(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
米粒の外径に沿う形状で上下に貫通した試料収容孔が所定配列で形成された試料皿を備え、該試料皿の下側に底板となる透明板を配備し、前記試料収容孔に収容された米粒に対面して光学センサを配備して、該光学センサを走査移動することによって前記試料皿上の個々の米粒に対する品質判定を行う米粒品質判定装置において、
前記光学センサと一体に移動する試料供給部を設けると共に、前記透明板を、前記光学センサの対面位置と前記試料供給部の試料供給領域とを少なくとも覆い前記試料皿の下側を前記光学センサと一体に移動するように設け、
前記試料供給部は、前記試料皿上を摺接する試料整列ローラと、該試料整列ローラに対して移動方向前方に配備され、前記試料皿上に米粒を供給する供給手段とを備えることを特徴とする米粒品質判定装置。
【請求項２】
前記光学センサは、前記試料収容孔に収容された米粒に光を照射する光源と、該米粒からの反射光又は透過光を撮像面に結像させる結像光学系と、該結像光学系に入射した光を光電変換するための光電変換部とを備え、前記米粒の上下両方又は一方に配置されて、前記試料皿上の一列分を測定するラインセンサであることを特徴とする請求項１に記載の米粒品質判定装置。
【請求項３】
前記光学センサを走査移動させる駆動制御部と、品質判定のための設定値と前記光学センサからの検出値とを記憶する記憶部と、前記光学センサからの検出値を演算処理して設定値と比較する演算制御部と、該演算制御部による比較結果を表示する表示部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の米粒品質判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、米粒の品質を光学的手段を用いて判定する米粒品質判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られる光学的手段を用いた米粒品質判定装置は、試料となる玄米一粒毎に光源からの光を照射し、試料表面からの反射光又は試料を透過した透過光の光量及びスペクトルを検出し、その検出値を演算処理して得た演算結果を設定値と比較することにより品質判定を行うものである。
【０００３】
このような米粒品質判定装置では、一粒毎の判定処理を効率的に行うために、米粒の外径に沿う形状の凹部を規則的に配列させた試料皿を用い、走査光学系と光電変換部とからなるラインセンサによって、試料皿の凹部に収容された米粒を一列毎ライン走査することで、複数の米粒を一括して判定処理するものが提案されている（実公平７−３３１５１号公報）。
【０００４】
そして、この従来技術を更に改良するために、本出願人は特開２０００−３５６５９９号公報によって開示された米粒品質判定装置を提案している。この従来技術は、前述した実公平７−３３１５１号公報に示されたものを前提として、判定精度の向上、メンテナンス性の向上或いは判定項目の多様性等を図ったものである。これを以下に図７及び図８によって説明する。
【０００５】
図７は従来技術の基本構成を示す説明図である。１は試料皿であって、この試料皿１には、縦・横にマトリクス状に配列される複数の試料収容孔１ａが上下に貫通して形成されている。この試料収容孔１ａは、試料Ｍとなる玄米が単粒で収容されるように玄米の形状に沿う形で長孔形状に形成されおり、同一方向を向いて配列されている。この試料皿１に対して、その下側には底板となる透明板２が着脱且つ交換可能に配備されている。
【０００６】
そして、機体Ａには、上側ラインセンサ３Ａと下側ラインセンサ３Ｂとが対面して配置され、これらが一体に走査移動される測定部３が設けられている。これによると、試料皿１と透明板２とを機体Ａに設置した状態で第１列目の試料収容孔１ａの上下に上側ラインセンサ３Ａと下側ラインセンサ３Ｂが対面してセットされ、これを行方向（矢印方向）に一列毎走査移動することにより、順次マトリクス状に配置された試料Ｍの品質判定が行われる。
【０００７】
ここで、測定部３の走査移動は、制御部４における駆動制御部４Ａからの信号により駆動モータ６を駆動させ、タイミングベルト６Ａに装着された測定部３をガイドロッド７に沿ってタイミングをとりながら移動させるものである。また、測定部３からの検出信号は制御部４の演算制御部４Ｂに送られ、この演算制御部で必要な演算処理がなされ、その演算結果と記憶部４Ｃに記憶されている設定値とが比較されて品質判定が行われる。そして、品質判定の結果は試料皿１のマトリクス状配列に対応させて表示部５に表示される。
【０００８】
図８は、この従来技術の機体構造を示す平面図である。試料Ｍを収容した試料収容孔１ａがマトリクス状に配列形成された試料皿１は、把手部１Ａを有する試料カセット１Ｂ及び支持部材１Ｃに支持されて機体Ａに対して装脱可能に設置される。また、機体Ａには前述のガイドロッド７が試料皿１の両側に設けられており、測定部３を形成する光学走査ユニット３Ｃの両側に設けられたスライド部３Ｄがこのガイドロッド７にスライド可能に軸支されている。また、片側のスライド部３Ｄは前述のタイミングベルト６Ａに装着され、このタイミングベルト６Ａはタイミングプーリ６Ｂと駆動モータ６のプーリ間に巻き掛けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術によると、米粒の上下両面を測定する品質判定ができるので、より正確な品質判定を行うことが可能になる。また、透明板を試料皿に対して着脱且つ交換可能にしているので汚れや破損に対してのメンテナンス性が向上する。また、上下に光源と光電変換素子を有するラインセンサを配備するので、例えば、上下の一方を光源として他方を受光素子にすることにより透過光の検出が可能になり、また、上下のラインセンサの位置を若干ずらすことにより、米粒の長さ方向を斜めに横断して透過する光を検出することができるので、これによって米粒内の屈折率変化を検出して胴割れ等の状態把握を行うことが可能になる。
【００１０】
しかしながら、このような従来技術によると、装置への試料の供給は、試料皿及び透明板を装置から取り外して試料収容孔内に米粒を収容させる必要があり、手作業での試料供給が前提となるので、効率的な試料の供給ができないという問題がある。
【００１１】
また、試料皿にセットした試料を全て測定した後には、試料皿と透明板とを装置から取り外して測定済みの試料を排出する必要があるので作業が煩雑である。更には、引き続いて測定作業を行う場合には、試料排出を手作業で行った後に新たな試料の供給を手作業で行わなければならず、これによって測定作業が必ず中断されることになるので、大量の試料に対して連続的な測定作業を行うことができないという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に対処するために提案されたものであって、前提となる従来技術の米粒品質判定装置において、効率的な試料供給及び試料排出を行うことができると共に、連続的な測定作業を可能にすることを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明による米粒品質判定装置は以下の特徴を具備するものである。
【００１５】
請求項１に係る発明は、米粒の外径に沿う形状で上下に貫通した試料収容孔が所定配列で形成された試料皿を備え、該試料皿の下側に底板となる透明板を配備し、前記試料収容孔に収容された米粒に対面して光学センサを配備して、該光学センサを走査移動することによって前記試料皿上の個々の米粒に対する品質判定を行う米粒品質判定装置において、前記光学センサと一体に移動する試料供給部を設けると共に、前記透明板を、前記光学センサの対面位置と前記試料供給部の試料供給領域とを少なくとも覆い前記試料皿の下側を前記光学センサと一体に移動するように設け、前記試料供給部は、前記試料皿上を摺接する試料整列ローラと、該試料整列ローラに対して移動方向前方に配備され、前記試料皿上に米粒を供給する供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前述の特徴を有する米粒品質判定装置において、前記光学センサは、前記試料収容孔に収容された米粒に光を照射する光源と、該米粒からの反射光又は透過光を撮像面に結像させる結像光学系と、該結像光学系に入射した光を光電変換するための光電変換部とを備え、前記米粒の上下両方又は一方に配置されて、前記試料皿上の一列分を測定するラインセンサであることを特徴とする。
【００１７】
請求項３は、前述の特徴を有する米粒品質判定装置において、前記光学センサを走査移動させる駆動制御部と、品質判定のための設定値と前記光学センサからの検出値とを記憶する記憶部と、前記光学センサからの検出値を演算処理して設定値と比較する演算制御部と、該演算制御部による比較結果を表示する表示部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このような特徴を有する各請求項の米粒品質判定装置によると、以下の作用が得られる。
【００１９】
第１には、光学センサと一体に移動する試料供給部を設けることにより、試料皿に対して光学センサによる測定を行う前に順次試料を供給することが可能になる。これにより、装置から試料皿を取り外して試料供給を行う手間を省き、測定作業を効率的に行うことができる。
【００２０】
試料供給部では、光学センサの走査移動に伴って移動する供給手段によって、光学センサの測定に先立って試料皿上に米粒がばらまかれる。そして、その後段に位置する試料整列ローラが、ばらまかれた米粒を試料皿の横方向に拡げて光学センサによる測定が行われる前段の試料収容孔内を米粒で埋める。これによって、試料供給の手間が省け測定時間の短縮を図れる。
【００２１】
試料皿の底板となる透明板は、光学センサの対面位置と試料供給部の試料供給領域に限定して配置させられた状態で、光学センサの走査移動に伴って移動する。これにより、光学センサによる測定が終了した米粒は、走査移動につれて透明板の保持エリアから外れることになって、底板がない状態になるので試料皿の下方に落下する。したがって、試料皿の下方に回収箱等の回収手段を設けておくことにより、測定後の自動的な試料排出が可能になる。
【００２２】
更には、試料皿における試料収容孔の配列を縦・横からなるマトリクス状にして、ラインセンサを用いて横方向のライン走査を行いながら光学センサを縦方向に走査移動させることで、一列目の測定が終了すると、光学センサの一列分の走査移動がなされて一列目の米粒が排出され、同時に光学センサの前方ではプラス一列分の試料供給が行われることになり、これを繰り返すことで連続的な試料の供給と排出を行うことが可能になる。
【００２３】
また、光学センサの走査移動を行う駆動制御部、品質判定のための設定値と光学センサからの検出値とを記憶する記憶部、光学センサからの検出値を演算処理して設定値と比較する演算制御部、演算制御部による比較結果を表示する表示部を設けることにより、試料の供給から測定、品質判定、結果表示、試料の排出に至るシステムを自動化することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する（なお、従来技術と同一の部分には同一の符号を付して一部説明を省略する。）。図１は本発明の一実施形態に係る米粒品質判定装置を示す説明図である。品質判定に係る前提構成は従来技術と同様であり、縦・横マトリクス状に試料収容孔１ａを配列させた試料皿１を備え、この試料収容孔１ａの横一列に対応するように光学センサである上側ラインセンサ３Ａ及び下側ラインセンサ３Ｂを配備した測定部３を設けて、この測定部３を縦方向（矢印方向）に走査移動させることで、試料収容孔１ａ内に収容された米粒の品質判定を各粒毎に行うものである。
【００２５】
そして本発明の実施形態においては、走査移動される測定部３の移動方向前方に試料供給部１０が設けられている。この試料供給部１０は試料整列ローラ１１と供給ホッパ１２とを備えてる。試料整列ローラ１１は、光学センサ（上側ラインセンサ３Ａ及び下側ラインセンサ３Ｂ）の移動方向前方に配置され、光学走査ユニット３Ｃの前方に装着されて測定部３と一体に移動するローラ支持部１１Ａに軸支されて、駆動モータ１３によって回転駆動されるものである。また、この試料整列ローラ１１は試料皿１の表面に摺接しており、摺接外周面の摺動方向が走査移動方向と一致する方向（矢印方向）に回転駆動されている。
【００２６】
そして、試料整列ローラ１１の更に移動方向前方に供給ホッパ１２が設けられている。この供給ホッパ１２は、上方から供給される米粒を試料皿１の上面にばらまくために設けられるものであり、ローラ支持部１１Ａ上に装着されて測定部３と一体に走査移動する。
【００２７】
また、試料皿１に下側には透明板２０が配置される。この透明板２０は光学走査ユニット３Ｃに装着された支持部２０ａに支持されて測定部３と一体に走査移動するように設けられている。この透明板２０は、試料皿１の試料収容孔１ａを下から覆う領域が光学センサの対面位置と試料供給部１０の試料供給領域とを少なくとも覆う領域に限られている。そして、この透明板２０の下方には回収箱２１が配備されている。
【００２８】
このような実施形態の米粒品質判定装置によると、供給ホッパ１２から供給された試料Ｍは、試料整列ローラ１１の前方における試料皿１の表面上にばらまかれる。そして測定部３の走査移動が進むにつれてばらまかれた試料Ｍに試料整列ローラ１１が作用して試料Ｍは試料皿１の横方向に拡げられる。これによって試料整列ローラ１１が上を通過した試料収容孔１ａ内には漏れなく試料Ｍが収容されて、その後の測定部３での測定処理がなされることになる。
【００２９】
そして、測定部３での測定処理が終了した試料Ｍは、測定部３と共に移動する透明板２０の保持エリアから外れることになるので、試料皿１の下側に落下して回収箱２１上に自動排出されることになる。ここで、回収箱２１は測定部３と共に移動して順次落下する試料Ｍを回収するようにしても良いし、予め試料皿１の下側全面に配備しておいても良い。
【００３０】
図２は前述の実施形態の平面図である。図７，図８の従来技術及び図１と共通する部分は共通の符号を付して一部説明を省略する。図示のように、ローラ支持部１１Ａの前方に装着される供給ホッパ１２の形態は、中央に分別部１２Ａを備え、その左右に試料皿１表面に臨む供給開口１２Ｂを有している。図３はその供給ホッパ１２の正面図であるが、上方から供給された試料Ｍ０は中央の分別部１２Ａで左右に振り分けられ、左右の供給開口１２Ｂからそれぞれ試料皿１上にばらまかれる。これによって、試料整列ローラ１１が作用する前の試料Ｍが試料皿上の一箇所に山積みされることがないようにしている。
【００３１】
また、図２に示されるように、試料皿１の下側に配備される透明板２０は、供給ホッパ１２の前方から測定部３の後端に至る領域の全ての試料収容孔１ａを下から覆うような保持エリアを有している。
【００３２】
したがって、供給ホッパ１２から供給される試料Ｍは、試料皿１上で左右に分かれた山を作ってばらまかれるが、その後の試料整列ローラ１１によって横方向に均されて、測定部３が通過する際には少なくとも横一列の試料収容孔１ａには漏れなく試料が収まることになる。そして測定が終了すると一列ずつ透明板２０から外れて下方の回収箱２１に回収されることになる。
【００３３】
図４及び図５は、前述の試料整列ローラ１１の具体的な構造例を示す説明図（図中（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示している。）である。図４の例は、鋼製のシャフト１１ａにローラ部１１ｂを形成して、このローラ部１１ｂの材質をスポンジゴムにしている。図５の例では、同様のシャフト１１ａに表面がブラシ材で形成されたローラ部１１ｃを形成している。
【００３４】
図６は本発明の実施形態に係る米粒品質判定装置のシステム構成図である。品質判定のシステム構成自体は従来技術と同様である。光学センサである測定部３の上側ラインセンサ３Ａと下側ラインセンサ３Ｂの構成は、試料皿１の試料収容孔１ａに収容された試料Ｍ（米粒）に光を照射する光源３０と、試料Ｍからの反射光又は透過光を撮像面に結像させる結像光学系３１と、結像光学系３１に入射した光を光電変換するための光電変換部３２とを備えている。そして、この各構成要素は、試料皿１における試料収容孔１ａの横一列に対応してアレイ状に配列されており、横一列分のライン走査を行う構成になっている。
【００３５】
ここで、この実施形態では、上下側ラインセンサ３Ａ，３Ｂの受光軸間に若干の間隔ｘ（数ｍｍ）を設けている。これによると、例えば上側ラインセンサ３Ａの光源３０によって照射された光を、破線で示すように米粒の長軸方向斜めに向かって透過させ、この透過光を下側ラインセンサ３Ｂの光電変換部３２で受光することができる。これによると、胴割れ等で米粒内に大きな屈折率変化がある場合にはこれを受光量変化として検出することができるので、この検出値から米粒の状態把握を行うことが可能になる。
【００３６】
光電変換部３２で検出された検出値（全体の受光量或いは色分解された各色毎の検出値）は制御部４の演算制御部４Ｂに送られて品質判定のための演算処理がなされると共に、その検出値は記憶部４Ｃに送られて記憶される。演算制御部４Ｂでは各試料Ｍ毎の検出値に対して各種の統計処理等がなされて、品質判定に必要な指標値が求められる。そして、演算結果として求められた指標値は予め記憶部４Ｃに記憶されている品質判定用の設定値と比較されて各試料Ｍ毎の品質判定が行われる。
【００３７】
一方、上側ラインセンサ３Ａと下側ラインセンサ３Ｂは測定部３として一体に移動するようになっており、タイミングベルト６Ａに装着されて駆動モータ６の制御によって走査移動がなされる。そして、この走査移動は制御部４の駆動制御部４Ａによってそのタイミング及び位置制御がなされる。これによって、測定部３の試料皿１に対する位置を把握した上で各試料Ｍの品質判定がなされるので、試料皿１における試料収容孔１ａの位置情報と対応させて各試料Ｍの品質判定結果を表示部５に出力することができる。
【００３８】
このような実施形態の米粒品質判定装置を用いると、試料供給、測定及び品質判定、試料排出の一連の工程を連続的且つ自動的に行うことができる。すなわち、供給側には供給ホッパ１２に自動供給装置を接続し、排出側には回収箱２１に排出された試料を袋詰めするパッカー等を接続して、一列又は複数列の測定が終了した信号を制御部４から出力することで、自動供給装置やパッカーがこれに同期して起動するようなシステムを構築することができる。このような自動品質判定システムによると、無人での連続運転が可能になり、施設への組み込みも可能になる。
【００３９】
なお、前述した実施形態では光学センサを試料皿の上下両方に配備した例を示したが、試料の供給及び排出に特徴を有する本発明の実施形態としてはこれに限定されるものではなく、試料皿の上下の何れか一方に光学センサを設けたものであってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されるので、米粒の外径に沿う形状で上下に貫通した試料収容孔が所定配列で形成された試料皿を備え、該試料皿の下側に底板となる透明板を配備し、前記試料収容孔に収容された米粒に対面して光学センサを配備して、該光学センサを走査移動することによって前記試料皿上の個々の米粒に対する品質判定を行う米粒品質判定装置において、効率的な試料供給及び試料排出を行うことができると共に、連続的な測定作業が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る米粒品質判定装置を示す説明図である。
【図２】実施形態の米粒品質判定装置の平面図である。
【図３】実施形態における供給ホッパの正面図である。
【図４】実施形態における試料整列ローラの具体的な構造例を示す説明図である。
【図５】実施形態における試料整列ローラの具体的な構造例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る米粒品質判定装置のシステム構成図である。
【図７】従来技術の基本構成を示す説明図である。
【図８】従来技術の機体構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１  試料皿
１ａ  試料収容孔
２，２０  透明板
３  測定部
３Ａ  上側ラインセンサ
３Ｂ  下側ラインセンサ
３０  光源
３１  結像光学系
３２  光電変換部
４  制御部
４Ａ  駆動制御部
４Ｂ  演算制御部
４Ｃ  記憶部
５  表示部
６  駆動モータ
６Ａ  タイミングベルト
６Ｂ  タイミングプーリ
１０  試料供給部
１１  試料整列ローラ
１１Ａ  ローラ支持部
１２  供給ホッパ
１３  駆動モータ
２１  回収箱
【図１】
0004048357.tif 000002
【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】
0004048357.tif 000008
【図８】
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