(57)【要約】【課題】  赤外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤを複数個所定パターンで配置した光源を使用することにより、輝度調整や交換頻度を低減させてメンテナンス作業を簡単かつコスト安価に行うことができる農産物の外観検査装置を提供する。【解決手段】  照明手段から搬送手段上の検査位置にある農産物に光を照射した状態で撮像手段を用いて農産物を撮像し、その撮像データからＩＲ値による農産物の輪郭切り出しを行うと共に、切り出した輪郭内の少なくともＲ、Ｇの各値から農産物の外観を計測する農産物の外観計測装置であって、照明手段は、赤外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤが一組として所定の配列で複数組み合わされていることを特徴とする。照明手段の各色ＬＥＤは、マトリックス状もしくは千鳥状に配列され、検査位置で各色ＬＥＤの全てが一括して点灯・消灯される。【選択図】  図１
2006003134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明手段から搬送手段上の検査位置にある農産物に光を照射した状態で撮像手段を用いて農産物を撮像し、その撮像データからＩＲ値による農産物の輪郭切り出しを行うと共に、切り出した輪郭内の少なくともＲ、Ｇの各値により農産物の外観を検査する農産物の外観検査装置であって、
前記照明手段は、赤外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤが一組として所定の配列で複数組み合わされていることを特徴とする農産物の外観検査装置。
【請求項２】
照明手段から搬送手段上の検査位置にある農産物に光を照射した状態で撮像手段を用いて農産物を撮像し、その撮像データからＩＲ値による農産物の輪郭切り出しを行うと共に、切り出した輪郭内の少なくともＲ、Ｇの各値により農産物の外観を検査する農産物の外観検査装置であって、
前記照明手段は、赤外ＬＥＤと白色ＬＥＤが一組として所定の配列で複数組み合わされていることを特徴とする農産物の外観検査装置。
【請求項３】
前記照明手段の各色ＬＥＤは、マトリックス状もしくは千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の農産物の外観検査装置。
【請求項４】
前記照明手段は、搬送手段で搬送されてくる農産物が検査位置にある時に各色ＬＥＤの全てが一括して点灯し、当該農産物が検査位置を通過した際に各色ＬＥＤの全てが一括して消灯することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の農産物の外観検査装置。
【請求項５】
前記照明手段の各色ＬＥＤの点灯時間は、検査位置の上流側で検出される農産物の大きさに基づいて、当該農産物の撮像時間よりも長い時間点灯するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の農産物の外観検査装置。
【請求項６】
前記照明手段の各色ＬＥＤは、その発光状態が各色ＬＥＤの特性値に応じた固定抵抗器かもしくは可変抵抗器により調整されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の農産物の外観検査装置。
【請求項７】
前記照明手段の各色ＬＥＤは、所定個数直列接続されると共にその個数が各色に応じて設定されることにより、その発光状態が調整されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の農産物の外観検査装置。
【請求項８】
前記照明手段の各色ＬＥＤは、その光が農産物の表面で重なるように照射角度が設定されていることを特徴とする請求項１ない７のいずれかに記載の農産物の外観検査装置。
【請求項９】
前記撮像手段は、ラインセンサカメラであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の農産物の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば桃、梨、リンゴ、トマト、みかん等の農産物を選別して包装出荷する選別包装施設（選果場）で用いられる農産物の外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農産物の選別包装施設においては、搬送コンベア上を搬送される農産物に対して、複数のハロゲンランプにより光を照射すると共にＣＣＤカメラ等の撮像装置によって農産物を撮像し、この撮像データから農産物の大きさや色傷等を検査する検査装置が多く用いられている。そして、この種の検査装置としては、例えば特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
このうち、特許文献１に開示の青果物の傷検出装置（検査装置Ａという）は、ハロゲンランプから農産物に光を照射すると共にカラーカメラで青果物を撮像し、その撮像画像により彩度を求めこの求めた彩度の画像から青果物を抽出し、次に、青果物のへたに相当する部分及び周辺部を除去して残余の部分を抽出してその画像から傷を検出するようにしたものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の農産物の外観検査装置（検査装置Ｂという）は、ハロゲンランプから農産物に光を照射すると共に撮像手段で赤色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）と近赤外光（ＮＩＲ）を撮像し、この撮像データに基づく近赤外光画像情報により農産物の輪郭内領域の画素を抽出すると共に、可視光で撮像して得た可視光画像情報により農産物の色を判定するようにしたものである。さらに、特許文献３に開示の農産物の画像検査装置（検査装置Ｃという）は、農産物の斜め上方から農産物に光を照射する第１照明手段と、農産物の斜め下方から農産物に光を照射する第２照明手段を配置するようにしたものである。
【特許文献１】特開平４−３０７３５７号公報
【特許文献２】特開平９−３１８５４７号公報
【特許文献３】特開２００２−３４０５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、検査装置Ａ及び検査装置Ｂにおいては、農産物に光を照射する光源としてハロゲンランプが使用されているため、ハロゲンランプの経時変化によって頻繁な輝度調整が必要になると共に、ハロゲンランプ自体の寿命によりその交換頻度も多くなって、ハロゲンランプのメンテナンス作業に手間がかかったりメンテナンス費用がアップし易い。
【０００６】
また、検査装置Ｃにおいても、第２照明手段としてハロゲンランプより寿命の長い白色発光ダイオードを使用しているものの、第１照明手段としてはハロゲンランプを使用しており、前記検査装置Ａ、Ｂと同様の不具合を有すると共に、第２照明手段としての発光ダイオードが単に白色のみであるため、農産物の表面を検査に適した輝度（光度）で照明することが困難で農産物の高精度な検査が難しい。さらに、ハロゲンランプを使用した検査装置Ａ〜Ｃにあっては、ハロゲンランプ自体が高熱を発するため、これを冷やす容量の大きな冷却装置（ブロワー装置）が必要となり、この冷却装置の騒音で検査装置自体から発生する騒音を低減させることが難しくなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、赤外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤを複数個所定パターンで配置した光源を使用することにより、輝度調整や交換頻度を低減させてメンテナンス作業を簡単かつコスト安価に行うことができると共に、冷却装置の容量を小さくして検査装置からの騒音の発生を抑えることが可能な農産物の外観検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、照明手段から搬送手段の検査位置にある農産物に光を照射した状態で撮像手段を用いて農産物を撮像し、その撮像データからＩＲ値による農産物の輪郭切り出しを行うと共に、切り出した輪郭内の少なくともＲ、Ｇの各値により農産物の外観を検査する農産物の外観検査装置であって、前記照明手段は、赤外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤが一組として所定の配列で複数組み合わされていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、照明手段から搬送手段の検査位置にある農産物に光を照射した状態で撮像手段を用いて農産物を撮像し、その撮像データからＩＲ値による農産物の輪郭切り出しを行うと共に、切り出した輪郭内の少なくともＲ、Ｇの各値により農産物の外観を検査する農産物の外観検査装置であって、前記照明手段は、赤外ＬＥＤと白色ＬＥＤが一組として所定の配列で複数組み合わされていることを特徴とする。
【００１０】
そして、前記照明手段の各色ＬＥＤは、請求項３に記載の発明のように、マトリックス状もしくは千鳥状に配列されていることが好ましく、また、前記照明手段は、請求項４に記載の発明のように、搬送手段で搬送されてくる農産物が検査位置にある時に各色ＬＥＤの全てが一括して点灯し、当該農産物が検査位置を通過した際に各色ＬＥＤの全てが一括して消灯することが好ましい。また、前記照明手段の各色ＬＥＤの点灯時間は、請求項５に記載の発明のように、検査位置の上流側で検出される農産物の大きさに基づいて、当該農産物の撮像時間よりも長い時間点灯するようにしたことが好ましい。
【００１１】
また、前記照明手段の各色ＬＥＤは、請求項６に記載の発明のように、その発光状態が各色ＬＥＤの特性値に応じた固定抵抗器かもしくは可変抵抗器により調整されることが好ましく、また、請求項７に記載の発明のように、所定個数直列接続されると共にその個数が各色に応じて設定されることにより、その発光状態が調整されることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記照明手段の各色ＬＥＤは、請求項８に記載の発明のように、その光が農産物の表面で重なるように照射角度が設定されていることが好ましく、また、前記撮像手段は、請求項９に記載の発明のように、ラインセンサカメラであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、農産物の外観を撮像する際の照明として、赤外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤが一組となり所定の配列で複数組み合わされた照明手段が使用されるため、ハロゲンランプ等に比較して長寿命のＬＥＤを使用できて、輝度調整が容易に行えたりＬＥＤ自体の交換頻度を低減できて、メンテナンス作業を簡単かつコスト安価に行うことができると共に、照明手段用の冷却装置の構成を簡略化できて検査装置からの騒音の発生が抑えられ、かつ所定の３色のＬＥＤの使用により撮像手段の波長特性と同じ波長域を持つ光を照射して農産物の外観品質を高精度に検査することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、農産物の外観を撮像する際の照明として、赤外ＬＥＤと白色ＬＥＤが一組となり所定の配列で複数組み合わされた照明手段が使用されるため、ハロゲンランプ等に比較して長寿命のＬＥＤを使用できて、輝度調整が容易に行えたりＬＥＤ自体の交換頻度を低減できて、メンテナンス作業を簡単かつコスト安価に行うことができると共に、照明手段用の冷却装置の構成を簡略化できて検査装置からの騒音の発生が抑えられ、かつ所定の２色のＬＥＤの使用により撮像手段の波長特性を含む波長域を持つ光を照射して農産物の外観品質を高精度に検査することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、各色のＬＥＤがマトリックス状もしくは千鳥状に配列されているため、照明手段から農産物に照射される光を例えば農産物の表面に均一に照射できて、農産物の外観品質を一層高精度に検査することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、搬送手段で搬送されてくる農産物が検査位置にある時に照明手段の各色ＬＥＤの全てが一括して点灯し、当該農産物が検査位置を通過した際に各色ＬＥＤの全てが一括して消灯するため、照明手段の全てのＬＥＤを一括して点灯もしくは消灯できて、ＬＥＤ駆動回路等の構成を簡略できて、検査装置自体のコストダウンが可能となる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４に記載の発明の効果に加え、照明手段の各色ＬＥＤの点灯時間が、検査位置の上流側で検出される農産物の大きさに基づいて、当該農産物の撮像時間よりも長い時間点灯するように設定されているため、農産物の大きさに応じて照明手段の点灯時間を変更して設定することができ、各色ＬＥＤの光を農産物の品目や階級等の大きさの違いに関わらず農産物の撮像する表面に確実に照射できて、農産物の外観品質をより一層高精度に検査することができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１ないし５に記載の発明の効果に加え、各色ＬＥＤの発光状態がその特性値に応じた固定抵抗器かもしくは可変抵抗器により調整されるため、使用する各色ＬＥＤの抵抗値等の特性値に応じて所定の固定抵抗器を使用したり、可変抵抗器の抵抗値を設定できて、照明手段から照射される光の発光状態の例えば輝度（光度）レベルを農産物の種類に応じて農産物の表面の検査に適した最適レベルに簡単に調整することができる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項１ないし６に記載の発明の効果に加え、各色のＬＥＤが所定個数直列接続されると共にその個数が各色に応じて設定されているため、各色ＬＥＤの発光状態の例えば輝度レベル等をその直列接続される個数によって調整できて、使用する各色ＬＥＤの個数を最適個数に設定することができる。
【００２０】
さらに、請求項８に記載の発明によれば、請求項１ないし７に記載の発明の効果に加え、各色ＬＥＤの光が農産物の表面で重なるようにその照射角度が設定されているため、農産物の検査表面の全域に各色ＬＥＤの光を確実に照射できて、農産物の外観品質の検査をより一層高精度に行うことができる。
【００２１】
また、請求項９に記載の発明によれば、請求項１ないし８に記載の発明の効果に加え、撮像手段がラインセンサカメラであるため、農産物を搬送手段により搬送しつつその外観品質を検査できて、検査効率の向上が図れると共に、使い勝手の優れたラインセンサの使用により、各種選果場等に簡単に設置すること等ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明に係わる農産物の外観検査装置の一実施形態を示し、図１が該外観検査装置を使用した選果場の概略構成図、図２がその制御系のブロック図、図３がＬＥＤアレイの構成図、図４がその回路図、図５がＬＥＤアレイの点灯状態の説明図、図６がＬＥＤアレイの動作の一例を示すタイミングチャート、図７がその説明図である。
【００２３】
図１において、農産物を選別する選果場１は、バケット３上に農産物Ｗを１個づつ載置して搬送する搬送コンベア２（選別コンベア）を有し、この選別コンベア２の搬送方向イの所定位置に設けられた検査位置Ｓ２には、搬送コンベア２上を搬送されてくる農産物Ｗを撮像する撮像手段としてのカメラ４と、照明手段としての複数（図では２個）のＬＥＤアレイ５が配置されている。
【００２４】
このカメラ４は、本実施形態では近赤外光（ＮＩＲ）を含む赤外光（ＩＲ）と赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）を検出する方式のＲＧＩＲカメラ４が使用される。そして、ＲＧＩＲカメラ４は制御装置６に接続され、各ＬＥＤアレイ５はＬＥＤ駆動回路７を介して制御装置６に接続されている。なお、複数のＬＥＤアレイ５は、バケット３上の農産物Ｗの上面側に光を照射するように、例えば検査位置Ｓ２の搬送コンベア２を挟んだ両側上方に斜めの状態で配置されるが、農産物Ｗの下面を検査する場合には搬送コンベア２の下面側に配置する等、検査位置Ｓ２の農産物Ｗの所定面に光を照射し得る適宜位置に所定個数配置される。
【００２５】
また、前記搬送コンベア２の検査位置Ｓ２より所定距離Ｌ上流側の検出位置Ｓ１には、該検出位置Ｓ１のバケット３上の農産物Ｗの有無を検出する例えば赤外線センサ等からなる検出センサ８が配置されており、この検出センサ８で検出された検出信号が前記制御装置６に入力されるようになっている。この検出センサ８、ＲＧＩＲカメラ４、ＬＥＤアレイ５、ＬＥＤ駆動回路７及び制御装置６等によって、本発明の外観検査装置１２が構成されている。
【００２６】
なお、前記搬送コンベア２の検査位置Ｓ２より下流側には、その搬送方向ロが搬送コンベア２の搬送方向イと直交する状態で複数条の引出コンベア９が接続され、この各引出コンベア９と搬送コンベア２の接続部には、例えば前記制御装置６の制御信号で作動するソレノイド等からなる排出装置１０がそれぞれ配置されている。また、搬送コンベア２の所定位置には、同期信号発生装置１１が配置されており、この同期信号発生装置１１で発生する同期信号が制御装置６に入力されることにより、搬送コンベア２の搬送速度と例えば排出装置１０の作動等とが同期するように設定されている。
【００２７】
図２は、前記外観検査装置１２の制御系のブロック図を示しており、以下、これについて説明する。前記ＲＧＩＲカメラ４は、ラインセンサカメラが使用され、農産物Ｗからの反射光を集光するレンズ１３と、このレンズ１３で集光した光を分光する図示しないバンドパスフィルター等を備えた分光器１４と、この分光器１４で分光された赤外光（ＩＲという）、赤色光（Ｒという）、緑色光（Ｇという）を投影するＩＲ用ＣＣＤ１４ａ、Ｒ用ＣＣＤ１４ｂ、Ｇ用ＣＣＤ１４ｃと、各ＣＣＤ１４ａ〜１４ｃに投影された画像を増幅するアンプ１５ａ〜１５ｃと、この増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路１６ａ〜１６ｃと、駆動回路１７等を有している。
【００２８】
そして、各ＣＣＤ１４ａ〜１４ｃに投影・撮像された画像データ（画像信号）は、アンプ１５ａ〜１５ｃ、Ａ／Ｄ変換回路１６ａ〜１６ｃを介して、ＩＲデジタル出力、Ｒデジタル出力、Ｇデジタル出力として、制御装置６の画像処理部２０に出力されるようになっている。また、前記駆動回路１７は、制御装置６の駆動回路１８から駆動信号が入力されることにより、アンプ１５ａ〜１５ｃやＡ／Ｄ変換回路１６ａ〜１６ｃを同期駆動させて、各ＣＣＤ１４ａ〜１４ｃで撮像された画像のａ行ｂ列のマトリックスの各対応するアドレスの画素が一致するように制御する。
【００２９】
前記制御装置６は、前記画像処理部２０と制御部２１等で構成され、画像処理部２０は、前記ＲＧＩＲカメラ４のデジタル出力の信号と同期信号が入力されるビデオ入力インターフェース２２（ビデオ入力Ｉ／Ｆ）を有し、このビデオ入力Ｉ／Ｆ２２の出力には、各信号を画像データとして記憶するフレームメモリ２３が接続されている。
【００３０】
また、フレームメモリ２３の出力には、イメージバス２４を介してビテオモニタ信号を図示しないビデオモニタに出力するビデオＤ／Ａ２５が接続されている。なお、フレームメモリ２３には取り出された各画像の強調やノイズの除去等の前処理を行った画像データを記憶するルックアープテーブルメモリ２７（ＬＵＴメモリ）が接続されており、このメモリ２７はイメージバス２４を介してイメージプロセッサ２６に接続されている。前記イメージプロセッサ２６は、ブレーンメモリ２８とＣＰＵバス２９に接続されている。ブレーンメモリ２８は、イメージプロセッサ２６で処理して得られた各画素の色情報を一時記憶するバッファとして機能する。
【００３１】
前記制御部２１は、ＣＰＵ（処理装置）３０、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、入出力インターフェース３３（Ｉ／Ｏ）等を有し、これらがＣＰＵバス２９に接続され、このＣＰＵバス２９には、画像処理部２０のイメージプロセッサ２６、ＬＵＴメモリ２７、ブレーンメモリ２８及びビデオＤ／Ａ２５が接続されている。以上のイメージプロセッサ２６、ＬＵＴメモリ２７、ブレーンメモリ２８の信号に基づいて、ＣＰＵ３０が画像処理を行う。なお、制御部２１のＩ／Ｏ３３の入力には、前記同期信号発生装置１１からのコンベア搬送同期信号が入力されると共に、Ｉ／Ｏ３３の出力からは、排出装置１０を作動させる仕分信号とＬＥＤ駆動回路７の各色ＬＥＤを点灯させる点灯信号が出力されるようになっている。
【００３２】
そして、この制御装置６は、ＲＧＩＲカメラ４から入力される画像データに基づいて、例えば次のような処理を実行する。すなわち、先ず、ＲＧＩＲカメラ４はＬＥＤアレイ５の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが一括点灯した状態で農産物を撮像して、この画像データから求めた各色のデシタル信号が制御装置６の画像処理部２０に入力される。制御装置６は、まずこの画像データのうちＩＲを二値化処理して予めＲＯＭ３１に記憶させてある閾値と比較し、このＩＲがバケット３に比べて農産物Ｗに対し高い反射率を示すという性質を利用して、閾値より高い値を示した画素の領域を農産物Ｗの輪郭内として抽出すると共に、この抽出した画素群に連結領域順にラベルを付与し、各ラベル画素について検査対象農産物Ｗであるか否かの判定を加え、当該農産物Ｗの画像データのみを抽出する。
【００３３】
この検査対象農産物Ｗの画像データのみが抽出されると、ＩＲの二値画像について、大きさ等の階級要素を計測する処理を行うと共に、各画像データＲ、Ｇのうちで色、傷の判定に用いる農産物輪郭内の、Ｒ検出領域、Ｇ検出領域の画素の画像データのみを抽出する。そして、これらの検出領域が特定されたＲ、Ｇの各波長域の画像データに基づいて色判定（着色度、色の均一性等）、傷害検出（最大面積、傷害面積等）を行うことで、制御装置６で農産物Ｗの外観品質が判定、すなわち検査されることになる。なお、この例においては、画像処理部２０を制御装置６内に構築したが、例えばＲＧＩＲカメラ４内に構築することも勿論可能である。また、この例においては、Ｒ、Ｇの画像データを色、傷の判定に用いたが、ＩＲ、Ｒ、Ｇの各画像データを全て用いても良い。
【００３４】
前記ＬＥＤアレイ５は、図３及び図４に示すように、例えば方形状のプリント基板３５上に実装された赤外ＬＥＤ３６ａ、赤色ＬＥＤ３６ｂ、緑色ＬＥＤ３６ｃを有し、このＲＧＩＲカメラ４の波長特性と同じ波長域を持つ三色の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが組となって、プリント基板３５上に千鳥状に配列されている。また、赤外ＬＥＤ３６ａと赤色ＬＥＤ３６ｂは、図３において縦方向に６個直列接続されたものが、横方向に２組直列配置されることで合計１２個のＬＥＤ３６ａ、３６ｂが直列接続されて、アノード側がプリント基板３５のプラスパターン３５ａやケーブル３８を介してＬＥＤ駆動回路７のプラス端子７ａ（図４参照）に接続されている。
【００３５】
また、赤外ＬＥＤ３６ａと赤色ＬＥＤ３６ｂは、１２個直列接続されたカソード側がプリント基板３５のマイナスパターン３５ｂやケーブル３８を介してＬＥＤ駆動回路７のマイナス端子７ｂ（図４参照）に固定抵抗器３７ａ、３７ｂを介して接続されている。さらに、緑色ＬＥＤ３６ｃは、縦方向に６個直列接続されたものが横方向に２組並列配置され、各組のアノード側が前記プラス端子７ａに接続され、各組のカソード側が前記マイナス端子７ｂに固定抵抗器３７ｃを介してそれぞれ接続されている。
【００３６】
この時、６個直列接続された各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃは、図３の左側から赤色ＬＥＤ３６ｂの第１列、赤外ＬＥＤ３６ａの第１列、緑色ＬＥＤ３６ｃの第１列、赤色ＬＥＤ３６ｂの第２列、赤外ＬＥＤ３６ａの第２列、緑色ＬＥＤ３６Ｃの第２列が順に右方向に向けて配置されている。これにより、図４に示すように６列の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが一組となってプリント基板３５上に並列的に配置されて、各色６０個の合計１８０個のＬＥＤがプリント基板３５上に実装されている。
【００３７】
そして、プリント基板３５上に実装される各組４個の前記固定抵抗器３７ａ〜３７ｃは、各色のＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの内部抵抗値等の特定値に応じて例えば異なる値に設定され、この固定抵抗器３７ａ〜３７ｃにより各色のＬＥＤ３６ａ〜３６ｃに所定の電流が流れて所定の輝度（光度）で点灯するようになっている。また、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃは、図５に示すように、高輝度でその照射角度θ１〜θ３が例えば３０°以上の広いタイプが使用されることにより、農産物Ｗの表面を照射した際に、その各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの光が農産物Ｗの表面上で重なるように設定されている。
【００３８】
なお、前記ＬＥＤ駆動回路７は、図示はしないが、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃに所定の電流を供給する直流電源回路と、この直流電源回路に接続され制御装置６の例えば制御部２１から出力される点灯信号に応じて開閉する開閉スイッチ等で構成されている。
【００３９】
次に、このような外観検査装置１２の動作の一例について説明する。搬送コンベア２上のバケット３上に１個ずつ載せられたリンゴ等の農産物Ｗは、搬送コンベア２上を下流側に搬送され検出位置Ｓ１に達した時点で検出センサ８で検出されて、図６（ａ）に示す検出信号が制御装置６に出力される。この検出信号が検出される所定時間をＴ３とし、この所定時間Ｔ３は、農産物の搬送方向の直径（巾）に対応する時間であり、制御装置６は、検出センサ８から検出信号が入力されると農産物Ｗが検査位置Ｓ２に達する時点よりも若干早くＬＥＤアレイ５を点灯させるように、所定時間αだけ早くＬＥＤ駆動回路７に点灯信号を出力し、図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤ駆動回路７の前記開閉スイッチが所定時間Ｔ２（Ｔ３＋２α）オンして、ＬＥＤアレイ５の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが点灯する。
【００４０】
この時、所定時間Ｔ１は、搬送コンベア２の検出位置Ｓ１と検査位置Ｓ２間の距離Ｌに対応した時間であり、検出位置Ｓ１で検出された農産物Ｗが検査位置Ｓ２に達したよりもα分早い時点（Ｔ１−α）でＬＥＤアレイ５が点灯することになる。また、ＬＥＤアレイ５の点灯時間は、検出位置Ｓ１で検出された農産物Ｗの大きさに基づいて、当該農産物Ｗの撮像時間より長い時間に設定される。さらに、ＬＥＤアレイ５の点灯は、合計１８０個の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが全数同時に一括して点灯してこの点灯が前記時間Ｔ２の間維持され、時間Ｔ２が経過した時点でＬＥＤアレイ５の全ての各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが全数同時に一括して消灯することになる。この消灯も時間Ｔ３よりもαだけ遅く消灯することになるので農産物Ｗが検査位置Ｓ２を通過したよりもαだけ長く点灯することとなる。このＬＥＤアレイ５の一括した点灯及び消灯により、農産物Ｗの表面に所定輝度の光を照射できると共に、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの照射角度θ１〜θ３が前述したように広い角度に設定されていることから、農産物Ｗの上面全域に各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの光が確実に照射されることになる。
【００４１】
そして、このＬＥＤアレイ５の点灯中に、図６（ｃ）に示すように、制御装置６の駆動信号でＲＧＩＲカメラ４が所定時間Ｔ３、検査位置Ｓ２の農産物Ｗの表面の画像を所得する。この農産物Ｗの大きさに基づいて設定される取得時間である時間Ｔ３よりも、図７に示すように、ＬＥＤアレイ５の点灯時間である時間Ｔ２が長い値に設定されるため、様々な大きさで搬送されてきてもＲＧＩＲカメラ４の画像取得中に必ずＬＥＤアレイ５が点灯中となる。また、ＲＧＩＲカメラ４としてラインセンサカメラが使用されることにより、搬送動作中の農産物Ｗの表面をライン状にスキャンしながら、ＬＥＤアレイ５の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃによる反射光が撮像されることになる。
【００４２】
これにより、ＬＥＤアレイ５の点灯中にＲＧＩＲカメラ４で農産物Ｗの表面の画像が撮像され、この画像データが制御装置６に入力されて前述した画像処理が実行され、撮像した農産物Ｗの外観品質が判定（検査）される。この外観品質が検査された農産物Ｗは、検査位置Ｓ２から下流側に搬送され、検査結果に応じて制御装置６から出力される排出信号で所定の排出装置１０が作動することにより、検査結果に対応した所定の引出コンベア９上に排出されて、農産物Ｗの選別が行われることになる。
【００４３】
なお、前記農産物Ｗの搬送方向の直径よりも若干広い範囲の画像データを取り込む方法としては、例えば特開２００２−３９９４７号公報に示す方法を採用することできる。この場合、検出位置Ｓ１で検出される所定時間Ｔ３よりもαだけ長い時間（Ｔ３＋２α）が検査位置Ｓ２での画像取得時間Ｔ４として設定されるので、この時間Ｔ４よりもαだけ若干長い時間（Ｔ４＋２α）がＬＥＤアレイ５の点灯時間Ｔ２として設定されることとなり、撮像手段の画像取得中に必ずＬＥＤアレイ５が点灯中となる。
【００４４】
このように、上記実施形態の外観検査装置にあっては、農産物Ｗの外観を撮像する際の照明として、赤外ＬＥＤ３６ａ、赤色ＬＥＤ３６ｂ及び緑色ＬＥＤ３６ｃが一組となり所定配列で複数組み合わされたＬＥＤアレイ５が使用されるため、従来使用されているハロゲンランプ等に比較して長寿命のＬＥＤ３６ａ〜３６ｃを使用でき、固定抵抗器３７ａ〜３７ｃによって輝度調整が容易に行えたり照明手段自体の故障が少なくなってその交換頻度を低減できて、外観検査装置のメンテナンス作業を簡単かつコスト安価に行うことが可能となる。
【００４５】
また、赤外、赤色及び緑色の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが使用され、これらが千鳥状に配列されているため、ＬＥＤアレイ５から農産物Ｗに照射される光を例えば農産物Ｗの上面に均一に照射できると共に、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの光が農産物Ｗの表面で重なるようにその照射角度θ１〜θ３が設定されているため、農産物Ｗの検査表面の全域に各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの光を確実に照射できて、農産物Ｗの外観品質の検査を高精度に行うことができる。
【００４６】
また、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃに電流値を調整する固定抵抗器３７ａ〜３７ｃが直列接続されると共に、赤外ＬＥＤ３６ａと赤色ＬＥＤ３６ｂが１２個直列接続され、緑色ＬＥＤ３６ｃが６個直列接続されているため、固定抵抗器３７ａ〜３７ｃによる電流調整や、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの直列個数調整によって、ＬＥＤアレイ５からの光を農産物Ｗに応じた最適輝度レベルに簡単に設定することができ、これらのことから、農産物Ｗの種類等に応じた最適光を照射できて、農産物Ｗの外観品質の検査を一層高精度に行うことが可能となる。
【００４７】
さらに、搬送コンベア２で搬送されてくる農産物Ｗが検査位置Ｓ２にある時に、ＬＥＤアレイ５の各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの全てが一括して点灯し、当該農産物Ｗが検査位置Ｓ２を通過した際に各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの全てが一括して消灯するため、ＬＥＤアレイ５の全てのＬＥＤ３６ａ〜３６ｃを一括して点灯もしくは消灯できて、ＬＥＤ駆動回路７等の構成や制御装置６の制御を簡略化することができ、外観検査装置１２自体のコストダウンを図ることができる。
【００４８】
また、照明手段として消費電流が少なく発熱の小さい各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃを使用した例えば２個のＬＥＤアレイ５が使用されるため、ＬＥＤアレイ５から発生する熱を従来のハロゲンランプと比較して極めて小さくすることができ、例えばブロワー装置等の図示しない冷却装置として低容量のものの使用が可能となり、外観検査装置１２からの騒音の発生を抑えることができると共に、その省エネ化を図ることもできる。
【００４９】
またさらに、農産物Ｗが搬送コンベア２上で搬送されつつ、検出位置Ｓ１で検出された農産物Ｗが検査位置Ｓ２で検査されるため、各農産物Ｗの検査を確実に行うことができると共に、ＲＧＩＲカメラ４がラインセンサカメラであるため、搬送中の農産物Ｗの外観をスキャンにより確実に撮像できて、検査効率の向上が図れ、例えば外観検査装置１２を各種選果場１等に簡単に設置すること等が可能となる。
【００５０】
図８〜図１０は、本発明に係わるＬＥＤアレイのそれぞれ変形例を示しており、以下、上記実施形態と同一部位には同一符号を付して説明する。先ず、図８（ａ）（ｂ）のＬＥＤアレイ５は、（ａ）がそれぞれ同一個数の赤外ＬＥＤ３６ａ、赤色ＬＥＤ３６ｂ及び緑色ＬＥＤ３６ｃをマトリックス状で正方形状に配列したものであり、（ｂ）がそれぞれ同一個数の赤外ＬＥＤ３６ａと赤色ＬＥＤ３６ｂ及び緑色ＬＥＤ３６ｃを千鳥状で正方形状に配列したものである。
【００５１】
これらの配列により、隣り合う各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃが必ず異なる色のＬＥＤとなり、ＬＥＤアレイ５の光の均一性が図られることになる。なお、この各配列における各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの使用個数は一例であって、農産物Ｗの外形や色等の種類に応じて増減させて所定輝度の光が得られるように設定することができる。
【００５２】
また、図９に示すＬＥＤアレイ５は、複数組並列接続された各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃに、色毎に一つの可変抵抗器３９ａ〜３９ｃを接続したものであり、この可変抵抗器３９ａ〜３９ｃの抵抗値を農産物Ｗの種類や各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの特性値等に応じて設定することにより、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの直列回路に所定の電流が流れて各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃを所定の輝度で点灯させるようにしたものである。この例の場合は、可変抵抗器３９ａ〜３９ｃにより輝度レベル等が調整できることから、調整作業が極めて簡単に行えると共に、農産物Ｗの種類に応じて抵抗値を設定できて、各種農産物Ｗに好適に適用できる等、外観検査装置の汎用性の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、この例においては、可変抵抗器３９ａ〜３９ｃを各色毎に一つに限らず、各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃをブロック化し、このブロック毎に可変抵抗器３９ａ〜３９ｃを接続しても良いし、使用する各色ＬＥＤ３６ａ〜３６ｃの個数が少ない場合は、全てのＬＥＤ３６ａ〜３６ｃに前記固定固定器３７ａ〜３７ｃに代えて可変抵抗器３９ａ〜３９ｃを接続して良い。
【００５４】
さらに、図１０に示すＬＥＤアレイ５は、上記ＬＥＤアレイ５のＬＥＤが赤外、赤色、緑色の三種類を使用したのに対し、白色ＬＥＤ３６ｄと赤外ＬＥＤ３６ａの二種類を使用し、これらを（ａ）で示すマトリックス状に配列したり、（ｂ）に示す千鳥状に配列するようにしたものである。この例の場も、白色ＬＥＤ３６ｄからの白色光と赤外ＬＥＤ３６ａからの赤外光とを使用して、ＲＧＩＲカメラ４で撮像されるＩＲ、Ｒ、Ｇの各値から、農産物Ｗの外観品質を上記実施形態と同様に検査できると共に、ＬＥＤアレイ５に使用されるＬＥＤの種類を削減させることから、ＬＥＤアレイ５自体が安価に形成できることになる。このように、ＬＥＤアレイ５に搭載されるＬＥＤの種類としては、輪郭切り出しが可能な赤外ＬＥＤ３６ａと、外観品質を判定可能な適宜色のＬＥＤを使用することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、ＲＧＩＲカメラ４としてラインセンサカメラを使用したが、本発明はこれに限定されず、例えばエリアセンサカメラを使用しても良いし、上記実施形態における、制御系のブロック図、選果場１における検出センサ８の配置位置等のライン構成は一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、農産物の外観を切り出す際の光としてＮＩＲを使用したカラーカメラを使用したり、他の各種カラーカメラを使用した農産物等の外観検査装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係わる農産物の外観検査装置を使用した選果場の概略構成図
【図２】同その制御系のブロック図
【図３】同ＬＥＤアレイの構成図
【図４】同その回路図
【図５】同各色ＬＥＤの点灯状態の説明図
【図６】同ＬＥＤアレイの動作の一例を示すタイミングチャート
【図７】同その説明図
【図８】同ＬＥＤアレイの変形例を示す構成図
【図９】同ＬＥＤアレイの他の変形例を示す回路図
【図１０】同ＬＥＤアレイのさらに他の変形例を示す構成図
【符号の説明】
【００５８】
１・・・選果場、２・・・搬送コンベア  ３・・・バケット、４・・・ＲＧＩＲカメラ、５・・・ＬＥＤアレイ、６・・・制御装置、７・・・ＬＥＤ駆動回路、８・・・検出センサ、９・・・引出コンベア、１０・・・排出装置、１２・・・外観検査装置、１３・・・レンズ、１４・・・分光器、１４ａ・・・ＩＲ用ＣＣＤ、１４ｂ・・・Ｒ用ＣＣＤ、１４ｃ・・・Ｇ用ＣＣＤ、２０・・・画像処理部、２１・・・制御部、３５・・・プリント基板、３６ａ・・・赤外ＬＥＤ、３６ｂ・・・赤色ＬＥＤ、３６ｃ・・・緑色ＬＥＤ、３６ｄ・・・白色ＬＥＤ、３７ａ〜３７ｃ・・・固定抵抗器、３９ａ〜３９ｃ・・・可変抵抗器、Ｓ１・・・検出位置、Ｓ２・・・検査位置、Ｗ・・・農産物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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