JP2014160013A - 非破壊検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源部の被検部分に対する照射範囲を適正な範囲に容易に設定できるとともに、受光部の被検部分に対する受光視野範囲を適正な範囲に容易に設定できるようにして、検査効率，検査精度の向上を図る。
【解決手段】 物体Ｗの被検部分Ｗａに照射範囲１１を有して光を照射する光源部１０と、この物体Ｗからの反射光あるいは透過光を受光視野範囲２１を有して受光する受光部２０とを備え、受光部２０が受光した光に基づいて物体Ｗの品質について検査を行うもので、光源部１０の被検部分Ｗａに対する照射範囲１１を調整する照射範囲調整部３０と、受光部２０の被検部分Ｗａに対する受光視野範囲２１を調整する受光視野範囲調整部４０と、照射範囲調整部３０の光源部駆動部３２及び受光視野範囲調整部４０の受光部駆動部４２を制御して光源部１０及び受光部２０を所要の位置に位置決めする制御部を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば食品等の物体に、赤外線，近赤外線，可視光線，紫外線等の光を照射し、その反射光あるいは透過光に基づいて、物体の品質について検査を行う非破壊検査装置に関する。

従来、この種の非破壊検査装置としては、例えば、特許文献１（特開２０１１−２１４９４０号公報）に記載されたものが知られている。
図８に示すように、この非破壊検査装置は、食品である物体Ｗの品質についての検査、特に、物体Ｗを構成する成分以外の特定成分を含む異物としての髪の毛Ｆが混入しているか否かの判別を行なうものである。これは、コンベアＣの載置面Ｃａに物体Ｗを載置して搬送し、この搬送過程において、搬送される物体Ｗの被検部分Ｗａ、この例では物体全体に、光源部１００から近赤外領域の白色光を照射し、この物体Ｗからの反射光を受光部１０１で受光し、図示外の制御部において、受光した光の吸光度を測定し、これらの吸光度と予め求めた判別式とから算出された算出結果から物体Ｗ中に髪の毛Ｆがあるか否かを判別する。判別式は、予め、髪の毛有りのサンプル物体と髪の毛無しのサンプル物体とに近赤外線を照射し、サンプル物体からの反射光を受光し、受光した光の吸光度における二次微分スペクトルの統計学的解析により、髪の毛の特定成分に起因する帰属波長に係る式として定められている。

特開２０１１−２１４９４０号公報

ところで、この従来の非破壊検査装置においては、コンベアＣの載置面Ｃａの物体Ｗに対し光源部１００から光を照射するが、図８（ａ）に示すように、光源部１００の光の照射範囲１０２は立体的であり、物体Ｗを包含することが望ましいが、物体Ｗの形状が異なったり、位置ずれが生じると、照射範囲１０２の外輪１０３が物体Ｗの輪郭から離れて広がり過ぎてしまうことがあり、その場合には、照射強度が弱くなって検査効率に劣るという問題があった。あるいは、図８（ｂ）に示すように、照射範囲１０２が物体Ｗを包含できずに物体Ｗが照射範囲１０２の外輪１０３から飛び出て飛び出し部分１０４が生じ、その分、検査漏れが生じて検査精度に劣ることがあるという問題があった。

一方、受光部１０１においても、コンベアＣの載置面Ｃａ上にある物体Ｗからの反射光を受光するが、同様に、図８（ａ）に示すように、受光部１０１の光の受光視野範囲１０６は立体的であり、物体Ｗを包含することが望ましいが、物体Ｗの形状が異なったり、位置ずれが生じると、受光視野範囲１０６の外輪１０７が物体Ｗの輪郭から離れて広がり過ぎてしまうことがあり、その場合には、受光強度が弱くなって検査効率に劣るという問題があった。あるいは、図８（ｂ）に示すように、受光視野範囲１０６が物体Ｗを包含できずに物体Ｗが受光視野範囲から飛び出て飛び出し部分１０８が生じ、その分、検査漏れが生じて検査精度に劣ることがあるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、光源部の被検部分に対する照射範囲を適正な範囲に容易に設定できるとともに、受光部の被検部分に対する受光視野範囲を適正な範囲に容易に設定できるようにして、検査効率，検査精度の向上を図った非破壊検査装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の非破壊検査装置は、物体の被検部分に照射範囲を有して光を照射する光源部と、この物体からの反射光あるいは透過光を受光視野範囲を有して受光する受光部とを備え、該受光部が受光した光に基づいて上記物体の品質について検査を行う非破壊検査装置において、
上記光源部の上記被検部分に対する照射範囲を調整する照射範囲調整部と、上記受光部の上記被検部分に対する受光視野範囲を調整する受光視野範囲調整部とを備えた構成としている。

これにより、物体の品質について検査を行う際には、予め、照射範囲調整部により、光源部の被検部分に対する照射範囲を調整するとともに、受光視野範囲調整部により、受光部の被検部分に対する受光視野範囲を調整する。例えば、光源部の光の照射範囲は立体的であり、物体を包含するように調整するとともに、同様に、受光部の光の受光視野範囲は立体的であり、物体を包含するように調整する。調整部により調整を行うので、設定を容易に行うことができる。

この状態で、検査を行うと、光源部の照射範囲は適正に調整されているので、照射範囲の外輪が物体の輪郭から離れて広がり過ぎる事態を防止でき、そのため、照射強度を可能な限り強く設定できることから検査効率を向上させることができる。また、照射範囲が物体を包含できずに物体が照射範囲から飛び出てしまう事態を防止でき、そのため、検査漏れが生じることを防止することができることから検査精度を向上させることができる。一方、受光部においても、受光の受光視野範囲は適正に調整されているので、受光視野範囲の外輪が物体の輪郭から離れて広がり過ぎる事態を防止でき、そのため、受光強度を可能な限り強くすることができることから検査効率を向上させることができる。また、受光視野範囲が物体を包含できずに物体が受光視野範囲から飛び出てしまう事態を防止でき、そのため、検査漏れが生じることを防止することができることから検査精度を向上させることができる。

そして、必要に応じ、上記照射範囲調整部を、上記被検部分に対して上記光源部を少なくとも照射光軸に沿って移動可能に支持する光源部移動機構と、上記光源部を移動位置決めする光源部駆動部とを備えて構成し、上記受光視野範囲調整部を、上記被検部分に対して上記受光部を少なくとも受光軸に沿って移動可能に支持する受光部移動機構と、上記受光部を移動位置決めする受光部駆動部とを備えて構成し、上記光源部駆動部及び受光部駆動部を制御して上記光源部の照射範囲が最適照射範囲となるとともに上記受光部の受光視野範囲が最適受光視野範囲になるように該光源部及び受光部を所要の位置に位置決めする制御部を備えた構成としている。

これにより、物体の品質について検査を行う際には、制御部が、光源部駆動部及び受光部駆動部を制御して光源部の照射範囲が最適照射範囲となるとともに受光部の受光視野範囲が最適受光視野範囲になるように、光源部及び受光部を所要の位置に位置決めする。そのため、自動的に、最適照射範囲及び最適受光視野範囲になるので、設定を容易に行うことができるとともに、検査効率を向上させることができ、検査精度を向上させることができる。

また、必要に応じ、上記光源部及び受光部は、上記光源部の照射光軸と上記受光部の受光軸とが所定角度関係で上記被検部分側において光軸交点で交差するように配置される構成としている。これにより、光源部及び受光部を同時に操作して、最適照射範囲及び最適受光視野範囲に設定し易くなり、それだけ、機構を簡単にすることができる。

更に、必要に応じ、上記制御部は、上記最適照射範囲を、上記被検部分を包含し且つ該最適照射範囲の外輪が可能な限り物体の輪郭に近接させた範囲に設定するとともに、上記最適受光視野範囲を、上記被検部分を包含し且つ該最適受光視野範囲の外輪が可能な限り物体の輪郭に近接させた範囲に設定する構成としている。これにより、最適照射範囲の外輪が物体の輪郭に近接しているので、物体より外に照射される余分な部分が極めて少なくなり、そのため、照射強度を可能な限り強く設定できることから検査効率を向上させることができる。また、最適受光視野範囲の外輪が物体の輪郭に近接しているので、物体より外にある受光視野の余分な部分が極めて少なくなり、そのため、受光強度を可能な限り強くすることができることから検査効率を向上させることができる。

この場合、最適照射範囲を、被検部分を包含し且つ該最適照射範囲の外輪が物体の輪郭に接する範囲に設定するとともに、最適受光視野範囲を、被検部分を包含し且つ該最適受光視野範囲の外輪が物体の輪郭に接する範囲に設定することができる。また、最適照射範囲の外輪を被検部分の輪郭より余裕巾分大きく設定し、最適受光視野範囲を被検部分の輪郭より余裕巾分大きく設定しても良い。

そしてまた、必要に応じ、上記物体を載置する載置面を有し該載置面に載置した物体を搬送するコンベアを備え、上記光源部及び受光部を、該光源部の照射光軸と該受光部の受光軸とが上記載置面を通過するとともに、上記光軸交点が上記コンベアの搬送方向中心線を通り上記載置面に直交する直交面上に位置するように配置した構成としている。コンベアで物品を搬送して検査を行うので、検査処理効率が良いものとなる。また、光源部の照射光軸と受光部の受光軸との光軸交点を、コンベアの搬送方向中心線を通り載置面に直交する直交面上に位置するように配置したので、多少の位置ずれがあっても、検査を容易かつ確実に行うことができる。

また、必要に応じ、上記光源部を、上記照射光軸が上記載置面に直交する方向に沿うように設置した構成としている。光源部を照射光軸に沿って移動させるだけで、最適照射範囲を設定できるので、それだけ、機構を簡易にすることができる。

更に、必要に応じ、上記光源部及び受光部よりもコンベアの搬送方向上流側に、上記コンベアの載置面に載置された物体の被検部分を撮像する複数のカメラを備えた撮像部を設け、上記制御部は、上記撮像部のカメラの撮像データに基づいて、上記最適照射範囲を算出する最適照射範囲算出手段と、上記最適受光視野範囲を算出する最適受光視野範囲算出手段と、上記光源部の照射範囲が上記最適照射範囲算出手段の算出に係る最適照射範囲になるように上記光源部駆動部を制御する光源部駆動部制御手段と、上記受光部の受光視野範囲が上記最適受光視野範囲算出手段の算出に係る最適受光視野範囲になるように上記受光部駆動部を制御する受光部駆動部制御手段とを備えた構成としている。

これにより、制御部においては、撮像部のカメラの撮像データに基づいて、最適照射範囲算出手段が最適照射範囲を算出するとともに、最適受光視野範囲算出手段が最適受光視野範囲を算出する。そして、光源部駆動部制御手段が、光源部の照射範囲が最適照射範囲算出手段の算出に係る最適照射範囲になるように光源部駆動部を制御し、光源部を位置決めする。また、受光部駆動部制御手段が、受光部の受光視野範囲が最適受光視野範囲算出手段の算出に係る最適受光視野範囲になるように受光部駆動部を制御し、受光部を位置決めする。そのため、物体が搬送されてくる都度、撮像部のカメラの撮像により最適照射範囲及び最適受光視野範囲を算出して、光源部及び受光部を移動位置決めできるので、例えば、物体の形状が不均一な場合、あるいは、物体の形状が均一であってもコンベア上の載置形態が異なる場合、位置ずれがある場合等に確実に対応することができる。

この場合、必要に応じ、上記撮像部は、上記光源部の照射光軸と平行な撮像軸を有し上記被検部分を撮像する第一カメラと、上記受光部の受光軸と平行な撮像軸を有し上記被検部分を撮像する第二カメラとを備え、上記第一カメラ及び第二カメラをこれらの撮像軸の撮像軸交点が上記コンベアの搬送方向中心線を通り上記載置面に直交する直交面上の特定位置に位置するように設置し、上記コンベア上の物体の被検部分における載置面からの輪郭の任意の高さを認知できるように撮像する高さカメラを設置し、上記制御部において、上記最適照射範囲算出手段は、少なくとも上記第一カメラ及び高さカメラの撮像データに基づいて最適照射範囲を算出し、上記最適受光視野範囲算出手段は、少なくとも上記第二カメラ及び高さカメラの撮像データに基づいて最適受光視野範囲を算出する構成にしている。

これにより、コンベアの上流において、第一カメラが光源部の照射光軸と平行な撮像軸方向から物体の被検部分を撮像し、第二カメラが受光部の受光軸と平行な撮像軸方向から物体の被検部分を撮像する。また、高さカメラが物体の被検部分を載置面からの輪郭の任意の高さを認知できるように撮像する。制御部においては、最適照射範囲算出手段が、例えば、第一カメラの撮像に係る撮像軸に直交する面に対する投影画像と、高さカメラが撮像した物体の輪郭の所要の高さとから、最適照射範囲を算出する。また、最適受光視野範囲算出手段が、例えば、第二カメラの撮像に係り撮像軸に直交する面に対する投影画像と、高さカメラが撮像した物体の輪郭の所要の高さとから、最適受光視野範囲を算出する。そのため、最適照射範囲及び最適受光視野範囲の算出が、比較的容易に行われ、制御部での処理効率を向上させることができる。

本発明の非破壊検査装置によれば、照射範囲調整部により、光源部の被検部分に対する照射範囲を調整するとともに、受光視野範囲調整部により、受光部の被検部分に対する受光視野範囲を調整することができるので、光源部の被検部分に対する照射範囲を適正な範囲に設定できるとともに、受光部の被検部分に対する受光視野範囲を適正な範囲に設定できるようになり、検査効率，検査精度の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置において、光源部及び受光部の配置状態を撮像部の配置状態とともに示す図である。 本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置において、高さカメラによる物体の撮像状態を示すとともに、物体の被検部分に対する光源部の照射範囲及び受光部の受光視野範囲の設定状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置において、第一カメラによる物体の撮像状態（第一カメラの撮像軸に直交する平面上の投影画像）を示すとともに、物体の被検部分に対する光源部の照射範囲の設定状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置において、第二カメラによる物体の撮像状態（第二カメラの撮像軸に直交する平面上の投影画像）を示すとともに、物体の被検部分に対する光源部の照射範囲の設定状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置の制御部の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置において、物体の形状が異なる場合の処理例を示す平面図である。 従来の非破壊検査装置の欠点を示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置を説明する。本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置は、図１に示すように、物体Ｗの品質について検査を行うもので、実施の形態では、物体Ｗとしての食品中に、食品にはない特定成分を含む異物としての人体の体毛Ｆが混入されているか否かを判別するものである。ここで、食品とは、食品素材そのもの，加工食品，調理品等食用に供されるものであればどのようなものも含む。また、ここで、人体の体毛Ｆとは、毛髪，眉毛，まつ毛等を含む。

図１乃至図６に示すように、本発明の実施の形態に係る非破壊検査装置は、機台１と、物体Ｗを載置する載置面Ｃａを有し載置面Ｃａに載置した物体Ｗを搬送するベルトコンベアＣとを備えている。機台１には、コンベアＣで搬送されてくる物体Ｗの検査位置において、物体Ｗの被検部分Ｗａに照射範囲１１を有して光を照射する光源部１０が設けられている。光源部１０は、コンベアＣの上方であって近赤外領域の白色光を照射する。この光源部１０には、図示しないシャッターが内蔵されており、シャッターにはリファレンス測定用基準白板が設置されている。図２及び図３に示すように、光源部１０からの照射光は、照射光軸１２上の基点Ｐを基準にして所定の拡開角度θで拡開して照射され、その照射範囲１１の外輪１３が特定される。

また、機台１には、コンベアＣで搬送されてくる物体Ｗの検査位置において、物体Ｗからの反射光あるいは透過光（実施の形態では反射光）を受光視野範囲２１を有して受光する受光部２０が備えられている。受光部２０は、ベルトコンベアＣの上方であって物体Ｗからの反射光を受光する複数の受光素子を備えて構成されている。この受光部２０には、図示しないシャッターが内蔵されており、シャッターにはリファレンス測定用基準白板が設置されている。受光部２０の受光視野範囲２１は、受光軸２２上の収束点Ｑを基準にして所定の拡開角度αで拡開し、その外輪２３が特定される。

光源部１０及び受光部２０は、光源部１０の照射光軸１２と受光部２０の受光軸２２とが所定角度（例えば、３０°）離間するとともに、被検部分Ｗａ側において光軸交点Ｊで交差するように配置されている。また、光源部１０及び受光部２０は、光源部１０の照射光軸１２と受光部２０の受光軸２２とがベルトコンベアＣの載置面Ｃａを通過するとともに、光軸交点ＪがコンベアＣの搬送方向中心線Ｍ（図２，図４及び図５）を通り載置面Ｃａに直交する直交面Ｎ（図２）上に位置するように配置されている。更に、光源部１０は、照射光軸１２が載置面Ｃａに直交する方向（垂直方向）に沿うように設置されている。

詳しくは、本非破壊検査装置には、図１に示すように、光源部１０の被検部分Ｗａに対する照射範囲１１を調整する照射範囲調整部３０が備えられている。照射範囲調整部３０は、被検部分Ｗａに対して光源部１０を少なくとも照射光軸１２に沿って（実施の形態では照射光軸１２のみに沿って）移動可能に支持する光源部移動機構３１と、光源部１０を移動位置決めする光源部駆動部３２とを備えて構成されている。光源部移動機構３１は、光源部１０が取付けられ機台１に垂直移動可能に支持されたラック３３と、ラック３３に噛合するピニオンギヤ３４とから構成されている。ピニオンギヤ３４は機台１に固定されたステッピングモータ３５の回転軸に取り付けられている。ステッピングモータ３５は光源部駆動部３２として構成されている。これにより、光源部１０はステッピングモータ３５の駆動によるピニオンギヤ３４の回転によりラック３３を介して進退移動させられる。

また、本非破壊検査装置には、受光部２０の被検部分Ｗａに対する受光視野範囲２１を調整する受光視野範囲調整部４０が備えられている。受光視野範囲調整部４０は、被検部分Ｗａに対して受光部２０を少なくとも受光軸２２に沿って移動可能に支持する受光部移動機構４１と、受光部２０を移動位置決めする受光部駆動部４２とを備えて構成されている。実施の形態では、受光部移動機構４１は、水平軸方向及び垂直軸方向の２軸方向に沿って受光部２０を移動させるように構成され、これにより、受光軸２２に沿う移動を含む二次元空間を移動可能にしている。具体的には、受光部移動機構４１は、機台１に垂直移動可能に支持された第一ラック４３と、第一ラック４３に噛合する第一ピニオンギヤ４４とを備えている。第一ピニオンギヤ４４は機台１に固定された第一ステッピングモータ４５の回転軸に取り付けられている。また、受光部移動機構４１は、受光部２０が取付けられ第一ラック４３に水平移動可能に支持された第二ラック４６と、第二ラック４６に噛合する第二ピニオンギヤ４７とを備えている。第二ピニオンギヤ４７は第一ラック４３に固定された第二ステッピングモータ４８の回転軸に取り付けられている。第一ステッピングモータ４５及び第二ステッピングモータ４８は受光部駆動部４２として構成されている。これにより、受光部２０は、第一ステッピングモータ４５の駆動による第一ピニオンギヤ４４の回転により第一ラック４３を介して垂直方向に進退動させられ、及び／または、第二ステッピングモータ４８の駆動による第一ピニオンギヤ４４により第二ラック４６を介して水平方向に進退移動させられる。

光源部１０及び受光部２０は、光源部１０の照射光軸１２と受光部２０の受光軸２２とが所定角度関係で被検部分Ｗａ側において光軸交点Ｊで交差するように配置されるので、光源部１０及び受光部２０を同時に操作して、照射範囲１１及び受光視野範囲２１を設定し易くなり、それだけ、機構を簡単にすることができる。この場合、光源部１０を、照射光軸１２が載置面Ｃａに直交する方向に沿うように設置した構成としたので、光源部１０を照射光軸に沿って移動させるだけで、照射範囲１１を設定でき、それだけ、機構を簡易にすることができる。

また、本非破壊検査装置において、光源部１０及び受光部２０よりもコンベアＣの搬送方向上流側には、コンベアＣの載置面Ｃａに載置された物体Ｗの被検部分Ｗａを撮像する複数のカメラを備えた撮像部５０が設けられている。撮像部５０は、光源部１０の照射光軸１２と平行な撮像軸５２を有し被検部分Ｗａを撮像するＣＣＤカメラからなる第一カメラ５１と、受光部２０の受光軸２２と平行な撮像軸５４を有し被検部分Ｗａを撮像するＣＣＤカメラからなる第二カメラ５３と、コンベアＣ上の物体Ｗの被検部分Ｗａにおける載置面Ｃａからの輪郭の任意の高さを認知できるように被検部分Ｗａを撮像するＣＣＤカメラからなる高さカメラ５５とを備えている。第一カメラ５１及び第二カメラ５３は、これらの撮像軸５２，５４の撮像軸交点ＫがコンベアＣの搬送方向中心線Ｍを通り載置面Ｃａに直交する直交面Ｎ上の特定位置に位置するように設置されている。実施の形態では、特定位置がコンベアＣの載置面Ｃａ上に位置するようにしている。また、高さカメラ５５は、例えば、コンベアＣの側方位置に設置される。また、高さカメラ５５は、複数台設置して良い。

更に、本非破壊検査装置においては、コンピュータのＣＰＵ等の機能によって実現される制御部６０を備えている。制御部６０は、光源部駆動部３２及び受光部駆動部４２を制御して光源部１０の照射範囲１１が最適照射範囲１１（Ａ）となるとともに、受光部２０の受光視野範囲２１が最適受光視野範囲２１（Ｂ）になるように、光源部１０及び受光部２０を所要の位置に位置決めする機能を備えている。
詳しくは、制御部６０は、図６に示すように、最適照射範囲１１（Ａ）を、被検部分Ｗａを包含し且つ最適照射範囲１１（Ａ）の外輪１３が可能な限り物体Ｗの輪郭に近接させた範囲に設定するとともに、最適受光視野範囲２１（Ｂ）を、被検部分Ｗａを包含し且つ最適受光視野範囲２１（Ｂ）の外輪２３が可能な限り物体Ｗの輪郭に近接させた範囲に設定する。実施の形態では、最適照射範囲１１（Ａ）を、被検部分Ｗａを包含し且つ最適照射範囲１１（Ａ）の外輪１３が物体Ｗの輪郭に接する（図４中ａ点）範囲に設定するとともに、最適受光視野範囲２１（Ｂ）を、被検部分Ｗａを包含し且つ該最適受光視野範囲２１（Ｂ）の外輪２３が物体Ｗの輪郭に接する（図５中ｂ点）範囲に設定している。この場合、最適照射範囲１１（Ａ）の外輪１３を被検部分Ｗａの輪郭より余裕巾分大きく設定し、最適受光視野範囲２１（Ｂ）を被検部分Ｗａの輪郭より余裕巾分大きく設定しても良く、適宜変更して差し支えない。

そして、制御部６０は、少なくとも第一カメラ５１及び高さカメラ５５の撮像データに基づいて最適照射範囲１１（Ａ）を算出する最適照射範囲算出手段６１と、少なくとも第二カメラ５３及び高さカメラ５５の撮像データに基づいて最適受光視野範囲２１（Ｂ）を算出する最適受光視野範囲算出手段６２と、光源部１０の照射範囲１１が最適照射範囲算出手段６１の算出に係る最適照射範囲１１（Ａ）になるように光源部駆動部３２を制御する光源部駆動部制御手段６３と、受光部２０の受光視野範囲２１が最適受光視野範囲算出手段６２の算出に係る最適受光視野範囲２１（Ｂ）になるように受光部駆動部４２を制御する受光部駆動部制御手段６４とを備えて構成されている。

また、コンベアＣの各カメラよりも上流側の側方には、搬送される物品の先端を検知する図示外のセンサが設けられており、制御部６０は、このセンサの検出及びコンベアＣの搬送速度等に基づいて、第一カメラ５１，第二カメラ５３及び高さカメラ５５の撮像を所定のタイミングで行う。また、センサによる物体Ｗの検出，コンベアＣの搬送速度及びこれらカメラの撮像データ等に基づいて、光源部１０の照射タイミング及び受光部２０の受光タイミングを定めている。更に、制御部６０は、受光部２０で物体Ｗからの反射光を受光すると、その光の吸光度を測定し、これらの吸光度と予め求めた判別式とから算出された算出結果から物体Ｗ中に髪の毛等の体毛Ｆがあるか否かを判別する。判別式は、予め、髪の毛有りのサンプル物体Ｗと髪の毛無しのサンプル物体Ｗとに近赤外線を照射し、サンプル物体Ｗからの反射光を受光し、受光した光の吸光度における二次微分スペクトルの統計学的解析により、髪の毛の特定成分に起因する帰属波長に係る式として定められている。

従って、この実施の形態に係る非破壊検査装置により、物体Ｗの検査を行う際には、以下のようにして行う。ここでは、例えば、図２乃至図５に示す形状（逆四角錐台）の物体Ｗについての検査について説明する。この物体Ｗは、その全部が光源部１０の照射範囲１１及び受光部２０の受光視野範囲２１に包含可能な大きさのものである。先ず、図１に示すように、物体Ｗが所定の撮像位置に至ると、第一カメラ５１が光源部１０の照射光軸１２と平行な撮像軸５３の方向から物体Ｗの被検部分Ｗａを撮像し、第二カメラ５３が受光部２０の受光軸２２と平行な撮像軸５４の方向から物体Ｗの被検部分Ｗａを撮像する。また、高さカメラ５５が物体Ｗの被検部分Ｗａを、載置面Ｃａからの輪郭の任意の高さを認知できるように撮像する。

制御部６０においては、最適照射範囲算出手段６１が、例えば、図３及び図４に示すように、第一カメラ５１の撮像に係る撮像軸５３に直交する面（Ｓａ）に対する投影画像（図４）と、高さカメラ５５が撮像した画像から検出される物体Ｗの輪郭の所要の高さ（図３中符号Ｈ）とから、最適照射範囲１１（Ａ）を算出する。また、図３及び図５に示すように、最適受光視野範囲算出手段６２が、例えば、第二カメラ５３の撮像に係り撮像軸５４に直交する面（Ｓｂ）に対する投影画像（図５）と、高さカメラ５５が撮像した物体Ｗの輪郭の所要の高さ（図３中符号Ｈ）とから、最適受光視野範囲２１（Ｂ）を算出する。この場合、最適照射範囲１１（Ａ）及び最適受光視野範囲２１（Ｂ）の算出が、比較的容易に行われ、制御部６０での処理効率を向上させることができる。

例えば、図２乃至図５に示す形状（逆四角錐台）の物体Ｗの例では、最適照射範囲算出手段６１において、図４に示すように、第一カメラ５１の撮像に係る撮像軸５２に直交する面（Ｓａ）に対する投影画像から、搬送方向中心線Ｍ上の中心点Ｏ１を求める。また、投影画像から中心点Ｏ１からの物体Ｗの輪郭までの最大距離Ｌ１を求める。更に、図３に示すように、高さカメラ５５から物体Ｗの高さＨ（本例では最大高さになる）を求める。この場合、光源部１０の照射範囲１１の外輪１２の拡開角度θは既知であるから、光源部１０の位置（基点Ｐの位置）が算出される。

一方、最適受光視野範囲算出手段６２において、図５に示すように、第二カメラ５３の撮像に係る撮像軸５４に直交する面（Ｓｂ）に対する投影画像から、搬送方向中心線Ｍ上の中心点Ｏ２を求める。また、投影画像から中心点Ｏ２から物体Ｗの輪郭までの最大距離Ｌ２を求める。更に、図３に示すように、高さカメラ５５の撮像画像から物体Ｗの高さＨ（本例では最大高さになる）を求める。受光部２０の受光視野範囲２１の外輪２３の拡開角度αは既知であるから、受光部２０の位置（収束点Ｑの位置）が算出される。

これにより、光源部駆動部制御手段６３が、光源部１０の照射範囲１１が最適照射範囲算出手段６１の算出に係る最適照射範囲１１（Ａ）になるように光源部駆動部３２を制御し、光源部１０を位置決めする。また、受光部駆動部制御手段６４が、受光部２０の受光視野範囲２１が最適受光視野範囲算出手段６２の算出に係る最適受光視野範囲２１（Ｂ）になるように受光部駆動部４２を制御し、受光部２０を位置決めする。

この状態で、物体ＷがコンベアＣで搬送されると、所要のタイミングで光源部１０からは光が照射されており、受光部２０で受光した反射光は所定のタイミングで制御部６０に取り込まれ、検査が行われる、この場合、光源部１０の照射範囲１１は最適照射範囲１１（Ａ）に調整されているので、照射範囲１１の外輪１３が物体Ｗの輪郭から離れて広がり過ぎる事態を防止でき、そのため、照射強度を可能な限り強く設定できることから検査効率を向上させることができる。また、照射範囲１１が物体Ｗを包含できずに物体Ｗが照射範囲１１から飛び出てしまう事態を防止でき、そのため、検査漏れが生じることを防止することができることから検査精度を向上させることができる。一方、受光部２０においても、受光の受光視野範囲２１は最適受光視野範囲２１（Ｂ）に調整されているので、受光視野範囲２１の外輪２３が物体Ｗの輪郭から離れて広がり過ぎる事態を防止でき、そのため、受光強度を可能な限り強くすることができることから検査効率を向上させることができる。また、受光視野範囲２１が物体Ｗを包含できずに物体Ｗが受光視野範囲２１から飛び出てしまう事態を防止でき、そのため、検査漏れが生じることを防止することができることから検査精度を向上させることができる。

また、コンベアＣで物品を搬送して検査を行うので、検査処理効率が良いものとなる。特に、物体Ｗが搬送されてくる都度、撮像部５０のカメラの撮像により最適照射範囲１１（Ａ）及び最適受光視野範囲２１（Ｂ）を算出して、光源部１０及び受光部２０を移動位置決めできるので、例えば、物体Ｗの形状が不均一な場合、あるいは、物体Ｗの形状が均一であってもコンベアＣ上の載置形態が異なる場合、位置ずれがある場合等に確実に対応することができる。更に、光源部１０の照射光軸１２と受光部２０の受光軸２２との光軸交点Ｊを、コンベアＣの搬送方向中心線Ｍを通り載置面Ｃａに直交する直交面Ｎ上に位置するように配置したので、物体ＷをコンベアＣに載せて搬送するだけで、検査を容易かつ確実に行うことができる。更にまた、最適照射範囲１１（Ａ）は、被検部分Ｗａを包含し且つ最適照射範囲１１（Ａ）の外輪１３が物体Ｗの輪郭に接する範囲に設定され、最適受光視野範囲２１（Ｂ）は、被検部分Ｗａを包含し且つ最適受光視野範囲２１（Ｂ）の外輪２３が物体Ｗの輪郭に接する範囲に設定したので、より一層、検査効率を向上させることができる。

実施の形態に係る非破壊検査装置において、物体Ｗとしての食品中に、食品にはない特定成分を含む異物としての人体の体毛Ｆが混入されていて、これを検出した場合には、ランプなどで警告し、装置を止め、あるいは、自動で物体Ｗを取り除く等の処理を行う。

尚、上記実施の形態では、物体Ｗとして、その全部が光源部１０の照射範囲１１及び受光部２０の受光視野範囲２１に包含可能な大きさのもので説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、図７に示すように、例えば、ロールケーキなど細長状のもので、物体Ｗを一度に検査できないような場合には、物体Ｗの被検部分Ｗａを分割して検査するようにして良く、適宜変更して差し支えない。

また、上記実施の形態では、光源部移動機構３１及び受光部移動機構４１をラック，ピニオンギヤの機構で構成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、タイミングベルト伝動機構や、シリンダ装置等どのような機構で構成しても良く、適宜変更して差し支えない。更に、上記実施の形態では、高さカメラ５５は、１台図示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、物体Ｗの形状が複雑になっている場合には、複数台設置して良い。

尚また、上記実施の形態は、本発明を物体Ｗとしての食品中に人体の体毛が混入されているか否かの検査装置に適用した例であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、物体Ｗのカロリー検査等他の検査用の装置に適用しても良く、適宜変更して差し支えない。要するに、物体に光を照射する光源部と物体からの反射光あるいは透過光を受光する受光部とを備えた検査装置であれば、適宜適用可能である。更に、上記実施の形態では、受光部２０は反射光を受光するようにしているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、透過光を受光するものでも良い。この場合、光源部１０と受光部２０との位置関係は適宜変更すれば良い。

Ｗ 物体
Ｗａ 被検部分
Ｆ 体毛
１ 機台
Ｃ コンベア
Ｃａ 載置面
１０ 光源部
１１ 照射範囲
１１（Ａ） 最適照射範囲
１２ 照射光軸
Ｐ 基点
１３ 外輪
θ 拡開角度
２０ 受光部
２１ 受光視野範囲
２１（Ｂ） 最適受光視野範囲
２２ 受光軸
Ｑ 収束点
２３ 外輪
α 拡開角度
Ｊ 光軸交点
Ｍ 搬送方向中心線
Ｎ 直交面
３０ 照射範囲調整部
３１ 光源部移動機構
３２ 光源部駆動部
４０ 受光視野範囲調整部
４１ 受光部移動機構
４２ 受光部駆動部
５０ 撮像部
５１ 第一カメラ
５２ 撮像軸
５３ 第二カメラ
５４ 撮像軸
５５ 高さカメラ
６０ 制御部
６１ 最適照射範囲算出手段
６２ 最適受光視野範囲算出手段
６３ 光源部駆動部制御手段
６４ 受光部駆動部制御手段

Claims (8)

1. 物体の被検部分に照射範囲を有して光を照射する光源部と、この物体からの反射光あるいは透過光を受光視野範囲を有して受光する受光部とを備え、該受光部が受光した光に基づいて上記物体の品質について検査を行う非破壊検査装置において、
   上記光源部の上記被検部分に対する照射範囲を調整する照射範囲調整部と、上記受光部の上記被検部分に対する受光視野範囲を調整する受光視野範囲調整部とを備えたことを特徴とする非破壊検査装置。
2. 上記照射範囲調整部を、上記被検部分に対して上記光源部を少なくとも照射光軸に沿って移動可能に支持する光源部移動機構と、上記光源部を移動位置決めする光源部駆動部とを備えて構成し、
   上記受光視野範囲調整部を、上記被検部分に対して上記受光部を少なくとも受光軸に沿って移動可能に支持する受光部移動機構と、上記受光部を移動位置決めする受光部駆動部とを備えて構成し、
   上記光源部駆動部及び受光部駆動部を制御して上記光源部の照射範囲が最適照射範囲となるとともに上記受光部の受光視野範囲が最適受光視野範囲になるように該光源部及び受光部を所要の位置に位置決めする制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の非破壊検査装置。
3. 上記光源部及び受光部は、上記光源部の照射光軸と上記受光部の受光軸とが所定角度関係で上記被検部分側において光軸交点で交差するように配置されることを特徴とする請求項２記載の非破壊検査装置。
4. 上記制御部は、上記最適照射範囲を、上記被検部分を包含し且つ該最適照射範囲の外輪が可能な限り物体の輪郭に近接させた範囲に設定するとともに、上記最適受光視野範囲を、上記被検部分を包含し且つ該最適受光視野範囲の外輪が可能な限り物体の輪郭に近接させた範囲に設定することを特徴とする請求項３記載の非破壊検査装置。
5. 上記物体を載置する載置面を有し該載置面に載置した物体を搬送するコンベアを備え、
   上記光源部及び受光部を、該光源部の照射光軸と該受光部の受光軸とが上記載置面を通過するとともに、上記光軸交点が上記コンベアの搬送方向中心線を通り上記載置面に直交する直交面上に位置するように配置したことを特徴とする請求項３または４記載の非破壊検査装置。
6. 上記光源部を、上記照射光軸が上記載置面に直交する方向に沿うように設置したことを特徴とする請求項５記載の非破壊検査装置。
7. 上記光源部及び受光部よりもコンベアの搬送方向上流側に、上記コンベアの載置面に載置された物体の被検部分を撮像する複数のカメラを備えた撮像部を設け、上記制御部は、上記撮像部のカメラの撮像データに基づいて、上記最適照射範囲を算出する最適照射範囲算出手段と、上記最適受光視野範囲を算出する最適受光視野範囲算出手段と、上記光源部の照射範囲が上記最適照射範囲算出手段の算出に係る最適照射範囲になるように上記光源部駆動部を制御する光源部駆動部制御手段と、上記受光部の受光視野範囲が上記最適受光視野範囲算出手段の算出に係る最適受光視野範囲になるように上記受光部駆動部を制御する受光部駆動部制御手段とを備えたことを特徴とする請求項５または６記載の非破壊検査装置。
8. 上記撮像部は、上記光源部の照射光軸と平行な撮像軸を有し上記被検部分を撮像する第一カメラと、上記受光部の受光軸と平行な撮像軸を有し上記被検部分を撮像する第二カメラとを備え、上記第一カメラ及び第二カメラをこれらの撮像軸の撮像軸交点が上記コンベアの搬送方向中心線を通り上記載置面に直交する直交面上の特定位置に位置するように設置し、上記コンベア上の物体の被検部分における載置面からの輪郭の任意の高さを認知できるように撮像する高さカメラを設置し、
   上記制御部において、上記最適照射範囲算出手段は、少なくとも上記第一カメラ及び高さカメラの撮像データに基づいて最適照射範囲を算出し、上記最適受光視野範囲算出手段は、少なくとも上記第二カメラ及び高さカメラの撮像データに基づいて最適受光視野範囲を算出する構成にしたことを特徴とする請求項７記載の非破壊検査装置。

Images