JPH0194486A - ラインセンサの信号補正装置 - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、連続して搬送される被搬送物から不良品を選
別するのに用いられるラインセンサにかかり、特にライ
ンセンサの各受光素子から出力される検出信号の出力レ
ベルを均一化することができるラインセンサの信号補正
装置に関する。

［従来技術］ 食品等においては、検査物の色によって不良品を識別で
きる場合がある。例えば焼きが足りないせんべいは他に
較べて色が白く、また逆に焼き過ぎのせんべいは他に較
べて色が黒い。

ラインセンサはこのような色の違いや明度の差によって
、検査対象から不良品を識別するものである。

＠５区はラインセンサの使用状況を示すブロック図であ
り、この図においてラインセンサｌはコンベア２の上方
に下向きに配置され、照明３．３の間から連続して搬送
される被搬送物（検査対象）４をコンベア２の幅方向に
走査する。被搬送物４を反射した光はラインセンサｌ内
に一列に設けられた図示せぬ受光素子によって受光され
、電気信号に変換されて比較器５へ供給される。

比較器５は、ある一定レベル以下、あるいは以上の信号
を検出して図示せぬ選別機構を起動し、これによって搬
送最中、あるいは搬送後に不良品が排除される。

［発明が解決すべき問題点］ ところで、ラインセンサに設けられた各受光素子から出
力される検出信号の出力レベルは、照明の不均一、ライ
ンセンサのレンズの中心部と、周辺部の明るさの違い、
あるいは各受光素子の感度の違い、により、受光素子に
よって異なる。例えば第６図（ａ）に示すように、色、
明度共に均一の検査対象を走査した場合においても、ラ
インセンサから出力される検出信号出力レベルは走査位
置（受光素子）によって異なり、全体として略山形にな
る。このように中心部において検出レベルが高いと、第
６図（ｂ）に示すように中央を通過する不良品を検出で
きないことがある。

通常は、第７図（ａ）に示すような、中央が狭くなって
いる長孔が形成されたシェーデイング板６をラインセン
サｌの前に置き、中央部に入射する光の量を制限して各
受光素子から出力される検出信号の出力レベルを均一化
するようにしていた（第７図（ｂ）参照）。

しかしながらこの方法によっては照明の不均一、あるい
は受光素子毎の感度の違い、等の細かい補正をすること
ができず、識別の誤りを完全に防ぐことができなかった
。また照明、レンズ系を変える都度、シェーデイング板
の長孔の形状も変えなければならず、非常に煩わしかっ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、各受光素子
から出力される検出信号の出力レベルを均一化してライ
ンセンサの識別精度を向上させることができるラインセ
ンサの信号補正装置を提供することを目的とする。

［問題点の解決手段］ 上記目的を達成するために本発明は、複数の受光素子か
ら出力される検出信号を各受光素子毎に補正して、各検
出信号の出力レベルを均一化するラインセンサの信号補
正装置において、前記検出信号を補正する補正データが
記憶された第１の記憶手段と、この第１の記憶手段に記
憶された前記補正データを、前記検出信号に乗ずる演算
手段と、前記演算手段から出力される補正信号を記憶す
る第２の記憶手段と、この第２の記憶手段に記憶された
補正信号に基づき、この補正信号の出力レベルを均一化
する新たな前記補正データを生成して、前記第１の記憶
手段に記憶させる信号処理手段とを具備することを特徴
とする。

また本発明は、試験対象を走査して得られた前記補正信
号の出力レベルで、あらかじめ定められた基準レベルを
除してこれらの比を求め、この比率に前記第１の記憶手
段に記憶された補正データを乗ずることにより前記新た
な補正データを生成することを特徴とする。

また更に本発明は、少なくとも一つの前記受光素子につ
いて、同受光素子に対応する前記補正信号の出力レベル
を一定期間記録すると共に、前記一定期間経過後に同出
力レベルの平均値を計算し、この平均値で、運転初期に
おいて同様にして得られた出力レベルの平均値を除して
これらの比を求め、この比率に前記第１の記憶手段に記
憶された補正データを乗ずることにより前記新たな補正
データを生成することを特徴とする特 ［作用】 第３図（ａ）に示すように、受光素子から得られた不均
一な検出信号（１）に、補正データ（２）を乗ずること
により、一定の補正信号（３）が得られる。

ｒ実施例Ｊ 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例にかかるラインセンサの信号補
正装置の構成を示すブロック図である。

この図において１０は信号処理部であり、本発明にかか
る信号補正装置を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１
、ＣＰＵＩＩの処理に用いられるプログレムが記憶゛さ
れたＲ　ＯＭ　（Ｒｅ５ｄ　Ｏ＋＋ＩｙＭｅｍｏｒｙ）
１２及びＣＰＵＩＩの処理に用いられるデータを、−時
記憶するＲ　ＡＭ　（Ｒａｎｄｏｍ　ＡｃｃｅｓｓＭｅ
ｍｏｒｙ）１３から構成されている。

また１４は走査位置カウンタであり、この走査位置カウ
ンタ１４には第２図に示す走査信号（ａ）及び走査クロ
ック（ｂ）が供給されている。走査信号（ａ）はライン
センサｌが走査を行う間、“ＯＮ”となり、また走査ク
ロック（ｂ）は、ラインセンサｌの走査に同期し、走査
を行う各受光素子ｉ　（ｉ　＝　１＝ｎ）に対応してＯ
Ｎ１０　Ｆ　Ｆを繰り返す。走査位置カウンタ１４は走
査信号（ａ）がＯＮの間、走査クロック（ｂ）を計数し
、計数結果をアドレスデータとしてセレクタ１５及びセ
レクタ１６へ供給する。また走査位置カウンタ１４の計
数値は、走査信号（ａ）が“ＯＦＦ”″になることによ
りクリヤされる。従って走査位置カウンタ１４から出力
されるアドレスデータは第２図（Ｃ）に示すようにライ
ンセンサｌの走査に同期して出力され、走査を行う受光
素子ｉに対応して１からｎまで順次増加する値をとる。

セレクタ１５はＣＰＵＩＩの制御により、走査位置カウ
ンタ１４から供給されるアドレスデータ、もしくはＣＰ
ＵＩＩからアドレスバスＡに供給されたアドレスデータ
を選択的に補正データメモリ１７へ出力する。

補正データメモリ１７の各メモリ番地ｉはラインセンサ
１の受光素子ｉと一対一に対応しており、セレクタ１５
からアドレスデータが供給されることによって、これら
各メモリ番地ｉに、補正データｋｌ（１−１〜、）書き
込まれ、あるいは書き込まれている補正データに、が読
み出されてゲート１Ｂ及び乗算回路１９へ供給される。

ここで補正データに、について説明する。既に述べたよ
うに、種々の理由によって各受光素子から出力される検
出信号の出力レベルは一定ではなく、１回の走査によっ
て得られる検出信号は全体として第３図の（１）に示す
ようになる。補正データに、はこの検出信号の出力レベ
ルを均一化するものである。補正データに、は各受光素
子ｉに対応して補正データメモリ１７に記憶されており
、全体として第３図の（２）に示すような値になってい
る。これら各補正データｋｔを対応する受光素子ｉから
出力された検出信号に乗ずることにより、補正された信
号の出力レベルは第３図の（３）に示すように均一化さ
れる。

さて、上記ゲート１ＢはＣＰＵＩＩの制御により、選択
的に、ＣＰＵＩＩからデータバスＤに供給された補正デ
ータに＋を補正データメモリ１７へ供給し、あるいは補
正データメモリ１７から読み出された補正データに、を
データバスＤへ供給する。

乗算回路１９はラインセンサ１の各受光素子から出力さ
れる検出信号に、補正データメモリ１７から供給される
補正データに、を乗じ、補正信号を生成する。この補正
信号はＡ／Ｄコンバータ２０によってディジタル信号（
信号データＩＩ（１−１〜、］）に変換され、補正検出
信号メモリ２１に供給される。

一方、前記セレクタ１６はＣＰＵＩ　ｌの制御により、
走査位置カウンタ１４から供給されるアドレスデータ、
もしくはＣＰＵＩＩからアドレスバスＡに供給されたア
ドレスデータを選択的に補正検出信号メモリ２１へ出力
する。

補正検出信号メモリ２１の各メモリ番地ｉは、補正デー
タメモリ１７と同様に、ラインセンサ１の受光素子ｉと
一対一に対応しており、セレクタｌ６からアドレスデー
タが供給されることにより、補正検出信号メモリ２１の
指定されたメモリ番地ｉに、Ａ／Ｄコンバータ２０から
供給される信号データ！、が書き込まれ、あるいは書き
込まれた信号データＩＩが読み出され、ゲート２２を介
してデータバスＤへ供給される。

次に、以上の構成を有する信号補正装置の動作について
説明する。

操作員は装置の始動に際して、第５図に示すラインセン
サ１の真下に色及び明度の均一な板を置く。

ＣＰＵＩＩは動作の開始と同時にセレクタ１５を介して
、アドレスデータを補正データメモリ１７に供給すると
共に、ゲート１８を介して補正データメモリ１７の各メ
モリ番地ｉに、あらかじめ定められた初期の補正データ
に、を書き込む。

ラインセンサ１が上述の板からの反射光を一回走査する
ことにより、各受光素子から、順次検出信号が乗算回路
１９へ供給される。またこの走査の間、走査クロックが
走査位置カウンタ１４によって計数、され、走査位置カ
ウンタ１４から走査に同期してアドレスデータが出力さ
れ、セレクタ１５及びセレクタ１６を介して補正データ
メモリ１７及び補正検出信号メモリ２１へ供給される。

この結果、補正データメモリ１７から、走査を行ってい
る受光素子に対応して補正データに、が読み出され、乗
算回路１９へ供給される。乗算回路１９では受光素子か
ら出力された検出信号に、補正データメモリ１７から読
み出された補正データに１が乗じられ補正信号が生成さ
れる。

この補正信号はＡ／Ｄコンバータ２０によって信号デー
タｌ、に変換され、補正検出信号メモリ２１へ供給され
る。上述したように補正検出信号メモリ２１には、セレ
クタ１６を介し、走査位置カウンタ１４から走査に同期
してアドレスデータが供給されており、これによって、
補正検出信号メモリ２１の各メモリ番地ｉに信号データ
ｌ、が順次記憶される。即ち、補正データメモリ１７か
らの補正データに、の読み出し、補正信号の生成、補正
信号の変換及び補正検出信号メモリ２１への記憶は全て
一時に行われる。

ＣＰＵＩＩはこの１回の走査が終了するとセレクタ１６
を介して、アドレスデータを補正検出信号メモリ２１へ
供給し、記憶されている信号データＩ、を順次読み出す
。そして各信号データｌｌについて、 Ｋ、＝に、ＸＬ／Ｉ、　　　　・・・　（＋）なる演算
を行い新たな補正データに１を求め、求めた補正データ
に１を、ゲート１８を介して補正データメモリ１７へ順
次供給し記憶させる。

ここでＬは検出信号の出力レベルを決定する定数である
。

以上の操作によって補正データメモリ１７に記憶された
補正データに、が更新され、続いて行われる不良品の識
別にはこの更新された補正データに、が用いられる。

操作員は第５図に示すコンベア２を動かし被搬送物４を
搬送する。同時にラインセンサ１は連続して、走査を行
い、これによって各受光素子から順次検出信号が出力さ
れる。またこの走査に同期して補正データメモリ１７か
ら上述した新たな補正データに、が読み出され、乗算回
路１９において検出信号に乗じられる。この結果、乗算
回路１９から出力される補正信号の出力レベルは全てＬ
に統一され、第５図に示す比較器５へ供給される。

このように補正信号の出力レベルが均一化されることに
より、良品及び不良品の検出に際して出力される検出信
号を明確に区別することができ、不良品の識別精度が向
上する。

次に　第４図は任意の一つの補正信号について、その出
力レベルの変動を記録したヒストグラムであり、横軸は
出力レベルを示し、縦軸はその出現頻度（度数）を示し
ている。即ちこのヒストグラムには一定の範囲の各出力
レベルについて、そのレベルで出力された補正信号の出
力回数が記録されている。

運転初期には（ａ）に示すような出力態様であったもの
がある期間を経過すると照明の劣化や、レンズの汚れ等
によって（ｂ）に示すような出力態様になることがある
。本発明においてはこの出力レベルの経時変化も補正し
ている。以下この経時変化の補正について説明する。

乗算回路１９から出力された補正信号は常にＡ／Ｄコン
バータ２０によって信号データｌＩに変換され、補正検
出信号メモリ２１に記憶される。

ＣＰＵＩ　１は１回の走査が終了する都度、補正検出信
号メモリ２１に記憶されている信号データ１゜を読み出
してＲＡＭ１３に書き込む。そしてこのＲＡＭ１３に書
き込まれた信号データ！、に基づいて、各信号データｌ
、毎に第４図に示すヒストグラムを作成する。このヒス
トグラムはあらかじめ定められた一定期間について作成
され、これにより、その一定期間において、補正信号の
レベルの変動が各受光素子について記録される。

そしてＣＰＵＩＩは一定期間が終了すると、その記録に
基づいて各受光素子毎に信号レベルの平均値ｍ、を計算
する。この平均値ｍ１は前記一定期間に出力された補正
信号の出力レベルの平均を意味し、各出力レベルについ
て、そのレベルで出力された補正信号の出力回数にその
レベル値を乗じ、それらを全て加えたものを、出力回数
の総和で除することにより得られる。

ＣＰＵＩＩ’はこの一定期間毎の処理を連続して行い、
一定期間毎に各受光素子ｉについてその期間における平
均値ｍ、を求める。そして運転初期における１回目の平
均値を特に平均値Ｍ１としてＲＡＭ１３に記憶し、この
平均値Ｍ１と２回以降の平均値ｍ、とから新たな補正デ
ータに、を計算する。即ちＣＰＵＩＩは２回以降、平均
値ｍ、が求められる都度、補正データメモリ１７から補
正データに、を読みだし、 Ｋｌ−ｋｌＸＭ＋／ｍｌ　　　−（２）なる演算を行っ
て新たな補正データに＋を求め、これを補正データメモ
リ１７に記憶させる。この結果、次の一定期間において
はこの新たな補正データに、によって検出信号の補正が
行われることになる。こうして検出信号の出力レベルが
経時変化しても常に初期の状態に戻すことができる。

なお経時変化が全ての受光素子、あるいは幾つかの受光
素子のグループについて均一に生じる場合は、必ずしも
全ての受光素子について平均値ｍ。

を求める必要はなく、一つの受光素子について、あるい
は各グループ内の一つの受光素子について平均値を求め
ればよい。

また検査対象が一定の割合で通過する場合は、背景レベ
ルと検査対象のレベルの度数は常に一定であると考えら
れるので上述したように全ての受光素子について平均値
ｍ、を求める。しかしながら検査対象がランダムに通過
する場合は、背景レベルと検査対象のレベルの度数は一
定期間毎に常に変化し、一定ではなくなるため経時変化
を起こしていない場合であっても平均値が異なってくる
。

このような場合には背景レベル付近、もしくは検査対象
のレベル付近の平均を求め、これを用いて計算する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば各受光素子から出
力される検出信号の出力レベルを均一化することができ
、ラインセンサの検出精度が向上する。

また本発明によれば、検出信号の出力レベルの経時変化
も補正することができ、常に一定の検出精度を保持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による信号補正装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は走査信号及び走査クロックと、走査位置
カウンタ１４から出力されるアドレスデータとの関係を
示すタイミングチャート、第３図は検出信号、補正デー
タ及び補正信号の関係を示すグラフ、第４図は任意の−
の補正信号について、その出出力レベルの変動を記録し
たヒストグラム、第５図はラインセンサの使用状況を示
すブロック図、第６図は補正されていない検出信号を示
すグラフ、第７図（ａ）及び（ｂ）は、各々従来用いら
れていたシェーデイング板を示す正面図及びその取り付
は状態を示す平面図である。 １ニラインセンサ、１０：地理部（信号ル理手段）、１
１：ｃＰＵ、１２：ＲＯＭ、１３：ＲＡＭ。 １４：走査位置カウンタ、１５：セレクタ、１６：セレ
クタ、１７：補正データメモリ（第１の記憶手段）、１
８：ゲート、１９：乗算回路（演算手段）、２０：Ａ／
Ｄコンバータ、２１：補正検出信号メモリ（第２の記憶
手段）、２２：ゲート。 正常　　　５６″ （ａ） 光量の低下　′べ″ （ｂ） 走査位置 第 （ａ） 走査位置 （ｂ） ７図 （ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の受光素子から出力される検出信号を各受光
   素子毎に補正して、各検出信号の出力レベルを均一化す
   るラインセンサの信号補正装置において、前記検出信号
   を補正する補正データが記憶された第１の記憶手段と、
   この第１の記憶手段に記憶された前記補正データを、前
   記検出信号に乗ずる演算手段と、前記演算手段から出力
   される補正信号を記憶する第２の記憶手段と、この第２
   の記憶手段に記憶された補正信号に基づき、この補正信
   号の出力レベルを均一化する新たな前記補正データを生
   成して、前記第１の記憶手段に記憶させる信号処理手段
   とを具備することを特徴とするラインセンサの信号補正
   装置。
2. （２）前記信号処理手段は、試験対象を走査して得られ
   た前記補正信号の出力レベルで、あらかじめ定められた
   基準レベルを除してこれらの比を求め、この比率に前記
   第１の記憶手段に記憶された補正データを乗ずることに
   より前記新たな補正データを生成することを特徴とする
   請求の範囲第１項記載のラインセンサの信号補正装置。
3. （３）前記信号処理手段は、少なくとも一つの前記受光
   素子について、同受光素子に対応する前記補正信号の出
   力レベルを一定期間記録すると共に、前記一定期間経過
   後に同出力レベルの平均値を計算し、この平均値で、運
   転初期において同様にして得られた出力レベルの平均値
   を除してこれらの比を求め、この比率に前記第１の記憶
   手段に記憶された補正データを乗ずることにより前記新
   たな補正データを生成することを特徴とする請求の範囲
   第１項記載のラインセンサの信号補正装置。