JPH085551A

JPH085551A - 果実成分検査装置

Info

Publication number: JPH085551A
Application number: JP14756294A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Okura; 忠博大倉; Yoshihiko Suzuki; 吉彦鈴木; Masanori Suzuki; 正則鈴木
Original assignee: JIAMU HANBAI KK; Otax Co Ltd
Current assignee: JIAMU HANBAI KK; Otax Co Ltd
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】果実成分の検査を果樹園で容易且つ正確に行
なうことができ、而も収穫時期を決め、また、肥料管理
及び計画的生産を行なうことができる。【構成】検査用カード２の検査窓４の隙間４ａに果汁
を流動部５を介して充填する。隙間４ａは果汁を保持す
ることができる寸法で形成されている。このような検査
用カード２を本体３の検査用カード挿入口７に挿入す
る。挿入後、発光素子からの光を検査窓２内の果汁に照
射し、これら光を果汁に照射した後に透過又は反射して
くる光を受光素子で測光し、この受光素子からの受光信
号に基づき果汁内に含有された各成分の含有量を表示装
置で表示画面２１に表示させる。【効果】これにより、検査用カード２を本体３の検査
用カード挿入口７に挿入するだけで、複数の検査項目を
検査することができるので、収穫時期を決め、また、肥
料管理及び計画的生産を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は果実成分検査装置に係
り、特に果実成分を検査することにより果実の成熟度を
判定する果実成分検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
から果実の成熟度を判定するために種々の方法が採用さ
れている。例えば果汁をサンプルとして果実から採取
し、この果汁と呈色反応する試薬の色の変化により判定
する方法が採用されている。この方法は果汁と呈色反応
する試薬を紙、合成繊維、ガラス繊維などの繊維の小片
に含浸させた検査紙を果汁に浸すことにより、その検査
紙の色の変化から果実の成熟度、または内部の品質を知
ることができる。

【０００３】また、果皮の地色や着色度と、予め果実の
成熟度に対応した果皮の地色や着色度を何種類かに分類
して記載してあるカラーチャートとを比較して果実の成
熟度を判定する方法も採用されている。この他、果実を
切断し、この切断面にヨード・ヨードカリ液を滴下して
デンプン反応による染色度によって果実の成熟度を判定
する方法も採用されている。

【０００４】しかしながら、何れの方法も色の変化に基
づき人間の視覚によって果実の成熟度を判断しているの
で正確ではなく、収穫時期を誤ってしまう虞があった。
また、果実の成熟を促進させるには、果実の生育に必要
な三要素である窒素、リン及びカリウムなどが不足しな
いように肥料管理が必要とされている。この肥料管理
は、例えばバイオセンサ等によって土中の養分を測定す
る土中成分検査装置によって行なわれている。この土中
成分検査装置は土中にセンサを埋め込み、このセンサに
より検出された土中の窒素、リン及びカリウムなどの含
有量によって肥料の調整を行なっている。

【０００５】しかしながら、このようなセンサを使用し
た土中成分検査装置は高価で、農業試験所のような資金
力のある所でなければ購入することができず、本来活用
すべき果樹園を営む農家等ではほとんど使用されていな
のが現状である。

【０００６】

【目的】本発明は、このような従来の問題点を解決する
ためになされたもので、果実成分の検査を果樹園で容易
且つ正確に行なうことができ、而も収穫時期を決め、ま
た、肥料管理及び計画的生産を行なうことができる果実
成分検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の果実成分検査装置は、果汁を採取する検査用
カードと、検査用カードを挿入する検査用カード挿入口
が設けられた本体から成る果実成分検査装置であって、
検査用カードは果汁を保持可能な隙間を有する透光性の
検査窓と、検査窓の隙間に果汁を流動させる流動部と、
検査窓を中心に流動部に対向する方向に検査窓の隙間の
一部に連通する空気穴とから形成され、本体は検査用カ
ード挿入口に挿入される検査用カードに採取された果汁
内に光を照射する発光素子と、果汁内を透過又は果汁内
から反射する光を受光し、果汁内に含有された各成分に
よる吸光率に対応する受光信号を出力する受光素子と、
受光信号に基づき果汁内に含有された各成分の含有量を
測定する測定手段と、測定手段で測定された果汁内に含
有された各成分の含有量を表示する表示手段とを備えて
いるものである。

【０００８】流動部は第１の態様として検査窓の隙間に
臨み、検査窓側は狭くカード本体の端面側は広く形成さ
れているものである。流動部は第２の態様としてカード
本体の端面から検査窓の隙間に貫通され、毛細管現象を
発生させる孔からなるものである。また、発光素子の周
囲には反射手段が設けられている。

【０００９】

【作用】検査カードに形成された流動部から検査窓の隙
間に果汁を流動させる。この隙間は果汁を保持させるこ
とができる隙間からなるので、果汁は検査窓内に充填さ
れる。この際、検査窓内には気泡が発生するが、検査窓
を中心に流動部に対向する方向に検査窓の隙間に連通す
る空気穴が形成されているので、この気泡を検査窓から
放出することができる。

【００１０】流動部の第１の態様である検査窓側は狭く
カード本体の端面側は広く形成されている検査用カード
においては、流動部側を上にして傾斜させ、その傾斜し
た流動部に果実から採取された果汁を滴下する。滴下さ
れた果汁は流動部に沿って検査窓の隙間に流れ込ますこ
とができるので、容易に検査窓の隙間に果汁を充填させ
ることができる。

【００１１】また、流動部の第２の態様である毛細管現
象を発生させる孔からなる検査用カードにおいては、果
実から採取された果汁に検査用カードの流動部としての
孔を浸すと、この孔の毛細管現象により検査窓の隙間に
向って連続流動させることができるので、容易に検査窓
の隙間に果汁を充填させることができる。このように検
査窓内に果汁が充填された検査用カードを本体の検査用
カード挿入口に挿入する。検査用カードを挿入後、発光
素子からの光を検査窓内の果汁に照射し、これら光を果
汁に照射した後に透過又は反射してくる光を受光素子で
測光し、この受光素子から果汁内に含有された各成分に
よる吸光率に対応する受光信号が、測定手段に出力され
る。測定手段は受光素子からの受光信号に基づき果汁内
に含有された各成分の含有量を測定し、この測定結果を
表示手段に表示させる。

【００１２】これにより果実成分の検査を果樹園で容易
且つ正確に行なうことができる。したがって果汁内に含
有された各成分の含有量を正確に知ることができるの
で、果実の収穫時期を誤ることなく決めることができ、
また、肥料管理及び計画的生産を行なうことができる。
さらに、発光素子の周囲に反射手段を設けることによ
り、発光素子の光量が増幅するので高い感度で果汁内の
成分を検査することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の果実成分検査装置の一実施例
について図面を参照して説明する。図１（ａ）に示すよ
うに、本発明の果実成分検査装置１は、果汁を採取する
検査用カード２と、この検査用カード２を挿入する本体
３とから成るものである。

【００１４】検査用カード２は図１（ｂ）、図２に示す
ように、果汁を保持するための隙間を有する検査窓４
と、この検査窓４の隙間４ａに果汁を流入させる流動部
である流入溝５と、検査窓４の隙間４ａの一部に連通す
る空気穴６とから形成されている。検査窓４の隙間４ａ
は検査窓４内に果汁を保持させるために１０〜２００μ
の範囲で形成させるが、好適には１００μとするのがよ
い。これにより極めて微量の果汁であっても効率よく検
査することができる。

【００１５】この検査窓４の隙間４ａに果汁を流入させ
る流入溝５は、検査窓４側は狭くカード本体２ａの端面
側は広く形成されているので、果汁を流入溝５のカード
本体２ａの端面側から滴下しても、流入溝５の側面に沿
って検査窓４の隙間４ａに確実に流し込むことができ
る。また、検査窓４を中心に流入溝５に対向する方向に
空気穴６が形成されているので、検査窓４の隙間４ａに
果汁が充填される際に発生する気泡を逃すことができ
る。これにより検査窓４の隙間４ａに果汁を満遍なく充
填させることができる。なお、検査窓４は後述する発光
素子からの光を検査窓４内に透過させるために、透光性
を有する材質から成る。

【００１６】本体３は図４、図５に示すように、果汁が
充填された検査用カード２を挿入する検査用カード挿入
口７と、この検査用カード挿入口７内に設置されたセン
サ部１０と、センサ部１０の信号を入力し演算・処理す
る測定手段である測定部１１とからなり、更にこれらセ
ンサ部１０及び測定部１１のための電源部１２を備えて
おり、これらは簡易型の装置ではケース２０に一体的に
設けられている。

【００１７】センサ部１０は果汁内に光を照射する発光
素子１３と、果汁内を透過する光を受光し、果汁内に含
有された各成分による吸光率に対応する受光信号を出力
する受光素子１４とを備え、発光素子１３及び受光素子
１４は検査用カード挿入口７の所定位置に挿入された検
査用カード２の検査窓４を介して互いに対向するように
配置される。

【００１８】発光素子１３は一定光量の光を発光するＬ
ＥＤから成る。このようなＬＥＤとしては、例えばイン
ジウム・リンとガリウム・ヒ素の混晶（ＧａＡｓＰ）、
ガリウム・ヒ素にアルミニウムを入れた混晶（ＧａＡ１
Ａｓ）等を用いたＬＥＤが挙げられる。また、発光素子
１３は、発光素子１３を覆うようにその外周に固定され
た反射手段である反射板（図示せず）を備えている。こ
の反射板は鏡面加工された面、或いは金属の蒸着面のよ
うに高い反射率を有する面を有し、この反射面は発光素
子１３からの光が効率よく一定の方向（検査用カード
側）に反射され増幅されるような傾斜（形状）になって
いる。

【００１９】受光素子１４は発光素子１３から照射され
果汁を透過する光を受光し、光量に応じた受光信号であ
る電流信号を発生する光電センサである。このような光
電センサは発光素子１３から照射される光に対して高い
感受性を有するもので、例えばＰＩＮシリコンフォトダ
イオード等が使用できる。測定部１１は、受光素子１４
からの電流信号及び予め求められた吸光率と果汁成分
（例えばショ糖、果糖、ブドウ糖、リンゴ酸、クエン
酸、酒石酸、水、窒素、リン、カリウム）との相関を示
す検量線に基づき果汁内の各成分の含有量を演算する演
算処理手段１５を備え、この演算処理手段１５の結果は
表示手段である表示装置１６に表示される。

【００２０】演算処理手段１５は、検量線のデータを記
憶する記憶回路１７及び演算回路１８を備えている。演
算回路１８は受光素子１４から出力される受光信号を演
算して果汁の吸光率に対応する値を演算すると共に、こ
の吸光率を更に記憶回路１７に記憶された検量線に基づ
き演算して、果汁内成分の各成分の含有量を求める。即
ち、受光信号の信号の強さは受光素子１４の受けた光の
強さに対応するので、演算回路１８は、この信号の強さ
と発光素子１３の光量に対応する電圧値（所定値）との
比をとることにより果汁による吸光率を求める。この
際、必要に応じ素子の特性や装置の性能に基づく補正の
ための演算をする。このような演算はアナログ処理、デ
ジタル処理のいずれも可能であるが、デジタル処理の場
合には演算回路１８に受光信号をデジタル化するＡ／Ｄ
変換器を備えることは言うまでもない。

【００２１】記憶回路１７が記憶する検量線は、例えば
果糖の場合、予め含有量の異なる果糖を含有した果汁サ
ンプルの波長４００〜１２００ｎｍ領域における吸光ス
ペクトルから求められ、含有量ｘと所定の波長（発光素
子１３の発光する光の波長）の光の吸光率ａとの関数ｘ
＝ｆ（ａ）として記憶される。即ち、図６に示すように
果汁の波長４００〜１２００ｎｍ領域における吸光スペ
クトルは、５９０ｎｍに果糖の吸収ピークが見られ、こ
の波長について含有量による吸光率の変化をプロットす
ることにより、図７に示すような検量線を得ることがで
きる。従って、その他の波長についても同様にして検量
線を得ることができる。このようにして得られた検量線
は、例えば含有量０〜２００mg/dlの間を２次曲線で近
似し、含有量２００〜１０００mg/dlの間を直線として
近似することにより、ｘ＝αａ²＋βａ＋γ （ｘ＜２００）ｘ＝ｋａ＋ｃ（２００≦ｘ）のような関数として求めることができる（式中、α、
β、γ、ｋ、ｃはそれぞれ検量線から求められる所定の
係数）。

【００２２】また、果糖以外の果汁内成分も上記と同様
に、それぞれの検量線を求めることができるので、この
求められた各検量線を記憶回路１７に記憶させる。この
記憶回路１７に記憶された各検量線は、検査対象に基づ
きケース２０に設けられた選択スイッチ３１により選択
することができる。さらに、選択スイッチ３１により選
択された検量線、即ち検査対象に対して最も吸光率のよ
い波長、光量を発光素子１３から照射させることができ
るように、選択スイッチ３１と発光素子１３とを連動さ
せてもよい。これにより、果汁が充填された検査用カー
ド２を本体３の検査用カード挿入口７に挿入するだけ
で、複数の検査項目を容易に検査することができる。

【００２３】表示装置１６は、液晶表示装置等のデジタ
ル表示装置から成り、図５に示すようにケース２０の上
面に表示画面２１が設けられ、測定部１１において求め
られた果汁内の各成分の含有量の値を数値として表示す
る。なお、演算処理手段１５の主回路及び表示装置１６
の駆動回路は基板１９上に設けられ、電源部１２により
駆動される。電源部１２としては、ＡＣ電源を利用する
こともできるが、図５に示すような簡易型の装置の場
合、ニッカド電池、２次リチウム電池等の電池が用いら
れ、この電源をＯＮ、ＯＦＦするための電源スイッチ３
２がケース２０に設けられる。また、測定部１１をリセ
ットし再測定可能にするためのリセットボタン３３を備
えてもよい。

【００２４】なお、果実の収穫時期は果汁内のリンゴ
酸、クエン酸、酒石酸などの有機酸の含有量が減少し、
ショ糖、果糖、ブドウ糖などの糖の含有量が増加するこ
とにより知ることができるので、この収穫時期の成熟し
た果実の果汁内の各成分の含有量と、表示画面２１に表
示された果汁内の各成分の含有量とを比較することによ
り正確に収穫時期を決めることができる。また、果実の
成熟に欠かせない窒素、リン、カリウムの含有量により
肥料の供給状態を知ることができるので、成熟期による
理想的な窒素、リン、カリウムの含有量と、表示画面２
１に表示された果汁内の各成分の含有量とを比較するこ
とにより適切な肥料管理を行なうことができる。

【００２５】このような収穫時期の決定や肥料管理は、
上述した比較を制御回路を設け、この制御回路で行なう
ことにより表示画面２１に「成熟しました。」、「肥料
を補給して下さい。」等のメッセージを表示させること
が可能になる。これにより、検査用カード２を本体３に
差込むだけで、容易に収穫時期や肥料補給時期がわか
る。

【００２６】以上のように構成された本実施例の果実成
分検査装置１による果汁内の各成分、例えば果糖の含有
量の検査ついて以下説明する。まず、検査カード２を流
入溝５側を上にして傾斜させ、その傾斜した流入溝５に
果実から採取された果汁を滴下すると、その果汁は流入
溝５に沿って検査窓４の隙間４ａに流れ込む。この際、
検査窓４の隙間４ａには気泡が発生するが、検査窓４の
隙間４ａに連通する空気穴６が設けられているので、こ
の気泡を検査窓４の隙間４ａから放出することができ
る。これにより検査窓４の隙間４ａに果汁を満遍なく充
填させることができる。

【００２７】この果汁が充填された検査用カード２を、
予め電源スイッチ３２がＯＮにされた本体３の検査用カ
ード挿入口７の所定位置まで挿入する。このとき、検査
用カード２の一側面に形成された凸部２ｂが、検査用カ
ード挿入口７内に設置された駆動スイッチ（図示せず）
をＯＮにする。これにより発光素子１３が駆動され、所
定の波長、光量の光が果汁に照射され、この果汁を透過
する光が受光素子１４に入ると、受光素子１４は受光し
た光量に対応する強さの信号を測定部１１に出力する。
ここで、発光素子１３から発せられる光は反射板により
増幅されているので、この発光素子１３から出される光
の約２、３倍程度の光量となって果汁に照射される。し
たがって、受光素子１４は高い感度で果汁内成分を捉え
ることができる。

【００２８】測定部１１では、受光信号が演算回路１８
に読み込まれ、この演算回路１８が入力された受光信号
と発光素子１３の発光する光の強さに対応する電圧値と
の比をとると共に所定の定数を減算して、果汁の吸光率
ａを求める。演算回路１８は、さらにこの求められた吸
光率ａに、記憶された検量線の係数に基づく演算を施
し、果糖の含有量ｘを求め、この含有量ｘを表示装置１
６に表示させる。

【００２９】なお、再度測定する場合には、リセットボ
タン３３を押下して測定部１１をリセットすればよい。
このリセットにより測定部１１は発光素子１３の照射す
る光の吸光率を測定し、所定の演算の後、果糖の含有量
を再表示する。以上の実施例においては、流動部である
流入溝５が検査窓４側は狭くカード本体２ａの端面側は
広く形成された検査用カード２で果汁を充填する場合に
ついて説明したが、これに限らず、流動部が毛細管現象
を発生させる孔が形成された検査用カードでもよい。

【００３０】この検査用カードは図１（ｃ）、図３に示
すように、果汁を保持するための隙間を有する検査窓５
２と、この検査窓５２の隙間５２ａに果汁を流動させる
流動部である孔５３と、検査窓５２の隙間５２ａの一部
に連通する空気穴５４とから形成されている。検査窓５
２の隙間５２ａは上述した検査用カード２と同様に、検
査窓５２内に果汁を保持させるために１０〜２００μの
範囲で形成させるが、好適には１００μに形成させるの
がよい。これにより極めて微量の果汁であっても効率よ
く検査することができる。

【００３１】この検査窓５２の隙間５２ａに果汁を流動
させる孔５３は、毛細管現象を発生させることができる
寸法で形成されている。この場合、孔５３の幅は１〜３
ｍｍ、好ましくは２ｍｍがよい。また、検査窓５２を中
心に孔５３に対向する方向に空気穴５４が形成されてい
る。このように形成された検査用カード５１において、
果実から採取された果汁に孔５３を浸すと、毛細管現象
により検査窓５３の隙間５３ａに果汁が連続流動してい
く。この際、検査窓５３の隙間５３ａに発生する気泡は
空気穴５４から放出させることができるので、検査窓５
３の隙間５３ａに果汁を満遍なく充填させることができ
る。

【００３２】また、以上の実施例では発光素子と受光素
子とを検査カードの検査窓を介在して対向する位置に配
置し、検査窓内に充填された果汁の透過光を検出する場
合について説明したが、本発明の果実成分検査装置によ
れば、果汁からの反射光を検出するようにしても同様に
果汁内の各成分を測定することができ、その場合は図８
に示すように発光素子１３と受光素子１４とを並列配置
し受光素子１４で果汁から反射してくる反射光を検出す
るようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の果実成分検査装置によれば、果汁を採取する検査
用カードと、検査用カードを挿入する検査用カード挿入
口が設けられた本体から成る果実成分検査装置であっ
て、検査用カードは果汁を保持可能な隙間を有する透光
性の検査窓と、検査窓の隙間に果汁を流動させる流動部
と、検査窓を中心に流動部に対向する方向に検査窓の隙
間の一部に連通する空気穴とから形成され、本体は検査
用カード挿入口に挿入される検査用カードに採取された
果汁内に光を照射する発光素子と、果汁内を透過又は果
汁内から反射する光を受光し、果汁内に含有された各成
分による吸光率に対応する受光信号を出力する受光素子
と、受光信号に基づき果汁内に含有された各成分の含有
量を測定する測定手段と、測定手段で測定された果汁内
に含有された各成分の含有量を表示する表示手段とを備
えているので、果実成分の検査を果樹園で容易且つ正確
に行なうことができ、而も収穫時期を決め、また、肥料
管理及び計画的生産を行なうことができる。

【００３４】また、流動部は検査窓の隙間に臨み、検査
窓側は狭くカード本体の端面側は広く形成されているの
で、果実汁を流動部の側面に沿って検査窓の隙間に確実
に充填させることができる。さらに、流動部はカード本
体の端面から検査窓の隙間に貫通され、毛細管現象を発
生させる孔からなるので、この孔から連続流動で果実汁
を検査窓の隙間に充填させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の果実成分検査装置の一実施例を示す図
で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は第１の態様の検査用
カードの全体斜視図、（ｃ）は第２の態様の検査用カー
ドの全体斜視図。

【図２】図１（ｂ）に示す検査用カードのＡ−Ａ断面
図。

【図３】図１（ｃ）に示す検査用カードのＡ−Ａ断面
図。

【図４】本発明の果実成分検査装置の本体の一実施例の
構成を示すブロック図。

【図５】本発明の果実成分検査装置の本体の一実施例を
示す側断面図。

【図６】果糖の吸光スペクトルを示す図。

【図７】果糖と吸光率との関係を示す検量線。

【図８】本発明の果実成分検査装置の本体の他の実施例
を示す側断面図。

【符号の説明】

１…果実成分検査装置２、５１…検査用カード３…本体４、５２…検査窓４ａ、５２ａ…隙間５…流入溝（流動部）５３…孔（流動部）６、５４…空気穴７…検査用カード挿入口１１…測定部（測定手段）１３…発光素子１４…受光素子１５…演算処理手段１６…表示装置（表示手段）１７…記憶回路１８…演算回路２１…表示画面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木正則東京都新宿区西新宿８丁目20番２号ジァム販売株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】果汁を採取する検査用カードと、前記検査
用カードを挿入する検査用カード挿入口が設けられた本
体から成る果実成分検査装置であって、前記検査用カー
ドは前記果汁を保持可能な隙間を有する透光性の検査窓
と、前記検査窓の前記隙間に前記果汁を流動させる流動
部と、前記検査窓を中心に前記流動部に対向する方向に
前記検査窓の前記隙間の一部に連通する空気穴とから形
成され、前記本体は前記検査用カード挿入口に挿入され
る前記検査用カードに採取された前記果汁内に光を照射
する発光素子と、前記果汁内を透過又は前記果汁内から
反射する前記光を受光し、前記果汁内に含有された各成
分による吸光率に対応する受光信号を出力する受光素子
と、前記受光信号に基づき前記果汁内に含有された各成
分の含有量を測定する測定手段と、前記測定手段で測定
された前記果汁内に含有された各成分の含有量を表示す
る表示手段とを備えていることを特徴とする果実成分検
査装置。
【請求項２】前記流動部は前記検査窓の前記隙間に臨
み、前記検査窓側は狭くカード本体の端面側は広く形成
されていることを特徴とする請求項１記載の果実成分検
査装置。
【請求項３】前記流動部はカード本体の端面から前記検
査窓の前記隙間に貫通され、毛細管現象を発生させる孔
からなることを特徴とする請求項１記載の果実成分検査
装置。
【請求項４】前記発光素子の周囲には反射手段が設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の果実成分検査
装置。