WO2022137817A1 - 穀粒判別装置 - Google Patents

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学 池田
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株式会社サタケ
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination

Definitions

  • the present invention relates to a grain discriminating device capable of discriminating the quality of grains.
  • the quality of grains has been optically determined.
  • a transparent tray on which the grain placement surface is transparent is used, and the grains placed on the transparent tray are imaged from above by a camera. Then, the quality of the grain is determined based on the obtained image information. Since such a device optically determines the quality of grains, even a non-experienced person can easily determine the quality.
  • the quality discrimination accuracy is improved by obtaining image information of not only the front surface of the grain placed on the transparent tray but also the back surface of the grain. There is a possibility that it can be done.
  • a camera is installed in a device for discriminating the quality of grains, it is necessary to secure an installation space for the camera, which may lead to an increase in the size of the grain discriminating device and a decrease in portable performance.
  • An object of the present invention is to provide a grain discriminating device capable of improving the grain discriminating accuracy while suppressing an increase in the size of the grain discriminating device.
  • the present invention is a grain discrimination device capable of discriminating the quality of grains placed on a transparent tray, and is an upper camera arranged above the grains and capable of capturing an image of the upper surface of the grains.
  • a lower camera that is placed below the grain and can image the lower surface of the grain, an upper light source that is placed above the grain and can illuminate the upper surface of the grain, and the grain.
  • It is a grain discriminating device characterized by having a first lower light source which is arranged below and can illuminate the lower surface of the grain.
  • the grain discriminating device includes an upper housing provided with the upper camera, a lower housing provided with the lower camera, and a tray arrangement housing on which the transparent tray can be placed.
  • the upper light source is capable of illuminating the upper surface of the grain with direct light and / or indirect light
  • the first lower light source is capable of illuminating the lower surface of the grain with indirect light.
  • the grain discriminating device according to any one of (1) to (4) above, which is characterized in that it can be illuminated from diagonally below.
  • the second lower light source includes a light emitting portion and a cylindrical lens arranged in the light irradiation direction of the light emitting portion, and the cylindrical lens suppresses the diffusion of light to cover the lower surface of the grain.
  • the grain discriminating device according to (5) or (6) above, which is capable of being illuminated.
  • the upper surface and the lower surface of the grain placed on the transparent tray can be imaged by the upper camera and the lower camera, respectively. Furthermore, by providing an upper light source that can illuminate the upper surface of the grain and a first lower light source that can illuminate the lower surface of the grain, it is possible to determine the quality of the grain with higher accuracy than before. Become.
  • the tray arrangement housing movably accommodates at least one of the upper housing provided with the upper camera and the lower housing provided with the lower camera. be able to.
  • at least one of the upper housing and the lower housing can be accommodated to reduce the size of the entire device. This makes it easier to secure a storage space, and further facilitates transportation of the grain discriminating device.
  • the upper surface of the grain can be illuminated by the direct light and / or the indirect light of the upper light source.
  • the direct light and / or the indirect light of the upper light source can be illuminated by the direct light and / or the indirect light of the upper light source.
  • the indirect light from the first lower light source is indirect light from the blanket or the non-reflective coated surface, it is possible to prevent the light source and peripheral members from being reflected on the lower surface of the grain. be able to.
  • a second lower light source capable of illuminating the lower surface of the grain is provided below the grain, and direct light and / or indirect light of the second lower light source is directed diagonally below the grain. Can be irradiated from. This makes it possible to effectively detect cracks in the body of rice grains.
  • At least one of the first lower light source and the second lower light source emits light, and the grain is imaged by the lower camera.
  • the light of the light emitting portion can be irradiated to the lower surface of the grain through the cylindrical lens. This makes it possible to suppress the diffusion of light and image the lower surface of the grain with uniform and even brightness.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the grain discriminating device 1 according to the first embodiment.
  • the grain discriminating device 1 can irradiate the grains with light and image the grains from above and below.
  • the grain discriminating device 1 can be used to discriminate the quality of grains such as rice, wheat, beans, and corn.
  • the grain discriminating device 1 is formed in a box shape, and is formed from the upper housing 12, the tray arrangement housing 11, and the lower housing 13. It is mainly composed.
  • the upper housing 12 has a cylindrical shape.
  • the transparent tray 50 has a cylindrical shape from the bottom surface to the upper side.
  • the lower and lower housings 13 from the bottom surface of the transparent tray 50 are octagonal.
  • the upper housing 12, the tray arrangement housing 11, and the lower housing 13 are not necessarily limited to the shapes shown in FIG.
  • a polygon other than a circle or an octagon in a plan view can be appropriately adopted.
  • the grain 2 whose quality is to be determined is placed in a dish-shaped transparent tray 50, and the transparent tray 50 is placed on a circular mounting portion 14 opened in the tray arrangement housing 11. Placed.
  • the transparent tray 50 of the present embodiment is formed of a transparent synthetic resin in a dish shape, but at least the bottom surface on which the grain 2 is placed needs to have light transmission, and the shape and dimensions are particularly high. Not limited.
  • an upper camera 3a capable of photographing the grain 2 from above is attached inside the upper housing 12. Further, the upper housing 12 can move up and down in the direction of the arrow through the upper opening 16 formed in the tray arrangement housing 11.
  • the upper housing 12 can be housed inside the tray arrangement housing 11 together with the upper camera 3a.
  • the upper housing 12 is fixed at the position shown in FIG.
  • a method for fixing the upper housing 12 it is not necessary to exemplify, and a known locking method may be appropriately adopted.
  • a lower camera 3b capable of capturing the grain 2 from below is attached. Further, the lower housing 13 can move up and down in the direction of the arrow through the peripheral opening 17 formed in the tray arrangement housing 11. In addition, the tray arrangement housing 11 is formed with a lower opening 15 as shown in FIG. As a result, when the tray arrangement housing 11 is moved downward or the lower housing 13 is moved upward and the lower housing 13 is housed in the tray arrangement housing 11, the lower camera 3b moves the lower housing 11 to the tray arrangement housing 11. It prevents it from interfering with.
  • the lower housing 13 can be housed inside the tray arrangement housing 11 together with the lower camera 3b.
  • the lower housing 13 is fixed at the position shown in FIG.
  • a known locking method may be appropriately adopted without exemplifying.
  • the grain discriminating device 1 at the time of use shown in FIG. 1 can be accommodated.
  • the height of the can be reduced to about 2/3. With such a configuration, the storage space of the grain discriminating device 1 can be easily secured, and the transportation can be further facilitated.
  • an upper light source 30 is provided diagonally above the transparent tray 50, and a plurality of white LEDs are provided as light emitting portions. Further, as shown in FIG. 5, since the side wall around the transparent tray 50 has a white surface, it is possible to irradiate the grain 2 with the direct light of the upper light source 30 and the indirect light reflected by the side wall. ing.
  • a first lower light source 40 and a second lower light source 20 are provided diagonally below the transparent tray 50.
  • the first lower light source 40 is provided with a plurality of white LEDs facing downward as a light emitting unit.
  • the side wall around the first lower light source 40 is a white surface, and the opposite surface of the first lower light source 40 is a non-reflective black surface.
  • the non-reflective black surface can be, for example, by installing a blanket or applying a non-reflective coating material.
  • the direct light of the first lower light source 40 and the indirect light reflected by the side wall are strongly irradiated to the non-reflective black surface, so that the reflected light on the black surface is transparent as the indirect light of the first lower light source 40.
  • the bottom surface of the tray 50 is irradiated. With such a configuration, the entire bottom surface of the transparent tray 50 can be uniformly irradiated with light, and the entire lower surface of the grain can be illuminated.
  • a second lower light source 20 is provided diagonally below the transparent tray 50, and a plurality of white LEDs 21 are provided toward the cylindrical lens 22 as light emitting portions. .. More specifically, a white LED 21 and a cylindrical lens 22 are provided in a reflector having a U-shaped cross section.
  • the direct light from the white LED 21 is applied to the bottom surface of the transparent tray 50 via the cylindrical lens 22.
  • the cylindrical lens 22 it is possible to suppress the diffusion of light by the action of the lens and make the brightness of the bottom surface of the transparent tray 50 substantially uniform.
  • the white LED is used for the upper light source 30, the first lower light source 40, and the second lower light source 20, but the white LED is not necessarily limited to the white LED, and R (red). , G (green), B (blue) monochromatic LEDs can be combined.
  • the quality discrimination method of the grain discriminating device 1 in the present embodiment will be described.
  • the upper housing 12 is pulled out and fixed upward from the tray arrangement housing 11 as shown in FIG. 1 from the state of the grain discriminating device 1 shown in FIG. .. Further, the tray arrangement housing 11 is moved upward, and the lower housing 13 is pulled out from the tray arrangement housing 11 and fixed.
  • the grain discriminating device 1 of the present embodiment uses cameras having the same specifications for both the upper camera 3a and the lower camera 3b so that the image qualities acquired by the upper camera 3a and the lower camera 3b are the same. Furthermore, lens aberration correction that does not rely on image processing is performed so that the entire surface of the image pickup screen is in focus. Therefore, in the present embodiment, the distance between the grain 2 placed on the bottom surface of the transparent tray 50 and the upper camera 3a and the lower camera 3b is the same.
  • the grain 2 to be quality-determined is placed on the transparent tray 50 and placed on the circular mounting portion 14 in the tray placement housing 11.
  • the upper light source 30, the first lower light source 40, and the second lower light source 20 are turned on, the grains 2 placed on the transparent tray 50 are irradiated with light, and the grains by the upper camera 3a and the lower camera 3b are used.
  • Image of grain 2 is performed.
  • three types of images, a reflection image, a transmission image, and a cracked body image can be captured by each of the upper camera 3a and the lower camera 3b.
  • the reflection transmission image of the grain 2 can be captured by the upper camera 3a and the lower camera 3b.
  • the upper light source 30, the first lower light source 40, and the second lower light source 20 may be turned on at the same time, and the grain 2 may be imaged by the upper camera 3a and the lower camera 3b.
  • the grain 2 may be imaged by the upper camera 3a and the lower camera 3b with the upper light source 30 and the first lower light source 40 or the second lower light source 20 turned on at the same time.
  • a reflection transmission image can be imaged on the front surface and the back surface of the grain 2.
  • the second lower light source 20 can be turned on and the image can be taken by the lower camera 3b.
  • the cylindrical lens 22 it is possible to suppress the diffusion of light by the action of the lens and to make the brightness of the bottom surface of the transparent tray 50 substantially uniform. As a result, the image quality is improved, and when the back surface of the grain 2 is colored, it is possible to determine whether it is milky white or colored.
  • the cylindrical lens 22 is provided in the second lower light source 20, but it is sufficient that the light emitting surface is formed in a convex shape.
  • a semi-cylindrical lens in which the light receiving surface is flat and the light emitting surface is formed in a convex shape, or a lens in which the cross section of the lens is formed in an ellipse may be used. That is, the convex shape of the light emitting surface of the lens may be any one provided with a curved surface.
  • both the first lower light source 40 and the second lower light source 20 are provided, but it is not always necessary to provide both, and only one of them may be provided. Even when both the first lower light source 40 and the second lower light source 20 are provided, only one of them can be turned on to take an image of the front surface or the back surface of the grain 2.
  • the image data captured by the upper camera 3a and the lower camera 3b are analyzed by a microcomputer (not shown) of the grain discriminating device 1. For example, based on the acquired image data of the grain 2, shape information such as the outer shape, area, length, and width, color information, and optical information such as cracking of the rice grain are extracted to improve the quality of the grain 2. It is possible to discriminate with high accuracy.
  • the present invention makes it possible to image the entire grain 2 on the entire surface of the image pickup screen without performing special image processing for imaging the front surface and the back surface of the grain 2.
  • the distance between the grain 2 on the transparent tray 50 and the upper camera 3a and the lower camera 3b is required to be a certain distance or more, but only when the grain discriminating device 1 is used, the tray arrangement housing 11 to the upper casing Since the body 12 is configured to be pulled out upward and the lower housing 13 is pulled out downward to be fixed, it greatly contributes to storage, space saving, and ease of transportation / movement.
  • the second embodiment it is mainly composed of an upper housing 12 and a tray arrangement housing 11. More simply, it is an embodiment in which the lower housing 13 is not provided in the above-mentioned first embodiment, the lower camera 3b is not provided, and the tray arrangement housing 11 can be directly placed on the ground plane. It is configured.
  • the upper housing 12 can be housed inside the tray arrangement housing 11 together with the upper camera 3a. Then, when the grain 2 is imaged by the upper camera 3a, the upper housing 12 is fixed at a position as shown in FIG. With such a configuration, the device itself can be downsized as compared with the conventional discriminating device, the storage space of the grain discriminating device 1 can be easily secured, and the transportation can be further facilitated. ..
  • the third embodiment it is mainly composed of a lower housing 13 and a tray arrangement housing 11. More simply, it is an embodiment in which the upper camera 3a is fixedly arranged on the upper part in the tray arrangement housing 11 without providing the upper housing 12 that can move up and down in the first embodiment described above. Since a predetermined distance is required between the upper camera 3a and the grain 2, the tray arrangement housing 11 shown in FIG. 1 needs to be enlarged upward.
  • the lower housing 13 can be housed together with the lower camera 3b inside the tray arrangement housing 11 as in the first embodiment described above. With such a configuration, it is possible to discriminate the quality of the grain 2 with high accuracy by the upper camera 3a and the lower camera 3b as compared with the conventional discriminator. Further, the device itself can be miniaturized, a storage space for the grain discriminating device 1 can be easily secured, and in addition, it can be easily transported.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the grain discriminating device 1 in the modified example of the first embodiment (see FIG. 1 and the like) described above.
  • the basic device configuration is the same as that of the first embodiment described above, and is different in that, as shown in the figure, the shape of the housing is substantially spherical in the modified example.
  • a modification will be described below, but the configuration common to the above-described first embodiment may be omitted.
  • the grain discriminating device 1 in the modified example has a substantially spherical shape.
  • the housing is mainly composed of an upper housing 12 and a lower housing 13 with the vicinity of the center of the housing as a boundary.
  • a transparent tray 50 is mounted on the circular mounting portion 14 attached to either the upper housing 12 or the lower housing 13, and is mounted on the upper camera 3a attached to the upper housing 12 and the lower housing 13.
  • the attached lower camera 3b makes it possible to take an image of the grain 2 placed on the transparent tray 50.
  • An upper light source 30 is provided diagonally above the transparent tray 50, and a plurality of white LEDs are provided as light emitting units. Further, a first lower light source 40 and a second lower light source 20 are provided diagonally below the transparent tray 50. The first lower light source 40 is provided with a plurality of white LEDs facing downward as a light emitting unit. The second lower light source 20 is provided with a plurality of white LEDs 21 as light emitting portions toward the cylindrical lens 22. More specifically, a white LED 21 and a cylindrical lens 22 are provided in a reflector having a U-shaped cross section. The second lower light source 20 is provided in four directions in a plan view as shown in FIG.
  • the first lower light source 40 and the second lower light source 20 are provided diagonally below the transparent tray 50, but the present invention is not necessarily limited to such a form.
  • the present invention is not necessarily limited to such a form.
  • only the first lower light source 40 may be provided without providing the second lower light source 20, or only the second lower light source 20 may be provided without providing the first lower light source 40. May be provided.
  • the shape of the housing is substantially spherical, but the shape is not necessarily limited to such a shape.
  • the housing of the grain discriminating device 1 may have a substantially elliptical shape extending in the vertical direction. ..
  • Grain discriminator 2 Grain 3a Upper camera 3b Lower camera 11 Tray arrangement housing 12 Upper housing 13 Lower housing 14 Circular mounting part 15 Lower opening 16 Upper opening 17 Peripheral opening 20 Second lower light source 21 White LED 22 Cylindrical lens 30 Upper light source 40 First lower light source 50 Transparent tray

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Abstract

透明トレーに載置された穀粒の品質を判別可能な穀粒判別装置であって、前記穀粒の上方に配置されて該穀粒の上面を撮像可能な上方カメラと、前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を撮像可能な下方カメラと、前記穀粒の上方に配置されて該穀粒の上面を照明可能な上方光源と、前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を照明可能な第１下方光源と、を有する。

Description

穀粒判別装置
　本発明は、穀粒の品質を判別することが可能な穀粒判別装置に関する。
　従来から、穀粒の品質を光学的に判別することが行われている。例えば、特許文献１に記載の発明は、穀粒の載置面が透明な透明トレーを使用して、当該透明トレーに載置された穀粒をカメラによって上方から撮像している。そして、得られた画像情報に基づいて、穀粒の品質を判別するものである。このような装置は、光学的に穀粒の品質を判別するものであるので、経験者でなくても品質の判別を容易に行うことができる。
特開２０２０－０２６９６３号公報
　穀粒の品質の判別精度を向上させることが望まれる中、透明トレーの上に載置した穀粒の表面だけでなく、穀粒の裏面の画像情報を得ることで、品質の判別精度を向上できる可能性がある。しかし、穀粒の品質を判別する装置内にカメラを設けるとなると、その設置スペースの確保が必要となり、穀粒判別装置の大型化を招いて、可搬性能が低下することが考えられる。
　本発明は、穀粒判別装置の大型化を抑制しつつ、穀粒の判別精度を向上させることが可能な穀粒判別装置を提供することを目的とする。
（１）本発明は、透明トレーに載置された穀粒の品質を判別可能な穀粒判別装置であって、前記穀粒の上方に配置されて該穀粒の上面を撮像可能な上方カメラと、前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を撮像可能な下方カメラと、前記穀粒の上方に配置されて該穀粒の上面を照明可能な上方光源と、前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を照明可能な第１下方光源と、を有することを特徴とする穀粒判別装置である。
（２）前記穀粒判別装置は、前記上方カメラが設けられた上部筐体と、前記下方カメラが設けられた下部筐体と、前記透明トレーを載置可能なトレー配置筐体と、を有し、前記トレー配置筐体は、前記上部筐体と前記下部筐体とのうち少なくともいずれか一方を可動させて収容することが可能であることを特徴とする上記（１）に記載の穀粒判別装置である。
（３）前記上方光源は、直接光及び／又は間接光によって前記穀粒の上面を照明可能であり、前記第１下方光源は、間接光によって前記穀粒の下面を照明可能であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の穀粒判別装置である。
（４）前記第１下方光源による間接光は、植毛布又は無反射塗装面からの間接光であることを特徴とする上記（３）に記載の穀粒判別装置である。
（５）前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を照明可能な第２下方光源を有し、前記第２下方光源は、直接光及び／又は間接光によって前記穀粒の下面を斜め下方から照明可能であることを特徴とする上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の穀粒判別装置である。
（６）前記第１下方光源と前記第２下方光源とのうち、少なくともいずれか一方が発光されて前記下方カメラによる前記穀粒の撮像が行われることを特徴とする上記（５）に記載の穀粒判別装置である。
（７）前記第２下方光源は、発光部と、該発光部の光の照射方向に配置されるシリンドリカルレンズとを備え、前記シリンドリカルレンズは、光の拡散を抑制して前記穀粒の下面を照明可能であることを特徴とする上記（５）又は（６）に記載の穀粒判別装置である。
　上記（１）に係る発明によれば、透明トレーに載置された穀粒の上面と下面を、上方カメラと下方カメラによってそれぞれ撮像することが可能となる。さらに、穀粒の上面を照明可能な上方光源と、穀粒の下面を照明可能な第１下方光源とを備えることで、穀粒の品質の判別を従来よりも高精度に行うことが可能となる。
　上記（２）に係る発明によれば、トレー配置筐体が、上方カメラが設けられた上部筐体と、下方カメラが設けられた下部筐体とのうち少なくともいずれか一方を可動させて収容することができる。このような構成により、穀粒判別装置を保管、運搬する際は、上部筐体と下部筐体とのうち少なくともいずれか一方を収容して装置全体を小さくすることができる。これにより、保管スペースを確保しやすくなり、さらに、穀粒判別装置の運搬を容易にすることができる。
　上記（３）に係る発明によれば、上方光源の直接光及び／又は間接光によって穀粒の上面を照明できる。特に、大豆などの米粒に比べて大きな穀粒を透明トレーに載置した場合であっても、穀粒に影が生じ難くすることができる。さらに、穀粒の表面全体を照明することが可能となる。
　上記（４）に係る発明によれば、第１下方光源による間接光は、植毛布又は無反射塗装面からの間接光であるため、穀粒の下面に光源や周辺部材が映り込むことを防ぐことができる。
　上記（５）に係る発明によれば、穀粒の下方に穀粒の下面を照明可能な第２下方光源を設け、当該第２下方光源の直接光及び／又は間接光を穀粒の斜め下方から照射することができる。これにより、特に米粒の胴割れの検出を効果的に行うことができる。
　上記（６）に係る発明によれば、第１下方光源と前記第２下方光源とのうち、少なくともいずれか一方が発光されて前記下方カメラによる穀粒の撮像が行われる。これにより、判定しようとする品質項目に応じて発光させる光源を選択することができるので、穀粒の品質を高精度に判別することができる。
　上記（７）に係る発明によれば、第２下方光源において、発光部の光を、シリンドリカルレンズを介して穀粒の下面に照射することができる。これにより、光の拡散を抑制して、均一でムラのない明るさで穀粒の下面を撮像することが可能となる。
本実施形態における穀粒判別装置を示す断面図である。 本実施形態における穀粒判別装置を示す平面図である。 本実施形態における穀粒判別装置の収容態様を示す断面図である。 本実施形態における穀粒判別装置の内面の仕様を示す断面図である。 穀粒判別装置の上方光源の発光態様を示す断面図である。 穀粒判別装置の第１下方光源の発光態様を示す断面図である。 穀粒判別装置の第２下方光源の発光態様を示す断面図である。 本実施形態の変形例を示す穀粒判別装置の断面図である。
　以下、本発明の各実施形態における穀粒判別装置１について図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態における穀粒判別装置１の断面図である。穀粒判別装置１は、穀粒に光を照射し、当該穀粒を上方及び下方から撮像することが可能である。穀粒判別装置１は、米、麦、豆類、コーンなどの穀粒の品質を判別するために使用することができる。
　穀粒判別装置１は、図１の断面図及び図２の平面図に示されるように、箱型に形成され、上部筐体１２と、トレー配置筐体１１のと、下部筐体１３とから主に構成されている。図２に示されるように、上部筐体１２は円筒形状となっている。トレー配置筐体１１のうち、透明トレー５０の底面から上方にかけては円筒形状となっている。トレー配置筐体１１のうち、透明トレー５０の底面から下方及び下部筐体１３は、八角形となっている。
　しかし、上部筐体１２、トレー配置筐体１１及び下部筐体１３は、必ずしも図２に示されるような形状に限定されるものではない。例えば、平面視で円形や八角形以外の多角形など、適宜採用することができる。
　品質の判別対象となる穀粒２は、図１に示されるように、皿形状の透明トレー５０に入れられ、当該透明トレー５０はトレー配置筐体１１内で開口する円形載置部１４に載置される。本実施形態の透明トレー５０は、透明な合成樹脂で皿状に形成されているが、少なくとも穀粒２が載置される底面が光透過性を有していればよく、形状や寸法も特に限定されるものではない。
　上部筐体１２の内部には、穀粒２を上方から撮像可能な上方カメラ３ａが取り付けられている。さらに、上部筐体１２はトレー配置筐体１１に形成された上部開口１６を介して矢印方向に上下移動することが可能となっている。
　このような構成によって、図３に示されるように、上部筐体１２をトレー配置筐体１１の内部に上方カメラ３ａとともに収容することができる。穀粒２を上方カメラ３ａによって撮像する際は、図１に示される位置に上部筐体１２を固定する。上部筐体１２を固定する方法としては、例示するまでもなく、公知の係止方法を適宜、採用すればよい。
　下部筐体１３の内部には、穀粒２を下方から撮像可能な下方カメラ３ｂが取り付けられている。さらに、下部筐体１３はトレー配置筐体１１に形成された周囲開口１７を介して矢印方向に上下移動することが可能となっている。加えて、トレー配置筐体１１には、図１に示されるような下部開口１５が形成されている。これにより、トレー配置筐体１１を下方へ移動、又は下部筐体１３を上方へ移動させ、下部筐体１３をトレー配置筐体１１内に収容する際に、下方カメラ３ｂがトレー配置筐体１１に干渉することを防いでいる。
　このような構成によって、図３に示されるように、下部筐体１３をトレー配置筐体１１の内部に下方カメラ３ｂとともに収容することができる。穀粒２を下方カメラ３ｂによって撮像する際は、図１に示される位置に下部筐体１３を固定する。下部筐体１３を固定する方法としては、例示するまでもなく、公知の係止方法を適宜、採用すればよい。
　図３に示されるように、上部筐体１２及び下部筐体１３をトレー配置筐体１１の内部に収容することが可能となることで、図１に示された使用時の穀粒判別装置１の高さを２／３程度の高さまで低くすることができる。このような構成により、穀粒判別装置１の保管スペースが容易に確保でき、さらに運搬しやすくすることができる。
　図１及び図５の断面図に示されるように、透明トレー５０の斜め上方には、上方光源３０が設けられ、発光部として複数の白色ＬＥＤが設けられている。さらに、図５に示されるように、透明トレー５０の周囲の側壁は白色面としているので、上方光源３０の直接光及び側壁で反射された間接光を穀粒２に照射することが可能となっている。
　このような構成により、大豆など、米粒に比べて大きな穀粒を透明トレー５０に入れた場合であっても、穀粒２等の影が生じ難く、さらに穀粒２の表面全体を照明することが可能となる。さらに、図５に示されるように、上部筐体１２の内部の壁面及びトレー配置筐体１１の内部の上面は無反射の黒色面としているので、透明トレー５０に載置された穀粒２の表面に、周辺部材が映り込むことを効果的に防いでいる。
　図１及び図６の断面図に示されるように、透明トレー５０の斜め下方には、第１下方光源４０と第２下方光源２０が設けられている。第１下方光源４０は、発光部として複数の白色ＬＥＤが下方に向けて設けられている。さらに、図６に示されるように、第１下方光源４０の周囲の側壁は白色面とし、第１下方光源４０の対向する面は無反射の黒色面としている。無反射の黒色面としては、例えば、植毛布の設置や無反射の塗材の塗布などによるものとすることができる。
　そして、第１下方光源４０の直接光や側壁で反射された間接光は、無反射の黒色面に強く照射されることにより、上記黒色面における反射光が第１下方光源４０の間接光として透明トレー５０の底面に照射される。このような構成により、透明トレー５０の底面全体に光を均一に照射することができ、穀粒の下面全体を照明することが可能となる。
　図１及び図７の断面図に示されるように、透明トレー５０の斜め下方には、第２下方光源２０が設けられ、発光部として複数の白色ＬＥＤ２１がシリンドリカルレンズ２２に向けて設けられている。より詳細に説明すると、断面がＵ型のリフレクタ内に、白色ＬＥＤ２１とシリンドリカルレンズ２２が設けられている。
　そして、図１に示される角度Ａによって、白色ＬＥＤ２１からの直接光がシリンドリカルレンズ２２を介して透明トレー５０の底面に照射される。このように構成することで、透明トレー５０の底面に載置された穀粒２に対して斜め下方から光を照射することができ、特に米粒の胴割れの検出を効果的に行うことができる。さらに、シリンドリカルレンズ２２を設けることにより、レンズの作用によって光の拡散を抑え、透明トレー５０の底面の明るさをほぼ均一にすることが可能となる。
　なお、本実施形態では、前述したように、上方光源３０、第１下方光源４０及び第２下方光源２０に白色ＬＥＤを使用したが、必ずしも白色ＬＥＤに限定されるものではなく、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の単色ＬＥＤを組み合わせたものとすることが可能である。
　続いて、本実施形態における穀粒判別装置１の品質判別方法について説明する。
　穀粒判別装置１を使用する際は、図３に示される穀粒判別装置１の状態から、図１に示されるように、トレー配置筐体１１から上部筐体１２を上方に引き出して固定する。さらに、トレー配置筐体１１を上方へ移動して当該トレー配置筐体１１から下部筐体１３を引き出して固定する。本実施形態の穀粒判別装置１は、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂともに同じ仕様のカメラを使用して、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂによって取得する画像品質が同一品質となるようにしている。さらに、画像処理に頼らないレンズ収差補正を行い、撮像画面全面においてピントが合うようにしている。そのため、本実施形態では、透明トレー５０の底面に載置される穀粒２と、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂとの距離は同じ距離となっている。
　続いて、品質の判別対象となる穀粒２を、図１に示されるように、透明トレー５０に載置し、トレー配置筐体１１内の円形載置部１４に載置する。次に、上方光源３０及び第１下方光源４０、第２下方光源２０を点灯し、透明トレー５０に載置された穀粒２に対して光を照射して上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂによる穀粒２の撮像を行う。例えば、反射画像、透過画像、胴割れ画像の３種類の画像を、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂのそれぞれで撮像することができる。上方光源３０と、第１下方光源４０及び第２下方光源２０とを同時に点灯することで、穀粒２の反射透過画像を上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂで撮像することができる。
　上記したように、上方光源３０と、第１下方光源４０及び第２下方光源２０とを同時に点灯して、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂによる穀粒２の撮像を行ってもよい。別の撮像方法として、上方光源３０と、第１下方光源４０又は第２下方光源２０を同時に点灯した状態で、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂにより穀粒２を撮像してもよい。このような撮像方法により、穀粒２の表面及び裏面において、反射透過画像を撮像することができる。
　透明トレー５０に載置された穀粒２の裏面の撮像を行う際に、第２下方光源２０を点灯させて、下方カメラ３ｂによる撮像を行うこともできる。本実施形態では前述したように、シリンドリカルレンズ２２を設けることにより、レンズの作用によって光の拡散を抑え、透明トレー５０の底面の明るさをほぼ均一にすることが可能となっている。これにより、画像品質が向上し、穀粒２の裏面に着色がある場合に乳白か着色かの判断が可能となる。
　本実施形態では、第２下方光源２０にシリンドリカルレンズ２２を設けたが、光の出射面が凸状に形成されていればよい。例えば、受光面が平面で光の出射面が凸状に形成されるかまぼこ型のレンズや、レンズの断面が楕円で形成されるものであってもよい。すなわち、レンズの光の出射面の凸状は、湾曲面を備えているものであればよい。
　本実施形態では、図１に示されるよう、第１下方光源４０と第２下方光源２０の両方を備えているが、必ずしも両方を備える必要はなく、いずれか一方のみ備えるようにしてもよい。第１下方光源４０と第２下方光源２０の両方を備える場合であっても、いずれか一方のみを点灯させて、穀粒２の表面や裏面の撮像を行うことができる。
　上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂでそれぞれ撮像された画像データは、穀粒判別装置１の図示しないマイクロコンピュータによって解析される。例えば、取得した穀粒２の画像データに基づいて、外形形状、面積、長さ、幅などの形状情報や、色彩情報、米粒の胴割れ等の光学情報を抽出し、穀粒２の品質を高精度に判別することが可能となる。
　特に、本発明は、穀粒２の表面と裏面の撮像を特別な画像処理を施すことなく撮像画面全面で穀粒２を全て撮像可能としている。この場合、透明トレー５０上の穀粒２と、上方カメラ３ａ及び下方カメラ３ｂとの距離が一定以上必要となるが、穀粒判別装置１を使用する時のみ、トレー配置筐体１１から上部筐体１２を上方に、下部筐体１３を下方に引き出して固定するように構成しているので、保管時や省スペース化や運搬・移動のしやすさに大きく貢献するものである。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、特に第１実施形態と相違する構成について以下に説明する。
　第２実施形態では、上部筐体１２と、トレー配置筐体１１とから主に構成されている。より簡単に言うと、前述の第１実施形態における下部筐体１３を設けない実施形態であり、下方カメラ３ｂを備えておらず、トレー配置筐体１１を直接接地面に置くことができるように構成されている。
　また、第１実施形態と同様に、上部筐体１２をトレー配置筐体１１の内部に上方カメラ３ａとともに収容することができる。そして、穀粒２を上方カメラ３ａによって撮像する際は、図１に示されるような位置に上部筐体１２を固定する。このような構成とすることで、従来型の判別装置に比べて装置自体を小型化することが可能となり、穀粒判別装置１の保管スペースが容易に確保でき、さらに運搬しやすくすることができる。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、特に第１実施形態と相違する構成について以下に説明する。
　第３実施形態では、下部筐体１３と、トレー配置筐体１１とから主に構成されている。より簡単に言うと、前述の第１実施形態における上下に可動する上部筐体１２を設けず、トレー配置筐体１１内の上部に上方カメラ３ａを固定配置した実施形態である。なお、上方カメラ３ａと穀粒２との間に所定距離が必要となるので、図１に示されるトレー配置筐体１１は上方に大きくする必要がある。
　下部筐体１３は前述の第１実施形態と同様に、トレー配置筐体１１の内部に下方カメラ３ｂとともに収容することができる。このような構成により、従来型の判別装置に比べて、上方カメラ３ａと下方カメラ３ｂによる高精度な穀粒２の品質の判別が可能となる。さらに、装置自体を小型化することが可能となり、穀粒判別装置１の保管スペースが容易に確保でき、加えて、運搬しやすくすることができる。
（変形例）
　図８には、前述した第１実施形態（図１等参照）の変形例における穀粒判別装置１の断面図が示されている。なお、基本的な装置構成は前述の第１実施形態と同様であり、図示されるように、変形例では筐体の形状が略球状となっている点で相違する。以下に、変形例について説明するが、前述した第１実施形態と共通する構成は省略して説明する場合がある。
　変形例における穀粒判別装置１は、図８の断面図に示されるように、筐体の形状が略球状に形成されている。筐体は当該筐体の中央付近を境目にして、上部筐体１２と、下部筐体１３とから主に構成されている。
　上部筐体１２又は下部筐体１３のどちらか一方に取り付けられた円形載置部１４には透明トレー５０が載置され、上部筐体１２に取り付けられた上方カメラ３ａと、下部筐体１３に取り付けられた下方カメラ３ｂとによって、透明トレー５０に載置された穀粒２を撮像することが可能となっている。
　透明トレー５０の斜め上方には、上方光源３０が設けられ、発光部として複数の白色ＬＥＤが設けられている。さらに、透明トレー５０の斜め下方には、第１下方光源４０と第２下方光源２０が設けられている。第１下方光源４０は、発光部として複数の白色ＬＥＤが下方に向けて設けられている。第２下方光源２０は、発光部として複数の白色ＬＥＤ２１がシリンドリカルレンズ２２に向けて設けられている。より詳細に説明すると、断面がＵ型のリフレクタ内に、白色ＬＥＤ２１とシリンドリカルレンズ２２が設けられている。なお、第２下方光源２０は、図８に示されるように平面視で４方向に設けられている。
　なお、前述した各実施形態では、透明トレー５０の斜め下方に、第１下方光源４０と第２下方光源２０とを設けているが、必ずしもこのような形態に限定されるものではない。例えば、透明トレー５０の斜め下方には、第２下方光源２０を設けずに第１下方光源４０のみを設けるようにしてもよいし、第１下方光源４０を設けずに第２下方光源２０のみを設けるようにしてもよい。
　また、図８に示された変形例では、筐体の形状を略球状としたが、必ずしもこのような形状に限定されるものではない。例えば、上方カメラ３ａと下方カメラ３ｂのそれぞれのカメラと、透明トレー５０との距離を長く取るために、穀粒判別装置１の筐体を上下方向に延びる略楕円形状とすることも可能である。
　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、請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、又は、省略が可能である。
　１　　　　穀粒判別装置
　２　　　　穀粒
　３ａ　　　上方カメラ
　３ｂ　　　下方カメラ
　１１　　　トレー配置筐体
　１２　　　上部筐体
　１３　　　下部筐体
　１４　　　円形載置部
　１５　　　下部開口
　１６　　　上部開口
　１７　　　周囲開口
　２０　　　第２下方光源
　２１　　　白色ＬＥＤ
　２２　　　シリンドリカルレンズ
　３０　　　上方光源
　４０　　　第１下方光源
　５０　　　透明トレー

Claims (7)

  1. 　透明トレーに載置された穀粒の品質を判別可能な穀粒判別装置であって、
    　前記穀粒の上方に配置されて該穀粒の上面を撮像可能な上方カメラと、
    　前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を撮像可能な下方カメラと、
    　前記穀粒の上方に配置されて該穀粒の上面を照明可能な上方光源と、
    　前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を照明可能な第１下方光源と、を有する
    　ことを特徴とする穀粒判別装置。
  2. 　前記穀粒判別装置は、
    　前記上方カメラが設けられた上部筐体と、前記下方カメラが設けられた下部筐体と、前記透明トレーを載置可能なトレー配置筐体と、を有し、
    　前記トレー配置筐体は、前記上部筐体と前記下部筐体とのうち少なくともいずれか一方を可動させて収容することが可能である
    　ことを特徴とする請求項１に記載の穀粒判別装置。
  3. 　前記上方光源は、直接光及び／又は間接光によって前記穀粒の上面を照明可能であり、
    　前記第１下方光源は、間接光によって前記穀粒の下面を照明可能である
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の穀粒判別装置。
  4. 　前記第１下方光源による間接光は、植毛布又は無反射塗装面からの間接光である
    　ことを特徴とする請求項３に記載の穀粒判別装置。
  5. 　前記穀粒の下方に配置されて該穀粒の下面を照明可能な第２下方光源を有し、
    　前記第２下方光源は、直接光及び／又は間接光によって前記穀粒の下面を斜め下方から照明可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の穀粒判別装置。
  6. 　前記第１下方光源と前記第２下方光源とのうち、少なくともいずれか一方が発光されて前記下方カメラによる前記穀粒の撮像が行われる
    　ことを特徴とする請求項５に記載の穀粒判別装置。
  7. 　前記第２下方光源は、
    　発光部と、該発光部の光の照射方向に配置されるシリンドリカルレンズとを備え、
    　前記シリンドリカルレンズは、光の拡散を抑制して前記穀粒の下面を照明可能である
    　ことを特徴とする請求項５又は６に記載の穀粒判別装置。
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