JP2004184171A

JP2004184171A - 果菜類の品質評価装置

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Publication number: JP2004184171A
Application number: JP2002350051A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwami; 憲一石見; Shinichi Kawabata; 真一河端
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて装置校正を行うことが可能なものでありながら、コストの低減を図ることが可能となる品質評価装置を提供する。
【解決手段】計測対象箇所とは異なる箇所に、特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体Ａを取り外し可能に支持する擬似計測体支持部３２が設けられ、投光部１と受光部２とが計測対象箇所の両側外方に対向する状態で位置する通常計測状態と、投光部１と受光部２とが擬似計測体支持部３２の両側外方に対向する状態で位置する校正用計測状態とに切り換え可能な状態で、投光部１及び受光部２を一体的に位置変更調節自在な位置変更調節手段２９が設けられ、演算処理部３が、擬似計測体Ａについての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価値を補正する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測対象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部と、その投光部から投射されて前記被計測物から得られた光を受光する受光部と、前記被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求める演算処理部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】
上記構成の果菜類の品質評価装置は、被計測物から得られる特定波長の光の吸収特性に基づいて、被計測物としての果菜類の品質を非破壊状態で品質を評価するようにしたものであり、例えば特定波長の光の吸収特性と品質を評価するために予め設定されている演算式である検量式を用いて被計測物の品質を評価するようになっている。
【０００３】
ところで、このような品質評価装置においては、被計測物に対する計測作業が行われるに伴って、装置の経年変化等が要因となって被計測物の品質評価値が本来求められるべき値からずれて計測誤差が生じてしまうことがある。例えば、被計測物に照射される光の光量が変化したり、受光する特定波長の光に対する受光特性が変化してその特定波長の光に対する吸収特性を精度よく求めることができなくなることがある。
【０００４】
そこで、このような計測誤差を少なくするために、従来では、被計測物の代わりに予め光吸収特性が判っている校正用の光学フィルターを用いて、その光学フィルターに光を照射して光学フィルターを通して得られた光を受光するようにして、その受光情報に基づいて被計測物の品質評価値を補正するようにしたものがあったが、このような校正用の光学フィルターを用いた校正処理だけでは充分ではないので、計測誤差をより小さくして適正な計測を行うために、上述したような光学フィルターによる校正に加えて、被計測物としての果菜類における特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて装置の校正を行うようにしたものがあった。
【０００５】
説明を加えると、被計測物としての果菜類が有している品質、例えば酸度や糖度についての品質と同様な品質である酸の水溶液や糖の水溶液等を透明容器に収容する状態で備えた擬似計測体を、品質評価部における被計測物が位置することになる計測用光の通過箇所に被計測物の代わりに位置させて、この擬似計測体についての品質計測を行い、その計測結果に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価値を補正するのであるが、この擬似計測体は、計測用光の通過箇所に位置する校正位置と、計測用光の通過箇所から退避する通常位置とにわたり位置変更可能なように支持される状態で取付けられる構成としたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
そして、このような擬似計測体を用いて品質評価装置を校正する場合には、予め校正の対象となる品質評価装置によって擬似計測体について品質を評価してその評価結果を基準値として記憶しておき、品質評価装置の校正を行う場合に、再度、品質評価装置によって擬似計測体の品質を評価してその評価結果と前記基準値との差に基づいて補正情報を求めて、被計測物の品質を評価するときの品質評価値をその補正情報により補正することになる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１９９７４３号公報（第１３―１７頁、図４、図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように被計測物における特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて品質評価値を補正するようにすると、光学フィルターを用いる校正処理だけで校正する場合に比べて計測誤差を少なくさせることが可能であるが、上記したような擬似計測体は、光学フィルターに比べて構成が複雑であって作製の手間もかかるので、それだけコストが高いものとなる。
【０００８】
ところで、果菜類の品質評価装置は、一般に選果設備等において多量に搬入される被計測物としての果菜類の品質評価を能率よく行うために、品質評価装置を複数台並べて並列処理するような構成とする場合があるが、このような構成において、複数の品質評価装置の夫々に上記したような擬似計測体を備えさせる構成とした場合であれば、複数の品質評価装置の夫々にコストの高い擬似計測体が必要となり、設備全体として大幅なコスト高を招くといった不利がある。
【０００９】
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、計測誤差を少なくすることが可能なものでありながら、品質評価装置を複数台並べて使用するような設備に適用する場合において設備全体のコストの低減を図ることが可能となる品質評価装置を提供する点にある。
【００１０】
【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、計測対象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部と、その投光部から投射されて前記被計測物から得られた光を受光する受光部と、前記被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求める演算処理部とを備えて構成されているものであって、
前記計測対象箇所とは異なる箇所に、前記被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を取り外し可能に支持する擬似計測体支持部が設けられ、
前記投光部と前記受光部とが前記計測対象箇所の両側外方に対向する状態で位置する通常計測状態と、前記投光部と前記受光部とが前記擬似計測体支持部の両側外方に対向する状態で位置する校正用計測状態とに切り換え可能な状態で、前記投光部及び前記受光部を一体的に位置変更調節自在な位置変更調節手段が設けられ、
前記演算処理部が、前記擬似計測体についての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価条件又は品質評価値を補正するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、被計測物としての果菜類に対する品質評価を行うときは、前記位置変更調節手段を前記通常計測状態に切り換えることによって、投光部と受光部とが計測対象箇所の両側外方に対向する状態で位置するので、投光部から投射された光が計測対象箇所に位置する被計測物に投射され、投光部と対向する位置にある受光部では被計測物を透過して得られた光を受光して、演算処理部はその受光部にて被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求めることができる。
【００１２】
そして、装置の校正を行うときは、擬似計測体支持部に前記擬似計測体を支持させておき、前記位置変更調節手段を前記校正用計測状態に切り換えることによって、投光部と受光部とが擬似計測体支持部の両側外方に対向する状態で位置するので、投光部から投射された光が擬似計測体支持部に支持されている擬似計測体に投射され、投光部と対向する位置にある受光部では擬似計測体を透過して得られた光を受光して、演算処理部はその受光部にて被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて擬似計測体に対する品質評価の計測を行い、その計測結果に基づいて装置を校正することができる。
このように被計測物における特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて計測誤差の少ない適正な計測状態になるように装置を校正することができる。
【００１３】
又、擬似計測体は取り外し可能に擬似計測体支持部に支持されているので、校正のための擬似計測体に対する品質評価の処理が終了した後は、この擬似計測体を取り外した状態で、上述したような被計測物に対する品質評価処理を行うことができる。
その結果、例えば、選果設備等において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、校正が終了した品質評価装置から取り外した擬似計測体は、例えば別の品質評価装置の擬似計測体支持部に支持させてその品質評価装置に対する校正に用いることができ、１台の擬似計測体を兼用して複数の品質評価装置の夫々の装置の校正を行うことが可能であり、品質評価装置を複数台並べて使用する設備に適用する場合において、このような設備全体の構成の簡素化並びにコストの低減を図ることが可能となる。
【００１４】
従って、被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて装置校正を行うことにより、計測誤差を少なくすることが可能なものでありながら、品質評価装置を複数台並べて使用するような設備に適用する場合において設備全体のコストの低減を図ることが可能となる品質評価装置を提供できるに至った。
【００１５】
請求項２に記載の果菜類の品質評価装置は、請求項１において、計測対象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部と、その投光部から投射されて前記被計測物から得られた光を受光する受光部と、前記被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求める演算処理部とを備えて構成されているものであって、
前記計測対象箇所とは異なる箇所に、前記被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を取り外し可能に支持する擬似計測体支持部が設けられ、
前記投光部からの光が前記計測対象箇所に位置する被計測物に照射されるとともに、その被計測物を透過して前記投光部による光投射方向と交差する方向に向かう光を前記受光部にて受光する通常計測状態と、前記投光部からの光が前記擬似計測体支持部に支持された擬似計測体に照射されるとともに、その擬似計測体を透過して前記投光部による光投射方向と交差する方向に向かう光を前記受光部にて受光する校正用計測状態とに切り換え可能な状態で、前記投光部の位置を変更調節自在な位置変更調節手段が設けられ、
前記演算処理部が、前記擬似計測体についての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価条件又は品質評価値を補正するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、被計測物としての果菜類に対する品質評価を行うときは、前記位置変更調節手段を前記通常計測状態に切り換えることによって、投光部からの光が計測対象箇所に位置する被計測物に照射されるとともに、その被計測物を透過して投光部による光投射方向と交差する方向に向かう光を受光部にて受光する状態となり、演算処理部は受光部にて被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求めることができる。
【００１７】
そして、装置の校正を行うときは、擬似計測体支持部に擬似計測体を支持させておき、前記位置変更調節手段を前記校正用計測状態に切り換えることによって、投光部からの光が擬似計測体支持部に支持された擬似計測体に照射されるとともに、その擬似計測体を透過して投光部による光投射方向と交差する方向に向かう光を受光部にて受光する状態となり、演算処理部はその受光部にて被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて擬似計測体に対する品質評価の計測を行う。そして、その擬似計測体についての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価条件又は品質評価値を補正するのである。
このようにして被計測物における特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて計測誤差の少ない適正な計測状態になるように装置を校正することができる。
【００１８】
又、擬似計測体は取り外し可能に擬似計測体支持部に支持されているので、校正のための擬似計測体に対する品質評価の処理が終了した後は、この擬似計測体を取り外した状態で、上述したような被計測物に対する品質評価処理を行うことができる。
その結果、例えば、選果設備等において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、校正が終了した品質評価装置から取り外した擬似計測体は、例えば別の品質評価装置の擬似計測体支持部に支持させてその品質評価装置に対する校正に用いることができ、１台の擬似計測体を兼用して複数の品質評価装置の夫々の装置の校正を行うことが可能であり、品質評価装置を複数台並べて使用する設備に適用する場合において、このような設備全体の構成の簡素化並びにコストの低減を図ることが可能となる。
【００１９】
従って、被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を用いて装置校正を行うことにより、計測誤差を少なくすることが可能なものでありながら、品質評価装置を複数台並べて使用するような設備に適用する場合において設備全体のコストの低減を図ることが可能となる品質評価装置を提供できるに至った。
【００２０】
請求項３記載の果菜類の品質評価装置は、請求項１又は２において、前記擬似計測体における品質評価対象が純水であることを特徴とする。
【００２１】
すなわち、品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象として純水を備えているので、擬似計測体を用いて品質評価装置を校正する場合には、品質評価装置が純水に対して光を投射してその純水を透過した光の受光情報から純水の品質を評価するものとして計測結果が得られることになり、その得られた計測結果に基づいて品質評価装置を校正するのである。
【００２２】
説明を加えると、例えば果菜類の一例である蜜柑は約９０％が水分であり、この蜜柑に代表されるように果菜類は水分を多く含むものである。このように水分を多く含む果菜類については、特定波長における光吸収特性は水と類似した特性を有するものであり、品質評価対象として水を用いることによって、果菜類とほぼ同様な品質評価用の波長での光吸収特性に対応する受光情報を得ることができる。
【００２３】
果菜類の品質として例えば酸度又は糖度についての品質を評価する場合であれば、先ず、品質評価装置による計測対象物の品質評価が行われる前に、品質評価装置によって擬似計測体の品質を評価して初期状態での評価結果を計測しておく。このとき、純水は水以外の成分が含まれないので、その評価結果としては酸度又は糖度が零の状態に対応するものとなる。又、この品質評価装置に対する校正処理を行う場合において、品質評価装置によって再度、擬似計測体の品質を評価して、校正用の評価結果を計測して、その評価結果が前記初期状態、すなわち、酸度又は糖度が零の状態に対応する評価結果と異なっていれば、経年変化等による計測誤差が生じていることを検出することが可能となり、又、その計測結果に基づいて品質評価装置を校正することが可能となるのである。
しかも、純水は水道水のような不純物を含む水とは異なり、水以外の成分が含まれないことから不純物に起因した経年変化による品質の変化がなく、品質を初期状態に維持し易いものとなる。
【００２４】
請求項４記載の果菜類の品質評価装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記擬似計測体における品質評価対象の温度を設定温度に保持する温度調整手段が備えられていることを特徴とする。
【００２５】
すなわち、品質評価装置によって品質が評価される品質評価対象の温度を設定温度に保持する温度調整手段が備えられているので、品質評価対象が常に設定温度に保持されることになる。つまり、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して初期状態での評価結果を基準値として設定するときも品質評価対象が設定温度に保持されており、しかも、品質評価装置を校正するために品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価して校正用の評価結果を求めるときにも品質評価対象が設定温度に保持されることになるから、外部温度の変動にかかわらず品質評価対象の温度変化に起因した品質の変動による計測誤差が無い状態で品質を評価することができるものとなる。
【００２６】
このように初期状態での評価結果と校正用の評価結果の夫々が同じ温度での測定結果に対応しているので、温度変化による計測誤差の少ない状態で適正に装置の校正を行うことが可能であり、品質評価装置によって品質評価装置校正用の被計測体の品質を評価するときに品質評価対象の温度を計測する作業や、温度の変動に対応させて測定結果を補正するといった煩わしい作業は不要である。又、特に、品質評価対象として純水を備えている場合であれば、純水が水以外の不純物を含まないので不純物に起因した経年変化による品質の変化がなく、上述したような温度変化による計測誤差を少ないことに加えて、経年変化による品質の変化も少なくなり更に誤差の少ない適正な状態で装置の校正を行うことが可能である。
【００２７】
請求項５記載の果菜類の品質評価装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記計測対象箇所及び前記擬似計測体支持部とは異なる箇所に所定の光学特性を有する光学フィルターが備えられ、前記位置変更調節手段が、前記投光部から前記光学フィルターに光が投射されてその光学フィルターを透過した光を前記受光部にて受光する基準光情報計測状態にも切り換え自在に構成されていることを特徴とする。
【００２８】
すなわち、位置変更調節手段を前記基準光情報計測状態に切り換えると、投光部から所定の光学特性を有する光学フィルターに光が投射されてその光学フィルターを透過した光を前記受光部にて受光する状態となる。前記光学フィルターとして例えば基準透過状態のリファレンスフィルターや波長校正用フィルターを用いることにより、その光学フィルターに光を照射して光学フィルターを通して得られた光を受光してその受光情報に基づいて装置の校正処理を行うことができる。
【００２９】
従って、上記したような擬似計測体を用いて装置の校正を行う処理に加えて、位置変更調節手段にて位置変更調整するだけで上記したような装置を校正するための情報を得る処理が可能であり、それらの処理を選択的に切り換えて必要な場合に適宜行うことができる。
【００３０】
請求項６記載の果菜類の品質評価装置は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記演算処理部が、被計測物からの光を分光して得られた分光スペクトルデータに基づいて前記特定波長の吸光度データを求め、且つ、前記品質評価条件として予め設定されている検量式と前記吸光度データとに基づいて前記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。
【００３１】
すなわち、演算処理部は前記分光スペクトルデータに基づいて特定波長の光の吸収特性として特定波長の吸光度データを求めて、その吸光度データと予め設定されている検量式とに基づいて品質評価値を求めることになる。従って、被計測物に光を投射させる光源として特定波長以外の波長を含む一般的な白色光ランプ等を光源として用いるようにしても、分光スペクトルデータにより特定波長の吸光度データを適正に求めることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
〔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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、前記各品質評価装置Ｕの構成について説明する。
前記各品質評価装置Ｕは、夫々同じ構成であり、被計測物に光を照射して被計測物から得られる特定波長の光の吸収特性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。
つまり、品質評価装置Ｕは、図２、図３に示すように、被計測物Ｍに光を照射する投光部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部２と、各部の動作を制御する制御手段としての制御部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、計測対象個所を順次、通過していくように構成されている。そして、計測対象個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、計測対象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。
【００３６】
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対象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対象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、電動モータ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。
【００３７】
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、計測対象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。
【００３８】
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後述するような計測対象の特定波長領域（６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）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る開放状態と、前記計測対象光の通過を阻止する遮蔽状態とに切り換え自在なシャッター機構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、その光を分光して分光スペクトルデータを計測する分光器１８、バンドパスミラー１５をそのまま直進状態で通過した光の光量を検出する光量検出センサ１９等を備えて構成されている。尚、図中、Ｅは波長校正用のフィルターの切り換えを行うフィルター切り換え機構である。
【００３９】
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ビットの電荷蓄積型の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、各単位画素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を備えている。尚、電荷蓄積時間は、外部から駆動回路を介して変更させることができるようになっている。
【００４０】
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。
【００４１】
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、計測対象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位置変更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に対して計測対象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。
【００４２】
次に、前記上下位置調節機構２９について説明する。図２〜図４に示すように、内部品質評価装置Ｈ１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擬似計測体Ａを取り外し可能に支持するための擬似計測体支持部３２が取り付けられている。尚、図５、図６には、この擬似計測体支持部３２に擬似計測体Ａが支持されている状態を示している。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被計測体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被計測体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。
【００４３】
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、計測対象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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、計測対象箇所、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。
【００４６】
搬送コンベア４における被計測物Ｍの通過予定箇所の上方側に位置させて、前記擬似計測体支持部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。
【００４７】
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にて受光される基準光情報計測状態としての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。
【００４８】
前記制御部３は、マイクロコンピュータを利用して構成してあり、図１２に示すように、通過検出センサ５０、光量検出センサ１９、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解析する解析手段１００や、各部の動作を制御する制御手段としての動作制御手段１０１が夫々制御プログラム形式で備えられる構成となっている。つまり、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、シャッター機構１７、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。従って、制御部３を利用して演算処理部が構成されることになる。
【００４９】
次に、動作制御手段１０１による制御動作について説明する。
動作制御手段１０１は、被計測物Ｍに対する通常の計測に先立って、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モードと、搬送コンベア４により搬送される被計測物Ｍ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の内部品質を解析する通常データ計測モードとに切り換え自在に構成されている。
【００５０】
詳述すると、前記基準データ計測モードにおいては、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る。そして、前記シャッター機構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を基準分光スペクトルデータとして計測する。
【００５１】
そして、前記基準データ計測モードにおいては、受光部２への光が遮断された無光状態での受光センサ１８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１８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。
【００５２】
次に、通常データ計測モードにおける制御動作について説明する。
この通常データ計測モードにおいては、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、通過検出センサ５０による検出情報に基づいて、被計測物が前記計測対象箇所を通過する周期を検出し、その周期に同期させる状態で、分光した光を受光して電荷蓄積動作を設定時間実行する電荷蓄積処理と、蓄積した電荷を送り出す送出処理とを設定周期で繰り返すように、受光センサ２３の動作を制御する。
つまり、図１１に示すように、各被計測物Ｍが計測対象箇所を通過すると予測される時間帯において、受光センサ２３が設定時間だけ電荷蓄積処理を実行し、被計測物Ｍが計測対象箇所に存在しないと予測される各被計測物Ｍ同士の中間位置付近が計測対象箇所に位置するようなタイミングで蓄積した電荷を送り出す送出処理を実行するように、受光センサ２３の動作を制御する。従って、この装置では、受光センサ２３による電荷蓄積時間は常に一定で動作する構成となっている。尚、１秒間に７個づつ被計測物が通過するような処理能力とした場合には、電荷蓄積処理を実行する設定時間は、約１４０ｍｓｅｃ程度になる。
【００５３】
そして、動作制御手段１０１は、受光センサ２３が前記電荷蓄積処理を行う状態において、受光センサ２３が電荷蓄積処理を行う状態において、遮蔽状態から開放状態に切り換えてその開放状態を開放維持時間Ｔｘが経過する間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、変更指令情報に基づいて、前記開放維持時間Ｔｘを変更調整するように構成されている。
この開放維持時間Ｔｘ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、温州蜜柑であれば光が比較的透過しやすいので比較的短い時間（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。
このような品種の違いによる動作条件の設定は、作業員が人為的に行う構成となっている。つまり、図１２に示すように、品種の違いに応じて設定位置を人為的に切り換える切換操作具Ｃが設けられ、この切換操作具Ｃの設定情報が制御部３に入力され、制御部３はその設定情報に従って開放維持時間Ｔｘを変更調整する構成となっている。
【００５４】
又、動作制御手段１０１は、光量検出センサ１９にて検出される受光量、すなわち、被計測物の光透過量の実測値の変化に基づいて、被計測物が計測対象箇所に到達したか否かを検出するようになっており、被計測物が到達したことを検出するとシャッター機構１７を開放状態に切り換え、前記開放維持時間Ｔｘだけ開放状態を維持した後に、シャッター機構１７を遮蔽状態に切り換えて計測処理を終了する構成となっている。
具体的に説明すると、図１３に光量検出センサ１９の検出値の時間経過に伴う変化状態を示している。被計測物が到達するまでは投光部１から投射される光によってほぼ最大値が出力されているが、被計測物Ｍが計測箇所に至ると光が遮られて光量検出センサ１９の検出値（受光量）が減少し始めて検出値が予め設定した設定値以下にまで減少したとき（ｔ１）に、被計測物が計測箇所に到達したものと判断して、その時点から設定時間が経過したとき（ｔ２）に、シャッター機構１７を開放状態に切り換える。そして、前記開放維持時間Ｔｘだけ開放状態を維持した後に、シャッター機構１７を遮蔽状態に切り換えるのである。尚、このような計測処理を実行しているときに、搬送コンベア４が異常停止したような場合には、投光部１における光量調節板８を遮断状態に切り換えて移動停止している被計測物に長い間、光源からの強い光が照射されることを防止させるようにしている。
【００５５】
そして、前記解析手段１００は、このようにして得られた各種データに基づいて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計測分光スペクトルデータを、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。そして、その二次微分値及び予め設定されている検量式により、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成分量を算出する解析演算処理を実行するように構成されている。
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、
【００５６】
【数１】
ｄ＝ｌｏｇ［（Ｒｄ−Ｄａ）／（Ｓｄ−Ｄａ）］
【００５７】
という演算式にて求められる。
そして、制御部３は、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２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品質評価値としての検量値を求めるのである。
【００５８】
【数２】
Ｙ＝Ｋ０＋Ｋ１・Ａ（λ１）＋Ｋ２・Ａ（λ２）
【００５９】
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
【００６０】
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。
【００６１】
上記したような検量式は、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。
説明を加えると、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品質評価装置Ｕを用いて各波長毎の分光スペクトルデータを得る。更に、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分光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、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。
【００６２】
次に、上記したような構成の品質評価装置Ｕの校正を行うときに、図５及び図６に示すように擬似計測体支持部３２に載置支持されて品質評価装置Ｕにより品質が評価される擬似計測体Ａについて簡単に説明する。
この擬似計測体Ａは、被計測物の特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有するものであり、品質計測装置Ｕによって品質が評価される品質評価対象としての純水Ｊを温度調整手段としてのペルチェ素子５５によって設定温度に保持する状態で備えており、又、品質評価対象としての純水Ｊが収納される収納部５１とペルチェ素子５５とが一体的にユニット状に組み付けられて構成されている。又、ペルチェ素子５５は、品質評価対象が収納された収納部５１の外周部に空気層Ｋを形成する状態でその収納部５１を覆う外側ケーシング５２が備えられ、空気層Ｋに対して温調作用するように構成されている。
【００６３】
つまり、図１４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内部の下方側箇所に品質評価対象としての純水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Ｋが形成されている。そして、外側ケーシング５２の上方側箇所は、収納部５１が設けられる収納空間に対して仕切壁５３によって気密状態に仕切られた空調用空間５４が形成されている。
【００６４】
そして、前記仕切壁５３には空気層Ｋと空調用空間との間で熱移動作用を発揮する状態でペルチェ素子５５が介装されている。このペルチェ素子５５の空気層Ｋ側表面にはペルチェ素子５５の表面から離間する方向へ送風するファン５６が備えられ、空調用空間５４には、ペルチェ素子５５を作用させるための制御回路５７、ファン５６を駆動するための駆動回路５８及び電源装置５９等が備えられている。前記制御回路５７は、図示しない温度センサにて検出される空気層Ｋの温度が被計測物の温度又はそれに近い温度である設定温度（３０℃）に維持されるようにペルチェ素子５５を作用させるように制御する構成となっている。このようにして温度維持手段が構成されている。その結果、空気層Ｋの温度が設定温度に維持されることから収納部５１に収納されている純水Ｊは常に設定温度に保持されることになる。尚、ファン５６による送風が直接、収納部５１に当たらないように受け止めて空気層内の温度を極力均一にさせる均平板６０が設けられている。図１５に示すように、ファン５６により送り出される温度調整された空気が均平板６０にて受け止められて、収納部５１に直接当たることなく収納部５１の周囲に沿って緩やかに流動案内されるように循環して空気層Ｋの全体がほぼ均等に設定温度になるように温度管理されている。
【００６５】
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とが形成されている。つまり、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。
【００６６】
そして、このような擬似計測体Ａを支持する擬似計測体支持部３２は、擬似計測体Ａを単に載置支持する構成となっており、取付けや取り外しが人為的に容易に行える構成となっている。
【００６７】
このように構成された擬似計測体Ａを用いて品質評価装置Ｕの校正を行う校正方法について以下に説明する。尚、このような校正処理は複数（６台）の品質評価装置Ｕの夫々について各別に行うことになる。
擬似計測体Ａを用いて１つの品質評価装置Ｕの校正を行う場合には、先ず、上述したように被計測物に対する計測処理に先立って行われる検量式の作成の時において、擬似計測体Ａを校正の対象となる品質評価装置Ｕにおける擬似計測体支持部３２に載置させて、上下位置調節機構２９を校正用計測状態に切り換え、擬似計測体Ａにおける品質評価対象を透過した光の受光情報にて分光スペクトルデータを求め、その分光スペクトルデータと前記検量式とに基づいて、品質評価対象（純水）の品質に対応する基準検量値を計測しておく。
【００６８】
図１６に、本出願人による計測データを示している。このうちラインＬ１は、純水を透過した光の分光スペクトルデータの二次微分スペクトルデータを示しており、ラインＬ２は果菜類の一例としての林檎を透過した光の分光スペクトルデータの二次微分スペクトルデータを示している。この図から純水は果菜類と同じような光吸収特性であることが明らかである。
【００６９】
その後、上下位置調節機構２９を通常計測状態に切り換えて被計測物に対する計測処理が行われた後に、品質評価装置Ｕを校正する時には、擬似計測体Ａにおける品質評価対象を透過した光の受光情報（分光スペクトルデータ）と前記検量式とに基づいて、品質評価対象（純水）の品質に対応する校正用検量値を計測する。そして、その後、被計測物の品質を評価する時に、被計測物を透過した光の受光情報と前記検量式とに基づいて求められる被計測物の品質評価値としての検量値を、校正用検量値と基準検量値との差に基づいて補正するのである。
【００７０】
具体的には、このような校正処理は制御部３によって行われることになる。説明を加えると、制御部３は次のような処理を実行することになる。すなわち、動作制御手段１０１は、上記したような基準データ計測モード及び通常データ計測モード以外に、校正用データ計測モードにも切り換え自在に構成されている。
そして、上述したような検量式の作成が行われた時に、動作制御手段１０１が校正用データ計測モードに切り換えられると、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４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（純水）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からの光を光通過部６１を通して品質評価対象としての純水に導き、品質評価対象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、受光部２で受光した光の受光情報（分光スペクトルデータ）と検量式とに基づいて、品質評価対象（純水）の品質に対応する基準検量値αを計測して記憶する。
【００７１】
その後、通常データ計測モードに切り換えられて、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して図２に示すように通常計測状態に切り換えて、被計測物に対する計測処理が行われる。そして、装置校正時において校正用データ計測モードに切り換えられると、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校正用計測状態に切り換えられ、擬似計測体Ａにおける品質評価対象としての純水を透過した光の受光情報（分光スペクトルデータ）と検量式とに基づいて、品質評価対象（純水）の品質に対応する校正用検量値βを計測して記憶する。
【００７２】
このような校正用の計測が終了した後に、被計測物（果菜類）の品質を評価する時には、上下位置調節機構２９によって前記通常計測状態に切り換えて、上述したように被計測物を透過した光の受光情報と検量式とに基づいて求められる被計測物の品質に対応する検量値Ｙを計測するのであるが、そのときに求められた検量値Ｙを下記数３によって補正することで補正後の検量値Ｙｓを求めるのである。この補正後の検量値Ｙｓが最終的な被計測物の品質に対応するものである。但し、数３中のＫ３は予め定めた係数である。
尚、品質評価装置Ｕの設置初期において、校正用検量値βが計測されていないときには、校正用検量値βとしては基準検量値αと同じ値が代入されることになり、前記計測された検量値Ｙがそのまま最終的な被計測物の品質に対応するものとなる。
【００７３】
【数３】
Ｙｓ＝Ｙ＋Ｋ３・（α―β）
【００７４】
このようにして装置の経年変化等に起因して計測された検量値が適正値つまり、実際の果菜類の品質（酸度や糖度）からズレた場合であっても、擬似計測体Ａの計測結果に基づく校正用検量値と基準検量値との差に基づいて、上記したようなズレを修正して適正な検量値に補正することができるのである。このようにして、品質評価装置Ｕが、擬似計測体Ａの品質を評価した評価結果に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価値（検量値）を補正するように構成されている。
【００７５】
前記擬似計測体Ａは、品質評価装置Ｕの擬似計測体支持部３２から容易に取り外すことができるので、上述したような基準検量値及び校正用検量値を計測する時以外は、擬似計測体支持部３２から取り外して、他の品質評価装置Ｕに対して載置支持させて基準検量値及び校正用検量値を計測することができる。つまり、前記擬似計測体Ａは複数の品質評価装置Ｕに対して兼用することにより、１台の擬似計測体Ａで複数の品質評価装置Ｕを校正することができる。
【００７６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態について説明する。
図１７に第２実施形態の品質評価装置Ｕを示している。この品質評価装置Ｕ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４ａの構成が異なる他は、第１実施形態の品質評価装置Ｕ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実施形態とほぼ同じ構成のものを使用する構成となっている。
すなわち、前記計測対象箇所とは異なる箇所に、前記被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体Ａを取り外し可能に支持する擬似計測体支持部３２が設けられる点も第１実施形態と同じである。
【００７７】
第１実施形態の投光部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が計測対象個所の左右両側部、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が、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、第１実施形態における傾斜用の姿勢規制具４０ｃは使用しない構成となっている。
【００７８】
そして、第１実施形態と同じように上下位置調節機構２９（位置変更調節手段の一例）が備えられ、図１７に示すように、左右一対の投光部１、１からの光が計測対象箇所に位置する被計測物に照射されるとともに、その被計測物を透過して投光部１、１による光投射方向と交差する方向に向かう光を受光部２にて受光する通常計測状態と、図１８、図１９に示すように、各投光部１、１からの光が擬似計測体支持部３２に支持された擬似計測体Ａに照射されるとともに、その擬似計測体Ａを透過して投光部１，１による光投射方向と交差する方向に向かう光を受光部２にて受光する校正用計測状態とに切り換え可能に構成されている。
【００７９】
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、計測対象箇所の下方側には、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での検量値を求める処理については第１実施形態の場合と同様である。
【００８０】
図１９に示すように、この実施形態に使用される擬似計測体Ａは、投光部１から投射される計測用光を拡散させて品質評価対象（純水Ｊ）に導く光通過部７３と、この光通過部７３を通して導かれて品質評価対象を通過した光を計測用光が投射される方向と直交する方向に沿って外部に導く光通過部７４とを備えて構成されている。つまり、左右両側の投光部１の夫々に対応させて光通過部７３が左右両側に形成され、光通過部７４が下方側に形成される構成となっており、外側ケーシング５２における光通過部７３及び光通過部７４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。この実施形態では、光通過部７３が入光用光通過部として機能し、光通過部７４が出光用光通過部として機能することになる。
【００８１】
この擬似計測体Ａを用いて品質評価装置の校正を行う場合は、擬似計測体Ａを擬似計測体支持部３２上に載置して第１実施形態のときと同様な校正方法により校正を行うことになるが、図１７、図１８に示すように、上下位置調節機構２９によって上記したような校正用計測状態に切り換えて、基準検量値αや校正用検量値βを計測するとき、左右両側の投光部１から投射された計測用光が左右両側の各光通過部７３を通して品質評価対象（純水Ｊ）に導かれて、それを透過した光が、下方側に形成された光通過部７４、及び、受皿７１の挿通孔７０を通して光ファイバー７２の受光側端部に受光され、光ファイバー７２を通して受光部２にて受光されて受光情報が計測されることになる。尚、そのとき、下方側の光通過部７４を通過した光がリファレンスフィルター４９を上下方向に通過することになるが、リファレンスフィルター４９は上下両側部が透明ガラスとなっており、そのまま光が通過する構成となっている。そして、演算処理部としての制御部３が、擬似計測体Ａについての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価値を補正する構成となっているが、その校正方法については第１実施形態の場合と同様である。
【００８２】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００８３】
（１）上記各実施形態では、前記擬似計測体を取り外し可能に支持する擬似計測体支持部として、擬似計測体を載置支持する構成を例示したが、このような構成に代えて、例えば吊り下げ支持させる構成や横方向に嵌め合わせて位置決めして支持させる構成等でもよく、要するに人為的に容易に取り外しが可能なように支持する構成であればよい。
【００８４】
（２）上記各実施形態では、被計測物からの光を分光して得られた分光スペクトルデータに基づいて前記特定波長の吸光度データを求めるようにしたが、このような構成に限らず、前記特定波長の光だけを被計測物に照射して被計測物からの光を分光することなく受光量により吸光度データを求めるようにしてもよい。
又、上記実施形態では分光スペクトルデータに基づいて吸光度スペクトルデータの二次微分値を求める構成としたが、このような構成に限らず、被計測物についての分光スペクトルデータと基準分光スペクトルデータとをそのまま対比して品質を評価するものでもよい。
【００８５】
（３）上記各実施形態では、前記演算処理部としての制御部が擬似計測体の計測結果に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価値を補正するように構成したが、このように品質評価値を補正する構成に代えて品質評価条件としての前記検量式を補正する構成としてもよい。
【００８６】
（４）上記各実施形態では、前記基準光情報計測状態において使用される光学フィルターとして、リファレンスフィルターを用いて基準分光スペクトルデータを計測して、被計測物の品質を評価するときの品質評価値を補正する構成としたが、このような構成に代えて次のような構成としてもよい。
前記光学フィルターとして、例えば前記特定波長領域（６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）の範囲内での特定の２つの波長に透過率のピークを有する波長校正用フィルターを備え、この波長校正用フィルターを透過した光を受光部にて受光して、受光センサにおける１０２４個の各受光素子と光の波長との対応関係を校正する波長校正処理を行うようにしてもよい。
【００８７】
（５）上記各実施形態では、位置変更調節手段としての前記上下位置調節機構が、投光部から光学フィルター（リファレンスフィルター）に光が投射されてそのフィルターを透過した光を受光部にて受光する基準光情報計測状態（リファレンス計測状態）にも切り換え自在に構成されるものとしたが、このような基準光情報計測状態が備えられていない構成としてもよく、上記したような光学フィルターは上下位置調節によって行うのではなく光通過経路中に人為的に装着させる構成としてもよい。
【００８８】
（６）上記各実施形態では、擬似計測体における品質評価対象として純水を備える構成としたが、このような純水の代わりに、被計測物（果菜類）が有している品質、例えば酸や糖についての品質と同様な品質の水溶液を品質評価対象として備える構成としてもよい。
【００８９】
（７）上記各実施形態では、品質評価対象としての純水を設定温度に保持する温度調整手段としてペルチェ素子を用いたが、これに代えて、例えばヒートポンプ式の空調装置等を用いてもよい。
【００９０】
（８）上記各実施形態では、品質評価対象としての純水を設定温度に保持する温度調整手段を備える構成としたが、このような温度調整手段を備えない構成としてもよい。そして、そのように温度調整手段を備えない構成とした場合には、温度変化に起因した計測誤差を少なくするために、前記純水の温度を計測する温度計測手段を備えて、前記純水の温度の情報を校正用の計測情報として加味するようにしてもよい。
【００９１】
（９）上記各実施形態では、被計測物の品質として、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】設置状態を示す平面図
【図１１】計測作動のタイミングチャート
【図１２】制御ブロック図
【図１３】受光量の変化と計測タイミングを示す図
【図１４】擬似計測体の縦断正面図
【図１５】擬似計測体の一部切欠側面図
【図１６】分光スペクトルデータを示す図
【図１７】第２実施形態の品質評価装置の正面図
【図１８】第２実施形態の品質評価装置の正面図
【図１９】第２実施形態の品質評価装置の正面図
【符号の説明】
１投光部
２受光部
３演算処理部
２９位置変更調整手段
３２擬似計測体支持部
５５温度調整手段
Ａ擬似計測体
Ｍ被計測物

Claims

計測対象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部と、その投光部から投射されて前記被計測物から得られた光を受光する受光部と、前記被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求める演算処理部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、
前記計測対象箇所とは異なる箇所に、前記被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を取り外し可能に支持する擬似計測体支持部が設けられ、
前記投光部と前記受光部とが前記計測対象箇所の両側外方に対向する状態で位置する通常計測状態と、前記投光部と前記受光部とが前記擬似計測体支持部の両側外方に対向する状態で位置する校正用計測状態とに切り換え可能な状態で、前記投光部及び前記受光部を一体的に位置変更調節自在な位置変更調節手段が設けられ、
前記演算処理部が、前記擬似計測体についての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価条件又は品質評価値を補正するように構成されている果菜類の品質評価装置。
計測対象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部と、その投光部から投射されて前記被計測物から得られた光を受光する受光部と、前記被計測物から得られた特定波長の光の吸収特性に基づいて被計測物の品質評価値を求める演算処理部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、
前記計測対象箇所とは異なる箇所に、前記被計測物における前記特定波長の光の吸収特性と類似する特性を有する擬似計測体を取り外し可能に支持する擬似計測体支持部が設けられ、
前記投光部からの光が前記計測対象箇所に位置する被計測物に照射されるとともに、その被計測物を透過して前記投光部による光投射方向と交差する方向に向かう光を前記受光部にて受光する通常計測状態と、前記投光部からの光が前記擬似計測体支持部に支持された擬似計測体に照射されるとともに、その擬似計測体を透過して前記投光部による光投射方向と交差する方向に向かう光を前記受光部にて受光する校正用計測状態とに切り換え可能な状態で、前記投光部の位置を変更調節自在な位置変更調節手段が設けられ、
前記演算処理部が、前記擬似計測体についての品質評価値に基づいて、被計測物の品質を評価するときの品質評価条件又は品質評価値を補正するように構成されている果菜類の品質評価装置。
前記擬似計測体における品質評価対象が純水である請求項１又は２記載の果菜類の品質評価装置。
前記擬似計測体における品質評価対象の温度を設定温度に保持する温度調整手段が備えられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の果菜類の品質評価装置。
前記計測対象箇所及び前記擬似計測体支持部とは異なる箇所に所定の光学特性を有する光学フィルターが備えられ、
前記位置変更調節手段が、
前記投光部から前記光学フィルターに光が投射されてその光学フィルターを透過した光を前記受光部にて受光する基準光情報計測状態にも切り換え自在に構成されている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の果菜類の品質評価装置。
前記演算処理部が、
被計測物からの光を分光して得られた分光スペクトルデータに基づいて前記特定波長の吸光度データを求め、且つ、前記品質評価条件として予め設定されている検量式と前記吸光度データとに基づいて前記品質評価値を求めるように構成されている請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の果菜類の品質評価装置。