(57)【要約】【課題】  従来技術の米粒判別検査装置における問題点を解決し、米粒判別処理速度を高めた米粒判別検査装置の提供。【解決手段】  本発明による米粒判別検査装置は、多数の米粒を一度に高速で且つ並列に流下させることができるシュート（１）と、該シュートの下端に設けられ且つ前記シュートの下端を横切るライン状の検査領域に亘って監視して前記シュートから流下された米粒の各々を光学的に検定する検査装置（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）と、該検査装置からの検知信号に基づいて、落下する米粒の各々の判別するための判別装置（１０、１１）と、該判別装置によるデータに基づいて集計して米粒の検査結果を表示する表示装置（１５）とから主として構成され、前記判別装置による判別が、各米粒毎に高速判別アルゴリズムによって行われるようになされている。【選択図】  図１
2006170750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
米粒判別検査装置であって、
多数の米粒を一度に高速で且つ並列に流下させることができるシュートと、
該シュートの下端に設けられ且つ前記シュートの下端を横切るライン状の検査領域に亘って監視して前記シュートから流下された米粒の各々を光学的に検定する検査装置と、
該検査装置からの検知信号に基づいて、落下する米粒の各々を判別するための判別装置と、
該判別装置によるデータを集計して米粒の検査結果を表示する表示装置とから主として構成され、
前記判別装置による判別が、各米粒毎に高速判別アルゴリズムによって行われることを特徴とする米粒判別検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の米粒判別検査装置であって、
前記シュートは、各々が米粒の外径より若干幅が広い多数の縦溝からなる構造とされており、複数の米粒を同時に連続して流すことができるようになされている、米粒判別検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の米粒判別検査装置であって、
前記検査装置は、検査領域を照射できる照明用光源と、検査領域をライン状に検知することができるカメラと、検査領域にライン状に設けられて検査対象物たる米粒からの光をより明確にするための背景板とから主として構成されている、米粒判別検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の米粒判別検査装置であって、
前記カメラは、主として米粒の色を検知するための可視光カメラと、異物を検知するための赤外光カメラとから構成されている、米粒判別検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載の米粒判別検査装置であって、
前記検査装置は、米粒を透過した透過光と米粒の表面からの反射光とを検知することができるようになされている、米粒判別検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の米粒判別検査装置であって、
前記判別装置は、米粒の焼け、しらた、うるち、異物等を判別できるように、各々に対応する複数の閾値を設け、カメラからの信号と前記複数の閾値とを比較回路によって比較して出力されたデータによって判別するようになされている、米粒判別検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米粒判別検査装置に関し、特に、時間当たりの処理量を増大することができる改良された米粒判別検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の米粒判別検査装置においては、検査サンプルの搬送方法として、主として、回転円盤に設けられた粒形状の窪み内にサンプルを配置して搬送する方法（特許文献１参照）や板状トレイに設けられた粒形状の窪み内にサンプルを配置して搬送する方法（特許文献２参照）を採用しているため、判別ラインの並列化が困難であり、従って、時間当たりの処理量を増やすことができなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５６５９９号公報
【特許文献２】特開平６−１４９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来技術における米粒判別検査装置における上記の問題点を解決し、米粒判別処理速度を高めた米粒判別検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、本発明による米粒判別検査装置は、多数の米粒を一度に高速で且つ並列に流下させることができるシュートと、該シュートの下端に設けられ且つ前記シュートの下端を横切るライン状の検査領域に亘って監視して前記シュートから流下された米粒の各々を光学的に検定する検査装置と、該検査装置からの検知信号に基づいて、落下する米粒の各々を判別するための判別装置と、該判別装置によるデータを集計して米粒の検査結果を表示する表示装置とから主として構成され、前記判別装置による判別が、各米粒毎に高速判別アルゴリズムによって行われるようになされている。
【０００６】
前記シュートは、各々が米粒の外径より若干幅が広い多数の縦溝からなる構造とされており、複数の米粒を連続して流すことができるようになされる。
前記検査装置は、検査領域を照射できる照明用光源と、検査領域をライン状に検知することができるカメラと、検査領域にライン状に設けられて検査対象物たる米粒からの光をより明確にするための背景板とから主として構成される。
【０００７】
また、カメラは、主として米粒の色を検知するための可視光カメラと、異物を検知するための赤外光カメラとから構成される。
更に、前記検査装置は、米粒を透過した透過光と米粒の表面からの反射光とを検知することができるようになされる。
【０００８】
前記判別装置は、米粒の焼け、しらた、うるち、異物等を判別できるように、各々に対応する複数の閾値を設け、カメラからの信号と前記閾値とを比較回路によって比較して出力されたデータによって判別するようになされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の米粒判別検査装置は、検査領域をライン状に溝毎に高速で検知し且つ検知結果を高速判別アルゴリズムによって高速判別処理することができるので、一度に多数の米粒の判別検査ができ、米粒判別処理のスピードアップが可能となる。
【００１０】
更に、透過光及び反射光を複数の閾値と適宜比較しているので、米粒の細かい類別が可能である。
更に、１ビットデータにより、米粒の個々の大きさも正確に測定することができ、広範囲の類別が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による米粒判別検査装置の一実施形態の全体構成を示した構成図である。この米粒判別検査装置は、良品とされる米粒（うるち米）と一般に不良品とされる米粒（欠け、焼け等の変色、しらた、虫食い等の生じた米粒）とを類別検査するための装置であり、概略構成は、装置内に流下された米粒に光を照射し、センサーで米粒の透過光及び反射光を感知し、それを基準値と比較して良品と不良品との検査分類をするようになされている。
【００１２】
図１に示すように、米粒Ｂ（検査サンプル）は、ホッパー９から原料受け皿１５ａを経由してシュート１内へ供給され、シュート１内を落下して検査領域へと導入される。原料受け皿１５ａには、米粒Ｂ（検査サンプル）を徐々にシュート１の幅全体にまんべんなく供給するために、投入振動装置１５ｂが取り付けられている。シュート１は、図１中の拡大図に示すように、各々が米粒Ｂの外径より若干幅が広い多数の溝からなる構造とされており、複数の米粒を連続して流すことができるようになされている。
【００１３】
検査領域においては、複数のカメラが検査ラインＡをシュート１の幅に沿ってライン状に全ての検査サンプルをスキャンして監視できるようになされている。検査サンプルが検査ラインＡを通過する位置は上記した溝によって定まっているので、カメラのライン状視点を溝毎に区切り、これらを検査チャネル５として各溝を流下する米粒の検定を行うことができる。図２は検査領域をより詳細に示した側面図である。図２に示されているように、検査領域には、しらた米や米粒の変色等の色を判定するための２つの可視光カメラ２ａ及び２ｂと、混入異物等を判定するための２つの赤外光カメラ６ａ、６ｂとが、検査ラインＡに視点を合わせて配設されている。検査ラインＡを挟んで可視光カメラ２ａ及び２ｂと対向する位置には、検査ラインＡを何も通過していない時に、良品の米（うるち米）が通過している時よりも十分に明るい信号となるような明るさに設定された背景板４ａ及び４ｂが配設されている。同じく、赤外光カメラ６ａ、６ｂに対向して、これらの赤外光カメラ用の背景板７ａ、７ｂが設けられており、背景板７ａ、７ｂの明るさは、良品の米粒が通過しているときと同じ明るさとなるように設定されている。更に、可視光カメラ２ａ及び２ｂ用の光源３ａ、３ｂ及び３ｃと、赤外光カメラ６ａ、６ｂ用の光源８ａ及び８ｂとが、流下する米粒を照射するために検査ラインＡに向けて発光するように設けられている。
【００１４】
図３は、各カメラからの信号経路を示しているブロック図である。図３に示されているように、カメラからの各信号は、比較回路１０に供給され、各々の信号が、予め設定されている閾値と比較される。比較回路１０は、比較結果に応じて“０”又は“１”の信号を出力するようになされており、カメラからの信号が設定閾値に対応する明るさより暗い場合に“１”信号を出力し、設定閾値に対応する明るさと同等か又はより明るい場合に“０”信号を出力するようになされている。図４ａ〜４ｄは、各々異なる状態の米粒サンプルＢが検査ラインＡを通過するときのカメラ画像信号と閾値と比較回路１０の出力とを示した図である。図中、米粒サンプルＢは、検査ラインＡを矢印Ｓの方向に移動して横切る。カメラ２ａは図２中Ｆ側の可視光カメラであり、カメラ２ｂはＲ側の可視光カメラである。閾値は、カメラ２ａ及び２ｂの各々に対して別個に設定されており、従って、合計８個の閾値が設定されている。
【００１５】
図４ａは、うるち米（良品米粒）の場合の出力を示した図である。うるち米をモニターすると、カメラ２ａ及び２ｂの各々について、閾値１は背景板よりは暗く且つうるち米よりは明るく設定されており、閾値２〜４はうるち米よりも暗い信号レベルに設定されているので、うるち米を検知した領域では閾値１に対応する出力１に“１”信号が出力され、一方、閾値２〜４に対応する出力２〜４においては、うるち米が無い領域のみならず、うるち米を検知した領域でも“０”信号が出力される。
【００１６】
図４ｂは、しらた米（不良品米粒）の場合の出力を示した図である。しらた米は、うるち米よりも表面反射率が高く且つ透過率が低い。従って、カメラ２ａには、照明光源３ｂ、３ｃから射出されてしらた米を透過する光は殆ど届かず、照明光源３ａから照射されてしらた米の表面で反射された光のみが届くので、うるち米よりも暗くなる。閾値１〜３は、しらた米よりも明るい信号レベルに設定されているので、しらた米を検知した領域では閾値１〜３に対応する出力１〜３に“１”信号が出力される。一方、閾値４は、しらた米よりも暗い信号レベルに設定されているので、閾値４に対応する出力４においては、うるち米粒が無い領域のみならず、うるち米を検知した領域でも“０”信号が出力される。カメラ２ｂにおいても同様であるが、カメラ２ｂには、照明光源３ｂのみならず照明光源３ｃによる反射光も加わるので、カメラ２ｂに届く光は明るくなり、うるち米の場合と同程度の明るい信号となる。従って、カメラ２ｂにおいては、しらた米の場合と同様に、出力１に“１”信号が出力され、出力２〜４に“０”信号が出力される。
【００１７】
図４ｃは、米粒全体に色が付いている（着色米）場合の出力を示した図である。着色米は、光の反射率も透過率も全体的に低い。このため、カメラ２ａ及び２ｂに届く光は共に少なく、閾値１〜３のみならず閾値４に対応する明るさよりも暗いので、閾値１〜４に対応する全ての出力１〜４に“１”信号が出力される。
【００１８】
図４ｄは、米粒の一部が着色している場合（カメムシ被害米のように米粒の一部分のみが変色している場合）の出力を示した図である。この場合は、着色部分の面積にもよるが、着色部分が比較的小さい場合には、カメラ２ｂに届く光は、うるち米と同程度の光が到達するので、出力１にのみ“１”信号が出力され、カメラ２ａにおいては、着色部分に対応する部分のみに対して、出力１〜４に“１”信号が出力される。図４ａ〜４ｄから、検査サンプルの種類によって比較器出力１〜４に異なる出力パターンが出力されることがわかる。
【００１９】
図５は、一部分が変色している米粒を例にとって、連続的にスキャンした場合の、スキャン状態、カメラ信号と各閾値との関係及び比較器の出力を示した図である。図１の正面図に示すようにシュート１を落下してくる検査サンプルを色用カメラが図５のＡに示すように連続的にスキャンすると、図５のＢに示す検査サンプルを等間隔に横切るカメラ信号と各閾値との関係のデータが得られる。図５のＣは、そのときの比較器出力を表している。閾値１に対する比較器出力が“１”の部分は、暗所を表すので、閾値１の比較器出力に“１”が出力される時間は、米粒の幅を表す。従って、閾値１に対するスキャン２から７までの信号のうち、信号が“１”となる時間の合計が検査サンプルの面積となる。更に、閾値４に対する比較器出力が“１”となる部分は、更に暗所すなわち米粒内の着色部分を表す。従って、閾値４に対する信号のうち、信号が“１”となる時間の合計が着色部分の面積となる。また、閾値１に対する出力が“１”信号を出力するスキャンの数（この場合は、スキャン２からスキャン７まで合計６スキャン）は、検査サンプルの移動方向の長さを表す。
【００２０】
このようにして、米粒一粒ずつに対する可視光カメラ２ａからの出力信号が比較回路１０において４つの閾値１〜４と比較されて各々比較器出力１〜４として出力され、まず、判断回路１１内の各カウンタ１２に供給される。カウンタ１２においては、各閾値についての比較回路出力が“１”信号である時間がカウントされる。次いで、カウンタ１２による各カウント値（Ｃ１〜Ｃ４））は、第１の可視光カメラ用の判定回路１３に供給され、２つの大きさ判断基準値（Ｌ１、Ｌ２）と比較されて米粒サンプルの種別及び濃さが判定される。図６は、判定回路１３における判定プロセスを示したフローチャートである。図６に示されているように、判定回路１３においては、まず、閾値２が２つの大きさ判断基準値Ｌ１、Ｌ２と比較されて米粒が３つの種別のいずれであるかが判定される。すなわち、Ｃ２＝０である場合には種別００であると判定され、Ｃ２＞Ｌ１である場合には種別０１であると判定され、Ｌ１≧Ｃ２＞Ｌ２である場合には種別１０であると判定され、Ｌ２≧Ｃ２である場合には種別１１であると判定される。更に、各々の場合について、Ｃ３及びＣ４の値が判断基準値Ｌ１及びＬ２と比較されて、濃さが００、０１、１０のいずれであるかが判定される。各米粒の種別及び濃さが各々２ビットデータとして出力される。同様にして、可視光カメラ２ｂについても、カウンタ１２’及び判定回路１３’によって同様の判定がなされる。
【００２１】
一方、異物検出用の赤外光カメラ６ａ及び６ｂからの出力信号は、各々、比較回路１０において閾値１と比較されて出力され、カウンタ１２’’及び１２’’’に供給される。カウンタ１２’’及び１２’’’は、比較器の出力が“１”信号である期間をカウントし、カウント結果を判定回路１３’’、１３’’’に供給する。判定回路１３’’、１３’’’は、供給されたカウント結果に基づいてサンプルが異物であるか否かを判定する。
【００２２】
判定回路１３、１３’、１３’’、１３’’’による判定結果は米粒判定器１４に供給され、米粒判定器１４によってサンプルの種別、濃さ等が最終的な総合判定がなされる。図７は、米粒判定器１４における判定処理プロセスのフローチャートである。図７から分かるように、サンプルの総合判定は、異物（異物カウントがある場合）、うるち（種別データが“００”でサイズが基準より大きい場合）、砕粒（種別データが“００”でサイズが基準より小さい場合）、着色（焼け）（種別データが“０１”のときに、濃さにより３つに分類される）及び着色（黒点）（上記以外のときに、濃さにより３つに分類される）のいずれに該当するかによってなされる。
【００２３】
次に、判断回路１１による判定結果が米粒カウント回路１５に供給され、米粒カウントメモリ１６内で、ＣＰＵの要求に応じて判定された種別毎の粒数がカウントされる。カウントデータは、トリガーを受けることにより出力回路１７を介してＣＰＵに出力され、これと同時に、クリアされたカウンタは粒数のカウントを新たに開始する。
【００２４】
ＣＰＵに転送されたカウントデータは、ユーザーの指定により良品不良品に分類され、これに基づいて不良品混入率が計算される。更に、全てのカウントデータの総計や不良品混入率データが表示器によって表示される。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は米粒判別検査装置に関してなされたものであるが、本発明の原理は、他の穀粒等に対しても適宜適用するできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明による米粒判別検査装置の一実施形態の全体構成を示した構成図である。
【図２】図２は検査領域をより詳細に示した側面図である。
【図３】図３は、各カメラからの信号経路を示しているブロック図である。
【図４ａ】図４ａは、うるち米の場合の出力を示した図である。
【図４ｂ】図４ｂは、しらた米の場合の出力を示した図である。
【図４ｃ】図４ｃは、米粒全体に色が付いている（着色米）場合の出力を示した図である。
【図４ｄ】図４ｄは、米粒の一部が着色している場合（カメムシ被害米のように米粒の一部分のみが変色している場合）の出力を示した図である。
【図５】図５は、一部分が変色している米粒を例にとって、連続的にスキャンした場合の、スキャン状態、カメラ信号と各閾値との関係及び比較器の出力を示した図である。
【図６】図６は、判定回路１３における判定プロセスを示したフローチャートである。
【図７】図７は、米粒判定器１４における判定処理プロセスのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ  検査ライン、    Ｂ  米粒、    ９  ホッパー、
１  シュート、    ２ａ、２ｂ  可視光カメラ、
３ａ、３ｂ、３ｃ  可視光カメラ用光源、
４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂ  背景板、    ５  検査チャネル、
６ａ、６ｂ    赤外光カメラ、    ８ａ８ｂ  赤外光カメラ用光源、
１５ａ  原料受け皿、    １５ｂ  投入振動装置、    
１０  比較回路、    １１  判断回路、
１２、１２’、１２’’、１２’’’  カウンタ、
１３、１３’、１３’’、１３’’’  判定回路、
１４  米粒判定器、    １５  米粒カウント回路、
１６  米粒カウントメモリ、    １７  出力回路
【図１】
2006170750.tif 000003
【図２】
2006170750.tif 000004
【図３】
2006170750.tif 000005
【図４ａ】
2006170750.tif 000006
【図４ｂ】
2006170750.tif 000007
【図４ｃ】
2006170750.tif 000008
【図４ｄ】
2006170750.tif 000009
【図５】
2006170750.tif 000010
【図６】
2006170750.tif 000011
【図７】
2006170750.tif 000012