JP2006231109A

JP2006231109A - 粒状物色彩選別方法と、ラインセンサを備えた粒状物色彩選別機

Info

Publication number: JP2006231109A
Application number: JP2005045522A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsuzuki; 建夫都築; Satoshi Shimauchi; 聡島内; Yoichi Watabe; 陽一渡部; Hiroshi Kadota; 浩門田; Kazuhiko Miyamoto; 和彦宮本
Original assignee: Seirei Industry Co Ltd
Current assignee: Yanmar Agribusiness Co Ltd
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】落下している個々の粒状物ｗの左右水平方向ｆ２及び粒状物落下方向ｆ３におけるラインセンサによる撮像精度を向上させて、粒状物ｗ群からの異色粒状物の除去を確実に行えるようにする。
【解決手段】粒状物色彩選別方法において、ラインセンサの各回の左右水平方向ｆ２走査で撮像される粒状物ｗ上の範囲ｍ１が粒状物落下方向ｆ３上で、重複の生じない連続した状態か、あるいは、部分的に重複した状態に並ぶように実施する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、粒状物色彩選別方法と、ラインセンサを備えた粒状物色彩選別機に関するもので、ラインセンサによる異色粒状物の検出が確実に行われるようになすことを特徴とする。

多数の画素が水平方向へ配列されたラインセンサを設け、該ラインセンサは水平方向走査を繰り返すことにより流下樋から落下する粒状物群を撮像するものとなすと共に、該ラインセンサの撮像情報により粒状物群中の異色粒状物の存在を把握し選り出すように実施する技術は既に知られている。

特開２０００−１８５２６３

上記した従来の技術において、ラインセンサによる異色粒状物の存在の把握を高精度に行わせる上では、ラインセンサの画素数を多くなすことが考えられる。これによれば、落下している個々の粒状物の水平方向箇所の撮像が高精度に行われることになる。

一方、ラインセンサはその画素数を多くなされたことに起因してその水平方向の走査周波数が低下し各水平方向走査の周期が長いものとなるのであり、また流下樋から落下する粒状物の落下速度は任意な大きさに制御されるものとなされていないことから、一般には、図１１に示すように、ラインセンサの各回の水平方向ｆ２走査で撮像される粒状物ｗ上の範囲ｍ１は粒状物ｗの落下方向ｆ３上で隙間ｍ２の生じた状態に並ぶものとなる。

この場合、粒状物ｗ上の前記隙間ｍ２の箇所にのみ異色箇所ｎが存在しているとき、ラインセンサは該異色箇所ｎを撮像することができず、異色粒状物の選り出しを確実に行うことができないのである。

本発明は斯かる実情に鑑みて創案されたものであって、落下している個々の粒状物ｗの粒状物落下方向ｆ２におけるラインセンサによる撮像精度を向上させて粒状物ｗ群からの異色粒状物の選別除去を確実に行えるようになすことを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は次のようなものとなす。
即ち、第１の発明に係る粒状物色彩選別方法は、請求項１に記載したように、多数の画素が水平方向へ配列されたラインセンサを設け、該ラインセンサは水平方向走査を繰り返すことにより流下樋から落下する粒状物を撮像するものとなすと共に、該ラインセンサの撮像情報により異色粒状物の存在を把握し該異色粒状物を選り出すように実施する粒状物色彩選別方法において、前記ラインセンサの有効な画素数と前記流下樋から落下する粒状物の落下速度との整合を図ることにより、前記ラインセンサの各回の水平方向走査で撮像される前記粒状物上の範囲が前記粒状物の落下方向上で、重複の生じない連続した状態か、或いは部分的に重複した状態に並ぶように実施する。

該発明は次のように具体化するのがよいのであり、即ち、請求項２に記載したように、前記ラインセンサが順次に前記水平方向走査をするときに生成される前記ラインセンサの各画素に蓄積された電荷量をその画素の配置に対応させて水平方向及び、前記粒状物の落下方向に配列させ、前記水平方向又は、前記粒状物の落下方向で隣接した２つ以上の画素に対応した電荷量が特定値を超えた状態となったとき、該画素に対応した位置に前記異色粒状物が存在していると判断するように実施する。

第２の発明に係る粒状物色彩選別機は、請求項３に記載したように、多数の画素が水平方向へ配列されたラインセンサを備え、該ラインセンサが水平方向走査を繰り返すことにより流下樋から落下する粒状物を撮像するものとなされた粒状物色彩選別機において、前記ラインセンサの各回の水平方向走査で撮像される前記粒状物上の範囲が前記粒状物の落下方向上で、重複の生じない連続した状態か或いは部分的に重複した状態に並ぶようになすことを可能とした撮像状態変更手段を設けたものである。

該発明は次のように具体化することができるのであり、即ち、請求項４に記載したように、前記撮像状態変更手段が、前記粒状物の代表落下速度を検出する速度検出手段と、前記代表落下速度に関連して前記ラインセンサの水平方向走査の周波数を変更させるように作動する走査周波数変更手段とを備えた構成となす。

以上に記載した本発明によれば、次のような効果が得られるのであって、即ち、落下している個々の粒状物の粒状物落下方向におけるラインセンサによる撮像精度を向上させることができ、粒状物群からの異色粒状物の選別除去を確実に行えるようなる。

請求項２記載のものによれば、ラインセンサの撮像情報にノイズが入り込むなどしても、該ノイズに起因して良品の粒状物を異色粒状物と誤って選り出すような事態を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、選別処理される粒状物が流下樋から落下するときの落下速度が種々の大きさに変化しても撮像状態変更手段の存在によりラインセンサは落下する各粒状物のほぼ全表面を未撮像箇所の生じないように撮像することができるのであり、従って米、麦又は豆などのように大きく異なる速度で落下する種類の粒状物の処理における異色粒状物でも効率的且つ確実に除去することができるものとなる。

請求項４に記載の発明によれば、選別処理される粒状物が流下樋から落下するときの落下速度の大きさに関連してラインセンサの水平方向走査周波数が速度検出手段及び走査周波数変更手段を介して自動的に変化されるため、前記落下速度が任意に変化してもラインセンサは落下する粒状物のほぼ全表面を未撮像箇所の生じないように撮像することができるのであり、従って米、麦又は豆などのように落下速度が大きく異なる種類の粒状物の処理における異色粒状物でも変更調整の手間を要することなく効率的且つ確実に除去することができるものとなる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施例に係る粒状物色彩選別機の概要を示す側面図、図２は前記選別機のラインカメラを示す概要図、図３は前記選別機の光量比較手段の作動を示す説明図、図４は前記光量比較手段における出力状態の説明図、図５は前記選別機におけるノズル集合体、動力止弁及び通気管などを示す背面図、図６は前記ノズル集合体を斜め下方から見た図、図７は前記ノズル集合体の一部背面図、図８は前記選別機におけるラインカメラの受光部と空気噴射ノズルとの対応を示す説明図、図９は図８をさらに拡大して示した図、図１０は前記選別機の流下樋から落下する穀粒群を前方から見た図、図１１は前記選別機におけるエリアカメラによる粒状物の撮像状態を示す正面図、図１２は前記ラインカメラによる粒状物の撮像状態を示す正面図、図１３は前記選別機の画像処理部の映像表示部に前記エリアカメラで撮像された粒状物群を画像として表示させた状態を示す図である。

先ず第１の実施例について説明する。
図１に示すように、本発明に係る粒状物色彩選別機は、穀物などの粒状物ｗに混入している小石、金属片、ガラス片、プラスチック片又は、不良品質の穀粒などの異色粒状物ｗ１を除去するために有用なものであり、機体フレーム上に選別部１００を形成すると共に適当個所に原料タンク１０１、良品タンク１０２、不良品タンク１０３が付属して設けられている。

選別部１００は、粒状物ｗを定量的に送り出すフィーダー１と、該フィーダー１から粒状物ｗを供給される流下樋２と、該流下樋２から落下した粒状物ｗ群から異色粒状物ｗ１を選別して除去する光学選別手段３と、良品収容部４ａ及び不良品収容部４ｂを具備した分別収集部４とを備えている。

フィーダー１は、機体フレームに固定され粒状物ｗを収容するホッパー５と、これの下側に配置され粒状物ｗを上面で支持するトラフ６と、これを振動させる電磁駆動手段７とを備えており、この際、トラフ６は電磁駆動手段７から付与される振動の振幅や周期を変化されて自身の発生する搬送力を大小に変化されるものであり、電磁駆動手段７は光学選別手段３の良好な選別精度が得られるように自身の出力部の振動の振幅や周期を流量制御装置８により自動的に制御されるものとなされている。

流下樋２は、上面に直状の流下案内面２ａをなす溝を形成され機体フレームに傾斜状に支持され、流下案内面２ａがこれの案内始端に供給された粒状物ｗを案内してこれの下端から下方へ飛行させるように落下させるものとなされている。

光学選別手段３は異色粒存在検出手段９及び外力付与手段１０を備えている。異色粒存在検出手段９は、流下案内面２ａの下端から飛行して落下する粒状物ｗの正常移動軌跡ａ１を挟む対向した位置の一方にラインカメラ１１を、そして他方に背景面体１２を配設した選別要部を２組以上設けると共に背景面体１２側とラインカメラ１１側の何れにも照明灯１３を設け、ラインカメラ１１、１１が正常移動軌跡ａ１上を飛行する粒状物ｗの色彩の変化を監視し、該変化が一定程度を越えたときに光量比較手段１４が監視対象となった粒状物ｗを異色粒状物ｗ１と認識して異色粒存在検出信号を発出するものとなされている。

ラインカメラ１１は図２に示すようにラインセンサ１１Ａ及び走査周波数変更手段１１Ｂを具備している。ラインセンサ１１Ａは例えば凡そ１０００個程度の画素を流下樋２の流下案内面２ａに平行な左右水平方向ｆ２へ配列された受光部１００と、転送ゲート１０１と、転送部（ＣＣＤレジスタ）１０２とを備えたものとなされている。

受光部１００は画素上に光学的に得られた結像の光により各画素ごとに電荷を発生し蓄積するものとなされており、転送ゲート１０１は受光部１００の各画素に蓄積された電荷を一括して転送部１０２へ送るものであり、転送部１０２は光量比較手段１４から特定時間間隔で外部同期信号（スタート）を付与され該信号に同期して各画素の電荷を読み出し光量比較手段１４へ転送するものである。前記外部同期信号間の時間間隔がラインセンサ１１Ａの左右水平方向ｆ２走査周期と合致する。ここに、外部同期信号に代えて内部同期信号が付与される構成となすことも可能である。

走査周波数変更手段１１Ｂは前記左右水平方向ｆ２走査周期を変更調整するためのものであり、例えば受光部１００の有効な画素数を変化させて有効な画素のみ左右水平方向ｆ２走査するか、或いは転送部１０２の有効列数を変化させて転送部１０２の画素のカウントアップ数を変化させるか、或いは転送部１０２の駆動タイミングの基準を付与する駆動クロックの周波数を変化させるようにする（例えば、特開平８−３０７７４１号公報、特開２００３−２７４１１５号公報など参照）。

光量比較手段１４は、図３において、ラインカメラ１１、１１による各左右水平方向ｆ２走査ごとにおける各画素ごとの電荷蓄積量に対応した出力信号である電圧ｅが基準電圧ｅ０の上下側に設定された各しきい値ｅ１、ｅ２よりも大きいか小さいかを判別するためのものであり、さらに詳細には、図４において、受光部１００の各画素１００ａごとの出力信号である電圧ｅが上側のしきい値ｅ１よりも大きいときと下側しきい値ｅ２よりも小さいときの２つの場合にその画素１００ａに対応して存在信号「１」を生じさせるのである。そして、各ラインカメラ１１のラインセンサ１１Ａが順次に水平方向走査をするときに生成されるラインセンサ１１Ａの各画素１００ａに蓄積された電荷量を図４に示すようにその画素１００ａの配置に対応させて水平方向ｆ２及び粒状物落下方向ｆ３に配列させ、水平方向ｆ２又は粒状物落下方向ｆ３で隣接した２つ以上の画素１００ａに対応した電荷量が特定値（しきい値ｅ１、ｅ２）を超えた状態となったとき、即ち、符号ａ１で示すように水平方向ｆ２又は粒状物落下方向ｆ３で隣接した２つ以上の画素１００ａについて存在信号「１」が生じたとき（図４中において存在信号「１」が生じた画素１００ａには斜線が付してある。）、その対応する異色粒存在検出信号を外部へ向け発出するが、存在信号「１」の生じた画素１００ａに隣接していない単一の画素１００ａのみに対応して存在信号「１」が生じても（図４中の符号ａ２で示す状態が生じても）、該存在信号「１」をノイズと認識して異色粒存在検出信号を外部へ発出しないものとなされている。
図３中、横軸Ｘは受光部１００の画素１００ａの位置を示し、縦軸Ｙは光量比較手段１４に入力される各画素１００ａの出力電圧を示している。

光量比較手段１４には画像処理回路１０３が組み込まれており、該画像処理回路１０３の出力が液晶板を具備した画像表示部１０４に入力されるようになされている。該画像表示部１０４はラインカメラ１１による連続した一定の左右水平方向ｆ２走査回数（これはラインカメラ１１の各左右水平方向ｆ２走査ごとの粒状物落下方向ｆ３の撮像範囲の長さ（落下方向ｆ３分解能を決定するもの）と、左右水平方向ｆ２走査周期と、画像表示部１０４の液晶板の粒状物落下方向ｆ３に対応する長さとの関係で特定される。）の撮像情報が常に表示され且つラインカメラ１１の各左右水平方向ｆ２走査ごとの粒状物落下方向ｆ３の撮像範囲ｍ１（図１１参照）が重なりの生じない状態で連続して表示されるものとなされている。

従って、画像表示部１０４はラインカメラ１１の左右水平方向ｆ２走査周期とラインカメラ１１の被写体である粒状物ｗの落下速度とが整合したときには被写体である粒状物ｗと相似形の粒状物画像を表示するものとなり、またラインカメラ１１の左右水平方向ｆ２走査周期がラインカメラ１１の被写体である粒状物ｗの落下速度に対し過度に小さいときには被写体である粒状物ｗの形状に較べて粒状物落下方向ｆ３が左右水平方向ｆ２に対し割合的に長大化された変形状の粒状物画像を表示するものとなり、またラインカメラ１１の左右水平方向ｆ２走査周期がラインカメラ１１の被写体である粒状物ｗの落下速度に対し過度に大きいときには被写体である粒状物ｗの形状に較べて粒状物落下方向ｆ３が左右水平方向ｆ２に対し割合的に短小化された変形状の粒状物画像を表示するものとなる。

外力付与手段１０は、弁制御装置１５と、これにより開閉制御される多数の電磁開閉弁１６の集合された弁集合体１６Ａと、図５に示すように扁平四角状となされた多数の空気噴射ノズル１７を電磁開閉弁１６のそれぞれに対応して左右水平方向ｆ２（流下案内面２ａの幅方向）へ直線状に配置されたノズル集合体１８と、各電磁開閉弁１６の出口１６ａにこれに対応したノズル集合体１８の空気流入口１９を連通させた撓曲自在な樹脂製の先側空気供給ライン２０と、各電磁開閉弁１６に圧縮空気を供給するための元側空気供給ライン２１と、該元側空気供給ライン２１に接続され該ライン２１に圧縮空気を供給する圧縮空気源２２とを備えたものとなされている。

ノズル集合体１８は、図６及び図７に示すように、前面部１８ａ、上面部１８ｂ、下面部１８ｃ及び背面部１８ｄのぼか、下面部１８ｃと背面部１８ｄとを結ぶ傾斜面部１８ｅを備えたもので、左右水平方向ｆ２へ長い棒状体となされている。前面部１８ａ上部の左右水平方向ｆ２個所には多数の空気噴射ノズル１７が前記受光部１００の画素１００ａに対応するように形成されている。具体的には図８に示すように各空気噴射ノズル１７とこれの対応する複数（例えば８０個程度）の連続した画素１００ａとが同一の粒状物落下巾Ｌ１上に位置するものとなっている。また空気噴射ノズル１７のそれぞれを含む各前後向き縦面ｂ１、ｂ２、ｂ３上であって下面部１８ｃ個所、背面部１８ｄ個所又は傾斜面部１８ｅ個所のうちの何れか１個所である特定個所に空気流入口１９が形成されており、これら空気流入口１９のうち左右方向ｆ２で隣接した２つの前後向き縦面上の空気流入口１９、１９同士は下面部１８ｃ個所、背面部１８ｄ個所及び傾斜面部１８ｅ個所のうちの異なる２個所に位置するような相対配置に形成される。各前後向き縦面ｂ１、ｂ２、ｂ３における空気流入口１９と空気噴射ノズル１７とは通気孔２６を介して連通されている。

図５〜図７に示すように、空気流入口１９と空気噴射ノズル１７と通気孔２６は符号ｂ１で示す前後向き縦面、符号ｂ２で示す前後向き縦面、及び、符号ｂ３で示す前後向き縦面の配列が繰り返されるような相対配置となされている。

また弁制御装置１５は単数又は複数の異色粒状物ｗ１を検出した異色粒存在検出手段９から異色粒存在検出信号を入力された時点から、該異色粒存在検出信号に対応するそれぞれの異色粒状物ｗ１について特定調整時間が経過するまでの経過時間をカウントし、該特定調整時間が経過した時点に、それぞれの異色粒存在検出信号を発出させた画素１００ａの存在位置に対応した電磁開閉弁１６を開作動させるための弁開放電流を発出するものとなされている。

さらに弁制御装置１５は、図９に示すように、それぞれの異色粒存在検出信号を発出させた画素１００ａ（光量比較手段１４に存在信号「１」を生じさせた画素１００ａ）の存在位置ｐ１がその対応する１つの空気噴射ノズル１７の左右方向ｆ２の巾中央位置ｐ０から左右何れかの側へ特定距離Ｌ２以上に離れているときには、それぞれの異色粒存在検出信号を発出させた画素１００ａの存在位置ｐ１に対応した電磁開閉弁１６を開作動させるための弁開放電流のみならず、前記存在位置ｐ１に近い側に隣接した空気噴射ノズル１７へ圧縮空気を供給するものである電磁開閉弁１６を開作動させるための弁開放電流をも同時に発出するものとなされている。

弁制御装置１５から弁開放電流が発出されると、その対応する電磁開閉弁１６が開作動され、該開作動に関連して前記異色粒存在検出信号に係る画素１００ａの存在位置に対応した空気噴射ノズル１７へ圧縮空気が供給され該空気噴射ノズル１７から噴出されるのであり、該噴出により生成された空気流は前記異色粒存在検出信号に係る異色粒状物ｗ１が落下する正常移動軌跡ａ１上の特定落下位置ｄ１に一定タイミングで到達する。

分別収集部４は流下樋２の下端から落下し光学選別手段３を通過した粒状物ｗを収容するものであり、良品収容部４ａは正常移動軌跡ａ１を経て良品受入口４ａ１に達した粒状物ｗを収容するものとなされており、また不良品収容部４ｂは、空気噴射ノズル１７から噴出された空気流で正常移動軌跡ａ１から上外方へ飛行され上方移動軌跡ａ２を経て不良品受入口４ｂ１に達した粒状物ｗを収容するものとなされている。

また原料タンク１０１から粒状物供給路３２が延出されていて原料タンク１０１内の粒状物ｗをホッパー５内に移動させるものとなされており、また良品収容部４ａから粒状物移送路３３が延出されていて良品収容部４ａ内の粒状物ｗを良品タンク１０２内に移送するものとなされており、また不良品収容部４ｂから粒状物移送路３４が延出されていて不良品収容部４ｂ内の粒状物ｗを不良品タンク１０３内に移送するものとなされている。

次に上記した色彩選別機を使用して、粒状物ｗである穀粒を選別するときの使用例及び作動について説明する。
原料タンク１０１内に収容された穀粒ｗなどを粒状物供給路３２を通じてホッパー５内に供給するのであり、この際、ホッパー５内において穀粒ｗなどは常に一定レベルを維持された状態となすのが好ましい。

該状態の下でホッパー５内の穀粒ｗなどはその出口通路を通じてトラフ６の底面上に落下するのであり、一方ではトラフ６が電磁駆動手段７の作動により前後及び上下へ振動されているため、トラフ６の底面上に落下した穀粒ｗなどは漸次に前方ｆ１へ送り移動され、その送出部６ａから流下樋２の流下案内面２ａの案内始端に落下するように供給される。
この際、フィーダー１から流下樋２への穀粒ｗなどの流量は流量制御装置８の制御作動により良好な選別性能の得られる特定大きさに自動調整される。

流下樋２の流下案内面２ａ上では、穀粒ｗなどが特定巾内で連続的に単層状態となりつつ直線状に滑落し、流下樋２の下端に達した後は、流下案内面２ａを下方へ延長した正常移動軌跡ａ１上を飛行しつつ落下する。該落下状態を正面から見た状態は図１０に示す通りである。落下する穀粒ｗなどは撮像位置ｇ１に到達したときにラインカメラ１１、１１で撮像される。ラインカメラ１１、１１の撮像情報は光量比較手段１４に入力され後述の異色粒存否の判断の対象とされるのであり、一方では画像処理回路１０３で映像情報となされて画像表示部１０４に入力されるのであり、これにより落下している穀粒ｗなどが継続的に画像表示部１０４に目視可能に表示される。

画像表示部１０４に表示された穀粒ｗ画像が実際の穀粒ｗの形状に較べて穀粒落下方向ｆ３に対し左右水平方向ｆ２よりも割合的に短小化されているときは、図１１に示すようにラインカメラ１１、１１が各左右水平方向ｆ２走査ごとに撮像した穀粒落下方向の粒状物ｗ上の範囲ｍ１の相互間の隙間ｍ２が従来同様に撮像されていない状態となっており、該状態では隙間ｍ２に異色部分ｎが存在するときでも、該異色部分ｎがラインカメラ１１、１１で撮像されないため、光量比較手段１４による比較処理の対象とならないことが生じる。

これに対処するため、作業者は各ラインカメラ１１の走査周波数変更手段１１Ｂにより左右水平方向ｆ２走査周期を小さくなすように変更調整する。この際の変更調整は例えば別途に設けられた適宜な落下速度測定器で撮像位置ｇ１を落下する穀粒ｗなどの速度を確認して該速度に対応させて行う。また画像表示部１０４には落下する穀粒ｗの画像が表示されるのであり、ラインセンサ１１、１１による適正な撮像状態では、画像表示部１０４に表示されている穀粒ｗ画像が実際の穀粒ｗの形状に対し縦横の縮尺が同一の形状（相似形状）になるか、或いは実際の穀粒ｗの形状に較べて左右水平方向ｆ２を穀粒落下方向ｆ３に対し割合的に長大化された形状となる。従って、画像表示部１０４に表示された穀粒ｗ画像の形状を適正状態になすような電子変更調整回路を組み込み、該電子変更調整回路で走査周波数変更手段１１Ｂを変更調整し、これによりラインセンサ１１、１１の左右水平方向ｆ２走査周期を適正に変更調整することも可能である。これにより、ラインセンサ１１、１１は穀粒ｗの表面の全てを重複なく撮像しているか、或いは部分的に重複して撮像している状態となり、何れの場合であっても穀粒ｗの表面の全てを撮像している状態となる。
この結果、前記ラインセンサ１１の各回の左右水平方向ｆ２走査で撮像される粒状物ｗ上の範囲ｍ１が粒状物落下方向ｆ３上で、重複の生じない連続した図１２に示す状態か、或いは部分的に重複した状態に並ぶものとなる。

このような状態の下で落下している穀粒ｗなどが良品の穀粒ｗであれば、照明灯１３から光を浴びた該穀粒ｗからの透過光や反射光をラインカメラ１１、１１が受けても、該ラインカメラ１１、１１の受光部１００の各画素１００ａは一定以上の光量変化を感知するものとならないため、該ラインカメラ１１、１１からその撮像情報を入力された光量比較手段１４は異色粒状物ｗ１を検出するものとならず、該穀粒ｗ１は正常移動軌跡ａ１上をそのまま落下し、良品受入口４ｂ１を通じて良品収容部４ａ内に収容される。

一方、落下する穀粒ｗなどが小石、金属片、ガラス片、プラスチック片又は、全体的に異色化した不良品質穀粒などのような異色粒状物ｗ１の混在するものであるときとか、部分的に異色箇所を有する不良品質穀粒などの混在するものであるときには、照明灯１３の光を浴びた異色粒状物ｗ１からの透過光や反射光を入射された各ラインカメラ１１、１１の受光部１００の特定位置の画素１００ａが一定程度以上の光量変化を感知してそれに応じた電荷を蓄積して電荷の蓄積量に応じた大きさの電圧を出力するのであり、これにより光量比較手段１４は既述の作用により各画素１００ａの電圧値に基づいて、各異色粒状物ｗ１に対応した異色粒存在検出信号を発出する。

該異色粒存在検出信号は弁制御装置１５に入力されるのであり、これに関連して、弁制御手段１５は光量比較手段１４からそれぞれの異色粒存在検出信号を入力された時点からの経過時間をカウントし、前記特定調整時間が経過したとき、それぞれの異色粒存在検出信号に対応する電磁開閉弁１６に弁開放電流を予め定められた極めて短い特定時間中連続して発出する。

弁制御装置１５から弁開放電流を供給された電磁開閉弁１６は電磁コイル１６ａを励磁されて瞬時に開放作動し、対応する先側空気供給ライン２０を通じることにより、圧縮空気源２１から圧縮空気をその対応する空気噴射ノズル１７に流動させるのであり、該空気噴射ノズル１７は圧縮空気を特定落下位置ｄ１に向け瞬間的に噴出させる。
この際、それぞれの異色粒存在検出信号を発出させた画素１００ａ（即ち、光量比較手段１４に存在信号「１」を生じさせた画素１００ａ）の存在位置ｐ１（図９参照）がその対応する１つの空気噴射ノズル１７（ａ）の左右水平方向ｆ２の巾中央位置ｐ０から左右何れかの側へ特定距離Ｌ２以上に離れているときには、それぞれの異色粒存在検出信号を発出させた画素１００ａの存在する位置に対応した電磁開閉弁１６を開作動させるための弁開放電流のみならず、前記存在位置ｐ１に近い側に隣接した空気噴射ノズル１７（ｂ）へ圧縮空気を供給するものとなされた電磁開閉弁１６を開作動させるための弁開放電流をも同時に発出するものとなされている。これにより、例えば穀粒ｗが受光部１００及び空気噴射ノズル１７に対し図９に示すような相対配置に位置しているときに、隣接した２つの空気噴射ノズル１７（ａ）、１７（ｂ）からは圧縮空気が同時にその対応する特定落下位置ｄ１に向け噴出されるものとなる。
このように噴出された圧縮空気で生成された空気流はその対応する異色穀粒ｗ１が特定落下位置ｄ１に到達する時点とほぼ同時に該特定落下位置ｄ１に到達するのである。

従って、異色粒存在検出手段９により検出された異色粒状物ｗ１のそれぞれはこれらが左右方向ｆ２上の種々の位置に存在していてもその対応する空気噴射ノズル１７から噴射された圧縮空気で生成された空気流により正確なタイミングで外力を付与され、正常移動軌跡ａ１の上外方へ撥ね飛ばされ、上方移動軌跡ａ２上を飛行し、不良品受入口４ｂ１を通じて不良品収容部４ｂ内に落下し、良品の穀粒ｗなどから除去された状態となるのである。

こうして異色粒存在検出手段９により検出された異色粒状物ｗ１のそれぞれが空気流で撥ね飛ばされるとき、各異色粒状物ｗ１の近くに存在している良品の穀粒ｗなども一緒に撥ね飛ばされて不良品収容部４ｂ内に落下するものとなるが、空気流が各異色粒状物ｗ１に正確に外力を付与するため、不良品収容部４ｂ内に落下する良品の穀粒ｗの量は少ないものとなる。

上記したような選別処理により、良品収容部４ａ内に収容された穀粒ｗなどは粒状物移送路３３を通じて良品タンク１０２内に移送されるのであり、また不良品収容部４ｂ内に収容された異色粒状物ｗ１や良品の穀粒ｗは粒状物移送路３４を通じて不良品タンク１０３内に移送されるのであり、また不良品タンク１０３内の穀粒ｗなどは必要に応じ、再度、色彩選別機により選別処理される。

この実施例によれば、粒状物ｗから異色粒状物ｗ１を除去する上で、ラインカメラ１１の左右水平方向ｆ２走査周期が粒状物落下速度に較べて過度に大きいことに起因してラインカメラ１１が粒状物ｗの落下方向ｆ３の全表面を撮像することができなくなるという従来の現象を防止することができて、粒状物ｗから異色粒状物ｗ１を確実に除去することができるのである。
そして、ラインセンサ１１の左右水平方向ｆ２走査周期が走査周波数変更手段１１Ｂにより任意に変更されるため、任意種類の粒状物（米、麦又は豆など）群からこれに含まれる異色粒状物ｗ１を確実に除去することを可能となすものである。

上記の実施例は次のように変形できる。
即ち、ラインセンサ１１Ａの走査周波数変更手段１１Ｂにより左右水平方向ｆ２走査周期を変更するようになしたが、これに代えて、ラインセンサ１１Ａの有効な画素数と、左右水平方向ｆ２走査周期の大きさを固定させることも可能である。この場合においてラインセンサ１１の画素数や走査周期は次のように決定されるのであり、即ち、流下樋２の下端から落下して飛行する粒状物ｗの平均的な落下速度を試験などにより求め、この平均的な落下速度よりも一定割合（例えば数十％程度）だけ大きい速度で粒状物ｗが落下する場合にも、前記ラインセンサ１１Ａの各回の左右水平方向ｆ２走査で撮像される撮像範囲ｍ１が粒状物落下方向ｆ３上で、重複の生じない連続した図１２に示す状態か、或いは部分的に重複した状態に並ぶように決定される。

この際、粒状物ｗの平均的な落下速度は流下樋２から特定時間内に落下する全ての粒状物ｗについて求めても良いし、流下樋２から特定時間内に落下する良品の粒状物ｗのみについて求めても良いし、流下樋２から特定時間内に落下する粒状物ｗのうち平均的に分散した複数の位置上を落下するものについてのみ求めても良い。

ラインセンサ１１の画素数と左右水平方向ｆ２走査周期との間には次のような関係があるのであって、即ち、ラインセンサ１１の画素数を小さくすれば、左右水平方向ｆ２走査周期を短くなすことができ、逆にラインセンサ１１の画素数を大きくすれば、左右水平方向ｆ２走査周期が長くなる。従って、最も好ましいこれらの関係は上記条件が充足される限りにおいて、ラインセンサ１１の画素数を可能な限り大きくなし、しかも左右水平方向ｆ２走査周期を可能な限り小さくなすのである。

この変形例によっても、粒状物ｗから異色粒状物ｗ１を除去する上で、ラインカメラ１１の左右水平方向ｆ２走査周期が粒状物落下速度に較べて過度に大きいことに起因してラインカメラ１１が粒状物ｗの落下方向ｆ３の全表面を撮像することができなくなるという従来の現象を防止することができて、粒状物ｗから異色粒状物ｗ１を確実に除去することができるのであり、またラインセンサ１１の画素数や左右水平方向ｆ２走査周期とが固定されるため、比較的簡易且つ安価な構造となすことができると共に例えば単一種類の粒状物（米、麦又は豆などの何れか）ｗから異色粒状物ｗ１を除去するような場合に特に有益である。

次に第２の実施例について説明する。
図１において、ラインカメラ１１の上側に１つのエリアカメラ１０５を設ける。該エリアカメラ１０５はラインカメラ１１の撮像位置ｇ１の上側を撮像位置ｇ２となす。エリアカメラ１０５の撮像情報を入力される画像処理部１０６と、画像処理部１０６に形成されている図１３に示す映像表示部１０６ａ上で落下する各粒状物ｗ画像の上側特定位置ｈ１から下側特定位置ｈ２に到達するまでの時間を、特定時間間隔で算出し次に該時間から粒状物ｗ群の平均的落下速度を算出し、さらに該平均的落下速度情報をラインカメラ１１、１１の走査周波数変更手段１１Ｂに入力するものとした速度検出部１０７とを設け、この際、走査周波数変更手段１１Ｂは先の実施例のものに代えて、速度検出部１０７の落下速度情報に基づいて左右水平方向ｆ２走査周期を自動的に適当な大きさに変更するものとなす。

この際、各粒状物ｗの上側特定位置ｈ１から下側特定位置ｈ２に到達するまでの時間は、流下樋２から特定時点ごとの特定期間内に落下する全ての粒状物ｗについて求めても良いし、流下樋２から前記特定期間内に落下する粒状物ｗのうち平均的に分散した複数の位置上を落下するものについてのみ求めても良い。

また走査周波数変更手段１１Ｂは粒状物ｗ群の平均的落下速度と左右水平方向ｆ２走査周期との最適な相対関係を予め試験で求めておき、該相対関係に基づいて、平均的落下速度情報に対応した左右水平方向ｆ２走査周期を出力するものとなすのが良い。

これによれば、走査周期変更手段１１Ｂを第１の実施例におけるように手動で変更操作しないでも、左右水平方向ｆ２走査周期が自動的に適当な大きさとなされるのであり、この結果、前記ラインセンサ１１の各回の左右水平方向ｆ２走査で撮像される粒状物ｗ上の範囲ｍ１が粒状物落下方向ｆ３上で、重複の生じない連続した図１１に示すような状態か、或いは部分的に重複した状態に並ぶものとなり、異色粒状物ｗ１を手間少なく確実に除去することができるようになる。

本発明の実施例に係る粒状物色彩選別機の概要を示す側面図である。前記選別機のラインカメラを示す概要図である。前記選別機の光量比較手段の作動説明図である。前記光量比較手段における出力状態の説明図である。前記選別機におけるノズル集合体、動力止弁及び通気管などを示す背面図である。前記ノズル集合体を斜め下方から見た図である。前記ノズル集合体の一部背面図である。前記選別機におけるラインカメラの受光部と空気噴射ノズルとの対応を示す説明図である。図８をさらに拡大して示した図である。前記選別機の流下樋から落下する穀粒群を前方から見た図である。前記ラインカメラによる粒状物の好ましくない撮像状態を示す正面図である。前記ラインカメラによる粒状物の良好な撮像状態を示す正面図である。前記選別機の画像処理部の映像表示部に前記エリアカメラで撮像された画像を表示させた状態を示す図である。

符号の説明

２流下樋
１１Ａラインセンサ
１１Ｂ撮像状態変更手段（走査周波数変更手段）
１００ａ画素
１０５速度検出手段
ｍ１範囲
ｆ２左右水平方向
ｆ３落下方向
ｗ粒状物
ｗ１異色粒状物

Claims

多数の画素が水平方向へ配列されたラインセンサを設け、該ラインセンサは水平方向走査を繰り返すことにより流下樋から落下する粒状物を撮像するものとなすと共に、該ラインセンサの撮像情報により異色粒状物の存在を把握し該異色粒状物を選り出すように実施する粒状物色彩選別方法において、前記ラインセンサの有効な画素数と前記流下樋から落下する粒状物の落下速度との整合を図ることにより、前記ラインセンサの各回の水平方向走査で撮像される前記粒状物上の範囲が前記粒状物の落下方向上で、重複の生じない連続した状態か、或いは部分的に重複した状態に並ぶように実施することを特徴とする粒状物色彩選別方法。
前記ラインセンサが順次に前記水平方向走査をするときに生成される前記ラインセンサの各画素に蓄積された電荷量をその画素の配置に対応させて水平方向及び、前記粒状物の落下方向に配列させ、前記水平方向又は、前記粒状物の落下方向で隣接した２つ以上の画素に対応した電荷量が特定値を超えた状態となったとき、該画素に対応した位置に前記異色粒状物が存在していると判断することを特徴とする請求項１記載の粒状物色彩選別方法。
多数の画素が水平方向へ配列されたラインセンサを備え、該ラインセンサが水平方向走査を繰り返すことにより流下樋から落下する粒状物を撮像するものとなされた粒状物色彩選別機において、前記ラインセンサの各回の水平方向走査で撮像される前記粒状物上の範囲が前記粒状物の落下方向上で、重複の生じない連続した状態か或いは部分的に重複した状態に並ぶようになすことを可能とした撮像状態変更手段を設けたことを特徴とするラインセンサを備えた粒状物色彩選別機。
多数の画素が水平方向へ配列されたラインセンサを備え、該ラインセンサが水平方向走査を繰り返すことにより流下樋から落下する粒状物を撮像するものとなされた粒状物色彩選別機において、前記ラインセンサの各回の走査で撮像される前記粒状物上の範囲が前記粒状物の落下方向上で、重複の生じない連続した状態か或いは部分的に重複した状態に並ぶようになすことを可能とした撮像状態変更手段を設け、該撮像状態変更手段が、前記粒状物の代表落下速度を検出する速度検出手段と、前記代表落下速度に関連して前記ラインセンサの水平方向走査の周波数を変更させるように作動する走査周波数変更手段とを備えていることを特徴とするラインセンサを備えた粒状物色彩選別機。