JP4032328B2 - 農作物用光学センサー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農作物、例えば根菜類、果実等の選別に使用する光学センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
根菜類、果実等の農作物と石、土塊等の異物とを区別するために、あるいは農作物を熟成度、内部欠陥等によって選別するために光を利用することは、特開平６−２４９７７６号公報、特開平１−２１６２６５号公報により公知である。前者は、透過光を利用する方式であり、馬鈴薯等の被検体に片側に配置した投光部から近赤外線を投光し、反対側に配置した受光部によって透過光を検出して被検体が馬鈴薯であるか土石であるかを区別する。後者は、拡散光を利用する方式であり、被検体に片側の投光部から近赤外線を投光して同じ片側に配置した受光部により拡散光を検出し、その分光スペクトルから化学成分を判定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
透過光を利用する上記方式は、被検体が大きくなると透過光の減衰が大きく、投光出力を大きくする必要があり、又、投光部と受光部の光軸がずれると、反射光や回析光の影響が大きくなり精度が低下するという問題があった。
拡散光を利用する上記方式は、被検体表面の反射光を遮断するため、光学センサーの投光部と受光部を構成する内外二重光ファイバーを被検体の表面に密着させるか、又は、中央に投光穴を、その穴の下面に受光部を設けた光学センサーを被検体に密着させるか、又は積分球を使用するため、作業が厄介になるという問題があった。
【０００４】
本発明はこれらの問題を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、識別精度の高い光学センサーであって、投光出力を被検体の大小によって変えることも、投光部と受光部の光軸を一致させることも、光学センサー自体を被検体に密着させることも、積分球を用いることも必要としないものを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、本発明が採用する手段は、被検体の片側に光学センサーの投光部と受光部を隣接して配置し、投光部の投光面と受光部の受光面の間に光遮断部材を設けたことにある。投光面から被検体までの距離は、受光面から被検体までの距離と同一とするか、又はそれよりも小さくすることが好ましい。光遮断部材は庇状の遮光板とすることができる。又、投光部を箱体とし、受光面を投光面よりも後方に配置すると、箱体の投光部自体が光遮断部材となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に示す第１実施例の光学センサーに基づいて説明する。
図１に示すように、上下に重ねた投光部１と受光部２は別体の箱体であり、それぞれ一側に投光面５と受光面６を備える。投光面５と受光面６は同一方向を向くが、投光面５は受光面６よりも前方すなわち被検体３に近い位置にある。
【０００７】
図１及び図２に示すように、投光部１の投光面５から、可視光線、赤外線、レーザ光線等の投光Ａを発すると、被検体３が馬鈴薯等の農作物であれば、光が内部で拡散し、その拡散光が表面から発散する。その一部は受光Ｂとして受光部２に入射する。
しかし、被検体３が土石のときは、図３に示すように、投光部１からの投光Ａは表面で反射するだけであり、内部の光拡散は発生しない。反射光Ｃは受光部２の光遮断部材４として機能する箱体の投光部２によって遮断されるから、反射光Ｃは受光部２の受光面にはほとんど到達しない。したがって、被検体３が農作物であるか、土石であるかは、受光部２の受光量によって識別することができる。
【０００８】
この光学センサーは被検体の大小には関係しないから、投光出力を小さくすることが可能である。又、光遮断部材が被検体表面の反射光の受光部への入射を抑制するから、識別の精度は大幅に向上する。さらに、この光学センサーは被検体に密着させたり、積分球を使用したりする必要がないから、操作は至極容易であり、安価に製造することができる。
【０００９】
【実施例】
第２及び第３実施例について説明する。
図４に示す第２実施例は、投光部１の投光面５と受光部２の受光面６が同一平面上にあり、投光面５と受光面６の間に光遮断部材４として庇状の遮光板を備える。上記以外の構成は第１実施例と全く同じであり、投光Ａによる被検体３の拡散光の一部は受光Ｂとして受光面６から受光部２に入射するが、被検体３表面の反射光はほとんど光遮断部材４によって遮断される。このように、反射光の受光部への影響は無視することができるから、高精度の識別が可能である。
【００１０】
図５に示す第３実施例は投光部１と受光部２を同じ箱体に設けたものであり、その一側に投光面５と受光面６が間をあけて並ぶ。投光面５と受光面６の間には光遮断部材４として庇状の遮光板を配置する。その他の構成は前記実施例と同一であり、投光Ａによる被検体３の拡散光の一部は受光Ｂとして受光面６から受光部２へ入射するが、表面の反射光は光遮断部材４によってほとんど遮断され、受光面６へ入射する反射光は無視することができる。
【００１１】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明の光学センサーは拡散光を利用する方式であり、投光部と受光部は被検体に対して同一側に位置するから、投光出力は被検体の大小には関係なく低出力に設定することが可能である。
又、本発明の光学センサーは、投光面と受光面の間に、投光面からの被検体への投光による表面反射光が受光面へ入射することを抑制する光遮断部材を有するから、従来の光学センサーを被検体に密着させるか、又は積分球を使用しないと表面反射光の影響を排除することができなかったものとは異なり、光学センサーを被検体に接触させる必要も、積分球を使用する必要もない。したがって、本発明の光学センサーは使用が簡便で識別精度が高く、かつ低価格であるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の斜視図、
【図２】被検体が農作物であるときの光学センサーの状態を示す略図、
【図３】被検体が土石であるときの光学センサーの状態を示す図、
【図４】第２実施例の図１に相当する図、
【図５】第３実施例の図１に相当する図、
【符号の説明】
１：投光部
２：受光部
３：被検体
４：光遮断部材
５：投光面
６：受光面
Ａ：投光
Ｂ：受光
Ｃ：反射光

Claims (4)

1. 隣接する箱体の投光部（１）と受光部（２）とからなり、被検体（３）の片側に配置される光学センサーにおいて、前記投光部は投光（Ａ）を発する投光面（５）を箱体の一側に、前記受光部は受光（Ｂ）が入射する受光面（６）を箱体の一側にそれぞれ備え、前記投光面と前記受光面は略同じ方向を向くように配置され、前記被検体に前記光学センサーを密着する必要がないように、前記投光面と前記受光面の間に設けられた光遮断部材（４）が、前記投光面からの前記被検体）への前記投光による表面反射光（Ｃ）の前記受光面への入射を抑制することを特徴とする農作物光学センサー。
2. 投光部（１）は箱状に形成され、被検体（３）から投光面（５）までの距離は受光面（６）までの距離よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の農作物用光学センサー。
3. 投光面（５）と受光面（６）は略同一平面上に配置され、前記投光面と前記受光面の間に庇状の光遮断部材（４）が設けられたことを特徴とする請求項１記載の農作物用光学センサー。
4. 投光部（１）と受光部（２）は一体の箱状に形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の農作物用光学センサー。

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