JP3592278B2 - 穀粒画像読取装置用試料整列器 - Google Patents
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Description
【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】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
特許第2815633号公報には、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、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。
【0003】
一方、実公平7−33151号公報には、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。
【0004】
しかしながら、従来の米粒品質判定装置では、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った。
【0005】
このような背景を踏まえ、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。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、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。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。
【0006】
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。
【0007】
【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、底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体を有する穀粒画像読取装置に適用され、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所定の間隔で穿設された平面視で矩形状の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可能な略枠状に形成された支持体と、この支持体の底部に配置されると共に前記試料台の底部の上面に載置されかつ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、を含んで構成され、前記試料整列板の底壁部の少なくとも一周辺部には、前記透孔が形成されていない余剰粒除去用の無孔部が形成されている、ことを特徴としている。
【0008】
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、前記無孔部は前記試料整列板の底壁部の四周辺部のすべてに形成されていると共に、短辺側の一方の側壁部の上端からは把手部が外側へ張り出されている、ことを特徴としている。
【0009】
請求項1記載の本発明によれば、まず試料整列器本体の支持体内に試料整列板を嵌合させて当該試料整列板の平面視で矩形状の底壁部を透明板の上に載置させる。これにより、試料整列板に形成された多数の透孔の底面が、透明板によって閉塞される。つまり、透孔に底面が形成される。次に、この状態で、試料整列板の上に穀粒が投入され、試料整列器本体を上下左右に揺さぶるか、又は投入された穀粒を指先やへら等で掻き均す。これにより、穀粒が透孔内へ一粒ずつ入り込む。次に、試料整列板を試料整列器本体内に装着させたまま、当該試料整列器本体を試料台の底部の上面に載置させる。次に、試料整列板が試料整列器本体から取外される。取外し後の状態では、多数の穀粒はその長軸方向が一定方向に向けられ、所定の間隔で配列された状態で、透明板の上面に載置された状態となる。
【0010】
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、スキャナ本体を用いて穀粒の画像が読取られる。具体的には、走査手段の光照射部から穀粒に光を照射させながら、当該走査手段を試料台の底部に沿って移動させることにより、穀粒で反射された反射光が受光部に受光される。これにより、穀粒の反射光画像を読取ることが可能となる。このとき、試料台の底部は透明材料によって構成されており、又試料整列器本体の透明板も透明であることから、試料整列器本体を試料台の底部の上面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。
【0011】
また、本発明によれば、試料整列板の底壁部の少なくとも一周辺部に透孔が形成されていない無孔部を形成したので、試料整列板の上に試料を投入して試料整列器本体を上下左右に揺さぶるか、又は投入された穀粒を指先やへら等で掻き均した後、試料整列板を無孔部が下になるように傾けると、余剰の穀粒が無孔部に寄せられる。すなわち、本発明によれば、不要な穀粒を効率良く除去することができる。
請求項2記載の本発明によれば、無孔部は試料整列板の底壁部の四周辺部のすべてに形成されていると共に、短辺側の一方の側壁部の上端からは把手部が外側へ張り出されているため、把手部を摘んで、試料整列板を反対側の短辺部を支点として回動させることにより、余剰の穀粒が当該反対側の短辺部に形成された無孔部に寄せられる。その後、把手部を摘んだまま、試料整列板を試料整列器本体から取り外せば、試料整列器本体の透明板の上面に穀粒が所定の間隔をあけて一定方向に整列した状態で載置される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図13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実施形態について説明する。
【0013】
図1に示されるように、本実施形態の穀粒品質判定装置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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
より詳しく説明すると、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。
【0017】
また、スキャナ本体20のケーシング24内には、「走査手段」としての走査装置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。
【0018】
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)。
【0019】
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。
【0020】
なお、上記光源40及び斜光ルーバ42は、広義には「穀粒に対して斜め方向から光を照射する斜光手段」として把握される要素である。
【0021】
次に、図11〜図13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。この試料整列器150は、上述したカラースキャナ18の試料台26の上面(試料載置面)に穀粒28を整列状態で載置するためのものである。
【0022】
図11には、試料整列器150の斜視図が示されている。こ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が嵌合状態で載置される試料整列器本体154とによって構成されている。
【0023】
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152B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の長さAは、後述する試料整列器本体154の支持体160の厚さよりも大きく設定されている(図12も参照)。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。また、試料整列板152の底壁部152Aの周辺部(四箇所)には、幅Bの無孔部158が形成されている。なお、上記の試料整列板152は、金属製、樹脂製のいずれであってもよい。
【0024】
一方、試料整列器本体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の下端部に嵌合状態で固定された透明板162とによって構成されている。なお、支持体160は金属又は樹脂材料によって構成されており、又透明板162はガラス又はアクリル等の樹脂の板材によって構成されている。
【0025】
図12に示されるように、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。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ている。
【0026】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
次に、実際に穀粒28の品質を判定する作業が行われる。
【0030】
まず最初に、試料整列器150を用いて試料台26上に穀粒28が整列状態で載置される。具体的には、試料整列板152を試料整列器本体154内に嵌合させる。この状態では、試料整列板152の透孔156が試料整列器本体154の透明板162によって閉塞されている。次いで、この状態で必要数以上の穀粒28が試料整列板152の上に投入される。次いで、試料整列器150を上下左右に揺さぶるか、又は投入された穀粒28を指先やへら等で掻き均し、透孔156内に穀粒28が一粒ずつ入れられる。次いで、把手部152Fを摘んで、試料整列板152を図12の矢印C方向へ回動させる。これにより、余剰の穀粒28が試料整列板152の無孔部158に寄せられる。その後、把手部152Fを摘んだまま、試料整列板152を試料整列器本体154から取外す。これにより、試料整列器本体154の透明板162の上面に、穀粒28が所定の間隔をあけて一定方向に整列した状態で載置される。そして最後に、カラースキャナ18の蓋体22をヒンジ36回りに開放させてから、試料整列器本体154がそのまま試料台26の上面に載置される。
【0031】
次に、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。具体的には、開放状態にある蓋体22を閉止した後、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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
このように本実施形態に係る試料整列器150を用いて試料となる穀粒28を試料台26の上面に載置させるようにすれば、簡単かつ迅速に穀粒28を整列状態で載置させることができる。
【0042】
また、本実施形態に係る試料整列器150では、試料整列板152の底壁部152Aの周辺部に無孔部158が形成されているため、余剰の穀粒28を無孔部158に寄せておくことができる。このため、不要な穀粒28を効率良く除去することができる。その結果、本実施形態によれば、試料整列器本体154を試料台26に載置するまでの作業時間を短縮化することができる。
【0043】
さらに、本実施形態に係る試料整列器150には、図13に示される構成に比べて、以下に説明する利点がある。図13に示される例は、本実施形態に係る試料整列器150を改変したものであるが、具体的に説明すると、試料整列板170の下端面にガラス又は樹脂製の透明板172を接着剤で固着したものである。しかし、この構成を採ると、試料整列板170に形成された多数の透孔174と透明板172との間(隙間)にゴミが入り易くなり、次第にそのゴミが画像にも映し出されてしまい、穀粒28の品質判定の誤差要因になるという不利がある。また、ゴミが溜まらないように常時清掃していなければならないという煩わしさもある。それに比べて、本実施形態に係る試料整列器150の場合は、試料整列板152と試料整列器本体154とが別体化されているので、このようなゴミによる問題は生じない。従って、本実施形態に係る試料整列器150によれば、穀粒28の品質判定の向上及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
【0044】
〔実施形態の補足〕
<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。以下、そのバリエーションを幾つか開示する。なお、説明に際しては、前述した実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【0045】
図7(A)、(B)に示されるカラースキャナ50では、蓋体22側の棒状の光源40に代えて面発光光源52を用いた点に特徴がある。面発光光源52は、図7(B)に示されるように、斜光ルーバ42と平行に配置された矩形状の拡散板52Aと、この拡散板52Aの対向する辺に設けられた一対の棒状光源52Bとによって構成されている。
【0046】
上記構成によれば、棒状光源52Bを点灯すると、光は、拡散板52A中を伝搬して拡散板52Aの上下面から拡散光として照射される。かかる拡散光は、斜光ルーバ42によって光の方向が斜め方向に均一化され、試料台26の上に載置された穀粒28に対して傾斜した方向から光が照射される。従って、斜光ルーバ42に対する照射光が棒状の光源40を用いた場合よりも均一化され、ひいては試料台26に載置された穀粒28に対する斜め方向からの光の照射の均一化の精度を高めることができる。
【0047】
図8(A)、(B)に示されるカラースキャナ60では、蓋体22側の光源40及び斜光ルーバ42に代えて、多数の発光ダイオード(LED)62を二次元状に傾斜した状態で配設した点に特徴がある。具体的には、各発光ダイオード62の光軸方向は試料台26の試料載置面に対して約30度〜約60度の範囲、好ましくは約30度に設定されており、多数の発光ダイオード62が二次元状(n行×m列)に配列されている。なお、本実施形態の場合、単色の発光ダイオード62が用いられているが、RGB3色の発光ダイオード62を交互に配置して、全体として白色光が得られるようにしてもよい。
【0048】
上記構成によれば、多数の発光ダイオード62を所定角度傾斜させた状態で二次元状に配置する構成としたので、斜光ルーバ42が不要となる。その結果、本実施形態によれば、蓋体22側の構造の簡素化を図ることができる。
【0049】
なお、本実施形態の場合、発光ダイオード62の発光方向(光軸方向)をすべて同一方向に設定したが、図9(A)、(B)に示されるように、発光方向が逆方向となる一次元状の発光ダイオードアレイ64、66を交互に配列する構成を採ってもよい。この場合、穀粒28に対して異なる二方向から斜めに光が照射されるので、更に効果的に穀粒28の品質を判定することができる。
【0050】
図10(A)、(B)に示されるカラースキャナ70では、蓋体22側の光源40及び斜光ルーバ42に代えて、一次元状に配列されかつ各々傾斜された発光ダイオードアレイ72を配設し、当該発光ダイオードアレイ72をその配列方向と交差(直交)する方向(図10(A)の矢印方向)へ移動させる構成とした点に特徴がある。一次元状の発光ダイオードアレイ72を移動させる機構は、ベルト駆動機構等、公知の駆動機構を適用することができる。
【0051】
上記構成によれば、一次元状に配列された発光ダイオードアレイ72の発光方向が穀粒28に対して斜め方向から光が照射されるように設定したので、一次元的な斜光性は確保される。そして、これを二次元状に展開していくには、発光ダイオードアレイ72の方を当該発光ダイオードアレイ72の配列方向と交差する方向へ移動させればよい。なお、このとき、スキャナ本体20の光照射部32によって照射される部位と発光ダイオードアレイ72によって照射される部位とが一致するように、走査装置30と発光ダイオードアレイ72とを同期させて移動させる。或いは、発光ダイオードアレイ72についてはそのままにしておき、試料台26の方を当該発光ダイオードアレイ72の配列方向と交差する方向へ移動させる方法を採ってもよい。この場合には、走査装置30は発光ダイオードアレイ72と対応する位置に保持される。更には、発光ダイオードアレイ72と試料台26とを相互に反対方向に移動させる構成を採ってもよい。いずれの方法を採ったとしても、本実施形態によれば、斜光ルーバ42が不要になるだけでなく、発光ダイオードアレイ72の使用個数も大幅に削減される。その結果、本実施形態によれば、大幅にコストを削減することができる。
【0052】
なお、上記構成において、発光ダイオードアレイ72を移動させるときに、当該発光ダイオードアレイ72からの光の照射方向を往路と復路とで変更してもよい。この場合、発光ダイオードアレイ72の往復移動によって、図9で説明したように穀粒28が異なる二方向から斜めに照明されることになるので、更に効果的に穀粒28の品質を判定することができる。
【0053】
また、上記構成においては、一つの発光ダイオードアレイ72を用いる例について説明したが、図9(A)に示される構成の発光ダイオードアレイ64、66(発光方向が相互に逆方向となるように組み合わせた発光ダイオードアレイ)を移動可能にしてもよい。
【0054】
さらに、図8〜図10に示される各実施形態では、発光ダイオード62、発光ダイオードアレイ64、66、72を使用したが、これに限らず、有機EL素子を使用するようにしてもよい。
【0055】
<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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
<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。
【0060】
また、上述した本実施形態では、試料整列板152の片側にのみ把手部152Fを設けたが、これに限らず、反対側にも同様の把手部152G(図11参照)を設ける構成を採ってもよい。この場合、両手で試料整列板152を持上げることができる。
【0061】
さらに、上述した実施形態では、試料整列板152の底壁部152Aの周辺部のすべてに無孔部158を形成したが、無孔部158は試料整列板152の底壁部152Aの少なくとも一周辺部に形成されていればよい。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の穀粒画像読取装置用試料整列器は、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所定の間隔で穿設された平面視で矩形状の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可能な略枠状に形成された支持体と、この支持体の底部に配置されると共に前記試料台の底部の上面に載置されかつ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、を含むため、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。
【0065】
さらに、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、試料整列板の底壁部の少なくとも一周辺部には、透孔が形成されていない余剰粒除去用の無孔部が形成されているので、不要な穀粒を効率良く除去することができ、その結果、試料台に試料整列器本体(即ち、試料となる穀粒)を載置するまでの作業時間を短縮化することができるという優れた効果を有する。
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、無孔部は試料整列板の底壁部の四周辺部のすべてに形成されていると共に、短辺側の一方の側壁部の上端からは把手部が外側へ張り出されている構成としたので、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共に、試料台に試料整列器本体(即ち、試料となる穀粒)を載置するまでの作業時間を短縮化す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】(A)は穀粒画像読取装置の別の実施形態(面発光光源タイプ)を示す図3(A)に対応する断面図、(B)はその側面図である。
【図8】(A)は穀粒画像読取装置の別の実施形態(二次元発光ダイオードタイプ)を示す図3(A)に対応する断面図、(B)はその側面図である。
【図9】(A)は穀粒画像読取装置の別の実施形態(二次元発光ダイオードタイプの別例)を示す図3(A)に対応する断面図、(B)はその側面図である。
【図10】(A)は穀粒画像読取装置の別の実施形態(一次元発光ダイオードタイプ)を示す図3(A)に対応する断面図、(B)はその側面図である。
【図11】本実施形態に係る試料整列器を示す斜視図である。
【図12】図11に示される試料整列器の縦断面図である。
【図13】本実施形態に係る試料整列器の効果を説明するための対比例を示す図12に対応する縦断面図である。
【符号の説明】
18 カラースキャナ(穀粒画像読取装置)
20 スキャナ本体
26 試料台
28 穀粒
30 走査装置(走査手段)
32 光照射部
34 受光部
50 カラースキャナ(穀粒画像読取装置)
60 カラースキャナ(穀粒画像読取装置)
70 カラースキャナ(穀粒画像読取装置)
150 試料整列器
152 試料整列板
154 試料整列器本体
156 透孔
158 無孔部
160 支持体
162 透明板
Claims (2)
- 底部が透明材料によって構成されると共に穀粒が二次元状に載置可能とされた試料台を画像読取位置に有し、当該試料台の底部に沿って移動可能に設けられかつ穀粒に対して光を照射する光照射部及び穀粒で反射された反射光を受光する受光部を含んで構成された走査手段を備えたスキャナ本体を有する穀粒画像読取装置に適用され、
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所定の間隔で穿設された平面視で矩形状の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可能な略枠状に形成された支持体と、この支持体の底部に配置されると共に前記試料台の底部の上面に載置されかつ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、
を含んで構成され、
前記試料整列板の底壁部の少なくとも一周辺部には、前記透孔が形成されていない余剰粒除去用の無孔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。 - 前記無孔部は前記試料整列板の底壁部の四周辺部のすべてに形成されていると共に、短辺側の一方の側壁部の上端からは把手部が外側へ張り出されている、
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。
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