JP2000193588A - 光測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可及的に低い装置コストで、複数条のコンベ
アで移送される被測定物をオンラインで測定することが
できる光測定装置を提供する。 【解決手段】 コンベア80，80にはそれぞれ一対の投光
ユニット１，１及び受光ユニット２，２がコンベア80，
80の両側方に対向配置させてあり、各受光ユニット２，
２には光ファイバ６，６が連結してある。各光ファイバ
６，６は入射光切り換えユニット20に接続してあり、入
射光切り換えユニット20は光ファイバ６，６からの入射
光を適宜に切り換えて分光器50へ出射する。分光器50は
入射光を複数の波長に分光し、それを検出器60に出射す
る。検出器60は、入射された各波長の光をその強度に応
じた電気信号に変換し、それをコンピュータ11の演算部
12に与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、青果物及び卵等の
被測定物に光を照射し、その透過光又は反射光に基づい
て、被測定物の糖度及び酸度等の成分、又は被測定物内
に混入した異物の有無等を測定する光測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は特開平 6−213804号公報に記載さ
れた糖度計測装置の構成を示す断面図であり、図中、71
は果実等の被計測物Ｈに光を照射する光源室である。光
源室71内にはハロゲンランプ等の光源74が配設してあ
り、光源室71の壁面であって、光源74の光路上には貫通
孔が開設してある。光源室71から所定距離を隔てて、光
源74が出射した光を分光する分光室72が配設してあり、
分光室72及び光源室71は筒状の試料室73で連結してあ
る。

【０００３】試料室73内には、被計測物Ｈが前記光源の
光路上に配置してあり、被測定物Ｈを透過した透過光
は、分光室72に開設した貫通孔を通過して、集光レンズ
77に入射される。集光レンズ77の焦点上には適宜の開口
幅のスリット78が配置してあり、スリット78を通過した
光はフラットフィールド凹面型の回折格子90に入射さ
れ、そこで７００〜１０００ｎｍの波長の光に分光され
る。

【０００４】スリット78と回折格子90との間には、リフ
ァレンスを計測すべくＮＤフィルタ等のフィルタ79が、
光路に挿入出自在に配置してある。リファレンスを計測
する場合、フィルタ79を光路内に挿入しておき、試料室
73内に被計測物Ｈを配置することなく試料室73内を通過
した光源光をフィルタ79に入射することによって、光源
光の強度を適宜の強度まで低下させ、フィルタ79の透過
光の強度を後述する如く求める。一方、被計測物Ｈの糖
度を計測する場合、フィルタ79を光路に挿入しない。

【０００５】回折格子90によって反射された分光はライ
ンセンサ91上に照射される。ラインセンサ91は、それに
照射された７００〜１０００ｎｍの波長の分光を、各波
長の光の強度に応じた電気信号にそれぞれ変換し、それ
を、糖度の演算処理を行う信号処理器95に与える。信号
処理器95は、予め定めた複数の波長の光強度から対応す
る波長のリファレンスの光強度を減算し、得られた各値
を所定の演算式に代入して糖度を演算する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−213804号公報に記載された糖度計測装置によって、
被計測物を搬送する複数条のコンベアについて、各コン
ベアが搬送している複数の被計測物の糖度をオンライン
で計測するためには、それぞれのコンベアに糖度計測装
置を配設しなければならないため、装置コストが嵩むと
いう問題があった。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは複数対の投光器及び
受光器と、各受光器にそれぞれ接続してあり、対応する
受光器が受光した光を前記分光器へ導く複数の導光体
と、各導光体から分光器へ入射する光を切り換える切り
換え器と、該切り換え器による光の切り換えを制御する
制御器とを備える構成にすることによって、可及的に低
い装置コストで、複数条のコンベアで移送される被測定
物をオンラインで測定することができる光測定装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る光測定装
置は、投光器から被測定物に投光し、被測定物からの光
を受光器で受光し、受光して得た光を分光器で分光し、
分光して得た光に基づいて被測定物の状態を測定する光
測定装置において、複数対の投光器及び受光器と、各受
光器にそれぞれ接続してあり、対応する受光器が受光し
た光を前記分光器へ導く複数の導光体と、各導光体から
分光器へ入射する光を切り換える切り換え器と、該切り
換え器による光の切り換えを制御する制御器とを備える
ことを特徴とする。

【０００９】第２発明に係る光測定装置は、第１発明に
おいて、各対の投光器及び受光器に応じて設けてあり、
被測定物を検出した場合、前記制御器に信号を出力する
複数のセンサを備え、前記制御器は、前記切り換え器を
して、信号が与えられたセンサに対応する受光器が受光
した光を分光器へ入射せしめるべくなしてあることを特
徴とする。

【００１０】複数条のコンベアに一対の投光器及び受光
器並びに各コンベアで搬送される被測定物を検出するセ
ンサをそれぞれ配設しておく。各対の投光器及び受光器
には、対応するコンベアによって、互いに異なる時間に
被測定物が搬送されるようになしてあり、被測定物を透
過した透過光、被測定物の反射光又は散乱光が対応する
受光器によって受光される。

【００１１】各受光器には、光ファイバ等の導光体がそ
れぞれ接続してあり、受光器が受光した光は、それに接
続した導光体によって切り換え器に導かれる。切り換え
器は、前記分光器へ入射させるべく、各導光体によって
導かれた光の内、任意の導光体によって導かれた光に切
り換える。制御器は、センサから検出信号が与えられた
場合、そのセンサに対応する受光器に接続した導光体に
よって導かれた光を分光器に入射させるべく、切り換え
器をして切り換えさせる。

【００１２】このように、１台の分光器によって、複数
の受光器が受光した光を処理することができるため、可
及的に低い装置コストで、複数条のコンベアで移送され
る被測定物をオンラインで測定することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明に係る光
測定装置の要部構成を示すブロック図であり、図中、80
は、被測定物Ｈを保持する複数の保持器を所定の間隔で
一列に設けてなるコンベアである。複数条（図１にあっ
ては２条）のコンベア80，80が略水平に配置してあり、
両コンベア80，80にはそれぞれ複数の被測定物Ｈ，Ｈ，
…がコンベア80，80に設けた各保持器にそれぞれ保持さ
れている。各コンベア80，80の長手方向の適宜位置に、
正面及び裏面に開口を設けてなる直方体箱状のハウジン
グ５，５が、配置してあり、コンベア80，80は対応する
ハウジング５，５の開口内を挿通させてある。

【００１４】ハウジング５内には、ハロゲンランプ及び
リフレクタ等を備え、被測定物Ｈに投光する投光ユニッ
ト１が、コンベア80の一側方に配置してあり、コンベア
80の他側方には、レンズ３及びコネクタ４等を備え、被
測定物Ｈからの透過光を受光する受光ユニット２が前記
投光ユニット１に対向配置してある。

【００１５】図２は投光ユニット１及び受光ユニット２
の配置例を説明する説明図である。２条のコンベア80，
80が互いに平行に配設してある。両コンベア80，80上に
は、複数の被測定物Ｈ，Ｈ，…が同じピッチで一列に保
持されており、両コンベア80，80は同じ搬送速度で被測
定物Ｈ，Ｈ，…を搬送するようになしてある。

【００１６】両コンベア80，80には、それぞれ一対の投
光ユニット１，１及び受光ユニット２，２がコンベア8
0，80の両側方に対向配置させてあり、両対の投光ユニ
ット１，１及び受光ユニット２，２は、コンベア80，80
で搬送する被測定物Ｈ，Ｈ，…の間の距離と一致しない
ように、コンベア80，80の長手方向へ位置を異ならせて
ある。

【００１７】投光ユニット１，１の上流側には、コンベ
ア80，80で搬送された被測定物Ｈ，Ｈ，…を検出するセ
ンサ７，７が設けてあり、両センサ７，７の検出信号は
後述するコンピュータの制御部に与えられる。前述した
如く、両投光ユニット１，１は、コンベア80，80で搬送
する被測定物Ｈ，Ｈ，…の間の距離と一致しないよう
に、コンベア80，80の長手方向へ位置を異ならせてある
ため、両センサ７，７は互いに異なる時間に交互に検出
信号を出力する。

【００１８】なお、本実施の形態では、２条のコンベア
80，80上に、複数の被測定物Ｈ，Ｈ，…が同じピッチで
一列に保持されており、両コンベア80，80は同じ搬送速
度で被測定物Ｈ，Ｈ，…を搬送するようになしてあると
きに、２対の投光ユニット１，１及び受光ユニット２，
２を、コンベア80，80で搬送する被測定物Ｈ，Ｈ，…の
間の距離と一致しないように、コンベア80，80の長手方
向へ位置を異ならせて配置した場合に付いて示してある
が、本発明はこれに限らず、被測定物Ｈ，Ｈ，…の透過
光が、両受光ユニット２，２に異なるタイミングで受光
せしめるべく、被測定物Ｈ，Ｈ，…の保持ピッチを各コ
ンベア80，80別に異ならせてもよく、また、両コンベア
80，80の搬送速度を異ならせてもよい。

【００１９】各受光ユニット２，２に設けたコネクタ
４，４には、入射光を導く光ファイバ６，６の一端がそ
れぞれ連結してあり、各光ファイバ６，６の他端は、各
光ファイバ６，６で導かれた光を所定の波長に分光し、
各波長の光強度を測定する測定装置10内に設けてある複
数（図１にあっては４つ）のコネクタ24，24，24，24の
何れかに連結してある。各コネクタ24，24，24，24は、
それらからの入射光を切り換えて後述する分光器50へ出
射する入射光切り換えユニット20に設けたコネクタ取付
けパネルに取り付けてある。

【００２０】図３は図１に示した入射光切り換えユニッ
ト20の模式的側断面図であり、図中22はコネクタ取付け
パネルである。また、図４は、図３に示したコネクタ取
付けパネル22の正面図である。入射光切り換えユニット
20は、遮光性であり内面が黒色になした直方体殻状の筐
体21を備えており、該筐体21の正面に、正方形状のコネ
クタ取付けパネル22が取付けてある。コネクタ取付けパ
ネル22には、図１に示した光ファイバ６を連結する円筒
状の４つのコネクタ24，24，24，24が、コネクタ取付け
パネル22の中心と同心円上に４等配してあり、コネクタ
取付けパネル22のコネクタ24，24，24，24が取付けてあ
る部分には、第１貫通孔31，31，31，31がそれぞれ開設
してある。

【００２１】また、コネクタ取付けパネル22の中央には
第２貫通孔32が開設してあり、第２貫通孔32には、コネ
クタ取付けパネル22に固定したステッピングモータ23の
出力軸が、回動自在に貫通させてある。筐体21内には、
第１貫通孔31，31，31，31からの入射光を遮断する円形
の遮光板25がコネクタ取付けパネル22に対向配置してあ
る。遮光板25の中央にはステッピングモータ23の出力軸
が連結してあり、遮光板25はステッピングモータ23によ
って正逆方向へ回動される。

【００２２】遮光板25の直径は対向する第１貫通孔31，
31間の寸法より大きくなしてあり、遮光板25の周縁部近
傍には光を通過させる光通過孔26が、何れか一つの第１
貫通孔31と連通可能に開設してある。筐体21内には、各
第１貫通孔31，31，31，31から筐体21内へ入射された光
を筐体21の中心軸方向へ反射する４つの（図３ではその
うちの３つのみを記載）第１反射鏡35，35，35，（35）
が遮光板25から適宜距離を隔てて配置してあり、各第１
反射鏡35，35，35，（35）は筐体21の内面に固定してあ
る第１固定具36，36，（36，36）によって支持されてい
る。

【００２３】筐体21の中心軸上には、遮光板25の光通過
孔26を通過して第１反射鏡35が反射した光を前記中心軸
上に反射する第２反射鏡37が配置してあり、第２反射鏡
37は、ステッピングモータ23の出力軸に固定してある第
２固定具38によって回動可能に支持されている。そし
て、第２反射鏡37によって反射された光は、筐体21の背
面パネルの中央に開設した第３貫通孔33から筐体21外へ
出射される。

【００２４】このような入射光切り換えユニット20にあ
っては、ステッピングモータ23を正逆回転させることに
よって、遮光板25に開設した光通過孔26を適宜の第１貫
通孔31に対向させ、該第１貫通孔31に入射された光のみ
を、対応する第１反射鏡35及び第２反射鏡37によって第
３貫通孔33から筐体21外へ出射する。このとき、他の３
つの第１貫通孔31，31，31からの入射光は遮光板25によ
って遮光される。

【００２５】入射光切り換えユニット20から出射された
光は、フィルタ切り換えユニット40に入射される。フィ
ルタ切り換えユニット40には、ＮＤフィルタ又はオパー
ルガラス、及びＶ１０フィルタ等のフィルタ群が、光路
に挿入出可能に設けてあり、リファレンスを測定する場
合、フィルタ群を光路に挿入し、被測定物の透過光を測
定する場合、フィルタ群を光路から取り出す。

【００２６】フィルタ切り換えユニット40の通過光は、
スリット及び回折格子等を内蔵する分光器50に入射さ
れ、分光器50は入射光を複数の波長に分光し、それを検
出器60に出射する。検出器60は、入射された各波長の光
をその強度に応じた電気信号に変換し、それをコンピュ
ータ11の演算部12に与える。

【００２７】演算部12には、後述する如く光ファイバ
６，６及び入射光切り換えユニット20内の対応する光路
のリファレンスを測定した結果、及び入射光切り換えユ
ニット20に光を入射しない状態を検出器60で測定した結
果も与えられるようになっており、演算部12は、それら
の結果を用いて、被測定物Ｈ，Ｈ，…の糖度，酸度又は
異物混入の有無等を演算し、その結果をメモリ13に与え
てそこに記憶させる。

【００２８】一方、コンピュータ11には、前述した入射
光切り換えユニット20の切り換え動作、フィルタ切り換
えユニット40の切り換え動作及び検出器60の光電変換動
作等を制御する制御部15が設けてある。前述した如く、
制御部15には、投光ユニット１，１の上流側に設けたセ
ンサ７，７（共に図２参照）から被測定物Ｈ，Ｈ，…の
検出信号が与えられるようになっており、制御部15は、
次のようにして装置の動作を制御する。

【００２９】図５は、センサ７，７、フィルタ切り換え
ユニット40、及び検出器60の動作タイミングを説明する
タイミングチャートである。両コンベア80，80に被測定
物Ｈ，Ｈ，…（共に図１参照）を載置していない状態
で、投光ユニット１，１から投光し、受光ユニット２，
２で受光し、次のようにして初期測定を行う。図５
（ｄ）に示した如く、制御部15の切り換え指令出力部は
入射光切り換えユニット20に、フィルタ群を光路に挿入
させる指令を与える。

【００３０】また、図５（ｃ）に示した如く、制御部15
の切り換え指令出力部（図示せず）は入射光切り換えユ
ニット20に、全ての第１貫通孔31，31，31，31（何れも
図３参照）からの入射光を遮らせる暗位置に遮光板25を
回動させる指令を出力した後、一方の受光ユニット２に
接続した光ファイバ６からの光を通過させる第１貫通孔
31に光通過孔26が対向する第１位置に遮光板25を回動さ
せる指令を出力する。

【００３１】その後、制御部15の切り換え指令出力部は
入射光切り換えユニット20に、暗位置に遮光板25を回動
させる指令を出力した後、他方の受光ユニット２に接続
した光ファイバ６からの光を通過させる第１貫通孔31に
光通過孔26が対向する第２位置に遮光板25を回動させる
指令を出力する。

【００３２】そして、図５（ｅ）に示した如く、制御部
15は、入射光切り換えユニット20の動作が立ち下がるタ
イミングで立ち上がり、入射光切り換えユニット20の動
作が立ち上がるタイミングで立ち下がるように、検出器
60を作動させる。

【００３３】これによって、コンピュータ11の演算部12
には、検出器60の暗電流値、一方の受光ユニット２から
の光に係るリファレンス値、及び他方の受光ユニット２
からの光に係るリファレンス値が与えられる。そして、
演算部12は、前者のリファレンス値から暗電流値を減算
して第１リファレンス値とし、後者のリファレンス値か
ら暗電流値を減算して第２リファレンス値とする。

【００３４】被測定物Ｈ，Ｈ，…を測定する前に制御部
15は、図５（ｄ）に示した如く、フィルタ切り換えユニ
ット40をしてフィルタ群を光路から取り出させる。制御
部15は、図５（ａ）に示した如く、一方のセンサ７から
被測定物Ｈの検出信号が与えられた場合、図５（ｃ）及
び（ｅ）に示した如く、第１位置に遮光板25を回動させ
る指令を出力し、一方の受光ユニット２に受光よって受
光された被検出物Ｈの透過光を、検出器60に検出させ
る。

【００３５】また、制御部15は、図５（ｂ）に示した如
く、他方のセンサ７から被測定物の検出信号が与えられ
た場合、図５（ｃ）及び（ｅ）に示した如く、第２位置
に遮光板25を回動させる指令を出力し、他方の受光ユニ
ット２に受光よって受光された被検出物Ｈの透過光を、
検出器60に検出させる。

【００３６】これによって、演算部12には、検出器60の
暗電流値、一方のコンベア80で搬送された被測定物Ｈの
透過光に基づく第１測定値、検出器60の暗電流値、及び
他方のコンベア80で搬送された被測定物Ｈの透過光に基
づく第２測定値がこの順番で連続的に与えられる。そし
て、演算部12は、第１測定値から暗電流値及び第１リフ
ァレンス値を減算し、その値に基づいて、一方のコンベ
ア80で搬送された被測定物Ｈの糖度又は酸度等を演算す
る。また、演算部12は、第２測定値から暗電流値及び第
２リファレンス値を減算し、その値に基づいて、他方の
コンベア80で搬送された被測定物Ｈの糖度又は酸度等を
演算する。

【００３７】なお、本実施の形態では、被測定物の透過
光を受光するようになしてあるが、本発明はこれに限ら
ず、被測定物の反射光又は散乱光を受光するようになし
てもよいことはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る光測定
装置にあっては、それぞれ１台の分光器によって、複数
の受光器が受光した光を処理することができるため、可
及的に低い装置コストで、複数条のコンベアで移送され
る被測定物をオンラインで測定することができる等、本
発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光測定装置の要部構成を示すブロ
ック図である。

【図２】投光ユニット及び受光ユニットの配置例を説明
する説明図である。

【図３】図１に示した入射光切り換えユニットの模式的
側断面図である。

【図４】図３に示した入射光切り換えユニットに設けて
あるコネクタ取付けパネルの正面図である。

【図５】センサ、フィルタ切り換えユニット、及び検出
器の動作タイミングを説明するタイミングチャートであ
る。

【図６】特開平 6−213804号公報に記載された糖度計測
装置の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 投光ユニット ２ 受光ユニット ６ 光ファイバ １１ コンピュータ １２ 演算部 １５ 制御部 ２０ 入射光切り換えユニット ４０ フィルタ切り換えユニット ５０ 分光器 ６０ 検出器 ８０ コンベア Ｈ 被測定物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 紀子 大阪府八尾市神武町２番35号 株式会社ク ボタ電子技術センター内 (72)発明者 谷澤 仁志 大阪府八尾市神武町２番35号 株式会社ク ボタ電子技術センター内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB11 CC20 EE01 EE02 EE12 GG03 HH02 JJ17 JJ25 MM17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光器から被測定物に投光し、被測定物
   からの光を受光器で受光し、受光して得た光を分光器で
   分光し、分光して得た光に基づいて被測定物の状態を測
   定する光測定装置において、 複数対の投光器及び受光器と、各受光器にそれぞれ接続
   してあり、対応する受光器が受光した光を前記分光器へ
   導く複数の導光体と、各導光体から分光器へ入射する光
   を切り換える切り換え器と、該切り換え器による光の切
   り換えを制御する制御器とを備えることを特徴とする光
   測定装置。
2. 【請求項２】 各対の投光器及び受光器に応じて設けて
   あり、被測定物を検出した場合、前記制御器に信号を出
   力する複数のセンサを備え、前記制御器は、前記切り換
   え器をして、信号が与えられたセンサに対応する受光器
   が受光した光を分光器へ入射せしめるべくなしてある請
   求項１記載の光測定装置。