JPH04277891A - 移動透明物体の計数装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンベア等で連続して
移動される透明びんや透明飲食器などの透明物体の個数
を、光センサを使用して計数する移動透明物体の計数装
置に関する。なお、本発明で透明とは半透明も含む概念
とする。

【０００２】

【従来の技術】従来、透明ガラスびんや透明ガラス飲食
器などをコンベア等で連続搬送しながら、その個数を計
数するには、計数対象物に直接接触させてマイクロスイ
ッチ等を作動させ、その作動回数を計数する接触検知方
式が一般的であった。しかし、これによると、計数対象
物を汚したり傷つけたり転倒させて破損するなどの計数
対象物に対する悪影響ばかりでなく、装置の耐久性が悪
い等の問題があった。

【０００３】又、一部には、透明ガラスびんや透明ガラ
ス飲食器などの肉厚部での遮光性を利用し、光学的に検
知するものも試みられているものの、単に不透明物体の
計数に一般に行われているような、赤外線や可視光線に
よる光センサを利用した検知では、計数対象物が光を透
過してしまうため、満足した検知及び計数を行えず、透
明ガラスびんや透明ガラス食器などの搬送のように、大
きく動揺したり前進・後退を反復しながら搬送される事
態が頻繁に生ずるような状況にあっては、誤計数が甚だ
しく、実用に供し得なかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、透明びんや透明飲食器などの透明物体を連続して搬
送しながら、その個数を無接触でしかも透明物体が前進
・後退を反復したり動揺しても精度良く計数することが
できる、移動透明物体の計数装置を提供することにある
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、透明ガラス
等は紫外線に対して遮光性があることから、紫外線光源
を使用し、所定の方向へ連続して移動される透明物体の
移動途中に、透明物体により遮光される紫外線の光路を
形成する。又、少なくとも一対の紫外線受光素子を所定
の間隔をおいて配置し、透明物体が光路を横断するとき
紫外線受光素子への紫外線の入光が遮られるようにする
。そして、これら紫外線受光素子相互において、透明物
体による紫外線遮光状態から入光状態、又は入光状態か
ら遮光状態に変化するときの出力レベル変化の先後の順
序を順序判定回路により判定し、移動方向に従った正順
序のときはカウントアップ信号、逆の順序のときはカウ
ントダウン信号を出力する。カウントアップ信号の場合
はカウンタをカウントアップ、カウントダウン信号の場
合はカウントダウンする。

【０００６】

【作用】透明物体が正常に所定の一方向に移動、つまり
前進されている場合、透明物体の前端により先に紫外線
を遮光される紫外線受光素子を、便宜上、第１センサ、
後から紫外線を遮光される紫外線受光素子を第２センサ
と称すると、これらセンサは、透明物体が正常に前進し
ているときには、透明物体の後端が第１センサ、第２セ
ンサの順にその視野から外れるので、第１センサから先
に遮光状態を脱して入光状態となる。従って、このとき
は第１センサ、第２センサの順に出力が変化するので、
順序判定回路からカウントアップ信号が出力され、カウ
ンタはカウントアップする。ところが、同じ１個の透明
物体が、第１・第２センサを通り抜けてから逆に第２セ
ンサから第１センサへと通り抜けるように後退した後、
再び前進したときには、第１・第２センサを２回前進し
て通るため、カウントアップ信号が２回出力されること
になるが、後退の際には、逆に第２センサ、第１センサ
の順に出力が変化するため、順序判定回路はカウントダ
ウン信号を出力し、カウンタは、同じ１個の透明物体に
つき結果的に１個だけカウントアップしたことになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細
に説明する。図１に本発明による計数装置の全体の概要
配置構成を示す。計数対象の透明物体１（図の例は透明
ガラスびんを示す）は、コンベア２上を一列に並んで連
続的に矢印方向に前進搬送される。その搬送路を挟んで
一方側には、紫外線ＵＶをほぼ平行光にして投光する１
個の紫外線光源３が設置され、これと対向する他方側に
は１個の紫外線センサ４が設置され、又、これら紫外線
光源３と紫外線センサ４との間に、スリット５を有する
遮光板６及び集光用石英レンズ７が配置されている。

【０００８】紫外線センサ４は、第１と第２の一対の紫
外線受光素子８，９を、透明物体１の移動方向にその移
動方向の幅（透明ガラスびんの場合には胴部の外径）よ
り短い所定の近距離（数ｍｍ程度）をおいて配置したも
ので、スリット５を通り石英レンズ７で集光された紫外
線ＵＶを受光し、それぞれ電気信号として出力する。紫
外線ＵＶを、スリット５を通して紫外線受光素子８，９
に入光させることにより、外乱光を防止できる。又、レ
ンズ７で集光することにより、受光精度が向上する。

【０００９】図２に本発明の計数装置の一例のブロック
図を示す。一対の紫外線受光素子８，９の出力は小矩形
波除去回路（例えばＣＭＯＳ・ＬＳＩのＢＯＵＮＣＥ・
ＥＬＩＭＩＮＡＴＯＲ）１０に入力される。一対の紫外
線受光素子８，９の出力波形は透明物体１が動揺しなが
ら前進されると、図３の（１）　及び（２）　に示すよ
うにレベルがＨＩＧＨ（以下Ｈと記す）からＬＯＷ（以
下Ｌと記す）、又はＬからＨへと短い時間幅で反転する
。小矩形波除去回路１０は、このような透明物体１の動
揺による時間幅の狭い矩形波を除去し、同図（３）　，
（４）　にそれぞれ示すように、透明物体１の前端が遮
光してから後端が外れるまでの遮光時間に対応した２値
信号を出力する。 これら２値信号は、紫外線受光素子８，９にそれぞれ紫
外線が入光しているときにはＨ、透明物体１により遮光
されたときはＬとなる。なお、同図は透明物体１が前進
し、先に紫外線受光素子８への紫外線が遮断され、次に
紫外線受光素子９への紫外線が遮断された場合のタイミ
ングチャートである。

【００１０】小矩形波除去回路１０からの一対の紫外線
受光素子８，９に対応する２つの２値信号は、順序判定
回路１１へそのまま入力されると共に、一対のノット回
路１２でＨ，Ｌを反転した信号も同時に入力される。順
序判定回路１１は、並列接続された４つのデュアルＤ型
フリップフロップ１３ａ　，１３ｂ，１３ｃ　，１３ｄ
　、一対のアンドゲート１４ａ　，１４ｂ及び一対のナ
ンドゲート１５ａ　，１５ｂ　等で構成されている。透
明物体１が前進して第１，第２の一対の紫外線受光素子
８，９への紫外線の入光を、第１，第２の順に遮断した
ときには、これら４つのフリップフロップ１３ａ　，１
３ｂ　，１３ｃ　，１３ｄ　への入力は、１３ａ　が図
３の（５）と（６）　、１３ｂ　が（７）　と（８）　
、１３ｃ　が（９）　と（１０）、１３ｄ　（１１）と
（１２）のようになる。又、これら４つのフリップフロ
ップ１３ａ　，１３ｂ　，１３ｃ　，１３ｄ　からの出
力は、同図においてそれぞれ（１３），（１４），（１
５），（１６）のようになる。この場合、出力（１３）
は入力（６）　の立ち上がりから（５）　のＨ状態を維
持してＨとなる。又、出力（１４）はＬ、出力（１５）
は入力（１０）の立ち上がりと入力（９）　の立ち下が
りの時間幅に応じたＨ、出力（１６）はＬとなる。

【００１１】アンドゲート１４ａ　には、フリップフロ
ップ１３ａ　の出力（１３）とフリップフロップ１３ｃ
　の出力（１５）とが入力され、又、アンドゲート１４
ｂ　には、フリップフロップ１３ｂ　の出力（１４）と
フリップフロップ１３ｄ　の出力（１６）とが入力され
る。従って、図３の場合には、アンドケート１４ａ　の
出力（１７）はフリップフロップ１３ａ　の出力（１３
）に一致してＨになるのに対し、アンドゲート１４ｂ　
の出力（１８）はＬとなる。

【００１２】一方、上記一対のノット回路１２からの図
３に示す出力（５）　及び（６）　はリセット信号発生
回路１６のアンドゲート１７に入力され、該アンドゲー
ト１７より出力（１９）が得られる。この出力（１９）
は上記小矩形波除去回路１０と同じＬＳＩである小矩形
波除去回路１８に入力され、該小矩形波除去回路１８に
接続されたオア回路１９より（２０）の出力が得られ、
この出力（２０）は順序判定回路１１の一対のナンドゲ
ート１５ａ　，１５ｂ　へ入力される。

【００１３】紫外線受光素子８及び９の出力が図３の（
１）　及び（２）の如くであるとき、アンドゲート１４
ａ　，　１４ｂ　の出力（１７），（１８）は、上記の
ように前者の出力（１７）がＨ、後者の出力（１８）が
Ｌとなるため、ナンドゲート１５ａ　の出力（２１）は
Ｈ、ナンドゲート１５ｂ　の出力（２２）はＬとなる。 そして、Ｈとなったナンドゲート１５ａ　の出力（２１
）がカウントアップ信号としてカウンタ２０へ入力され
、該カウンタ２０がカウントアップする。この後、直ち
にリセット信号発生回路１６では、オア回路２１から（
２１）　のリセット信号が出力して４つのフリップフロ
ップ１３ａ　，１３ｂ　，１３ｃ　，１３ｄ　を直ちに
リセットする。従って、透明物体１が前進して第１，第
２の紫外線受光素子８，９への紫外線の入光を、第１，
第２の順に遮断したときには、順序判定回路１１よりカ
ウントアップ信号（２１）が出力され、カウンタ２０が
カウントアップする。

【００１４】一方、透明物体１が後退して紫外線受光素
子８，９への紫外線の入光を、上記とは逆に第２，第１
の順に遮断したときには、その出力（１）　，（２）　
、フリップフロップ１３ａ　，１３ｂ　，１３ｃ　，１
３ｄ　への入力（５）　〜（１２）、これらからの出力
（１３）〜（１６）、アンドゲート１４ａ　，１４ｂ　
の出力（１７），（１８）は図４のようになり、ナンド
ゲート１５ｂ　よりの出力（２２）がＨとなり、このＨ
となった出力（２２）がカウントダウン信号としてカウ
ンタ２０に入力され、該カウンタ２０がカウントダウン
する。

【００１５】図５から図１０に上記のような動作を要約
して示す。なお、これらの図では、透明物体１が紫外線
受光素子８，９の視野に入ったとき（紫外線遮断状態）
の出力をＨとする。図５は透明物体１が正常に前進して
いる場合で、この場合には、透明物体１が第１，第２の
紫外線受光素子８，９の視野を順に通り抜ける毎に１個
のカウントアップ信号が順序判定回路１１から得られ、
カウンタ２０が１つずつカウントアップする。

【００１６】図６及び図７は、透明物体１が揺れながら
前進し、第１の紫外線受光素子８の出力に透明物体１の
揺れの影響を出た場合で、その揺れによる成分は小矩形
波除去回路１０により除去され、透明物体１が第１，第
２の紫外線受光素子８，９の視野を順に通り抜けたとき
、カウントアップ信号が得られる。

【００１７】図８は、透明物体１が動揺しながら前進し
、第２の紫外線受光素子９の出力に透明物体１の揺れの
影響を出た場合で、この場合も揺れによる成分は小矩形
波除去回路１０により除去され、透明物体１が第１，第
２の紫外線受光素子８，９の視野を順に通り抜けたとき
、カウントアップ信号が得られる。

【００１８】図９は、透明物体１が前進して第１，第２
の紫外線受光素子８，９の視野を順に一旦通り抜けた後
、後退して逆に第２，第１の紫外線受光素子９，８の順
に横断し、それから再び前進して第１，第２の紫外線受
光素子８，９の順に通り抜けた場合である。この場合、
第１，第２の紫外線受光素子８，９を２回前進して横断
するので、カウントアップ信号が２個出力されることに
なるが、後退して第２，第１の順に横断するとき、第２
の紫外線受光素子９の出力Ｈが先、第１の紫外線受光素
子８の出力Ｈが後になるため、１個のカウントダウン信
号が出力され、カウンタは２回のカウントアップと１回
のカウントダウンで結果的に透明物体１を１個だけ計数
したことになる。

【００１９】図１０は、透明物体１が前進して第１，第
２の紫外線受光素子８，９の視野を順に一旦通り抜けた
後、後退して再び両紫外線受光素子８，９の視野に入り
、これらの視野を第２，第１の順に通り抜けるまで至ら
ないところで再び前進に転じた場合である。この場合は
、前進して第１，第２の順に通り抜けた時点で１個のカ
ウントアップ信号が出力されるが、後退して再び前進す
る際には、第２の紫外線受光素子９の出力が第１の紫外
線受光素子８より時間的に先にＨになると共に、第１の
紫外線受光素子８よりも遅れてＨからＬに反転するため
、カウントアップ信号及びカウントダウン信号のいずれ
も出力されない。なお、カウンタ２０は強制的にクリア
することができる。

【００２０】上記の実施例では紫外線受光素子を一対と
したが、それ以上用意して精度を上げることもできる。 又、遮光状態から入光状態への変化により順序を判定し
たが、論理回路の論理を上記とは逆にして入光状態から
遮光状態への変化で順序を判定することも可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、複数の紫外線受光素子
を、透明物体により紫外線の入光を遮断されるように、
しかも所定の間隔をおいて配置し、これら紫外線受光素
子の出力変化の順序から、透明物体が後退して再び前進
に転じたことを検知し、その場合にはカウンタをカウン
トダウンするため、透明びんや透明飲食器などの透明物
体を連続して搬送しながら、その個数を無接触でしかも
透明物体が前進・後退を反復したり動揺しても、誤計数
なく精度良く計数することができる。

【００２２】紫外線をスリットを通して紫外線受光素子
に入光させることにより、外乱光を防止できる。又、レ
ンズで集光することにより、受光精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による計数装置によって計数してい
る実施状態の一例の概要図

【図２】　　該計数装置の一例のブロック図

【図３】　
　図２のブロック図において、透明物体が前進してカウ
ントアップするときの動作を示すタイミングチャート

【図４】　　図２のブロック図において、透明物体が後
退してカウントダウンするときの動作を示すタイミング
チャート

【図５】　　透明物体が正常に前進した場合のタイミン
グチャート

【図６】　　透明物体が揺れながら前進し、第１の紫外
線受光素子の出力に透明物体の揺れの影響を出た場合の
タイミングチャート

【図７】　　透明物体が図６の場合よりも大きく揺れな
がら前進し、第１の紫外線受光素子の出力に透明物体の
揺れの影響を出た場合のタイミングチャート

【図８】　
　透明物体が揺れながら前進し、第２の紫外線受光素子
の出力に透明物体の揺れの影響を出た場合のタイミング
チャート

【図９】　　透明物体が前進して第１，第２の紫外線受
光素子の視野を順に一旦通り抜けた後、後退して逆に第
２，第１の紫外線受光素子の順に横断し、それから再び
前進して通り抜けた場合のタイミングチャート

【図１０
】　　透明物体が前進して第１，第２の紫外線受光素子
の視野を順に一旦通り抜けた後、後退して直ぐに前進に
転じた場合のタイミングチャート

【符号の説明】

１　　　　透明物体 ３　　　　紫外線光源 ５　　　　スリット ７　　　　レンズ ８　　　　第１の紫外線受光素子 ９　　　　第２の紫外線受光素子 １０　　　　小矩形波除去回路 １１　　　　順序判定回路 ２０　　　　カウンタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の方向へ連続して移動される透明物体
   の移動途中に、該透明物体により遮光される紫外線の光
   路を形成する紫外線光源と、所定の間隔をおいて配置さ
   れ、透明物体が上記光路を横断するとき紫外線の入光を
   遮られる少なくとも一対の紫外線受光素子と、これら紫
   外線受光素子相互において、透明物体による紫外線遮光
   状態から入光状態、又は入光状態から遮光状態に変化す
   るときの出力レベル変化の先後の順序を判定し、移動方
   向に従った正順序のときはカウントアップ信号、逆の順
   序のときはカウントダウン信号を出力する順序判定回路
   と、上記カウントアップ信号を入力したときはカウント
   アップ、上記カウントダウン信号を入力したときはカウ
   ントダウンするカウンタとを備えたことを特徴とする移
   動透明物体の計数装置。
2. 【請求項２】前記紫外線受光素子と前記順序判定回路と
   の間に、短い小矩形波を除去する小矩形波除去回路を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の移動透明物体の計
   数装置。
3. 【請求項３】前記紫外線光源からの紫外線をスリットを
   通して前記紫外線受光素子に入光させることを特徴とす
   る請求項１記載の移動透明物体の計数装置。
4. 【請求項４】前記スリットを通った紫外線をレンズで集
   光して前記紫外線受光素子に入光させることを特徴とす
   る請求項３記載の移動透明物体の計数装置。