(57)【要約】【課題】より高い精度で異常の有無を判定することが可能な検査方法及び光学測定装置を提供する。【解決手段】光学測定装置１００及び検査方法によれば、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射すること得られるスペクトルデータを利用して、正常品と異常品とを判定するための判定条件を作成し、これを、検査対象物から得られるスペクトルデータに対して適用することで、検査対象物が正常品であるか異常品であるかが判定される。【選択図】図１
2017203658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を撮像して得られたスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する検査方法であって、
測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射することで、複数の対象物から出射される出射光のスペクトルデータを準備するデータ準備工程と、
前記複数の対象物からの出射光のスペクトルデータを利用し、正常品と異常品とを判定するための判定条件を作成する判定条件作成工程と、
検査対象物に対して近赤外光を照射することで、当該検査対象物から出射される出射光のスペクトルデータを取得し、当該検査対象物からのスペクトルデータに対して前記判定条件を適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する判定工程と、
を有する検査方法。
【請求項２】
前記判定条件作成工程において、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物からの出射光のスペクトルデータに基づいて、１つの判定条件を作成し、
前記判定工程で、前記検査対象物からのスペクトルデータに対して前記１つの判定条件を適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記判定条件作成工程において、測定環境又は製造管理条件が同一であって、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物からの出射光のスペクトルデータから１つの判定条件を作成し、これを測定環境又は製造管理条件が異なる対象物について個別に繰り返すことで、複数の判定条件を作成し、
前記判定工程で、前記検査対象物からのスペクトルデータに対して前記複数の判定条件を個別に適用することで、前記複数の判定条件のそれぞれについて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定した後、前記複数の判定条件に対する判定結果が全て正常品である場合に、当該検査対象物が正常品であると判定する請求項１に記載の検査方法。
【請求項４】
検査対象物を撮像して得られたスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する光学測定装置であって、
前記検査対象物に対して近赤外光を照射する光源ユニットと、
前記検査対象物を撮像し、前記検査対象物に対する前記近赤外光の照射により当該検査対象物から出射される出射光のスペクトルデータを取得する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットで取得された前記検査対象物に係るスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する分析ユニットと、
を有し、
前記分析ユニットは、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射することで、複数の対象物から出射される出射光のスペクトルデータから作成された正常品と異常品とを判定するための判定条件を、
当該検査対象物からのスペクトルデータに対して適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する光学測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査方法及び光学測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、搬送される検査対象物に混在する異物や不良品の検知を目的として、検査対象物を撮像した後、その画像データを分析して異常の有無を判断することが行われている。例えば、特許文献１では、照射手段を用いて近赤外光を検査対象物に対して照射し、検査対象物からの反射光を平面分光器により平面分光した後撮像することで反射光スペクトルデータを取得し、この反射スペクトルデータを主成分分析法により分析することで異種品を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／０３８４４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画像データを取得する際の測定環境や、ロット間バラつきのような製造時の条件が変わると、検査対象物のスペクトルデータが変化する可能性があるが、従来の手法では、異常の有無を判断する際に用いられる判定条件にはこのようなスペクトルデータの変化について考慮されていない。したがって、異常の有無を判定するための判定精度について改良の余地があった。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、より高い精度で異常の有無を判定することが可能な検査方法及び光学測定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】
本願発明は、
（１）検査対象物を撮像して得られたスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する検査方法であって、
測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射することで、複数の対象物から出射される出射光のスペクトルデータを準備するデータ準備工程と、
前記複数の対象物からの出射光のスペクトルデータを利用し、正常品と異常品とを判定するための判定条件を作成する判定条件作成工程と、
検査対象物に対して近赤外光を照射することで、当該検査対象物から出射される出射光のスペクトルデータを取得し、当該検査対象物からのスペクトルデータに対して前記判定条件を適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する判定工程と、
を有する検査方法、
及び、
【０００７】
（２）  検査対象物を撮像して得られたスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する光学測定装置であって、
前記検査対象物に対して近赤外光を照射する光源ユニットと、
前記検査対象物を撮像し、前記検査対象物に対する前記近赤外光の照射により当該検査対象物から出射される出射光のスペクトルデータを取得する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットで取得された前記検査対象物に係るスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する分析ユニットと、
を有し、
前記分析ユニットは、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射することで、複数の対象物から出射される出射光のスペクトルデータから作成された正常品と異常品とを判定するための判定条件を、
当該検査対象物からのスペクトルデータに対して適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する光学測定装置、
である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より高い精度で異常の有無を判定することが可能な検査方法及び光学測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る光学測定装置の構成を示す図である。
【図２】ハイパースペクトル画像について概略を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る検査方法を説明するフロー図である。
【図４】判定条件の作成に使用するデータについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
【００１１】
本願の検査方法は、（１）検査対象物を撮像して得られたスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する検査方法であって、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射することで、複数の対象物から出射される出射光のスペクトルデータを準備するデータ準備工程と、前記複数の対象物からの出射光のスペクトルデータを利用し、正常品と異常品とを判定するための判定条件を作成する判定条件作成工程と、検査対象物に対して近赤外光を照射することで、当該検査対象物から出射される出射光のスペクトルデータを取得し、当該検査対象物からのスペクトルデータに対して前記判定条件を適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する判定工程と、を有する。
【００１２】
上記の検査方法によれば、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物から取得される正常品及び異常品のスペクトルデータが判定条件の作成に用いられることで、測定環境又は製造管理条件に影響して変化するスペクトルの形状のバラつきを吸収した判定条件が作成されるため、これを用いて検査対象物に係る判定を行うことで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００１３】
（２）また、本願発明は上記（１）に記載の検査方法において、前記判定条件作成工程において、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物からの出射光のスペクトルデータに基づいて、１つの判定条件を作成し、前記判定工程で、前記検査対象物からのスペクトルデータに対して前記１つの判定条件を適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する態様とする。
【００１４】
上記１つの判定条件は、測定環境又は製造管理条件の変化に由来するスペクトル形状の変化を吸収した状態で作成されたものとなる。したがって、この１つの判定条件を利用して検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定することで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００１５】
（３）また、本願発明は上記（１）に記載の検査方法において、前記判定条件作成工程において、測定環境又は製造管理条件が同一であって、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物からの出射光のスペクトルデータから１つの判定条件を作成し、これを測定環境又は製造管理条件が異なる対象物について個別に繰り返すことで、複数の判定条件を作成し、前記判定工程で、前記検査対象物からのスペクトルデータに対して前記複数の判定条件を個別に適用することで、前記複数の判定条件のそれぞれについて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定した後、前記複数の判定条件に対する判定結果が全て正常品である場合に、当該検査対象物が正常品であると判定する態様とする。
【００１６】
上記の場合、測定環境又は製造管理条件が異なる条件においても正常品と判定されているということから、測定環境又は製造管理条件の変化に関係なく正常品であると判定されたということになる。したがって、複数の判定条件を利用して検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定することで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００１７】
また、本願の光学測定装置は、（４）検査対象物を撮像して得られたスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する光学測定装置であって、前記検査対象物に対して近赤外光を照射する光源ユニットと、前記検査対象物を撮像し、前記検査対象物に対する前記近赤外光の照射により当該検査対象物から出射される出射光のスペクトルデータを取得する撮像ユニットと、前記撮像ユニットで取得された前記検査対象物に係るスペクトルデータに基づいて、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する分析ユニットと、を有し、前記分析ユニットは、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射することで、複数の対象物から出射される出射光のスペクトルデータから作成された正常品と異常品とを判定するための判定条件を、該検査対象物からのスペクトルデータに対して適用することで、当該検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定する。
【００１８】
上記の光学測定装置によれば、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物から取得される正常品及び異常品のスペクトルデータが判定条件の作成に用いられることで、測定環境又は製造管理条件に影響して変化するスペクトルの形状のバラつきを吸収した判定条件が作成されるため、これを用いて検査対象物に係る判定を行うことで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００１９】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明に係る検査方法及び光学測定装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００２０】
本発明の実施形態に係る光学測定装置１００について、図１を用いて説明する。本実施形態に係る光学測定装置１００は、ベルトコンベア２上に分散載置された検査対象物３（図１では検査対象物の載置位置を示す）が正常品もしくは異常品の何れに該当するかを検査する装置である。本実施形態に係る光学測定装置１００の検査対象物３としては、例えば、食品や医薬品等の原材料や製品等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。検査対象物３が食品等である場合、正常品に対する異常品とは、異物が付着しているものや、変質等の異状が発生しているものである。光学測定装置１００は、測定光を検査対象物３に対して照射することにより得られる拡散反射光のスペクトルを測定し、そのスペクトルに基づいて検査対象物３が正常品もしくは異常品の何れに該当するかを判定する。このため、光学測定装置１００は、光源ユニット１０（光源部）、撮像ユニット２０（撮像部）、及び分析ユニット３０（分析部）を備える。
【００２１】
光源ユニット１０は、一定の波長帯域を有する測定光を、ベルトコンベア２上における所定の照射領域Ａ１へ向けて照射する。光源ユニット１０が照射する測定光の波長範囲は、検査対象物３に応じて適宜選択される。測定光として近赤外光を用いる場合、具体的には、波長範囲が８００ｎｍ〜２５００ｎｍの光が好適に用いられるが、近赤外光に代えて可視光を測定光として用いることも可能である。なお、本実施形態では、スーパーコンティニューム（ＳＣ）光を発生する光源１１（ＳＣ光源）を含む光源ユニット１０について説明する。
【００２２】
照射領域Ａ１とは、検査対象物３を載置するベルトコンベア２の表面（載置面２ｂ）の一部の領域である。この照射領域Ａ１は、載置面２ｂの進行方向２ａ（図１のｙ軸方向）と垂直な幅方向（ｘ軸方向）に広がり、載置面２ｂの一方の端から他方の端までを覆うライン状に延びる領域である。照射領域Ａ１の延在方向に垂直な方向（ｙ軸方向）における照射領域Ａ１の幅は１０ｍｍ以下とすることができるが、特に限定されない。
【００２３】
光源ユニット１０は、ＳＣ光を出射する光源１１と、照射部１２と、光源１１と照射部１２とを接続する光ファイバ１３と、を備える。光源１１は、近赤外光としてＳＣ光を発生させる。さらに具体的には、ＳＣ光源である光源１１は、種光源及び非線形媒質を備え、種光源から出射される光を非線形媒質に入力し、非線形媒質中における非線形光学効果によりスペクトルを広帯域に広げてＳＣ光を出力する。
【００２４】
光源１１により発生された近赤外光（ＳＣ光）は、光ファイバ１３の一方の端面へ入射される。この近赤外光は、光ファイバ１３のコア領域を導波し、もう一方の端面から照射部１２に対して出射される。
【００２５】
照射部１２は、光ファイバ１３の端面から出射される近赤外光（ＳＣ光）を検査対象物３が載置される照射領域Ａ１に対して照射する。照射部１２は、光ファイバ１３から出射される近赤外光を入射して、照射領域Ａ１に対応した１次元のライン状に出射するため、照射部１２としてシリンドリカルレンズが好適に用いられる。このように照射部１２においてライン状に整形された近赤外光Ｌ１が、照射部１２から照射領域Ａ１に対して照射される。
【００２６】
光源ユニット１０から出力された近赤外光Ｌ１は、照射領域Ａ１上に載置された検査対象物３により拡散反射して検査対象物３から出射される。そして、その一部が、拡散反射光Ｌ２として撮像ユニット２０に入射する。
【００２７】
撮像ユニット２０は、ハイパースペクトル画像を取得するハイパースペクトルセンサとしての機能を有する。ここで、本実施形態におけるハイパースペクトル画像について図２を用いて説明する。図２は、ハイパースペクトル画像についてその概略を説明する図である。図２に示すように、ハイパースペクトル画像とは、Ｎ個の画素Ｐ１〜ＰＮにより構成されている画像である。図２ではそのうちの一例として２個の画素Ｐｎ及びＰｍについて具体的に示している。画素Ｐｎ及びＰｍには、それぞれ複数の強度データからなるスペクトル情報Ｓｎ及びＳｍが含まれている。この強度データとは、特定の波長（又は波長帯域）におけるスペクトル強度を示すデータであり、図２では、１５個の強度データがスペクトル情報Ｓｎ及びＳｍとして保持されていて、これらを重ね合わせた状態で示している。このように、ハイパースペクトル画像Ｈは、画像を構成する画素毎に、それぞれ複数の強度データを持つという特徴から、画像としての二次元的要素と、スペクトルデータとしての要素をあわせ持った三次元的構成のデータである。なお、本実施形態では、ハイパースペクトル画像Ｈとは、１画素あたり少なくとも５つの波長帯域における強度データを保有している画素によって構成された画像のことをいう。なお、図２では検査対象物３もあわせて示している。すなわち、図２においてＰｎは検査対象物３を撮像した画素であり、Ｐｍは背景（例えば、ベルトコンベア）を撮像した画素である。
【００２８】
図１に戻り、本実施形態に係る撮像ユニット２０は、カメラレンズ２４と、スリット２１と、分光器２２と、受光部２３と、を備える。この撮像ユニット２０は、その視野領域２０ｓがベルトコンベア２の進行方向２ａと垂直な方向（ｘ軸方向）に延びている。撮像ユニット２０の視野領域２０ｓは、載置面２ｂの照射領域Ａ１に含まれるライン状の領域であって、スリット２１を通過した拡散反射光Ｌ２が受光部２３上に像を結ぶ領域である。
【００２９】
スリット２１は、照射領域Ａ１の延在方向（ｘ軸方向）と平行な方向に開口が設けられる。撮像ユニット２０のスリット２１に入射した拡散反射光Ｌ２は、分光器２２へ入射する。
【００３０】
分光器２２は、スリット２１の長手方向、すなわち照射領域Ａ１の延在方向に垂直な方向（ｙ軸方向）に拡散反射光Ｌ２を分光する。分光器２２により分光された光は、受光部２３によって受光される。
【００３１】
受光部２３は、複数の受光素子が２次元に配列された受光面を備え、各受光素子が光を受光する。これにより、受光部２３がベルトコンベア２上の幅方向（ｘ軸方向）に沿った各位置で反射した拡散反射光Ｌ２の各波長の光をそれぞれ受光することとなる。各受光素子は、受光した光の強度に応じた信号を位置と波長とからなる二次元平面状の一点に関する情報として出力する。この受光部２３の受光素子から出力される信号が、ハイパースペクトル画像に係る画像データとして、撮像ユニット２０から分析ユニット３０に送られる。
【００３２】
分析ユニット３０は、入力された信号により、検査対象物３から出射された拡散反射光Ｌ２のスペクトルデータを得て、この得られたスペクトルデータに基づいて検査を行う。検査対象物３が異常品である場合、光源１１から出力される測定光（本実施形態では近赤外光）の波長範囲において、異常（異物又は異状）に由来して、正常品とは吸収の特徴が異なる波長帯域が含まれる。そこで、検査対象物３により拡散反射した拡散反射光Ｌ２によるハイパースペクトル画像Ｈにおいて画素毎に含まれて複数の強度データにより構成されるスペクトルデータを参照し、その形状等に基づいて、検査対象物が正常品であるか否かを検査する。
【００３３】
あるいは、検査対象物３毎に判定を行うこともできる。検査対象物３毎に判定を行う場合には、ハイパースペクトル画像Ｈに含まれる複数のスペクトルの平均化等の処理を行ってもよい。分析ユニット３０による分析の結果は、例えば分析ユニット３０に接続されるモニタや、プリンタ等に出力することによって、この光学測定装置１００のオペレータに通知される。
【００３４】
分析ユニット３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、主記憶装置であるＲＡＭ（Random  Access  Memory）及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）、撮像ユニット等の他の機器との間の通信を行う通信モジュール、並びにハードディスク等の補助記憶装置等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。そして、これらの構成要素が動作することにより、分析ユニット３０としての機能が発揮される。その分析ユニット３０による分析処理の概要やその具体的な手法については後述する。
【００３５】
なお、上記の光学測定装置１００のうち、光源ユニット１０、撮像ユニット２０の構成は種々の変更を行うことができる。
【００３６】
例えば、光源ユニット１０においては、点光源を光源として用いてもよい。ただし、光学測定装置１００のように、検査対象物３をベルトコンベア２等により搬送させながらラインカメラ撮像を行う場合には、検査対象物３の搬送方向に対して垂直な方向に延びるライン状の照射領域Ａ１に対して照射する近赤外光Ｌ１の光量がより均一であることが好ましい。
【００３７】
また、光源ユニット１０と検査対象物３との間、検査対象物３と撮像ユニット２０との間に、光路を変更するための光学系等が別途設けられていてもよい。
【００３８】
また、撮像ユニット２０に分光器２２を設けることに代えて、光源ユニット１０側に波長可変フィルタ等を配置して、検査対象物３に対して照射する光の波長を変化させながら、撮像ユニット２０において撮像を行うことで、検査対象物３からの拡散反射光Ｌ２によるハイパースペクトル画像Ｈを得る構成としてもよい。
【００３９】
また、本実施形態に係る光学測定装置１００では、検査対象物３毎に正常品であるか異常品であるかを判定することを特徴としていて、検査対象物３毎にスペクトルデータを取得することが可能な構成であればよい。したがって、検査対象物３に係るスペクトルをハイパースペクトル画像Ｈとして取得する構成とは異なる構成であってもよい。
【００４０】
（光学測定装置による検査方法）
次に、上記の光学測定装置により撮像された検査対象物３に係るスペクトルデータを用いて、正常品及び異常品の何れであるかを判定する検査方法について説明する。
【００４１】
図３に示すように、本実施形態に係る検査方法は、概略、正常品／異常のスペクトルデータを準備する工程（Ｓ０１：データ準備工程）と、準備された正常品／異常のスペクトルデータに基づいて、両者を区別するための判定条件を作成する工程（Ｓ０２：判定条件作成工程）と、検査対象物のスペクトルデータを取得する工程（Ｓ０３：検査対象物データ取得工程）と、判定条件を用いて検査対象物のスペクトルデータに基づいて、正常品／異常品の判定を行う工程（Ｓ０４：判定工程）と、判定結果を出力する工程（Ｓ０５：結果出力工程）と、を有する。
【００４２】
本実施形態に係る光学測定装置１００による検査方法では、正常品／異常品を区別するための判定条件を準備しておき、検査対象物３に係るスペクトルを判定条件に照らし合わせて、検査対象物３が正常品／異常品の何れに該当するかを判定する手法が用いられる。このような解析方法としては、ＰＣＡ（Principal  component  analysis：主成分分析）、ＰＬＳ（Partial  Least  Squares）等の多変量解析、ＳＶＭ（Support  Vector  Machine）等のパターン分析等が挙げられる。これらの解析方法は、学習型のアルゴリズムを利用した解析方法ということもできる。
【００４３】
このような学習型のアルゴリズムを利用した解析方法を用いて正常品／異常品を区別する場合、正常品／異常品の区別が既知である試料に係るスペクトルデータを検査対象物３に係る測定と同一の条件で取得し、これに基づいて判別条件を事前に作成する。正常品／異常品の区別が既知である対象物（検査対象物と同種の物）に係るスペクトルデータ、すなわち、正常品／異常品に対応するスペクトルデータは、それぞれ複数準備される。その上で、正常品／異常品を区別するための基準を設定する。その工程が、正常品／異常のスペクトルデータを準備する工程（Ｓ０１）と、準備された正常品／異常のスペクトルデータに基づいて、両者を区別するための判定条件を作成する工程（Ｓ０２）である。
【００４４】
ここで、本実施形態に係る検査方法では、判定条件の作成の仕方に特徴を有する。より具体的には、判定条件を作成する際に準備される正常品／異常品に係る複数のスペクトルデータは、全てが測定環境及び製造管理条件が同一のものではなく、測定環境又は製造管理条件が互いに異なる試料から取得されたものである点を特徴とする。測定環境とは、正常品／異常品に係るスペクトルデータを取得する環境であり、具体的には、気温、湿度、光源ユニット１０から出射される測定光（近赤外光）の強度等が挙げられる。また、製造管理条件とは、品質に影響を与えない範囲（正常品から異常品に変化しない範囲）で変化する対象物の製造に係る条件である。製造管理条件としては、具体的には、原材料の差（原材料の品質基準を満たした範囲内でのバラつき）、製造中及び保管時の気温又は湿度、ロット、等が挙げられる。
【００４５】
従来は、上記のような測定環境や製造管理条件については、あまり考慮されることなく、正常品／異常品に係るスペクトルデータが準備され、このスペクトルデータに基づいて判定条件が作成されていた。この場合、スペクトルデータが取得された測定環境及び製造管理条件では、判定条件に基づいた適切な判定を行うことができると考えられるが、その他の測定環境及び製造管理条件では、判定が適切に行われない可能性が考えられる。具体的には、正常品であるにも関わらず異常品と判定されることによって歩留まりが低下しまうことや、異常品を正常品と判定してしまうことが考えられる。このようなことが発生する理由としては、判定条件にロバスト性がない、すなわち、（測定環境又は製造管理条件が異なった場合に判定条件が適切に機能しない）ことが原因であると考えられる。
【００４６】
本実施形態に係る検査方法では、上記の問題点を解決するため、測定環境又は製造管理条件が互いに異なる正常品／異常品に係るスペクトルデータを準備し、これに基づいて判定条件を作成する。これにより、ロバスト性を有する判定条件を作成することが可能となると考えられる。なお、測定環境及び製造管理条件は、可能な限り変化させることが好ましいというわけではなく、測定環境及び製造管理条件について、許容される変動範囲（もしくは、想定される変動範囲）を網羅するように変化させることが好ましい。変動範囲を広くし過ぎると、判定条件がロバスト性を有する一方で、より広い条件で取得された正常品／異常品に係るスペクトルデータを用いて判定条件を作成することになり、判定条件自体が曖昧となる可能性が考えられる。したがって、変動範囲を適切に設定することで、判定条件の精度も十分に高く確保することができる。
【００４７】
測定環境又は製造管理条件が互いに異なる正常品／異常品に係るスペクトルデータは、互いに異なる測定環境又は製造管理条件毎に複数準備することが好ましい。これにより、同一の測定環境及び製造管理条件における正常品／異常品に係るスペクトルデータのバラつきに由来して判定条件が偏ることを防ぐことができる。
【００４８】
なお、測定環境又は製造管理条件が互いに異なる正常品／異常品に係るスペクトルデータから判定条件を作成する工程（Ｓ０２）については、より詳細には２種類の手法があり、いずれかを用いることができる。
【００４９】
第１の手法は、予め準備された測定環境又は製造管理条件が互いに異なる正常品／異常品に係るスペクトルデータの全てを利用して、１つの判定条件を作成し、この１つの判定条件に基づいて、検査対象物に係る判定を行う手法である。
【００５０】
第２の手法は、予め準備された測定環境又は製造管理条件が互いに異なる正常品／異常品に係るスペクトルデータについて、互いに異なる測定環境又は製造管理条件毎にそれぞれ判定条件を作成し、この複数の判定条件に基づいて、検査対象物に係る判定を行う手法である。
【００５１】
以下、上記の２つの手法をより詳細に説明する。以下の説明では、図４に示す測定環境又は製造管理条件を変更した３種類の正常品／異常品に係るスペクトルデータを準備した場合について説明する。
【００５２】
図４では、条件１が、気温Ｔ１℃、湿度Ｍ１％、光強度Ｘ１、製造ロットＡ１であるとし、この条件１に該当する正常品ｉ１個及び異常品ｊ１個を準備したことを示している。同様に、条件２は、気温Ｔ２℃、湿度Ｍ２％、光強度Ｘ２、製造ロットＡ２であるとし、この条件２に該当する正常品ｉ２個、異常品ｊ２個を準備したことを示している。さらに、条件３は、気温Ｔ３℃、湿度Ｍ３％、光強度Ｘ３、製造ロットＡ３であるとし、この条件３に該当する正常品ｉ３個、異常品ｊ３個を準備したことを示している。気温Ｔ１〜Ｔ３℃の範囲、湿度Ｍ１〜Ｍ３％の範囲、及び、光強度Ｘ１〜Ｘ３の範囲は、実際の測定環境又は製造管理条件に応じて設定されたものであるとする。
【００５３】
第１の手法では、上記の条件１の正常品ｉ１個及び異常品ｊ１個、条件２の正常品ｉ２個、異常品ｊ２個、条件３の正常品ｉ３個、異常品ｊ３個に関して、全て光学測定装置１００を用いて測定を行うことで、正常品及び異常品毎のスペクトルデータを抽出する。すなわち、正常品についてはｉ１＋ｉ２＋ｉ３個のスペクトルデータが抽出され、異常品についてはｊ１＋ｊ２＋ｊ３個のスペクトルデータが抽出される。なお、スペクトルデータの抽出の際、画素毎のスペクトルデータを直接抽出してもよいし、正常品又は異常品の１個ごとに、隣接する画素のスペクトルデータを平均化した上で抽出してもよい。
【００５４】
次に、上記の全スペクトルデータに対して、上述した学習型のアルゴリズムを利用することで、正常品と異常品を判別するための判定条件を１つ決定する。
【００５５】
その後、検査対象物３に係る測定を行う。具体的には、光学測定装置１００を利用し、検査対象物３のハイパースペクトル画像を取得した後に、検査対象物３を撮像した画素を特定する（背景や容器等を撮像した画素を判定対象から除外する）。その後、画素毎又は周辺画素のスペクトルデータを平均化した検査対象物３に係るスペクトルデータを取得する。そして、検査対象物３に係るスペクトルデータに対して、上記で決定された１つの判定条件を適用することで、検査対象物３が正常品であるか異常品であるかを判定する。その後、その結果をモニタ等に表示することで、結果を出力する。なお、結果の出力方法としては、異常品である場合にこれを通知する信号を出力する構成としてもよいし、適宜変更することができる。
【００５６】
上記の第１の手法では、気温がＴ１〜Ｔ３℃、湿度がＭ１〜Ｍ３％、光強度Ｘ１〜Ｘ３の環境、及び、製造ロットＡ１〜Ａ３のように、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物（正常品／異常品）を用いて判定条件が作成されている。上記の測定環境又は製造管理条件は、測定環境又は製造管理条件として変動し得る条件を反映したものであるので、上記の範囲内の条件で得られた検査対象物３について正常品／異常品の判定を行う場合、高い精度での判定を行うことができる。さらに、上記の判定条件を利用すると、測定環境又は製造管理条件が異なる検査対象物３を検査する場合でも、正常品と異常品のスペクトルの差異とは異なる要因（温度違い、湿度違い、光強度違い、製造ロット違い等によるスペクトルバラつき）には影響されないように判定条件が決定されているため、適切な判定が期待できる。
【００５７】
次に、第２の手法について説明する。第２の手法では、条件１、２、３のそれぞれについて、判定条件を作成する。まず、条件１の正常品及び異常品について、光学測定装置１００を用いて測定を行うことで、正常品及び異常品毎のスペクトルデータを抽出する。正常品ｉ１個のスペクトルデータが抽出され、異常品についてはｊ１個のスペクトルデータが抽出される。なお、スペクトルデータの抽出の際、画素毎のスペクトルデータを直接抽出してもよいし、正常品又は異常品の１個ごとに、隣接する画素のスペクトルデータを平均化した上で抽出してもよい。その後、上述した学習型のアルゴリズムを利用することで、条件１に関する正常品と異常品を判別するための判定条件を１つ決定する。次に、条件２，３についても同様の手順により判定条件を決定する。この結果、条件１，２，３に対応した判定条件１，２，３が決定される。
【００５８】
その後、検査対象物３に係る測定を行う。具体的には、光学測定装置１００を利用し、検査対象物３のハイパースペクトル画像を取得した後に、検査対象物３を撮像した画素を特定する（背景や容器等を撮像した画素を判定対象から除外する）。その後、画素毎又は周辺画素のスペクトルデータを平均化した検査対象物３に係るスペクトルデータを取得する。
【００５９】
次に、検査対象物３に係るスペクトルデータに対して、上記で決定された３つの判定条件のうちの判定条件１を適用することで、検査対象物３が正常品であるか異常品であるかを判定する。同様に、検査対象物３に係るスペクトルデータに対して、上記で決定された３つの判定条件のうちの判定条件２及び判定条件３を個別に適用することで、検査対象物３が正常品であるか異常品であるかを判定する。その後、総合判定として、判定条件１〜３に基づく判定の結果、少なくとも１つの判定条件による判定の結果異常品として判定された場合には、当該検査対象物３は異常品であると判定する。すなわち、判定条件１〜３の全ての判定の結果が正常品である検査対象物のみを総合判定が正常品であると判定する。
【００６０】
その後、判定結果をモニタ等に表示することで、結果を出力する。なお、結果の出力方法としては、異常品である場合にこれを通知する信号を出力する構成としてもよいし、適宜変更することができる。
【００６１】
上記の第２の手法においても、気温がＴ１〜Ｔ３℃、湿度がＭ１〜Ｍ３％、光強度Ｘ１〜Ｘ３の環境、及び、製造ロットＡ１〜Ａ３のように、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物（正常品／異常品）を用いて３つの判定条件が作成されている。上記の測定環境又は製造管理条件は、測定環境又は製造管理条件として変動し得る条件を反映したものであるので、上記の範囲内の条件で得られた検査対象物３について正常品／異常品の判定を行う場合、高い精度での判定を行うことができる。さらに、上記の判定条件を利用すると、測定環境又は製造管理条件が異なる検査対象物３を検査する場合でも、正常品と異常品のスペクトルの差異とは異なる要因（温度違い、湿度違い、光強度違い、製造ロット違い等によるスペクトルバラつき）には影響されないように判定条件が決定されているため、適切な判定が期待できる。
【００６２】
なお、第２の手法は、第１の手法と比較すると、複数の判定条件に基づく判定を行うため、検査対象物３が異常品である場合には確実に異常品であると判定できるだけでなく、一部の判定条件では正常品であると判定された場合でも総合判定では異常品として判定するため、正常品と異常品との境界付近の正常品についても、異常品として判定される可能性がある。その点では、第２の手法のほうが、第１の手法と比較して正常品として判定されるものに異常品が混入することを防ぐ、所謂フェールセーフな手法であるとも考えられる。
【００６３】
以上のように、本実施形態に係る光学測定装置１００及び検査方法によれば、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物に対して近赤外光を照射すること得られるスペクトルデータを利用して、正常品と異常品とを判定するための判定条件を作成し、これを、検査対象物から得られるスペクトルデータに対して適用することで、検査対象物が正常品であるか異常品であるかが判定される。このように、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物から取得される正常品及び異常品のスペクトルデータが判定条件の作成に用いられることで、測定環境又は製造管理条件に影響して変化するスペクトルの形状のバラつきを吸収した判定条件が作成されるため、これを用いて検査対象物に係る判定を行うことで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００６４】
また、上記の第１の手法では、測定環境又は製造管理条件が異なり、且つ、正常品及び異常品が含まれる複数の対象物から取得されるスペクトルデータを利用して１つの判定条件を作成する構成としている。この場合、この１つの判定条件は、測定環境又は製造管理条件の変化に由来するスペクトル形状の変化を吸収した状態で作成されたものとなる。したがって、この１つの判定条件を利用して検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定することで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００６５】
また、上記の第２の手法では、測定環境又は製造管理条件が同一である正常品及び異常品のスペクトルデータから１つの判定条件を作り、これを繰り返すことで判定条件を複数準備し、検査対象物からのスペクトルデータに対して複数の判定条件を個別に適用してそれぞれに判定を行い、複数の判定条件に対する判定の結果全て正常品であると判定された場合に、当該検査対象物が正常品であると判定する構成としている。この場合、測定環境又は製造管理条件が異なる条件においても正常品と判定されているということから、測定環境又は製造管理条件の変化に関係なく正常品であると判定されたということになる。したがって、複数の判定条件を利用して検査対象物が正常品であるか異常品であるかを判定することで、より高い精度での判定を行うことができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、光学測定装置１００に分析ユニット３０が組み込まれた構成について説明したが、分析ユニット３０のみが光学測定を行う機構を有する光源ユニット１０及び撮像ユニット２０とは別に運用されていてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物（正常品／異常品）を３種類（３つの条件）準備したが、測定環境又は製造管理条件が異なる対象物を何種類準備するか、また、温度、湿度等のパラメータをどのように組み合わせて準備するか、は、特に限定されず、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００６９】
２…ベルトコンベア、３…検査対象物、１０…光源ユニット、１１…光源、１２…照射部、１３…光ファイバ、２０…撮像ユニット、２１…スリット、２２…分光器、２３…受光部、２４…カメラレンズ、３０…分析ユニット、１００…光学測定装置。
【図１】
2017203658.tif 000003
【図２】
2017203658.tif 000004
【図３】
2017203658.tif 000005
【図４】
2017203658.tif 000006