JPS6111190A - 判別装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は光学的つまシ非破壊的検査により果菜類の熟
度を推定し、この程度により等級分けをおこなう判別装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の装置でオンライン化されているものとして
は第１図のものがあった。第１図において、（１）は光
源、（２）は光源（１）からの光Ｃ１（Ｉを集光する集
光レンズ、　　（３ａ）は熟度成分１例えば糖度と相関
のある測定波長のみを透過する測定波長フィルタ、　　
（３ｂ）は熟度成分と相関のない光のみを通すフィルタ
ー、（４）はフィルター（３ａ）＋　（ａｂ）を取付け
る取付台、（５）は果菜などの測定対象物、（６１は測
定対象物を透過した光をとらえ、光／電変換する受光セ
ンサ、（７）は受光センサ（６）よシの信号を受けて光
量や光量差を演算する演算装置、（８）は演算装置（７
）の演算結果を基に、前もって指示された内容に従って
熟度要素や総合熟度を判定する判定処理回路、（９）は
ユーザの目的に従って仕分制御やデータ収集分析及びそ
の結果の表示をおこなう制御装置である。

なお、第１図には明示していないが、受光センサー（６
１，演算検査（７）１判定処理（ロ）路（８）等はハー
ドウェア的には筺体内に収納されておシ、その筐体には
測定対象物（５）に接触する機構が設けられている。

熟度非破壊装置は、実験室的には多くの研究機関で基礎
研究がおこなわれ判定原理は成る程度確立されたものも
蕪るが、これを装置化し、オンラインでおこなえるよう
にした装置は殆んどない。

あっても極めて判定精度の低いものである。

非破壊検査で熟度判定をおこなう判定原理を第２図にも
とづき以下に述べると熟度を表わす成分は果菜の種類に
より異るが、クロロフィル含有量に比例する酸度や、カ
ロチノイド含有量に比例する糖度を表わす場合が多い。

この熟度成分と相関の高い吸収率を持つ特定波長の光つ
まり測定光を測定対象物に透過させこの光の減衰率より
熟度を推定する方法がある。この場合測定光の透過減衰
率つまり吸収率は、第２図において光線の透過行程つま
り高さ寸法（至）の測定対象物（５）における熟度成分
の濃度及び透過行程の長さに比例する。しかるに熟度は
測定対象物（５）の単位体積当シの熟度成分の濃度（相
対量）であるべきであるから測定光吸収率（絶対量）を
相対量になおす必要がある。

この方法として熟度成分に影響されず透過行程の長さの
みに影響されこの長さに減衰率が比例する特定波長の光
である参照光と測定光の差ΔＯＤが判定パラメータとし
て用いられる。第１図はこれを応用した判別装置の一例
である。その動作について以下に説明する。

フィルター取付台＋４１には測定波長用（３ａ）と参照
波長用（３ｂ）の二種のフィルターが取付けられており
、これを回転して対象に向う光αｑの径路に位置決めす
ることによりニ種の光すなわち測定波長と参照波長とを
通し測定対象物（５）に当てるようになっている。光源
＋１１から出た光０呻はこのフィルターを通シ測定対象
物（５）を透過し、受光センサー（６１に入る。こ＼で
光／電変換された電気信号が演算装置（７）に入る。光
ｕｕｊ：、　フィルタ取付台（４）の回転位置決めによ
り一つの判定要素について二回測定される。演算装置（
７）は、この二回の光量信号にもとづきΔＯＤを計算と
判定要素含有量つまり濃度を計算する。演算装置（７）
からのテークにもとづき判定処理回路（８）は、ユーザ
の要求に従って対象の格付けを行う。制御装置（９］は
全体システムの置かれろ環境に応じて格付物の仕分けや
テークロギング等をおこなうものである。

なお、第２図において、　！３１１３１１は測定対象物
（５）の高さ寸法及び直径をそれぞれ示している。

従来装置による自動非破壊熟度検査においては透過光、
くわしくは、熟度相関の測定光と熟度相関の１１参照光
との差、ΔＯＤを用いたものが主であった。この従来装
置ではΔＯＤが外光等の外乱を受けやすく実験室的に人
手測定の場合は良い結果がでても機構部の自動化に困難
が伴い実用化が難かしかった。又判定精度的にも今−歩
というところであった。

〔発明の概要〕

この発明は果菜類などの測定対象物の特性と相関のある
三種類のパラメータを光学的信号にもとづいて計測し、
それらパラメータを組み合わせることにより測定対象物
の熟成状態を判別するように構成することにより果菜類
の熟度検査に使用される判別装置における判別能力の向
上とオンライン自動化とを容易にすることができるもの
である。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を第３図にもとづいて説明する
。

第３図において（１１は透過光用光源、（５）は梨など
の果菜類からなる測定対象物、　ａＶは透過光用センサ
ーで、このセンサーα２には熟度要素に相当する糖度と
相関のある特定波長、すなわち従来装置でいえば測定光
に相当する波長のみを通すフィルターがついており９通
過センサー（至）により測定対象物（５）の適正測定位
置が検出された際、光源＋１１から出た光α１の測定対
象物（５）透過後の光量を測定する。

同様にして反射光用センサーα３は反射光用光源αυか
ら出た光ａ〔が測定対象物（５）の表面に反射したのを
検出する。形状センサーＵ５＋は測定対象物（５）の形
状を測定するもので、複雑形状を測る場合はテレビカメ
ラが用いられるが、第３図の実施例に示すような簡単な
球形状の形状の場合は十字形のライン型光学センサーで
直径と高さの測定をおこなうようになっている。測定対
象物（５）に対してセンサーα９と反対側に位置する光
源ａ４の光の遮蔽長により形状を測定する。

任ではセンサー霞からのデータをもとに形状を計算し、
　　ＣＰＵからなる判定仕分処理装置（ｔ［９へ出力す
る形状測定装置である。Ｕは測定対象物（５）を載せる
パケットで、このバケツ）ｆｉｌｅは測定対象物（５）
の位置が正確にきまるように逆回角錐型又は逆円錐型、
逆椀型の形状をしておシ、又、所定の形状寸法を測定で
きるように測定部の光を通す切シ欠き（１８ａ）を持っ
ている。切シ欠き（１８ａ）は測定対象物（５）が球形
来で、直径と高さのみを測る場合は十字形でよい。０！
ｌはバケツ）　［１ｇを取シ付けて牽引するコンベヤで
、駆動装置勿により駆動される。（田。

Ｑυは測定対象物（５）を仕分けるためパケット０δを
転倒する仕分アクチュエータで９判定仕分処理装置ｔｔ
ｅの指令により動作するＯＱ４．（２）は仕分后の測定
対象物（５）を払い出す払い出しコンベヤで、用途によ
り必要な数だけ設置されるが、この実施例では分かりや
すくするため良、否二つの仕分けの場合について記した
。（ト）は駆動装置（財）からの動力をコンベヤａ９へ
伝動する伝動装置である。（１）はパケット酩つまシ、
測定対象物（５）の移動位置をトラッキングするために
、伝動歯単回の回転角を検出するシャフトエンコーダで
ある。霞はセンサー（１２，（１：ｌ。

形状測定装置０７１からの情報を基に測定対象物（５）
である梨の熟度を計算判定し、アクチュエータ四。

ｅｌｌに仕分信号を発する判定仕分処理装置である０以
下、第３図に示したものの動作あるいは使用方法につい
て説明する。

コンベヤ！１９に設置されたパケットａａの上に測定対
象物（５）である二十世紀梨を載せる。コンベヤ（１９
ハ常に一定速度で動いているので乗せられた測定対象物
（５）は１通過検出器−により測定最適（適正）位置に
あることを検知した後１反射光センサー（１３により表
面色（三原色）が測定され以下順に透過光センサーα２
により特定波長つまシ二十世紀梨の糖度を測る場合には
６８５ｎｍ近辺の波長の光に対応するデータが判定仕分
処理装置舖に入力され。

最后に形状センサー霞により形状データが形状測定装置
αＤに入力され、これにより形状寸法が計算される。こ
の形状寸法は実施例のように測定対象物（５）が二十世
紀梨の場合は高さＨ１直径りに相当する。なお測定の順
序は必ずしもこの順序である必要はなく任意である。透
過光測定においては透過光は高さ方向、つまり中心軸方
向に光を通すので従来装置における測定光と参照光との
関係を測定光と高さとの関係に近似できる。又表面反射
光により色彩を測る場合にもオンラインで高速計測する
ためには従来のような測定対象物（５）を測定装置に密
着させる機構は無い方が望ましい。

第３図の実施例では同図から明らかなように非接触測定
をおこなうようになっている。ところで。

非接触測定は基本的には接触測定に比し測定項目単独の
測定精度は落ちるが、この精度劣化をカバーするものと
してこの発明では測定対象物の形状。

大きさ等の幾何学的変数を採用している。形状と他の測
定要素、つ′！ｌ−リ表面色彩、透過光吸収率との厳密
な関係を究明するのは容易ではないが発明者は統計的手
法を用いて各種ぼり大なデータを解析し表のような相関
関係を見出した。同表から形状要素が熟度、二十世紀梨
の場合には糖度とかなシの相関があるのは明白である。

さらにこれらの諸測定項目を組み合わせて総合的判定す
る方法の一つとして多重相関にもとづく回帰式による方
法を見出した。形状が他の測定項目、つま多色彩や透過
光吸収率と相関がある理由は１反射光色彩の場合形状が
大きくなるほど反射面積が増えること。

又表面の曲率が変ることによる反射光の散乱率の変化と
関係があることに起因し、更に透過光吸収率がその透過
光の透過行程、すなわち、測定対象物（５）の高さに影
響されるのは充分納得のゆくところである。この発明で
は個々の関係を明らかにするのではなく、あくまでも測
定実験において多変数組み合せの効果として例えば形状
などのように一つの幾何学的変数も有効であることを見
出し。

これも判別のためのパラメータに加えることにより全体
として高精度の判定を得ることを見出したものである。

二十世紀梨の場合、糖度を判別するパラメータとして次
の６項目を選定した。

色彩三刺戟値（表面反射光測定）　＋　Ｘ　＊　Ｙ　＋
　Ｚ透過光量；Ｙｌ 形状；直径り、高さＨ パラメータは多いほどよいが、余シ増やしても効果の増
加はわずかなので判定アルゴリズムの作りやすさ、装置
のコストパー７オマンスを考慮し５〜６個のパラメータ
が装置化に最適である。

表に上記パラメータ単独と糖度と重相関と、全パラメー
タを用いたときのＸＩ度との多重相関を上段に示した。

下段には個々のパラメータの重相関における影響の程度
に対応する重相関を示しである０ 表 表に示された値は二十世紀梨約１０００個の中からラン
ダムに抽出したサンプル４６７個について算出したもの
である。二十世紀梨の糖度は８°　から１３゛の間に殆
んどが分布している。実施例では糖度±０．５°の許容
誤差の範囲で１０．５°以上（良品）か１０，５°未満
（不良品）かの判定をおこなってみた。その結果、第３
図の実施例に示す非接触式の装置の場合、この場合はパ
ラメータは形状を含む６個を使用しているが、測定対象
物（５）の４６７個のうち正判定個数４１３個すなわち
８８４％の正判定率であった。第１図に示すような従来
装置による接触式測定の単一パラメータ（ΔＯＤ）の同
様の正判定率は測定対象物（５）の４６７ｆｆｉ１中正
判定個数３ｒ６ｆ＠すなわち正゛判定率８０．５％であ
った。

上述の実施例では判別処理能力はコンベア１列当Ｆ）２
１ｒＵ／秒であり、今後改善すれば更に高速化が可能と
なる。上述の実施例では判定仕分処理装置−と形状測定
装置ａｎとは別構成の場合を示したが、　　ＣＰＵから
なる判定仕分処理装置傾にセンサーａ９からの信号を供
給し９判定仕分処理装置（Ｌｌ１９で形状測定の機能を
も行なうように構成してもよい０ 上述した実施例においては表面色色彩三刺戟値として、
ｘ、ｙ、ｚを用いたがｅ　　ＸＩ　　７１　　Ｙ−？Ｌ
ａ、ｂ等を用いても同様の結果となる。その理由はこれ
らの間には定まった変換式が成立するからである。

実施例では測定対象物（５）と１２で梨を用いた例を示
したが、この発明は表面の色が内部品質例えば。

熟成度や腐食度、変質度等と関係があり、大きさが成長
の度合いを示す野菜類への適用も可能である０ 〔発明の効果〕 このようにこの発明によれば三種類のパラメータを光学
的信号にもとづき測定し、それらパラメータを組み合せ
ることにより測定対象物の熟成状態を判別するようにし
たので、高速判別とオンライン自動化とが容易となる効
果を奏することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は透過光を用いた方式の従来の熟度判別装置の構
成図、第２図は透過光の吸収率を測定する場合の原理を
説明するための図、第３図はこの発明の一実施例を示す
構成図である。 （５）：測定対象物、ＯＩ：光、（１３：透過光用セン
サ。 （１３：反射光用センサ、αＳ：形状センサ、αｆ９：
判定仕分処理装置、ａη：形状測定装置、ｕ９：コンベ
ヤ。 なお１図中同一符号は同−或いは相当部分を示す０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）果菜などの測定対象物の持つ特性と相関のある三
   種のパラメータを光学的信号にもとづき計測する計測装
   置、この計測装置から得られた異種の計測パラメータを
   組み合わせることにより判定する総合判定装置、測定対
   象物を移動させ上記計測装置の測定位置へ順次測定対象
   物を送出する搬送装置を備え上記総合判定装置の判定結
   果により測定対象物の熟成状態を判別することを特徴と
   する判別装置。
2. （２）上記三種のパラメータとして、測定対象物の幾何
   学的寸法と色彩三刺戟値と糖度とを用いるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の判別装置。