JPH05288674A - 糖度計 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 青果物等の被検体を傷つけることなく、その
糖度を測定する。 【構成】 予めサンプル被検体について糖度と反射率と
の相関関係の高い１１００ｎｍ以下の波長の光について
両者の相関関係を示す演算式を決定しておく。１１００
ｎｍ以下の互いに波長の異なる２波長の近赤外光をＬＥ
Ｄ１０、１１から被検体に投射し、その反射光をフオト
ダイオ−ド１２で検出する。ＣＰＵ１９により、まず投
射光と反射光から反射率を計算し、さらに前記所定の演
算式に基づいて先に求めた反射率から糖度を演算し、表
示部３に出力する。
糖度を測定する。 【構成】 予めサンプル被検体について糖度と反射率と
の相関関係の高い１１００ｎｍ以下の波長の光について
両者の相関関係を示す演算式を決定しておく。１１００
ｎｍ以下の互いに波長の異なる２波長の近赤外光をＬＥ
Ｄ１０、１１から被検体に投射し、その反射光をフオト
ダイオ−ド１２で検出する。ＣＰＵ１９により、まず投
射光と反射光から反射率を計算し、さらに前記所定の演
算式に基づいて先に求めた反射率から糖度を演算し、表
示部３に出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は糖度計に関し、特に青
果物の糖度を、青果物を傷つけることなく測定できる糖
度計に関する。
果物の糖度を、青果物を傷つけることなく測定できる糖
度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】青果物は外観ばかりでなく、食味によつ
てその品質が評価される。従来は目視によつたり、指で
触れるなどの観察によつて判断されてきたが十分でな
く、さらにサンプルを実際に試食してみるとか、サンプ
ルの一部を切り取り、その成分分析の結果により食味の
評価を行つていた。しかし、このような検査は全数検査
できないばかりでなく、検査効率が低く、また相当の検
査コストがかかるため、青果物を傷つけることなく全数
検査でき、且つ、迅速に食味の評価ができる検査手段が
求められていた。
てその品質が評価される。従来は目視によつたり、指で
触れるなどの観察によつて判断されてきたが十分でな
く、さらにサンプルを実際に試食してみるとか、サンプ
ルの一部を切り取り、その成分分析の結果により食味の
評価を行つていた。しかし、このような検査は全数検査
できないばかりでなく、検査効率が低く、また相当の検
査コストがかかるため、青果物を傷つけることなく全数
検査でき、且つ、迅速に食味の評価ができる検査手段が
求められていた。
【０００３】ところで、一般的に物質の化学的性質の分
析手段として、検査すべき物体に関する光の吸収、反
射、透過特性に基づいて、その物体に含まれる各種物質
の種類とその含有量を知る検査方法が知られている。一
方、青果物の食味は、主としてその糖度の大小によつて
決定されることが経験的に知られている。そこで、青果
物に近赤外線を照射し、その反射率に基づいて青果物の
糖度を測定する青果物の品質検査方法や、その装置が提
案されている（特開昭６４−２８５４４号公報参照）。
析手段として、検査すべき物体に関する光の吸収、反
射、透過特性に基づいて、その物体に含まれる各種物質
の種類とその含有量を知る検査方法が知られている。一
方、青果物の食味は、主としてその糖度の大小によつて
決定されることが経験的に知られている。そこで、青果
物に近赤外線を照射し、その反射率に基づいて青果物の
糖度を測定する青果物の品質検査方法や、その装置が提
案されている（特開昭６４−２８５４４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た青果物の品質検査装置では、使用する近赤外線の波長
の選択により測定精度が変化し、適切な波長の選択が求
められていた。また、近赤外線の照射手段として通常の
ハロゲンランプが使用されるが、ハロゲンランプは光の
波長域が広いため、照射に適した特定の波長域の光を得
るためにフイルタを使用する必要があるほか、大容量の
電源を必要とするから、装置が大型になり、圃場等の現
場での携帯使用には適しないものであつた。この発明は
上記課題を解決することを目的とするものである。
た青果物の品質検査装置では、使用する近赤外線の波長
の選択により測定精度が変化し、適切な波長の選択が求
められていた。また、近赤外線の照射手段として通常の
ハロゲンランプが使用されるが、ハロゲンランプは光の
波長域が広いため、照射に適した特定の波長域の光を得
るためにフイルタを使用する必要があるほか、大容量の
電源を必要とするから、装置が大型になり、圃場等の現
場での携帯使用には適しないものであつた。この発明は
上記課題を解決することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、被検体に光を投射する光源を有する光投
射手段と、被検体で反射した光を検出する光検出手段を
備え、少なくとも波長の異なる２波長の光の反射率に基
づいて被検体の糖度を検出する糖度計において、被検体
に投射する光が１１００ｎｍ以下の波長から選択された
波長の異なる少なくとも２波長の光であることを特徴と
するもので、前記光投射手段の光源としては、発光ダイ
オ−ドあるいはキセノン放電管を使用することができ
る。
決するもので、被検体に光を投射する光源を有する光投
射手段と、被検体で反射した光を検出する光検出手段を
備え、少なくとも波長の異なる２波長の光の反射率に基
づいて被検体の糖度を検出する糖度計において、被検体
に投射する光が１１００ｎｍ以下の波長から選択された
波長の異なる少なくとも２波長の光であることを特徴と
するもので、前記光投射手段の光源としては、発光ダイ
オ−ドあるいはキセノン放電管を使用することができ
る。
【０００６】
【作用】被検体に投射する光を１１００ｎｍ以下の波長
の光から選択することにより、反射率と糖度とが高い相
関関係を示し、精度よく糖度を測定することができる。
また、投射光の光源として発光ダイオ−ドあるいはキセ
ノン放電管を使用することにより、電力消費を少なくで
き、装置を小型に構成できる。
の光から選択することにより、反射率と糖度とが高い相
関関係を示し、精度よく糖度を測定することができる。
また、投射光の光源として発光ダイオ−ドあるいはキセ
ノン放電管を使用することにより、電力消費を少なくで
き、装置を小型に構成できる。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、測定原理について説明する。この発明の糖度計
は、青果物等の被検体の糖度と、被検体に照射した特定
波長の近赤外線（可視光成分を含んでいてもよい）の反
射率とが一定の相関関係を示すことを利用し、予め糖度
の分かつている被検体について特定波長の近赤外光を照
射してその反射率を求め、糖度と反射率との相関関係を
示すアルゴリズムを得ておき、次に、糖度を測定しよう
とする被検体について特定波長の近赤外線を照射してそ
の反射率を求め、その反射率を前記アルゴリズムにした
がつて処理し、糖度を求めるものである。
まず、測定原理について説明する。この発明の糖度計
は、青果物等の被検体の糖度と、被検体に照射した特定
波長の近赤外線（可視光成分を含んでいてもよい）の反
射率とが一定の相関関係を示すことを利用し、予め糖度
の分かつている被検体について特定波長の近赤外光を照
射してその反射率を求め、糖度と反射率との相関関係を
示すアルゴリズムを得ておき、次に、糖度を測定しよう
とする被検体について特定波長の近赤外線を照射してそ
の反射率を求め、その反射率を前記アルゴリズムにした
がつて処理し、糖度を求めるものである。
【０００８】今、被検体（青果物）の種類に応じて予め
選択したサンプルＡ、Ｂ、Ｃから果汁を抽出し、公知の
屈折式糖度計により測定した糖度がＳＡ、ＳＢ、ＳＣで
あつたとする。次に、サンプルＡについて照射した波長
λ１及び波長λ２の近赤外光の反射率がＲＡ１及びＲＡ
２、サンプルＢについて照射した波長λ１及び波長λ２
の近赤外光の反射率がＲＢ１及びＲＢ２、サンプルＣに
ついて照射した波長λ１及び波長λ２の近赤外光の反射
率がＲＣ１及びＲＣ２であるとすれば、サンプルＡ、
Ｂ、Ｃのそれぞれの糖度ＳＡ、ＳＢ、ＳＣと、反射率Ｒ
Ａ１、ＲＡ２、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＣ１、ＲＣ２との間
には以下の関係式（１）、（２）、（３）が成立する。
但し、ａ、ｂ、ｃは係数とする。
選択したサンプルＡ、Ｂ、Ｃから果汁を抽出し、公知の
屈折式糖度計により測定した糖度がＳＡ、ＳＢ、ＳＣで
あつたとする。次に、サンプルＡについて照射した波長
λ１及び波長λ２の近赤外光の反射率がＲＡ１及びＲＡ
２、サンプルＢについて照射した波長λ１及び波長λ２
の近赤外光の反射率がＲＢ１及びＲＢ２、サンプルＣに
ついて照射した波長λ１及び波長λ２の近赤外光の反射
率がＲＣ１及びＲＣ２であるとすれば、サンプルＡ、
Ｂ、Ｃのそれぞれの糖度ＳＡ、ＳＢ、ＳＣと、反射率Ｒ
Ａ１、ＲＡ２、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＣ１、ＲＣ２との間
には以下の関係式（１）、（２）、（３）が成立する。
但し、ａ、ｂ、ｃは係数とする。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】
【数３】 そこで、式（１）、（２）、（３）を係数ａ、ｂ、ｃに
ついて解き、係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎを決定する。
ついて解き、係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎを決定する。
【００１２】次に、糖度を測定しようとする被検体（青
果物）について、波長λ１及び波長λ２の近赤外光を照
射し、その反射率がＲＸ１及びＲＸ２であつたとすれ
ば、その青果物の糖度ＳＸは、以下の式（４）で表され
る。
果物）について、波長λ１及び波長λ２の近赤外光を照
射し、その反射率がＲＸ１及びＲＸ２であつたとすれ
ば、その青果物の糖度ＳＸは、以下の式（４）で表され
る。
【００１３】
【数４】 用いる波長が２種類よりも多いｋ種類であるときは、波
長ｉにおける反射率をＲｉとすると、糖度Ｓと各波長に
おける反射率との関係は以下の式（５）で表される。
長ｉにおける反射率をＲｉとすると、糖度Ｓと各波長に
おける反射率との関係は以下の式（５）で表される。
【００１４】
【数５】 少なくとも、ｋ＋１個以上のサンプルについて屈折式糖
度計で糖度を測定し、各波長における反射率を測定する
ことにより係数ａ0 、ａ1 、ａ2 −−−ａk を決定する
ことができる。これらの係数と被検体についてのｋ個の
波長における反射率測定値より、（５）式に基づいて被
検体の糖度が求められる。
度計で糖度を測定し、各波長における反射率を測定する
ことにより係数ａ0 、ａ1 、ａ2 −−−ａk を決定する
ことができる。これらの係数と被検体についてのｋ個の
波長における反射率測定値より、（５）式に基づいて被
検体の糖度が求められる。
【００１５】照射すべき近赤外光の波長としては、各種
被検体（青果物）について実験した結果によれば、波長
６００〜２５００ｎｍ、特に波長６００〜１１００ｎｍ
が適当であることが見出だされた。
被検体（青果物）について実験した結果によれば、波長
６００〜２５００ｎｍ、特に波長６００〜１１００ｎｍ
が適当であることが見出だされた。
【００１６】図１はこの発明を実施した糖度計の外観図
で、図において１は本体、２はプロ−ブ、Ｓ１は電源ス
イツチ、Ｓ２は測定スイツチ、３は糖度を５段階に識別
して表示する表示部で、ＬＥＤ３ａ〜３ｅからなる。ま
た、４は測定結果をデジタル信号として出力する出力端
子を示す。図２はプロ−ブ２の構造を示す断面図であ
り、１０及び１１はＬＥＤで、ＬＥＤ１０は波長λ１
の、またＬＥＤ１１は波長λ２の近赤外光を投射する。
１２は被検体からの反射光を受光するフオトダイオ−
ド、１３、１４は光フアイバ−で、その一端がそれぞれ
ＬＥＤ１０、ＬＥＤ１１に対向し、他端はプロ−ブ２の
検出面２ａ内の被検体に近赤外光を投射する位置に配置
されている。１５も光フアイバ−で、その一端が検出面
２ａ内の被検体からの反射光を受光する位置に配置さ
れ、他端はフオトダイオ−ド１２に対向している。プロ
−ブ２の検出面２ａ内におけるこれらの光フアイバ−の
配置は、図２に示すように同心円状に配置されている
が、これに限らず測定に適した適宜の配置とすることが
できる。また、表示部は上記ＬＥＤを用いた５段階等多
段階表示のほか、デジタル表示としてもよい。
で、図において１は本体、２はプロ−ブ、Ｓ１は電源ス
イツチ、Ｓ２は測定スイツチ、３は糖度を５段階に識別
して表示する表示部で、ＬＥＤ３ａ〜３ｅからなる。ま
た、４は測定結果をデジタル信号として出力する出力端
子を示す。図２はプロ−ブ２の構造を示す断面図であ
り、１０及び１１はＬＥＤで、ＬＥＤ１０は波長λ１
の、またＬＥＤ１１は波長λ２の近赤外光を投射する。
１２は被検体からの反射光を受光するフオトダイオ−
ド、１３、１４は光フアイバ−で、その一端がそれぞれ
ＬＥＤ１０、ＬＥＤ１１に対向し、他端はプロ−ブ２の
検出面２ａ内の被検体に近赤外光を投射する位置に配置
されている。１５も光フアイバ−で、その一端が検出面
２ａ内の被検体からの反射光を受光する位置に配置さ
れ、他端はフオトダイオ−ド１２に対向している。プロ
−ブ２の検出面２ａ内におけるこれらの光フアイバ−の
配置は、図２に示すように同心円状に配置されている
が、これに限らず測定に適した適宜の配置とすることが
できる。また、表示部は上記ＬＥＤを用いた５段階等多
段階表示のほか、デジタル表示としてもよい。
【００１７】図３は測定回路のブロツク図である。１９
はＣＰＵで、糖度計全体の制御、及びＬＥＤ１０、１１
の発光量とフオトダイオ−ド１２で検出された反射光量
から反射率を演算し、先に説明した式（４）に基づく演
算を行つて糖度を算出して測定結果を表示部３に出力す
る。また、測定結果を出力端子４から図示しない外部の
情報処理装置に出力する。１６は発光制御回路で、ＣＰ
Ｕ１９から出力される制御信号に基づいてＬＥＤ１０、
ＬＥＤ１１を交互に発光させる。１７は増幅器、１８は
Ａ／Ｄ変換器で、フオトダイオ−ド１２の出力を増幅
し、Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ１９に入力する。２０はＬＥ
Ｄ１０、ＬＥＤ１１の発光量デ−タや、前記式（４）の
係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎなどを格納したメモリ、２２は
定電圧回路で、電池Ｅの電力を一定電圧に安定させて各
回路要素に供給する。
はＣＰＵで、糖度計全体の制御、及びＬＥＤ１０、１１
の発光量とフオトダイオ−ド１２で検出された反射光量
から反射率を演算し、先に説明した式（４）に基づく演
算を行つて糖度を算出して測定結果を表示部３に出力す
る。また、測定結果を出力端子４から図示しない外部の
情報処理装置に出力する。１６は発光制御回路で、ＣＰ
Ｕ１９から出力される制御信号に基づいてＬＥＤ１０、
ＬＥＤ１１を交互に発光させる。１７は増幅器、１８は
Ａ／Ｄ変換器で、フオトダイオ−ド１２の出力を増幅
し、Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ１９に入力する。２０はＬＥ
Ｄ１０、ＬＥＤ１１の発光量デ−タや、前記式（４）の
係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎなどを格納したメモリ、２２は
定電圧回路で、電池Ｅの電力を一定電圧に安定させて各
回路要素に供給する。
【００１８】次に、上記測定回路の動作を説明する。電
源スイツチＳ１を投入し、測定動作の準備完了後、測定
スイツチＳ２を閉じると、ＣＰＵ１９から発光制御回路
１６に制御信号が送られ、ＬＥＤ１０、ＬＥＤ１１は一
定周期で交互に発光し、光フアイバ−１３、１４を経て
被検体Ｍに向けて波長λ１及びλ２の近赤外光が投射さ
れる。被検体Ｍで反射した光は光フアイバ−１５を経て
フオトダイオ−ド１２で検出され、検出信号は増幅器１
７、Ａ／Ｄ変換器１８を経てＣＰＵ１９に入力される。
ＣＰＵ１９はメモリ２０に格納されているＬＥＤ１０、
ＬＥＤ１１の発光量を示す定数とフオトダイオ−ド１２
の出力から、波長λ１の近赤外光の反射率ＲＸ１及び波
長λ２の近赤外光の反射率ＲＸ２を演算し、さらに前記
式（４）に反射率ＲＸ１とＲＸ２、及び係数値ａｎ、ｂ
ｎ、ｃｎを代入し、糖度ＳＸを演算する。検出され演算
された糖度は５段階に識別され、表示部３のＬＥＤ３ａ
〜３ｅのいずれかを点灯して出力し、また、出力端子４
からデジタル信号として出力され、必要に応じて図示し
ない情報処理装置による処理がなされる。
源スイツチＳ１を投入し、測定動作の準備完了後、測定
スイツチＳ２を閉じると、ＣＰＵ１９から発光制御回路
１６に制御信号が送られ、ＬＥＤ１０、ＬＥＤ１１は一
定周期で交互に発光し、光フアイバ−１３、１４を経て
被検体Ｍに向けて波長λ１及びλ２の近赤外光が投射さ
れる。被検体Ｍで反射した光は光フアイバ−１５を経て
フオトダイオ−ド１２で検出され、検出信号は増幅器１
７、Ａ／Ｄ変換器１８を経てＣＰＵ１９に入力される。
ＣＰＵ１９はメモリ２０に格納されているＬＥＤ１０、
ＬＥＤ１１の発光量を示す定数とフオトダイオ−ド１２
の出力から、波長λ１の近赤外光の反射率ＲＸ１及び波
長λ２の近赤外光の反射率ＲＸ２を演算し、さらに前記
式（４）に反射率ＲＸ１とＲＸ２、及び係数値ａｎ、ｂ
ｎ、ｃｎを代入し、糖度ＳＸを演算する。検出され演算
された糖度は５段階に識別され、表示部３のＬＥＤ３ａ
〜３ｅのいずれかを点灯して出力し、また、出力端子４
からデジタル信号として出力され、必要に応じて図示し
ない情報処理装置による処理がなされる。
【００１９】上記実施例では、近赤外光の光源としてＬ
ＥＤを使用しているが、ＬＥＤの発光波長はおよそ９５
０ｎｍ以内に限られるので、この範囲で糖度と相関関係
のある波長を選択する必要がある。実験によれば、メロ
ンの場合、波長λ１及びλ２としてそれぞれ７６８ｎｍ
及び８４８ｎｍを使用した場合は、相関係数０．８６
１、標準偏差０．６７４となり、十分に使用できる結果
を得た。これらはメロンの赤道部の反射率を測定して得
られた結果であるが、花痕部を測定した方がより良い相
関及び標準偏差が得られた。
ＥＤを使用しているが、ＬＥＤの発光波長はおよそ９５
０ｎｍ以内に限られるので、この範囲で糖度と相関関係
のある波長を選択する必要がある。実験によれば、メロ
ンの場合、波長λ１及びλ２としてそれぞれ７６８ｎｍ
及び８４８ｎｍを使用した場合は、相関係数０．８６
１、標準偏差０．６７４となり、十分に使用できる結果
を得た。これらはメロンの赤道部の反射率を測定して得
られた結果であるが、花痕部を測定した方がより良い相
関及び標準偏差が得られた。
【００２０】図４はこの発明の第２の実施例の測定回路
のブロツク図を示す。この実施例では、近赤外光の光源
として先の実施例で使用しているＬＥＤに代え、キセノ
ン放電管を使用する。キセノン放電管の発光特性は広い
波長範囲にわたるから、反射光を検出する受光素子側で
波長λ１及びλ２を選択受光するように構成したもので
ある。なお、第２の実施例のプロ−ブ内の光フアイバ−
の配置等は第１実施例のものと同様であるから、説明を
省略する。
のブロツク図を示す。この実施例では、近赤外光の光源
として先の実施例で使用しているＬＥＤに代え、キセノ
ン放電管を使用する。キセノン放電管の発光特性は広い
波長範囲にわたるから、反射光を検出する受光素子側で
波長λ１及びλ２を選択受光するように構成したもので
ある。なお、第２の実施例のプロ−ブ内の光フアイバ−
の配置等は第１実施例のものと同様であるから、説明を
省略する。
【００２１】図４において、３０はキセノン放電管、３
６、３８はフオトダイオ−ドで、その受光面にはそれぞ
れ波長λ１及びλ２の光を選択的に透過するフイルタ３
５、３７が配置されている。３１はキセノン放電管から
発する投射光を被検体Ｍに向けて投射する光フアイバ
−、３２、３３は被検体Ｍで反射した反射光をフオトダ
イオ−ド３６、３８に導く光フアイバ−である。また、
４０はキセノン放電管３０の発光を制御する発光制御回
路、４１、４２は増幅器、４３はマルチプレクサ、４４
はＡ／Ｄ変換器、４６はキセノン放電管３０の発光量デ
−タや、前記式（４）の係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎなどを
格納したメモリ、４５はＣＰＵで、糖度計全体の制御、
及びキセノン放電管３０の発光量とフオトダイオ−ド３
６、３８で検出された反射光量から反射率を演算し、先
に説明した式（４）に基づく演算を行つて糖度を算出し
て測定結果を表示部３に出力する。また、測定結果を出
力端子４から図示しない外部の情報処理装置に出力す
る。４７は定電圧回路で、電池Ｅの電力を一定電圧に安
定させて各回路要素に供給する。
６、３８はフオトダイオ−ドで、その受光面にはそれぞ
れ波長λ１及びλ２の光を選択的に透過するフイルタ３
５、３７が配置されている。３１はキセノン放電管から
発する投射光を被検体Ｍに向けて投射する光フアイバ
−、３２、３３は被検体Ｍで反射した反射光をフオトダ
イオ−ド３６、３８に導く光フアイバ−である。また、
４０はキセノン放電管３０の発光を制御する発光制御回
路、４１、４２は増幅器、４３はマルチプレクサ、４４
はＡ／Ｄ変換器、４６はキセノン放電管３０の発光量デ
−タや、前記式（４）の係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎなどを
格納したメモリ、４５はＣＰＵで、糖度計全体の制御、
及びキセノン放電管３０の発光量とフオトダイオ−ド３
６、３８で検出された反射光量から反射率を演算し、先
に説明した式（４）に基づく演算を行つて糖度を算出し
て測定結果を表示部３に出力する。また、測定結果を出
力端子４から図示しない外部の情報処理装置に出力す
る。４７は定電圧回路で、電池Ｅの電力を一定電圧に安
定させて各回路要素に供給する。
【００２２】次に、上記測定回路の動作を説明する。電
源スイツチＳ１を投入し、測定動作の準備完了後、測定
スイツチＳ２を閉じると、ＣＰＵ４５から発光制御回路
４０に制御信号が送られ、キセノン放電管３０が発光
し、光フアイバ−３１を経て被検体Ｍに向けて光を投射
する。被検体Ｍで反射した光は、光フアイバ−３２、フ
イルタ３５を経て、波長λ１の光がフオトダイオ−ド３
６で検出され、光フアイバ−３３、フイルタ３７を経
て、波長λ２の光がフオトダイオ−ド３８で検出され
る。各検出信号は増幅器４１、４２で増幅され、マルチ
プレクサ４３、Ａ／Ｄ変換器４４を経てＣＰＵ４５に入
力される。
源スイツチＳ１を投入し、測定動作の準備完了後、測定
スイツチＳ２を閉じると、ＣＰＵ４５から発光制御回路
４０に制御信号が送られ、キセノン放電管３０が発光
し、光フアイバ−３１を経て被検体Ｍに向けて光を投射
する。被検体Ｍで反射した光は、光フアイバ−３２、フ
イルタ３５を経て、波長λ１の光がフオトダイオ−ド３
６で検出され、光フアイバ−３３、フイルタ３７を経
て、波長λ２の光がフオトダイオ−ド３８で検出され
る。各検出信号は増幅器４１、４２で増幅され、マルチ
プレクサ４３、Ａ／Ｄ変換器４４を経てＣＰＵ４５に入
力される。
【００２３】ＣＰＵ４５はメモリ４６に格納されている
キセノン放電管３０の発光量を示す定数とフオトダイオ
−ド３６、３８の出力から、波長λ１の近赤外光の反射
率ＲＸ１及び波長λ２の近赤外光の反射率ＲＸ２を演算
し、さらに前記式（４）に反射率ＲＸ１とＲＸ２、及び
係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎを代入し、糖度ＳＸを演算す
る。検出され演算された糖度は５段階に識別され、表示
部３のＬＥＤ３ａ〜３ｅのいずれかを点灯して出力し、
また、出力端子４からデジタル信号として出力され、必
要に応じて図示しない情報処理装置による処理がなされ
る。
キセノン放電管３０の発光量を示す定数とフオトダイオ
−ド３６、３８の出力から、波長λ１の近赤外光の反射
率ＲＸ１及び波長λ２の近赤外光の反射率ＲＸ２を演算
し、さらに前記式（４）に反射率ＲＸ１とＲＸ２、及び
係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎを代入し、糖度ＳＸを演算す
る。検出され演算された糖度は５段階に識別され、表示
部３のＬＥＤ３ａ〜３ｅのいずれかを点灯して出力し、
また、出力端子４からデジタル信号として出力され、必
要に応じて図示しない情報処理装置による処理がなされ
る。
【００２４】図５からは図７までは、この発明の第３の
実施例を示す。この実施例も近赤外光の光源としてキセ
ノン放電管を使用するとともに、反射光の検出に際し、
積分球を使用して反射光の平均値を検出するように構成
したものである。
実施例を示す。この実施例も近赤外光の光源としてキセ
ノン放電管を使用するとともに、反射光の検出に際し、
積分球を使用して反射光の平均値を検出するように構成
したものである。
【００２５】図５はこの発明を実施した糖度計の外観図
で、図において５１は本体、５２はプロ−ブ、５３は接
続ケ−ブル、５４は糖度をデジタル表示する表示部で、
液晶表示素子で構成される。また、Ｓ１は電源スイツ
チ、Ｓ２は測定スイツチ、５５は測定結果をデジタル信
号として出力する出力端子を示す。
で、図において５１は本体、５２はプロ−ブ、５３は接
続ケ−ブル、５４は糖度をデジタル表示する表示部で、
液晶表示素子で構成される。また、Ｓ１は電源スイツ
チ、Ｓ２は測定スイツチ、５５は測定結果をデジタル信
号として出力する出力端子を示す。
【００２６】図６はプロ−ブ５２の構造を示す断面図で
あり、６１はキセノン放電管、６２は反射ミラ−、６
３、６５はキセノン放電管の発光量をモニタするフオト
ダイオ−ド、６４、６６はフオトダイオ−ド６３、６５
の受光面に配置されたフイルタであつて、それぞれ波長
λ１、波長λ２の光を透過する。６７は積分球、６８、
７０は積分球６７に設けられた反射光の検出用のフオト
ダイオ−ド、６９、７１はフオトダイオ−ド６８、７０
の受光面に配置されたフイルタで、フイルタ６９は波長
λ１の近赤外光を選択的に透過し、フイルタ７１は波長
λ２の近赤外光を選択的に透過する特性を備えている。
あり、６１はキセノン放電管、６２は反射ミラ−、６
３、６５はキセノン放電管の発光量をモニタするフオト
ダイオ−ド、６４、６６はフオトダイオ−ド６３、６５
の受光面に配置されたフイルタであつて、それぞれ波長
λ１、波長λ２の光を透過する。６７は積分球、６８、
７０は積分球６７に設けられた反射光の検出用のフオト
ダイオ−ド、６９、７１はフオトダイオ−ド６８、７０
の受光面に配置されたフイルタで、フイルタ６９は波長
λ１の近赤外光を選択的に透過し、フイルタ７１は波長
λ２の近赤外光を選択的に透過する特性を備えている。
【００２７】図７は第３の実施例の測定回路のブロツク
図を示す。図において破線で示したプロ−ブ５２の部分
は図６に示した構成であるから説明を省く。７５乃至７
８はそれぞれフオトダイオ−ド６３、６５、６８、７０
の出力を増幅する増幅器、７９はマルチプレクサ、８０
はＡ／Ｄ変換器、８２はキセノン放電管６１の発光を制
御する発光制御回路、８３は前記式（４）の係数値ａ
ｎ、ｂｎ、ｃｎなどを格納したメモリ、８１はＣＰＵ
で、糖度計全体の制御、及びフオトダイオ−ド６３、６
５で検出されたキセノン放電管６１の発光光量、及びフ
オトダイオ−ド６８、７０で検出された反射光量から反
射率を演算し、先に説明した式（４）に基づく演算を行
つて糖度を算出して測定結果を表示部５４に出力する。
また、測定結果を出力端子５５から図示しない外部の情
報処理装置に出力する。８４は定電圧回路で、電池Ｅの
電力を一定電圧に安定させて各回路要素に供給する。
図を示す。図において破線で示したプロ−ブ５２の部分
は図６に示した構成であるから説明を省く。７５乃至７
８はそれぞれフオトダイオ−ド６３、６５、６８、７０
の出力を増幅する増幅器、７９はマルチプレクサ、８０
はＡ／Ｄ変換器、８２はキセノン放電管６１の発光を制
御する発光制御回路、８３は前記式（４）の係数値ａ
ｎ、ｂｎ、ｃｎなどを格納したメモリ、８１はＣＰＵ
で、糖度計全体の制御、及びフオトダイオ−ド６３、６
５で検出されたキセノン放電管６１の発光光量、及びフ
オトダイオ−ド６８、７０で検出された反射光量から反
射率を演算し、先に説明した式（４）に基づく演算を行
つて糖度を算出して測定結果を表示部５４に出力する。
また、測定結果を出力端子５５から図示しない外部の情
報処理装置に出力する。８４は定電圧回路で、電池Ｅの
電力を一定電圧に安定させて各回路要素に供給する。
【００２８】次に、上記測定回路の動作を説明する。電
源スイツチＳ１を投入し、測定動作の準備完了後、測定
スイツチＳ２を閉じると、ＣＰＵ８１から発光制御回路
８２に制御信号が送られ、キセノン放電管６１が発光
し、積分球６７を通過した被検体Ｍに投射される。この
とき、キセノン放電管６１の発光光量はフオトダイオ−
ド６３、６５で検出され、それぞれ増幅器７５、７６、
マルチプレクサ７９及びＡ／Ｄ変換器８０を介してＣＰ
Ｕ８１に入力される。被検体Ｍで反射した反射光は積分
球６７内で乱反射し、波長λ１の近赤外光はフイルタ６
９を透過してフオトダイオ−ド６８で検出され、波長λ
２の近赤外光はフイルタ７１を透過してフオトダイオ−
ド７０で検出され、それぞれ増幅器７７、７８、マルチ
プレクサ７９、Ａ／Ｄ変換器８０を経てＣＰＵ８１に入
力される。
源スイツチＳ１を投入し、測定動作の準備完了後、測定
スイツチＳ２を閉じると、ＣＰＵ８１から発光制御回路
８２に制御信号が送られ、キセノン放電管６１が発光
し、積分球６７を通過した被検体Ｍに投射される。この
とき、キセノン放電管６１の発光光量はフオトダイオ−
ド６３、６５で検出され、それぞれ増幅器７５、７６、
マルチプレクサ７９及びＡ／Ｄ変換器８０を介してＣＰ
Ｕ８１に入力される。被検体Ｍで反射した反射光は積分
球６７内で乱反射し、波長λ１の近赤外光はフイルタ６
９を透過してフオトダイオ−ド６８で検出され、波長λ
２の近赤外光はフイルタ７１を透過してフオトダイオ−
ド７０で検出され、それぞれ増幅器７７、７８、マルチ
プレクサ７９、Ａ／Ｄ変換器８０を経てＣＰＵ８１に入
力される。
【００２９】ＣＰＵ８１はフオトダイオ−ド６３、６
５、６８、７０の出力から、波長λ１の近赤外光の反射
率ＲＸ１及び波長λ２の近赤外光の反射率ＲＸ２を演算
し、さらに前記式（４）に反射率ＲＸ１とＲＸ２、及び
係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎを代入し、糖度ＳＸを演算す
る。検出され演算された糖度は、表示部５４に出力され
てデジタル表示され、また、出力端子５５からデジタル
信号として出力され、必要に応じて図示しない情報処理
装置による処理がなされる。
５、６８、７０の出力から、波長λ１の近赤外光の反射
率ＲＸ１及び波長λ２の近赤外光の反射率ＲＸ２を演算
し、さらに前記式（４）に反射率ＲＸ１とＲＸ２、及び
係数値ａｎ、ｂｎ、ｃｎを代入し、糖度ＳＸを演算す
る。検出され演算された糖度は、表示部５４に出力され
てデジタル表示され、また、出力端子５５からデジタル
信号として出力され、必要に応じて図示しない情報処理
装置による処理がなされる。
【００３０】光源としてキセノン放電管を使用するとき
は、キセノン放電管がＬＥＤよりも発光波長範囲が広
く、１１００ｎｍまで使用することができるため、検出
に使用する波長の選択範囲が広くなり、より精度の高い
検出が可能となる。
は、キセノン放電管がＬＥＤよりも発光波長範囲が広
く、１１００ｎｍまで使用することができるため、検出
に使用する波長の選択範囲が広くなり、より精度の高い
検出が可能となる。
【００３１】また、ここに示した実施例では、検出光と
して波長の異なる２つの検出光を使用しているが、さら
に波長の異なる多数の検出光を使用することでより精度
の高い検出が可能となる。すなわち、メロン３２個につ
いて、１個につき２か所、合計６４点について近赤外光
による検出を行い、またこれと同一測定点の表皮下の果
肉から果汁を抽出し、屈折式糖度計によりを測定した糖
度との相関係数は以下の通りである。なお、波長は試行
錯誤により相関係数の高い波長を選択した。
して波長の異なる２つの検出光を使用しているが、さら
に波長の異なる多数の検出光を使用することでより精度
の高い検出が可能となる。すなわち、メロン３２個につ
いて、１個につき２か所、合計６４点について近赤外光
による検出を行い、またこれと同一測定点の表皮下の果
肉から果汁を抽出し、屈折式糖度計によりを測定した糖
度との相関係数は以下の通りである。なお、波長は試行
錯誤により相関係数の高い波長を選択した。
【００３２】 ２波長を使用した場合 波長λ１＝７４２ｎｍ 波長λ２＝７５０ｎｍ 相関係数＝０．８２８ ３波長を使用した場合 波長λ１＝７５０ｎｍ 波長λ２＝７６６ｎｍ 波長λ３＝９５８ｎｍ 相関係数＝０．８４８ ６波長を使用した場合 波長λ１＝７３４ｎｍ 波長λ２＝８３０ｎｍ 波長λ３＝８３８ｎｍ 波長λ４＝９１０ｎｍ 波長λ５＝９２６ｎｍ 波長λ６＝１０３０ｎｍ 相関係数＝０．９２４
【００３３】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれば
青果物に近赤外光を投射し、その反射率から青果物の糖
度を測定するから、青果物を傷つけることなく全数検査
することができる。この場合、近赤外光の光源として波
長６００〜１１００ｎｍの近赤外光を使用するから、精
度よく糖度を測定することができる。また、光源には発
光ダイオ−ドあるいはキセノン放電管を使用するから、
装置を携帯できるように小型にすることができ、圃場な
どの現場で容易に使用することができる。
青果物に近赤外光を投射し、その反射率から青果物の糖
度を測定するから、青果物を傷つけることなく全数検査
することができる。この場合、近赤外光の光源として波
長６００〜１１００ｎｍの近赤外光を使用するから、精
度よく糖度を測定することができる。また、光源には発
光ダイオ−ドあるいはキセノン放電管を使用するから、
装置を携帯できるように小型にすることができ、圃場な
どの現場で容易に使用することができる。
【図１】この発明を適用した第１実施例の外観を示す斜
視図。
視図。
【図２】第１実施例のプロ−ブの構成を示す断面図。
【図３】第１実施例の測定回路のブロツク図。
【図４】第２実施例の測定回路のブロツク図。
【図５】この発明を適用した第３実施例の外観を示す斜
視図。
視図。
【図６】第３実施例のプロ−ブの構成を示す断面図。
【図７】第３実施例の測定回路のブロツク図。
１０、１１：発光ダイオ−ド １３、１４、１５、３１、３２、３３：光フアイバ− １２、３６、３８、６３、６５、６８、７０：フオトダ
イオ−ド ３０、６１：キセノン放電管 ３５、３７、６４、６６、６９、７１：フイルタ ６７：積分球 ３、５４：表示部 Ｍ：被検体
イオ−ド ３０、６１：キセノン放電管 ３５、３７、６４、６６、６９、７１：フイルタ ６７：積分球 ３、５４：表示部 Ｍ：被検体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 耕介 兵庫県小野市二葉町1087−188番地 (72)発明者 大城 正道 大阪市北区堂島浜一丁目１番５号 大阪三 菱ビル 三菱商事株式会社内 (72)発明者 青山 聡 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビルミノルタカメラ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】被検体に光を投射する光源を有する光投射
手段と、被検体で反射した光を検出する光検出手段を備
え、少なくとも波長の異なる２波長の光の反射率に基づ
いて被検体の糖度を検出する糖度計において、被検体に
投射する光が１１００ｎｍ以下の波長から選択された波
長の異なる少なくとも２波長の光であることを特徴とす
る糖度計。 - 【請求項２】請求項１記載の糖度計において、前記光投
射手段の光源は発光ダイオ−ドであることを特徴とする
糖度計。 - 【請求項３】請求項１記載の糖度計において、前記光投
射手段の光源はキセノン放電管であることを特徴とする
糖度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11526392A JPH05288674A (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 糖度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11526392A JPH05288674A (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 糖度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288674A true JPH05288674A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14658345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11526392A Pending JPH05288674A (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | 糖度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288674A (ja) |
Cited By (11)
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-
1992
- 1992-04-09 JP JP11526392A patent/JPH05288674A/ja active Pending
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| WO2012005350A1 (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | 千代田電子工業株式会社 | 青果物の非破壊測定装置 |
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