JP2004156918A - 穀粒画像読取装置用試料整列器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ迅速に、試料となる穀粒を試料台上に整列した状態で載置させることができる穀粒画像読取装置用試料整列器を得る。
【解決手段】試料整列器１５０は、トレイ１７２及び一対のガイドレール１７６から成る試料整列台１７０を備えている。トレイ１７２の傾斜部１７２Ｃは、所定角度傾斜されている。従って、この試料整列台１７０に試料整列器本体１５４をセットし、試料整列板１５２の把手１５２Ｆを持って、試料整列器本体１５４を傾斜部１７２Ｃに沿って当該往復運動させれば、簡単かつ迅速に試料を整列させることができる。しかも、試料整列板１５２の先端側には、往復運動時に余剰穀粒を自然に排出して余り受箱内へ落下させる排出部１８０が形成されているので、穀粒２８が整列し易くなる。
【選択図】 図７

Description

【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使用される穀粒画像読取装置用試料整列器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光学的処理により穀粒の品質を判定する装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１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、この装置の場合、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。
【０００４】
一方、特許文献２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。この装置の場合、特許文献１に開示された装置の欠点は解消されるが、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る。
【０００５】
そこで、本件出願人は、これらの問題を解決し得る穀粒画像読取装置を開発するに至ったが、ここにきて種々の観点から更なる改良を加え、付加価値の高い穀粒画像読取装置を開発することを検討している。
【０００６】
その一つとして、透明ガラス平板で構成された試料台上に試料となる穀粒を載置する際に、簡単な方法で迅速に、多数の試料を一定方向に一定の間隔で整列させることができないかどうかが検討されている。というのも、試料台にランダムに試料を載置するよりは、一定方向に一定の間隔で試料台に試料を載置できた方が、試料に対して光を同一条件で照射することができるので、均質な検査結果が得られるからである。また、試料台に試料を適当な密度で重なり合うことなく載置させる手間を省くことができれば、作業時間を短縮できるというメリットもある。
【０００７】
上記を踏まえて、現在では、図１０及び図１１に示されるような試料整列器２００が使用されている。簡単に説明すると、この試料整列器２００は、試料整列器本体２０２と試料整列板２０４とによって構成されている。試料整列器本体２０２は、矩形状の支持体２０６の底部に矩形平板状のガラス板２０８を固着することにより構成されている。一方、試料整列板２０４は、矩形平板の四辺を折り曲げることにより形成されており、その底部には米粒が入り込むことが可能な多数の透孔２１０が形成されている。なお、試料整列板２０４の一辺には、把手２０４Ａが形成されている。
【０００８】
使用に際しては、試料整列器本体２０２に試料整列板２０４を被嵌させて両者一体とし、この状態で適当な量（約１０００粒＋α）の米粒を試料整列板２０４上に入れる。そして、作業者が人力で試料整列器２００を空中で前後左右に揺することにより、多数の透孔２１０内へ米粒を一粒ずつ入れていく。試料整列板２０４上に残された余剰の米粒は、作業者が手で取り除く。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２８１５６３３号公報
【特許文献２】
実公平７−３３１５１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記試料整列器２００による場合、作業者が試料整列器２００を空中で前後左右に揺すった際に、試料整列器２００が上下にも揺れてしまうため、米粒が多数の透孔２１０にスムーズに入らないという問題があった。また、前記のような人力による作業を要するため、米粒を整列させるのに時間と手間がかかるという問題もあった。
【００１１】
本発明は上記事実を考慮し、簡単かつ迅速に、試料となる穀粒を試料台上に整列した状態で載置させることができる穀粒画像読取装置用試料整列器を得ることが目的である。
【００１２】
【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用試料整列器は、試料台上に載置された穀粒の画像を光学的に読み取るための穀粒画像読取装置に適用される試料整列器であって、トレイ状に形成され、一粒の穀粒が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成され更に長軸方向が一定方向に向けられた多数の透孔が穿設された底壁部を備えた試料整列板と、この試料整列板の底壁部が嵌合される支持体と、この支持体の底部に配置されると共に前記試料台の上面に載置されかつ前記試料整列板の底壁部が載置される透明板と、を備えた試料整列器本体と、作業面に載置されると共に当該作業面対して所定角度傾斜した傾斜面を備え、前記試料整列板及び前記試料整列器本体を当該傾斜面に沿って往復運動させる際に当該試料整列器本体の少なくとも一方の側部をガイドする試料整列台と、を有し、さらに、前記試料整列板における、当該試料整列板を前記試料整列器本体と共に前記試料整列台の傾斜面上に載せたときに傾斜方向下側となる部分には、前記往復運動動作を利用して余剰となった穀粒を当該傾斜方向下側となる部分から排出させる排出部が形成されている、ことを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列器は、請求項１記載の発明において、前記試料整列板の全長は前記試料整列台の傾斜面の全長よりも長く設定されており、前記排出部からの余剰穀粒の落下位置には、当該余剰穀粒を受け止める受け部材が配置されている、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列器は、請求項２記載の発明において、前記余剰穀粒が略放物線状の軌跡を描いて前記受け部材に落下するように、前記試料整列板の底壁部に対する前記排出部の傾斜角度が設定されている、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項１記載の本発明によれば、以下の如くして、試料となる穀粒を整列させることができる。
【００１６】
まず、試料整列器本体の支持体に試料整列板の底壁部を嵌合させる。これにより、試料整列板に形成された多数の透孔の底面側が、試料整列器本体の底部に配置された透明板の上面によって閉塞される。つまり、透孔に底面が形成される。次いで、試料整列板上に適当数の試料が入れられる。なお、この際、後に試料整列器本体を傾けるため、試料は試料整列板の手元側に寄せておくのがよい。次に、試料整列板を試料整列器本体ごと試料整列台にセットする。セット後、試料整列器本体の少なくとも一方の側部を試料整列台にガイドさせながら、試料整列板及び試料整列器本体を試料整列台の傾斜面に沿って往復運動させる。これにより、試料整列板及び試料整列器本体が試料整列台の傾斜面の傾斜方向に揺さぶられるので、試料となる穀粒は傾斜方向の上側から下側へ流下する過程で、試料整列板の多数の透孔内へ一粒ずつ入り込む。なお、試料整列板上の余剰の穀粒は、試料整列台が作業面に対して所定角度傾斜した状態で配置されているため、試料整列板の下縁側に溜まる。
【００１７】
付言すると、透孔は一粒の穀粒が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成されているため、同一の透孔に複数の穀粒が入り込むことはない。また、試料を入れるタイミングは、上記の通りでなくてもよく、試料整列板及び試料整列器本体を試料整列台の傾斜面の傾斜方向に沿って往復運動させる直前に入れてもよい。
【００１８】
上記操作をした後、試料整列板及び試料整列器本体を試料整列台から取外し、穀粒画像読取装置の試料台上にそのまま載せる。そして最後に、試料整列板が試料整列器本体から取り外される。これにより、余剰の穀粒が退けられると共に、試料整列器本体の透明板の上面に多数の試料となる穀粒が、その長軸方向が一定方向を向くように整列した状態で載置される。
【００１９】
なお、上記の如くして試料整列器本体の透明板の上面に試料が整列状態で載置されたら、穀粒画像読取装置を用いて穀粒の画像が光学的に読み取られる。このとき、試料整列器本体の底部は透明板であることから、試料整列器本体を試料台上に載置させたままの状態で、穀粒の画像を読取ることができる。
【００２０】
このように本発明では、作業面に対して所定角度傾斜した傾斜面を備えた試料整列台を使って、試料整列器本体の少なくとも一方の側部をガイドさせながら、試料整列板及び試料整列器本体を傾斜面に沿って往復運動させることにより試料を整列させる構成としたので、試料整列板及び試料整列器本体を空中で手で揺さぶったときのように、左右だけでなく上下にも揺れてしまうといった不具合がなく、短時間で簡単に試料を整列させることができる。
【００２１】
しかも、本発明では、試料整列板において、試料整列板を試料整列器本体と共に試料整列台の傾斜面上に載せたときに傾斜方向下側となる部分に、往復運動動作を利用して余剰となった穀粒を傾斜方向下側となる部分から排出させる排出部を形成したので、試料整列板及び試料整列器本体を試料整列台の傾斜面に沿って往復運動させると、余剰の穀粒は試料整列板の排出部から自然に排出される。従って、余剰の穀粒は速やかに試料整列板から除去されるので、試料が整列し易くなる。
【００２２】
請求項２記載の本発明によれば、試料整列板の全長は試料整列台の傾斜面の全長よりも長く設定されているため、試料整列板の排出部から排出された余剰穀粒は、試料整列板の排出部から試料整列台の傾斜面上に零れ落ちてから傾斜面上を滑って試料整列台の傾斜面下側へ落下するのではなく、試料整列板の排出部から直接に試料整列台の傾斜面下側へ落下する。そして、この落下位置には受け部材が配置されているため、余剰穀粒は当該受け部材によって受け止められる。すなわち、本発明によれば、試料の落下位置が一通りに規定されるため、余剰穀粒を確実に受け部材で受け止めることができる。
【００２３】
請求項３記載の本発明によれば、余剰穀粒が略放物線状の軌跡を描いて受け部材に落下するように、試料整列板の底壁部に対する排出部の傾斜角度を設定したので、受け部材の最適配置位置を予め知ることができる。従って、例えば、試料整列台の先端部に余剰穀粒の落下位置までの距離を有する紐を結んでおくと共にその紐の先端部にフック等の係止具を取り付け、紐の伸長位置にてフックを受け部材に引っ掛けることにより、受け部材が最適位置にセットされるといったことも可能になるし、或いは、受け部材を試料整列台に引出し可能・折り畳み可能・開閉可能等に設けることで、受け部材を試料整列台に予め一体化しておき、引出し等すると受け部材が最適位置にセットされるといったことも可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を用いて、本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列器の一実施形態について説明する。
【００２５】
図１に示されるように、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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；主に米と麦）２８が二次元状に載置可能とされている。
【００２９】
また、スキャナ本体２０のケーシング２４内には、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２８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。
【００３０】
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３８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）。
【００３１】
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２６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。
【００３２】
次に、図７〜図９を用いて、本実施形態の要部である穀粒画像読取装置用の試料整列器１５０について詳細に説明する。
【００３３】
これらの図に示されるように、試料整列器１５０は、略トレイ状に形成された試料整列板１５２と、この試料整列板１５２が上方側から嵌合される枠体状の試料整列器本体１５４と、図示しない作業台の作業面１６８上に載置される滑り台状の試料整列台１７０と、によって構成されている。
【００３４】
試料整列板１５２は、平面視で矩形状の底壁部１５２Ａと、この底壁部１５２Ａの周縁部から立ち上げられた側壁部１５２Ｂ、１５２Ｃ、１５２Ｄ、１５２Ｅと、短辺側の一方の側壁部１５２Ｃの上端から張出された把手部１５２Ｆとによって構成されている。把手部１５２Ｆの延出長さは、後述する試料整列器本体１５４の支持体１６０の幅よりも大きく設定されている。
【００３５】
また、試料整列板１５２の底壁部１５２Ａには、多数（一例として、１０００個）の透孔１５６が形成されている。各透孔１５６は穀粒２８が入り込むことが可能なトラック形状を成しており、寸法的には短径が３．０ｍｍ〜３．３ｍｍ、長径が５．５ｍｍ〜６．０ｍｍとされている。さらに、試料整列板１５２の厚さは、試料となる穀粒２８が透孔１５６内に二個入るのを防止するため、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定されている。
【００３６】
一方、試料整列器本体（ガラストレイ）１５４は、平面視で矩形枠状に形成されかつ内側に試料整列板１５２の底壁部１５２Ａが嵌合可能とされた支持体１６０と、この支持体１６０の底部に嵌め込まれて固定された透明板１６２と、によって構成されている。なお、透明板１６２は、アクリル樹脂等によって構成してもよい。
【００３７】
上述した試料整列板１５２が試料整列器本体１５４に嵌合された状態では、透明板１６２の上面に試料整列板１５２の底壁部１５２Ａが当接状態で載置されており、試料整列板１５２に形成された透孔１５６は透明板１６２によって閉塞されている（図８参照）。さらに、試料整列器１５０が試料台２６の上面に載置された状態では、試料台２６の上面に透明板１６２が当接状態で載置されるようになっている。
【００３８】
図７に示されるように、試料整列台１７０は、樹脂又は金属によって構成されたトレイ１７２を備えている。トレイ１７２は、側面視で略台形状に形成されており、互いに平行に配置された一対の脚部１７２Ａ、１７２Ｂと、これらの脚部１７２Ａ、１７２Ｂの上端部間を繋ぐ傾斜部１７２Ｃとによって構成されている。一対の脚部１７２Ａ、１７２Ｂは、作業面１６８に載置されるべく、Ｌ字形状を成している。また、前側の脚部１７２Ａは後側の脚部１７２Ｂよりも短く設定されており、これにより傾斜部１７２Ｃに５°〜１０°の傾斜角が設定されている。さらに、一対の脚部１７２Ａ、１７２Ｂの下面には、広義には「制動部材」として把握される制動ゴム１７４がそれぞれ貼設されている。
【００３９】
上述したトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの両側部には、広義には「ガイド部材」として把握されるプラスチック製の一対のガイドレール１７６が貼設されている。ガイドレール１７６の断面形状はＬ字形とされており、垂直部１７６Ａの対向面間の長さは試料整列器本体１５４の幅方向寸法よりも若干大きめに設定されている。従って、試料整列器本体１５４（支持体１６０の両側部１６０Ａ）を一対のガイドレール１７６でガイドしながら、傾斜部１７２Ｃの傾斜方向に沿って往復運動させることができる構成である。
【００４０】
また、ガイドレール１７６の水平部１７６Ｂは傾斜部１７２Ｃの上面に載置された状態で固定されているため、試料整列器本体１５４が一対のガイドレール１７６の水平部１７６Ｂに載置された状態では、試料整列器本体１５４の底面とトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの上面との間に水平部１７６Ｂの板厚分の隙間（段差）１７６が形成されるようになっている。
【００４１】
ここで、上述した試料整列板１５２の側壁部１５２Ｂは、底壁部１５２Ａに対して所定の傾斜角度を成すように設定されている。つまり、側壁部１５２Ｂは、これと対向する側壁部１５２Ｃと平行には配置されておらず、傾倒されている。これにより、試料整列板１５２の先端部側（把手部１５２Ｆと反対側）に、余剰の穀粒２８を排出するための排出部１８０が形成されている。
【００４２】
また、図８に示されるように、上述した試料整列板１５２の全長は、試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの全長よりも長く設定されている。従って、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４をトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃに沿って往復運動させた場合、余剰の穀粒２８はトレイ１７２の前方へ落下されるようになっている。そして、この落下位置には、排出された穀粒２８を受け止めるための「受け部材」としての余り受箱１８２が配設されている。
【００４３】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００４４】
最初に本実施形態に係るカラースキャナ１８及び穀粒品質判定装置１０の基本的な作用（全体的な作動）を説明しておく。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、実際に穀粒２８の品質を判定する作業が行われる。
【００４７】
以下の如くして、試料整列器１５０を用いて、試料となる穀粒２８が整列される。
【００４８】
まず、試料整列器本体１５４の支持体１６０に試料整列板１５２を嵌合させる。これにより、試料整列板１５２の底壁部１５２Ａに形成された多数の透孔１５６の底面側が、試料整列器本体１５４の透明板１６２の上面によって閉塞される。つまり、透孔１５６に底面が形成される。次いで、試料整列板１５２上に適当数の試料が入れられる。なお、この際、後に試料整列器本体１５４を傾けるため、試料は試料整列板１５２の手元側に寄せておくのがよい。次に、試料整列板１５２を試料整列器本体１５４ごと試料整列台１７０にセットする。
【００４９】
セット後、試料整列板１５２の把手部１５２Ｆを摘んで、試料整列器本体１５４の支持体１６０の両側部１６０Ａを試料整列台１７０の一対のガイドレール１７６にガイドさせながら、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４を試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃに沿って往復運動させる。これにより、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４が試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの傾斜方向に揺さぶられるので、試料となる穀粒２８は傾斜方向の上側から下側へ流下する過程で、試料整列板１５２の多数の透孔１５６内へ一粒ずつ入り込む。なお、試料整列板１５２上の余剰の穀粒２８は、試料整列板１５２の排出部１８０を乗り越えて余り受箱１８２内へ落下して溜められる。
【００５０】
付言すると、透孔１５６は一粒の穀粒２８が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成されているため、同一の透孔１５６に複数の穀粒２８が入り込むことはない。また、試料を入れるタイミングは、上記の通りでなくてもよく、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４を試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの傾斜方向に沿って往復運動させる直前に入れてもよい。
【００５１】
上記操作をした後、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４を試料整列台１７０から取外し、蓋体２２をヒンジ３６回りに開放させてから、カラースキャナ１８の試料台２６上にそのまま載せる。そして最後に、把手部１５２Ｆを摘んで、試料整列板１５２が試料整列器本体１５４から取り外される。これにより、余剰の穀粒２８が退けられると共に、試料整列器本体１５４の透明板１６２の上面に多数の試料となる穀粒２８が、その長軸方向が一定方向を向くように整列した状態で載置される。その後、蓋体２２が閉止される。
【００５２】
次に、実際に、カラースキャナ１８を用いて、穀粒２８の画像の読取作業が行われる。この作業は、前記の如く、試料整列器本体１５４を試料台２６の上面に載置させた状態で行われる。
【００５３】
具体的には、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）に分解して読み取られ、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。
【００５４】
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２８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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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＞ａ２Ｂ、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＜Ｒｍａｘ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、ａ２、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
このように本実施形態に係る試料整列器１５０では、作業面１６８に対して所定角度傾斜したトレイ１７２を備えた試料整列台１７０を使って、試料整列器本体１５４の支持体１６０の両側部１６０Ａを一対のガイドレール１７６にガイドさせながら、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４をトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃに沿って往復運動させることにより試料を整列させる構成としたので、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４を空中で手で揺さぶったときのように、左右だけでなく上下にも揺れてしまうといった不具合がなく、簡単かつ迅速に、試料となる穀粒２８を試料台２６上に整列した状態で載置させることができる。
【００６４】
しかも、本実施形態に係る試料整列器１５０では、試料整列板１５２において、試料整列板１５２を試料整列器本体１５４と共に試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃ上に載せたときに傾斜方向下側となる部分に排出部１８０を形成したので、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４を試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃに沿って往復運動させると、余剰の穀粒２８が試料整列板１５２の排出部１８０からその前方に自然に排出される。従って、余剰の穀粒２８は速やかに試料整列板１５２から除去されるので、穀粒２８が整列し易くなる。その結果、本実施形態によれば、より一層簡単かつ迅速に、試料となる穀粒２８を試料台２６上に整列した状態で載置させることができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る試料整列器１５０では、試料整列板１５２の全長が試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの全長よりも長く設定されているため、試料整列板１５２の排出部１８０から排出された余剰の穀粒２８は、試料整列板１５２の排出部１８０から試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃ上に零れ落ちてから傾斜面上を滑って試料整列台１７０の傾斜面下側へ落下するのではなく、試料整列板１５２の排出部１８０から直接に試料整列台１７０の傾斜面下側へ落下する。そして、この落下位置には余り受箱１８２が配置されているため、余剰穀粒２８は当該余り受箱１８２によって受け止められる。すなわち、本実施形態によれば、試料となる穀粒２８の落下位置が一通りに規定されるため、余剰の穀粒２８を確実に余り受箱１８２で受け止めることができる。その結果、本実施形態によれば、余剰の穀粒２８が試料整列台１７０のトレイ１７２の傾斜部１７２Ｃ付近に散乱するのを防止することができる。
【００６６】
さらに、本実施形態に係る試料整列器１５０では、余剰の穀粒２８が略放物線状の軌跡を描いて余り受箱１８２に落下するように、試料整列板１５２の底壁部１５２Ａに対する排出部１８０の傾斜角度が設定されているので、余り受箱１８２の最適配置位置を予め知ることができる。従って、例えば、試料整列台１７０の先端部に当該先端部から余剰の穀粒２８の落下位置までの距離を有する紐を結んでおくと共にその紐の先端部にフック等の係止具を取り付け、紐の伸長位置にてフックを受け部材に引っ掛けることにより、余り受箱１８２が最適位置にセットされるといったことも可能になるし、或いは、余り受箱１８２を試料整列台１７０に引出し可能・折り畳み可能・開閉可能等に設けることで、余り受箱１８２を試料整列台１７０に予め一体化しておき、引出し等すると余り受箱１８２が最適位置にセットされるといったことも可能になる。
【００６７】
その他にも、本実施形態に係る試料整列器１５０には、以下の効果がある。
【００６８】
第１に、本実施形態では、試料整列台１７０に試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４をセットした状態では、試料整列器本体１５４の透明板１６２が一対のガイドレール１７６の水平部１７６Ｂ上に載置され、トレイ１７２の傾斜部１７２Ｃの上面との間に所定の隙間１７６が形成されるため、試料整列器本体１５４を試料整列台１７０の傾斜部１７２Ｃに沿って往復運動させた際に、透明板１６２に傷が付くのを防止することができる。その結果、本実施形態によれば、穀粒２８の画像が不正確になるのを防止することができる。
【００６９】
第２に、本実施形態では、トレイ１７２は作業面１６８に載置される脚部１７２Ａ、１７２Ｂを有しており、当該脚部１７２Ａ、１７２Ｂにおける作業面１６８との接触面に制動ゴム１７４を取り付けたので、試料整列器本体１５４の往復運動時に試料整列台１７０が作業面１６８上を摺動してしまうのを防止することができる。換言すれば、作業時の試料整列台１７０の安定性を確保することができる。その結果、本実施形態によれば、試料となる穀粒２８の整列作業を円滑に行うことができる。
【００７０】
〔実施形態の補足説明〕
＜斜光手段のバリエーションについて＞
上述した本実施形態に係るカラースキャナ１８では、広義には斜光手段として解釈される構成要素について、光源４０及び斜光ルーバ４２を使用したが、これに限らず、種々の構成を採用することができる。例えば、棒状の光源４０に代えて面発光光源を用いてもよい。面発光光源としては、斜光ルーバに４２に対して平行に矩形状の拡散板を配置し、その対向辺となる位置に一対の棒状光源を配置する構成等が考えられる。この場合、一対の棒状光源が点灯すると、拡散板によって光が拡散されるため、穀粒２８への照射光が均一化され、精度向上に寄与する。
【００７１】
また、例えば、光源４０及び斜光ルーバ４２に代えて、多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を二次元状に傾斜した状態で配設する構成を採ってもよいし、発光ダイオードを一次元状に傾斜した状態で配置した上で当該発光ダイオードアレイを直交する方向へ走査させる構成を採ってもよい。この場合、斜光ルーバ４２を廃止することができる。なお、発光ダイオードに代えて、有機ＥＬ素子を使用することも可能である。
【００７２】
＜画像処理について＞
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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２８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。
【００７５】
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。
【００７６】
＜試料整列器について＞
上述した本実施形態では、試料台２６及び走査装置３０を備えたスキャナ本体２０と、斜光手段として機能する光源４０及び斜光ルーバ４２を備えた蓋体２２とによって構成されたカラースキャナ１８に対して試料整列器１５０を使用する態様を例にして説明したが、本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列器は前記構成以外の態様のカラースキャナに対しても適用可能である。すなわち、蓋体２２側には何らの光源も配設されておらず（従って、この場合の蓋体は試料台２６を覆うカバーとしてのみ機能する）、試料台２６及び走査装置３０を備えたスキャナ本体２０のみによって主要部が構成されたカラースキャナに対して本発明を適用してもよい。
【００７７】
また、上述した実施形態では、支持体１６０と透明板１６２とを別部品で構成したが、例えば透明板をアクリル板等の樹脂で成形するのであれば、支持体と透明板とを一体化してもよい。
【００７８】
さらに、上述した実施形態では、支持体１６０を平面視で矩形の枠状に構成したが、支持体は必ずしも全周に亘って形成されている必要はなく、試料整列板１５２に対する位置決めができる程度に各辺に対応して一定の長さ部分的に形成されている構成でもよい。特に、前記のように支持体と透明板とを一体化する場合には、このような構成も充分成立する。
【００７９】
また、上述した本実施形態では、試料整列台１７０のトレイ１７２の両側部に一対のガイドレール１７６を貼設し、試料整列器本体１５４の支持体１６０の両側部１６０Ａをガイドする構成を採ったが、これに限らず、試料整列器本体１５４の支持体１６０の両側部１６０Ａ、１６０Ｂのいずれか一方をガイドする構成を採ることも可能である。例えば、トレイ１７２の傾斜部１７２Ｃをトレイ１７２の長手方向に傾斜させるだけでなく、幅方向にも傾斜させることにより、一本のガイドレール１７６だけで試料整列器本体１５４の往復運動をガイド（支持）することができる。
【００８０】
さらに、上述した本実施形態では、トレイ１７２とガイドレール１７６を別体で構成したが、樹脂成形により一体に構成することも可能である。例えば、本実施形態のガイドレール１７６は断面Ｌ字状であるが、これを矩形中実断面のガイドバーに変更し、かかる一対のガイドバーをトレイの両側部に一体形成する構成を採ってもよい。
【００８１】
また、上述した本実施形態では、制動部材として制動ゴム１７４を用いたが、必ずしもゴムである必要はなく、摩擦抵抗を増加させることができる構成であればよく、テープ、コーティング等でもよい。
【００８２】
さらに、上述した本実施形態では、試料整列板１５２及び試料整列器本体１５４の往復運動を手動で行っていたが、これに限らず、自動で行うようにしてもよい。
【００８３】
また、上述した本実施形態では、受け部材として余り受箱１８２を用いたが、必ずしも箱である必要はなく、袋等でも代替可能である。
【００８４】
さらに、上述した本実施形態では、試料整列板１５２の先端部に形成される排出部１８０を傾斜面（平面）によって構成したが、これに限らず、曲面で構成してもよい。
【００８５】
【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穀粒画像読取装置用試料整列器は、作業面に載置されると共に当該作業面に対して所定角度傾斜した傾斜面を備えた試料整列台を使って、試料整列器本体の少なくとも一方の側部をガイドさせながら、試料整列板及び試料整列器本体を試料載置台の傾斜面の傾斜方向に沿って往復運動させることにより試料を整列させる構成とした上で、さらに、試料整列板における、当該試料整列板を試料整列器本体と共に試料整列台の傾斜面上に載せたときに傾斜方向下側となる部分に、往復運動動作を利用して余剰となった穀粒を傾斜方向下側となる部分から排出させる排出部を形成したので、簡単かつ迅速に、試料となる穀粒を試料台上に整列した状態で載置させることができるという優れた効果を有する。
【００８６】
請求項２記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列器は、請求項１記載の発明において、試料整列板の全長を試料整列台の傾斜面の全長よりも長く設定すると共に、排出部からの余剰穀粒の落下位置に、当該余剰穀粒を受け止める受け部材を配置したので、余剰穀粒を確実に受け部材で受け止めることができ、その結果、余剰穀粒が試料台の傾斜面付近に散乱するのを防止することができるという優れた効果を有する。
【００８７】
請求項３記載の本発明に係る穀粒画像読取装置用試料整列器は、請求項２記載の発明において、余剰穀粒が略放物線状の軌跡を描いて受け部材に落下するように、試料整列板の底壁部に対する排出部の傾斜角度を設定したので、受け部材の最適配置位置を予め知ることができ、その結果、受け部材も含めたトータルとして試料整列器を成立させる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】本実施形態に係る試料整列器の全体構成を示す斜視図である。
【図８】試料整列板及び試料整列器本体が試料整列台上にセットされた状態を示す縦断面図である。
【図９】本実施形態の要部に係る試料整列板を示す斜視図である。
【図１０】従来の試料整列器を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示される試料整列器の用い方を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１８ カラースキャナ（穀粒画像読取装置）
２６ 試料台
２８ 穀粒
１５０ 試料整列器
１５２ 試料整列板
１５２Ｂ 底壁部
１５４ 試料整列器本体
１５６ 透孔
１６０ 支持体
１６０Ａ 側部
１６２ 透明板
１６８ 作業面
１７０ 試料整列台
１７２ トレイ
１７２Ｃ 傾斜部
１７６ ガイドレール
１８０ 排出部
１８２ 余り受箱（受け部材）

Claims (3)

1. 試料台上に載置された穀粒の画像を光学的に読み取るための穀粒画像読取装置に適用される試料整列器であって、
   トレイ状に形成され、一粒の穀粒が入り込める程度の大きさを有しかつ略穀粒形状に形成され更に長軸方向が一定方向に向けられた多数の透孔が穿設された底壁部を備えた試料整列板と、
   この試料整列板の底壁部が嵌合される支持体と、この支持体の底部に配置されると共に前記試料台の上面に載置されかつ前記試料整列板の底壁部が載置される透明板と、を備えた試料整列器本体と、
   作業面に載置されると共に当該作業面に対して所定角度傾斜した傾斜面を備え、前記試料整列板及び前記試料整列器本体を当該傾斜面に沿って往復運動させる際に当該試料整列器本体の少なくとも一方の側部をガイドする試料整列台と、
   を有し、
   さらに、前記試料整列板における、当該試料整列板を前記試料整列器本体と共に前記試料整列台の傾斜面上に載せたときに傾斜方向下側となる部分には、前記往復運動動作を利用して余剰となった穀粒を当該傾斜方向下側となる部分から排出させる排出部が形成されている、
   ことを特徴とする穀粒画像読取装置用試料整列器。
2. 前記試料整列板の全長は前記試料整列台の傾斜面の全長よりも長く設定されており、
   前記排出部からの余剰穀粒の落下位置には、当該余剰穀粒を受け止める受け部材が配置されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の穀粒画像読取装置用試料整列器。
3. 前記余剰穀粒が略放物線状の軌跡を描いて前記受け部材に落下するように、前記試料整列板の底壁部に対する前記排出部の傾斜角度が設定されている、
   ことを特徴とする請求項２記載の穀粒画像読取装置用試料整列器。

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