JPH07500182A - 散乱／透過光情報システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の名称］ 散乱／透過光情報システム ［技術分野］ 本発明は、ある物質ないし材料（■ａｔａｒｉａｌ）を制御下に照射し、該物質 からの分散もしくは散乱された光をモニタすることによって、該物質についての 情報を顕示するシステムに関する。この物質は、１以上の物理的ないし有体的物 体（ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｏｂｊｅｃｔ）でもよいが、それに限られない、また本 発明は、例えば流体又は回流動性物質の性質についての情報を確立することにも 関する。しかし本発明は、ある物体を点光源で走査し、直接反射された光レベル を分散もしくは散乱された透過（ｔｒａｎｓ■１ｔｔｅｄ）光レベルと比較する ことに基づいている。

本発明は、多様な用途を有している。特別の用途は、個々の果物もしくは野菜例 えばトマトの欠陥を選別又は除外のために検出し、モして／又はこれらの生産物 の成熟度を分級することに関する１本発明の更に別の用途は、バレイショのよう な野菜から異物を毎時５０ｔを超過する能力で分離するためのソータ（仕分は機 ）に向けられる。従って本発明は、一般に、有機物質又は生体物質の特性の検出 に用いられる。また本発明は、光を透過ないし伝達する（　ｔｒａｎｓ鳳ｉｔｔ ｉｎｇ）無機物質の特性に関する情報を提供することにも適用される。

［背景技術］ 物品をその光学的な特性例えば色によって分類するための多くのシステムが知ら れている。異なる色の２つの光ビームを分類しようとする物品に向けるための分 類システムは、米国特許第２６７８７２５号に記載されている。このシステムは 、２つの出力を供給するようにされており、その１つは、赤色、青色として定義 される、物品の色相に関係しており、他は、物品の彩度即ち明るさもしくは暗さ に関係している。

米国特許第３６７５７６９号によれば、バレイショと石と土塊との混合物は、可 視光源と不可視光源との下方に導かれる。材料の混合物によって反射される光に 応答する検出システムは、選択された放射エネルギー帯域内の反射度の比に基づ いて、被検物質を、２つのカテゴリーに分類する。組合された仕分は手段は、有 用な生産物を適切な集取部所に差向けると共に、不所望の石や土塊は廃棄する。

米国特許第３７７６３８１号明細書は、生産物から反射された光を光感知セルに よってモニタし、明るすぎたり、暗すぎたり、又はそれ以外の欠陥をもった生産 物を検出するための、生産物の仕分は方法を提供する。米国特許第３９１０７０ １号明細書は、異なる波長の光を被検体に差向け、この被検体からの反射光及び ／又は透過光を光感知センサによってモニタする、光の反射、吸収及び／又は透 過の測定方法及び装置を提供する。

米国特許第３９３９９８３号明細書は、タバコの菜の反射度をモニタする検出器 によって、タバコの葉を走査する、タバコの分級−仕分は装置に関する。検出器 の出力は、所要の反射率特性をもった葉を廃棄すべき葉から分離するために放出 システムを制御する。米国特許第４０８１３６２号明細書は、色仕分はシステム が適用された、異物の仕分は機の特定のａ械的なＩｍ！様に向けられている。

米国特許明細書第４０９５６９６号には、各々異なったスペクトル応答をもった ３つの光検出器を用いたトマトのモニタ方式が記載されている。各々の検出器は 、トマトから反射された光の異なる波長をモニタする。３つの検出器の出力に作 用する論理回路は、塵埃（ｄｉｒｔ）及び岩石を含むコンベヤ上の他の全ての物 品から赤色のトマトを分離することができる。米国特許第４１２０４０２号明細 書には、赤色のトマトから緑色のトマトを分離すると共に、仕分けすべきトマト の流れから塵埃及び破片のような異物を除去するのに適した別の生産物ソータが 記載されている。このシステムには、それぞれが特定の色フィルタを備えた２対 の光変換器が用いられている。

米国特許第４１３４４９８号は、所定の２つの波長の物品から反射された光をモ ニタし処理して、これら別々の波長の別々の信号の比に機能的に関連された分類 信号を供与する別の仕分はシステムが開示している。２つの異なる光波長を用い る別のシステムが、米国特許明細書４１４６１３５号に１己載され、この場合は 、桃のビット形成（ピッティング）操作の後に桃の半部分に残留する桃のビット （ｐｉｔ）及び桃のビットの断片に向けられている。

２つの相異なる波長の放射エネルギーを用いる更に別のシステムが、米国特許第 ４１８６８３６号明細書に開示されている。除去装置と組合された下流側の信号 処理によって、所望の仕分は作用が実現される。

米国特許第４２０４９５０号には物体からの反射光が４つの色帯域（２つは可視 帯域、他の２つの不可視帯域）において、モニタされる生産物の分級方式が記載 されている。色の組合せの比較によって、所望の色又は不所望の色の存在を検出 し、更に、生産物の特性、即ちそれが植物性か又は非植物性かを判定することが できる。

米国特許’ｔＦｌ　５２８１９３３号明細書には、果物の両側に光信号を向けて 反射光レベルから導出される電気信号を処理することによって、適切な仕分は作 用を行う上に必要な情報を発生させるようにした、果物の仕分は装置が記載され ている。

ドイツ特許公告公報第２３１９７２１号明細書には、別の光仕分はシステムが、 また特開昭５４−１４４６６２号明細書には、更に別の同様の装置が、それぞれ 開示されている。

前述したもののような、多くの既知のシステムには、後に示す全ての問題がこれ らのシステムの各々について指摘されているわけではないが、種々の問題又は欠 陥が１つ以上存在していることが確められている。しかし、多くの光学的仕分は システムは、仕分は工程のための情報を提供するために生産物の表面から直接反 射される光に実質的に完全に依存していることによって特徴付けられる。また、 多くのこのようなシステムは、典型的には、１ヌは２の照射スペクトル帯域に限 定され、２より多くのこれらのスペクトル帯域が用いられている場合にも反射光 への依存性は相変わらず存在する。多くの既存のシステムの非常に特定的な欠点 は、小さな特徴（ｓｍａｌｌ　ｆｅａｔｕｒｅｓ）を識別ないし分析できないこ とである。さらに、既存又は既知のシステムノ大多数は欠陥を特定すること（１ ｄｅｎｔｉｆｙ　ｄｅｆｅｃｔｓ）ができないことである。欠陥の存在を識別で きるシステムにおいても、ある特別の欠陥をその性質について分類することは一 般にはできない、種々の表面テクスチュアの検出といろいろの異なる種類の表面 欠陥（ｉｓｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｓ）の識別は、従来のシステムでは一般にはで きなかったことである。従来法におけるもう一つの特別の限界は、従来の光学的 仕分はシステムの多くが生産物のある限られた領域以外の領域には機能しえない ことである。即ち、当該システムのモニタ又は観察域の外部にある欠陥は、検出 されないままとなることがありうる。これに関連する欠陥又は問題は、モニタ光 源の直下の生産物の中心域から離れるに従って検出感度レベルが低下することで ある。

［発明の目的］ 本発明の１つの目的は、前述した欠点又は問題の少くとも１つを克服する情報集 取システムを提供することにある。本発明の特定の目的は、前記の問題又は欠点 の少くとも１つに対処しつる生産物仕分はシステムを提供することにある。

［発明の開示コ 本発明により、 （ａ）少くとも１つの特定の特性又は性状についての情報が必要とされる物質に ついて、該物質の−の標的域に入射するように光ビームを指向させる手段と、（ ｂ）該標的域に実質的に隣接するか又はこれに続いている該標的域以外の該物質 の領域から発出（ｅｉ＋ａｎａｔｉｎｇ）する光を検出する発出光検出手段と、 （Ｃ）該物質の少くとも１つの前記特定の特性又は性状を表わす信号を前記発出 光検出手段から導出する信号導出手段と、を備えた情報集取システムが提供され る。

本発明による情報集取システムは、好ましくは、前記標的域から戻った反射光の 検出手段を更に有し、該信号導出手段は、前記発出光と前記反射光の相対レベル （ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｌｅｖｅｌｇ）の比較によって、前１己物質の特定の特性 又は性状を表わす信号を提供するようになっている。

本発明による情報集取システムの好ましい実施態様によれば、少くとも前記反射 光検出手段は、前記光ビーム−指向手段に実質的に近接して（ｉｎ　ｐｒｏｘｉ 履１ｔｙ）配設することができる。前記発出光検出手段も、好ましくは、前記光 ビーム指向手段に実質的に近接して配設される。従って、本発明によるシステム の一方又は両方の光検出手段は、適切には、光ビームの方向に実質的に整列（配 向）させることができる。しかし、別の方法として、前記光検出手段において、 光ビーム検出手段は、光ビームの軸と実質的に合致しない軸に沿って配置されて いても良い。ミラーのような手段によって、最初は実質的に光ビームの方向もし くはこれと平行に送出される光信号に前記光検出手段が応答しつるようにするこ とができる。

本発明による情報集取手段の別の好ましい態様によれば、前記物質に対する前Δ ８光ビームの走査移動を生じさせる手段が設けられている。適切には、この光ビ ームの走査移動は機械的に行われる。

前記光ビーム指向手段は、好ましくは、少くとも１つの光源を含み、この少くと も１つの光源は、レーザとすることができる。別の方法として、光ビーム指向手 段は、複数のＬＥＤを含むものとすることができる。

反射光の検出手段は、好ましくは、光に応答して出力信号を発生させるためのセ ンサ部分を備えている。

発出光（ｅｍａｎａｔｉｎｇ　ｌｉｇｈｔ）検出手段は、適切には、光に応答し て出力信号を発生させるための少くともセンサ部分を備えている。好ましい装置 によれば、反射光を検出するための単一のセンサ部分と、売出光を検出するため の２つのセンサ部分とが設けられている。

好ましくは、前記２つのセンサ部分は、複数の光感知性の帯片（５ｔｒｉｐｓ） を含み、これらの帯片の各々は、光入力の位置を特定化することなく、帯片の長 さに沿った任意の位置の光入力の大きさを表わす出力信号を供与することができ る。

別の方法として、これらのセンサ部分（ｐｏｒｔｉｏｎｓ）は、複数の光検出器 を含むものとすることができる。

本発明による情報集取システムのどの実施態様においても、情報が必要とされる 物質から受けた光を撮像するための光学的手段が好ましくは設けられている。

本発明による情報集取システムの更に別の実施態様によれば、前記光ビーム指向 手段は、走査レーザとすることができ、この光検知手段は、光応答性センサを含 むことができる。この走査レーザと光応答性センサとは、前記レーザ走査パター ンを前記センサの瞬時的な受光域に相関させるように同期されている。

本発明は、本発明の前述した態様による情報集取システムを含む植物性又は他の 可食性の生産物の性状を定めるためのシステムをも対象としている。この種のシ ステムは、除外（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）機構と、この除外機構に出力信号を送出 するためのデータ処理−分析部とを備えている０本発明のこの態様によるシステ ムは、物質の少くとも１つの特定の特性又は性状についての情報を供与するため の少くとも１つの非光学的モニタ手段を備えている。

次に本発明を機付図面を参照して一層詳細に説明する。

［図面の簡単な説明］ 図１．２は、本発明の詳細な説明又は光兜出効果をつくりだすための、ある生産 物についての光分類−散乱プロセスを概略的に示す。

図３Ａ、３Ｂは、光ビームの異なる入射点について、異常表面から光源の方向に 戻される光信号を概略的に示す。

図４は、本発明の原理に従って検査される物質から戻される、例えばｆｆ１４Ａ 、４Ｂについて説明する形式の光信号の結像形態を概略的に示す。

図５は、本発明の原理の適用の仕方を示す概略説明図である。

図６は、図５に説明した本発明の手法のいくつかの形態を更に示す図式的側面図 である。

図７は、本発明の原理を具体化した仕分は装置を示す概略側面図である。

図８は、図７による装置によって仕分は作業を行う仕方を示すブロック線図であ る。

図９Ａ、９Ｂは、本発明によるシステムの好ましい構成において具体化された走 査作用を示す概略図である。

図１０は、１Ｊ９Ａ、９Ｂの走査部を具体化したシステムにおいて、反射光と戻 り分散光をライン検出器に結像する仕方を示す概略図である。

図１１は、図９．１０によるシステムの走査域中において物体が回転する仕方を 示す概略説明図である。

図１２は、生産物の進行方向に対して生産物のＩＷｍの側面域にある異常の改良 された検出を行うための複式走査を示す概略説明図である。

図１３は、２つの走査ビームが単一のセンサ又は検出器と共働する本発明による システムの変形を示す。

図１４は、本発明による光発出検出仕分はシステムの変形例の、ｌ！１７に示し た種類の仕分は装置を、ベルトに沿って見た図である。

図１５は、図１４に示した本発明によるシステムのＬＥＤ及び検出器を示す上面 図である。

図１６は、図１４．１５の検出器の投影視野を示す概略図である。

Ｃｆｆ１１７は、レーザ走査装置及びこれに組合されたアレイカメラが用いられ ている、本発明によるシステムを示す概略図である。

図１８は、図１８のシステムの作動において適用されるアＶイ分析手順を示す概 略図である。

［好適な実施の態様］ 図１．２は、本発明の基礎となっている生産物照明効果及び光発出効果をもたら す生産物もしくは物品１０１例えばトマトにおいての光分散又は散乱プロセスを 示す０図１に示すように、光ビーム１０２は、物体１０１の表面に向けられる。

物体１０１の表面からの、特に光源１０９に向う方向の光の直接の反射は、符合 １０３により示されている。物体の表面の性質に従って、最初の入射光のうち比 較的大きな割合又は比較的小さな割合の光が反射される。トマトなどの有機物質 の場合、光の残部は、生産物の細胞組織に入り、分散プロセスを受けるので、生 産物の内部に亘って光が分散され、物体は、全体として、ちょうど電球のように 、恰も内部から照らし出されたように見える０分散プロセスは符合１０４により 示されている。物体の構造の粒子又は細胞に到達した光は、細胞又は粒子によっ て分散され、他の細胞又は粒子に伝達され、そこで散乱プロセスが繰返される。

光ビームの入射点と反対側の生産物の表面域から売出されたこの分散光又は散乱 光のレベルをモニタすることは既知である。この発出光は、図１において符合＋ ０５によって示され、センサｌ目によってモニタされるべき発出光域の概念的な 境界は、符合１０６により示されている。実際には、この発出光１０５は、光ビ ーム１０２の入射点から生産物を経て透過・伝達された光である。

生産物を通過した光のモニタによって生産物情報を導出するこの既知の方法の欠 点は、信号の大きさが生産物の大きさによって影響されることである。更に、生 産物の光ビームから反対側にある光のレベルは、どんな場合にも、著しく減衰さ れ、生産物の光透過性によって影響される。この手法は、生産物の欠点について の情報、特に表面欠陥又は表面異常についての情報を供与する上に適切ではない 。

本発明に内在する原理は、図２に示され、ここで、光源＋０９に指向する物体１ ０１の側部において、物体１０１から戻った発出光がモニタされる。光ビーム＋ ０２の入射点又は標的域を囲む物体の領域の境界は、符合１０８により示されて いる。光ビーム１０２の標的域を囲むこのいわゆる光量（ハロー）域１０８の戻 り発出光＋０７は、光ビーム１０２と実質的に整列されたセンサ組立体＋１１に よってモニタされ検出されるので、センサは、光源１゜９に沿ってか又はその近 傍に位置させることができる。

しかしこの制約条件は不可欠ではなく、光源＋０９と同じ物体の側面に、しかし 光ビーム＋０２と整列されていない方向に位置されたセンサ、例えばセンサ１１ ２又は１１３によって、戻り発出光１０７をモニタ又は検出しても良い。従って 検出方向は、光ビーム１０２の方向に対して相対的に角度的に偏っていても良い 。またセンサは、それ自身別の仕方で配置されていても、適宜の偏向手段例えば １個以上のミラーによって、最初は光ビームを平行であった光信号に応答するよ うに構成することができる。

好ましくは、本発明は、物体の表面から戻された直接の反射光の検出と、ハロー 域１０８内の物体から発出された分散光又は散乱光の同時検出とを組合せ、これ らの光信号の各相対レベルの比較によって、有意の有用な情報を導出することが できる。戻り発出光１０７をモニタすることの特別の利点は、生産物の他側から 発出される光１０５のレベルと比較して戻り光信号の強さが特に高いことと、ト マトの表面域と表面下（５ｕｂｉｕｒｆａｃｅ）の状態（特に生産物の表面に比 較的近いところの欠陥によって影響される）の両者についての付加的な情報を導 出する可能性の存在と、に存する。特に、戻り発出光１０７の出力は、生産物の 大きさによっては実質的な影響を受けない。

ところで、本発明によるシステムにおいて、生産物＋０１内の光の分散又は散乱 によって作りだされ、センサ１１１．１１２及び／又は＋１３によって境界域１ ０８内においてモニタされる、いわゆるハローは、明確な境界をもたないことが 理解されよう。例えばトマトの場合、生産物の内部は、入射光ビーム１０２によ って実質的に照らされ、この内部照射の強さは、光ビーム＋０２の入射点又は標 的域からトマトの表面に沿った径方向外方への距離の増大と共に減少する。従っ て、ハロー効果は、実質的に連続しているが、強さは減少する。境界＋０８は、 戻り発出光＋０７をモニタすることのできる領域の有効な限界を単に表わすため のものであり、光の分散及び散乱による物体の内部照射の終了を示すものではな い。

有機質生産物のこの光分散又は光散乱性は、図３Ａ、３Ｂに示すように、トマト などの植物性の生産物の欠陥の検出を助けるために使用しうる。図３Ａにおいて 、生産物＋４１の表面の通常の領域には、光ビーム】４２が入射する。欠陥域１ ４６は、光ビームの瞬時的な入射点の右側に位置されている。従って、通常のレ ベル（期待されるレベル）の直接反射１４３ａが、実質的に光ビーム１４２の入 射線の方向又はこれと平行な方向に生じると共に、光ビーム１４２の入射点又は 標的域の左側の領域からは、通常のレベルの戻り光１４７ａが生ずる。しかし光 ビーム１４２の入射点の右側では、著しく低いレベルの発出光＋４７ｂが欠陥域 １４６から戻されるので、欠陥の存在を検知してモニタすることが可能となる。

欠陥部分の光の吸収の増大によって戻り光レベルが減少する。これらの反射光信 号と発出光信号とを示す矢印の相対サイズは、光源１４９に近接して配設された センサ装置によって検出された、光ビームの方向の光信号の相対的な強さの定量 的な表示を与える。

図４Ｂにおいて、光ビーム】４２は、実際の欠陥成用自体に入射しているように 図示されている。この場合、欠陥域から入射ビームに沿って、又はそれと平行に 戻る直接反射】４３ｂが、減少した又は異常に低いレベルになるだけでなく、光 ビームの入射点に欠陥（域）　＋４６が存在することによる異常な散乱パターン によって、光ビーム＋４２の標的域を囲むハロー域全体から戻される内部散乱光 もしくは分散光のレベルも減少する。従って、例えばトマトの表面を横切る経路 に沿って光ビームを横断させた場合、直接反射光及び戻り発出光のレベルのビー ム位置による変化をＩＩ察することによって、トマトの表面性状及び表面下の性 状についての有意な情報を導出できる。欠陥の存在が、反射光、戻り発出光又は 分散光信号のレベルの個所の変化によって指示されるだけでなく、検査中の生産 物としての物質の表面上を光ビームが移動することに伴う相対度及びこれらの光 出力レベルの変化から、欠陥についての余分の情報を導出することができる・ この原則は、図４に示すように、直接反射光スポット１５３を光感知センサ組立 体＋５１に撮像ないし結像（ｉｓａｇｉｎｇ）させることによって、実際のセン サスは検出器組立体に採用することができる。この直接反射信号＋５３をセンサ １５＋上に結像することに加えて、光ビームの入射点を囲むハロー域１５７から 発出される透過光及び散乱光の光輝も、センサ１５１上に結像される。３つのラ イン検出＠　１５１ａ　、　１５１ｂ　％１５１ｃを並設し、直接反射は、例え ば図４のレンズ＋５２によって中心部の検出器＋５１ａ上に結像することによっ て、中心部の検出器１５１ａに隣接した２つの側部側の検出器１５１ｂ　、　＋ ５ＩＣは、ハロー域＋５７から戻された光レベル、即ち、発出分散光又は発出散 乱光レベルをモニタする。スポット１５３及びハロー１５７に対応するセンサ装 置＋５１上の結像域は、図４に符合１５３ａ％＋５７ａとして、センサの像面中 にそれぞれ示されている。像スポット１５３ａは、中心部の検出１５１ａより広 くて良いが、ｍｔｉｓ側の検出器１５１ｂ　、　１５１ｃに入射する程度にまで 広くすべきではない。

この原理の実際の応用として、生産物を搬送するコンベヤを横切って光ビームを 走査することができる。

走査方向は、生産物の遂行方向を実質的に横切る方向又はそれと直交する方向で ある。走査されるビームの１よ、走査方向に沿って整列された３つの光応答性の ライン検出器から成る受光センサによって検出される。

この検出器の構成によって、例えば走査レーザからの光ビームがセンサ装置のラ イン検出器のどこかの一所に常に結像されるようにすることができる。この形式 の実施例については後に詳述する。簡単に述べると、３つの光応答性検出器の各 々からの出力信号は、電流信号から電圧信号に変換された後に増幅される。増幅 された信号は、次にひと先ず生産物の有無についての処理が１次に生産物が異常 か否かについて検出を行うための処理が、光透過及び／又は吸収特性によってな される。生産物が存在している場合に、物体の大きさ及び形状をシステムにと憶 せしめ、存在する欠陥の数をカウントし、外皮部の破断、かび（■ｏｕｌｄ）　 、茎もしくは花の断片による物体の欠陥を示す強度値の差をモニタし、容認可能 な欠陥と生産物の除外（廃棄）を必要とする欠陥とを区別するための、組合せメ モリ手段が用意される。

図５に、果物又は野菜の検査法に適用された本発明の詳細な説明図として示す、 光１１１１は、生産物２の表面に光ビーム２３を差向ける。生産物２の表面にビ ームが入射したスポットは、符合１２により示されている。

生産物が実質的に透明であるか又は半透明なため、生産物のある表面部分に入射 した光がある程度まで生産物の物質もしくは材料部分を通過しつる場合には、分 散光域１３は、生産物の材料内において光が散乱又は分散されることによって、 光ビーム２３の標的点又は入射点の回りに見られるようになる。トマト又は同種 の生産物の場合には、生産物の表面に集中光ビームを当てると、生産物全体が照 らされることによって、標的点１２から同心的に外方に延在する一連の分散光域 又は散乱光域が画定される。各々の順により外側にある分散光域は、より低い強 度値レベルで照明される。

図５に示した本発明の検出システムにおいて、好ましくは３個の検出器、即ち、 中心部の検出器１４、後方検出器１５及び前方検出器１６が用いられる。中心部 の検出＄１４は、生産物２の上面の光ビーム２３の標的点即ち入射点１２から光 路１７に沿って戻る直接反射光に応答するようになっている。後方検出器１５は 、図５に示すように中心点即ち標的点１２から径方向外方にこれを囲む領域１３ の部分から発出される分散光又は散乱光に応答するか又はこれを「見る」ように なっている、前方検出器１６も、分散光の領域】３の別の部分から売出される分 散光に応答するようになっている。符合１８．１９は、領域１３かも戻る光又は それから売出されて検出器１９゜１６により感知される光の呼び光路をそれぞれ 表わしている。

前述した形式の検査システムの場合、モニタされる生産物の前進経路は、図５の 図示において、′ｘ−ｘ′として示した軸によって表わすことができる。軸″ｙ −ｙ′は、その場合、生産物がその上において進行する方式のベルト又は他の構 成のコンベヤの幅方向のディメンジョン又は方向を、換言すれば、生産物の進行 方向−に対するシステムの横方向のディメンジョンを表わしている。果物及び野 菜の仕分けに特に適用されうる本発明の構成において、光源１１と中心部の検出 器１４とは、ｙ−ｚ平面内に、即ち、検査時の生産物の前過方向とほぼ直交する 平面内に、適切には位置される。

Ｘ−Ｘ方向は、検査の時点においての生産物の進行経路を表わしている。この進 行経路は、例えばベルトによって規定される表面上、又は、検査域に到達する前 の一連のロールの量も上方の周辺部分によって実質的に規定される平面上にある 。即ち、進行経路は、実際の検査域において、進行相と実質的に同一になってい るか、又は、生産物の検査の間の進行路は、実際の検査時点においての自由落下 の軌跡の一部分であっても良く、モして／又は、進行する生産物の検出点では、 支持ロール又は駆動ロールの回りに湾曲している終端域において、ベルトの表面 に対する接線方向であってもよい。Ｘ−Ｘ方向の実際の配向とは係りなく、３つ の軸ｘ、ｙ、ｚは、適切には、互に直交する。その場合、ｙ−ｙ軸は、モニタさ れる物質の表面を横切る光ビームの移動のための走査方向を規定することによっ て、生産物を横切る帯域の検査ないしモニタを可能とする。

図６は、図５の矢印■の方向にみた図５の構成のいくつかの特徴を示す側面図で ある０図５の説明に関連して示した部分のほかに、図６は、検出器１４．１５． １６の支持構造２１の断片的な表示と共に、標的光点１２から生産物２を通過し て生産物の表面のいろいろの領域（検出器１５．１６によってモニタされる領域 を符合１３によって示す）から発出される分散光又は散乱光２２ａ、２２ｂ、２ ２ｃの可能な呼び（ｎａｔｉｏｎａｌ）光路を表わしている。

即ち、トマトの場合、集中光ビームを当てると、トマトの全表面が照射され、照 明の強さは、光ビームの入射点からの外方の径方向の距離又は間隔と共に減少す る。同様の効果は、他の同様の生産物にも生ずる。

しかしこの効果は、果物及び野菜には必ずしも限定されず、有機の生体物質及び 光の透過及び／又は分散もしくは散乱特性を示す無機の物質にも適用される。

本発明の特徴を具体化した果物又は野菜の仕分は装置の一実施例を図７について 以下に説明する０図７に示すように、扁平ベルトコンベヤｌは、モニタされ検査 される生産ＩＩＩＪ２を検査部所に移送する。この検査部所には、電子検査装置 ３が、扁平ベルトコンベヤ１の先端の上方に取付けられている。コンベヤベルト の同一の先端の、しかしベルト１のレベルよりも下方に、除外機構４が取付けら れている。検査装置３と除外機構４とは実質的にベルト１と同じ幅である。即ち 、検査装置３と除外機構４とは、ベルトｌ上の生産物２の全進行経路を横切って 横方向に延長しているため、ベルト１によって前方に運ばれる全ての生産物が、 モニタされ、検査され、受は入れられ、又は除外される。

ベルト１の先端から落下する生産物２は、除外機構４の作動エレメントとしての 可動フィンガ５によって規定された傾斜面に落下する。生産物がコンベヤを離れ た後、フィンガ５に到達する前に、落下物２は、検査装置１のモニタ部分によっ て検査される６図に略示したシステムの変形として、自由落下モニタの代りにコ ンベヤ上のモニタを行っても良く、図示した扁平なベルトの代りに、ロールつき のコンベヤ上において生産物を進行させても良い、ある特別の生産物に欠陥があ るか、又は、検査される特別の品目が検査されるべき場合には、除外機構４に検 査装置３から送出される信号によって、関連するフィンガ５が開放され、欠陥の ある生産物又は異物が排出装置中に落下することによって、生産物流から除かれ る。符合６は、更に前進させるための良品の生産物２の容器であり、この容器中 において、良品の生産物２は、角度つきの、又は傾斜した、フィンガ５（通常の 作動位置又は隆起した作動位置にある）によって偏向される。

符合７は、除外品を進行させる容器又は経路であり。

除外品は、図７に示すように、左下方にフィンガ５が回動することによって、容 器では、経路７中に落下する。フィンガ５は、この状態では、偏向機能を行わず 、欠陥品又は異物は、容器又は通路７中へと自由落下を継続する。本発明の検査 装置は、欠陥品及び／又は異物の存在を検出する構成とすることができる。果物 又は野菜の場合、欠陥品には、未熟又は過熟の生産物を含み、異物は、土塊、葉 、及び他の不所望の植物性物質を含む。

図８は、図７に機械的な概略図として示した仕分はシステムのブロック線図であ る。仕分は装置は、ブロック線図において、左方から右方に、走査−検出ないし センサ組立体＋６１、信号処理袋ｆｌ　１６２、像解析段１６３、除外（ｒｅｊ ｅｃｔｏｒ）ロジック＋６４及び除外機構１６５を備えている。図７．８に示し た態様は、基本的に、完全な仕分は設備のサブシステムを含み、このサブシステ ムは、適切には、ローラコンベヤ又は他のコンベヤ、ワイパー、局所クリーナー （ｃｌｅａｎ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ）、並びに制御部材、好ましく は制御盤又は他の制御構造を含む。

図８のシステムにおいて、スキャナ（走査装置）は、図７に示した自由落下検出 とは相違するものとしての、コンベヤ上のスキャナユニットの下方を通る生産物 に向う下方への走査運動においてレーザ１７３からのレーザビーム＋７２を反射 する回転式の多面ミラー１７１を、適切には備えている。ミラー＋７１の回動は 、走査上のエラー及びそれによる走査中の物体の像の位置のエラーをさけるよう に正確に制御される。像情報は、レンズ１７５によって合焦される戻り光からセ ンサ組立体】７４によって検出される。検出される光信号には、走査される生産 物の表面からの直接反射光と、光ビームの標的域を囲むハロー域からの内部的に 分散又は散乱された戻り発出光が含まれる。

信号処理段１６２は、センサ１７４によって供与される光レベルを表わす信号を 増幅し、電圧値の変換によって導かれる数値データを供与する。像解析段＋６３ では、走査される物体のデジタル像は、走査操作によって明らかにされた物理的 属性に関する情報について解析され、モニタされる物体の大きさ、形状及び他の 所望の特性が、この情報に基づいた作動上の判定のために尋出され使用されるよ うになる。このようにして、システムはかびないし土（■ｏｕｌｄ）　、きず、 茎又は花のような特性の存在を検出し、ある特別の生産物が受けいれつるか又は 除外されるかについての決定を行うように可能化される。

解析段１６３からの出力信号は除外機構１６５のどのフィンガ＋６６をどんな期 間開放すべきかを確定するように、除外ロジック１６４を駆動することによって 、特定の欠陥品を通過させて良品の流れから躍れた除外域中に偏向させるに足る 大きさの開度を与える。

１１１１１８には、例えば像解析段＋６３への別のオプションの入力を与えるあ る数の追加の信号処理論理モジュール】６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ が概略的に示されている。これにより、他の検出又はモニタ技術から導出された 生産物の品質又は特性に関する情報を、検出器又はセンサ１７４からの戻り反射 散乱もしくは分散光情報と組合せて、２以上の条件又は生産物アセスメントを含 む組合せ基準によって、ある生産物が除外されるべきか否かをシステムが定める ことが可能化される。

図９Ａ、９Ｂを参照して、ｌ！１８のレーザ走査検出又はセンサ組立体のいくつ かの特徴の概略が、図９Ａに示されている。光ビーム１７２は、所望の走査効果 を達成するために、回転ミラー＋７１のような手段を用いて、生産物の進行経路 とほぼ直角の方向（矢印Ａ）に、生産物＋８１の表面を横切って進行する。

レーザ光１７３は、適切には、例えば波長６７０ｎ園において作動する。ストリ ップ状のセンサ部分１７７を断片的な平面図によって示すと共に、反射され分散 された光の像の位置を示す図１０Ｂにおいて、結像は、光感知性の３部分から成 るストリップ１７７にお）％て、検出側において生ずる。中心部のストリップ１ ７７ａは、センサ組立体１７４に戻された直接反射をモニタし、中Ｉｃ１部のス トリップ１７７ａの各側のそれぞれのストリップ１７７ｂ。

１７７ｃは、戻り分散もしくは散乱光＋８７のレペＪしを記録する。各々の光感 知ストリップ＋７７ａ　、　１７７ｂ％１７７ｃは、連続しており、ライン検出 器を規定して％％る。ストリップの長さに沿った増分はない、即ち、ストリップ のどこかの場所への光の入力は、出力信号を売主するが、信号を送り出している ストリップに沿った特別の点についての指示は、センサ出力には存在しな４％　 。

しかし、この位置は、走査部の使用により、走査速度に組合された時間軸上にお いて、全システムにつＬ％て定められる。物体例えばトマトの表面を横切ってビ ーム＋７２によって供与される光点の走査トラフ〜−スによって、時間的結像（ ｔｉｓｅｉ■ａｇｉｎｇ）が定められ、このトラバースの速度は、ミラー＋７１ の回動速度（矢印Ｂ）と、ミラー＋７１の面とシステムの他のノくラメータとの 間の角度関係とによって定められる０時間的結像の開始は、図１ＯＡに湾曲した 生産物面＋８１の左側に示すように、トリガ又は開始センサ１７９に最初に入射 する光点によって、適切にトリガされる。

その場合、中心部のストリップ１７７ａは、図１０Ｂに上面図として示すように 、直接反射光例えば走査ビーム１７２の入射線に実質的に沿って戻る光ビームの 反射像１８３について、基本的にリポートする。しかし、ストリップの連続した 性質を考慮すると、検出信号は、直接反射光１７３のみでなく、走行する光ビー ム１７２の前方及び後方の生産物から発出される分散光又は散乱光１８７の比率 によっても定められる。しかし、中心部のストリップ１７？　ａの側面に位置さ れたストリップ１７７ｂ。

１７７Ｃは、戻り散乱光又は分散光１８７の信号のみを検出する。

更に、（２１１０Ａかられかるように、走査される表面に沿った物体１８１の湾 曲により、カメラに戻る光信号の強度は、反射光１８３と透過光もしくは散乱光 １８７の両方について、光点が表面に沿って直線状に走行するのに伴って変化す る。この効果についての配慮は、信号処理段において行いつる。

球状の、即ち一般に円形断面の生産物の連続した走査は、例えば図１ＯＡに示す ように矢印Ｃによって表わした方向の前方への運動の間に、物体１８１を転勤さ せるか又は回動させることによって達せられる６本発明のこの方式の態様につい ては後に説明する。

要約すると、ユニットの各々の走査ヘッド、好ましくはある数のこれらのヘッド は、生産物の退行方向と直角にコンベヤを横切る方向に配置され、回転する多面 ミラーに検査光ビームを指向させ、この多面ミラーは、走査運動の間にコンベヤ 手段上のスキャナの下方を通る生産物に向って下方にビームを反射させる。生産 物流からの戻り光は、ソータが判定を行うことを可能とする。スキャナの作動の 特別のＲラメータ即ち大きさ、スパン、動力及びミラーの回動速度（生産物の速 度に関連して定められる）は、システムの適切な作動を確保するように、所要に より変イしさせることができ、走査角は、ミラーの面の数を増し、その回転角を 変えることによって変更しつる。前述した特別の波長即ち６７０ｎ−は、この色 に対する赤色のトマトの応答が本発明の要件について特に好ましし）ため、トマ トには特に適している。しかし本発明の範囲内におし）て、他の波長の光源を用 いたり、レーザ以外の他の光源を用いたりしても良い。

３個のライン検出器（反射光及び散乱光を検出するホトダイオードとしても良１ 為）は、システムの他のＪ＜ラメータと整合するように、適切な大きさを有して し鬼る。比較及びデジタル化工程による検出１８号の増幅及び他の処理によって 、欠陥及び異常の１ノポートが可能となる、これらの欠陥及び異常は、かびや欠 陥があった場合、入射光が、良好な状態にある正常なトマトを通って透過される のと同じ仕方では透過されないことによって、特に戻り光信号の急激な減衰、即 ち分散光によって、ライン検出部において表示される。緑色のトマトも、特定の 光の波長を比較的透過させないため、前記の例示的なシステムによって検出され る。信号パターンの解析は、いろいろの種類の異常又は欠陥を互に識別すること によって、判定の品質を高くし、除外を正当化しない条件の存在によって容認可 能な生産物を除外することがないようにする。

図１０は、図９Ａ、９Ｂを特に参照して説明したシステムにおいて、例えば１５ ．２ｃｍ　（６インチ）の長さの走査経路】５９からライン検出１こ戻された光 の結像の仕方の詳細を示している。レンズ１５２は、典型的には、ライン検出器 に対する像の大きさの所定の百分比の減少を生ずる。他の符合は、図４に示した ものと同様である。

図１２は、進行するトマト２０１の実質的に球状の表面全体に検査が実質的に十 分に行届くようにした、本発明の原理を具体化した仕分はシステムにおいての、 トマトの特別の支持−進行形態を示している。トマトは、各図においてＸ軸によ り示した方向に前進するにつれて、横軸即ちＹ軸の回りに適宜転勤する。走査− 検出システムは、図１２において符合２０３により概念的に表わしたように、い くつかのスキャナ及びセンサから成る横列から、上方より直下に向って生産物の 方に焦点を合せるように、Ｚ軸に沿って適宜作動する。従って、生産物のこの取 扱い形式の効果は、Ｘ輪の方向に生産物が前進するにつれて前方に転勤もするこ とである。

従ってトマトがＹ軸部ち横軸の回りに転勤する間に、トマトの少くとも大きな部 分の表面の全周が完全に検査される。Ｙ軸部ち転動軸がトマトの側面から突出す る生産物の側面の領域、換言すれば、生産物がその回りに転勤する領域、の検査 の改良を、以下の図について説明する。

ここに説明される特別の実施例において、トマトを支持する一連の被動ロール２ ０２から成る本システムのコンベヤは、２つの目的、即ち、ある所定の設計進行 速度で生産物を搬送すると共に、検査域を通る生産物の所定の距離に亘る前進の 間生産物を実質的に１８０”転勤させる目的をもっている。そのためトマトの進 行方向にみたトマトの３６０′の全周面は、モニタシステム又は検査システムの 視野内に生産物がとどまっている間は、いわば”転勤しない（ｕｎｒｏｌｌｅｄ ）　Ｉ′状態にある。トマトの転勤は、検査中の物体の全側面又は表面域をソー タの光学系が看視しモニタすることを特徴とする特別に経済的で有効な方法を表 わしている。しかしこれは、只１つの検査方法を表わしてし）るのではなく、ま た検査される生産物の転勤は、本発明を具体イヒする全ての生産物モニタシステ ムにおし）ての要（牛とは必ずしも言えない。

しかし転勤が必要とされる場合、生産物の適切な呼びサイズについてのシステム 中の適切な）（ラメータの選択によって、特別の生産物及び特別の生産物流のレ ベルの文脈において走査解ｆ象力の適切化が可能となる。

結像される物体の境界がモニタされ特定イヒされ、これらの限界外の信号は無視 されるため、本発明のシステムは、にせ（妨害）信号、例えばローＪし面からの 反射によっては、実質的に影響されなし）。

次に図１２を参照すると、生産物２０１の端部域２１１のより良い視野を与える ように、図１２に示したＸ輪及びＹ軸について各々ある角度で作動する複式のス キャナ及び光センサ２１２ａ　、　２１２ｂの使用が示されてし）る。これらの 端部域２１１は、矢印Ｃの方向の生産物のＹ−Ｙ軸回りの呼び交点の回りの領域 である。これにより生産物の前進方向に対して生産物の側面のより高度な検査が 可能となる。それぞれの傾斜方向の走査装置及び光学装置によって返送された情 報を他の生産物駆動−転勤パラメータと相関させることによって、看視される領 域が特定されると共に、欠陥の性質が戻り信号によって明らかにされる。これに より、第２のセンサを用１することによって、生産物のより広い領域が有効に走 査される。第２センサは、被走査物体に対して、第１センサと比べである異なっ た角度に整列されているため、第２センサ２１２ｂにおいての信号は、走査方向 について、第１センサ２１２ａによってモニタされる生産物の外周部２１３ａと 異なった外周部２１３ｂの走査を表わしている。従って、２つのセンサは、特別 の担当領域を各々検査するが、両方のセンサによって走査される共通の領域も存 在する。このシステムが別々の波長の２つの光ビームと組合せて使用される場合 、この共通の領域は−１２つの別々の波長の信号によって検査されるので、余分 の情報を、システムから検索することができる。別の追加の波長において作動す る更に別のスキャナを、本発明のシステムにおいて使用できる。特別の生産物群 について、単式又は複式の構成の制限はない。

図１２に示すように角度的に配置する代りに、多重の走査−センサ構造を、並べ て配置し、各々のスキャナが実質的に同一の生産物部分を走査するようにしても 良個々のスキャナの限定された走査長さについて幅広のベルトをカバーする（網 羅する）ことを容易にするための、コンベヤの幅方向に整列されたスキャナの横 列に加えて、生産物の進行方向において別のスキャナ及びセンサを並べて配置し ても良い。

即ち、本発明の更に別の変形において、２つの走査方式のために異なる波長を使 用し、モして／又は、これらの走査方式を進行方向において隔てることにより、 時間的に隔たっているがそれ以外には連係されていない結果が導かれるようにし ても良い、この判定には、いろいろの規準に従って仕分は操作のいろいろの段階 において検査の結果に重味を付けることが含まれる。

図１３は、同期化された複式の走査を用いる構成を示している。単一の回転ミラ ー２２１及び固定ミラー２２３ａ、２２３ｂによって同期化されるスキャナ２２ ２ａ、２２２ｂからの傾斜走査によって、物体２２５の表面を横切る２つの別々 の傾斜ビームの連続した運動が確保される。戻り光信号の垂直走査は、中心配置 のセンサ２２６が行う。

このような解析、即ち、スキャナ２２２ａ　、　２２２ｂに隣接した個所以外の 個所にセンサ２２６を配置した場合の解析によって、本発明の原理に従ってモニ タされる生産物の表面欠陥及び表面下の欠陥及び／又は表面テクスチュアについ ての余分の情報の判定が容易になる。

結像手法、従って、光源に近接してか又は光ビームに関して偏った角度配置のセ ンサ又は他の検出手段によって信号の感知がなされるか否か、とは係りなしに、 像が形成され、解析がなされ、判定がなされる。像を解析し、物体の数、輪郭又 は大きさ並びに欠陥の数、大きさ又は度合を分析すると共に、他の必要な分析を 行うことによって、物体を受入れるか又は除外するかの測定がなされる。

図１４−１６及び図５−７を参照して、異物例えば粉塵及び石から植物性の生産 物例えばバレイショを分離することは特に適用された、本発明の原理を具体化す るモニタシステム又は仕分はシステムから成る、本発明の別の実施例による検査 装置は、図７のベルトｌの端部域にレンズ系３３によって投影される赤外線パル スを発出する一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）３１ａ、３１ｂ。

３１ｃ　、　３１ｄによって各々規定される一連の光源１１を備えている。作用 について説明すると、ベルト１は、それぞれ性質の異なる、ランダムな間隔の生 産物２（図７）を支持している。各々のＬ　Ｅ　Ｄ　３１は、図１４に各々のＬ ＥＤについて示した１−１０の順序で順次パルスを発し、ベルトｌの幅を横切る 方向のライン走査を生ずる。走査速度は、有用な情報の最適な検索につ１）て設 定する。物体からの直接反射光と、物体を透過する分散光又は散乱光は、一連の 検出ユニットないしセンサ３８によって検出される。各々のセンサ３８は、図５ ．６について前述したように、互に隣接する３つの別々の検出器（検出素子）　 １４．１５．１６を備えている。特に図１６に示すように、検出索子１４．１５ ．１６は、平面図でみた時に一般に矩形の細長い形状をもち、互に対しほぼ平行 に延長している。各々の検出ユニット又はセンサユニット３８において、物体か らの戻り光は、レンズ系３５によってフィルタ３６を介して像面上に結像される 。

Ｌ　Ｅ　Ｄ３１ａ、　３１ｂ、　３１ｃ　、　３１ｄによって与えられる光ビー ムの標的点は、図１５において３２ａ　−３２ｄにより示されている。光源ユニ ット＋１においてのＬＥＤの配置は、図１５に示すように、また光点について示 した順序数１−１Ｏによって示されるように、生産物の検査域を横切って延在す る一様な順次パターンをこれらの光点が規定するように定められている。各々の 場合にお塾１て、検出ｌｌ＋４．１５．１６は、各々のユニットの中心部の検出 器１４が標的点３２の特別の連鎖からの直接の反射を見るように、検出ユニット ３８の像面上に位置されてし）る、標的点３２が最適化される面である検査面４ １（図１４）からのＬ　Ｅ　Ｄ　３１及び検出器１４．１５、＋６の間隔は、視 野も最適化するように選定されている。検出ユニット又はセンサユニット３８の 視野の境界は、図１５に符合３Ｈこよって示されている。

前述したように、植物性の物質は特に、散乱及び分散光透過特性を示す。２個の 外側の検出器１５．１６は、植物性物質を通過し、直接反射光の戻る位置の外方 、即ち、光ビーム１３の入射点１２から離れる方向に現出された、分散透過光な いし散乱光のみを見るように位置されている（図５．６、＋６）。従って、換言 すると、中心部の検出器Ｉ４は、直接反射を受光し、外側の検出器１５．１６は 、中心部の反射域１２の両側において物質を通る分散散乱光の透過経路を経て検 出器に戻される光のみを感知する（図５．６）。この光は、分散光域１３におい て、生産物から発出される。分散光域１３は、被検物質を通って分散される散乱 光によって、いわば内部から照明されている。反射光に対する分散散乱透過光の 比は、被検物体が受入れられるか又は除外されるかを定める。

図１４−１６について更に詳述すると、符合ＡＣ図１４参照）として示した検出 器又はセンサユニット３８は、ＬＥＤ−３１が励起の順序３．４．５．６に従っ て順にオンオフされる期間の開回路によって情報を受けるように選択すれる。Ｌ ＥＤ７．８．９．１０が順にオンオフされる間に、検出器又はセンサユニットＢ が次に選択され、ユニットＢからの情報も順に解析される。この一連の動作は、 ベルトの幅を横切る全システムの一部分である検出器又はセンサ及びＬＥＤが存 在する限り繰返される。

ＬＥＤのどれか１つからの情報の解析は次のようにして行われる。

検出器組立体の中心部の検出素子１４は、２つの機能、即ち、 （ａ）物体が存在するか否かを定める機能と、（ｂ）視野中の反射光に比例する 信号を発生する機能とを備えている。

同時に、検出素子１５．１６は、視野中にある透過分散光又は散乱光、即ち、被 検物体を透過して照射ビーム２３の入射点の両側の領域１３（図５．６）中の物 体の表面に現出される光に比例する信号を発生する。

検出ｌＩｇ＋４の信号レベルがある所定値又は閾値を超過している時に、物体が 存在していると確定される。

検出Ｍ１４．１５、＋６（適切には光検出器）の各々に入射する光パルスは、次 に増幅され、同期的に復調され、物体の存在を示すと共にこの物体が例えばこの 例の場合にバレイショであるか否かを定める直流タイプの信号を送出する。物体 がバレイショでなければ、除外信号が生成される。除外信号は、物体の材料とし ての性質の準瞬間的な判定と物質流からの物体の時間遅れを伴う物理的除去との 間の時間χを補償するようにＭｉｇ回路によって処理される。遅延された除外信 号の長くされた持続時間には、次に伸長回路（５ｔｒｅｔｃｈ　ｃｉｒｃｕｉｔ ｒｙ）が適用されることによって、物理的除去装置４（１Ｍ７）が電気信号に応 答して瞬時的に作動しえなかったことが勘案される。

フィルタ３６は、入射昼光又は周囲光のスペクトルを使用周波数まで狭くするこ とによって検出器１４．１５゜１６のＳ／Ｎ比を高くするように、検出ユニット ３８中において、検出器】４、】５、】６の前方に配置されている。

ＬＥＤは、単に例示的な光源３１として示され、光源の１つの可能な形式を表わ しているにすぎない、更に、いろいろの特性のＬＥＤを使用でき、また、別の方 法として、走査レーザ又は他の任意の装置によって代えることができる。

光源３１は、モノクロマチックベースによって操作すれるものでよく、また照明 光の波長は、生産物のある特別の特性の存在又は不在を確定することを可能とす るように選定することができる。バレイショの場合、赤外域において検査を行い つるが、トマト又は他の同様の生産物の場合、スペクトルの別の部分又は特定の 波長が好ましい。この波長は、トマトの場合、例えば６６０ｎｍである。

本発明によるシステムの更に別の実施例は、図１７に概略的に示されている。＊ に概略的に示されたこの例において、レーザスキャナ６１は、物体５２に向って 走査パターンの光ビームを指向させる。レーザ光ビームの走査境界は符合７３に よって示されている。直接反射光と分散光とは、符合７２によって表わした境界 を有する経路に沿って、アレイセンサカメラ６５に戻る。レーザ装置６１の走査 作動と、カメラ６５が受光した反射光及び分散光の解釈は、符合７５によって概 略的に図示した電子制御解釈システムによって達せられる。

この実施例による本発明の作用形態を図１８に示す。

アレイカメラが見る２５６＋１＋　Ｊ１１位置の格子は、行１−１６及び列Ａ− Ｐによって表わされる。レーザスキャナ６１は、制御装置７５の指令の下に、予 プログラムされた仕方で、この格子をトラバースする。瞬時的なレーザスポット 位置は、符合６２（格子参照点Ｇ７）によって示される。

レーザがこの格子参照スポットに向けられると、カメラ格子位置Ｇ７において物 体５２によりカメラアレイ受光部に戻された光は、直接反射として解釈され、カ メラ格子位置Ｇ７は、受光した光信号をそのように特定化する。この情報は、ユ ニット７５により適切に解釈され、出力情報が供給される。それと同時に、図１ ８の例示的な構成において、Ｇ７を囲むある数の別の格子参照位置は、この特別 の時点で、検出器として選択され、これらの別の画素位置内において受光された 光は、前述した実施例において説明した仕方で戻された分散透過光として解釈さ れる。レーザスポット位置が格子のある格子点から吹の格子点へと、即ち、画素 から画素へと移動するにつれて、瞬時的なレーザスポット位置を囲む実質的に円 形の検出器群は、再構成され、スポット位ＩＧ７を囲む検出器と同様の検出器群 が、別の瞬時的なレーザスポット位置から戻された分散光を定めるために常に選 択される。換言すれば、レーザスポットが移動すると、直接反射光及び分散透過 光を受光する選択された検出ＭｔＡ域も移動する。

アレイ型カメラが用いられる本発明によるシステムのこの変形例においては、ｌ Ｉ数の画素群がこのように一時に付勢される。カメラ格子とレーザ走査格子とは 、電子ユニット７５によってリンクされ同期化される。レーザスポットが格子を トラバースするにつれて、カメラの格子は、同時に適切に活性化されるので、活 性域の中心部の１画素は、直接反射光の戻り光に対応し、周囲画素は、分散光の エネルギーを検出する。明らかなように、カメラ格子アレイ全体がある一時に活 性になることはなく、主としてデータ処理を容易にするために、−カメラ格子ア レイの所定数のｍ素のみが一時に活性になる。図１８に示すように、瞬時レーザ スポット位置を囲み、これら径方向外方にある、はぼ２個のＷ素が、一時に選択 されるが、利用可能な所要の処理分析レベルに依存して、より多くの数又はより 少い数の周囲画素が、本発明の範囲内において同様に選択されつる。

熟度の分級に適用される本発明の一構成において、生産物がＩ＋Ｊ１ｇされる光 の波長は、可変であり、視野内の検出器の位置決めも調整可能なので、生産物に よっては、見かけの表面の熟度と別のものとしての、内部の熟度が特定化・検出 される。内部の塾度を定めることによって、完熟への生産物の同様の経過を評価 できる。従って、本発明のシステムは、従来は、高能力の工場条件の下では可能 ではなかった、内部の熟度を確立するプロセスの機械化を可能とする。従って、 本発明のシステムは、未熟な生産物の熟度についての生産物の分級を容易にする 。

本発明は、有機と無機とに係りなく、いろいろの形式の光透過性の物質の特性を 検出することにも適用される０本発明のシステムは、特に、生体（動物及びヒト ）の内部性状についての情報の開示に適用される。

物体に向けられる走査光の波長を選択し、各々の照射Ｗｓの回りの選択的に可変 で希望により比較的大きくできる領域において、分散され散乱される透過光を検 出することによって、物体又は物質の内部構造に関する情報を構築できる。この 情報は、可視ディスプレイユニットへの入力となり、このディスプレイシステム 上の意味のある表示ディスプレイを与えるように相関させることができる。照明 光の波長の変化は、物体の内部構造の種々の成分を視認し撮像することを可能と する。−例として、生体の有機構造の場合、本発明は、血管構造、筋肉組り骨、 腫ようその他の情報及び像を、有害な媒体又は放射にさらすことなく、外部検査 によって検出することを可能とし、更に、コンピュータによる増幅・エンハンス メント技術によってこれらの情報及び像を適正な熟練をもったユーザによる研究 及び解析のための可視ディスプレイに翻訳することを可能とする。

即ち、本発明のシステムによれば、多くの既知のシステムの特徴である反射光へ の実質的に完全な依存がさけられる。それと同様に、光の透過・伝達への依存も さけられる。本発明のシステムによれば、生産物に向けられる光点が最初に欠陥 の近くにあり、次にその光点が欠陥に照射され欠陥を通過した場合、検出信号に 有意の変化を生ずる。欠陥の近傍の領域に光を照射した時、直接反射光は、比較 的高い値を示し、また生産物の良質の領域では、光点の一側の散乱光の透過は良 好であるが、損傷側又は欠陥側では、透過が不良となる。従って、本発明のシス テムによれば、欠陥域を横切って、ないしは欠陥域を通って走査が行われるのに 応じて、生産物の照明から有意な情報が入手される。

本発明のシステムにおいて検出される散乱光は、生産物又は物体の物質又は材料 を通る透過によって生産物の物質の内部に分配（散）又は再分配（散）される光 である。この戻り光又は散乱光の性質は、反射オンリ型のシステム又は光の完全 な透過をモニタするシステムによって供与されるものと際立って相違している。

本発明のシステムは、単に１又は２のスペクトル放射帯の使用には限定されない 、光の発生形式又は使用する検出装置に制約をもたらす技術ではないため、本発 明のシステムは、多数の色帯域と共にも作動されうる。また、本発明のシステム は、小さな寸法の欠陥の性質についての検出及び分析に特に適して１為る。

本発明の別の利点は、本発明の基本的な原理を具体化したシステムにおいて与え られる主要な光モニタ斤陀態と組合せて機能する、補助の画像又はモニタシステ ムの展開によって、ある生産物につν）ての余分の情報を創生ずる能力である。

特に、好ましく（よ、直接反射光と分散又は散乱光のレベルの差分的な評価が行 われる。これにより付加的な判定情報が供与され、種々の情報源からの個々の判 定の重み付けによって、生産物を受けいれるか除外するかの最終的な判定が行わ れる。

本システムは、全トマト、ダイ切断トマト、皮むきトマト及び他の果物又は野菜 に、並びに加工生産物例えばクリーム、スラリー又はピユーレ（ｐｕｒｅｅｓ） に特に適用される。即ち、本発明Ｃよ単に物体それ自身の検査だけでなく、適切 な材料一般の検査及びモニタ、特に物質に、また実質的に剛性の、又（よ規定さ れた物理的ないし有体的（ｐｈｙｓｉｃａｌ）な物体よりも広義の物質一般につ いて検査を行うことに適してしする。本発明（よ特に、有機物質（有機の生体物 質を含む）につｂ）て、生体組織中での有害な医学又は獣医学上の問題の評価の ための検査に適している。本発明ζよ、その無機物への応用において、プラスチ ・ツク又番よゴム材料の内部キャビティ又は空孔の特定に特に適用される・〃ノ ｈす Ｆ／ダ３Ａ Ｅｔｃ　３ｐ 斗 臭 、’；ｃ、　ｆ Ｘダ　ｌφ　ｆす Ｆ′／ｃ、　６” 、ＷＩ Ｆ／θ／４ ｈｅ、７５ ん、に５ ｈｅ；、ｆ？ Ｆ；とＸデ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成６年　４月　１日 侍許庁長官　麻生　渡　殿 ｌ　国際出願番号 Ｐ　ＣＴ／Ｉ　Ｅ　９２１０　ＯＯ１２２発明の名称 散乱／透過光情報システム ３　補正をする者　特許出願人 名称　オセニー　リミテッド 住所　〒１０５東京都港区西新橋１丁目１２番８号１９９３年９月２３日 ６　補正の対象 誼−求一〇−範−囲 １　、　（ａ）その少くとも１つの特定された特性又は性状についての情報が必 要とされる、内部光散乱性を示す物質の表面に、該物質の表面上のある標的域に 入射するように、少くとも１つの光ビームを指向させる、光ビーム指向手段と、 （ｂ）　ｆｌ標的域が一連の標的域の１つを含むように該物質の該表面に対して 相対的に、少くとも１つの光ビームの走査移動を行わせる走査移動手段と、（Ｃ ）該標的域から戻される反射光を検出する反射光検出手段と、 （ｄ）該標的域に実質的に隣接しているか又は続いている、該標的域以外の該物 質の表面の領域から発出される内部散乱光を検出する、内部散乱光検出手段と、 （ｅ）該走査移動の間の該反射光及び該発出光のレベルの分析によって、該物質 の鎖中くとも１つの特定の特性を表わす信号を導出する信号導出手段と、（ｆｌ 前Δ己走査移動の方向と実質的に直交する方向に、前記中くとも１つの光ビーム に対して相対的に、該物質の該表面を移動させる移動手段と、を有し、（ｉ）該 走査移動の速度は、該物質の該表面に対する鎖中くとも１つの光ビームの一連の 走査移動が達せられるように、該物質の該表面の移動速度に関連して定められ、 （ｉｉ）前記信号導出手段は、各々の該一連の走査移動の間に該反射光及び該発 出光のレベルから前記表面のための像データを構築し、該像データの分析によっ て前記物質の前記中くとも１つの特定された特性を表わす前記信号を与えるため のメモリ手段を含む情報集取システム。

２、　前記信号導出手段が前記像データの分析を行うための論理手段を含む請求 の範囲第１項記載の情報集取システム。

３、　前記論理手段が、前記物質の複数の異常又は欠陥を識別して該物質の前記 中くとも１つの特定された特徴を表わす前記信号を与える請求の範囲第２項３己 載の情報集取システム。

４、　前記信号導出手段は、前記物質の大きさ及び／又は形状特性を導出するた めに前記像データを分析するようになっている請求の範囲第３項記載の情報集取 システム。

５、　前記信号導出手段は、少くとも前記反射光及び前記発出光の強度から、モ して／又は、各々の該一連の走査移動について該一連の標的域の各々において該 反射光と該発出光の相対レベルを比較することによって、前記物質、の前記中く とも１つの特性を表わす前記信号を与えるようになっている請求の範囲第１−４ 項の−に記載の情報集取システム。

６、（ｉ）前記光ビーム指向手段は、異なる波長の少くとも２つの光ビームの各 々を前記表面に、該表面上のれそれの標的域に入射するように指向させる手段を 含み、 （ｉｉｌ前記走査移動手段は、各々の前記標的域が一連の標的域の１つを含み、 該一連の標的域の各々の少くともいくつかは、異なる波長の前記中くとも２つの 光ビームの各々による検査のための１つの共通の領域を画定するように、前記表 面に対する前記中くとも２つの光ビームの各々の走査移動を行わせるようになっ ている請求の範囲第１−５項の−に記載の情報集取システム。

７、　前託信号導８手段は、少くとも前記反射光及び前記発出光の強度から、モ して／又は、前記共通の領域を画定する該一連の標的域の各々において該反射光 と該発出光の相対レベルを比較することによって、前記物質の前記中くとも１つ の特性を表わす前記信号を与えるようになっている請求の範囲第６項記載の情報 集取システム。

８、　前記光ビーム指向手段及び走査移動手段が回転可能な多面ミラーを含む請 求の範囲第１−７項の−に記載の情報集取システム。

９、　前記光検出手段が、前記走査方向に整列された複数の光感応性の線形検出 器を含む請求の範囲第１−８項の−に記載の情報集取システム。

１０、別のモニタ手法から導いた少くとも１つの余分の情報入力を前記信号導出 手段に供給する供給手段を有する請求の範囲第１−９項の−に記載の情報集取シ ステム。

１１、実質的に球状の、又は略円形断面の、植物性又は他の可食性生産物の前記 中くとも１つの特定された特性を確定するための、請求の範囲第１−１ｏ項の− に記載のシステムであって、前記物質の前記表面を移動させる前記手段が、前記 走査移動方向と実質的に直交する方向において前記植物性又は他の可食性生産物 の転勤ないし回動を行わせるようになっているシステム。

１２、転勤ないし回動の呼び軸の生産物からの呼び突出交点の領域においての前 記生産物の表面からの発出光及び反射光を該生産物の外周面の残部からの反射光 及び発出光から識別することを可能とする識別可能化手段を有する請求の範囲第 １１項記載のシステム。

１３、前記識別可能化手段が、 （ａ）前記転勤ないし回動の前記呼び軸の前記呼び突出交点の前記領域に光ビー ムを指向させる手段と、（ｂｌ前記領域から戻された反射光を検出する手段と、 （Ｃ）前記領域からの発出光を検出する手段とを含む請求の範囲第１２項記載の システム。

国際調査報告　ｐｒ７７ｙ、−Ｑ２／ｎｎｎ１７フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＳＥ）、　 ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ５，ＤＥ、　ＤＫ、　ＥＳ、 　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＲ，ＬＵ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　Ｒ Ｏ，ＲＵ、　ＳＥ。

（７２）発明者　マロン、ジョン アイルランド、ヨウ。ライメリック、キャッスルトロイ、ミルフォード　グレン ジ、ダン　アン　オイア　２

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）少くとも１つの特定の特性又は性状についての情報が必要とされる物 質について、該物質のーの標的域に入射するように光ビームを指向させる光ビー ム指向手段と、 （ｂ）該標的域に実質的に隣接するか又はこれに続いている該標的域以外の該物 質の領域から発出する光を検出する発出光検出手段と、 （ｃ）該物質の少くとも１つの前記特定の特性又は性状を表わす信号を前記発出 光検出手段から導出する信号導出手段と、 を有する情報集収システム。
2. ２．前記標的域から戻された反射光を検出する反射光検出手段を更に有し、前記 信号導出手段は、前記発出光と反射光の相対レベルを比較することによって、前 記物質の特定の特徴又は性状を表わす信号を与える請求の範囲第１項記載の情報 集収システム。
3. ３．少くとも前記反射光検出手段が前記光ビーム指向手段に実質的に近接して配 置される請求の範囲第２項記載の情報集収システムる。
4. ４．前記発出光検出手段が前記光ビーム指向手段に実質的に近接して配される請 求の範囲第１−３項のーに記載の情報集収システム。
5. ５．前記物質に対して前記光ビームを相対的に走査移動させる手段を有する請求 の範囲第１−４項のーに記載の情報集収システム。
6. ６．該光ビームの前記走査移動が機械的に行われる請求の範囲第５項記載の情報 集収システム。
7. ７．前記光ビーム指向手段が少くとも１つの光源を含む請求の範囲第１−６項の ーに記載の情報集収システム。
8. ８．少くとも１つの前記光源がレーザである請求の範囲第７項記載の情報集収シ ステム。
9. ９．前記光ビーム指向手段が複数のＬＥＤを含む請求の範囲第１−５項のーに記 載の情報集収システム。
10. １０．前記反射光検出手段が、光に応答して出力信号を発生させるセンサ部分を 含む請求の範囲第２項記載の情報集収システム。
11. １１．前記発出光検出手段が光に応答して出力信号を発生させる少くとも１つの センサ部分を含む請求の範囲第１項又は第１０項記載の情報集収システム。
12. １２．反射光を検出する単一のセンサ部分と発出光を検出するための２つのセン サ部分とを有する請求の範囲第１１項記載の情報集収システム。
13. １３．前記センサ部分が複数の光応答性の帯片を含む請求の範囲第１２項記載の 情報集収システム。
14. １４．各々の前記光応答性の帯片が前記光入力の位置を職別することなく、帯片 の長さに沿った任意の位置においての光入力の大きさを表わす出力を与える請求 の範囲第１３項記載の情報集収システム。
15. １５．前記センサ部分が複数の光検出器を含む請求の範囲第１２項記載の情報集 収システム。
16. １６．情報が必要とされる前記物質から受けた光を結像するための光学的手段を 含む請求の範囲第１−１５項のーに記載の情報集収システム。
17. １７．前記光ビーム指向手段が走査レーザであり、前記光検知手段が光応答性セ ンサであり、該走査レーザと該光応苔性センサとは、レーザ走査パターンを該光 応答性センサの瞬時的な受光域と相関させるように同期されている請求の範囲第 １項又は第２項記載の情報集収システム。
18. １８．請求の範囲第１−１７項のーに記載の情報集収システムを含む植物性又は 他の可食性の生産物の性状を定めるシステム。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載の植物性又は他の可食性の生産物の性状を定め るシステムであって、除外機構と、該除外機構に出力信号を発出するためのデー タ処理−解析部とを含むシステム。
20. ２０．請求の範囲第１８項又は第１９項記載の植物性又は他の可食性の生産物の 性状を定めるシステムであって、物質の少くとも１つの特定の特性又は性状につ いての情報を与える少くとも１つの非光学的モニタ手段を更に有するシステム。