JP2017142118A

JP2017142118A - 光検査装置

Info

Publication number: JP2017142118A
Application number: JP2016022679A
Authority: JP
Inventors: 雅近藤; Masa Kondo; 廣瀬　修; Osamu Hirose; 修廣瀬; 誠中谷; Makoto Nakatani
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2017-08-17

Abstract

【課題】被検査物に含まれている異物を精度良く発見することができる光検査装置を提供する。【解決手段】光検査装置１は、外部の光から検査領域Ｒを遮蔽する筐体３と、検査領域Ｒにおいて、異物Ｆに蛍光を発生させるための励起光を被検査物Ｓに照射する励起光照射部４と、検査領域Ｒにおいて、背景光を被検査物Ｓに照射する背景光照射部５と、検査領域Ｒにおいて、蛍光及び背景光を検出する光検出部６と、光検出部６から出力された信号に基づいて被検査物Ｓの画像を生成する処理部７と、を備える。背景光照射部５は、蛍光の波長とは異なる波長を有する背景光を光検出部６の反対側から被検査物Ｓに照射する。【選択図】図１

Description

本発明は、被検査物に異物が含まれているか否かを検査するための光検査装置に関する。

特許文献１には、魚等の切り身に骨や寄生虫等が含まれているか否かを検査するために、紫外線等の励起光を切り身に照射し、骨や寄生虫等から発生した蛍光を検出する検出装置が記載されている。

特開平１−３１１２５３号公報

特許文献１記載の検出装置では、切り身が配置される検査領域が外部の光（屋内の人口灯や自然光等）から遮蔽されていないため、微弱な蛍光を検出することが困難であり、骨や寄生虫等を見落とすおそれがある。

そこで、本発明は、被検査物に含まれている異物を精度良く発見することができる光検査装置を提供することを目的とする。

本発明の光検査装置は、外部の光から検査領域を遮蔽する筐体と、検査領域において、異物に蛍光を発生させるための励起光を被検査物に照射する励起光照射部と、検査領域において、背景光を被検査物に照射する背景光照射部と、検査領域において、蛍光及び背景光を検出する光検出部と、光検出部から出力された信号に基づいて被検査物の画像を生成する処理部と、を備え、背景光照射部は、蛍光の波長とは異なる波長を有する背景光を光検出部の反対側から被検査物に照射する。

この光検査装置では、筐体によって外部の光から検査領域が遮蔽される。そのため、異物から発生した蛍光が微弱であっても、そのような蛍光を検出することができる。また、光検出部の反対側から被検査物に背景光が照射される。そのため、筐体によって外部の光から検査領域が遮蔽されても、生成した画像において被検査物の像を影として識別し、被検査物における異物の位置を特定することができる。しかも、背景光が蛍光の波長とは異なる波長を有する。そのため、背景光によって蛍光の検出が阻害されるのを抑制することができる。以上により、この光検査装置によれば、被検査物に含まれている異物を精度良く発見することができる。

本発明の光検査装置では、背景光の中心波長は、蛍光の中心波長に対してずれていればよい。背景光及び蛍光については、少なくとも互いの中心波長（ピーク波長）がずれていれば、互いの波長帯が完全にずれている必要はない。

本発明の光検査装置では、光検出部は、検査領域に対して上側に位置しており、背景光照射部は、検査領域に対して下側に位置していてもよい。

本発明の光検査装置では、背景光は、励起光の波長とは異なる波長を有してもよい。これにより、励起光によって背景光の検出が阻害されるのを抑制することができる。つまり、生成した画像において被検査物の像を影としてより確実に識別し、被検査物における異物の位置をより確実に特定することができる。

本発明の光検査装置では、背景光の中心波長は、励起光の中心波長に対してずれていればよい。背景光及び励起光については、少なくとも互いの中心波長（ピーク波長）がずれていれば、互いの波長帯が完全にずれている必要はない。

本発明の光検査装置では、背景光は、赤外領域の波長を有してもよい。これにより、背景光によって蛍光の検出が阻害されるのをより確実に抑制することができる。これは、異物から発生する蛍光は黄緑よりも短波長側の可視光であることが多いからである。

本発明の光検査装置では、励起光照射部は、励起光を光検出部側から被検査物に照射してもよい。これにより、励起光によって蛍光及び背景光の検出が阻害されるのをより確実に抑制することができる。

本発明の光検査装置では、励起光照射部は、検査領域に対して上側に位置していてもよい。

本発明の光検査装置では、処理部は、生成した画像に基づいて、被検査物に異物が含まれているか否かを検査してもよい。これにより、被検査物における異物の有無や異物の位置等を自動で特定することができる。

本発明の光検査装置は、検査領域において、被検査物を搬送する搬送部を更に備えてもよい。これにより、被検査物の画像を自動で取得することができる。

本発明によれば、被検査物に含まれている異物を精度良く発見することができる光検査装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態の光検査装置の構成図である。（ａ）は、図１の処理部によって生成された被検査物の画像を示す図である。（ｂ）は、図１の処理部によって平均化処理が施された被検査物の画像を示す図である。比較例の被検査物の画像を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。

図１に示されるように、光検査装置１は、搬送部２と、筐体３と、励起光照射部４と、背景光照射部５と、光検出部６と、処理部７と、表示部８と、支柱９と、を備えている。光検査装置１は、被検査物Ｓに異物Ｆが含まれているか否かを検査するための装置である。被検査物Ｓは、主に、サバ、アジ、イカ、イワシ、サケ、サンマ、ホッケ等の魚介類の切り身であり、異物Ｆは、主に、アニサキス、ブリ線虫等の寄生虫である。

搬送部２は、隙間Ｃを介して並設された搬送コンベア２１，２２を有している。搬送部２は、隙間Ｃ上の検査領域Ｒにおいて、搬送方向Ａに沿って被検査物Ｓを搬送する。筐体３は、外部の光（屋内の人口灯や自然光等）から検査領域Ｒを遮蔽する。筐体３には、搬送コンベア２１が検査領域Ｒに被検査物Ｓを搬入するための搬入口３ａ、及び搬送コンベア２２が検査領域Ｒから被検査物Ｓを搬出するための搬出口３ｂが形成されている。筐体３内には搬入口３ａ及び搬出口３ｂ等を介して外部の光が進入し得るが、検査領域Ｒは、筐体３によって外部の光から十分に遮蔽されている。つまり、筐体３は、後述する蛍光の検出が阻害されないように外部の光から検査領域Ｒを遮蔽するものであればよく、外部の光から検査領域Ｒを完全に遮蔽するものである必要はない。

励起光照射部４は、検査領域Ｒにおいて、搬送部２によって搬送される被検査物Ｓに励起光を照射する。励起光は、異物Ｆに蛍光を発生させるための光である。具体的には、励起光照射部４は、交流電源の周波数に依存して明滅する光源（例えば、グロー式、インバータ式のような周波数の低い点灯方式の光源、紫外線蛍光管、ブラックライト蛍光管等）であり、比較的ブロードな光を出力する。一例として、ブラックライト蛍光管は、紫外線及び短波長側の可視光を含むブロードな光（例えば、３２０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長を有する光）を出力する。励起光照射部４は、筐体３の天板に取り付けられており、検査領域Ｒの上側（後述する光検出部６側）から被検査物Ｓに励起光を照射する。なお、励起光照射部４としてＬＥＤが用いられてもよい。

背景光照射部５は、検査領域Ｒにおいて、搬送部２によって搬送される被検査物Ｓに背景光を照射する。背景光は、励起光照射部４から出力される励起光の波長とも異なり且つ異物Ｆから発生する蛍光の波長とも異なる波長を有する光であって、被検査物Ｓに十分に吸収される波長及び強度を有する光である。具体的には、背景光照射部５は、近赤外光源であり、赤外領域の光（例えば、７８０ｎｍ〜９００ｎｍの波長を有する光）を出力する。背景光照射部５は、隙間Ｃの下側に位置するように支柱９に取り付けられており、検査領域Ｒの下側（後述する光検出部６の反対側）から隙間Ｃを介して被検査物Ｓに背景光を照射する。

なお、背景光の中心波長は、蛍光の中心波長に対してずれていればよい。つまり、背景光及び蛍光については、少なくとも互いの中心波長（ピーク波長）がずれていれば、互いの波長帯が完全にずれている必要はない。同様に、背景光の中心波長は、励起光の中心波長に対してずれていればよい。つまり、背景光及び励起光については、少なくとも互いの中心波長（ピーク波長）がずれていれば、互いの波長帯が完全にずれている必要はない。ただし、背景光の波長帯と蛍光の波長帯とは、完全にずれていることが好ましい。

光検出部６は、検査領域Ｒにおいて、異物Ｆから発生する蛍光、及び背景光照射部５から出力される背景光を検出する。光検出部６は、蛍光及び背景光に感度を有するラインセンサであり、搬送方向Ａに交差する方向（ここでは、水平面に平行且つ搬送方向Ａに垂直な方向）に沿って配列された複数の光検出素子６ａを有している。光検出部６は、筐体３内において検査領域Ｒの上側に位置するように支柱９に取り付けられており、隙間Ｃを介して背景光照射部５と対向している。

処理部７は、光検出部６から出力された信号に基づいて被検査物Ｓの画像を生成し、生成した画像に平均化処理を施して当該画像を表示部８に表示させる。なお、励起光照射部４としてＬＥＤが用いられる場合には、平均化処理は不要である。

生成した画像においては、図２の（ａ）に示されるように、複数の光検出素子６ａが配列される方向（すなわち、搬送方向Ａに交差する方向）に沿って被検査物Ｓの像に濃淡（明暗）の縞が現れる。これは、励起光照射部４が交流電源の周波数に依存して明滅するためである。光検出部６は蛍光に感度を有する必要がある一方で、励起光照射部４は比較的ブロードな光を出力することから、励起光照射部４の明滅の影響をフィルタ等で除去することは困難である。

そこで、処理部７は、生成した画像に平均化処理を施す。平均化処理は、光検出部６による一回の撮像で取得された画素列ごとに、画素列の最大明度又は最小明度を平均化する係数を、当該画素列を構成する各画素に掛ける処理である。例えば、生成した画像における背景領域（被検査物Ｓの像の周囲の領域）にも濃淡（明暗）の縞が現れている場合には、処理部７は、ラインセンサ（光検出部６）による一回の撮像で取得された画素列ごとに最大明度を選び出し、選び出した最大明度の平均値を求める。そして、処理部７は、画素列ごとに、最大明度及び平均値に基づいて、最大明度が平均値になるための係数を求め、画素列を構成する各画素に、その画素列について求めた係数を掛け、これを全ての画素列について実施する。一方、例えば、生成した画像における背景領域（被検査物Ｓの像の周囲の領域）に濃淡（明暗）の縞が現れていない場合には、処理部７は、ラインセンサ（光検出部６）による一回の撮像で取得された画素列ごとに最小明度を選び出し、移動平均によって、被検査物Ｓの像を構成する画素列について最小明度の平均値を求める。そして、処理部７は、被検査物Ｓの像を構成する画素列ごとに、最小明度及び平均値に基づいて、最小明度が平均値になるための係数を求め、画素列を構成する各画素に、その画素列について求めた係数を掛け、これを全ての画素列について実施する。以上のような平均化処理を施した画像においては、図２の（ｂ）に示されるように、被検査物Ｓの像から濃淡の縞が消え、被検査物Ｓの像が全体的に暗く濃いグレーとなり、異物Ｆの像が白くはっきりと浮かび上がる。特にアニサキスのように細長い異物Ｆについては、被検査物Ｓの像に現れる濃淡の縞によって異物Ｆの発見が阻害されるため、平均化処理は極めて有効である。

なお、光検出部６の検出周期（複数の光検出素子６ａによる撮像周期）は、励起光照射部４の点灯周期（交流電源の周波数に依存して明滅する励起光照射部４が点灯する周期）よりも短い。このような場合（或いは、光検出部６の検出周期と励起光照射部４の点灯周期とが完全に同期した場合）に、複数の光検出素子６ａが配列される方向に沿って被検査物Ｓの像に濃淡（明暗）の縞が現れる。

以上説明したように、光検査装置１では、筐体３によって外部の光から検査領域Ｒが遮蔽される。そのため、異物Ｆから発生した蛍光が微弱であっても、そのような蛍光を検出することができる。また、光検出部６の反対側から被検査物Ｓに背景光が照射される。そのため、筐体３によって外部の光から検査領域Ｒが遮蔽されても、生成した画像において被検査物Ｓの像を影として識別し、被検査物Ｓにおける異物Ｆの位置を特定することができる。しかも、背景光が蛍光の波長とは異なる波長を有する。そのため、背景光によって蛍光の検出が阻害されるのを抑制することができる。以上により、光検査装置１によれば、被検査物Ｓに含まれている異物Ｆを精度良く発見することができる。

一例として、作業者は、表示部８に表示された被検査物Ｓの画像を確認し、被検査物Ｓに異物Ｆが含まれているか否かを判断し、更に、被検査物Ｓに異物Ｆが含まれていた場合には被検査物Ｓにおける異物Ｆの位置を特定することができる。そして、作業者は、被検査物Ｓに異物Ｆが含まれていた場合には被検査物Ｓから異物Ｆを容易に且つ確実に除去することができる。なお、光検査装置１の後段に設けられた反転装置によって、被検査物Ｓの表裏を反転させて、被検査物Ｓの表裏を検査するようにしてもよい。

仮に背景光照射部５が設けられておらず被検査物Ｓに背景光が照射されないと、処理部７によって取得された画像には、図３に示されるように、異物Ｆの像が明るく現れるだけであり、被検査物Ｓにおける異物Ｆの位置を特定することができない。光検査装置１は、上述したように、生成した画像において被検査物Ｓの像を影として識別し、被検査物Ｓにおける異物Ｆの位置を特定することができる点で、特に有効である。

また、光検査装置１では、背景光が励起光の波長とは異なる波長を有する。これにより、励起光によって背景光の検出が阻害されるのを抑制することができる。つまり、生成した画像において被検査物Ｓの像を影としてより確実に識別し、被検査物Ｓにおける異物Ｆの位置をより確実に特定することができる。

また、光検査装置１では、背景光が赤外領域の波長を有する。これにより、背景光によって蛍光の検出が阻害されるのをより確実に抑制することができる。これは、異物Ｆから発生する蛍光は黄緑よりも短波長側の可視光であることが多いからである。

また、光検査装置１では、励起光照射部４が励起光を光検出部６側から被検査物Ｓに照射する。これにより、励起光によって蛍光及び背景光の検出が阻害されるのをより確実に抑制することができる。

また、光検査装置１では、搬送部２が検査領域Ｒにおいて被検査物Ｓを搬送する。これにより、被検査物Ｓの画像を自動で取得することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、被検査物Ｓは、魚介類の切り身以外の食肉等であってもよく、また、異物Ｆは寄生虫以外の骨、鱗、内臓等であってもよい。ここで、異物Ｆごとに、好適な励起光の波長の範囲、及びそれにより発生する蛍光の波長の範囲を例示する。

異物Ｆがアニサキスである場合、好適な励起光の波長の範囲は、３００〜４００ｎｍ（より好ましくは、３３０〜３５０ｎｍ）であり、それにより発生する蛍光の波長の範囲は、３８０〜５００ｎｍ（より好ましくは、４２０〜４５０ｎｍ）である。

異物Ｆがブリ線虫である場合、好適な励起光の波長の範囲は、３５０〜４５０ｎｍ（より好ましくは、３７０〜３９０ｎｍ）であり、それにより発生する蛍光の波長の範囲は、４２０〜５３０ｎｍ（より好ましくは、４４０〜４７０ｎｍ）である。

異物Ｆがサバの骨である場合、好適な励起光の波長の範囲は、３２０〜３８０ｎｍ（より好ましくは、３２０〜３４０ｎｍ）であり、それにより発生する蛍光の波長の範囲は、３８０〜４３０ｎｍ（より好ましくは、３８０〜４００ｎｍ）である。

異物Ｆがタイの鱗である場合、好適な励起光の波長の範囲は、３００〜４００ｎｍ（より好ましくは、３２０〜３４０ｎｍ）であり、それにより発生する蛍光の波長の範囲は、３８０〜５００ｎｍ（より好ましくは、３８０〜４００ｎｍ）である。

異物Ｆがタイの内臓である場合、好適な励起光の波長の範囲は、３２０〜５００ｎｍ（より好ましくは、３６０〜３８０ｎｍ）であり、それにより発生する蛍光の波長の範囲は、４８０〜５８０ｎｍ（より好ましくは、５１０〜５３０ｎｍ）である。

また、励起光は、異物Ｆに蛍光を発生させ得る波長を有する光であればよい。また、背景光は、赤外領域の光に限定されず、少なくとも異物Ｆから発生する蛍光の波長とは異なる波長を有する光であって、被検査物Ｓに十分に吸収される波長及び強度を有する光であればよい。また、上記実施形態では、光検出部６及び励起光照射部４が検査領域Ｒに対して上側に位置し、背景光照射部５が検査領域Ｒに対して下側に位置していたが、光検出部６及び励起光照射部４が検査領域Ｒに対して下側に位置し、背景光照射部５が検査領域Ｒに対して上側に位置していてもよい。また、被検査物Ｓが吊り下げられているような場合には、励起光照射部４は、光検出部６と背景光照射部５とが対向する方向に対して側方に位置していてもよい。

また、処理部７は、生成した画像に基づいて、被検査物Ｓに異物Ｆが含まれているか否かを検査してもよい。これにより、被検査物Ｓにおける異物Ｆの有無や異物Ｆの位置等を自動で特定することができる。また、処理部７は、被検査物Ｓの像に現れる濃淡の縞によって異物Ｆの発見が阻害されないような場合には、平均化処理を実施しなくてもよい。

また、光検査装置１は、搬送部２を備えていなくてもよい。その場合、例えば、筐体３等を支柱９と共に移動させて、既設の搬送コンベアに対して、筐体３、励起光照射部４、背景光照射部５及び光検出部６等を設置することができる。

１…光検査装置、２…搬送部、３…筐体、４…励起光照射部、５…背景光照射部、６…光検出部、６ａ…光検出素子、７…処理部、Ｒ…検査領域、Ａ…搬送方向、Ｓ…被検査物、Ｆ…異物。

Claims

外部の光から検査領域を遮蔽する筐体と、
前記検査領域において、異物に蛍光を発生させるための励起光を被検査物に照射する励起光照射部と、
前記検査領域において、背景光を前記被検査物に照射する背景光照射部と、
前記検査領域において、前記蛍光及び前記背景光を検出する光検出部と、
前記光検出部から出力された信号に基づいて前記被検査物の画像を生成する処理部と、を備え、
前記背景光照射部は、前記蛍光の波長とは異なる波長を有する前記背景光を前記光検出部の反対側から前記被検査物に照射する、光検査装置。
前記背景光の中心波長は、前記蛍光の中心波長に対してずれている、請求項１記載の光検査装置。
前記光検出部は、前記検査領域に対して上側に位置しており、
前記背景光照射部は、前記検査領域に対して下側に位置している、請求項１又は２記載の光検査装置。
前記背景光は、前記励起光の波長とは異なる波長を有する、請求項１〜３のいずれか一項記載の光検査装置。
前記背景光の中心波長は、前記励起光の中心波長に対してずれている、請求項４記載の光検査装置。
前記背景光は、赤外領域の波長を有する、請求項１〜５のいずれか一項記載の光検査装置。
前記励起光照射部は、前記励起光を前記光検出部側から前記被検査物に照射する、請求項１〜６のいずれか一項記載の光検査装置。
前記励起光照射部は、前記検査領域に対して上側に位置している、請求項７記載の光検査装置。
前記処理部は、生成した前記画像に基づいて、前記被検査物に前記異物が含まれているか否かを検査する、請求項１〜８のいずれか一項記載の光検査装置。
前記検査領域において、前記被検査物を搬送する搬送部を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項記載の光検査装置。