農産物の内部品質測定装置
【課題】測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる農産物の内部品質測定装置を提供する。
【解決手段】投光手段１と、該投光手段１から照射されて農産物Ｎを透過した検出光を導く第１導光手段２と、投光手段１から照射される光を参照光として導く第２導光手段３と、第１導光手段２で導かれた検出光又は第２導光手段３で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光する選択手段４と、該選択手段４により通過した検出光を分析又は参照光により校正される分光分析手段５とを具備し、分光分析手段５による検出光の分析に基づき農産物Ｎの内部品質を測定し得る農産物の内部品質測定装置において、選択手段４は、第２導光手段３で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段２の光軸Ｌ１まで導く拡散板７を備えたものである。
【解決手段】投光手段１と、該投光手段１から照射されて農産物Ｎを透過した検出光を導く第１導光手段２と、投光手段１から照射される光を参照光として導く第２導光手段３と、第１導光手段２で導かれた検出光又は第２導光手段３で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光する選択手段４と、該選択手段４により通過した検出光を分析又は参照光により校正される分光分析手段５とを具備し、分光分析手段５による検出光の分析に基づき農産物Ｎの内部品質を測定し得る農産物の内部品質測定装置において、選択手段４は、第２導光手段３で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段２の光軸Ｌ１まで導く拡散板７を備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミカンやリンゴ等の農産物の内部品質を非破壊にて測定するための農産物の内部品質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、近赤外光を利用した分光法により、農産物の糖度や酸度など内部品質を非破壊で測定し得る装置が提案されている。かかる農産物の内部品質測定装置の多くは、投光手段から農産物に光を照射し、その農産物を透過した透過光若しくは農産物から反射した反射光から吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出することにより糖度や酸度などの内部品質を測定するよう構成されている。
【０００３】
即ち、サンプルとなる農産物に光を照射し、その農産物を透過若しくは反射した光から吸光度スペクトルを求めた後、該サンプルとなる農産物の糖度又は酸度を周知の破壊試験（糖度については屈折糖度計、酸度については電気伝導率メータなどを用いた試験が挙げられる）にて求め、吸光度スペクトルと糖度或いは酸度の相関関係を表す式を作成し、これを検量線として予め記憶するとともに、農産物の透過光若しくは反射光から算出された吸光度を当該検量線に代入することで、その農産物の糖度や酸度に係る内部品質が測定されていたのである。
【０００４】
通常、上記の如き農産物の内部品質測定装置においては、農産物を透過した透過光若しくは農産物から反射した反射光（これらを便宜上「検出光」という）を分析する分光分析手段を具備しており、この分光分析手段による分析に基づき農産物の内部品質を測定し得るようになっている。然るに、分光分析手段においては、経時変化等による測定誤差を回避すべく測定前に校正を行う必要があるが、当該校正のために投光手段から照射される光を参照光として直接導くことが行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１で開示された内部品質測定装置においては、参照光又は検出光を選択的に分光分析手段に取り込むためのファイバ支持体（選択手段）を具備し、該ファイバ支持体が上下に移動することにより、参照光を取り込みつつ検出光を遮光して分光分析手段の校正を行うとともに、検出光を取り込みつつ参照光を遮光して分光分析手段による当該検出光の分析を行うよう構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２０６０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の農産物の内部品質測定装置においては、分光分析手段に対して検出光を導く光路、及び参照光を導く光路の各々に複数の鏡（ミラー）を配設する必要があったため、当該鏡の経時変化（剥離や酸化による劣化）により測定精度が悪化してしまう虞があった。また、鏡の取り付け位置や角度を精度よく行うには高度な加工精度が要求されることから製造コストが嵩んでしまうとともに、メンテナンスも困難となることからランニングコストも嵩んでしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる農産物の内部品質測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、農産物に対して光を照射する投光手段と、該投光手段から照射されて前記農産物を透過又は反射した検出光を導く第１導光手段と、前記投光手段から照射される光を参照光として導くとともに、前記第１導光手段と光軸が異なる第２導光手段と、前記第１導光手段で導かれた検出光又は前記第２導光手段で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光する選択手段と、該選択手段により通過した検出光を分析又は参照光により校正される分光分析手段とを具備し、前記分光分析手段による検出光の分析に基づき農産物の内部品質を測定し得る農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段は、前記第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ前記第１導光手段の光軸まで導く拡散板を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段には、前記検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位が形成され、所望の光路形成部位が前記第１導光手段及び第２導光手段の光軸と対応した位置となるよう当該選択手段を駆動する駆動手段を具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の農産物の内部品質測定装置において、前記光路形成部位は、前記拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置において、前記拡散板は、前記第２導光手段の光軸上の部位であって参照光を取り込む導入部と、前記第１導光手段の光軸上の部位であって前記分光分析手段へ参照光を通過させる導出部とを有した保持部材にて保持されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の農産物の内部品質測定装置において、前記拡散板は、前記導入部及び導出部に対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の農産物の内部品質測定装置において、前記保持部材の内面は、反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段は、円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段は、直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段の光軸まで導く拡散板を具備しているので、分光分析手段に対して検出光を導く光路、及び参照光を導く光路の途中に鏡（ミラー）が不要となることから、測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる。また、拡散板の内部で参照光が拡散反射しつつ分光分析手段まで導かれることとなるので、当該拡散反射により参照光が均一化され、当該分光分析手段の校正を精度よく行うことができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、選択手段には、検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位が形成され、所望の光路形成部位が第１導光手段及び第２導光手段の光軸と対応した位置となるよう当該選択手段を駆動する駆動手段を具備したので、当該選択手段による選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、光路形成部位は、拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位とを有するので、分光分析手段による分析、校正の選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、拡散板は、第２導光手段の光軸上の部位であって参照光を取り込む導入部と、第１導光手段の光軸上の部位であって分光分析手段へ参照光を通過させる導出部とを有した保持部材にて保持されたので、より確実に拡散板の内部で参照光を拡散反射させつつ分光分析手段まで導くことができ、精度よく参照光による校正を行わせることができる。
【００２０】
請求項５、６の発明によれば、拡散板は、導入部及び導出部に対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材を被覆して成り、或いは保持部材の内面は、反射率が高い反射部材を被覆して成るので、拡散板内での拡散反射をより良好に行わせることができる。
【００２１】
請求項７、８の発明によれば、選択手段が円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に光路形成部位が並んで形成され、或いは選択手段が直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に光路形成部位が並んで形成されたので、当該選択手段による選択をより容易且つスムーズに行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る農産物の内部品質測定装置は、ミカンやリンゴ等の農産物の内部品質を非破壊にて測定するためのものであり、図１、２に示すように、光源から成る投光手段１と、第１導光手段２と、第２導光手段３と、選択手段４と、分光分析手段５とから主に構成されている。
【００２３】
投光手段１は、ハロゲンランプ等の光源ｋを用い、搬送コンベアＨの搬送面上にある農産物Ｎに対して光（例えば６００〜１１００ｎｍの光）を照射するもので、図１０、１１に示すように、冷却フィン１１ａが外周面に形成されたケーシング１１と、冷却ファンｆとを有して構成されている。ケーシング１１は、その内部に光源ｋから放射された光がリフレクターｒにより集光され、その集光された位置にケーシング１１内の乱反射による影響を取り除くマスクｍと、集光レンズＲ２とを収容して成るものであり、これにより集光レンズＲ２を透過した光が農産物Ｎ側に照射されるよう構成されている。
【００２４】
第１導光手段２は、投光手段１から照射されて農産物Ｎを透過した光（これを「検出光」という）を導くためのものであり、農産物Ｎを挟んで投光手段１と対向配置された受光部２ａを有した光ファイバーから成るとともに、集光レンズＲ１を内在したレンズ鏡筒部２ｃと接続されている。即ち、農産物Ｎを透過して受光部２ａで受光された検出光は、光ファイバーを介してレンズ鏡筒部２ｃに至り、その基端２ｂから分光分析手段５側に導かれるのである。尚、本実施形態においては、第１導光手段２が農産物Ｎを透過した光を導いているが、農産物Ｎを反射した光（この場合も「検出光」という）を導くものとしてもよい。
【００２５】
第２導光手段３は、投光手段１から照射される光を参照光として導くとともに、第１導光手段２と光軸が異なるものであり、先端３ａが投光手段１を臨みつつ基端３ｂが分光分析手段５を臨ませた光ファイバーから成る。即ち、第１導光手段２が農産物Ｎを透過又は反射した検出光を導くものであるのに対し、第２導光手段３は、投光手段１の使用環境（温度等）による光源ｋの光量のばらつきや経時変化による光源ｋの光量の変化を校正するための参照光として直接導くよう構成されているのである。尚、便宜上、第１導光手段２の光軸を符号Ｌ１、第２導光手段３の光軸を符号Ｌ２で示すこととする（図４参照）。
【００２６】
より具体的には、第２導光手段３の先端３ａ側は、図１０、１１で示すように、取付金具１２の取付孔１２ｂから挿通されてスリット１２ａにより嵌合されることにより固定され、第２導光手段３の先端３ａが光源ｋのフィラメント（不図示）に向くように、所定角度α（３５度程度）だけ屈曲して形成されることにより、投光手段１の光をより確実に導き得るよう構成されている。また、第２導光手段３の基端３ｂ側は、第１導光手段２のレンズ鏡筒部２ｃと略平行に延びて支持されており、当該レンズ鏡筒部２ｃの基端２ｂからの検出光と、第２導光手段３の基端３ｂからの参照光とが略平行になるよう設定されている。これにより、第１導光手段２の光軸Ｌ１と第２導光手段３の光軸Ｌ２とが異なるようになっている。
【００２７】
選択手段４は、図３、４に示すように、第１導光手段２で導かれた検出光又は第２導光手段３で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光するものであり、図３、４に示すように、円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に複数の光路形成部位４ａ〜４ｅが並んで形成されている。この選択手段４は、駆動手段としてのモータＭにより回転駆動され、所望の光路形成部位（光路形成部位４ａ〜４ｅの何れか）が第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるよう構成されている。
【００２８】
分光分析手段５は、選択手段４により通過した検出光又は参照光を受光し、検出光を分析又は参照により校正を行うものであり、図１に示すように、反射鏡Ａ１、凹面回析格子Ａ２及び受光センサＢと不図示の制御装置を具備している。そして、受光センサＢで検出光が検出されると、検出光の情報が不図示の制御装置に送信され、制御装置は受光情報を分析して農産物の内部品質を測定し得るようになっている。尚、分光分析手段５の校正については後述することとする。
【００２９】
一方、選択手段４に形成された光路形成部位４ａ〜４ｅは、検出光又は参照光の通過又は遮光を任意行わせるものであり、主に校正用光路形成部位と測定用光路形成部位とに大別される。校正用光路形成部位は、校正を行わせるべく拡散板７を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光するものであり、図中の符号４ａ、４ｂで示すものがこれに相当する。測定用光路形成部位は、分光分析手段５による検出光の分析を行わせるべく参照光を遮光しつつ検出光を通過させるものであり、図中の符号４ｃ〜４ｅで示すものがこれに相当する。尚、分光分析手段５側へ通過する検出光及び参照光は、当該分光分析手段５に形成されたスリット５ａから取り入れられるようになっている。
【００３０】
校正用光路形成部位４ａは、光源ｋの経時変化による影響を取り除くための校正を行うために用いられ、参照光を分光分析手段５側へ通過させるための光路を形成する部位（校正用光路形成部位）であり、図５に示すように、拡散板７と、保持部材Ｃと、カットフィルタ６とを具備している。拡散板７は、第２導光手段３で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段２の光軸Ｌ１まで導くためのものであり、例えばガラス内に乳白色の光拡散物質を分散させることで拡散特性を利用したオパールガラス製のもの、或いは研磨剤により基板を磨りガラス（砂面）とすることで、つや消し効果を利用したフロスト型のものを適用することができる。
【００３１】
また、拡散板７は、図９に示すように、導入部４ａｂ及び導出部４ａａに対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材７ａを被覆して成るものである。この被覆として、例えばアルミ、金、銀を蒸着した部位とするのが好ましい。更に、保持部材Ｃの内面が、反射率が高い反射部材（アルミ、金、銀の蒸着等）を被覆して成るものとするのが好ましい。このような構成によれば、拡散板７内での拡散反射をより良好に行わせることができる。
【００３２】
カットフィルタ６は、投光手段１からの参照光の波長を選択するためのものであり、所望波長域の参照光を通過させる一方、それ以下の波長域の参照光を遮光し得るようになっている。保持部材Ｃは、拡散板７を選択手段４に固定させつつ保持するためのものであり、第２導光手段３の光軸Ｌ２上の部位であって参照光を取り込む導入部４ａｂと、第１導光手段２の光軸Ｌ１上の部位であって分光分析手段５へ参照光を通過させる導出部４ａａとを有している。導出部４ａａは、分光分析手段５に形成されたスリット５ａの形状に合わせて楕円状に形成されている（図３参照）。尚、後述する導出部４ｂａ、通過口４ｃａ、通過口４ｄａ（４ｅａ）も同様の形状である。
【００３３】
従って、拡散板７が、導入部４ａｂと導出部４ａａとを有した保持部材Ｃにて保持されたので、より確実に拡散板７の内部で参照光を拡散反射させつつ分光分析手段５まで導くことができ、精度よく参照光による校正を行わせることができる。また、保持部材Ｃにより、第１導光手段２からの検出光は遮光されることとなり、第２導光手段３からの参照光のみが選択的に分光分析手段５へ導かれることとなる。
【００３４】
波長校正用光路形成部位４ｂは、上記光路形成部位４ａと同様、参照光を検出して分光分析手段５の校正を行うための光路を形成する部位（校正用光路形成部位）であり、図６に示すように、拡散板７と、保持部材Ｃと、カットフィルタ６と、波長校正フィルタＥとを具備している。拡散板７、保持部材Ｃ及びカットフィルタ６については、光路形成部位４ａのものと同様であり、拡散板７が導入部４ｂｂと導出部４ｂａとを有した保持部材Ｃにて保持されている。
【００３５】
尚、波長校正フィルタＥは、保持部材Ｃの導光部４ｂａに設けられ、分光分析手段５の校正（具体的には受光センサＢの波長校正）を行わせるためのフィルタである。また、保持部材Ｃにより、第１導光手段２からの検出光は遮光されることとなり、第２導光手段３からの参照光のみが選択的に分光分析手段５へ導かれることとなる。
【００３６】
測定用光路形成部位４ｃは、検出光を分光分析手段５側へ通過させて当該検出光の分析を行わせるための部位（測定用光路形成部位）であり、図７に示すように、通過口４ｃａ、４ｃｂと、光トラップ８とを具備している。通過口４ｃａ、４ｃｂは、第１導光手段２で導かれた検出光を分光分析手段５側へ通過させるためのものである。また、光トラップ８は、第２導光手段３で導かれた参照光を導入口８ａから取り込み、参照光が迷光となって検出光に影響を与えないようにするためのものであり、これにより、第１導光手段２からの検出光のみが選択的に分光分析手段５へ導かれることとなる。
【００３７】
測定用光路形成部位４ｄ（４ｅ）は、光路形成部位４ｃと同様、検出光を分光分析手段５側へ通過させて当該検出光の分析を行わせるための部位（測定用光路形成部位）であり、図８に示すように、通過口４ｄａ（４ｅａ）、４ｄｂ（４ｅｂ）と、光トラップ８と、減光フィルタ９（１０）とを具備している。通過口４ｄａ（４ｅａ）、４ｄｂ（４ｅｂ）、及び光トラップ８については、光路形成部位４ｃのものと同様である。減光フィルタ９（１０）は、測定対象の農産物Ｎに合わせて選択されるべきもので、減光率が互いに異なる減光フィルタが光路形成部位４ｄ、４ｅの通過口４ｄａ（４ｅａ）、４ｄｂ（４ｅｂ）内にそれぞれ形成されている。
【００３８】
次に、上記農産物の内部品質測定装置における作用について説明する。
まず、モータＭを駆動して選択手段４を回転させ、光路形成部位４ａが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。かかる状態においては、第１導光手段２で導かれた検出光は、保持部材Ｃにて遮光されるとともに、第２導光手段３で導かれた参照光が拡散板７を介して分光分析手段５側に導かれることとなり、この導かれた参照光が受光センサＢにて検出されることとなる。光源ｋは、周囲の状況（温度）やランプの劣化等により光量が経時的に変化するため、この影響を取り除くための校正を行うこととなる。
【００３９】
その後、再びモータＭを駆動して選択手段４を回転させ、光路形成部位４ｂが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。かかる状態においては、第１導光手段２で導かれた検出光は、保持部材Ｃにて遮光されるとともに、第２導光手段３で導かれた参照光が拡散板７及び波長校正フィルタＥを介して分光分析手段５側に導かれることとなり、この導かれた参照光が受光センサＢにて検出されることとなる。これにより、分光分析手段５の校正（波長校正）が行われることとなる。
【００４０】
更にその後、モータＭを駆動して選択手段４を僅かに回転させ、何れの光路形成部位４ａ〜４ｅも第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置とならないようにする。かかる状態においては、第１導光手段２で導かれた検出光、及び第２導光手段３で導かれた参照光は、何れも分光分析手段５側に導かれることがなく、これによりダーク値測定（暗電流測定）を行うことができる。
【００４１】
上記の如き一連の前処理工程（準備工程）が終了すると、モータＭを再び駆動して、光路形成部位４ｃ〜４ｅの何れかが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。例えば、内部品質を測定すべき農産物Ｎに応じ、検出光をそのまま分光分析手段５側へ導く場合は、光路形成部位４ｃが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにするとともに、検出光を所定の減光率で減光しつつ分光分析手段５側へ導く場合は、光路形成部位４ｄ又は４ｅが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。
【００４２】
しかして、参照光は、光トラップ８で遮光されるとともに、検出光が分光分析手段５の受光センサＢに至ることとなり、当該検出光の波長の分析がなされることとなる。例えば光路形成部位４ａにより得られた参照光の光量Ｒ（λ）と、光路形成部位４ｃ〜４ｅのいずれかにより得られた検出光の光量Ｔ（λ）と、ダーク値Ｄ（λ）とから各波長における吸光度Ｋ（λ）を次式により計算する。
【００４３】
Ｋ（λ）＝ｌｏｇ｛（Ｒ（λ）−Ｄ（λ））／（Ｔ（λ）−Ｄ（λ））｝
上記吸光度Ｋ（λ）から吸光度スペクトルを検出する一方、糖度或いは酸度の相関関係を表す式を作成し、これを検量線として予め記憶するとともに、農産物の透過光から算出された吸光度を二次微分した後に当該検量線に代入することで、その農産物Ｎの糖度や酸度に係る内部品質を測定することができるのである。
【００４４】
上記構成によれば、第２導光手段３で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段２の光軸Ｌ１まで導く拡散板７を具備しているので、分光分析手段５に対して検出光を導く光路、及び参照光を導く光路の途中に鏡（ミラー）が不要となることから、測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる。また、拡散板７の内部で参照光が拡散反射しつつ分光分析手段５まで導かれることとなるので、当該拡散反射により参照光が均一化され、当該分光分析手段５の校正を精度よく行うことができる。
【００４５】
更に、選択手段４には、検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位４ａ〜４ｅが形成され、所望の光路形成部位が第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるよう当該選択手段４を駆動するモータＭ（駆動手段）を具備したので、当該選択手段４による選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。また更に、選択手段４が円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に光路形成部位４ａ〜４ｅが並んで形成されたので、当該選択手段４による選択をより容易且つスムーズに行わせることができる。
【００４６】
また、光路形成部位は、拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位（４ａ、４ｂ）と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位（４ｃ〜４ｅ）とを有するので、分光分析手段５による分析、校正の選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。
【００４７】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１２、１３に示すように、農産物Ｎの両側から光を照射する一対の投光手段１ａ、１ｂを具備し、これら投光手段１ａ、１ｂからそれぞれ参照光を導く第２導光手段１３ａ、１３ｂが延設されたものに適用してもよい。この場合、図１２に示すように、第２導光手段１３ａ、１３ｂの各先端１３ａａ、１３ｂａが光源側を向くよう屈曲形成しておくのが好ましく、図１３に示すように、一対の第２導光手段１３ａ、１３ｂを途中でまとめ、一つの導光手段１３ｃとして選択手段４側へ導くようにするのが好ましい。尚、一対の第２導光手段１３ａ、１３ｂを複数の光ファイバから成るものとした場合、導光手段１３ｃにおいては導光手段１３ｃの先端１３ｃａにて均一な光となるように、各複数の光ファイバをランダムに配置したものとするのが好ましい。
【００４８】
更に、上記実施形態においては、選択手段４が円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に光路形成部位４ａ〜４ｅが並んで形成されているが、これに代え、図１４に示すように、選択手段１４が直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に光路形成部位１４ａ〜１４ｄが並んで形成されたものとしてもよい。この場合、選択手段１４は、ラックアンドピニオン機構１５により駆動され、所望の光路形成部位（１４ａ〜１４ｄ）が第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。この場合であっても、選択手段１４による選択をより容易且つスムーズに行わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
選択手段が第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段の光軸まで導く拡散板を備えた農産物の内部品質測定装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置を示す平面模式図
【図２】同農産物の内部品質測定装置を示す側面模式図
【図３】同農産物の内部品質測定装置における選択手段を示す模式図
【図４】同選択手段を示す斜視図
【図５】同農産物の内部品質測定装置に係る校正用光路形成部位を示す模式図
【図６】同農産物の内部品質測定装置に係る波長校正用光路形成部位を示す模式図
【図７】同農産物の内部品質測定装置に係る測定用光路形成部位を示す模式図
【図８】同農産物の内部品質測定装置に係る他の測定用光路形成部位を示す模式図
【図９】同農産物の内部品質測定装置における拡散板を示す（ａ）斜視図（ｂ）縦断面図
【図１０】同農産物の内部品質測定装置における投光手段を示す平面図
【図１１】同投光手段を示す断面図
【図１２】本発明の他の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置における投光手段等を示す模式図
【図１３】同他の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置における選択手段及び分光分析手段近傍を示す模式図
【図１４】本発明の更に他の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置における選択手段を示す模式図
【符号の説明】
【００５１】
１ 投光手段
２ 第１導光手段
３ 第２導光手段
４ 選択手段
４ａ〜４ｅ 光路形成部位
５ 分光分析手段
６ カットフィルタ
７ 拡散板
８ 光トラップ
９、１０ 減光フィルタ
１１ ケーシング
１２ 取付金具
１３ａ、１３ｂ 第２導光手段
１４ 選択手段
１４ａ〜１４ｄ 光路形成部位
Ｎ 農産物
Ｍ モータ（駆動手段）
Ｃ 保持部材
Ｌ１ （第１導光手段の）光軸
Ｌ２ （第２導光手段の）光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミカンやリンゴ等の農産物の内部品質を非破壊にて測定するための農産物の内部品質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、近赤外光を利用した分光法により、農産物の糖度や酸度など内部品質を非破壊で測定し得る装置が提案されている。かかる農産物の内部品質測定装置の多くは、投光手段から農産物に光を照射し、その農産物を透過した透過光若しくは農産物から反射した反射光から吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出することにより糖度や酸度などの内部品質を測定するよう構成されている。
【０００３】
即ち、サンプルとなる農産物に光を照射し、その農産物を透過若しくは反射した光から吸光度スペクトルを求めた後、該サンプルとなる農産物の糖度又は酸度を周知の破壊試験（糖度については屈折糖度計、酸度については電気伝導率メータなどを用いた試験が挙げられる）にて求め、吸光度スペクトルと糖度或いは酸度の相関関係を表す式を作成し、これを検量線として予め記憶するとともに、農産物の透過光若しくは反射光から算出された吸光度を当該検量線に代入することで、その農産物の糖度や酸度に係る内部品質が測定されていたのである。
【０００４】
通常、上記の如き農産物の内部品質測定装置においては、農産物を透過した透過光若しくは農産物から反射した反射光（これらを便宜上「検出光」という）を分析する分光分析手段を具備しており、この分光分析手段による分析に基づき農産物の内部品質を測定し得るようになっている。然るに、分光分析手段においては、経時変化等による測定誤差を回避すべく測定前に校正を行う必要があるが、当該校正のために投光手段から照射される光を参照光として直接導くことが行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１で開示された内部品質測定装置においては、参照光又は検出光を選択的に分光分析手段に取り込むためのファイバ支持体（選択手段）を具備し、該ファイバ支持体が上下に移動することにより、参照光を取り込みつつ検出光を遮光して分光分析手段の校正を行うとともに、検出光を取り込みつつ参照光を遮光して分光分析手段による当該検出光の分析を行うよう構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２０６０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の農産物の内部品質測定装置においては、分光分析手段に対して検出光を導く光路、及び参照光を導く光路の各々に複数の鏡（ミラー）を配設する必要があったため、当該鏡の経時変化（剥離や酸化による劣化）により測定精度が悪化してしまう虞があった。また、鏡の取り付け位置や角度を精度よく行うには高度な加工精度が要求されることから製造コストが嵩んでしまうとともに、メンテナンスも困難となることからランニングコストも嵩んでしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる農産物の内部品質測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、農産物に対して光を照射する投光手段と、該投光手段から照射されて前記農産物を透過又は反射した検出光を導く第１導光手段と、前記投光手段から照射される光を参照光として導くとともに、前記第１導光手段と光軸が異なる第２導光手段と、前記第１導光手段で導かれた検出光又は前記第２導光手段で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光する選択手段と、該選択手段により通過した検出光を分析又は参照光により校正される分光分析手段とを具備し、前記分光分析手段による検出光の分析に基づき農産物の内部品質を測定し得る農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段は、前記第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ前記第１導光手段の光軸まで導く拡散板を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段には、前記検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位が形成され、所望の光路形成部位が前記第１導光手段及び第２導光手段の光軸と対応した位置となるよう当該選択手段を駆動する駆動手段を具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の農産物の内部品質測定装置において、前記光路形成部位は、前記拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置において、前記拡散板は、前記第２導光手段の光軸上の部位であって参照光を取り込む導入部と、前記第１導光手段の光軸上の部位であって前記分光分析手段へ参照光を通過させる導出部とを有した保持部材にて保持されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の農産物の内部品質測定装置において、前記拡散板は、前記導入部及び導出部に対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の農産物の内部品質測定装置において、前記保持部材の内面は、反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段は、円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置において、前記選択手段は、直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段の光軸まで導く拡散板を具備しているので、分光分析手段に対して検出光を導く光路、及び参照光を導く光路の途中に鏡（ミラー）が不要となることから、測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる。また、拡散板の内部で参照光が拡散反射しつつ分光分析手段まで導かれることとなるので、当該拡散反射により参照光が均一化され、当該分光分析手段の校正を精度よく行うことができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、選択手段には、検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位が形成され、所望の光路形成部位が第１導光手段及び第２導光手段の光軸と対応した位置となるよう当該選択手段を駆動する駆動手段を具備したので、当該選択手段による選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、光路形成部位は、拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位とを有するので、分光分析手段による分析、校正の選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、拡散板は、第２導光手段の光軸上の部位であって参照光を取り込む導入部と、第１導光手段の光軸上の部位であって分光分析手段へ参照光を通過させる導出部とを有した保持部材にて保持されたので、より確実に拡散板の内部で参照光を拡散反射させつつ分光分析手段まで導くことができ、精度よく参照光による校正を行わせることができる。
【００２０】
請求項５、６の発明によれば、拡散板は、導入部及び導出部に対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材を被覆して成り、或いは保持部材の内面は、反射率が高い反射部材を被覆して成るので、拡散板内での拡散反射をより良好に行わせることができる。
【００２１】
請求項７、８の発明によれば、選択手段が円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に光路形成部位が並んで形成され、或いは選択手段が直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に光路形成部位が並んで形成されたので、当該選択手段による選択をより容易且つスムーズに行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る農産物の内部品質測定装置は、ミカンやリンゴ等の農産物の内部品質を非破壊にて測定するためのものであり、図１、２に示すように、光源から成る投光手段１と、第１導光手段２と、第２導光手段３と、選択手段４と、分光分析手段５とから主に構成されている。
【００２３】
投光手段１は、ハロゲンランプ等の光源ｋを用い、搬送コンベアＨの搬送面上にある農産物Ｎに対して光（例えば６００〜１１００ｎｍの光）を照射するもので、図１０、１１に示すように、冷却フィン１１ａが外周面に形成されたケーシング１１と、冷却ファンｆとを有して構成されている。ケーシング１１は、その内部に光源ｋから放射された光がリフレクターｒにより集光され、その集光された位置にケーシング１１内の乱反射による影響を取り除くマスクｍと、集光レンズＲ２とを収容して成るものであり、これにより集光レンズＲ２を透過した光が農産物Ｎ側に照射されるよう構成されている。
【００２４】
第１導光手段２は、投光手段１から照射されて農産物Ｎを透過した光（これを「検出光」という）を導くためのものであり、農産物Ｎを挟んで投光手段１と対向配置された受光部２ａを有した光ファイバーから成るとともに、集光レンズＲ１を内在したレンズ鏡筒部２ｃと接続されている。即ち、農産物Ｎを透過して受光部２ａで受光された検出光は、光ファイバーを介してレンズ鏡筒部２ｃに至り、その基端２ｂから分光分析手段５側に導かれるのである。尚、本実施形態においては、第１導光手段２が農産物Ｎを透過した光を導いているが、農産物Ｎを反射した光（この場合も「検出光」という）を導くものとしてもよい。
【００２５】
第２導光手段３は、投光手段１から照射される光を参照光として導くとともに、第１導光手段２と光軸が異なるものであり、先端３ａが投光手段１を臨みつつ基端３ｂが分光分析手段５を臨ませた光ファイバーから成る。即ち、第１導光手段２が農産物Ｎを透過又は反射した検出光を導くものであるのに対し、第２導光手段３は、投光手段１の使用環境（温度等）による光源ｋの光量のばらつきや経時変化による光源ｋの光量の変化を校正するための参照光として直接導くよう構成されているのである。尚、便宜上、第１導光手段２の光軸を符号Ｌ１、第２導光手段３の光軸を符号Ｌ２で示すこととする（図４参照）。
【００２６】
より具体的には、第２導光手段３の先端３ａ側は、図１０、１１で示すように、取付金具１２の取付孔１２ｂから挿通されてスリット１２ａにより嵌合されることにより固定され、第２導光手段３の先端３ａが光源ｋのフィラメント（不図示）に向くように、所定角度α（３５度程度）だけ屈曲して形成されることにより、投光手段１の光をより確実に導き得るよう構成されている。また、第２導光手段３の基端３ｂ側は、第１導光手段２のレンズ鏡筒部２ｃと略平行に延びて支持されており、当該レンズ鏡筒部２ｃの基端２ｂからの検出光と、第２導光手段３の基端３ｂからの参照光とが略平行になるよう設定されている。これにより、第１導光手段２の光軸Ｌ１と第２導光手段３の光軸Ｌ２とが異なるようになっている。
【００２７】
選択手段４は、図３、４に示すように、第１導光手段２で導かれた検出光又は第２導光手段３で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光するものであり、図３、４に示すように、円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に複数の光路形成部位４ａ〜４ｅが並んで形成されている。この選択手段４は、駆動手段としてのモータＭにより回転駆動され、所望の光路形成部位（光路形成部位４ａ〜４ｅの何れか）が第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるよう構成されている。
【００２８】
分光分析手段５は、選択手段４により通過した検出光又は参照光を受光し、検出光を分析又は参照により校正を行うものであり、図１に示すように、反射鏡Ａ１、凹面回析格子Ａ２及び受光センサＢと不図示の制御装置を具備している。そして、受光センサＢで検出光が検出されると、検出光の情報が不図示の制御装置に送信され、制御装置は受光情報を分析して農産物の内部品質を測定し得るようになっている。尚、分光分析手段５の校正については後述することとする。
【００２９】
一方、選択手段４に形成された光路形成部位４ａ〜４ｅは、検出光又は参照光の通過又は遮光を任意行わせるものであり、主に校正用光路形成部位と測定用光路形成部位とに大別される。校正用光路形成部位は、校正を行わせるべく拡散板７を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光するものであり、図中の符号４ａ、４ｂで示すものがこれに相当する。測定用光路形成部位は、分光分析手段５による検出光の分析を行わせるべく参照光を遮光しつつ検出光を通過させるものであり、図中の符号４ｃ〜４ｅで示すものがこれに相当する。尚、分光分析手段５側へ通過する検出光及び参照光は、当該分光分析手段５に形成されたスリット５ａから取り入れられるようになっている。
【００３０】
校正用光路形成部位４ａは、光源ｋの経時変化による影響を取り除くための校正を行うために用いられ、参照光を分光分析手段５側へ通過させるための光路を形成する部位（校正用光路形成部位）であり、図５に示すように、拡散板７と、保持部材Ｃと、カットフィルタ６とを具備している。拡散板７は、第２導光手段３で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段２の光軸Ｌ１まで導くためのものであり、例えばガラス内に乳白色の光拡散物質を分散させることで拡散特性を利用したオパールガラス製のもの、或いは研磨剤により基板を磨りガラス（砂面）とすることで、つや消し効果を利用したフロスト型のものを適用することができる。
【００３１】
また、拡散板７は、図９に示すように、導入部４ａｂ及び導出部４ａａに対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材７ａを被覆して成るものである。この被覆として、例えばアルミ、金、銀を蒸着した部位とするのが好ましい。更に、保持部材Ｃの内面が、反射率が高い反射部材（アルミ、金、銀の蒸着等）を被覆して成るものとするのが好ましい。このような構成によれば、拡散板７内での拡散反射をより良好に行わせることができる。
【００３２】
カットフィルタ６は、投光手段１からの参照光の波長を選択するためのものであり、所望波長域の参照光を通過させる一方、それ以下の波長域の参照光を遮光し得るようになっている。保持部材Ｃは、拡散板７を選択手段４に固定させつつ保持するためのものであり、第２導光手段３の光軸Ｌ２上の部位であって参照光を取り込む導入部４ａｂと、第１導光手段２の光軸Ｌ１上の部位であって分光分析手段５へ参照光を通過させる導出部４ａａとを有している。導出部４ａａは、分光分析手段５に形成されたスリット５ａの形状に合わせて楕円状に形成されている（図３参照）。尚、後述する導出部４ｂａ、通過口４ｃａ、通過口４ｄａ（４ｅａ）も同様の形状である。
【００３３】
従って、拡散板７が、導入部４ａｂと導出部４ａａとを有した保持部材Ｃにて保持されたので、より確実に拡散板７の内部で参照光を拡散反射させつつ分光分析手段５まで導くことができ、精度よく参照光による校正を行わせることができる。また、保持部材Ｃにより、第１導光手段２からの検出光は遮光されることとなり、第２導光手段３からの参照光のみが選択的に分光分析手段５へ導かれることとなる。
【００３４】
波長校正用光路形成部位４ｂは、上記光路形成部位４ａと同様、参照光を検出して分光分析手段５の校正を行うための光路を形成する部位（校正用光路形成部位）であり、図６に示すように、拡散板７と、保持部材Ｃと、カットフィルタ６と、波長校正フィルタＥとを具備している。拡散板７、保持部材Ｃ及びカットフィルタ６については、光路形成部位４ａのものと同様であり、拡散板７が導入部４ｂｂと導出部４ｂａとを有した保持部材Ｃにて保持されている。
【００３５】
尚、波長校正フィルタＥは、保持部材Ｃの導光部４ｂａに設けられ、分光分析手段５の校正（具体的には受光センサＢの波長校正）を行わせるためのフィルタである。また、保持部材Ｃにより、第１導光手段２からの検出光は遮光されることとなり、第２導光手段３からの参照光のみが選択的に分光分析手段５へ導かれることとなる。
【００３６】
測定用光路形成部位４ｃは、検出光を分光分析手段５側へ通過させて当該検出光の分析を行わせるための部位（測定用光路形成部位）であり、図７に示すように、通過口４ｃａ、４ｃｂと、光トラップ８とを具備している。通過口４ｃａ、４ｃｂは、第１導光手段２で導かれた検出光を分光分析手段５側へ通過させるためのものである。また、光トラップ８は、第２導光手段３で導かれた参照光を導入口８ａから取り込み、参照光が迷光となって検出光に影響を与えないようにするためのものであり、これにより、第１導光手段２からの検出光のみが選択的に分光分析手段５へ導かれることとなる。
【００３７】
測定用光路形成部位４ｄ（４ｅ）は、光路形成部位４ｃと同様、検出光を分光分析手段５側へ通過させて当該検出光の分析を行わせるための部位（測定用光路形成部位）であり、図８に示すように、通過口４ｄａ（４ｅａ）、４ｄｂ（４ｅｂ）と、光トラップ８と、減光フィルタ９（１０）とを具備している。通過口４ｄａ（４ｅａ）、４ｄｂ（４ｅｂ）、及び光トラップ８については、光路形成部位４ｃのものと同様である。減光フィルタ９（１０）は、測定対象の農産物Ｎに合わせて選択されるべきもので、減光率が互いに異なる減光フィルタが光路形成部位４ｄ、４ｅの通過口４ｄａ（４ｅａ）、４ｄｂ（４ｅｂ）内にそれぞれ形成されている。
【００３８】
次に、上記農産物の内部品質測定装置における作用について説明する。
まず、モータＭを駆動して選択手段４を回転させ、光路形成部位４ａが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。かかる状態においては、第１導光手段２で導かれた検出光は、保持部材Ｃにて遮光されるとともに、第２導光手段３で導かれた参照光が拡散板７を介して分光分析手段５側に導かれることとなり、この導かれた参照光が受光センサＢにて検出されることとなる。光源ｋは、周囲の状況（温度）やランプの劣化等により光量が経時的に変化するため、この影響を取り除くための校正を行うこととなる。
【００３９】
その後、再びモータＭを駆動して選択手段４を回転させ、光路形成部位４ｂが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。かかる状態においては、第１導光手段２で導かれた検出光は、保持部材Ｃにて遮光されるとともに、第２導光手段３で導かれた参照光が拡散板７及び波長校正フィルタＥを介して分光分析手段５側に導かれることとなり、この導かれた参照光が受光センサＢにて検出されることとなる。これにより、分光分析手段５の校正（波長校正）が行われることとなる。
【００４０】
更にその後、モータＭを駆動して選択手段４を僅かに回転させ、何れの光路形成部位４ａ〜４ｅも第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置とならないようにする。かかる状態においては、第１導光手段２で導かれた検出光、及び第２導光手段３で導かれた参照光は、何れも分光分析手段５側に導かれることがなく、これによりダーク値測定（暗電流測定）を行うことができる。
【００４１】
上記の如き一連の前処理工程（準備工程）が終了すると、モータＭを再び駆動して、光路形成部位４ｃ〜４ｅの何れかが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。例えば、内部品質を測定すべき農産物Ｎに応じ、検出光をそのまま分光分析手段５側へ導く場合は、光路形成部位４ｃが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにするとともに、検出光を所定の減光率で減光しつつ分光分析手段５側へ導く場合は、光路形成部位４ｄ又は４ｅが第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。
【００４２】
しかして、参照光は、光トラップ８で遮光されるとともに、検出光が分光分析手段５の受光センサＢに至ることとなり、当該検出光の波長の分析がなされることとなる。例えば光路形成部位４ａにより得られた参照光の光量Ｒ（λ）と、光路形成部位４ｃ〜４ｅのいずれかにより得られた検出光の光量Ｔ（λ）と、ダーク値Ｄ（λ）とから各波長における吸光度Ｋ（λ）を次式により計算する。
【００４３】
Ｋ（λ）＝ｌｏｇ｛（Ｒ（λ）−Ｄ（λ））／（Ｔ（λ）−Ｄ（λ））｝
上記吸光度Ｋ（λ）から吸光度スペクトルを検出する一方、糖度或いは酸度の相関関係を表す式を作成し、これを検量線として予め記憶するとともに、農産物の透過光から算出された吸光度を二次微分した後に当該検量線に代入することで、その農産物Ｎの糖度や酸度に係る内部品質を測定することができるのである。
【００４４】
上記構成によれば、第２導光手段３で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段２の光軸Ｌ１まで導く拡散板７を具備しているので、分光分析手段５に対して検出光を導く光路、及び参照光を導く光路の途中に鏡（ミラー）が不要となることから、測定精度を常に良好とすることができるとともに、製造コスト及びランニングコストを低減させることができる。また、拡散板７の内部で参照光が拡散反射しつつ分光分析手段５まで導かれることとなるので、当該拡散反射により参照光が均一化され、当該分光分析手段５の校正を精度よく行うことができる。
【００４５】
更に、選択手段４には、検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位４ａ〜４ｅが形成され、所望の光路形成部位が第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるよう当該選択手段４を駆動するモータＭ（駆動手段）を具備したので、当該選択手段４による選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。また更に、選択手段４が円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に光路形成部位４ａ〜４ｅが並んで形成されたので、当該選択手段４による選択をより容易且つスムーズに行わせることができる。
【００４６】
また、光路形成部位は、拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位（４ａ、４ｂ）と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位（４ｃ〜４ｅ）とを有するので、分光分析手段５による分析、校正の選択をよりスムーズ且つ容易に行わせることができる。
【００４７】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１２、１３に示すように、農産物Ｎの両側から光を照射する一対の投光手段１ａ、１ｂを具備し、これら投光手段１ａ、１ｂからそれぞれ参照光を導く第２導光手段１３ａ、１３ｂが延設されたものに適用してもよい。この場合、図１２に示すように、第２導光手段１３ａ、１３ｂの各先端１３ａａ、１３ｂａが光源側を向くよう屈曲形成しておくのが好ましく、図１３に示すように、一対の第２導光手段１３ａ、１３ｂを途中でまとめ、一つの導光手段１３ｃとして選択手段４側へ導くようにするのが好ましい。尚、一対の第２導光手段１３ａ、１３ｂを複数の光ファイバから成るものとした場合、導光手段１３ｃにおいては導光手段１３ｃの先端１３ｃａにて均一な光となるように、各複数の光ファイバをランダムに配置したものとするのが好ましい。
【００４８】
更に、上記実施形態においては、選択手段４が円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に光路形成部位４ａ〜４ｅが並んで形成されているが、これに代え、図１４に示すように、選択手段１４が直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に光路形成部位１４ａ〜１４ｄが並んで形成されたものとしてもよい。この場合、選択手段１４は、ラックアンドピニオン機構１５により駆動され、所望の光路形成部位（１４ａ〜１４ｄ）が第１導光手段２及び第２導光手段３の光軸Ｌ１、Ｌ２と対応した位置となるようにする。この場合であっても、選択手段１４による選択をより容易且つスムーズに行わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
選択手段が第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ第１導光手段の光軸まで導く拡散板を備えた農産物の内部品質測定装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置を示す平面模式図
【図２】同農産物の内部品質測定装置を示す側面模式図
【図３】同農産物の内部品質測定装置における選択手段を示す模式図
【図４】同選択手段を示す斜視図
【図５】同農産物の内部品質測定装置に係る校正用光路形成部位を示す模式図
【図６】同農産物の内部品質測定装置に係る波長校正用光路形成部位を示す模式図
【図７】同農産物の内部品質測定装置に係る測定用光路形成部位を示す模式図
【図８】同農産物の内部品質測定装置に係る他の測定用光路形成部位を示す模式図
【図９】同農産物の内部品質測定装置における拡散板を示す（ａ）斜視図（ｂ）縦断面図
【図１０】同農産物の内部品質測定装置における投光手段を示す平面図
【図１１】同投光手段を示す断面図
【図１２】本発明の他の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置における投光手段等を示す模式図
【図１３】同他の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置における選択手段及び分光分析手段近傍を示す模式図
【図１４】本発明の更に他の実施形態に係る農産物の内部品質測定装置における選択手段を示す模式図
【符号の説明】
【００５１】
１ 投光手段
２ 第１導光手段
３ 第２導光手段
４ 選択手段
４ａ〜４ｅ 光路形成部位
５ 分光分析手段
６ カットフィルタ
７ 拡散板
８ 光トラップ
９、１０ 減光フィルタ
１１ ケーシング
１２ 取付金具
１３ａ、１３ｂ 第２導光手段
１４ 選択手段
１４ａ〜１４ｄ 光路形成部位
Ｎ 農産物
Ｍ モータ（駆動手段）
Ｃ 保持部材
Ｌ１ （第１導光手段の）光軸
Ｌ２ （第２導光手段の）光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農産物に対して光を照射する投光手段と、
該投光手段から照射されて前記農産物を透過又は反射した検出光を導く第１導光手段と、
前記投光手段から照射される光を参照光として導くとともに、前記第１導光手段と光軸が異なる第２導光手段と、
前記第１導光手段で導かれた検出光又は前記第２導光手段で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光する選択手段と、
該選択手段により通過した検出光を分析又は参照光により校正される分光分析手段と、
を具備し、前記分光分析手段による検出光の分析に基づき農産物の内部品質を測定し得る農産物の内部品質測定装置において、
前記選択手段は、前記第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ前記第１導光手段の光軸まで導く拡散板を備えたことを特徴とする農産物の内部品質測定装置。
【請求項２】
前記選択手段には、前記検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位が形成され、所望の光路形成部位が前記第１導光手段及び第２導光手段の光軸と対応した位置となるよう当該選択手段を駆動する駆動手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項３】
前記光路形成部位は、前記拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位とを有することを特徴とする請求項２記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項４】
前記拡散板は、前記第２導光手段の光軸上の部位であって参照光を取り込む導入部と、前記第１導光手段の光軸上の部位であって前記分光分析手段へ参照光を通過させる導出部とを有した保持部材にて保持されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項５】
前記拡散板は、前記導入部及び導出部に対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする請求項４記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項６】
前記保持部材の内面は、反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項７】
前記選択手段は、円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項８】
前記選択手段は、直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項１】
農産物に対して光を照射する投光手段と、
該投光手段から照射されて前記農産物を透過又は反射した検出光を導く第１導光手段と、
前記投光手段から照射される光を参照光として導くとともに、前記第１導光手段と光軸が異なる第２導光手段と、
前記第１導光手段で導かれた検出光又は前記第２導光手段で導かれた参照光を任意選択的に通過させ又は遮光する選択手段と、
該選択手段により通過した検出光を分析又は参照光により校正される分光分析手段と、
を具備し、前記分光分析手段による検出光の分析に基づき農産物の内部品質を測定し得る農産物の内部品質測定装置において、
前記選択手段は、前記第２導光手段で導かれた参照光を内部で拡散反射させつつ前記第１導光手段の光軸まで導く拡散板を備えたことを特徴とする農産物の内部品質測定装置。
【請求項２】
前記選択手段には、前記検出光又は参照光の通過又は遮光を任意に行わせる複数の光路形成部位が形成され、所望の光路形成部位が前記第１導光手段及び第２導光手段の光軸と対応した位置となるよう当該選択手段を駆動する駆動手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項３】
前記光路形成部位は、前記拡散板を介して参照光を通過させつつ検出光を遮光する校正用光路形成部位と、参照光を遮光しつつ検出光を通過させる測定用光路形成部位とを有することを特徴とする請求項２記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項４】
前記拡散板は、前記第２導光手段の光軸上の部位であって参照光を取り込む導入部と、前記第１導光手段の光軸上の部位であって前記分光分析手段へ参照光を通過させる導出部とを有した保持部材にて保持されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項５】
前記拡散板は、前記導入部及び導出部に対応する部分を除く少なくとも表面及び裏面に反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする請求項４記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項６】
前記保持部材の内面は、反射率が高い反射部材を被覆して成ることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項７】
前記選択手段は、円板状の回転板から成り、当該回転板の周方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置。
【請求項８】
前記選択手段は、直線状の平板から成り、当該平板の長手方向に前記光路形成部位が並んで形成されたことを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載の農産物の内部品質測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２９８４６６（Ｐ２００８−２９８４６６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４１９９５（Ｐ２００７−１４１９９５）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（５０８１３４３３７）静岡シブヤ精機株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（５０８１３４３３７）静岡シブヤ精機株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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