JP2016105084A - 食品検査装置 - Google Patents
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
Description
検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を直線偏光させる第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、前記透過光を直線偏光させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子の透過軸と前記第2の偏光子の透過軸とのなす相対角を変更可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて相対角が小さい第1画像と相対角が大きい第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を利用して前記検査対象物中に存在する異物を検知する。
検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を円偏光に変換する第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、円偏光を直線偏光に変換して透過させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向、または前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向が切り替え可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向と前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向とが同一方向となる第1画像と逆方向となる第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を利用して前記検査対象物中に存在する異物を検知することを特徴とする。
<実施の形態1>
図1に、本発明の実施の形態1に係る食品検査装置100の基本的な構成を示す。また図2に、食品検査装置100の制御系の構成を示す。
(食品検査装置の構成と機能)
食品検査装置100は、光源1、受像器2、透明板3、第1および第2の偏光子4、5、リニアモータ6、レール7ならびにコントローラ8(図2参照)で構成されている。
(異物検査の原理)
次に、上述の食品検査装置100による異物検査の原理について説明する。最初に、撮像された平行画像と直交画像の特徴について説明する。
(異物検査における処理の流れ)
次に、本実施の形態における異物検査の処理の流れについて、図8のフローチャートを用いて説明する。
続いて、偏光子駆動部82が第2の偏光子5の位置を確認する(ステップS6)。第2の偏光子5が左端(直交位置)以外の位置にあるので、リニアモータ6を左方向に移動させる(ステップS7)。
(実験例1)
次に、本実施の形態に係る食品検査装置100を用いて実験を行った結果について説明する。
(実験例2)
次に、アカマダラケシキスイの幼虫を異物とし、実験例1と同じ梅肉を検査対象として、検査対象物の厚さが変わった場合の効果確認を行った。
(比較例1)
比較例として、実験例2と同一の平行画像と、一定の濃度値で全画素を塗りつぶした画像との差分演算を実行した。塗りつぶした画像の濃度値を閾値として、平行画像のこれより高い濃度値を有する画素を一色に塗りつぶすことでノイズを消去するのと同じ効果がある。塗りつぶし画像の濃度値を以下に示す通りとし、濃度変換を行っていないことを除き、実験例2と同様に処理を行った。
(実験例3)
直交画像の濃度調整に替えて、光源1の光量を電流値を変更することにより、平行画像と直交画像のコントラストを調整して本発明の効果を確認した。電流値を変更したこと、および濃度調整を行わずに演算処理を実施し、差分演算後の濃度調整を10倍としたことを除き、実験例2と同一条件で撮像し、差分画像を生成した。なお、電流値は、差分画像を確認しながら、平行画像で0.06A、直交画像で0.1Aとした。
(実験例4)
直交画像の濃度調整に替えて、受像器2の受光量をシャッタースピードを変更することにより、平行画像と直交画像のコントラストを調整して本発明の効果を確認した。シャッタースピードを変更したこと、および濃度調整を行わずに演算処理を実施し、差分演算後の濃度調整を10倍としたことを除き、実験例2と同一条件で撮像し、差分画像を生成した。なお、シャッタースピードは、差分画像を確認しながら、平行画像で1msec、直交画像で2msecとした。
(実験例5)
検査対象を梅肉からいちごジャムに替え、ゴム手袋の破片を異物として本発明の効果を確認した。本実験例では、濃度調整にシャッタースピードの変更と、直交画像に対する線形濃度変換を併用した。ジャムの厚さは4mmとした。シャッタースピードを平行画像で0.01msec、直交画像で0.2msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A4、上限B212とする線形濃度変換を行った。その他の条件は、実験例2と同一である。
(実験例6)
検査対象を梅肉から梅果肉入りゼリーに替え、ゴム手袋の破片を異物として本発明の効果を確認した。本実験例では、濃度調整にシャッタースピードの変更と、直交画像に対する線形濃度変換を併用した。ゼリーの厚さは4mmとした。シャッタースピードを平行画像で0.1msec、直交画像で0.5msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A8、上限B173とする線形濃度変換を行った。その他の条件は、実験例2と同一である。
(実験例7)
検査対象を梅肉から白菜キムチに替え、ゴム手袋の破片を異物として本発明の効果を確認した。白菜キムチの厚さは4mmとした。シャッタースピードを0.5msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A13、上限B196とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
(実験例8)
実験例2の光源1を近赤外線から可視光線に替えて本発明の効果を確認した。光源を白色LED(モノタロウ24LED丸形ライト)とした。また、シャッタースピードを333msecとし、濃度調整の条件は、線形濃度変換(下限Aを10、上限Bを191)とした。また、梅肉の厚さを4mmとし、その他の条件は、実験例2と同一とした。
<実施の形態2>
図19に、本発明の実施の形態2に係る食品検査装置100の基本的な構成を示す。図中、図1の部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。またコントローラについては、偏光子駆動部82の制御対象がステッピングモータ9であることを除いて、図2に示したコントローラ8と変わりがない。
(実験例9)
本実施の形態に係る食品検査装置を用いて実験を行った結果を説明する。実施の形態1では、第1の偏光子と第2の偏光子との相対角が0°のときに撮像した画像を平行画像、90°のときに撮像した画像を直交画像として扱ったが、平行画像の相対角が直交画像の相対角より小さければ、これに限らず本発明の効果を奏することができる。そこで、本発明の範囲を明確にするために、平行画像と直交画像の相対角の有効範囲を調べた。
(比較例2)
図22は、実験例3と同様に平行画像と直交画像の相対角の範囲を調べた結果、本発明の効果を奏しない範囲の差分画像である。平行画像と直交画像の相対角の差が20°を下回るとノイズが消去できず、異物も視認できない。また、直交画像の相対角が50°を下回った場合も同様である。
<実施の形態3>
実施の形態1および2は、いずれも直線偏光を利用するものであるが、本発明に係る食品検査装置では、円偏光を利用することもできる。本実施の形態では、実施の形態1の第1の偏光子4と第2の偏光子5を円偏光板で構成している。
(実験例10)
本実施の形態に係る食品検査装置を用いて実験を行った結果を説明する。前述の実験例7の偏光子を円偏光板に替えて効果を確認した。第1の偏光子4を左回りの円偏光子(株式会社美舘イメージング製TCPL)とし、第1画像用の第2の偏光子5には、同じく左回りの円偏光板を用い、検査対象である梅肉を設置しない状態で第1の偏光子4を透過した光を受像器2が受光できるように配置した。
<実施の形態4>
実施の形態1ないし3は、いずれも第1画像(平行画像)と第2画像で同一の波長の検査光を照射する光源を使用しているが、本実施の形態では、第1画像(平行画像)と第2画像で異なる波長の検査光を照射できる光源を使用している。
(実験例11)
本実施の形態に係る食品検査装置を用いて実験を行った結果を説明する。
(実験例12)
検査対象物を梅肉から白菜キムチに、異物をアカマダラケシキスイの幼虫からゴム手袋の破片に、それぞれ変更して実験例11と同様の実験を行った。
2 受像器
3 透明板
4、5 偏光子
6 リニアモータ
7 レール
8 コントローラ
9 ステッピングモータ
10 サポート板
11 モータプーリ
12 プーリベルト
51 y方向偏光部
52 x方向偏光部
53、55 フレーム
54 円形偏光子
55 プーリ付フレーム
81 主制御部
82 偏光子駆動部
83 受像器制御部
84 画像データ記憶部
85 画像処理部
86 濃度調整部
87 差分演算部
88 ノイズ消去部
100 食品検査装置
Claims (7)
- 検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を直線偏光させる第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、前記透過光を直線偏光させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子の透過軸と前記第2の偏光子の透過軸とのなす相対角を変更可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて相対角が小さい第1画像と相対角が大きい第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を利用して前記検査対象物中に存在する異物を検知することを特徴とする食品検査装置。 - 検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を円偏光に変換する第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、円偏光を直線偏光に変換して透過させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向、または前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向が切り替え可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向と前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向とが同一方向となる第1画像と逆方向となる第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を利用して前記検査対象物中に存在する異物を検知することを特徴とする食品検査装置。 - 前記光源は、前記第1画像を撮影する時と前記第2画像を撮影する時で、照射される検査光の波長が異なる、請求項1または2に記載の食品検査装置。
- 前記第1画像の撮影時に照射される検査光の波長における異物を含まない検査対象物と異物を含む検査対象物の光の透過率の差が、前記第2画像の撮影時に照射される検査光の波長における前記透過率の差に対して大きい、請求項3に記載の食品検査装置。
- 前記第2画像のコントラストを増大、および/または前記第1画像のコントラストを低下させる濃度調整を行う濃度調整手段を有する、請求項1ないし4のいずれかに記載の食品検査装置。
- 前記濃度調整手段による濃度調整が行われた第1画像と第2画像との差分画像を生成する画像処理手段を有する、請求項5に記載の食品検査装置。
- 前記差分画像に基づいて検査対象物中の異物の有無を判定し、および/または異物の位置を特定する画像認識手段を有する、請求項6に記載の食品検査装置。
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