JP2003114191A - 青果物の非破壊糖度測定方法及び装置 - Google Patents
青果物の非破壊糖度測定方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 青果物の糖濃度を正確に非破壊測定方法で計
測でき、しかも回析格子・多チャンネル検出器を使用せ
ずに小型の装置で計測できるようにする。 【解決手段】 単色光１０１ａ，１０１ｂを青果物１に
照射するための光源１０ａ，１０ｂ、反射プリズム２
２、及び集光レンズ２１を備え、また単色光１０１ａ，
１０１ｂの一部を検出するためのサンプリングミラー３
３、集光レンズ３１、及び光検出器３２を備えている。
さらに青果物１からの透過光１０４ａ，１０４ｂを検出
するために集光レンズ４１と光検出器４２を、また信号
処理部２３０、中央制御部２００、表示部２１０、光源
制御部２２０を備える。中央制御部２００で照射光の光
量と透過光の光量を光検出器３２，４２の検出電圧で計
測し、その検出電圧から透過率Ｔａ、Ｔｂ又は吸光度Ａ
bs_a，Ａbs_bを算出し、その値から数１，数２の式を用
いて糖度Ｃを計算する。
測でき、しかも回析格子・多チャンネル検出器を使用せ
ずに小型の装置で計測できるようにする。 【解決手段】 単色光１０１ａ，１０１ｂを青果物１に
照射するための光源１０ａ，１０ｂ、反射プリズム２
２、及び集光レンズ２１を備え、また単色光１０１ａ，
１０１ｂの一部を検出するためのサンプリングミラー３
３、集光レンズ３１、及び光検出器３２を備えている。
さらに青果物１からの透過光１０４ａ，１０４ｂを検出
するために集光レンズ４１と光検出器４２を、また信号
処理部２３０、中央制御部２００、表示部２１０、光源
制御部２２０を備える。中央制御部２００で照射光の光
量と透過光の光量を光検出器３２，４２の検出電圧で計
測し、その検出電圧から透過率Ｔａ、Ｔｂ又は吸光度Ａ
bs_a，Ａbs_bを算出し、その値から数１，数２の式を用
いて糖度Ｃを計算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青果物の甘味に関
する指標を測定する青果物糖度の非破壊測定方法及び装
置に関し、特定波長の単色光を青果物に照射して得られ
る青果物からの透過光から青果物糖度を非破壊的に測定
する青果物の糖度測定技術に関する。
する指標を測定する青果物糖度の非破壊測定方法及び装
置に関し、特定波長の単色光を青果物に照射して得られ
る青果物からの透過光から青果物糖度を非破壊的に測定
する青果物の糖度測定技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、野菜、果実等の青果物の出荷時
には、形状、色などの外観検査に加え、糖度等の内的品
質の検査による等級選定が必要である。さらにはこうし
た糖度の内的品質を栽培管理にフィードバックできるこ
とが望まれている。従来、青果物の糖度は数個のサンプ
ルから抽出した果汁を用いて、化学分析、あるいは屈折
率糖度計による破壊方式で行われるのが一般的である。
この破壊方式の場合、測定時間が長い、また青果物個々
の糖度測定はできず、サンプル抽出したロット内での糖
度のばらつき等の問題があった。そこで、近年では青果
物の糖度測定を非破壊で、迅速に行う手法として近赤外
領域の波長の光を用いた方法が研究開発、あるいは実用
化されている。
には、形状、色などの外観検査に加え、糖度等の内的品
質の検査による等級選定が必要である。さらにはこうし
た糖度の内的品質を栽培管理にフィードバックできるこ
とが望まれている。従来、青果物の糖度は数個のサンプ
ルから抽出した果汁を用いて、化学分析、あるいは屈折
率糖度計による破壊方式で行われるのが一般的である。
この破壊方式の場合、測定時間が長い、また青果物個々
の糖度測定はできず、サンプル抽出したロット内での糖
度のばらつき等の問題があった。そこで、近年では青果
物の糖度測定を非破壊で、迅速に行う手法として近赤外
領域の波長の光を用いた方法が研究開発、あるいは実用
化されている。
【０００３】近赤外領域の波長の光を青果物に照射し、
その反射光を受光して特定波長の吸光度を測定し、この
測定値から青果物糖度を測定する従来装置として、特開
平２−１４７９４０号公報、（園芸学会誌、６１，４４
５（１９９２））、特開平４−２０８８４２号公報に掲
載されたものがある。以下特開平４−２０８８４２号公
報記載の従来装置について図６を参照しながら説明す
る。
その反射光を受光して特定波長の吸光度を測定し、この
測定値から青果物糖度を測定する従来装置として、特開
平２−１４７９４０号公報、（園芸学会誌、６１，４４
５（１９９２））、特開平４−２０８８４２号公報に掲
載されたものがある。以下特開平４−２０８８４２号公
報記載の従来装置について図６を参照しながら説明す
る。
【０００４】２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長の光
を用いた従来の青果物の糖度測定装置は、図に示すよう
に、２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長の光を含む光
源３００、光源３００からの光３０１を被検対象の青果
物１に照射し、さらに青果物１からの反射光３０２を受
光するための同軸光ファイバー５０、同軸ファイバー５
０で受光した反射光３０２を分光するための分光器６
０、分光器６０で測定された反射スペクトルから糖度を
演算する中央制御部２００、中央制御部２００で算出さ
れた糖度を表示する表示部２１０を備える。また、分光
器６０は入射スリット６１、回折格子６2、多チャンネ
ル検出器６3から構成される。入射スリット６１に入射
した反射光３０２は回折格子６２でスペクトルに分散
し、多チャンネル検出器６３で反射光３０２のスペクト
ルが検出される。多チャンネル検出器６３にはＣＣＤ等
のリニアアレイセンサーが用いられる。
を用いた従来の青果物の糖度測定装置は、図に示すよう
に、２５００ｎｍ以下の近赤外領域の波長の光を含む光
源３００、光源３００からの光３０１を被検対象の青果
物１に照射し、さらに青果物１からの反射光３０２を受
光するための同軸光ファイバー５０、同軸ファイバー５
０で受光した反射光３０２を分光するための分光器６
０、分光器６０で測定された反射スペクトルから糖度を
演算する中央制御部２００、中央制御部２００で算出さ
れた糖度を表示する表示部２１０を備える。また、分光
器６０は入射スリット６１、回折格子６2、多チャンネ
ル検出器６3から構成される。入射スリット６１に入射
した反射光３０２は回折格子６２でスペクトルに分散
し、多チャンネル検出器６３で反射光３０２のスペクト
ルが検出される。多チャンネル検出器６３にはＣＣＤ等
のリニアアレイセンサーが用いられる。
【０００５】また、中央制御部２００は分光器６０で検
出された反射光３０２の反射スペクトルから吸光度、及
び吸光度の二次微分を算出する。糖度は２ヶの特定波長
８８８、９１２ｎｍでの吸光度の二次微分値を用いて下
記式数５で算出される。
出された反射光３０２の反射スペクトルから吸光度、及
び吸光度の二次微分を算出する。糖度は２ヶの特定波長
８８８、９１２ｎｍでの吸光度の二次微分値を用いて下
記式数５で算出される。
【０００６】
【数５】
【０００７】ここで、Ｃ；糖濃度、Ａ；吸光度、λ；波
長を示す。また、ｋ0、ｋ1、ｋ2 、は実測糖度を用いて
最小２乗法で決定された係数である。
長を示す。また、ｋ0、ｋ1、ｋ2 、は実測糖度を用いて
最小２乗法で決定された係数である。
【０００８】また、（園芸学会誌、６１，４４５（１９
９２））記載の方法は、上記特開平４−２０８８４２号
公報記載の糖度測定装置と同様の方法で吸光度の二次微
分値を算出し、４ヶの特定波長での二次微分値を用いて
下記式の数６による糖度推定の方法を提案している。
９２））記載の方法は、上記特開平４−２０８８４２号
公報記載の糖度測定装置と同様の方法で吸光度の二次微
分値を算出し、４ヶの特定波長での二次微分値を用いて
下記式の数６による糖度推定の方法を提案している。
【０００９】
【数６】
【００１０】ここで、４ヶの特定波長にλ1＝８７０ｎ
ｍ、λ1＝８７８ｎｍ、λ1＝８８９ｎｍ、λ1＝９０６
ｎｍを採用することを提案している。
ｍ、λ1＝８７８ｎｍ、λ1＝８８９ｎｍ、λ1＝９０６
ｎｍを採用することを提案している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平２−１４７
９４０号公報、（園芸学会誌、６１，４４５（１９９
２））、特開平４−２０８８４２号公報、記載の従来の
糖度測定装置の場合、検出される反射光は表皮近傍から
の反射光がほとんどで、得られる糖濃度も表皮近傍の糖
濃度となる。本方式の場合、表皮の薄いリンゴ、桃では
有効であるが、一方、表皮の厚いミカン、メロンに前記
方式を適用した場合、反射光は皮の部分からの成分だけ
となり、実の成分情報がほとんど含まれず、実の糖度計
測が困難である。
９４０号公報、（園芸学会誌、６１，４４５（１９９
２））、特開平４−２０８８４２号公報、記載の従来の
糖度測定装置の場合、検出される反射光は表皮近傍から
の反射光がほとんどで、得られる糖濃度も表皮近傍の糖
濃度となる。本方式の場合、表皮の薄いリンゴ、桃では
有効であるが、一方、表皮の厚いミカン、メロンに前記
方式を適用した場合、反射光は皮の部分からの成分だけ
となり、実の成分情報がほとんど含まれず、実の糖度計
測が困難である。
【００１２】このような問題点に対して、特開平６−１
８６１５９号公報、（園芸学会誌、６２，４６５（１９
９３））、特開平６−２１３８０４号公報は皮の厚い青
果物に対して近赤外領域の波長の光をもちいた糖濃度計
測を実現するため、透過光を利用する方法を提案してい
る。透過光を用いた特開平６−１８６１５９号公報、及
び（園芸学会誌、６２，４６５（１９９３））記載の方
式では、図１に示した糖濃度の測定装置同様、近赤外領
域の波長の光を青果物に照射し、照射位置とほぼ反対側
で透過光を検出し、図１同様の分光器６により透過光ス
ペクトルを得る。前記得られた透過光スペクトルを用
い、吸光度、さらに吸光度の二次微分値を計算し、５ヶ
の特定波長の吸光度の二次微分値を用いて、下記式の数
７により糖度を算出することを提案している。
８６１５９号公報、（園芸学会誌、６２，４６５（１９
９３））、特開平６−２１３８０４号公報は皮の厚い青
果物に対して近赤外領域の波長の光をもちいた糖濃度計
測を実現するため、透過光を利用する方法を提案してい
る。透過光を用いた特開平６−１８６１５９号公報、及
び（園芸学会誌、６２，４６５（１９９３））記載の方
式では、図１に示した糖濃度の測定装置同様、近赤外領
域の波長の光を青果物に照射し、照射位置とほぼ反対側
で透過光を検出し、図１同様の分光器６により透過光ス
ペクトルを得る。前記得られた透過光スペクトルを用
い、吸光度、さらに吸光度の二次微分値を計算し、５ヶ
の特定波長の吸光度の二次微分値を用いて、下記式の数
７により糖度を算出することを提案している。
【００１３】
【数７】
【００１４】ここで、Ｃ；糖濃度、Ａ；吸光度、λ；波
長を示す。またｋｉ（ｉ＝１，・・・４）は、５ヶの特
定波長λ1＝７４５ｎｍ、λ2＝７６９ｎｍ、λ3＝７８
６ｎｍ、λ4＝９１４nm、λ5＝８４４ｎｍで、実測糖度
を用いて最小２乗法で決定された係数を示す。以上、上
記青果物からの透過光を検出することで皮の厚いみかん
に対して良好な測定精度を得ている。
長を示す。またｋｉ（ｉ＝１，・・・４）は、５ヶの特
定波長λ1＝７４５ｎｍ、λ2＝７６９ｎｍ、λ3＝７８
６ｎｍ、λ4＝９１４nm、λ5＝８４４ｎｍで、実測糖度
を用いて最小２乗法で決定された係数を示す。以上、上
記青果物からの透過光を検出することで皮の厚いみかん
に対して良好な測定精度を得ている。
【００１５】ところで、数６に表れる吸光度の２階微分
値は近似的に下記式の数８で表される。
値は近似的に下記式の数８で表される。
【００１６】
【数８】
【００１７】吸光度の２階微分値を算出するには、特定
波長（λ0 ）前後の波長の吸光度が必要になる。つま
り、数４の数式を用いて糖度を算出するには５ヶの特定
波長にその前後の波長を加え１５ヶ以上の波長での吸光
度が必要になる。１５ヶ以上の波長を有する前記光源と
しては、近赤外領域で連続した波長成分を含んだハロゲ
ンランプ等の白色光源が一般的に用いられる。前記白色
光源を青果物に照射して得られる透過光から特定波長の
スペクトルを得るには入射スリット６１、回折格子６
2、多チャンネル検出器６3等から構成される複雑な分光
器６０が必要になるため、実用化されている装置のほと
んどが大型の据え置きタイプとなっている。
波長（λ0 ）前後の波長の吸光度が必要になる。つま
り、数４の数式を用いて糖度を算出するには５ヶの特定
波長にその前後の波長を加え１５ヶ以上の波長での吸光
度が必要になる。１５ヶ以上の波長を有する前記光源と
しては、近赤外領域で連続した波長成分を含んだハロゲ
ンランプ等の白色光源が一般的に用いられる。前記白色
光源を青果物に照射して得られる透過光から特定波長の
スペクトルを得るには入射スリット６１、回折格子６
2、多チャンネル検出器６3等から構成される複雑な分光
器６０が必要になるため、実用化されている装置のほと
んどが大型の据え置きタイプとなっている。
【００１８】本発明が解決しようとする課題は、従来の
かかる問題点を解消し、近赤外領域の波長の光を用いた
青果物の糖度測定方法・装置において、桃、リンゴなど
皮の薄い青果物のみならず皮の厚いみかん、メロン等の
青果物の糖濃度が非破壊で測定でき、しかも従来の糖度
測定装置のように回折格子等から構成される複雑な分光
器を必要としない青果物非破壊の糖度測定方法及び装置
を提供することにある。
かかる問題点を解消し、近赤外領域の波長の光を用いた
青果物の糖度測定方法・装置において、桃、リンゴなど
皮の薄い青果物のみならず皮の厚いみかん、メロン等の
青果物の糖濃度が非破壊で測定でき、しかも従来の糖度
測定装置のように回折格子等から構成される複雑な分光
器を必要としない青果物非破壊の糖度測定方法及び装置
を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】１） 異なった波長の２
つの単色光を青果物に照射して各単色光の光透過率Ｔ
ａ，Ｔｂを計測できる計測装置を備え、複数の実測例の
光透過率Ｔａ，Ｔｂの値とその例の実測の糖度Ｃの値と
から下記数式の数１の係数ｋ0，ｋ1を決定し、決定され
た係数ｋ0，ｋ1と計測される２つの単色光の光透過率Ｔ
ａ，Ｔｂのデータを用いて下記数９の数式で糖度Ｃを求
める青果物の非破壊糖度測定方法
つの単色光を青果物に照射して各単色光の光透過率Ｔ
ａ，Ｔｂを計測できる計測装置を備え、複数の実測例の
光透過率Ｔａ，Ｔｂの値とその例の実測の糖度Ｃの値と
から下記数式の数１の係数ｋ0，ｋ1を決定し、決定され
た係数ｋ0，ｋ1と計測される２つの単色光の光透過率Ｔ
ａ，Ｔｂのデータを用いて下記数９の数式で糖度Ｃを求
める青果物の非破壊糖度測定方法
【数９】
２） 異なった波長の２つの単色光を青果物に照射して
各単色光の青果物からの透過光より吸光度Ａｂｓ_ａ，
Ａｂｓ_ｂを計測できる計測装置を備え、複数の実測例
の吸光度Ａｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂの値とその例の実測の糖
度Ｃの値とから下式の数１０の係数ｋ0，ｋ1を決定し、
決定されたｋ0，ｋ1と計測される２つの単色光の吸光度
Ａｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂのデータを用いて下記数１０の数
式で糖度Ｃを求める青果物の非破壊糖度測定方法
各単色光の青果物からの透過光より吸光度Ａｂｓ_ａ，
Ａｂｓ_ｂを計測できる計測装置を備え、複数の実測例
の吸光度Ａｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂの値とその例の実測の糖
度Ｃの値とから下式の数１０の係数ｋ0，ｋ1を決定し、
決定されたｋ0，ｋ1と計測される２つの単色光の吸光度
Ａｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂのデータを用いて下記数１０の数
式で糖度Ｃを求める青果物の非破壊糖度測定方法
【数１０】
３） ２つの単色光の波長が９５０〜１０１０ｎｍの範
囲と１０２０〜１０８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選
ばれたものである前記１）記載の青果物の非破壊糖度測
定方法 ４） ２つの単色光の波長が９００〜９３０ｎｍの範囲
と９４０〜９６０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれた
ものである前記１）記載の青果物の非破壊糖度測定方法 ５） ２つの単色光の波長が７４０〜７５０ｎｍの範囲
と７６０〜７８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれた
ものである前記１）記載の青果物の非破壊糖度測定方法 ６） 異なった２つの単色光の光源と、前記光源からの
単色光を青果物に照射するための照射手段と、前記青果
物に照射される前記単色光の照射光量を検出するための
照射光量検出手段と、前記照射手段によって青果物に照
射された２つの単色光の青果物からの透過光量を検出す
る透過光量検出手段と、前記照射光量検出手段で検出し
た照射光量と前記透過光量検出手段で検出した透過光量
から各単色光に対応した２つの光透過率Ｔａ，Ｔｂを算
出し、さらにその値から下記数１１の数式から青果物の
糖度Ｃを算出する演算手段とを設けたことを特徴とする
青果物の非破壊糖度測定装置
囲と１０２０〜１０８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選
ばれたものである前記１）記載の青果物の非破壊糖度測
定方法 ４） ２つの単色光の波長が９００〜９３０ｎｍの範囲
と９４０〜９６０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれた
ものである前記１）記載の青果物の非破壊糖度測定方法 ５） ２つの単色光の波長が７４０〜７５０ｎｍの範囲
と７６０〜７８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれた
ものである前記１）記載の青果物の非破壊糖度測定方法 ６） 異なった２つの単色光の光源と、前記光源からの
単色光を青果物に照射するための照射手段と、前記青果
物に照射される前記単色光の照射光量を検出するための
照射光量検出手段と、前記照射手段によって青果物に照
射された２つの単色光の青果物からの透過光量を検出す
る透過光量検出手段と、前記照射光量検出手段で検出し
た照射光量と前記透過光量検出手段で検出した透過光量
から各単色光に対応した２つの光透過率Ｔａ，Ｔｂを算
出し、さらにその値から下記数１１の数式から青果物の
糖度Ｃを算出する演算手段とを設けたことを特徴とする
青果物の非破壊糖度測定装置
【数１１】
７） 異なった２つの単色光の光源と、前記光源からの
単色光を青果物に照射するための照射手段と、前記青果
物に照射される前記単色光の照射光量を検出するための
照射光量検出手段と、前記照射手段によって青果物に照
射された２つの単色光の青果物からの透過光量を検出す
る透過光量検出手段と、前記照射光量検出手段で検出し
た照射光量と前記透過光量検出手段で検出した透過光量
から各単色光に対応した２つの吸光度Ａｂｓ_ａ，Ａｂ
ｓ_ｂを算出し、さらにその値から下記数１２の数式か
ら青果物の糖度Ｃを算出する演算手段とを設けたことを
特徴とする青果物の非破壊糖度測定装置
単色光を青果物に照射するための照射手段と、前記青果
物に照射される前記単色光の照射光量を検出するための
照射光量検出手段と、前記照射手段によって青果物に照
射された２つの単色光の青果物からの透過光量を検出す
る透過光量検出手段と、前記照射光量検出手段で検出し
た照射光量と前記透過光量検出手段で検出した透過光量
から各単色光に対応した２つの吸光度Ａｂｓ_ａ，Ａｂ
ｓ_ｂを算出し、さらにその値から下記数１２の数式か
ら青果物の糖度Ｃを算出する演算手段とを設けたことを
特徴とする青果物の非破壊糖度測定装置
【数１２】
８） ２つの単色光の波長が９５０〜１０１０ｎｍの範
囲と１０２０〜１０８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選
ばれたものである前記６）又は７）記載の青果物の非破
壊糖度測定装置 ９） ２つの単色光の波長が９００〜９３０ｎｍの範囲
と９４０〜９６０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれた
ものである前記６）又は７）記載の青果物の非破壊糖度
測定装置 １０） ２つの単色光の波長が７４０〜７５０ｎｍの範
囲と７６０〜７８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれ
たものである前記６）又は７）記載の青果物の非破壊糖
度測定装置 １１） 光源が２つの波長の独立したものが２つあり、
２つの光源の投光が切換式で一つの光源の投光に選択で
き、照射手段と照射光量検出手段と透過光量検出手段が
各単色光で作動できる共用のものであり、その手段のデ
ータ出力に動作した単色光の識別がなされるようにした
前記６）〜１０）いずれか記載の青果物の非破壊糖度測
定装置にある。
囲と１０２０〜１０８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選
ばれたものである前記６）又は７）記載の青果物の非破
壊糖度測定装置 ９） ２つの単色光の波長が９００〜９３０ｎｍの範囲
と９４０〜９６０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれた
ものである前記６）又は７）記載の青果物の非破壊糖度
測定装置 １０） ２つの単色光の波長が７４０〜７５０ｎｍの範
囲と７６０〜７８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ選ばれ
たものである前記６）又は７）記載の青果物の非破壊糖
度測定装置 １１） 光源が２つの波長の独立したものが２つあり、
２つの光源の投光が切換式で一つの光源の投光に選択で
き、照射手段と照射光量検出手段と透過光量検出手段が
各単色光で作動できる共用のものであり、その手段のデ
ータ出力に動作した単色光の識別がなされるようにした
前記６）〜１０）いずれか記載の青果物の非破壊糖度測
定装置にある。
【００２０】
【作用】上記のように構成した本発明において、光源か
ら波長の異なる２つの単色光を発生し、照射手段により
青果物に前記２ヶの単色光を照射し、透過光量検出手段
により青果物からの透過光を検出する。照射光は青果物
内部で散乱を受けて果外へ放射され透過光となる。この
２つの透過光から光透過率を計算し、同光透過率から糖
濃度を数１によって算出する。検出された透過光には青
果物内部の実の糖度情報が含まれており、みかん、メロ
ンのように皮の厚い青果物の糖度測定が可能となる。
又、単色光の青果物からの透過光を用いて吸水度を求め
ることによっても、透過光の透過率と同様に数２によっ
て糖度Ｃを求めることもできる。このように本発明では
光源に２つの単色光源を用いることで、白色光源を用い
た従来の糖度測定装置のように透過、または反射光スペ
クトルを検出するための複雑な分光器を必要としない装
置が実現できる。
ら波長の異なる２つの単色光を発生し、照射手段により
青果物に前記２ヶの単色光を照射し、透過光量検出手段
により青果物からの透過光を検出する。照射光は青果物
内部で散乱を受けて果外へ放射され透過光となる。この
２つの透過光から光透過率を計算し、同光透過率から糖
濃度を数１によって算出する。検出された透過光には青
果物内部の実の糖度情報が含まれており、みかん、メロ
ンのように皮の厚い青果物の糖度測定が可能となる。
又、単色光の青果物からの透過光を用いて吸水度を求め
ることによっても、透過光の透過率と同様に数２によっ
て糖度Ｃを求めることもできる。このように本発明では
光源に２つの単色光源を用いることで、白色光源を用い
た従来の糖度測定装置のように透過、または反射光スペ
クトルを検出するための複雑な分光器を必要としない装
置が実現できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明に使用する２つの単色光の
波長としては、６００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の波長
の光が使用されることが多く、誤差が小さい２つの波長
域としては、９５０〜１０１０ｎｍと１０２０〜１０８
０ｎｍの範囲のものから選ばれる領域、９００〜９３０
ｎｍと９４０〜９６０ｎｍの範囲のものから選ばれる領
域、７４０〜７５０ｎｍと７６０〜７８０ｎｍの範囲か
ら選ばれる領域がグルコース（ブドウ糖）水溶液での青
果物モデル実験では０．５％以下の糖度誤差で良好な範
囲であることが分った。
波長としては、６００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の波長
の光が使用されることが多く、誤差が小さい２つの波長
域としては、９５０〜１０１０ｎｍと１０２０〜１０８
０ｎｍの範囲のものから選ばれる領域、９００〜９３０
ｎｍと９４０〜９６０ｎｍの範囲のものから選ばれる領
域、７４０〜７５０ｎｍと７６０〜７８０ｎｍの範囲か
ら選ばれる領域がグルコース（ブドウ糖）水溶液での青
果物モデル実験では０．５％以下の糖度誤差で良好な範
囲であることが分った。
【００２２】本発明の単色光はレンズで集束して青果物
に照射し、又透過光も集光レンズで集めて光検出器に受
光させるのがよい。本発明の透過光の光検出器４２の位
置は、照射光の青果実の正反対側に置くのが普通である
が、反対側から離れた位置に光検出器を置いても測定可
能である。
に照射し、又透過光も集光レンズで集めて光検出器に受
光させるのがよい。本発明の透過光の光検出器４２の位
置は、照射光の青果実の正反対側に置くのが普通である
が、反対側から離れた位置に光検出器を置いても測定可
能である。
【００２３】本発明の単色光の光源としては、レーザ
ー、発光ダイオード又は単色化された電灯光源が使用さ
れ、透過光を受光する光検出器としては、フォトダイオ
ード等が使用される。本発明の光透過率Ｔａ，Ｔｂ，吸
光度Ａｂｓ_ａ ，Ａｂｓ_ｂ及び数式の計算、光源の制
御は電子回路及びコンピュータを用いて制御・計算さ
れ、ディスプレイ装置（表示部）に表示される。
ー、発光ダイオード又は単色化された電灯光源が使用さ
れ、透過光を受光する光検出器としては、フォトダイオ
ード等が使用される。本発明の光透過率Ｔａ，Ｔｂ，吸
光度Ａｂｓ_ａ ，Ａｂｓ_ｂ及び数式の計算、光源の制
御は電子回路及びコンピュータを用いて制御・計算さ
れ、ディスプレイ装置（表示部）に表示される。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、実施例の非破壊糖度測定装置の説
明図である。図２は、実施例のトリガ信号と単色光の交
互照射の状態を示す動作説明図である。図３は、糖度測
定精度０．５％以下と１％以下の波長領域を示す波長範
囲マップ図である。図４は、実施例の吸光度の比とグル
コース（ブドウ糖）水溶液濃度との相関図である。図５
は、実施例のＳＮ比ηと波長との関係を示すＳＮ比スペ
クトル図である。図６は、従来の非破壊糖度測定方法を
示す説明図である。
に説明する。図１は、実施例の非破壊糖度測定装置の説
明図である。図２は、実施例のトリガ信号と単色光の交
互照射の状態を示す動作説明図である。図３は、糖度測
定精度０．５％以下と１％以下の波長領域を示す波長範
囲マップ図である。図４は、実施例の吸光度の比とグル
コース（ブドウ糖）水溶液濃度との相関図である。図５
は、実施例のＳＮ比ηと波長との関係を示すＳＮ比スペ
クトル図である。図６は、従来の非破壊糖度測定方法を
示す説明図である。
【００２５】図１に示す本実施例の非破壊糖度測定装置
は、単色光１０１ａ（単色光１０１ｂ）を青果物１に照
射するための光源１０ａ（光源１０ｂ）、反射プリズム
２２、及び集光レンズ２１を備え、また単色光１０１ａ
（単色光１０１ｂ）の一部を検出するためのサンプリン
グミラー３３、集光レンズ３１、及び光検出器３２を備
えている。さらに青果物１からの透過光１０４ａ（１０
４ｂ）を検出するために集光レンズ４１と光検出器４２
を、また信号処理部２３０、中央制御部２００、表示部
２１０、光源制御部２２０を備えている。
は、単色光１０１ａ（単色光１０１ｂ）を青果物１に照
射するための光源１０ａ（光源１０ｂ）、反射プリズム
２２、及び集光レンズ２１を備え、また単色光１０１ａ
（単色光１０１ｂ）の一部を検出するためのサンプリン
グミラー３３、集光レンズ３１、及び光検出器３２を備
えている。さらに青果物１からの透過光１０４ａ（１０
４ｂ）を検出するために集光レンズ４１と光検出器４２
を、また信号処理部２３０、中央制御部２００、表示部
２１０、光源制御部２２０を備えている。
【００２６】中央制御部２００は、信号処理部２３０で
デジタル化された光検出器３２，４２からの検出信号を
もとに、後述する方式で青果物の糖度を算出し、表示器
２１０で表示する。光源制御部２２０は、光源１０ａ
（１０ｂ）に電流を供給するための図示しない電源、ス
イッチ部を有している。中央制御部２００からトリガ信
号ＴＰａ（ＴＰｂ）がスイッチ部に入力されると、トリ
ガ信号ＴＰａ（ＴＰｂ）の立ち上がりに同期してスイッ
チ部がＯＮとなり、光源１０ａ（１０ｂ）に電流が供給
される。
デジタル化された光検出器３２，４２からの検出信号を
もとに、後述する方式で青果物の糖度を算出し、表示器
２１０で表示する。光源制御部２２０は、光源１０ａ
（１０ｂ）に電流を供給するための図示しない電源、ス
イッチ部を有している。中央制御部２００からトリガ信
号ＴＰａ（ＴＰｂ）がスイッチ部に入力されると、トリ
ガ信号ＴＰａ（ＴＰｂ）の立ち上がりに同期してスイッ
チ部がＯＮとなり、光源１０ａ（１０ｂ）に電流が供給
される。
【００２７】以上の構成を有する非破壊糖度測定装置の
動作を説明する。まず、中央制御部２００から送信され
るトリガ信号ＴＰａがＨｉｇｈとなる。次に、光源制御
部２２０の図示しないスイッチ部がトリガ信号ＴＰａの
立ち上がりに同期してＯＮとなり、光源１０ａに電流が
供給され単色光１０１ａが発生する。一方、トリガ信号
ＴＰｂはＬｏｗのままとなっており、光源１０ｂには電
流が供給されず単色光１０１ｂは発生していない。次
に、光源１０ａから発した単色光１０１ａは反射プリズ
ム２２を透過し、集光レンズ２４で平行光になり、その
一部がモニター光１０２ａとしてサンプリングされ、残
りはサンプリングミラー３３を透過し、照射光１０３ａ
として青果物１に照射される。サンプリングされたモニ
ター光１０２ａは集光レンズ３１で光検出器３２の受光
面に集められる。一方、青果物１に照射された照射光１
０３ａは、一部が透過光１０４ａとして青果物１から透
過し、その透過光１０４ａは集光レンズ４１で光検出器
４２の受光面に集められる。ここで、光検出器３２，４
２には、フォトダイオード等を用いることとしている。
動作を説明する。まず、中央制御部２００から送信され
るトリガ信号ＴＰａがＨｉｇｈとなる。次に、光源制御
部２２０の図示しないスイッチ部がトリガ信号ＴＰａの
立ち上がりに同期してＯＮとなり、光源１０ａに電流が
供給され単色光１０１ａが発生する。一方、トリガ信号
ＴＰｂはＬｏｗのままとなっており、光源１０ｂには電
流が供給されず単色光１０１ｂは発生していない。次
に、光源１０ａから発した単色光１０１ａは反射プリズ
ム２２を透過し、集光レンズ２４で平行光になり、その
一部がモニター光１０２ａとしてサンプリングされ、残
りはサンプリングミラー３３を透過し、照射光１０３ａ
として青果物１に照射される。サンプリングされたモニ
ター光１０２ａは集光レンズ３１で光検出器３２の受光
面に集められる。一方、青果物１に照射された照射光１
０３ａは、一部が透過光１０４ａとして青果物１から透
過し、その透過光１０４ａは集光レンズ４１で光検出器
４２の受光面に集められる。ここで、光検出器３２，４
２には、フォトダイオード等を用いることとしている。
【００２８】光検出器３２，４２から、それぞれモニタ
ー光１０２ａ、透過光１０４ａの光強度に比例した検出
信号が出力され、信号処理部２３０でデジタル化処理さ
れる。デジタル化処理された光検出器３２，４２からの
検出信号を基に中央制御部２００で後述する方法で吸光
度Ａｂｓ_aが算出される。
ー光１０２ａ、透過光１０４ａの光強度に比例した検出
信号が出力され、信号処理部２３０でデジタル化処理さ
れる。デジタル化処理された光検出器３２，４２からの
検出信号を基に中央制御部２００で後述する方法で吸光
度Ａｂｓ_aが算出される。
【００２９】吸光度Ａｂｓ_ａの算出演算が終わると、
トリガ信号ＴＰａがＬｏｗに、またトリガ信号ＴＰｂが
Ｈｉｇｈになる。このトリガ信号ＴＰａ（ＴＰｂ）に基
づき、前記光源制御部２２０内の図示されないスイッチ
部の開閉により、光源１０ａがＯＦＦ（消灯）し、光源
１０ｂがＯＮ（点灯）する。続いて、前述した単色光１
０１ａによる吸光度Ａｂｓ_ａの算出手順と同様に、単
色光１０１ｂによる吸光度Ａｂｓ_ｂの算出が実行され
る。単色光１０１ｂによる吸光度Ａｂｓ_ｂの算出演算
が終了するとトリガ信号ＴＰａ、ＴＰｂはともにＬｏｗ
となり、光源１０ａ，１０ｂはともにＯＦＦ（消灯）し
て、青果物１の糖度計測作業は終了する。中央制御部２
００では算出した吸光度Ａｂｓ_ａ、Ａｂｓ_ｂから青果
物１の糖度を後述する方法で算出し、その結果を表示部
に表示する。
トリガ信号ＴＰａがＬｏｗに、またトリガ信号ＴＰｂが
Ｈｉｇｈになる。このトリガ信号ＴＰａ（ＴＰｂ）に基
づき、前記光源制御部２２０内の図示されないスイッチ
部の開閉により、光源１０ａがＯＦＦ（消灯）し、光源
１０ｂがＯＮ（点灯）する。続いて、前述した単色光１
０１ａによる吸光度Ａｂｓ_ａの算出手順と同様に、単
色光１０１ｂによる吸光度Ａｂｓ_ｂの算出が実行され
る。単色光１０１ｂによる吸光度Ａｂｓ_ｂの算出演算
が終了するとトリガ信号ＴＰａ、ＴＰｂはともにＬｏｗ
となり、光源１０ａ，１０ｂはともにＯＦＦ（消灯）し
て、青果物１の糖度計測作業は終了する。中央制御部２
００では算出した吸光度Ａｂｓ_ａ、Ａｂｓ_ｂから青果
物１の糖度を後述する方法で算出し、その結果を表示部
に表示する。
【００３０】次に、中央制御部２００で行われる吸光度
Ａｂｓ_ａ、Ａｂｓ_ｂの算出方法について説明する。単
色光１０１ａ、モニター光１０２ａ、照射光１０３ａ、
透過光１０４ａの光量をそれぞれi101a、ｉ102a、ｉ
103a、ｉ104aとする。サンプリングミラー３１の反射率
をｋとすると、ｉ102a、ｉ103aはｉ101aを用いて下記式
の数１３で表される。
Ａｂｓ_ａ、Ａｂｓ_ｂの算出方法について説明する。単
色光１０１ａ、モニター光１０２ａ、照射光１０３ａ、
透過光１０４ａの光量をそれぞれi101a、ｉ102a、ｉ
103a、ｉ104aとする。サンプリングミラー３１の反射率
をｋとすると、ｉ102a、ｉ103aはｉ101aを用いて下記式
の数１３で表される。
【００３１】
【数１３】
【００３２】青果物１の透過率をＴとするとｉ104aは下
記式の数１４で表される。
記式の数１４で表される。
【００３３】
【数１４】
【００３４】光検出器３２，４２における光量−電圧変
換係数をそれぞれ、β32（Ｖ／Ｗ）、β42（Ｖ／Ｗ）と
すると、光検出器３２，４２で検出される検出信号（電
圧）は下記数１５，数１６式で表される。
換係数をそれぞれ、β32（Ｖ／Ｗ）、β42（Ｖ／Ｗ）と
すると、光検出器３２，４２で検出される検出信号（電
圧）は下記数１５，数１６式で表される。
【００３５】
【数１５】
【００３６】
【数１６】
【００３７】数１５，数１６の式より、青果物１の透過
率Ｔａは下記式数１７で算出され、単色光101aの光量に
依存しない形で表される。
率Ｔａは下記式数１７で算出され、単色光101aの光量に
依存しない形で表される。
【００３８】
【数１７】
【００３９】ここで、（）内の値は、糖度測定装置固有
の定数で、透過率の値が分かった材料等を用いて簡単に
定めることができる。吸光度Ａｂｓ_ａは式数１７で算
出した透過率Ｔａを用いて下記式数１８で算出される。
の定数で、透過率の値が分かった材料等を用いて簡単に
定めることができる。吸光度Ａｂｓ_ａは式数１７で算
出した透過率Ｔａを用いて下記式数１８で算出される。
【００４０】
【数１８】
【００４１】吸光度Ａｂｓ_bの算出も同様にして求める
ことができる。青果物１の糖度Ｃは、算出した吸光度Ａ
ｂｓ_ａ、Ａｂｓ_bの比を用いて下記式数１９で算出す
る。
ことができる。青果物１の糖度Ｃは、算出した吸光度Ａ
ｂｓ_ａ、Ａｂｓ_bの比を用いて下記式数１９で算出す
る。
【００４２】
【数１９】
【００４３】
【数２０】
【００４４】ここで、ｋ0，ｋ1は実測糖度を用いて最小
２乗法で決定された係数を示す。また式数１９で推定さ
れる糖度の推定精度は、２ヶの単色光１０１ａ、１０１
ｂの波長λa、λbの組み合わせに左右される。式数１９
を用いて糖度推定を行うための最適な波長の組み合わせ
として、本実施例では下記３ヶの組み合わせの数式の数
２１の範囲中で、いずれかの組み合わせを用いる。
２乗法で決定された係数を示す。また式数１９で推定さ
れる糖度の推定精度は、２ヶの単色光１０１ａ、１０１
ｂの波長λa、λbの組み合わせに左右される。式数１９
を用いて糖度推定を行うための最適な波長の組み合わせ
として、本実施例では下記３ヶの組み合わせの数式の数
２１の範囲中で、いずれかの組み合わせを用いる。
【００４５】
【数２１】
【００４６】また、前述した組み合わせ、、または
の波長を持つ単色光１０１ａ、１０１ｂを発する光源
としてレーザーを用いることができる。このレーザーに
半導体レーザーを用いれば、小型の糖度測定装置が実現
できる。また、発光ダイオード等の発光素子を光源１０
ａ（１０ｂ）に用いることも可能である。また近赤外領
域の波長の光を連続的に発する白色光源を光源１０ａ
（１０ｂ）に用いる場合、光源１０ａ（１０ｂ）からの
光を前述した３ヶの組み合わせの波長のみを透過させる
光学フィルターを用いることで実現しても良い。
の波長を持つ単色光１０１ａ、１０１ｂを発する光源
としてレーザーを用いることができる。このレーザーに
半導体レーザーを用いれば、小型の糖度測定装置が実現
できる。また、発光ダイオード等の発光素子を光源１０
ａ（１０ｂ）に用いることも可能である。また近赤外領
域の波長の光を連続的に発する白色光源を光源１０ａ
（１０ｂ）に用いる場合、光源１０ａ（１０ｂ）からの
光を前述した３ヶの組み合わせの波長のみを透過させる
光学フィルターを用いることで実現しても良い。
【００４７】本実施例の非破壊糖度測定方法を青果物の
モデルとしてグルコース（ブドウ糖）水溶液を良透光性
の容器に入れ、種々の波長の単色光で照射し透過光量を
測定し、本実施例の装置と方法を用いて糖度Ｃを数１，
数２式より計算し、グルコース（ブドウ糖）水溶液の糖
度を実測して、その誤差を算出した。その算出結果、誤
差が０．５％以下となる波長領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を斜
線で、又１％以下となる領域の境界線をＫ１，Ｋ２，Ｋ
３，Ｋ４でもって図３に示している。
モデルとしてグルコース（ブドウ糖）水溶液を良透光性
の容器に入れ、種々の波長の単色光で照射し透過光量を
測定し、本実施例の装置と方法を用いて糖度Ｃを数１，
数２式より計算し、グルコース（ブドウ糖）水溶液の糖
度を実測して、その誤差を算出した。その算出結果、誤
差が０．５％以下となる波長領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を斜
線で、又１％以下となる領域の境界線をＫ１，Ｋ２，Ｋ
３，Ｋ４でもって図３に示している。
【００４８】本発明の数２１に示す波長範囲は、この誤
差０．５％以下の波長領域Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3内にあること
が分り、この波長範囲から単色光を選ぶことで、糖度誤
差が０．５％以下の高い精度を得ることができることが
分かる。
差０．５％以下の波長領域Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3内にあること
が分り、この波長範囲から単色光を選ぶことで、糖度誤
差が０．５％以下の高い精度を得ることができることが
分かる。
【００４９】又、本実施例で算出した吸光度の比γ（数
式２中のＡｂｓ_ａ／Ａｂｓ_ｂ）と糖濃度の相関性を図
４に示す。ここでは、２つの単色光の波長λa、λbをそ
れぞれ１０６０ｎｍ、９８０ｎｍとしている。この図４
から分るようにグルコース（ブドウ糖）水溶液の糖濃度
Ｃ％と吸光度の比γ（Ａｂｓ_ａ／Ａｂｓ_ｂ）が直線上
にかなりの精度でのっていることが分り、又、これから
数１，数２の式の直線性（ｋ0，ｋ1）が立証された。図
４のデータでは、ｋ0＝−134.113，ｋ1＝452.489とな
り、この装置において数１，数２の式は下記の数２２の
ようになる。
式２中のＡｂｓ_ａ／Ａｂｓ_ｂ）と糖濃度の相関性を図
４に示す。ここでは、２つの単色光の波長λa、λbをそ
れぞれ１０６０ｎｍ、９８０ｎｍとしている。この図４
から分るようにグルコース（ブドウ糖）水溶液の糖濃度
Ｃ％と吸光度の比γ（Ａｂｓ_ａ／Ａｂｓ_ｂ）が直線上
にかなりの精度でのっていることが分り、又、これから
数１，数２の式の直線性（ｋ0，ｋ1）が立証された。図
４のデータでは、ｋ0＝−134.113，ｋ1＝452.489とな
り、この装置において数１，数２の式は下記の数２２の
ようになる。
【００５０】
【数２２】
【００５１】ちなみに、図４におけるＳＮ比ηは14.6で
推定精度0.26％であった。ＳＮ比η（λa，λb）は図４
の回帰直線の傾きβ，回帰誤差αから下式数２３によっ
て計算される値である。また推定精度はＳＮ比ηを用い
て、（１／η）0.5で算出される。
推定精度0.26％であった。ＳＮ比η（λa，λb）は図４
の回帰直線の傾きβ，回帰誤差αから下式数２３によっ
て計算される値である。また推定精度はＳＮ比ηを用い
て、（１／η）0.5で算出される。
【００５２】
【数２３】
【００５３】又、２ヶの単色光で、一方の単色光の波長
λaを１０６０ｎｍに固定し、他方の単色光の波長λbの
みを変化させた場合、ＳＮ比ηと単色光の波長λbとの
関係は図５に示すように特定波長９３０〜１０４０ｎｍ
において高い値を示すものであった。
λaを１０６０ｎｍに固定し、他方の単色光の波長λbの
みを変化させた場合、ＳＮ比ηと単色光の波長λbとの
関係は図５に示すように特定波長９３０〜１０４０ｎｍ
において高い値を示すものであった。
【００５４】以上の様にして、糖度の式が糖度モデル実
験によって又は青果物１の測定例から、その係数ｋ0，
ｋ1が決定されると、その装置・方法の特性の係数ｋ0，
ｋ1が定まり、次に実際の青果物１を実測して吸光度Ａ
ｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂ又は透過度Ｔａ，Ｔｂを測定して、
中央制御部２００が上記計算・処理を行って、表示部２
１０にその糖度を表示するものである。その表示の糖度
は上記波長範囲では０．５％以下の精度を得ることがで
きる。
験によって又は青果物１の測定例から、その係数ｋ0，
ｋ1が決定されると、その装置・方法の特性の係数ｋ0，
ｋ1が定まり、次に実際の青果物１を実測して吸光度Ａ
ｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂ又は透過度Ｔａ，Ｔｂを測定して、
中央制御部２００が上記計算・処理を行って、表示部２
１０にその糖度を表示するものである。その表示の糖度
は上記波長範囲では０．５％以下の精度を得ることがで
きる。
【００５５】
【発明の効果】以上本発明によれば、２種類の特定波長
の単色光を青果物に照射し、その透過光を検出してい
る。検出された透過光には青果物内部の実の糖度情報が
含まれており、みかん、メロンのように皮の厚い青果物
の糖度測定が可能となる。また、２種類の特定波長の単
色光を用いた本発明の糖度測定装置では、白色光源を用
いた従来の糖度測定装置のように透過、または反射光ス
ペクトルを検出するための複雑な分光器を必要としない
装置が実現でき、また光源に小型の半導体レーザー等を
用いることができるため、小型・軽量の糖度測定装置が
実現できる。しかも計測の糖度の精度は高く、１％、
０．５％以下のものにできるものとなった。
の単色光を青果物に照射し、その透過光を検出してい
る。検出された透過光には青果物内部の実の糖度情報が
含まれており、みかん、メロンのように皮の厚い青果物
の糖度測定が可能となる。また、２種類の特定波長の単
色光を用いた本発明の糖度測定装置では、白色光源を用
いた従来の糖度測定装置のように透過、または反射光ス
ペクトルを検出するための複雑な分光器を必要としない
装置が実現でき、また光源に小型の半導体レーザー等を
用いることができるため、小型・軽量の糖度測定装置が
実現できる。しかも計測の糖度の精度は高く、１％、
０．５％以下のものにできるものとなった。
【図１】実施例の非破壊糖度測定装置の説明図である。
【図２】実施例のトリガ信号と単色光の交互照射の状態
を示す動作説明図である。
を示す動作説明図である。
【図３】糖度測定精度０．５％以下と１％以下の波長領
域を示す波長範囲マップ図である。
域を示す波長範囲マップ図である。
【図４】実施例の吸光度の比とグルコース（ブドウ糖）
水溶液濃度との相関図である。
水溶液濃度との相関図である。
【図５】実施例のＳＮ比ηと波長との関係を示すＳＮ比
スペクトル図である。
スペクトル図である。
【図６】従来の非破壊糖度測定方法を示す説明図であ
る。
る。
１ 青果物
１０ａ、１０ｂ、 光源
２１，３１、４１ 集光レンズ
２２ プリズム
３２、４２ 光検出器
３３ サンプリングミラー
５０ 同軸光ファイバー
５１、５２ 集光レンズ
６０ 分光器
６１ スリット
６２ 回折格子
６３ リニアアレイセンサー
１０１ａ，１０１ｂ 単色光
１０２ａ、１０２ｂ モニター光
１０３ａ、１０３ｂ 照射光
１０４ａ、１０４ｂ 透過光
２００ 中央制御部
２１０ 表示部
２２０ 光源制御部
２３０ 信号処理部
３００ 光源
３０１ 照射光
３０２ 反射光
ＴＰａ、ＴＰｂ トリガ信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１０月２４日（２００１．１０．
２４）
２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】ここで、４ケの特定波長にλ１＝８７０ｎ
ｍ、λ２＝８７８ｎｍ、λ３＝８８９ｎｍ、λ４＝９０
６ｎｍを採用することを提案している。
ｍ、λ２＝８７８ｎｍ、λ３＝８８９ｎｍ、λ４＝９０
６ｎｍを採用することを提案している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】
【作用】上記のように構成した本発明において、光源か
ら波長の異なる２つの単色光を発生し、照射手段により
青果物に前記２ケの単色光を照射し、透過光量検出手段
により青果物からの透過光を検出する。照射光は青果物
内部で散乱を受けて果外へ放射され透過光となる。この
２つの透過光から光透過率を計算し、同光透過率から糖
濃度を数１によって算出する。検出された透過光には青
果物内部の実の糖度情報が含まれており、みかん、メロ
ンのように皮の厚い青果物の糖度測定が可能となる。
又、単色光の青果物からの透過光を用いて吸光度を求め
ることによっても、透過光の透過率と同様に数２によっ
て糖度Ｃを求めることもできる。このように本発明では
光源に２つの単色光源を用いることで、白色光源を用い
た従来の糖度測定装置のように透過、または反射光スペ
クトルを検出するための複雑な分光器を必要としない装
置が実現できる。
ら波長の異なる２つの単色光を発生し、照射手段により
青果物に前記２ケの単色光を照射し、透過光量検出手段
により青果物からの透過光を検出する。照射光は青果物
内部で散乱を受けて果外へ放射され透過光となる。この
２つの透過光から光透過率を計算し、同光透過率から糖
濃度を数１によって算出する。検出された透過光には青
果物内部の実の糖度情報が含まれており、みかん、メロ
ンのように皮の厚い青果物の糖度測定が可能となる。
又、単色光の青果物からの透過光を用いて吸光度を求め
ることによっても、透過光の透過率と同様に数２によっ
て糖度Ｃを求めることもできる。このように本発明では
光源に２つの単色光源を用いることで、白色光源を用い
た従来の糖度測定装置のように透過、または反射光スペ
クトルを検出するための複雑な分光器を必要としない装
置が実現できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明に使用する２つの単色光の
波長としては、６００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の波長
の光が使用されることが多く、誤差が小さい２つの波長
域としては、９５０〜１０１０ｎｍと１０２０〜１０８
０ｎｍの範囲のものから選ばれる領域、９００〜９３０
ｎｍと９４０〜９６０ｎｍの範囲のものから選ばれる領
域、７４０〜７５０ｎｍと７６０〜７８０ｎｍの範囲か
ら選ばれる領域がグルコース（ブドウ糖）水溶液を用い
た青果物モデル実験では０．５％以下の糖度誤差で良好
な範囲であることが分った。
波長としては、６００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の波長
の光が使用されることが多く、誤差が小さい２つの波長
域としては、９５０〜１０１０ｎｍと１０２０〜１０８
０ｎｍの範囲のものから選ばれる領域、９００〜９３０
ｎｍと９４０〜９６０ｎｍの範囲のものから選ばれる領
域、７４０〜７５０ｎｍと７６０〜７８０ｎｍの範囲か
ら選ばれる領域がグルコース（ブドウ糖）水溶液を用い
た青果物モデル実験では０．５％以下の糖度誤差で良好
な範囲であることが分った。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】光検出器３２，４２における光量−電圧変
換係数をそれぞれβ ３２（Ｖ／Ｗ）、β ４２（Ｖ／Ｗ）
とすると、光検出器３２，４２で検出される検出信号
（電圧）は下記数１５，数１６式で表される。
換係数をそれぞれβ ３２（Ｖ／Ｗ）、β ４２（Ｖ／Ｗ）
とすると、光検出器３２，４２で検出される検出信号
（電圧）は下記数１５，数１６式で表される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】ちなみに、図４におけるＳＮ比ηは１４．
６で推定精度０．２６％であった。ＳＮ比η（λａ，λ
ｂ）は図４の回帰直線の傾きβ，回帰誤差をσとする
と、下式数２３によって計算される値である。また推定
精度はＳＮ比ηを用いて、（１／η）０．５で算出され
る。
６で推定精度０．２６％であった。ＳＮ比η（λａ，λ
ｂ）は図４の回帰直線の傾きβ，回帰誤差をσとする
と、下式数２３によって計算される値である。また推定
精度はＳＮ比ηを用いて、（１／η）０．５で算出され
る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G051 AA05 AB20 BA06 BA08 BA10
BA20 CA02 CA07 CB02 EA12
FA10
2G059 AA01 BB11 EE01 GG01 GG02
GG05 GG10 HH01 HH06 JJ11
JJ12 JJ13 JJ22 KK01 KK03
MM01 MM09 PP04
Claims (11)
- 【請求項１】 異なった波長の２つの単色光を青果物に
照射して各単色光の光透過率Ｔａ，Ｔｂを計測できる計
測装置を備え、複数の実測例の光透過率Ｔa，Ｔbの値と
その例の実測の糖度Ｃの値とから下記数式の数１の係数
k0，k1を決定し、決定された係数k0，k1と計測される２
つの単色光の光透過率Ｔａ，Ｔｂのデータを用いて下記
数１の数式で糖度Ｃを求める青果物の非破壊糖度測定方
法。 【数１】 - 【請求項２】 異なった波長の２つの単色光を青果物に
照射して各単色光の青果物からの透過光より吸光度Ａｂ
ｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂを計測できる計測装置を備え、複数の
実測例の吸光度Ａｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂの値とその例の実
測の糖度Ｃの値とから下式の数２の係数k0，k1を決定
し、決定されたk0，k1と計測される２つの単色光の吸光
度Ａｂｓ_ａ，Ａｂｓ_ｂのデータを用いて下記数２の数
式で糖度Ｃを求める青果物の非破壊糖度測定方法。 【数２】 - 【請求項３】 ２つの単色光の波長が９５０〜１０１０
ｎｍの範囲と１０２０〜１０８０ｎｍの範囲の中からそ
れぞれ選ばれたものである請求項１記載の青果物の非破
壊糖度測定方法。 - 【請求項４】 ２つの単色光の波長が９００〜９３０ｎ
ｍの範囲と９４０〜９６０ｎｍの範囲の中からそれぞれ
選ばれたものである請求項１記載の青果物の非破壊糖度
測定方法。 - 【請求項５】 ２つの単色光の波長が７４０〜７５０ｎ
ｍの範囲と７６０〜７８０ｎｍの範囲の中からそれぞれ
選ばれたものである請求項１記載の青果物の非破壊糖度
測定方法。 - 【請求項６】 異なった２つの単色光の光源と、前記光
源からの単色光を青果物に照射するための照射手段と、
前記青果物に照射される前記単色光の照射光量を検出す
るための照射光量検出手段と、前記照射手段によって青
果物に照射された２つの単色光の青果物からの透過光量
を検出する透過光量検出手段と、前記照射光量検出手段
で検出した照射光量と前記透過光量検出手段で検出した
透過光量から各単色光に対応した２つ光透過率のＴａ，
Ｔｂを算出し、さらにその値から下記数３の数式から青
果物の糖度Ｃを算出する演算手段とを設けたことを特徴
とする青果物の非破壊糖度測定装置。 【数３】 - 【請求項７】 異なった２つの単色光の光源と、前記光
源からの単色光を青果物に照射するための照射手段と、
前記青果物に照射される前記単色光の照射光量を検出す
るための照射光量検出手段と、前記照射手段によって青
果物に照射された２つの単色光の青果物からの透過光量
を検出する透過光量検出手段と、前記照射光量検出手段
で検出した照射光量と前記透過光量検出手段で検出した
透過光量から各単色光に対応した２つの吸光度Ａｂｓ_
ａ，Ａｂｓ_bを算出し、さらにその値から下記数４の数
式から青果物の糖度Ｃを算出する演算手段とを設けたこ
とを特徴とする青果物の非破壊糖度測定装置。 【数４】 - 【請求項８】 ２つの単色光の波長が９５０〜１０１０
ｎｍの範囲と１０２０〜１０８０ｎｍの範囲の中からそ
れぞれ選ばれたものである請求項６又は７記載の青果物
の非破壊糖度測定装置。 - 【請求項９】 ２つの単色光の波長が９００〜９３０ｎ
ｍの範囲と９４０〜９６０ｎｍの範囲の中からそれぞれ
選ばれたものである請求項６又は７記載の青果物の非破
壊糖度測定装置。 - 【請求項１０】 ２つの単色光の波長が７４０〜７５０
ｎｍの範囲と７６０〜７８０ｎｍの範囲の中からそれぞ
れ選ばれたものである請求項６又は７記載の青果物の非
破壊糖度測定装置。 - 【請求項１１】 光源が２つの波長の独立したものが２
つあり、２つの光源の投光が切換式で一つの光源の投光
に選択でき、照射手段と照射光量検出手段と透過光量検
出手段が各単色光で作動できる共用のものであり、その
手段のデータ出力に動作した単色光の識別がなされるよ
うにした請求項６〜１０いずれか記載の青果物の非破壊
糖度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001309190A JP2003114191A (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 青果物の非破壊糖度測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001309190A JP2003114191A (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 青果物の非破壊糖度測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003114191A true JP2003114191A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19128382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001309190A Pending JP2003114191A (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 青果物の非破壊糖度測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003114191A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7127271B1 (en) | 2001-10-18 | 2006-10-24 | Iwao Fujisaki | Communication device |
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-
2001
- 2001-10-04 JP JP2001309190A patent/JP2003114191A/ja active Pending
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| KR20170046724A (ko) | 2014-08-29 | 2017-05-02 | 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠 | 광학적 농도 측정방법 |
| KR20170047309A (ko) | 2014-08-29 | 2017-05-04 | 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠 | 농도 측정방법 |
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