专利名称：农产品的外部品质检查装置用的照明装置和照明方法
技术领域：
本发明涉及在检查果实及其它农产品的外部品质的装置中所使用的将光照射到农产品的照明装置和照明方法。
背景技术：
作为检查农产品的外部品质的装置的一个例子，被记述于日本特开2003-14650 号公报之中。
图20是同一公报中所述的检查装置的概略图。
图20中所述的检查装置10由下列各部分构成输送机12，连续运送作为被检查体的农产品(例如柚子或柑橘)14 ;光电传感器16，每当农产品14通过时检测农产品14，发出检测信号；5台CCD摄像机18，从5个方向对农产品14进行摄像；光照射部件20，与各 CXD摄像机18邻接配置，将光照射到在输送机12上通过的农产品14上；以及控制装置22， 根据来自光电传感器16的检测信号，使各CCD摄像机18的电子快门工作。
5台(XD摄像机18之中的I台被配置成从上方对运送来的农产品14进行摄像，其他4台相互空出90度的间隔在一个水平面内被配置成从侧方对运送来的农产品14进行摄像。
检查装置10以如下方式工作。
农产品14在输送机12上按一定的间隔放置，连续地被运送。
光电传感器16每当农产品14通过时将检测信号发送给控制装置22。
控制装置22在接收了检测信号并经过一定时间后，S卩，摄像对象的农产品14从光电传感器16到达各CXD 摄像机18的摄像地点时，使各CXD摄像机18的电子快门工作，对农产品14的图像进行摄像。
接着，控制装置22将如此得到的农产品14的静止图像进行图像处理，根据处理结果，判定各农广品14的外部品质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-14650号公报。发明内容
在对农产品14进行摄像的情况下，由于农产品14多呈球形，所以若仅从农产品14 的上方照射光，则农产品14的外廓变暗，农产品14的图像中的外廓变得不鲜明。为了消除这样的问题，检查装置10不仅从上方，也从侧方将光照射到农产品14上。
然而，在从上方照射到农产品14上的光量比从侧方照射到农产品14上的光量多的情况下，或者，与之相反，在从侧方照射到农产品14上的光量比从上方照射到农产品14 上的光量多的情况下，由于农产品14的中央部分与外廓部分之间产生照度差，所以农产品 14的图像不一定变得鲜明。
这样，即使是在从农产品14的上方和侧方均照射光的情况下，若在从上方照射到农产品14上的光量与从侧方照射到农产品14上的光量之间不进行调节，则无法得到农产品14的鲜明图像。本发明是鉴于这种现有的检查装置10中的问题而作出的，提供了一种照明装置和照明方法，其中，在从农产品14的上方和侧方均照射光并对农产品14进行摄像的情况下，控制从上方照射到农产品14上的光量和从侧方照射到农产品14上的光量，可得到农产品14的鲜明图像。为了达到上述目的，本发明提供一种照明装置，其在农产品的外部品质检查装置中使用并将光照射到上述农产品上，其中，上述农产品的外部品质检查装置将光照射到在一个方向所运送的各个农产品上，并基于来自上述农产品的反射光来检查上述农产品的外部品质，上述照明装置包括上方照明单元，从上述农产品的上方将光照射到上述农产品上；至少4个侧方照明单元，从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上；以及控制装置，控制从上述上方照明单元照射的光量和从上述侧方照明单元照射的光量，上述控制装置控制上述侧方照明单元的照射时间，使得上述农产品受到从上述侧方照明单元照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在上述农产品受到从上述上方照明单元照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的土 10%的范围内。较佳的是，上述控制装置控制上述侧方照明单元的照射时间，使得上述第一点处的照度与上述第二点处的照度变得相等。较佳的是，在本发明的照明装置中，上述控制装置通过控制上述侧方照明单元之中进行工作的侧方照明单元的数目来控制从上述侧方照明单元照射的光量的总量。较佳的是，在本发明的照明装置中，上述上方照明单元和上述侧方照明单元的至少任一方具备接受从上述农产品所反射的光的圆形受光装置和环形照明器具，上述照明器具在上述受光装置的周围与上述受光装置呈同心配置。例如，上述受光装置的外径与上述照明器具的内径可设定为相等。较佳的是，在本发明的照明装置中，上述控制装置控制上述侧方照明单元，使得上述侧方照明单元的照射时间在3. 6至6.1毫秒的范围内。本发明还提供一种照明方法，其是将光照射到在一个方向所运送的各个农产品上并基于来自上述农产品的反射光来检查上述农产品的外部品质的方法中的、将光照射到上述农产品上的照明方法，具备第一过程，从上述农产品的上方将光照射到上述农产品上；以及第二过程，从上述农产品的至少4个侧方将光照射到上述农产品上，在上述第二过程中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间，使得上述农产品受到从侧方照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在上述农产品受到从上方照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的土 10%的范围内。较佳的是，在本发明的照明方法中，在上述第二过程中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间，使得上述第一点处的照度与上述第二点处的照度变得相
坐寸ο较佳的是，在本发明的照明方法中，在上述第二过程中，使得从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间在3. 6至6.1毫秒的范围内。本发明还提供一种农产品的外部品质检查装置，其包括运送部件，连续地运送作为被检查体的农产品；检测装置，每当上述农产品通过时检测上述农产品，发出检测信号； 摄像部件，从上方和侧方对上述农产品进行摄像；上述照明装置；以及控制部件，根据上述 检测信号，使上述摄像部件工作。
较佳的是，在本发明的农产品的外部品质检查装置中，上述上方照明单元和上述 侧方照明单元的至少任一方具备接受从上述农产品所反射的光的圆形受光装置和环形照 明器具，上述照明器具在上述受光装置的周围与上述受光装置呈同心配置。
较佳的是，在本发明的照明方法中，上述受光装置的外径与上述照明器具的内径 被设定为相等。
较佳的是，在本发明的照明方法中，上述控制装置控制上述侧方照明单元，使得上 述侧方照明单元的照射时间在3. 6至6.1毫秒的范围内。
本发明还提供一种程序，用于使计算机执行照明方法，该照明方法是将光照射到 在一个方向所运送的各个农产品上并基于来自上述农产品的反射光来检查上述农产品的 外部品质的方法中的、将光照射到上述农产品上的方法，上述程序具备第一处理，从上述 农产品的上方将光照射到上述农产品上；以及第二处理，从上述农产品的至少4个侧方将 光照射到上述农产品上，在上述第二处理中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农 产品上的时间，使得上述农产品受到从侧方照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在 上述农产品受到从上方照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的±10%的范围内。
较佳的是，在本发明的程序中，在上述第二处理中，控制从上述农产品的侧方将光 照射到上述农产品上的时间，使得上述第一点处的照度与上述第二点处的照度变得相等。
较佳的是，在本发明的程序中，在上述第二处理中，使得从上述农产品的侧方将光 照射到上述农产品上的时间在3. 6至6.1毫秒的范围内。
发明的效果
在本发明的照明装置中，控制装置控制侧方照明单元的照射时间，使得农产品受 到从侧方照明单元照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在农产品受到从上方照明 单元照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的±10%的范围内。亦即，控制装置控制侧 方照明单元的工作，使得侧方照明单元发出的光的照射时间为最佳照射时间。由此，可得到 对农产品的中央部(第二点的周边)和外廓(第一点的周边)进行了最佳鲜明摄像的图像。
图1是本发明第一实施方式的照明装置的概略图。
图2是本发明第一实施方式的照明装置的作为一个构成要素的控制装置的框图。
图3是从上方对农产品进行了摄像的图像，示出A点和B点。
图4是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量 设定为40的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产 品进行了摄像的16个图像。
图5是将表I所示的数值图表化后的曲线图。
图6是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量 设定为50的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产 品进行了摄像的16个图像。
图7是将表3所示的数值图表化后的曲线图。图8是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量设定为60的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产品进行了摄像的16个图像。图9是将表5所示的数值图表化后的曲线图。图10是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量设定为70的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产品进行了摄像的16个图像。图11是将表7所示的数值图表化后的曲线图。图12是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量设定为80的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产品进行了摄像的16个图像。图13是将表9所示的数值图表化后的曲线图。图14是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量设定为90的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产品进行了摄像的16个图像。图15是将表11所示的数值图表化后的曲线图。图16是在将来自上方照明单元的光量设定为100、将来自侧方照明单元的各光量设定为100的情况下，在作为侧方照明单元的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产品进行了摄像的16个图像。图17是将表13所示的数值图表化后的曲线图。图18是本发明第二实施方式的照明装置的概略图。图19是示出侧方照明单元的工作控制之一例的时序图。图20是检查农产品的外部品质的现有检查装置的概略图。
具体实施例方式(第一实施方式)图1是本发明第一实施方式的照明装置100的概略图。如图1所示，农产品14沿一个方向被连续地在带式输送机12上进行运送。本实施方式的照明装置100由下述部分构成上方照明单元110，从农产品14的上方将光照射到农产品14上；4个侧方照明单元121、122、123、124，从农产品14的侧方将光照射到农产品14上；以及控制装置130，控制从上方照明单元110照射到农产品14上的光量和从侧方照明单元121、122、123、124照射到农产品14上的光量。本实施方式的照明装置100构成检查农产品14的外部品质的检查装置IOA的一部分，检查装置IOA由下列各部分构成输送机12，连续地运送作为被检查体的农产品(例如柚子或柑橘)14 ;光电传感器16，每当农产品14通过时检测农产品14，发出检测信号；5台CXD摄像机18，从5个方向对农产品14进行摄像；本实施方式的照明装置100 ;以及控制装置22，根据来自光电传感器16的检测信号，使各CCD摄像机18的电子快门工作。5台(XD摄像机18之中的I台被配置在农产品14的上方，以便从上方对运送来的农产品14进行摄像，其他4台在农产品14的侧方相互空出90度的间隔被配置在一个水平面内，以便从侧方对运送来的农产品14进行摄像。4台CXD摄像机18例如被配置成位于处在农产品14的大致一半高度的水平面内。
上方照明单元110和4个侧方照明单元121、122、123、124与5个CCD摄像机18 的每I个邻接配置，分别从上方和侧方将光照射到在输送机12上通过的农产品14上。
检查装置IOA除了由控制装置130控制由本实施方式的照明装置100照射到农产品14上的光量这一点外，与图20所示的检查装置10同样地工作。
具体而言，在本实施方式的照明装置100中，控制装置130进行控制，使得上方照明单元Iio的工作开始时刻与4个侧方照明单元121、122、123、124的工作开始时刻为同一时刻，进而，控制侧方照明单元121、122、123、124的工作结束时刻，使得农产品14受到从侧方照明单元121、122、123、124照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在农产品14受到从上方照明单元110照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的±10%的范围内。
S卩，控制装置130进行控制，使上方照明单元110始终工作，并且使侧方照明单元121、122、123、124的照射时间(工作时间)比上方照明单元110的照射时间短。
图2是控制装置130的框图。
控制装置130由下列各部分构成中央处理装置(CPU)131 ;第一存储器132 ;第二存储器133 ;输入接口 134，用于将各种指令和数据输入到中央处理装置131中；输出接口 135，输出由中央处理装置131所执行的处理结果；以及总线136，将中央处理装置131与第一存储器132、第二存储器133、输入接口 134及输出接口 135连接在一起。
第一存储器132和第二存储器133各自由只读存储器(ROM)、随机存取存储器 (RAM)或IC存储卡等半导体存储装置、软 盘等存储介质、硬盘、或者光磁盘等构成。例如，第一存储器132由ROM构成，第二存储器133由RAM构成。
第一存储器132储存用于使中央处理装置131执行的各种控制用程序及其它固定的数据。第二存储器133存储各种数据和参数，并且提供对中央处理装置131的工作区域， 即，储存在中央处理装置131执行程序方面暂时需要的数据。中央处理装置131从第一存储器132读出程序并执行该程序。即，中央处理装置131按照储存在第一存储器132中的程序工作。
以下，说明控制装置130的上方照明单元110和侧方照明单元121、122、123、124的光量控制。
本发明人为了决定上方照明单元110和侧方照明单元121、122、123、124的最佳光量控制，进行了以下实验。
图3是从上方对农产品14进行了摄像的图像。
如图3所示，将农产品14受到从侧方照明单元121、122、123、124照射的光的最强烈影响的点定为A点，将农产品14受到从上方照明单元110照射的光的最强烈影响的点定为B点。
例如，作为A点，对于农产品14的整个高度，选定从底部算起位于一半高度的点， 作为B点，选定农产品14的顶点。
在使上方照明单元110始终工作的状态中(即，在总是从其上方将光照射到农产品14上的状态中)，使侧方照明单元121、122、123、124的照射时间在O毫秒(msec)至15毫秒(msec)之间每隔I毫秒发生变化，测定了在各毫秒的A点和B点的照度。该测定是使相对于从上方照明单元100照射的光的光量的、从侧方照明单元121、122、123、124照射的光的光量按7种(实验1_7)进行变化而进行的。(实验I)图4是在将来自上方照明单元110的光量设定为100，将来自侧方照明单元121、122、123、124的各光量设定为40的情况下，在作为侧方照明单元121、122、123、124的工作时间的0-15毫秒的各毫秒从上方对农产品14进行了摄像的16个图像。在0-15毫秒的各毫秒的A点和B点的照度如表I所示。
[表 I]
权利要求
1.一种照明装置，其在农产品的外部品质检查装置中使用并将光照射到上述农产品上，其中，上述农产品的外部品质检查装置将光照射到在一个方向所运送的各个农产品上，并基于来自上述农产品的反射光来检查上述农产品的外部品质，上述照明装置包括 上方照明单元，从上述农产品的上方将光照射到上述农产品上； 至少4个侧方照明单元，从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上；以及控制装置，控制从上述上方照明单元照射的光量和从上述侧方照明单元照射的光量，上述控制装置控制上述侧方照明单元的照射时间，使得上述农产品受到从上述侧方照明单元照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在上述农产品受到从上述上方照明单元照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的土 10%的范围内。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于， 上述控制装置控制上述侧方照明单元的照射时间，使得上述第一点处的照度与上述第二点处的照度变得相等。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于， 上述控制装置通过控制上述侧方照明单元之中进行工作的侧方照明单元的数目来控制从上述侧方照明单元照射的光量的总量。
4.如权利要求1至3的任一项中所述的照明装置，其特征在于， 上述上方照明单元和上述侧方照明单元的至少任一方具备 接受从上述农产品所反射的光的圆形受光装置；以及 环形照明器具， 上述照明器具在上述受光装置的周围与上述受光装置呈同心配置。
5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于， 上述受光装置的外径与上述照明器具的内径被设定为相等。
6.如权利要求1至5的任一项中所述的照明装置，其特征在于， 上述控制装置控制上述侧方照明单元，使得上述侧方照明单元的照射时间在3. 6至.6.1毫秒的范围内。
7.一种照明方法，其是将光照射到在一个方向所运送的各个农产品上并基于来自上述农产品的反射光检查上述农产品的外部品质的方法中的、将光照射到上述农产品上的照明方法，具备 第一过程，从上述农产品的上方将光照射到上述农产品上；以及 第二过程，从上述农产品的至少4个侧方将光照射到上述农产品上， 在上述第二过程中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间，使得上述农产品受到从侧方照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在上述农产品受到从上方照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的±10%的范围内。
8.如权利要求7所述的照明方法，其特征在于， 在上述第二过程中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间，使得上述第一点处的照度与上述第二点处的照度变得相等。
9.如权利要求7或8所述的照明方法，其特征在于， 在上述第二过程中，从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间在3. 6至.6.1毫秒的范围内。
10.一种农产品的外部品质检查装置，其包括 运送部件，连续地运送作为被检查体的农产品； 检测装置，每当上述农产品通过时检测上述农产品，发出检测信号； 摄像部件，从上方和侧方对上述农产品进行摄像； 权利要求1至6的任一项中所述的照明装置；以及 控制部件，根据上述检测信号，使上述摄像部件工作。
11.如权利要求10所述的农产品的外部品质检查装置，其特征在于， 上述上方照明单元和上述侧方照明单元的至少任一方具备 接受从上述农产品所反射的光的圆形受光装置；以及 环形照明器具， 上述照明器具在上述受光装置的周围与上述受光装置呈同心配置。
12.如权利要求11所述的农产品的外部品质检查装置，其特征在于， 上述受光装置的外径与上述照明器具的内径被设定为相等。
13.如权利要求10至12的任一项中所述的农产品的外部品质检查装置，其特征在于， 上述控制装置控制上述侧方照明单元，使得上述侧方照明单元的照射时间在3. 6至6.1毫秒的范围内。
14.一种程序，用于使计算机执行照明方法，该照明方法是将光照射到在一个方向所运送的各个农产品上并基于来自上述农产品的反射光来检查上述农产品的外部品质的方法中的、将光照射到上述农产品上的方法，上述程序包括 第一处理，从上述农产品的上方将光照射到上述农产品上；以及 第二处理，从上述农产品的至少4个侧方将光照射到上述农产品上， 在上述第二处理中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间，使得上述农产品受到从侧方照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在上述农产品受到从上方照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的±10%的范围内。
15.如权利要求14所述的程序，其特征在于， 在上述第二处理中，控制从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间，使得上述第一点处的照度与上述第二点处的照度变得相等。
16.如权利要求14或15所述的程序，其特征在于， 在上述第二处理中，从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上的时间在3. 6至，6.1毫秒的范围内。
全文摘要
本发明的照明装置(100)在将光照射到在一个方向所运送的各个农产品(14)上并基于来自上述农产品的反射光来检查上述农产品的外部品质的农产品外部品质检查装置中使用。本发明的照明装置(100)包括上方照明单元(110)，从上述农产品(14)的上方将光照射到上述农产品上；4个侧方照明单元(121-124)，从上述农产品的侧方将光照射到上述农产品上；以及控制装置(130)，控制从上述上方照明单元和上述侧方照明单元照射的光量，上述控制装置(130)控制上述侧方照明单元(121-124)的照射时间，使得上述农产品受到从上述侧方照明单元(121-124)照射的光的最强烈影响的第一点处的照度落在上述农产品(14)受到从上述上方照明单元(110)照射的光的最强烈影响的第二点处的照度的±10%的范围内。
文档编号G01N21/84GK103003687SQ20118003544
公开日2013年3月27日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者武田芳德 申请人:株式会社尼利可