(57)【要約】【課題】互いに異なる複数の種類の被識別体を精度よく識別することができる識別装置を提供する。【解決手段】識別装置１は、互いに異なる複数の種類の被識別体を識別する装置である。識別装置１は、被識別体１００を搬送する搬送手段１０と、青の波長領域に含まれる光、緑の波長領域に含まれる光、赤の波長領域に含まれる光、及び、近赤外光の波長領域に含まれる光を含む光Ｌを、搬送手段１０から搬送される被識別体１００に投射する投光手段２０と、被識別体１００を透過した光Ｌを受光して、当該受光した光Ｌのうち、青の波長領域に含まれる光、緑の波長領域に含まれる光、赤の波長領域に含まれる光、及び、近赤外光の波長領域に含まれる光、を検出する受光手段３０と、受光手段３０の検出結果に基づいて、被識別体１００を識別する識別手段５０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の種類の被識別体を識別する識別装置であって、
被識別体を搬送する搬送手段と、
３９０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下からなる第１波長領域に含まれる光、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下からなる第２波長領域に含まれる光、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下からなる第３波長領域に含まれる光、及び、７６０ｎｍ以上８９０ｎｍ以下からなる第４波長領域に含まれる光を含む光を、前記搬送手段から搬送される前記被識別体に投射する投光手段と、
前記被識別体を透過した光を受光して、当該受光した光のうち、前記第１波長領域に含まれる光、前記第２波長領域に含まれる光、前記第３波長領域に含まれる光、及び、前記第４波長領域に含まれる光、を検出する受光手段と、
前記受光手段の検出結果に基づいて、前記被識別体を識別する識別手段と、
を備える、識別装置。
【請求項２】
前記投光手段と前記受光手段との間に、放物面鏡及び反射鏡が配置されている、請求項１に記載の識別装置。
【請求項３】
前記受光手段は、前記被識別体を、前記被識別体の流れ方向及び前記被識別体の流れの幅方向に直交する方向に透過した光を受光する、請求項２に記載の識別装置。
【請求項４】
前記識別手段の識別結果に基づいて、前記搬送手段から落下する前記被識別体の進行方向を変更させる分岐手段をさらに備え、
前記分岐手段は、前記搬送手段から落下する前記被識別体にエアーを吹き付ける複数の噴射口を有し、
前記複数の噴射口は、前記被識別体の流れの幅方向に並んでいる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項５】
前記放物面鏡の両端部を結ぶ方向は、前記複数の噴射口の配列方向と平行になっている、請求項４に記載の識別装置。
【請求項６】
前記識別手段は、前記被識別体を識別した結果に基づいて分岐指令を出力するようになっており、
前記分岐手段は、前記分岐指令に基づいて、対応する噴射口へのエアーの供給を制御する複数の電磁弁を有し、
前記電磁弁は、外部パイロット弁にて構成されている、請求項４または５に記載の識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる複数の種類の被識別体を識別する識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
びん用ガラスは、環境に優しい天然の原料からできており、消費者の健康と環境への配慮から種々の用途で使用されている。例えばガラス瓶に含まれるガラス材料は自治体によって回収される。回収されたガラス瓶に含まれるガラス材料は、破砕されてカレットとなり、ガラス原料としてリサイクルされる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
カレットをガラス原料としてリサイクルする場合、多数のカレットを溶融炉内で溶融し、ゴブと呼ばれるガラス塊を成型する。このとき、窯内は単一色のガラスを溶融するのでカレットに多くの色が含まれる場合は許容範囲外の色のカレットは排除する必要がある。
【０００４】
そこで、多数のカレットをガラスの色毎に分別する技術の開発が進められている。例えば特許文献２には、コンベアにより搬送されるカレットに可視光を投射し、カレットを透過した透過光に基づいてカレットの種類を識別する識別装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４９２７７号公報
【特許文献２】特開２０００−０２８４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
昨今では、ガラス製品の多様化のニーズから、可視光の波長領域に含まれる光のみでは、被識別体としてのカレットの種類を必ずしも十分に識別することがでない場合がある。例えば、酸化性の緑系のガラス材料と、還元性の緑系のガラス材料とは、可視光の波長領域において同様な波長透過率を示す。このため、可視光の波長領域に含まれる光のみに基づいて、互いに識別することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、互いに異なる複数の種類の被識別体を精度よく識別することができる識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、可視光に加えて近赤外光も利用してカレットの種類を識別することにより、識別装置に優れた識別特性を付与することができることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明による識別装置は、互いに異なる複数の種類の被識別体を識別する識別装置であって、
被識別体を搬送する搬送手段と、カメラの感度特性から
３９０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下からなる第１波長領域に含まれる光、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下からなる第２波長領域に含まれる光、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下からなる第３波長領域に含まれる光、及び、７６０ｎｍ以上８９０ｎｍ以下からなる第４波長領域に含まれる光を含む光を、前記搬送手段から搬送される前記被識別体に投射する投光手段と、
前記被識別体を透過した光を受光して、当該受光した光のうち、前記第１波長領域に含まれる光、前記第２波長領域に含まれる光、前記第３波長領域に含まれる光、及び、前記第４波長領域に含まれる光、を検出する受光手段と、
前記受光手段の検出結果に基づいて、前記被識別体を識別する識別手段と、
を備える。
【００１０】
本発明による識別装置において、前記投光手段と前記受光手段との間に、放物面鏡及び反射鏡が配置されていてもよい。
【００１１】
本発明による識別装置において、前記受光手段は、前記被識別体を、前記被識別体の流れ方向及び前記被識別体の流れの幅方向に直交する方向に透過した光を受光してもよい。
【００１２】
本発明による識別装置において、前記識別手段の識別結果に基づいて、前記搬送手段から落下する前記被識別体の進行方向を変更させる分岐手段をさらに備え、
前記分岐手段は、前記搬送手段から落下する前記被識別体にエアーを吹き付ける複数の噴射口を有し、
前記複数の噴射口は、前記被識別体の流れの幅方向に並んでいてもよい。
【００１３】
本発明による識別装置において、前記放物面鏡の両端部を結ぶ方向は、前記複数の噴射口の配列方向と平行になっていてもよい。
【００１４】
本発明による識別装置において、前記識別手段は、前記被識別体を識別した結果に基づいて分岐指令を出力するようになっており、
前記分岐手段は、前記分岐指令に基づいて、対応する噴射口へのエアーの供給を制御する複数の電磁弁を有し、
前記電磁弁は、外部パイロット弁にて構成されていてもよい。
【００１５】
本発明による識別装置において、前記搬送手段よりも上流側に、前記被識別体を洗浄する洗浄装置をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可視光の波長領域に含まれる光に加えて近赤外光の波長領域に含まれる光も利用することで、互いに異なる複数の種類の被識別体を精度よく識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る識別装置を示す側面図である。
【図２】図１に示す識別装置において、投光手段から投射された光が受光手段に到達するまでに通る経路を示す平面図である。なお、理解を容易にするために、滑り板、投光手段及び放物面鏡を二点鎖線で示す。
【図３】搬送手段の滑り板から浮いた状態で落下したカレットを透過する光が通る経路を説明するための平面図である。
【図４Ａ】厚肉部をもつカレットを示す概略図であり、（ａ）は、側面図を示し、（ｂ）は、正面図を示す。
【図４Ｂ】ラベルが貼り付けられたカレットを示す概略図であり、（ａ）は、側面図を示し、（ｂ）は、正面図を示す。
【図５】複数の典型的なガラス材料について、光の波長とその透過率との関係を表したグラフである。
【図６】複数の緑系のガラス材料について、光の波長とその透過率との関係を表したグラフである。
【図７】複数の濃色系のガラス材料について、光の波長とその透過率との関係を表したグラフである。
【図８】図１に示す識別装置における分岐手段の吹付部を示す概略図であり、（ａ）は、平面図を示し、（ｂ）は、正面図を示す。
【図９】カレットに吹き付けられるエアーの範囲を示す概略図であり、（ａ）は、多数のカレットの間に混入する異物を除去するときの状態を示し、（ｂ）は、多数のカレットを互いに識別するときの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。図１乃至図９は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１は、本発明の一実施の形態に係る識別装置を示す側面図である。
【００１９】
図１に示す識別装置１は、可視光に加えて近赤外光も利用して、互いに異なる複数の種類の被識別体１００を識別するための装置である。複数の種類の被識別体１００は、例えば、カレットと異物とを含む。一例として、自治体によって回収されたガラス瓶を破砕することにより生成されたカレットでは瀬戸物や耐熱硝子食器等が異物として混入する。
【００２０】
上述のように、複数の種類のカレット１００は、複数の種類のガラス材料を破砕することにより生成されるため、種々の形状及び大きさを呈し得る。典型的には、各カレット１００は、最も離間した端部間の距離が３０ｍｍ以下となるように破砕される。
【００２１】
図１に示すように、識別装置１は、供給部２から供給された被識別体１００を搬送する搬送手段１０と、複数の異なる波長領域に含まれる各光を含む可視光と近赤外光とを含む複色光Ｌを、搬送手段１０から搬送される被識別体１００に投射する投光手段２０と、被識別体１００を透過した複色光Ｌを受光して、当該受光した複色光Ｌのうち、可視光の波長領域に含まれる各光、及び、近赤外光の波長領域に含まれる光を検出する受光手段３０と、を備える。
【００２２】
このうち、搬送手段１０は、供給部２から供給された被識別体１００を搬送するコンベア１１と、コンベア１１から搬送される被識別体１００を下方に向けて滑らす滑り板１４と、を有している。図示する例では、コンベア１１は、互いに離間して配置された一対のドラム１２と、一対のドラム１２に無端状に掛け渡されたベルト１３と、を含んでいる。
搬送手段としては電磁フィーダーや振動コンベアであっても良い。
【００２３】
滑り板１４は、被識別体１００の流れ方向Ｄ１に沿って延びている。本実施の形態では、滑り板１４は、被識別体１００を下方に向けて滑らす底板１５と、底板１５から起立する一対の側板１６と、を含んでいる。底板１５は、平板状に形成され、被識別体１００を下方から支持する。一方、一対の側板１６は、被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２（図２参照）に離間し、被識別体１００を側方から案内する。ここでいう被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２とは、被識別体１００の流れ方向Ｄ１に直交し、且つ、水平面に平行な方向をいう。
【００２４】
図１に示すように、識別装置１において、滑り板１４の下端１４ａから落下する被識別体１００に向けて、投光手段２０から複色光Ｌが投射されるようになっている。図２の平面図に、投光手段２０から投射される光を示す。図１及び図２に示すように、投光手段２０は、被識別体１００の流れから離間し、且つ、滑り板１４の底板１５と対向するように配置されている。投光手段２０は、滑り板１４の底板１５と対向するように配置された基板２１と、基板２１の上に配列された白色ＬＥＤ２２及び赤外光ＬＥＤ２３と、白色ＬＥＤ２２及び赤外光ＬＥＤ２３を覆うカバー２４と、を有している。
【００２５】
本実施の形態では、複数の白色ＬＥＤ２２と複数の赤外光ＬＥＤ２３とが、幅方向Ｄ２に沿って交互に並べられている。各白色ＬＥＤ２２は、可視光の波長領域に含まれる光を主として投射する。本実施の形態では、白色ＬＥＤ２２は、第１波長領域λ１に含まれる光、第２波長領域λ２に含まれる光、及び、第３波長領域λ３に含まれる光を含む光を、投射する。具体的には、第１波長領域λ１は、３９０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域であり、第２波長領域λ２は、４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長領域であり、第３波長領域λ３は、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長領域である。
【００２６】
一方、各赤外光ＬＥＤ２３は、近赤外光の波長領域に含まれる光を主として投射する。本実施の形態では、赤外光ＬＥＤ２３は、７６０ｎｍ以上８９０ｎｍ以下からなる第４波長領域λ４に含まれる光を含む光を投射する。
【００２７】
本実施の形態のカバー２４は、落下する被識別体１００と、白色ＬＥＤ２２及び赤外光ＬＥＤ２３と、の間に位置する発光面２４ａと、発光面２４ａの周縁に接続され、複数の白色ＬＥＤ２２及び複数の赤外光ＬＥＤ２３を環状に取り囲む側面２４ｂと、を有している。この発光面２４ａは、白色ＬＥＤ２２及び赤外光ＬＥＤ２３からの光を拡散させながら被識別体１００に向けて射出する光拡散機能を有している。この光拡散機能は、等方性拡散機能であってもよいし、異方性拡散機能であってもよい。本実施の形態では、カバー２４に光を拡散させる拡散成分を分散させることにより、発光面２４ａの等方性拡散機能を実現している。なお、図示する例では、発光面２４ａは、幅方向Ｄ２に長手方向をもつ矩形の形状を有している。
【００２８】
このような構成によって、白色ＬＥＤ２２及び赤外光ＬＥＤ２３からの光は発光面２４ａに入射し、発光面２４ａ上の各位置から、第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光を含む複色光Ｌからなる拡散光が射出されるようになっている。
【００２９】
図２に示すように、投光手段２０から投射された第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光を含む複色光Ｌは、落下する被識別体１００を透過して受光手段３０によって受光されるようになっている。本実施の形態の受光手段３０は、可視光の波長領域に含まれる光及び近赤外光の波長領域に含まれる光を受光可能なカメラ３１を含んでいる。上述のように、投光手段２０は、滑り板１４の下端１４ａから落下する被識別体１００に向けて複色光Ｌを投射するようになっている。従って、本実施の形態のカメラ３１は、移動中の被写体を高精細に撮像することに適したラインセンサ方式のＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳカメラにて構成されている。本実施の形態のカメラ３１は、幅方向Ｄ２に長手方向をもつ矩形の受光面３２を有している。幅方向Ｄ２における受光面３２の長さは、滑り板１４の側板１６の離間間隔、すなわち、被識別体１００の流れの幅よりも狭い。
【００３０】
ところで、滑り板１４から滑り落ちる被識別体１００は、典型的には、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら滑り板１４の下端１４ａから落下する。従って、識別装置１に用いられるカメラ３１は、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら滑り板１４の下端１４ａから落下した被識別体１００ｂ、１００ｄを撮像することが意図されている。しかしながら、滑り板１４から滑り落ちる一部の被識別体１００ａ、１００ｃは、滑り板１４の底板１５上で跳ねて当該底板１５から浮いた状態で滑り板１４の下端１４ａから落下する場合もあり得る。このような状態を説明するための図が図３に示されている。図３に示す例では、カメラ３１の受光面３２が投光手段２０の発光面２４ａに対面するように配置されていると仮定している。図３に示すように、カメラ３１の受光面３２に正対する正面領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で滑り板１４の下端１４ａから落下した被識別体１００ａを通過する光は、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら滑り板１４の下端１４ａから落下した被識別体１００ｂを通過する光と、ほぼ一致した光路を通ってカメラ３１の受光面３２に入射する。従って、カメラ３１の受光面３２に正対する正面領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ａは、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら落下した被識別体１００ｂと、幅方向Ｄ２における位置がほぼ同一と判断される。一方、カメラ３１の受光面３２からずれた領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で滑り板１４の下端１４ａから落下した被識別体１００ｃを通過する光は、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら滑り板１４の下端１４ａから落下した被識別体１００ｄを通過する光と、異なる光路を通ってカメラ３１の受光面３２に入射する。従って、カメラ３１の受光面３２からずれた領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ｃは、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら落下した被識別体１００ｄと、幅方向Ｄ２における位置がずれているものとして判断されてしまう。つまり、図３に示す例では、カメラ３１の受光面３２からずれた領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ｃに対して、幅方向Ｄ２における位置を精度よく特定することが困難となる。
【００３１】
そこで、このような被識別体１００の幅方向Ｄ２における位置を精度よく特定すべく、本実施の形態では、図２に示すように、投光手段２０と受光手段３０との間に、放物面鏡４１及び反射鏡４２が配置されている。投光手段２０から投射された複色光Ｌは、落下する被識別体１００を透過し放物面鏡４１及び反射鏡４２にて反射された後に、受光手段３０によって受光される。このような形態によれば、放物面鏡４１の集光機能により、落下する被識別体１００を、被識別体１００の流れ方向Ｄ１及び被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２の両方に直交する方向に透過した光を、カメラ３１の受光面３２に集めることができる。この場合、カメラ３１の受光面３２に対し流れの幅方向Ｄ２にずれた領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ｅを通過する光は、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら落下した被識別体１００ｆを通過する光と、ほぼ一致した光路を通ってカメラ３１の受光面３２に入射する。従って、カメラ３１の受光面３２に対し流れの幅方向Ｄ２にずれた領域においても、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ｅは、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら落下した被識別体１００ｆと、幅方向Ｄ２における位置がほぼ同一と判断される。このため、カメラ３１の受光面３２に対し流れの幅方向Ｄ２にずれた領域においても、被識別体１００の幅方向Ｄ２における位置を精度よく特定することができる。
【００３２】
とりわけ、本実施の形態では、被識別体１００を透過した複色光Ｌを、球面鏡ではなく放物面鏡４１で集光している。このため、被識別体１００を透過した複色光Ｌをより精度よくカメラ３１の受光面３２に集めることができる。
【００３３】
また、図２に示すように、放物面鏡４１の両端部４１ａを結ぶ方向Ｄ３は、被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２と平行になっている。
【００３４】
図１に示すように、識別装置１において、受光手段３０によって検出された情報は、信号線３３を介して識別手段５０に送られるようになっている。本実施の形態では、信号の分解能を１０ｂｉｔにして受光手段３０によって検出された情報を識別手段５０に送っている。これにより、透過光の光量が少ない場合であっても、透過光の光量を精度よく検出することができる。
【００３５】
図１に示す識別手段５０は、受光手段３０の検出結果に基づいて、被識別体１００を識別するために設けられている。本実施の形態では、識別手段５０は、受光手段３０のカメラ３１により撮像された画像を解析する画像処理要素５１と、被識別体１００の種類毎に第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量に関する情報を予め記憶する記憶要素５２と、画像処理要素５１の解析結果及び記憶要素５２に記憶された情報に基づいて、被識別体１００の種類を特定する判別要素５３と、を含んでいる。このような識別手段５０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び種々のソフトウェアをインストールしたパーソナルコンピュータにて実現され得る。
【００３６】
画像処理要素５１は、例えば、受光手段３０のカメラ３１により撮像された画像を解析して被識別体１００の輪郭を抽出するようになっている。そして、画像処理要素５１は、輪郭を抽出された被識別体１００の第１波長領域λ１に含まれる所定の光の光量、第２波長領域λ２に含まれる所定の光の光量、第３波長領域λ３に含まれる所定の光の光量、及び、第４波長領域λ４に含まれる所定の光の光量、を特定するようになっている。本実施の形態では、画像処理要素５１は、第１波長領域λ１に含まれる４５０ｎｍの波長からなる光の光量、第２波長領域λ２に含まれる５５０ｎｍの波長からなる光の光量、第３波長領域λ３に含まれる６５０ｎｍの波長からなる光の光量、及び、第４波長領域λ４に含まれる８５０ｎｍの波長からなる光の光量、を特定するようになっている。
【００３７】
ここで、被識別体をなすカレット１００は、ガラス材料を破砕することにより生成されるため、一部に厚肉部を含む場合も想定される。また、識別対象のカレット１００にラベルが貼り付いたまま残っている場合も想定される。図４Ａに、厚肉部１０１をもつカレット１００を示し、図４Ｂに、ラベル１０３が貼り付けられたカレット１００を示す。図４Ａに示すカレット１００は、平板状の板部１０２と、板部１０２の一部に接続された厚肉部１０１を有している。厚肉部１０１の厚みは、板部１０２の厚みよりもかなり厚くなっている。この場合、厚肉部１０１は、板部１０２に比べて極めて光を透過し難い。このため、カレット１００のうち厚肉部１０１の占める部分は、画像処理要素５１によって不透明な部分と判断され得る。一方、図４Ｂに示すカレット１００には、ラベル１０３が貼り付けられている。ラベル１０３は、極めて光を透過し難い。このため、カレット１００のうちラベル１０３の貼り付けられた部分は、画像処理要素５１によって不透明な部分と判断され得る。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、抽出された被識別体１００の輪郭内の一部に不透明と判断される部分があっても、被識別体１００の輪郭内の他の部分で検出された第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる光の光量を、輪郭を抽出された被識別体１００の光量として採用するようになっている。このような処理によれば、一部に厚肉部１０１を含むカレット１００やラベル１０３が貼り付けられたカレット１００であっても、正確に識別することができる。
【００３９】
記憶要素５２には、例えば、ガラス材料の種類毎に、計測されるべき第１波長領域λ１に含まれる光の光量、第２波長領域λ２に含まれる光の光量、第３波長領域λ３に含まれる光の光量、及び、第４波長領域λ４に含まれる光の光量が予め記録されている。
【００４０】
図５に、複数の典型的なガラス材料について、光の波長とその透過率との関係を表したグラフを示す。図５のグラフにおいて、典型的なガラス材料として、青系のガラス材料、茶系のガラス材料、緑系のガラス材料、紫系のガラス材料、及び、黒系のガラス材料が示されている。図５のグラフにおいて、青系のガラス材料は、第１波長領域λ１において相対的に大きな透過率を示し、第２波長領域λ２及び第３波長領域λ３において相対的に小さな透過率を示す傾向をもつ。逆に、茶系のガラス材料は、第１波長領域λ１において相対的に小さな透過率を示し、第２波長領域λ２及び第３波長領域λ３において相対的に大きな透過率を示す傾向をもつ。一方、緑系のガラス材料は、第２波長領域λ２において相対的に大きな透過率を示し、第１波長領域λ１及び第３波長領域λ３において相対的に小さな透過率を示す傾向をもつ。逆に、紫系のガラス材料は、第２波長領域λ２において相対的に小さな透過率を示し、第１波長領域λ１及び第３波長領域λ３において相対的に大きな透過率を示す傾向をもつ。他方で、黒系のガラス材料は、第１波長領域λ１、第２波長領域λ２及び第３波長領域λ３のいずれにおいても、小さな透過率を示す傾向をもつ。このように、典型的な各ガラス材料は、可視光の波長領域に含まれる第１波長領域λ１、第２波長領域λ２及び第３波長領域λ３において、固有の透過率を示す。
【００４１】
加えて、図５に示すように、各ガラス材料は、近赤外光の波長領域に含まれる第４波長領域λ４においても異なる透過率を示している。従って、可視光の波長領域に含まれる第１〜第３波長領域λ１〜λ３に加えて、近赤外光の波長領域に含まれる第４波長領域λ４における透過率の相違も利用することにより、各ガラス材料を精度よく識別することができる。
【００４２】
さらに、図６に、複数の緑系のガラス材料について、カメラで見た光の波長とその透過率との関係を表したグラフを示す。図６のグラフにおいて、符号ａ〜ｃは、酸化性の緑系のガラス材料を示し、符号ｄ〜ｊは、還元性の緑系のガラス材料を示している。図６に示すように、酸化性の緑系のガラス材料ａ〜ｃ及び還元性の緑系のガラス材料ｄ〜ｊは、可視光の波長領域において、互いに似通った透過率を示す。一方、近赤外光の波長領域に含まれる第４波長領域λ４において、酸化性の緑系のガラス材料ａ〜ｃは大きな透過率を示す一方で、還元性の緑系のガラス材料ｄ〜ｊは、小さな透過率を示す。従って、第１〜第３波長領域λ１〜λ３に加えて、第４波長領域λ４における透過率の相違も利用することにより、酸化性の緑系のガラス材料ａ〜ｃと還元性の緑系のガラス材料ｄ〜ｊとを、精度よく識別することもできる。なお、本件発明者らが調査したところ、一般に、酸化性の緑系のガラス材料は、Ｆｅ２＋イオンをあまり含まないが、還元性の緑系のガラス材料は、Ｆｅ２＋イオンを多く含む。このＦｅ２＋イオンは、近赤外光の波長領域に含まれる光を多く吸収する、という特性がある。このため、近赤外光の波長領域に含まれる第４波長領域λ４において、酸化性の緑系のガラス材料は大きな透過率を示す一方で、還元性の緑系のガラス材料は小さな透過率を示す、ということが知見された。
【００４３】
さらに、図７に、典型的な複数の濃色系のガラス材料について、光の波長とその透過率との関係を表したグラフを示す。図７に示すように、濃色系のガラス材料ｋ〜ｎは、可視光の波長領域に含まれる第１波長領域λ１、第２波長領域λ２及び第３波長領域λ３において、小さな透過率を示す。一方、近赤外光の波長領域に含まれる第４波長領域λ４において、一部の濃色系のガラス材料ｋ、ｌは大きな透過率を示す一方で、一部の濃色系のガラス材料ｍ、ｎは、小さな透過率を示す。従って、第１〜第３波長領域λ１〜λ３に加えて、第４波長領域λ４における透過率の相違も利用することにより、濃色系のガラス材料ｋ〜ｎを、互いに精度よく識別することもできる。なお、近赤外光の波長領域において大きな透過率を示す濃色系のガラス材料ｋ、ｌとして、例えばダークスモークを挙げることができ、近赤外光の波長領域において小さな透過率を示す濃色系のガラス材料ｍ、ｎとして、例えばアンバー（茶）やデッドリーフ（枯れ葉色）を挙げることができる。
【００４４】
そこで、例えば図５〜７に示す各ガラス材料の第１〜４波長領域λ１〜λ４における透過率に基づいて、計測されるべき各ガラス材料についての第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量を算出する。そして、これら算出された各ガラス材料についての第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量が、記憶要素５２に予め記録される。
【００４５】
判別要素５３は、識別対象となる被識別体１００に関して画像処理要素５１によって特定された第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量と、記憶要素５２に予め記憶された第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量と、を対比して、識別対象となる被識別体１００の種類を特定するようになっている。
【００４６】
識別手段５０によって特定された被識別体１００の識別結果に応じて、識別手段５０から分岐手段６０に分岐指令が出力される。この分岐手段６０は、識別手段５０から出力された分岐指令に基づいて、分岐対象となる当該被識別体１００の進行方向を変更させるためのものである。図１に示すように、分岐手段６０は、搬送手段１０から落下する被識別体１００にエアーを吹き付ける吹付部６１を有している。
【００４７】
図８に、分岐手段６０の吹付部６１を拡大して示す。図８に示すように、吹付部６１の本体部６２に、搬送手段１０から落下する被識別体１００にエアーを吹き付ける複数の噴射口６３が形成されている。複数の噴射口６３は、被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２に並べて配置されている。言い換えると、複数の噴射口６３の配列方向は、放物面鏡４１の両端部４１ａを結ぶ方向Ｄ３と平行になっている。各噴射口６３は、幅方向Ｄ２に長手方向をもつ矩形の形状を有している。また、吹付部６１は、各噴射口６３に対応して設けられ本体部６２に接続された複数の配管６４を有している。各噴射口６３と対応する配管６４内の流路とを連通させるように、本体部６２内に流路６５が形成されている。この本体部６２内に形成された各流路６５は、互いに隔離されており互いに連通していない。
【００４８】
本実施の形態の分岐手段６０は、対応する配管６４に接続された複数の電磁弁６６を有している。各電磁弁６６は、分岐指令に基づいて、対応する噴射口６３へのエアーの供給を制御するようになっている。本実施の形態の電磁弁６６は、外部パイロット弁にて構成されている。外部パイロット弁とは、噴射口６３へ供給するエアーの流路を開閉する弁体を、別個の外部流体を用いて駆動させるものである。外部パイロット弁において、噴射口６３へ供給するエアーの圧力を低く抑えることで、エアーを吹き付けられた被識別体１００が勢いよく動くことを抑制し、進行方向を安定して変更させることができる。加えて、被識別体１００が勢いよく動くことを抑制することで、識別装置１を構成する他の構成部品を損傷させることを抑制することができる。また、外部パイロット弁において、外部流体のパイロット圧を高く維持することで、弁体の開閉動作を素早く行うことができ、識別手段５０からの分岐指令への応答速度を高めることができる。
【００４９】
もっとも、電磁弁６６は、外部パイロット弁からなるものに限定されず、直動弁であってもよいし、内部パイロット弁であってもよい。とりわけ、電磁弁６６が直動弁にて構成されている場合、皮相電力（消費電力）が８Ｗ以上のものを用いると、識別手段５０からの分岐指令への応答速度を十分に高めることができる。
【００５０】
また、図１に示すように、本実施の形態の分岐手段６０は、落下する被識別体１００に対して吹付部６１を接離させることが可能な移動要素６７を含んでいる。図９（ａ）に、落下する被識別体１００に対して吹付部６１を離間させたときの、被識別体１００にエアーが吹き付けられる様子を示し、図９（ｂ）に、落下する被識別体１００に対して吹付部６１を接近させたときの、被識別体１００にエアーが吹き付けられる様子を示す。図９（ａ）に示すように、吹付部６１の噴射口６３と分岐対象の被識別体１００との間の距離が長くなるほど、噴射口６３から吹き出すエアーが吹き付けられる範囲Ａが拡がっていく。この場合、分岐対象の被識別体１００にエアーが吹き付けられ易くなるが、当該分岐対象の被識別体１００の周囲に位置する他の被識別体１００にもエアーが吹き付けられて当該他の被識別体１００も巻き込みやすくなる。他方で、図９（ｂ）に示すように、吹付部６１の噴射口６３と分岐対象の被識別体１００との間の距離が短いほど、噴射口６３から吹き出すエアーが吹き付けられる範囲Ａは狭まっていく。この場合、分岐対象の被識別体１００の周囲に位置する他の被識別体１００にエアーが吹き付けられ難くなり当該他の被識別体１００を巻き込み難くなる。
【００５１】
この点、多数の被識別体１００を互いに識別する場合には、分岐対象となる被識別体１００にエアーを吹き付ける頻度も多くなることから、分岐対象となる被識別体１００の周囲に位置する他の被識別体１００にエアーが当たることを抑制することが好ましい。このため、多数の被識別体１００を互いに識別する場合には、移動要素６７は、落下する被識別体１００に対して吹付部６１を比較的近づけるようになっている。加えて、分岐対象となる被識別体１００の周囲に位置する他の被識別体１００にエアーが当たることをさらに抑制するために、隣り合う被識別体１００間の間隔を広くしてもよい。例えば、搬送手段１０の一対のドラム１２の回転速度を一定にしたままで、供給部２から供給される被識別体１００の量を少なくすることにより、隣り合う被識別体１００間の間隔を拡げることができる。
【００５２】
一方、多数の被識別体１００の間に混入する異物を除去する場合には、分岐対象となる異物はほとんど混入されないため、分岐対象となる異物の周囲に位置する他の被識別体１００にエアーが当たることも許容され得る。そこで、多数の被識別体１００の間に混入する異物を除去する場合には、移動要素６７は、多数の被識別体１００を互いに識別する場合よりも、落下する被識別体１００に対して吹付部６１を離間させるようになっている。これにより、吹付部６１の噴射口６３と分岐対象の被識別体１００との間の距離が長くなるため、多数の被識別体１００中に含まれる異物を確実に除去することができる。加えて、より多くの被識別体１００の間に混入する異物を除去するために、隣り合う被識別体１００間の間隔を狭くしてもよい。例えば、搬送手段１０の一対のドラム１２の回転速度を一定にしたままで、供給部２から供給される被識別体１００の量を多くすることにより、隣り合う被識別体１００間の間隔を狭めることができる。
【００５３】
また、図１に示すように、分岐手段６０よりも、被識別体１００の流れ方向Ｄ１における下流側に集積部７０が配置されている。本実施の形態では、分岐手段６０によって進行方向を変更させられた被識別体１００を集積する分岐容器７１と、分岐手段６０によって進行方向を変更させられなかったその他の被識別体１００を集積する落下容器７２と、を有している。
【００５４】
次に、以上のような構成からなる本実施の形態の作用について、図を参照しながら説明する。
【００５５】
図１に示すように、供給部２から搬送手段１０のコンベア１１に多数の被識別体１００が供給される。供給された多数の被識別体１００は、コンベア１１のベルト１３に載置されて滑り板１４まで搬送される。続いて、多数の被識別体１００は、滑り板１４上を滑り、当該滑り板１４の下端１４ａから落下する。
【００５６】
落下中の被識別体１００に向けて、投光手段２０から第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光を含む複色光Ｌが投射される。投光手段２０から投射された複色光Ｌは、落下中の被識別体１００を透過し放物面鏡４１及び反射鏡４２にて反射された後に、受光手段３０によって受光される。具体的には、受光手段３０のカメラ３１によって、受光した複色光Ｌについて第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光が検出される。受光手段３０によって検出された情報は、信号線３３を介して識別手段５０に送られる。
【００５７】
次に、識別手段５０の画像処理要素５１によって、受光手段３０のカメラ３１により撮像された画像が解析されて被識別体１００の輪郭が抽出される。続いて、画像処理要素５１によって、輪郭を抽出された被識別体１００の第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量が特定される。続いて、判別要素５３によって、識別対象となる被識別体１００に対して、画像処理要素５１によって特定された第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量と、記憶要素５２に予め記憶された第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光の光量と、が対比されて、識別対象となる被識別体１００の種類が特定される。判別要素５３によって特定された被識別体１００の識別結果に応じて、識別手段５０から分岐手段６０に分岐指令が出力される。
【００５８】
次に、分岐手段６０によって、識別手段５０から出力された分岐指令に基づいて、搬送中の被識別体１００の進行方向が変更させられる。上述のように、本実施の形態では、分岐手段６０に、被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２に並べられた複数の噴射口６３が設けられ、各噴射口６３に対して対応する電磁弁６６が設けられている。この場合、識別手段５０から出力された分岐指令に基づいて、各電磁弁６６は、対応する噴射口６３へのエアーの供給を制御する。具体的には、電磁弁６６は、分岐指令を受け取ると、対応する噴射口６３に所定の時間だけエアーを供給する。これにより、吹付部６１に設けられた噴射口６３から、分岐対象の被識別体１００にエアーが吹き付けられ、当該被識別体１００の進行方向が変更させられる。分岐手段６０によって進行方向を変更させられた被識別体１００は、分岐容器７１に収容され、分岐手段６０によって進行方向を変更させられなかったその他の被識別体１００は、落下容器７２に収容される。
【００５９】
以上のように、本実施の形態によれば、識別装置１は、第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光を含む複色光Ｌを、搬送手段１０から搬送される被識別体１００に投射する投光手段２０と、被識別体１００を透過した複色光Ｌを受光して、当該受光した複色光Ｌのうち、前記第１〜第４波長領域λ１〜λ４に含まれる各光を検出する受光手段３０と、受光手段３０の検出結果に基づいて、被識別体１００を識別する識別手段５０と、を備える。このような形態によれば、被識別体１００を透過した複色光Ｌのうち、可視光の波長領域に含まれる第１〜第３波長領域λ１〜λ３に含まれる各光に加えて、近赤外光の波長領域に含まれる第４波長領域λ４に含まれる光も利用することにより、互いに異なる複数の種類の被識別体１００を精度よく識別することができる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、分岐手段６０の吹付部６１には、被識別体１００の流れ方向Ｄ１に直交する幅方向Ｄ２に並べられた複数の噴射口６３が設けられており、各電磁弁６６が、対応する噴射口６３へのエアーの供給を制御するようになっている。このような形態によれば、複数の電磁弁６６によって、幅方向Ｄ２に並んだ各噴射口６３へのエアーの供給を独立して制御することができる。このため、必要な噴射口６３に選択的にエアーを供給することにより、幅方向Ｄ２における限られた範囲内で分岐対象の被識別体１００にエアーを吹き付けることができる。これにより、分岐対象の被識別体１００以外の被識別体１００にエアーが当たることを効果的に抑制することができる。
【００６１】
さらに、本実施の形態によれば、投光手段２０と受光手段３０との間に、放物面鏡４１及び反射鏡４２が配置されている。このような形態によれば、放物面鏡４１の集光機能により、落下する被識別体１００を透過する光のうち、被識別体１００の流れ方向Ｄ１及び被識別体１００の流れの幅方向Ｄ２の両方に直交する方向に向かった光を、カメラ３１の受光面３２に集めることができる。この場合、カメラ３１の受光面３２に対し流れの幅方向Ｄ２にずれた領域において、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ｅを通過する光は、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら落下した被識別体１００ｆを通過する光と、ほぼ一致した光路を通ってカメラ３１の受光面３２に入射する。従って、カメラ３１の受光面３２に対し流れの幅方向Ｄ２にずれた領域においても、滑り板１４の底板１５から浮いた状態で落下した被識別体１００ｅは、滑り板１４の底板１５上で摺動しながら落下した被識別体１００ｆと、幅方向Ｄ２における位置がほぼ同一と判断される。このため、被識別体１００の幅方向Ｄ２における位置を精度よく特定することができ、分岐対象の被識別体１００にエアーを吹き付けるべき噴射口６３を正確に特定することができる。すなわち、分岐対象となる被識別体１００に確実にエアーを吹き付けることができる。
【００６２】
とりわけ、本実施の形態によれば、電磁弁６６は、外部パイロット弁にて構成されている。この場合、吹付部６１へ供給するエアーの圧力を低く抑えながら、識別手段５０からの分岐指令への応答速度を高めることができる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、受光手段３０によって検出された情報を、信号の分解能を１０ｂｉｔにして識別手段５０に送っている。これにより、被識別体１００が濃色系のガラス材料ｊ〜ｐのような透過光の光量が少ないものであっても、精度よく透過光の光量を検出することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１    識別装置
１０  搬送手段
１４  滑り板
２０  投光手段
２２  白色ＬＥＤ
２３  赤外光ＬＥＤ
２４  カバー
２４ａ  発光面
３０  受光手段
３１  カメラ
３２  受光面
３３  信号線
４１  放物面鏡
４２  反射鏡
５０  識別手段
５１  画像処理要素
５２  記憶要素
５３  判別要素
６０  分岐手段
６１  吹付部
６３  噴射口
６６  電磁弁
Ｄ１  流れ方向
Ｄ２  幅方向
【図１】
2015094711.tif 000003
【図３】
2015094711.tif 000004
【図４Ａ】
2015094711.tif 000005
【図４Ｂ】
2015094711.tif 000006
【図５】
2015094711.tif 000007
【図６】
2015094711.tif 000008
【図７】
2015094711.tif 000009
【図８】
2015094711.tif 000010
【図９】
2015094711.tif 000011
【図２】
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