JP2013231668A - 農産物検査装置及び農産物検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可視光照射による通常の外観検査と、紫外光照射による生傷又は水腐れの検査との両方が可能な農産物検査装置を提供する。
【解決手段】農産物１０を検査する農産物検査装置１であって、農産物１０を搬送する搬送手段２と、搬送手段２によって搬送されている農産物１０を撮像する撮像手段と、農産物１０に可視光を照射する可視光照射手段と、農産物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、撮像手段、可視光照射手段及び紫外線照射手段を制御する制御手段６と、を備え、制御手段６は、可視光照射手段及び紫外線照射手段によって所定のタイミング毎に可視光及び紫外線のいずれか一方を照射しつつ、同一の撮像手段において可視光照射時には第１の撮像条件に基づいて農産物１０を撮像し、紫外線照射時には第２の撮像条件に基づいて農産物１０を撮像するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、農産物を検査する技術に関し、特に、農産物に可視光を照射して農産物の外観を検査しながら、紫外線を照射して表皮に付いた生傷からの蛍光反応を検出する農産物検査装置及び農産物検査方法に関する。

従来、農産物の通常の傷（収穫前についた傷、虫食い、変色、汚れ、腐敗が進行した後のカビを含む）、大きさ、形状などを検査するために、適当な撮像手段によって農作物の外観を撮像し、検査する検査装置が利用されている。

ところで、農産物のうち、ミカン、グレープフルーツ、ゆず等の柑橘類の表皮には直径１ｍｍ程度の球形の油胞が存在し、その中にはリモネンなどの精油が含まれている。これらの農作物は、収穫、運搬、選別作業時において、柑橘類に衝撃、擦過、打撲などが加えられること等で傷が生じ（以下「生傷」という）、油胞が損傷し、この損傷部分に腐敗菌が付着して初期の腐敗が生じる（以下「水腐れ」という）。この水腐れは、表皮にとどまらず、やがて内部の腐敗へと進行する。また、腐敗薗が他の柑橘類に付着すると、他の正常な柑橘類までも腐敗させてしまう虞がある。

この生傷（水腐れを含む）は、正常な果実の表皮とほぼ同じ色であるので、通常の傷とは異なり、検査者の目視による検査や可視光を利用した通常の傷を検査するための装置では判別することが困難である。しかし、柑橘類の表皮に生傷がつくと、その損傷部分からポリフェノールの一種であるフラボノイド系物質が分泌され、この物質に紫外線が照射されると、励起状態となり蛍光反応を示すことが知られている。この蛍光反応を利用して柑橘類の表皮に付いた生傷の有無を検査する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の農産物検査装置は、農産物に紫外領域の光を照射する光源と、農産物の画像を撮像する撮像装置とを備え、紫外線照射時の蛍光を検出して、農産物の表皮に生傷があるか否か判定することができる。

特開２００３−１４６５０号公報

特許文献１に記載の農産物検査装置は、生傷ないし水腐れの箇所に存在する蛍光物質から放出されるわずかな蛍光を検出するものであるので、撮像手段として高感度の特殊なカメラなどを必要とする。つまり、生傷又は水腐れを検出するための検査装置は、通常の傷を検出するための検査装置とは、構成が異なるものである。そのため、農産物の選別施設において、水腐れの検査も含めて農産物の外観検査を実施する場合、通常の傷を検査するための既存の検査装置に加えて、水腐れの有無を検査するための検査装置を新たに設ける必要があり、検査工程に時間がかかる。選別施設に十分な広さがない場合、水腐れの有無を検査するための新たなラインを配置することが難しいこともある。既存の検査装置において、水腐れの検査も可能な構成に改造する場合であっても、照射手段の配置変更、高感度カメラの設置などのために大きな費用を要する。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、可視光による外観検査と、かかる検査では検出できない生傷又は水腐れの検査との両方を１つの農産物検査装置において実施できる装置及び方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明の農産物検査装置は、農産物を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送されている農産物を撮像する撮像手段と、農産物に可視光を照射する可視光照射手段と、農産物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、撮像手段、可視光照射手段及び紫外線照射手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、可視光照射手段及び紫外線照射手段によって所定のタイミング毎に可視光及び紫外線のいずれか一方を照射しつつ、同一の撮像手段において可視光照射時には第１の撮像条件に基づいて農産物を撮像し、紫外線照射時には第２の撮像条件に基づいて農産物を撮像するように構成される。

上記農産物検査装置において、撮像手段は、第１の撮像条件及び第２の撮像条件を記憶する記憶手段を備え、制御手段は、撮像手段において、所定のタイミング毎に第１の撮像条件と第２の撮像条件とを切り替えることが好ましい。

また、制御手段は、可視光照射時に撮像された農産物の画像に基づいて、農産物の通常の傷、形状、大きさのうちの少なくとも一つを含む情報を検出し、紫外線照射時に撮像された農産物の画像に基づいて、農産物の生傷又は水腐れの箇所から生じる蛍光反応の有無を検出するように構成されることが好ましい。

また、上記農産物検査装置において、第２の撮像条件は、第１の撮像条件に比べて、少なくともシャッタースピードを長くする、及び／又は、ゲインを大きくすることが好ましい。さらに、第１の撮像条件は、シャッタースピードが１／１０００〜１／２０００秒、ゲインが８０以下であり、第２の撮像条件は、シャッタースピードが１／５００秒以上、ゲインが２００以上であることが好ましい。

加えて、上記農産物検査装置において、撮像手段の撮像領域に配置された可視光照射手段又は紫外線照射手段から照射された可視光が反射することを防止する反射対応手段を備えることが好ましい。反射対応手段は、可視光照射手段又は紫外線照射手段の照射面と農産物との間に青色光を照射して、可視光照射手段又は紫外線照射手段に照射された可視光の反射を防止することが好ましい。

さらに、本発明は、搬送手段によって農産物を搬送しつつ、複数の撮像手段によって農産物を撮像して、農産物を検査する農産物検査方法であって、所定のタイミング毎に可視光及び紫外線のいずれか一方を照射し、一つの撮像手段において可視光照射時には第１の撮像条件に基づいて農産物を撮像し、紫外線照射時には第２の撮像条件に基づいて農産物を撮像する。

上記農産物検査方法において、可視光照射時に撮像された農産物の画像に基づいて、農産物の通常の傷、形状、大きさのうちの少なくとも一つを含む情報を検出し、紫外線照射時に撮像された農産物の画像に基づいて、農産物の生傷又は水腐れの箇所から生じる蛍光反応の有無を検出することが好ましい。

上記農産物検査方法において、第２の撮像条件は、第１の撮像条件に比べて、少なくともシャッタースピードを長くする、及び／又は、ゲインを大きくすることが好ましい。

本発明によれば、可視光照射による農産物の外観検査と紫外線照射による生傷又は水腐れの有無の検出を一つの農産物検査装置において実施できる。また、従来の撮像手段を使用して可視光線の照射時と紫外線照射時との画像を取得することが可能であるので、低コストの検査装置を提供することができる。その他の効果については、発明を実施するための形態において述べる。

本発明の第１の実施形態の農産物検査装置の概略平面図 撮像手段及び各照射手段の動作順序の一例を示す説明図 第１及び第２の撮像条件の一例を示す説明図 紫外線照射手段に設けられる反射対応手段の一例を示す説明図 本発明の第２の実施形態の農産物検査装置の概略平面図 撮像手段及び各照射手段の動作順序の別の例を示す説明図

［発明の概要］
本発明は、農産物（主に柑橘類）の外観（通常の傷、大きさ、形状など）を検査する工程と、生傷又は水腐れの有無を検査する工程とを、一つの検査装置で実施可能な農産物検査装置及び検査方法である。

本発明の農産物検査装置１（以下、符号について図１参照）は、農産物１０を搬送する搬送手段２、搬送手段２によって搬送されている農産物１０を撮像する撮像手段３、農産物１０に可視光を照射する可視光照射手段４、農産物１０に紫外線を照射する紫外線照射手段５、及び各種手段を制御する制御手段６を備える。

従来では、紫外線照射時の画像を取得するために高感度の特殊な撮像手段を利用していたが、本発明では、可視光及び紫外線を順次照射しつつ、一つの撮像手段において可視光照射時の撮像手段の設定（第１の撮像条件）と紫外線照射時の撮像手段の設定（第２の撮像条件）とを切り替えながら、可視光照射時の画像と紫外線照射時の画像を連続的に取得するものである。紫外線照射による蛍光反応は弱い反応であるので、第２の撮像条件は、第１の撮像条件より露出時間（シャッタースピード）を長くする、及び／又は、感度（ゲイン）を大きくすることによって、高い明度の画像を取得する。可視光照射時には、ピントを合わせ、鮮明な画像を取得することが求められるのに対して、このような第２の撮像条件では、雑音やボケを含む画像となる可能性があるが、生傷又は水腐れの箇所から生じる蛍光反応の有無を判別できれば足るので、第１の撮像条件に比べて画質の精細さは要求されない。

例えば、可視光照射時の第１の撮像条件では、シャッタースピードを１／１０００〜１／２０００秒とし、紫外線照射時の第２の撮像条件では、シャッタースピードを１／５００秒以上（搬送速度にもよるが、例えば１／１００〜１／５００秒）とする。また、可視光照射時の第１の撮像条件では、ゲインを８０以下とし、紫外線照射時の第２の撮像条件では、ゲインを２００以上とする。

被検査物である農産物１０は、主に柑橘類であるが、これに限定されない。紫外線照射による蛍光反応を示す蛍光物質を含む他の農産物（例えば、胡瓜、米など）にも適応することができる。また、紫外線照射による蛍光反応を示さない農産物、又は物品（工業製品）の外観検査に適用してもよい。

本発明において、搬送手段２、撮像手段３、可視光照射手段４、紫外線照射手段５などの配置、数量、形態などは適宜変更することができる。以下、本発明の実施形態について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。

［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態の農産物検査装置１の概略平面図である。本実施形態の農産物検査装置１は、搬送手段２、複数の撮像手段３（図面の３ａ〜３ｅ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についても同様）、複数の可視光照射手段４、複数の紫外線照射手段５、及び制御手段６を備える。本実施形態では、撮像手段３ａ、３ｂが農産物１０を上流側方から撮像し、撮像手段３ｃ、３ｄが農産物１０を下流側方から撮像するように配置され、撮像手段３ｅが農産物１０を上方から撮像するように配置される。農産物検査装置１は、外部の光による影響を避けるために遮蔽部材でその周囲を覆った暗室内に設けられることが好ましい。

搬送手段２は、図示しない駆動源からの駆動力によって、農産物１０（例えば、ミカン）を所要の搬送速度で矢印の方向（搬送方向）に搬送する。以下、農産物１０の供給元側を上流側といい、搬送先側を下流側という。搬送手段２には、ＰＫ（Ｐｉａｎｏ Ｋｅｙ）コンベヤ（ピアノ鍵盤状のトレーコンベヤ）を採用することが好ましい。ＰＫコンベヤの各キーには固有の識別番号が付与されることが好ましい。ただし、搬送手段２の構成はこれに限定されず、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もできる。

撮像手段３は、農産物１０を撮像するものであり、デジタルカメラを使用することが好ましい。ただし、これに限定されず、被検査物の二次元画像が得られればよい。撮像手段３は、図示しない記憶手段（例えば、半導体メモリなど）を備えることが好ましい。記憶手段には、可視光照射時と紫外線照射時とで異なる撮像条件（シャッタースピード、ゲイン、ガンマ値などを含む。）の設定が記憶されることが好ましい。なお、かかる撮像条件は、制御手段が備える記憶手段に記憶されてもよい。

本実施形態では、平面視において、搬送方向の上流側を０°とし、時計回りを正とした場合、上流側の撮像手段３ａ及び３ｂは、搬送手段２に対して対称に配置され、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る。そのため、上流側の撮像手段３ａ及び３ｂは、農産物１０を搬送方向の上流側から撮像して、農産物１０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撮像することができる。一方、下流側の撮像手段３ｃ及び３ｄも、搬送手段２に対し対称に配置され、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る。そのため、下流側の撮像手段３ｃ及び３ｄは、農産物１０を搬送方向の下流側から撮像して、農産物１０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撮像することができる。このように、側面を４台の撮像手段３ａ〜３ｄで撮像する場合、上流側の撮像手段３ａ、３ｂの光軸、及び下流側の第２撮像手段３ｃ、３ｄ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。撮像手段３ｅは、光軸の交点の鉛直上方に配置することが好ましく、農産物１０の上面を含むような画像を撮像する。

ただし、本発明の農産物検査装置における撮像手段は、制御手段によって撮像タイミングを独立して制御可能であるので、かかる配置（及び数量）に限定されない。必要に応じて、適宜の数量の撮像手段が適宜の配置で設けられてよい。例えば、農産物１０の下面を下方から撮像するための撮像手段が配置されてもよいし、農産物１０を真横から撮像するための撮像手段が配置されてもよい。被検査物の側面を撮像するために、三つの撮像手段を用い、それぞれの光軸の間の角度が１２０°となるように配置することもできる。各撮像手段（又はその周囲）には、可視光照射手段及び紫外線照射手段が設置される。

可視光照射手段４は、農産物１０のカラー画像を撮像するための照明であり、可視光領域（一般的には波長３８０〜７５０ｎｍ）の少なくとも一部の範囲を含む可視光を照射する。可視光照射手段４としては、白色ＬＥＤランプなどを使用することができる。可視光照射手段４は、農産物１０の撮像面に可視光が十分に照射できるように一つ又は複数配置される。例えば、図１においては、可視光の照射量が偏らないように、撮像手段の周囲に環状の可視光照射手段４が配置されている。図１の上方の撮像手段３ｅでは、撮像手段３ｅを中心として環状の可視光照射手段４ｅが図示されている。側面の撮像手段３ａ〜３ｄについては、撮像手段の周囲に配置された環状の可視光照射手段の一部（上面）が図示されている。

紫外線照射手段５は、農産物１０の生傷又は水腐れの箇所からの蛍光反応を検出するため紫外線を照射する。紫外線としては、被検査物である柑橘類の種類にもよるが、波長がおおよそ３２０〜４２０ｎｍ（近紫外領域だけでなく可視光領域の一部を含んでもよい）の光を用いることが好ましい。紫外線照射手段５としては、紫外線ＬＥＤランプ、紫外線レーザーなどを使用することができる。紫外線ＬＥＤランプを用いた場合、照射される光は、紫外領域の光だけでなく、可視光領域の光を含むことがある。以下、単に紫外線と記載した場合でも、このような可視光領域の光を含むことがある。

紫外線照射手段５は、農産物１０の撮像面に紫外線が十分に照射できるように一つ又は複数配置される。例えば、図１においては、紫外線の照射量が偏らないように、撮像手段の周囲に環状の紫外線照射手段５が配置されている。図１の上方の撮像手段３ｅでは、撮像手段３ｅを中心として周囲に配置された環状の紫外線照射手段５ｅが図示されている。側面の撮像手段３ａ〜３ｄについては、撮像手段の周囲に配置された環状の紫外線照射手段の一部（上面）が図示されている。なお、同図における各照射手段の個数、形状、配置は一例であって、必要に応じて適宜変更可能である。例えば、複数の照射手段を撮像手段の周囲に配置してもよい。

制御手段６は、被検査物（農産物１０）の位置に基づいて、複数の撮像手段３の撮像タイミング、可視光照射手段４の可視光照射タイミング、紫外線照射手段５の紫外線照射タイミング、撮像手段３の撮像条件の切換えを制御する。

また、制御手段６は、図示しない位置特定手段によって農産物１０の位置を特定する。位置特定手段は、例えば、農産物検出手段及び搬送距離測定手段（図示省略）を含む。農産物検出手段は、例えば、搬送経路上の撮像位置より上流側に配置され、農産物１０の存在を検出する。農産物検出手段としては、例えば、発光素子と受光素子の組み合わせたもの、圧力センサ、赤外線センサなどを適宜使用することができる。農産物検出手段は、農産物の前端及び後端の少なくとも一方を検出できることが好ましい。

搬送距離測定手段は、搬送手段２による農産物１０の搬送距離を測定するものであり、農産物検出手段が検出した位置からの移動距離を測定する。搬送距離測定手段は、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する構成であってもよいし、搬送速度と搬送時間（クロック回路などに基づく）を検出して搬送距離を測定する構成であってもよい。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。

さらに、制御手段６は、農産物検査装置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、搬送経路の設定を制御してもよい。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。以下、本農産物検査装置１における農産物の検査の工程について説明する。

搬送手段２によって農産物１０が上流から下流へ搬送される際、制御手段６は、農産物検出手段及び搬送距離測定手段によって取得された情報に基づいて、搬送されている農産物１０の現在位置を特定する。制御手段６は、農産物１０の現在位置が撮像開始位置（例えば、光軸交点付近）に到達したと判定されると、所定の撮像タイミング（図２参照）毎に、可視光及び紫外線を順次照射するように可視光照射手段４及び紫外線照射手段５を制御し、撮像手段の内部の記憶手段に記憶された第１の撮像条件と第２の撮像条件とを瞬間的に切り替えながら可視光照射時の画像と紫外線照射時の画像とを連続的に撮像するように撮像手段３を制御する。なお、制御手段６は、制御手段６の記憶機能に記憶された第１の撮像条件及び第２の撮像条件に基づいて、撮像手段の撮像条件を切り替えてもよい。

図２は、撮像手段及び各照射手段の動作順序の一例を示す説明図であり、撮像タイミング２０、撮像手段の動作２１、可視光照射手段の動作２２、及び紫外線照射手段の動作２３の対応関係を示したものである。

制御手段６は、まず、農産物１０が撮像開始位置に到達したと判定すると、同図の撮像タイミング「１」において、可視光照射手段４ａ、４ｂ、４ｄから可視光を照射させて、撮像手段３ａが可視光照射時の第１の撮像条件で農産物１０の後面左側を撮像するように制御する。図１に示すように、撮像する撮像手段３ａと対向する位置に配置されている可視光照射手段４ｃについては、撮像手段３ａへの写り込みを防止するため、撮像タイミング「１」では動作させない。

次いで、撮像タイミング「２」において、可視光照射手段４ａ、４ｂ、４ｃから可視光を照射させて、撮像手段３ｂが可視光照射時の第１の撮像条件で農産物１０の後面右側を撮像するように制御する。撮像手段３ｂと対向する可視光照射手段４ｄについては動作させない。

そして、撮像タイミング「３」において、紫外線照射手段５ａ、５ｂ、５ｄから紫外線を照射させて、撮像手段３ａが紫外線照射時の第２の撮像条件で農産物１０の後面左側を撮像するように制御する。撮像タイミング「３」においても、撮像する撮像手段３ａと対向する位置に配置されている紫外線照射手段５ｃについては、撮像手段３ａへの写り込みを防止するため動作させない。

さらに、撮像タイミング「４」においては、紫外線照射手段５ａ、５ｂ、５ｃから紫外線を照射させて、撮像手段３ｂが紫外線照射時の第２の撮像条件で農産物１０の後面左側を撮像するように制御する。撮像タイミング「４」においても、撮像する撮像手段３ｂと対向する紫外線照射手段５ｄについては、動作させない。

その後、撮像タイミング「５」においては、可視光照射手段４ｅから可視光を照射させて、撮像手段３ｅが可視光照射時の第１の撮像条件で農産物１０の上面を撮像するように制御し、次いで、紫外線照射手段５ｅから紫外線を照射させて、撮像手段３ｅが紫外線照射時の第２の撮像条件で農産物１０の状面を撮像するように制御する。なお、図２の動作順序では、撮像タイミング「５」及び「６」において、その他の可視光照射手段４ａ〜４ｄ及び紫外線照射手段５ａ〜５ｄを動作させていないが、より明るい画像を得るために、それぞれ可視光照射手段４ａ〜４ｄ及び紫外線照射手段５ａ〜５ｄを動作させてもよい。

以下、同図に示したとおり、撮像タイミング「７」では撮像手段３ｃによって可視光照射時の画像を第１の撮像条件で撮像し、撮像タイミング「８」では撮像手段３ｄによって可視光照射時の画像を第１の撮像条件で撮像する。そして、撮像タイミング「９」では撮像手段３ｃによって紫外線照射時の画像を第２の撮像条件で撮像し、撮像タイミング「１０」では撮像手段３ｄによって紫外線照射時の画像を第２の撮像条件で撮像する。

撮像タイミングの間隔は、搬送手段２の搬送速度及び撮像手段に設定されるシャッタースピードに応じて適宜設定してよく、等間隔でなくてもよい。また、上記の撮像の順序は単なる一例であって、これに限定されない。また、可視光照射時の画像を撮像できるピントの合う最良の位置となるタイミングで撮像することが好ましい。農産物１０の画像を撮像する際、撮像手段３やその他のセンサがその農産物１０が載置された搬送手段２上のキーに付与された識別番号を読み取ることが好ましい。

本農産物検査装置では、高感度の特殊なカメラを用いずに、通常のカメラによって、紫外線照射時の弱い蛍光反応を検出するため、撮像手段の撮像条件をその都度蛍光反応に対応した設定に切り換えなければならない。

図３は、第１及び第２の撮像条件の一例を示す説明図である。可視光照射時の第１の撮像条件は、搬送速度及び柑橘類の種類に応じて適宜設定することができる。例えば、搬送速度が１０００ｍｍ／秒で被検査物がミカンである場合、シャッタースピードを１／１０００〜１／２０００秒、ゲインを６０〜７０、ガンマ値を０．９とすることが好ましい。これによって、制御手段６は、農産物１０の外観の通常の傷などを検出できる鮮明な画像を取得することができる。

一方、紫外線照射時の第２の撮像条件は、例えば、シャッタースピードを１／５００秒、ゲインを２５５、ガンマ値を０．７とすることが好ましい。これによって、制御手段６は、柑橘類の生傷又は水腐れの箇所に生じる蛍光反応を検出できるコントラストの高い画像を取得することができる。ただし、この場合、シャッタースピードが大きいため、撮像画像は不鮮明なものとなる可能性がある。しかしながら、蛍光反応の大きさ、位置、数などは問題とはならない。小さな生傷又は水腐れであっても流通の間に腐敗が進行して品質が維持できない可能性があることから、蛍光反応がわずかでも示された農産物は、腐敗果としてあらかじめ排除しておくのが好ましい。このため、本実施形態では蛍光反応の有無を検出できれば足る。なお、必要に応じて、蛍光反応の大きさ、位置、数等についてしきい値を設定し、これらによって、農産物における生傷又は水腐れのおおよその程度を判定してもよい。

ここで、ゲインとは、信号の増幅度（感度）を表わし、ゲインを大きくすることによって画像を明るくすることができる。ただし、同時にノイズも増幅されるので不鮮明な画像となる。ガンマ値とは、入力値と出力値との関係を表わす指標であり、ガンマ値が大きくなると画像の明暗の差が大きくなる。なお、第１及び第２の撮像条件は、これに限定されず、搬送手段２の搬送速度、柑橘類の種類に応じて適宜変更することができる。

次いで、制御手段６は、各撮像手段によって撮像された可視光照射時の画像及び紫外線照射時の画像を記憶部（図示省略）に格納する。この場合、当該農産物１０が載置された搬送手段２上のキーに付与された識別番号と画像とを関連付けておくことが好ましい。

制御手段６は、取得した可視光照射時の画像及び紫外線照射時の画像に対して必要に応じて２値化処理などの画像処理を施してもよい。これによって、制御手段６は、可視光照射時の画像における農産物の通常の傷（長さ、面積）、大きさ、形状、色相などを判定し、これらに基づいて農産物の等級を決定してもよい。また、紫外線照射時の画像において、蛍光反応の有無（すなわち、生傷又は水腐れ）を判定する。蛍光反応があると判定された場合、その農産物が腐敗果であると決定してもよい。なお、必要であれば、蛍光反応の大きさ、位置、数等を予め設定したしきい値と比較することによって、腐敗の程度（生傷の大きさ、水腐れの進行状況）を判定してもよい。

また、制御手段６は、図示しない表示装置（例えば、液晶ディスプレイ等）に、取得した画像を表示してもよいし、画像処理によって得られた検査結果（農産物の通常の傷、大きさ、形状、色相、蛍光反応などを含む）を表示してもよい。検査者は、これらの検査結果に基づいて、農産物１０の等級を判定してもよい。

制御手段６は、農産物１０に付与された等級に基づいて、農産物１０をその等級毎に設けられた図示しない選別コンベア又はコンテナに受け渡すこともできる。例えば、制御手段６は、搬送手段２の下流において、農産物を載置するキーが等級に応じた所定に位置に到達すると、このキーを傾斜させて農産物１０を後段の選別コンベヤに送り出す。蛍光反応が検出された農産物は腐敗果として、搬送手段２の下流側末端で排出されるように構成してもよい。

本実施形態では、撮像手段３ａと３ｃ、３ｂと３ｄが相互に対向するように配置されている。ここで、紫外線照射時の光源として紫外ＬＥＤランプを用いた場合、ピーク波長は紫外線の領域に分布するものの、可視光領域の光も含むことがある。この紫外線に含まれる可視光領域の光は、撮像手段の外側に張り出した位置に配置されている対向する可視光照射手段４又は紫外線照射手段５で反射することがあり、反射した可視光領域の光が当該画像に写り込む虞がある。この場合、撮像手段３ａが撮像した紫外線照射時の画像において、蛍光反応のみを正しく検出することが困難となる可能性があるので、対向する撮像手段の撮像領域に配置された可視光照射手段４又は紫外線照射手段５に紫外線（に含まれる可視光）の反射対応手段を設けることが好ましい。反射対応手段は、紫外線照射時だけでなく、可視光照射時にも適宜使用することができる。なお、撮像手段や反射する部材が対向して配置されていない場合には反射対応手段を設ける必要はない。

図４は、紫外線照射手段に設けられる反射対応手段の一例を示す説明図である。紫外線照射手段５は、基板５１、及び基板５１に接続される紫外ＬＥＤ５２を含み、反射対応手段として、基板５１の側方に設けられた基板５３、及び基板５３に接続される青色ＬＥＤを含む。制御手段６は、対向する一方の紫外線照射手段５から可視光領域の光を含む紫外線５０が照射される場合、他方の紫外線照射手段５の青色ＬＥＤから、青色光６０（波長４００〜５００ｎｍ）を基板５１と略平行な方向に照射する。青色光６０によって、対向する一方の紫外線照射手段５から照射された紫外線５０に含まれる可視光は遮断され、紫外ＬＥＤ５２での反射は低減される。紫外領域の光については、それ自体は不可視であり、対向する各照射手段で反射しても撮像時の画像に現れないので、蛍光反応の判定において影響することはない。なお、本実施形態では、青色ＬＥＤを他方の紫外線照射手段５の基板５１の側方に配置しているが、他方の紫外線照射手段５と農産物との間に青色光を照射して可視光を遮断できる反射対応手段を設ければよく、配置は適宜変更することができる。

また、反射対応手段として、対向する紫外線照射手段の前に遮光板又は撮像する撮像手段とは異なる方向に紫外線を偏向させる反射鏡等を設けてもよいし、画像処理によって撮像された画像から反射光の写り込みを除去することも可能である。例えば、紫外線の反射光については農産物の生傷の箇所から生じる蛍光とは波長が異なるため、特定の波長にのみを透過させるバンドパスフィルタを用いて除去してもよいし、特定の領域に反射光が生じることが明らかであれば、かかる領域の信号を削除するようにソフトウェア的に処理してもよい。

上記では、主に紫外線照射時において反射対応手段を用いる例について説明したが、この反射対応手段は、可視光照射時にも使用することができる。対向する一方の可視光照射手段から可視光が照射される場合、他方の照射手段に設けられた反射対応手段から青色光を照射すると、この青色光によって可視光は遮断され、他方の照射手段の反射部材からの反射は低減される。したがって、可視光による画像への写り込みを防止することができる。この場合、反射対応手段自体から照射された青色光が画像に写り込むことがあるが、フィルタ又は画像処理を用いて青色の範囲の信号のみを除去すればよい。

画像における被検査物の領域からも青色の範囲の信号が失われることがあるが、特定の波長範囲（例えば、主に赤色〜黄色、緑色の範囲）の画像を利用して検査することも可能であるので、青色を含まなくてもよい。このように、可視光照射時にも反射対応手段を使用すれば、可視光による反射部材等からの写り込みを低減できるので好ましい。

図５は、本発明の第２の実施形態の農産物検査装置の概略平面図である。本実施形態の農産物検査装置１は、搬送手段２、複数の撮像手段３、複数の可視光照射手段４、複数の紫外線照射手段５、反転機構７及び制御手段（図示省略）を備える。

本実施形態では、搬送手段２の上流側の右側方に２台の撮像手段３ａ、３ｂを配置し、下流側の左側方に２台の撮像手段３ｃ、３ｄを配置し、さらに上流及び下流の上方のそれぞれに撮像手段３ｅ、３ｆを配置する。各撮像手段には、その周囲に環状の可視光照射手段４及び紫外線照射手段５が設けられる。

なお、撮像手段及び各照射手段の数量、配置、形状は、一例であって、装置や搬送手段の構成に応じて適宜変更されてよい。例えば、上流において農産物１０の後面を撮像する撮像手段３ａの左端に、広い範囲を照射可能な長方形の可視光照射手段を設けてもよいし、農産物１０の前面を撮像する撮像手段３ｂの右端に、広い範囲を照射可能な長方形の可視光照射手段４ｂを設けてもよい。

各手段の具体的構成については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。反転機構７は、搬送されている農産物１０の上下を反転させるように構成される（例えば、段差、ピンローラなど）。

図６は、撮像手段及び各照射手段の動作順序の別の例を示す説明図であり、撮像タイミング７０、撮像手段の動作７１、可視光照射手段の動作７２、及び紫外線照射手段の動作７３の対応関係を示したものである。

制御手段６は、まず、農産物１０が上流側の撮像開始位置に到達したと判定すると、同図の撮像タイミング「１」において、可視光照射手段４ａ、４ｂ、４ｅから可視光を照射させて、撮像手段３ａ、３ｂ、３ｅが可視光照射時の第１の撮像条件でそれぞれ農産物１０の後面、前面、頂部側（例えば、果梗部側）の面を含む可視光照射時の画像を同時に撮像するように制御する。なお、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を含んでもよい。

次いで、撮像タイミング「２」において、紫外線照射手段５ａ、５ｂ、５ｅから紫外線を照射させて、撮像手段３ａ、３ｂ、３ｅが紫外線照射時の第２の撮像条件でそれぞれ農産物１０の後面、前面、頂部側（例えば、果梗部側）の面を含む紫外線照射時の画像を同時に撮像するように制御する。

そして、農産物１０が搬送手段２によって移動し反転機構７に到達すると、その上下が返される。制御手段６は、農産物１０が下流側の撮像開始位置に到達したと判定すると、撮像タイミング「３」において、可視光照射手段４ｃ、４ｄ、４ｆから可視光を照射させて、撮像手段３ｃ、３ｄ、３ｆが可視光照射時の第１の撮像条件でそれぞれ農産物１０の後面、前面、底部側（例えば、花痕部側）の面を含む可視光照射時の画像を同時に撮像するように制御する。

その後、撮像タイミング「４」においては、紫外線照射手段５ｃ、５ｄ、５ｆから紫外線を照射させて、撮像手段３ｃ、３ｄ、３ｆが紫外線照射時の第２の撮像条件でそれぞれ農産物１０の後面、前面、及び上流では底部側（例えば、花痕部側）であった面を含む可視光照射時の画像を同時に撮像するように制御する。

以上、説明したとおり、本発明の農産物検査装置によれば、可視光照射による農産物の通常の傷の検査と、紫外光による生傷又は水腐れの有無の検査との両方を一の工程によって実施でき、検査ラインを短縮することができる。また、一般的な撮像手段を用いるので低コストの検査装置を提供することができる。

さらに、紫外線照射手段を対向するように配置した場合であっても、照射手段からの反射を低減することができ、簡易な画像処理の方法によって、蛍光反応を検出することができる。また、可視光照射時の画像及び紫外線照射時の画像を連続的に取得し処理すれば、１回の搬送工程内で農産物の等級の判定と腐敗果の選別の両方を実施することもできる。

１ 農産物検査装置
２ 搬送手段
３ 撮像手段
４ 可視光照射手段
５ 紫外線照射手段
６ 制御手段
１０ 農産物

Claims (10)

1. 農産物を検査する農産物検査装置であって、
   前記農産物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農産物を撮像する撮像手段と、
   前記農産物に可視光を照射する可視光照射手段と、
   前記農産物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   前記撮像手段、前記可視光照射手段及び前記紫外線照射手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記可視光照射手段及び前記紫外線照射手段によって所定のタイミング毎に可視光及び紫外線のいずれか一方を照射しつつ、同一の撮像手段において可視光照射時には第１の撮像条件に基づいて前記農産物を撮像し、紫外線照射時には第２の撮像条件に基づいて前記農産物を撮像するように構成されることを特徴とする農産物検査装置。
2. 前記撮像手段は、前記第１の撮像条件及び前記第２の撮像条件を記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記撮像手段において、所定のタイミング毎に前記第１の撮像条件と前記第２の撮像条件とを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の農産物検査装置。
3. 前記制御手段は、前記可視光照射時に撮像された前記農産物の画像に基づいて、前記農産物の通常の傷、形状、大きさのうちの少なくとも一つを含む情報を検出し、前記紫外線照射時に撮像された前記農産物の画像に基づいて、前記農産物の生傷又は水腐れの箇所から生じる蛍光反応の有無を検出するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の農産物検査装置。
4. 前記第２の撮像条件は、前記第１の撮像条件に比べて、少なくともシャッタースピードを長くする、及び／又は、ゲインを大きくすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の農産物検査装置。
5. 前記第１の撮像条件は、シャッタースピードが１／１０００〜１／２０００秒、ゲインが８０以下であり、
   前記第２の撮像条件は、シャッタースピードが１／５００秒以上、ゲインが２００以上であることを特徴とする請求項４に記載の農産物検査装置。
6. 前記撮像手段の撮像領域に配置された前記可視光照射手段又は前記紫外線照射手段から照射された可視光が反射することを防止する反射対応手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の農産物検査装置。
7. 前記反射対応手段は、前記可視光照射手段又は前記紫外線照射手段の照射面と前記農産物との間に青色光を照射して、前記可視光照射手段又は前記紫外線照射手段に照射された可視光の反射を防止することを特徴とする請求項６に記載の農産物検査装置。
8. 搬送手段によって農産物を搬送しつつ、複数の撮像手段によって前記農産物を撮像して、前記農産物を検査する農産物検査方法であって、
   所定のタイミング毎に可視光及び紫外線のいずれか一方を照射し、
   一つの撮像手段において前記可視光照射時には第１の撮像条件に基づいて前記農産物を撮像し、紫外線照射時には第２の撮像条件に基づいて前記農産物を撮像することを特徴とする農産物検査方法。
9. 前記可視光照射時に撮像された前記農産物の画像に基づいて、前記農産物の通常の傷、形状、大きさのうちの少なくとも一つを含む情報を検出し、前記紫外線照射時に撮像された前記農産物の画像に基づいて、前記農産物の生傷又は水腐れの箇所から生じる蛍光反応の有無を検出することを特徴とする請求項８に記載の農産物検査方法。
10. 前記第２の撮像条件は、前記第１の撮像条件に比べて、少なくともシャッタースピードを長くする、及び／又は、ゲインを大きくすることを特徴とする請求項８又は９に記載の農産物検査方法。