物品１１ａ及び１１ｃの配置と撮像手段との関係を示す図であり、同（Ｂ）は位置Ｂ２の撮像時における物品１１ｃの配置と撮像手段との関係を示す図であり、同（Ｃ）は位置Ｃ１に関する物品１１ａの配置と撮像手段との関係を示す図である。図３（Ａ）乃至（Ｃ）において、基準として、位置Ａにおける標準物である物品１１ｂを点線で示し、使用しない撮像手段に網掛けを付けた。
【００６５】
図３（Ａ）において、物品（小）１１ｃが位置Ｂ１に到達したタイミングで上流の第２撮像手段３ａは作動するが、下流の第２撮像手段３ｂは作動しない。このため、位置Ｂ１における物品（小）１１ｃの後部だけが撮像される。また、物品（大）１１ａが位置Ｃ２に到達したタイミングにおいても、上流の第２撮像手段３ａが作動し、位置Ｃ２における物品（大）１１ａの後部だけを撮像する。
【００６６】
なお、第１撮像手段３ｄ、及び搬送方向に対して垂直方向に配置された他の撮像手段（真横、下面撮像手段）については、各撮像手段の光軸上に各物品の中心が位置したタイミングで撮像するのが好ましいが、第１撮像手段３ｄ、及び他の撮像手段（真横、下面撮像手段）の撮像タイミングはこれに限定されず、各面の画像において、物品の全体が撮像されるような撮像タイミングであればよい。例えば、第１撮像手段３ｄ、及び他の撮像手段（真横、下面撮像手段）は、第２撮像手段３ａ又は３ｂの撮像タイミングに合わせて撮像してよい（図３（Ｂ）及び（Ｃ）でも同じ）。図１及び図３において、位置Ａと位置Ｂ１と位置Ｃ２を一致させると、上流の第２撮像手段３ａから物品１１ａ及び１１ｃの後部表面までの距離が標準品である物品（中）１１ｂとほぼ同じとなるため、物品１１ａ及び１１ｃの後部についての画像が、標準品と同様に鮮明な画像を得ることができ好ましい。しかし、必ずしも位置Ａ、位置Ｂ１及び位置Ｃ２を一致させる必要はない。物品の大きさを勘案して、画面内に物品の画像が収まるように、被写界深度の範囲内で位置Ｂ１及び位置Ｃ２を調整することができる。
【００６７】
図３（Ｂ）において、位置Ｂ１よりも下流側に配置された位置Ｂ２に物品（小）１１ｃが到達したタイミングで下流の第２撮像手段３ｂが作動する。このため、位置Ｂ２における物品（小）１１ｃの前部だけが撮像される。図３（Ｂ）において、位置Ｂ１における物品（小）１１ｃの前端部は、標準品である物品（中）１１ｂの前端部と揃っている。このため、下流の第２撮像手段３ｂから物品１１ｃの前部表面までの距離が標準品である物品１１ｂとほぼ同じとなるため、物品１１ｃの前部についての画像が、標準品と同様に鮮明な画像を得ることができ好ましい。しかし、必ずしも標準品と前端部を揃える必要はない。物品の大きさを勘案して、画面内に物品の画像が適度な大きさで収まるように、被写界深度の範囲内で位置Ｂ２を調整することができる。
【００６８】
図３（Ｃ）において、位置Ｃ２よりも上流側に配置された位置Ｃ１に物品（大）１１ａが到達したタイミングで下流の第２撮像手段３ｂが作動する。このため、位置Ｃ１における物品（大）１１ａの前部だけが撮像される。図３（Ｃ）において、位置Ｃ１における物品（大）１１ａの前端部は、標準品である物品（中）１１ｂの前端部と揃っている。このため、下流の第２撮像手段３ｂから物品１１ａの前部表面までの距離が標準品である物品１１ｂとほぼ同じとなるため、物品１１ａの前部についての画像が、標準品と同様に鮮明な画像を得ることができ好ましい。しかし、必ずしも標準品と前端部を揃える必要はない。物品の大きさを勘案して、画面内に物品の画像が適度な大きさで収まるように、被写界深度の範囲内で位置Ｃ１を調整することができる。なお、説明の都合上、先に図３（Ａ）における位置Ｃ２について説明したが、実際には、より上流側に配置されている位置Ｃ１の撮像が位置Ｃ２の撮像よりも先に行われる。
【００６９】
本実施形態では、搬送手段によって搬送される物品１１ａ〜１１ｃの大きさ又は種類に応じて、物品１１ａ〜１１ｃと第２撮像手段３ａ、３ｂとの距離が所定の関係となるように制御手段によって複数の異なる撮像タイミングが設定される。このため、大きさの異なる物品１１ａ〜１１ｃであっても、それぞれ適切な大きさの側面画像を得ることができる。しかし、設定される撮像タイミングによって、第２撮像手段３ａ、３ｂと物品１１ａ〜１１ｃとの距離（ＷＤ）が変わるため、撮像された側面画像の見かけの大きさ（側面画像を構成する画素数）は物品１１毎にも、また第２撮像手段３ａ、３ｂ毎にも異なる。すなわち、撮像された側面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係が変動する。さらに、側面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係は、上面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係に対しても変動する。
【００７０】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第１撮像手段によって撮像された物品（大）１１ａ、（中）１１ｂ、（小）１１ｃ--の上面画像１２を示す説明図であり、図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ上流及び下流の第２撮像手段によってから撮像された物品（大）１１ａ、（中）１１ｂ、（小）１１ｃの側面（後面）画像１３及び側面（前面）画像１４を示す説明図である。図４ないし図６において、物品（大）１１ａは円柱であり、物品（中）１１ｂは扁平な楕円体であり、物品（小）１１ｃは、円錐台である。
【００７１】
図４（Ａ）に示された物品１１ａの上面画像１２ａは、例えば、物品１１ａの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって、撮像された画像である。図５（Ａ）に示された物品１１ａの側面画像１３ａは、第３パターンの撮像タイミングによって、物品１１ａの後端が位置Ｃ２（図３（Ａ）参照）に到達した時に上流の第２撮像手段３ａによって撮像された物品１１ａの後面の画像である。図６（Ａ）に示された物品１１ａの側面画像１４ａは、第３パターンの撮像タイミングによって、物品１１ａの後端が位置Ｃ１（図３（Ｃ）参照）に到達した時に下流の第２撮像手段３ｂによって撮像された物品１１ａの前面の画像である。
【００７２】
図４（Ｂ）に示された物品１１ｂの上面画像１２ｂは、例えば、物品１１ｂの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって、撮像された画像である。図５（Ｂ）に示された物品１１ｂの側面画像１３ｂは、第１パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｂの後端が位置Ａ（図３（Ａ）参照）に到達した時に上流の第２撮像手段３ａによって撮像された物品１１ｂの後面の画像である。図６（Ｂ）に示された物品１１ｂの側面画像１４ｂは、第１パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｂの後端が位置Ａ（図３（Ｂ）参照）に到達した時に下流の第２撮像手段３ｂによって撮像された物品１１ｂの前面の画像である。
【００７３】
図４（Ｃ）に示された物品１１ｃの上面画像１２ｃは、例えば、物品１１ｃの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって、撮像された画像である。図５（Ｃ）に示された物品１１ｃの側面画像１３ｃは、第２パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｃの後端が位置Ｂ１（図３（Ａ）参照）に到達した時に上流の第２撮像手段３ａによって撮像された物品１１ｃの後面の画像である。図６（Ｃ）に示された物品１１ｃの側面画像１４ｃは、第２パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｃの後端が位置Ｂ２（図３（Ｂ）参照）に到達した時に下流の第２撮像手段３ｂによって撮像された物品１１ｃの前面の画像である。
【００７４】
なお、上面画像１２の撮像タイミングは、中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングに限定されない。また、後面の側面画像１３と前面の側面画像１４における物品１１の見かけ上の大きさは一致している必要はない。
【００７５】
各上面画像１２における基準部位は、水平断面によって形成される略円形の径である。以下、上面画像１２における基準部位の長さを「第１の長さ」という。図４（Ａ）では、基準部位（略円形の径）の第１の長さを「Ｌ１」で示した。第１の長さ（Ｌ１）は、例えば、画素（ピクセル）を単位として示されてもよい。また、以下、実際の物品における基準部位の長さを「Ｌ」と記載する。
【００７６】
後面の側面画像１３及び前面の側面画像１４における基準部位は、物体胴部の最大の幅である。以下、側面画像１３、１４における基準部位の長さを「第２の長さ」という。図５（Ａ）では、第２の長さを「Ｌ２」で示した。第２の長さ（Ｌ２）は、例えば、ピクセルを単位として示されてもよい。上面画像及び側面画像における基準部位は、実際の物品において対応関係を持ち、基準部位の長さは、水平断面が略円形であるから、何れも略同一の「Ｌ」である。
【００７７】
上面画像１２及び側面画像１３、１４は、物品１１の表面に生じた傷、変色、汚れ等のある部位や高さ等、検査において、その大きさや長さの測定が必要な部位（以下「測定部位」という。）１５、１６を含むことがある。図４〜６においては、上面画像１２には測定部位を確認できないが、各側面画像１３、１４には測定部位１５、１６を確認できる。以下、測定部位１５、１６の長さを「第３の長さ」といい、第３の長さを「Ｌ３」と記載する。第３の長さＬ３は、例えば、ピクセルを単位として示されてもよい。また、以下、実際の物品１１における測定部位の長さを「Ｘ」と記載する。
【００７８】
図４〜６に示したとおり、本実施形態では、上面画像１２は、第１撮像手段３ｄによって、物品１１の大きさ及び種類にかかわらず、固定された撮像タイミング（中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミング）で撮像される。このため、上面画像１２の大きさと実際の物品１１の大きさとは相関しており、１画素あたりの寸法や面積（係数）を掛けることにより、上面画像１２の大きさから実際の物品１１の寸法や面積を算出できる。
【００７９】
側面画像１３、１４は、上流及び下流の第２撮像手段３ａ、３ｂによって、物品１１の大きさ及び種類に応じた複数の撮像タイミングで撮像される。このため、大きさ及び種類の異なる物品１１に対しても、それぞれ適切な大きさの側面画像１３、１４を得ることができる。しかしながら、各側面画像１３、１４における測定部位１５、１６の長さは、側面画像１３、１４の大きさが実際の物品１１の大きさとは相関していないので、見た目によっては比較することが難しい。そこで、本発明においては、上面画像における基準部位と側面画像における基準部位との対応関係に基づいて、側面画像における測定部位の長さを補正する。以下、補正処理について説明する。
【００８０】
図７は、補正処理の第１の例を示すフローチャートである。まず、制御手段６は、ある物品１１について、第１撮像手段３ｄによって撮像された上面画像及び第２撮像手段３ａ、３ｂによって撮像された複数の前面及び後面の側面画像を取得する（Ｓ７０１）。次に、制御手段６は、取得した上面画像における基準部位（水平断面の径）を選択し、ピクセルを単位とする第１の長さ（Ｌ１）を測定する（Ｓ７０２）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における基準部位（胴部の最大幅）を選択し、ピクセルを単位とする第２の長さ（Ｌ２）を測定する（Ｓ７０３）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における測定部位（傷、汚れ、変色等がある部位）を選択し、ピクセルを単位とする第３の長さ（Ｌ３）を測定する（Ｓ７０４）。
【００８１】
そして、制御手段６は、第１の長さ（Ｌ１）と第２の長さ（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）に基づいて、側面画像における測定部位の第３の長さ（Ｌ３）を補正する（Ｓ７０５）。具体的には、下記の式１によって比（Ｌ１／Ｌ２）を測定部位の第３の長さ（Ｌ３）に乗じる。
補正後の第３の長さ＝（Ｌ１／Ｌ２）×Ｌ３・・・（式１）
【００８２】
これによって、側面画像における測定部位の長さが上面画像ではいくつのピクセルに相当するかを算出することができる。制御手段６は、対象となる側面画像又は測定部位が他になければ補正処理を終了する（Ｓ７０６）。なお、各ステップは、図７に示した順序に限定されず、計算が可能な範囲で適宜入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ７０２からＳ７０４はいずれの順序によって処理されてもよい。また、ステップＳ７０５は、最終的に上記式１が得られれば足りるので、例えば、第３の長さ（Ｌ３）と第２の長さ（Ｌ２）との比（Ｌ３／Ｌ２）を第１の長さ（Ｌ１）に乗じてもよい。
【００８３】
この補正処理によって、異なる撮像タイミングで撮像された側面画像における測定部位の長さを上面画像における画素数に換算することができるので、正確に物品の外観を検査することができる。制御手段６は、前述した補正処理の後、所定の閾値と測定部位の補正された長さとの比較処理を実行し、物品の良否を判定してもよい。複数の閾値を設定すると、物品検査装置は、物品の傷の長さに従って、物品をいくつかの階級に区分することができる。
【００８４】
ところで、本実施形態では、上面画像は第１撮像手段３ｄによって常に固定点で撮像されるので、物品１１ａ〜１１ｃの表面と第１撮像手段３ｄとの間の距離（ＷＤ）はほぼ一定である。よって、第１撮像手段３ｄの画角、焦点距離等がほぼ一定であるので、第１撮像手段３ｄによって撮像された物品１１ａ〜１１ｃの上面画像１２ａ〜１２ｃの見かけの大きさは、物品１１ａ〜１１ｃの実際の大きさに対応する。したがって、本実施形態では、上面画像における長さ（例えば、ピクセル）を実際の長さ（例えば、ｍｍ）に補正する係数（以下、「第１係数」という。）をあらかじめ設定しておくこと又は計算により求めることができる。
【００８５】
図８は、物品の基準部位の実際の長さＬと、第１撮像手段によって撮像された上面画像における基準部位の第１の長さＬ１との関係を示す説明図である。縦軸は、基準部位の実際の長さＬ（例えば、ｍｍを単位とする）を示す軸であり、横軸は、撮像された上面画像における基準部位の第１の長さＬ１（例えば、ピクセルを１単位とする）を示す軸である。
【００８６】
図８に示した四角は、物品（大）１１ａ（例えば、グレープフルーツ）の測定値である。三角は、物品（中）１１ｂ（例えば、伊予柑）の測定値である。丸は、物品（小）１１ｃ（例えば、温州ミカン）の測定値である。図８に示した直線は、例えば、最小二乗法によって算出された直線であり、各丸、三角、四角によって示される測定値との差の二乗を最小にする各点を結ぶ直線である。ＬとＬ１との関係は、この直線の傾きｋを用いると下記の式２によって示される。すなわち、この直線の傾きｋを第１係数に設定することができる。
Ｌ＝ｋ×Ｌ１・・・（式２）
【００８７】
なお、ここで、物品１１の水平断面は略円形であるので、上から観た基準部位の実際の直径と、側面画像における基準部位の実際の幅とは略同一であり、「Ｌ」である。このため、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２との対応関係、及びあらかじめ設定された第１係数を利用すると、側面画像における第２の長さ（例えば、ピクセル）及び第３の長さを実際の長さ（例えば、ｍｍ）に補正する係数（以下、「第２係数（ｊ）」という。）を算出することができる。
【００８８】
以下、あらかじめ設定された第１係数ｋに基づいて、撮像された側面画像毎に第２係数を算出し、各側面画像における測定部位の第３の長さを実際の長さに換算する補正処理について説明する。
【００８９】
図９は、補正処理の第２の例を示すフローチャートである。まず、制御手段６は、ある物品１１について、第１撮像手段３ｄによって撮像された上面画像及び第２撮像手段３ａ、３ｂによって撮像された複数の前面及び後面の側面画像を取得する（Ｓ９０１）。次に、制御手段６は、取得した上面画像における基準部位（水平断面の径）を選択し、ピクセルを単位とする第１の長さＬ１を測定する（Ｓ９０２）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における基準部位（胴部の最大幅）を選択し、ピクセルを単位とする第２の長さＬ２を測定する（Ｓ９０３）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における測定部位（傷、汚れ、変色等がある部位）を選択し、ピクセルを単位とする第３の長さＬ３を測定する（Ｓ９０４）。
【００９０】
そして、制御手段６は、あらかじめ設定された第１係数ｋを取得する（Ｓ９０５）。なお、搬送される各物品１１の高さが著しく異なる場合、厳密に言えば、物品１１の表面と第１撮像手段３ｄとの間の距離（ＷＤ）は一定ではない。よって、この場合には、物品１１の高さに応じて、あらかじめ複数の第１係数が設定されてもよい。具体的には、例えば、物品１１が位置Ｄを通過する時に、物品検出手段４が物品１１の高さを検出し、検出された物品１１の高さに基づいて制御手段６があらかじめ設定された複数の第１係数のうちの一つの第１係数ｋを取得する。
【００９１】
次に、制御手段６は、取得した第１係数ｋを用い、下記の式３に基づいて、上面画像における第１の長さＬ１を実際の長さＬに換算する（Ｓ９０６）。
Ｌ＝ｋ×Ｌ１・・・（式３）
【００９２】
次に、制御手段６は、ステップＳ９０３において測定されたＬ２とステップＳ９０６において換算されたＬとに基づいて、下記の式４によって、第２係数ｊを算出する（Ｓ９０７）。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）・・・（式４）
【００９３】
最後に、制御手段６は、算出された第２係数ｊに基づいて、下記の式５によって、側面画像における測定部位の第３の長さＬ３を実際の長さＸに換算する（Ｓ９０８）。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３（＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）×Ｌ３）・・・（式５）
【００９４】
制御手段６は、対象となる側面画像及び測定部位が他になければ補正処理を終了する（Ｓ９０９）。なお、各ステップは、図９に示した順序に限定されず、計算が可能な範囲で適宜入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ９０５は、Ｓ９０１の前に実行されてもよいし、ステップＳ９０２からＳ９０４は、いずれの順序によって実行されてもよい。以上の補正処理によって、異なる撮像タイミングで撮像された側面画像における測定部位の第３の長さＬ３を実際の長さＸに換算することができるので、正確に物品の外観を検査することができる。制御手段６は、前述した補正処理の後、所定の閾値と測定部位の実際の長さとの比較処理を実行し、物品の良否を判定してもよい。
【００９５】
また、上面画像にも測定部位（傷、汚れ、変色等がある部位）が観察される場合、ステップＳ９０６において、制御手段６は、第１係数ｋに基づいて、上面画像における測定部位の長さを実際の長さに換算してもよい。また、ステップＳ９０８において、制御手段６は、第２係数ｊに基づいて、側面画像における測定部位のほか、側面画像の高さを実際の高さに換算してもよい。この場合、換算された第２の長さの実際の長さＬ（物品の幅に相当する）及び実際の高さに基づいて、物品の概略の体積を算出してもよい。
【００９６】
さらに、測定部位が線ではなく、例えば、幅をもった領域である場合、制御手段６は、ステップＳ９０４において、側面画像における測定部位の面積（画素数）を算出し、ステップＳ９０８において、算出された側面画像における測定部位の面積を第２係数（長さの係数の二乗）に基づいて実際の面積に換算してもよい。
【００９７】
加えて、制御手段６は、物品検査装置に備えられた図示しない表示装置（例えば、液晶ディスプレイ等）に、物品１１の上面画像及び側面画像を表示し、さらに、例えば、ｍｍ又はｃｍを単位として、物品１１の幅、高さ、径及び傷等の長さ・面積の検査結果を表示してもよい。検査者は、表示装置に表示されたこれらの検査結果に基づいて、物品検査装置による判定を修正してもよい。
【００９８】
なお、本発明の補正処理は、第２撮像手段の撮像タイミングが固定されている従来の物品検査装置にも適用することができる。
【００９９】
従来の物品検査装置では、第２撮像手段の撮像タイミングが固定されているので、側面画像の見かけの大きさは、撮像される物品の実際の大きさと対応する。よって、従来の物品検査装置では、図１５と同様に、側面画像における基準部位の長さ（ピクセル数）と物品における基準部位の実際の長さとの関係をあらかじめ実験等によって求めておき、この実験結果に基づいて、側面画像における測定部位の長さを実際の長さに換算する第２係数ｊが設定されていた。しかし、各第２撮像手段にそれぞれ第２係数ｊが設定されるため、撮像手段の配置を変更した場合には、全ての撮像手段（第１、第２撮像手段）について、第２係数ｊを求めて設定する必要があった。
【０１００】
本発明の補正処理を従来の物品検査装置に適用すると、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２との対応関係に基づいて、測定部位の長さを算出し、判定できる。さらに、第１係数ｋによって、第２係数ｊを算出することができるので、第２係数ｊをあらかじめ実験等によって求めておく必要がないし、設定を変更する場合であっても、上面画像の第１係数ｋだけを変更するだけでよい。
【０１０１】
［第２実施形態］
第２の実施形態においては、検査の対象とする物品の形状は、第１の実施形態において説明した水平断面が略円形である球体、扁楕円体、円柱、円錐台等の回転体に限定されず、例えば、横置きにされた紡錘体、横置きにされた長楕円体、横置きにされた円柱等であってもよい。これらを上方から観た水平断面は、楕円、紡錘形、長方形である。以下、これらの水平断面において、物品の長さ方向の軸を長軸（Ｌａ）といい、物品の幅方向の軸を短軸（Ｌｂ）という（長軸と短軸が同じ場合もある）。このような形状を持つ物品１１ｄとしては、レモン、さつま芋等が挙げられる。
【０１０２】
長軸及び短軸を有する物品の場合は、搬送手段２において物品１１ｄを搬送する時の物品１１ｄの配置と第２撮像手段の配置とが所定の関係を満たす必要がある。所定の関係とは、第２撮像手段の光軸と物品１１ｄの長軸（Ｌａ）又は短軸（Ｌｂ）とが常に略同じ角度となるような関係である。通常は、第２撮像手段の光軸は固定されているから、搬送手段２によって物品１１ｄを搬送する時に、物品１１ｄの向きを所定の関係を満たすような配置となるように規制する。第２撮像手段の光軸と物品１１ｄの長軸（Ｌａ）又は短軸（Ｌｂ）との角度としては、略直角となることが好ましいが、直角に限定されるものではない。以下、図１０及び１１において略直角に配置した例を説明するが、後述する図１２及び１３において直角以外の配置の例を説明する。
【０１０３】
図１０において、各撮像手段の配置は図１に示した物品検査装置の構成と同様であり、２つの上流の第２撮像手段３ａは、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ４５°及び−４５°となるように配置され、２つの下流の第２撮像手段３ｂも、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ１３５°及び−１３５°となるように配置されている。さらに、図１０では、検査対象の物品１１ｄが、規制手段（図示省略）によって、長軸（Ｌａ）が搬送方向に対して−４５°の向きになり、かつ、短軸（Ｌｂ）が搬送方向に対して４５°の向きになるように配置した状態で搬送手段２によって搬送される。規制手段には、例えば、バケット、Ｖ字型の溝が形成されたベルトコンベア等を使用することができる。
【０１０４】
なお、図１０では、検査対象の物品１１ｄとして、紡錘体の物品（例えば、レモン、さつまいも等）を例示したが、これに限定されず、例えば、実施形態と同様の水平断面が略円形の物品も、水平断面が略長楕円体の物品（例えば、じゃがいも、なす、アボカド等）も、水平断面が略長方形の物体（例えば、長いも、大根、長ねぎ、きゅうり等）も検査することもできる。
【０１０５】
さらに、各撮像手段についても、図１０に示した配置に限定されず、例えば、図２（Ａ）又は（Ｂ）に示すような配置であってもよい。また、物品１１ｄの一方の側面と他方の側面とを撮像する２台の真横の第２撮像手段３ｃを配置してもよい。図２（Ｂ）に示したとおり、真横の第２撮像手段３ｃが配置された場合、又は、２台の真横の第２撮像手段３ｃが配置された場合、規制手段は、物品１１ｄの長軸が搬送方向に対して０°、すなわち、長軸の方向と光軸とが直交するように物品１１ｄを置いてもよい。この場合、規制手段は、例えば、Ｖ字型に傾けられた２本のベルトコンベアによって構成され、物品１１ｄの向きをその長軸方向が搬送方向となるように規制してもよい。
【０１０６】
なお、上流の第２撮像手段３ａと下流の第２撮像手段３ｂとは、物品１１ｄの中心が各光軸上に到達する時点で同時に撮像することが好ましい。つまり、第２実施形態では、撮像タイミングの組み合わせとして、第１実施形態における第１パターンを使用する。
【０１０７】
さらに、物品１１の中心の上方に上面を観察するための第１撮像手段３ｄが配置される。第１撮像手段３ｄは、その光軸が各第２撮像手段３ａ、３ｂの光軸の交点を通る垂直軸となるように配置される。第１撮像手段３ｄは、物品１１ｄの中心が光軸上に到達する時に物品１１ｄの上面画像を撮像する。
【０１０８】
なお、撮像タイミングを設定する場合、例えば、図示しない物品検出手段は、搬送される物品１１ｄの前端部と後端部とを検出してもよい。そして、搬送距離測定手段５は、物品１１ｄの搬送距離を測定する。これによって、制御手段６は、搬送される物品１１の中心の位置を計算し、その中心位置が各光軸の交点に到達するタイミングを計算することができる。
【０１０９】
図１１（Ａ）は、第１撮像手段３ｄによって撮像された物品１１ｄの上面画像を示す説明図である。図１１図（Ｂ）は、物品１１ｄの長軸に直角な光軸の第２撮像手段３ａ又は３ｂによって上流又は下流から撮像された物品１１ｄの長軸方向の側面画像を示す説明図である。図１１図（Ｃ）は、物品１１ｄの短軸に直角な光軸の第２撮像手段３ａ又は３ｂによって上流又は下流から撮像された物品１１ｄの短軸方向の側面画像を示す説明図である。
【０１１０】
上面画像１２ｄは、物品１１ｄの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって撮像された画像である。側面画像１３ｄ及び側面画像１４ｄは、第１パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｄの中心が各光軸の交点に到達した時に第２撮像手段３ａ又は３ｂによって撮像された画像である。
【０１１１】
上面画像１２ｄにおける基準部位は、水平断面によって形成される略紡錘形の長軸及び短軸である。以下、上面画像１２ｄにおける長軸の長さを「Ｌ１ａ」という。また、上面画像１２ｄにおける短軸の長さを「Ｌ１ｂ」という。長軸方向の側面画像１３ｄにおける基準部位は、紡錘形である垂直断面の幅（長軸）であり、幅の長さを「Ｌ２ａ」という。短軸方向の側面画像１４ｄにおける基準部位は、略円形である垂直断面の幅（短軸）であり、幅の長さを「Ｌ２ｂ」という。なお、側面画像１３、１４ｄは、傷、変色、汚れ等のある測定部位１５を含むことがある。前述したように、側面画像における測定部位１５の長さは「Ｌ３」であり、実際の物品１１ｄにおける測定部位の長さは「Ｘ」である。
【０１１２】
物品１１ｄを上方から観た紡錘形である水平断面の長軸と物品１１ｄを長軸方向に対して略直角の側方から観た垂直断面の幅とは対応関係を持ち、実際の物品１１ｄにおける長さは略同一である。すなわち、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」とは対応関係にあり、これらの実際の長さは「Ｌａ」である。さらに、物品１１ｄを上方から観た紡錘形である水平断面の短軸と物品１１ｄを短軸方向に対して略直角の側方から観た垂直断面の幅とは対応関係を持ち、実際の物品１１ｄにおける長さは略同一である。すなわち、「Ｌ１ｂ」と「Ｌ２ｂ」とは対応関係にあり、これらの実際の長さは「Ｌｂ」である。
【０１１３】
第２の実施形態においては、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」との対応関係、又は「Ｌ１ｂ」と「Ｌ２ｂ」との対応関係を用いて、側面画像に確認された測定部位の長さ「Ｌ３」を補正して、実際の物品１１ｄにおける測定部位の長さ「Ｘ」を算出することができる。具体的には、「Ｌ１ａ」「Ｌ２ａ」、又は「Ｌ１ｂ」「Ｌ２ｂ」を「Ｌ１」「Ｌ２」に読み替えると、図７又は図９に示した第１の実施形態における補正処理を適用することができ、物品１１ｄの側面画像に観察された測定部位の長さを実際の長さに換算することができる。なお、「Ｌ１ｂ」と「Ｌ２ｂ」との対応関係を用いるよりも、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」との対応関係を用いて補正処理を実行する方が正確な補正係数を算出することができるので好ましい。
【０１１４】
図１２は、紡錘体である物品の他の配置と撮像手段との関係を示す説明図である。図１２では、物品１１ｄは、搬送方向に対して、θ°（−θ°）の角度をもって規制され、上流から下流へ搬送される。
【０１１５】
図１３（Ａ）は、図１２に示した配置において、第１撮像手段３ｄによって撮像された物品（紡錘体）の上面画像を示す説明図である。図１３（Ｂ）は、図１２に示した配置において、第２撮像手段３ａによって撮像された物品（紡錘体）の側面画像を示す説明図である。
【０１１６】
上面画像１２ｅにおける長軸の長さは「Ｌ１ａ」である。側面画像１３ｅにおける幅の長さは「Ｌ２ａ’」である。図１２に示したとおり、側面画像１３ｅは長軸に対して略直角となる方向から撮像した側面画像ではないので、「Ｌ２ａ’」は、長軸に対して略直角の方向から撮像した場合の側面画像の幅の長さ（Ｌ２ａ）より短い。「Ｌ２ａ’」は下記の式６によって「Ｌ２ａ」に換算することができる。
Ｌ２ａ＝Ｌ２ａ’／ｃｏｓ（４５°−θ°）・・・（式６）
【０１１７】
また、側面画像１３ｅに観察された横方向に伸びる測定部位１５の長さ「Ｌ３’」は、長軸に対して略直角の方向から撮像した場合の側面画像に観察される測定部位の長さより短い。「Ｌ３’」は、下記の式７によって「Ｌ３」に換算することができる。
Ｌ３＝Ｌ３’／ｃｏｓ（４５°−θ°）・・・（式７）
【０１１８】
なお、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」とは対応関係を持つので、図１２に示したとおり、物品１１ｄの長軸に対して略直角の方向から側面画像が撮像されない場合でも本発明の補正処理を適用することができる。具体的には、図７に示した補正処理を実行する場合、まず、ステップＳ７０２として、「Ｌ１ａ」を測定する。次に、ステップＳ７０３として、前述した式６によって、測定された「Ｌ２ａ’」を「Ｌ２ａ」に換算する。次に、ステップＳ７０４として、前述した式７によって、測定された「Ｌ３’」を「Ｌ３」に換算する。これによって、ステップＳ７０５において、側面画像において観測された測定部位の実際の長さを算出することができる。同様にして、図９に示した補正処理を実行することもできる。
【０１１９】
以上、説明したとおり、第２の実施形態では、検査対象とする物品は、上方から観た水平断面が略円形である物品に限定されず、上方から観た水平断面が紡錘形、長楕円形、円柱等である物品であってもよく、第１の実施形態の補正処理を従来の物品検査装置に適用することもできる。すなわち、上面画像の基準部位と側面画像の基準部位との対応関係を用いて、側面画像における測定部位の長さを算出し、物品の良否を判定することができる。
【０１２０】
ところで、第１の実施形態では、検査の対象とする物品は水平断面が略円形であり、いずれの側方の向きから観ても幅が一定であると仮定した。しかし、物品の大きさは、撮像手段の光軸に対して垂直な物品の幅と高さによって決定され、厳密に言えば、各撮像手段ごとに、すなわち物品の向きによって異なる場合がある。例えば、物品が農産物等の場合は、個体ごとに大きさも形状も異なっている。このため、通常は、物品の種類に応じて標準サイズを想定し、この標準サイズに基づいて、撮像手段等の配置や撮像タイミングの設定を行う。
【０１２１】
従来では、物品の向きに応じた幅や高さの違いは、特に考慮されてはおらず、いずれの撮像手段でも同じ大きさとみなして設定していたが、本発明では、かかる物品の向きに応じた大きさの違いを撮像タイミングに反映させることも可能である。すなわち、ある向きにおける物品の大きさが、他の向きにおける大きさに比べて、大きかった場合、その大きい向きを撮像する撮像手段については、撮像タイミングを早くする又は小さい向きを撮像する撮像手段について撮像タイミングを遅くして、実物との縮尺が画像によって異なるが、適度な大きさの画像が得られるようにしてもよい。この設定は、例えば、上流の第２撮像手段３ａが２つある場合に、一方の撮像タイミングと他方の撮像タイミングを独立して制御することにより実現できる。
【０１２２】
以下、実施例において具体的な数値を挙げて説明する。以下の実施例において、物品検出手段４としては光電センサを使用し、物品１１の後端部を検知した。さらに、搬送距離測定手段５としてはエンコーダを使用した。搬送手段の搬送速度は、１０００ｍｍ／ｓであり、エンコーダの１パルス当たりの搬送距離は０．１ｍｍであった（つまり、１パルスは０．１ｍｓ間隔）。また、物品１１として、グレープフルーツ（大）、伊予柑（中）、温州みかん（小）を使用した。これらの物品１１の長さは、エンコーダのパルス数でグレープフルーツ（大）が約１５００パルス、伊予柑（中）が約１０００パルス、温州みかん（小）が約５００パルスであった。
【０１２３】
［実施例１］
図１４は、本発明にかかる他の物品検査装置の概略構成図である。実施例１においては、図１４に示す物品検査装置を使用した。図１４の装置は、基本的な構成は図１の装置と同じであるが、物品検出手段４を標準品の撮像位置Ａに配置して、物品検出手段４による物品の検出信号の入力を撮像タイミングの一つとして利用している。図１４の装置における各構成は図１と同じ符号を付し、その説明を援用する。
【０１２４】
実施例１の物品検査装置においては、グレープフルーツ（大）を標準品として各撮像手段３を配置した。すなわち、グレープフルーツ（大）の後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した状態で、各第２撮像手段３ａ及びｂの画面内に適度な大きさで鮮明にグレープフルーツ（大）が撮像できるように、各第２撮像手段３ａ及びｂの光軸がグレープフルーツ（大）の中心（撮像位置Ａから７５０パルスの位置）で交差するように配置した。さらに、撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の中心（各第２撮像手段３ａ及びｂの光軸の交点）の上方に、その光軸がグレープフルーツ（大）の中心を通るように第１撮像手段３ｄを配置した。
【０１２５】
まず、制御手段６に、グレープフルーツ（大）を撮像するための撮像タイミング（モード１）、伊予柑（中）を撮像するための撮像タイミング（モード２）、及び温州みかん（小）を撮像するための撮像タイミング（モード３）をそれぞれ設定した。グレープフルーツ（大）は、標準品であるから、その撮像タイミングであるモード１は、全ての撮像手段について、後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した時点で撮像するように設定した（前述したとおり、各撮像手段が照明を備えている場合は逆光を防止するため、各撮像手段は順次撮像する）。伊予柑（中）は、グレープフルーツ（大）よりも５００パルス小さいので、その撮像タイミングであるモード２は、上流の第２撮像手段３ａについては、グレープフルーツ（大）と同じく、後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した時点で撮像し、第１撮像手段３ｄについては、伊予柑（中）の中心が撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の中心位置（各撮像手段の光軸の交点）に到達する２５０パルス後（２５ｍｓ後）に撮像し、下流の第２撮像手段３ｂについては、撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の前端部と同じ位置に前端部が到達する５００パルス後（５０ｍｓ後）に撮像するように設定した。温州みかん（小）は、グレープフルーツ（大）よりも１０００パルス小さいので、その撮像タイミングであるモード３は、上流の第２撮像手段３ａについては、グレープフルーツ（大）と同じく、後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した時点で撮像し、第１撮像手段３ｄについては、温州みかん（小）の中心が撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の中心位置（各撮像手段の光軸の交点）に到達する５００パルス後（５０ｍｓ後）に撮像し、下流の第２撮像手段３ｂについては、温州みかん（小）の前端部が撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の前端部と同じ位置に到達する１０００パルス後（１００ｍｓ後）に撮像するように設定した。表１は、実施例１の撮像タイミングの一覧である。
【０１２６】
【表１】
以上のように撮像タイミングを設定した物品検査装置１において、グレープフルーツ（大）を検査する場合、撮像タイミングをモード１に設定し、搬送手段によってグレープフルーツ（大）を順次一列に搬送させる。グレープフルーツ（大）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光がグレープフルーツ（大）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約１５００パルス後、グレープフルーツ（大）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号を受けて、上流の第２撮像手段３ａ、第１撮像手段３ｄ及び下流の第２撮像手段３ｂの全てに対し、撮像信号を出力し、各撮像手段は、グレープフルーツ（大）を撮像し、撮像された画像を制御装置６へ出力する。制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１２７】
次に、伊予柑（中）を検査する場合、撮像タイミングをモード２に設定し、搬送手段によって伊予柑（中）を順次一列に搬送させる。伊予柑（中）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光が伊予柑（中）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約１０００パルス後、伊予柑（中）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号を受けて、上流の第２撮像手段３ａに対し、撮像信号を出力する。その後、エンコーダ５から２５０パルスのパルス信号が入力された時点で第１撮像手段３ｄに対し、撮像信号を出力する。さらに、エンコーダ５から２５０パルスのパルス信号（検出位置Ｄからは５００パルス）が入力された時点で下流の第２撮像手段３ｂに対し、撮像信号を出力する。各撮像手段によって撮像された伊予柑（中）の画像は、制御装置６に入力され、制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１２８】
また、温州みかん（小）を検査する場合、撮像タイミングをモード３に設定し、搬送手段によって温州みかん（小）を順次一列に搬送させる。温州みかん（小）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光が温州みかん（小）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約５００パルス後、温州みかん（小）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号を受けて、上流の第２撮像手段３ａに対し、撮像信号を出力する。その後、エンコーダ５から５００パルスのパルス信号が入力された時点で第１撮像手段３ｄに対し、撮像信号を出力する。さらに、エンコーダ５から５００パルスのパルス信号（検出位置Ｄからは１０００パルス）が入力された時点で下流の第２撮像手段３ｂに対し、撮像信号を出力する。各撮像手段によって撮像された温州みかん（小）の画像は、制御装置６に入力され、制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１２９】
実施例１の物品検査装置１においては、最も大きい物品を標準物としたため、他の物品は標準物と同じか小さいので、上流の第２撮像手段の撮像タイミングを同じにできた。他方で、標準物よりも小さい物品については、下流の第２撮像手段及び第１撮像手段３ｄの撮像タイミングを遅く変更することで、適切な大きさの画像を得ることができた。また、検出信号を撮像タイミングの一つとしたので、エンコーダからのパルス数をカウントする必要がなく、高速処理が可能である。なお、実施例１においては、モード１〜３の切り替えは、オペレーターによって行われたが、その他の手段で切り替えてもよい。例えば、光電センサがＯＦＦ状態からＯＮ状態となるまでのパルス数をエンコーダによってカウントしておき、そのパルス数に応じて、自動的にモード１〜３を切り替えてもよい。また、実施例１においては、各物品で上流の第２撮像手段の撮像タイミングを同じにしたが変えてもよい。例えば、表面の傷を詳細に検査するために、一番小さい温州みかん（小）について、より画像を大きくしたい場合は、撮像位置よりも上流側で撮像してもよい。この場合、光電センサがＯＦＦ状態の間（例えばＯＦＦ状態になってから６００パルス後）に撮像信号を発生させてもよい。
【０１３０】
［実施例２］
実施例２の物品検査装置１は、図１に示すように、搬送経路の上流側に光電センサを配置し、光電センサによって物品を検出した後、エンコーダからのパルス数をカウントして撮影タイミングとするものである。実施例２の物品検査装置１においては、伊予柑（中）を標準品として各撮像手段３を配置した。すなわち、伊予柑（中）の後端部が撮像位置Ａに到達した状態で、各撮像手段の画面内に適度な大きさで鮮明に伊予柑（中）が撮像できるように配置した。さらに、撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の中心（撮像位置Ａから５００パルスの位置）の上方に、第１撮像手段３ｄを配置した。実施例２の物品検査装置１において、光電センサ４から撮像位置Ａまでの距離は、３０００パルスであった。
【０１３１】
まず、制御手段６に、グレープフルーツ（大）を撮像するための撮像タイミング（モード１）、伊予柑（中）を撮像するための撮像タイミング（モード２）、及び温州みかん（小）を撮像するための撮像タイミング（モード３）をそれぞれ設定した。グレープフルーツ（大）は、標準品である伊予柑（中）よりも５００パルス大きいため、その撮像タイミングであるモード１は、上流の第２撮像手段３ａについては、伊予柑（中）と同じく撮像位置Ａに後端部が到達した時点、すなわち検出位置Ｄから３０００パルス後とし、第１撮像手段については、グレープフルーツ（大）の中心が撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の中心位置に到達する時点、すなわち検出位置Ｄから２７５０パルス後とし、下流の第２撮像手段３ｂについては、撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の前端部と同じ位置に前端部が到達する２５００パルス後に撮像するように設定した。伊予柑（中）は、標準品であるから、その撮像タイミングであるモード２は、全ての撮像手段について、後端部が撮像位置Ａに到達した時点、すなわち検出位置Ｄから３０００パルス後に撮像するように設定した。温州みかん（小）は、伊予柑（中）よりも５００パルス小さいので、その撮像タイミングであるモード３は、上流の第２撮像手段３ａについては、伊予柑（中）と同じく、後端部が撮像位置Ａに到達した時点、すなわち検出位置Ｄから３０００パルス後とし、第１撮像手段については、温州みかん（小）の中心が撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の中心位置に到達する３２５０パルス後に撮像し、下流の第２撮像手段３ｂについては、温州みかん（小）の前端部が撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の前端部と同じ位置に到達する３５００パルス後に撮像するように設定した。表２は、実施例２の撮像タイミングの一覧である。
【０１３２】
【表２】
以上のように撮像タイミングを設定した物品検査装置１において、グレープフルーツ（大）を検査する場合、撮像タイミングをモード１に設定し、搬送手段によってグレープフルーツ（大）を順次一列に搬送させる。グレープフルーツ（大）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光がグレープフルーツ（大）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約１５００パルス後、グレープフルーツ（大）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号の入力後、エンコーダ５からのパルス数をカウントし、検出信号の入力から２５００パルス後、最初に下流の第２撮像手段３ｂに対し撮像信号を出力し、下流の第２撮像手段３ｂは、グレープフルーツ（大）の前面を撮像して、その画像を制御装置６へ出力する。さらに２５０パルス後（検出信号の入力から２７５０パルス後）、制御装置６は、第１撮像手段に対し撮像信号を出力し、第１撮像手段は、グレープフルーツ（大）の上面を撮像して、その画像を制御装置６へ出力する。最後に、さらに２５０パルス後（検出信号の入力から３０００パルス後）、制御装置６は、上流の第２撮像手段３ａに対し撮像信号を出力し、上流の第２撮像手段３ａは、グレープフルーツ（大）の後面を撮像して、その画像を制御装置６へ出力する。制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１３３】
次に、伊予柑（中）を検査する場合、撮像タイミングをモード２に設定し、搬送手段によって伊予柑（中）を順次一列に搬送させる。光電センサ４によって伊予柑（中）の後端部が検出され、制御装置６に検出信号が入力されると、制御装置６は、エンコーダ５からのパルス数をカウントし、パルス数が３０００パルスとなった時点で、全ての撮像手段に対し、撮像信号を送出し、伊予柑（中）の画像を入手する。
【０１３４】
また、温州みかん（小）を検査する場合、撮像タイミングをモード３に設定し、搬送手段によって温州みかん（小）を順次一列に搬送させる。光電センサ４によって温州みかん（小）の後端部が検出され、制御装置６に検出信号が入力されると、制御装置６は、エンコーダ５からのパルス数をカウントし、検出信号の入力からのパルス数が３０００パルスとなった時点で上流の第２撮像手段３ａに対し、撮像信号を出力する。その後、パルス数が３２５０パルスとなった時点で第１撮像手段に対し撮像信号を出力し、さらに３５００パルスとなった時点で下流の第２撮像手段３ｂに対し撮像信号を出力する。各撮像手段によって撮像された温州みかん（小）の画像は、制御装置６に入力され、制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１３５】
実施例２の物品検査装置１においては、標準物よりも大きいグレープフルーツ（大）においては、下流の第２撮像手段及び第１撮像手段の撮像タイミングを標準物の撮像タイミング（３０００パルス）よりも早く設定することにより、適切な大きさの画像を得ることができた。また、標準物よりも小さい温州みかん（小）については、下流の第２撮像手段及び第１撮像手段の撮像タイミングを遅く設定することにより、適切な大きさの画像を得ることができた。なお、実施例２においても、モード１〜３の切り替えは、オペレーターによっても、その他の手段で切り替えてもよい。また、実施例２においても、各物品で上流の第２撮像手段の撮像タイミングを同じにしたが変えてもよい。
【０１３６】
［実施例３］
実施例３は、光電センサ４において物品を検出する際に、その大きさを測定する機能を併せ持たせ、検出した物品のサイズに応じて、予め制御装置６に登録しておいたモードを読み出して、自動的に撮像タイミングを変更した実施例である。物品検査装置１の基本的な構成は、実施例２と同様である。
【０１３７】
制御手段６には、上記表１又は２のように、各モードとして、各物品に対する撮像タイミングを設定しておく。さらに、本実施例においては、制御手段６に物品の大きさとモードとの対応関係を登録しておく。表３は、その一例である。
【０１３８】
【表３】
実施例３の物品検査装置１において、搬送手段２によって搬送される物品は、光電センサ４によって、そのサイズが計測される。すなわち、制御手段６は、物品１１の前端部が光電センサ４の位置に到達して、光電センサ４がＯＦＦ状態となった時点から、物品１１の後端部が通過して光電センサ４がＯＮ状態となるまでのパルス数をエンコーダ５でカウントし、物品１１の長さを計測する。その計測結果が、表３に示す何れの範囲に属するのか判断し、その範囲に対応するモードで各撮像手段に対し撮像信号を出力する。実施例３においては、選択されたモード及び計測された物品の長さも、物品の検査において重要な情報であるから、選択されたモード又は計測結果を画像と関連付けて記憶したり、表示したり、検査において利用したりすることが好ましい。
【０１３９】
実施例３の物品検査装置１では、物品の大きさの計測結果に基づいて、モードを変更するため、オペレーターによる設定の切り替えが不要であり、何品種もの物品を混在している場合や、同一品種内でサイズのばらつきが大きい物品（主に農産物）であっても、適切なサイズの画像を得ることができる。なお、実施例３においては、物品を検出するための光電センサ４を用いて物品のサイズを測定したが、物品のサイズを計測するためのセンサを別途に設けてもよい。
【０１４０】
［実施例４］
実施例４は、実施例１の撮像タイミングによって撮像された各物品の基準部位の長さを示す例である。制御手段６には、上記表１又は表２のように、各モードとして、各物品に対する撮像タイミングを設定しておく。表４は、各物品の基準部位の実際の長さと、設定された撮像タイミングによって撮像された各物品の上面画像及び側面画像における基準部位の長さとの関係を示した一例である。
【０１４１】
【表４】
実施例４において、グレープフルーツの外観の測定結果を例にすると、上面画像における基準部位の長さＬ１は、５４０ピクセルであり、側面画像（１）における基準部位の長さＬ２は、４９５ピクセルであり、側面画像（２）における基準部位の長さＬ２は、４７２ピクセルであった。さらに、側面画像（１）には、測定部位である傷が認められ、測定部位の長さＬ３は、３０ピクセルであった。
【０１４２】
まず、グレープフルーツの場合において、上面画像における長さを実際の長さに補正する第１係数ｋは０．２８ｍｍ／ピクセルに設定されていた。このため、基準部位の実際の長さＬは、上面画像における基準部位の長さＬ１（５４０ピクセル）から、０．２８ｍｍ／ピクセル×５４０ピクセル＝１５１．２ｍｍと算出された。グレープフルーツの基準部位の実際の長さＬ（水平断面の直径）は１５０ｍｍであったので、第１係数ｋによる計算結果もほぼ実寸どおりであった。なお、実際の長さＬを測定しておくことで、第１係数ｋを計算（１５０ｍｍ÷５４０ピクセル）により求めることもできる。
【０１４３】
測定部位の長さＬ３を実際の長さＸに補正する第２係数ｊは、前述した式４を用いて、次のように算出される。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）＝０．２８×（５４０÷４９５）
＝０．３１ｍｍ／ピクセル（ただし、小数点以下第３位四捨五入）
さらに、測定部位の実際の長さＸは、前述した式５を用いて、次のように算出される。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３＝０．３１×３０＝９．３ｍｍ
【０１４４】
また、伊予柑の外観の測定結果を例にすると、上面画像における基準部位の長さＬ１は、３９７ピクセルであり、側面画像（１）における基準部位の長さＬ２は、４８５ピクセルであり、側面画像（２）における基準部位の長さＬ２は、４８２ピクセルであった。さらに、側面画像（１）には、測定部位である傷が認められ、測定部位の長さＬ３は、２０ピクセルであった。
【０１４５】
伊予柑の場合、第１係数ｋは０．２５ｍｍ／ピクセルに設定されていた。このため、基準部位の実際の長さＬは、上面画像における基準部位の長さＬ１を使用して、０．２５ｍｍ／ピクセル×３９７ピクセル＝９９．２５ｍｍと算出された。伊予柑の基準部位の実際の長さＬ（水平断面の直径）は１００ｍｍであり、計算結果とほぼ一致した。
【０１４６】
測定部位の長さＬ３を実際の長さＸに補正する第２係数ｊは、前述した式４を用いて、次のように算出される。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）＝０．２５×（３９７÷４８５）
＝０．２０ｍｍ／ピクセル（ただし、小数点以下第３位四捨五入）
さらに、測定部位の実際の長さＸは、前述した式５を用いて、次のように算出される。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３＝０．２０×２０＝４．０ｍｍ
【０１４７】
また、温州みかんの外観の測定結果を例にすると、上面画像における基準部位の長さＬ１は、１９８ピクセルであり、側面画像（１）における基準部位の長さＬ２は、５０１ピクセルであり、側面画像（２）における基準部位の長さＬ２は、４９０ピクセルであった。さらに、側面画像（１）には、測定部位である傷が認められ、測定部位の長さＬ３は、１５ピクセルであった。
【０１４８】
温州みかんの場合、第１係数ｋは０．２５ｍｍ／ピクセルに設定されていた。このため、基準部位の実際の長さＬは、上面画像における基準部位の長さＬ１を使用して、０．２５ｍｍ／ピクセル×１９８ピクセル＝４９．５ｍｍと算出された。温州みかんの基準部位の実際の長さＬ（水平断面の直径）は５０ｍｍであり、計算結果とほぼ一致した。
【０１４９】
測定部位の長さＬ３を実際の長さＸに補正する第２係数ｊは、前述した式４を用いて、次のように算出される。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）＝０．２５×（１９８÷５０１）
＝０．１０ｍｍ／ピクセル（ただし、小数点以下第３位四捨五入）
さらに、測定部位の実際の長さＸは、前述した式５を用いて、次のように算出される。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３＝０．１０×１５＝１．５ｍｍ
【０１５０】
なお、以上の実施例１〜４においては、農産物を検査する装置について説明したが、本発明の範囲は、かかる構成に限定されるものではなく、その他の外観の検査が必要な物品において利用可能である。また、上記説明では搬送経路が直線状のものを例示したが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば、回転体によって物品を円周方向へ搬送するようにしたいわゆるロータリ式の搬送手段を用いた場合であっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１ 物品検査装置
２ 搬送手段
３ａ 上流の第２撮像手段
３ｂ 下流の第２撮像手段
３ｃ 真横の第２撮像手段
３ｄ 第１撮像手段
４ 物品検出手段
５ 搬送距離測定手段
６ 制御手段
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 物品
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 上面画像
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ある方向から撮像された側面画像
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 他の方向から撮像された側面画像
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 測定部位
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 測定部位
Ｌ１ 上面画像における基準部位の第１の長さ
Ｌ２ 側面画像における基準部位の第２の長さ
Ｌ３ 側面画像における測定部位の第３の長さ
Ｌ 上面画像又は側面画像における基準部位の実際の長さ
Ｘ 測定部位の実際の長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の外観を検査する技術に関し、特に物品を搬送手段によって搬送させつつ、少なくとも搬送方向の上流側方、下流側方及び上方のそれぞれに配置された撮像手段によって、物品の外観を撮像して検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、農作物の色相、損傷、大きさ、形状、腐り具合等を検査するために、撮像手段によって農作物の外観を撮像し、基準となる画像と比較することで、色相、損傷、大きさ、形状、腐り具合等の農作物の情報を収集して検査する検査装置が知られている。かかる検査装置は、農作物を等級毎に仕分けする分別装置における外観検査手段として利用されている。
【０００３】
特許文献１には、検査装置として、農作物を搬送させる搬送路の両側に斜め前後から、さらに搬送路の上下から農作物を撮像できるように、複数の撮像カメラを設け、農作物の側部周面および上下周面を撮像することが開示されている。一般的に、各撮像カメラは、画像処理による検査の精度を高めるため、農作物が画面の中心において鮮明にかつ適当な大きさの画像となるように配置される。つまり、標準的な農作物を基準として、画面中央に農作物の中心が位置するように撮像位置を設定し、農作物の表面が被写界深度内に含まれるように各撮像カメラを撮像位置に向けて配置する。特許文献１の図３における撮像カメラの配置から明らかであるが、複数の撮像カメラは、ある撮像位置における農作物に向けて配置されており、農作物が所定の撮像位置に到達したときにすべての撮像カメラを同時に撮像するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、移動物品の撮像装置において、移動物品検出器と移動物品の移動距離を測定するエンコーダを設け、ベルトコンベアによって搬送されている移動物品を移動物品検出器によって検出し、その後、エンコーダを用いて移動物品の移動距離を計測して、検出位置からの移動距離が所定の距離となったタイミングで撮像素子を動作させて移動物品を撮像させることが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、板状体を撮像した画像における測定部位の画素数を測定し、この測定部位の画素数に、予め定めてある１画素あたりの寸法（係数）をかけることによって、板状体の寸法を撮像した画像から画像処理によって算出する方法が開示されている。特許文献３においては、板状体の寸法を算出しているが、特許文献１及び２の農作物の外観検査装置においても同様の方法によって傷や高さの寸法を算出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２４９２４９号公報
【特許文献２】特開平７−３３３１７４号公報
【特許文献３】特許第２６４０４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のとおり、撮像カメラの配置は、検査する農作物に対応させて、その向きや位置が決定される。農作物の分別装置は、一日に何品種もの仕分けを行うことがあり、品種によっては、その大きさや形状が大きく異なることもあるため、撮像カメラの配置を変更したり、品種に応じて撮像カメラを複数設けたりする必要があった。さらに、季節や時期に応じて、異なる種類の農作物を仕分けすることもあり、この場合にも、農作物の種類に応じて配置を変更したり、複数設けたりする必要があった。
【０００８】
撮像カメラの配置を変えずに、大きさや形状が異なる農作物を同じ配置で撮像した場合、農作物の中心が画面の中心からずれてしまい農作物の画像が小さくなったり、画面から画像がはみ出したりすることがある。画像が小さくなると、解像度不足によって十分な検査を行うことができない場合がある。また、画面から画像がはみ出してしまうと、はみ出した部分の検査ができず、検査装置として不完全なものとなってしまう。さらに、農作物の大きさや形状の違いによって、撮像カメラから農作物の表面までの距離が変わることによって、農作物の表面の一部又は全部が被写界深度の範囲外となり、画像がぼけて不十分な検査となる可能性もある。
【０００９】
加えて、撮像カメラで物品を撮像する際に、照明によって物品を照らしながら撮像する場合は、通常、撮像カメラと照明が一体化されているため、撮像カメラから農作物の表面までの距離が遠くなると照明からも遠くなり、その結果、画像が暗くなってしまうので、色相判定等において均一な判定を行うことが困難であった。さらに、物品の上方を撮像するための撮像カメラを設けた場合には、上流側に設けられた撮像カメラからの照明と、下流側の撮像カメラからの照明が均等に照射される位置、すなわち、上流側の撮像カメラと下流側の撮像カメラの中間地点において、上方の撮像カメラの光軸が物品の中心に対し垂直となるように上方の撮像カメラを配置しなければならなかった。上方の撮像カメラを上記配置としないと、その画像に上流側と下流側の照明による明暗のムラが生じてしまうので、色相判定等において均一な判定を行うことができなかったのである。
【００１０】
図１５は、上記問題点を説明するための図であり、従来の検査装置２１の撮像時における撮像カメラ２３ａ〜２３ｄの配置と大きさが異なる農作物３１ａ、３１ｂとの配置状態を示す概略平面図である。また、図１６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ撮像された大きさが異なる農作物３１ａ〜３１ｂの画像を示すものである。図１５において、農作物３１ａ〜３１ｂとして、大きい農作物３１ａ及び小さい農作物３１ｂの２つの種類の異なる農作物を例示している（図１５においては、撮像位置及び検知位置Ｄ以外の農作物は省略している）。農作物３１ａ〜３１ｂは、ベルトコンベアなどの搬送手段２２によって、順次、一列に整列された状態で矢印の方向に搬送される。特許文献２に記載されている撮像方法によれば、検査装置２１は、移動物品検出器２４によって移動する農作物３１ａ〜３１ｂを検出し、エンコーダ（図示せず）を用いて農作物３１ａ〜３１ｂの移動距離を計測して、検出位置Ｄから所定の距離だけ移動した撮像位置において複数の撮像カメラ２３ａ〜２３ｄを同時に動作させて、一度に農作物３１ａ〜３１ｂの全側面を撮像している。なお、図１５の移動物品検出器２４は、農作物によって遮断された光線が再び通過するようになった時点、すなわち、農作物の最後部を検出位置Ｄとして検知する手段である。
【００１１】
図１５においては、搬送される農作物のうち最も大きい農作物を基準として、撮像カメラ２３ａ〜２３ｄが配置されている。撮像カメラ２３ａ〜２３ｄは、最も大きい農作物が画面内に納まり、且つ農作物の表面が被写界深度の範囲内となるように、撮像位置からある程度の距離を持たせて配置されている。また、農作物の全側面を撮像できるように、４つの撮像カメラ２３ａ〜２３ｄは、農作物を中心として四方に搬送方向に対して斜め４５°となるように配置されている。さらに、撮像カメラ２３ａ〜２３ｄで撮像する際に、物品表面を明るく照らすため、各撮像カメラ２３ａ〜２３ｄの上方には、それぞれ照明２５ａ〜２５ｄが設けられている。
【００１２】
図１６（Ａ）は、搬送方向上流（農作物の後方）に配置された撮像カメラ２３ａによる大きい農作物３１ａの画像であり、図１６（Ｂ）は、搬送方向下流（農作物の前方）に配置された撮像カメラ２３ｃによる大きい農作物３１ａの画像である。図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すとおり、撮像カメラは大きい農作物３１ａを基準としているため、画面の中央に、適度な大きさで大きい農作物３１ａが撮像されている。
【００１３】
図１６（Ｃ）は、搬送方向上流（農作物の後方）に配置された撮像カメラ２３ａによる小さい農作物３１ｂの画像であり、図１６（Ｄ）は、搬送方向下流（農作物の前方）に配置された撮像カメラ２３ｃによる小さい農作物３１ｂの画像である。前述したとおり、図１５の装置は、検出位置Ｄからの移動距離が所定の距離（撮像位置）となったタイミングで撮像するものであり、農作物の最後端部を検知している。このため、搬送方向上流（農作物の後方）に配置された撮像カメラ２３ａでは、撮像位置における大きい農作物３１ａの表面も小さい農作物３１ｂの表面も、撮像カメラのレンズからほぼ同じ距離である。よって、図１６（Ｃ）では、中心位置からずれてはいるものの、小さい農作物３１ｂの画像は、大きい農作物３１ａに比べて、実際の比率と同程度の割合であり、また鮮明なものであった。これに対し、搬送方向下流（農作物の前方）に配置された撮像カメラ２３ｃでは、撮像位置における大きい農作物３１ａの表面に比べて、小さい農作物３１ｂの表面は遠くなってしまう。この結果、図１６（Ｄ）の小さい農作物３１ｂの画像は、中心位置からずれており、大きい農作物３１ａに対し実物の比率に比べてさらに小さく撮像されてしまう。さらに、撮像カメラ２３ｄ及び２３ｃの照明２５ｄ及び２５ｃからも遠くなるので、画像が暗くなってしまう。このため、小さい農作物３１ｂの正確な大きさや色相を検査することができず、また場合によっては画像が小さすぎたり、暗すぎて表面の傷などを十分に検査できない場合もあり得る。
【００１４】
従来、このような問題が生じていたため、実際の運用においては、撮像対象である農作物の大きさが変わると、その都度、オペレーターが手作業によって撮像カメラの配置やピントを変更していたが、かかる変更作業は、オペレーターにとって負担であったし、変更作業を怠ると正常な検査ができなかった。さらに、従来の手作業による変更では、大きさの異なる農作物が混在していた場合には対応することはできなかった。
【００１５】
そこで、大きさの異なる農作物が混在していた場合であっても、オペレーターの手作業を介在することなく正確な検査をするために、本出願人は、検査の対象となる農作物の大きさ及び種類に応じて、上流及び下流の側方に配置された撮像カメラの撮像のタイミングを独立して設定することを提案した（特願２００９−２６５１５１号）。
【００１６】
しかしながら、複数の撮像タイミングを独立して設定した場合、撮像のタイミングによって、側方に配置された各撮像カメラと対象となる農作物の表面との間の距離（ＷＤ：Ｗｏｒｋ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が上流と下流とで変わることがあり、各撮像カメラによって撮像された農作物の側面画像毎に、側面画像の見かけの大きさ（画素数）が変わる。すなわち、撮像された側面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係が変動するため、一つの係数に基づいて画像の大きさから実際の寸法を算出することができなかった。
【００１７】
したがって、例えば、撮像された画像から傷等が発見されたとしても、その傷の見かけの長さ（画素数）を実際の長さに補正し、農作物の良否を判定することが難しかった。
【００１８】
本発明は、上記の従来技術を踏まえて、従来の検査装置の設備をできるだけ利用しつつ、従来に比べて、撮像手段の配置の制約を緩和させ、より自由度の高い設定を可能とし、その結果として、より汎用性が高く、取り扱いが容易な物品検査装置及び方法を低コストで提供することを主たる目的とする。また、本発明の副次的な目的としては、大きさや形の異なる物品を複数の撮像手段で撮像する場合において、適切な画像を撮像できるような物品検査装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
そこで、本発明の物品検査装置は、前述した課題を解決するため、物品の外観を検査する物品検査装置であって、前記物品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を上方側から撮像する第１撮像手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を側方側から撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１撮像手段によって撮像された前記物品の上面画像及び前記第２撮像手段によって撮像された前記物品の側面画像を取得し、前記取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする。
【００２０】
また、前記物品検査装置において、前記制御手段は、前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算することが好ましい。
【００２１】
また、前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、前記第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、前記第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであることが好ましい。
【００２２】
また、前記物品検査装置において、前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、前記搬送手段は、大きさ及び形状の異なる複数種類の物品を搬送するとともに、前記制御手段は、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定することができ、搬送される物品の大きさ、形状又は種類に応じて、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定でき、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像する第２の設定を有することが好ましい。
【００２３】
また、前記第２の設定は、前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が小さい場合に、前記上流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記下流の第２撮像手段を撮像し、前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が大きい場合に、前記下流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記上流の第２撮像手段を撮像することが好ましい。
【００２４】
また、前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が長軸及び短軸を有する形状であって、前記搬送手段は、前記物品の長軸又は短軸が前記第２撮像手段の撮像方向に対して略直角となるように前記物品の向きを規制し、前記基準部位は、前記物品の長軸又は短軸であることが好ましい。
【００２５】
また、搬送手段によって前記物品を搬送し、第１撮像手段によって前記物品を上方側から撮像し、第２撮像手段によって前記物品を側方側から撮像し、前記物品の上面画像及び側面画像を取得し、該取得した上面画像及び側面画像に基づき物品の外観を検査する物品検査方法であって、該取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする。
【００２６】
また、前記物品検査方法において、前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算することが好ましい。
【００２７】
また、前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであることが好ましい。
【００２８】
また、前記物品検査方法において、前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定して、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像し、前記物品の複数の側面画像を取得することが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、検査の対象となる物品の基準部位（第１撮像手段によって撮像された上面画像と第２撮像手段によって撮像された側面画像とにおいて、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位）が、上方から観ても、何れの側方から観ても、略同一の長さとなることを利用して、すなわち、第１撮像手段によって撮像された上面画像における基準部位の長さと側方画面における基準部位の長さとの対応関係を利用して、側面画像における傷等の部位の長さを補正することによって、正確な検査をすることができる。しかも、本発明は、最低限、第２撮像手段の画像を補正する制御手段を付加すれば実現可能であるため、従来の検査装置の設備の大半をそのまま利用することが可能であり、より汎用性が高く、取り扱いが容易な物品検査装置を低コストで提供することができる。
【００３０】
また、搬送手段の上流側及び下流側にそれぞれ配置された上流の第２撮像手段及び下流の第２撮像手段に対し、それらの撮像タイミングを独立して制御できる制御手段を設け、搬送手段によって搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、物品と第２撮像手段との距離が所定の関係となるように制御手段によって第２撮像手段の撮像タイミングを制御して、大きさ又は位置が適切な画像を得るようにすれば、大きさの異なる物品に対し、それぞれ適切な画像を得ることができ、従来に比べて、第２撮像手段の配置の制約を緩和させ、より自由度の高い設定が可能である。
【００３１】
特に、上流の第２撮像手段と下流の第２撮像手段を同時に撮像する第１の設定と、上流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから下流の第２撮像手段を撮像する第２の設定とを有する場合、第１の設定によって、数量の多い標準品等を高速で処理することができ、また、第２の設定によって、上流の第２撮像手段に近い位置で物品の後方部分を撮像した後、物品が搬送され、下流の第２撮像手段に近付いた位置で物品の前方部分を撮像するため、各第２撮像手段から物品の表面までの距離が近くなり、大きさが小さい物品であっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。
【００３２】
さらに、下流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから上流の第２撮像手段を撮像する第３の設定を有する場合、第３の設定によって、下流の第２撮像手段から離れた位置で物品の前方部分を撮像した後、物品が搬送され、上流の第２撮像手段から離れた位置で物品の後方部分を撮像するため、各第２撮像手段から物品の表面までの距離が遠くなり、外形が大きいものであっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。
【００３３】
さらに、物品の大きさを測定する計測手段を備え、制御手段が、計測手段によって測定された物品の大きさに応じて、撮像タイミングの設定を変更すれば、オペレーターによる設定の切り替えが不要であり、何品種もの物品を混在している場合や、同一品種内でサイズのばらつきが大きい物品（主に農産物）であっても、適切なサイズの画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にかかる物品検査装置全体の概略構成図
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ複数の撮像手段の配置の他の実施形態を示す概略構成図
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ各位置の撮像時における物品の配置と撮像手段との関係を示す図
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１撮像手段によって撮像された物品（大）（中）（小）の上面画像を示す説明図
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２撮像手段によって上流から撮像された物品（大）（中）（小）の側面画像を示す説明図
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２撮像手段によって下流から撮像された物品（大）（中）（小）の側面画像を示す説明図
【図７】補正処理の第１の例を示すフローチャート
【図８】物品の基準部位の実際の長さと、第１撮像手段によって撮像された上面画像における基準部位の第１の長さとの関係を示す説明図
【図９】補正処理の第２の例を示すフローチャート
【図１０】紡錘体である物品の配置と撮像手段との関係を示す図
【図１１】（Ａ）は第１撮像手段によって撮像された物品の上面画像を示す説明図、（Ｂ）は長軸に直角な光軸の第２撮像手段によって撮像された物品の長軸方向の側面画像を示す説明図、（Ｃ）は短軸に直角な光軸の第２撮像手段によって撮像された物品の短軸方向の側面画像を示す説明図
【図１２】紡錘体である物品の他の配置と撮像手段との関係を示す説明図
【図１３】（Ａ）は第１撮像手段によって撮像された物品の上面画像を示す説明図、（Ｂ）は図１２に示した配置において下流側の第２撮像手段によって撮像された物品の側面画像を示す説明図
【図１４】本発明にかかる他の物品検査装置の概略構成図
【図１５】従来の検査装置の概略構成図
【図１６】（Ａ）〜（Ｄ）は従来の検査装置によって撮像された農作物の画像の例
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。
【００３６】
［第１実施形態］
図１は、本発明にかかる物品検査装置１全体の概略構成図である。図１において、物品検査装置１は、搬送手段２と、複数の撮像手段３（図面の３ａ、３ｂ等をまとめて「３」とする。以下他の枝番が付加されているもの、例えば物品１１ａ、１１ｂ等についても同じ）と、物品検出手段４と、搬送距離測定手段５と、制御手段６とを備えている。
【００３７】
搬送手段２は、図示しない駆動源からの駆動力によって、所要の搬送速度で物品１１を矢印方向（以下「搬送方向」といい、物品の供給元側を「上流側」と呼び、搬送先側を「下流側」と呼ぶ。以下同じ）に上流側から下流側に搬送するものであり、例えば、ベルトコンベヤ、ローラーコンベヤ、オーバーヘッドコンベヤ、パケットコンベヤ等を使用することができる。搬送手段２は、搬送速度を変化させることができてもよいし、搬送経路が直線であっても、曲線であってもよい。さらに、物品を一列に整列させるための整列手段を備えていることが好ましい。整列手段としては、例えば、物品を所定の位置にガイドするためのガイド板を設けたり、搬送方向と直交する搬送経路の断面形状をＶ字状にして、傾斜によって物品を所定の位置に整列させてもよい。また、搬送手段２は、ベルト上やローラー上に直接物品１１を載せて搬送してもよいし、容器、皿等の上に物品１１を載せた状態で搬送してもよい。ただし、物品の下面も検査する場合には、容器、皿等として、透明なものを使用する。
【００３８】
搬送され検査される物品としては、少なくとも複数の角度からの側面の画像が必要とされる物品であり、搬送しながら画像が撮像される検査が行われる物品に適用することができる。各物品は、上方から撮像した上面画像と側面から撮像した側面画像とにおいて、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位（領域を含む）を有している。この部位を以下「基準部位」と呼ぶ。
【００３９】
第１の実施形態において、検査の対象とする物品は、上方から観た水平断面が略円形となる形状であり、上方から観た水平断面の直径と側方から観た胴部の幅とが略同一となる対応関係を持つため、略円形の断面が基準部位となる。このような形状としては、例えば、球体、円柱、横長の楕円体（短軸を回転軸とする扁楕円体）、円錐、円錐台、円環体、その他の回転体等が当てはまる。なお、後述するように断面が略円形ではない物品であっても、物品の向きと側面からの撮像方向が特定の関係を満たせば、基準部位を有することがある。
【００４０】
物品１１として、具体的には、例えば、みかん、柿、梨、洋梨、桃、りんご、メロン、スイカ、トマト、いちご、アボカドなどの農産物、競技用のボール、カップ・瓶入りの各種食品等が挙げられる。なお、容器等を用いて縦置きの状態で安定して搬送することができる場合、物品１１は、縦長の楕円体（長軸を回転軸とする長楕円体）であってもよい。長楕円体の物体１１として、具体的には、例えば、キウイフルーツ、芋、卵等が挙げられる。特に、本発明の検査装置においては、異なる種類（大きさ又は形状）の物品１１も搬送、検査することができる。なお、物品１１は、搬送手段２によって等間隔に搬送される必要はなく（当然、等間隔であってもよい）、撮像する際に重ならない程度の距離を離間して一列になって搬送されていればよい。図１においては、大中小の３種類の大きさの異なる物品（大）１１ａ、（中）１１ｂ、（小）１１ｃを搬送する。
【００４１】
複数の撮像手段３は、物品１１の外観を撮像するものであり、物品１１の検査される角度に合わせて複数設けられ、制御手段６によって撮像タイミングが制御される。本発明の検査装置１においては、物品１１の上面を撮像する第１撮像手段３ｄと、物品１１の側面を撮像する第２撮像手段とを有している。第２撮像手段は、搬送方向について異なる位置に配置され、物品１１を搬送方向の上流側から撮像する上流の第２撮像手段３ａと、物品１１を搬送方向の下流側から撮像する下流の第２撮像手段３ｂとを有していることが好ましい。上流の第２撮像手段３ａと下流の第２撮像手段３ｂは、標準品に対しては、所定の撮像位置において、同時に撮像して画像を取得できるように配置されている。なお、各撮像手段に照明を設けた場合、完全に同時に撮像すると、対向する撮像手段の照明が逆光として入射してしまい正常な画像を取得できないため、従来から、ある撮像手段が撮像している間は他の撮像手段の照明を消灯して撮像していた。このため、検査装置の分野において、同時に撮像するとは、撮像手段のシャッタースピード程度の時間差で順次撮像することも含まれる。例えば、撮像手段のシャッタースピードが１／２０００秒（＝０．５ｍｓ）だとすれば、４つの撮像手段によって四方向から物品を撮像する場合、１／２０００秒×４＝２ｍｓ程度の時間で撮像していた。これは、搬送速度が１０００ｍｍ／ｓだった場合は、物品が２ｍｍ移動する間に撮像を終了することになる。つまり、所定の撮像位置も、同時と同様に、厳密な一点のみを指すものではなく、数ｍｍ程度の領域を含むのである。シャッタースピードは、搬送速度と関連しており、搬送速度が速い場合には、画像がぶれないように、シャッタースピードを短くする必要があり、反対にシャッタースピードを長くするためには搬送速度を遅くする必要がある。このことから、同時に含まれる期間は、数ｍｍ程度の所定の撮像位置において撮像できる期間であればよい。
【００４２】
さらに、物品１１の下面を撮像する撮像手段（図示省略）または物品１１を真横から撮像する第２撮像手段３ｃ（図２（Ｂ）参照）を設けてもよい。複数の撮像手段３によって撮像された画像は、制御手段６において、外観が検査される。撮像手段としては、通常、撮像カメラ（デジタルカメラ）が使用されるが、かかる構成に限定されるものではなく、二次元画像が得られればよい。また、可視光だけに限定されず、その他の赤外線や紫外線等を検出する撮像手段でもよい。さらに、撮像手段には、物品を照らすための照明（図示せず）を設けることが好ましい。照明としては、ＬＥＤランプ又はハロゲンランプを使用することができる。
【００４３】
上流の第２撮像手段３ａは、物品１１を搬送方向の上流側から撮像して、物品１１の搬送方向の後方の少なくとも一部を含むような画像を得るためのものである。このため、上流の第２撮像手段３ａの光軸は、搬送方向の下流側を０°とした場合（以下、特に断らない限り光軸の角度はかかる基準を適用し、時計回りの角度を正とする）、±９０°未満の角度である。また、上流の第２撮像手段３ａは、搬送手段上の物品１１よりも上方に配置して、物品１１の搬送方向の後方上部を中心に撮像してもよいし、物品１１よりも下方に配置して、物品１１の搬送方向の後方下部を中心に撮像してもよい。上流の第２撮像手段３ａ自体は、１つ若しくは複数設けることができ、上流の第２撮像手段３ａが２つの場合は、通常、搬送手段について対称に配置され、搬送方向の後方の左右両側を同時に観察できるようにされている。従来は、２つの上流の第２撮像手段３ａの各光軸が±４５°となるように配置されていた。しかし、本発明においては、撮像タイミングを独立して制御可能であるため、かかる配置に限定されない。例えば、複数の上流の第２撮像手段３ａを搬送方向において異なる位置に配置してもよいし、複数の上流の第２撮像手段３ａを異なる高さに複数設ける構成であってもよい。また、上流の第２撮像手段３ａが１つの場合は、上流の第２撮像手段３ａは、他の撮像手段の死角を補う位置に配置される。この場合の上流の第２撮像手段３ａの光軸の向きは、±３０°未満の範囲となることが好ましい。
【００４４】
下流の第２撮像手段３ｂは、物品１１を搬送方向の下流側から撮像して、物品１１の搬送方向の前方の少なくとも一部を含むような画像を得るためのものである。このため、下流の第２撮像手段３ｂの光軸の角度は、９０°〜１８０°又は−９０°〜−１８０°の範囲である。また、下流の第２撮像手段３ｂは、水平面において、物品１１よりも上方に配置して、物品１１の搬送方向の前方上部を中心に撮像してもよいし、物品１１よりも下方に配置して、物品１１の搬送方向の前方下部を中心に撮像してもよい。下流の第２撮像手段３ｂ自体は、１つ若しくは複数設けることができ、下流の第２撮像手段３ｂが２つの場合は、通常、搬送手段について対称に配置され、搬送方向の前方の左右両側を同時に観察できるように配置される。従来は、下流の第２撮像手段３ｂの各光軸が±１３５°となるように配置されていた。しかし、本発明においては、撮像タイミングを独立して制御可能であるため、かかる対称な配置に限定されず、複数の下流の第２撮像手段３ｂを搬送方向において異なる位置に配置してもよいし、複数の下流の第２撮像手段３ｂを異なる高さに複数設ける構成であってもよい。また、下流の第２撮像手段３ｂが１つの場合は、下流の第２撮像手段３ｂは、他の撮像手段の死角を補う位置に配置される。この場合の下流の第２撮像手段３ｂの光軸の角度は１５０°〜１８０°又は−１５０°〜−１８０°の範囲となることが好ましい。
【００４５】
図１においては、複数の撮像手段として、上面を観察するための第１撮像手段３ｄと２つの上流の第２撮像手段３ａと２つの下流の第２撮像手段３ｂを有し、さらに、下面を観察するための図示しない撮像手段とを有している。２つの上流の第２撮像手段３ａは、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ４５°及び−４５°となるように配置され、２つの下流の第２撮像手段３ｂも、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ１３５°及び−１３５°となるように配置されている。２つの上流の第２撮像手段３ａの光軸及び２つの下流の第２撮像手段３ｂの光軸が、一点で交差するように配置されることが好ましい。さらに、物品１１の中心の上方に上面を観察するための第１撮像手段３ｄが配置され、物品１１の中心の下方に下面を観察するための撮像手段（図示省略）が配置される。典型的には、撮像タイミングを合わせるために、上流の第２撮像手段３ａ及び下流の第２撮像手段３ｂの光軸の交点の上方及び下方に第１撮像手段３ｄ及び下面を観察するための撮像手段（図示省略）が配置される。
【００４６】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ複数の撮像手段の配置の他の実施形態を示すものであり、（Ａ）は、２つの上流の第２撮像手段３ａと１つの下流の第２撮像手段３ｂとを備えた実施形態の一例であり、（Ｂ）は、１つの上流の第２撮像手段３ａと１つの下流の第２撮像手段３ｂと、さらに搬送方向に対して垂直な光軸を持つ１つの側面の第２撮像手段３ｃとを備えた実施形態の一例である。図２（Ａ）では、光軸の方向が６０°及び−６０°の２つの上流の第２撮像手段３ａが、搬送方向に対して対称に配置され、下流側には、光軸の方向が１８０°の１つの下流の第２撮像手段３ｂが搬送経路上に配置されている。各撮像手段の光軸の交点は上記搬送手段上で交差するように配置されている。なお、ここでいう交差とは、各撮像手段を同時に撮像することによって、物品１１の全周囲を撮像するための配置であり、各撮像手段の光軸が厳密に一点で交差する場合だけではなく、物品１１の範囲内において上下左右方向に多少のズレがある場合も含んでいる。図２（Ｂ）では、光軸の方向が３０°の１つの上流の第２撮像手段３ａと、光軸の方向が１５０°の１つの下流の第２撮像手段３ｂと、光軸の方向が−９０°の１つの側面の第２撮像手段３ｃとが配置されている。図２（Ｂ）においても、各撮像手段の光軸の交点が、物品１１の中心と重なるように配置されている。なお、図２（Ｂ）の側面の第２撮像手段３ｃの撮像タイミングは、物品の大きさに関係なく、物品の中心が光軸上に到達する時点で撮像することが好ましい。
【００４７】
物品検出手段４及び搬送距離測定手段５は、図１においては、位置特定手段の一部となるものであり、物品検出手段４によって物品１１を検出し、その後、搬送距離測定手段５によって検出位置からの距離を測定することで、制御手段６は、搬送される物品１１の現在位置を特定することができる。ただし、位置特定手段としては、かかる構成に限定されるものではない。例えば、搬送速度が一定であれば、物品検出手段４と時間を測定するクロック回路（水晶振動子等）を組み合わせることで、位置を特定することができる。また、物品検出手段４の検出位置において撮像を開始する場合は、物品検出手段４を複数個設けることによって、検出した物品検出手段４の配置によって物品１１の位置を特定することもできる。また、全く異なる手段、例えば物品１１を載せる容器に電波の発振機を取り付けておき、電波を受信することで容器に載っている物品１１の位置を特定する位置特定手段であってもよい。つまり、撮像するタイミングを制御するために、搬送される物品１１の位置を特定できれば位置特定手段として利用することが可能である。
【００４８】
また、物品検出手段４及び搬送距離測定手段５は、物品検出手段４が物品１１を検出してから検出しなくなるまでの距離を搬送距離測定手段５によって測定することにより、制御手段６は、物品１１の長さを測定することができるので、計測手段として機能させることもできる。しかし、上述した位置特定手段と同様、計測手段もかかる構成に限定されるものではなく、その他の手段であっても物品１１の大きさを測定できれば計測手段として利用することができる。
【００４９】
物品検出手段４は、搬送手段２の搬送経路の少なくとも撮像手段３によって撮像される地点又は同地点よりも上流に配置された物品１１の存在を検出するセンサを有する。物品検出手段４として、例えば、発光素子と受光素子の組み合わせを使用することができ、発光素子からの光を物品が遮ることによって物品の前端部を検出でき、さらにその後、遮光されていた光を受光素子が受光し始めることによって物品の後端部を検出できる。しかし、物品検出手段４は、かかる構成に限定されるものではなく、圧力センサや赤外線センサなど適宜使用することができる。物品検出手段４で検出した物品１１に関する情報は、制御手段６に入力される。
【００５０】
搬送距離測定手段５は、搬送手段２による物品１１の搬送距離を測定するものであり、物品検出手段４によって検出された位置からの距離を測定することで、撮像タイミングを制御するためのものである。搬送距離測定手段５として、例えば、エンコーダ等のパルス発生器によって、コンベヤの図示しない回転軸に接続させて回転軸の回転角度を検出して搬送距離を測定してもよいし、搬送速度と搬送時間を検出して搬送距離を測定してもよい。搬送距離測定手段５で検出した距離に関する情報は、制御手段６に入力される。
【００５１】
制御手段６は、少なくとも複数の撮像手段３の撮像タイミングを制御するものであり、特に本発明においては、複数の撮像手段３のうち上流の第２撮像手段３ａの撮像タイミングと下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定できるものである。そして、制御手段６は、物品１１の大きさ又は種類に応じて、上流の第２撮像手段３ａの撮像タイミングと下流の第２撮像手段３ｂの撮像タイミングの組み合わせを複数設定できる。このため、搬送される物品１１の大きさや種類が変わっても、撮像タイミングの設定を変更するだけで、物品検査装置１を利用することが可能なのである。また、制御手段６は、第１撮像手段３ｄによって撮像された上面画像及び第２撮像手段３ａ、３ｂによって撮像された側面画像を取得し、画像処理によって物品の外観を検査する。
【００５２】
さらに、制御手段６は、物品検査装置１のその他の機能についても制御してもよい。例えば、装置の起動と終了や、搬送速度の調整、搬送経路の設定の制御ができてもよいし、撮像した画像を加工してもよい。制御手段６としては、例えば、演算機能と記憶機能を備えた情報処理装置を使用することができる。演算機能は、例えば、プロセッサによって構成されてもよい。記憶機能は、例えば、半導体メモリ、ハードディスク装置等によって構成されてもよい。プロセッサは、例えば、ハードディスク装置から半導体メモリにロードされたプログラムを実行することによって、各種処理を実現する。
【００５３】
撮像タイミングの組み合わせとしては、大きく分けて次の３パターンに分類できる。但し、後述するとおり、第２パターン及び第３パターンの場合、一つのパターンの中でも、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定することはできる。
【００５４】
第１パターン：上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂを同時に撮像させるパターン
第２パターン：先に上流の第２撮像手段３ａを撮像させ、その後、下流の第２撮像手段３ｂを撮像させるパターン
第３パターン：先に下流の第２撮像手段３ｂを撮像させ、その後、上流の第２撮像手段３ａを撮像させるパターン
【００５５】
第１パターンは、従来技術における撮像タイミングと実質的に同じであるが、上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂの撮像タイミングを独立して設定できるのであるから、当然、同時に設定することも可能である。第１パターンは、高速処理が可能であるから、検査装置１において、標準又は最頻物となる物品１１（以下「標準品」という）の撮像タイミングとすることが好ましい。そして、第１パターンの撮像位置（位置Ａ）は１点であり、上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂは、かかる撮像位置Ａにおいて、物品１１が画面の中心において鮮明にかつ適当な大きさの画像となるように配置されることが好ましい。図１においては、物品（中）１１ｂを標準品としている。図１においては、物品１１（中）の中心が、各撮像手段３の光軸の交点に配置されるように位置Ａが設定されている。
【００５６】
第２パターンは、搬送経路の上流側の位置Ｂ１において、上流の第２撮像手段３ａによって撮像し、その後、下流側の位置Ｂ２において、下流の第２撮像手段３ｂを撮像させるものである。第２パターンは、標準品に比べて小さい物品の場合に適用することが好ましい。すなわち、上流の第２撮像手段３ａに近い位置Ｂ１で物品１１の後方部分を撮像した後、物品１１が搬送され、下流の第２撮像手段３ｂに近付いた位置Ｂ２で物品１１の前方部分を撮像する。このため、各撮像手段から物品１１の表面までの距離が近くなり、大きさが小さいものであっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。第２パターンにおいては、上流の第２撮像手段３ａから位置Ｂ１までの距離と下流の第２撮像手段３ｂから位置Ｂ２までの距離をほぼ同じにすることで、撮像した各画像の大きさ（実物との比率）を同じにすることができるので好ましい。
【００５７】
第２パターンは単に順番を特定しているだけであり、物品１１の大きさや種類に応じて、上流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｂ１）や下流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｂ２）をそれぞれ変更できる。このため、仮に、制御手段６において設定された撮像タイミングの組み合わせが、第２パターンだけであっても、位置Ｂ１又は位置Ｂ２の設定を変えることで、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせが設定できる。
【００５８】
第３パターンは、搬送経路の上流側の位置Ｃ１において、下流の第２撮像手段３ｂによって撮像し、その後、下流側の位置Ｃ２において、上流の第２撮像手段３ａを撮像させるものである。第３パターンは、標準品に比べて大きい物品の場合に適用することが好ましい。すなわち、下流の第２撮像手段３ｂから離れた位置Ｃ１で物品１１の前方部分を撮像した後、物品１１が搬送され、上流の第２撮像手段３ａから離れた位置Ｃ２で物品１１の後方部分を撮像する。このため、各撮像手段から物品１１の表面までの距離が遠くなり、外形が大きいものであっても、適度な大きさで鮮明な画像を得ることが可能である。第３パターンにおいては、上流の第２撮像手段３ａから位置Ｃ２までの距離と下流の第２撮像手段３ｂから位置Ｃ１までの距離をほぼ同じにすることで、撮像した各画像の大きさ（実物との比率）を同じにすることができるので好ましい。
【００５９】
第３パターンは単に順番を特定しているだけであり、物品１１の大きさや種類に応じて、上流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｃ１）や下流の第２撮像手段の撮像タイミング（位置Ｃ２）をそれぞれ変更できる。このため、仮に、制御手段６において設定された撮像タイミングの組み合わせが、第３パターンだけであっても、位置Ｂ１又は位置Ｂ２の設定を変えることで、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせが設定できる。
【００６０】
なお、上記３パターンは、上流及び下流の第２撮像手段３ａ及び３ｂの撮像タイミングについてのみ分類したのであって、さらに、上面、真横、下面を撮像する撮像手段が設けられていた場合には、それらの撮像タイミングによって、さらにパターンは増える。ただし、基本的には、上面、真横、下面を撮像する撮像手段は、撮像手段の光軸上に物品の中心が位置したタイミングで撮像されることになる。
【００６１】
さらに、制御手段６は、物品検出手段４及び搬送距離測定手段５によって、物品１１の長さを測定し、かかる長さに基づいて、撮像タイミングの設定を自動的に変更できることが好ましい。この場合、撮像タイミングの設定として、ある範囲の長さについては第１の設定、他の範囲については第２の設定を制御手段６に登録しておき、測定した長さが何れの範囲に属するのかを判断して設定を変更してもよい。この場合、物品の種類に関係なく、物品の長さに応じて適切な画像を得ることができる。また、測定した長さから、物品の種類を判別して、判別した種類の物品用の設定に変更してもよい。この場合には、判別した種類の物品に特有の検査（例えば仕分け処理、色合等）も実施することが可能である。また、撮像位置を求める関数に測定した物品の長さを入力して、撮像位置を算出して、撮像タイミングを変更してもよい。この場合、物品の種類に関係なく、物品の長さに応じてより適切な画像を得ることができる。
【００６２】
撮像位置である位置Ａ、位置Ｂ１、位置Ｂ２、位置Ｃ１及び位置Ｃ２は、物品検出手段４の検出位置Ｄとそこからの距離（０を含む）によって設定することができる。撮像タイミングとして、物品の何れの部位が撮像位置に到達した時点とするかは、あまり重要ではなく、撮像時における物品と撮像手段の相対的な位置関係が同じであれば、物品の部位と位置との関係は適宜設定することができる。すなわち、長さ１０ｃｍの物品の先端部がある位置Ａに到達したタイミングは、当該物品の中心部が位置Ａの５ｃｍ上流側の位置に到達したタイミングと同じであり、さらには、当該物品の後端部が位置Ａの１０ｃｍ上流側の位置に到達したタイミングと同じである。よって、物品検出手段４による物品を検知した部位等から到達する部位と撮像位置を設定すればよい。なお、物品の中心を計測手段によって求める場合は、物品の長さを測定し、その半分となる部位を計算すればよい。図１において各撮像位置は、物品１１の後端部の到達位置で設定している。
【００６３】
図１では、位置Ａ、位置Ｂ１及び位置Ｃ２は同じ位置であり、これらの位置Ａ，Ｂ１，Ｃ２よりも下流側に位置Ｂ２が設定され、上流側に位置Ｃ１が設定されている。
【００６４】
図３（Ａ）は位置Ｂ１及びＣ２の撮像時における物品１１ａ及び１１ｃの配置と撮像手段との関係を示す図であり、同（Ｂ）は位置Ｂ２の撮像時における物品１１ｃの配置と撮像手段との関係を示す図であり、同（Ｃ）は位置Ｃ１に関する物品１１ａの配置と撮像手段との関係を示す図である。図３（Ａ）乃至（Ｃ）において、基準として、位置Ａにおける標準物である物品１１ｂを点線で示し、使用しない撮像手段に網掛けを付けた。
【００６５】
図３（Ａ）において、物品（小）１１ｃが位置Ｂ１に到達したタイミングで上流の第２撮像手段３ａは作動するが、下流の第２撮像手段３ｂは作動しない。このため、位置Ｂ１における物品（小）１１ｃの後部だけが撮像される。また、物品（大）１１ａが位置Ｃ２に到達したタイミングにおいても、上流の第２撮像手段３ａが作動し、位置Ｃ２における物品（大）１１ａの後部だけを撮像する。
【００６６】
なお、第１撮像手段３ｄ、及び搬送方向に対して垂直方向に配置された他の撮像手段（真横、下面撮像手段）については、各撮像手段の光軸上に各物品の中心が位置したタイミングで撮像するのが好ましいが、第１撮像手段３ｄ、及び他の撮像手段（真横、下面撮像手段）の撮像タイミングはこれに限定されず、各面の画像において、物品の全体が撮像されるような撮像タイミングであればよい。例えば、第１撮像手段３ｄ、及び他の撮像手段（真横、下面撮像手段）は、第２撮像手段３ａ又は３ｂの撮像タイミングに合わせて撮像してよい（図３（Ｂ）及び（Ｃ）でも同じ）。図１及び図３において、位置Ａと位置Ｂ１と位置Ｃ２を一致させると、上流の第２撮像手段３ａから物品１１ａ及び１１ｃの後部表面までの距離が標準品である物品（中）１１ｂとほぼ同じとなるため、物品１１ａ及び１１ｃの後部についての画像が、標準品と同様に鮮明な画像を得ることができ好ましい。しかし、必ずしも位置Ａ、位置Ｂ１及び位置Ｃ２を一致させる必要はない。物品の大きさを勘案して、画面内に物品の画像が収まるように、被写界深度の範囲内で位置Ｂ１及び位置Ｃ２を調整することができる。
【００６７】
図３（Ｂ）において、位置Ｂ１よりも下流側に配置された位置Ｂ２に物品（小）１１ｃが到達したタイミングで下流の第２撮像手段３ｂが作動する。このため、位置Ｂ２における物品（小）１１ｃの前部だけが撮像される。図３（Ｂ）において、位置Ｂ１における物品（小）１１ｃの前端部は、標準品である物品（中）１１ｂの前端部と揃っている。このため、下流の第２撮像手段３ｂから物品１１ｃの前部表面までの距離が標準品である物品１１ｂとほぼ同じとなるため、物品１１ｃの前部についての画像が、標準品と同様に鮮明な画像を得ることができ好ましい。しかし、必ずしも標準品と前端部を揃える必要はない。物品の大きさを勘案して、画面内に物品の画像が適度な大きさで収まるように、被写界深度の範囲内で位置Ｂ２を調整することができる。
【００６８】
図３（Ｃ）において、位置Ｃ２よりも上流側に配置された位置Ｃ１に物品（大）１１ａが到達したタイミングで下流の第２撮像手段３ｂが作動する。このため、位置Ｃ１における物品（大）１１ａの前部だけが撮像される。図３（Ｃ）において、位置Ｃ１における物品（大）１１ａの前端部は、標準品である物品（中）１１ｂの前端部と揃っている。このため、下流の第２撮像手段３ｂから物品１１ａの前部表面までの距離が標準品である物品１１ｂとほぼ同じとなるため、物品１１ａの前部についての画像が、標準品と同様に鮮明な画像を得ることができ好ましい。しかし、必ずしも標準品と前端部を揃える必要はない。物品の大きさを勘案して、画面内に物品の画像が適度な大きさで収まるように、被写界深度の範囲内で位置Ｃ１を調整することができる。なお、説明の都合上、先に図３（Ａ）における位置Ｃ２について説明したが、実際には、より上流側に配置されている位置Ｃ１の撮像が位置Ｃ２の撮像よりも先に行われる。
【００６９】
本実施形態では、搬送手段によって搬送される物品１１ａ〜１１ｃの大きさ又は種類に応じて、物品１１ａ〜１１ｃと第２撮像手段３ａ、３ｂとの距離が所定の関係となるように制御手段によって複数の異なる撮像タイミングが設定される。このため、大きさの異なる物品１１ａ〜１１ｃであっても、それぞれ適切な大きさの側面画像を得ることができる。しかし、設定される撮像タイミングによって、第２撮像手段３ａ、３ｂと物品１１ａ〜１１ｃとの距離（ＷＤ）が変わるため、撮像された側面画像の見かけの大きさ（側面画像を構成する画素数）は物品１１毎にも、また第２撮像手段３ａ、３ｂ毎にも異なる。すなわち、撮像された側面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係が変動する。さらに、側面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係は、上面画像の大きさと農作物の実際の寸法との対応関係に対しても変動する。
【００７０】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第１撮像手段によって撮像された物品（大）１１ａ、（中）１１ｂ、（小）１１ｃ--の上面画像１２を示す説明図であり、図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ上流及び下流の第２撮像手段によってから撮像された物品（大）１１ａ、（中）１１ｂ、（小）１１ｃの側面（後面）画像１３及び側面（前面）画像１４を示す説明図である。図４ないし図６において、物品（大）１１ａは円柱であり、物品（中）１１ｂは扁平な楕円体であり、物品（小）１１ｃは、円錐台である。
【００７１】
図４（Ａ）に示された物品１１ａの上面画像１２ａは、例えば、物品１１ａの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって、撮像された画像である。図５（Ａ）に示された物品１１ａの側面画像１３ａは、第３パターンの撮像タイミングによって、物品１１ａの後端が位置Ｃ２（図３（Ａ）参照）に到達した時に上流の第２撮像手段３ａによって撮像された物品１１ａの後面の画像である。図６（Ａ）に示された物品１１ａの側面画像１４ａは、第３パターンの撮像タイミングによって、物品１１ａの後端が位置Ｃ１（図３（Ｃ）参照）に到達した時に下流の第２撮像手段３ｂによって撮像された物品１１ａの前面の画像である。
【００７２】
図４（Ｂ）に示された物品１１ｂの上面画像１２ｂは、例えば、物品１１ｂの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって、撮像された画像である。図５（Ｂ）に示された物品１１ｂの側面画像１３ｂは、第１パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｂの後端が位置Ａ（図３（Ａ）参照）に到達した時に上流の第２撮像手段３ａによって撮像された物品１１ｂの後面の画像である。図６（Ｂ）に示された物品１１ｂの側面画像１４ｂは、第１パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｂの後端が位置Ａ（図３（Ｂ）参照）に到達した時に下流の第２撮像手段３ｂによって撮像された物品１１ｂの前面の画像である。
【００７３】
図４（Ｃ）に示された物品１１ｃの上面画像１２ｃは、例えば、物品１１ｃの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって、撮像された画像である。図５（Ｃ）に示された物品１１ｃの側面画像１３ｃは、第２パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｃの後端が位置Ｂ１（図３（Ａ）参照）に到達した時に上流の第２撮像手段３ａによって撮像された物品１１ｃの後面の画像である。図６（Ｃ）に示された物品１１ｃの側面画像１４ｃは、第２パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｃの後端が位置Ｂ２（図３（Ｂ）参照）に到達した時に下流の第２撮像手段３ｂによって撮像された物品１１ｃの前面の画像である。
【００７４】
なお、上面画像１２の撮像タイミングは、中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングに限定されない。また、後面の側面画像１３と前面の側面画像１４における物品１１の見かけ上の大きさは一致している必要はない。
【００７５】
各上面画像１２における基準部位は、水平断面によって形成される略円形の径である。以下、上面画像１２における基準部位の長さを「第１の長さ」という。図４（Ａ）では、基準部位（略円形の径）の第１の長さを「Ｌ１」で示した。第１の長さ（Ｌ１）は、例えば、画素（ピクセル）を単位として示されてもよい。また、以下、実際の物品における基準部位の長さを「Ｌ」と記載する。
【００７６】
後面の側面画像１３及び前面の側面画像１４における基準部位は、物体胴部の最大の幅である。以下、側面画像１３、１４における基準部位の長さを「第２の長さ」という。図５（Ａ）では、第２の長さを「Ｌ２」で示した。第２の長さ（Ｌ２）は、例えば、ピクセルを単位として示されてもよい。上面画像及び側面画像における基準部位は、実際の物品において対応関係を持ち、基準部位の長さは、水平断面が略円形であるから、何れも略同一の「Ｌ」である。
【００７７】
上面画像１２及び側面画像１３、１４は、物品１１の表面に生じた傷、変色、汚れ等のある部位や高さ等、検査において、その大きさや長さの測定が必要な部位（以下「測定部位」という。）１５、１６を含むことがある。図４〜６においては、上面画像１２には測定部位を確認できないが、各側面画像１３、１４には測定部位１５、１６を確認できる。以下、測定部位１５、１６の長さを「第３の長さ」といい、第３の長さを「Ｌ３」と記載する。第３の長さＬ３は、例えば、ピクセルを単位として示されてもよい。また、以下、実際の物品１１における測定部位の長さを「Ｘ」と記載する。
【００７８】
図４〜６に示したとおり、本実施形態では、上面画像１２は、第１撮像手段３ｄによって、物品１１の大きさ及び種類にかかわらず、固定された撮像タイミング（中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミング）で撮像される。このため、上面画像１２の大きさと実際の物品１１の大きさとは相関しており、１画素あたりの寸法や面積（係数）を掛けることにより、上面画像１２の大きさから実際の物品１１の寸法や面積を算出できる。
【００７９】
側面画像１３、１４は、上流及び下流の第２撮像手段３ａ、３ｂによって、物品１１の大きさ及び種類に応じた複数の撮像タイミングで撮像される。このため、大きさ及び種類の異なる物品１１に対しても、それぞれ適切な大きさの側面画像１３、１４を得ることができる。しかしながら、各側面画像１３、１４における測定部位１５、１６の長さは、側面画像１３、１４の大きさが実際の物品１１の大きさとは相関していないので、見た目によっては比較することが難しい。そこで、本発明においては、上面画像における基準部位と側面画像における基準部位との対応関係に基づいて、側面画像における測定部位の長さを補正する。以下、補正処理について説明する。
【００８０】
図７は、補正処理の第１の例を示すフローチャートである。まず、制御手段６は、ある物品１１について、第１撮像手段３ｄによって撮像された上面画像及び第２撮像手段３ａ、３ｂによって撮像された複数の前面及び後面の側面画像を取得する（Ｓ７０１）。次に、制御手段６は、取得した上面画像における基準部位（水平断面の径）を選択し、ピクセルを単位とする第１の長さ（Ｌ１）を測定する（Ｓ７０２）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における基準部位（胴部の最大幅）を選択し、ピクセルを単位とする第２の長さ（Ｌ２）を測定する（Ｓ７０３）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における測定部位（傷、汚れ、変色等がある部位）を選択し、ピクセルを単位とする第３の長さ（Ｌ３）を測定する（Ｓ７０４）。
【００８１】
そして、制御手段６は、第１の長さ（Ｌ１）と第２の長さ（Ｌ２）との比（Ｌ１／Ｌ２）に基づいて、側面画像における測定部位の第３の長さ（Ｌ３）を補正する（Ｓ７０５）。具体的には、下記の式１によって比（Ｌ１／Ｌ２）を測定部位の第３の長さ（Ｌ３）に乗じる。
補正後の第３の長さ＝（Ｌ１／Ｌ２）×Ｌ３・・・（式１）
【００８２】
これによって、側面画像における測定部位の長さが上面画像ではいくつのピクセルに相当するかを算出することができる。制御手段６は、対象となる側面画像又は測定部位が他になければ補正処理を終了する（Ｓ７０６）。なお、各ステップは、図７に示した順序に限定されず、計算が可能な範囲で適宜入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ７０２からＳ７０４はいずれの順序によって処理されてもよい。また、ステップＳ７０５は、最終的に上記式１が得られれば足りるので、例えば、第３の長さ（Ｌ３）と第２の長さ（Ｌ２）との比（Ｌ３／Ｌ２）を第１の長さ（Ｌ１）に乗じてもよい。
【００８３】
この補正処理によって、異なる撮像タイミングで撮像された側面画像における測定部位の長さを上面画像における画素数に換算することができるので、正確に物品の外観を検査することができる。制御手段６は、前述した補正処理の後、所定の閾値と測定部位の補正された長さとの比較処理を実行し、物品の良否を判定してもよい。複数の閾値を設定すると、物品検査装置は、物品の傷の長さに従って、物品をいくつかの階級に区分することができる。
【００８４】
ところで、本実施形態では、上面画像は第１撮像手段３ｄによって常に固定点で撮像されるので、物品１１ａ〜１１ｃの表面と第１撮像手段３ｄとの間の距離（ＷＤ）はほぼ一定である。よって、第１撮像手段３ｄの画角、焦点距離等がほぼ一定であるので、第１撮像手段３ｄによって撮像された物品１１ａ〜１１ｃの上面画像１２ａ〜１２ｃの見かけの大きさは、物品１１ａ〜１１ｃの実際の大きさに対応する。したがって、本実施形態では、上面画像における長さ（例えば、ピクセル）を実際の長さ（例えば、ｍｍ）に補正する係数（以下、「第１係数」という。）をあらかじめ設定しておくこと又は計算により求めることができる。
【００８５】
図８は、物品の基準部位の実際の長さＬと、第１撮像手段によって撮像された上面画像における基準部位の第１の長さＬ１との関係を示す説明図である。縦軸は、基準部位の実際の長さＬ（例えば、ｍｍを単位とする）を示す軸であり、横軸は、撮像された上面画像における基準部位の第１の長さＬ１（例えば、ピクセルを１単位とする）を示す軸である。
【００８６】
図８に示した四角は、物品（大）１１ａ（例えば、グレープフルーツ）の測定値である。三角は、物品（中）１１ｂ（例えば、伊予柑）の測定値である。丸は、物品（小）１１ｃ（例えば、温州ミカン）の測定値である。図８に示した直線は、例えば、最小二乗法によって算出された直線であり、各丸、三角、四角によって示される測定値との差の二乗を最小にする各点を結ぶ直線である。ＬとＬ１との関係は、この直線の傾きｋを用いると下記の式２によって示される。すなわち、この直線の傾きｋを第１係数に設定することができる。
Ｌ＝ｋ×Ｌ１・・・（式２）
【００８７】
なお、ここで、物品１１の水平断面は略円形であるので、上から観た基準部位の実際の直径と、側面画像における基準部位の実際の幅とは略同一であり、「Ｌ」である。このため、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２との対応関係、及びあらかじめ設定された第１係数を利用すると、側面画像における第２の長さ（例えば、ピクセル）及び第３の長さを実際の長さ（例えば、ｍｍ）に補正する係数（以下、「第２係数（ｊ）」という。）を算出することができる。
【００８８】
以下、あらかじめ設定された第１係数ｋに基づいて、撮像された側面画像毎に第２係数を算出し、各側面画像における測定部位の第３の長さを実際の長さに換算する補正処理について説明する。
【００８９】
図９は、補正処理の第２の例を示すフローチャートである。まず、制御手段６は、ある物品１１について、第１撮像手段３ｄによって撮像された上面画像及び第２撮像手段３ａ、３ｂによって撮像された複数の前面及び後面の側面画像を取得する（Ｓ９０１）。次に、制御手段６は、取得した上面画像における基準部位（水平断面の径）を選択し、ピクセルを単位とする第１の長さＬ１を測定する（Ｓ９０２）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における基準部位（胴部の最大幅）を選択し、ピクセルを単位とする第２の長さＬ２を測定する（Ｓ９０３）。次に、制御手段６は、取得した各側面画像における測定部位（傷、汚れ、変色等がある部位）を選択し、ピクセルを単位とする第３の長さＬ３を測定する（Ｓ９０４）。
【００９０】
そして、制御手段６は、あらかじめ設定された第１係数ｋを取得する（Ｓ９０５）。なお、搬送される各物品１１の高さが著しく異なる場合、厳密に言えば、物品１１の表面と第１撮像手段３ｄとの間の距離（ＷＤ）は一定ではない。よって、この場合には、物品１１の高さに応じて、あらかじめ複数の第１係数が設定されてもよい。具体的には、例えば、物品１１が位置Ｄを通過する時に、物品検出手段４が物品１１の高さを検出し、検出された物品１１の高さに基づいて制御手段６があらかじめ設定された複数の第１係数のうちの一つの第１係数ｋを取得する。
【００９１】
次に、制御手段６は、取得した第１係数ｋを用い、下記の式３に基づいて、上面画像における第１の長さＬ１を実際の長さＬに換算する（Ｓ９０６）。
Ｌ＝ｋ×Ｌ１・・・（式３）
【００９２】
次に、制御手段６は、ステップＳ９０３において測定されたＬ２とステップＳ９０６において換算されたＬとに基づいて、下記の式４によって、第２係数ｊを算出する（Ｓ９０７）。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）・・・（式４）
【００９３】
最後に、制御手段６は、算出された第２係数ｊに基づいて、下記の式５によって、側面画像における測定部位の第３の長さＬ３を実際の長さＸに換算する（Ｓ９０８）。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３（＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）×Ｌ３）・・・（式５）
【００９４】
制御手段６は、対象となる側面画像及び測定部位が他になければ補正処理を終了する（Ｓ９０９）。なお、各ステップは、図９に示した順序に限定されず、計算が可能な範囲で適宜入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ９０５は、Ｓ９０１の前に実行されてもよいし、ステップＳ９０２からＳ９０４は、いずれの順序によって実行されてもよい。以上の補正処理によって、異なる撮像タイミングで撮像された側面画像における測定部位の第３の長さＬ３を実際の長さＸに換算することができるので、正確に物品の外観を検査することができる。制御手段６は、前述した補正処理の後、所定の閾値と測定部位の実際の長さとの比較処理を実行し、物品の良否を判定してもよい。
【００９５】
また、上面画像にも測定部位（傷、汚れ、変色等がある部位）が観察される場合、ステップＳ９０６において、制御手段６は、第１係数ｋに基づいて、上面画像における測定部位の長さを実際の長さに換算してもよい。また、ステップＳ９０８において、制御手段６は、第２係数ｊに基づいて、側面画像における測定部位のほか、側面画像の高さを実際の高さに換算してもよい。この場合、換算された第２の長さの実際の長さＬ（物品の幅に相当する）及び実際の高さに基づいて、物品の概略の体積を算出してもよい。
【００９６】
さらに、測定部位が線ではなく、例えば、幅をもった領域である場合、制御手段６は、ステップＳ９０４において、側面画像における測定部位の面積（画素数）を算出し、ステップＳ９０８において、算出された側面画像における測定部位の面積を第２係数（長さの係数の二乗）に基づいて実際の面積に換算してもよい。
【００９７】
加えて、制御手段６は、物品検査装置に備えられた図示しない表示装置（例えば、液晶ディスプレイ等）に、物品１１の上面画像及び側面画像を表示し、さらに、例えば、ｍｍ又はｃｍを単位として、物品１１の幅、高さ、径及び傷等の長さ・面積の検査結果を表示してもよい。検査者は、表示装置に表示されたこれらの検査結果に基づいて、物品検査装置による判定を修正してもよい。
【００９８】
なお、本発明の補正処理は、第２撮像手段の撮像タイミングが固定されている従来の物品検査装置にも適用することができる。
【００９９】
従来の物品検査装置では、第２撮像手段の撮像タイミングが固定されているので、側面画像の見かけの大きさは、撮像される物品の実際の大きさと対応する。よって、従来の物品検査装置では、図１５と同様に、側面画像における基準部位の長さ（ピクセル数）と物品における基準部位の実際の長さとの関係をあらかじめ実験等によって求めておき、この実験結果に基づいて、側面画像における測定部位の長さを実際の長さに換算する第２係数ｊが設定されていた。しかし、各第２撮像手段にそれぞれ第２係数ｊが設定されるため、撮像手段の配置を変更した場合には、全ての撮像手段（第１、第２撮像手段）について、第２係数ｊを求めて設定する必要があった。
【０１００】
本発明の補正処理を従来の物品検査装置に適用すると、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２との対応関係に基づいて、測定部位の長さを算出し、判定できる。さらに、第１係数ｋによって、第２係数ｊを算出することができるので、第２係数ｊをあらかじめ実験等によって求めておく必要がないし、設定を変更する場合であっても、上面画像の第１係数ｋだけを変更するだけでよい。
【０１０１】
［第２実施形態］
第２の実施形態においては、検査の対象とする物品の形状は、第１の実施形態において説明した水平断面が略円形である球体、扁楕円体、円柱、円錐台等の回転体に限定されず、例えば、横置きにされた紡錘体、横置きにされた長楕円体、横置きにされた円柱等であってもよい。これらを上方から観た水平断面は、楕円、紡錘形、長方形である。以下、これらの水平断面において、物品の長さ方向の軸を長軸（Ｌａ）といい、物品の幅方向の軸を短軸（Ｌｂ）という（長軸と短軸が同じ場合もある）。このような形状を持つ物品１１ｄとしては、レモン、さつま芋等が挙げられる。
【０１０２】
長軸及び短軸を有する物品の場合は、搬送手段２において物品１１ｄを搬送する時の物品１１ｄの配置と第２撮像手段の配置とが所定の関係を満たす必要がある。所定の関係とは、第２撮像手段の光軸と物品１１ｄの長軸（Ｌａ）又は短軸（Ｌｂ）とが常に略同じ角度となるような関係である。通常は、第２撮像手段の光軸は固定されているから、搬送手段２によって物品１１ｄを搬送する時に、物品１１ｄの向きを所定の関係を満たすような配置となるように規制する。第２撮像手段の光軸と物品１１ｄの長軸（Ｌａ）又は短軸（Ｌｂ）との角度としては、略直角となることが好ましいが、直角に限定されるものではない。以下、図１０及び１１において略直角に配置した例を説明するが、後述する図１２及び１３において直角以外の配置の例を説明する。
【０１０３】
図１０において、各撮像手段の配置は図１に示した物品検査装置の構成と同様であり、２つの上流の第２撮像手段３ａは、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ４５°及び−４５°となるように配置され、２つの下流の第２撮像手段３ｂも、搬送手段に対し対称に配置されており、それらの光軸が搬送方向に対し、それぞれ１３５°及び−１３５°となるように配置されている。さらに、図１０では、検査対象の物品１１ｄが、規制手段（図示省略）によって、長軸（Ｌａ）が搬送方向に対して−４５°の向きになり、かつ、短軸（Ｌｂ）が搬送方向に対して４５°の向きになるように配置した状態で搬送手段２によって搬送される。規制手段には、例えば、バケット、Ｖ字型の溝が形成されたベルトコンベア等を使用することができる。
【０１０４】
なお、図１０では、検査対象の物品１１ｄとして、紡錘体の物品（例えば、レモン、さつまいも等）を例示したが、これに限定されず、例えば、実施形態と同様の水平断面が略円形の物品も、水平断面が略長楕円体の物品（例えば、じゃがいも、なす、アボカド等）も、水平断面が略長方形の物体（例えば、長いも、大根、長ねぎ、きゅうり等）も検査することもできる。
【０１０５】
さらに、各撮像手段についても、図１０に示した配置に限定されず、例えば、図２（Ａ）又は（Ｂ）に示すような配置であってもよい。また、物品１１ｄの一方の側面と他方の側面とを撮像する２台の真横の第２撮像手段３ｃを配置してもよい。図２（Ｂ）に示したとおり、真横の第２撮像手段３ｃが配置された場合、又は、２台の真横の第２撮像手段３ｃが配置された場合、規制手段は、物品１１ｄの長軸が搬送方向に対して０°、すなわち、長軸の方向と光軸とが直交するように物品１１ｄを置いてもよい。この場合、規制手段は、例えば、Ｖ字型に傾けられた２本のベルトコンベアによって構成され、物品１１ｄの向きをその長軸方向が搬送方向となるように規制してもよい。
【０１０６】
なお、上流の第２撮像手段３ａと下流の第２撮像手段３ｂとは、物品１１ｄの中心が各光軸上に到達する時点で同時に撮像することが好ましい。つまり、第２実施形態では、撮像タイミングの組み合わせとして、第１実施形態における第１パターンを使用する。
【０１０７】
さらに、物品１１の中心の上方に上面を観察するための第１撮像手段３ｄが配置される。第１撮像手段３ｄは、その光軸が各第２撮像手段３ａ、３ｂの光軸の交点を通る垂直軸となるように配置される。第１撮像手段３ｄは、物品１１ｄの中心が光軸上に到達する時に物品１１ｄの上面画像を撮像する。
【０１０８】
なお、撮像タイミングを設定する場合、例えば、図示しない物品検出手段は、搬送される物品１１ｄの前端部と後端部とを検出してもよい。そして、搬送距離測定手段５は、物品１１ｄの搬送距離を測定する。これによって、制御手段６は、搬送される物品１１の中心の位置を計算し、その中心位置が各光軸の交点に到達するタイミングを計算することができる。
【０１０９】
図１１（Ａ）は、第１撮像手段３ｄによって撮像された物品１１ｄの上面画像を示す説明図である。図１１図（Ｂ）は、物品１１ｄの長軸に直角な光軸の第２撮像手段３ａ又は３ｂによって上流又は下流から撮像された物品１１ｄの長軸方向の側面画像を示す説明図である。図１１図（Ｃ）は、物品１１ｄの短軸に直角な光軸の第２撮像手段３ａ又は３ｂによって上流又は下流から撮像された物品１１ｄの短軸方向の側面画像を示す説明図である。
【０１１０】
上面画像１２ｄは、物品１１ｄの中心が第１撮像手段３ｄの光軸に達した時の撮像タイミングによって撮像された画像である。側面画像１３ｄ及び側面画像１４ｄは、第１パターンの撮像タイミングによって、物品１１ｄの中心が各光軸の交点に到達した時に第２撮像手段３ａ又は３ｂによって撮像された画像である。
【０１１１】
上面画像１２ｄにおける基準部位は、水平断面によって形成される略紡錘形の長軸及び短軸である。以下、上面画像１２ｄにおける長軸の長さを「Ｌ１ａ」という。また、上面画像１２ｄにおける短軸の長さを「Ｌ１ｂ」という。長軸方向の側面画像１３ｄにおける基準部位は、紡錘形である垂直断面の幅（長軸）であり、幅の長さを「Ｌ２ａ」という。短軸方向の側面画像１４ｄにおける基準部位は、略円形である垂直断面の幅（短軸）であり、幅の長さを「Ｌ２ｂ」という。なお、側面画像１３、１４ｄは、傷、変色、汚れ等のある測定部位１５を含むことがある。前述したように、側面画像における測定部位１５の長さは「Ｌ３」であり、実際の物品１１ｄにおける測定部位の長さは「Ｘ」である。
【０１１２】
物品１１ｄを上方から観た紡錘形である水平断面の長軸と物品１１ｄを長軸方向に対して略直角の側方から観た垂直断面の幅とは対応関係を持ち、実際の物品１１ｄにおける長さは略同一である。すなわち、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」とは対応関係にあり、これらの実際の長さは「Ｌａ」である。さらに、物品１１ｄを上方から観た紡錘形である水平断面の短軸と物品１１ｄを短軸方向に対して略直角の側方から観た垂直断面の幅とは対応関係を持ち、実際の物品１１ｄにおける長さは略同一である。すなわち、「Ｌ１ｂ」と「Ｌ２ｂ」とは対応関係にあり、これらの実際の長さは「Ｌｂ」である。
【０１１３】
第２の実施形態においては、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」との対応関係、又は「Ｌ１ｂ」と「Ｌ２ｂ」との対応関係を用いて、側面画像に確認された測定部位の長さ「Ｌ３」を補正して、実際の物品１１ｄにおける測定部位の長さ「Ｘ」を算出することができる。具体的には、「Ｌ１ａ」「Ｌ２ａ」、又は「Ｌ１ｂ」「Ｌ２ｂ」を「Ｌ１」「Ｌ２」に読み替えると、図７又は図９に示した第１の実施形態における補正処理を適用することができ、物品１１ｄの側面画像に観察された測定部位の長さを実際の長さに換算することができる。なお、「Ｌ１ｂ」と「Ｌ２ｂ」との対応関係を用いるよりも、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」との対応関係を用いて補正処理を実行する方が正確な補正係数を算出することができるので好ましい。
【０１１４】
図１２は、紡錘体である物品の他の配置と撮像手段との関係を示す説明図である。図１２では、物品１１ｄは、搬送方向に対して、θ°（−θ°）の角度をもって規制され、上流から下流へ搬送される。
【０１１５】
図１３（Ａ）は、図１２に示した配置において、第１撮像手段３ｄによって撮像された物品（紡錘体）の上面画像を示す説明図である。図１３（Ｂ）は、図１２に示した配置において、第２撮像手段３ａによって撮像された物品（紡錘体）の側面画像を示す説明図である。
【０１１６】
上面画像１２ｅにおける長軸の長さは「Ｌ１ａ」である。側面画像１３ｅにおける幅の長さは「Ｌ２ａ’」である。図１２に示したとおり、側面画像１３ｅは長軸に対して略直角となる方向から撮像した側面画像ではないので、「Ｌ２ａ’」は、長軸に対して略直角の方向から撮像した場合の側面画像の幅の長さ（Ｌ２ａ）より短い。「Ｌ２ａ’」は下記の式６によって「Ｌ２ａ」に換算することができる。
Ｌ２ａ＝Ｌ２ａ’／ｃｏｓ（４５°−θ°）・・・（式６）
【０１１７】
また、側面画像１３ｅに観察された横方向に伸びる測定部位１５の長さ「Ｌ３’」は、長軸に対して略直角の方向から撮像した場合の側面画像に観察される測定部位の長さより短い。「Ｌ３’」は、下記の式７によって「Ｌ３」に換算することができる。
Ｌ３＝Ｌ３’／ｃｏｓ（４５°−θ°）・・・（式７）
【０１１８】
なお、「Ｌ１ａ」と「Ｌ２ａ」とは対応関係を持つので、図１２に示したとおり、物品１１ｄの長軸に対して略直角の方向から側面画像が撮像されない場合でも本発明の補正処理を適用することができる。具体的には、図７に示した補正処理を実行する場合、まず、ステップＳ７０２として、「Ｌ１ａ」を測定する。次に、ステップＳ７０３として、前述した式６によって、測定された「Ｌ２ａ’」を「Ｌ２ａ」に換算する。次に、ステップＳ７０４として、前述した式７によって、測定された「Ｌ３’」を「Ｌ３」に換算する。これによって、ステップＳ７０５において、側面画像において観測された測定部位の実際の長さを算出することができる。同様にして、図９に示した補正処理を実行することもできる。
【０１１９】
以上、説明したとおり、第２の実施形態では、検査対象とする物品は、上方から観た水平断面が略円形である物品に限定されず、上方から観た水平断面が紡錘形、長楕円形、円柱等である物品であってもよく、第１の実施形態の補正処理を従来の物品検査装置に適用することもできる。すなわち、上面画像の基準部位と側面画像の基準部位との対応関係を用いて、側面画像における測定部位の長さを算出し、物品の良否を判定することができる。
【０１２０】
ところで、第１の実施形態では、検査の対象とする物品は水平断面が略円形であり、いずれの側方の向きから観ても幅が一定であると仮定した。しかし、物品の大きさは、撮像手段の光軸に対して垂直な物品の幅と高さによって決定され、厳密に言えば、各撮像手段ごとに、すなわち物品の向きによって異なる場合がある。例えば、物品が農産物等の場合は、個体ごとに大きさも形状も異なっている。このため、通常は、物品の種類に応じて標準サイズを想定し、この標準サイズに基づいて、撮像手段等の配置や撮像タイミングの設定を行う。
【０１２１】
従来では、物品の向きに応じた幅や高さの違いは、特に考慮されてはおらず、いずれの撮像手段でも同じ大きさとみなして設定していたが、本発明では、かかる物品の向きに応じた大きさの違いを撮像タイミングに反映させることも可能である。すなわち、ある向きにおける物品の大きさが、他の向きにおける大きさに比べて、大きかった場合、その大きい向きを撮像する撮像手段については、撮像タイミングを早くする又は小さい向きを撮像する撮像手段について撮像タイミングを遅くして、実物との縮尺が画像によって異なるが、適度な大きさの画像が得られるようにしてもよい。この設定は、例えば、上流の第２撮像手段３ａが２つある場合に、一方の撮像タイミングと他方の撮像タイミングを独立して制御することにより実現できる。
【０１２２】
以下、実施例において具体的な数値を挙げて説明する。以下の実施例において、物品検出手段４としては光電センサを使用し、物品１１の後端部を検知した。さらに、搬送距離測定手段５としてはエンコーダを使用した。搬送手段の搬送速度は、１０００ｍｍ／ｓであり、エンコーダの１パルス当たりの搬送距離は０．１ｍｍであった（つまり、１パルスは０．１ｍｓ間隔）。また、物品１１として、グレープフルーツ（大）、伊予柑（中）、温州みかん（小）を使用した。これらの物品１１の長さは、エンコーダのパルス数でグレープフルーツ（大）が約１５００パルス、伊予柑（中）が約１０００パルス、温州みかん（小）が約５００パルスであった。
【０１２３】
［実施例１］
図１４は、本発明にかかる他の物品検査装置の概略構成図である。実施例１においては、図１４に示す物品検査装置を使用した。図１４の装置は、基本的な構成は図１の装置と同じであるが、物品検出手段４を標準品の撮像位置Ａに配置して、物品検出手段４による物品の検出信号の入力を撮像タイミングの一つとして利用している。図１４の装置における各構成は図１と同じ符号を付し、その説明を援用する。
【０１２４】
実施例１の物品検査装置においては、グレープフルーツ（大）を標準品として各撮像手段３を配置した。すなわち、グレープフルーツ（大）の後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した状態で、各第２撮像手段３ａ及びｂの画面内に適度な大きさで鮮明にグレープフルーツ（大）が撮像できるように、各第２撮像手段３ａ及びｂの光軸がグレープフルーツ（大）の中心（撮像位置Ａから７５０パルスの位置）で交差するように配置した。さらに、撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の中心（各第２撮像手段３ａ及びｂの光軸の交点）の上方に、その光軸がグレープフルーツ（大）の中心を通るように第１撮像手段３ｄを配置した。
【０１２５】
まず、制御手段６に、グレープフルーツ（大）を撮像するための撮像タイミング（モード１）、伊予柑（中）を撮像するための撮像タイミング（モード２）、及び温州みかん（小）を撮像するための撮像タイミング（モード３）をそれぞれ設定した。グレープフルーツ（大）は、標準品であるから、その撮像タイミングであるモード１は、全ての撮像手段について、後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した時点で撮像するように設定した（前述したとおり、各撮像手段が照明を備えている場合は逆光を防止するため、各撮像手段は順次撮像する）。伊予柑（中）は、グレープフルーツ（大）よりも５００パルス小さいので、その撮像タイミングであるモード２は、上流の第２撮像手段３ａについては、グレープフルーツ（大）と同じく、後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した時点で撮像し、第１撮像手段３ｄについては、伊予柑（中）の中心が撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の中心位置（各撮像手段の光軸の交点）に到達する２５０パルス後（２５ｍｓ後）に撮像し、下流の第２撮像手段３ｂについては、撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の前端部と同じ位置に前端部が到達する５００パルス後（５０ｍｓ後）に撮像するように設定した。温州みかん（小）は、グレープフルーツ（大）よりも１０００パルス小さいので、その撮像タイミングであるモード３は、上流の第２撮像手段３ａについては、グレープフルーツ（大）と同じく、後端部が撮像位置Ａ（＝検出位置）に到達した時点で撮像し、第１撮像手段３ｄについては、温州みかん（小）の中心が撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の中心位置（各撮像手段の光軸の交点）に到達する５００パルス後（５０ｍｓ後）に撮像し、下流の第２撮像手段３ｂについては、温州みかん（小）の前端部が撮像位置Ａにおけるグレープフルーツ（大）の前端部と同じ位置に到達する１０００パルス後（１００ｍｓ後）に撮像するように設定した。表１は、実施例１の撮像タイミングの一覧である。
【０１２６】
【表１】
以上のように撮像タイミングを設定した物品検査装置１において、グレープフルーツ（大）を検査する場合、撮像タイミングをモード１に設定し、搬送手段によってグレープフルーツ（大）を順次一列に搬送させる。グレープフルーツ（大）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光がグレープフルーツ（大）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約１５００パルス後、グレープフルーツ（大）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号を受けて、上流の第２撮像手段３ａ、第１撮像手段３ｄ及び下流の第２撮像手段３ｂの全てに対し、撮像信号を出力し、各撮像手段は、グレープフルーツ（大）を撮像し、撮像された画像を制御装置６へ出力する。制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１２７】
次に、伊予柑（中）を検査する場合、撮像タイミングをモード２に設定し、搬送手段によって伊予柑（中）を順次一列に搬送させる。伊予柑（中）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光が伊予柑（中）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約１０００パルス後、伊予柑（中）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号を受けて、上流の第２撮像手段３ａに対し、撮像信号を出力する。その後、エンコーダ５から２５０パルスのパルス信号が入力された時点で第１撮像手段３ｄに対し、撮像信号を出力する。さらに、エンコーダ５から２５０パルスのパルス信号（検出位置Ｄからは５００パルス）が入力された時点で下流の第２撮像手段３ｂに対し、撮像信号を出力する。各撮像手段によって撮像された伊予柑（中）の画像は、制御装置６に入力され、制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１２８】
また、温州みかん（小）を検査する場合、撮像タイミングをモード３に設定し、搬送手段によって温州みかん（小）を順次一列に搬送させる。温州みかん（小）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光が温州みかん（小）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約５００パルス後、温州みかん（小）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号を受けて、上流の第２撮像手段３ａに対し、撮像信号を出力する。その後、エンコーダ５から５００パルスのパルス信号が入力された時点で第１撮像手段３ｄに対し、撮像信号を出力する。さらに、エンコーダ５から５００パルスのパルス信号（検出位置Ｄからは１０００パルス）が入力された時点で下流の第２撮像手段３ｂに対し、撮像信号を出力する。各撮像手段によって撮像された温州みかん（小）の画像は、制御装置６に入力され、制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１２９】
実施例１の物品検査装置１においては、最も大きい物品を標準物としたため、他の物品は標準物と同じか小さいので、上流の第２撮像手段の撮像タイミングを同じにできた。他方で、標準物よりも小さい物品については、下流の第２撮像手段及び第１撮像手段３ｄの撮像タイミングを遅く変更することで、適切な大きさの画像を得ることができた。また、検出信号を撮像タイミングの一つとしたので、エンコーダからのパルス数をカウントする必要がなく、高速処理が可能である。なお、実施例１においては、モード１〜３の切り替えは、オペレーターによって行われたが、その他の手段で切り替えてもよい。例えば、光電センサがＯＦＦ状態からＯＮ状態となるまでのパルス数をエンコーダによってカウントしておき、そのパルス数に応じて、自動的にモード１〜３を切り替えてもよい。また、実施例１においては、各物品で上流の第２撮像手段の撮像タイミングを同じにしたが変えてもよい。例えば、表面の傷を詳細に検査するために、一番小さい温州みかん（小）について、より画像を大きくしたい場合は、撮像位置よりも上流側で撮像してもよい。この場合、光電センサがＯＦＦ状態の間（例えばＯＦＦ状態になってから６００パルス後）に撮像信号を発生させてもよい。
【０１３０】
［実施例２］
実施例２の物品検査装置１は、図１に示すように、搬送経路の上流側に光電センサを配置し、光電センサによって物品を検出した後、エンコーダからのパルス数をカウントして撮影タイミングとするものである。実施例２の物品検査装置１においては、伊予柑（中）を標準品として各撮像手段３を配置した。すなわち、伊予柑（中）の後端部が撮像位置Ａに到達した状態で、各撮像手段の画面内に適度な大きさで鮮明に伊予柑（中）が撮像できるように配置した。さらに、撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の中心（撮像位置Ａから５００パルスの位置）の上方に、第１撮像手段３ｄを配置した。実施例２の物品検査装置１において、光電センサ４から撮像位置Ａまでの距離は、３０００パルスであった。
【０１３１】
まず、制御手段６に、グレープフルーツ（大）を撮像するための撮像タイミング（モード１）、伊予柑（中）を撮像するための撮像タイミング（モード２）、及び温州みかん（小）を撮像するための撮像タイミング（モード３）をそれぞれ設定した。グレープフルーツ（大）は、標準品である伊予柑（中）よりも５００パルス大きいため、その撮像タイミングであるモード１は、上流の第２撮像手段３ａについては、伊予柑（中）と同じく撮像位置Ａに後端部が到達した時点、すなわち検出位置Ｄから３０００パルス後とし、第１撮像手段については、グレープフルーツ（大）の中心が撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の中心位置に到達する時点、すなわち検出位置Ｄから２７５０パルス後とし、下流の第２撮像手段３ｂについては、撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の前端部と同じ位置に前端部が到達する２５００パルス後に撮像するように設定した。伊予柑（中）は、標準品であるから、その撮像タイミングであるモード２は、全ての撮像手段について、後端部が撮像位置Ａに到達した時点、すなわち検出位置Ｄから３０００パルス後に撮像するように設定した。温州みかん（小）は、伊予柑（中）よりも５００パルス小さいので、その撮像タイミングであるモード３は、上流の第２撮像手段３ａについては、伊予柑（中）と同じく、後端部が撮像位置Ａに到達した時点、すなわち検出位置Ｄから３０００パルス後とし、第１撮像手段については、温州みかん（小）の中心が撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の中心位置に到達する３２５０パルス後に撮像し、下流の第２撮像手段３ｂについては、温州みかん（小）の前端部が撮像位置Ａにおける伊予柑（中）の前端部と同じ位置に到達する３５００パルス後に撮像するように設定した。表２は、実施例２の撮像タイミングの一覧である。
【０１３２】
【表２】
以上のように撮像タイミングを設定した物品検査装置１において、グレープフルーツ（大）を検査する場合、撮像タイミングをモード１に設定し、搬送手段によってグレープフルーツ（大）を順次一列に搬送させる。グレープフルーツ（大）の前端部が、光電センサ４が配置されている位置まで到達すると、光電センサの光がグレープフルーツ（大）によって遮光されて、光電センサがＯＦＦ状態となる。その約１５００パルス後、グレープフルーツ（大）が通過することによって、再び光電センサがＯＮ状態となり、物品の後端部を検出し、制御装置６に検出信号が入力される。制御装置６は、検出信号の入力後、エンコーダ５からのパルス数をカウントし、検出信号の入力から２５００パルス後、最初に下流の第２撮像手段３ｂに対し撮像信号を出力し、下流の第２撮像手段３ｂは、グレープフルーツ（大）の前面を撮像して、その画像を制御装置６へ出力する。さらに２５０パルス後（検出信号の入力から２７５０パルス後）、制御装置６は、第１撮像手段に対し撮像信号を出力し、第１撮像手段は、グレープフルーツ（大）の上面を撮像して、その画像を制御装置６へ出力する。最後に、さらに２５０パルス後（検出信号の入力から３０００パルス後）、制御装置６は、上流の第２撮像手段３ａに対し撮像信号を出力し、上流の第２撮像手段３ａは、グレープフルーツ（大）の後面を撮像して、その画像を制御装置６へ出力する。制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１３３】
次に、伊予柑（中）を検査する場合、撮像タイミングをモード２に設定し、搬送手段によって伊予柑（中）を順次一列に搬送させる。光電センサ４によって伊予柑（中）の後端部が検出され、制御装置６に検出信号が入力されると、制御装置６は、エンコーダ５からのパルス数をカウントし、パルス数が３０００パルスとなった時点で、全ての撮像手段に対し、撮像信号を送出し、伊予柑（中）の画像を入手する。
【０１３４】
また、温州みかん（小）を検査する場合、撮像タイミングをモード３に設定し、搬送手段によって温州みかん（小）を順次一列に搬送させる。光電センサ４によって温州みかん（小）の後端部が検出され、制御装置６に検出信号が入力されると、制御装置６は、エンコーダ５からのパルス数をカウントし、検出信号の入力からのパルス数が３０００パルスとなった時点で上流の第２撮像手段３ａに対し、撮像信号を出力する。その後、パルス数が３２５０パルスとなった時点で第１撮像手段に対し撮像信号を出力し、さらに３５００パルスとなった時点で下流の第２撮像手段３ｂに対し撮像信号を出力する。各撮像手段によって撮像された温州みかん（小）の画像は、制御装置６に入力され、制御手段６は、入力された画像に基づいて所定の検査を行う。
【０１３５】
実施例２の物品検査装置１においては、標準物よりも大きいグレープフルーツ（大）においては、下流の第２撮像手段及び第１撮像手段の撮像タイミングを標準物の撮像タイミング（３０００パルス）よりも早く設定することにより、適切な大きさの画像を得ることができた。また、標準物よりも小さい温州みかん（小）については、下流の第２撮像手段及び第１撮像手段の撮像タイミングを遅く設定することにより、適切な大きさの画像を得ることができた。なお、実施例２においても、モード１〜３の切り替えは、オペレーターによっても、その他の手段で切り替えてもよい。また、実施例２においても、各物品で上流の第２撮像手段の撮像タイミングを同じにしたが変えてもよい。
【０１３６】
［実施例３］
実施例３は、光電センサ４において物品を検出する際に、その大きさを測定する機能を併せ持たせ、検出した物品のサイズに応じて、予め制御装置６に登録しておいたモードを読み出して、自動的に撮像タイミングを変更した実施例である。物品検査装置１の基本的な構成は、実施例２と同様である。
【０１３７】
制御手段６には、上記表１又は２のように、各モードとして、各物品に対する撮像タイミングを設定しておく。さらに、本実施例においては、制御手段６に物品の大きさとモードとの対応関係を登録しておく。表３は、その一例である。
【０１３８】
【表３】
実施例３の物品検査装置１において、搬送手段２によって搬送される物品は、光電センサ４によって、そのサイズが計測される。すなわち、制御手段６は、物品１１の前端部が光電センサ４の位置に到達して、光電センサ４がＯＦＦ状態となった時点から、物品１１の後端部が通過して光電センサ４がＯＮ状態となるまでのパルス数をエンコーダ５でカウントし、物品１１の長さを計測する。その計測結果が、表３に示す何れの範囲に属するのか判断し、その範囲に対応するモードで各撮像手段に対し撮像信号を出力する。実施例３においては、選択されたモード及び計測された物品の長さも、物品の検査において重要な情報であるから、選択されたモード又は計測結果を画像と関連付けて記憶したり、表示したり、検査において利用したりすることが好ましい。
【０１３９】
実施例３の物品検査装置１では、物品の大きさの計測結果に基づいて、モードを変更するため、オペレーターによる設定の切り替えが不要であり、何品種もの物品を混在している場合や、同一品種内でサイズのばらつきが大きい物品（主に農産物）であっても、適切なサイズの画像を得ることができる。なお、実施例３においては、物品を検出するための光電センサ４を用いて物品のサイズを測定したが、物品のサイズを計測するためのセンサを別途に設けてもよい。
【０１４０】
［実施例４］
実施例４は、実施例１の撮像タイミングによって撮像された各物品の基準部位の長さを示す例である。制御手段６には、上記表１又は表２のように、各モードとして、各物品に対する撮像タイミングを設定しておく。表４は、各物品の基準部位の実際の長さと、設定された撮像タイミングによって撮像された各物品の上面画像及び側面画像における基準部位の長さとの関係を示した一例である。
【０１４１】
【表４】
実施例４において、グレープフルーツの外観の測定結果を例にすると、上面画像における基準部位の長さＬ１は、５４０ピクセルであり、側面画像（１）における基準部位の長さＬ２は、４９５ピクセルであり、側面画像（２）における基準部位の長さＬ２は、４７２ピクセルであった。さらに、側面画像（１）には、測定部位である傷が認められ、測定部位の長さＬ３は、３０ピクセルであった。
【０１４２】
まず、グレープフルーツの場合において、上面画像における長さを実際の長さに補正する第１係数ｋは０．２８ｍｍ／ピクセルに設定されていた。このため、基準部位の実際の長さＬは、上面画像における基準部位の長さＬ１（５４０ピクセル）から、０．２８ｍｍ／ピクセル×５４０ピクセル＝１５１．２ｍｍと算出された。グレープフルーツの基準部位の実際の長さＬ（水平断面の直径）は１５０ｍｍであったので、第１係数ｋによる計算結果もほぼ実寸どおりであった。なお、実際の長さＬを測定しておくことで、第１係数ｋを計算（１５０ｍｍ÷５４０ピクセル）により求めることもできる。
【０１４３】
測定部位の長さＬ３を実際の長さＸに補正する第２係数ｊは、前述した式４を用いて、次のように算出される。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）＝０．２８×（５４０÷４９５）
＝０．３１ｍｍ／ピクセル（ただし、小数点以下第３位四捨五入）
さらに、測定部位の実際の長さＸは、前述した式５を用いて、次のように算出される。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３＝０．３１×３０＝９．３ｍｍ
【０１４４】
また、伊予柑の外観の測定結果を例にすると、上面画像における基準部位の長さＬ１は、３９７ピクセルであり、側面画像（１）における基準部位の長さＬ２は、４８５ピクセルであり、側面画像（２）における基準部位の長さＬ２は、４８２ピクセルであった。さらに、側面画像（１）には、測定部位である傷が認められ、測定部位の長さＬ３は、２０ピクセルであった。
【０１４５】
伊予柑の場合、第１係数ｋは０．２５ｍｍ／ピクセルに設定されていた。このため、基準部位の実際の長さＬは、上面画像における基準部位の長さＬ１を使用して、０．２５ｍｍ／ピクセル×３９７ピクセル＝９９．２５ｍｍと算出された。伊予柑の基準部位の実際の長さＬ（水平断面の直径）は１００ｍｍであり、計算結果とほぼ一致した。
【０１４６】
測定部位の長さＬ３を実際の長さＸに補正する第２係数ｊは、前述した式４を用いて、次のように算出される。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）＝０．２５×（３９７÷４８５）
＝０．２０ｍｍ／ピクセル（ただし、小数点以下第３位四捨五入）
さらに、測定部位の実際の長さＸは、前述した式５を用いて、次のように算出される。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３＝０．２０×２０＝４．０ｍｍ
【０１４７】
また、温州みかんの外観の測定結果を例にすると、上面画像における基準部位の長さＬ１は、１９８ピクセルであり、側面画像（１）における基準部位の長さＬ２は、５０１ピクセルであり、側面画像（２）における基準部位の長さＬ２は、４９０ピクセルであった。さらに、側面画像（１）には、測定部位である傷が認められ、測定部位の長さＬ３は、１５ピクセルであった。
【０１４８】
温州みかんの場合、第１係数ｋは０．２５ｍｍ／ピクセルに設定されていた。このため、基準部位の実際の長さＬは、上面画像における基準部位の長さＬ１を使用して、０．２５ｍｍ／ピクセル×１９８ピクセル＝４９．５ｍｍと算出された。温州みかんの基準部位の実際の長さＬ（水平断面の直径）は５０ｍｍであり、計算結果とほぼ一致した。
【０１４９】
測定部位の長さＬ３を実際の長さＸに補正する第２係数ｊは、前述した式４を用いて、次のように算出される。
ｊ＝ｋ×（Ｌ１／Ｌ２）＝０．２５×（１９８÷５０１）
＝０．１０ｍｍ／ピクセル（ただし、小数点以下第３位四捨五入）
さらに、測定部位の実際の長さＸは、前述した式５を用いて、次のように算出される。
Ｘ＝ｊ×Ｌ３＝０．１０×１５＝１．５ｍｍ
【０１５０】
なお、以上の実施例１〜４においては、農産物を検査する装置について説明したが、本発明の範囲は、かかる構成に限定されるものではなく、その他の外観の検査が必要な物品において利用可能である。また、上記説明では搬送経路が直線状のものを例示したが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば、回転体によって物品を円周方向へ搬送するようにしたいわゆるロータリ式の搬送手段を用いた場合であっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１ 物品検査装置
２ 搬送手段
３ａ 上流の第２撮像手段
３ｂ 下流の第２撮像手段
３ｃ 真横の第２撮像手段
３ｄ 第１撮像手段
４ 物品検出手段
５ 搬送距離測定手段
６ 制御手段
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 物品
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 上面画像
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ある方向から撮像された側面画像
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 他の方向から撮像された側面画像
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 測定部位
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 測定部位
Ｌ１ 上面画像における基準部位の第１の長さ
Ｌ２ 側面画像における基準部位の第２の長さ
Ｌ３ 側面画像における測定部位の第３の長さ
Ｌ 上面画像又は側面画像における基準部位の実際の長さ
Ｘ 測定部位の実際の長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の外観を検査する物品検査装置であって、
前記物品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を上方側から撮像する第１撮像手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を側方側から撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記第１撮像手段によって撮像された前記物品の上面画像及び前記第２撮像手段によって撮像された前記物品の側面画像を取得し、
前記取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、
第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、
前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする物品検査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、
前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、
前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算す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】
前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、
前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、
前記第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、
前記第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであ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】
前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、
前記搬送手段は、大きさ及び形状の異なる複数種類の物品を搬送するとともに、
前記制御手段は、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定することができ、搬送される物品の大きさ、形状又は種類に応じて、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定でき、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像する第２の設定を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物品検査装置。
【請求項５】
前記第２の設定は、
前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が小さい場合に、前記上流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記下流の第２撮像手段を撮像し、
前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が大きい場合に、前記下流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記上流の第２撮像手段を撮像することを特徴とする請求項４に記載の物品検査装置。
【請求項６】
前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が長軸及び短軸を有する形状であって、
前記搬送手段は、前記物品の長軸又は短軸が前記第２撮像手段の撮像方向に対して略直角となるように前記物品の向きを規制し、
前記基準部位は、前記物品の長軸又は短軸であ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７】
搬送手段によって前記物品を搬送し、第１撮像手段によって前記物品を上方側から撮像し、第２撮像手段によって前記物品を側方側から撮像し、前記物品の上面画像及び側面画像を取得し、該取得した上面画像及び側面画像に基づき物品の外観を検査する物品検査方法であって、
該取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、
第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、
前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする物品検査方法。
【請求項８】
前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、
前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、
前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算することを特徴とする請求項７に記載の物品検査方法。
【請求項９】
前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、
前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、
第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、
第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであることを特徴とする請求項７又は８に記載の物品検査方法。
【請求項１０】
前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、
搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定して、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像し、前記物品の複数の側面画像を取得することを特徴する請求項７乃至９に記載の物品検査方法。
【請求項１】
物品の外観を検査する物品検査装置であって、
前記物品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を上方側から撮像する第１撮像手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記物品を側方側から撮像する第２撮像手段と、前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記第１撮像手段によって撮像された前記物品の上面画像及び前記第２撮像手段によって撮像された前記物品の側面画像を取得し、
前記取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、
第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、
前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする物品検査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、
前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、
前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算す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】
前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、
前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、
前記第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、
前記第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであ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】
前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、
前記搬送手段は、大きさ及び形状の異なる複数種類の物品を搬送するとともに、
前記制御手段は、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定することができ、搬送される物品の大きさ、形状又は種類に応じて、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定でき、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像する第２の設定を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物品検査装置。
【請求項５】
前記第２の設定は、
前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が小さい場合に、前記上流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記下流の第２撮像手段を撮像し、
前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第２の設定で撮像する物品の方が大きい場合に、前記下流の第２撮像手段を先に撮像し、当該物品が所定の距離だけ搬送されてから前記上流の第２撮像手段を撮像することを特徴とする請求項４に記載の物品検査装置。
【請求項６】
前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が長軸及び短軸を有する形状であって、
前記搬送手段は、前記物品の長軸又は短軸が前記第２撮像手段の撮像方向に対して略直角となるように前記物品の向きを規制し、
前記基準部位は、前記物品の長軸又は短軸であ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７】
搬送手段によって前記物品を搬送し、第１撮像手段によって前記物品を上方側から撮像し、第２撮像手段によって前記物品を側方側から撮像し、前記物品の上面画像及び側面画像を取得し、該取得した上面画像及び側面画像に基づき物品の外観を検査する物品検査方法であって、
該取得した各画像における部位であって、実際の物品の長さが略同一となる対応関係を有する部位を基準部位とし、
第１の長さとして前記取得した上面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第２の長さとして前記取得した側面画像における前記基準部位の長さを測定し、
第３の長さとして前記取得した側面画像における測定部位の長さを測定し、
前記測定された第１の長さと第２の長さとの対応関係に基づいて、前記第３の長さを補正して前記測定部位の長さを算出することを特徴とする物品検査方法。
【請求項８】
前記第１の長さを所定の第１係数に基づいて実際の物品の長さに換算し、
前記第２の長さと前記換算された実際の長さとの対応関係に基づいて第２係数を算出し、
前記第３の長さを前記算出された第２係数に基づいて実際の物品における測定部位の長さに換算することを特徴とする請求項７に記載の物品検査方法。
【請求項９】
前記物品は、前記第１撮像手段の撮像方向から観た水平断面が略円形であり、
前記基準部位は、前記略円形である水平断面の直径であり、
第１の長さは、前記取得した上面画像における物品の水平断面の直径の長さであり、
第２の長さは、前記取得した側面画像における物品の幅の長さであることを特徴とする請求項７又は８に記載の物品検査方法。
【請求項１０】
前記第２撮像手段は、前記搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の上流側から撮像する撮像手段と、下流側から撮像する撮像手段と、を備え、
搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、前記上流の第２撮像手段の撮像タイミングと前記下流の第２撮像手段の撮像タイミングとを独立して設定して、前記上流の第２撮像手段と前記下流の第２撮像手段とを異なる撮像タイミングで撮像し、前記物品の複数の側面画像を取得することを特徴する請求項７乃至９に記載の物品検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２５７３１２（Ｐ２０１１−２５７３１２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３２７７（Ｐ２０１０−１３３２７７）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（５０８１３４３３７）シブヤ精機株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（５０８１３４３３７）シブヤ精機株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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