(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物体よりなる物質のストリームを自動的に検査し前記物体を自動的に分別するための装置であって、電磁放射の波長スペクトルよりなり、前記物質でアクティブである検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記物質におけるばらつきによって変化された検出媒体の波長スペクトルを前記物質での複数の検出ゾーンから受信するように配置された回転多角形ミラーの形態の受信手段と、前記ミラーからの反射によって前記変化された媒体を受信して、実質的に同時に前記変化された媒体の複数の波長を検出する共に、前記波長に関して実質的に同時であって前記媒体における変化に依存して検出データを発生するように作用する複数の検出手段と、前記検出手段に接続され、この検出手段から前記検出データを得るデータ捕獲手段と、前記検出データに依存して前記ストリームから物体を取り出す取出手段とを備え、前記検出手段で受信されそれぞれの検出ゾーンから発散する前記変化された媒体の複数のビームが、前記物質から前記ミラーに向けて互いに連続的に収束し且つ放射手段から物質に放射された検出媒体のパスの大部分とは実質的に一致しないそれぞれのパスに沿って、前記物質から前記ミラーへ移動し、前記検出手段は、各グループが複数の検出スポットを含むと共に前記検出ゾーンの一つを提供する、検出スポットの複数のグループから前記変化された媒体を互いに同時に受信するように配置された複数の検出器を備え、前記複数の検出スポットが前記複数の検出器のそれぞれに対応して前記ストリームを横切るパスに沿って互いに隣接して配置されている、装置。
【請求項２】
前記ミラーは、前記物質から直接に前記変化された媒体を受信するように配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビームが前記物質から前記回転多角形ミラーへ移動する単一の平面ミラーを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記放射手段は、前記検出ゾーンを走査する走査ビームの形態で前記媒体を放射するように配置される、請求項１から３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記放射手段は、互いに同一の広がりをもち且つ前記検出ゾーンを走査する複数の走査ビームの形態で前記媒体を放射する、請求項１から３の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記物質におけるばらつきによって変化された検出媒体を受信するように配置された第２の回転多角形ミラーと、前記第２の回転多角形ミラーからの反射によって前記変化された媒体を受信して前記媒体における前記変化に依存して他の検出データを発生する第２の検出手段とを更に備え、前記データ捕獲手段は、前記第２の検出手段に接続され、この検出手段から前記他の検出データを捕獲するように作用する、請求項１から５の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の検出手段で受信されそれぞれの検出ゾーンから発散される前記変化された媒体のビームは、前記物質から前記第２の回転多角形ミラーに向かって互いに連続的に収束するそれぞれのパスに沿って前記物質から前記第２の回転多角形ミラーへ移動する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記最初に記載の回転多角形ミラーと前記最初に記載の検出手段とは、第１の検査装置の部分であり、前記第２の回転多角形ミラーと前記第２の検出手段とは、第２の検査装置の部分であり、前記第１と第２の検査装置は、並列に配置される、請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記検査装置のそれぞれの検査パスは互いにオーバーラップし、オーバーラップするところで実質的に一致する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記検査装置のそれぞれの検査パスは直接に端と端を接する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１と第２の検査装置は、それぞれモジュールである、請求項８から１０の何れか一項に記載の装置。
【請求項１２】
１つ又は複数の前記回転多角形ミラーと検出手段とを備える検出ステーションを更に備え、この検出ステーションを介して前記物質がフィード方向に前進する、請求項１から１１の何れか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記回転多角形ミラーは、実質的に前記多角形の軸に前記フィード方向に延出する回転軸を備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記走査ビームは、前記フィード方向を横切る方向に前記物質を走査する、請求項４又は５に従属する請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記放射手段は、前記検出媒体として可視光を放射するように作用し、且つ前記データ捕獲手段は、前記可視光スペクトル中の複数の波長の解析を実質的に同時に行う、請求項１から１４の何れか一項に記載の装置。
【請求項１６】
複数の物体よりなる物質のストリームを自動的に検査し前記物体を自動的に分別するための方法であって、電磁放射の波長スペクトルよりなり、前記物質におけるばらつきによって変化された、前記物質でアクティブである検出媒体を放出手段から放出し、前記物質の複数の検出ゾーンから前記変化された媒体の波長スペクトルを回転多角形ミラーの形態の受信手段で受信し、前記変化された媒体を前記ミラーから複数の検出手段へ反射し、前記複数の検出手段で、実質的に同時に前記変化された媒体の複数の波長を検出し、前記複数の波長に関して前記検出手段から検出データを実質的に同時に且つ前記媒体における変化に依存して発生し、前記検出データに依存して前記ストリームから物体を取り出し、前記検出手段で受信されそれぞれの検出ゾーンから発散する前記変化された媒体の複数のビームが、前記物質から前記ミラーに向けて互いに連続的に収束し且つ放射手段から物質に放射された検出媒体のパスの大部分とは実質的に一致しないそれぞれのパスに沿って、前記物質から前記ミラーへ移動し、各検出ゾーンが一グループの検出スポットの形態であり、前記一グループの検出スポットが前記ストリームを横切るパスに沿って互いに隣接して配置され、各グループの前記検出スポットの全てからの前記変化された媒体が、前記検出手段のそれぞれの検出器で同時に受信される、方法。
【請求項１７】
前記ビームは前記物質から前記ミラーに向けて直接移動する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記媒体は、前記検出ゾーンを走査する走査ビームの形態で放射される、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記媒体は、互いに実質的に同一の広がりをもち且つ前記検出ゾーンを走査する複数の走査ビームの形態で放射される、請求項項１６又は１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記物質は粒体よりなる、請求項１６から１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出媒体は、可視光であり、前記可視光スペクトルの複数の波長解析が前記変化された媒体に対して互いに実質的に同時に実行される、請求項１６から２０の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、物質を自動的に検査すること、例えば廃棄物などの異なる組成から成る別々の物体の自動検査及び分類、あるいは表面層の厚さなどの表面層の構成状態に関する、ストリップの形を取ってよい薄板材料の自動検査に関する。
【０００２】
最近、廃棄物の収集及びリサイクルに焦点が当てられる中、廃棄物分類の費用対効果は、必須経済パラメータになってきた。
【０００３】
ドイツの「二重システム」においては、ガラスコンテナ及び新聞紙を除くすべてのサイクル可能な「非生物学的な」梱包廃棄物は、３００を超える分類工場で収集、分類される。
【０００４】
物体は、
サイズ
密度／重量
（うず電流効果を使用する）金属含有量
（磁気分離を使用する）鉄金属含有量
に基づいて分類することができるが、プラスチックボトル及び飲料カートンなどの大部分の物体は、今日も依然として、かなりの程度、手作業でえり分けられている。飲料カートンには、アルミニウムの障壁を備え、うず電流の誘導によってそれらを廃棄物の流れから排出することができるものもある。一般的には、そのさらに簡略な形式を取る飲料カートンは、その内面と外面両方が重合体コーティングされた厚紙から成り立っている複合物質を提示する。
【０００５】
今日では、多くの異なるプラスチックボトル／物体を、それらが連続して（つまり、１つづつ）到着するときに互いから分類することができる複数の分類システムが存在する。検出は、反射された赤外線スペクトル分析に基づく。多様な重合体を分離するためには、かなり念入りの分散量の分析が実行され、このようにして検出システムは高価になる。連続して送られてくる物体は、それにより赤外線が物体の上に照射され、反射された赤外線放射物の選択された波長が、検出ヘッドの下を通過するプラスチックの特定のプラスチック化合物を突き止めるために使用される。検出ヘッドの下流には、物体の大半を構成するプラスチックに応じて、個々のプラスチック物体をそれぞれのビンの中に吹き付ける数多くの空気噴流がある。
【０００６】
類似するシステムは、分類される物体が任意の材料から作られ、例えば、金属、紙、プラスチック、又はその任意の組み合わせから作ることができるが、物体の少なくともいくつかが、大部分はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）及びＰＰ（ポリプロピレン）、例えば以下を含む物体の少なくとも２つからだけではなく、大部分はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート及びＰＳ（ポリスチレン）から作られることが重大である。つまり、大部分はＰＥＴから作られる物体、大部分はＰＳから作られる物体、大部分はＰＶＣから作られる物体、及び大部分はＰＥから作られる物体である。ＮＩＲ（近赤外）のソース、好ましくは、タングステンランプは、ＮＩＲをコンベヤの上に放射し、走査グレーティングＮＩＲ分光計又はダイオードアレイＮＩＲ分光計の形を取る検出器の中に反射する、物体を連続して進める。該検出器は、横断方向のコンベヤの列の反対側にあるコンベヤに沿って配列されている空気作動式プッシャの列を制御する一連の電磁弁に接続されているデジタルコンピュータに接続される。ＮＩＲ領域で照射される物体の拡散反射率は、各物体の特定のプラスチック及び適切な電磁弁を特定するために測定され、このようにしてプッシャは、コンベヤから適切な横断方向コンベヤの上に側面方向でその物体を向けるために操作される。コンピュータは、分散波長測定の形式で、及びスペクトルの形式でデータを操作することができる。ある波長での測定値は、別の波長での測定値に比例させることができる。しかしながら、好ましくは、データはスペクトルの形式で操作され、スペクトルは、アナログ信号処理及びデジタルパターン認識によって操作され、差異をさらに明らかに、結果として生じる識別をさらに信頼性できるようにする。
【０００７】
ＤＥ−Ａ−第４３１２９１５号は、いくつかの種類のプラスチックは特徴的なＩＲスペクトルを有するという事実に基づき、プラスチック、特にプラスチック廃棄物の別個の種類への分離を開示しする。ＩＲ分光器による手順においては、それぞれのサンプルから拡散して反射される放射線の輝度が、同時に別個の数のＮＩＲ波長で測定され、測定された輝度が比較される。測定値は、それぞれの種類のプラスチックが反射される放射線の最小輝度を生じさせる波長で採取される。例えば、３つの異なるプラスチックが分離されなければならない場合、それぞれのサンプルはそれにより１つの種類のプラスチックが、最低波長の反射される放射線の輝度との第１比較で特定され、それ以外の２種類のプラスチックは、第１の比較でのある波長のより大きな輝度と第３の波長での輝度との第２の比較で決定される。特定の波長での光を測定するために、それぞれの検出器は、それぞれの必須波長ごとに狭帯域フィルターを有することができ、分割光ファイバケーブルのそれぞれの構成ケーブルが、それぞれの検出器に割り当てられ、ケーブル入口が、サンプルから反射される光を検出するためにレンズのビーム経路内にある。代わりに、光拡散要素、例えば、プリズム又はグリッドは、レンズ及び複数の検出器が、必要な波長のＮＩＲを検出するために配列された後に、ビーム経路内に置かれる。分類施設は、比較によって得られる検出データを活用することによって制御される。追加の例として、５つの異なるプラスチック、つまりＰＡ（ポリアミド）、ＰＥ、ＰＳ、ＰＰ及びＰＥＴＰが１５００ｎｍと１８００ｎｍの間の５つの異なる波長での測定ポイントを活用して分離されてよい。
【０００８】
ＥＰ−Ａ−第５５７７３８号は、特に家庭用廃棄物及び産業廃棄物からの、異なるプラスチック構成要素の物質に特殊な分離による自動分類方法を開示する。該方法においては、光はプラスチック構成要素の上に照射されるか、あるいはプラスチック構成要素は、室温を超えるまで加熱され、プラスチック構成要素によって発せられる光、及び／又は（構成要素を通って、及びそれらを運ぶベルトを通って伝達される光が測定される実施態様で）それらを通過可能とされる光が選択されたＩＲ波長で受け取られ、それぞれのプラスチック構成部品の材料は発せられる光及び／又は少なくとも２つの異なる波長で吸収され、測定される光の間の輝度（コントラスト）の差から特定される。発せられる光又は通過を許される光は、レンズを通して検出器の上にそれを再生するカメラによって受け取られる。二次元マトリックス検出器又は走査機構付きの一要素検出器が使用できるが、一次元の線検出器が使用できる。カメラが選択されたＩＲ波長で光を受け取ることができるためには、干渉フィルタが、光源の前又はレンズ又は検出器の前のどちらかに取り付けられてよい。プラスチック構成要素の材料が２つの異なる波長で発せられる光の輝度の差異から特定される例では、波長は、最大コントラストを生じさせるために選ばれる。つまり、ある波長は、発せられる光の最大輝度が指定される視角で得られるように選択されるが、他の波長は最小輝度がその視角で得られるように選択されることを意味する。波長の変更は、回転する円板にフィルタを取り付けることによって達成されてよく、回転の波長は、検出器のイメージング周波数と同期している。代わりに、電気的にトリガされ、調整可能な光フィルタも利用されてよい。検出器によって発生する電気信号は、電気信号プロセッサに送られ、デジタル化され、それ以降、信号処理ソフトウェアによって評価される。コントラストの差異は温度差によっても引き起こされることがあるため、プラスチック構成要素が、イメージングの時点でほぼ同じ温度にあることが保証される。ベルトは、個々の波長での一定のコントラストを保証する材料から成り立たなければならない。
【０００９】
また、赤外線スペクトル検出が物体の下から実行され、物体は、ＩＲがそれを通って向けられる穴の上を連続して通過する。再び、反射される赤外線は、それぞれの物体内の多様なプラスチックに従って、物体を分類するために使用される。
【００１０】
米国−Ａ−第５２６０５７６号及び米国−Ａ−第５３３９９６２号は、材料品目が送られる、又は通過する送り経路から横断方向に伸張する照射ゾーンを照射するための放射線のソースを活用することによって、異なる吸収レベルの貫通する電磁放射線を有する材料品目を区別し、分離するための方法及び装置を開示する。照射ゾーンは、放射線ソースから放射線ビームを受け取るための複数の横断方向に間隔をあけて配置される放射線検出器を含み、検出器は該ソースから実質的に直接線上で放射線を受け取る。材料アイテムは放射線ソースと検出器の間の照射ゾーンを通過し、検出器は、品目のそれぞれでの放射線吸収レベルに応じて、異なる場所に向かって照射される品目を放出するために、分離器デバイスを作動するための信号を生じさせるために、信号アナライザによって分析される処理信号を生じさせるために照射ゾーンを通過するそれぞれの品目の中で伝達されるビームの１つ又は複数を測定する。開示は、貫通する電磁放射線は、典型的には異なる度合いまで異なる材料の品目を通過するため、金属、プラスチック、テキスタイル、紙及び／又はその他のこのような廃棄材料を含む混合物が分離できると述べており、示されている例は、アルミニウムの飲料缶の、このような缶とプラスチックコンテナＸを含む混合物からの分離、及び限定された固形廃棄物混合物からの塩素化されたプラスチックの分離である。貫通する放射線のソースは、Ｘ線ソース、マイクロ波ソース、ガンマ線を発する放射性物質、あるいはＵＶエネルギー、ＩＲエネルギー又は可視光のソースであってよい。無事に分離されたとして開示される材料品目の１つの例は、Ｘ線を使用して分離された、ポリエステルコンテナ、及び塩化ポリビニルＰＶＣコンテナなどのリサイクル可能なプラスチックコンテナである。ＷＯ−Ａ−第９５／０３１３９号は、消費者後（ｐｏｓｔ−ｃｏｎｓｕｍｅｒ）のガラス及びプラスチックコンテナを色によって自動的に分類するために利用される類似システムを開示する。
【００１１】
金属を廃棄物の流れから放出するためのうず電流システムにおいては、ベルトコンベヤの排出端部ローラーは、通常、ローラーの中に備えられ、ローラーに沿って分散され、ローラーの回転の向きを基準にして逆回転する恒久磁石によって発生する強い交代磁場を備える。この場が、物体の金属の量及び導電率に応じて、変化する範囲で、金属を含んだ物体を排出する。金属含有量が少ない金属を含んだ物体は、例えば重合体でコーティングされた厚紙及びアルミ箔から成り立つラミネートの事後消費者梱包カートンは、磁場によって弱い影響を受けるだけで、このようなカートンは、うず電流排出システムによって分離されない傾向がある。
【００１２】
別の既知のシステムは、金属を含む物体の中の金属のうず電流の誘導によるうず電流検出のために電磁場を使用し、検出出力は空気噴流排出装置を制御するために使用されるが、今回、物体は単一線内へ次から次へ列を作らされる。
【００１３】
ＷＯ−Ａ−第９６／０６６８９号は、変化する組成がないか物質を自動的に検査するための、１つ又は複数の物質の流れが進められ、その中の特定の物質が、存在する場合は、その拡散して反射するＩＲスペクトルを通して、及び／又は存在する場合はその金属を含む部分による電磁場のその変動を通して検出される、１つ又は複数の検出ステーションを備えるシステムを開示する。あるバージョンでは、レンズで表されている多数の検出点が、それが、レンズごとの別個の光源により、コンベヤベルトの下流端部にある下方に傾斜した板を通る横断方向のスロットの上を通過するにつれて、流れを横切る、及び流れの下の直線で分散される。光ファイバは、それぞれのレンズからＩＲを回転式スキャナに伝達し、そこからディフューザはＩＲを、ＩＲ検収器の前方にあるそれぞれの波長専用の赤外線フィルタの上に照射し、今日までその出力は、流れの所望される部分を選択した外す空気噴流ノズルを制御する上で活用される。それ以外のバージョンでは、１つ又は複数のベルトコンベヤの全体的な幅を横切って分散される光源の列が、流れを横切って弧の中に分散される検出点での流れの所望の部分に、その全体的な幅上を伸びる部分にドーナツ形をした鏡の上に拡散して光を反射させることがあり、そこから光は、異なるＩＲ波長に専用とされる光フィルタを通して回転する多角形の鏡によって、そのデータ出力が、所望の部分を分離して外す空気噴流ノズルを動作する電磁弁を制御する上で活用される検出器の上に反射される。代わりに、又はさらに、発振器及びその全体的な幅ノ上に伸びるアンテナがベルトを通して電磁場を発生させ、検知コイルが検出ステーションを通過する流れの金属を含んだ部分によりその中に生じる変動を検知し、検知コイルによって作成される検出データは、金属を含む部分を選択して外すためにノズルを動作する電磁弁を制御するために使用される。追加のバージョンでは、回転式の多角形鏡が保持され、部分的にドーナツ形をした鏡が、一連のファセット、又はこのバージョンでは重合体が押し出される厚紙から構成されるラミネートである流れに横断方向の水平の列内の非常に小さな鏡から構成される鏡に置換されてよい。検出点は、ラミネートを横切ってまっすぐな列で配列される。
【００１４】
ＪＡ−Ａ−第１１−１８３３９９号は、亜鉛合金メッキ済みの刃がね板の形を取る、検査される物質の幅方向に次から次へと配列される複数のカメラ装置が装備される表面傷検査装置を説明する。それぞれのカメラ装置は、異なる光学条件下で該板を観察する、少なくとも２つの光を受け取るカメラを組み込む。装置は、対応するカメラ装置に組み込まれているカメラから受け取られる観察データに基づき、板の幅方向での各位置に表面傷が存在するか、存在しないかを判断する処理セクションも含む。処理セクションが、カメラ装置と隣接するカメラ装置の観察範囲間の境界で、ある特定のカメラ装置から、必要とされる光学条件のすべての元で観察データを得ることができない場合、それは、境界で表面傷が存在するか、存在しないかを判断するために、その隣接するカメラ装置によって得られる観察データを見失われた観察データとして使用する。板は、進むプレートの幅全体に広がる線形拡散光によって照明される。光は、円筒形のレンズ及び偏向板を通して垂直面に６０°で光源からプレートの上に照射し、その偏向角度は４５°である。プレートから反射される光が鏡に直接的に移動し、そこから鏡の上に固定されるカメラ装置に移動する。
【００１５】
ＣＡ−Ａ−第１２１９９３３号は、異物又は薄板に閉じ込められた気泡などの傷がないか、透明な材料の薄板、特に平坦なガラスを試験することを開示し、そこでは薄板はその幅の上で飛行する光の点で走査され、伝達され、反射される放射線は遮られ、電気信号に変換され、評価される。薄板の上にあるのは、反射放射線用の受信機であるが、薄板の下には伝達さえ田放射線用の受信機があり、該２つの受信機は、やはり薄板のそれぞれの側面方向の端縁に向かう光電子増倍管に接続されている。好まれているバージョンでは、レーザには、基準部分ビーム及び別の部分ビームを、その軸が薄板の進行方向に実質的に水平な、回転式多角形鏡の上に反射するビームスプリッタが備えられている。鏡の回転のために、部分的なビームは薄板の幅全体を走査し、基準ビームは薄板全体に広がる切欠き付きの基準ストリップの上を通過する。光電気変換機が、基準ストリップの端部のそれぞれに割り当てられ、基準ストリップから出現する光を受け取り、対応する信号を表か装置に渡す。薄板がコア気泡の形を取る傷を含む場合、その他の部分的なビームは上部受信機には到達しなくなるが、薄板の側面方向は市縁面に偏向され、そこではそれは光電子増倍管の１つ又は両方に入る。基準ビームは基準ストリップを走査し、その切欠きでその中に入り位、切欠きによってパルスが間連する光変換器（複数の場合がある）内で生じ、これらのパルスは評価装置内で光電子増倍管から得られる対応する値と比較される。
【００１６】
米国−Ａ−第５３０５８９４号は、１つ又は複数の欠陥を含む任意の品目の幾何学的な中心を計算し、排出空気ブラストを該品目の該幾何学中心に向ける、じゃがいものポテトチップなどの品目を分類するためのシステムを開示する。走査カメラからのビデオデータが、品目プロセッサ及び欠陥プロセッサに伝送される。該品目プロセッサは、許容できるものなのか、それとも欠陥があるのかに関係なく、あらゆる品目の画像をメモリ内に構築するが、欠陥プロセッサは、欠陥のある品目だけで検出された欠陥座標場所の血管リストを構築する。欠陥プロセッサは、欠陥リストを、欠陥利すとが品目の記憶されている画像と比較される品目プロセッサに伝送する。欠陥のある品目ごとに、品目プロセッサは、欠陥のある品目の中心に向けられる空気ブラストを作動する除去プロセスが使用するために、欠陥品目利すとに追加されるその幾何学中心を計算する。品目は、許容できる品目を別のコンベヤの上に放出するコンベヤによって除去ステーションに持ち込まれてよいが、空気バラストは、２つのコンベヤ間の隙間を横切って飛行する欠陥のある品目を下方に向ける。
【００１７】
米国−Ａ−第５４４８３５９号は、高さ値の決定、及び例えば、装備されたプリント回路基板などの特に複雑な装置の検査における三次元表面測定のためのｃｏｆｏｃａｌ光学イメージング原理に従った光学距離センサを開示する。レーザからの照明ビームは、回転式の多角形鏡の上への結合アウト（ｃｏｕｐｌｉｎｇ−ｏｕｔ）鏡を通過し、そこから検査されている装置まで走査対物レンズを塚する。照明ビームは、走査対物レンズを通して装置から、多角形鏡を介して、結合アウト（ｃｏｕｐｌｉｎｇ−ｏｕｔ）鏡まで反射して戻され、そこからそれは複数の光検出気の上への部分的なビームとしてビーム分割装置を通過する。焦点深度内の高さレベルは、最大光輝度のある光検出器によって認識可能である。
【００１８】
米国−Ａ−第４９９６４４０号は、物体の１つ又は複数の寸法を確認することができるために物体の１つ又は複数の領域を測定するためのシステムを開示する。ある例では、システムは、ｈ仮が物体の上に下方に衝突するように、パルス化されたレーザ光を伝達するための、及び上方へ反射される光を受け取るための鏡装置を活用する。システムは、光ビームを物体に向けるために役立つ、レーザ、回転式の平面状の鏡、及び平面状の鏡を取り囲む凹状の切頭円錐形鏡を含む。切頭円錐形鏡、平面状の鏡、及び光受信機は、物体から反射される光ビームを受け取るのに役立つ。光受信機に接続されている電気的な回路構成要素は、物体への、及び物体からのビームの移動時間を計算するために役立ち、変調器が光ビームを固定周波数で変調させ、回転式の平面状の鏡及び切頭円錐形鏡が、光ビームに、掃引動作全体の間に固定された基準面を基準にして画定された１つ／復数の角度で物体全体を掃引させる。
【００１９】
ＥＰ−Ａ−第０７４７６６５号は、画定された経路に沿って進む物体の前縁及び後縁の検出を説明する。光源は、光ビームを経路上のビームスポットに向ける。ビームスポットから反射される光は２つの光検出器によって受け取られる。ビームスポットに近づく進物体の前縁は、実質的には、光がある検出器から受け取られるのを阻止し、実質的にはビームスポットから出発する物体の後縁が、実質的に光が他の検出着によって受け取られるのを阻止する。電気回路構成要素は、それぞれの検出器で受け取られる反射光の変化を区別し、前縁が反射光を阻止しているのか、それとも後縁が反射光を阻止しているのかを決定するために提供される。得られたデータは、物体の前縁及び後縁の高さ及び物体の長さなどの物体についての情報を提供するために処理される。
【００２０】
ＪＰ−Ａ−第６１−８２１０６号は、ゆっくりと移動する検出車両から路面のでこぼこを検出する方法を従来として開示する。車両は、路面画像を捕捉するための垂直に下方に向けられたカメラ、及びカメラのすぐ下の路面の上に光を斜めに照射するプロジェクタを搭載する。それは、独自の発明として、単一プロジェクタの代わりに、それぞれ車両の左手側及び右手側にある１組のプロジェクタを有することを説明する。２台のプロジェクタは、別々に着色された光をカメラの真下の路面に照射し、照明された路面は連続して又は定期的な間隔のどちらかで色でカメラに捕捉される。これが、路面のでこぼこをその中の亀裂から区別するのを容易にする。
【００２１】
米国−Ａ−第５２２０４５０号は、書込みビームを発するためのガスレーザ、ガスレーザからの光の光線を偏向及び反射するための回転式多角形鏡、画像面に関してｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃであり、偏向した光の光線の焦点を合わせ、平面上に画像を形成する走査レンズ、画像面から反射光を受け取り、走査レンズにより平面上での焦点併せの状態を検出する焦点検出器、及び焦点検出木の出力に基づき画像平面上に走査レンズの焦点を合わせる焦点調節装置を含む走査光学システムを開示する。
【００２２】
本発明の第１の態様によれば、物質を自動的に検出するための装置であって、電磁放射よりなり、前記物質でアクティブである検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記物質でばらつきによって変化した前記物質検出媒体での複数の検出ゾーンから受信するように配置された回転多角形ミラーの形態の受信手段と、前記ミラーからの反射によって変化した媒体を受信して実質的に同時に前記変化した媒体の複数の波長を検出するように作用する共に前記複数の波長に関して実質的に同時であって前記媒体中のばらつきに依存して検出データを発生する検出手段と、前記検出手段に接続され、且つ前記検出手段から前記検出データを得るデータ捕獲手段とを備え、前記検出手段で受信され、且つそれぞれの検出ゾーンから発散する変化した複数のビームが前記物質から前記ミラーに互いに対して連続的に収束するそれぞれのパスに沿って前記物質から前記ミラーに向かって移動するように構成されている、物質自動検出装置が提供される。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、物質を自動的に検出するための方法であって、電磁放射よりなり、前記物質におけるばらつきによって変化される、前記物質でアクティブである検出媒体を放出手段から放出し、前記物質の複数の検出ゾーンから前記変化された媒体を回転多角形ミラーの形態の受信手段で受信し、前記変化された媒体を前記ミラーから検出手段へ反射し、前記検出手段で、実質的に同時に前記変化された媒体の複数の波長を検出し、前記複数の波長に関して前記検出手段から検出データを実質的に同時に且つ前記媒体におけるばらつきに依存して発生し、前記検出手段で受信され且つそれぞれの検出ゾーンから発散される変化された媒体の複数のビームが前記物質から前記ミラーに向けて互いに関して連続的に収束するパスに沿って前記物質から前記ミラーに向かって移動する、物質の自動検出方法が提供される。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、物質を自動的に検出するための装置であって、電磁放射よりなり、前記物質でアクティブである検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記物質でのばらつきによって変化される検出媒体を前記物質から直接に受信するように配置された回転多角形ミラーと、前記回転多角形ミラーからの反射によって前記変化された媒体を受信して実質的に同時に前記変化された媒体の複数の波長を検出し、且つ前記複数の波長に関して実質的に同時に且つ前記媒体における前記ばらつきに依存して検出データを発生する検出手段と、前記検出手段に接続され、前記検出手段から前記検出データを捕獲するデータ捕獲手段と、を備える、物質の自動検出装置が提供される。
【００２５】
本発明の第４の態様によれば、物質を自動的に検出するための装置であって、電磁放射よりなり、前記物質でアクティブである検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記物質でのばらつきによって変化される検出媒体を前記物質での複数の検出ゾーンから受信するように配置された回転多角形ミラーと、前記回転多角形ミラーが前記変化された媒体を受信する少なくとも一つ折りたたみミラーと、前記回転ミラーからの反射によって前記変化された媒体を受信して、前記変化された媒体の複数の波長を実質的に同時に検出すると共に、前記複数の波長に関して、実質的に同時であって前記媒体中のばらつきに依存して検出データを発生する検出手段と、前記検出手段に接続され、前記検出手段から前記検出データを捕獲するように作用するデータ捕獲手段と、を備え、前記又は各折りたたみミラーが前記複数の検出ぞーの内の少なくとも幾つかから変化された媒体を反射するように配置される、物質の自動検出装置が提供される。
【００２６】
本発明のこれら４つの態様により、複雑で製造にコストがかかる特徴のミラーを介して前記変化された媒体を前記回転多角形ミラーで受信する既知の装置に比較して本発明装置は単純化されコストが減少されることが可能である。
【００２７】
好ましくは、物質は、前記検出媒体がアクティブである検出ステーションを通過するように前進される。
【００２８】
回転多角形ミラーの反射面は、少なくとも二つであり、平面でも曲面でもよく、ミラーの回転軸に対して実質的に平行でも傾斜していてもよい。即ち、ミラーは、円筒形でも角柱形でもよい。
【００２９】
互いに関して連続的に収束するパスに沿って変化された媒体のビームが移動することの特徴の特定の利点は、回転多角形ミラーによってカバーされる物質の幅が前記物質とそのミラーの間隔を変化させることによって変化させることが可能で、それによって各々がそのような回転多角形ミラー、そのような検出手段及びそのようなデータ捕獲手段よりなる複数の装置が並列に、特にモジュールの形態で、物質を横切るように配置されることが出来、それにより、各装置が物質の幅の部分を検出し、それぞれの装置によって検出された複数の幅の部分は、望ましい範囲でオーバーラップすることである。
【００３０】
本発明の第５の態様によれば、異なる物質よりなる物質を自動的に検出する方法であって、ビームが前記物質を走査するように検出媒体のビームを放射し、前記媒体は、前記物質の構成におけるばらつきによって変化され、前記変化された媒体を検出手段で受信し、前記媒体における前記ばらつきに依存して前記検出手段から検出データを発生し、前記データから前記物質の少なくとも一つを識別することよりなる方法を提供する。
【００３１】
本発明の第６の態様によれば、異なる物質よりなる物質を自動的に検出するための装置であって、前記物質を走査するために検出媒体の走査ビームを放射するように作用する放射手段と、前記物質の構成におけるばらつきによって変化される検出媒体を受信するように配置された受信手段と、前記媒体中の前記ばらつきに依存して検出データを発生するように作用する検出手段と、前記検出手段に接続され、前記検出手段から前記検出データを捕獲して、前記データから前記物質の少なくとも一つを識別するデータ捕獲手段と、を備える装置が提供される。
【００３２】
本発明のこれら二つの態様によって、受信手段で受信された変化された媒体の強度レベルをロスすることなくて、検出媒体の生成におけるエネルギーを節約することが可能である。検出手段の感度は、直接の戻りビームの強度によって飽和される傾向がある場合、検出手段は、この直接の戻りパスに対してオフセットされる。放射されたビームは、連続でもパルス化されてもよい。二つ又はそれより多くの走査ビームを同時に放射し、それらをステーションの実質的に共通の領域に向けることは、その領域での物質の表面部分の媒体に対して広範囲に露出する為には、利点がある。
【００３３】
物質は、検出媒体がアクティブである検出ステーションを通過するように前進されることが好ましい。
【００３４】
本発明の第７の態様によれば、構成が変化する物質を自動的に検出する方法であって、個々の物体よりなる前記物質のストリームを前進させ、前記ストリームの横断面で前記ストリームの幅を実質的に横切るように分布する複数の個々の検出ゾーンでアクティブであるように検出媒体を放射し、前記媒体は、前記横断面で前記物質の構成におけるばらつきによって変化され、前記変化された媒体を検出手段で受信し、前記媒体中のばらつきに依存して検出データを発生し、前記受信手段ではないカメラを利用して前記物体の空間特性を検出し、前記空間特性に依存して更なるデータを発生することよりなる方法を提供する。
【００３５】
本発明の第８の態様によれば、構成が変化する物質を自動的に検出するための装置であって、個々の物体よりなる前記物質のストリームが前進する検出ステーション手段と、前記ステーション手段で前記ストリームの横断面で前記ストリームの幅を実質的に横切るように分布する複数の個々の検出ゾーンでアクティブであるように検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記断面で前記物質の構成におけるばらつきによって変化する検出媒体を受信するようように作用する受信手段と、前記媒体中の前記ばらつきに依存して第１の一連の検出データを発生するように作用する検出手段と、前記受信手段とは異なり、前記ステーションにあり、前記物体の空間特性を検出するように作用すると共に、前記空間特性に依存して第２の一連の検出データを発生するカメラと、前記検出手段及び前記カメラに接続され、前記検出手段から前記第１及び第２の一連の検出データを捕獲するデータ捕獲手段と、を備える装置を提供する。
【００３６】
空間特性は、それぞれの物体のプロファイル又は物体の相対部分よりなる。
【００３７】
本発明のこれら二つの態様によって、物体のサイズ及び／又はそれらの構成に従って希望通りに物体を分類可能であり、及び／又はそれらの特徴、例えば、それらの構成やそれらの色に関して、互いに異なるストリームのそれぞれの部分を連続するステージで放出可能である。
【００３８】
本発明の第９の態様によれば、異なる物質よりなる物質を自動的に検出する方法であって、前記物質でアクティブであるように検出媒体を放射し、前記媒体は、前記物質の構成におけるばらつきによって変化され、前記物質における検出スポットの複数のグループから受信手段で前記変化した媒体を受信し、各グループは、複数の前記検出スポットを含み、前記検出ゾーンの内の一つを提供し、各グループにおける前記検出スポットの全てからの変化した媒体は、実質的に同時に受信され、前記検出ゾーンで前記媒体中の前記ばらつきに依存して各検出ゾーン毎に検出データを発生し、前記データから前記物質の内の少なくとも一つを識別することよりなる方法を提供する。
【００３９】
本発明の第１０の態様によれば、異なる物質よりなる物質を自動的に検出するための装置であって、前記物質でアクティブであるように検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記物質で複数のクループの検出スポットから前記物質の構成におけるばらつきによって変化される検出媒体を受信するように作用する受信手段と、各グループは、複数の前記検出スポットを含み、前記検出ゾーンの内の一つを提供し、各グループの検出スポットの全てからの変化された媒体は、実質的に同時に受信され、各検出ゾーンでの前記媒体中のばらつきに依存して検出データを発生するように作用する検出手段と、前記検出手段に接続され、前記検出手段から前記検出データを獲得して前記データから前記物質の内の少なくとも一つを識別するように作用するデータ捕獲手段と、を備える装置を提供する。
【００４０】
本発明のこれら二つの態様によって、各ゾーンの検出スポットの数のファクタによって検出の解像度を増加され、それによって、例えば、回転多角形ミラーが設けられている場合、そのスピードを増加することなく、同じスピードの検出に対する解像度を増加し、又は所与の解像度での検出スピードを増加することが可能である。従って、比較的より小さな物体がそれらの位置（望ましくは、構成）に関してより正確に識別可能であり、粒子の分類に特に適するシステムを提供可能である。
【００４１】
本発明の第１１の態様によれば、物質のストリームを自動的に検査するための装置であって、前記物質でアクティブであるように検出媒体を放射するように作用する放射手段と、互いから離間された第１と第２の検査装置であって、前記媒体でのばらつきによって変化される検出媒体を前記物質から受信し、前記媒体における前記ばらつきに依存して検出データを発生するように配置された第１と第２の受信手段と、前記第１と第２の検出手段に接続され、前記第１と第２の検出手段から前記検出データを捕獲するデータ捕獲手段と、を備える装置が提供される。
【００４２】
本発明のこの態様によって、検査されることが可能な物質幅を増加及び／又は同じ物質幅の検査の解像度を向上することが可能であり、検査装置は、物質の幅のそれぞれの部分を検査するか又は物質の実質的に全体の幅検査可能である。有利なことに、各装置の検査パスは、実質的に直線状で且つ実質的に物質に対して実質的に垂直に横切り、且つ検査パスは、それらがオーバーラップするところに実質的に共入射するか、或いはオーバーラップしない場合、直接的端端結合となることが非常に好ましい。検査装置が共通位置からそれぞれの幅方向走査を開始するか、或いは共通位置でそれぞれの幅方向走査を完了することが特に好ましい。検査装置は、互いに並んで配置されたそれぞれのモジュールの形態を取ることが出来る。
【００４３】
本発明の第１２の態様によれば、物質を自動的に検出するための方法であって、走査ビームとして、放射よりなる検出媒体を放射して前記物質上のパスを照射し、前記物質に対して斜めの角度で前記照射されたパスを検査し、前記検査から前記パスの概略的プロファイル突き止める方法が提供される。
【００４４】
本発明の第１３の態様によれば、物質を自動的に検査するための装置であって、走査ビームとして、放射よりなる検出媒体を放射して前記物質上のパスを照射するように作用する放射手段と、前記物質に対して斜めの角度で前記照射されたパスを検査するように配置された検査手段と、前記検査から前記パスの概略プロファイルを突き止めるように配置された探知手段と、を備える装置が提供される。
【００４５】
本発明のこれら二つの態様によって、単一の方法で且つ比較的低エネルギー消費で、物質の概略プロファイル、特に物質が構成される物体の概略プロファイルを探知可能である。
【００４６】
本発明の第１４の態様によれば、物質の検査方法であって、前記物質でアクティブであるように放射よりなる検出媒体を放射手段から放射し、前記媒体は、前記物質におけるばらつきによって変化され、前記放射された媒体の少なくとも一部は、前記物質を通過し、前記物質を通過した前記変化された媒体は、検出手段で受信され、前記検出手段が前記放射手段から直接に前記媒体を受信することを防止する、ことよりなる方法が提供される。
【００４７】
本発明の第１５の態様によれば、物質の検査装置であって、前記物質でアクティブであるように、放射よりなる検査媒体を放射するように作用する放射手段と、前記物質におけるばらつきによって変化される検出媒体を、前記媒体を前記物質に通過させることによって、受信するように配置された検出手段と、前記検出手段が前記放射手段から前記媒体を直接に受信することを防止するように配置された遮蔽手段と、を備える装置が提供される。
【００４８】
本発明のこれらの態様によって、放射手段から直接に受信される媒体によって発生する検出手段の忙殺を防止すること、及び従って受信手段が媒体中のばらつきに対する比較的高い感度であることが可能である。
【００４９】
本発明の第１６の態様によれば、物質のストリームを検出するための装置であって、前記物質でアクティブであるように、放射よりなる検出媒体を放射するように作用する放射手段と、前記媒体に前記物質を通過させることによって、前記物質でのばらつきによって変化する検出媒体を受信するように配置された検出手段と、前記放射手段と前記検出手段との間に位置され、前記媒体が通過するように配置される受信手段と、を備え、前記受信手段がフレネルレンズよりなる装置が提供される。
【００５０】
本発明のこの態様によって、放射線が物質の中を集束される方法で通過するより均一に前記の物質に照射されるようにするために、放射線を並行する方法で前記の物質の中に通過させることができる。
【００５１】
本発明は、多様な自動物品検査システムに応用できる。
【００５２】
多重センサーあるいは走査装置あるいはその双方を応用することで、多数の検出点を導入することができる。
【００５３】
構成物あるいは色のばらつきを検出したり、あるいは、例えば材料の選別に当たっての流れの金属部分を検出するために、検出媒体を、例えば赤外線あるいは可視光線のような、電磁波放射とすることができる。多様な材料をその相互間で選別でき、そればかりでなく特にプラスチックで表面加工された物質を他の物質から選別できる。現行の自動選別では、物質は、ほぼ単層に分布されていなければならない。
【００５４】
同時に種々の媒体の上でほぼ互いに同時に、検出媒体としのて可視光線を使用して、可視光線スペクトルの中の複数の波長を分析を実施することで、物質の色を、より正確に識別することができるので、とくに、例えば薄く着色された容器を識別するときに便利である。
【００５５】
物質が、自由落下条件で検出ステーションの所で進行するとき、搬送手段の存在を配慮することを必要しないで、検出を実施し、また前進する物質と、また受け入れ手段との間でほぼ一定の間隔で反射依存検出を実施することができる。更に、前記の特徴により、検出レベルの所で、物質を水平よりむしろ垂直に（できれば、垂直あるいはほぼ垂直に）落下させることができるので、装置を、リサイクル・プラントで特に望ましい特性である水平方向にコンパクトとすることができる。検出媒体が作動させられる所以上のレベルの適切な検出器の手段で、物質を、垂直軸を中心とするカーブした、できば前記の軸からほぼ一定の半径であることが好ましい分布で自由落下させることができる。
【００５６】
互いに傾斜している、それぞれ異なる方向で、物質の共通領域から受け入れるための第１と第２受け入れ装置と、物質のばらつきにより異なる検出媒体と、第１と第２受け入れ装置の所で受け取られた、媒体の中のばらつきにより左右される第１と第２の一連の検出データを生成しながら、物質の投入方向を横断して物質を走査するように配設された第１と第２検出手段と、また前記の第１と第２検出手段に接続されており、第１と第２の一連の検出データを前記の第１と第２検出手段から取り込む役割を果たし、また前記の共通領域の高さの指標を得るための前記の第１と第２の一連の検出データを使用するためのデータ取り込み手段を設けることで、例えば、媒体の照度が、物質の所の関連する検出領域の所での物質の方向のばらつきににより変化している場合に、容器の体積を、第１と第２の一連のデータの比較により決定することができるので、例えば物質の中の潰れていない容器を識別することができる。更に、例えば、媒体の波長が、前記の検出領域の所にある物質の構成のばらつきで変化した場合は、容器の構成をも、また決定できる。
【００５７】
例えば、一つの一般的な方向からの照射が、物質の方向の変化と、またその結果生ずる反射させられた媒体の中の反射の変化に左右されて表面の照射の照度の変化を生成し、容器の体積を決定することができるので、対象物をその投入方向に対して横断して走査して、対象物の種々の方向となっている表面の関連する方向により左右されるその照度で変化する検出媒体を受け入れることで、潰れていない容器を識別できる。更に、例えば、容器の構成のばらつきにより媒体の波長が変化した場合は、また容器の構成を決定することができる。
【００５８】
対象物を選別するために、前記の対象物を自由落下させることができる。代案として、前記の対象物を、検出ステーションを経由して、エンドレス・ベルトコンベヤの上で進めることができる。選別されるべき対象物が、電磁波放射、例えば赤外線をほぼ透過するプラスチックの対象物である場合は、前記のベルトの搬送面を、電磁波放射に対して拡散反射としなければならない。
【００５９】
重合体に対しては、１．５ミクロンから１．８５ミクロンのＮＩＲ領域の２個あるいはそれ以上の検出波長帯を使用することができる。例えば、ボード紙上のポリエチレンからなる積層物に対しては、１．７５ミクロンにほぼ集中させた第１波長帯が、また、第１波長帯より０．１ミクロン少ない、例えば約１．６６ミクロンの所に集中させた同様に第２波長帯が使用される。
【００６０】
物質を、第１層と前記の第１層の下の第２層と、また第１層の材料のスペクトルと著しく異なる不可視電磁波照射の反射されたスペクトルを有する物質から成る積層物から成るものとすることができる。その結果、前記の積層物から反射したほぼ不可視電磁放射、特に赤外線のスペクトルを、前記の物質の複数の層の何れの単層から反射した前記の放射のスペクトルと明確に判別することができる。
【００６１】
流れが、例えば、重合体を基板に塗布する重合体コーティング装置のような積層装置の上で進む積層物の連続的な帯である場合は、進行中の重合体層の構成の如何なるばらつきをも検出して、前記の検出に従って塗布工程を修正することができる。
【００６２】
代案として、予め設定された構成の対象物、例えば、連続する流れと比較して幅が広い廃棄物を、物質の流れ、例えばから選別することができるので、比較的高い選別率を、達成することができる。
【００６３】
一般的には、１メートルの流れに対して２５から５０の検出領域の横断列がある。多重赤外線光源から流れを横断する赤外線の照度が充分である場合、あるいは各検出点の所に赤外線光源がある場合でも、２５から５０の検出領域を“カバー”するための集中検出システムを応用することができる。光ファイバーで、反射された赤外線を、検出点から、前記の集中検出システムに導くことができる。しかし、赤外線反射装置システムは、反射システムが、廉価であり、より高い赤外線の照度レベルで操作でき（従って、赤外線信号のロスが少ないので）、また、精密な焦点深度をそれ程必要としないので、できれば光ファイバーであることが好ましい。流れが、毎秒２．５メートルで移動し、またシステムが、流れを横断して毎秒１００から１６０の走査を行うことができる場合は、検出を、流れに沿って２．５から１．５センチメートルの間隔で行うことができる。各々の走査が、２５から５０の検出領域に分割されている場合は、検出を、１．５  Ｘ  ２．０センチメートルから２．５  Ｘ４．０センチメートルの格子で行うことができる。移動する流れの横断走査で、画像処理で分析することができる２次元シミュレーションのを構成することができる。前記の方法で、下記の事項を検出することができる、即ち、
物質の構成、例えば、厚み、と流れの中の位置
構成のばらつきの形状とサイズ
ほぼ同時の複数の構成のばらつき。
【００６４】
検出データ処理システムは、各々の検出領域の所で好ましいか好ましくない構成を決定する。
【００６５】
食品の品質管理、例えば、脂肪分と魚の熟成度と肉の熟成度に対しては、装置は、赤外線の範囲内でのスペクトルの吸収をモニターすることで食品の品質を計測する。
【００６６】
廃棄物の流れの（上からではなく）下部から対象物を検出を配設する利点は、前記の検出が、検出点から対象物までの出来るだけ一定の距離から行われることであるが、前記の検出には欠点がある。コンベヤ上の廃棄対象物に上からの放射で照射し、また上に向けて伝搬する反射された放射の部分を選別するために反射装置システムを使用することで、システムを、焦点不反応とすることができる。流れを自由落下とする代案は、下からの検出の多数の欠点を回避しながら、検出点から対象物までの距離を可能な限り一定にできると言う点で特に便利である。
【００６７】
スペクトル感知装置の他にあるいはの代わりに、電磁波感知装置を、金属検出ステーションの所で使用することができる。前進する流れを横断して伸びるアンテナ手段で、波動する磁場を、流れを横断してセットアップするきおとができる。スペクトル検出領域があるので、流れを横断してできるだけ多数の渦流検出領域を設けることで（個々の検出コイルの形態で）、同時金属検出を、非常に低い追加のコストレベルで実行できる。前記の装置で、重合体が塗布された飲料品カートンから成る廃棄物の流れと、交互に配設された複数の空気噴射列で、下記のものを選別できる、即ち、
アルミ隔壁無しの飲料品カートン
アルミ隔壁付きの飲料品カートン
他の金属が含まれている対象物。
【００６８】
より念入りなスペクトル分析で、前記の装置は、プラスチック対象物の中の重合体タイプのものを識別してから選別することができる。システムを、それから種々のプラスチックで起こる別個の細片に選別するのに応用できる。
【００６９】
少なくとも２個の流れを同時に全く同一に検出するためのステーションを使用することで、流れが、それぞれ検出ステーションを有する場合と比較して、検査費用を削減できる。
【００７０】
本発明を明確にまた完全に開示するために、以下添付図面を参照して実施例について説明する。
【００７１】
本発明はＷＯ−Ａ−９６／０６６８９のシステムの原理を利用するものであり、本願の図面を参照して本発明の説明を簡略にする必要のために上記文献が参照される。
【００７２】
図１を参照するに、垂直下方に向けられたビデオカメラ４と、２つの検出ユニット６（図２及び図３を参照して説明される）のひとつと同一である検出ユニット６とを包含する検出ステーション２では、容器のような物体１４を包含する廃棄物の流れを有し、この廃棄物は実質的に水平なコンベヤベルト８を通して空気噴射ノズル１０の横配列体へ前進させられる。カメラの矩形状の投影区域は、参照符号１２で示され、ベルト８の全幅、したがって廃棄物の流れにわたっている。カメラ４からのデータは、（物体が廃棄物の流れを占有している大体の領域における）廃棄物流れ中の個々の物体の位置を示すために用いられる。ユニット６は、同様にベルト８の全幅、したがって廃棄物の流れにわたって延びている矩形状の通路Ｐに沿って廃棄物の流れを走査する。この通路Ｐは、ベルト８の長手方向Ｄに対して、すなわち廃棄物流れの供給方向に対して垂直である。赤外線スペクトル解析により、ユニット６は廃棄物流れ中の少なくとも幾つかの物体１４の組成物を検出する。カメラ４及びユニット６からのデータは、それぞれのノズル１０への圧縮空気の供給を制御するソレノイド弁（図示せず）のためのコントローラ１６を制御するのに用いられる。この比較的簡略なシステムにおいて、各物体の組成物及び／又は色はユニット６により検出され、一方ビデオカメラは走査領域を監視するのに用いられ、そのデータ出力はユニット６の検出器２１から受けると物体の位置を自動的に検出して、これらの物体に関連するデータを矯正するのに用いられる。ベルト８は０．５ｍの幅とすることができ、カメラ４及びユニット６はこのベルトの全幅にわたって作動する。
【００７３】
次に図２及び図３を参照するに、２つのユニット６はコンベヤベルト８の上方に互いに並んで配置されている。この実施例において、ベルト８は１．０ｍの幅とすることができる。各ユニットはハウジング１８を包含し、図２及び図３における左側のユニットからはそのハウジングの正面カバーが取り除かれている。各ハウジング１８は、取付けブラケット２０を包含する。検出ステーション２は、ＷＯ−Ａ−９６／０６６８９の図１１の実施例の検出ステーション１３１とは、主として、並んで配置された２つのユニット６を有し、また、各ユニット６において、上記図１１の円筒形、多角形ミラー１０８が再指向されて、その回転軸線Ｒが供給方向Ｄに延びている点で相違する（このようなミラーは本願の図面において参照符号１９で示されている）。この変形は、物質の流れからフィルタ／デテクタの結合装置２１への変化したＩＲ放射の伝送通路を簡単にするばかりでなく、上記図１１におけるような比較的長い通路によって生ずるＩＲ強さの損失を最少にすることができる。フィルタ／デテクタ２１は光検出装置２２の一部分であり、この光検出装置はビームスプリッタ２４を包含して、ブラケット２０に取付けられている。ブラケット２０には、また、マイクロプロセッサ２６が取付けられており、このマイクロプロセッサはフィルタ／デテクタ２１から（及びもしカメラ４が設けられている場合にはカメラ４からも）のデータ出力及び多角形の回転ミラー１９の角度位置に関するデータを受け取り、したがってコントローラ１６を制御する。多角形ミラー１９は矢印Ａの方向へ回転し、走査の開始での関連するビームスプリッタ２４への各ミラー１９を通しての拡散反射ＩＲの開始通路は、点線５により示され、また走査の終わりでのその最終通路は点線Ｆにより示されている。図示はしていないけれども、各検出装置２２で受け取られ、廃棄物流れでそれぞれの検出区域から発する変化検出媒体のビームは、廃棄物流れから関連するミラー１９までのそれぞれの通路に沿って進み、これらの通路は廃棄物流れからミラー１９まで互いに関して連続して収れんする。一方のユニット６、又は並んでいる少なくとも２つのユニット６の列は、コンベヤベルトにより前進させられる物質に適用できるのみならず、前進して滑べる物質又は前進して自由に落ちる物質にも適用できる。３つのフィルタ／デテクタ２１が示されており、ユニット６は３つの電磁放射波長の同時解析を行うことができる。少なくとも３つの波長及びしたがって対応する数、すなわち少なくとも３つのフィルタ／デテクタはＩＲが検出媒体として用いられている場合に選択されている場合に物質の組成物を検出するために選択され、又は、可視光が検出媒体として選択されている場合には、少なくとも２つの波長及びしたがって少なくとも２つのフィルタ／デテクタが物質の色を決定するために選択される。多角形ミラーは、ミラーの相当遅い回転速度でもって相当高い走査速度を与える。走査幅にわたって物質から反射した放射線は、収れんする。
【００７４】
各多角形ミラーと物質流れとの間の間隔は、相当低い照度でもって反射放射線の高い解像度及び強度を維持するために、実際上できるだけ小さく維持される。
【００７５】
例えば、ＷＯ−Ａ−９６／０６６８９の図１１の検出システムと比較して、本願の図２及び図３のシステムは上り高い解像度と多少良好な信号対雑音比を得ることを可能にする。更に、反射放射線が物質から進んでフィルタ／デテクタ２１に到達しなければならない距離は、半分にまでかなり減少させることができ、したがって光伝送損失を減少せしめ、もし反射放射線が汚染した例えばダストを通して大気に及び／又は中間ミラーを経て間接的に大気に進まなければならない場合には非常に重要である。
【００７６】
視差及びシャドーイング効果は、もし反射の横断角度が垂直から３０°ほど内に維持することができる場合には、例えば２００ｍｍの高さよりも少ない物体のために許容制限内に維持することができる。各走査の間中、多角形ミラーの反射点は走査方向においてミラーの表面にわたって動き、走査の終わりに向かう反射角度を多少減少せしめる。
【００７７】
例えば、多角形形ミラーでもって、新しい走査はミラーの６０°回転により始まる。しかしながら、各走査は、完成しようとする６０°回転の半分よりも多少少ないことを必要とし、したがって実際の走査周期よりもたぶん長い間隔が存在し、例えば多少のデテクタ校正を保証することができる。しかしながら、スペクトル解析及び流れの２方向シュミレーションが、実際に連続するデータ取得と平行にして大いに実施される。
【００７８】
例えば、３ｃｍの平均最少物体高さは、視差エラーのいくらかを矯正するための基準として前もって設定することができる。
【００７９】
利点は、縁区域の物体又は物体の一部分を検出するのに不注意な失敗を除去するために、２つのユニット６により走査される幅の内方端の多少のオーバーラップを有することにある。各ユニット６は、空気噴射ノズル（図示せず）のその自身の配列体の制御範囲でさえも、互いに独立して作動する。
【００８０】
選抜的な実施例において、２つのミラー１９によって走査される幅は完全にオーバラップすることができ、これらのミラー１９は図２及び図３に示されているよりも前進物質からかなり遠くに配置される。もしミラー１９が図４に示されるように物体流れのそれぞれの縁の上に実質的に直接に配置されている場合には、視差及びシャドーイング効果はデータの処理中消失することができる。勿論、物質の高い照度は要求される。
【００８１】
図４を参照するに、これらミラー１９の軸線Ａは、ベルト８のそれぞれの縁８ａのすぐ上でかつこれらの縁８ａに平行であり、また、既知の幅Ｗであるベルト８の上方に既知の距離ｄでもって互いに同じレベルで配置されている。物体１４ａは、ベルト８上に置かれて示されている。この物体は、頂部左側隅部ＴＬａ、頂部右側隅部ＴＲａ、底部左側隅部ＢＬａ及び底部右側隅部ＢＲａを有している。ベルトに関しての物体の位置（ＢＬａ−ＢＲａ）、物体の高さｈ及び物体の幅Ｗは、左側軸線Ａに関しての角度αＴＲａ及びαＢＬａに、右側軸線Ａに関しての角度αＴＬａ及びαＢＲａが既知であるとすると、決定することができる。これらの角度は、左側又は右側のミラーにより受けられた拡散反射ＩＲの波長及び／又は強度の突然の変化が生じるところで、それぞれ、点ＴＲａ〜ＢＲａを言及し、したがってこれらの角度はマイクロプロセッサ２６により受けられた検出データからマイクロプロセッサ２６により決定することができる。
【００８２】
もし、ミラー１９がひとつの場合には、例えば頂部表面（ＴＲａとＴＬａとの間）のために、点ＴＬａ（左側ミラー１９の場合）又はＴＲａ（左側ミラー１９の場合）での拡散反射ＩＲの突然の変化は、側部表面（ＴＬａとＢＬａとの間又はＴＲａとＢＲａとの間）よりもＩＲでの放射した強さは一層大きく、それから、他方のユニット６は、一方のユニットが位置とｈ及びｗの両方とも測定することができるので、簡略にすることができる。
【００８３】
更に、他の実施例において、多角形のミラー１９を使用することにより、装置２２の各波長のための多数のデテクタを有することが可能である。この方法において、図７を参照して詳述されるように、光学分割は改善することができ、これにより、例えば砕けた物質の流れ中に存在しているような非常に小さな物質の検出を助けることができ、又は、ミラー１９と物質との間の間隔を増大しながら、走査モジュール６の同じ光学分割を維持することができる。
【００８４】
図５に関し、垂直に対して小さい角度βを下方に傾斜した送りベルトコンベヤ３０によって前進された廃棄物質は、円錐形又は楕円形ディフレクタ３２に載置されたドーム３１上に落下するので、廃棄物は、ディフレクタ３２の垂直軸線Ｖを中心とする略一定の半径で分配されるようになる。ドーム３１は、外方に散開するガイドフィン３３を設けていて、円錐形又は楕円形ディフレクタ３２のまわりで廃棄物質をより均一に拡散させる。フィン３３を設けることにより、廃棄物質がディフレクタ３２の外周の前方中央に集中する傾向が減少するため、高い分別能力が達成でき、換言すると、廃棄物質の一部が互いに重なり合うことがなく、廃棄物質がディフレクタ３２上を通る流れにおいてより密となるので、より多くの廃棄物質が分別できる。ディフレクタの下側のものは、軸線Ｖと略同軸の前方壁３４ａを有するハウジング３４であり、このハウジングは、軸線Ｖと同軸でこの軸線を中心として回転する円筒状の回転多角形ミラー１９と同じレベルにおいて光学検出装置２２としての水平スロット３６を形成されている。ハウジング３４はまた、スロット３６を通過して自由落下する物質を照射するためのランプ３８を収容する。落下中の物質から反射した放射線は、ミラー１９へ反射し、スロット３６の水平平面において物質から略一定の距離で落下中の物質を走査する。ハウジング３４の下側に配設されたものは、軸線Ｖから略同じ半径でスロット３６と平行に配置された多数の空気噴出ノズルアレイ４０である。落下中の物質を越えて半径方向外方に配設されたものは、互いに半径方向外方に離間した多数のコレクタシールド４２である。軸線Ｖからのその半径が大きくなるにつれて、シールド４２は大きく延在する。
【００８５】
使用において、スロット３６を通過して落下する物質の組成及び／又はこのスロットを通過して落下する物体１４の相対位置が検出され、その結果アレイ４０のノズルが作動されて、物体１４をシールド４２の間の空間内へ及び最外方のシールド４２の外側に分別し、残りの物質は単に最内方のシールド４２の内側に垂直に落下し続ける。
【００８６】
ベルト３０の下方の傾斜は、物質がこのベルトを離れるときに物質の下方への加速度を助長するように設けられている。この下方への加速度は物質の垂直速度を増して装置の能力を高める。また、ベルトコンベヤの前端ローラ４４の半径を比較的大きくして、この下方への加速度を助長し物体１４の転がりを低減することは有益である。
【００８７】
フィン付ドーム３１及びディフレクタ３２の使用は、物質の分配を軸線Ｖと同軸の自由落下分配へ促進する。このことは、ミラー１９がまた軸線Ｖと同軸であるため視差の誤差が起らないという利点がある。ランプ３８をハウジング３４内に装架する代りに、これらランプはハウジングの外部に装架されてもよい。
【００８８】
図５の実施例において、検出手段、照明手段及び取出手段は単一ユニットとして組立てることができる。物質が落下している際に物質の少なくとも１個以上の断片の取り出しが実行できると考えられている。しかしながら、特に２個以上の所望の断片が取り出される場合には、カメラによる監視がより正確な取り出しを行うのに必要である。
【００８９】
図５のシステムは、同等の水平なシステムよりも少ない床面積を占めるという特有の利点がある。
【００９０】
図６に関し、この変形例は、コンベヤベルト８上の物質に関して示されているが、滑降路を前進下降している物質あるいは自由落下中の物質にも適用できる。多角形ミラー１９は、物質を走査している状態で示されている。しかしながら、この場合では、ミラー１９は、ベルト８上の物質から反射光を受けこの反射光を光学検出装置２２へ反射させるばかりでなく、２つのコリメータ４６からの可視光のような物質照射電磁放射線を受け平行光ビームＢを物質の横方向走査スポットへ反射させる。固定光源をもたせるようにするこの変形例は、光学検出装置２２における同じ反射放射線の強さレベルに関して照射エネルギー要求を大幅に減少させる利点がある。照射ビームと戻りビームとの両方の反射のための多角形ミラーの使用（多分このミラーと前進中の物質との間で他のミラーを介在する）は、その同期化を全体的に信頼性の高いものとする利点がある。代りとして、同じ回転本体に、あるいは、何らかの形式の同期装置を付加的に必要としつつ異なる回転本体に、一方を照射ビーム用かつ他方を戻りビーム用とする２つの別個の多角形ミラーを使用することが可能である。使用する光源がコリメータ４６あるいは他のもののように何でアレイ、光学検出装置２２のスプリッタへの直接放射線反射は、検出器の感度を飽和状態にする問題を招き得るものであり、このような直接反射を回避する必要がある。これは、図６に示されているように、ビームスプリッタに対して光源をオフセットすることによって達成できる。必要でアレイば、別個のコリメータ４６を、光学検出装置２２の放射線入口のまわりに心出しされたリング形状のコリメータに代えることができる。
【００９１】
図７に示す変形例（ベルト８上の物質、滑降路を前進下降している物質あるいは自由落下中の物質に適用できる）において、ユニット６は、ミラー１９及びマイクロプロセッサ２６（図示しない）の他に、互い並置され光路Ｐに沿い互いに隣接配置されたそれぞれの検出スポット１０１及び１０２からの反射放射線を同時に受けるように配設された２つの光学検出装置２２を備えているので、検出される各電磁放射線波長に関して２つのフィルタ／検出器２１（図示しない）がある。走査が進むにつれて、光路Ｐに沿い異なる検出領域すなわち複数対の検出スポットが検査される。この変形例の変形（図示しない）において、２つの光学検出装置２２が、二重のフィルタ／検出器２１を備える単一の光学検出装置２２に代えてある。
【００９２】
図８に関し、この変形例では、モジュール５０が、ベルト８の中央垂直平面に配置され方向Ｄに対して傾斜して指向されたカメラ５２で可視できる電磁放射線の横方向走査ビームＢを放出する。ビームＢは、ベルト８を横切って延びる光路Ｐ’及び検出ステーション２でベルト８により前進されている各物体１４を照射する。これにより、カメラ５２は、各物体の全体輪郭、例えば物体が矩形断面のものであるかについて、略一定の円形断面の切妻頂部付カートン１４ａであるかについて、カン１４ｂであるかについて、あるいはボトル１４ｃのように可変の円形断面であるかについて、検出するのに採用できる。こうして、これらの物体を互いに分別することが可能である。その上、モジュール５０が、ビームＢの反射電磁放射線から物体１４の組成を決定するようにした図６による変更を備え、モジュール６と同じ能力を有している場合には、物体の全体形状及び位置に加え、物体の組成を決定することができる。勿論、この変形例は、ベルト８により前進されている材料ばかりでなく、滑降路を前進下降している材料あるいは自由落下中の材料にも適用できる。
【００９３】
図９〜１１に関し、この変形例は図５のものとは、可視光Ｌを含む放射線が検査される物質１４を貫通する点で主として相違する。従って、光源６０が、回転多角形ミラー１９及び光学検出装置２２を収容するハウジング３４の外部に配置されている。光源６０は２つの水平の蛍光管６２を包含し、各蛍光管は物質１４の流れの全幅にわたって延在し、光の水平スロット形出口６６を除いて水平ケーシング６４により囲繞されている。蛍光管６２は出口６６の上方及び下方にそれぞれ配設され、ケーシング６４の内面は可視光を反射可能である。こうして、出口６６を出た光Ｌは、ある程度平行にされる。物質１４の流れに対して略直角をなす比較的平行な光を使用することは、信頼性の高い分析を容易にする。光はスロット３６を通ってフレネルレンズ６８に至り、このフレネルレンズは物質１４の流れの全幅にわたって延在し、少なくとも水平平面において光Ｌを水平スロット形状の内方開口７１を形成した内壁７０へ収束させ、従って、光Ｌは多角形ミラー１９に向かって収束し続ける。この構成は、ケーシング６４の部分６４ａが蛍光管６２から光学検出装置２２へ光Ｌが直接進むのを防止するようにしている。物質１４は、特に有益的には、比較的透明のプラスチックで異なる色の圧潰したボトルの形状である。ベルトコンベヤ３０を出たボトルは短いガイド７２に当たり、このガイドは、圧潰したボトルのそれ自身の軸線を中心とするスピンを抑える。これは、光学検出装置２２からの誤データの発生を低減させる。ボトルの検査で識別されたプラスチックの色に因り、空気噴出ノズルアレイ４０は物質１４を１つ以上の所望の色付部片７２と残りの部片７４とに分別する。
【００９４】
作動において、３つの波長の放射線すなわち３つの色が可視光の全スペクトル（４００〜７００ｍｎ）において分析される。
【００９５】
少なくとも２つの蛍光管６２を備え、複数の蛍光管６２からの光を混合しながら、物体の進入について反射光のみを使用することにより、蛍光管６２のエージングの作用を軽減すると考えられる。
【００９６】
前方壁３４ａは、物質１４がレンズ６８を汚すのを防止するのに役立つ一方、内壁７０は漂遊反射及び多重像を抑制する。
【００９７】
図５及び９における検出レベルでの自由落下中の物質１４は、水平方向よりも垂直方向に進む。これは、装置により占められる床面積を比較的小さくできるという利点があり、通常利用できる垂直方向の空間が十分であるが水平方向の空間が不十分であるトラックやリサイクルプラントにおいては特に有益な特徴である。さらに、これは、装置が物質の１回の走査に基づいて空気噴出ノズルアレイ４０により物質１４の多数の断片を取り出すようになっている場合に、好適な構成である。
【００９８】
図１２に示した変形例において、各検出区域から発し光学検出装置２２で受ける異なる検出媒体のビームＢは、各光路に沿って物質の流れから回転多角形ミラー１９へ進み、これらの光路は互いに対して物質の流れからミラー１９へ連続的に収束し、この場合、ビームＢは物質の流れからミラー１９へ平面ミラー８０を介して進む。勿論、この変形例は、ベルト８により前進されている材料ばかりでなく、滑降路を前進下降している材料あるいは自由落下中の材料にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  異なる組成物の廃棄物の自動分類システムを上から見た概略斜視図である。
【図２】  各々が第１の角度位置である２つの多角形の回転ミラーを備えている、上記システムの一実施例の概略正面図である。
【図３】  図２の同様な図であるが、しかし、２つのミラーが第２の角度位置である状態を示す。
【図４】  図２又は図３と同様な図であるが、しかし、上記システムの変形例を示す。
【図５】  上記システムの他の変形例を上から見た概略斜視図である。
【図６】  上記システムの更に他の変形例の概略正面図である。
【図７】  図６と同様な図であるが、しかし、上記システムの他の変形例を示す。
【図８】  図１と同様な図であるが、しかし、上記システムの更に他の変形例を示す。
【図９】  上記システムの更に他の変形例の概略垂直断面図である。
【図１０】  図９のＸ−Ｘ線に沿う概略水平断面図である。
【図１１】  図９の詳細を示す図である。
【図１２】  上記システムの更に他の変形例の概略部分斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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