JP4378240B2 - 果菜類の内部品質評価装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る果菜類の内部品質評価装置は、被計測物として果菜類の一例であるミカンを計測対象としており、そのような果菜類の内部品質として糖度や酸度を計測するための装置であり、計測箇所に位置する被計測物に対して光を投射し、且つ、被計測物からの透過光を受光して品質評価用の受光情報を計測する計測手段Kと、その計測手段Kの動作を制御する制御手段とを備えて構成される。
図4、図6に示すように、この投光部1は、2個のハロゲンランプからなる光源5からの光を互いに異なる照射用の光軸にて計測箇所Pに位置する被計測物Mに照射するように構成されている。又、各光源5による2本の照射用の光軸が計測箇所Pに位置する被計測物M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、搬送コンベア4による搬送方向に沿って離間させた状態で2個の光源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。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、大きめの絞り孔7a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投射範囲調節用の調節板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計測箇所Pに向かうように屈曲させる反射板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。前記各調節板8は、投射範囲調節用電動モータ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。前記電動モータ12及び調節板8等によって前記投射範囲調整手段Hが構成される。
図4に示すように、受光部2は、被計測物Mを透過した光を集光して平行光にさせる集光レンズ14、並行光に変化した光のうち近赤外域である波長領域680〜990ナノメートル(nm)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ことを許容する開放状態と通過を阻止する遮蔽状態とに切り換え自在な受光用シャッタ−機構17、開放状態の受光用シャッタ−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等を備えて構成されている。尚、受光用シャッタ−機構17の下方側、つまり光入射方向上手側箇所には、分光器18に入射される光に対して作用する光量調整用の複数の各種のフィルターを切り換えるフィルター切換機構19が備えられている。
前記昇降台34には、図3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、横方向位置調節用の電動モータ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、計測箇所P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。
説明を加えると、複数種の投受光状態として、投光部1及び受光部2の上下位置並びに水平方向の位置、前記フィルター切換機構19の切り換え位置、投射範囲調節用の調節板8の調整位置、受光センサ23の電荷蓄積時間等を、果菜類の品種の違いに応じて適切な状態に切り換えることができるのである。
前記指令情報入力部51は、タッチパネル式の表示装置で構成され、制御部3を起動して動作可能な状態になると、図13に示すような表示になる。
ここで、作業者によって「品種切換」が指令されると、制御部3は、図16に示すような処理を実行する。すなわち、先ず最初に図14に示すような品種の選択用画面に切り換わる(ステップ1)。作業者により品種の指定が行われると、その指令された品種に対応するように予め設定されたリファレンス計測用の投受光状態になるように計測手段Kの作動を制御する(ステップ2,3)。すなわち、投光部1及び受光部2の上下位置並びに水平方向の位置、フィルター切換機構19の切り換え位置、投射範囲調節用の調節板8の調整位置、並びに、受光センサ23の電荷蓄積時間の夫々を変更調節する。このとき、表示又は音声等によりリファレンス計測の開始を促すようになっており、選果(計測)を指令することができないようになっている。
つまり、制御部3は、前記基準用情報計測モードにおいては、指令された果菜類に対応する投受光状態にて前記基準用の受光情報を計測するように計測手段Kの作動を制御することになる。
前記計測用設定時間T2は、受光センサ23の電荷蓄積時間に対応するものであり、上述したように、異なる品種が指令されると、その指令された品種の果菜類に対応した電荷蓄積時間になるように変更設定されることになる。
つまり、基準スペクトルデータ、及び、暗電流データを用いて計測分光スペクトルデータを正規化して、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。具体的には、受光センサ23の単位受光部毎に得られた受光情報に対応する吸光度スペクトルデータを得ることになる。このように求められた吸光度スペクトルデータの二次微分値のうち成分を算出するための特定波長の二次微分値と予め設定されている検量式とにより、被計測物Mの品質情報として、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品質評価値としての成分量を算出する品質評価処理を実行するように構成されている。
d=log[(Sd−Da)/(Rd−Da)]
Y=K0+K1・X(λ1)+K2・X(λ2)
Y ;成分量に対応する検量値
K0,K1,K2 ;係数
X(λ1 ),X(λ2 ) ;特定波長λにおける吸光度スペクトルの二次微分値
以下、別実施形態を列記する。
2a 受光作用部
3 制御手段
30 横方向位置調節手段
49 基準体
G 減光手段
K 計測手段
H 投射範囲調整手段
Claims (4)
- 計測箇所に位置する被計測物に対して光を投射し、且つ、被計測物からの透過光又は反射光を受光して品質評価用の受光情報を計測する計測手段と、その計測手段の動作を制御する制御手段とが備えられ、
前記制御手段が、
被計測物に代えて校正用の基準体に対して光を投射してその基準体からの透過光又は反射光を受光して基準用の受光情報を計測するように前記計測手段の作動を制御する基準用情報計測モードと、
被計測物に対して光を投射して前記品質評価用の受光情報を計測するように前記計測手段の作動を制御し、且つ、前記基準用の受光情報と前記品質評価用の受光情報とに基づいて被計測物の品質情報を求める品質情報計測モードとに切り換え自在に構成されている果菜類の内部品質評価装置であって、
前記計測手段が、計測箇所に位置する被計測物に対して光を投射する投光状態又は被計測物からの透過光又は反射光を受光する受光状態を変更する複数種の投受光状態に、複数種の果菜類に対応させて変更自在に構成され、
前記制御手段が、
前記基準用情報計測モードにおいては、指令された果菜類に対応する投受光状態にて前記基準用の受光情報を計測するように前記計測手段の作動を自動的に制御し、且つ、
前記品質情報計測モードにおいては、前記指令された果菜類に対応する投受光状態にて前記品質評価用の受光情報を計測するように前記計測手段の作動を自動的に制御して、
前記基準用情報計測モードでの前記計測手段の投受光状態と前記品質情報計測モードでの前記計測手段の投受光状態とが同じ状態になるように構成されている果菜類の内部品質評価装置。 - 前記計測手段が、被計測物又は前記基準体からの前記透過光又は前記反射光を減光させ且つその減光量を変更自在な減光手段を備えて、前記投受光状態の変更として前記減光量を変更するように構成されている請求項1記載の果菜類の内部品質評価装置。
- 前記計測手段が、前記計測箇所へ向けて投射される光の投射範囲を変更自在な投射範囲調整手段を備えて、前記投受光状態の変更として、前記光の投射範囲を変更するように構成されている請求項1又は2記載の果菜類の内部品質評価装置。
- 前記計測手段が、
前記被計測物に光を投射する光投射作用部と、前記被計測物からの透過光を受光する受光作用部とが、前記計測箇所の左右両側に振り分け配置される状態で設けられ、且つ、
前記光投射作用部及び前記受光作用部の前記計測箇所に対して接近離反する方向での横方向位置を各別に変更自在な横方向位置調節手段を備えて、前記投受光状態の変更として、前記横方向位置を変更するように構成されている請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の果菜類の内部品質評価装置。
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