JPH05169037A

JPH05169037A - 透明体中の不透明異物分別装置

Info

Publication number: JPH05169037A
Application number: JP35291991A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sawamura; 眞幸沢村
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】コンベア等の搬送手段からの落下途中で行う不
透明異物の分別を精度良く的確に行えるようにする。【構成】落下する透明体１０a 及び不透明異物１０b を
レーザ光線で横一直線に走査してその反射光をＣＣＤ型
イメージセンサで検出し、透明体であるか不透明異物で
あるかを、Ｎ個ずつ区分けしたＣＣＤブロック毎に判別
し、その判別結果が不透明異物となったＣＣＤブロック
に対応する１個のノズルブロックとこれに隣接するノズ
ルブロックとからエアーを噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数の透明体、例えば
回収されたカレット等のガラス片中から、石や陶磁器等
の不透明異物を検出して分別する透明体中の不透明異物
分別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、このような装置として特開
平３−７５５４５号公報に記載されているものを既に提
案している。この従来の装置では、透明体中に不透明異
物が混在している対象物をコンベアで搬送し、該コンベ
アから分散して落下させながら、直線偏光レーザ光線で
横一直線に走査してその反射光を、偏光フィルタを介し
てＣＣＤ型イメージセンサで検出し、透明体であるか不
透明異物であるかをイメージセンサの各ＣＣＤの出力に
より判別する。

【０００３】すなわち、透明体の場合には、レーザ光線
の大部分が透過して僅かな一部分のみが反射するが、そ
の反射光は直線偏光のままであるため偏光フィルタによ
りカットされる。これに対し、不透明異物の場合には、
乱反射して円偏光となってほとんどが偏光フィルタを通
過してＣＣＤへ入光する。従って、ＣＣＤの出力は透明
体の場合にはごく小さく、不透明異物の場合には大きく
なるため、その差によって透明体と不透明異物とを判別
できる。そこで、不透明異物の場合には、コンベアから
の落下途中でエアーを噴き付けて透明体と分別する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コン
ベア等の搬送手段からの落下途中で行う不透明異物の分
別を精度良く的確に行えるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明体中に不
透明異物が混在している対象物を搬送手段で搬送し、該
搬送手段から分散して落下させながら光線で横一直線に
走査してその反射光を、イメージセンサで検出し、透明
体であるか不透明異物であるかを各固体撮像素子の出力
により判別し、不透明異物の場合には、その落下途中で
エアーを噴き付けて透明体と分別する透明体中の不透明
異物分別装置において、次のような手段を備えたことを
特徴とする。

【０００６】すなわち、多数のノズルを、固体撮像素子
Ｎ個（但し、Ｎは正の整数）に対し１個の割合で対応さ
せて搬送手段からの落下方向と交差する方向に並べて配
置したノズルアレイと、１つのエアー供給源と、各ノズ
ルごとに設けられてエアー供給源からのエアーを各ノズ
ルから噴射するかしないかを切り換えることができるバ
ルブと、固体撮像素子センサからの出力を検出し、透明
体であるか不透明異物であるかを、固体撮像素子Ｎ個ご
とに判別する判別手段と、該判別手段の判別結果が不透
明異物となったＮ個の固体撮像素子に対応する１個のノ
ズルとこれに隣接するノズルとからエアーを噴射するよ
うに、バルブを制御するバルブ制御手段とを備えたもの
である。

【０００７】ノズルアレイの各ノズルはその配列方向に
細長くするのが良い。また、搬送手段としては、上面に
多数の凹凸を形成したベルトコンベアが望ましい。

【０００８】

【作用】透明体及び不透明異物は搬送手段から横に散ら
ばって落下し、その落下途中で光の走査線上を通過して
固体撮像素子センサで光学的に検出され、透明体である
か不透明異物であるか、及び走査線上の区分けされたど
の範囲を通過したかが判別手段で判別される。そして、
不透明異物であった場合には、その通過した範囲に対応
する１個のノズルばかりでなく、それに隣接するノズル
からもエアーが噴射される。従って、不透明異物が落下
中に動揺したり向きを変えても、それを的確に分別でき
る。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に従い詳細に説
明する。図１は本発明による不透明異物分別装置の一例
の全体の概要構成を示す。この装置は、ホッパ１と分散
フイーダ２と振動機３とベルトコンベア４とレーザ光走
査装置５とＣＣＤカメラ６とエアー噴射装置７と回収容
器８とコンピュータ９とを備えている。

【００１０】カレット等の透明体中に石や陶磁器等の不
透明異物が混入している多数の対象物１０は、ホッパ１
内に投入され、振動機３で振動される分散フィーダ上を
分散されながら搬送されてベルトコンベア４上に転載さ
れ、更に該ベルトコンベア４によって搬送されて終端か
ら分散して落下する。その落下途中で、レーザ光走査装
置５で横一直線に走査され、その反射光が偏光フィルタ
１１を介してＣＣＤカメラ６のＣＣＤ型イメージセンサ
１２により検出される。該イメージセンサ１２からの出
力をコンピュータ９で解析することにより、透明体であ
るか不透明異物であるかが判別され、その判別結果に従
ってエアー噴射装置７がコンピュータ９により制御され
る。そして、透明体１０a の場合にはそのまま回収容器
８の透明体回収部８a 中に落下していくのに対し、不透
明異物１０b の場合には、エアー噴射装置７からエアー
を噴射されることにより異物回収部８b 中に落下する。

【００１１】ベルトコンベア４の表面には、図２及び図
４に示すようにその長手方向（走行方向）に長い多数の
凸条１３と多数の凹溝１４とが、ベルトコンベア４の幅
員方向に交互に平行に形成されている。このようにベル
トコンベア４に多数の凹凸を形成するのは、対象物１０
がベルトコンベア４から分離する際の分離性を良くする
とともに、そのムラを少なくしてベルトコンベア４から
の対象物１０の落下軌跡が前後に大きく分かれないよう
にするためである。これが前後に大きく分かれると、レ
ーザ光走査装置５とＣＣＤカメラ６とで行う対象物１０
の検出、及びエアー噴射装置７のエアーによる分別を的
確に行えない。

【００１２】図４のような凹凸を形成したベルトコンベ
ア４からの落下軌跡と、それを形成しない単に平らなベ
ルトコンベアからの落下軌跡とを実験で確かめたとこ
ろ、凹凸を形成したベルトコンベア４の場合には図５に
示すように対象物１０はほぼ同じ軌跡で落下するのに対
し、単に平らなベルトコンベアの場合には図６に示すよ
うに前後に全くバラバラに分かれて落下した。

【００１３】なお、ベルトコンベア４の凹凸は図７に示
すように、その幅員方向に長い多数の凸条１５と多数の
凹溝１６とを長手方向に交互に形成したもの、図８に示
すように多数の円形突起１７をジクザクに設けたもの、
図９に示すように斜めの途切れた細長突部１８を多数設
けたもの等であっても良い。

【００１４】エアー噴射装置７は、図２及び図１０に示
すように横一列に並べられた例えば２０個のノズルブロ
ック１９と、該ノズルブロック１９に一対一の関係で対
応させて同様に横一列に並べられた同数の電磁弁２０
と、これら電磁弁２０に共通の１個のレシーバタンク２
１とをベース２２上に配置したものである。そして、該
エアー噴射装置７全体は図３に示すように架台２３上に
斜めに設置され、ベルトコンベア４から落下する不透明
異物１０b に向かって斜め上方からエアーを噴射できる
ようになっている。

【００１５】図１１から図１４にノズルブロック１９の
構造を示す。各ノズルブロック１９は、同じ大きさの上
下の矩形板２４・２５を重合して構成されている。上側
の板２４の下面の前部には、板２４の前端面に至る浅い
凹部２６が形成されているが、下側の板２５にはこのよ
うな凹部がなく、これら上下の板２４・２５を重合して
凹部２６の下面を下側の板２５で閉塞することにより、
ノズルブロック１９の前端面に、その配列方向に細長い
ノズル２７が形成されている。また、上側の板２４の下
面の後部と下側の板２５の上面の後部には、それぞれの
後端面に至るネジ付きの半円溝２８・２９が形成され、
上下の板２４・２５を重合することによりこれら上下の
半円溝２８・２９が、対応する電磁弁２０と配管接続す
るための接続用ネジ孔３０を完成する。このネジ孔３０
は凹部２６を通じてノズル２７と連通する。

【００１６】レシーバタンク２１は図示省略したコンプ
レッサに接続されている。該レシーバタンク２１に蓄え
られた圧縮空気は配管を通じて２０個の電磁弁２０に一
斉に供給される。従って、ある１個の電磁弁２０が開く
と、それに対応する１個のノズルブロック１９の細長い
ノズル２７からエアーが噴射される。

【００１７】図１５に、本例の不透明異物分別装置の電
気的な概要構成を示す。レーザ光走査装置５は、レーザ
光源２８と回転偏向器２９と同期検出器３０とを備えて
いる。レーザ光源２８からのレーザ光は、回転偏向器２
９の回転するポリゴンミラーで反射されて横一直線のレ
ーザ走査光となり、レーザ光走査装置５から繰り返し出
射される。そのレーザ走査光は同期検出器３０で検出さ
れ、該同期検出器３０から１走査ごとに同期信号が出力
される。

【００１８】ＣＣＤカメラ６のイメージセンサ１２は例
えば１０２４個のＣＣＤを横一列に配列した、いわゆる
一次元イメージセンサであり、その各ＣＣＤからの出力
は、レーザ光走査装置５の同期検出器３０からの同期信
号に従ってカメラコントローラ３１により１走査ごとに
取り出され、２値化回路３２で一定の閾値を基準に２値
電気信号に変換された後、コンピュータ９に取り込ま
れ、該コンピュータ９内のメモリに記憶される。各ＣＣ
Ｄから出力される電圧は、レーザ走査光で走査された対
象物１０が透明体か不透明異物かで異なる。すなわち、
不透明異物１０bからの反射光は主に円偏光となって偏
光フィルタ１１を通過するのに対し、透明体１０a から
の反射光は、僅かでしかも大部分が直線偏光で偏光フィ
ルタ１１によって遮断されるため、各ＣＣＤからの出力
電圧は不透明異物１０b の場合が透明体１０a の場合よ
りもはるかに高い。

【００１９】このような差は、同じ透明体及び同じ不透
明異物がレーザ光走査装置５の走査を複数回受けるよう
にして、その走査回数分のイメージセンサ１２の出力に
ついてＡＮＤ論理をとれば、一層大きくなる。そこで、
本例では、レーザ光走査装置５が２回走査を行う毎に、
イメージセンサ１２からの２回分の出力を２値化後にＡ
ＮＤ論理する。

【００２０】本例の場合、イメージセンサ１２のＣＣＤ
は１０２４個であるのに対し、エアー噴射装置７のノズ
ルブロック１９の個数は２０個とＣＣＤの個数に比べて
はるかに少ない。そこで、本例では、ノズルブロック１
個に対してＣＣＤを例えば５１個ずつ対応させて１０２
４個のＣＣＤを２０個のブロックに区分けし、５１個の
ＣＣＤによる各ブロック毎に透明・不透明の判別をする
ようになっている。なお、この場合、５１×２０＝１０
２０となるので、１０２４個のＣＣＤのうち４個が余り
となるが、横一列に配列したＣＣＤのうち両端の２個ず
つのＣＣＤについては、その出力を取り扱わないでこれ
らを除く１０２０個のＣＣＤの出力を有効とする。

【００２１】また、ある１つのＣＣＤブロックにおいて
不透明異物であると判別した場合、そのＣＣＤブロック
に対応する１個のノズルブロック１９からエアーを噴射
するばかりでなく、該ノズルブロック１９に隣接するそ
の両側２個のノズルブロック１９からもエアーを同時に
噴射するように、バルブコントローラ３３で電磁弁２０
を制御する。

【００２２】図１６に、レーザ光走査装置５からのレー
ザ光による透明体１０a 及び不透明異物１０b の走査
と、その１走査目におけるイメージセンサ１２のＣＣＤ
群の出力を連続して表したアナログ信号と、同様に２走
査目におけるイメージセンサ１２のＣＣＤ群の出力を連
続して表したアナログ信号と、これらを２値化後にＡＮ
Ｄ処理した同一走査ラインについてのＡＮＤ信号と、上
記のように２０個に区分けされたＣＣＤブロックと、透
明・不透明の判別結果と、２０個の電磁弁２０の作動の
有無と、２０個のノズルブロック１９からのエアー噴射
の有無との関係を示す。また、図１７に、１走査目及び
２走査目それぞれにおけるイメージセンサ１２のＣＣＤ
群からのアナログ信号と、これらアナログ信号を２値化
回路３２でそれぞれ２値化した２値信号と、その２値化
後にＡＮＤ処理した同一走査ラインについてのＡＮＤ信
号を示す。

【００２３】図１８に、コンピュータ９において行われ
る透明体か不透明異物かの判別動作、及び分別動作の流
れを示す。まず、ステップ５１の初期設定においては、
区分けするＣＣＤブロック１個当たりのＣＣＤの個数、
すなわち１個のノズルブロック１９毎に対応させるべき
ＣＣＤの単位数Ｎ（上記の例では５１個）と、ＡＮＤ信
号の幅の大小により不透明・透明の判定をする際の基準
とする基準幅Ｔとが設定される。

【００２４】この後、ステップ５２で２値化回路３２か
ら１走査目の２値信号を取り込んでメモリに記憶し、続
いて同様に２走査目の２値信号を取り込んでメモリに記
憶した後、これらをステップ５４においてＡＮＤ処理す
る。次に、同一走査ラインについて、ステップ５５で各
ＡＮＤ信号の立上りアドレスと立下りアドレスとを検出
する。すなわち、各ＡＮＤ信号について、その立上りと
立下りは、横一列に配列したＣＣＤ群中のどの位置のＣ
ＣＤに相当するかを検出し、ＣＣＤの配列順序に従った
その位置を各ＡＮＤ信号についてメモリに記憶する。

【００２５】次のステップ５６では、各ＡＮＤ信号は、
区分けしたＣＣＤブロックの中の何番目のブロックから
のものであるか、従って何番目のノズルブロック１９に
対応するかを、左のＡＮＤ信号より順次１つずつ次のよ
うな計算によって求める。すなわち、いま第１番目のＡ
ＮＤ信号の立上りアドレスを図１７に示すようにＤ1と
すると、このＡＮＤ信号に対応するノズルブロック１９
の順位Ｘは、Ｄ1 と上記単位数ＮとからＸ＝（Ｄ1 ／
Ｎ）＋１となる。ただし、Ｘは正の整数とする。例え
ば、図１６を例にしてＮを上記のように「５１」とする
と、Ｄ1 が「４２０」の場合には、Ｘは「９」となり、
第９番目のノズルブロック１９に対応することになる。

【００２６】続いてステップ５７では、ＡＮＤ信号の立
上りと立下りの間の幅Ｗを、立上りアドレスと立下りア
ドレスの間のＣＣＤの個数をもって求める。すなわち、
いま図１６において第１番目のＡＮＤ信号の立上りアド
レスを上記に示すようにＤ1、立下りアドレスをＬ1 と
すると、このＡＮＤ信号の幅ＷはＷ＝（Ｌ1−Ｄ1 ）と
なる。

【００２７】次に、ステップ５８においてＡＮＤ信号の
幅Ｗが上記基準幅Ｔを越えているかどうか判別し、越え
ていればステップ５９に進んで不透明異物であると判断
し、越えていなければステップ６０に進んで透明体であ
ると判断する。例えば、図１７において第１番目のＡＮ
Ｄ信号のように（Ｌ1 −Ｄ1 ）＞Ｔであれば、不透明異
物、第２番目のＡＮＤ信号のように（Ｌ2 −Ｄ2 ）＜Ｔ
であれば、透明体とする。そして、不透明異物の場合に
は、ステップ６１に進み、バルブコントローラ３３の制
御により３つの電磁弁２０を同時に作動させる。すなわ
ち、上記Ｘ番目と（Ｘ−１）番目と（Ｘ＋１）番目の３
個のノズルブロック１９にそれぞれ対応する３個の電磁
弁２０を開き、これら３個のノズルブロック１９から同
時にエアーを噴射して不透明異物１０b に噴き付け、該
不透明異物１０b を図３において異物回収部８b 中へ落
下させる。図１６の例では、第９番目のＣＣＤブロック
において不透明異物と判断したので、第９番目のノズル
ブロック１９ばかりでなく、その両側に隣接する第８番
目及び第１０番目のノズルブロック１９からもエアーを
噴射する。

【００２８】次のステップ６２では、同一走査ラインに
ついて他にＡＮＤ信号はあるか否か判別し、あればステ
ップ６３で次のＡＮＤ信号についてその立上りアドレス
と立下りアドレスをメモリから読み出した後、ステップ
５６からステップ６２までの処理を繰り返し、不透明異
物１０b である場合に上記と同様にエアーを噴射する。

【００２９】同一走査ラインについて他にＡＮＤ信号が
なければ、ステップ６４においてレーザ走査停止の指令
があるか否か判別し、停止指令がなければステップ５２
に戻って次の走査について同様の処理を繰り返し、停止
指令があれば終了する。

【００３０】なお、イメージセンサ１２の出力を２値化
した後、その３走査分以上についてＡＮＤ処理をすれ
ば、透明体と不透明異物との識別精度を一層高めること
ができる。また、イメージセンサ１２としては、ＣＣＤ
等の固体撮像素子を横一列に配列したいわゆる一次元イ
メージセンサに限られるものではなく、固体撮像素子を
マトリックス状に配列した二次元イメージセンサであっ
ても良い。

【００３１】更に、上記の例では、不透明異物を検出し
た当該ＣＣＤブロックに対応するＸ番目の１個のノズル
ブロックと、その左右両側に隣接する（Ｘ−１）番目と
（Ｘ＋１）番目の３個のノズルブロックから同時にエア
ーを噴射するようにしたが、各ノズルブロックのノズル
の幅を小さくして更に例えば（Ｘ−２）番目と（Ｘ＋
２）番目からも同時にエアーを噴射するとか、ＡＮＤ信
号の幅に応じてエアー噴射するノズルブロックの個数を
変えるなど、エアー噴射するノズルブロックの個数は任
意に選択することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、光線による走査線上を
通過した対象物が不透明異物であった場合には、その通
過した位置に対応する１個のノズルばかりでなく、それ
に隣接するノズルからもエアーを噴射するため、不透明
異物が落下中に動揺したり向きを変えても、それを的確
に分別できる。

【００３３】請求項２のように、ノズルをその配列方向
に細長くすれば、不透明異物に対するエアー噴射の指向
性を良くすることができる。また、請求項３のように、
表面に凹凸を有するベルトコンベアで対象物を搬送し、
該ベルトコンベア上から落下させれば、その落下の際の
ベルトコンベアからの分離性を良くして落下軌跡をほぼ
同じにでき、イメージセンサによる検出精度を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による不透明異物分別装置の一例の全体
の概要構成図である。

【図２】同上におけるベルトコンベアとエアー噴射装置
の平面図である。

【図３】同側面図である。

【図４】ベルトコンベアの拡大断面図である。

【図５】表面に多数の凹凸を設けたベルトコンベアから
の落下軌跡を示す図である。

【図６】凹凸を設けないベルトコンベアからの落下軌跡
を示す図である。

【図７】横長の凹凸を設けたベルトコンベアの平面図で
ある。

【図８】多数の円形突起をジグザク状に設けたベルトコ
ンベアの平面図である。

【図９】多数の斜めの細長突起を設けたベルトコンベア
の平面図である。

【図１０】エアー噴射装置の斜視図である。

【図１１】同エアー噴射装置のノズルブロックの一部切
欠斜視図である。

【図１２】同水平断面図である。

【図１３】同垂直断面図である。

【図１４】同正面図である。

【図１５】本発明による不透明異物分別装置の概要構成
のブロック図である。

【図１６】同装置において、レーザ光による走査からエ
アー噴射による分別までの処理を図解した模式図であ
る。

【図１７】イメージセンサからの出力の処理過程を示す
タイミングチャートである。

【図１８】コンピュータ内での処理の流れを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

４ベルトコンベア５レーザ光走査装置６ＣＣＤカメラ７エアー噴射装置８回収容器９コンピュータ１０a 透明体１０b 不透明異物１２イメージセンサ１９ノズルブロック２０電磁弁２１レシーバタンク２７ノズル３２２値化回路３３バルブコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明体中に不透明異物が混在している対象
物を搬送手段で搬送し、該搬送手段から分散して落下さ
せながら光線で横一直線に走査してその反射光を、固体
撮像素子センサで検出し、透明体であるか不透明異物で
あるかを各固体撮像素子の出力により判別し、不透明異
物の場合には、その落下途中でエアーを噴き付けて透明
体と分別する透明体中の不透明異物分別装置において、
多数のノズルを、上記固体撮像素子Ｎ個（但し、Ｎは正
の整数）に対し１個の割合で対応させて前記搬送手段か
らの落下方向と交差する方向に並べて配置したノズルア
レイと、１つのエアー供給源と、各ノズルごとに設けら
れてエアー供給源からのエアーを各ノズルから噴射する
かしないかを切り換えることができるバルブと、前記固
体撮像素子センサからの出力を検出し、透明体であるか
不透明異物であるかを、固体撮像素子Ｎ個ごとに判別す
る判別手段と、該判別手段の判別結果が不透明異物とな
ったＮ個の固体撮像素子に対応する１個のノズルとこれ
に隣接するノズルとからエアーを噴射するように、上記
バルブを制御するバルブ制御手段とを備えたことを特徴
とする透明体中の不透明異物分別装置。
【請求項２】前記ノズルをその配列方向に細長くしたこ
とを特徴とする請求項１に記載の透明体中の不透明異物
分別装置。
【請求項３】前記搬送手段が、上面に多数の凹凸を形成
したベルトコンベアであることを特徴とする請求項１に
記載の透明体中の不透明異物分別装置。