(57)【要約】【課題】表面に接触した異物だけでなく食品中に埋没した、金属以外の異物をも確実に検出することができる異物検出方法および異物検出装置を提供する。【解決手段】発光素子１１から射出された900nm〜1400nmの近赤外波長領域のレーザ光をレーズンＲに照射させ、その透過・散乱光を受光部２で受光し、演算処理部７がその受光信号を基準信号と比較して、その値を下回るか否かによりレーズンＲ中に異物が存在するか否かを判定するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品に光を照射して該食品の内部や、その表面に接触して存在する異物を検出する異物検出方法において、食品に900nm〜1400nmの近赤外波長領域のレーザ光を照射して、その透過・散乱光の強度を測定して比較することにより、プラスチックを含む異物を検出するようにしたことを特徴とする異物検出方法。
【請求項２】
互いに波長が異なる複数のレーザ光を食品に照射して、その透過・散乱光の強度を測定することにより、異なる種類の異物を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の異物検出方法。
【請求項３】
食品に光を照射する光照射手段と、該食品からの光を受光する受光手段と、該受光手段が受光した光の強度を基準値と比較することにより、該食品の内部や、その表面に接触して存在する異物を検出する異物検出手段とを具えた異物検出装置において、光照射手段は900nm〜1400nmの近赤外波長領域のレーザ光を照射し、受光手段は該食品の透過・散乱光を受光し、異物検出手段は前記受光手段が受光した光の強度を基準値と比較することによりプラスチックを含む異物を検出するようにしたことを特徴とする異物検出装置。
【請求項４】
光照射手段は互いに波長が異なる複数のレーザ光を食品に照射し、異物検出手段は受光手段が受光した光の強度を複数の基準値と比較することにより、異なる種類の異物を検出するようにしたことを特徴とする請求項３記載の異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は食品の検査工程等で食品に光を照射して食品の内部や、その表面に接触して存在するプラスチックを含む異物を検出する異物検出方法および異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造物責任法が施行され、ＨＡＣＣＰ対応が必須となっている現在、収穫時や製造時等に偶発的に、あるいは、誤って食品中に金属屑やプラスチック片等の異物が混入し、それが消費者に渡って発見されるような事態が発生すると、製造業者は多数の食品を回収しなければならなくなり、多額の損失が生じることになる。従って、このような食品中に紛れ込んだ異物を如何に検出して排除するかが食品業界での大きなテーマとなっている。
【０００３】
そこで、食品を傷付けることなく異物検出する手段として例えば、瓶詰め品の最終検査工程で採用される目視選別法、異物を大きさと形によって選別する篩分け選別法、光電素子によって色彩選別を行う光学選別法、高周波電磁界中を金属が通過した場合の電磁束の乱れまたは損失に基づいて食品中の金属異物を検出する金属検出法、Ｘ線の高い物質透過性と画像処理技術を利用したＸ線異物検出法等が開発され、使用用途に応じて適宜選択活用されている。また、次に例示するように、かかる異物検出方法に関係する多くの発明や提案が為されている。
【特許文献１】特開２００１−３３７０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる各種異物検出方法、例えば、金属検出機を用いてポリ袋に梱包された食品中の金属片を確実に検出したり、Ｘ線異物検出機を用いて外観からは視認できない密度の大きな異物を検出する等といった方法を目的に応じて使い分けることにより製品中の異物混入を著しく低減できるようになった。しかし、被検体中に埋没した金属以外の異物で、Ｘ線に対し高い透過性を示す異物などは検出することができない。
【０００５】
本発明は従来技術におけるかかる課題を解決すべく為されたものであり、表面に接触した異物だけでなく食品中に埋没した、金属以外のプラスチック等の異物をも確実に検出することができる異物検出方法および異物検出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】
【０００６】
上記課題を解決するために、異物検出方法の発明は食品に900nm〜1400nmの近赤外波長領域のレーザ光を照射して、その透過・散乱光の強度を測定して比較するようにしたものであり、異物検出装置の発明は900nm〜1400nmの近赤外波長領域のレーザ光を照射する光照射手段と、該食品の透過・散乱光を受光する受光手段と、受光手段が受光した光の強度を基準値と比較することによりプラスチックを含む異物を検出する異物検出手段とを具えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、食品に900nm〜1400nmの近赤外波長領域のレーザ光を照射して、その透過・散乱光の強度を測定して、食品の内部や、その表面に接触して存在する異物を検出するようにしたので、食品に損傷を与えることなく、比較的簡便かつ安価に、プラスチックを含む異物を確実に検出することができる。また、互いに波長が異なる複数のレーザ光を食品に照射して、その透過・散乱光の強度を測定すれば、異なる種類の異物を選別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
食品中に紛れ込んだ異物を検出した場合は、それを取り除く必要があるため、食品をレーザ光源に対して所定速度で移動させると共に、検出された異物を選別する選別手段を設けるのが好ましい。光照射手段としては、比較的手軽に入手可能な半導体レーザ発光素子を用いると良い。受光手段としては、フォトダイオードや電荷結合素子等の光電変換素子を用いるのが良い。かかる素子を用いることにより、容易に食品中を通過した透過・散乱光の強度を測定して比較することができる。
【実施例１】
【０００９】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る異物検出選別装置の概略構成を示す構成図、図２はその内部構造の概略を示す構造図、図３はその光学系の原理を説明するための説明図、図４はその異物検出の状況を示す要部斜視図、図５は異物がないレーズンを通過した透過・散乱光の受光信号（ａ）と異物が混入したものの透過・散乱光の受光信号（ｂ）の信号波形を示す波形図、図６は演算処理部が行う異物検出選別処理の動作を説明する流れ図である。
【００１０】
図１〜３を参照して本実施例の構成を説明する。異物検出選別装置の上部には被検体である食品を振動させて異物検出部に搬入する搬入装置３が設けられている。異物検出部には発光部１と受光部２とがやや斜めに傾斜し相対峙して設けられている。異物検出部の下流には圧縮空気吐出機構で構成された選別装置４が設けられている。その鉛直方向Ｄｇ下流には異物不検出の食品を搬出するための搬出装置３１が、分岐方向Ｄｎ下流には異物が検出された食品を収容するための受け箱３０が配設されている。
【００１１】
発光部１には波長が980nmのレーザビームを射出するレーザダイオードから成る発光素子１１と射出されたレーザビームを光学的に横方向に大きく拡幅するビームエキスパンダ１２が設けられている。受光部２は食品（本実施例ではレーズン；干し葡萄を用いた）Ｒ中を通過して散乱・透過したレーザ光Ｌを縦方向に集光する蒲鉾型のレンズ２２と、レンズ２２で集光された散乱・透過光を電気信号に変換する、横方向に多数配列されたフォトダイオードから成る受光素子２１とで構成されている。
【００１２】
異物検出選別装置の上部には図２では図示を省略した表示部９と操作部１０とが設けられている。表示部９は装置の状態や異物検出の有無等の情報を表示し、操作部１０は操作者が各種入力指令や選択指令を入力するためのものである。操作部１０に入力された操作信号は演算処理部７に伝達され、そこで必要な演算処理が行われ、その結果は表示部９に表示されると共に該当する各被制御部に伝達される。即ち、食品の異物検出の有無を判定した異物有無信号は選別装置４に、発光素子１１を駆動するための駆動信号はレーザドライバ５に出力される。また、受光素子２１で受光され、電気信号に変換された受光信号Ｖｄは受光器インタフェース６を介して演算処理部７に伝達される。また、外部機器制御部８が設けられていて、演算処理部７からの指令信号に基づいて搬入装置３と選別装置４とを制御する。
【００１３】
図３，４に示すように、発光素子１１から射出された直線状のレーザビームはビームエキスパンダ１２により横方向に大きく拡幅されて平行面状に進行し、搬入装置３の端縁から、異物検出部ではほぼ鉛直方向Ｄに、かつ受光素子２１からほぼ等距離を保って落下供給されたレーズンＲを照射する。レーズンＲに入射したレーザ光Ｌは進行方向に大きな散乱強度分布を有した散乱光に分散しながら直進する。こうしてレーズンＲ中を通過した透過・散乱光はレンズ２２により線状に多数配置された受光素子２１上に、レーザ光Ｌに照射されたレーズンＲの実像が結像するように集光され、受光素子２１により受光信号に変換される。各受光素子２１から出力されたアナログ受光信号は図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル受光信号Ｖｄに変換された後、受光器インタフェース６に送られる。
【００１４】
図５は何ら異物を有しないレーズンＲのみを搬入装置３の端縁から供給した場合（ａ）と、内部に鉛玉Ｂを包含したレーズンＲを供給した場合（ｂ）とについて測定された受光信号Ｖｉの波形図を示したものである。これらの図から明らかなように、内部に鉛玉Ｂを包含したレーズンＲを供給した場合には、前述のように、受光素子２１がレーズンＲの実像を受光しているため、鉛玉Ｂの実像を受光した時点で受光信号Ｖｉの強度が著しく低下する。
【００１５】
次に、図６の流れ図を参照して本実施例の動作を説明する。始めに、受光器インタフェース６を介して受光素子２１からのデジタル受光信号Ｖｄを受信する（Ｓ１）。そして、このデジタル受光信号Ｖｄに信号の改善、特徴を強調、抽出するためのフィルタ処理を施した受光信号Ｖｉとする（Ｓ２）。次に、この受光信号Ｖｉと基準信号Ｖｓとを比較し（Ｓ３）、Ｖｉ＜Ｖｓでなければ（ＮＯ）、レーズンＲ中に異物は存在しないものと判断して異物検出選別処理を終了する。
【００１６】
また、Ｖｉ＜Ｖｓならば（ＹＥＳ）、レーズンＲ中に異物が存在したと判断して、表示部９に異物混入警告表示を指令する（Ｓ４）。そして、外部機器制御部８を介して選別装置４に異物選別信号を出力する（Ｓ５）。これにより、選別装置４はレーズンＲの落下路を横切って水平方向に圧縮空気を突出させ、異物が検出されたレーズンＲを分岐方向Ｄｎ側に送り込んで、受け箱３０内に収納させる。一方、異常なしと判定されたレーズンＲは直進方向Ｄｇ側に自然落下し、搬出装置３１により次工程に送られる。
【００１７】
本願発明者は上記装置と同様の装置を用いてレーザ光Ｌの光路中を落下する試料の材質を変えると共に発光素子１１から射出されるレーザ光Ｌの波長を変化させ、それらの透過率を測定した。図７はこのようにして測定された試料物質毎のレーザ光の波長に対する透過・散乱光の透過率を示した透過率表である。同表から判るように、レーズンは900nm〜1400nmの近赤外波長領域でレーザ光に対して優れた透過特性を有している。なお、有機物で構成された生体を主材料とする食品はレーズンと同様の光透過特性を有していることが判った。
【００１８】
また、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリルも近赤外波長領域でのレーザ光に対して固有の光透過特性を有していることが判る。そして、900nm〜1400nmの近赤外波長領域でのレーザ光の透過・散乱率を測定することにより、それぞれの波長でのレーザ光の透過率の違いから、食品中の異物を効果的に検出できる。さらに、このような物質毎の近赤外波長領域でのレーザ光に対する固有の光透過特性を利用して、異物として検出した物質の種類の判別を行うことができる。
【実施例２】
【００１９】
図８は本発明の第２の実施例に係る異物検出選別装置の異物検出の状況を示す要部斜視図、図９はその検出選別処理の動作を説明する流れ図である。本実施例の構成は上述の第１の実施例のものと同様なので、要部の構成のみを示すに止め、他の構成の図示およびそれらの説明を省略する。本実施例では波長が異なる２つのレーザ光Ｌａ，Ｌｂの光路が途中で交差するように、２つの発光素子１１ａ，１１ｂが異なる取付角度を有して配設されている。即ち、ビームエキスパンダ１２ａ，１２ｂから射出されたレーザ光Ｌａ，Ｌｂは異物検出部近傍で交差する。そして、発光素子１１ａ，１１ｂから射出される２つのレーザ光Ｌａ，Ｌｂの波長は本実施例ではそれぞれ900nm，1300nmに設定されている。
【００２０】
図９の流れ図を参照して本実施例の動作を説明する。始めに、レーザ光Ｌａを受光した受光部２ａからのデジタル受光信号Ｖｄａを受光器インタフェース６を介して受信する（Ｓ１１）。そして、このデジタル受光信号Ｖｄａにフィルタ処理を施した受光信号Ｖｉａとする（Ｓ１２）。次に、この受光信号Ｖｉａと基準信号Ｖｓａとを比較し（Ｓ１３）、Ｖｉａ＜Ｖｓａでなければ（ＮＯ）、レーズンＲ中に異物は存在しないものと判断して異物検出選別処理を終了する。
【００２１】
また、Ｖｉａ＜Ｖｓａならば（ＹＥＳ）、レーザ光Ｌｂを受光した受光部２ｂからのデジタル受光信号Ｖｄｂを受信し（Ｓ１４）、フィルタ処理を施した受光信号Ｖｉｂとする（Ｓ１５）。次に、この受光信号Ｖｉｂと基準信号Ｖｓｂとを比較し（Ｓ１６）、Ｖｉｂ＜Ｖｓｂならば（ＹＥＳ）、レーズンＲ中に異物Ａが存在したと判断して、表示部９に異物Ａ混入警告表示を指令する（Ｓ１７）。また、Ｖｉｂ＜Ｖｓｂでなければ（ＮＯ）、レーズンＲ中に異物Ｂが存在したと判断して、表示部９に異物Ｂ混入警告表示を指令する（Ｓ１８）。そして、外部機器制御部８を介して選別装置４に異物選別信号を出力する（Ｓ１９）。選別装置４は圧縮空気の突出圧力を変化させたり、上下方向に２箇所配設された突出位置から圧縮空気を突出させる等の選別手段により異物Ａ，Ｂの選別を行う。
【００２２】
本実施例では基準信号Ｖｓａ，Ｖｓｂの値を共に、図７に示した透過率が２％に相当する電圧に設定してあり、これにより、レーズンＲ中に検出した異物Ａ＝ＰＥ，Ｐｂと異物Ｂ＝ＰＰ、アクリルとを選別することができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例に係る異物検出選別装置の概略構成を示す構成図
【図２】その内部構造の概略を示す構造図
【図３】その光学系の原理を説明するための説明図
【図４】その異物検出の状況を示す要部斜視図
【図５】異物がないレーズンを通過した透過・散乱光の受光信号（ａ）と異物が混入したものの透過・散乱光の受光信号（ｂ）の信号波形を示す波形図
【図６】異物検出選別処理の動作を説明する流れ図
【図７】試料物質毎のレーザ光の波長に対する透過・散乱光の透過率を示した透過率表
【図８】本発明の第２の実施例に係る異物検出選別装置の異物検出の状況を示す要部斜視図
【図９】その検出選別処理の動作を説明する流れ図
【符号の説明】
【００２４】
１  発光部
２，２ａ，２ｂ  受光部
３  搬入装置
４  選別装置
７  演算処理部
９  表示部
１０  操作部
１１，１１ａ，１１ｂ  発光素子
１２，１２ａ，１２ｂ  ビームエキスパンダ
２１  受光素子
２２  レンズ
Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ  レーザ光
Ｒ  レーズン
Ｂ  鉛玉
【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】
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