(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料の各米粒を整列させて移送する移送手段(5)と、
該移送手段(5)から放出された前記原料米粒の落下軌跡(R)における光学検出位置(P)に対し、横一線状の可視光を照射する可視光照射部(9)、該可視光照射部(9)からの照射光を受けた前記光学検出位置(P)の各原料米粒からの反射光及び／又は透過光を検出するＣＣＤカメラ(8)を備えてなる米粒を光学検出する光学検出手段(6)と、
該光学検出手段(6)による光学検出データに基づいて前記原料米粒中における胴割粒を判別する判別手段(20)と、
該判別手段(20)が判別した胴割粒を選別する選別手段(19)と、
を有する光学式米粒選別機において、
前記ＣＣＤカメラ(8)は、モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)を内蔵したモノクロＣＣＤカメラ(8)とするとともに、該モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)のセンサ光軸(8b)が前記原料米粒の落下軌跡(R)における光学検出位置(P)とほぼ直交するように配設し、
また、前記可視光照射部(9)は、前記落下軌跡(R)を挟んだ前記ＣＣＤカメラ(8)の反対側に可視光域における同一波長又は異なる波長をそれぞれ照射する第１照射部(10)及び第２照射部(11)を備え、前記第１照射部(10)は、前記ＣＣＤラインセンサ(8a)のセンサ光軸(8b)を挟んで該センサ光軸(8b)となす各内角度(α1,α2)がほぼ同一となるように配設した一方照射部(10a)及び他方照射部(10b)からなり、前記第２照射部(11)は前記センサ光軸(8b)と重合しない位置に配設し、
さらに、前記ＣＣＤラインセンサ(8a)の走査のタイミングに合わせて前記第１照射部(10)と第２照射部(11)との点灯を切り換える光源点灯切換手段(27)を備え、前記判別手段(20)は、前記ＣＣＤラインセンサ(8a)によって、第１照射部(10)が点灯している時に走査して得た第１撮像データと、第２照射部(11)が点灯している時に走査して得た第２撮像データとの光量差を演算して米粒における亀裂部分(Ｌ)を特定して胴割粒か否かを判別することを特徴とする光学式米粒選別機。
【請求項２】
前記判別手段(20)は、前記第１撮像データから第１米粒画像を形成するとともに前記第２撮像データから第２米粒画像を形成し、前記第１米粒画像と第２米粒画像の互いに対応した画素の光量差を演算することによって亀裂部分(Ｌ)を特定する請求項１に記載の光学式米粒選別機。
【請求項３】
前記第１照射部(10)及び第２照射部(11)は、４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色波長、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色波長及び６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色波長の中から選択した同一波長又は互いに異なる波長を照射するものとする請求項１又は請求項２に記載の光学式米粒選別機。
【請求項４】
前記第１照射部(10)及び第２照射部(11)はＬＥＤ光源によって構成する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学式米粒選別機。
【請求項５】
前記判別手段(20)は、前記第１撮像データ及び／又は第２撮像データに基づいて、予め設定したしきい値と比較して着色粒を判別するとともに、前記選別手段(19)に選別信号を出力する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学式米粒選別機。
【請求項６】
前記光学検出手段には、前記光学検出位置に近赤外光を照射する近赤外光照射部を備えるとともに、前記光学検出位置からの近赤外光を検出する近赤外光センサを備え、前記判別手段は、前記近赤外光センサが検出した光学検出値に基づいて異物を判別するとともに、前記選別手段に選別信号を出力する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光学式米粒選別機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玄米や精白米などの原料米粒中に含まれる不良品（着色粒や胴割粒など）及び異物を光学検出手段で判別し、選別する米粒選別機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原料米粒に混入した不良品（着色粒）や異物（小石、ガラス片、プラスチック、金属片、陶器片など）を光学検出手段で判別し、選別手段によって選別する光学式米粒選別機は、例えば特許文献１によって知られている。この装置は、移送手段（傾斜シュート）から放出された原料米粒に可視光と近赤外光とを照射し、該照射光を受けた原料米粒からの反射光及び透過光を受光センサで光学検出し、検出した可視光の光学検出値に基づいて前記着色粒を判別するとともに、近赤外光の光学検出値に基づいて前記異物を判別し、この後に選別手段によって、前記判別された着色粒及び異物を除去するものである。
【０００３】
一方、原料米粒に混入した内部に亀裂を有する胴割粒（不良品）を光学検出手段で判別し、選別手段によって選別する光学式胴割粒選別機も例えば特許文献２によって知られている。この装置は、移送手段（傾斜シュート）から放出された原料米粒に可視光を照射し、該照射光を受けた原料米粒からの透過光をＣＣＤカメラ（ＣＣＤラインセンサ内蔵）で撮像し、該撮像データに基づいて形成した米粒イメージ中に亀裂部分に相当する線状の暗い影を検出すると、胴割粒と判断して選別手段によって除去するものである。
【０００４】
さらに、原料米粒に混入した着色粒、異物及び胴割粒を光学検出手段によって同時に判別し、選別手段によって選別する光学式米粒選別機も例えば特許文献３によって知られている。この装置は、移送手段（傾斜シュート）から放出された原料米粒に可視光等を照射し、該照射光を受けた原料米粒からの反射光及び／又は透過光をラインセンサで受光検出し、該検出値（電圧値）を所定しきい値と比較して着色粒、異物及び胴割粒を判断し、選別手段によって除去するものである。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０７９９３２号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５５１９号公報
【特許文献３】特許第３１４６１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の光学式胴割粒選別機及び光学式米粒選別機においては、胴割粒の判別精度について更なる向上が望まれている。すなわち、この前者の光学式胴割粒選別機においては、胴割粒の判別は前述のように、米粒イメージ（撮像データ）中に亀裂部分に相当する線状の暗い影があるか否かによって行われるが、亀裂による線状の暗い影は、胚芽部分による影や肌ずれ（表面の傷）による影と紛らわしく、誤判別を生じて選別精度が上がらないという懸念がある。一方、後者の光学式米粒選別機においても、前記検出値（電圧値）と所定しきい値とを単に比較して判別しているだけなので、前記胚芽部分による影や肌ずれによる影の影響で、亀裂の有無の判別精度が上がらないという懸念がある。
そこで、本発明は上記問題点にかんがみ、胴割粒の判別精度を向上させることを第１の技術的課題とし、また、この胴割粒の選別に加えて着色粒及び異物も同時に選別できる光学式米粒選別機を提供することを第２の技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１により、
原料の各米粒を整列させて移送する移送手段(5)と、
該移送手段(5)から放出された前記原料米粒の落下軌跡(R)における光学検出位置(P)に対し、横一線状の可視光を照射する可視光照射部(9)、該可視光照射部(9)からの照射光を受けた前記光学検出位置(P)の各原料米粒からの反射光及び／又は透過光を検出するＣＣＤカメラ(8)を備えてなる米粒を光学検出する光学検出手段(6)と、
該光学検出手段(6)による光学検出データに基づいて前記原料米粒中における胴割粒を判別する判別手段(20)と、
該判別手段(20)が判別した胴割粒を選別する選別手段(19)と、
を有する光学式米粒選別機において、
前記ＣＣＤカメラ(8)は、モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)を内蔵したモノクロＣＣＤカメラ(8)とするとともに、該モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)のセンサ光軸(8b)が前記原料米粒の落下軌跡(R)における光学検出位置(P)とほぼ直交するように配設し、
また、前記可視光照射部(9)は、前記落下軌跡(R)を挟んだ前記モノクロＣＣＤカメラ(8)の反対側に可視光域における同一波長又は異なる波長をそれぞれ照射する第１照射部(10)及び第２照射部(11)を備え、前記第１照射部(10)は、前記モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)のセンサ光軸(8b)を挟んで該センサ光軸(8b)となす各内角度(α1,α2)がほぼ同一となるように配設した一方照射部(10a)及び他方照射部(10b)からなり、前記第２照射部(11)は前記センサ光軸(8b)と重合しない位置に配設し、
さらに、前記モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)の走査のタイミングに合わせて前記第１照射部(10)と第２照射部(11)との点灯を切り換える光源点灯切換手段(27)を備え、前記判別手段(20)は、前記モノクロＣＣＤラインセンサ(8a)によって、第１照射部(10)が点灯している時に走査して得た第１撮像データと、第２照射部(11)が点灯している時に走査して得た第２撮像データとの光量差を演算して米粒における亀裂部分(L)を特定して胴割粒か否かを判別する、という技術的手段を講じた。
【０００８】
また、請求項２により、
前記判別手段(20)は、前記第１撮像データから第１米粒画像を形成するとともに前記第２撮像データから第２米粒画像を形成し、前記第１米粒画像と第２米粒画像の互いに対応した画素の光量差を演算することによって亀裂部分(Ｌ)を特定するものであるとよい。
【０００９】
さらに、請求項３により、前記第１照射部(10)及び第２照射部(11)は、４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色波長、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色波長及び６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色波長の中から選択した同一波長又は互いに異なる波長を照射するものであるとよい。
【００１０】
また、請求項４により、
前記第１照射部(10)及び第２照射部(11)はＬＥＤ光源によって構成するとよい。
【００１１】
さらに、請求項５により、
前記判別手段(20)は、前記第１撮像データ及び／又は第２撮像データに基づいて、予め設定したしきい値と比較して着色粒を判別するとともに、前記選別手段(19)に選別信号を出力するものであるとよい。
【００１２】
また、請求項６により、前記光学検出手段には、前記光学検出位置に近赤外光を照射する近赤外光照射部を備えるとともに、前記光学検出位置からの近赤外光を検出する近赤外光センサを備え、前記判別手段は、前記近赤外光センサが検出した光学検出値に基づいて異物を判別するとともに、前記選別手段に選別信号を出力するものであるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学式米粒選別機によれば、胴割粒の判別について、亀裂部分が検出されず肌ずれ部分と胚芽部分とが少なくとも検出された第１米粒画像と、亀裂部分と肌ずれ部分と胚芽部分が少なくとも検出された第２米粒画像とを取得し、この両画像を使って引き算処理（演算）をして亀裂部分の画像だけを残すようにしたので、肌ずれ部分及び胚芽部分の暗い影（検出光）の影響を受けることなく、胴割粒の判別を正確に行うことが可能である。
【００１４】
また、本発明では、前記第１米粒画像及び第２米粒画像を得るにためのＣＣＤカメラを、高価なカラーＣＣＤカメラを採用することなく安価なモノクロＣＣＤカメラを採用しており、該モノクロＣＣＤカメラの採用を実現するために、前記第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂをセンサ光軸８ｂを挟んで対向配設）と前記第２照射部１１（センサ光軸８ｂと重合しない位置に配設した照射ＬＥＤ１１ａ）とを、前記モノクロＣＣＤカメラのスキャンに同期させて点灯切換させて原料米粒を撮像して米粒の元画像を得て、該元画像から、第１撮像データを抜き出して第１米粒画像用を形成し、また、第２撮像データを抜き出して第２米粒画像を形成するという第１の工夫をなし、第２の工夫として、第１米粒画像及び第２米粒画像における米粒の長さ方向（縦方向）の解像度を上げるために、前記第１照射部１０及び第２照射部１１として点灯切換の応答性が速いＬＥＤを採用するとともに、モノクロＣＣＤカメラをスキャン速度が高速タイプのものしてある。
【００１５】
さらに、本発明では、着色粒を判別する際に、前記第１米粒画像用及び／又は第２米粒画像を胴割判別と兼用することができるので、別のＣＣＤカメラ等を設ける必要がない。
【００１６】
また、前記近赤外カメラ１５も備えたので、異物の判別が可能である。これにより、本発明の光学式米粒選別機１によれば、胴割粒と着色粒と異物とを同時に選別する際に、胴割粒の判別精度が向上したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の光学式米粒選別機１に関する実施例１の縦断面図である。また、図９には実施例２（照射部の可視光の波長を異ならせた変形例）を示す。本発明における原料米粒は、主に玄米を対象とするが精白米等の分搗（つ）き米も含む。
【００１８】
実施例１の構成（図１）：
本発明の光学式米粒選別機１は、原料米粒Ｋを貯留する原料タンク２と、該原料タンク２から排出された原料米粒を後述する傾斜シュート３に順次送り出す振動フィーダ４と、下方傾斜させた前記傾斜シュート３とからなる移送手段５を構成する。前記傾斜シュート３の下方傾斜角度は、約４５度とした。前記傾斜シュート３において原料米粒を滑走・流下させる傾斜面には、流下方向に沿って形成した溝３ａを複数列隣接して構成し、該溝３ａの幅Ｗを米粒Ｋの幅寸法に相当する、３．３ミリメートルとして、原料米粒Ｋを米粒の長さ方向に整列させて流下させるようにしてある（図２（ａ））。前記傾斜シュート３の下端部近傍には、原料米粒Ｋの落下軌跡Ｒに沿った位置に、光学検出手段６と選別手段１９とを順次配設する。
【００１９】
光学検出手段６：
前記光学検出手段６は、前記落下軌跡Ｒ上における光学検出位置Ｐを中心として、その一方側（フロント側）の光学検出手段６ａに照射部７を構成し、他方側（リヤ側）の光学検出手段６ｂにＣＣＤカメラ８を構成する（図１参照）。本発明は、前記ＣＣＤカメラ８については、カラーＣＣＤカメラを採用することなく、これよりもコスト面において安価な、可視光域の一種類の波長に高い感度を有し、その波長の明暗度（明るさの程度）を検出するモノクロＣＣＤカメラ（モノクロＣＣＤラインセンサ８ａを内蔵）８を採用し、カラーＣＣＤカメラを採用したときと同様の選別効果が得られるものである。前記モノクロＣＣＤカメラ（モノクロＣＣＤラインセンサ８ａ）８は、該センサ光軸（センサ光路）８ｂが前記光学検出位置Ｐとほぼ直交するように配設する。また、前記モノクロＣＣＤカメラ８から前記光学検出位置Ｐを通過したセンサ光軸８ｂ上（前記フロント側）には、背景板８ｃを配設する。該背景板８ｃは、良品の色（反射率）と同じ色のものとする。なお、前記ＣＣＤは、「Charge  Coupled  Devices」の略である。また、前記モノクロＣＣＤカメラ８はサンプリング周波数が４０ＭＨｚ（メガヘルツ）の高速タイプのものとし、米粒Ｋの縦方向を約８０回スキャンして後述する元画像を形成するようにしてある。
【００２０】
前記照射部７については、前記光学検出位置Ｐに対して横一線状の可視光を照射する可視光照射部９と、同じく前記光学検出位置Ｐに対して近赤外光を照射する近赤外光照射部１２とから構成する。
【００２１】
前記可視光照射部９は、第１照射部１０と第２照射部１１とから構成する。該第１照射部１０と第２照射部１１とは、可視光における同一波長のものを採用（実施例１）してもよいし、互いに異なる波長のものを採用してもよい（実施例２）。
【００２２】
前記第１照射部１０は、前記モノクロＣＣＤカメラ８から光学検出位置Ｐを通過したセンサ光軸８ｂを挟んで一対配設した照射ＬＥＤ(一方照射部)１０ａ、他方照射部（１０ｂ）で構成する。該照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂは、ＬＥＤ素子１３ａと集光レンズ１３ｂとからなるＬＥＤ（単体）を水平方向に複数並設して構成し、これにより、前記光学検出位置Ｐに横一線状の可視光を照射するようにしてある。前記照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂは、前記光学検出位置Ｐを支点（中心）とした照射ＬＥＤ１０ａの光路軸１０ｃと前記センサ光軸８ｂとがなす内角度α１と、照射ＬＥＤ１０ｂの光路軸１０ｄと前記センサ光軸８ｂとがなす内角度α２とがほぼ同一角度となるような位置に配設する。本実施例においては、前記内角度α１，α２は約２５度とした。なお、前記照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂの波長については、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色波長を使用し、そのＬＥＤ素子１３ａは中心波長が５２０ｎｍのものを採用した。また、前記照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂの波長については、本実施例１（前記第１照射部１０の波長と前記第２照射部１１の波長を同じとする。）においては、前記緑色波長以外に、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色波長のもの、又は４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色波長のものを適宜採用することができる。
【００２３】
前記第２照射部１１も、前記ＬＥＤ素子１３ａと集光レンズ１３ｂとからなるＬＥＤ（単体）を水平方向に複数並設して構成した照射ＬＥＤ１１ａとし、これにより、前記光学検出位置Ｐに横一線状の可視光を照射するようにしてある。また、照射ＬＥＤ１１ａの配設位地は、該照射ＬＥＤ１１ａの光路軸１１ｂが前記センサ光軸８ｂと重合しない位置とし、本実施例においては前記照射ＬＥＤ１０ｂの下方側とした。なお、前記照射ＬＥＤ１１ａの使用波長については、前記照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂと同様に、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色波長の波長を使用し、ＬＥＤ素子１３ａは中心波長が５２０ｎｍのものを採用した。
【００２４】
一方、前記近赤外光照射部１２も、前記ＬＥＤ素子１３ａと集光レンズ１３ｂとからなるＬＥＤ（単体）を水平方向に複数並設して構成した照射ＬＥＤ１２ａとし、前記光学検出位置Ｐに横一線状の近赤外光を照射するようにしてある。前記照射ＬＥＤ１２ａは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの近赤外光領域の波長の波長を使用し、ＬＥＤ素子１３ａは中心波長を１５００ｎｍのものを採用した。前記照射ＬＥＤ１２ａを配設する位置は任意の位置でよく、本実施例では前記照射ＬＥＤ１０ａの上方とした。
【００２５】
ところで、前記光学検出手段６の構成には、さらに以下の特徴がある。すなわち、前記光学検出手段６ａ（前記一方側＜フロント側＞）には、前記モノクロＣＣＤカメラ８と同じ構成のモノクロＣＣＤカメラ１４（モノクロＣＣＤラインセンサ１４ａ）、及び近赤外の波長域に高い感度を有する近赤外カメラ１５（近赤外光ラインセンサ１５ａを内臓）が備えてある。前記モノクロＣＣＤカメラ１４及び近赤外カメラ１５は、それぞれのセンサ光軸が前記光学検出位置Ｐと交わるように任意の位置に配設してある。
【００２６】
また、前記光学検出手段６ｂ（前記他方側＜リヤ側＞）には、前記光学検出位置Ｐに対して可視光を照射する照射ＬＥＤ１６及び近赤外光を照射する照射ＬＥＤ１７をそれぞれ配設する。前記照射ＬＥＤ１６は、前記第１照射部１０の構成と同様に、前記センサ光軸８ｂを挟んだ状態で一対の照射ＬＥＤ１６ａ，１６ｂで構成している。前記内角度α１，α２も前記光学検出手段６ａ（前記一方側＜フロント側＞）側と同じで、使用波長も緑色波長と同様にしてある。前記照射ＬＥＤ１７についても、前記照射ＬＥＤ１２ａと同じ構成のものとした。前記モノクロＣＣＤカメラ１４（モノクロＣＣＤラインセンサ１４ａ）用のセンサ光軸１４ｂ上には、前記背景板８ｃと同様な背景板１８が配設してある。
【００２７】
選別手段１９：
前記選別手段１９は、本実施例においては、高圧エアーを空気銃のように噴風させる高圧空気噴風手段１９としたが、これ以外に、ソレノイドを使った板ばね式のものを使用してもよい。前記高圧空気噴風手段１９は、前記光学検出位置Ｐよりも下方位置の落下軌跡Ｒに向かって高圧エアーを噴風するように、前記各溝（チャンネル）３ａごとに一つの噴風口１９ｂを配設させるように、複数の噴風口１９ｂを横一線状に隣接してなる噴風ノズル１９ａを備える（図１及び図２（ｂ））。該噴風ノズル１９ａの各噴風口１９ｂは管路を介してそれぞれの電磁弁に接続し、該各電磁弁は高圧エアー供給源と連通している。前記各電磁弁は後述する前記エジェクタバルブ駆動回路３２と接続し、該エジェクタバルブ駆動回路３２からの噴風信号を受けて瞬間的に弁を開閉するように構成されている。これにより、判別された不良粒は、空気銃のような高圧噴風エアーを瞬間的に受けて落下軌跡Ｒから選別除去される。
【００２８】
図３（ｂ）には、傾斜シュート３の各溝（チャンネル）３ａ、モノクロＣＣＤラインセンサ８ａ（モノクロＣＣＤカメラ８）、モノクロＣＣＤラインセンサ１４ａ（モノクロＣＣＤカメラ１４）、近赤外光ラインセンサ１５ａ（近赤外カメラ１５）、前記各噴風口１９ｂ（噴風ノズル１９ａ）及び原料米粒Ｋとの位置関係が示してある。
【００２９】
判別手段２０：
前記光学式米粒選別機１には判別手段２０を構成する（図１）。該判別手段２０は、前記モノクロＣＣＤカメラ８、モノクロＣＣＤカメラ１４及び近赤外カメラ１５が撮像したデータ（光学検出データ）を基に、原料米粒中に混入した胴割粒、着色粒及び異物を判別するものである。前記判別手段２０の構成は、図３に示したように、中央演算処理部（以下「ＣＰＵ」という。）２１を中心に、該ＣＰＵ２１に対して読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）２２及び前記中央演算部２１に接続した読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）２３が接続してある。また、前記前記モノクロＣＣＤカメラ８、モノクロＣＣＤカメラ１４及び近赤外カメラ１５には、入出力回路（Ｉ／Ｏ）２４及び画像処理回路２５を介してＣＰＵ２１に接続してある。前記画像処理回路２５にはＲＡＭ２６が接続してある。
【００３０】
さらに、前記ＣＰＵ２１には、前記第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ）の点灯と前記第２照射部１１（照射ＬＥＤ１１ａ）の点灯とを交互点灯切り換えするために信号を出力するタイミング発生回路２７（光源点灯切換手段）を接続し、該タイミング発生回路２７は、Ｉ／Ｏ２８を介して前記第１照射部１０及び第２照射部１１の各ＬＥＤ電源回路２９，３０に接続してある。また、前記ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｏ２８を介し、前記近赤外光照射部１２（照射ＬＥＤ１２ａ）及び照射ＬＥＤ１７のＬＥＤ電源回路３１に接続し、前記高圧空気噴風手段１９における各電磁弁（図示せず）に対して選別信号（弁を開閉させる信号）を出力するエジェクタバルブ駆動回路３２に接続してある。
【００３１】
実施例１の作用（図１）：
前記光学式米粒選別機１の選別運転を開始すると、原料米粒は、図２（ｂ）に示したように、前記原料タンク２及び振動フィーダ４を介して傾斜シュート３に供給され、該傾斜シュート３の各溝（チャンネル）３ａに沿って流下し、下端部から整列状態で放出される。放出された原料米粒Ｋには前記光学検出位置Ｐにおいて、前記光学検出手段６ａ（前記フロント側）から、前記可視光照射部９（第１照射部１０＜照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ＞と第２照射部１１＜照射ＬＥＤ１１ａ＞）と前記近赤外光照射部１２（照射ＬＥＤ１２ａ）とからの各照射光が照射され、また、前記光学検出手段６ｂ（前記リヤ側）から、前記照射ＬＥＤ１６ａ，１６ｂと照射ＬＥＤ１７とからの各照射光が照射される。
【００３２】
さらに、前記各照射光の照射タイミング等について具体的に説明する。まず、前記近赤外光照射部１２（照射ＬＥＤ１２ａ）及び照射ＬＥＤ１７は常時点灯とし、近赤外光が原料米粒Ｋ（前記光学検出位置Ｐ）に照射される。一方、前記可視光照射部９は、第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ）と第２照射部１１（照射ＬＥＤ１１ａ）が交互に点灯切換えされる。この交互点灯切換えの実行は、前記ＣＰＵ２１からの点灯信号を受けて前記タイミング発生回路２７によって、前記モノクロＣＣＤカメラ８が走査（横一線上をスキャン）に同期させるように、図４（タイミングチャート）に示したような点灯（ＯＮ）・消灯（ＯＦＦ）のタイミングで、第１照射部１０＜照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ＞と第２照射部１１＜照射ＬＥＤ１１ａ＞）とを高速で点灯切換して行う。
【００３３】
前記モノクロＣＣＤカメラ８は、図４に示すように、例えば、奇数スキャン目の時に第１照射部１０を点灯（第１照射光＝緑１）し、次いで、偶数スキャン目の時に第２照射部１１を点灯（第２照射光＝緑２）し、というように繰り返し、その各スキャンデータ（撮像データ）は、順次、前記画像処理回路２５に取り込まれる。前記画像処理回路２５は、順次取り込んだ撮像データから、図５（米粒画像形成のアルゴリズム）に示したような米粒の元画像を形成する。そして、この米粒の元画像から奇数スキャンの撮像データ（第２撮像データ、緑２画像）を抜き出して分離し、この分離した複数の撮像データを上下に繋ぎ合わせて第２米粒画像を形成し、一方、偶数スキャンの撮像データ（第１撮像データ、緑１画像）を抜き出して分離し、この分離した複数の撮像データを上下に繋ぎ合わせて第１米粒画像を形成する。このようにして、元画像から第１米粒画像と第２米粒画像とが形成される。
【００３４】
なお、前記元画像は、前述のように米粒Ｋの縦方向を約８０回スキャンして形成するようにしてあるので、前記第１米粒画像と第２米粒画像とはそれぞれ４０の撮像データから形成されて１粒の米粒として十分認識できる。このため、後述する胴割粒か否かの判別及び着色粒か否かの判別が可能となる。
【００３５】
胴割粒の判別方法：
次に、前記判別手段２０による胴割粒の判別方法（判別アルゴリズム）を説明する（図６）。図６には、図５（米粒画像形成のアルゴリズム）で説明したようにして、肌ずれを生じているとともに胚芽が残った胴割粒を前記モノクロＣＣＤカメラ８によって撮像して得た元画像から形成された第１米粒画像と第２米粒画像とが示してある。該第２米粒画像は、元画像から奇数スキャンの撮像データを抜き出して合体し、かつ、所定のしきい値によって二値化して亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分が検出されたものとなっている。一方、前記第１米粒画像は、元画像から偶数スキャンの撮像データを抜き出して合体し、かつ、所定のしきい値によって二値化して胚芽部分及び肌ずれ部分が検出されたものとなっている（亀裂部分が検出されない）。
【００３６】
前記第１米粒画像に亀裂部分が検出（表示）されないのは、前記モノクロＣＣＤカメラ８によって第１撮像データを撮像する際の照射光源に理由がある。すなわち、図４（タイミングチャート）に示したように、前記モノクロＣＣＤカメラ８が第１撮像データをスキャンする際には第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ）が点灯（緑１）している。該照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂが点灯すると、該照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂからの照射光は、前記光学検出位置Ｐにおいて、長さ方向が上下方向にされた米粒Ｋに対し、その上方側と下方側から同じ内角度α１，α２方向から光が照射されるので、当該米粒内に透過した光は米粒内部の亀裂面に当たっても打ち消されて亀裂の暗い影として検出されないが、当該胴割粒の表面に生じている肌ずれ部分や胚芽部分については透過光に影として現れ検出できるためである。また、第２撮像データをスキャンする際には第２照射部１１（照射ＬＥＤ１１ａ）が点灯しているが、前記光学検出位置Ｐの米粒Ｋに一方向（前記センサ光軸８ｂに重合しない。）から光が照射されるので、米粒内部に透過した光は内部亀裂に当たって暗い影として検出され、また、肌ずれ部分や胚芽部分についても前述と同様に透過光に影として表れて検出される。
【００３７】
本発明における胴割粒の判別方法の特徴点は、上記のようにして得られた、亀裂部分が検出されない第１米粒画像と、亀裂部分が検出される第２米粒画像とを取得し、この両画像を使って引き算処理（演算）をして胴割粒を判別する点にある。前記引き算処理は、図６に示したように、前記第２米粒画像の各画素Ｇの光量値から第１米粒画像におけるそれぞれに対応した画素Ｇの光量値を引き算することによって行う。この引き算処理により、肌ずれ部分と胚芽部分の各光量値は差し引きゼロとなって消える一方、亀裂部分の光量値が残り、亀裂部分Ｌの画素（図６の黒ずみ部分＜二値化の黒部分＞）だけが残る。このため、亀裂部分に該当する前記画素が連続して任意設定の数以上と確認された場合には胴割粒と判別することができ、選別信号を前記エジェクタバルブ駆動回路３２に出力することができる。したがって、米粒に肌ずれ部分及び／又は胚芽部分があったとしても、胴割粒を判別する際に肌ずれ部分や胚芽部分の影によって誤判別することがなく判別精度が向上する。
【００３８】
着色粒の判別方法：
着色粒の判別は、前記第１米粒画像及び／又は第２米粒画像を用いて前記判別手段２０が判別する。前記第１米粒画像及び／又は第２米粒画像は、前記第１照射部１０と前記第２照射部１１による照射光が当たった米粒表面の反射光等を基にして形成されているため、当該第１米粒画像及び／又は第２米粒画像に米粒の着色部分も検出される。したがって、例えば、図７に示したように、米粒画像の各画素の光量値を所定のしきい値（着色部分の判別用）で二値化して着色部分を検出し、該着色部分の画素数によって選別すべき着色粒（不良品）か否かを判別し、着色粒をした場合には、選別信号を前記エジェクタバルブ駆動回路３２に出力する。なお、着色粒の判別においては、上述のモノクロＣＣＤカメラ８（リヤ側）の米粒画像による判別に加えて、前記モノクロＣＣＤカメラ１４（フロント側）の米粒画像も加味して判別することにより、原料米粒における着色部分の検出を表・裏の両面において行うことができる。
【００３９】
異物の判別方法：
異物の判別は、前記近赤外カメラ１５の検出光に基づいて前記判別手段２０が判別する。例えば、図８に示したように、近赤外カメラ１５で検出した原料米粒Ｋ（光学検出位置Ｐにおける横一線）の検出値（電圧値）を所定のしきい値と比較し、検出値（電圧値）がしきい値より下がると異物と判定し、その検出値が下がった位置に該当する噴風口１９ｂ（電磁弁）に対し、選別信号を前記エジェクタバルブ駆動回路３２に出力する。
【００４０】
以上説明したように本発明の光学式米粒選別機１によれば、亀裂部分が検出されず肌ずれ部分と胚芽部分とが少なくとも検出された第１米粒画像と、亀裂部分と肌ずれ部分と胚芽部分が少なくとも検出された第２米粒画像とを取得し、この両画像を使って引き算処理（演算）をして亀裂部分の画像だけを残すようにしたので、胴割粒の判別を正確に行うことが可能になる。
【００４１】
また、本発明では、前記第１米粒画像及び第２米粒画像を得るにためのＣＣＤカメラを、高価なカラーＣＣＤカメラを採用することなく安価なモノクロＣＣＤカメラを採用している。そして、このモノクロＣＣＤカメラの採用を実現するために、まず、前記第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ）をセンサ光軸８ｂを挟んで対向配設）と前記第２照射部１１（照射ＬＥＤ１１ａ）とをモノクロＣＣＤカメラのスキャンに同期させて交互に点灯切換させて米粒の元画像を得て、該元画像から、第１撮像データを抜き出して第１米粒画像を形成し、また、第２撮像データを抜き出して第２米粒画像を形成するという工夫がなされている。また、第１米粒画像及び第２米粒画像における米粒の長さ方向（縦方向）の解像度を上げるために、前記第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ）及び前記第２照射部１１（照射ＬＥＤ１１ａ）を点灯切換の応答性が速いＬＥＤを採用するとともに、モノクロＣＣＤカメラをスキャン速度が高速タイプ（サンプリング周波数が例えば４０ＭＨｚ）を採用した点が工夫してある。
【００４２】
さらに、本発明では、着色粒を判別する際に、前記第１米粒画像用及び／又は第２米粒画像を胴割判別と兼用することができるので、別のＣＣＤカメラ等を設ける必要がない。また、前記近赤外カメラ１５も備えたので、異物の判別が可能である。これにより、本発明の光学式米粒選別機１によれば、胴割粒と着色粒と異物とを同時に選別する際において、胴割粒の判別精度が向上したものとなる。
【００４３】
実施例２の構成（図９）：
以下に実施例２として、本発明の別の実施例を示す（符号は実施例１と同一とする。）。実施例１と異なる点は、前記第１照射部１０の波長と、前記第２照射部１１の波長とを異ならせた点のみである。すなわち、図９に示したように、例えば前記第１照射部１０（照射ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ）の波長を緑色波長（前述のとおり）にし、前記第２照射部１１（照射ＬＥＤ１１ａ）を赤色波長（前述のとおり）にする。その他は実施例１と全く同一であり、モノクロＣＣＤカメラのスキャンに同期させて前記第１照射部１０と第２照射部１１の点灯を交互に切換え、図１０に示したように、これによって取得した米粒の元画像から前記第１米粒画像（緑画像）と第２米粒画像（赤画像）とをそれぞれ形成し、胴割粒の判別も同様に前記第２米粒画像から第１米粒画像を引き算処理して亀裂画像Ｌだけを検出可能にし、胴割判別を行なう。このほかの、着色粒の判別及び異物の判別は実施例１と同様にすればよく説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の光学式米粒選別機の縦側断面図（実施例１）
【図２】本発明における傾斜シュート、モノクロＣＣＤラインセンサ及び噴風ノズルの位置関係を表した図
【図３】本発明における光学式米粒選別機における判別手段のブロック図
【図４】本発明におけるモノクロＣＣＤカメラのスキャン、第１照射部及び第２照射部の点灯切換のタイミングチャート
【図５】本発明におけるモノクロＣＣＤカメラが撮像した元画像から第１米粒画像及び第２米粒画像を形成するアルゴリズム
【図６】本発明におけるモノクロＣＣＤカメラが撮像した元画像から胴割粒を判別するアルゴリズム
【図７】本発明における着色粒の判別アルゴリズム
【図８】本発明における異物の判別アルゴリズム
【図９】本発明の光学式米粒選別機の縦側断面図（実施例２）
【図１０】実施例２におけるモノクロＣＣＤカメラが撮像した元画像から胴割粒を判別するアルゴリズム
【符号の説明】
【００４５】
１  光学式米粒選別機
２  原料タンク
３  傾斜シュート
３ａ  溝
４  振動フィーダ
５  移送手段
６ａ  光学検出手段（フロント側、一方側）
６ｂ  光学検出手段（リヤ側、他方側）
７  照射部
８  ＣＣＤカメラ（モノクロＣＣＤカメラ）
８ａ  モノクロＣＣＤラインセンサ
８ｂ  センサ光軸
８ｃ  背景板
９  可視光照射部
１０  第１照射部
１０ａ  照射ＬＥＤ(一方照射部)
１０ｂ  照射ＬＥＤ(他方照射部)
１１  第１照射部
１１ａ  照射ＬＥＤ
１２  近赤外光照射部
１２ａ  照射ＬＥＤ
１３ａ  ＬＥＤ素子
１３ｂ  集光レンズ
１４  モノクロＣＣＤカメラ
１４ａ  モノクロＣＣＤラインセンサ
１４ｂ  センサ光軸
１５  近赤外カメラ
１５ａ  近赤外光ラインセンサ
１６  照射ＬＥＤ
１６ａ  照射ＬＥＤ（可視光）
１６ｂ  照射ＬＥＤ（可視光）
１７  照射ＬＥＤ（近赤外光）
１８  背景板
１９  選別手段（高圧空気噴風手段）
１９ａ  噴風ノズル
２０  判別手段
２１  中央演算処理部(ＣＰＵ)
２２  読み出し書き込み用記憶部（RAM）
２３  読み出し専用記憶部（ROM）
２４  入出力回路(Ｉ/Ｏ)
２５  画像処理回路
２６  読み出し書き込み用記憶部（RAM）
２７  タイミング発生回路（光源点灯切換手段）
２８  入出力回路(Ｉ/Ｏ)
２９  ＬＥＤ電源回路（第１照射部用）
３０  ＬＥＤ電源回路（第２照射部用）
３１  ＬＥＤ電源回路（近赤外光照射部）
３２  エジェクタバルブ駆動回路
Ｇ  画素
Ｊ  受光素子
Ｋ  原料米粒
Ｌ  亀裂部分（亀裂画像）
Ｐ  光学検出位置
Ｒ  原料米粒Ｋの落下軌跡
Ｗ  幅
【図１】
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【図２】
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【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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