(57)【要約】【課題】検査対象物中に含まれる異物をより充分に検出することができる異物検査装置を提供する。【解決手段】異物検査装置１は、検査対象物９中に混在する異物を検査する装置であって、ドラム１０、対象物供給部２０、第１撮像部３１、第２撮像部３２および解析部６０を備える。ドラム１０は、円筒形状を有し、水平な中心軸の周りに回転するものであって、透明な材料からなる。対象物供給部２０は、ドラム１０の表面のうち検査対象物９との間で滑りが生じない所定領域上に検査対象物９を供給する。第１撮像部３１は、ドラム１０の外部に設けられ、ドラム１０の所定領域に含まれる第１撮像領域上にある検査対象物９をドラム１０の外部から撮像する。第２撮像部３２は、ドラム１０の内部に設けられ、ドラム１０の所定領域に含まれる第２撮像領域上にある検査対象物９をドラム１０の内部から撮像する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物中に混在する異物を検査する装置であって、
円筒形状を有し水平な中心軸の周りに回転する透明なドラムと、
前記ドラムの表面のうち前記検査対象物との間で滑りが生じない所定領域上に前記検査対象物を供給する対象物供給部と、
前記ドラムの前記所定領域に含まれる第１撮像領域上にある前記検査対象物を前記ドラムの外部から撮像する第１撮像部と、
前記ドラムの前記所定領域に含まれる第２撮像領域上にある前記検査対象物を前記ドラムの内部から撮像する第２撮像部と、
前記第１撮像部および前記第２撮像部それぞれによる撮像結果に基づいて、前記検査対象物中における異物の有無を解析する解析部と、
を備えることを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
前記第１撮像部による前記第１撮像領域および前記第２撮像部による前記第２撮像領域それぞれが前記ドラムの中心軸に平行なライン状の領域であることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項３】
前記ドラムがガラスからなり、前記第１撮像部および前記第２撮像部それぞれが近赤外領域の光を受光して撮像する、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項４】
前記ドラムの外径が１００ｍｍ以上であり、前記ドラムの厚みが２０ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項５】
前記対象物供給部が前記ドラムの頂上部に前記検査対象物を供給し、
前記第１撮像部が前記ドラムの中心軸を含む鉛直平面に対する角度が０°〜１０°の方向を撮像し、
前記第２撮像部が前記ドラムの中心軸を含む鉛直平面に対する角度が１０°〜２０°の方向を撮像し、
前記第１撮像部および前記第２撮像部それぞれの撮像方向の間の相対角度が５°以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項６】
前記解析部による解析結果に基づいて、前記ドラムから前記検査対象物が落下しているときに、前記検査対象物のうち異物を含まない部分と異物を含む部分とに分別する分別手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項７】
前記解析部による解析結果に基づいて、前記ドラムの表面上に前記検査対象物があるときに、前記検査対象物のうち異物を含まない部分と異物を含む部分とに分別する分別手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項８】
前記分別手段が、前記所定領域に前記検査対象物があるときに、前記検査対象物のうち異物を含む部分の経路を選択的に変化させる、ことを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項９】
前記分別手段が、前記検査対象物のうち異物を含まない部分の経路を前記ドラムの表面から離れるように設定し、異物を含む部分の経路を垂直落下するように設定する、ことを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項１０】
前記分別手段が、前記所定領域に前記検査対象物があるときに、前記検査対象物のうち異物を含む部分を前記ドラムの表面上から選択的に排除する、ことを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物中に混在する異物を検査する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物（例えば食品・薬品など）中に混入している異物の検査を実施する技術として、可視光を用いる検査、金属探知機を用いる検査、磁気センサーを用いる検査、Ｘ線を用いる検査が知られている。しかし、これらの検査技術では、或る特定の異物だけの検査に限られていて、例えば金属を検査することができても毛髪を検査することができない。
【０００３】
具体的には、可視光を用いる検査では、同系色の異物に対しては、コントラストを得ることができず、検出を行うのが困難である。金属探知機を用いる検査では、金属異物の検査を容易に実施できる反面、非金属のものについては検査が不可能である。磁気センサーは、異物が磁性体である必要があり、対象が非磁性である場合の検査が不可能である。また、Ｘ線検査では、包装外部からの検査が可能であるものの、食品に放射線を当てるといった問題に加え、毛髪などのＸ線が透過してしまう異物の検査には不適である。
【０００４】
また、特許文献１，２には、検査対象物中に混在する異物を検査して、異物を排除する発明が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２７２４２７号公報
【特許文献２】特開平１１−１９０６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載されている異物検査装置のように、異物の検査（検出）を行って異物の排除を行う場合には、検査対象物の表面に付着している異物に限定され、裏面に付着した異物は排除できない。例えば、可視光を用いる検査装置により、異物排除までを実施するためには、画像解析などによる検出を行い、排除装置による分離を実施する必要があるものの、最表面に付着または最表面部に変色した異物が存在している場合に限られる。
【０００６】
したがって、これらの場合には、検査対象物中に含まれる異物の検出および排除を充分に行うことができない。特に、検査対象物が粉流体のように小さい場合ではなく、検査対象物が乾燥果実のように比較的大きい場合には、これに混在する異物の検出および排除は不充分となり易い。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、検査対象物中に含まれる異物をより充分に検出することができる異物検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る異物検査装置は、検査対象物中に混在する異物を検査する装置であって、(1)円筒形状を有し水平な中心軸の周りに回転する透明なドラムと、(2) ドラムの表面のうち検査対象物との間で滑りが生じない所定領域上に検査対象物を供給する対象物供給部と、(3)ドラムの所定領域に含まれる第１撮像領域上にある検査対象物をドラムの外部から撮像する第１撮像部と、(4) ドラムの所定領域に含まれる第２撮像領域上にある検査対象物をドラムの内部から撮像する第２撮像部と、(5)第１撮像部および第２撮像部それぞれによる撮像結果に基づいて、検査対象物中における異物の有無を解析する解析部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る異物検査装置では、第１撮像部による第１撮像領域および第２撮像部による第２撮像領域それぞれがドラムの中心軸に平行なライン状の領域であるのが好適である。ドラムがガラスからなり、第１撮像部および第２撮像部それぞれが近赤外領域の光を受光して撮像するのが好適である。また、本発明に係る異物検査装置では、ドラムの外径が１００ｍｍ以上であり、ドラムの厚みが２０ｍｍ以下であるのが好適である。
【００１０】
本発明に係る異物検査装置では、対象物供給部がドラムの頂上部に検査対象物を供給し、第１撮像部がドラムの中心軸を含む鉛直平面に対する角度が０°〜１０°の方向を撮像し、第２撮像部がドラムの中心軸を含む鉛直平面に対する角度が１０°〜２０°の方向を撮像し、第１撮像部および第２撮像部それぞれの撮像方向の間の相対角度が５°以上であるのが好適である。
【００１１】
本発明に係る異物検査装置は、解析部による解析結果に基づいて、ドラムから検査対象物が落下しているときに、検査対象物のうち異物を含まない部分と異物を含む部分とに分別する分別手段を更に備えるのが好適である。
【００１２】
本発明に係る異物検査装置は、解析部による解析結果に基づいて、ドラムの表面上に検査対象物があるときに、検査対象物のうち異物を含まない部分と異物を含む部分とに分別する分別手段を更に備えるのも好適である。この場合、分別手段は、所定領域に検査対象物があるときに、検査対象物のうち異物を含む部分の経路を選択的に変化させるのが好適である。分別手段は、検査対象物のうち異物を含まない部分の経路をドラムの表面から離れるように設定し、異物を含む部分の経路を垂直落下するように設定するのも好適である。また、分別手段は、所定領域に検査対象物があるときに、検査対象物のうち異物を含む部分をドラムの表面上から選択的に排除するのも好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検査対象物中に含まれる異物をより充分に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る異物検査装置１の構成を示す図である。異物検査装置１は、検査対象物９中に混在する異物を検査する装置であって、ドラム１０、対象物供給部２０、第１撮像部３１、第２撮像部３２、第１照明部４１、第２照明部４２、第１吸収板５１、第２吸収板５２および解析部６０を備える。なお、図１において、解析部６０を除く他の構成要素については、円筒形状を有するドラム１０の中心軸の方向に見た図が示されている。
【００１６】
ドラム１０は、円筒形状を有し、水平な中心軸の周りに回転するものであって、透明な材料（例えば石英ガラス）からなる。ドラム１０の材料は、ドラム１０の内部に設けられた第２撮像部３２および第２照明部４２による検査対象物１０の観察がドラム１０を介して可能である程度に透明である必要がある。対象物供給部２０は、ドラム１０の表面のうち検査対象物９との間で滑りが生じない所定領域上に検査対象物９を供給する。
【００１７】
第１撮像部３１は、ドラム１０の外部に設けられ、ドラム１０の所定領域に含まれる第１撮像領域上にある検査対象物９をドラム１０の外部から撮像する。また、この第１撮像部３１による撮像のために、第１照明部４１がドラム１０の外部に設けられているのが好適であり、第１吸収板５１がドラム１０の内部に設けられているのが好適である。第１照明部４１は検査対象物９を照明し、この照明に伴う検査対象物９からの散乱光を第１撮像部３１が受光して撮像をする。第１吸収板５１は、第１撮像部３１による撮像の際の背景となるもので、その吸収面が第１撮像部４１に対向している。第１撮像部４１の光軸はドラム１０の中心軸に垂直であるのが好ましく、第１吸収板５１の吸収面は第１撮像部４１の光軸に直交するのが好ましい。
【００１８】
第２撮像部３２は、ドラム１０の内部に設けられ、ドラム１０の所定領域に含まれる第２撮像領域上にある検査対象物９をドラム１０の内部から撮像する。また、この第２撮像部３２による撮像のために、第２照明部４２がドラム１０の内部に設けられているのが好適であり、第２吸収板５２がドラム１０の外部に設けられているのが好適である。第２照明部４２はドラム１０を通して検査対象物９を照明し、この照明に伴う検査対象物９からの散乱光を第２撮像部３２が受光して撮像をする。第２吸収板５２は、第２撮像部３２による撮像の際の背景となるもので、その吸収面が第２撮像部４２に対向している。第２撮像部４２の光軸はドラム１０の中心軸に垂直であるのが好ましく、第２吸収板５２の吸収面は第２撮像部４２の光軸に直交するのが好ましい。
【００１９】
解析部６０は、第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれによる撮像結果に基づいて、検査対象物９中における異物の有無を解析する。
【００２０】
このような異物検査装置１において、第１撮像部３１による第１撮像領域および第２撮像部３２による第２撮像領域それぞれは、ドラム１０の中心軸に平行なライン状の領域であるのが好ましい。ドラム１０はガラスからなり、第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれは近赤外領域の光を受光して撮像するのが好ましい。また、第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれは、近赤外領域の光のスペクトルを取得することができるのが好ましい。このような第１撮像部３１および第２撮像部３２は、近赤外領域の光を分光する分光器（例えばプリズムや回折格子）と二次元受光素子とを備えて構成され、その二次元受光素子の受光面において特定方向が撮像位置を表し、特定方向に直交する方向が光の波長を表すようにすることで、実現され得る。
【００２１】
第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれが近赤外光のスペクトルを取得して検査対象物９中の異物を検査することにより、可視光では異物を識別することができない場合であっても近赤外光では異物を識別することができて、異物検出能が向上する。また、ドラム１０の内側および外側の双方から検査対象物９を撮像して検査対象物９中の異物を検査することにより、異物をより充分に検出することができる。
【００２２】
また、ドラム１０の表面のうち検査対象物９との間で滑りが生じない所定領域の第１撮像領域および第２撮像領域にある検査対象物９を撮像して異物を検査するので、ドラム１０から自由落下している検査対象物９を撮像する場合と比較して、撮像および解析のための時間を充分に確保することができ、また、第１撮像部３１および第２撮像部３２として応答が遅い近赤外光用のものを用いることができる。
【００２３】
ドラム１０の表面のうち検査対象物９との間で滑りが生じない所定領域上に対象物供給部２０が検査対象物９を供給するとともに、第１撮像部３１，第２撮像部３２がドラム１０の上記所定領域に含まれる第１撮像領域上，第２撮像領域上にある検査対象物９を撮像するためには、ドラム１０の外径が１００ｍｍ以上であり、ドラム１０の厚みが２０ｍｍ以下であるのが好ましい。このようにすることで、上記所定領域，第１撮像領域および第２撮像領域を充分に確保することができ、また、ドラム１０の内部に第２撮像部３２および第２照明部４２を配置する空間を充分に確保することができる。
【００２４】
また、第１撮像部３１によりドラム１０の外側から検査対象物９を撮像するとともに、第２撮像部３２によりドラム１０の内側から検査対象物９を撮像するためには、図２（ａ）に示されるように、対象物供給部２０はドラム１０の頂上部に検査対象物を供給し、第１撮像部３１はドラム１０の中心軸を含む鉛直平面に対する角度が０°〜１０°の方向を撮像し、第２撮像部３２はドラム１０の中心軸を含む鉛直平面に対する角度が１０°〜２０°の方向を撮像し、第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれの撮像方向の間の相対角度が５°以上であることが好ましい。このようにすることにより、第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれによる撮像の際の相互干渉が回避され得る。例えば、図２（ｂ）に示されるように、第１撮像部３１の撮像方向が８°であるとすると、第２撮像部３２の撮像方向は１３°〜２０°の範囲にあることが好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る異物検査装置１は、解析部６０による解析結果に基づいて検査対象物９のうち異物を含まない部分と異物を含む部分とに分別する分別手段を更に備えることが好ましい。異物を含む部分とは、異物のみであってもよいし、異物に加えて良品を含んでいてもよい。分別手段は、図３〜図５に示されるようにドラム１０から検査対象物が落下しているときに分別をしてもよいし、図６〜図１１に示されるようにドラム１０の表面上に検査対象物があるときに分別をしてもよい。
【００２６】
図３〜図５は、本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として加圧エアーノズル７１を備える場合の構成を示す図である。図３の側面図および図４の斜視図に示されるように、分別手段としての加圧エアーノズル７１は、ドラム１０から検査対象物が落下しているときに、異物通過時に選択的に加圧エアーを噴射して異物を排除することで分別を行う。このとき、加圧エアーノズル７１による加圧エアー噴射は解析部６０からの指示に基づいて行われ、また、そのタイミングは種々の遅延時間が考慮されて決定される。なお、図４には、ライン状の第１撮像領域Ｌ１および第２撮像領域Ｌ２が示されている。
【００２７】
また、図５の斜視図に示されるように、対象物供給部２０によるドラム１０の頂上部への検査対象物９の供給が該頂上部ラインに沿った複数の位置に行われる場合には、その複数の供給位置に対応して複数の加圧エアーノズル７１ａ〜７１ｅが配置されることが好ましい。
【００２８】
なお、ドラム１０から検査対象物が落下しているときに分別を行う分別手段としては、上記のような加圧エアーノズル７１の他、異物を吸引するもの、機械的に異物の落下経路を変更するもの、等であってもよい。
【００２９】
図６および図７は、本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として異物除去用スライド板７２を備える場合の構成を示す図である。図６は側面図を示し、図７は斜視図を示す。また、図７（ａ）は良品（異物を含まない部分）通過時を示し、図７（ｂ）は異物通過時を示す。対象物供給部２０によるドラム１０の頂上部への検査対象物９の供給が該頂上部ラインに沿った複数の位置に行われる場合には、分別手段としての異物除去用スライド板７２は、その複数の供給位置に対応して複数のスライド板を含む。解析部６０により異物を含まないと判断された場合には、図７（ａ）に示されるように、異物除去用スライド板７２の先端は、ドラム１０の表面から離間していて、検査対象物９の良品をドラム１０から自由落下させる。一方、解析部６０により異物を含むと判断された場合には、図７（ｂ）に示されるように、異物除去用スライド板７２の先端は、ドラム１０の表面に略接していて、異物を含む部分９ａを異物除去用スライド板７２上に通過させる。このようにして、分別手段としての異物除去用スライド板７２は、検査対象物９のうち異物を含む部分の経路を選択的に変化させることで分別を行う。
【００３０】
図８および図９は、本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として異物除去用スライド板７３を備える場合の構成を示す図である。図８は側面図を示し、図９は斜視図を示す。また、図９（ａ）は良品（異物を含まない部分）通過時を示し、図９（ｂ）は異物通過時を示す。対象物供給部２０によるドラム１０の頂上部への検査対象物９の供給が該頂上部ラインに沿った複数の位置に行われる場合には、分別手段としての異物除去用スライド板７３は、その複数の供給位置に対応して複数のスライド板を含む。解析部６０により異物を含まないと判断された場合には、図９（ａ）に示されるように、異物除去用スライド板７３の先端は、ドラム１０の表面に略接していて、検査対象物９の良品を異物除去用スライド板７３上に通過させる。一方、解析部６０により異物を含むと判断された場合には、図９（ｂ）に示されるように、異物除去用スライド板７３の先端は、ドラム１０の表面から離間していて、異物を含む部分９ａをドラム１０から自由落下させる。このようにして、分別手段としての異物除去用スライド板７３は、検査対象物９のうち異物を含まない部分の経路をドラム１０の表面から離れるように設定し、異物を含む部分の経路を垂直落下するように設定することで、分別を行う。
【００３１】
なお、図６〜図９に示された構成における異物除去用スライド板７２，７３の先端はドラム１０の表面と接するので、異物除去用スライド板７２，７３の先端の摩擦係数は、ドラム１０の表面の摩擦係数より小さいことが好ましい。
【００３２】
図１０および図１１は、本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として排除用回転体７４および仕切り板７５を備える場合の構成を示す図である。図１０は側面図を示し、図１１は斜視図を示す。対象物供給部２０によるドラム１０の頂上部への検査対象物９の供給が該頂上部ラインに沿った複数の位置に行われる場合には、分別手段としての排除用回転体７４は、その複数の供給位置に対応して複数のものが設けられていてもよし、ドラム１０の中心軸方向に移動することで異物除去を行うようにしてもよい。解析部６０により異物を含まないと判断された場合には、分別手段としての排除用回転体７４は、ドラム１０の表面上の検査対象物９をそのまま通過させ、さらに、ドラム１０と仕切り板７５との間に検査対象物９を通過させて、ドラム１０から検査対象物９を自由落下させる。一方、解析部６０により異物を含むと判断された場合には、分別手段としての排除用回転体７４は、ドラム１０の表面上の異物を接線方向に弾き飛ばして、その異物を仕切り板７５の外側へ掃き出す。このようにして、分別手段としての排除用回転体７４は、所定領域に検査対象物９があるときに、検査対象物９のうち異物を含む部分をドラム１０の表面上から選択的に排除することで、分別を行う。なお、ドラム１０の表面に異物が付着している場合であっても、分別手段としての排除用回転体７４は、ドラム１０の表面から異物を掃き出すので、異物除去を確実に行うことができる。
【００３３】
なお、分別手段としての排除用回転体７４の先端はドラム１０の表面と接するので、排除用回転体７４の先端の材料は、ドラム１０の表面の材料より軟質であることが好ましい。また、排除用回転体７４の先端は、ドラム１０の周方向の距離１ｃｍ以上に亘ってドラム１０の表面と接することが好ましい。また、排除用回転体７４の先端は、ブラシ状になっていることも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る異物検査装置１の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る異物検査装置１における第１撮像部３１および第２撮像部３２それぞれの撮像方向を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として加圧エアーノズル７１を備える場合の構成を示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として加圧エアーノズル７１を備える場合の構成を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として加圧エアーノズル７１ａ〜７１ｅを備える場合の構成を示す斜視図である。
【図６】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として異物除去用スライド板７２を備える場合の構成を示す側面図である。
【図７】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として異物除去用スライド板７２を備える場合の構成を示す斜視図である。
【図８】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として異物除去用スライド板７３を備える場合の構成を示す側面図である。
【図９】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として異物除去用スライド板７３を備える場合の構成を示す斜視図である。
【図１０】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として排除用回転体７４および仕切り板７５を備える場合の構成を示す側面図である。
【図１１】本実施形態に係る異物検査装置１において分別手段として排除用回転体７４および仕切り板７５を備える場合の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…異物検査装置、１０…ドラム、２０…対象物供給部、３１…第１撮像部、３２…第２撮像部、４１…第１照明部、４２…第２照明部、５１…第１吸収板、５２…第２吸収板、６０…解析部、７１…加圧エアーノズル、７２，７３…異物除去用スライド板、７４…排除用回転体、７５…仕切り板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010117263.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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