茶葉の異物選別装置
【課題】茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に選別して取り除くことができる茶葉の異物選別装置を提供する。
【解決手段】上部から下部に茶葉を流し得るシュート１ａ、１ｂと、撮像手段３と、光を照射して被撮像物からの反射光を得る第１発光手段１５と、画像の背景側から光を照射する第２発光手段１６と、撮像手段３で得られた画像における第１発光手段１５からの反射光及び第２発光手段１６からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定する判定手段１０と、異物であると判定されたものを吹き飛ばして選別し得るエアノズル１５とを備え、シュート１ａ、１ｂで茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置において、撮像手段３の撮像範囲であって第２発光手段１６と被撮像物との間にスリット１９ｃを設けたものである。
【解決手段】上部から下部に茶葉を流し得るシュート１ａ、１ｂと、撮像手段３と、光を照射して被撮像物からの反射光を得る第１発光手段１５と、画像の背景側から光を照射する第２発光手段１６と、撮像手段３で得られた画像における第１発光手段１５からの反射光及び第２発光手段１６からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定する判定手段１０と、異物であると判定されたものを吹き飛ばして選別し得るエアノズル１５とを備え、シュート１ａ、１ｂで茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置において、撮像手段３の撮像範囲であって第２発光手段１６と被撮像物との間にスリット１９ｃを設けたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のシュートで順次茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、茶葉に対して青色の光を照射しつつ、その反射光にて得られる画像をラインスキャンカメラ等の撮像手段にて撮像し、茶葉中に混入した異物を選別し得るための茶葉の異物選別装置が提案されるに至っている（例えば、特許文献１参照）。かかる茶葉の異物選別装置は、ラインスキャンカメラ等の撮像手段と、茶葉に青色の光を照射し得る第１発光手段と、撮像手段で得られる画像の背景となる背景光を照射する第２発光手段とを有して構成されている。
【０００３】
更に、被撮像物の反射光と背景光とのレベルの差違を判定し得る判定手段を具備し、撮像した被撮像物が異物であるか否かを判定していた。然るに、上記従来の茶葉の異物選別装置においては、茶葉に対して青色の光を照射すると、その青色光が茶葉中に含まれるクロロフィルと反応して赤色に蛍光することを利用し、当該赤色蛍光が撮像手段にて撮像された場合は茶葉であると判定する一方、当該赤色蛍光がない場合は異物であると判定することができるので、これを利用して茶葉と異物とを選別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６６４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の茶葉の異物選別装置においては、以下の如き問題があった。
例えば透明樹脂等から成る透明な異物が茶葉中に混入している場合、当該透明な異物を撮像手段で撮像すると、第２発光手段からの背景光が透過してしまい、異物であるか否かの判別が困難となってしまうという不具合があった。特に、集光作用（レンズ効果による集光）を有した透明な異物においては、背景からの光を集光してしまうことから、撮像手段で撮像した場合、被撮像物からの反射光と背景光とのレベルの差違が小さくなってしまい、異物であるとの判別が一層困難となってしまうという不具合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に選別して取り除くことができる茶葉の異物選別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、所定角度傾斜して配設されるとともに、上部から下部に茶葉を流し得るシュートと、前記シュートの下部から落下する茶葉を撮像し画像を得る撮像手段と、該撮像手段側から光を照射して被撮像物からの反射光を得る第１発光手段と、前記撮像手段で撮像する画像の背景側から光を照射する第２発光手段と、前記撮像手段で得られた画像における前記第１発光手段からの反射光及び第２発光手段からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により異物であると判定されたものを吹き飛ばし或いは異物でないと判定されたものを吹き飛ばすことにより、前記シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させて選別し得るエアノズルとを備え、前記シュートで茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置において、前記撮像手段の撮像範囲であって前記第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の茶葉の異物選別装置において、前記撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラから成り、当該ライン状の撮像範囲に沿って前記スリットが形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の茶葉の異物選別装置において、前記スリットは、前記撮像手段に対して前記第２発光手段の光を遮蔽し得る一対の遮光部材を所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材の離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置において、前記第１発光手段は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、前記判定手段は、前記撮像手段にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置において、前記第２発光手段からの背景光は、反射板で反射されて前記撮像手段にて撮像されるとともに、当該反射板の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、撮像手段の撮像範囲であって第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けたので、第２発光手段からの背景光が透明な異物に集光して撮像手段に至ってしまうのを抑制でき、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に判定及び選別して取り除くことができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラから成り、当該ライン状の撮像範囲に沿ってスリットが形成されたので、撮像手段の撮像を妨げることなく確実な撮像及び異物の判定を行わせることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、スリットは、撮像手段に対して第２発光手段の光を遮蔽し得る一対の遮光部材を所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材の離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたので、撮像手段の検出精度又は第１発光手段や第２発光手段の発光能力等に応じてスリットのスリット幅を任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、第１発光手段は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、判定手段は、撮像手段にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたので、茶葉中に混入した異物の判別をより高精度に行わせることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、第２発光手段からの背景光は、反射板で反射されて撮像手段にて撮像されるとともに、当該反射板の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたので、撮像手段の検出精度又は第１発光手段や第２発光手段の発光能力等に応じて背景光レベルを任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る茶葉の異物選別装置を示す正面図
【図２】同茶葉の異物選別装置の内部構成を側面から見た状態を示す模式図
【図３】同茶葉の異物選別装置を示す上面図
【図４】同茶葉の異物選別装置に適用される垂直バケットを示す側面図
【図５】同茶葉の異物選別装置におけるラインスキャンカメラ（撮像手段）、判定手段及びエアノズルの接続関係を示すブロック図
【図６】同茶葉の異物選別装置における選別動作を示すための説明図
【図７】同茶葉の異物選別装置に適用される供給箱を示す正面図
【図８】同供給箱を示す側面図
【図９】同茶葉の異物選別装置における供給手段（投入フィーダ）と縦壁面との位置関係を示す模式図
【図１０】同茶葉の異物選別装置における第１発光手段、第２発光手段及びスリット等の位置関係を示す拡大模式図
【図１１】同茶葉の異物選別装置におけるスリットを構成する遮蔽部材を示す模式図
【図１２】（ａ）本実施形態に係る茶葉の異物選別装置における撮像手段の撮像結果（レベル）を示すグラフ、（ｂ）スリットを形成しない場合の撮像手段の撮像結果（レベル）を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る茶葉の異物選別装置は、複数のシュートで順次茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くためのものであり、図１及び図２に示すように、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂと、撮像手段としてのラインスキャンカメラ３と、エアノズル４と、判定手段１０（図５参照）と、第１発光手段１５と、第２発光手段１６とから主に構成されている。尚、符号２は、ラインスキャンカメラ３やエアノズル４を収容する箱状の検知判定部を示している。また、本実施形態においては、茶葉の異物選別装置の近傍に、垂直バケット６、散茶フィーダ７、投入フィーダ８、選別すべき茶葉を所定量収容可能な供給箱９がそれぞれ設置されている。
【００１９】
第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂは、各々が所定角度傾斜して配設されるとともに、それぞれの上部から下部に茶葉を流し得るものであり、装置の幅方向（図１の左右方向）に対して２つ並列に設けられたものである。これら第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂの下部には、図６に示すように、受け部材５ａ、５ｂがそれぞれ配設されており、当該第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂを流れた（即ち、表面上を滑って流れた）茶葉がそれぞれ受け部材５ａ、５ｂに落下し得るようになっている。
【００２０】
ラインスキャンカメラ３（撮像手段）は、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂから落下する茶葉を撮像してデジタル画像を得るものであり、当該第１シュート１ａ又は第２シュート１ｂの下部近傍における幅方向一列に撮像範囲が設定されている。即ち、ラインスキャンカメラ３によって得られる画像のうち、選別の対象とされるライン状（左右に延びる直線状）のセンシング範囲のことを撮像範囲としている。
【００２１】
また、ラインスキャンカメラ３は、撮像した画像を画素データとして保持するものであるため、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂの下部近傍における幅方向一列のライン状の画素が上記撮像範囲を成すこととなる。尚、撮像範囲をいずれの高さで設定するかは、適宜決定されるものとし、エアノズル４、第１発光手段１５及び第２発光手段１６の配設位置や向き等によって異物判定するのに最も適当な高さに調整されるのが好ましい。
【００２２】
第１発光手段１５は、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）側から光を照射して被撮像物からの反射光を得るもの（例えば発光ダイオードから成り、本実施形態においては当該第１発光手段１５が上下一対配設されている。）、第２発光手段１６は、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）で撮像する画像の背景側から光を照射するもの（例えば蛍光灯）で構成されている。本実施形態においては、図６、１０で示すように、第２発光手段１６からの背景光は、反射板１７で反射されてラインスキャンカメラ３にて撮像されるとともに、反射板１７の角度を変更する角度変更手段１８を具備しており、当該角度変更手段１８にて当該反射板１７の角度を変更することにより、背景光レベルを任意に調整し得るようになっている。尚、図１０中、符号２１は、ガラス板を示しており、反射光及び背景光が当該ガラス板２１を介してラインスキャンカメラ３に至るようになっている。
【００２３】
更に、ラインスキャンカメラ３は、図５で示すように、判定手段１０と電気的に接続されている。かかる判定手段１０は、例えばマイコンから成るもので、ラインスキャンカメラ３で得られた画像（即ち、撮像範囲の画素）の撮像レベル（反射光の強弱）に基づき、被撮像物が茶葉であるか或いは異物であるかを判定するものである。即ち、ラインスキャンカメラ３で得られた画像における第１発光手段１５からの反射光及び第２発光手段１６からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定するよう構成されているのである。より具体的には、ラインスキャンカメラ３で撮像した画像の反射光の入力レベル（背景光と反射光との入力レベルの差違）を縦軸、撮像範囲における幅方向の位置を横軸にとってグラフ化すると、図１２（ａ）に示すように、所定の波形が得られるが、かかる波形のうち入力レベルが所定のしきい値より低い部位は異物とされるのである。
【００２４】
ここで、本実施形態においては、第１発光手段１５は、青色の光（４６０ｎｍ程度の波長の光）を照射する青色発光ダイオード（ＬＥＤ）から成るものとされている。即ち、第１発光手段１５からの青色の光が茶葉に照射されると、茶葉に含まれるクロロフィルが反応して赤色の蛍光（６４５〜６６０ｎｍ程度の波長の光：赤色蛍光）が発せられるので、ラインスキャンカメラ３にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かが判定手段１０にて判定できるのである。
【００２５】
特に、本実施形態においては、第２発光手段１６から赤色の光（赤色蛍光と略同一の波長の光）を照射させるものとされるとともに、ラインスキャンカメラ３と被撮像物との間には、赤色の光のみを透過させるフィルタ（不図示）が配設されている。而して、茶葉を撮像した場合は、背景レベルからの入力レベルの低下が全くない或いは極めて小さい状態とされる一方、金属等の異物（クロロフィル等の如く青色の光に反応して赤色蛍光を得ることができない異物）を撮像した場合、赤色蛍光が得られないため、背景レベルからの入力レベルの低下が著しく大きくなって所定のしきい値を超えることから、被撮像物が異物であると判定することができる。
【００２６】
一方、判定手段１０は、エアノズル４とも電気的に接続されており、判定手段１０による異物判定に基づきエアノズル４が制御されるよう構成されている。これにより、判定手段１０が異物であると判定した場合、エアノズル４を駆動させ、吹き飛ばして落下軌跡を異ならせることにより選別可能とされているのである。即ち、判定手段１０にて異物でない（即ち、茶葉である）と判定した場合、エアノズル４は駆動されず、図６で示すように、第１シュート１ａ又は第２シュート１ｂからの茶葉の落下軌跡を維持する一方、異物であると判定した場合、エアノズル４が駆動して、その落下軌跡を異ならせる。
【００２７】
エアノズル４は、既述のように、判定手段１０により異物であると判定されたものを吹き飛ばし、第１シュート１ａ又は第２シュート１ｂによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させるものである。このエアノズル４は、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂの下部幅方向に複数並列に配設されており、判定手段１０にて落下する茶葉内に異物が混入していると判定した場合、駆動して回収手段Ｂ１に向けて当該異物を吹き飛ばし得るようになっている。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、図６、１０に示すように、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の撮像範囲であって第２発光手段１６と被撮像物との間にスリット１９ｃが設けられている。かかるスリット１９ｃは、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）に対して第２発光手段１６の光を遮蔽し得る上下一対の遮光部材１９ａ、１９ｂを所定寸法離間させて形成された隙間から成るもので、図１１に示すように、スリット１９ｃを介して茶葉及び異物がラインスキャンカメラ３にて撮像されることとなる。
【００２９】
特に、本実施形態においては、第２発光手段１６、反射板１７及び遮光部材１９ａ、１９ｂは、異物選別装置に固定された収容部材２０内に固定されて収容されている。遮光部材１９ａ、１９ｂは、それぞれ長孔（不図示）が形成されており、その長孔にネジ（不図示）を挿通させて螺着にて固定されており、ネジの挿通位置を変更することにより、遮光部材１９ａ、１９ｂの取付位置を変更可能となっている。即ち、遮光部材１９ａ、１９ｂの取付位置を変えることにより、それら遮光部材１９ａ、１９ｂの離間寸法を変更することができ、スリット１９ｃのスリット幅を任意に調整し得るよう構成されているのである。尚、符号２０ａは、収容部材２０における窓部を示しており、当該窓部２０ａを介して第２発光手段１６の光（背景光）がラインスキャンカメラ３に至るよう構成されている。
【００３０】
上記実施形態によれば、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の撮像範囲であって第２発光手段１６と被撮像物との間にスリット１９ｃを設けたので、第２発光手段１６からの背景光が透明な異物に集光してラインスキャンカメラ３（撮像手段）に至ってしまうのを抑制でき、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に判定及び選別して取り除くことができる。
【００３１】
即ち、本実施形態の如くスリット１９ｃを形成することにより、図１２（ａ）に示すように、透明色ナイロン糸（細いもの及び太いもの）（集光作用を有する透明な異物）が撮像された際の入力レベルの低下を顕著に行わせることができ、同図（ｂ）の如きスリットを形成しない場合のグラフと比べて分かるように、集光作用を有する透明な異物に対しても確実に異物と判定することができる。
【００３２】
また、撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラ３から成り、当該ライン状の撮像範囲に沿ってスリット１９ｃが形成されたので、ラインスキャンカメラ３の撮像を妨げることなく確実な撮像及び異物の判定を行わせることができる。ラインスキャンカメラ３に代えて、より広範囲な撮像範囲を有するカメラ（ＣＣＤカメラ等）とすることもできる。
【００３３】
また、スリット１９ｃは、ラインスキャンカメラ３に対して第２発光手段１６の光を遮蔽し得る一対の遮光部材１９ａ、１９ｂを所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材１９ａ、１９ｂの離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたので、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の検出精度又は第１発光手段１５や第２発光手段１６の発光能力等に応じてスリット１９ｃのスリット幅を任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【００３４】
更に、本実施形態においては、第１発光手段１５は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段１５からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、判定手段１０は、ラインスキャンカメラ３にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたので、茶葉中に混入した異物の判別をより高精度に行わせることができる。
【００３５】
また更に、第２発光手段１６からの背景光は、反射板１７で反射されてラインスキャンカメラ３にて撮像されるとともに、当該反射板１７の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたので、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の検出精度又は第１発光手段１５や第２発光手段１６の発光能力等に応じて背景光レベルを任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【００３６】
本実施形態においては、異物選別装置の近傍において、垂直バケット６及び散茶フィーダ７から成る搬送手段と、投入フィーダ８から成る供給手段と、選別すべき茶葉を所定量収容可能な供給箱９とが配設されている。以下、適用されるこれら手段について詳細に説明する。
【００３７】
投入フィーダ８は、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂのそれぞれに順次茶葉を供給すべく、落下条件を略均一に揃えつつ各シュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）の上部に茶葉を落下させ得る振動フィーダから成り、図３に示すように、各シュートに対応した２つの茶葉の供給路８ａ、８ｂが形成されている。即ち、投入フィーダ８は、単一の振動フィーダから成るとともに、当該振動フィーダの搬送面（上面）を搬送方向に対して２つに区画して２つの供給路８ａ、８ｂが形成されているのである。
【００３８】
また、投入フィーダ８（振動フィーダ）における搬送面の区画部分及び縁部の上部には、図９に示すように、ビニルシートなど所定の別体部材で構成される縦壁面１４が形成されている。具体的には、同図に示すように、投入フィーダ８の外周側部に柱体１２を立設させるとともに当該柱体１２同士を連結する枠体１３を懸架させ、かかる枠体１３における投入フィーダ８の区画部分及び縁部の上部に対応する位置からビニルシートを垂らすことにより縦壁面１４が形成されている。
【００３９】
このような縦壁面１４により、一の供給路（８ａ又は８ｂ）を流れる茶葉が飛び跳ねて、隣接する他の供給路（８ａ又は８ｂ）や投入フィーダ８外に至ってしまうのを確実に回避することができる。尚、縦壁面１４を成すビニルシートは、帯電防止機能が付加されたものとするのが好ましく、或いは導電性の他の材質のもの（金属等）にて縦壁面を形成するようにしてもよい。
【００４０】
垂直バケット６は、供給箱９にて搬送された茶葉及び案内部６ｃにて案内された茶葉を装置の上方へ搬送し得るものであり、搬送方向に対して第１搬送路６ａ及び第２搬送路６ｂの２つの搬送路が形成されている。即ち、供給箱９から搬送された茶葉は、第１搬送路６ａにより上方へ搬送される一方、受け部材５ａから案内部６ｃにて案内された茶葉は、第２搬送路６ｂにより上方へ搬送されるよう構成されている。
【００４１】
尚、垂直バケット６は、図４に示すように、下方から上方へ循環移動し得る複数の収容部６ｆを有しており、当該収容部６ｆで収容された茶葉が順次上方へ搬送されるようになっている。また、垂直バケット６の上部には、図２に示すように、２つの吐出口６ｄ、６ｅが形成されており、第１搬送路６ａの収容部６ｆで搬送された茶葉は一方の吐出口６ｄから吐出されるとともに、第２搬送路６ｂの収容部６ｆで搬送された茶葉は他方の吐出口６ｅから吐出されるよう構成されている。
【００４２】
散茶フィーダ７は、振動コンベアから成り、その搬送面が投入フィーダ８の供給路８ａ、８ｂに対応して区画されており、図３に示すように、吐出口６ｄから吐出された茶葉を投入フィーダ８の第１供給路８ａまで搬送する第１搬送路７ａと、吐出口６ｅから吐出された茶葉を投入フィーダ８の第２供給路８ｂまで搬送する第２搬送路７ｂとを有している。即ち、吐出口６ｄ、６ｅから吐出された茶葉は、散茶フィーダ７により、それぞれ第１搬送路７ａ、第２搬送路７ｂにて搬送され、これら搬送路の先端７ａａ、７ｂａから落下して、それぞれ投入フィーダ８の第１供給路８ａ、第２供給路８ｂに至るようになっている。
【００４３】
散茶フィーダ７における搬送路の先端７ａａ、７ｂａは、同図に示すように、投入フィーダ８の搬送方向に対して所定角度傾斜して形成されており、これにより、第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂの幅方向に対して略均一に茶葉が落下するよう構成されている。然るに、第１供給路８ａに落下した茶葉は、第１シュート１ａの上部に落下し、当該第１シュート１ａ上を流れ、第２供給路８ｂに落下した茶葉は、第２シュート１ｂの上部に落下し、当該第２シュート１ｂ上を流れることとなる。
【００４４】
供給箱９は、選別すべき茶葉を所定量収容するとともに、収容した茶葉を順次垂直バケット６の第１搬送路６ａに供給するためのものであり、図７及び図８に示すように、選別すべき茶葉を所定量収容可能な収容部９ａと、該収容部９ａ内に配設されたスクリュー９ｂと、収容部９ａを振動させるための板ばねＳ及び駆動機構１１とから主に構成されている。収容部９ａの一方の側面には、垂直バケット６の第１搬送路６ａに通じた供給口９ｃが形成されている。
【００４５】
スクリュー９ｂは、収容部９ａの長手方向に延設され、その一端が供給口９ｃに位置しつつ回転可能とされたもので、当該スクリュー９ｂの回転動作により、収容部９ａ内の茶葉が順次供給口９ｃに搬送され、そこから垂直バケット６に供給されるよう構成されている。また、収容部９ａは、駆動機構１１及び板ばねＳによりフレームＦに対して振動し、その振動にて内部の茶葉が供給口９ｃまで搬送されるよう構成されている。
【００４６】
しかして、通常はスクリュー９ｂを回転駆動させることにより、茶葉を順次垂直バケット６に供給するとともに、収容部９ａ内の茶葉が少なくなってスクリュー９ｂによる搬送が困難となった後、駆動機構１１を駆動させ、その駆動力と板ばねＳの作用により、当該収容部９ａを振動させることにより、残存した茶葉を垂直バケット６に供給し得るようになっている。これにより、収容部９ａに収容された茶葉を残さず垂直バケット６に供給することができる。
【００４７】
次に、上記茶葉の異物選別装置及び周辺手段における作用について説明する。
供給箱９の収容部９ａに茶葉を投入しておき、所定量収容した状態にてスクリュー９ｂを回転駆動させると、当該収容部９ａ内の茶葉が順次供給口９ｃに至り、そこから垂直バケット６の第１搬送路６ａに供給されて上方へ搬送される。かかる搬送された茶葉は、吐出口６ｄから吐出され、散茶フィーダ７の第１搬送路７ａに至ることとなる。
【００４８】
この第１搬送路７ａに至った茶葉は、散茶フィーダ７の振動作用により順次搬送され、先端７ａａから落下して投入フィーダ８の第１供給路８ａに至った後、当該投入フィーダ８の振動作用により順次搬送され、その先端から落下して第１フィーダ１ａの上部に供給される。しかして、第１フィーダ１ａ上を茶葉が流れ、その下部から落下する過程で、ラインスキャンカメラ３による撮像、判定手段１０による判定、及びエアノズル４による選別が行われ、エアノズル４にて異物を回収手段Ｂ１に吹き飛ばしつつ当該エアノズル４にて落下軌跡が変更されなかった茶葉のみが受け部材５ａに至ることとなる。以上で、１回目の選別作業が終了する。
【００４９】
そして、受け部材５ａに至った茶葉は、案内部６ｃにより垂直バケット６の第２搬送路６ｂに案内され、再び上方へ搬送される。かかる搬送された茶葉は、吐出口６ｅから吐出され、散茶フィーダ７の第２搬送路７ｂに至ることとなる。この第２搬送路７ｂに至った茶葉は、散茶フィーダ７の振動作用により順次搬送され、先端７ｂａから落下して投入フィーダ８の第２供給路８ｂに至った後、当該投入フィーダ８の振動作用により順次搬送され、その先端から落下して第２フィーダ１ｂの上部に供給される。
【００５０】
しかして、第２フィーダ１ｂ上を茶葉が流れ、その下部から落下する過程で、ラインスキャンカメラ３による撮像、判定手段１０による判定、及びエアノズル４による選別が行われ、エアノズル４にて落下軌跡が変更されなかった茶葉のみが受け部材５ｂに至ることとなる。尚、受け部材５ｂに至った茶葉は、そのまま落下して回収手段Ｂ２内に収容されることとなる。以上で、２回目の選別作業が終了する。
【００５１】
このように、２つのシュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）で茶葉を循環させつつ順次流すことにより、茶葉中の異物を２回選別して取り除くことができるので、茶葉中に混入された異物の選別をより確実に行わせることができる。尚、本実施形態においては、シュートが２つ並設されているが、３つ以上並設して茶葉の選別を３回以上行わせるよう構成してもよい。
【００５２】
上記茶葉の異物選別装置によれば、シュートが装置の幅方向に対して複数（２つ）並列に設けられるとともに、当該複数のシュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）上に順次茶葉を供給すべく、落下条件を略均一に揃えつつ各シュートの上部に茶葉を落下させ得る投入フィーダ８を具備しているので、装置の高さ寸法を小さく抑えることができるとともに、選別精度を向上させることができる。即ち、同一の投入フィーダ８から並列に設けられた第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂにそれぞれ茶葉を落下させるので、その落下条件が略均一に揃えられるのである。
【００５３】
投入フィーダ８には、各シュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）に対応した複数の茶葉の供給路（第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂ）が形成されているので、各シュートにおける落下条件をより確実に略均一に揃えることができる。また、供給手段としての投入フィーダ８は、単一の振動フィーダから成るとともに、当該振動フィーダの搬送面を複数に区画して複数の供給路（第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂ）が形成されるので、複数のシュートに茶葉を落下させる供給手段を１つで兼用させることができ、装置構成の簡素化、製造コスト及びランニングコストの低下、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【００５４】
本実施形態においては、搬送手段としての垂直バケット６及び散茶フィーダ７もそれぞれ単一の振動フィーダから成り、その搬送面や搬送部位を複数（２つ）に区画して複数の搬送路が形成されているので、１つの搬送手段にて２つの搬送路を持たせて兼用させることができ、投入フィーダ８と同様、装置構成の簡素化、製造コスト及びランニングコストの低下、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【００５５】
更に、投入フィーダ８における複数の茶葉の供給路（第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂ）それぞれに対応し、各供給路に茶葉を搬送するための複数の搬送路（垂直バケット６における第１搬送路６ａ、第２搬送路６ｂ、及び散茶フィーダ７における第１搬送路７ａ、第２搬送路７ｂ）が形成された搬送手段（垂直バケット６及び散茶フィーダ７）を具備したので、複数回の選別を行わせる際の投入フィーダ８への茶葉の搬送をより容易且つ確実に行わせることができる。
【００５６】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１発光手段から青色以外の色の光を照射し、その反射光と第２発光手段による背景光との差違を検知し、被撮像物が異物であるか否かを判定手段にて判定するものとしてもよい。即ち、本実施形態においては、青色の光を照射すると赤色蛍光する茶葉の特性を利用しているが、かかる特性を利用しないものであっても、第１発光手段からの反射光と第２発光手段による背景光とに基づき異物を判定するものであれば、如何なる形態のものであってもよい。
【００５７】
尚、本実施形態においては、複数回（２回）異物の選別を行っているが、１回のみ或いは３回以上異物の選別を行わせるものとしてもよい。また、本実施形態においては、異物と判定されたものをエアノズルで吹き飛ばしているが、異物と判定されないもの（即ち、茶葉）をエアノズルで吹き飛ばし、シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させることにより、茶葉と異物とを選別し得るものとしてもよい。
【００５８】
更に、本実施形態においては、異物選別装置に適用される搬送手段は、投入フィーダ８及び散茶フィーダ７が振動フィーダから成るものであるが、これに代えて他の搬送手段（ベルトコンベア等）としてもよい。同様に、本実施形態に係る垂直バケット６に代えて、茶葉を上方へ搬送し得る汎用的な他の搬送手段としてもよい。また更に、本実施形態においては、供給手段が第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂを有する単一の投入フィーダ８とされているが、それぞれ別個の供給手段（第１供給路を有する振動フィーダと第２供給路を有する振動フィーダなど）としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
撮像手段の撮像範囲であって第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けた茶葉の異物選別装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ シュート
１ａ 第１シュート
１ｂ 第２シュート
２ 検知判定部
３ ラインスキャンカメラ（撮像手段）
４ エアノズル
５ａ、５ｂ 受け部材
６ 垂直バケット（搬送手段）
６ａ 第１搬送路
６ｂ 第２搬送路
７ 散茶フィーダ（搬送手段）
７ａ 第１搬送路
７ｂ 第２搬送路
８ 投入フィーダ（供給手段）
８ａ 第１供給路
８ｂ 第２供給路
９ 供給箱
１０ 判定手段
１１ 駆動機構
１２ 柱体
１３ 枠体
１４ ビニルシート（縦壁面）
１５ 第１発光手段
１６ 第２発光手段
１７ 反射板
１８ 角度変更手段
１９ａ 遮光部材
１９ｂ 遮光部材
１９ｃ スリット
２０ 収容部材
２１ ガラス板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のシュートで順次茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、茶葉に対して青色の光を照射しつつ、その反射光にて得られる画像をラインスキャンカメラ等の撮像手段にて撮像し、茶葉中に混入した異物を選別し得るための茶葉の異物選別装置が提案されるに至っている（例えば、特許文献１参照）。かかる茶葉の異物選別装置は、ラインスキャンカメラ等の撮像手段と、茶葉に青色の光を照射し得る第１発光手段と、撮像手段で得られる画像の背景となる背景光を照射する第２発光手段とを有して構成されている。
【０００３】
更に、被撮像物の反射光と背景光とのレベルの差違を判定し得る判定手段を具備し、撮像した被撮像物が異物であるか否かを判定していた。然るに、上記従来の茶葉の異物選別装置においては、茶葉に対して青色の光を照射すると、その青色光が茶葉中に含まれるクロロフィルと反応して赤色に蛍光することを利用し、当該赤色蛍光が撮像手段にて撮像された場合は茶葉であると判定する一方、当該赤色蛍光がない場合は異物であると判定することができるので、これを利用して茶葉と異物とを選別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６６４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の茶葉の異物選別装置においては、以下の如き問題があった。
例えば透明樹脂等から成る透明な異物が茶葉中に混入している場合、当該透明な異物を撮像手段で撮像すると、第２発光手段からの背景光が透過してしまい、異物であるか否かの判別が困難となってしまうという不具合があった。特に、集光作用（レンズ効果による集光）を有した透明な異物においては、背景からの光を集光してしまうことから、撮像手段で撮像した場合、被撮像物からの反射光と背景光とのレベルの差違が小さくなってしまい、異物であるとの判別が一層困難となってしまうという不具合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に選別して取り除くことができる茶葉の異物選別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、所定角度傾斜して配設されるとともに、上部から下部に茶葉を流し得るシュートと、前記シュートの下部から落下する茶葉を撮像し画像を得る撮像手段と、該撮像手段側から光を照射して被撮像物からの反射光を得る第１発光手段と、前記撮像手段で撮像する画像の背景側から光を照射する第２発光手段と、前記撮像手段で得られた画像における前記第１発光手段からの反射光及び第２発光手段からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により異物であると判定されたものを吹き飛ばし或いは異物でないと判定されたものを吹き飛ばすことにより、前記シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させて選別し得るエアノズルとを備え、前記シュートで茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置において、前記撮像手段の撮像範囲であって前記第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の茶葉の異物選別装置において、前記撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラから成り、当該ライン状の撮像範囲に沿って前記スリットが形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の茶葉の異物選別装置において、前記スリットは、前記撮像手段に対して前記第２発光手段の光を遮蔽し得る一対の遮光部材を所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材の離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置において、前記第１発光手段は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、前記判定手段は、前記撮像手段にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置において、前記第２発光手段からの背景光は、反射板で反射されて前記撮像手段にて撮像されるとともに、当該反射板の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、撮像手段の撮像範囲であって第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けたので、第２発光手段からの背景光が透明な異物に集光して撮像手段に至ってしまうのを抑制でき、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に判定及び選別して取り除くことができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラから成り、当該ライン状の撮像範囲に沿ってスリットが形成されたので、撮像手段の撮像を妨げることなく確実な撮像及び異物の判定を行わせることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、スリットは、撮像手段に対して第２発光手段の光を遮蔽し得る一対の遮光部材を所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材の離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたので、撮像手段の検出精度又は第１発光手段や第２発光手段の発光能力等に応じてスリットのスリット幅を任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、第１発光手段は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、判定手段は、撮像手段にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたので、茶葉中に混入した異物の判別をより高精度に行わせることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、第２発光手段からの背景光は、反射板で反射されて撮像手段にて撮像されるとともに、当該反射板の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたので、撮像手段の検出精度又は第１発光手段や第２発光手段の発光能力等に応じて背景光レベルを任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る茶葉の異物選別装置を示す正面図
【図２】同茶葉の異物選別装置の内部構成を側面から見た状態を示す模式図
【図３】同茶葉の異物選別装置を示す上面図
【図４】同茶葉の異物選別装置に適用される垂直バケットを示す側面図
【図５】同茶葉の異物選別装置におけるラインスキャンカメラ（撮像手段）、判定手段及びエアノズルの接続関係を示すブロック図
【図６】同茶葉の異物選別装置における選別動作を示すための説明図
【図７】同茶葉の異物選別装置に適用される供給箱を示す正面図
【図８】同供給箱を示す側面図
【図９】同茶葉の異物選別装置における供給手段（投入フィーダ）と縦壁面との位置関係を示す模式図
【図１０】同茶葉の異物選別装置における第１発光手段、第２発光手段及びスリット等の位置関係を示す拡大模式図
【図１１】同茶葉の異物選別装置におけるスリットを構成する遮蔽部材を示す模式図
【図１２】（ａ）本実施形態に係る茶葉の異物選別装置における撮像手段の撮像結果（レベル）を示すグラフ、（ｂ）スリットを形成しない場合の撮像手段の撮像結果（レベル）を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る茶葉の異物選別装置は、複数のシュートで順次茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くためのものであり、図１及び図２に示すように、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂと、撮像手段としてのラインスキャンカメラ３と、エアノズル４と、判定手段１０（図５参照）と、第１発光手段１５と、第２発光手段１６とから主に構成されている。尚、符号２は、ラインスキャンカメラ３やエアノズル４を収容する箱状の検知判定部を示している。また、本実施形態においては、茶葉の異物選別装置の近傍に、垂直バケット６、散茶フィーダ７、投入フィーダ８、選別すべき茶葉を所定量収容可能な供給箱９がそれぞれ設置されている。
【００１９】
第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂは、各々が所定角度傾斜して配設されるとともに、それぞれの上部から下部に茶葉を流し得るものであり、装置の幅方向（図１の左右方向）に対して２つ並列に設けられたものである。これら第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂの下部には、図６に示すように、受け部材５ａ、５ｂがそれぞれ配設されており、当該第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂを流れた（即ち、表面上を滑って流れた）茶葉がそれぞれ受け部材５ａ、５ｂに落下し得るようになっている。
【００２０】
ラインスキャンカメラ３（撮像手段）は、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂから落下する茶葉を撮像してデジタル画像を得るものであり、当該第１シュート１ａ又は第２シュート１ｂの下部近傍における幅方向一列に撮像範囲が設定されている。即ち、ラインスキャンカメラ３によって得られる画像のうち、選別の対象とされるライン状（左右に延びる直線状）のセンシング範囲のことを撮像範囲としている。
【００２１】
また、ラインスキャンカメラ３は、撮像した画像を画素データとして保持するものであるため、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂの下部近傍における幅方向一列のライン状の画素が上記撮像範囲を成すこととなる。尚、撮像範囲をいずれの高さで設定するかは、適宜決定されるものとし、エアノズル４、第１発光手段１５及び第２発光手段１６の配設位置や向き等によって異物判定するのに最も適当な高さに調整されるのが好ましい。
【００２２】
第１発光手段１５は、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）側から光を照射して被撮像物からの反射光を得るもの（例えば発光ダイオードから成り、本実施形態においては当該第１発光手段１５が上下一対配設されている。）、第２発光手段１６は、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）で撮像する画像の背景側から光を照射するもの（例えば蛍光灯）で構成されている。本実施形態においては、図６、１０で示すように、第２発光手段１６からの背景光は、反射板１７で反射されてラインスキャンカメラ３にて撮像されるとともに、反射板１７の角度を変更する角度変更手段１８を具備しており、当該角度変更手段１８にて当該反射板１７の角度を変更することにより、背景光レベルを任意に調整し得るようになっている。尚、図１０中、符号２１は、ガラス板を示しており、反射光及び背景光が当該ガラス板２１を介してラインスキャンカメラ３に至るようになっている。
【００２３】
更に、ラインスキャンカメラ３は、図５で示すように、判定手段１０と電気的に接続されている。かかる判定手段１０は、例えばマイコンから成るもので、ラインスキャンカメラ３で得られた画像（即ち、撮像範囲の画素）の撮像レベル（反射光の強弱）に基づき、被撮像物が茶葉であるか或いは異物であるかを判定するものである。即ち、ラインスキャンカメラ３で得られた画像における第１発光手段１５からの反射光及び第２発光手段１６からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定するよう構成されているのである。より具体的には、ラインスキャンカメラ３で撮像した画像の反射光の入力レベル（背景光と反射光との入力レベルの差違）を縦軸、撮像範囲における幅方向の位置を横軸にとってグラフ化すると、図１２（ａ）に示すように、所定の波形が得られるが、かかる波形のうち入力レベルが所定のしきい値より低い部位は異物とされるのである。
【００２４】
ここで、本実施形態においては、第１発光手段１５は、青色の光（４６０ｎｍ程度の波長の光）を照射する青色発光ダイオード（ＬＥＤ）から成るものとされている。即ち、第１発光手段１５からの青色の光が茶葉に照射されると、茶葉に含まれるクロロフィルが反応して赤色の蛍光（６４５〜６６０ｎｍ程度の波長の光：赤色蛍光）が発せられるので、ラインスキャンカメラ３にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かが判定手段１０にて判定できるのである。
【００２５】
特に、本実施形態においては、第２発光手段１６から赤色の光（赤色蛍光と略同一の波長の光）を照射させるものとされるとともに、ラインスキャンカメラ３と被撮像物との間には、赤色の光のみを透過させるフィルタ（不図示）が配設されている。而して、茶葉を撮像した場合は、背景レベルからの入力レベルの低下が全くない或いは極めて小さい状態とされる一方、金属等の異物（クロロフィル等の如く青色の光に反応して赤色蛍光を得ることができない異物）を撮像した場合、赤色蛍光が得られないため、背景レベルからの入力レベルの低下が著しく大きくなって所定のしきい値を超えることから、被撮像物が異物であると判定することができる。
【００２６】
一方、判定手段１０は、エアノズル４とも電気的に接続されており、判定手段１０による異物判定に基づきエアノズル４が制御されるよう構成されている。これにより、判定手段１０が異物であると判定した場合、エアノズル４を駆動させ、吹き飛ばして落下軌跡を異ならせることにより選別可能とされているのである。即ち、判定手段１０にて異物でない（即ち、茶葉である）と判定した場合、エアノズル４は駆動されず、図６で示すように、第１シュート１ａ又は第２シュート１ｂからの茶葉の落下軌跡を維持する一方、異物であると判定した場合、エアノズル４が駆動して、その落下軌跡を異ならせる。
【００２７】
エアノズル４は、既述のように、判定手段１０により異物であると判定されたものを吹き飛ばし、第１シュート１ａ又は第２シュート１ｂによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させるものである。このエアノズル４は、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂの下部幅方向に複数並列に配設されており、判定手段１０にて落下する茶葉内に異物が混入していると判定した場合、駆動して回収手段Ｂ１に向けて当該異物を吹き飛ばし得るようになっている。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、図６、１０に示すように、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の撮像範囲であって第２発光手段１６と被撮像物との間にスリット１９ｃが設けられている。かかるスリット１９ｃは、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）に対して第２発光手段１６の光を遮蔽し得る上下一対の遮光部材１９ａ、１９ｂを所定寸法離間させて形成された隙間から成るもので、図１１に示すように、スリット１９ｃを介して茶葉及び異物がラインスキャンカメラ３にて撮像されることとなる。
【００２９】
特に、本実施形態においては、第２発光手段１６、反射板１７及び遮光部材１９ａ、１９ｂは、異物選別装置に固定された収容部材２０内に固定されて収容されている。遮光部材１９ａ、１９ｂは、それぞれ長孔（不図示）が形成されており、その長孔にネジ（不図示）を挿通させて螺着にて固定されており、ネジの挿通位置を変更することにより、遮光部材１９ａ、１９ｂの取付位置を変更可能となっている。即ち、遮光部材１９ａ、１９ｂの取付位置を変えることにより、それら遮光部材１９ａ、１９ｂの離間寸法を変更することができ、スリット１９ｃのスリット幅を任意に調整し得るよう構成されているのである。尚、符号２０ａは、収容部材２０における窓部を示しており、当該窓部２０ａを介して第２発光手段１６の光（背景光）がラインスキャンカメラ３に至るよう構成されている。
【００３０】
上記実施形態によれば、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の撮像範囲であって第２発光手段１６と被撮像物との間にスリット１９ｃを設けたので、第２発光手段１６からの背景光が透明な異物に集光してラインスキャンカメラ３（撮像手段）に至ってしまうのを抑制でき、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物も確実に判定及び選別して取り除くことができる。
【００３１】
即ち、本実施形態の如くスリット１９ｃを形成することにより、図１２（ａ）に示すように、透明色ナイロン糸（細いもの及び太いもの）（集光作用を有する透明な異物）が撮像された際の入力レベルの低下を顕著に行わせることができ、同図（ｂ）の如きスリットを形成しない場合のグラフと比べて分かるように、集光作用を有する透明な異物に対しても確実に異物と判定することができる。
【００３２】
また、撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラ３から成り、当該ライン状の撮像範囲に沿ってスリット１９ｃが形成されたので、ラインスキャンカメラ３の撮像を妨げることなく確実な撮像及び異物の判定を行わせることができる。ラインスキャンカメラ３に代えて、より広範囲な撮像範囲を有するカメラ（ＣＣＤカメラ等）とすることもできる。
【００３３】
また、スリット１９ｃは、ラインスキャンカメラ３に対して第２発光手段１６の光を遮蔽し得る一対の遮光部材１９ａ、１９ｂを所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材１９ａ、１９ｂの離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたので、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の検出精度又は第１発光手段１５や第２発光手段１６の発光能力等に応じてスリット１９ｃのスリット幅を任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【００３４】
更に、本実施形態においては、第１発光手段１５は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段１５からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、判定手段１０は、ラインスキャンカメラ３にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたので、茶葉中に混入した異物の判別をより高精度に行わせることができる。
【００３５】
また更に、第２発光手段１６からの背景光は、反射板１７で反射されてラインスキャンカメラ３にて撮像されるとともに、当該反射板１７の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたので、ラインスキャンカメラ３（撮像手段）の検出精度又は第１発光手段１５や第２発光手段１６の発光能力等に応じて背景光レベルを任意に調整することができ、茶葉中に混入した集光作用を有した透明な異物をより確実に選別して取り除くことができる。
【００３６】
本実施形態においては、異物選別装置の近傍において、垂直バケット６及び散茶フィーダ７から成る搬送手段と、投入フィーダ８から成る供給手段と、選別すべき茶葉を所定量収容可能な供給箱９とが配設されている。以下、適用されるこれら手段について詳細に説明する。
【００３７】
投入フィーダ８は、第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂのそれぞれに順次茶葉を供給すべく、落下条件を略均一に揃えつつ各シュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）の上部に茶葉を落下させ得る振動フィーダから成り、図３に示すように、各シュートに対応した２つの茶葉の供給路８ａ、８ｂが形成されている。即ち、投入フィーダ８は、単一の振動フィーダから成るとともに、当該振動フィーダの搬送面（上面）を搬送方向に対して２つに区画して２つの供給路８ａ、８ｂが形成されているのである。
【００３８】
また、投入フィーダ８（振動フィーダ）における搬送面の区画部分及び縁部の上部には、図９に示すように、ビニルシートなど所定の別体部材で構成される縦壁面１４が形成されている。具体的には、同図に示すように、投入フィーダ８の外周側部に柱体１２を立設させるとともに当該柱体１２同士を連結する枠体１３を懸架させ、かかる枠体１３における投入フィーダ８の区画部分及び縁部の上部に対応する位置からビニルシートを垂らすことにより縦壁面１４が形成されている。
【００３９】
このような縦壁面１４により、一の供給路（８ａ又は８ｂ）を流れる茶葉が飛び跳ねて、隣接する他の供給路（８ａ又は８ｂ）や投入フィーダ８外に至ってしまうのを確実に回避することができる。尚、縦壁面１４を成すビニルシートは、帯電防止機能が付加されたものとするのが好ましく、或いは導電性の他の材質のもの（金属等）にて縦壁面を形成するようにしてもよい。
【００４０】
垂直バケット６は、供給箱９にて搬送された茶葉及び案内部６ｃにて案内された茶葉を装置の上方へ搬送し得るものであり、搬送方向に対して第１搬送路６ａ及び第２搬送路６ｂの２つの搬送路が形成されている。即ち、供給箱９から搬送された茶葉は、第１搬送路６ａにより上方へ搬送される一方、受け部材５ａから案内部６ｃにて案内された茶葉は、第２搬送路６ｂにより上方へ搬送されるよう構成されている。
【００４１】
尚、垂直バケット６は、図４に示すように、下方から上方へ循環移動し得る複数の収容部６ｆを有しており、当該収容部６ｆで収容された茶葉が順次上方へ搬送されるようになっている。また、垂直バケット６の上部には、図２に示すように、２つの吐出口６ｄ、６ｅが形成されており、第１搬送路６ａの収容部６ｆで搬送された茶葉は一方の吐出口６ｄから吐出されるとともに、第２搬送路６ｂの収容部６ｆで搬送された茶葉は他方の吐出口６ｅから吐出されるよう構成されている。
【００４２】
散茶フィーダ７は、振動コンベアから成り、その搬送面が投入フィーダ８の供給路８ａ、８ｂに対応して区画されており、図３に示すように、吐出口６ｄから吐出された茶葉を投入フィーダ８の第１供給路８ａまで搬送する第１搬送路７ａと、吐出口６ｅから吐出された茶葉を投入フィーダ８の第２供給路８ｂまで搬送する第２搬送路７ｂとを有している。即ち、吐出口６ｄ、６ｅから吐出された茶葉は、散茶フィーダ７により、それぞれ第１搬送路７ａ、第２搬送路７ｂにて搬送され、これら搬送路の先端７ａａ、７ｂａから落下して、それぞれ投入フィーダ８の第１供給路８ａ、第２供給路８ｂに至るようになっている。
【００４３】
散茶フィーダ７における搬送路の先端７ａａ、７ｂａは、同図に示すように、投入フィーダ８の搬送方向に対して所定角度傾斜して形成されており、これにより、第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂの幅方向に対して略均一に茶葉が落下するよう構成されている。然るに、第１供給路８ａに落下した茶葉は、第１シュート１ａの上部に落下し、当該第１シュート１ａ上を流れ、第２供給路８ｂに落下した茶葉は、第２シュート１ｂの上部に落下し、当該第２シュート１ｂ上を流れることとなる。
【００４４】
供給箱９は、選別すべき茶葉を所定量収容するとともに、収容した茶葉を順次垂直バケット６の第１搬送路６ａに供給するためのものであり、図７及び図８に示すように、選別すべき茶葉を所定量収容可能な収容部９ａと、該収容部９ａ内に配設されたスクリュー９ｂと、収容部９ａを振動させるための板ばねＳ及び駆動機構１１とから主に構成されている。収容部９ａの一方の側面には、垂直バケット６の第１搬送路６ａに通じた供給口９ｃが形成されている。
【００４５】
スクリュー９ｂは、収容部９ａの長手方向に延設され、その一端が供給口９ｃに位置しつつ回転可能とされたもので、当該スクリュー９ｂの回転動作により、収容部９ａ内の茶葉が順次供給口９ｃに搬送され、そこから垂直バケット６に供給されるよう構成されている。また、収容部９ａは、駆動機構１１及び板ばねＳによりフレームＦに対して振動し、その振動にて内部の茶葉が供給口９ｃまで搬送されるよう構成されている。
【００４６】
しかして、通常はスクリュー９ｂを回転駆動させることにより、茶葉を順次垂直バケット６に供給するとともに、収容部９ａ内の茶葉が少なくなってスクリュー９ｂによる搬送が困難となった後、駆動機構１１を駆動させ、その駆動力と板ばねＳの作用により、当該収容部９ａを振動させることにより、残存した茶葉を垂直バケット６に供給し得るようになっている。これにより、収容部９ａに収容された茶葉を残さず垂直バケット６に供給することができる。
【００４７】
次に、上記茶葉の異物選別装置及び周辺手段における作用について説明する。
供給箱９の収容部９ａに茶葉を投入しておき、所定量収容した状態にてスクリュー９ｂを回転駆動させると、当該収容部９ａ内の茶葉が順次供給口９ｃに至り、そこから垂直バケット６の第１搬送路６ａに供給されて上方へ搬送される。かかる搬送された茶葉は、吐出口６ｄから吐出され、散茶フィーダ７の第１搬送路７ａに至ることとなる。
【００４８】
この第１搬送路７ａに至った茶葉は、散茶フィーダ７の振動作用により順次搬送され、先端７ａａから落下して投入フィーダ８の第１供給路８ａに至った後、当該投入フィーダ８の振動作用により順次搬送され、その先端から落下して第１フィーダ１ａの上部に供給される。しかして、第１フィーダ１ａ上を茶葉が流れ、その下部から落下する過程で、ラインスキャンカメラ３による撮像、判定手段１０による判定、及びエアノズル４による選別が行われ、エアノズル４にて異物を回収手段Ｂ１に吹き飛ばしつつ当該エアノズル４にて落下軌跡が変更されなかった茶葉のみが受け部材５ａに至ることとなる。以上で、１回目の選別作業が終了する。
【００４９】
そして、受け部材５ａに至った茶葉は、案内部６ｃにより垂直バケット６の第２搬送路６ｂに案内され、再び上方へ搬送される。かかる搬送された茶葉は、吐出口６ｅから吐出され、散茶フィーダ７の第２搬送路７ｂに至ることとなる。この第２搬送路７ｂに至った茶葉は、散茶フィーダ７の振動作用により順次搬送され、先端７ｂａから落下して投入フィーダ８の第２供給路８ｂに至った後、当該投入フィーダ８の振動作用により順次搬送され、その先端から落下して第２フィーダ１ｂの上部に供給される。
【００５０】
しかして、第２フィーダ１ｂ上を茶葉が流れ、その下部から落下する過程で、ラインスキャンカメラ３による撮像、判定手段１０による判定、及びエアノズル４による選別が行われ、エアノズル４にて落下軌跡が変更されなかった茶葉のみが受け部材５ｂに至ることとなる。尚、受け部材５ｂに至った茶葉は、そのまま落下して回収手段Ｂ２内に収容されることとなる。以上で、２回目の選別作業が終了する。
【００５１】
このように、２つのシュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）で茶葉を循環させつつ順次流すことにより、茶葉中の異物を２回選別して取り除くことができるので、茶葉中に混入された異物の選別をより確実に行わせることができる。尚、本実施形態においては、シュートが２つ並設されているが、３つ以上並設して茶葉の選別を３回以上行わせるよう構成してもよい。
【００５２】
上記茶葉の異物選別装置によれば、シュートが装置の幅方向に対して複数（２つ）並列に設けられるとともに、当該複数のシュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）上に順次茶葉を供給すべく、落下条件を略均一に揃えつつ各シュートの上部に茶葉を落下させ得る投入フィーダ８を具備しているので、装置の高さ寸法を小さく抑えることができるとともに、選別精度を向上させることができる。即ち、同一の投入フィーダ８から並列に設けられた第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂにそれぞれ茶葉を落下させるので、その落下条件が略均一に揃えられるのである。
【００５３】
投入フィーダ８には、各シュート（第１シュート１ａ及び第２シュート１ｂ）に対応した複数の茶葉の供給路（第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂ）が形成されているので、各シュートにおける落下条件をより確実に略均一に揃えることができる。また、供給手段としての投入フィーダ８は、単一の振動フィーダから成るとともに、当該振動フィーダの搬送面を複数に区画して複数の供給路（第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂ）が形成されるので、複数のシュートに茶葉を落下させる供給手段を１つで兼用させることができ、装置構成の簡素化、製造コスト及びランニングコストの低下、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【００５４】
本実施形態においては、搬送手段としての垂直バケット６及び散茶フィーダ７もそれぞれ単一の振動フィーダから成り、その搬送面や搬送部位を複数（２つ）に区画して複数の搬送路が形成されているので、１つの搬送手段にて２つの搬送路を持たせて兼用させることができ、投入フィーダ８と同様、装置構成の簡素化、製造コスト及びランニングコストの低下、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【００５５】
更に、投入フィーダ８における複数の茶葉の供給路（第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂ）それぞれに対応し、各供給路に茶葉を搬送するための複数の搬送路（垂直バケット６における第１搬送路６ａ、第２搬送路６ｂ、及び散茶フィーダ７における第１搬送路７ａ、第２搬送路７ｂ）が形成された搬送手段（垂直バケット６及び散茶フィーダ７）を具備したので、複数回の選別を行わせる際の投入フィーダ８への茶葉の搬送をより容易且つ確実に行わせることができる。
【００５６】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１発光手段から青色以外の色の光を照射し、その反射光と第２発光手段による背景光との差違を検知し、被撮像物が異物であるか否かを判定手段にて判定するものとしてもよい。即ち、本実施形態においては、青色の光を照射すると赤色蛍光する茶葉の特性を利用しているが、かかる特性を利用しないものであっても、第１発光手段からの反射光と第２発光手段による背景光とに基づき異物を判定するものであれば、如何なる形態のものであってもよい。
【００５７】
尚、本実施形態においては、複数回（２回）異物の選別を行っているが、１回のみ或いは３回以上異物の選別を行わせるものとしてもよい。また、本実施形態においては、異物と判定されたものをエアノズルで吹き飛ばしているが、異物と判定されないもの（即ち、茶葉）をエアノズルで吹き飛ばし、シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させることにより、茶葉と異物とを選別し得るものとしてもよい。
【００５８】
更に、本実施形態においては、異物選別装置に適用される搬送手段は、投入フィーダ８及び散茶フィーダ７が振動フィーダから成るものであるが、これに代えて他の搬送手段（ベルトコンベア等）としてもよい。同様に、本実施形態に係る垂直バケット６に代えて、茶葉を上方へ搬送し得る汎用的な他の搬送手段としてもよい。また更に、本実施形態においては、供給手段が第１供給路８ａ及び第２供給路８ｂを有する単一の投入フィーダ８とされているが、それぞれ別個の供給手段（第１供給路を有する振動フィーダと第２供給路を有する振動フィーダなど）としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
撮像手段の撮像範囲であって第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けた茶葉の異物選別装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ シュート
１ａ 第１シュート
１ｂ 第２シュート
２ 検知判定部
３ ラインスキャンカメラ（撮像手段）
４ エアノズル
５ａ、５ｂ 受け部材
６ 垂直バケット（搬送手段）
６ａ 第１搬送路
６ｂ 第２搬送路
７ 散茶フィーダ（搬送手段）
７ａ 第１搬送路
７ｂ 第２搬送路
８ 投入フィーダ（供給手段）
８ａ 第１供給路
８ｂ 第２供給路
９ 供給箱
１０ 判定手段
１１ 駆動機構
１２ 柱体
１３ 枠体
１４ ビニルシート（縦壁面）
１５ 第１発光手段
１６ 第２発光手段
１７ 反射板
１８ 角度変更手段
１９ａ 遮光部材
１９ｂ 遮光部材
１９ｃ スリット
２０ 収容部材
２１ ガラス板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定角度傾斜して配設されるとともに、上部から下部に茶葉を流し得るシュートと、
前記シュートの下部から落下する茶葉を撮像し画像を得る撮像手段と、
該撮像手段側から光を照射して被撮像物からの反射光を得る第１発光手段と、
前記撮像手段で撮像する画像の背景側から光を照射する第２発光手段と、
前記撮像手段で得られた画像における前記第１発光手段からの反射光及び第２発光手段からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により異物であると判定されたものを吹き飛ばし或いは異物でないと判定されたものを吹き飛ばすことにより、前記シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させて選別し得るエアノズルと、
を備え、前記シュートで茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置において、
前記撮像手段の撮像範囲であって前記第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けたことを特徴とする茶葉の異物選別装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラから成り、当該ライン状の撮像範囲に沿って前記スリットが形成されたことを特徴とする請求項１記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項３】
前記スリットは、前記撮像手段に対して前記第２発光手段の光を遮蔽し得る一対の遮光部材を所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材の離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項４】
前記第１発光手段は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、前記判定手段は、前記撮像手段にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項５】
前記第２発光手段からの背景光は、反射板で反射されて前記撮像手段にて撮像されるとともに、当該反射板の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項１】
所定角度傾斜して配設されるとともに、上部から下部に茶葉を流し得るシュートと、
前記シュートの下部から落下する茶葉を撮像し画像を得る撮像手段と、
該撮像手段側から光を照射して被撮像物からの反射光を得る第１発光手段と、
前記撮像手段で撮像する画像の背景側から光を照射する第２発光手段と、
前記撮像手段で得られた画像における前記第１発光手段からの反射光及び第２発光手段からの背景光に基づき、被撮像物が異物であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により異物であると判定されたものを吹き飛ばし或いは異物でないと判定されたものを吹き飛ばすことにより、前記シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させて選別し得るエアノズルと、
を備え、前記シュートで茶葉を流すことにより茶葉中に混入した異物を選別して取り除くための茶葉の異物選別装置において、
前記撮像手段の撮像範囲であって前記第２発光手段と被撮像物との間にスリットを設けたことを特徴とする茶葉の異物選別装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、ライン状に撮像範囲が構成されたラインスキャンカメラから成り、当該ライン状の撮像範囲に沿って前記スリットが形成されたことを特徴とする請求項１記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項３】
前記スリットは、前記撮像手段に対して前記第２発光手段の光を遮蔽し得る一対の遮光部材を所定寸法離間させて形成されるとともに、当該遮光部材の離間寸法を変更してスリット幅を任意に調整し得るものとされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項４】
前記第１発光手段は青色の光を照射するとともに、当該第１発光手段からの青色の光が茶葉に照射されることにより当該茶葉から赤色蛍光を得るものとされ、且つ、前記判定手段は、前記撮像手段にて撮像される当該赤色蛍光の有無に基づいて被撮像物が異物であるか否かを判定するものとされたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置。
【請求項５】
前記第２発光手段からの背景光は、反射板で反射されて前記撮像手段にて撮像されるとともに、当該反射板の角度を変更して背景光レベルを任意に調整し得るものとされたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の茶葉の異物選別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−９８２５５（Ｐ２０１１−９８２５５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５２８３３（Ｐ２００９−２５２８３３）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００１０４３７５）カワサキ機工株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００１０４３７５）カワサキ機工株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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