JP2000310592A

JP2000310592A - 光測定装置

Info

Publication number: JP2000310592A
Application number: JP12067199A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwami; 憲一石見; Hironobu Nishibatake; 宏信西畠; Noriko Nomura; 紀子野村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】対応するリファレンス信号の値を求めること
なく、異なるサイズの被測定物を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10によって搬送される被測定物
Ｈ，Ｈ，…がサイズ測定器３を通過する都度、演算部21
は、フォトセンサ32から与えられた受光結果に基づい
て、被測定物Ｈの直径を算出し、その結果を制御部22に
与える。制御部22には、被測定物Ｈの直径と光量調整器
７に印加すべき電圧との関係が予め設定してあり、制御
部22は、演算部21から与えられた被測定物Ｈの直径に対
応する印加電圧を決定し、決定した印加電圧になるよう
に、電源回路８をして光量調整器７に電圧を印加せしめ
る。これによって、測定すべき被測定物Ｈのサイズに応
じた電圧が光量調整器７に印加され、被測定物のサイズ
に拘わらず、被測定物の透過光の光量が略一定になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、青果物等の被測定
物の透過光に基づいて、前記被測定物の状態を光学的に
測定する光測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】青果物等の複数の被測定物を選果する選
果場には、各被測定物に近赤外線をそれぞれ照射し、そ
の透過光を分光した結果に基づいて、各被測定物の糖度
及び酸度等を測定する光測定装置が導入されている。

【０００３】図３は特開平 7−229840号公報に開示され
た光測定装置の構成を示す模式的平面図であり、図中、
80はコンベアである。コンベア80の上には複数の被測定
物Ｈ，Ｈ，…が適宜距離を隔てて載置してあり、コンベ
ア80はモータ81によって矢符方向へ駆動される。被測定
物Ｈ，Ｈ，…の搬送領域に臨ませて、被測定物Ｈのサイ
ズを測定するサイズ測定器61が配置してある。サイズ測
定器61は、前記搬送領域の両側に光源62及び該光源62が
出射した光を受光するフォトセンサ63を配置してなり、
被測定物Ｈの通過によって光源62からフォトセンサ63へ
入射する光が遮られた時間、及びコンベア80による被測
定物Ｈの搬送速度に基づいて被測定物Ｈの直径が算出さ
れる。

【０００４】サイズ測定器61の下流には、被測定物Ｈの
糖度を測定する測定装置本体41が配置してある。測定装
置本体41は、前記搬送領域の一側に配置した投光器42、
及び搬送領域の他側に配置した受光器51を備えている。
投光器42は、ハウジング45内にランプ43及びリフレクタ
44等が配設してあり、ハウジング45に開設した出光口46
から被測定物Ｈの側部へ光を照射する。

【０００５】受光器51は、遮光性のハウジング56を備え
ており、該ハウジング56の前記投光器42の出光口46に対
向する部分に開設した入光口に集光レンズ52が嵌合して
ある。被測定物Ｈを透過した透過光は集光レンズ52によ
って集光され、スリット53に入射される。スリット53を
通過した光は、フラットフィールド凹面型の回拆格子54
に入射され、該回拆格子54によって分光された帯状の光
は、電荷蓄積型のラインセンサ55上に照射され、該ライ
ンセンサ55によって分光が複数の波長に対応して光電変
換される。このラインセンサ55の電荷蓄積時間は、コン
ピュータ71に設けた制御部73によって後述する如く調整
される。

【０００６】このようにしてラインセンサ55から出力さ
れた電気信号は、コンピュータ71の演算部72に与えられ
る。そして、演算部72は、予め定めた複数の波長に係る
電気信号を用いて、被測定物Ｈの糖度を算出する。

【０００７】このような光測定装置によって被測定物Ｈ
の糖度を測定するには、コンベア80によって搬送される
被測定物Ｈ，Ｈ，…がサイズ測定器61を通過する都度、
サイズ測定器61から演算部72に受光結果が与えられる。
演算部72は、与えられた受光結果に基づいて、各被測定
物Ｈ，Ｈ，…の通過による遮光時間をそれぞれ求める。
演算部72には、コンベア80の搬送速度も与えられてお
り、演算部72は、遮光時間を求める都度、得られた遮光
時間及び搬送速度を用いて、次に測定すべき被測定物Ｈ
の直径を算出し、その結果を制御部73に与える。

【０００８】制御部73には、相異なる複数の電荷蓄積時
間が、被測定物Ｈに係る複数の直径範囲に対応付けて予
め設定してあり、制御部73は、演算部72から与えられた
被測定物Ｈの直径に対応する電荷蓄積時間を決定し、決
定した電荷蓄積時間をラインセンサ55に設定する。これ
によって、測定すべき被測定物Ｈのサイズに応じた電荷
蓄積時間がラインセンサ55に設定される。そして、演算
部72は、ラインセンサ55から与えられた電気信号の内、
予め定めた複数の波長に係る電気信号を用いて、被測定
物Ｈの糖度を算出する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような光測定装置
では、被測定物Ｈの透過光に係る測定信号に加えて、光
測定装置の光路に被測定物Ｈが存在しない場合のリファ
レンス信号を得ておき、測定信号の値をリファレンス信
号の値で除することによって、被測定物Ｈの糖度を算出
している。しかし、特開平 7−229840号公報に開示され
た光測定装置では、被測定物Ｈのサイズに応じてライン
センサ55の電荷蓄積時間を調整するようになしてあるた
め、ラインセンサ55の電荷蓄積時間を変更する都度、リ
ファレンス信号の値が変わる。そのため、被測定物Ｈの
糖度を高精度に算出するためには、異なるサイズの被測
定物Ｈを測定する都度、対応するリファレンス信号の値
を求めなければならないという問題があった。

【００１０】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投光器と受光器との
間の光路に、受光器に入射される光の強度を調整する調
整器を介装し、寸法測定器によって測定された被測定物
の寸法に基づいて、調整器の調整動作を制御する構成に
することによって、対応するリファレンス信号の値を求
めることなく、異なるサイズの被測定物を測定すること
ができる光測定装置を提供することにある。

【００１１】

【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、被測定物の寸法を測定する寸法測定器と、被測定
物に投光する投光器と、該投光器が被測定物へ投光し、
該被測定物を透過した光が入射する受光器とを備え、該
受光器に入射された光を分光して前記被測定物の状態を
測定する装置において、前記投光器と受光器との間の光
路に介装してあり、受光器に入射される光の強度を調整
する調整器と、前記寸法測定器によって測定された被測
定物の寸法に基づいて、前記調整器による光の強度の調
整動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

【００１２】第２発明に係る光測定装置は、第１発明に
おいて、前記調整器として、印加される電圧に応じて透
過光の強度を異ならせる液晶シャッタが設けてあり、前
記制御部は、前記被測定物の寸法に応じた電圧を液晶シ
ャッタに印加するようになしてあることを特徴とする。

【００１３】被測定物の寸法に拘わらず、投光器と受光
器との間の光路に介装した調整器によって、略同じ強度
の光が受光器に入射されるようにする。即ち、制御部
は、被測定物の寸法が小さい場合、調整器である液晶シ
ャッタに低い電圧を印加して、液晶シャッタの透過光の
強度を相対的に弱くし、適当な強度の光を受光器に入射
させる。また、制御部は、被測定物の寸法が大きい場
合、液晶シャッタに高い電圧を印加して、液晶シャッタ
の透過光の強度を相対的に強くし、被測定物の寸法が小
さい場合と略同じ強度の光が受光器に入射されるように
する。

【００１４】これによって、異なるサイズの複数の被測
定物を測定する場合であっても、電荷蓄積時間を一定に
することができ、各被測定物に対応するリファレンス信
号の値を求めることなく、連続的に各被測定物の状態を
測定することができる。従って、単位時間内に測定し得
る被測定物の個数が向上する。

【００１５】

【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、10
はコンベアである。コンベア10の上には複数の被測定物
Ｈ，Ｈ，…が適宜距離を隔てて載置してあり、コンベア
10は図示しないモータによって矢符方向へ駆動される。
被測定物Ｈ，Ｈ，…の搬送領域に臨ませて、各被測定物
Ｈ，Ｈ，…のサイズをそれぞれ測定するサイズ測定器
（寸法測定器）３が配置してある。サイズ測定器３は、
前記搬送領域の両側に光源31及び該光源31が出射した光
を受光するフォトセンサ32を配置してなり、フォトセン
サ32の受光状態は、後述するコンピュータ２に設けた演
算部21に与えられる。

【００１６】サイズ測定器３の下流には、被測定物Ｈの
糖度又は酸度等を測定すべく、被測定物Ｈの側部へ光を
出射する投光器４が、前記搬送領域の一側に配置してあ
り、投光器４は、コンベア10によって被測定物Ｈが所定
位置まで搬送されたとき、その被測定物Ｈに投光する。
該搬送領域の他側には、集光レンズ及びコネクタ等を設
けてなる受光器５が、前記投光器４に対向配置してあ
り、該受光器５のコネクタには光ファイバ６が連結して
ある。これら、投光器４及び受光器５、並びに前述した
サイズ測定器３は遮光性の筐体（図示せず）内に配置し
てある。

【００１７】投光器４から投光され被測定物Ｈ内を透過
した光は、受光器５によって受光されて光ファイバ６に
入射され、該光ファイバ６によって測定装置本体１へ導
かれる。測定装置本体１内に導かれた光は、リファレン
スフィルタ又はＶ１０フィルタ等のフィルタ群を光路に
挿入出可能に設けてなるフィルタ切り換えユニット11を
経て分光器12に入射される。測定を開始するに先立っ
て、フィルタ切り換えユニット11をして、フィルタ群を
光路に挿入せしめ、リファレンスを測定し、フィルタ群
を光路から挿出せしめた後、被測定物Ｈの状態を測定す
るようになしてある。

【００１８】分光器12は入射された光を分光し、それを
光電変換器13に与える。光電変換器13は分光器12から与
えられた分光の内、所要波長（糖度を測定する場合は７
４０ｎｍ及び８４０ｎｍ）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２の演算部21に与
える。演算部21は次の（１）式によって対応する波長の
吸光度をそれぞれ算出し、その波長における吸光度の移
動平均をそれぞれ求め、それらを２次微分して２次微分
値をそれぞれ算出する。吸光度＝ｌｏｇ₁₀（リファレンス値／当該波長に係る電気信号の値） …（１）

【００１９】演算部21には、例えば次の（２）式が予め
設定してあり、演算部21は（２）式に対応する２次微分
値をそれぞれ代入することによって、被測定物Ｈの糖度
Ｃを測定する。Ｃ＝Ａ₁ＷＬ_740nm＋Ａ₂ＷＬ_840nm …（２）但し、Ａ₁，Ａ₂：係数ＷＬ：対応する波長における吸光度の２次微分値

【００２０】前述した投光器４とコンベア10との間に
は、印加電圧を調整することによって透過光量を変更可
能になした光量調整器７が介装してあり、該光量調整器
７を透過した光が被測定物Ｈに照射される。光量調整器
７としては、例えば、平行に配した２枚のガラス基板の
内面に透明電極をそれぞれ設け、両ガラス基板の間に、
ネマチック液晶を高分子中に分散させた高分子分散液晶
を封入してなる液晶シャッタを設ける。このような液晶
シャッタでは、印加する電圧を高くするに従って、透過
光量が増大する。また、高分子分散液晶を用いた場合、
ツイストネマチック液晶を用いた場合に比べて、液晶シ
ャッタを透過する光の透過率が２〜３倍大きい。

【００２１】この光量調整器７の動作は、コンピュータ
２の制御部22によって制御される。前述した如く、制御
部22には、フォトセンサ32から受光信号が与えられるよ
うになっており、また、コンベア10による被測定物Ｈの
搬送速度が予め設定してある。制御部22は、被測定物Ｈ
の通過によって光源31からフォトセンサ32へ入射する光
が遮られた時間、及び搬送速度に基づいて被測定物Ｈの
直径を算出する。

【００２２】制御部22には、例えば、図２に示した如き
被測定物であるみかんの直径と受光器５の最大受光強度
との関係に基づいて、受光器５による最大受光強度を一
定にすべく定めた、被測定物の直径と光量調整器７に印
加する電圧との関係が予め設定してあり、制御部22は、
設定された関係に基づいて、算出して得た被測定物Ｈの
直径に対応する電圧を求める。そして、制御部22は、電
源回路８をして、光量調整器７に前記電圧を印加せしめ
る。

【００２３】このような光測定装置によって被測定物Ｈ
の糖度を測定するには、コンベア10によって搬送される
被測定物Ｈ，Ｈ，…がサイズ測定器３を通過する都度、
サイズ測定器３から演算部21に受光結果が与えられ、演
算部21は、与えられた受光結果に基づいて、各被測定物
Ｈ，Ｈ，…の通過による遮光時間をそれぞれ求める。演
算部21には、コンベア10の搬送速度も与えられており、
演算部21は、遮光時間を求める都度、求めた遮光時間及
び搬送速度を用いて、次に測定すべき被測定物Ｈの直径
を算出し、その結果を制御部22に与える。

【００２４】制御部22には、前述した如く、被測定物Ｈ
の直径と光量調整器７に印加すべき電圧との関係が予め
設定してあり、制御部22は、演算部21から与えられた被
測定物Ｈの直径に対応する印加電圧を決定し、決定した
印加電圧になるように、電源回路８をして光量調整器７
に電圧を印加せしめる。これによって、測定すべき被測
定物Ｈのサイズに応じた電圧が光量調整器７に印加さ
れ、被測定物のサイズに拘わらず、被測定物の透過光の
光量が略一定になる。そして、演算部21は、光電変換器
13から与えられた電気信号を用いて、被測定物Ｈの糖度
を算出する。

【００２５】なお、本実施の形態では、光量調整器７を
投光器４とコンベア10との間に配置してあるが、本発明
はこれに限らず、光量調整器７は、投光器４と受光器５
との間の光路に介装してあればよいことはいうまでもな
い。

【００２６】なお、特許請求の範囲の項に、図面との対
照を便利にするために符号を記載してあるが、この記載
によって本発明は添付図面の構造に限定されるものでは
ない。

【００２７】

【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、異なるサイズの複数の被測定物を測定
する場合であっても、電荷蓄積時間を一定にすることが
でき、各被測定物に対応するリファレンス信号の値を求
めることなく、連続的に各被測定物の状態を測定するこ
とができるため、単位時間内に測定し得る被測定物の個
数が向上する等、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】被測定物であるみかんの直径と受光器による最
大受光強度値との関係を示すグラフである。

【図３】従来の光測定装置の構成を示す模式的平面図で
ある。

【符号の説明】

１測定装置本体２コンピュータ３サイズ測定器４投光器５受光器６光ファイバ７光量調整器１０コンベア２１演算部２２制御部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Ｆターム(参考） 2F065 AA00 AA22 AA26 AA61 BB05 CC00 FF02 FF46 HH15 JJ05 LL02 LL21 LL30 LL53 LL67 MM02 NN03 PP15 QQ15 2G059 AA01 BB11 CC20 DD12 EE01 EE12 HH01 JJ11 JJ17 JJ18 KK01 MM01 NN10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の寸法を測定する寸法測定器
（３）と、被測定物に投光する投光器（４）と、該投光
器（４）が被測定物へ投光し、該被測定物を透過した光
が入射する受光器（５）とを備え、該受光器（５）に入
射された光を分光して前記被測定物の状態を測定する装
置において、前記投光器（４）と受光器（５）との間の光路に介装し
てあり、受光器（５）に入射される光の強度を調整する
調整器（７）と、前記寸法測定器（３）によって測定さ
れた被測定物の寸法に基づいて、前記調整器（７）によ
る光の強度の調整動作を制御する制御部（22）とを備え
ることを特徴とする光測定装置。
【請求項２】前記調整器（７）として、印加される電
圧に応じて透過光の強度を異ならせる液晶シャッタが設
けてあり、前記制御部（22）は、前記被測定物の寸法に
応じた電圧を液晶シャッタに印加するようになしてある
請求項１記載の光測定装置。