JPH04157305A

JPH04157305A - 光線式選別装置

Info

Publication number: JPH04157305A
Application number: JP27910390A
Authority: JP
Inventors: Toru Yamada; 通山田
Original assignee: TAIYO TANKO KK
Current assignee: TAIYO TANKO KK
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-05-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JP2575944B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は光線により被測定物の形状、大きさを測定す
る光線式選別装置に関する。

（従来の技術）従来の光線式選別装置としては、例えば特公昭５６−１
０５６６号公報、実公昭６３−４２３２３号公報に記載
されたようなものがある。

これらは両者とも複数の発光素子と受光素子とを対向配
置すると共に、発光素子を走査装置で順次走査する一方
、この発光素子の走査信号と同期して受光素子を走査す
ることにより、発光素子がら出される光信号が被測定物
によって遮蔽されるのを受光素子が受信して被測定物の
形状を選別するようになっている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記のような装置では、例えば第６図に
示すように複数の発光素子Ｌ１、Ｌ２・・・ＬＮを列状
に配設し、この発光素子Ｌ１、Ｌ２・・・ＬＮに対向し
て複数の受光素子ＰＨＩ、ＰＨ２・・・ＰＩＮを列設し
た場合に一つの発光素子（例えばＬ２）の光信号は、光
信号の拡がりによりこれと対向する受光素子（例えばＰ
Ｈ２）のみならずこれと隣接した他の受光素子も受けて
しまう。

換言すれば、一つの受光素子に複数の発光素子からの光
信号が与えられる。このため、例えば第７図に示すよう
に被測定物１０１の先端１０１ａが発光素子ＰＨ４に対
向する位置にきたとき、発光素子Ｌ４からの光信号は被
測定物１０１に遮蔽されていて受光素子ＰＨ４には達し
ないが発光素子Ｌ５からの光信号の拡がりにより受光素
子ＰＨ４に与えられる。

このため受光素子ＰＨ４は依然として受光状態にあり、
被測定物１０１の先端１０１ａ位置の判′別が不確実に
なる。

また、受光素子は第８図に示すような応答時間特性を持
っている。すなわち、発光素子の発光時間ＴＬに対する
受光素子の応答時間ＴＰは、立上り応答時間ＴＰＬＨと
立下り応答時間ＴＰＨＬとを含んでおり、この立上り応
答時間ＴＰＬＨと立下り応答時間ＴＰＨＬは受光素子の
種類によって異なるが通常３〜４μ秒である。

また、対向配置した複数の発光素子と受光素子とを順次
走査する場合には、その走査時間ＴＯの設定値により受
光素子の応答時間ＴＰのタイミングは変化する。

これに対して受光素子の信号読み取りタイミングを発光
素子の立下りタイミングに設定した場合に例えば第９図
に示したＴＬ２の時間で発光素子を発光すると、発光時
間ＴＬ２が受光素子の立上り応答時間ＴＰＬＨよりも小
さく、ＴＬ２＜ＴＰＬＨとなるので同図に示したように
このタイミングでは受光素子は応答しない時間となり、
信号読み取りタイミングとしては不適当となってしまう
。

従って第６図に示した複数の発光素子Ｌ１、Ｌ２・・・
ＬＮを数μ秒で高速に走査し、これと同期して対をなす
複数の受光素子ＰＨＩ、ＰＨ２・・・ＰＨＮの出力信号
を得ようとしても信号読み取りタイミングがずれて判別
できなくなる。

また、上記従来の装置では、被測定物の形状を選別する
ことはできるが、その体積あるいは重量を算出すること
ができないため、同形状の被測定物を体積あるいは重量
によって選別したいときに利用できなかった。

後者の従来例は被測定物の縦、横の最大値を認識しその
縦、横を測定し、形状を判別するように構成されている
ため、形状判別精度が悪く、異形の被測定物に対しては
測定が不可能に近いくらい信頼性が乏しいものであった
。これに対してマイクロコンピュータ、ＣＣＤ等を利用
して受光素子の光量差を計測し、これによって形状を識
別する方法が考えられるがこの場合には装置が大規模に
なり高価になってしまう。

そこでこの発明は、被測定物の形状を正確に測定するこ
とができ、しかも体積及び重量による選別を行なうこと
ができる光線式選別装置の提供を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記課題を解決するためにこの発明は第１図に示すよう
に、複数の発光素子りと、この発光素子りと対をなす受
光素子ＰＨを順次走査するための走査出力手段ＣＬ１と
、前記走査信号出力手段ＣＬＩによる一対の発、受光素
子り、ＰＨの走査時間内で発光素子りの発光時間を制御
する発光素子制御手段ＣＬ２と、前記一対の発、受光素
子り。

ＰＨの走査時間内で受光素子ＰＨの信号読み取りタイミ
ングを選択可能に制御する受光素子信号制御手段ＣＬ３
と、受光素子の出力信号を識別する演算手段ＣＬ４と、
前記演算手段による識別結果と予め設定された重量分類
規格値とを比較判断し被測定物を重量別に選別する重量
別選別手段ＣＬ８とを備えてなる構成とした。

また上記光線式選別装置において、比重値入力手段ＣＬ
５を備えてなる構成とした。

さらに、上記光線式選別装置において、被測定物を形状
の認識方向と直交方向へ微量ずつ搬送する搬送手段ＣＬ
６と、この搬送手段ＣＬ６の微量移動に関連して走査タ
イミングを制御する走査タイミング制御手段ＣＬ７とを
備えてなる構成とした。

（作用）走査信号出力手段ＣＬＩによる一対の発、受光素子り、
ＰＨの走査時間内で発光素子の発光時間が発光素子制御
手段ＣＬ２によって制御されるため被測定物が検出位置
にあるとき前記発光素子りと対をなす受光素子ＰＨが正
確に光信号の遮光状態を検出する。さらに、前記一対の
発、受光素子り、ＰＨの走査時間内における受光素子Ｐ
Ｈの信号読み取りタイミングを任意に選択し、この選択
された信号読み取りタイミングで受光素子ＰＨが受光素
子信号制御手段ＣＬ３によって制御されるために受光素
子ＰＨの信号読み取りタイミングは発光素子りの順次走
査時間と同期し正確な信号読み取りが行なわれる。

また、比重値入力手段ＣＬ５によって被測定物の比重を
入力することにより、演算手段ＣＬ４によって被測定物
の重量が算出され、その算出結果と予め設定された重量
分類規格値とを重量別選別手段ＣＬ８により比較判断し
、被測定物を重量別に選別する。

さらに、搬送手段ＣＬ６によって被測定物を移動させ、
走査タイミング制御手段としてＣＬ７によって発、受光
素子り、ＰＨを順次走査することにより微量毎の体積が
算出され走査を繰り返すことによって被測定物全体の体
積を求めることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例と図面に基づいて説明する。

第２図はこの発明の実施例に係わる光線式選別装置のブ
ロック図を示すものである。

この光線式選別装置は、一方にＮ個からなる複数の発光
素子りを列状に配設し、他方にこれと対をなす複数の受
光素子ＰＨを配列すると共に、−対の発光素子りと受光
素子ＰＨを順次走査するためにタイミング信号を出力す
る走査信号出力手段ＣＬ１としての発信器１を備えてい
る。

前記発光素子りは、発信器１から所定の走査時間Ｔｏに
出力される信号周波数を１／Ｎにする１／Ｎ分周回路３
とこれをＮ個の信号に分割する信号分割回路５を介して
発信器１に接続されている。

前記１／Ｎ分周回路３と信号分割回路５とにより発光素
子制御手段ＣＬ２を構成している。一方、受光素子ＰＨ
は発信器から所定の走査時間ＴＯに出力される信号と、
そのまま受光素子ＰＨ数に応じた信号数に分割する信号
分割回路７と、この信号分割回路７で分割された信号を
任意に逆選択可能なＮ個の選択スイッチを有するデータ
ラッチセレクタ９、およびデータラッチセレクタ９のス
イッチ位置に対応したタイミングで受光素子ＰＨの出力
信号を読み取る信号読み取り回路１１を介して発信器１
に接続されている。前記信号分割回路７とデータラッチ
セレクタ９および信号読み取り回路１１とにより受光素
子信号制御手段ＣＬ３を構成している。

また前記発信器１と信号読み取り回路１１は、読み取り
信号を識別するための演算手段ＣＬ４としてのＣＰＵ回
路１３に接続されている。

この実施例では、前記発信器１の出力信号を第８図に示
した受光信号素子ＰＨの応答時間特性を考慮して第３図
に示すように複数対の発光素子りと受光素子ＰＨの内の
一対当りに割当られた走査時間ＴＯがＴｏ＞ＴＬ＋ＴＰ
ＨＬとなるように制御している。ここでＴＬは発光素子
りの発光時間でＴＰ）ＩＬは受光素子ＰＨの立下り応答
時間である。

次に上記実施例の作用について説明する。

発信器１からのタイミング信号により複数の発光素子り
が第６図に示すようにＬｌ、Ｌｌ・・・ＬＮの順で順次
、光信号を発光させる。

この時の受光素子ＰＨは第３図においてＰＨＩ、ＰＨ２
・・・ＰＨＮの波形に示すように対になる発光素子り以
外の光信号も受光することになるが、発光素子りの発光
時間ＴＬを走査時間ＴＯに対してＴｏ＞ＴＬ＋ＴＰＨＬ
　（但し、ＴＰＨＬは受光素子ＰＨの立下り応答時間）
となるように制御しているから、対になる発光素子りの
光信号を発光させるタイミングは他の発光素子りの光信
号の影響を全く受けることなく受光素子ＰＨで受光する
ことができる。

従って複数の発光素子りと受光素子ＰＨの組数に応じた
光カーテンを構成することができ被測定物が測定位置に
あるときに光信号の遮光状態を検出することにより被測
定物の位置、形状を正確に検出することができる。

さらに、データラッチセレクタ９の選択スイッチを例え
ば第９図に示す信号読み取りタイミングステージＴ１、
Ｔ２・・・ＴＮの中から受光素子ＰＨの応答するタイミ
ングＴＰＩまたはＴＰ２に対応した応答時間のバラツキ
の範囲内で最適な読み取りタイミングで選択しておくこ
とにより、受光素子ＰＨの読み取りタイミングが発光素
子りの順次走査時間と同期して正確な信号読み取りがで
きる。

第４図は第２図の実施例において被測定物の形状を検出
した後、その被測定物の体積を計算しこの体積から重量
を計算するためのブロック図を示すものである。

この実施例では被測定物の重量をその体積に比重を乗じ
て計算するように構成され、さらに比重値Ａ、ＢＣの３
桁のうち、少数点以下の２桁ＢＣのみの入力によって計
算するようにしたものである。

すなわち、演算手段ＣＬ４としてのＣＰＵ回路１３に８
ビツトデータバツフア１５を介して比重人力手段ＣＬ５
としてのデジタルスイッチ１７．１９が接続されている
。またＣＰＵ回路１３にはＲＯＭ２１およびＲＡＭ２３
が接続されている。

比重値Ａ、ＢＣは物性によって異なるが例えば純鉄では
７．８５、鋳鉄は７．２５または根菜類は人参で１．０
３、大根は１．０５であり、同類の物性が持つ比重値は
Ａ、ＢＣのうちＡは常数となりＢＣが変化する。

そこで、この実施例では比重値Ａ、ＢＣのうち常数とな
るＡは予めＣＰＵ回路１３の演算プログラムに入力して
おきＢＣの値と合せて計算できるプログラムにしておく
。そして比重値のＢＣをデジタルスイッチ１７．１９で
入力する。この入力信号１桁につき４ビツトのＢＣＤコ
ードで８ビツトデータバツフア１５に読みこまれ、８ビ
ット単位でＣＰＵ回路１３に読みこまれて先に計算され
た体積から重量計算される。

この実施例によれば比重Ａ、ＢＣの３桁を人力して重量
を計算する場合に比べると約１／２の時間で可能となる
。

なお根菜類は同一品目であっても収穫時期や作柄によっ
て比重が変化するからその時々によって比重値を変更す
る必要がある。

さらに、ＣＰＵ回路１３により計算された重量は、重量
別選別手段（第２図に図示せず）により予め設定された
重量分類規格値と比較判断され、被測定物は重量別に選
別される。　・第５図はこの発明の他の実施例に係わるブロック図を示
すものである。

この実施例は、被測定物Ｍを対向させて列設された複数
の発光素子りと受光素子ＰＨとの間をこの配列方向に対
して直交する方向へ向けて搬送させ、前記対をなす発光
素子りと受光素子ＰＨを順次走査して微量△Ｘの形状を
認識して体積を計算し、これを集積することにより被測
定物全体の体積を計算するようにしたものである。

第２図の実施例におけるブロックと同様のブロックには
同符号を付して説明を省略する。

すなわち列設されて対をなす複数の発光素子りと受光素
子ＰＨとの間にこの配列方向に対して直交する方向へ向
けて被測定物Ｍを搬送させる搬送手段ＣＬ６としての搬
送装置２５が設けられている。この搬送装置２５には、
該搬送装置２５の移動に関連して信号を出力するロータ
リーエンコーダー２７が設けられている。

前記発光素子りは発光素子制御手段ＣＬ２としての発光
素子制御回路２９、順次信号回路３１を介して発信器１
に接続されている。前記発光素子制御回路２９にはロー
タリーエンコーダー２７の信号を受けて微量△Ｘだけ移
動する毎に信号を出力する走査タイミング制御回路３３
とにより走査タイミング制御手段ＣＬ７を構成している
。−力受光素子ＰＨは受光素子信号制御回路３５、順次
走査信号回路３１を介して発信器１に接続されている。

また、発信器１と受光素子信号制御回路３５はＣＰＵ回
路１３に接続され、ＣＰＵ回路１３にはメモリ回路３７
が接続されている。

そして対をなす複数の発光素子りと受光素子ＰＨとの間
をその配列方向に対して直交方向へ搬送装置２５により
被測定物Ｍが微量△Ｘ移動されるとロータリエンコーダ
２７の出力信号を受けて走査タイミング制御回路３３が
発光素子制御回路２９へ信号を出力する。発光素子制御
回路２９は走査タイミング制御回路３３からの信号と順
次走査信号回路３１からの信号を受けて発光素子の順次
走査を一回行なう。これと同期して受光素子信号制御回
路３５により受光素子ＰＨの順次走査が行なわれ、被測
定物Ｍの形状寸法が認識され、これにより微量△Ｘの体
積をＣＰＵ回路１３で計算し、その演算結果をメモリ回
路３７に記憶し、その記憶された微量△Ｘの体積を順次
集積することにより被測定物Ｍの全体積が計算される。

そして全体積が計算されると第４図に示したブロック図
のデジタルスイッチ１７．１９によってその被測定物Ｍ
のＢＣを入力することにより重量が計算される。

この実施例によれば、被測定物の形状に応じて輪郭の小
さいものは密に、また大きいものは粗くという風に微量
△Ｘを設定することにより、被測定物の形状に応じた近
似的な曲線を描くことが可能となり、測定精度が良くな
る。さらに受光素子の信号パターンを認識することによ
り外形の形状も異形、断続、部分などの種々の測定が可
能となる。

なお、測定の終了は信号を確実に得るために、被測定物
とは別の鉄板などの遮光物を用い、これが発・受光素子
群の走査線を遮断することにより行ってもよい。

［発明の効果］以上の説明より明らかなように、この発明の構成によれ
ば被測定物の位置及び形状をより正確に検出することが
できる。

また検出した形状から該被測定物の体積および重量を算
出することができ、体積あるいは重量による選別が可能
である。

さらに被測定物は微量ずつ走査することができ、これに
より異形のもの等の形状も正確に検出することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図、第２図はこの発明の一実施
例に係わるブロック図、第３図は第２図のブロック図に
よる発光素子の応答波形を示す図、第４図は比重値入力
手段のブロック図、第５図はこの発明の他の実施例によ
る選別装置の構成図、第６図および第７図は従来例によ
る選別装置の構成図、第８図は受光素子の応答時間特性
を示す図、第９図は受光素子の信号読み取りタイミング
を示す図である。ＣＬｌ・・・走査信号出力手段Ｃｌ２・・・発光素子制御手段Ｃｌ３・・・受光素子信号制御手段ＣＬ４・・・演算手段Ｃｌ３・・・比重値入力手段Ｃｌ６・・・搬送手段Ｃｌ７・・・走査タイミング制御手段ＣＬ８・・・重量別選別手段Ｌ・・・発光素子ＰＨ・・・受光素子代理人　弁理士　三　好　　秀　和ＰＨ＋　　ＰＨａ　ＰＨａ　　　　　　　　ＰＨＮＬ＋
　　　Ｌａ　　Ｌａ　　　　　　　　ＬＮ第６図検出出力第７図第８図Ｔ。第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の発光素子と、この発光素子と対をなす複数
の受光素子と、前記対をなす発・受光素子を順次走査す
るための走査信号出力手段と、前記走査信号出力手段に
よる一対の発・受光素子の走査時間内で発光素子の発光
時間を制御する発光素子制御手段と、前記一対の発受光
素子の走査時間内で受光素子の信号読取りタイミングを
選択可能に制御する受光素子信号制御手段と、受光素子
の出力信号を識別する演算手段と、前記演算手段による
識別結果と予め設定された重量分類規格値とを比較判断
し被測定物を重量別に選別する重量別選別手段とを備え
て成ることを特徴とする光線式選別装置。
（２）被測定物の比重値を入力する比重値入力手段を設
けたことを特徴とする請求項（１）記載の光線式選別装
置。
（３）被測定物形状の認識方向と直交方向へ微量ずつ搬
送する搬送手段と、この搬送手段の微量移動に関連して
走査タイミングを制御する走査タイミング制御手段とを
設けて成ることを特徴とする請求項（１）又は（２）記
載の光線式選別装置。