JP2020125974A

JP2020125974A - 食品検査装置

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Publication number: JP2020125974A
Application number: JP2019018444A
Authority: JP
Inventors: 祐治藤原; Yuji Fujiwara; 児玉　賢一; Kenichi Kodama; 賢一児玉; 慎二中澤; Shinji Nakazawa
Original assignee: Nikon Corp; Aohata Corp
Current assignee: Nikon Corp; Aohata Corp
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: JP7250545B2

Abstract

【課題】固液混合物の内側における異物を検出可能な食品検査装置を提供する。【解決手段】液体部と固形部とが混合する検査対象物Ａを、厚みを有するように搬送する搬送部２と、搬送部上の検査対象物に向けて複数の波長を含む光を照射する光照射部３と、光が照射された領域を撮像し、複数の波長に係る光に基づく複数の画像を取得する画像取得部４と、複数の画像に基づいて、厚み方向で前記検査対象物の表面よりも内側に含まれうる異物Ｆｎを検出する食品検査処理部とを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、食品検査装置に関する。

搬送手段上で搬送される検査対象物に混在する異物を、特定の画像に基づいて検出する食品検査装置が知られている。

国際特許公開第２０１８／０３８１２３号パンフレット

しかしながら、上述のような従来技術では、検査対象物の内部に含まれる異物を検出することが難しい。

１つの側面では、一の態様として、液体部と固形部とが混合する検査対象物を、厚みを有するように搬送する搬送部と、
前記搬送部上の前記検査対象物に向けて複数の波長を含む光を照射する光照射部と、
前記光照射部により光が照射された領域を撮像し、前記複数の波長に係る光に基づく複数の画像を取得する画像取得部と、
前記複数の画像に基づいて、厚み方向で前記検査対象物の表面よりも内側に含まれうる異物を検出する食品検査処理部とを含む、食品検査装置が提供される。

一実施形態に係る食品検査装置を示す概略図である。処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。処理装置の機能の一例を示す図である。搬送部上の固液混合物を断面視で模式的に示す図である。食品検査装置の概略的な側面図である。搬送方向に視た搬送部の概略図である。液投入部の３面図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施形態について詳細に説明する。

＜食品検査装置の全体構成＞
図１は、一実施形態に係る食品検査装置１を示す概略図である。

食品検査装置１は、異物Ｆｎの混在がないことを確認したい固液混合物Ａ（検査対象物）から、異物Ｆｎをインラインで識別する装置である。

固液混合物Ａは、液体部と固形部とが混合する食品であり、例えばジャム製造時の素材（野菜や果実を加工したソース）である。なお、固液混合物Ａは、液体部と固形部とが混合する物体であれば任意であり、他の素材であってよいし、食用でなくてもよい。以下では、一例として、固液混合物Ａは、イチゴやブルーベリー等のような果物のジャム製造時に用いる素材であるとする。この場合、固液混合物Ａは、果肉からなる固形部と、果汁等からなる液体部とが混合されたものである。なお、本明細書において、固形部とは、液体よりも粘度が有意に高い粘凋物等を含んでよい。

異物Ｆｎは、最終の製品（固液混合物Ａから製造される製品）に混入することが望ましくない又は混入を防止すべき物体である。異物Ｆｎは、例えばゴミや毛髪等のような、不要な物体である。また、本実施形態では、固液混合物Ａは、ジャム製造時の素材であるので、異物Ｆｎは、ヘタ（例えばイチゴのヘタ）などを含んでよい。

食品検査装置１は、図１に概略的に示すように、搬送部２と、光照射部３と、画像取得部４と、異物除去部５と、処理装置６０と、を備える。

搬送部２は、固液混合物Ａを上流工程から検査部Ｃでの検査工程を経て下流工程へ搬送するもので、ベルトを含むベルトコンベアなどから構成されている。搬送部２は、１.５ｍ/分から１５ｍ/分程度の搬送速度で固液混合物Ａを搬送する。この場合、固液混合物Ａは、厚みを有する態様で搬送される連続体である。搬送部２上での固液混合物Ａの厚みは、搬送部２の搬送速度により調整可能である。本実施形態では、搬送部２上での固液混合物Ａの厚みは、液体部の厚みで約１ｃｍ程度になるように調整される。搬送部２の構造の一例の詳細は、後述する。

検査部Ｃは、搬送部２の上方に配置される。検査部Ｃは、光照射部３と、画像取得部４と、処理装置６０と、を含む。検査部Ｃは、異物Ｆｎの混在がないことを確認したい搬送中の固液混合物Ａから、異物Ｆｎをインラインで識別する。

光照射部３は、ストロボ（ｓｔｒｏｂｅ）３１と、偏光板３２（以下、区別のため、「照射側偏光板３２」と称する）（第１偏光選択部の一例）とを含む。

ストロボ３１は、発光装置（エレクトロニックフラッシュ）であり、キセノンランプなどが用いられる。ストロボ３１は、搬送部２上の所定領域（固液混合物Ａが搬送されている領域）に光、例えば３００ｎｍ以上１１００ｎｍの波長を含む光を照射する。ストロボ３１は、搬送部２の動きに同期して間欠的に光を照射する。以下、ストロボ３１により光が照射される所定領域（搬送部２上の領域）を、「照射領域」とも称する。

照射側偏光板３２は、ストロボ３１から固液混合物Ａに向かう光路上に設けられる。照射側偏光板３２は、ストロボ３１からの光のうちの、例えば固液混合物の表面に対してＰ偏光（第１偏光の一例）の光のみを透過するように構成される。なお、変形例では、照射側偏光板３２は、Ｓ偏光の光のみを透過するように構成されてもよい。

画像取得部４は、カメラ４０と、光学フィルタ４１と、偏光板４２（以下、区別のため、「撮像側偏光板４２」と称する）（第２偏光選択部の一例）とを含む。

カメラ４０は、搬送中の固液混合物Ａを撮像するもので、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラ等であってよい。解像度は、異物Ｆｎの平均ピクセル長が１０〜１００ピクセルで撮像できる解像度が好ましく、２０〜４０ピクセルで撮像できる解像度が最も好ましい。異物Ｆｎの平均ピクセル長が１０ピクセルよりも小さいと後に十分な特徴検出が行えず、１００ピクセルを超えると食品検査としての十分な処理能力を得られない。なお、ここで、異物Ｆｎの平均ピクセル長とは、対象となる固液混合物Ａを撮像したときの縦・横いずれかの最大ピクセル数を計測し、１０個撮像したときの平均値である。

カメラ４０は、光照射部３からの光の照射に同期して撮像を行う。すなわち、カメラ４０は、光照射部３から照射した光が固液混合物Ａ等から反射してカメラ４０に入射するタイミングに合わせて露光するように動作する。

光学フィルタ４１は、所定の波長Ｗｎを中心とした波長範囲のみの光を透過するように構成される。すなわち、光学フィルタ４１は、バンドバスフィルタ（波長選択フィルタ）として機能する。所定の波長Ｗｎは、固液混合物Ａ中の異物Ｆｎとそれ以外の部分との間のコントラストがなるべく大きくなるように選択される。固液混合物Ａ中の異物Ｆｎとそれ以外の部分との間のコントラストがなるべく大きくなるような波長は、固液混合物Ａに含まれる固形部（異物以外の固形部）や異物Ｆｎに応じて異なるので、所定の波長Ｗｎは、固液混合物Ａに含まれる固形部や異物Ｆｎに応じて決定されてよい。また、検出対象の異物が多様である場合等、所定の波長Ｗｎは、複数設定されてもよい。この場合、画像取得部４は、光学フィルタ４１と組をなし、複数のセットで設けられてもよい。本実施形態では、一例として、画像取得部４及び光学フィルタ４１は、４セット設けられ、所定の波長Ｗｎは、４種類である。

各カメラ４０の撮像領域（搬送部２上の領域）は、ストロボ３１による照射領域を少なくとも部分的に含み、好ましくは、ストロボ３１による照射領域を中心として設定される。なお、各カメラ４０の撮像領域は、実質的に同一であってよい。

本実施形態では、４種類の所定の波長Ｗｎのうちの少なくとも１つは、７００ｎｍ以上である。この場合、目視等では確認が困難又は不能な異物Ｆｎであっても、画像取得部４で得られる画像に基づいて、当該異物Ｆｎを検出することが可能となる。

撮像側偏光板４２は、固液混合物Ａからカメラ４０に向かう光路上に設けられる。撮像側偏光板４２は、固液混合物Ａ等からの光のうちの、例えば固液混合物の表面に対してＳ偏光（第２偏光の一例）の光のみを透過するように構成される。すなわち、撮像側偏光板４２は、照射側偏光板３２とは、透過する偏光成分が直交する関係である。なお、照射側偏光板３２がＳ偏光の光のみを透過するように構成される変形例では、撮像側偏光板４２は、Ｐ偏光の光のみを透過するように構成されてよい。

なお、図１では、撮像側偏光板４２は、光学フィルタ４１よりもカメラ４０側に設けられるが、光学フィルタ４１の方がカメラ４０側に設けられてもよい。

異物除去部５は、処理装置６０による制御下で、搬送部２上を流れる異物Ｆｎを除去する。異物除去部５は、例えば多関節ロボットに搭載したバキュームノズルを有し、作動時に、負圧により吸引動作を行う。例えば、異物除去部５は、搬送部２上を流れる異物Ｆｎの、搬送部２の幅方向の位置に応じて、バキュームノズルを、搬送部２の幅方向に移動させ、異物Ｆｎが到達するタイミングで吸引動作を行う。なお、異物除去部５は、複数種類のバキュームノズルを有し、異物Ｆｎの種類に応じてバキュームノズルの種類を変化させてもよい。

処理装置６０は、固液混合物Ａ中の異物Ｆｎを検出する装置である。処理装置６０は、搬送部２上を流れる異物Ｆｎ（固液混合物Ａ中の異物Ｆｎ）を特定（検出）する。処理装置６０は、異物Ｆｎを検出すると、異物Ｆｎの位置情報を除去指示として異物除去部５に与える。異物除去部５は、異物Ｆｎの位置情報に基づいて、当該異物Ｆｎを除去するように吸引動作を行う。すなわち、異物除去部５は、アームの先端に吸引ノズルを取り付けた多関節ロボットを、位置情報に応じた位置に（コンベアスピードに同調させて）移動させ、吸引ノズルで吸引し、異物を除去する。処理装置６０の詳細は、後述する。

＜処理装置のハードウェア構成＞
図２は、処理装置６０のハードウェア構成の一例を示す図である。

図２に示す例では、処理装置６０は、制御部１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３、ドライブ装置１０４、ネットワークＩ／Ｆ部１０６、及び入力部１０７を含む。

制御部１０１は、主記憶部１０２や補助記憶部１０３に記憶されたプログラムを実行する演算装置であり、入力部１０７や記憶装置からデータを受け取り、演算、加工した上で、記憶装置などに出力する。

主記憶部１０２は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などである。主記憶部１０２は、制御部１０１が実行する基本ソフトウェアであるＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）やアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。

補助記憶部１０３は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。

ドライブ装置１０４は、記録媒体１０５、例えばフレキシブルディスクからプログラムを読み出し、記憶装置にインストールする。

記録媒体１０５は、所定のプログラムを格納する。この記録媒体１０５に格納されたプログラムは、ドライブ装置１０４を介して処理装置６０にインストールされる。インストールされた所定のプログラムは、処理装置６０により実行可能となる。

ネットワークＩ／Ｆ部１０６は、有線及び／又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたネットワークを介して接続された通信機能を有する周辺機器と処理装置６０とのインターフェースである。周辺機器としては、例えば異物除去部５、ストロボ３１、カメラ４０等である。

入力部１０７は、カーソルキー、数字入力及び各種機能キー等を備えたキーボード、マウスやタッチパッド等を有する。

なお、図２に示す例において、以下で説明する各種処理等は、プログラムを処理装置６０に実行させることで実現することができる。また、プログラムを記録媒体１０５に記録し、このプログラムが記録された記録媒体１０５を処理装置６０に読み取らせて、以下で説明する各種処理等を実現させることも可能である。なお、記録媒体１０５は、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。例えば、記録媒体１０５は、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等であってよい。

＜処理装置の機能＞
図３は、処理装置６０の機能の一例を示す図である。

処理装置６０は、ストロボ制御部６００と、カメラ制御部６０２と、入力画像取得部６０４と、食品検査処理部６０６と、出力部６０８とを含む。

ストロボ制御部６００、カメラ制御部６０２、入力画像取得部６０４、食品検査処理部６０６、及び出力部６０８は、図２に示した制御部１０１が、記憶装置（例えば図２に示した主記憶部１０２）内の１つ以上のプログラムを実行することで実現できる。

ストロボ制御部６００は、ストロボ３１の発光動作を制御する。ストロボ制御部６００は、搬送部２の搬送速度に応じた周期でストロボ３１を発光させる。ストロボ制御部６００は、固液混合物Ａのすべての部分が、照射領域内を通る際に少なくとも１回は照射されるように、ストロボ３１の発光動作を制御する。

カメラ制御部６０２は、各カメラ４０の撮像動作を制御する。カメラ制御部６０２は、ストロボ３１の発光動作と同期するように各カメラ４０の撮像動作を制御する。従って、ストロボ３１が光を照射するごとに、各カメラ４０の撮像動作が実行される。

入力画像取得部６０４は、各カメラ４０の撮像動作で得られる画像を取得する。本実施形態では、１回の撮像タイミングごとに４つのカメラ４０から画像（合計４つの画像）が取得される。

ここで、４つのカメラ４０からの画像は、同じ撮像タイミングであっても、異なる画像である。これは、上述のように、光学フィルタ４１が異なるためである。すなわち、４つのカメラ４０からの画像は、４つの所定の波長Ｗｎに応じた画像となる。

入力画像取得部６０４は、カメラ４０からの画像を取得すると、食品検査処理部６０６に与える。なお、入力画像取得部６０４は、カメラ４０からの画像をそのまま食品検査処理部６０６に与えてもよいし、所定の前処理を行ってから食品検査処理部６０６に与えてもよい。所定の前処理としては、例えば、光強度に応じた２５６段階以下の階調で正規化する処理であってもよい。

食品検査処理部６０６は、入力画像取得部６０４が取得した各画像に基づいて、食品検査処理を行う。例えば、食品検査処理部６０６は、撮像タイミングごとに、４つの画像から異物Ｆｎの有無を判定し、異物Ｆｎがあると判定した場合は、当該異物Ｆｎの位置情報を生成する。

食品検査処理部６０６による食品検査方法は、任意であるが、好ましくは、機械学習を利用した方法である。この場合、機械学習は、ディープラーニングにより実現されてもよい。すなわち、機械学習により得られる畳み込みニューラルネットワークを実装することで実現できる。機械学習では、例えば、４つのカメラ４０からの各画像の教師データ（異物Ｆｎが存在する際の画像を含む）を用いて、異物Ｆｎの検出精度に係る誤差が最小になるような畳み込みニューラルネットワークの重み等が教師ありで学習される。

出力部６０８は、食品検査処理部６０６による検出結果に応じた情報を出力する。出力先は任意であるが、例えばネットワークＩ／Ｆ部１０６を介して接続されうるユーザ端末（例えばラインに設置される管理コンピュータ）等であってよい。例えば、出力部６０８は、食品検査処理部６０６が異物Ｆｎを検出していない間は、ユーザ端末のモニタ（図示せず）に、その旨の情報を出力し、食品検査処理部６０６が異物Ｆｎを検出すると、ユーザ端末のモニタに、その旨の情報（注意喚起情報）を出力してもよい。また、出力部６０８は、食品検査処理部６０６が異物Ｆｎを検出してその位置情報を生成すると、当該位置情報を異物除去部５に与え、異物除去部５により当該異物Ｆｎを除去させる。

＜異物の検出原理と効果＞
次に、図４を参照して、本実施形態による異物Ｆｎの検出原理と効果について説明する。

図４は、搬送部２上の固液混合物Ａ（照射領域内の固液混合物Ａ）を断面視で模式的に示す図である。図４には、ストロボ３１からの光の経路（拡散反射の態様等）が矢印Ｒ１からＲ６で模式的に示される。また、図４には、固液混合物Ａが、異物Ｆｎと、果肉Ｐ１（固形部の一例）と、果汁部Ｐ２（液体部の一例）とを含む態様で、模式的に示される。

図４に示すように、ストロボ３１（図示せず）から光が固液混合物Ａ（搬送部２上の固液混合物Ａ）に入射すると（矢印Ｒ１参照）、固液混合物Ａの表面Ｌ（液体表面）で正反射する成分（図中の正反射光、矢印Ｒ２参照）と、固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側（固液混合物Ａの厚み方向で搬送部２側）に進む成分（矢印Ｒ３参照）とが生じる。固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側に進む光は、搬送部２の表面、すなわちコンベア表面２ａで散乱（拡散反射）する場合（矢印Ｒ４参照）と、果肉Ｐ１で散乱する場合（矢印Ｒ５参照）と、異物Ｆｎで散乱する場合（矢印Ｒ６参照）とがある。なお、その他、固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側（搬送部２側）に進む光のうち、波長に依存して、果肉Ｐ１や異物Ｆｎで吸収される成分も生じる。

ここで、固液混合物Ａの表面Ｌで正反射する成分は、偏光が変化しない。従って、当該成分は、撮像側偏光板４２でカットされ、カメラ４０に到達することがない。すなわち、上述のように光照射部３からは例えばＰ偏光のみの光が照射されるので、固液混合物Ａの表面Ｌで正反射する成分は、Ｐ偏光のみであり、カメラ４０に向かって反射する場合でも、撮像側偏光板４２でカットされることになる。

他方、コンベア表面２ａで散乱する成分や、果肉Ｐ１で散乱する成分、異物Ｆｎで散乱する成分は、散乱の際に偏光方向が変化するので、Ｓ偏光成分を含むことになる。従って、コンベア表面２ａの散乱する成分や、果肉Ｐ１で散乱する成分、異物Ｆｎで散乱する成分に含まれるＳ偏光成分が、撮像側偏光板４２でカットされることなく、カメラ４０に到達する。

このようにして本実施形態によれば、固液混合物Ａの表面Ｌで正反射する光の成分が除去される一方で果肉Ｐ１や異物Ｆｎで散乱した光の成分に基づく画像を利用できるので、固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側に含まれうる異物Ｆｎを精度良く検出できる。すなわち、固液混合物Ａの表面Ｌで正反射する光の成分が除去されない画像が利用されると、正反射する部分では表面がギラギラと反射してしまうことからも分かるように、固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側に含まれうる異物Ｆｎの特徴量を、当該画像から精度良く抽出することが難しくなる。これに対して、撮像側偏光板４２を設けることで、固液混合物Ａの表面Ｌで正反射する光の成分を除去して得られる画像を利用でき、固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側に含まれうる異物Ｆｎを精度良く検出できる。

また、本実施形態では、ストロボ３１を利用して単位時間当たりの強度が高い光を照射するので、ストロボ３１を利用しない場合（例えば自然光の場合や、ハロゲンランプ等を使用する場合）に比べて、コンベア表面２ａで散乱する光の成分や、果肉Ｐ１で散乱する光の成分、異物Ｆｎで散乱する光の成分の単位時間当たりのエネルギーを増加させることができる。これにより、固液混合物Ａの表面Ｌよりも内側に含まれうる異物Ｆｎを精度良く検出できる。

ところで、異物Ｆｎで散乱する光は、特定の波長成分を多く含む。この特定波長を選択することにより、果汁および果肉に対して異物の像のコントラストを高くすることができる。

この点、本実施形態では、特定の波長に応じた所定の波長Ｗｎを中心とした光のみを透過できる光学フィルタ４１を備える画像取得部４を利用することで、異物Ｆｎのコントラストが高い画像を得ることができる。異物Ｆｎのコントラストが高くなることで、異物Ｆｎの認識精度が向上する。そして、光学フィルタ４１の透過波長を選択することで、異物Ｆｎの検出精度を高めることができる。このようにして、本実施形態によれば、異なる所定の波長Ｗｎに対応した複数の画像取得部４を用いることで、異物Ｆｎを精度良く検出できる。

また、本実施形態では、コンベア表面２ａで散乱する光の成分は、上述のように、果肉Ｐ１や異物Ｆｎで散乱した光の成分と同様、カメラ４０に到達するので、カメラ４０で捕捉される画像に影響する。この点から、コンベア表面２ａは、好ましくは、散乱する光が波長依存の少ない（フラットな）反射散乱スペクトル分布を示すように、形成される。具体的には、コンベア表面２ａは、白色の拡散面とされる。この場合、異物Ｆｎや果肉Ｐ１に係る反射散乱スペクトル分布に実質的に影響せず、結果として、異物Ｆｎの検出精度を高めることができる。

なお、一般的に、異物Ｆｎと果肉Ｐ１とは、反射散乱スペクトル分布が異なる。例えばイチゴの果肉Ｐ１は赤を良く反射するが、ヘタなどの異物Ｆｎは赤の反射が少ない。従って、ある画像取得部４に係る所定の波長Ｗｎにおける異物Ｆｎの反射率が小さい場合、当該画像取得部４で得られる画像では、輝度が比較的高いコンベア表面２ａや果肉Ｐ１に係る像の中に、輝度の低い異物Ｆｎに係る像が存在することになる。このようにして、所定の波長Ｗｎを適切に設定することで、異物Ｆｎと他の物体（果肉Ｐ１やコンベア表面２ａ）との間のコントラスト（輝度差）を有効に利用して異物Ｆｎの検出精度を高めることができる。

なお、本実施形態では、４つの所定の波長Ｗｎの光に基づく画像を利用するために、４セットの画像取得部４を利用するが、これに限られない。例えば、１つの所定の波長Ｗｎの光に基づく画像を利用してもよいし、２つ、３つ、又は５つ以上の所定の波長Ｗｎの光に基づく画像を利用してもよい。ただし、４つの所定の波長Ｗｎの光に基づく画像を利用する場合、データ量（処理負荷）の低減と検出精度（あるいは、多様な異物Ｆｎを検出できる能力）の向上との背反のバランスを最適化できる。

＜搬送部の構造等の好ましい例＞
次に、図５以降を参照して、搬送部２の構造等の好ましい例について説明する。

図５は、食品検査装置１の概略的な側面図である。図６は、搬送方向に視た搬送部２の概略図である。図７は、液投入部（シュート）２１の３面図であり、（Ａ）は、上面図であり、（Ｂ）は、側面図であり、（Ｃ）は、搬送方向に視た正面図である。図７には、ハッチング領域Ｓ１で固液混合物Ａの広がりが模式的に示されるとともに、矢印Ｒ２２からＲ２４で固液混合物Ａの流れる方向が模式的に示される。

図５において、矢印Ｒ２０は、固液混合物Ａの流れる方向を表す。固液混合物Ａは、液投入部２１から搬送部２上へと投入される。液投入部２１は、搬送部２の端部（搬送方向で上流側の端部）に設けられる。液投入部２１には、固液混合物Ａは例えばサニタリー配管２２を介して供給される。サニタリー配管２２から吐出される固液混合物Ａは、液投入部２１を介して搬送部２上へと至る。なお、サニタリー配管２２は、例えば直径５０ｍｍである。

搬送部２は、上述のように、所定の搬送速度で固液混合物Ａを矢印Ｒ２０の方向に搬送する。図５から図７に示す例では、搬送部２は、無端ベルトコンベアである。搬送部２は、図６に示すように、幅方向の両側の堰部２９を有する。これにより、固液混合物Ａが搬送部２の幅方向の両側から幅方向外側に流れてしまうことを防止できる。堰部２９の高さは、搬送の際の固液混合物Ａの厚み（例えば１ｃｍ程度）よりも大きく設定される。

なお、搬送部２のコンベア表面２ａ（すなわちベルト）は、上述のように、好ましくは、白色である。なお、白色は、塗装等により実現されてもよいし、材料自体の色により実現されてもよい。なお、本実施形態のように固液混合物Ａが食品である場合、搬送部２は、人に対して無害でありかつ衛生的な側面を考慮した材料により形成される。例えば、搬送部２のコンベアは、ポリウレタン等により形成されてよい。

ところで、上述のように、検査部Ｃは、光照射部３や画像取得部４を含み、搬送部２においては、検査部Ｃの下方にストロボ３１の照射領域及びカメラ４０の撮像領域が設定されることになる。従って、搬送部２上の固液混合物Ａは、検査部Ｃの下方に至るまでには、安定状態となっていることが有用である。距離Ｌ１（搬送部２の搬送方向に沿った距離）が過剰に短いと、固液混合物Ａが搬送部２に対して有意に流動する状態で、ストロボ３１の照射領域及びカメラ４０の撮像領域を通過することになる。固液混合物Ａが搬送部２に対して有意に流動する状態で、ストロボ３１の照射領域及びカメラ４０の撮像領域を通過する場合、異物Ｆｎが検出されても、当該異物Ｆｎの位置（搬送部２に対する位置）が検査部Ｃよりも下流側で変化し、画像から導出された位置情報に基づく異物除去部５による除去が困難又は失敗に終わる可能性がある。他方、液投入部２１から検査部Ｃまでの距離Ｌ１（搬送部２の搬送方向に沿った距離）が長すぎると、食品検査装置１の全長が長くなりすぎるという問題が生じる。

この点、本実施形態では、液投入部２１から検査部Ｃまでの距離Ｌ１（搬送部２の搬送方向に沿った距離）は、好ましい下限としては、搬送部２の幅（コンベアの幅）の１．２倍以上であり、より好ましくは、１．３倍以上倍の間であり、最も好ましくは、１．４倍以上、好ましい上限としては、搬送部２の幅（コンベアの幅）の４．０倍以下、より好ましくは３．０倍以下、最も好ましくは２．０倍以下、の間である。このような場合、食品検査装置１の全長の短縮化を図りつつ、固液混合物Ａを安定状態で撮像することが可能となる。例えば、搬送部２の幅が５００ｍｍである場合、液投入部２１から検査部Ｃまでの距離Ｌ１（搬送部２の搬送方向に沿った距離）は、７５０ｍｍであってよい。

また、本実施形態では、サニタリー配管２２から吐出される固液混合物Ａは、液投入部２１を介して搬送部２上へと至るので、サニタリー配管２２から搬送部２上に直接的に固液混合物Ａを供給する場合に比べて、搬送部２上の固液混合物Ａを早い段階で安定状態化させることができる。これにより、液投入部２１から検査部Ｃまでの距離Ｌ１（搬送部２の搬送方向に沿った距離）を効率的に低減できる。

図５から図７に示す例では、液投入部２１は、搬送部２の幅と略同一の幅を有する。例えば搬送部２の幅が５００ｍｍである場合、液投入部２１の幅は堰部２９を考慮して４９６ｍｍであってよい。なお、液投入部２１の長さ（搬送方向の長さ）は、例えば２４０ｍｍであってよい。

また、液投入部２１は、図７に示すように、幅方向及び搬送方向に延在する拡散部２１０を備える。拡散部２１０は、液投入部２１の幅方向の全体にわたって延在する。拡散部２１０は、図７（Ｃ）に示すように、正面視で、幅方向の中心から外側に向けて下方になる態様で傾斜する。すなわち、拡散部２１０は、幅方向の外側に向かうにつれて下方になる傾斜面２１０１，２１０２を有する。これにより、幅方向の中心付近からサニタリー配管２２を介して供給される固液混合物Ａを、幅方向に効率的に広がらせることができる。なお、傾斜面２１０１，２１０２に供給された固液混合物Ａは、幅方向に広がりながら落下し（矢印Ｒ２３参照）、底面部２２１を通って搬送方向の前方へと流れる（矢印Ｒ２４参照）。なお、背面部２２０は、一部の飛び散る固液混合物Ａを受けて下方の底面部２２１に流す。このような構成によれば、例えば、固液混合物Ａは、幅方向で、液投入部２１内で９０％（全幅の９０％）程度広がった後、搬送部２上で更に広がる。そして、固液混合物Ａは、検査部Ｃに至るまで、搬送部２上で搬送されることで、搬送部２の両側の堰部２９間で幅方向に沿って略均等な高さ（例えば１ｃｍ程度）に均される。

なお、図５から図７に示す例では、液投入部２１は、角度調整機構２３０を備える。具体的には、液投入部２１は、搬送部２の端部（搬送方向で上流側の端部）に、回転支点２３２で回転可能に支持される。液投入部２１は、回転支点２３２よりも上流側に調整ネジの形態の角度調整機構２３０を備える。この場合、角度調整機構２３０の高さ（調整ネジの締め込み量）を調整することで、液投入部２１が回転支点２３２を支点として回転可能となる。これにより、例えば底面部２２１の前傾（搬送方向の前方側が下方になる向き）の傾斜度合いの調整等が容易に可能となる。

以上、各実施形態について詳述したが、特定の実施形態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範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施形態の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

１食品検査装置
２搬送部
２ａコンベア表面
３光照射部
４画像取得部
５異物除去部
２１液投入部（シュート）
２２サニタリー配管
２９堰部
３１ストロボ
３２照射側偏光板
４０カメラ
４１光学フィルタ
４２撮像側偏光板
６０処理装置
２１０拡散部
２１０１傾斜面
２１０２傾斜面
２２０背面部
２２１底面部
２３０角度調整機構
２３２回転支点
６００ストロボ制御部
６０２カメラ制御部
６０４入力画像取得部
６０６食品検査処理部
６０８出力部

Claims

液体部と固形部とが混合する検査対象物を、厚みを有するように搬送する搬送部と、
前記搬送部上の前記検査対象物に向けて複数の波長を含む光を照射する光照射部と、
前記光照射部により光が照射された領域を撮像し、前記複数の波長に係る光に基づく複数の画像を取得する画像取得部と、
前記複数の画像に基づいて、厚み方向で前記検査対象物の表面よりも内側に含まれうる異物を検出する食品検査処理部とを含む、食品検査装置。
前記光照射部は、ストロボと、前記ストロボからの光のうちの第１偏光を通過させる第１偏光選択部とを含み、
前記画像取得部は、前記第１偏光を遮蔽して前記第１偏光とは異なる第２偏光を通過させる第２偏光選択部と、前記第２偏光に基づく前記複数の画像を取得する撮像部とを含む、請求項１に記載の食品検査装置。
前記複数の波長のうちの少なくともいずれか１つは、７００ｎｍ以上である、請求項１又は２に記載の食品検査装置。
前記搬送部は、入射する光を拡散反射させるように構成される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の食品検査装置。
前記搬送部は、白色のベルトを含む、請求項４に記載の食品検査装置。
前記食品検査処理部は、前記異物が含まれるときの前記複数の波長に係る光に基づく画像を教師データとして与えて学習されたニューラルネットワークに基づいて、前記異物を検出する、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の食品検査装置。