(57)【要約】【課題】骨材とそれ以外の異物の、それぞれの可視光域と近赤外光域の輝度を算出し、それぞれの輝度増加率または輝度差を比較することによって骨材以外の異物を検出除去する異物除去装置を提供する。【解決手段】本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度増加率または輝度差を計算する画像処理手段と、該輝度増加率または輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率または輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度増加率を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】
少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度増加率を計算する画像処理手段と、該輝度増加率が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項３】
骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度増加率を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項４】
少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度増加率を計算する画像処理手段と、該平均輝度増加率が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項５】
骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度増加率を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項６】
少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度増加率を計算する画像処理手段と、該輝度増加率が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項７】
骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度差を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項８】
少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度差を計算する画像処理手段と、該輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項９】
骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度差を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項１０】
少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度差を計算する画像処理手段と、該平均輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って平均輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項１１】
骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度差を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項１２】
少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度差を計算する画像処理手段と、該輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項１３】
除去手段が、排出用ダンパー装置、ドロップアウトコンベア装置、押出装置、掻き出し装置、圧縮空気噴射装置、ピックアップ装置のうちのいずれか１つの装置であることを特徴とする請求項２、請求項４、請求項６、請求項８、請求項１０、および請求項１２のいずれか１つに記載された異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採掘した石灰石や砕石、砕砂、コンクリート廃材等のコンクリート用骨材から木材屑、鉄屑、樹脂屑等の異物を自動的に検出して、除去する異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨材は，コンクリート体積の約７０％を占め，その骨材の特性がコンクリートの諸物性に大きく影響を及ぼす。即ち、骨材には、コンクリートの組織を緻密にする、水和熱を抑制する等の役割を果たす。
このため良い品質のコンクリートを作るためには、堅硬かつ物理的・化学的に安定であり、適度な粒度・粒形を有し、有害量の不純物・塩分等を含まない良質の骨材を使用する必要がある。
【０００３】
コンクリート用砕石及び砕砂の品質はＪＩＳ  Ａ  ５００５で規定されており、ごみ、泥、有機不純物などを有害量含んではならないことになっている。
また、実績率（粒形判定実績率）は、砕石で５５％以上、砕砂で５３％以上と規定されている。
実績率が大きい程、適度な粒形・粒度を持っており、良い骨材と判断されている。実績率が大きい程、同一スランプを得るためのコンクリートの単位水量を小さくすることができる。
【０００４】
従来使用されていた川砂利、川砂は採取が禁止され、かわって砕石と海砂が使用されてきた。しかしながら、海砂は塩害の原因となり、それ故砕石やコンクリート廃材の利用が益々増大して来ている。特にコンクリート廃材からの骨材は、従来の川砂利が使用されており、良質な骨材と成り得るものであり、また資源の有効利用からも活用が望まれており、ＪＩＳ  Ａ  ５０２１として規定された。
【０００５】
このように、コンクリート用砕石及び砕砂は、その中にごみ、泥、木屑、鉄屑、ガラス屑、プラスチック屑等の異物を含んでいると、コンクリートの性能に重大な影響を及ぼす。
従って、コンクリート用砕石及び砕砂から前述の異物を除く必要がある。
特に、近年、天然骨材の枯渇及び環境問題等から、建築物解体によって発生するコンクリート廃材から骨材を回収するニーズが高まっている。このコンクリート廃材には種々の建築材料が含まれていることから、コンクリート用砕石及び砕砂の製造にあたっては、特に異物の除去が重要である。
【０００６】
従来、コンクリート用砕石及び砕砂は、原石やコンクリート廃材を所定の大きさに破砕機等で破砕して生成した砕石を、篩で篩い分けされ、その後人手で異物の除去が行なわれていた。しかしながら、この篩による方法では、異物の大きさによっては除去できないものもあり、また、人ででは時間的にも経済的にも負担が大きく、必ずしも充分とは云えなかった。
【０００７】
その後の技術としては、水より軽くて水に浮く異物のみを水に対する浮力を利用して分離除去する塵芥除去機が開発されている。さらに、砂利より軽いが水に沈む軽質物質まで除去できる技術として、分級水槽内に沈降させ、ジェット水流によって軽質物質を砂利層の外に追い出し、水とともに溢流させ、軽質物質を除去する技術が開示されている（特許文献１参照）。
また、磁選機により鉄類を除去した後に、二段式の振動篩と風力選別手段を併用して木 屑等の異物を除去する技術が開示されている（特許文献２）。
更に、比重差の小さい異物を除去する方法として、多数の通孔を有するプレートを有した水槽内で骨材原料を比重差による沈降速度差によって選別する比重選別装置に関する技術が開示されている（特許文献３参照）。
更に、骨材とガラスのように比重差がほぼ同一の物質の分離方法として、建設複合廃材中の骨材とガラスの粒子同士を衝突させる方法により、骨材よりも低強度のガラスを微粉化する事により、骨材とガラスを分離する方法が開示されている（特許文献４）。
【特許文献１】特開平０８−１５５３３０号公報
【特許文献２】特開平０９−１９２６０８号公報
【特許文献３】特開２０００−０７０７５３号公報
【特許文献４】特開２００４−３４４８６８号公報
【０００８】
しかしながら、これらの技術はいずれも被選別材料の磁性の有無や比重差に基づくものであり、また、分別方法も風力や水流や沈降速度や強度差を利用するものであり、確実性に於いては不十分と言わざるを得ない。また、異物の種類や大きさによって選別装置の変更や改良等も必要となる。さらに、品質管理上からも選別時の品質データの保存が難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、上記問題点を改善すべく、鋭意研究の結果、被選別材料の光の波長による反射率の性質に着目し、被選別材料それぞれの可視光と近赤外光との反射率の差が異なることを見出し、しかも選別時の品質データの保存も容易なことから、本発明の異物除去装置を完成するに至った。
【００１０】
即ち、ベルトコンベア等の搬送手段によって１００ｍ／分〜３００ｍ／分で搬送される被選別材材料の中から、骨材とそれ以外の異物の、それぞれの可視光と近赤外光の輝度を算出し、それぞれの輝度差または輝度増加率を比較することによって骨材以外の異物を検出除去する異物除去装置の提供を目的とする。
【００１１】
さらに、被選別材料を搬送する搬送手段と、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物との輝度増加率または輝度差を計算する画像処理手段と、輝度増加率または輝度差が所定の基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、除去信号によって異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とした異物除去装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、骨材と異物とでは輝度増加率または輝度差が大きく異なることを見出し、本発明を完成させたのである。
【００１３】
即ち、本発明は、骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度増加率を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置である（請求項１）。
次に、本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度増加率を計算する画像処理手段と、該輝度増加率が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である（請求項２）。
また、本発明は、骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度増加率を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置である（請求項３）。
次に、本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度増加率を計算する画像処理手段と、該平均輝度増加率が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である（請求項４）。
さらに、本発明は、骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度増加率を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置である（請求項５）。
次に、本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度増加率を計算する画像処理手段と、該輝度増加率が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度増加率が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である（請求項６）。
さらに、本発明は、骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度差を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置である（請求項７）。
次に、本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域輝度と近赤外光域輝度との輝度差を計算する画像処理手段と、該輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である（請求項８）。
さらに、本発明は、骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度差を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置である（請求項９）。
次に、本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの可視光域における平均輝度と近赤外光域における平均輝度との平均輝度差を計算する画像処理手段と、該平均輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って平均輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である（請求項１０）。
さらに、本発明は、骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度差を比較することによって異物を検出除去することを特徴とする異物除去装置である（請求項１１）。
次に、本発明は、少なくとも、搬送される被選別材料を照明する照明手段と、照明された被選別材料を撮影する撮影手段と、撮影された画像を基に被選別材料中の骨材と異物のそれぞれの４２０ｎｍにおける輝度と８６０ｎｍにおける輝度との輝度差を計算する画像処理手段と、該輝度差が基準値以上になった場合に異物の除去信号を出す検出手段と、該除去信号に従って輝度差が基準値以上となった異物を除去する除去手段とから構成されることを特徴とする異物除去装置である（請求項１２）。
そして、本発明は、除去手段が、排出用ダンパー装置、ドロップアウトコンベア装置、押出装置、掻き出し装置、圧縮空気噴射装置、ピックアップ装置のうちのいずれか１つの装置であることを特徴とする請求項２、請求項４、請求項６、請求項８、請求項１０、および請求項１２のいずれか１つに記載された異物除去装置である（請求項１３）。
【００１４】
本発明で用いる異物とは、コンクリート用砕石や砕砂等のコンクリート用骨材中に混入している、木片や植物の根や骨や鳥類死骸や動物死骸等の生物起源材料、鉄屑やアルミニウム屑等の土木建築用金属材料、ゴム屑やプラスチック屑やビニール屑等の合成有機材料、粘土や泥塊等の骨材に適さない天然無機物質、レンガ屑や石膏ボード屑等の土木建築用人工無機材料、をいう。
【００１５】
本発明で用いられる骨材とは、コンクリート用骨材を指し、具体的には砕石、砕砂、石灰石骨材、コンクリート廃材からの再生骨材をいう。
また、本発明で用いられる被選別材料とは、前述のコンクリート用骨材と異物が混ざったものをいう。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の異物除去装置は、被選別材料中の骨材と異物との輝度の差または輝度増加率を比較することによって、異物がいかなる性質・材質であっても、例えば比重差が同一であっても、あるいは、天然無機物質や土木建築用人工無機材料であっても正確に検出・除去することができる。
また、既存の骨材製造装置あるいは骨材出荷施設に、本発明の照明手段と撮影手段と画像処理手段と検出手段と除去手段とから構成される異物除去装置を付加するだけで、既存設備を有効に利用することができるし、異物の種類が変わっても何等既存の骨材製造装置や出荷施設や本発明の異物除去装置に機械的変更や改良を加える必要もなく、極めて効率的・経済的である。
さらに、異物検出時の画像処理データは電磁気的記録データであるため、データ保存が極めて容易であり、骨材の品質管理上も極めて優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について説明する。
本発明で用いる被選別材料の搬送手段は、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベアの中から任意のものを適宜選択して使用することができる。
【００１８】
本発明で用いる照明手段の光源は、白熱電球やハロゲン電球等の白熱灯、水銀灯、ナトリュウム灯、キセノン灯、メタルハライド灯等の放電灯、キセノンフラッシュの中から任意に選択でき、特にキセノン灯とハロゲン電球が好ましい。
さらに、ガラス球の内面が、反射率の高いアルミニウム反射鏡 になっている、効率の高い反射型電球（レフランプ）やビームランプ、熱線をカットするダイクロイックミラーが好ましい。
また、異物上に骨材の影ができると異物の輝度が正確に測定できないため、異物の表面上に骨材の影が出来ないように、複数の照明手段を用い、複数の角度から搬送手段上の被選別材料に光を照射することが好ましい。
尚、搬送手段の幅方向全域に亘って照射する。
【００１９】
本発明では、２台のＣＣＤモノクロカメラを撮影手段として使用することができる。
一方のカメラにのみＩＲフィルターを装着して使用する。これによって、１台のカメラで近赤外光域の反射光に基づく映像を、もう一方のＩＲフィルターを装着したカメラで可視光域の反射光に基づく映像をそれぞれ撮影することができる。
尚、２台のＣＣＤモノクロカメラは、それぞれが搬送手段の幅方向の全域を視野し得るように設置する。
そして、２台のＣＣＤモノクロカメラは、それぞれのカメラへの入射光中心軸が鉛直になるように、搬送手段の幅方向の中心付近上方に設置することが好ましい。
【００２０】
また、一方のカメラにのみコールドミラーを装着して使用しても良い。これによって、１台のカメラで可視光域の反射光に基づく映像を、もう一方のコールドミラーを装着したカメラで赤外域の反射光に基づく映像をそれぞれ撮影することができる。
また、別の方法として、ＩＲ透過フィルター、バンドパスフィルター、ダイクロイックミラー、ダイクロイックフィルターやプリズム分光等を使用しても良い。これによって、近赤外光域の反射光に基づく映像と可視光域の反射光に基づく映像をそれぞれ撮影することができる。
【００２１】
本発明で用いる画像処理手段は、搬送手段によって搬送されてきた被選別材料を照明手段で照射し、照射された被選別材料の反射輝度をＣＣＤカメラで映像化し、画像解析により被選別材料中の骨材及び異物について、それぞれの可視光と近赤外光との輝度増加率または輝度差を計算し、比較するものである。
本画像処理手段は、高速画像処理を行うためのヒストグラム処理用ハードウエアおよび輝度変換が可能な複数のハードウエアルックアップテーブルを備えているものである。
【００２２】
次に、本発明で用いる輝度は、４２０ｎｍ〜９６０ｎｍの領域において算出するものである。
可視光領域の波長は、４２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲であれば良く、４２０ｎｍ帯が特に好ましい
近赤外光領域の波長は、７００ｎｍ〜９６０ｎｍの範囲であれば良く、８６０ｎｍ帯が特に好ましい。
本発明における輝度増加率、または輝度差は、可視光域及び近赤外光域それぞれの波長域において複数の波長の輝度の平均としても良いし、特定の波長のみの輝度として計算しても良い。
【００２３】
本発明で用いる画像処理は、先ず、CCDモノクロカメラで検出した輝度分布から、被選別材料以外に基づく搬送手段等の輝度を削除するために、ヒストグラム処理を行って被選別材料判定しきい値を決定する。このしきい値より低い輝度を０とするようにＬＵＴ（ルックアップテーブル）を作成し、再度輝度変換を行うことにより被選別材料のみが抽出された画像を得る。
【００２４】
次に、この画像から可視光域の可視平均輝度値（または特定波長帯での輝度値）と近赤外域の近赤外平均輝度値（または特定波長帯での輝度値）を求め、さらにこれから平均輝度増加率（または特定波長帯での輝度増加率）を求める。
【００２５】
また、別な方法として、前述の画像から可視光域の可視平均輝度値（または特定波長帯での輝度値）と近赤外域の近赤外平均輝度値（または特定波長帯での輝度値）を求め、さらにこれから平均輝度差（または特定波長帯での輝度差）を求めても良い。
【００２６】
具体的に示すと、
例えば、輝度増加率Ｙ（％）の場合は、
Ｙ（％）＝{（７６０ｎｍ輝度＋７８０ｎｍ輝度＋８６０ｎｍ輝度）／３−（４２０ｎｍ輝度＋５００ｎｍ輝度＋６００ｎｍ輝度）／３}／{（４２０ｎｍ輝度＋５００ｎｍ輝度＋６００ｎｍ輝度）／３}×１００
あるいは、Ｙ（％）＝（８６０ｎｍ輝度−４２０ｎｍ輝度）／４２０ｎｍ輝度×１００  である。
また、輝度差Ｙの場合は、
Ｙ＝{（７６０ｎｍ輝度＋７８０ｎｍ輝度＋８６０ｎｍ輝度）／３−（４２０ｎｍ輝度＋５００ｎｍ輝度＋６００ｎｍ輝度）／３
あるいは、Ｙ＝８６０ｎｍ輝度−４２０ｎｍ輝度  である。
【００２７】
石灰石骨材、砕石や砕砂等の骨材の輝度差は小さく、生物起源材料や土木建築用金属材料等の異物の輝度差は大きいことから、輝度増加率や輝度差の値によって骨材か異物かの識別をすることができる。
【００２８】
本発明で用いる検出手段は、骨材の輝度増加率（または輝度差）と、異物の輝度増加率（または輝度差）が異なることから、一定の値以上の輝度増加率（または輝度差）の場合に、この被選別材料を異物と判定して除去信号を発信し、異物を除去することができるのである。
すなわち、異物の種類毎にこの一定の値を基準値として予め設定しておけば、この基準値を超えた部分が異物として検出でき、輝度値を比較した画像からこの基準値を超えた部分を白く抽出した２値画像を得ることによって、異物の位置情報も併せて検出できる。
【００２９】
また、別な方法としては、被選別材料を撮影した画像から周囲の輝度増加率（または輝度差）と異なる部分を画像処理し、輝度値を比較した画像からこの異なる部分を白く抽出した２値画像を得ることによって、この異なる部分を異物として検出できる。
【００３０】
本発明で用いる検出手段は、前述の２値画像から異物の位置情報も併せて検出するので、該位置情報を除去手段に送信し、除去手段によって正確に異物を除去することができる。
【００３１】
本発明では、画像処理手段による画像処理、検出手段による異物の検出、及び異物の位置情報は、コンピューターで処理される。
また、撮影手段によって撮影された撮影画像、画像処理によって処理された２値画像、輝度、輝度増加率、輝度差等の各種データをモニター上に表示されるようにしても良い。
尚、これらの各種データは、検出日時や出荷先データ等品質管理上必要なデータとともに、コンピューターまたはその他の電磁気的記録媒体に保管される。
【００３２】
本発明で用いる除去手段は、ダンパー装置、ドロップアウトコンベア装置、押出装置、掻き出し装置、圧縮空気噴射装置、ピックアップ装置の何れかのうちの一つから選ばれる。
これらの除去手段は、撮影手段が配置された搬送手段の位置よりも川下に設けられている。
【００３３】
除去手段がダンパー装置の場合について説明する。
撮影された画像により測定・計算された骨材と異物の輝度増加率（または輝度差）が異なった場合、または基準値以上になった場合に、検出手段から除去信号が除去手段に送信され、該除去信号を発信する原因となった異物がダンパー装置に搬送されて来た時に、ダンパー駆動装置を駆動し、羽を回動して異物を異物回収ラインまたは異物回収箱に送り込む。
尚、除去信号が発信されなかった場合の被選別材料（すなわち骨材のみ）は、回動していない状態のダンパー装置を通過し、そのまま搬送手段によって搬送されて、骨材サイロ、骨材ヤード、あるいは出荷施設に送り込まれる。
【００３４】
次に、除去手段がドロップアウトコンベアの場合について説明する。
撮影された画像により測定・計算された骨材と異物の輝度増加率（または輝度差）が異なった場合、または基準値以上になった場合に、検出手段から除去信号が除去手段に送信され、該除去信号を発信する原因となった異物がドロップコンベア上に搬送されて来た時に、ドロップアウトコンベア駆動装置を駆動し、ドロップアウトコンベアを回動して異物を異物回収ラインや異物回収箱に送り込む。
尚、除去信号が発信されなかった場合の被選別材料（すなわち骨材のみ）は、回動していない状態のドロップアウトコンベアを通過し、そのまま搬送手段によって搬送されて、骨材サイロ、骨材ヤード、あるいは出荷施設に送り込まれる。
【００３５】
次に、除去手段が押出装置の場合について説明する。
搬送手段の脇にエアーシリンダーまたは油圧シリンダーが搬送方向と垂直方向に搬送手段上を伸縮する様に設けられていて、該シリンダーの先端には、異物を押出すための矩形状の板が取り付けられている。該板はシリンダーの伸長によって搬送手段上の異物を搬送手段上から押出して除去できる状態に設置されている。
撮影された画像により測定・計算された骨材と異物の輝度増加率（または輝度差）が異なった場合、または基準値以上なった場合に、検出手段から除去信号が除去手段に送信され、該除去信号を発信する原因となった異物が除去手段が設置されている搬送手段上に搬送されて来た時に、上記シリンダーを伸長し異物を搬送手段上から押出し、搬送手段脇に設けられた異物回収ラインや異物回収箱に送り込む。そして異物を押出すために伸長したシリンダーは直ぐに収縮し元の状態に戻る。
尚、除去信号が発信されなかった場合の被選別材料（すなわち骨材のみ）は、除去手段によって押出されることなく、そのまま搬送手段によって搬送されて、骨材サイロ、骨材ヤード、あるいは出荷施設に送り込まれる。
【００３６】
次に、除去手段が掻き出し装置の場合について説明する。
搬送手段の上方に設けられた回転軸に、その先端に掻き出し用装置が取り付けられた掻き出し用装置固定軸が一つまたは複数接続されている。該回転軸は、搬送手段の幅方向に回転するように設けられている。そして掻き出し用装置は、上記回転軸が回転することによって、搬送手段上の異物を掻き出し、搬送装置上から除去するものである。
即ち、撮影された画像により測定・計算された骨材と異物の輝度増加率（または輝度差）が異なった場合、または基準値以上になった場合に、検出手段から除去信号が除去手段に送信され、該除去信号を発信する原因となった異物が上記回転軸の下方に搬送されて来た時に、上記回転軸が回転し、掻き出し用装置が異物を搬送手段上から掻き出し、搬送手段脇に設けられた異物回収ラインや異物回収箱に送り込む。
尚、除去信号が発信されなかった場合の被選別材料（すなわち骨材のみ）は、除去手段によって掻き出されることなく、そのまま搬送手段によって搬送されて、骨材サイロ、骨材ヤード、あるいは出荷施設に送り込まれる。
【００３７】
次に、除去手段が圧縮空気噴射装置の場合について説明する。
搬送手段の脇に搬送方向と垂直方向に圧縮空気が噴出するように圧縮空気噴出し用ノズルが設けられている。圧縮空気噴出し用ノズルは、コンプレッサーや高圧空気ボンベ等に接続されている。圧縮空気噴出し用ノズルは、除去信号の有無によって開閉弁が開閉する。
そして、異物が圧縮空気噴出し用ノズルの前に搬送されて来た時に、除去信号によって前記開閉弁を開弁し、圧縮空気噴出し用ノズルから圧縮空気が噴出し、該除去信号を発信する原因となった異物を搬送手段上から噴出・押出しまたは吹き飛ばし、該搬送手段脇に備えられた異物回収ラインや異物回収箱に送り込む。
尚、除去信号が発信されなかった場合の被選別材料（すなわち骨材のみ）は、除去手段によって噴出・押出しまたは吹き飛ばされることなく、そのまま搬送手段によって搬送されて、骨材サイロ、骨材ヤード、あるいは出荷施設に送り込まれる。
【００３８】
次に、除去手段がピックアップ装置の場合について説明する。
ピックアップ装置は、異物をすくい上げるツメまたは矜持するツメと、ツメを固定・回動するフレキシブルに折り曲げ可能なア−ムとから構成されており、除去信号を発信する原因となった異物をすくい上げる、あるいは矜持し、そして、該搬送手段脇に備えられた異物回収ラインや異物回収箱上に回動し、異物を異物回収ライン上や異物回収箱内に落とすものである。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の実施例の一例について詳細に説明するが、本発明はこれらに何等制限されるものではない。
【００４０】
〔実施例１〕
径１０mm×長さ５０ｍｍ以上の木片が混入した２５〜８０mmの石灰石砕石からなる被選別材料をベルトコンベアによって１３５ｍ／分で搬送した。
そして、レフランプによってベルトコンベア上の被選別材料に光を照明し、レフランプの点灯と連動した２台のＣＣＤモノクロカメラによって被選別材料を撮影した。
２台のＣＣＤモノクロカメラのうち、１台はＩＲフィルターを装着した可視光域撮影用であり、他方は近赤外域撮影用である。
【００４１】
コンピューターによって撮影した画像を画像解析し、石灰石骨材と木片の４２０ｎｍ帯と８６０ｎｍ帯との輝度増加率を計算した。
【００４２】
石灰石骨材と木片の輝度増加率の測定結果を下記に示す。
2008215862.tif 000003
【００４３】
上記表−１に示した通り、石灰石骨材の輝度増加率４．４２〜２１．２４％であり、一方、木片の輝度増加率は、５９．６５〜７６．３８％であった。
従って、石灰石骨材と木片のそれぞれの輝度増加率が大きく違うことから、石灰石骨材中に混入した木片を容易に検出することができた。
【００４４】
次に、前述の測定結果を基に、輝度増加率＞５０．０％となった場合に、この木片がドロップアウトコンベア上に侵入した時に、ドロップアウトコンベアを回動するように除去信号を発信するようにプログラムすると、ドロップアウトコンベアが回動し、この木片をドロップアウトコンベア下の異物回収箱に落とした。
その後、ドロップアウトコンベアは初期の状態（回動していない水平状態）に復帰し、異物が検出されない石灰石骨材をドロップアウトコンベアの先に続くベルトコンベアに搬送し続け、その先の骨材サイロに送り続けた。
【００４５】
〔実施例２〕
径１０mm×長さ５０ｍｍ以上の木片が混入した２５〜８０mmの石灰石砕石からなる被選別材料をベルトコンベアによって１３５ｍ／分で搬送した。
そして、レフランプによってベルトコンベア上の被選別材料に光を照明し、レフランプの点灯と連動した２台のＣＣＤモノクロカメラによって被選別材料を撮影した。
２台のＣＣＤモノクロカメラのうち、１台は可視光域撮影用であり、他方はコールドミラーを装着した近赤外域撮影用である。
【００４６】
コンピューターによって撮影した画像を画像解析し、石灰石骨材と木片の平均輝度差を計算した。
【００４７】
石灰石骨材と木片の平均輝度差の測定結果を下記に示す。
2008215862.tif 000004
【００４８】
上記表−２に示した通り、石灰石骨材の近赤外光域平均輝度１３７．１と可視光域平均輝度１４６．２との差である平均輝度差は、−８であった。
一方、木片の近赤外光域平均輝度７５．５と可視光域平均輝度５０．８との差である平均輝度差は、２４．７であった。
従って、近赤外光域平均輝度と可視光域平均輝度との差である平均輝度差が、石灰石と木片では大きく違うことから、石灰石骨材中に混入した木片を容易に検出できた。
【００４９】
次に、石灰石骨材の平均輝度差が−８であったことから、木片の平均輝度差＞０となった場合に、この木片がドロップアウトコンベア上に侵入した時に、ドロップアウトコンベアを回動するように除去信号を発信するようにプログラムすると、ドロップアウトコンベアが回動し、この木片をドロップアウトコンベア下の異物回収箱に落とした。
その後、ドロップアウトコンベアは初期の状態（回動していない水平状態）に復帰し、異物が検出されない石灰石骨材をドロップアウトコンベアの先に続くベルトコンベアに搬送し続け、その先の骨材サイロに送り続けた。
【００５０】
尚、前述の実施例では、石灰石骨材の輝度増加率または平均輝度差を参考に、除去すべき木片の輝度増加率または輝度差の基準値（輝度増加率＞５０．０％、平均輝度差＞０）を決定したが、次のような方法でも良い。
例えば、前述の方法で、予め異物を含まない骨材についての複数の画像を処理し、画像処理で求めた骨材の輝度増加率（または輝度差）を求める。そして、本来選別すべき骨材を除去しないように安全を見込んで、前記輝度増加率（または輝度差）の何割増しかの値を異物除去用の基準値とするようにプログラムしておいても良い。
このようにすれば、一旦、被選別材料を搬送し始めれば、全ての被選別材料を搬送し終わる迄、何等人手を必要とするものではない。
【００５１】
また、別な方法としては、被選別材料を撮影した画像から周囲の輝度増加率（または輝度差）と異なる部分を画像処理し、輝度値を比較した画像からこの異なる部分を白く抽出した２値画像を得ることによって、この異なる部分を異物として検出しても良い。
【００５２】
さらに、別な方法としては、搬送し始めた直後の複数の画像を処理する短時間の間だけ、撮影される前に人手で異物を取り除いても良い。
【００５３】
以上説明したように、本発明によれば、異物がいかなる材質であっても近赤外光域輝度と可視光域輝度との差である輝度増加率（または輝度差）を比較することによって容易にしかも瞬時に異物かどうかを判定することができる。
しかも、既存の骨材製造装置や骨材出荷装置のベルトコンベアの一部に照明手段と撮影手段と除去手段を設置し、画像処理手段・検出手段用プログラムを組み込んだコンピューターがあれば、本発明を容易に実施することができる。
そして、除去手段をドロップアウトコンベアとすれば、既存のベルトコンベアの一部に置き換えるだけで済む。また、除去手段を圧縮空気噴射装置とすれば、既存のベルトコンベアはそのままで、ベルトコンベアの脇に圧縮空気噴出し用ノズルを設置するだけですみ、極めて経済的である。
さらに、異物の種類が変わっても周囲との輝度増加率（または輝度差）を比較して異物を自動的に検出するので、装置自体に何等改良・変更等を加える必要もない。
また、異物選別時の画像処理データを電磁気的に保存ができるので、骨材の品質管理上も極めて優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係わる異物検出装置における被選別材料の撮影時の一例を示す要部概略図である。
【図２】木片と石灰石それぞれについての波長別の輝度を示すグラフである
【図３】木片と石灰石それぞれについての波長別の輝度増加率を示すグラフである。図中のＡは石灰石の輝度増加率（８６０ｎｍ−４２０ｎｍ）を示す。図中のＢは木片の輝度増加率（８６０ｎｍ−４２０ｎｍ）を示す。
【図４】被選別材料を赤外光８６０ｎｍで撮影した画像である。
【図５】被選別材料を可視光４２０ｎｍで撮影した画像である。
【図６】赤外光８６０ｎｍの撮影画像（図４）から得た輝度値と可視光４２０ｎｍの撮影画像（図５）から得た輝度値を比較した画像である。
【図７】図６の画像から異物（木片）を白く抽出した２値画像である。
【符号の説明】
【００５５】
１：レフランプ
２：ＣＣＤモノクロカメラ
３：ＣＣＤモノクロカメラ
４：ＩＲフィルター
５：ベルトコンベア
６：骨材
７：異物
８：コンピューター
【図１】
2008215862.tif 000005
【図２】
2008215862.tif 000006
【図３】
2008215862.tif 000007
【図４】
2008215862.tif 000008
【図５】
2008215862.tif 000009
【図６】
2008215862.tif 000010
【図７】
2008215862.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月23日(2007.3.23)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、採掘した石灰石や砕石、砕砂、コンクリート廃材等のコンクリート用骨材から木材屑、鉄屑、樹脂屑等の異物を自動的に検出して、除去する異物除去装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
【図１】本発明に係わる異物除去装置における被選別材料の撮影時の一例を示す要部概略図である。
【図２】木片と石灰石それぞれについての波長別の輝度を示すグラフである
【図３】木片と石灰石それぞれについての波長別の輝度増加率を示すグラフである。図中のＡは石灰石の輝度増加率（８６０ｎｍ−４２０ｎｍ）を示す。図中のＢは木片の輝度増加率（８６０ｎｍ−４２０ｎｍ）を示す。
【図４】被選別材料を赤外光８６０ｎｍで撮影した画像である。
【図５】被選別材料を可視光４２０ｎｍで撮影した画像である。
【図６】赤外光８６０ｎｍの撮影画像（図４）から得た輝度値と可視光４２０ｎｍの撮影画像（図５）から得た輝度値を比較した画像である。
【図７】図６の画像から異物（木片）を白く抽出した２値画像である。