JP3570466B2 - 青果物の非破壊食味特性測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メロン、スイカ、カボチャ等青果物に対し波長の異なる複数のレーザ光を順次照射してその糖度や熟度等食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置に係り、特に、各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正して高い精度でその食味特性を測定する非破壊食味特性測定装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、青果物の糖度を破壊することなく測定する方法としては、近赤外光あるいは赤外光を青果物に照射し、その反射光あるいは透過光から糖による光吸収を測定して行う方法が知られている（特開平１−２１６２６５号公報、特開平１−２３５８５０号公報、特開平２−１４７９４０号公報、特開平４−１０４０４１号公報、特開平４−２０８８４２号公報、特開平５−３４２８１号公報、特開平５−１７２５４９号公報及び特開平６−１５２３６号公報参照）。
【０００３】
しかし、これ等の方法はそのいずれもが光源としてハロゲンランプを使用しているため、例えばメロンのような皮の厚い青果物に対しては光の強度が足りず糖度の測定は困難であった。
【０００４】
そこで、この欠点を解消する方法として本発明者等は８６０ｎｍ〜９６０ｎｍの範囲にある３波長のレーザ光を適用すると共に、各レーザ光をメロン、スイカ等青果物の同一箇所へ順次照射して青果物の糖度、熟度等その食味特性を測定する方法を既に提案している。
【０００５】
以下、食味特性としての糖度を測定するこの方法を簡単に説明すると、図４に示すようにメロン等の青果物Ｍに対しその下方側から波長λのレーザ光を入射させ、かつ、同じく下方側に配置された検出器（図示せず）にて青果物Ｍから出射される波長λのレーザ光を検出する。尚、図４中、Ｐｉｎ（λ）は上記レーザ光の入射光量、Ｐｏｕｔ（λ） はレーザ光の検出光量を示している。
【０００６】
そして、青果物Ｍの糖度（ブリックス）は、上記入射光量Ｐｉｎ（λ）と検出光量Ｐｏｕｔ（λ） の各データから以下の式（３）に基づき求めることができる。
【０００７】
すなわち、糖度Ｙ（ブリックス）は、３種類の波長のレーザ光に対し、
Ｔ（λ）＝Ｐｏｕｔ（λ） ／Ｐｉｎ（λ） （１）
で定義される透過率Ｔ（λ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ）
Ｘ（λ）＝ −ｌｏｇＴ（λ） （２）
を式（３）に代入することにより求められる。
【０００８】
Ｙ＝ＡＸ（λ１）＋ＢＸ（λ２）＋ＣＸ（λ３）＋Ｄ （３）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、多くの青果物（サンプル）に対して屈折糖度計により求めた糖度Ｙと、光測定で求めた吸光度Ｘ（λ１）、Ｘ（λ２）、Ｘ（λ３）との間で最も相関が高くなるように、例えば最小自乗法により求める定数である。
【０００９】
以下、この測定方法をより具体的に説明すると、図５に示すように底部に２つのトレイ側光通路部ｇ、ｈを有するトレイｄの受部ｃ上にメロン等の青果物Ｍを載置して搬送させ、搬送路中に設けられかつトレイｄのトレイ側光通路部ｇ、ｈに位置整合された２つの測定側光通路部ｉ、ｊを有する第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）において青果物Ｍに対し測定側光通路部ｉとトレイ側光通路部ｇを介し入射光量Ｐｉｎ（λ）のレーザ光を各々照射させる共に、青果物Ｍから出射されたレーザ光を上記トレイ側光通路部ｈと測定側光通路部ｊを介し各検出器（図示せず）へそれぞれ入射させて検出光量Ｐｏｕｔ（λ） を各々測定し、これ等の検出光量Ｐｏｕｔ（λ） と上記入射光量Ｐｉｎ（λ）から糖度等の食味特性を測定する方法であった。
【００１０】
尚、図５及び図６に示すように上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）の搬送路内にはその長さ方向に亘って凸條ｍが設けら、かつ、トレイｄの底面には上記凸條ｍに遊嵌される凹條ｎが設けられており、トレイｄの凹條ｎが凸條ｍに遊嵌されてトレイｄにおけるトレイ側光通路部ｇ、ｈの開口端と各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）における測定側光通路部ｉ、ｊの開口端との位置整合が図られと共に、上記凸條ｍと凹條ｎの作用により測定側光通路部ｉを通過するレーザ光の測定側光通路部ｊ内への入り込みが防止される。また、図７はこの測定方法を具体化した装置全体の一例を示したもので、ｐ１〜ｐ３は波長λ１ 、λ２ 及びλ３ の各レーザ光を出力する光源、ｗは光源ｐ１〜ｐ３からのレーザ光を各測定部ｋ１〜ｋ３へ導く光ファイバをそれぞれ示している。
【００１１】
ところで、青果物の糖度や熟度等その食味特性の情報は青果物内の果肉に含まれているため、青果物の食味特性をより正確に測定するには青果物表面の影響を取除いて上記吸光度Ｘ（λ）を求めるべきである。
【００１２】
すなわち、青果物にレーザ光を照射したときの透過率Ｔ（λ）は、青果物表面での反射率Ｒと果肉の透過率Ｔ’（λ）により
Ｔ（λ）＝（１−Ｒ）・Ｔ’（λ） （４）
と表されるが、青果物の食味特性をより正確に測定するには果肉の透過率Ｔ’（λ）を用いて吸光度Ｘ（λ）を求めるべきである。
【００１３】
しかし、実際には青果物表面における反射率Ｒを求めることが困難なため、青果物表面の反射率Ｒは一定であると仮定し、青果物表面の情報を含むＴ（λ）を用いて上記式（３）により糖度等の食味特性を求めている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、青果物表面における反射率Ｒの波長依存性は小さいが、ネット形状を有するメロン等の青果物では、レーザ光が照射される位置により表面での反射率Ｒが大きく変化してしまう（場所によって反射率Ｒが０．７から０．９も変化する）といった問題を有していた。特に、図５〜図６に示したような測定装置において青果物を載置したトレイｄが高速で搬送されるような場合、搬送中におけるローラーコンベアｆ等からの振動作用によりトレイｄ上の青果物が移動してしまったり、搬送路の両側に設けられたガイドｅの案内作用にも拘らず搬送方向と直交する方向（すなわち図５において矢印で示すように搬送路の左右方向）へ若干横揺れしながらトレイｄが搬送されてしまうことがある。このような場合、上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置がずれてしまい、これにより上述した反射率Ｒが常に一定という仮定が成立しなくなるため、青果物の糖度や熟度等その食味特性についての測定誤差が大きくなる問題点を有していた。
【００１５】
尚、図８に示すように青果物を固定してその移動を防止する手段ｑをトレイｄに付設したり、搬送路の一方側縁部にサイドバーｔを配置しかつ他方側縁部に搬送中のトレイｄを上記サイドバーｔ側へ押圧してトレイの搬送位置を規制する押圧バーｕを配置する（図９及び図１０参照）等して青果物のトレイ上の移動やトレイの横揺等を防止することは可能である。
【００１６】
しかし、このような手段を採った場合、上記トレイや非破壊食味特性測定装置の構成が複雑になる分その製造コストが割高となり、かつ、このような手段を採ったとしても上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ１〜ｋ３での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置を常に同一にすることは現実的には困難であった。
【００１７】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、第一、第二及び第三の各測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正し高い精度でその食味特性を測定することができる非破壊食味特性測定装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、
青果物が載置された複数のトレイを適宜間隔を介して順次搬送し、搬送路中に設けられた少なくとも３箇所の第一、第二及び第三測定部において上記青果物に対し波長λ１ 、λ２ 及びλ３ のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を各測定部に配置された検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記第一、第二及び第三の各測定部に、青果物に対する照射位置が波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の照射位置と同一若しくは略同一に設定された波長λ０ の位置ずれ補正用レーザ光の照射手段及び青果物から出射される各補正用レーザ光の光量を測定する補正用検出器を各々配置すると共に、各測定部の検出器並びに補正用検出器の光入射側には対応する測定レーザ光のみを透過させるフィルタを設け、第一、第二及び第三の各測定部において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
以下、本発明に係る非破壊食味特性測定装置において波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づいて、波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれが補正される原理について説明する。
【００２０】
但し、第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合を前提に説明する。
【００２１】
また、Ｔ’（λ０ ）は補正用レーザ光の果肉の透過率、Ｒ１ 、Ｒ２ 及びＲ３ は第一、第二及び第三測定部での青果物に対する各レーザ光の反射率をそれぞれ示し、また、Ｔ’（λ１ ）、Ｔ’（λ２ ）、Ｔ’（λ３ ）は第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の果肉の透過率をそれぞれ示している。また、Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）、Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）及びＰ３ｏｕｔ（λ０ ）は、第一、第二及び第三測定部での補正用レーザ光の検出光量、Ｐ１ｉｎ（λ０ ）、Ｐ２ｉｎ（λ０ ）、Ｐ３ｉｎ（λ０ ）は第一、第二及び第三測定部での補正用レーザ光の入射光量を示している。
【００２２】
まず、第一測定部において波長λ０ の補正用レーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、
Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ０ ） （５）
となる。
【００２３】
また、第二測定部において波長λ０ の補正用レーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、照射位置が変化したことにより反射率Ｒは変化するが、波長が等しいためＴ’（λ０ ）は変化していないことから、
Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）＝（１−Ｒ２ ）・Ｔ’（λ０ ） （６）
となる。
【００２４】
同様に、第三測定部において波長λ０ の補正用レーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、
Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）＝（１−Ｒ３ ）・Ｔ’（λ０ ） （７）
となる。
【００２５】
よって、式（５）と式（６）及び式（５）と式（７）から照射位置が変化したことに伴う反射率の比が求まる。
【００２６】
すなわち、
｛Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝
＝（１−Ｒ２ ）／（１−Ｒ１ ） （８）
｛Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝
＝（１−Ｒ３ ）／（１−Ｒ１ ） （９）
次に、反射率Ｒには照射位置の依存性はあるが波長依存性がないため、第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の入出力の関係式は、
Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ１ ） （１０）
Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）＝（１−Ｒ２ ）・Ｔ’（λ２ ） （１１）
Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）＝（１−Ｒ３ ）・Ｔ’（λ３ ） （１２）
となる。
【００２７】
従って、式（１１）を式（８）で割ると、
｛Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ２ ） （１３）
となり、また、式（１２）を式（９）で割ると、
｛Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ３ ） （１４）
となる。つまり、式（１０）、式（１３）、式（１４）は、波長λ０ の補正用レーザ光を用いることにより、第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも同じ位置（同じ表面反射率）に照射されたのと同じように変換できることを示している。
【００２８】
すなわち、
Ｔ（λ１ ）＝Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ１ ）（１５）
Ｔ（λ２ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ２ ）（１６）
Ｔ（λ３ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ３ ）（１７）
で求められる各透過率Ｔ（λ１ ）、Ｔ（λ２ ）、Ｔ（λ３ ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ１ ）、Ｘ（λ２ ）、Ｘ（λ３ ）を上述した式（３）に代入することにより、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定できることを示している。
【００２９】
ここで、補正用レーザ光の波長λ０ は、水の透過率の低い９００ｎｍ以下がよく、かつ、第一測定部においてフィルタにより波長λ１ のレーザ光との分離が可能なように８６０ｎｍ以下がよい。また、あまり短波長であると葉緑素の吸収や有機物固有の吸収が起こるため、６５０ｎｍ以上が好ましい。請求項２に係る発明は補正用レーザ光の波長λ０ を含め、第一、第二及び第三測定部における各レーザ光の波長λ１ 、λ２ 及びλ３ を特定した発明に関する。
【００３０】
すなわち、請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係る青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記レーザ光の各波長λ０ 、λ１ 、λ２ 及びλ３ が、
６５０ｎｍ ≦ 波長λ０ ＜ ８６０ｎｍ
８６０ｎｍ ≦ 波長λ１ ≦ ８９０ｎｍ
９００ｎｍ ≦ 波長λ２ ≦ ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ ＜ 波長λ３ ≦ ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００３１】
次に、請求項３〜請求項４に係る発明は、補正用レーザ光について第一測定部における波長λ１ のレーザ光を適用した発明に関する。すなわち、これら発明においては第二及び第三測定部にのみ補正用レーザ光の照射手段と補正用検出器を配置すればよい利点を有する。
【００３２】
すなわち、請求項３に係る発明は、
青果物が載置された複数のトレイを適宜間隔を介して順次搬送し、搬送路中に設けられた少なくとも３箇所の第一、第二及び第三測定部において上記青果物に対し波長λ１ 、λ２ 及びλ３ のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を各測定部に配置された検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記第二及び第三測定部に、青果物に対する照射位置が波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の照射位置と同一若しくは略同一に設定された波長λ１ の位置ずれ補正用レーザ光の照射手段及び青果物から出射される各補正用レーザ光の光量を測定する補正用検出器を各々配置すると共に、第二及び第三測定部の検出器並びに補正用検出器の光入射側には対応する測定レーザ光のみを透過させるフィルタを設け、第一測定部で計測された波長λ１ のレーザ光の透過率並びに第二及び第三測定部において計測された波長λ１ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とし、
また、請求項４に係る発明は、
請求項３記載の発明に係る青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記レーザ光の各波長λ１ 、λ２ 及びλ３ が、
８６０ｎｍ ≦ 波長λ１ ≦ ８９０ｎｍ
９００ｎｍ ≦ 波長λ２ ≦ ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ ＜ 波長λ３ ≦ ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００３３】
そして、請求項３〜請求項４記載の発明においても、
Ｔ（λ１ ）＝Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ１ ）（１８）
Ｔ（λ２ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）｝・｛Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）｝／｛Ｐ２ｏｕｔ（λ１ ）／Ｐ２ｉｎ（λ１ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ２ ）（１９）
Ｔ（λ３ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）｝・｛Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）｝／｛Ｐ３ｏｕｔ（λ１ ）／Ｐ３ｉｎ（λ１ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ３ ）（２０）
で求められる各透過率Ｔ（λ１ ）、Ｔ（λ２ ）、Ｔ（λ３ ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ１ ）、Ｘ（λ２ ）、Ｘ（λ３ ）を上述した式（３）に代入することにより、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる。
【００３４】
【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て詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明に係る非破壊食味特性測定装置の一例を示しており、この測定装置は、メロン等青果物Ｍが載置されたトレイ１を搬送するローラーコンベア（ベルトコンベアでもよい）等の搬送手段２が長さ方向に亘り配設された搬送路２０と、この搬送路２０内に所定の間隔を介して配置された第一測定部３１、第二測定部３２及び第三測定部３３と、上記第一測定部３１内へ光ファイバｗを介して波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光を出力する第一光源４１並びに第一補正用光源４２と、第二測定部３２内へ光ファイバｗを介して波長λ２ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光を出力する第二光源４３並びに第二補正用光源４４と、第三測定部３３内へ光ファイバｗを介して波長λ３ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光を出力する第三光源４５並びに第三補正用光源４６と、上記第一測定部３１〜第三測定部３３内に配置され青果物Ｍから出射される波長λ１ 、λ２ 及びλ３ の各レーザ光の光量を検出すると共にその構造が同一の検出器（図示せず）と、同じく第一測定部３１〜第三測定部３３内に配置され青果物Ｍから出射される波長λ０ の各補正用レーザ光の光量を検出すると共にその構造が同一の補正用検出器（図示せず）と、同じく第一測定部３１〜第三測定部３３内における各検出器並びに各補正用検出器の光入射側にそれぞれ設けられ対応する測定レーザ光のみを透過させる一対のフィルタ（共に図示せず）と、第一測定部３１内における検出器並びに補正用検出器に接続されかつこれら検出器から出力される波長λ１ 、λ０ の各レーザ光における検出信号を増幅させる第一アンプ５１並びに第一補正用アンプ５２と、第二測定部３２内における検出器並びに補正用検出器に接続されかつこれら検出器から出力される波長λ２ 、λ０ の各レーザ光における検出信号を増幅させる第二アンプ５３並びに第二補正用アンプ５４と、第三測定部３３内における検出器並びに補正用検出器に接続されかつこれら検出器から出力される波長λ３ 、λ０ の各レーザ光における検出信号を増幅させる第三アンプ５５並びに第三補正用アンプ５６と、これら各アンプに接続されそのアナログの検出信号をデジタルに変換するＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）６と、このＡＤＣ６からのデジタル信号を演算処理して青果物Ｍの糖度等その食味特性を算出するＣＰＵ７とでその主要部が構成されている。
【００３６】
尚、図２は、第一測定部３１における青果物Ｍの測定状態を模式的に図示したもので、８１は波長λ１ のレーザ光を検出する第一検出器、８２は波長λ０ の補正用レーザ光を検出する第一補正用検出器、９１は波長λ１ のレーザ光を透過し波長λ０ の補正用レーザ光を透過しないλ１ 透過フィルタ［この例では波長λ０ ＝６８０ｎｍのレーザ光を遮断し、波長λ１ ＝８８０ｎｍのレーザ光を透過させる色ガラスフィルター（商品名『ＢＧ３』：ＳＰＩＮＤＥＲ ＆ ＨＯＹＥＲ社製）が適用されている］、９２は波長λ０ の補正用レーザ光を透過し波長λ１ のレーザ光を透過しないλ０ 透過フィルタ［この例では波長λ０ ＝６８０ｎｍのレーザ光を透過し、波長λ１ ＝８８０ｎｍのレーザ光を遮断させる色ガラスフィルター（商品名『ＢＧ３８』：ＳＰＩＮＤＥＲ ＆ ＨＯＹＥＲ社製）が適用されている］をそれぞれ示している。また、第一測定部３１〜第三測定部３３における測定側光通路部とトレイ１のトレイ側光通路部との配置関係は図５で示した従来の非破壊食味特性測定装置と同様になっている。
【００３７】
そして、この非破壊食味特性測定装置においては、青果物Ｍを載置したトレイ１が第一測定部３１内に搬入されると、上記第一光源４１と第一補正用光源４２から波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光が青果物Ｍに対してその同一箇所に照射され（図２参照）、かつ、青果物Ｍから出射された波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光がそれぞれλ１ 透過フィルタ９１及びλ０ 透過フィルタ９２を介して第一検出器８１及び第一補正用検出器８２に入射されその光量がそれぞれ検出される。すなわち、第一測定部３１においてＰｏｕｔ（λ１ ）とＰ１ｏｕｔ（λ０ ）が測定される。
【００３８】
以下、同様にして、第二測定部３２においてＰｏｕｔ（λ２ ）とＰ２ｏｕｔ（λ０ ）が測定され、また、第三測定部３３においてＰｏｕｔ（λ３ ）とＰ３ｏｕｔ（λ０ ）が測定される。
【００３９】
次に、第一測定部３１において青果物Ｍへ入射された波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光の各入射光量Ｐｉｎ（λ１ ）とＰ１ｉｎ（λ０ ）のデータ、並びに、第二及び第三測定部における各入射光量Ｐｉｎ（λ２ ）とＰ２ｉｎ（λ０ ）、及び、入射光量Ｐｉｎ（λ３ ）とＰ３ｉｎ（λ０ ）の各データが、上述したＡＤＣ６を介して上記検出光量のデータと共にＣＰＵ７へ入力され、上述した式（１５）、式（１６）及び式（１７）により求められる各透過率Ｔ（λ１ ）、Ｔ（λ２ ）、Ｔ（λ３ ）から各吸光度Ｘ（λ１ ）、Ｘ（λ２ ）、Ｘ（λ３ ）が算出され、これ等吸光度のデータから式（３）により青果物Ｍの糖度が求められる。
【００４０】
そして、この非破壊食味特性測定装置においては、第一、第二及び第三の各測定部３１、３２、３３において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づいて、第一、第二及び第三の各測定部３１、３２、３３における波長λ１ 、λ２ 及びλ３ の各レーザ光における青果物に対する照射位置ずれが補正されているため、各測定部に上述したサイドバーと押圧バーとで構成される位置規制手段等を設けることなく高い精度で糖度や熟度等の食味特性を測定することができる利点を有している。
【００４１】
尚、図３は、補正用レーザ光について第一測定部３１で適用する波長λ１ のレーザ光と同一のレーザ光を適用している点を除き、図１の非破壊食味特性測定装置と略同一である。
【００４２】
そして、図３において示されたこの非破壊食味特性測定装置においても、上述した式（１８）、式（１９）及び式（２０）から明らかなように第二及び第三の各測定部３２、３３における波長λ２ 及びλ３ の各レーザ光における青果物に対する照射位置ずれが補正されているため、各測定部に上述した位置規制手段等を設けることなく高い精度で糖度や熟度等の食味特性を測定することができる利点を有している。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００４４】
まず、図１に示された非破壊食味特性測定装置を用い、糖度未知のメロン５０個を順次搬送してその糖度（Ｄｎ）を測定した。
【００４５】
次に、上記補正用レーザ光を作用させない状態で（すなわち、従来の装置と同一の構成にして）、上記５０個のメロンを順次搬送させてその糖度（Ｄ’ｎ）を測定した。
【００４６】
最後に、これ等光測定を行った５０個のメロンについてその果汁を採取し、屈折率を用いた糖度計により果汁の糖度（Ｄ”ｎ）を破壊測定した。
【００４７】
そして、これ等測定データに基づき（Ｄｎ／Ｄ”ｎ）と（Ｄ’ｎ／Ｄ”ｎ）の値を求めたところ、（Ｄｎ／Ｄ”ｎ）の値は、全て０．９５〜１．０５の範囲内（その内の８０％のデータは０．９６〜１．０４の範囲内）に入っていたが、上記（Ｄ’ｎ／Ｄ”ｎ）の値は、０．８５〜１．１５の範囲内（そのうちの８０％のデータは０．８８〜１．１２の範囲内）となり、測定値のばらつきが顕著であった。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１〜２に係る発明によれば、
第一、第二及び第三の各測定部において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正しているため、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる効果を有する。
【００４９】
また、請求項３〜４に係る発明によれば、
第一測定部で計測された波長λ１ のレーザ光の透過率並びに第二及び第三測定部において計測された波長λ１ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正しているため、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置の概略構成図。
【図２】図１に示した非破壊食味特性測定装置の第一測定部の説明図。
【図３】本発明の変形例に係る非破壊食味特性測定装置の概略構成図。
【図４】非破壊食味特性測定方法の原理を説明するための説明図。
【図５】従来の非破壊食味特性測定装置の要部説明図。
【図６】従来の非破壊食味特性測定装置の一部を示す概略斜視図。
【図７】従来の非破壊食味特性測定装置の全体の構成を示した概略構成図。
【図８】青果物を固定する手段が付設されたトレイの斜視図。
【図９】トレイの搬送位置を規制するサイドバーと押圧バーの概略斜視図。
【図１０】上記サイドバーと押圧バーの作用を説明する説明図。
【符号の説明】
Ｍ 青果物
１ トレイ
３１ 第一測定部
３２ 第二測定部
３３ 第三測定部
４２ 第一補正用光源（照射手段）
４４ 第二補正用光源（照射手段）
４６ 第三補正用光源（照射手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、メロン、スイカ、カボチャ等青果物に対し波長の異なる複数のレーザ光を順次照射してその糖度や熟度等食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置に係り、特に、各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正して高い精度でその食味特性を測定する非破壊食味特性測定装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、青果物の糖度を破壊することなく測定する方法としては、近赤外光あるいは赤外光を青果物に照射し、その反射光あるいは透過光から糖による光吸収を測定して行う方法が知られている（特開平１−２１６２６５号公報、特開平１−２３５８５０号公報、特開平２−１４７９４０号公報、特開平４−１０４０４１号公報、特開平４−２０８８４２号公報、特開平５−３４２８１号公報、特開平５−１７２５４９号公報及び特開平６−１５２３６号公報参照）。
【０００３】
しかし、これ等の方法はそのいずれもが光源としてハロゲンランプを使用しているため、例えばメロンのような皮の厚い青果物に対しては光の強度が足りず糖度の測定は困難であった。
【０００４】
そこで、この欠点を解消する方法として本発明者等は８６０ｎｍ〜９６０ｎｍの範囲にある３波長のレーザ光を適用すると共に、各レーザ光をメロン、スイカ等青果物の同一箇所へ順次照射して青果物の糖度、熟度等その食味特性を測定する方法を既に提案している。
【０００５】
以下、食味特性としての糖度を測定するこの方法を簡単に説明すると、図４に示すようにメロン等の青果物Ｍに対しその下方側から波長λのレーザ光を入射させ、かつ、同じく下方側に配置された検出器（図示せず）にて青果物Ｍから出射される波長λのレーザ光を検出する。尚、図４中、Ｐｉｎ（λ）は上記レーザ光の入射光量、Ｐｏｕｔ（λ） はレーザ光の検出光量を示している。
【０００６】
そして、青果物Ｍの糖度（ブリックス）は、上記入射光量Ｐｉｎ（λ）と検出光量Ｐｏｕｔ（λ） の各データから以下の式（３）に基づき求めることができる。
【０００７】
すなわち、糖度Ｙ（ブリックス）は、３種類の波長のレーザ光に対し、
Ｔ（λ）＝Ｐｏｕｔ（λ） ／Ｐｉｎ（λ） （１）
で定義される透過率Ｔ（λ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ）
Ｘ（λ）＝ −ｌｏｇＴ（λ） （２）
を式（３）に代入することにより求められる。
【０００８】
Ｙ＝ＡＸ（λ１）＋ＢＸ（λ２）＋ＣＸ（λ３）＋Ｄ （３）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、多くの青果物（サンプル）に対して屈折糖度計により求めた糖度Ｙと、光測定で求めた吸光度Ｘ（λ１）、Ｘ（λ２）、Ｘ（λ３）との間で最も相関が高くなるように、例えば最小自乗法により求める定数である。
【０００９】
以下、この測定方法をより具体的に説明すると、図５に示すように底部に２つのトレイ側光通路部ｇ、ｈを有するトレイｄの受部ｃ上にメロン等の青果物Ｍを載置して搬送させ、搬送路中に設けられかつトレイｄのトレイ側光通路部ｇ、ｈに位置整合された２つの測定側光通路部ｉ、ｊを有する第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）において青果物Ｍに対し測定側光通路部ｉとトレイ側光通路部ｇを介し入射光量Ｐｉｎ（λ）のレーザ光を各々照射させる共に、青果物Ｍから出射されたレーザ光を上記トレイ側光通路部ｈと測定側光通路部ｊを介し各検出器（図示せず）へそれぞれ入射させて検出光量Ｐｏｕｔ（λ） を各々測定し、これ等の検出光量Ｐｏｕｔ（λ） と上記入射光量Ｐｉｎ（λ）から糖度等の食味特性を測定する方法であった。
【００１０】
尚、図５及び図６に示すように上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）の搬送路内にはその長さ方向に亘って凸條ｍが設けら、かつ、トレイｄの底面には上記凸條ｍに遊嵌される凹條ｎが設けられており、トレイｄの凹條ｎが凸條ｍに遊嵌されてトレイｄにおけるトレイ側光通路部ｇ、ｈの開口端と各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）における測定側光通路部ｉ、ｊの開口端との位置整合が図られと共に、上記凸條ｍと凹條ｎの作用により測定側光通路部ｉを通過するレーザ光の測定側光通路部ｊ内への入り込みが防止される。また、図７はこの測定方法を具体化した装置全体の一例を示したもので、ｐ１〜ｐ３は波長λ１ 、λ２ 及びλ３ の各レーザ光を出力する光源、ｗは光源ｐ１〜ｐ３からのレーザ光を各測定部ｋ１〜ｋ３へ導く光ファイバをそれぞれ示している。
【００１１】
ところで、青果物の糖度や熟度等その食味特性の情報は青果物内の果肉に含まれているため、青果物の食味特性をより正確に測定するには青果物表面の影響を取除いて上記吸光度Ｘ（λ）を求めるべきである。
【００１２】
すなわち、青果物にレーザ光を照射したときの透過率Ｔ（λ）は、青果物表面での反射率Ｒと果肉の透過率Ｔ’（λ）により
Ｔ（λ）＝（１−Ｒ）・Ｔ’（λ） （４）
と表されるが、青果物の食味特性をより正確に測定するには果肉の透過率Ｔ’（λ）を用いて吸光度Ｘ（λ）を求めるべきである。
【００１３】
しかし、実際には青果物表面における反射率Ｒを求めることが困難なため、青果物表面の反射率Ｒは一定であると仮定し、青果物表面の情報を含むＴ（λ）を用いて上記式（３）により糖度等の食味特性を求めている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、青果物表面における反射率Ｒの波長依存性は小さいが、ネット形状を有するメロン等の青果物では、レーザ光が照射される位置により表面での反射率Ｒが大きく変化してしまう（場所によって反射率Ｒが０．７から０．９も変化する）といった問題を有していた。特に、図５〜図６に示したような測定装置において青果物を載置したトレイｄが高速で搬送されるような場合、搬送中におけるローラーコンベアｆ等からの振動作用によりトレイｄ上の青果物が移動してしまったり、搬送路の両側に設けられたガイドｅの案内作用にも拘らず搬送方向と直交する方向（すなわち図５において矢印で示すように搬送路の左右方向）へ若干横揺れしながらトレイｄが搬送されてしまうことがある。このような場合、上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置がずれてしまい、これにより上述した反射率Ｒが常に一定という仮定が成立しなくなるため、青果物の糖度や熟度等その食味特性についての測定誤差が大きくなる問題点を有していた。
【００１５】
尚、図８に示すように青果物を固定してその移動を防止する手段ｑをトレイｄに付設したり、搬送路の一方側縁部にサイドバーｔを配置しかつ他方側縁部に搬送中のトレイｄを上記サイドバーｔ側へ押圧してトレイの搬送位置を規制する押圧バーｕを配置する（図９及び図１０参照）等して青果物のトレイ上の移動やトレイの横揺等を防止することは可能である。
【００１６】
しかし、このような手段を採った場合、上記トレイや非破壊食味特性測定装置の構成が複雑になる分その製造コストが割高となり、かつ、このような手段を採ったとしても上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ１〜ｋ３での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置を常に同一にすることは現実的には困難であった。
【００１７】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、第一、第二及び第三の各測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正し高い精度でその食味特性を測定することができる非破壊食味特性測定装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、
青果物が載置された複数のトレイを適宜間隔を介して順次搬送し、搬送路中に設けられた少なくとも３箇所の第一、第二及び第三測定部において上記青果物に対し波長λ１ 、λ２ 及びλ３ のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を各測定部に配置された検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記第一、第二及び第三の各測定部に、青果物に対する照射位置が波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の照射位置と同一若しくは略同一に設定された波長λ０ の位置ずれ補正用レーザ光の照射手段及び青果物から出射される各補正用レーザ光の光量を測定する補正用検出器を各々配置すると共に、各測定部の検出器並びに補正用検出器の光入射側には対応する測定レーザ光のみを透過させるフィルタを設け、第一、第二及び第三の各測定部において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
以下、本発明に係る非破壊食味特性測定装置において波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づいて、波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれが補正される原理について説明する。
【００２０】
但し、第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合を前提に説明する。
【００２１】
また、Ｔ’（λ０ ）は補正用レーザ光の果肉の透過率、Ｒ１ 、Ｒ２ 及びＲ３ は第一、第二及び第三測定部での青果物に対する各レーザ光の反射率をそれぞれ示し、また、Ｔ’（λ１ ）、Ｔ’（λ２ ）、Ｔ’（λ３ ）は第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の果肉の透過率をそれぞれ示している。また、Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）、Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）及びＰ３ｏｕｔ（λ０ ）は、第一、第二及び第三測定部での補正用レーザ光の検出光量、Ｐ１ｉｎ（λ０ ）、Ｐ２ｉｎ（λ０ ）、Ｐ３ｉｎ（λ０ ）は第一、第二及び第三測定部での補正用レーザ光の入射光量を示している。
【００２２】
まず、第一測定部において波長λ０ の補正用レーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、
Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ０ ） （５）
となる。
【００２３】
また、第二測定部において波長λ０ の補正用レーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、照射位置が変化したことにより反射率Ｒは変化するが、波長が等しいためＴ’（λ０ ）は変化していないことから、
Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）＝（１−Ｒ２ ）・Ｔ’（λ０ ） （６）
となる。
【００２４】
同様に、第三測定部において波長λ０ の補正用レーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、
Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）＝（１−Ｒ３ ）・Ｔ’（λ０ ） （７）
となる。
【００２５】
よって、式（５）と式（６）及び式（５）と式（７）から照射位置が変化したことに伴う反射率の比が求まる。
【００２６】
すなわち、
｛Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝
＝（１−Ｒ２ ）／（１−Ｒ１ ） （８）
｛Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝
＝（１−Ｒ３ ）／（１−Ｒ１ ） （９）
次に、反射率Ｒには照射位置の依存性はあるが波長依存性がないため、第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の入出力の関係式は、
Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ１ ） （１０）
Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）＝（１−Ｒ２ ）・Ｔ’（λ２ ） （１１）
Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）＝（１−Ｒ３ ）・Ｔ’（λ３ ） （１２）
となる。
【００２７】
従って、式（１１）を式（８）で割ると、
｛Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ２ ） （１３）
となり、また、式（１２）を式（９）で割ると、
｛Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ３ ） （１４）
となる。つまり、式（１０）、式（１３）、式（１４）は、波長λ０ の補正用レーザ光を用いることにより、第一、第二及び第三測定部での波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも同じ位置（同じ表面反射率）に照射されたのと同じように変換できることを示している。
【００２８】
すなわち、
Ｔ（λ１ ）＝Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ１ ）（１５）
Ｔ（λ２ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ２ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ２ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ２ ）（１６）
Ｔ（λ３ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）｝・｛Ｐ１ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ１ｉｎ（λ０ ）｝／｛Ｐ３ｏｕｔ（λ０ ）／Ｐ３ｉｎ（λ０ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ３ ）（１７）
で求められる各透過率Ｔ（λ１ ）、Ｔ（λ２ ）、Ｔ（λ３ ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ１ ）、Ｘ（λ２ ）、Ｘ（λ３ ）を上述した式（３）に代入することにより、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定できることを示している。
【００２９】
ここで、補正用レーザ光の波長λ０ は、水の透過率の低い９００ｎｍ以下がよく、かつ、第一測定部においてフィルタにより波長λ１ のレーザ光との分離が可能なように８６０ｎｍ以下がよい。また、あまり短波長であると葉緑素の吸収や有機物固有の吸収が起こるため、６５０ｎｍ以上が好ましい。請求項２に係る発明は補正用レーザ光の波長λ０ を含め、第一、第二及び第三測定部における各レーザ光の波長λ１ 、λ２ 及びλ３ を特定した発明に関する。
【００３０】
すなわち、請求項２に係る発明は、
請求項１記載の発明に係る青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記レーザ光の各波長λ０ 、λ１ 、λ２ 及びλ３ が、
６５０ｎｍ ≦ 波長λ０ ＜ ８６０ｎｍ
８６０ｎｍ ≦ 波長λ１ ≦ ８９０ｎｍ
９００ｎｍ ≦ 波長λ２ ≦ ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ ＜ 波長λ３ ≦ ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００３１】
次に、請求項３〜請求項４に係る発明は、補正用レーザ光について第一測定部における波長λ１ のレーザ光を適用した発明に関する。すなわち、これら発明においては第二及び第三測定部にのみ補正用レーザ光の照射手段と補正用検出器を配置すればよい利点を有する。
【００３２】
すなわち、請求項３に係る発明は、
青果物が載置された複数のトレイを適宜間隔を介して順次搬送し、搬送路中に設けられた少なくとも３箇所の第一、第二及び第三測定部において上記青果物に対し波長λ１ 、λ２ 及びλ３ のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を各測定部に配置された検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記第二及び第三測定部に、青果物に対する照射位置が波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の照射位置と同一若しくは略同一に設定された波長λ１ の位置ずれ補正用レーザ光の照射手段及び青果物から出射される各補正用レーザ光の光量を測定する補正用検出器を各々配置すると共に、第二及び第三測定部の検出器並びに補正用検出器の光入射側には対応する測定レーザ光のみを透過させるフィルタを設け、第一測定部で計測された波長λ１ のレーザ光の透過率並びに第二及び第三測定部において計測された波長λ１ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とし、
また、請求項４に係る発明は、
請求項３記載の発明に係る青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記レーザ光の各波長λ１ 、λ２ 及びλ３ が、
８６０ｎｍ ≦ 波長λ１ ≦ ８９０ｎｍ
９００ｎｍ ≦ 波長λ２ ≦ ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ ＜ 波長λ３ ≦ ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００３３】
そして、請求項３〜請求項４記載の発明においても、
Ｔ（λ１ ）＝Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ１ ）（１８）
Ｔ（λ２ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ２ ）／Ｐｉｎ（λ２ ）｝・｛Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）｝／｛Ｐ２ｏｕｔ（λ１ ）／Ｐ２ｉｎ（λ１ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ２ ）（１９）
Ｔ（λ３ ）＝｛Ｐｏｕｔ（λ３ ）／Ｐｉｎ（λ３ ）｝・｛Ｐｏｕｔ（λ１ ）／Ｐｉｎ（λ１ ）｝／｛Ｐ３ｏｕｔ（λ１ ）／Ｐ３ｉｎ（λ１ ）｝＝（１−Ｒ１ ）・Ｔ’（λ３ ）（２０）
で求められる各透過率Ｔ（λ１ ）、Ｔ（λ２ ）、Ｔ（λ３ ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ１ ）、Ｘ（λ２ ）、Ｘ（λ３ ）を上述した式（３）に代入することにより、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる。
【００３４】
【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て詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明に係る非破壊食味特性測定装置の一例を示しており、この測定装置は、メロン等青果物Ｍが載置されたトレイ１を搬送するローラーコンベア（ベルトコンベアでもよい）等の搬送手段２が長さ方向に亘り配設された搬送路２０と、この搬送路２０内に所定の間隔を介して配置された第一測定部３１、第二測定部３２及び第三測定部３３と、上記第一測定部３１内へ光ファイバｗを介して波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光を出力する第一光源４１並びに第一補正用光源４２と、第二測定部３２内へ光ファイバｗを介して波長λ２ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光を出力する第二光源４３並びに第二補正用光源４４と、第三測定部３３内へ光ファイバｗを介して波長λ３ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光を出力する第三光源４５並びに第三補正用光源４６と、上記第一測定部３１〜第三測定部３３内に配置され青果物Ｍから出射される波長λ１ 、λ２ 及びλ３ の各レーザ光の光量を検出すると共にその構造が同一の検出器（図示せず）と、同じく第一測定部３１〜第三測定部３３内に配置され青果物Ｍから出射される波長λ０ の各補正用レーザ光の光量を検出すると共にその構造が同一の補正用検出器（図示せず）と、同じく第一測定部３１〜第三測定部３３内における各検出器並びに各補正用検出器の光入射側にそれぞれ設けられ対応する測定レーザ光のみを透過させる一対のフィルタ（共に図示せず）と、第一測定部３１内における検出器並びに補正用検出器に接続されかつこれら検出器から出力される波長λ１ 、λ０ の各レーザ光における検出信号を増幅させる第一アンプ５１並びに第一補正用アンプ５２と、第二測定部３２内における検出器並びに補正用検出器に接続されかつこれら検出器から出力される波長λ２ 、λ０ の各レーザ光における検出信号を増幅させる第二アンプ５３並びに第二補正用アンプ５４と、第三測定部３３内における検出器並びに補正用検出器に接続されかつこれら検出器から出力される波長λ３ 、λ０ の各レーザ光における検出信号を増幅させる第三アンプ５５並びに第三補正用アンプ５６と、これら各アンプに接続されそのアナログの検出信号をデジタルに変換するＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）６と、このＡＤＣ６からのデジタル信号を演算処理して青果物Ｍの糖度等その食味特性を算出するＣＰＵ７とでその主要部が構成されている。
【００３６】
尚、図２は、第一測定部３１における青果物Ｍの測定状態を模式的に図示したもので、８１は波長λ１ のレーザ光を検出する第一検出器、８２は波長λ０ の補正用レーザ光を検出する第一補正用検出器、９１は波長λ１ のレーザ光を透過し波長λ０ の補正用レーザ光を透過しないλ１ 透過フィルタ［この例では波長λ０ ＝６８０ｎｍのレーザ光を遮断し、波長λ１ ＝８８０ｎｍのレーザ光を透過させる色ガラスフィルター（商品名『ＢＧ３』：ＳＰＩＮＤＥＲ ＆ ＨＯＹＥＲ社製）が適用されている］、９２は波長λ０ の補正用レーザ光を透過し波長λ１ のレーザ光を透過しないλ０ 透過フィルタ［この例では波長λ０ ＝６８０ｎｍのレーザ光を透過し、波長λ１ ＝８８０ｎｍのレーザ光を遮断させる色ガラスフィルター（商品名『ＢＧ３８』：ＳＰＩＮＤＥＲ ＆ ＨＯＹＥＲ社製）が適用されている］をそれぞれ示している。また、第一測定部３１〜第三測定部３３における測定側光通路部とトレイ１のトレイ側光通路部との配置関係は図５で示した従来の非破壊食味特性測定装置と同様になっている。
【００３７】
そして、この非破壊食味特性測定装置においては、青果物Ｍを載置したトレイ１が第一測定部３１内に搬入されると、上記第一光源４１と第一補正用光源４２から波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光が青果物Ｍに対してその同一箇所に照射され（図２参照）、かつ、青果物Ｍから出射された波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光がそれぞれλ１ 透過フィルタ９１及びλ０ 透過フィルタ９２を介して第一検出器８１及び第一補正用検出器８２に入射されその光量がそれぞれ検出される。すなわち、第一測定部３１においてＰｏｕｔ（λ１ ）とＰ１ｏｕｔ（λ０ ）が測定される。
【００３８】
以下、同様にして、第二測定部３２においてＰｏｕｔ（λ２ ）とＰ２ｏｕｔ（λ０ ）が測定され、また、第三測定部３３においてＰｏｕｔ（λ３ ）とＰ３ｏｕｔ（λ０ ）が測定される。
【００３９】
次に、第一測定部３１において青果物Ｍへ入射された波長λ１ のレーザ光と波長λ０ の補正用レーザ光の各入射光量Ｐｉｎ（λ１ ）とＰ１ｉｎ（λ０ ）のデータ、並びに、第二及び第三測定部における各入射光量Ｐｉｎ（λ２ ）とＰ２ｉｎ（λ０ ）、及び、入射光量Ｐｉｎ（λ３ ）とＰ３ｉｎ（λ０ ）の各データが、上述したＡＤＣ６を介して上記検出光量のデータと共にＣＰＵ７へ入力され、上述した式（１５）、式（１６）及び式（１７）により求められる各透過率Ｔ（λ１ ）、Ｔ（λ２ ）、Ｔ（λ３ ）から各吸光度Ｘ（λ１ ）、Ｘ（λ２ ）、Ｘ（λ３ ）が算出され、これ等吸光度のデータから式（３）により青果物Ｍの糖度が求められる。
【００４０】
そして、この非破壊食味特性測定装置においては、第一、第二及び第三の各測定部３１、３２、３３において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づいて、第一、第二及び第三の各測定部３１、３２、３３における波長λ１ 、λ２ 及びλ３ の各レーザ光における青果物に対する照射位置ずれが補正されているため、各測定部に上述したサイドバーと押圧バーとで構成される位置規制手段等を設けることなく高い精度で糖度や熟度等の食味特性を測定することができる利点を有している。
【００４１】
尚、図３は、補正用レーザ光について第一測定部３１で適用する波長λ１ のレーザ光と同一のレーザ光を適用している点を除き、図１の非破壊食味特性測定装置と略同一である。
【００４２】
そして、図３において示されたこの非破壊食味特性測定装置においても、上述した式（１８）、式（１９）及び式（２０）から明らかなように第二及び第三の各測定部３２、３３における波長λ２ 及びλ３ の各レーザ光における青果物に対する照射位置ずれが補正されているため、各測定部に上述した位置規制手段等を設けることなく高い精度で糖度や熟度等の食味特性を測定することができる利点を有している。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００４４】
まず、図１に示された非破壊食味特性測定装置を用い、糖度未知のメロン５０個を順次搬送してその糖度（Ｄｎ）を測定した。
【００４５】
次に、上記補正用レーザ光を作用させない状態で（すなわち、従来の装置と同一の構成にして）、上記５０個のメロンを順次搬送させてその糖度（Ｄ’ｎ）を測定した。
【００４６】
最後に、これ等光測定を行った５０個のメロンについてその果汁を採取し、屈折率を用いた糖度計により果汁の糖度（Ｄ”ｎ）を破壊測定した。
【００４７】
そして、これ等測定データに基づき（Ｄｎ／Ｄ”ｎ）と（Ｄ’ｎ／Ｄ”ｎ）の値を求めたところ、（Ｄｎ／Ｄ”ｎ）の値は、全て０．９５〜１．０５の範囲内（その内の８０％のデータは０．９６〜１．０４の範囲内）に入っていたが、上記（Ｄ’ｎ／Ｄ”ｎ）の値は、０．８５〜１．１５の範囲内（そのうちの８０％のデータは０．８８〜１．１２の範囲内）となり、測定値のばらつきが顕著であった。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１〜２に係る発明によれば、
第一、第二及び第三の各測定部において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正しているため、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる効果を有する。
【００４９】
また、請求項３〜４に係る発明によれば、
第一測定部で計測された波長λ１ のレーザ光の透過率並びに第二及び第三測定部において計測された波長λ１ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正しているため、各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置の概略構成図。
【図２】図１に示した非破壊食味特性測定装置の第一測定部の説明図。
【図３】本発明の変形例に係る非破壊食味特性測定装置の概略構成図。
【図４】非破壊食味特性測定方法の原理を説明するための説明図。
【図５】従来の非破壊食味特性測定装置の要部説明図。
【図６】従来の非破壊食味特性測定装置の一部を示す概略斜視図。
【図７】従来の非破壊食味特性測定装置の全体の構成を示した概略構成図。
【図８】青果物を固定する手段が付設されたトレイの斜視図。
【図９】トレイの搬送位置を規制するサイドバーと押圧バーの概略斜視図。
【図１０】上記サイドバーと押圧バーの作用を説明する説明図。
【符号の説明】
Ｍ 青果物
１ トレイ
３１ 第一測定部
３２ 第二測定部
３３ 第三測定部
４２ 第一補正用光源（照射手段）
４４ 第二補正用光源（照射手段）
４６ 第三補正用光源（照射手段）
Claims (4)
- 青果物が載置された複数のトレイを適宜間隔を介して順次搬送し、搬送路中に設けられた少なくとも３箇所の第一、第二及び第三測定部において上記青果物に対し波長λ１ 、λ２ 及びλ３ のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を各測定部に配置された検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置において、
上記第一、第二及び第三の各測定部に、青果物に対する照射位置が波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の照射位置と同一若しくは略同一に設定された波長λ０ の位置ずれ補正用レーザ光の照射手段及び青果物から出射される各補正用レーザ光の光量を測定する補正用検出器を各々配置すると共に、各測定部の検出器並びに補正用検出器の光入射側には対応する測定レーザ光のみを透過させるフィルタを設け、第一、第二及び第三の各測定部において計測された波長λ０ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ１ 、λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とする青果物の非破壊食味特性測定装置。 - 上記レーザ光の各波長λ０ 、λ１ 、λ２ 及びλ３ が、
６５０ｎｍ ≦ 波長λ０ ＜ ８６０ｎｍ
８６０ｎｍ ≦ 波長λ１ ≦ ８９０ｎｍ
９００ｎｍ ≦ 波長λ２ ≦ ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ ＜ 波長λ３ ≦ ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の青果物の非破壊食味特性測定装置。 - 青果物が載置された複数のトレイを適宜間隔を介して順次搬送し、搬送路中に設けられた少なくとも３箇所の第一、第二及び第三測定部において上記青果物に対し波長λ１ 、λ２ 及びλ３ のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を各測定部に配置された検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置において、
上記第二及び第三測定部に、青果物に対する照射位置が波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の照射位置と同一若しくは略同一に設定された波長λ１ の位置ずれ補正用レーザ光の照射手段及び青果物から出射される各補正用レーザ光の光量を測定する補正用検出器を各々配置すると共に、第二及び第三測定部の検出器並びに補正用検出器の光入射側には対応する測定レーザ光のみを透過させるフィルタを設け、第一測定部で計測された波長λ１ のレーザ光の透過率並びに第二及び第三測定部において計測された波長λ１ の補正用レーザ光の透過率に基づき波長λ２ 及びλ３ における各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とする青果物の非破壊食味特性測定装置。 - 上記レーザ光の各波長λ１ 、λ２ 及びλ３ が、
８６０ｎｍ ≦ 波長λ１ ≦ ８９０ｎｍ
９００ｎｍ ≦ 波長λ２ ≦ ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ ＜ 波長λ３ ≦ ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とする請求項３記載の青果物の非破壊食味特性測定装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP35607596A JP3570466B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 青果物の非破壊食味特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35607596A JP3570466B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 青果物の非破壊食味特性測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185807A JPH10185807A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3570466B2 true JP3570466B2 (ja) | 2004-09-29 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106423905A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 无锡艾科瑞思产品设计与研究有限公司 | 一种猕猴桃检测分级装置 |
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- 1996-12-24 JP JP35607596A patent/JP3570466B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10185807A (ja) | 1998-07-14 |
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