光学式胴割選別機
【課題】原料米粒に混入した胴割粒を光学的に判別する際に、胚芽部分や肌ずれ部分によって亀裂部分を有さない正常粒を胴割粒と誤判別することのない光学式胴割選別機を提供する。
【解決手段】胴割判別手段１８における判別部において、光学検出手段６のＣＣＤカメラに内蔵した第１ＣＣＤセンサが受光した米粒の透過光を基に第１の米粒画像（胚芽部分及び肌ずれ部分あり）を得るとともに、前記ＣＣＤカメラに内蔵した第２ＣＣＤセンサが受光した米粒の透過光を基に第２の米粒画像（胴割部分、胚芽部分及び肌ずれ部分あり）を得て、この両者の米粒画像の光量差を演算することにより、亀裂部分だけの画像を取得し、胴割粒を判別する。よって、胚芽部分及び肌ずれ部分による悪影響を受けることなく胴割粒の判別が正確に行えるようになり、かつ、製品歩留まりが向上する。
【解決手段】胴割判別手段１８における判別部において、光学検出手段６のＣＣＤカメラに内蔵した第１ＣＣＤセンサが受光した米粒の透過光を基に第１の米粒画像（胚芽部分及び肌ずれ部分あり）を得るとともに、前記ＣＣＤカメラに内蔵した第２ＣＣＤセンサが受光した米粒の透過光を基に第２の米粒画像（胴割部分、胚芽部分及び肌ずれ部分あり）を得て、この両者の米粒画像の光量差を演算することにより、亀裂部分だけの画像を取得し、胴割粒を判別する。よって、胚芽部分及び肌ずれ部分による悪影響を受けることなく胴割粒の判別が正確に行えるようになり、かつ、製品歩留まりが向上する。
【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胴割粒を光学的に判別して選別する光学式胴割選別機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記原料米粒中に含まれる、内部に亀裂を有する米粒（以下、「胴割粒」という）を光学的に判別して選別する前記光学式胴割選別機は、公知であり、例えば、特許文献１や特許文献２によって開示されている。この光学式胴割選別機１００は、例えば図１０に示すように、原料米粒を下方に流下移送させる傾斜シュート２００を構成するとともに、該傾斜シュート２００の下端部近傍における原料米粒の落下軌跡Ｇに沿った位置に、光学検出手段３００及び選別手段４００を配設している。前記光学検出手段３００は、前記落下軌跡Ｇの一方側に配設し、落下軌跡Ｇにおける光学検出位置Ｐに対してライン状のレーザー光を照射する照射部３００ａと、他方側に配設し、前記光学検出位置Ｐにおける光を検出するＣＣＤカメラ３００ｂとを有する。このように構成された光学式胴割選別機１００は、原料米粒を前記傾斜シュート２００によって流下させ、該原料米粒が落下軌跡Ｇの光学検出位置Ｐを通過する際に、前記光学検出手段３００により、各米粒にレーザー光を照射してその透過光をＣＣＤカメラ３００ｂで受光し、検出した受光データを基に別途設けられた胴割判別手段５００によって信号処理して胴割粒を特定し、特定した胴割粒を前記選別手段４００によって選別するものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６５５１９号公報
【特許文献２】特許第３６４２１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記光学式胴割選別機１００には、以下の問題点があった。前記胴割判別手段５００は、前記受光データに基づいて各米粒の全体像（全体画像）を特定し、特定した各米粒の全体像の中に亀裂部分に該当する線状の暗い影のデータ部分を検出すると胴割粒と判別している。しかしながら、米粒には、胚芽部分があり、また、表面に肌ずれ（傷）が入っていることもあるため、この胚芽部分や肌ずれ部分が胴割判別する際に判別精度に悪影響を及ぼしていることが分かった。すなわち、胚芽部分や肌ずれ部分が米粒にあると、これらの部分も亀裂部分と同じように暗い影として現れるため、この暗い影部分によって亀裂を有さない正常粒であっても胴割粒として誤判別して選別しまい、製品歩留まりが低下する要因になっていた。
そこで、本発明は上記問題点にかんがみ、胴割判別する際に、胚芽部分や肌ずれ部分によって亀裂部分を有さない正常粒を胴割粒と誤判別することのない光学式胴割選別機を提供することを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】
【０００５】
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と、
該移送手段から放出された前記米粒の落下軌跡における光学検出位置に対して横一線状の光を照射する照射部及び前記光学検出位置を通過する各米粒からの透過光を検出するＣＣＤセンサを備えたＣＣＤカメラを設けて光学検出する光学検出手段と、
該光学検出手段が検出した透過光に基づいて各米粒における亀裂の有無を検出して胴割粒を判別する胴割判別手段と、
該胴割判別手段が判別した胴割粒を選別する選別手段と、
を有する光学式胴割選別機において、
前記ＣＣＤカメラは、該ＣＣＤカメラの光軸が前記落下軌跡の光学検出位置においてほぼ直角に交差する位置に配設するとともに、異なる複数の色の光を個別に受光する第１ＣＣＤセンサ及び第２ＣＣＤセンサを備えるものとし、
前記照射部は、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色光、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光及び４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色光の中から互いに異なる色の光を照射する第一色照射部と第二色照射部とを備え、前記第一色照射部は、前記光学検出位置を通過した前記ＣＣＤカメラの光軸上に一つ配設するか、又は前記ＣＣＤカメラの光軸を挟んだ一方側と他方側に前記光学検出位置を照射する各光軸と前記ＣＣＤカメラの光軸とがなす内角度が略同一となる位置に一方照射部と他方照射部とを個別に配設し、前記第二色照射部は、前記ＣＣＤカメラの光軸と重合しない位置に配設し、
前記胴割判別手段は、前記第１ＣＣＤセンサが検出した透過光から第１の米粒画像を作成するとともに、前記第２ＣＣＤセンサが検出した透過光から第２の米粒画像を作成し、前記第１の米粒画像と第２の米粒画像との光量差を演算して米粒における亀裂部分を特定して胴割粒を判別する判別部を設けた、
という技術的手段を講じた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による光学式胴割選別機によれば、胴割判別手段に設けた判別部により、ＣＣＤカメラに内蔵した第１ＣＣＤセンサが検出した透過光に基づいて亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分が現れた第１の米粒画像を形成するとともに、前記ＣＣＤカメラに内蔵した第２ＣＣＤセンサが検出した透過光に基づいて胚芽部分と肌ずれ部分が現れて亀裂部分が現れない第２の米粒画像とを形成し、この両画像の光量差を演算することによって胚芽部分及び肌ずれ部分の画像を打ち消して亀裂部分だけの亀裂画像を取得（特定）し、該亀裂画像に基づいて胴割粒か否かを判別するので、胴割粒を判別する際に、胚芽部分及び肌ずれ部分の画像による影響を受けて亀裂部分を有さない正常粒を誤って胴割粒と判別することがなくなる。よって、胴割粒を正確に選別することができるようになり、製品歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明における光学式胴割選別機１の縦側断面図である。図２はその要部拡大図である。前記光学式胴割選別機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。本実施例においては、前記傾斜シュート３の下方傾斜角度は４５度とした。前記傾斜シュート３の傾斜面には流下方向に沿って溝３ａを複数隣接して構成し、各原料米粒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３（ａ）参照）。本実施例においては、前記溝３ａの幅Ｗは、米粒Ｋの幅寸法に相当する、３．３ミリメートルとした。前記傾斜シュート３の下端部近傍には、米粒の落下軌跡Ｇに沿った位置に、光学検出手段６と選別手段６ａを順次配設する。
【０００８】
前記光学検出手段６は、前記落下軌跡Ｇ上における光学検出位置Ｐを中心として、その一方側に照射部７を構成し、他方側にＣＣＤカメラ８を構成する（図２参照）。前記照射部７は、前記光学検出位置Ｐに第一色の光（本実施例では緑色光）を照射する第一色照射部９と、該第一色照射部９とは異なる色の光（本実施例では赤色光）を照射する第二色照射部１０と構成する。前記第一色照射部９は、前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１を挟み、その一方側に設けた一方照射部１２と他方側に設けた他方照射部１３とから構成する。前記一方照射部１２及び他方照射部１３は、該一方照射部１２の光軸（光路）１２ａと前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１とがなす内角度α１と、該他方照射部１３の光軸（光路）１３ａと前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１とがなす内角度α２とが略同一角度になる位置にそれぞれ配設する。本実施例においては、前記内角度α１及び内角度α２は共に２５度とした。なお、前記内角度α１，α２において、前記ＣＣＤカメラ８や照射部７の組み付け誤差によって前記内角度α１，α２が多少異なったとしても、両角度は前記略同一角度の範囲に含まれる。一方、前記第二色照射部１０については、配設する位置を、当該第二色照射部１０の照射光の光軸１０ａが前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１と重合しない位置とする。なお、前記ＣＣＤは、「Charge Coupled Devices」の略である。
【０００９】
前記第一色照射部９である一方照射部１２及び他方照射部１３、並びに、前記第二色照射部１０は、それぞれ、前記光学検出位置Ｐに対して指向性のある光を照射できるものとする。例えば、ラインレーザー発光器を用いてもよいが、より好ましくは、左右方向の照射光のばらつきが少ないＬＥＤ（発光ダイオード）を用いるのがよい。ＬＥＤを使用する場合にはそれぞれ、図２に示すようにＬＥＤ素子１３ｂと集光レンズ１３ｃとから構成し、ＬＥＤ素子１３ｂが放った光が前記集光レンズ１３ｃによって図２に示す破線のように集光されて光学検出位置Ｐに対して横一線状に照射されるようにする。
【００１０】
ＬＥＤを用いた前記第一色照射部９は、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光を用い、本実施例で用いたＬＥＤ素子は中心波長を５２０ｎｍで半値幅が５０ｍｍのものを使用した。また、同じくＬＥＤを用いた前記第二色照射部１０は、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色光を用い、本実施例で用いたＬＥＤ素子は中心波長を６３０ｎｍで半値幅が１８ｍｍのものを使用した。なお、本発明において前記第一色照射部９と第二色照射部１０とは、前述のように異なる色の光が照射できるようにすればよく、このため上記実施例のように緑色光と赤色光の組合せ以外に、４００ｎｍ〜５２０ｎｍの青色光と組み合わせるようにしてもよい。なお、前記第一色照射部９と第二色照射部１０の光量調整については、後述する。
【００１１】
前記ＣＣＤカメラ８の内部には、図２及び図４に示したように、入光方向から順に、レンズ１４、ダイクロイックプリズム（分光手段）１５、カラーＣＣＤラインセンサ（第１ＣＣＤセンサ）１６及びカラーＣＣＤラインセンサ（第２ＣＣＤセンサ）１７が配設してある。また、前記カラーＣＣＤラインセンサ１６には、前記光学検出位置Ｐの米粒Ｋから検出した透過光が前記ダイクロイックプリズム（分光手段）１５の分光作用によって赤色の透過光が検出され、一方、カラーＣＣＤラインセンサ１７には同じくダイクロイックプリズム１５の分光作用によって緑色の透過光が検出されるようにしてある。これらの前記カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７はそれぞれ前記胴割判別手段１８に接続してあり、検出した透過光のデータ（電気信号）が送られるようになっている。
【００１２】
前記カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７は、図３（ｂ）に概念的に示したように、ライン状（横一列状）に連接した複数の受光素子から構成され、前記傾斜シュート３の複数の各溝（チャンネル）３ａごとに受光素子を複数個ずつ割り当て、各溝（チャンネル）３ａから落下する米粒Ｋからの透過光を受光することができるようにしてある。また、前記レンズ１４、ダイクロイックプリズム１５、カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７らを一体型にすることにより、同一の米粒Ｋから検出した２色光（２波長）の透過光に基づいて米粒画像を形成する際に互いの米粒画像にズレが生じない。
【００１３】
前記選別手段６ａ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６ａ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６ａは、前記光学検出位置Ｐよりも下方位置の落下軌跡Ｇ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６ｃを配設した複数の噴風口６ｃが連接してなるノズル６ｂを備える（図３（ｂ））。該ノズル６ｂの各噴風口６ｃは管路を介してそれぞれの電磁弁と接続し、該各電磁弁は高圧エアー源と連通している。前記各電磁弁は前記エジェクタバルブ駆動手段２５と接続し、該エジェクタバルブ駆動手段２５からの噴風信号を受けて瞬間的に弁の開閉を行う。これにより、空気銃のような高圧エアーが瞬間的に噴風されて不良粒が落下軌跡Ｇから除去されて選別される。
【００１４】
前記胴割判別手段１８は、図５に示すように、前記ＣＣＤカメラ８に内蔵した前記カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７のそれぞれに接続した入出力回路（Ｉ／Ｏ）１９と、該入出力回路（Ｉ／Ｏ）１９に接続した画像処理回路２０と、該画像処理回路２０に接続した中央演算部（ＣＰＵ）２１及び読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）２２と、前記中央演算部２１に接続した読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）２３及び入出力回路（Ｉ／Ｏ）２４とから構成する。また、前記入出力回路２４は、エジェクタバルブ駆動手段２５に接続する。本実施例において、判別部１８ａとは、前記画像処理回路２０、中央演算部２１、読み出し書き込み用記憶部２２及び読み出し専用記憶部２３を指す。
【００１５】
次に、本発明の作用を説明する。原料米粒Ｋは、前記移送手段５である振動フィーダ４の振動作用によって原料タンク２から、順次、傾斜シュート３の上流側に供給される。該傾斜シュート３に供給された各原料米粒Ｋは、前記溝３ａに入り、米粒の向き（姿勢）をその長さ方向に整列させながら流下して終端部から放出される。放出された各原料米粒Ｋは、前記落下軌跡Ｇに沿って前記姿勢の状態で落下し、光学検出位置Ｐを通過する際に、常時点灯される、前記第一色照射部９からの緑色光と第二色照射部１０からの赤色光とが照射される。
【００１６】
前記ＣＣＤカメラ８は、前記光学検出位置Ｐにおいて緑色と赤色の照射光を受けた各米粒Ｋからの透過光を検出する。該透過光は、前記ＣＣＤカメラ８のレンズ１４を通過した後にダイクロイックプリズム１５によって緑色光と赤色光とに分光され、緑色の透過光はカラーＣＣＤラインセンサ１７によって走査（受光）され、また、赤色の透過光はカラーＣＣＤラインセンサ１６によって走査（受光）される。
【００１７】
前記カラーＣＣＤラインセンサ１６が走査した受光信号（赤）は、順次、胴割判別手段１８の前記Ｉ／Ｏ１９を介して画像処理回路２０に送られ、該画像処理回路２０は、順次検出された赤色の透過光に基づいて、前記光学検出位置Ｐ（横一線上）における米粒イメージ（画像）を形成する。この赤色の透過光に基づいて作成された各米粒イメージ（画像）は、米粒の全体形状の中に亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分の各画像が現れた、図６（ａ）に示した第１の米粒画像（亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分あり）となる。この第１の米粒画像は順次前記ＲＡＭ２２に記憶する。
【００１８】
一方、前記カラーＣＣＤラインセンサ１７が走査した受光信号（緑）も同様に、順次、前記Ｉ／Ｏ１９を介して胴割判別手段１８における画像処理回路２０に送られ、該画像処理回路２０は、順次検出された緑色の透過光に基づいて、前記光学検出位置Ｐ（横一線上）における米粒イメージ（画像）を形成する。前記緑色の透過光に基づいて各米粒イメージ（画像）は、図６（ｂ）に示すように、米粒の全体形状の中に、亀裂部分が現れないで、胚芽部分と肌ずれ部分のみの画像が現れる第２の米粒画像（図６（ｂ）参照）となる。
【００１９】
このように、第２の米粒画像において亀裂部分が現れない（検出されない）のは、前記一方照射部１２及び他方照射部１３からの照射光が、ＣＣＤカメラ８の光軸１１を中心に前記光学検出位置Ｐの米粒（胴割粒）Ｋに対して同じ角度（前記内角度α１＝内角度α２）から当たり、亀裂部分で光が屈折して生じる暗い影が互いに打ち消し合うためであり、一方、これが米粒（胴割粒）Ｋに対して一方の斜め方向のみから光を照射した場合には、亀裂部分で光が屈折して米粒表面に暗い影が現れる。前記内角度α１，α２については、７０度以下であれば同様の効果が得られる。前記内角度が７０度を超えると、亀裂部分の暗い影が強調されて打ち消しが不完全になり、また、肌ずれ部分や胚芽部分の検出精度も低下する等の不具合が生じる。なお、前記第２の米粒画像２（図６（ｂ））は順次前記ＲＡＭ２２に記憶する。
【００２０】
次に、前記ＲＡＭ２２から上記第１の米粒画像及び第２の米粒画像を読み出し、第１の米粒画像（亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分）の光量から第２の米粒画像（胚芽部分及び肌ずれ部分のみ）の光量を差し引く引算処理を行う（図７）。この引算処理により、胚芽部分及び肌ずれ部分はともに打ち消されてキャンセルされるため、得られた画像には亀裂部分のみが残ることになる。これによって、胴割部分だけの亀裂画像を取り出すことができる（亀裂画像参照）。
【００２１】
なお、前記第一色照射部９と第二色照射部１０の光量は、前記図７に示したように引算処理により、第１の米粒画像と第２の米粒画像の間で、胚芽部分の画像（光量）、肌ずれ部分の画像（光量）及び米粒輪郭が互いに打ち消されてできるだけ画像に残らないようにして、亀裂画像だけが残るように予め調整しておく必要がある。万一、胚芽部分の画像（光量）、肌ずれ部分の画像（光量）及び米粒輪郭の画像が薄っすら残った場合には、例えば、亀裂画像の光量と区別するしきい値によってニ値化処理を行い、亀裂画像だけを明確にすればよい。
【００２２】
図８を参照にし、上記図７に示した前記引算処理について更に詳しく説明する。説明の便宜上、図８のＡ.に示した、上記第１の米粒画像（亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分）及び第２の米粒画像（胚芽部分及び肌ずれ部分のみ）の各米粒断面（連続した撮像データの列）における光量（波形）をグラフにとり、この光量（波形）を使って前記引算処理を具体的に説明する。まず、図８のＢ.（1）には、前記上記第１の米粒画像及び第２の米粒画像の各米粒断面における前記光量（波形）を示し、図示のように波形中に亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分が検出されている。次に、上記（1）に示した二つの波形の差を演算し、この結果、図８のＢ.（2）に示した波形が得られる。これにより、互いの米粒画像における胚芽部分と肌ずれ部分とが互いに打ち消し合い亀裂部分に相当する落ち込み波形が検出される。次に、上記（2）に示した亀裂部分の波形レベルをマイナス域からプラス域に上昇させる処理を行い、この処理による波形を図８のＢ.（3）に示す。さらに、上記（3）に示した波形を微分処理して亀裂部分の波形を明確にする処理を行い、この処理による波形を図８のＢ.（4）に示す。このようにして、上記第１の米粒画像と第２の米粒画像における光量の引算処理を各米粒断面（連続した撮像データの列）単位で行い、亀裂画像だけを残す。
【００２３】
次いで、前記ＣＰＵ２１は、前述のようにして残された亀裂画像の画素数をカウントする。カウント数は前記ＲＯＭ２３に予め設定した胴割判別用のしきい値、すなわち、胴割部分と判定するための連続した画素数と対比し、対比結果が、しきい値以上であれば胴割粒と判定（特定）する。一方、カウント数が前記しきい値未満であれば、前記胴割部分をキャンセルし、これを胴割粒と判定しない。
【００２４】
次いで、胴割粒が特定されると、前記ＣＰＵ２１はＩ／Ｏ２４を介して前記エジェクタバルブ駆動回路２５に信号を出力し、前記エジェクタバルブ駆動回路２５は、当該胴割粒を検出した前記各溝（チャンネル）３ａに対応した前記高圧空気噴風手段６ａにおける電磁弁に所定の遅延時間を置いて噴風信号を出して前記電磁弁を作動させ、これに対応したノズル６ｂの噴風口６ｃから噴風（空気銃）によって前記落下軌跡Ｇから胴割粒を選別する。このとき、胴割粒における中心位置等を公知の方法（例えば、特許第3722354号公報など）によって検出し、検出した中心位置に対応する電磁弁に信号を出力して胴割粒の中心位置を噴風し、より確実に胴割粒を選別するようにしてもよい。
【００２５】
以上のように本発明によれば、米粒に、亀裂部分のほかに胚芽部分や肌ずれ部分があっても、胚芽部分や肌ずれ部分の画像をキャンセルして亀裂部分だけの亀裂画像を得ることができるので、胴割粒の判別を行う際に、胚芽部分や肌ずれ部分の画像によって亀裂部分を有さない正常粒を誤って胴割粒と判別することがなくなる。よって、胴割粒を正確に判別して選別することができるようになり、製品歩留まりが向上する。
【００２６】
なお、上記実施例において、前記第一色照射部９は一方照射部１２及び他方照射部１３の二つによって構成したが、一つで構成してもよい（図９参照）。前記第一色照射部９を一つで構成する場合には、前記内角度を０（ゼロ）度とし、前記第一色照射部９の照射光軸９ａが、前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１と重合する位置に配設する必要がある。これにより、上記本発明と同じ作用効果が得られる。
【００２７】
また、本発明において、胚芽部分や肌ずれ部分の画像を引算処理によってキャンセルして亀裂部分の画像を得る際に、上記実施例においては、第１の米粒画像１から第２の米粒画像を差し引いたが、これを逆に、第２の米粒画像から第１の米粒画像を差し引いて亀裂部分の亀裂画像を取得するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、上記実施例において、ＣＣＤセンサは、カラーＣＣＤラインセンサ１７及びカラーＣＣＤラインセンサ１６の二つから構成するようにしたが、一つにすることもできる。そのためには、カラーＣＣＤラインセンサにおける隣接した受光素子に、例えば、緑色の光を通すフィルターと赤色の光を通すフィルターとを交互に装着するようにして、各色の受光に基づいて前記第１の米粒画像１及び第２の米粒画像を作成することもできる。
【００２９】
また、本発明の変形例としては、前記第一色照射部９と第二色照射部１０とを交互点灯するようにし、受光センサ（ＣＣＤセンサ）を一色の光（一波長）で構成し、各点灯による光をそれぞれ受光し、この受光データに基づいて前記第１の米粒画像１及び第２の米粒画像を作成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光学式胴割選別機の縦側断面図
【図２】同光学式胴割選別機の要部拡大図
【図３】同光学式胴割選別機の傾斜シュートの断面図
【図４】同光学式胴割選別機のＣＣＤカメラ内の概略構成
【図５】同光学式胴割選別機の胴割判別手段のブロック図
【図６】同光学式胴割選別機の作用における第１の米粒画像と第２の米粒画像
【図７】同光学式胴割選別機の作用における第１の米粒画像と第２の米粒画像との引算処理
【図８】前記引算処理の詳細な説明図
【図９】本発明の第一色照射部における変形例
【図１０】従来の光学式胴割選別機の縦側断面図
【符号の説明】
【００３１】
１ 光学式胴割選別機
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
６ 光学検出手段
６ａ 選別手段
６ｂ ノズル
６ｃ 噴風口
７ 照射部
８ ＣＣＤカメラ
９ 第一色照射部
９ａ 照射光軸（光路）
１０ 第二色照射部
１０ａ 照射光軸（光路）
１１ 透過光軸
１２ 一方照射部
１２ａ 照射光軸（光路）
１３ 他方照射部
１３ａ 照射光軸（光路）
１３ｂ ＬＥＤ素子
１３ｃ 集光レンズ
１４ レンズ
１５ ダイクロイックプリズム（分光手段）
１６ カラーＣＣＤラインセンサ（第１ＣＣＤセンサ）
１７ カラーＣＣＤラインセンサ（第２ＣＣＤセンサ）
１８ 胴割判別手段
１８ａ 判別部
１９ 入出力回路(Ｉ/Ｏ)
２０ 画像処理回路
２１ 中央演算部(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 エジェクタバルブ駆動回路
２６ 透明板
１００ 光学式胴割選別機
２００ 傾斜シュート
３００ 光学検出手段
３００ａ 照射部
３００ｂ 受光部
４００ 選別手段
５００ 胴割判別手段
Ｋ 米粒
Ｐ 光学検出位置
【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胴割粒を光学的に判別して選別する光学式胴割選別機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記原料米粒中に含まれる、内部に亀裂を有する米粒（以下、「胴割粒」という）を光学的に判別して選別する前記光学式胴割選別機は、公知であり、例えば、特許文献１や特許文献２によって開示されている。この光学式胴割選別機１００は、例えば図１０に示すように、原料米粒を下方に流下移送させる傾斜シュート２００を構成するとともに、該傾斜シュート２００の下端部近傍における原料米粒の落下軌跡Ｇに沿った位置に、光学検出手段３００及び選別手段４００を配設している。前記光学検出手段３００は、前記落下軌跡Ｇの一方側に配設し、落下軌跡Ｇにおける光学検出位置Ｐに対してライン状のレーザー光を照射する照射部３００ａと、他方側に配設し、前記光学検出位置Ｐにおける光を検出するＣＣＤカメラ３００ｂとを有する。このように構成された光学式胴割選別機１００は、原料米粒を前記傾斜シュート２００によって流下させ、該原料米粒が落下軌跡Ｇの光学検出位置Ｐを通過する際に、前記光学検出手段３００により、各米粒にレーザー光を照射してその透過光をＣＣＤカメラ３００ｂで受光し、検出した受光データを基に別途設けられた胴割判別手段５００によって信号処理して胴割粒を特定し、特定した胴割粒を前記選別手段４００によって選別するものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６５５１９号公報
【特許文献２】特許第３６４２１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記光学式胴割選別機１００には、以下の問題点があった。前記胴割判別手段５００は、前記受光データに基づいて各米粒の全体像（全体画像）を特定し、特定した各米粒の全体像の中に亀裂部分に該当する線状の暗い影のデータ部分を検出すると胴割粒と判別している。しかしながら、米粒には、胚芽部分があり、また、表面に肌ずれ（傷）が入っていることもあるため、この胚芽部分や肌ずれ部分が胴割判別する際に判別精度に悪影響を及ぼしていることが分かった。すなわち、胚芽部分や肌ずれ部分が米粒にあると、これらの部分も亀裂部分と同じように暗い影として現れるため、この暗い影部分によって亀裂を有さない正常粒であっても胴割粒として誤判別して選別しまい、製品歩留まりが低下する要因になっていた。
そこで、本発明は上記問題点にかんがみ、胴割判別する際に、胚芽部分や肌ずれ部分によって亀裂部分を有さない正常粒を胴割粒と誤判別することのない光学式胴割選別機を提供することを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】
【０００５】
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と、
該移送手段から放出された前記米粒の落下軌跡における光学検出位置に対して横一線状の光を照射する照射部及び前記光学検出位置を通過する各米粒からの透過光を検出するＣＣＤセンサを備えたＣＣＤカメラを設けて光学検出する光学検出手段と、
該光学検出手段が検出した透過光に基づいて各米粒における亀裂の有無を検出して胴割粒を判別する胴割判別手段と、
該胴割判別手段が判別した胴割粒を選別する選別手段と、
を有する光学式胴割選別機において、
前記ＣＣＤカメラは、該ＣＣＤカメラの光軸が前記落下軌跡の光学検出位置においてほぼ直角に交差する位置に配設するとともに、異なる複数の色の光を個別に受光する第１ＣＣＤセンサ及び第２ＣＣＤセンサを備えるものとし、
前記照射部は、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色光、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光及び４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色光の中から互いに異なる色の光を照射する第一色照射部と第二色照射部とを備え、前記第一色照射部は、前記光学検出位置を通過した前記ＣＣＤカメラの光軸上に一つ配設するか、又は前記ＣＣＤカメラの光軸を挟んだ一方側と他方側に前記光学検出位置を照射する各光軸と前記ＣＣＤカメラの光軸とがなす内角度が略同一となる位置に一方照射部と他方照射部とを個別に配設し、前記第二色照射部は、前記ＣＣＤカメラの光軸と重合しない位置に配設し、
前記胴割判別手段は、前記第１ＣＣＤセンサが検出した透過光から第１の米粒画像を作成するとともに、前記第２ＣＣＤセンサが検出した透過光から第２の米粒画像を作成し、前記第１の米粒画像と第２の米粒画像との光量差を演算して米粒における亀裂部分を特定して胴割粒を判別する判別部を設けた、
という技術的手段を講じた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による光学式胴割選別機によれば、胴割判別手段に設けた判別部により、ＣＣＤカメラに内蔵した第１ＣＣＤセンサが検出した透過光に基づいて亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分が現れた第１の米粒画像を形成するとともに、前記ＣＣＤカメラに内蔵した第２ＣＣＤセンサが検出した透過光に基づいて胚芽部分と肌ずれ部分が現れて亀裂部分が現れない第２の米粒画像とを形成し、この両画像の光量差を演算することによって胚芽部分及び肌ずれ部分の画像を打ち消して亀裂部分だけの亀裂画像を取得（特定）し、該亀裂画像に基づいて胴割粒か否かを判別するので、胴割粒を判別する際に、胚芽部分及び肌ずれ部分の画像による影響を受けて亀裂部分を有さない正常粒を誤って胴割粒と判別することがなくなる。よって、胴割粒を正確に選別することができるようになり、製品歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明における光学式胴割選別機１の縦側断面図である。図２はその要部拡大図である。前記光学式胴割選別機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。本実施例においては、前記傾斜シュート３の下方傾斜角度は４５度とした。前記傾斜シュート３の傾斜面には流下方向に沿って溝３ａを複数隣接して構成し、各原料米粒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３（ａ）参照）。本実施例においては、前記溝３ａの幅Ｗは、米粒Ｋの幅寸法に相当する、３．３ミリメートルとした。前記傾斜シュート３の下端部近傍には、米粒の落下軌跡Ｇに沿った位置に、光学検出手段６と選別手段６ａを順次配設する。
【０００８】
前記光学検出手段６は、前記落下軌跡Ｇ上における光学検出位置Ｐを中心として、その一方側に照射部７を構成し、他方側にＣＣＤカメラ８を構成する（図２参照）。前記照射部７は、前記光学検出位置Ｐに第一色の光（本実施例では緑色光）を照射する第一色照射部９と、該第一色照射部９とは異なる色の光（本実施例では赤色光）を照射する第二色照射部１０と構成する。前記第一色照射部９は、前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１を挟み、その一方側に設けた一方照射部１２と他方側に設けた他方照射部１３とから構成する。前記一方照射部１２及び他方照射部１３は、該一方照射部１２の光軸（光路）１２ａと前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１とがなす内角度α１と、該他方照射部１３の光軸（光路）１３ａと前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１とがなす内角度α２とが略同一角度になる位置にそれぞれ配設する。本実施例においては、前記内角度α１及び内角度α２は共に２５度とした。なお、前記内角度α１，α２において、前記ＣＣＤカメラ８や照射部７の組み付け誤差によって前記内角度α１，α２が多少異なったとしても、両角度は前記略同一角度の範囲に含まれる。一方、前記第二色照射部１０については、配設する位置を、当該第二色照射部１０の照射光の光軸１０ａが前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１と重合しない位置とする。なお、前記ＣＣＤは、「Charge Coupled Devices」の略である。
【０００９】
前記第一色照射部９である一方照射部１２及び他方照射部１３、並びに、前記第二色照射部１０は、それぞれ、前記光学検出位置Ｐに対して指向性のある光を照射できるものとする。例えば、ラインレーザー発光器を用いてもよいが、より好ましくは、左右方向の照射光のばらつきが少ないＬＥＤ（発光ダイオード）を用いるのがよい。ＬＥＤを使用する場合にはそれぞれ、図２に示すようにＬＥＤ素子１３ｂと集光レンズ１３ｃとから構成し、ＬＥＤ素子１３ｂが放った光が前記集光レンズ１３ｃによって図２に示す破線のように集光されて光学検出位置Ｐに対して横一線状に照射されるようにする。
【００１０】
ＬＥＤを用いた前記第一色照射部９は、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光を用い、本実施例で用いたＬＥＤ素子は中心波長を５２０ｎｍで半値幅が５０ｍｍのものを使用した。また、同じくＬＥＤを用いた前記第二色照射部１０は、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色光を用い、本実施例で用いたＬＥＤ素子は中心波長を６３０ｎｍで半値幅が１８ｍｍのものを使用した。なお、本発明において前記第一色照射部９と第二色照射部１０とは、前述のように異なる色の光が照射できるようにすればよく、このため上記実施例のように緑色光と赤色光の組合せ以外に、４００ｎｍ〜５２０ｎｍの青色光と組み合わせるようにしてもよい。なお、前記第一色照射部９と第二色照射部１０の光量調整については、後述する。
【００１１】
前記ＣＣＤカメラ８の内部には、図２及び図４に示したように、入光方向から順に、レンズ１４、ダイクロイックプリズム（分光手段）１５、カラーＣＣＤラインセンサ（第１ＣＣＤセンサ）１６及びカラーＣＣＤラインセンサ（第２ＣＣＤセンサ）１７が配設してある。また、前記カラーＣＣＤラインセンサ１６には、前記光学検出位置Ｐの米粒Ｋから検出した透過光が前記ダイクロイックプリズム（分光手段）１５の分光作用によって赤色の透過光が検出され、一方、カラーＣＣＤラインセンサ１７には同じくダイクロイックプリズム１５の分光作用によって緑色の透過光が検出されるようにしてある。これらの前記カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７はそれぞれ前記胴割判別手段１８に接続してあり、検出した透過光のデータ（電気信号）が送られるようになっている。
【００１２】
前記カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７は、図３（ｂ）に概念的に示したように、ライン状（横一列状）に連接した複数の受光素子から構成され、前記傾斜シュート３の複数の各溝（チャンネル）３ａごとに受光素子を複数個ずつ割り当て、各溝（チャンネル）３ａから落下する米粒Ｋからの透過光を受光することができるようにしてある。また、前記レンズ１４、ダイクロイックプリズム１５、カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７らを一体型にすることにより、同一の米粒Ｋから検出した２色光（２波長）の透過光に基づいて米粒画像を形成する際に互いの米粒画像にズレが生じない。
【００１３】
前記選別手段６ａ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６ａ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６ａは、前記光学検出位置Ｐよりも下方位置の落下軌跡Ｇ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６ｃを配設した複数の噴風口６ｃが連接してなるノズル６ｂを備える（図３（ｂ））。該ノズル６ｂの各噴風口６ｃは管路を介してそれぞれの電磁弁と接続し、該各電磁弁は高圧エアー源と連通している。前記各電磁弁は前記エジェクタバルブ駆動手段２５と接続し、該エジェクタバルブ駆動手段２５からの噴風信号を受けて瞬間的に弁の開閉を行う。これにより、空気銃のような高圧エアーが瞬間的に噴風されて不良粒が落下軌跡Ｇから除去されて選別される。
【００１４】
前記胴割判別手段１８は、図５に示すように、前記ＣＣＤカメラ８に内蔵した前記カラーＣＣＤラインセンサ１６及びカラーＣＣＤラインセンサ１７のそれぞれに接続した入出力回路（Ｉ／Ｏ）１９と、該入出力回路（Ｉ／Ｏ）１９に接続した画像処理回路２０と、該画像処理回路２０に接続した中央演算部（ＣＰＵ）２１及び読み出し書き込み用記憶部（ＲＡＭ）２２と、前記中央演算部２１に接続した読み出し専用記憶部（ＲＯＭ）２３及び入出力回路（Ｉ／Ｏ）２４とから構成する。また、前記入出力回路２４は、エジェクタバルブ駆動手段２５に接続する。本実施例において、判別部１８ａとは、前記画像処理回路２０、中央演算部２１、読み出し書き込み用記憶部２２及び読み出し専用記憶部２３を指す。
【００１５】
次に、本発明の作用を説明する。原料米粒Ｋは、前記移送手段５である振動フィーダ４の振動作用によって原料タンク２から、順次、傾斜シュート３の上流側に供給される。該傾斜シュート３に供給された各原料米粒Ｋは、前記溝３ａに入り、米粒の向き（姿勢）をその長さ方向に整列させながら流下して終端部から放出される。放出された各原料米粒Ｋは、前記落下軌跡Ｇに沿って前記姿勢の状態で落下し、光学検出位置Ｐを通過する際に、常時点灯される、前記第一色照射部９からの緑色光と第二色照射部１０からの赤色光とが照射される。
【００１６】
前記ＣＣＤカメラ８は、前記光学検出位置Ｐにおいて緑色と赤色の照射光を受けた各米粒Ｋからの透過光を検出する。該透過光は、前記ＣＣＤカメラ８のレンズ１４を通過した後にダイクロイックプリズム１５によって緑色光と赤色光とに分光され、緑色の透過光はカラーＣＣＤラインセンサ１７によって走査（受光）され、また、赤色の透過光はカラーＣＣＤラインセンサ１６によって走査（受光）される。
【００１７】
前記カラーＣＣＤラインセンサ１６が走査した受光信号（赤）は、順次、胴割判別手段１８の前記Ｉ／Ｏ１９を介して画像処理回路２０に送られ、該画像処理回路２０は、順次検出された赤色の透過光に基づいて、前記光学検出位置Ｐ（横一線上）における米粒イメージ（画像）を形成する。この赤色の透過光に基づいて作成された各米粒イメージ（画像）は、米粒の全体形状の中に亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分の各画像が現れた、図６（ａ）に示した第１の米粒画像（亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分あり）となる。この第１の米粒画像は順次前記ＲＡＭ２２に記憶する。
【００１８】
一方、前記カラーＣＣＤラインセンサ１７が走査した受光信号（緑）も同様に、順次、前記Ｉ／Ｏ１９を介して胴割判別手段１８における画像処理回路２０に送られ、該画像処理回路２０は、順次検出された緑色の透過光に基づいて、前記光学検出位置Ｐ（横一線上）における米粒イメージ（画像）を形成する。前記緑色の透過光に基づいて各米粒イメージ（画像）は、図６（ｂ）に示すように、米粒の全体形状の中に、亀裂部分が現れないで、胚芽部分と肌ずれ部分のみの画像が現れる第２の米粒画像（図６（ｂ）参照）となる。
【００１９】
このように、第２の米粒画像において亀裂部分が現れない（検出されない）のは、前記一方照射部１２及び他方照射部１３からの照射光が、ＣＣＤカメラ８の光軸１１を中心に前記光学検出位置Ｐの米粒（胴割粒）Ｋに対して同じ角度（前記内角度α１＝内角度α２）から当たり、亀裂部分で光が屈折して生じる暗い影が互いに打ち消し合うためであり、一方、これが米粒（胴割粒）Ｋに対して一方の斜め方向のみから光を照射した場合には、亀裂部分で光が屈折して米粒表面に暗い影が現れる。前記内角度α１，α２については、７０度以下であれば同様の効果が得られる。前記内角度が７０度を超えると、亀裂部分の暗い影が強調されて打ち消しが不完全になり、また、肌ずれ部分や胚芽部分の検出精度も低下する等の不具合が生じる。なお、前記第２の米粒画像２（図６（ｂ））は順次前記ＲＡＭ２２に記憶する。
【００２０】
次に、前記ＲＡＭ２２から上記第１の米粒画像及び第２の米粒画像を読み出し、第１の米粒画像（亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分）の光量から第２の米粒画像（胚芽部分及び肌ずれ部分のみ）の光量を差し引く引算処理を行う（図７）。この引算処理により、胚芽部分及び肌ずれ部分はともに打ち消されてキャンセルされるため、得られた画像には亀裂部分のみが残ることになる。これによって、胴割部分だけの亀裂画像を取り出すことができる（亀裂画像参照）。
【００２１】
なお、前記第一色照射部９と第二色照射部１０の光量は、前記図７に示したように引算処理により、第１の米粒画像と第２の米粒画像の間で、胚芽部分の画像（光量）、肌ずれ部分の画像（光量）及び米粒輪郭が互いに打ち消されてできるだけ画像に残らないようにして、亀裂画像だけが残るように予め調整しておく必要がある。万一、胚芽部分の画像（光量）、肌ずれ部分の画像（光量）及び米粒輪郭の画像が薄っすら残った場合には、例えば、亀裂画像の光量と区別するしきい値によってニ値化処理を行い、亀裂画像だけを明確にすればよい。
【００２２】
図８を参照にし、上記図７に示した前記引算処理について更に詳しく説明する。説明の便宜上、図８のＡ.に示した、上記第１の米粒画像（亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分）及び第２の米粒画像（胚芽部分及び肌ずれ部分のみ）の各米粒断面（連続した撮像データの列）における光量（波形）をグラフにとり、この光量（波形）を使って前記引算処理を具体的に説明する。まず、図８のＢ.（1）には、前記上記第１の米粒画像及び第２の米粒画像の各米粒断面における前記光量（波形）を示し、図示のように波形中に亀裂部分、胚芽部分及び肌ずれ部分が検出されている。次に、上記（1）に示した二つの波形の差を演算し、この結果、図８のＢ.（2）に示した波形が得られる。これにより、互いの米粒画像における胚芽部分と肌ずれ部分とが互いに打ち消し合い亀裂部分に相当する落ち込み波形が検出される。次に、上記（2）に示した亀裂部分の波形レベルをマイナス域からプラス域に上昇させる処理を行い、この処理による波形を図８のＢ.（3）に示す。さらに、上記（3）に示した波形を微分処理して亀裂部分の波形を明確にする処理を行い、この処理による波形を図８のＢ.（4）に示す。このようにして、上記第１の米粒画像と第２の米粒画像における光量の引算処理を各米粒断面（連続した撮像データの列）単位で行い、亀裂画像だけを残す。
【００２３】
次いで、前記ＣＰＵ２１は、前述のようにして残された亀裂画像の画素数をカウントする。カウント数は前記ＲＯＭ２３に予め設定した胴割判別用のしきい値、すなわち、胴割部分と判定するための連続した画素数と対比し、対比結果が、しきい値以上であれば胴割粒と判定（特定）する。一方、カウント数が前記しきい値未満であれば、前記胴割部分をキャンセルし、これを胴割粒と判定しない。
【００２４】
次いで、胴割粒が特定されると、前記ＣＰＵ２１はＩ／Ｏ２４を介して前記エジェクタバルブ駆動回路２５に信号を出力し、前記エジェクタバルブ駆動回路２５は、当該胴割粒を検出した前記各溝（チャンネル）３ａに対応した前記高圧空気噴風手段６ａにおける電磁弁に所定の遅延時間を置いて噴風信号を出して前記電磁弁を作動させ、これに対応したノズル６ｂの噴風口６ｃから噴風（空気銃）によって前記落下軌跡Ｇから胴割粒を選別する。このとき、胴割粒における中心位置等を公知の方法（例えば、特許第3722354号公報など）によって検出し、検出した中心位置に対応する電磁弁に信号を出力して胴割粒の中心位置を噴風し、より確実に胴割粒を選別するようにしてもよい。
【００２５】
以上のように本発明によれば、米粒に、亀裂部分のほかに胚芽部分や肌ずれ部分があっても、胚芽部分や肌ずれ部分の画像をキャンセルして亀裂部分だけの亀裂画像を得ることができるので、胴割粒の判別を行う際に、胚芽部分や肌ずれ部分の画像によって亀裂部分を有さない正常粒を誤って胴割粒と判別することがなくなる。よって、胴割粒を正確に判別して選別することができるようになり、製品歩留まりが向上する。
【００２６】
なお、上記実施例において、前記第一色照射部９は一方照射部１２及び他方照射部１３の二つによって構成したが、一つで構成してもよい（図９参照）。前記第一色照射部９を一つで構成する場合には、前記内角度を０（ゼロ）度とし、前記第一色照射部９の照射光軸９ａが、前記ＣＣＤカメラ８の光軸１１と重合する位置に配設する必要がある。これにより、上記本発明と同じ作用効果が得られる。
【００２７】
また、本発明において、胚芽部分や肌ずれ部分の画像を引算処理によってキャンセルして亀裂部分の画像を得る際に、上記実施例においては、第１の米粒画像１から第２の米粒画像を差し引いたが、これを逆に、第２の米粒画像から第１の米粒画像を差し引いて亀裂部分の亀裂画像を取得するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、上記実施例において、ＣＣＤセンサは、カラーＣＣＤラインセンサ１７及びカラーＣＣＤラインセンサ１６の二つから構成するようにしたが、一つにすることもできる。そのためには、カラーＣＣＤラインセンサにおける隣接した受光素子に、例えば、緑色の光を通すフィルターと赤色の光を通すフィルターとを交互に装着するようにして、各色の受光に基づいて前記第１の米粒画像１及び第２の米粒画像を作成することもできる。
【００２９】
また、本発明の変形例としては、前記第一色照射部９と第二色照射部１０とを交互点灯するようにし、受光センサ（ＣＣＤセンサ）を一色の光（一波長）で構成し、各点灯による光をそれぞれ受光し、この受光データに基づいて前記第１の米粒画像１及び第２の米粒画像を作成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光学式胴割選別機の縦側断面図
【図２】同光学式胴割選別機の要部拡大図
【図３】同光学式胴割選別機の傾斜シュートの断面図
【図４】同光学式胴割選別機のＣＣＤカメラ内の概略構成
【図５】同光学式胴割選別機の胴割判別手段のブロック図
【図６】同光学式胴割選別機の作用における第１の米粒画像と第２の米粒画像
【図７】同光学式胴割選別機の作用における第１の米粒画像と第２の米粒画像との引算処理
【図８】前記引算処理の詳細な説明図
【図９】本発明の第一色照射部における変形例
【図１０】従来の光学式胴割選別機の縦側断面図
【符号の説明】
【００３１】
１ 光学式胴割選別機
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
６ 光学検出手段
６ａ 選別手段
６ｂ ノズル
６ｃ 噴風口
７ 照射部
８ ＣＣＤカメラ
９ 第一色照射部
９ａ 照射光軸（光路）
１０ 第二色照射部
１０ａ 照射光軸（光路）
１１ 透過光軸
１２ 一方照射部
１２ａ 照射光軸（光路）
１３ 他方照射部
１３ａ 照射光軸（光路）
１３ｂ ＬＥＤ素子
１３ｃ 集光レンズ
１４ レンズ
１５ ダイクロイックプリズム（分光手段）
１６ カラーＣＣＤラインセンサ（第１ＣＣＤセンサ）
１７ カラーＣＣＤラインセンサ（第２ＣＣＤセンサ）
１８ 胴割判別手段
１８ａ 判別部
１９ 入出力回路(Ｉ/Ｏ)
２０ 画像処理回路
２１ 中央演算部(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 エジェクタバルブ駆動回路
２６ 透明板
１００ 光学式胴割選別機
２００ 傾斜シュート
３００ 光学検出手段
３００ａ 照射部
３００ｂ 受光部
４００ 選別手段
５００ 胴割判別手段
Ｋ 米粒
Ｐ 光学検出位置
【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と、
該移送手段から放出された前記米粒の落下軌跡における光学検出位置に対して横一線状の光を照射する照射部及び前記光学検出位置を通過する各米粒からの透過光を検出するＣＣＤセンサを備えたＣＣＤカメラを設けて光学検出する光学検出手段と、
該光学検出手段が検出した透過光に基づいて各米粒における亀裂の有無を検出して胴割粒を判別する胴割判別手段と、
該胴割判別手段が判別した胴割粒を選別する選別手段と、
を有する光学式胴割選別機において、
前記ＣＣＤカメラは、該ＣＣＤカメラの光軸が前記落下軌跡の光学検出位置においてほぼ直角に交差する位置に配設するとともに、異なる複数の色の光を個別に受光する第１ＣＣＤセンサ及び第２ＣＣＤセンサを備えるものとし、
前記照射部は、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色光、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光及び４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色光の中から互いに異なる色の光を照射する第一色照射部と第二色照射部とを備え、前記第一色照射部は、前記光学検出位置を通過した前記ＣＣＤカメラの光軸上に一つ配設するか、又は前記ＣＣＤカメラの光軸を挟んだ一方側と他方側に前記光学検出位置を照射する各光軸と前記ＣＣＤカメラの光軸とがなす内角度が略同一となる位置に一方照射部と他方照射部とを個別に配設し、前記第二色照射部は、前記ＣＣＤカメラの光軸と重合しない位置に配設し、
前記胴割判別手段は、前記第１ＣＣＤセンサが検出した透過光から第１の米粒画像を作成するとともに、前記第２ＣＣＤセンサが検出した透過光から第２の米粒画像を作成し、前記第１の米粒画像と第２の米粒画像との光量差を演算して米粒における亀裂部分を特定して胴割粒を判別する判別部を設けたことを特徴とする光学式胴割選別機。
【請求項２】
前記内角度を７０度以下とする請求項１に記載の光学式胴割選別機。
【請求項３】
前記第１ＣＣＤセンサ及び第２ＣＣＤセンサをカラーＣＣＤラインセンサとするとともに、前記ＣＣＤカメラには、前記光学検出位置から検出した透過光を前記第一色と第二色とに分光して個別に前記カラーＣＣＤラインセンサの一方と他方に入光させる分光手段を設けた前記請求項１又は請求項２に記載の光学式胴割選別機。
【請求項４】
前記第一色照射部及び第二色照射部をＬＥＤによって構成する前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学式胴割選別機。
【請求項１】
原料の各米粒を整列させて移送する移送手段と、
該移送手段から放出された前記米粒の落下軌跡における光学検出位置に対して横一線状の光を照射する照射部及び前記光学検出位置を通過する各米粒からの透過光を検出するＣＣＤセンサを備えたＣＣＤカメラを設けて光学検出する光学検出手段と、
該光学検出手段が検出した透過光に基づいて各米粒における亀裂の有無を検出して胴割粒を判別する胴割判別手段と、
該胴割判別手段が判別した胴割粒を選別する選別手段と、
を有する光学式胴割選別機において、
前記ＣＣＤカメラは、該ＣＣＤカメラの光軸が前記落下軌跡の光学検出位置においてほぼ直角に交差する位置に配設するとともに、異なる複数の色の光を個別に受光する第１ＣＣＤセンサ及び第２ＣＣＤセンサを備えるものとし、
前記照射部は、６００ｎｍ〜７１０ｎｍの赤色光、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの緑色光及び４２０ｎｍ〜５２０ｎｍの青色光の中から互いに異なる色の光を照射する第一色照射部と第二色照射部とを備え、前記第一色照射部は、前記光学検出位置を通過した前記ＣＣＤカメラの光軸上に一つ配設するか、又は前記ＣＣＤカメラの光軸を挟んだ一方側と他方側に前記光学検出位置を照射する各光軸と前記ＣＣＤカメラの光軸とがなす内角度が略同一となる位置に一方照射部と他方照射部とを個別に配設し、前記第二色照射部は、前記ＣＣＤカメラの光軸と重合しない位置に配設し、
前記胴割判別手段は、前記第１ＣＣＤセンサが検出した透過光から第１の米粒画像を作成するとともに、前記第２ＣＣＤセンサが検出した透過光から第２の米粒画像を作成し、前記第１の米粒画像と第２の米粒画像との光量差を演算して米粒における亀裂部分を特定して胴割粒を判別する判別部を設けたことを特徴とする光学式胴割選別機。
【請求項２】
前記内角度を７０度以下とする請求項１に記載の光学式胴割選別機。
【請求項３】
前記第１ＣＣＤセンサ及び第２ＣＣＤセンサをカラーＣＣＤラインセンサとするとともに、前記ＣＣＤカメラには、前記光学検出位置から検出した透過光を前記第一色と第二色とに分光して個別に前記カラーＣＣＤラインセンサの一方と他方に入光させる分光手段を設けた前記請求項１又は請求項２に記載の光学式胴割選別機。
【請求項４】
前記第一色照射部及び第二色照射部をＬＥＤによって構成する前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学式胴割選別機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１８４１９（Ｐ２００８−１８４１９Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８１８８（Ｐ２００７−２８１８８）
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
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