JP2003083900A - 穀粒画像読取装置及びこれを用いた穀粒品質判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 穀粒の品質判定精度の向上を図ることができ
る穀粒画像読取装置及びこれを用いた穀粒品質判定装置
を得る。 【解決手段】 穀粒品質判定装置としてのカラースキャ
ナ１８は、スキャナ本体２０と蓋体２２とによって構成
されている。スキャナ本体２０には試料台２６及び走査
装置３２が配設されており、蓋体２２には光源４０及び
斜光ルーバ４２が配設されている。この構成によれば、
穀粒２８の二種類の画像（透過光・反射光画像と反射光
画像）が得られ、これに基づいて穀粒２８の品質を判定
するため、穀粒２８の品質判定精度が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、米粒等の穀粒の品
質を判定する際に用いられる穀粒画像読取装置及びこれ
を用いた穀粒品質判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】特許第
２８１５６３３号公報には、米粒を一粒ずつ搬送して光
を照射し、米粒一粒ずつの反射光量を測定することで、
玄米、白米、又は籾米の品位を判定する米粒品位判定装
置が開示されている。しかしながら、米粒一粒ずつに光
を照射して米粒一粒ずつの品位を判定するため、検査時
間が極めて長くかかるという問題がある。

【０００３】一方、実公平７−３３１５１号公報には、
米粒が一粒ずつ入る凹部が多数穿設された試料皿の凹部
の各々に米粒を入れて米粒に光を照射し、スキャナを走
査して米粒からの反射光又は透過光に基づいて穀粒の画
像を取り込み、米粒の品質を一粒ずつ判定する米粒品質
判定装置が記載されている。

【０００４】しかしながら、従来の米粒品質判定装置で
は、米粒からの反射光又は透過光から得られる画像から
米粒の品質を判定しているため、反射光を用いる場合に
は、砕粒米、籾米、死米、茶系着色米、青色未熟米、害
虫被害による着色米については判別することができるも
のの、胴割れ米については精度良く判別することが困難
であり、透過光を用いる場合には胴割れ米については判
別することができるものの他の不良米を判別することが
困難であり、いずれにしても精度良く米粒の品質を判定
することができないという問題があった。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、穀粒の品質判
定精度の向上を図ることができる穀粒画像読取装置及び
これを用いた穀粒品質判定装置を得ることが目的であ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
係る穀粒画像読取装置は、底部が透明材料によって構成
されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台
を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動
可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部
及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで
構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、このスキ
ャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉止状
態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光
手段を備えた蓋体と、を有し、前記斜光手段から照射さ
れて穀粒を透過し前記走査手段の受光部に受光された透
過光と、前記光照射部から照射されて穀粒で反射され前
記走査手段の受光部に受光された反射光の二種類の光を
用いて穀粒の画像を読取る、ことを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１記載の発明において、前記斜光手段
は、穀粒照射用の光源と、この光源から照射された照射
光が穀粒に対して斜め方向から均一に照射されるように
照射方向を規制する斜光ルーバと、を含んで構成されて
いる、ことを特徴としている。

【０００８】請求項３記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１記載の発明において、前記斜光手段
は、二次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向
から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複
数の発光素子を含んで構成されている、ことを特徴とし
ている。

【０００９】請求項４記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１記載の発明において、前記斜光手段
は、一次元状に配列されると共に穀粒に対して斜め方向
から光が照射されるように発光方向の設定がなされた複
数の発光素子を含んで構成されており、当該複数の発光
素子及び試料台の少なくとも一方を当該複数の発光素子
の配列方向と交差する方向へ移動させる、ことを特徴と
している。

【００１０】請求項５記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の穀粒
画像読取装置と、この穀粒画像読取装置と接続され、当
該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づい
て穀粒の品質を判定する判定装置と、を含んで構成され
ている、ことを特徴としている。

【００１１】請求項６記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項５記載の発明において、前記走査手段
は、前記斜光手段の光源及び前記走査手段の光照射部の
双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀
粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射さ
れた反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの
画像情報と、前記斜光手段の光源を消灯させかつ前記光
照射部を点灯させた状態で、後者から照射されて穀粒で
反射された反射光のみを前記受光部で受光したときの画
像情報と、を前記判定装置へ出力し、前記判定装置は、
透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から
反射光のみを受光したときの画像情報を減算することに
より透過光のみを受光したときの画像情報を求めた上
で、穀粒の品質を判定する、ことを特徴としている。

【００１２】請求項７記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項５記載の発明において、前記走査手段
は、前記斜光手段の光源及び前記走査手段の光照射部の
双方を点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀
粒を透過した透過光と後者から照射されて穀粒で反射さ
れた反射光の双方を前記受光部で同時に受光したときの
画像情報と、前記斜光手段の光源を点灯させかつ前記光
照射部を消灯させた状態で、前者から照射されて穀粒で
透過された透過光のみを前記受光部で受光したときの画
像情報と、を前記判定装置へ出力し、前記判定装置は、
透過光及び反射光を同時に受光したときの画像情報から
透過光のみを受光したときの画像情報を減算することに
より反射光のみを受光したときの画像情報を求めた上
で、穀粒の品質を判定する、ことを特徴としている。

【００１３】請求項８記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項５記載の発明において、前記走査手段
は、前記斜光手段の光源を点灯させかつ前記走査手段の
光照射部を消灯させた状態で、前者の光源から照射され
て穀粒を透過した透過光のみを前記受光部で受光したと
きの画像情報と、前記斜光手段の光源を消灯させかつ前
記光照射部を点灯させた状態で、後者から照射されて穀
粒で反射された反射光のみを前記受光部で受光したとき
の画像情報と、を前記判定装置へ出力する、ことを特徴
としている。

【００１４】請求項１記載の本発明によれば、穀粒画像
読取装置のスキャナ本体の画像読取位置には、底部が透
明材料によって構成された試料台が配置されている。こ
の試料台の上に穀粒が二次元状に載置された後、蓋体が
閉止される。この状態で、穀粒の画像が読取られる。

【００１５】ここで、本発明では、反射光と透過光の二
種類の光を用いて穀粒の画像を読取ることが可能であ
る。すなわち、光照射部から穀粒に光を照射させなが
ら、走査手段を試料台の底部に沿って移動させることに
より、穀粒で反射された反射光が受光部に受光される。
これにより、穀粒の反射光画像が得られるため、穀粒の
外形や色彩といった穀粒表面の状態を読取ることが可能
となり、表面異常の穀粒（砕米、籾米、死米、茶系着色
米、青色未熟米、害虫被害米等の着色米）を高精度で見
つけることができる。

【００１６】一方、蓋体には斜光手段が設けられている
ため、当該斜光手段を使って穀粒に対して斜め方向から
光を照射させることができる。穀粒を透過した光はスキ
ャナ本体の受光部に受光され、これにより穀粒の透過光
画像が得られる。ここで、本発明のように、穀粒に対し
て光を斜めに照射させると、穀粒内部に亀裂や破断面等
が存在した場合に、穀粒内部に影が発生し易くなる。従
って、この影を読取ることにより、亀裂や破断面等の有
無といった穀粒内部の状態を読取ることが可能となり、
内部異常の穀粒（胴割れ米）を高精度で見つけることが
できる。

【００１７】従って、本発明に係る穀粒画像読取装置を
用いれば、表面異常の穀粒及び内部異常の穀粒の双方を
高精度で検出することができるという意味において、穀
粒の品質判定精度の向上に資することができる。

【００１８】請求項２記載の本発明によれば、光源から
照射された光は、斜光ルーバによって、照射光が穀粒に
対して斜め方向から均一に照射されるように照射方向が
規制される。従って、本発明の場合には、斜光ルーバを
必要とする代わりに、光源側に斜光のための工夫を施す
必要がなくなる。

【００１９】請求項３記載の本発明によれば、二次元状
に配列された複数の発光素子の発光方向が穀粒に対して
斜め方向から光が照射されるように設定されているた
め、斜光ルーバが不要となる。

【００２０】請求項４記載の本発明によれば、一次元状
に配列された複数の発光素子の発光方向が穀粒に対して
斜め方向から光が照射されるように設定したので、一次
元的な斜光性は確保される。そして、これを二次元状に
展開していく手法としては、複数の発光素子の方を当該
発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させる方法
と、複数の発光素子についてはそのままにしておき、試
料台の方を当該発光素子の配列方向と交差する方向へ移
動させる方法と、両者を互いに逆方向へ移動させる方向
とが適用可能である。いずれの方法を採ったとしても、
本発明によれば、斜光ルーバが不要になるだけでなく、
発光素子の使用個数も大幅に削減される。

【００２１】請求項５記載の本発明によれば、前述した
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された穀粒画像
読取装置によって穀粒の画像が読取られる。そして、そ
の画像情報は穀粒画像読取装置と接続された判定装置に
送信され、当該判定装置によって、入力された画像情報
に基づいて穀粒の品質が判定される。

【００２２】請求項６記載の本発明によれば、走査手段
によって二種類の画像が読取られる。一つは、斜光手段
の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態
で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光
と、後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方
を受光部で同時に受光したときの画像情報であり、他の
一つは、斜光手段の光源を消灯させかつ光照射部を点灯
させた状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反
射光のみを受光部で受光したときの画像情報である。こ
れらの画像情報が判定装置に出力されることにより、判
定装置では、画像間演算が行われる。すなわち、透過光
及び反射光を同時に受光したときの画像情報から反射光
のみを受光したときの画像情報を減算することにより、
透過光のみを受光したときの画像情報が求められる。こ
れにより、透過光による画像情報と反射光による画像情
報が得られたことになるため、表面異常の穀粒及び内部
異常の穀粒のいずれも判別可能となる。

【００２３】また、上記の如く画像間演算をする手法を
採ることにより、既存の走査手段を利用することが可能
となる。従って、コストメリットが大きい。

【００２４】請求項７記載の本発明によれば、走査手段
によって二種類の画像が読取られる。一つは、斜光手段
の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態
で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光
と、後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双方
を受光部で同時に受光したときの画像情報であり、他の
一つは、斜光手段の光源を点灯させかつ光照射部を消灯
させた状態で、前者から照射されて穀粒を透過した透過
光のみを受光部で受光したときの画像情報である。これ
らの画像情報が判定装置に出力されることにより、判定
装置では、画像間演算が行われる。すなわち、透過光及
び反射光を同時に受光したときの画像情報から透過光の
みを受光したときの画像情報を減算することにより、反
射光のみを受光したときの画像情報が求められる。これ
により、透過光による画像情報と反射光による画像情報
が得られたことになるため、表面異常の穀粒及び内部異
常の穀粒のいずれも判別可能となる。

【００２５】請求項８記載の本発明によれば、走査手段
によって二種類の画像が読取られる。一つは、斜光手段
の光源を点灯させかつ走査手段の光照射部を消灯させた
状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過
光のみを受光部で受光したときの画像情報であり、他の
一つは、斜光手段の光源を消灯させかつ光照射部を点灯
させた状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反
射光のみを受光部で受光したときの画像情報である。こ
れらの画像情報は判定装置に出力される点で請求項６記
載の発明の場合と同様であるが、本発明の場合には画像
間演算は行う必要がない点で請求項６記載の発明とは異
なる。つまり、本発明の場合、透過光画像と反射光画像
とを個別に直接読取ることができるため、画像間演算は
不要となる。従って、判定装置では、入力された二種類
の画像情報から直接的に穀粒の品質を判定することがで
きる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１０を用いて、本
発明に係る穀粒画像読取装置及びこれを用いた穀粒品質
判定装置の実施形態について説明する。

【００２７】図１に示されるように、本実施形態の穀粒
品質判定装置１０は、ＬＡＮ等のネットワーク１２に接
続された「判定装置」としての複数のクライアントコン
ピュータ１４と、管理用のサーバコンピュータ１６と、
各クライアントコンピュータ１４に接続された「穀粒画
像読取装置」としてのカラースキャナ１８と、を含んで
構成されている。

【００２８】クライアントコンピュータ１４には、画像
及び判定結果の集計、データ圧縮、データの暗号化、補
助記憶装置メディアへの記録、印刷、ネットワーク経由
での配信、及びパスワードによるデータ保護の機能が装
備されており、穀粒品質判定システム端末として機能す
るように構成されている。

【００２９】図２及び図３には、カラースキャナ１８の
概略構成が断面図にて示されている。これらの図に示さ
れるように、カラースキャナ１８は、画像読取面を上端
面に有するスキャナ本体２０と、このスキャナ本体２０
の画像読取面を覆う蓋体２２とによって構成されてい
る。

【００３０】より詳しく説明すると、スキャナ本体２０
は、直方体形状のケーシング２４を備えている。ケーシ
ング２４の上端面の大半は開口されており、この部分に
ガラス製の試料台２６が着脱可能に配設されている。な
お、試料台２６は必ずしもガラス板である必要はなく、
アクリル板を使用してもよいし、これら以外の透明材料
から成る板材を使用してもよい。上記構成の試料台２６
には、多数の穀粒（試料）２８が二次元状に載置可能と
されている。

【００３１】また、スキャナ本体２０のケーシング２４
内には、「走査手段」としての走査装置３０が配設され
ている。走査装置３０は試料台２６に対して対向して配
置されており、試料台２６の底面に沿って図２の矢印方
向へ往復移動（二次元走査）可能とされている。また、
走査装置３０は、穀粒２８に対して光を照射する光照射
部（光源）３２と、後述する蓋体２２側の光源４０から
照射されて試料台２６上の穀粒２８を透過した透過光並
びに光照射部３２から照射されて穀粒２８で反射された
反射光を受光する受光部３４とを含んで構成されてい
る。なお、図２等においては、光照射部３２及び受光部
３４を含めた全体を走査装置「３０」として表記してい
る。また、走査装置３０の受光部３４はカラーＣＣＤを
含んで構成されており、試料台２６に載置された穀粒２
８の画像をＲＧＢの三色（赤色、緑色、青色）に分解し
て読取ってクライアントコンピュータ１４に出力するよ
うになっている。

【００３２】一方、蓋体２２は比較的薄型のケーシング
３５を備えており、このケーシング３５の下端一辺がス
キャナ本体２０の上端一辺にヒンジ結合されている。従
って、蓋体２２はヒンジ３６回りに回動可能とされてお
り、これによりスキャナ本体２０の画像読取面を開閉す
るカバーとしての機能を果たしている。なお、蓋体２２
の開閉形式は、本実施形態のようにヒンジ形式でもよい
し、スライド形式でもよく、両者の複合形式でもよい。
蓋体２２の下端面の大半は開口されており、当該開口３
８の奥側（即ち、蓋体２２の内部）には蛍光灯等によっ
て構成された複数の棒状の光源４０が所定の間隔で配設
されている（図３（Ｂ）参照）。

【００３３】さらに、蓋体２２の開口３８に臨む位置に
は、プラスチック製の板状部材で構成された斜光ルーバ
４２が配設されている。斜光ルーバ４２は、蓋体２２が
閉止された状態（図３（Ａ）の状態）において、試料台
２６の上面に載置された穀粒２８に対して傾斜した方向
から光が照射されるように、光源４０から照射された光
の方向を斜め方向に均一化する目的で配設されている。
そのため、斜光ルーバ４２には、斜め方向に光を透過す
る多数の光路４２Ａが並設されている。なお、試料台２
６の底面に対する照射光の傾斜角、即ち光路４２Ａの試
料台２６の底面に対する傾斜角度は約３０度〜約６０度
の範囲に設定するのが好ましく、その中でも約３０度に
設定するのが好適である。さらに付言すると、斜光ルー
バ４２としては、ライトコントロールパネル（エドモン
ドサイエンティフィックジャパン社製、商品名）を使用
することができる。

【００３４】なお、上記光源４０及び斜光ルーバ４２が
本発明における「斜光手段」に相当する。

【００３５】次に、本実施形態の作用並びに効果につい
て説明する。

【００３６】まず最初に、予め等級が既知の穀粒（良品
の穀粒）２８を試料台２６の上に載置させて、判定結果
が良品となるようにティーチングを行う。このとき、穀
粒２８の品質と判定結果が一致しない場合には、図４〜
図６に示す二色を組み合わせて予め定められた穀粒２８
の品質を判定するための判定用テーブルのＲ信号の最小
値Ｒｍｉｎ、Ｒ信号の最大値Ｒｍａｘ、二色間の関係を
示す直線の傾きａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２等を調整し、穀
粒２８の品質と判定結果とが一致するようにティーチン
グを行う。なお、他の等級の穀粒２８を判定するときに
は、判定対象の等級に分類された穀粒２８を試料台２６
の上に載置して、判定結果が良品になるようにテーチィ
ングを行えばよい。このように、テーチィングを行うこ
とにより目的とする等級の穀粒２８を良品として判定す
ることができる。

【００３７】次に、実際に穀粒２８の品質を判定する作
業が行われる。

【００３８】まず、試料台２６に載置された穀粒２８の
画像の読取作業が行われる。具体的には、蓋体２２をヒ
ンジ３６回りに開放させて、試料台２６の上に多数の穀
粒２８を二次元状に載置させた後、蓋体２２を閉止す
る。この状態で、スキャナ本体２０の走査装置３０を駆
動して試料台２６の底面に沿って移動（二次元走査）さ
せる。これにより、走査装置３０の光照射部３２から穀
粒２８へ光が照射され、穀粒２８で反射して戻ってきた
反射光が走査装置３０の受光部３４に受光される。反射
光の受光結果は、受光部３４を構成するカラーＣＣＤに
よってＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分解して読取ら
れ、画像（以下、「反射光画像」と称す）情報としてク
ライアントコンピュータ１４に出力される。上記によ
り、穀粒２８の反射光画像が得られるため、穀粒２８の
外形や色彩といった穀粒表面の状態を読取ることが可能
となり、表面異常の穀粒（砕米、籾米、死米、茶系着色
米、青色未熟米、害虫被害米等の着色米）２８を高精度
で見つけることができる。

【００３９】続いて、蓋体２２側の光源４０を点灯さ
せ、穀粒２８に光を照射させる。このとき、本実施形態
の場合、光源４０と試料台２６との間に斜光ルーバ４２
が介在されているため、光源４０からの照射光は穀粒２
８に対して約３０度〜約６０度の範囲で斜め方向から均
一に照射される。なお、このように斜光ルーバ４２を使
って穀粒２８に対して斜め方向から光を照射させるの
は、穀粒２８の内部に亀裂や破断面等が存在している場
合には、当該亀裂や破断面等により光が遮光され、影が
生じ易くなり、この影を読取ることにより、亀裂や破断
面等の有無といった穀粒内部の状態を読取ることが可能
となり、内部異常の穀粒（胴割れ米）２８の検出精度を
上げることができるからである。

【００４０】上記の状態で、前述した場合と同様にして
スキャナ本体２０の走査装置３０を駆動して試料台２６
の底面に沿って移動（二次元走査）させる。これによ
り、蓋体２２側の光源４０から照射され穀粒２８を透過
した透過光、並びに、走査装置３０の光照射部３２から
穀粒２８へ照射されて穀粒２８で反射した反射光が走査
装置３０の受光部３４に受光される。つまり、走査装置
３０の受光部３４には、蓋体２２側の光源４０から照射
されて穀粒２８を透過した透過光と、走査装置３０側の
光照射部３２から照射されて穀粒２８で反射されて戻っ
てきた反射光とが同時に受光される。透過光と反射光を
同時に受光した受光結果は、受光部３４を構成するカラ
ーＣＣＤによってＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分解し
て読取られ、画像（以下、「透過光・反射光画像」と称
す）情報としてクライアントコンピュータ１４に出力さ
れる。

【００４１】上記の如くして得られた画像情報に基づい
て穀粒２８の品質判定処理が行われる。具体的には、透
過光・反射光画像（受光信号値）から反射光画像（受光
信号値）を減算する画像間演算処理が行われる。これに
より、穀粒２８の透過光画像（受光信号値）が得られる
ため、穀粒内部の状態（亀裂・破断面等）を読取ること
が可能となり、前述した如く内部異常の穀粒（胴割れ
米）２８を高精度で見つけることができる。

【００４２】つまり、本実施形態によれば、透過光・反
射光画像と反射光画像とで画像間演算を行うことによ
り、穀粒２８の内部の画像情報と穀粒２８の表面の画像
情報の双方を抽出することができることになる。その場
合、穀粒２８の内部の画像情報は前記画像間演算の結果
から求めることができ、穀粒２８の表面の画像情報は反
射光画像から求めることができる。その結果、胴割れ粒
と腹白等の部分着色粒とをそれぞれ明確に判別すること
が可能となり、精度の高い品質判定を行うことができ
る。

【００４３】なお、上記の画像読取操作では、反射光画
像を先に読取り、透過光・反射光画像を後で読取る場合
を例にして説明したが、これに限らず、逆の手順で穀粒
２８の画像の読取りを行ってもよい。

【００４４】上述した穀粒２８の品質判定処理の仕方に
ついて補足説明しておくと、各クライアントコンピュー
タ１４は、スキャナ本体２０から送信された穀粒２８の
画像信号を取り込み、各画素のＲＧＢ３色の画像信号の
各々について、図４に示すように、ａ１Ｂ＞Ｒ＞ａ２
Ｂ、かつ、Ｒｍｉｎ＜Ｒ＜Ｒｍａｘの条件を満たし、図
５に示すように、ｂ１Ｂ＞Ｇ＞ｂ２Ｂ、かつ、Ｇｍｉｎ
＜Ｇ＜Ｇｍａｘの条件を満たし、更に図６に示すよう
に、ｃ１Ｇ＞Ｒ＞ｃ２Ｇ、かつ、Ｒｍｉｎ＜Ｒ＜Ｒｍａ
ｘの条件を満たすか否かを判断する。なお、Ｒｍｉｎは
Ｒ色の画像信号の最小値、ＲｍａｘはＲ色の画像信号の
最大値、ＧｍｉｎはＧ色の画像信号の最小値、Ｇｍａｘ
はＧ色の画像信号の最大値を示しており、又ａ１、ａ
２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２は図４〜図６に示す直線の
傾きを示す定数である。

【００４５】なお、穀粒２８の内部及び表面の両方の情
報を抽出して判定する場合には、穀粒２８の内部及び表
面の各々の情報（画像信号）について、上記の条件を満
たすか否かを判断すればよい。

【００４６】そして、これらのＲ・Ｇ・Ｂに関する色彩
の条件を満たすとき、当該穀粒２８は色彩に関しては良
品であると判定し、上記条件を満たさないとき、当該穀
粒２８は色彩に関しては不良品（即ち、死米、茶系着色
米、青色未熟米、害虫被害による着色米、或いは籾米）
であると判定する。なお、同じ不良品でも、砕粒米につ
いては面積比（画素数の多・少）によって判別され（籾
米も基本的には面積比から判別される）、胴割れ米は前
述した如く傾斜光の照射によって米内部に発生した影
（即ち、明度の急激な変化）を読取ることによって判別
される。これにより、穀粒２８の等級付けを行うことが
できる。

【００４７】また、定期的に、クライアントコンピュー
タ１４からサーバコンピュータ１６に、スキャナ本体２
０で取り込んだ画像とクライアントコンピュータ１４の
判定結果とを送信し、サーバコンピュータ１６の画面に
表示させる。これにより、熟練したオペレータが、スキ
ャナ本体２０で取り込んだ画像とクライアントコンピュ
ータ１４の判定結果とを目視により比較することで、穀
粒品質判定装置１０のクライアントコンピュータ１４が
正常に作動しているか、或いは、クライアントコンピュ
ータ１４の判定結果にバラツキがないかをチェックし、
統一的な管理を行うことができる。

【００４８】このように本実施形態に係るカラースキャ
ナ１８では、スキャナ本体２０側に試料台２６を配置す
ると共に当該スキャナ本体２０に蓋体２２を一体化し、
蓋体２２側の光源４０及び斜光ルーバ４２を使った透過
光と、スキャナ本体２０側の走査装置３０の光照射部３
２を使った反射光との二種類の光を用いて穀粒２８の画
像を読取ることとしたので、胴割れ米及び着色米の双方
を精度良く検出することができる。その結果、上記カラ
ースキャナ１８を用いた穀粒品質判定装置１０を使用す
ることにより、穀粒２８の品質判定精度の向上を図るこ
とができる。

【００４９】特に、本実施形態に係るカラースキャナ１
８では、斜光ルーバ４２を使って穀粒２８に斜め方向か
ら光を照射するように構成したので、穀粒２８の内部に
亀裂・破断面等があった場合に、当該穀粒２８の内部に
影が発生し易くなり、この影を読取ることにより、胴割
れ米の判別精度（品質判定精度）を高めることができる
点で優れている。

【００５０】また、本実施形態に係るカラースキャナ１
８では、スキャナ本体２０側に試料台２６を配置するこ
とにしたので、蓋体２２側の小型軽量化を図ることがで
きる。逆に言えば、仮に蓋体２２側に試料台２６を設け
た場合には、「蓋体」と呼べる程度を超えてしまい「箱
体」といった概念になるものと思われるが、本実施形態
のようにスキャナ本体２０側に試料台２６を配置するこ
とにより、「箱体」から「蓋体」にまで小型軽量化を図
ることが可能となる。その結果、蓋体２２をスキャナ本
体２０の試料台２６に対して開閉可能に取り付けること
も可能となり、両者を一体化することも可能になる。

【００５１】さらに、本実施形態に係るカラースキャナ
１８では、斜光ルーバ４２を用いて光源４０からの照射
光を穀粒２８に対して斜め方向から均一に照射されるよ
うに照射方向を規制したので、光源４０側に斜光のため
の工夫を施す必要がなくなる。その結果、本実施形態に
よれば、蓋体２２の内部構造の簡素化ひいては蓋体２２
の製作の容易化を図ることができる。

【００５２】また、本実施形態に係る穀粒品質判定装置
１０では、カラースキャナ１８を使って読取った透過光
・反射光画像及び反射光画像から画像間演算を行うこと
により、透過光のみを受光したときの画像情報を求める
こととしたので、既存の走査装置３０を利用することが
可能となる。その結果、低コストで穀粒品質判定装置１
０を成立させることができる。

【００５３】次に、本発明に係る穀粒画像読取装置の他
の実施形態について説明する。なお、前述した実施形態
と同一構成部分については同一番号を付してその説明を
省略する。

【００５４】図７（Ａ）、（Ｂ）に示されるカラースキ
ャナ５０では、蓋体２２側の棒状の光源４０に代えて面
発光光源５２を用いた点に特徴がある。面発光光源５２
は、図７（Ｂ）に示されるように、斜光ルーバ４２と平
行に配置された矩形状の拡散板５２Ａと、この拡散板５
２Ａの対向する辺に設けられた一対の棒状光源５２Ｂと
によって構成されている。

【００５５】上記構成によれば、棒状光源５２Ｂを点灯
すると、光は、拡散板５２Ａ中を伝搬して拡散板５２Ａ
の上下面から拡散光として照射される。かかる拡散光
は、斜光ルーバ４２によって光の方向が斜め方向に均一
化され、試料台２６の上に載置された穀粒２８に対して
傾斜した方向から光が照射される。従って、斜光ルーバ
４２に対する照射光が棒状の光源４０を用いた場合より
も均一化され、ひいては試料台２６に載置された穀粒２
８に対する斜め方向からの光の照射の均一化の精度を高
めることができる。

【００５６】図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるカラースキ
ャナ６０では、蓋体２２側の光源４０及び斜光ルーバ４
２に代えて、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）６２を二
次元状に傾斜した状態で配設した点に特徴がある。具体
的には、各発光ダイオード６２の光軸方向は試料台２６
の試料載置面に対して約３０度〜約６０度の範囲、好ま
しくは約３０度に設定されており、多数の発光ダイオー
ド６２が二次元状（ｎ行×ｍ列）に配列されている。な
お、本実施形態の場合、単色の発光ダイオード６２が用
いられているが、ＲＧＢ３色の発光ダイオード６２を交
互に配置して、全体として白色光が得られるようにして
もよい。

【００５７】上記構成によれば、多数の発光ダイオード
６２を所定角度傾斜させた状態で二次元状に配置する構
成としたので、斜光ルーバ４２が不要となる。その結
果、本実施形態によれば、蓋体２２側の構造の簡素化を
図ることができる。

【００５８】なお、本実施形態の場合、発光ダイオード
６２の発光方向（光軸方向）をすべて同一方向に設定し
たが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、発光方向
が逆方向となる一次元状の発光ダイオードアレイ６４、
６６を交互に配列する構成を採ってもよい。この場合、
穀粒２８に対して異なる二方向から斜めに光が照射され
るので、更に効果的に穀粒２８の品質を判定することが
できる。

【００５９】図１０（Ａ）、（Ｂ）に示されるカラース
キャナ７０では、蓋体２２側の光源４０及び斜光ルーバ
４２に代えて、一次元状に配列されかつ各々傾斜された
発光ダイオードアレイ７２を配設し、当該発光ダイオー
ドアレイ７２をその配列方向と交差（直交）する方向
（図１０（Ａ）の矢印方向）へ移動させる構成とした点
に特徴がある。一次元状の発光ダイオードアレイ７２を
移動させる機構は、ベルト駆動機構等、公知の駆動機構
を適用することができる。

【００６０】上記構成によれば、一次元状に配列された
発光ダイオードアレイ７２の発光方向が穀粒２８に対し
て斜め方向から光が照射されるように設定したので、一
次元的な斜光性は確保される。そして、これを二次元状
に展開していくには、発光ダイオードアレイ７２の方を
当該発光ダイオードアレイ７２の配列方向と交差する方
向へ移動させればよい。なお、このとき、スキャナ本体
２０の光照射部３２によって照射される部位と発光ダイ
オードアレイ７２によって照射される部位とが一致する
ように、走査装置３０と発光ダイオードアレイ７２とを
同期させて移動させる。或いは、発光ダイオードアレイ
７２についてはそのままにしておき、試料台２６の方を
当該発光ダイオードアレイ７２の配列方向と交差する方
向へ移動させる方法を採ってもよい。この場合には、走
査装置３０は発光ダイオードアレイ７２と対応する位置
に保持される。更には、発光ダイオードアレイ７２と試
料台２６とを相互に反対方向に移動させる構成を採って
もよい。いずれの方法を採ったとしても、本実施形態に
よれば、斜光ルーバ４２が不要になるだけでなく、発光
ダイオードアレイ７２の使用個数も大幅に削減される。
その結果、本実施形態によれば、大幅にコストを削減す
ることができる。

【００６１】なお、上記構成において、発光ダイオード
アレイ７２を移動させるときに、当該発光ダイオードア
レイ７２からの光の照射方向を往路と復路とで変更して
もよい。この場合、発光ダイオードアレイ７２の往復移
動によって、図９で説明したように穀粒２８が異なる二
方向から斜めに照明されることになるので、更に効果的
に穀粒２８の品質を判定することができる。

【００６２】また、上記構成においては、一つの発光ダ
イオードアレイ７２を用いる例について説明したが、図
９（Ａ）に示される構成の発光ダイオードアレイ６４、
６６（発光方向が相互に逆方向となるように組み合わせ
た発光ダイオードアレイ）を移動可能にしてもよい。

【００６３】さらに、図８〜図１０に示される各実施形
態では、発光ダイオード６２、発光ダイオードアレイ６
４、６６、７２を使用したが、これに限らず、有機ＥＬ
素子を使用するようにしてもよい。

【００６４】〔実施形態の補足〕なお、上述した本実施
形態に係る穀粒品質判定装置１０では、カラースキャナ
１８をクライアントコンピュータ１４に接続し、当該ク
ライアントコンピュータ１４をネットワーク１２に接続
する構成を採ったが、これに限らず、判定装置として機
能するスタンドアローン型のコンピュータをクライアン
トコンピュータ１４として用い、ネットワーク１２に接
続しない構成を採ってもよい。

【００６５】また、上述した本実施形態に係る穀粒品質
判定装置１０では、透過光・反射光画像と反射光画像と
を読取り、クライアントコンピュータ１４で画像間演算
を行うことにより透過光画像を得る構成を採ったが、こ
れに限らず、以下の方法を採ってもよい。

【００６６】一つには、上記とは逆に、透過光画像を読
取って画像間演算により反射光画像を得る方法である。
すなわち、走査装置３０の光照射部３２を投光・消灯切
換可能に構成し、斜光手段の光源及び光照射部３２を共
に点灯させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒２
８を透過した透過光及び後者から照射されて穀粒２８で
反射された反射光の双方を受光部３４で受光したときの
画像情報（透過光・反射光画像情報）を得る一方で、斜
光手段の光源を点灯させかつ光照射部３２を消灯させた
状態で、前者から照射されて穀粒２８を透過した透過光
のみを受光部３４で受光したときの画像情報（透過光画
像情報）を得る。そして、これらの画像情報はクライア
ントコンピュータ１４に出力され、当該クライアントコ
ンピュータ１４において透過光・反射光画像から透過光
画像を減算し、反射光画像を求める。上記方法によって
も、本実施形態と同様に精度の高い品質判定を行うこと
ができる。

【００６７】他の一つの方法は、前記方法と同様に、走
査装置３０の光照射部３２を投光・消灯切換可能に構成
し、斜光手段の光源を点灯させかつ光照射部３２を消灯
させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒２８を透
過した透過光のみを受光部３４で受光したときの画像情
報（透過光画像情報）を得る一方で、斜光手段の光源を
消灯させかつ光照射部３２を点灯させた状態で、後者か
ら照射されて穀粒２８で反射された反射光のみを受光部
３４で受光したときの画像情報（反射光画像情報）を得
る。そして、これらの画像情報はクライアントコンピュ
ータ１４に出力される。上記構成によれば、透過光画像
情報と反射光画像情報とが個別に直接得られるため、画
像間演算を行う必要がなくなる。従って、クライアント
コンピュータ１４では、入力された二種類の画像情報か
ら直接的に穀粒２８の品質を判定することができる。よ
って、画像間演算が不要になる分、短時間で穀粒２８の
品質の判定をすることができる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明に係るカラースキャナは、底部が透明材料によって
構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試
料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って
移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照
射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含
んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体と、この
スキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けられ、閉
止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照射する
斜光手段を備えた蓋体と、を有し、斜光手段から照射さ
れて穀粒を透過し走査手段の受光部に受光された透過光
と、光照射部から照射されて穀粒で反射され走査手段の
受光部に受光された反射光の二種類の光を用いて穀粒の
画像を読取る構成を採ったので、穀粒の品質判定精度の
向上を図ることができるという優れた効果を有する。

【００６９】加えて、請求項１記載の本発明に係る穀粒
画像読取装置は、スキャナ本体側に試料台を配置するこ
とにしたので、蓋体側の小型軽量化を図ることができ
る。逆に言えば、仮に蓋体側に試料台を設けた場合に
は、「蓋体」と呼べる程度を超えてしまい「箱体」とい
った概念になるものと思われるが、本発明のようにスキ
ャナ本体側に試料台を配置することにより、「箱体」か
ら「蓋体」にまで小型軽量化を図ることが可能となる。
その結果、蓋体をスキャナ本体の試料台に対して開閉可
能に取り付けることも可能となり、両者を一体化するこ
とも可能になる。

【００７０】請求項２記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１記載の発明において、穀粒照射用の光
源と、この光源からの照射光が穀粒に対して斜め方向か
ら均一に照射されるように照射方向を規制する斜光ルー
バと、を含んで斜光手段を構成したので、光源側に斜光
のための工夫を施す必要がなくなり、その結果、蓋体の
内部構造の簡素化ひいては蓋体の製作の容易化を図るこ
とができるという優れた効果を有する。

【００７１】請求項３記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１記載の発明において、二次元状に配列
されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射される
ように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含ん
で斜光手段を構成したので、斜光ルーバが不要となり、
その結果、蓋体側の構造の簡素化を図ることができると
いう優れた効果を有する。

【００７２】請求項４記載の本発明に係る穀粒画像読取
装置は、請求項１記載の発明において、一次元状に配列
されると共に穀粒に対して斜め方向から光が照射される
ように発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含ん
で斜光手段を構成したので、これを二次元状に展開して
いく手法が幾つかあり、その結果、穀粒画像読取装置の
設計の自由度を高めることができるという優れた効果を
有する。さらに、本発明によれば、斜光ルーバが不要に
なるだけでなく、発光素子の使用個数も大幅に削減され
るため、コストダウンを図ることができるという優れた
効果も得られる。

【００７３】請求項５記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の穀粒
画像読取装置と、この穀粒画像読取装置と接続され、当
該穀粒画像読取装置から送られてきた画像情報に基づい
て穀粒の品質を判定する判定装置と、を含んで構成され
ているため、穀粒の品質判定精度の向上を図ることがで
きるという優れた効果を有する。

【００７４】請求項６記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項５記載の発明において、走査手段は、斜
光手段の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させ
た状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透
過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双
方を前記受光部で同時に受光したときの画像情報と、斜
光手段の光源を消灯させかつ光照射部を点灯させた状態
で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみを
前記受光部で受光したときの画像情報と、を判定装置へ
出力し、判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光し
たときの画像情報から反射光のみを受光したときの画像
情報を減算することにより透過光のみを受光したときの
画像情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する構成を採
ったので、画像間演算が必要となるものの、既存の走査
手段を用いることができ、その結果、低コストで穀粒品
質判定装置を成立させることができるという優れた効果
を有する。

【００７５】請求項７記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項５記載の発明において、走査手段は、斜
光手段の光源及び走査手段の光照射部の双方を点灯させ
た状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透
過光と後者から照射されて穀粒で反射された反射光の双
方を受光部で同時に受光したときの画像情報と、斜光手
段の光源を点灯させかつ光照射部を消灯させた状態で、
前者から照射されて穀粒で透過された透過光のみを受光
部で受光したときの画像情報と、を判定装置へ出力し、
判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したときの
画像情報から透過光のみを受光したときの画像情報を減
算することにより反射光のみを受光したときの画像情報
を求めた上で、穀粒の品質を判定する構成を採ったの
で、請求項６記載の発明と同様に精度の高い品質判定を
行うことができるという優れた効果を有する。

【００７６】請求項８記載の本発明に係る穀粒品質判定
装置は、請求項５記載の発明において、走査手段は、斜
光手段の光源を点灯させかつ走査手段の光照射部を消灯
させた状態で、前者の光源から照射されて穀粒を透過し
た透過光のみを前記受光部で受光したときの画像情報
と、斜光手段の光源を消灯させかつ光照射部を点灯させ
た状態で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光
のみを前記受光部で受光したときの画像情報と、を判定
装置へ出力する構成を採ったので、既存の走査手段を利
用することができないものの、画像間演算が不要になる
分、短時間で穀粒の品質の判定を行うことができるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る穀粒品質判定装置のシステム
構成図である。

【図２】本実施形態に係る穀粒画像読取装置の全体構成
を蓋体が開いた状態で示す断面図である。

【図３】（Ａ）は図２に示される穀粒画像読取装置の全
体構成を蓋体を閉めた状態で示す断面図、（Ｂ）はその
側面図である。

【図４】良品領域を示す画像情報のＲとＢとの関係を示
す線図である。

【図５】良品領域を示す画像情報のＧとＢとの関係を示
す線図である。

【図６】良品領域を示す画像情報のＲとＧとの関係を示
す線図である。

【図７】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（面
発光光源タイプ）を示す図３（Ａ）に対応する断面図、
（Ｂ）はその側面図である。

【図８】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（二
次元発光ダイオードタイプ）を示す図３（Ａ）に対応す
る断面図、（Ｂ）はその側面図である。

【図９】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態（二
次元発光ダイオードタイプの別例）を示す図３（Ａ）に
対応する断面図、（Ｂ）はその側面図である。

【図１０】（Ａ）は穀粒画像読取装置の別の実施形態
（一次元発光ダイオードタイプ）を示す図３（Ａ）に対
応する断面図、（Ｂ）はその側面図である。

【符号の説明】

１０ 穀粒品質判定装置 １４ クライアントコンピュータ（判定装置） １８ カラースキャナ（穀粒画像読取装置） ２０ スキャナ本体 ２２ 蓋体 ２６ 試料台 ２８ 穀粒 ３０ 走査装置（走査手段） ３２ 光照射部 ３４ 受光部 ４０ 光源（斜光手段） ４２ 斜光ルーバ（斜光手段） ５０ カラースキャナ（穀粒画像読取装置） ５２ 面発光光源（斜光手段） ６０ カラースキャナ（穀粒画像読取装置） ６２ 発光ダイオード（斜光手段） ６４ 発光ダイオードアレイ（斜光手段） ６６ 発光ダイオードアレイ（斜光手段） ７０ カラースキャナ（穀粒画像読取装置） ７２ 発光ダイオードアレイ（斜光手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA51 AA60 AA61 CC00 FF04 FF41 GG07 GG14 HH12 HH15 JJ03 JJ26 MM14 QQ25 RR08 2G051 AA04 AB02 BA01 CA03 CB03 CD04 DA01 EA11 EA12 EB01 EC01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部が透明材料によって構成されると共
   に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取
   位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設け
   られかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で
   反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された
   走査手段を備えたスキャナ本体と、 このスキャナ本体の試料台に対して開閉可能に設けら
   れ、閉止状態において穀粒に対して斜め方向から光を照
   射する斜光手段を備えた蓋体と、 を有し、 前記斜光手段から照射されて穀粒を透過し前記走査手段
   の受光部に受光された透過光と、前記光照射部から照射
   されて穀粒で反射され前記走査手段の受光部に受光され
   た反射光の二種類の光を用いて穀粒の画像を読取る、 ことを特徴とする穀粒画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記斜光手段は、穀粒照射用の光源と、
   この光源から照射された照射光が穀粒に対して斜め方向
   から均一に照射されるように照射方向を規制する斜光ル
   ーバと、を含んで構成されている、 ことを特徴とする請求項１記載の穀粒画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記斜光手段は、二次元状に配列される
   と共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように
   発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで構成
   されている、 ことを特徴とする請求項１記載の穀粒画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記斜光手段は、一次元状に配列される
   と共に穀粒に対して斜め方向から光が照射されるように
   発光方向の設定がなされた複数の発光素子を含んで構成
   されており、 当該複数の発光素子及び試料台の少なくとも一方を当該
   複数の発光素子の配列方向と交差する方向へ移動させ
   る、 ことを特徴とする請求項１記載の穀粒画像読取装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の穀粒画像読取装置と、 この穀粒画像読取装置と接続され、当該穀粒画像読取装
   置から送られてきた画像情報に基づいて穀粒の品質を判
   定する判定装置と、 を含んで構成されている、 ことを特徴とする穀粒品質判定装置。
6. 【請求項６】 前記走査手段は、前記斜光手段の光源及
   び前記走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、
   前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者
   から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受
   光部で同時に受光したときの画像情報と、前記斜光手段
   の光源を消灯させかつ前記光照射部を点灯させた状態
   で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみを
   前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定装
   置へ出力し、 前記判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したと
   きの画像情報から反射光のみを受光したときの画像情報
   を減算することにより透過光のみを受光したときの画像
   情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する、 ことを特徴とする請求項５記載の穀粒品質判定装置。
7. 【請求項７】 前記走査手段は、前記斜光手段の光源及
   び前記走査手段の光照射部の双方を点灯させた状態で、
   前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光と後者
   から照射されて穀粒で反射された反射光の双方を前記受
   光部で同時に受光したときの画像情報と、前記斜光手段
   の光源を点灯させかつ前記光照射部を消灯させた状態
   で、前者から照射されて穀粒で透過された透過光のみを
   前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定装
   置へ出力し、 前記判定装置は、透過光及び反射光を同時に受光したと
   きの画像情報から透過光のみを受光したときの画像情報
   を減算することにより反射光のみを受光したときの画像
   情報を求めた上で、穀粒の品質を判定する、 ことを特徴とする請求項５記載の穀粒品質判定装置。
8. 【請求項８】 前記走査手段は、前記斜光手段の光源を
   点灯させかつ前記走査手段の光照射部を消灯させた状態
   で、前者の光源から照射されて穀粒を透過した透過光の
   みを前記受光部で受光したときの画像情報と、前記斜光
   手段の光源を消灯させかつ前記光照射部を点灯させた状
   態で、後者から照射されて穀粒で反射された反射光のみ
   を前記受光部で受光したときの画像情報と、を前記判定
   装置へ出力する、 ことを特徴とする請求項５記載の穀粒品質判定装置。