(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を有する穀粒画像読取装置に適用され、
トレイ状に形成されると共に前記試料台の底部の上面に載置可能とされ、一粒の穀粒が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成され更に長軸方向が一定方向に向けられた多数の第１透孔が所定の間隔で穿設された底壁部を備えた試料整列治具本体と、
この試料整列治具本体の底壁部の上面に対して摺動可能な大きさに形成されると共に当該底壁部の上面に載置可能とされ、更に前記多数の第１透孔と同一形状及び同一パターンで多数の第２透孔が形成された移動体と、
を含むことを特徴とする穀粒画像読取装置用試料整列治具。
【請求項２】
前記試料整列治具本体の側壁部には余剰の穀粒を排出するための排出口が形成されていると共に、当該試料整列治具本体及び前記移動体の少なくとも一周辺部側には残余の穀粒を退けておくための無孔部が設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の穀粒画像読取装置用試料整列治具。
【請求項３】
前記試料整列治具本体の底壁部の上面に前記移動体を載置させ、第２透孔が第１透孔に対してずれた状態で両者を保持する第１工程と、
この状態の試料整列治具本体内へ試料となる穀粒を投入し、当該穀粒を第２透孔内へ一粒ずつ入り込ませる第２工程と、
この状態で当該試料整列治具本体及び当該移動体を試料台の底部の上面に載置させる第３工程と、
当該移動体を当該試料整列治具本体の底壁部に対してスライドさせ、第２透孔を第１透孔に重合させる第４工程と、
この状態で当該試料整列治具本体及び当該移動体を持上げて試料台から取り外す第５工程と、
を有することを特徴とする穀粒画像読取装置用試料整列治具を用いた試料整列方法。
【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使用される穀粒画像読取装置用試料整列治具及びこれを用いた試料整列方法に関する。
【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】
このような背景を踏まえ、本件出願人は、これらの問題を解決し得る穀粒画像読取装置を開発するに至ったが、ここにきて種々の観点から更なる改良を加え、付加価値の高い穀粒画像読取装置を開発することを検討している。その一つとして、透明ガラス平板で構成された試料台上に試料となる穀粒を載置する際に、簡単な方法で迅速に、試料を一定方向に一定の間隔で整列させることができないかどうかが検討されている。というのも、試料台にランダムに試料を載置するよりは、一定方向に一定の間隔で試料台に試料を載置できた方が、試料に対して光を同一条件で照射することができるので、均質な検査結果が得られる。また、試料台に試料を適当な密度で重なり合うことなく載置させる手間を省くことができれば、作業時間を短縮できるというメリットもある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、簡単かつ迅速に、試料となる穀粒を試料台上に整列した状態で載置させることができる穀粒画像読取装置用試料整列治具及びこれを用いた試料整列方法を得ることが目的である。
【０００７】
【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画像読取装置用試料整列治具は、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を有する穀粒画像読取装置に適用され、トレイ状に形成されると共に前記試料台の底部の上面に載置可能とされ、一粒の穀粒が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成され更に長軸方向が一定方向に向けられた多数の第１透孔が所定の間隔で穿設された底壁部を備えた試料整列治具本体と、この試料整列治具本体の底壁部の上面に対して摺動可能な大きさに形成されると共に当該底壁部の上面に載置可能とされ、更に前記多数の第１透孔と同一形状及び同一パターンで多数の第２透孔が形成された移動体と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具は、請求項１記載の発明において、前記試料整列治具本体の側壁部には余剰の穀粒を排出するための排出口が形成されていると共に、当該試料整列治具本体及び前記移動体の少なくとも一周辺部側には残余の穀粒を退けておくための無孔部が設けられている、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具を用いた試料整列方法は、前記試料整列治具本体の底壁部の上面に前記移動体を載置させ、第２透孔が第１透孔に対してずれた状態で両者を保持する第１工程と、この状態の試料整列治具本体内へ試料となる穀粒を投入し、当該穀粒を第２透孔内へ一粒ずつ入り込ませる第２工程と、この状態で当該試料整列治具本体及び当該移動体を試料台の底部の上面に載置させる第３工程と、当該移動体を当該試料整列治具本体の底壁部に対してスライドさせ、第２透孔を第１透孔に重合させる第４工程と、この状態で当該試料整列治具本体及び当該移動体を持上げて試料台から取り外す第５工程と、を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の本発明によれば、まず試料整列治具本体の底壁部の上面に移動体が載置される。この移動体は試料整列治具本体の底壁部の上面に対して摺動可能な大きさに形成されているため、試料整列治具本体内で摺動させることが可能である。また、試料整列治具本体には略穀粒形状に形成されかつ長軸方向が一定方向に向けられた多数の第１透孔が形成されており、これに対応して移動体にも第１透孔と同一形状及び同一パターンの多数の第２透孔が形成されているため、移動体を試料整列治具本体に対して若干摺動させることにより、第２透孔が第１透孔とずれた状態を作り出すことができる。第２透孔を第１透孔に対してずらすと、第２透孔の下側には試料整列治具本体の底壁部における第１透孔非形成部分が位置される。つまり、第２透孔に底面が形成される。この状態で、試料整列治具本体内へ試料となる穀粒を投入して当該試料整列治具本体と移動体とを揺さぶるか、又は投入された穀粒を指先やへら等で掻き均すと、穀粒が一粒ずつ移動体の第２透孔内へ入り込む。その後、余剰の穀粒を試料整列治具本体から排除しておく。
【００１１】
次に、この状態で、試料整列治具本体及び移動体を試料台の底部の上面に載置させて、移動体を試料整列治具本体の底壁部に対して若干摺動させると、第２透孔が第１透孔に重合される。これにより、第２透孔と第１透孔とが連通され、試料台の底部の上面が第１透孔の底面となる。そして、第２透孔内に入り込んでいた穀粒は第１透孔内へ落下され、試料台の上面に載置される。その後、試料整列治具本体及び移動体が持上げられて試料台から取外される。取外し後の状態では、多数の穀粒はその長軸方向が一定方向に向けられ、所定の間隔で配列される。このように本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具を用いて試料となる穀粒を試料台の上面に載置させるようにすれば、簡単かつ迅速に穀粒を整列状態で載置させることができる。
【００１２】
なお、上記の如くして試料台の上面に試料が整列配置されたら、スキャナ本体を用いて穀粒の画像が読取られる。具体的には、走査手段の光照射部から穀粒に光を照射させながら、当該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、穀粒の反射光画像を読取ることが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、試料整列治具本体の側壁部に排出口を設けたので、試料となる穀粒を投入し移動体のすべての第２透孔内に穀粒を入り込ませた後、排出口が下側にくるように試料整列治具本体を傾ければ、余剰となった穀粒が排出口から排出される。
【００１４】
また、前記の如くして、余剰となった穀粒を試料整列治具本体から排出した後も、数粒〜十数粒程度の穀粒が移動体上に残っていることもある。このような場合にも前記の要領で試料整列治具本体を傾けて残余の穀粒を排出口から排出しようとすると、却って手間取り時間がかかる。そこで、このような場合には、試料整列治具本体及び移動体の少なくとも一周辺部に設けた無孔部に当該残余の穀粒を退（の）けておくようにする。
【００１５】
すなわち、本発明によれば、余剰の穀粒については排出口を使って短時間で排出することができ、余剰の穀粒排出後の残余の穀粒については無孔部に退けておくことができるため、不要な穀粒を効率良く除去することができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明によれば、以下の如くして、スキャナ本体の試料台の上面に、試料となる穀粒を整列させた状態で載置させることができる。
【００１７】
まず、第１工程で、試料整列治具本体の底壁部の上面に移動体が載置される。次いで、移動体の第２透孔が試料整列治具本体の第１透孔に対してずれた状態で両者が保持される。これにより、試料整列治具本体の第１透孔非形成部分が第２透孔の底面となる。次に、第２工程で、試料整列治具本体内へ試料となる穀粒が投入される。次いで、試料整列治具本体及び移動体を揺さぶりながら、又は投入された穀粒を指先やへら等で掻き均しながら、穀粒を第２透孔内へ一粒ずつ入り込ませる。次に、第３工程で、試料整列治具本体及び移動体が試料台の底部の上面に載置される。次に、第４工程で、移動体が試料整列治具の底壁部に対してスライドされ、第２透孔が第１透孔に重合される。これにより、第２透孔と第１透孔とが連通され、試料台の底部の上面が第１透孔の底面となる。そして、第２透孔内に入り込んでいた穀粒は第１透孔内へ落下され、試料台の上面に載置される。次に、第５工程で、試料整列治具本体及び移動体が持上げられて試料台から取外される。取外し後の状態では、多数の穀粒はその長軸方向が一定方向に向けられ、所定の間隔で配列される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１５を用いて、本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具及びこれを用いた試料整列方法の実施形態について説明する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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；主に米と麦）２８が二次元状に載置可能とされている。
【００２３】
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。
【００２４】
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）。
【００２５】
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。
【００２６】
なお、上記光源４０及び斜光ルーバ４２は、広義には「穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段」として把握される要素である。
【００２７】
次に、図１１〜図１５を用いて、本実施形態の要部である穀粒画像読取装置用の試料整列治具１００について詳細に説明する。この試料整列治具１００は、上述したカラースキャナ１８の試料台２６の上面（試料載置面）に穀粒２８を整列状態で載置するためのものである。
【００２８】
図１１には上述したカラースキャナ１８の斜視図が示されている。蓋体２２をヒンジ３６回りに開放させると、試料台２６が現れ、この試料台２６の上面に図１２に示される試料整列治具１００がセットされるようになっている。
【００２９】
試料整列治具１００は、略トレイ状に形成された試料整列治具本体１０２と、この試料整列治具本体１０２に載置される移動体１０４とによって構成されている。なお、試料整列治具本体１０２及び移動体１０４は樹脂製でもよいし、金属製でもよい。
【００３０】
試料整列治具本体１０２は、試料台２６の上面と同一形状の底壁部１０２Ａと、この底壁部１０２Ａの周縁部から立ち上げられた短辺側の側壁部１０２Ｂ、１０２Ｃ及び長辺側の側壁部１０２Ｄ、１０２Ｅとを含んで構成されている。一方の長辺側の側壁部１０２Ｄには他方の長辺側の側壁部１０２Ｅに向かって延出された返し１０６が形成されており、又他方の長辺側の側壁部１０２Ｅには外側へ向けて張り出された把手１０８が形成されている。また、一方の短辺側の側壁部１０２Ｂには、返し１０６に近い位置に矩形状の排出口１１０が形成されている。さらに、底壁部１０２Ａには、多数（一例として、１０００個）の第１透孔１１２が形成されている。図１３に示されるように、第１透孔１１２は、穀粒２８が入り込むことが可能な縦６ｍｍ、横３ｍｍのトラック形状を成している。
【００３１】
図１２に戻り、移動体１０４は、試料整列治具本体１０２の底壁部１０２Ａに載置可能な矩形平板状の基部１０４Ａと、この基部１０４Ａの一方の長辺部に形成された階段状の把手１０４Ｂと、基部１０４Ａの他方の長辺部に形成された立ち上がり部１０４Ｃとによって構成されている。図１４に示されるように、移動体１０４を試料整列治具本体１０２内に納めた状態では、移動体１０４の把手１０４Ｂが試料整列治具本体１０２の把手１０８に重合され、又移動体１０４の立ち上がり部１０４Ｃが試料整列治具本体１０２の返し１０６の下側に潜り込むようになっている。さらに、この状態で移動体１０４の立ち上がり部１０４Ｃと試料整列治具本体１０２の一方の長辺側の側壁部１０２Ｄとの間には、所定の隙間１１４が形成されており、この隙間１１４の間隙寸法が試料整列治具本体１０２に対する移動体１０４の移動ストロークに相当する。なお、移動体１０４の基部１０４Ａの横幅は試料整列治具本体１０２の底壁部１０２Ａの上面の横幅に略一致しているため、移動体１０４は試料整列治具本体１０２に対して図１４の矢印Ａ方向にのみ摺動（スライド）可能とされている。さらに、この移動体１０４の基部１０４Ａには、試料整列治具本体１０２の第１透孔１１２と同一形状及び同一パターンの多数の第２透孔１１６が形成されている。また、移動体１０４の基部１０４Ａの周辺部（四箇所）には（これに対応して試料整列治具本体１０２の底壁部１０２Ａの周辺部（四箇所）にも）、穀粒２８を退けておくことができる程度の無孔部１１８が形成されている。
【００３２】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３３】
最初に本実施形態に係るカラースキャナ１８及び穀粒品質判定装置１０の基本的な作用（全体的な作動）を説明しておく。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、実際に穀粒２８の品質を判定する作業が行われる。
【００３６】
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（なお、試料台２６への穀粒８の載置の仕方については後述する）。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
ここで、本実施形態では、試料整列治具１００を用いて、以下の要領で、カラースキャナ１８の試料台２６の上面（試料載置面）に穀粒２８が載置される。
【００４７】
まず、試料整列治具本体１０２内に移動体１０４が重合され、試料整列治具本体１０２の底壁部１０２Ａの上面に移動体１０４の基部１０４Ａが載置される。次いで、把手１０４Ｂを持って移動体１０４を試料整列治具本体１０２の把手１０８側へ引き寄せる（図１４図示状態）。これにより、移動体１０４の第２透孔１１６が試料整列治具本体１０２の第１透孔１１２に対してずれた状態で両者が保持され、図１５（Ａ）に示される如く、試料整列治具本体１０２の第１透孔非形成部分１２０が第２透孔１１６の底面となる（以上、第１工程）。次に、図１４の矢印Ｂで示されるように、試料整列治具本体１０２内へ試料となる穀粒２８が投入される。次いで、試料整列治具本体１０２及び移動体１０４を揺さぶりながら、又は投入された穀粒２８を指先やへら等で掻き均しながら、穀粒２８を第２透孔１１６内へ一粒ずつ入り込ませる（以上、第２工程）。次に、試料整列治具１００を排出口１１０が下になるように傾けて、余剰な穀粒２８を試料整列治具本体１０２の排出口１１０から排出する。余剰の穀粒２８の多くは排出口１１０から排出されるが、その後も数粒〜十数粒程度の穀粒２８が移動体１０４の基部１０４Ａの上面に残ることがある。このような場合には、当該残余の穀粒２８を移動体１０４の無孔部１１８に退けておけばよい。
【００４８】
次に、この状態で、試料整列治具本体１０２及び移動体１０４が試料台２６の上面に載置される（以上、第３工程）。次に、移動体１０４の立ち上がり部１０４Ｃが試料整列治具本体１０２の一方の長辺側の側壁部１０２Ｄに当接するまで、移動体１０４が試料整列治具１００の底壁部１０２Ａに対してスライドされ、第２透孔１１６が第１透孔１１２に重合される。これにより、図１５（Ｂ）に示される如く、第２透孔１１６と第１透孔１１２とが連通され、試料台２６の上面が第１透孔１１２の底面となる。そして、第２透孔１１６内に入り込んでいた穀粒２８は第１透孔１１２内へ落下され、試料台２６の上面に載置される（以上、第４工程）。次に、試料整列治具本体１０２及び移動体１０４が持上げられて試料台２６から取外される。取外し後の状態では、図１１に示される如く、多数の穀粒２８はその長軸方向が一定方向に向けられ、所定の間隔で配列される（以上、第５工程）。
【００４９】
このように本実施形態に係る試料整列治具１００を用いて試料となる穀粒２８を試料台２６の上面に載置させるようにすれば、簡単かつ迅速に穀粒２８を整列状態で載置させることができる。
【００５０】
また、本実施形態に係る試料整列治具１００には、排出口１１０と無孔部１１８が形成されているため、余剰の穀粒２８については排出口１１０を使って短時間で排出することができ、余剰の穀粒２８を排出した後に尚残った残余の穀粒２８については無孔部１１８に退けておくことができるため、不要な穀粒２８を効率良く除去することができる。その結果、本実施形態によれば、試料台２６に試料となる穀粒２８を載置するまでの作業時間を短縮化することができる。
【００５１】
〔実施形態の補足〕
＜斜光手段のバリエーションについて＞
上述した本実施形態に係るカラースキャナ１８では、広義には斜光手段として解釈される構成要素について、光源４０及び斜光ルーバ４２を使用したが、これに限らず、種々の構成を採用することができる。以下、そのバリエーションを幾つか開示する。なお、説明に際しては、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
＜画像処理について＞
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
＜試料整列治具について＞
上述した本実施形態では、試料台２６及び走査装置３０を備えたスキャナ本体２０と、斜光手段として機能する光源４０及び斜光ルーバ４２を備えた蓋体２２とによって構成されたカラースキャナ１８に対して試料整列治具１００を使用する態様を例にして説明したが、本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具は前記構成以外の態様のカラースキャナに対しても適用可能である。すなわち、蓋体２２側には何らの光源も配設されておらず（従って、この場合の蓋体は試料台２６を覆うカバーとしてのみ機能する）、試料台２６及び走査装置３０を備えたスキャナ本体２０のみによって主要部が構成されたカラースキャナに対して本発明を適用してもよい。
【００６７】
また、上述した本実施形態では、試料整列治具本体１０２に対して移動体１０４を図１４の矢印Ａ方向にのみ移動可能に構成（両者の寸法関係を設定）したが、これに限らず、試料整列治具本体１０２に対して移動体１０４を図１４の矢印Ａ方向と直交する方向（試料整列治具本体１０２の長辺側の側壁部１０２Ｄ、１０２Ｅの長手方向）にのみ移動可能に構成してもよいし、双方向に移動可能に構成してもよい。
【００６８】
さらに、上述した実施形態では、移動体１０４の基部１０４Ａ並びに試料整列治具本体１０２の底壁部１０２Ａの周辺部のすべてに無孔部１１８を形成したが、これに限らず、試料整列治具本体１０２及び移動体１０４の少なくとも一周辺部側に無孔部を設ける構成であればよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の穀粒画像読取装置用試料整列治具は、トレイ状に形成されると共に試料台の底部の上面に載置可能とされ、一粒の穀粒が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成され更に長軸方向が一定方向に向けられた多数の第１透孔が所定の間隔で穿設された底壁部を備えた試料整列治具本体と、この試料整列治具本体の底壁部の上面に対して摺動可能な大きさに形成されると共に当該底壁部の上面に載置可能とされ、更に多数の第１透孔と同一形状及び同一パターンで多数の第２透孔が形成された移動体と、を含むため、簡単かつ迅速に、試料となる穀粒を試料台上に整列した状態で載置させることができるという優れた効果を有する。
【００７０】
請求項２記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具は、請求項１記載の発明において、試料整列治具本体の側壁部には余剰の穀粒を排出するための排出口を形成すると共に、当該試料整列治具本体及び移動体の少なくとも一周辺部側には残余の穀粒を退けておくための無孔部を設けたので、不要な穀粒を効率良く除去することができ、その結果、試料台に試料となる穀粒を載置するまでの作業時間を短縮化することができるという優れた効果を有する。
【００７１】
請求項３記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列治具を用いた試料整列方法は、前記試料整列治具本体の底壁部の上面に前記移動体を載置させ、第２透孔が第１透孔に対してずれた状態で両者を保持する第１工程と、この状態の試料整列治具本体内へ試料となる穀粒を投入し、当該穀粒を第２透孔内へ一粒ずつ入り込ませる第２工程と、この状態で当該試料整列治具本体及び当該移動体を試料台の底部の上面に載置させる第３工程と、当該移動体を当該試料整列治具本体の底壁部に対してスライドさせ、第２透孔を第１透孔に重合させる第４工程と、この状態で当該試料整列治具本体及び当該移動体を持上げて試料台から取り外す第５工程と、を有するので、簡単かつ迅速に、試料となる穀粒を試料台上に整列した状態で載置させる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。
【図１１】本実施形態に係る穀粒画像読取装置の試料台に穀粒が載置された状態を示す斜視図である。
【図１２】本実施形態に係る試料整列治具を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示される試料整列治具本体に形成された第１透孔（及び移動体に形成された第２透孔）を拡大して示す平面図である。
【図１４】試料整列治具本体内に移動体が装着された状態を示す縦断面図である。
【図１５】（Ａ）は移動体の第２透孔を試料整列治具本体の第１透孔に対してずらしたときの穀粒の状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は当該第２透孔を当該第１透孔に対して重合させたときの穀粒の状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１８      カラースキャナ（穀粒画像読取装置）
２０      スキャナ本体
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
５０      カラースキャナ（穀粒画像読取装置）
６０      カラースキャナ（穀粒画像読取装置）
７０      カラースキャナ（穀粒画像読取装置）
１００    試料整列治具
１０２    試料整列治具本体
１０４    移動体
１１０    排出口
１１２    第１透孔
１１６    第２透孔
１１８    無孔部
【図１】
0003554721.tif 000002
【図２】
0003554721.tif 000003
【図３】
0003554721.tif 000004
【図４】
0003554721.tif 000005
【図５】
0003554721.tif 000006
【図６】
0003554721.tif 000007
【図７】
0003554721.tif 000008
【図８】
0003554721.tif 000009
【図９】
0003554721.tif 000010
【図１０】
0003554721.tif 000011
【図１１】
0003554721.tif 000012
【図１２】
0003554721.tif 000013
【図１３】
0003554721.tif 000014
【図１４】
0003554721.tif 000015
【図１５】
0003554721.tif 000016