JPH01249182A - 柑橘類の等階級選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は柑橘類の等階級選別装置に係り、特に柑橘類の
外形形状及び変色等の表面不良部分を調べてその等階級
選別を行う柑橘類の等階級選別装置に関する。

〔従来の技術〕

柑橘類は外形形状に基づくサイズ及び形状不良だけでな
く表面の変色不良等の検査がされた後、その検査に基づ
いて等階級選別された後出筒サレる。

第１８図は従来の柑橘類の等階級選別装置の側面図であ
る。第１８図に示すように蜜柑６９は、等階級選別装置
７１の搬送ベルトコンベア７３上を搬送速度４９　ｍ　
／ｍｉｎで左方向から右方向に向けて搬送される。搬送
コンベア７３にはカラーテレビカメラ７５．７５が配置
され、テレビカメラ７５．７５は搬送コンベア７３上を
移動する蜜柑６９を撮影している。又、搬送コンベア７
３のベルトは蜜柑６９の表皮の色と補色関係にある色に
なっている。

搬送コンベア７７上の搬送蜜柑６９はカラーテレビカメ
ラ７５によって連続的に撮影され、そのカラー映像信号
は映像処理装置７７に出力される。

映像処理装置７７は、映像信号を１／６０秒の周期で取
り込んでおり、その取込みタイミングは図示しないタイ
ミングセンサによって行われる。処理装置７７では、カ
ラー映像信号から原色信号（Ｒ。

Ｇ、Ｂ信号）、及び輝度信号（Ｙ信号）の合成比で決定
される蜜柑６９の表面色のみを色抽出（クロマツキ一方
式）する。次にこの抽出映像に基づいて蜜柑６９の連続
２値化映像が作成される。処理装置７７ではこの２値化
映像に基づいて、外形形状及びその表面色の正常・異常
が計測される。

蜜柑６９は外形形状の計測によってサイズの等階級選別
及び形状不良の等階級選別がされる。また、蜜柑６９の
表面色からは、着色状態、色むら、及び損傷等のを無に
よる等階級選別がされる。そして、この選別分類に基づ
いて映像処理装置７７から制御信号が出力され、その出
力信号は図示しない後段の選果コンベアに人力される。

選果コンベアではこの制御信号に基づいて蜜柑６９の大
きさ、形状不良、着色不良、色むら及び傷の有無に基づ
く等級選別を行っている。

また、第１９図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の柑橘類の等階
級選別装置の別の側面図及び正面図である。第１９図（
Ａ＞及び（Ｂ）に示すように蜜柑６９は第１８図の従来
の装置と同様に搬送ベルトコンベア７３上を移送される
。そして、ベルトコンベア７３の両側にはハーフミラ−
７９及びノ＼ロゲンランブ８１が設けられ、カラーテレ
ビカメラ７５．７５の代わりに１台のＣＣＤイメージセ
ンサ８５が設けられる。このような構成に於いては、第
１８図で示した蜜柑６９を撮影する場合と相違して、ハ
ーフミラ−７９によって蜜柑６９の側面を撮影すること
が出来るようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の柑１晶類の等階級選別
装置において、蜜柑６９は搬送ベルトコンベア７３上を
ラインナツプ搬送されるため、その下部に撮影上の死角
を生じ、その部分の蜜柑６９の重大な欠陥を調べること
が出来ない不具合がある。これはハーフミラ−７９を要
したイメージセンサ８５においても同様な不具合となっ
ている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、柑橘
物をテレビカメラによって撮影した時に、その撮影時に
於ける死角を解消し、正確に柑橘物の形状或いは変色不
良部を調べることのできる柑橘類の等階級選別装置を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するために、一対のローラから
形成されると共にどちらか一方のローラの外周面にスパ
イラル状のフィンが形成され、−対のローラ間上に柑橘
物を乗せて該フィンの回転によって念ねり回転移送する
搬送コンベアと、前記コンベア上に搬送される柑橘物を
撮影する撮影装置と、前記撮影装置の柑橘物の撮影映像
に基づいて柑橘物の外形形状又は表面の不良部を計測し
て柑橘物の等階級選別を行う映像処理装置とから構成す
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る柑橘類の等階級選別装置によれば、柑橘物
が一対のローラ間上に供給されると、ローラの回転によ
りローラの軸方向に回転力が生じる。

また、柑橘物は一方のローラのスパイラル状のフィンに
よって搬送方向に向けて押進力を受ける。

従って柑橘物は軸方向の回転力と移動方向の押進力の作
用により一対のローラ間上をツイストスピン（ひねり回
転）をしながら搬送される。そして、柑橘物はこのよう
な回転状態で撮影装置によって撮影され、その柑橘物の
撮影映像は完全に死角が解消される。このため種々の方
向からの柑橘物の形状映像が得られるとともに柑橘物の
全表面が見落としなく撮影され、映像処理装置によって
正確に計測されて、柑橘物の等階級選別が確実に行われ
る。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る柑橘物の等階級選別
装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図（Δ）乃至（Ｃ）は本発明に係る柑橘類の等階級
選別装置の平面図、側面図、及び正面図である。第１図
（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように柑橘類の等階級選別装置
１０の機枠１２は吉相の搬送ライン上の床面に固定され
る。機枠１２の右側面には蜜柑投入スロット１４が設け
られ、投入スロット１４から温州蜜柑１６が連続投入さ
れる。

尚、機枠１２の左側面には排出スロット１５が設けられ
る。

投入蜜柑１６は一対のローラ１８．２０間に供給され、
一対のローラ１８．２０のそれぞれのローラ軸１９．２
１は軸受２４．２４を介して機枠１２に取付けられる。

各ローラ軸１９．２０の端部には伝達チェーン２６が巻
回され、伝達チェーン２６は駆動モータ２８の駆動軸に
巻回され、駆動モータ２８の回転は各ローラ１９．２０
に伝達される。

駆動モータ２８が回転速度２ｒｐｓの時、ローラ１８．
２０上の吉相１６は７２００個／ｈｒの速度で処理され
る。

ローラ１８は径がφ”　１４０１ｎｔｓに形成され、そ
の外周面にはスパイラル状のフィン３０が形成される。

フィン３０は高さ３（１＋ｍで、ピッチが２０Ｑ　ｍｍ
に形成される。また、他方のローラ２０は径がφ＝　１
００　ｍｍになっている。ローラ１８．２０間に供給さ
れた吉相１６は、第２図に示すようにローラ１８．２０
０回転によりローラ軸方向に回転ベクトルＡを生じる。

また、第３図に示すように吉相１６はローラ１８のフィ
ン３０によって垂直方向及び水平方向（移動方向）の合
成ベクトルＢが生じる。このため、吉相１６は第４図に
示すようにツイストスピン（ひねり回転）をしながら搬
送される。尚、ローラ１８．２０の外周面は吉相１６の
表皮と補色関係にある色が着色され、あるいは白又は黒
が着色される。これは、次に示すカラーテレビカメラ３
２によって撮影された撮影映像を２値化処理する場合に
有効な色となっている。

搬送コンベアとしての一対のローラ１８．２０の上方に
は高周波蛍光灯３１及びカラーテレビカメラ３２が設け
られ、カラーテレビカメラ３２の検査視野は３００　Ｘ
　３００　ｍｍでツイストスピン移動する吉相１６を撮
影している。

カラーテレビカメラ３２からのカラー映像信号は映像処
理装置３４にａカされる。映像処理装置２４は、そのカ
ラー映像信号を１／６０秒の周期で取り込んでおり、そ
の取り込みタイミングは従来と同様に図示しないタイミ
ングセンサを使って行うことができる。また、蜜柑１６
−個の検査に於いてその映像取り込み回数は１５回まで
可能となっており、この間吉相１６はローラ１８．２０
によって２．３乃至６回／１検査・当たりのツイストス
ピンが行われる。第５図は蜜柑１６の映像取り込み回数
を１２回／１検査としたものである。

尚、前記実施例においてタイミングセンサを設けて映像
処理装置３４でのカラー映像信号の取り込みタイミング
を決めたが、これに限るものではなく、カラーテレビカ
メラ３２での検査視野内の映像信号を常時映像処理袋！
ｔ３４に人力し、その映像信号を２値化画像信号として
モニタしておき、そのモニタされた信号の変化によって
蜜柑１６の映像信号の取り込みタイミングを決めてもよ
い。

即ち、第６図（Ａ）乃至（Ｃ）は映像処理装置３４内で
カラーテレビカメラ３２の検査視野内をモニタした状態
を示したものである。第６図（Ａ）は視野内に蜜柑１６
が存在しない状態（スタンバイ状態）を示したもので、
映像信号レベル（ホワイト又は補色）は全視野一定の高
さのレベルとなる。蜜柑１６が第７図に示すように検査
視野内３６の左から右に入ってくると、信号レベルが一
旦低くなり、第６図（Ｂ）に示すように視野端部３６Ａ
のレベルｂが再び上昇する。この信号レベルｂは選択処
理装置３４での計測開始のトリが信号とされ、蜜柑１６
の２値化画像を取り込み開始信号となる。そして第７図
の破線に示す位胃に蜜柑１６が移動すると、第６図（Ｃ
）に示すように移動側の視野端部３６Ｂの信号レベルＣ
が低下し、計測終了のトリガ信号とすることが出来る。

これにより従来のようなタイミングセンサを必要とする
ことがない。

映像処理装置３４では、カラー映像取込信号から原色信
号（Ｒ，Ｇ、Ｂ信号）、及び輝度信号（Ｙ信号）の合成
比で決定される蜜柑１６の表面色のみを色抽出（クロマ
ツキ一方式）する。次にこの抽出映像に基づいて蜜柑１
６の連続２値化映像が作成される。処理装置３４ではこ
の２値化映像に基づいて、外形形状及びその表面色の正
常・異常が計測される。

蜜柑１６は外形形状の計測によってサイズの等階級選別
及び形状不良の等階級選別がされる。また、蜜柑１６の
表面色からは、着色状態、色むら、及び損傷等の有無に
よる等階級がされる。そして、この選別分類に基づいて
映像処理装置３４から制御信号が出力され、その出力信
号は図示しない後段の選果コンベアに人力される。選果
コンベアではこの制御信号に基づいて蜜柑６の大きさ、
形状不良、着色不良、色むら及び傷の有無に基づく等後
選別を行っている。

尚、第５図に示すサンプリングされた映像画像は全視野
に基づいて解析処理しているため、その計測処理に問題
が生じる。このため、蜜柑１２の移動に合わせて解析ウ
ィンド３８を形成することができる。

このウィンド３８の形成は、映像処理装置３４で人力さ
れる画像信号のフィレ径、即ち第８図に示すように２値
化画像の水平及び垂直方向の長さ及びＢを常時リアルタ
イムで計測する。個々の蜜柑１６の計測フィレ径値を用
いて、各取り込み画像視野毎に蜜柑１６の２値化画像の
周囲にフィレ径値で決定することの出来る外接四辺形を
形成しく第９図）、この四辺形（Ａα×Ｂα：＝１．２
〜ｌ、５）を解析画像ウィンド３８とすることが出来る
。このような解析ウィンド３８を形成することによって
蜜柑１６の移動と共にウィンドを移動させ正確な形状不
良などの計測を行うことが出来る。

前記の如く構成された柑ｔｔｉ頚の等階級選別装置によ
れば、蜜柑１６はカラーテレビカメラ３２によって連続
的に検査視野内において撮影される。

カラーテレビカメラ３２からのカラー映像信号は映像処
理装置３４によって処理され、映像処理装置３４ではカ
ラー映像信号の取り込みを１検査当たり最高１５回とし
て、１２回の取り込みを行っている。映像は蜜柑１６の
表皮の色のみが２値化抽出される。このため、蜜柑１６
は背景色としてのローラ１８．２０の色（蜜柑の表皮の
補色）に影響されずに正確に外形形状及び蜜柑１６の表
皮の色抽出がされる。

従って、蜜柑１６はツイストスピン前後の外形形状及び
表皮の色が画像抽出されるので、正確な蜜柑１６の外形
形状が計測されるとともに、その表面の不良部を漏れな
く検出することが出来る。

このため、正確な蜜柑１６の外形形状により蜜柑１６の
正確なサイズの階級選別及び形状不良の等後選別を行う
ことが出来る。また、蜜柑１６の表皮の色抽出により、
蜜柑１６の表面の着色状態、色むら及び傷等の有無を検
出しその等後選別を行うことが出来る。

第１０図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明に係る柑橘類の等階
級選別装置の第２実施例の平面図、側面図、及び正面図
である。第１０図（Ａ）乃至（Ｃ）に示す柑橘類の等階
級選別装置４０は第１図で示した第一実施例の柑橘類の
等階級選別装置１０と略同様な構造になっており、機枠
１２の投入スロット１４及び駆動モータ２８等は第１図
で示した柑橘類の等階級選別装置と同様なものが使用さ
れ、その詳しい説明については同一の符号を付して省略
する。

第１０図に示すように柑橘類の等階級選別装置４０の一
対のローラのうち、ローラ２０の外周面には、フィン３
０の挿入が可能な位置にスパイラル状の溝条部４２が形
成される。第１１図に示すようにスパイラル状の溝条部
４２にはフィン３０が位置し、ローラ１８とローラ２０
の間は接近して設けられ、また、一対のローラ１８．２
０は略密着可能な状態に配置することができる。

前記の如く構成された本発明に係る柑橘類の等階級選別
装置によれば、ＳＳサイズからＬＬサイズまでの幅広い
大きさの柑橘物の等階級選別が出来る。

甘夏蜜柑、へ朔、伊予相等大型の晩柑類は、その大型蜜
柑の有効なランダム回転を一対のローラ１８．２０上で
達成するために、フィン３０の高さは少なくとも大型蜜
柑の高さの１／３程度以上必要なことは実験結果より確
認されている。しかし、大型晩柑類の径はφ”　１３０
　ｍｍを対象とし、この場合のフィン３０の高さは略４
３ｆｆＩｌＩとなる。

このため、小さな蜜柑１６を適用すると、第１図で示し
た柑橘物の等階級選別装置１０に於いては、ローラ１８
とローラ２０との間がフィン３０のため５０ｎ＋ｍの間
隔を設けており、小型の蜜柑１６はローラ１８．２０間
から落下してしまう虞があった。そこで、第１０図に示
す本発明に係る柑橘類の等階級選別装置４０によれば、
ローラ２０の溝条部４２にローラ１８のフィン３０を挿
入して、ローラ１８とローラ２０の間を接近して設ける
ことが出来るため、小型蜜柑の落下を防止することが出
来る。

前記実施例においては一定の深さの溝条部４２をローラ
２０に形成したが、これに限るものではなく、フィン３
２の高さに応じてその深さの形状を変えることができる
。即ち、ローラ１８に形成されるスパイラル状のフィン
３２を周期的に高さを変化させた場合、その変化に応じ
てローラ２０の溝条部４２の深さを周期的に変化させる
ことが出来る（第１２図（Ａ）及び（Ｂ）、第１３図（
Ａ）及び（Ｂ））。

第１４図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に係る柑橘類の等階
級選別装置の第３実施例の平面図及び側面図である。第
１４図の柑橘類の等階級選別装置５０は第１０図の第２
実施例で示したものと略同様な構成になっており、搬送
コンベアのローラ２０には溝条部４２が形成され、その
詳しい説明については省略する。

第１５図に示すように搬送コンベアのローラ１８にはフ
ィン４４が形成され、フィン４４は断面が山形形状に形
成され、また、フィン４４の山形形状の頂部角度は３０
°以上に形成される。

前記の如く構成された本発明に係る柑橘物の等階級選別
装置によれば、フィン４４は断面が山形形状に形成され
るため、フィン４４のピッチ間に２個以上の蜜柑１６が
投入された場合、第１５図に示すようにフィン４４の斜
面を超えて容易に隣のピッチ間に移動する。フィン４４
の同一ピッチ４４に小型の蜜柑１６が投入スロット１４
から二個供給された場合、第１実施例に於けるカラーテ
レビカメラ３２によって十分に２個の蜜柑１６を撮影す
ることができなかった。従って、このようなフィン４４
によって、カラーテレビカメラ３２は確実に一個づつの
蜜柑１６の画像撮影が出来る。

第１６図は本発明に係る柑橘類の等階級選別装置の第４
実施例の側面図である。第１６図に示す柑橘類の等階級
選別装置６０は第１０図の第２実施例の等階級選別装置
４０と略同様な構造になっており、第２実施例の等階級
制御装置４０と同様な部材及び部品については同一の符
号を付してその詳しい説明を省略する。

第１６図に示すようにカラーテレビカメラ３２は水平に
設けられ、一対のローラ１８．２０上の蜜柑１６はガル
バノスキャン方式のミラー６２を介して撮影される。こ
のミラー６２は自動的にスキャン／リバーススキャン運
動をし、一対のローラ１８．２０が２ｒｐｓで回転する
と、ローラ１８のフィン３０の移動速度（２０，７ｍ／
Ｍ）に同期してミラー６２がスキャン／リバーススキャ
ン運動するようになっている。

このような構成において、一対のローラ１８．２０上の
蜜柑１６の移動と共に、即ちフィン３２の動きに合わせ
てガルバノスキャン方式ミラー６２が自動的に移動蜜柑
１６を追跡するため、固定視野の場合に比べて蜜柑１６
の撮影解像度を大きくすることが出来る。これにより、
従来の固定視野の面積で９倍、即ち３倍の高分解性能を
達成することが出来、蜜柑１６の表面の微小傷までも検
出可能となっている。

前記実施例に於いては、ガルバノスキャン方式のミラー
６２を用いたがこれに限るものではなく、ポリコンミラ
ーシステムを用いても同様な効果を得ることが出来る。

前記、柑橘類の等階級選別装置にカラーテレビカメラを
設けたが、これに限るものではなく、外形形状等のみを
測定する場合には白黒テレビカメラを使用してもよい。

また、場合によっては一次元カラー〇ＣＤイメージセン
サ等を用いて撮影を行ってもよい。

また、前記実施例においては一対のローラ１８．２０の
表面は蜜柑１６の補色或いは白又は黒色の１色を着色し
たが、この着色表面にランダム回転を助長するため、左
右一対のローラ１８．２０の表面のすべり抵抗に差を設
けてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る柑橘類の等階級選別装
置によれば、一対のローラの一方にスパイラル状のフィ
ンを形成したので、柑橘類はひねり回転されなからロー
ラ間を移動される。このため、ひねり回転状態の柑橘物
が撮影され、撮影上の死角が完全に解消され、正確な外
形形状及び表面色の撮影ができ、それに基づく正確な等
階級選別を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明に係る柑橘類の等階級
選別装置の第１実施例の平面図、側面図及び正面図、第
２図は一対のローラ間に蜜柑が供給された時の断面図、
第３図は第２図のローラの側面図、第４図は一対のロー
ラ上での蜜柑のツイストスピン状態を示す図、第５図は
カラーテレビカメラによって撮影された映像を一定の周
期で取り込んだ時の画像図、第６図（Ａ）乃至（Ｃ）は
カラーテレビカメラからの映像信号を２値化してモニタ
した時のレベル信号を示す図、第７図は第６図（Ａ）乃
至（Ｃ）で示したレベル信号に対する撮影視野内於ける
蜜柑の位置を示す説明図、第８図は第５図で得られた画
像図に解析ウィンドを形成した時の処理説明図、第９図
は蜜柑の移動と共に解析ウィンドの形状が変化すること
を示す説明図、第１０図（Ａ＞乃至（Ｃ）は本発明に係
る柑橘類の等階級選別装置の第２実施例の平面図及び側
面図、第１１図は第１０図に於ける一対のローラ間に供
給される蜜柑を示した図、第１２図（Δ）及び（Ｂ）は
第１０図の第２実施例の変形例を示した平面図及び側面
図、第１３図（Ａ）及び（Ｂ）は第１２図の等階級選別
装置の一対のローラ上に蜜柑を設けた時のローラの側面
図及び断面図、第１４図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に係
る柑橘類の等階級選別装置の第３実施例の平面図及び側
面図、第１５図は第１４図に使用されるフィン付きロー
ラの側面図、第１６図は本発明に係る柑橘類の等階級選
別装置の第４実施例を示す側面図、第１７図は第１６図
のカラーテレビカメラ及びミラーによる蜜柑の撮影状態
を示す説明図、第１８図は従来の柑橘類の等階級選別装
置の説明図、第１９図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の別の等
階級選別装置の説明図である。 １０．４０．５０．６０・・・柑橘類の等階級選別装置
、　１２・・・機枠、　　１６・・・蜜柑、　１８・・
・フィン付きローラ、　　２０・・・ローラ、　　２８
・・・駆動！２置、　　３０．４４・・・スパイラル状
フィン、　　３２・・・カラーテレビカメラ、　　３４
・・・画像処理装置、４２・・・溝条部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のローラから形成されると共にどちらか一方
   のローラの外周面にスパイラル状のフィンが形成され、
   一対のローラ間上に柑橘物を乗せて該フィンの回転によ
   って念ねり回転移送する搬送コンベアと、 前記コンベア上に搬送される柑橘物を撮影する撮影装置
   と、 前記撮影装置の柑橘物の撮影映像に基づいて柑橘物の外
   形形状又は表面の不良部を計測して柑橘物の等階級選別
   を行う映像処理装置とから構成することを特徴とした柑
   橘類の等階級選別装置。
2. （２）前記スパイラル状のフィンが形成されたローラに
   対向する他方のローラの外周面にスパライル状の溝条部
   を形成し、該溝条部にフィンを挿入させて、該一対のロ
   ーラの間を狭めて配することを特徴とする請求項第１項
   記載の柑橘類の等階級選別装置。
3. （３）前記ローラに形成されたスパイラル状のフィンの
   高さを周期的に変化させて形成し、該ローラに対向する
   他方のローラの外周面にスパイラル状でかつフィンの高
   さに対応して周期的に深さを変化させて溝条部を形成し
   、該溝条部にフィンを挿入させて該一対のローラの間を
   狭めて配することを特徴とする請求項１項記載の柑橘類
   の等階級選別装置。
4. （４）前記ローラに形成されたスパイラル状のフィンの
   断面が山形形状に形成され、該山形形状の頂角が３０°
   以上であることを特徴とする請求項第１項又は第２項記
   載の柑橘類の等階級選別装置。
5. （５）前記映像処理装置は撮影装置からの連続映像視野
   を２値化してモニタし、柑橘物の通過による２値化画像
   の視野端部の変化をトリガ信号とし、該トリガ信号に基
   づいて柑橘物の撮影映像の計測開始或いは計測終了のタ
   イミングを取ることを特徴とした請求項第１項又は第２
   項記載の柑橘類の等階級選別装置。
6. （６）前記映像処理装置は撮影装置からの抽出映像信号
   を２値化し、該２値化画像の柑橘物の水平方向及び垂直
   方向の長さを計測し、該計測値に基づいて画像解析ウイ
   ンドを形成することを特徴とした請求項第１項又は第２
   項記載の柑橘類の等階級選別装置。
7. （７）前記撮影装置による撮影を反射鏡を介して撮影し
   、該反射鏡は搬送柑橘物の移動と共に反射鏡角度を変化
   させ、搬送柑橘物を追跡撮影することを特徴とした請求
   項第１項又は第２項記載の柑橘類の等階級選別装置。