特許 7564589 髪の毛検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】髪の毛検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/90 20060101AFI20241002BHJP

   G01N 21/89 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

G01N21/90 D

G01N21/89 T

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2024009257

(22)【出願日】2024-01-25

【審査請求日】2024-02-15

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521082008

【氏名又は名称】株式会社日本選別化工

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾野 令奈

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１５１６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１１０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００８３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１２３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１７７７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５４１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８９３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０４４１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゼリー状食品が充填され、封止前のシールがない状態でプラスチック容器を搬送するコンベアと、
内面に反射面が形成され、頂部に撮像用の窓が形成され、内部に複数のバンドの近赤外光を出射可能なＬＥＤが配置され、あらかじめ設定されたバンドの近赤外線を前記プラスチック容器に向けて照射するドーム型照明具手段と、
前記プラスチック容器のゼリー状食品からの近赤外光の反射光を受光して撮像する近赤外線カメラと、
前記近赤外線カメラで撮像した画像を解析し、あらかじめ特定しておいた髪の毛のグレースケール値の画素が所定の個数分検出されると、髪の毛であると認識する異物検出手段と、
前記コンベアの搬送方向の端部に設けられ、前記異物検出手段によって髪の毛が検出された前記プラスチック容器を良品テーブルとは別の不良品テーブルに排出する仕分け装置と、が備えられ、
前記ドーム型照明具手段に設定される近赤外線のバンドは、事前に髪の毛を付着させたゼリー状食品で試験を行ない、１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの中から選定され、
前記仕分け装置は、前記プラスチック容器を受け止める受け止め部を備えた仕分け板と、前記仕分け板を良品テーブル側及び不良品テーブル側に傾くように回動させる回動軸と、前記回動軸を前記コンベアと直交する方向にスライドさせるスライド機構と、を備えていることを特徴とする髪の毛検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、髪の毛検査装置に関し、具体的には、プラスチック容器に充填されたゼリー状食品の表面に付着した髪の毛を検出し、取り除くことができる髪の毛検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ゼリー状食品である例としてコーヒーゼリーに付着した髪の毛は、両者に明暗差（コントラスト）がなく、目視では区別しにくい。色彩選別機を使用しても茶色の同色系であり区別するのが難しい。

【0003】

特許文献１には、近赤外光を使用した青果物検査装置が示される。みかんに照射した近赤外光による近赤外画像と、紫外線の照射による蛍光画像を得て、みかんの見えにくい痛んだ部分を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－５９７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、ゼリー状食品の表面に付着した髪の毛を検出できる髪の毛検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による髪の毛検査装置は、ゼリー状食品が充填され、封止前のシールがない状態でプラスチック容器を搬送するコンベアと、内面に反射面が形成され、頂部に撮像用の窓が形成され、内部に複数のバンドの近赤外光を出射可能なＬＥＤが配置され、設定されたバンドの近赤外線を前記プラスチック容器に向けて照射するドーム型照明具手段と、前記プラスチック容器のゼリー状食品ーからの近赤外光の反射光を受光して撮像する近赤外線カメラと、前記近赤外線カメラで撮像した画像を解析して、ゼリー状食品の表面に付着した髪の毛を抽出する異物検出手段と、前記コンベアの搬送方向の端部に設けられ、前記異物検出手段によって髪の毛が検出された前記プラスチック容器を良品テーブルとは別の不良品テーブルに排出する仕分け装置と、が備えられることを特徴とする。

【0007】

前記ドーム型照明具手段に設定される近赤外線のバンドは、事前に髪の毛を付着させたゼリー状食品で試験を行ない、１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍの中から選定されることを特徴とする。

【0008】

前記仕分け装置は、前記プラスチック容器を振り分ける受止め部付きの仕分け板と、前記仕分け板を回動させる回動軸を備え、前記回動軸は前記コンベアと直交する方向にスライドすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明による髪の毛検査装置は、ゼリー状食品が充填され、封止前のシールがない状態でプラスチック容器を搬送するコンベアと、設定されたバンドの近赤外線をプラスチック容器に向けて照射するドーム型照明具手段と、近赤外線カメラで撮像した画像を解析して、ゼリー状食品の表面の髪の毛を抽出する異物検出手段と、を設けたので、近赤外線での撮像は、髪の毛とゼリー状食品は含水量が異なり、画素のコントラスト（濃淡）が異なるので、髪の毛を容易に判別できる。また、ゼリー状食品に髪の毛が付着したプラスチック容器は、仕分け装置により良品テーブルとは別の不良品テーブルに排出するので、髪の毛の検出でコンベアを停止させることがなく、後処理が容易である。

【0010】

ドーム型照明具手段に設定される近赤外線のバンドは、髪の毛とゼリー状食品のコントラストが際立つ１４５０ｎｍ～１６５０ｎｍとしたので、髪の毛の画素の濃淡であるグレースケール値を事前に把握しておくことで、ゼリー状食品の表面の髪の毛の画素を特定することができる。

【0011】

仕分け装置は、プラスチック容器を振り分ける受止め部付きの仕分け板と、仕分け板を回動させる回動軸を備え、回動軸をコンベアと直交する方向にスライドするように構成したので、髪の毛のないプラスチック容器を通常テーブルに排出し、髪の毛の付着したプラスチック容器を異物テーブルに排出できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明による髪の毛検査装置の構成図である。

【図2】ドーム型照明手段の内部構成図である。

【図3】ドーム型照明手段に備えられるＬＥＤ示す図である。

【図4】仕分け装置の斜視図である。

【図5】仕分け装置の動作を示す図である。

【図6】プラスチック容器のコーヒーゼリーを撮像した画像である。

【図7】プラスチック容器のコーヒーゼリーを撮像した画像である。

【図8】プラスチック容器のコーヒーゼリーを撮像した画像である。

【図9】プラスチック容器のコーヒーゼリーを撮像した画像である。

【図10】髪の毛が付着したコーヒーゼリーのプラスチック容器を近赤外線の異なるバンドで撮像し、髪の毛のグレースケール値を事前に把握する手順を示すフローチャートである。

【図11】プラスチック容器に充填されたコーヒーゼリーを髪の毛検査装置で検査する時の動作フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明による髪の毛検査装置を詳しく説明する。

【0014】

図１は、本発明による髪の毛検査装置１００の構成図である。髪の毛検査装置１００は、ゼリー状食品であるコーヒーゼリー２が充填され、封止前のシールがない状態でプラスチック容器１を搬送するコンベア３を備える。プラスチック容器１は、例として高さが約８ｃｍ、上部の直径が約８ｃｍである。コンベア３には、例として１００個／分が投入でき、一定の間隔を空けて搬送される。コーヒーゼリー２が充填されたプラスチック容器１に向けて、ドーム型照明具手段４から近赤外光が照射され、近赤外線カメラ６によって撮像される。

【0015】

ドーム型照明具手段４は、複数のバンド（波長）での近赤外光を発光するため、バンドの異なる複数のＬＥＤ光源を備える。運転中はあらかじめ設定された近赤外光のバンドのＬＥＤ光源が使用される。近赤外線カメラ６は、エリアカメラで、画素数は例として６４０画素×５１２画素を有する。プラスチック容器１のコーヒーゼリー２からの近赤外光の反射光を受光して撮像する。近赤外線カメラ６の感度波長域は、例として７００ｎｍ～１７００ｎｍである。ドーム型照明具手段４は、電源５から給電される。近赤外線カメラ６で撮像した画像は、異物検出手段７に送られて解析される。異物検出手段７にはＰＣが使用できる。異物検出手段７は撮像した画像内に、コーヒーゼリー２の表面に付着した髪の毛がないか画像処理により検査する。

【0016】

図１に示すように、コンベア３の搬送方向の端部には、仕分け装置２５が設けられる。異物検出手段７によって髪の毛３０が検出されたプラスチック容器１は、不良品テーブル９に排出される。髪の毛３０が検出されなかったプラスチック容器１は良品テーブル８に排出される。プラスチック容器１は、仕切り板１９によって良品テーブル８又は不良品テーブル９の方向に押し出される。

【0017】

図２は、ドーム型照明手段４の内部構成図である。ドーム型照明手段４は、内面に反射面が形成され、頂部に撮像用の窓４ａが形成される。内部に複数のバンドの近赤外光を出射可能な近赤外光のＬＥＤ１０が配置される。

【0018】

図３は、ドーム型照明手段４に備えられるＬＥＤ１０を示す図である。複数のバンドでの発光を行なうため、ＬＥＤ１０は８種類からなる。８５０ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、９４００ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、１０５０ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、１２００ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、１３００ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、１４５０ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、１５５０ｎｍのバンドのＬＥＤ１０、１６５０ｎｍのバンドのＬＥＤ１０からなる。それぞれが電源５から給電され、スイッチＳＷ１～ＳＷ８をオンオフすることで点灯と滅灯ができる。

【0019】

図４は、仕分け装置２５の斜視図である。仕分け装置２５は、プラスチック容器１を振り分ける受止め部１９ａ付きの仕分け板１９と、仕分け板１９を回動させる回動軸２０を備える。回動軸２０はコンベア３と直交する方向にスライドする。スライドさせる機構は、例としてラックとピニオンで実現できる。

【0020】

図５は、仕分け装置２５の動作を示す図である。図５（Ａ）は、仕分け板１９でプラスチック容器１を不良品テーブル９に排出する動作である。（ａ）の段階では、仕分け板１９が右に傾いて初期状態となっている。右に傾けるのは、次のプラスチック容器１を不良品テーブル９に排出することが判明した時点で行なう。プラスチック容器１がコンベア３で搬送されて来ると、プラスチック容器１を受止め部１９ａで受け止め、スライド機構２１で回動軸２０が左方向にスライドされる。同時に仕分け板１９が反時計回りに回動する。この回動は仕分け板１９の延長部（図示せず）が、回動軸２０の反対側に伸びており、ストッパに当接することで行える。スライド機構２１で回動軸２０が左方向にスライドされると、（ｂ）に示すように、プラスチック容器１が不良品テーブル９に向かって移動する。さらに回動軸２０がスライドされると、（ｃ）に示すように、プラスチック容器１が不良品テーブル９に押し出される。

【0021】

図５（Ｂ）は、仕分け板１９でプラスチック容器１を良品テーブル８に排出する動作である。（ａ）の段階では、仕分け板１９が左に傾いて初期状態となっている。左に傾けるのは、次のプラスチック容器１を良品テーブル８に排出することが判明した時点で行なう。プラスチック容器１がコンベア３で搬送されて来ると、プラスチック容器１を受止め部１９ａで受け止め、スライド機構２１で回動軸２０が右方向にスライドされる。同時に仕分け板１９が時計回りに回動する。この回動は仕分け板１９の延長部（図示せず）が、回動軸２０の反対側に伸びており、ストッパに当接することで行える。回動軸２０が右方向にさらにスライドされると、（ｂ）に示すように、プラスチック容器１が良品テーブル８に向かって移動する。さらに回動軸２０がスライドされると、（ｃ）に示すように、プラスチック容器１が良品テーブル８に押し出される。

【0022】

図６～図９は、プラスチック容器１のコーヒーゼリー２を撮像した画像である。髪の毛３０は、コーヒーゼリー２の表面に置いた。近赤外光のバンド８５０ｎｍ、９４０ｎｍ、１０５０ｎｍで撮像した画像は、コーヒーゼリー２も髪の毛３０も灰色である。画素のグレースケール値は灰色を示す値になる。なお、髪の毛３０の含水量は約１０重量％で、コーヒーゼリー２の含水量は約８０～９０重量％である。中央の丸い影は、コーヒーゼリー２の表面に写ったドーム型照明手段４の頂部の窓４ａの影である。近赤外光のバンド１２００ｎｍで画像した画像は、図７に示すように、コーヒーゼリー２が近赤外光を吸収してやや暗く写る。

【0023】

図８に示すように、近赤外光のバンド１３００ｎｍで撮像した画像は、やや白く写るが、近赤外光のバンド１４５０ｎｍで撮像した画像は、コーヒーゼリー２の水分が近赤外光を吸収して暗く写る。図９に示すように、近赤外光のバンド１５５０ｎｍ、１６５０ｎｍで撮像した画像は、さらに暗く写る。髪の毛３０の画像は、近赤外光のバンド１４５０ｎｍでも灰色で、近赤外光のバンド１５５０ｎｍ、１６５０ｎｍで撮像した画像でも暗く写るが、コーヒーゼリー２よりは白い。このように、コーヒーゼリー２はバンド１４５０ｎｍ付近から暗く写り、一方、髪の毛３０はあまり暗く写らないので画像に濃淡差が出て、髪の毛３０の画素がコーヒーゼリー２の画素と識別可能になる。コーヒーゼリーは含水量が８０～９０％と多く、近赤外線の１４５０ｎｍ付近で近赤外光の吸収が増えるが、髪の毛は含水量が１０％程度で、水分が少ないので、１４５０ｎｍではまだ灰色である。

【0024】

図１０は、髪の毛３０が付着したコーヒーゼリー２のプラスチック容器１を近赤外線の異なるバンドで撮像し、髪の毛３０のグレースケール値を事前に把握する手順を示すフローチャートである。各バンドの画像から髪の毛３０のグレースケール値と、コーヒーゼリー２のグレースケール値の差が大きい、つまり濃淡差が大きいバンドを選択する。例としてバンド１４５０ｎｍを選択する。本番の時は、ドーム型照明手段４のスイッチＳＷ６をオンとし、バンド１４５０ｎｍで撮像し、この画像の中に事前に把握した髪の毛３０のグレースケール値がないか異物検出手段７で検査する。

【0025】

図１１は、プラスチック容器１に充填されたコーヒーゼリー２を髪の毛検査装置１００で検査する時の動作フローチャートである。例として近赤外光のバンド１４５０ｎｍを選択する。Ｓ５４に示すように、撮像した画像の全画素を解析する。全画素数は、例として、３２７，６８０画素（＝６４０画素×５１２画素）の検査となる。１００ｍｍ×１００ｍｍを撮像した場合、１画素は約０．０３ｍｍ^２（＝１００ｍｍ×１００ｍｍ÷３２７，６８０画素）の面積となる。長さが２０ｍｍで太さが０．１ｍｍの髪の毛３０は、面積にして２ｍｍ^２なので、所定の灰色の画素が全部で６６画素が検出されることになる。Ｓ５８に示すように、髪の毛３０の画素が所定数見つかった場合は、プラスチック容器１はＳ６０に示すように、不良品テーブル９に送られる。髪の毛３０の画素が見つからなかった場合は、Ｓ５９に示すように、良品テーブル８に送られる。

【0026】

本実施例では、近赤外光のバンド１４５０ｎｍを選択し、ドーム型照明手段４にバンド１４５０ｎｍを設定し、１４５０ｎｍで撮像した画像の中に、髪の毛の灰色と同じ画素がないかを検査した。ドーム型照明手段４をコンベア３の上に２台設け、一方のドーム型照明手段４にバンド１４５０ｎｍを設定し、他方のドーム型照明手段４にバンド１６５０ｎｍを設定し、１６５０ｎｍで撮像した画像の中に、髪の毛の灰色と同じ画素がないかを検査してもよい。髪の毛の灰色を２つのバンドで確認するので、より確実な判定ができる。なお、実施例をコーヒーゼリーで説明したが、これに限らず、プリン、ゼリー状にヨーグルトがプラスチック容器に充填されたゼリー状食品にも同様に適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0027】

本発明は、プラスチック容器に充填されたゼリー状食品の表面に付着した髪の毛を検出し取り除くことができる髪の毛検査装置として好適である。

【符号の説明】

【0028】

１ プラスチック容器
１ａ カップの縁
２ コーヒーゼリー
３ コンベア
４ ドーム型照明手段
４ａ 窓
５ 電源（照明用）
６ 近赤外線カメラ
７ 異物検出手段（ＰＣ）
８ 良品テーブル（髪の毛なし）
９ 不良品テーブル（髪の毛あり）
１０ ＬＥＤ（近赤外光の光源）
１９ 仕分け板
１９ａ 受止め部
２０ 回動軸
２１ スライド機構
２５ 仕分け装置
３０ 髪の毛
３１ （ドーム型照明手段の）窓の影
１００ 髪の毛検査装置
ＳＷ１～ＳＷ８ バンド（波長）切り替えのスイッチ

【要約】

【課題】ゼリー状食品の表面に付着した髪の毛を検出できる髪の毛検査装置を提供する。
【解決手段】ゼリー状食品が充填され、封止前のシールがない状態でプラスチック容器を搬送するコンベアと、内面に反射面が形成され、頂部に撮像用の窓が形成され、内部に複数のバンドの近赤外光を出射可能なＬＥＤが配置され、あらかじめ設定されたバンドの近赤外線を前記プラスチック容器に向けて照射するドーム型照明具手段と、プラスチック容器のゼリー状食品からの近赤外光の反射光を受光して撮像する近赤外線カメラと、近赤外線カメラで撮像した画像を解析して、ゼリー状食品の表面に付着した髪の毛を抽出する異物検出手段と、コンベアの搬送方向端部に設けられ、異物検出手段によって髪の毛が検出されたプラスチック容器を良品テーブルとは別の不良品テーブルに排出する仕分け装置と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】