特開 2025-6146 検査装置および選別装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025006146

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】検査装置および選別装置

(51)【国際特許分類】

   B07C 5/342 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

B07C5/342

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023106769

(22)【出願日】2023-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】000001812

【氏名又は名称】株式会社サタケ

(74)【代理人】

【識別番号】110003052

【氏名又は名称】弁理士法人勇智国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】檜和田 貫児

(72)【発明者】

【氏名】沖本 光太郎

(72)【発明者】

【氏名】宮本 知幸

【テーマコード（参考）】

3F079

【Ｆターム（参考）】

3F079AC13

3F079AC14

3F079AC15

3F079CA18

3F079CA20

3F079CA23

3F079CA26

3F079CA32

3F079CA41

3F079CA44

3F079CB30

3F079CB32

3F079CB33

3F079CB35

3F079CC03

3F079DA06

3F079EA01

(57)【要約】

【課題】 光学センサによって得られる情報を増やし、それによって、検査装置または選別装置の性能を向上する。
【解決手段】 対象物の状態を検査するための検査装置は、対象物を移送するように構成された移送部と、移送部の作用によって移送中の対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、エリアセンサによって取得される画像に基づいて対象物の状態を識別するように構成された識別部と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物の状態を検査するための検査装置であって、
前記対象物を移送するように構成された移送部と、
前記移送部の作用によって移送中の前記対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、
前記エリアセンサによって取得される画像に基づいて前記対象物の前記状態を識別するように構成された識別部と
を備える検査装置。

【請求項2】

対象物の状態を検査するための検査装置であって、
前記対象物を移送するように構成された移送部と、
前記移送部の作用によって移送中の前記対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、
前記エリアセンサによって取得される画像に基づいて前記対象物の前記状態を識別するように構成された識別部と、
前記同一の対象物についての複数回の撮像によって得られる複数の画像に基づいて、前記複数回の撮像の間における前記同一の対象物の挙動情報を演算するように構成された演算部と
を備え、
前記挙動情報は、前記同一の対象物の前記複数の画像間上でのサイズの変化に関連するサイズ変化情報と、前記同一の対象物の位置変化および姿勢変化の少なくとも一方を表すベクトル情報と、の少なくとも一方を含む
検査装置。

【請求項3】

選別装置であって、
請求項２に記載の検査装置と、
前記識別部の識別結果に基づいて決定される特定の対象物が選別領域を通過するタイミングに合わせて前記特定の対象物に向けてエアを選択的に噴射して、前記特定の対象物の移送軌道を変更することによって、前記特定の対象物を選別するように構成された選別部と、
前記サイズ変化情報および前記ベクトル情報の少なくとも一方に基づいて、前記エアの噴射モードを決定するように構成された噴射制御部と
を備える選別装置。

【請求項4】

請求項３に記載の選別装置であって、
前記エリアセンサは、前記対象物の移送経路上の、前記選別領域よりも上流側に位置する対象物と、前記選別領域よりも下流側に位置する対象物と、の両方を撮像可能な画角を有しており、前記選別領域よりも上流側に位置する前記対象物が撮像された上流側画像と、前記選別領域よりも下流側に位置する前記対象物が撮像された下流側画像と、を取得するように構成され、
前記識別部は、前記上流側画像に基づいて前記対象物の前記状態を識別するように構成された
選別装置。

【請求項5】

請求項４に記載の選別装置であって、
前記下流側画像に基づいて、前記選別部による前記エアの噴射の動作状況を監視するように構成された監視部を備えた
選別装置。

【請求項6】

対象物を選別するための選別装置であって、
前記対象物を移送するように構成された移送部と、
前記移送部の作用によって移送中の前記対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、
前記エリアセンサによって取得される画像に基づいて前記対象物の前記状態を識別するように構成された識別部と、
前記識別部の識別結果に基づいて決定される特定の対象物が選別領域を通過するタイミングに合わせて前記特定の対象物に向けてエアを選択的に噴射して、前記特定の対象物の移送軌道を変更することによって、前記特定の対象物を選別するように構成された選別部と
を備え、
前記エリアセンサは、前記対象物の移送経路上の、前記選別領域よりも上流側と、前記選別領域よりも下流側と、の両方で前記対象物を撮像可能な画角を有している
選別装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光学式検査技術および選別技術に関する。

【背景技術】

【0002】

移送中の対象物に光源から光を照射した際に光学センサによって得られる光情報を使用して、対象物の状態（例えば、不良品であるか否か）を識別する光学式検査装置（以下、単に検査装置とも呼ぶ）が従来から知られている。例えば、下記の特許文献１は、そのような検査装置を搭載した選別装置を開示している。この選別装置は、シュートから滑り落ちた対象物をラインセンサで撮像して、不良品であると識別された対象物をエア噴射によって除去するように構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－１９７８５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ラインセンサによって得られる情報は比較的少ないので、そのことに起因して、従来の検査装置または選別装置は、改良の余地を残している。そのようなことから、光学センサによって得られる情報を増やし、それによって、検査装置または選別装置の性能を向上することが期待される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部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。

【0006】

本発明の第１の形態によれば、対象物の状態を検査するための検査装置が提供される。この検査装置は、対象物を移送するように構成された移送部と、移送部の作用によって移送中の対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、エリアセンサによって取得される画像に基づいて対象物の状態を識別するように構成された識別部と、を備えている。

【0007】

「移送部の作用によって移送中の対象物」には、例えば、移送部上で移送中の対象物や、移送部によって移送された後に移送部から離間して空中にある対象物（例えば、移送部から落下中の対象物、移送部によって水平方向または斜め上方向に放たれた対象物）が含まれる。また、電磁波照射源は、可視光、近赤外光、Ｘ線のうちの少なくとも１つを照射してもよい。

【0008】

この検査装置によれば、同一の対象物について、エリアセンサによって複数の画像を取得できる。したがって、ラインセンサを使用する従来の検査装置と比べて、識別性能の向上に寄与し得る情報の取得量を増やすことができる。例えば、同一の対象物の異なる領域がそれぞれ撮像された複数の画像をエリアセンサによって取得できる場合には、識別精度を向上できる。第１の形態は、不整合が生じない限りにおいて、下記の任意の形態と組み合わせることができる。

【0009】

本発明の第２の形態によれば、対象物の状態を検査するための検査装置が提供される。この検査装置は、対象物を移送するように構成された移送部と、移送部の作用によって移送中の対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、エリアセンサによって取得される画像に基づいて対象物の状態を識別するように構成された識別部と、同一の対象物についての複数回の撮像によって得られる複数の画像に基づいて、複数回の撮像の間における同一の対象物の挙動情報を演算するように構成された演算部と、を備えている。挙動情報は、同一の対象物の複数の画像間上でのサイズの変化に関連するサイズ変化情報と、同一の対象物の位置変化および姿勢変化の少なくとも一方を表すベクトル情報と、の少なくとも一方を含む。

【0010】

この検査装置によれば、同一の対象物についての複数回の撮像によって得られる複数の画像に基づいて、挙動情報を取得できる。そのような情報は、検査装置の性能を向上させるために活用できる。例えば、このような情報に基づいて、対象物が意図される通りに移送されているか否か（換言すれば、検査装置が正常に動作しているか否か）を把握できる。検査装置が意図される通りに動作していない場合には、機器の調整などの必要な解決策を講じることによって、検査装置の性能を向上できる。あるいは、対象物の形状や大きさは、対象物の挙動に影響を与えるので、挙動情報に基づいて、対象物の形状や大きさのばらつきの程度を把握できる。ベクトル情報は、対象物の意図される移送方向とは異なる方向における位置変化および姿勢変化の少なくとも一方を表してもよい。

【0011】

本発明の第３の形態によれば、選別装置が提供される。この選別装置は、第２の形態の検査装置と、識別部の識別結果に基づいて決定される特定の対象物が選別領域を通過するタイミングに合わせて特定の対象物に向けてエアを選択的に噴射して、特定の対象物の移送軌道を変更することによって、特定の対象物を選別するように構成された選別部と、サイズ変化情報およびベクトル情報の少なくとも一方に基づいて、エアの噴射モードを決定するように構成された噴射制御部と、を備えている。この形態によれば、移送中の対象物の挙動に応じて適切なエア噴射を行って、選別性能を向上できる。

【0012】

本発明の第４の形態によれば、第３の形態において、エリアセンサは、対象物の移送経路上の、選別領域よりも上流側に位置する対象物と、選別領域よりも下流側に位置する対象物と、の両方を撮像可能な画角を有しており、選別領域よりも上流側に位置する対象物が撮像された上流側画像と、選別領域よりも下流側に位置する対象物が撮像された下流側画像と、を取得するように構成される。識別部は、上流側画像に基づいて対象物の状態を識別するように構成される。なお、上流側画像および下流側画像の各々は、上流側および下流側の両方が撮像された画像の一部の領域であってもよい。この形態によれば、識別部の処理に使用するための上流側画像を取得するためのエリアセンサを活用して（換言すれば、追加的なエリアセンサを導入することなく）、下流側画像も追加的に取得して、選別領域よりも下流側の状況を把握することができる。選別領域よりも下流側の状況は、選別装置の性能を向上させるために活用できる。

【0013】

本発明の第５の形態によれば、第４の形態において、選別装置は、下流側画像に基づいて、選別部によるエアの噴射の動作状況を監視するように構成された監視部を備えている。この形態によれば、選別部が正常に動作しているか否かを監視できる。したがって、選別部の動作不良が生じているにもかかわらず、選別装置が運転を継続して、選別性能が低下することを抑制できる。

【0014】

本発明の第６の形態によれば、対象物を選別するための選別装置が提供される。この選別装置は、対象物を移送するように構成された移送部と、移送部の作用によって移送中の対象物を、同一の対象物を複数回撮像可能なフレームレートで撮像するように構成されたエリアセンサと、エリアセンサによって取得される画像に基づいて対象物の状態を識別するように構成された識別部と、識別部の識別結果に基づいて決定される特定の対象物が選別領域を通過するタイミングに合わせて特定の対象物に向けてエアを選択的に噴射して、特定の対象物の移送軌道を変更することによって、特定の対象物を選別するように構成された選別部と、を備えている。エリアセンサは、対象物の移送経路上の、選別領域よりも上流側に位置する対象物と、選別領域よりも下流側に位置する対象物と、の両方を撮像可能な画角を有している。この選別装置によれば、第４の形態と同様の効果が得られる。

【0015】

本発明の第７の形態によれば、第３ないし第５のいずれかの形態において、選別装置は、サイズ変化情報およびベクトル情報の少なくとも一方に基づいて、特定の対象物が選別領域を通過する際の特定の対象物の姿勢、および、特定の対象物が選別領域を通過する際の、意図される移送方向と交差する方向である交差方向の特定の対象物の位置の少なくとも一方を予測する予測部を備えている。噴射制御部は、予測部の予測結果に基づいて、エアの噴射モードおよび噴射位置の少なくとも一方を決定するように構成される。この形態によれば、特定の対象物が選別領域を通過する際の、特定の対象物の姿勢、および、交差方向の特定の対象物の位置の少なくとも一方についての予測結果に基づいて、エアの噴射による選別を精度良く行うことができる。

【0016】

本発明の第８の形態によれば、第７の形態において、予測部は、サイズ変化情報およびベクトル情報の少なくとも一方に基づいて特定の対象物の回転が検出されるときは、特定の対象物が選別領域を通過する際の特定の対象物の回転角度位置を予測するように構成される。噴射制御部は、予測された回転角度位置に基づいて、エアの噴射モードおよび噴射位置の少なくとも一方を決定するように構成される。この形態によれば、対象物が長手方向と短手方向とを有する形状を備えている場合に、特定の対象物が選別領域を通過する際の特定の対象物の回転角度位置に応じて（換言すれば、どの方向に相対的に長い姿勢で特定の対象物が選別領域を通過するのか）に応じて、エアの噴射モードおよび噴射位置の少なくとも一方を適切に決定できる。

【0017】

本発明の第９の形態によれば、第７または第８の形態において、挙動情報は、ベクトル情報を含む。予測部は、ベクトル情報に基づいて交差方向の特定の対象物の位置変化が検出されるときは、特定の対象物が選別領域を通過する際の交差方向の特定の対象物の位置を予測するように構成される。噴射制御部は、予測された交差方向の特定の対象物の位置に基づいて、エアの噴射モードおよび噴射位置の少なくとも一方を決定するように構成される。この形態によれば、特定の対象物が意図される移送方向以外に移送される場合であっても、特定の対象物が選別領域を通過する際の交差方向の特定の対象物の位置を予測できる。したがって、その予測結果に基づいて、特定の対象物を正確に選別するためのエアの噴射モードおよび噴射位置の少なくとも一方を適切に決定できる。

【0018】

本発明の第１０の形態によれば、第７ないし第９のいずれかの形態において、挙動情報は、ベクトル情報を含む。ベクトル情報は、対象物の意図される移送方向を含む。予測部は、ベクトル情報に基づいて算出される特定の対象物の意図される移送方向の移送速度に基づいて、特定の対象物が選別領域を通過する際の特定の対象物の姿勢、および、特定の対象物が選別領域を通過する際の、交差方向の特定の対象物の位置の少なくとも一方を予測するように構成される。この形態によれば、意図される移送方向の対象物の移送速度の実測値に基づいて、対象物が撮像位置から選別領域まで移動する時間を正確に算出できる。したがって、特定の対象物の姿勢、および、交差方向の位置の少なくとも一方の予測精度を高めることができ、ひいては、エアの噴射モードおよび噴射位置の少なくとも一方をいっそう適切に決定できる。

【0019】

本発明の第１１の形態によれば、第３の形態において、選別装置は、対象物の移送経路上の選別領域よりも下流側に位置する対象物を撮像するように構成された追加的なエリアセンサを備えている。この形態によれば、選別領域よりも下流側の状況を把握することができる。選別領域よりも下流側の状況は、選別装置の性能を向上させるために活用できる。第１１の形態は、第７ないし第１０の形態の少なくとも一部と組み合わされてもよい。

【0020】

本発明の第１２の形態によれば、第５の形態において、または、第５の形態を含む第７ないし第１０のいずれかの形態において、下流側画像は、同一の対象物について複数回撮像された複数の下流側画像を含む。演算部は、複数の下流側画像に基づいて同一の対象物のベクトル情報を演算するように構成される。監視部は、複数の下流側画像に基づくベクトル情報に基づいて、エアの噴射の動作状況を監視する。特定の対象物は、エアが噴射される前後で移送速度および移送方向（および／または、姿勢）が急激に変わるので、この形態によれば、エアの動作状況（つまり、噴射が正常に行われているか否か）を正確に監視できる。

【0021】

本発明の第１３の形態によれば、第４、第５、第６、第１１および第１２の形態のいずれかにおいて、識別部は、エアの噴射によって移送軌道が変更された対象物と、エアが噴射されず、移送軌道が変更されることなく移送された対象物と、のうちの少なくとも一方の状態を下流側画像に基づいて識別するように構成される。この形態によれば、選別処理前の対象物の状態しか把握できない従来の選別装置とは対照的に、選別装置から排出される対象物の状態を正確に把握できる。換言すれば、移送軌道が変更された対象物について、他の対象物とは区別して、その状態を識別できる。あるいは、移送軌道が変更されることなく移送された対象物について、他の対象物とは区別して、その状態を識別できる。

【0022】

本発明の第１４の形態によれば、第４ないし第６、および、第１１ないし第１３の形態のいずれかにおいて、選別装置は、上流側画像上の対象物と、下流側画像上の対象物と、の同一性を判断するように構成された同定処理部を備えている。この形態によれば、特定の対象物が意図される通りに正確に選別されているか否かを把握できる。

【0023】

本発明の第１５の形態によれば、第１４の形態において、識別部は、上流側画像と、下流側画像と、同定処理部による判断結果と、に基づいて、エアの噴射によって移送軌道が変更された対象物と、エアが噴射されず、移送軌道が変更されることなく移送された対象物と、のうちの少なくとも一方の状態を識別するように構成される。この形態によれば、第１３の形態と同様の効果が得られる。

【0024】

本発明の第１６の形態によれば、対象物を選別するための選別装置が提供される。この選別装置は、対象物を移送するように構成された移送部と、移送部の作用によって移送中の対象物を撮像するように構成されたイメージセンサと、イメージによって取得される画像に基づいて対象物の状態を識別するように構成された識別部と、識別部の識別結果に基づいて決定される特定の対象物が選別領域を通過するタイミングに合わせて特定の対象物に向けてエアを選択的に噴射して、特定の対象物の移送軌道を変更することによって、特定の対象物を選別するように構成された選別部と、対象物の移送経路上の選別領域よりも下流側に位置する対象物を撮像するように構成されたエリアセンサと、を備えている。

【0025】

この選別装置によれば、選別領域よりも下流側の状況（例えば、エアの噴射の動作状況、特定の対象物が意図される通りに正確に選別されているか否か、選別装置から排出される対象物の状態など）を把握することができる。選別領域よりも下流側の状況は、選別装置の性能を向上させるために活用できる。第１６の形態は、不整合が生じない限りにおいて、上述の任意の形態と組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態による選別装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】シュートと、ノズルと、の位置関係を示す模式図である。

【図3】サイズ変化情報を算出するための基礎となる、二つの画像における同一の対象物の一例を示す図である。

【図4】ベクトル情報の一例を示す図である。

【図5】ベクトル情報の一例を示す図である。

【図6】対象物の挙動の予測結果に基づくエアの噴射モードおよび噴射位置の決定方法の一例を示す模式図である。

【図7】第２実施形態による選別装置の概略構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、第１実施形態による光学式選別装置（以下、単に選別装置と呼ぶ）１０の概略構成を示す模式図である。本実施形態では、選別装置１０は、選別対象物（以下、単に対象物と呼ぶ）９０の一例としての米粒（より具体的には、玄米または精白米）の状態（換言すれば、品位）を識別し、その結果に基づいて、対象物９０を良品と不良品とに選別するために使用される。不良品には、例えば、砕米、未熟粒、着色粒、被害粒、死米、異物（例えば、小石、泥、ガラス片など）などが含まれ得る。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。

【0028】

図１に示すように、選別装置１０は、検出ユニット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、選別部６０と、コントローラ８０と、を備えている。コントローラ８０は、選別装置１０の動作全般を制御する。コントローラ８０は、識別部８１、演算部８２、噴射制御部８３、監視部８４、予測部８５および同定処理部８６としても機能する。コントローラ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（例えば、ＰＬＤ、ＡＳＩＣなど）によって実現されてもよいし、ＣＰＵと専用回路との組み合わせによって実現されてもよい。また、コントローラ８０の機能は、一体的な一つのデバイスに割り当てられてもよいし、複数のデバイスに分散的に割り当てられてもよい。コントローラ８０のこれらの機能の詳細については後述する。

【0029】

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、対象物を移送するための移送部の一例としてのシュート７３上に供給する。シュート７３上に供給された対象物９０は、シュート７３上を下方に向けて滑走し、シュート７３の下端から落下する。シュート７３は、多数の対象物９０を同時に落下させることができる所定幅（図２に示すシュート幅方向Ｄ２の幅）を有している。シュート７３の下端から空中に放たれた対象物９０は、概ねシュート７３の傾斜方向に落下する（空中を移送される）。このときの対象物９０が落下する方向を対象物９０の移送方向Ｄ１とも呼ぶ。

【0030】

本実施形態では、対象物９０は、回転することなく、かつ、まっすぐに（シュート幅方向Ｄ２に直交する方向）に移送されることが意図されている。対象物９０がフィーダ７２から放たれた時に対象物９０に回転力が付与され得るが、シュート７３上を滑走することによって、そのような回転力に起因する対象物９０の回転が解消または低減される。ただし、対象物９０が空中を移送される間、対象物９０同士の衝突などに起因して、意図される移送方向である移送方向Ｄ１に加えて、意図に反する方向であるシュート幅方向Ｄ２にも対象物９０の位置変化が生じること（以下、横ずれとも呼ぶ）や、対象物９０の回転が生じることがある。また、対象物９０がシュート７３の底面に衝突して跳ねることによって、シュート７３の摺動面に直交する方向の速度成分を有するように対象物９０が移送されることがある。

【0031】

代替実施形態では、移送部として、シュート７３に代えて、コンベアが使用されてもよい。あるいは、シュート７３は省略されてもよい。この場合、フィーダ７２が、対象物９０を空中へ放出する役割を果たし、移送部として機能する。

【0032】

検出ユニット２０は、シュート７３から滑り落ちた対象物９０（つまり、シュート７３から落下中の対象物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。なお、代替実施形態では、シュート７３上を滑走中の対象物９０に対して光が照射されてもよい。また、シュート７３に代えて、コンベアが使用される場合には、コンベア上で移送中の対象物９０、または、コンベアから落下中の対象物９０に対して光が照射されてもよい。さらなる代替実施形態では、移送部（例えば、水平方向または斜め上方向に角度付けられた下端部を有するシュート、あるいは、エアによって所望の方向に対象物を吹き出す供給装置など）によって水平方向または斜め上方向に放たれた対象物９０に対して光が照射されてもよい。

【0033】

図１に示すように、検出ユニット２０は、電磁波照射源の一例としての第１の光源３０および第２の光源３１と、エリアセンサ４０と、を備えている。第１の光源３０およびエリアセンサ４０は、対象物９０の移送経路（換言すれば、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の光源３１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。

【0034】

本実施形態では、光源３０，３１の各々は、移送中の（つまり、落下中の）対象物９０に可視光を照射するための光源ユニットである。第１の光源３０は、第１の光３２を放出する。同様に、第２の光源３１は、第２の光３３を放出する。光３２，３３の各々は、赤色に対応する波長と、緑色に対応する波長と、青色に対応する波長と、を有している。本実施形態では、光源３０，３１の各々は、いわゆるカラーＬＥＤを備えている。光源３０，３１の各々は、複数のＬＥＤがシュート幅方向Ｄ２に配列されたライン光源である。ただし、光源３０，３１の仕様（例えば、数、発光形式、波長領域など）は、特に限定されない。例えば、光源３０，３１の各々は、複数のＬＥＤが二次元状に配列されたエリア光源であってもよい。

【0035】

エリアセンサ４０は、光学センサであり、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。エリアセンサ４０は、二次元状に（本実施形態では、移送方向Ｄ１およびシュート幅方向Ｄ２に沿って）配列された複数の光検出素子を備えている。エリアセンサ４０は、本実施形態ではＣＣＤセンサであるが、ＣＭＯＳセンサなどの他の形式のセンサであってもよい。

【0036】

エリアセンサ４０は、移送中の対象物９０に関連付けられた光を検出する。具体的には、フロント側に配置されたエリアセンサ４０は、フロント側の第１の光源３０から放出され、対象物９０で反射された第１の光３２（以下、反射光３２とも呼ぶ）と、リア側の第２の光源３１から放出され、対象物９０を透過した第２の光３３（以下、透過光３３とも呼ぶ）と、を検出可能である。

【0037】

エリアセンサ４０によってどのような光が検出されるかは、光源３０，３１の点灯パターンによって定まる。第１の光源３０と第２の光源３１とが同時に点灯する第１の点灯パターンでは、エリアセンサ４０は、反射光３２と透過光３３とが合成された光（以下、反射透過光とも呼ぶ）を検出する。第１の光源３０が点灯し、第２の光源３１が消灯する第２の点灯パターンでは、エリアセンサ４０は、反射光３２のみを検出する。第１の光源３０が消灯し、第２の光源３１が点灯する第３の点灯パターンでは、エリアセンサ４０は、透過光３３のみを検出する。以下では、上述した反射光、透過光および反射透過光の少なくとも一つを対象物９０に関連付けられた光とも呼ぶ。

【0038】

第１ないし第３の点灯パターンのいずれを採用するかは、対象物９０の種類、性状、除去されるべき不良品の種類に応じて、任意に決定され得る。第１ないし第３の点灯パターンのいずれか一つのみが採用されてもよい。あるいは、第１ないし第３の点灯パターンのうちの二つ以上の点灯パターンが、所定の時間間隔で交互に、または、予め定められた繰り返し規則で出現してもよい。

【0039】

エリアセンサ４０の仕様（例えば、数、設置位置、分光感度特性など）は、特に限定されず、光源３０，３１の仕様に応じて任意に決定され得る。例えば、単一のエリアセンサ４０がリア側のみに配置されてもよい。あるいは、二つのエリアセンサ４０が、フロント側およびリア側にそれぞれ配置されてもよい。

【0040】

エリアセンサ４０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、画像データとしてコントローラ８０に入力される。コントローラ８０は、入力された画像に基づいて対象物９０の状態を決定する。そのような決定は、識別部８１の処理として、対象物９０の各々について行われる。

【0041】

本実施形態では、識別部８１によって決定される状態には、色彩的な状態（換言すれば、光学的な状態）と、形状的および／または寸法的な状態と、が含まれる。また、状態には、物理量によって表される特徴量と、特徴量に基づいて判定される品質と、が含まれる。

【0042】

色彩的な状態の特徴量には、対象物９０を表す画像の各画素の色階調値が含まれる。形状的および／または寸法的な状態の特徴量には、例えば、対象物９０の全体および／または一部分の面積、高さ、幅、外周長さ、および、円形度の少なくとも一つが含まれ得る。

【0043】

本実施形態では、「品質」には、例えば、良品（つまり、品質が相対的に高い米粒）と不良品（つまり、品質が相対的に低い米粒、および／または、異物）との区分が含まれる。ただし、「品質」には、不良の種別（例えば、砕米、未熟粒、着色粒、被害粒、死米、異物のいずれに該当するか）が含まれてもよい。あるいは、「品質」には、選別部６０において除去すべき物と、除去すべきではない物と、の区分が含まれてもよい。また、「品質」には、色彩的な状態に基づいて決定される品質と、形状的および／または寸法的な状態に基づいて決定される品質と、が含まれる。色彩的な状態に基づいて決定される不良品には、例えば、未熟粒、着色粒、被害粒、死米、異物が含まれ得る。形状的および／または寸法的な状態に基づいて決定される不良品には、例えば、砕米、虫害粒、異物が含まれ得る。

【0044】

本実施形態では、識別部８１は、色彩的な状態の特徴量（換言すれば、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（換言すれば、色彩的な状態の特徴量が、予め定められた正常範囲にあるか否かに基づいて）、対象物９０が良品であるか、それとも、不良品であるかを決定する。そのような決定は、対象物９０の画像を構成する複数の画素の階調値の代表値（例えば、平均値、中央値、最大値、最小値など）に基づいて行われてもよい。あるいは、不良品には、所定以上の大きさの部分的不良を有する対象物９０が含まれてもよい。そのような部分的不良は、対象物９０の画像を構成する複数の画素のうち、階調値が正常範囲にない画素の数が所定数以上である（換言すれば、不良部分の面積が所定値以上である）ことを基準として決定されてもよい。

【0045】

さらに、本実施形態では、識別部８１は、形状的および／または寸法的な状態の特徴量と、予め定められた閾値と、を比較することによって（換言すれば、形状的および／または寸法的な特徴量が、予め定められた正常範囲にあるか否かに基づいて）、対象物９０が良品であるか、それとも、不良品であるかを決定する。

【0046】

本実施形態では、エリアセンサ４０のフレームレート（単位は、Hzまたはframe/sec）および視野の大きさ（移送方向Ｄ１の高さ）は、同一の対象物９０を複数回撮像可能に設定される。そして、識別部８１は、同一の対象物９０についての複数回の撮像によって得られる複数の画像に基づいて対象物９０の状態を識別する。このため、対象物９０が姿勢変化しながら空中を移送される場合には、同一の対象物９０について、少なくとも１回撮像される領域が広がる。その結果、識別部８１による識別精度が向上する。ただし、識別部８１は、単一の画像に基づいて対象物９０の状態を識別してもよい。

【0047】

複数の画像間での同一の対象物９０の同定は、同定処理部８６の処理として、公知の任意の手法によって行われ得る。例えば、テンプレートマッチング、オプティカルフロー推定手法などの公知の手法が使用されてもよい。あるいは、フレームレートが比較的大きいときには、第１の画像の複数の対象物９０と、第２の画像の複数の対象物９０と、の重なりを検出し、重なり合っている対象物９０同士が同一の対象物９０であると判断されてもよい。あるいは、第１の画像の複数の対象物９０の各々の重心と、第２の画像の複数の対象物９０の各々の重心と、が算出されてもよい。この場合、第１の画像の複数の対象物９０の各々の重心を、フレームレートに対応する移動距離（予め想定される距離）だけずらしたときに、第１の画像および第２の画像間で、最も離間距離が小さい重心同士が、同一の対象物９０についての重心であると判断されてもよい。

【0048】

選別部６０は、識別部８１によって決定された状態に基づいて、対象物９０の選別を行う。この選別は、特定の対象物９０の軌道を変更するための軌道変更動作によって行われる。具体的には、選別部６０は、図１に示すように、複数のノズル６１と、複数のバルブ６３と、を備えている。図１では、図示を簡略化するために、ノズル６１の数とバルブ６３の数とが同じであるように示しているが、ノズル６１の数とバルブ６３の数との対応関係は、実際には、ノズル６１が有する開口の数に依存する。

【0049】

図２は、シュート７３とノズル６１との位置関係を示す模式図である。図示するように、複数のノズル６１は、シュート幅方向Ｄ２に配列される。本実施形態では、ノズル６１の各々は、シュート幅方向Ｄ２に配列された複数の開口６２を備えている。複数の開口６２の各々について、上述のバルブ６３（図２では図示省略）が一つずつ配置される。開口６２の各々のシュート幅方向Ｄ２の位置は、エリアセンサ４０によって取得される画像の、シュート幅方向Ｄ２に対応する方向の位置と予め対応付けられている。ノズル６１の各々の開口６２の各々は、対応するバルブ６３を介して、コンプレッサ（図示せず）に接続されている。

【0050】

ここで説明を図１に戻す。選別部６０は、選別領域６５を通過するタイミングに合わせて特定の対象物９０に向けてノズル６１の開口６２からエア６４を選択的に噴射することによって、軌道変更動作を行う。具体的には、コントローラ８０からの制御信号に応じて、一つまたは複数のバルブ６３が選択的に開かれ、開かれたバルブ６３に対応する一つまたは複数の開口６２から、特定の対象物９０に向けてエア６４が噴射される。選別領域６５とは、対象物９０の移送経路（落下軌跡）上の、ノズル６１から噴射されたエア６４が通る領域である。本実施形態では、エア６４が噴射されるべき特定の対象物９０は、予め定められた不良を有する対象物９０（より具体的には、特定の対象物９０は、色彩不良および形状寸法不良の少なくとも一方を有する対象物９０）である。ただし、エア６４が噴射されるべき特定の対象物９０は、任意に設定され得る。例えば、色彩不良を有し、かつ、形状寸法不良を有する対象物９０のみにエア６４が噴射されてもよい。あるいは、良品であると決定された対象物９０に対してエア６４が噴射されてもよい（いわゆる逆打ち）。

【0051】

対象物９０が選別領域６５を通過するタイミングは、噴射遅れ時間によって定まる。噴射遅れ時間とは、特定の対象物９０がエリアセンサ４０によって撮像されてから、特定の対象物９０に向けてエア６４が噴射されるまでに要する時間（換言すれば、対象物９０が撮像位置から選別領域６５まで移送されるのに要する時間）である。噴射遅れ時間は、予め定められていてもよい。あるいは、噴射遅れ時間は、エリアセンサ４０によって取得された複数の画像に基づいて演算された対象物９０の移送方向Ｄ１の移送速度に基づいて決定されてもよい。移送速度の演算方法については後述する。

【0052】

特定の対象物９０は、エア６４によって吹き飛ばされ、移送方向Ｄ１に沿った落下軌道から逸脱して不良品排出樋７５に導かれる（図１に対象物９１として示す）。一方、良品であると決定された対象物９０には、エア６４は噴射されない。このため、良品であると決定された対象物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（図１に対象物９２として示す）。

【0053】

本実施形態では、選別装置１０は、エリアセンサ４０によって取得される画像に基づいて、移送中の対象物９０の挙動を把握し、それに基づいて、エア６４の噴射モードを決定するように構成される。具体的には、コントローラ８０は、まず、演算部８２の処理として、同一の対象物９０についての複数回の撮像によって得られる複数の画像に基づいて、複数回の撮像の間における同一の対象物９０の挙動情報を演算する。本実施形態では、この挙動情報には、サイズ変化情報が含まれる。サイズ変化情報とは、複数の画像間での同一の対象物９０のサイズの変化に関連する情報である。そのようなサイズの変化は、対象物９０の姿勢変化および／または跳ねによって生じ得る。

【0054】

同一の対象物９０のサイズが、複数の画像間で所定の程度以上に異なっているということは、対象物９０の特異な挙動を表し得る。例えば、対象物９０が米のような扁平な形状を有している場合には、対象物９０の姿勢変化（エリアセンサ４０の視野に直交する方向以外の方向に延在する回転軸線を中心とする回転）に起因して、同一の対象物９０のサイズが、複数の画像間で大きく異なることがあり得る。あるいは、対象物９０が、シュート７３上で意図される通りに摺動せずに、シュート７３の底面に衝突して跳ねた場合には、エリアセンサ４０から見て対象物９０の姿勢に変化が生じていなくても、当該対象物９０のサイズが、複数の画像間で大きく異なることがあり得る。

【0055】

図３は、そのような跳ねが生じた場合の対象物９０の画像の一例を示している。図３では、エリアセンサ４０によってＮ回目（Ｎは自然数）のスキャンで取得された画像上の対象物９０を対象物９３として示すとともに、Ｎ＋１回目のスキャンで取得された画像上の対象物９０（対象物９３と同一の対象物９０）を対象物９４として示している。対象物９０を表す画素は、例えば、ＲＧＢ各色の画像のいずれかを二値化することによって容易に把握できる。この例では、対象物９０の跳ねに起因して、対象物９０が、Ｎ回目のスキャンとＮ＋１回目のスキャンとの間で、意図される移送経路に対して徐々にフロント側に逸脱しながら移送される場合を示している。図３から分かるように、対象物９４は、対象物９０の跳ねに起因して、換言すれば、意図される移送経路から、エリアセンサ４０の視野に交差する方向に逸脱する対象物９０の挙動に起因して、対象物９３よりもＸ方向およびＹ方向のサイズが大きくなっている。Ｘ方向とは、画像上におけるシュート幅方向Ｄ２に対応する方向であり、Ｙ方向とは、画像上における移送方向Ｄ１に対応する方向である。

【0056】

上述したような対象物９０の挙動を表し得るサイズ変化情報は、典型的には、複数の画像間における同一の対象物９０の面積比率である。ただし、サイズ変化情報は、対象物９０のサイズの変化の程度を表し得る任意の指標とすることができる。例えば、面積比率に代えて、または、加えて、外周長さの比率が採用されてもよい。あるいは、比率に代えて、または、加えて、差分が採用されてもよい。

【0057】

サイズ変化情報を演算すると、コントローラ８０は、噴射制御部８３の処理として、サイズ変化情報に基づいて、選別部６０によるエア６４の噴射モード（換言すれば、特定の対象物９０に対してどのようにエア６４を噴射するか）を決定する。この噴射モードは、噴射されたエア６４の対象物９０に対する影響範囲（対象物９０の軌道を変えることができる程度に、エア６４による力を対象物９０に対して作用できる範囲）がその設定次第で変動する任意のパラメータとすることができる。例えば、噴射モードは、シュート幅方向Ｄ２におけるエア６４の噴射範囲、噴射期間（換言すれば、噴射が継続される時間）、噴射圧力のうちの一つ、または、二つ以上の組合せであってもよい。

【0058】

シュート幅方向Ｄ２におけるエア６４の噴射範囲は、隣り合う複数の開口６２のうちの連続する何個の開口６２から同時にエア６４を噴射するかによって定まる。エア６４を同時に噴射する開口６２の数は、一つであってもよいし、二つ以上であってもよい。そのようなシュート幅方向Ｄ２におけるエア６４の噴射範囲の制御には、例えば、特開２０２２－１１５５６８号公報に記載された技術が使用されてもよい。この技術によれば、複数の開口６２にそれぞれ割り当てられた、画像上の噴射担当範囲のオーバラップの有無、または、オーバラップの程度を可変に設定することで、噴射範囲の大きさが制御される。特開２０２２－１１５５６８号公報は、参照によって、その内容の全体が本願に組み入れられる。

【0059】

噴射期間は、移送中の対象物９０とともに移動する座標系における対象物９０の噴射範囲に影響を与える。具体的には、噴射期間が長く設定されるほど、移送方向Ｄ１におけるエア６４の対象物９０に対する影響範囲が大きくなる。噴射期間は、バルブ６３を開状態に維持する時間を制御することによって制御される。

【0060】

噴射圧力は、エア６４の影響範囲と相関のあるパラメータの一つである。具体的には、エア６４の噴射圧力が高いほど、噴射されたエア６４が移送方向Ｄ１およびシュート幅方向Ｄ２によって規定される平面上で広範囲に広がるので、エア６４の影響範囲も大きくなる。噴射圧力は、例えば、バルブ６３の開度を制御することによって、制御されてもよい。

【0061】

本実施形態では、サイズ変化情報が表すサイズの変化の程度が第１の閾値以上であれば、コントローラ８０は、噴射制御部８３の処理として、サイズの変化の程度が第１の閾値未満であるときよりも、エア６４の影響範囲が大きくなるように、エア６４の噴射モードを決定する。換言すれば、コントローラ８０は、サイズ変化情報が表すサイズの変化の程度が第１の閾値以上であれば、シュート幅方向Ｄ２におけるエア６４の噴射範囲が広くなること、噴射期間が長くなること、および、噴射圧力が高くなることの少なくとも一つを満たすように、噴射範囲、噴射期間および噴射圧力の少なくとも一つを決定する。

【0062】

この構成によれば、移送中の対象物９０の挙動に応じて適切なエア噴射を行って、選別性能を向上できる。具体的には、サイズ変化情報が表すサイズの変化の程度が第１の閾値以上であるということは、上述したように、対象物９０の回転および／または跳ねが生じているということである。対象物９０のこのような挙動は、特定の対象物９０が選別領域６５に到達するタイミング、および、特定の対象物９０が選別領域６５に到達した際のシュート幅方向Ｄ２の位置の少なくとも一方に関して、想定（設計値）と実際値とのずれが大きくなる（つまり、意図される選別が失敗する）要因となり得る。しかしながら、上述の構成によれば、対象物９０のそのような挙動が検知されたときには、エア６４の影響範囲が大きくなる制御が行われるので、特定の対象物９０を確実に選別することができる。また、特定の対象物９０がどのような挙動を示すときにでも特定の対象物９０を確実に選別することができるようにエア６４の噴射モードを常に安全サイドで設定する必要が無いので、歩留りの向上と選別精度の向上とを両立させることができる。

【0063】

代替実施形態では、演算部８２によって演算される挙動情報には、サイズ変化情報に代えて、または、加えて、ベクトル情報が含まれる。ベクトル情報とは、同一の対象物９０の所定の方向における位置変化および姿勢変化の少なくとも一方を表す情報であり、ベクトルとして表すことができる情報である。所定の方向には、本実施形態では、対象物９０の意図される移送方向（つまり、移送方向Ｄ１）と、移送方向Ｄ１とは異なる方向と、が含まれる。また、そのような移送方向Ｄ１とは異なる方向には、シュート幅方向Ｄ２と、回転方向と、が含まれる。この回転方向とは、対象物９０が回転しながら移送される場合において、エリアセンサ４０から見たときのエリアセンサ４０の視野平面上での回転の方向と定義付けられる。ただし、所定の方向は任意に設定することができ、例えば、所定の方向には、移送方向Ｄ１とは異なる方向のみが含まれてもよい。また、移送方向Ｄ１とは異なる方向は、シュート幅方向Ｄ２および回転方向の一方のみであってもよい。

【0064】

図４および図５は、演算部８２によって演算されるベクトル情報の例を示している。図４および図５では、図３と同様に、Ｎ回目のスキャンで取得された画像上の対象物９０を対象物９３として示すとともに、Ｎ＋１回目のスキャンで取得された画像上の対象物９０（対象物９３と同一の対象物９０）を対象物９４として示している。図４の例では、１回のスキャンに要する時間の間に同一の対象物９０が移動した方向および距離がベクトル情報９５として示されている。この例では、ベクトル情報９５は、対象物９３の重心９３ａと、対象物９４の重心９４ａと、を直線的に結ぶことによって得られる。重心９３ａ，９４ａの座標値は、画素単位の分解能で表されてもよいし、あるいは、それよりも高い分解能で表されてもよい。重心９３ａの座標値は、例えば、Ｘ座標（これは、シュート幅方向Ｄ２に対応するＸ方向の座標である）およびＹ座標（これは、移送方向Ｄ１に対応するＹ方向の座標である）の各々について、対象物９３に対応する座標点ごとの座標値の総和を、座標点の数で除算することによって算出できる。重心９４ａの座標値についても同様の手法で算出できる。

【0065】

図４のベクトル情報９５のＸ方向成分およびＹ方向成分に基づけば、同一の対象物９０は、二つの画像間で、移送方向Ｄ１に距離Ｌ１だけ移動するとともに、シュート幅方向Ｄ２にも距離Ｌ２だけ位置変化（横ずれ）が生じていることが分かる。距離Ｌ１およびＬ２を、それぞれエリアセンサ４０の１回のスキャンに要する時間で除算すれば、対象物９０の移送方向Ｄ１およびシュート幅方向Ｄ２の移送速度を算出できる。こうして算出された移送方向Ｄ１の移送速度は、上述したように、噴射遅れ時間の決定に使用されてもよい。

【0066】

図５に示す例では、１回のスキャンに要する時間の間に同一の対象物９０が移動した方向および距離がベクトル情報９６として示されている。ベクトル情報９６は、対象物９３の重心９３ａと、対象物９４の重心９４ａと、を直線的に結ぶことによって得られる。この例では、対象物９０に横ずれは生じていない。

【0067】

ただし、図５の例では、１回のスキャンに要する時間の間に対象物９０の姿勢変化が生じている。この姿勢の変化は、ベクトル情報９７によって表される。ベクトル情報９７は、対象物９０の回転に関するベクトル情報であるとも言える。ベクトル情報９７は、本実施形態では、同一の対象物９０の長軸の角度変化に基づいて算出される。具体的には、まず、対象物９３，９４の長軸９３ｂ，９４ｂがそれぞれ検出される。長軸９３ｂは、例えば、対象物９３の外郭（外周）を構成する各画素（または、画素単位よりも分解能が高い座標値）から任意に選択される２画素（または、二つの座標値）の組合せのうち、最も離間距離が大きい２画素（または、二つの座標値）を直線的に結ぶことによって得られる。長軸９４ｂについても、同様の手法で得られる。そして、長軸９３ｂと長軸９４ｂとがなす角度θ３（＝θ１－θ２）が算出される。これによって、回転方向（エリアセンサ４０の視野に直交する方向に延在する回転軸線を中心とする回転の方向）に、長軸９３ｂと長軸９４ｂとがなす角度θ３を大きさとして持つベクトル情報９７が得られる。ただし、姿勢の変化を表すベクトル情報９７は、任意の方法で算出され得る。例えば、ベクトル情報９７は、同一の対象物９０の短軸の角度変化に基づいて算出されてもよい。あるいは、長軸の角度変化と短軸の角度変化との平均値が、ベクトル情報９７の大きさとして扱われてもよい。

【0068】

図４および図５の例では、連続する二つのスキャンによって得られる二つの画像に基づいてベクトル情報が演算されたが、連続しない二つのスキャン（例えば、Ｎ回目のスキャンとＮ＋２回目のスキャン）によって得られる二つの画像に基づいてベクトル情報が演算されてもよい。あるいは、三つ以上の画像に基づいてベクトル情報が演算されてもよい。こうすれば、ベクトル情報の精度を向上できる。この場合、三つ以上の画像から順次抽出される、連続して取得された二つの画像ごとに、ベクトル情報が演算され、得られた複数のベクトル情報を平均化して得られるベクトル情報を採用してもよい。

【0069】

上述したようなベクトル情報を演算すると、コントローラ８０は、予測部８５の処理として、ベクトル情報に基づいて、特定の対象物９０が選別領域６５を通過する際の当該特定の対象物９０の姿勢を予測する。また、コントローラ８０は、予測部８５の処理として、ベクトル情報に基づいて、特定の対象物９０が選別領域６５を通過する際の、意図される移送方向（つまり、移送方向Ｄ１）と交差する方向（本実施形態では、シュート幅方向Ｄ２であり、以下、交差方向とも呼ぶ）の当該特定の対象物９０の位置を予測する。代替実施形態では、予測部８５は、選別領域６５を通過する際の特定の対象物９０の姿勢、および、交差方向の特定の対象物９０の位置のうちの一方のみを予測してもよい。

【0070】

選別領域６５を通過する際の特定の対象物９０の姿勢については、図５に例示したベクトル情報９７（つまり、回転に関するベクトル情報）に基づいて予測される。具体的には、まず、ベクトル情報９７と、エリアセンサ４０のスキャンレートと、から、特定の対象物９０の角速度が算出される。図５の例であれば、角度θ３を１回のスキャンに要する時間で除した値が角速度として算出される。そして、この角速度と、エリアセンサ４０による撮像位置から選別領域６５までに要する時間と、に基づいて、選別領域６５を通過する際の特定の対象物９０の姿勢（回転角度位置）が予測される。エリアセンサ４０による撮像位置から選別領域６５までの距離は既知であるから、エリアセンサ４０による撮像位置から選別領域６５までに要する時間は、当該距離を対象物９０の移送方向Ｄ１の移送速度で除算することによって得られる。移送方向Ｄ１の移送速度は、予め定められた設計値であってもよいし、上述した手法によって演算された実測値であってもよい。実測値を使用すれば、予測精度を向上できる。

【0071】

選別領域６５を通過する際のシュート幅方向Ｄ２の特定の対象物９０の位置については、図４の例に基づけば、ベクトル情報９５（つまり、位置変化に関するベクトル情報）に基づいて予測される。具体的には、ベクトル情報９５のＸ方向成分（シュート幅方向Ｄ２の成分）と、エリアセンサ４０のスキャンレートと、から、特定の対象物９０のシュート幅方向Ｄ２の移送速度が算出される。具体的には、上述した通り、距離Ｌ２を１回のスキャンに要する時間で除した値がシュート幅方向Ｄ２の移送速度として算出される。そして、このシュート幅方向Ｄ２の移送速度と、エリアセンサ４０による撮像位置から選別領域６５までに要する時間と、に基づいて、選別領域６５を通過する際のシュート幅方向Ｄ２の特定の対象物９０の位置が予測される。

【0072】

次いで、コントローラ８０は、噴射制御部８３の処理として、予測部８５の予測結果に基づいてエア６４の噴射モードを決定する。図６は、予測結果に基づくエア６４の噴射モードの決定方法の一例を示す模式図である。図中の対象物９０ａ～９０ｃ、９０ｄ～９０ｆ、９０ｇ～９０ｉは、それぞれ、同一の特定の対象物９０の移送軌跡である。対象物９０ａの位置から対象物９０ｂの位置まで移動した同一の対象物９０の挙動に基づいて演算されたベクトル情報９５ａは、移送方向Ｄ１の成分のみを有している。このため、対象物９０は、そのまま、選別領域６５上の対象物９０ｃの位置まで、まっすぐに移送されることが予測される。したがって、コントローラ８０は、ノズル６１の開口６２ａ～６２ｉのうち、対象物９０ｃの位置に対応する開口６２ｂからエア６４を噴射する。

【0073】

対象物９０ｄの位置から対象物９０ｅの位置まで移動した同一の対象物９０の挙動に基づいて演算されたベクトル情報９５ｄは、シュート幅方向Ｄ２の成分を有している。このため、対象物９０は、選別領域６５上の対象物９０ｆの位置まで、斜めに移送されることが予測される。したがって、コントローラ８０は、対象物９０ｆの位置に対応する開口６２ｄからエア６４を噴射する。本実施形態では、この場合の開口６２ｄからのエア６４の噴射は、ベクトル情報９５ａに対応する対象物９０に対するエア６４の噴射と同様に行われる。ただし、代替実施形態では、シュート幅方向Ｄ２の成分を有するベクトル情報９５ｄに対応する対象物９０に対しては、エア６４の対象物９０に対する影響範囲が大きくなるように、噴射モードが決定されてもよい。つまり、噴射時間が、より長くなるように決定されてもよいし、噴射圧力が、より高くなるように決定されてもよいし、開口６２ｄを含む連続する二つ以上の開口６２からエア６４が噴射されてもよい。

【0074】

対象物９０ｇの位置から対象物９０ｈの位置まで移動した同一の対象物９０の挙動に基づいて演算されたベクトル情報９５ｇ（位置変化に関するベクトル情報）は、移送方向Ｄ１の成分のみを有している。このため、対象物９０は、そのまま、選別領域６５上の対象物９０ｉの位置まで、まっすぐに移送されることが予測される。さらに、対象物９０ｇの位置から対象物９０ｈの位置まで移動した同一の対象物９０の挙動に基づいて、ベクトル情報９７ｇ（回転に関するベクトル情報）も検出されている。この例では、このベクトル情報９７に基づいて、対象物９０は、選別領域６５上に位置するとき、シュート幅方向Ｄ２に延在する長軸を有する姿勢をとると予測される。したがって、コントローラ８０は、このような姿勢の、対象物９０ｉの位置の対象物９０に対応する開口６２ｇ，６２ｈからエア６４を噴射する。つまり、この例では、ベクトル情報９７ｇに基づいて予測される対象物９０の姿勢に応じて、エア６４を噴射する開口６２の数を増やしている。代替実施形態では、エア６４を噴射する開口６２の数を増やすことに代えて、または、加えて、噴射時間が、より長くなるように決定されてもよいし、および／または、噴射圧力が、より高くなるように決定されてもよい。

【0075】

上述した種々の制御によれば、選別領域６５を通過する際の、特定の対象物９０の姿勢、および、シュート幅方向Ｄ２の特定の対象物９０の位置が、ベクトル情報に基づいて予測される。そして、その予測結果に基づいて、エア６４の噴射モード、および、シュート幅方向Ｄ２の噴射位置が決定される。したがって、特定の対象物９０の姿勢および位置に応じた適切なエア６４の噴射を行うことができ、選別精度を向上できる。

【0076】

代替実施形態では、噴射制御部８３は、演算部８２によって演算されたベクトル情報に基づいて、予測部８５による予測を行うことなく、エア６４の噴射モードを決定してもよい。例えば、噴射制御部８３は、回転に関するベクトル情報が検出された場合に、検出されない場合に比べて、エア６４の対象物９０に対する影響範囲が大きくなるように、噴射モードを決定してもよい。あるいは、噴射制御部８３は、横ずれを表すベクトル情報が検出された場合に、検出されない場合に比べて、エア６４の対象物９０に対する影響範囲が大きくなるように、噴射モードを決定してもよい。

【0077】

さらなる代替実施形態では、回転に関するベクトル情報に基づいて、対象物９０が縦長になる姿勢が予測されたときは、噴射制御部８３は、噴射期間を、相対的に長くなるように決定してもよい。あるいは、対象物９０が横長になる姿勢が予測されたときは、噴射制御部８３は、噴射期間を、相対的に短くなるように決定してもよい。この構成によれば、噴射期間を、特定の対象物９０の姿勢に応じて必要な程度に適切に設定できるので、選別精度と歩留りとを両立できる。

【0078】

ここで、説明を図１に戻す。図１に示すように、本実施形態では、エリアセンサ４０は、対象物９０の移送経路上の選別領域６５よりも上流側に位置する対象物９０と、選別領域６５よりも下流側に位置する対象物９０と、の両方を撮像可能な画角４１を有している。以下の説明では、エリアセンサ４０によって取得される画像のうち、選別領域６５よりも上流側が撮像された画像領域を上流側画像と呼び、選別領域６５よりも下流側が撮像された画像領域を下流側画像と呼ぶ。識別部８１による上述した識別処理（選別部６０による選別のための対象物９０の状態を識別する処理）は、上流側画像を用いて行われる。下流側画像は、以下に説明するように、上流側画像とは別の目的で使用される。

【0079】

具体的には、コントローラ８０は、監視部８４の処理として、下流側画像に基づいて、選別部６０によるエア６４の噴射の動作状況を監視する。本実施形態では、コントローラ８０は、同一の対象物９０について複数回撮像された複数の下流側画像に基づいてベクトル情報を演算し、演算されたベクトル情報に基づいて、エア６４の噴射の動作状況を監視する。ベクトル情報の算出方法は、上述の通りである。特定の対象物９０のベクトル情報（換言すれば、移送速度および移送方向、および／または、姿勢変化）は、エア６４が噴射される前後で急激に変わるので、この構成によれば、選別部６０によるエア６４の噴射が正常に行われているか否か（換言すれば、選別部６０のエア流路の詰まりなどの異常が生じてないか）を監視できる。

【0080】

エア６４が正常に噴射されたか否かの判断は、例えば、ベクトル情報が表す移送速度が所定の数値範囲内にあるか否か、および／または、ベクトル情報が表す移送方向が所定の方向範囲内にあるか否か、に基づいて行われてもよい。あるいは、エア６４が正常に噴射されたか否かの判断は、人工知能を用いて公知の任意の手法で行われてもよい。例えば、この判断は、ベクトル情報を、機械学習によって生成された推論モデルに適用することによって行われてもよい。

【0081】

代替実施形態では、ベクトル情報を用いることなく、単一の下流側画像に基づいて、エア６４が正常に噴射されたか否かの判断が行われてもよい。この場合、その判断は、人工知能を用いて公知の任意の手法で行われてもよい。

【0082】

コントローラ８０は、エア６４の噴射動作に異常が生じていると判断されるときは、公知の任意の手法によって、ユーザに異常報知を行ってもよい。この構成によれば、エア６４の噴射動作に異常が生じているにも関わらず、選別装置１０が継続して使用されることを防止できる。さらに、コントローラ８０は、エア６４の噴射動作についての判断結果、または、その統計データを任意のデバイス（例えば、ディスプレイ、通信インタフェース、記憶媒体、印刷装置など）に出力してもよい。この構成によれば、この出力結果を、選別部６０の調整作業（異常解消のための調整作業）のための情報として利用できる。エア６４の噴射動作についての判断結果は、下流側画像のＸ方向座標値と対応付けられて出力されてもよい。

【0083】

さらに、本実施形態では、コントローラ８０は、同定処理部８６の処理として、上流側画像の対象物９０と下流側画像の対象物９０との同一性を判断する同定処理を行う。より具体的には、コントローラ８０は、上流側画像に基づいて特定の対象物９０であると識別部８１によって判断された対象物９０（つまり、エア６４を噴射すべきと判断された対象物９０）と、下流側画像に基づいて、エア６４が噴射されて移送軌道が変更されたと監視部８４によって判断された対象物９０と、の同一性を判断する。同定処理の手法については、上述の通りである。そして、コントローラ８０は、同定処理の結果（同一性の判断結果）に基づいて、エア噴射によって軌道が変更されたと監視部８４によって判断された対象物９０が、特定の対象物９０（つまり、エア６４を噴射すべきと識別部８１によって判断された対象物９０）であるか否かを判断し、その結果、または、その統計データを任意のデバイスに出力する。この構成によれば、特定の対象物９０が意図される通りに正確に選別されているか否かを把握できる。そのような情報は、例えば、選別部６０の調整作業に利用できる。

【0084】

また、本実施形態では、コントローラ８０は、上流側画像に基づく対象物９０の状態の識別結果と、下流側画像に基づく軌道変更の有無の判断結果（換言すれば、各対象物９０が不良品排出樋７５に導かれたのか、それとも、良品排出樋７４に導かれたのかの判断結果）と、を関連付けて集計して、その集計結果を任意のデバイスに出力する。例えば、コントローラ８０は、良品排出樋７４に導かれた対象物９０のみを母数とする対象物９０の状態の統計データ（以下、良品状態データと呼ぶ）と、不良品排出樋７５に導かれた対象物９０のみを母数とする対象物９０の状態の統計データ（以下、不良品状態データと呼ぶ）と、を出力する。この構成によれば、従来のユーザによる目視確認に頼った手法とは対照的に、選別装置の新規な機能が提供され、ユーザは、良品排出樋７４に導かれた対象物９０の状態と、不良品排出樋７５に導かれた対象物９０の状態と、を区別して、正確に把握できる。代替実施形態では、良品状態データおよび不良品状態データの一方のみが出力されてもよい。

【0085】

代替実施形態では、コントローラ８０は、上流側画像の対象物９０と下流側画像の対象物９０との同一性を判断することなく、良品状態データおよび不良品状態データの少なくとも一方を出力してもよい。例えば、コントローラ８０は、識別部８１の処理として、下流側画像に基づいて、対象物９０の各々の状態を識別してもよい。そして、コントローラ８０は、そのような識別結果と、下流側画像に基づく軌道変更の有無の判断結果と、を関連付けて集計して、その集計結果を任意のデバイスに出力してもよい。

【0086】

上述した選別装置１０によれば、対象物９０の特異な挙動（意図されない挙動）を検出することができる。そして、そのような特異な挙動に起因する識別精度および／または選別精度の低下を抑制するための種々の制御を行うことができる。特異な挙動には、例えば、対象物９０同士の衝突、選別装置１０の構成部品（上述の実施形態では、シュート７３）への衝突などに起因して、対象物９０が想定される移送軌道から外れること、対象物９０の姿勢、形状、重量などに起因して、特定の対象物９０の移送速度が他の対象物９０の移送速度と大きく異なること、対象物９０の形状、対象物９０同士の衝突などに起因して、対象物９０が回転しながら移送されることなどが含まれ得る。

【0087】

図７は、第２実施形態による選別装置１１０の概略構成を示す模式図である。以下、選別装置１１０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。選別装置１１０は、エリアセンサ４０に代えて、第１のエリアセンサ１４０と、第２のエリアセンサ１４５（換言すれば、追加的なエリアセンサ）と、を備えている。第１のエリアセンサ１４０は、選別領域６５よりも上流側に位置する対象物９０のみを撮像可能な（選別領域６５よりも下流側に位置する対象物９０は撮像できない）画角１４１を有している。第２のエリアセンサ１４５は、選別領域６５よりも下流側に位置する対象物９０のみを撮像可能な（選別領域６５よりも上流側に位置する対象物９０は撮像できない）画角１４６を有している。これにより、第１のエリアセンサ１４０は、選別領域６５よりも上流側に位置する視野が撮像された上流側画像を取得し、第２のエリアセンサ１４５は、選別領域６５よりも下流側に位置する視野が撮像された下流側画像を取得する。このように構成された選別装置１１０によっても、選別装置１０の上述した種々の処理（エリアセンサ４０によって取得される画像を利用して行われる各種処理）を同様に実行することができる。

【0088】

本実施形態では、第１のエリアセンサ１４０と第２のエリアセンサ１４５とでは、撮像方向（視野に直交する方向）が異なっている。このため、エア６４の噴射の動作状況（つまり、エア６４の噴射に起因する対象物９０の軌道変更の有無）の判断がより行いやすくなるように画角１４６を設定することが可能になる。

【0089】

代替実施形態では、選別装置１１０は、第１のエリアセンサ１４０に代えて、上流側画像を取得するためのラインセンサを備えていてもよい。

【0090】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、上記した実施形態は、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。

【0091】

例えば、選別装置１０，１１０は、可視光光源（上述の例では、光源３０，３１）に代えて、または、加えて、任意の波長を有する電磁波を対象物９０に照射する電磁波照射源を備えていてもよい。そのような電磁波は、例えば、Ｘ線および近赤外線の少なくとも一方であってもよい。この場合、選別装置１０，１１０は、エリアセンサ４０，１４０，１４５に代えて、または、加えて、電磁波照射源によって照射される電磁波の波長に対応する複数の電磁波検出素子を有するエリアセンサを備えていてもよい。

【0092】

本発明は、選別装置に限られず、種々の形態で実現可能である。例えば、本発明は、対象物の状態を検査するための検査装置として実現されてもよい。そのような検査装置は、例えば、上述した選別装置１０から選別部６０および不良品排出樋７５が取り除かれた構成を備えていてもよい。この場合、コントローラ８０は、識別部８１によって識別された対象物９０の状態に加えて、演算部８２によって演算された挙動情報（あるいは、その統計データ）を、任意のデバイス（例えば、ディスプレイ、通信インタフェース、記憶媒体、印刷装置など）に出力してもよい。

【0093】

そのような検査装置によれば、対象物９０が意図される通りに移送されるように検査装置が正常に動作しているかを挙動情報に基づいて確認できる。また、対象物の特徴（形状および／または大きさ）の均一度が低いと、対象物が移送される際の特異な挙動の発生確率が高くなるので、この検査装置によれば、挙動情報に基づいて、対象物の特徴の均一度を判定できる。

【符号の説明】

【0094】

１０...光学式選別装置
２０...検出ユニット
３０...第１の光源
３１...第２の光源
３２...第１の光
３３...第２の光
４０...エリアセンサ
４１...画角
６０...選別部
６１...ノズル
６２，６２ａ～６２ｉ...開口
６３...バルブ
６４...エア
６５...選別領域
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
８０...コントローラ
８１...識別部
８２...演算部
８３...噴射制御部
８４...監視部
８５...予測部
８６...同定処理部
９０...対象物
９０，９０ａ～９０ｉ，９１，９２，９３，９４...対象物
９３ａ，９４ａ...重心
９３ｂ，９４ｂ...長軸
９５，９５ａ，９５ｄ，９５ｇ，９６，９７，９７ｇ...ベクトル情報
１１０...選別装置
１４０...第１のエリアセンサ
１４１...画角
１４５...第２のエリアセンサ
１４６...画角
Ｄ１...移送方向
Ｄ２...シュート幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】