WO2008068836A1 - ガラス識別装置 - Google Patents

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WO2008068836A1
WO2008068836A1 PCT/JP2006/324195 JP2006324195W WO2008068836A1 WO 2008068836 A1 WO2008068836 A1 WO 2008068836A1 JP 2006324195 W JP2006324195 W JP 2006324195W WO 2008068836 A1 WO2008068836 A1 WO 2008068836A1
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WO
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glass
light
specific
different
refractive index
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/324195
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tsutomu Takizawa
Original Assignee
Toyo Glass Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Glass Co., Ltd. filed Critical Toyo Glass Co., Ltd.
Priority to PCT/JP2006/324195 priority Critical patent/WO2008068836A1/ja
Priority to JP2006554381A priority patent/JP4268985B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38—Concrete; ceramics; glass; bricks
    • G01N33/386—Glass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties

Definitions

  • the present invention relates to a glass identifying device that can identify the type of glass.
  • Patent Document 2 JP 2001-269629 A
  • the glass raw material is melted in a melting furnace V to form a molten glass lump (gob).
  • a melting furnace V For this reason, when high melting point materials such as borosilicate glass are mixed in the soda lime glass raw material, the borosilicate glass does not melt in the melting furnace matched to the melting point of soda lime glass, and foreign matter is not contained in the product.
  • waste glass caused by waste electric lamps is a glass that has been crushed into granular or powdery forms that are often colorless and transparent. It was difficult to detect different types of glass by identifying the raw material for each glass type by color identification or the like.
  • An object of the present invention is to provide a glass identification device capable of identifying a plurality of types of glasses that exhibit substantially the same job.
  • the present invention relates to a glass identification device that distinguishes between a specific glass having a predetermined refractive index and a different glass having another refractive index from an identification target that exhibits substantially the same color and includes a plurality of types of glass.
  • the specific glass transmitted light detecting unit that detects the specific glass transmitted light that has passed through the specific glass, and the different glass transmitted light that is transmitted through the different glass and whose optical path is deflected due to the difference in the refractive index is detected.
  • a dissimilar glass transmitted light detector is a dissimilar glass transmitted light detector.
  • the identification target is one that has been sorted into a predetermined type of glass in advance by a sorting method such as a specific gravity sorting method, and the specific glass is the predetermined type of glass that has been sorted by the sorting method. It is characterized by being.
  • the light projecting unit includes a light source and a parallel light beam optical system that generates a parallel light beam from a light beam emitted from the light source, and the parallel light beam generated by the parallel light beam optical system is described above. It is characterized by projecting light onto the cell.
  • the optical system includes a stop for narrowing the light beam at least once when generating the parallel light beam.
  • the specific glass transmitted light detection unit includes a converging optical element that converges the specific glass transmitted light at a specific position.
  • a filter that shields the light transmitted through the specific glass is provided at the specific position.
  • the different glass detecting section includes an imaging optical system that forms an image of the different glass transmitted light.
  • the imaging optical system is characterized in that an imaging position is variably configured according to a refractive index of the different glass.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration example of a glass identification device of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view (a) and a front view (b) showing a configuration example of a cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the refractive index of immersion liquid and the refractive index of glass particles.
  • ⁇ 4 It is a schematic diagram showing a specific configuration example of a light projecting unit.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a different glass detection image.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration example of the light projecting unit.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a glass identification device 1 according to the present embodiment.
  • This glass identification device 1 is a device for identifying glass for each type by using the refractive index of light, for identifying object 10 that has substantially the same color and a mixture of glass of different types. .
  • the glass identification device 1 receives a cell 20 that accommodates the identification target 10, a light projecting unit 30 (light projecting unit) that projects light onto the cell 20, and light that has passed through the cell 20.
  • the specific glass 11 having a predetermined refractive index and the different types of glass 12 having other refractive indexes can be distinguished. It is a thing.
  • the identification object 10 includes glass cullet (glass piece) in which a plurality of types of glass are mixed, glass particles, glass powder, and the like.
  • these glass cullet, glass particles, and glass powder include those caused by waste glass (including various types of waste electric lamps, waste bottles, etc.) and glass waste generated in the production process of various glass products. including.
  • the identification target 10 includes those that have been sorted to a predetermined degree for each glass type by a predetermined sorting method.
  • Examples of the sorting method for sorting glass by type include the method of sorting glass by color identification mentioned as the prior art.
  • the specific gravity of the glass varies depending on the type, the glass may be classified by type using a specific gravity sedimentation method or the like.
  • the specific gravity sedimentation method is a kind of specific gravity sorting method that uses the fact that the specific gravity varies depending on the type of glass to separate the glass into different types. Specifically, when the glass is allowed to settle in a specific gravity liquid, the glass is separated into layers. And the settled glass is layered By taking out the glass, the glass can be sorted by type.
  • Examples of the multiple types of glass include soda-lime glass, borosilicate glass (heat-resistant glass), lead glass (crystal glass), and quartz glass. These have different refractive indexes of light due to differences in composition.
  • soda-lime glass contains diacid silicate as a main component and soda lime as a subcomponent, and the refractive index of light is 1.51.
  • the borosilicate glass contains silicon dioxide as a main component and contains boron trioxide boron as a subcomponent.
  • Pyrex (registered trademark) glass which is a kind of typical heat-resistant glass as the borosilicate glass, the refractive index of light is 1.472.
  • Lead glass is mainly composed of diacid silicate and contains oxalic acid or the like as a minor component, and the refractive index of light has a value of 1.545 or more.
  • quartz glass is a glass made by melting quartz and quartz in an electric furnace and melting it. It is made of silicon dioxide and basically contains no secondary components. Quartz glass has a refractive index of 1.472.
  • examples of the substantially same color include a colorless and transparent color, but are not limited to a specific color.
  • the cell 20 accommodates the identification target 10 together with the immersion liquid 100, and light is projected from the light projecting unit 30 to the cell 20 as shown in FIG.
  • the identification object 10 that is crushed into particles or powder by a crusher can be preferably used.
  • FIG. 1 shows an example in which the identification object 10 is accommodated in the state of glass particles crushed into particles.
  • the particle size of the identification target 10 is uniform. Since the particle size of the identification target 10 is uniform, the identification target 10 can be finely filled in the cell 20. Further, as will be described later, it is easy to obtain the mixing ratio of the different types of glass 12.
  • FIG. 2 shows a specific configuration example of the cell 20.
  • Fig. 2 (a) is a plan view of cell 20, and
  • Fig. 2 (b ) Is a front view of the cell 20.
  • the cell 20 has a predetermined storage space for storing the identification object 10 and has a predetermined optical path length 1 through which the light projected by the light projecting unit 30 passes.
  • the cell 20 has a cell front plate 21 and a cell rear plate 22 which are arranged at a predetermined interval to determine the optical path length 1.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are optically transparent, and are parallel flat plates having two planes substantially parallel to each other.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are made of a predetermined type of glass plate force, and are preferably the same type of glass plate as the specific glass 11.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are preferably free from scratches on the surface and the inner surface. This is to prevent light from being refracted due to the presence of scratches.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are each formed in a circular shape.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are fitted into a frame 23 and fixed to the frame 23 by a support frame 24.
  • the frame 23 has a recess 23a into which the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are fitted, and a hole (not shown) penetrating through the frame 23 is formed in the center of the recess 23a.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 are fitted in the recess 23a, and the accommodation space for the identification target 10 is formed by closing the front and back of the hole.
  • an inlet 26 for accommodating the identification object 10 is formed in the upper part of the frame 23, and the identification object 10 is connected to the frame 23, the cell front plate 21 and the cell via the injection hole 26. It is injected into the accommodation space constituted by the rear plate 22.
  • the support frame 24 is formed with a circular projection window 27 in the center when viewed from the front, and light enters the cell front plate 21 through the projection window 27.
  • the optical path length 1 is preferably about 10 mm to 20 mm, for example.
  • the sampled sample can be used as the identification target 10.
  • the capacity of the cell 20 can be set to about 50 ml to 100 ml, for example.
  • the immersion liquid 100 (see Fig. 3) contained in the cell 20 together with the identification target 10 is a specific glass 1
  • FIG. 3 shows a glass grain 10 a immersed in the immersion liquid 100.
  • the force which has shown the glass grain 10a with the shape of a "diamond" This is shown for convenience of explanation, and the actual glass grain 10a does not show such a shape.
  • the glass particle 10a should have the same refractive index as that of the immersion liquid 100 and that of the glass particle 10a. As shown by the arrow A, the incident light goes straight. Therefore, when the immersion liquid 100 having substantially the same refractive index as that of the specific glass 11 is used, the light incident on the specific glass 11 travels straight and the optical path is not deflected.
  • the glass particle 10a when the refractive index of the glass particle 10a is smaller than the refractive index of the immersion liquid 100, the glass particle 10a functions as a concave lens. The optical path is refracted in the direction of the outer force of the grain 10a.
  • the refractive index of the glass when the refractive index of the glass is larger than the refractive index of the immersion liquid 100, the glass particle 10a acts like a convex lens, and the incident light is directed to the inside of the glass particle 10a as shown by an arrow C. The optical path is refracted. That is, the light incident on the different glass 12 in the immersion liquid 100 has a refractive index larger than or smaller than that of the specific glass 11. Is deflected.
  • the incident surface and the exit surface are arranged in parallel, even if the refractive index of the immersion liquid 100 and the refractive index of the glass particles 10a are different, the incident light travels straight. Therefore, in order to identify the different types of glass 12 using the refractive index of light, it is necessary to configure the glass particles 10a in a prismatic polyhedral shape so that the entrance surface and the exit surface are not parallel. is there. For example, when a glass cullet having a thickness (wall thickness) of 1 mm or less is crushed to obtain glass particles 10a, it is preferable that the glass particles have a particle size of 2 mm or less.
  • the glass particles 10a By crushing a glass cullet having a thickness of 1 mm or less to 2 mm or less, the glass particles 10a can be formed into the prism-like polyhedral shape.
  • the particle size of the glass particle 10a refers to the maximum length of the glass particle.
  • any one kind of glass can be selected from a plurality of types of glass that may be included in the identification target 10. Also, predetermined
  • the refractive index of refers to the refractive index of a specific type of glass selected as the specific glass 11.
  • the specific glass 11 and the different glass 12 are included in the identification target 10 out of a plurality of types of glass from the viewpoint of identifying the difference in the refractive index of light. It is preferable to select the type of glass that is assumed to have the highest ratio as the specific glass11. Alternatively, a specific type of glass that is desired to be distinguished from other types of glass may be used as the specific glass 11. For example, when the glass cullet, glass particles 10a, glass powder and the like separated as soda-lime glass are to be identified, soda-lime glass is preferably used as the specific glass 11. Further, when it is desired to distinguish soda-lime glass from other types of glass (borosilicate glass, lead glass, quartz glass), it is preferable to use soda-lime glass as specific glass 11.
  • the fact that the refractive indexes of light are substantially the same is preferable that the error is 1/100 or less. That is, it is preferable that the refractive index of the specific glass 11 and the refractive index of the immersion liquid 100 match at least 3 significant digits.
  • the amount of light projected from the light projecting unit 30 is maximized even under normal pressure. can do. For this reason, it is possible to simplify the apparatus in which the pressure in the cell 20 is not required to make the refractive index of the immersion liquid 100 equal to the refractive index of the specific glass 11.
  • cedar oil cedar oil; refractive index 1.50
  • glove oil clove oil oil; refractive index 1.53
  • the light projecting unit 30 projects light onto the cell 20, and preferably has high parallelism and can project light onto the cell 20.
  • the light projecting unit 30 includes a light source 31 that emits light 31a having a predetermined wavelength, and a parallel light beam optical system 32 that generates a parallel light beam 32a from the light 31a emitted from the light source 31.
  • the parallel light beam 32 a generated by the parallel light beam optical system 32 is projected onto the cell 20.
  • the light source 31 since the color of the immersion liquid is yellow to orange, 570 ⁇ ! Light in the range of ⁇ 600nm Is preferably used.
  • a sodium lamp that emits light with a wavelength of 589 nm is suitable as the light source 31! /.
  • the parallel light beam optical system 32 includes a first parallel light beam optical element 33 that generates a parallel light flux 33 a from the diffused light 3 la emitted from the light source 31 and having a diffusion angle ⁇ , and a first parallel light beam optical element 33.
  • the converging optical element 34 that converges the collimated light beam 33a generated by the beam, the aperture 35 that is arranged at the focal position of the converging optical element 34, and stops the light beam 34a at a predetermined magnification, and the light beam 34a that is reduced by the aperture 35
  • a second parallel beam optical element 36 for generating a parallel beam 32a again is provided.
  • the symbol “L” shown in the figure is the optical axis.
  • the first parallel light beam optical element 33 and the second parallel light beam optical element 36 can be configured using a lens or a lens group having a positive power, such as a collimating lens.
  • the converging optical element 34 can be configured using an optical element having a positive power. Specifically, a condensing lens, a converging lens, a convex lens, or the like can be used.
  • a diaphragm that can adjust the aperture diameter of the iris 35 variably such as an iris diaphragm
  • An iris diaphragm is one in which one end of several diaphragm blades is fixed to the fixed ring and the other end is fixed to the rotating ring. When the diaphragm ring is rotated, the rotating ring rotates. The aperture diameter changes.
  • the diameter of the diaphragm 63 is about 2 mm.
  • the different glass transmitted light 12a transmitted through the different glass 12 out of the light 32a projected onto the cell 20 is: Separated from the specific glass transmitted light 11a transmitted through the specific glass 11.
  • the refractive index of the specific glass 11 and the immersion liquid 100 is substantially the same, whereas the refractive index of the different glass 12 and the immersion liquid 100 is different. This is because the optical path is deflected as described with reference to FIG.
  • the specific glass 11 and the different glass 12 overlap on the optical path in the cell 20, even if the light passes through the specific glass 11, the light path is deflected by passing through the different glass 12.
  • Light passes through different glass Included in light 12a. Further, light transmitted through the specific glass 11 after passing through the different glass 12 is also included in the different glass transmitted light 12a.
  • the light receiving unit 40 includes a specific glass transmitted light detection unit 41 that detects the specific glass transmitted light 11a and a different glass transmitted light detection unit 42, and transmits the specific glass transmitted light having different optical paths.
  • 11a and different-glass transmitted light 12a are optically separated and received.
  • the specific glass transmitted light 11a and the different glass transmitted light 12a are optically separated to detect the specific glass transmitted light 11a and the different glass transmitted light 12a, thereby identifying the specific object included in the identification target 10.
  • the glass 11 and the dissimilar glass 12 can be distinguished.
  • the specific glass transmitted light detection unit 41 includes a converging optical element 43 that converges the specific glass transmitted light 11a.
  • the converging optical element 43 is an optical element having a positive power, and specific examples include a condensing lens, a converging lens, and a convex lens. By converging the specific glass transmitted light 11a to a predetermined position by the converging optical element 43, the specific glass transmitted light 1la can be detected at the predetermined position.
  • the specific glass transmitted light detection unit 41 is disposed in front of the dissimilar glass transmitted light detection unit 42 with respect to the cell 20 (side closer to the cell 20).
  • the specific glass transmitted light 1 la is shielded between the specific glass transmitted light detection unit 41 and the different glass transmitted light detection unit 42 at the convergence position of the specific glass transmitted light 1 la by the converging optical element 43.
  • Spatial filter 44 (filter) is placed.
  • the spatial filter 44 for example, the glass plate 44a having a predetermined area has a shielding part 44b in which a material that reflects or absorbs the specific glass transmitted light 11a is applied in a range where the specific glass transmitted light 11a converges as a focal point. Can be used.
  • the spatial filter 44 the specific glass transmitted light 11a can be shielded and the different glass transmitted light 12a can be transmitted.
  • the different glass transmitted light detector 42 detects the different glass transmitted light 12a separated from the specific glass transmitted light 11a, and forms an image of the different glass transmitted light 12a.
  • the imaging optical system 45 includes a focusing optical element 46 that focuses the different glass transmitted light 12a at a predetermined position to form an image of the different glass transmitted light 12a, and the focusing optical element 46.
  • a screen 47 on which an image formed by the optical element 46 is projected, and a CCD camera 48 that captures a projection image in a predetermined range via the screen 47 are provided. Book
  • the specific glass transmitted light 1 la is blocked by the spatial filter 44, the different glass transmitted light 12 a is projected as a bright spot on the screen 47.
  • the focusing optical element 46 for focusing the different glass transmitted light 12a on a predetermined position for example, a focusing lens, a converging lens, a convex lens, or the like can be used.
  • the screen 47 is a focusing position of the different-glass transmitted light 12a by the focusing optical element 46 described above.
  • the position of the screen 47 is variably arranged, and the position of the screen 47, that is, the position at which the different glass transmitted light 12a is imaged appropriately according to the in-focus position of the image of the different glass transmitted light 12a (imaging image). Position) can be adjusted. Even with the CCD camera 48, the position can be adjusted in the same way!
  • the refractive index of soda lime glass is 1.51
  • the refractive index of borosilicate glass and quartz glass is 1.472
  • lead Glass is over 1.545.
  • the focusing position of lead glass having a refractive index higher than that of soda lime glass is positioned on the near side of the focusing position of borosilicate glass and quartz glass having a refractive index lower than that of soda lime glass.
  • the screen 47 and the CCD camera 48 can be moved back and forth, for example, by being assembled to a linear guide.
  • the linear guide is a linear motion bearing that combines a rail and a carriage.
  • the dissimilar glass 12 appears as a bright spot 211 or the like in a contour 210 having a predetermined area projected onto the cell 20.
  • An image processing device (not shown) or the like may be connected to the CCD camera 48. Then, by analyzing the bright spot 211 appearing in the captured image 200 in the image processing apparatus, the ratio of the different types of glass 12 contained in the identification target 10 based on the number of bright spots 211 and the like is obtained. It is also possible to adopt a configuration for obtaining the desired structure or analyzing the types of different types of glass 12.
  • image processing device For example, a personal computer in which image analysis software for analyzing the captured image 200 captured by the CCD camera 48 is introduced can be used.
  • the captured image 200 may be output to a display or the like included in the image processing apparatus to display the image, or may be configured to be output to a paper medium by a printer or the like to display the image.
  • the identification target 10 in which a plurality of types of glasses having substantially the same color are mixed is immersed in the immersion liquid 100 having substantially the same refractive index as that of the specific glass 11 and accommodated in the cell 20. ing. Since the parallel light beam 32a is projected onto the cell 20 by the light projecting unit 30, the light incident on the specific glass 11 travels straight due to the difference in refractive index within the cell 20, and the light that has passed through the different glass 12 is The optical path is deflected. As a result, the specific glass transmitted light 1 la transmitted through the specific glass 11 and the different glass transmitted light 12a transmitted through the different glass 12 are separated, and the specific glass transmitted light 11a and the different glass transmitted light 12a are separated. Can be detected
  • the specific glass transmitted light detection unit 41 includes the converging optical element 43, the specific glass transmitted light 1 la can be converged to a predetermined position by the converging optical element 43. That is, the specific glass transmitted light 11a can be collected at one point (focal point) by the converging optical element 43, and the specific glass transmitted light 1la can be detected at one point.
  • the spatial filter 44 reflects or absorbs the specific glass transmitted light 1 la at the focal position of the specific glass transmitted light 1 la.
  • a simple configuration such as a glass plate 44a having a shielding portion 44b coated with a material to be applied can be provided.
  • the spatial filter 44 By disposing the spatial filter 44, the specific glass transmitted light 11a can be shielded, and the different glass transmitted light 12a can be detected by the different glass transmitted light detection unit 42 as the bright spot 211 or the like.
  • the different glass transmitted light detection unit 42 includes a focusing optical element 46 that focuses the different glass transmitted light 12a.
  • the different-glass transmitted light 12a is focused at a position corresponding to each refractive index, that is, a position corresponding to the type of glass.
  • a screen 47 and a CCD camera 48 on which the different kind of glass transmitted light 12a is projected are provided, and these positions are configured to be variable. Because of this, screen 47 and By appropriately adjusting the position of the CCD camera 48, it is possible to focus the dissimilar glass transmitted light 12a and identify the dissimilar glass 12 based on the difference in the focus position.
  • the different glass 12 mixed in the glass raw material can be detected.
  • the above-mentioned glass identifying device 1 can be used to identify the specific glass 11 and the different glass 12, and also identify the type of the identifying glass. You can also.
  • the glass identification device 1 is a different glass 1 2 It can be used as a different glass detection device that detects the contamination of the glass.
  • the particle sizes of the glass included in the identification target 10 are uniform, the number of images of the transmitted light 12a of the different types of glass detected as the bright spot 211 is analyzed by, for example, the above-described image processing apparatus. By doing so, the mixing ratio of the different glass 12 can be calculated easily.
  • the light 32 a projected onto the cell 20 is converted into the parallel light beam 33 a generated by the first parallel light beam optical element 33 in the light projecting unit 30 by the converging optical element 34 and the aperture 35.
  • the aperture is once narrowed down to a predetermined aperture diameter and is again converted into a parallel beam 32a by the second parallel beam optical element 36.
  • the parallel light flux 32a is generated, the light flux 33a is narrowed at least once so that the parallelism of the light flux 32a projected onto the cell 20 can be further increased. It is possible to further expand the light projection area.
  • the force screen 47 described as projecting the dissimilar glass transmitted light 12a onto the screen 47 in the light receiving unit 40 may be projected onto something such as frosted glass. .
  • the parallel light beam optical system 32 is configured using the first parallel light beam optical element 33, the converging optical element 34, the stop 35, and the second parallel light beam optical element 36.
  • the projector unit shown in FIG. 50 may be used instead of the projector unit 30 shown in FIG. 4, the projector unit shown in FIG. 50 may be used.
  • the light projecting unit 50 shown in FIG. 6 includes a light source 51 and a parallel light beam optical system 52 for generating a parallel light beam 52a from the diffused light 51a emitted from the light source 51.
  • the parallel light beam optical system 52 can be configured using a lens having a positive power such as a collimator lens or an optical element having an equal power of the lens group in the same manner as described above.
  • a light source (not shown) that emits a light beam having a predetermined wavelength is used, and the light diameter of the light beam is expanded by a beam expander or the like to project the light to the cell 20. It is good.
  • the parallel light beam 32a is generated in the light projecting unit 30, the configuration in which the once generated parallel light beam 33a is narrowed down is the light emitted to the cell 20. Parallelism is improved.
  • the cell front plate 21 and the cell rear plate 22 provided in the cell 20 are preferably made of the same type of glass plate as the specific glass 11.
  • the type of glass can be identified by performing blank measurement and performing image processing so as to subtract the difference.
  • the force described as that the image projected on the screen 47 is captured by the CCD camera 48 is not limited to this. And the operator or the like visually confirms a bright spot or the like based on the transmitted light 12a of the different glass.
  • the image processing apparatus is connected to the CCD camera 48, and the image processing apparatus is configured to identify the ratio and type of the different types of glass 12 in the identification target 10.
  • the present invention is not limited to this. However, it is of course possible for the operator or the like to visually identify the proportion of the different glass 12 or the type of the different glass 12 based on the captured image 200 captured by the CCD camera 48.
  • the glass identification results by the glass identification devices 1 and 2 are classified into glass cullet. It is good also as a structure fed back to a process. In other words, when mixing of different types of glass 12 is detected by the glass identification device 1, it is fed back to the stage of sorting the glass cullet so that the glass cullet can be sorted more precisely, thereby making it more uniform. High-quality glass raw material can be reproduced. For example, when separating granular and powdery glass by the specific gravity sedimentation method, it is possible to separate the layers by increasing the time for separating them into layers in the sediment, or by carefully performing the work of taking them out in layers. It can be used as an index to improve the accuracy of

Abstract

　略同一色を呈する異種のガラスを識別することのできるガラス識別装置を提供する。 　略同一色の複数種のガラスが混在する識別対象１０から、特定ガラス１１の屈折率と略同一の屈折率を有する浸液１００とともに、識別対象１０を収容するセル２０と、セル２０に光を投光する投光部３０、５０と、特定ガラス１１を透過した特定ガラス透過光１１ａを検出する特定ガラス透過光検出部４１と、屈折率の相違により、特定ガラス１１とは異種の異種ガラス１２を透過して光路が偏向された異種ガラス透過光１２ａを検出する異種ガラス透過光検出部４２とを備える構成とする。                                                                     

Description

明 細 書
ガラス識別装置
技術分野
[0001] 本発明は、ガラスの種類を識別可能なガラス識別装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、循環型社会の構築のため、各種製品のリサイクルが行われている。使用済み の蛍光灯や水銀ランプ等の各種廃電灯類につ V、てもリサイクルが行われて 、る。例 えば、廃電灯類にぉ 、て重量比で大部分を占めるガラス部分は破砕されてガラス力 レットとなり、ガラス原料に再生産される (例えば、特許文献 1参照)。
[0003] ところで、ガラスにはソーダ石灰ガラス、ホウケィ酸ガラス、鉛ガラス、石英ガラス等 種々のガラスがあり、ガラスの種類によって融点などの物性が異なる。このため、廃ガ ラス力らガラス原料を再生産する際には、ガラスカレットをガラスの種別毎に分別する ことが必要となる。そこで、コンベア等により搬送されるガラスカレットに光を照射し、ガ ラスカレットを透過した透過光に基づく色識別によりガラスカレットを分別回収すること が行われている (例えば、特許文献 2参照)。選別回収されたガラスカレットは、破砕 機により粒状あるいは紛状に細力べ破砕されて、ガラス原料として再生産される。 特許文献 1：特開 2005 - 349277号公報
特許文献 2：特開 2001— 269629号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ガラス製品を製造する過程では、ガラス原料を溶融炉にお V、て溶融し、溶融ガラス 塊 (ゴブ)を成型する。このため、ソーダ石灰ガラス原料中に、ホウケィ酸ガラス等の融 点の高 、異種ガラスが混入した場合、ソーダ石灰ガラスの融点に合わせた溶融炉で はホウケィ酸ガラスは溶融せず、製品に異物としてホウケィ酸ガラスが混入してしまう 。したがって、製品としてのガラス原料の品質管理を行う場合、ガラス原料中に混在 する異種ガラスの検出が極めて重要になる。し力しながら、廃電灯類に起因する廃ガ ラスは、無色透明色を呈することが多ぐ粒状あるいは粉状にまで破砕されたガラス 原料を色識別等によりガラスの種別毎に識別して、異種ガラスを検出するのは困難 であった。
[0005] 本発明の課題は、略同一職を呈する複数種のガラスを識別することのできるガラス 識別装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明は、略同一色を呈し、複数種のガラスが混在する識別対象から、所定の屈 折率を有する特定ガラスと他の屈折率を有する異種ガラスとを識別するガラス識別装 置であって、前記所定の屈折率と略同一の屈折率を有する浸液とともに、前記識別 対象を収容するセルと、前記セルに光を投光する投光部と、前記セルに投光された 光のうち、前記特定ガラスを透過した特定ガラス透過光を検出する特定ガラス透過光 検出部と、前記屈折率の相違により、前記異種ガラスを透過して光路が偏向された 異種ガラス透過光を検出する異種ガラス透過光検出部とを備えたことを特徴とする。
[0007] また、前記識別対象は、比重選別法等の選別方法により予め所定の種類のガラス に分別されたものであり、前記特定ガラスは前記選別方法により分別された前記所定 の種類のガラスであること、を特徴とする。
[0008] また、前記投光部は、光源と、前記光源から発せられる光束から平行光束を生成す る平行光束光学系と、を備え、前記平行光束光学系により生成された平行光束を前 記セルに投光することを特徴とする。
[0009] また、前記光学系は、前記平行光束を生成する際に、少なくとも一度光束を絞る絞 りを備えることを特徴とする。
[0010] また、前記特定ガラス透過光検出部は、前記特定ガラス透過光を特定の位置に収 束する収束光学素子を備えることを特徴とする。
[0011] また、前記特定の位置に、前記特定ガラス透過光を遮蔽するフィルタを備えることを 特徴とする。
[0012] また、前記異種ガラス検出部は、前記異種ガラス透過光を結像させる結像光学系 を有することを特徴とする。
[0013] また、前記結像光学系は、前記異種ガラスの屈折率に応じて結像位置を可変に構 成されることを特徴とする。 発明の効果
[0014] 本発明によれば、ガラスの種類毎に異なる光の屈折率を利用して、特定ガラスと、 他の屈折率を有する異種ガラスとを識別することができる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明のガラス識別装置の概略構成例を示す模式図である。
[図 2]本発明の実施の形態に係るセルの構成例を示す平面図（a)、正面図 (b)である
[図 3]浸液の屈折率とガラス粒の屈折率との関係を説明するための図である。
圆 4]投光ユニットの具体的構成例を示す模式図である。
[図 5]異種ガラス検出画像を示す模式図である。
[図 6]投光ユニットの他の構成例を示す模式図である。
符号の説明
[0016] 1 ガラス識別装置
10 識別対象
11 特定ガラス
11a 特定ガラス透過光
12 異種ガラス
12a 異種ガラス透過光
20 セル
20a ガラス粒
30 投光二ニット (投光部）
31 光源
31a, 61a 光（光束）
32、 62 平行光束光学系
32a, 62a 平行光束
40 受光ユニット
41 特定ガラス透過光検出部
42 異種ガラス透過光検出部 43 収束光学素子
44 空間フィルタ
45 結像光学系
46 合焦光学素子
47 スクリーン
48 CCDカメラ
100 浸液
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図 1は、本実施の形態に係るガラス識別装置 1の概略構成を示す模式図である。こ のガラス識別装置 1は、略同一色を呈し、組成の異なる複数種のガラスが混在する識 別対象 10を、光の屈折率を利用してガラスを種別毎に識別するための装置である。 図 1に示すように、ガラス識別装置 1は識別対象 10を収容するセル 20と、セル 20に 光を投光する投光ユニット 30 (投光部）と、セル 20を透過した光を受光する受光ュ二 ット 40とを備え、受光ユニット 40において識別対象 10に混在するガラスのうち、所定 の屈折率を有する特定ガラス 11と、他の屈折率を有する異種ガラス 12とを識別可能 に構成したものである。
[0018] ここで、識別対象 10は、複数種のガラスが混在するガラスカレット (ガラス片）、ガラ ス粒、ガラス粉等を含む。また、これらのガラスカレット、ガラス粒、ガラス粉には、廃ガ ラス (廃電灯類、廃びん類等各種のものを含む）に起因するものや各種ガラス製品の 生産工程で発生するガラス屑等を含む。
[0019] また、識別対象 10には、所定の選別方法により予めガラスの種別毎に所定の程度 分別されたものも含む。ガラスを種別毎に分別するための上記選別方法として、上記 従来技術として挙げた色識別によりガラスを分別する方法を挙げることができる。また 、ガラスの比重は種類によって異なるため、比重沈降法等を用いてガラスを種別毎に 分別してもよい。比重沈降法とは、ガラスの種類によって比重が異なることを利用して 、ガラスを種別毎に分別する比重選別方法の一種である。具体的には、所定の比重 液中でガラスを沈降させると、層状にガラスが分離する。そして沈降したガラスを層状 に取り出すことにより、ガラスを種別毎に分別することができる。比重沈降法を用いて ガラスの分別を行う場合、ガラスカレットを細力べ破砕して粒子径を揃えた微粒カレット を用いて分別することが好ましい。粒子径を揃えることにより分別の精度がよくなるた めである。
[0020] また、複数種のガラスとして、ソーダ石灰ガラス、ホウケィ酸ガラス (耐熱ガラス）、鉛 ガラス (クリスタルガラス）、石英ガラス等を挙げることができる。これらは組成の違い等 により、光の屈折率が異なる。
[0021] 例えば、ソーダ石灰ガラスは二酸ィ匕ケィ素を主成分とし、副成分としてソーダ石灰 等を含むものであり、光の屈折率は 1. 51である。
また、ホウケィ酸ガラスは、二酸化ケイ素を主成分とし、三酸ィ匕ホウ素等を副成分と して含むものである。このホウケィ酸ガラスとして代表的な耐熱ガラスの一種であるパ ィレックス (登録商標)ガラスの場合、光の屈折率は 1. 472である。
[0022] また、鉛ガラスは二酸ィ匕ケィ素を主成分とし、酸ィ匕鉛等を副成分として含むものであ り、光の屈折率は 1. 545以上の値を有する。
さらに、石英ガラスは、石英や水晶を電気炉で強熱し、溶解させて作られるガラスで 二酸化ケイ素から形成され、基本的には副成分を含まない。石英ガラスの光の屈折 率は 1. 472である。
[0023] また、略同一色として、例えば、無色透明色が挙げられるが、特定の色に限定され るものではない。
[0024] セル 20は、識別対象 10を浸液 100とともに収容するもので、図 1に示すように、投 光ユニット 30からセル 20に光が投光される。セル 20に識別対象 10を効率よく収容 するという観点から、識別対象 10は、破砕機により粒状または粉状に破砕されたもの を好ましく用いることができる。なお、図 1にはこのように粒状に破砕されたガラス粒の 状態で識別対象 10が収容されている例を示した。また、識別対象 10の粒度は揃つ ていることが好ましい。識別対象 10の粒度が揃っていることにより、セル 20に識別対 象 10を細密に充填することができる。また、後述するように、異種ガラス 12の混入割 合などを求める際にも容易になる。
[0025] 図 2に、セル 20の具体的構成例を示す。図 2 (a)はセル 20の平面図であり、図 2 (b )はセル 20の正面図である。セル 20は識別対象 10を収容するための所定の収容空 間を有し、投光ユニット 30により投光される光が通過する所定の光路長 1を有して 、る 。セル 20は、光路長 1を定めるために一定の間隔を置いて配置されたセル前面板 21 とセル後面板 22とを有して 、る。
[0026] このセル前面板 21およびセル後面板 22は光学的に透明であり、実質的に互いに 平行な二つの平面を持つ平行平板である。セル前面板 21およびセル後面板 22は 所定の種類のガラス板力ら構成され、特定ガラス 11と同じ種類のガラス板であるが好 ましい。また、セル前面板 21およびセル後面板 22はその表面および内面に傷がな いことが好ましい。傷の存在により光が屈折するのを防止するためである。
[0027] 図 2 (b)に示すように、セル前面板 21およびセル後面板 22はそれぞれ円形に形成 されている。セル前面板 21とセル後面板 22とはフレーム 23に嵌装されて、支持枠 2 4によりフレーム 23に固定されている。フレーム 23は、セル前面板 21とセル後面板 2 2とが嵌装される凹み部 23aを有し、この凹み部 23aの中央部にはフレーム 23の前後 に貫通する孔（図示略）が形成されている。セル前面板 21とセル後面板 22とはこの 凹み部 23aに嵌装されて、孔の前後を塞ぐことにより識別対象 10の収容空間が形成 される。
[0028] また、フレーム 23の上部には、識別対象 10を収容するための注入口 26が形成さ れており、この注入口 26を介して識別対象 10がフレーム 23とセル前面板 21および セル後面板 22により構成される収容空間内に注入される。
支持枠 24には、正面視において中央部に円形の投光窓 27が形成されており、こ の投光窓 27を介してセル前面板 21に光が入射する。
[0029] 光路長 1は例えば、 10mm程度〜 20mm程度等とすることが好ましい。
また、予め上記の分別方法により所定の程度分別されたガラスカレット等の分別精 度 (ガラスの均質度)を見る場合には、サンプリングした試料を識別対象 10として用い ることができる。この場合、セル 20の収容容量としては、例えば、 50ml程度〜 100ml 等に設定することができる。
[0030] 上記セル 20に識別対象 10とともに収容される浸液 100 (図 3参照）は、特定ガラス 1
1と略同一の光の屈折率を有する液体が用いられる。 [0031] ここで、図 3を参照して、浸液 100の屈折率とガラス粒 10aの屈折率との関係を説明 する。図 3には浸液 100に浸されたガラス粒 10aを示している。なお、ガラス粒 10aを「 ひし形」の形状で示している力 これは説明を簡易に行うために便宜的に示したもの であり、実際のガラス粒 10aがこのような形状を示すものではない。
[0032] 浸液 100内においてガラス粒 10aは入射光に対して、入射面と出射面とが平行に 配置していない場合、浸液 100の屈折率とガラス粒 10aの屈折率とが等しければ、矢 印 Aに示すように、入射光は直進する。したがって、特定ガラス 11と略同一の屈折率 を有する浸液 100を用いた場合、特定ガラス 11に入射した光は、直進し、光路は偏 向されない。
[0033] これに対して、浸液 100の屈折率よりもガラス粒 10aの屈折率が小さ 、場合、ガラス 粒 10aは凹レンズのような役割を果たし、矢印 Bに示すように、入射光はガラス粒 10a の外側に向力 ように光路が屈折する。一方、浸液 100の屈折率よりもガラスの屈折 率が大きい場合、ガラス粒 10aは凸レンズのような役割を果たし、矢印 Cに示すように 、入射光はガラス粒 10aの内側に向力 ように光路が屈折する。すなわち、浸液 100 中にお 、て異種ガラス 12に入射した光は、特定ガラス 11よりも屈折率が大き 、場合 であっても小さい場合であっても、異種ガラス 12を透過することにより光路が偏向され る。
[0034] 但し、入射面と出射面とが平行に配置されている場合、浸液 100の屈折率とガラス 粒 10aの屈折率とが相違していても、入射光は直進する。このため、光の屈折率を利 用して異種ガラス 12を識別するためには、ガラス粒 10aをプリズム状の多面体形状に 構成し、入射面と出射面とが平行とならないようにする必要がある。例えば、厚み (壁 面の厚み）が lmm以下のガラスカレット等を破砕してガラス粒 10aを得る場合には、 ガラス粒の粒径が 2mm以下となるように破砕することが好ましい。厚みが lmm以下 のガラスカレット等を 2mm以下にまで破砕することにより、ガラス粒 10aを上記プリズ ム状の多面体形状に構成することができる。なお、ガラス粒 10aの粒径とはガラス粒 の最大長さを指す。
[0035] また、上記において、特定ガラス 11は、上記識別対象 10に含まれる可能性のある 複数種のガラスの中から任意の一種類のガラスを選定することができる。また、所定 の屈折率とは、特定ガラス 11として選定された特定の種類のガラスの屈折率を指す。
[0036] 特定ガラス 11の選定に際して、特定ガラス 11と異種ガラス 12とを光の屈折率の違 いを利用して識別するという観点から、複数種のガラスのうち、識別対象 10に含まれ る比率が最も高いと想定される種類のガラスを特定ガラス 11として選定することが好 ましい。あるいは、他の種類のガラスと識別したい所定の種類のガラスを特定ガラス 1 1としてもよい。例えば、ソーダ石灰ガラスとして分別されたガラスカレット、ガラス粒 10 a、ガラス粉等を識別対象 10とする場合、ソーダ石灰ガラスを特定ガラス 11とすること が好ましい。また、ソーダ石灰ガラスを他の種類のガラス (ホウケィ酸ガラス、鉛ガラス 、石英ガラス）と識別したい場合には、ソーダ石灰ガラスを特定ガラス 11とすることが 好ましい。
[0037] ここで、光の屈折率が略同一であるとは、誤差が 100分の 1以下であることが好まし い。すなわち、特定ガラス 11の屈折率と浸液 100の屈折率とが少なくとも有効桁数 3 桁にお 、て数値が一致して 、ることが好ま 、。
このように、特定ガラス 11の屈折率と、浸液 100の屈折率とを略等しくすることで、 常圧下にお 、ても、投光ユニット 30から投光された光の透過量を最大とすることがで きる。このため、セル 20に圧力をカ卩えて浸液 100の屈折率を特定ガラス 11の屈折率 と等しくする必要がなぐ装置を簡易化することができる。
[0038] 例えば、特定ガラス 11をソーダ石灰ガラスとした場合、シダーオイル (杉オイル；屈 折率 1. 50)や、グローブオイル（丁字油のオイル;屈折率 1. 53)などを好適に用い ることがでさる。
[0039] 次に、投光ユニット 30について説明する。投光ユニット 30は、図 1に示すように、セ ル 20に光を投光するもので、平行度の高!、光をセル 20に投光できることが好まし ヽ
[0040] 投光ユニット 30の具体的な構成を図 4に示す。図 4に示す様に、投光ユニット 30は 、所定の波長の光 31aを出射する光源 31と、光源 31から出射された光 31aから平行 光束 32aを生成する平行光束光学系 32を用いて構成でき、平行光束光学系 32によ り生成された平行光束 32aをセル 20に投光する構成としている。
[0041] 光源 31としては、浸液の色が黄色から橙色なので、 570ηπ！〜 600nmの範囲の光 を出射するものを用いることが好ましい。特に、 589nmの波長の光を出射するナトリ ゥム灯が光源 31として適して!/、る。
[0042] 平行光束光学系 32は、光源 31から発せられた拡散角 Θの拡散光 3 laから平行光 束 33aを生成する第一の平行光束光学素子 33と、第一の平行光束光学素子 33によ り生成された平行光束 33aを収束する収束光学素子 34と、収束光学素子 34の焦点 位置に配置され、光束 34aを所定の倍率で絞る絞り 35と、絞り 35により絞られた光束 34aから再び平行光束 32aを生成する第二の平行光束光学素子 36を備えている。 但し、図中に示す符号「L」は光軸である。
[0043] 第一の平行光束光学素子 33および第二の平行光束光学素子 36は、例えばコリメ 一トレンズ等の正のパワーを有するレンズあるいはレンズ群を用いて構成することが できる。
[0044] 収束光学素子 34は、正のパワーを有する光学素子を用いて構成することができる 。具体的には、集光レンズ、収束レンズ、凸レンズ等を用いて構成できる。
[0045] 絞り 35は、虹彩絞りのように、絞り 35の開口径を可変に調整できるものを好ましく用 いることができる。虹彩絞りとは、何枚かの絞り羽根の一端を固定リングに軸止めし、 他端を回転リングに軸止めしたもので、絞りリングを回すと回転リングが回るため、各 絞り羽根の位置が変わり、絞り径が変化するものである。
[0046] 絞り 35の絞り径は小さい方がセル 20に投光する光の平行性は良くなる力 光量が 減り、受光ユニット 40において受光する像が暗くなる。このため、装置の実用上、絞り 63の絞り径の直径は 2mm程度である。
[0047] 上記構成の投光ユニット 30により生成された平行光束 32aをセル 20に投光すると、 セル 20に投光された光 32aのうち、異種ガラス 12を透過した異種ガラス透過光 12a は、特定ガラス 11を透過した特定ガラス透過光 11aと分離する。これは、上述したよう に、特定ガラス 11と浸液 100の屈折率は略同一であるのに対し、異種ガラス 12と浸 液 100の屈折率は異なっているため、異種ガラス 12に入射した光は、図 3を参照して 説明したように、光路が偏向されるためである。但し、セル 20内の光路上において特 定ガラス 11と異種ガラス 12とが重なりあって 、る場合、特定ガラス 11を透過した光で あっても、異種ガラス 12を透過することにより光路が偏向された光は異種ガラス透過 光 12aに含まれる。また、異種ガラス 12を透過した後に特定ガラス 11を透過した光に ついても異種ガラス透過光 12aに含まれる。
[0048] 受光ユニット 40は、図 1に示すように、特定ガラス透過光 11aを検出する特定ガラス 透過光検出部 41と、異種ガラス透過光検出部 42とを備え、光路の異なる特定ガラス 透過光 11 aと異種ガラス透過光 12aとを光学的に分離して受光するものである。この ように、特定ガラス透過光 11aと異種ガラス透過光 12aとを光学的に分離して、特定 ガラス透過光 11aと異種ガラス透過光 12aとを検出することにより、識別対象 10に含 まれる特定ガラス 11と異種ガラス 12とを識別可能にしている。
[0049] 特定ガラス透過光検出部 41は、特定ガラス透過光 11aを収束する収束光学素子 4 3を備えている。この収束光学素子 43は、正のパワーを有する光学素子であり、具体 的には、集光レンズ、収束レンズ、凸レンズ等を挙げることができる。収束光学素子 4 3により、特定ガラス透過光 11aを所定の位置に収束させることで、特定ガラス透過光 1 laを所定の位置で検出することができる。
[0050] 本実施の形態では、セル 20に対して特定ガラス透過光検出部 41を異種ガラス透 過光検出部 42よりも手前 (セル 20に近い側）に配置している。そして、この特定ガラ ス透過光検出部 41と異種ガラス透過光検出部 42の間であって、この収束光学素子 43による特定ガラス透過光 1 laの収束位置に、特定ガラス透過光 1 laを遮蔽する空 間フィルタ 44 (フィルタ）が配置されている。空間フィルタ 44としては、例えば、所定の 面積を有するガラス板 44aに、特定ガラス透過光 11aが焦点として収束する範囲に、 特定ガラス透過光 11aを反射又は吸収する材料を塗布した遮蔽部 44bを有するもの を用いることができる。この空間フィルタ 44を用いることにより、特定ガラス透過光 11a を遮蔽するとともに、異種ガラス透過光 12aは透過させることができる。
[0051] 一方、異種ガラス透過光検出部 42は、特定ガラス透過光 11aと分離された異種ガ ラス透過光 12aを検出するもので、異種ガラス透過光 12aを結像させる結像光学系 4 5を有している。この結像光学系 45は、例えば、図 1に示すように、異種ガラス透過光 12aを所定の位置に合焦させて異種ガラス透過光 12aを結像する合焦光学素子 46 と、この合焦光学素子 46により結像された像が投影されるスクリーン 47と、このスクリ ーン 47を介して所定の範囲の投影画像を撮像する CCDカメラ 48とを有して 、る。本 実施の形態では、上記空間フィルタ 44により特定ガラス透過光 1 laが遮蔽されて ヽ るので、スクリーン 47には異種ガラス透過光 12aが輝点として投影される。
[0052] 異種ガラス透過光 12aを所定の位置に合焦する合焦光学素子 46として、例えば、 集束レンズ、収束レンズ、凸レンズ等を用いることができる。
[0053] スクリーン 47は、上記の合焦光学素子 46による異種ガラス透過光 12aの合焦位置
(焦点位置）に配置される。すなわち、スクリーン 47は位置を可変に配置されており、 異種ガラス透過光 12aの像の合焦位置に合わせて適宜スクリーン 47の位置、すなわ ち異種ガラス透過光 12aを結像させる位置 (結像位置)を調整することができるように 構成されて 、る。 CCDカメラ 48につ 、ても同様に位置を調整可能に構成されて!、る
[0054] 例えば、特定ガラス 11をソーダ石灰ガラスとした場合、ソーダ石灰ガラスの屈折率 が 1. 51であるのに対して、ホウケィ酸ガラス、石英ガラスの屈折率は 1. 472であり、 鉛ガラスは 1. 545以上である。このため、ソーダ石灰ガラスよりも屈折率の低いホウケ ィ酸ガラス、石英ガラスの合焦位置に対して、ソーダ石灰ガラスよりも屈折率の高い鉛 ガラスの合焦位置は手前側に位置する。
[0055] したがって、異種ガラス透過光 12aがスクリーン 47に投光された際に、スクリーン 47 の位置を合焦光学素子 46に対して前後に移動させることで、合焦位置の相違により 異種ガラス 12の種類を識別することができる。
[0056] 但し、スクリーン 47や CCDカメラ 48は、リニアガイドに組みつけるなどして、前後に 移動させることができる。なお、リニアガイドとは、レールとキャリッジとを組み合わせた 直線運動用軸受けである。
[0057] CCDカメラ 48により取得される撮像画像 200には、図 5に示すように、セル 20に投 光された所定の面積を有する輪郭 210内に、異種ガラス 12が輝点 211等として現れ る。
[0058] CCDカメラ 48には、画像処理装置（図示略)などを接続してもよい。そして、画像処 理装置にお 、て撮像画像 200に現れた輝点 211の解析を行うことなどにより、輝点 2 11の数等に基づいて識別対象 10中に含まれる異種ガラス 12の割合を求める構成と したり、異種ガラス 12の種類を解析したりする構成としてもよい。但し、画像処理装置 としては、例えば、 CCDカメラ 48により撮像された撮像画像 200を解析するための画 像解析ソフトなどが導入されたパーソナルコンピュータ等を用いることができる。また、 撮像画像 200を画像処理装置が備えるディスプレイなどに出力して、画像を表示さ せる構成としてもよいし、プリンターなどにより紙媒体に出力して、画像を表示させる 構成としてもよい。
[0059] 以上説明した本実施の形態では、略同一色の複数種のガラスが混在する識別対 象 10を特定ガラス 11と略同一の屈折率を有する浸液 100に浸してセル 20に収容し ている。そして、投光ユニット 30によりセル 20に平行光束 32aを投光しているので、 セル 20内において屈折率の相違により、特定ガラス 11に入射した光は直進し、異種 ガラス 12を通過した光はその光路が偏向される。これにより、特定ガラス 11を透過し た特定ガラス透過光 1 laと、異種ガラス 12を透過した異種ガラス透過光 12aとを分離 して、特定ガラス透過光 11aと異種ガラス透過光 12aとを別々に検出することができる
[0060] また、特定ガラス透過光検出部 41は収束光学素子 43を備えているので、特定ガラ ス透過光 1 laはこの収束光学素子 43により所定の位置に収束させることができる。す なわち、収束光学素子 43により特定ガラス透過光 11aを一点 (焦点）に集めて、一点 において特定ガラス透過光 1 laを検出することができる。
[0061] また、収束光学素子 43により特定ガラス透過光 11aがー点に集められるので、空間 フィルタ 44は、この特定ガラス透過光 1 laの焦点位置に特定ガラス透過光 1 laを反 射又は吸収する材料を塗布した遮蔽部 44bを有するガラス板 44aなどの簡易な構成 とすることができる。この空間フィルタ 44を配置することにより、特定ガラス透過光 11a を遮蔽して、異種ガラス透過光 12aを輝点 211等として異種ガラス透過光検出部 42 に検出させることができる。
[0062] また、異種ガラス透過光検出部 42は、異種ガラス透過光 12aを合焦する合焦光学 素子 46を備えている。この合焦光学素子 46により異種ガラス透過光 12aは、それぞ れの屈折率に応じた位置、つまり、ガラスの種類に応じた位置で合焦する。そして、 本実施の形態では、この異種ガラス透過光 12aが投影されるスクリーン 47および CC Dカメラ 48を備え、これらは位置を可変に構成されている。このため、スクリーン 47や CCDカメラ 48の位置を適宜調整することで、異種ガラス透過光 12aを合焦させ、そ の合焦位置の相違に基づいて異種ガラス 12を識別することができる。
[0063] したがって、識別対象 10として、予めガラスの種別毎に所定の程度分別されたもの に、同一色を呈する異種ガラス 12が粒状あるいは粉状の形態で混入している場合で あっても、上記ガラス識別装置 1を用 、てガラス原料中に混入した異種ガラス 12を検 出することができる。また、識別対象 10として、粒状あるいは粉状に破砕されたもので あっても、上記ガラス識別装置 1を用いれば、特定ガラス 11と異種ガラス 12とを識別 できる他、識別ガラスの種類を識別することもできる。
[0064] さらに、ガラス原料として粒径が l〜3mm程度の粒状もしくは粉状に破砕されたガ ラス粒 10a、ガラス粉を識別対象 10とする場合に、ガラス識別装置 1は、異種ガラス 1 2の混入を検出する異種ガラス検出装置として利用できる。この際、識別対象 10に含 まれるガラスの粒度が揃っている場合には、輝点 211等として検出された異種ガラス 透過光 12aの結像数を、例えば、上記した画像処理装置等により解析することで、異 種ガラス 12の混入割合を簡易に計算して求めることができる。
[0065] 本実施の形態では、セル 20に投光する光 32aは、投光ユニット 30において、第一 の平行光束光学素子 33により生成された平行光束 33aを収束光学素子 34および絞 り 35により所定の絞り径に一度絞った上で、再び第二の平行光束光学素子 36により 平行光束 32aとされたものである。このように、平行光束 32aを生成する際に、少なく とも一度、光束 33aを絞ることで、セル 20に投光する光束 32aの平行度をより高いも のとすることができ、また、セル 20に対する投光面積をより拡大することができる。
[0066] 以上、説明した上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明は、その趣旨を 逸脱しな 、範囲にぉ 、て適宜変更可能であるのは勿論である。
[0067] 例えば、上記施の形態では、受光ユニット 40において異種ガラス透過光 12aをスク リーン 47に投影するものとして説明した力 スクリーン 47ではなぐ例えば、磨りガラス のようなものに投影してもよい。
[0068] また、上記実施の形態では、平行光束光学系 32を、第一の平行光束光学素子 33 、収束光学素子 34、絞り 35、第二の平行光束光学素子 36を用いて構成するものと して説明した力 例えば、図 4に示す投光ユニット 30に代えて、図 6に示す投光ュ二 ット 50を用いて構成してもよい。図 6に示す投光ユニット 50は、光源 51と、光源 51か ら発せられた拡散光 51aから平行光束 52aを生成するための平行光束光学系 52を 備えたものである。平行光束光学系 52は、上記と同様にコリメートレンズ等の正のパ ヮーを有するレンズあるいはレンズ群等力 成る光学素子を用いて構成することがで きる。また、上記投光ユニット 30に代えて、所定の波長のビーム光を出射する光源（ 図示略）を用い、ビームエキスパンダーなどによりビーム光の光径を拡径させてセル 2 0に投光する構成としてもよい。但し、上記実施の形態の様に、投光ユニット 30にお V、て平行光束 32aを生成する際に、一度生成された平行光束 33aを絞る構成とした 方がセル 20に投光する光の平行性がよくなる。
[0069] また、上記実施の形態では、セル 20に設けられるセル前面板 21およびセル後面 板 22は特定ガラス 11と同じ種類のガラス板で構成されて 、ることが好ま 、と説明し たが、例えば、特定ガラス 11とは異なる種類のガラス板で構成した場合は、ブランク 測定を行い差分を引くように画像処理を行うことなどによりガラスの種類を識別するこ とがでさる。
[0070] また、上記実施の形態では、スクリーン 47に投影された画像を CCDカメラ 48により 撮像するものとして説明した力 これに限定されるものではなぐ単にスクリーン 47や 磨りガラスに異種ガラス透過光 12aを投影し、オペレータ等が目視により異種ガラス 透過光 12aに基づく輝点等を確認する構成としてもよい。また、上記実施の形態では 、 CCDカメラ 48に画像処理装置を接続し、画像処理装置において識別対象 10中の 異種ガラス 12の割合や種類等を識別する構成としたが、これに限定されるものでは なぐ CCDカメラ 48により撮像された撮像画像 200に基づいて、オペレータ等が目視 により異種ガラス 12の割合や異種ガラス 12の種類等を識別する構成としてもよいの は勿論である。
[0071] また、例えば、特定の種類のガラス原料としてのガラス粒 10a (ある 、はガラス粉)を 識別対象 10として用いる場合、このガラス識別装置 1、 2によるガラスの識別結果をガ ラスカレットの分別工程にフィードバックする構成としてもよい。すなわち、ガラス識別 装置 1により異種ガラス 12の混入が検出された場合には、ガラスカレットを分別する 段階にフィードバックして、ガラスカレットの分別をより精密に行わせることで、より均質 度の高いガラス原料を再生産することができる。例えば、比重沈降法により粒状、粉 状のガラスを分別する際には、沈降液中で層状に分離させる際の時間を長くしたり、 層状に取り出す際の作業を慎重に行ったりすることで分別の精度を上げるための指 標とすることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 光の屈折率の異なる略同一色の複数種のガラスが混在する識別対象から、所定の 屈折率を有する特定ガラスと他の屈折率を有する異種ガラスとを識別するガラス識別 装置であって、
前記所定の屈折率と略同一の屈折率を有する浸液とともに、前記識別対象を収容 するセルと、
前記セルに光を投光する投光部と、
前記セルに投光された光のうち、前記特定ガラスを透過した特定ガラス透過光を検 出する特定ガラス透過光検出部と、
前記屈折率の相違により、前記異種ガラスを透過して光路が偏向された異種ガラス 透過光を検出する異種ガラス透過光検出部と、
を備えたことを特徴とするガラス識別装置。
[2] 前記識別対象は、比重選別法等の選別方法により予め所定の種類のガラスに分別 されたものであり、前記特定ガラスは前記選別方法により分別された前記所定の種類 のガラスであること、
を特徴とするガラス識別装置。
[3] 前記投光部は、
光源と、
前記光源から発せられる光束から平行光束を生成する平行光束光学系と、 を備え、
前記平行光束光学系により生成された平行光束を前記セルに投光すること、 を特徴とする請求項 1記載のガラス識別装置。
[4] 前記光学系は、
前記平行光束を生成する際に、少な〈とも一度光束を絞る絞》を備えること、 を特徴とする請求項 3記載のガラス識別装置。
[5] 前記特定ガラス透過光検出部は、
前記特定ガラス透過光を特定の位置に収束する収束光学素子を備えること、 を特徴とする請求項 1記載のガラス識別装置。
[6] 前記特定の位置に、前記特定ガラス透過光を遮蔽するフィルタを備えること、 を特徴とする請求項 4記載のガラス識別装置。
[7] 前記異種ガラス検出部は、
前記異種ガラス透過光を結像させる結像光学系を有すること、
を特徴とする請求項 1記載のガラス識別装置。
[8] 前記結像光学系は、前記異種ガラスの屈折率に応じて結像位置を可変に構成され ること、
を特徴とする請求項 7記載のガラス識別装置。
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