物品検査装置
【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こと
【解決手段】物品を搬送する搬送手段２と、搬送手段によって搬送されている物品１１を搬送方向の上流側から撮像する上流撮像手段３ａと、搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の下流側から撮像する下流撮像手段３ｂと、上流撮像手段及び下流撮像手段を制御する制御手段６とを備えた物品検査装置１において、制御手段６は、上流撮像手段の撮像タイミングと下流撮像手段の撮像タイミングを独立して制御でき、搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定でき、上流撮像手段と下流撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、上流撮像手段と下流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。
【解決手段】物品を搬送する搬送手段２と、搬送手段によって搬送されている物品１１を搬送方向の上流側から撮像する上流撮像手段３ａと、搬送手段によって搬送されている物品を搬送方向の下流側から撮像する下流撮像手段３ｂと、上流撮像手段及び下流撮像手段を制御する制御手段６とを備えた物品検査装置１において、制御手段６は、上流撮像手段の撮像タイミングと下流撮像手段の撮像タイミングを独立して制御でき、搬送される物品の大きさ又は種類に応じて、複数の異なる撮像タイミングの組み合わせを設定でき、上流撮像手段と下流撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、上流撮像手段と下流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。
【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装置に関し、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および下流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装置に関する。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
図５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６（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５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５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５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。
【００１０】
図５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。
【００１１】
図６（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６（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６（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。
【００１２】
図６（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６（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５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６（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６（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。
【００１３】
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。
【００１４】
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】
【００１５】
そこで、本発明の物品検査装置は、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物品を搬送方向の上流側から撮像する上流撮像手段と、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下流側から撮像する下流撮像手段と、前記上流撮像手段及び前記下流撮像手段を制御する制御手段とを備えた物品検査装置において、前記制御手段は、前記上流撮像手段の撮像タイミングと前記下流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、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流撮像手段と前記下流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する。
【００１６】
また、上記物品検査装置において、前記第２の設定は、前記上流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撮像手段を撮像することが好ましい。この場合、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ことが好ましい。
【００１７】
さらに、上記物品検査装置において、前記制御手段は、前記下流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撮像手段を撮像する第３の設定を有していてもよい。この場合、前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第３の設定で撮像する物品の方が大きいことが好ましい。
【００１８】
さらに、上記物品検査装置において、前記搬送手段によって搬送されている物品を上方から撮像する上方撮像手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１の設定においては、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段と同時に前記上方撮像手段を撮像し、前記第２の設定においては、前記上流撮像手段を撮像してから前記下流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像し、前記第３の設定においては、前記下流撮像手段を撮像してから前記上流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像することが好ましい。
【００１９】
加えて、これらの物品検査装置において、前記物品の大きさを測定する計測手段を備え、前記制御手段は、前記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してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、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撮像手段及び下流撮像手段に対し、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した点を特徴とするものである。このため、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、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。しかも、本発明は、最低限、撮像手段の撮像タイミングを独立して制御できる制御手段を使用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。
【００２１】
特に、上流撮像手段と下流撮像手段を同時に撮像する第１の設定と、上流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。
【００２２】
さらに、下流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。
【００２３】
さらに、物品を上方から撮像する上方撮像手段をさらに備え、制御手段によって制御することによって、物品の側面だけではなく、上面も検査することができる。
【００２４】
加えて、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】
【００２５】
【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）乃至（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】本発明にかかる他の物品検査装置の概略構成図
【図５】従来の検査装置の概略構成図
【図６】（Ａ）乃至（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】
【００２６】
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。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。
【００２７】
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（図面の１１ａ、１１ｂ等をまとめて「１１」とする。以下同じ）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。
【００２８】
搬送され検査される物品１１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１１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。例えば、みかん、柿、梨、桃、りんご、メロン、スイカ、トマト、胡瓜、茄子、人参、芋、ネギ、大根などの農産物、競技用のボール、各種食品、部品、おもちゃ等が挙げられる。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。
【００２９】
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、少なくとも、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撮像手段３ｂとを有している。上流撮像手段３ａと下流撮像手段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。
【００３０】
さらに、物品１１の上面を撮像する撮像手段や物品１１の下面を撮像する撮像手段または物品１１を真横から撮像する撮像手段を設けてもよい。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ランプはハロゲンランプを使用することができる。
【００３１】
上流撮像手段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、上流撮像手段３ａが１つの場合は、上流撮像手段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。
【００３２】
下流撮像手段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、下流撮像手段３ｂが１つの場合は、下流撮像手段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。
【００３３】
図１においては、複数の撮像手段として、２つの上流撮像手段３ａと２つの下流撮像手段３ｂを有し、さらに、図示しない上面を観察するための撮像手段と下面を観察するための撮像手段とを有している。２つの上流撮像手段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つの上流撮像手段３ａの光軸及び２つの下流撮像手段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撮像手段が配置され、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、上流撮像手段３ａ及び下流撮像手段３ｂの光軸の交点の上方及び下方に配置される。
【００３４】
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つの上流撮像手段３ａと１つの下流撮像手段３ｂとを備えた実施形態の一例であり、（Ｂ）は、１つの上流撮像手段３ａと１つの下流撮像手段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、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、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つの上流撮像手段３ａと、光軸の方向が１５０°の１つの下流撮像手段３ｂと、光軸の方向が−９０°の１つの側面撮像手段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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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のうち上流撮像手段３ａの撮像タイミングと下流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、上流撮像手段３ａの撮像タイミングと下流撮像手段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。
【００４０】
また、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たり、画像から検査したりしてもよい。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。
【００４１】
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。
【００４２】
第１パターン：上流及び下流撮像手段３ａ及び３ｂを同時に撮像させるパターン
第２パターン：先に上流撮像手段３ａを撮像させ、その後、下流撮像手段３ｂを撮像させるパターン
第３パターン：先に下流撮像手段３ｂを撮像させ、その後、上流撮像手段３ａを撮像させるパターン
【００４３】
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。
【００４４】
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、上流撮像手段３ａから位置Ｂ１までの距離と下流撮像手段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。
【００４５】
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、上流撮像手段の撮像タイミング（位置Ｂ１）や下流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。
【００４６】
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、上流撮像手段３ａから位置Ｃ２までの距離と下流撮像手段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。
【００４７】
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、上流撮像手段の撮像タイミング（位置Ｃ１）や下流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。
【００４８】
なお、上記３パターンは、上流及び下流撮像手段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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。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。
【００５２】
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撮像手段３ａは作動するが、下流撮像手段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。ただし、搬送方向に対して垂直方向に配置された他の撮像手段（上面、真横、下面撮像手段）が備えられていた場合には、これらの撮像手段を作動させてもよい（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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
物品の大きさは、各撮像手段によって撮像される画像の大きさと相関するものであり、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。また、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［実施例１］
実施例１においては、図４に示す物品検査装置を使用した。図４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４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。
【００５９】
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上方撮像手段３ｄを配置した。
【００６０】
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、上方撮像手段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、上方撮像手段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。
【００６１】
【表１】
【００６２】
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、上流撮像手段３ａ、上方撮像手段３ｄ及び下流撮像手段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。
【００６３】
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上方撮像手段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。
【００６４】
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上方撮像手段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。
【００６５】
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、下流撮像手段及び上方撮像手段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。
【００６６】
［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、上方撮像手段（図１には図示しない）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。
【００６７】
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、上方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、上方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。
【００６８】
【表２】
【００６９】
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、最初に下流撮像手段３ｂに対し撮像信号を出力し、下流撮像手段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、上方撮像手段に対し撮像信号を出力し、上方撮像手段は、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、上流撮像手段３ａに対し撮像信号を出力し、上流撮像手段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。
【００７０】
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。
【００７１】
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上方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。
【００７２】
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、下流撮像手段及び上方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、下流撮像手段及び上方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。
【００７３】
［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。
【００７４】
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。
【００７５】
【表３】
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
なお、以上の実施例１〜３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】
【００７９】
１ 物品検査手段
２ 搬送手段
３ａ 上流撮像手段
３ｂ 下流撮像手段
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の外観を検査する装置に関し、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および下流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装置に関する。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
図５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６（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５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５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５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。
【００１０】
図５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。
【００１１】
図６（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６（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６（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。
【００１２】
図６（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６（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５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６（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６（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。
【００１３】
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。
【００１４】
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】
【００１５】
そこで、本発明の物品検査装置は、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物品を搬送方向の上流側から撮像する上流撮像手段と、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下流側から撮像する下流撮像手段と、前記上流撮像手段及び前記下流撮像手段を制御する制御手段とを備えた物品検査装置において、前記制御手段は、前記上流撮像手段の撮像タイミングと前記下流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、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流撮像手段と前記下流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する。
【００１６】
また、上記物品検査装置において、前記第２の設定は、前記上流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撮像手段を撮像することが好ましい。この場合、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ことが好ましい。
【００１７】
さらに、上記物品検査装置において、前記制御手段は、前記下流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撮像手段を撮像する第３の設定を有していてもよい。この場合、前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第３の設定で撮像する物品の方が大きいことが好ましい。
【００１８】
さらに、上記物品検査装置において、前記搬送手段によって搬送されている物品を上方から撮像する上方撮像手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１の設定においては、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段と同時に前記上方撮像手段を撮像し、前記第２の設定においては、前記上流撮像手段を撮像してから前記下流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像し、前記第３の設定においては、前記下流撮像手段を撮像してから前記上流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像することが好ましい。
【００１９】
加えて、これらの物品検査装置において、前記物品の大きさを測定する計測手段を備え、前記制御手段は、前記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してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、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撮像手段及び下流撮像手段に対し、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した点を特徴とするものである。このため、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、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。しかも、本発明は、最低限、撮像手段の撮像タイミングを独立して制御できる制御手段を使用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。
【００２１】
特に、上流撮像手段と下流撮像手段を同時に撮像する第１の設定と、上流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。
【００２２】
さらに、下流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。
【００２３】
さらに、物品を上方から撮像する上方撮像手段をさらに備え、制御手段によって制御することによって、物品の側面だけではなく、上面も検査することができる。
【００２４】
加えて、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】
【００２５】
【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）乃至（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】本発明にかかる他の物品検査装置の概略構成図
【図５】従来の検査装置の概略構成図
【図６】（Ａ）乃至（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】
【００２６】
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。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。
【００２７】
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（図面の１１ａ、１１ｂ等をまとめて「１１」とする。以下同じ）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。
【００２８】
搬送され検査される物品１１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１１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。例えば、みかん、柿、梨、桃、りんご、メロン、スイカ、トマト、胡瓜、茄子、人参、芋、ネギ、大根などの農産物、競技用のボール、各種食品、部品、おもちゃ等が挙げられる。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。
【００２９】
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、少なくとも、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撮像手段３ｂとを有している。上流撮像手段３ａと下流撮像手段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。
【００３０】
さらに、物品１１の上面を撮像する撮像手段や物品１１の下面を撮像する撮像手段または物品１１を真横から撮像する撮像手段を設けてもよい。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ランプはハロゲンランプを使用することができる。
【００３１】
上流撮像手段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、上流撮像手段３ａが１つの場合は、上流撮像手段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。
【００３２】
下流撮像手段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、下流撮像手段３ｂが１つの場合は、下流撮像手段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。
【００３３】
図１においては、複数の撮像手段として、２つの上流撮像手段３ａと２つの下流撮像手段３ｂを有し、さらに、図示しない上面を観察するための撮像手段と下面を観察するための撮像手段とを有している。２つの上流撮像手段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つの上流撮像手段３ａの光軸及び２つの下流撮像手段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撮像手段が配置され、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、上流撮像手段３ａ及び下流撮像手段３ｂの光軸の交点の上方及び下方に配置される。
【００３４】
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つの上流撮像手段３ａと１つの下流撮像手段３ｂとを備えた実施形態の一例であり、（Ｂ）は、１つの上流撮像手段３ａと１つの下流撮像手段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、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、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つの上流撮像手段３ａと、光軸の方向が１５０°の１つの下流撮像手段３ｂと、光軸の方向が−９０°の１つの側面撮像手段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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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のうち上流撮像手段３ａの撮像タイミングと下流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、上流撮像手段３ａの撮像タイミングと下流撮像手段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。
【００４０】
また、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たり、画像から検査したりしてもよい。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。
【００４１】
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。
【００４２】
第１パターン：上流及び下流撮像手段３ａ及び３ｂを同時に撮像させるパターン
第２パターン：先に上流撮像手段３ａを撮像させ、その後、下流撮像手段３ｂを撮像させるパターン
第３パターン：先に下流撮像手段３ｂを撮像させ、その後、上流撮像手段３ａを撮像させるパターン
【００４３】
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。
【００４４】
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、上流撮像手段３ａから位置Ｂ１までの距離と下流撮像手段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。
【００４５】
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、上流撮像手段の撮像タイミング（位置Ｂ１）や下流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。
【００４６】
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、上流撮像手段３ａから位置Ｃ２までの距離と下流撮像手段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。
【００４７】
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、上流撮像手段の撮像タイミング（位置Ｃ１）や下流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。
【００４８】
なお、上記３パターンは、上流及び下流撮像手段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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。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。
【００５２】
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撮像手段３ａは作動するが、下流撮像手段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。ただし、搬送方向に対して垂直方向に配置された他の撮像手段（上面、真横、下面撮像手段）が備えられていた場合には、これらの撮像手段を作動させてもよい（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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
物品の大きさは、各撮像手段によって撮像される画像の大きさと相関するものであり、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。また、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［実施例１］
実施例１においては、図４に示す物品検査装置を使用した。図４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４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。
【００５９】
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上方撮像手段３ｄを配置した。
【００６０】
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、上方撮像手段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、上方撮像手段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。
【００６１】
【表１】
【００６２】
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、上流撮像手段３ａ、上方撮像手段３ｄ及び下流撮像手段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。
【００６３】
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上方撮像手段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。
【００６４】
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上方撮像手段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。
【００６５】
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、下流撮像手段及び上方撮像手段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。
【００６６】
［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、上方撮像手段（図１には図示しない）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。
【００６７】
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、上方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、上方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。
【００６８】
【表２】
【００６９】
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、最初に下流撮像手段３ｂに対し撮像信号を出力し、下流撮像手段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、上方撮像手段に対し撮像信号を出力し、上方撮像手段は、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、上流撮像手段３ａに対し撮像信号を出力し、上流撮像手段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。
【００７０】
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。
【００７１】
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上方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。
【００７２】
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、下流撮像手段及び上方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、下流撮像手段及び上方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。
【００７３】
［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。
【００７４】
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。
【００７５】
【表３】
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
なお、以上の実施例１〜３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】
【００７９】
１ 物品検査手段
２ 搬送手段
３ａ 上流撮像手段
３ｂ 下流撮像手段
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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物品を搬送方向の上流側から撮像する上流撮像手段と、
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下流側から撮像する下流撮像手段と、
前記上流撮像手段及び前記下流撮像手段を制御する制御手段とを備えた物品検査装置において、
前記制御手段は、前記上流撮像手段の撮像タイミングと前記下流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、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流撮像手段と前記下流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する物品検査装置。
【請求項２】
前記第２の設定は、前記上流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撮像手段を撮像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ことを特徴とする請求項２に記載の物品検査装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記下流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撮像手段を撮像する第３の設定を有することを特徴とする請求項３に記載の物品検査装置。
【請求項５】
前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第３の設定で撮像する物品の方が大きい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】
前記搬送手段によって搬送されている物品を上方から撮像する上方撮像手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の設定においては、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段と同時に前記上方撮像手段を撮像し、前記第２の設定においては、前記上流撮像手段を撮像してから前記下流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像し、前記第３の設定においては、前記下流撮像手段を撮像してから前記上流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像することを特徴とする請求項５に記載の物品検査装置。
【請求項７】
前記物品の大きさを測定する計測手段を備え、
前記制御手段は、前記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ることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の物品検査装置。
【請求項１】
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物品を搬送方向の上流側から撮像する上流撮像手段と、
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下流側から撮像する下流撮像手段と、
前記上流撮像手段及び前記下流撮像手段を制御する制御手段とを備えた物品検査装置において、
前記制御手段は、前記上流撮像手段の撮像タイミングと前記下流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、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段とを同時に撮像する第１の設定と、前記上流撮像手段と前記下流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する物品検査装置。
【請求項２】
前記第２の設定は、前記上流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撮像手段を撮像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ことを特徴とする請求項２に記載の物品検査装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記下流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撮像手段を撮像する第３の設定を有することを特徴とする請求項３に記載の物品検査装置。
【請求項５】
前記第１の設定で撮像する物品に比べ、前記第３の設定で撮像する物品の方が大きい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】
前記搬送手段によって搬送されている物品を上方から撮像する上方撮像手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の設定においては、前記上流撮像手段と前記下流撮像手段と同時に前記上方撮像手段を撮像し、前記第２の設定においては、前記上流撮像手段を撮像してから前記下流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像し、前記第３の設定においては、前記下流撮像手段を撮像してから前記上流撮像手段を撮像するまでの間に前記上方撮像手段を撮像することを特徴とする請求項５に記載の物品検査装置。
【請求項７】
前記物品の大きさを測定する計測手段を備え、
前記制御手段は、前記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ることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の物品検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１７８１７（Ｐ２０１１−１１７８１７Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７５１６１（Ｐ２００９−２７５１６１）
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（３９０００８３０５）エスアイ精工株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（３９０００８３０５）エスアイ精工株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
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