(57)【要約】【課題】青果物の果皮表面及び果皮内部に存在する水分の変動に由来する腐敗部などの異常を正確に検出し、また、微小な水腐れであっても検出することができる青果物検査装置を提供する。【解決手段】青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、近赤外光により青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、紫外光により励起された可視蛍光による青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、近赤外画像及び蛍光画像に基づき、青果物の異常の有無を検出する解析手段と、を備え、近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、解析手段は、検査波長の光に基づく近赤外画像と、蛍光画像を用いて、青果物の異常の有無を検出する。【選択図】図１
2018059775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、
前記青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、
前記青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、
前記近赤外光により前記青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、
前記紫外光により励起された可視蛍光による前記青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、
前記近赤外画像及び前記蛍光画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、を備え、
前記近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、
前記解析手段は、前記検査波長の光に基づく前記近赤外画像と、前記蛍光画像を用いて、前記青果物の異常の有無を検出するように構成されていることを特徴とする青果物検査装置。
【請求項２】
前記青果物を所定方向に搬送するための搬送手段をさらに備え、
青果物検査をインラインで行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の青果物検査装置。
【請求項３】
前記搬送装置の両側方に反射鏡をさらに備え、
前記青果物の側面部を前記反射鏡に映すことで、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段によって前記青果物全体を撮像可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の青果物検査装置。
【請求項４】
前記搬送手段が、前記青果物を所望の方向に回転させる青果物回転機構を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の青果物検査装置。
【請求項５】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されているとともに、
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方にもさらに配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項６】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項７】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の青果物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、柑橘類の果皮表面に現れる水腐れなど、青果物の果皮内部における異常の有無を検査するための青果物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
柑橘類では、果皮に傷が付いた際に、その傷から菌が入り込み、かつ高温多湿状態で保管された場合には、水腐れ病と呼ばれる症状が現れることがある。
【０００３】
果皮に傷が付く原因としては大まかに、気孔に出来た小さな亀裂から雨水などが侵入して膨張し、水浸状態になりながら亀裂が広がっていく自然発生によるものと、収穫時や搬送時などにおいて発生する外傷や虫がかじった痕、打撲痕などの生傷によるものがある。
【０００４】
自然発生により生じた傷からカビなどの菌が入り込んだ場合、症状が進行すると、カビなどの菌が繁殖し、油胞まで破壊されてしまう。
さらに症状が進行すると、腐敗が生じた箇所から水分がなくなってしまい、乾燥腐れと呼ばれる状態となる。
【０００５】
このように水腐れの生じた柑橘類を、正常品と混載梱包した場合、正常品まで腐敗されてしまう恐れがあることから、商品の品質を確保するためにも、水腐れの生じた個体を、選果段階で排除することが望まれている。
【０００６】
ところで、果皮の油胞内には可視領域の蛍光を発するフラボノイド系物質が有り、油胞が破壊された場合には、この可視領域の蛍光を発するフラボノイド系物質の検出が可能となる。特許文献１〜４では、紫外線照射により、可視領域の蛍光を発するフラボノイド系物質由来の特定蛍光波長を検出することによる画像検査が行われている。
【０００７】
また、水腐れ、カビ及び乾燥腐れの有無を検査する方法としては、例えば、特許文献５に開示されるように、青果物に対して、ハロゲンランプ等の照明ランプより光を照射し、青果物からの反射光を撮像用カメラによって撮像することで、青果物の変色又は腐敗した部分の有無を検出する方法が知られている。
【０００８】
また、特許文献６には、青果物等に対して可視光から近赤外光までを照射し、水分や油分などの表層成分の変化を近赤外領域の波長で捉えることで、多変量解析によって水分状態の変化を判断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１４６５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−３３６１２号公報
【特許文献３】特開２０１３−２３１６６８号広報
【特許文献４】特開２０１５−１８４０７１号広報
【特許文献５】特開平９−２４３４３号公報
【特許文献６】特開２００５−２０１６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、紫外線照射により蛍光を発する物質は、柑橘類の油胞が破壊されることにより検出可能な状態となるため、生傷により油胞までも破壊された状態や、症状が進行してカビなどの菌が繁殖し油胞までも破壊された状態でなければ検出することができない。
【００１１】
すなわち、気孔に出来た小さな亀裂から雨水などが侵入して膨張し、水浸状態となる自然発生した初期の水腐れ、特に、近年の市場で要求されるような直径１０ｍｍ程度の微小な水腐れなどは、これら特許文献に開示されるような検査では確実に検出することができない。
【００１２】
また、特許文献６に開示されるように、可視光と近赤外光による多変量解析を用いた検量線においては、検量線作成には技術的な知識が必要であり、煩雑な作業が必要となるため、誰もが容易に使えるわけではない。
【００１３】
さらに、Ｓｉフォトダイオードの近赤外領域における感度は低く、初期の水腐れの検出には、感度が足りず、検出することができない可能性がある。
一方で、水腐れが進行した腐敗状態であっても、乾燥腐敗や生傷などは、近赤外光により検出することが困難であるという課題もある。
【００１４】
本発明では、このような現状に鑑み、青果物の果皮表面及び果皮内部に存在する腐敗部や傷などの異常を正確に検出し、また、微小な水腐れであっても検出することができる青果物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】
本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の青果物検査装置は、
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、
前記青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、
前記青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、
前記近赤外光により前記青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、
前記紫外光により励起された可視蛍光による前記青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、
前記近赤外画像及び前記蛍光画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、を備え、
前記近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、
前記解析手段は、前記検査波長の光に基づく前記近赤外画像と、前記蛍光画像を用いて、前記青果物の異常の有無を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この場合、前記青果物を所定方向に搬送するための搬送手段をさらに備え、
青果物検査をインラインで行うように構成することもできる。
さらに、前記搬送装置の両側方に反射鏡をさらに備え、
前記青果物の側面部を前記反射鏡に映すことで、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段によって前記青果物全体を撮像可能に構成することもできる。
【００１７】
また、前記搬送手段が、前記青果物を所望の方向に回転させる青果物回転機構を備えることもできる。
また、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されているとともに、
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方にもさらに配置されていても良い。
さらに、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されていても良い。
また、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方に配置されていても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水の吸収波長の中でも、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む近赤外光を用いることで、水分状態の変化を精度良く捉えることができるとともに、紫外光を用いてフラボノイド系物質の蛍光反応を検出することで、油胞の損傷など水腐れの原因となる果皮の損傷なども同時に検査することができる。このため、青果物の水腐れなどを精度良く検出することができ、異常のある青果物を選果段階で確実に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の青果物検査装置の一実施例における構成を説明するための概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の青果物検査装置の別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。
【図３】図３は、図２の平面図である。
【図４】図４は、図２の青果物検査装置の変形例を説明するための概略構成図である。
【図５】図５は、図４の平面図である。
【図６】図６は、図２の青果物検査装置の別の変形例を説明するための概略構成図である。
【図７】図７は、図６の平面図である。
【図８】図８は、本発明の青果物検査装置のさらに別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。
【図９】図９は、図８の青果物検査装置の変形例を説明するための概略構成図である。
【図１０】図１０は、図８の青果物検査装置の別の変形例を説明するための概略構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の青果物検査装置のさらに別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の青果物検査装置のさらに別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。
【図１３】図１３は、青果物Ｓとして初期の水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１３（ａ）は、可視光による外観画像、図１３（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の解析画像、図１３（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１３（ｅ）は、図１３（ｄ）の解析画像である。
【図１４】図１４は、青果物Ｓとして比較的進行した水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１４（ａ）は、可視光による外観画像、図１４（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）の解析画像、図１４（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１４（ｅ）は、図１４（ｄ）の解析画像である。
【図１５】図１５は、青果物Ｓとして白カビと水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１５（ａ）は、可視光による外観画像、図１５（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）の解析画像、図１５（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１５（ｅ）は、図１５（ｄ）の解析画像である。
【図１６】図１６は、青果物Ｓとして緑カビと白カビが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１６（ａ）は、可視光による外観画像、図１６（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）の解析画像、図１６（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１６（ｅ）は、図１６（ｄ）の解析画像、図１６（ｆ）は図１６（ｄ）の画像の明暗を反転させて解析を行った解析画像である。
【図１７】図１７は、青果物Ｓとして緑カビと白カビと水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１７（ａ）は、可視光による外観画像、図１７（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）の解析画像、図１７（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１７（ｅ）は、図１７（ｄ）の解析画像である。
【図１８】図１８は、青果物Ｓとして乾燥腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１８（ａ）は、可視光による外観画像、図１８（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）の解析画像、図１８（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１８（ｅ）は、図１８（ｄ）の解析画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の青果物検査装置の一実施例における構成を説明するための概略構成図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施例の青果物検査装置１０は、被測定対象である青果物Ｓに、青果物Ｓの上方より近赤外光を照射する近赤外光投光手段１２と、同じく青果物Ｓの上方より紫外光を照射する紫外光投光手段１３と、青果物Ｓに反射した近赤外光（反射光）により青果物Ｓの近赤外画像を、青果物Ｓの上方より撮像する近赤外画像撮像手段１４と、青果物Ｓに対して照射した紫外光により励起され生じた可視蛍光による青果物Ｓの蛍光画像を、青果物Ｓの上方より撮像する蛍光画像撮像手段１５と、近赤外画像及び蛍光画像に基づき青果物Ｓの腐敗部位を検出する解析手段１６とを備えている。
ここで青果物Ｓの「上方」とは、青果物Ｓの載置面よりも上であり、青果物Ｓの鉛直方向、斜め方向なども含まれるものである。
【００２２】
なお、本実施例において、青果物Ｓとしては、特に限定されるものではないが、例えば、蜜柑や橘などの柑橘類、梨、桃、ビワ、スモモ、リンゴなどとすることができる。
また、このような青果物Ｓとした場合、本実施例の青果物検査装置１０では、例えば、柑橘類などに見られる水腐れ、梨などに見られる水果、桃、ビワ、スモモ、リンゴなどに見られる押せ痕などを検査することができる。
【００２３】
ここで「水腐れ」とは、上述するように、果皮に傷が付いた際に、その傷から菌が入り込み、雨や露などにより長期にわたり果皮表面が濡れた状態で、２５度前後の環境温度の条件下において現れる、果皮が膨潤したような状態となる症状である。
また、「水果」とは、果肉が水浸した状態となる症状である。程度が酷くなると果肉が褐色を帯びた状態となる。
また、「押せ痕」とは、青果物同士の接触などによって青果物表面に局部的な圧力が加わることで、青果物の果肉組織が破壊され、果皮と果肉の間に果肉組織から染み出した水分が存在する状態（いわば、人体でいう内出血の状態）が現れる症状である。
【００２４】
なお、本実施例の青果物検査装置１０は、このような障害の検査に限らず、例えば、果肉細胞が破壊されることで果皮表層及び／又は果皮下に現れる、水分の増減に関連する障害全般について検査することが可能である。
【００２５】
さらに、青果物Ｓとして柑橘類など、果皮が損傷することでフラボノイド系物質が分泌されるものであれば、蛍光発光を捉えることで、水腐れの原因となる果皮の傷などの有無を検出することができる。
【００２６】
近赤外光投光手段１２としては、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む近赤外光を照射可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ハロゲンランプやＬＥＤ光源を用いることができる。なお、ＬＥＤ光源としては、白色光を照射するものであってもよいが、特定波長の光のみを照射するものとすることもできる。
【００２７】
紫外光投光手段１３としては、フラボノイド系物質が励起され蛍光発光が生じる紫外光として、３２０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長の光を含む紫外光を照射可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ光源や重水素ランプなどを用いることができる。
【００２８】
近赤外画像撮像手段１４としては、近赤外光投光手段１２により照射された波長の近赤外光に基づく近赤外画像を撮像可能なものであれば特に限定されるものではなく、エリアカメラ、ラインカメラ、イメージング分光器、マルチバンドカメラなどを用いることができる。
【００２９】
なお、本発明では、このような近赤外画像撮像手段１４の撮像素子として、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを用いることを特徴としている。このように、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードを用いることによって、波長が１４５０±５０ｎｍである検査光であっても、高感度・低ノイズで検出が可能となる。
【００３０】
蛍光画像撮像手段１５としては、フラボノイド系物質が励起され生じた蛍光に基づく蛍光画像を撮像可能なものであれば特に限定されるものではなく、エリアカメラ、ラインカメラ、イメージング分光器、マルチバンドカメラなどを用いることができる。
【００３１】
なお、本実施例では、近赤外画像撮像手段１４と蛍光画像撮像手段１５とをそれぞれ別体のカメラとして例示しているが、マルチバンドカメラなど近赤外画像と蛍光画像を同時に撮像可能なカメラを用いることもできる。
【００３２】
また、青果物Ｓと近赤外画像撮像手段１４との間に所定の波長の光のみを透過する近赤外撮像用フィルタ１８を、青果物Ｓと蛍光画像撮像手段１５との間に所定の波長の光のみを透過する蛍光撮像用フィルタ１９を、それぞれ設けることもできる。
【００３３】
このように構成することで、近赤外画像撮像手段１４、蛍光画像撮像手段１５が、それぞれ必要な波長の光だけを受光することができ、画像解析に不要な波長の光を受光しないため、ノイズを低減することができる。
【００３４】
なお、蛍光撮像用フィルタ１９としては、図１に示すように、青果物Ｓと蛍光画像撮像手段１５との間に設ける場合には、蛍光を透過し、紫外光を遮断するようなフィルタとすることができる。
【００３５】
一方で、蛍光撮像用フィルタ１９を、紫外光投光手段１３と青果物Ｓとの間に設けることもでき、この場合には、紫外光のみを透過するようなフィルタとすることができる。
【００３６】
また、解析手段１６としては、撮像された検査画像に基づき、後述するような画像解析によって腐敗部位の有無を判別可能なものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、画像解析プログラムが組み込まれたコンピュータなどとすることができる。
【００３７】
本実施例の青果物検査装置１０では、青果物Ｓに対して近赤外光投光手段１２より近赤外光を照射するとともに、青果物Ｓからの反射光を用いて近赤外画像撮像手段１４により青果物Ｓを撮像して近赤外画像を取得している。
【００３８】
さらに、青果物Ｓに対して紫外光投光手段１３より紫外光を照射するとともに、青果物Ｓからの蛍光を用いて蛍光画像撮像手段１５により青果物Ｓを撮像して蛍光画像を取得している。なお、フラボノイド系物質による蛍光は、可視蛍光であるため、蛍光画像として、可視光に基づく画像を取得するようにしてもよい。
【００３９】
近赤外画像の各画素値は、近赤外画像撮像手段１４が受光した近赤外光の光量Ｌに基づいて決定することもできるが、本実施例では、下記式（１）で表すように、青果物Ｓからの反射光Ｒｓと、あらかじめ取得している入射光を照射し得られた標準体（例えば、グレーチャートなど）からの反射光Ｒｒとの比率として算出された青果物Ｓの反射比Ｒに基づいて近赤外画像の各画素値を決定している。なお、下記式（２）で表すように、算出された反射比Ｒから見かけ上の吸光度Ａに基づき画素値を決定するようにしてもよい。
【００４０】
【数１】
2018059775.tif 000003
【００４１】
【数２】
2018059775.tif 000004
【００４２】
このように、標準体からの反射光Ｒｒを基準とすることで、例えば、近赤外光投光手段１２が経年劣化するなどして光量が低下した場合にも、反射比Ｒはほぼ変動なく測定することができるため、長期間安定した検査を行うことができる。
【００４３】
なお、反射比Ｒや見かけ上の吸光度Ａに基づく近赤外画像の各画素値の決定は、例えば、以下のようにして行うことができる。
例えば、８ビット画像の場合、画素値は０〜２５５の値となるため、想定される反射比Ｒの最低値（近赤外画像撮像手段１４の性能などに基づき適宜設定）が「０」、反射比Ｒの最高値である１が「２５５」となるように、各画素の反射比Ｒを換算すればよい。
【００４４】
そして、この検査画像を、解析手段１６により画像解析することで、青果物Ｓの腐敗部位を検出することができる。
解析手段１６における画像解析は、例えば、検査画像におけるコントラストの変化を検出したり、また、画像処理として、公知の技術である膨張、収縮、ぼかし、エッジ抽出などの前処理を行い、コントラストの変化を際立たせた後、２値化処理することによって、検査画像における腐敗部分を検出することができる。
【００４５】
近赤外画像においては、青果物Ｓの腐敗部位が、正常部位と比べて水分量が多くなることから、水の吸収波長の光が腐敗部位に吸収され、近赤外画像撮像手段１４により撮像した際に、正常部位と比べて腐敗部位の光量が低下することに基づき、腐敗部位を検出することができる。
【００４６】
一方で、蛍光画像においては、柑橘類などの果皮が損傷することで分泌されるフラボノイド系物質が紫外光により励起され蛍光が生じることで、フラボノイド系物質が存在する果皮の損傷箇所周辺が、それ以外の箇所よりも光量が上昇することに基づき、腐敗部位を検出することができる。
【００４７】
なお、本実施例において、近赤外光投光手段１２から青果物Ｓに対する近赤外光の照射時間は、近赤外画像の撮像に必要な最低限に留めておくことが好ましい。これは、近赤外線により青果物Ｓが加熱されてしまうことを防ぐためである。
【００４８】
一方で、紫外光投光手段１３から青果物Ｓに対する紫外線の照射時間は、少なくとも蛍光画像の撮像に必要な時間であればよいが、さらに長時間照射を続けても構わない。これは、紫外線による殺菌効果が期待できるためである。
【００４９】
また、本実施例では、解析手段１６において、近赤外画像と蛍光画像の両方について画像解析を行っているが、近赤外画像又は蛍光画像のどちらか一方を画像解析した時点で、青果物Ｓに異常が検出された場合には、残る一方の画像について画像解析を行うまでもなく、青果物Ｓに異常があると判定するように構成することもできる。
【００５０】
図２は、本発明の青果物検査装置の別の実施例における構成を説明するための概略構成図、図３は、図２の平面図である。
図２，３に示す青果物検査装置１０は、基本的には図１に示した青果物検査装置１０と同様な構成であり、同じ構成部材には、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。また、説明を簡略化するため、構成を一部省略している。
【００５１】
図１に示す青果物検査装置１０では、静止状態の青果物Ｓに対して近赤外光投光手段１２から近赤外光を照射し、近赤外光に基づく近赤外画像を近赤外画像撮像手段１４によって撮像するとともに、紫外光投光手段１３から紫外光を照射し、紫外光により励起されたフラボノイド系物質から生じる蛍光に基づく蛍光画像を蛍光画像撮像手段１５によって撮像するように構成している。
【００５２】
これに対して図２，３に示した実施例の青果物検査装置１０では、搬送手段２０によって一方向に搬送される青果物Ｓに対して、搬送手段２０の上方より近赤外光，紫外光をそれぞれ照射し、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５によって、近赤外画像及び蛍光画像をそれぞれ撮像するように構成している。
【００５３】
ここで搬送手段２０の「上方」とは、青果物Ｓが載置される搬送手段２０よりも上であり、青果物Ｓの鉛直方向、斜め方向なども含まれるものである。
また、本実施例では、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５が一体となったマルチバンドカメラ２３を用いている。
【００５４】
このように、インラインで青果物検査を行うように構成することによって、大量の青果物を効率よく検査することができる。
なお、搬送手段２０によって青果物Ｓを搬送しながら検査を行う場合には、図３に示すように、搬送方向の両側方に反射鏡２２を設けることで、青果物Ｓの側面部を反射鏡に映すことで、マルチバンドカメラ２３によって青果物Ｓ全体を撮像するように構成することが好ましい。
【００５５】
また、図２，３に示す実施例では、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５をそれぞれ１つずつ設けているが、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５の設置台数は限定されるものではなく、青果物Ｓの形状や大きさなどに応じて、適宜変更することが可能である。
【００５６】
例えば、図４，５に示すように、近赤外画像撮像手段１４を２台、蛍光画像撮像手段１５を１台設けるような構成としてもよいし、図６，７に示すように、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５をそれぞれ２台設けるような構成としてもよい。なお、図４〜７の図面は、説明を簡略化するため、構成を一部省略している。
【００５７】
また、図１〜７に示した青果物検査装置１０では、青果物Ｓの上方に近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５が配置されているが、搬送手段２０が例えばローラーコンベアのように隙間がある場合やコンベア間の継ぎ部に隙間がある場合、ベルトコンベアのベルト部が透光性を有している場合などは、図８に示すように、搬送手段２０の下方に近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５を配置することもできる。
ここで搬送手段２０の「下方」とは、青果物Ｓが載置される搬送手段２０よりも下であり、青果物Ｓの鉛直方向、斜め方向なども含まれるものである。
【００５８】
なお、ローラーコンベアの隙間から撮像する場合には、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５としては、ラインカメラを用いることが好ましい。
また、ビームスプリッタ２４を用いることにより、図９に示すように、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５を配置することもできるし、もちろん、近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５が一体となったマルチバンドカメラ２３を用いる場合には、図１０に示すように、青果物Ｓの直下から撮像することもできる。
【００５９】
また、図１１に示すように、青果物Ｓの上方から近赤外画像及び蛍光画像を撮像するとともに、青果物Ｓの下方からも近赤外画像及び蛍光画像を撮像するように構成することによって、青果物Ｓの全周を隈無く検査することができる。
【００６０】
なお、青果物Ｓの下方から撮像することができない場合には、図１２に示すように、青果物Ｓを所望の方向に回転させる青果物回転機構２６を搬送手段２０に設け、青果物Ｓを回転移動させることにより、青果物Ｓに対して１方向からの撮像だけではなく、複数方向から撮像するようにしても良い。青果物Ｓを、青果物回転機構２６が設けられた搬送手段２０で搬送することで、順次、青果物Ｓの全周を隈無く検査することができる。
【００６１】
この青果物回転機構２６については、搬送手段２０上に載置された青果物Ｓを横方向や縦方向など所望の方向に回転移動させる回転機構を利用することができ、特に限定されるものではないが、例えば特開平１０−５３２１３号公報、特開２０００−１５３９１２号公報、特開２０１４−９７４５５号公報などに開示されているような青果物Ｓの天地を反転させる機構を利用することも可能である。
【００６２】
なお、図９〜１２に示す図面は、説明を簡略化するため、構成を一部省略している。
また、図１〜１２に示した近赤外画像撮像手段１４及び蛍光画像撮像手段１５は、青果物Ｓの鉛直方向上方または鉛直方向下方に配置されているもの、青果物Ｓの上方または下方に角度を付けて配置されているものなど有るが、特に方向については限定されるものではなく、角度を付けたり、上方と下方とで角度を変えたりするなど、装置構成に合わせて適宜変更が可能なものである。
【００６３】
図１３〜１８は、図１に示す青果物検査装置１０を用いて、青果物Ｓについて検査を行った際の近赤外画像及び蛍光画像の一例である。なお、参考として示す青果物Ｓの可視光による外観画像は、一般的なデジタルカメラによって撮影したものである。
【００６４】
図１３は、青果物Ｓとして初期の水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１３（ａ）は、可視光による外観画像、図１３（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の解析画像、図１３（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１３（ｅ）は、図１３（ｄ）の解析画像である。
【００６５】
図１４は、青果物Ｓとして比較的進行した水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１４（ａ）は、可視光による外観画像、図１４（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）の解析画像、図１４（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１４（ｅ）は、図１４（ｄ）の解析画像である。
図１３（ｂ）、図１４（ｂ）のように得られた蛍光画像は、解析手段１６によって、上述するように、腐敗部位が判定され、図１３（ｃ）、図１４（ｃ）のような解析画像が生成される。
【００６６】
画像解析では、ある程度の誤差が見込まれるため、連続した所定の範囲が塗りつぶされた箇所を腐敗箇所と判定することが好ましい。すなわち、図１４（ｃ）においては、画像左上の白線で囲われた箇所が腐敗箇所と判定される。
【００６７】
一方で、図１３（ｃ）には、連続した所定の範囲（塗りつぶされた箇所）が存在せず、蛍光画像からは腐敗箇所を判定することができなかった。
【００６８】
図１３（ｄ）、図１４（ｄ）のように得られた近赤外画像も同様に、解析手段１６によって、上述するように、腐敗部位が判定され、図１３（ｅ）、図１４（ｅ）のような解析画像が生成される。
【００６９】
図１３（ｅ）、図１４（ｅ）において、白線で囲まれた箇所が腐敗箇所と判定された箇所である。
このように、図１３では近赤外画像で、図１４では近赤外画像と蛍光画像の両方で、腐敗部位を、見落とすことなく正確に判定することができる。したがって、蛍光画像だけでは見逃されていたような初期の水腐れが発生した青果物を、市場に流通することを防ぐことができる。
【００７０】
また、図１５は、青果物Ｓとして白カビと水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１５（ａ）は、可視光による外観画像、図１５（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）の解析画像、図１５（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１５（ｅ）は、図１５（ｄ）の解析画像である。
【００７１】
さらに、図１６は、青果物Ｓとして緑カビと白カビが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１６（ａ）は、可視光による外観画像、図１６（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）の解析画像、図１６（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１６（ｅ）は、図１６（ｄ）の解析画像、図１６（ｆ）は図１６（ｄ）の画像の明暗を反転させて解析を行った解析画像である。
【００７２】
また、図１７は、青果物Ｓとして緑カビと白カビと水腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１７（ａ）は、可視光による外観画像、図１７（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）の解析画像、図１７（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１７（ｅ）は、図１７（ｄ）の解析画像である。
【００７３】
さらに、図１８は、青果物Ｓとして乾燥腐れが発生した蜜柑について検査した際の一例であり、図１８（ａ）は、可視光による外観画像、図１８（ｂ）は、蛍光画像をグレースケール化した画像、図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）の解析画像、図１８（ｄ）は、近赤外画像をグレースケール化した画像、図１８（ｅ）は、図１８（ｄ）の解析画像である。
【００７４】
図１５，１７では、白線で囲われた箇所（図１５（ｃ），図１７（ｃ），図１５（ｅ），図１７（ｅ））のように、蛍光画像と近赤外画像の両方で青果物Ｓの腐敗部位を正確に判定することができる。また図１６においては近赤外画像で、図１８においては蛍光画像で青果物の腐敗部位を正確に判定することができる。
すなわち、青果物Ｓにおいて、蛍光画像と近赤外画像の両方を得れば、いずれか一方のみでは見落としが生ずるおそれのある腐敗部位を、見落とすことなく正確に判定することができる。
なお、図１６に示す、緑カビと白カビが発生した蜜柑のような場合には、蛍光画像や近赤外画像をそのまま画像解析したとしても、腐敗部位を判定することができない。
【００７５】
このような場合には、図１６（ｆ）に示すように、図１６（ｄ）の画像の明暗を反転させて、解析手段１６によって上述するように画像解析を行うことにより、近赤外画像を元に腐敗部位を判定することができる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０      青果物検査装置
１２      近赤外光投光手段
１３      紫外光投光手段
１４      近赤外画像撮像手段
１５      蛍光画像撮像手段
１６      解析手段
１８      近赤外用フィルタ
１９      紫外蛍光用フィルタ
２０      搬送手段
２２      反射鏡
２３      マルチバンドカメラ
２４      ビームスプリッタ
２６      青果物回転機構
Ｓ      青果物
【図１】
2018059775.tif 000005
【図２】
2018059775.tif 000006
【図３】
2018059775.tif 000007
【図４】
2018059775.tif 000008
【図５】
2018059775.tif 000009
【図６】
2018059775.tif 000010
【図７】
2018059775.tif 000011
【図８】
2018059775.tif 000012
【図９】
2018059775.tif 000013
【図１０】
2018059775.tif 000014
【図１１】
2018059775.tif 000015
【図１２】
2018059775.tif 000016
【図１３】
2018059775.tif 000017
【図１４】
2018059775.tif 000018
【図１５】
2018059775.tif 000019
【図１６】
2018059775.tif 000020
【図１７】
2018059775.tif 000021
【図１８】
2018059775.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月24日(2017.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、
前記青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、
前記青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、
前記近赤外光により前記青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、
前記紫外光により励起された可視蛍光による前記青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、
前記近赤外画像及び前記蛍光画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、
前記青果物を所定方向に搬送するための搬送手段と、を備え、
前記近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、
前記解析手段は、前記検査波長の光に基づく前記近赤外画像と、前記蛍光画像を用い、該近赤外画像及び蛍光画像について、コントラストの変化を際立たせた後、２値化処理することによって、前記青果物の水腐れを少なくとも含む異常の有無をインラインで検出するように構成されていることを特徴とする青果物検査装置。
【請求項２】
前記搬送装置の両側方に反射鏡をさらに備え、
前記青果物の側面部を前記反射鏡に映すことで、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段によって前記青果物全体を撮像可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の青果物検査装置。
【請求項３】
前記搬送手段が、前記青果物を所望の方向に回転させる青果物回転機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の青果物検査装置。
【請求項４】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されているとともに、
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方にもさらに配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項５】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項６】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項７】
前記近赤外画像の各画素値は、前記青果物からの反射光Ｒｓと、あらかじめ取得した入射光を照射し得られた標準体からの反射光Ｒｒとの比率として算出された前記青果物の反射比Ｒ、すなわち、下記式（１）に基づき決定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の青果物検査装置。
【数１】
2018059775.tif 000023
【請求項８】
前記近赤外画像の各画素値は、見かけ上の吸光度Ａ、すなわち、下記式（２）に基づき決定することを特徴とする請求項７に記載の青果物検査装置。
【数２】
2018059775.tif 000024
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の青果物検査装置は、
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、
前記青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、
前記青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、
前記近赤外光により前記青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、
前記紫外光により励起された可視蛍光による前記青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、
前記近赤外画像及び前記蛍光画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、
前記青果物を所定方向に搬送するための搬送手段と、を備え、
前記近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、
前記解析手段は、前記検査波長の光に基づく前記近赤外画像と、前記蛍光画像を用い、該近赤外画像及び蛍光画像について、コントラストの変化を際立たせた後、２値化処理することによって、前記青果物の水腐れを少なくとも含む異常の有無をインラインで検出するように構成されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、前記搬送手段が、前記青果物を所望の方向に回転させる青果物回転機構を備えることもできる。
また、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されているとともに、
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方にもさらに配置されていても良い。
さらに、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されていても良い。
また、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方に配置されていても良い。
また、前記近赤外画像の各画素値は、前記青果物からの反射光Ｒｓと、あらかじめ取得した入射光を照射し得られた標準体からの反射光Ｒｒとの比率として算出された前記青果物の反射比Ｒ、すなわち、下記式（１）に基づき決定することができる。
【数１】
2018059775.tif 000025
また、前記検査画像の各画素値は、見かけ上の吸光度Ａ、すなわち、下記式（２）に基づき決定することができる。
【数２】
2018059775.tif 000026
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【数３】
2018059775.tif 000027
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【数４】
2018059775.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月18日(2017.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、
前記青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、
前記青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、
前記近赤外光により前記青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、
前記紫外光により励起された可視蛍光による前記青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、
前記近赤外画像及び前記蛍光画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、
前記青果物を所定方向に搬送するための搬送手段と、を備え、
前記近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、
前記解析手段は、前記検査波長の光に基づく前記近赤外画像と、前記蛍光画像を用い、該近赤外画像及び蛍光画像について、コントラストの変化を際立たせた後、２値化処理することによって、前記青果物の水腐れを少なくとも含む異常の有無をインラインで検出するように構成され、
前記近赤外画像の各画素値は、前記青果物からの反射光Ｒｓと、あらかじめ取得した入射光を照射し得られた標準体からの反射光Ｒｒとの比率として算出された前記青果物の反射比Ｒ、すなわち、下記式（１）に基づき決定することを特徴とする青果物検査装置。
【数１】
2018059775.tif 000029
【請求項２】
前記搬送装置の両側方に反射鏡をさらに備え、
前記青果物の側面部を前記反射鏡に映すことで、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段によって前記青果物全体を撮像可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の青果物検査装置。
【請求項３】
前記搬送手段が、前記青果物を所望の方向に回転させる青果物回転機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の青果物検査装置。
【請求項４】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されているとともに、
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方にもさらに配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項５】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項６】
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の青果物検査装置。
【請求項７】
前記近赤外画像の各画素値は、見かけ上の吸光度Ａ、すなわち、下記式（２）に基づき決定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の青果物検査装置。
【数２】
2018059775.tif 000030
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の青果物検査装置は、
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、
前記青果物に対して近赤外光を照射する近赤外光投光手段と、
前記青果物に対して紫外光を照射する紫外光投光手段と、
前記近赤外光により前記青果物の近赤外画像を撮像する近赤外画像撮像手段と、
前記紫外光により励起された可視蛍光による前記青果物の蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像手段と、
前記近赤外画像及び前記蛍光画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、
前記青果物を所定方向に搬送するための搬送手段と、を備え、
前記近赤外光投光手段は、１４５０±５０ｎｍである検査波長を含む光が照射可能であり、
前記解析手段は、前記検査波長の光に基づく前記近赤外画像と、前記蛍光画像を用い、該近赤外画像及び蛍光画像について、コントラストの変化を際立たせた後、２値化処理することによって、前記青果物の水腐れを少なくとも含む異常の有無をインラインで検出するように構成され、
前記近赤外画像の各画素値は、前記青果物からの反射光Ｒｓと、あらかじめ取得した入射光を照射し得られた標準体からの反射光Ｒｒとの比率として算出された前記青果物の反射比Ｒ、すなわち、下記式（１）に基づき決定することを特徴とする。
【数１】
2018059775.tif 000031
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、前記搬送手段が、前記青果物を所望の方向に回転させる青果物回転機構を備えることもできる。
また、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されているとともに、
前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方にもさらに配置されていても良い。
さらに、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の上方に配置されていても良い。
また、前記近赤外画像撮像手段及び前記蛍光画像撮像手段が、前記青果物の下方に配置されていても良い。
また、前記検査画像の各画素値は、見かけ上の吸光度Ａ、すなわち、下記式（２）に基づき決定することができる。
【数２】
2018059775.tif 000032