(57)【要約】【課題】精度の高い打音検査方式を使用し「うるみ果」と「空洞果」を判別できると共に装置自体の構成を簡略化し、かつ内部品質を自動的に判別できて処理能力の高い農産物の内部品質検査装置を提供する。【解決手段】振動波形検出装置で検出された振動波形の第１の特性値を検出する第１の検出手段及び振動波形の第２の特性値を検出する第２の検出手段からなる波形検出手段と、該波形検出手段で検出された振動波形に基づいて農産物の内部品質を正常、空洞、うるみの少なくとも３つの品質に判別する判別手段と、を備える。判別手段は、例えば第１の検出手段による第１の特性値で農産物の内部障害の有無を判定する第１の判別手段と、該第１の判別手段により内部障害有りと判別された農産物について、第２の検出手段による第２の特性値に基づいて当該農産物が空洞かうるみかを判別する第２の判別手段と、を備える。【選択図】　図１
2004069506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農産物に打撃を与える打撃装置と、該打撃装置による農産物の振動波形を検出する振動波形検出装置とを備え、前記振動波形検出装置で検出された振動波形に基づいて農産物の内部品質を検査する農産物の内部品質検査装置において、
前記振動波形検出装置で検出された振動波形の第１の特性値を検出する第１の検出手段及び前記振動波形の第２の特性値を検出する第２の検出手段からなる波形検出手段と、該波形検出手段で検出された第１及び第２の特性値に基づいて農産物の内部品質を正常、空洞、うるみの少なくとも３つの品質に判別する判別手段と、を備えることを特徴とする農産物の内部品質検査装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記第１の検出手段で検出された第１の特性値に基づいて農産物の内部障害の有無を判別する第１の判別手段と、該第１の判別手段により内部障害有りと判別された農産物について、前記第２の検出手段により検出された第２の特性値に基づいて当該農産物が空洞かうるみかを判別する第２の判別手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項３】
前記判別手段は、前記第２の検出手段で検出された第２の特性値に基づいて農産物の空洞の有無を判別する第２の判別手段と、該第２の判別手段により空洞無しと判別された農産物について、前記第１の検出手段により検出された第１の特性値に基づいて当該農産物のうるみの有無を判別する第１の判別手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項４】
前記第１の特性値が振動波形の減衰速度もしくは相関度であり、前記第２の特性値が振動波形の規則性であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項５】
前記第１の判別手段は、検出された振動波形において、所定の振幅まで減衰する時間が設定時間より短いものもしくは相関度が低いものを内部障害ありと判別することを特徴とする請求項２または４に記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項６】
前記第１の判別手段は、検出された振動波形において、所定の振幅まで減衰する時間が設定時間より短いものもしくは相関度が低いものをうるみ有りと判別することを特徴とする請求項３または４に記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項７】
前記第２の判別手段は、検出された振動波形を最小２乗法を用いて作成した近似直線と振動波形の各ピーク値との距離を計測することにより、前記規則性を求めることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項８】
前記３つの品質がそれぞれ複数ランク設定されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の農産物の内部品質検査装置。
【請求項９】
前記農産物の大きさを判定する大きさ判定手段を備え、該大きさ判定手段で判定された農産物の大きさに応じて補正を行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の農産物の内部品質検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、西瓜やメロン等の農産物の内部品質のうち、特にうるみと空洞を検査することができる農産物の内部品質検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、西瓜やメロン等の農産物においては、空洞や熟度（未熟・適熟・過熟）の他に、果肉がこんにゃくのような状態の「うるみ果」「煮え果」「こんにゃく果」等と呼ばれる（地域で呼び名が異なる）内部障害がある。この内部障害のうち、「うるみ果」の特徴は、成熟期以前から果肉が水浸状に軟化・変色して、正常な果肉に対して赤色・水浸状態を示すものである。そして、この「うるみ果」の西瓜は、食感としてこんにゃくのような弾力性があり西瓜特有のしゃりしゃり感がなく、うるみ部分の糖度が低いことも確認されている。また、「うるみ果」は、天候不良の年に発生が増加する傾向にあるものの、その発生要因や発生メカニズムは明らかになっていない。
【０００３】
従来、このような農産物の内部品質検査装置としては、ハンマーで農産物を打撃してその振動波形により内部品質を判別する打音式の検査装置が知られているが、この検査装置においては、「うるみ果」を検査することはできない。つまり、この種の検査装置の場合、農産物に打撃を与えた時の農産物が発する振動波形をソフト処理した自己相関波形を用い、その波形の減衰速度（減衰時間、減衰率、波形相関度）から内部障害を判別するが、波形により内部障害があることを検出できても、共に減衰時間が短く相関度も低いという傾向を示す「うるみ果」と「空洞果」とを判別することはできない。
【０００４】
したがって、西瓜の内部品質の検査においては、商品価値の極めて低く商品にならない「うるみ果」と、少々の空洞があっても商品として使用できる「空洞果」とを判別するのが好ましいが、前記打音式の検査装置の場合、この判別ができず、「うるみ果」については、人手による官能検査が一般的に採用されているのが実状であり、その改善が望まれている。
【０００５】
そこで、この「うるみ果」を機械的に検査する装置として、例えば特開２００２−１３９４３３号公報もしくは特開２００２−９８６５４号公報に開示の検査装置が提案されている。前者（特開２００２−１３９４３３号公報）に開示の検査装置は、西瓜に光源からレーザー光を照射し、その散乱光を光電センサにより検出して、この検出光と別途測定・算出した西瓜の密度を組み合わせることにより、「うるみ果」「空洞果」等を項目別に判別するようにしたものである。
【０００６】
また、後者（特開２００２−１３９４３３号公報）に開示の検査装置は、青果物にＸ線を照射し、青果物を透過してきたＸ線量を基に青果物の空洞果、うるみ果、未熟果、果熟果等を判別するものであり、この場合、正常果の光路長（Ｘ線が青果物内を通過する物理的長さ）の変化による透過Ｘ線量と、異常果の透過Ｘ線量の変化を区別することにより、内部障害を判別するようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの検査装置にあっては、「うるみ果」の判別にレーザー光やＸ線を使用するため、各光によるデータ処理が面倒になったり光源の管理が面倒となって装置自体の構成が複雑化すると共に、レーザー光やＸ線の透過光によって内部品質を判別するため、西瓜を直接打撃することで得られる振動波形によって判別する打音式の検査装置に比較して、内部品質の検出精度（判別精度）の面で劣るという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、精度の高い打音検査方式を使用し「うるみ果」と「空洞果」を判別できると共に装置自体の構成を簡略化し、かつ内部品質を自動的に判別できて処理能力の高い農産物の内部品質検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の搬送装置は、農産物に打撃を与える打撃装置と、該打撃装置による農産物の振動波形を検出する振動波形検出装置とを備え、前記振動波形検出装置で検出された振動波形に基づいて農産物の内部品質を検査する農産物の内部品質検査装置において、前記振動波形検出装置で検出された振動波形の第１の特性値を検出する第１の検出手段及び前記振動波形の第２の特性値を検出する第２の検出手段からなる波形検出手段と、該波形検出手段で検出された第１及び第２の特性値に基づいて農産物の内部品質を正常、空洞、うるみの少なくとも３つの品質に判別する判別手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成することにより、例えば西瓜等の農産物は、打撃装置によって打撃されるとその振動波形が振動波形検出装置で検出され、この検出された振動波形により波形検出手段で第１の特性値と第２の特性値が検出される。この第１の検出手段による第１の特性値の検出と第２の検出手段による第２の特性値の検出により、判別手段で農産物の内部品質を正常・空洞・うるみの少なくとも３つの品質に判別できて、構成簡易で安価な打音式の検査装置を使用しつつ空洞とうるみ等の高精度な判別が可能になる。
【００１１】
そして、前記判別手段は、請求項２に記載の発明のように、前記第１の検出手段で検出された第１の特性値に基づいて農産物の内部障害の有無を判別する第１の判別手段と、該第１の判別手段により内部障害有りと判別された農産物について、前記第２の検出手段により検出された第２の特性値に基づいて当該農産物が空洞かうるみかを判別する第２の判別手段と、を備えることが好ましい。このように構成することにより、先ず、第１の判別手段で農産物に内部障害が有りか否かが判別され、その後、内部障害が有りと判別された農産物について、第２の判別手段で空洞かうるみかが判別されることから、正常、空洞もしくはうるみの３つの品質が２つの判別手段で精度良く判別される。
【００１２】
また、前記判別手段は、請求項３に記載の発明のように、前記第２の検出手段で検出された第２の特性値に基づいて農産物の空洞の有無を判別する第２の判別手段と、該第２の判別手段により空洞無しと判別された農産物について、前記第１の検出手段により検出された第１の特性値に基づいて当該農産物のうるみの有無を判別する第１の判別手段と、を有することが好ましい。このように構成することにより、先ず、第２の判別手段で農産物の空洞の有無が判別され、その後、空洞が無しと判別された農産物について、第１の判別手段でうるみの有無が判別されることから、空洞、うるみもしくは正常の３つの品質が２つの判別手段で精度良く判別される。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、前記第１の特性値が振動波形の減衰速度もしくは相関度であり、前記第２の特性値が振動波形の規則性であることが好ましい。このように構成することにより、第１の特性値として減衰速度や相関度が使用され、第２の特性値として規則性が使用されることから、内部品質に的確に対応する両特性値によって内部品質を一層高精度に判別できると共に、各特性値の処理の簡略化が図れる。
【００１４】
また、前記第１の判別手段は、請求項５に記載の発明のように、検出された振動波形において、所定の振幅まで減衰する時間が設定時間より短いものもしくは相関度が低いものを内部障害ありと判別することが好ましい。このように構成することにより、第１の検出手段で検出された振動波形が、所定の振幅まで減衰する時間が予め設定した設定時間より短い場合もしくは相関度が低い場合に、第１の判別手段が農産物に内部障害が有りと判別することから、検出した振動波形の減衰時間や自己相関波形による相関度で内部障害の有無を判別できて、より簡素な波形処理によって空洞やうるみ等が精度良く判別される。
【００１５】
また、前記第１の判別手段は、請求項６に記載の発明のように、検出された振動波形において、所定の振幅まで減衰する時間が設定時間より短いものもしくは相関度が低いものをうるみ有りと判別することが好ましい。このように構成することにより、第１の検出手段で検出された振動波形が、所定の振幅まで減衰する時間が予め設定した設定時間より短い場合もしくは相関度が低い場合に、第２の判別手段が農産物にうるみが有りと判別することから、検出した振動波形の減衰時間や自己相関波形による相関度でうるみの有無を判別できて、より簡素な波形処理によってうるみ等が精度良く判別される。
【００１６】
また、前記第２の判別手段は、請求項７に記載の発明のように、検出された振動波形を最小２乗法を用いて作成した近似直線と振動波形の各ピーク値との距離を計測することにより、前記規則性を求めることが好ましい。このように構成することにより、第２の検出手段で検出された振動波形について最小２乗法で近似直線を作成し、この近似直線に基づいて第２の判別手段で振動波形の規則性が求められることから、振動波形の規則性が簡素な波形処理で求められ、農産物の空洞とうるみ等が精度良く判別される。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明のように、前記３つの品質がそれぞれ複数ランク設定されていることが好ましい。このように構成することにより、正常、空洞、うるみの３つの品質がそれぞれ複数のランクに判別されることから、農産物の内部品質を的確に検査して当該農産物を所定の品質ランクに精度良く判別できる。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明のように、前記農産物の大きさを判定する大きさ判定手段を備え、該大きさ判定手段で判定された農産物の大きさに応じて補正を行うことが好ましい。このように構成することにより、大きさ判定手段により農産物の大きさが判定され、この大きさに基づいて例えば減衰時間や相関度あるいは規則性の各特性値の判別基準等が補正されることから、大きさに応じた内部品質の一層精度良い判別が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に係わる内部品質検査装置の一実施形態を示し、図１がその概略構成図、図２がその動作の一例を示すフローチャート、図３が振動波形の説明図である。
【００２０】
図１において、内部品質検査装置１（検査装置１という）は、トレイ６上に載せられた農産物としての西瓜Ｗの表面を打撃する打撃装置２と、この打撃装置２で打撃された西瓜Ｗの振動波形を検出する振動波形検出装置３と、この振動波形検出装置３で検出された振動波形に基づいて西瓜Ｗの内部品質を判別する判別装置４と、西瓜Ｗの大きさを計測して判定する大きさ判定装置５（大きさ判定手段）等を有している。
【００２１】
前記打撃装置２は、ハンマーシャフト８の先端部に連結されたハンマー７を有し、このハンマー７は、ハンマーシャフト８の基端部がハンマーケース９の支持軸１０に回動自在に軸支されることにより、図１の二点鎖線位置から実線位置に回動して西瓜Ｗを所定の打撃力で打撃するように構成されている。すなわち、ハンマーケース９に支持されたシリンダ１１のピストンロッドがハンマーシャフト８の基端側に遊嵌されており、このシリンダ１１のピストンロッドが進退することにより、ハンマー７が支持軸１０を中心に回動するようになっている。
【００２２】
また、ハンマーケース９は、ユニットベース１２に取り付けられたシリンダ１３のピストンロッドに連結されており、シリンダ１３が作動してそのピストンロッド進退することにより、ハンマーケース９、すなわちハンマー７が西瓜Ｗの大きさに応じて予め設定された所定距離離間した検査位置に設定されるようになっている。
【００２３】
前記振動波形検出装置３は、西瓜Ｗの表面の振動を検出するセンサー１５等を有している。このセンサー１５は、ユニットベース１２に取り付けられたシリンダ１６のピストンロッドの先端部に取り付けられており、シリンダ１６が作動してピストンロッドが進退することにより、センサー１５が西瓜Ｗの大きさに応じてその表面に所定圧で接触する波形検出位置に設定されるように構成されている。なお、センサー１５の配置位置は、西瓜Ｗを挟んで前記ハンマー７と対向する位置に設定され、これにより、ハンマー７で打撃された振動波形がセンサー１５で効率的に検出されるようになっている。
【００２４】
前記判別装置４は、前記振動波形検出装置３で検出された振動波形を増幅するアンプとフィルター等からなる処理回路１７が接続され、検出した振動波形を演算処理して各種特性値を算出するＣＰＵ（もしくはプログラマブルコントローラ）等からなる演算処理部１８と、後述する如く予め設定される各内部品質毎の設定値や算出した特性値等を記憶するＲＡＭ、ＲＯＭからなる記憶部１９等を有している。
【００２５】
この判別装置４の演算処理部１８と記憶部１９内には、図１に二点鎖線で模式的に示すように、検出した振動波形の減衰速度を検出する第１検出手段２０と振動波形の規則性を検出する第２検出手段２１、及び第１検出手段２０、第２検出手段２１の検出結果に基づいて所定の判別をする第１判別手段２２と第２判別手段２３が構築されている。
【００２６】
なお、処理回路１７を構成するアンプ等は、前記センサー１５に一体化することで振動波形検出装置３側に設けることも可能であるし、第１検出手段２０や第２検出手段２１も判別装置４と別体で形成することも勿論可能である。そして、この判別装置４は、演算処理部１８で演算（算出）処理された所定の特性値に基づいて西瓜Ｗの内部品質を判別し、その判別信号Ｓを検査ライン（選別ライン）の各部を制御する制御装置２４に出力するようになっている。
【００２７】
前記大きさ判定装置５は、その入力側に光電スイッチ等のセンサー２５が接続され、その内部には前記判別装置４と同様に、センサー２５で検出された信号を演算処理して西瓜Ｗの大きさを判定するＣＰＵ（もしくはプログラマブルコントローラ）等からなる演算処理部や所定の設定値や演算処理したデータ等を記憶する記憶部（いずれも図示せず）等を有している。そして、この大きさ判定装置５で判定された西瓜Ｗの大きさに関するデータ（大きさデータという）が前記判別装置４に出力され、判別装置４はこの大きさデータに基づいて、対応する西瓜Ｗの各設定値を補正するようなっている。
【００２８】
なお、この大きさ判定装置５の記憶部には、例えば１６段階に区分けされた西瓜Ｗの各区分け毎の設定値が予め記憶されており、この１６種類の設定値のうちの１つが選択されて大きさデータとして判別装置４に出力される。また、この大きさ判定装置５による大きさデータにより、前記制御装置２４を介して打撃装置３のシリンダ１３等が作動して、ハンマー７の前記検査位置が所定位置となるように設定され、西瓜Ｗの大きさに係わらず常に所定間隔位置からハンマー７が西瓜Ｗを打撃し得るようになっている。なお、図１に示す検査装置のブロック構成は、説明の便宜上分割したものであって、例えば大きさ判定装置５と制御装置２４及び判別装置４等を１つの筐体内（もしくは基板上）に構成することも勿論可能である。
【００２９】
次に、この計測装置１の動作の一例を図２の検査手順を示すフローチャートに基づいて説明する。なお、このフローチャートは、前記判別装置４の記憶部１９に記憶されているプログラムにしたがって自動的に実行される。先ず、検査ラインの検査位置に送り込まれたトレイ６上の西瓜Ｗの大きさが大きさ判定装置５で判定されると、前述したように打撃装置３のハンマー７が検査位置に設定されると共に、振動波形検出装置３のセンサー１５も波形検出位置に設定されて西瓜Ｗの表面に所定圧で接触する。
【００３０】
そしてこの状態で、前記制御装置２４の制御信号により、ハンマー７が支持軸１０を中心に回動して、その先端で西瓜Ｗの表面が打撃されると、この打撃力に応じた西瓜Ｗ内部の振動波形が打撃位置と反対側のセンサー１５で検出（Ｓ１０１）される。振動波形が検出されると、この振動波形が処理回路１７で増幅等されて判別装置４の演算処理部１８に入力され、判別装置４の前記第１検出手段２０で振動波形の減衰速度（第１特性値）としての減衰時間Ｔｉが検出（Ｓ１０２）される。
【００３１】
この第１検出手段２０で減衰時間Ｔｉが検出されると、前記第１判別手段２２により、予め記憶部１９に設定されている設定値Ｔｓと比較されて、減衰時間Ｔｉが設定値Ｔｓ以上が否かが判断（Ｓ１０３）される。この判断Ｓ１０３時に、大きさ判定装置５で判定された西瓜Ｗの大きさに応じて、予め区分け設定されている所定の設定値Ｔｓが選択される等、設定値Ｔｓが適宜に補正される。
【００３２】
そして、判断Ｓ１０３で「ＹＥＳ」の場合、すなわち検出した振動波形が図３（ａ）に示すようにその振幅がなだらかに減衰し、所定の振幅値になるまでの時間である減衰時間Ｔｉが設定値Ｔｓ以上の場合は、検査した西瓜Ｗの内部品質が正常であるとして当該西瓜Ｗが「正常果」と判別（Ｓ１０４）される。この時、例えば検出された減衰時間Ｔｉに応じて、「正常果」が複数のランクに区分け判別される。そして、「正常果」に対応した判別信号Ｓが判別装置４から制御装置２４に出力され、制御装置２４の制御信号によって検査ラインの各部が適宜に制御される。
【００３３】
一方、判断Ｓ１０３で「ＮＯ」の場合、すなわち検出した振動波形が図３（ｂ）に示すようにその振幅の減衰にムラがありかつ短く、あるいは図３（ｃ）に示すように振幅の減衰がなだからなものの短く、減衰時間Ｔｉが設定値Ｔｓ未満の場合には、検査した西瓜Ｗの内部品質が異常であるとして当該西瓜Ｗが「異常果」と判別（Ｓ１０５）される。そして、西瓜Ｗが「異常果」として判別された場合は、前記第２検出手段２１で振動波形の規則性（第２特性値）が検出（Ｓ１０６）され、この検出された規則性が予め記憶部１９に設定されている設定値と比較されて規則性が有りか否かが判断（Ｓ１０７）される。
【００３４】
この判断Ｓ１０７による規則性の有無判断は、例えば最小２乗法によって行う。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出した振動波形の始点から終点までのピーク値を結ぶ評価線Ｌ（近似直線）を作成し、この評価線Ｌと各ピーク値との距離を計測した総和を求め、この総和を図３（ａ）に示す「正常果」の評価線Ｌによる総和と比較することによって行う。また、この判断Ｓ１０７時にも、判断Ｓ１０３と同様に、大きさ判定装置５で判定された西瓜Ｗの大きさに応じて基準となる値が適宜に補正される。
【００３５】
そして、この判断Ｓ１０７で「ＹＥＳ」の場合、すなわち図３（ｃ）に示すように、減衰時間Ｔｉは短いものの振動波形に規則性がある場合は、検査した西瓜Ｗの内部にうるみがあるものとして当該西瓜Ｗが「うるみ果」と判別（Ｓ１０８）されて、判別装置４から制御装置２４に所定の判別信号Ｓが出力される。また、判断Ｓ１０７で「ＮＯ」の場合、すなわち図３（ｂ）に示すように、減衰時間Ｔｉが短くかつ振動波形に規則性がない場合は、検査した西瓜Ｗの内部に空洞があるものとして当該西瓜Ｗが「空洞果」と判別（Ｓ１０９）されて、判別装置４から制御装置２４に所定の判別信号Ｓが出力される。なお、「うるみ果」「空洞果」も「正常果」と同様にその規則性の度合いに基づいて複数区分に判別され、また、「うるみ果」と判別された西瓜Ｗは製品外とされ、「空洞果」と判別された西瓜Ｗは製品として取り扱われる。
【００３６】
ところで、「正常果」「空洞果」「うるみ果」の各西瓜Ｗによって得られる振動波形は、図３に示すようになるが、その理由は次のことが考えられる。すなわち、「正常果」の西瓜Ｗの場合は、内部に空洞やうるみ等の欠陥がないことから、振動波形が略均一な果肉を伝達しつつ減衰してきれいな対称減衰波形を示す。また、「空洞果」の西瓜Ｗの場合は、打撃によって発生した振動波形が、例えば図３（ｂ）の空洞部分ａによって乱れる状態となり、短い減衰時間Ｔｉとなる。さらに、「うるみ果」の西瓜Ｗの場合は、打撃によって発生した振動波形がうるみ部分の果肉で吸収されて伝達され難くなり、振幅の収束が速くなって減衰時間Ｔｉが短くなる傾向を示す。したがって、これらの各内部品質に応じた振動波形の減衰時間Ｔｉや規則性を求めることで、３の内部品質が判別できることになる。
【００３７】
この検査手順によれば、ハンマー７の打撃による振動波形がセンサー１５で検出され、この振動波形に基づき、先ず判別装置４内に構築された第１検出手段２０と第１判別手段２２で、検出された第１特性値としての減衰時間Ｔｉにより西瓜Ｗが「正常果」か「異常果」が判別される。そして西瓜Ｗが「異常果」と判別された場合には、判別装置４内に構築された第２検出手段２１と第２判別手段２３で、検出された第２特性値としての波形の規則性により「異常果」が「うるみ果」か「空洞果」かが判別され、これにより、西瓜が「正常果」「うるみ果」「空洞果」の３品質に判別されることになる。
【００３８】
ところで、このフローチャートにおいて、西瓜Ｗの熟度を判別するステップを追加することもできる。すなわち、図２の二点鎖線で示すように、ステップＳ１０１で振動波形が検出されたら、この振動波形をＦＦＴアナライザ（フェーリェ変換器）で解析（Ｓ１１０）し、この解析結果に基づいて検査した西瓜Ｗの熟度を判別（Ｓ１１１）する。この時、振動波形をフェーリェ変換してそのパワースペクトルにより固有振動数等を求め、この固有振動数を所定のしきい値で判別することにより、ステップＳ１１１で西瓜Ｗの熟度が「未熟」「適熟」「過熟」等に判別される。
【００３９】
図４は、図２に示すフローチャートの変形例を示すものであり、その特徴は、波形の規則性を判別した後に波形の減衰時間を判別するようにした点にある。すなわち、振動波形を検出（Ｓ２０１）したら、前記ステップＳ１０６と同様に振動波形の規則性が検出（Ｓ２０２）され、この規則性が有りか否かが判断（Ｓ２０３）される。この判断Ｓ２０３で「ＮＯ」の場合、すなわち図３（ｂ）に示すように検出した振動波形に規則性がない場合には、検査した西瓜Ｗが「空洞果」と判別（Ｓ２０４）され、判別装置４から制御装置２４に所定の判別信号Ｓが出力される。一方、判断Ｓ２０３で「ＹＥＳ」の場合、すなわち図３（ａ）（ｃ）に示すように振動波形に規則性が有る場合には、検査した西瓜Ｗが「正常果・うるみ果」と判別（Ｓ２０５）される。
【００４０】
そして、ステップＳ２０５で西瓜Ｗが「正常果・うるみ果」として判別された場合は、第１検出手段２１で振動波形の減衰時間Ｔｉが検出（Ｓ２０６）され、この検出された減衰速度Ｔｉが設定値Ｔｓと比較されて、減衰速度Ｔｉが設定値Ｔｓ未満か否かが判断（Ｓ２０７）される。この判断Ｓ２０７で「ＹＥＳ」の場合は、図３（ｃ）に示すように規則性があるものの減衰時間Ｔｉが設定値Ｔｓ未満であることから、西瓜Ｗが「うるみ果」と判別（Ｓ２０８）され、また、判断Ｓ２０７で「ＮＯ」の場合は、図３（ａ）に示すように、規則性がありかつ減衰時間Ｔｉが設定値Ｔｓ以上であることから、西瓜Ｗが「正常果」と判別（Ｓ２０９）され、判別装置４から所定の判別信号Ｓがそれぞれ出力される。
【００４１】
この検査手順においても、ハンマー７の打撃によりセンサー１５で検出された振動波形に基づき、先ず判別装置４内に構築された第２検出手段２１と第２判別手段２３で、検出された振動波形の規則性により西瓜Ｗが「空洞果」か「正常・うるみ果」かが判別される。そして西瓜Ｗが「正常・うるみ果」と判別された場合には、判別装置４内に構築された第１検出手段２０と第１判別手段２２で、検出された振動波形の減衰時間Ｔｉにより「正常果」か「うるみ果」かが判別され、図２のフローチャートと同様に、西瓜Ｗが「正常果」「うるみ果」「空洞果」の３品質に判別されることになる。
【００４２】
このように、上記実施形態の検査装置１にあっては、打撃装置３のハンマー７で西瓜Ｗの表面を打撃し、その振動波形に基づいて西瓜Ｗの内部品質を３つの品質に判別するため、従来から西瓜Ｗの判別に使用されている打音式の検査方法で西瓜Ｗの内部品質を精度良く判別することができる。特に、判別装置４内に振動波形の減衰時間Ｔｉに基づいて西瓜Ｗの内部品質を判別する第１検出手段２０と第１判別手段２２を設けると共に、振動波形の規則性に基づいて西瓜Ｗの内部品質を判別する第２検出手段２１と第２判別手段２３の２組の検出手段と判別手段を構築しているため、打音式の検査方法では従来不可能であった西瓜Ｗの「空洞果」と「うるみ果」とを明確に判別することができる。
【００４３】
また、西瓜Ｗの大きさを判定する大きさ判定装置５を設けているため、この大きさ判定装置５の判定結果、すなわち西瓜Ｗの大きさに応じて前記設定値Ｔｓ等を適正な値に補正することができて、内部品質の的確な判別が可能になる。また、西瓜Ｗの大きさに応じて打撃装置３のハンマー７やセンサー１５の位置を最適位置に設定することができるため、西瓜Ｗの大きさに応じた最適な打撃力を与えることができて、この打撃力に基づいてセンサー１５で適正な振動波形を検出することができ、これらのことから、西瓜Ｗの内部品質を一層精度良く判別することが可能になる。
【００４４】
さらに、西瓜Ｗの大きさを予め１６段階に区分けし、この区分けに対応した設定値を大きさ判定装置５内に予め設定することで、判別装置４や大きさ判定装置５内における各種処理が簡単に行え、例えば「正常果」「空洞果」「うるみ果」の各品質を複数区分に容易に判別できて、西瓜Ｗの検査の処理能力の向上を図ることが可能になる。また、製品外としての「うるみ果」と、製品としての「空洞果」とが確実に判別されるため、例えば生産者において、従来製品外としていた「空洞果」を製品として出荷できて、生産者の製品高等を高めることが可能になる。
【００４５】
またさらに、第１検出手段２０と第１判別手段２２が振動波形の第１特性値としての減衰時間Ｔｉに基づいて内部品質を判別すると共に、第２検出手段２１と第２判別手段２３が第２特性値としての最小２乗法による評価線Ｌを用いて判別するため、西瓜Ｗの内部品質が的確に現れる振動波形の２つの特性値で内部品質を判別することができ、その処理自体を簡単に行うことができると共に、判別装置４自体の制御の簡素化を図ることができる。これらのことから、構成的に簡易で安価な打音式の検査方法を採用しつつ、その特徴を生かした「うるみ果」等の精度良い判別作業を行うことができ、結果として西瓜Ｗの検査コストの低減化や検査の効率化等を図ることが可能になる。
【００４６】
図５及び図６は、本発明に係わる検査装置の他の実施形態を示す図２及び図４と同様の検査手順を示すフローチャートである。なお、検査装置の構成は上記実施形態と同一であるため同一符号を付して説明する。この実施形態の検査装置１の特徴は、上記実施形態における減衰時間Ｔｉの代わりに振動波形の相関度Ｋｉを採用した点にある。
【００４７】
すなわち、図５において、ステップＳ３０１で振動波形が検出されると、先ず、検出した振動波形に基づいて、第１検出手段２０により振動波形の相関度Ｋｉが検出（Ｓ３０２）される。この時、相関度Ｋｉとは、自己相関波形を一定時間ずらした場合の相関度であり、例えば正弦波のように振動波形の振幅等に乱れのないきれいな波形の場合は、相関度Ｋｉが「０．９」「１」等と高い値を示し、振動波形の振幅等に減衰と共に乱れがある波形の場合は、相関度Ｋｉが「０．７」「０．５」「０．４」等の低い値を示すことになる。そして、この相関度Ｋｉは、検出した振動波形の減衰時間Ｔｉが長い場合は高い値となり、減衰時間Ｔｉが短い場合は低い値となって、減衰時間Ｔｉと相関関係を示すことが知られている。
【００４８】
このようにしてステップＳ３０２で相関度Ｋｉが検出されると、第１判別手段２２により、この検出した相関度Ｋｉと予め記憶部１９に設定してある設定値Ｋｓ（例えばＫｓ＝０．８）とを比較して、検出した相関度Ｋｉが設定値Ｋｓ以上か否かが判断（Ｓ３０３）される。この判断Ｓ３０３で「ＹＥＳ」の場合は、すなわち検出した振動波形の相関度Ｋｉが例えば「０．９」等のように設定値Ｋｓ以上の場合は、検査した西瓜Ｗが「正常果」として判別（Ｓ３０４）され、所定の判別信号Ｓが制御装置２４に出力される。
【００４９】
一方、判断Ｓ３０３で「ＮＯ」の場合、すなわち検出した相関度Ｋｉが「０．７」等のように設定値Ｋｓより低い値の場合は、検査した西瓜Ｗが「異常果」と判別（Ｓ３０５）され、前記第２検出手段２１により波形の規則性が検出（Ｓ３０６）される。その後、第２判別手段２３により規則性の有無が判断（Ｓ３０７）されて、「異常果」が「うるみ果」（Ｓ３０８）か「空洞果」（Ｓ３０９）かに判別される。このステップＳ３０５からステップＳ３０９は前記Ｓ１０５〜Ｓ１０９と同様して行われる。
【００５０】
つまり、この検査手順の場合は、ハンマー７の打撃によりセンサー１５で検出された振動波形に基づき、先ず判別装置４内に構築された第１検出手段２０と第１判別手段２２で、検出された波形の相関度Ｋｉにより西瓜Ｗが「正常果」か「異常果」かが判別され、そして西瓜Ｗが「異常果」と判別された場合には、判別装置４内に構築された第２検出手段２１と第２判別手段２３で、検出された振動波形の規則性により「うるみ果」か「空洞果」かが判別され、西瓜Ｗが「正常果」「うるみ果」「空洞果」の３品質に判別されることになる。
【００５１】
この実施形態においても、図６に示すような変形例を採用することができる。すなわち、振動波形が検出（Ｓ４０１）されると、先ず、第２検出手段２１により振動波形の規則性が検出（Ｓ４０２）され、この検出された規則性に基づいて、第２判別手段２３により波形に規則性が有るか否かが判断（Ｓ４０３）され、この判断Ｓ４０３）で「ＮＯ」の場合は、検査した西瓜Ｗが「空洞果」として判別（Ｓ４０４）される。
【００５２】
また、判断Ｓ４０３で「ＹＥＳ」の場合は、検査した西瓜Ｗが「正常・うるみ果」と判別（Ｓ４０５）され、第１検出手段２１で波形の相関度Ｋｉが検出（Ｓ４０６）される。そして、第１判別手段２２により、この検出した相関度Ｋｉが予め設定した設定値Ｋｓ未満か否かが判断（Ｓ４０７）され、この判断Ｓ４０７で「ＹＥＳ」の場合、すなわち相関度Ｋｉが「０．６」等のように設定値Ｋｓ未満の場合は、検査した西瓜Ｗが「うるみ果」として判別（Ｓ４０８）され、判断Ｓ４０７で「ＮＯ」の場合、すなわち相関度Ｋｉが「０．９」等のように設定値Ｋｓ以上の場合は、検査した西瓜Ｗが「正常果」して判別（Ｓ４０９）される。
【００５３】
この検査手順においても、ハンマー７の打撃によりセンサー１５で検出された振動波形に基づき、先ず判別装置４内に構築された第２検出手段２１と第２判別手段２３で、検出された振動波形の規則性により西瓜Ｗが「空洞果」か「正常・うるみ果」かが判別され、そして西瓜Ｗが「正常・うるみ果」と判別された場合には、判別装置４内に構築された第１検出手段２０と第１判別手段２２で、検出された波形の規則性により「うるみ果」か「正常果」かが判別され、図５に示すフローチャートと同様に、西瓜Ｗが「正常果」「うるみ果」「空洞果」の３品質に判別されることになる。
【００５４】
なお、上記各実施形態のフローチャートにおいては、第１検出手段２０による減衰時間Ｔｉもしくは相関度Ｋｉの検出と、第２検出手段２１による規則性の検出を順番に行うようにしたが、本発明はこれに何等限定されず、例えば振動波形が検出された時点で、第１検出手段２０と第２検出手段２１による各特性値の検出を略同時に行い、第１判別手段２２と第２判別手段２３による判別を所定の順番で行うフロートャートすることもできる。
【００５５】
また、本発明は上記各実施形態のそれぞれに限定されものでもなく、例えば図２に示す熟度判別フローＳ１１０、Ｓ１１１を図４〜図６の各フローチャートに追加することもできるし、この場合、熟度判別フローで「適熟果」と判別された場合に、「正常果」「空洞果」「うるみ果」を判別するフローチャートに移るフロートすることもできる。さらに、上記各実施形態においては、検査すべき農産物が西瓜Ｗである場合について説明したが、本発明は例えばメロン等の農産物にも勿論適用することができるし、振動波形の第１特性値や第２特性値も上記各実施形態に限定されるものではなく、少なくとも「うるみ果」を判別可能な振動波形の所定の特性を表す適宜の特性値を採用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、打撃装置で打撃された農産物の振動波形が振動波形検出装置で検出され、この検出された振動波形に基づき波形検出手段の、第１の検出手段で第１の特性値が検出され第２の検出手段で第２の特性値が検出されると共に、両特性値によって判別手段で農産物の内部品質が判別されるため、例えば農産物を正常・空洞・うるみの少なくとも３つの品質に判別することができて、構成簡易で安価な打音式の検査装置を使用しつつ、その特徴を生かし農産物の空洞とうるみとを高精度に判別することができる。
【００５７】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１の判別手段で農産物に内部障害が有りか否かが判別され、その後、内部障害が有りと判別された農産物について、第２の判別手段で空洞かうるみかが判別されるため、農産物の正常、空洞もしくはうるみの３つの品質を２つの判別手段によって精度良く判別することができる。
【００５８】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、第２の判別手段で農産物の空洞の有無が判別され、その後、空洞が無しと判別された農産物について、第１の判別手段でうるみの有無が判別されるため、農産物の空洞、うるみもしくは正常の３つの品質を２つの判別手段で精度良く判別することができる。
【００５９】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、第１の検出手段で検出される第１の特性値として振動波形の減衰時間や相関度が使用され、第２の検出手段で検出される第２の特性値として振動波形の規則性が使用されるため、農産物の内部品質に適正に対応する両特性値によって内部品質を一層高精度に判別することができると共に、両特性値の処理の簡略化を図ることができる。
【００６０】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項２または４に記載の発明の効果に加え、第１の検出手段で検出された振動波形が、所定の振幅まで減衰する時間が予め設定した設定時間より短い場合もしくは相関度が低い場合に、第１の判別手段が農産物に内部障害が有りと判別するため、検出した振動波形の減衰時間や自己相関波形による相関度で内部障害の有無を判別することができて、より簡素な波形処理によって農産物の空洞やうるみ等を精度良く判別することができる。
【００６１】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項３または５に記載の発明の効果に加え、第１の検出手段で検出された振動波形が、所定の振幅まで減衰する時間が予め設定した設定時間より短い場合もしくは相関度が低い場合に、第２の判別手段が農産物にうるみが有りと判別するため、検出した振動波形の減衰時間や自己相関波形による相関度でうるみの有無を判別することができて、より簡素な波形処理によって農産物のうるみ等を精度良く判別することができる。
【００６２】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項１ないし６に記載の発明の効果に加え、第２の検出手段で検出された振動波形について最小２乗法で近似直線を作成し、この近似直線に基づいて第２の判別手段で振動波形の規則性が求められるため、振動波形の規則性を簡素な波形処理で求めることができて、農産物の空洞とうるみ等を精度良く判別することができる。
【００６３】
また、請求項８に記載の発明によれば、請求項１ないし７に記載の発明の効果に加え、農産物の正常、空洞、うるみの３つの品質がそれぞれ複数のランクに判別されるため、農産物の内部品質が所定の品質ランクに精度良く判別することができて、検査効率の向上等を図ることができる。
【００６４】
また、請求項９に記載の発明によれば、請求項１ないし８に記載の発明の効果に加え、大きさ判定手段により農産物の大きさが判定され、この大きさに基づいて減衰時間や相関度あるいは規則性の判別基準値等が補正されるため、農産物の大きさに応じた内部品質を一層精度良く判別することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる農産物の内部品質検査装置の一実施形態を示す概略構成図
【図２】同その動作の一例を示すフローチャート
【図３】同振動波形の説明図
【図４】同図２の変形例を示すフローチャート
【図５】本発明に係わる内部品質検査装置の他の実施形態を示す図２と同様のフローチャート
【図６】同その変形例を示すフローチャート
【符号の説明】
１・・・・・・・・・内部品質検査装置
２・・・・・・・・・打撃装置
３・・・・・・・・・振動波形検出装置
４・・・・・・・・・判別装置
５・・・・・・・・・大きさ判定装置
６・・・・・・・・・トレイ
７・・・・・・・・・ハンマー
８・・・・・・・・・ハンマーシャフト
９・・・・・・・・・ハンマーケース
１０・・・・・・・・支持軸
１１、１３・・・・・シリンダ
１５・・・・・・・・センサー
１６・・・・・・・・シリンダ
１７・・・・・・・・処理回路
１８・・・・・・・・演算処理部
１９・・・・・・・・記憶部
２０・・・・・・・・第１検出手段
２１・・・・・・・・第２検出手段
２２・・・・・・・・第１判別手段
２３・・・・・・・・第２判別手段
２４・・・・・・・・制御装置
２５・・・・・・・・センサー
Ｗ・・・・・・・・・西瓜
Ｔｉ・・・・・・・・減衰時間
Ｋｉ・・・・・・・・相関度
Ｓ・・・・・・・・・判別信号
【図１】
2004069506.tif 000003
【図２】
2004069506.tif 000004
【図３】
2004069506.tif 000005
【図４】
2004069506.tif 000006
【図５】
2004069506.tif 000007
【図６】
2004069506.tif 000008