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ハイパースペクトルイメージングシステム Hyperion HSI

製品カタログ

簡単にハイパースペクトル計測を開始できる、総合的なターンキーシステムです

・食品の品質検査
・食品の成分分析
・混入異物の検出
・樹脂の選別
・薬品の検査
・科学捜査
・芸術作品の検査
・工場でのリアルタイムなオンライン検査が可能

このカタログについて

ドキュメント名 ハイパースペクトルイメージングシステム Hyperion HSI
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 1.7Mb
登録カテゴリ
取り扱い企業 株式会社アイ・アール・システム (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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HyperSpectral Imaging for Food ハイパースペクトラルイメージングを使用すると 一段とスマートな食品の検査が実現できます 異物の検出 高付加価値食品の選別 ・ユーザが簡単に HSI を開始可能 カメラだけではなく、光源、コンベア、ソフト等が一体となったシステム ・ユーザフレンドリーで高性能なソフト: 機器の制御、測定やデータ取得はもちろん、高度な解析まで可能 ・製造ラインのオンライン検査に対応: ロバスト性、信頼性に優れ、アプリケーションに応じたカスタムに対応 ・手厚いサポート体制: 豊富な知識や実績に基づき、研究開発から量産まで様々な段階でサポート ここ 30年において、ハイパースペクトラルイメージング(HIS)は、食 製品の品質は、1つの要因では決まるわけではありません。特に 品や農作物の検査における「スマート」な解析手法として発展してき 食品の評価では、複数の評価項目が関連します。ハイパースペクト ました。 ラルイメージングは、非接触、非破壊の検査で、同時に複数の項目 を判定でき、素早く結果を得られます。それが、食品業界で広く活 ハイパースペクトラルイメージングは分光データを空間的に取得す 用されている理由です。 るができます。この分光データは物質ごとに特有の値を示し、「指 紋」と呼ばれています。つまり、製品中の含有成分の空間的な分 例えば食品のサイズ、形、色、表面状態であれば、一般的なマ 布を判別することができます。 シンビジョンシステムでも計測できます。ハイパースペクトラルイメージン グを用いると、それに加えて、脂肪、糖分、含水量、タンパク質、組 それにより、食品の評価、認証、安全性において、ハイパースペク 成の均一性などの品質に関わる成分を推測できます。さらに、異 トラルイメージングは重要な解析手段となってきています。さらに、素 物、混入物、汚染物質など消費者の安全性に関わる物質の情報 早く正確に検査ができるので、製造ラインにおいて客観的かつ自動 を取得することも可能になります。 化された品質評価が可能です。 株式会社アイ・アール・システム
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装置概要 ハイパースペクトラルイメージングは、多くの食品の品質や安全管理にお いて、重要な解析方法となります。必要となるスペクトラルカメラは、計測 する食品や項目によって異なります。Camlin Photonics 社では、食品計 測に多く用いられる波長帯である可視光から近赤外線(400~2500nm)に おいて、研究所から製造工程まで幅広く対応できる製品を揃えています。 Camlin Photonics 社の製品の特長の 1 つとして、エンドツーエンドソリ ューション設計が挙げられます。つまり、研究開発段階における高度な解 析から製造工程のオンライン検査まで、幅広い段階に対応したハードウェア とソフトウェア、さらに運用後のサポートまで、一貫して対応が可能です。装 置はロバスト性、信頼性、精度、再現性に優れた測定が可能で、様々な プロセスに容易に適用できます。サンプルの測定から結果表示、校正モデ ル作成、データ解析までを 1 つのシステムで行え、食品検査に必要とされる 様々なパラメータを非常に高い信頼性と精度で迅速に取得できます。 デスクトップ型 HYPERION HIS(コンベアタイプ) 食品加工時における主な検査目的は、歩留まりの改善、廃棄物の削減、信頼性の向上、 衛生管理と食品安全の確保です。そのためには、効果的な検査装置と、安定した信頼性の 高い測定が必要となります。そこでは、適切な IP 定格を備えた堅牢な機器が必要とされます。 一般的な食品加工現場でのスチーム洗浄が可能であり、かつ信頼性の高い高速測定が可 能な装置です。Camlin Photonics 社は、ハイパースペクトルイメージングやその他の分光装置 を、食品加工分野をはじめとする幅広い産業へ導入した経験が豊富です。 ブドウに混入した虫 簡単にハイパースペクトラル計測を開始できる、総合的なターンキーシステムです ハイパースペクトラルイメージングの用途は近年急速に拡大しましたが、1 つの問題が残っています。サンプルの成分、量、分布を 求めるためには、サンプルをスキャンして分光データを取得する必要があります。しかし、コンパクトなデスクトップ型で、スキャナを含 んだ総合的な装置は多くありませんでした。 Camlin Photonics 社のシステムは、スペクトラルカメラ、スキャナ、サンプルトレイ、光源、レンズ、基準反射板といったハードと、デ ータ収集、表示、分析を行うソフトを含む、一体型のターンキーシステムです。スイッチを入れれば、簡単に計測が開始できます。 標準ラインナップとして、2 種類のデスクトップ型スキャナと 4 種類のスペクトラルカメラをご用意しました。一般的なテーブルの上に 素早くにセットアップでき、数秒で高分解能のスペクトル画像を取得できます。 スキャナには、最大 2台のスペクトラルカメラを搭載することができ、400~1700nmの波長帯を一度に計測できます。カメラには専 用のレンズが付属します。一度レンズのフォーカスをサンプルに合わせれば、再フォーカスせずに異なる厚さのサンプルを計測できるよう、 カメラ全体を動かして調整することができます。カメラをサンプルに近づけることで、測定エリアを狭くして、空間分解能が上げることが 可能です。また、マクロレンズを含む対物レンズの交換は、ユーザが簡単に行うことができます。 このような使いやすさと素早いデータ取得も Camlin Photonics 社の装置の特徴です。スペクトラルイメージングを用いたリアル タイム プロセスモニタリングも簡単に実現できます。
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先進的なソフトウェア : ハイパースペクトラルイメージングと機械学習 測定したデータをどう処理するか。これが、実際の検査を行うにあって非常に重要になります。ハイパースペクトラルイメージング では、データ量が膨大となり、必要な情報を抜き出す作業が大変になる場合が多いためです。Camlin Photonics 社のマシンビジョ ンや人工知能アルゴリズムに基づいた様々な機能が、ハイパースペクトラルイメージングのデータ処理に適用され、大きな成果を上げ ています。さらに、ハイパースペクトラルイメージングの装置やソフトウェアを提供するだけではなく、複雑なデータ解析をサポートする体 制も整えています。長年にわたり研究所や産業界で分光分析、マシンビジ ョン、人工知能などの実績を重ねた経験豊富な科学者やエンジニアが多 数在籍しており、お客様の用途に応じたサポートを致します。 Camlin Photonics 社の SpectraSENS ソフトウェアは、タッチスクリーンに 対応しています。また、バーコードリーダや計量器など、別の機器の情報を 入力することができます。さらに、プロセスライン速度を測定してカメラのライン フレームレートを調整し、正方形のピクセルが自動的に形成されるようにする ことも可能です。 プロセス中の自動オンライン検査 装置はプッシュブルームスキャン方式を採用しており、ラインカメラのような使用方法ができます。そ のため、研究段階で確立したセットアップやデータ分析方法は、そのまま現場でのリアルタイムなオ ンライン検査に移行できます。卓上型のシステムでは、用途に応じて直動型のステージや高速コン ベヤベルトを使用でき、非常に簡単に工場や実験室環境に導入可能です。また、食品工場での スチーム洗浄に対応するよう、システムを密閉型にすることも可能です。 高速での選別や分類は、食品分類を含む非常に幅広い用途において、ハイパースペクトルイメージングが実現可能です。分光デ ータを空間的に取得することにより、色、形、サイズによる欠陥や、不良品、汚染、異物の判定を可能にします。 さらに近赤外を使用すると、似たような色や形の物の中から、良品と異物を分離することができます。分光データは多くの場 面において、良品、不良品を識別する要綱な手段となります。 また、Camlin Photonics 社の高度な機械学習と分類アルゴリズムにより、製造ラインの装置に組込んでの識別が可能で、そ の結果を元にパドルやロボットアームなどのセパレータをリアルタイムに動作させられます。 Camlin Photonics社について Camlin Photonics 社は、分光分析のスペシャリストです。幅広い範囲のハイパースペクトラルおよび従来の分光器や、お客様に 合わせた総合的なシステムを提供します。すべての製品は、データ収集、分析、表示を行う先進的なソフトウェアが付属していま す。技術的な課題は Camlin Photonics 社に任せて、装置を利用したアプリケーションに専念して下さい。 高品質のエンジニアリングとデザインを通じて、市場をリードする製品とサービスを開発することができます。研究開発部門には、 新しい装置やシステムを短期間で開発できる体制が整っています。先端の研究から産業用の機器に至るまで、お客様の用途に最 適な装置を提案、提供します。お気軽にご相談下さい。
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果物 と 野菜 果物や野菜の流通過程では、最終的に市場に出荷される前に、収 穫、洗浄、選別、等級分け、梱包など、いくつもの検査段階があります。特に高速で処理を行うラインの場合、目視検査では小さ な損傷を見落とすことがあります。また、手動での選別は、速度が遅い、コストが掛かる、バラつきが出る、効率が悪い、個人差が ある、人為ミスが生じるといった問題点があります。 ハイパースペクトラルイメージングは、傷や損傷、pH、可溶性固体濃度、表面の色や外観など、果物や野菜の品質管理に 有効です。例えば、病原体が存在する可能性がある損傷した表皮の検出ができます。低温損傷や内部の病変などの欠陥を調 べることもできます(この場合、反射光による計測だけではなく、透過光や蛍光イメージングを加えることも可能です)。また、成 熟度やかたさを評価することも可能です。例えば、バナナは熟成すると皮の含水量が下がり 800〜960nm の反射率が低下しま す。果物中の水分の測定により、食品加工における水分含有量のバラつきを抑え、安定した品質の食品を製造できます。 測定波長帯 検査項目 リンゴ VNIR / NIR 打撲傷の検出、かたさ、可溶性固形物、低温傷害、糖度、デンプン指数、糞便汚染 オレンジ VNIR 可用性固形物 ブドウ NIR フェノール含量、糖度(°Bx)、滴定酸度、pH ナシ VNIR かたさ、打撲傷 モモ VNIR かたさ、打撲傷、色、pH、乾燥重量 イチゴ VNIR 打撲傷、低温障害 マンゴー VNIR 表皮の損傷 アボカド VNIR / NIR 乾燥物含有量 バナナ VNIR 硬度、成熟度、可溶性固形分、含水率、色 トマト VNIR / SWIR 打撲傷、裂果、かたさ、内部障害、成熟度 キュウリ VNIR 打撲傷、低温障害、内部障害(透過型計測) ブロッコリー VNIR / SWIR 色、成熟度、糖度 ホウレンソウ VNIR 大腸菌検出、糞便汚染 キャベツ VNIR 細菌汚染 タマネギ NIR 表面の損傷、Sour Skin ジャガイモ VNIR / SWIR 調理時間、疫病、デンプン量、糖度、汚染 ニンジン VNIR 含水率、色 マッシュルーム VNIR 低温障害 穀物 と 豆類 ハイパースペクトラルイメージングは穀物や豆類の分野でも非常に有効な手段として活用されています。特に、高い空間分解能 の高い装置を使用することで、小さな 1 粒 1 粒を判別でき、リアルタイムの評価や選別が可能になります。穀物や豆類の主な評 価項目は、大きさ、形状、色、外観ですが、ハイパースペクトラルイメージングを使用することにより、加工食品の機能性に最も重要 な項目の 1 つであるタンパク質含量の推定や、化学組成、油分、オレイン酸、含水量、小麦の種類、希釈化合物の推定が 可能です。また、昆虫などの混入物や、アスペルギルス・フラバス(Aspergillus flavus)や Aspergillus parasiticus によるマイ コトキシンやアフラトキシンなど、健康に害を及ぼす物を選別することも可能です。 測定波長帯 検査項目 米 VNIR 種類、ニホンコウジカビ検出、小さなプラスチックの混入 小麦 VNIR / SWIR 含水率、種類、タンパク質、フザリウム、虫害、マイコトキシンやアフラトキシンの種類 大麦 VNIR / SWIR アフラトキシン B1、タンパク質、水分 トウモロコシ VNIR / SWIR アフラトキシン B1、水分、油分、オレイン酸、胚乳の硬さ、フザリウム汚染、 Aspergillus flavus、Aspergillus parasiticus 大豆 VNIR 色、水分 ゴマ NIR 油分
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肉 と 魚介類 食肉において、品質や安全性に対する要求は高まり続けています。消費者は商品を選択するときに、色、サシ、柔らかさなどを 重要視します。食肉にハイパースペクトラルイメージングを使用することで、色、ドリップロス、pH だけではなく、鮮度、柔らかさ、脂 肪、タンパク質、コラーゲン、含水量を推定できます。また、挽肉内への混入物の検出でも多く使用されています。 ハイパースペクトラルイメージングは、様々な化学的特性の分布を明らかにできる ので、肉や魚に含有される成分の量や分布を測定する手段として有効です。 例えば食肉中の脂肪において、筋内脂肪(脂肪交雑)はおいしさに直結す る非常に重要な要素です。一方で、健康を意識する消費者にとっては、「脂肪の 量」が重要になります。 骨 pH は、肉の色、保水能力、質感だけでなく、微生物の増殖や酵素の機能に 脂身 赤身 も影響を与えます。そのため、食肉処理時にも pH を測定する必要性があります。 高速で行う家禽の検査でも、糞便、腫瘍、ウッディブレストなどを検出するた めに、ハイパースペクトルイメージングを用いたオンライン検査が実施されています。ま た、鶏肉で問題となる残留した軟骨や小骨も、ハイパースペクトラルイメージングを 用いると高い精度での検出が可能になります。 肉類は栄養成分が多いために微生物汚染の影響を受けやすく、消費者の安全性に関わります。それらを迅速かつ正確に検 出する為の有効な技術としても、ハイパースペクトラルイメージングは使用されています。 魚の品質において特に重要な「鮮度」。ハイパースペクトルイメージングは魚の鮮度評価にも活用されています。さらに、工場での 高速ラインでも広く使用されています。例えば、タラ、サーモン、マスなどの鮮度、保存状態や保存時間の影響、冷蔵や冷凍の 影響、血斑、メラニン沈着、切り身の小骨、アミノ酸や脂肪酸、脂質の酸化、色などを評価しています。 測定波長帯 検査項目 牛肉 VNIR / NIR / SWIR 識別、認証、色素、pH、柔らかさ、脂肪含量、保水性、サシ、色 豚肉 VNIR / NIR 鮮度、柔らかさ、肉質、ドリップロス、色、pH、大腸菌汚染、新鮮な肉と解 凍した肉の判別 鶏肉 VNIR ウッディブレスト、むね肉の小骨、含水量、腫瘍、傷、深胸筋変性症、糞 便や消化器内容物による汚染 ラム VNIR / NIR / SWIR 脂肪含量、pH、混入物の検出、鮮度、色、外観 マグロ VNIR / SWIR 総脂質、脂肪酸、色、鮮度 カジキ VNIR / NIR 鮮度 サーモン VNIR / NIR / SWIR 鮮度、血斑、メラニン沈着、小骨、色、脂質含量、アスタキサンチン含 量、残存微生物 マス VNIR / NIR / SWIR 鮮度、血斑、メラニン沈着、小骨、色、脂質含量 スズキ NIR 鮮度、脂質含量、水分量 タラ NIR 鮮度 カキ VNIR / NIR 水分、タンパク質、脂質、グリコーゲン含量、鮮度
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乳製品 乳製品でも、分光特性から化学組成を測定すること が可能です。例えば、NIR や SWIR の波長帯を使用すると、脂肪、タンパク質、炭水化物の含量に基づくチーズの分類ができま す。ハイパースペクトラルイメージングの測定データから、硬さ、水分、脂肪の分布や、チーズの保存や安全性に関わる物質の有無を 示すことができます。さらに、チーズや他の食品へのプラスチック混入の検出にも使用されています。 ミルクなどの不透明な食材において、VNIR における吸収や散乱は脂肪含量に優れた相関性を示します。乳児向けや動物飼 料用の粉乳製品にメラミンを添加することによって、タンパク質含量を高く偽装した例が報告されています。NIR は比較的少ないメ ラミンでも検出できる優れた感度があります。粉ミルク中のメラミンの場合、約 200ppm 以下の濃度の計測が可能です。 測定波長帯 検査項目 チーズ NIR / SWIR タンパク質、脂質、炭水化物、水分 ミルク VNIR / NIR 脂質、メラニン混入 健康食品 や 機能性食品 健康状態を保つために、食品の持つ機能性成分が注目されています。例えば、オメガ 3 とオメガ 6 が 高い製品は、脳の健康や視力に効果があり、善玉コレステロールを増やすと言われています。オメガ 3 を含む食品としては、魚、オ リーブ油、ニンニク、亜麻の種子、クルミ等のナッツ類があります。またオメガ 6 は、鶏肉、豚肉、牛肉、乳製品、植物油、パンやクッ キーなどの焼き菓子に含まれます。これらの脂肪酸を豊富に含む製品は、通常よりも高付加価値なプレミアム製品となります。 機能性食品に関する重要な分子を特徴付けるためにも、ハイパースペクトルイメージングが適用されています。NIR のハイパースペク トラルイメージングは、機能性食品の同定や分類、脂肪酸含有量の定量化に使用されています。 魚油やサプリメント、油などの液体に懸濁された医薬品材料など、カプセルに充填された製品があります。これらのカプセルは 一般に、ゼラチンや植物性素材から製造されます。また、硬度、色、表面処理などの特性を得る目的や防腐剤として添加剤が使 用されることが多くあります。カプセルが液体を保持する為に、品質や寿命は非常に重要です。ハイパースペクトラルイメージングは、 カプセル材料、色や特性の確認、内容物、漏れ、ガス侵入のチェックに使用できます。 その他のアプリケーション  芸術作品の保存や修復 -下にある塗料を明らかにし、塗料、結合剤、および他の材 料の化学成分を確認するために使用することができます。  科学捜査 -書類の変造された文字、犯罪における身体や体液、あざや傷が加えられた 時間を明らかにすることが可能です。  工業製品の品質管理 -生産ラインの異物や不良品を検出することが可能です。  医療 -組織間の差異や、異常な血流や酸素供給の検出など、幅広い用途があります。  リサイクル - 赤外線を用いるとプラスチックの色に関係なく、プラスチックの種類を区別す ることができ、より確実で簡単なリサイクルプロセスが可能になります。
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ハードウェア仕様 - デスクトップ型 HYPERION HIS - ※オンライン検査向けは別途お問合せ下さい スペクトラルカメラ VNIR-S VNIR-HR NIR-HR NIR-HR+ (SWIR) 単位 方式 高速プッシュブルームスキャン - 波長範囲 400~1000 900~1700 900~2500 nm 波長分解能 8 <3 5 5 6 nm/FWHM 分散 1.0 0.7 3 1.5 - nm/pix 波長データ数 892/446/223 830/415/208 250 500 - *スペクトラルビニングによる 横方向の画素数 1400 1600 320 640 384 pix ラインフレームレート 100 35 344 300 400 lfps Smile、Keystone サブピクセル - インターフェイス GiGe - レンズ VNIR VNIR-HR NIR-HR NIR-HR+ (SWIR) 単位 焦点距離 23 22 mm 波長範囲 400 to 1000 900 to 2500 nm Fナンバー f/1.4 f/2.0 - 測定幅 10 (マクロ)~300 mm 空間分解能 15~200 30~1000 15~500 - µm 光源 単位 種類 クオーツタングステンハロゲンランプ - 動作方式 直流 - 色温度 4700 K 波長範囲 350~3000 nm 消費電力 6 x 50 W 照射エリア 調整可能 - 入射角度 調整可能 - 冷却 空冷 - ステージ型スキャナ A4 A3 単位 スキャン幅 250 300 mm スキャン長さ 300 500 mm カメラ高さ調整 200 mm カメラ搭載数 同時に 1台又は 2台 - 速度(100 lfps時) 5 mm/s (空間分解能 50 µmの時) - *空間分解能に依存 50 mm/s (空間分解能 500 µmの時) 計測時間(代表値) <10 s (640 x 640 pixels 、250 波長データ) - スキャン部の幅 550 mm スキャン部の長さ 750 1200 mm 電源 90~260V AC / 50/60 Hz - コンベア型スキャナ 単位 スキャン幅 250 mm スキャン長さ サンプルの長さに対応 - スキャンスピード 0.2~750 mm/s 一体化されたデスクトップ型システムには、カメラ、スキャナ、光源用の電源を内蔵しています。さらに、外部機器への電源 供給も可能です。 ※上記仕様は、予告なく変更される場合があります。
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ソフトウェア仕様 - デスクトップ型 HYPERION HIS用 - ※オンライン検査向けは別途お問合せ下さい 設定機能 波長選択 ウォーターフォール表示 測定エリアの選択 フレームイメージとスペクトラルキューブの表示 波長分解能 疑似カラー表示 空間分解能 自動ホワイト/ダーク測定 ラインイメージ当たりのフレームレート、積分時間 自動計算 : 生データから反射率 一方向、双方向スキャン 波長補正 EMCCDのゲイン制御(対応機種の場合) エクスポート : 画像、スペクトラルなど リアルタイムスペクトラル表示:画素又はエリア ファイル形式 : BIL, BIP, ENVI Compatible 動作中のシグナルカウントや照射位置の最適化 表示 解析 ウォーターフォール 分光、空間分布 画像回転 主成分分析 (PCA) エリア選択 スペクトルアングルマッピング (SAM) 疑似カラー サポートベクターマシーン (SVM) ヒストグラム、レベル調整 端成分の分類 特定波長の画像 部分的最小二乗回帰 (PLS) 高解像度カラーカメラ イメージフュージョン その他 ターゲット参照 幾何補正 校正ファイル : 分光、放射量、サンプル 総合的なデータや画像のエクスポート機能 スペクトラルデータベース(ユーザが設定) 高解像フォトグラメトリやイメージモデルのインポート ※上記仕様は、予告なく変更される場合があります。 株式会社アイ・アール・システム 〒206-0041 東京都多摩市愛宕 4-6-20 TEL 042-400-0373 FAX 042-400-0374 https://www.irsystem.com office@irsystem.com