JP3978112B2 - 裂皮豆類の選別装置及び選別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、裂皮豆類（亀裂が生じた豆類）を選別する選別装置及び選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
豆類は、皮に裂皮（亀裂）があると、それが毛髪程度の細いものであっても商品価値が著しく低下する。なぜならば、見た目が悪いだけでなく、煮豆にした場合に、その裂皮から内容物が溶け出したり、煮くずれを起こしたりするからである。
【０００３】
現存する選別機としては、米や豆類などの穀粒をベルトやシュートで搬送後、測定位置において穀粒に光を投射し、その反射光の光量によって、通常の色の穀粒から黒点を有する穀粒及び着色した穀粒などを選別する色彩選別機がよく知られている。このような色彩選別機においては、良品とほぼ等しい基準光量を反射する色彩を付したバックグラウンドを設定しておき、その上方に選別すべき穀粒を通過させ、選別すべき穀粒からの反射光の光量とを受光素子で検出し、検出された光量とその時のバックグラウンドからの基準光量とに一定以上の差が生じた場合に、空気噴流を発するエアー銃を作動させて、その穀粒を吹き飛ばして選別排除するようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような色彩選別機は、反射光の光量によって良否を判断するので、豆類の裂皮が極端に細い場合や、皮と豆内部の色が同色又は近い色である場合には、光量の差が全く存在せず、選別することができない。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み、豆類の裂皮物の選別により適した選別装置及び選別方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の選別機と異なり、透過光を利用している。先ず、豆類を穴の開いた板に乗せて搬送するようにし、板の搬送路の下方に光源を設置する。光源からの光は、可視光でもよいし、豆類によってはより透過し易い近赤外光でも良い。光は、光源から豆類を乗せた板の穴に照射され、照射された光は穴から豆類の内部へと入射し、豆類の内部を透過して、板の搬送路を挟んで前記光源に対向して搬送路の上方に配置された受光素子によって受光される。このようにして受光された透過像は、裂皮部分が他の部分よりも強い光量を透過して明るく投影され、細いものでも明確に映し出される。
【０００７】
しかしながら、裂皮部分以外の特に豆類の周辺部分においては、板の孔の壁面と豆類の外周との間から光が漏れて裂皮と同様の信号が発生する場合がある。また、画像処理により、裂皮部分と同様の信号が豆類の周辺部分に発生する場合もある。そのため、周辺部の信号をうち消す措置を採った。すなわち、受光素子側にも光源を配置し、この光源から射出され且つ豆類から反射される反射光をも受光素子によって受光させ、この反射光による画像を二値化処理した後に一定の収縮処理を施し、透過光によって得られた画像の二値化処理したものと重ね合わせるようにした。このようにすることによって、豆類の周縁をマスキングすることができて豆類の周辺からの信号を消去することができ、裂皮からの透過光の漏れのみをとらえることができる。この方法を採用するために、豆類を乗せる板の下方に配置する光源と上方に配置する光源とは交互に点滅させ、受光素子の受光タイミングを同点滅に合わせることにより、透過光と反射光とを交互に受光するようにした。このようにして検知した豆類の裂皮から漏れ出た透過光のピクセル数を計数処理し、その数を比較処理することにより、裂皮の有無及び裂皮の大きさを判断して、豆類の良否を判定する。不良と判定された豆類は、豆類を乗せた板の穴から圧縮空気を噴出するように配置された空気銃等の適当な手段によって、ある時点で吹き飛ばして排除することにより、選別を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の選別装置の主要部分を示した概略構成図である。図１において、選別されるべき豆類１は、搬送板２に設けられた凹部に置かれる。搬送板２には、豆類が配置される凹部の底部分に穴３が貫通して設けられている。搬送板２は、適当な駆動機構により、測定位置へと順次送られる。測定位置において、搬送板２の下方には下部光源４が配置されており、搬送板２が下部光源４の真上に来た時点で光を射出して、搬送板２の穴から選別すべき豆類を照射するようになされている。一方、搬送板２を挟んで下部光源４と対向する上方には、２つの受光素子５，５´が測定すべき豆類を左右斜めから狙う形で配設されており、下部光源４から射出され、搬送板２の穴３を介して豆類を透過した光を受光するようになされている。更に、各受光素子５，５´の両脇には、上部光源６，６及び６´，６´が豆類を斜め上方から照射するように配設されている。上部光源６，６及び６´，６´からの光は、豆類の表面で反射され、この反射光もまた受光素子５，５´によって各々受光される。このように、測定すべき豆類を斜めから狙って配置したのは、一般に、豆類の裂皮は、周辺部に発生することが多いため、裂皮をより効率良く検知し選別するために、周辺部を重点的に検知できるようにし、また、豆類表面の検知範囲に死角を少なくするためである。下部光源４と上部光源６，６及び６´，６´とは、交互に点滅するように制御され、受光素子５，５´は、同点滅に合わせて透過光と反射光とを交互に受光するようにタイミングが取られている。受光素子５，５´の出力は、信号処理装置７に供給される。信号処理装置７は、受光素子から供給された出力を計数処理し且つ比較処理して、測定された豆類に裂皮が存在するか否かを判定し、良品又は不良品信号を発する。搬送板２の移動方向における測定位置の少し下流には、搬送板２の下方に同搬送板の穴３に向けて空気銃８が配置されている。空気銃８には、信号処理装置７の出力信号が接続されており、同信号が不良品信号である場合には、空気銃８が作動してエアーを噴射し、搬送板２から豆類を吹き飛ばす。一方、良品と判定された場合には、空気銃８は作動せず、搬送板２上の豆類は、そのまま同搬送板によって搬送されて所定の収集場所へと自然落下せしめられる。
【０００９】
本発明による選別装置における搬送板２は、図２に示すように、同時に多数の豆の選別が出来るように多数個の凹部及び穴を形成して、選別能力を増大させることができる。
【００１０】
図３は、本発明による選別方法における裂皮の検出原理を示す断面図である。図において、豆に裂皮があると、豆に照射された光が豆内部で拡散した後、裂皮から漏れ出て来る。従って、透過光による像は、裂皮の部分に他の部分よりも明るい線を有する像となり、裂皮の存在が明確に判明するのである。図３は、豆の典型的な向きを示しているが、選別サイクルを何回か繰り返すうちに、逆向きになっていたものも、図示したような向きとなり、裂皮のあるものは確実に選別され排除されるのである。
【００１１】
更に、図４は、本発明の選別装置における信号処理装置の処理原理を示すフロー図である。まず、図の上側の流れにおいて、透過光による像は、ラプラス処理された後に二値化処理される。一方、反射光による像も、二値化処理され、その後、透過像と大きさを合致させるように収縮処理される。このように、二値化処理され且つ大きさが合わせられた透過光による像と反射光による像とは、ＡＮＤ処理され、豆の周辺の光の漏れによるものが排除されて、裂皮による光のみを検知することができる。このようにして得られた裂皮のみによる光の大きさが計数処理され且つ比較処理されて良品であるか不良品であるかが判定されて、各々を示す信号が発せられるのである。
【００１２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明による選別装置及び選別方法によれば、従来の選別装置と比較して、極めて正確に且つ細かく、豆類の裂皮を選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の選別装置の主要部分を示した概略構成図である。
【図２】本発明の選別装置における搬送板の変形例を示す斜視図である。
【図３】本発明による選別方法における裂皮の検出原理を示す断面図である。
【図４】本発明の選別装置における信号処理装置の処理原理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ 豆類、 ２ 搬送板、 ３ 穴、 ４ 下部光源、
５，５´ 受光素子、 ６，６´ 上部光源、
７ 信号処理装置、 ８ 空気銃、

Claims (8)

1. 豆類の裂皮の有無を選別する装置であって、
   選別されるべき豆類を測定位置まで搬送する搬送装置と、
   同搬送装置によって測定位置に搬送された豆類に、下方より光を照射して豆類を透過させるための下方光源と、
   測定位置に搬送された豆類に上方から光を当て、豆類の表面から反射させるための上方光源と、
   豆類の通路を基準として、前記下方光源の反対側に設けられ、豆類によって反射された上方光源による反射光と豆類を透過した下方光源による透過光とを受光する受光素子と、
   受光素子の受けた光量を演算処理して裂皮の有無を判定する信号処理装置と、
   同信号処理装置の判定結果に応じて、裂皮のある豆類を排除する排除装置と、を備え、
   前記搬送装置が搬送板からなり、同搬送板には、各々一つの豆類が嵌まり込む凹部が少なくとも一つ設けられ、同凹部の底部には、前記下部光源からの光を豆類へ導く貫通穴が設けられており、
   前記排除装置が、前記凹部の底部に設けられた貫通穴を介して空気を噴射することにより裂皮のある豆類を排除するようになされた、選別装置。
2. 請求項１に記載の選別装置であって、
   前記搬送板が複数設けられて、選別されるべき豆類を順次測定位置に搬送するようになされている、選別装置。
3. 請求項１に記載の選別装置であって、
   前記上方光源が少なくとも２つ設けられ、各々が、選別されるべき豆類を斜めから照射するようになされている、選別装置。
4. 請求項１に記載の選別装置であって、
   前記信号処理装置が、受光素子からの光量を計数処理し且つ比較処理して、裂皮の有無を判定する電子回路を含む、選別装置。
5. 請求項１に記載の選別装置であって、
   前記裂皮のある豆類を排除する排除装置が空気銃である、選別装置。
6. 豆類の裂皮の有無を選別する方法であって、
   選別される豆類を各々一つの豆類が凹部に嵌り込むようにして測定位置まで搬送するステップと、
   測定位置に搬送された豆類に下方より光を照射して豆類を透過した透過光を受光するステップと、
   測定位置に搬送された豆類に上方から光を照射して豆類の表面から反射した反射光を受光するステップと、
   前記受光した透過光及び反射光の光量を演算処理して裂皮の有無を判定するステップと、
   前記判定ステップによる判定結果に応じて、裂皮のある豆類を排除するステップとを含み、
   前記排除するステップは、前記搬送ステップにおいて前記凹部に設けられた貫通穴を介して空気を噴射することにより裂皮のある豆類を排除するようにし、
   前記透過光を受光するステップと前記反射光を受光するステップとを交互に行うようにした、選別方法。
7. 請求項６に記載の選別方法であって、
   前記演算処理によって裂皮の有無を判定するステップが、受光した透過光及び反射光の光量を計数処理し且つ比較処理することにより裂皮の有無を判定するようになされている、選別方法。
8. 請求項６に記載の選別方法であって、
   前記演算処理によって裂皮の有無を判定するステップが、前記透過光による像と反射光による像とを重ね合わせ、重ね合わせることによって得られた信号を計数処理し且つ比較処理することによって裂皮の有無を判定するようになされている、選別方法。

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