JP2002139433A - 青果物の内部品質の判別方法 - Google Patents
青果物の内部品質の判別方法Info
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- JP2002139433A JP2002139433A JP2000336338A JP2000336338A JP2002139433A JP 2002139433 A JP2002139433 A JP 2002139433A JP 2000336338 A JP2000336338 A JP 2000336338A JP 2000336338 A JP2000336338 A JP 2000336338A JP 2002139433 A JP2002139433 A JP 2002139433A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウルミ果、空洞果、未熟果、過熟果など、それ
ぞれ商品価値が異なる欠陥品質の種類を選果目的に応じ
て精度よく判別することができる青果物の内部品質の判
別方法を提供する。 【解決手段】 散乱透過特性と密度の座標軸に基づく座
標空間を、スイカの内部品質項目に対応する品質基準領
域に分割し、個々のスイカＳに光を照射して、その散乱
透過光を光電センサ４により検出し、その検出光と、別
途測定・算出したスイカＳの密度に基づく座標点が所属
する品質領域を判別する。
ぞれ商品価値が異なる欠陥品質の種類を選果目的に応じ
て精度よく判別することができる青果物の内部品質の判
別方法を提供する。 【解決手段】 散乱透過特性と密度の座標軸に基づく座
標空間を、スイカの内部品質項目に対応する品質基準領
域に分割し、個々のスイカＳに光を照射して、その散乱
透過光を光電センサ４により検出し、その検出光と、別
途測定・算出したスイカＳの密度に基づく座標点が所属
する品質領域を判別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイカ・メロンな
どの青果物の内部品質の判別方法に関する。
どの青果物の内部品質の判別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スイカ・メロンなどの青果物の
内部品質の判別においては、糖度レベルの計測判定の
他、内部欠陥（空洞やウルミなど）や熟度（未熟・適熟
・過熟）の判定が必要である。これらの内部品質を表す
項目のうち、商品価値が全くないか或いは商品価値が低
い青果物の欠陥品質項目として、空洞果、ウルミ果、未
熟果、過熟果など多くの種類が挙げられ、これらを健全
な正常果肉をもつ適熟果と分離する必要がある。
内部品質の判別においては、糖度レベルの計測判定の
他、内部欠陥（空洞やウルミなど）や熟度（未熟・適熟
・過熟）の判定が必要である。これらの内部品質を表す
項目のうち、商品価値が全くないか或いは商品価値が低
い青果物の欠陥品質項目として、空洞果、ウルミ果、未
熟果、過熟果など多くの種類が挙げられ、これらを健全
な正常果肉をもつ適熟果と分離する必要がある。
【０００３】従来、青果物の内部品質の判別方法として
打音など音響による方法、密度による方法、電気抵抗な
どによる電気的方法、または光学的方法などがあった。
しかし、各欠陥品質項目について、それぞれ商品価値が
異なるにもかかわらず、上記各方法単独では、どの方法
を用いても数多い欠陥品質項目の全てを精度よく判別す
ることは不可能であった。
打音など音響による方法、密度による方法、電気抵抗な
どによる電気的方法、または光学的方法などがあった。
しかし、各欠陥品質項目について、それぞれ商品価値が
異なるにもかかわらず、上記各方法単独では、どの方法
を用いても数多い欠陥品質項目の全てを精度よく判別す
ることは不可能であった。
【０００４】このうち、ウルミ果は、煮え・内出血・ビ
ードロ・コンニャク等の異名を有する肉質障害果の一種
で、果肉は濃色・水浸状態であり、糖度は低いが外観か
らは判別困難である。ウルミ果の発生原因は、ウイルス
や高温障害とされ、市場に出荷された場合には、輸送途
中で急速に腐敗が進行し、段ボールなど容器内から水状
となって流出し、異臭を発するので大きなクレームの対
象となっており、選果場で完全に除去すべき欠陥を持つ
異常果である。これに対し、空洞果、未熟果、過熟果は
品質ランクは低いが、多少なりとも商品価値があるの
で、全く商品価値がないばかりか流通に支障を与えるウ
ルミ果とは別に、判別・分離されねばならない。
ードロ・コンニャク等の異名を有する肉質障害果の一種
で、果肉は濃色・水浸状態であり、糖度は低いが外観か
らは判別困難である。ウルミ果の発生原因は、ウイルス
や高温障害とされ、市場に出荷された場合には、輸送途
中で急速に腐敗が進行し、段ボールなど容器内から水状
となって流出し、異臭を発するので大きなクレームの対
象となっており、選果場で完全に除去すべき欠陥を持つ
異常果である。これに対し、空洞果、未熟果、過熟果は
品質ランクは低いが、多少なりとも商品価値があるの
で、全く商品価値がないばかりか流通に支障を与えるウ
ルミ果とは別に、判別・分離されねばならない。
【０００５】一方、糖度レベルの計測においては、スイ
カなど大きくて皮の厚い青果物の糖度は、果肉中央部と
白果皮部分では糖度が大きく異なり、しかも、糖度の内
部分布は個体によっても異なるにも係わらず、果皮の糖
度分を補正せず、皮を含め１体と見なして測定してき
た。通常、消費者は白皮の部分まで食べるわけではな
く、果肉部の最初の１口でその甘さを評価することが多
く、消費者の評価対象となるのは果肉中央部であり、そ
の糖度と皮を含めて測定した糖度計による糖度の評価が
一致しない場合が多かった。
カなど大きくて皮の厚い青果物の糖度は、果肉中央部と
白果皮部分では糖度が大きく異なり、しかも、糖度の内
部分布は個体によっても異なるにも係わらず、果皮の糖
度分を補正せず、皮を含め１体と見なして測定してき
た。通常、消費者は白皮の部分まで食べるわけではな
く、果肉部の最初の１口でその甘さを評価することが多
く、消費者の評価対象となるのは果肉中央部であり、そ
の糖度と皮を含めて測定した糖度計による糖度の評価が
一致しない場合が多かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するためになされたもので、その目的とす
るところは、ウルミ果、空洞果、未熟果、過熟果など、
それぞれ商品価値が異なる欠陥品質の種類を選果目的に
応じて精度よく判別することができる青果物の内部品質
の判別方法を提供することにある。また、本発明は、果
肉中央部の正確な糖度を得ることのできる青果物の内部
品質の判別方法を提供することにもある。
問題点を解決するためになされたもので、その目的とす
るところは、ウルミ果、空洞果、未熟果、過熟果など、
それぞれ商品価値が異なる欠陥品質の種類を選果目的に
応じて精度よく判別することができる青果物の内部品質
の判別方法を提供することにある。また、本発明は、果
肉中央部の正確な糖度を得ることのできる青果物の内部
品質の判別方法を提供することにもある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の青果物の内部品
質の判別方法は、青果物の光の散乱透過特性と、前記青
果物の密度を測定し、それらの測定値の組み合わせによ
って生ずる内部品質項目に青果物を判別することを特徴
とする。また、散乱透過特性と密度の座標軸に基づく座
標空間を、各種青果物の内部品質項目に対応する品質基
準領域に分割して、個々の青果物の上記散乱透過特性と
密度の測定値の組み合わせによって生ずる座標点が所属
する品質領域を求め、上記青果物の内部品質を判別する
ことを特徴とする。さらに、散乱透過特性と密度をそれ
ぞれ入力層の各ニューロンに入力し、中間層を介して、
各品質項目を出力とするニューウラルネットワークを用
いて上記青果物の内部品質を判別することを特徴とす
る。またさらに、青果物に照射する光が、固有の波長を
持つレーザ光またはハロゲンランプ光などの種々の波長
域を持つ光であることを特徴とする。さらにまた、上記
内部品質を表す項目が、ウルミ、空洞、過熟、適熟、未
熟あるいはこれらの組合せであることを特徴とする。ま
た、青果物の果皮または果皮を含む周辺部のみの散乱透
過光を測定して、全体の散乱透過特性の測定値を補正
し、果肉部または中央部の内部品質を判別することを特
徴とする。さらに、青果物への入射光と散乱透過光を測
定して求めた吸光度と、前記青果物の密度から、青果物
糖度を算出することを特徴とする。またさらに、青果物
の果皮または果皮を含む周辺部のみの糖度を測定して、
全体の糖度の算出値を補正し、果肉部または中央部の糖
度を求めることを特徴とする。
質の判別方法は、青果物の光の散乱透過特性と、前記青
果物の密度を測定し、それらの測定値の組み合わせによ
って生ずる内部品質項目に青果物を判別することを特徴
とする。また、散乱透過特性と密度の座標軸に基づく座
標空間を、各種青果物の内部品質項目に対応する品質基
準領域に分割して、個々の青果物の上記散乱透過特性と
密度の測定値の組み合わせによって生ずる座標点が所属
する品質領域を求め、上記青果物の内部品質を判別する
ことを特徴とする。さらに、散乱透過特性と密度をそれ
ぞれ入力層の各ニューロンに入力し、中間層を介して、
各品質項目を出力とするニューウラルネットワークを用
いて上記青果物の内部品質を判別することを特徴とす
る。またさらに、青果物に照射する光が、固有の波長を
持つレーザ光またはハロゲンランプ光などの種々の波長
域を持つ光であることを特徴とする。さらにまた、上記
内部品質を表す項目が、ウルミ、空洞、過熟、適熟、未
熟あるいはこれらの組合せであることを特徴とする。ま
た、青果物の果皮または果皮を含む周辺部のみの散乱透
過光を測定して、全体の散乱透過特性の測定値を補正
し、果肉部または中央部の内部品質を判別することを特
徴とする。さらに、青果物への入射光と散乱透過光を測
定して求めた吸光度と、前記青果物の密度から、青果物
糖度を算出することを特徴とする。またさらに、青果物
の果皮または果皮を含む周辺部のみの糖度を測定して、
全体の糖度の算出値を補正し、果肉部または中央部の糖
度を求めることを特徴とする。
【０００８】なお、青果物内部は散乱性が強く、光を照
射した場合、青果物に入射した光は内部で散乱を繰り返
す。この内部散乱光の１部分は吸収され、残りは散乱透
過光となって青果物の全表面から場所によって強さは異
なるが出射される。この散乱透過光のうち、入射側表面
から出射される場合を拡散反射光、裏面から出射される
場合を透過光と呼ぶことが多い。本発明において、散乱
透過特性とは、透過および内部からの拡散反射の場合を
含めた光の通過特性であり、波長λについて、青果物内
部からの散乱透過光の強さIt(λ)と入射光の強さIin
(λ)の比である透過率T(λ) =It(λ)/Iin(λ)、あるい
は前記透過率T(λ)の逆数の対数値である吸光度A(λ) =
log{Iin(λ)/It(λ)}による特性等を意味し、入射光の
強さIin(λ)が一定の場合には、単に散乱透過光の強さI
t(λ)で表すことができる。
射した場合、青果物に入射した光は内部で散乱を繰り返
す。この内部散乱光の１部分は吸収され、残りは散乱透
過光となって青果物の全表面から場所によって強さは異
なるが出射される。この散乱透過光のうち、入射側表面
から出射される場合を拡散反射光、裏面から出射される
場合を透過光と呼ぶことが多い。本発明において、散乱
透過特性とは、透過および内部からの拡散反射の場合を
含めた光の通過特性であり、波長λについて、青果物内
部からの散乱透過光の強さIt(λ)と入射光の強さIin
(λ)の比である透過率T(λ) =It(λ)/Iin(λ)、あるい
は前記透過率T(λ)の逆数の対数値である吸光度A(λ) =
log{Iin(λ)/It(λ)}による特性等を意味し、入射光の
強さIin(λ)が一定の場合には、単に散乱透過光の強さI
t(λ)で表すことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、スイカＳの
散乱透過特性を得る方法を説明するもので、１は、遮光
とともに青果物の大きさの影響を少なくするため、青果
物の光の出入り口間の距離を一定にする遮光部材であっ
て、例えば一定の直径を持つゴム吸盤などから成る。該
遮光部材１は、スイカＳでは直径８０ｍｍ以上の大きさ
が必要であり、これをスイカＳの底部（本実施例では花
痕部）に当てがい、上記遮光部材１の中央部にあけた穴
１ａからレーザ光Ｌを内部に向けて照射する。本実施例
では、上記レーザ光Ｌとして青果物に対して透過性の良
い波長λ=８３５ｎｍを選択し、出力１．２Ｗの半導体
レーザの光源２から光ファイバ３を用いて導かれるが、
これに限定するものではない。なお、照射されたレーザ
光ＬがスイカＳの外部空間に漏れ短絡して通過しないよ
う、上記遮光部材１をスイカＳの表面に密着させておく
必要がある。この場合、上記光源２は、レーザ光Ｌの出
力が一定になるようにコントロールされている。
て、図面を参照しながら説明する。図１は、スイカＳの
散乱透過特性を得る方法を説明するもので、１は、遮光
とともに青果物の大きさの影響を少なくするため、青果
物の光の出入り口間の距離を一定にする遮光部材であっ
て、例えば一定の直径を持つゴム吸盤などから成る。該
遮光部材１は、スイカＳでは直径８０ｍｍ以上の大きさ
が必要であり、これをスイカＳの底部（本実施例では花
痕部）に当てがい、上記遮光部材１の中央部にあけた穴
１ａからレーザ光Ｌを内部に向けて照射する。本実施例
では、上記レーザ光Ｌとして青果物に対して透過性の良
い波長λ=８３５ｎｍを選択し、出力１．２Ｗの半導体
レーザの光源２から光ファイバ３を用いて導かれるが、
これに限定するものではない。なお、照射されたレーザ
光ＬがスイカＳの外部空間に漏れ短絡して通過しないよ
う、上記遮光部材１をスイカＳの表面に密着させておく
必要がある。この場合、上記光源２は、レーザ光Ｌの出
力が一定になるようにコントロールされている。
【００１０】スイカＳの内部に入射されたレーザ光Ｌ
は、内部で散乱を繰り返しながら伝播し、その内部散乱
光Ｌ′のうち表面から出射された散乱透過光Ｌ″を、例
えば、Ｓｉフォトダイオードなどの光電センサ４により
受光・検出して、その検出光の出力値（ｍＶ）をレーザ
光Ｌの散乱透過特性の測定値として得る。上記光電セン
サ４は、上記遮光部材１の周縁付近のスイカ側底部に配
置されている。なお、上記光源２の出力が不安定な場合
や糖度測定など高い精度を要求する場合には、青果物へ
の入射光を測定して、この測定値と散乱透過光の測定値
から上記透過率T(λ)または吸光度A(λ)を求め、散乱透
過特性値としてもよい。
は、内部で散乱を繰り返しながら伝播し、その内部散乱
光Ｌ′のうち表面から出射された散乱透過光Ｌ″を、例
えば、Ｓｉフォトダイオードなどの光電センサ４により
受光・検出して、その検出光の出力値（ｍＶ）をレーザ
光Ｌの散乱透過特性の測定値として得る。上記光電セン
サ４は、上記遮光部材１の周縁付近のスイカ側底部に配
置されている。なお、上記光源２の出力が不安定な場合
や糖度測定など高い精度を要求する場合には、青果物へ
の入射光を測定して、この測定値と散乱透過光の測定値
から上記透過率T(λ)または吸光度A(λ)を求め、散乱透
過特性値としてもよい。
【００１１】また、スイカＳの密度は、一般的にその重
量と体積を測定し、質量／体積を演算して求める。スイ
カＳの重量は、従来公知の歪ゲージ等を用いた秤の原理
によって測定する。一方、スイカＳの体積は、例えば、
特開平４−２７８６３号公開公報に開示されているよう
に、スイカＳを入れると電極間の静電容量が増加する原
理を利用した非接触方法により測定する。すなわち、導
電ゴム等の弾性体で構成される主電極上にスイカを載置
すると共に、このスイカを導電性のカバー体で覆ってア
ース電極となし、両電極（主電極およびアース電極）間
に高周波電圧を印加して、スイカの静電容量と、スイカ
とカバー体間の空隙の電気容量を測定して、スイカの体
積を算出する。上記体積の測定は、上記方法に限定する
ものではなく、スイカを水等の溶液に浸ける方法、スイ
カの縦横径を測定する方法、画像処理法など従来公知の
いずれの方法でもよい。
量と体積を測定し、質量／体積を演算して求める。スイ
カＳの重量は、従来公知の歪ゲージ等を用いた秤の原理
によって測定する。一方、スイカＳの体積は、例えば、
特開平４−２７８６３号公開公報に開示されているよう
に、スイカＳを入れると電極間の静電容量が増加する原
理を利用した非接触方法により測定する。すなわち、導
電ゴム等の弾性体で構成される主電極上にスイカを載置
すると共に、このスイカを導電性のカバー体で覆ってア
ース電極となし、両電極（主電極およびアース電極）間
に高周波電圧を印加して、スイカの静電容量と、スイカ
とカバー体間の空隙の電気容量を測定して、スイカの体
積を算出する。上記体積の測定は、上記方法に限定する
ものではなく、スイカを水等の溶液に浸ける方法、スイ
カの縦横径を測定する方法、画像処理法など従来公知の
いずれの方法でもよい。
【００１２】図２に示すように、上記重量および体積の
測定データをコンピュータに入力して密度を算出すると
共に、上記光電センサ４による上記散乱透過光Ｌ″の検
出値（光電センサ出力）もコンピュータに入力する。一
方、コンピュータには、スイカに関する密度と散乱透過
特性（この場合、散乱透過光の検出値）の座標軸に基づ
く座標空間を、ウルミ果、ウルミ空洞果、空洞果、過熟
果、適熟果、未熟果などの各種品質項目に対応して分割
した複数の品質基準領域を、予め記憶させておき、上記
測定した密度と検出光の測定値が属する品質領域を求め
て、該当する品質項目を内部品質として判別する。この
判別結果に基づいて、選別装置の適宜アクチュエータ
（図示せず）に指令信号を発信して選別を行う。なお、
上記光電センサ４に代えて、光ファイバにより散乱透過
光Ｌ″を受光して、適当な光検出器（図示せず）に導
き、検出光を測定してもよい。また、青果物への入射光
の測定値と散乱透過光の測定値から上記透過率T(λ)ま
たは吸光度A(λ)を散乱透過特性としてもよい。
測定データをコンピュータに入力して密度を算出すると
共に、上記光電センサ４による上記散乱透過光Ｌ″の検
出値（光電センサ出力）もコンピュータに入力する。一
方、コンピュータには、スイカに関する密度と散乱透過
特性（この場合、散乱透過光の検出値）の座標軸に基づ
く座標空間を、ウルミ果、ウルミ空洞果、空洞果、過熟
果、適熟果、未熟果などの各種品質項目に対応して分割
した複数の品質基準領域を、予め記憶させておき、上記
測定した密度と検出光の測定値が属する品質領域を求め
て、該当する品質項目を内部品質として判別する。この
判別結果に基づいて、選別装置の適宜アクチュエータ
（図示せず）に指令信号を発信して選別を行う。なお、
上記光電センサ４に代えて、光ファイバにより散乱透過
光Ｌ″を受光して、適当な光検出器（図示せず）に導
き、検出光を測定してもよい。また、青果物への入射光
の測定値と散乱透過光の測定値から上記透過率T(λ)ま
たは吸光度A(λ)を散乱透過特性としてもよい。
【００１３】本発明者は、ウルミ果、ウルミ空洞果、空
洞果、過熟果、適熟果、未熟果など、品質項目の異なる
多数のスイカについて、レーザ光の散乱透過光と密度を
測定し、図３に示すような品質基準領域を得た。縦軸の
光電センサ出力すなわち散乱透過特性のみから判別する
と、ウルミ果には光を通し易い性質があるが、ウルミ
果、空洞果、過熟果、適熟果、未熟果などには光の散乱
透過特性が重複する部分が多く、また横軸の密度のみで
判別しても各品質項目が重複する部分が多い。しかし、
光の散乱透過特性と密度による座標空間にプロットする
と、これらの品質項目に対応する領域が明確に分割でき
た。これらの品質項目は、単に散乱透過特性値と密度値
の重み付きの総和を分割して割り当てできるものではな
く、散乱透過特性値と密度値の組み合わせ効果によって
始めて分割可能となる。
洞果、過熟果、適熟果、未熟果など、品質項目の異なる
多数のスイカについて、レーザ光の散乱透過光と密度を
測定し、図３に示すような品質基準領域を得た。縦軸の
光電センサ出力すなわち散乱透過特性のみから判別する
と、ウルミ果には光を通し易い性質があるが、ウルミ
果、空洞果、過熟果、適熟果、未熟果などには光の散乱
透過特性が重複する部分が多く、また横軸の密度のみで
判別しても各品質項目が重複する部分が多い。しかし、
光の散乱透過特性と密度による座標空間にプロットする
と、これらの品質項目に対応する領域が明確に分割でき
た。これらの品質項目は、単に散乱透過特性値と密度値
の重み付きの総和を分割して割り当てできるものではな
く、散乱透過特性値と密度値の組み合わせ効果によって
始めて分割可能となる。
【００１４】さらに、コンピュータによる場合、上記座
標空間の分割による判別に代えて、散乱透過特性と密度
などをそれぞれ入力層の各ニューロンに入力し、中間層
を介して、ウルミ果、空洞果、過熟果、適熟果、未熟果
などの各品質項目を出力層の各ニューロンに対応させ
て、各品質項目を出力とするニューウラルネットワーク
を用い、図３に示した実験データを学習させて、判別さ
せることもできる。
標空間の分割による判別に代えて、散乱透過特性と密度
などをそれぞれ入力層の各ニューロンに入力し、中間層
を介して、ウルミ果、空洞果、過熟果、適熟果、未熟果
などの各品質項目を出力層の各ニューロンに対応させ
て、各品質項目を出力とするニューウラルネットワーク
を用い、図３に示した実験データを学習させて、判別さ
せることもできる。
【００１５】一般に、スイカなど皮の厚い青果物は、果
肉と果皮に分けられ、果肉部分の正確な内部品質を測定
するためには、上記果皮の影響を取り除く必要がある。
青果物の果皮の散乱透過特性は品種のみならず個体や部
位によっても異なるので、果肉部分の正確な光の散乱透
過特性を得るためには、上記果皮のみの散乱透過光を測
定し、果肉部分を含めた青果物の散乱透過光の検出値か
らその影響分を差し引く必要がある。そのためには、図
１に示すレーザ光Ｌの照射部に近接させて小さな受光部
（光電センサや光ファイバ等）を配置し、果皮のみを通
過する拡散反射による散乱透過光を別途測定して、これ
を用いて上記散乱透過特性を補正しても良いが、図４に
示すように、小さなリング状の照射部５ａと遮光ゴムリ
ングを介して、その中央に位置する受光部５ｂを２重構
造とする光ファイバ５を配置し、果皮に接触せしめ、果
皮Ｓ２のみを通過する拡散反射による果皮散乱透過光Ｌ
ｓ″を別途測定して、これを上記青果物全体の散乱透過
特性からその影響分として差し引いておけば、果肉Ｓ１
部分のみの散乱透過特性が得られる。従って、本発明に
おける青果物の光の散乱透過特性には、上述のような果
皮部分のみの光の散乱透過特性で補正した場合も含まれ
る。さらに、果肉の中央部分の情報が必要な場合は、接
触測定部分の直径を果皮の厚さより大きくすればよい。
肉と果皮に分けられ、果肉部分の正確な内部品質を測定
するためには、上記果皮の影響を取り除く必要がある。
青果物の果皮の散乱透過特性は品種のみならず個体や部
位によっても異なるので、果肉部分の正確な光の散乱透
過特性を得るためには、上記果皮のみの散乱透過光を測
定し、果肉部分を含めた青果物の散乱透過光の検出値か
らその影響分を差し引く必要がある。そのためには、図
１に示すレーザ光Ｌの照射部に近接させて小さな受光部
（光電センサや光ファイバ等）を配置し、果皮のみを通
過する拡散反射による散乱透過光を別途測定して、これ
を用いて上記散乱透過特性を補正しても良いが、図４に
示すように、小さなリング状の照射部５ａと遮光ゴムリ
ングを介して、その中央に位置する受光部５ｂを２重構
造とする光ファイバ５を配置し、果皮に接触せしめ、果
皮Ｓ２のみを通過する拡散反射による果皮散乱透過光Ｌ
ｓ″を別途測定して、これを上記青果物全体の散乱透過
特性からその影響分として差し引いておけば、果肉Ｓ１
部分のみの散乱透過特性が得られる。従って、本発明に
おける青果物の光の散乱透過特性には、上述のような果
皮部分のみの光の散乱透過特性で補正した場合も含まれ
る。さらに、果肉の中央部分の情報が必要な場合は、接
触測定部分の直径を果皮の厚さより大きくすればよい。
【００１６】図１に示す装置では、レーザ光Ｌを遮光部
材１の穴１ａから照射して、その内部からの散乱透過光
Ｌ″を外側の光電センサ４や光ファイバを通じて光検出
器（図示せず）により測定したが、図５に示すように、
逆に遮光部材１の周辺部に配置した照射手段６から光を
照射し、その散乱透過光Ｌ″を遮光部材１の穴１ａに設
けた光ファイバ７を介して光検出器８に導いて測定する
ようにしてもよい。青果物の光の出入り口間の距離はほ
ぼ一定であるが、散乱透過特性に青果物の大きさの影響
がでる場合には、別途測定した体積の測定値などにより
補正することも可能である。
材１の穴１ａから照射して、その内部からの散乱透過光
Ｌ″を外側の光電センサ４や光ファイバを通じて光検出
器（図示せず）により測定したが、図５に示すように、
逆に遮光部材１の周辺部に配置した照射手段６から光を
照射し、その散乱透過光Ｌ″を遮光部材１の穴１ａに設
けた光ファイバ７を介して光検出器８に導いて測定する
ようにしてもよい。青果物の光の出入り口間の距離はほ
ぼ一定であるが、散乱透過特性に青果物の大きさの影響
がでる場合には、別途測定した体積の測定値などにより
補正することも可能である。
【００１７】本発明における照射光としては、他の固有
波長を持つ各種レーザや種々の波長域を持つハロゲンラ
ンプ光や特定の波長域を持つようフイルタを通過させた
光であっても良い。例えば、青果物を散乱透過しやすい
波長域としては７００〜８６０ｎｍを用いるのが良い
し、クロロフィルに吸収され易い波長域である６５０〜
６９０ｎｍを用いると、クロロフィルの吸収による吸光
度A(λ)のみでは未熟果の判別が十分でない場合でも、
青果物の密度と組み合わせることで未熟果の判別性能が
向上する。同様に種々の波長域を持つハロゲンランプな
どの光源を用いて照射し、青果物からの散乱透過光を分
光する後分光法の場合にも適用できる。
波長を持つ各種レーザや種々の波長域を持つハロゲンラ
ンプ光や特定の波長域を持つようフイルタを通過させた
光であっても良い。例えば、青果物を散乱透過しやすい
波長域としては７００〜８６０ｎｍを用いるのが良い
し、クロロフィルに吸収され易い波長域である６５０〜
６９０ｎｍを用いると、クロロフィルの吸収による吸光
度A(λ)のみでは未熟果の判別が十分でない場合でも、
青果物の密度と組み合わせることで未熟果の判別性能が
向上する。同様に種々の波長域を持つハロゲンランプな
どの光源を用いて照射し、青果物からの散乱透過光を分
光する後分光法の場合にも適用できる。
【００１８】さらに、糖分に吸収され易い波長域である
９００〜９２０ｎｍ、とこれ以外のλ波長を含め合計n
コの波長を用い、それぞれの波長λiについて青果物へ
の入射光の強さIin(λi)と青果物からの散乱透過光の強
さIt(λi)を測定し吸光度A(λi)を求めて糖度を算出す
る糖度計においては、例えば、吸光度スペクトルの２次
微分d2 A(λi)などを用い、その青果物の糖度Bmを重回
帰分析により算出している。このような糖度計において
も、糖度の測定精度が十分でない場合には、青果物の密
度ρの糖度Bmに対する影響係数Kと定数K0および各波長
λiに対する回帰係数Kiを、最小自乗法などを用いて求
めた重回帰式 Bm=Kρ+K0+ K1d2 A(λ1)+ K2d2 A(λ2) +…+Ki d2 A(λ
i)+ …Kn d2 A(λn) で糖度の測定精度を改善できる。このように、青果物の
密度項Kρを重回帰式に組み込んで糖度を算出すること
で、前分光、後分光を問わず、糖度の測定精度を向上せ
しめることができる。この場合、重回帰式に代えて、密
度ρおよび吸光度スペクトルの２次微分d2 A(λi)を入
力として入力層の各ニューロンに入力し、中間層を介し
て、糖度Bmを出力層の１つのニューロンに対応させ、こ
れを出力とするニューウラルネットワークを用い、実験
データにより学習させて、糖度Bmを求めることも可能で
ある。
９００〜９２０ｎｍ、とこれ以外のλ波長を含め合計n
コの波長を用い、それぞれの波長λiについて青果物へ
の入射光の強さIin(λi)と青果物からの散乱透過光の強
さIt(λi)を測定し吸光度A(λi)を求めて糖度を算出す
る糖度計においては、例えば、吸光度スペクトルの２次
微分d2 A(λi)などを用い、その青果物の糖度Bmを重回
帰分析により算出している。このような糖度計において
も、糖度の測定精度が十分でない場合には、青果物の密
度ρの糖度Bmに対する影響係数Kと定数K0および各波長
λiに対する回帰係数Kiを、最小自乗法などを用いて求
めた重回帰式 Bm=Kρ+K0+ K1d2 A(λ1)+ K2d2 A(λ2) +…+Ki d2 A(λ
i)+ …Kn d2 A(λn) で糖度の測定精度を改善できる。このように、青果物の
密度項Kρを重回帰式に組み込んで糖度を算出すること
で、前分光、後分光を問わず、糖度の測定精度を向上せ
しめることができる。この場合、重回帰式に代えて、密
度ρおよび吸光度スペクトルの２次微分d2 A(λi)を入
力として入力層の各ニューロンに入力し、中間層を介し
て、糖度Bmを出力層の１つのニューロンに対応させ、こ
れを出力とするニューウラルネットワークを用い、実験
データにより学習させて、糖度Bmを求めることも可能で
ある。
【００１９】 一般に、スイカなど大きくて皮の厚い青果
物の糖度は、果肉中央部と果皮に近い部分さらに果皮で
は糖度が大きく異なり、スイカの白皮部分の糖度は５％
Brix程度しかなく、10%〜15%まである中央部の糖度Bcと
の差は５〜10%Brixにも及ぶ。しかも、糖度の内部分布
は個体によっても異なるので、果肉あるいは果肉中央部
分の正確な糖度を知るには、やはり上記果皮の影響を取
り除く必要がある。図４に示した装置により測定した果
皮部分のみの吸光度スペクトルから、果皮部分のみの糖
度Bsが従来の方法でも求めることができる。この果皮部
分のみの糖度値Bsと上述の方法で求めた全体的な糖度Bm
から、果肉あるいは果肉中央部の糖度Bcを求めるには、
例えば重回帰式 Bc=k0+k1Bm+k2Bc を用いればよい。ここに、係数k0、k1、k2は実験データ
と最小自乗法を用いて求めることができる。
物の糖度は、果肉中央部と果皮に近い部分さらに果皮で
は糖度が大きく異なり、スイカの白皮部分の糖度は５％
Brix程度しかなく、10%〜15%まである中央部の糖度Bcと
の差は５〜10%Brixにも及ぶ。しかも、糖度の内部分布
は個体によっても異なるので、果肉あるいは果肉中央部
分の正確な糖度を知るには、やはり上記果皮の影響を取
り除く必要がある。図４に示した装置により測定した果
皮部分のみの吸光度スペクトルから、果皮部分のみの糖
度Bsが従来の方法でも求めることができる。この果皮部
分のみの糖度値Bsと上述の方法で求めた全体的な糖度Bm
から、果肉あるいは果肉中央部の糖度Bcを求めるには、
例えば重回帰式 Bc=k0+k1Bm+k2Bc を用いればよい。ここに、係数k0、k1、k2は実験データ
と最小自乗法を用いて求めることができる。
【００２０】上記実施例では、スイカの内部品質の判別
方法について説明したが、本発明の青果物としてはこれ
に限定するものではなく、メロン、ミカン、もも、りん
ご、いも、大根などの青果物であってもよい。
方法について説明したが、本発明の青果物としてはこれ
に限定するものではなく、メロン、ミカン、もも、りん
ご、いも、大根などの青果物であってもよい。
【００２１】
【発明の効果】１）本発明方法によれば、従来の単独の
判別方法では、青果物の各種の品質項目の判別範囲がオ
ーバーラップして十分には判別できなかったスイカなど
の青果物のウルミ果、空洞果、未熟果、適熟果、過熟果
などを、その散乱透過特性と密度の各測定値を組み合わ
せることで、適熟果およびそれぞれ商品価値が異なる欠
陥品質項目の種類を全て判別することができる。 ２）青果物への入射光と青果物からの散乱透過光を測定
し、複数の波長について吸光度を求めて青果物の糖度を
算出する糖度計においても、糖度の測定精度が十分でな
い場合には、青果物の密度情報と組み合わせることで糖
度の測定精度を向上せしめることができる。
判別方法では、青果物の各種の品質項目の判別範囲がオ
ーバーラップして十分には判別できなかったスイカなど
の青果物のウルミ果、空洞果、未熟果、適熟果、過熟果
などを、その散乱透過特性と密度の各測定値を組み合わ
せることで、適熟果およびそれぞれ商品価値が異なる欠
陥品質項目の種類を全て判別することができる。 ２）青果物への入射光と青果物からの散乱透過光を測定
し、複数の波長について吸光度を求めて青果物の糖度を
算出する糖度計においても、糖度の測定精度が十分でな
い場合には、青果物の密度情報と組み合わせることで糖
度の測定精度を向上せしめることができる。
【図１】本発明方法における青果物の散乱透過特性を得
る方法一実施例を示す説明図である。
る方法一実施例を示す説明図である。
【図２】本発明方法における各測定・演算の流れを示す
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図３】スイカ密度と散乱透過特性（光電センサ出力）
による内部品質の品質基準領域を示す分布図である。
による内部品質の品質基準領域を示す分布図である。
【図４】青果物の果皮部分の散乱透過光の測定説明図で
ある。
ある。
【図５】図１に示す装置の別の実施例を示す説明図であ
る。
る。
１ 遮光部材 １ａ 穴 ２ 光源 ３ 光ファイバ ４ 光電センサ ５ 光ファイバ ５ａ 照射部 ５ｂ 受光部 ６ 照射手段 ７ 光ファイバ ８ 光検出器（分光検出器） Ｌ レーザ Ｌ′内部散乱光 Ｌ″散乱透過光 Ｌｓ″果皮散乱透過光 Ｓ スイカ Ｓ１ 果肉 Ｓ２ 果皮
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/02 Ｇ０１Ｎ 33/02 Ｇ０６Ｎ 3/00 ５５０ Ｇ０６Ｎ 3/00 ５５０Ｚ
Claims (8)
- 【請求項１】 青果物の光の散乱透過特性と、前記青果
物の密度を測定し、それらの測定値の組み合わせによっ
て生ずる内部品質項目に青果物を判別することを特徴と
する青果物の内部品質の判別方法。 - 【請求項２】 散乱透過特性と密度の座標軸に基づく座
標空間を、各種青果物の内部品質項目に対応する品質基
準領域に分割して、個々の青果物の上記散乱透過特性と
密度の測定値の組み合わせによって生ずる座標点が所属
する品質領域を求め、上記青果物の内部品質を判別する
ことを特徴とする請求項１に記載の青果物の内部品質の
判別方法。 - 【請求項３】 散乱透過特性と密度をそれぞれ入力層の
各ニューロンに入力し、中間層を介して、各品質項目を
出力とするニューウラルネットワークを用いて上記青果
物の内部品質を判別することを特徴とする請求項１に記
載の青果物の内部品質の判別方法。 - 【請求項４】 青果物に照射する光が、固有の波長を持
つレーザ光またはハロゲンランプ光などの種々の波長域
を持つ光であることを特徴とする請求項１、２または３
に記載の青果物の内部品質の判別方法。 - 【請求項５】 上記内部品質を表す項目が、ウルミ、空
洞、過熟、適熟、未熟あるいはこれらの組合せであるこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の青果
物の内部品質の判別方法。 - 【請求項６】 青果物の果皮または果皮を含む周辺部の
みの散乱透過光を測定して、全体の散乱透過特性の測定
値を補正し、果肉部または中央部の内部品質を判別する
ことを特徴とする青果物の内部品質の判別方法。 - 【請求項７】 青果物への入射光と散乱透過光を測定し
て求めた吸光度と、前記青果物の密度から、青果物糖度
を算出することを特徴とする青果物の内部品質の判別方
法。 - 【請求項８】 青果物の果皮または果皮を含む周辺部の
みの糖度を測定して、全体の糖度の算出値を補正し、果
肉部または中央部の糖度を求めることを特徴とする青果
物の内部品質の判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336338A JP2002139433A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 青果物の内部品質の判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336338A JP2002139433A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 青果物の内部品質の判別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002139433A true JP2002139433A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18811930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000336338A Pending JP2002139433A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 青果物の内部品質の判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002139433A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006021170A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 青果物の品質選別方法および品質選別装置 |
| JP2007271575A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nagasaki Prefecture | 光散乱体の非破壊測定装置 |
| JP2011017570A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Graduate School For The Creation Of New Photonics Industries | 果実の熟度測定装置及び熟度測定方法 |
| JP2012078206A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Yanmar Co Ltd | 青果物の品質判定装置及び品質判定方法 |
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| CN104266935A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-01-07 | 合肥星服信息科技有限责任公司 | 一种多功能便携式西瓜成熟度测定秤 |
| JP2017219471A (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 近江度量衡株式会社 | 内部品質判定装置、選果システム、及び密度測定装置 |
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| CN115015495A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-06 | 中国农业大学 | 一种生长中球形果蔬品质动态近距离微型智能感知器 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60236631A (ja) * | 1984-05-04 | 1985-11-25 | 倉敷紡績株式会社 | グルコースの測光検出装置 |
| JPS6171337A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-12 | ベクトン・デイツキンソン・アンド・カンパニー | フローサイトメトリー法を用いる粒子の検出および分類のための装置および方法 |
| JPH06205661A (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | 非破壊選果方法並びに装置 |
| JPH07128321A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | 非破壊選果方法 |
| JPH08117694A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-05-14 | Takaaki Satake | 青果物選果方法および装置 |
| JPH08201290A (ja) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Kishimoto Akira | 林檎の内部品質検査方法及びその装置 |
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-
2000
- 2000-11-02 JP JP2000336338A patent/JP2002139433A/ja active Pending
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ２０００年度農業施設学会大会講演要旨, JPNX006047907, 22 June 2000 (2000-06-22), pages 108 - 109, ISSN: 0000782381 * |
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