JP2005058853A - 選別装置、選別方法および整列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多量の被選別品を効率良く正確に選別することが可能な選別装置および選別方法を提供する
【解決手段】 供給トラフ２から供給された種子Ｚは、整列トラフ４上面において複数の溝に分配される。ベルト７ａ上においても、整列トラフ４から供給される種子Ｚは、整列トラフ４上面の溝の数に対応する数の列を形成する。ラインセンサカメラ９は、ベルト７ａの移動方向に直交する直線状の領域を撮像し、各列毎の種子の検査を行う。ノズル装置１０は、整列トラフ４の上面の溝の数に対応する数のノズル１０ａを備える。ラインセンサカメラ９の検査により黒色であると判断された種子Ｚは、ノズル装置１０の各ノズル１０ａから各列ごとに吸引される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の被選別品から所望の被選別品を選別する選別装置および選別方法ならびに複数の被選別品を搬送する整列装置に関する。

種々の色、大きさ等を有する複数の被選別品から所望の分類に属する被選別品を選別することが要求されている。従来は、人間の視覚により被選別品の色、大きさ等に基づいて所望の被選別品が選別されてきた。近年、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラを用いて所望の被選別品を選別する選別装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献に係る選別装置によれば、種子が振動発生器を用いた搬送装置により間隔をもって搬送され、ＣＣＤカメラにより個々の種子の影像が得られる。ＣＣＤカメラにより得られた種子の影像により種子の色、大きさ等が判断され、不良種子と判断された種子が抽出装置により吸引抽出され、合格種子と不良種子とが分類される。
特開平０４−３４６８７７号公報

しかしながら、上記特許文献に係る選別装置においては、搬送装置の振動発生器が発生する振動により種子が搬送されるため、種子の搬送速度が遅い。その結果、種子の選別に多大な時間を要する。また、振動する種子の色、大きさ等が判断されるため、正確な選別が困難である。

本発明の目的は、多量の被選別品を効率良く正確に選別することが可能な選別装置および選別方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、多量の被選別品を効率良く正確に搬送することが可能な整列装置を提供することである。

本発明に係る選別装置は、複数の被選別品を第１の方向に搬送しつつ複数列に整列させる整列手段と、整列手段から供給される複数の被選別品を複数列の状態で第１の方向に搬送する搬送手段と、搬送手段において第１の方向と直交する第２の方向に沿った直線状の測定領域を撮像するラインセンサと、搬送手段の測定領域よりも下流側において第２の方向に沿って配列される複数の吸引部を有し、搬送手段により搬送される複数列の被選別品をそれぞれ吸引する吸引手段と、ラインセンサの出力信号に基づいて搬送手段により搬送される複数列の被選別品の各々の選択および非選択を判定する判定手段と、判定手段の判定結果に基づいて吸引手段の複数の吸引部の各々の吸引動作を制御する制御手段とを備えるものである。

本発明に係る選別装置においては、整列手段により複数の被選別品が第１の方向に搬送されつつ複数列に整列され、整列手段から供給される複数の被選別品が複数列の状態で搬送手段により第１の方向に搬送される。それにより、多量の被選別品を効率良く搬送することができる。

また、ラインセンサの出力信号に基づいて、搬送手段により搬送される複数列の被選別品の各々の選択および非選択が判定手段により判定され、判定手段の判定結果に基づいて複数の吸引部の各々の吸引動作が制御される。それにより、個々の被選別品が正確に選別される。

また、ラインセンサの出力信号に基づいて各列の被選別品の通過ごとに瞬時に被選別品の選択および非選択が判定される。それにより、被選別品の搬送速度が高くても被選別品の選択および非選択を正確に判定することが可能である。

これらの結果、多量の被選別品を効率良くかつ正確に選別することが可能である。

搬送手段による複数列の被選別品の搬送速度は、整列手段による複数列の被選別品の搬送速度よりも大きく設定されてもよい。この場合、整列手段により搬送された複数の被選別品同士の間隔よりも搬送手段において搬送される複数の被選別品同士の間隔が大きくなる。それにより、被選別品を１個ずつ個別に判定することが可能である。したがって、複数の被選別品が搬送方向において連なることによる誤判定を防止することができる。

整列手段は、第１の方向に沿って互いに平行に延びる複数の溝を有する整列部材と、整列部材上に供給される複数の被選別品が複数の溝に沿って移動するように整列部材を振動させる振動発生手段とを含んでもよい。

この場合、振動発生手段が発生する振動により整列部材に供給される複数の被選別品が移動する。それにより、多量の被選別品は、効率良く複数の溝に分配されて各溝を移動する。

整列手段の複数の溝の各々の底面に孔部が設けられ、各溝内の孔部の側方に被選別品が通過可能な底面領域が形成されるように孔部の幅が設定されてもよい。

この場合、余分な被選別品が孔部から落下し、各溝において被選別品が一列に整列する。それにより、複数の被選別品を１個ずつ個別に判定することができる。したがって、複数の被選別品が幅方向に重なって搬送されることによる誤判定を防止することができる。

整列手段の各孔部を通して落下する被選別品を回収して整列手段の上流側に供給する回収手段をさらに備えてもよい。この場合、整列手段上の余分な被選別品が自動的に整列手段に再度供給される。それにより、落下した被選別品を再度整列手段に供給する作業が省略され、作業効率が向上される。

搬送手段は、第１の方向に移動する搬送面を有し、整列手段は、複数列の被選別品を搬送面上に供給してもよい。この場合、整列手段から搬送面上に供給された被選別品は複数列を維持したまま搬送手段により搬送される。それにより、被選別品を１個ずつ個別に判定することが可能である。したがって、正確な選別を行うことが可能である。

制御手段は、各列の被選別品が判定手段により選択と判定された時点から所定時間経過後に、対応する吸引部の吸引動作を実行させてもよい。この場合、被選別品を効率良く分類することが可能である。

判定手段は、ラインセンサの出力信号に基づいて被選別品の第２の方向の幅を検出し、所定回数連続して第２の方向の幅が所定値よりも大きい場合に、搬送手段により被選別品が搬送されていると判定してもよい。この場合、所望の幅を有する被選別品が判定の対象となる。それにより、判定手段による誤判定が低減される。

判定手段は、搬送手段により被選別品が搬送されていると判定した後、測定領域の輝度の分布を測定し、最も頻度の高い輝度に基づいて被選別品の各々の選択および非選択を判定してもよい。この場合、種々の色が混在する被選別品であっても正確に選別することが可能である。

本発明に係る選別方法は、複数の被選別品を第１の方向に搬送しつつ複数列に整列させるステップと、複数の被選別品を複数列の状態で第１の方向に搬送するステップと、第１の方向と直交する第２の方向に沿った直線状の測定領域をラインセンサにより撮像するステップと、ラインセンサの出力信号に基づいて複数列の被選別品の各々の選択および非選択を判定するステップと、判定の結果に基づいて、測定領域よりも下流側において第２の方向に沿って配列される複数の吸引部により、複数列の被選別品をそれぞれ吸引するステップとを含むものである。

本発明に係る選別方法においては、複数の被選別品が第１の方向に搬送されつつ複数列に整列され、複数の被選別品が複数列の状態で搬送手段により第１の方向に搬送される。それにより、多量の被選別品を効率良く搬送することができる。

また、ラインセンサの出力信号に基づいて、複数列の被選別品の各々の選択および非選択が判定され、判定結果に基づいて複数の吸引部の各々の吸引動作が制御される。それにより、個々の被選別品が正確に選別される。

また、ラインセンサの出力信号に基づいて各列の被選別品の通過ごとに瞬時に被選別品の選択および非選択が判定される。それにより、被選別品の搬送速度が高くても被選別品の選択および非選択を正確に判定することが可能である。

これらの結果、多量の被選別品を効率良くかつ正確に選別することが可能である。

本発明に係る整列装置は、複数の被選別品を第１の方向に搬送しつつ複数列に整列させる整列装置であって、第１の方向に沿って互いに平行に延びる複数の溝を有する整列部材と、整列部材上に供給される複数の被選別品が複数の溝に沿って移動するように整列部材を振動させる振動発生手段とを含み、複数の溝の各々の底面に孔部が設けられ、各溝内の孔部の側方に被選別品が通過可能な底面領域が形成されるように孔部の幅が設定され、複数の溝の各々の底面領域の延長線上における底面の先端に切り欠きが設けられたものである。

本発明に係る整列装置においては、振動発生手段が発生する振動により整列装置に供給される複数の被選別品が第１の方向に搬送されつつ複数の溝に沿って複数列に整列され、余分な被選別品が孔部から落下し、各溝において被選別品が一列に整列し、切り欠きから落下した被選別品が各溝に沿って移動する。

それにより、切り欠きから次の搬送手段に供給される種子は、複数の溝に沿って形成された列を乱すことなく搬送される。したがって、被選別品を各列ごとに１個ずつ個別に搬送することが可能である。その結果、多量の被選別品を効率良く正確に搬送することが可能である。

本発明に係る選別装置および選別方法整列装置においては、多量の被選別品を効率良くかつ正確に選別することが可能である。

また、本発明に係る整列装置は、多量の被選別品を効率良く正確に搬送することが可能である。

以下、本発明の実施の形態に係る選別装置および選別方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、本発明に係る選別装置および選別方法の一例として、種子の選別装置および選別方法について説明する。

以下、一例として、アラセイトウ（ストック）等のような直径数ｍｍの略円形状の種子を選別する場合を説明する。アラセイトウは黒色の種子と茶色の種子との２種類があり、色の相違により花びらの開き方等が異なるため、黒色の種子と茶色の種子との選別が望まれている。

図１は、本発明の一実施の形態に係る選別装置の模式図である。

図１に示すように、選別装置１００は、上部筐体２００および下部筐体３００を備える。上部筐体２００には、供給部３０、検査部４０、良品ガイド１１、不良品ガイド１２、ゴミ回収容器１４、操作部１６およびディスプレイ１７が設けられている。

供給部３０は、供給ホッパー１、供給トラフ２、振動発生器３、整列トラフ４および振動発生器５を備える。検査部４０は、検査コンベア７、照明８、ラインセンサカメラ９、ノズル装置１０、スクレイパ１３およびスポンジ１５を備える。

供給ホッパー１は、上部筐体２００の上面に開口するように設けられている。供給トラフ２は、一端側が他端側に対して高くなるように傾斜している。供給ホッパー１に供給された種子Ｚは、供給トラフ２の上面の一端側に排出される。

供給トラフ２の下面には、振動発生器３が設けられている。振動発生器３が振動することによって、供給トラフ２の上面に供給された種子Ｚは、供給トラフ２の他端側へ徐々に移動し、整列トラフ４の上面の一端側に供給される。

整列トラフ４は、一端側が他端側に対して高くなるように傾斜している。整列トラフ４の下面の一端側には、振動発生器５が設けられている。振動発生器５が振動することによって、整列トラフ４の上面に供給された種子Ｚは、整列トラフ４の他端側へ徐々に移動する。

整列トラフ４の下面の他端側にはオーバーフロー回収装置６が設けられている。オーバーフロー回収装置６は、ホース６ａを介して供給ホッパー１と接続されている。整列トラフ４に供給された種子Ｚの数量が過剰であれば、一部の種子Ｚが整列トラフ４から落下し、オーバーフロー回収装置６により回収される。

ホース６ａ内には、後述のコンプレッサ２０により発生された圧縮空気によりオーバーフロー回収装置６から供給ホッパー１へと向かう気流が発生している。それにより、オーバーフロー回収装置６に回収された種子Ｚは、供給ホッパー１に再度供給される。

検査コンベア７は、ベルト７ａ、モータ７ｂおよび複数のローラ７ｃから構成される。ベルト７ａはモータ７ｂおよびローラ７ｃに架け渡されている。モータ７ｂの回転に連動してベルト７ａが周回動作を行う。整列トラフ４上面を移動する種子Ｚは、ベルト７ａの一端側に供給される。ベルト７ａの一端側に供給された種子Ｚは、ベルト７ａの周回動作により検査コンベア７の他端側へ搬送される。

ベルト７ａは白色の素材から構成される。それにより、ベルト７ａ上に供給された種子Ｚの色が際立ち、種子Ｚの検査精度が向上する。なお、ベルト７ａは検査の対象となる種子の種類により他の色の素材を用いてもよい。

照明８は、検査コンベア７の上方に設けられており、ベルト７ａの一部に向けて光を照射する。照明８は、赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる光源を有する。それにより、黒色と茶色との差が強調され、種子Ｚの検査精度が向上する。

ラインセンサカメラ９は、ＣＣＤ（電荷結合素子）等からなるラインセンサを内蔵し、ベルト７ａの移動方向（以下、搬送方向と呼ぶ）に直交する直線状の領域（以下、測定領域と呼ぶ）を撮像するように照明８の上方に設けられている。ラインセンサカメラ９の出力信号は、測定領域の輝度を表している。ラインセンサカメラ９の出力信号に基づいて、後述する処理により照明８に照らし出された種子Ｚの色が検査される。

ノズル装置１０は、複数のノズル１０ａを有する。ノズル装置１０の複数のノズル１０ａは、ラインセンサカメラ９による測定領域よりも所定の距離だけ下流側においてベルト７ａの搬送方向に直交するように配列されている。種子Ｚの色が黒色であれば、その種子Ｚはノズル１０ａにより吸引され、良品ガイド１１に回収される。種子Ｚの色が黒色以外であれば、その種子Ｚは、ノズル１０ａに吸引されることなく検査コンベア７の他端から落下し、不良品ガイド１２により回収される。

スクレイパ１３およびスポンジ１５は、検査コンベア７の下部において、ベルト７ａに接するように設けられている。検査コンベア７に付着した塵等はスクレイパ１３により削ぎ落とされ、ゴミ回収容器１４に回収される。スクレイパ１３で削ぎ落とせない汚れ等は、スポンジ１５により除去される。

操作部１６は、キーボード等からなる。使用者による操作部１６の操作により、選別装置１００内の各部の動作が制御される。ディスプレイ１７は、選別装置１００内の各部の動作状況を表示する。

また、上部筐体２００上には緊急灯２３が設けられている。選別装置１００が誤動作した場合等に点灯し、使用者に異常の発生を知らせることができる。

下部筐体３００には、良品回収容器１８、不良品回収容器１９、コンプレッサ２０、空圧機器２１および制御部２２が設けられている。

ノズル装置１０により吸引された種子Ｚは、良品ガイド１１を通して良品回収容器１８に蓄積される。不良品ガイド１２により回収された種子Ｚは、不良品回収容器１９に蓄積される。

コンプレッサ２０は、オーバーフロー回収装置６、ホース６ａおよびノズル装置１０の動作に必要な圧縮空気を生成する。空圧機器２１は、タンク、レギュレータなどを備える。コンプレッサ２０により生成された圧縮空気は、空圧機器２１内のタンクに一時的に蓄積される。空圧機器２１内のタンクに蓄積された圧縮空気は、必要に応じてレギュレータを介してオーバーフロー回収装置６、ホース６ａおよびノズル装置１０に圧縮空気を供給する。

制御部２２は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、半導体メモリ等からなり、選別装置１００内の各部の動作を制御する。詳細は後述する。

図２は、図１の供給部３０および検査部４０の斜視図である。

図２に示すように、供給トラフ２は一定の幅を有するため、供給ホッパー１から供給された種子Ｚは、供給トラフ２上面で幅方向に広がる。また、整列トラフ４の上面には、後述するように、複数の溝が形成されている。それにより、供給トラフ２から供給された種子Ｚは、整列トラフ４上面において複数の溝に分配される。

ベルト７ａ上においても、整列トラフ４から供給される種子Ｚは、整列トラフ４上面の溝の数に対応する数の列を形成する。それにより、ラインセンサカメラ９は、各列毎の種子の検査を行うことができる。

ノズル装置１０は、整列トラフ４の上面の溝の数に対応する数のノズル１０ａを備える。ラインセンサカメラ９の検査により黒色であると判断された種子Ｚは、ノズル装置１０の各ノズル１０ａから各列ごとに吸引される。

図３（ａ）は整列トラフ４の平面図であり、図３（ｂ）は整列トラフ４の正面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｄ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図３（ａ）に示すように、整列トラフ４の上面には、複数の溝４２が整列トラフ４の一端から他端に延びるように形成されている。本例では、８本の溝４２が形成されている。各溝４２の他端部の底面に三角形状の切り欠き４２ａが設けられている。

図３（ｂ）に示すように、整列トラフ４の他端下部は、他端に向かって鋭角的に切り取られた形状を有する。

また、図３（ｃ）に示すように、複数の溝４２は、傾斜面と垂直面とがのこぎり波状に交互に連続することにより形成される。供給トラフ２から供給された種子は、各溝４２の傾斜面下側に片寄りながら整列トラフ４の一端側から他端側に向かって徐々に移動する。

また、図３（ｄ）に示すように、各溝４２の傾斜面の中央部に長円形の落し孔４１が形成されている。落し孔４１と垂直面との間の傾斜面の幅は、種子Ｚ１個分に設定されている。その結果、溝４２の幅方向において、複数の種子Ｚが重なって移動する場合でも余分な種子Ｚが落し孔４１から落下するため、図１のベルト７ａに供給される種子Ｚは、溝４２の数に対応する数の列を形成する。

図４は、整列トラフ４からベルト７ａへの種子Ｚの受け渡しを説明する模式図である。図４（ａ）は整列トラフ４およびベルト７ａの模式的側面図であり、図４（ｂ）は図３（ａ）の一点鎖線Ｃで切った断面を一端側から他端側に向かって見た模式的断面図である。

図４（ａ）に示すように、整列トラフ４の他端下部とベルト７ａが平行になるように整列トラフ４は傾斜する。本例では水平面に対して１０度傾斜している。また、整列トラフ４とベルト７ａとの間には隙間が存在する。

本例では０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の隙間が存在する。本例の種子Ｚの高さは、例えば、０．５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度である。それにより、整列トラフ４とベルト７ａとの間の隙間に種子Ｚが入り込むことはない。

その結果、種子Ｚは、ベルト７ａ上に供給された後も整列トラフ４の他端部により案内され、複数の溝４２により形成された種子Ｚの列が一定に保たれる。

図５は、整列トラフ４からベルト７ａに供給された種子Ｚが搬送される様子を示す模式図である。

図５に示すように、整列トラフ４に供給された種子Ｚは、落し孔４１により各溝４２において一列になってベルト７ａに供給される。

ベルト７ａに供給された種子Ｚは矢印の向きに搬送される。ベルト７ａが種子Ｚを搬送する速度は、整列トラフ４が種子Ｚを搬送する速度よりも大きく設定されている。それにより、ベルト７ａ上を搬送される種子Ｚ同士の間隔は、整列トラフ４上を移動する種子Ｚ同士の間隔に比較して大きくなる。その結果、各列ごとに種子Ｚ１個ずつの検査を確実に行うことができる。

測定領域Ｘは、種子Ｚの搬送方向に対して、水平面内において直角方向を示す。図１のラインセンサカメラ９内のラインセンサは、測定領域Ｘ方向に沿って２０４８個の画素を有する。ラインセンサの各画素は、測定領域Ｘ上の５０μｍ×５０μｍの正方形の領域（以下、１単位という）の平均輝度値を測定する。

測定領域Ｘとベルト７ａ上に種子Ｚが矢印の方向に形成する列とが重なる８個の領域を以下、処理領域という。各処理領域は、測定領域Ｘにおいて一定の間隔ごとに連続する５０画素により構成される。

また、ラインセンサカメラ９は、一定時間ごとに測定領域Ｘにおける輝度値を測定する。ラインセンサカメラ９の具体的な検査方法は、後述する。

ラインセンサカメラ９による検査の結果、検査の対象となった種子Ｚが「黒色」であると判断された場合には、ノズル装置１０のノズル１０ａにより種子Ｚ１個ずつが個別に吸引される。このように、種子Ｚを１個ずつ検査することから、より精度の高い種子Ｚの選別が可能である。さらに、図２で説明したように複数列の種子Ｚを同時に検査することが可能であることから、検査に要する時間が短縮される。

図６は、他の整列トラフ４ａを示す平面図である。

図６に示すように、整列トラフ４ａが図３の整列トラフ４と異なる点は、各溝４２の途中に平面三角形状の堰止部４３が設けられている点である。堰止部４３まで到達した種子Ｚは、堰止部４３に一時的に堰き止められるが、後続の種子Ｚからの圧力により堰止部４３を乗り越える。

ここで、種子Ｚは、外周部に無数の繊毛を有し、種子Ｚ同士が重なると互いに分離しにくくなる。しかしながら、堰止部４３に一時的に堰き止められた複数の種子Ｚの一群は、堰止部４３を乗り越えるときに、後続の種子Ｚからの圧力により互いに分離する。それにより、余分な種子Ｚは、落し孔４１から確実に回収される。

図７は、ノズル装置１０を説明するための模式図である。図７（ａ）はノズル装置１０の模式的断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

図７（ａ）に示すように、ノズル装置１０は、ノズル１０ａおよび本体部１０ｂを含む。本体部１０ｂには圧縮空気通路１０ｃが形成されている。圧縮空気通路１０ｃは、圧縮空気導入部１０ｃａおよび圧縮空気排出部１０ｃｂから構成される。圧縮空気排出部１０ｃｂは、水平面に対して傾斜している。本例では、水平面に対して４５度傾斜している。

ノズル１０ａは、ステンレスから構成される断面環状の円管である。ノズル１０ａのノズル１０ａの下端には種子吸引口１０ａａが設けられ、上端には種子排出口１０ａｂが設けられている。ノズル１０ａの上部は、圧縮空気通路１０ｃの圧縮空気排出部１０ｃｂに対して同心円を形成するように挿入される。ノズル１０ａは、ノズル１０ａの下端部がベルト７ａに対して垂直になるように下端側で曲折する。

図７（ｂ）に示すように、ノズル１０ａの直径よりも圧縮空気排出部１０ｃｂの直径が大きいため、ノズル１０ａと圧縮空気排出部１０ｃｂとの間には隙間が存在する。本例においては、ノズル１０ａと圧縮空気排出部１０ｃｂとの直径差は０．５ｍｍ程度である。

圧縮空気導入部１０ｃａには、図１の空圧機器２１内のタンクに蓄積された圧縮空気が供給される。圧縮空気導入部１０ｃａに供給された圧縮空気は、圧縮空気排出部１０ｃｂを通って図１の良品ガイド１１に向かって排出される。

この場合、ノズル１０ａと圧縮空気排出部１０ｃｂとの隙間で圧縮空気の速度が飛躍的に増大する。それにより、ノズル１０ａの上端側に陰圧が発生し、下端側から上端側に向かって気流が発生する。その結果、ベルト７ａ上を搬送される種子Ｚが種子吸引口１０ａａから吸引され、種子排出口１０ａｂを通り、圧縮空気排出部１０ｃｂを通って図１の良品ガイド１１に排出される。

ノズル１０ａの上部および圧縮空気排出部１０ｃｂが水平面に対して４５度の傾斜を有することから、種子Ｚが落下しにくい。それにより、効率の良い種子Ｚの吸引を行うことができる。

また、ノズル１０ａの下端部がベルト７ａに対して垂直に設けられていることから、種子吸引口１０ａａの断面積を最小限に抑えることができる。それにより、ノズル１０ａの吸引力が分散せずに吸引力が低減されない。また、種子Ｚ以外の対象物が吸引されることが防止される。

図８は、図１のラインセンサカメラ９による種子の検査の内容を説明する図である。

検査コンベア７は白色であるため、検査コンベア７上に種子が供給されていない場合には図４の測定領域Ｘ上の輝度値はほぼ最大レベルである。種子Ｚは茶色または黒色であるため、測定領域Ｘに種子Ｚが搬送されると測定領域Ｘと種子Ｚが重なる部分の輝度値は急激に低下する。

ここで、ベルト７ａの動作に伴い、測定領域Ｘの位置が図８（ａ）のラインＰ〜Ｓの４ラインへと相対的に移動する場合に測定される輝度値を考える。

図８（ｂ）〜（ｅ）は、図８（ａ）のラインＰ〜Ｓにおける輝度値を示す波形図である。図８（ｂ）〜（ｅ）の横軸は図４の測定領域Ｘ上の位置を示し、縦軸は輝度値を示す。

図８（ｂ）に示すように、測定領域Ｘが種子Ｚと重なる部分において輝度値が急激に低下する。本実施の形態に係る種子Ｚは茶色または黒色であり、測定される輝度値は低くなる。そのため、種子Ｚ以外の対象物を検査から除外して検査精度を向上させるため、ある一定の輝度値（以下、有効レベルという）以下の輝度値を有する対象物のみを検査の対象としている。また、輝度値が有効レベル以下にあるライン方向の幅を有効幅という。

種子Ｚがベルト７ａにより搬送されるにしたがい、種子Ｚと測定領域Ｘとが重なる幅が徐々に大きくなるため、図８（ｃ）〜（ｅ）に示すように、有効幅も徐々に大きくなる。

有効幅が３ライン連続してしきい値Ｔよりも大きければ、種子Ｚがベルト７ａにより搬送されていると判断される。逆に有効幅がしきい値Ｔよりも小さければ、種子Ｚがベルト７ａにより搬送されていないと判断される。それにより、種子Ｚよりも小さい幅を持つ塵等は検査の対象とならない。その結果、検査精度が向上する。

有効幅が３ライン連続してしきい値Ｔよりも大きい場合、各処理領域内の１単位ごとの平均輝度値が蓄積され、平均輝度値の度数分布が作成される。この度数分布は、有効幅がしきい値Ｔよりも小さくなるまで作成される。この度数分布において最も度数の大きい輝度値を最頻輝度値と呼ぶ。この最頻輝度値が予め設定されている値（以下、基準値という）より大きいか小さいかが判断される。

最頻輝度値が基準値よりも小さい場合には種子Ｚの色は黒色であると判断され、最頻輝度値が基準値以上の場合には種子Ｚの色は茶色であると判断される。

種子Ｚの色が黒色であると判断された場合には、制御部２２内のタイマが起動し、一定時間経過後に黒色であると判断された種子Ｚの列に対応するノズル１０ａが自動的に吸引動作を行う。測定領域Ｘを通過した種子Ｚは、ベルト７ａの動作により例えば３４０ｍ秒後にノズル１０ａの真下に搬送され、ノズル１０ａにより吸引される。種子Ｚの色が茶色であると判断された場合には制御部２２内のタイマが起動せず、種子Ｚは不良品ガイド１２を経由して不良品回収容器１９に回収される。

図９は、数千個の種子Ｚの最頻輝度値を集計した度数分布である。

図９に示すように、種子Ｚの最頻輝度値の度数分布は２つの山を有する形状となる。低輝度値側の山は黒色の種子Ｚの最頻輝度値の分布を示し、高輝度値側の山は茶色の種子Ｚの最頻輝度値の分布を示す。

黒色の種子Ｚの最頻輝度値の分布のうち最も個数の多い輝度値を輝度値Ｍとし、茶色の種子Ｚの最頻輝度値の分布のうち最も個数の多い輝度値を輝度値Ｎとすると、基準値は以下の式（１）で表される。

基準値＝（Ｍ＋Ｎ）／２…（１）
基準値は、種子Ｚの選別の開始前に、予め数百〜数千の種子Ｚの最頻輝度値を測定することにより決定される。

図１０は、選別装置１００の制御系を示すブロック図である。

画像処理部２４は、ラインセンサカメラ９の出力信号および制御部２２から与えられる指令信号を受け取る。制御部２２は、操作部１６から与えられる指令信号および画像処理部２４により計算された１単位ごとの輝度値を受け取る。また、制御部２２は、操作部１６から与えられる指令信号および画像処理部２４から与えられる輝度値に基づき、振動発生器３，５、照明８、検査コンベア７、空圧機器２１、ノズル装置１０、コンプレッサ２０、緊急灯２３およびディスプレイ１７の動作を制御する。

図１１は、制御部２２の基準値算出処理を示すフローチャートである。以下、図９および図１０を参照しながら図１１のフローチャートの説明を行う。

図１１に示すように、制御部２２は、画像処理部２４から測定領域内における１単位ごとの平均輝度値を表す信号を受け取る（ステップＳ１）。

次に、制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回ったか否かを判定する（ステップＳ２）。制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回っていると判定しなかった場合にはステップＳ１の動作を繰り返す。

ステップＳ２において、制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回ったと判定した場合には、測定領域内の１単位ごとの平均輝度値の度数分布の作成を開始する（ステップＳ３）。

次いで、制御部２２は、種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを下回ったか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部２２は、種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを下回っていないと判定した場合には、制御部２２は測定領域内の１単位ごとの平均輝度値の度数分布の作成を継続する。

ステップＳ４において、制御部２２は、種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを下回ったと判定した場合には、平均輝度値の度数分布の作成を終了する（ステップＳ５）。それにより、輝度値の度数分布が作成される。

次に、制御部２２は、作成された輝度値の度数分布における最頻輝度値を抽出する（ステップＳ６）。

次いで、制御部２２は、作業の終了が指示されたか否かを判判定する（ステップＳ７）。作業の終了が指示されていない場合、ステップＳ１に戻りステップＳ１からＳ７の処理を繰り返す。

ステップＳ７において作業の終了が指示された場合、制御部２２は、図９の最頻輝度値分布を作成する（ステップＳ８）。次に、制御部２２は、図９の最頻輝度値分布に基づいて基準値を算出する（ステップＳ９）。

図１２は、選別装置１００による選別動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら図１２の選別動作を説明する。

制御部２２は、画像処理部２４から測定領域内における１単位ごとの平気輝度値を表す信号を受け取る（ステップＳ１１）。次に、制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回ったか否かを判定する（ステップＳ１２）。

制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回っていると判定しなかった場合には待機する。ステップＳ１２において、制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回ったと判定した場合には、測定領域内の１単位ごとの平均輝度値の度数分布の作成を開始する（ステップＳ１３）。

次いで、制御部２２は、種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを下回ったか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部２２は、種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを下回っていないと判定した場合には、制御部２２は測定領域内の１単位ごとの平均輝度値の度数分布の作成を継続する。

ステップＳ１４において、制御部２２は、種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを下回ったと判定した場合には、平均輝度値の度数分布の作成を終了する（ステップＳ１５）。

次に、制御部２２は、種子Ｚの最頻輝度値が基準値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。制御部２２は、種子Ｚの最頻輝度値が基準値より小さいと判定した場合には、制御部２２内のタイマを起動する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１６において、最頻輝度値が基準値より小さいと判定した場合には、制御部２２は、ステップＳ１１の動作から繰り返す。

以上のように、ラインセンサカメラ９が検査する対象物の大きさおよび色の両方を検査して種子Ｚの選別を行うことから、本実施の形態に係る選別装置１００においては、確実に種子Ｚの選別が行われる。

図１３および図１４は、選別装置１００による選別動作の他の例を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら図１３および図１４の選別動作を説明する。

図１３に示すように、制御部２２は、画像処理部２４から測定領域内における１単位ごとの平均輝度値を表す信号を受け取る（ステップＳ２１）。

次に、制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回ったか否かを判定する（ステップＳ２２）。制御部２２は、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回っていると判定しなかった場合にはステップＳ２１の動作を繰り返す。

ステップＳ２２において、３ライン連続して種子Ｚの検知有効幅がしきい値Ｔを上回った場合、制御部２２は、検知有効幅がしきい値Ｔを下回っているか否かを判定する（ステップＳ２３）。検知有効幅がしきい値Ｔを下回っていない場合、制御部２２は、測定領域内において、予め設定された輝度値以下の領域を抽出する（図１４のステップＳ２４）。

次いで、制御部２２は、抽出された領域内の平均輝度値において、輝度値の度数分布を計測する（ステップＳ２５）。

次に、制御部２２は、抽出された領域の周縁部の長さを積算する（ステップＳ２６）。

次いで、制御部２２は、抽出された領域の面積を積算する（ステップＳ２７）。

次に、制御部２２は、抽出された領域のライン数を計測する（ステップＳ２８）。

以後、制御部２２は、上記のステップＳ２３において、検知有効幅がしきい値Ｔを下回るまでステップＳ２１〜Ｓ２８の処理を繰り返す。

ステップＳ２５の計測結果から種子Ｚ全体の輝度値の度数分布が作成される。また、ステップＳ２６の周縁部の長さの積算結果が種子Ｚの周囲長に相当する。また、ステップＳ２７における面積の積算結果が種子Ｚの面積に相当する。さらに、ステップＳ２８におけるライン数の積算結果が種子Ｚの種子長さに相当する。

ステップＳ２３において、検知有効幅がしきい値Ｔを下回った場合、制御部２２は、最頻輝度値の抽出を行う（ステップＳ２９）。

次に、制御部２２は、最頻輝度値が前述の基準値よりも小さいか否かを判定する（図１４のステップＳ３０）。

最頻輝度値が基準値よりも小さい場合、制御部２２は、種子長さが長さ基準範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３１）。ここで、種子長さとは、測定領域内における１単位ごとの平均輝度値が、検知有効レベル以下となり、かつその幅が検知有効幅以上となるライン数に相当する。

種子長さが長さ基準範囲内にある場合、制御部２２は、吸引処理を行う（ステップＳ３２）。この場合、制御部２２は、ノズル装置１０に吸引指示の指令信号を送る。

次いで、制御部２２は、作業の終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ３３）。作業の終了が指示されていない場合、制御部２２は、ステップＳ２１に戻り上記の処理を繰り返す。

ステップＳ３０において、最頻輝度値が基準値より大きい場合、ステップＳ３１において、種子長さが基準範囲にない場合には、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３において、作業の終了が指示された場合、種子選別処理が終了する。

以上のことから、本実施の形態に係る種子選別装置においては、最頻輝度値および種子長さの値を用いて種子選別を行うので、種子Ｚと異物とを選別することも可能となる。

なお、本実施の形態に係る選別装置１００においては、検査の対象となる種子Ｚが茶色の種子と黒色の種子との２種類に分類される種子であったが、その他の色に分類される種子であってもよいし、３種類以上の色に分類される種子から一種類の色の種子を選別することもできる。

その場合には、照明８の光源、ベルト７ａを構成する素材の色および有効レベルの値を変更することによって、対象となる種子の色の選別を効率良く行うことができる。また、しきい値Ｔの値を変更することによって対象となる種々の種子の大きさに対応することが可能である。

本実施の形態においては、整列トラフ４および振動発生器５が整列手段に相当し、検査コンベア７が搬送手段に相当し、ラインセンサカメラ９がラインセンサに相当し、ノズル１０ａが吸引部に相当し、ノズル装置１０が吸引手段に相当し、制御部２２が判定手段および制御手段に相当し、整列トラフ４が整列部材に相当し、振動発生器５が振動発生手段に相当し、落し孔４１が孔部に相当し、オーバーフロー回収装置６が回収手段に相当し、ベルト７ａが搬送面に相当する。

以上のように、本発明に係る選別装置および選別方法においては、多量の被選別品を効率良く正確に選別することが可能である。したがって、本発明に係る選別装置および選別方法は、複数の被選別品から所望の被選別品を選別する用途に適している。

本発明の一実施の形態に係る選別装置の模式図である。 図１の供給部および検査部の斜視図である。 （ａ）は整列トラフの平面図であり、（ｂ）は整列トラフの正面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 整列トラフからベルトへの種子の受け渡しを説明する模式図である。 整列トラフからベルトに供給された種子が搬送される様子を示す模式図である。 他の整列トラフを示す平面図である。 ノズル装置を説明するための模式図である。 図１のラインセンサカメラによる種子の検査の内容を説明する図である。 数千個の種子の最頻輝度値を集計した度数分布である。 選別装置の制御系を示すブロック図である。 制御部の基準値算出処理を示すフローチャートである。 選別装置による選別動作の一例を示すフローチャートである。 選別装置による選別動作の他の例を示すフローチャートである。 選別装置による選別動作の他の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 供給ホッパー
２ 供給トラフ
３ 振動発生器
４ 整列トラフ
５ 振動発生器
６ オーバーフロー回収装置
７ 検査コンベア
８ 照明
９ ラインセンサカメラ
１０ ノズル装置
１０ａ ノズル
１１ 良品ガイド
１２ 不良品ガイド
１６ 操作部
１８ 良品回収容器
１９ 不良品回収容器
２２ 制御部
３０ 供給部
４０ 検査部
４１ 落し孔
４２ 溝
１００ 選別装置
２００ 上部筐体
３００ 下部筐体

Claims (11)

1. 複数の被選別品を第１の方向に搬送しつつ複数列に整列させる整列手段と、
   前記整列手段から供給される前記複数の被選別品を複数列の状態で前記第１の方向に搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿った直線状の測定領域を撮像するラインセンサと、
   前記搬送手段の前記測定領域よりも下流側において前記第２の方向に沿って配列される複数の吸引部を有し、前記搬送手段により搬送される前記複数列の被選別品をそれぞれ吸引する吸引手段と、
   前記ラインセンサの出力信号に基づいて前記搬送手段により搬送される前記複数列の被選別品の各々の選択および非選択を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて前記吸引手段の前記複数の吸引部の各々の吸引動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする選別装置。
2. 前記搬送手段による前記複数列の被選別品の搬送速度は、前記整列手段による前記複数列の被選別品の搬送速度よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項１記載の選別装置。
3. 前記整列手段は、
   前記第１の方向に沿って互いに平行に延びる複数の溝を有する整列部材と、
   前記整列部材上に供給される複数の前記被選別品が前記複数の溝に沿って移動するように前記整列部材を振動させる振動発生手段とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の選別装置。
4. 前記整列手段の前記複数の溝の各々の底面に孔部が設けられ、各溝内の孔部の側方に前記被選別品が通過可能な底面領域が形成されるように孔部の幅が設定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の選別装置。
5. 前記整列手段の各孔部を通して落下する前記被選別品を回収して前記整列手段の上流側に供給する回収手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の選別装置。
6. 前記搬送手段は、前記第１の方向に移動する搬送面を有し、
   前記整列手段は、前記複数列の被選別品を前記搬送面上に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の選別装置。
7. 前記制御手段は、各列の被選別品が前記判定手段により選択と判定された時点から所定時間経過後に、対応する前記吸引部の吸引動作を実行させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の選別装置。
8. 前記判定手段は、前記ラインセンサの出力信号に基づいて前記被選別品の前記第２の方向の幅を検出し、所定回数連続して前記第２の方向の幅が所定値よりも大きい場合に、前記搬送手段により前記被選別品が搬送されていると判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の選別装置。
9. 前記判定手段は、前記搬送手段により前記被選別品が搬送されていると判定した後、前記測定領域の輝度の分布を測定し、最も頻度の高い輝度に基づいて被選別品の各々の選択および非選択を判定することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の選別装置。
10. 複数の被選別品を第１の方向に搬送しつつ複数列に整列させるステップと、
    前記複数の被選別品を複数列の状態で前記第１の方向に搬送するステップと、
    前記第１の方向と直交する第２の方向に沿った直線状の測定領域をラインセンサにより撮像するステップと、
    前記ラインセンサの出力信号に基づいて前記複数列の被選別品の各々の選択および非選択を判定するステップと、
    前記判定の結果に基づいて、前記測定領域よりも下流側において前記第２の方向に沿って配列される複数の吸引部により、前記複数列の被選別品をそれぞれ吸引するステップとを含むことを特徴とする選別方法。
11. 複数の被選別品を第１の方向に搬送しつつ複数列に整列させる整列装置であって、
    前記第１の方向に沿って互いに平行に延びる複数の溝を有する整列部材と、
    前記整列部材上に供給される複数の前記被選別品が前記複数の溝に沿って移動するように前記整列部材を振動させる振動発生手段とを含み、
    前記複数の溝の各々の底面に孔部が設けられ、各溝内の孔部の側方に前記被選別品が通過可能な底面領域が形成されるように孔部の幅が設定され、
    前記複数の溝の各々の前記底面領域の延長線上における底面の先端に切り欠きが設けられたことを特徴とする整列装置。
    

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