JPS6341101Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、バケツトコンベアを複数条（列）設
けた選果装置に、リニア型イメージセンサを具備
したラインセンサカメラ装置を用いて、りんご、
梨、桃、メロン等の如く、偏球塊状及び球塊状の
果実そ菜類の外径を各条毎に計測し、大きさ別に
選果仕分ける複数条型選果装置に関するものであ
る。

近年テレビカメラ、その他のカメラ装置により
物体の形状、大きさ、パターン、汚れ、キズ等を
認識、計測する技術が発達し、これらに関する技
術資料としても多数の文献が刊行され、これらの
技術を応用した装置として選果機関係には、実開
昭53−16571号公報、実開昭53−138950号公報、
特開昭54−145164号公報等が刊行されており、カ
メラを用いて計測することそのものは公知であ
る。

一方、選果場で選果される球塊状及び偏球塊状
の果実そ菜類（以下、果実そ菜類を果実類とい
う）は、一般に、消費地に配られるまでの流通所
要日数を予め見込んで果実類が熟する直前の段階
（未完熟の段階）で収穫選果されるが、選果時等
に果実類を高温にさらすと、熟度が進行して流通
過程で果実類が傷むことが知られており、選果装
置は果実類を高温にさらすことのないものが要求
されている。更に、果実類の品種によつては選別
規格間寸法差（例えばＭとＳとの寸法差）が１ミ
リ程度の場合があるので、選果装置は測定誤差を
１ミリ以下にするものが要求されている。

しかしながら、複数列、例えば４〜６条（列）
のバケツトコンベアで形成される球塊状及び偏球
塊状の果実類の選果装置に、上記公知技術をその
まま、又は組合せて応用しようとすると、これら
のカメラ装置は、いずれも、１つの函体に１つの
カメラを備えた単体のカメラ装置であるので、バ
ケツトコンベア列毎のカメラ装置の芯出し合せが
容易でなく、各列のカメラ装置を夫々対応するバ
ケツトコンベアのバケツトに対して芯ずれのない
視野を前以つて同一状態にすることが困難である
ため、高精度の選別ができない問題があつた。

又、上記公知の装置は、計測用照明装置につい
ての好ましい技術の追求がなされておらず、複数
条型選果機に上記公知の装置を用いたとしても高
精度の選別ができない問題があつた。

一般に、測定誤差を少くするためには被測定物
と背景物との画像コントラストをよくすることが
重要で、光線を被測定物の下方から透過させる方
法が良いが受皿バケツトコンベア方式の選果装置
には適用できない。このため、この方式の選果装
置には、背景物（受皿バケツト）を明るい色とし
て反射光線により、物体を暗信号（影）としてと
らえる方法が提案され、公知のものとして有る。
この方法は、受皿バケツト（背景物）の上面を光
線反射率のよい白色又はこれに近い色のものとし
ているので、最初のうちは比較的よいが畑から収
穫してきた果実類に付着している異物により汚れ
が生じて、光線の反射率が低下するので、多少の
汚れが付着してもその部分が影としてとらえられ
ないようにするために、数万ルツクスから拾数万
ルツクスに達するように強力な光を照射するか
（第１図、第２図）、又はレンズの焦点をボケさせ
て汚れのカゲ（影）を不鮮明にすることにより被
測定物としての果実類だけ影の大きさを測定する
ものである（第３図）。

この従来の、強い光線を照射するものは、照射
面の温度が60℃〜70℃以上の高温になるので、前
記した如く果実類の熟度を進行させ、果実類に好
ましからぬ影響を与えると共に、照明電力に多大
な電力を使用する等エネルギーのムダが大きい問
題があつた。又、この強い光線を照射する従来の
ものは、フレア現象（強い光線を照射することに
より、被測定物の輝度が高すぎて被測定物のりん
かくがボケる現象）が生じ易く、これにより明暗
の分岐点が不明確となり、得られるビデオ信号が
果実類の大きさに対して不正確となつて（第３
図）、高精度の測定値が得られない問題があつた。
更に、レンズの焦点をボケさせる従来のものは必
然的に被測定物の周囲もボケさせることになるの
で、上記同様にビデオ信号が不正確になつて（第
３図）、高精度の測定値が得られない問題があつ
た。

又背景を明とする従来のものでは、被測定物が
二十世紀梨や白メロンの如く、白つぽい色のもの
は影ができ難い欠点があつた。

本考案は、上記問題点を解消するためになされ
たものであり、バケツトコンベア列毎のカメラの
芯出し合せを列毎に個々に行なうことなく容易に
なし得、計測用照明装置による照射を効率よく行
なうことによつて、照射面の温度が高温にならな
いようにすると共に消費電力を節減してエネルギ
ーのムダを省き且つ各種の色彩をした球塊状及び
偏球塊状の果実類大きさに対して正確なビデオ信
号が得られて高精度の選別ができる複数条型選果
装置を提供しようとするものである。

本考案は、球塊状及び偏球塊状の果実類を１個
ずつバケツトにのせて搬送し所定の位置でバケツ
トを傾動して被測定物としての果実類を排出する
機構のバケツトコンベアを等間隔で複数条（列）
設けた選果装置の測定部上方に、各バケツトコン
ベアの幅の中心線真上となる位置に下向きのカメ
ラレンズとこのレンズ毎に設けられて夫々の測定
線をバケツトコンベアの進行方向と直角な横方向
に一列に並べたリニア型イメージセンサとこのイ
メージセンサの駆動回路、増巾器とを下部に開口
を有する函体内に取付けた複数列一体のラインセ
ンサカメラ装置を設け、該カメラ装置の測定線を
被測定物をのせたバケツトが通過する時、被測定
物の前面から中央部上面更に後面を照射する投光
ランプを、各バケツトコンベアの幅の中心線上方
で且つ測定線を挟む前後に配置し、同じく被測定
物の両側面を照射する投光ランプをバケツトコン
ベアの列間中央と両外側列バケツトコンベアの外
側との上方で且つ各列の測定線を結ぶ線上に配置
した照明装置を設け、これら投光ランプをバケツ
トコンベア列毎に平面的にみると、測定線上にバ
ケツトの中心をおいた時、バケツトに対して進行
方向と横方向とに十文字型にランプを配置してお
り、被測定物が測定線を通過する時、リニア型イ
メージセンサの走査により被測定物がスライスさ
れる部分の測定線に沿つた全面がカメラによつて
明像となつて出るようなすと共に、バケツトコン
ベアの各バケツト上面及びバケツトコンベア列間
の測定線視野に含まれる部分を黒色ツヤ消しの色
彩として光線が反射しないように成し、その色が
白色のメロン、二十世紀梨、薄黄緑色の桃、橙色
のみかん、赤色及びグリーン色のりんご等に至る
各種の色彩を帯びた球塊状及び偏球塊状の果実類
のいずれに対しても正確な像が得られる如くな
し、バケツトコンベアの走行移動に関連して１バ
ケツト毎にクロツクパルス信号を発信するクロツ
ク信号用スイツチと、コンベアの走行移動に関連
して増分パルス信号を発信するロータリエンコー
ダー装置を設けて、このクロツクパルス信号と増
分パルス信号とをラインセンサカメラ装置の駆動
回路と演算装置とに発信して、ラインセンサカメ
ラ装置ではクロツクパルス信号と増分パルス信号
とによりバケツトが測定線に達してから通過する
までの測定タイミングを得、増分パルスによつて
ラインセンサカメラ装置のリニア型イメージの走
査をスタートさせ、演算装置では被測定物が測定
線を通過することによつてラインセンサカメラ装
置から送られてくるビデオ信号を受信して被測定
物の大きさを測定演算して該当する階級を検出す
るもので、詳しくは演算装置は、被測定物の前端
が測定線に達した時、センサにキヤツチされて送
られてくるビデオ信号の立上りから、後端が通過
する時センサの視野から外れる立下り迄の全記エ
ンコーダーの増分パルスをカウントして進行方向
の測長寸法（タテ寸法）とし、前記測長走査中に
１走査毎の立上りビツト数（ONとなつた信号
数）をカウントし走査毎にその数を比較して最大
数になつた時のビツト数をホールドして進行方向
に直角な横方向の測巾寸法（ヨコ寸法）として、
ブリセツト回路に予め定められた規格値と測長値
及び測巾値を夫々比較し該当階級を検出するもの
であり、円球形でタテ、ヨコ同一寸法の球塊状の
ものは当然いずれも同一階級に検出されるが、天
産物である果実類は、やや歪んだ凸凹のある球
形、楕円球形の如くタテ径とヨコ径が同一でない
偏球塊状の場合が多いので、測長値と測巾値が異
階級に検出され、タテ径ではＬクラス、ヨコ径で
はＭクラスの如くなるので、この２つの検出階級
値を更に比較し、いずれか大なる方又はいずれか
小なる方（長径又は短径）を指定された選別基準
により該当する階級を検出して該当する選別仕分
け階級の所定位置に被測定物が排出されるよう
に、階級毎に定められた位置の排出作動装置に排
出信号を前記クロツクパルス信号によりバケツト
の移動と同期させて出す如く構成したものであ
る。

以下本考案の一実施例を示す図について説明す
る。

１は選果装置であり、球塊状及び偏球塊状の果
実類の被測定物１７を１個ずつバケツト２に載せ
て搬送するバケツトコンベアを巾方向に等間隔で
複数条（列）に設けられており、選果施設の規模
に応じて条（列）数が異なるが、一般に４〜６条
型が多く用いられる。３はバケツトコンベアのチ
エンである。バケツト２はチエン３に対して進行
方向に定間隔で、且つ傾倒自在に装架されている
ことは公知のバケツトコンベアと同様であるが、
バケツト２の上面を従来のものと違つて黒色ツヤ
消しの色彩として無反射面に形成したものを用い
る。

４は各バケツトコンベアの駆動部であり、バケ
ツトコンベアの走行移動に関連して増分パルス２
０をラインセンサカメラ装置１１の駆動回路１９
と演算装置８とに発信するロータリーエンコーダ
ー５及びバケツトコンベアの走行移動に関連して
バケツト２、１個毎にクロツクパルス１８をライ
ンセンサカメラ装置１１の駆動回路１９と演算装
置８とに発信するクロツク信号スイツチ装置６が
設けられている。このロータリーエンコーダー５
とクロツク信号スイツチ装置６は、該駆動部４以
外に選果コンベア１の従動部又は中間部等任意の
位置に取付けることもできる。

選果装置１は普通果実の品質によつて、秀、
優、良、並等と等級別に各条を指定して用いられ
るので機巾はできるだけ狭い方が好ましい。従つ
て果実の大きさに対してバケツトコンベアの列間
隔も最小になるように工夫されるが、一般的なり
んご、桃、梨等の果実類の場合には列間隔（条間
寸法）約200ミリ前後であり、対象果実の大きさ
は150ミリ程度を最大果径としている。

７は測定部であり、９はバケツト２を傾動させ
て被選果物を排出させる排出作動装置、１０は受
箱である。受箱１０は選別された果実を階級毎箱
詰するために用いられるものであり、固定した角
型の浅い箱の他に、ターンテーブルや、引出しベ
ルトを用いる場合もあり、公知のものであつて、
いずれの方法のものでもよい。又排出作動装置９
はバケツト２とチエン３の組合せからなるバケツ
トコンベアの構成と関連した機構でバケツトを傾
動させるものであつて、公知のバケツトコンベア
を用い、それに応じた公知の排出作動装置が用い
られる。

測定部７上方には前記ラインセンサカメラ装置
１１が設けられており、該カメラ装置１１とバケ
ツトコンベアとの間には照明装置１２を設ける。

ラインセンサカメラ装置１１は、各バケツトコ
ンベアの幅の中心線真上となる位置に下向きのカ
メラレンズ１４と、このカメラレンズ１４毎に設
けられてそれぞれの測定線１５をバケツトコンベ
アの進行方向（Ｙ方向）と直角な横方向（Ｘ方
向）に一列に並べたリニア型イメージセンサ１３
と、このリニア型イメージセンサ１３の駆動回路
１９とアンプ２２とを下部に開口を有する函体１
６内に取付けて複数列１体のカメラ装置となした
ものである。各列のカメラレンズ１４を１体化し
た函体１６におさめたことによつて、芯出し及び
被測定物１７からイメージセンサ受光面までの距
離（撮影距離）を各列同一に合せることができる
ので測定精度を均一にできる。又函体１６内部に
イメージセンサ１３の関連する前記駆動回路１９
とアンプ２２とが基板に装着されている。又、複
数列１体のカメラ装置であるから各列の測定線１
５をコンベアの進行方向（Ｙ）に直角な横方向
（Ｘ）に一直線状に正確に並べられる。測定線１
５の長さ、即ち測定視野１５ａ〜１５ｂはバケツ
トコンベアの列間隔よりやや小さい（一般に40〜
60ミリ程度マイナス）長さに設定されている。

又、被測定物１７がレンズ１４の真下にある
時、レンズ１４から出る測定線１５が被測定物１
７を中心から前後に割るが如き形になる。照明装
置１２には、測定線視野１５ａ，１５ｂの両外
側、即ちバケツトコンベア列間と両外側列コンベ
ア外側に下向きに投光ランプＡを設けて、測定線
１５に沿つた被測定物１７の側方から斜め上方に
至る部分１７ａ，１７ｂを照射してＸ方向の両端
面が明確な像を結ばせる如くなし、更にバケツト
コンベアの幅の中心線上方で且つ測定線１５を挟
む前後に下向きの投光ランプＢ，Ｃを設けて被測
定物１７の前後面１７ｃ，１７ｄと中央部上面１
７ｅを照射して、被測定物１７がＹ方向に進行す
る毎に測定線でスライスされた中央部が常に明確
な像を結ばせる如くなしている。即ちバケツト２
に対して投光ランプＡとＢ，Ｃは第５図に示す如
く平面的に見ると＋型に配置され、Ｘ方向のＡ投
光ランプは被測定物の斜め上にやや低く、Ｙ方向
のＢ，Ｃ投光ランプは被測定物の上方に比較的高
く設けられている。この照明装置１２の特徴は、
被測定物を測定線でスライスした断面の上半周面
をほぼ均一に照射する如くなしたので高精度で測
定できる。

次に、測定の回路について説明すると、ライン
センサカメラ装置１１の駆動回路１９に、バケツ
トコンベアの走行移動に関連してロータリーエン
コーダー５から増分パルス２０（例えばコンベア
移動0.1ミリ当り１パルス）と、クロツク信号ス
イツチ装置６からバケツト２中心の移動と同期し
てバケツト２、１個毎にクロツクパルス１８とが
発信されると、駆動回路１９にはクロツクパルス
１８を受信してからバケツト２の先端２ａが測定
線１５に達するまでが増分パルス２０より距離設
定２１されており、この設定増分パルス２０数に
なるとラインセンサカメラ装置１１のアンプ２２
にリニア型イメージセンサ１３の走査を開始する
スタートパルス２３として出し走査を開始し（コ
ンベア移動0.1ミリ毎にスライスして測定する）、
バケツト２の後端が測定線１５を通過すると走査
を終了する。

被測定物の前端１７ｃが測定線１５に達する
と、ラインセンサカメラ装置１１のアンプ２２か
ら走査回数毎に出るビデオ信号２４を演算装置８
の受信回路２５で処理する。受信回路２５は被測
定物１７の前端が測定線１５に達したときのビデ
オ信号２４の立上りから被測定物１７の後端が測
定線１５を通過し終るときの立下り迄の前記ロー
タリーエンコーダー５の増分パルス２０を測長寸
法（Ｙ寸法）信号２６として演算比較回路２７に
送り込む、一方走査毎のビデオ信号２４のパルス
数を一時記憶して次回走査のパルス数と比較し、
パルス数が大きくなる毎に記憶更新し最大値を被
測定物の最大巾寸法（Ｘ寸法）信号２８として演
算比較回路２７に送り込む。演算比較回路２７は
測長信号２６、測巾信号２８の夫々についてブリ
セツト回路２９に設定された規格階級区分値と比
較して該当する階級を検出し、ＹとＸが同一階級
の場合はその階級信号を、ＹとＸとが夫々異階級
であつた場合はその二つを比較していずれか指定
された方を検出してその階級信号をシフト回路３
０に送り込み、階級毎に定められた位置の排出作
動装置９にクロツクパルス１８よりバケツトと同
期して排出信号３１を送り、その階級の被測定物
を受箱１０上に排出して選別仕分けをするもので
ある。

本考案は、バケツトコンベアの幅の中心線上方
で且つ測定線の前後と、バケツトコンベアの列間
中央と両外側列バケツトコンベアの外側との上方
で且つ進行方向に関して測定線と同位置とに下向
きの投光ランプを配置した照明装置を設けたもの
であるから、少電力ランプで果実類を効率よく照
射するので、照射面の温度が高温にならず果実類
に高温による好ましからぬ影響を与えることがな
く且つ消費電力を節減してエネルギーのムダを省
くことができ、尚フレア現象も生じず高精度の測
定値が得られて高精度の選別ができるものであ
る。

又、本考案は、各バケツトコンベアの幅の中心
線真上となる位置に下向きのカメラレンズとこの
カメラレンズ毎に設けられてそれぞれの測定線を
バケツトコンベアの進行方向と直角な横方向に一
列に並べたリニア型イメージセンサとこのリニア
型イメージセンサの駆動回路、増巾器とを下部に
開口を有する函体内に取付けた複数列一体のライ
ンセンサカメラを設けたものであるから、バケツ
トコンベア列毎に個々に芯出し合せを行う必要が
なく容易に芯出し合せができて各列のカメラを
夫々対応するバケツトコンベアのバケツトに対し
て芯ずれのない視野を以つて同一状態で計測する
ので高精度の選別ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１，２，３図はバケツトを白色にして背景を
明、被測定物を暗として測定する従来の装置概要
を示すもので、第１図は平面図、第２図は断面
図、第３図はカメラのビデオ信号のフレア現象又
はボケを示す図である。第４図〜１０図はいずれ
も本考案の実施例を示すものであり、第４図は全
体平面図、第５図は要部平面図、第６図は要部断
面図、第７図は要部側面図、第８図イ，ロ，ハは
被測定物が、測定線を通過する時の照明作用を
イ，ロ，ハの順で平面、側面、断面について示す
図、第９図はコンベア装置と測定装置の電子回路
とのタイミング図を示す。第１０図は選果装置の
電子回路を示すフローチヤートである。 １……選果装置、２……バケツト、３……チエ
ン、４……駆動部、５……ロータリーエンコーダ
ー、６……クロツク信号スイツチ装置、７……測
定部、８……演算装置、９……排出作動装置、１
０……受箱、１１……ラインセンサカメラ装置、
１２……照明装置、１３……リニア型イメージセ
ンサ、１４……レンズ、１５……測定線、１６…
…函体、１７……被測定物、１８……クロツクパ
ルス、１９……駆動回路、２０……増分パルス、
２１……距離設定、２２……アンプ、２３……ス
タートパルス、２４……ビデオ信号、２５……受
信回路、２６……測長寸法信号、２７……演算比
較回路、２８……幅寸法信号、２９……ブリセツ
ト回路、３０……シフト回路、３１……排出信
号、Ａ……左右のランプ、Ｂ……前側ランプ、Ｃ
……後側ランプ、Ｙ……進行方向、Ｘ……進行方
向に直角な横方向。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 球塊状及び偏球塊状の果実そ菜類の被測定物
   を１個ずつバケツトにのせて搬送し所定の位置
   でバケツトを傾動して被測定物を排出する機構
   のバケツトコンベアを定間隔で複数列に設けた
   選果装置において、測定部上方に、前記各バケ
   ツトコンベアの幅の中心線真上となる位置に下
   向きのカメラレンズを有する複数列一体のライ
   ンセンサカメラ装置を設け、前記バケツトコン
   ベアの幅の中心線上方で且つ測定線の前後と、
   前記バケツトコンベアの列間中央と両外側列バ
   ケツトコンベアの外側との上方で且つ進行方向
   に関して前記測定線と同位置とに下向きの投光
   ランプを配置した照明装置を設け、前記バケツ
   トコンベアの走行移動に関連して１バケツト毎
   にクロツクパルス信号を発信するクロツク信号
   用スイツチ装置と、バケツトコンベアの走行移
   動に関連して演算装置に増分パルス信号を発信
   するロータリーエンコーダー装置とを設け、前
   記演算装置は、被測定物が前記測定線を通過す
   ることによつて前記ラインセンサカメラ装置か
   ら送られりてくるビデオ信号と、前記ロータリ
   ーエンコーダー装置から送られてくる増分パル
   ス信号とにより被測定物の大きさを測定演算し
   て該当する階級を検出し、階級毎に定められた
   位置の排出作動装置に排出信号を前記クロツク
   パルス信号によりバケツトの移動と同期させて
   発信することを特徴とする複数条型選果装置。 ２ 前記演算装置は、被測定物の前端が前記測定
   線に達したとき、前記ラインセンサカメラ装置
   から送られてくるビデオ信号の立上りから被測
   定物の後端が前記測定線を通過し終るときの立
   下り迄の前記ロータリーエンコーダーの増分パ
   ルスをカウントしてＹ径を算出する回路と、前
   記走査中に１走査毎の立上りビツト数をカウン
   トし走査毎にその数を比較して最大数になつた
   ときのビツト数をピークホールドして最大Ｘ径
   を算出する回路と、得られたＹ，Ｘの値を夫々
   予め設定した選別階級区分値に比較し、検出さ
   れた階級区分が同一階級に属しない場合に、大
   なる方か小なる方のいずれか指定された方を選
   択して被測定物の該当階級を検出する回路と、
   検出された該当階級信号を階級毎に定められた
   位置の排出作動装置に排出信号として前記クロ
   ツクパルス信号によりバケツトの移動と同期さ
   せて発信する回路とを有することを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載の複数条
   型選果装置。