JPH11174001A - 青果物の内部判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 死角を原因とした判定誤差が回避されるスイ
カ等青果物の内部判定装置を低コストで提供すること。 【解決手段】 スイカ内部の空洞部（す）等の有無をＸ
線を照射して判定する内部判定装置であり、スイカ搬送
路近傍に配置され搬送方向を示す直線100と出射中心線2
0、30との交差角が異なる２つのＸ線出射方向を有する
と共にＸ線の出射点40と上記交差点21、31とを結ぶ直線
と上記直線100とで構成される面に垂直で出射点と交差
点とを通る面内において出射中心線20、30を中央にして
その両方向へ広がるＸ線を出射するＸ線源４と、搬送路
を挟んでＸ線源の反対側で各Ｘ線出射方向上の搬送路近
傍に各々設けられると共に各Ｘ線の広がり方向に沿って
かつＸ線源から略等距離となる位置に配列された検出器
200群より成る２つのラインセンサ２、３とを具備する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイカ、メロン、
カボチャ、大根等青果物内部における空洞部、種子部等
の物理的形態若しくは水分の存在状態を一個体ずつ非破
壊的に判定可能な内部判定装置に係り、特に、青果物内
部における物理的形態若しくは水分の存在状態を連続的
にかつ高い精度で判定できる安価な内部判定装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】メロン、スイカ等青果物の糖度や熟度等
について測定対象である青果物を破壊することなく連続
的に測定できる装置として、例えば、近赤外レーザ等を
用いた非破壊測定装置が知られている（特開平９−５２
３４号公報参照）。すなわち、この装置は、青果物内部
の質的変化に伴う化学的組成の違いについてその光吸収
の差を利用して測定するものであった。

【０００３】また、測定対象の内部に空洞部や種子部が
どのような状態で存在しているか等その物理的形態を測
定対象を破壊することなく判定する装置としては、例え
ば、Ｘ線を用いてミカン等柑橘類のす上がり（へた部直
下における皮と果肉の間に空洞ができる現象をいう）検
査を行う装置（特開昭５２−１４５１５４号公報参照）
が知られている。但し、測定対象が柑橘類で小さいこと
と空洞部が皮の厚みに対して大きいことから柑橘類の内
部検査は比較的簡便なため、測定対象全体の画像を撮る
のではなく代表的箇所のＸ線の検出量から想定される透
過率に基づき空洞の有無等その物理的形態を判定するに
過ぎない装置であった。

【０００４】一方、スイカ等大型の青果物内部における
物理的変化の判定法としては、従来、スイカの打音式空
洞判定装置が知られている。これは、従来、人間がスイ
カを叩き、内部の熟れ具合を判定した手法を装置化した
もので、ハンマーと音を聞くためのマイクロフォンとで
その主要部が構成される装置であった。そして、この装
置においては、振動の伝搬する通路に空洞部が存在した
場合、この空洞部に遮られて伝搬しないか迂回するため
伝搬量が減るという原理を利用したものであった。但
し、この装置を用いてスイカの空洞部の有無等を判定す
るには、スイカ内部の空洞のサイズがある程度以上大き
く、かつ、空洞が音波の伝搬を阻害する方向に配置され
ていることが前提となるため、スイカ内部に存在する空
洞をもれなく判定できる装置ではなく、また、判定精度
上も問題を有していた。

【０００５】他方、Ｘ線を用いたスイカの空洞判定機も
提案され（特開昭６２−２７３０８７号公報、特開平８
−２４２６８１号公報参照）、具体的に図１３に示すよ
うな装置も開発されている。すなわち、この空洞判定機
は、スイカａに対し略円錐状の広がりをもったＸ線を照
射するＸ線源ｂと、スイカａを挟んでＸ線源ｂの反対側
に設けられかつ縦横方向に複数配置された検出器群c1よ
り成る光倍増管（イメージインテンシファイヤー：ii方
式と称される）ｃとでその主要部が構成されており、ス
イカａ内部の一瞬の画像を一度に撮像する装置であっ
た。但し、光倍増管ｃの特性上、瞬間に撮られた１画像
だけでは鮮明な内部像が得られないため、数十〜数百枚
の画面を撮りその平均あるいは積分をする必要がある装
置であった。また、この装置では、測定対象であるスイ
カを静止させた状態で測定する必要があることから、大
量のスイカを短時間でかつ連続的に測定することが困難
なためその処理量が限られる問題を有していた。更に、
径の大きな光倍増管は高価であり、かつ、そのサイズも
２０ｃｍ径程度しかない現状においては、大型のスイカ
（直径３０ｃｍにも及ぶ）についてその空洞判定を行う
ことは実際上困難が伴う。そして、測定対象であるスイ
カａに対し上記Ｘ線源ｂを近付けて光倍増管ｃを有効に
利用しようとすると、スイカａ内部の撮像可能な範囲が
光倍増管の口径より小さい範囲になってしまうため、そ
の分、判定精度が低下するといった問題を有していた。

【０００６】尚、スイカ等青果物の内部判定を行う装置
として、最近、ＮＭＲＣＴを適用する装置も一部開発さ
れそれなりの精度で用いられているが、装置自体の価格
が高いため広く利用されていないのが現状である。

【０００７】この様な技術的背景の下、本発明者は上記
光倍増管を適用しない青果物の内部判定装置、すなわ
ち、青果物内部における空洞部、種子部等の物理的形態
若しくは水分の存在状態を連続的に判定できる安価な内
部判定装置の開発を試みた。

【０００８】すなわち、この内部判定装置は、図１４に
示すようにスイカ等の青果物ａを特定方向（矢印参照）
へ搬送させる搬送手段ｅと、青果物ａの搬送路近傍に配
置されかつ搬送方向を示す直線ｆと出射中心線b1が交差
すると共にＸ線の出射点b2と上記交差点b3とを結ぶ直線
と搬送方向を示す直線ｆとで構成される面に垂直で上記
出射点b2と交差点b3とを通る面内において上記出射中心
線b1を中央にしてその両方向へ広がるＸ線を出射するＸ
線源ｂと、搬送路を挟んでＸ線源ｂの反対側で上記Ｘ線
源ｂにおけるＸ線出射方向上の搬送路近傍に設けられる
と共にＸ線の広がり方向に沿ってかつ上記Ｘ線源ｂから
略等距離となる位置に略円弧形状に配列された複数の検
出器群より成るラインセンサｇとでその主要部が構成さ
れており、上記出射中心線b1を中央にしてその両方向へ
広がるＸ線の広がり面ｈを青果物ａが搬送されて連続的
に横切る間、Ｘ線源ｂからのＸ線により撮像されて青果
物ａの内部画像が得られる装置であった。

【０００９】そして、上記Ｘ線の広がり面ｈを横切った
青果物ａについて、例えばその内部に空洞が存在する
と、空洞がない場合あるいは空洞のない近傍領域に較べ
てＸ線の吸収量が少なくなる。従って、内部に空洞が存
在するとＸ線の透過量が多くなるため、その透過量に対
応した青果物ａの内部画像が得られる。

【００１０】ここで、空洞が存在しない本来の場合の光
路長をＬ、その光路中に存在する空洞領域の光路長をΔ
Ｌ、青果物内部でのＸ線の吸収係数をαとすると、空洞
が存在しない場合（あるいは存在しない極近傍での）の
透過量は、 Ｐ0 ＝Ｐin×exp［−α×Ｌ］ となる。

【００１１】ところが、空洞が存在する場合の透過量は
以下のようになる。

【００１２】Ｐ1 ＝Ｐin×exp［−α×（Ｌ−ΔＬ）］ そして、ラインセンサｇで得られる内部画像のコントラ
ストの差は、 ΔＰ＝Ｐ1 −Ｐ0 ＝Ｐin×exp［−α×（Ｌ−ΔＬ）］−Ｐin×exp［−α×Ｌ］ ＝Ｐin×exp［−α×Ｌ］×｛exp［α×ΔＬ］−１｝ となる。

【００１３】従って、この装置で得られた青果物ａにお
ける内部画像のコントラストは、Ｌが同じの場合、ΔＬ
が大きいほど鮮明につくこととなる。このため、青果物
ａ内部における空洞部、種子部等の物理的形態若しくは
水分の存在状態について上記コントラストの差の大小に
よりこれを判定することが可能となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、青果物内部
に存在する空洞は、例えばスイカを例に挙げて説明する
と、図１４に示すようにスイカａのつる部ａ’を上にし
て見た場合、スイカａの赤道面に平行に走る横すｊと、
上記赤道面に対し垂直に走る縦すｋがあり、かつ、縦す
ｋにも、Ｘ線の広がり面ｈを基準にしてこの広がり面ｈ
に対し垂直に走る縦す（垂直）k1と、上記広がり面ｈと
平行に走る縦す（平行）k2があった。

【００１５】そして、横すｊと縦す（平行）k2の空洞方
向は上記広がり面ｈと平行になっているため、その空洞
領域の光路長ΔＬは長く空洞部のコントラストが鮮明に
見えるのに対し、上記縦す（垂直）k1の空洞方向は上記
広がり面ｈと垂直になっているため、その空洞領域の光
路長ΔＬは短く空洞部のコントラストが相対的に見え難
くなっている。このため、その品質の優劣に大きな影響
を及ぼす縦す（垂直）k1が存在するにも拘らず見過ごし
易いことから未だ改善の余地を有していた。

【００１６】尚、上記内部判定装置における死角に起因
したこの種の弊害は、青果物内部に存在する縦す、横す
等空洞部の判定に限らず、種子部や水分の存在状態を判
定する際にも生じ易い弊害であった。

【００１７】本発明はこの様な問題点に着目してなされ
たもので、その課題とするところは、縦す、横す等死角
を原因とした上述の弊害を回避でき、しかも、青果物内
部における空洞部等の物理的形態若しくは水分の存在状
態を連続的にかつ高い精度で判定できる安価な内部判定
装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、特定方向に搬送される青果物に対してＸ線を
照射すると共に青果物内を通過して外部に出射されるＸ
線を測定することにより青果物内部における物理的形態
若しくは水分の存在状態を判定する青果物の内部判定装
置を前提とし、青果物の搬送路近傍に配置されかつ上記
搬送方向を示す直線と出射中心線との交差角が異なる少
なくとも２つのＸ線出射方向を有すると共にＸ線の出射
点と上記交差点とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線とで
構成される面に垂直で上記出射点と交差点とを通る面内
において上記出射中心線を中央にしてその両方向へ広が
るＸ線を出射するＸ線源と、搬送路を挟んでＸ線源の反
対側で上記Ｘ線源における各Ｘ線出射方向上の搬送路近
傍に各々設けられると共に各Ｘ線の広がり方向に沿って
かつ上記Ｘ線源から略等距離となる位置に略円弧形状に
配列された複数の検出器群より成る少なくとも２つのラ
インセンサとを具備することを特徴とし、また、請求項
２に係る発明は、請求項１記載の発明に係る内部判定装
置を前提とし、一方のラインセンサが配置された部位と
他方のラインセンサが配置された部位との間の搬送路上
に、搬送される青果物に対し搬送面に垂直な軸を中心軸
にして青果物を所定角度回転させる回転手段が設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項３に係る発明は、特定方向に
搬送される青果物に対してＸ線を照射すると共に青果物
内を通過して外部に出射されるＸ線を測定することによ
り青果物内部における物理的形態若しくは水分の存在状
態を判定する青果物の内部判定装置を前提とし、青果物
の搬送路近傍に配置されかつ上記搬送方向を示す直線に
対し第一出射中心線が任意の角度で交差する第一Ｘ線出
射方向を有すると共に第一Ｘ線の出射点と上記交差点と
を結ぶ直線と搬送方向を示す直線とで構成される面に垂
直で上記出射点と交差点とを通る面内において上記第一
出射中心線を中央にしてその両方向へ広がる第一Ｘ線を
出射する第一Ｘ線源と、搬送路を挟んで第一Ｘ線源の反
対側で上記第一Ｘ線源における第一Ｘ線出射方向上の搬
送路近傍に設けられると共に第一Ｘ線の広がり方向に沿
ってかつ第一Ｘ線源から略等距離となる位置に略円弧形
状に配列された複数の検出器群より成る第一ラインセン
サと、搬送方向に垂直な面への上記第一出射中心線と第
二出射中心線の投影像が直交する第二Ｘ線出射方向を有
しかつ第二出射中心線の第一出射中心線との直交点若し
くは搬送方向を示す直線との交点と第二Ｘ線の出射点と
を結ぶ直線と搬送方向を示す上記直線とで構成される面
に垂直で上記直交点若しくは交点と上記出射点とを通る
面内において上記第二出射中心線を中央にしてその両方
向へ広がる第二Ｘ線を出射する第二Ｘ線源と、搬送路を
挟んで第二Ｘ線源の反対側で上記第二Ｘ線源における第
二Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に設けられると共に第二
Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ第二Ｘ線源から略等距離
となる位置に略円弧形状に配列された複数の検出器群よ
り成る第二ラインセンサとを具備し、かつ、第一Ｘ線に
おける第一出射中心線を中央にして両方向へ広がる広が
り面と、第二Ｘ線における第二出射中心線を中央にして
両方向へ広がる広がり面とが平行になっていることを特
徴とするものである。

【００２０】また、請求項４に係る発明は、請求項１、
２または３記載の発明に係る内部判定装置を前提とし、
上記搬送方向を示す直線が、搬送面上を搬送される青果
物の中心点の軌跡と同一若しくは略同一であることを特
徴とし、請求項５に係る発明は、上記青果物がスイカで
あることを特徴とするものである。

【００２１】次に、請求項６に係る発明は、請求項１、
２、４または５記載の発明に係る内部判定装置を前提と
し、上記Ｘ線源から出射される少なくとも一方のＸ線に
おける出射中心線を中央にして両方向へ広がる広がり面
が、搬送されてこの広がり面を通過する時点におけるス
イカのつる部と中心点が上記広がり面上に存在若しくは
略存在しかつスイカの中心点がＸ線の上記出射中心線上
に存在若しくは略存在すると共にスイカのつる部がＸ線
の上記出射中心線から最も離れている条件を満たすよう
に設定されていることを特徴とし、請求項７に係る発明
は、上記Ｘ線源から出射される少なくとも一方のＸ線に
おける出射中心線を中央にして両方向へ広がる広がり面
が、搬送されてこの広がり面を通過する時点におけるス
イカのつる部と中心点が上記広がり面上に存在若しくは
略存在しかつスイカのつる部と中心点がＸ線の上記出射
中心線上に存在若しくは略存在する条件を満たすように
設定されていることを特徴とするものである。

【００２２】また、請求項８に係る発明は、請求項３、
４または５記載の発明に係る内部判定装置を前提とし、
上記第一Ｘ線源または第二Ｘ線源から出射される第一Ｘ
線または第二Ｘ線における一方の出射中心線を中央にし
て両方向へ広がる広がり面が、搬送されてこの広がり面
を通過する時点におけるスイカのつる部と中心点が上記
広がり面上に存在若しくは略存在しかつスイカの中心点
が上記出射中心線上に存在若しくは略存在すると共にス
イカのつる部が上記出射中心線から最も離れている条件
を満たすように設定されていることを特徴とし、請求項
９に係る発明は、上記第一Ｘ線源または第二Ｘ線源から
出射される第一Ｘ線または第二Ｘ線における一方の出射
中心線を中央にして両方向へ広がる広がり面が、搬送さ
れてこの広がり面を通過する時点におけるスイカのつる
部と中心点が上記広がり面上に存在若しくは略存在しか
つスイカのつる部と中心点が上記出射中心線上に存在若
しくは略存在する条件を満たすように設定されているこ
とを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００２４】まず、図４は、本発明の実施の形態に係る
内部判定装置の概略構成を示す説明図である。すなわ
ち、この内部判定装置１は、スイカ等青果物ａを特定方
向（矢印参照）へ搬送させる搬送手段１０と、青果物ａ
の搬送路近傍に配置されかつ上記搬送方向を示す直線１
００と出射中心線２０、３０の交差角θ1 、θ2 が異な
る２つのＸ線出射方向を有すると共にＸ線の出射点４０
と上記交差点２１、３１とを結ぶ直線と搬送方向を示す
直線１００とで構成される面に垂直で上記出射点４０と
交差点２１、３１とを通る面内において上記出射中心線
２０、３０を中央にしてその両方向へ広がるＸ線を出射
するＸ線源４と、搬送路を挟んでＸ線源４の反対側で上
記Ｘ線源４における各Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に各
々設けられると共に各Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ上
記Ｘ線源４から略等距離となる位置に略円弧形状に配列
された複数の検出器２００群より成る２つのラインセン
サ２、３とでその主要部が構成されている。

【００２５】そして、この内部判定装置１においては、
図４〜図７に示すように出射中心線２０を中央にしてそ
の両方向へ広がるＸ線の広がり面２０ｈと、出射中心線
３０を中央にしてその両方向へ広がるＸ線の広がり面３
０ｈの２つの広がり面を青果物ａが順次連続的に横切る
ことになる。従って、一方の広がり面においてその死角
により撮像されなかった空洞部も、他方の広がり面にお
いては別の角度から撮像されることになるため、上述し
た死角を原因とする判定誤差を回避することが可能とな
る。

【００２６】例えば、青果物ａ内部に存在する厚さαの
縦すｋが、図５に示すように搬送方向と平行（実線で示
す）な配置状態で、あるいは、搬送方向に対し垂直（破
線で示す）な配置状態で上記広がり面２０ｈ、３０ｈを
横切る場合、いずれの広がり面においても上記縦すｋの
配置が縦す（垂直）になることはないため、上述の死角
を原因とした判定誤差を回避することが可能となる。

【００２７】また、図６に示すように一方の広がり面２
０ｈにおいて上記縦すｋの配置が縦す（垂直）k1になっ
ている場合でも、他方の広がり面３０ｈにおいては縦す
（垂直）の配置とはならないため、同様に、死角を原因
とした判定誤差を回避することが可能となる。すなわ
ち、広がり面２０ｈに対し上記縦すｋの配置が縦す（垂
直）k1になっている場合、上記縦す（垂直）k1における
空洞領域の光路長ΔＬはαであるが、上記広がり面３０
ｈを青果物ａが横切る際において上記縦すｋにおける空
洞領域の光路長ΔＬはα×（１／cos θ）となり、広が
り面２０ｈでとらえた縦す（垂直）k1における空洞領域
の光路長ΔＬ（α）より長くなって実際の空洞部の長さ
に近付くため、死角を原因とした判定誤差を回避するこ
とが可能となる。

【００２８】また、図７に示すように青果物ａ内の空洞
部が、青果物ａの中心部から外れた部位に存在している
場合、この空洞部が上記広がり面２０ｈ、３０ｈを横切
る際における青果物ａの光路長Ｌは青果物ａの直径より
短くなる（空洞部の位置が中心部にないため）。このた
め、Ｌが小さくなりかつΔＬは大きくなること（広がり
面３０ｈを横切るとき）から、死角を原因とした判定誤
差をより完全に回避することが可能となる。尚、図５〜
図７中、θは広がり面２０ｈ、３０ｈ間のなす角度（す
なわち、出射中心線２０、３０のなす角度）を示し、ま
た、ｔは青果物ａを載置したトレイを示している。

【００２９】また、この内部判定装置においては、図８
に示すように一方のラインセンサ２が配置された部位と
他方のラインセンサ３が配置された部位との間の搬送路
上に、搬送される青果物ａに対し搬送面に垂直な軸を中
心軸にして青果物を所定角度回転させる回転手段５を設
けてもよい（請求項２）。この様な回転手段５を付設す
ることにより、青果物ａ内の縦すｋに対し９０度の方位
差があるＸ線照射による判定を実現させることが可能と
なる。この場合、図８に示すように青果物ａについて必
ずしも９０度回転させる必要はない。すなわち、出射中
心線２０、３０のなす角度（広がり面２０ｈ、３０ｈ間
のなす角度）をθとすると、青果物ａの回転角度は（９
０−θ）度回転させることにより、縦すｋに対し９０度
の方位差がある一対のＸ線照射を達成させることが可能
である。

【００３０】そして、内部画像のコントラストは、先に
述べたごとく以下のようになる。

【００３１】 ΔＰ＝Ｐ1 −Ｐ0 ＝Ｐin×exp［−α×（Ｌ−ΔＬ）］−Ｐin×exp［−α×Ｌ］ ＝Ｐin×exp［−α×Ｌ］×｛exp［α×ΔＬ］−１｝ また、近隣のデータを互いの比でとれば、 γ＝Ｐ1 ／Ｐ0 ＝ exp［α×ΔＬ］ となる。

【００３２】すなわち、Ｐ1 ／Ｐ0 で示される比の画像
データから青果物内部における空洞部の始まる際（き
わ）が強調される。そして、画像解析をする上で、先の
コントラストの差をとった画像上にこの比をとった画像
を重ねることにより、青果物内部における空洞部の画像
をより鮮明に求めることが可能となる。

【００３３】次に、図４で示された青果物の内部判定装
置では単一のＸ線源が用いられているが、若干のコスト
アップを前提に、一対のＸ線源を用いてより精度の高い
内部判定装置（請求項３）を構成させることも可能であ
る。

【００３４】すなわち、この内部判定装置１は、図９に
示すようにスイカ等青果物ａを特定方向（矢印参照）へ
搬送させる搬送手段１０と、青果物ａの搬送路近傍に配
置されかつ搬送方向を示す直線１００に対し第一出射中
心線６０が任意の角度θ１で交差する第一Ｘ線出射方向
を有すると共に第一Ｘ線の出射点８０と上記交差点６１
とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線１００とで構成され
る面に垂直で上記出射点８０と交差点６１とを通る面内
において上記第一出射中心線６０を中央にしてその両方
向へ広がる第一Ｘ線を出射する第一Ｘ線源８と、搬送路
を挟んで第一Ｘ線源８の反対側で上記第一Ｘ線源８にお
ける第一Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に設けられると共
に第一Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ第一Ｘ線源８から
略等距離となる位置に略円弧形状に配列された複数の検
出器２００群より成る第一ラインセンサ６と、搬送方向
に垂直な面への上記第一出射中心線６０と第二出射中心
線７０の投影像が直交する第二Ｘ線出射方向を有しかつ
第二出射中心線７０の搬送方向を示す直線１００との交
点７１（上記直線１００と第二出射中心線７０との交差
角：θ２）と第二Ｘ線の出射点９０とを結ぶ直線と搬送
方向を示す上記直線１００とで構成される面に垂直で上
記交点７１と上記出射点９０とを通る面内において上記
第二出射中心線７０を中央にしてその両方向へ広がる第
二Ｘ線を出射する第二Ｘ線源９と、搬送路を挟んで第二
Ｘ線源９の反対側で上記第二Ｘ線源９における第二Ｘ線
出射方向上の搬送路近傍に設けられると共に第二Ｘ線の
広がり方向に沿ってかつ第二Ｘ線源９から略等距離とな
る位置に略円弧形状に配列された複数の検出器２００群
より成る第二ラインセンサ７とでその主要部が構成され
ており、かつ、上記第一Ｘ線における第一出射中心線６
０を中央にして両方向へ広がる広がり面６０ｈと、第二
Ｘ線における第二出射中心線７０を中央にして両方向へ
広がる広がり面７０ｈとが平行に配置されているもので
ある。

【００３５】そして、この内部判定装置においては、搬
送面に対し略平行なＸ線出射方向を有する第一Ｘ線源８
からのＸ線照射により、測定対象である青果物ａ内部に
存在する横すと縦す（平行）の空洞部を撮像すると共
に、搬送面に対し略垂直なＸ線出射方向を有する第二Ｘ
線源９からのＸ線照射により、青果物ａ内部に存在する
縦す（垂直）と縦す（平行）の空洞部を撮像することに
なるため、上述した死角の影響が回避されて、図４で示
された内部判定装置に較べて更に精度よく青果物内部に
おける空洞部、種子部等の物理的形態若しくは水分の存
在状態を判定することが可能となる。

【００３６】ここで、図４に示された内部判定装置ある
いは図９に示された内部判定装置を用いて青果物の内部
判定を行う際、Ｘ線源から出射されるＸ線の出射中心線
が搬送される青果物の中心点を通るように設定した場
合、青果物全体の内部画像が得られるためより精度よく
内部の判定を行うことができる。このためには、上述し
たＸ線の出射中心線と交差する搬送方向を示す直線が、
搬送面上を搬送される青果物の中心点の軌跡と同一若し
くは略同一に設定すればよい（請求項４）。

【００３７】尚、図９に示された内部判定装置について
この条件を具備させると、図１０に示すような構造とな
る。すなわち、搬送方向に垂直な面への上記第一出射中
心線６０と第二出射中心線７０の投影像が直交するだけ
でなく、第一出射中心線６０と第二出射中心線７０が直
交し、かつ、これ等中心線６０、７０が搬送方向を示す
上記直線１００とも同一の点、すなわち、直交点６１
（７１）で交差する配置関係となる。更に、上記第一Ｘ
線における第一出射中心線６０を中央にして両方向へ広
がる広がり面６０ｈと、第二Ｘ線における第二出射中心
線７０を中央にして両方向へ広がる広がり面７０ｈとが
重複する面（重複も平行の一形態である）を構成するこ
とになる。

【００３８】ところで、これまでは青果物内部に存在す
る空洞部の判定を主体にして本発明に係る内部判定装置
を説明したが、以下、青果物をスイカに特定しかつスイ
カ内部に存在する種子部の判定に適した内部判定装置の
構成について説明する。

【００３９】まず、図１１（Ａ）に示すようにスイカａ
のつる部ａ’を上にしかつ赤道面に沿って（破線Ｂに示
す方向）スイカａをカットした場合、図１１（Ｂ）に示
すような切断面となり、また、スイカａのつる部ａ’を
上にし赤道面に垂直でかつスイカの中心点を通る（一点
鎖線Ｃに示す方向）ようにスイカａをカットした場合、
図１１（Ｃ）に示すような切断面となる。すなわち、上
述した縦す、横す等空洞部についてはスイカ内部におけ
る存在の規則性が基本的に無いのに対し、上記種子部に
ついてはスイカ内部における分布の規則性があるためこ
の特性を利用してその内部判定を行った方が有利であ
る。従って、スイカ内部における種子部の存在状態（種
の多少、分布状態等）を判定する目的で本発明に係る内
部判定装置を適用する場合には、図１１（Ｂ）や図１１
（Ｃ）に示されるような内部画像が得られるようにスイ
カの搬送等について考慮することが望ましい。

【００４０】すなわち、図４に示された本発明に係る内
部判定装置を例に挙げてその搬送条件等を以下検討す
る。

【００４１】まず、図１１（Ｂ）に示された内部画像を
得るためには、図１２に示すようにＸ線源４から出射さ
れる一方のＸ線における出射中心線２０を中央にして両
方向へ広がる広がり面２０ｈが、搬送されてこの広がり
面２０ｈを通過する時点におけるスイカａのつる部（図
１２中、破線で示したつる部）ａ’と中心点３００が上
記広がり面２０ｈ上に存在若しくは略存在し、かつ、ス
イカａのつる部ａ’と中心点３００がＸ線の上記出射中
心線２０上に存在若しくは略存在する条件を満たすよう
に設定（請求項７）すればよい。

【００４２】また、図１１（Ｃ）に示された内部画像を
得るためには、図１２に示すようにＸ線源４から出射さ
れる一方のＸ線における出射中心線２０を中央にして両
方向へ広がる広がり面２０ｈが、搬送されてこの広がり
面２０ｈを通過する時点におけるスイカａのつる部（図
１２中、実線で示したつる部）ａ’と中心点３００が上
記広がり面２０ｈ上に存在若しくは略存在し、かつ、ス
イカａの中心点３００がＸ線の上記出射中心線２０上に
存在若しくは略存在すると共に、スイカａのつる部ａ’
が上記出射中心線２０から最も離れている条件を満たす
ように設定（請求項６）すればよい。

【００４３】尚、図９〜図１０に示された内部判定装置
においては、いずれか一方のＸ線源から出射されたＸ線
の広がり面に対し、図１２を用いて説明した上述の条件
を具備させるように配置設定（請求項８、請求項９）す
ればよい。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。

【００４５】［第一実施例］この実施例に係る内部判定
装置１は、図１〜図２に示すようにスイカａを特定方向
（矢印参照）へ搬送させる搬送手段１０と、スイカａの
搬送路近傍に配置されかつ上記搬送方向を示す直線１０
０と出射中心線１０１、１０２、１０３の交差角θ1 、
θ2 、θ3 が異なる３つのＸ線出射方向を有すると共に
Ｘ線の出射点４０と上記交差点１０４、１０５、１０６
とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線１００とで構成され
る面に垂直で上記出射点４０と交差点１０４、１０５、
１０６とを通る面内において上記出射中心線１０１、１
０２、１０３を中央にしてその両方向へ広がるＸ線を出
射するＸ線源４と、搬送路を挟んでＸ線源４の反対側で
上記Ｘ線源４における各Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に
各々設けられると共に各Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ
上記Ｘ線源４から略等距離となる位置に略円弧形状に配
列された複数の検出器２００群より成る３つのラインセ
ンサ１１０、１２０、１３０とでその主要部が構成され
ている。

【００４６】尚、上記Ｘ線源４の出射点４０側には３つ
のスリットを開設した鉛製のスリット板（図示せず）が
設けられており、このスリット板の作用により３方向へ
Ｘ線がそれぞれ出射されるようになっている。

【００４７】まず、スイカａを専用トレイｔに載置し、
かつ、搬送手段１０により矢印方向へ搬送させてスイカ
ａ内部に存在する縦すｋの有無を判定した。すなわち、
事前調べにより空洞が入っていることを確認したサンプ
ルスイカを用意した。サイズは通常４Ｌと称される重量
約１０ｋｇのもの（直径：約２７ｃｍ）である。また、
上記空洞の厚みは大きいところで約１．５ｃｍ程あり、
スイカａの中心から約８ｃｍ程離れたところに位置して
いた。

【００４８】そして、判定が最も困難とされる上述した
縦す（垂直）k1が搬送方向に平行に配置されるようにセ
ットし、搬送路を搬送させて、出射中心線１０１を中央
にしてその両方向へ広がるＸ線の広がり面１０１ｈ、出
射中心線１０２を中央にしてその両方向へ広がるＸ線の
広がり面１０２ｈ、及び、出射中心線１０３を中央にし
てその両方向へ広がるＸ線の広がり面１０３ｈを順次横
切らせ、スイカａの内部画像をそれぞれ撮像した。

【００４９】この結果、出射中心線１０２を中央にして
その両方向へ広がるＸ線の広がり面１０２ｈで撮った内
部画像では、上記縦すｋの配置が縦す（垂直）k1になっ
ているため空洞の存在はうっすらとしか確認できなかっ
たが、出射中心線１０１を中央にしてその両方向へ広が
るＸ線の広がり面１０１ｈで撮った内部画像と出射中心
線１０３を中央にしてその両方向へ広がるＸ線の広がり
面１０３ｈで撮った内部画像では、上記縦すｋが縦す
（垂直）k1の配置になっていないため空洞の存在がはっ
きり確認された。

【００５０】［第二実施例］この実施例に係る内部判定
装置１は、図３に示すように一方のラインセンサ１１０
が配置された部位と他方のラインセンサ１３０が配置さ
れた部位との間で、かつ、中央のラインセンサ１２０が
配置された近傍の搬送路上に、スイカａが載置された専
用トレイｔを矢印方向へ３０度回転させる回転手段５が
付設されている点を除き、第一実施例に係る内部判定装
置と略同一である。

【００５１】尚、上記回転手段５の作用により、出射中
心線１０１を中央にしてその両方向へ広がるＸ線の広が
り面１０１ｈでの縦すｋに対するＸ線の照射方位と、出
射中心線１０３を中央にしてその両方向へ広がるＸ線の
広がり面１０３ｈでの縦すｋに対するＸ線の照射方位と
の相対角度は、図３に示すように９０度回転することに
なる。

【００５２】そして、上記サンプルスイカを用い、か
つ、内部に存在する縦すｋの配置が搬送方向に沿って平
行となるように搬入させたものを０度配置（図１におい
て縦すk1に対応する）、また、内部に存在する縦すｋの
配置が搬送方向に対して垂直となるように搬入させたも
のを９０度配置（図１において縦すk2に対応する）と定
義し、３つの広がり面１０１ｈ、１０２ｈ、１０３ｈで
の上記縦すｋとＸ線とのなす角度を調べると、以下の表
１のようになる。

【００５３】

【表１】

【００５４】この結果、各広がり面１０１ｈ、１０２
ｈ、１０３ｈにおいて上記縦すｋとＸ線とのなす角度が
３０度以下になる領域（表１中に◎を付す）が必ず存在
するため、スイカ内部に存在する空洞部の判定は容易に
できた。但し、広がり面１０２ｈでの専用トレイｔは回
転中であり、表１の値はスイカの中心点が通過する時の
角度である。また、専用トレイｔは３３ｃｍ／秒の速度
で移動している。

【００５５】そして、３３ｃｍ移動中（広がり面１０２
ｈ近傍）に３０度だけ回転するのは装置的に問題ない速
度であった。

【００５６】

【発明の効果】請求項１及び５記載の発明に係る内部判
定装置によれば、青果物の搬送路近傍に配置されかつ搬
送方向を示す直線と出射中心線との交差角が異なる少な
くとも２つのＸ線出射方向を有すると共にＸ線の出射点
と上記交差点とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線とで構
成される面に垂直で上記出射点と交差点とを通る面内に
おいて上記出射中心線を中央にしてその両方向へ広がる
Ｘ線を出射するＸ線源と、搬送路を挟んでＸ線源の反対
側で上記Ｘ線源における各Ｘ線出射方向上の搬送路近傍
に各々設けられると共に各Ｘ線の広がり方向に沿ってか
つ上記Ｘ線源から略等距離となる位置に略円弧形状に配
列された複数の検出器群より成る少なくとも２つのライ
ンセンサとを具備しており、一方の出射中心線を中央に
してその両方向へ広がるＸ線の一方の広がり面と、他方
の出射中心線を中央にしてその両方向へ広がるＸ線の他
方の広がり面との２つの広がり面に対し青果物が順次連
続的に横切るため、それぞれのラインセンサを介して青
果物の内部像が別々に撮像されることになる。

【００５７】従って、一方の広がり面においてその死角
により撮像されなかった空洞部や種子部等も他方の広が
り面においては別の角度から撮像されることになるた
め、死角を原因とした判定誤差を回避することが可能に
なると共に、青果物を連続的に搬送させながらその内部
判定を行う構造のため処理効率の飛躍的な改善が図れる
効果を有する。

【００５８】また、請求項２記載の発明に係る内部判定
装置によれば、一方のラインセンサが配置された部位と
他方のラインセンサが配置された部位との間の搬送路上
に、搬送される青果物に対し搬送面に垂直な軸を中心軸
にして青果物を所定角度回転させる回転手段が設けられ
ているため、一方の広がり面においてその死角により撮
像されなかった空洞部や種子部等に対し、他方の広がり
面においてより別の角度からこれ等を撮像することがで
きる効果を有する。

【００５９】また、請求項３記載の発明に係る内部判定
装置によれば、青果物の搬送路近傍に配置されかつ搬送
方向を示す直線に対し第一出射中心線が任意の角度で交
差する第一Ｘ線出射方向を有すると共に第一Ｘ線の出射
点と上記交差点とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線とで
構成される面に垂直で上記出射点と交差点とを通る面内
において上記第一出射中心線を中央にしてその両方向へ
広がる第一Ｘ線を出射する第一Ｘ線源と、搬送方向に垂
直な面への上記第一出射中心線と第二出射中心線の投影
像が直交する第二Ｘ線出射方向を有しかつ第二出射中心
線の第一出射中心線との直交点若しくは搬送方向を示す
直線との交点と第二Ｘ線の出射点とを結ぶ直線と搬送方
向を示す上記直線とで構成される面に垂直で上記直交点
若しくは交点と上記出射点とを通る面内において上記第
二出射中心線を中央にしてその両方向へ広がる第二Ｘ線
を出射する第二Ｘ線源と、これ等第一Ｘ線源と第二Ｘ線
源に対応した第一ラインセンサと第二ラインセンサを具
備しており、第一Ｘ線源からのＸ線照射により測定対象
である青果物内部に存在する空洞部や種子部を撮像でき
ると共に、第一Ｘ線源の第一Ｘ線出射方向とはその投影
像が直交する第二Ｘ線出射方向の第二Ｘ線源からのＸ線
照射により別角度からの空洞部や種子部を撮像できるた
め、請求項１に係る装置に較べて更に精度よく青果物内
部における空洞部、種子部等の物理的形態若しくは水分
の存在状態を判定することが可能となる効果を有する。

【００６０】また、請求項４記載の発明に係る内部判定
装置によれば、搬送方向を示す上記直線が搬送面上を搬
送される青果物の中心点の軌跡と同一若しくは略同一で
あることから、Ｘ線源から出射されるＸ線の出射中心線
が搬送される青果物の中心点を通ることになるため、青
果物全体の内部画像を確実に撮ることができる効果を有
する。

【００６１】次に、請求項６記載の発明に係る内部判定
装置によれば、Ｘ線源から出射される少なくとも一方の
Ｘ線における出射中心線を中央にして両方向へ広がる広
がり面が、搬送されてこの広がり面を通過する時点にお
けるスイカのつる部と中心点が広がり面上に存在若しく
は略存在しかつスイカの中心点がＸ線の出射中心線上に
存在若しくは略存在すると共にスイカのつる部がＸ線の
出射中心線から最も離れている条件を満たすように設定
されているため、スイカの赤道面に垂直でかつスイカの
中心点を通るようにカットした切断面形状の内部画像を
得ることができる効果を有する。

【００６２】また、請求項７記載の発明に係る内部判定
装置によれば、Ｘ線源から出射される少なくとも一方の
Ｘ線における出射中心線を中央にして両方向へ広がる広
がり面が、搬送されてこの広がり面を通過する時点にお
けるスイカのつる部と中心点が上記広がり面上に存在若
しくは略存在しかつスイカのつる部と中心点がＸ線の上
記出射中心線上に存在若しくは略存在する条件を満たす
ように設定されているため、スイカの赤道面に沿ってカ
ットした切断面形状の内部画像を得ることができる効果
を有する。

【００６３】また、請求項８記載の発明に係る内部判定
装置によれば、請求項３に係る内部判定装置を用いてス
イカの赤道面に垂直でかつスイカの中心点を通るように
カットした切断面形状の内部画像を得ることができ、請
求項９記載の発明に係る内部判定装置によれば、請求項
３に係る内部判定装置を用いてスイカの赤道面に沿って
カットした切断面形状の内部画像を得ることができる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例に係る内部判定装置の概略構成説明
図。

【図２】第一実施例に係る内部判定装置の概略平面図。

【図３】第二実施例に係る内部判定装置の概略平面図。

【図４】本発明に係る内部判定装置の概略構成説明図。

【図５】本発明に係る内部判定装置の作用説明図。

【図６】本発明に係る内部判定装置の作用説明図。

【図７】本発明に係る内部判定装置の作用説明図。

【図８】回転手段が付された本発明に係る内部判定装置
の作用説明図。

【図９】本発明の他の実施の形態に係る内部判定装置の
概略構成説明図。

【図１０】本発明の他の実施の形態に係る内部判定装置
の概略構成説明図。

【図１１】図１１（Ａ）はスイカの概略斜視図、図１１
（Ｂ）はスイカを赤道面でカットした時に得られる切断
面形状を示す断面図、図１１（Ｃ）はスイカを赤道面に
垂直でかつスイカの中心点を通るようにカットした時に
得られる切断面形状を示す断面図。

【図１２】本発明の他の実施の形態に係る内部判定装置
の概略構成説明図。

【図１３】Ｘ線を用いた従来のスイカ空洞判定機の構成
説明図。

【図１４】本発明者が開発した従来の内部判定装置の概
略構成説明図。

【符号の説明】

１ 内部判定装置 ２ ラインセンサ ３ ラインセンサ ４ Ｘ線源 ２０ 出射中心線 ２１ 交差点 ２０ｈ 広がり面 ３０ 出射中心線 ３１ 交差点 ３０ｈ 広がり面 ４０ 出射点 １００ 搬送方向を示す直線 ２００ 検出器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特定方向に搬送される青果物に対してＸ線
   を照射すると共に青果物内を通過して外部に出射される
   Ｘ線を測定することにより青果物内部における物理的形
   態若しくは水分の存在状態を判定する青果物の内部判定
   装置において、 青果物の搬送路近傍に配置されかつ上記搬送方向を示す
   直線と出射中心線との交差角が異なる少なくとも２つの
   Ｘ線出射方向を有すると共にＸ線の出射点と上記交差点
   とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線とで構成される面に
   垂直で上記出射点と交差点とを通る面内において上記出
   射中心線を中央にしてその両方向へ広がるＸ線を出射す
   るＸ線源と、搬送路を挟んでＸ線源の反対側で上記Ｘ線
   源における各Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に各々設けら
   れると共に各Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ上記Ｘ線源
   から略等距離となる位置に略円弧形状に配列された複数
   の検出器群より成る少なくとも２つのラインセンサとを
   具備することを特徴とする青果物の内部判定装置。
2. 【請求項２】一方のラインセンサが配置された部位と他
   方のラインセンサが配置された部位との間の搬送路上
   に、搬送される青果物に対し搬送面に垂直な軸を中心軸
   にして青果物を所定角度回転させる回転手段が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の青果物の内部判
   定装置。
3. 【請求項３】特定方向に搬送される青果物に対してＸ線
   を照射すると共に青果物内を通過して外部に出射される
   Ｘ線を測定することにより青果物内部における物理的形
   態若しくは水分の存在状態を判定する青果物の内部判定
   装置において、 青果物の搬送路近傍に配置されかつ上記搬送方向を示す
   直線に対し第一出射中心線が任意の角度で交差する第一
   Ｘ線出射方向を有すると共に第一Ｘ線の出射点と上記交
   差点とを結ぶ直線と搬送方向を示す直線とで構成される
   面に垂直で上記出射点と交差点とを通る面内において上
   記第一出射中心線を中央にしてその両方向へ広がる第一
   Ｘ線を出射する第一Ｘ線源と、 搬送路を挟んで第一Ｘ線源の反対側で上記第一Ｘ線源に
   おける第一Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に設けられると
   共に第一Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ第一Ｘ線源から
   略等距離となる位置に略円弧形状に配列された複数の検
   出器群より成る第一ラインセンサと、 搬送方向に垂直な面への上記第一出射中心線と第二出射
   中心線の投影像が直交する第二Ｘ線出射方向を有しかつ
   第二出射中心線の第一出射中心線との直交点若しくは搬
   送方向を示す直線との交点と第二Ｘ線の出射点とを結ぶ
   直線と搬送方向を示す上記直線とで構成される面に垂直
   で上記直交点若しくは交点と上記出射点とを通る面内に
   おいて上記第二出射中心線を中央にしてその両方向へ広
   がる第二Ｘ線を出射する第二Ｘ線源と、 搬送路を挟んで第二Ｘ線源の反対側で上記第二Ｘ線源に
   おける第二Ｘ線出射方向上の搬送路近傍に設けられると
   共に第二Ｘ線の広がり方向に沿ってかつ第二Ｘ線源から
   略等距離となる位置に略円弧形状に配列された複数の検
   出器群より成る第二ラインセンサとを具備し、 かつ、第一Ｘ線における第一出射中心線を中央にして両
   方向へ広がる広がり面と、第二Ｘ線における第二出射中
   心線を中央にして両方向へ広がる広がり面とが平行にな
   っていることを特徴とする青果物の内部判定装置。
4. 【請求項４】上記搬送方向を示す直線が、搬送面上を搬
   送される青果物の中心点の軌跡と同一若しくは略同一で
   あることを特徴とする請求項１、２または３記載の青果
   物の内部判定装置。
5. 【請求項５】上記青果物がスイカであることを特徴とす
   る請求項１、２、３または４記載の青果物の内部判定装
   置。
6. 【請求項６】上記Ｘ線源から出射される少なくとも一方
   のＸ線における出射中心線を中央にして両方向へ広がる
   広がり面が、搬送されてこの広がり面を通過する時点に
   おけるスイカのつる部と中心点が上記広がり面上に存在
   若しくは略存在しかつスイカの中心点がＸ線の上記出射
   中心線上に存在若しくは略存在すると共にスイカのつる
   部がＸ線の上記出射中心線から最も離れている条件を満
   たすように設定されていることを特徴とする請求項１、
   ２、４または５記載の青果物の内部判定装置。
7. 【請求項７】上記Ｘ線源から出射される少なくとも一方
   のＸ線における出射中心線を中央にして両方向へ広がる
   広がり面が、搬送されてこの広がり面を通過する時点に
   おけるスイカのつる部と中心点が上記広がり面上に存在
   若しくは略存在しかつスイカのつる部と中心点がＸ線の
   上記出射中心線上に存在若しくは略存在する条件を満た
   すように設定されていることを特徴とする請求項１、
   ２、４または５記載の青果物の内部判定装置。
8. 【請求項８】上記第一Ｘ線源または第二Ｘ線源から出射
   される第一Ｘ線または第二Ｘ線における一方の出射中心
   線を中央にして両方向へ広がる広がり面が、搬送されて
   この広がり面を通過する時点におけるスイカのつる部と
   中心点が上記広がり面上に存在若しくは略存在しかつス
   イカの中心点が上記出射中心線上に存在若しくは略存在
   すると共にスイカのつる部が上記出射中心線から最も離
   れている条件を満たすように設定されていることを特徴
   とする請求項３、４または５記載の青果物の内部判定装
   置。
9. 【請求項９】上記第一Ｘ線源または第二Ｘ線源から出射
   される第一Ｘ線または第二Ｘ線における一方の出射中心
   線を中央にして両方向へ広がる広がり面が、搬送されて
   この広がり面を通過する時点におけるスイカのつる部と
   中心点が上記広がり面上に存在若しくは略存在しかつス
   イカのつる部と中心点が上記出射中心線上に存在若しく
   は略存在する条件を満たすように設定されていることを
   特徴とする請求項３、４または５記載の青果物の内部判
   定装置。