JP2010112943A - Device and method for discriminating foreign matter contamination - Google Patents

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Masato Katto
正人 甲藤
Takashi Kurosawa
崇 黒澤
Akira Hosoya
章 細谷
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MIYAZAKI TLO KK
Nissin Electronics Co Ltd
Miyazaki TLO KK
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MIYAZAKI TLO KK
Nissin Electronics Co Ltd
Miyazaki TLO KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy in discriminating foreign matter included in an inspection object wetted by water. <P>SOLUTION: A device (6) for discriminating foreign matter contamination includes: an irradiation light source system (7) for irradiating linearly-polarized laser light having a specific single wavelength to the inspection object (S); a light receiving optical system (8) having light receiving elements (PD1-PDn) for receiving reflected/scattered light including at least a polarization component in a direction different from a polarization direction of the laser light, among each reflected/scattered light including reflected/scattered light including a direction component different from the polarization direction of the laser light by the inspection object (S) itself and reflected light in the same polarization direction as the laser light by water on the surface of the inspection object (S); and a foreign matter contamination discrimination means (11A) for discriminating whether the inspection object (S) is a foreign matter or not, based on the polarization component in the direction different from the polarization direction of the laser light of the received reflected/scattered light. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、食品等の被検査体への異物の混入を判別、検出する異物混入判別装置および異物混入判別方法に関し、特に、異物の検出にレーザー光を使用する光学式の異物混入判別装置および異物混入判別方法に関する。   The present invention relates to a foreign matter contamination determination device and a foreign matter contamination determination method for determining and detecting foreign matter contamination in an object to be inspected, such as food, and more particularly, an optical foreign matter contamination determination device that uses laser light for foreign matter detection, and The present invention relates to a foreign matter contamination determination method.

食品産業においては、食品等に異物が混入することは社会的な大問題であり、その経営基盤をも揺るがす事態となることも少なくない。したがって、従来から、さまざまな方法により食品へ混入した異物を検出し、除去している。例えば、食品としてのレーズン(干しぶどう)において、生産、流通の過程で混入する恐れのある異物の代表例として、小石、木の枝やステム(茎やそのかけら)、ビニール、プラスチック片などが挙げられる。また、例えば、食品としてのクルミに対して、異物の代表例として、殻や渋皮が挙げられる。
食品等に混入する異物を検出する方法として、従来は、電磁誘導を利用した金属検出方法やX線の透過による検査、あるいは物体そのものの形状や外見上の色等の画像処理により判別する方法(例えば、特許文献1:特開2000−162136号公報等参照)が知られている。しかし、これらの方法では外見や色が似通ったものや、非金属のもの、X線に対する透過率がほぼ等しい材料のものを異物と判別することは困難であった。
In the food industry, it is a big social problem that foreign matters are mixed in foods and the like, and there are many cases where the management base is shaken. Therefore, conventionally, foreign substances mixed in food are detected and removed by various methods. For example, in raisins as food, typical examples of foreign substances that may be mixed in the production and distribution process include pebbles, tree branches and stems (stems and fragments), vinyl, plastic pieces, etc. It is done. In addition, for example, shells and astringent skin are typical examples of foreign matters for walnuts as food.
Conventionally, as a method for detecting foreign matters mixed in foods, etc., a method for determining by metal detection method using electromagnetic induction, inspection by X-ray transmission, or image processing such as the shape of the object itself or the appearance color ( For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-162136 is known. However, in these methods, it has been difficult to discriminate foreign objects that have similar appearances and colors, non-metallic materials, and materials that have substantially the same X-ray transmittance.

このほかに、光を利用した異物検出方法として、下記の従来技術(J01)〜(J04)が従来公知である。
(J01)特許文献2(特開昭61−196143号公報)記載の技術
特許文献2には、シート状の被検査体(11)の移動方向に垂直な幅方向に単色光の光ビームを走査して、透過した光ビームを受光器(22)で検出する際に、受光器(22)のスリット(52)から導入された透過光を、拡散板(54)で拡散させて光導棒(55)に入射させて光電子増倍素子(68)で検出することで、幅方向の各位置から入射された光の感度を一様に近づける技術が記載されている。
すなわち、特許文献2には、幅方向における感度のバラツキを少なくして、欠陥や異物を判別する精度を向上させる技術が記載されている。
In addition, the following prior arts (J01) to (J04) are conventionally known as foreign object detection methods using light.
(J01) Technology described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-196143) Patent Document 2 scans a monochromatic light beam in a width direction perpendicular to the moving direction of a sheet-like object (11). Then, when the transmitted light beam is detected by the light receiver (22), the transmitted light introduced from the slit (52) of the light receiver (22) is diffused by the diffusion plate (54), and the light guide rod (55). ) And the sensitivity of light incident from each position in the width direction is made uniform by detecting it with the photomultiplier element (68).
That is, Patent Document 2 describes a technique for improving the accuracy of discriminating defects and foreign matters by reducing sensitivity variations in the width direction.

(J02)特許文献3(特開2007−64734号公報)記載の技術
特許文献3には、レーザー光を落下中の粉粒体に水平方向に走査しながら照射し、粉粒体(F)からの反射光を受光して異物の判別を行う際に、レーザー光の投光機構(31)の反対側に光拡散部材(37)を配置して、拡散反射させる技術が記載されている。特許文献2記載の技術では、落下中の粉粒体(F)に層厚や密度のムラを生じて粉粒体(F)間に隙間が形成されるようなことがあっても、この隙間を通過したレーザー光が光拡散部材(37)によって拡散反射されることで、層厚や密度の状態にかかわらず、光検出部(40)で受光される受光量を均一に近づけ、異物がないときと異物があるときの差(コントラスト)を明確にして、異物検出を高精度に行っている。
(J02) Technology described in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-64734) Patent Document 3 irradiates a falling powder particle body in a horizontal direction while irradiating the powder material (F). Describes a technique in which a light diffusing member (37) is disposed on the opposite side of the laser light projecting mechanism (31) and diffusely reflected when the reflected light is received and foreign matter is discriminated. In the technique described in Patent Document 2, even when a falling granular material (F) causes unevenness in the layer thickness or density, a gap may be formed between the granular materials (F). The laser light that has passed through is diffusely reflected by the light diffusing member (37), so that the amount of light received by the light detection unit (40) is made to be uniform regardless of the layer thickness and density, and there is no foreign matter. The difference (contrast) between when and when there is a foreign object is clarified, and foreign object detection is performed with high accuracy.

(J03)特許文献4(特開2005−233724号公報)記載の技術
特許文献4には、食品に照射された単波長(波長980nm)の近赤外光の透過光の受光強度の差に基づいて、異物の混入を検出する技術が記載されている。また、特許文献2には、2つ波長(波長900nm、1300nm)の近赤外光を照射した時の透過光の受光強度に基づいて、異物の混入と、混入した異物の種類とを判別する技術も記載されている。
(J04)特許文献5(特開2007−278846号公報)記載の技術
特許文献5には、食品に照射された波長532nmの可視領域のレーザー光の反射光と、波長980nmの赤外領域のレーザー光の反射光との強度比に基づいて、異物の混入を検出する技術が記載されている。
(J03) Technology described in Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-233724) Patent Document 4 describes a technique based on a difference in light-receiving intensity of transmitted light of near-infrared light having a single wavelength (wavelength 980 nm) irradiated on food. Thus, a technique for detecting the entry of foreign matter is described. Patent Document 2 discriminates between the presence of foreign matter and the type of foreign matter mixed in based on the received light intensity of transmitted light when two infrared wavelengths (wavelengths of 900 nm and 1300 nm) are irradiated. The technology is also described.
(J04) Technology described in Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-278846) Patent Document 5 includes reflected light of a visible laser beam having a wavelength of 532 nm and an infrared laser having a wavelength of 980 nm irradiated on food. A technique for detecting the contamination of foreign matters based on the intensity ratio of reflected light to reflected light is described.

特開2000−162136号公報JP 2000-162136 A 特開昭61−196143号公報(第4頁右上欄第4行〜第20行、第2図、第7図、第9図)JP-A-61-196143 (page 4, upper right column, lines 4 to 20, lines 2, 7, and 9) 特開2007−64734号公報(「0015」、「0022」、「0044」〜「0049」、図5、図6)JP 2007-64734 A (“0015”, “0022”, “0044” to “0049”, FIGS. 5 and 6) 特開2005−233724号公報(図2、図4)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-233724 (FIGS. 2 and 4) 特開2007−278846号公報(「0018」、図1、図2)JP 2007-278846 A (“0018”, FIGS. 1 and 2)

(従来技術の問題点)
前記従来技術(J01)〜(J04)のようなレーザー光を使用した異物混入判別装置では、乾燥した被検査体と水に濡れた被検査体とで、精度(全異物中から検出できた異物の割合である検出率や、総量に対して良品側に搬送された割合である歩留まり)に大きな差異が認められた。
水に濡れた被検査体を検査する場合、乾燥した被検査体に比べて、水に濡れた良品の表面の水により、レーザー光が反射され、良品を異物と誤認、誤判別してしまう場合があり、精度が低下する問題があった。
(Problems of conventional technology)
In the foreign matter contamination determination apparatus using laser light as in the prior arts (J01) to (J04), accuracy (foreign matter detected from all foreign matters) between a dry subject to be inspected and a subject to be wetted with water. A large difference was observed in the detection rate, which is the ratio of the product, and the yield, which is the ratio of the product conveyed to the non-defective product with respect to the total amount.
When inspecting a test object wet with water, laser light may be reflected by the surface water of a good product wet with water compared to a dry test object, and the non-defective product may be misidentified or misidentified. There was a problem that the accuracy decreased.

特に、被検査体としてのレーズンの検査を行う場合、レーズンの梱包や加工工程において、糖分によるベタつきで梱包や搬送の工程における搬送が困難になる場合があるため、水を加えてほぐす場合がある。また、被検査体に付着したゴミや砂、石等を落とすために、水で洗浄する場合もある。また、異物混入判別の段階でも、レーズンが団子状に固まっていると、団子状の良品が異物と判別されてしまうことがあるため、水でほぐす場合もある。また、レーズンに限らず、被検査体を冷蔵庫や冷凍庫で保管していた場合には、異物混入判別のために保管場所から出すと、結露等で表面が水に濡れた状態となる場合もある。また、被検査体を水で濡らしてからの経過時間によっては、一度水に濡れた被検査体の一部が乾燥することもあり、乾燥した被検査体と水に濡れた被検査体とが混ざった状態となることもあり、異物を判別する精度が低下する問題がある。   In particular, when inspecting raisins as an object to be inspected, it may be difficult to transport in the packing or transporting process due to stickiness due to sugar in the packing or processing process of raisins, so it may be loosened by adding water. . Further, in order to remove dust, sand, stones, etc. adhering to the object to be inspected, it may be washed with water. Even in the foreign matter contamination determination stage, if the raisins are hardened in a dumpling shape, a good product in the dumpling shape may be determined as a foreign matter and may be loosened with water. In addition to raisins, if the object to be inspected is stored in a refrigerator or freezer, the surface may become wet due to condensation or the like if it is taken out of the storage location for foreign matter contamination determination. . In addition, depending on the elapsed time after wetting the object to be inspected with water, a part of the object to be inspected once wet may be dried. In some cases, it may be in a mixed state, and the accuracy of discriminating foreign matter is reduced.

本発明は、水に濡れた被検査体に含まれる異物を判別する精度を向上させることを技術的課題とする。   This invention makes it a technical subject to improve the precision which discriminate | determines the foreign material contained in the to-be-inspected object wet with water.

前記技術的課題を解決するために請求項1に記載の発明の異物混入判別装置は、
特定の単一波長且つ直線偏光のレーザー光を被検査体に照射する照射光源系と、
前記被検査体自身による前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向成分を含む反射・散乱光と、前記被検査体表面の水による前記レーザー光と同じ偏光方向の反射光と、を含む反射・散乱光の中で、少なくとも前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分を含む反射・散乱光を受光する受光素子を有する受光光学系と、
受光した反射・散乱光の前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分に基づいて、前記被検査体が異物であるか否かを判別する異物混入判別手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the technical problem, the foreign matter contamination determination apparatus according to claim 1 comprises:
An irradiation light source system for irradiating a test object with a laser beam having a specific single wavelength and linearly polarized light;
Reflected / scattered light including reflected / scattered light including a direction component different from the polarization direction of the laser light by the inspection object itself and reflected light having the same polarization direction as the laser light due to water on the surface of the inspection object A light receiving optical system having a light receiving element that receives reflected / scattered light including at least a polarization component in a direction different from the polarization direction of the laser light in the light;
Foreign matter mixing determination means for determining whether the object to be inspected is a foreign matter based on a polarization component in a direction different from the polarization direction of the laser light of the received reflected / scattered light,
It is provided with.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の異物混入判別装置において、
前記反射・散乱光の光路上に配置され且つ前記反射・散乱光に含まれる前記レーザー光の偏光方向に直交する方向の偏光成分の光を透過させる偏光光学素子と、前記偏光光学素子を通過した光を受光する前記受光素子と、を有する前記受光光学系、
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the foreign matter contamination determination apparatus according to claim 1,
A polarizing optical element that is disposed on the optical path of the reflected / scattered light and that transmits light having a polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light included in the reflected / scattered light, and has passed through the polarizing optical element The light receiving optical system having the light receiving element for receiving light,
It is provided with.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の異物混入判別装置において、
前記反射・散乱光の光路上に配置され且つ前記反射・散乱光を互いに直交する第1の偏光方向および第2の偏光方向の成分に分離する偏光光学素子と、前記第1の偏光方向の光を受光する第1の受光素子および前記第2の偏光方向の光を受光する第2の受光素子を有する前記受光素子と、を有する前記受光光学系と、
前記第1の偏光方向の光と、前記第2の偏光方向の光と、前記被検査体に照射された前記レーザー光の偏光方向と、に基づいて、前記レーザー光の偏光方向に直交する方向の偏光成分を演算する直交成分演算手段と、
前記直交成分演算手段で演算された前記レーザー光の偏光方向とは直交する方向の偏光成分に基づいて、前記被検査体が異物であるか否かを判別する前記異物混入判別手段と、
を備えたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the foreign matter contamination determination apparatus according to the first aspect,
A polarizing optical element disposed on an optical path of the reflected / scattered light and separating the reflected / scattered light into components of a first polarization direction and a second polarization direction orthogonal to each other; and light in the first polarization direction A light receiving optical system comprising: a first light receiving element that receives light and a second light receiving element that receives light in the second polarization direction; and
A direction orthogonal to the polarization direction of the laser light based on the light in the first polarization direction, the light in the second polarization direction, and the polarization direction of the laser light irradiated on the object to be inspected. Orthogonal component computing means for computing the polarization component of
The foreign substance contamination determination means for determining whether the object to be inspected is a foreign substance based on a polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light calculated by the orthogonal component calculation means;
It is provided with.

前記技術的課題を解決するために、請求項4に記載の発明の異物混入判別方法は、
特定の単一波長且つ直線偏光のレーザー光を被検査体に照射し、
前記被検査体自身による前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向成分を含む反射・散乱光と、前記被検査体表面の水による前記レーザー光と同じ偏光方向の反射光と、を含む反射・散乱光の中で、少なくとも前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分を含む反射・散乱光を受光し、
受光した反射・散乱光の前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分に基づいて、前記被検査体が異物であるか否かを判別する
ことを特徴とする。
In order to solve the technical problem, the foreign matter contamination determination method of the invention according to claim 4 is:
Irradiate a test object with a specific single wavelength and linearly polarized laser beam,
Reflected / scattered light including reflected / scattered light including a direction component different from the polarization direction of the laser light by the inspection object itself and reflected light having the same polarization direction as the laser light due to water on the surface of the inspection object Receiving reflected / scattered light containing at least a polarization component in a direction different from the polarization direction of the laser light in the light,
Based on the polarization component of the received reflected / scattered light in a direction different from the polarization direction of the laser beam, it is determined whether or not the object to be inspected is a foreign substance.

請求項1、4に記載の発明によれば、被検査体自体からの前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向成分を含む反射・散乱光に基づいて判別が行われ、直線偏光の入射レーザー光と同じ偏光方向の水による反射光による影響を抑えることができ、水に濡れた被検査体に含まれる異物を判別する精度を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、偏光光学素子を通過した直線偏光の入射レーザー光に直交する偏光方向の成分に基づいて、異物の判別ができ、水における反射の悪影響を抑えることができる。
請求項3に記載の発明によれば、水における反射光が含まれないレーザー光の偏光方向とは直交する方向の偏光成分に基づいて異物の判別を行うことができ、異物を判別する精度を向上させることができる。
According to the first and fourth aspects of the present invention, discrimination is performed based on reflected / scattered light including a direction component different from the polarization direction of the laser light from the object to be inspected, and linearly polarized incident laser light. The influence of reflected light caused by water having the same polarization direction can be suppressed, and the accuracy of discriminating foreign matter contained in the test object wet with water can be improved.
According to the second aspect of the present invention, foreign matter can be identified based on the component of the polarization direction orthogonal to the linearly polarized incident laser light that has passed through the polarizing optical element, and the adverse effect of reflection in water can be suppressed. .
According to the third aspect of the present invention, foreign matter can be determined based on the polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light that does not include reflected light in water, and the accuracy of determining the foreign matter is improved. Can be improved.

図1は本発明の実施例1の異物混入判別装置を有する食品試料選別装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a food sample sorting apparatus having a foreign matter contamination determination apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は本発明の実施例1の異物混入判別装置の要部拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a main part of the foreign matter contamination determination apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3は実施例1の履歴データの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of history data according to the first embodiment. 図4は実施例1の異物混入判別処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of the foreign matter mixing determination process according to the first embodiment. 図5は実施例1の異物画素判別処理のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of the foreign object pixel discrimination process according to the first embodiment. 図6は実施例1のサイズフィルタ処理のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of the size filter process according to the first embodiment. 図7は実施例1の被検査体の受光素子における信号の一例の説明図であり、図7Aは偏光フィルタが使用されていない従来の場合の説明図、図7Bは偏光フィルタが使用された実施例1の場合の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a signal in the light receiving element of the object to be inspected in Example 1, FIG. 7A is an explanatory diagram of a conventional case in which a polarizing filter is not used, and FIG. 7B is an implementation in which a polarizing filter is used. FIG. 6 is an explanatory diagram in the case of Example 1. 図8は本発明の実施例2の異物混入判別装置の要部拡大説明図であり、実施例1の図2に対応する図である。FIG. 8 is an enlarged explanatory view of a main part of the foreign matter contamination determination apparatus according to the second embodiment of the present invention and corresponds to FIG. 2 according to the first embodiment. 図9は実施例2の反射・散乱光から水による影響を除去する演算方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a calculation method for removing the influence of water from the reflected / scattered light according to the second embodiment. 図10はレーズンとステムの分光特性の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に反射率を取ったグラフである。FIG. 10 is an explanatory diagram of the measurement results of the spectral characteristics of raisins and stems, and is a graph in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. 図11は比較例1および実験例1で使用した装置の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the apparatus used in Comparative Example 1 and Experimental Example 1. 図12は比較例1および実験例1の実験結果の説明図であり、図12Aは比較例1の実験結果のグラフ、図12Bは実験例1の実験結果のグラフである。12 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 1 and Experimental Example 1. FIG. 12A is a graph of the experimental results of Comparative Example 1, and FIG. 12B is a graph of the experimental results of Experimental Example 1. 図13は比較例2および実験例2の実験結果の説明図であり、図13Aは比較例2の実験結果のグラフ、図13Bは実験例2の実験結果のグラフである。13 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 2 and Experimental Example 2, FIG. 13A is a graph of the experimental results of Comparative Example 2, and FIG. 13B is a graph of the experimental results of Experimental Example 2. 図14は比較例3および実験例3の実験結果の説明図であり、図14Aは比較例3の実験結果のグラフ、図14Bは実験例3の実験結果のグラフである。14 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 3 and Experimental Example 3, FIG. 14A is a graph of the experimental results of Comparative Example 3, and FIG. 14B is a graph of the experimental results of Experimental Example 3. 図15は比較例4および実験例4の実験結果の説明図であり、図15Aは比較例4の実験結果のグラフ、図15Bは実験例4の実験結果のグラフである。15 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 4 and Experimental Example 4, FIG. 15A is a graph of the experimental results of Comparative Example 4, and FIG. 15B is a graph of the experimental results of Experimental Example 4. 図16は比較例5および実験例5の実験結果の説明図であり、図16Aは比較例5の実験結果のグラフ、図16Bは実験例5の実験結果のグラフである。16 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 5 and Experimental Example 5, FIG. 16A is a graph of the experimental results of Comparative Example 5, and FIG. 16B is a graph of the experimental results of Experimental Example 5. 図17は比較例6および実験例6の実験結果の説明図であり、図17Aは比較例6の実験結果のグラフ、図17Bは実験例6の実験結果のグラフである。17 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 6 and Experimental Example 6, FIG. 17A is a graph of the experimental results of Comparative Example 6, and FIG. 17B is a graph of the experimental results of Experimental Example 6. 図18は比較例7および実験例7の実験結果の説明図であり、図18Aは比較例7の実験結果のグラフ、図18Bは実験例7の実験結果のグラフである。18 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 7 and Experimental Example 7, FIG. 18A is a graph of the experimental results of Comparative Example 7, and FIG. 18B is a graph of the experimental results of Experimental Example 7. 図19は比較例8および実験例8の実験結果の説明図であり、図19Aは比較例8の実験結果のグラフ、図19Bは実験例8の実験結果のグラフである。19 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 8 and Experimental Example 8, FIG. 19A is a graph of the experimental results of Comparative Example 8, and FIG. 19B is a graph of the experimental results of Experimental Example 8. 図20は実験例9で使用した実験装置の説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of an experimental apparatus used in Experimental Example 9. 図21は実験例9の実験結果の説明図であり、図21Aは検出された反射・散乱光の強度のグラフ、図21Bは図21Aの反射・散乱光のデータを回転角0°の強度を1として正規化したグラフである。FIG. 21 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 9. FIG. 21A is a graph of the intensity of the detected reflected / scattered light, and FIG. 21B is the intensity of the reflected / scattered light of FIG. It is a graph normalized as 1. 図22は実験例10の実験結果の説明図であり、図22Aは検出された反射・散乱光の強度のグラフ、図22Bは図22Aの反射・散乱光のデータを回転角0°の強度を1として正規化したグラフである。22 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 10, FIG. 22A is a graph of the intensity of the detected reflected / scattered light, and FIG. 22B is the intensity of the reflected / scattered light data of FIG. It is a graph normalized as 1. 図23は実験例11および比較例11の実験結果の説明図であり、図23Aは比較例11の実験結果の説明図、図23Bは実験例11の実験結果の説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram of experimental results of Experimental Example 11 and Comparative Example 11, FIG. 23A is an explanatory diagram of experimental results of Comparative Example 11, and FIG. 23B is an explanatory diagram of experimental results of Experimental Example 11. 図24は実験例12のレーザー光照射時におけるサンプルからの散乱光角度分布の実験装置図である。FIG. 24 is an experimental apparatus diagram of an angle distribution of scattered light from a sample at the time of laser light irradiation in Experimental Example 12. 図25は比較例12の実験結果の説明図であり、偏光フィルタを設置せずに水に濡れたレーズンおよびステムに830nmのレーザー光を照射した実験結果のグラフである。FIG. 25 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 12, and is a graph of the experimental results of irradiating raisins and stems wet with water to a 830 nm laser beam without installing a polarizing filter. 図26は実験例12の実験結果の説明図であり、偏光フィルタを設置して水に濡れたレーズンおよびステムに830nmのレーザー光を照射した実験結果のグラフである。における偏光方向90°のレーズンおよびステムの実験結果のグラフである。FIG. 26 is an explanatory diagram of an experimental result of Experimental Example 12, and is a graph of an experimental result in which a raisin and a stem wet with water with a polarizing filter installed are irradiated with 830 nm laser light. It is a graph of the experimental result of the raisins and stem of 90 degrees of polarization directions. 図27は実験例1〜8の図10に対応するクルミの実と殻と渋皮の分光特性の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に反射率を取ったグラフである。FIG. 27 is an explanatory diagram of the measurement results of the spectral characteristics of walnuts, shells and astringent skin corresponding to FIG. 10 of Experimental Examples 1 to 8, where the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. is there. 図28は実験例13のレーザー光照射時におけるサンプルからの散乱光角度分布に関する実験の実験装置の説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram of an experimental apparatus for an experiment on the scattered light angle distribution from the sample at the time of laser light irradiation in Experimental Example 13. 図29は実験例13の実験結果の説明図であり、532nmのレーザー光におけるクルミの実、殻および隔壁の実験結果のグラフである。FIG. 29 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 13, and is a graph of the experimental results of walnuts, shells and partition walls with a laser beam of 532 nm. 図30は実験例13の実験結果の説明図であり、635nmのレーザー光におけるクルミの実、殻および隔壁の実験結果のグラフである。FIG. 30 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 13, and is a graph of the experimental results of walnut nuts, shells, and partition walls with 635 nm laser light. 図31は実験例13の実験結果の説明図であり、830nmのレーザー光におけるクルミの実、殻および隔壁の実験結果のグラフである。FIG. 31 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 13, and is a graph of the experimental results of walnut nuts, shells and partition walls with 830 nm laser light.

次に図面を参照しながら、本発明の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
Next, examples as specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
In order to facilitate understanding of the following description, in the drawings, the front-rear direction is the X-axis direction, the left-right direction is the Y-axis direction, the up-down direction is the Z-axis direction, and arrows X, -X, Y, -Y, The direction indicated by Z and -Z or the indicated side is defined as the front side, the rear side, the right side, the left side, the upper side, the lower side, or the front side, the rear side, the right side, the left side, the upper side, and the lower side, respectively.
In the figure, “•” in “○” means an arrow heading from the back of the page to the front, and “×” in “○” is the front of the page. It means an arrow pointing from the back to the back.

図1は本発明の実施例1の異物混入判別装置を有する食品試料選別装置の説明図である。
図2は本発明の実施例1の異物混入判別装置の要部拡大説明図である。
図1において、実施例1の異物選別装置の一例としての食品試料選別装置1は、被検査体の一例としての食品試料Sが投入される投入部1aと、投入部1aから投入された試料が搬送される試料搬送部材2とを有する。前記試料搬送部材2は、試料搬送部材2を振動させて試料搬送部材2上の試料を搬送させる振動装置3に支持されている。
図1,図2において、前記試料搬送部材2により右端部(+Y端部)に搬送された食品試料Sは、試料搬送部材2から落下し、落下搬送路4を鉛直下方に落下しながら搬送される。前記落下搬送路4の途中には、異物混入判別領域5が設定されており、異物混入判別領域5の側方には、異物混入判別装置6が配置されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a food sample sorting apparatus having a foreign matter contamination determination apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a main part of the foreign matter contamination determination apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a food sample sorting apparatus 1 as an example of a foreign matter sorting apparatus according to the first embodiment includes a loading unit 1a into which a food sample S as an example of a test object is loaded, and a sample loaded from the loading unit 1a. And a sample transporting member 2 to be transported. The sample transport member 2 is supported by a vibration device 3 that vibrates the sample transport member 2 and transports the sample on the sample transport member 2.
1 and 2, the food sample S transported to the right end (+ Y end) by the sample transport member 2 falls from the sample transport member 2 and is transported while falling down the fall transport path 4 vertically downward. The In the middle of the falling conveyance path 4, a foreign matter contamination determination area 5 is set, and a foreign matter contamination determination device 6 is disposed on the side of the foreign matter contamination determination area 5.

図2において、前記異物混入判別装置(異物検出装置)6は、前記異物混入判別領域5にレーザー光を照射するレーザー光源装置(照射光源系)7を有する。実施例1のレーザー光源装置7は、複数のレーザーLS1〜LSnを有する。前記レーザーLS1〜LSnは、それぞれ、予め設定された特定の単一波長で互いに異なる波長のレーザー光を出射する。なお、前記レーザーLS1〜LSnは、検査の対象とする被検査体の種類や状態、要求される検出率や歩留まり等に応じて、異物の検出が可能な波長のレーザー光を出射するレーザーLS1〜LSnが選択的に使用される。すなわち、前記レーザーLS1〜LSnとしては、例えば、青色や緑色、赤色等の可視領域の特定の波長のレーザー光を出力するレーザー光源や、赤外領域の特定の波長のレーザー光を出力するレーザー光源を使用可能である。なお、実施例1では、複数のレーザーLS1〜LSnの中から、ユーザが選択入力して設定した被検査体の種類等に応じて特定の2つのレーザーが選択されて、互いに異なる単一波長の2つのレーザー光が照射されるように設定されている。   In FIG. 2, the foreign matter contamination determination device (foreign matter detection device) 6 includes a laser light source device (irradiation light source system) 7 that irradiates the foreign matter contamination determination region 5 with laser light. The laser light source device 7 of Example 1 has a plurality of lasers LS1 to LSn. Each of the lasers LS1 to LSn emits laser beams having different wavelengths at a predetermined specific single wavelength. The lasers LS1 to LSn are lasers LS1 to radiate laser light having a wavelength capable of detecting a foreign substance according to the type and state of an object to be inspected, a required detection rate, a yield, and the like. LSn is selectively used. That is, as the lasers LS1 to LSn, for example, a laser light source that outputs laser light with a specific wavelength in the visible region such as blue, green, and red, or a laser light source that outputs laser light with a specific wavelength in the infrared region Can be used. In the first embodiment, two specific lasers are selected from a plurality of lasers LS1 to LSn according to the type of the object to be inspected and set by the user, and have different single wavelengths. Two laser beams are set to be irradiated.

前記レーザーLS1〜LSnから出射されたレーザー光は、特定の偏光方向の成分のみを通過させる第1の偏光光学素子7aを通過し、特定の偏光方向のみのレーザー光、いわゆる直線偏光されたレーザー光となる。前記第1の偏光光学素子7aは、特定の偏光方向の成分のみを通過可能な偏光光学素子を使用可能であり、偏光フィルタや偏光ビームスプリッタを使用可能である。
直線偏光されたレーザー光は、反射する複数の反射鏡を有し且つ高速で回転駆動する回転多面鏡(ポリゴンミラー)PMにより反射され、異物混入判別領域5をスキャン(走査)される。
前記レーザーLS1〜LSnや第1の偏光光学素子7a、ポリゴンミラーPM等により、実施例1のレーザー光源装置(照射光源系)7が構成されている。
The laser light emitted from the lasers LS1 to LSn passes through the first polarizing optical element 7a that passes only the component in the specific polarization direction, and is the laser light only in the specific polarization direction, so-called linearly polarized laser light. It becomes. As the first polarizing optical element 7a, a polarizing optical element that can pass only a component in a specific polarization direction can be used, and a polarizing filter or a polarizing beam splitter can be used.
The linearly polarized laser light is reflected by a rotating polygon mirror (polygon mirror) PM that has a plurality of reflecting mirrors and is driven to rotate at a high speed, and scans (scans) the foreign matter contamination determination area 5.
A laser light source device (irradiation light source system) 7 of Example 1 is configured by the lasers LS1 to LSn, the first polarizing optical element 7a, the polygon mirror PM, and the like.

前記レーザー光源装置7の下方には、異物混入判別領域5を通過する食品試料Sおよび異物により反射・散乱されたレーザー光の反射・散乱光を受光して、電気信号に変換する受光器(受光光学系)8が配置されている。前記受光器8は、異物混入判別領域5において被検査体Sに照射されたレーザー光が、被検査体Sで反射・散乱した反射・散乱光が通過する第2の偏光光学素子8aを有する。実施例1の第2の偏光光学素子8aは、特定の偏光方向の成分のみを通過可能な偏光光学素子である偏光フィルタにより構成されている。また、実施例1の第2の偏光光学素子8aは、前記第1の偏光光学素子7aを通過した直線偏光のレーザー光の偏光方向とは異なる偏光方向の一例である直交方向の光のみを通過させるように配置されている。   Below the laser light source device 7 is a light receiving device (light receiving device) that receives the reflected / scattered light of the food sample S passing through the foreign matter contamination determination region 5 and the laser light reflected / scattered by the foreign matter and converts it into an electrical signal. An optical system) 8 is arranged. The light receiver 8 includes a second polarizing optical element 8a through which the reflected / scattered light reflected and scattered by the inspection object S passes through the laser light applied to the inspection object S in the foreign matter mixing determination area 5. The second polarizing optical element 8a of the first embodiment is configured by a polarizing filter that is a polarizing optical element that can pass only a component in a specific polarization direction. In addition, the second polarizing optical element 8a of Example 1 passes only light in an orthogonal direction that is an example of a polarization direction different from the polarization direction of the linearly polarized laser light that has passed through the first polarizing optical element 7a. It is arranged to let you.

前記偏光光学素子8aを通過したレーザー光は、レーザーLS1〜LSnに対応して設けられた受光素子PD1〜PDnで受光される。実施例1の受光素子PD1〜PDnは、光電子増倍管により構成された受光素子により構成されている。なお、受光素子は、光電子増倍管に限定されず、例えば、フォトダイオード等、従来公知の受光素子を採用可能である。
各受光素子PD1〜PDnの受光部には各レーザーLS1〜LSnから出力されたレーザー光の波長域近傍の光のみ通過させる波長選択フィルタFL1〜FLnが支持されている。
前記受光素子PD1〜PDnや第2の偏光光学素子8a、波長選択フィルタFL1〜FLn等により、実施例1の受光器8が構成されている。
The laser light that has passed through the polarizing optical element 8a is received by the light receiving elements PD1 to PDn provided corresponding to the lasers LS1 to LSn. The light receiving elements PD1 to PDn of Example 1 are configured by light receiving elements configured by photomultiplier tubes. In addition, a light receiving element is not limited to a photomultiplier tube, For example, conventionally well-known light receiving elements, such as a photodiode, are employable.
The light receiving portions of the light receiving elements PD1 to PDn support wavelength selection filters FL1 to FLn that pass only light in the vicinity of the wavelength range of the laser light output from the lasers LS1 to LSn.
The light receiver 8 of the first embodiment is configured by the light receiving elements PD1 to PDn, the second polarizing optical element 8a, the wavelength selection filters FL1 to FLn, and the like.

前記受光器8の受光素子PD1〜PDnには、光強度測定器10が接続されており、前記光強度測定器10は受光器8から入力される電気信号に基づいて光の強度を測定(検出)する。前記光強度測定器10には、演算処理装置11が接続されており、前記光強度測定器10からの出力信号は、演算処理装置11の異物混入判別手段11Aに入力される。
前記異物混入判別手段11Aは、光強度測定器10から入力された光の強度に基づいて、異物混入判別領域5を通過した物体が食品試料、いわゆる良品であるか、茎や木の枝、石等の異物であるか否かを判別する。実施例1の異物混入判別手段11Aは、フィルタ処理手段11A1と、異物混入判別値記憶手段11A2と、異物画素判別手段11A3と、判別履歴データ記憶手段11A4と、判別結果更新手段11A5と、サイズフィルタ処理手段11A6とを有する。
A light intensity measuring device 10 is connected to the light receiving elements PD1 to PDn of the light receiving device 8, and the light intensity measuring device 10 measures (detects) light intensity based on an electric signal input from the light receiving device 8. ) An arithmetic processing device 11 is connected to the light intensity measuring device 10, and an output signal from the light intensity measuring device 10 is input to the foreign matter contamination determination means 11 A of the arithmetic processing device 11.
Based on the intensity of light input from the light intensity measuring device 10, the foreign matter contamination determination means 11A determines whether the object that has passed through the foreign matter contamination determination area 5 is a food sample, a so-called good product, a stem, a tree branch, a stone It is discriminated whether it is a foreign matter such as. The foreign matter contamination determination unit 11A according to the first embodiment includes a filter processing unit 11A1, a foreign matter contamination determination value storage unit 11A2, a foreign matter pixel determination unit 11A3, a discrimination history data storage unit 11A4, a discrimination result update unit 11A5, and a size filter. And processing means 11A6.

前記フィルタ処理手段11A1は、受信した信号に基づいて、平滑化、強調、微分、エッジ強調等の従来公知のフィルタ処理(例えば、特開2001−99783号公報等参照)を実行する。
異物混入判別値記憶手段11A2は、異物や不良品質の試料Sであるか否かを判別するための異物混入判別値を記憶する。実施例1では、使用される被検査体の種類等に応じて照射される各レーザー光の反射・散乱光について、予め実験等で測定された異物混入判別値が記憶されており、検査される被検査体に対応する異物混入判別値が読み出し可能になっている。なお、実施例1では、各被検査体毎に、第1のレーザー光の強度R1が良品であると判別される上限値L1および下限値L2と、第2のレーザー光の強度R2が良品であると判別される上限値L3および下限値L4と、2つのレーザー光の強度の比R2/R1が良品であると判別される上限値L5および下限値L6と、を記憶している。
異物画素判別手段11A3は、演算処理装置11の異物混入判別値記憶手段11A2に記憶された異物であるか否かを判別するための異物混入判別値と、フィルタ処理後の光の強度とに基づいて、異物混入判別領域5上の被検査体において光が反射・散乱された微小領域が、良品の領域(良品画素)であるか、異物の領域(異物画素)であるかを判別する。
The filter processing unit 11A1 executes conventionally known filter processing such as smoothing, enhancement, differentiation, and edge enhancement based on the received signal (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-99783).
The foreign matter contamination determination value storage unit 11A2 stores a foreign matter contamination determination value for determining whether or not the sample S is a foreign matter or defective quality. In the first embodiment, foreign matter contamination determination values measured in advance through experiments or the like are stored and inspected for the reflected / scattered light of each laser beam irradiated according to the type of the object to be inspected. The foreign substance contamination determination value corresponding to the object to be inspected can be read out. In Example 1, the upper limit L1 and the lower limit L2 for determining that the intensity R1 of the first laser beam is non-defective and the intensity R2 of the second laser beam are non-defective for each object to be inspected. An upper limit value L3 and a lower limit value L4 that are determined to be present, and an upper limit value L5 and a lower limit value L6 that are determined that the intensity ratio R2 / R1 of the two laser beams is non-defective are stored.
The foreign object pixel determination unit 11A3 is based on the foreign object mixing determination value for determining whether or not it is a foreign object stored in the foreign object mixing determination value storage unit 11A2 of the arithmetic processing unit 11, and the light intensity after the filter processing. Thus, it is determined whether the minute area where the light is reflected / scattered on the object to be inspected on the foreign object contamination determination area 5 is a good area (non-defective pixel) or a foreign area (foreign pixel).

図3は実施例1の履歴データの説明図である。
判別履歴データ記憶手段11A4は、異物画素判別手段11A3で判別された判別結果の履歴データを記憶する。実施例1の判別履歴データ記憶手段11A4は、履歴データとして、図3に示すように、異物混入判別領域5を光が走査する主走査方向(実施例1では水平方向)と、主走査方向に垂直で被検査体が移動する副走査方向(実施例1では鉛直方向)と、に網目状に区切られた各領域(画素、ピクセル)と、異物画素判別手段11A3の判別結果とを対応づけて記憶する。すなわち、実施例1では、判別された画素の位置と、判別結果とを対応づけて記憶する。なお、実施例1では、履歴データとして、主走査方向に1ライン分走査したデータが15ライン分記憶されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of history data according to the first embodiment.
The discrimination history data storage unit 11A4 stores history data of discrimination results discriminated by the foreign object pixel discrimination unit 11A3. As shown in FIG. 3, the discrimination history data storage unit 11A4 according to the first embodiment includes a main scanning direction (horizontal direction in the first embodiment) in which light scans the foreign matter contamination determination area 5 and a main scanning direction. The sub-scanning direction (vertical direction in the first embodiment) in which the object to be inspected moves vertically, each area (pixel, pixel) partitioned in a mesh pattern, and the determination result of the foreign object pixel determination unit 11A3 are associated with each other. Remember. That is, in the first embodiment, the determined pixel position and the determination result are stored in association with each other. In the first embodiment, 15 lines of data scanned for one line in the main scanning direction are stored as history data.

判別結果更新手段11A5は、レーザーLS1〜LSnから照射された光の走査に伴って、判別履歴データ記憶手段11A4に記憶された履歴データを更新する。実施例1の判別結果更新手段11A5は、ポリゴンミラーPMの回転に伴って光が次の面で反射され、主走査方向の走査が開始されると、最も古い1ライン分のデータが削除され、最新の走査データを順次記憶していくことで、時間経過に伴って順次履歴データを更新する。   The discrimination result update unit 11A5 updates the history data stored in the discrimination history data storage unit 11A4 with the scanning of the light emitted from the lasers LS1 to LSn. The discrimination result update unit 11A5 of the first embodiment reflects the light on the next surface as the polygon mirror PM rotates, and when scanning in the main scanning direction is started, the data for the oldest one line is deleted. By sequentially storing the latest scan data, the history data is sequentially updated as time passes.

サイズフィルタ処理手段(除去対称異物判別手段)11A6は、判別履歴データ記憶手段11A4に記憶された履歴データに基づいて、異物であると判別された被検査体が、予め設定された大きさ以上の大きさの除去対象異物であるか否かを判別する。すなわち、異物と判別された被検査体のサイズが、予め設定されたサイズ以上であるか否かのフィルタリングを行う。実施例1のサイズフィルタ処理手段11A6は、異物領域抽出手段11A6aと、領域判別値記憶手段11A6bと、異物信号出力手段11A6cとを有する。
異物領域抽出手段11A6aは、履歴データに基づいて、主走査方向または副走査方向に2つ以上連続する異物画素より構成された異物領域を抽出する。
The size filter processing means (removal symmetric foreign matter discriminating means) 11A6 is configured such that the inspected object determined to be a foreign matter is larger than a predetermined size based on the history data stored in the discrimination history data storage means 11A4. It is determined whether or not the foreign object is to be removed. In other words, filtering is performed to determine whether or not the size of the object to be inspected is determined to be greater than or equal to a preset size. The size filter processing unit 11A6 according to the first embodiment includes a foreign matter region extraction unit 11A6a, a region discrimination value storage unit 11A6b, and a foreign matter signal output unit 11A6c.
The foreign substance area extracting unit 11A6a extracts a foreign substance area composed of two or more consecutive foreign substance pixels in the main scanning direction or the sub-scanning direction based on the history data.

領域判別値記憶手段11A6bは、被検査体が良品と見なされる異物(例えば、レーズンの梱包工程では所定のサイズ以下の茎等は「良品」とされる)や小さすぎて除去が困難である等の理由で、被検査体が除去を実行する異物であるか否かを判別するための領域判別値を記憶する。実施例1では、前記領域判別値として「18」を記憶しており、連続する異物画素の総数が18以上の場合に、除去対象の異物であると判別される。すなわち、実施例1のサイズフィルタ処理手段11A6では、履歴データにおいて、異物画素が18画素以上の被検査体は、除去対象の異物と判別され、18画素未満の被検査体は除去対象の異物ではないと判別される。   The region discriminating value storage means 11A6b is a foreign object in which the object to be inspected is regarded as a non-defective product (for example, a stem having a predetermined size or less is regarded as a “non-defective product” in the raisin packing process) or too small to be removed. For this reason, the region discriminating value for discriminating whether or not the object to be inspected is a foreign object to be removed is stored. In Example 1, “18” is stored as the region discrimination value, and when the total number of consecutive foreign matter pixels is 18 or more, it is judged that the foreign matter is to be removed. In other words, in the size filter processing unit 11A6 of the first embodiment, in the history data, an object to be inspected having 18 or more foreign object pixels is determined as a foreign object to be removed, and an object to be inspected having less than 18 pixels is a foreign object to be removed. It is determined that there is no.

異物信号出力手段11A6cは、除去対象異物と判別された被検査体が存在する場合、除去対象異物の主走査方向および副走査方向の位置情報を含む異物混入信号を除去装置制御回路に出力する。
除去装置制御回路12は、異物混入判別手段11aからの入力信号に応じて、前記レーザー光源装置7の下方に配置された異物除去装置13を駆動する。
The foreign matter signal output means 11A6c outputs a foreign matter mixing signal including positional information of the foreign matter to be removed in the main scanning direction and the sub-scanning direction to the removal device control circuit when there is an object to be inspected that is to be removed.
The removal device control circuit 12 drives the foreign material removal device 13 disposed below the laser light source device 7 in response to an input signal from the foreign material contamination determination unit 11a.

図1、図2において、前記異物除去装置13は、圧縮空気を噴出して、落下搬送路4を落下する物体を、落下搬送路4から食品試料選別装置1の異物回収路14に移動させて、異物回収容器15で異物を回収させる。実施例1の異物除去装置13は、主走査方向に平行に複数の噴出口を有し、除去対象異物の主走査方向の位置に対応する噴出口に空気が供給されて、噴出されるように構成されている。
したがって、前記異物混入判別手段11aにより異物混入判別領域5を通過している物体が異物または不良品質の食品試料Sであると判別されると、異物が異物除去装置13に対向する異物除去領域13aに搬送されるタイミングに合わせて、異物除去装置13が駆動されて、異物が異物回収路14を通じて異物回収容器15に回収される。
前記異物除去装置13の下方には、異物除去装置13で除去されなかった良品の食品試料Sを搬送して、次の工程(例えば、洗浄工程や包装工程等)に搬送するための下流側搬送装置16が配置されている。
1 and 2, the foreign substance removing device 13 ejects compressed air and moves an object that falls on the falling conveyance path 4 from the falling conveyance path 4 to the foreign substance collection path 14 of the food sample sorting apparatus 1. The foreign matter is collected in the foreign matter collection container 15. The foreign matter removing apparatus 13 according to the first embodiment has a plurality of jet outlets parallel to the main scanning direction, and air is supplied to the jet outlet corresponding to the position of the foreign matter to be removed in the main scanning direction so as to be ejected. It is configured.
Therefore, when it is determined by the foreign substance contamination determination unit 11a that the object passing through the foreign substance contamination determination area 5 is a foreign substance or a poor quality food sample S, the foreign substance removal area 13a facing the foreign substance removal apparatus 13 is detected. The foreign matter removing device 13 is driven in accordance with the timing of the transport to the foreign matter, and the foreign matter is collected in the foreign matter collection container 15 through the foreign matter collection path 14.
Downstream of the foreign matter removing device 13, a non-defective food sample S that has not been removed by the foreign matter removing device 13 is transported to the next step (for example, a cleaning step or a packaging step). A device 16 is arranged.

(実施例1のフローチャートの説明)
(異物混入判別処理のフローチャートの説明)
図4は実施例1の異物混入判別処理のフローチャートである。
図4のフローチャートの各ST(ステップ)の処理は、前記異物混入判別装置6に記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は食品試料選別装置1の他の各種処理と並行してマルチタスクで実行される。
図4に示すフローチャートは異物混入判別装置6の電源オンにより開始される。
(Description of Flowchart of Example 1)
(Explanation of flowchart of foreign matter mixing determination processing)
FIG. 4 is a flowchart of the foreign matter mixing determination process according to the first embodiment.
The processing of each ST (step) in the flowchart of FIG. 4 is performed according to a program stored in the foreign matter contamination determination apparatus 6. Further, this process is executed in a multitasking manner in parallel with other various processes of the food sample sorting apparatus 1.
The flowchart shown in FIG. 4 is started by turning on the power of the foreign matter contamination determination apparatus 6.

図4のST1において、ユーザにより図示しない操作部から測定開始の入力がされたか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST2に進み、ノー(N)の場合はST1を繰り返す。
ST2において、次の処理(1)〜(3)を実行し、ST3に進む。
(1)レーザーLS1〜LSnの中から予め設定された2つのレーザー、すなわち、第1レーザーおよび第2レーザーを駆動して、第1レーザー光および第2レーザー光を照射する。
(2)ポリゴンミラーPMの回転駆動を開始する。
(3)受光素子PD1〜PDnを作動させる。
ST3において、受光素子PD1〜PDnが信号を受信したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST4に進み、ノー(N)の場合はST3を繰り返す。
In ST1 of FIG. 4, it is determined whether or not the user inputs measurement start from an operation unit (not shown). If yes (Y), the process proceeds to ST2. If no (N), ST1 is repeated.
In ST2, the following processes (1) to (3) are executed, and the process proceeds to ST3.
(1) Two lasers preset from the lasers LS1 to LSn, that is, the first laser and the second laser are driven to irradiate the first laser beam and the second laser beam.
(2) Start rotation of the polygon mirror PM.
(3) Operate the light receiving elements PD1 to PDn.
In ST3, it is determined whether or not the light receiving elements PD1 to PDn have received signals. If yes (Y), the process proceeds to ST4. If no (N), ST3 is repeated.

ST4において、受信した信号の平滑化、強調、微分、エッジ強調等の従来公知のフィルタ処理(例えば、特開2001−99783号公報等参照)を実行し、ST5に進む。
ST5において、異物画素判別処理(後述する図5のサブルーチン参照)を実行して、ST6に進む。
ST6において、ユーザにより操作部から測定終了の入力がされたか否かを判別する。ノー(N)の場合はST7に進み、イエス(Y)の場合はST9に進む。
ST7において、異物混入領域5の一端側から他端側までの1回分の走査(一ライン分)の信号を受信したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST8に進み、ノー(N)の場合はST3に戻る。
In ST4, conventionally known filter processing such as smoothing, enhancement, differentiation, and edge enhancement of the received signal (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-99783) is executed, and the process proceeds to ST5.
In ST5, a foreign object pixel discrimination process (refer to a subroutine of FIG. 5 described later) is executed, and the process proceeds to ST6.
In ST6, it is determined whether or not the user inputs measurement end from the operation unit. If no (N), the process proceeds to ST7, and if yes (Y), the process proceeds to ST9.
In ST7, it is determined whether or not a signal for one scan (one line) from the one end side to the other end side of the foreign substance mixed region 5 is received. If yes (Y), the process proceeds to ST8. If no (N), the process returns to ST3.

ST8において、サイズフィルタ処理(後述する図6のサブルーチン参照)を実行して、ST3に戻る。
ST9において、次の処理(1)〜(3)を実行し、ST1に戻る。
(1)駆動中のレーザーLS1〜LSnを停止して、レーザー光の照射を終了する。
(2)ポリゴンミラーPMの回転駆動を停止する。
(3)受光素子PD1〜PDnを停止させる。
In ST8, size filter processing (see a subroutine in FIG. 6 described later) is executed, and the process returns to ST3.
In ST9, the following processes (1) to (3) are executed, and the process returns to ST1.
(1) The lasers LS1 to LSn being driven are stopped, and the laser light irradiation is ended.
(2) Stop the rotational driving of the polygon mirror PM.
(3) Stop the light receiving elements PD1 to PDn.

(異物画素判別処理のフローチャートの説明)
図5は実施例1の異物画素判別処理のフローチャートである。
図5のST11において、第1レーザー光の強度R1が第1レーザー光強度の良品判別用の上限値L1以上であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST12に進み、イエス(Y)の場合はST18に進む。
ST12において、第1レーザー光の強度R1が第1レーザー光強度の良品判別用の下限値L2以下であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST13に進み、イエス(Y)の場合はST18に進む。
(Description of flowchart of foreign object pixel discrimination processing)
FIG. 5 is a flowchart of the foreign object pixel discrimination process according to the first embodiment.
In ST11 of FIG. 5, it is determined whether or not the intensity R1 of the first laser light is equal to or higher than the upper limit L1 for determining good quality of the first laser light. If no (N), the process proceeds to ST12, and if yes (Y), the process proceeds to ST18.
In ST12, it is determined whether or not the intensity R1 of the first laser beam is equal to or less than a lower limit L2 for determining good quality of the first laser beam. If no (N), the process proceeds to ST13, and if yes (Y), the process proceeds to ST18.

ST13において、第2レーザー光の強度R2が第2レーザー光強度の良品判別用の上限値L3以上であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST14に進み、イエス(Y)の場合はST18に進む。
ST14において、第2レーザー光の強度R2が第2レーザー光強度の良品判別用の下限値L4以下であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST15に進み、イエス(Y)の場合はST18に進む。
ST15において、第1レーザー光の強度R1と第2レーザー光の強度R2との強度比R2/R1が強度比の良品判別用の上限値L5以上であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST16に進み、イエス(Y)の場合はST18に進む。
In ST13, it is determined whether or not the intensity R2 of the second laser beam is equal to or higher than the upper limit L3 for determining good quality of the second laser beam. If no (N), the process proceeds to ST14. If yes (Y), the process proceeds to ST18.
In ST14, it is determined whether or not the intensity R2 of the second laser beam is equal to or lower than a lower limit L4 for determining good quality of the second laser beam. If no (N), the process proceeds to ST15, and if yes (Y), the process proceeds to ST18.
In ST15, it is determined whether or not the intensity ratio R2 / R1 between the intensity R1 of the first laser beam and the intensity R2 of the second laser beam is equal to or greater than the upper limit L5 for determining good products of the intensity ratio. If no (N), the process proceeds to ST16, and if yes (Y), the process proceeds to ST18.

ST16において、強度比R2/R1が強度比の良品判別用の下限値L6以下であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST17に進み、イエス(Y)の場合はST18に進む。
ST17において、受信した信号を、良品画素と判別し、判別履歴データ記憶手段11A4の履歴データとして記憶、更新する。そして、異物画素判別処理を終了する。
ST18において、受信した信号を、異物画素と判別し、判別履歴データ記憶手段11A4の履歴データとして記憶、更新する。そして、異物画素判別処理を終了する。
In ST16, it is determined whether or not the intensity ratio R2 / R1 is equal to or less than a lower limit L6 for determining a non-defective product of the intensity ratio. If no (N), the process proceeds to ST17, and if yes (Y), the process proceeds to ST18.
In ST17, the received signal is determined as a non-defective pixel, and is stored and updated as history data in the determination history data storage unit 11A4. Then, the foreign object pixel determination process is terminated.
In ST18, the received signal is determined as a foreign pixel, and stored and updated as history data in the determination history data storage unit 11A4. Then, the foreign object pixel determination process is terminated.

(サイズフィルタ処理のフローチャートの説明)
図6は実施例1のサイズフィルタ処理のフローチャートである。
図6のST21において、判別履歴データ記憶手段11A4に記憶された履歴データから異物画素が連続する異物領域を全て抽出する。そして、ST22に進む。
ST22において、抽出された各異物領域の広さは、領域判別値以上であるか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST23に進み、ノー(N)の場合はST24に進む。
ST23において、領域判別値以上の異物領域を、除去対象異物と判別し、除去対象異物と判別された異物領域の座標(履歴データ上の異物領域の主走査方向および副走査方向位置)を含む異物混入信号を出力する。そして、ST24に進む。
ST24において、抽出された全ての異物領域の判別を終了したか否かを判別する。ノー(N)の場合はST22に戻り、イエス(Y)の場合はサイズフィルタ処理を終了する。
(Description of size filter processing flowchart)
FIG. 6 is a flowchart of the size filter process according to the first embodiment.
In ST21 of FIG. 6, all foreign substance regions in which foreign substance pixels are continuous are extracted from the history data stored in the discrimination history data storage unit 11A4. Then, the process proceeds to ST22.
In ST22, it is determined whether or not the size of each extracted foreign substance region is greater than or equal to the region determination value. If yes (Y), the process proceeds to ST23, and, if no (N), the process proceeds to ST24.
In ST23, a foreign object area that is equal to or greater than the area determination value is determined as a removal target foreign object, and includes a foreign object region coordinate (the main scanning direction and sub-scanning direction positions of the foreign object area on the history data) determined as the removal target foreign object. Output mixed signal. Then, the process proceeds to ST24.
In ST24, it is determined whether or not all extracted foreign substance regions have been determined. If no (N), the process returns to ST22, and if yes (Y), the size filter process is terminated.

(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1の食品試料選別装置1では、異物混入の判別が開始されると、異物混入判別領域5を通過する被検査体(食品試料Sまたは異物)に2つの波長の直線偏光したレーザー光が照射される。被検査体Sに照射された直線偏光のレーザー光は、被検査体Sの表面で反射または被検査体の表面から内部に微小に進入して散乱する。また、被検査体S表面が水で濡れている場合、表面の水でレーザー光が反射することがある。
このとき、本発明者らの研究の結果、被検査体(良品や異物)Sからの反射・散乱光は、照射された直線偏光のレーザー光とは偏光方向が異なる方向成分を含む反射・散乱光、いわゆる、無偏光の反射・散乱光となる一方で、被検査体S表面に付着した水でレーザー光が反射した場合、直線偏光の入射レーザー光と同じ偏光方向のレーザー光が反射されることが判明した。
(Operation of Example 1)
In the food sample sorting apparatus 1 according to the first embodiment having the above-described configuration, when discrimination of foreign matter is started, a straight line having two wavelengths is applied to the object to be inspected (food sample S or foreign matter) that passes through the foreign matter contamination judgment area 5. Polarized laser light is irradiated. The linearly polarized laser light applied to the inspection object S is reflected on the surface of the inspection object S or scattered from the surface of the inspection object to the inside. In addition, when the surface of the inspection object S is wet with water, the laser light may be reflected by the water on the surface.
At this time, as a result of the study by the present inventors, the reflected / scattered light from the inspected object (non-defective product or foreign matter) S includes reflected / scattered light that includes a direction component having a polarization direction different from that of the irradiated linearly polarized laser light. While the light becomes so-called non-polarized reflected / scattered light, when the laser light is reflected by water adhering to the surface of the inspection object S, the laser light having the same polarization direction as the linearly polarized incident laser light is reflected. It has been found.

したがって、実施例1の食品試料選別装置1では、被検査体S自体からの反射・散乱光および表面の水からの反射光を含む光は、偏光光学素子8aを通過する際に、照射された直線偏光のレーザー光と同じ偏光方向の成分がカットされる。この結果、照射されたレーザー光と同じ偏光方向の水からの反射光はカットされる。これにより、受光素子PD1〜PDnでは、被検査体S自体からの反射・散乱光の中で、照射された直線偏光のレーザー光と同じ偏光方向の成分を除いた強度の光が受光され、受光した光の強度や強度比に基づいて良品や異物の判別が行われる。   Therefore, in the food sample sorting apparatus 1 of Example 1, the light including the reflected / scattered light from the inspection object S itself and the reflected light from the water on the surface is irradiated when passing through the polarizing optical element 8a. A component having the same polarization direction as that of the linearly polarized laser beam is cut. As a result, the reflected light from water having the same polarization direction as the irradiated laser light is cut. As a result, the light receiving elements PD1 to PDn receive light of intensity that excludes components in the same polarization direction as the irradiated linearly polarized laser light from the reflected / scattered light from the inspected object S itself. Non-defective products and foreign substances are discriminated based on the intensity and intensity ratio of the light.

図7は実施例1の被検査体の受光素子における信号の一例の説明図であり、図7Aは偏光フィルタが使用されていない従来の場合の説明図、図7Bは偏光フィルタが使用された実施例1の場合の説明図である。
図7において、偏光光学素子8aとしての偏光フィルタが使用されていない従来の構成では、図7Aに示すように、良品の表面に付着した水の膜で反射が発生すると、異物混入判別用の上限値L1(L3)を超える強度が測定されることがあり、良品を異物と誤判別する恐れがあった。これに対して、実施例1のように偏光フィルタ8aを使用すると、図7Bに示すように、水による反射光が偏光フィルタ8aでカットされ、受光素子PD1〜PDnで測定されないため、良品を異物と誤判別することが低減される。よって、実施例1の食品試料選別装置1では、水からの反射光の影響を受けることなく、被検査体Sからの反射光、散乱光に基づいて、良品と異物の判別を行うことができ、判別の精度を向上させることができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a signal in the light receiving element of the object to be inspected in Example 1, FIG. 7A is an explanatory diagram of a conventional case in which a polarizing filter is not used, and FIG. 7B is an implementation in which a polarizing filter is used. FIG. 6 is an explanatory diagram in the case of Example 1.
In FIG. 7, in the conventional configuration in which the polarizing filter as the polarizing optical element 8a is not used, as shown in FIG. Intensity exceeding the value L1 (L3) may be measured, and there is a possibility that a non-defective product may be misidentified as foreign matter. On the other hand, when the polarizing filter 8a is used as in the first embodiment, as shown in FIG. 7B, the reflected light from water is cut by the polarizing filter 8a and is not measured by the light receiving elements PD1 to PDn. Misclassification is reduced. Therefore, in the food sample sorting apparatus 1 of Example 1, it is possible to discriminate between non-defective products and foreign matters based on the reflected light and scattered light from the inspected object S without being affected by the reflected light from water. The accuracy of discrimination can be improved.

また、実施例1の食品試料選別装置1では、サイズフィルタ処理を実行して、除去可能な大きさの異物が判別されると共に、判別された異物の主走査方向の位置に対応する噴出口からエアが噴出され、除去される。したがって、品質上良品と見なされる程度の小さな異物については除去しないようにも設定でき、除去対象の異物にのみ、対応する噴出口からエアが噴出されて除去される。したがって、異物除去時に良品が巻き込まれて除去されてしまうことを低減でき、異物の除去精度を向上させることができる。
さらに、実施例1の食品試料選別装置1では、受光した光の強度だけでなく、強度比も使用して判別を行っており、特定の単一波長に対する反射光の強度が良品と同じ異物が存在する場合に強度だけを使用して判別する場合に比べて、精度を向上させることができる。
In the food sample sorting apparatus 1 according to the first embodiment, the size filter process is executed to determine the foreign matter having a size that can be removed, and from the jet outlet corresponding to the position of the determined foreign matter in the main scanning direction. Air is blown out and removed. Therefore, it is possible to set so as not to remove a foreign substance that is regarded as a non-defective product, and air is ejected from the corresponding ejection port only to the foreign object to be removed. Therefore, it is possible to reduce that the non-defective product is caught and removed at the time of foreign matter removal, and the foreign matter removal accuracy can be improved.
Furthermore, in the food sample sorting apparatus 1 of Example 1, not only the intensity of the received light but also the intensity ratio is used for discrimination, and foreign matter having the same reflected light intensity for a specific single wavelength as a non-defective product is detected. The accuracy can be improved as compared with the case of using only the intensity when it is present.

また、実施例1の食品試料選別装置1では、複数のレーザー光を使用しているので、各レーザー光は優れた単色性を有しており、特定の波長に高輝度の光を得ることができる。したがって、選別対象の食品試料Sの反射特性に応じて、最適な波長のレーザー光を選択することにより、大きな反射光量差として明確に検出することができる。さらに、レーザー光の指向性により、異物あるいは変質部位(不良部位)が微小な範囲であっても、大きな輝度差を得ることができる。この結果、光源としてレーザーを使用することにより、微小な異物や変質部位を高感度で検出できる。特に、ガラス片やプラスチックのような透明体でも表面反射を利用して反射光の強度比を容易に検出でき、異物を検出できる。   In addition, since the food sample sorting apparatus 1 of Example 1 uses a plurality of laser beams, each laser beam has excellent monochromaticity, and high-luminance light can be obtained at a specific wavelength. it can. Therefore, a large reflected light amount difference can be clearly detected by selecting a laser beam having an optimum wavelength according to the reflection characteristics of the food sample S to be selected. Furthermore, due to the directivity of the laser light, a large luminance difference can be obtained even if the foreign matter or the altered part (defective part) is in a minute range. As a result, by using a laser as a light source, it is possible to detect minute foreign matters and altered sites with high sensitivity. In particular, a transparent body such as a glass piece or plastic can easily detect the intensity ratio of reflected light by utilizing surface reflection, and foreign matter can be detected.

図8は本発明の実施例2の異物混入判別装置の要部拡大説明図であり、実施例1の図2に対応する図である。
なお、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 8 is an enlarged explanatory view of a main part of the foreign matter contamination determination apparatus according to the second embodiment of the present invention and corresponds to FIG. 2 according to the first embodiment.
In the description of the second embodiment, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図8において、実施例2の異物混入判別装置(異物検出装置)6の受光器8′では、偏光光学素子8a′として、実施例1の偏光フィルタに替えて、偏光ビームスプリッタを使用している。偏光ビームスプリッタ8a′は、異物混入判別領域5からの反射・散乱光を分離する分光光学素子であり、偏光ビームスプリッタ8a′の入射面21に平行な偏光成分(P偏光、第1の偏光方向)の光を透過させると共に、入射面21に垂直な偏光成分(S偏光、第2の偏光方向)の光を反射させる。偏光ビームスプリッタ8a′を透過したP偏光の光は、第1の受光素子PD1′〜PDn′で受光され、偏光ビームスプリッタ8a′で反射されたS偏光の光は、第2の受光素子PD1″〜PDn″で受光される。
各受光素子PD1′〜PDn′およびPD1″〜PDn″の受光部には各レーザーLS1〜LSnから出力されたレーザー光の波長域近傍の光のみ通過させる波長選択フィルタFL1′〜FLn′およびFL1″〜FLn″が支持されている。
前記受光素子PD1′〜PDn′およびPD1″〜PDn″や偏光ビームスプリッタ8a′、波長選択フィルタFL1′〜FLn′およびFL1″〜FLn″等により、実施例2の受光器8′が構成されている。
In FIG. 8, in the light receiver 8 ′ of the foreign matter contamination determination device (foreign matter detection device) 6 of the second embodiment, a polarizing beam splitter is used as the polarizing optical element 8 a ′ instead of the polarizing filter of the first embodiment. . The polarization beam splitter 8a ′ is a spectroscopic optical element that separates reflected / scattered light from the foreign matter contamination determination region 5, and is a polarization component (P-polarized light, first polarization direction) parallel to the incident surface 21 of the polarization beam splitter 8a ′. ) And the light having the polarization component (S-polarized light, second polarization direction) perpendicular to the incident surface 21 is reflected. The P-polarized light transmitted through the polarizing beam splitter 8a ′ is received by the first light receiving elements PD1 ′ to PDn ′, and the S-polarized light reflected by the polarizing beam splitter 8a ′ is received by the second light receiving element PD1 ″. Is received by PDn ″.
Wavelength selection filters FL1 ′ to FLn ′ and FL1 ″ that allow only light in the vicinity of the wavelength range of the laser beams output from the lasers LS1 to LSn to pass through the light receiving portions of the light receiving elements PD1 ′ to PDn ′ and PD1 ″ to PDn ″. ~ FLn "is supported.
A light receiver 8 'of the second embodiment is configured by the light receiving elements PD1' to PDn 'and PD1 "to PDn", the polarization beam splitter 8a', the wavelength selection filters FL1 'to FLn' and FL1 "to FLn", and the like. Yes.

前記受光器8′の第1の受光素子PD1′〜PDn′および第2の受光素子PD1″〜PDn″で受光された光は、光強度測定器10に入力されて光の強度が測定され、演算処理装置11′に出力される。実施例2の演算処理装置11′の異物混入判別手段11A′は、実施例1の各手段11A1〜11A6に加え、判別用強度演算手段11A7を有する。判別用強度演算手段11A7は、直線偏光成分傾斜角記憶手段11A7aと、偏光方向演算手段11A7bと、直交成分演算手段11A7cとを有し、各受光素子PD1′〜PDn′,PD1″〜PDn″で受光したP偏光成分およびS偏光成分に基づいて、各手段11A2〜11A6で使用される判別用の強度Xs′を演算する。   The light received by the first light receiving elements PD1 ′ to PDn ′ and the second light receiving elements PD1 ″ to PDn ″ of the light receiver 8 ′ is input to the light intensity measuring device 10 to measure the light intensity, It is output to the arithmetic processing unit 11 ′. In addition to the units 11A1 to 11A6 of the first embodiment, the foreign matter mixing determination unit 11A ′ of the arithmetic processing unit 11 ′ of the second embodiment includes a determination intensity calculation unit 11A7. The discriminating intensity calculation means 11A7 includes linearly polarized light component inclination angle storage means 11A7a, polarization direction calculation means 11A7b, and orthogonal component calculation means 11A7c, and each of the light receiving elements PD1 ′ to PDn ′ and PD1 ″ to PDn ″. Based on the received P-polarized light component and S-polarized light component, the discriminating intensity Xs ′ used in each means 11A2 to 11A6 is calculated.

図9は実施例2の反射・散乱光から水による影響を除去する演算方法の説明図である。
前記直線偏光成分傾斜角記憶手段11A7aは、判別用の強度Xs′を演算する際に使用される直線偏光成分のP偏光の軸に対する傾斜角θを記憶する。図9において、被検査体Sの表面の水でレーザー光が反射された場合、反射光が偏光ビームスプリッタ8a′で分離されて、P偏光成分LpとS偏光成分Lsが測定されるため、この反射光ベクトルLS=(Lp,Ls)のP偏光軸に対する角度を直線偏光成分の傾斜角θとして記憶する。なお、実施例2では、前記傾斜角θは、被検査体Sの検査を行う前に、異物混入判別領域5に直線偏光のレーザー光を反射する反射鏡(ミラー)を配置した状態でレーザー光を照射し、第1の受光素子PD1′〜PDn′で検出した直線偏光の反射光のP偏光成分Lpと、第2の受光素子PD1″〜PDn″で検出したS偏光成分Lsとに基づいて、以下の式(1)から導出され、予め記憶されている。
θ=tan−1(Ls/Lp) …式(1)
FIG. 9 is an explanatory diagram of a calculation method for removing the influence of water from the reflected / scattered light according to the second embodiment.
The linearly polarized light component inclination angle storage means 11A7a stores the inclination angle θ of the linearly polarized light component with respect to the axis of the P-polarized light used when calculating the discriminating intensity Xs ′. In FIG. 9, when the laser light is reflected by the water on the surface of the inspection object S, the reflected light is separated by the polarization beam splitter 8a ′, and the P-polarized component Lp and the S-polarized component Ls are measured. The angle of the reflected light vector LS = (Lp, Ls) with respect to the P polarization axis is stored as the tilt angle θ of the linearly polarized light component. In Example 2, the inclination angle θ is determined by the laser beam in a state where a reflecting mirror (mirror) that reflects the linearly polarized laser beam is disposed in the foreign matter mixing determination area 5 before the inspection of the inspection object S. , And the P polarization component Lp of the linearly polarized reflected light detected by the first light receiving elements PD1 ′ to PDn ′ and the S polarization component Ls detected by the second light receiving elements PD1 ″ to PDn ″. , Derived from the following equation (1) and stored in advance.
θ = tan −1 (Ls / Lp) (1)

偏光方向演算手段11A7bは、被検査体Sの異物混入の判別を行う際に、異物混入判別領域5を通過する被検査体Sからの反射・散乱光のベクトルのP偏光軸に対する角度である偏光方向γを演算する。図9において、異物混入判別領域5からの反射・散乱光は、偏光ビームスプリッタ8a′でP偏光成分とS偏光成分に分離され、第1の受光素子PD1′〜PDn′で検出された反射・散乱光のP偏光成分RFpと、第2の受光素子PD1″〜PDn″で検出したS偏光成分RFsとして検出される。したがって、被検査体Sからの反射・散乱光ベクトルRFは、水による影響がなかった場合には、被検査体S自体からの散乱光となり、水膜の反射があった場合には、被検査体Sからの反射・散乱光と水膜からの反射光の成分が合成されたベクトルとなる。そして、実施例2の偏光方向演算手段11A7bは、検出されたRFp、RFsに基づいて、以下の式(2)からベクトルの傾斜方向である偏光方向γを演算、導出する。
γ=tan−1(RFs/RFp) …式(2)
When the polarization direction calculating means 11A7b determines the contamination of the inspected object S, the polarization is the angle of the vector of the reflected / scattered light from the inspected object S passing through the foreign object contamination determining area 5 with respect to the P polarization axis. The direction γ is calculated. In FIG. 9, the reflected / scattered light from the foreign substance contamination determination area 5 is separated into a P-polarized component and an S-polarized component by the polarization beam splitter 8a ', and the reflected / scattered light detected by the first light receiving elements PD1' to PDn '. The P-polarized component RFp of the scattered light and the S-polarized component RFs detected by the second light receiving elements PD1 ″ to PDn ″ are detected. Therefore, the reflected / scattered light vector RF from the inspected object S becomes scattered light from the inspected object S itself when there is no influence of water, and when there is a reflection of the water film, the inspected object is detected. This is a vector in which components of the reflected / scattered light from the body S and the reflected light from the water film are combined. Then, the polarization direction calculation unit 11A7b according to the second embodiment calculates and derives the polarization direction γ that is the vector inclination direction from the following equation (2) based on the detected RFp and RFs.
γ = tan −1 (RFs / RFp) (2)

直交成分演算手段11A7cは、P偏光方向の光RFpと、S偏光方向の光RFsと、被検査体Sに照射されたレーザー光の偏光方向である傾斜角θと、に基づいて、前記レーザー光の偏光方向の傾斜角θに直交する方向の偏光成分Xs′を演算する。実施例2の直交成分演算手段11A7cは、P偏光成分の光の強度RFpおよびS偏光成分の光の強度RFsと、RFpおよびRFsから導出された偏光方向γと、傾斜角θと、に基づいて、以下の式(3)から直交方向の偏光成分の強度Xs′を演算する。
Xs′={(RFp)+(RFs)1/2sin(γ−θ) …式(3)
すなわち、実施例2では、図9に示すように、水による反射の影響がある傾斜角θ方向の成分、すなわち、P′軸方向の成分を異物の判別に使用せず、水による反射の影響が少ない傾斜角θの直交方向の成分、すなわちS′軸方向の成分Xs′を異物の判別に使用する。
The orthogonal component calculation means 11A7c is configured to output the laser light based on the light RFp in the P-polarization direction, the light RFs in the S-polarization direction, and the inclination angle θ that is the polarization direction of the laser light irradiated on the inspection object S. The polarization component Xs ′ in the direction orthogonal to the inclination angle θ of the polarization direction is calculated. The orthogonal component calculation means 11A7c according to the second embodiment is based on the light intensity RFp of the P-polarized component light and the light intensity RFs of the S-polarized component, the polarization direction γ derived from RFp and RFs, and the inclination angle θ. Then, the intensity Xs ′ of the polarization component in the orthogonal direction is calculated from the following equation (3).
Xs ′ = {(RFp) 2 + (RFs) 2 } 1/2 sin (γ−θ) (3)
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the component in the inclination angle θ direction that is affected by water reflection, that is, the component in the P′-axis direction is not used for foreign matter determination, and the effect of water reflection The component in the orthogonal direction with a small inclination angle θ, that is, the component Xs ′ in the S′-axis direction is used for foreign object discrimination.

なお、実施例2の各手段11A2〜11A6は、実施例1の各手段11A2〜11A6の各手段において、強度R1、R2に替えて、第1レーザー光および第2レーザー光のS′軸方向の成分Xs1′、Xs2′を使用するだけで、同様の処理が実行されるため、説明の簡単化のため、実施例2の各手段11A2〜11A6の詳細な説明は省略する。
また、実施例2では、実施例1の図4のST4とST5との間に、偏光方向γを演算し、直交方向の偏光成分の強度Xs′を演算する処理が追加されて実行されるだけで、図4のその他のSTの処理や、図5、図6に示す各処理は、実施例1と同様であるため、実施例2のフローチャートの図示および詳細な説明は省略する。
The means 11A2 to 11A6 of the second embodiment are the same as the means 11A2 to 11A6 of the first embodiment in place of the intensities R1 and R2 in the S′-axis direction of the first laser light and the second laser light. Since the same processing is executed only by using the components Xs1 ′ and Xs2 ′, detailed description of each means 11A2 to 11A6 of the second embodiment will be omitted for simplification of description.
Further, in the second embodiment, only the process of calculating the polarization direction γ and calculating the intensity Xs ′ of the polarization component in the orthogonal direction is executed between ST4 and ST5 of FIG. 4 of the first embodiment. 4 and the processes shown in FIGS. 5 and 6 are the same as those in the first embodiment, and thus the flowchart and the detailed description of the second embodiment are omitted.

(実施例2の作用)
前記構成を備えた実施例2の食品試料選別装置1では、偏光光学素子としての偏光ビームスプリッタ8a′を使用して、反射・散乱光をP偏光成分とS偏光成分とに分離して、それぞれ受光し、水による反射光が含まれるP′方向成分を判別に使用せず、水による反射光の影響が少なく、被検査体S自体からの散乱光によるS′方向成分を判別に使用しており、水の影響を受ける従来の構成に比べて、異物の判別精度を向上させることができる。
また、実施例2の食品試料選別装置1では、偏光ビームスプリッタ8a′を配置して、異物の測定開始前に、P′方向の傾斜角θを導出しておくため、偏光ビームスプリッタ8a′を設置する際に多少位置がずれていても、傾斜角θが変化するだけで、異物の検出への影響は少なくなっている。すなわち、実施例1の構成では、偏光フィルタ8aを水の反射による直線偏光の入射レーザー光と同じ偏光方向成分が減衰および消去されるように、位置および向きを精度良く設置、調整する必要があったが、実施例2では、このような手間を省略することができると共に、設置時の位置や向きの誤差の影響を受けることなく判別を行うことができる。
その他、実施例2は実施例1と同様の作用、効果を有する。
(Operation of Example 2)
In the food sample sorting apparatus 1 of Example 2 having the above-described configuration, the reflected / scattered light is separated into the P-polarized component and the S-polarized component by using the polarizing beam splitter 8a ′ as the polarizing optical element, respectively. The P ′ direction component that is received and contains the reflected light from the water is not used for discrimination, the influence of the reflected light from the water is small, and the S ′ direction component due to the scattered light from the object S itself is used for the discrimination. Therefore, the foreign matter discrimination accuracy can be improved as compared with the conventional configuration that is affected by water.
Further, in the food sample sorting apparatus 1 of the second embodiment, the polarizing beam splitter 8a ′ is arranged, and the inclination angle θ in the P ′ direction is derived before starting the measurement of the foreign matter. Even if the position is slightly shifted at the time of installation, only the inclination angle θ changes, and the influence on the detection of foreign matter is reduced. That is, in the configuration of the first embodiment, it is necessary to accurately install and adjust the position and orientation of the polarizing filter 8a so that the same polarization direction component as that of the linearly polarized incident laser light by water reflection is attenuated and eliminated. However, in the second embodiment, such trouble can be omitted, and the determination can be performed without being affected by the error of the position and orientation at the time of installation.
In addition, the second embodiment has the same operations and effects as the first embodiment.

(実験例)
図10はレーズンとステムの分光特性の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に反射率を取ったグラフである。
次に、本発明の効果を確認するために、実験を行った。
実験例1〜8では被検査体Sとしてのレーズンを対象とし、混入される異物としてのステム(茎)を対象とした。図10に、レーズンとステムの分光特性の測定結果を示す。
図10に示すように、レーズンでは、ステムに対して、波長600nm以上において、反射率に差が見られ、特に、800nm以上になると差が大きくなることが確認された。よって、以下の実験例では、波長635nmの赤色のレーザー光または波長830nmの近赤外光のレーザー光を選択して実験を行った。
(Experimental example)
FIG. 10 is an explanatory diagram of the measurement results of the spectral characteristics of raisins and stems, and is a graph in which the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance.
Next, an experiment was performed to confirm the effect of the present invention.
In Experimental Examples 1 to 8, raisins as the test object S were targeted, and stems (stems) as foreign matters to be mixed were targeted. FIG. 10 shows the measurement results of the spectral characteristics of raisins and stems.
As shown in FIG. 10, in the raisins, it was confirmed that the difference in reflectance was observed at a wavelength of 600 nm or more with respect to the stem, and in particular, the difference was increased at 800 nm or more. Therefore, in the following experimental examples, experiments were performed by selecting red laser light having a wavelength of 635 nm or near infrared light having a wavelength of 830 nm.

図11は比較例1および実験例1で使用した装置の説明図である。
図11において、実験例では、被検査体Sからの反射・散乱光31をハーフミラー32で分離し、ハーフミラー32を透過した反射・散乱光31aは、偏光フィルタ33を介して、光電子増倍管で構成された実験例用の受光素子34で検出する。そして、ハーフミラー32で反射された反射・散乱光31bは、偏光フィルタを介さずに、光電子増倍管で構成された比較例用の受光素子36で検出する。なお、本実験例では、偏光フィルタ33は、照射されるレーザー光の偏光方向に対して垂直方向の偏光成分が透過するように配置した。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the apparatus used in Comparative Example 1 and Experimental Example 1.
In FIG. 11, in the experimental example, the reflected / scattered light 31 from the object S to be inspected is separated by the half mirror 32, and the reflected / scattered light 31 a transmitted through the half mirror 32 passes through the polarization filter 33 and is photomultiplied. Detection is performed by a light receiving element 34 for an experimental example constituted by a tube. Then, the reflected / scattered light 31b reflected by the half mirror 32 is detected by the light receiving element 36 for the comparative example configured by a photomultiplier tube without passing through the polarizing filter. In this experimental example, the polarizing filter 33 is arranged so that a polarized light component perpendicular to the polarization direction of the irradiated laser light is transmitted.

(比較例1)
比較例1では、635nmの赤色のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例1では、被検査体Sとして、乾燥レーズンを使用した。
(実験例1)
実験例1では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例1と同様である。
比較例1および実験例1の結果を図12に示す。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, an experiment was conducted by using a 635-nm red laser beam and using a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter is installed. In Comparative Example 1, dry raisins were used as the test object S.
(Experimental example 1)
Experimental Example 1 is the same as Comparative Example 1 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 1 and Experimental Example 1 are shown in FIG.

図12は比較例1および実験例1の実験結果の説明図であり、図12Aは比較例1の実験結果のグラフ、図12Bは実験例1の実験結果のグラフである。
図12に示す実験結果のグラフは、3軸方向のグラフであり、縦軸(高さ方向)に出力信号の値を取り、幅方向の軸に落下方向の位置を取り、奥行き方向の軸に走査方向の位置を取った。また、図12に示すグラフでは、基準信号に対して信号の伸び率で評価を行った。基準信号とは、バックグラウンドからの反射・散乱光の検出信号である。なお、実験例では、閾値の設定を容易にするために、基本的には、良品レーズンの場合、赤色レーザー等の可視光照射時には基準信号に対してグラフの上方に、近赤外光(NIR:Near Infrared)照射時には下方に信号がでるように、バックグラウンドは予め調整されている。なお、以下の説明における各3軸方向のグラフでは、各軸の取り方やバックグラウンドの調整等については同様に行っている。
なお、図12〜図19については、カラーの図面を参考図面として、出願後、上申書に添付して提出する予定となっている。
12 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 1 and Experimental Example 1. FIG. 12A is a graph of the experimental results of Comparative Example 1, and FIG. 12B is a graph of the experimental results of Experimental Example 1.
The graph of the experimental results shown in FIG. 12 is a graph in the three-axis direction, the value of the output signal is taken on the vertical axis (height direction), the position in the drop direction is taken on the width axis, and the axis in the depth direction is taken. The position in the scanning direction was taken. In the graph shown in FIG. 12, the evaluation was performed based on the signal elongation with respect to the reference signal. The reference signal is a detection signal of reflected / scattered light from the background. In the experimental example, in order to facilitate the setting of the threshold, basically, in the case of a good product raisins, near infrared light (NIR) above the graph with respect to the reference signal when visible light such as a red laser is irradiated. : Near Infrared) The background is adjusted in advance so that a signal appears below during irradiation. Note that, in the graphs in the directions of the three axes in the following description, the manner of taking each axis, the background adjustment, and the like are performed in the same manner.
In addition, about FIGS. 12-19, it is going to submit by attaching a color drawing as a reference drawing after an application and attaching to an above-mentioned application.

図12Aにおいて、比較例1では、基準信号に対して全体的に強い反射・散乱光を受光していることが確認された。一方、図12Bにおいて、実験例1では、基準信号に対して、所々に強い反射・散乱光を受光していることが確認された。実験例1と比較例1とを比較すると、偏光フィルタ33の有無により、反射・散乱光の強度のレベルが全体的に減衰すると共に、減衰されずに強い強度を保った信号によりレーズンが確認可能である。   In FIG. 12A, it was confirmed that the comparative example 1 received reflected / scattered light that was strong overall with respect to the reference signal. On the other hand, in FIG. 12B, in Experimental Example 1, it was confirmed that strong reflected / scattered light was received in some places with respect to the reference signal. Comparing Experimental Example 1 with Comparative Example 1, the presence or absence of the polarizing filter 33 attenuates the intensity level of reflected / scattered light as a whole, and the raisins can be confirmed by a signal that maintains a strong intensity without being attenuated. It is.

(比較例2)
比較例2では、比較例1と同様の実験装置において、830nmの近赤外(NIR)のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例2では、比較例1と同様に、被検査体Sとして、乾燥レーズンを使用した。
(実験例2)
実験例2では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例2と同様である。
比較例2および実験例2の結果を図13に示す。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, an experiment was performed in the same experimental apparatus as in Comparative Example 1, using a near-infrared (NIR) laser beam of 830 nm and a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter was installed. Went. In Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, dry raisins were used as the test object S.
(Experimental example 2)
Experimental Example 2 is the same as Comparative Example 2 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 2 and Experimental Example 2 are shown in FIG.

図13は比較例2および実験例2の実験結果の説明図であり、図13Aは比較例2の実験結果のグラフ、図13Bは実験例2の実験結果のグラフである。
図13Aにおいて、比較例2では、基準信号に対して、上下に反射・散乱光強度が確認できる。
図13Bにおいて、実験例2では、図13Aの比較例2に比べて、全体的に、反射・散乱光強度が小さくなっていることがわかり、基準信号に対してのレーズンの反射・散乱光強度が低いことがわかる。
したがって、実験例1、2および比較例1、2の結果から、乾燥したレーズンにおいて、偏光フィルタ33を設置することにより、波長に関わらず、鏡面反射および表面の凹凸による反射光や強い散乱光を減衰することができることが確認された。
13 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 2 and Experimental Example 2, FIG. 13A is a graph of the experimental results of Comparative Example 2, and FIG. 13B is a graph of the experimental results of Experimental Example 2.
In FIG. 13A, in Comparative Example 2, the reflected / scattered light intensity can be confirmed vertically with respect to the reference signal.
In FIG. 13B, it can be seen that, in Experimental Example 2, the intensity of reflected / scattered light is generally smaller than that of Comparative Example 2 in FIG. 13A, and the reflected / scattered light intensity of raisins with respect to the reference signal is reduced. Is low.
Therefore, from the results of Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, by installing the polarizing filter 33 in the dried raisins, regardless of the wavelength, reflected light or strong scattered light due to specular reflection and surface irregularities It was confirmed that it can be attenuated.

(比較例3)
比較例3では、比較例1と同様の実験装置において、635nmの赤色のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例3では、被検査体Sとして、水に濡れたレーズンを使用した。
(実験例3)
実験例3では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例3と同様である。
比較例3および実験例3の結果を図14に示す。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, an experiment was performed in the same experimental apparatus as in Comparative Example 1 using a 635-nm red laser beam and using a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter was installed. In Comparative Example 3, raisins wet with water were used as the test object S.
(Experimental example 3)
Experimental Example 3 is the same as Comparative Example 3 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 3 and Experimental Example 3 are shown in FIG.

図14は比較例3および実験例3の実験結果の説明図であり、図14Aは比較例3の実験結果のグラフ、図14Bは実験例3の実験結果のグラフである。
図14Aにおいて、比較例3では、基準信号に対して、全体的に強い反射・散乱光が検出されていることが確認された。
図14Bにおいて、実験例3では、基準信号に対して、強い反射・散乱光も確認できるが、図14Aの比較例3と比較して、信号が減衰されていることが確認された。
14 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 3 and Experimental Example 3, FIG. 14A is a graph of the experimental results of Comparative Example 3, and FIG. 14B is a graph of the experimental results of Experimental Example 3.
14A, in Comparative Example 3, it was confirmed that strong reflected / scattered light was detected as a whole with respect to the reference signal.
In FIG. 14B, strong reflected / scattered light can be confirmed with respect to the reference signal in Experimental Example 3, but it was confirmed that the signal was attenuated as compared with Comparative Example 3 in FIG. 14A.

(比較例4)
比較例4では、比較例1と同様の実験装置において、830nmの近赤外(NIR)のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例4では、比較例3と同様に、被検査体Sとして、水で洗って、水に濡れたレーズンを使用した。
(実験例4)
実験例4では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例4と同様である。
比較例4および実験例4の結果を図15に示す。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 4, an experiment was performed in the same experimental apparatus as Comparative Example 1, using a near-infrared (NIR) laser beam of 830 nm and a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter was installed. Went. In Comparative Example 4, as in Comparative Example 3, raisins that were washed with water and wetted with water were used as the test object S.
(Experimental example 4)
Experimental Example 4 is the same as Comparative Example 4 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 4 and Experimental Example 4 are shown in FIG.

図15は比較例4および実験例4の実験結果の説明図であり、図15Aは比較例4の実験結果のグラフ、図15Bは実験例4の実験結果のグラフである。
図15Aにおいて、比較例4では、1箇所、基準信号に対して、上方に強い反射・散乱光強度が確認できる。これは、水の膜による反射光であると考えられる。したがって、従来は、この水の膜による反射光により誤検知が発生していた。そして、レーズンは、基準信号に対して、下側(低い電圧値側)に出力されることが確認された。
図15Bにおいて、実験例4では、図15Aの比較例4に比べて、基準信号に対して明らかに強い反射・散乱光がないことが確認された。また、実験例4でも、レーズンは、基準信号に対して、下側(低い電圧値側)に出力されている。
したがって、実験例3、4および比較例3、4の結果から、偏光フィルタ33を設置することにより、レーズン表面に付着した水膜による反射・散乱光を減衰できることが確認された。
15 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 4 and Experimental Example 4, FIG. 15A is a graph of the experimental results of Comparative Example 4, and FIG. 15B is a graph of the experimental results of Experimental Example 4.
In FIG. 15A, in Comparative Example 4, a strong reflected / scattered light intensity can be confirmed at one location with respect to the reference signal. This is considered to be reflected light from the water film. Therefore, conventionally, erroneous detection has occurred due to the reflected light from the water film. The raisins were confirmed to be output to the lower side (lower voltage value side) with respect to the reference signal.
In FIG. 15B, it was confirmed that in Experimental Example 4, there was no apparently strong reflected / scattered light with respect to the reference signal as compared with Comparative Example 4 in FIG. 15A. Also in Experimental Example 4, raisins are output to the lower side (lower voltage value side) with respect to the reference signal.
Therefore, from the results of Experimental Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4, it was confirmed that the reflection / scattered light by the water film attached to the raisins surface can be attenuated by installing the polarizing filter 33.

(比較例5)
比較例5では、比較例1と同様の実験装置において、635nmの赤色のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例5では、被検査体Sとして、異物の一例としての乾燥ステム(茎)を使用した。
(実験例5)
実験例5では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例5と同様である。
比較例5および実験例5の結果を図16に示す。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, an experiment was performed in the same experimental apparatus as in Comparative Example 1, using a red laser beam of 635 nm and using a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter was installed. In Comparative Example 5, a dry stem (stem) as an example of a foreign object was used as the inspection object S.
(Experimental example 5)
Experimental Example 5 is the same as Comparative Example 5 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 5 and Experimental Example 5 are shown in FIG.

図16は比較例5および実験例5の実験結果の説明図であり、図16Aは比較例5の実験結果のグラフ、図16Bは実験例5の実験結果のグラフである。
図16Aにおいて、比較例5では、基準信号に対して、全体的に強い反射・散乱光が検出されていることが確認された。
図16Bにおいて、実験例5では、図16Aの比較例5と比較して、信号が減衰されているが、基準信号に対して、2[V]以上の比較的強い出力値を維持していることが確認された。
16 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 5 and Experimental Example 5, FIG. 16A is a graph of the experimental results of Comparative Example 5, and FIG. 16B is a graph of the experimental results of Experimental Example 5.
16A, in Comparative Example 5, it was confirmed that strong reflected / scattered light was detected as a whole with respect to the reference signal.
16B, in Experimental Example 5, the signal is attenuated as compared with Comparative Example 5 in FIG. 16A, but a relatively strong output value of 2 [V] or more is maintained with respect to the reference signal. It was confirmed.

(比較例6)
比較例6では、比較例1と同様の実験装置において、830nmの近赤外(NIR)のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例6では、比較例5と同様に、被検査体Sとして、乾燥ステムを使用した。
(実験例6)
実験例6では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例6と同様である。
比較例6および実験例6の結果を図17に示す。
(Comparative Example 6)
In Comparative Example 6, an experiment similar to that in Comparative Example 1 was performed using a near-infrared (NIR) laser beam of 830 nm and a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter was installed. Went. In Comparative Example 6, as in Comparative Example 5, a dry stem was used as the inspection object S.
(Experimental example 6)
Experimental Example 6 is the same as Comparative Example 6 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 6 and Experimental Example 6 are shown in FIG.

図17は比較例6および実験例6の実験結果の説明図であり、図17Aは比較例6の実験結果のグラフ、図17Bは実験例6の実験結果のグラフである。
図17A、図17Bにおいて、実験例6では、比較例6に比べて全体的に減衰しているが、ステムの反射・散乱光の強度が、偏光フィルタ33を設置した場合でも、約2「V」以上の強度を保持していることが確認された。
したがって、実験例5、6および比較例5、6の結果から、ステムでは、偏光フィルタ33を設置しても、基準信号に対して上側に、2[V]以上の比較的強い出力値が出力されることが確認された。
17 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 6 and Experimental Example 6, FIG. 17A is a graph of the experimental results of Comparative Example 6, and FIG. 17B is a graph of the experimental results of Experimental Example 6.
In FIG. 17A and FIG. 17B, the experimental example 6 is attenuated as a whole as compared with the comparative example 6, but the intensity of the reflected / scattered light of the stem is about 2 “V” even when the polarizing filter 33 is installed. It was confirmed that the above strength was maintained.
Therefore, from the results of Experimental Examples 5 and 6 and Comparative Examples 5 and 6, even if the polarizing filter 33 is installed in the stem, a relatively strong output value of 2 [V] or more is output above the reference signal. It was confirmed that

(比較例7)
比較例7では、比較例1と同様の実験装置において、635nmの赤色のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例7では、被検査体Sとして、異物の一例としての水に濡れたステムを使用した。
(実験例7)
実験例7では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例7と同様である。
比較例7および実験例7の結果を図18に示す。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 7, an experiment was performed in the same experimental apparatus as in Comparative Example 1, using a 635-nm red laser beam and using a light receiving element 36 for a comparative example in which no polarizing filter was installed. Further, in Comparative Example 7, a stem wet with water as an example of a foreign object was used as the inspection object S.
(Experimental example 7)
Experimental Example 7 is the same as Comparative Example 7 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 7 and Experimental Example 7 are shown in FIG.

図18は比較例7および実験例7の実験結果の説明図であり、図18Aは比較例7の実験結果のグラフ、図18Bは実験例7の実験結果のグラフである。
図18Aにおいて、比較例7では、基準信号に対して、全体的に強い反射・散乱光が検出されていることが確認された。
図18Bにおいて、実験例7では、図18Aの比較例7と比較して、信号が減衰されているが、基準信号に対して、3[V]以上の比較的強い出力値を維持していることが確認された。
18 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 7 and Experimental Example 7, FIG. 18A is a graph of the experimental results of Comparative Example 7, and FIG. 18B is a graph of the experimental results of Experimental Example 7.
18A, in Comparative Example 7, it was confirmed that strong reflected / scattered light was detected as a whole with respect to the reference signal.
18B, in Experimental Example 7, the signal is attenuated as compared with Comparative Example 7 in FIG. 18A, but a relatively strong output value of 3 [V] or more is maintained with respect to the reference signal. It was confirmed.

(比較例8)
比較例8では、比較例1と同様の実験装置において、830nmの近赤外(NIR)のレーザー光を使用して、偏光フィルタが設置されていない比較例用の受光素子36を使用して実験を行った。また比較例8では、比較例7と同様に、被検査体Sとして、水に濡れたステムを使用した。
(実験例8)
実験例8では、実験例用の受光素子34を使用して実験を行った以外は、比較例8と同様である。
比較例8および実験例8の結果を図19に示す。
(Comparative Example 8)
In comparative example 8, in the same experimental apparatus as in comparative example 1, an experiment was performed using a near-infrared (NIR) laser beam of 830 nm and a light receiving element 36 for comparative example in which no polarizing filter was installed. Went. In Comparative Example 8, similarly to Comparative Example 7, a stem wet with water was used as the object S to be inspected.
(Experimental example 8)
Experimental Example 8 is the same as Comparative Example 8 except that the experiment was performed using the light receiving element 34 for the experimental example.
The results of Comparative Example 8 and Experimental Example 8 are shown in FIG.

図19は比較例8および実験例8の実験結果の説明図であり、図19Aは比較例8の実験結果のグラフ、図19Bは実験例8の実験結果のグラフである。
図19A、図19Bにおいて、実験例8では、比較例8に比べて全体的に減衰しているが、実験例6と同様に、偏光フィルタ33を設置した場合でも、ステムの反射・散乱光の強度が、約2「V」以上の強度を保持していることが確認された。
したがって、実験例5〜8および比較例5〜8の結果から、ステムの場合、表面の状態に関わらず、偏光フィルタ33を設置しても、基準信号に対して上側に、2[V]以上の比較的強い出力値が出力されることが確認された。
19 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 8 and Experimental Example 8, FIG. 19A is a graph of the experimental results of Comparative Example 8, and FIG. 19B is a graph of the experimental results of Experimental Example 8.
In FIG. 19A and FIG. 19B, in Experimental Example 8, as compared with Comparative Example 8, overall attenuation is achieved. However, as in Experimental Example 6, even when the polarizing filter 33 is installed, the reflected / scattered light of the stem is It was confirmed that the strength maintained a strength of about 2 “V” or more.
Therefore, from the results of Experimental Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 to 8, in the case of the stem, regardless of the surface state, 2 [V] or more above the reference signal even if the polarizing filter 33 is installed It was confirmed that a relatively strong output value was output.

したがって、実験例1〜8および比較例1〜8の結果から、偏光フィルタ33を配置することにより、水の反射・散乱光を減衰させ、レーズンおよびステムからの反射・散乱光を受光することにより、水の影響により起こっていた誤検知を減少させることが可能であることが確認された。その結果、水に濡れた被検体も高精度に検査、選別が可能になった。
そして、実験例1〜8および比較例1〜8の結果から、レーズンとステムを選別する場合には、830nmのNIRのレーザー光を使用した方が、反射・散乱光の強度に明確な電位差が確認されることから、635nmの赤色のレーザー光を使用する場合に比べて、有利であることが確認された。
Therefore, from the results of Experimental Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 8, by disposing the polarizing filter 33, the reflected / scattered light of water is attenuated and the reflected / scattered light from the raisins and stems is received. It was confirmed that it was possible to reduce false detections caused by the influence of water. As a result, it became possible to inspect and sort a specimen wet with water with high accuracy.
From the results of Experimental Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 8, when selecting raisins and stems, the use of 830 nm NIR laser light has a clear potential difference in the intensity of reflected / scattered light. As a result of the confirmation, it was confirmed that this was advantageous compared to the case of using a red laser beam of 635 nm.

すなわち、635nmのレーザー光を採用した場合には、基準信号に対して、レーズンもステムも乾燥、水濡れに関係なく、また偏光フィルタ33の設置の有無に関わらず、プラス方向の信号になるが、閾値の設定は可能であり、レーズンとステムを判別することができる。しかし、時折、判別閾値を超えるような強い反射・散乱光を受光する場合がある。一方、830nmのNIRのレーザー光を採用した場合、基準信号に対して、レーズンはマイナス方向の信号となり、ステムはプラス方向の信号となるため、明確な差があり、判別に適した波長と言える。
しかしながら、実験例1〜8、特に実験例4および比較例4から、レーズンの部分的な鏡面反射、あるいは、濡れたレーズンの水膜反射といった、判別に影響をもたらす不要な反射が強い状態になると、レーズンでもプラス方向の信号が現れ、誤判別が発生してしまう。
そこで、次に、偏光フィルタの回転角を調整することで、ステムは乾燥時と同じプラス方向の信号のまま、レーズンに付着した水の膜やレーズン表面の凹凸の影響による不要な反射を減少させて、判別閾値を超え、誤判別につながるプラス方向の信号を減衰もしくは消去することが可能であることを確認する実験を行った。
That is, when a 635 nm laser beam is used, the signal is a positive signal regardless of whether the raisins and stems are dry or wet with respect to the reference signal, and whether or not the polarizing filter 33 is installed. The threshold can be set, and raisins and stems can be discriminated. However, occasionally, strong reflected / scattered light exceeding the discrimination threshold may be received. On the other hand, when an NIR laser beam of 830 nm is used, the raisins are signals in the minus direction and the stems are signals in the plus direction with respect to the reference signal, so there is a clear difference and it can be said that the wavelength is suitable for discrimination. .
However, from Experimental Examples 1-8, especially Experimental Example 4 and Comparative Example 4, when unnecessary reflection that affects discrimination, such as partial specular reflection of raisins or water film reflection of wet raisins, becomes strong. Even in the raisins, a positive signal appears and misidentification occurs.
Therefore, next, by adjusting the rotation angle of the polarizing filter, the stem remains in the same positive signal as when it was dried, reducing unwanted reflections due to the water film attached to the raisins and the unevenness of the raisins surface. Thus, an experiment was conducted to confirm that it is possible to attenuate or erase a positive signal that exceeds the discrimination threshold and leads to erroneous discrimination.

図20は実験例9で使用した実験装置の説明図である。
(実験例9)
実験例9では、図20において、直線偏光のレーザー光源41から被検査体Sに対して照射されたレーザー光41aに対して、45°の位置に配置され且つ±90°の範囲で回転可能な偏光フィルタ42を設置して、偏光フィルタ42を通過した反射・散乱光を受光素子43で検出した。
実験例9では、635nmの赤色のレーザー光を使用し、偏光フィルタ42の回転角を10°刻みで、−90°〜+90°の範囲で制御してそれぞれ実験を行った。また、被検査体Sとしては、乾燥したレーズン、水に濡れたレーズン、乾燥したステム、水に濡れたステムを対象とした。
図21に実験結果を示す。
FIG. 20 is an explanatory diagram of an experimental apparatus used in Experimental Example 9.
(Experimental example 9)
In Experimental Example 9, as shown in FIG. 20, the laser light 41a emitted from the linearly polarized laser light source 41 to the object S is arranged at a position of 45 ° and rotatable within a range of ± 90 °. The polarizing filter 42 was installed, and the reflected / scattered light that passed through the polarizing filter 42 was detected by the light receiving element 43.
In Experimental Example 9, 635 nm red laser light was used, and the rotation angle of the polarizing filter 42 was controlled in a range of −90 ° to + 90 ° in steps of 10 °, and each experiment was performed. Further, as the inspected object S, dry raisins, raisins wet with water, dry stems, and stems wet with water were targeted.
FIG. 21 shows the experimental results.

図21は実験例9の実験結果の説明図であり、図21Aは検出された反射・散乱光の強度のグラフ、図21Bは図21Aの反射・散乱光のデータを回転角0°の強度を1として正規化したグラフである。
なお、図21のグラフでは、横軸に回転角を取り、縦軸に反射・散乱光の強度を取っている。
図21において、乾燥したレーズンや濡れたレーズンでは、回転角が0°、すなわち、照射されたレーザー光41aと同じ偏光方向のレーザー光の強度に対して、回転角が90°になると0°での強度と比較して反射・散乱光強度が低下しているので偏光解消度が低いのに対して、乾燥したステムや濡れたステムでは、反射・散乱光強度の低下率がレーズンの場合と比較すると少ないので偏光解消度がレーズンよりも高いことが確認された。すなわち、図21Bに示すように、回転角を90°に近くし、且つ、正規化された強度、すなわち、強度の比を使用することで、635nmの赤色のレーザー光でもレーズンの精確な判定が可能であることが確認された。
FIG. 21 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 9. FIG. 21A is a graph of the intensity of the detected reflected / scattered light, and FIG. 21B is the intensity of the reflected / scattered light of FIG. It is a graph normalized as 1.
In the graph of FIG. 21, the horizontal axis represents the rotation angle, and the vertical axis represents the intensity of reflected / scattered light.
In FIG. 21, in the dry raisins and wet raisins, the rotation angle is 0 °, that is, 0 ° when the rotation angle is 90 ° with respect to the intensity of the laser beam having the same polarization direction as the irradiated laser beam 41a. The degree of depolarization is low because the intensity of reflected / scattered light is lower than the intensity of light, whereas the decrease rate of reflected / scattered light intensity is lower for dry stems and wet stems than for raisins. As a result, it was confirmed that the degree of depolarization was higher than that of raisins. That is, as shown in FIG. 21B, the rotation angle is close to 90 °, and the normalized intensity, that is, the intensity ratio, is used, so that accurate determination of raisins can be made even with 635 nm red laser light. It was confirmed that it was possible.

(実験例10)
実験例10では、830nmのNIRのレーザー光を使用した以外は、実験例9と同様にして実験を行った。
実験結果を図22に示す。
(Experimental example 10)
In Experimental Example 10, the experiment was performed in the same manner as in Experimental Example 9, except that 830 nm NIR laser light was used.
The experimental results are shown in FIG.

図22は実験例10の実験結果の説明図であり、図22Aは検出された反射・散乱光の強度のグラフ、図22Bは図22Aの反射・散乱光のデータを回転角0°の強度を1として正規化したグラフである。
図22において、実験例10でも、実験例9と同様に、乾燥したレーズンや濡れたレーズンでは、回転角が0°、すなわち、照射されたレーザー光41aと同じ偏光方向のレーザー光の強度に対して、回転角が90°になると0°での強度と比較して反射・散乱光強度が低下しているので偏光解消度が低いのに対して、乾燥したステムや濡れたステムでは、反射・散乱光強度が0°での強度と比較すると大差がないので偏光解消度が高いことが確認された。
22 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 10, FIG. 22A is a graph of the intensity of the detected reflected / scattered light, and FIG. 22B is the intensity of the reflected / scattered light data of FIG. It is a graph normalized as 1.
In FIG. 22, also in Experimental Example 10, as in Experimental Example 9, with a dry raisins and wet raisins, the rotation angle is 0 °, that is, with respect to the intensity of the laser light in the same polarization direction as the irradiated laser light 41a. Thus, when the rotation angle is 90 °, the intensity of reflected / scattered light is lower than the intensity at 0 °, so the degree of depolarization is low. It was confirmed that the degree of depolarization was high because the scattered light intensity was not significantly different from the intensity at 0 °.

すなわち、図22Bに示すように、回転角を90°に近くし、且つ、正規化された強度、すなわち、強度の比を使用することで、830nmのNIRのレーザー光でもレーズンの精確な判定が可能であることが確認された。なお、図21B、図22Bに示すように、回転角は45°〜60°程度でも十分に高精度な判定が可能であることも確認された。すなわち、照射レーザー光の偏光成分(0°)とは異なる偏光成分の反射・散乱光を受光することで、検査、識別が可能であることが確認された。
また、図22Aにおいて、830nmのレーザー光の場合は、回転角を90°に近い角度にすることで、強度の比を使用せず、強度の値をそのまま使用しても、レーズンとステムとを識別することが可能であることが確認された。
That is, as shown in FIG. 22B, the rotation angle is close to 90 ° and the normalized intensity, that is, the intensity ratio is used, so that accurate determination of raisins can be made even with NIR laser light of 830 nm. It was confirmed that it was possible. In addition, as shown in FIG. 21B and FIG. 22B, it was also confirmed that sufficiently accurate determination was possible even when the rotation angle was about 45 ° to 60 °. That is, it was confirmed that inspection and identification were possible by receiving reflected / scattered light having a polarization component different from the polarization component (0 °) of the irradiation laser beam.
In FIG. 22A, in the case of 830 nm laser light, the rotation angle is set to an angle close to 90 °, so that the intensity ratio is not used and the raisins and stems are used even if the intensity values are used as they are. It was confirmed that it was possible to identify.

(実験例11)
次に、実施例1の装置を使用して、実際に実験を行った。実験例11では、実施例1の装置を使用して、635nmおよび830nmのレーザー光を使用し、レーザー光の偏光成分に対して垂直(90°)の偏光成分が透過するように偏光フィルタ8aを設置して実験を行った。実験は、約50[cc]の水を加えたレーズンを約3kg使用し、データは3回採取した。
(比較例11)
比較例11では、偏光フィルタを配置しなかった以外は、実験例11と同様の条件で実験を行った。
実験結果を図23に示す。
(Experimental example 11)
Next, an experiment was actually performed using the apparatus of Example 1. In Experimental Example 11, using the apparatus of Example 1, laser beams of 635 nm and 830 nm are used, and the polarizing filter 8a is transmitted so that a polarization component perpendicular (90 °) to the polarization component of the laser light is transmitted. The installation was conducted. In the experiment, about 3 kg of raisins added with about 50 [cc] of water was used, and data was collected three times.
(Comparative Example 11)
In Comparative Example 11, an experiment was performed under the same conditions as in Experimental Example 11 except that no polarizing filter was disposed.
The experimental results are shown in FIG.

図23は実験例11および比較例11の実験結果の説明図であり、図23Aは比較例11の実験結果の説明図、図23Bは実験例11の実験結果の説明図である。
図23において、偏光フィルタを配置しない比較例11では、誤検知の割合が27%、19%、30%であったのに対して、偏光フィルタを配置した実験例11では、誤検知の割合が9%、6%、6%となり、誤検知率が10%以下にまで減少していることが確認された。すなわち、図12に示すグラフからわかるように、乾燥レーズンにおいても、レーズンの表面形状(表面の凹凸)の影響により、場合によっては、判別閾値よりも強い反射・散乱光を受光し、誤検知の原因となっていたが、水に濡れたレーズンの場合と同様に偏光方向を操作、調整することにより良品誤検知が減少した。これは、レーズンからの散乱光は偏光解消されるが、水膜および表面凹凸による反射光は偏光が解消されにくいためである。
したがって、偏光フィルタを使用することで、レーズン表面の水による反射光を減衰することができ、検出精度を高めることができることがわかった。
FIG. 23 is an explanatory diagram of experimental results of Experimental Example 11 and Comparative Example 11, FIG. 23A is an explanatory diagram of experimental results of Comparative Example 11, and FIG. 23B is an explanatory diagram of experimental results of Experimental Example 11.
In FIG. 23, in Comparative Example 11 in which the polarizing filter is not disposed, the false detection ratios are 27%, 19%, and 30%, whereas in Experimental Example 11 in which the polarizing filter is disposed, the false detection ratio is. It was 9%, 6%, and 6%, and it was confirmed that the false detection rate decreased to 10% or less. That is, as can be seen from the graph shown in FIG. 12, even in the dry raisins, depending on the influence of the surface shape of the raisins (surface irregularities), in some cases, reflected / scattered light stronger than the discrimination threshold is received, and erroneous detection is detected. Although it was the cause, the number of false positives was reduced by manipulating and adjusting the polarization direction as in the case of raisins wet with water. This is because the scattered light from the raisins is depolarized, but the light reflected by the water film and surface irregularities is not easily depolarized.
Therefore, it was found that by using the polarizing filter, the reflected light due to water on the raisins surface can be attenuated, and the detection accuracy can be increased.

(実験例12)
図24は実験例12のレーザー光照射時におけるサンプルからの散乱光角度分布の実験装置図である。
次に、被検査体Sに照射されたレーザー光の透過光、反射光、散乱光の分布、すなわち、どの角度方向で透過光や反射光、散乱光が検出されるかについて、実験を行った。
図24において、レーザー51から830nmのレーザー光51aを被検査体Sに照射した。実験例12の被検査体Sは、表面形状(凹凸)を均一化するために厚さ1mmのガラス板2枚で挟み込んで、ガラス板の間隔が1mmになるまで圧縮し、表面を可能な限り平面化した後、レーザー光照射側のガラス板を取り外したものを使用して、角度45°の方向からレーザー光51aを照射した。被検査体Sからの反射・透過・散乱光は偏光フィルタ54を通過した後に、光電子増倍管55にて受光した。
(Experimental example 12)
FIG. 24 is an experimental apparatus diagram of an angle distribution of scattered light from a sample at the time of laser light irradiation in Experimental Example 12.
Next, an experiment was conducted on the distribution of transmitted light, reflected light, and scattered light of the laser light irradiated on the object S to be inspected, that is, in which angle direction the transmitted light, reflected light, and scattered light are detected. .
In FIG. 24, a laser beam 51a having a wavelength of 830 nm is applied to the object S to be inspected. Inspected object S of Experimental Example 12 is sandwiched between two glass plates having a thickness of 1 mm in order to make the surface shape (unevenness) uniform, and is compressed until the distance between the glass plates becomes 1 mm, and the surface is made as much as possible. After flattening, the laser beam 51a was irradiated from a direction of an angle of 45 ° using a glass plate on the laser beam irradiation side removed. The reflected / transmitted / scattered light from the object S to be inspected was received by the photomultiplier tube 55 after passing through the polarizing filter 54.

なお、光電子増倍管55の出力は、電圧に変換後、アンプ56によりおよそ20倍に増幅し、その点での光強度とした。また光電子増倍管55は10°ずつ時計回りに回転させ、各位置において、偏光フィルタ54を照射レーザー光51aの偏光方向に垂直な90°として測定を行った。
(比較例12)
比較例12では、実験例12において、偏光フィルタ54を設置しなかった以外は、同様にして、実験を行った。
実験結果を図25、図26に示す。
The output of the photomultiplier tube 55 was converted into a voltage and then amplified by an amplifier 56 by about 20 times to obtain the light intensity at that point. The photomultiplier tube 55 was rotated clockwise by 10 °, and the measurement was performed with the polarizing filter 54 at 90 ° perpendicular to the polarization direction of the irradiation laser beam 51a at each position.
(Comparative Example 12)
In Comparative Example 12, the experiment was performed in the same manner as in Experimental Example 12 except that the polarizing filter 54 was not installed.
The experimental results are shown in FIGS.

図25は比較例12の実験結果の説明図であり、偏光フィルタを設置せずに水に濡れたレーズンおよびステムに830nmのレーザー光を照射した実験結果のグラフである。
図26は実験例12の実験結果の説明図であり、偏光フィルタを設置して水に濡れたレーズンおよびステムに830nmのレーザー光を照射した実験結果のグラフである。
なお、図25、図26のグラフは、周方向に回転位置を取っており、半径方向に光強度を取っている。また、図25、図26において、レーズンの実験結果を黒丸で示し、ステムの実験結果を白抜き十字で示す。
FIG. 25 is an explanatory diagram of the experimental results of Comparative Example 12, and is a graph of the experimental results of irradiating raisins and stems wet with water to a 830 nm laser beam without installing a polarizing filter.
FIG. 26 is an explanatory diagram of an experimental result of Experimental Example 12, and is a graph of an experimental result in which a raisin and a stem wet with water with a polarizing filter installed are irradiated with 830 nm laser light.
Note that the graphs of FIGS. 25 and 26 take the rotational position in the circumferential direction and take the light intensity in the radial direction. 25 and 26, the raisins experimental results are indicated by black circles, and the stem experimental results are indicated by white crosses.

図25において、偏光フィルタを設置していない比較例12では、反射・後方散乱光において、レーズンとステムとを判別するための閾値を、良品である水に濡れたレーズンが、光電子増倍管55が配置されている270°方向で超えてしまっている。これは、水の膜による反射光であり、これが良品誤検知の原因である。
図26において、照射レーザー光の偏光方向に対して垂直成分のみを受光するように偏光フィルタを設置した実験例12では、反射・後方散乱光において、図25の270°方向に見られた水の膜による強い反射・散乱光が減衰され、レーズンとステムを判別するための閾値を超えること無く分布していることがわかる。
したがって、図25、図26の結果から、偏光フィルタ54を設置することで、水に濡れた良品のレーズンの誤検知を減少させることができる。
In FIG. 25, in Comparative Example 12 in which no polarizing filter is installed, the threshold value for discriminating between raisins and stems in the reflected / backscattered light is set to the photomultiplier tube 55 when the raisins wet with good water. Has been exceeded in the 270 ° direction where it is arranged. This is the reflected light from the water film, which is the cause of non-defective product detection.
26, in Experimental Example 12 in which the polarization filter is installed so as to receive only the vertical component with respect to the polarization direction of the irradiation laser light, the water observed in the 270 ° direction of FIG. 25 in the reflected / backscattered light. It can be seen that the strong reflected / scattered light from the film is attenuated and distributed without exceeding the threshold for distinguishing raisins and stems.
Therefore, from the results shown in FIGS. 25 and 26, by installing the polarizing filter 54, it is possible to reduce false detection of non-defective raisins wet with water.

(実験例13)
図27は実験例1〜8の図10に対応するクルミの実と殻と渋皮の分光特性の測定結果の説明図であり、横軸に波長を取り、縦軸に反射率を取ったグラフである。
次に、レーズンとは異なる被検査体の一例としてのクルミを対象として、実験を行った。実験は、レーズンに対する異物であるステム(ブドウの茎)に替えて、クルミの殻や渋皮(以下「隔壁」と記載することもある)について実験を行った。
まず、クルミの実と、殻と、渋皮の分光特性を測定した。測定結果を図27に示す。
図27の結果から、クルミの場合は、クルミの実に対して、「殻」や「渋皮(隔壁)」については、800nmよりも長波長の近赤外光または、500nm〜800nmの可視光において分光特性の違いが見られることがわかった。したがって、クルミの選別については、532nmの緑色のレーザー光と、635nmの赤色のレーザー光、830nmの近赤外光を使用して実験を行った。
(Experimental example 13)
FIG. 27 is an explanatory diagram of the measurement results of the spectral characteristics of walnuts, shells and astringent skin corresponding to FIG. 10 of Experimental Examples 1 to 8, where the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents reflectance. is there.
Next, an experiment was conducted on a walnut as an example of an inspection object different from the raisins. The experiment was conducted on walnut shells and astringent skin (hereinafter sometimes referred to as “partition walls”) instead of stems (grape stalks), which are foreign substances to raisins.
First, the spectral characteristics of walnuts, shells and astringent skin were measured. The measurement results are shown in FIG.
From the results shown in FIG. 27, in the case of walnuts, the “shell” and “buckle skin (partition wall)” of walnuts are spectroscopic in near infrared light having a wavelength longer than 800 nm or visible light in the range of 500 nm to 800 nm. It was found that there was a difference in characteristics. Therefore, for the selection of walnuts, an experiment was performed using a green laser beam of 532 nm, a red laser beam of 635 nm, and a near infrared light of 830 nm.

図28は実験例13のレーザー光照射時におけるサンプルからの散乱光角度分布に関する実験の実験装置の説明図である。
次に、実験例12と同様に、クルミに対して、レーザー光の透過光、反射光、散乱光の分布について、実験を行った。
図28において、第1のレーザー61からの波長830nmのレーザー光61aと、第2のレーザー62からの635nmのレーザー光62aと、が、赤色を反射し且つ赤外光を透過させる第1のダイクロイックミラー64で同一軸にされ、第3のレーザー63からの532nmのレーザー光63aが、緑色を反射し且つ赤外および赤色を透過させる第2のダイクロイックミラー65で同一軸にされる。そして、同一軸上にされた各レーザー光61a〜63aが、角度45°の方向から被検査体Sに照射した。被検査体Sからの反射・透過・散乱光を、光電子増倍管67にて受光した。
FIG. 28 is an explanatory diagram of an experimental apparatus for an experiment on the scattered light angle distribution from the sample during the laser light irradiation of Experimental Example 13.
Next, in the same manner as in Experimental Example 12, experiments were performed on the distribution of transmitted light, reflected light, and scattered light of laser light with respect to walnuts.
In FIG. 28, a first dichroic in which a laser beam 61a having a wavelength of 830 nm from the first laser 61 and a laser beam 62a having a wavelength of 635 nm from the second laser 62 reflect red light and transmit infrared light. The mirror 64 makes the same axis, and the 532 nm laser light 63a from the third laser 63 is made the same axis by the second dichroic mirror 65 that reflects green and transmits infrared and red. And each to-be-inspected object S was irradiated from the direction of 45 degrees of each laser beam 61a-63a made on the same axis | shaft. The reflected / transmitted / scattered light from the inspection object S was received by the photomultiplier tube 67.

なお、光電子増倍管67の出力は、実験例12と同様に、電圧に変換後、アンプ68によりおよそ20倍に増幅し、その点での光強度とした。
また、実験例13では、後方散乱光について測定を行った。すなわち、回転位置が220°から330°の範囲で10°ずつ時計回りに回転させて測定を行った。
実験結果を図29〜図31に示す。
Note that the output of the photomultiplier tube 67 was converted to a voltage and amplified by an amplifier 68 approximately 20 times in the same manner as in Experimental Example 12 to obtain the light intensity at that point.
In Experimental Example 13, the backscattered light was measured. That is, the measurement was performed by rotating the rotation position clockwise by 10 ° in the range of 220 ° to 330 °.
The experimental results are shown in FIGS.

図29は実験例13の実験結果の説明図であり、532nmのレーザー光におけるクルミの実、殻および隔壁の実験結果のグラフである。
図30は実験例13の実験結果の説明図であり、635nmのレーザー光におけるクルミの実、殻および隔壁の実験結果のグラフである。
図31は実験例13の実験結果の説明図であり、830nmのレーザー光におけるクルミの実、殻および隔壁の実験結果のグラフである。
なお、図29〜図31のグラフは、図25〜図28と同様に、周方向に回転位置を取っており、半径方向に光強度を取っている。また、図29〜図31において、クルミの実の実験結果をアスタリスクで示し、隔壁の実験結果を黒丸、殻の実験結果を白抜きの四角で示す。
FIG. 29 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 13, and is a graph of the experimental results of walnuts, shells and partition walls with a laser beam of 532 nm.
FIG. 30 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 13, and is a graph of the experimental results of walnut nuts, shells, and partition walls with 635 nm laser light.
FIG. 31 is an explanatory diagram of the experimental results of Experimental Example 13, and is a graph of the experimental results of walnut nuts, shells and partition walls with 830 nm laser light.
Note that the graphs of FIGS. 29 to 31 take the rotational position in the circumferential direction and take the light intensity in the radial direction, similarly to FIGS. 25 to 28. 29 to 31, the experimental results of walnuts are indicated by asterisks, the experimental results of partition walls are indicated by black circles, and the experimental results of shells are indicated by white squares.

図29において、532nmのレーザー光63aを使用した場合、全体的に反射角度方向である270°の方向に若干偏った分布となっている。
クルミの実に対して、殻の選別は、330°において、強度が同じ値になっていることから選別は困難であるが、クルミの実に対して、隔壁の選別は、クルミの実も隔壁も散乱光強度が等方的に分布することと、コントラストが明確なことから可能であることがわかる。
In FIG. 29, when the laser beam 63a of 532 nm is used, the distribution is slightly biased in the direction of 270 ° which is the reflection angle direction as a whole.
In contrast to walnuts, it is difficult to sort shells because the strength is the same at 330 °. However, in contrast to walnuts, separation of bulkheads scatters both walnuts and bulkheads. It can be seen that the light intensity is isotropically distributed and the contrast is clear.

図30において、635nmのレーザー光62aを使用した場合、図29と同様に、全体的に反射角度方向である270°の方向に若干偏った分布となっている。
クルミの実に対して、殻の選別は、図29の場合と同様に、270°において、強度が同じ値になっていることから選別は困難であるが、クルミの実に対して、隔壁の選別は、クルミの実も隔壁も散乱光強度が等方的に分布することと、コントラストが明確なことから可能であることがわかる。但し、図29の場合と比較すると、実と隔壁について、散乱光の分布の等方性がやや劣る(図30中の260°において若干強い反射・散乱光が確認され、選別用の閾値の設定がし難くなる)ことがわかる。したがって、クルミの実と隔壁を選別する場合には、532nmのレーザー光63aの方が有利であることがわかる。
In FIG. 30, when the 635 nm laser beam 62a is used, the distribution is slightly biased in the direction of 270 °, which is the reflection angle direction, as in FIG.
As with the case of FIG. 29, it is difficult to sort the shells against the walnuts because the strength is the same at 270 °, but the separation of the partition walls against the walnuts is difficult. It can be seen that both the walnuts and the partition walls are possible because the scattered light intensity is isotropically distributed and the contrast is clear. However, compared with the case of FIG. 29, the isotropy of the scattered light distribution is slightly inferior for the real and the partition walls (a slightly strong reflected / scattered light is confirmed at 260 ° in FIG. 30 and the threshold for selection is set). It will be difficult to). Therefore, it can be seen that the laser beam 63a of 532 nm is more advantageous when sorting the walnut fruit and the partition wall.

図31において、830nmのレーザー光61aを使用した場合、クルミの実に対して、隔壁の選別は、280°において、強度が同じ値になっていることから選別は困難であり、さらに、両者の散乱光強度が逆転していることから上限閾値および下限閾値を定めることができず、判別は困難である。
一方、クルミの実に対して、殻の選別は、両者に散乱光強度の差が確認でき、コントラストも明確であるため、選別は可能であることがわかる。
図29〜図31の結果から、実験例13では、クルミの実に対して、隔壁を選別するには、532nmまたは635nmの両波長で可能であるが、わずかながら532nmの方が有利であることがわかった。また、クルミの殻を選別する場合、830nmのレーザー光を採用することで可能であることもわかった。
なお、クルミについても、レーズンと同様に、農産物、食品であるため、水で洗浄する場合も考えられ、その場合には、レーズンと同様に、特定の偏光成分のみを受光することで、水の反射光を減少させることで、高精度な検査、選別が可能になる。
In FIG. 31, when the 830 nm laser beam 61a is used, it is difficult to select the partition walls with respect to the walnuts, because the intensity is the same value at 280 °. Since the light intensity is reversed, the upper threshold and the lower threshold cannot be determined, and the determination is difficult.
On the other hand, for the walnuts, it can be seen that the shell can be sorted because the difference in scattered light intensity can be confirmed between the two and the contrast is clear.
From the results of FIGS. 29 to 31, in Experimental Example 13, it is possible to select the partition walls with respect to walnuts at both wavelengths of 532 nm and 635 nm, but 532 nm is slightly more advantageous. all right. It was also found that walnut shells can be selected by using 830 nm laser light.
Since walnuts are agricultural products and foods as well as raisins, it may be washed with water. In that case, as with raisins, by receiving only a specific polarized component, By reducing the reflected light, highly accurate inspection and sorting becomes possible.

(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、前記実施例において、被検査体として食品試料を例示したが、食品試料に限定されず、粒状、粉状、板状、棒状、塊状等の任意の形状の被検査体に対して異物混入の判別を行うことができる。
(Example of change)
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is performed within the range of the summary of this invention described in the claim. It is possible.
For example, in the above-described embodiment, the food sample is exemplified as the object to be inspected. However, the present invention is not limited to the food sample. Can be determined.

また、前記実施例において、複数のレーザーLS1〜LSnおよび受光素子PD1〜PDn,PD1′〜PDn′,PD1″〜PDn″を設ける構成を例示したが、この構成に限定されず、レーザーや受光素子の個数は設計や仕様、測定対象の被検査体の種類等に応じて、任意の個数とすることができ、1つのみとすることも可能である。   Moreover, in the said Example, although the structure which provides several laser LS1-LSn and light receiving element PD1-PDn, PD1'-PDn ', PD1 "-PDn" was illustrated, it is not limited to this structure, A laser and a light receiving element The number can be any number according to the design and specifications, the type of the object to be inspected, etc., or can be only one.

さらに、前記実施例において、2つの波長のレーザー光の反射光の強度と、強度比に基づいて選別を行ったが、この構成に限定されず、使用する食品試料Sの種類や要求される精度等に応じて、強度のみで判別を行ったり、強度比のみで判別を行ったり、あるいは強度差で判別を行うことも可能である。さらに、2つのレーザー光に基づいて判別を行ったが、1つのみとしたり、3つや4つ以上の波長のレーザー光の強度や強度比、強度差等を使用することも可能である。   Furthermore, in the said Example, although it selected based on the intensity | strength of the reflected light of the laser beam of two wavelengths, and an intensity ratio, it is not limited to this structure, The kind of food sample S to be used, and the required precision Depending on the above, it is also possible to make a discrimination only by intensity, to make a discrimination only by intensity ratio, or to make a discrimination by intensity difference. Further, although the determination is made based on two laser beams, it is possible to use only one, or use the intensity, intensity ratio, intensity difference, etc. of laser beams having three or four or more wavelengths.

また、前記実施例において、異物の判別は、2つのレーザー光の強度および強度比の全てが、上限値から下限値の範囲内にある場合に良品と判別したが、この構成に限定されず、例えば、強度比を使用せず且つ2つのうちいずれか一方のレーザー光の強度が上限値から下限値の間に入っていれば良品と判別したり、2つのレーザー光の強度が上限値から下限値の間に入っていなくても強度比が上限値から下限値の間に入っていれば良品と判別したり等、良品と判別する基準は、必要とされる精度や測定対象の被検査体の種類等に応じて、変更することが可能である。   In the above embodiment, the foreign matter is determined as non-defective when all the intensity and intensity ratio of the two laser beams are within the range from the upper limit value to the lower limit value. For example, if the intensity ratio is not used and the intensity of one of the two laser lights falls between the upper limit value and the lower limit value, it is determined as a non-defective product, or the intensity of the two laser lights falls from the upper limit value to the lower limit value. Even if it is not within the range, if the intensity ratio is between the upper limit and the lower limit, it is determined that the product is good. It is possible to change according to the kind of.

さらに、前記実施例において、サイズフィルタ処理を実行したが、サイズフィルタ処理を省略することも可能である。すなわち、判別された異物画素(異物信号)が1つ検出される度に、異物画素に対応してエアを噴出するように構成することも可能である。
また、前記実施例において、サイズフィルタ処理では、連続する異物画素の数が18個以上の場合に除去を行うように構成したが、この構成に限定されず、例えば、2(画素)×2(画素)や3×3、2×4等の予め設定された広さの異物画素の領域が存在する場合に、その領域を異物として判別するといった構成を採用することも可能である。
Furthermore, although the size filter process is executed in the above-described embodiment, the size filter process can be omitted. That is, it is also possible to configure so that air is ejected corresponding to a foreign object pixel each time one determined foreign object pixel (foreign substance signal) is detected.
In the above-described embodiment, the size filter process is configured to perform removal when the number of continuous foreign matter pixels is 18 or more. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, 2 (pixels) × 2 ( It is also possible to adopt a configuration in which, when a foreign pixel area having a predetermined size such as (pixel), 3 × 3, 2 × 4, or the like exists, that area is determined as a foreign substance.

さらに、前記実施例において、サイズフィルタ処理では、15ライン分の履歴データに基づいて処理を行ったが、この構成に限定されず、対象とする被検査体の大きさや解像度、要求される精度等に応じて、15ラインより多いまたは少ない任意の領域の履歴データを採用することも可能である。また、サイズフィルタ処理は、1ライン分のデータが更新されるたびに実行されたが、この構成に限定されず、例えば、15ライン分のデータが蓄積されてサイズフィルタ処理を実行した後、データを一度全部破棄し、次の15ライン分のデータが蓄積されてから次のサイズフィルタ処理を実行するといったように、予め設定された所定の期間分のデータが蓄積されるたびにサイズフィルタ処理を実行するように構成することも可能である。   Furthermore, in the embodiment, in the size filter process, the process is performed based on the history data for 15 lines. However, the present invention is not limited to this configuration, and the size and resolution of the object to be inspected, the required accuracy, etc. Accordingly, it is also possible to employ history data in an arbitrary area having more or less than 15 lines. In addition, the size filter process is executed every time data for one line is updated. However, the size filter process is not limited to this configuration. For example, after the data for 15 lines is accumulated and the size filter process is executed, the data The size filter processing is performed each time data for a predetermined time period is accumulated, such as when the data for the next 15 lines is accumulated and the next size filter processing is executed after the data for the next 15 lines is accumulated. It can also be configured to execute.

さらに、前記実施例において、直線偏光のレーザー光に直交する成分に基づいて判別を行う構成を例示し、この構成を採用することが望ましいが、要求される精度や、装置や各部材の設置時の精度等に応じて、直交する成分ではなく、直線偏光の偏光方向に対して異なる任意の偏光方向の成分に基づいて判別を行うことが可能である。なお、この場合、傾斜する方向は、直交方向に近いことが望ましい。
また、前記実施例において、エアを噴出して異物を除去したが、この構成に限定されず、エアを吸引する構成としたり、落下経路中に進入・退避して進入時に異物を物理的に弾き飛ばして除去する構成とする等、任意の除去方法で除去することも可能である。
また、前記実施例において、第1の偏光光学素子7aを使用して被検査体Sに照射されるレーザー光を直線偏光のレーザー光としたが、直線偏光のレーザー光を出射可能なレーザーを使用する場合、偏光光学素子7aを省略することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, a configuration for performing discrimination based on a component orthogonal to the linearly polarized laser beam is exemplified, and it is desirable to adopt this configuration. However, the required accuracy, when installing the device and each member It is possible to make a determination based on a component in an arbitrary polarization direction that is different from the polarization direction of linearly polarized light, instead of a component orthogonal to each other, depending on the accuracy and the like. In this case, it is desirable that the inclined direction is close to the orthogonal direction.
In the above embodiment, air is blown out to remove foreign matters. However, the present invention is not limited to this configuration, and a configuration for sucking air is used. It is also possible to remove by an arbitrary removal method such as a configuration of removing by flying.
In the above-described embodiment, the laser beam irradiated to the object S to be inspected using the first polarizing optical element 7a is a linearly polarized laser beam, but a laser capable of emitting a linearly polarized laser beam is used. In this case, the polarizing optical element 7a can be omitted.

さらに、前記実施例において、異物混入判別領域にレーザー光を照射する際に、回転多面鏡を利用してスキャンしたが、この構成に限定されず、ビームエキスパンダや光学レンズ等を使用して、異物混入判別領域の幅にレーザー光を照射するように構成することも可能である。   Furthermore, in the above embodiment, when irradiating laser light to the foreign matter contamination determination area, scanning was performed using a rotating polygon mirror, but not limited to this configuration, using a beam expander, an optical lens, or the like, It is also possible to configure so that the width of the foreign matter mixing determination area is irradiated with laser light.

さらに、異物除去について、本実施例では落下搬送路4に1つの異物除去装置13(エアノズル)を配置して除去対象異物を除去しているが、この構成に限定されず、被検査体の落下軌跡が変化しやすかったりして、異物混入判別領域5で判別された被検査体がエアノズルに対して安定した位置に落下しにくい場合等には、主走査方向にエアを吹付けるエアノズルの数を増加させて噴出幅を増加させたり、複数の方向からエアを吹付けたりすることにより、確実に異物の除去可能な構成とすることも可能である。
また、副走査方向についても、除去対象異物に対応した時間エアを噴射しているが、落下時間のバラツキを考慮して、異物の大きさより長くエア噴射時間を変更設定したり、副走査方向に沿って複数の異物除去装置を配置したりすることも可能であり、確実に異物の除去ができる。
Furthermore, regarding foreign matter removal, in this embodiment, one foreign matter removing device 13 (air nozzle) is disposed in the drop conveyance path 4 to remove the foreign matter to be removed. However, the present invention is not limited to this configuration. If the trajectory is likely to change and the object to be inspected determined in the foreign matter mixing determination area 5 is difficult to drop to a stable position with respect to the air nozzle, the number of air nozzles that blow air in the main scanning direction is set. It is also possible to increase the ejection width and increase the ejection width, or to blow air from a plurality of directions so that foreign matter can be reliably removed.
Also, in the sub-scanning direction, air is ejected for a time corresponding to the foreign object to be removed, but taking into account variations in the drop time, the air ejection time can be changed and set longer than the size of the foreign object, or in the sub-scanning direction. It is also possible to arrange a plurality of foreign matter removing devices along the side, and the foreign matter can be reliably removed.

前記本発明は、食品等の各種材料を対象として、出荷前検査、受け入れ検査に好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for pre-shipment inspection and acceptance inspection for various materials such as food.

1…食品試料選別装置
2…試料搬送部材
3…振動装置
4…落下搬送路
5…異物混入判別領域
6…異物混入判別装置
7…レーザー光源装置
7a…第1の偏光光学素子
8…受光器
8a,8a′…第2の偏光光学素子
10…光強度測定器
11…演算処理装置
11A…異物混入判別手段
11A1…フィルタ処理手段
11A2…異物混入判別値記憶手段
11A3…異物画素判別手段
11A4…判別履歴データ記憶手段
11A5…判別結果更新手段
11A6…サイズフィルタ処理手段
11A6a…異物領域抽出手段
11A6b…領域判別値記憶手段
11A6c…異物信号出力手段
11A7…判別用強度演算手段
11A7a…直線偏光成分射影角記憶手段
11A7b…偏光方向演算手段
11A7c…直交成分演算手段
12…除去装置制御回路
13…異物除去装置
14…異物回収路
15…異物回収容器
16…下流側搬送装置
FL1〜FLn,FL1′〜FLn′,FL1″〜FLn″…波長選択フィルタ
L1…異物混入判別上限値
LS1〜LSn…レーザー
PD1〜PDn,PD1′〜PDn′,PD1″〜PDn″…受光素子
PM…ポリゴンミラー
S…被検査体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Food sample sorter 2 ... Sample conveyance member 3 ... Vibrating device 4 ... Falling conveyance path 5 ... Foreign substance mixing determination area | region 6 ... Foreign substance mixing determination apparatus 7 ... Laser light source apparatus 7a ... 1st polarizing optical element 8 ... Light receiver 8a , 8a '... second polarization optical element 10 ... light intensity measuring device 11 ... arithmetic processing unit 11A ... foreign matter contamination determination means 11A1 ... filter processing means 11A2 ... foreign matter contamination discrimination value storage means 11A3 ... foreign matter pixel discrimination means 11A4 ... discrimination history Data storage means 11A5 ... Determination result update means 11A6 ... Size filter processing means 11A6a ... Foreign substance region extraction means 11A6b ... Area discrimination value storage means 11A6c ... Foreign substance signal output means 11A7 ... Determination intensity calculation means 11A7a ... Linear polarization component projection angle storage means 11A7b: Polarization direction calculation means 11A7c ... Orthogonal component calculation means 12 ... Removal device control circuit 13 ... Foreign matter removal Position 14 ... Foreign matter collection path 15 ... Foreign matter collection container 16 ... Downstream transport devices FL1-FLn, FL1'-FLn ', FL1 "-FLn" ... Wavelength selection filter L1 ... Foreign matter mixing determination upper limit values LS1-LSn ... Laser PD1- PDn, PD1 'to PDn', PD1 "to PDn" ... light receiving element PM ... polygon mirror S ... inspection object

Claims (4)

特定の単一波長且つ直線偏光のレーザー光を被検査体に照射する照射光源系と、
前記被検査体自身による前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向成分を含む反射・散乱光と、前記被検査体表面の水による前記レーザー光と同じ偏光方向の反射光と、を含む反射・散乱光の中で、少なくとも前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分を含む反射・散乱光を受光する受光素子を有する受光光学系と、
受光した反射・散乱光の前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分に基づいて、前記被検査体が異物であるか否かを判別する異物混入判別手段と、
を備えたことを特徴とする異物混入判別装置。
An irradiation light source system for irradiating a test object with a laser beam having a specific single wavelength and linearly polarized light;
Reflected / scattered light including reflected / scattered light including a direction component different from the polarization direction of the laser light by the inspection object itself and reflected light having the same polarization direction as the laser light due to water on the surface of the inspection object A light receiving optical system having a light receiving element that receives reflected / scattered light including at least a polarization component in a direction different from the polarization direction of the laser light in the light;
Foreign matter mixing determination means for determining whether the object to be inspected is a foreign matter based on a polarization component in a direction different from the polarization direction of the laser light of the received reflected / scattered light,
A foreign matter contamination determination device comprising:
前記反射・散乱光の光路上に配置され且つ前記反射・散乱光に含まれる前記レーザー光の偏光方向に直交する方向の偏光成分の光を透過させる偏光光学素子と、前記偏光光学素子を通過した光を受光する前記受光素子と、を有する前記受光光学系、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の異物混入判別装置。
A polarizing optical element that is disposed on the optical path of the reflected / scattered light and that transmits light having a polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light included in the reflected / scattered light, and has passed through the polarizing optical element The light receiving optical system having the light receiving element for receiving light,
The foreign matter contamination determination apparatus according to claim 1, comprising:
前記反射・散乱光の光路上に配置され且つ前記反射・散乱光を互いに直交する第1の偏光方向および第2の偏光方向の成分に分離する偏光光学素子と、前記第1の偏光方向の光を受光する第1の受光素子および前記第2の偏光方向の光を受光する第2の受光素子を有する前記受光素子と、を有する前記受光光学系と、
前記第1の偏光方向の光と、前記第2の偏光方向の光と、前記被検査体に照射された前記レーザー光の偏光方向と、に基づいて、前記レーザー光の偏光方向に直交する方向の偏光成分を演算する直交成分演算手段と、
前記直交成分演算手段で演算された前記レーザー光の偏光方向とは直交する方向の偏光成分に基づいて、前記被検査体が異物であるか否かを判別する前記異物混入判別手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の異物混入判別装置。
A polarizing optical element disposed on an optical path of the reflected / scattered light and separating the reflected / scattered light into components of a first polarization direction and a second polarization direction orthogonal to each other; and light in the first polarization direction A light receiving optical system comprising: a first light receiving element that receives light and a second light receiving element that receives light in the second polarization direction; and
A direction orthogonal to the polarization direction of the laser light based on the light in the first polarization direction, the light in the second polarization direction, and the polarization direction of the laser light irradiated on the object to be inspected. Orthogonal component computing means for computing the polarization component of
The foreign substance contamination determination means for determining whether the object to be inspected is a foreign substance based on a polarization component in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light calculated by the orthogonal component calculation means;
The foreign matter contamination determination apparatus according to claim 1, comprising:
特定の単一波長且つ直線偏光のレーザー光を被検査体に照射し、
前記被検査体自身による前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向成分を含む反射・散乱光と、前記被検査体表面の水による前記レーザー光と同じ偏光方向の反射光と、を含む反射・散乱光の中で、少なくとも前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分を含む反射・散乱光を受光し、
受光した反射・散乱光の前記レーザー光の偏光方向とは異なる方向の偏光成分に基づいて、前記被検査体が異物であるか否かを判別する
ことを特徴とする異物混入判別方法。
Irradiate a test object with a specific single wavelength and linearly polarized laser beam,
Reflected / scattered light including reflected / scattered light including a direction component different from the polarization direction of the laser light by the inspection object itself and reflected light having the same polarization direction as the laser light due to water on the surface of the inspection object Receiving reflected / scattered light containing at least a polarization component in a direction different from the polarization direction of the laser light in the light,
A foreign matter contamination determination method, comprising: determining whether the object to be inspected is a foreign matter based on a polarization component of the received reflected / scattered light in a direction different from the polarization direction of the laser light.
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