JP2017078601A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高精度かつ高速で被検査物の品質を検査可能な検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】検査装置は、被検査物に近赤外光を照射し、照射した近赤外光のうち、被検査物で反射された近赤外光又は被検査物を透過した近赤外光を、予め定めた第１波長域の近赤外光の光量を検出する第１ラインセンサ、第1波長域と異なる第２波長域の近赤外光の光量を検出する第２ラインセンサ及び被検査物の品質による吸収率の変化が小さい基準波長域の近赤外光の光量を検出する第３ラインセンサを有する近赤外三波長ラインセンサカメラ４で検出する。そして、検出した第１波長域の近赤外光の光量Ｉλ1及び第２波長域の近赤外光の光量Ｉλ2のそれぞれを基準波長域の近赤外光の光量Ｉλ0で除算して規格化し、規格化後の光量Ｉλ1/Ｉλ0、Ｉλ2/Ｉλ0を解析することにより、被検査物の検査を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、近赤外カメラを用いて、食品、医薬品、プラスチック等の被検査物の品質を検査する検査装置及び検査方法に関するものであり、特に、搬送中の粒状の被検査物の品質をインラインで高速に検査するのに適した検査装置及び検査方法に関するものである。

従来、食品、医薬品、プラスチック等の、被検査物の品質を検査する技術としては、特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１に記載の技術は、被検査物の分子構造や品質状態によって近赤外光が吸収される特性を利用し、被検査物に近赤外光を照射し、照射した近赤外光のうち、被検査物で反射された近赤外光又は被検査物を透過した近赤外光の光量を検出し、検出した光量を解析することにより、被検査物の検査を行うようにしたものである。

特開２０１２−８０９８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、近赤外光照射光源の光量変動の影響を抑止するため、被検査物の存在しない状態において基準光の測定を高頻度で行う必要があるという問題があった。
また、近赤外光を被検査物に照射し、その反射光量に基づいて検査を行う場合は、粒状の被検査物のような、表面が曲面形状の検査物に適用する場合、照射光の入射角や光検出器（カメラ）に入射される受光角が変動するため、光検出器で検出される光量が変化して信頼性のある品質検査ができなくなるという問題があった。
本発明は、上記のような点に着目し、検査の精度の低下を抑制可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、被検査物に近赤外光を照射する近赤外光照射部と、予め定めた第１波長域の近赤外光の光量を検出する第１光量検出部と、第１波長域と異なる第２波長域の近赤外光の光量を検出する第２光量検出部と、被検査物の品質による吸収率の変化が小さい基準波長域の近赤外光の光量を検出する第３光量検出部と、を有し、近赤外光照射部で照射した近赤外光のうち、被検査物で反射された近赤外光又は被検査物を透過した近赤外光を、第１光量検出部、第２光量検出部及び第３光量検出部に受光させる近赤外光検出カメラと、第１光量検出部で検出した第１波長域の近赤外光の光量及び第２光量検出部で検出した第２波長域の近赤外光の光量のそれぞれを第３光量検出部で検出した基準波長域の近赤外光の光量で除算して規格化し、規格化後の光量を解析することにより、被検査物の検査を行う検査部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、例えば、被検査物の表面反射率や透過率又は近赤外照射部の出射光量が変化し、被検査物で反射される近赤外光の光量や透過される近赤外光の光量が変化した場合でも、基準波長域の光量で除算して得た、規格化後の第１波長域の光量と第２波長域の光量とに基づいて品質判定を行うことにより、高精度の品質検査が可能になる。

検査装置の概略構成を表す概念図である。 近赤外光三波長ラインセンサカメラの概略構成を表す概念図である。 検査処理を表すフローチャートである。 被検査物の検査方法を説明するためのグラフである。 比較例１の結果を表すグラフである。 比較例２の結果を表すグラフである。 比較例３の結果を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態は、本発明を、被検査物６の検査を行うための検査装置１に適用したものである。被検査物６の検査としては、例えば、被検査物６の良品と不良品との判定、被検査物６の異常部位の特定、被検査物６の異種判定がある。
なお、本実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造及び配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
図１に示すように、本実施形態の検査装置１は、被検査物搬送部２と、近赤外光ライン照明３（広義には「近赤外光照射部」）と、近赤外三波長ラインセンサカメラ４（広義には「近赤外光検出カメラ」）と、検査用パソコン５（広義には「検査部」）とを備える。
被検査物搬送部２は、被検査物６を特定方向に搬送する。例えば、ベルトコンベア、パレットコンベアを採用できる。図１の例では、被検査物搬送部２として、互いに平行な２つのローラ間に無端ベルト２１０を掛け渡し、被検査物６を無端ベルト２１０の上面（広義には、「搬送面」）に置いて搬送するベルトコンベアを用いている。この無端ベルト２１０の上面（搬送面）上に、被検査物６として、豆類、米、錠剤、樹脂ペレット等の粒状物が面状に広がって搬送される例を示している。

近赤外光ライン照明３は、無端ベルト２１０の上方に配置され、被検査物６が搬送される方向（以下、「搬送方向」とも呼ぶ）と平面視で交差する方向（以下、「幅方向」とも呼ぶ）に延びている直線状の領域２２０に近赤外光（例えば、波長域が１０００［ｎｍ］以上１７００［ｎｍ］以下）を出射する。近赤外光ライン照明３の種類としては、ハロゲン照明やＬＥＤなどを採用できる。領域２２０は、無端ベルト２１０の幅方向の一端から他端まで延びており、被検査物搬送部２で搬送される粒状物（被検査物６）のうち領域２２０に進入した粒状物に近赤外光が次々に照射される。

なお、本実施形態では、無端ベルト２１０の上面（搬送面）のうちの、幅方向に延びている直線状の領域２２０に近赤外光を照射する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、無端ベルト２１０の上面（搬送面）のうちの、直線状の領域２２０を含んでいる領域であればよく、より広い領域に近赤外光を照射する構成としてもよい。また、被検査物６を自由落下させながら検査を行うことも可能であり、この場合は、被検査物搬送部２は不要となる。
近赤外三波長ラインセンサカメラ４は、図２に示すように、近赤外光ライン照明３で照射した近赤外光のうち、被検査物６で反射された近赤外光を集光するレンズ系４１０を含んで構成される。即ち、レンズ系４１０は、被検査物６で反射した近赤外光、つまり無端ベルト２１０の上面（搬送面）の直線状の領域２２０上に進入した被検査物６で反射した近赤外光を集光する。また、近赤外三波長ラインセンサカメラ４は、界面がダイクロイックミラーを形成し、レンズ系４１０で集光した近赤外光を互いに異なる３つの波長域（以下、「第１波長域」、「第２波長域」、「基準波長域」とも呼ぶ）の近赤外光に分割する３つの分光プリズム４２０を含んで構成される。分光プリズム４２０の第１ラインセンサ４３０（後述）に対向する面には、第１波長域の近赤外光のみを選択的に透過する蒸着膜が蒸着されている。これにより、蒸着膜がバンドパスフィルタを形成している。また、バンドパスフィルタの特性により第１ラインセンサ４３０で受光される近赤外光の半値幅λwが特定される。

同様に、第２ラインセンサ４４０（後述）に対向する面には、第２波長域の近赤外光のみを選択的に透過する蒸着膜（バンドパスフィルタ）が蒸着され、第３ラインセンサ４５０（後述）に対向する面には、基準波長域の近赤外光のみを選択的に透過する蒸着膜（バンドパスフィルタ）が蒸着されている。第１波長域、第２波長域としては、例えば、被検査物６の品質に影響を及ぼす成分が吸収される波長域を採用できる。例えば、被検査物６の品質が、水分量によって影響される場合には、水の吸収波長である約１４５０［ｎｍ］や約１９４０［ｎｍ］などを用いる。また、基準波長域としては、例えば、第１波長域及び第２波長域の近赤外光に比べ被検査物６の品質によって吸収率の変化が小さい波長域の近赤外光を採用できる。例えば、被検査物６の品質による吸収率の変化が１０％以下の波長域、好ましくは数％以下の波長域の近赤外光を採用できる。

また、第１波長域の中心波長λ1、第２波長域の中心波長λ2、基準波長域の中心波長λ0、第１波長域、第２波長域、及び基準波長域の半値幅λwの設定方法としては、例えば、被検査物６となる物質（豆類、米等）の分光スペクトルをＦＴ−ＩＲ（Fourier transform infrared spectroscopy）等で測定し、測定結果を解析して設定する方法を採用できる。分光スペクトルの測定は、品質状態等の異なる多数のサンプルを用いて行う。
また、本発明の発明者は、被検査物６として、種々の有機物を用いて実験を行った結果、第１波長域の中心波長λ1を１１８０［ｎｍ］以上１２４０［ｎｍ］以下とし、第２波長域の中心波長λ2を１４００［ｎｍ］以上１４６０［ｎｍ］以下とし、基準波長域の中心波長λ0を１５６０［ｎｍ］以上１６２０［ｎｍ］以下とし、第１波長域、第２波長域及び基準波長域の半値幅λwを３０［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下とすることで、検査装置１を多くの有機物（被検査物６）の検査に有効に使用できることを見出した。

また、近赤外三波長ラインセンサカメラ４は、分光プリズム４２０に装着され、分光プリズム４２０で分割した第１波長域の近赤外光を結像（受光）してその近赤外光の光量を検出する第１ラインセンサ４３０（広義には、「第１光量検出部」）を含んで構成される。同様に、分光プリズム４２０に装着され、第２波長域の近赤外光を結像（受光）してその近赤外光の光量を検出する第２ラインセンサ４４０（広義には、「第２光量検出部」）及び基準波長域の近赤外光を結像（受光）してその近赤外光の光量を検出する第３ラインセンサ４５０（広義には、「第３光量検出部」）を含んで構成される。即ち、第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０及び第３ラインセンサ４５０のそれぞれは、被検査物６で反射した近赤外光、つまり無端ベルト２１０の上面（搬送面）の直線状の領域２２０上に進入した被検査物６で反射した近赤外光を結像（受光）して光量を検出する。

第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０及び第３ラインセンサ４５０としては、例えば、５１２画素のInGaAsラインセンサ撮像素子を採用できる。
各ラインセンサ４３０、４４０、４５０の対応する画素、つまり、互いに対応する位置にある画素のそれぞれには、被検査物６の同じ箇所で反射した近赤外光が結像される。また、互いに対応する位置にある画素同士は、撮像視野が画素サイズの１/４以下の精度で合致するように位置合わせされる。
そして、第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０、及び第３ラインセンサ４５０のそれぞれは、予め定めた設定時間、つまり、ラインレート（例えば、８［kHz］）の逆数で表される時間が経過するたびに、設定時間の間に受光した近赤外光の光量を検出する。この光量検出値はカメラ内部の電気回路部でデジタル信号に変換された後（以下「撮像輝度信号」とも呼ぶ）、検査用パソコン５に出力される。

なお、近赤外三波長ラインセンサカメラ４は、被検査物６の幅方向の検査長さ及び必要な撮像分解能に応じて、幅方向に沿って複数台並べて設ける構成としてもよい。
検査用パソコン５は、画像キャプチャーボード５１０を介して、第１ラインセンサ４３０で検出した第１波長域の撮像輝度信号Ｉλ1、第２ラインセンサ４４０で検出した第２波長域の撮像輝度信号Ｉλ2及び第３ラインセンサ４５０で検出した基準波長域の撮像輝度信号Ｉλ0を読み込み、これらの信号に基づいて検査処理を実行する。検査処理の詳細については後述する。

検査用パソコン５は、検査結果をディスプレイ５２０に表示する。
なお、被検査物６の搬送速度が一定でない場合には、搬送速度を検出するためのエンコーダを設け、エンコーダが出力するエンコーダパルスを検査用パソコン５に取り込み、第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０、第３ラインセンサ４５０の各撮像タイミングをエンコーダパルスに同期させ、搬送方向の撮像分解能を一定とする構成としてもよい。この場合、検査用パソコン５には、エンコーダ信号を取り込むためのカウンターボード等を更に備える。

本発明の発明者は、食品、医薬品、プラスチック等の種々の被検査物６に対して検査を行い鋭意検討を行った結果、以下の（１）〜（３）の知見を得た。
（１）被検査物６の検査に用いる赤外光の波長域の数は、十分な検査精度を得るためには、１つまたは２つでは不十分であり、３つ以上とする必要がある。
（２）適切な３つの波長域を選べば、多くの被検査物６で十分な検査精度が得られる。
上記（１）、（２）より、本発明では、近赤外光の３波長域、つまり、第１波長域、第２波長域及び基準波長域の光量Ｉλ1、Ｉλ2、Ｉλ0を検出する構成とした。

（３）３つの波長域の光量を用いて検査を行う際に、３つの波長域のすべてを被検査物６の品質に影響を及ぼす成分の吸収波長帯、つまり、被検査物６の品質に寄与する波長帯に割り当てるよりも、３つの波長域のうちの１つを被検査物６の品質に寄与しない波長帯（以下、「基準波長域」とも呼ぶ）に割り当てるほうが、高精度な品質判定が可能である。そして、３つの波長域の光量Ｉλ1、Ｉλ2、Ｉλ0を並列に扱うのではなく、Ｉλ1/Ｉλ0、Ｉλ2/Ｉλ0のようにＩλ1、Ｉλ2と基準波長域の光量Ｉλ0との比を用いて、被検査物６の検査を行うのが極めて有効である。
上記（３）より、本実施形態では、検出した第１波長域の光量Ｉλ1、第２波長域の光量Ｉλ2のそれぞれを基準波長域の光量Ｉλ0で規格化し、規格化後の光量Ｉλ1/Ｉλ0及びＩλ2/Ｉλ0を解析することにより、被検査物６の検査を行うものとした。

（検査処理）
次に、図３を参照し、検査用パソコン５が実行する検査処理について説明する。この検査処理は、近赤外三波長ラインセンサカメラ４のラインレートに同期して実行する。
図３に示すように、まず、検査用パソコン５は、第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０及び第３ラインセンサ４５０のそれぞれから撮像輝度信号Ｉλ1、Ｉλ2、Ｉλ0、つまり、近赤外光の光量を表す信号を取得する（ステップＳ１０１）。
続いて、検査用パソコン５は、ステップＳ１０１で取得した第１光量Iλ1を基準光量Ｉλ0で除算して規格化する。また、検査用パソコン５は、ステップＳ１０１で取得した第２光量Ｉλ2を基準光量Ｉλ0で除算して規格化する（ステップＳ１０２）。このようにして、基準光量Ｉλ0によって規格化することにより、近赤外光照射光源の光量が変動するような場合でも、その影響はＩλ1、Ｉλ2、Ｉλ0に同様の変化を及ぼすため、品質検査への影響を抑止することが可能になる。また、粒状の被検査物のように表面が曲面形状の検査物に対して反射配置で検査を行う場合において、照射光の入射角や光検出器（カメラ）に入射される受光角等が変動した場合でも、その影響はＩλ1、Ｉλ2、Ｉλ0に同様の変化を及ぼすため、品質検査への影響を抑止することが可能になる。

続いて、検査用パソコン５は、ステップＳ１０２で規格化した第１光量（以下、「規格化後の第１光量Ｉλ1/Ｉλ0」とも呼ぶ）と、ステップＳ１０２で規格化した第２光量（以下、「規格化後の第２光量Ｉλ2/Ｉλ0」とも呼ぶ）とを解析することにより、被検査物６の品質判定検査を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、検査用パソコン５の品質判定ロジック記憶部５３０に、あらかじめ、規格化後の第１光量Ｉλ1/Ｉλ0及び規格化後の第２光量Ｉλ2/Ｉλ0の値と品質判定結果を紐付けるロジックを記憶させておき、このロジックに基づいて、被検査物６の各検査位置における品質判定を行う。品質判定ロジックとしては、例えば、a・(Ｉλ1/Ｉλ0)＋b・(Ｉλ2/Ｉλ0)＋cの値が正になれば良品、負になれば不良品というように判定を行う（a、b、cはあらかじめ設定した定数）。
続いて、検査用パソコン５は、ステップＳ１０３で行った被検査物６の検査結果をディスプレイ５２０に表示させる（ステップＳ１０４）。

（高速性）
近年では、食品や医薬品等の品質検査に対する要求がますます厳しくなっており、従来の抜き取り検査ではなく、全数検査が強く求められるようになってきた。また、被検査物６の１点における品質だけではなく、被検査物６の２次元的な品質、つまり、面状の品質を検査したいというニーズも高まってきている。それゆえ、生産ライン等において、搬送中の被検査物６の２次元的（面状）な品質を高速且つ高精度で検査する必要がある。
これに対し、本実施形態では、近赤外三波長ラインセンサカメラ４は、分光プリズム４２０で分割された第１波長域の近赤外光の光量を第１ラインセンサ４３０で検出する。同様に、分光プリズム４２０で分割された第２波長域の近赤外光の光量を第２ラインセンサ４４０で検出し、さらに、分光プリズム４２０で分割された基準波長域の近赤外光の光量を第３ラインセンサ４５０で検出する。それゆえ、被検査物６の検査に有効な近赤外領域の３種類の波長成分の光を同時に検出できるので、被検査物６の２次元的な品質をより高速且つ高精度で検査でき、検査をリアルタイムに行うことができる。

ちなみに、例えば、ＦＴ−ＩＲでの測定結果を基に、被検査物６を検査する方法では、ＦＴ−ＩＲはポイントセンサであり、被検査物６の１点の分光スペクトルしか測定できないため、高速で搬送中の被検査物６の２次元的な品質情報を得ることはできない。
また、例えば、ハイパースペクトルカメラでの測定結果を基に、被検査物６を検査する方法では、ハイパースペクトルカメラはエリアカメラであるので、２次元的な分光情報を得ることができるが、検査速度がエリアカメラのフレームレートによって制約されるため、高速の検査には適用できない。また、ハイパースペクトルカメラは高価である。

さらに、広帯域、すなわち、検出波長帯域の広い近赤外ラインセンサカメラでの測定結果に基づいて被検査物６を検査する方法では、被検査物６の２次元的な品質情報を高速で取得することができるが、被検査物６の特定の成分の吸収を高感度で検出することができないため、高精度の品質検査を行うことができない。バンドパスフィルタ等を備えることで、特定の波長帯だけを検出することも考えられるが、被検査物６の品質を単一の波長のスペクトル情報だけで判定する方法では、精度が不十分である。
なお、本実施形態では、被検査物６で反射された近赤外光を近赤外三波長ラインセンサカメラ４で撮像する例を示したが、被検査物６を透過した近赤外光を近赤外三波長ラインセンサカメラ４で撮像する構成を採用することもできる。

（本実施形態の効果）
本実施形態に係る発明は、次のような効果を奏する。
（１）本実施形態に係る検査装置１は、被検査物６に近赤外光を照射する近赤外光ライン照明３と、予め定めた第１波長域の近赤外光の光量Ｉλ1を検出する第１ラインセンサ４３０と、第１波長域と異なる第２波長域の近赤外光の光量Ｉλ2を検出する第２ラインセンサ４４０と、被検査物６の品質による吸収率の変化が小さい基準波長域の近赤外光の光量Ｉλ0を検出する第３ラインセンサ４５０と、を有し、近赤外光ライン照明３で照射した近赤外光のうち、被検査物６で反射された近赤外光、または被検査物６を透過した近赤外光を第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０、及び第３ラインセンサ４５０で受光する近赤外三波長ラインセンサカメラ４と、検出した第１波長域の近赤外光の光量Ｉλ1、及び第２波長域の近赤外光の光量Ｉλ2のそれぞれを基準波長域の近赤外光の光量Ｉλ0で除算して規格化し、規格化後の光量Ｉλ1/Ｉλ0、Ｉλ2/Ｉλ0を解析することにより、被検査物６の検査を行う検査用パソコン５と、を備える。
このような構成によれば、例えば、被検査物６の表面反射率又は透過率が変化し、被検査物６で反射される近赤外光の光量又は透過される近赤外光の光量が変化した場合でも、規格化後の第１波長域の光量Ｉλ1/Ｉλ0と第２波長域の光量Ｉλ2/Ｉλ0とに基づいて検査を行うことで、検査への影響を抑止でき、高精度の品質検査が可能になる。

（２）本実施形態に係る検査装置１では、近赤外三波長ラインセンサカメラ４は、被検査物６で反射された近赤外光、または被検査物６を透過した近赤外光を第１波長域の近赤外光、第２波長域の近赤外光及び基準波長域の近赤外光に分割して、そのそれぞれを第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０、及び第３ラインセンサ４５０で検出する。
このような構成によれば、反射または透過した赤外光を、被検査物６の検査に有効な近赤外領域の３種類の波長成分の光を同時に検出できるので、被検査物６の２次元的な品質を高速に検査でき、検査をリアルタイムに行うことができる。

（３）本実施形態に係る検査装置１では、前記近赤外光照射部は、被検査物の移動方向と交差する方向に延びている直線状の領域に近赤外光を照射し、前記分光プリズムは、前記直線状の領域に進入した被検査物で反射した近赤外光又は前記直線状の領域に進入した被検査物を透過した近赤外光を第１波長域、第２波長域及び基準波長域の近赤外光に分割し、前記第１光量検出部、前記第２光量検出部及び前記第３光量検出部のそれぞれは、前記分光プリズムに装着されたラインセンサ撮像素子である。
このような構成によれば、被検査物６の２次元的な品質等を高速に検査できる。

（４）本実施形態に係る検査装置１では、被検査物６は、粒状物であり、無端ベルト２１０の上面（搬送面）上に複数の粒状物が面状に広がって搬送される。
このような構成によれば、被検査物６に対する近赤外光の入射角が変化しやすく、被検査物６の表面反射率が変化しやすい。それゆえ、本実施形態の検査装置１が好適である。

（５）本実施形態に係る検査装置１では、第１ラインセンサ４３０、第２ラインセンサ４４０、及び第３ラインセンサ４５０として、比較的安価なInGaAsラインセンサを採用することができる。
このような構成によれば、例えば、ＦＴ−ＩＲやハイパースペクトルカメラを用いた装置に比べ、装置価格を低減できる。

（６）本実施形態に係る検査装置１では、第１波長域は、１１８０［ｎｍ］以上１２４０［ｎｍ］以下を中心波長λ1とし、第２波長域は、１４００［ｎｍ］以上１４６０［ｎｍ］以下を中心波長λ2とし、基準波長域は、１５６０［ｎｍ］以上１６２０［ｎｍ］以下を中心波長λ0とする。また、第１波長域、第２波長域、及び基準波長域は、３０［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下を半値幅λwとする。
このような構成によれば、多くの有機物の検査に有効に使用できる。それゆえ、被検査物６の種類毎に第１波長域、第２波長域及び基準波長域を調整せずに済み、カメラ及び装置の大量生産に好適である。

（７）本実施形態に係る検査方法は、被検査物６に近赤外光を照射し、照射した近赤外光のうち、被検査物６で反射された近赤外光、または被検査物６を透過した近赤外光を、予め定めた第１波長域の近赤外光の光量Ｉλ1を検出する第１ラインセンサ４３０、第1波長域と異なる第２波長域の近赤外光の光量Ｉλ2を検出する第２ラインセンサ４４０、第１波長域及び第２波長域に比べ被検査物６の品質による吸収率の変化が小さい基準波長域の近赤外光の光量Ｉλ0を検出する第３ラインセンサ４５０を有する近赤外三波長ラインセンサカメラ４で検出する。そして、検出した第１波長域の近赤外光の光量Ｉλ1、及び第２波長域の近赤外光の光量Ｉλ2のそれぞれを基準波長域の近赤外光の光量Ｉλ0で除算して規格化し、規格化後の光量Ｉλ1/Ｉλ0、Ｉλ2/Ｉλ0を解析することにより、被検査物６の検査を行う。
このような構成によれば、例えば、被検査物６の表面反射率、または透過率が変化し、被検査物６で反射される近赤外光の光量、または透過される近赤外光の光量が変化した場合でも規格化後の第１波長域の光量Ｉλ1/Ｉλ0と第２波長域の光量Ｉλ2/Ｉλ0に基づいて検査を行うことで、検査への影響を抑止でき、高精度の品質検査が可能になる。

（実施例）
以下、図４、図５、図６、図７を参照し、上記実施形態の実施例を説明する。
本発明の実施例として、コーヒー豆の品質の検査に適用した例を説明する。装置構成としては、上記実施形態に示したものを採用した。具体的には、近赤外光ライン照明３としては、発光部長さが５００［ｍｍ］のハロゲンライン照明を採用した。また、各ラインセンサ４３０、４４０、４５０としては、５１２画素のInGaAsラインセンサを採用した。
また、第１ラインセンサ４３０が受光する近赤外光の中心波長λ1は１２１０［ｎｍ］、第２ラインセンサ４４０が受光する近赤外光の中心波長λ2は１４１０［ｎｍ］、第３ラインセンサ４５０が受光する近赤外光の中心波長λ0は１５８０［ｎｍ］とした。また、検出波長半値幅λwはいずれも５０［ｎｍ］とした。ラインレートは８［ｋＨz］とした。上記のλ1は脂質の吸収波長に相当し、λ2は水の吸収波長に相当する。また、λ0はコーヒー豆の組成成分で吸収帯がない波長に相当する。
本装置を用いて、被検査物６の品質の検査を行った。被検査物６としては、良品のコーヒー豆２０粒、不良品のコーヒー豆１９粒を混合したものを採用した。本実施例より、図４に示すように、規格化後の光量Ｉλ1/Ｉλ0、及びＩλ2/Ｉλ0を用いることで、図中の判別直線を境界値として、良品と不良品とを１００％判別できることがわかる。

（比較例１）
比較例１では、図５に示すように、Ｉλ0で規格化せず、Ｉλ1/Ｉλ0とＩλ2/Ｉλ0に代えて、Ｉλ1とＩλ2を用いて、被検査物６の品質の検査を行った。それ以外は、実施例と同様とした。この結果、良品と不良品の判別精度は７２％になった。これにより、Ｉλ0で規格化せず、Ｉλ1、Ｉλ2を用いる方法では、コーヒー豆の表面形状（反射率）等の影響等を受け、良品と不良品とを明確に判別できず、判別精度が低くなることがわかる。

（比較例２）
実施例で得られた第１波長域の近赤外光の光量Ｉλ1をＩλ0で除算して規格化した、規格化後の光量Ｉλ1/Ｉλ0のみの値を測定した被検査物（３９個）に対してプロットした（図６）。この結果、Ｉλ1/Ｉλ0のみでは良品と不良品の区別はできなかった。

（比較例３）
実施例で得られた第２波長域の近赤外光の光量Ｉλ2をＩλ0で除算して規格化した、規格化後の光量Ｉλ2/Ｉλ0のみの値を測定した被検査物（３９個）に対してプロットした（図７）。この結果、Ｉλ1/Ｉλ0のみでは良品と不良品の区別はできなかった。
これらより、Ｉλ0で規格化しても、Ｉλ1/Ｉλ0だけ、またはＩλ2/Ｉλ0だけを用いる方法では、良品と不良品とを明確に判別できないことがわかる。

１ 検査装置
２ 被検査物搬送部
２１０ 無端ベルト
２２０ 検査領域
３ 近赤外光ライン照明
４ 近赤外三波長ラインセンサカメラ
４１０ レンズ系
４２０ 分光プリズム
４３０ 第１ラインセンサ
４４０ 第２ラインセンサ
４５０ 第３ラインセンサ
５ 検査用パソコン
５１０ 画像キャプチャーボード
５２０ ディスプレイ
５３０ 品質判定ロジック記憶部
６ 被検査物

Claims (6)

1. 被検査物に近赤外光を照射する近赤外光照射部と、
   予め定めた第１波長域の近赤外光の光量を検出する第１光量検出部と、第１波長域と異なる第２波長域の近赤外光の光量を検出する第２光量検出部と、被検査物の品質による吸収率の変化が小さい基準波長域の近赤外光の光量を検出する第３光量検出部と、を有し、前記近赤外光照射部で照射した近赤外光のうち、被検査物で反射された近赤外光又は被検査物を透過した近赤外光を、該第１光量検出部、該第２光量検出部及び該第３光量検出部に受光させる近赤外光検出カメラと、
   前記第１光量検出部で検出した第１波長域の近赤外光の光量及び前記第２光量検出部で検出した第２波長域の近赤外光の光量のそれぞれを前記第３光量検出部で検出した基準波長域の近赤外光の光量で除算して規格化し、規格化後の光量を解析することにより、被検査物の検査を行う検査部とを備えることを特徴とする検査装置。
2. 前記近赤外光検出カメラは、被検査物で反射された近赤外光又は被検査物を透過した近赤外光を第１波長域の近赤外光、第２波長域の近赤外光及び基準波長域の近赤外光に分割する分光プリズムを有し、
   前記第１光量検出部は、前記分光プリズムで分割された第１波長域の近赤外光を受光して該近赤外光の光量を検出し、
   前記第２光量検出部は、前記分光プリズムで分割された第２波長域の近赤外光を受光して該近赤外光の光量を検出し、
   前記第３光量検出部は、前記分光プリズムで分割された基準波長域の近赤外光を受光して該近赤外光の光量を検出することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記近赤外光照射部は、被検査物の移動方向と交差する方向に延びている直線状の領域に近赤外光を照射し、
   前記分光プリズムは、前記直線状の領域に進入した被検査物で反射した近赤外光又は前記直線状の領域に進入した被検査物を透過した近赤外光を第１波長域、第２波長域及び基準波長域の近赤外光に分割し、
   前記第１光量検出部、前記第２光量検出部及び前記第３光量検出部のそれぞれは、前記分光プリズムに装着されたラインセンサ撮像素子であることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
4. 前記被検査物は、粒状物であり、
   前記直線状の領域に複数の前記粒状物が面状に広がって移動することを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
5. 前記第１波長域は、１１８０［ｎｍ］以上１２４０［ｎｍ］以下を中心波長とし、
   前記第２波長域は、１４００［ｎｍ］以上１４６０［ｎｍ］以下を中心波長とし、
   前記基準波長域は、１５６０［ｎｍ］以上１６２０［ｎｍ］以下を中心波長とし、
   前記第１波長域、前記第２波長域、及び前記基準波長域は、３０［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下を半値幅とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検査装置。
6. 被検査物に近赤外光を照射し、照射した近赤外光のうち、被検査物で反射された近赤外光又は被検査物を透過した近赤外光を、予め定めた第１波長域の近赤外光の光量を検出する第１光量検出部、第1波長域と異なる第２波長域の近赤外光の光量を検出する第２光量検出部、被検査物の品質による吸収率の変化が小さい基準波長域の近赤外光の光量を検出する第３光量検出部を有する近赤外光検出カメラの該第１光量検出部、該第２光量検出部及び該第３光量検出部で検出し、検出した第１波長域の近赤外光の光量及び第２波長域の近赤外光の光量のそれぞれを基準波長域の近赤外光の光量で除算して規格化し、規格化後の光量を解析することにより、被検査物の検査を行うことを特徴とする検査方法。

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