JPH03118886A - 透過光を利用した選別装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は透過光によってナツツ等の被選別物の良否を決
定し選別する選別装置に関する。

［従来技術及びその問題点］ ナツツ、コーン等の中にはカビ類によって変質したもの
がある。またカビによっては強力な発ガン性物質である
Ａｆｌａｔｏｘｉｎを生産するものがあり、そのような
カビによって汚染されたナツツは食用には適さず予め選
別して取り除いておかなければならない。

従来ナツツ類の選別方法としては、被選別物（ナツツ）
の表面の変色を検出して選別を行う色彩選別法があった
。しかしながらこの色彩選別は、内部の変質によって表
面が変色しているものに対しては有効ではあるが、内部
が変質しても表面が変色しておらず、外観は良品と区ヌ
ｆ１がつかないものにつ、いては有効ではない。またこ
のように内部が変質しているにも拘わらず表面が変色し
ていないものについては、人手によっても選別が困難で
あった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内部が変質
しているが、表面は変色していない不良品をも選別する
ことができる選別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、被選別物の良否
を決定し、不良な被選別物を除去する透過光を利用した
選別装置において、 前記被選別物に対して、同被選別物よりも小さい径の光
を照射する光照射装置と、前記被選別物を透過し拡散し
た光を集光する集光装置と、集光された透過光の内、波
長の異なる２種の特定光を夫々検出する２つの光検出手
段と、同光検出手段によって検出された波長の異なる２
種の特定光の強度の比率をとり、その比率が所定値より
上か下かによって前記被選別物の良否を判断する判断手
段とを具備してなることを特徴とする。

研究によれば、ナツツは５００ｎｍ〜１４００ｎｍの波
長の光を通過させるということが分かつた。即ちこの波
長の光を利用すればナツツの内部の状態を調べることが
できる。

第１図は良品ナツツ（ａ）と不良品ナツツ（ｂ）に、各
々５００ｎｍ〜１５００．ｎｍの光を当てて、光の拡散
透過率を調べたグラフである。この第１図に示すように
、良品と不良品とでは光の拡散透過率が異なる。さらに
第２図は、第１図に示す良品（ａ）と不良品（ｂ）の光
の拡散透過率の差を示すグラフである。この図から見る
と波長１ｌ１００ｎと波長７５０ｎｍの付近で良品と不
良品の拡散透過率の差が大きくなっている。この二つの
波長に着目して良品及び不良品の拡散透過率の比を第１
図から求めると、良品では、 １１％（］１０１００ｎ　／　１．２％（７５ｈｍ）　
・１．７５一方不良品では ２．８％（１１０００１１１）　　／　　０．３９％（
７５Ｏａｍ）　　＝　　７．１８となる。

この結果から波長１ｌ１００ｎと波長７５０ｎｍの光に
着目して透過率の比を調べればナツツが内部で変質して
いるか否かが分かる。

［実施例］ 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３図は本発明にかかる選別装置を示すブロック図であ
る。この図において、１は光照射装置であり、電球２、
及び同電球２から遠ざかる方向に電球２から照射された
光は第２レンズ４、第２レンズ４によって集光され、ス
リット５によって絞られ、更に第３レンズ６によって平
行な光にされる。この結果被選別物（ナツツ）Ａよりも
径が小さいビーム光が光照射装置１から照射される。

一方７は観察点Ｓを挟んで、前記光照射装置１と対向し
て設けられた積分球であり、この積分球７は窓８から侵
入する光を効率良く集光する。

まら積分球７にはフィルタ及び７オトダイオードからな
る一対の光電変換器９及び１０が設けられており、これ
ら光電変換器９．１０は各々７５０ｎｍの波長（λ、）
の光及び１ｌ１００ｎの波長（λ、）の光を検出して電
気信号に変換し、対応して設けられた増幅器１１及び１
２を介して平面分割回路１３及び判定点検出回路１４に
供給する。ここで増幅器１１．１２の出力レベルは被選
別物Ａが観察点Ｓを通過するとき都度その透過度に応じ
て低下する信号となる。

平面分割回路１３において、増幅器１１から供給された
電気信号（Ｅ（λＩ））は可変利得増幅器１５に供給さ
れる。増幅器１５は増幅器１１から供給された電気信号
を、所定の利得に増幅して（ｋ−Ｅ（λ１）　）加算器
１６へ供給する。

また増幅器１１の出力は比較器１７の反転端子に供給さ
れる。一方向比較器１７の非反転端子には所定の正の基
準電位が加えられており、従って反転端子に供給される
信号の電圧が同基準電位よりも低いときに比較器１７は
論理“１”の信号をオアゲート１８に出力する。なお、
この基準電位は第４図の７０チヤートの最上に示すよう
に極めて低く設定されており、ナツツ以外の、例えば石
等のように全く光を透過しないものが通過したときに増
幅器１１の出力（Ｅ（λｌ））と交差するように設定さ
れている。

また平面分割回路１３において、増幅器１２から供給さ
れた電気信号（Ｅ（λ２））は加算器１６に供給され、
ここで増幅器１５の出力から減算され（ｋＥ（λ１）−
Ｅ（λ２））、この減算結果が比較器１９の非反転端に
供給される。

比較器１９の反転端は接地されており、従って加算器１
６の出力がプラスの時に論理“１ｎの信号をオアゲート
１８に供給する。ここで不良品における透過率の比（Ｅ
（１ｇ）／Ｅ（λ□））と良品における透過率の比（Ｅ
（λｚ）／Ｅ（λ１））では不良品の比が良品の比より
も大きいことは既に述べた。従って利得にの値をそれら
の比の中間値に設定しておくことにより、良品が観察点
Ｓ通過したときには加算器１６の出力がマイナスになり
、不良品が観察点Ｓを通過したときには同出力がプラス
になる。

更に平面分割回路１３において、増幅器１２の出力は比
較器２０に供給される。この比較器２０の機能は前述し
た比較器１７の機能と同一であり、説明を省略する。

以上説明した平面分割回路１３の機能をまとめると、第
５図に示すよになる。第５図は縦軸にＥ（λ２）をとり
、横軸にＥ（λ、）をとった座標である。まず増幅器１
１から出力される信号Ｅ（λ１）については、この信号
が基準値よりも低いときに比較器１７の出力が１″とな
る。また増幅器１２から出力される信号Ｅ（λ、）につ
いては、この信号が基準値よりも低いときに比較器２０
の出力が１”となる。また増幅器１１．１２の出力につ
いてＥ（λＩ）、Ｅ（λ２）がｋＥ（λ１）−Ｅ（λ、
）〉０のときに比較器１９の出力が“１”となる。即ち
第５図において、増幅器１１．１２の出力Ｅ（λ、）　
、　Ｅ　（λ２）が、直線ａ、ｂ及びＣによって画成さ
れる斜線が施された領域内に位置するとぎにオアゲート
１８の出力が“１　”となり、この時被選別物が排除さ
れる。

このオアゲート１８の出力はアンドゲート１９に供給さ
れる。

一方、判定点検出回路１４において、増幅器１１．１２
の出力は加算器２１に供給される。加算器２１は増幅器
１１，１２の出力を加算して微分回路２２に供給する。

微分回路２２は加算器２１の出力を微分してその結果を
各々比較器２３の非反転端及び比較器２４の反転端に供
給する。

比較器２３の反転端及び比較器２４の反転端には基準電
圧が供給されており、比較器２３は加算器２１の信号が
立ち下がるとき、即ち微分回路２２の出力がマイナスの
ときに論理“１′の信号を出力し、比較器２４は加算器
２１の信号が立ち上がるとき、即ち微分回路２２の信号
がプラスのときに論理“１″の信号を出力する。

比較器２３及び２４の出力は各々フリップ７０ツブ（Ｆ
Ｆ）２５のセット端及びリセット端に供給され、ＦＦ２
５をセットしリセットする。即ちＦＦ２５は、被選別物
が観察点Ｓに入り、光照射装置１からの光を遮り、増幅
器１１．１２の出力が低下し始めると、比較器２３の出
力が１”となってセットされ、被選別物が観察点Ｓを通
過することにより、増幅器１１，１２の出力が上昇を始
めると比較器２４の出力が“１”となってリセットされ
る。

このＦＦ２５からの信号はアンドゲート１９に供給され
、オアゲート１Ｂから供給される良否判品が観察部Ｒ５
を通過したときに論理゛１　”の信号が出力され、これ
が遅延回路２６によって所定の時間遅らされてドライバ
２７に供給される。

ドライバ２７は遅延回路２６から不良信号を受けるとイ
ジェクタ２８を駆動して通過する被選別物を排除する。

以上の構成を有する選別装置の構成について説明する。

第４図のσ、β、γ、δは各々、観察部Ｓに被選別物を
存在しないとき、観察部Ｓに良品が存在するとき、観察
部Ｓに不良品が存在するとき、観察部Ｓに異種の選別物
、例えば石等が存在するときを示しており、第５図には
ａ、β、γのＥ（λ１）−Ｅ（λ２）座標上での位置が
示されている。

まずナツツＡが観察位置Ｓにないとき、光照射装置１か
らの光は積分球７によって直接集光され、その内の２種
類の異なる特定波長（λ０、λ２）の光が光電変換器９
．１０によって検出され、各々増幅器１１．１２によっ
て増幅される。これら増幅信号は変化のない平旦な信号
であり（第４図１１■の０部分参照）、従って微分回路
２２の出力はゼロに維持され、比較器２３．２４の出力
は共に“Ｏ″となり、ＦＦ２５は作動しない。この結果
アンドゲート１９の出力はＯ″となり、イジェクタ２８
は作動しない。

次に良品が観察位置Ｓを通過したときについて説明する
。光照射装置１から照射される光の径はナツツＡよりも
小さいので、ナツツが観察位置Ｓに位置するときには、
ナツツは照射される光の全てを遮り、これによって光照
射装置１から積分球７に直接光が達することはない。

ナツツＡに照射された光はナツツの内部を拡散しながら
透過して積分球７に達する。この透過光の内上述の特定
光が光電変換器９．１０によって検出され、増幅器１１
．１２によって増幅される。

この信号（Ｅ（λＩ）、Ｅ（λ２））は加算器２１に供
給され、加算されて（第４図℃参照）微分回路２２に供
給される。微分回路２２で加算器２１の出力が微分され
（第４図℃参照）、比較器２３．２４に供給される。こ
の結果微分回路２２の出力が立ち下がったときに比較器
２３によってＦＦ２５がセットされ、次いで微分回路２
２の出力が立ち上がったときに比較器２４によってＦＦ
２５がリセットさる（第４図■、■、Ｘ参照）。これに
よってＦＦ２５からアンドゲート１９に被選別物が観察
部Ｓを通過したことを知らせる信号が供給される。

一方増幅器１１．１２からの信号（Ｅ（λ□）、Ｅ（λ
２））のレベルは、観察位置Ｓにナツツがないときに比
べて低くなる（第４図のＩ、ＩＩのβ参照）。この場合
、積分球７に達する僅かな透過光によって信号の底レベ
ルは比較器１７．２０の基準電圧よりも高く、比較器１
７．２０の出力は“０″となる。また通過するナツツＡ
は良品なのでｋＥ（λ１）Ｅ（λりくＯとなり、比較器
１９の出力も″“０″となり（第４図のＸ参照）、従っ
てオアゲート１８及びアンドゲート１９からは“０″の
論理信号が出力される。この結果良品が観察位置Ｓを通
過するときはイジェクタ２８は作動せず、通過するナツ
ツＡを排除しない。

次に不良品が観察位置Ｓを通過したときについて説明す
る（第４図γ）。不良品が観察位置Ｓを通過したとき、
比較器１７．２０の出力は”ｏ”であるが、 ｋＥ（λ１）Ｅ（λ２）〉０となり、比較器１９の出力
が゛１”となる（第４図Ｘ参照）。この信号がアンドゲ
ート１９に供給される。

一方上述したようにＦＦ２５からは被選別物の通過信号
がアンドゲート１９に供給され、この結果アンドゲート
１９から排除信号が遅延回路２６に出力され（第４図℃
参照）、所定の時間遅れてドライバ２７が起動されてイ
ジェクタ２８が駆動される。この結果不良なナツツが排
除される。

また石等の異物が観察物Ｓを通過した場合には（第４図
δ）、光が全く透過しないため、増幅器１１．１２のレ
ベルが比較器１７．２０の基準電圧以下になる（第４図
℃参照）。この結果比較器１７．２０から論理″１′°
の信号が出力され（第４図℃参照）、オアゲート１８を
介してアンドゲート１９に供給される。こうしてＦＦ２
５からは被選別物の通過信号がアンドゲート１９に供給
されることにより、アンドゲート１９から論理パ１”の
信号が出力され（第４図℃参照）、この結果イジェクタ
２８によって異物が排除される。

次に第６図（ａ）及び（ｂ）は光照射装置の他の実施例
を示すブロック図である。第６（ａ）図では、それぞれ
上述した特定波長（λいλ２）の光を発生するレーザ発
生装置３０．３１からの光がレンズ３２．３３を介して
絞られて光ビームとなり、ダイクロイイックミラー３４
に供給されて合成され、被選別物Ａに照射される。

第６（ｂ）図では、第３図に示す光照射装置に更にレン
ズ４０が設けられ、照射される光を更に絞って被選別物
に照射する。

第７は被選別物を透過した光の収集装置の他の実施例を
示している。被選別物Ａを透過した光はレンズ５０．５
１．５２によって集光されてダイクロイックミラー５３
に供給され、２条に分離されて光電変換器９、ｌＯに供
給される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、被選別物の良否を
決定し、不良な被選別物を除去する透過光を利用した選
別装置において、 前記被選別物に対して、同被選別物よりも小さい径の光
ビームを照射する光照射装置と、前記被選ヌｊｌ物を透
過し拡散した光を集光する集光装置と、集光された透過
光の内、波長の異なる２種の特定光を夫々検出する２つ
の光検出手段と、同光検出手段によって検出された波長
の異なる２種の特定光の強度の比率をとり、その比率が
所定値より上か下かによって前記被選別物の良否を判断
する判断手段とを具備したので、内部が変質しているに
もかかわらず表面が変色していない被選別物をも選別す
ることができる。

また本発明では、前記光検出手段によって検出された前
記特定光の強度が所定値以下に低下したことを検出して
異種の被選別物を判別をする判別手段を設けたので、石
等の光を全く透過しない異物が混在しているときでもそ
れを排除することをできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々良品と不良品の光の透過率、及
びその差を示したグラフ、第３図は本発明にかかる選別
装置の構成を示すブロック図、第４図は同選別装置の動
作を説明するだめのタイミングチャート、第５図は特定
波長の光の強度を関数として選別区分を示したグラフ、
第６図（ａ）、（ｂ）は各々本発明にかかる光照射装置
の他の実施例を示すブロック図、第７図は本発明に係る
集光装置の他の実施例を示すブロック図である。 １：光照射装置、７：積分球（集光装置）、９．１０：
光電変換器（光検出器）、１５：可変利得増幅器、 １６、 ■ １６：加算器、１９：比較器（以上１５．９が判断手段
）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被選別物の良否を決定し、不良な被選別物を除去す
   る透過光を利用した選別装置において、前記被選別物に
   対して、同被選別物よりも小さい径の光ビームを照射す
   る光照射装置と、前記被選別物を透過し拡散した光を集
   光する集光装置と、集光された透過光の内、波長の異な
   る２種の特定光を夫々検出する２つの光検出手段と、同
   光検出手段によって検出された波長の異なる２種の特定
   光の強度の比率をとり、その比率が所定値より上か下か
   によって前記被選別物の良否を判断する判断手段とを具
   備してなることを特徴とする透過光を利用した選別装置
   。 ２、前記光検出手段によって検出された前記特定光の強
   度が所定値以下に低下したことを検出して異種の被選別
   物を判別をする判別手段を有することを特徴とする請求
   項第１項記載の選別装置。