本發(fā)明涉及一種圖像讀取裝置以及篩選機。尤其，本發(fā)明涉及一種使用了行傳感器的圖像讀取裝置、以及具備這樣的圖像讀取裝置的篩選機。

背景技術：

以往，已知有使用了分別與r(紅)、g(綠)、以及b(青)的三種顏色對應的三個行傳感器(以下，稱作三行傳感器)的圖像讀取裝置。在使用了三行傳感器的圖像讀取裝置中，由于各行傳感器的拍攝對象上的掃描位置(讀取行)不同，因此當直接合成各行傳感器的像素數(shù)據(jù)時，合成圖像中產生色偏。作為防止這樣的色偏的補正方法，以往采用如下方法：將各行傳感器的像素數(shù)據(jù)保持在延遲存儲器中，并將拍攝對象上的同一點通過各行傳感器的各自的讀取行的時刻(即，不同的時刻)所掃描出的像素數(shù)據(jù)對應起來，合成為一個圖像(例如，參照專利文獻1以及2)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利文獻特開2006-211122號公報；

專利文獻2：日本專利文獻特公平6-20221號公報。

技術實現(xiàn)要素：

上述的補正方法在行傳感器的掃描時間間隔中拍攝對象所移動的距離為各行傳感器的讀取行之間的距離的整數(shù)倍時有效。作為在不滿足該條件的情況下的策略，在對比文獻1以及2中還示出通過采用復雜的圖像處理來解決色偏的問題的情況。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其一個目的在于，利用更簡單的方法來解決在使用了多個行傳感器的圖像讀取裝置中的色偏的問題。

為了解決上述的問題，本發(fā)明的一個方式是一種圖像讀取裝置，其包括：多個行傳感器，所述多個行傳感器以預定的掃描時間間隔生成像素數(shù)據(jù)；延遲存儲器，所述延遲存儲器保存來自所述多個行傳感器的像素數(shù)據(jù)；圖像處理單元，所述圖像處理單元針對每個所述行傳感器從所述延遲存儲器中讀取與不同的掃描對應的像素數(shù)據(jù)，并形成圖像；控制單元，所述控制單元調整所述掃描時間間隔。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，其中，所述掃描時間間隔是通過用于驅動所述多個行傳感器的時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率來決定的時間，所述控制單元被構成為通過變更所述時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率中的至少一者來調整所述掃描時間間隔。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，還包括用戶操作單元，所述用戶操作單元被構成為接受用戶輸入，所述用戶輸入用于變更所述時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率中的至少一者。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，還包括：存儲單元，所述存儲單元將多對所述時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率作為預置數(shù)據(jù)而預先存儲；以及用戶操作單元，所述用戶操作單元被構成為接受用戶輸入，所述用戶輸入用于從所述多對中選擇一對。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，還包括顯示單元，所述顯示單元在提供所述用戶輸入之前顯示所形成的圖像。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，還包括速度檢測單元，所述速度檢測單元檢測由所述多個行傳感器拍攝的拍攝對象的移動速度，所述控制單元被構成為基于被檢測出的所述拍攝對象的移動速度，確定所述時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，其中，所述控制單元確定所述時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f，以使得滿足下述式：p/f＝m·(l/v)，其中，m是正整數(shù)，l是與各行傳感器對應的讀取行之間的距離，v是拍攝對象的移動速度。

另外，本發(fā)明的其他方式是上述一個方式中的圖像讀取裝置，還包括補償單元，所述補償單元被構成為根據(jù)所述掃描時間間隔的調整來補償所述圖像的亮度。

另外，本發(fā)明的其他方式是篩選機，其包括：根據(jù)上述一個方式的圖像讀取裝置；以及篩選單元，所述篩選單元基于由所述圖像讀取裝置形成的所述圖像，篩選作為由所述多個行傳感器拍攝的拍攝對象的被篩選物。

根據(jù)本發(fā)明，無需復雜的圖像處理，能夠通過簡單的方法來解決在使用了多個行傳感器的圖像讀取裝置中的色偏的問題。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式所涉及的篩選機100的簡要結構的圖；

圖2是示出三行傳感器201的讀取行的圖；

圖3是示出在三行傳感器201的掃描定時的拍攝對象500的位置與讀取行250r、250g、250b之間的位置關系的圖；

圖4是示出在三行傳感器201的掃描定時的拍攝對象500的位置與讀取行250r、250g、250b之間的位置關系的圖；

圖5是示出來自時鐘207的時鐘脈沖和由驅動電路206生成的儲存時間決定脈沖的圖；

圖6是示出第二實施方式所涉及的篩選機100a的簡要結構的圖；

圖7是示出第三實施方式所涉及的篩選機100b的簡要結構的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行詳細的說明。

圖1是示出第一實施方式所涉及的篩選機100的簡要結構的圖。篩選機100具備圖像讀取裝置200以及氣槍300。篩選機100被構成為：在從上游流動到下游的被篩選物500為不良品時，從氣槍300噴出氣流305。被篩選物500例如為米粒、豆類、谷類、種子、玻璃碎片、塑料碎片等。由氣流305去除不良被篩選物500，由此被篩選物500被篩選為良品和不良品。氣槍300是用于篩選被篩選物500的篩選單元的一個例子，作為篩選單元，可以使用與氣槍300不同的其他機構。

圖像讀取裝置200具備三行傳感器201、透鏡202、模擬數(shù)字轉換器(analogtodigitalconverter，adc)203、延遲存儲器204、圖像處理電路205、驅動電路206、時鐘207、控制部208、用戶操作部209、顯示部210、照明214、調光部215以及圖像補償部216。時鐘207產生預定頻率的時鐘脈沖，供應給驅動電路206。驅動電路206使用來自時鐘207的時鐘脈沖，生成用于驅動三行傳感器201的驅動脈沖，供應給三行傳感器201。三行傳感器201在每當從驅動電路206接受驅動脈沖時，實施掃描(拍攝)動作。三行傳感器201經由透鏡202拍攝以某移動速度v移動的、作為被篩選物的拍攝對象500。三行傳感器201具備分別與r(紅)、g(綠)、以及b(青)的三種顏色對應的三個行傳感器，各行傳感器將與各自的顏色對應的模擬像素信號輸出到以與各自的顏色對應的方式設置的模擬數(shù)字轉換器203。各模擬數(shù)字轉換器203將模擬像素信號轉換為數(shù)字像素數(shù)據(jù)，輸出給延遲存儲器204。圖像處理電路205從延遲存儲器204中讀取各顏色的像素數(shù)據(jù)，形成包含拍攝對象500的圖像。顯示部210顯示由圖像處理電路205形成的圖像。

在顯示于顯示部210的圖像中含有色偏時，作為篩選機100的操作者的用戶將用戶輸入提供給用戶操作部209，該用于輸入用于調整供應到三行傳感器201的驅動脈沖的時間間隔(掃描時間間隔)。驅動脈沖的時間間隔是其長度通過時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率來決定的時間。在本實施方式中，用戶輸入是指定時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量和頻率中的至少一者的變更(增加或者減少)的輸入?？刂撇?08在被提供了指定時鐘脈沖的頻率的變更的用戶輸入時，對時鐘207指示變更之后的頻率。時鐘207產生控制部208所指示的頻率的時鐘脈沖。另外，控制部208在被提供了指定時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量的變更的用戶輸入時，對驅動電路206指示變更之后的計數(shù)數(shù)量。驅動電路206以每當從時鐘207輸入控制部208所指示的計數(shù)數(shù)量的時鐘脈沖時生成驅動脈沖的方式動作。由此，根據(jù)來自用戶的用戶輸入，進行三行傳感器201的掃描時間間隔的調整。

圖2是示出三行傳感器201的讀取行的圖。如圖所示，三行傳感器201具有紅色行傳感器201r、綠色行傳感器201g以及青色行傳感器201b。在拍攝對象500移動的平面q上，紅色行傳感器201r、綠色行傳感器201g以及青色行傳感器201b分別拍攝讀取行250r、250g、250b位置的像。讀取行之間的距離l是由三行傳感器201內部的各顏色行傳感器的間隔、以及包含透鏡202的光學系統(tǒng)的倍率來決定的距離。由此，三行傳感器201被構成為：各顏色的行傳感器201r、201g、201b分別掃描不同位置的讀取行250r、250g、250b。

移動的拍攝對象500在彼此不同的定時通過與各顏色對應的讀取行250r、250g、250b，因此，只要使用在拍攝對象500通過讀取行250r的時間點掃描的紅色行傳感器201r的像素數(shù)據(jù)、通過讀取行250g的時間點掃描的綠色行傳感器201g的像素數(shù)據(jù)、以及通過讀取行250b的時間點掃描的青色行傳感器201b的像素數(shù)據(jù)，就能夠獲得沒有色偏的合成圖像。但是，根據(jù)三行傳感器201的掃描時間間隔與拍攝對象500的移動速度之間的關系，拍攝對象500上的同一位置通過各讀取行250r、250g、250b的定時與三行傳感器201的掃描的定時不同步，因此無法徹底地消除色偏。尤其在篩選機中不能準確地知道被篩選物(拍攝對象)500的移動速度時，該情況可能成為問題。

當將三行傳感器201的掃描時間間隔作為t時，在一次掃描期間拍攝對象500移動的距離k如下。

(1)k＝v·t

另外，將在一次掃描期間拍攝對象500恰好僅僅移動讀取行之間的距離l時的、拍攝對象500的移動速度作為u，并確定滿足

(2)(m-1)·u＜v≤m·u(m＝1，2，3，...)

的正整數(shù)。這時，對于任意第n次掃描，只要三行傳感器201的掃描時間間隔t和拍攝對象500的移動速度v滿足關系式

(3)k＝m·l，即v·t＝m·l

則三行傳感器201的第n次、第n+m次、第n+2m次掃描的定時與拍攝對象500上的同一位置分別通過讀取行250r、250g、250b的定時恰巧一致。另一方面，在掃描時間間隔t和移動速度v不滿足關系式(3)時，殘留有由下述式(4)表示的色偏誤差δl。

(4)δl＝m·l-k＝m·l-v·t

圖3以及圖4是示出在三行傳感器201的掃描定時的拍攝對象500的位置與讀取行250r、250g、250b之間的位置關系的圖。圖3表示在m＝1時關系式(3)成立的情況(即，v·t＝l)。拍攝對象500上的位置x在第n次掃描定時通過讀取行250r，在第n+1次掃描定時通過讀取行250g，在第n+2次掃描定時通過讀取行250b。由此，從延遲存儲器204中讀取與紅色行傳感器201r的第n次掃描對應的像素數(shù)據(jù)、與綠色行傳感器201g的第n+1次掃描對應的像素數(shù)據(jù)、以及與青色行傳感器201b的第n+2次掃描對應的像素數(shù)據(jù)，并對此進行合成，由此能夠獲得沒有色偏的合成圖像。另一方面，圖4表示在m＝1時關系式(3)不成立的情況(即，v·t≠l)。在第n次掃描定時通過讀取行250r的拍攝對象500上的位置x位于在第n+1次和第n+2次掃描定時，分別位于偏離讀取行250g以及250b的位置處。由此，即使合成與紅色行傳感器201r的第n次掃描對應的像素數(shù)據(jù)、與綠色行傳感器201g的第n+1次掃描對應的像素數(shù)據(jù)、以及與青色行傳感器201b的第n+2次掃描對應的像素數(shù)據(jù)，也不能消除色偏，殘留有式(4)的誤差δl。

為了防止產生這樣的色偏誤差δl，本實施方式所涉及的圖像讀取裝置200被構成為：按照用戶提供的用戶輸入，調整供應到三行傳感器201的驅動脈沖之中的、用于決定電荷的儲存時間的驅動脈沖(以下，稱為儲存時間決定脈沖)的時間間隔(掃描時間間隔)t。圖5是示出來自時鐘207的時鐘脈沖、以及由驅動電路206生成的儲存時間決定脈沖的圖。時鐘脈沖是頻率f的連續(xù)脈沖。驅動電路206對時鐘脈沖進行計數(shù)，在每當控制部208所指示的計數(shù)數(shù)量p生成一個儲存時間決定脈沖。通常電荷的儲存時間與儲存時間決定脈沖的周期(掃描時間間隔)t成比例，掃描時間間隔t由p/f表示。由此，根據(jù)時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f，三行傳感器201的掃描時間間隔t變化。用戶通過從用戶操作部209(例如，用于以預定步長增加或者減少計數(shù)量數(shù)p以及頻率f的操作按鈕)提供用戶輸入，能夠調整三行傳感器201的掃描時間間隔t，其中，該用戶輸入變更時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f中的至少一者。

這里，上述的關系式(3)能夠改寫為如下。

(5)p/f＝m·(l/v)

當通過來自用戶的用戶輸入、時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f中的至少一者被變更時，如果作為該變更的結果滿足關系式(5)，則顯示部210所顯示的圖像中就不包含色偏。另一方面，如果即便時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f中的至少一者被變更、也仍然不滿足關系式(5)，則在顯示部210上顯示包含色偏的圖像。用戶一邊確認顯示在顯示部210上的圖像，一邊持續(xù)將變更時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f的用戶輸入提供給用戶操作部209，直至圖像內的色偏最不引人注目。由此，最終能夠使由圖像處理電路205形成的圖像中所包含的色偏最小化。

這時，能夠實現(xiàn)的最小的色偏依賴于三行傳感器201的掃描時間間隔t的調整分辨率，即依賴于相對于時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f的各種值而掃描時間間隔t能夠采用的值的分辨率。當計數(shù)數(shù)量p的分辨率為δp時，由于在頻率為f且計數(shù)數(shù)量為p時的掃描時間間隔為t＝p/f、以及在頻率為g且計數(shù)數(shù)量為p+δp時的掃描時間間隔為t’＝(p+δp)/g，因此，掃描時間間隔的分辨率h由下述式(6)表示。

【式1】

(6)

在提供僅變更時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p的用戶輸入時，f＝g，這時，最小的分辨率h在δp＝1時如下。

(7)h＝1/f

另外，在提供僅變更時鐘脈沖的頻率f的用戶輸入時，由于δp＝0，因此分辨率h如下式(8)。

【式2】

(8)

另一方面，在時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f固定的現(xiàn)有的圖像讀取裝置中，掃描時間間隔t的分辨率與t自身相等。由此，如果h/t＜1，則本實施方式所涉及的圖像讀取裝置200能夠以比現(xiàn)有的圖像讀取裝置更高的精度補正色偏。該條件由下述式(9)表示，對此進行變形從而獲得式(10)。

【式3】

(9)

【式4】

(10)且(p+δp)＞0

在以上所述的本實施方式的圖像讀取裝置200中，進行增減三行傳感器201的掃描時間間隔t、即電荷的儲存時間的控制。通過電荷的儲存時間增減，由圖像處理電路205形成的圖像的亮度有可能變動。于是，在本實施方式所涉及的圖像讀取裝置200中，為了防止或者減少由圖像處理電路205形成的圖像的亮度的變動，還可以具備調光部215或者圖像補償部216，調光部215用于對拍攝對象500的照明214進行調光，圖像補償部216用于在圖像處理電路205的圖像處理中補償圖像的亮度。作為一個例子，調光部215被構成為：將照明214調光到根據(jù)由控制部208所指示的時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f來決定的掃描時間間隔t預先確定的發(fā)光強度。另外，例如，圖像補償部216基于從圖像處理電路205所生成的圖像中求出的亮度來實施反饋控制，以使得所得到的圖像的亮度變得恒定?；蛘撸{光部215以及圖像補償部216也可以被構成為按照來自用戶的設定來動作。

圖6是示出本發(fā)明第二實施方式所涉及的篩選機100a的簡要結構的圖。篩選機100a與第一實施方式的不同點在于，圖像讀取裝置200a具備存儲部211。存儲部211保存預置數(shù)據(jù)212。預置數(shù)據(jù)212是包含多對時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f的數(shù)據(jù)?？梢苑謩e按照被篩選物500的種類來設定各對時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f。例如，將在被篩選物500為米粒時適用的一對計數(shù)數(shù)量p1和頻率f1、在被篩選物500為豆類時適用的一對計數(shù)數(shù)量p2和頻率f2、以及在被篩選物500為谷類時適用的一對計數(shù)數(shù)量p3和頻率f3等作為預置數(shù)據(jù)212而保存到存儲部211。用戶將指定被篩選物500的種類的用戶輸入提供給用戶操作部209。控制部208從存儲部211的預置數(shù)據(jù)212中讀取與由用戶輸入指定的被篩選物500的種類對應的一對計數(shù)數(shù)量p和頻率f，將讀取的計數(shù)數(shù)量p和頻率f分別指示給驅動電路206和時鐘207。由此，用戶僅通過指定被篩選物500的種類，能夠適當?shù)卣{整三行傳感器201的掃描時間間隔。

圖7是示出本發(fā)明的第三實施方式涉及的篩選機100b的簡要結構的圖。篩選機100b的圖像讀取裝置200b替代用戶操作部209而具有速度檢測部213。速度檢測部213被構成為：檢測被篩選物500的移動速度v。速度檢測部213將表示所檢測到的移動速度v的數(shù)據(jù)供應給控制部208。控制部208基于移動速度v，確定與上述的關系式(5)最匹配的時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p和頻率f。例如，控制部208被構成為：從存儲部211的預置數(shù)據(jù)212中選擇與關系式(5)最匹配的一對計數(shù)數(shù)量p和頻率f?；蛘撸刂撇?08也可以被構成為：在時鐘脈沖的計數(shù)數(shù)量p(或者，頻率f)為固定值時，根據(jù)關系式(5)來計算出作為另一個變數(shù)的時鐘脈沖的頻率f(或者，計數(shù)數(shù)量p)。由此，根據(jù)本實施方式，無需來自用戶的用戶輸入，能夠自動且適當?shù)卣{整三行傳感器201的掃描時間間隔。

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限于此，在不超出其要旨的范圍內，可以進行各種變更。

符號說明

100...篩選機，200...圖像讀取裝置，2013...行傳感器，202...透鏡，203...模擬數(shù)字轉換器，204...延遲存儲器，205...圖像處理電路，206...驅動電路，207...時鐘，208...控制部，209...用戶操作部，210...顯示部，211...存儲部，212...預置數(shù)據(jù)，213...速度檢測部，214...照明，215...調光部，216...圖像補償部，300...氣槍，305...氣流，500...拍攝對象(被篩選物)。