JP2021094553A - 光学式選別機 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学式選別機において、赤色光の検出結果に基づいて判別可能な不良品および／または異物の種類を増やす。【解決手段】 光学式選別機は、複数の選別対象物の移送経路に対する第１の側に配置された第１の赤色光源と、第１の側と反対の第２の側に配置された第２の赤色光源と、第１の側に配置された第１の光学センサと、第２の側に配置された第２の光学センサと、第１の光学センサおよび第２の光学センサによって取得された信号に基づいて異物および／または不良品の判定を行う判定部と、第１の赤色光源および第２の赤色光源を制御する光源制御部と、を備えている。光源制御部は、第１の走査期間において第１の赤色光源と第２の赤色光源とが点灯し、第２の走査期間において第１の赤色光源が点灯し、かつ、第２の赤色光源が点灯しないように、第１の赤色光源および第２の赤色光源を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、光学式選別機に関する。

赤色の光を放出する赤色光源を選別対象物の移送経路に対する一方側に設けるとともに、光学センサを移送経路に対する一方側および他方側の両方に設けた光学式選別機が従来から知られている（例えば、下記の特許文献１）。この種の光学式選別機によれば、一方側の光学センサでは、選別対象物で反射された赤色の光が検出され、他方側の光学センサでは、選別対象物を透過した赤色の光が検出される。特許文献１に記載の光学式選別機では、この赤色の反射光および透過光の検出結果に基づいて、選別対象物である米粒がシラタであるか否かを判定している。

特開２０１０−４２３２６号

しかしながら、上記の光学式選別機は、赤色光の検出結果に基づいてシラタの判別は行えるものの、判別可能な不良品の種類が限定されている。このため、赤色光の検出結果に基づいて判別可能な不良品および／または異物の種類を増やして、全体としての判別精度を高めることが求められる。このことは、米粒を選別する場合に限らず、任意の粒状物を選別する場合に共通する。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の第１の形態によれば、光学式選別機が提供される。この光学式選別機は、移送中の複数の選別対象物に向けて赤色の光を放出するように構成され、複数の選別対象物の移送経路に対する第１の側に配置された第１の赤色光源と、移送中の複数の選別対象物に向けて赤色の光を放出するように構成され、第１の側と反対の第２の側に配置された第２の赤色光源と、第１の側に配置され、移送中の複数の選別対象物のうちの一つの選別対象物に関連付けられた光を、第１の走査期間と第２の走査期間とを含む複数の走査期間で検出するように構成された第１の光学センサと、第２の側に配置され、一つの選別対象物に関連付けられた光を、複数の走査期間で検出するように構成された第２の光学センサと、第１の光学センサおよび第２の光学センサによって取得された信号に基づいて、一つの選別対象物についての異物および／または不良品の判定を行うように構成された判定部と、第１の赤色光源および第２の赤色光源を制御するように構成された光源制御部と、を備えている。光源制御部は、第１の走査期間において第１の赤色光源と第２の赤色光源とが点灯し、第２の走査期間において第１の赤色光源が点灯し、かつ、第２の赤色光源が点灯しないように、第１の赤色光源および第２の赤色光源を制御するように構成される。

かかる光学式選別機によれば、第１の走査期間においては、第１の側の第１の光学センサは、第１の側の第１の赤色光源から放出された光に基づく反射光（選別対象物で反射された光）と、第２の側の第２の赤色光源から放出された光に基づく透過光（選別対象物を透過した光）と、を検出し、第２の側の第２の光学センサは、第１の側の第１の赤色光源から放出された光に基づく透過光と、第２の側の第２の赤色光源から放出された光に基づく反射光と、を検出する。また、第２の走査期間においては、第１の側の第１の光学センサは、第１の側の第１の赤色光源から放出された光に基づく反射光のみを検出し、第２の側の第２の光学センサは、第１の側の第１の赤色光源から放出された光に基づく透過光のみを検出する。つまり、判定部は、赤色光について、反射画像（反射光が表す画像）と、透過画像（透過光が表す画像）と、反射透過画像（反射光と透過光とが合成された光が表す画像）と、を用いて異物および／または不良品の判定を行うことができる。したがって、赤色光について反射画像および透過画像のみを用いていた従来の光学式選別機と比べて、判別可能な不良品の種類が増加する。例えば、選別対象物が米粒である場合には、赤色光についての反射透過画像を用いて青未熟粒の判別を行うことができる。上記の「第１の走査期間と第２の走査期間とを含む複数の走査期間」とは、「複数の走査期間」が、「第１の走査期間」および「第２の走査期間」のみによって構成される場合と、「第１の走査期間」と、「第２の走査期間」と、他の任意の走査期間と、によって構成される場合と、の両方を含むことが意図されている。

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、光源制御部は、第１の走査期間において、第１の赤色光源および第２の赤色光源の各々についての点灯期間と消灯期間とが存在し、第２の走査期間において、第１の赤色光源についての点灯期間と消灯期間とが存在するように、第１の赤色光源および第２の赤色光源を制御するように構成される。かかる形態によれば、第１の走査期間の全体に亘って第１の赤色光源および第２の赤色光源が連続的に点灯する場合と比べて、また、第２の走査期間の全体に亘って第１の赤色光源が連続的に点灯する場合と比べて、電力消費量を低減することができる。また、点灯時間の短縮に起因して第１の赤色光源および第２の赤色光源の温度上昇を抑制できるので、温度上昇に伴う第１の赤色光源および第２の赤色光源の特性変化（より具体的には、放出される光の波長領域の変化）を抑制することができる。このため、異物および／または不良品の判定を、より安定的に行うことができる。

本発明の第３の形態によれば、第２の形態において、光源制御部は、第１の走査期間において、第１の赤色光源および第２の赤色光源の各々についての点灯期間が、第１の走査期間の開始から遅れたタイミングで始まり、第２の走査期間において、第１の赤色光源についての点灯期間が、第２の走査期間の開始から遅れたタイミングで始まるように、第１の赤色光源および第２の赤色光源を制御するように構成される。かかる形態によれば、第１の走査期間の開始のタイミングでは、第１の赤色光源および第２の赤色光源は消灯している。また、第２の走査期間の開始のタイミングでは、第１の赤色光源は消灯している。このため、Ｎ回目（Ｎは２以上の整数）の走査期間において第１の赤色光源および／または第２の赤色光源から放出された光が、Ｎ−１回目の走査期間で検出されることがない。例えば、Ｎ回目の走査期間（これは、第１の走査期間に該当するものと仮定する）の開始（換言すれば、Ｎ−１回目の走査期間の終了）と同時に第１の赤色光源および第２の赤色光源が消灯から点灯に切り替わると、Ｎ回目の走査期間の開始と同時に第１の赤色光源および第２の赤色光源から放出された光がＮ−１回目の走査期間での検出結果にノイズとして混入する可能性がある。一方、本形態によれば、そのような事象が生じないので、判定部による判定精度を向上させることができる。

上述の諸形態は、公知の他の光学式選別機の構成と組み合わせて実現されてもよい。例えば、光学式選別機は、第１ないし第３のいずれかの形態において、赤色以外の光（例えば、緑色の光および／または青色の光）を放出する少なくとも一つの光源を第１の側および／または第２の側に備えていてもよい。この場合、第１の光学センサおよび第２の光学センサは、赤色の光に加えて、緑色の光および／または青色の光を検出してもよい。

本発明の第１実施形態による光学式選別機の概略構成を示す模式図である。 光学センサの走査期間と、光源の点灯タイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。 一つの選別対象物と、走査ナンバーと、の関係を示す説明図である。 第２実施形態による光学センサの走査期間と、光源の点灯タイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。 第３実施形態による光学センサの走査期間と、光源の点灯タイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。 玄米についての分光反射率分布を示すグラフである。 コーヒー豆についての分光反射率分布を示すグラフである。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての光学式選別機（以下、単に選別機と呼ぶ）１０の概略構成を示す模式図である。本実施形態では、選別機１０は、選別対象物（以下、単に対象物と呼ぶ）９０としての米粒（より具体的には、玄米または精白米）から異物（例えば、小石、泥、ガラス片など）および不良品（例えば、未熟粒、着色粒など）を選別するために使用される。ただし、対象物９０は、玄米または精白米に限られるものではなく、任意の粒状物であってもよい。例えば、対象物９０は、籾、麦粒、豆類（大豆、ひよこ豆、枝豆など）、樹脂（ペレット等）、ゴム片等であってもよい。

図１に示すように、選別機１０は、光学検出部２０と、貯留タンク７１と、フィーダ７２と、シュート７３と、良品排出樋７４と、不良品排出樋７５と、エジェクタ７６と、制御装置８０と、を備えている。制御装置８０は、選別機１０の動作全般を制御する。制御装置８０は、光源制御部８１および判定部８２としても機能する。制御装置８０の機能は、所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されてもよいし、専用回路によって実現されてもよい。光源制御部８１および判定部８２は、一体的な一つの装置によって実現されてもよい。例えば、光源制御部８１および判定部８２は、一つのＣＰＵによって実現される二つの機能であってもよい。あるいは、光源制御部８１および判定部８２は、それぞれ個別の装置として実現されてもよい。制御装置８０の機能の詳細については後述する。

貯留タンク７１は、対象物９０を一時的に貯留する。フィーダ７２は、貯留タンク７１に貯留された対象物９０をシュート７３上に供給する。光学検出部２０は、シュート７３から滑り落ちた対象物９０に対して光を照射し、対象物９０に関連付けられた光（具体的には、対象物９０を透過した透過光、および／または、対象物９０によって反射された反射光）を検出する。光学検出部２０からの出力、すなわち、検出された光の強度を表すアナログ信号は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（図示省略）によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、制御装置８０に入力される。制御装置８０は、入力された光の検出結果（つまり画像）に基づいて、判定部８２の処理として、対象物９０が良品（つまり、品質が相対的に高い米粒）であるか、それとも、異物（つまり、米粒ではないもの）ないし不良品（つまり、品質が相対的に低い米粒）であるかを判定する。この判定は、対象物９０の各々について行われる。

対象物９０が異物または不良品であると判定された場合、エジェクタ７６は、当該対象物９０に向けてエア７７を噴射する。これによって、対象物９０は、吹き飛ばされ、シュート７３からの落下軌道から逸脱して不良品排出樋７５に導かれる。一方、対象物９０が良品であると判定された場合、エア７７は噴射されない。このため、良品であると判定された対象物９０は、落下軌道を変えることなく、良品排出樋７４に導かれる。

以下、光学検出部２０および制御装置８０の詳細について説明する。図１に示すように、光学検出部２０は、第１の赤色光源３０ａと、第２の赤色光源３０ｂと、第１の緑色光源４０ａと、第２の緑色光源４０ｂと、第１の青色光源５０ａと、第２の青色光源５０ｂと、第１の光学センサ６０ａと、第２の光学センサ６０ｂと、を備えている。

第１の赤色光源３０ａは、移送中の（つまり、シュート７３から落下中の）複数の対象物９０に向けて第１の赤色光３１ａを放出する。同様に、第２の赤色光源３０ｂは、移送中の複数の対象物９０に向けて第２の赤色光３１ｂを放出する。第１の緑色光源４０ａは、移送中の複数の対象物９０に向けて第１の緑色光４１ａを放出する。同様に、第２の緑色光源４０ｂは、移送中の複数の対象物９０に向けて第２の緑色光４１ｂを放出する。第１の青色光源５０ａは、移送中の複数の対象物９０に向けて第１の青色光５１ａを放出する。第２の青色光源５０ｂは、移送中の複数の対象物９０に向けて第２の青色光５１ｂを放出する。

本実施形態では、第１の赤色光源３０ａ、第２の赤色光源３０ｂ、第１の緑色光源４０ａ、第２の緑色光源４０ｂ、第１の青色光源５０ａおよび第２の青色光源５０ｂは、ＬＥＤである。図１では、これらの光源の数は、それぞれ一つであるものとして示されているが、これらの光源のうちの少なくとも一部の光源の数は、複数であってもよい。

第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂは、移送中の複数の対象物９０のうちの一つの対象物９０に関連付けられた光を検出する。第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂは、本実施形態では、カラーＣＣＤセンサであり、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ個別に検出可能である。ただし、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂは、カラーＣＭＯＳセンサなどの他の形式のカラーセンサであってもよい。さらに、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂは、本実施形態ではラインセンサであるが、エリアセンサであってもよい。

第１の赤色光源３０ａ、第１の緑色光源４０ａ、第１の青色光源５０ａおよび第１の光学センサ６０ａは、対象物９０の移送経路（換言すれば、シュート７３からの落下軌跡）に対して一方側（フロント側とも呼ぶ）に配置されている。一方、第２の赤色光源３０ｂ、第２の緑色光源４０ｂ、第２の青色光源５０ｂおよび第２の光学センサ６０ｂは、対象物９０の移送経路に対して他方側（リア側とも呼ぶ）に配置されている。

フロント側の第１の光学センサ６０ａは、フロント側の第１の赤色光源３０ａから放出され、対象物９０で反射された第１の赤色光３１ａ（第１の反射赤色光３１ａとも呼ぶ）と、フロント側の第１の緑色光源４０ａから放出され、対象物９０で反射された第１の緑色光４１ａ（第１の反射緑色光４１ａとも呼ぶ）と、フロント側の第１の青色光源５０ａから放出され、対象物９０で反射された第１の青色光５１ａ（第１の反射青色光５１ａとも呼ぶ）と、リア側の第２の赤色光源３０ｂから放出され、対象物９０を透過した第２の赤色光３１ｂ（第２の透過赤色光３１ｂとも呼ぶ）と、リア側の第２の緑色光源４０ｂから放出され、対象物９０を透過した第２の緑色光４１ｂ（第２の透過緑色光４１ｂとも呼ぶ）と、リア側の第２の青色光源５０ｂから放出され、対象物９０を透過した第２の青色光５１ｂ（第２の透過青色光５１ｂとも呼ぶ）と、を検出可能である。

リア側の第２の光学センサ６０ｂは、リア側の第２の赤色光源３０ｂから放出され、対象物９０で反射された第２の赤色光３１ｂ（第２の反射赤色光３１ｂとも呼ぶ）と、リア側の第２の緑色光源４０ｂから放出され、対象物９０で反射された第２の緑色光４１ｂ（第２の反射緑色光４１ｂとも呼ぶ）と、リア側の第２の青色光源５０ｂから放出され、対象物９０で反射された第２の青色光５１ｂ（第２の反射青色光５１ｂとも呼ぶ）と、フロント側の第１の赤色光源３０ａから放出され、対象物９０を透過した第１の赤色光３１ａ（第１の透過赤色光３１ａとも呼ぶ）と、フロント側の第１の緑色光源４０ａから放出され、対象物９０を透過した第１の緑色光４１ａ（第１の透過緑色光４１ａとも呼ぶ）と、フロント側の第１の青色光源５０ａから放出され、対象物９０を透過した第１の青色光５１ａ（第１の透過青色光５１ａとも呼ぶ）と、を検出可能である。

周知のように、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂは、一つの対象物９０について複数の走査を行う。換言すれば、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂは、一つの対象物９０に関連付けられた光を複数の走査期間の各々で検出する。走査期間とは、一つの走査の開始から終了までの時間である。各走査で得られた画像を合成することにより、当該一つの対象物９０の全体画像が取得される。「走査期間」は、光学センサがＣＣＤセンサである場合には、受光素子が電荷の蓄積を開始してから、電荷の蓄積を終了するまでの時間として定義され得る。「走査期間」は、光学センサがＣＭＯＳセンサである場合には、受光素子が電荷の蓄積を開始してから、蓄積した電荷を出力するまでの時間として定義され得る。

かかる光学検出部２０は、制御装置８０によって制御される。光源制御部８１は、予め定められた規則に従って、第１の赤色光源３０ａ、第２の赤色光源３０ｂ、第１の緑色光源４０ａ、第２の緑色光源４０ｂ、第１の青色光源５０ａおよび第２の青色光源５０ｂを制御する。図２は、第１の光学センサ６０ａ，６０ｂの走査期間と、これらの光源の点灯タイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。図２において、「Ｒ」は、第１の赤色光源３０ａまたは第２の赤色光源３０ｂを表している。同様に、「Ｇ」は、第１の緑色光源４０ａまたは第２の緑色光源４０ｂを表しており、「Ｂ」は、第１の青色光源５０ａまたは第２の青色光源５０ｂを表している。

図３は、一つの対象物９０と、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂの走査ナンバー（何回目の走査であるかを表す数字）と、の関係を示す説明図である。図３に示すように、本実施形態では、一つの対象物９０について８回（説明を簡素化するために、実際よりも少ない回数であるものとして例示している）の走査によって画像データが取得される。図３に示される１〜８の数字は、該当する領域の画像データが取得される走査のナンバーを示している。例えば、「１」が付された領域は、１回目の走査によって画像データが取得されることを示している。図２において、「走査Ｎｏ．」は、図３に示された走査ナンバーに対応している。

図２に示すように、フロント側の第１の赤色光源３０ａは、全ての走査期間の各々において所定時間、点灯される（図中にＯＮと示されている）。一方、リア側の第２の赤色光源３０ｂは、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においてのみ所定時間、点灯され、偶数の走査ナンバーを有する走査期間においては全く点灯されない。このように、第１の赤色光源３０ａおよび第２の赤色光源３０ｂは、両方が点灯する走査期間と、一方のみ（本実施形態では、フロント側のみ）が点灯する走査期間と、が存在するように点灯される。

フロント側の第１の緑色光源４０ａおよび第１の青色光源５０ａは、全ての走査期間の各々において、所定時間、点灯される。同様に、リア側の第２の緑色光源４０ｂおよび第２の青色光源５０ｂは、全ての走査期間の各々において、所定時間、点灯される。

このような点灯態様によれば、フロント側の第１の光学センサ６０ａでは、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の反射赤色光３１ａと第２の透過赤色光３１ｂとが合成された光と、第１の反射緑色光４１ａと第２の透過緑色光４１ｂとが合成された光と、第１の反射青色光５１ａと第２の透過青色光５１ｂとが合成された光と、がそれぞれ個別に検出される。換言すれば、第１の光学センサ６０ａを介して、赤色の反射透過画像と、緑色の反射透過画像と、青色の反射透過画像とが得られる。本願において、反射画像とは、反射光のみによって表される画像をいう。透過画像とは、透過光のみによって表される画像をいう。反射透過画像とは、反射光と透過光とが合成された光によって表される画像をいう。

また、フロント側の第１の光学センサ６０ａでは、偶数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の反射赤色光３１ａと、第１の反射緑色光４１ａと第２の透過緑色光４１ｂとが合成された光と、第１の反射青色光５１ａと第２の透過青色光５１ｂとが合成された光と、がそれぞれ個別に検出される。換言すれば、第１の光学センサ６０ａを介して、赤色の反射画像と、緑色の反射透過画像と、青色の反射透過画像とが得られる。

一方、リア側の第２の光学センサ６０ｂでは、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の透過赤色光３１ａと第２の反射赤色光３１ｂとが合成された光と、第１の透過緑色光４１ａと第２の反射緑色光４１ｂとが合成された光と、第１の透過青色光５１ａと第２の反射青色光５１ｂとが合成された光と、がそれぞれ個別に検出される。換言すれば、第２の光学センサ６０ｂを介して、赤色の反射透過画像と、緑色の反射透過画像と、青色の反射透過画像とが得られる。

また、リア側の第２の光学センサ６０ｂでは、偶数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の透過赤色光３１ａと、第１の透過緑色光４１ａと第２の反射緑色光４１ｂとが合成された光と、第１の透過青色光５１ａと第２の反射青色光５１ｂとが合成された光と、がそれぞれ個別に検出される。換言すれば、第２の光学センサ６０ｂを介して、赤色の透過画像と、緑色の反射透過画像と、青色の反射透過画像とが得られる。

判定部８２は、このようにして取得される赤色の反射画像、透過画像および反射透過画像、緑色の反射透過画像、ならびに、青色の反射透過画像を用いて、異物および／または不良品の判定を行う。例えば、図３において奇数の走査ナンバーが付された領域によって構成されるフロント側赤色反射透過画像（換言すれば、第１の光学センサ６０ａを介して取得される赤色の反射透過画像）と、奇数の走査ナンバーが付された領域によって構成されるリア側赤色反射透過画像（換言すれば、第２の光学センサ６０ｂを介して取得される赤色の反射透過画像）と、に基づいて、対象物９０が青未熟粒であるか否かが判定される。

また、図３において偶数の走査ナンバーが付された領域によって構成されるリア側赤色透過画像に基づいて、対象物９０がシラタであるか否かが判定される。偶数の走査ナンバーが付された領域によって構成されるフロント側赤色反射画像は、本実施形態では使用されないが、シラタの判別において、リア側赤色透過画像とフロント側赤色反射画像との両方が使用されてもよい。

また、１〜８の走査ナンバーが付された領域によって構成されるフロント側緑色反射透過画像、１〜８の走査ナンバーが付された領域によって構成されるフロント側青色反射透過画像、１〜８の走査ナンバーが付された領域によって構成されるリア側青色反射透過画像、および、１〜８の走査ナンバーが付された領域によって構成されるリア側青色反射透過画像に基づいて、対象物９０が着色粒であるか否かが判定される。これらの判定は、典型的には、画像データの階調値と、予め定められた閾値と、を比較することによって行われる。例えば、対象物９０が青未熟粒である場合には、対象物９０が良品である場合と比べて赤色の透過画像の階調値が小さくなる。この点を利用して、赤色の透過画像の階調値が閾値以下であるときに、対象物９０が青未熟粒であると判定することができる。ただし、判定部８２による判定手法には、公知の任意の判定手法を採用可能である。上述した不良品の判定に代えて、または、加えて、異物の判定が行われてもよい。

図２に示すように、光源制御部８１は、いずれかの光源を点灯させる場合（例えば、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においてリア側の第２の赤色光源３０ｂを点灯させる場合）、当該走査期間内において、当該光源が点灯される点灯期間と、当該光源が消灯される消灯期間と、が存在するように、当該光源を制御する。例えば、図２の例では、フロント側の第１の赤色光源３０ａに関して、３回目の走査期間のうち、走査期間の開始時点Ｔ０から時点Ｔ１までは消灯期間であり、時点Ｔ１から時点Ｔ２までは点灯期間であり、時点Ｔ２から、走査期間の終了時点Ｔ３までは消灯期間である。このような点灯態様によれば、走査期間の全体に亘って光源が点灯される場合と比べて、電力消費量を低減することができる。また、光源の温度上昇を抑制できるので、温度上昇に伴って、光源から放出される光の波長領域が変化することを抑制できる。

さらに、光源制御部８１は、いずれかの光源を点灯させる場合、当該走査期間の開始から遅れたタイミングで点灯期間が始まるように、当該光源を制御する。例えば、図２の例では、３回目の走査期間において、フロント側の第１の赤色光源３０ａは、走査期間の開始時点Ｔ０から遅れたタイミング（つまり、時点Ｔ１）で点灯期間が始まるように点灯される。換言すれば、走査期間の開始時点Ｔ０においては、第１の赤色光源３０ａは消灯している。このため、３回目の走査期間においてフロント側の第１の赤色光源３０ａから放出された第１の赤色光３１ａが、その一つ前の走査期間（つまり、２回目の走査期間）において、第１の光学センサ６０ａまたは第２の光学センサ６０ｂによって検出されることがない。具体的には、仮に、３回目の走査期間において開始時点Ｔ０（これは、２回目の走査期間の終了時点でもある）でフロント側の第１の赤色光源３０ａが点灯すると、３回目の走査期間の開始と同時に放出された第１の赤色光３１ａが、２回目の走査期間における第１の光学センサ６０ａまたは第２の光学センサ６０ｂによる検出結果にノイズとして混入する可能性がある。一方、本実施形態によれば、そのような事象が生じないので、判定部８２による判定精度を向上させることができる。ここでは、フロント側の第１の赤色光源３０ａを例として説明したが、この点は、フロント側の第１の赤色光源３０ａに限らず、全ての光源に共通する。

上述した選別機１０によれば、フロント側の第１の赤色光源３０ａおよびリア側の第２の赤色光源３０ｂのうちの両方が点灯する走査期間と、一方のみが点灯する走査期間と、が設定されている。このため、判定部８２は、赤色の反射画像（または、反射画像および透過画像）に基づいてシラタの判別を行うことができるとともに、赤色の反射透過画像に基づいて青未熟粒の判別を行うことができる。したがって、特許文献１に記載されるように赤色光を利用してシラタの判別のみを行う従来の光学式選別機と比べて、赤色光に基づいて判別可能な不良品の種類（上述の例では、青未熟粒）を増やすことができる。その結果、全体としての判別精度を高めることができる。

また、第１の緑色光源４０ａおよび第２の緑色光源４０ｂは、全ての走査期間において点灯するので、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂを介して得られる緑色の反射透過画像についての分解能も低下しない。この点は、青色の反射透過画像についても同様である。一方、第１の赤色光源３０ａおよび第２の赤色光源３０ｂの上述した点灯態様に起因して、第１の光学センサ６０ａおよび第２の光学センサ６０ｂを介して得られる赤色の反射透過画像、赤色の透過画像および赤色の反射画像は、緑色の反射透過画像および青色の反射透過画像と比べて、分解能が半分である。しかしながら、赤色の反射透過画像に基づいて判別される青未熟粒、および、赤色の透過画像に基づいて判別されるシラタは、一般的には、粒全体に亘って、または、粒の大部分に亘って変色していることが多い。このため、分解能が半分であることに起因して、判別精度が大きく低下することもない。

上述した実施形態は、種々の変形が可能である。例えば、第１の赤色光源３０ａおよび第２の赤色光源３０ｂは、少なくとも一つの走査期間において点灯する場合には、当該少なくとも一つの走査期間の開始時点Ｔ０から終了時点Ｔ３まで連続的に点灯してもよい。また、第１の緑色光源４０ａ、第２の緑色光源４０ｂ、第１の青色光源５０ａおよび第２の青色光源５０ｂは、全ての走査期間にわたって連続的に点灯してもよい。さらに、図２に示した赤色光源３０ａおよび第２の赤色光源３０ｂの点灯態様に代えて、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においては、フロント側の第１の赤色光源３０ａとリア側の第２の赤色光源３０ｂとが点灯し、偶数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の赤色光源３０ａが点灯せず、かつ、第２の赤色光源３０ｂが点灯する点灯態様が採用されてもよい。あるいは、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の赤色光源３０ａが点灯し、かつ、第２の赤色光源３０ｂが点灯せず、偶数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の赤色光源３０ａと第２の赤色光源３０ｂとが点灯する点灯態様が採用されてもよい。あるいは、奇数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の赤色光源３０ａが点灯せず、かつ、第２の赤色光源３０ｂが点灯し、偶数の走査ナンバーを有する走査期間においては、第１の赤色光源３０ａと第２の赤色光源３０ｂとが点灯する点灯態様が採用されてもよい。

Ｂ．第２実施形態：
本発明の第２実施形態について以下に説明する。第２実施形態は、各光源の点灯態様が第１実施形態と異なっており、その他の点は、第１実施形態と同じである。以下、第２の実施形態について、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図４は、第２実施形態による第１の光学センサ６０ａ，６０ｂの走査期間と、各光源の点灯タイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。図４に示す例では、点灯パターンは、３Ｎ−２（Ｎは自然数）の走査ナンバーを有する走査期間と、３Ｎ−１の走査ナンバーを有する走査期間と、３Ｎの走査ナンバーを有する走査期間と、に大別できる。つまり、第２実施形態では、３つの点灯パターンが繰り返し行われる。

３Ｎ−２の走査ナンバーを有する走査期間では、第１実施形態における奇数の走査ナンバーを有する走査期間と同じ点灯態様が採用される。３Ｎ−１の走査ナンバーを有する走査期間では、第１実施形態における偶数の走査ナンバーを有する走査期間と同じ点灯態様が採用される。３Ｎの走査ナンバーを有する走査期間では、フロント側の第１の赤色光源３０ａは点灯されず、リア側の第２の赤色光源３０ｂは点灯される。つまり、３Ｎ−１の走査ナンバーを有する走査期間と、３Ｎの走査ナンバーを有する走査期間と、では、点灯される赤色光源が、フロント側とリア側とで入れ替わる。これにより、３Ｎの走査ナンバーを有する走査期間では、第１の光学センサ６０ａを介して赤色の透過画像が得られ、第２の光学センサ６０ｂを介して赤色の反射画像が得られる。図４に示す例では、走査ナンバーは、第１実施形態に合わせて８まで表示しているが、走査ナンバーは、３の倍数で設定されてもよい。

第２実施形態によれば、フロント側赤色透過画像と、フロント側赤色反射画像と、リア側赤色透過画像と、リア側赤色反射画像と、を取得できる。この実施形態は、赤色透過画像および／または赤色反射画像に基づく判定の精度を、フロント側およびリア側の両方の画像を用いることによって高めたい場合に有効である。

上述した第２実施形態は、種々の変形が可能である。例えば、図４の走査ナンバー１を有する走査期間における各光源の点灯パターンをＡとし、走査ナンバー２を有する走査期間における各光源の点灯パターンをＢとし、走査ナンバー３を有する走査期間における各光源の点灯パターンをＣとした場合、図４では、Ａ，Ｂ，Ｃが、この順に繰り返される例を示しているが、各パターンの出現順序は、６通りの順序（具体的には、Ａ，Ｂ，Ｃ；Ａ，Ｃ，Ｂ；Ｂ，Ａ，Ｃ；Ｂ，Ｃ，Ａ；Ｃ，Ａ，Ｂ；Ｃ，Ｂ，Ａ）で任意に設定可能である。

Ｃ．第３実施形態：
本発明の第３実施形態について以下に説明する。第３実施形態は、各光源の点灯態様が第１実施形態および第２実施形態と異なっており、その他の点は、第１実施形態および第２実施形態と同じである。以下、第３の実施形態について、第１実施形態および第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。図５は、第３実施形態による第１の光学センサ６０ａ，６０ｂの走査期間と、各光源の点灯タイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。図５に示す例では、点灯パターンは、４Ｍ−３（Ｍは自然数）の走査ナンバーを有する走査期間と、４Ｍ−２の走査ナンバーを有する走査期間と、４Ｍ−１の走査ナンバーを有する走査期間と、４Ｍの走査ナンバーを有する走査期間と、に大別できる。つまり、第３実施形態では、４つの点灯パターンが繰り返し行われる。

４Ｍ−３の走査ナンバーを有する走査期間では、第２実施形態における３Ｎ−２の走査ナンバーを有する走査期間と同じ点灯態様が採用される。４Ｍ−２の走査ナンバーを有する走査期間では、第２実施形態における３Ｎ−１の走査ナンバーを有する走査期間と同じ点灯態様が採用される。４Ｍ−１の走査ナンバーを有する走査期間では、第３実施形態における４Ｍ−３の走査ナンバーを有する走査期間と同じ点灯態様が採用される。４Ｍの走査ナンバーを有する走査期間では、第２実施形態における３Ｎの走査ナンバーを有する走査期間と同じ点灯態様が採用される。つまり、第３実施形態では、取得される画像の種類は第２実施形態と同じであるが、フロント側赤色反射透過画像およびリア側赤色反射透過画像の分解能が、第２実施形態に比べて２倍になっている。この実施形態は、赤色反射透過画像の分解能についても、ある程度確保したい場合に有効である。

上述した第３実施形態は、種々の変形が可能である。例えば、第２実施形態の変形について述べたのと同様に、図５に示される各点灯パターンは、任意の出現順序で設定可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、任意の省略が可能である。例えば、図２，４，５に示した点灯態様は例示に過ぎず、本発明による実施形態は、フロント側の第１の赤色光源３０ａおよびリア側の第２の赤色光源３０ｂのうちの両方が点灯する走査期間と、一方のみが点灯する走査期間と、が存在する限りにおいて、他の任意の点灯パターンの走査期間を含むように変形可能である。さらに、フロント側の第１の赤色光源３０ａおよびリア側の第２の赤色光源３０ｂのうちの両方が点灯する走査期間と、一方のみが点灯する走査期間と、が存在する限りにおいて、取得される各画像に必要な分解能に応じて、複数の点灯パターンの各々の出現頻度を任意に設定することが可能である。例えば、第１実施形態において、フロント側の第１の赤色光源３０ａおよびリア側の第２の赤色光源３０ｂのうちの両方が点灯する走査期間の数が、一方のみが点灯する走査期間の数よりも多くてもよいし、あるいは、その逆であってもよい。さらに、対象物９０を移送する手段として、シュート７３に代えて、コンベヤが採用されてもよい。さらに、赤色の反射画像および／または透過画像と、赤色の反射透過画像と、を用いて、任意の粒状物の任意の異物および／または不良品が判別されてもよい。例えば、対象物９０がコーヒー豆である場合には、赤色の反射画像に基づいて、不良品としての黄色粒が判別されてもよい。

さらに、赤色光源３０ａ，３０ｂが放出する赤色光３１ａ，３１ｂの波長は、対象物９０の種類、および、判別すべき異物および／または不良品の種類に基づいて、適宜設定され得る。例えば、対象物９０が玄米である場合には、図６に示される玄米についての分光反射率分布を考慮して、６４５ｎｍ以上、６７５ｎｍ以下のピーク波長を有する赤色光３１ａ，３１ｂを放出する光源を赤色光源３０ａ，３０ｂとして使用すれば、得られる赤色の反射画像に基づいて青未熟粒を精度良く判別できる。あるいは、対象物９０がコーヒー豆である場合には、図７に示されるコーヒー豆についての分光反射率分布を考慮して、６６５ｎｍ以上、６９５ｎｍ以下のピーク波長を有する赤色光３１ａ，３１ｂを放出する光源を赤色光源３０ａ，３０ｂとして使用すれば、得られる赤色の反射画像に基づいて、極薄黄色粒、薄黄色粒および濃黄色粒を精度良く判別できる。

さらに、赤色光源３０ａ，３０ｂは、ＬＥＤに限定されるものではなく、任意の形式の光源とすることができる。例えば、赤色光源３０ａ，３０ｂはＣＣＦＬ（冷陰極管）であってもよい。この場合も、対象物９０の種類、および、判別すべき異物および／または不良品の種類に応じて、適切なピーク波長（例えば、対象物９０がコーヒー豆であれば、６６５ｎｍ以上、６９５ｎｍ以下）を有するＣＣＦＬが選定されてもよい。

１０...光学式選別機
２０...光学検出部
３０ａ...第１の赤色光源
３０ｂ...第２の赤色光源
３１ａ...第１の赤色光（第１の反射赤色光、第１の透過赤色光）
３１ｂ...第２の赤色光（第２の反射赤色光、第２の透過赤色光）
４０ａ...第１の緑色光源
４０ｂ...第２の緑色光源
４１ａ...第１の緑色光（第１の反射緑色光、第１の透過緑色光）
４１ｂ...第２の緑色光（第２の反射緑色光、第２の透過緑色光）
５０ａ...第１の青色光源
５０ｂ...第２の青色光源
５１ａ...第１の青色光（第１の反射青色光、第１の透過青色光）
５１ｂ...第２の青色光（第２の反射青色光、第２の透過青色光）
６０ａ...第１の光学センサ
６０ｂ...第２の光学センサ
７１...貯留タンク
７２...フィーダ
７３...シュート
７４...良品排出樋
７５...不良品排出樋
７６...エジェクタ
７７...エア
８０...制御装置
８１...光源制御部
８２...判定部
９０...対象物

Claims (3)

1. 光学式選別機であって、
   移送中の複数の選別対象物に向けて赤色の光を放出するように構成され、前記複数の選別対象物の移送経路に対する第１の側に配置された第１の赤色光源と、
   前記移送中の複数の選別対象物に向けて赤色の光を放出するように構成され、前記第１の側と反対の第２の側に配置された第２の赤色光源と、
   前記第１の側に配置され、前記移送中の複数の選別対象物のうちの一つの選別対象物に関連付けられた光を、第１の走査期間と第２の走査期間とを含む複数の走査期間で検出するように構成された第１の光学センサと、
   前記第２の側に配置され、前記一つの選別対象物に関連付けられた光を、前記複数の走査期間で検出するように構成された第２の光学センサと、
   前記第１の光学センサおよび前記第２の光学センサによって取得された信号に基づいて、前記一つの選別対象物についての異物および／または不良品の判定を行うように構成された判定部と、
   前記第１の赤色光源および前記第２の赤色光源を制御するように構成された光源制御部と
   を備え、
   前記光源制御部は、前記第１の走査期間において前記第１の赤色光源と前記第２の赤色光源とが点灯し、前記第２の走査期間において前記第１の赤色光源が点灯し、かつ、前記第２の赤色光源が点灯しないように、前記第１の赤色光源および前記第２の赤色光源を制御するように構成された
   光学式選別機。
2. 請求項１に記載の光学式選別機であって、
   前記光源制御部は、前記第１の走査期間において、前記第１の赤色光源および前記第２の赤色光源の各々についての点灯期間と消灯期間とが存在し、前記第２の走査期間において、前記第１の赤色光源についての前記点灯期間と前記消灯期間とが存在するように、前記第１の赤色光源および前記第２の赤色光源を制御するように構成された
   光学式選別機。
3. 請求項２に記載の光学式選別機であって、
   前記光源制御部は、前記第１の走査期間において、前記第１の赤色光源および前記第２の赤色光源の各々についての前記点灯期間が、前記第１の走査期間の開始から遅れたタイミングで始まり、前記第２の走査期間において、前記第１の赤色光源についての前記点灯期間が、前記第２の走査期間の開始から遅れたタイミングで始まるように、前記第１の赤色光源および前記第２の赤色光源を制御するように構成された
   光学式選別機。

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