特許 6241190 色彩選別機用の照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6241190

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】色彩選別機用の照明装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/85 20060101AFI20171127BHJP

   G01N 21/84 20060101ALI20171127BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20171127BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20171127BHJP

   G01J 3/46 20060101ALI20171127BHJP

   B07C 5/342 20060101ALN20171127BHJP

   F21Y 103/10 20160101ALN20171127BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20171127BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/85 A

   G01N21/84 E

   F21S2/00 230

   F21V23/00 117

   G01J3/46 Z

   !B07C5/342

   F21Y103:10

   F21Y115:10

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-216367(P2013-216367)

(22)【出願日】2013年10月17日

(65)【公開番号】特開2015-78912(P2015-78912A)

(43)【公開日】2015年4月23日

【審査請求日】2016年9月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001812

【氏名又は名称】株式会社サタケ

(72)【発明者】

【氏名】田川 澄夫

(72)【発明者】

【氏名】竹内 輝彦

(72)【発明者】

【氏名】荷堂 英信

【審査官】 小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−５１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６３４４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−１６３０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１９２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−７８９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０２２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５８１３５４２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｎ ２１／２５−２１／３９

Ｇ０１Ｎ ２１／４７−２１／５３

Ｇ０１Ｎ ２１／５９−２１／６１

Ｇ０１Ｎ １５／００−１５／１４

Ｇ０１Ｊ ３／０２−３／１０

Ｇ０１Ｊ ３／２８−３／５２

Ｂ０７Ｃ ５／００−５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放熱用の長尺状シャーシと、該シャーシ上に設置したＬＥＤ基板と、該ＬＥＤ基板上に多数のＬＥＤ素子を長手方向に一直線状に配列させた第１光源と、前記ＬＥＤ基板上に多数のＬＥＤ素子を長手方向に一直線状に配列させた第２光源とを備えた色彩選別機用の照明装置であって、
前記第１光源が被選別物の流下する側を照明し、前記第２光源が前記色彩選別機のカメラに対向して配置されたバックグラウンドのうち最も近い位置のバックグラウンドに対して照明し、
前記第１及び第２光源のうちの一方の光源が可視光の波長域の光を照射する光源であり、前記第１及び第２の光源のうちの他方の光源が近赤外光の波長域の光を照射する光源であり、
前記ＬＥＤ基板が設置されるシャーシの形状が断面三角屋根形状であり、前記三角屋根形状の一方の斜面を前記第１光源に形成し、他方の斜面を前記第２光源に形成し、
前記断面三角屋根形状の前記一方の斜面に形成する第１光源と前記他方の斜面に形成する第２光源との内角の角度が、８０°〜１００°の範囲内としたことを特徴とする色彩選別機用の照明装置。

【請求項2】

前記ＬＥＤ基板には、前記ＬＥＤ素子に隣接して照度センサを配設する一方、該照度センサからの照度データにより前記第１及び第２光源の照度を一定に保持する制御装置を設けている請求項１記載の色彩選別機用の照明装置。

【請求項3】

前記ＬＥＤ基板には、前記照度センサの近傍に前記ＬＥＤ素子の温度を検知する温度センサを設けている請求項２記載の色彩選別機用の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、色彩選別機用の照明装置の改良に関するものであり、特に、小型で長寿命かつ低電力であり、安定した明るさを保持することができるものである。

【背景技術】

【0002】

従来、被選別物となる粒状物を流下させるとともに、流下中の粒状物に光を照射し、良品とは異なる色に変色した不良品や異物などを色差、明度差をセンサによって検知し、良品の流れから不良品や異物などを区別して選別除去する装置として色彩選別機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の色彩選別機は、光源からの光を被選別物に照射し、被選別物からの反射光或いは被選別物への透過光の色差、明度差等をセンサによって検知し、これらの色差、明度差に基づいて、被選別物内に混入している不良品や異物等をイジェクタによって即座に除去するという原理に基づいている。適用されるセンサとしては、選別収量を上げるために、一直線で同時検知可能なラインＣＣＤからなるラインセンサーが使用される場合が多く、このようなセンサに対する光源としては、従来の色彩選別機においては、直管の蛍光灯や、多数のハロゲン電球又はＬＥＤ素子を列状に並べたものが用いられてきた（例えば、特許文献２参照、図９参照）。

【0003】

しかしながら、従来の直管型蛍光灯等にあっては、照度の安定に時間がかかる、寿命が短い等の不具合があり、ＬＥＤ素子を列状に並べたものにあっては、出力を上げ過ぎると高温となり、故障が生じやすくなるという不具合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−２２９５１７号公報

【特許文献2】特開２０１１−１４３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は上記問題点にかんがみ、長寿命、低電力に優れた小型の色彩選別機用の照明装置を提供することを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、放熱用の長尺状シャーシと、該シャーシ上に設置したＬＥＤ基板と、該ＬＥＤ基板上に多数のＬＥＤ素子を長手方向に一直線状に配列させた第１光源と、前記ＬＥＤ基板上に多数のＬＥＤ素子を長手方向に一直線状に配列させた第２光源とを備えた色彩選別機用の照明装置であって、
前記第１光源が被選別物の流下する側を照明し、前記第２光源が前記色彩選別機のカメラに対向して配置されるバックグラウンド側を照明し、前記第１及び第２の光源のうちの一方の光源が可視光の波長域の光を照射する光源であり、前記第１及び第２の光源のうちの他方の光源が近赤外光の波長域の光を照射する光源であり、前記ＬＥＤ基板が設置されるシャーシの形状が断面三角屋根形状であり、前記断面三角屋根形状の一方の斜面を前記第１光源に形成し、他方の斜面を前記第２光源に形成し、
前記三角屋根形状の前記一方の斜面に形成する第１光源と前記他方の斜面に形成する第２光源との内角の角度が、８０°〜１００°の範囲内とする、という技術的手段を講じた。

【0007】

【0008】

さらに、請求項２記載の発明では、前記ＬＥＤ基板に、前記ＬＥＤ素子に隣接して照度センサを配設する一方、該照度センサからの照度データにより前記第１及び第２光源の照度を一定に保持する制御装置を設けたことを特徴とする。

【0009】

そして、請求項３記載の発明では、前記ＬＥＤ基板には、前記照度センサの近傍に前記ＬＥＤ素子の温度を検知する温度センサを設けたことを特徴とする。

【0010】

【発明の効果】

【0011】

請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤ基板上に多数のＬＥＤ素子を長手方向に一直線状に配列させた第１光源と、前記ＬＥＤ基板上に多数のＬＥＤ素子を長手方向に一直線状に配列させた第２光源とを備えたとしても、ＬＥＤ基板が放熱用の長尺状シャーシ上に設置されているために、ＬＥＤ基板の放熱効果が高く、故障が生じ難（かた）い。

【0012】

また、前記ＬＥＤ基板上の第１光源と前記ＬＥＤ基板上の第２光源とを備えて、二つの異なる光源を併設して一体化したものであり、一方の第１光源が被選別物の流下する側を照明し、他方の第２光源が前記色彩選別機のカメラに対向して配置されたバックグラウンドのうち最も近い位置のバックグラウンドに対して照明するようにして、被選別物が流下する側を照明する第１光源とバックグラウンドを照明する第２光源とを兼用することによって、設置する光源の数を削減することができるとともに、バックグラウンド側の光量を調節することでバックグラウンドの角度調整用の駆動手段も不要となるから、大幅な小型化、低コスト化が可能となる。

【0013】

さらに、一方の第１光源が可視光の波長域の光を照射する光源であり、他方の第２光源が近赤外光の波長域の光を照射する光源であると、可視光用の光源と近赤外光用の光源とを兼用することができ、光学検出部内に設置する光源の数を削減することができる。

【0014】

そして、前記ＬＥＤ基板が設置されるシャーシの形状が断面三角屋根形状とし、三角屋根形状の一方の斜面に形成する第１光源と他方の斜面に形成する第２光源との内角の角度が、８０°〜１００°の範囲内とすれば、三角屋根形状の一方の斜面を被選別物が流下する側の照明用の光源に利用し、他方の斜面をカメラに対向して配置されるバックグラウンドの照明用の光源に利用して共用光源の作成の小型化、低コスト化が可能となる。

【0015】

また、請求項２記載のように、ＬＥＤ基板には、ＬＥＤ素子に隣接して照度センサを配設する一方、該照度センサからの照度データにより光源の照度を一定に保持する制御装置が設けられており、照度センサからの照度データにより光源の照度が一定にされるから、照度の不安定化や出力を上げ過ぎるといった不具合を解消することが可能となった。これにより、長寿命、低電力に優れた照明装置の提供が可能となる。さらに、請求項３記載のように、前記ＬＥＤ基板には、前記照度センサの近傍に前記ＬＥＤ素子の温度を検知する温度センサを設けると、照度の一定化の精度が向上する。すなわち、前記照度センサからのデータにより照度を上げる制御が行われた場合、電流の増加に比例してＬＥＤ素子の温度が上昇する。このとき、温度センサが作動するため、ＬＥＤ素子の適用温度範囲まで電流上昇を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の照明装置の照明カバーを外したときの概略斜視図である。

【図2】同上の照明装置の照明カバーを取り付けたときの概略斜視図である。

【図3】同上の照明装置の内部構造を示す概略断面図である。

【図4】同上の照明装置を色彩選別機に適用したときの概略断面図である。

【図5】同上の照明装置の制御構成を示すブロック図である。

【図6】同上の照明装置の回路図の一例である。

【図7】従来の色彩選別機用の照明装置の概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の照明装置の照明カバーを外したときの概略斜視図であり、図２は同上の照明装置の照明カバーを取り付けたときの概略斜視図であり、図３は同上の照明装置の内部構造を示す概略横断面図である。

【0018】

図１に示すように、本発明の照明装置１は、放熱用の長尺状シャーシ２（材質はアルミがよい。）と、該シャーシ上に設置したＬＥＤ基板３と、該ＬＥＤ基板３上に多数のＬＥＤ素子４を長手方向に一直線状に配列させた光源５と、該光源５の前記ＬＥＤ素子４に隣接して配設した照度センサ６と、該照度センサ６の近傍に配設した温度センサ７と、前記シャーシ２両端に配置した電源供給用のＬＥＤランプソケット８ａ，８ｂを備えて構成される。

【0019】

図２は、図１の照明装置１に加えて、半透明で材質が白色ポリカーボネート製の照明部カバー９と、照度センサ６及び温度センサ７用のセンサ用コネクタ１０ａ，１０ｂとを設けたものである。

【0020】

そして、図３は、図２のＡ−Ａ破断面図であり、照明装置１の内部構造が図示される。図３を参照すれば、シャーシ２は断面がＵ字状の第一シャーシ２ａと、該第一シャーシ２ａに載置された断面が三角屋根状の第二シャーシ２ｂとから構成される。該第二シャーシ２ｂは、三角屋根形状となっている一方の斜面２ｃ及び三角屋根形状となっている他方の斜面２ｄのそれぞれに光源５ａ，５ｂが配置されることになる。

【0021】

すなわち、光源５は、少なくとも二つの光源５ａ，５ｂを併設して一体化したものであり、一方の斜面２ｃの光源５ａはフォアグラウンド用照明（色彩選別機の穀粒など被選別物が流下する側を照明するための光源）となし、他方の斜面２ｄの光源５ｂはバックグラウンド用照明（色彩選別機のカメラに対向して配置したバックグラウンド板を照明するための光源）となすのである（反対に、光源５ａをバックグラウンド用照明、光源５ｂをフォアグラウンド用照明とすることもできる。）。そして、一方の光源５ａを可視光の波長域（例えば、４５０〜６００ｎｍ）の光を照射する光源に形成し、他方の光源５ｂを近赤外光の波長域（例えば、８００〜１３００ｎｍ）の光を照射する光源に形成すれば、可視光用の光源と近赤外光用の光源とを兼用することができる。

【0022】

前記第二シャーシ２ｂの三角屋根形状の内角θの角度は、色彩選別機の光学系の配置によって設定されるものであり、例えば、約８０°〜１００°の範囲、好ましくは８５°から９５°の範囲、より好ましくは８５°から９０°の範囲とするのがよい。なお、第二シャーシ２ｂの形状は三角屋根形状に限定することはなく、例えば、台形状に形成したり、半円状に形成してもよく、光学検出部の形状に合わせて適宜設定するとよい。

【0023】

さらに、図３について説明すると、光源５ａ用のＬＥＤ基板３ａ上に多数のＬＥＤ素子４ａを長手方向に一直線状に配列させ（図１参照）、ＬＥＤ素子４ａに隣接して照度センサ６ａと、温度センサ７ａとが配置されている。同様に光源５ｂ用のＬＥＤ基板３ｂ上に多数のＬＥＤ素子４ｂを長手方向に一直線状に配列させ、ＬＥＤ素子４ｂに隣接して照度センサ６ｂと、温度センサ７ｂとが配置されている。

【0024】

図４は、本発明の照明装置を色彩選別機に適用したときの概略断面図である。図４に示すように、色彩選別機５０は、水平位置から約６０度の角度で傾斜して配置した移送手段としてのシュート５１と、穀粒などの被選別物を貯留する貯留タンク５２と、貯留タンク５２からの被選別物をシュート５１に搬送するための振動フィーダ５３と、シュート５１下端から落下する被選別物の落下軌跡の上下を挟んで設けられる光学検出部５４ａ，５４ｂと、さらに下方に設けたエジェクターノズル５５と、該エジェクターノズル５５下方において前記シュート５１と同傾斜線上にあり、エジェクターノズル５５からの噴風を受けずにそのまま落下軌跡の粒状物を受ける良品回収樋５６と、該良品回収樋５６に並設され、エジェクターノズル５５からの噴風を受けて正常な被選別物から不良粒を回収するための不良品回収樋５７と、エジェクターノズル５５からの噴風を受け損（そこ）ねて、周囲の部材に当たって跳ね返った不良粒を回収するための補助不良品回収樋５８とが備えられている。

【0025】

前側の光学検出部５４ａは、複数のカメラ５９ａ,５９ｂと、本発明の照明装置１ａ，１ｂと、対向用バックグラウンド６０ａが配置されている。一方、後側の光学検出部５４ｂは、単一のカメラ５９ｃと、本発明の照明装置１ｃ，１ｄと、対向用のバックグラウンド６０ｂ，６０ｃが配置されている。そして、落下軌跡側には、透明ガラスからなる窓部材６１ａ，６１ｂが嵌め込まれている。前側の光学検出部５４ａの照明装置１ａ，１ｂは、図３に示すように、一方の光源がフォアグラウンド用照明（色彩選別機の穀粒など被選別物が流下する窓部材６１ａ側を照明するための光源）となし、他方の光源がバックグラウンド用照明（バックグラウンド６０ａを照明するための光源）となしている。同様に、後側の光学検出部５４ｂの照明装置１ｃ，１ｄは、図３に示すように、一方の光源がフォアグラウンド用照明（色彩選別機の穀粒など被選別物が流下する窓部材６１ｂ側を照明するための光源）となし、他方の光源がバックグラウンド用照明（バックグラウンド６０ｂ，６０ｃを照明するための光源）となしている。

【0026】

図５は、前記照明装置１の制御構成を示すブロック図である。図５を参照して照明装置１の制御構成を説明すると、前記多数のＬＥＤ素子４を配置するＬＥＤ基板３には、該ＬＥＤ素子４と電気的に連絡してＬＥＤドライブ電流を供給する定電流ドライブユニット１１と、該定電流ドライブユニット１１に発光電流の供給を指示する制御装置１２と、制御装置１２の各種制御内容を表示する表示装置１３とを備えている。制御装置１２には、前記ＬＥＤ素子４に隣接して配設した照度センサ６と、該照度センサ５の近傍に配設した温度センサ７とが、電気的に連絡され、ＬＥＤ素子４が発光したときの照度やＬＥＤ素子４の近傍の温度により、ＬＥＤドライブ電流の供給の増減をフィードバック制御することができる。

【0027】

図６は、前記照明装置１の回路図の一例である。図６を参照すれば、多数のＬＥＤ素子４ａが直列接続されて光源５ａ（フォアグラウンド用照明）を形成するとともに、多数のＬＥＤ素子４ｂが直列接続されて光源５ｂ（バックグラウンド用照明）を形成し、それぞれは給電可能となっている。このとき、光源５ａ,５ｂが発光すれば、照度センサ６ａ，６ｂに照度が検知され、あらかじめ設定した照度となるよう、電流供給の増減が制御される。また、光源５ａ，５ｂを発光させる際に出力を上げ過ぎて高温となると、温度センサ７ａ，７ｂが作動して、あらかじめ設定した温度となるよう電流供給を減少させる制御が行われる。

【0028】

以上のように、本実施形態によれば、ＬＥＤ基板３上に多数のＬＥＤ素子４を長手方向に一直線状に配列させた光源５であっても、ＬＥＤ基板３が放熱用の長尺状シャーシ２上に設置されているために、ＬＥＤ基板の放熱効果が高く、故障が生じにくい。また、ＬＥＤ基板３には、ＬＥＤ素子４に隣接して照度センサ６を配設する一方、該照度センサ６からの照度データにより光源５の照度を一定に保持する制御装置１２が設けられており、照度センサ６からの照度データにより光源の照度が一定にされるから、照度の不安定化や出力を上げ過ぎるといった不具合を解消することが可能となる。これにより、長寿命、低電力、耐振動性に優れた照明装置の提供が可能となる。

【0029】

そして、ＬＥＤ基板３には、照度センサ６の近傍にＬＥＤ素子４の温度を検知する温度センサ７を設けることで、照度の一定化の精度が向上する。すなわち、照度センサ６からのデータにより照度を上げる制御が行われた場合、電流の増加に比例してＬＥＤ素子４の温度が上昇する。このとき、温度センサ７が作動するため、ＬＥＤ素子の適用温度範囲の限界までに電流上昇に抑えることが可能となる。

【0030】

また、光源５を、少なくとも二つの光源５ａ，５ｂを併設して一体化し、一方の光源５ａが被選別物の流下する側を照明し、他方の光源５ｂが前記色彩選別機のカメラに対向して配置されるバックグラウンド側を照明すると、被選別物が流下する側を照明する光源５ａとバックグラウンドを照明する光源５ｂとを兼用することができ、設置する光源の数を削減することができるとともに、バックグラウンド側の光量を調節することでバックグラウンドの角度調整用の駆動手段（図示せず）も不要となり、大幅な小型化、低コスト化が可能となる。さらに、一方の光源が可視光の波長域の光を照射する光源５ａであり、他方の光源５ｂが近赤外光の波長域の光を照射する光源であると、可視光用の光源と近赤外光用の光源とを兼用することができ、光学検出部内に設置する光源の数を削減することができる。

【0031】

さらに、ＬＥＤ基板３が設置されるシャーシ２の形状を断面三角屋根形状とすれば、三角屋根形状の一方の斜面２ｃを被選別物が流下する側の照明用の光源に利用し、他方の斜面２ｄをカメラに対向して配置されるバックグラウンドの照明用の光源に利用して共用光源の作成の小型化、低コスト化が可能となる。
となるのである。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明は、色彩選別機用の照明装置などに適用することが可能である。

【符号の説明】

【0033】

１ 照明装置
２ シャーシ
３ ＬＥＤ基板
４ ＬＥＤ素子
５ 光源
６ 照度センサ
７ 温度センサ
８ ＬＥＤランプソケット
９ 照明部カバー
１０ センサ用コネクタ
１１ 定電流ドライブユニット
１２ 制御装置
１３ 表示装置
５０ 色彩選別機
５１ シュート
５２ 貯留タンク
５３ 振動フィーダ
５４ 光学検出部
５５ エジェクターノズル
５６ 良品回収樋
５７ 不良品回収樋
５８ 補助不良品回収樋
５９ カメラ
６０ バックグラウンド
６１ 窓部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】