JPH09304182A - 穀粒色彩選別機 - Google Patents
穀粒色彩選別機Info
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- JPH09304182A JPH09304182A JP14985996A JP14985996A JPH09304182A JP H09304182 A JPH09304182 A JP H09304182A JP 14985996 A JP14985996 A JP 14985996A JP 14985996 A JP14985996 A JP 14985996A JP H09304182 A JPH09304182 A JP H09304182A
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- Japan
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- grain
- light receiving
- light
- sensor
- receiving element
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- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 可視光域と近赤外域の２波長を１つのセンサ
ーで検出する光学検出部を備えるとともに、光軸調整と
素子の出力バランス調整が容易となる穀粒色彩選別機を
提供する。 【構成】 照明手段は、分光エネルギー分布が可視光域
と近赤外域とを有する単種または複数種の光源を用い、
受光ブロックは、２つの通過帯域を有するフィルターと
集光レンズと受光センサーとを備え、該受光センサー
は、可視光域の波長に高い感度を有する第一受光素子と
近赤外域の波長に高い感度を有する第二受光素子とを任
意に対応させるよう接合して一体的に形成し、前記第一
受光素子及び前記第二受光素子の少なくとも一方にＣＣ
Ｄラインセンサーを用いた。
ーで検出する光学検出部を備えるとともに、光軸調整と
素子の出力バランス調整が容易となる穀粒色彩選別機を
提供する。 【構成】 照明手段は、分光エネルギー分布が可視光域
と近赤外域とを有する単種または複数種の光源を用い、
受光ブロックは、２つの通過帯域を有するフィルターと
集光レンズと受光センサーとを備え、該受光センサー
は、可視光域の波長に高い感度を有する第一受光素子と
近赤外域の波長に高い感度を有する第二受光素子とを任
意に対応させるよう接合して一体的に形成し、前記第一
受光素子及び前記第二受光素子の少なくとも一方にＣＣ
Ｄラインセンサーを用いた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、穀類、特に米麦粒中に
混入する変色粒又はガラス片などの無機異物を除去する
穀粒色彩選別機に関する。
混入する変色粒又はガラス片などの無機異物を除去する
穀粒色彩選別機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、流下中の穀粒に可視光域と近赤外
域の光線を照射し、その透過・反射光を利用して穀粒中
に混入する変色粒又はガラス片などの無機異物を除去す
る穀粒色彩選別機については、本出願人が特願平７ー２
１１６１により提案している。
域の光線を照射し、その透過・反射光を利用して穀粒中
に混入する変色粒又はガラス片などの無機異物を除去す
る穀粒色彩選別機については、本出願人が特願平７ー２
１１６１により提案している。
【０００３】この穀粒色彩選別機における光学検出部
は、可視光域に高い感度を有する受光センサーと近赤外
域に高い感度を有する受光センサーとを備えており、こ
れら２種類の受光センサーの配置については以下の２つ
のタイプを提案している。すなわち、図１０（特願平７
ー２１１６１の図７）に示す複数レンズタイプと図１１
（特願平７ー２１１６１の図２）に示すダイクロイック
タイプである。
は、可視光域に高い感度を有する受光センサーと近赤外
域に高い感度を有する受光センサーとを備えており、こ
れら２種類の受光センサーの配置については以下の２つ
のタイプを提案している。すなわち、図１０（特願平７
ー２１１６１の図７）に示す複数レンズタイプと図１１
（特願平７ー２１１６１の図２）に示すダイクロイック
タイプである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１０の複数レンズタ
イプの場合、各受光センサーごとにレンズ筒を設けてい
るため、光学検出部全体が大きくなり、また、各レンズ
筒（計４箇所）の光軸調整をしなければならず、調整が
煩わしいといった欠点があった。これに対し、図１１の
ダイクロイックタイプは、１つのレンズ筒内に可視光域
に高い感度を有する受光センサーと近赤外域に高い感度
を有する受光センサーとを備えているため、光学検出部
全体がコンパクトになり、しかも、前後２つのレンズ筒
の光軸調整を行えば良いことになり、図１０の複数レン
ズタイプに比べて光軸調整が簡単である。
イプの場合、各受光センサーごとにレンズ筒を設けてい
るため、光学検出部全体が大きくなり、また、各レンズ
筒（計４箇所）の光軸調整をしなければならず、調整が
煩わしいといった欠点があった。これに対し、図１１の
ダイクロイックタイプは、１つのレンズ筒内に可視光域
に高い感度を有する受光センサーと近赤外域に高い感度
を有する受光センサーとを備えているため、光学検出部
全体がコンパクトになり、しかも、前後２つのレンズ筒
の光軸調整を行えば良いことになり、図１０の複数レン
ズタイプに比べて光軸調整が簡単である。
【０００５】しかしながら、可視光域に高い感度を有す
る受光センサーとして多素子のＣＣＤセンサー（Charge
Coupled Device ）を使用し、近赤外域に高い感度を有
する受光センサーとしてＩｎＧａＡｓ（インシ゛ウム-カ゛リウム-
砒素）センサーを使用した場合は、図１０の複数レンズ
タイプだけでなく図１１のダイクロイックタイプの光軸
調整も困難となることが判明した。これを図１２、図１
３及び図１４を参照して説明する。
る受光センサーとして多素子のＣＣＤセンサー（Charge
Coupled Device ）を使用し、近赤外域に高い感度を有
する受光センサーとしてＩｎＧａＡｓ（インシ゛ウム-カ゛リウム-
砒素）センサーを使用した場合は、図１０の複数レンズ
タイプだけでなく図１１のダイクロイックタイプの光軸
調整も困難となることが判明した。これを図１２、図１
３及び図１４を参照して説明する。
【０００６】図１２は穀粒を流下させる複数個のシュー
ト（チャンネル）１０２の端面と、各シュート１０２か
ら落下する穀粒をＣＣＤセンサー１０１により監視する
模式図を示すものである。本例のＣＣＤセンサー１０１
は、例えば２５６個の素子を横一列に配列した、いわゆ
る一次元イメージセンサーである。そして、このＣＣＤ
センサーの２５６個の素子に対し、チャンネルに対応し
たシュート１０２の数は２１本とＣＣＤの素子に比べて
はるかに少ない。このため、シュート１本（１チャンネ
ル）に対してＣＣＤの素子を１２個ずつ対応させて２５
６個の素子を２１個のブロックに区分けし、１２個の素
子による各ブロック（チャンネル）毎に良品と変色粒の
判別をするようになっている。なお、この場合、１２×
２１＝２５２となるので、２５６個の素子のうち４個が
余りとなるが、横一列に配列したＣＣＤセンサーのうち
両端の２個ずつの素子については、その出力を取り扱わ
ないで２５２個の素子の出力を有効とする。
ト（チャンネル）１０２の端面と、各シュート１０２か
ら落下する穀粒をＣＣＤセンサー１０１により監視する
模式図を示すものである。本例のＣＣＤセンサー１０１
は、例えば２５６個の素子を横一列に配列した、いわゆ
る一次元イメージセンサーである。そして、このＣＣＤ
センサーの２５６個の素子に対し、チャンネルに対応し
たシュート１０２の数は２１本とＣＣＤの素子に比べて
はるかに少ない。このため、シュート１本（１チャンネ
ル）に対してＣＣＤの素子を１２個ずつ対応させて２５
６個の素子を２１個のブロックに区分けし、１２個の素
子による各ブロック（チャンネル）毎に良品と変色粒の
判別をするようになっている。なお、この場合、１２×
２１＝２５２となるので、２５６個の素子のうち４個が
余りとなるが、横一列に配列したＣＣＤセンサーのうち
両端の２個ずつの素子については、その出力を取り扱わ
ないで２５２個の素子の出力を有効とする。
【０００７】次に、上記ＣＣＤセンサー１０１の光軸調
整について説明する。図１２においてシュート１０２下
方の穀粒検出位置には、シュート１０２の端面と平行と
なるように光軸調整目印１０３を横一列状に設ける。こ
の光軸調整目印１０３には、各シュートの境界と対応し
て黒点が塗布されている。そして、集光レンズ１０４を
介してＣＣＤセンサー１０１の焦点が光軸調整目印１０
３に合うように調節するとよい。これにより、ＣＣＤセ
ンサー１０１が光軸調整目印１０３を走査することで検
出波形が出力され、この出力波形により光軸が正確か否
かを判別する。すなわち、図１３のように各シュートの
境界となる波形の谷が境界位置となるべき素子と対応さ
せて判別できるものは光軸が正確であり、光軸が上下左
右にずれて波形の谷が判別できないものは光軸が正確で
はない。光軸が正確でない場合は、図１３のような波形
が検出されるようＣＣＤセンサー１０１の位置を調整し
て光軸調整するとよい。
整について説明する。図１２においてシュート１０２下
方の穀粒検出位置には、シュート１０２の端面と平行と
なるように光軸調整目印１０３を横一列状に設ける。こ
の光軸調整目印１０３には、各シュートの境界と対応し
て黒点が塗布されている。そして、集光レンズ１０４を
介してＣＣＤセンサー１０１の焦点が光軸調整目印１０
３に合うように調節するとよい。これにより、ＣＣＤセ
ンサー１０１が光軸調整目印１０３を走査することで検
出波形が出力され、この出力波形により光軸が正確か否
かを判別する。すなわち、図１３のように各シュートの
境界となる波形の谷が境界位置となるべき素子と対応さ
せて判別できるものは光軸が正確であり、光軸が上下左
右にずれて波形の谷が判別できないものは光軸が正確で
はない。光軸が正確でない場合は、図１３のような波形
が検出されるようＣＣＤセンサー１０１の位置を調整し
て光軸調整するとよい。
【０００８】上述のＣＣＤセンサーの場合は光軸調整が
比較的簡単に行われるのであるが、一方で近赤外域に高
い感度を有するＩｎＧａＡｓセンサーはＣＣＤ形式とな
っていないため光軸調整が困難である。図１２及び図１
４によりＩｎＧａＡｓセンサーの光軸調整を説明する
と、このＩｎＧａＡｓセンサー１０５は前記複数個のシ
ュート１０２の本数、つまりチャンネル数に対応して２
１個の素子を横一列に配列してある。そして、ＩｎＧａ
Ａｓセンサー１０５はＣＣＤセンサー１０１とは異なり
同時に複数の素子の信号が得られないため、素子から得
られる単一の信号強度によって光軸調整をするしかな
い。すなわち、図１４に示す検出波形はＩｎＧａＡｓセ
ンサー１０５に対応するバックグラウンドを監視してい
るものであり、実際に信号強度を検出して光軸調整をす
るにはガラス片などのサンプルを流して全ての素子から
均一な信号が得られるようにする必要があった。
比較的簡単に行われるのであるが、一方で近赤外域に高
い感度を有するＩｎＧａＡｓセンサーはＣＣＤ形式とな
っていないため光軸調整が困難である。図１２及び図１
４によりＩｎＧａＡｓセンサーの光軸調整を説明する
と、このＩｎＧａＡｓセンサー１０５は前記複数個のシ
ュート１０２の本数、つまりチャンネル数に対応して２
１個の素子を横一列に配列してある。そして、ＩｎＧａ
Ａｓセンサー１０５はＣＣＤセンサー１０１とは異なり
同時に複数の素子の信号が得られないため、素子から得
られる単一の信号強度によって光軸調整をするしかな
い。すなわち、図１４に示す検出波形はＩｎＧａＡｓセ
ンサー１０５に対応するバックグラウンドを監視してい
るものであり、実際に信号強度を検出して光軸調整をす
るにはガラス片などのサンプルを流して全ての素子から
均一な信号が得られるようにする必要があった。
【０００９】本発明は上記問題点にかんがみ、可視光域
と近赤外域の２波長を１つのセンサーで検出する光学検
出部を備えるとともに、光軸調整と素子の出力バランス
調整が容易となる穀粒色彩選別機を提供することを技術
的課題とする。
と近赤外域の２波長を１つのセンサーで検出する光学検
出部を備えるとともに、光軸調整と素子の出力バランス
調整が容易となる穀粒色彩選別機を提供することを技術
的課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、所定の穀粒流路に沿って穀粒を誘導する穀粒
案内手段と、該穀粒案内手段に穀粒を供給する穀粒供給
手段と、穀粒が穀粒流路から落下する際、所定の検出範
囲の穀粒を照明する照明手段と、照明された前記穀粒か
らの光量を受光する受光センサーを備えた受光ブロック
と穀粒の落下軌跡を挟んで前記受光センサーに対向した
位置に設けたバックグラウンドとからなる光学検出手段
と、該光学検出手段の出力信号と任意のしきい値との比
較により除去信号を出力する制御回路と、前記光学検出
手段の下方にあって前記制御回路の除去信号により不良
穀粒又は異物を除去するエジェクター手段とを設けてな
る穀粒色彩選別機であって、前記照明手段は、分光エネ
ルギー分布が可視光域と近赤外域とを有する単種または
複数種の光源を用い、前記受光ブロックは、２つの通過
帯域を有するフィルターと集光レンズと受光センサーと
を備え、該受光センサーは、可視光域の波長に高い感度
を有する第一受光素子と近赤外域の波長に高い感度を有
する第二受光素子とを任意に対応させるよう接合して一
体的に形成し、前記第一受光素子及び前記第二受光素子
の少なくとも一方にＣＣＤラインセンサーを用いる、と
いう技術的手段を講じた。
本発明は、所定の穀粒流路に沿って穀粒を誘導する穀粒
案内手段と、該穀粒案内手段に穀粒を供給する穀粒供給
手段と、穀粒が穀粒流路から落下する際、所定の検出範
囲の穀粒を照明する照明手段と、照明された前記穀粒か
らの光量を受光する受光センサーを備えた受光ブロック
と穀粒の落下軌跡を挟んで前記受光センサーに対向した
位置に設けたバックグラウンドとからなる光学検出手段
と、該光学検出手段の出力信号と任意のしきい値との比
較により除去信号を出力する制御回路と、前記光学検出
手段の下方にあって前記制御回路の除去信号により不良
穀粒又は異物を除去するエジェクター手段とを設けてな
る穀粒色彩選別機であって、前記照明手段は、分光エネ
ルギー分布が可視光域と近赤外域とを有する単種または
複数種の光源を用い、前記受光ブロックは、２つの通過
帯域を有するフィルターと集光レンズと受光センサーと
を備え、該受光センサーは、可視光域の波長に高い感度
を有する第一受光素子と近赤外域の波長に高い感度を有
する第二受光素子とを任意に対応させるよう接合して一
体的に形成し、前記第一受光素子及び前記第二受光素子
の少なくとも一方にＣＣＤラインセンサーを用いる、と
いう技術的手段を講じた。
【００１１】そして、前記ＣＣＤラインセンサーの素子
の複数個を１ブロックとして区分けし、この１ブロック
の素子が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横
一列状に配列するとよい。
の複数個を１ブロックとして区分けし、この１ブロック
の素子が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横
一列状に配列するとよい。
【００１２】また、前記第一受光素子は、可視光域に高
い感度を有するシリコンフォトダイオードを用いること
ができる。
い感度を有するシリコンフォトダイオードを用いること
ができる。
【００１３】更に、前記第二受光素子は、近赤外域の波
長に高い感度を有するＩｎＧａＡｓアレイセンサーを用
いたり、ゲルマニウムアレイセンサーを用いることもで
きる。
長に高い感度を有するＩｎＧａＡｓアレイセンサーを用
いたり、ゲルマニウムアレイセンサーを用いることもで
きる。
【００１４】
【作用】穀粒中に混入する変色粒などの不良穀粒又はガ
ラス片などの無機異物は、穀粒案内手段の穀粒流路から
落下し、その落下途中の検出範囲に到達するとき、可視
光域と近赤外域とを有する光源により照明されて可視光
域の波長に高い感度を有する第一受光素子（例えばＣＣ
Ｄラインセンサー）及び近赤外域の波長に高い感度を有
する第二受光素子（例えばＩｎＧａＡｓアレイセンサ
ー）によりその反射・透過光が受光される。そして、第
一受光素子の検出信号により良品であるか変色粒である
かを、また、第二受光素子の検出信号により良品である
か良品と同色の異物若しくは透明なガラス片等の無機異
物であるかを制御回路により判別される。そして、変色
粒及び無機異物であった場合には、その穀粒流路に対応
するエジェクター手段に除去信号が出力され、エアーの
噴出により良品の流れから除去される。
ラス片などの無機異物は、穀粒案内手段の穀粒流路から
落下し、その落下途中の検出範囲に到達するとき、可視
光域と近赤外域とを有する光源により照明されて可視光
域の波長に高い感度を有する第一受光素子（例えばＣＣ
Ｄラインセンサー）及び近赤外域の波長に高い感度を有
する第二受光素子（例えばＩｎＧａＡｓアレイセンサ
ー）によりその反射・透過光が受光される。そして、第
一受光素子の検出信号により良品であるか変色粒である
かを、また、第二受光素子の検出信号により良品である
か良品と同色の異物若しくは透明なガラス片等の無機異
物であるかを制御回路により判別される。そして、変色
粒及び無機異物であった場合には、その穀粒流路に対応
するエジェクター手段に除去信号が出力され、エアーの
噴出により良品の流れから除去される。
【００１５】前記受光センサーは、第一受光素子と第二
受光素子とを任意に対応させるよう接合して一体的に形
成し、第一受光素子及び第二受光素子の少なくとも一方
にＣＣＤラインセンサーを用いているため、第一受光素
子の光軸とその背後の第二受光素子の光軸とが一致し、
一方のＣＣＤラインセンサーの光軸調整を行えば他方の
受光素子の光軸も追随して調整されることになる。
受光素子とを任意に対応させるよう接合して一体的に形
成し、第一受光素子及び第二受光素子の少なくとも一方
にＣＣＤラインセンサーを用いているため、第一受光素
子の光軸とその背後の第二受光素子の光軸とが一致し、
一方のＣＣＤラインセンサーの光軸調整を行えば他方の
受光素子の光軸も追随して調整されることになる。
【００１６】更に、前記ＣＣＤラインセンサーの素子の
複数個を１ブロックとして区分けし、この１ブロックの
素子が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横一
列状に配列しているため、ＣＣＤラインセンサーが複数
個の穀粒流路を走査することで、穀粒流路と各穀粒流路
の境界とを識別する矩形状の波形を検出し、この検出波
形から光軸が正確であるか否かを簡単に判別することが
可能になった。
複数個を１ブロックとして区分けし、この１ブロックの
素子が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横一
列状に配列しているため、ＣＣＤラインセンサーが複数
個の穀粒流路を走査することで、穀粒流路と各穀粒流路
の境界とを識別する矩形状の波形を検出し、この検出波
形から光軸が正確であるか否かを簡単に判別することが
可能になった。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の穀粒色彩選別機の全体の構成
を示す縦断面図である。図１において、フレーム１内の
一側上部に原料タンク２を設け、原料タンク２の下端は
振動供給樋３を接続し、バイブレーターなどからなる振
動発生装置４上に載置される。そして、振動供給樋３
は、傾斜して設けた複数本のシュート５に接続してあ
る。すなわち、横断面をＶ字型又はＵ字型となしたシュ
ート５の上端は、振動供給樋３の樋端に近接して設けら
れ、その下端は一対の光学検出手段６の間に臨ませ、更
に、シュート５の下方には、シュート５の下端から落下
する穀粒等を受けるべき筒状の受樋７を設け、受樋７の
下端には製品を排出する搬送手段８を連絡する。また、
シュート５の下端から受樋７内に落下する間の検出範囲
付近には、検出範囲を通過する穀粒中から変色粒又はガ
ラス片等の無機異物を除去するため、エジェクターバル
ブ９のノズル口を配設する。エジェクターバルブ９はエ
アー管１０を経て図外のエアーコンプレッサーに接続し
てあり、エジェクターバルブ９の下方には不良品排出口
１１を設け、不良品排出口１１には、不良品を排出する
搬送手段１２を連絡する。そして、フレーム１の上部に
はコントロールボックス１３及び操作パネル１４を設け
る。
説明する。図１は本発明の穀粒色彩選別機の全体の構成
を示す縦断面図である。図１において、フレーム１内の
一側上部に原料タンク２を設け、原料タンク２の下端は
振動供給樋３を接続し、バイブレーターなどからなる振
動発生装置４上に載置される。そして、振動供給樋３
は、傾斜して設けた複数本のシュート５に接続してあ
る。すなわち、横断面をＶ字型又はＵ字型となしたシュ
ート５の上端は、振動供給樋３の樋端に近接して設けら
れ、その下端は一対の光学検出手段６の間に臨ませ、更
に、シュート５の下方には、シュート５の下端から落下
する穀粒等を受けるべき筒状の受樋７を設け、受樋７の
下端には製品を排出する搬送手段８を連絡する。また、
シュート５の下端から受樋７内に落下する間の検出範囲
付近には、検出範囲を通過する穀粒中から変色粒又はガ
ラス片等の無機異物を除去するため、エジェクターバル
ブ９のノズル口を配設する。エジェクターバルブ９はエ
アー管１０を経て図外のエアーコンプレッサーに接続し
てあり、エジェクターバルブ９の下方には不良品排出口
１１を設け、不良品排出口１１には、不良品を排出する
搬送手段１２を連絡する。そして、フレーム１の上部に
はコントロールボックス１３及び操作パネル１４を設け
る。
【００１８】次に、照明手段及び光学検出手段６の一実
施例について、図２を参照して説明する。照明手段は所
定の検出範囲Ｆを落下する穀粒に光を照射するために光
学検出手段６の近傍に配設されている。この照明手段に
は分光エネルギー分布が可視光域と近赤外域とを有する
単種又は複数種の光源が用いられるが、本実施例では可
視光域を有する蛍光管１５と近赤外域を有するハロゲン
電球１６とを一組として、検出範囲Ｆを取り囲むように
複数組設けた。
施例について、図２を参照して説明する。照明手段は所
定の検出範囲Ｆを落下する穀粒に光を照射するために光
学検出手段６の近傍に配設されている。この照明手段に
は分光エネルギー分布が可視光域と近赤外域とを有する
単種又は複数種の光源が用いられるが、本実施例では可
視光域を有する蛍光管１５と近赤外域を有するハロゲン
電球１６とを一組として、検出範囲Ｆを取り囲むように
複数組設けた。
【００１９】前記光学検出手段６は照明された前記穀粒
からの光量を受光する受光センサー１７と検出範囲Ｆを
挟んで前記受光センサー１７に対向した位置に設けたバ
ックグラウンド１８とからなる。本実施例では、集光レ
ンズ１９を挿設した受光ブロック２０内に受光センサー
１７を設け、この受光ブロック２０を二組設けて穀粒の
背部と腹部とを同時に監視することができる構成とし
た。そして、符号２４に示す透明ガラス板は、光学検出
手段６，６にほこり等が入り込まないようにするための
もので、この透明ガラス板２４，２４に清掃体を往復動
させる掃除手段（図示せず）を設ける場合もある。
からの光量を受光する受光センサー１７と検出範囲Ｆを
挟んで前記受光センサー１７に対向した位置に設けたバ
ックグラウンド１８とからなる。本実施例では、集光レ
ンズ１９を挿設した受光ブロック２０内に受光センサー
１７を設け、この受光ブロック２０を二組設けて穀粒の
背部と腹部とを同時に監視することができる構成とし
た。そして、符号２４に示す透明ガラス板は、光学検出
手段６，６にほこり等が入り込まないようにするための
もので、この透明ガラス板２４，２４に清掃体を往復動
させる掃除手段（図示せず）を設ける場合もある。
【００２０】前記受光ブロック２０内の集光レンズ１９
と受光センサー１７との間には、図３のように可視光域
と近赤外域に透過特性を示す二重ピークフィルター２１
を設ける。この透過特性は、二つのピーク値、すなわ
ち、可視光域中にある波長４５０ｎｍ付近のピーク値
と、近赤外域中にある波長１５００ｎｍ付近のピーク値
になる。
と受光センサー１７との間には、図３のように可視光域
と近赤外域に透過特性を示す二重ピークフィルター２１
を設ける。この透過特性は、二つのピーク値、すなわ
ち、可視光域中にある波長４５０ｎｍ付近のピーク値
と、近赤外域中にある波長１５００ｎｍ付近のピーク値
になる。
【００２１】次に、受光センサー１７について図４を参
照して説明する。受光センサー１７は、可視光域に高い
感度を有する第一受光素子２２と近赤外域に高い感度を
有する第二受光素子２３とが任意に対応するよう接合し
て一体的に形成し、特に、前記第一受光素子２２及び前
記第二受光素子２３の少なくとも一方に高分解能のＣＣ
Ｄラインセンサーを用いるとよい。本実施例では、可視
光域に高い感度を有する第一受光素子２２にＣＣＤライ
ンセンサー（Charge Coupled Device ）２２Ａを用い、
近赤外域に高い感度を有する第二受光素子２３にＩｎＧ
ａＡｓアレイセンサー（インシ゛ウム-カ゛リウム- 砒素）２３Ａを
用いるとよい。
照して説明する。受光センサー１７は、可視光域に高い
感度を有する第一受光素子２２と近赤外域に高い感度を
有する第二受光素子２３とが任意に対応するよう接合し
て一体的に形成し、特に、前記第一受光素子２２及び前
記第二受光素子２３の少なくとも一方に高分解能のＣＣ
Ｄラインセンサーを用いるとよい。本実施例では、可視
光域に高い感度を有する第一受光素子２２にＣＣＤライ
ンセンサー（Charge Coupled Device ）２２Ａを用い、
近赤外域に高い感度を有する第二受光素子２３にＩｎＧ
ａＡｓアレイセンサー（インシ゛ウム-カ゛リウム- 砒素）２３Ａを
用いるとよい。
【００２２】本例の場合、前記ＣＣＤラインセンサー２
２Ａは、例えば２５６個のＣＣＤ素子を横一列に配列し
た、いわゆる一次元イメージセンサーであり、このＣＣ
Ｄラインセンサーの２５６個の素子に対し、チャンネル
に対応した前記シュート５の本数は、例えば２１本とＣ
ＣＤ素子に比べてはるかに少ない。このため、シュート
１本（１チャンネル）に対してＣＣＤ素子を１２個ずつ
対応させて２５６個の素子を２１個のブロックに区分け
し、１２個の素子による各ＣＣＤブロック（チャンネ
ル）毎に良品と変色粒の判別をする。なお、この場合、
１２×２１＝２５２となるので、２５６個の素子のうち
４個が余りとなるが、横一列に配列したＣＣＤ素子のう
ち両端の２個ずつの素子については、その出力を取り扱
わないで２５２個の素子の出力を有効とする。
２Ａは、例えば２５６個のＣＣＤ素子を横一列に配列し
た、いわゆる一次元イメージセンサーであり、このＣＣ
Ｄラインセンサーの２５６個の素子に対し、チャンネル
に対応した前記シュート５の本数は、例えば２１本とＣ
ＣＤ素子に比べてはるかに少ない。このため、シュート
１本（１チャンネル）に対してＣＣＤ素子を１２個ずつ
対応させて２５６個の素子を２１個のブロックに区分け
し、１２個の素子による各ＣＣＤブロック（チャンネ
ル）毎に良品と変色粒の判別をする。なお、この場合、
１２×２１＝２５２となるので、２５６個の素子のうち
４個が余りとなるが、横一列に配列したＣＣＤ素子のう
ち両端の２個ずつの素子については、その出力を取り扱
わないで２５２個の素子の出力を有効とする。
【００２３】また、上記ＣＣＤラインセンサー２２Ａと
任意に対応するように接合したＩｎＧａＡｓアレイセン
サー２３Ａは、例えば前記シュート５の本数に対応する
２１個の素子を横一列に配列したものであり、前記ＣＣ
Ｄブロックの背後に接合し、ＣＣＤラインセンサー２２
ＡとＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａとを一体的に形
成する。そして、照明手段から被検出物に照射して得ら
れた透過・反射光は２重ピークフィルター２１を介して
入射し、ＣＣＤラインセンサー２２Ａにより図３に示す
４５０ｎｍ付近の波長に応答する。近赤外域の長い波長
はＣＣＤラインセンサー２２Ａを通過し、ＩｎＧａＡｓ
アレイセンサー２３Ａに入射され、１５００ｎｍ付近の
波長に応答する。前記２重ピークフィルター２１は狭帯
域フィルタとするのが望ましく、ハロゲン電球１６から
の赤色光が前記ＣＣＤラインセンサー２２Ａに入射して
着色粒の選別不良が生じないようにする。前記受光セン
サー１７の一側にはＣＣＤラインセンサー２２Ａの端子
２５と、ＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａの端子２６
とを設け、それぞれ増幅器等を経由して制御回路に入力
される。ところで、上述したＩｎＧａＡｓアレイセンサ
ー２３Ａが、技術の向上により安価にＣＣＤ素子に製造
できるようになれば、可視光とともにＣＣＤラインセン
サーに形成することも可能である。
任意に対応するように接合したＩｎＧａＡｓアレイセン
サー２３Ａは、例えば前記シュート５の本数に対応する
２１個の素子を横一列に配列したものであり、前記ＣＣ
Ｄブロックの背後に接合し、ＣＣＤラインセンサー２２
ＡとＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａとを一体的に形
成する。そして、照明手段から被検出物に照射して得ら
れた透過・反射光は２重ピークフィルター２１を介して
入射し、ＣＣＤラインセンサー２２Ａにより図３に示す
４５０ｎｍ付近の波長に応答する。近赤外域の長い波長
はＣＣＤラインセンサー２２Ａを通過し、ＩｎＧａＡｓ
アレイセンサー２３Ａに入射され、１５００ｎｍ付近の
波長に応答する。前記２重ピークフィルター２１は狭帯
域フィルタとするのが望ましく、ハロゲン電球１６から
の赤色光が前記ＣＣＤラインセンサー２２Ａに入射して
着色粒の選別不良が生じないようにする。前記受光セン
サー１７の一側にはＣＣＤラインセンサー２２Ａの端子
２５と、ＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａの端子２６
とを設け、それぞれ増幅器等を経由して制御回路に入力
される。ところで、上述したＩｎＧａＡｓアレイセンサ
ー２３Ａが、技術の向上により安価にＣＣＤ素子に製造
できるようになれば、可視光とともにＣＣＤラインセン
サーに形成することも可能である。
【００２４】更に、図４を参照して上記受光センサー１
７の光軸調整について説明する。図４においてシュート
５下方の検出位置Ｆには、シュート５の端面と平行とな
るように光軸調整目印２７を横一列状に設ける。この光
軸調整目印２７には、各シュート５の境界５Ａと対応し
て黒点が塗布されている。そして、集光レンズ１９を介
して第一受光素子であるＣＣＤラインセンサー２２Ａの
焦点が光軸調整目印２７に合うように調節される。これ
により、ＣＣＤラインセンサー２２Ａが光軸調整目印２
７を走査することで検出波形が出力され（図５参照）、
この出力波形により光軸が正確か否かを判別する。すな
わち、図５のように各シュートの境界となる波形の谷が
境界となるべき素子と対応させて判別できるものは光軸
が正確であり、光軸が上下左右にずれて波形の谷が判別
できないものは光軸が正確でない。光軸が正確でない場
合は、図５のような波形が検出されるよう受光センサー
１７の位置を調整すればよい。また、第二受光素子であ
るＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａは、前記ＣＣＤラ
インセンサー２２Ａと一体的に形成されているので光軸
調整の必要はない。
７の光軸調整について説明する。図４においてシュート
５下方の検出位置Ｆには、シュート５の端面と平行とな
るように光軸調整目印２７を横一列状に設ける。この光
軸調整目印２７には、各シュート５の境界５Ａと対応し
て黒点が塗布されている。そして、集光レンズ１９を介
して第一受光素子であるＣＣＤラインセンサー２２Ａの
焦点が光軸調整目印２７に合うように調節される。これ
により、ＣＣＤラインセンサー２２Ａが光軸調整目印２
７を走査することで検出波形が出力され（図５参照）、
この出力波形により光軸が正確か否かを判別する。すな
わち、図５のように各シュートの境界となる波形の谷が
境界となるべき素子と対応させて判別できるものは光軸
が正確であり、光軸が上下左右にずれて波形の谷が判別
できないものは光軸が正確でない。光軸が正確でない場
合は、図５のような波形が検出されるよう受光センサー
１７の位置を調整すればよい。また、第二受光素子であ
るＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａは、前記ＣＣＤラ
インセンサー２２Ａと一体的に形成されているので光軸
調整の必要はない。
【００２５】次に、前記受光素子２２，２３の検出信号
とエジェクターバルブ９の除去信号との対応及びエジェ
クターバルブ９の作動について図６及び図７を参照して
説明する。図６は良品（白米）、ガラス片、プラスチッ
ク片及び白色の石の反射光量特性を示す図であり、図７
は受光ブロック２０による被選別物の監視から各受光セ
ンサーの検出信号とエジェクターバルブの除去信号とを
対応させた模式図である。
とエジェクターバルブ９の除去信号との対応及びエジェ
クターバルブ９の作動について図６及び図７を参照して
説明する。図６は良品（白米）、ガラス片、プラスチッ
ク片及び白色の石の反射光量特性を示す図であり、図７
は受光ブロック２０による被選別物の監視から各受光セ
ンサーの検出信号とエジェクターバルブの除去信号とを
対応させた模式図である。
【００２６】可視光域に高い感度を有する受光素子２２
と近赤外域に高い感度を有する受光素子２３とを用いる
のは、図６から分かるように近赤外域の波長１４００〜
１６００ｎｍ付近で白米の反射率とガラス片、プラスチ
ック片及び白色の石の反射率とを識別するためである。
と近赤外域に高い感度を有する受光素子２３とを用いる
のは、図６から分かるように近赤外域の波長１４００〜
１６００ｎｍ付近で白米の反射率とガラス片、プラスチ
ック片及び白色の石の反射率とを識別するためである。
【００２７】いま、被選別物が検出範囲Ｆに到達する
と、可視光域と近赤外域とを有する光源により照明され
て可視光域の波長に高い感度を有するＣＣＤラインセン
サー２２Ａ及び近赤外域の波長に高い感度を有するＩｎ
ＧａＡｓアレイセンサー２３Ａによりその反射・透過光
が受光される。このとき、検出範囲Ｆに例えば着色粒、
ガラス片、プラスチック片、白色の石が到達したと仮定
すると（図７参照）、ＣＣＤラインセンサー２２Ａは可
視光域による色彩の差異により着色粒に対して検出信号
を生じる（図７の（Ａ））。また、ＩｎＧａＡｓアレイ
センサー２３Ａは近赤外域による反射光量の差異により
プラスチック片、ガラス片及び白色の石に対して検出信
号を生じる（図７の（Ｂ））。
と、可視光域と近赤外域とを有する光源により照明され
て可視光域の波長に高い感度を有するＣＣＤラインセン
サー２２Ａ及び近赤外域の波長に高い感度を有するＩｎ
ＧａＡｓアレイセンサー２３Ａによりその反射・透過光
が受光される。このとき、検出範囲Ｆに例えば着色粒、
ガラス片、プラスチック片、白色の石が到達したと仮定
すると（図７参照）、ＣＣＤラインセンサー２２Ａは可
視光域による色彩の差異により着色粒に対して検出信号
を生じる（図７の（Ａ））。また、ＩｎＧａＡｓアレイ
センサー２３Ａは近赤外域による反射光量の差異により
プラスチック片、ガラス片及び白色の石に対して検出信
号を生じる（図７の（Ｂ））。
【００２８】そして、図９に示すようにＣＣＤラインセ
ンサー２２Ａ及びＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａの
検出信号は、増幅器２８及び信号処理手段２９に連絡さ
れ、ＯＲ論理などを備えた信号処理手段２９により演算
処理が行われて除去信号が出力される（図７の
（Ｃ））。該除去信号はエジェクターバルブ９を作動
し、ノズル口から圧縮空気が噴出される。図７の例では
６番目、８番目、１１番目、１４番目及び１６番目のエ
ジェクターバルブを作動させ、上記の着色粒、プラスチ
ック片、ガラス片及び白色の石を吹き飛ばして選別除去
を行う。吹き飛ばされた上記異物は、図１の不良品排出
口１１から搬送手段１２へ移送され、機外へ排出され
る。
ンサー２２Ａ及びＩｎＧａＡｓアレイセンサー２３Ａの
検出信号は、増幅器２８及び信号処理手段２９に連絡さ
れ、ＯＲ論理などを備えた信号処理手段２９により演算
処理が行われて除去信号が出力される（図７の
（Ｃ））。該除去信号はエジェクターバルブ９を作動
し、ノズル口から圧縮空気が噴出される。図７の例では
６番目、８番目、１１番目、１４番目及び１６番目のエ
ジェクターバルブを作動させ、上記の着色粒、プラスチ
ック片、ガラス片及び白色の石を吹き飛ばして選別除去
を行う。吹き飛ばされた上記異物は、図１の不良品排出
口１１から搬送手段１２へ移送され、機外へ排出され
る。
【００２９】なお、上記の実施例では穀粒案内手段とし
て傾斜状に配設した複数個のシュート５を主体に述べた
が、図８に示す一対のローラー３０に横設された搬送ベ
ルト３１でもよく、穀粒だけでなく豆類の選別除去も可
能となる。
て傾斜状に配設した複数個のシュート５を主体に述べた
が、図８に示す一対のローラー３０に横設された搬送ベ
ルト３１でもよく、穀粒だけでなく豆類の選別除去も可
能となる。
【００３０】更に、上記実施例では受光素子として、可
視光域の波長に高い感度を有するＣＣＤラインセンサー
と近赤外域の波長に高い感度を有するＩｎＧａＡｓアレ
イセンサーとを用いることを主体に述べたが、これに限
られるものではなく、近赤外域に高い感度を有する受光
素子として、ゲルマニウムアレイセンサーを用いたり、
可視光域に高い感度を有する受光素子として、シリコー
ンフォトダイオードを用いることもできる。
視光域の波長に高い感度を有するＣＣＤラインセンサー
と近赤外域の波長に高い感度を有するＩｎＧａＡｓアレ
イセンサーとを用いることを主体に述べたが、これに限
られるものではなく、近赤外域に高い感度を有する受光
素子として、ゲルマニウムアレイセンサーを用いたり、
可視光域に高い感度を有する受光素子として、シリコー
ンフォトダイオードを用いることもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明手段は、分光エネルギー分布が可視光域と近赤外域と
を有する単種または複数種の光源を用い、受光ブロック
は、２つの通過帯域を有するフィルターと集光レンズと
受光センサーとを備え、該受光センサーは、可視光域の
波長に高い感度を有する第一受光素子と近赤外域の波長
に高い感度を有する第二受光素子とを任意に対応させる
よう接合して一体的に形成し、前記第一受光素子及び前
記第二受光素子の少なくとも一方にＣＣＤラインセンサ
ーを用いたので、可視光域と近赤外域の２波長を１つの
センサーで検出することが可能となった。
明手段は、分光エネルギー分布が可視光域と近赤外域と
を有する単種または複数種の光源を用い、受光ブロック
は、２つの通過帯域を有するフィルターと集光レンズと
受光センサーとを備え、該受光センサーは、可視光域の
波長に高い感度を有する第一受光素子と近赤外域の波長
に高い感度を有する第二受光素子とを任意に対応させる
よう接合して一体的に形成し、前記第一受光素子及び前
記第二受光素子の少なくとも一方にＣＣＤラインセンサ
ーを用いたので、可視光域と近赤外域の２波長を１つの
センサーで検出することが可能となった。
【００３２】また、前記ＣＣＤラインセンサーの素子の
複数個を１ブロックとして区分けし、この１ブロックの
素子が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横一
列状に配列しているため、ＣＣＤラインセンサーが複数
個の穀粒流路を走査することで、穀粒流路と各穀粒流路
の境界とを識別する矩形状の波形を検出し、この検出波
形から光軸が正確であるか否かを簡単に判別することが
可能になった。
複数個を１ブロックとして区分けし、この１ブロックの
素子が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横一
列状に配列しているため、ＣＣＤラインセンサーが複数
個の穀粒流路を走査することで、穀粒流路と各穀粒流路
の境界とを識別する矩形状の波形を検出し、この検出波
形から光軸が正確であるか否かを簡単に判別することが
可能になった。
【図１】本発明の穀粒色彩選別機の全体の構成を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】穀粒色彩選別機の照明手段及び光学検出手段を
示す拡大断面図である。
示す拡大断面図である。
【図３】２重ピークフィルターの透過特性を示す図であ
る。
る。
【図４】複数個のシュートの端面と、各シュートから落
下する穀粒を受光センサーにより監視する模式図を示す
ものである。
下する穀粒を受光センサーにより監視する模式図を示す
ものである。
【図５】ＣＣＤラインセンサーの検出波形である。
【図６】良品（白米）、ガラス片、プラスチック片及び
白色の石の反射光量特性を示す図である。
白色の石の反射光量特性を示す図である。
【図７】受光ブロックによる被選別物の監視から各受光
センサーの検出信号とエジェクターバルブの除去信号と
を対応させた模式図である。
センサーの検出信号とエジェクターバルブの除去信号と
を対応させた模式図である。
【図８】穀粒案内手段の別の実施例である。
【図９】本発明の制御回路を示すブロック図である。
【図１０】従来の受光センサーの配置を示す概略図であ
る。
る。
【図１１】従来の受光センサーの配置を示す概略図であ
る。
る。
【図１２】各シュートから落下する穀粒をＣＣＤセンサ
ーにより監視する模式図を示すものである。
ーにより監視する模式図を示すものである。
【図１３】ＣＣＤセンサーの検出波形である。
【図１４】ＩｎＧａＡｓセンサの検出波形である。
１ フレーム ２ 原料タンク ３ 振動供給樋 ４ 振動発生装置 ５ シュート ６ 光学検出手段 ７ 受樋 ８ 搬送手段 ９ エジェクターバルブ １０ エアー管 １１ 不良品排出口 １２ 搬送手段 １３ コントロールボックス １４ 操作パネル １５ 蛍光管 １６ ハロゲン電球 １７ 受光センサー １８ バックグラウンド １９ 集光レンズ ２０ 受光ブロック ２１ ２重ピークフィルター ２２ 第一受光素子 ２２Ａ ＣＣＤラインセンサー ２３ 第二受光素子 ２３Ａ ＩｎＧａＡｓアレイセンサー ２４ 透明ガラス板 ２５ 端子 ２６ 端子 ２７ 光軸調整目印 ２８ 増幅器 ２９ 信号処理手段 ３０ ローラー ３１ 搬送ベルト
Claims (7)
- 【請求項１】 所定の穀粒流路に沿って穀粒を誘導する
穀粒案内手段と、該穀粒案内手段に穀粒を供給する穀粒
供給手段と、穀粒が穀粒流路から落下する際、所定の検
出範囲の穀粒を照明する照明手段と、照明された前記穀
粒からの光量を受光する受光センサーを備えた受光ブロ
ックと穀粒の落下軌跡を挟んで前記受光センサーに対向
した位置に設けたバックグラウンドとからなる光学検出
手段と、該光学検出手段の出力信号と任意のしきい値と
の比較により除去信号を出力する制御回路と、前記光学
検出手段の下方にあって前記制御回路の除去信号により
不良穀粒又は異物を除去するエジェクター手段とを設け
てなる穀粒色彩選別機であって、前記照明手段は、分光
エネルギー分布が可視光域と近赤外域とを有する単種ま
たは複数種の光源を用い、前記受光ブロックは、２つの
通過帯域を有するフィルターと集光レンズと受光センサ
ーとを備え、該受光センサーは、可視光域の波長に高い
感度を有する第一受光素子と近赤外域の波長に高い感度
を有する第二受光素子とを任意に対応させるよう接合し
て一体的に形成し、前記第一受光素子及び前記第二受光
素子の少なくとも一方にＣＣＤラインセンサーを用いた
ことを特徴とする穀粒色彩選別機。 - 【請求項２】 前記ＣＣＤラインセンサーの素子の複数
個を１ブロックとして区分けし、この１ブロックの素子
が前記穀粒流路ごとにそれぞれ対応するように横一列状
に配列してなる請求項１記載の穀粒色彩選別機。 - 【請求項３】 前記第一受光素子は、可視光域に高い感
度を有するシリコンフォトダイオードを用いてなる請求
項１又は２記載の穀粒色彩選別機。 - 【請求項４】 前記第二受光素子は、近赤外域の波長に
高い感度を有するＩｎＧａＡｓアレイセンサーを用いて
なる請求項１又は２記載の穀粒色彩選別機。 - 【請求項５】 前記第二受光素子は、近赤外域の波長に
高い感度を有するゲルマニウムアレイセンサーを用いて
なる請求項１又は２記載の穀粒色彩選別機。 - 【請求項６】 前記穀粒案内手段は傾斜状に配設した複
数個のシュートからなる請求項１、２、３、４又は５記
載の穀粒色彩選別機。 - 【請求項７】 前記穀粒案内手段は一対のローラに横設
された搬送ベルトからなる請求項１、２、３、４又は５
記載の穀粒色彩選別機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14985996A JPH09304182A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 穀粒色彩選別機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14985996A JPH09304182A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 穀粒色彩選別機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304182A true JPH09304182A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=15484219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14985996A Pending JPH09304182A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 穀粒色彩選別機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304182A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000062344A1 (fr) * | 1999-04-13 | 2000-10-19 | Hamamatsu Photonics K.K. | Dispositif à semiconducteur |
| JP2002312762A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Seirei Ind Co Ltd | ニューラルネットワークを利用した穀粒選別装置 |
| WO2012133448A1 (ja) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | フォトダイオードアレイモジュール及びその製造方法 |
| WO2012133447A1 (ja) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | フォトダイオードアレイモジュール及びその製造方法 |
| JP2015072241A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | レーザーテック株式会社 | 検査装置 |
| WO2017073735A1 (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | エア噴射機構およびパーツフィーダ |
| WO2017073736A1 (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | エア噴射機構およびパーツフィーダ |
| WO2022080373A1 (ja) * | 2020-10-15 | 2022-04-21 | 株式会社サタケ | 光学式選別機 |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP14985996A patent/JPH09304182A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JP2017080700A (ja) * | 2015-10-29 | 2017-05-18 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | エア噴射機構およびパーツフィーダ |
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