(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に青果物を搬送する搬送手段と、搬送中の該青果物の存在を確認するセンサーと、該青果物に対して所定の周波領域を有する光を投光する投光手段と、該青果物を透過した光を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された前記透過光を用いて強度データを算出する受光信号処理回路と、前記強度データを用いて該青果物の内部品質を算出する内部品質算出回路とを有する青果物内部品質測定装置に於いて、
前記受光信号処理回路は、前記透過光を電圧信号に変換する信号変換回路と、前記電圧信号を増幅する増幅回路と、前記増幅された電圧信号から強度データを算出する算出回路とを有し、
更に前記受光信号処理回路は、前記電圧信号が所定の電圧値より大きいか否かを比較する比較回路と、前記電圧信号が所定の電圧値より小さい場合には前記電圧信号を前記増幅回路に送るとともに前記電圧信号が所定の電圧値より大きい場合には所定の基準電圧を前記増幅回路に送る電圧信号切替回路とを有することを特徴とする青果物内部品質測定装置。
【請求項２】
青果物を搬送手段上を搬送させた状態で、位置センサにより該青果物の存在を確認し、確認された該青果物が所定の位置まで搬送されたときに投光手段により青果物に対して所定の周波領域を有する光を投光し、該青果物を透過した光を受光手段により受光し、前記受光された透過光は受光信号処理回路により前記透過光に応じた強度データとして算出され、前記強度データを用いて内部品質算出回路が該青果物の内部品質を算出する青果物内部品質測定方法に於いて、
前記受光信号処理回路に於いて、前記透過光は信号変換回路により電圧信号に変換され、前記電圧信号は増幅回路により増幅されて強度データの算出に用いられ、
更に、前記電圧信号は、前記増幅回路によって増幅される前に比較回路によって所定の電圧値より大きいか否かが比較され、前記電圧信号が所定の電圧値より小さい場合には前記電圧信号が前記増幅回路に送られ、前記電圧信号が所定の電圧値より大きい場合には電圧信号切替回路によって所定の基準電圧が前記増幅回路に送られることを特徴とする青果物内部品質測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミカン、メロン、スイカ等の青果物の内部糖度等の品質を非破壊で測定する装置に関し、より詳細には連続搬送状態で多数の青果物の内部品質を測定する際に生じる評価器系に於ける過電圧の発生防止に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、出荷時に於ける青果物の内部品質評価は、主として熟練した検査員等の目視によって行われていた。又、ある種の青果物に於いては、完熟状態で収穫あるいは出荷を行うと、販売時に於ける食味の低下、果肉の粉質化等が発生する等の問題を有している。このため、当該青果物に於いては、未熟状態での収穫が行われ、その後一定温度下で放置することにより追熟を行い、食用に適した状態とした後に出荷が行われており、この追熟の完了を熟練した検査員等の目視により判断を行っていた。しかし上述のような内部品質の判断には明確な基準が無く正確な判断を行うことは困難であった。
【０００３】
一方、近赤外光を青果物に投射した場合、青果物内の糖質等の成分が特定の波長の光を吸収するため、青果物を透過した透過光を分析することにより、青果物の糖度等の内部品質を知ることが可能であり、この近赤外光の透過光を用いて、青果物の内部品質を非破壊で判定する方法が知られている。
【０００４】
具体的に、青果物の内部品質測定器の概略図の例を図３に示す。図３に於いて、青果物である被検体５は、例えばコンベヤ等の搬送手段１０上を搬送された状態で、複数の被検体５が連続的に測定される。まず、被検体５は搬送手段上で位置センサ１１によりその存在が確認される。次に搬送手段１０上の所定の位置Ａに於いて被検体５に対して光源１より所定の周波領域を有する光（以降は近赤外光と述べる。）を照射する。照射された光は、被検体５の中に存在する糖質等により所定の波長の近赤外光が吸収された後、被検体５の外部に透過される。この透過された近赤外光を受光素子２において測定し、この測定により得られた透過光を信号処理装置１２に於いて分析することにより被検体５の内部品質を知ることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般に青果物の選別過程上での上述の評価は、例えばベルトコンベアのような搬送系により被検体の搬送を行った状態で行う必要がある。この場合、ベルトコンベア上には被検体５がランダムに配置されており且つ、個々の被検体に許容される分析時間は非常に短時間となる。このような測定条件下では、光源１が連続して近赤外光を投光し続けることが、測定時間の短縮に効果的である。
【０００６】
しかしこの場合には、搬送中に被検体５が光源１と受光素子２との間にない状態が生じ、受光素子２に直接近赤外光が受光されてしまう。その結果、受光素子２に接続される信号処理装置１２の測定値のベースライン（測定の基準となる値）が変動してしまうことあるいは過度の電圧が発生することによる信号処理装置１２の内部回路の温度上昇等による信号処理能力自体の劣化等の問題が発生する。
【０００７】
本発明は、被検体５が光源１と受光素子２との間にない状態に於ける上記の問題に鑑み、当該状態に於いても信号処理装置１２の初期設定のずれ、あるいは過度の電圧の発生による信号処理装置１２の内部回路の温度上昇等による信号処理能力自体の劣化を解消し、被検体の搬送状態に於いても精度の良い内部品質測定を可能とする内部品質測定装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る青果物内部品質測定装置は、所定の方向に青果物を搬送する搬送手段と、搬送中の青果物の存在を確認するセンサーと、青果物に対して所定の周波領域を有する光を投光する投光手段と、青果物を透過した光を受光する受光手段と、受光手段により受光された透過光に応じた強度データを算出する受光信号処理回路と、強度データを用いて青果物の内部品質を算出する内部品質算出回路とを有する青果物内部品質非破壊測定装置であって、更に受光信号処理回路は、透過光を電圧信号に変換する信号変換回路と、電圧信号が所定の電圧値より大きいか否かを比較するコンパレータ回路と、電圧信号が所定の電圧値より小さい場合には電圧信号を増幅回路に送るとともに電圧信号が所定の電圧値より大きい場合には所定の基準電圧を増幅回路に送る電圧信号切替回路と、電圧信号を増幅する増幅回路と、増幅された電圧信号から強度データを算出する算出回路とを有することを特徴としている。
【０００９】
【作用】
上述のように、受光信号処理回路に於いて、透過光は信号変換回路により電圧信号に変換され、電圧信号は増幅回路により増幅されて強度データの算出に用いられる。ここで、投光手段と受光手段との間に青果物がある場合には、電圧信号は比較回路によって所定の電圧値より小さいと判断され、電圧信号はそのまま増幅回路に送られて強度データの算出に用いられる。
【００１０】
また、投光手段と受光手段との間に青果物がない場合には、電圧信号は所定の電圧値より大きいと判断され、電圧信号切替回路によって所定の基準電圧が増幅回路に送られる。以上により受光信号処理回路に於ける過度の電圧の発生をなくし、初期設定値のズレ及び信号処理能力の劣化を防止できる。
【００１１】
更に、投光手段と受光手段との間に青果物がない場合の電圧信号と所定の電圧値の比較から測定毎に受光手段の初期設定を行う、あるいは投光手段の検査を行っても良い。投光手段と受光手段との間に青果物がない場合に増幅回路に送られる所定の基準電圧によって、強度データ算出時の各変数あるいはＣＰＵ等に於ける内部品質の算出時の各変数の初期設定を行っても良い。
【００１２】
尚、より高精度の内部品質の測定結果を得るために、透過光を所定の数の周波領域に分割し、分割された各周波領域についてそれぞれ対応する受光信号処理回路を設け、当該複数の受光信号処理回路が同時に強度データの算出を行う処理形式としても良い。その場合には各受光信号処理回路が上述のコンパレータ回路等を有する形式としても良く、特定の周波領域に対応する受光信号処理回路のみがコンパレータ回路等を有する形式としても良い。
【００１３】
【実施例】
本発明の実施例に係る信号処理ブロック図を図１に又コンパレータ回路を含むブロック図を図２に示す。搬送手段１０、位置センサ１１、光源１、フォトダイオード２及び信号処理装置１２と、光源１から被検体５に照射された近赤外光（所定の周波領域を有する光）が非検体５から透過し、当該透過光がフォトダイオード２により受光されるまでは従来技術と異なる部分はないため、ここでの説明は省略する。以下、本実施例に於ける、フォトダイオード２による透過光受光後の信号処理ルーチンについて述べる。
【００１４】
分割された光スペクトルは、フォトダイオード２により電流に変換され、更に当該電流は電流電圧変換アンプ２２により電圧値Ｖ１を有する電圧信号に変換される。図２に示すようにコンパレータ回路３１はこの電圧値Ｖ１と比較電圧発生回路３２から印加される電圧値Ｖ２との比較を行っている。
【００１５】
ここで被検体５がフォトダイオード２の前になく、近赤外光がそのままフォトダイオード２によって受光された場合には、フォトダイオード２に非常に大きな電流が発生し、更に電流電圧変換アンプ２２により過大な電圧値Ｖ１を有する電圧信号に変換される。コンパレータ回路３１は電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との比較を行い、Ｖ１≧Ｖ２と判断し、電圧信号切替回路３３によってゲインアンプ２３に印加される電圧信号を基準電圧発生回路３４が発生する遮光状態で生じる電圧と等しい電圧Ｖｄを有する電圧信号に切り替える。
【００１６】
被検体５がフォトダイオード２の前にあり、近赤外光が透過光としてフォトダイオード２によって受光された場合には、コンパレータ回路３１ａはＶ１＜Ｖ２であると判断し、Ｖ１の電圧値を有する電圧信号をそのままゲインアンプ２３に印加させる。以上の操作が被検体５の搬送時に於いて行われることにより、ゲインアンプ２３による過度の電圧の発生をなくし、強度データの算出時に於ける初期設定値のズレ及び評価機系の評価能力の劣化を防止できる。
【００１７】
電圧値がゲインアンプ２３により増幅された後、ローパスフィルタ２４によりノイズ成分がカットされ、更に電圧周波数変換器２５により周波数変換が行われる。その後所定の積算時間ｔの間、カウンタ２６によって周波数がカウントされる。カウントされた周波数はフォトダイオード２によって受光された透過光の強度データＤ＝ｆ×ｔとしてＣＰＵ２７に入力される。
【００１８】
ＣＰＵ２５に入力された強度データは、所定の演算を行うことにより内部品質データに変換され、ＣＲＴ等により画像としてこれらが表示される。尚、画像表示は例えば所定の糖度等を基準として非検体５の出荷の適否のみを表示する形式としても良く、さらには画像表示を行わずに適否データのみを出力し、当該測定装置に接続された搬送装置に於いて非検体５の選別を行うようにしても良い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の実施により、投光手段と受光手段との間に青果物がない場合には、電圧信号切替回路によって遮光時と同レベルの所定の基準電圧が増幅回路に送られる。これにより近赤外光を連続的に投光し且つ間欠的に青果物の内部品質評価を行った場合に於いても評価機系に於ける過度の電圧の発生をなくすことが可能となり、測定値に於けるベースラインの変動及び評価能力の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る信号処理ブロック図
【図２】本発明の実施例に係るコンパレータ回路に関連するブロック図
【図３】近赤外光を用いた青果物の内部品質測定法の概略構成を示す図
【符号の説明】
１  光源
２  受光素子
５  非検体
１０  搬送手段
１１  位置センサ
１２  信号処理装置
２２  電流電圧変換アンプ
２３  ゲインアンプ
２４  ローパスフィルタ
２５  電圧周波数変換器
２６  カウンタ
２７  ＣＰＵ
３１  コンパレータ回路
３２  比較電圧発生回路
３３  電圧信号切替回路
３４  基準電圧発生回路
【図１】
0003712247.tif 000002
【図２】
0003712247.tif 000003
【図３】
0003712247.tif 000004