(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】穀粒判別器
(51)【国際特許分類】
G01N 21/85 20060101AFI20231219BHJP
G01N 21/84 20060101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
G01N21/85 A
G01N21/84 D
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020012803
(22)【出願日】2020-01-29
(65)【公開番号】P2021117201
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-10-13
(73)【特許権者】
【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】110001151
【氏名又は名称】あいわ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】池田 学
【審査官】小野寺 麻美子
(56)【参考文献】
【文献】再公表特許第２００８／０３８７５２（ＪＰ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１７３８８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１４２３４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３１１７９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公昭４５－０１７５４９（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】韓国登録特許第１０－０６１９５００（ＫＲ，Ｂ１）
【文献】特開２０１７－１５０８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０２７４５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００７６１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１６８３０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１５１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０９－５０９４９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８
Ｈ０４Ｎ １／０２４ － Ｈ０４Ｎ １／２０７
Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源が発する光を集光するレンズと、
前記レンズによって集光される光を反射させる反射部と、
判別対象の穀粒が載置されるとともに前記光が載置された穀粒に照射されるように、光透過性を有し、前記反射部で反射した光を下面で受けるプレート部材とを備え、
前記反射部は、前記プレート部材に対して移動しないように設けられている穀粒判別器。
【請求項2】
前記レンズは、前記レンズに入射する光の最大光度の向きと前記レンズから出射する光の最大光度の向きとが異なるように配置される請求項１に記載の穀粒判別器。
【請求項3】
前記反射部の周辺領域に配置され、前記光源を収容する収容空間と前記光源が発する光を通過させる開口とを形成する光源収容部を、さらに備え、前記レンズは前記開口に配置されており、前記レンズと前記光源収容部との間には、前記レンズを透過しない光を通過させる隙間が設けられている請求項１又は２に記載の穀粒判別器。
【請求項4】
前記光源は、前記収容空間内において、前記反射部が配置される方向とは異なる方向に向けて光を発する請求項３に記載の穀粒判別器。
【請求項5】
前記光源収容部は、前記収容空間の一部を形成して前記光源が発する光を反射させるとともに前記反射部に対して傾斜している導光面を有する請求項３又は４に記載の穀粒判別器。
【請求項6】
前記レンズは、シリンドリカルレンズである請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の穀粒判別器。
【請求項7】
前記反射部は、つやのない反射面を有する請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の穀粒判別器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、穀粒の品質を判別するための穀粒判別器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、穀粒に照射された光の透過光に基づいて穀粒の割れの有無などを判別するための穀粒判別器が知られている。例えば、特許文献１には、透明トレーの側方に配置された光源から、反射板を介して、透明トレーの下面に光を照射させる穀粒判別器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－１７３８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示された穀粒判別器では、光源が透明トレーの一側方に設けられているため、透明トレーの光源から遠い領域は、光源から近い領域よりも暗くなる。すなわち、透明トレーに載置された穀粒に照射される光の強度のむらが生じて、穀粒の品質の判別が正しく行われなくなるおそれがある。
【0005】
本発明は、穀粒に照射される光の強度にむらが生じることを抑制することが可能な穀粒判別器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
穀粒判別器が、光源と、光源が発する光を集光するレンズと、前記レンズによって集光される光を反射させる反射部と、判別対象の穀粒が載置されるとともに前記光が載置された穀粒に照射されるように、光透過性を有し、反射部で反射した光を下面で受けるプレート部材とを備え、前記反射部は、前記プレート部材に対して移動しないように設けられている。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、穀粒に照射される光の強度にむらが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の実施形態の穀粒判別器を示す斜視図である。
【図2】第１の実施形態の穀粒判別器を示す平面図である。
【図5】開口から出射する光の最大光度の向きを示す図である。
【図6】プレート部材が受ける光の照度を示す図である。
【図7】開口から出射する光の最大光度の向きを示す図である。
【図8】第１の実施形態においてプレート部材が受ける光の照度を示す図である。
【図9】第２の実施形態の穀粒判別器の縦断面の一部拡大図である。
【図10】第２の実施形態においてプレート部材が受ける光の照度を示す図である。
【図11】別の形態のレンズを示す図である。
【図12】さらに別の形態のレンズを示す図である。
【図13】さらに別の形態のレンズを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、第１の実施形態に係る穀粒判別器について図面を用いて説明する。
【0010】
図１は、第１の実施形態の穀粒判別器を示す斜視図である。穀粒判別器１は、穀粒に光を照射するための機器であり、米、麦、豆、コーンなどの穀粒の品質を判別するために用いられる。
【0011】
例えば、胴割れが生じている米に対して光を照射した場合、胴割れ部分で光が反射する。そのため、胴割れ部分を透過する光の強度が弱くなり、胴割れ部分が暗く見える。したがって、米を透過する透過光の明暗によって、胴割れの有無、および胴割れの大きさなどの判別をすることができる。
【0012】
穀粒判別器１は、本体２とプレート部材３とを備える。
【0013】
本体２は、例えば、箱型に形成される。本体２には、プレート部材３の下面に向けて光を照射するための各種機器が内蔵される。
【0014】
プレート部材３は、判別対象の穀粒を載置するための部材である。プレート部材３は、プレート状に形成される。プレート部材３は、本体２の上面に設置される。プレート部材３は、例えば、透明な合成樹脂で形成される。ただし、プレート部材３は、光透過性を有する材料で形成されていればよい。
【0015】
図２は、第１の実施形態の穀粒判別器１を示す平面図である。
【0016】
本体２は、例えば、平面視で矩形に形成される。本体２の形状は、平面視で、矩形に限られず、円形、３角形、６角形などの多角形に形成されてもよい。
【0017】
プレート部材３は、例えば、平面視で円形に形成される。プレート部材３の形状は、平面視で、円形に限られず、楕円形、多角形に形成されてもよい。
【0018】
【0019】
光源収容部４は、本体２の内側面に沿って配置される横長形状の部材である。光源収容部４は、本体２の４つのすべての内側面に沿って配置される。ただし、光源収容部４は、複数の内側面のうちの少なくとも１つの内側面に沿って配置されていればよい。
【0020】
レンズ５は、各光源収容部４から見て本体２の内側方向に、各光源収容部４に隣合うように配置される。
【0021】
反射部６は、本体２内部の中央に、本体２の底面に平行に配置される。すなわち、光源収容部４は、反射部６の周辺領域に反射部６を囲むように配置される。
【0022】
次に、光源収容部４、レンズ５および反射部６の各構成について詳細に説明する。
【0023】
【0024】
光源収容部４は、光源７を収容する部材である。光源収容部４は、取付部４１、第１の導光部４２、および第２の導光部４３を有する。
【0025】
取付部４１は、光源７が取り付けられる取付面４１１を有する。取付面４１１には、１つまたは２つ以上の光源７が取り付けられる。
【0026】
取付面４１１は、光を反射させてこの光をレンズ５に導く面である。取付面４１１は、例えば、白色のつやのある面である。取付面４１１は、例えば、平面である。取付面４１１は、穀粒判別器１が水平面に置かれた場合、本体２の外側方向、かつ、斜め下方に向けられている。
【0027】
第１の導光部４２は、取付部４１の上端に接続される部分である。第１の導光部４２は、光を反射させる第１の導光面４２１を有する。第１の導光面４２１は、例えば、白色のつやのある面である。第１の導光面４２１は、例えば、平面である。第１の導光部４２は、第１の導光面４２１と取付面４１１とが、例えば、直角をなすように取付部４１に接続される。
【0028】
第２の導光部４３は、第１の導光部４２の下端に接続される部分である。第２の導光部４３は、取付面４１１に対向する位置に、光を反射させる第２の導光面４３１を有する。第２の導光面４３１は、例えば、白色のつやのある面である。第２の導光面４３１は、例えば、平面である。
【0029】
第２の導光部４３は、第２の導光面４３１が第１の導光面４２１との間で鋭角を形成するように第１の導光部４２に接続される。また、第２の導光面４３１は、反射部６に対して傾斜して形成される。
【0030】
第２の導光面４３１が反射部６に対して傾斜しているため、第２の導光面４３１が反射部６に平行に形成されている場合よりも、光源収容部４の幅を小さくすることができる。ここで、光源収容部４の幅とは、光源収容部４の水平方向であって光源収容部４の長手方向に直交する方向の幅である。すなわち、図４に図示された光源収容部４の左右方向の幅である。光源収容部４の幅を小さくすることにより、穀粒判別器１を小型化することができる。
【0031】
また、第１の導光面４２１と第２の導光面４３１とが鋭角を形成するように配置されているため、第１の導光面４２１が第２の導光面４３１に直角に接続される場合よりも、光源収容部４の高さを低くすることができる。その結果、穀粒判別器１を小型化することができる。
【0032】
取付面４１１、第１の導光面４２１、および第２の導光面４３１は、上記構成により光源７を収容する収容空間を形成する。つまり、取付面４１１、第１の導光面４２１、および第２の導光面４３１は、それぞれ、光源７を収容する収容空間を形成する面の一部である。また、第１の導光面４２１に対向する領域には、光源７が発する光を通過させる長穴状の開口が形成される。
【0033】
なお、取付面４１１、第１の導光面４２１、および第２の導光面４３１はそれぞれ、曲面で形成されていてもよい。この場合、各面は滑らかに接続するように形成される。
【0034】
光源７は、例えば、蛍光灯、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成される。
【0035】
光源７が発した光は、取付面４１１、第１の導光面４２１、または第２の導光面４３１で一回、もしくは複数回反射して、開口に向かう。開口に到達した光は、レンズ５に入射する。
【0036】
レンズ５は、光源収容部４の開口に配置され、光源７が発して開口に到達した光を集光する。レンズ５は、例えば、受光面が凸状のレンズである。レンズ５は、例えば、円柱状に形成されたシリンドリカルレンズである。
【0037】
反射部６は、例えば、平面視略矩形の板状に形成される部材である。反射部６の一辺の長さは、プレート部材３の底面の直径よりも大きく形成される。したがって、図４に示すように、反射部６の外周部はプレート部材３の外周部よりも外側に位置することになる。これにより、反射部６は、プレート部材３の底面の全領域に向けて光を反射させることができる。換言すれば、プレート部材３の底面は、反射部６からの光を底面の全領域で受けることができる大きさに設定される。なお、図４に示すプレート部材３は、プレート部材３の水平方向の位置を示すために本体２中に仮想的に示したものであり、実際は上述したように、本体２の上に載置される。
【0038】
反射部６は、レンズ５によって集光された光をプレート部材３の下面に向けて反射させる反射面６１を有する。反射面６１は、例えば黒色に形成される。また、反射面６１は、つやのない面で形成される。これにより、光源７の輪郭が反射面６１に映り込むことを防止することができる。また、プレート部材３に載置された穀粒の像が反射面６１に映り込むことを防止することができる。
【0039】
反射面６１で反射した光は、透明な合成樹脂で形成されたプレート部材３を透過し、プレート部材３に載置された穀粒を照らす。なお、本実施の形態では、本体２の４つの内側面に沿って配置された光源収容部４からの光が、順次切り換えられてプレート部材３の下面を照射する。
【0040】
上述したように、穀粒判別器１が水平面に置かれたとき、取付面４１１は、本体２の外側方向、かつ、斜め下方を向いている。つまり、光源７は、反射面６１が配置されている方向とは異なる方向に向けて光を発し、レンズ５は、取付面４１１、第１の導光面４２１および第２の導光面４３１で反射した光を受けることになる。その結果、光源７からの光がある程度拡散するため、光源７の輪郭が反射面６１に映り込むことを防止することができる。
【0041】
【0042】
【0043】
光源収容部４の開口にレンズが配置されていない場合、開口から出射する光の最大光度の向きは、概ね、第２の導光面４３１に平行に反射面６１へ向かう向き（太い矢印Ａ１で示す向き）である。つまり、光源７が発した光は、反射面６１の光源７側の端部付近、例えば反射面６１の端部からｌ1［ｍｍ］の位置をもっとも明るく照らしている。その結果、反射面６１で反射する光はプレート部材３の光源側を明るく照らすことになる。なお、太い矢印Ａ２は、反射面６１で反射した光の向きを示している。
【0044】
【0045】
開口にレンズ５が配置されていない場合、図６に示すように、光源７に近い領域では照度が高く、光源７から遠い領域では照度が低くなる。すなわち、プレート部材３の両端間において、受ける光の照度の差が大きい。
【0046】
図７は、開口から出射する光の最大光度の向きを示す図である。図７は、光源収容部４の開口にレンズ５が配置されている穀粒判別器１の縦断面の一部を示している。レンズ５が光源収容部４の開口に配置されている場合、レンズ５は、開口を通過する光を集光するとともに光が進む向きを変化させる。
【0047】
図７に示すとおり、取付面４１１と第２の導光面４３１との間の凸面がレンズ５の受光面となり、レンズ５は受光面で光を受けて、この光の最大光度の向きを変化させる。換言すれば、レンズ５は、レンズ５に入射する光の最大光度の向きとレンズ５から出射する光の最大光度の向きとが異なるように配置されている。
【0048】
図７に示すように開口にレンズ５が配置されている場合は、開口にレンズ５が配置されていない場合よりも、光の最大光度の向き（太い矢印Ａ１で示す向き）が反射面６１の中心寄りになる。つまり、もっとも明るく照らされる反射面６１上の位置は、例えば、反射面６１の端部からｌ２［ｍｍ］の位置となる。このｌ２［ｍｍ］は、図５に示すｌ１［ｍｍ］よりも大きい値である。
【0049】
【0050】
開口にレンズ５が配置された穀粒判別器１では、開口にレンズ５が配置されていない穀粒判別器１と比べて、プレート部材３の両端間において、受ける光の照度の差が小さい。すなわち、第１の実施形態に係る穀粒判別器１では、プレート部材３に照射される光の強度にむらが生じることを抑制することができる。
【0051】
その結果、プレート部材３に載置された穀粒に対してより均一に光が照射されるため、穀粒の判別が正しく行なわれる。
【0052】
なお、図７に示すように開口にレンズ５が配置された場合、反射面６１の光源側の最端部に向かう光は、レンズ５によって反射面６１の中心寄りに集光される。そのため、図８に示すように、プレート部材３の、光源７にもっとも近い領域の照度は低くなる。
【0053】
次に、第２の実施形態に係る穀粒判別器１について説明する。
【0054】
図９は、第２の実施形態の穀粒判別器１の縦断面の一部拡大図である。第２の実施形態の穀粒判別器１では、レンズ５と第２の導光面４３１との間に隙間が設けられている。このレンズ５の配置以外の構成については、第２の実施形態に係る穀粒判別器１は、第１の実施形態に係る穀粒判別器１と同じである。
【0055】
レンズ５と第２の導光面４３１との間の隙間により、光源７が発する光の一部は、レンズ５を透過せずに、直接、反射面６１に向かう。つまり、この隙間は、収容空間からの光を反射部６に向けて通過させる。レンズ５を透過せずに反射面６１で反射した光は、レンズ５を透過して、あるいは、レンズ５を透過せずにプレート部材３の下面に照射される。なお、この隙間の寸法は、例えば、直径が１５［ｍｍ］のシリンドリカルレンズをレンズ５として用いた場合、３［ｍｍ］程度に設定される。このとき、取付部４１の下端と第２の導光面４３１との距離、すなわち、開口の上端と下端との間の寸法は、１８［ｍｍ］以下である。換言すれば、この開口の上端と下端との間の寸法は、レンズ５の直径と隙間の寸法の合計値と同じか、もしくはそれよりも小さくなるように、レンズ５の大きさなどに応じて設定される。
【0056】
【0057】
図１０に示すように、第２の実施形態に係る穀粒判別器１では、第１の実施形態に係る穀粒判別器１と同様に、プレート部材３は、全幅にわたって、概ね均一に光を受ける。すなわち第２の実施形態に係る穀粒判別器１では、プレート部材３に照射される光の強度にむらが生じることを抑制することができる。
【0058】
また、第２実施形態に係る穀粒判別器１では、レンズ５と第２の導光面４３１との間に隙間が設けられている。そのため、反射面６１の光源７側の端部にもレンズ５を透過しない光が直接照射される。結果として、プレート部材３の光源７側の端部、すなわち、プレート部材３の底面の外周部分にも光が照射され、プレート部材３は全幅にわたってより均一に光を受けることができる。
【0059】
その結果、プレート部材３に載置された穀粒に対してより均一に光が照射されるため、穀粒の判別が正しく行なわれる。
【0060】
なお、図７および図９では、断面が円形に形成されたシリンドリカルレンズを図示しているが、レンズ５は、受光面が凸状に形成されていればよい。例えば、レンズ５は、図１１に示すように、出射面が平面で形成されるかまぼこ型のレンズ５であってもよい。また、図１２に示すように、レンズ５の断面が楕円で形成されてもよい。すなわち、レンズの受光面の凸状は湾曲面を備えているものであれば良い。
【0061】
また、図１３に示すように、レンズ５は、円形の凸レンズであってもよい。この場合、レンズ５は、開口に沿って複数配置される。レンズ５が円形の凸レンズで形成される場合、レンズ５が互いに接する接触部付近には、開口から反射面６１に向かう光が通過する隙間が形成される。この隙間から出射する光によって反射面６１の端部付近に光が照射される。そのため、プレート部材３の外周部分にも均一に光を照射することができる。その結果、プレート部材３に載置された穀粒に対してより均一に光が照射されるため、穀粒の判別が正しく行なわれる。
【0062】
なお、上述した各実施の形態では、穀粒判別器１の箱型に形成された本体２内部に別途光源収容部４を設けて光源７を設けているが、これに限られない。本体の内部に光源を設けて光源収容部を形成するようにしても良い。この場合、光源を内蔵した本体内部が光源を収容する収容空間を形成することになり、本発明の光源収容部に相当する。
【符号の説明】
【0063】
１ 穀粒判別器
２ 本体
３ プレート部材
４ 光源収容部
４１ 取付部
４１１ 取付面
４２ 第１の導光部
４２１ 第１の導光面
４３ 第２の導光部
４３１ 第２の導光面
５ レンズ
６ 反射部
６１ 反射面
７ 光源
２ 本体
３ プレート部材
４ 光源収容部
４１ 取付部
４１１ 取付面
４２ 第１の導光部
４２１ 第１の導光面
４３ 第２の導光部
４３１ 第２の導光面
５ レンズ
６ 反射部
６１ 反射面
７ 光源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】