異物検査装置および異物検査方法
【課題】本発明は検査対象の色に拘わらずに食品に混入した細くて小さな異物の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査方法を提供する。
【解決手段】本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光をハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した反射光と透過した透過光とに分離させて受光し、この受光した前記波長域の反射光及び透過光に基づいて反射光画像及び透過光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出可能とする。
【解決手段】本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光をハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した反射光と透過した透過光とに分離させて受光し、この受光した前記波長域の反射光及び透過光に基づいて反射光画像及び透過光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の製造および販売の過程で食品に混入した毛髪、虫類等の異物を高精度に検出する異物検査装置および異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品の製造過程や販売過程において、金属、石、ガラス、毛髪、虫等の異物が混入する可能性があり、食品衛生上の課題となっている。
【０００３】
このため、近年では多くの食品製造メーカが金属検査機やＸ線検査装置を採用して、食品の製造過程において食品に混入した金属や石、ガラスの除去作業を可能としている。
【０００４】
しかしながら、上記のような金属検査機やＸ線検査装置では、毛髪や虫の異物が食品に混入している場合には、混入した毛髪や虫が細くて小さいためにこれらのものを検出することが非常に困難であり、現状は作業員による目視検査に頼らざるを得ないことから、検査コストの増大や異物の見逃しの可能性が課題となっている。
【０００５】
このような課題を解決する技術として、次の３件の特許文献には、食品に混入した異物を検出する方法が開示されている。
【０００６】
特開２００１−９９７８３号公報には、広帯域光を食品に照射してその反射光又は透過光から中赤外線領域、近中赤外線領域、及び可視光領域の３波長領域の画像を夫々撮像し、各波長領域の食品と異物との吸光度差による撮影画像の輝度に基づいて、これらの撮像画像の画像データを２値化処理して異物を検出する技術が開示されている。
【０００７】
特開２００６−１７７８９０号公報には、可視光と近赤外光とを食品に照射してその反射光から可視光と近赤外光の画像を撮像し、可視光と近赤外光では食品と異物の吸光度特性が正反対となる特性を利用して撮影した画像間の輝度レベルを演算することにより異物を強調させて異物を検出する技術が開示されている。
【０００８】
特開２００４−３０１６９０号公報には、白色光を食品に照射してその反射光から食品と異物の可視ー近赤外の吸収スペクトルを測定し、食品と異物の２次微分スペクトルを計算して両者の間で差異のある波長を特定する。そしてその特定波長を利用した２次微分画像を生成して異物を検出する技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−９９７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７７８９０号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特開２００１−９９７８３号公報に記載された技術の２値化処理では、照明条件が変動した場合に二値化処理が正常に機能せず、異物の検出が困難になるという課題がある。
【００１１】
また特開２００６−１７７８９０号公報に記載された技術では、可視光を利用していることから、食品が異物と類似色である場合には異物の検出が困難になるという課題がある。
【００１２】
また、特開２００４−３０１６９０号公報に記載された技術では、検査対象の食品が変わる度に食品と異物の吸収スペクトルを測定し、差異のある波長を特定する作業が発生する。
【００１３】
特に可視域も対象としているため、近赤外の食品と異物の組成による安定的なスペクトル反応よりも食品の色を示す可視光のスペクトル反応の影響を受けやすく、しかも２次微分により検出される波長域が食品によって変化するため、検査物の色によって光源や画像撮影手段を変更する手間とコストがかかるといった課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させるハーフミラーと、このハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光及び透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理によって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させる第１のハーフミラー、及びこの第１のハーフミラーを透過した透過光を受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させる第２のハーフミラーと、この第１のハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光、及び第２のハーフミラーを介した第２の反射光、及び第２の透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる複数の波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記複数の波長光を発光時刻をずらして照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記波長光をそれぞれ照射することによる食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像をそれぞれ生成する複数の撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光をハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した反射光と透過した透過光とに分離させて受光し、この受光した前記波長域の反射光及び透過光に基づいて反射光画像及び透過光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【００２０】
また本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を受光し、この受光した前記波長域の反射光に基づいて反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【００２１】
また本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を波長光別に受光し、この受光した複数の反射光に基づいて複数の反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【００２２】
また本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光を第１のハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第１の反射光と透過した第１の透過光とに分離させて該第１の反射光を受光し、この第１のハーフミラーを介して透過した第１の透過光を第２のハーフミラーを介して受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させて夫々受光し、この第１のハーフミラーを介した前記波長域の第１の反射光、及び第２のハーフミラーを介した前記波長域の第２の反射光及び第２の透過光に基づいてそれぞれ反射光画像及び透過光画像を撮影し、これらの撮影した前記波長域の複数の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の実施例である異物検査装置及び異物検査方法について、図面を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【００２５】
まず最初に、食品に混入する代表的な異物及び食品類に対する分光反射スペクトルの一例を説明する。
【００２６】
図４は食品の製造過程や販売過程で食品に混入する可能性がある代表的な異物で金属検査装置やＸ線検査装置での検出が困難な異物（毛髪、ショウジョウバエ）、及び、野菜や米、肉を含む冷凍食品、パン、チョコレートといった幅広いカテゴリの食品類について、それらの分光反射スペクトル（１０００ｎｍー１５００ｎｍ）示したものである。
【００２７】
そして図４(ａ)は食品類の分光反射スペクトルを示し、図４（ｂ）は毛髪、ショウジョウバエ等の異物の分光反射スペクトルを示している。
【００２８】
上記した図４（a）で示したように、食品は全てに共通して１０００ｎｍから１５００ｎｍにかけてピーク値の凸部と、裾値の凹部とを備えた凹凸を示すことが分かる。
【００２９】
これは脂肪酸と水分を含む物質にみられる特徴であり、上記以外の多くの食品にも共通する反応である。
【００３０】
一方、上記した図４（ｂ）で示した異物である黒髪、白髪、染め毛等の毛髪やショウジョウバエについては、１０００ｎｍ−１５００ｎｍの反射率の変動が非常に小さいことが分かる。
【００３１】
異物の毛髪やショウジョウバエについても内部に水分、脂肪を有するが、毛髪表面のキューティクルやショウジョウバエの殻の影響により、水分や脂肪の反応が小さくなっているものと予想される。
【００３２】
本発明の異物検査装置では、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の特徴的な波長分布を利用して食品類と区別して異物を検出するものである。以下、本発明の実施例である異物検査装置の具体例を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施例である食品の異物検査装置１００の概略構成を示したものであり、この異物検査装置１００には食品、異物の画像を撮影するための光源１０１及び撮影手段１２３、撮影手段１２３で撮影した画像から異物を検出するための画像間演算手段１１６及び異物検出手段１１８、画像を撮影する対象となる食品を搬送し、異物が検出された場合に異物を含む食品１０２を仕分けする搬送手段１２１、上記した各機器の動作タイミングを制御する制御手段１２０が備えられている。
【００３４】
この異物検査装置１００の各構成要素について詳細を説明すると、光源１０１は、１０００−１５００ｎｍの範囲内に光強度をもつＬＥＤやハロゲンランプ等の照明であり、検査対象の食品１０２に１０００−１５００ｎｍの範囲内の赤外光を照射するものである。
【００３５】
即ち光源１０１は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射している。
【００３６】
撮影手段１２３は、被写体である検査対象の食品１０２から反射された光１０３を集光する対物レンズ１０４と、この光１０３を対物レンズ１０４を透過した透過光１１１と反射光１０６とに分解するハーフミラー１０５を備えている。
【００３７】
撮影手段１２３は、このハーフミラー１０５からの反射光１０６である１０００−１５００ｎｍ範囲内の第１の波長光１０８を受光して、この第１の波長光１０８のうち、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ１０７と、この第１のバンドパスフィルタ１０７を透過した特定範囲の波長帯の第１の波長光１０８を第１の画像信号１１０に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の第１の撮像素子１０９を備えている。
【００３８】
撮影手段１２３は更に、ハーフミラー１０５からの透過光１１１である１０００−１５００ｎｍ範囲内の透過光１１１を受光して、この透過光１１１のうち、異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ１１２と、この第２のバンドパスフィルタ１１２を透過した特定範囲の波長帯の第２の波長光１１３を第２の画像信号１１５に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の第２の撮像素子１１４とが備えられており、これらの第１、第２の撮像素子１０９、１１４で生成した画像信号１１０、１１５をそれぞれ画像間演算手段１１６に出力するように構成されている。
【００３９】
そして第１のバンドパスフィルタ１０７と第２のバンドパスフィルタ１１２は、１０００ｎｍー１５００ｎｍ範囲内にそれぞれ透過波長域のピークを有し、かつ透過波長域のピークが相互に異なるように形成された２種のバンドパスフィルタである。
【００４０】
第１の撮像素子１０９は第１の波長光１０８の帯域に感度を有し、第２の撮像素子１１４は第２の波長光１１３の帯域に感度を有するものである。
【００４１】
光源１０１については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【００４２】
食品１０２が厚みが大きい立体物の場合は対物レンズ１０４の絞りを調整し、被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【００４３】
撮影手段１２３において、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ１０７、及び異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ１１２をそれぞれ透過して取得する第１の波長光１０８と第２の波長光１１３は以下のような組み合わせが望ましいが、１０００ｎｍ〜１５００ｎｍ範囲内で、食品１０２に含まれた水分および脂肪による吸収波長の凹凸を構成する２波長の組み合わせであれば、この組み合わせと波長帯域幅（＋／−α）を限定するものではない。
【００４４】
以下に示した波長帯域幅の組み合せは、第１のバンドパスフィルタ１０７及び第２のバンドパスフィルタ１１２に設定した透過させる特定範囲の波長帯の例示である。
【００４５】
［波長セット１］第１の波長光（１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）：１１００ｎｍ付近の食品の反射率＞１２００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【００４６】
［波長セット２］第１の波長光（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）：１２００ｎｍ付近の食品の反射率＜１３００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【００４７】
［波長セット３］第１の波長光（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光（１４００−５０ｎｍ〜１４００＋５０ｎｍの波長帯域）：１３００ｎｍ付近の食品の反射率＞１４００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【００４８】
以上説明した光源１０１と撮影手段１２３で生成した食品１０２の画像は例えば波長セット１を適用した場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）で示したようになる。
【００４９】
図６（ａ）は図１の異物検査装置１００で食品１０２の食品像６０１の表面に異物である毛髪が付着した状態の異物像６０２の被写体を撮影した第１の波長光１０８の画像１１０を模式的に示したものである。
【００５０】
図６（ｂ）は図１の異物検査装置１００で同被写体を撮影した第２の波長光１１３の画像１１５を模式的に示したもので、食品像６０３の表面に異物像６０４が存在しているものである。
【００５１】
波長セット１の説明にあるように、食品１０２の反射率は第１の波長光の反射率＞第２の波長光の反射率の関係にあるので、図６（ｂ）に示した食品像６０３よりも図６（ａ）に示した食品像６０１の輝度値が高くなり白く画像化される。
【００５２】
一方、図４（ａ）に食品類の分光反射スペクトルを示し、図４（ｂ）に毛髪、ショウジョウバエ等の異物の分光反射スペクトルを示したものから理解できるように、毛髪、ショウジョウバエ等の異物は、第１の波長光１と第２の波長光の反射率がほとんど同じなので、図６（ａ）及び図６（ｂ）には同様の輝度値を持つ異物像６０２、６０４として画像化される。
【００５３】
画像間演算手段１１６は、撮影手段１２３からの第１の画像信号１１０と第２の画像信号１１５から異物を強調した画像（以下、異物強調画像１１７と称する）１１７を生成するものであり、画像信号間の像位置の調整や、輝度信号の調整、画像信号間の差分演算や比計算を行う。
【００５４】
画像間演算手段１１６は、例えば複数のカメラリンクインターフェースやＩＥＥＥ１３９４インターフェース等の画像入力インターフェースを備えた画像処理装置やパーソナルコンピュータのソフトウェア処理で実現可能である。
【００５５】
また、近年のキャプチャーボードや汎用画像処理装置は、以下に示す画像間演算や像の位置ずれ量の検出等をＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のハードウェアで高速化処理するものがあり、そのようなハードウェア処理でも十分に実現できる。
【００５６】
前記画像間演算手段１１６の処理手順を図７のフローチャートにより説明する。
【００５７】
まず、図７のフローチャートにおける画像信号の調整の処理７０１では、図１の異物検査装置１００における画像間演算手段１１６に入力された２つの画像信号１１０、１１５の調整を行う。撮影手段１２３ではハーフミラー１０５を利用するため、画像信号１１０と画像信号１１５は像が反転している。このため、ハーフミラー１０５の反射光１０６を受光した側の画像信号の像を反転させる。
【００５８】
次に輝度信号の補正を行う。輝度信号の補正は場合によっては不要であるが、撮影手段１２３のバンドパスフィルタ１０７、１１２や、撮像素子１０９、１１４は製品のばらつきや仕様によって光の透過率や感度が異なることがあり、第１と第２のバンドパスフィルタ１０７、１１２が同一強度の光を受光した場合でも、最終的に異なる輝度の画像信号１１０、１１５を生成してしまう場合がある。
【００５９】
また、検査に利用する波長光１０８、１１３の帯域によって光源の強度が一定とは限らないため、被写体が発する各波長の反射光の強度が正確に画像信号の差として反映できない可能性がある。
【００６０】
このような問題を防ぐため、上述した光源１０１や撮影手段１２３による機差、誤差情報を予め取得しておき、画像間演算手段１１６に入力された画像信号１１０、１１５に対して輝度の補正を行うものである。
【００６１】
具体的には、画像間演算手段１１６において、第１の波長光１０８と第２の波長光１１３を照射した場合に同一強度の光を反射する基準像を用意しておき、図１３のフローチャートに示す各手順に基づいて補正値を算出する。
【００６２】
即ち、図１３のフローチャートにおいて、基準パターンの撮影の手順１３０１にて最初に基準像を第１と第２の撮像素子１０９、１１４で撮影する。
【００６３】
光源１０１や撮影手段１２３の機差、誤差がある場合には第１と第２の画像信号１１０、１１５に輝度差が生じる。
【００６４】
そこで撮像素子の信号値を比較して、輝度差の有無の手順１３０２として、輝度差が有りの場合には機差、誤差情報を利用して補正信号を生成する補正値生成の手順１３０３に進み、その後、補正値保存の手順１３０４に進んで生成した前記の補正値を保持する。また、輝度差が無しの場合には補正値＝０となる。
【００６５】
例えば、基準パターンの撮影の手順１３０１にて基準像を撮影した際に、第１の画像信号１１０の輝度値が１００で第２の画像信号１１５の輝度値が８０だった場合には、１００−８０＝２０の輝度値が機差、誤差情報である。
【００６６】
そして、補正値生成の手順１３０３によって、食品の異物検査時には第１の画像信号１１０に対しては輝度の補正は行わず、第２の画像信号１１５を１．２５倍（１００／８０）に補正する。
【００６７】
この場合の補正信号は誤差、機差情報より求めた１．２５である。このような画像信号の輝度補正を行うことで、異物検査装置１００の光源１０１や撮影手段１２３に機差や誤差がある場合でも、被写体が発する波長域毎の光の強度差を正確に画像信号の差として取得することができる。
【００６８】
また、搬送手段１２１上の基準像位置を示した図１１のように、基準像１１０４を搬送手段１２１の表面１１００上に破線で表示した撮影範囲内１１０２で、かつ食品１０２が乗る検査領域１１０３より外側の領域となる領域１１０４に連続配置する。
【００６９】
即ち、基準像１１０４は領域１１０４と一致することになる。
【００７０】
図１の異物検査装置１００に備えた画像間演算手段１１６による異物強調画像１１７の生成時に、この基準像１１０４を配置した領域１１０４の画像信号から図１３にフローチャートで示した手順に沿って輝度差を検出し、補正値を求めるように構成されている。
【００７１】
これによって、異物検査装置１００が動作中に発生した誤差をリアルタイムに補正することができる。
【００７２】
次に図７のフローチャートにおける像位置のずれ量算出の手順７０２では、第１の画像信号１１０と第２の画像信号１１５の像位置のずれ量を検出する。後述の画像間演算の手順７０３では、画像信号間の演算で異物を強調した画像信号を生成するため、第１の画像信号１１０と第２の画像信号１１５の像位置の対応が取れていない場合に異物ではない部分を異物として強調してしまう可能性がある。
【００７３】
このため、像位置のずれ量算出の手順７０２では、例えば、第１の画像信号１１０の局所的な２次元画像をテンプレートとし、第２の画像信号１１５から前記テンプレートと一致する領域をテンプレートマッチングにより検出することで、第１の画像信号１１０と、第２の画像信号１１５との像位置のずれ量を求めることができる。
【００７４】
なお、像位置の調整については、撮影手段１２３の第１の撮像素子１０９および第２の撮像素子１１４が取得する像位置が一致している場合は不要である。
【００７５】
次に、図７のフローチャートにおける画像間演算の手順７０３では、求めた画像信号間のずれ量を考慮し、画像信号１１０、１１５間、もしくは輝度補正後の画像信号間の差分計算や比計算等の画像間演算を行い、画像間演算手段１１６により異物強調画像１１７を生成して該異物強調画像１１７を異物検出手段１１８に出力する。
【００７６】
例えば波長セット１の組み合わせの場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したような画像信号が得られ、第１の画像信号１１０から第２の画像信号１１５の差分計算を行い、その差分値を画像信号化すると、図６（ｃ）に示したような異物を強調した異物像６０６と食品像６０５が得られる。
【００７７】
食品像６０５については、第１の波長光の反射率＞第２の波長光の反射率であり、その差分が輝度値として反映される。一方、食品１０２については、図４に示したように第１の波長光の反射率≒第２の波長光の反射率であり、その差分は０に等しくなる。
【００７８】
また、比計算による画像間演算でも異物を強調した画像を生成することができる。例えば、食品の輝度信号（波長光１：１００、波長光２：７０）で、異物の輝度信号（波長光１：６０、波長光２：６０）の場合、波長光１の輝度信号／波長光２輝度信号を計算すると、食品＝１．４２、異物＝１．０となる。
【００７９】
この値を画像信号のレンジに調整すれば、図６（ｃ）で示した異物を強調した異物像６０６のような画像を生成することができる。
【００８０】
以上の手順に基づいて図１の異物検査装置１００に備えた画像間演算手段１１６により演算して求めた異物と食品の輝度差は、検査対象の食品と異物との組み合わせによっては１波長光のみで得た異物と食品の輝度差よりも小さくなる場合もある。
【００８１】
よって、１波長のみでは検査対象の食品と異物の組み合わせが変わると、その差が非常に小さくなってしまう可能性が高い。
【００８２】
そこで、本発明の実施例の異物検査装置１００では、２波長による画像間差分を利用することで、食品の種類に依存せず、安定的に異物の強調画像を生成することが可能となる。
【００８３】
図５に、波長セット１を利用した場合の食品サンプルと異物サンプルの２波長差分値を示す。異物５０１は、ショウジョウバエ、黒髪、白髪、白髪染め、おしゃれ染めの５種類であり、食品５０２はホワイトチョコレートやブラックチョコレートやクラッカー等の菓子類１０種類、人参、うどん、米、えび等の冷凍食品の具材２６種、パン類１１種である。
【００８４】
このように、２波長差分値の値に大小はあるが、異物５０１は２波長差分値の閾値５０３以下の値に、食品５０２は閾値５０３以上の値となっていることから、異物５０１と食品５０２とが一つの閾値５０３で分別可能なことが分かる、
次に図１の異物検査装置１００に備えた異物検出手段１１８では、画像間演算手段１１６で演算された異物強調画像１１７を解析し、画像内に異物が含まれている場合に異物検出信号１１９を生成する。
【００８５】
異物検出手段１１８も画像間演算手段１１６と同様に、画像信号を取り込む画像処理装置やパーソナルコンピュータのソフトウェア処理、ハードウェア処理で実現可能である。この異物検出手段１１８による異物の検出は図８のフローチャートに示した手順で行う。
【００８６】
図８のフローチャートにおいて、まず、ノイズ低減の手順８０１では、図１の異物検査装置１００の画像間演算手段１１６で演算して得た異物強調画像１１７に対し、ガウシアンフィルタや平均化フィルタ等のフィルタリング処理を施し、画像中に含まれたノイズを低減する。
【００８７】
次に二値化の手順８０２では、図５で示したような２波長差分値の閾値５０３を利用して二値化処理を行い、異物と食品の像を分別する。
【００８８】
二値化閾値については、例えば上述した波長セット１の比計算による異物強調画像１１７の場合（実際にはこれを画像信号に変換した値で実行する）、１．２あたりに閾値を設定し、１．２以上を食品、それ以下を異物と判断している。
【００８９】
このような異物強調画像１１７の二値化処理により、図６（ｄ）に示したような食品像６０７と異物像６０８の結果を得ることができる。
【００９０】
次に、異物認識の手順８０３では、二値化処理の結果から異物形状の特徴と一致するパターンを認識処理で検出する。例えば、異物の毛髪は細長い。このため、異物強調画像１１７内から細長いパターンを検出する。
【００９１】
具体的には、図６（ｄ）に示したように異物像６０８の毛髪が黒、食品像６０７の食品が白という状態になるように二値化処理される場合、細線化処理により太さ１画素幅の黒画素のパターンを生成する。
【００９２】
次に細線化結果から連続した黒画素を探索し、黒画素が数画素以上連続している場合に毛髪として判定し、異物の検出信号を生成する。
【００９３】
また、異物の形状が予め既知な場合は、画像間演算手段１１６で説明したパターンマッチング処理の適用も可能である。
【００９４】
これは予め異物の撮影画像を複数テンプレートとして登録しておき、テンプレートと一致もしくは類似する画像上の領域をパターンマッチングで検出するものである。
【００９５】
図１の異物検査装置１００の異物検出手段１１８によるパターンマッチング処理でテンプレートとの一致度、もしくは類似度が一定以上の領域が検出された場合に、異物混入と判断し、異物検出信号１１９を生成する。
【００９６】
異物検出手段１１８から出力される異物検出信号１１９は、異物の有無や、搬送手段１２１上の異物混入位置、異物混入画像等であり、制御手段１２０に入力させることで搬送手段１２１の制御や、異物検査装置１００の操作オペレータに開示する情報として利用される。
【００９７】
次に図１の異物検査装置１００に備えられた食品搬送手段１２１は、仕分け機能を有するベルトコンベア等の食品搬送手段であり、異物検出手段１１８により異物を検出した検出信号１１９が発行された場合に、制御手段１２０からの操作によって異物もしくは異物を含む食品を食品搬送手段１２１上からダストボックス１２２等に投入するように仕分けする。
【００９８】
以上説明した本発明の実施例である異物検査装置１００の各構成要素は、制御手段１２０で動作を制御している。
【００９９】
制御手段１２０は上述した画像処理装置やパーソナルコンピュータのソフトウェア処理で実現できる。この制御手段１２０を操作させる手順のフローチャートを図９に示す。
【０１００】
図９に示したフローチャートにおける光源、撮像素子の起動の手段９０１では、まず、図１の異物検査装置１００に備えられた光源１０１および撮影手段１２３を起動し、そして、搬送台の動作開始の手順９０２で搬送手段１２１を起動する。
【０１０１】
次に、撮影、画像間演算、異物検出の実行の手順９０３では、搬送過程にある食品１０２を全て検査可能な間隔で、画像撮影、画像間演算、異物検出を実行する。
【０１０２】
そして、異物の有無の手順９０４では、図１の異物検査装置１００に備えられた異物検出手段１１８によって食品１０２中に異物が検出された異物有りの場合に、搬送台の仕分け実行の手順９０５に進んで、異物を検出した領域にある搬送台１２１上の異物や異物を含む食品をダストボックス１２２などに仕分けする。
【０１０３】
異物の有無の手順９０４で異物が検出されない異物無しの場合に、異物検出停止の手順９０６に進んで異物検出を終了する。
【０１０４】
この場合、光源、撮像素子の停止の手順９０７に進んで、図１の異物検査装置１００に備えられた光源１０１や撮影手段１２３の稼動を停止し、次の搬送台の動作停止の手順９０８に進んで、搬送手段１２１の運転を停止する。
【０１０５】
尚、搬送手段１２１から異物或いは異物を含んだ食品を仕分ける仕分け位置は、搬送手段１２１の送り速度と撮影手段１２３の撮影タイミングから異物検出タイミングのずれを考慮した位置に設定する。
【０１０６】
また、上述した異物検査装置１００には、図１２に示すような画像表示手段１２０１や操作手段１２０２を搭載したユーザインタフェースを設けることによって、図１の異物検査装置１００における検査過程の異物強調画像１１７や、異物検出結果１１９を異物検査装置１００の操作オペレータに供給でき、また、異物検査装置１００の起動停止を容易に実行できる。
【０１０７】
画像表示手段１２０１は、ＣＲＴや液晶モニタ等の画像表示装置である。また、操作手段１２０２はキーボードやタッチパネルやマウス等の情報入力装置である。
【０１０８】
図１の異物検査装置１００における異物強調画像１１７や異物検査結果１１９の表示、オペレータからの操作手段１２０２からの入力による異物検査装置１００の制御は、図１０に示したフローチャートに基づいた手順によって、操作手段１２０２のソフトウェア処理で実行される。
【０１０９】
即ち、図１０に示したフローチャートにおける装置起動停止の手順１００１では異物検査装置１００の起動操作を確認後に次の装置起動の手順１００２に進み、操作手段１２０２からの異物検査装置１００の起動指示を受けて、図９のフローチャートに示した手順９０１〜９０５に沿って異物検査装置１００を起動して異物及び異物を含んだ食品の検査を実行する。
【０１１０】
そして次の信号補正値の取得の手順１００３では、必要に応じて前述した画像間差分で利用する画像信号の補正値を算出する。
【０１１１】
次に、複数の波長画像、異物強調画像の表示の手順１００４に進んで、画像間演算手段１１６に入力された画像信号１１０、１１５や異物強調画像１１７を画像表示手段１２０１に出力する。
【０１１２】
そして異物検出の手順１００５では異物検出手段１１８から異物が検出された場合に、異物検査位置の表示の手順１００６に進んで、その画像に対応する搬送手段１２１上の異物検出位置と警告を画像表示手段１２０１に出力する。
【０１１３】
その後、装置終了操作の手順１０７で、操作手段１２０２から異物検査装置１００の終了指示が発行された場合に、装置終了の手順１００８に進んで図９のフローチャートに示した手順９０６以降の手順に沿って装置の稼動を終了させる。
【０１１４】
なお、上記に説明したユーザインタフェースは、後述する本発明の他の実施例２乃至実施例４の異物検査装置にも適用可能である。
【０１１５】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、１つの光源と複数個の撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を２つ取得して２画像演算を行うことにより、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【０１１６】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【実施例２】
【０１１７】
次に本発明の他の実施例である異物検査装置１００を図２を用いて説明する。
【０１１８】
図２に示した本実施例の異物検査装置１００は、図１に示した先の実施例の異物検査装置１００と基本的な構成は類似しているので、両者に共通な構成については説明を省略し、両者が相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１１９】
図２に示した本実施例の異物検査装置１００では、食品に照射する光の波長ピークが異なる２つの光源２０１及び光源２０２と、一つの撮像素子２０５とを用いて図１の実施例で示した異物検査装置１００における異物強調画像１１７と同等な画像を取得するものである。
【０１２０】
本実施例の異物検査装置１００における光源２０１、２０２、撮影手段２１０、画像間演算手段２１６、搬送手段１２１、及び制御手段２２０以外の構成については図１の実施例の異物検査装置１００で示したものと同じなので説明を割愛する。
【０１２１】
第１の光源２０１と第２の光源２０２の波長の組み合わせは、図１の実施例で示した異物検査装置１００の波長セットの組み合わせと同等である。
【０１２２】
波長セット１を例にとって説明すると、第１の光源２０１の波長域は１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍ、第２の光源２０２の波長域は１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域で、これらの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が相互に異なるものである。
【０１２３】
それぞれの光源２０１、２０２は互いの発光時刻が重ならないように発光時刻をずらして光を検査対象の食品１０２に照射する。
【０１２４】
第１の光源２０１及び第２の光源２０２から検査対象の食品１０２に発光時刻をずらして光を照射して、この食品１０２から反射したそれぞれの反射光２０３を撮影手段２１０に備えられた対物レンズ２０４で集光し、この集光した光２０４を撮影手段２１０の撮像素子２０５に導く。
【０１２５】
この撮像素子２０５の感度波長域は、第１の光源２０１と第２の光源２０２の波長域をカバーするものである。
【０１２６】
撮像素子２０５は、第１の光源２０１と第２の光源２０２の照射タイミングに同期してそれぞれの照射光を食品１０２に照射して反射した反射光２０３を夫々撮影し、撮影したそれらの画像信号２０６を撮像素子２０５から画像間演算手段２１６に出力する。
【０１２７】
なお、光源２０１、２０２については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【０１２８】
更に、食品１０２が厚みが大きい立体物の場合は対物レンズ２０４の絞りを調整し、被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【０１２９】
画像間演算手段２１６は、撮像素子２０５から順番に送られてくる第１の光源２０１の照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６と、第２の光源２０２の照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６とについて画像間演算を実行し、異物強調画像１１７を生成するように構成されている。
【０１３０】
画像間演算手段２１６による画像間演算では像位置を一致させる必要があるため、このような光源２０１及び光源２０２と撮影手段２１０との構成をとる場合に、画像撮影の度に搬送手段１２１の移動を制御手段２２０の操作によって停止させることが望ましい。
【０１３１】
制御手段２２０の操作で搬送手段１２１を停止させて撮影手段２１０の撮像素子２０５によって第１の光源２０１及び第２の光源２０２から食品１０２に照射した照射光による反射光２０３を夫々撮影してそれらの画像信号２０６を生成する。
【０１３２】
次に、この食品１０２の撮影後に制御手段２２０の操作によって再度搬送手段１２１を移動させ、撮像素子２０５の撮影範囲に食品１０２の未検査の領域を導く。
【０１３３】
そして、制御手段２２０の操作によって再度、搬送手段１２１の移動を停止させ、撮影手段２１０の撮像素子２０５で第１の光源２０１を食品１０２に照射した照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６と、第２の光源２０２を食品１０２に照射した照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６を生成する。以後も順次、上記の操作を繰り返して搬送手段１２１上の検査対象の食品１０２の撮像を継続して実施する。
【０１３４】
また、搬送手段１２１による食品１０２の搬送を停止させずに第１の光源２０１を食品１０２に光を照射して反射した反射光２０３を撮影した画像信号２０６と、第２の光源２０２を食品１０２に光を照射して反射した反射光２０３を撮影した画像信号２０６とを撮影手段２１０の撮像素子２０５によって撮影して生成する場合には、図１４に示すように第１の光源２０１による画像と、第２の光源２０２による画像の撮影領域を重複させるようにすることで可能となる。
【０１３５】
図１４は、図２に示した本発明の実施例の異物検査装置における搬送手段１２１の表面１４００上に破線で示した撮影手段２１０による撮影範囲１４０１よりも広い範囲の領域となる撮影範囲１４０２を検査する際の、第１の光源２０１と第２の光源２０２の光照射時刻と、撮影手段２１０による撮影時刻を示したものである。
【０１３６】
まず搬送手段１２１の表面１４００上の撮影範囲１４０１に食品１０２が搬送されて、第１の光源２０１は検査対象の食品１０２に対する照射光の照射→照射光の停止を、第２の光源２０２も検査対象の食品１０２に対する照射光の照射→照射光の停止を夫々繰り返す。
【０１３７】
撮影手段２１０の撮像素子２０５による検査対象の食品１０２の画像の撮影は、第１の光源２０１と第２の光源２０２の照射時刻に合わせて実行する。
【０１３８】
第１の光源２０１による撮影間隔および第２の光源２０２による撮影間隔は、検査不可能な領域の発生を防ぐため、光源２０１及び光源２０２の応答性能や搬送手段１２１の送り性能、撮影手段２１０の撮影速度、画像間演算手段２１６や異物検出手段２１８の処理性能に合わせて調整する。
【０１３９】
以上説明した図２に示す本実施例である異物検査装置の制御は、図１に示した実施例の異物検査装置１００の場合と同様に、図９及び図１０で示した各フローチャートの手順に基づき、本実施例の異物検査装置１００に備えられた制御手段２２０によって行う。
【０１４０】
また、画像間演算手段２１６では、図１の実施例の異物検査装置１００で説明した画像信号の補正や、像位置のずれ量検出を行うことも可能である。
【０１４１】
なお、以上説明した本実施例の異物検査装置１００における第１の光源２０１と第２の光源２０２は個別に設置されている必要はない。
【０１４２】
例えば、図１７に示すように、第１の光源２０１の光を発光するＬＥＤ素子１７０２と第２の光源２０２の光を発光するＬＥＤ素子１７０３を環状に交互に配置して、２種の光源となるＬＥＤ素子１７０２及びＬＥＤ素子１７０３の照射タイミングを制御可能に構成した光源１７０１であってもよい。
【０１４３】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、２種類の波長光を発光する複数個の光源と１つの撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を２つ取得して２画像演算を行うことにより、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【０１４４】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【実施例３】
【０１４５】
次に本発明の更に他の実施例である異物検査装置１００を図３を用いて説明する。
【０１４６】
図３に示した本実施例の異物検査装置１００は、図１に示した先の実施例の異物検査装置１００と基本的な構成は類似しているので、両者に共通な構成については説明を省略し、両者が相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１４７】
図３に示した本実施例の異物検査装置１００では、食品に照射する光の波長ピークが異なる２種の光源３０１及び光源３０６と、２つの撮影手段３１４及び撮影手段３１５とを用いて図１の実施例で示した異物検査装置１００における異物強調画像１１７と同等な画像を取得するものである。
【０１４８】
本実施例の異物検査装置１００における光源３０１、３０６、撮影手段３１４、３１５、画像間演算手段３１６、及び制御手段３２０以外の構成要素については図１の実施例の異物検査装置１００で示したものと同じなので説明を割愛する。
【０１４９】
第１の光源３０１と第２の光源３０６の波長の組み合わせは、図１の実施例で示した異物検査装置１００の波長セットの組み合わせと同等である。
【０１５０】
波長セット１を例にとって説明すると、第１の光源３０１の波長域は１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍ、第２の光源３０６の波長域は１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域である。
【０１５１】
第１の光源３０１及び第２の光源３０６は、検査対象の食品１０２に対する異物検査中は常時、食品１０２に光を照射する。
【０１５２】
本実施例の異物検査装置１００における第１の撮影手段３１４は、第１の光源３０１から照射した光が食品１０２から反射した反射光３０２を集光する対物レンズ３０３と、対物レンズ３０２で集光された反射光３０２を第１の画像信号３０５に変換する第１の光源３０１の波長と同波長域に感度を持つ第１の撮像素子３０４とで構成されている。
【０１５３】
また、第２の撮影手段３１５は、第２の光源３０６から照射した光が食品１０２から反射した反射光３０７を集光する対物レンズ３０８と、対物レンズ３０８で集光された反射光３０７を第２の画像信号３１０に変換する第２の光源３０６の波長と同領域に感度を持つ第２の撮像素子３０９とで構成されている。
【０１５４】
第１の撮影手段３１４及び第２の撮影手段３１５は、搬送手段１２１の送り方向に対して前後の位置関係になるように相互に平行に配置され、搬送手段１２１上の異なる領域を撮影する。
【０１５５】
なお、光源３１０及び光源３０６については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【０１５６】
更に、食品１０２が厚みの大きい立体物の場合は対物レンズ３０３、３０８の絞りを調整し、被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【０１５７】
また、正確な２波長の画像の取得を行うためには、例えば、第１の光源３０１から食品１０２に照射した光が食品１０２により反射した反射光３０２は、第１の撮影手段３１４によって確実に受光させて第２の撮影手段３１５では受光しないようにする対策が必要である。
【０１５８】
この対策のためには、光源３０１と光源３０６との配置間隔を広げたり、図１５に示したように撮影手段３１４と光源３０１を通の暗室ボックス１５０５を設置し、光源３０２から食品１０２に照射する光１５０３や、食品１０２からこの光１５０３を反射した反射光３０２がこの暗室ボックス１５０５の外部に漏れないような構成にすればよい。
【０１５９】
尚、撮影手段３１５と光源３０６に対しても図１５に示した場合と同様に両者を内部に収容する共通の暗室ボックス１５０５を設置して、光源３０６から食品１０２に照射する光１５０３や、食品１０２からこの光１５０３を反射した反射光３０７がこの暗室ボックス１５０５の外部に漏れないように構成すればよいが、その図示は省略する。
【０１６０】
また、図１６に示したような波長感度と波長の関係を有する特性をもつローパスフィルタやハイパスフィルタを、撮影手段３１４の対物レンズ３０３や撮像素子３０４の前面に、並びに撮影手段３１５の対物レンズ３０８や撮像素子３０９の前面に夫々取り付けることでも対応が可能である。
【０１６１】
具体的には、第１の光源３０１の波長域＜第２の光源３０６の波長域の場合、第１の光源３０１の波長域１６０１と第２の光源３０６の波長域１６０２の中間点にある波長１６０３から短波長域を透過するハイパスフィルタを第１の撮影手段３１４の対物レンズ３０３や撮像素子３０４の前面に取り付け、前記中間点にある波長１６０３から長波長域を透過するローパスフィルタを第２の撮影手段３１５の対物レンズ３０８や撮像素子３０９の前面に取り付けることで、外部波長光の侵入を防ぐことができる。
【０１６２】
本実施例の異物検査装置１００における画像間演算手段３１６は、第１の撮影手段３１４で撮影して撮像素子３０４から出力した第１の画像信号３０５と、第２の撮影手段３１５で撮影して撮像素子３０９から出力した第２の画像信号３１０を受け取り、画像間演算を行う。ただし、第１の撮影手段３１４と第２の撮影手段３１５は前述したように搬送手段１２１上の撮影位置が異なる。
【０１６３】
例えば、第１の撮影手段３１４と第２の撮影手段３１５とが搬送手段１２１の送り方向に対して前後の位置関係になるように配置されているため、第１の撮影手段３１４で時刻ｔに撮影された搬送手段１２１上の領域は、第２の撮影手段３１５では時刻ｔ＋ｎに撮影されるため、ｎ時間分ずれが発生する。
【０１６４】
このため、画像間演算手段３１６によって第１の撮影手段３１４で撮影した画像をｎ時間分一次保存し、第２の撮影手段３１５で撮影した画像と、保存しておいたｎ時間前の第１の撮影手段３１４で撮影した前記画像を画像間演算することで、同領域の異物強調画像１１７を生成することができる。
【０１６５】
また、画像間演算手段３１６では、図１の実施例の異物検査装置１００で説明したものと同様に、画像信号の補正や、像位置のずれ量検出を行うことも可能である。
【０１６６】
以上説明した本実施例の上記の機器の制御は、図１に示した実施例の異物検査装置１００の場合と同様に、図９及び図１０で示した各フローチャートの手順に基づき、図３に示す本実施例の異物検査装置１００に備えられた制御手段３２０によって行う。
【０１６７】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、２種類の波長光を発光する複数個の光源と複数個の撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を２つ取得し、これらの画像に対して二値化処理の演算を行って異物を検出するようにしたので、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置が実現できる。
【０１６８】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【実施例４】
【０１６９】
次に本発明の別の実施例である異物検査装置１００を図１８を用いて説明する。
【０１７０】
図１８に示した本実施例の異物検査装置１００は、図１に示した先の実施例の異物検査装置１００と基本的な構成は類似しているので、両者に共通な構成については説明を省略し、両者が相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１７１】
図１８に示した本発明の異物検査装置１００では、食品に光を照射する撮影するための光源１０１と撮影手段４１０とを用いて図１の実施例で示した異物検査装置１００における異物強調画像１１７と同等な画像を取得するものである。
【０１７２】
本実施例の異物検査装置１００における撮影手段４１０、画像間演算手段４１６、制御手段４２０以外の構成要素については図１の実施例で示したものと同等なため説明を割愛する。
【０１７３】
本実施例の異物検査装置１００では、図１の実施例で説明した光源と同様に、１０００−１５００ｎｍの範囲内に光強度をもつＬＥＤやハロゲンランプ等の証明である光源１０１から食品１０２に光を照射する。
【０１７４】
本実施例の異物検査装置１００における撮影手段４１０は、光源１０１から照射した光が食品１０２から反射した反射光１０３を集光する対物レンズ４０２と、この対物レンズ４０２で集光された反射光１０３を導いて反射させた第１の反射光４６４と、透過させた第１の透過光４６６とに分光する第１のハーフミラー４３６を備えている。
【０１７５】
撮影手段４１０は、この第１のハーフミラー４３６からの反射光１０３から分光された第１の反射光４６４である１０００−１５００ｎｍの範囲内の第１の波長光４６５を受光して、この第１の波長光４６５のうち、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ４３１と、この第１のバンドパスフィルタ４３１を透過した特定範囲の波長帯の第１の波長光４６５の波長域に感度を持ち該第１の波長光４６５を第１の画像信号４５１に変換する第１の撮像素子４０５とを備えている。
【０１７６】
また撮影手段４１０は、第１のハーフミラー４３６によって反射光１０３から分光された第１の透過光４６６を導いて反射させた第２の反射光４６７と透過させた第２の透過光４６９とに分光する第２のハーフミラー４３７を備えている。
【０１７７】
撮影手段４１０は、この第２のハーフミラー４３７によって第１の透過光４６６から分光された第２の反射光４６７のうち、１０００−１５００ｎｍの範囲内の第２の波長光４６８を受光して、この第２の波長光４６８のうち、異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ４３２と、この第２のバンドパスフィルタ４３２を透過した第２の波長光４６８の波長域に感度を持ち該第２の波長光４６８を第２の画像信号４５２に変換する第２の撮像素子４０６とを備えている。
【０１７８】
また撮影手段４１０は、この第２のハーフミラー４３７によって第１の透過光４６６から分光された第２の透過光４６９のうち、１０００−１５００ｎｍの範囲内の第３の波長光４７０を受光して、この第３の透過光４７０のうち、更に異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第３のバンドパスフィルタ４３３と、この第３のバンドパスフィルタ４３３を透過した第３の波長光４７０の波長域に感度を持ち該第３の波長光４７０を第３の画像信号４５３に変換する第３の撮像素子４０７とを備えている。
【０１７９】
そして第１のバンドパスフィルタ４３１、第２のバンドパスフィルタ４３２及び第３のバンドパスフィルタ４３３は、１０００ｎｍー１５００ｎｍ範囲内にそれぞれ透過波長域のピークを有し、かつ透過波長域のピークが相互に異なるように形成された３種のバンドパスフィルタである。
【０１８０】
以上説明したように撮影手段４１０を構成することにより、１０００−１５００ｎｍの範囲内の第１〜第３の波長光４６５、４６８、４７０による画像信号４５１、４５２、４５３を取得することができる。
【０１８１】
なお、光源１０１については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【０１８２】
更に、食品１０２が厚みの大きな立体物の場合は、対物レンズ４０２の絞りを調整して被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【０１８３】
撮影手段４１０において、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ４３１、異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ４３２及び更に異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第３のバンドパスフィルタ４３３をそれぞれ透過して取得する第１〜第３の波長光４６５、４６８、４７０は以下のような組み合わせが望ましいが、１０００ｎｍ〜１５００ｎｍ範囲内で、食品１０２に含まれた水分および脂肪による吸収波長の凹凸を構成する３波長の組み合わせであれば、この組み合わせと波長帯域幅（＋／−α）を限定するものではない。
【０１８４】
以下に示した波長帯域幅の組み合せは、第１のバンドパスフィルタ４３１、第２のバンドパスフィルタ４３２及び第３のバンドパスフィルタ４３３に設定した透過させる特定範囲の波長帯の例示である。
【０１８５】
［波長セット１］第１の波長光（１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光：（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第３の波長光：（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）：１１００ｎｍ付近の食品の反射率＞１２００ｎｍ付近の食品の反射率と、１２００ｎｍ付近の食品の反射率＜１３００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【０１８６】
［波長セット２］第１の波長光（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光：（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第３の波長光：（１４００−５０ｎｍ〜１４００＋５０ｎｍの波長帯域）：１２００ｎｍ付近の食品の反射率＜１３００ｎｍ付近の食品の反射率と、１３００ｎｍ付近の食品の反射率＞１４００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【０１８７】
撮影手段４１０は上記に説明した波長セットによる３波長の画像信号４５１、４５３、４５２を画像間演算手段４１６に出力する。
【０１８８】
撮影手段４１０では、ハーフミラーを第１のハーフミラー４３６と第２のハーフミラー４３７との２段階で介しているので、第１のハーフミラー４３６による第１の反射光４６４を受光した画像信号４５１と、第２のハーフミラー４３７による第２の反射光４６７を受光した第２の画像信号４５２は、第３の画像信号４５３に対して画像が反転している。
【０１８９】
このため第１の画像信号４５１と第２の画像信号４５２の画像を反転させる。
【０１９０】
また、第１の反射光４６４の強度に対し、第２の反射光４６７の強度と、第３の画像信号４５３に変換される第２の透過光４６９の強度はそれぞれ半分になっている。
【０１９１】
そこで、第２の画像信号４５２、第３の画像信号４５３を夫々増幅した上で、第１の画像信号４５１との比較を行う。
【０１９２】
前記した波長セット１を利用する場合には、図７のフローチャートに示したような手順で、第１〜第３の画像信号４５１、４５３、４５２の調整を行い、画像間の像のずれ量を検出する。
【０１９３】
画像間演算手段４１６による画像間演算では、画像の像位置を合わせた上で、第１の画像信号４５１＞第３の画像信号４５３＜第２の画像信号４５２の条件を満足する像を高い輝度（食品）、それ以外の像を低い輝度（異物）に置き換えるような演算を行うことで、図６（ｃ）に示したような食品像６０５に対して異物像６０６が強調された異物強調画像を生成する。
【０１９４】
以上説明した本実施例の上記の機器の制御は、図１に示した実施例の異物検査装置１００の場合と同様に、図９及び図１０で示した各フローチャートと同様の手順に基づき、図１８に示す本実施例の異物検査装置１００に備えられた制御手段４２０によって行う。
【０１９５】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、１つの光源と３つの撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を３つ取得し、３画像演算と異物検出を行うことにより、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【０１９６】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】
本発明は、食品の製造および販売の過程で食品に混入した毛髪、虫類等の異物を高精度に検出する異物検査装置および異物検査方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の一実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の他の実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【図３】本発明の更に他の実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【図４】食品類及び異物の水分や脂肪による吸収波長スペクトルを示すグラフ。
【図５】食品類及び異物の水分や脂肪による吸収波長スペクトルを構成する２波長の分光反射率の差分を示すグラフ。
【図６】図１の実施例の異物検査装置で撮影した食品像と異物像の各例を夫々示す模式図。
【図７】図１の実施例の異物検査装置における画像間演算手段による画像間演算の手順を示すフローチャート。
【図８】図１の実施例の異物検査装置における異物検出手段による異物検出の手順を示すフローチャート。
【図９】図１の実施例の異物検査装置における制御手段による制御の手順を示すフローチャート。
【図１０】図１の実施例の異物検査装置におけるユーザインタフェースを利用した検査装置の制御の手順を示すフローチャート。
【図１１】図１の実施例の異物検査装置における搬送手段上の基準像位置を示す説明図。
【図１２】図１の実施例の異物検査装置におけるユーザインタフェースの一例を示す図。
【図１３】図１に示した実施例の画像間演算手段における輝度補正値の算出手順を示すフローチャート。
【図１４】図１の実施例の異物検査装置における光源の照射タイミングと画像撮影のタイミングを示した説明図。
【図１５】図３の実施例の異物検査装置における撮影手段の一例である暗室ボックスを設置した図。
【図１６】図３の実施例の異物検査装置における撮影手段に設置するローパスフィルタとハイパスフィルタの感度特性を示す図。
【図１７】図２の実施例の異物検査装置における光源の一例を示す機器の図。
【図１８】本発明の別の実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【０１９９】
１００：異物検査装置、１０１：光源、１０２：食品、１０３：食品からの反射光、１０４：対物レンズ、１０５：ハーフミラー、１０６：ハーフミラーからの反射光、１０７：第１のバンドパスフィルタ、１０８：第１の波長光、１０９：第１の撮像素子、１１０：第１の画像信号、１１１：ハーフミラーからの透過光、１１２：第２のバンドパスフィルタ、１１３：第２の波長光、１１４：第２の撮像素子、１１５：第２の画像信号、１１６：画像間演算手段、１１７：異物強調画像、１１８：異物検出手段、１１９：異物検出信号、１２０：制御手段、１２１：搬送手段、１２２：ダストボックス、１２３：撮影手段、２０１：第１の光源、２０２：第２の光源、２０３：反射光、２０４：対物レンズ、２０５：撮像素子、２０６：画像信号、２１６：画像間演算手段、２２０：制御手段、３０１：第１の光源、３０２：第１の反射光、３０３：第１の対物レンズ、３０４：第１の撮像素子、３０５：第１の画像信号、３０６：第２の光源、３０７：第２の反射光、３０８：第２の対物レンズ、３０９：第２の撮像素子、３１０：第２の画像信号、３１４：第１の撮影手段、３１５：第２の撮影手段、３１６：画像間演算手段、３２０：制御手段、４０２：対物レンズ、４０５：第１の撮像素子、４０６：第２の撮像素子、４０７：第３の撮像素子、４１０：撮影手段、４１６：画像間演算手段、４２０：制御手段、４３１：第１のバンドパスフィルタ、４３２：第２のバンドパスフィルタ、４３３：第３のバンドパスフィルタ、４３６：第１のハーフミラー、４３７：第２のハーフミラー、４５１：第１の画像信号、４５２：第２の画像信号、４５３：第３の画像信号、４６４：第１の反射光、４６５：第１の波長光、４６６：第１の透過光、４６７：第２の反射光、４６８：第２の波長光、４６９：第２の透過光、４７０：第３の波長光、５０１：異物の２波長差分値、５０２：食品の２波長差分値、５０３：閾値、１１００：搬送手段の表面、１１０２：撮影範囲、１１０３：食品の検査領域、１１０４：基準像、１２０１：画像表示手段、１２０２：操作手段、１４００：搬送手段の表面、１４０１：撮影範囲、１４０２：検査領域、１５０３：光源の照射光、１５０５：暗室ボックス、１６０１：第１の光源の強度分布、１６０２：第２の光源の強度分布、１６０３：第１と第２光源の中間波長、１７０１：光源、１７０２：第１の波長の発光手段、１７０３：第２の波長の発光手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の製造および販売の過程で食品に混入した毛髪、虫類等の異物を高精度に検出する異物検査装置および異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品の製造過程や販売過程において、金属、石、ガラス、毛髪、虫等の異物が混入する可能性があり、食品衛生上の課題となっている。
【０００３】
このため、近年では多くの食品製造メーカが金属検査機やＸ線検査装置を採用して、食品の製造過程において食品に混入した金属や石、ガラスの除去作業を可能としている。
【０００４】
しかしながら、上記のような金属検査機やＸ線検査装置では、毛髪や虫の異物が食品に混入している場合には、混入した毛髪や虫が細くて小さいためにこれらのものを検出することが非常に困難であり、現状は作業員による目視検査に頼らざるを得ないことから、検査コストの増大や異物の見逃しの可能性が課題となっている。
【０００５】
このような課題を解決する技術として、次の３件の特許文献には、食品に混入した異物を検出する方法が開示されている。
【０００６】
特開２００１−９９７８３号公報には、広帯域光を食品に照射してその反射光又は透過光から中赤外線領域、近中赤外線領域、及び可視光領域の３波長領域の画像を夫々撮像し、各波長領域の食品と異物との吸光度差による撮影画像の輝度に基づいて、これらの撮像画像の画像データを２値化処理して異物を検出する技術が開示されている。
【０００７】
特開２００６−１７７８９０号公報には、可視光と近赤外光とを食品に照射してその反射光から可視光と近赤外光の画像を撮像し、可視光と近赤外光では食品と異物の吸光度特性が正反対となる特性を利用して撮影した画像間の輝度レベルを演算することにより異物を強調させて異物を検出する技術が開示されている。
【０００８】
特開２００４−３０１６９０号公報には、白色光を食品に照射してその反射光から食品と異物の可視ー近赤外の吸収スペクトルを測定し、食品と異物の２次微分スペクトルを計算して両者の間で差異のある波長を特定する。そしてその特定波長を利用した２次微分画像を生成して異物を検出する技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−９９７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７７８９０号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特開２００１−９９７８３号公報に記載された技術の２値化処理では、照明条件が変動した場合に二値化処理が正常に機能せず、異物の検出が困難になるという課題がある。
【００１１】
また特開２００６−１７７８９０号公報に記載された技術では、可視光を利用していることから、食品が異物と類似色である場合には異物の検出が困難になるという課題がある。
【００１２】
また、特開２００４−３０１６９０号公報に記載された技術では、検査対象の食品が変わる度に食品と異物の吸収スペクトルを測定し、差異のある波長を特定する作業が発生する。
【００１３】
特に可視域も対象としているため、近赤外の食品と異物の組成による安定的なスペクトル反応よりも食品の色を示す可視光のスペクトル反応の影響を受けやすく、しかも２次微分により検出される波長域が食品によって変化するため、検査物の色によって光源や画像撮影手段を変更する手間とコストがかかるといった課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させるハーフミラーと、このハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光及び透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理によって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させる第１のハーフミラー、及びこの第１のハーフミラーを透過した透過光を受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させる第２のハーフミラーと、この第１のハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光、及び第２のハーフミラーを介した第２の反射光、及び第２の透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる複数の波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記複数の波長光を発光時刻をずらして照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また本発明の異物検査装置は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記波長光をそれぞれ照射することによる食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像をそれぞれ生成する複数の撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光をハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した反射光と透過した透過光とに分離させて受光し、この受光した前記波長域の反射光及び透過光に基づいて反射光画像及び透過光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【００２０】
また本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を受光し、この受光した前記波長域の反射光に基づいて反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【００２１】
また本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を波長光別に受光し、この受光した複数の反射光に基づいて複数の反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【００２２】
また本発明の異物検査方法は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光を第１のハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第１の反射光と透過した第１の透過光とに分離させて該第１の反射光を受光し、この第１のハーフミラーを介して透過した第１の透過光を第２のハーフミラーを介して受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させて夫々受光し、この第１のハーフミラーを介した前記波長域の第１の反射光、及び第２のハーフミラーを介した前記波長域の第２の反射光及び第２の透過光に基づいてそれぞれ反射光画像及び透過光画像を撮影し、これらの撮影した前記波長域の複数の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の実施例である異物検査装置及び異物検査方法について、図面を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【００２５】
まず最初に、食品に混入する代表的な異物及び食品類に対する分光反射スペクトルの一例を説明する。
【００２６】
図４は食品の製造過程や販売過程で食品に混入する可能性がある代表的な異物で金属検査装置やＸ線検査装置での検出が困難な異物（毛髪、ショウジョウバエ）、及び、野菜や米、肉を含む冷凍食品、パン、チョコレートといった幅広いカテゴリの食品類について、それらの分光反射スペクトル（１０００ｎｍー１５００ｎｍ）示したものである。
【００２７】
そして図４(ａ)は食品類の分光反射スペクトルを示し、図４（ｂ）は毛髪、ショウジョウバエ等の異物の分光反射スペクトルを示している。
【００２８】
上記した図４（a）で示したように、食品は全てに共通して１０００ｎｍから１５００ｎｍにかけてピーク値の凸部と、裾値の凹部とを備えた凹凸を示すことが分かる。
【００２９】
これは脂肪酸と水分を含む物質にみられる特徴であり、上記以外の多くの食品にも共通する反応である。
【００３０】
一方、上記した図４（ｂ）で示した異物である黒髪、白髪、染め毛等の毛髪やショウジョウバエについては、１０００ｎｍ−１５００ｎｍの反射率の変動が非常に小さいことが分かる。
【００３１】
異物の毛髪やショウジョウバエについても内部に水分、脂肪を有するが、毛髪表面のキューティクルやショウジョウバエの殻の影響により、水分や脂肪の反応が小さくなっているものと予想される。
【００３２】
本発明の異物検査装置では、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の特徴的な波長分布を利用して食品類と区別して異物を検出するものである。以下、本発明の実施例である異物検査装置の具体例を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施例である食品の異物検査装置１００の概略構成を示したものであり、この異物検査装置１００には食品、異物の画像を撮影するための光源１０１及び撮影手段１２３、撮影手段１２３で撮影した画像から異物を検出するための画像間演算手段１１６及び異物検出手段１１８、画像を撮影する対象となる食品を搬送し、異物が検出された場合に異物を含む食品１０２を仕分けする搬送手段１２１、上記した各機器の動作タイミングを制御する制御手段１２０が備えられている。
【００３４】
この異物検査装置１００の各構成要素について詳細を説明すると、光源１０１は、１０００−１５００ｎｍの範囲内に光強度をもつＬＥＤやハロゲンランプ等の照明であり、検査対象の食品１０２に１０００−１５００ｎｍの範囲内の赤外光を照射するものである。
【００３５】
即ち光源１０１は、食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射している。
【００３６】
撮影手段１２３は、被写体である検査対象の食品１０２から反射された光１０３を集光する対物レンズ１０４と、この光１０３を対物レンズ１０４を透過した透過光１１１と反射光１０６とに分解するハーフミラー１０５を備えている。
【００３７】
撮影手段１２３は、このハーフミラー１０５からの反射光１０６である１０００−１５００ｎｍ範囲内の第１の波長光１０８を受光して、この第１の波長光１０８のうち、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ１０７と、この第１のバンドパスフィルタ１０７を透過した特定範囲の波長帯の第１の波長光１０８を第１の画像信号１１０に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の第１の撮像素子１０９を備えている。
【００３８】
撮影手段１２３は更に、ハーフミラー１０５からの透過光１１１である１０００−１５００ｎｍ範囲内の透過光１１１を受光して、この透過光１１１のうち、異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ１１２と、この第２のバンドパスフィルタ１１２を透過した特定範囲の波長帯の第２の波長光１１３を第２の画像信号１１５に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の第２の撮像素子１１４とが備えられており、これらの第１、第２の撮像素子１０９、１１４で生成した画像信号１１０、１１５をそれぞれ画像間演算手段１１６に出力するように構成されている。
【００３９】
そして第１のバンドパスフィルタ１０７と第２のバンドパスフィルタ１１２は、１０００ｎｍー１５００ｎｍ範囲内にそれぞれ透過波長域のピークを有し、かつ透過波長域のピークが相互に異なるように形成された２種のバンドパスフィルタである。
【００４０】
第１の撮像素子１０９は第１の波長光１０８の帯域に感度を有し、第２の撮像素子１１４は第２の波長光１１３の帯域に感度を有するものである。
【００４１】
光源１０１については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【００４２】
食品１０２が厚みが大きい立体物の場合は対物レンズ１０４の絞りを調整し、被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【００４３】
撮影手段１２３において、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ１０７、及び異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ１１２をそれぞれ透過して取得する第１の波長光１０８と第２の波長光１１３は以下のような組み合わせが望ましいが、１０００ｎｍ〜１５００ｎｍ範囲内で、食品１０２に含まれた水分および脂肪による吸収波長の凹凸を構成する２波長の組み合わせであれば、この組み合わせと波長帯域幅（＋／−α）を限定するものではない。
【００４４】
以下に示した波長帯域幅の組み合せは、第１のバンドパスフィルタ１０７及び第２のバンドパスフィルタ１１２に設定した透過させる特定範囲の波長帯の例示である。
【００４５】
［波長セット１］第１の波長光（１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）：１１００ｎｍ付近の食品の反射率＞１２００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【００４６】
［波長セット２］第１の波長光（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）：１２００ｎｍ付近の食品の反射率＜１３００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【００４７】
［波長セット３］第１の波長光（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光（１４００−５０ｎｍ〜１４００＋５０ｎｍの波長帯域）：１３００ｎｍ付近の食品の反射率＞１４００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【００４８】
以上説明した光源１０１と撮影手段１２３で生成した食品１０２の画像は例えば波長セット１を適用した場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）で示したようになる。
【００４９】
図６（ａ）は図１の異物検査装置１００で食品１０２の食品像６０１の表面に異物である毛髪が付着した状態の異物像６０２の被写体を撮影した第１の波長光１０８の画像１１０を模式的に示したものである。
【００５０】
図６（ｂ）は図１の異物検査装置１００で同被写体を撮影した第２の波長光１１３の画像１１５を模式的に示したもので、食品像６０３の表面に異物像６０４が存在しているものである。
【００５１】
波長セット１の説明にあるように、食品１０２の反射率は第１の波長光の反射率＞第２の波長光の反射率の関係にあるので、図６（ｂ）に示した食品像６０３よりも図６（ａ）に示した食品像６０１の輝度値が高くなり白く画像化される。
【００５２】
一方、図４（ａ）に食品類の分光反射スペクトルを示し、図４（ｂ）に毛髪、ショウジョウバエ等の異物の分光反射スペクトルを示したものから理解できるように、毛髪、ショウジョウバエ等の異物は、第１の波長光１と第２の波長光の反射率がほとんど同じなので、図６（ａ）及び図６（ｂ）には同様の輝度値を持つ異物像６０２、６０４として画像化される。
【００５３】
画像間演算手段１１６は、撮影手段１２３からの第１の画像信号１１０と第２の画像信号１１５から異物を強調した画像（以下、異物強調画像１１７と称する）１１７を生成するものであり、画像信号間の像位置の調整や、輝度信号の調整、画像信号間の差分演算や比計算を行う。
【００５４】
画像間演算手段１１６は、例えば複数のカメラリンクインターフェースやＩＥＥＥ１３９４インターフェース等の画像入力インターフェースを備えた画像処理装置やパーソナルコンピュータのソフトウェア処理で実現可能である。
【００５５】
また、近年のキャプチャーボードや汎用画像処理装置は、以下に示す画像間演算や像の位置ずれ量の検出等をＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のハードウェアで高速化処理するものがあり、そのようなハードウェア処理でも十分に実現できる。
【００５６】
前記画像間演算手段１１６の処理手順を図７のフローチャートにより説明する。
【００５７】
まず、図７のフローチャートにおける画像信号の調整の処理７０１では、図１の異物検査装置１００における画像間演算手段１１６に入力された２つの画像信号１１０、１１５の調整を行う。撮影手段１２３ではハーフミラー１０５を利用するため、画像信号１１０と画像信号１１５は像が反転している。このため、ハーフミラー１０５の反射光１０６を受光した側の画像信号の像を反転させる。
【００５８】
次に輝度信号の補正を行う。輝度信号の補正は場合によっては不要であるが、撮影手段１２３のバンドパスフィルタ１０７、１１２や、撮像素子１０９、１１４は製品のばらつきや仕様によって光の透過率や感度が異なることがあり、第１と第２のバンドパスフィルタ１０７、１１２が同一強度の光を受光した場合でも、最終的に異なる輝度の画像信号１１０、１１５を生成してしまう場合がある。
【００５９】
また、検査に利用する波長光１０８、１１３の帯域によって光源の強度が一定とは限らないため、被写体が発する各波長の反射光の強度が正確に画像信号の差として反映できない可能性がある。
【００６０】
このような問題を防ぐため、上述した光源１０１や撮影手段１２３による機差、誤差情報を予め取得しておき、画像間演算手段１１６に入力された画像信号１１０、１１５に対して輝度の補正を行うものである。
【００６１】
具体的には、画像間演算手段１１６において、第１の波長光１０８と第２の波長光１１３を照射した場合に同一強度の光を反射する基準像を用意しておき、図１３のフローチャートに示す各手順に基づいて補正値を算出する。
【００６２】
即ち、図１３のフローチャートにおいて、基準パターンの撮影の手順１３０１にて最初に基準像を第１と第２の撮像素子１０９、１１４で撮影する。
【００６３】
光源１０１や撮影手段１２３の機差、誤差がある場合には第１と第２の画像信号１１０、１１５に輝度差が生じる。
【００６４】
そこで撮像素子の信号値を比較して、輝度差の有無の手順１３０２として、輝度差が有りの場合には機差、誤差情報を利用して補正信号を生成する補正値生成の手順１３０３に進み、その後、補正値保存の手順１３０４に進んで生成した前記の補正値を保持する。また、輝度差が無しの場合には補正値＝０となる。
【００６５】
例えば、基準パターンの撮影の手順１３０１にて基準像を撮影した際に、第１の画像信号１１０の輝度値が１００で第２の画像信号１１５の輝度値が８０だった場合には、１００−８０＝２０の輝度値が機差、誤差情報である。
【００６６】
そして、補正値生成の手順１３０３によって、食品の異物検査時には第１の画像信号１１０に対しては輝度の補正は行わず、第２の画像信号１１５を１．２５倍（１００／８０）に補正する。
【００６７】
この場合の補正信号は誤差、機差情報より求めた１．２５である。このような画像信号の輝度補正を行うことで、異物検査装置１００の光源１０１や撮影手段１２３に機差や誤差がある場合でも、被写体が発する波長域毎の光の強度差を正確に画像信号の差として取得することができる。
【００６８】
また、搬送手段１２１上の基準像位置を示した図１１のように、基準像１１０４を搬送手段１２１の表面１１００上に破線で表示した撮影範囲内１１０２で、かつ食品１０２が乗る検査領域１１０３より外側の領域となる領域１１０４に連続配置する。
【００６９】
即ち、基準像１１０４は領域１１０４と一致することになる。
【００７０】
図１の異物検査装置１００に備えた画像間演算手段１１６による異物強調画像１１７の生成時に、この基準像１１０４を配置した領域１１０４の画像信号から図１３にフローチャートで示した手順に沿って輝度差を検出し、補正値を求めるように構成されている。
【００７１】
これによって、異物検査装置１００が動作中に発生した誤差をリアルタイムに補正することができる。
【００７２】
次に図７のフローチャートにおける像位置のずれ量算出の手順７０２では、第１の画像信号１１０と第２の画像信号１１５の像位置のずれ量を検出する。後述の画像間演算の手順７０３では、画像信号間の演算で異物を強調した画像信号を生成するため、第１の画像信号１１０と第２の画像信号１１５の像位置の対応が取れていない場合に異物ではない部分を異物として強調してしまう可能性がある。
【００７３】
このため、像位置のずれ量算出の手順７０２では、例えば、第１の画像信号１１０の局所的な２次元画像をテンプレートとし、第２の画像信号１１５から前記テンプレートと一致する領域をテンプレートマッチングにより検出することで、第１の画像信号１１０と、第２の画像信号１１５との像位置のずれ量を求めることができる。
【００７４】
なお、像位置の調整については、撮影手段１２３の第１の撮像素子１０９および第２の撮像素子１１４が取得する像位置が一致している場合は不要である。
【００７５】
次に、図７のフローチャートにおける画像間演算の手順７０３では、求めた画像信号間のずれ量を考慮し、画像信号１１０、１１５間、もしくは輝度補正後の画像信号間の差分計算や比計算等の画像間演算を行い、画像間演算手段１１６により異物強調画像１１７を生成して該異物強調画像１１７を異物検出手段１１８に出力する。
【００７６】
例えば波長セット１の組み合わせの場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したような画像信号が得られ、第１の画像信号１１０から第２の画像信号１１５の差分計算を行い、その差分値を画像信号化すると、図６（ｃ）に示したような異物を強調した異物像６０６と食品像６０５が得られる。
【００７７】
食品像６０５については、第１の波長光の反射率＞第２の波長光の反射率であり、その差分が輝度値として反映される。一方、食品１０２については、図４に示したように第１の波長光の反射率≒第２の波長光の反射率であり、その差分は０に等しくなる。
【００７８】
また、比計算による画像間演算でも異物を強調した画像を生成することができる。例えば、食品の輝度信号（波長光１：１００、波長光２：７０）で、異物の輝度信号（波長光１：６０、波長光２：６０）の場合、波長光１の輝度信号／波長光２輝度信号を計算すると、食品＝１．４２、異物＝１．０となる。
【００７９】
この値を画像信号のレンジに調整すれば、図６（ｃ）で示した異物を強調した異物像６０６のような画像を生成することができる。
【００８０】
以上の手順に基づいて図１の異物検査装置１００に備えた画像間演算手段１１６により演算して求めた異物と食品の輝度差は、検査対象の食品と異物との組み合わせによっては１波長光のみで得た異物と食品の輝度差よりも小さくなる場合もある。
【００８１】
よって、１波長のみでは検査対象の食品と異物の組み合わせが変わると、その差が非常に小さくなってしまう可能性が高い。
【００８２】
そこで、本発明の実施例の異物検査装置１００では、２波長による画像間差分を利用することで、食品の種類に依存せず、安定的に異物の強調画像を生成することが可能となる。
【００８３】
図５に、波長セット１を利用した場合の食品サンプルと異物サンプルの２波長差分値を示す。異物５０１は、ショウジョウバエ、黒髪、白髪、白髪染め、おしゃれ染めの５種類であり、食品５０２はホワイトチョコレートやブラックチョコレートやクラッカー等の菓子類１０種類、人参、うどん、米、えび等の冷凍食品の具材２６種、パン類１１種である。
【００８４】
このように、２波長差分値の値に大小はあるが、異物５０１は２波長差分値の閾値５０３以下の値に、食品５０２は閾値５０３以上の値となっていることから、異物５０１と食品５０２とが一つの閾値５０３で分別可能なことが分かる、
次に図１の異物検査装置１００に備えた異物検出手段１１８では、画像間演算手段１１６で演算された異物強調画像１１７を解析し、画像内に異物が含まれている場合に異物検出信号１１９を生成する。
【００８５】
異物検出手段１１８も画像間演算手段１１６と同様に、画像信号を取り込む画像処理装置やパーソナルコンピュータのソフトウェア処理、ハードウェア処理で実現可能である。この異物検出手段１１８による異物の検出は図８のフローチャートに示した手順で行う。
【００８６】
図８のフローチャートにおいて、まず、ノイズ低減の手順８０１では、図１の異物検査装置１００の画像間演算手段１１６で演算して得た異物強調画像１１７に対し、ガウシアンフィルタや平均化フィルタ等のフィルタリング処理を施し、画像中に含まれたノイズを低減する。
【００８７】
次に二値化の手順８０２では、図５で示したような２波長差分値の閾値５０３を利用して二値化処理を行い、異物と食品の像を分別する。
【００８８】
二値化閾値については、例えば上述した波長セット１の比計算による異物強調画像１１７の場合（実際にはこれを画像信号に変換した値で実行する）、１．２あたりに閾値を設定し、１．２以上を食品、それ以下を異物と判断している。
【００８９】
このような異物強調画像１１７の二値化処理により、図６（ｄ）に示したような食品像６０７と異物像６０８の結果を得ることができる。
【００９０】
次に、異物認識の手順８０３では、二値化処理の結果から異物形状の特徴と一致するパターンを認識処理で検出する。例えば、異物の毛髪は細長い。このため、異物強調画像１１７内から細長いパターンを検出する。
【００９１】
具体的には、図６（ｄ）に示したように異物像６０８の毛髪が黒、食品像６０７の食品が白という状態になるように二値化処理される場合、細線化処理により太さ１画素幅の黒画素のパターンを生成する。
【００９２】
次に細線化結果から連続した黒画素を探索し、黒画素が数画素以上連続している場合に毛髪として判定し、異物の検出信号を生成する。
【００９３】
また、異物の形状が予め既知な場合は、画像間演算手段１１６で説明したパターンマッチング処理の適用も可能である。
【００９４】
これは予め異物の撮影画像を複数テンプレートとして登録しておき、テンプレートと一致もしくは類似する画像上の領域をパターンマッチングで検出するものである。
【００９５】
図１の異物検査装置１００の異物検出手段１１８によるパターンマッチング処理でテンプレートとの一致度、もしくは類似度が一定以上の領域が検出された場合に、異物混入と判断し、異物検出信号１１９を生成する。
【００９６】
異物検出手段１１８から出力される異物検出信号１１９は、異物の有無や、搬送手段１２１上の異物混入位置、異物混入画像等であり、制御手段１２０に入力させることで搬送手段１２１の制御や、異物検査装置１００の操作オペレータに開示する情報として利用される。
【００９７】
次に図１の異物検査装置１００に備えられた食品搬送手段１２１は、仕分け機能を有するベルトコンベア等の食品搬送手段であり、異物検出手段１１８により異物を検出した検出信号１１９が発行された場合に、制御手段１２０からの操作によって異物もしくは異物を含む食品を食品搬送手段１２１上からダストボックス１２２等に投入するように仕分けする。
【００９８】
以上説明した本発明の実施例である異物検査装置１００の各構成要素は、制御手段１２０で動作を制御している。
【００９９】
制御手段１２０は上述した画像処理装置やパーソナルコンピュータのソフトウェア処理で実現できる。この制御手段１２０を操作させる手順のフローチャートを図９に示す。
【０１００】
図９に示したフローチャートにおける光源、撮像素子の起動の手段９０１では、まず、図１の異物検査装置１００に備えられた光源１０１および撮影手段１２３を起動し、そして、搬送台の動作開始の手順９０２で搬送手段１２１を起動する。
【０１０１】
次に、撮影、画像間演算、異物検出の実行の手順９０３では、搬送過程にある食品１０２を全て検査可能な間隔で、画像撮影、画像間演算、異物検出を実行する。
【０１０２】
そして、異物の有無の手順９０４では、図１の異物検査装置１００に備えられた異物検出手段１１８によって食品１０２中に異物が検出された異物有りの場合に、搬送台の仕分け実行の手順９０５に進んで、異物を検出した領域にある搬送台１２１上の異物や異物を含む食品をダストボックス１２２などに仕分けする。
【０１０３】
異物の有無の手順９０４で異物が検出されない異物無しの場合に、異物検出停止の手順９０６に進んで異物検出を終了する。
【０１０４】
この場合、光源、撮像素子の停止の手順９０７に進んで、図１の異物検査装置１００に備えられた光源１０１や撮影手段１２３の稼動を停止し、次の搬送台の動作停止の手順９０８に進んで、搬送手段１２１の運転を停止する。
【０１０５】
尚、搬送手段１２１から異物或いは異物を含んだ食品を仕分ける仕分け位置は、搬送手段１２１の送り速度と撮影手段１２３の撮影タイミングから異物検出タイミングのずれを考慮した位置に設定する。
【０１０６】
また、上述した異物検査装置１００には、図１２に示すような画像表示手段１２０１や操作手段１２０２を搭載したユーザインタフェースを設けることによって、図１の異物検査装置１００における検査過程の異物強調画像１１７や、異物検出結果１１９を異物検査装置１００の操作オペレータに供給でき、また、異物検査装置１００の起動停止を容易に実行できる。
【０１０７】
画像表示手段１２０１は、ＣＲＴや液晶モニタ等の画像表示装置である。また、操作手段１２０２はキーボードやタッチパネルやマウス等の情報入力装置である。
【０１０８】
図１の異物検査装置１００における異物強調画像１１７や異物検査結果１１９の表示、オペレータからの操作手段１２０２からの入力による異物検査装置１００の制御は、図１０に示したフローチャートに基づいた手順によって、操作手段１２０２のソフトウェア処理で実行される。
【０１０９】
即ち、図１０に示したフローチャートにおける装置起動停止の手順１００１では異物検査装置１００の起動操作を確認後に次の装置起動の手順１００２に進み、操作手段１２０２からの異物検査装置１００の起動指示を受けて、図９のフローチャートに示した手順９０１〜９０５に沿って異物検査装置１００を起動して異物及び異物を含んだ食品の検査を実行する。
【０１１０】
そして次の信号補正値の取得の手順１００３では、必要に応じて前述した画像間差分で利用する画像信号の補正値を算出する。
【０１１１】
次に、複数の波長画像、異物強調画像の表示の手順１００４に進んで、画像間演算手段１１６に入力された画像信号１１０、１１５や異物強調画像１１７を画像表示手段１２０１に出力する。
【０１１２】
そして異物検出の手順１００５では異物検出手段１１８から異物が検出された場合に、異物検査位置の表示の手順１００６に進んで、その画像に対応する搬送手段１２１上の異物検出位置と警告を画像表示手段１２０１に出力する。
【０１１３】
その後、装置終了操作の手順１０７で、操作手段１２０２から異物検査装置１００の終了指示が発行された場合に、装置終了の手順１００８に進んで図９のフローチャートに示した手順９０６以降の手順に沿って装置の稼動を終了させる。
【０１１４】
なお、上記に説明したユーザインタフェースは、後述する本発明の他の実施例２乃至実施例４の異物検査装置にも適用可能である。
【０１１５】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、１つの光源と複数個の撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を２つ取得して２画像演算を行うことにより、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【０１１６】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【実施例２】
【０１１７】
次に本発明の他の実施例である異物検査装置１００を図２を用いて説明する。
【０１１８】
図２に示した本実施例の異物検査装置１００は、図１に示した先の実施例の異物検査装置１００と基本的な構成は類似しているので、両者に共通な構成については説明を省略し、両者が相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１１９】
図２に示した本実施例の異物検査装置１００では、食品に照射する光の波長ピークが異なる２つの光源２０１及び光源２０２と、一つの撮像素子２０５とを用いて図１の実施例で示した異物検査装置１００における異物強調画像１１７と同等な画像を取得するものである。
【０１２０】
本実施例の異物検査装置１００における光源２０１、２０２、撮影手段２１０、画像間演算手段２１６、搬送手段１２１、及び制御手段２２０以外の構成については図１の実施例の異物検査装置１００で示したものと同じなので説明を割愛する。
【０１２１】
第１の光源２０１と第２の光源２０２の波長の組み合わせは、図１の実施例で示した異物検査装置１００の波長セットの組み合わせと同等である。
【０１２２】
波長セット１を例にとって説明すると、第１の光源２０１の波長域は１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍ、第２の光源２０２の波長域は１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域で、これらの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が相互に異なるものである。
【０１２３】
それぞれの光源２０１、２０２は互いの発光時刻が重ならないように発光時刻をずらして光を検査対象の食品１０２に照射する。
【０１２４】
第１の光源２０１及び第２の光源２０２から検査対象の食品１０２に発光時刻をずらして光を照射して、この食品１０２から反射したそれぞれの反射光２０３を撮影手段２１０に備えられた対物レンズ２０４で集光し、この集光した光２０４を撮影手段２１０の撮像素子２０５に導く。
【０１２５】
この撮像素子２０５の感度波長域は、第１の光源２０１と第２の光源２０２の波長域をカバーするものである。
【０１２６】
撮像素子２０５は、第１の光源２０１と第２の光源２０２の照射タイミングに同期してそれぞれの照射光を食品１０２に照射して反射した反射光２０３を夫々撮影し、撮影したそれらの画像信号２０６を撮像素子２０５から画像間演算手段２１６に出力する。
【０１２７】
なお、光源２０１、２０２については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【０１２８】
更に、食品１０２が厚みが大きい立体物の場合は対物レンズ２０４の絞りを調整し、被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【０１２９】
画像間演算手段２１６は、撮像素子２０５から順番に送られてくる第１の光源２０１の照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６と、第２の光源２０２の照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６とについて画像間演算を実行し、異物強調画像１１７を生成するように構成されている。
【０１３０】
画像間演算手段２１６による画像間演算では像位置を一致させる必要があるため、このような光源２０１及び光源２０２と撮影手段２１０との構成をとる場合に、画像撮影の度に搬送手段１２１の移動を制御手段２２０の操作によって停止させることが望ましい。
【０１３１】
制御手段２２０の操作で搬送手段１２１を停止させて撮影手段２１０の撮像素子２０５によって第１の光源２０１及び第２の光源２０２から食品１０２に照射した照射光による反射光２０３を夫々撮影してそれらの画像信号２０６を生成する。
【０１３２】
次に、この食品１０２の撮影後に制御手段２２０の操作によって再度搬送手段１２１を移動させ、撮像素子２０５の撮影範囲に食品１０２の未検査の領域を導く。
【０１３３】
そして、制御手段２２０の操作によって再度、搬送手段１２１の移動を停止させ、撮影手段２１０の撮像素子２０５で第１の光源２０１を食品１０２に照射した照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６と、第２の光源２０２を食品１０２に照射した照射光による反射光２０３を撮影した画像信号２０６を生成する。以後も順次、上記の操作を繰り返して搬送手段１２１上の検査対象の食品１０２の撮像を継続して実施する。
【０１３４】
また、搬送手段１２１による食品１０２の搬送を停止させずに第１の光源２０１を食品１０２に光を照射して反射した反射光２０３を撮影した画像信号２０６と、第２の光源２０２を食品１０２に光を照射して反射した反射光２０３を撮影した画像信号２０６とを撮影手段２１０の撮像素子２０５によって撮影して生成する場合には、図１４に示すように第１の光源２０１による画像と、第２の光源２０２による画像の撮影領域を重複させるようにすることで可能となる。
【０１３５】
図１４は、図２に示した本発明の実施例の異物検査装置における搬送手段１２１の表面１４００上に破線で示した撮影手段２１０による撮影範囲１４０１よりも広い範囲の領域となる撮影範囲１４０２を検査する際の、第１の光源２０１と第２の光源２０２の光照射時刻と、撮影手段２１０による撮影時刻を示したものである。
【０１３６】
まず搬送手段１２１の表面１４００上の撮影範囲１４０１に食品１０２が搬送されて、第１の光源２０１は検査対象の食品１０２に対する照射光の照射→照射光の停止を、第２の光源２０２も検査対象の食品１０２に対する照射光の照射→照射光の停止を夫々繰り返す。
【０１３７】
撮影手段２１０の撮像素子２０５による検査対象の食品１０２の画像の撮影は、第１の光源２０１と第２の光源２０２の照射時刻に合わせて実行する。
【０１３８】
第１の光源２０１による撮影間隔および第２の光源２０２による撮影間隔は、検査不可能な領域の発生を防ぐため、光源２０１及び光源２０２の応答性能や搬送手段１２１の送り性能、撮影手段２１０の撮影速度、画像間演算手段２１６や異物検出手段２１８の処理性能に合わせて調整する。
【０１３９】
以上説明した図２に示す本実施例である異物検査装置の制御は、図１に示した実施例の異物検査装置１００の場合と同様に、図９及び図１０で示した各フローチャートの手順に基づき、本実施例の異物検査装置１００に備えられた制御手段２２０によって行う。
【０１４０】
また、画像間演算手段２１６では、図１の実施例の異物検査装置１００で説明した画像信号の補正や、像位置のずれ量検出を行うことも可能である。
【０１４１】
なお、以上説明した本実施例の異物検査装置１００における第１の光源２０１と第２の光源２０２は個別に設置されている必要はない。
【０１４２】
例えば、図１７に示すように、第１の光源２０１の光を発光するＬＥＤ素子１７０２と第２の光源２０２の光を発光するＬＥＤ素子１７０３を環状に交互に配置して、２種の光源となるＬＥＤ素子１７０２及びＬＥＤ素子１７０３の照射タイミングを制御可能に構成した光源１７０１であってもよい。
【０１４３】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、２種類の波長光を発光する複数個の光源と１つの撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を２つ取得して２画像演算を行うことにより、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【０１４４】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【実施例３】
【０１４５】
次に本発明の更に他の実施例である異物検査装置１００を図３を用いて説明する。
【０１４６】
図３に示した本実施例の異物検査装置１００は、図１に示した先の実施例の異物検査装置１００と基本的な構成は類似しているので、両者に共通な構成については説明を省略し、両者が相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１４７】
図３に示した本実施例の異物検査装置１００では、食品に照射する光の波長ピークが異なる２種の光源３０１及び光源３０６と、２つの撮影手段３１４及び撮影手段３１５とを用いて図１の実施例で示した異物検査装置１００における異物強調画像１１７と同等な画像を取得するものである。
【０１４８】
本実施例の異物検査装置１００における光源３０１、３０６、撮影手段３１４、３１５、画像間演算手段３１６、及び制御手段３２０以外の構成要素については図１の実施例の異物検査装置１００で示したものと同じなので説明を割愛する。
【０１４９】
第１の光源３０１と第２の光源３０６の波長の組み合わせは、図１の実施例で示した異物検査装置１００の波長セットの組み合わせと同等である。
【０１５０】
波長セット１を例にとって説明すると、第１の光源３０１の波長域は１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍ、第２の光源３０６の波長域は１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域である。
【０１５１】
第１の光源３０１及び第２の光源３０６は、検査対象の食品１０２に対する異物検査中は常時、食品１０２に光を照射する。
【０１５２】
本実施例の異物検査装置１００における第１の撮影手段３１４は、第１の光源３０１から照射した光が食品１０２から反射した反射光３０２を集光する対物レンズ３０３と、対物レンズ３０２で集光された反射光３０２を第１の画像信号３０５に変換する第１の光源３０１の波長と同波長域に感度を持つ第１の撮像素子３０４とで構成されている。
【０１５３】
また、第２の撮影手段３１５は、第２の光源３０６から照射した光が食品１０２から反射した反射光３０７を集光する対物レンズ３０８と、対物レンズ３０８で集光された反射光３０７を第２の画像信号３１０に変換する第２の光源３０６の波長と同領域に感度を持つ第２の撮像素子３０９とで構成されている。
【０１５４】
第１の撮影手段３１４及び第２の撮影手段３１５は、搬送手段１２１の送り方向に対して前後の位置関係になるように相互に平行に配置され、搬送手段１２１上の異なる領域を撮影する。
【０１５５】
なお、光源３１０及び光源３０６については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【０１５６】
更に、食品１０２が厚みの大きい立体物の場合は対物レンズ３０３、３０８の絞りを調整し、被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【０１５７】
また、正確な２波長の画像の取得を行うためには、例えば、第１の光源３０１から食品１０２に照射した光が食品１０２により反射した反射光３０２は、第１の撮影手段３１４によって確実に受光させて第２の撮影手段３１５では受光しないようにする対策が必要である。
【０１５８】
この対策のためには、光源３０１と光源３０６との配置間隔を広げたり、図１５に示したように撮影手段３１４と光源３０１を通の暗室ボックス１５０５を設置し、光源３０２から食品１０２に照射する光１５０３や、食品１０２からこの光１５０３を反射した反射光３０２がこの暗室ボックス１５０５の外部に漏れないような構成にすればよい。
【０１５９】
尚、撮影手段３１５と光源３０６に対しても図１５に示した場合と同様に両者を内部に収容する共通の暗室ボックス１５０５を設置して、光源３０６から食品１０２に照射する光１５０３や、食品１０２からこの光１５０３を反射した反射光３０７がこの暗室ボックス１５０５の外部に漏れないように構成すればよいが、その図示は省略する。
【０１６０】
また、図１６に示したような波長感度と波長の関係を有する特性をもつローパスフィルタやハイパスフィルタを、撮影手段３１４の対物レンズ３０３や撮像素子３０４の前面に、並びに撮影手段３１５の対物レンズ３０８や撮像素子３０９の前面に夫々取り付けることでも対応が可能である。
【０１６１】
具体的には、第１の光源３０１の波長域＜第２の光源３０６の波長域の場合、第１の光源３０１の波長域１６０１と第２の光源３０６の波長域１６０２の中間点にある波長１６０３から短波長域を透過するハイパスフィルタを第１の撮影手段３１４の対物レンズ３０３や撮像素子３０４の前面に取り付け、前記中間点にある波長１６０３から長波長域を透過するローパスフィルタを第２の撮影手段３１５の対物レンズ３０８や撮像素子３０９の前面に取り付けることで、外部波長光の侵入を防ぐことができる。
【０１６２】
本実施例の異物検査装置１００における画像間演算手段３１６は、第１の撮影手段３１４で撮影して撮像素子３０４から出力した第１の画像信号３０５と、第２の撮影手段３１５で撮影して撮像素子３０９から出力した第２の画像信号３１０を受け取り、画像間演算を行う。ただし、第１の撮影手段３１４と第２の撮影手段３１５は前述したように搬送手段１２１上の撮影位置が異なる。
【０１６３】
例えば、第１の撮影手段３１４と第２の撮影手段３１５とが搬送手段１２１の送り方向に対して前後の位置関係になるように配置されているため、第１の撮影手段３１４で時刻ｔに撮影された搬送手段１２１上の領域は、第２の撮影手段３１５では時刻ｔ＋ｎに撮影されるため、ｎ時間分ずれが発生する。
【０１６４】
このため、画像間演算手段３１６によって第１の撮影手段３１４で撮影した画像をｎ時間分一次保存し、第２の撮影手段３１５で撮影した画像と、保存しておいたｎ時間前の第１の撮影手段３１４で撮影した前記画像を画像間演算することで、同領域の異物強調画像１１７を生成することができる。
【０１６５】
また、画像間演算手段３１６では、図１の実施例の異物検査装置１００で説明したものと同様に、画像信号の補正や、像位置のずれ量検出を行うことも可能である。
【０１６６】
以上説明した本実施例の上記の機器の制御は、図１に示した実施例の異物検査装置１００の場合と同様に、図９及び図１０で示した各フローチャートの手順に基づき、図３に示す本実施例の異物検査装置１００に備えられた制御手段３２０によって行う。
【０１６７】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、２種類の波長光を発光する複数個の光源と複数個の撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を２つ取得し、これらの画像に対して二値化処理の演算を行って異物を検出するようにしたので、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置が実現できる。
【０１６８】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【実施例４】
【０１６９】
次に本発明の別の実施例である異物検査装置１００を図１８を用いて説明する。
【０１７０】
図１８に示した本実施例の異物検査装置１００は、図１に示した先の実施例の異物検査装置１００と基本的な構成は類似しているので、両者に共通な構成については説明を省略し、両者が相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１７１】
図１８に示した本発明の異物検査装置１００では、食品に光を照射する撮影するための光源１０１と撮影手段４１０とを用いて図１の実施例で示した異物検査装置１００における異物強調画像１１７と同等な画像を取得するものである。
【０１７２】
本実施例の異物検査装置１００における撮影手段４１０、画像間演算手段４１６、制御手段４２０以外の構成要素については図１の実施例で示したものと同等なため説明を割愛する。
【０１７３】
本実施例の異物検査装置１００では、図１の実施例で説明した光源と同様に、１０００−１５００ｎｍの範囲内に光強度をもつＬＥＤやハロゲンランプ等の証明である光源１０１から食品１０２に光を照射する。
【０１７４】
本実施例の異物検査装置１００における撮影手段４１０は、光源１０１から照射した光が食品１０２から反射した反射光１０３を集光する対物レンズ４０２と、この対物レンズ４０２で集光された反射光１０３を導いて反射させた第１の反射光４６４と、透過させた第１の透過光４６６とに分光する第１のハーフミラー４３６を備えている。
【０１７５】
撮影手段４１０は、この第１のハーフミラー４３６からの反射光１０３から分光された第１の反射光４６４である１０００−１５００ｎｍの範囲内の第１の波長光４６５を受光して、この第１の波長光４６５のうち、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ４３１と、この第１のバンドパスフィルタ４３１を透過した特定範囲の波長帯の第１の波長光４６５の波長域に感度を持ち該第１の波長光４６５を第１の画像信号４５１に変換する第１の撮像素子４０５とを備えている。
【０１７６】
また撮影手段４１０は、第１のハーフミラー４３６によって反射光１０３から分光された第１の透過光４６６を導いて反射させた第２の反射光４６７と透過させた第２の透過光４６９とに分光する第２のハーフミラー４３７を備えている。
【０１７７】
撮影手段４１０は、この第２のハーフミラー４３７によって第１の透過光４６６から分光された第２の反射光４６７のうち、１０００−１５００ｎｍの範囲内の第２の波長光４６８を受光して、この第２の波長光４６８のうち、異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ４３２と、この第２のバンドパスフィルタ４３２を透過した第２の波長光４６８の波長域に感度を持ち該第２の波長光４６８を第２の画像信号４５２に変換する第２の撮像素子４０６とを備えている。
【０１７８】
また撮影手段４１０は、この第２のハーフミラー４３７によって第１の透過光４６６から分光された第２の透過光４６９のうち、１０００−１５００ｎｍの範囲内の第３の波長光４７０を受光して、この第３の透過光４７０のうち、更に異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第３のバンドパスフィルタ４３３と、この第３のバンドパスフィルタ４３３を透過した第３の波長光４７０の波長域に感度を持ち該第３の波長光４７０を第３の画像信号４５３に変換する第３の撮像素子４０７とを備えている。
【０１７９】
そして第１のバンドパスフィルタ４３１、第２のバンドパスフィルタ４３２及び第３のバンドパスフィルタ４３３は、１０００ｎｍー１５００ｎｍ範囲内にそれぞれ透過波長域のピークを有し、かつ透過波長域のピークが相互に異なるように形成された３種のバンドパスフィルタである。
【０１８０】
以上説明したように撮影手段４１０を構成することにより、１０００−１５００ｎｍの範囲内の第１〜第３の波長光４６５、４６８、４７０による画像信号４５１、４５２、４５３を取得することができる。
【０１８１】
なお、光源１０１については、光が食品１０２に均一に照射されるように拡散板等を搭載したものが望ましい。
【０１８２】
更に、食品１０２が厚みの大きな立体物の場合は、対物レンズ４０２の絞りを調整して被写界深度を深くして広範囲にピントを合わせることが望ましい。
【０１８３】
撮影手段４１０において、特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第１のバンドパスフィルタ４３１、異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第２のバンドパスフィルタ４３２及び更に異なる特定範囲の波長帯を透過させる透過波長ピークを有する第３のバンドパスフィルタ４３３をそれぞれ透過して取得する第１〜第３の波長光４６５、４６８、４７０は以下のような組み合わせが望ましいが、１０００ｎｍ〜１５００ｎｍ範囲内で、食品１０２に含まれた水分および脂肪による吸収波長の凹凸を構成する３波長の組み合わせであれば、この組み合わせと波長帯域幅（＋／−α）を限定するものではない。
【０１８４】
以下に示した波長帯域幅の組み合せは、第１のバンドパスフィルタ４３１、第２のバンドパスフィルタ４３２及び第３のバンドパスフィルタ４３３に設定した透過させる特定範囲の波長帯の例示である。
【０１８５】
［波長セット１］第１の波長光（１１００−５０ｎｍ〜１１００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光：（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第３の波長光：（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）：１１００ｎｍ付近の食品の反射率＞１２００ｎｍ付近の食品の反射率と、１２００ｎｍ付近の食品の反射率＜１３００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【０１８６】
［波長セット２］第１の波長光（１２００−５０ｎｍ〜１２００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第２の波長光：（１３００−５０ｎｍ〜１３００＋５０ｎｍの波長帯域）＋第３の波長光：（１４００−５０ｎｍ〜１４００＋５０ｎｍの波長帯域）：１２００ｎｍ付近の食品の反射率＜１３００ｎｍ付近の食品の反射率と、１３００ｎｍ付近の食品の反射率＞１４００ｎｍ付近の食品の反射率の関係を利用する。
【０１８７】
撮影手段４１０は上記に説明した波長セットによる３波長の画像信号４５１、４５３、４５２を画像間演算手段４１６に出力する。
【０１８８】
撮影手段４１０では、ハーフミラーを第１のハーフミラー４３６と第２のハーフミラー４３７との２段階で介しているので、第１のハーフミラー４３６による第１の反射光４６４を受光した画像信号４５１と、第２のハーフミラー４３７による第２の反射光４６７を受光した第２の画像信号４５２は、第３の画像信号４５３に対して画像が反転している。
【０１８９】
このため第１の画像信号４５１と第２の画像信号４５２の画像を反転させる。
【０１９０】
また、第１の反射光４６４の強度に対し、第２の反射光４６７の強度と、第３の画像信号４５３に変換される第２の透過光４６９の強度はそれぞれ半分になっている。
【０１９１】
そこで、第２の画像信号４５２、第３の画像信号４５３を夫々増幅した上で、第１の画像信号４５１との比較を行う。
【０１９２】
前記した波長セット１を利用する場合には、図７のフローチャートに示したような手順で、第１〜第３の画像信号４５１、４５３、４５２の調整を行い、画像間の像のずれ量を検出する。
【０１９３】
画像間演算手段４１６による画像間演算では、画像の像位置を合わせた上で、第１の画像信号４５１＞第３の画像信号４５３＜第２の画像信号４５２の条件を満足する像を高い輝度（食品）、それ以外の像を低い輝度（異物）に置き換えるような演算を行うことで、図６（ｃ）に示したような食品像６０５に対して異物像６０６が強調された異物強調画像を生成する。
【０１９４】
以上説明した本実施例の上記の機器の制御は、図１に示した実施例の異物検査装置１００の場合と同様に、図９及び図１０で示した各フローチャートと同様の手順に基づき、図１８に示す本実施例の異物検査装置１００に備えられた制御手段４２０によって行う。
【０１９５】
以上の説明から明らかなように、本実施例の異物検査装置によれば、１つの光源と３つの撮像素子を備えた構成で、食品等の水分および脂肪酸を含有する物質が、該物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長画像を３つ取得し、３画像演算と異物検出を行うことにより、金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【０１９６】
本発明の実施例によれば、検査対象の色に拘わらずに金属検査装置やＸ線検査装置では検出が困難な食品に混入した細くて小さな異物（毛髪、ショウジョウバエ等）の高精度な検出を容易且つ低コストで可能にした異物検査装置及び異物検査方法が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】
本発明は、食品の製造および販売の過程で食品に混入した毛髪、虫類等の異物を高精度に検出する異物検査装置および異物検査方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の一実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の他の実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【図３】本発明の更に他の実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【図４】食品類及び異物の水分や脂肪による吸収波長スペクトルを示すグラフ。
【図５】食品類及び異物の水分や脂肪による吸収波長スペクトルを構成する２波長の分光反射率の差分を示すグラフ。
【図６】図１の実施例の異物検査装置で撮影した食品像と異物像の各例を夫々示す模式図。
【図７】図１の実施例の異物検査装置における画像間演算手段による画像間演算の手順を示すフローチャート。
【図８】図１の実施例の異物検査装置における異物検出手段による異物検出の手順を示すフローチャート。
【図９】図１の実施例の異物検査装置における制御手段による制御の手順を示すフローチャート。
【図１０】図１の実施例の異物検査装置におけるユーザインタフェースを利用した検査装置の制御の手順を示すフローチャート。
【図１１】図１の実施例の異物検査装置における搬送手段上の基準像位置を示す説明図。
【図１２】図１の実施例の異物検査装置におけるユーザインタフェースの一例を示す図。
【図１３】図１に示した実施例の画像間演算手段における輝度補正値の算出手順を示すフローチャート。
【図１４】図１の実施例の異物検査装置における光源の照射タイミングと画像撮影のタイミングを示した説明図。
【図１５】図３の実施例の異物検査装置における撮影手段の一例である暗室ボックスを設置した図。
【図１６】図３の実施例の異物検査装置における撮影手段に設置するローパスフィルタとハイパスフィルタの感度特性を示す図。
【図１７】図２の実施例の異物検査装置における光源の一例を示す機器の図。
【図１８】本発明の別の実施例である食品の異物検査装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【０１９９】
１００：異物検査装置、１０１：光源、１０２：食品、１０３：食品からの反射光、１０４：対物レンズ、１０５：ハーフミラー、１０６：ハーフミラーからの反射光、１０７：第１のバンドパスフィルタ、１０８：第１の波長光、１０９：第１の撮像素子、１１０：第１の画像信号、１１１：ハーフミラーからの透過光、１１２：第２のバンドパスフィルタ、１１３：第２の波長光、１１４：第２の撮像素子、１１５：第２の画像信号、１１６：画像間演算手段、１１７：異物強調画像、１１８：異物検出手段、１１９：異物検出信号、１２０：制御手段、１２１：搬送手段、１２２：ダストボックス、１２３：撮影手段、２０１：第１の光源、２０２：第２の光源、２０３：反射光、２０４：対物レンズ、２０５：撮像素子、２０６：画像信号、２１６：画像間演算手段、２２０：制御手段、３０１：第１の光源、３０２：第１の反射光、３０３：第１の対物レンズ、３０４：第１の撮像素子、３０５：第１の画像信号、３０６：第２の光源、３０７：第２の反射光、３０８：第２の対物レンズ、３０９：第２の撮像素子、３１０：第２の画像信号、３１４：第１の撮影手段、３１５：第２の撮影手段、３１６：画像間演算手段、３２０：制御手段、４０２：対物レンズ、４０５：第１の撮像素子、４０６：第２の撮像素子、４０７：第３の撮像素子、４１０：撮影手段、４１６：画像間演算手段、４２０：制御手段、４３１：第１のバンドパスフィルタ、４３２：第２のバンドパスフィルタ、４３３：第３のバンドパスフィルタ、４３６：第１のハーフミラー、４３７：第２のハーフミラー、４５１：第１の画像信号、４５２：第２の画像信号、４５３：第３の画像信号、４６４：第１の反射光、４６５：第１の波長光、４６６：第１の透過光、４６７：第２の反射光、４６８：第２の波長光、４６９：第２の透過光、４７０：第３の波長光、５０１：異物の２波長差分値、５０２：食品の２波長差分値、５０３：閾値、１１００：搬送手段の表面、１１０２：撮影範囲、１１０３：食品の検査領域、１１０４：基準像、１２０１：画像表示手段、１２０２：操作手段、１４００：搬送手段の表面、１４０１：撮影範囲、１４０２：検査領域、１５０３：光源の照射光、１５０５：暗室ボックス、１６０１：第１の光源の強度分布、１６０２：第２の光源の強度分布、１６０３：第１と第２光源の中間波長、１７０１：光源、１７０２：第１の波長の発光手段、１７０３：第２の波長の発光手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させるハーフミラーと、このハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光及び透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理によって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させる第１のハーフミラー、及びこの第１のハーフミラーを透過した透過光を受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させる第２のハーフミラーと、この第１のハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光、及び第２のハーフミラーを介した第２の反射光、及び第２の透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項３】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる複数の波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記複数の波長光を発光時刻をずらして照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項４】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記波長光をそれぞれ照射することによる食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像をそれぞれ生成する複数の撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記異物を強調した画像に基づいて画像処理によって異物を検出して異物検出信号、異物検出位置、異物検出画像のいずれかのデータを出力する手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置は異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段によって出力される異物を強調した画像を表示する画像表示手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項７】
請求項５に記載の異物検査装置において、異物検査装置は、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段によって出力される異物検出信号、異物検出位置、異物検出画像のいずれかのデータを表示する画像表示手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の異物検査装置において、異物検査装置はオペレータによる異物検査装置の制御を行う操作手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置は検査対象の食品を搬送する搬送手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の異物検査装置において、異物検査装置の搬送手段は異物を検出した場合に異物や、異物を含む食品を仕分けする仕分け手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記撮影手段や前記光源の機差、誤差による輝度補正手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像のずれ量を検出するずれ検出手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像の輝度差によって異物を強調した画像を生成する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像の輝度比によって異物を強調した画像を生成する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像の輝度値の高低の関係を利用して異物を強調した画像を生成する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１６】
請求項５に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた異物検出手段は、前記異物を強調した画像の２値化処理と２値化処理結果の画素数によって異物を識別する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１７】
請求項５に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた異物検出手段は、前記異物を強調した画像と、予め登録しておいた異物の画像との類似性を検証して異物を識別する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた輝度補正手段は、輝度補正に利用する補正値が２つ以上の波長域で同ー強度の光を反射する基準像に２つ以上の波長光を照射し、その波長光を画像信号に変換した後に画像信号を比較して画像信号間で差分があった場合にその差分値から補正値を算出するように構成されていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた輝度補正手段は、異物検査装置の搬送手段に配置された基準像の撮影画像から輝度補正値を算出することを特徴とする異物検査装置。
【請求項２０】
請求項３に記載の異物検査装置において、異物検査装置の光源は、照射光の照射時刻を波長毎に設定可能に構成し、撮影手段は各波長光の照射時刻毎に反射光を撮影可能に構成し、異物を検出する演算処理手段は撮影画像の中から各光源の画像を選択して異物を強調した画像を生成する手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項２１】
請求項４に記載の異物検査装置において、異物検査装置に前記撮影手段と光源とを取り囲むボックス部材を備えて外部から前記撮影手段への光の進入を防止するように構成したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２２】
請求項１に記載の異物検査装置において、ハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光と透過光のうち、反射光を受光してこの反射光が有する特定範囲の波長帯を透過させる第１のバンドパスフィルタと、透過光を受光してこの透過光が有する異なる特定範囲の波長帯を透過させる第２のバンドパスフィルタとを備え、これらの第１のバンドパスフィルタを透過した反射光及び第２のバンドパスフィルタを透過した透過光を前記撮影手段によってそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成するように構成したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２３】
請求項２に記載の異物検査装置において、ハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光と透過光のうち、反射光を受光してこの反射光が有する特定範囲の波長帯を透過させる第１のバンドパスフィルタと、ハーフミラーを透過した透過光を更に別のハーフミラーを介して分光した別の反射光を受光してこの別の反射光が有する異なる特定範囲の波長帯を透過させる第２のバンドパスフィルタと、前記別のハーフミラーを介して分光した透過光を受光してこの透過光が有する更に異なる特定範囲の波長帯を透過させる第３のバンドパスフィルタとを備え、これらの第１のバンドパスフィルタを透過した反射光及び第２のバンドパスフィルタを透過した別の反射光及び第３のバンドパスフィルタを透過した透過光を前記撮影手段によってそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成するように構成したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２４】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光をハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した反射光と透過した透過光とに分離させて受光し、この受光した前記波長域の反射光及び透過光に基づいて反射光画像及び透過光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２５】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を受光し、この受光した前記波長域の反射光に基づいて反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２６】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を波長光別に受光し、この受光した複数の反射光に基づいて複数の反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２７】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光を第１のハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第１の反射光と透過した第１の透過光とに分離させて該第１の反射光を受光し、この第１のハーフミラーを介して透過した第１の透過光を第２のハーフミラーを介して受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させて夫々受光し、この第１のハーフミラーを介した前記波長域の第１の反射光、及び第２のハーフミラーを介した前記波長域の第２の反射光及び第２の透過光に基づいてそれぞれ反射光画像及び透過光画像を撮影し、これらの撮影した前記波長域の複数の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２８】
請求項２４又は請求項２７に記載の異物検査方法において、ハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光と透過光のうち、反射光及び透過光をそれぞれ受光してこれらの反射光及び透過光が有する特定範囲の波長帯を透過させる複数のバンドパスフィルタをそれぞれ透過した反射光及び透過光に基づいてそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成するように構成したことを特徴とする異物検査方法。
【請求項１】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させるハーフミラーと、このハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光及び透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理によって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を照射する光源と、光源から前記波長光を照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光を受光してこの受光した反射光を１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した反射光と透過した透過光とに分離させる第１のハーフミラー、及びこの第１のハーフミラーを透過した透過光を受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の複数の波長域を有する分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させる第２のハーフミラーと、この第１のハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光、及び第２のハーフミラーを介した第２の反射光、及び第２の透過光をそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項３】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる複数の波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記複数の波長光を発光時刻をずらして照射して食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項４】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光をそれぞれ照射する複数の光源と、前記複数の光源から食品に対して前記波長光をそれぞれ照射することによる食品及び食品に含まれた異物からの反射光をそれぞれ受光してこの受光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域を有する反射光から反射光画像をそれぞれ生成する複数の撮影手段と、前記撮影手段で生成した前記波長域を有する複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出する演算処理手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記異物を強調した画像に基づいて画像処理によって異物を検出して異物検出信号、異物検出位置、異物検出画像のいずれかのデータを出力する手段を備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置は異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段によって出力される異物を強調した画像を表示する画像表示手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項７】
請求項５に記載の異物検査装置において、異物検査装置は、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段によって出力される異物検出信号、異物検出位置、異物検出画像のいずれかのデータを表示する画像表示手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の異物検査装置において、異物検査装置はオペレータによる異物検査装置の制御を行う操作手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置は検査対象の食品を搬送する搬送手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の異物検査装置において、異物検査装置の搬送手段は異物を検出した場合に異物や、異物を含む食品を仕分けする仕分け手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記撮影手段や前記光源の機差、誤差による輝度補正手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像のずれ量を検出するずれ検出手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像の輝度差によって異物を強調した画像を生成する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像の輝度比によって異物を強調した画像を生成する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を強調した画像を生成する演算処理手段は、前記複数の波長光による画像の輝度値の高低の関係を利用して異物を強調した画像を生成する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１６】
請求項５に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた異物検出手段は、前記異物を強調した画像の２値化処理と２値化処理結果の画素数によって異物を識別する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１７】
請求項５に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた異物検出手段は、前記異物を強調した画像と、予め登録しておいた異物の画像との類似性を検証して異物を識別する演算手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた輝度補正手段は、輝度補正に利用する補正値が２つ以上の波長域で同ー強度の光を反射する基準像に２つ以上の波長光を照射し、その波長光を画像信号に変換した後に画像信号を比較して画像信号間で差分があった場合にその差分値から補正値を算出するように構成されていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の異物検査装置において、異物検査装置の異物を検出する演算処理手段に備えられた輝度補正手段は、異物検査装置の搬送手段に配置された基準像の撮影画像から輝度補正値を算出することを特徴とする異物検査装置。
【請求項２０】
請求項３に記載の異物検査装置において、異物検査装置の光源は、照射光の照射時刻を波長毎に設定可能に構成し、撮影手段は各波長光の照射時刻毎に反射光を撮影可能に構成し、異物を検出する演算処理手段は撮影画像の中から各光源の画像を選択して異物を強調した画像を生成する手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【請求項２１】
請求項４に記載の異物検査装置において、異物検査装置に前記撮影手段と光源とを取り囲むボックス部材を備えて外部から前記撮影手段への光の進入を防止するように構成したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２２】
請求項１に記載の異物検査装置において、ハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光と透過光のうち、反射光を受光してこの反射光が有する特定範囲の波長帯を透過させる第１のバンドパスフィルタと、透過光を受光してこの透過光が有する異なる特定範囲の波長帯を透過させる第２のバンドパスフィルタとを備え、これらの第１のバンドパスフィルタを透過した反射光及び第２のバンドパスフィルタを透過した透過光を前記撮影手段によってそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成するように構成したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２３】
請求項２に記載の異物検査装置において、ハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光と透過光のうち、反射光を受光してこの反射光が有する特定範囲の波長帯を透過させる第１のバンドパスフィルタと、ハーフミラーを透過した透過光を更に別のハーフミラーを介して分光した別の反射光を受光してこの別の反射光が有する異なる特定範囲の波長帯を透過させる第２のバンドパスフィルタと、前記別のハーフミラーを介して分光した透過光を受光してこの透過光が有する更に異なる特定範囲の波長帯を透過させる第３のバンドパスフィルタとを備え、これらの第１のバンドパスフィルタを透過した反射光及び第２のバンドパスフィルタを透過した別の反射光及び第３のバンドパスフィルタを透過した透過光を前記撮影手段によってそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成するように構成したことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２４】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光をハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した反射光と透過した透過光とに分離させて受光し、この受光した前記波長域の反射光及び透過光に基づいて反射光画像及び透過光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２５】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を受光し、この受光した前記波長域の反射光に基づいて反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２６】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内にピーク波長をもち、かつピーク波長域が異なる波長光を複数の光源からそれぞれ照射し、前記複数の光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光である１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の反射光を波長光別に受光し、この受光した複数の反射光に基づいて複数の反射光画像を撮影し、この撮影した前記波長域の複数の反射光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２７】
食品に対して水分および脂肪酸を含有する物質内に存在するＯＨ結合の高調波および結合音によって吸収ピークと裾を示す１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の波長光を光源から照射し、前記光源から食品に対して照射された前記波長光が食品及び食品に含まれた異物から反射した反射光を第１のハーフミラーを介して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第１の反射光と透過した第１の透過光とに分離させて該第１の反射光を受光し、この第１のハーフミラーを介して透過した第１の透過光を第２のハーフミラーを介して受光して１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域における複数の波長域の分光した第２の反射光と透過した第２の透過光とに分離させて夫々受光し、この第１のハーフミラーを介した前記波長域の第１の反射光、及び第２のハーフミラーを介した前記波長域の第２の反射光及び第２の透過光に基づいてそれぞれ反射光画像及び透過光画像を撮影し、これらの撮影した前記波長域の複数の反射光画像及び透過光画像を画像処理することによって異物を強調した画像を生成して食品に含まれた異物を検出することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２８】
請求項２４又は請求項２７に記載の異物検査方法において、ハーフミラーを介して分光した１０００ｎｍ−１５００ｎｍの波長域内の前記複数の波長域をそれぞれ有する反射光と透過光のうち、反射光及び透過光をそれぞれ受光してこれらの反射光及び透過光が有する特定範囲の波長帯を透過させる複数のバンドパスフィルタをそれぞれ透過した反射光及び透過光に基づいてそれぞれ撮像して反射光画像及び透過光画像を生成するように構成したことを特徴とする異物検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−２０９２１１（Ｐ２００８−２０９２１１Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５６６７（Ｐ２００７−４５６６７）
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
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