JP6705433B2 - Detector - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、検知装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a sensing device.

光源からの光が照射された被照射体としての物品を撮像することで物品に含まれる異物などの対象物の有無を検知する検知装置が知られている。 2. Description of the Related Art There is known a detection device that detects the presence or absence of an object such as a foreign substance contained in an article by capturing an image of the article as an irradiation target illuminated with light from a light source.

国際公開第2007/096953号International Publication No. 2007/096953 特開2016−45194号公報JP, 2016-45194, A 特許4353766号公報Japanese Patent No. 4353766

ところで、検知装置においては、被照射体に含まれる対象物の検知精度を高めることが求められる。 By the way, in the detection device, it is required to improve the detection accuracy of the target object included in the irradiation target.

本発明が解決しようとする課題は、被照射体に含まれる対象物の検知精度を高めることができる検知装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a detection device capable of increasing the detection accuracy of an object included in an irradiation object.

実施形態に係る対象物の検知装置は、光源と、撮像部と、検知部と、筐体と、冷却部とを具備する。光源は、被照射体へ照射光を照射する。撮像部は、光源から照射された照射光を用いて被照射体を撮像する。検知部は、撮像部により撮像された被照射体の撮像画像から対象物に対応する色を抽出し、抽出した色を有する画像領域を抽出することにより対象物を検知する。筐体は、光源と撮像部と検知部とを内部に収容する。冷却部は、光源と撮像部と検知部とを冷却する。 The object detection device according to the embodiment includes a light source, an imaging unit, a detection unit, a housing, and a cooling unit. The light source irradiates the irradiation target with irradiation light. The imaging unit images the irradiation target using the irradiation light emitted from the light source. The detection unit detects the target by extracting a color corresponding to the target from the captured image of the irradiation target imaged by the imaging unit and extracting an image region having the extracted color. The housing accommodates the light source, the imaging unit, and the detection unit inside. The cooling unit cools the light source, the imaging unit, and the detection unit.

本発明によれば、被照射体に含まれる対象物の検知精度を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of the target object included in the irradiated body.

第1の実施形態に係る検知装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る検知装置における各部の冷却の態様の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the aspect of cooling of each part in the detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 従来技術に係る検知装置における各部の冷却の態様の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the aspect of cooling of each part in the detection apparatus which concerns on a prior art. 第2の実施形態に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the positional relationship between the light source and the imaging part of the detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 従来技術に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the positional relationship of the light source and the imaging part of the detection apparatus which concerns on a prior art. 第2の実施形態に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の詳細の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the detail of the physical relationship of the light source and the imaging part of the detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る検知装置の光源の傾き角度の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the inclination angle of the light source of the detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る光源の分光分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectral distribution of the light source which concerns on 2nd Embodiment.

以下に説明する実施形態に係る検知装置は、光源と、撮像部と、検知部と、筐体と、冷却部とを具備する。光源は、被照射体へ照射光を照射する。撮像部は、光源から照射された照射光を用いて被照射体を撮像する。検知部は、撮像部により撮像された被照射体の撮像画像から、対象物に対応する色を抽出し、抽出した色を有する画像領域を抽出することにより対象物を検知する。筐体は、光源と撮像部と検知部とを内部に収容する。冷却部は、光源と撮像部と検知部とを冷却する。 The detection device according to the embodiments described below includes a light source, an imaging unit, a detection unit, a housing, and a cooling unit. The light source irradiates the irradiation target with irradiation light. The imaging unit images the irradiation target using the irradiation light emitted from the light source. The detection unit detects a target by extracting a color corresponding to the target from the captured image of the irradiation target imaged by the imaging unit and extracting an image region having the extracted color. The housing accommodates the light source, the imaging unit, and the detection unit inside. The cooling unit cools the light source, the imaging unit, and the detection unit.

また、以下に説明する実施形態に係る検知装置は、筐体に設けられ、光源および撮像部と被照射体との間に位置する、照射光を透過させるための透光性を有する窓部をさらに具備する。 Further, the detection device according to the embodiments described below includes a window portion provided in the housing and having a light-transmitting property for transmitting irradiation light, which is located between the light source and the imaging unit and the irradiation target. Further prepare.

また、以下に説明する実施形態に係る検知装置は、光源と光源から照射された光が反射する窓部の表面との鉛直方向の距離は、50mm以下である。 Further, in the detection device according to the embodiment described below, the vertical distance between the light source and the surface of the window portion where the light emitted from the light source is reflected is 50 mm or less.

[第1の実施形態]
(第1の実施形態に係る検知装置の構成)
図1は、第1の実施形態に係る検知装置の構成を示す図である。検知装置1は、光源10、撮像部20、検知部30、電源部40、冷却部50を有する。検知装置1は、検知装置1の鉛直下方に配置された搬送機構70上を移動する、光源10からの光が照射された被照射体80を鉛直上方側から撮像することで、被照射体80に含まれる若しくは被照射体80に付着した対象物90の有無を検知する検知装置である。
[First Embodiment]
(Structure of the detection device according to the first embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a detection device according to the first embodiment. The detection device 1 includes a light source 10, an imaging unit 20, a detection unit 30, a power supply unit 40, and a cooling unit 50. The detection device 1 moves on the transport mechanism 70 arranged vertically below the detection device 1, and picks up an image of the irradiation target 80 irradiated with the light from the light source 10 from the vertical upper side. Is a detection device for detecting the presence or absence of the target object 90 included in or attached to the irradiation target 80.

光源10は、電源部40から供給された電力により、光源10の下方に配置された搬送機構70上を移動する被照射体80および対象物90へ、例えば350〜780nmの波長域の光を照射するLED(Light Emitting Diode)を含む可視光照射ユニットである。 The light source 10 irradiates the irradiated object 80 and the object 90 moving on the transport mechanism 70 disposed below the light source 10 with the power supplied from the power source unit 40, for example, with light in the wavelength range of 350 to 780 nm. It is a visible light irradiation unit including a light emitting diode (LED).

撮像部20は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有するカメラである。撮像部20は、光源10により照射された被照射体80を撮像する。撮像部20の撮像素子の画素数は、例えば500万画素である。ただし、被照射体80および対象物90の大きさや要求される検知精度に応じて、撮像部20の撮像素子の画素数は適宜変更してもよい。 The image capturing section 20 is a camera having an image capturing element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The image capturing unit 20 captures an image of the irradiation target 80 irradiated by the light source 10. The number of pixels of the image pickup device of the image pickup unit 20 is, for example, 5 million pixels. However, the number of pixels of the image pickup device of the image pickup unit 20 may be appropriately changed according to the sizes of the irradiation object 80 and the target object 90 and the required detection accuracy.

そして、撮像部20は、撮像した被照射体80の画像を検知部30へ出力する。なお、撮像部20は、光源10により照射された被照射体80を撮像することができる位置であればどのように配置されてもよい。例えば、図1に示す例において、撮像部20は、光源10の上方や側方に配置されてもよい。 Then, the imaging unit 20 outputs the captured image of the irradiation target 80 to the detection unit 30. It should be noted that the imaging unit 20 may be arranged in any position as long as it can image the irradiation target 80 irradiated by the light source 10. For example, in the example shown in FIG. 1, the imaging unit 20 may be arranged above or at the side of the light source 10.

検知部30は、撮像部20からの入力画像を画像処理した結果から、被照射体80に含まれる、または被照射体80に付着した対象物90の有無を検知する画像認識処理装置である。例えば、検知部30は、撮像部20からの入力画像から、対象物90に対応する色を抽出し、抽出した色を有す画像領域を抽出することにより対象物90の有無を検知する。 The detection unit 30 is an image recognition processing device that detects the presence or absence of an object 90 included in the irradiation target 80 or attached to the irradiation target 80 based on the result of image processing of the input image from the imaging unit 20. For example, the detection unit 30 detects the presence or absence of the target object 90 by extracting the color corresponding to the target object 90 from the input image from the imaging unit 20 and extracting the image region having the extracted color.

電源部40は、光源10、撮像部20および検知部30に対して駆動電力を供給する。 The power supply unit 40 supplies drive power to the light source 10, the imaging unit 20, and the detection unit 30.

また、検知装置1は、光源10、撮像部20、検知部30、電源部40を収容する筐体2を有する。筐体2は、外光を遮断する素材で形成されている。筐体2は、例えば、外部から内部へ水などの洗浄液が進入することを防止するための密閉構造とすることができる。また、筐体2には、光源10、撮像部20、検知部30、電源部40を収容する空間を区画する区画板2bを有してもよい。図1に示す例では、筐体2内の空間は、区画板2bにより、光源10および撮像部20を収容する第1の空間2b−1と、検知部30および電源部40を収容する第2の空間2b−2との2つの収容空間へ区画されている。 The detection device 1 also includes a housing 2 that houses the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40. The housing 2 is formed of a material that blocks outside light. The housing 2 may have, for example, a sealed structure for preventing a cleaning liquid such as water from entering from the outside to the inside. Further, the housing 2 may include a partition plate 2b that partitions a space that houses the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40. In the example shown in FIG. 1, the space inside the housing 2 is divided by the partition plate 2b into a first space 2b-1 for housing the light source 10 and the imaging unit 20, and a second space for housing the detection unit 30 and the power supply unit 40. The space 2b-2 is divided into two accommodation spaces.

なお、筐体2は、区画板2bを有さず、光源10、撮像部20、検知部30および電源部40を1つの収容空間に収容するように構成してもよい。 The housing 2 may be configured not to have the partition plate 2b and to house the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40 in one housing space.

さらに、筐体2には、光源10および撮像部20が、搬送機構70側へ落下することを防止するため、光源10および撮像部20の搬送機構70側に、可視光透過性を有する窓部2aを備える。窓部2aは、例えば樹脂製のパネルである。 Further, in the housing 2, in order to prevent the light source 10 and the imaging unit 20 from dropping toward the transport mechanism 70 side, a window portion having visible light transparency is provided on the transport mechanism 70 side of the light source 10 and the imaging unit 20. 2a is provided. The window 2a is, for example, a resin panel.

また、検知装置1は、筐体2の外部に冷却部50を有する。冷却部50は、防水性を有する屋外盤用クーラーなどのための冷却機構である。例えば、図1に示すように、冷却部50は、筐体2の外側の1つの面、例えば側面に取り付けられ、筐体2内部の排熱、除湿および冷却を伴う筐体2内部の換気を行う。 Further, the detection device 1 has a cooling unit 50 outside the housing 2. The cooling unit 50 is a cooling mechanism having a waterproof property for an outdoor board cooler and the like. For example, as shown in FIG. 1, the cooling unit 50 is attached to one surface on the outside of the housing 2, for example, a side surface, and exhausts heat inside the housing 2, dehumidifies, and ventilates the inside of the housing 2. To do.

被照射体80は、例えば、食品、錠剤、農作物等である。被照射体80は、容器に収容されている若しくは包装資材により包装されていてもよい。また、対象物90は、例えば、被照射体80の製造工程において被照射体80に混入または付着する可能性がある異物である。 The irradiated body 80 is, for example, a food, a tablet, an agricultural crop, or the like. The irradiated object 80 may be housed in a container or packaged with a packaging material. Further, the target object 90 is, for example, a foreign substance which may be mixed or adhered to the irradiation target 80 in the manufacturing process of the irradiation target 80.

対象物90を含む被照射体80は、例えば、水平方向に移動可能に構成されたコンベアなどの搬送機構70に載置される。搬送機構70は、例えば、複数の被照射体80を並置させることにより、複数の被照射体80を連続的に光源10および撮像部20の下方に移動させることが可能となるように構成してもよい。 The irradiation target 80 including the target object 90 is placed on a transfer mechanism 70 such as a conveyor configured to be movable in the horizontal direction. The transport mechanism 70 is configured such that, for example, by arranging the plurality of irradiated bodies 80 in parallel, the plurality of irradiated bodies 80 can be continuously moved below the light source 10 and the imaging unit 20. Good.

なお、検知装置1は、図1において図示を省略しているが、検知装置1の動作状況等の各種情報を出力するための出力部、検知装置1の動作指示等の各種指示を入力するための入力部、対象物90に対応する色の範囲に関する情報や、検知装置1の各部の動作を制御するプログラムやパラメータを記憶する記憶部を有する。記憶部は、RAM(Random Access Memory)等の内部記憶装置、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Disk)等の外部記憶装置を含む。 Although not shown in FIG. 1, the detection device 1 is provided with an output unit for outputting various information such as an operation status of the detection device 1, and for inputting various instructions such as operation instructions of the detection device 1. Of the input device, a storage unit that stores information about the range of colors corresponding to the target object 90, and programs and parameters that control the operation of each unit of the detection device 1. The storage unit includes an internal storage device such as a RAM (Random Access Memory) and an external storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) and an SSD (Solid State Disk).

(検知装置における各部の冷却の態様)
図2は、第1の実施形態に係る検知装置における各部の冷却の態様の一例を示す図である。図3は、従来技術に係る検知装置における各部の冷却の態様の一例を示す図である。図2および図3を参照して、第1の実施形態およびに従来技術に係る検知装置の各部の冷却の態様を比較説明する。
(Aspect of Cooling of Each Part in Detection Device)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a mode of cooling each unit in the detection device according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a mode of cooling each unit in the detection device according to the related art. With reference to FIG. 2 and FIG. 3, a cooling mode of each part of the detection device according to the first embodiment and the related art will be compared and described.

図2に示すように、第1の実施形態において、検知装置1の筐体2の側面に設けられた冷却部50により外部から取り込まれて冷却された空気が、筐体2内部を循環する。また、冷却部50により、筐体2内部の空気が、筐体2の内部から外部へと排出される。 As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the air taken in from the outside and cooled by the cooling unit 50 provided on the side surface of the housing 2 of the detection device 1 circulates inside the housing 2. Further, the cooling unit 50 discharges the air inside the housing 2 from the inside of the housing 2 to the outside.

一方、図3に示すように、従来技術において、検知装置1Zの筐体2Zの一方の側面に設けられた給気口2cを通して、外気が筐体2Z内部へ取り込まれる。また、検知装置1Zの筐体2Zの他方の側面に設けられた排気口2dを通して、筐体2Z内部の空気が筐体2Z外部へ排出される。給気口2cおよび排気口2dは、空気の流れを促すプロペラファンを有する。 On the other hand, as shown in FIG. 3, in the related art, outside air is taken into the housing 2Z through the air supply port 2c provided on one side surface of the housing 2Z of the detection device 1Z. Further, the air inside the housing 2Z is discharged to the outside of the housing 2Z through an exhaust port 2d provided on the other side surface of the housing 2Z of the detection device 1Z. The air supply port 2c and the exhaust port 2d have a propeller fan that promotes the flow of air.

ここで、図3に示すような従来技術においては、検知装置1Zの筐体2Z内部の空気の温度は、光源10、撮像部20、検知部30、電源部40の駆動による上昇の影響のみならず、外気の温度変動にも依存することになるため、光源10の照度が変動して所定範囲に収まらず、安定しない。このため、光源10により照射された被照射体80を撮像部20により撮像した撮像画像も明度および色度が安定せず、その結果、検知部30による対象物90の検出精度が低下する。 Here, in the conventional technique as shown in FIG. 3, if the temperature of the air inside the housing 2Z of the detection device 1Z is only affected by the rise of the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40. However, since it also depends on the temperature fluctuation of the outside air, the illuminance of the light source 10 fluctuates, falls outside the predetermined range, and is not stable. Therefore, the brightness and chromaticity of the captured image obtained by capturing the irradiated object 80 illuminated by the light source 10 by the imaging unit 20 are not stable, and as a result, the detection accuracy of the target 90 by the detection unit 30 is reduced.

すなわち、第1の実施形態に係る検知装置1と、従来技術に係る検知装置1Zとを比較すると、検知装置1Zは、給気口2cおよび排気口2dを有することから、筐体2Zを密閉構造とできず、検知装置1Zの外表面を洗浄する際に水が筐体2Z内部へ侵入し、収容機器類の故障が発生する場合がある。また、検知装置1Zは、検知装置1Zの外気の高湿により、光源10が有するLED内のAgがイオン化してマイグレーションし、短絡する場合がある。また、検知装置1Zは、検知装置1Zの外気温度の変動に伴い、外気の温度変動に依存して光源10の照度が安定せず、対象物90の検出精度が低下する。 That is, comparing the detection device 1 according to the first embodiment and the detection device 1Z according to the related art, since the detection device 1Z has the air supply port 2c and the exhaust port 2d, the housing 2Z has a sealed structure. Therefore, when cleaning the outer surface of the detection device 1Z, water may enter the inside of the housing 2Z, which may cause a failure of the contained equipment. Further, in the detection device 1Z, Ag in the LED included in the light source 10 may be ionized and migrated due to high humidity of the outside air of the detection device 1Z, which may cause a short circuit. Further, in the detection device 1Z, the illuminance of the light source 10 is not stable depending on the temperature change of the outside air due to the change of the outside air temperature of the detection device 1Z, and the detection accuracy of the target object 90 is reduced.

一方、第1の実施形態に係る検知装置1は、光源10と、撮像部20と、検知部30と、筐体2と、冷却部50とを具備する。光源10は、対象物90を含む被照射体80へ照射光を照射する。撮像部20は、光源10から照射された照射光を用いて被照射体80を撮像する。検知部30は、撮像部20により撮像された被照射体80の撮像画像から、対象物90に対応する色を抽出し、抽出した色を有する画像領域を抽出することにより対象物90を検知する。筐体2は、光源10と撮像部20と検知部30とを内部に収容する。冷却部50は、光源10と撮像部20と検知部30とを冷却する。第1の実施形態に係る検知装置1は、給気口2cおよび排気口2dを設けず、冷却部50により筐体2内部の温度および湿度の管理を行うことから筐体2を密閉構造とでき、検知装置1の外表面を洗浄する際に水が筐体2内部へ侵入することを防止できる。また、検知装置1は、冷却部50により筐体2内部の温度および湿度の管理を行うため、検知装置1の外気の温度や湿度に起因する光源10の故障を回避するとともに、外気の温度変動に関わらず光源10の照度を安定化でき、対象物90の検出精度の低下を抑制し、安定化を図ることができる。 On the other hand, the detection device 1 according to the first embodiment includes a light source 10, an imaging unit 20, a detection unit 30, a housing 2, and a cooling unit 50. The light source 10 irradiates the irradiation target 80 including the target object 90 with irradiation light. The image capturing unit 20 captures an image of the irradiation target 80 using the irradiation light emitted from the light source 10. The detection unit 30 detects the target 90 by extracting a color corresponding to the target 90 from the captured image of the irradiation target 80 captured by the image capturing unit 20 and extracting an image region having the extracted color. .. The housing 2 houses the light source 10, the imaging unit 20, and the detection unit 30 inside. The cooling unit 50 cools the light source 10, the imaging unit 20, and the detection unit 30. The detection device 1 according to the first embodiment does not have the air supply port 2c and the exhaust port 2d and manages the temperature and humidity inside the housing 2 by the cooling unit 50, so that the housing 2 can have a closed structure. It is possible to prevent water from entering the inside of the housing 2 when cleaning the outer surface of the detection device 1. Further, since the detection device 1 manages the temperature and humidity inside the housing 2 by the cooling unit 50, the failure of the light source 10 caused by the temperature and humidity of the outside air of the detection device 1 is avoided, and the temperature change of the outside air. Regardless of this, the illuminance of the light source 10 can be stabilized, a decrease in the detection accuracy of the target object 90 can be suppressed, and stabilization can be achieved.

なお、上記した第1の実施形態では、検知部30による対象物90の検知は可視光の色抽出に基づくものとしたが、これに限定されず、例えば、紫外光や赤外光の検知に基づいて対象物90を検知するように構成してもよい。 In the above-described first embodiment, the detection of the target object 90 by the detection unit 30 is based on the color extraction of visible light, but the present invention is not limited to this. For example, detection of ultraviolet light or infrared light is performed. It may be configured to detect the object 90 based on the above.

また、例えば、上記した第1の実施形態では、筐体2内部に、光源10、撮像部20、検知部30、電源部40が収容されるとしたが、これに限定されず、筐体2内部には少なくとも光源10および撮像部20が収容され、検知部30、電源部40およびその他の機器は、筐体2の外部に配置され、ケーブルを介して、光源10および撮像部20と接続されるように構成してもよい。 In addition, for example, in the above-described first embodiment, the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40 are housed inside the housing 2, but the housing 2 is not limited to this. At least the light source 10 and the imaging unit 20 are housed inside, and the detection unit 30, the power supply unit 40, and other devices are arranged outside the housing 2, and are connected to the light source 10 and the imaging unit 20 via a cable. It may be configured to.

[第2の実施形態]
(検知装置の光源と撮像部との位置関係)
光源10から被照射体80へ照射される光が窓部2aで反射して、撮像部20の撮像素子による撮像画像においてハレーションが発生する場合がある。ハレーションにより、被照射体80を撮像部20により撮像した撮像画像の明度および色度が変化し、その結果、検知部30による対象物90の誤検知が発生する等の検出精度が低下する場合がある。第2の実施形態に係る検知装置1Aは、このハレーションを発生させず、検知部30による対象物90の検出精度の低下を抑制する検知装置である。
[Second Embodiment]
(Positional relationship between the light source of the detection device and the imaging unit)
Light emitted from the light source 10 to the irradiation target 80 may be reflected by the window 2a, and halation may occur in an image picked up by the image pickup device of the image pickup unit 20. Due to the halation, the brightness and chromaticity of the captured image of the irradiated body 80 captured by the imaging unit 20 may change, and as a result, the detection accuracy may be reduced, such as the detection unit 30 erroneously detecting the object 90. is there. The detection device 1A according to the second embodiment is a detection device that does not cause this halation and suppresses a decrease in the detection accuracy of the target object 90 by the detection unit 30.

以下の第2の実施形態の説明では、第1の実施形態と同一の構成および処理については、図示および説明を省略する。図4は、第2の実施形態に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の一例を示す図である。図5は、従来技術に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の一例を示す図である。 In the following description of the second embodiment, illustration and description of the same configurations and processes as those of the first embodiment will be omitted. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the positional relationship between the light source and the imaging unit of the detection device according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of the positional relationship between the light source and the imaging unit of the detection device according to the related art.

図4に示すように、第2の実施形態に係る検知装置1Aが有する光源10は、光源10と窓部2aとの鉛直方向の距離がY1となるように、窓部2aに対して鉛直方向により接近して配置される。Y1は、例えば50mm以下である。このため、図4に示すように、光源10が照射した光が窓部2aの表面で正反射した反射光が撮像部20に至らず、撮像部20により撮像された撮像画像にハレーションは発生しない。 As shown in FIG. 4, the light source 10 included in the detection device 1A according to the second embodiment has a vertical direction with respect to the window 2a such that the vertical distance between the light source 10 and the window 2a is Y1. Placed closer together. Y1 is, for example, 50 mm or less. Therefore, as shown in FIG. 4, the reflected light, which is the light emitted from the light source 10 and regularly reflected on the surface of the window 2a, does not reach the image capturing unit 20, and halation does not occur in the image captured by the image capturing unit 20. ..

これに対し、図5に示すように、従来技術に係る検知装置1Zが有する光源10は、光源10と窓部2aとの鉛直方向の距離がYである。このため、図5に示すように、光源10が照射した光が窓部2aの表面で正反射した反射光が撮像部20に至り、撮像部20により撮像された撮像画像にハレーションが発生する。なお、Yは、前述のY1との間に、Y1<Yの大小関係を有する。 On the other hand, as shown in FIG. 5, in the light source 10 included in the detection device 1Z according to the related art, the vertical distance between the light source 10 and the window 2a is Y. Therefore, as shown in FIG. 5, the reflected light, which is the light emitted from the light source 10 and specularly reflected on the surface of the window 2a, reaches the image capturing unit 20, and halation occurs in the image captured by the image capturing unit 20. Note that Y has a magnitude relation of Y1<Y with Y1 described above.

(第2の実施形態に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の詳細)
次に、第2の実施形態において、検知装置1Aが有する光源10と窓部2aとの鉛直方向の距離Y1を50mm以下である根拠について説明する。図6は、第2の実施形態に係る検知装置の光源と撮像部との位置関係の詳細の一例を説明するための図である。図7は、第2の実施形態に係る検知装置の光源の傾き角度の一例を説明するための図である。
(Details of the positional relationship between the light source and the imaging unit of the detection device according to the second embodiment)
Next, in the second embodiment, the reason why the vertical distance Y1 between the light source 10 and the window 2a included in the detection device 1A is 50 mm or less will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of details of the positional relationship between the light source and the imaging unit of the detection device according to the second embodiment. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the tilt angle of the light source of the detection device according to the second embodiment.

なお、図6に示すXは、検知装置1Aが有する光源10と撮像部20との水平方向の距離を示す。また、図6に示すY1は、検知装置1Aが有する光源10と窓部2aとの鉛直方向の距離を示す。また、図6に示すY2は、検知装置1Aが有する撮像部20と窓部2aとの鉛直方向の距離を示す。また、図7に示すθは、検知装置1Aが有する光源10の鉛直方向下向きに対する反時計回りの傾き角度を示す。 In addition, X shown in FIG. 6 indicates a horizontal distance between the light source 10 and the imaging unit 20 included in the detection device 1A. Further, Y1 shown in FIG. 6 represents a vertical distance between the light source 10 and the window 2a included in the detection device 1A. Further, Y2 shown in FIG. 6 represents a vertical distance between the image capturing unit 20 and the window 2a included in the detection device 1A. Further, θ shown in FIG. 7 indicates a counterclockwise tilt angle of the light source 10 of the detection device 1A with respect to the downward direction in the vertical direction.

ここで、Y1およびY2は、次の条件1および条件2の各条件を満たす。条件1は、条件2よりも優先される条件である。 Here, Y1 and Y2 satisfy each of the following conditions 1 and 2. Condition 1 is a condition that has priority over Condition 2.

条件1:Y1<Y2・・・(1)
Y1≧Y2であると、光源10から照射される光が窓部2aで反射してハレーションが発生する場合を示すことから、ハレーションが発生しない条件として、上記(1)式とする。
Condition 1: Y1<Y2...(1)
If Y1≧Y2, the light emitted from the light source 10 is reflected by the window 2a to cause halation. Therefore, the condition (1) is used as a condition for preventing halation.

条件2:50mm≦X≦150mm・・・(2)
50mm≦Y2≦150mm・・・(3)
−5°≦θ≦45°・・・(4)
ただし、検知装置1Aが有する撮像部20の鉛直方向下向きに対する反時計回りの傾き角度は、0°で固定とする。
Condition 2: 50 mm≦X≦150 mm (2)
50 mm≦Y2≦150 mm (3)
−5°≦θ≦45° (4)
However, the counterclockwise tilt angle of the imaging unit 20 of the detection device 1A with respect to the downward direction in the vertical direction is fixed at 0°.

ここで、上記(1)式の条件のもと、上記(2)式について検討する。X<50mmのとき、光源10が、撮像部20の撮像範囲に入り、撮像部20の影になる。また、上記(1)式の条件のもと、150mm<Xのとき、光源10の照射エリア外も照明され、撮像部20が窓部2aによる光源10の反射光を検知してしまう。 Here, the equation (2) is examined under the condition of the equation (1). When X<50 mm, the light source 10 enters the image pickup range of the image pickup unit 20 and becomes a shadow of the image pickup unit 20. Further, under the condition of the above expression (1), when 150 mm<X, the outside of the irradiation area of the light source 10 is also illuminated, and the imaging unit 20 detects the reflected light of the light source 10 by the window 2a.

また、上記(1)式の条件のもと、上記(3)式について検討する。Y2<50mmのとき、撮像部20が、光源10の照射範囲に入り、撮像部20が光源10の影になる。また、150mm<Y2のとき、撮像部20に光源10が映り込み、誤検知のおそれがある。 Further, under the conditions of the above formula (1), the above formula (3) will be examined. When Y2<50 mm, the image pickup unit 20 enters the irradiation range of the light source 10, and the image pickup unit 20 becomes the shadow of the light source 10. Further, when 150 mm<Y2, the light source 10 may be reflected in the image capturing unit 20, and erroneous detection may occur.

また、上記(1)式の条件のもと、上記(4)式について検討する。θ<−5°のとき、光源10が照射エリア外を照明することとなる。また、45°<θのときも、光源10が照射エリア外を照明することとなる。 Further, under the conditions of the above equation (1), the above equation (4) will be examined. When θ<−5°, the light source 10 illuminates the outside of the irradiation area. Also, when 45°<θ, the light source 10 illuminates the outside of the irradiation area.

以上から、次の(5)式が、光源10から照射される光が窓部2aで反射せず、ハレーションが発生しないY1の条件となる。
Y1≦50mm・・・(5)
他方、Y1>50mmであると、光源10から照射される光が窓部2aで反射し、ハレーションが発生する。
From the above, the following expression (5) is a condition of Y1 in which the light emitted from the light source 10 is not reflected by the window 2a and halation does not occur.
Y1 ≤ 50 mm (5)
On the other hand, when Y1>50 mm, the light emitted from the light source 10 is reflected by the window 2a, causing halation.

(光源および窓部における反射光の分光分布)
図8を用いて、第2の実施形態に係る検知装置1Aの光源10から照射された光および光源10から照射された光が窓部2aにおいて反射した反射光の分光分布について説明する。図8は、第2の実施形態に係る光源の分光分布の一例を示す図である。
(Spectral distribution of reflected light at light source and window)
The spectral distribution of the light emitted from the light source 10 and the light emitted from the light source 10 of the detection device 1A according to the second embodiment and the reflected light reflected by the window 2a will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing an example of the spectral distribution of the light source according to the second embodiment.

図8に示すように、光源10は、例えば波長450nm付近に第1のピーク波長を有し、波長540nm付近に第2のピークを有する、約430nm〜800nmの波長域の光を照射する。すなわち、撮像部20は、被照射体80の表面で反射した反射光を受光することとなる。 As shown in FIG. 8, the light source 10 emits light in the wavelength range of about 430 nm to 800 nm, which has a first peak wavelength near a wavelength of 450 nm and a second peak near a wavelength of 540 nm, for example. That is, the imaging unit 20 receives the reflected light reflected by the surface of the irradiation target 80.

ところが、従来技術に係る検知装置1Zは、同じ分光分布を有する光源10を用いた場合、光源10の光が、窓部2aの表面で反射した反射光と混合されることにより、可視光の概ね全波長領域で反射光の影響を受けて、撮像部20により被照射体80を撮像する際にハレーションが発生することになる。ハレーションが発生した被照射体80の撮像画像を異物検知に用いると、対象物90の誤検知につながる。 However, in the detection device 1Z according to the related art, when the light source 10 having the same spectral distribution is used, the light of the light source 10 is mixed with the reflected light reflected on the surface of the window 2a, so that almost all visible light is emitted. Due to the influence of reflected light in all wavelength regions, halation occurs when the image of the irradiated object 80 is picked up by the image pickup unit 20. If the captured image of the irradiated object 80 in which halation has occurred is used for foreign object detection, it leads to erroneous detection of the target object 90.

一方、第2の実施形態に係る検知装置1Aは、光源10と、撮像部20と、検知部30と、筐体2と、窓部2aとを具備する。窓部2aは、筐体2に設けられ、光源10および撮像部20と被照射体80との間に位置し、照射光を透過させるための透光性を有する。第2の実施形態に係る検知装置1Aでは、光源10と窓部2aとの距離を50mm以下とするため、撮像部20が被照射体80を撮像した撮像画像にハレーションが発生せず、対象物90を誤検知せず、安定した異物検知ができる。よって、第2の実施形態に係る検知装置1Aによれば、対象物90の検知精度を高めることができる。 On the other hand, the detection device 1A according to the second embodiment includes a light source 10, an imaging unit 20, a detection unit 30, a housing 2, and a window 2a. The window 2a is provided in the housing 2, is located between the light source 10 and the imaging unit 20, and the irradiation target 80, and has a light-transmitting property for transmitting irradiation light. In the detection device 1A according to the second embodiment, since the distance between the light source 10 and the window 2a is 50 mm or less, halation does not occur in the captured image obtained by capturing the irradiation target 80 by the imaging unit 20, and the target object is not generated. Stable foreign matter detection can be performed without erroneously detecting 90. Therefore, with the detection device 1A according to the second embodiment, the detection accuracy of the target object 90 can be increased.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

1,1A,1Z 検知装置
2,2Z 筐体
2a 窓部
2b 区画板
2b−1 第1の空間
2b−2 第2の空間
2c 給気口
2d 排気口
10 光源
20 撮像部
30 検知部
40 電源部
50 冷却部
70 搬送機構
80 被照射体
90 対象物
1, 1A, 1Z Detection device 2, 2Z Housing 2a Window 2b Partition plate 2b-1 First space 2b-2 Second space 2c Air supply port 2d Exhaust port 10 Light source 20 Imaging unit 30 Detection unit 40 Power supply unit 50 Cooling Unit 70 Conveying Mechanism 80 Irradiation Body 90 Object

Claims (3)

一方向に搬送される食品または農作物を被照射体とする検知装置であって、
前記被照射体へ照射光を照射するための単一の光源と;
前記光源に対して前記被照射体の搬送方向における下流側に配置され、前記光源から照射された照射光を用いて直下の前記被照射体を撮像するための撮像部と;
前記撮像部により撮像された前記被照射体の撮像画像から、前記被照射体に混入または付着する異物に対応する色を抽出し、抽出した色を有する画像領域を抽出することにより前記異物を検知するための検知部と;
前記光源と前記撮像部と前記検知部とを内部に収容するための筐体と;
前記光源と前記撮像部と前記検知部とを冷却するための冷却部と;
前記筐体に設けられ、前記光源および前記撮像部と前記被照射体との間に位置する、前記照射光を透過させるための透光性を有する樹脂製の窓部と;
を具備
鉛直方向において、前記光源と前記窓部との離間距離をY1、前記撮像部と前記窓部との離間距離をY2としたときに、Y1<Y2を満たす、検知装置。
A detection device that uses a food or agricultural product conveyed in one direction as an irradiation target,
A single light source for irradiating the irradiation object with irradiation light;
An imaging unit arranged downstream of the light source in the transport direction of the irradiation target, for imaging the irradiation target directly below using irradiation light emitted from the light source;
Detecting the foreign matter by extracting a color corresponding to a foreign matter mixed in or adhering to the irradiated body from an imaged image of the irradiated body imaged by the imaging unit and extracting an image region having the extracted color A detection unit for
A housing for housing the light source, the imaging unit, and the detection unit therein;
A cooling unit for cooling the light source, the imaging unit, and the detection unit;
A translucent resin window portion that is provided in the housing and that is located between the light source and the imaging unit and the irradiation target and that transmits the irradiation light;
Equipped with ,
A detection device that satisfies Y1<Y2, where Y1 is the distance between the light source and the window and Y2 is the distance between the imaging unit and the window in the vertical direction .
前記冷却部は、前記筐体の外部から空気を取込み、前記筐体の内部で前記空気を循環させる、請求項1に記載の検知装置。 The detection device according to claim 1, wherein the cooling unit takes in air from the outside of the housing and circulates the air inside the housing. 前記離間距離Y1は、50mm以下である、
請求項1または2に記載の検知装置。
The separation distance Y1 is 50 mm or less,
The detection device according to claim 1.
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