JP4431478B2 - 青果物の載置用トレイ、およびこのトレイを使用した内部品質評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送ライン上を搬送される青果物に対して光源から測定光を照射し、青果物を透過した透過光を受光部で受光することにより、青果物の熟度、糖度などの内部品質を評価できるようにした青果物の内部品質評価装置に使用される青果物載置用トレイおよびこのトレイを使用した内部品質評価装置に関する。

果実、野菜などの青果物の中には、完熟状態で収穫すると、食味の低下、果肉の粉質化、果肉の渇変などを生じるものがあり、これを防止するために、果肉が硬く完熟になっていない状態で収穫し、その後一定温度下で放置することにより追熟を行って食用に適した状態としている。逆に、完熟状態で収穫することが望ましい青果物もあり、最適な収穫時は個々の青果物で異なる。従来、個々の青果物の最適な収穫時の目安を得るために、その糖度、酸度、熟度等を機械的に測定することが行われている。

また、例えば果実のつる割れ、空洞果など、その青果物に頻発する内部傷害がある場合、収穫後にその内部傷害に応じた等級別に選別してから出荷されている。
従来、青果物の糖度、酸度、熟度等の果肉品質、あるいは内部傷害のような青果物の内部品質を、青果物を破壊することなく外部から測定する種々の技術が提案されている。例えば、近赤外光等の光を青果物に照射し、青果物の内部を透過した透過光を受光部で検出する方法が知られている。

例えば、特許文献１では、青果物への照射光が青果物の内部を散乱、透過した透過光を受光部で受光し、受光部からの検出信号を解析して内部品質を測定している。
このような方法によって、トマト、柑橘類、モモ、梨、リンゴ、メロン、スイカ、瓜等の様々な青果物の内部品質の測定が行われている。

ところで、上記の透過光を測定する方法では、図４に示したように、青果物１がトレイ４の上に配置され、このトレイ４が搬送ライン５上で搬送される。また、搬送ライン５の途中には、光源１０２と受光部１０３とからなる検知手段が配置され、この検知手段により、搬送ライン５上を搬送されてきたトレイ４上の青果物１に対して、上方の光源１０２から測定光が照射される。一方、青果物１が載置されるトレイ４の底部には開口４ａが設けられており、青果物１の内部を散乱して下方へ透過する透過光が、開口４ａを介して搬送ライン５の下方に設置された受光部１０３で受光される。

一方、つる割れなどの青果物１の内部傷害を測定する場合には、例えば、多数のサンプルに対して透過光測定と肉眼観察とを行うことにより、内部傷害の度合いを示すパラメータを透過光信号の大きさに対応して予め設定しておき、測定対象の青果物１からの透過光を測定して得られた透過光信号に基づき上記のパラメータと比較することによって青果物１の内部品質を評価している。

また、青果物１の糖度、酸度、熟度などを測定する場合には、青果物１の種類に応じて設定された光波長範囲の吸光度を測定して予め解析装置に入力されたデータと比較することによって青果物１の内部品質が評価される。
特開２００２−１３９４４２号公報

ところで、青果物１が、例えば、小型のミニトマトである場合と、大型の瓜である場合とでは、個体の大きさが異なるばかりでなく、必要とされる情報量も異なるため、使用されるトレイ４として別のものが用意されている。

すなわち、瓜用のトレイ４に、ミニトマトを載置すれば、ミニトマトは中央の開口４ａから落下してしまうため、ミニトマト用として兼用することはできない。
また、開口４ａの大きさが青果物１の大きさに比べて小さ過ぎると、情報信号が少なくなり、以下のような問題がある。

すなわち、青果物１が小型のミニトマトである場合は、図示した開口４ａからの透過光の情報量で十分であるものの、これを大型の瓜に適用した場合は、開口４ａから得られる透過光量が少なく、得られる情報量が少なすぎて、内部の様子を正確に把握することができない。

このような理由から、従来の内部品質評価装置に使用されるトレイ４では、個体の大きさが大きい場合は、中央部に大きな開口４ａを備えたトレイ４を使用し、個体の大きさが小さい場合は、中央部に小さな開口４ａを備えたトレイ４を使用していた。したがって、大きさの異なるトレイを別途用意しなければならず、使用勝手が悪い。

一方、従来の内部品質評価装置では、受光部１０３に外乱光が入ってしまうと、測定精度が低下するという問題がある。
本発明は、このような従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、ミニトマトのような小さな青果物から瓜のような大きな青果物に至るまで、兼用して用いることができるとともに、青果物の大きさに係らず十分な情報量を得て正確に内部品質を評価することが可能な青果物載置用トレイを提供することを目的としている。

また、本発明は、より精度良く内部品質を測定することのできる青果物の内部品質評価装置を提供することを目的としている。

本発明の青果物の載置用トレイは、
断面略円錐状に形成された物品収容部に青果物を搭載した状態で搬送ライン上に配置される青果物載置用トレイであって、
前記物品収容部の略中央部に貫通して形成された第１の開口と、
前記第１の開口を囲繞するように同心状かつ放射状の範囲に配置された複数個の構成要素からなる第２の開口と、を備えことを特徴としている。

係る構成による本発明によれば、糖度などが検出される青果物が小さい場合は、第１の開口に導かれた測定光により、内部の様子が識別される。また、青果物が大きい場合は、第１の開口と、第１の開口の外方に構成された第２の開口とに導かれた測定光により、内部の様子が正確に識別される。

ここで、本発明では、前記第２の開口を構成する各構成要素は、その内周縁およびその外周縁が、円弧状に平行に形成されていることが好ましい。
このような構成であれば、青果物の略均等の範囲からの情報を得ることができる。

また、本発明では、前記第２の開口には、配設向きの正誤を判断するための位置決め規定手段が具備されていることが好ましい。
このような構成であれば、使用勝手が良好で、他の情報を得るような場合に間違ってしまうことはない。

さらに、本発明では、前記位置決め規定手段は、前記第２の開口の各構成要素間の境界部の幅ｍによって規定されていることが好ましい。
このような位置決め規定手段であれば、容易に構成することができる。

また、本発明では、前記第１の開口と前記第２の開口との間の帯状領域に、ＩＤチップを貼着することもできる。
この帯状領域にＩＤチップを貼着すれば、情報の読み取り部、あるいは書き取り部がトレイ下面の略中央部となるので、情報のやりとりを容易に行うことができるとともに、小型のＩＤチップをこの位置に配置することができ、邪魔になることもない。

さらに、本発明に係る青果物の内部品質評価装置は、上記いずれかに記載の青果物載置用トレイに青果物を搭載し、搬送ラインの上方に配置された光源から光を照射し、この照射された測定光を前記青果物を透過させた後に、前記トレイに形成された第１の開口、または第１の開口と第２の開口とに導くとともに、これらの開口に導かれた測定光を、さらに前記搬送ラインの下方に配置された受光部に受光させて、前記青果物の内部品質を評価するようにした青果物の内部品質評価装置であって、
前記トレイの下面側に、受光視野の制御を行う絞り機構が構成されていることを特徴としている。

このような絞り機構が構成されていれば、仮に、第２の開口の径より小さい青果物を載置して光源から光を照射した場合であっても、外乱光の入射を防止することができる。
なお、本明細書において、青果物の「内部品質」には、青果物の内部における傷害（例えばつる割れ、空洞果など）、および青果物の糖度、酸度、熟度、蜜量等の果肉の品質が含まれる。

また、本明細書において、「青果物」とは、本発明が適用可能なあらゆる果実、野菜を含むが、本発明を好適に適用できる青果物としては、例えば、ミニトマトなどの小型の青果物から、スイカ、メロン、瓜などの大型の青果類まで様々である。

本明細書において、青果物の「上方」とは、青果物から所定距離離反している状態を示し、離反した位置は、青果物の中心から鉛直上であっても、側方あるいは斜め側方であっても良い。要は、青果物に測定光が届いて、その透過光が受光部に届く状態であれば良い。

本発明に係る青果物載置用トレイによれば、光を照射するための開口が二重円環状に形成されているので、青果物の大小に係らず一つのトレイを兼用して用いることができる。また、青果物が大きい場合であっても、中央部の第１の開口に加えて二重円環状の第２の開口から必要な情報量を得ることができるので、内部の品質を正確に評価することができる。

さらに、例えば、第２の開口に位置決め規定手段を設けることにより、青果物載置用トレイが搬送ラインに対して正しい向きにセットされているか否かを、容易に識別することができる。また、この位置決め規定手段を第２の開口を構成する各構成要素間の境界部の幅ｍで規定すれば、容易に構成することができる。

また、本発明に係る青果物の内部品質評価装置によれば、絞り機構を青果物載置用トレイの下面側に設けているので、例えば、小さい青果物を載置したときに、第２の開口を通過した外乱光が下方に配置された受光部に入射されることを防止できる。したがって、青
果物の内部品質を評価する場合に、より精度良く測定することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例による青果物の内部品質評価装置を示した概略断面図で、搬送方向前側から見た断面で示している。図２および図３は、同品質評価装置で採用された青果物載置用トレイの概略断面図とその下面図である。

図１に示したように、この内部品質評価装置Ａは、搬送ライン方向に対して青果物１の上方から青果物１へ測定光を照射する光源２ｄと、測定光が照射された青果物１の内部から青果物１の下方へ透過した透過光を受光する下方受光部３ｆとを備えている。

光源２ｄとしては、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を使用することができ、主に近赤外光、可視光が用いられる。測定光は、略平行光であってもよく、スリット板、レンズ等を配置して集光したスポット光であってもよい。

青果物１の内部に入射した測定光は、その内部で散乱し、この下向きの散乱光は、青果物１の下部から透過光として出射し、青果物１が載置されたトレイ４の底部開口を通り下方受光部３ｆに入射する。

受光部３ｆは、光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤカメラ等で構成される。必要に応じて、分光装置等を介して受光するようにしてもよい。
本実施例で使用される青果物載置用トレイ４は、搬送ライン５上の所定位置に配置され、その上に青果物１が配置される。そして、この青果物載置用トレイ４は、図３に示したように、その下面中央部に、第１の開口１２が貫通して形成され、この第１の開口１２の外方を囲繞するように、４つの開口構成要素１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄからなる第２の開口１４が形成されている。

このように、第１の開口１２に対して二重円環状に配置された４つの開口構成要素からなる第２の開口１４は、各構成要素が第１の開口１２と同心状かつ放射状の範囲に配置され、その内周縁１６とその外周縁１８が円弧状に平行に形成されている。

これらの各構成要素１４ａ〜１４ｄの各端部間の離間距離は、例えば、構成要素１４ｃと構成要素１４ｄとの間の離間距離ｍが、他の位置の離間距離と比べて広く形成され、この差別化された一つの離間距離ｍにより、搬送ライン５の搬送方向に対してトレイ４が正しい向きに配置されているか、否かを判断することができる。すなわち、本実施例では、この離間距離ｍにより、トレイの位置決め規定手段が構成されている。

さらに、本実施例では、トレイ４の第１の開口１２の外周部は、図２に示したように、ミニトマトのような小さな青果物１を載せることができるように、スポンジクッションやゴム製の剣山のような突起物で形成されている。

一方、トレイ４の内周面に画成された物品収容部１０は、ゴム材等の柔軟性を有する材質から断面略円錐状のテーパ面に形成されている。そして、例えば、瓜などの大型の青果物１’が載置された場合に、そのテーパ面に青果物１’を密着させることにより、下方の底部開口に迷光が入り込むことが防止されている。

さらに、図１に示したように、搬送ライン５の下面には、その開口３０ａの開度を調整することにより受光視野の制御を行うことが可能な絞り機構３０が、アタッチメント方式で着脱自在に取り付けられている。このような絞り機構３０により、例えば、小型の青果
物１が物品収容部１０に載置された場合などに、光源２ｄから発せられた光などが、外側の第２の開口１４を通り、受光部３ｆに入射されることが防止されている。このように、本実施例では、受光視野の制御を行なうことにより、青果物の内部品質を精度良く測定することができる。

そして、受光部３ｆに入射した透過光は、光電変換され、その電気信号は増幅器、ＡＤ変換器等を経て解析装置（図示せず）へ送られる。青果物１の糖度、酸度、熟度などを測定する場合には、青果物１の種類に応じて設定された光波長範囲の吸光度を測定して予め解析装置に入力されたデータと比較することによって糖度等の値を決定する。

また、つる割れなどの青果物１の内部傷害を測定する場合には、例えば、多数のサンプルに対して透過光測定と肉眼観察とを行うことにより、内部傷害の度合いを示すパラメータが透過光信号の大きさに対応して予め解析装置に設定され、測定対象の青果物１からの透過光を測定して得られた透過光信号に基づき上記のパラメータと比較することによって青果物の内部品質を評価することができる。

また、光源２ｄをＸ線管とし、受光部３ｆをＸ線撮像管とし、透過Ｘ線量の変化を測定して内部欠陥などを自動で検出することもできる。
さらには、光源２ｄから青果物１に向かって照射される光をバックライトとして内部の様子をディジタルビデオカメラなどで撮影することも可能である。

以上、本実施例による内部品質評価装置Ａで使用される青果物載置用トレイは上記のように構成されているが、本実施例によるトレイ４は、以下の点で優れている。
例えば、これまでは、大きな青果物１’を測定する場合と小さい青果物１を測定する場合とでは、別々のトレイを使用していたが、本実施例による青果物載置用トレイ４であれば、その両方を兼用することができる。すなわち、小さい青果物１を測定する場合には、図２に示したように、第１の開口１２がその青果物１で覆われる。このとき、第２の開口１４から外乱光が入射される虞があるが、その下面側に受光視野を制限する絞り機構３０が設置されていれば、この第２の開口１４から受光部３ｆに外乱光が入るのを防止することができる。

また、ミニトマトのような小型の青果物１であれば、第１の開口１２から小型の青果物１の内部品質を評価するのに必要な十分な情報量を得ることができる。したがって、この情報を分析することにより、糖度などを識別することができる。

また、大型の青果物１’を測定する場合には、その青果物１’により、第１の開口１２と第２の開口１４との両方が覆われる。したがって、光源２ｄから照射された測定光は、これら第１の開口１２と第２の開口１４との両方を通って受光部３ｆに入射される。これにより、第１の開口１２だけでは不足してしまう情報量を第２の開口１４から得ることができるので、正しい品質評価を行うことが可能になる。

さらに、このような青果物１，１’の内部品質評価装置Ａが設置される搬送ライン５では、トレイ４の個体を識別して、このトレイ４の情報を読み取ったり、情報を書き込んだりする必要が生じており、近年では、バーコードに代えてＩＤチップが採用される場合がある。そこで、本実施例によるトレイ４によれば、第１の開口１２と第２の開口１４との間の帯状部分がその形状に合致するので、ここにＩＤチップを貼着することができる。このような帯状部分を利用してＩＤチップを貼着すれば、ＩＤチップの小型化が図れ、邪魔になることはない。しかも、読み書きを行うリードライターの測定位置としても最適である。

また、本実施例のように、第２の開口１４を４つの開口構成要素１４ａ〜１４ｄにより、二重円環状に構成する場合であっても、これまでのトレイのように、下面中央に大きな開口を設ける場合と同様の情報量を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更が可能である。
例えば、上記実施例では、第２の開口１４が４つの開口構成要素１４ａ〜１４ｄにより構成されているが、この第２の開口１４は、これ以上、またはこれ以下であっても良い。

さらに、位置決め規定手段は、第２の開口１４を構成する構成要素の幅ｍに限定されるものではない。
また、各構成要素１４ａ〜１４ｄは、例えば、矩形状の窓であっても良いが、本実施例のように円弧状に広がって配置されている方が、内部の品質を正確に識別する上で好ましい。

さらに、受光視野の制御を行う絞り機構３０により、第１の開口１２を制御するようにしても良い。また、この絞り機構３０は、開口３０ａの大きさを自動で制御しても良く、あるいは手動で制御しても良い。このように、青果物載置用トレイ４の下面側に受光視野の制限を行なう絞り機構３０が設けられていれば、必要に応じて様々な条件下で、外乱光の入射を制限することが可能になる。

図１は、本発明の一実施例に係る青果物の内部品質評価装置を搬送方向前側から見たときの概略断面図である。 図２は同実施例による内部品質評価装置に採用されたトレイの概略断面図である。 図３は図２に示したトレイの一部を示した下面図である。 図４は、従来の青果物の内部品質評価装置を示す概略断面図である。

符号の説明

１、１’ 青果物
２ｄ 光源
３ｆ 受光部
４ トレイ
５ 搬送ライン
１０ 物品収容部
１２ 第１の開口
１４ 第２の開口
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 開口構成要素
１６ 内周縁
１８ 外周縁
３０ 絞り機構

Claims (6)

1. 断面略円錐状に形成された物品収容部に青果物を搭載した状態で搬送ライン上に配置される青果物載置用トレイであって、
   前記物品収容部の略中央部に貫通して形成された第１の開口と、
   前記第１の開口を囲繞するように同心状かつ放射状の範囲に配置された複数個の構成要素からなる第２の開口と、を備えたことを特徴とする青果物載置用トレイ。
2. 前記第２の開口を構成する各構成要素は、その内周縁およびその外周縁が、円弧状に平行に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の青果物載置用トレイ。
3. 前記第２の開口には、配設向きの正誤を判断するための位置決め規定手段が具備されていることを特徴とする請求項１または２に記載の青果物載置用トレイ。
4. 前記位置決め規定手段は、前記第２の開口の各構成要素間の境界部の幅ｍによって規定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の青果物載置用トレイ。
5. 前記第１の開口と前記第２の開口との間の帯状領域に、ＩＤチップが貼着されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の青果物載置用トレイ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の青果物載置用トレイに青果物を搭載し、搬送ラインの上方に配置された光源から光を照射し、この照射された測定光を前記青果物を透過させた後に、前記トレイに形成された第１の開口、または第１の開口と第２の開口とに導くとともに、これらの開口に導かれた測定光を、さらに前記搬送ラインの下方に配置された受光部に受光させて、前記青果物の内部品質を評価するようにした青果物の内部品質評価装置であって、
   前記トレイの下面側に、受光視野の制御を行う絞り機構が構成されていることを特徴とする青果物の内部品質評価装置。

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