JP2015078913A - 色彩選別機用の照明装置 - Google Patents

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【課題】光学検出部内に設置される照明手段の数を削減して小型化を図る。【解決手段】放熱用の長尺状シャーシ2と、シャーシ2上に設置したLED基板3と、LED基板3上に多数のLED素子4を長手方向に一直線状に配列させた光源5と、を備えた色彩選別機用の照明装置であって、光源5は、少なくとも二つの光源5a,5bを併設して一体化したものであり、一方の光源5aが被選別物の流下する側を照明し、他方の光源5bがカメラ59に対向して配置されるバックグラウンド60側を照明する。【選択図】図3

Description

本発明は、色彩選別機用の照明装置の改良に関するものであり、特に、光学検出部内に設置される照明手段の数を削減して小型化を図るものである。
従来、被選別物となる粒状物を流下させるとともに、流下中の粒状物に光を照射し、良品とは異なる色に変色した不良品や異物などを色差、明度差をセンサによって検知し、良品の流れから不良品や異物などを区別して選別除去する装置として色彩選別機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この種の色彩選別機は、光源からの光を被選別物に照射し、被選別物からの反射光或いは被選別物への透過光の色差、明度差等をセンサによって検知し、これらの色差、明度差に基づいて、被選別物内に混入している不良品や異物等をイジェクタによって即座に除去するという原理に基づいている。適用されるセンサとしては、選別収量を上げるために、一直線で同時検知可能なラインCCDからなるラインセンサが使用される場合が多く、このようなセンサに対する光源としては、従来の色彩選別機においては、直管の蛍光灯や、多数のハロゲン電球又はLED素子を列状に並べたものが用いられてきた(例えば、特許文献2参照、図9参照)。
そして、対象となる被選別物や異物に応じて波長の異なる複数の直管型蛍光灯又は列状LED素子を光学検出部内に配置し、穀粒など被選別物が流下する側及びバックグラウンド(反射板)近傍をそれぞれ照らす構成となっており、従来は光学検出部内に複数の照明手段を設置する必要があった(特許文献2の段落0043、図4参照)。
特開平8−229517号公報 特開2000−107703号公報
本発明は上記問題点にかんがみ、光学検出部内に設置される照明手段の数を削減して小型化を図ることが可能な色彩選別機用の照明装置を提供することを技術的課題とする。
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、放熱用の長尺状シャーシと、該シャーシ上に設置したLED基板と、該LED基板上に多数のLED素子を長手方向に一直線状に配列させた光源と、を備えた色彩選別機用の照明装置であって、前記光源は、少なくとも二つの光源を併設して一体化したものであり、一方の光源が被選別物の流下する側を照明し、他方の光源が前記色彩選別機のカメラに対向して配置されるバックグラウンド側を照明する、という技術的手段を講じた。
また、請求項2記載の発明では、一方の光源が可視光の波長域の光を照射する光源であり、他方の光源が近赤外光の波長域の光を照射する光源であることを特徴とする。
さらに、請求項3記載の発明では、前記LED基板が設置されるシャーシの形状が断面三角屋根形状であり、前記三角屋根形状の一方の斜面を被選別物が流下する側の照明用の光源に形成し、他方の斜面を前記バックグラウンドの照明用の光源に形成することを特徴とする。
請求項4記載の発明では、前記LED基板には、前記LED素子に隣接して照度センサを配設する一方、該照度センサからの照度データにより前記光源の照度を一定に保持する制御装置を設けていることを特徴とする。
請求項5記載の発明では、前記LED基板には、前記照度センサの近傍に前記LED素子の温度を検知する温度センサを設けていることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、前記色彩選別機の光学検出部に配置される光源が、少なくとも二つの光源を併設して一体化したものであり、一方の光源が被選別物の流下する側を照明し、他方の光源がカメラに対向して配置されるバックグラウンド側を照明するものである。これにより、被選別物が流下する側を照明する光源とバックグラウンドを照明する光源とを兼用することができ、光学検出部内に設置する光源の数を削減することができる。
請求項2記載のように、一方の光源を可視光の波長域の光を照射する光源に形成し、他方の光源を近赤外光の波長域の光を照射する光源に形成すれば、可視光用の光源と近赤外光用の光源とを兼用することができ、光学検出部内に設置する光源の数を削減することができる。
そして、請求項3記載のように、LED基板が設置されるシャーシの形状を断面三角屋根形状とすれば、三角屋根形状の一方の斜面を被選別物が流下する側の照明用の光源に利用し、他方の斜面をカメラに対向して配置されるバックグラウンドの照明用の光源に利用して共用光源の作成の小型化、低コスト化が可能となる。
一方、請求項4記載のように、LED基板には、前記LED素子に隣接して照度センサを配設する一方、照度センサからの照度データにより前記光源の照度を一定に保持する制御装置を設けると、照度センサからの照度データにより光源の照度が一定にされて、照度の不安定化や出力を上げ過ぎるといった不具合を解消することが可能となる。
さらに、請求項5記載のように、LED基板には、前記照度センサの近傍にLED素子の温度を検知する温度センサを設けることで、照度の一定化の精度が向上する。すなわち、前記照度センサからのデータにより照度を上げる制御が行われた場合、電流の増加に比例してLED素子の温度が上昇する。このとき、温度センサが作動するため、LED素子の適用温度範囲までに電流上昇を抑えることが可能となる。
本発明の照明装置の照明カバーを外したときの概略斜視図である。 同上の照明装置の照明カバーを取り付けたときの概略斜視図である。 同上の照明装置の内部構造を示す概略断面図である。 同上の照明装置を色彩選別機に適用したときの概略断面図である。 同上の照明装置の制御構成を示すブロック図である。 同上の照明装置の回路図の一例である。 従来の色彩選別機用の照明装置の概略斜視図である。
本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の照明装置の照明カバーを外したときの概略斜視図であり、図2は同上の照明装置の照明カバーを取り付けたときの概略斜視図であり、図3は同上の照明装置の内部構造を示す概略横断面図である。
図1に示すように、本発明の照明装置1は、放熱用の長尺状シャーシ2(材質はアルミがよい。)と、該シャーシ上に設置したLED基板3と、該LED基板3上に多数のLED素子4を長手方向に一直線状に配列させた光源5と、該光源5の前記LED素子4に隣接して配設した照度センサ6と、該照度センサ6の近傍に配設した温度センサ7と、前記シャーシ2両端に配置した電源供給用のLEDランプソケット8a,8bを備えて構成される。
図2は、図1の照明装置1に加えて、半透明で材質が白色ポリカーボネート製の照明部カバー9と、照度センサ6及び温度センサ7用のセンサ用コネクタ10a,10bとを設けたものである。
そして、図3は、図2のA−A破断面図であり、照明装置1の内部構造が図示される。図3を参照すれば、シャーシ2は断面がU字状の第一シャーシ2aと、該第一シャーシ2aに載置された断面が三角屋根状の第二シャーシ2bとから構成される。該第二シャーシ2bは、三角屋根形状となっている一方の斜面2c及び三角屋根形状となっている他方の斜面2dのそれぞれに光源5a,5bが配置されることになる。
すなわち、光源5は、少なくとも二つの光源5a,5bを併設して一体化したものであり、一方の斜面2cの光源5aはフォアグラウンド用照明(色彩選別機の穀粒など被選別物が流下する側を照明するための光源)となし、他方の斜面2dの光源5bはバックグラウンド用照明(色彩選別機のカメラに対向して配置したバックグラウンド板を照明するための光源)となすのである(反対に、光源5aをバックグラウンド用照明、光源5bをフォアグラウンド用照明とすることもできる。)。そして、一方の光源5aを可視光の波長域(例えば、450〜600nm)の光を照射する光源に形成し、他方の光源5bを近赤外光の波長域(例えば、800〜1300nm)の光を照射する光源に形成すれば、可視光用の光源と近赤外光用の光源とを兼用することができる。
前記第二シャーシ2bの三角屋根形状の内角θの角度は、色彩選別機の光学系の配置によって設定されるものであり、例えば、約80°〜100°の範囲、好ましくは85°から95°の範囲、より好ましくは85°から90°の範囲とするのがよい。なお、第二シャーシ2bの形状は三角屋根形状に限定することはなく、例えば、台形状に形成したり、半円状に形成してもよく、光学検出部の形状に合わせて適宜設定するとよい。
さらに、図3について説明すると、光源5a用のLED基板3a上に多数のLED素子4aを長手方向に一直線状に配列させ(図1参照)、LED素子4aに隣接して照度センサ6aと、温度センサ7aとが配置されている。同様に光源5b用のLED基板3b上に多数のLED素子4bを長手方向に一直線状に配列させ、LED素子4bに隣接して照度センサ6bと、温度センサ7bとが配置されている。
図4は、本発明の照明装置を色彩選別機に適用したときの概略断面図である。図4に示すように、色彩選別機50は、水平位置から約60度の角度で傾斜して配置した移送手段としてのシュート51と、穀粒などの被選別物を貯留する貯留タンク52と、貯留タンク52からの被選別物をシュート51に搬送するための振動フィーダ53と、シュート51下端から落下する被選別物の落下軌跡の上下を挟んで設けられる光学検出部54a,54bと、さらに下方に設けたエジェクターノズル55と、該エジェクターノズル55下方において前記シュート51と同傾斜線上にあり、エジェクターノズル55からの噴風を受けずにそのまま落下軌跡の粒状物を受ける良品回収樋56と、該良品回収樋56に並設され、エジェクターノズル55からの噴風を受けて正常な被選別物から不良粒を回収するための不良品回収樋57と、エジェクターノズル55からの噴風を受け損(そこ)ねて、周囲の部材に当たって跳ね返った不良粒を回収するための補助不良品回収樋58とが備えられている。
前側の光学検出部54aは、複数のカメラ59a,59bと、本発明の照明装置1a,1bと、対向用バックグラウンド60aが配置されている。一方、後側の光学検出部54bは、単一のカメラ59cと、本発明の照明装置1c,1dと、対向用のバックグラウンド60b,60cが配置されている。そして、落下軌跡側には、透明ガラスからなる窓部材61a,61bが嵌め込まれている。前側の光学検出部54aの照明装置1a,1bは、図3に示すように、一方の光源がフォアグラウンド用照明(色彩選別機の穀粒など被選別物が流下する窓部材61a側を照明するための光源)となし、他方の光源がバックグラウンド用照明(バックグラウンド60aを照明するための光源)となしている。同様に、後側の光学検出部54bの照明装置1c,1dは、図3に示すように、一方の光源がフォアグラウンド用照明(色彩選別機の穀粒など被選別物が流下する窓部材61b側を照明するための光源)となし、他方の光源がバックグラウンド用照明(バックグラウンド60b,60cを照明するための光源)となしている。
図5は、前記照明装置1の制御構成を示すブロック図である。図5を参照して照明装置1の制御構成を説明すると、前記多数のLED素子4を配置するLED基板3には、該LED素子4と電気的に連絡してLEDドライブ電流を供給する定電流ドライブユニット11と、該定電流ドライブユニット11に発光電流の供給を指示する制御装置12と、制御装置12の各種制御内容を表示する表示装置13とを備えている。制御装置12には、前記LED素子4に隣接して配設した照度センサ6と、該照度センサ5の近傍に配設した温度センサ7とが、電気的に連絡され、LED素子4が発光したときの照度やLED素子4の近傍の温度により、LEDドライブ電流の供給の増減をフィードバック制御することができる。
図6は、前記照明装置1の回路図の一例である。図6を参照すれば、多数のLED素子4aが直列接続されて光源5a(フォアグラウンド用照明)を形成するとともに、多数のLED素子4bが直列接続されて光源5b(バックグラウンド用照明)を形成し、それぞれは給電可能となっている。このとき、光源5a,5bが発光すれば、照度センサ6a,6bに照度が検知され、あらかじめ設定した照度となるよう、電流供給の増減が制御される。また、光源5a,5bを発光させる際に出力を上げ過ぎて高温となると、温度センサ7a,7bが作動して、あらかじめ設定した温度となるよう電流供給を減少させる制御が行われる。
以上のように、本実施形態によれば、光学検出部54に配置される光源5が、少なくとも二つの光源5a,5bを併設して一体化したものであり、一方の光源5aが被選別物の流下する側を照明し、他方の光源5bがカメラ59に対向して配置されるバックグラウンド60側を照明するものである。これにより、被選別物が流下する側を照明する光源5aとバックグラウンド60を照明する光源5bとを兼用することができ、光学検出部54内に設置する光源の数を削減することができる。また、バックグラウンド60側照明の光量を増減する制御を行えば、バックグラウンド板60の傾斜角度の調整も不要となり、傾斜角度変更用の駆動手段を削減して大幅な小型化、低コスト化が可能となる。
また、一方の光源5aを可視光の波長域の光を照射する光源に形成し、他方の光源5bを近赤外光の波長域の光を照射する光源に形成すれば、可視光用の光源と近赤外光用の光源とを兼用することができ、光学検出部54内に設置する光源の数を削減することができる。
そして、LED基板3が設置されるシャーシ2の形状を断面三角屋根形状とすれば、三角屋根形状の一方の斜面2cを被選別物が流下する側の照明用の光源5aに利用し、他方の斜面2dをカメラ59に対向して配置されるバックグラウンド60の照明用の光源5bに利用して共用光源の作成の小型化、低コスト化が可能となる。
一方、LED基板3には、LED素子4に隣接して照度センサ6を配設する一方、照度センサ6からの照度データにより光源5の照度を一定に保持する制御装置12を設けると、照度センサ6からの照度データにより光源の照度が一定にされて、照度の不安定化や出力を上げ過ぎるといった不具合を解消することが可能となる。
さらに、LED基板3には、照度センサ6の近傍にLED素子4の温度を検知する温度センサ7を設けることで、照度の一定化の精度が向上する。すなわち、照度センサ6からのデータにより照度を上げる制御が行われた場合、電流の増加に比例してLED素子4の温度が上昇する。このとき、温度センサ7が作動するため、LED素子4の適用温度範囲までに電流上昇を抑えることが可能となる。
本発明は、色彩選別機用の照明装置などに適用することが可能である。
1 照明装置
2 シャーシ
3 LED基板
4 LED素子
5 光源
6 照度センサ
7 温度センサ
8 LEDランプソケット
9 照明部カバー
10 センサ用コネクタ
11 定電流ドライブユニット
12 制御装置
13 表示装置
50 色彩選別機
51 シュート
52 貯留タンク
53 振動フィーダ
54 光学検出部
55 エジェクターノズル
56 良品回収樋
57 不良品回収樋
58 補助不良品回収樋
59 カメラ
60 バックグラウンド
61 窓部材

Claims (5)

  1. 放熱用の長尺状シャーシと、該シャーシ上に設置したLED基板と、該LED基板上に多数のLED素子を長手方向に一直線状に配列させた光源と、を備えた色彩選別機用の照明装置であって、
    前記光源は、少なくとも二つの光源を併設して一体化したものであり、一方の光源が被選別物の流下する側を照明し、他方の光源が前記色彩選別機のカメラに対向して配置されるバックグラウンド側を照明することを特徴とする色彩選別機用の照明装置。
  2. 請求項1記載の色彩選別機用の照明装置であって、一方の光源が可視光の波長域の光を照射する光源であり、他方の光源が近赤外光の波長域の光を照射する光源であることを特徴とする色彩選別機用の照明装置。
  3. 請求項1又は2記載の色彩選別機用の照明装置であって、前記LED基板が設置されるシャーシの形状が断面三角屋根形状であり、前記三角屋根形状の一方の斜面を被選別物が流下する側の照明用の光源に形成し、他方の斜面を前記バックグラウンドの照明用の光源に形成することを特徴とする色彩選別機用の照明装置。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の色彩選別機用の照明装置であって、前記LED基板には、前記LED素子に隣接して照度センサを配設する一方、該照度センサからの照度データにより前記光源の照度を一定に保持する制御装置を設けていることを特徴とする色彩選別機用の照明装置。
  5. 請求項4に記載の色彩選別機用の照明装置であって、前記LED基板には、前記照度センサの近傍に前記LED素子の温度を検知する温度センサを設けていることを特徴とする色彩選別機用の照明装置。


















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