JP6881653B2

JP6881653B2 - Detection device

Info

Publication number: JP6881653B2
Application number: JP2020083482A
Authority: JP
Inventors: 純藤岡; 正典和氣; 幸信中川; 貴章田中; 祥平前田; 剛雄加藤; 弘喜日野; 啓資矢内; 公人櫻井; 亮彦田内
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: JP2020122802A

Description

本発明の実施形態は、検知装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a detection 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。 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 imaging the article as an irradiated body irradiated 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Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-45194 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 object contained in the irradiated body.

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。 An object to be solved by the present invention is to provide a detection device capable of improving the detection accuracy of an object contained in an irradiated body.

実施形態に係る対象物の検知装置は、被照射体へ照射光を照射するための単一の光源と、前記被照射体を載置する搬送ベルトを有し、前記搬送ベルトを一方向に搬送する搬送機構と、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窓部と、を具備する。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。 The object detection device according to the embodiment has a single light source for irradiating the irradiated body with irradiation light and a transport belt on which the irradiated body is placed, and transports the transport belt in one direction. An imaging unit that is arranged downstream of the light source in the transport direction of the object to be irradiated and that uses the irradiation light emitted from the light source to image the object to be irradiated directly below. The foreign matter is detected by extracting a color corresponding to the foreign matter mixed or adhering to the irradiated body from the captured image of the irradiated body imaged by the imaging unit and extracting an image region having the extracted color. Between the light source, the image pickup unit, and the housing provided in the housing, and between the light source, the image pickup unit, and the irradiated body. A window portion having a translucent property for transmitting the irradiation light, which is located in the above. In the vertical direction, Y1 <Y2 is satisfied when the separation distance between the light source and the window portion is Y1 and the separation distance between the imaging unit and the window portion is Y2.

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 object contained 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 device 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 mode of cooling of each part in the detection device 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 mode of cooling of each part in the detection device which concerns on the 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 of the detection device which concerns on 2nd Embodiment, and the image pickup part. 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 between the light source of the detection device which concerns on the prior art, and an image pickup part. 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 a detailed example of the positional relationship between the light source of the detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment, and the image pickup part. 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 device 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 embodiment described below includes a light source, an image pickup unit, a detection unit, a housing, and a cooling unit. The light source irradiates the irradiated body with the irradiation light. The image pickup unit takes an image of the irradiated body using the irradiation light emitted from the light source. The detection unit detects an object by extracting a color corresponding to the object from the image of the irradiated object imaged by the image pickup unit and extracting an image region having the extracted color. The housing houses the light source, the image pickup 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 embodiment described below has a window portion that is provided in the housing and has a translucent property for transmitting the irradiation light, which is located between the light source and the image pickup unit and the irradiated body. Further equipped.

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 on which 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]
(Configuration of Detection Device According to 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 image pickup 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 images the irradiated body 80 irradiated with the light from the light source 10 from the vertically upper side, so that the irradiated body 80 is imaged. This is a detection device that detects the presence or absence of an object 90 included in or attached to the irradiated body 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 arranged below the light source 10 with light in the wavelength range of, for example, 350 to 780 nm by the electric power supplied from the power supply unit 40. It is a visible light irradiation unit including an LED (Light Emitting Diode).

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 pickup unit 20 is a camera having an image pickup element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The image pickup unit 20 takes an image of the irradiated body 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 sensor of the image pickup unit 20 may be appropriately changed according to the size of the irradiated body 80 and the 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 image capturing unit 20 outputs the captured image of the irradiated body 80 to the detecting unit 30. The imaging unit 20 may be arranged in any position as long as it can image the irradiated body 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 to 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 or attached to the irradiated body 80 from 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 object 90 by extracting a color corresponding to the object 90 from the input image from the imaging unit 20 and extracting an 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 image pickup 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。 Further, the detection device 1 has a housing 2 that houses the light source 10, the image pickup unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40. The housing 2 is made of a material that blocks external light. The housing 2 may have, for example, a closed structure for preventing a cleaning liquid such as water from entering from the outside to the inside. Further, the housing 2 may have a partition plate 2b for partitioning a space for accommodating the light source 10, the image pickup 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 a first space 2b-1 for accommodating the light source 10 and the imaging unit 20 and a second space for accommodating the detection unit 30 and the power supply unit 40 by the partition plate 2b. It is divided into two accommodation spaces with the space 2b-2.

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 does not have a partition plate 2b, and may be configured to accommodate the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40 in one accommodation 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 order to prevent the light source 10 and the image pickup unit 20 from falling toward the transport mechanism 70 side, the housing 2 has a window portion having visible light transmission on the transport mechanism 70 side of the light source 10 and the image pickup unit 20. 2a is provided. The window portion 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 for a waterproof outdoor panel cooler or the like. For example, as shown in FIG. 1, the cooling unit 50 is attached to one outer surface of the housing 2, for example, a side surface, and ventilates the inside of the housing 2 with exhaust heat, dehumidification, and cooling inside the housing 2. 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 product, or the like. The irradiated body 80 may be housed in a container or packaged with a packaging material. Further, the object 90 is, for example, a foreign substance that may be mixed or adhered to the irradiated body 80 in the manufacturing process of the irradiated body 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 irradiated body 80 including the object 90 is placed on, for example, a transport mechanism 70 such as a conveyor configured to be movable in the horizontal direction. The transport mechanism 70 is configured so that, for example, by arranging a plurality of irradiated bodies 80 side by side, the plurality of irradiated bodies 80 can be continuously moved below the light source 10 and the imaging unit 20. May be 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 for inputting various instructions such as an output unit for outputting various information such as the operation status of the detection device 1 and an operation instruction of the detection device 1. It has a storage unit that stores information about the color range corresponding to the input unit and the 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。 (Cooling mode of each part in the detection device)
FIG. 2 is a diagram showing an example of a mode of cooling each part in the detection device according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an example of a mode of cooling of each part in the detection device according to the prior art. With reference to FIGS. 2 and 3, a mode of cooling each part of the detection device according to the first embodiment and the prior art will be comparatively 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 prior 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 the 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, the temperature of the air inside the housing 2Z of the detection device 1Z is only affected by the rise due to the drive of the light source 10, the imaging unit 20, the detection unit 30, and the power supply unit 40. However, since it depends on the temperature fluctuation of the outside air, the illuminance of the light source 10 fluctuates and does not fall within the predetermined range, and is not stable. Therefore, the brightness and chromaticity of the image captured by the image pickup unit 20 of the irradiated body 80 irradiated by the light source 10 are not stable, and as a result, the detection accuracy of the object 90 by the detection unit 30 is lowered.

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, when the detection device 1 according to the first embodiment and the detection device 1Z according to the prior art are compared, since the detection device 1Z has an air supply port 2c and an exhaust port 2d, the housing 2Z has a sealed structure. When cleaning the outer surface of the detection device 1Z, water may enter the inside of the housing 2Z, causing a failure of the accommodation equipment. Further, in the detection device 1Z, due to the high humidity of the outside air of the detection device 1Z, Ag in the LED of the light source 10 may be ionized and migrated, resulting in a short circuit. Further, in the detection device 1Z, the illuminance of the light source 10 is not stable depending on the temperature fluctuation of the outside air due to the fluctuation of the outside air temperature of the detection device 1Z, and the detection accuracy of the object 90 is lowered.

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 image pickup unit 20, a detection unit 30, a housing 2, and a cooling unit 50. The light source 10 irradiates the irradiated body 80 including the object 90 with the irradiation light. The imaging unit 20 images the irradiated body 80 using the irradiation light emitted from the light source 10. The detection unit 30 detects the object 90 by extracting a color corresponding to the object 90 from the image of the irradiated body 80 imaged by the image pickup unit 20 and extracting an image region having the extracted color. .. The housing 2 houses the light source 10, the image pickup 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 provide the air supply port 2c and the exhaust port 2d, and the temperature and humidity inside the housing 2 are controlled 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 due to the temperature and humidity of the outside air of the detection device 1 can be avoided, and the temperature fluctuation of the outside air can be avoided. Regardless of this, the illuminance of the light source 10 can be stabilized, the deterioration of the detection accuracy of the object 90 can be suppressed, and the 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 first embodiment described above, the detection of the object 90 by the detection unit 30 is based on the color extraction of visible light, but the detection is not limited to this, and for example, for the detection of ultraviolet light and infrared light. 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。 Further, for example, in the first embodiment described above, 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 image pickup 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 image pickup unit 20 via a cable. It may be configured as follows.

［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)
The light emitted from the light source 10 to the irradiated body 80 may be reflected by the window portion 2a, and halation may occur in the image captured by the image pickup device of the image pickup unit 20. Due to halation, the brightness and chromaticity of the image captured by the image pickup unit 20 of the irradiated body 80 may change, and as a result, the detection accuracy may decrease, such as erroneous detection of the object 90 by the detection unit 30. is there. The detection device 1A according to the second embodiment is a detection device that does not generate this halation and suppresses a decrease in the detection accuracy of the 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 configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted. FIG. 4 is a diagram showing an example of the positional relationship between the light source of the detection device and the imaging unit according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of the positional relationship between the light source of the detection device according to the prior art and the imaging unit.

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 is in the vertical direction with respect to the window portion 2a so that the vertical distance between the light source 10 and the window portion 2a is Y1. Placed closer together. Y1 is, for example, 50 mm or less. Therefore, as shown in FIG. 4, the reflected light that is specularly reflected by the light emitted by the light source 10 on the surface of the window portion 2a does not reach the imaging unit 20, and halation does not occur in the image captured by the imaging 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, the light source 10 included in the detection device 1Z according to the prior art has a vertical distance of Y between the light source 10 and the window portion 2a. Therefore, as shown in FIG. 5, the reflected light that is specularly reflected by the light emitted by the light source 10 on the surface of the window portion 2a reaches the image pickup unit 20, and halation occurs in the captured image captured by the image pickup unit 20. It should be noted that Y has a magnitude relationship of Y1 <Y with the above-mentioned Y1.

（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 of the detection device and the imaging unit according to the second embodiment)
Next, in the second embodiment, the grounds for the vertical distance Y1 between the light source 10 and the window portion 2a of the detection device 1A to be 50 mm or less will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining a detailed example of the positional relationship between the light source of the detection device and the imaging unit 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。 Note that X shown in FIG. 6 indicates the horizontal distance between the light source 10 included in the detection device 1A and the imaging unit 20. Further, Y1 shown in FIG. 6 indicates the vertical distance between the light source 10 included in the detection device 1A and the window portion 2a. Further, Y2 shown in FIG. 6 indicates the vertical distance between the image pickup unit 20 and the window unit 2a included in the detection device 1A. Further, θ shown in FIG. 7 indicates a counterclockwise tilt angle of the light source 10 included in the detection device 1A with respect to the vertical downward 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 the following conditions 1 and 2. Condition 1 is a condition that takes precedence 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)
When Y1 ≧ Y2, the light emitted from the light source 10 is reflected by the window portion 2a to cause halation. Therefore, the above equation (1) is used as a condition for not causing 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 tilt angle of the imaging unit 20 of the detection device 1A with respect to the vertical downward 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 above equation (2) will be examined under the conditions of the above equation (1). When X <50 mm, the light source 10 enters the imaging range of the imaging unit 20 and becomes a shadow of the imaging unit 20. Further, under the condition of the above equation (1), when 150 mm <X, the outside of the irradiation area of the light source 10 is also illuminated, and the image pickup unit 20 detects the reflected light of the light source 10 by the window unit 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 equation (1), the above equation (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 section 20 becomes a shadow of the light source 10. Further, when 150 mm <Y2, the light source 10 is reflected in the image pickup unit 20, and there is a risk of erroneous detection.

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. Further, even 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 equation (5) is the condition of Y1 in which the light emitted from the light source 10 is not reflected by the window portion 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 portion 2a, and halation occurs.

（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 in the light source and window)
The spectral distribution of 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 light emitted from the light source 10 in the window portion 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 irradiates light in a wavelength range of about 430 nm to 800 nm, for example, having a first peak wavelength near 450 nm and a second peak near a wavelength of 540 nm. That is, the imaging unit 20 receives the reflected light reflected on the surface of the irradiated body 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 prior 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 portion 2a, so that the visible light is generally visible. Due to the influence of the reflected light in the entire wavelength region, halation occurs when the image-receiving body 80 is imaged by the imaging unit 20. When the captured image of the irradiated body 80 in which halation occurs is used for detecting a foreign substance, it leads to erroneous detection of the 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 image pickup unit 20, a detection unit 30, a housing 2, and a window unit 2a. The window portion 2a is provided in the housing 2, is located between the light source 10 and the imaging unit 20 and the irradiated body 80, and has a translucency for transmitting the irradiation light. In the detection device 1A according to the second embodiment, since the distance between the light source 10 and the window portion 2a is 50 mm or less, halation does not occur in the captured image captured by the image pickup unit 20 and the object to be irradiated. Stable foreign matter detection is possible without erroneously detecting 90. Therefore, according to the detection device 1A according to the second embodiment, the detection accuracy of the object 90 can be improved.

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 gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

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 Irradiated object 90 Object

Claims

被照射体へ照射光を照射するための単一の光源と；
前記被照射体を載置する搬送ベルトを有し、前記搬送ベルトを一方向に搬送する搬送機構と；
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窓部と；
を具備し、
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。 With a single light source for irradiating the irradiated body with irradiation light;
With a transport mechanism having a transport belt on which the irradiated body is placed and transporting the transport belt in one direction;
An imaging unit that is arranged on the downstream side in the transport direction of the irradiated object with respect to the light source and that images the irradiated object directly below using the irradiation light emitted from the light source;
The foreign matter is detected by extracting a color corresponding to the foreign matter mixed or adhering to the irradiated body from the captured image of the irradiated body imaged by the imaging unit and extracting an image region having the extracted color. With a detector to do;
A housing for accommodating the light source, the image pickup unit, and the detection unit inside;
A window portion provided in the housing and located between the light source and the imaging unit and the irradiated body and having a translucent property for transmitting the irradiation light;
Equipped with
A detection device that satisfies Y1 <Y2 when the distance between the light source and the window is Y1 and the distance between the image pickup unit and the window is Y2 in the vertical direction.

前記光源は、前記照射光の光軸が、鉛直方向に対して傾斜角θをなすように前記搬送方向の下流側に向かって傾斜して配置され、前記搬送方向における前記光源の前記光軸と前記撮像部の光軸との離間距離をＸとしたとき、
５０ｍｍ≦Ｘ≦１５０ｍｍ
５０ｍｍ≦Ｙ２≦１５０ｍｍ
−５°≦θ≦４５°
を満たす、請求項１に記載の検知装置。 The light source is arranged so that the optical axis of the irradiation light is inclined toward the downstream side in the transport direction so as to form an inclination angle θ with respect to the vertical direction, and is arranged with the optical axis of the light source in the transport direction. When the distance from the optical axis of the imaging unit is X,
50 mm ≤ X ≤ 150 mm
50 mm ≤ Y2 ≤ 150 mm
-5 ° ≤ θ ≤ 45 °
The detection device according to claim 1, which satisfies the above conditions.

前記離間距離Ｙ１は、Ｙ１≦５０ｍｍ以下を満たす、
請求項１または２に記載の検知装置。 The separation distance Y1 satisfies Y1 ≦ 50 mm or less.
The detection device according to claim 1 or 2.

前記被照射体は、食品、農作物、錠剤のいずれか１つである、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の検知装置。 The irradiated body is any one of food, agricultural products, and tablets.
The detection device according to any one of claims 1 to 3.