JP2006329907A - 異物検出装置及び包装容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】情報を予め入力しておくことなく、検査が必要な領域のみを検査対象として有効に異物を検出できる異物検出装置を提供する。
【解決手段】被検査物のそれぞれには記録素子としてのICタグが付与されている。このICタグには、検査画像4中においてICタグの像43が存在することになる領域51を示す情報が、あらかじめ記録される。異物検出装置では、この情報が読み出され、ICタグの像43が存在する領域51が検査画像4から除外される。そして、領域51以外の検査画像4の領域に基づいて、被検査物に異物が存在するか否かが判断される。これにより、検出対象から除外すべき領域の情報を異物検出装置に検査前に入力しておかなくても、検査が必要な領域のみを検査対象として有効に異物を検出できる。
【選択図】図6

Description

本発明は、被検査物を透過したX線に係る検査画像に基づいて、被検査物に含まれる異物を検出する技術に関する。
従来より、商品とされる食品に含まれる異物を検出するため、X線を用いた異物検出装置が利用されている。異物検出装置では、食品にX線が照射され、その食品を透過したX線に係る画像が検査画像として取得される。そして、取得された検査画像を解析することで、金属や硬質異物(樹脂、石)等の異物が食品中に存在するか否かが検査される。
異物検出装置の被検査物となる食品には、金属クリップのあるソーセージなど、正常状態において金属や樹脂を含むものも存在する。このような食品を被検査物とする場合は、ユーザは、検査前に正常状態の食品に係る検査画像を異物検出装置に取得させ、当該検査画像中において正常物としての金属や樹脂の像が存在する領域を指定する。これにより、当該領域が対象外領域として検査対象から除外され、その他の検査が必要な領域のみを検査対象として異物が検出されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−243665号公報
ところで近年、食品の各種の情報を示すために、従来のバーコードに代えて記録素子であるICタグを食品の包装容器のそれぞれに付与することが検討されている。ICタグは、主に金属で構成されるため、異物検出装置においては異物として検出されてしまう。このため、異物検出装置の被検査物がこのようなICタグを有するときは、検査前に、検査画像中においてICタグの像が存在する領域が対象外領域となるように、その領域を特定する情報を異物検出装置に入力しておく必要がある。
しかしながら、ICタグが配置される位置は、食品の包装容器ごとに異なる。このため、ユーザは、対象外領域を特定する情報の入力を、被検査物としての食品を変更するごとに行う必要がある。このことから今後、全ての食品の包装容器にICタグが付与された場合には、異物検出装置による検査の効率が著しく悪化することが予想される。
またこのように対象外領域を特定する情報の入力を被検査物ごとに行う必要があることは、金属クリップのあるソーセージなどを被検査物とする場合においても効率上から問題があり、改善が要望されていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、検出対象から除外すべき領域の情報を予め入力しておくことなく、検査が必要な領域のみを検査対象として有効に異物を検出できる異物検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、被検査物を透過したX線に係る検査画像に基づいて前記被検査物に含まれる異物を検出する異物検出装置であって、前記被検査物が備える電磁的な記録素子から、前記検査画像のうち検査対象から除外すべき対象外領域を示す情報を読み出す読出手段と、前記情報に基づき前記対象外領域が除外された前記検査画像に基づいて、前記異物を検出する検出手段と、を備えている。
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の異物検出装置において、前記対象外領域は、前記検査画像のうち前記記録素子の像が存在する領域、を含む。
また、請求項3の発明は、請求項1または2に記載の異物検出装置において、前記被検査物が備える前記記録素子に、当該被検査物に係る前記異物の検出結果を書き込む書込手段、をさらに備えている。
また、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の異物検出装置において、前記被検査物は、食品を収容した包装容器、を含む。
また、請求項5の発明は、電磁的な記録素子を有する包装容器であって、前記記録素子は、被検査物を透過したX線に係る検査画像に基づいて前記被検査物に含まれる異物を検出する異物検出装置が、前記検査画像のうち検査対象から除外すべき対象外領域を示す情報、を記録している。
また、請求項6の発明は、請求項5に記載の包装容器において、前記対象外領域は、前記検査画像のうち前記記録素子の像が存在する領域、を含む。
また、請求項7の発明は、請求項6に記載の包装容器において、前記包装容器は、食品を収容可能な本体部分と前記本体部分を囲む周縁部分と有し、前記記録素子は、前記周縁部分に配置される。
請求項1ないし4の発明によれば、記録素子に記録された情報に基づき、対象外領域が除外された検査画像に基づいて、異物が検出される。このため、被検査物を検査する前に、検出対象から除外すべき領域の情報を異物検出装置に予め入力しておくことなく、必要な領域のみに関して有効に異物を検出できる。
また、特に請求項2の発明によれば、記録素子の像が存在する領域が検査対象から除外されるため、記録素子が異物として検出されることを防止できる。
また、特に請求項3の発明によれば、被検査物の記録素子に異物の検出結果が書き込まれるため、被検査物とその検査結果とを一体的に関連付けることができる。これにより、事後的に、異物が含まれる被検査物を容易に特定できる。
また、特に請求項4の発明によれば、食品の安全性を向上できる。
また、特に請求項5ないし7の発明によれば、検査画像のうち検査対象から除外すべき対象外領域を示す情報を異物検出装置に与えることができる。
また、特に請求項6の発明によれば、記録素子の像が存在する領域が検査対象から除外されるため、記録素子が異物として検出されることを防止できる。
また、特に請求項7の発明によれば、異物検出装置において、食品を収容する本体部分が検査対象から除外されないため、本体部分に収容された食品に含まれる異物を有効に検出できる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る異物検出装置について説明する。
<1.全体構成>
図1は、異物検出装置1の外観構成を示す斜視図である。異物検出装置1は、食品である商品の生産ラインを構成する装置の一つとして配置されるものであり、連続的に搬送されてくる商品中に、金属や硬質異物(樹脂、石)等の異物が存在するか否かを検査する機能を有している。
なお、以下の説明においては、方向及び向きを示す際に、適宜、図中に示す3次元のXYZ直交座標を用いる。このXYZ軸は異物検出装置1のハウジング2に対して相対的に固定される。ここで、X軸及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向(+Z側が上側)である。また、説明の便宜上、X軸方向を左右方向(+X側が右側、−X側が左側)、Y軸方向を奥行方向(−Y側が前面側、+Y側が背面側)とする。
図に示すように、異物検出装置1は、ハウジング2の前面側に操作パネル21を備えている。操作パネル21は、各種の情報を表示するディスプレイ、及び、操作を受け付けるボタンを備え、ユーザインタフェイスとして機能する。ディスプレイの画面はタッチパネル機能を有しており、ユーザはタッチパネルとしての画面を介して、必要な情報や指示を異物検出装置1に入力することが可能となっている。
また、ハウジング2の内部には、X線を用いて商品中の異物を検出するためのX線検査部20が設けられている。被検査物としての商品は、生産ラインにおける上流側装置から搬入口2aに搬入され、ハウジング2の内部をコンベア24によって搬送された後、搬出口2bから下流側装置に搬出される。このコンベア24による搬送の過程において、商品に対して異物が含まれているか否かの検査がなされる。
図2は、X線検査部20の構成を示す斜視図である。なお、図2においては、説明の便宜のため、被検査物となる商品3を直方体で示している。図に示すように、X線検査部20には、商品3を右側(+X側)に向けて搬送するコンベア24が略水平に配置されている。そして、このコンベア24の上部にX線照射部22が設けられる一方で、コンベア24の下部にラインセンサ23が設けられている。
X線照射部22は、直下(−Z側)に存在するラインセンサ23に向けてX線を扇状に照射するものである。X線照射部22は、主として陰極と陽極とを対向させた真空管で構成される。この陰極には電子を放出するフィラメントが設けられる一方、陽極にはタングステンで構成されるターゲットが埋め込まれている。フィラメントから放出された電子は、ターゲットに衝突することでX線に変換される。このようにして生成されたX線は、X線照射部22の下部に設けられたスリットにより成形され、コンベア24による商品の搬送方向に直交するようにY軸に沿って照射される。
ラインセンサ23は、X線を受光しその受光量に応じた信号電荷を出力する複数の受光センサをライン状に配置して構成される。ラインセンサ23は、X線照射部22から照射されたX線を受光できるように、商品の搬送方向に直交するようにY軸に沿って配置される。X線照射部22とラインセンサ23との間に商品3が存在する場合は、商品3を透過したX線の強度を示す信号電荷がラインセンサ23から出力される。
ラインセンサ23からのこの電荷信号は、Y軸に沿った商品3の像を示すライン画像となる。このライン画像は、商品3が+X側に所定距離だけ搬送されるごとに、ラインセンサ23から順次に出力される。そして、これらのライン画像が二次元的に連結されることにより、商品3の全体に係る二次元の検査画像が生成される。この検査画像に基づいて、商品3に含まれる異物が検出されることになるが、詳細は後述する。
また、搬入口2aの近傍には、商品3を検出するための商品センサ25が設けられる。商品センサ25は、投光部と受光部とを備えており、これらはコンベア24の搬送経路を挟んで略水平に配置される。投光部はY軸に沿ってセンサ光を投光し、受光部はこのセンサ光を受光する。このセンサ光の遮断の有無により、商品3の先端部(+X側端部)と後端部(−X側端部)とが商品センサ25により検出される。検査画像とすべきライン画像の出力開始と出力終了とのタイミングは、このようにして商品センサ25により検出される商品3の両端部に基づいて決定される。
また、商品3の搬送経路となるコンベア24の下部には、タグリーダ26とタグライタ27とが設けられている。被検査物としての商品3にはそれぞれ、非接触にて情報の書込/読取が実行可能な電磁的な記録素子であるICタグ(RFIDタグ)39が付与されており、タグリーダ26とタグライタ27とはこのICタグ39の情報を取り扱う。タグリーダ26は、ICタグ39から非接触にて情報の読み取りを行うものであり、搬入口2aの近傍に配置される。一方、タグライタ27は、非接触にてICタグ39に情報の書き込みを行うものであり、搬出口2bの近傍に配置される。
<2.電気的構成>
また、ハウジング2の内部には、異物検出装置1の各部を統括的に制御するためのコンピュータである制御部が設けられている。図3は、この制御部10を含む異物検出装置1の電気的な構成を機能ブロックにて示す図である。
制御部10は、各種演算処理を行うCPU11、プログラム等を記憶するROM12、演算処理の作業領域となるRAM13、及び、各種データを記憶する不揮発性メモリであるバッテリーバックアップされたSRAM14等を備えている。
上述した操作パネル21、X線照射部22、ラインセンサ23、コンベア24、商品センサ25、タグリーダ26及びタグライタ27は、バスライン29を介して制御部10に電気的に接続される。これにより、これらは全て制御部10の制御下で動作する。また、操作パネル21で入力されたユーザ操作の内容、ラインセンサ23により得られたライン画像、商品センサ25による商品3の検出結果、及び、タグリーダ26によって取得されたICタグ39の情報は、制御部10に入力される。
この制御部10の機能には、装置の各部を制御する機能の他、ラインセンサ23から出力されたライン画像から検査画像を生成する画像生成機能、及び、検査画像に基づいて異物を検出する異物検出機能なども含まれている。このような制御部10の各種機能は、ROM12内に予め記憶されたファームウェアとしてのプログラムに従ってCPU11が演算処理を行うことにより実現される。
<3.検査画像について>
異物を検出するための検査対象となる検査画像は、被検査物である商品3の像を示すものである。商品3は、例えば、包装容器たる食品トレイによって包装された生鮮食料品や総菜などの食品である。この食品の食品トレイに、ICタグ39が付与される。
図4は、食品トレイ31の一例を示す斜視図である。図に示すように、食品トレイ31は、例えば発泡スチロール製のものであり、食品を載置して収容可能な器状の本体部分31aと、その本体部分31aの周囲を囲む周縁部分31bとから構成される。ICタグ39は、この周縁部分31bにある四つの角のうちの一の裏側(図中の下面側)に貼付した状態で配置される。このような食品トレイ31の本体部分31aに、ハンバーグなどの食品を収容してラップフィルムなどで包装したものが、商品3となる。
図5は、ハンバーグを収容した商品3の像を示す検査画像4の一例を示す図である。検査画像4における垂直方向及び水平方向はそれぞれ、被写体となる商品3のY軸方向及びX軸方向に対応する。図に示すように、検査画像4には、商品3のうちのハンバーグを示す像42と、食品トレイ31を示す像41とが含まれている。
検査画像4は、商品3を透過したX線の強度を示すものであるため、商品3において密度が高い部分に対応する領域は輝度が低くなり(暗くなり)、逆に、密度が低い部分に対応する領域は輝度が高くなる(明るくなる)。このため、図5中に示す領域44のように、検査画像4中に著しく輝度が低い領域が存在した場合は、食品中に密度が著しく高い物体、すなわち、異物が存在しているといえる。異物検出装置1では、この原理に基づいて、商品3中に異物が存在するかどうかが制御部10により判断されるようになっている。
この一方で、検査画像4には、食品トレイ31に付与されたICタグ39の像(以下、「タグ像」という。)43も含まれている。ICタグ39は、主として金属で構成されることから、タグ像43は食品と比較して著しく輝度が低くなる。したがって、なんらの対応もしない場合は、タグ像43の存在により、商品3中に異物が存在すると判断される可能性がある。
これに対応するため、本実施の形態においては、検査画像4中においてタグ像43が存在する領域を示す情報が、食品トレイ31のICタグ39に予め記憶される。そして、この情報がタグリーダ26により読み取られ、図6に示すように、タグ像43を含む領域51が検査対象から除外され、検査画像4中の領域51以外の領域が検査対象とされて異物が検出される。したがって、図6の例では、著しく輝度が低いタグ像43及び領域44のうち、領域44のみが異物を示す領域として検出されることになる。
ICタグ39に記憶された情報は、検査対象から除外すべき領域を示す情報、換言すれば、検査画像4中のうち検査においてマスクすべき領域を示す情報である。以下、この情報を、「マスク情報」という。また、検査対象から除外すべき領域を、「対象外領域」という。対象外領域は、例えば、検査画像4に相対設定される座標系の座標位置としてマスク情報により示されることになる。
<4.処理の流れ>
次に、異物を検出する処理の流れについて説明する。図7は、異物を検出する処理の流れを示す図である。異物検出装置1は、複数の商品3を連続的に処理することが可能であるが、図7では、ある一の商品3に注目し、その一の商品3に関する処理の流れを示している。
また、この説明における商品3の包装容器は、図4に示す食品トレイ31であるものとする。異物検出装置1に搬入される商品3は、食品トレイ31の長手方向が搬送方向に沿い、かつ、ICタグ39が配置される側が+X側となるように、上流側の装置によりその姿勢が整えられている。
異物検出装置1は、商品3が搬入されるまで処理を待機する。搬入口2aから商品3が搬入されると、当該商品3の先端部が商品センサ25に検出され、これに応答して処理が開始される(ステップS11にてYes)。
まず、商品3に付されたICタグ39から、タグリーダ26によりマスク情報が取得される。取得されたマスク情報は、制御部10に入力される(ステップS12)。
次に、X線照射部22から商品3にX線が照射され、商品3を透過したX線に係るライン画像がラインセンサ23により取得される。そして、これらのライン画像が制御部10により二次元的に連結されて検査画像4が生成される(ステップS13)。
次に、制御部10の処理により、マスク情報に基づいて対象外領域が特定され、特定された対象外領域が検査画像4から除外される(ステップS14)。そして、制御部10により、対象外領域が除外された検査画像4に基づいて、異物が検出される。
マスク情報が示す対象外領域は検査画像4のうちのタグ像43が存在する領域である。この領域が検査対象から除外されるため、タグ像43の存在により、商品3中に異物が存在すると判断されることはない。一方で、タグ像43が存在する領域以外の領域については、その全体が検査対象となる。したがって、食品トレイ31の本体部分31aに対応する領域、すなわち、食品の像が存在する領域については、異物が存在するか否かの検査が有効になされることになる(ステップS15)。
この検出処理によって、異物が発見されなかった場合(ステップS16にてNo)は、その旨を示す正常情報が、当該商品3のICタグ39にタグライタ27により書き込まれる(ステップS17)。
一方、異物が存在していた場合(ステップS16にてYes)は、操作パネル21のディスプレイにその旨を示す警告表示がなされるとともに(ステップS18)、異物が存在したことを示す異常情報が、当該商品3に含まれるICタグ39にタグライタ27により書き込まれる(ステップS19)。
このようにして異物の検査結果が商品3にICタグ39に書き込まれることにより、商品3とその検査結果とを一体的に関連付けることができる。これにより、ICタグ39に書き込まれた情報に基づいて、事後的に異物が含まれる商品3を容易に特定することが可能となる。したがって例えば、振分装置においてこの情報を用いることで、異物が含まれていた商品3のみを生産ラインから排除することも容易となる。
また、事後的に商品3中に異物が発見された場合であっても、ICタグ39に正常情報が書き込まれていれば、商品3は、異物検出装置1による検査の時点では異物が含まれていなかったことを証明できる。このため、当該商品3は、その後の流通過程などで異物が混入したと推定することができ、異物の混入原因の追及が容易となる。
以上のように、本実施の形態では、検査画像4のうち検査対象から除外すべき対象外領域を示すマスク情報が、商品3のICタグ39に記録されている。異物検出装置1では、このマスク情報が読み出され、対象外領域が検査画像4から除外される。そして、対象外領域が除外された検査画像4に基づいて異物が検出される。したがって、商品3を検査する前に、マスク領域などを異物検出装置1にユーザが入力しておかなくても、検査が必要な領域のみを検査対象として有効に異物を検出できることになる。
マスク情報が示す対象外領域は、検査画像4のうちICタグ39の像が存在する領域であるため、ICタグ39が異物として検出されることを有効に防止できる。一方で、ICタグ39は食品トレイ31の周縁部分31bに配置されることから、食品の収容機能のある本体部分31aに係る領域は、対象外領域として検査対象から除外されることはないため、食品に含まれる異物を有効に検出できる。
また、各商品3ごとにマスク情報が読み出されることから、検査対象から除外すべき対象外領域が、各商品3に応じて設定される。このため、もし、商品3ごとにICタグ39が配置される位置が異なったとしても、商品3の種類が変更されるごとにマスク情報などをユーザが入力する必要もない。このため、異なる種類の商品3を連続的に処理する場合においても、高い効率を維持したまま、異物検査を実行することが可能となる。
<5.他の実施の形態>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態(以下、「代表形態」という。)に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような他の実施の形態について説明する。
上記代表形態では、マスク情報が示す対象外領域は、検査画像4のうちICタグ39の像が存在する領域のみであったが、その他の領域をさらに示すようにしてもよい。例えば、金属クリップのあるソーセージなど、正常状態において金属や樹脂を含む食品を被検査物とした場合においては、正常物としての金属や樹脂が異物として検出される可能性がある。このため、この場合は、図8に示すように、正常物としての金属等の像45を含む領域52も予めマスク情報により指定するようにすれば、正常物としての金属等が異物として検出されることを防止することが可能となる。
また、代表形態では、商品3のICタグ39が配置される側は+X側に必ずになるとしていた。しかしながら、食品トレイ31の向きによってはICタグ39が配置される側が−X側となり、図9に示すように、タグ像43が、本来存在するとされる位置の画像中心に関し点対称となる位置に出現する場合もあり得る。このため、これに対応できるように、マスク情報に基づいて一の領域51aが対象外領域として特定される場合は、画像中心に関しその領域51aの点対称となる領域51bも対象外領域とするようにしてもよい。また、トレイの四つの角(四隅)の全てを対象外領域としてもよく、周縁部分31bの全体を対象外領域としてもよい。
また、代表形態では、商品3の食品トレイ31の長手方向が搬送方向に必ず沿うとしていた。しかしながら、異物検出装置1の導入状況によっては、食品トレイ31の向きが一定せず、図10に示すように、検査画像4の水平方向と食品トレイ31の像41の長手方向が一致しない場面も想定される。このため、これに対応できるように、食品トレイ31におけるICタグ39の相対的な位置を示す情報をマスク情報としてICタグ39に記憶させる一方で、異物検出装置1が、このマスク情報と、検査画像4中における食品トレイ31の像41の配置とに基づいて、検査画像4中においてタグ像43が含まれる領域51を特定するようにしてもよい。
また、代表形態では、包装容器は、主として発泡スチロールで構成されていたが、プラスチックなどの樹脂や紙などで構成されるものであってもよい。また、包装容器はトレイに限定されるものではなく、例えば、牛乳パックなどの他の種類の包装容器であっても本実施の形態に係る技術を適用することが可能である。
また、代表形態の異物検出装置1が対象とする被検査物は食品であったが、その他の物品であってもよい。ただし、代表形態のように食品を被検査物とする異物検出装置1であれば、食品の異物を有効に検出できるため、食品の安全性を向上できる点で好ましい。
また、代表形態では、商品3のICタグ39からマスク情報のみを異物検出装置1に取得させるようにしていたが、他の情報もさらにICタグ39に予め記憶させ、その情報も異物検出装置1に取得させるようにしてもよい。他の情報としては、例えば、商品3の種別を示すデータやX線の照射強度を示すデータなどが考えられる。このような情報に基づいて、異物検出装置1がX線の照射強度を調整すれば、X線の照射強度を商品3に応じて最適に調節することができる。
異物検出装置の外観構成を示す斜視図である。 X線検査部の構成を示す図である。 異物検出装置の電気的な構成を機能ブロックにて示す図である。 食品トレイを示す斜視図である。 検査画像の一例を示す図である。 検査画像の一例を示す図である。 異物を検出する処理の流れを示す図である。 検査画像の一例を示す図である。 検査画像の一例を示す図である。 検査画像の一例を示す図である。
符号の説明
1 異物検出装置
2 ハウジング
3 商品
22 X線照射部
23 ラインセンサ
24 コンベア
25 商品センサ
26 タグリーダ
27 タグライタ
39 ICタグ

Claims (7)

  1. 被検査物を透過したX線に係る検査画像に基づいて前記被検査物に含まれる異物を検出する異物検出装置であって、
    前記被検査物が備える電磁的な記録素子から、前記検査画像のうち検査対象から除外すべき対象外領域を示す情報を読み出す読出手段と、
    前記情報に基づき前記対象外領域が除外された前記検査画像に基づいて、前記異物を検出する検出手段と、
    を備えることを特徴とする異物検出装置。
  2. 請求項1に記載の異物検出装置において、
    前記対象外領域は、前記検査画像のうち前記記録素子の像が存在する領域、
    を含むことを特徴とする異物検出装置。
  3. 請求項1または2に記載の異物検出装置において、
    前記被検査物が備える前記記録素子に、当該被検査物に係る前記異物の検出結果を書き込む書込手段、
    をさらに備えることを特徴とする異物検出装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載の異物検出装置において、
    前記被検査物は、食品を収容した包装容器、
    を含むことを特徴とする異物検出装置。
  5. 電磁的な記録素子を有する包装容器であって、
    前記記録素子は、
    被検査物を透過したX線に係る検査画像に基づいて前記被検査物に含まれる異物を検出する異物検出装置が、前記検査画像のうち検査対象から除外すべき対象外領域を示す情報、
    を記録していることを特徴とする包装容器。
  6. 請求項5に記載の包装容器において、
    前記対象外領域は、前記検査画像のうち前記記録素子の像が存在する領域、
    を含むことを特徴とする包装容器。
  7. 請求項6に記載の包装容器において、
    前記包装容器は、食品を収容可能な本体部分と前記本体部分を囲む周縁部分と有し、
    前記記録素子は、前記周縁部分に配置されることを特徴とする包装容器。
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