JPS59166280A - 粒状材料の選別方法および装置 - 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】 本発明は、粒状拐料を選別する方法およびこの方法を実
施するだめの装置に関するもので゛ある。

粒状材料は原料コーヒー豆、その他の豆、粉砕ナツツそ
の他同様の材料とすることができるが、しかし、簡単の
ため、１ハツチ（１山）の粒状材料よりなる単一ユニッ
トを以下の説明において粒状体と称する。

多量の粒状体から成る特性を有する粒状体を分離する問
題がしばしばあり、かかる問題を解決するだめの方法お
よび装置が工夫されている。

従来既知の方法および装置は選別することを望む特性が
粒状体の色度測定特性に関する場合に、分離を行なう方
法および装置である。

かかる従来装置は、一般に、粒状体が移動する間に粒状
体を互に分離し始める初期推進力を与える移送ユニット
と、粒状体にさらに推進力躯与えて完全な分離を行なう
シュートと、シュートから出た粒状体が通過する間に適
当な光学的センサーによって観察する光学的観察セルと
、観察した粒状体の色に関する光学的信号を光学的セン
サーから受は取って受は入れ得るか否かを区別する制御
ユニットと、良い粒状体の流れから除去すべき粒状体を
排除して拒絶する装置とを具えている。

特によく知られた従来方法および装置としては、列国の
ロンドンにあるカンソンズ・ソーテンクス・リミタＦに
よるものがあり、これは、光学的フィルターを用いて得
られた観察中の粒状材料の特性を示す２個の異なる色バ
ンドの観察によって粒状体を分離し得るものである。こ
の従来装置は、観察セルを有し、このセル内に設けた照
明室に光−電子観察装置が取付けうれ、光をハロゲンラ
ンプによって供給し、照明室内に３個の観察装置が観察
室内に通過する粒状体の通路に対して直角をなす面上に
１２０°の角度で設置されており、各観察装置に向けて
露出された粒状体の表面の像を各観察装置が光学的セン
サー上に焦点させ、これらの光学的センサーが色度測定
情報の電気信号を発生することができ、観察セルを交差
する各粒状体が３個の適当に着色されを背景の前を通過
するようこれらの背景が観察装置に対向してそれぞれ設
けられ、粒状体によって反射された光および各観察装置
における粒状体によってカッ（−されな℃・背景の部分
によって反射された光を１組のレンズによって捕え、半
反射鏡によって２本の光ビームに分割し、２個の光学的
フィルター経て２個の光学的センサーに当て、各光学的
センサーに当った光の量に比例する電気信号（本明細書
では光信号と称する）を各光学的センサーが発生し得る
よう構成されている。

粒状体によって反射された光および粒状体によってカバ
ーされない背景の部分によって反射された光を本明細書
では反射光と称して（・る。

したがって、装置の制御ユニットは観察セルから受は取
る２個の信号を基にして粒状体を区別しており、各信号
は線形的に増幅され、６個の全ての信号が一緒にセレク
ターに送られ、このセレクターは最高の入力信号の値に
等しい値の単一信号を出力する。粒状体間の区別は、セ
レクターによって出力される信号がオペレータによって
セットされた値を超える場合に行なわれる。これらの２
個の値の比較はレベル比ｊ咬器によって行なわれ、成る
粒状体の移送方向を変える必要がある場合には、レベル
比較器が電気′パルスをこの電気パルス自身のディレィ
装置に送り、これによりティレイ装置によって予め設定
された時間にセットされたソレノイド弁によって作動さ
れる空圧式排除装置にリジェクトすべき粒状体が到達す
るに十分な時間の遅れを生せしめる。

かようにしてリジェクトされた粒状体は正常の落下軌跡
から進路を変えられ、別の容器内に捕集される。

上述した従来方法およびその方法を実施するための装置
はまた、３個の観察装置のそれぞれ０２個の電気信号の
線形的組合せによって生ずる３個の他の信号を上述のセ
レンターに送り、これに′より、製造業者によりバイク
ロマティックと称せられている他の選別方法を行なうこ
ともてきる。

上述した従来方法および装置の第１の欠点は、センサー
によって送られる信号が観察された粒状体の反射率に比
例するばかりでなく、各観察装置によって窓を通してセ
ル内で観察される粒状体の表面に比例する点にあり、装
置は反射率：でよって分離し得るようにのみ構成されて
いるから、粒状体の表面に対する反射率の部分的比例は
上述の従来方法および装置の精度の低下を意味する。

第２の欠点としては、３個の背景を観察セル内に設置す
るために非常に注意して選択することが必要であり、こ
の理由は、観察される所定量の粒状体の全部によって生
ずる信号が装置内　　　　・の電気的理由のために平均
すると零になることが必要であり、また、種々の観察装
置に対して選別装置が１個たけであり、これらの観察装
置が発生する信号が互に比較し得ろものである必要があ
るからである。

第３の欠点は、粒状体の色度測定特性が成る光度レベル
より大または小でなければ粒状体を色度測定により選別
することが不可能であって、粒状体が全体の量の色度測
定特性に比べて中間的色度測定特性を有する場合には、
粒状一体のクラスを選別することができないからである
。

他の従来技術として米国のテキサス州、ヒユーストン所
在のジェオソースにより特許出願されている選別装置が
あり、この選別装置は、光学的測定システムを具えるも
のであるが、その出願された発明または装置の詳細は不
明である。

この発明の目的は、て゛きれば、例えば、上述したカン
ソンズ・ソーテックス・リミテッドによって製造された
選別装置のような選別装置において、装置の光−電子測
定システムに大幅な変更を加えることなしに、あるいは
また、ｎ個の観察装置のそれぞれに設けられた１組の２
（２は２より大）個の光学的センサーに当る２個の光ビ
ームに反射光が分割されるよう構成された選別装置にお
いて、制御およびクラス分別の手段としてコンピュータ
を適用することによってカンソンズ・ソーテックス・リ
ミテッドによって製造された選別装置に関連する上述し
た欠点を低減または除去しようとするものである。

この発明による方法は、１バツチに属する粒状体を互に
分離し、各単一粒状体を観察セルに通過させ、ｎ個の光
−電子観察装置Ｃ以下、観察装置と称する）によって各
単一粒状体を観察シ、観察セルをハロゲンランプによっ
て照明し、各単一粒状体が各観察装置の前方に設置され
た適当な背景の前方に通過する際に各単一粒状体を窓な
経て観察して粒状体を選別する方法において、第１段階
において、粒状体の通過によって発生された色信号をサ
ンプリングし、数値信号に変換し、記憶し、検査された
各信号に対してｍ値を最終的に求め、このｍ値の全部を
コンピューターによって算術的に処理し、反射光が分割
された２個の光ビームに等しい数の量に減少させ、この
数量により観察された各粒状体の色度測定特性を表わす
分布の１個の平面または多元空間上に等しい数量の座標
軸を限定することを特徴とし、さらにまた、２が２であ
る場合には、第２段階を含み、この第２段階において、
オペレータによって予め決められた望ましくない粒状体
に対応するスクエアをクリッドする上述の分布平面に関
連する電気的グリッド内（（観察粒状体をクラス分別す
ることを特徴とする特に、第１工程は第１サブ工程を具
え、この補助第１工程において、ｎ個の観察装置によっ
て供給される全ての信号を順次にサンプリングし、変換
し、ＲＡＭメモリーに記憶させて観察セルに粒状体が通
過する間に観察装置によって発生された信号の値を供給
するｎ　Ｘ　Ｚ　Ｘ　ｍ個のグループを発生させるよう
にし５、また、第２サブ工程を具え、この第２サブ工程
においては、１個および同じ信号に関連するｍ値の全て
を一緒に加えてｚ　Ｘ　ｎ値を得えるようにする。この
ｎ値は第１色バンドに関連し、′ｎ値は第２色バンドに
関連し、Ｚ’Ａの色バンドによるものであり、これに反
射光は分割される。また、第１工程は第３サブ工程をも
含み、この第３サブ工程においては、第２サブ工程にお
いて発生されたｚ　Ｘ　ｎ値のそれぞれから相対的平均
値が引算され、この平均値は、ｚ　Ｘ　ｎ標準値を得る
ため、選別すべきロツＦにおける粒状体の代表的サンプ
ルの観察によって各色信号に対して予め計算されたも′
のである。２が２に等しい場合には、第４サブ工程をも
含み、この第４サブ工程においては１個の単一色バンド
に対して相対的な標準のｎ値の各グループが一緒に加え
られてＲおよび°へｌで示される２個の値のそれぞれを
与え、Ｒは第１色バンドに対応し、■は第２色バンドに
対応し、したがって、ＲをＶに加算した後、■をＲから
引算して２個の最終値ＡおよびＣを得、ここに、Ａ−Ｒ
，十人りで、Ｃ＝Ｒ＝Ｖで示される。

特定の粒状体においては、ｚ−２の場合、第２工程中に
、コンピューターは、まず最初に、上述の値ＡおよびＣ
が位置する平面に関連する電子グリッドのスクエアを計
算し、第１工程で計算した一対の座標軸を計算し、次に
、上記スクエアに含まれる値をチェックして観察した粒
状体が受は入れられるものであるかまたはリジェクトす
べきものて・あるかを決定する。さらに、。

装置によって提供された可能なオプションを用いてオペ
レータが行なう選別にしたがってリジェクトすべき粒状
体に対応するグリッドスクエアの分別をコンピューター
において行なう。また、この発明の方法は、オペレータ
によって決定された選別の形式にしたがって選別装置が
リジェクトする粒状体のパー七ンテーシの予想ヲ与える
こともできる。この予想は、観察すべき量の統計的に典
型的な色度測定特性を有するサンプルを予め観察するこ
とによって行なうことができる。

この発明の方法を実施するための装置は、２＝２の場合
、上述の２個の座標軸に基づいて決定することができ、
所定量の粒状体を互に分離するための装置を設けた選別
器と、ｎ個の観察装置を含むハロゲンランプによって照
明される観察セルを具え、この観察セルはそれぞれ適当
な背景に関連して設けられて観察した各粒状体の色度測
定特性にしたがって適当な信号を発生ずることが可能で
あり、また、クラス分別器と、望ましくない粒状体を排
除する装置とを具えるものにおいて、選別器の観察装置
がら受は取ったアナログ信号を最も適当な２進形ティジ
タル信号に変換するためのＡＤ変換器に選別器が関連さ
れ、観察装置によってカバーされた場におけろ粒状体の
存在を指示するよう選別器によって伝達された信号を論
理処理し得るとともに粒状体を排除するための信号をコ
ンピューターから受は取ってこの信号を選別器に送って
信号を選別器の電気回路に電気的に適応し得るものにし
得るアダプタに関連させ、観察装置によってカバーされ
る場における粒状体の存在を示す信号をアダプタから受
は取ってＡＤ変換器を経てサンプルして粒状体の存在を
示す上記信号が観察装置の観察の場外に通過したことを
指示するまで゛選別器によって送られた成る数の信号を
記憶し得るコンピューターに関連させ、上述した最初の
第１サブ工程を行ない得るとともに自動的クラス分別の
第２工程を行い得て観察した粒状体が受は入れ得るもの
で・あるか否かを決定し、受は入れることのできないも
のである場合には、その粒状体を排除するよう選別器を
作動させるも、受は入れ得るものである場合には、次の
粒状体を待って新しい作動サイクルを開始し得るよう構
成され、また、制御パネルに関連されて上述した作動を
行なうためのプログラムが選別器−コンピューターシス
テムにすてに入れられている場合にオペレータが選別器
−コンピューターを相互作用させ得るよう構成する。

明らかなように、グリッド面（Ａ、Ｃ）が受は入れるこ
とのできる粒状体と受は入れることができない粒状体と
を区別するに必要な情報の全てを含んでいる場合にのみ
、粒状体のクラス分別を行なうことが可能て゛ある。

上述の電子グリッドをセットするため、オペレータは装
置によって提−供される下記のオプションを用いる。

１、　より明るい色の粒状体により選別するにと、 ２　より暗い色の粒状体により選別すること、３、　第
１色バンドの強い粒状体により選別すること、 ・１　第２色バンドの強い粒状体により選別すること、 ５　粒状体における不規則さによって選別すること、 ６　自己−教示によって選別すること、７　プログラム
した選別を行うこと。

初めの５つのケースにおいては、オペレータが決定した
選別形式に対し、また、所望のりジエクトパーセンテー
ジに対しコンピューターに指示することによってオペレ
ータはコンピューターの能力を用いてクラス分別する。

６番目のケースにおいては、オペレータが典型的に受は
入れることかで・きないと考える多数の粒状体を手で抜
き取って装置に示し、これにより受は入れることのでき
ない色度測定特性をグリッドに記憶させてグリッドがそ
の粒状体を認識し得るようにする。

最後のケースにおいては、オペレータがグリッドのどの
スクエアを受は入れることのできない粒状体に対応する
りジエクションスクエアにするかを適当に決定する。

選別方法の選択は許されないが、しかし、いくつかのオ
プションを同時に行ない得るような方法で予めの選択の
結果にむしろ加えられる。

前述したように、自動的クラス分別の能力を向上させる
ため、コンピューターは先づ最初、選択すべき全体を統
計的に代表するサンプル（以下、代表サンプルと称す）
、を見い出して以後の作動段階に必要なパラメータ（例
えば、種々の信号の平均初期値）を処理し得るようにす
るとともに上述の全量の色度測定特性の全面（Ａ。

Ｃ）上に再生する統計的モデルをコンピューターのメモ
リーに形成し得るようにする。

Ａ、Ｃ値が位置される面上に表わされた観察粒状体を有
する利点は、観察セル内にある場合の位置にかかわらず
粒状体の色度測定特性のより良い検出を行ない得ること
と、検査下にある粒状体の量における特長あるクラスを
より早く分別し一得ることにある。

特に、ＡおよびＣ値の計算に用いられる方法に関して、
所要値を１つづつ加算することによって粒状体が観察セ
ル内にそれ自身が観察装置の光学軸線の回りの回転に対
して相対的に存在することによって生ずる測定の誤りを
最小にすることができる。すなわち、合計値は関連する
観察装置によって見られる粒状体の表面から反射される
全エネルギについての情報を与える。

上述の合計値のそれぞれから平均値を差し引くことによ
って平均して零の信号を発生するような色度測定特性を
有する背量を装置内に設置する必要をなくすことができ
、さらにまた、他との比較して観察装置の効率のレベル
における変化によって生じた効果を減少させることがで
き、この理由は種々の観察装置の共通基準が全バッチに
おける「平均」粒状体であるからである。さらに、電子
的グリッドの原軸線がバッチの重量分布の中心に常に一
致するから、コンピューターは小型のメモリーで機能す
ることができる。

かようにして１色バンバで得られる値（Ｒおよび■値）
の合計は粒状体の落下線の回りの回転に関して粒状体が
観察セル内に位置するようにすることによって生ずる測
定誤差を最／ｊｓにし、この理由は、３個の観察装置に
よって同時に得られる結果を一緒に加えることによって
、粒状体が前面に通過する際に粒状体の全表面を見るこ
とができるような位置に観察装置が設置される限り粒状
体の全表面についての情報を得ることができるからであ
る。

最後に、Ｒ値とＶ値との線型組合せによってＡおよびＣ
値を得る方法は、より暗い色の粒状体、より軽い粒状体
および１つの色バンドが他の色バンドより強い粒状体よ
りなる全バッチの（色度測定による選別の点から最も重
要な）クラスの自動的識別を助ける。

選別すべきバッチ内に含まれる粒状体の典型的サンプル
の初期的観察によって、コンピューターが色度７測定特
性の統計的モデルを作成して記憶することによって得ら
れる利点に関して、これらの利点は、コンピューターが
リジェクションに対するオペレータの要求を満足するよ
うに排除される粒状体の量を予測するを可能にしている
ことと、バッチ全体を形成している平均的粒状体と異な
る粒状体（または異物）を認識して自動的に排除する能
力、すなわち、主として良い粒状体からなるバッチ内に
異物または悪い粒状体が現われる僅かな可能性をカバー
する能力を有することにある。

受は入れ得るまたは受は入れることのできない粒状体と
して選別する方法として、Ａ、Ｃ値が位置する面をカバ
ーする電子的グリッドを用いる゛ことにより生ずる利点
は、観察下にあるバッチ内の粒状体を極めて迅速にクラ
ス分別し得ることと、Ａ、Ｃ値の面内での位置が幾何学
的に限定で゛きない粒状体を排除し得ることと、コシピ
ユークーの能力によって排除しなければならないクラス
に属する粒状体の色度測定特性を観察して記憶し得ろこ
とにある。

本発明による装置の構成および方法の例を次に図面につ
き説明する。

第１図において、装置１はソーテックス１１２１型の選
別器で、１度に１つの粒状体を観察して明色の信号を発
生し、所要に応じ、望ましくない粒状体をバッチから排
除することができる。

観察された各粒状体に対して６個の色信号がソーテック
ス１１２１型選別器から出力され、観察セルにおける各
観察装置、いわゆる「観察器」から２個の信号が出力さ
れる。

これらの信号はアナログ信号（観察時間中連続的に変化
し得る）であり、他方、コンピューターは数値制御であ
るから、アナログ−数値変換装置２が入力信号をコンピ
ューターによって要求される２進数の形に変換する。

粒状体が観察器の前に位置する状態を示す他のアナログ
信号である「存在」信号が、これをロジックとするコン
ピューターと電気的に互換し得る装置３を経てコンピュ
ーターに送る。

装置３は、また、電子コンピューター４から一排除信号
を受信、シ、この信号を装置の回路と電気的に互換し得
ろものに最初にしたソーテックス１１２１型選別器に送
る。

作動順序は、存在信号のロジックレベルが観察セル内へ
の粒状体の到達を指示するまでコンピューターは待機し
、次に、粒状体が観察器の前にもはや存在しないことを
存在信号が指示するまで所定数、例えば、６個の信号を
サンプルして記憶する。

これにより、第１段階のサンプル前処理および第２段階
の観察粒状体のクラス分別を開始し、その終りで、コン
ピューターは所定位置にあり、粒状体が受は入れられる
か否かを決定する。

その粒状体が受は入れられないものである場合には、コ
ンピューターは排除信号を経て粒状体を排除するが、し
かし、受は入れ得るものて−ある場合には、排除信号は
出力されない。コンピューターは次の粒状体に対し、ま
た、新しい作動サイクルに対して準備される。

コンピューターは・アナ、ログ−数値変換回路を制御す
るための多数のロジック信号を出力する。

コンピューターはサンプリングおよび変換シーケンスを
開始するための１つの信号サンブリンクすべき信号をア
ドレスするための６個の信号を出力し、変換を行なった
ことを指示する信号を受信する。

上述した装置の作用は粒状体当り適当な数のサンプルを
採取して色度測定情報のロスを確実に防止することにあ
る。

この例で示す装置の場合には、これは各色信号に対して
４ＫＨｚのサンプリング周波数を意味する。

装置４はコンピューターであり、これは、後述する予定
の仕様によるもので、色信号の変換によって得られたラ
ンプルを処理するモとがてき、また、所要に応じて排除
信号を発生することができる。

装置６はオペレータがコンピューターによる変換を可能
にするもので、例えば、ビデオ端子である。

特に、本発明において用いられる電子コンヒ。

ニーター４はヒユーレット・パラカード（アメリカ合衆
国）製の’２１１３Ｅ型で・、主な特徴も１次の通りで
ある。

１６ビツトのワード、 装置指令数：１２８、 レジスターの数：１０１ ダイレクト記憶アクセス（ＤＭＡ） 中央記憶の最大容量：１０２４１（ワードマイクロプロ
グラム可能（２１１指令）、「中断」により作動し得る
能カニ４６人出カニニットまで゛。

オペレータ・ボード６はヒユーレット・パラカードＨＰ
　２６４５　Ａ型によるビデオ端子であり、ＨＰ］、２
９６６インターフエースによってコンピューター内で・
作動されるＲ　’Ｓ　２３２−　Ｃ非同期直列ラインに
よって主コンピューターに接続される。

このコンピューター４はまた、Ｉ−Ｉ　Ｐ　７９０５　
Ａ型のディスク記憶装置（この記憶装置はこの特定の作
動システムを用いるのに必要なものである）と、ＨＰ、
１２４８９型のインターフェースとを備えている。なお
上述のディスク記憶装置は、その全容量が１５メカバイ
トである。実に、上述のインターフェースは、入力用の
１６本のロジックライン（’］’　Ｔ　Ｌ　）と出力用
の１６本ノロシックラインとを有するものであり、アナ
ログ−数値変換器のための制御回路として、また「存在
」信号のキャプティタ（ｃａｐｔａｔｏｒ　）として、
更に排除信号の発生器として使用される。

デー　クー変換装置２としてアメリカ合衆国のアナログ
・デバイセス、社によって製造されたＤＡＳ１１２８集
積データ変換システムが用いられ、これは１６アナログ
入力を受信でき、１２ビツトの分解能を有し、測定のプ
ログラムフィールドは０５ボルトか−Ｇ’−１０．＋１
０ボルトまでであり、サンプリングおよび変換時間は１
４マイクロ秒である。

第２図はＤＡＳ１１２８アナログ−数値変換器２の結線
図であり、アナログ入力ＩＮ１〜■Ｎ５はソーテックス
１１２１観察装−置によって送出された色信号に、すな
わち、エジェクターを作動するレベル比較器の入力に直
接に接続され、７はオーバーロードを保護するための２
個のタイオードを示し、サンプリング回路出力（Ｓおよ
びＨ出力）はアナログ−数値変換器の入力（ＡＤＣＩＮ
、）に接続され、ＤＡ、ＳＬｌ、２８０ロジツク制御入
力、すなわぢ、マックス・アドレス入力１，２．．３，
４、ストローベ、トリラグ、ロード、エナーブルをコン
ピュータに取付けられたインターフェース５の同数のロ
ジツク出力に接続され、他方、変換信号の終端ＥＯＣお
よび変換結果Ｂ１〜Ｂ　１２の１２ビツトをインターフ
ェース５の同数の入力線に接続する。

ドライバーとして既知の適当なコンピューターフロクラ
ムによって作動され、インターフェース５とによって行
なわれる色信号を求める作動シーケンスは次の通りであ
る。すなわち、ロート・エナーブル線はクリアされ、サ
ンプリング信号の２進アドレスは１１つのマックス・ア
ドレス、入力線上にセットされ、ストローベはアドレス
をアナロクー数値変換４２　Ｄ　Ａ　Ｓ　１１２８の内
部メモリーに記憶し得るようクリアされ、ストローベお
よびロード線はロジック状態に戻され、トリラグ線は選
択信号のサンプリングおよび後の変換のためクリアされ
る。

トリラグ線をロジック状態に戻し、変換信号の終端ＥＯ
Ｃが測定シーケンスの完了を示す状態に通過した後、コ
ンピュータがしなければならない全ては２進値の所要情
報を記憶することで゛あり、この情報はインターフェー
ス５に接続された線Ｂ　１〜Ｂ　１２上に自動的に現わ
れる。

ＤＡＳ］、１２８は−５，１２、＋５．１２ボルトの測
定フィールドにおける１２ビツトに変換してその分解能
が２．．５　ｍ　Ｖであるように構成されている。

第１図に示す装置３は、存在および排除信号をコンピュ
ーターおよび変換器間で電気的に互変し得るものとする
機能を有し、第３および４図に示すように構成されてい
る。第３図は「存在」信号８を発生するための線図を示
し、すなわち、クランプとして既知のアナログ信号はソ
ーテックス１１２１型選別器１の内側から得られ、調整
可能のレベル比較器９に送られる。この比較器はナショ
ナル・セミコンダクター製のＬ　Ｍ３２４型作動増幅器
で構成され、その出力は抵抗型ディバイダーによって７
４０４型の集積回路１０に入力され、この回路はそのロ
ジック状態を逆にし、これに接続されたコンピューター
４内に位置するインターフェース６に電気的に互換し得
るものにする。

第４図は排除信号を発生するための線図を示し、インタ
ーフェース５の出力線は７４０−ＩＩ型集積回路１１に
接続され、この回路はそのロジック状態を禁止し、次に
、テキサス・インスッルメント社製の７　’１．　Ｌ　
２３型車安定集積回路１２０入力に接続され、この回路
はパルスを約１００マイクロ秒遅らせ、７４０７型集積
回路１３を経て開放コレクターの出力に接続され、この
回路は電流を増幅し、その信号は選別器１内に取付けら
れた排除用ソレノイド弁の駆動回路に送られる。

上述した本発明の装置によって行なわれるプログラムは
主プログラムと５つのサブプログラムよりなる。すなわ
ち、 主プログラム；これは正しい作動シーケンスによるサブ
プログラムの実行を制御する。

サブプロクラム１：色信号をサンプリングし、（Ａ、Ｃ
）値を計算する。

サブプログラム′２：記憶すべきハツチの（観察される
ザンプルに基づく）統計的特性を処理する。

サブプログラム３：オペレータによりリジェクトしなけ
ればならぬ粒状体のクラスの特性を（Ａ、Ｃ）面内に生
せしめるよう変換する。

サブプログラム４：観察される粒状体をクラス分別し、
所要に応じ、粒状体をリジェクトする。

サブプログラム５：（Ａ、Ｃ）座標軸上に基づき、■＝
行インデックス、Ｊ−列インテツクスに対応するクリッ
ド内のスクエアの表示を一計算する。

以後、「サブプログラム」を「サブ」と称する。

生プロクラム 主プログラムは、作動の論理的シーケンスが観察される
ように種々のサブプログラムの実行を指令する。

主プログラムは、また、ここに記載しない機能によって
装置の作動を技術的に制御することがてきる。

装置はプログラムに基づいて始動する。

第１段階は選別器１をスイッチオンすることである。

（２１）　　メモリーにおける全てのセルをクリアせよ
、（ｂ）　　サブ１（取得）を実行せよ、（Ｃ）　　全
部を含む６個のセルのそれぞれに、対応する信号から要
求される全ての値を加えよ、（ｄ）　　十分な粒状体を
観察し終った場合には、（ｅ）　　に進め、もし、そう
でない場合には、（ｂ）　　に戻れ、 （ｅ）　　観察した粒状体の数によって全部のセルを分
割するに要する値の平均値を計算せよ、（ｆ）　　サブ
２（バッチの統計）を実行せよ、（ｇ）　　サブ３（こ
れはクラス分別器、すなわち、グリッドを構成する）を
実行せよ、 （ｈ）　　サブ］（粒状体を要求し、（’Ａ、Ｃ）を計
算する）を実行せよ、 （ｉ）サブ５（’ｘ、Ｊ表示を計算する）を実行せよ、 （ｊ）サブ４（クラス分別し、所要に応じて排除する）
を実行せよ、 （１り）バッチが終った場合には、（Ｉ）に進み、終ら
ない場合には（ｈ）に戻れ、 （１）終了せよ。

サブプログラム１ このサブプログラムは、粒状体が観察の光学的フィール
ドに入る瞬間から通過し終るまで、種々の色信号をサン
プリングして記憶し、次で、これらの要求に基づいて（
Ａ、Ｃ）値を計算する。

０法は次の通りである。

（ａ）「存在」信号のロジック状態を読み取れ、（ｂ）
「存在Ｊ信号が１である場合には、（Ｃ）へ進み、０で
ある場合には、（ａ）に戻れ、（Ｃ）（６個の）色信号
をサンプリングし、変換し、順に記憶せよ、 （ｄ）「存在」信号のロジック状態を読み取れ、（ｅ）
「存在」信号が１である場合には、（Ｃ）へ戻り、そう
でない場合には、（ｆ）に進め、（ｆ）　　同じ信号に
関するサンプルを一緒に加算し、結果を記憶せよ、 （ｇ）　　主プログラム′の（ｅ）により計算した平均
値を（ｆ）で得た結果から引算せよ、 （ｈ）　　（ｇ）からの結果を加算し、その結果イ直を
スクエアｒＡＪにおけ、 （ｉ）「緑色」に関する（ｇ）がらり結果を加算し、そ
の結果を記憶せよ、 （Ｊ）「赤色」に関する（ｇ）からの結果を加算し、そ
の結果を記憶せよ、 （１＜）　　（ｊ）において得られた値から（ｉ）にお
いて得られた値を引算し、その結果をスクエア「ｃ」に
記憶せよ、 （１）　　リクエストを行なうプログラムに戻れ。

サブプログラム２ このプログラムは代表的サンプルの胱泪的分布を分析し
、その結果を記憶する。

クラス分別”段階（サブ４）において用いられ・ると同
様に、この表示は矩形のマ）　ＩＪソックスらなり、１
個のスクエアの列の数はへの値によって、行の数はＣの
値によって決定される。

上記のマトリックスにおいては、各スクエアは、このス
クエアに対応する（Ａ、Ｃ）値を有する典型的サンプル
における粒状体の相対的周波数を表わす数を含む。

このサブプログラム２によって得られるマトリックスは
、以後、「ポピユレーション・マツプ」と称せられ、コ
ンピューターが成る粒状体のクラスを自動的に認識する
のを可能にし、また、リジェクションについての詳細事
項が決定されている場合には、使用者によるリクエスト
に合わせるようリジェクトのパーセンテージをコンピュ
ーターが予め決定するのを可能にする。

このサブプログラムの算法は次の通りである。

（ａ）　　サブ１（取得）を実行せよ、Φ）サブ５（こ
れはＩ、Ｊを計算する）を実行せよ、 ＣＣ）　　ポピユレーション・マツプにおける（Ｉ。

Ｊ）スクエアの内容を１によって増加せよ、（ｄ）　　
十分な粒状体を観察し終った場合には、（ｅ）に進め、
そうでない場合には、（ａ）に戻れ、（ｅ）　　ポピユ
レーション。マツプにおけるスクエアの内容をそれぞれ
の相対的周波数に変換せよ、 （ｆ）　　リクエストしたプログラムに戻れ。

サブプログラム３ このプログラムは、選別器のオペレータによるリクエス
トに従って、マトリックスをポピユレーション・マツプ
と同様に構成し、このマトリックスにバッチからリジェ
クトすべき粒状体に対応するスクエアをマークする。

したがって、最終的に得られる結果はポピユレーション
・マツプと、同様の方法で色面（Ａ。

Ｃ）をカバーするマトリックスであるカ、シかし、各ス
クエアは対応する色度測定特性を有する粒状体が受は入
れ得るものかまたは受は入れることので゛きないものか
によってゴーまたはＯのいずれかの数値を含む。

オペレーレがノベンチからリジェクトしようと欲する粒
状体についてオペレータは次の７つの異なるモードで装
置を構成することができる。

１、　明色粒状体の排除、 ２、　暗色粒状体の排除、 ３　赤色粒状体の排除、 ４、　緑色粒状体の排除、 ５、　欠陥粒状体の排除、 ６、　自己教示による排除、 ７　プロクラムによる排除、 最初の５つのモードを用いる場合には、オペレータがリ
ジェクトしよるとする粒状体のパーセンテージをオペレ
ータが適当に決定する必要かある。例えば、オペレータ
が暗色粒状体をバンチの３％の量でリジェクトすること
をリクエストすることができる。

装置がリジエク、トする量について指令を受は取ってい
る状態で、「選別マツプ」の関連する部分に対してのみ
適当な変化が行なわれる際には、オペレータは上記の６
つのクラス分別のりジエクションのモードの全てを同時
に用いることができる。

最初の５つのモードは、（”Ａ、　’Ｃ）面の構造的特
性に基づくものであり、この面においては、軸ＭＡは観
察される粒状体の平均間るさを示し、したがって、より
明色の粒状体は正側に表示され、より暗色の粒状体は負
側に表われ、他方、軸ＰＪＣは色情報を表わし、バッチ
内のより赤色の粒状体は正側にあり、より緑色の粒状体
は負側にある。

（Ａ、Ｃ）軸線の原点は、標準的作動がサブ１の（ｇ）
によって実行されているため、分布の重心」二に常に位
置している。

５番目のモードは、バッチ内の粒状体の大部分とは異な
る特性を有・して欠陥粒状体と一般に考えられ、多分存
在しないと思われる粒状体を選別するためにポピユレー
ション・マツプ内に含まれる相対的周波数を適当に用い
ることもて・きる。

しかし、第６番目のモードを用いる場合には、リジェク
トしようと欲する粒状体の種類の幾らかのサンプルを選
別器にオペレータは示す必要がある。この場合には、装
置は「選別用マツプ」内の（Ａ、Ｃ）面上に排除すべき
粒状体の位置を記憶して以後の粒状体の選別段階中に同
様の粒状体を認識することができるようにする。

第７＠目のモードを用いる場合には、′オペレータ自身
がコンピューターにスクエアの認識数を指示することに
よってリジェクトすべき粒状体に対応して選別マツプ上
にスクエアをプログラムすることかで゛ろ。このモード
を用いること（Ｃより最も一般的ケースの種類に対して
選別形式を適当にプロゲラ、ムすることかで゛きる。

最初の５つのモードは全く同じであるから、説明を簡略
するため、第１のモードと最後のモードについてのみ以
下に説明する。

算法（・１次の通りである。

（ａ）　　オペレータが明色粒状体によつだ選別するこ
とをリクエストされる場合には、次に進み、そうでない
場合には（ｉ）に進め、（ｂ）　　オペレータによって
セットされた排除パーセントをリクエストのスクエアに
記憶させよ、 （Ｃ）　　指針をポピユレーションＯマツプの最も右側
の列にまて゛動かし、予想スクエアをクリアーさせよ、 （ｄ）　　選択した列における全てのスクエアの内容を
合計し、次に、この合計に予想スクエアにおける結果を
加算せよ、。

（ｅ）　　予想スクエアの内容がリクエスト値より大き
い場合には、（ｉ）に進み、そうでな〜・場合には次に
進め、 （ｆ）　　選別マツプ内の指針によって指示された欄の
全てのスクエアに１でマークせよ（１）ジエクション）
、 （ｇ）　　ポインターを第１行左へ移動せよ、（１１）
　　点（ｄ）に進め・ （ｉ）（他の指令の方法で進め） （自己教示の方法・を開始せよ） （ｐ）　　オペレーターが自己教示モードをリクエスト
する場合には、次に進み、そうでない場合には（ｕ）に
進め、 （ｑ）　　サブ１（取得）を実行せよ、（ｒ）　　サブ
５（Ｉ、Ｊを、計算せよ）を実行せよ、（Ｓ）　　選別
用マツプ上に、（Ｉ、Ｊ）を１（受は入れることのでき
ない）に等しくする、（１）　　オペレーターがサンプ
ルの終端を知る場合には、（Ｕ）に進み、そうでない場
合には、（ｑ）に戻れ、 （Ｕ）　　リクエストしたプログラムに戻れ。

サブプログラム４ このプログラムは観察した粒状体を「選別用マツプ」に
おける（Ｉ、Ｊ）スクエアカゴ含んで・いるかどうかに
よって受は入れ得るものかまたは受は入れることのでき
ないものかをクラス分＞’ｄする。

粒状体が受は入れろことのできないものである（スクエ
アー１）とクラス分別される場合にはパルスを発生して
選別器の排除装置を作動させ、受は入れ得るものである
場合にはそれ以上のことは何も行なわない。。

この算法は次の通りである。

（ａ）「選別用マツプ」における（Ｉ、Ｊ）スクエアの
内、容を読み取れ、 （１））　　スクエア−００場合には、（ｄ）に進み、
そうでない場合には、次に進め、 （Ｃ）　　粒状体排除信号を発生する、（ｄ）　　リク
エストしたプログラムに戻れ。

ザブプログラム５ このプロクラムは「ポピユレーション・マツプ」および
「選別用マツプ」におけるスクエアの行数■および列数
Ｊをサブプログラム］によって計算された対の値（Ａ、
Ｃ）にしたがって言）算する。。

プログラムの見地から、これらのマツプは矩形のマトリ
ックスであり、その各スクエアに対して２個の数が存在
し、これらの数はインデックスと称せられ、スクエアの
行数と列数とを表示ずろ。

これらの数はマトリックスにおける各スクエアを両−義
的に識別するに十分である。

以下に用いる記号は次の通りで・ある。

ＮＲ：マトリックスにおける行数 ＮＣ：マトリックスにおける列数 Ａ、　ＣＨサブ１による粒状体の観察によって発生した
座標 へＭ：絶対値で得られろへの最大値１ ＣＭ：絶対値で得られるＣの最大値、 ■　：リクエストしたスクエアの行数、Ｊ　；リクエス
トしたスクエアの列数、算法は次の通りである。

ａ）　　−Ｊ　＝　（Ａ　＋　Ａ　Ｍ　）　Ｘ　（Ｎ　
Ｃ、＋　１　）　／　（２×ＡＭ）の式により列インテ
ックスを計算せよ、 ｂ）Ｉ−（Ｃ＋ＣＭ）ｘ（ＮＲ＋１）／（２×Ｃｈｉ）
の式により行数を計算せよ１Ｃ）リクエストしたプログ
ラムに戻れａ上述したプログラムおよびサブプログラム
の全ては、アセンブリ言語て゛書かれろインターフェー
スＩ−Ｉ　Ｐ　１２４８９のドライノ飄一部分を除℃１
ては、フォートラン■として既知のコンピューター言語
で書かれている。

ＨＰ　２１１−３　Ｅコンピューターにはヒユーレット
・パラカード社によるＲＴＥＩＶ−Ｂ実時間作動システ
ムが用いられている。

ここでは、サブプログラム１は１例として観察セルに通
過する粒状体によって発生される色信号の実行サンプリ
ングをすることと、その後に座標（Ａ、Ｃ）を計算する
ことを行なう。

］）　Ａ　Ｓ　：１１２８型変換器の制御は、信号の取
得の作動または受は入れることのできない粒状体の排除
を最大の効率で実行し得るまで適当な駆動を行なうこと
をリクエストする。

次の例においては、指令 ＣＡＬＬ　ＥＸＥＣ（１，ＫＬｕ、ＩＢＦ。

ＮＣＭＡＸ） は、観察セル内に現われると考えられる次の粒状体に関
するデータの取得および］、　Ｂ　Ｕ　Ｆベクトルにお
ける記憶に対するリクエストに対応し、他方、指令 ＣＡＬＬ　　ＥＸＥＣ（２，’ＫＬＵ）は、排除のリク
エストに対応する。

サブルーチン走査 Ｃこのサブルーチンは、粒状体の完全なＣ取得に対して
必要な作動をコールし、Ｃまた、所要のデータから、粒
状体を表ＣすＡおよびＣ値を計算する。

Ｃデータを標準化するために必要な各チＣヤンネルの平
均値はＭ、　Ｅ　Ｄ　Ｉ　ＡペクトＣルで示される。

Ｃ種々のベクトルにおけろデータは次のＣ通りである。

ＣＲ−赤色、■−緑色 Ｃ１２３４５ Ｒ２左−■、左−Ｒ２中央−■、中央、−Ｒ１右−＝Ｖ
、右 積分　Ａ、　Ｃ 共通メチイア（６’）Ａ、Ｃ ディメンション　ＩＢＵＦ　（１，８１）、ＩＤＡＴＡ
　（３ｏ、　ｉ３）、ＩＳＵＭ（６）イクイバランス（
、Ｉ　ＢＵＦ　（２）、ＩＤＡＴＡ）Ｃドライバー、パ
ラメータを限定 ＫＬＵ＝１９＋１００　Ｂ ＮＣＭＡＸ−２０ Ｃベクトル　ＳＵＭＳをり１）ヤせよ り　Ｏ５Ｑ　Ｉ　＝　１・６ ５０１　Ｓ　ＵＭ　（ｊ）　＝Ｏ Ｃリクエスト　取得を実行せよ ＣＡＬＬ　　　　　ＥＸＥＣ（１，Ｉぐ　ＬＵ、　　　
Ｉ　　引ＵＦ、ＮＣＭＡＸ） Ｃ取得完了 ＣＩＢＵＰ（：１．）＝チャネル当りのサンＣプルの数
、 ＣＩＢＵＦベクトルの残りは順次に要求Ｃしたデータを
含む Ｃ合計を計算し、データを正規化せよ り　Ｏコ　００Ｉ　　−１，ＩＢＵＩ”　　で　１　）
１）０　　１　０　０　　Ｊ＝１．．６］、ＯＯＩＳＵ
Ｍ（Ｊ、）＝Ｉ’ＳＵＭ（Ｊ）＋ＩＤＡＴＡ（Ｉ、Ｊ） Ｄｏ　　　２００Ｊ＝１．．６ ２００ＩＳＵＭ（Ｊ　）＝ＩＳＵＭ（Ｊ）−ＭＥＤＩＡ
（Ｊ） Ｃ座標ＡおよびＣを計算せよ、 Ａ＝ＩＳ’ＵＭ（１）＋ＩＳＵＭ（２）＋ＩＳＵＭ（３
）＋１ＳＵＭ（Ｍ、）＋ＩＳＵＭ（５）＋ＩＳＵＭ（６
） Ｃ＝ＩＳＵＭ（１）−ＩＳＵＭ（２）＋Ｉ　ＳＵＭ　（
３）−ＩＳｔＪＭ（４）＋ＩＳＵＭ（”５）＝　Ｉ　Ｓ
　Ｕ　Ｍ　（６） 戻れ 終り。

【図面の簡単な説明】 第１図は装置の線図的レイアウト、第２図は第１図にブ
ロックで示すＡＮ変換器の線図、第３および第１１図は
第１１図にブロックで示ずアダプタによって与えられる
粒状体の存在および排除をそれぞれ示す信号のインター
フェース線図、第５図はＡ、Ｃ値の面上におけるサント
スコーヒから得られた典型的サンプルの位置およびＡ。 Ｃ値の面に関連する電子的グリッドを示すｍ図である。 ■・・・選別器 ２・・・アナログ−数値変換装置 ３・・・第２アダプター回蕗 ４・・・コンピューター ５・・・インターフェース ６・・・操作ボード ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ 二）・らら ぜシイへ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒状体を相互に分離し、各粒状体を適当に照明した
   観察セルに通過させ、この観察セル内に設置した多数の
   観察装置によって各粒状体を観察し、各対応する観察装
   置に対向して設けた背量の前を各粒状体が通過する際に
   各粒状体を窓を経て観察して粒状材料を選別する方法に
   おいて、粒状体の通過によって発生される色信号をサン
   プリングし、数値的に変換し、記憶し、最後に、各検査
   信号に対応してｍ値を得て、これらの値の合計をコンピ
   ューターによって数学的に処理して光ビーム数２に等し
   い数量に減算し、この数量に粒状体および粒状体によっ
   てカバーされないで残っている各背量の部分により反射
   される光を分割し、この数量を各観察した粒状体の色度
   測定特性を表わす１つの面または多元分布空間内の座標
   の数量に等しくシ、特に、ｎ個の観察部分によって供給
   される全ての色信号を順次にサンプリングし、変換して
   ラム（ｐＡＭ）メモリーに記憶させてｎ　Ｘ　ｚ　Ｘｍ
   数のクループを生ぜしめ、これにより粒状体が観察セル
   　　′内を通過する間に各観察装置によって発生される
   信号の値を供給し、単一信号に関するｍ値の全てを合計
   してＺ　Ｘ　ｎ値を得るようにし、そのｎは第１色バン
   ドに関連し、ｎは第２色ハンドに曲達し、ｎは第３色バ
   ンドに関連し、また、反射光が分割された色バンドの２
   量にしたがって、各Ｚ　Ｘ　ｎの正規化した値から平均
   値を引算し、この平均値は選別すべきバッチ内の粒状体
   の代表的サンプルを観察することによって各色信号に対
   して予め計算したものを用いることを特徴とする粒状材
   料の選別方法。 ２．１つの粒状体を他の粒状体から分離し、各粒状体を
   適当に照明した観察セルに通過させ、観察セフ１ｚ内に
   設けたｎ個の観察装置によって各粒状体を観察し、各対
   応する観察装置に対向して設けた背景の前を各粒状体が
   通過する際に各粒状体を窓を経て観察して粒状材料を選
   別する方法において、粒状体の通過によって発生される
   色信号をサンプリングし、数値的に変換し、記憶し、最
   後に各検査信号に対してｉｎ値を得てこれらの値の合８
   １”をコンピューターによって数学的に処理して各観察
   粒状体の色度測定特性を表わす（Ａ、Ｃ）分布面の一対
   の座標軸を限定するだけの２個の数に減算する第１段階
   と、望ましくない粒状体に対応するスクエアがオペレー
   ターによって予め定められた（Ａ、Ｃ）分布面に関連す
   る電子的グリッド内に観察粒状体をクラス分別する第２
   段階とを具えることを特徴とする粒状材料の選別方法。 ３　前記第１段階がｎ個の観察部分によって供給されろ
   信号の全てを順次にサンプリングして変換し、’ｎＸ２
   Ｘｍ数の１　＊ｆｌの信号を発生するためのラム（ＲＡ
   Ｍ）メモリーに記憶シて観察セルを粒状体が通過する間
   に各観察装置によって発生される信号の値を供給する初
   期サブ段階と、同じ信号に関連する値の全てを加算して
   第１色バンドに関連するｎと第２色バンドに関連する１
   ］との２Ｘｎ値を得る第２サブ段階と、この第２サブ段
   階て゛発生した２Ｘｎ値のそれぞれから相対的平均値を
   減算する第３サブ段階とを具え、前記平均値が２×ｎ正
   規化値を得るためにバッチ内の粒状体の代表的サンプル
   の観察によって各色信号に対して予め計算されたもので
   、また、各カラーバンドに関連する正規化ｎ値を合計し
   て第１色バンドに関連するＲと第２色バンドに関連する
   ＡＩとの２個の値ＲおよびＶを得た後、Ｒ値をＶ値に加
   算し、■値をＲ値から減算して２個の最終値ＡおよびＣ
   を得る第４サブ段階を具え、Ａ値がＲおよびＶの合計で
   、ＣがＲからＶを引算して得られた値とすることを特徴
   とし、さらにまた、第２サブ段階において、コンピュー
   ターが先づＡ、Ｃ値が分布される面をカバーする電子グ
   リッドのスクエアが前記第１段階で行なわれた処理によ
   り得られた一対の座標軸をとる必要があるかを決定し、
   次に観察した粒状体を受は入れるか排除するかを決定す
   るようスクエア内に含まれる値をチェックすることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４　装置により提供されたオプションを用いるオペレー
   タによって選択されたリクエストにしたがって排除すベ
   ーき粒状体に対応する電子的グリッドのスクエアをコン
   ピューターが限定し、前記リクエストがより明色の粒状
   体による選別、より暗色の粒状体による選別、第１−色
   バンドの強い粒状体による選別、第２色。 バンドの強い粒状体による選別、欠陥粒状体による選別
   、自己教示による選別およびプログラムした選別にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項および第３項に
   記載の方法。 ５　選別装置がオペレーターによってリクエストされた
   選別の形式にしたがって排除する粒状体のパーセンテー
   ジを予想し、この予想を観察されるバッチの色度測定特
   性を統計的に表すサンプルの初期的観察によって行なう
   ことができることを特徴とする特許請求の範囲第２．３
   および４項に記載の方法。 ６、　バッチ内の粒状体を互に分離する装置と、適当に
   照明した観察セルとを具え、この観察セルが各観察粒状
   体の色度測定特性にしたがって適当な信号を発生し得る
   ｎ個の観察部分と、各観察部分に関連した適当な背景と
   を具え、また、クラス分別器と、望ましくない粒状体を
   排除する装置とを具えて粒状材料を選別する選別装置に
   おいて、前記観察装置から受は取ったアナ四グ信号をそ
   れぞれに対応する２進数値に変換し得るアナログ−数値
   変換器と、選別器が送出する信号を論理値にして観察装
   置の光学的フィールドにおける粒状体の存在を指示し得
   る第１アダプター回路と、粒状体を排除するための信号
   をコンピューターから受信して選別器の電気的回路に電
   気的に互換し得る信号にして選別器に送り得る第２アダ
   プター回路と、前記観察装置の光学的フィールドにおけ
   る粒状体の存在を示す信号を前記第１アダプター回路か
   ら受信し、受信した信号をサンプリングおよび変換し帰
   る装　３置を経て選別装置によって発生された色信号の
   サンプリングおよびアナロクー数値変換をチェックし、
   粒状体が観察装置の光学的フィールドを通過し終ったこ
   とを前記の粒状体の存在指示信号が示すまで前記ザンプ
   ルの全てを記憶し、前記第１段階を行なった後、前記第
   ２段階を行なって観察粒状体が受は入れ得るものかまた
   は受は入れることができないもので゛あるかを決定して
   粒状体が長は入れろことのできない場合には粒状体を排
   除するよう選別器を作動させ、粒状体が受は入れ得るも
   ので゛ある場合には次の粒状体の到達を待って新しい観
   察シーケンスを開始するよう構成されたコンピューター
   と、前記作動を行なうに好適なプログラムが前記コンピ
   ュータに入れられている際に前記選別器−コンピュータ
   ーにオペレーターが介入することを可能にする操作ボー
   ドとを具えることを特徴とする粒状材料選別装置。