(57)【要約】【課題】複数の品質評価装置を並べて使用するような場合であっても、検量式の作成の手間を少なくすることが可能であるとともに、それら複数の品質評価装置夫々の品質評価値のバラツキが大きくなることを防止することが可能となる果菜類の品質評価装置を提供する。【解決手段】所定の光透過特性を有する基準体からの光を分光して受光するときの異なる波長毎の受光光量を基準受光光量にするための補正係数を求めて記憶し、果菜類に対する受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量を補正係数にて補正して、その補正した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、基準体を計測したときに基準受光光量を出力する状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるように構成されている。【選択図】      図２
2004219376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測箇所に位置する被計測物としての果菜類に対して光を投射する投光手段と、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光してその分光した異なる波長毎の光量を計測する受光手段と、その受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と予め作成した果菜類品質評価用の検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求める品質評価処理を実行する制御手段とを備えて構成されている果菜類の品質評価装置であって、
前記制御手段が、
前記被計測物として所定の光透過特性を有する基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光光量を、予め設定された基準受光光量にするための補正係数を求めて記憶する補正情報記憶処理を実行するように構成され、
且つ、前記品質評価処理において、前記受光手段にて計測された前記異なる波長毎の受光光量を前記補正係数にて補正して、その補正した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記基準体を計測したときに前記基準受光光量を出力する状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるように構成されている果菜類の品質評価装置。
【請求項２】
計測箇所に位置する被計測物としての果菜類に対して光を投射する投光手段と、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光してその分光した異なる波長毎の光量を計測する受光手段と、その受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と予め作成した果菜類品質評価用の検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求める品質評価処理を実行する制御手段とを備えて構成されている果菜類の品質評価装置であって、
前記制御手段が、
前記被計測物として所定の光透過特性を有する基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を、予め設定された基準受光感度にするための補正係数を求めて記憶する補正情報記憶処理を実行するように構成され、
且つ、前記品質評価処理において、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光して前記受光手段にて受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を前記補正係数にて補正し、その補正した受光感度に基づいて計測した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記基準体を計測したときに前記異なる波長毎の受光感度を前記基準受光感度にした状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるように構成されている果菜類の品質評価装置。
【請求項３】
前記制御手段が、
前記補正情報記憶処理において、前記基準体として前記異なる波長毎の光吸収特性が異なる複数の基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光光量を求めて、複数の基準体における異なる波長毎の受光光量と、各基準体毎に対応して設定されている複数の基準受光光量とから、前記補正係数を求めるように構成されている請求項２に記載の果菜類の品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測箇所に位置する被計測物としての果菜類に対して光を投射する投光手段と、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光してその分光した異なる波長毎の光量を計測する受光手段と、その受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と予め作成した果菜類品質評価用の検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求める品質評価処理を実行する制御手段とを備えて構成されている果菜類の品質評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記果菜類の品質評価装置は、被計測物として蜜柑や林檎等の果菜類における内部品質、例えば糖度や酸度等の内部品質を非破壊状態で計測するためのものであるが、このような品質評価装置として、従来では、次のような構成のものがあった。
【０００３】
すなわち、この種の品質評価装置にあっては、装置の使用に伴う経年変化等に起因して、その品質評価装置によって求められる被計測物の品質評価値が本来求められるべき値から変動するおそれがあることから、例えば被計測物として果菜類に代えて所定の光透過特性を有する基準体、例えば、果菜類と同様な内部品質を有するように人工的に作成された水溶液等の擬似対象物を被計測物として用いて装置の校正処理を行うようにしたものがあった。説明を加えると、その擬似対象物に投光部から光を投射して得られた光を受光手段にて受光して異なる波長毎の受光光量を計測し、その異なる波長毎の受光光量をそのまま用いて特定波長の光吸収特性を求めて、その特定波長の光吸収特性と前記検量式とに基づいてその擬似対象物の品質評価値を求め、更に、その品質評価値と、予め初期段階で計測されている基準の品質評価値とに基づいて品質評価値に対する補正値を求める。
そして、被計測物としての果菜類について前記品質評価処理を実行することにより得られた品質評価値をこの補正値によって補正するようになっていた（例えば、特許文献１参照。）。尚、前記検量式を作成するときにおいても、前記受光手段にて受光して計測された異なる波長毎の受光光量の情報をそのまま用いて検量式を作成するようになっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１９９７４３号公報（第１３−１６頁、図５―図７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成では、所定の光透過特性を有する擬似対象物を被計測物として用いて装置の校正処理を行うようにしているので、校正処理が行われた後においては、その擬似対象物から受光手段に向けて入射される透過光又は反射光の光量を基準として被計測物としての果菜類について前記品質評価処理にて得られた品質評価値を補正することにより、装置の経年変化等に起因した計測誤差を修正することは可能であるが、前記受光手段にて受光して計測された異なる波長毎の受光光量の情報をそのまま用いて検量式を作成したり品質評価値を求めるようになっていることから、次のような不利があった。
【０００６】
つまり、前記受光手段は、前記異なる波長毎の光の光量を各別に検出するために、その光量を例えば電荷量等の電気量情報に変換する複数の単位受光部を備えた光電変換装置やその他の光学部品等を備えて構成されるものであるが、このような受光手段はその特性に個体差が存在するものであり、入射される光が同じであっても前記異なる波長毎の光の受光光量が夫々の装置毎に僅かに異なることがある。又、経年変化が生じる場合であってもその変化の仕方も各装置毎に少しづつ異なることがある。
【０００７】
ところで、このような品質評価装置は、例えば、農家の生産者等により持ち込まれた果菜類の品質を計測してその計測結果により等階級別に仕分けを行うために選果設備等に備えられて、被計測物として例えば一つの荷口に対応する多数の果菜類の仕分けを能率よく行うために使用されるものである。つまり、被計測物群が分配供給される複数の計測箇所夫々に品質評価装置を備えて、複数の品質評価装置により並行して計測処理することができるようにして、農家の生産者等により持ち込まれた多数の果菜類に対する計測処理を効率よく行えるようにすることが一般に行われるものである。
【０００８】
しかし、上述したように各装置毎の受光手段には個体差が存在することから、従来では、複数の品質評価装置を並べて使用するような場合であっても、上記したような検量式は各品質評価装置毎にその装置の受光手段の受光光量の情報を用いて各別に作成する必要があり、この検量式を作成するための手間が多くかかる不利があった。
【０００９】
又、複数の品質評価装置毎の受光手段に個体差が存在すると、その個体差に起因して、複数の品質評価装置夫々において求められる果菜類の品質評価値が夫々異なった値になってしまうおそれがある。説明を加えると、例えば、装置が設置された初期状態においては、複数の品質評価装置がほぼ同じ品質評価値を得られるように調整されている場合であっても、各装置毎の受光手段の経年変化の仕方が個々に異なっていると、装置の使用を継続するに伴って、本来求められるべき品質評価値が同じ被計測物を複数の品質評価装置にて品質評価値を計測した場合であっても、夫々の品質評価装置による品質評価値が異なった値となる等、複数品質評価値による計測結果のバラツキが大きくなるおそれがある。そうすると、品質評価装置の計測結果により等階級別に仕分けを行う選果設備等に備えられている場合においては適切な等階級仕分けが行えないものになるおそれがある。
【００１０】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、複数の品質評価装置を並べて使用するような場合であっても、検量式の作成の手間を少なくすることが可能であるとともに、それら複数の品質評価装置夫々の品質評価値のバラツキが大きくなることを防止することが可能となる果菜類の品質評価装置を提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の果菜類の品質評価装置は、計測箇所に位置する被計測物としての果菜類に対して光を投射する投光手段と、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光してその分光した異なる波長毎の光量を計測する受光手段と、その受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と予め作成した果菜類品質評価用の検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求める品質評価処理を実行する制御手段とを備えて構成されているものであって、
前記制御手段が、
前記被計測物として所定の光透過特性を有する基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光光量を、予め設定された基準受光光量にするための補正係数を求めて記憶する補正情報記憶処理を実行するように構成され、
且つ、前記品質評価処理において、前記受光手段にて計測された前記異なる波長毎の受光光量を前記補正係数にて補正して、その補正した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記基準体を計測したときに前記基準受光光量を出力する状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、前記制御手段は、前記補正情報記憶処理を実行して補正係数を求めた記憶することになる。説明を加えると、被計測物として果菜類に代えて所定の光透過特性を有する基準体を用いて、この基準体に投光手段から光を投射してこの基準体からの前記透過光又は反射光を分光して異なる波長毎の光を前記受光手段にて受光することになるが、そのときに受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量を予め設定された基準受光光量にするための補正係数を演算にて求めて記憶するのである。
【００１３】
一方、検量式を作成する場合には、前記基準体を計測したときに前記基準受光光量を出力する状態の品質評価装置を用いて対象となる被計測物について異なる波長毎の受光光量を計測して、その受光光量に基づいて検量式が作成されることになる。前記基準体を計測したときに前記基準受光光量を出力する状態とは、被計測物について計測された異なる波長毎の受光光量を前記補正係数にて補正した受光光量を用いるようにした状態、あるいは、前記基準体を実際に計測したときにおける受光光量が前記基準受光光量になるように出力を変更調整している状態等である。
【００１４】
そして、被計測物として果菜類の品質評価値を求める前記品質評価処理を実行するときには、受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量を前記補正係数にて補正して、その補正した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるのである。
【００１５】
つまり、受光手段における受光光量を基準体を実際に計測したときにおける受光光量が前記基準受光光量となるような出力状態に対応する値に出力補正して、その補正した受光光量に基づいて品質評価値を求めるようにしている。このようにして、基準体を計測した場合に同一の受光光量が得られる状態と常に同じ状態で計測して特定波長の光吸収特性が求められることになる。
【００１６】
そこで、例えば、複数の品質評価装置を並べて使用するような場合において、他の品質評価装置においても同じような処理を実行すると、装置毎の受光手段の特性に個体差が存在していても、例えば、同じ光透過特性を有する被計測物に対して各装置の受光手段にて得られる受光光量はほぼ同じような結果が得られることになり、装置毎の計測値のバラツキが少ないものとなる。
【００１７】
又、前記検量式は基準体を計測したときに前記基準受光光量を出力する状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成されるので、その検量式はどの品質評価装置における品質評価処理にも用いることが可能であり、複数の品質評価装置を使用する場合であっても１つの検量式を作成するだけでよく、作成の手間を少ないものにすることが可能となる。
【００１８】
従って、複数の品質評価装置を並べて使用するような場合であっても、検量式の作成の手間を少なくすることが可能であるとともに、それら複数の品質評価装置夫々の品質評価値のバラツキが大きくなることを防止することが可能となる果菜類の品質評価装置を提供できるに至った。
【００１９】
請求項２に記載の果菜類の品質評価装置は、計測箇所に位置する被計測物としての果菜類に対して光を投射する投光手段と、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光してその分光した異なる波長毎の光量を計測する受光手段と、その受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と予め作成した果菜類品質評価用の検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求める品質評価処理を実行する制御手段とを備えて構成されているものであって、
前記制御手段が、
前記被計測物として所定の光透過特性を有する基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を、予め設定された基準受光感度にするための補正係数を求めて記憶する補正情報記憶処理を実行するように構成され、
且つ、前記品質評価処理において、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光して前記受光手段にて受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を前記補正係数にて補正し、その補正した受光感度に基づいて計測した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記基準体を計測したときに前記異なる波長毎の受光感度を前記基準受光感度にした状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
すなわち、前記制御手段は、前記補正情報記憶処理を実行して補正係数を求めた記憶することになる。説明を加えると、被計測物として果菜類に代えて所定の光透過特性を有する基準体を用いて、この基準体に投光手段から光を投射してこの基準体からの前記透過光又は反射光を分光して異なる波長毎の光を前記受光手段にて受光することになるが、そのときに前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を予め設定された基準受光感度にするための補正係数を求めて記憶するのである。
【００２１】
説明を加えると、受光手段の受光感度、つまり、光量が単位量変化したときの受光光量の単位変化量は、光量が小さいときと光量が大きいときとでは異なる場合がある。そこで、上述したような１つの基準受光光量にて補正するのではなく、前記異なる波長毎の受光感度を基準受光感度にするための係数として前記補正係数を求めるのである。
【００２２】
一方、検量式を作成する場合には、前記基準体を計測したときに前記異なる波長毎の受光感度を前記基準受光感度にした状態の品質評価装置を用いて対象となる被計測物について異なる波長毎の受光光量を計測して、その受光光量に基づいて検量式が作成されることになる。
【００２３】
そして、被計測物として果菜類の品質評価値を求める前記品質評価処理を実行するときには、被計測物からの透過光又は反射光を分光して受光手段にて受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を前記補正係数にて補正し、その補正した受光感度に基づいて計測した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるのである。
【００２４】
つまり、受光手段が異なる波長毎の光を受光するときの受光感度が予め設定された基準受光感度に対応する状態となるよう感度補正して、その補正した結果として得られた受光光量に基づいて品質評価値を求めるようにしたので、受光手段の受光光量が常に同一の受光感度にて受光した状態と同じような状態で特定波長の光吸収特性が求められることになる。
【００２５】
その結果、受光手段の受光光量が常に同一の受光感度にて受光した状態と同じような状態で特定波長の光吸収特性が求められることから、受光手段にて得られる実際の受光光量がどのように変化しても、常に同じような受光感度にて計測した受光光量と同じような計測結果を得ることができる。
【００２６】
そこで、例えば、複数の品質評価装置を並べて使用するような場合において、他の品質評価装置においても同じような処理を実行すると、装置毎の受光手段の特性に個体差が存在していても、例えば、同じ光透過特性を有する被計測物に対して各装置の受光手段にて得られる受光光量はほぼ同じような結果が得られることになり、装置毎の計測値のバラツキが少ないものとなる。
【００２７】
又、前記検量式は基準体を計測したときに前記異なる波長毎の受光感度を前記基準受光感度にした状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成されるので、その検量式はどの品質評価装置における品質評価処理にも用いることが可能であり、複数の品質評価装置を使用する場合であっても１つの検量式を作成するだけでよく、作成の手間を少ないものにすることが可能となる。
【００２８】
従って、複数の品質評価装置を並べて使用するような場合であっても、検量式の作成の手間を少なくすることが可能であるとともに、それら複数の品質評価装置夫々の品質評価値のバラツキが大きくなることを防止することが可能となる果菜類の品質評価装置を提供できるに至った。
【００２９】
請求項３記載の果菜類の品質評価装置は、請求項２において、前記制御手段が、前記補正情報記憶処理において、前記基準体として前記異なる波長毎の光吸収特性が異なる複数の基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光光量を求めて、複数の基準体における異なる波長毎の受光光量と、各基準体毎に対応して設定されている複数の基準受光光量とから、前記補正係数を求めるように構成されていることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、基準体として前記異なる波長毎の受光感度が異なる複数の基準体を用いて、複数の基準体からの前記透過光又は反射光を分光して前記受光手段が受光するときの前記異なる波長毎の受光光量を求める。そして、その異なる波長毎の受光光量と各基準体毎に対応して設定されている複数の基準受光光量とから補正係数を求めるのである。
【００３１】
説明を加えると、前記受光手段における前記異なる波長毎の受光感度は、光量が小さい場合と光量が大きい場合とでは異なる場合がある。そこで、上述したような光吸収特性が異なる複数の基準体を用いて、光量が大小で異なる複数の状態における受光光量とそれに対応する基準受光光量とから光量が小さい場合の補正係数と光量が大きい場合の補正係数を求め、それ以外の光量のときの補正係数もそれらの複数の補正係数から求めるようにしているのである。
従って、このようにして補正した受光感度に基づいて光量を計測することで、被計測物から透過光又は反射光の光量が変化することに起因した品質評価値のバラツキを少なくすることが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
【００３３】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る果菜類の品質計測装置の第１実施形態について、例えば蜜柑等の果菜類の選別仕分けを行う選果設備に備えられて、果菜類の品質の一例として糖度や酸度等を評価する構成に適用した場合について図面に基づいて説明する。
【００３４】
この選果設備は、蜜柑等の果菜類が被計測物として夫々コンテナＣＯに収納された状態で搬入され、その搬送経路の途中からコンテナＣＯから被計測物Ｍを放出して載置搬送するようにして、各被計測物Ｍを１個づつ撮像して画像処理によりその大きさや色の情報等から傷等の外観判別を行うとともに、品質の一例である被計測物Ｍの糖度や酸度を評価し、それらの情報によって各被計測物Ｍを複数の品質ランクとしての等階級に仕分ける選別処理が行われる。
すなわち、図１に示すように、図示しない受入れ部において、運搬車両等により積載されてコンテナＣＯに収納された状態で被計測物Ｍが搬入され、コンテナＣＯに収納された状態で第１搬送装置Ｂ１にて搬送され、重量計測等が行われた後に、コンテナＣＯの搬送方向と交差する方向に沿って設けられる広幅の第２搬送装置Ｂ２の載置搬送面上に、コンテナＣＯに収納されている被計測物Ｍを放出させるダンパー装置Ｂ３が設けられ、このダンパー装置Ｂ３にてコンテナＣＯ内の被計測物Ｍが積み重なりが無い状態で放出された後、被計測物Ｍは広幅の第２搬送装置Ｂ２にて載置搬送される。このとき、空のコンテナＣＯは別途回収される。
【００３５】
前記第２搬送装置Ｂ２にて載置搬送される被計測物Ｍは、洗浄処理やワックス処理及びそれに伴う乾燥処理等を行う洗浄処理部ＳＪを通過した後、それまで広幅の搬送経路にてバラバラの状態で載置搬送されていた被計測物Ｍが、チャネライザＣＨによって搬送方向に沿って一列で縦列状に並ぶ状態で且つ複数列（６列）の搬送コンベア４に分岐した状態で設定間隔をあけて載置搬送される状態に切り換わる。そして、このような６列の搬送ラインの夫々において縦列状態で搬送される被計測物Ｍに対して、ＣＣＤカメラ等の撮像手段にて１個づつ撮像して画像処理によりその大きさや色の情報等から傷等の外形情報を評価する画像評価部ＨＫ１、及び、後述するように分光分析により被計測物Ｍの糖度や酸度等の品質を１個づつ評価する６台の品質評価装置Ｕを備えた品質評価部ＨＫ２が備えられ、それらの搬送下手側には、前記各評価部ＨＫ１，ＨＫ２の結果に基づいて、各被計測物Ｍを複数の等階級のうちのいずれに対応するかを判定して、該当する等階級毎に別途設けられる搬送ラインに振り分け供給する振り分け装置ＦＷ等が設けられている。又、このように等階級判定の結果に基づいて仕分けられた被計測物Ｍは各等階級別に箱詰めされることになる。
【００３６】
次に、前記各品質評価装置Ｕの構成について説明する。
この品質評価装置は、計測箇所に位置する被計測物としての果菜類に対して光を投射する投光手段と、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光してその分光した異なる波長毎の光量を計測する受光手段と、その受光手段にて計測された異なる波長毎の受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と予め作成した果菜類品質評価用の検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求める品質評価処理を実行する制御手段とを備えて構成されている。
【００３７】
詳述すると、図２に示すように、品質評価装置は、被計測物Ｍに光を照射する投光手段としての投光部１と、被計測物Ｍを透過した光を受光し、その受光した光を計測する受光手段としての受光部２と、各種の制御処理を実行する制御手段としてのマイクロコンピュータ利用の制御部３等を備えて構成され、被計測物Ｍは、搬送手段としての搬送コンベア４により一列で縦列状に載置搬送される構成となっており、本装置による計測箇所を順次、通過していくように構成されている。そして、計測箇所に位置する被計測物Ｍに対して、投光部１から投射した光が被計測物Ｍを透過した後に受光部２にて受光される状態で、投光部１と受光部２とが、計測個所の左右両側部に、すなわち、搬送コンベア４の搬送横幅方向の両側部に振り分けて配置される構成となっている。
【００３８】
次に、前記投光部１の構成について説明する。
この投光部１は、２個の光源を備えるとともに、その２個の光源からの光を互いに異なる照射用の光軸にて計測箇所に位置する被計測物に照射するように構成されている。又、各光源による２本の照射用の光軸が計測箇所に位置する被計測物の表面部又はその近傍にて交差するように構成されている。
すなわち、図６及び図７に示すように、搬送コンベア４による搬送方向に沿って離間させた２個のハロゲンランプからなる光源５が設けられ、これら２個の光源５の夫々に対応させて次のような光学系が備えられている。つまり、光源５が発光する光を反射させて被計測物Ｍの表面に焦点を合わせるための集光手段としての凹面形状の光反射板６が備えられ、この光反射板６にて集光される光の焦点位置近くに対応するように位置させて、大きめの絞り孔７ａを通過させることで集光された後の光の径方向外方側への広がりを抑制する絞り板７、絞り板７を通過した光を通過させる状態、小さめの絞り孔８ａを通して通過させる状態、及び、光を遮断する状態の夫々に切り換え自在な光量調節板８、集光された光源５からの光を並行光に変更させるコリメータレンズ９、並行光に変化した光を反射して屈曲させる反射板１０、この反射板１０にて反射された光を集光させる集光レンズ１１の夫々が１個の光源５に対する光学系として備えられている。前記各光量調節板８は、投光量調整用モータ１２によって一体的に揺動操作され、前記各状態に切り換え自在に構成されている。
【００３９】
そして、この投光部１は上記したような各部材がケーシング１３に内装されてユニット状に組み立てられた構成となっている。又、計測箇所に位置する被計測物に対して斜め下方に向かう状態で光を照射するように、投光部１が斜め姿勢で備えられており、外形寸法が小さい被計測物であっても受光部２に直接光が入らないようにしている。
【００４０】
次に、受光部２の構成について説明する。
この受光部２は、図６に示すように、被計測物Ｍを透過した光を集光する集光レンズ１４、並行光に変化した光のうち近赤外域である波長領域６８０〜９９０ナノメートル（ｎｍ）の範囲の光だけを上向きに反射し、それ以外の波長の光をそのまま通過させるバンドパスミラー１５、バンドパスミラー１５により上向きに反射された計測対象光を集光させる集光レンズ１６、集光レンズ１６を通過した光をそのまま通過させて受光センサにて受光されることを許容する開放状態と受光されることを阻止する遮蔽状態とに切り換え自在な入射状態切換手段としてのシャッター機構１７、開放状態のシャッター機構１７を通過した光が入射されると、その光を分光して前記分光スペクトルデータを計測する分光器１８等を備えて構成されている。尚、シャッター機構１７の下方側、つまり光入射方向上手側箇所には、分光器に入射される光に対して作用する光量調整用の複数の各種のフィルターを切り換えるフィルター切り換え機構Ｅが備えられている。
【００４１】
前記分光器１８は、図８に示すように、受光位置である入光口２０から入射した計測対象光を反射する反射鏡２１と、反射された計測対象光を複数の波長の光に分光する分光手段としての凹面回折格子２２と、凹面回折格子２２によって分光された計測対象光における各波長毎の光量を検出することにより分光スペクトルデータを計測する受光センサ２３とが、外部からの光を遮光する遮光性材料からなる暗箱２４内に配置される構成となっている。前記受光センサ２３は、凹面回折格子２２にて分光反射された光を同時に各波長毎に受光するとともに波長毎の信号に変換して出力する、１０２４の単位受光部を備えた電荷蓄積型のＣＣＤラインセンサにて構成されている。このラインセンサは、詳述はしないが、各単位受光部毎に光量を電気信号（電荷）に変換する光電変換部と、その光電変換部にて得られた電荷を蓄積する電荷蓄積部、及び、その蓄積電荷を外部に出力させるための駆動回路等が備えた半導体基板上に形成されている。
【００４２】
又、前記シャッター機構１７は、図８、図９に示すように、放射状に複数のスリット２５が形成された円板１７Ａを、パルスモータ１７Ｂによって縦軸芯周りで回転操作される状態で備えて構成され、前記暗箱２４の入光口２０には前記各スリット２５が上下に重なると光を通過させる開放状態となり、スリット２５の位置がずれると光を遮断する遮断状態となるように、スリット２５とほぼ同じ形状の透過孔２７が形成されており、光の漏洩がないように暗箱の入光口２０に対して円板１７Ａを密接状態で摺動する状態で配備して構成されている。すなわち、このシャッター機構１７は凹面回折格子２２に対する入光口２０に近接する状態で設けられている。この受光部２も投光部１と同様にして、上記したような各部材がケーシング２８に内装されてユニット状に組み立てられた構成となっている。
【００４３】
そして、投光部１及び受光部２の夫々が、投光用箇所及び受光用箇所の夫々に対して各別に着脱自在に取り付け可能なユニット状に構成されており、投光部１と受光部２とが着脱自在に取付けられる装置枠体Ｆが、計測箇所における搬送コンベア４の左右両側に相当する箇所を投光用箇所及び受光用箇所とするように、投光部１と受光部２に対する一対の取付部を備える状態で設けられている。
更には、前記装置枠体Ｆには、投光部１及び受光部２を一体的に上下方向に位置調節自在な上下位置調節手段としての上下位置調節機構２９、及び、投光部１及び受光部２の夫々を各別に装置枠体Ｆに対して計測箇所に位置する被計測物に接近並びに離間する方向、すなわち、水平方向であって搬送コンベア４の搬送方向と直交する方向に沿って位置調節自在な水平位置調節手段としての水平位置調節機構３０が備えられている。
【００４４】
次に、前記上下位置調節機構２９について説明する。図２〜図５に示すように、品質評価装置の外周部を囲うように矩形枠状に組み付けられた装置枠体Ｆが備えられ、その装置枠体Ｆの上部側箇所から位置固定状態で４本の固定支持棒３１が垂下される状態で設けられ、これら４本の固定支持棒３１の下端部には後述する品質評価装置校正用の擬似計測体Ａを載置支持するための支持台３２が取り付けられている。そして、この４本の固定支持棒３１に対して４箇所の摺動支持部３３により上下方向にスライド移動自在に昇降台３４が支持されている。又、装置枠体Ｆの上部側箇所から垂下状態に支持された送りネジ３５が電動モータ３６にて回動自在に設けられ、昇降台３４に備えられた雌ネジ部材３７がこの送りネジ３５に螺合しており、送りネジ３５を電動モータ３６にて回動操作することで昇降台３４が任意の位置に上下移動調節可能な構成となっている。尚、送りネジ３５は手動操作ハンドル３８でも回動自在に構成されている。
又、前記昇降台３４には、品質評価装置校正用の擬似計測体Ａが支持台３２に載置支持された状態でも昇降操作可能なように品質評価装置校正用の擬似計測体Ａが上下方向に通過することを許容する挿通孔３４ａが形成されている。
【００４５】
次に、水平位置調節機構３０について説明する。
前記昇降台３４には、図４に示すように、投光部１と受光部２との並び方向に沿って延びる２本のガイド棒３９が設けられており、ユニット状に組み付けられた投光部１並びに受光部２の夫々が着脱自在に取付けられる前記一対の取付部としての支持部材４０、４１が各ガイド棒３９にスライド移動自在に支持される構成となっている。前記各ガイド棒３９は長手方向両端側で連結具３９ａにて連結されている。又、前記昇降台３４には、投光部１と受光部２との並び方向に沿って延びる２本の送りネジ４２、４３が夫々電動モータ４４、４５によって回動操作可能に設けられ、各支持部材４０、４１に備えられた雌ネジ部４６、４７が各送りネジ４２、４３に螺合しており、電動モータ４４、４５にて前記各送りネジ４２、４３を各別に正逆回動させることで、前記各支持部材４０、４１が各別に搬送コンベア４の搬送方向と直交する水平方向に沿って位置調節可能な構成となっている。従って、各支持部材４０、４１に夫々各別に取付けられる投光部１及び受光部２は電動モータ４４、４５にて前記各送りネジ４２、４３を各別に正逆回動させることで前記水平方向、すなわち、計測箇所に対して接近並びに離間する方向での相対位置を変更調節することが可能となる。
【００４６】
従って、電動モータ３６にて送りネジ３５を回動操作させると昇降台３４が上下移動調節されるが、それに伴って昇降台３４に支持されている投光部１及び受光部２を一体的に上下移動調節することができ、前記各電動モータ４４、４５を回動操作させることで投光部１及び受光部２が各別に搬送コンベア４の搬送方向と直交する水平方向に沿って位置調節することができる。
【００４７】
前記各支持部材４０、４１に対する投光部１及び受光部２の取付けの構成について説明を加えると、前記各支持部材４０、４１の下端部における取付け用の台座部分４０ａ，４１ａには、水平方向に適宜間隔をあけて横向きに突出する複数の位置決め用突起４０ｂ，４１ｂが形成され、ユニット状に設けられた投光部１及び受光部２に夫々、それらの位置決め用突起４０ｂ，４１ｂに対応する位置決め孔が設けられ、各支持部材４０、４１に対して投光部１及び受光部２を取付けるときは、位置決め用突起４０ｂ，４１ｂを位置決め孔に嵌め合わせて位置決めした状態でその近くの適宜箇所をボルト止めすることで投光部１及び受光部２を取付ける構成となっている。従って、この装置においては、投光部１及び受光部２が夫々取付けられた状態においては、投光部１が位置する投光用箇所、計測箇所、及び、受光部２が位置する受光用箇所の夫々が一直線状に位置する形態で投光部１及び受光部２が配置される状態となる。但し、支持部材４０、４１の下端部における取付け用の台座部分４０ａ，４１ａは、投光部１及び受光部２の上下方向の長さに対応するように左右で少し長さが異なるものを用いるようにしている。又、投光部１の取付け部には、投射方向が少し斜め下方となるように傾斜用の姿勢規制具４０ｃを設けている。
【００４８】
搬送コンベア４における被計測物Ｍの計測箇所の上方側に位置させて、前記支持台３２から下方側に延設した支持アーム４８により支持される状態でリファレンスフィルター４９が設けられている。このリファレンスフィルター４９は、所定の吸光度特性を有する光学フィルターで構成され、具体的には、一対のオパールガラスを備えて構成されている。
【００４９】
上下位置調節機構２９によって投光部１及び受光部２を一体的に上下移動調節することによって、図２に示すように、投光部１からの光が搬送コンベア４に載置される被計測物Ｍを透過した後に受光部２にて受光される通常計測状態と、図５の仮想線にて示すように、各投光部１からの光が前記リファレンスフィルター４９を透過した後に受光部２にて受光されるリファレンス計測状態、及び、図５の実線にて示すような校正用計測状態の夫々に切り換えることができるように構成されている。
尚、詳述はしないが、この品質評価装置の外周部は、被計測物の搬送に伴う通過箇所を除いて装置枠体Ｆに備えられた壁体によって囲われて外部から光が入り込まないようになっている。
【００５０】
そして、この品質評価装置には、前記支持台３２に被計測物の光透過特性とほぼ同じような特性を有する擬似計測体Ａを取り外し自在に装着できる構成となっている。尚、擬似計測体Ａは支持台３２にそのまま位置決めした状態で載置させる構成であり、容易に着脱可能な構成となっており、校正を行わないときには、擬似計測体Ａを支持台３２から取り外しておくことができる。
【００５１】
この品質評価装置校正用の擬似計測体Ａについて簡単に説明すると、図６に示すように、非透光性の部材で構成された略四角柱状の外側ケーシング５２によって外周部が覆われ、この外側ケーシング５２内部の下方側に位置する箇所に基準体としての純水Ｊを封入状態で収納する収納部５１が設けられ、この収納部５１と外側ケーシング５２との間に空気層が形成されている。そして、この空気層の温度が、品質評価装置によって品質が評価されるときの被計測物の温度又はそれに近い温度である設定温度（例えば、３０℃）に維持されるようにペルチェ素子５５を作用させる構成となっている。そして、外側ケーシング５２における収納部５１の左右両側箇所に対応する位置に夫々、光通過部６１と光通過部６２とが形成され、非透光性の部材で構成された外側ケーシング５２の入光側光通過部６１及び出光側光通過部６２に対応する位置に通過孔が形成されるとともに、拡散体としてのオパールガラスＧが気密状態に保持される状態で装着されている。
【００５２】
そして、図１１に示すように、前記搬送コンベア４は無端回動帯４ａを電動モータ４ｂによって駆動する構成となっており、その無端回動帯４ａを巻回する回転体４ｃの回転軸の回転状態にて搬送コンベアによる搬送距離を検出する搬送距離計測手段としてのロータリーエンコーダ１９が備えられ、このロータリーエンコーダ１９の検出情報も制御部３に入力される構成となっており、更に、搬送コンベア４による計測箇所の搬送方向上手側箇所には、搬送コンベア４にて搬送される被計測物の搬送方向の先頭位置が計測箇所よりも搬送方向上手側に位置する手前側位置に到達したか否かを検出する被計測物検出手段としての光学式の通過検出センサ５０が備えられている。この通過検出センサ５０は、光を発する発光器５０ａと、その光を受光する受光器５０ｂとが、搬送コンベア４による搬送経路の左右両側部に振り分け配置され、発光器５０ａから発する光が被検出物で遮断されて受光器５０ｂにて受光できなくなると被検出物が存在していると判別することができる構成となっている。
【００５３】
前記制御部３は、図１０に示すように、前記通過検出センサ５０、受光センサ２３の検出情報に基づいて被計測物の内部品質を求めるとともに各部の動作を制御する構成となっている。この制御部３は、後述するような公知技術である分光分析手法を用いて被計測物Ｍの内部品質を解析する演算処理を実行するとともに、受光センサ２３、シャッター機構１７、投光量調整用モータ１２、上下位置調節用モータ３６、水平位置調節用モータ４４、４５の動作の管理等の各部の動作を制御する構成となっている。
【００５４】
次に、制御部３による制御動作について説明する。
制御部３は、投光部１からの光を擬似計測体Ａに投射してその擬似計測体Ａからの透過光を分光して受光部２が受光するときの異なる波長毎の受光光量を予め設定された基準受光光量にするための補正係数を求めて記憶する補正情報記憶処理、投光部１からの光をリファレンスフィルター４９に照射してそのリファレンスフィルター４９からの透過光を受光部２にて分光してその分光した光を基準分光スペクトルデータとして求める基準データ計測処理、被計測物としての果菜類に対して投光部１から光を照射して計測分光スペクトルデータを得て、この計測分光スペクトルデータと前記基準分光スペクトルデータとに基づいて、被計測物Ｍの内部品質を評価する品質評価処理としての通常データ計測処理の夫々を実行するように構成されている。
【００５５】
そして、前記通常データ計測処理において、受光部２にて計測された前記異なる波長毎の受光光量を前記補正係数にて補正して、その補正した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記擬似計測体Ａの純水Ｊを計測したときに前記基準受光光量を出力する状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された検量式とに基づいて被計測物の品質評価値を求めるように構成されている。
【００５６】
次に、前記補正情報記憶処理の具体的な処理内容について説明する。
つまり、この補正情報記憶処理を実行する場合には、手作業によって擬似計測体Ａを支持台３２に載置させ、上下位置調節機構２９によって投光部１及び受光部２を一体的に上下移動調節することによって、図５、図６に示すように、投光部１からの光が擬似計測体Ａにおける品質評価対象としての純水Ｊを透過した後に受光部２にて受光される校正用計測状態に切り換える。そして、投光部１からの光を前記光通過部６１を通して純水Ｊに導きその純水Ｊを透過した光を光通過部６２を通して外部の受光部２に導いて分光して受光センサ２３により異なる波長毎の光の受光光量（分光スペクトルデータ）を計測する。そして、その受光センサ２３にて計測される異なる波長毎の光の受光光量を予め設定された基準受光光量にするための補正係数を求める。
【００５７】
具体的に説明すると、図１３に示すように、投光部１からの光を投射したときに受光センサの各単位受光部にて計測される異なる波長毎の光の受光光量の計測値に対して、異なる波長毎の光の受光光量の全てが予め設定された所定の基準受光光量にするための補正係数を夫々の単位受光部毎に演算にて求めるのである。
つまり、単位受光部の受光光量をＬｘとして基準受光光量をＬｓとすると、補正係数αは、次の数１のようにして求められ、この補正係数αは複数の単位受光部の夫々について求められることになる。
【００５８】
【数１】
α＝Ｌｓ／Ｌｘ
【００５９】
次に、前記基準データ計測処理について説明する。
搬送コンベア４による被計測物Ｍの搬送を停止させている状態で、上下位置調節機構２９によって前記リファレンス計測状態に切り換え、シャッター機構１７を開放状態に切り換えて、投光部１からの光を被計測物Ｍに代えて前記リファレンスフィルター４９に照射して、そのリファレンスフィルター４９からの透過光を、受光部２にて分光してその分光した光を受光して得られた分光スペクトルデータ計測する。そして、この分光スペクトルデータを前記補正係数により補正して基準分光スペクトルデータを演算にて求める。すなわち、下記数２に示すように、受光センサ２３にて計測される異なる波長毎の受光光量Ｌ１の夫々に補正係数を掛けて異なる波長毎の補正光量Ｌ２すなわち基準分光スペクトルデータを求めるのである。
【００６０】
【数２】
Ｌ２＝α・Ｌ１
【００６１】
又、この基準データ計測処理においては、受光部２への光が遮断された無光状態での受光センサ２３の検出値（暗電流データ）も計測される。すなわち、前記受光部２のシャッター機構１７を遮蔽状態に切り換えて、そのときの受光センサ２３の単位画素毎における検出値を暗電流データとして求めるようにしている。
【００６２】
次に、通常データ計測処理について説明する。
この通常データ計測処理においては、上下位置調節機構２９、具体的には上下位置調整用電動モータ３６を操作して昇降台３４を通常計測状態に切り換えて、搬送コンベア４による被計測物Ｍの搬送を行う。そして、被計測物が計測箇所に存在しないとき及び被計測物が計測箇所に存在しても後述するような品質評価用の受光情報の取得が終了しているときは、蓄電開始タイミングから蓄電用設定時間が経過するまで受光センサ２３に電荷を蓄積させ、その後、放電用設定時間が経過するまで受光センサ２３に蓄積された電荷を放出させる電荷蓄積放電処理を繰り返し実行し、且つ、搬送コンベア４にて搬送される被計測物が計測箇所に至ると、そのときから放電用設定時間が経過するまで受光センサ２３に蓄積された電荷を放出させ、その後、計測用設定時間が経過するまで受光センサ２３に品質評価用の受光情報として用いるための電荷を蓄積させる計測用電荷蓄積処理を実行するように構成されている。
【００６３】
つまり、制御部３は、図１２に示すように、被計測物が計測箇所に存在しないとき及び被計測物が計測箇所に存在しても後述するような品質評価用の受光情報の取得が終了しているときは、常に、蓄電開始タイミングから蓄電用設定時間が経過するまで受光センサ２３に電荷を蓄積させ、その後、放電用設定時間が経過するまで受光センサ２３に蓄積された電荷を放出させる電荷蓄積放電処理を設定周期Ｔ１毎に繰り返し実行するように受光センサ２３の動作を制御するように構成されている。
【００６４】
そして、制御部３は、通過検出センサ５０の検出情報に基づいて被計測物の先頭位置が手前側位置に到達したことを検出してから、ロータリーエンコーダ１９の検出情報に基づいて被計測物が計測箇所に至ったことを判別するように構成されている。説明を加えると、通過検出センサ５０にて被計測物Ｍの搬送方向先頭位置が通過検出センサ５０の検出位置である手前側箇所に来たことが検出されると、ロータリーエンコーダ１９の検出情報に基づいて、その時点からの被計測物の搬送距離が前記手前側箇所から計測箇所に至るまでの搬送距離になったことを判別すると、被計測物Ｍが計測箇所に至ったものと判別することになる。
【００６５】
このように被計測物Ｍが計測箇所に至ったものと判別すると、図１２に示すように、前記電荷蓄積放電処理を繰り返し実行するのではなく、その時点から放電用設定時間が経過するまで受光センサ２３に蓄積された電荷を放出させ、その後、計測用設定時間が経過するまで受光センサ２３に品質評価用の受光情報として用いるための電荷を蓄積させる計測用電荷蓄積処理を実行することになる。又、制御部３は、このような受光センサ２３の動作切り換えと併行して、被計測物が前記計測箇所に至るとシャッター機構１７を遮蔽状態から開放状態に切り換え、且つ、その開放状態を電荷蓄積を行うための計測用設定時間Ｔ２が経過するまで維持した後に遮蔽状態に戻すようにシャッター機構１７の動作を制御するよう構成されている。このようにして、計測用設定時間Ｔ２が経過するまで投光部１から照射され被計測物を透過した光を受光部２にて分光した光を受光センサ２３にて受光して電荷を蓄積することができる。そして、この計測用設定時間Ｔ２が経過した後に、蓄積された電荷を取り出して異なる波長毎の受光光量（分光スペクトルデータ）を計測する。そして、この分光スペクトルデータを前記補正係数により補正して計測分光スペクトルデータを演算にて求める。すなわち、下記数３に示すように、各単位受光部にて計測される異なる波長毎の受光光量Ｌ３の夫々に補正係数を掛けて異なる波長毎の補正光量Ｌ４すなわち計測分光スペクトルデータを求めるのである。
【００６６】
【数３】
Ｌ４＝α・Ｌ３
【００６７】
前記計測用設定時間Ｔ２は、被計測物の品種の違いに応じて変更させる構成となっている。説明を加えると、例えば、温州蜜柑などのように光が比較的透過しやすいものであれば比較的短い時間（１０ｍｓｅｃ程度）に設定し、伊予柑であれば光が透過し難いので長めの時間（３０ｍｓｅｃ程度）に設定する。
【００６８】
図１０に示すように、前記被計測物としての果菜類の品種を変更する場合、品種の違いに応じていずれの果菜類を計測対象とするかを指定する人為操作式の切換操作具Ｃが設けられ、この切換操作具Ｃを作業員が人為的に操作して制御部における動作条件の変更を設定する構成となっている。制御部３は、この品種の違いによる動作条件の設定が行われると、品種を判別した結果に基づいて計測用設定時間Ｔ２を変更調整する構成となっており、前記電荷蓄積放電処理を繰り返し実行するときの繰り返し周期Ｔ１も合わせて変更調整されることになる。つまり、前記蓄電用設定時間が前記計測用設定時間Ｔ２と同じ時間間隔に合わせるようにしている。
【００６９】
そして、このようにして得られた基準分光スペクトルデータ、暗電流データ及び計測分光スペクトルデータに基づいて公知技術である分光分析手法を用いて被計測物Ｍの内部品質を解析する演算処理を実行するように構成されている。
つまり、上記したようにして得られた、前記基準データ計測モードにて求められた基準分光スペクトルデータ、及び、暗電流データを用いて正規化して、分光された各波長毎の吸光度スペクトルデータを得るとともに、その吸光度スペクトルデータの二次微分値を求める。具体的には、受光センサ２３の単位受光部毎に得られた受光情報に対応する吸光度スペクトルデータを得ることになる。このように求められた吸光度スペクトルデータの二次微分値のうち成分を算出するための特定波長の二次微分値と予め設定されている検量式とにより、被計測物Ｍに含まれる糖度に対応する成分量や酸度に対応する品質評価値としての成分量を算出する品質評価処理を実行するように構成されている。
【００７０】
前記吸光度スペクトルデータｄは、基準分光スペクトルデータをＲｄ、計測分光スペクトルデータをＳｄとし、暗電流データをＤａとすると、
【００７１】
【数４】
ｄ＝ｌｏｇ［（Ｒｄ−Ｄａ）／（Ｓｄ−Ｄａ）］
【００７２】
という演算式にて求められる。そして、このようにして得られた吸光度スペクトルデータｄを二次微分した値のうち特定波長の値と、下記の数５に示されるような検量式とを用いて、被計測物Ｍに含まれる糖度や酸度に対応する成分量を算出するための検量値を求めるのである。
【００７３】
【数５】
Ｙ＝Ｋ０＋Ｋ１・Ａ（λ１）＋Ｋ２・Ａ（λ２）
【００７４】
但し、
Ｙ  ；成分量に対応する検量値
Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２  ；係数
Ａ（λ１），Ａ（λ２）  ；特定波長λにおける吸光度スペクトルの二次微分値
【００７５】
尚、成分量を算出する成分毎に、特定の検量式、特定の係数Ｋ０，Ｋ１，Ｋ２、及び、波長λ１，λ２等が予め設定されて記憶されており、演算手段１００は、この成分毎に特定の検量式を用いて各成分の検量値（成分量）を算出する構成となっている。
【００７６】
次に検量式を作成する手順について説明する。
検量式は、被計測物に対する計測処理に先立って、予め、計測対象である被計測物と同じようなサンプルを実測したデータに基づいて装置毎に個別に設定されることになる。つまり、上述したような温州蜜柑や伊予柑など複数の品種の果菜類を計測対象としている場合には、異なる品種毎に夫々各別に検量式を作成して、夫々を記憶させておくことになる。
【００７７】
先ず、前記サンプルとして数十個〜数百個の被計測物を用意して、各サンプルについて前記分光分析装置を用いて各波長毎の分光スペクトルデータを求める。
そして、通常データ計測処理の場合と同様に、この分光スペクトルデータを前記補正係数により補正して検量式作成用の分光スペクトルデータを演算にて求め、さらに、その検量式作成用の分光スペクトルデータから上記したような吸光度スペクトルデータを求める。一方、前記各サンプルについて、例えば破壊分析等に基づいて被計測物の化学成分を特別な検査装置によって精度よく検出する実成分量の検出処理を実行して、被計測物の実成分量を得る。そして、上記したようにして得られた各サンプル毎の吸光度スペクトルデータを用いて、前記実成分量の検出結果と対比させながら、重回帰分析の手法を用いて、吸光度スペクトルデータと特定の成分についての成分量との関係を示す前記検量式を求めるのである。
【００７８】
従って、上記構成の品質評価装置においては、検量式を作成する場合、及び、被計測物の品質評価値を計測する場合のいずれの場合においても、受光部にて計測された前記異なる波長毎の受光光量を前記補正係数にて補正して、その補正した受光光量に基づいてデータ処理が行われることになり、常に、基準体としての擬似計測体Ａの光吸収特性を基準とした値に基づいて計測が行われるので、受光部の個体差に起因したバラツキを少なくさせた状態で計測が行えるものとなる。
【００７９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。
この実施形態においては、補正情報記憶処理を実行するための基準体の構成及び制御部３による制御動作が異なる他は、第１実施形態の構成と同じであるから異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。
【００８０】
つまり、この実施形態では、前記制御部３が、前記被計測物として所定の光透過特性を有する基準体からの透過光を分光して受光部が受光するときの異なる波長毎の受光感度を、予め設定された基準受光感度にするための補正係数を求めて記憶する補正情報記憶処理を実行するように構成され、且つ、前記通常データ計測処理において、前記被計測物からの透過光又は反射光を分光して前記受光手段にて受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を前記補正係数にて補正し、その補正した受光感度に基づいて計測した受光光量から求めた特定波長の光吸収特性と、前記基準体を計測したときに前記異なる波長毎の受光感度を前記基準受光感度にした状態の品質評価装置の受光光量の情報に基づいて作成された前記検量式とに基づいて果菜類の品質評価値を求めるように構成されている。
【００８１】
しかも、前記補正情報記憶処理において、前記基準体として前記異なる波長毎の光吸収特性が異なる複数の基準体からの前記透過光を分光して受光部が受光するときの前記異なる波長毎の受光光量を求めて、複数の基準体における異なる波長毎の受光光量と、各基準体毎に対応して設定されている複数の基準受光光量とから、前記補正係数を求めるように構成されている。
【００８２】
具体的には、分光器の光入射方向上手側箇所に備えられる前記フィルター切り換え機構Ｅが、単に光量調整用の複数の各種のフィルターを備えるものではなく、図１６に示すように、フィルター切り換え機構Ｅには、電動モータ８０によって回転する回転円板８１に、光量調整用のフィルター８２に加えて、異なる波長毎の光吸収特性が互いに異なる前記複数の基準体の一例としての２種類の光学フィルター８３，８４を分光器への入射光が通過する光路内に切り換えて位置させることができる構成となっている。又、そのまま光を通過させる挿通孔８５も形成されている。前記２種類の光学フィルター８３、８３は、その光吸収特性が予め精度よく計測されており、これと同じ光学特性を有するものを複数の品質評価装置に対して予め組込むようにしている。
【００８３】
そして、前記補正情報記憶処理においては、投光部１からの光をこれら２つの光学フィルター８３、８４を通過させる状態に切り換えて、夫々の状態においてフィルターを通過した光を受光部２に導いて分光して異なる波長毎の光の受光光量（分光スペクトルデータ）を計測する。そして、その２つの光学フィルター８３、８４における異なる波長毎の受光光量と、各フィルター毎に対応して設定されている複数の基準受光光量とから、被計測物からの透過光を受光部にて受光するときの前記異なる波長毎の受光感度を補正するための補正係数を求めるようになっている。
【００８４】
説明を加えると、図１４に示すように、投光部１からの光を第１の光学フィルター８３に投射したときに受光センサ２３の各単位受光部にて計測される分光スペクトルデータ８３Ａと、投光部１からの光を第２の光学フィルター８４に投射したときに受光センサ２３の各単位受光部にて計測される分光スペクトルデータ８４Ａとが計測されるが、これに対して各光学フィルター８３、８４毎に対応して予め基準受光光量Ｌｓａ，Ｌｓｂが設定されている。そして、これらの光量の異なる場合における２種類の情報から、受光センサ２３により異なる光量の受光光量が得られた場合における受光感度を直線近似に基づいて定めて補正して、その補正した受光光量を演算にて求めるようになっている。
【００８５】
すなわち、第１の光学フィルター８３に投射したときの単位受光部の受光光量をＬｘａとし、第２の光学フィルター８４に投射したときの受光光量をＬｘｂとすると、実際に計測された受光光量に対する補正光量の関係が図１５に示すように表すことができ、この単位受光部にて計測される中間的な受光光量Ｌｘｉに対する補正受光光量Ｌｓｉは、次の数６で求めることができる。このようなβ、γが上記補正係数に対応することになる。
【００８６】
【数６】
Ｌｓｉ＝β・Ｌｘｉ＋γ
但し、β＝（Ｌｓａ−Ｌｓｂ）／（Ｌｘａ−Ｌｘｂ）
γ＝（Ｌｓｂ・Ｌｘａ−Ｌｓａ・Ｌｘｂ）／（Ｌｘａ−Ｌｘｂ）
【００８７】
そして、通常データ計測処理や基準データ計測処理ならびに検量式作成の時の計測処理において、被計測物として果野類に光を投射したときに受光部２にて実際に計測された異なる波長毎の受光光量（分光スペクトルデータ）を、前記補正係数β、γにて補正して、計測分光スペクトルデータや基準分光スペクトルデータを演算にて求めることになる。
【００８８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。
この実施形態の品質評価装置は、投光部１と受光部２との配置構成、受光部２に対する光の通過経路構成、搬送コンベアの構成、受光センサ２３の計測方法が異なる他は、第１実施形態の品質評価装置の構成と同じであるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明は省略する。又、投光部１及び受光部２は、夫々、ユニット状に組み立てられる構成であり、第１実施形態に使用されるものとほぼ同じ構成のものを使用する構成となっている。
【００８９】
図１７に示すように、第１実施形態における投光部１と同じ構成のユニット状の投光部１が２台備えられ、それら２台の投光部１が計測箇所の左右両側部、すなわち、搬送コンベア４ａの搬送横幅方向の両側部に振り分けて配置され、各投光部１は光の照射方向がほぼ水平方向となるように構成されている。すなわち、前記各支持部材４０、４１と同様な支持部材４０、４１にユニット状の２台の投光部１が夫々取付けられる。但し、支持部材４０、４１の下端部における取付け用の台座部分４０ａ，４１ａは、投光部１の上下長さに対応するように左右で同じものを用いるようにしている。又、各投光部１の光の照射方向がほぼ水平方向となるように、上記品質評価装置にて用いた傾斜用の姿勢規制具４０ｃは使用しない構成となっている。
【００９０】
搬送コンベア４Ａは、被計測物を中央部に挿通孔７０が形成された受皿７１に載置した状態で搬送される構成となっており、この受皿７１は、計測箇所の下方側には、前記投光部１から照射されて被計測物を透過して受皿７１の挿通孔７０を通して下方側に透過する光を受光する光ファイバー７２の受光側端部が配置されている。その光ファイバー７２の他端側には、前記受光部２とほぼ同じ構成のユニット状の受光部２が接続されて光が受光されることになる。この受光部２による受光情報に基づく制御部３での内部品質の解析処理については第１実施形態の場合と同様である。つまり、第１実施形態における前記補正情報記憶処理を実行して、その補正した結果により、品質評価値を求める構成となっている。このとき、第２実施形態の処理方法を用いるようにしてもよい。
【００９１】
この品質評価装置においては、計測箇所に位置する被計測物に対して、その左右両側部に位置する各投光部１から光がほぼ水平方向に対向するように投射され、被計測物内部で散乱して下方側に透過して出て来た光を光ファイバー７２にて受光して受光部２に導く構成となっている。
【００９２】
そして、前記搬送コンベア４Ａは、被計測物Ｍを受皿７１上の特定位置に位置させる状態で受皿７１に載置した状態で搬送するように構成されている。つまり、受皿７１はゴム等の軟質材からなり、図１８に示すように、外形形状が平面視で円筒形であり中央部に円形の挿通孔７０が形成され、挿通孔７０の外周側の上面側部分は中心側ほど下方に位置する斜め形状になるように構成され、計測対象となる被計測物Ｍである略球形状の果菜類が、受皿７１上に載置されると自重でその軸芯が平面視で中央部の挿通孔７０とほぼ同じ軸芯上に位置する状態で載置されることになる。つまり、受皿７１上の中心位置が前記特定位置に対応するものとなる。
前記受皿７１は搬送コンベア４Ａの無端回動帯４ａ上に載置されるフリーキャリア式の受皿であり、無端回動帯４ｄに搬送方向に所定間隔をあけて設けられた押し具４ｅにより押し操作しながら搬送するようになっており、搬送横幅方向の両端部は搬送方向に配備された規制具４ｆにより案内される構成となっている。
又、無端回動帯４ｄの幅方向中央部の受皿７１の下方側部分は、投光部１から照射されて被計測物Ｍを透過した光を光ファイバー７２の受光側端部にて受光可能なように開放される構成となっている。
【００９３】
この実施形態では、図１８に示すように、受皿７１の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことを検出する受皿検出手段としての光学式の受皿検出センサ７３が設けられている。この受皿検出センサ７３は、第１実施形態の通過検出センサ５０と同様に、光を発する発光器７３ａと、その光を受光する受光器７３ｂとが、搬送コンベア４Ａによる搬送経路の左右両側部に振り分け配置され、発光器７３ａから発する光が被検出物としての受皿７１により遮断されて受光器７３ｂにて受光できなくなると、受皿７１の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことを検出する構成となっている。
【００９４】
そして、前記制御部３が、この受皿検出センサ７３の検出情報に基づいて被計測物Ｍが計測箇所に至ったことを判別するように構成されている。すなわち、受皿検出センサ７３が受皿７１の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことを検出すると、被計測物Ｍが計測箇所に至ったものと判別して、直ちに、上記第１実施形態における計測用電荷蓄積処理と同じ計測用電荷蓄積処理を実行するように構成されている。
【００９５】
説明を加えると、受皿検出センサ７３にて受皿の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことが検出されたときには、光ファイバー７２の受光側端部が平面視にて挿通孔７０の搬送方向上手側箇所に位置するように、受皿検出センサ７３と光ファイバー７２の受光側端部との位置関係が予め設定されている。因みに、前記各投光部１は光ファイバー７２の受光側端部に対して搬送横幅方向にほぼ直線状に並ぶように配置させる構成となっている。
受皿検出センサ７３にて受皿の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことが検出されると、直ちに計測用電荷蓄積処理を実行することで、被計測物からの透過光を光ファイバー７２の受光側端部にて適正に受光することができるのである。
【００９６】
そして、制御部３は、図１９のタイムチャートに示すように、前記受皿検出センサ７３にて受皿７１の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことが検出されると、直ちに、前記計測用電荷蓄積処理を実行するとともに、それと併行して、前記シャッター機構１７を遮蔽状態から開放状態に切り換え、且つ、その開放状態を電荷蓄積を行うための計測用設定時間Ｔ４が経過するまで維持した後に遮蔽状態に戻すようにシャッター機構１７の動作を制御する構成となっている。
この構成においては、受皿検出センサ７３にて受皿７１の搬送方向の先頭位置が設定位置に到達したことが検出されると、直ちに、前記計測用電荷蓄積処理を実行する構成であるから、搬送コンベア４Ａの搬送速度の変動等の影響を受けることなく搬送コンベアのスベリや揺らぎに起因した計測誤差を少なくして被計測物が計測箇所に至ったことを精度よく検出できることになる。
【００９７】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００９８】
（１）上記第２実施形態では、複数の基準体として品質評価装置に組み込まれた２つの光学フィルターにおける異なる波長毎の受光光量と各基準体毎に対応して設定されている２つの基準受光光量とから前記補正係数を求めるようにしたが、このような構成に代えて、光吸収特性が異なる３つ以上の光学フィルターを用いて補正係数を求めてもよく、又、複数の基準体としては、装置に予め組み込まれたものでなく、補正情報記憶処理を実行する毎に投光部と受光部との間に別途設置する構成としてもよい。
【００９９】
（２）上記第１実施形態では、投光部と受光部とが計測箇所の左右両側部に振り分けて配置される構成のものを例示したが、このような構成に代えて、投光部と受光部とが計測箇所の上下両側部に振り分けて配置される構成としてもよい。
【０１００】
（３）上記第３実施形態では、計測箇所の左右両側部に一対の投光部を振り分けて配置し、計測箇所の下側に出てくる光を光ファイバーで受光して受光部に導く構成のものを例示したが、このような構成に代えて、計測箇所の横一側箇所に１つの投光部を配置する構成としてもよく、光ファイバーで受光するものに代えて、計測箇所の下側に受光部を備えて受光部にて透過光を直接受光する構成としてもよい。又、投光部と受光部とを計測箇所の例えば横一側箇所に並べて配置して光投射方向に対してほぼそれを反対方向に出てくる光を受光するようにしてもよい。
【０１０１】
（４）上記各実施形態では、投光部の光源としてハロゲンランプを用いたが、これに限らず、水銀灯、Ｎｅ放電管等の各種の光源を用いてもよく、受光部における受光センサは、ＣＣＤ型ラインセンサに限らずＭＯＳ型ラインセンサ等の他の検出手段を用いるようにしてもよい。
【０１０２】
（５）上記各実施形態では、被計測物Ｍの内部品質として、糖度や酸度を例示したが、これに限らず、食味の情報等、それ以外の内部品質を計測してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】選果設備の概略構成図
【図２】品質評価装置の正面図
【図３】品質評価装置の側面図
【図４】品質評価装置の横断平面図
【図５】品質評価装置の正面図
【図６】品質評価装置の一部切欠正面図
【図７】投光部の切欠平面図
【図８】分光器の構成図
【図９】シャッター機構を示す図
【図１０】制御ブロック図
【図１１】設置状態を示す平面図
【図１２】計測作動のタイミングチャート
【図１３】異なる波長毎の受光光量を示す図
【図１４】第２実施形態の異なる波長毎の受光光量を示す図
【図１５】第２実施形態の光量補正状態を示す図
【図１６】第２実施形態のフィルター切り換え機構を示す図
【図１７】第３実施形態の品質評価装置の正面図
【図１８】第３実施形態の被計測物の検出状態を示す図
【図１９】第３実施形態の計測作動のタイミングチャート
【符号の説明】
１                投光部
２                受光部
３                制御手段
８３，８４，Ｊ    基準体
Ｍ                被計測物
【図１】
2004219376.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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