(57)【要約】検査装置をコンパクトかつハンデイタイプの構成となして、検査対象物の非破壊検査作業を、如何なる作業現場であっても容易に行なうことを可能ならしめるために、光ファイバー束の出光側端部を、均一層厚で扁平となるように整列維持せしめる光ファイバー整形保持部材と、該光ファイバー整形保持部材のリニヤ状出光面が対応位置する側面に、上記リニヤ状出光面からの光を入光するスリット状の入光窓を形成してなるパッケージ内に、上記入光窓側よりその反対側に向けてリニヤ型連続可変干渉フィルター、マイクロレンズアレイ、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で組付たパッケージ化コンパクト分光器と、上記光ファイバー束のリニヤ状出光面と上記入光窓とを対応合致せしめる位置決め手段とからなる分光器組付体を、上記検出ヘッドと共に本体ケース体内に設ける。
2002088681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に対して光を照射する発光部、及び該検査対象物の内部で拡散反射してきた透過光を受光する受光部を備えた検出ヘッドと、該検出ヘッドが受けた透過光を、光ファイバー束を介して受光し、該受光を複数の光に分光する分光器と、該分光器により分光された光を電気信号に変換する光電変換器と、該光電変換器からの電気信号に基いてデータ処理するデータ処理部を有する内部品質検査装置において、上記光ファイバー束の出光側端部を、均一層厚で扁平となるように整列維持せしめて、細幅リニヤ状の出光面を整形維持する光ファイバー整形保持部材と、該光ファイバー整形保持部材のリニヤ状出光面が対応位置する側に、上記リニヤ状出光面からの光を入光するスリット状の入光窓を形成してなるパッケージ内に、上記入光窓側よりその反対側に向けてリニヤ型連続可変干渉フィルター、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で組付けでなるパッケージ化コンパクト分光器と、上記光ファイバー束のリニヤ状出光面と上記パッケージ化コンパクト分光器に形成されている入光窓とを対応合致せしめる位置決め手段とからなる分光器組付体と、電源バッテリーとを上記検出ヘッドと共に本体ケース体内に内装してなることを特徴とするハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項２】
本体ケースに、片手操作を可能ならしめるグリップ部を一体に設けると共に、該本体ケースの外側から、操作可能な操作スイッチノブを有する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項３】
本体ケースの外側面に表示面が位置される表示手段を具備せしめてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項４】
本体ケースには、データ処理部で演算処理して得られる検査結果のデータを外部の機器に転送出力するための通信コネクタを設けたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項５】
光ファイバー束は、多数本のマイクロ光ファイバーをランダムに編んでなり、その入光側端面を検出ヘッドに設けた光入射孔内に位置させ、その出光側端をパッケージ化コンパクト分光器の入光窓に位置合わせしてなることを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項６】
リニア型連続可変干渉フィルターは、６００ｎｍの短い波長から１１００ｎｍの長い波長までの光を濾過して、各波長ごとに直線的に変化するように選択的に光を濾過して分光するものであることを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項７】
パッケージ化コンパクト分光器は、パッケージ内で、そのパッケージに設けられている入光窓側よりその反対側に向けて、リニヤ型連続可変干渉フィルター、マイクロレンズアレイ、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で組付けてなり、マイクロレンズアレイは、多数のマイクロレンズからなり、リニヤ型連続可変干渉フィルターで分光された光を波長ごとにリニヤ型シリコンアレイセンサーの各素子の受光面に結像させるごとく並設したことを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項８】
表示手段は、操作スイッチにより操作表示される糖度、酸度等の測定項目ごとの測定値を表示するＬＥＤ表示器であることを特徴とする請求項２又は３に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項９】
表示手段が、糖度、酸度等の測定項目とそれぞれの測定値を表示する液晶表示器であることを特徴とする請求項２又は８に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１０】
表示手段を、本体ケースの外側面に設けていることを特徴とする請求項２，３，８又は９にハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１１】
グリップ部は、本体ケースに対して側面略Ｔ字状に突出形成し、かつそのグリップ部に近設して引き金式の操作スイッチを設けた請求項２に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１２】
グリップ部は、該グリップ部の軸心と回路収納ケース部の軸心とが並行となるようにして回路収納ケース部と一体に形成したことを特徴とする請求項２又は１１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１３】
グリップ部の内部に電源となるバッテリーを収容するバッテリー収容部を構成したことを特徴とする請求項２，１１又は１２に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１４】
検出ヘッドは、先端部に、可撓弾性を有し外周が検査対象物と所定の接触面積をもって密着するパット部材を設け、このパット部材の光投射孔の周りを突状の開口縁で囲い、さらに光投射孔と光入射孔との間隔に対し、光入射孔からパット部材の外周縁までの間隔が大となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、外観からだけでは内部品質、成分等の判定が不可能である例えば、果実、野菜類、植物の葉等の農産物および魚類、肉類、その他の食品などの検査対象物の内部品質を非破壊検査する検査装置に係り、特に検査装置を片手に持って検査操作することのできるコンパクトかつハンデイタイプの構成となして、検査対象物に対しての非破壊検査作業を、如何なる作業現場であっても容易に行なうことを可能ならしめるように構成したハンデイタイプの検査装置に関するものである。
背景技術
従来、例えば青果物の内部品質または糖度等を非破壊の下で検査する場合、その青果物に光を照射し、該青果物を透過した透過光又は青果物で反射した反射光を基にして、青果物の内部成分等を検査（測定）する青果物成分検査装置等の事例がある。
その事例中、青果物内で反射した反射光を基にして青果物の成分等を検査する青果物成分検査装置の公知例として、例えば特開平３−１６０３４４号公報で開示されている青果物の成分測定装置があり、また他の公知例として、青果物に光を照射し、該青果物に反射して反射光を基にして、青果物の糖度を計測する光センサ装置が、例えば特開平１１−１８３３７４号公報で開示されている。
前記特開平３−１６０３４４号公報に示されている青果物成分測定装置の概略構成は、（第９図で示すように）不図示である投光部と集光レンズを具備して測定すべき青果物１に当てられる測定ヘッド部２と、ミラー３及び凹面回折格子４を有する分光器５及び該分光器５により分光された波長帯の異る光をそれぞれ入光する複数の検出素子が配列されたディテクタアレイ６及び参照光を入光する受光素子７並に上記ディテクタアレイと受光素子による電気信号を入力して青果物の成分を測定する演算部８を備える測定器本体部（仮名）９とを有し、それぞれが別体の構成である上記測定ヘッド部２と、測定器本体部９とは光ファイバー１０を介して互に光学的に接続する構成となしているものである。
また、特開平１１−１８３３７４号公報に示されている光センサ装置の構成は、第１０図で示すように、被測定物体に対向させられる対向部１１を有したセンサ本体１２と、分光器としての凹面回折格子１３光電変換器１４及びデータ処理部１５等をケース１６内に内装せしめてなる装置本体（仮名）１７とを有し、それぞれが別体の構造である上記センサ本体１２と装置本体１７とを、光ファイバー１８を介して互に光学的に接続した構成となしている。
上記のように、前者（特開平３−１６０３４４号）で開示されている成分測定装置の測定器本体９内においては、測定ヘッド部２により得られる青果物の反射光を光ファイバー１０を介して測定器本体部９内設の凹面回折格子４を介し、複数の異る波長帯の光に分光する構成となっており、また後者（特開平１１−１８３３７４号公報）に示されている光センサ装置の装置本体１７においては、センサ本体１２により得られた反射光を光ファイバー１８を介して装置本体１７内設の分光器である凹面回折格子１３を介して複数の異る波長帯の光に分光する分光器構成となっている。
このように、従来例である公報において記載されているそれぞれの分光器は、いずれも凹面回折格子を組付け使用しているために、測定器本体部９または装置本体１７が大型化されてしまう。また凹面回折格子を内装する分光器にあっては、その分光回折精度を高めるために上記凹面回折格子を固定するに当りその光軸位置精度が要求され、この要求に答えるためには、凹面回折格子の固定に多大なる手間と費用が嵩み分光器の製作経済性が悪い。
さらには、凹面回折格子を内装する分光器は、その凹面回折格子と受光側対称物との間及び凹面回折格子と反射側対称物との間での光軸位置合せ精度が要求されているものの、その分光器は、光ファイバーから出てくる透過光をその出口と反射鏡や凹面回折格子、光電変換器とのそれぞれの間に一定距離の空間を設けているために、例えば外的衝撃力が作用すれば、光軸に狂いやずれ等が生じやすいものであり、機械的強度及び耐久性に欠けるという問題点を有するものであった。
また、環境温度変動に伴う構成部材の熱膨張あるいは収縮による微細な変位で分光精度が変動するという問題があった。従って、従来公知技術の分光器にあっては、小型化、耐衝撃性（耐振性）に欠けることから、この分光器を使用する測定装置全体をポータブルタイプ（可搬式）とすることが困難であって、主として環境温度変動が少ない屋内用の据置型として用いるに外ならない。
また、上記公知例である測定装置または光センサ装置を用いて、例えば屋外での果樹農園現場において、栽培育成途中の青果物を摘み取ることなくその青果物の成分検査又は品質検査を行なおうとすると、光ファイバー１０または光ファイバー１８を介して測定器本体部９または装置本体１７に連結されている測定ヘッド部２またはセンサ本体１２を、上記測定器本体部９または装置本体１７と共に、屋外の測定現場まで持ち運ばなければならず、このために測定器本体部９及び装置本体１７の取扱いに不便を起こすものである。
また、果樹農場等の屋外現場での青果物の成分検査又は品質検査を行なう作業は、その作業者の片手で被測定物を把持固定し、他方の片手で測定器を把握して、その測定器の測定ヘッド部を被測定物に当てがいながら測定器を片手操作することが効率的作業の形態として望ましいことであるが、上記それぞれの従来例に記載されているように、測定ヘッド部２と測定器本体９とが分離されており、またセンサ本体１２と装置本体１７とが分離構成されている装置にあっては、それらのセンサ本体１２または装置本体１７を携帯しながら測定ヘッド部２または測定器本体９を操作することが困難であって、効率的な検査作業を行なうことが困難なものであった。
また、第１０図の従来例で示すように、測定表示部１９を測定器本体部１７に具備せしめた装置にあっては、一般的にセンサ本体１２と表示部１９を具備せしめた装置本体とを離して使用するために、その表示部１９に表示されたデータの目視確認がしずらくこれによっても効率的な測定検査作業を行なうことが困難であった。
また、携帯を可能とする光糖度計の公知例として、特開平９−８９７６７号公報に記載されているものがあるが、この公知例の構成は、第１１図で示しているようにケース体２０の一側面に設けられた投受光部２１、ケース体２０内に設備される光源２２、該光源２２からの光を上記投受光部２１に導く投光経路部２３、投受光部２１に被測定物１を置き、光源と光源からの光を投受光部に導く投光経路部と、投受光部２１からの受光の分光部２４に導く受光経路部２５と、データ処理部２６、及び不図示の蓄電池を一つのケース体２０内に収容して、持ち運びできるように携帯用として構成したものである。
しかしながら、この携帯用光糖度計が小型でコンパクトな携帯用とは言え、その糖度計の内部には、上記公知例と同様に凹面回折格子を用いた分光部２４を用いていることには変わりなくこのために小型軽量化にはおのずと限度がある。
また、この公知例にあっても光ファイバーから出てくる透過光の出口と反射鏡その間また凹面回析格子と光電変換機とのそれぞれの間に一定距離の空間を設ける分光器を用いているために、屋外での検査現場の環境温度変化等による構成部分の熱歪や変位により光の反射が変わりやすくこのために、光電変換した出力と波長との関係にズレが生じ、これが原因で測定精度が低下してしまうという問題点があった。
発明の開示
本発明は、かかる事実に鑑みてなされたもので、分光分折により検査対象物（果実、野菜、植物の葉等の農作物、および魚類、肉類、その他の食品などを含む）の内部品質を非破壊で検査するために用いる分光手段を、一定距離空間を通す反射鏡や凹面回折格子を用いないパッケージ化コンパクト分光器を用いて、環境温度変化等に影響されることなく、しかも機械的強度と耐振性を高めて、検査対象物の内部品質を精度よく検査（測定）することを可能とするハンデイタイプの内部品質検査装置の提供を目的とする。
また、本発明では、内部品質を検査しようとする検査対象物が、たとえば育成中の果実であるとき、収穫前の果実などを果樹園の樹木上でも検査装置を片手に持って容易に検査することを可能となし、また検査対象物が何処に置かれていても、またどのような検査姿勢であっても、片手に持って検査することができる軽量コンパクトなハンデイタイプの内部品質検査装置を提供することを目的とする。
さらに本発明では、検査対象物の内部品質を検査する検査作業現場において、その検査結果の検査値又は測定値等の表示を読みとることができるようにして、検査作業現場において、検査結果を即座に把握することができるハンデイタイプの内部品質検査装置の提供を目的とする。
さらにまた、本発明では、多数の検査対象物を検査した測定データをパソコンなど出力する接続コネクターを有し、パソコンなどにより果実などの検査対象物の測定データを例えば集中管理室等で解折して、検査対象物の内部品質、栽培環境や肥料などの関係を調べる栽培管理資料を得ることを可能としたハンデイタイプの内部品質検査装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の請求項１では、検査対象物に対して光を照射する発光部、及び該検査対象物の内部で拡散反射してきた透過光を受光する受光部を備えた検出ヘッドと、該検出ヘッドが受けた透過光を、光ファイバー束を介して受光し、該受光を複数の光に分光する分光器と、該分光器により分光された光を電気信号に変換する光電変換器と、該光電変換器からの電気信号に基いてデータ処理するデータ処理部を有する内部品質検査装置において、上記光ファイバー束の出光側端部を、均一層厚で扁平となるように整列維持せしめて、細幅リニヤ状の出光面を整形維持する光ファイバー整形保持部材と、該光ファイバー整形保持部材のリニヤ状出光面が対応位置する側に、上記リニヤ状出光面からの光を入光するスリット状の入光窓を形成してなるパッケージ内に、上記入光窓側よりその反対側に向けてリニヤ型連続可変干渉フィルター、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で組付けでなるパッケージ化コンパクト分光器と、上記光ファイバー束のリニヤ状出光面と上記パッケージ化コンパクト分光器に形成されている入光窓とを対応合致せしめる位置決め手段とからなる分光器組付体と、電源バッテリーとを上記検出ヘッドと共に本体ケース体内に内装してなるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項２では、請求項１における本体ケースに、片手操作を可能ならしめるグリップ部を一体に設けると共に、該本体ケースの外側から、操作可能な操作スイッチノブを有する表示手段を設けたハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、上記目的を達成するために、本発明の請求項３では、請求項１又は２における本体ケースの外側面に表示面が位置される表示手段を具備せしめてなるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらにまた、上記目的を達成するために、本発明の請求項４では、請求項１，２又は３における本体ケースには、データ処理部で演算処理して得られる検査結果のデータを外部の機器に転送出力するための通信コネクタを設けたハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項５では、請求項１における光ファイバー束は、多数本のマイクロ光ファイバーをランダムに編んでなり、その入光側端を検出ヘッドに設けた光入射孔内に位置させ、その出光側端をパッケージ化コンパクト分光器の入光窓に位置合わせしてなるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項６では請求項１におけるリニヤ型速続可変干渉フィルターは、６００ｎｍの短い波長から１１００ｎｍの長い波長までの光を濾過して、各波長ごとに直線的に変化するように選択的に光を濾過して分光するものであるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、本発明の請求項７では、請求項１におけるパッケージ化コンパクト分光器は、パッケージ内で、そのパッケージに設けられている入光窓側よりその反対側に向けて、リニヤ型連続可変干渉フィルター、マイクロレンズアイ、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で組付けてなり、そのマイクロレンズアレイは、多数のマイクロレンズからなり、リニヤ型連続可変干渉フィルターで分光された光を波長ごとにリニヤ型シリコンアレイセンサーの各素子の受光面に結像させるごとく並設したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項８では、請求項２又は３における表示手段は、操作スイッチにより操作表示される糖度、酸度等の測定項目ごとの測定値を表示するＬＥＤ表示器であるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項９では、請求項２又は８における表示手段が、糖度、酸度等の測定項目とそれぞれの測定値を表示する液晶表示器であるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項１０では、請求項２，３，８又は９における表示手段を、本体ケースの外側面に設けたハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、本発明の請求項１１では、請求項２におけるグリップ部は本体ケースに対して側面略Ｔ字状に突出形成し、かつそのグリップ部に近設して引き金式の操作スイッチを設けたハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項１２では、請求項２又は１１におけるグリップ部は該グリップ部の軸心と回路収納ケース部の軸心とが平行となるようにして回路収納ケース部と一体に形成したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、本発明の請求項１３では、請求項２，１１又は１２におけるグリップ部の内部に、電源となるバッテリーを収容するバッテリー収容部を構成したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、本発明の請求項１４では、請求項１における検出ヘッドは、先端部に、可撓弾性を有し外周が検査対象物と所定の接触面積をもって密着するパット部材を設け、このパット部材の光投射孔の周りを突状の開口縁で囲い、さらに光投射孔と光入射孔との間隔に対し、光入射孔からパット部材の外周縁までの間隔が大となるように形成したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
前記のように構成した本発明のハンデイタイプ内部品質検査装置は、回折格子を使わずに、リニヤ型連続可変干渉フィルタと、リニヤ型シリコンアレイセンサーとをパッケージ内にコンパクトに組み合わせてなるパッケージ化コンパクト分光器を用いるので、軽量でコンパクトなハンデイタイプの内部品質検査装置を構成することができ、さらにこの検査装置の取り扱い時は例えばピストルを持つようにして検査装置を片手で操作できるので、検査対象物が例えば樹木になっている収穫前の果実であったり、収穫した後のものであっても、種々な検査姿勢で容易に使用して検査することが出来る。
また、本発明の検査装置では光ファイバー束出光端と、パッケージ化コンパクト分光器とが位置決め手段としての箱体で位置決めされているので、光ファイバー束出光端からパッケージ化コンパクト分光器への導光、およびリニヤ型連続可変干渉フィルタの固体内を通って各波長に分光された透過光等が拡散することなくリニヤ型シリコンアレイセンサーに到達し、波長ごとの出力を精度よく取り出せるので例え環境温度変動等があっても光軸のずれをを生じることがなく、これにより検査精度の高い正しい測定が可能となる。
さらにまた、本体ケースと一体に設けたグリップ部内に電源バッテリーを収容させれば、グリップ部のケースとの付け根付近に検査装置の重心がくるので片手に把持しての使用が容易となり、その検査装置に設けられている検出ヘッドを、検査対象物の検査すべき位置に精度よく位置合わせしながら検査操作することができる。
また、検出ヘッドの先端に設けたパットは、可撓弾性を有するため、その外周が検査対象物と所定の接触面積（接触幅）をもって密着し、またそのパットの外径から光ファイバー束の入光面までの間隔（距離）が光ファイバー群の入光面から小型ランプまでの間隔（距離）よりも大きいので、外乱光による拡散反射光の影響は受けず小型ランプから投射された投射光の対象物内を拡散反射してくる透過光のみを光ファイバー束へ入光させることが出来る。
また、本体ケースに検査結果の測定値等を表示する表示器を設けているので、検査対象物と検出ヘッドとの接触状況（光漏れや外乱光の影響を受けていないか）等を見ながら測定値（検査値）を読み取ることも容易となる。
発明を実施する為の最良の形態
以下に本発明の第１実施例を、第１図乃至第６図に基いて詳細に説明する。第１図は要部を破断した側面図、第２図は正面図、第３図は背面図、第４図は検出ヘッド部を破断した平面図拡大図、第５図、第６図は検査時の説明図である。
３１は、検査装置の本体ケースであって、該本体ケース３１は、横軸方向の回路収納ケース部３２と斜め縦軸方向のグリップ部３３を一体に形成してなり、その回路収納ケース部３２の前壁面３４には、検出ヘッド３５が回路収納ケース部３２と一体で貫通維持されている。また、回路収納ケース部３２の背壁面３６内側にはＬＥＤまたはＬＣＤからなる表示器３７と操作スイッチノブ３８を有する表示手段３９が取付けられており、その表示手段３９における表示器３７の表示は、背壁面３６に形成されている表示窓４０を透して目視することができ、また、表示手段３９に設けられている各操作スイッチノブ３８は、本体ケース３１の外側からグリップ部３３を持った手の指で操作し得るようになっている。
上記の検出ヘッド３５は、回路収納ケース部３２の前壁面３４を貫通して固定されるヘッドケース４１と、そのヘッドケース４１の外側前端部に嵌着され、かつその中央に形成される光投射孔４２及び該光投射孔４２の左右両側方に近設されるそれぞれの光入射孔４３を有するゴム材、エラストマー等の柔らかい可撓弾性材料からなるパット部材４４と、上記ヘッドケース４１内中央部に配置されて、上記光投射孔４２から外方へ光を投射せしめる小型ランプ４５を有している。
この小型ランプ４５は、可視光線から赤外光線までを含むハロゲンランプを用いるのが好ましいが、このハロゲンランプに限るものではなく可視光から赤外光までを含む光を発光するものであれば、他の光源を用いてもよい。その小型ランプ４５の前面には防塵用の透明ガラス４６を設けている。なお、上記光投射孔４２の口縁には、突条の開口縁４７に形成して近接した位置にある光入射孔４３との間を遮光し、検査対象物との接触性を高めている。
４８は、上記回路収納ケース部３２内で固定されている分光器組付体であって、この分光器組付体４８の構成は、第６図で示すように、位置決め手段としての箱体４９の内部で、複数の固定手段５０を介してその箱体４９と一体に固定されているパッケージ化コンパクト分光器５１と、同様にして箱体４９の内部で複数の固定手段５２を介してその箱体４９と一体で、しかも、上記パッケージ化コンパクト分光器５１の相互と位置ずれすることなく固定されている光ファイバー整形保持部材５３とを一体に組付け保持している。パッケージ化コンパクト分光器５１は、入光窓５４を形成してなるパッケージ５５内で、その入光窓５４側よりその反対側に向かって、リニヤ型連続可変干渉フィルター５６、リニヤ型シリコンアレイセンサー５８の順で一体に組み着けられた構成となっている。そして、そのリニヤ型シリコンアレイセンサーからパッケージ５５外部へ突出されているセンサー出力端子５９はセンサ回路基板６０に接続されている。リニヤ型連続可変干渉フィルタ５６とリニヤ型シリコンアレイセンサーとは、隣り合うように設けてもよいが、その間にマイクロレンズアレイ５７を設けてもよい。
上記リニア型連続可変干渉フィルター５６は、６００ｎｍの短い波長から、１１００ｎｍの長い波長までの光を濾過して各波長ごとに直線的に変化するように選択的に光を濾過して分光するリニヤ型連続可変干渉フィルタを用いている。このリニヤ型連続可変干渉フィルタ５６は、光を濾過するものであるから薄膜状のものが用いられ、その層厚がコントロールされてはいるが一端の短波長側から他の一端の長波長側までの層厚が均一ではない。
上記マイクロレンズアレイ５７を設ける場合は、上記リニヤ型連続可変干渉フィルター５６とその真向かいに所定の距離で配置したリニヤ型シリコンアレイセンサー５８との間で少なくとも一列に並べて置かれている。即ちリニヤ型連続可変干渉フィルター５６で分光された光を拡散させることなく波長ごとに光ビームとしてリニヤ型シリコンアレイセンサー５８の各受光素子（チップ）に結像させるように焦点を合わせたものを多数並べて構成されている。
リニヤ型シリコンアレイセンサー５８の各受光素子の配列、配置によっては、それに合わせて千鳥状や複数列に並べたものを用いることも可能である。
６１は、多数本のマイクロ光ファイバーを編んでなる光ファイバー束であって、該光ファイバー束６１の入光側端は、複数束（本実施例では２つの束）に区分されてそれら束が上記検出ヘッド３５のヘッドケース４１に設けられているそれぞれの溝６２内を通って、パット部材４４に設けられているそれぞれの光入射孔４３内で受光可能に位置されている。この入光側端は、１つにまとめたものであってもよい。
また、その光ファイバー束６１の出光側端は、その出光側端６３を均一な層厚で例えば厚さが約１ｍｍ以下となる平板状となるように幅を広げて刷毛状又は平筆状にランダムに並べ、さらには、上記リニア型連続可変干渉フィルターに形成されている入光窓５４の形状と一致するように整形保持する上記の光ファイバー整形保持部材５３内でリニヤ状に整形保持されている。
このようにして、光ファイバー束６１を出光側端６３を整形保持してなる光ファイバー整形保持部材５３は、上述のように、その光ファイバー束６１の出光側端６３が、パッケージ化コンパクト分光器５１に設けられている入孔窓５４位置と一致するようにして位置決め手段としての箱体４９内で位置決めされこれにより分光器組付体４８が構成される。
６４は、演算処理回路６５を配置してなるメイン回路基板であって、上記リニヤ型シリコンアレイセンサ５８からの出力を基にして分光分析するが、このメイン回路基板６４の大きさは、ハンデイタイプとして手のひらに載る程度の小型に形成することが好ましい。かかる小型のメイン回路基板を用いれば本体ケース３１を小型に形成することが可能である。
上記グリップ部３３の内部には、電源としてのバッテリー６６（例えば充電式電池）を収容し得るバッテリー収容部６７が形成されており、また、このグリップ部３３の末端には、パソコン等の外部処理機器に通信可能とする通信コネクター６８が設けられている。
また、上記グリップ部３３の外側には、ピストルレバー型の操作スイッチ６９が設けられている。なお、７０は小型ランプ４５への給電源、７１は検査対象物としての果実を示す。
次に、上記構成による内部品質検査装置の作用について述べると、上記構成であるハンデイタイプの内部品質検査装置は、本体ケース３１内に内蔵する分光器組付体４８をコンパクト化することができるので、これに伴なって、内部品質検査装置の全体形状をコンパクトな片手ハンデイタイプとし、かつ該検査装置を片手で操作することができる。
そこで、この内部品質検査装置を用いて例えば木になっているままの状態の果実７１の内部検査を行なうには、第５図で示すように、片手操作で内部品質検査装置の検出ヘッド３５のパット部材４４を果実７１の表面に押し当てると、そのパッド部材４４の周囲及び開口縁４７を果実７１に密接せしめることができる。そして、作業者は片手人差し指で操作スイッチ６９を引いて電源を入れることで、小型ランプは点灯し、光投射孔４２を経て果実７１内向けて光が投射される。
果実内に投射されてた光は、検査対象物である果実７１の内部で拡散反射し、その内部品質に応じてその果実７１から出てくる拡散反射光は、光入射孔４３から光ファイバー束６１を経て分光器組付体４８に入光される。その分光器取付体４８内に入光された光は、そのリニヤ状偏平である平板状に整形されている光ファイバー束の出光側端より、リニヤ型連続可変干渉フィルター５６とリニヤ型シリコンアレイセンサー５８を含むパッケージ化コンパクト分光器５１に入光され、このパッケージ化コンパクト分光器５１によりそれぞれ異る波長帯の光を電気信号に変換させる。
パッケージ化コンパクト分光器５１から出力された電気信号は演算処理回路６５に入力され、該演算処理回路で周知の処理がなされて目的とする果実７１の糖度、酸度等の検査（測定）を行なうことができ、その検査値等は表示器３７に表示される。
また、この検査値等のデーターを通信コネクター６８を介して管理室等に設備されているパソコン等へ受信させて、パソコン等により管理資料等を作成することもできる。
また、上記の実施例の第１図乃至第４図においては、表示器３７を本体ケース３１の背面に設け、また第５図では、本体ケース３１の側面の設けているが、これに限るものではなく、その表示器３７を本体ケース３１の上平面に設けるようにしてもよい。
また、上記実施例ではピストル型のグリップ部３３に形成しているが、第２の実施例として、第７図で示すように、回路収納ケース部３２の軸心とグリップ部３３の軸心が同一方向となるように形成したステイック状の本体ケース３１であってもよい。
また、第３の実施例では、第７図の第２の実施例で示した本体ケース３１と同形の本体ケース３１の下面において、その下方へ向けられる検出ヘッド３５を設けたものであるが、その本体ケースの３１は片手で把持できる小型ハンデイータイプのものであれば特に、その検出ヘッド３５の取り付け向及び形状を限定するものでない。
第１２図は、本発明よりなる内部品質検査装置を用いて植物の葉の内部品質を検査する実施の形態を示す。
即ち、検査対象物７１が、植物の葉の様に薄いものである場合には、上記内部品質検査装置の検出ヘッド３５からその葉に向けて照射する光が葉内部を透過してしまって葉内部の葉緑素などの検査をすることが不可能であるために、検査対象物７１が葉の様に薄物である場合には、その検査対象物の裏側に光反射板７２を当てがうことで薄物の内部検査を行なうことが可能となる。
この光反射板７２の構成は、裏面反射が可能であるミラーであることが望ましく例えば同図で示すように透明ガラス７３の裏面を水銀蒸着等による反射面７５とした鏡をカバー７４で保持せしめた裏面光反射板、あるいは透明ガラス７３を保持するカバー７４の透明ガラス７３との接触面を水銀蒸着等による反射面に加工してなる裏面光反射板７２を使用して，薄物検査対象物７１を透過した光をミラーで反射させて検出ヘッドに受光させるようにすればよい。
以上で述べたように特に、本発明の請求項１に記載された内部品質検査装置は、検査対象物の内部を拡散反射してきた透過光を光ファイバー束の出光端より直接にリニヤ型連続可変干渉フィルターを通して分光させ、これをリニヤ型シリコンアレイセンサーで波長ごとの分光出力を得ることが可能に構成したものであるから、上記透過光は、いずれも固体内を通ってくるので環境温度などの変動に影響されない。従って従来公知の反射鏡や凹面回折各子を用いた内部品質検査装置のように温度変動など環境の変化などで測定、検査値が変動したり狂って精度が低下するなどの欠点が解消され、本発明では安定した精度の良い測定値、検査値が得られるという効果がある。
また、本発明ではリニヤ型連続可変干渉フィルターとシリコンアレイセンサーを組み合わせてパッケージ化されたコンパクト分光器を用いているので、内部品質検査装置を携帯、移動自在の軽量構造とすることが可能となり、このために果樹園などで収穫前の果実など育成途中の検査対象物を樹木上でかつ任意の姿勢で内部成分の測定、検査作業を行なうことができる。
また、請求項２に記載の発明では本体ケースにグリップを一体に設けて内部品質検査装置を片手で操作できるようにしたものであるから一方の片手で本願発明の検査装置を例えばピストルを持つようにして把持し、他方の片手で検査対象物を持つことができるので、どこでも任意な姿勢で検査使用することができこれにより検査の作業性が著しく向上される。
また、請求項３に記載の発明によれば検査現場等において検査しながら、その検査値等を即座に検出することができる。従って日照や肥料などの育成条件との関連を観察しながら検査するのに最適使用できる。
また、請求項４に記載の発明では、データー通信機能を設けたので基板上に設けたメモリーに蓄積した対象物の測定値（検査値）等をパソコンなどの外部管理機器に転送して、必要とする管理統計等をとるなどして品質管理に有効使用することができる。
また、請求項１４に記載の発明では、グリップ内に電源バッテリーを収容する構造となしているからグリップ部に重心がきこのため検出ヘッドを対象物にぴったりと当接させ、その当接姿勢を保って検査作業することができるので手振れ等を有効に回避して検査精度を高めることができるという効果がある。
産業上の利用可能性
以上のように本発明に係るハンデイタイプの内部品質検査装置は、外観からだけでは内部品質、成分等の判定が不可能な果物、野菜類、植物の葉等の農産物、魚類、肉類その他の食品などの検討対象物の内部品質を、対象物を破壊することなく検査できるコンパクトかつハンデイタイプの検査装置である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した要部断面側面図である。
第２図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した正面図である。
第３図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した背面図である。
第４図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した要部断面平面図である。
第５図は本発明の内部品質検査装置の使用状態を示す説明図である。
第６図は本発明の内部品質検査装置の詳細構造を示す要部断面説明図である。
第７図は本発明の内部品質検査装置の他の実施例を示した側面図である。
第８図は本発明の内部品質検査装置のさらに他の実施例を示した側面図である。
第９図は従来の内部品質検査装置を示した説明回路図である。
第１０図は従来の他の内部品質検査装置を示した説明回路図である。
第１１図は従来のさらに他の内部品質検査装置を示した説明図である。
第１２図は本発明の内部品質検査装置の他の使用例を示す要部拡大説明図である。
【図１】
2002088681.tif 000003
【図２】
2002088681.tif 000004
【図３】
2002088681.tif 000005
【図４】
2002088681.tif 000006
【図５】
2002088681.tif 000007
【図６】
2002088681.tif 000008
【図７】
2002088681.tif 000009
【図８】
2002088681.tif 000010
【図９】
2002088681.tif 000011
【図１０】
2002088681.tif 000012
【図１１】
2002088681.tif 000013
【図１２】
2002088681.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月12日(2003.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に対して光を照射する発光部、及び該検査対象物の内部で拡散反射してきた透過光を受光する受光部を備えた検出ヘッドと、該検出ヘッドが受けた透過光を、光ファイバー束を介して受光し、該受光を複数の光に分光する分光器と、該分光器により分光された光を電気信号に変換する光電変換器と、該光電変換器からの電気信号に基いてデータ処理するデータ処理部を有する内部品質検査装置において、回路収納ケース部およびグリップ部を一体に形成し、かつ前記回路収納ケース部の先端部には前記検出ヘッドを固定保持せしめてなる片手操作可能な本体ケースを有し、前記回路収納ケース部の内部には、多数本のマイクロ光ファイバーをランダムに編んで成りその入光側端を前記検出ヘッドの光入射孔内に接続した光ファイバー束と、該光ファイバー束の出光側端を細幅リニヤ状の出光面に整形維持する光ファイバー整形保持部材と、光ファイバー束のリニヤ状の出光面と対応位置して、該出光面からの出光を入光するスリット状の入光窓を形成してなるパッケージ内に、そのスリット状の入光窓側よりその反対側に向かってリニヤ状光透過体、リニヤ型連続可変干渉フィルター、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で当接配置してなるパッケージ化コンパクト分光器と、前記光ファイバー束のリニヤ状の出光面と前記パッケージ化コンパクト分光器の入光窓との位置を対応合致せしめるための位置決め手段である分光器組付体と、演算処理回路を含むメイン回路基板とのそれぞれを内装し、さらに前記本体ケースには、該本体ケースの外側から操作可能である操作スイッチノブを備えた表示手段および電源となるバッテリーを設けてなることを特徴とするハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項２】
削除
【請求項３】
本体ケースの外側面に、検査結果の検査値を表示面に表示する表示手段を具備せしめてなることを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項４】
本体ケースには通信コネクタを設け、演算処理回路で分光分析して得られる検査結果の糖度、酸度等の測定値データを外部の機器に転送出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項５】
削除
【請求項６】
リニア型連続可変干渉フィルターは、６００ｎｍの短い波長から１１００ｎｍの長い波長までの光を濾過して、各波長ごとに直線的に変化するように選択的に光を濾過して分光するものであることを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項７】
削除
【請求項８】
表示手段は、操作スイッチにより操作表示される糖度、酸度等の測定項目ごとの測定値を表示するＬＥＤ表示器であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項９】
表示手段が、糖度、酸度等の測定項目名とそれぞれの測定値を表示する液晶表示器であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１０】
削除
【請求項１１】
グリップ部は、本体ケースに対して側面略Ｔ字状に突出形成し、かつそのグリップ部に近設して引き金式の操作スイッチを設けたことを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１２】
グリップ部は、該グリップ部の軸心と回路収納ケース部の軸心とが並行となるようにして回路収納ケース部と一体に形成したことを特徴とする請求項１又は７に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１３】
グリップ部の内部に電源となるバッテリーを収容するバッテリー収容部を構成したことを特徴とする請求項１，７又は８に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【請求項１４】
検出ヘッドは、先端部に、可撓弾性を有し外周が検査対象物と所定の接触面積をもって密着するパット部材を設け、このパット部材の光投射孔の周りを突状の開口縁で囲い、さらに光投射孔と光入射孔との間の内側隔壁の間隔に対し、光入射孔からパット部材の外周縁までの外側隔壁の間隔が大となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のハンデイタイプの内部品質検査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
明    細    書
ハンデイタイプの内部品質検査装置
技術分野
本発明は、外観からだけでは内部品質、成分等の判定が不可能である例えば、果実、野菜類、植物の葉等の農産物および魚類、肉類、その他の食品などの検査対象物の内部品質を非破壊検査する検査装置に係り、特に検査装置を片手に持って検査操作することのできるコンパクトかつハンデイタイプの構成となして、検査対象物に対しての非破壊検査作業を、屋外、屋内の如何なる作業現場であっても容易に行なうことを可能ならしめるように構成したハンデイタイプの検査装置に関するものである。
背景技術
従来、例えば青果物の内部品質または糖度等を非破壊の下で検査する場合、その青果物に光を照射し、該青果物を透過した透過光又は青果物で反射した反射光を基にして、青果物の内部成分等を検査（測定）する青果物成分検査装置等の事例がある。
その事例中、青果物内で反射した反射光を基にして青果物の成分等を検査する青果物成分検査装置の公知例として、例えば特開平３−１６０３４４号公報で開示されている青果物の成分測定装置があり、また他の公知例として、青果物に光を照射し、該青果物に反射して反射光を基にして、青果物の糖度を計測する光センサ装置が、例えば特開平１１−１８３３７４号公報で開示されている。
前記特開平３−１６０３４４号公報に示されている青果物成分測定装置の概略構成は、（第９図で示すように）不図示である投光部と集光レンズを


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
る分光器にあっては、その分光回折精度を高めるために上記凹面回折格子を固定するに当りその光軸位置精度が要求され、この要求に答えるためには、凹面回折格子の固定に多大なる手間と費用が嵩み分光器の製作経済性が悪い。
さらには、凹面回折格子を内装する分光器は、その凹面回折格子と受光側対称物との間及び凹面回折格子と反射側対称物との間での光軸位置合せ精度が要求されているものの、その分光器は、光ファイバーから出てくる透過光をその出口と反射鏡や凹面回折格子、光電変換器とのそれぞれの間に一定距離の空間を設けているために、例えば外的衝撃力が作用すれば、光軸に狂いやずれ等が生じやすいものであり、機械的強度及び耐久性に欠けるという問題点を有するものであった。
また、環境温度変動に伴う構成部材の熱膨張あるいは収縮による微細な変位で分光精度が変動するという問題があった。従って、従来公知技術の分光器にあっては、小型化、耐衝撃性（耐振性）に欠けることから、この分光器を使用する測定装置全体をポータブルタイプ（可搬式）とすることが困難であって、主として環境温度変動が少ない屋内用の据置型として用いるに外ならない。
また、上記公知例である測定装置または光センサ装置を用いて、例えば屋外での果樹農園現場において、栽培育成途中の青果物を摘み取ることなく、栽培状態のままの青果物の成分検査又は品質検査を行なおうとすると、光ファイバー１０または光ファイバー１８を介して測定器本体部９または装置本体１７に連結されている測定ヘッド部２またはセンサ本体１２を、上記測定器本体部９または装置本体１７と共に、屋外の測定現場まで持ち運ばなければならず、このために測定器本体部９及び装置本体１７の取扱いに不便を起こすものである。
また、果樹農場等の屋外現場での青果物の成分検査又は品質検査を行な


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
また、この公知例にあっても光ファイバーから出てくる透過光の出口と反射鏡その間また凹面回析格子と光電変換機とのそれぞれの間に一定距離の空間を設ける分光器を用いているために、屋外での検査現場の環境温度変化等による構成部分の熱歪や変位により光の反射が変わりやすくこのために、光電変換した出力と波長との関係にズレが生じ、これが原因で測定精度が低下してしまうという問題点があった。
発明の開示
本発明は、かかる事実に鑑みてなされたもので、分光分折により検査対象物（果実、野菜、植物の葉等の農作物、および魚類、肉類、その他の食品などを含む）の内部品質を非破壊で検査するために用いる分光手段に、一定距離空間を通す反射鏡や凹面回折格子等を使わないパッケージ化コンパクト分光器を用いて、環境温度変化等に影響されることなく、しかも機械的強度と耐振性を高めて、検査対象物の内部品質を精度よく検査（測定）することを可能とするハンデイタイプの内部品質検査装置の提供を目的とする。
また、本発明では、内部品質を検査しようとする検査対象物が、たとえば果樹園で育成中の果実であるとき、樹木に成っているままの収穫前の果実などを、その樹木上で検査装置を片手に持って容易に検査することを可能となし、また検査対象物が如何なる向きで何処に置かれていても、またどのような検査体姿勢であっても、片手に持って検査することが容易にできる軽量コンパクトなハンデイタイプの内部品質検査装置を提供することを目的とする。
さらに本発明では、検査対象物の内部品質を検査する検査作業現場において、その検査結果の検査値又は測定値等の表示を読みとることができるようにして、検査作業現場において、検査結果を即座に把握することができるハンデイタイプの内部品質検査装置の提供を目的とする。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
さらにまた、本発明では、多数の検査対象物を検査した測定データをパソコンなど出力する接続コネクターを有し、パソコンなどにより果実などの検査対象物の測定データを例えば集中管理室等で解折して、検査対象物の内部品質、栽培環境や肥料などの関係を調べるのに役立つ栽培管理資料を得ることを可能としたハンデイタイプの内部品質検査装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の請求項１では、検査対象物に対して光を照射する発光部、及び該検査対象物の内部で拡散反射してきた透過光を受光する受光部を備えた検出ヘッドと、該検出ヘッドが受けた透過光を、光ファイバー束を介して受光し、該受光を複数の光に分光する分光器と、該分光器により分光された光を電気信号に変換する光電変換器と、該光電変換器からの電気信号に基いてデータ処理するデータ処理部を有する内部品質検査装置において、回路収納ケース部およびグリップ部を一体に形成し、かつ前記回路収納ケース部の先端部には前記検出ヘッドを固定保持せしめてなる片手操作可能な本体ケースを有し、前記回路収納ケース部の内部には、多数本のマイクロ光ファイバーをランダムに編んで成りその入光側端を前記検出ヘッドの光入射孔内に接続した光ファイバー束と、該光ファイバー束の出光側端を細幅リニヤ状の出光面に整形維持する光ファイバー整形保持部材と、光ファイバー束のリニヤ状の出光面と対応位置して、該出光面からの出光を入光するスリット状の入光窓を形成してなるパッケージ内に、そのスリット状の入光窓側よりその反対側に向かってリニヤ状光透過体、リニヤ型連続可変干渉フィルター、リニヤ型シリコンアレイセンサーの順で当接配置してなるパッケージ化コンパクト分光器と、前記光ファイバー束のリニヤ状の出光面と前記パッケージ化コンパクト分光器の入光窓との位置を対応合致せしめるための位置決め手段である分光器組付体と、演算処理回路を含むメイン回路基板とのそれぞれを内装し、さらに前記本体ケースには、該本体ケースの外側から操作可能である操作スイッチノブを備えた表示手段および電源となるバッテリーを設けてなるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項３では、請求項１における本体ケースの外側面に、検査結果の検査値を表示面に表示す


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
る表示手段を具備せしめてなるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、上記目的を達成するために、本発明の請求項４では、請求項１又は３における本体ケースには通信コネクタを設け、演算処理回路で分光分析して得られる検査結果の糖度、酸度等の測定値データを外部の機器に転送出力するハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらにまた、上記目的を達成するために、本発明の請求項６では、請求項１におけるリニア型連続可変干渉フィルターは、６００ｎｍの短い波長から１１００ｎｍの長い波長までの光を濾過して、各波長ごとに直線的に変化するように選択的に光を濾過して分光するハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さらに、本発明の請求項８では、請求項１または３における表示手段は、操作スイッチにより操作表示される糖度、酸度等の測定項目ごとの測定値を表示するＬＥＤ表示器であるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項９では請求項１または３における表示手段が、糖度、酸度等の測定項目名とそれぞれの測定値を表示する液晶表示器であるハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項１１では、請求項１におけるグリップ部は、本体ケースに対して側面略Ｔ字状に突出形成し、かつそのグリップ部に近設して引き金式の操作スイッチを設けたハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項１２では、請求項１または１１におけるグリップ部は、該グリップ部の軸心と回路収納ケース部の軸心とが並行となるようにして回路収納ケース部と一体に形成したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、本発明の請求項１３では、請求項１，１１または１２におけるグリップ部の内部に電源となるバッテリーを収容するバッテリー収容部を構成したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
また、本発明の請求項１４では、請求項１における検出ヘッドは、先端部に、可撓弾性を有し外周が検査対象物と所定の接触面積をもって密着するパット部材を設け、このパット部材の光投射孔の周りを突状の開口縁で


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
囲い、さらに光投射孔と光入射孔との間の内側隔壁の間隔Ｓに対し、光入射孔からパット部材の外周縁までの外側隔壁の間隔Ｌが大となるように形成したハンデイタイプの内部品質検査装置であることを特徴としている。
前記のように構成した本発明のハンデイタイプ内部品質検査装置は、回折格子を使わずに、リニヤ状光透過体と、リニヤ型連続可変干渉フィルタと、リニヤ型シリコンアレイセンサーとを相互間に隙間がないように当接配置してパッケージ内にコンパクトに組み合わせてなるパッケージ化コンパクト分光器を用いるので、軽量でコンパクトなハンデイタイプの内部品質検査装置を構成することができ、さらにこの検査装置の取り扱い時は例えばピストルを持つようにして検査装置を片手で操作できるので、検査対象物が例えば樹木になっている収穫前の果実であったり、収穫した後のものであっても、種々な検査姿勢で容易に使用して検査することが出来る。
また、本発明の検査装置では光ファイバー束出光端と、パッケージ化コンパクト分光器とが位置決め手段としての箱体で位置決めされているので、光ファイバー束出光端からパッケージ化コンパクト分光器への導光、およびリニヤ型連続可変干渉フィルタの固体内を通って各波長に分光された透過光等が拡散することなくリニヤ型シリコンアレイセンサーに到達し、波長ごとの出力を精度よく取り出せるので例え環境温度変動等があっても光軸のずれをを生じることがなく、これにより検査精度の高い正しい測定が可能となる。
さらにまた、本体ケースと一体に設けたグリップ部内に電源バッテリーを収容させれば、グリップ部のケースとの付け根付近に検査装置の重心がくるので片手に把持しての使用が容易となり、その検査装置に設けられている検出ヘッドを、検査対象物の検査すべき位置に精度よく位置合わせしながら検査操作することができる。
また、検出ヘッドの先端に設けたパットは、可撓弾性を有するため、そ


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
の外周が検査対象物と所定の接触面積（接触幅）をもって密着し、またそのパットの外周縁から光ファイバー束の入光面のある光入射孔までの外側隔壁の間隔Ｌ（距離）が光ファイバー束の入光面のある光入射孔から小型ランプによる光投射孔までの内側隔壁の間隔Ｓ（距離）よりも大きいので、外乱光による拡散反射光の影響は受けず小型ランプから投射された投射光の対象物内を拡散反射してくる透過光のみを光ファイバー束へ入光させることが出来る。
また、本体ケースに検査結果の測定値等を表示する表示器を設けているので、検査対象物と検出ヘッドとの接触状況（光漏れや外乱光の影響を受けていないか）等を見ながら測定値（検査値）を読み取ることも容易となる。
図面の簡単な説明
第１図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した要部断面側面図である。
第２図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した正面図である。
第３図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した背面図である。
第４図は本発明の内部品質検査装置の実施例を示した要部断面平面図である。
第５図は本発明の内部品質検査装置の使用状態を示す説明図である。
第６図は本発明の内部品質検査装置の詳細構造を示す要部断面説明図である。
第７図は本発明の内部品質検査装置の他の実施例を示した側面図である。
第８図は本発明の内部品質検査装置のさらに他の実施例を示した側面図である。
第９図は従来の内部品質検査装置を示した説明回路図である。
第１０図は従来の他の内部品質検査装置を示した説明回路図である。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この小型ランプ４５は、可視光線から赤外光線までを含むハロゲンランプを用いるのが好ましいが、このハロゲンランプに限るものではなく可視光から赤外光までを含む光を発光するものであれば、他の光源を用いてもよい。その小型ランプ４５の前面には防塵用の透明ガラス４６を設けている。なお、上記光投射孔４２の口縁には、突条の開口縁４７に形成して近接した位置にある光入射孔４３との間を遮光する内側隔壁を形成し、検査対象物との接触性を高めている。
また、前記光投射孔４２の内形面と光入射孔４３の最も光投射孔４２の内形面に接近した面との間に形成されている内側隔壁の間隔Ｓに対し、光入射孔４３の外側縁からパット部材４４の外周縁までの外側隔壁の間隔Ｌが大きくなるように形成している。
４８は、上記回路収納ケース部３２内で固定されている分光器組付体であって、この分光器組付体４８の構成は、第６図で示すように、位置決め手段としての箱体４９の内部で、複数の固定手段５０を介してその箱体４９と一体に固定されているパッケージ化コンパクト分光器５１と、同様にして箱体４９の内部で複数の固定手段５２を介してその箱体４９と一体で、しかも、上記パッケージ化コンパクト分光器５１の相互と位置ずれすることなく固定されている光ファイバー整形保持部材５３とを一体に組付け保持している。  パッケージ化コンパクト分光器５１は、透明な光学ガラスなどを用いている入光窓５４を形成してなるパッケージ５５内で、その入光窓５４側よりその反対側に向かって、リニヤ状光透過体５７、リニヤ型連続可変干渉フィルター５６、リニヤ型シリコンアレイセンサー５８の順で当接配置させて一体に組み着けられた構成となっている。なお、上記の入光窓５４にはリニア状光透過体５７と同一体で形成しても良い。
そしてそのリニヤ型シリコンアレイセンサーからパッケージ５５外部へ突出されているセンサー出力端子５９はセンサ回路基板６０に接続されている。
上記リニア型連続可変干渉フィルター５６は、６００ｎｍの短い波長から、１１００ｎｍの長い波長までの光を濾過して各波長ごとに直線的に変化するように選択的に光を濾過して分光するリニヤ型連続可変干渉フィル


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
タを用いている。このリニヤ型連続可変干渉フィルタ５６は、光を濾過するものであるから薄膜状のものが用いられ、その層厚がコントロールされてはいるが一端の短波長側から他の一端の長波長側までの層厚が均一ではなく、透明ガラス板などのフイルタ支持板５６Ａ上に形成されている。
６１は、多数本のマイクロ光ファイバーを編んでなる光ファイバー束であって、該光ファイバー束６１の入光側端は、複数束（本実施例では２つの束）に区分されてそれら束が上記検出ヘッド３５のヘッドケース４１に設けられているそれぞれの溝６２内を通って、パット部材４４に設けられているそれぞれの光入射孔４３内で受光可能に位置されている。この入光側端は、１つにまとめたものであってもよい。
また、その光ファイバー束６１の出光側端は、その出光側端６３を均一な層厚で例えば厚さが約１ｍｍ以下となる平板状となるように幅を広げて刷毛状又は平筆状にランダムに並べ、さらには、上記リニア状光透過体に形成されている入光窓５４の形状と一致するように整形保持する上記の光ファイバー整形保持部材５３内によりリニヤ状に整形保持されている。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
このようにして、光ファイバー束６１を出光側端６３を整形保持してなる光ファイバー整形保持部材５３は、上述のように、その光ファイバー束６１の出光側端６３が、パッケージ化コンパクト分光器５１に設けられている入孔窓５４位置と一致するようにして位置決め手段としての箱体４９内で位置決めされこれにより分光器組付体４８が構成される。
６４は、演算処理回路６５を配置してなるメイン回路基板であって、上記リニヤ型シリコンアレイセンサ５８からの出力を基にして分光分析するが、このメイン回路基板６４の大きさは、ハンデイタイプとして手のひらに載る程度の小型に形成することが好ましい。かかる小型のメイン回路基板を用いれば本体ケース３１を小型に形成することが可能である。
上記グリップ部３３の内部には、電源としてのバッテリー６６（例えば充電式電池）を収容し得るバッテリー収容部６７が形成されており、また、このグリップ部３３の末端には、パソコン等の外部機器に通信可能とする通信コネクター６８が設けられている。
また、上記グリップ部３３の外側には、ピストルレバー型の操作スイッチ６９が設けられている。なお、７０は小型ランプ４５への給電源、７１は検査対象物としての果実を示す。
次に、上記構成による内部品質検査装置の作用について述べると、上記構成であるハンデイタイプの内部品質検査装置は、本体ケース３１内に内蔵する分光器組付体４８をコンパクト化することができるので、これに伴なって、内部品質検査装置の全体形状をコンパクトな片手ハンデイタイプとし、かつ該検査装置を片手で操作することができる。
そこで、この内部品質検査装置を用いて例えば木になっているままの状態の果実７１内部検査を、その木になっている状態を保ったままで行なうには、第５図で示すように、片手操作で内部品質検査装置の検出ヘッド３５のパット部材４４を果実７１の表面に押し当てると、そのパッド部材４４の周囲及び開口縁４７を果実７１に密


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
接せしめることができる。そして、作業者は片手人差し指で操作スイッチ６９を引いて電源を入れることで、小型ランプは点灯し、光投射孔４２を経て果実７１内向けて光が投射される。
果実内に投射された光は、検査対象物である果実７１の内部で拡散反射し、その内部品質に応じてその果実７１から出てくる拡散反射光は、光入射孔４３から光ファイバー束６１を経て分光器組付体４８に入光される。その分光器取付体４８内に入光された光は、そのリニヤ状偏平である平板状に整形されている光ファイバー束の出光側端より、入光窓５４を経てリニア状光透過体５７とリニヤ型連続可変干渉フィルター５６とリニヤ型シリコンアレイセンサー５８を含むパッケージ化コンパクト分光器５１に入光され、このパッケージ化コンパクト分光器５１によりそれぞれ異る波長帯の光を電気信号に変換させる。
パッケージ化コンパクト分光器５１から出力された電気信号は演算処理回路６５に入力され、該演算処理回路で周知の処理がなされて目的とする果実７１の糖度、酸度等の検査（測定）を行なうことができ、その検査値等は表示器３７に表示される。
また、この検査値等のデーターを通信コネクター６８を介して管理室等に設備されているパソコン等へ受信させて、パソコン等により管理資料等を作成することもできる。
また、上記の実施例の第１図乃至第４図においては、表示器３７を本体ケース３１の背面に設け、また第５図では、本体ケース３１の側面の設けているが、これに限るものではなく、その表示器３７を本体ケース３１の上平面に設けるようにしてもよい。
また、上記実施例ではピストル型のグリップ部３３に形成しているが、第２の実施例として、第７図で示すように、回路収納ケース部３２の軸心とグリップ部３３の軸心が同一方向となるように形成したステイック状の本体ケース３１であってもよい。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、第３の実施例では、第７図の第２の実施例で示した本体ケース３１と同形の本体ケース３１の下面において、その下方へ向けられる検出ヘッド３５を設けたものであるが、その本体ケースの３１は片手で把持できる小型ハンデイータイプのものであれば特に、その検出ヘッド３５の取り付け向及び形状を限定するものでない。
第１２図は、本発明よりなる内部品質検査装置を用いて植物の葉の内部品質を検査する実施の形態を示す。
即ち、検査対象物７１が、植物の葉の様に薄いものである場合には、上記内部品質検査装置の検出ヘッド３５からその葉に向けて照射する光が葉内部を透過してしまって葉内部の葉緑素などの検査をすることが不可能であるために、検査対象物７１が葉の様に薄物である場合には、その検査対象物の裏側に光反射板７２を当てがうことで薄物の内部検査を行なうことが可能となる。
この光反射板７２の構成は、裏面反射が可能であるミラーであることが望ましく例えば同図で示すように透明ガラス７３の裏面を水銀蒸着等による反射面７５とした鏡をカバー７４で保持せしめた裏面光反射板、あるいは透明ガラス７３を保持するカバー７４の透明ガラス７３との接触面を水銀蒸着等による反射面に加工してなる裏面光反射板７２を使用して，薄物検査対象物７１を透過した光をミラーで反射させて検出ヘッドに受光させるようにすればよい。
以上で述べたように特に、本発明の請求項１に記載された内部品質検査装置は、検査対象物の内部を拡散反射してきた透過光を、光ファイバー束を通し、さらにリニア状光透過体を介してニヤ型連続可変干渉フィルターに入光させ、このリニヤ型連続可変干渉フィルターで分光した各分光を、リニヤ型シリコンアレイセンサーで波長ごとの分光出力を得ることが可能に構成したものであるから、上記透過光は、いずれも固体内を通ってくるので環境温度などの変動に影響されない。従って従来公知の反射鏡や


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
凹面回折各子を用いた内部品質検査装置のように温度変動などにより生じる「ゆらぎ」や、環境の変化などで測定、検査値が変動したり狂って精度が低下するなどの欠点が解消され、本発明では安定した精度の良い測定値、検査値が得られるという効果がある。
また、本発明ではハンディタイプに形成した本体ケース内にリニヤ状光透過体と、リニヤ型連続可変干渉フィルターとシリコンアレイセンサーを一体に組み合わせて、パッケージ化したコンパクト分光器を用いているので、内部品質検査装置を携帯、移動自在の軽量構造とすることが可能となり、このために果樹園などで収穫前の果実など育成途中の検査対象物を樹木上でかつ任意の位置されている果実の内部成分の測定、検査作業を行なうことができる。
また、本発明では、本体ケースにグリップを一体に設けて、内部品質検査装置を片手で操作できるように構成しているものであるから、一方の片手で本願発明の検査装置を例えばピストルを持つようにして把持し、他方の片手で検査対象物を持つことができるので、屋外、屋内の如何なる場所でも検査作業者の任意な体姿勢で検査使用することができ、これにより検査の作業性が著しく向上される。
また、本発明によれば検査現場等において検査しながら、その検査値等を即座に検出することができる。従って日照や肥料などの育成条件との関連を観察しながら検査するのに最適使用できる。
また、請求項４に記載の発明では、データー通信機能を設けたので基板上に設けたメモリーに蓄積した対象物の糖度、酸度等の測定値（検査値）等をパソコンなどの外部機器に転送して、必要とする管理統計等をとるなどして品質管理に有効使用することができる。
また、請求項１３に記載の発明では、グリップ内に電源バッテリーを収容する構造となしているから、この内部品質検査装置の重心がグリップ部位置されこのために検出ヘッドを対象物にぴったりと当接させ、その当接姿勢を保って検査作業することができるので手振れや外乱の影響等を有効に回避して検査精度を高めることができるとい




【国際調査報告】
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