JPH0324271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 利用分野 この発明は、例えば米粒のような被選別物の色
彩を選別する色彩選別機に係り、特に色彩選別の
調整を自動的に行なえるようにした。色彩選別機
における自動調整装置に関する。

(ロ) 従来技術 従来、色彩選別機は大略第６図に示す構成が知
られている。第６図において、破線によつて囲ま
れた部分は被選別物を観察するための観察部１で
あり、ここには４個の光源２、背光板３、レンズ
４及び光センサ５を備えて構成されている。この
観察部１には、シユート６から順次繰出される被
選別物７が通過する。そして、被選別物７は観察
部１内を通過中に光源２によつて一定の強さの光
が照射され続けられると共に、背光板３によつて
反射して被選別物の背景の明るさを与える背景光
も照射される。そして前記被選別物７により透過
及び反射された光はレンズ４により集光され、光
センサ５によつて受光されて電気信号に変換さ
れ、色彩表示信号として増幅器８に送られる。こ
の増幅器８には利得調整用の可変抵抗９が設けら
れ、ここで増幅された色彩表示信号は比較器１０
の一方に入力端に与えられる。比較器１０は他方
の入力端に与えられている選別基準信号と前記色
彩表示信号のレベルを比較し、基準レベル以上の
場合は不良品検知信号を出力してエジエクタ１１
を作動させ、エアーを送つて観察部１を通過した
不良の被選別物の軌道を変えることにより、不良
品の排除を行なつている。

なお、第６図において省略して示すように、多
チヤンネル機では上述の構成が各チヤンネルごと
に設けられている。

第７図は観察部の別の構成例を示し、この場合
は被選別物７に背景光を与える背光手段として前
記背光板３に替えて背光用光源１２と半透明板１
３とを設けている。

(ハ) この発明が解決しようとする問題点 前述の色彩選別機において、被選別物の種類又
は色彩状態の変化、また光源２の汚れなどによる
色彩選別機の選別状態の変化が生じる場合があ
る。この対策としては特に、被選別物に照射され
る光、即ち背景光の明るさを調整して色彩表示信
号中の良品と不良品のピーク値の差を大きくする
こと、また不良品の判定レベルの調節即ち比較器
に与える選別基準信号を調整すること、が必要で
ある。

第８図は前記背景光の明るさの差により色彩表
示信号に表われる波形の変化を示したものであ
る。第８図Ａは被選別物に照射される背景光が明
るすぎる場合を示し、このため色彩表示信号中に
は背景光を示すレベルａよりも暗さ方向（第８図
中、Ｘ方向）に被選別物７に対応する波形が表わ
れ、このうち暗さ方向の一定レベル以上の波形が
不良と判断される。第８図Ｂは背景光が被選別物
７の良品の明るさにほぼ調整されている場合を示
し、この場合は良品の被選別物７に対応する波形
はレベルａの近傍にあり、また不良品に対応する
波形は暗さ方向へのピークが強調され、良品と不
良品との波形の差が大きく示される。第８図Ｃは
背景光が被選別物７の明るさに比べて暗すぎる場
合を示し、この場合は被選別物７と対応する波形
は明るさ方向（第８図中、Ｙ方向）に被選別物７
の反射光に比例した大きさで表われる。このよう
に、被選別物７の良・不良の選別を精度良く行な
うためには、第８図Ａ及びＣの場合は良・不良品
を示す色彩表示信号の波高値の差が小さいから、
第８図Ｂに示すように背景光を被選別物の明るさ
に合わせる必要がある。

前述の背景光の明るさの調整及び不良品の判定
レベルの調整作業は従来、人手によつて行なつて
おり、調整作業が煩雑で多くの時間と労力を要す
るだけでなく、選別精度も低下するおそれがあつ
た。

この発明の目的は、色彩選別機において、最適
な明るさの背景光を自動的に与えることができ、
以つて常に最適な選別状態を維持できるようにし
た自動調整装置を提供することである。

またこの発明の別の目的は、色彩選別機におい
て、比較器に与えるための最適な選別基準信号を
自動的に作成し、以つて常に最適な選別状態を維
持できるようにした自動調整装置を提供すること
である。

(ニ) 問題点を解決するための手段 最適な明るさの背景光を与えるため、この発明
の自動調整装置は、色彩表示信号中の信号波形の
正及び負のピーク値を複数抽出する信号サンプル
回路と、この信号サンプル回路から得られた正及
び負のサンプル値の各相加平均値を求め、さらに
該正及び負の相加平均値の比を求める演算回路
と、前記相加平均値の比が所定値となるように背
光手段を制御して被選別物への背景光の強さを調
整する背光手段と、を備えている。

また、最適な選別基準信号を自動的に作成する
ため、この発明の自動調整装置は色彩表示信号中
の信号波形のピーク値を複数抽出する信号サンプ
ル回路と、この信号サンプル回路から得られたピ
ーク値及びサンプル個数の分布に基づいて被選別
物の良・不良判定の選別基準信号を作成して比較
器へ出力する選別基準作成回路を備えている。

(ホ) 作用 色彩表示信号中の信号波形の正及び負のピーク
値の各相加平均値の比が所定値になるように背光
手段が調整されることにより、背景光が最適状態
に調整され、この結果第８図Ｂに示すように色彩
表示信号中の被選別物の波形が最適状態に調整さ
れる。

また、色彩表示信号中の被選別物を示す信号波
形のピーク値の分布をサンプル個数と共に求める
ことにより、被選別の良品を示すピーク値分布と
不良品を示すピーク値分布の間にある該両分布に
比して比較的サンプル個数の少ないピーク値が選
別基準値として求められる。

(ヘ) 実施例 第１図はこの発明の色彩選別機の好適な一実施
例を示し、同図において観察部１及びシユート６
は第６図に示す構成と同一であるので省略されて
いる。第１図は多チヤンネル機を示し、各チヤン
ネルごとに被選別物の選別動作が実行される。そ
して、各チヤンネルごとに、光センサ５、増幅器
２１、可変利得増幅器２２、比較器２３、信号サ
ンプル回路２４、エジエクタ１１、モータ２５及
び背景板３を備えており、制御部２６は各チヤン
ネルに共通して構成されている。

光センサ５から出力される色彩表示信号は増幅
器２１により増幅され、その出力は可変利得増幅
器２２に与えられる。可変利得増幅器２２は、制
御部２６から利得制御信号が入力され、この利得
制御信号に従つて利得の調整が行なわれる。可変
利得増幅器２２から出力される色彩表示信号は信
号サンプル回路２４及び比較器２３の一方の入力
端に与えられる。比較器２３の他方の入力端には
制御部２６から選別基準信号が入力されており、
比較器２３は該選別基準信号と色彩表示信号のレ
ベルを比較し、選別信号をエジエクタ１１に出力
する。

第２図は信号サンプル回路２４の構成図を示
し、大略、正側サンプル回路と、負側サンプル回
路とから構成され、該両回路は同一構成であるの
で同一部分は同一符号を付し、以下正側サンプル
回路について説明する。第３図Ａに示す、信号サ
ンプル回路２４へ入力する前記色彩表示信号は整
流回路２７に与えられ、ここで正側、即ち背景光
を示すレベルａよりも暗さ方向の波形のみが第３
図Ｂに示すように取り出され、ピーク検出回路２
８及び微分回路２９に与えられる。微分回路２９
は第３図Ｂの整流信号を微分して、第３図Ｃに示
す微分信号を比較器３０へ出力する。比較器３０
は入力する微分信号が正から負に切り換わる際、
即ち色彩表示信号の正側のピーク値と対応するタ
イミングでサンプルパルスを第３図Ｄに示すよう
に出力し、遅延回路３１及びサンプルホールド回
路３２に与える。遅延回路３１は第３図Ｅに示す
ように一定時間遅延してリセツト信号としてピー
ク検出回路２８に与える。ピーク検出回路２８は
入力した前記整流信号のピーク値を検出してサン
プルホールド回路３２に出力し、また前記リセツ
ト信号によりリセツトされて次の信号のピーク検
出に備えられる。この結果、ピーク検出回路２８
から第３図Ｆに示すピーク検出信号が出力され
る。サンプルホールド回路３２は、入力するサン
プルパルスの立上りでピーク検出信号のレベルを
第３図Ｇに示すように保持し、正側のピーク値と
して制御部２６に出力する。全く同様にして負側
サンプル回路においても、負側、即ち色彩表示信
号の背景光を示すレベルａよりも明るさ方向の波
形のピーク値が抽出されて制御部２６に出力され
る。

第１図において、制御部２６は入出力ポート３
３、Ａ／Ｄ（アナログ／デイジタル）変換器３４、
Ｄ／Ａ（デイジタル／アナログ）変換器３５、
CPU（中央処理装置）３６、ROM（リード・オン
リ・メモリ）３７及びRAM（ランダム・アクセ
ス・メモリ）３８を備えて構成されている。前記
信号サンプル回路２４から出力される正及び負の
アナログ・ピーク値はＡ／Ｄ変換器３４に与えら
れ、ここでデイジタル・ピーク値へと変換されて
CPU３６へ与えられる。CPU３６はピーク値の
加算、除算等を行なう演算回路３６ａ、この演算
結果を所定値と比較し、その差を制御信号として
入出力ポート３３に出力する制御回路３６ｂ、ピ
ーク値の大きさ及びその個数をRAM３８に記憶
させてピーク値及びその個数の分布を求め、この
分布状態から被選別物の選別基準値を作成する選
別基準作成回路３６ｃを備えている。

入出力ポート３３は前記制御信号を受け、可変
利得増幅器２２に対し利得制御信号を、又はモー
タ２５に対して背光調整信号を夫々出力する。モ
ータ２５は背光調整信号に従つて背光板３を正又
は逆方向に所定量回動する。また、選別基準作成
回路３６ｃから出力された選別基準値はＤ／Ａ変
換器３５によりアナログ信号に変換され、比較器
２３へ選別基準信号として与える。

背景光の明るさの調整は詳しくは次ようにして
行なう。いま、前述の色彩選別機において、ひと
つのチヤンネルについて説明する。サンプル回路
２４から制御部２６の演算回路３６ａに与えられ
た正側のピーク値P₊₁、P₊₂……P_+nと負側のピー
ク値P_-1、P_-2、……P_-oの夫々の平均値の比 （P₊₁＋P₊₂＋……P_+n）／ｍ／（P_-1＋P_-2＋……＋P_-o）
／ｎ が求められる。そして、制御回路３６ｂにおい
て、前記比が一定値Ｋ（通常は＝１）となるべく、
制御信号が出力される。この結果、入出力ポート
３３を介した背光調整信号がモータ２５に与えら
れて、背光板３を回動して背景光の強度を調整
し、前記比がＫと等しく、即ち背景光が被選別物
の明るさに等しくなるように自動的に調整され
る。

前記色彩選別機が多チヤンネル機であつて、背
光板３はチヤンネルごとに設けられずに各チヤン
ネル共通の一枚の背光板を使用する場合がある。
この場合は、一定期間中に抽出された各チヤンネ
ルごとの正側のピーク値の平均と負側のピーク値
の平均の比を平均した値がＫとなるように背光板
の角度が調整される。即ち、チヤンネル数をＩと
し、各チヤンネルの正側のピーク値を、 1P₊₁……1P_+n1、2P₊₁……2P_+n2、IP₊₁……
IP_+nI 負側のピーク値を、 1P_-1……1P_-o1、2P_-1……2P_-o2、IP₊₁……
IP_-oI とすると、 ｛1P₊₁＋1P₊₂＋……＋1P_+n1）／m1／1P_-1＋1P_-2＋……
＋P_-o1）／n1＋……＋IP₊₁＋IP₊₂＋……＋IP_+nI）／mI
／IP_-1＋IP_-2＋……＋IP_-oI）／nI｝／Ｉ がＫとなるように背光板が調整される。

第４図は、第７図に示すように背光手段として
光源１２を使用した場合における色彩選別機の制
御部の概略回路構成図を示している。第４図にお
いて入出力ポート４１からは前記利得制御信号が
出力され、CPU３６から出力される背景光の制
御信号はＤ／Ａ変換器４２により電圧又は電流の
背光調整信号に変えられ、背光用光源１２の光強
度、即ち背景光の調整が行なわれる。

良・不良の判定の基準、即ち比較器２３への選
別基準信号を作成するには、信号サンプル回路２
４から一定時間又は一定個数、Ａ／Ｄ変換器３４
を介して得られるピーク値を選別基準作成回路３
６ｃにより該ピーク値と個数の分布、即ち第５図
に示すようなヒストグラムを作成する。第７図に
おいて、良品のピーク値の分布を示す大きい山
と、不良品のピーク値の分布を示す小さい山との
間の谷の部分の値を検知し、このレベル値をＤ／
Ａ変換器３５を介して比較器２３へ選別基準信号
として出力される。

前記色彩選別機が多チヤンネル機である場合、
各チヤンネル間の色彩選別信号のレベルの相違を
補正するには、各信号サンプル回路２４によつて
抽出される正側のピーク値P₊₁……P_+n又は負側
のピーク値P_-1＋P_-2＋……＋P_-oの平均値が各チ
ヤンネルごとに一定値Ｃになるように調整する、
即ち、 （P₊₁＋P₊₂……＋P_+n）／mC又は P_-1＋P_-2……＋P_-o）／ｎ＝Ｃ となるように、CPU３６から制御信号が入出力
ポート３３に出力され、可変利得増幅器２２へ利
得制御信号として与えられて利得の調整が行なわ
れる。なお、各チヤンネルごとに別個に比較器２
３への選別基準を設けると共に前述した選別基準
作成回路３６ｃにより選別基準信号の調整を行な
えば上述の利得調整は不要と考えられる。しか
し、第５図に示すようには良品と不良品が明確に
分かれない場合があり、この場合は選別結果をみ
ながら人為的に選別基準の調整を行なう必要があ
る。この場合、各チヤンネル共通の選別基準を用
いてチヤンネル間の相違を無くした方が、調整操
作が簡単になる利点がある。

(ト) 効果 この発明は、色彩選別機において被選別物への
背景光の調整を自動的に行なうことができ、ま
た、選別基準値の調整を自動的に行なうことがで
きる。したがつて、従来、人為的に行なわれてい
た複雑な調整作業から解放され、また汚れ等によ
る色彩選別機の選別状態の変化に対しても常に自
動的に最適な選別状態へと保たれる。このため、
選別精度の低下が防止でき、一定した精度で選別
を行なうことができる。

また、この発明は、色彩表示信号中の信号波形
の正及び負のピーク値を複数抽出し、この信号サ
ンプル回路から得られた正及び負のサンプル値の
各相加平均値を求め、さらに正及び負の相加平均
値の比を求めて該比が所定値となるように背光手
段を制御するように構成しているから、被選別物
が観察部を通過する量の増減によつて調整動作が
影響されることはない。即ち、例えば従来の色彩
表示信号の平均値又は整流信号を使用した調整動
作では調整期間中の被選別物の通過量の変動によ
つて該平均値又は整流信号が変動して調整動作が
長時間になつたり又は調整不能になるような不都
合があるものの、本発明では通過量の変動を受け
ることなく調整動作が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略システ
ム構成図、第２図は信号サンプル回路の回路構成
図、第３図Ａ〜Ｇは信号サンプル回路の動作を説
明するための波形図、第４図は色彩選別機の制御
部の他の実施例を示す図、第５図はサンプル回路
から得られたピーク値とサンプル個数の関係を示
す図、第６図は従来の色彩選別機の概略構成図、
第７図は色彩選別機の観察部の別の構成例を示す
図、第８図Ａ，Ｂ，Ｃは背景光の明るさが色彩表
示信号に与える影響を説明するための色彩表示信
号波形図である。 １……観察部、２……光源、３……背光板、５
……光センサ、７……被選別物、１２……背光用
光源、１３……半透明板、２２……利得増幅器、
２３……比較器、２４……信号サンプル回路、２
５……モータ、２６……制御部、３３……入出力
ポート、３６……CPU、３６ａ……演算回路、
３６ｂ……制御回路、３６ｃ……選別基準作成回
路、３８……RAM、４２……Ｄ／Ａ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被選別物に一定の強さの光を照射する光源及
   び該被選別物の背景に背景光を与える背光手段を
   含む観察部に前記被選別物を順次通過させ、この
   とき該被選別物を透過及び反射する光を集光して
   光センサにより光電変換して得られる色彩表示信
   号のレベルを選別基準値と比較することにより該
   被選別物の良・不良を選別する色彩選別機におい
   て、 前記色彩表示信号中の信号波形の正及び負のピ
   ーク値を複数抽出する信号サンプル回路と、 前記信号サンプル回路から得られた正及び負の
   サンプル値の各相加平均値を求め、さらに該正及
   び負の相加平均値の比を求める演算回路と、 前記相加平均値の比が所定値となるように前記
   背光手段を制御して前記被選別物の背景光の強さ
   を調整する背光調整手段と、 を備えてなる、色彩選別機における自動調整装
   置。 ２ 前記信号サンプル回路は、整流回路、ピーク
   検出回路、微分回路、比較回路、遅延回路及びサ
   ンプルホールド回路からなる、特許請求の範囲第
   １項記載の自動調整装置。 ３ 前記背光手段は光を前記被選別方向に反射す
   る背光板であり、前記背光調整手段は、反射光量
   を調整するために該背光板の角度を変えるための
   モータを含む、特許請求の範囲第１項記載の自動
   調整装置。 ４ 前記背光手段は背光用光源であり、前記背光
   調整手段は該背光用光源の発光を調整する電圧又
   は電流の制御手段を含む、特許請求の範囲第１項
   記載の自動調整装置。 ５ 前記色彩選別機は複数のチヤンネルにおいて
   夫々前記被検査物の良・不良を検出する多チヤン
   ネルの色彩選別機であり、前記背光手段は各チヤ
   ンネルに共通であつて、前記信号サンプル回路は
   各チヤンネルごとに備えられ、前記演算回路は各
   チヤンネルごとの正と負のピーク値の相加平均値
   の比の全チヤンネルの相加平均値を求め、さらに
   前記背光調整手段は該全チヤンネルの相加平均値
   が所定値となるように前記背光手段を制御する、
   特許請求の範囲第１項記載の自動調整装置。 ６ 被選別物に一定の光を照射する光源及び該被
   選別物の背景に背景光を与える背光手段を含む観
   察部に前記被選別物を順次通過させ、このとき該
   被選別物を透過及び反射する光を集光して光セン
   サにより光電変換して得られる色彩表示信号のレ
   ベルを選別基準値と比較することにより該被選別
   物の良・不良を選別する色彩選別機において、 前記色彩表示信号中の信号波形のピーク値を複
   数抽出する信号サンプル回路と、 前記信号サンプル回路から得られたピーク値及
   びサンプル個数の分布に基づいて前記被選別物の
   良・不良判定の選別基準信号を作成し、前記比較
   器へ出力する選別基準作成回路と、を備えてな
   る、色彩選別機における自動調整装置。