(57)【要約】【課題】  穀粒表面の水分の状態にかかわらず、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することが可能となる穀種判別装置を提供する。【解決手段】  籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光を前記検出対象穀粒に投射する判別用光投射手段５２と、前記検出対象穀粒を透過した前記判別用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記判別用光を受光する判別用光受光手段５４と、その判別用光受光手段の受光情報に基づいて前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する判別手段５５とを備える。【選択図】        図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する穀種判別装置であって、
籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光を前記検出対象穀粒に投射する判別用光投射手段と、前記検出対象穀粒を透過した前記判別用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記判別用光を受光する判別用光受光手段と、その判別用光受光手段の受光情報に基づいて前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する判別手段とが備えられている穀種判別装置。
【請求項２】
前記判別用光が７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光である請求項１記載の穀種判別装置。
【請求項３】
前記判別用光のときよりも前記籾と前記玄米との透過率の差が小さい波長領域の基準用光を検出対象穀粒に投射する基準用光投射手段と、前記検出対象穀粒を透過した前記基準用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記基準用光を受光する基準用光受光手段とが備えられ、
前記判別手段が、
前記判別用光受光手段の受光情報と前記基準用光受光手段の受光情報とに基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている請求項１又は２記載の穀種判別装置。
【請求項４】
前記判別用光と前記基準用光とを検出可能な共用受光手段が、前記判別用光受光手段及び前記基準用光受光手段を兼用する状態で設けられ、
前記判別用光投射手段と前記基準用光投射手段とが、前記検出対象穀粒に対して前記判別用光と前記基準用光とを異なるタイミングで投射するように構成され、
前記判別手段が、
前記共用受光手段が異なるタイミングで受光する前記判別用光の受光情報及び前記基準用光の受光情報の夫々に基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている請求項３記載の穀種判別装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の穀種判別装置を備えた精米処理設備であって、
処理対象穀粒が投入される投入用ホッパーと、その投入用ホッパーに投入された処理対象穀粒を精米処理する精米処理部とを備えて構成され、
前記穀種判別装置が、前記投入用ホッパーに備えられて、この投入用ホッパーに投入された処理対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている精米処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する穀種判別装置及びそれを備えた精米処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記構成の穀種判別装置として、従来では、次のように構成したものがあった。
すなわち、検出対象穀粒に対して水分により吸収される波長領域を含む近赤外光を照射して、検出対象穀粒に照射された前記近赤外光が検出対象穀粒の表面で反射した反射光から前記水分により吸収される波長領域の反射光だけを光学フィルタを通して通過させ、この水分により吸収される波長領域の反射光を受光して、その反射光量の計測結果に基づいて検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成したものがあった（例えば、特許文献１参照。）。（以下、第１の従来例という）
【０００３】
上記構成の穀種判別装置の別の従来例として、次のように構成したものもあった。すなわち、検出対象穀粒の静電容量を静電容量センサにて検出して、その静電容量の検出値が予め設定されている設定閾値以上の値であれば検出対象穀粒が玄米であると判別し、検出対象穀粒の静電容量が前記設定閾値より低い値であれば検出対象穀粒が籾であると判別するように構成したものがあった（例えば、特許文献２参照。）。（以下第２の従来例という）
【０００４】
そして、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する穀種判別装置を備えた精米処理設備として、次のように構成したものがあった。すなわち、精米処理設備として、使用者が搬入してきた籾又は玄米を投入用ホッパーに投入した後にコインを投入して籾摺処理と精米処理を行ったり、又は、精米処理だけを行うようなコイン式の精米処理設備において、前記投入用ホッパーに、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する穀種判別装置として上記したような静電容量式の穀種判別装置が備えられる構成としたものがあった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８６７４９号公報
【特許文献２】特開平１１−２１６３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記第１の従来例に記載の構成は、検出対象穀粒の表面における水分の量が籾と玄米とでは異なっており、検出対象穀粒に照射した光のうち穀粒の表面の水分の量の違いに応じて、水分により吸収される波長領域の反射光の光量が籾と玄米とで異なることになる。そこで、そのことを利用して、検出対象穀粒に照射された近赤外光が検出対象穀粒の表面で反射した反射光のうち、水分により吸収される波長領域の反射光の光量の計測結果に基づいて検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する構成となっている。
【０００７】
ところで、上記構成の穀種判別装置による検出対象穀粒である籾や玄米は、その表面に存在する水分量は常に一定であるとは限らず、検出対象穀粒の保管状況の違いによって検出対象穀粒の表面の水分量は変動していることが考えられる。例えば、湿気の多い箇所で保管されていた籾であれば表面の水分量が多い状態になっているおそれがあり、乾燥している箇所で保管されていた玄米であれば表面の水分量が少ない状態になっているおそれがある。
【０００８】
上述したように検出対象穀粒の表面の水分量は変動しているおそれがあるにもかかわらず、検出対象穀粒の表面における水分により吸収される波長領域の光の反射光量に基づいて検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する構成であるから、検出対象穀粒の表面の水分量が変動すると籾と玄米とを誤判別するおそれが大であり、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することができないおそれがある。
【０００９】
このような穀種判別装置を、上述したようなコイン式の精米処理設備において、投入ホッパーに投入される処理対象物を検出対象穀粒として、その検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する構成に適用する構成とした場合には、その検出対象穀粒が投入用ホッパーに投入されるまでの間に水分の管理がどのように行われていたか分からないので、特に、籾であるか玄米であるかを精度よく判別することができないおそれがあった。
【００１０】
又、上記第２の従来例に記載の構成では、検出対象穀粒の静電容量の大きさによって籾であるか玄米であるかを判別する構成であるが、穀粒の静電容量は、穀粒の性状、例えば、穀粒の水分量や穀粒が堆積するときの粒同士の詰まり具合等が変化すると大きく変動するものであり、静電容量の検出値はバラツキが大きいものとなるので、上記したような籾と玄米との判別を精度よく行えないものとなるおそれがあった。
【００１１】
本発明の目的は、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することが可能となる穀種判別装置、及び、そのような穀種判別装置を備えた精米処理設備を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１特徴構成は、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する穀種判別装置であって、籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光を前記検出対象穀粒に投射する判別用光投射手段と、前記検出対象穀粒を透過した前記判別用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記判別用光を受光する判別用光受光手段と、その判別用光受光手段の受光情報に基づいて前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する判別手段とが備えられている点にある。
【００１３】
第１特徴構成によれば、判別用光投射手段により前記判別用光を検出対象穀粒に投射して、検出対象穀粒を透過した前記判別用光、又は、検出対象穀粒の内部で反射した前記判別用光（以下、透過後の判別用光と称する）を判別用光受光手段により受光する。前記判別用光は籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の光であるから、前記透過後の判別用光は、判別用光投射手段により投射される投射光量が同じであっても検出対象穀粒が籾であるときと玄米であるときとでは異なる光量になる。そこで、判別手段が、このような判別用光受光手段における前記透過後の判別用光の受光量の違いによって、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別することができるのである。
【００１４】
説明を加えると、本出願人は、鋭意研究した結果、所定の近赤外波長領域の光を籾又は玄米に投射したときに、籾と玄米とで透過率が異なることを実験により見出した。
図１３に、異なる波長の光を籾及び玄米に投射したときに、それらを透過した光の受光量を計測した本出願人による計測データを示している。図においてラインＬ１は玄米の透過光量、ラインＬ２は籾の透過光量を示している。この図から前記所定の近赤外波長領域の光は籾と玄米とで透過率が異なっていることが分かる。そこで、このような点に着目して、上述したような近赤外波長領域の光を判別用光として検出対象穀粒に投射し、穀粒を透過した後で得られた前記透過後の判別用光の受光量を検出して、その受光量の情報に基づいて検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する構成としているのである。
【００１５】
図１３から明らかなように、籾と玄米とで穀粒の内部を透過するときの透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光は、上記第１従来例に記載される水分により吸収される波長領域とは異なるものであり、検出対象穀粒の水分の差異等によって判別用光受光手段にて受光する前記透過後の判別用光の受光量が変動するおそれは少ないものである。又、近赤外波長領域の判別用光が穀粒の内部を透過した後の受光量の違いによって判別するものであるから、穀粒の表面の水分の状態や水分の含有量や穀粒が堆積するときの粒同士の詰まり具合等に影響を受けることはなく、籾の場合と玄米の場合とで確実に透過率に応じて異なる状態で前記受光量を得ることが可能であり、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを適正に判別することができる。
【００１６】
従って、籾と玄米とで穀粒の内部を透過するときの透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光を利用することで、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することが可能となる穀種判別装置を提供できるに至った。
【００１７】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記判別用光が７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光である点にある。
【００１８】
第２特徴構成によれば、前記判別用光投射手段が、籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光として、７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光を検出対象穀粒に投射する。そして、図１３に示す計測データによれば、上記した７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光は、籾における透過率と玄米における透過率とが異なるものであり、判別用光受光手段にて受光されるこのような波長領域の光の受光量の違いによって、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別することができるのである。因みに、７００ｎｍよりも短い波長の光及び９５０ｎｍよりも長い波長の光では、籾及び玄米のいずれのものでも光の透過率が低く、判別用光受光手段にて充分な受光量が得られず検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別することが困難である。
【００１９】
従って、判別用光として上述したような波長領域の光を用いることで、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別することが可能となり、第１特徴構成を実施するのに好適な手段が得られる。
【００２０】
本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記判別用光のときよりも前記籾と前記玄米との透過率の差が小さい波長領域の基準用光を検出対象穀粒に投射する基準用光投射手段と、前記検出対象穀粒を透過した前記基準用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記基準用光を受光する基準用光受光手段とが備えられ、前記判別手段が、前記判別用光受光手段の受光情報と前記基準用光受光手段の受光情報とに基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている点にある。
【００２１】
第３特徴構成によれば、前記判別用光投射手段とは別に、前記判別用光のときよりも前記籾と前記玄米との透過率の差が小さい波長領域の基準用光を検出対象穀粒に投射する基準用光投射手段が設けられ、検出対象穀粒を透過した基準用光、又は、検出対象穀粒の内部で反射した基準用光を、基準用光受光手段により受光する。そして、前記判別手段が、判別用光受光手段の受光情報と基準用光受光手段の受光情報とに基づいて、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するのである。このような基準用受光手段の受光情報を用いることで、検出誤差を少なくした状態で検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することが可能となるのである。
【００２２】
説明を加えると、基準用光の受光情報を用いて判別用光受光手段の受光情報を正規化させることができるのである。例えば、経年変化により判別用光受光手段の受光感度が劣化したり、外気温度の変動により受光感度が変化する等の種々の要因により発生する検出誤差は、判別用光受光手段の受光情報と基準用光受光手段の受光情報とのどちらにも同じような状態で発生するものである。上記したような検出誤差は判別用光の場合にも同様に発生するものであり、籾の場合と玄米の場合との夫々において同じような検出誤差を含むものである。
【００２３】
そこで、判別用光受光手段の受光情報から基準用受光手段の受光情報を差し引いて判別用光受光手段の受光情報を正規化したり、判別用光受光手段の受光情報と基準用受光手段の受光情報との比率を求めて判別用光受光手段の受光情報を正規化する等、各種の手法によって正規化することで、判別用光受光手段及び基準用受光手段の受光情報に含まれる上記したような検出誤差による影響を除去させることができる。そして、判別用の光については籾の場合と玄米の場合との透過率の差が大きいが、基準用の光については籾の場合と玄米の場合との透過率の差が判別用の光に比べて小さいので、これらの透過率の大きさの違いによって、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別することができる。
【００２４】
従って、検出誤差を少なくした状態で検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することが可能となるのである。
【００２５】
本発明の第４特徴構成は、第３特徴構成に加えて、前記判別用光と前記基準用光とを検出可能な共用受光手段が、前記判別用光受光手段及び前記基準用光受光手段を兼用する状態で設けられ、前記判別用光投射手段と前記基準用光投射手段とが、前記検出対象穀粒に対して前記判別用光と前記基準用光とを異なるタイミングで投射するように構成され、前記判別手段が、前記共用受光手段が異なるタイミングで受光する前記判別用光の検出情報及び前記基準用光の検出情報の夫々に基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている点にある。
【００２６】
第４特徴構成によれば、前記判別用光投射手段と前記基準用光投射手段とが、検出対象穀粒に対して判別用光と基準用光とを異なるタイミングで投射する。そして、前記判別用光受光手段及び前記基準用光受光手段を兼用する状態で設けられる共用受光手段は、判別用光の検出情報及び基準用光の検出情報の夫々を異なるタイミングで受光することになる。そこで、判別手段は、共用受光手段が受光する判別用光の検出情報と基準用光の検出情報とに基づいて検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するのである。
【００２７】
すなわち、判別用光と基準用光とを異なるタイミングで投射するようにしているので、１つの共用受光手段にて判別用光の検出情報と基準用光の検出情報とを識別可能な状態で検出することができ、判別用光受光手段と基準用光受光手段とを夫々各別に備える構成に比べて構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００２８】
又、このように判別用光の検出情報及び基準用光の検出情報の夫々を前記共用受光手段にて受光する構成としているので、判別用光の検出情報を受光するときと基準用光の検出情報を受光するときとで同じ受光特性で受光できるので、前記判別用光受光手段と前記基準用光受光手段とを各別に備えさせる構成のように、装置毎の温度特性の違いや経年変化による受光感度の劣化状態の違い等に起因した検出誤差の生じない状態で判別用光の検出情報及び基準用光の検出情報を精度よく検出できるものとなる。
【００２９】
従って、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを精度よく判別することが可能なものでありながら、装置構成の簡素化を図ることが可能となり、第１特徴構成〜第４特徴構成のいずれかを実施するのに好適な手段が得られる。
【００３０】
本発明の第５特徴構成は、請求項１〜４のいずれかに記載の穀種判別装置を備えた精米処理設備であって、処理対象穀粒が投入される投入用ホッパーと、その投入用ホッパーに投入された処理対象穀粒を精米処理する精米処理部とを備えて構成され、前記穀種判別装置が、前記投入用ホッパーに備えられて、この投入用ホッパーに投入された処理対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている点にある。
【００３１】
第５特徴構成によれば、投入用ホッパーに投入される処理対象穀粒が精米処理部にて精米処理されることになるが、投入用ホッパーに備えられた穀種判別装置によって、投入用ホッパーに投入された処理対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別することができる。
【００３２】
例えば、精米処理設備として籾摺処理及び精米処理を夫々実行するようになっている設備であれば、投入用ホッパーに玄米が投入されたときは、穀種判別装置によって処理対象穀粒が玄米であることを判別すると精米処理を実行する状態に自動で切り換わり、投入用ホッパーに籾が投入されたときは、穀種判別装置によって処理対象穀粒が籾であることを判別すると、籾摺処理を行った後に精米処理を実行する状態に自動で切り換わるようにする等、籾又は玄米の違いに応じて実行すべき処理を自動判別することが可能となる。
【００３３】
又、精米処理設備として精米処理だけを実行するようになっている設備であれば、投入用ホッパーに玄米が投入されたときは、穀種判別装置によって処理対象穀粒が玄米であることを判別すると通常の精米処理を実行し、投入用ホッパーに誤って籾が投入されたときは、穀種判別装置によって処理対象穀粒が籾であることを判別すると、その後の処理を実行しないようにする等、実行すべき処理を自動判別することが可能となる。
【００３４】
従って、投入用ホッパーに投入される処理対象穀粒が籾であるか玄米であるかを自動判別することによって実行すべき処理内容を自動判別することが可能となる精米処理設備を提供できるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態に係る穀種判別装置を精米処理設備に適用した場合について図面に基づいて説明する。
【００３６】
図１及び図２に精米処理設備の一例であるコイン式の籾摺機付き精米処理設備を示している。この設備は、建屋１の内部に仕切壁２にて利用客が自由に行き来できる客室３と、管理者や保守点検員などの限定した人しか入ることができない機械室Ｍとに仕切られる状態で構成されている。前記客室３には、利用者が玄米あるいは籾などの処理対象穀粒を投入するための投入用ホッパー４、籾摺りされた玄米や精米された白米が排出されて溜められる白米ホッパー５などが配設されている。又、操作制御盤６の前面が客室３の内部に臨むように配置されている。この操作制御盤６の前面には、コイン投入部６ａの他に、精白度を選択する複数（例えば４つ）の精白度選択スイッチ６ｂ等が設けられている。又、前記操作制御盤６の内部には、上記した各種スイッチの指令に基づいて各部の運転状態を制御する制御装置７が備えられている。
【００３７】
そして、前記投入用ホッパー４には、検出対象穀粒としての処理対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する穀種判別装置Ｈが設けられ、制御装置７はこの穀種判別装置Ｈの判別結果に基づいて、籾に対する処理状態であるか玄米に対する処理状態であるかを自動判別して動作状態を切り換えるように構成されている。
【００３８】
図３に示すように、前記機械室Ｍには、投入用ホッパー４に籾が投入されたときには、籾から籾殻を除去する籾摺り処理を実行し、且つ、投入用ホッパー４に玄米が投入されたときにはそのまま通過させる籾摺機８、処理対象穀粒に含まれるワラ屑や他の夾雑物を除去する夾雑物除去装置９、スクリーン１０ａを通過させながら処理対象穀粒に含まれる石などの異物を取り除く石抜機１０、籾摺り処理が終了した後の玄米又は投入された玄米を精米処理する精米処理部としての精米機１１、籾摺り処理にて発生した籾殻をサイクロン式の排出部１２Ａに向けて送風案内する籾殻用送風機１２、精米処理の際に生じた糠をサイクロン式の排出部１３Ａに向けて送風案内する糠用送風機１３、投入用ホッパー４に投入された処理対象穀粒を籾摺機８に送る張込昇降機１４や、石抜機８で石などの異物が除去された玄米を玄米タンク１５に送る精米昇降機１６などが設けられている。
【００３９】
前記籾摺機８は、図４に示すようにゴム等の弾性部材が外周に設けられた一対の籾摺り用のロール１７が設けられ、それらの一対のロール１７を回転速度差をつけながら駆動モータ８Ａにより回転させることにより、各ロール１７の間に挟まれながら通過する籾から籾殻を分離させる構成となっている。各ロール１７の下方には風選部１８が設けられ、籾殻用送風機１２にて吸引される空気によって籾殻が吸引され、玄米は玄米シュート１９から下方に送り出されるようになっている。
【００４０】
そして、この籾摺機８は、前記一対のロール１７の隙間を変更調節自在な隙間調整機構２０が備えられ、この隙間調整機構２０により一対のロール１７の隙間を変更させることで、一対のロール１７の隙間が籾摺処理に適した間隔に調節される籾摺作用状態と、玄米が各ロール１７に挟まれることなく通過することができるように一対のロール１７の間隔を広くする非作用状態とに切り換え可能に構成されている。前記隙間調整機構２０は、電動モータ２１とネジ送り機構２２とによって構成されている。そして、前記制御装置７が、穀種判別装置Ｈの判別結果に基づいて、籾に対する処理状態であるか玄米に対する処理状態であるかを自動判別して、この隙間調整機構２０を作動させて籾摺作用状態と非作用状態とに切り換えるように構成されている。
【００４１】
精米機１１は、図５に示すように、縦方向に配置された本体ケーシング２３内に、精米機１１の駆動モータ２４（図３参照）により駆動プーリ２５を介して回転される中空の回転軸２６が配設され、回転軸２６の上部に送りロール２７が、また回転軸２６の下部に突条部を有する精米ロール２８がそれぞれ取り付けられ、これらの送りロール２７および精米ロール２８が回転軸２６とともに一体的に回転する。また、送りロール２７および精米ロール２８の外周側に金属製の網２９が設けられ、この網２９内の糠を糠用送風機１３により糠排出部（図示せず）を介して吸引して排出する。また、本体ケーシング２３の上部には、玄米タンク１５からの玄米を精米室３０内に送り込む供給用スクリュー３１および供給用ケーシング３２が設けられている。
【００４２】
本体ケーシング２３の下端部には、付勢バネ３７を調節することで精米の際の圧力などを調整する開度規制部材３３と、この開度規制部材３３と精米ロール２８との間から排出される白米を下方に案内する排出筒３４とが、それぞれ昇降自在に設けられている。そして、制御装置７は、精米ロール２８を駆動させる駆動モータ２４の電力量などから精米機１１の負荷を検出して、開度調整用モータ３５を作動させて開度用アーム３６を介して開度規制部材３３の圧力を変えることで、精米室３０内の処理対象穀粒が適正な圧力で精米されて、利用客が選択した精米白度に合った白度の米が得られるように白度制御を実行する構成となっている。
【００４３】
また、精米機１１には、開度規制部材３３を付勢する付勢ばね３７、開度調整用モータ３５にて昇降される昇降部材３８、昇降部材３８が下限位置となった際にＯＮ状態となって付勢ばね３７による付勢力が最も強くなっていることを検知する下限位置検出スイッチ３９、昇降部材３８が上限位置となった際にＯＮ状態となって付勢ばね３７による付勢力が最も弱くなっており、開度規制部材３３が設けられている白米排出口が開放状態となっていることを検知する上限位置検出スイッチ４０等が備えられている。
【００４４】
次に、前記穀種判別装置Ｈの構成について説明する。
この穀種判別装置Ｈは、籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光を前記検出対象穀粒に投射する判別用光投射手段と、前記検出対象穀粒を透過した前記判別用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記判別用光を受光する判別用光受光手段と、その判別用光受光手段の受光情報に基づいて前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する判別手段とが備えられている。
【００４５】
又、この穀種判別装置Ｈは、前記判別用光のときよりも前記籾と前記玄米との透過率の差が小さい波長領域の基準用光を検出対象穀粒に投射する基準用光投射手段と、前記検出対象穀粒を透過した前記基準用光、又は、前記検出対象穀粒の内部で反射した前記基準用光を受光する基準用光受光手段とが備えられ、前記判別手段が、前記判別用光受光手段の受光情報と前記基準用光受光手段の受光情報とに基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている。
【００４６】
更に、前記判別用光と前記基準用光とを検出可能な共用受光手段が、前記判別用光受光手段及び前記基準用光受光手段とを兼用する状態で設けられ、前記判別用光投射手段と前記基準用光投射手段とが、前記検出対象穀粒に対して前記判別用光と前記基準用光とを異なるタイミングで投射するように構成され、前記判別手段が、前記共用受光手段が異なるタイミングで受光する前記判別用光の検出情報及び前記基準用光の検出情報の夫々に基づいて、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成されている。
【００４７】
上記穀種判別装置Ｈは、要するに、籾と玄米とで透過率が異なる近赤外波長領域の判別用光を用いて、その透過率の違いを利用して籾と玄米と判別しようとするものである。先ず、基礎となる計測データについて説明する。
【００４８】
図１３に、本出願人が、高性能の波長分解能を有する光量計測装置を用いて計測した、籾及び玄米の透過光量の計測結果を示している。ラインＬ１は玄米のデータであり、ラインＬ２は籾のデータである。この図から明らかなように、７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光は、籾における透過率と玄米における透過率とが異なっているので、前記判別用光としては、７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光を用いることによって、籾と玄米とを判別することが可能である。特に、８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲においては、籾における透過率と玄米における透過率との差が大きいものであり、このような波長領域の光を用いることによって籾と玄米とを精度よく判別することが可能である。尚、この実施形態では、判別用光として、籾と玄米とで光の透過率の差が最も大きい波長域である８８０ｎｍ付近の波長の光を用いるようにしている。
【００４９】
以下、前記穀種判別装置Ｈの具体構成について詳述する。
図６に示すように、この穀種判別装置Ｈは、投入用ホッパー４における傾斜案内面の途中箇所に、投入用ホッパー４の内方側に臨む状態で且つ投入用ホッパー４の傾斜案内面４Ａからホッパー内方側に向けて突出しないように配備され、塵埃の堆積等が発生し難いようになっている。そして、図７、図８に示すように、光を透過させない黒色の材質からなる平面状の表面保護板５０が設けられ、この表面保護板５０には適宜間隔をあけて３つの通過孔が形成されてその通過孔には透明樹脂板５１が備えられる。表面保護板５０の裏面側、つまり、ホッパー外方側の箇所には、前記判別用光投射手段としての複数（３個）の判別用発光ダイオード（ＬＥＤ）５２、前記基準用光投射手段としての複数（３個）の基準用発光ダイオード（ＬＥＤ）５３、前記共用受光手段としての１個のフォトトランジスタ５４が、前記判別手段を構成する信号処理回路５５と共にプリント配線基板５６に装着される状態で備えられている。尚、この実施形態では、発光強度を大きくさせるために、判別用発光ダイオード５２及び基準用発光ダイオード５３を夫々複数個づつ備えているが、必要な光量が確保できれば複数設けることなく１個づつ設けるものでもよい。
【００５０】
尚、図７では、上記した複数（３個）の判別用発光ダイオード５２及び複数（３個）の基準用発光ダイオード５３の夫々を一列状態で並べて、フォトトランジスタ５４を挟んで対向させる位置に配置する構成としているが、このような配置構成に代えて、例えば、図１４に示すような配置構成としてもよい。
【００５１】
つまり、図１４（イ）に示すように、フォトトランジスタ５４を挟んで対向配置する構成において、判別用発光ダイオード５２と基準用発光ダイオード５３とを交互に配置する構成や、判別用発光ダイオード５２と基準用発光ダイオード５３とを、フォトトランジスタ５４を中心とした円弧状に交互に並べて配置する構成であってもよい。このように配置しておくと、判別用光と基準用光とが穀粒に対して略同じ経路を通過してフォトトランジスタ５４に到達するため、判別用光を正規化するための基準用光としての効果を発揮させ易いものとなる。
【００５２】
そして、図１１に示すように、前記判別用発光ダイオード５２及び前記基準用発光ダイオード５３は、前記透明樹脂板５１を通して投入用ホッパー４の内方側に向けて光を投射するように配置され、又、前記フォトトランジスタ５４は、投入用ホッパー４の内方側からの光を前記透明樹脂板５１を通して受光するように配置されるインタラクタンス式に構成されている。
【００５３】
前記表面保護板５０と前記プリント配線基板５６との間には、前記各発光ダイオード５２、５３の発光作用部及びフォトトランジスタ５４の受光作用部が表面保護板５０に向けて突出するようにそれらが通過するような挿通孔５８が形成された遮光用支持板５９が備えられ、この遮光用支持板５９に立設する状態で、判別用発光ダイオード５２及び基準用発光ダイオード５３が発する光が直接、前記フォトトランジスタ５４に入射することを防止する遮光部材５７が設けられている。尚、遮光用支持板５９は前記各発光ダイオード５２、５３及びフォトトランジスタ５４に形成された鍔部ｔにて受け止め係止されるようになっており、前記各発光ダイオード５２、５３及びフォトトランジスタ５４はプリント配線基板５６にはんだ付け固定される。又、前記表面保護板５０と前記プリント配線基板５６とは、複数のスペーサ部材６０を介してネジ止めされた適宜間隔をあけて連結される構成となっている。
【００５４】
前記判別用発光ダイオード５２は８８０ｎｍにピーク波長を有する光を発光する構成であり、発光強度がピーク値の半分になる波長幅、つまり、半値幅は約３０〜４０ｎｍである。又、前記基準用発光ダイオード５３は９５０ｎｍにピーク波長を有し、且つ、半値幅は約３０〜４０ｎｍである。又、フォトトランジスタ５４は、８００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域を含む広い波長領域にて光の光量を検出することができる構成となっている。
【００５５】
次に、前記信号処理回路５５の構成について説明する。図９に示すように、設定周期のパルス信号を発振させる発振回路６１が設けられ、この発振回路６１にて発振したパルス信号に基づいて異なるタイミングにて判別用発光ダイオード５２と基準用発光ダイオード５３とを発光駆動させる判別用ＬＥＤ駆動回路６２及び基準用ＬＥＤ駆動回路６３が設けられている。又、前記フォトトランジスタ５４側には、検出信号を増幅する増幅回路６４、前記発振回路６１にて発振されたパルス信号の切り換わりタイミングに応じて出力を切り換えるアナログスイッチ６５、フォトトランジスタ５４の出力信号を平滑化させる一対の平滑化回路６６、６６、それら一対の平滑化回路６６、６６の出力を減算処理する減算回路６８、その減算した値と設定閾値と比較して判別信号を出力するコンパレータ６９とを備えて構成されている。
【００５６】
次に、判別処理動作について説明する。つまり、判別用ＬＥＤ駆動回路６２が発振回路６１にて発振したパルス信号にて判別用発光ダイオード５２を駆動し、基準用ＬＥＤ駆動回路６３は、発振回路６１にて発振したパルス信号をインバータ７０によって反転させたパルス信号にて基準用発光ダイオード５３を駆動する。従って、図１０に示すように、パルス信号の１パルス毎に交互に異なるタイミングで判別用発光ダイオード５２と基準用発光ダイオード５３とが交互に光を投射することになる。
【００５７】
そして、図１１に示すように、発光した光が投入用ホッパー４内に投入されている検出対象穀粒を透過又は内部で反射してきた光をフォトトランジスタ５４にて受光する。そして、アナログスイッチ６５によって出力を切り換えて、判別用発光ダイオード５２が発光するタイミングで受光した出力信号を出力して一方の平滑化回路６６に入力し、基準用発光ダイオード５３が発光するタイミングで受光した出力信号を出力して他の平滑化回路６６に入力する。そして、減算回路６８で一方の平滑化回路６６にて平滑化された判別用光の出力信号（判別用光の受光情報の一例）から、他方の平滑化回路６６にて平滑化された基準用光の出力信号（基準用光の受光情報の一例）の出力を減算して、コンパレータ６９が、前記減算した値が設定閾値より大であれば玄米に対応する信号を出力し、前記減算した値が設定閾値より小であれば籾に対応する信号を出力する。そして、このコンパレータ６９の出力が前記制御装置７に入力されるのである。
【００５８】
そして、図１２には、上記構成の穀種判別装置Ｈを用いて本出願人が計測した結果、つまり、判別用光の出力信号、基準用光の出力信号、減算した値の計測値を示している。処理対象穀粒が玄米であれば、判別用光の出力信号の電圧値（判別用発光ダイオード５２が発光するタイミングにおいて受光した出力信号）が３．０Ｖ、基準用光の出力信号の電圧値（基準用発光ダイオード５３が発光するタイミングにおいて受光した出力信号）が１．２Ｖ、減算した値の電圧値は１．８Ｖであることを示している。そして、処理対象穀粒が籾であれば、判別用光の出力信号の電圧値が１．２Ｖ、基準用光の出力信号の電圧値が０．８Ｖ、減算した値の電圧値は０．４Ｖであることを示している。従って、このような結果が得られる場合には、コンパレータ６９の設定閾値電圧を例えば１．０Ｖ程度に設定しておくと、コンパレータ６９は、玄米に対応する信号としてハイレベルを出力し、籾に対応する信号としてローレベルを出力することになり、その判別信号が制御装置７に入力される。
【００５９】
このような構成の籾摺精米処理設備において、利用者が、籾から白米にするように籾摺精米処理を行うために、籾を投入用ホッパー４に投入した後にコイン投入部６ａにコインを投入して、希望する精白度の精白度選択スイッチ６ｂを押し操作すると、前記穀種判別装置Ｈによって判別処理が行われて投入用ホッパー４に投入された処理対象穀粒が籾であると自動判別して、制御装置７はこの穀種判別装置Ｈの判別結果に基づいて、籾に対する処理状態であることとを判別し、以下のような制御を実行する。
【００６０】
すなわち、籾摺機８の隙間調整機構２０を前記籾摺作用状態に切り換えて、前記各ロール１７の隙間を籾摺動作に適した隙間に調整し、精米機１１においては、開度規制部材３３を閉じて精米白度に適した付勢力になるように昇降部材３８の位置を調整する。そして、投入用ホッパー４に投入された籾を張込昇降機１４により昇降させて籾摺機８に導入して、籾摺機８にて籾摺処理を行う。籾摺が終了して取り出された玄米を夾雑物除去装置９及び石抜き機１０にて処理した後に精米昇降機１６により玄米タンク１５に搬送して、精米機１１にて精米処理を行って精米処理が終了した精白米を白米ホッパー５に排出させる。
【００６１】
利用者が、玄米から白米にするように精米処理を行うために、玄米を投入用ホッパー４に投入した後にコイン投入部６ａにコインを投入して、希望する精白度の精白度選択スイッチ６ｂを押し操作すると、前記穀種判別装置Ｈによって判別処理が行われて投入用ホッパー４に投入された処理対象穀粒が玄米であると自動判別して、制御装置７は、この穀種判別装置Ｈの判別結果に基づいて、玄米に対する処理状態であることとを判別し、以下のような制御を実行する。
【００６２】
すなわち、籾摺機８の隙間調整機構２０を前記非作用状態に切り換えて、前記各ロール１７の隙間を籾摺動作よりも充分広い隙間に調整し、精米機１１においては、開度規制部材３３を閉じて精米白度に適した付勢力になるように昇降部材３８の位置を調整する。そして、投入用ホッパー４に投入された籾を張込昇降機１４により昇降させて籾摺機８に導入させるが、各ロール１７の隙間は充分広い隙間に調整されているので、玄米は何も処理されることなく、単に通過するだけである。そして、籾摺機８を通過した玄米を、夾雑物除去装置９及び石抜き機１０にて処理を行った後に精米昇降機１６により玄米タンク１９に搬送し、精米機１１にて精米処理を行って精米処理が終了した精白米を白米ホッパー５に排出させる。
【００６３】
従って、この籾摺精米処理設備においては、投入用ホッパー４に備えられた穀種判別装置Ｈによって処理対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別して、その判別結果に基づいて、前記制御装置７が籾又は玄米の違いに応じて実行すべき処理を自動で切り換えることができるのである。
【００６４】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００６５】
（１）上記実施形態では、前記穀種判別装置Ｈとして、前記判別用光と前記基準用光とを検出可能な共用受光手段が設けられ、判別用光投射手段と基準用光投射手段とが判別用光と基準用光とを異なる交互に異なるタイミングで投射して、共用受光手段が異なるタイミングで受光する判別用光の受光情報及び基準用光の受光情報の夫々に基づいて検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する構成としたが、このような構成に代えて次のように構成するものでもよい。
【００６６】
例えば、前記判別用光受光手段と前記基準用光受光手段とが夫々各別に設けられて、それらが各別に受光した前記判別用光の受光情報と前記基準用光の受光情報との夫々に基づいて、検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別する構成としてもよい。
【００６７】
又、上記実施形態では、前記判別用光投射手段と前記共用受光手段にて兼用されている判別用光受光手段とが前記インタラクタンス式に構成されるものを例示したが、例えば、前記判別用光投射手段と判別用光受光手段とを検出対象穀粒を挟んで対向配置させる構成としてもよい。
【００６８】
（２）上記実施形態では、前記判別用光投射手段として、８８０ｎｍのピーク波長を有する発光ダイオードを用いたが、このような構成に限らず、７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光を投射することができるものであればよく、その波長領域内のピーク波長を有する発光ダイオードでもよく、又、発光波長領域が広いタングステンランプ等の光源と前記波長領域を通過させる光学フィルターとを組み合わせて構成するもの等、各種の構成のものを利用できる。又、前記判別用光受光手段としては、フォトトランジスタを用いる代わりにフォトダイオードを用いてもよく、又、判別用光や基準用光の光量を計測することができるものであればよく、フォトトランジスタやフォトダイオードに限るものではない。
又、上記実施形態では、前記判別手段として、平滑化回路、減算回路、コンパレータ等を備える信号処理回路にて構成されるものを例示したが、これに代えてマイクロコンピュータを用いて構成するものでもよい。
【００６９】
前記判別用光としては、７００ｎｍ〜９５０ｎｍの波長領域の光を用いることが可能であるが、８００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域の光を用いることがより好ましく、上記実施形態のように８８０ｎｍのピーク波長を有するものが最も精度よく籾と玄米との判別を行うことができる。
【００７０】
（３）上記実施形態では、前記基準用光投射手段として、９５０ｎｍのピーク波長を有する発光ダイオードを用いたが、このような構成に限らず、前記判別用光のときよりも前記籾と前記玄米との透過率の差が小さい波長領域の光であればよく、例えば、９５０ｎｍよりも長い波長の光や５００ｎｍ〜７００ｎｍの領域の波長の光を用いるようにしてもよい。又、発光ダイオードに限らず、発光波長領域が広いタングステンランプ等の光源と前記波長領域を通過させる光学フィルターとを組み合わせて構成するもの等、各種の構成のものを利用できる。又、前記基準用光受光手段としては、フォトトランジスタを用いる代わりにフォトダイオードを用いてもよく、又、判別用光や基準用光の光量を計測することができるものであればよく、フォトトランジスタやフォトダイオードに限るものではない。
【００７１】
（４）上記実施形態では、前記判別用光の受光情報としての判別用光の出力信号から前記基準用光の受光情報としての基準用光の出力信号を減算することによって、判別用光の受光情報を正規化させる構成を例示したが、このような構成に限らず、例えば、前記判別用光の受光情報に対する基準用光の受光情報の比率を求めることにより判別用光の受光情報を正規化させるようにしてもよい。
【００７２】
（５）上記実施形態では、前記判別用光受光手段の受光情報と前記基準用光受光手段の受光情報とに基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成するものと例示したが、このような構成に代えて、前記基準用光受光手段の受光情報を用いることなく、前記判別用光受光手段の受光情報のみに基づいて、前記検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを判別するように構成するようにしてもよい。
【００７３】
（６）上記実施形態では、前記穀種判別装置Ｈにより前記投入ホッパーに投入された検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを自動判別して、その判別結果に基づいて、その後の処理内容を自動で切り換える構成としたが、このような構成に代えて、投入される検出対象穀粒が籾であるか玄米であるかを使用者が指定する穀種指定スイッチを操作制御盤の前面に備えておき、この穀種指定スイッチにて指定された指定情報と、前記穀種判別装置Ｈにて判別された結果が同じであれば、その後の処理を継続して実行し、判別結果が異なっていれば、ブザーやランプ等の報知手段にて使用者に指定が誤りであることを報知させる構成としてもよい。
【００７４】
（７）上記実施形態では、前記精米処理設備として、籾摺処理及び精米処理を夫々実行するように構成した設備を例示したが、このような構成に限らず、籾摺機を備えないで精米処理だけを実行するようにした構成の精米処理設備であってもよい。
そして、このような構成の精米処理設備に前記穀種判別装置を備える構成とした場合には、投入用ホッパーに玄米が投入されたときは、穀種判別装置によって処理対象穀粒が玄米であることを判別すると通常の精米処理を実行することができる。そして、投入用ホッパーに誤って籾が投入されたときは、穀種判別装置Ｈによって処理対象穀粒が籾であることを判別すると、その後の処理を実行しないようにして、警報を発して使用者に誤っていることを知らせる等の後処理を行う構成とすることができる。
【００７５】
又、精米処理だけを実行するようにした構成の精米処理設備であれば、前記穀種判別装置によって、投入用ホッパーに玄米が投入されたか否か、すなわち、投入用ホッパー内における玄米の有無を判別する存否センサとしても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】籾摺精米処理設備の正面図
【図２】籾摺精米処理設備の平面図
【図３】籾摺精米処理設備の概略構成を示す図
【図４】籾摺機の断面図
【図５】精米機の断面図
【図６】投入用ホッパーの断面図
【図７】穀種判別装置の分解斜視図
【図８】穀種判別装置の断面図
【図９】信号処理回路の構成を示すブロック図
【図１０】判別処理動作におけるタイミングチャートを示す図
【図１１】光の投射状態と受光状態とを示す断面図
【図１２】計測値を示す図
【図１３】波長毎の透過光量の計測結果を示す図
【図１４】投光位置並びに受光位置の配置の別構成を示す図
【符号の説明】
【００７７】
４            投入用ホッパー
１１          精米処理部
５２          判別用光投射手段
５３          基準用光投射手段
５４          共用受光手段
５５          判別手段
【図１】
2005274184.tif 000003
【図２】
2005274184.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005274184.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005274184.tif 000015
【図１４】
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