(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、
このスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段を備えた蓋体と、
を有し、
前記斜光手段は、一次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで構成されており、
当該複数の発光素子及び試料台の少なくとも一方を当該複数の発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させ、
前記斜光手段から照射されて穀粒を透過し前記走査手段の受光部に受光された透過光と、前記光照射部から照射されて穀粒で反射され前記走査手段の受光部に受光された反射光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取る穀粒画像読取装置と、
この穀粒画像読取装置と接続され、当該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づいて穀粒の品質を判定する判定装置と、
を含んで構成されており、
前記走査手段は、前記斜光手段の光源及び前記走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの画像情報と、前記斜光手段の光源を消灯させかつ前記光照射部を点灯させた状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみを前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定装置へ出力し、
前記判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から反射光のみを受光したときの画像情報を減算することにより透過光のみを受光したときの画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する、
ことを特徴とする穀粒品質判定装置。
【請求項２】
底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、
このスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段を備えた蓋体と、
を有し、
前記斜光手段は、一次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで構成されており、
当該複数の発光素子及び試料台の少なくとも一方を当該複数の発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させ、
前記斜光手段から照射されて穀粒を透過し前記走査手段の受光部に受光された透過光と、前記光照射部から照射されて穀粒で反射され前記走査手段の受光部に受光された反射光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取る穀粒画像読取装置と、
この穀粒画像読取装置と接続され、当該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づいて穀粒の品質を判定する判定装置と、
を含んで構成されており、
前記走査手段は、前記斜光手段の光源及び前記走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの画像情報と、前記斜光手段の光源を点灯させかつ前記光照射部を消灯させた状態で、前者から照射されて穀粒で透過された透過光のみを前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定装置へ出力し、
前記判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から透過光のみを受光したときの画像情報を減算することにより反射光のみを受光したときの画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する、
ことを特徴とする穀粒品質判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、米粒等の穀粒の品質を判定する際に用いられる穀粒品質判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
特許第２８１５６３３号公報には、米粒を一粒ずつ搬送して光を照射し、米粒一粒ずつの反射光量を測定することで、玄米、白米、又は籾米の品位を判定する米粒品位判定装置が開示されている。しかしながら、米粒一粒ずつに光を照射して米粒一粒ずつの品位を判定するため、検査時間が極めて長くかかるという問題がある。
【０００３】
一方、実公平７−３３１５１号公報には、米粒が一粒ずつ入る凹部が多数穿設された試料皿の凹部の各々に米粒を入れて米粒に光を照射し、スキャナを走査して米粒からの反射光又は透過光に基づいて穀粒の画像を取り込み、米粒の品質を一粒ずつ判定する米粒品質判定装置が記載されている。
【０００４】
しかしながら、従来の米粒品質判定装置では、米粒からの反射光又は透過光から得られる画像から米粒の品質を判定しているため、反射光を用いる場合には、砕粒米、籾米、死米、茶系着色米、青色未熟米、害虫被害による着色米については判別することができるものの、胴割れ米については精度良く判別することが困難であり、透過光を用いる場合には胴割れ米については判別することができるものの他の不良米を判別することが困難であり、いずれにしても精度良く米粒の品質を判定することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、穀粒の品質判定精度の向上を図ることができる穀粒品質判定装置を得ることが目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、このスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段を備えた蓋体と、を有し、前記斜光手段は、一次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで構成されており、当該複数の発光素子及び試料台の少なくとも一方を当該複数の発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させ、前記斜光手段から照射されて穀粒を透過し前記走査手段の受光部に受光された透過光と、前記光照射部から照射されて穀粒で反射され前記走査手段の受光部に受光された反射光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取る穀粒画像読取装置と、この穀粒画像読取装置と接続され、当該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づいて穀粒の品質を判定する判定装置と、を含んで構成されており、前記走査手段は、前記斜光手段の光源及び前記走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの画像情報と、前記斜光手段の光源を消灯させかつ前記光照射部を点灯させた状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみを前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定装置へ出力し、前記判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から反射光のみを受光したときの画像情報を減算することにより透過光のみを受光したときの画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、このスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段を備えた蓋体と、を有し、前記斜光手段は、一次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで構成されており、当該複数の発光素子及び試料台の少なくとも一方を当該複数の発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させ、前記斜光手段から照射されて穀粒を透過し前記走査手段の受光部に受光された透過光と、前記光照射部から照射されて穀粒で反射され前記走査手段の受光部に受光された反射光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取る穀粒画像読取装置と、この穀粒画像読取装置と接続され、当該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づいて穀粒の品質を判定する判定装置と、を含んで構成されており、前記走査手段は、前記斜光手段の光源及び前記走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの画像情報と、前記斜光手段の光源を点灯させかつ前記光照射部を消灯させた状態で、前者から照射されて穀粒で透過された透過光のみを前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定装置へ出力し、前記判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から透過光のみを受光したときの画像情報を減算することにより反射光のみを受光したときの画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項１記載の本発明によれば、穀粒画像読取装置のスキャナ本体の画像読取位置には、底部が透明材料によって構成された試料台が配置されている。この試料台の上に穀粒が二次元状に載置された後、蓋体が閉止される。この状態で、穀粒の画像が読取られる。
【００１５】
ここで、本発明では、反射光と透過光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取ることが可能である。すなわち、光照射部から穀粒に光を照射させながら、走査手段を試料台の底部に沿って移動させることにより、穀粒で反射された反射光が受光部に受光される。これにより、穀粒の反射光画像が得られるため、穀粒の外形や色彩といった穀粒表面の状態を読取ることが可能となり、表面異常の穀粒（砕米、籾米、死米、茶系着色米、青色未熟米、害虫被害米等の着色米）を高精度で見つけることができる。
【００１６】
一方、蓋体には斜光手段が設けられているため、当該斜光手段を使って穀粒に対して斜め方向から光を照射させることができる。穀粒を透過した光はスキャナ本体の受光部に受光され、これにより穀粒の透過光画像が得られる。ここで、本発明のように、穀粒に対して光を斜めに照射させると、穀粒内部に亀裂や破断面等が存在した場合に、穀粒内部に影が発生し易くなる。従って、この影を読取ることにより、亀裂や破断面等の有無といった穀粒内部の状態を読取ることが可能となり、内部異常の穀粒（胴割れ米）を高精度で見つけることができる。
【００１７】
従って、本発明に係る穀粒画像読取装置を用いれば、表面異常の穀粒及び内部異常の穀粒の双方を高精度で検出することができるという意味において、穀粒の品質判定精度の向上に資することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、一次元状に配列された複数の発光素子の発光方向が穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように設定したので、一次元的な斜光性は確保される。そして、これを二次元状に展開していく手法としては、複数の発光素子の方を当該発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させる方法と、複数の発光素子についてはそのままにしておき、試料台の方を当該発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させる方法と、両者を互いに逆方向へ移動させる方向とが適用可能である。いずれの方法を採ったとしても、本発明によれば、斜光ルーバが不要になるだけでなく、発光素子の使用個数も大幅に削減される。
【００２１】
また、本発明によれば、前述した穀粒画像読取装置によって穀粒の画像が読取られる。そして、その画像情報は穀粒画像読取装置と接続された判定装置に送信され、当該判定装置によって、入力された画像情報に基づいて穀粒の品質が判定される。
【００２２】
さらに、本発明によれば、走査手段によって二種類の画像が読取られる。一つは、斜光手段の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と、後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を受光部で同時に受光したときの画像情報であり、他の一つは、斜光手段の光源を消灯させかつ光照射部を点灯させた状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみを受光部で受光したときの画像情報である。これらの画像情報が判定装置に出力されることにより、判定装置では、画像間演算が行われる。すなわち、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から反射光のみを受光したときの画像情報を減算することにより、透過光のみを受光したときの画像情報が求められる。これにより、透過光による画像情報と反射光による画像情報が得られたことになるため、表面異常の穀粒及び内部異常の穀粒のいずれも判別可能となる。
【００２３】
また、上記の如く画像間演算をする手法を採ることにより、既存の走査手段を利用することが可能となる。従って、コストメリットが大きい。
【００２４】
請求項２記載の本発明によれば、走査手段によって二種類の画像が読取られる。一つは、斜光手段の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と、後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を受光部で同時に受光したときの画像情報であり、他の一つは、斜光手段の光源を点灯させかつ光照射部を消灯させた状態で、前者から照射されて穀粒を透過した透過光のみを受光部で受光したときの画像情報である。これらの画像情報が判定装置に出力されることにより、判定装置では、画像間演算が行われる。すなわち、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から透過光のみを受光したときの画像情報を減算することにより、反射光のみを受光したときの画像情報が求められる。これにより、透過光による画像情報と反射光による画像情報が得られたことになるため、表面異常の穀粒及び内部異常の穀粒のいずれも判別可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明に係る穀粒品質判定装置の実施形態について説明する。
【００２７】
図１に示されるように、本実施形態の穀粒品質判定装置１０は、ＬＡＮ等のネットワーク１２に接続された「判定装置」としての複数のクライアントコンピュータ１４と、管理用のサーバコンピュータ１６と、各クライアントコンピュータ１４に接続された「穀粒画像読取装置」としてのカラースキャナ１８と、を含んで構成されている。
【００２８】
クライアントコンピュータ１４には、画像及び判定結果の集計、データ圧縮、データの暗号化、補助記憶装置メディアへの記録、印刷、ネットワーク経由での配信、及びパスワードによるデータ保護の機能が装備されており、穀粒品質判定システム端末として機能するように構成されている。
【００２９】
図２及び図３には、カラースキャナ１８の概略構成が断面図にて示されている。これらの図に示されるように、カラースキャナ１８は、画像読取面を上端面に有するスキャナ本体２０と、このスキャナ本体２０の画像読取面を覆う蓋体２２とによって構成されている。
【００３０】
より詳しく説明すると、スキャナ本体２０は、直方体形状のケーシング２４を備えている。ケーシング２４の上端面の大半は開口されており、この部分にガラス製の試料台２６が着脱可能に配設されている。なお、試料台２６は必ずしもガラス板である必要はなく、アクリル板を使用してもよいし、これら以外の透明材料から成る板材を使用してもよい。上記構成の試料台２６には、多数の穀粒（試料）２８が二次元状に載置可能とされている。
【００３１】
また、スキャナ本体２０のケーシング２４内には、「走査手段」としての走査装置３０が配設されている。走査装置３０は試料台２６に対して対向して配置されており、試料台２６の底面に沿って図２の矢印方向へ往復移動（二次元走査）可能とされている。また、走査装置３０は、穀粒２８に対して光を照射する光照射部（光源）３２と、後述する蓋体２２側の光源４０から照射されて試料台２６上の穀粒２８を透過した透過光並びに光照射部３２から照射されて穀粒２８で反射された反射光を受光する受光部３４とを含んで構成されている。なお、図２等においては、光照射部３２及び受光部３４を含めた全体を走査装置「３０」として表記している。また、走査装置３０の受光部３４はカラーＣＣＤを含んで構成されており、試料台２６に載置された穀粒２８の画像をＲＧＢの三色（赤色、緑色、青色）に分解して読取ってクライアントコンピュータ１４に出力するようになっている。
【００３２】
一方、蓋体２２は比較的薄型のケーシング３５を備えており、このケーシング３５の下端一辺がスキャナ本体２０の上端一辺にヒンジ結合されている。従って、蓋体２２はヒンジ３６回りに回動可能とされており、これによりスキャナ本体２０の画像読取面を開閉するカバーとしての機能を果たしている。なお、蓋体２２の開閉形式は、本実施形態のようにヒンジ形式でもよいし、スライド形式でもよく、両者の複合形式でもよい。蓋体２２の下端面の大半は開口されており、当該開口３８の奥側（即ち、蓋体２２の内部）には蛍光灯等によって構成された複数の棒状の光源４０が所定の間隔で配設されている（図３（Ｂ）参照）。
【００３３】
さらに、蓋体２２の開口３８に臨む位置には、プラスチック製の板状部材で構成された斜光ルーバ４２が配設されている。斜光ルーバ４２は、蓋体２２が閉止された状態（図３（Ａ）の状態）において、試料台２６の上面に載置された穀粒２８に対して傾斜した方向から光が照射されるように、光源４０から照射された光の方向を斜め方向に均一化する目的で配設されている。そのため、斜光ルーバ４２には、斜め方向に光を透過する多数の光路４２Ａが並設されている。なお、試料台２６の底面に対する照射光の傾斜角、即ち光路４２Ａの試料台２６の底面に対する傾斜角度は約３０度〜約６０度の範囲に設定するのが好ましく、その中でも約３０度に設定するのが好適である。さらに付言すると、斜光ルーバ４２としては、ライトコントロールパネル（エドモンドサイエンティフィックジャパン社製、商品名）を使用することができる。
【００３５】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３６】
まず最初に、予め等級が既知の穀粒（良品の穀粒）２８を試料台２６の上に載置させて、判定結果が良品となるようにティーチングを行う。このとき、穀粒２８の品質と判定結果が一致しない場合には、図４〜図６に示す二色を組み合わせて予め定められた穀粒２８の品質を判定するための判定用テーブルのＲ信号の最小値Ｒｍｉｎ、Ｒ信号の最大値Ｒｍａｘ、二色間の関係を示す直線の傾きａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２等を調整し、穀粒２８の品質と判定結果とが一致するようにティーチングを行う。なお、他の等級の穀粒２８を判定するときには、判定対象の等級に分類された穀粒２８を試料台２６の上に載置して、判定結果が良品になるようにテーチィングを行えばよい。このように、テーチィングを行うことにより目的とする等級の穀粒２８を良品として判定することができる。
【００３７】
次に、実際に穀粒２８の品質を判定する作業が行われる。
【００３８】
まず、試料台２６に載置された穀粒２８の画像の読取作業が行われる。具体的には、蓋体２２をヒンジ３６回りに開放させて、試料台２６の上に多数の穀粒２８を二次元状に載置させた後、蓋体２２を閉止する。この状態で、スキャナ本体２０の走査装置３０を駆動して試料台２６の底面に沿って移動（二次元走査）させる。これにより、走査装置３０の光照射部３２から穀粒２８へ光が照射され、穀粒２８で反射して戻ってきた反射光が走査装置３０の受光部３４に受光される。反射光の受光結果は、受光部３４を構成するカラーＣＣＤによってＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分解して読取られ、画像（以下、「反射光画像」と称す）情報としてクライアントコンピュータ１４に出力される。上記により、穀粒２８の反射光画像が得られるため、穀粒２８の外形や色彩といった穀粒表面の状態を読取ることが可能となり、表面異常の穀粒（砕米、籾米、死米、茶系着色米、青色未熟米、害虫被害米等の着色米）２８を高精度で見つけることができる。
【００３９】
続いて、蓋体２２側の光源４０を点灯させ、穀粒２８に光を照射させる。このとき、本実施形態の場合、光源４０と試料台２６との間に斜光ルーバ４２が介在されているため、光源４０からの照射光は穀粒２８に対して約３０度〜約６０度の範囲で斜め方向から均一に照射される。なお、このように斜光ルーバ４２を使って穀粒２８に対して斜め方向から光を照射させるのは、穀粒２８の内部に亀裂や破断面等が存在している場合には、当該亀裂や破断面等により光が遮光され、影が生じ易くなり、この影を読取ることにより、亀裂や破断面等の有無といった穀粒内部の状態を読取ることが可能となり、内部異常の穀粒（胴割れ米）２８の検出精度を上げることができるからである。
【００４０】
上記の状態で、前述した場合と同様にしてスキャナ本体２０の走査装置３０を駆動して試料台２６の底面に沿って移動（二次元走査）させる。これにより、蓋体２２側の光源４０から照射され穀粒２８を透過した透過光、並びに、走査装置３０の光照射部３２から穀粒２８へ照射されて穀粒２８で反射した反射光が走査装置３０の受光部３４に受光される。つまり、走査装置３０の受光部３４には、蓋体２２側の光源４０から照射されて穀粒２８を透過した透過光と、走査装置３０側の光照射部３２から照射されて穀粒２８で反射されて戻ってきた反射光とが同時に受光される。透過光と反射光を同時に受光した受光結果は、受光部３４を構成するカラーＣＣＤによってＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分解して読取られ、画像（以下、「透過光・反射光画像」と称す）情報としてクライアントコンピュータ１４に出力される。
【００４１】
上記の如くして得られた画像情報に基づいて穀粒２８の品質判定処理が行われる。具体的には、透過光・反射光画像（受光信号値）から反射光画像（受光信号値）を減算する画像間演算処理が行われる。これにより、穀粒２８の透過光画像（受光信号値）が得られるため、穀粒内部の状態（亀裂・破断面等）を読取ることが可能となり、前述した如く内部異常の穀粒（胴割れ米）２８を高精度で見つけることができる。
【００４２】
つまり、本実施形態によれば、透過光・反射光画像と反射光画像とで画像間演算を行うことにより、穀粒２８の内部の画像情報と穀粒２８の表面の画像情報の双方を抽出することができることになる。その場合、穀粒２８の内部の画像情報は前記画像間演算の結果から求めることができ、穀粒２８の表面の画像情報は反射光画像から求めることができる。その結果、胴割れ粒と腹白等の部分着色粒とをそれぞれ明確に判別することが可能となり、精度の高い品質判定を行うことができる。
【００４３】
なお、上記の画像読取操作では、反射光画像を先に読取り、透過光・反射光画像を後で読取る場合を例にして説明したが、これに限らず、逆の手順で穀粒２８の画像の読取りを行ってもよい。
【００４４】
上述した穀粒２８の品質判定処理の仕方について補足説明しておくと、各クライアントコンピュータ１４は、スキャナ本体２０から送信された穀粒２８の画像信号を取り込み、各画素のＲＧＢ３色の画像信号の各々について、図４に示すように、ａ１Ｂ＞Ｒ＞ａ２Ｂ、かつ、Ｒｍｉｎ＜Ｒ＜Ｒｍａｘの条件を満たし、図５に示すように、ｂ１Ｂ＞Ｇ＞ｂ２Ｂ、かつ、Ｇｍｉｎ＜Ｇ＜Ｇｍａｘの条件を満たし、更に図６に示すように、ｃ１Ｇ＞Ｒ＞ｃ２Ｇ、かつ、Ｒｍｉｎ＜Ｒ＜Ｒｍａｘの条件を満たすか否かを判断する。なお、ＲｍｉｎはＲ色の画像信号の最小値、ＲｍａｘはＲ色の画像信号の最大値、ＧｍｉｎはＧ色の画像信号の最小値、ＧｍａｘはＧ色の画像信号の最大値を示しており、又ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２は図４〜図６に示す直線の傾きを示す定数である。
【００４５】
なお、穀粒２８の内部及び表面の両方の情報を抽出して判定する場合には、穀粒２８の内部及び表面の各々の情報（画像信号）について、上記の条件を満たすか否かを判断すればよい。
【００４６】
そして、これらのＲ・Ｇ・Ｂに関する色彩の条件を満たすとき、当該穀粒２８は色彩に関しては良品であると判定し、上記条件を満たさないとき、当該穀粒２８は色彩に関しては不良品（即ち、死米、茶系着色米、青色未熟米、害虫被害による着色米、或いは籾米）であると判定する。なお、同じ不良品でも、砕粒米については面積比（画素数の多・少）によって判別され（籾米も基本的には面積比から判別される）、胴割れ米は前述した如く傾斜光の照射によって米内部に発生した影（即ち、明度の急激な変化）を読取ることによって判別される。これにより、穀粒２８の等級付けを行うことができる。
【００４７】
また、定期的に、クライアントコンピュータ１４からサーバコンピュータ１６に、スキャナ本体２０で取り込んだ画像とクライアントコンピュータ１４の判定結果とを送信し、サーバコンピュータ１６の画面に表示させる。これにより、熟練したオペレータが、スキャナ本体２０で取り込んだ画像とクライアントコンピュータ１４の判定結果とを目視により比較することで、穀粒品質判定装置１０のクライアントコンピュータ１４が正常に作動しているか、或いは、クライアントコンピュータ１４の判定結果にバラツキがないかをチェックし、統一的な管理を行うことができる。
【００４８】
このように本実施形態に係るカラースキャナ１８では、スキャナ本体２０側に試料台２６を配置すると共に当該スキャナ本体２０に蓋体２２を一体化し、蓋体２２側の光源４０及び斜光ルーバ４２を使った透過光と、スキャナ本体２０側の走査装置３０の光照射部３２を使った反射光との二種類の光を用いて穀粒２８の画像を読取ることとしたので、胴割れ米及び着色米の双方を精度良く検出することができる。その結果、上記カラースキャナ１８を用いた穀粒品質判定装置１０を使用することにより、穀粒２８の品質判定精度の向上を図ることができる。
【００４９】
特に、本実施形態に係るカラースキャナ１８では、斜光ルーバ４２を使って穀粒２８に斜め方向から光を照射するように構成したので、穀粒２８の内部に亀裂・破断面等があった場合に、当該穀粒２８の内部に影が発生し易くなり、この影を読取ることにより、胴割れ米の判別精度（品質判定精度）を高めることができる点で優れている。
【００５０】
また、本実施形態に係るカラースキャナ１８では、スキャナ本体２０側に試料台２６を配置することにしたので、蓋体２２側の小型軽量化を図ることができる。逆に言えば、仮に蓋体２２側に試料台２６を設けた場合には、「蓋体」と呼べる程度を超えてしまい「箱体」といった概念になるものと思われるが、本実施形態のようにスキャナ本体２０側に試料台２６を配置することにより、「箱体」から「蓋体」にまで小型軽量化を図ることが可能となる。その結果、蓋体２２をスキャナ本体２０の試料台２６に対して開閉可能に取り付けることも可能となり、両者を一体化することも可能になる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係るカラースキャナ１８では、斜光ルーバ４２を用いて光源４０からの照射光を穀粒２８に対して斜め方向から均一に照射されるように照射方向を規制したので、光源４０側に斜光のための工夫を施す必要がなくなる。その結果、本実施形態によれば、蓋体２２の内部構造の簡素化ひいては蓋体２２の製作の容易化を図ることができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る穀粒品質判定装置１０では、カラースキャナ１８を使って読取った透過光・反射光画像及び反射光画像から画像間演算を行うことにより、透過光のみを受光したときの画像情報を求めることとしたので、既存の走査装置３０を利用することが可能となる。その結果、低コストで穀粒品質判定装置１０を成立させることができる。
【００５３】
次に、上述した穀粒画像読取装置の他の実施形態について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示されるカラースキャナ５０では、蓋体２２側の棒状の光源４０に代えて面発光光源５２を用いた点に特徴がある。面発光光源５２は、図７（Ｂ）に示されるように、斜光ルーバ４２と平行に配置された矩形状の拡散板５２Ａと、この拡散板５２Ａの対向する辺に設けられた一対の棒状光源５２Ｂとによって構成されている。
【００５５】
上記構成によれば、棒状光源５２Ｂを点灯すると、光は、拡散板５２Ａ中を伝搬して拡散板５２Ａの上下面から拡散光として照射される。かかる拡散光は、斜光ルーバ４２によって光の方向が斜め方向に均一化され、試料台２６の上に載置された穀粒２８に対して傾斜した方向から光が照射される。従って、斜光ルーバ４２に対する照射光が棒状の光源４０を用いた場合よりも均一化され、ひいては試料台２６に載置された穀粒２８に対する斜め方向からの光の照射の均一化の精度を高めることができる。
【００５６】
図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるカラースキャナ６０では、蓋体２２側の光源４０及び斜光ルーバ４２に代えて、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）６２を二次元状に傾斜した状態で配設した点に特徴がある。具体的には、各発光ダイオード６２の光軸方向は試料台２６の試料載置面に対して約３０度〜約６０度の範囲、好ましくは約３０度に設定されており、多数の発光ダイオード６２が二次元状（ｎ行×ｍ列）に配列されている。なお、本実施形態の場合、単色の発光ダイオード６２が用いられているが、ＲＧＢ３色の発光ダイオード６２を交互に配置して、全体として白色光が得られるようにしてもよい。
【００５７】
上記構成によれば、多数の発光ダイオード６２を所定角度傾斜させた状態で二次元状に配置する構成としたので、斜光ルーバ４２が不要となる。その結果、本実施形態によれば、蓋体２２側の構造の簡素化を図ることができる。
【００５８】
なお、本実施形態の場合、発光ダイオード６２の発光方向（光軸方向）をすべて同一方向に設定したが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、発光方向が逆方向となる一次元状の発光ダイオードアレイ６４、６６を交互に配列する構成を採ってもよい。この場合、穀粒２８に対して異なる二方向から斜めに光が照射されるので、更に効果的に穀粒２８の品質を判定することができる。
【００５９】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示されるカラースキャナ７０では、蓋体２２側の光源４０及び斜光ルーバ４２に代えて、一次元状に配列されかつ各々傾斜された発光ダイオードアレイ７２を配設し、当該発光ダイオードアレイ７２をその配列方向と交差（直交）する方向（図１０（Ａ）の矢印方向）へ移動させる構成とした点に特徴がある。一次元状の発光ダイオードアレイ７２を移動させる機構は、ベルト駆動機構等、公知の駆動機構を適用することができる。
【００６０】
上記構成によれば、一次元状に配列された発光ダイオードアレイ７２の発光方向が穀粒２８に対して斜め方向から光が照射されるように設定したので、一次元的な斜光性は確保される。そして、これを二次元状に展開していくには、発光ダイオードアレイ７２の方を当該発光ダイオードアレイ７２の配列方向と交差する方向へ移動させればよい。なお、このとき、スキャナ本体２０の光照射部３２によって照射される部位と発光ダイオードアレイ７２によって照射される部位とが一致するように、走査装置３０と発光ダイオードアレイ７２とを同期させて移動させる。或いは、発光ダイオードアレイ７２についてはそのままにしておき、試料台２６の方を当該発光ダイオードアレイ７２の配列方向と交差する方向へ移動させる方法を採ってもよい。この場合には、走査装置３０は発光ダイオードアレイ７２と対応する位置に保持される。更には、発光ダイオードアレイ７２と試料台２６とを相互に反対方向に移動させる構成を採ってもよい。いずれの方法を採ったとしても、本実施形態によれば、斜光ルーバ４２が不要になるだけでなく、発光ダイオードアレイ７２の使用個数も大幅に削減される。その結果、本実施形態によれば、大幅にコストを削減することができる。
【００６１】
なお、上記構成において、発光ダイオードアレイ７２を移動させるときに、当該発光ダイオードアレイ７２からの光の照射方向を往路と復路とで変更してもよい。この場合、発光ダイオードアレイ７２の往復移動によって、図９で説明したように穀粒２８が異なる二方向から斜めに照明されることになるので、更に効果的に穀粒２８の品質を判定することができる。
【００６２】
また、上記構成においては、一つの発光ダイオードアレイ７２を用いる例について説明したが、図９（Ａ）に示される構成の発光ダイオードアレイ６４、６６（発光方向が相互に逆方向となるように組み合わせた発光ダイオードアレイ）を移動可能にしてもよい。
【００６３】
さらに、図８〜図１０に示される各実施形態では、発光ダイオード６２、発光ダイオードアレイ６４、６６、７２を使用したが、これに限らず、有機ＥＬ素子を使用するようにしてもよい。
【００６４】
〔実施形態の補足〕
なお、上述した本実施形態に係る穀粒品質判定装置１０では、カラースキャナ１８をクライアントコンピュータ１４に接続し、当該クライアントコンピュータ１４をネットワーク１２に接続する構成を採ったが、これに限らず、判定装置として機能するスタンドアローン型のコンピュータをクライアントコンピュータ１４として用い、ネットワーク１２に接続しない構成を採ってもよい。
【００６５】
また、上述した本実施形態に係る穀粒品質判定装置１０では、透過光・反射光画像と反射光画像とを読取り、クライアントコンピュータ１４で画像間演算を行うことにより透過光画像を得る構成を採ったが、これに限らず、以下の方法を採ってもよい。
【００６６】
一つには、上記とは逆に、透過光画像を読取って画像間演算により反射光画像を得る方法である。すなわち、走査装置３０の光照射部３２を投光・消灯切換可能に構成し、斜光手段の光源及び光照射部３２を共に点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒２８を透過した透過光及び後者から照射されて穀粒２８で反射された反射光の双方を受光部３４で受光したときの画像情報（透過光・反射光画像情報）を得る一方で、斜光手段の光源を点灯させかつ光照射部３２を消灯させた状態で、前者から照射されて穀粒２８を透過した透過光のみを受光部３４で受光したときの画像情報（透過光画像情報）を得る。そして、これらの画像情報はクライアントコンピュータ１４に出力され、当該クライアントコンピュータ１４において透過光・反射光画像から透過光画像を減算し、反射光画像を求める。上記方法によっても、本実施形態と同様に精度の高い品質判定を行うことができる。
【００６７】
他の一つの方法は、前記方法と同様に、走査装置３０の光照射部３２を投光・消灯切換可能に構成し、斜光手段の光源を点灯させかつ光照射部３２を消灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒２８を透過した透過光のみを受光部３４で受光したときの画像情報（透過光画像情報）を得る一方で、斜光手段の光源を消灯させかつ光照射部３２を点灯させた状態で、後者から照射されて穀粒２８で反射された反射光のみを受光部３４で受光したときの画像情報（反射光画像情報）を得る。そして、これらの画像情報はクライアントコンピュータ１４に出力される。上記構成によれば、透過光画像情報と反射光画像情報とが個別に直接得られるため、画像間演算を行う必要がなくなる。従って、クライアントコンピュータ１４では、入力された二種類の画像情報から直接的に穀粒２８の品質を判定することができる。よって、画像間演算が不要になる分、短時間で穀粒２８の品質の判定をすることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、このスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段を備えた蓋体と、を有し、斜光手段から照射されて穀粒を透過し走査手段の受光部に受光された透過光と、光照射部から照射されて穀粒で反射され走査手段の受光部に受光された反射光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取る構成を採ったので、穀粒の品質判定精度の向上を図ることができるという優れた効果を有する。
【００６９】
加えて、請求項１記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、穀粒画像読取装置のスキャナ本体側に試料台を配置することにしたので、蓋体側の小型軽量化を図ることができる。逆に言えば、仮に蓋体側に試料台を設けた場合には、「蓋体」と呼べる程度を超えてしまい「箱体」といった概念になるものと思われるが、本発明のようにスキャナ本体側に試料台を配置することにより、「箱体」から「蓋体」にまで小型軽量化を図ることが可能となる。その結果、蓋体をスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に取り付けることも可能となり、両者を一体化することも可能になる。
【００７２】
さらに、請求項１記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、一次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで穀粒画像読取装置の斜光手段を構成したので、これを二次元状に展開していく手法が幾つかあり、その結果、穀粒画像読取装置の設計の自由度を高めることができるという優れた効果を有する。さらに、本発明によれば、斜光ルーバが不要になるだけでなく、発光素子の使用個数も大幅に削減されるため、コストダウンを図ることができるという優れた効果も得られる。
【００７３】
また、請求項１記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、上記構成の穀粒画像読取装置と、この穀粒画像読取装置と接続され、当該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づいて穀粒の品質を判定する判定装置と、を含んで構成されているため、穀粒の品質判定精度の向上を図ることができるという優れた効果を有する。
【００７４】
さらに、請求項１記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、走査手段は、斜光手段の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの画像情報と、斜光手段の光源を消灯させかつ光照射部を点灯させた状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみを前記受光部で受光したときの画像情報と、を判定装置へ出力し、判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から反射光のみを受光したときの画像情報を減算することにより透過光のみを受光したときの画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する構成を採ったので、画像間演算が必要となるものの、既存の走査手段を用いることができ、その結果、低コストで穀粒品質判定装置を成立させることができるという優れた効果を有する。
【００７５】
請求項２記載の本発明に係る穀粒品質判定装置は、走査手段は、斜光手段の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を受光部で同時に受光したときの画像情報と、斜光手段の光源を点灯させかつ光照射部を消灯させた状態で、前者から照射されて穀粒で透過された透過光のみを受光部で受光したときの画像情報と、を判定装置へ出力し、判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から透過光のみを受光したときの画像情報を減算することにより反射光のみを受光したときの画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する構成を採ったので、請求項１記載の発明と同様に精度の高い品質判定を行うことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る穀粒品質判定装置のシステム構成図である。
【図２】本実施形態に係る穀粒画像読取装置の全体構成を蓋体が開いた状態で示す断面図である。
【図３】（Ａ）は図２に示される穀粒画像読取装置の全体構成を蓋体を閉めた状態で示す断面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図４】良品領域を示す画像情報のＲとＢとの関係を示す線図である。
【図５】良品領域を示す画像情報のＧとＢとの関係を示す線図である。
【図６】良品領域を示す画像情報のＲとＧとの関係を示す線図である。
【図７】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（面発光光源タイプ）を示す図３（Ａ）に対応する断面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図８】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（二次元発光ダイオードタイプ）を示す図３（Ａ）に対応する断面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図９】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（二次元発光ダイオードタイプの別例）を示す図３（Ａ）に対応する断面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１０】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（一次元発光ダイオードタイプ）を示す図３（Ａ）に対応する断面図、（Ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１０      穀粒品質判定装置
１４      クライアントコンピュータ（判定装置）
２０      スキャナ本体
２２      蓋体
２６      試料台
２８      穀粒
３０      走査装置（走査手段）
３２      光照射部
３４      受光部
７０      カラースキャナ（穀粒画像読取装置）
７２      発光ダイオードアレイ（斜光手段）
【図１】
0003618311.tif 000002
【図２】
0003618311.tif 000003
【図３】
0003618311.tif 000004
【図４】
0003618311.tif 000005
【図５】
0003618311.tif 000006
【図６】
0003618311.tif 000007
【図７】
0003618311.tif 000008
【図８】
0003618311.tif 000009
【図９】
0003618311.tif 000010
【図１０】
0003618311.tif 000011