JP4222908B2 - 内部品質評価用の受光装置及び内部品質評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、被計測物からの光を内部品質評価用の情報として受光する光情報取得手段と、前記被計測物からの光を前記光情報取得手段に導く光導入部とを備えた内部品質評価用の受光装置及びそれを用いた内部品質評価装置に関する。

この種の内部品質評価用の受光装置及びそれを用いた内部品質評価装置は、例えばミカンやりんご等の果菜類のような被計測物における内部品質、例えば糖度や酸度等の内部品質を非破壊状態で計測するためのものであるが、このような内部品質評価用の受光装置及び内部品質評価装置として、従来では、次のような構成のものがあった。

すなわち、前記内部品質評価用の受光装置として、例えば光を分光して分光スペクトルデータを計測する前記光情報取得手段の一例としての分光分析用測定器が備えられるとともに、前記光導入部の一例として、被計測物からの光を分光分析用測定器に導くための反射鏡、集光レンズ、シャッター機構等の複数の光学系部品を備えて構成されるものがあった。
そして、このような内部品質評価用の受光装置を用いた内部品質評価装置としては次のように構成されるものがあった。つまり、内部品質評価用の受光装置の他に計測対象箇所に位置する被計測物に光を投射する投光装置を備えて構成され、この投光装置が、例えばハロゲンランプ等の光源及びその光源の発する光を集光して計測対象箇所に向けて照射させるための凹面鏡や反射鏡等の光学系部品を備えて構成され、この投光装置による投光用箇所、計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光用箇所の夫々が一直線状に位置するように、上記したような投光装置を構成する各部材及び受光装置を構成する各部材の夫々が計測対象箇所を迂回するように設けられた１個のケーシング内に収納されて一体的に設けられる構成のものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−１６８７７８号公報（第４―８頁、図１）

ところで、内部品質評価用の受光装置にて被計測物からの光を受光するに当たっては、被計測物からの光を異なる形態にて受光することが要求される場合がある。
つまり、上記したような従来構成は、受光装置が被計測物からの光を直接受光する形式となっているが、内部品質評価用の受光装置としては、このような形式の他に、被計測物から得られる光を光ファイバーを通して受光するようにした形式が要求されることもある。例えば、投光装置を計測対象箇所の横側に位置させておき、被計測物を透過して計測対象箇所の下側から得られた光を受光装置によって受光するものにおいて、計測対象箇所の下側に受光装置を計測対象箇所に近づけて配置するスペースがないので外部に受光装置を設置させて、被計測物から得られる光を光ファイバーを通して受光装置にて受光させるような場合がある。

ちなみに、被計測物からの光を直接受光する形式では、受光装置による被計測物からの光の受光量を多くする上で好適なものであるが、一方、上述のように受光装置を計測対象箇所に近づけて配置するスペースがなくて、直接受光する形式では受光箇所が計測対象箇所から離れ過ぎて適正に受光し難い場合は、被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式が好適なものになる。

しかし、上記従来構成においては、被計測物からの光を直接受光する形式に対応させて、その形式専用のものとして構成された１個のケーシング内に投光装置を構成する各部材並びに受光装置を構成する各部材の夫々が収納されて、投光装置及び受光装置が一体的に設けられるものであるから、被計測物から得られる光を光ファイバーを通して受光装置にて受光する形式のものに対しては、そのような形式の専用の受光装置として別途作製しなければならず、２種類の異なる受光装置を作製する必要があり、全体として構成が複雑になる不利があった。

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、被計測物からの光を受光する形態が異なる複数種の形式に対応することが可能でありながら、全体としての構成を簡素化することが可能となる内部品質評価用の受光装置、並びに、それを用いた内部品質評価装置を提供する点にある。

本発明の内部品質評価用の受光装置は、被計測物からの光を内部品質評価用の情報として受光する光情報取得手段と、前記被計測物からの光を前記光情報取得手段に導く光導入部とを備えたものであって、
その第１特徴構成は、前記光情報取得手段が前記被計測物から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にて構成され、
前記光導入部が、前記被計測物からの光のうち計測対象の波長領域の範囲の光だけを前記分光器に向けて反射し、それ以外の波長の光を光量検出センサへそのまま通過させるバンドパスミラー、前記バンドパスミラーにより反射された計測対象光を集光させる集光レンズ、及び、前記集光レンズを通過した光をそのまま通過させて前記分光器に入射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をケーシングに内装して構成され、
前記分光器及び前記光導入部がユニット状に組み付けられ、
前記被計測物からの光を受け入れる形態が異なる複数種の形態の光学的入射手段が、前記光導入部における前記ケーシングに付け換え可能に構成されていることを特徴とする。

即ち、光導入部に取り付ける光学的入射手段を異なる形態のものに付け換えることにより、被計測物からの光を異なる形態にて受け入れて光導入部に入射させることができる。そして、そのように光導入部に入射した被計測物からの光は、光導入部により光情報取得手段に導かれて、内部品質評価用の情報として受光されることになる。

つまり、被計測物からの光を受け入れる形態が異なる複数種の形態の光学的入射手段を、光導入部に取り付け可能なように作製して、複数種の形態の光学的入射手段を光導入部に付け換えることにより、被計測物からの光を受光する形態が異なる複数種の形式に対応することが可能になる。
そして、そのように被計測物からの光を受光する形態が異なる複数種の形式に対応することが可能なようにするに当たり、光情報取得手段及び光導入部を兼用して、複数種の形態の光学的入射手段を光導入部に付け換え可能にするものであるから、被計測物からの光を受光する形態が異なる複数種の異なる形式の受光装置を、全体としての構成の簡素化を図りながら得ることができる。
要するに、被計測物からの光を受光する形態が異なる複数種の形式に対応することが可能でありながら、全体としての構成を簡素化することが可能となる内部品質評価用の受光装置を提供することができるようになった。

内部品質評価用の受光装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記複数種の形態の光学的入射手段の一つが、前記被計測物からの光を光ファイバーを通して受け入れる光ファイバー入光手段であることを特徴とする。

即ち、光導入部に光ファイバー入光手段を取り付けることにより、被計測物からの光を光ファイバーを通して受け入れて光導入部に入射させることができる。
ちなみに、被計測物からの光を光ファイバーを通して受け入れるようにすることにより、受光装置を計測対象箇所に近づけて配置するスペースがない場合にも、受光装置を計測対象箇所から離れた箇所に配置しながら、光ファイバーの光入射側の端部を計測対象箇所に近づけて、被計測物からの光を適正に受光することが可能になる。
従って、被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式を含めた複数種の形式に対応することが可能になった。

内部品質評価用の受光装置の第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、前記光ファイバー入光手段が、
焦点位置が前記光ファイバーの光出射端面又はその近傍に位置する状態で前記被計測物からの光を前記光ファイバーを通して受け入れるための間接受光用の集光レンズが装着されるように構成されていることを特徴とする。

即ち、光導入部に光ファイバー入光手段が取り付けた状態においては、被計測物からの光が光ファイバーを通して光情報取得手段に導かれるときに、光ファイバーの光出射端面から出射して外方側に拡散しようとする光を間接受光用の集光レンズにより平行光にさせるように集光することにより極力効率よく光情報取得手段に導くことができる。
従って、被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式において、被計測物からの光を極力効率よく光情報取得手段に導くことができて、極力適正な状態で内部品質評価処理を行うことが可能となる。

内部品質評価用の受光装置の第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記複数種の形態の光学的入射手段の一つが、前記被計測物からの光を直接受け入れる直接入光手段であることを特徴とする。

即ち、光導入部に直接入光手段を取り付けることにより、被計測物からの光を光ファイバー等を通さずに直接受け入れて光導入部に入射させることができる。
ちなみに、被計測物からの光を光ファイバー等を通さずに直接受け入れることにより、受光装置による被計測物からの光の受光量を多くする状態で内部品質評価処理を行うことが可能になる。
従って、被計測物からの光を直接受光する形式を含めた複数種の形式に対応することが可能になった。

内部品質評価用の受光装置の第５特徴構成は、上記第４特徴構成に加えて、前記直接入光手段として、前記被計測物からの光を受け入れる受入部位と、その受入部位に受け入れた光を前記光導入部に入射させる入射部位との距離が異なる複数種の形態の直接入光手段が設けられ、
それら複数種の形態の直接入光手段が、前記光導入部に付け換え可能に構成されていることを特徴とする。

即ち、光導入部に取り付ける直接入光手段を受入部位と入射部位との距離が異なるものに付け換えることにより、被計測物からの光を直接受け入れる場合において、被計測物からの光を受入部位と入射部位との距離が異なる複数種の形態にて受け入れることができる。

つまり、直接入光手段としては、例えば一端側が受入部位となり他端側が入射部位となるように構成した導光筒を備えて構成して、受入部位に直接受け入れた被計測物からの光を導光筒にて入射部位にまで導くことになる。そして、その導光筒の長さの異なる複数種を作製することにより、受入部位と入射部位との距離が異なる複数種の形態の直接入光手段を作製することになる。
ちなみに、受入部位と入射部位とが同一位置で、受入部位と入射部位との距離がゼロのもの、つまり、前記導光筒を備えないものも、受入部位と入射部位との距離が異なる複数種の形態の直接入光手段に含まれるものである。
そして、受光装置を計測対象箇所に近づけて配置することが可能な場合には、受入部位と入射部位との距離が小さい直接入光手段を光導入部に取り付けることになる。
又、例えば、受光装置を計測対象箇所に近づけて配置するスペースがない場合のように、受光装置を計測対象箇所から離れた位置に配置する場合には、受入部位と入射部位との距離が大きい直接入光手段を光導入部に取り付けることにより、受光装置を計測対象箇所から離れた位置に配置しながらも、被計測物からの光を適切な状態にて直接受光することが可能になる。

従って、受光装置の設置箇所と計測対象箇所との距離に適合した受入部位と入射部位との距離を有する直接入光手段に付け換えることにより、受光装置の設置箇所と計測対象箇所との距離が異なる場合にも、被計測物からの光を適切に直接受光することが可能となるので、受光装置の設置箇所と計測対象箇所との距離が異なる場合にも対応可能なようにしながら、受光量を多くすることができて適正な状態で内部品質評価処理が可能な直接受光形式の効果が得られる。

内部品質評価用の受光装置の第６特徴構成は、上記第４又は第５特徴構成に加えて、前記直接入光手段が、
焦点位置が前記被計測物の表面又はその近傍に位置する状態で前記被計測物からの光を直接受け入れるための直接受光用の集光レンズが装着されるように構成されていることを特徴とする。

即ち、前記光導入部に直接入光手段を取り付けた状態においては、被計測物からの光が光情報取得手段に導かれるときに、前記被計測物の表面の例えば１箇所から出る光を直接受光用の集光レンズにより平行光にさせるように外方側に拡散しようとする光を集光することにより、被計測物の表面から出る光を効率よく光情報取得手段に導くことができる。
従って、被計測物からの光を直接受光する形式において、被計測物からの光を効率よく光情報取得手段に導くことができて、適正な状態で内部品質評価処理を行うことが可能となる。

本発明の内部品質評価装置の第１特徴構成は、上記第４〜第６のいずれかの特徴構成を備えた内部品質評価用の受光装置を備えて構成されているものであって、前記光導入部に前記直接入光手段が取り付けられ、且つ、計測対象箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光装置が備えられ、前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が一直線状に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されていることを特徴とする。

即ち、上記第４〜第６のいずれかの特徴構成を備えた内部品質評価用の受光装置を備えて構成されている内部品質評価装置として、前記光導入部に前記直接入光手段が取り付けられた前記受光装置と、計測対象箇所に位置する被計測物に光を投射する投光装置とが、前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が一直線状に位置する形態で配置されて内部品質評価装置が構成される。この内部品質評価装置においては、投光装置により投光された光は被計測物を透過して、投光箇所及び計測対象箇所と共に一直線状に位置する受光装置にてそのまま被計測物から直接受光することになる。

前記受光装置は、被計測物からの光を直接受光する形式だけでなく、そのような被計測物からの光を直接受光する形態とは異なる形態にて被計測物からの光を受光する形式、例えば被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式にも対応することが可能なものであるから、受光装置の兼用化によって全体として簡素な構成として、前記投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光箇所の夫々が一直線状に位置する形態にて、被計測物からの光を直接受光する形式の内部品質評価装置を構成することができる。尚、投光装置と受光装置とを例えば各別にユニット状に構成した場合であれば、受光装置だけでなく投光装置を兼用することで全体としての構成を更に簡素にさせることが可能となる。

本発明の内部品質評価装置の第２特徴構成は、上記第２又は第３の特徴構成を備えた内部品質評価用の受光装置を備えて構成されているものであって、前記光導入部に前記光ファイバー入光手段が取り付けられ、且つ、計測対象箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光装置が備えられ、前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されていることを特徴とする。

即ち、上記第２又は第３の特徴構成を備えた内部品質評価用の受光装置を備えて構成されている内部品質評価装置として、前記光導入部に前記光ファイバー入光手段が取り付けられた前記受光装置と、計測対象箇所に位置する被計測物に光を投射する投光装置とが備えられ、前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されて内部品質評価装置が構成される。この内部品質評価装置においては、投光装置により投光された光は、被計測物を透過した後に光ファイバーを通して受光装置に受光することになる。尚、この構成においては、前記投光装置による投光箇所、及び、前記計測対象箇所に対して屈曲線上に位置することになる受光装置による受光箇所としては、光ファイバーの入光側端部が対応することになる。

前記受光装置は、被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式だけでなく、そのような被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形態とは異なる形態にて被計測物からの光を受光する形式、例えば被計測物からの光を直接受光する形式にも対応することが可能なものであるから、受光装置の兼用化によって、全体として簡素な構成として、前記投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態にて、被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式の内部品質評価装置を構成することができる。尚、投光装置と受光装置とを例えば各別にユニット状に構成した場合であれば、受光装置だけでなく投光装置を兼用することで全体としての構成を更に簡素にさせることが可能となる。

本発明の内部品質評価装置の第３特徴構成は、上記第４〜第６のいずれかの特徴構成を備えた内部品質評価用の受光装置を備えて構成されているものであって、前記光導入部に前記直接入光手段が取り付けられ、且つ、計測対象箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光装置が備えられ、前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されていることを特徴とする。

即ち、上記第４〜第６のいずれかの特徴構成を備えた内部品質評価用の受光装置を備えて構成されている内部品質評価装置として、前記光導入部に前記直接入光手段が取り付けられた前記受光装置と、計測対象箇所に位置する被計測物に光を投射する投光装置とが、前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態で配置されて内部品質評価装置が構成される。この内部品質評価装置においては、投光装置により投光された光は被計測物を透過して、投光箇所及び計測対象箇所と共に屈曲線上に位置する受光装置にてそのまま被計測物から直接受光することになる。

前記受光装置は、被計測物からの光を直接受光する形式だけでなく、そのような被計測物からの光を直接受光する形態とは異なる形態にて被計測物からの光を受光する形式、例えば被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式にも対応することが可能なものであるから、受光装置の兼用化によって全体として簡素な構成として、前記投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態にて、被計測物からの光を直接受光する形式の内部品質評価装置を構成することができる。尚、投光装置と受光装置とを例えば各別にユニット状に構成した場合であれば、受光装置だけでなく投光装置を兼用することで全体としての構成を更に簡素にさせることが可能となる。

以下、本発明に係る内部品質評価用の受光装置及びそれを用いた内部品質評価装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この実施形態においては、本発明に係る前記内部品質評価装置として、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置、及び、半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置の３種のものがあり、図１に前記透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１を示しており、図１６には半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２を示しており、図２０に半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ３を示している。

先ず、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１の構成について説明する。
この透過型の内部品質評価装置Ｈ１は、被計測物として例えば蜜柑等の果菜類の品質としての糖度や酸度を計測するための装置であり、図１に示すように、被計測物Ｍに光を照射する投光部１（投光装置の一例）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（本発明に係る内部品質評価用の受光装置の一例）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、本装置による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。

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４及び図１０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からの光を平行光に変更させるコリメータレンズ９、平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。

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。

次に、受光部２の構成について説明する。
この受光部２は、被計測物からの光を内部品質評価用の情報として受光する光情報取得手段２Ａと、前記被計測物からの光を前記光情報取得手段２Ａに導く光導入部２Ｂとを備えて構成されている。又、図２１ないし図２６に示すように、被計測物からの光を受け入れる形態が異なる複数種の形態の光学的入射手段Ｉが、光導入部２Ｂに付け換え可能に構成されている。

図２１ないし図２６に示すように、前記光導入部２Ｂに付け換え可能な前記複数種の形態の光学的入射手段Ｉとして、被計測物からの光を光ファイバー７２を通して受け入れる１種類の光ファイバー入光手段Ｉｆ、及び、被計測物からの光を直接受け入れる２種類の形態の直接入光手段Ｉｄ１，Ｉｄ２が用意されている。
それら２種類の形態の直接入光手段Ｉｄ１，Ｉｄ２は、被計測物からの光を受け入れる受入部位Ｐ１と、その受入部位Ｐ１に受け入れた光を前記光導入部２Ｂに入射させる入射部位Ｐ２との距離が異なる形態のものであり、それら２種の形態の直接入光手段Ｉｄ１，Ｉｄ２が、前記光導入部２Ｂに付け換え可能に構成されている。

透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１における受光部２の光導入部２Ｂには、前記２種の形態の直接入光手段Ｉｄ１，Ｉｄ２のうちの一方の導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１が取り付けられ、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置における受光部２の光導入部２Ｂには、光ファイバー入光手段Ｉｆが取り付けられ、半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置における受光部２の光導入部２Ｂには、前記２種の形態の直接入光手段Ｉｄ１，Ｉｄ２のうちの残りの導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２が取り付けられる。ちなみに、詳細は後述するが、前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１は前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２に備えられている導光筒８０が備えられていないものである。

受光部２について詳述すると、この受光部２は、図４に示すように、被計測物Ｍを透過した光を受け入れて平行光にさせるように集光する上記の光学的入射手段Ｉ、平行光に変化した光のうち後述するような計測対象の波長領域（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、その光を分光して前記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。

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。

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。

従って、上記分光器１８により前記光情報取得手段２Ａが構成され、前記光学的入射手段Ｉにて受け入れられた被計測物Ｍからの光を前記分光器１８に導くための各装置、つまり、バンドパスミラー１５、集光レンズ１６、シャッター機構１７、フィルター切り換え機構Ｅ、及び、それらを支持するケーシング２８等により前記光導入部２Ｂが構成されている。
尚、詳述はしないが、受光部２には、ペルチェ素子等を用いた温度調節装置が備えられ、前記受光センサ２３が設けられる箇所の雰囲気温度が設定温度に維持されるように温度管理される構成となっている。

そして、前記受光部２は、前記光学的入射手段Ｉを除いた上記したような各部材が投光部１と同様にして、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おり、導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１や、光ファイバー入光手段Ｉｆ及び導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２等の複数種の形態の光学的入射手段Ｉは、前記ケーシング２８に対して付け換え可能に構成されることにより、光導入部２Ｂに付け換え可能に構成されている。

以下、前記複数種の形態の光学的入射手段Ｉを前記ケーシング２８に付け換え可能なようにするための構成、及び、前記複数種の形態の光学的入射手段Ｉのうち前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１について説明を加える。
図２１ないし図２６に示すように、前記ケーシング２８における前記光導入部２Ｂに被計測物Ｍからの光を入射させるべき位置に円状の光入射口２８ｗが形成されると共に、その光入射口２８ｗの内周面に雌ネジ部２８ｓが形成され、円孔を備え且つその円孔の内面に段状の支持部７４ａを備えた支持部材７４が、その開口部を前記光入射口２８ｗに臨ませた状態で、前記ケーシング２８の内周面に密接させて配設され、前記支持部７４ａ及び前記雌ネジ部２８ｓを用いて、前記複数種の形態の光学的入射手段Ｉが付け換え可能なように構成されている。

図２１及び図２２に示すように、前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１は、導光筒非具備型対応の直接受光用集光レンズ１４、及び、鍔部７５ｆを備えると共にその鍔部７５ｆの側周面に前記ケーシング２８の前記雌ネジ部２８ｓに螺合可能な雄ネジ部７５ｓを備えた円筒状のレンズ押さえ筒７５を備えて構成され、前記直接受光用集光レンズ１４を前記支持部７４ａに嵌め込み支持させた状態で、前記レンズ押さえ筒７５を前記光入射口２８ｗに螺合することにより、前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１が前記光導入部２Ｂに着脱自在な状態で取り付けられるように構成されている。

そして、図２２において一点鎖線にて示すように、前記導光筒非具備型対応の直接受光用集光レンズ１４の焦点位置が計測対象箇所に位置する被計測物Ｍの表面又はその近傍に位置するように構成されて、被計測物Ｍからの光が前記直接受光用集光レンズ１４にて平行光になるように集光されて、前記光導入部２Ｂに入射する、具体的には、前記バンドパスミラー１５に対して入射するように構成されている。

つまり、導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１は、焦点位置が被計測物Ｍの表面又はその近傍に位置する状態で被計測物Ｍから光を直接受け入れるための前記導光筒非具備型対応の直接受光用集光レンズ１４が装着されるように構成されている。
又、その導光筒非具備型対応の直接受光用集光レンズ１４が配設された位置が、被計測物Ｍからの光を受け入れる受入部位Ｐ１となり、且つ、その受入部位Ｐ１に受け入れた光を前記光導入部２Ｂに入射させる入射部位Ｐ２となり、この導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１は、前記受入部位Ｐ１と前記入射部位Ｐ２との間隔がゼロになるように構成されている。

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。従って、この装置では、投光部１による投光箇所、計測対象箇所、及び、受光部２による受光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が配置される構成となっている。

つまり、計測対象箇所における搬送コンベア４の左右いずれかの側方に、受光部２が配置されることから、受光部２を配置するのに邪魔になるようなものが少なくて、受光部２を計測対象箇所に近づけて配置し易いことから、後述の如き前記受入部位Ｐ１と前記入射部位Ｐ２とで間隔をあけるための導光筒８０を備えない前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１を用いることが可能になるのである。

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上下位置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。

次に、前記上下位置調節機構２９について説明する。図１〜図４及び図７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品質評価装置校正用の被計測体Ａを載置支持するための支持台３２が取り付けられている。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。

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７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。

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。

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、図５、図６に示すように、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。

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、前記支持台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。

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１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３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にて受光されるリファレンス計測状態、及び、図３の実線にて示すように、後述する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、この内部品質評価装置Ｈ１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。

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１４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。

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。

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。

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。

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、図１３に示すように、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、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。

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１４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。

又、動作制御手段１０１は、前記光量検出センサ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１５に前記光量検出センサ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計測用光が遮られて光量検出センサの検出値（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。

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、

〔数１〕
ｄ＝ｌｏｇ[（Ｒｄ−Ｄａ）／（Ｓｄ−Ｄａ）]

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検量値を求めるのである。

〔数２〕
Ｙ＝Ｋ０＋Ｋ１・Ａ（λ１）＋Ｋ２・Ａ（λ２）

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

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。

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前記分光分析装置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。

次に、上記したような内部品質評価装置Ｈ１の校正を行うための品質評価装置校正用の被計測体Ａについて簡単に説明する。
品質評価装置校正用の被計測体Ａを用いて品質評価装置Ｈ１の校正を行うときは、この被計測体Ａを前記支持台３２に載置させた状態で校正を行うようになっている。尚、被計測体Ａは支持台３２にそのまま位置決めした状態で載置させる構成であり、容易に着脱可能な構成となっており、校正を行わないときには、被計測体Ａを支持台３２から取り外しておくことができる。

そして、この品質評価装置校正用の被計測体Ａは、品質評価装置Ｈ１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と前記温度調整手段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、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、温度調整手段が空気層Ｋに対して温調作用するように構成されている。
つまり、図１１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内部の長手方向一端側箇所（支持台３２に載置された状態では下方側に位置する箇所）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の長手方向他端側箇所（支持台３２に載置された状態では上方側に位置する箇所）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。

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、品質評価装置によって品質が評価されるときの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。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。

そして、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。

次に、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２の構成について説明する。この内部品質評価装置Ｈ２は、投光部１と受光部２との配置構成、光学的入射手段Ｉの構成、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、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１と同じ構成であるから、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、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１に使用されるものとほぼ同じ構成のものを使用する構成となっている。

図１６〜図１９に示すように、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１における投光部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、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１における前記各支持部材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ようにしている。又、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、透過型の直接受光形式の品質評価装置Ｈ１にて用いた傾斜用の姿勢規制具４０ｃは使用しない構成となっている。

上述したように、この半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２における受光部２の光導入部２Ｂには、光学的入射手段Ｉとして光ファイバー入光手段Ｉｆが取り付けられるようになっており、以下、この光ファイバー入光手段Ｉｆについて、図２３及び図２４に基いて、説明する。
前記光ファイバー入光手段Ｉｆは、間接受光用集光レンズ７６、円筒状のスリーブ７７、鍔部７８ｆを備えると共にその鍔部７８ｆの側周面に前記ケーシング２８の前記雌ネジ部２８ｓに螺合可能な雄ネジ部７８ｓを備えた円筒状のファイバー支持筒７８、そのファイバー支持筒７８に光出射側端部が挿通される光ファイバー７２、及び、前記ファイバー支持筒７８の周壁に形成されたネジ孔７８ｎに螺挿されて前記ファイバー支持筒７８に挿通された前記光ファイバー７２を押圧して固定する押さえネジ７９等を備えて構成されている。

そして、前記間接受光用集光レンズ７６を前記支持部７４ａに嵌め込み支持させ、その間接受光用集光レンズ７６に前記スリーブ７７を当て付けた状態で、前記ファイバー支持筒７８を前記光入射口２８ｗに螺合することにより、前記光ファイバー入光手段Ｉｆが前記光導入部２Ｂに着脱自在な状態で取り付けられるように構成されている。

そして、図２４において一点鎖線にて示すように、前記間接受光用集光レンズ７６の焦点位置が前記光ファイバー７２の光出射端面又はその近傍に位置するように構成されて、光ファイバー７２を通して受け入れられ被計測物Ｍからの光が前記間接受光用集光レンズ７２により平行光になるように集光されて、前記光導入部２Ｂに入射する、具体的には、前記バンドパスミラー１５に対して入射するように構成されている。
つまり、光ファイバー入光手段Ｉｆが、焦点位置が光ファイバー７２の光出射端面又はその近傍に位置する状態で被計測物Ｍからの光を光ファイバー７２を通して受け入れるための間接受光用集光レンズ７６が装着されるように構成されている。

図１６に示すように、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いる。
上述のように光ファイバー入光手段Ｉｆを取り付けた受光部２が、前記搬送コンベア４ａの下方に配置され、前記光ファイバー７２の受光側端部が、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ように、計測対象箇所の下方側に配置されている。この受光部２による受光情報に基づく制御部３での内部品質の解析処理については透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１の場合と同様である。

この半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２においては、計測対象個所に位置する被計測物に対して、その左右両側部に位置する各投光部１から光がほぼ水平方向に対向するように投射され、被計測物内部で散乱して下方側に透過して出て来た光を光ファイバー７２にて受光して受光部２に導く構成となっている。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による受光用箇所の夫々が屈曲線上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。

次に、半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ３の構成について説明する。この内部品質評価装置Ｈ３は、投光部１と受光部２との配置構成、光学的入射手段Ｉの構成、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、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１と同じ構成であるから、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、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１に使用されるものとほぼ同じ構成のものを使用する構成となっている。

図２０に示すように、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２と同様に、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１における投光部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。
前記２台の投光部１の取り付け構造は、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２と同様であり、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１における前記各支持部材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。又、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２と同様に、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ようにしており、又、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、透過型の直接受光形式の品質評価装置Ｈ１にて用いた傾斜用の姿勢規制具４０ｃは使用しない構成となっている。

上述したように、この半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ３における受光部２の光導入部２Ｂには、光学的入射手段Ｉとして導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２が取り付けられるようになっており、以下、この導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２について、図２５及び図２６に基いて、説明を加える。
前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２は、出射側の端部の外周面に前記ケーシング２８の前記雌ネジ部２８ｓに螺合可能な雄ネジ部８０ｓを備え且つ受入側の端部の内周面に端から順に雌ネジ部８０ｎ、段状のレンズ支持部８０ａを備えた導光筒８０、前記レンズ支持部８０ａに嵌め込み支持される導光筒具備型対応の直接受光用集光レンズ８１、及び、外周面に前記導光筒８０の雌ネジ部８０ｎに螺合可能な雄ネジ部８２ｓを備えたレンズ押さえリング８２を備えて構成されている。

前記導光筒８０の前記出射側の端部の外周面は、端側ほど小径になる状態の３段状に形成され、最も端側の段部が前記支持部材７４に内嵌されるように構成され、中間の段部に前記雌ネジ部８０ｓが形成されている。
又、前記導光筒８０の前記受入側の端部の内周面は、端側ほど大径になる状態の３段状に形成され、最も内側の段部と中間の段部とにより、段状の前記レンズ支持部８０ａが形成され、最も端側の段部に前記雌ネジ部８０ｎが形成されている。

そして、前記直接受光用集光レンズ８１を前記導光筒８０の前記レンズ支持部８０ａに嵌め込み支持させた状態で、前記レンズ押さえリング８２を前記導光筒８０の受入側の端部に螺合することにより、前記直接受光用集光レンズ８１が前記導光筒８０の受入側の端部に支持される。
このように直接受光用集光レンズ８１が受入側の端部に支持された前記導光筒８０を、その出射側の端部を前記支持部材７４に内嵌する状態で前記光入射口２８ｗに螺合することにより、前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２が前記光導入部２Ｂに着脱自在な状態で取り付けられるように構成されている。

そして、図２６において一点鎖線にて示すように、前記導光筒具備型対応の直接受光用集光レンズ８１の焦点位置が計測対象箇所に位置する被計測物Ｍの表面又はその近傍に位置するように構成されて、被計測物Ｍからの光が前記直接受光用集光レンズ８１にて平行光になるように集光されて、前記光導入部２Ｂに入射する、具体的には、前記バンドパスミラー１５に対して入射するように構成されている。

つまり、導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２は、焦点位置が被計測物Ｍの表面又はその近傍に位置する状態で被計測物Ｍから光を直接受け入れるための前記導光筒具備型対応の直接受光用集光レンズ８１が装着されるように構成されている。
又、前記導光筒８０の出射側の端部が前記光入射口２８ｗに螺合支持された状態で、その導光筒８０における前記導光筒具備型対応の直接受光用集光レンズ８１が配設された箇所が、被計測物Ｍからの光を受け入れる受入部位Ｐ１となり、前記導光筒８０における前記出射側の端部が、前記受入部位Ｐ１に受け入れた光を前記光導入部２Ｂに入射させる入射部位Ｐ２となる。
つまり、前記導光筒８０の長さが、受入部位Ｐ１と入射部位Ｐ２との距離に略相当するので、導光筒８０の長さを異ならせることにより、受入部位Ｐ１と入射部位Ｐ２との距離が異なる複数種の形態の導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２を作製することになる。

図２０に示すように、搬送コンベア４ａは、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２と同様に、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いる。
上述のように導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２を取り付けた受光部２が、前記導光筒８０の前記受入側の端部を計測対象箇所の下方側に配置した状態で、前記搬送コンベア４ａの下方に配置されて、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ように構成されている。
前記導光筒８０の長さは、前記搬送コンベア４ａの下方の前記受光部２を配置可能なスペースに前記受光部２を配置した状態で、前記導光筒具備型対応の直接受光用集光レンズ８１を計測対象箇所に極力近づけることが可能な長さに設定する。
この受光部２による受光情報に基づく制御部３での内部品質の解析処理については透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１の場合と同様である。

この半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ３においては、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２と同様に、計測対象個所に位置する被計測物に対して、その左右両側部に位置する各投光部１から光がほぼ水平方向に対向するように投射され、被計測物内部で散乱して下方側に透過して出て来た光を導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２にて直接受け入れて前記光導入部２Ｂに入射させ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による受光用箇所の夫々が屈曲線上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。

前記投光部１は、透過型の直接受光形式、半透過型の光ファイバー受光形式及び半透過型の直接受光形式のいずれの内部品質評価装置であっても、ユニット状に構成された同じ構成のものをそのまま取り付けて使用する構成となっているが、前記受光部２は、光学的入射手段Ｉだけを夫々の形式に応じた形態のものに付け換えて、それ以外の部材はユニット状に構成されている状態でそのまま共用する構成となっている。

尚、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２、及び、半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ３においては、受光部２は装置枠体Ｆに取り付けずに別の場所に設置して使用することになるが、装置枠体Ｆに専用の取付け部を備えて装着させることもできる。

このように前記受光部２は、透過型や半透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１、Ｈ３すなわち被計測物からの光を直接受光する形式の内部品質評価装置と、半透過型の光ファイバー受光形式の内部品質評価装置Ｈ２すなわち被計測物からの光を光ファイバー７２を通して受光する形式の内部品質評価装置夫々に対応可能な構成となっている。
又、被計測物からの光を直接受光する形式においては、前記受光部２の設置箇所と計測対象箇所との距離が異なる場合にも対応可能な構成となっている。

〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。

（１）上記実施形態では、前記光ファイバー入光手段Ｉｆにおいては、焦点位置が前記光ファイバーの光出射端面又はその近傍に位置する状態で被計測物からの光を前記光ファイバーを通して受け入れるための間接受光用の集光レンズ７６が装着され、前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１においては、焦点位置が被計測物の表面又はその近傍に位置する状態で被計測物から光を直接受け入れるための導光筒非具備型対応の直接受光用集光レンズ１４が装着され、前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２においては、焦点位置が前記被計測物の表面又はその近傍に位置する状態で被計測物からの光を直接受け入れるための導光筒具備型対応の直接受光用集光レンズ８１が装着される構成を例示したが、このような構成に代えて次のように構成してもよい。

前記光ファイバー入光手段Ｉｆ、前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１及び前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２の夫々において、受光用の集光レンズとして同じ構成のものを用いてもよい。この場合、焦点位置が光ファイバーの光出射端面や被計測物の表面からずれるおそれがあるが、被計測物からの光を受光することで品質評価することは可能である。

（２）上記実施形態では、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１として、投光部と受光部とが計測対象個所の左右両側部に振り分けて配置される構成のものを例示したが、このような構成に代えて、投光部と受光部とが計測対象個所の上下両側部に振り分けて配置される構成としても良い。
又、透過型の直接受光形式の内部品質評価装置Ｈ１においては、光学的入射手段Ｉとして前記導光筒非具備型の直接入光手段Ｉｄ１を用いる場合について例示したが、前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２を用いても良い。この場合、被計測物としての果菜類の種類が異なる等、被計測物の大きさが異なる場合に、受入部位Ｐ１を極力被計測物に近づけることが可能な長さの導光筒８０を備えた前記導光筒具備型の直接入光手段Ｉｄ２に付け換えることにより、被計測物の大きさが異なっても、被計測物からの光を適切に直接受光することが可能になる。

（３）上記実施形態では、被計測物からの光を光ファイバーを通して受光する形式の内部品質評価装置として、計測対象個所の左右両側部に一対の投光部を振り分けて配置し、受光部を装置枠体から離れた別の場所に設置され、計測対象個所の下側に出てくる光を光ファイバーで受光して受光部に導く構成のものを例示したが、このような構成に代えて、計測対象個所の横一側箇所に１つの投光部を配置する構成としてもよく、又、計測対象個所の下側に受光部を配置させて光ファイバーを通して受光部にて受光する構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、前記投光部又は前記受光部が着脱自在に取付けられる一対の取付部を備えた装置枠体が設けられ、装置枠体に、一対の取付部の上下方向の相対位置を変更調節自在な上下位置調節手段、及び、一対の取付部夫々の接近並びに離間する方向での相対位置を各別に変更調節自在な水平位置調節手段が備えられる構成としたが、上下位置調節手段又は水平位置調節手段のいずれか一方のみを備える構成としたり、あるいは、そのようないずれの調節手段も備えない構成としてもよい。又、装置枠体を設ける代わりに、投光部と受光部を投光用箇所や受光用箇所に各別に異なる支持体で支持する構成としてもよい。

（５）上記実施形態では、前記被計測物が前記計測対象箇所を通過するように、搬送コンベアにて搬送される構成としたが、このような構成に限らず、搬送手段としてロボットハンドにて被計測物を計測対象箇所に供給するものでもよく、又、搬送手段にて供給するものに代えて人為操作にて被計測物を供給するものでもよい。

（６）上記実施形態では、投光装置の光源としてハロゲンランプを用いたが、これに限らず、水銀灯、Ｎｅ放電管等の各種の光源を用いてもよく、受光装置における受光センサは、ＣＣＤ型ラインセンサに限らずＭＯＳ型ラインセンサ等の他の検出手段を用いるようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、被計測物Ｍの内部品質として、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。

透過型の直接受光形式の品質評価装置の正面図 透過型の直接受光形式の品質評価装置の側面図 透過型の直接受光形式の品質評価装置の正面図 透過型の直接受光形式の品質評価装置の一部切欠正面図 受光部の取付け状態を示す斜視図 投光部の取付け状態を示す斜視図 透過型の品質評価装置の横断平面図 分光器の構成図 シャッター機構を示す図 投光部の切欠平面図 品質評価装置校正用の被計測体の縦断正面図 設置状態を示す平面図 計測作動のタイミングチャート 制御ブロック図 受光量の変化と計測タイミングを示す図 半透過型の光ファイバー受光形式の品質評価装置の正面図 半透過型の光ファイバー受光形式の品質評価装置の側面図 半透過型の光ファイバー受光形式の品質評価装置の正面図 半透過型の光ファイバー受光形式の品質評価装置の一部切欠正面図 半透過型の直接受光形式の品質評価装置の正面図 透過型の直接受光形式の品質評価装置の受光部の分解状態での一部切欠正面図 透過型の直接受光形式の品質評価装置の受光部の一部切欠正面図 半透過型の光ファイバー受光形式の品質評価装置の受光部の分解状態での一部切欠正面図 半透過型の光ファイバー受光形式の品質評価装置の受光部の一部切欠正面図 半透過型の直接受光形式の品質評価装置の受光部の分解状態での一部切欠正面図 半透過型の直接受光形式の品質評価装置の受光部の一部切欠正面図

符号の説明

１ 投光装置
２ 受光装置
２Ａ 光情報取得手段
２Ｂ 光導入部
１４，８１ 直接受光用の集光レンズ
７２ 光ファイバー
７６ 間接受光用の集光レンズ
Ｉ 光学的入射手段
Ｉｄ１、Ｉｄ２ 直接入光手段
Ｉｆ 光ファイバー入光手段
Ｍ 被計測物
Ｐ１ 受入部位
Ｐ２ 入射部位

Claims (9)

1. 被計測物からの光を内部品質評価用の情報として受光する光情報取得手段と、前記被計測物からの光を前記光情報取得手段に導く光導入部とを備えた内部品質評価用の受光装置であって、
   前記光情報取得手段が前記被計測物から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にて構成され、
   前記光導入部が、前記被計測物からの光のうち計測対象の波長領域の範囲の光だけを前記分光器に向けて反射し、それ以外の波長の光を光量検出センサへそのまま通過させるバンドパスミラー、前記バンドパスミラーにより反射された計測対象光を集光させる集光レンズ、及び、前記集光レンズを通過した光をそのまま通過させて前記分光器に入射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をケーシングに内装して構成され、
   前記分光器及び前記光導入部がユニット状に組み付けられ、
   前記被計測物からの光を受け入れる形態が異なる複数種の形態の光学的入射手段が、前記光導入部における前記ケーシングに付け換え可能に構成されている内部品質評価用の受光装置。
2. 前記複数種の形態の光学的入射手段の一つが、前記被計測物からの光を光ファイバーを通して受け入れる光ファイバー入光手段である請求項１記載の内部品質評価用の受光装置。
3. 前記光ファイバー入光手段が、
   焦点位置が前記光ファイバーの光出射端面又はその近傍に位置する状態で前記被計測物からの光を前記光ファイバーを通して受け入れるための間接受光用の集光レンズが装着されるように構成されている請求項２記載の内部品質評価用の受光装置。
4. 前記複数種の形態の光学的入射手段の一つが、前記被計測物からの光を直接受け入れる直接入光手段である請求項１〜３のいずれか１項に記載の内部品質評価用の受光装置。
5. 前記直接入光手段として、前記被計測物からの光を受け入れる受入部位と、その受入部位に受け入れた光を前記光導入部に入射させる入射部位との距離が異なる複数種の形態の直接入光手段が設けられ、
   それら複数種の形態の直接入光手段が、前記光導入部に付け換え可能に構成されている請求項４記載の内部品質評価用の受光装置。
6. 前記直接入光手段が、
   焦点位置が前記被計測物の表面又はその近傍に位置する状態で前記被計測物からの光を直接受け入れるための直接受光用の集光レンズが装着されるように構成されている請求項４又は５記載の内部品質評価用の受光装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の内部品質評価用の受光装置を備えて構成されている内部品質評価装置であって、
   前記光導入部に前記直接入光手段が取り付けられ、且つ、計測対象箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光装置が備えられ、
   前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が一直線状に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されている内部品質評価装置。
8. 請求項２又は３記載の内部品質評価用の受光装置を備えて構成されている内部品質評価装置であって、
   前記光導入部に前記光ファイバー入光手段が取り付けられ、且つ、計測対象箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光装置が備えられ、
   前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されている内部品質評価装置。
9. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の内部品質評価用の受光装置を備えて構成されている内部品質評価装置であって、
   前記光導入部に前記直接入光手段が取り付けられ、且つ、計測対象箇所に位置する前記被計測物に光を投射する投光装置が備えられ、
   前記投光装置による投光箇所、前記計測対象箇所、及び、前記受光装置による受光箇所の夫々が屈曲線上に位置する形態で前記投光装置及び前記受光装置が配置されている内部品質評価装置。

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