专利名称：用光学和电子技术选择物体的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及从若干供选择用的物体中选择一种特定物质的方法及其设备。更准确地说，本发明与下列选择方法有关系，在该方法中，用光来辐射供选择用的物体，并且，根据从各物体反射的各种不同的光线中具有特定波长的光而从所述各物体中选择出特定的物质。本发明还涉及可以有效用于上述选择方法的设备。
在混淆组合的物体中，倘若特定物质的颜色、反射率或其他类似方面与该组合中其他物体的不同时，通常的做法是使用根据从各物体反射的光线来选择特定物质的方法。
例如，坚果的外壳在近红外区的反射率与它们的果仁的反射率显著地不同。就坚果而论，根据反射率的这种差异可以分清外壳和果仁。更准确地说，就杏仁而论，例如，在近红外区通常其外壳比果仁反射更多的光。因此，可对反射光线中具有近红外区范围内的特定波长的光线进行监测，并且，当具有特定波长的反射光的量超过预定的基准值时，将该物体断定为壳，而当反射的光量低于基准值时，将该物体断定为果仁，从而，能够进行选择。
偶然，供选择用的各物体的形状是不均匀的，因此，所反射的光量取决于对物体的观察方位，该方位可能影响据以进行选择的判断。
典型的选择设备的观测部分是象图1中示范性地示出的那样安排的。从斜槽1中落下的每个物体2在观测位置P受到发光器3的照射，同时，从预定的方位观测从物体2所反射的光。随着物体2落下，观测表面如标号，即，(1)-(2)-(3)所示那样变化。如上所述，因为各物体的形状是不均匀的，所以，在观测表面随着物体2的落下而变化的同时，所监测到的反射光的量也变化。势所必然会有以下的情况，即，虽然物体是外壳，但其观测表面与果仁的情况一样只反射少量光线。在一般的选择设备中，是根据从限于相当窄的面积的特定观测表面反射的光量来进行选择。由于这个缘故，先有技术免不了会有错误选择的危险。
此外，供选择用的物体具有各种各样的尺寸，这也可能影响实现选择的判断。更准确地说，通常，物体越大，所反射的光量也就越多;物体越小，所反射的光量也越少。因此，就小的外壳来说，它所反射的光量是很小的，以致于可能无法把它与果仁区分。在先有技术选择设备中，规定统一的基准点，而选择是根据反射的光量是否超过该基准点而进行的。所以，就不规则尺寸的物体而论，曾经担心会产生错误的选择。
鉴于上述情况，本发明的主要目的是提供一种在辨识的准确性方面优越的选择方法，以及，可以有效地用于这种选择方法的设备。
为此，本发明提供包括以下步骤的选择方法(1)用光线照射通过观测位置的供选择用的物体;(2)借助于信号转换器把从物体反射的光线中具有特定波长的光转换成电信号;以及(3)根据所述电信号从各物体中选出特定的物质，在该方法中包含以下的改进(1)在各物体中的每一个正通过所述观测位置的同时，对从信号转换器输出的电信号进行积分;以及(2)在该物体已通过所述观测位置后，根据最后的积分结果判断该物体是否包含特定的物质。
更准确地说，在供选择用的每个物体正通过观测位置的同时，对从信号转换器输出的电信号进行积分以获得表示从整个观测表面反射的光量的量，然后，根据总的反射光量来进行选择。这样，就有可能与由于所述观测表面的变化所造成的反射光量的变化无关地来进行选择。
根据其另一个方面，本发明提供一种选择方法，该方法包括采用两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的光;为所述两种或多种不同种类的光中的每一种提供上述类型的信号转换器，根据从各信号转换器输出的电信号鉴别每个物体对所述两种或更多种不同种类的光的反射特性;以及，根据所述反射特性判断该物体是否包含特定的物质。
这样，根据本发明，从两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的反射光中获得每个供选择用的物体的反射特性，并且，根据那些反射特性来进行选择。据此，就有可能与由于供选择用的物体的大小变化所造成的反射光量的相对变化无关地来进行选择。
根据其再一个方面，本发明提供包括以下步骤的选择方法(1)用光线照射通过观测位置的供选择的物体;(2)借助于信号转换器把从所述物体反射的光线中具有特定波长的光转换成电信号;以及(3)根据所述电信号从各物体中选出特定的物质，在该方法中包含以下的改进(1)采用两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的光;(2)为所述两种或多种不同种类的光中的每一种提供转换器;(3)在各物体中的每一个正通过观测位置的同时，对从信号转换器输出的电信号进行积分;(4)在所述物体已通过观测位置后，根据从各信号转换器输出的最后积分结果鉴别该物体对所述两种或更多种不同种类的光的反射特性;以及(5)根据所述反射特性判断该物体是否包含特定的物质。
本发明的上述以及其他目的、特征和优点通过下面结合附图对最佳实施例的描述将一清二楚，附图中相同标号表示相同的零件，附图中图1是表示供选择用的物体当其从斜槽中落下时观测表面变化的简图;
图2是示意性地表示本发明的选择设备的配置的方框图;
图3是表示杏仁的壳、中果皮和仁各自的反射率的值的曲线图;
图4表示可在图2所示的选择设备中用于除去杏仁的壳和中果皮的组合逻辑电路的一个实施例;
图5表示可在图2所示的选择设备中用于选出杏仁的果仁的组合逻辑电路的一个实施例;
图6是表示本发明的选择设备的特定实施例的方框图;
图7是表示图6所示选择设备中使用的背景箱配置的透视图;
图8是表示在图6所示选择设备中使用的分光镜的特定配置的简图;以及图9是用以说明图6所示选择设备的操作的定时曲线图。
下面将参照附图更具体地对本发明的一个实施例进行描述。
在对该实施例进行描述之前，为了便于理解，将对本发明的基本概念先进行说明。
图3是表示杏仁的壳A、中果皮B和果仁C在近红外区中各自的反射率的值的曲线图。如图中所示，假定分别具有波长1000nm、1，200nm和1，450nm的三种不同种类的红外线，作为具有特定波长的反射光线被检测到，而壳A，中果皮B和果仁C对具有1，000nm、1，200nm和1，450nm波长的三种不同种类的光的反射率用Ax，Ay，Az;Bx，By，Bz;以及Cx，Cy，Cz来表示。在该种情况下，从图中可清楚看到，以下条件成立Ax/Ay＜Bx/By…(1)Ax/Ay＜Cx/Cy…(2)此处假定K1值，后者满足以下的条件Ax/Ay＜K1＜Bx/By…(3)Ax/Ay＜K1＜Cx/Cy…(4)从图中可清楚看到，以下条件也成立Ay/Az＜By/Bz…(5)Cy/Cz＜By/Bz…(6)此处假定K2值，后者满足以下条件Ay/Az＜K2＜By/Bz…(7)Cy/Cz＜K2＜By/Bz…(8)假定以具有特定波长为1，000nm、1，200nm和1，450nm的三种不同种类的光，对某一供选择用的物体(不管是壳、中果皮或仁)检测，物体对该三种光的反射率的值分别是x，y和z，根据上述条件3、4、7和8可鉴别出该物体是壳、中果皮或仁。更准确地说，倘若满足以下条件x/y＜K1和y/z＜K2…(9)
则该物体是壳。倘若满足以下条件K1＜x/y和K2＜y/2…(10)则该物体是覆盖的中果皮。倘若满足以下条件K1＜x/y和y/z＜K2…(11)则该物体是仁。
下面参照图2，该图是示意性地表示本发明的功能的方框图，所示设备准备从作为供选择用的物体2的杏仁中除去壳和中果皮，即，从所述物体2中选出果仁。借助于分光镜10接收在观测位置P处从供选择用的物体2反射的光。分光镜10把具有上述三种不同波长(即，1000nm、1200nm和1450nm)的反射光线分开，并且，在将它们输送到相应的积分器11、12和13之前，将所述三种光分别转换成电信号x′、y′和z′。积分器11、12和13在所述物体2通过观测位置P的同时对从分光镜10输出的相应电信号积分。在所述物体2已通过观测位置P以后，积分器11、12和13输出相应的最后积分结果x、y和z，并把它们输送到比较器14和15。在本实施例中，将积分结果x输送到比较器14，将积分结果y既输送到比较器14也输送到比较器15，而将积分结果z输送到比较器15。
将上述K1值预先设置在比较器14中。K1是用实验方法预先获得的值，使其对上述条件(3)和(4)二者都能满足。一俟收到所述积分结果x和y，比较器14就立即获得x对y的比值，即，x/y，并且，将x/y比值与K1值比较，以检验它们之间的大小关系。比较器14按照所述比较大小的结果输出逻辑信号v倘若x/y＜K2，则输出v＝“0”，而倘若x/y＞K1，则输出v＝“1”。
将上述K2值预先设置在比较器15中。K2是用实验方法预先获得的值，使其对上述条件(7)和(8)二者都能满足。一俟收到所述积分结果y和z，比较器15就立即获得y对z的比值，即y/z，并且，将y/z比值与K2值比较，以检验它们之间的大小关系。比较器15按照所述比较大小的结果输出逻辑信号w倘若y/z＜K2，则输出w＝“0”，而倘若y/z＞K2，则输出w＝“1”。
将所述逻辑信号v和w输送到组合逻辑电路16，后者根据所述逻辑信号v和w，或者输出用于除去壳和中果皮的排除信号，或者输出用于选出果仁的信号。
图4表示组合逻辑电路16输出用于除去壳和中果皮的排除信号的装置。当v＝“0”或w＝“1”时，也就是说，在满足上述条件(9)或(10)时，上述电路输出排除信号。另一方面，图5表示组合逻辑电路16输出用于选出果仁的信号的装置。当v＝“1”和w＝“0”时，也就是说，在满足上述条件(11)时，上述电路输出果仁选出信号。选用两种不同类型的逻辑电路(即，其一在图4中示出，而其另一个在图5中示出)中哪一个，可按照特殊的目标而恰当地确定。
在用
的设备中，当待选物体2正通过观测位置P时，从分光镜10中输出的电信号被积分，以获得表示来自整个观测表面的反射光的数量的量，并且，所述物体2是根据总的反射光量而被区分的。这样，就有可能与由于观测表面的变化而引起的反射光量的变化无关地来进行选择。更具体地说，因为，对于各个观测表面一个物体的反射光量是不同的，所以，单凭观测一个表面并不能够断定其是否为果仁。然而，倘若对从各种不同的观测表面所反射的全部光量进行积分，那么，最后的该积分结果反映出供选择的物体的本质，因此，也随着物体的种类而不同。因为，本发明的设备是根据最后的积分结果作出鉴别的，所以，所述鉴别的准确度是相当高的。
在本发明的设备中，把分别对应于具有特定波长的三种不同种类的反射光的电信号x、y和z分成两对，也就是，(x、y)和(y、z)，并且对于每一对，获得代表一个电信号与另一个电信号之间的比率的值，即，相应的反射光的各光量之间的比率，于是，根据获得的比值就可辨别物体的种类。
供选择的物体的大小是各不相同，当然，尺寸越大，其反射的光量也越多;尺寸越小，其反射的光量也越少。根据这个道理，倘若根据代表反射光量的绝对值来判断供选物体的种类，那么，就会有错误选择的危险。然而，如上所述，通过获取代表所述三种不同种类的反射光中彼此相邻的具有特定波长的每对反射光量之间的比率的值来确定每个单独的物体的反射特性是可能的。这样，就可能根据其反射特性来鉴别每个单独的物体，而不需要如在先有技术中那样与绝对值进行比较，从而，就有可能与由供选择的物体的大小变化所造成的反射光量的相对变化无关地来进行选择。
下面参照图6，该图是表示本发明选择设备的一个实施例的配置的方框图，标号100表示供选择的物体，更准确地说，在本实施例中是杏仁。标号100a表示杏仁的仁，而标号100b表示杏仁的中果皮和壳。这些供选择的物体100从斜槽(未示出)落下并通过观测位置P。借助于若干发光器101(例如，卤素灯或钨丝灯)对观测位置P进行照射，这些灯既装在观测位置P的上游侧又装在其下游侧。
背景箱102安装在观测位置P的背后。图7中示出所述背景箱102的特定的装置。更具体地说，在背景箱102的前面构成窗口102a，而所述箱102的内部准备吸收光线。因此，通过窗102a进入背景箱102的光线在其内部被吸收，而无光线从其中射出。结果，窗口102a由于无光线从其中漏出，当从外面看时就是黑的。换言之，当以窗口102a作为背景来看观测位置P时，可以仅仅观测到从通过观测位置P的物体100所反射的光线。当无物体100出现在观测位置P时，仅可见到漆黑的背景。
在观测位置P的前方，透镜103、狭缝104和分光镜105按上述次序预先设置在贯穿背景箱102的窗口102a和观测位置P的直线的延长线上。透镜103把从通过观测位置P的物体100反射的光线聚焦在狭缝104上。狭缝104只允许透镜103提供的光线的中心部分通过。更准确地说，狭缝104把观测位置P限制在其背景仅仅由背景箱102的窗口102a构成的区域，并且，只准许在该有限区域内的光线通过。因此，当物体100通过观测位置P时，只有从物体100反射的光通过狭缝104而进入分光光镜105。当无物体100出现在观测位置P时，因为没有光线从构成背景的窗口102a漏出，也就没有光通过狭缝104，从而，没有光进入分光镜105。
图8中示出分光镜的特定配置。分光镜105把入射光分成两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的待鉴别的光。分光镜105进一步从所分离出的光中间选出具有不同波长的光线并把每种光线转换成与其强度相符的电信号。因此，所述分光镜105具有若干光束分离器106，滤光器107和传感器108，其数目等于分别具有特定波长的、待鉴别的不同种类的光的数目。在该实施例中，待鉴别的特定波长光的数目为n。在本发明中，按如下方法确定特定波长光的数目n。通过观测同时被反射的各种光线中间的一定数目的具有不同波长的光线，获取代表这些光线之间的比率的值，由此可省去各单独的物体(即，供选择物体)之间反射光线强度的差别。众所周知，为获得一个比率需要两个值。因此，举例来说，为鉴别彼此不同的两种物体，至少需要检测两种不同种类的光，并获取该二者之间的比值。当然，必要时也可以检测三或四种不同种类的光。倘若使用三或四种不同种类的光并对预定的各种组合获取若干比值，则可以提高检测的准确度。
为鉴别三种不同物质A、B和C，只需要对组合(A、B)至少检测两种具有不同波长的光，以及对组合(B、C)至少检测两种具有不同波长的光。在该情况下，一种具有特定波长的待检测的光可以用于两个组合中。用这种方法可确定n值。
如图8所示，在分光镜105的背面上加工有窗口105a，以便通过狭缝104的光线经由窗口105a进入分光镜105。光束分离器106-1n(表示106-1至106-n)沿着进光路径L排列在分光镜105中。每个光束分离器106通过光的一部分并将其另一部分沿垂直于光路径L的方向反射。从光束分离器106反射的光输送到与光束分离器106-1n对应配置的滤光器107-1n中的每一个上。每个滤光器只允许那些待鉴别的光中间具有特定波长的相应的光通过。由光接收元件108-1n中的每一个接收通过滤光器107的光，该光接收元件同样是与光束分离器106-1n对应配置的，并且，在光接收元件1081n的每一个中，将所接收的光转换成电信号。因此，当供选择的物体100通过观测位置P时，分光镜105输出模拟信号s1、s2…sn，这些信号代表若干种具有不同特定波长的待鉴别的光的相应强度。在无物体出现在观测位置P时，因为无光线从窗口102a漏出，所以，上述各信号都处于零电平。
从分光镜105输出的电信号s1、s2…sn在放大器1091n中被放大，然后，分别经由电阻1101n输送到积分器1111n。
每个积分器111包括起主要元件作用的运算放大器112，以及插入运算放大器112的输出端和倒相输入端之间的电容器113。积分器111还具有与电容器113并联连接的开关114，开关114根据“或”门115的输出状态接通或断开。在本实施例中，对开关114作这样的安排当“或”门115的输出是“1”时，开关14断开，使电容器113的两端开路，而当“或”门115的输出是“0”时，开关114接通，使电容器113的两端短路。因此，当开关114断开时，积分器111起积分器的作用，也就是说，对通过放大器109放大的相应信号s1、s2…sn进行积分，而当开关114接通时，积分器111使输出保持在零电平而不起积分器的作用。
为检测通过物体100，放大器109-n的输出不仅输送到相应的积分器111-n，而且，输送到比较器117的第一输入端。以基准电压VO供给比较器117的第二输入端，该基准电压VO设置成使其比当分光镜105处于零电平时(即，无物体100出现在观测位置P时)从放大器109-n输出的信号的电平稍微高一些。据此，当放大器109-n的输出超过基准电压VO的时候(即，物体100正通过观测位置P，从而，从分光镜105输出信号sn时)比较器117把具有逻辑电平“1”的通过检测信号不仅连续地输送到“或”门115的第一输入端，而且输送到单稳态多谐振荡器118。当无物体100出现在观测位置P时，比较器117的输出保持在“0”电平上。
在比较器117的输出降下的同时，单稳态多谐振荡器118输出脉冲信号，并将其既输送到“或”门115的第二输入端又输送到“与”门119的第一输入端。因此，在物体100通过观测位置P的时间间隔和接着从单稳态多谐振荡器118输出的脉冲持续时间的总和期间，“或”门115的输出为“1”。当“或”门115的输出为“1”时，积分器111-1n对相应的信号s1、s2…sn进行积分，并且，把积分结果S1、S2…Sn输送到信号选择电路116。
信号选择电路116选择对应于具有特定波长的相邻的反射光线对的积分信号对，此时，允许一个积分信号同时从属于彼此相邻的两个积分信号对，然后，电路116输出每对积分信号并将其供给相应的信号比值比较电路120。更准确地说，信号选择电路116产生n-1对积分信号对(S1，S2)，(S2，S3)，(S3，S4)…(Sn-2，Sn-1)和(Sn-1，Sn)，并将其供给相应的信号比值比较电路120-1至120-(n-1)。
与上述信号对相一致地设置120-1至120-(n-1)总计n-1个信号比值比较电路。每个信号比值比较电路120把相应的积分结果对中的一个积分结果与另一个积分结果的比值同预置常数进行比较。更具体地说，每个信号比值比较电路120包括可变增益放大器121、加法电路122和比较器123。可变增益放大器121把一个积分结果放大并将该放大的信号供给加法电路122。加法电路从该放大的信号中减去另一个积分结果，然后，把减法的结果输送到比较器123的非倒相输入端，其倒相输入端是接地的，这样，当由加法电路122实行的减法的结果是正的时，从比较器123输出的是逻辑信号“1”，而当该减法的结果是负的时，从比较器123输出的是逻辑信号“0”。下面将用具有积分结果对(S1、S2)的信号比值比较电路120作为例子进行进一步的说明。将积分结果S1输送到可变增益放大器121，在那里，该信号被放大K倍，然后，输送到加法电路122。加法电路122从放大的积分结果KS1中减去积分结果S2，然后，把减法结果输送到比较器123的非倒相输入端。更准确地说，借助于可变增益放大器121对积分结果S1进行如下放大K×S1＝KS1…(12)从该放大的积分结果KS1中减去积分结果S2KS1-S2…(13)然后，由比较器123作出减法结果是正或负的判断。当以下条件被满足时KS1-S2＞0…(14)
即，K＞S2/S1…(15)从比较器123输出逻辑信号“1”。另一方面，当以下条件被满足时KS1-S2＜0…(16)即，K＜S2/S1…(17)从比较器123输出逻辑信号“0”。可变增益放大器121的放大因数K与前面提到的表达式3、4、7和8中所示的常数K1和K2等效。因数K是用实验方法预先获得的，以便满足预定的条件(这些条件与3和4，或7和8等效)。
每个信号比值比较电路120的比较器123把比较的结果输送到组合逻辑电路124。组合逻辑电路124是诸如图4或5所示的TTL(晶体管-晶体管逻辑)电路。将组合逻辑电路124作如下安排，使得当壳或中果皮通过观测位置P时，电路124输出逻辑信号“1”，而当仁通过观测位置P时，电路124输出逻辑信号“0”。将从组合逻辑电路124输出的逻辑信号输送到“与”门119的第二输入端。
如上所述，将单稳态多谐振荡器118的输出输送到“与”门119的第一输入端。于是组合逻辑电路124的输出被选通，并且，根据单稳态多谐振荡器118的输出从“与”门119输出。
将“与”门119的输出输送到单稳态多谐振荡器115，后者把从“与”门119输出的脉冲的宽度展宽到除去壳或中果皮所需的时间，然后，将该信号输送到延迟电路126。延迟电路126把从单稳态多谐振荡器125输出的信号延迟一个时间间隔，该时间间隔从物体100落下的瞬间开始直至它到达排除位置Q的瞬间为止，然后，电路126将该延迟的信号供给驱动电路127。当把来自延迟电路126的信号输送到电路127时，驱动电路127在相当于由电路126供给的信号的脉冲宽度的时间间隔内将喷射器驱动信号供给喷射器128。喷射器128安装在上述排除位置Q。当把来自驱动电路127的喷射器驱动信号输送到喷射器128时，喷射器128将压缩空气吹到通过该位置的物体100上，把它吹掉。
以下是对具有前述配置的选择设备的操作方面的说明。
如图6所示，供选择的物体100从斜槽(未示出)落下，通过观测位置P，然后，到达排除位置Q。所述物体100是杏仁的仁100a和包含杏仁壳与包含杏仁的中果皮等其他物100b的混合物。
用若干发光器101照射观测位置P，以便当每个物体100通过观测位置P时，从物体100反射的光经由透镜103和狭缝104而进入分光镜105。应当指出，在无物体100出现在观测位置P时，因为无光线从背景箱102的窗口102a漏出，所以，无光线进入分光镜105。
进入分光镜105的光通过对应的光束分离器被分离成若干具有不同波长的光线，然后，这些光线传输到与所述光束分离器对应设置的相应的滤光器107。在各个滤光器107中，取出待鉴别的具有不同波长的各种光线，然后，将其供给与所述滤光器107对应设置的传感器108。在传感器108中，已通过对应的滤光器107的光线被转换成电信号s1、s2…sn，然后，将其供给对应的放大器109。在放大器109中，将所供给的信号放大，然后将其供给对应的积分器111。
图9是用以说明图6所示选择设备的操作的定时曲线图。如图9(a)所示，放大器109在从T1直到T2这一时间间隔t1内放大并输出电信号S1、s2…sn，此处，T1系指物体100的下端到达观测位置P的时刻，T2系指物体100的顶端已通过观测位置P的时刻。将电信号sn输送到检测通过的比较器117，以便当电信号sn超过基准电压VO时，也就是就，在基本上等于从时间T1至T2的时间间隔t1的时间中，输出如图9(b)所示那样的检测通过的信号。为响应该检测通过的信号的输出，“或”门115的输出置“1”，使得在每个积分器111中的开关114断开。结果，在每个积分器111中开始对放大器109的输出进行积分。更准确地说，如图9(e)所示，从时间T1开始对电信号s1、s2…sn进行积分，同时，逐渐增大的积分结果S1、S2…Sn从相应的积分器111输出。
在物体100的顶端已通过观测位置P的时刻T2，电信号s1、s2…sn下降到零电平，于是，结束了积分过程。在T2时刻，为响应检测通过的比较器117的输出的下降，单稳态多谐振荡器118的输出上升，并且，从单稳态多谐振荡器118输出具有脉冲宽度t2的脉冲信号。因此，即使在比较器117的输出已经降下之后，在t2时间间隔，即，从时间T2至时间T3，“或”门115的输出保持“1”的状态，使得在T1至T3期间，每个积分器111连续地起积分器的作用。结果，在T2至T3期间，各积分器111的相应输出恒定地保持在所获得的最后积分结果S1、S2…Sn的值上。然后，在T3时刻，“或”门115的输出下降到“0”，同时，各积分器111的相应输出也下降到零电平。
在T1至T3期间，将积分信号S1、S2…Sn输送到信号选择电路116，在那里，选择对应于彼此靠近的具有特定波长的每对反射光线的积分信号对，此时，允许一个积分信号属于两个彼此靠近的积分信号对，从而，把n-1个积分信号对(S1、S2)(S2、S3)、(S3、S4)…(Sn-2，Sn-1)和(Sn-1，Sn)输出到对应的信号比值比较电路120。
在每个信号比值比较电路120中，一个积分信号乘以K值，该K值是用实验方法预先在可变增益放大器121中获得的。然后，在加法电路122中，从所述乘积中减去另一个积分信号，并且，将相减的结果输送到比较器123的非倒相输入端。在比较器123中作出判断，确定在加法电路122中所进行的计算的结果是正的或是负的，并且，当所述计算结果是正的时，从比较器123中输出逻辑信号“1”，而当所述结果是负的时，从比较器123中输出逻辑信号“0”。将从比较器123中输出的逻辑信号输送到组合逻辑电路124。
在组合逻辑电路124中，根据信号比值比较电路120的输出对物体100进行判断，并且，将该判断的结果输送到“与”门119。当所述物体100被判断为仁时，组合逻辑电路124的输出是“0”，而当所述物体被判断为壳或中果皮时，所述电路124的输出是“1”。如上所述，因为各物体100的受观测表面的形状是不相同的，倘若是根据从部分观测表面所反射的光来识别物体100的话，就会有错误选择的危险。因此，在对整个观测表面所反射的光线完成积分之前，组合逻辑电路124的输出是缺乏可靠性的。
更准确地说，在T1至T2期间，信号比值较电路120和组合逻辑电路124是根据随着时间的推移而增大的不稳定的值S1、S2…Sn而工作的，因此，在该期间组合逻辑电路124的输出是不可信赖的。
如图9(f)和9(g)中所示，从T2至T3期间，信号比值比较电路120和组合逻辑电路124是根据作为最后积分结果而获得的稳定值进行工作的，因此，在此期间，组合逻辑电路124的输出是可以信赖的。
在T2至T3期间，借助于单稳态多谐振荡器118的输出(此时为“1”)在“与”门119选通组合逻辑电路124的输出，以便只取出可靠的判断结果，并将其输送到单稳态多谐振荡器125。
当断定物体100是壳或由中果皮包住的杏仁时，在T2至T3期间，“与”门119的输出为“1”，于是，在t3期间，如图9(h)所示，单稳态多谐振荡器125保持该输出。在延迟电路126中延迟单稳态多谐振荡器125的所述输出，然后，将其输送到驱动电路127。结果，当外壳和包着中果皮的杏仁到达排除位置Q时，从喷射器128对着它吹出空气，从而，把外壳或中果皮排除掉。
当断定所述物体100是仁时，在T2至T3期间，“与”门119的输出为“0”。于是，无空气从喷射器128吹出，因此，果仁能通过排除位置Q而被接收在贮器(未示出)中。
如上所述，本发明提供包括以下步骤的选择方法(1)把光射向通过观测位置的供选择的物体上;(2)借助于信号转换器把从物体反射的光线中间具有特定波长的光转换成电信号;以及(3)根据所述电信号从各物体中选出特定的物质，在该方法中，在每个物体正通过观测位置的同时，对从所述信号转换器输出的电信号进行积分，并且，在该物体已通过观测位置之后，根据最后积分结果判断该物体是否为特定物质。更准确地说，表示从所述整个观测表面反射光量的值是通过在每个物体正通过观测位置的时候对从所述信号转换器输出的电信号进行积分而获得的。这样，就有可能与由于所述观测表面的变化所造成的反射光量的变化无关地进行选择，从而，达到相当高的鉴别准确度。
根据本发明的另一个方面，采用两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的光，并且，为两种或更多种不同种类光中的每一种提供信号转换器。另外，根据从所述信号转换器输出的电信号获得每个物体对两种或更多种不同种类的光的反射特性，并且，根据这样获得的反射特性来判断该物体是否为特定物质。因此，就有可能与由于供选择物体的大小变化所造成反射光量的相对变化无关地进行选择，从而，达到相当高的鉴别准确度。
根据本发明的再一个方面，采用两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的光，并且，为两种或更多种不同种类光中的每一种提供信号转换器。另外，在每个物体正通过观测位置的同时，对从每个信号转换器输出的电信号进行积分，并在所述物体已通过观测位置以后，根据从各信号转换器输出的最后积分结果获得该物体对所述两种或多种不同种类的光的反射特性。然后，根据这样获得的反射特性判断该物体是否为特定物质。使用这种配置，就有可能获得更高的鉴别准确度。
虽然，本发明已经通过特定的条款进行了说明，但是，应当指出，所描述的实施例未必是唯一的，在不脱离本发明范围的情况下，可以给出各种不同的变化和修改，本发明完全由所附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种选择方法包括以下各步骤把光射到通过观测位置的供选择的物体上，借助于信号转换器把从物体反射的光线中间具有特定波长的光转换成电信号，以及根据所述电信号从所述各物体中选出特定的物质，其特征在于包含以下的改进在所述物体中的每一个正通过所述观测位置的同时，对从所述信号转换器输出的电信号进行积分，以及在所述物体已通过所述观测位置以后，根据最后的积分结果判断所述物体是否为特定的物质。
2.一种选择设备包括准备把光射到通过观测位置的供选择的物体上的装置，准备借助于信号转换器把从物体反射的光线中间具有特定波长的光转换成电信号的装置，以及准备根据所述电信号从所述各物体中选出特定物质的装置，其特征在于包含以下的改进用于在所述各物体中的每一个正通过所述观测位置的同时，对从所述信号转换器输出的电信号进行积分的装置，以及用于在所述各物体已通过所述观测位置以后，根据由所述积分装置输出的最后积分结果判所述物体是否为特定物质的判断装置。
3.一种选择方法包括以下各步骤把光射到通过观测位置的供选择的物体上，借助于信号转换器把从物体反射的光线中间具有特定波长的光转换成电信号，以及根据所述电信号从所述各物体中选出特定的物质，其特征在于包含以下的改进采用两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的光，为所述两种或更多种不同种类的光中的每一种提供一个所述信号转换器，根据从所述信号转换器输出的电信号获得每个物体对所述两种或更多种不同种类的光的反射特性，以及根据所述反射特性，判断该物体是否为特定的物质。
4.按照权利要求3所要求的选择方法，其特征在于将分别从所述各信号转换器输出的各电信号分成各电信号对，每对对应于在所述两种或更多种不同种类的光中具有特定波长的两种邻近的光线，对于各电信号中的每一对，获得表示一种电信号与另一种电信号之间比率的值，以及将所获得的比值与预置值进行比较，以由此获得所述物体对所述两种或更多种不同种类的光的反射特性。
5.一种选择设备包括准备把光射到通过观测位置的供选择的物体上的装置，准备借助于信号转换器把从物体反射的光线中间具有特定波长的光转换成电信号的装置，以及准备根据所述电信号从所述各物体中选出特定物质的装置，其特征在于包含以下的改进所述具有特定波长的光包括两种或多种分别具有特定波长的不同种类的光，为所述两种或多种不同种类的光的每一种提供一个所述信号转换器，用于把分别从所述各信号转换器输出的电信号分成电信号对的分离装置，每对电信号对应于所述两种或多种不同种类的光中具有特定波长的两种邻近的光线，与所述各电信号对中的每一对相对应而配置的比较装置，用于获得表示各电信号中的每一对的一种电信号与另一种电信号之间比率的值，并且，将所获得的比值与预置值进行比较，以由此获得所述物体对所述两种或多种不同种类的光的反射特性，以及根据由所述比较装置作出的比较结果，判断所述物体是否为特定物质的判断装置。
6.按照权利要求5所要求的选择设备，其特征在于所述比较装置具有用于将所述电信号对的一种电信号乘上所述设定值的乘法装置，用于从由所述乘法装置计算出的乘积结果中减去所述电信号对的另一种电信号的减法装置，以及用于判断由所述减法装置计算出的减法结果是正还是负的比较装置。
7.一种选择方法包括以下各步骤把光射到通过观测位置的供选择的物体上，借助于信号转换器把从物体反射的光线中间具有特定波长的光转换成电信号，以及根据所述电信号从所述各物体中选出特定的物质，其特征在于包含以下的改进采用两种或更多种分别具有特定波长的不同种类的光，为所述两种或更多种不同种类的光的每一种提供一个所述信号转换器，在所述各物体中的每一个正通过观测位置的同时，对从每个信号转换器输出的电信号进行积分，根据所述物体已经通过观测位置以后从所述信号转换器输出的最后积分结果，获得所述物体对所述两种或更多种不同种类的光的反射特性，以及根据所述反射特性判断所述物体是否为特定的物质。
全文摘要
一种选择方法的特征在于包括以下各步骤在各 物体中的每一个正通过观测位置的同时，对从所述信 号转换器输出的电信号进行积分，并且，在所述物体 已经通过观察位置以后根据最后的积分结果判断该 物体是否为特定物质。借此，就有可能与由于观测表 面的变化而造成的反射光量的变化无关地进行选择， 从而，达到相当高的鉴别准确度。
文档编号B07C5/342GK1038953SQ8910007
公开日1990年1月24日 申请日期1988年12月31日 优先权日1988年7月8日
发明者安西一义, 芝山明 申请人:有限会社安西总合研究所