JPH095234A - 非破壊糖度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 青果物に光照射し青果物から出射された光の
糖における光吸収測定により糖度を測定する装置であっ
て、メロン等大型の青果物についても高い精度で糖度を
測定できる非破壊糖度測定装置を提供する。 【解決手段】 860nmから960nmの範囲にある３種類の波
長の光を出射する単一若しくは複数の光源を使用すると
共に、上記光吸収を検出する検出器の配置位置が、光源
から出射され上記青果物へ入射する入射光の青果物表面
における照射領域の中心点と青果物の中心とを結ぶ直線
の延長線上の位置を除き、かつ入射光の青果物表面にお
ける照射領域と検出器が受光する上記青果物からの出射
光の青果物表面における検出領域とが重ならない位置に
設定されていることを特徴とする。これにより人間が感
じることのできる糖度の分解能である±1.0°ブリック
ス程度の精度で青果物の糖度を非破壊測定できる効果を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、青果物を対象とし
た非破壊糖度測定装置に係り、特に、メロン、スイカ等
大型の青果物についても高い精度でその糖度を測定でき
る非破壊糖度測定装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】青果物の糖度を非破壊で測定する装置と
して、青果物に照射された赤外光あるいは可視光の糖に
よる光吸収から糖度を求める装置がある。このような装
置として、反射光から糖度を決定する装置（特開平１−
３０１１４７号公報、特開平３−１７６６４５号公報参
照）、透過光から糖度を決定する装置（Journal of The
Japanese Society For Horticultural Science, 第２
号、６２巻、４６５頁、１９９３年参照）の報告があ
る。

【０００３】反射光から糖度を求める装置では、光源と
検出器は青果物から見て同じ側に配置され、透過光から
糖度を求める装置では、光源と検出器は青果物を挟み、
対向した位置に配置されている。そして、これ等の装置
では、上記光源から青果物の中心（但し、青果物は自然
物であり完全な球形状を有することは希なため青果物の
中心若しくは略中心を意味している）へ向けて光が出射
されており、上記光源から出射され青果物へ入射する入
射光の青果物表面における照射領域の中心点と上記青果
物の中心とを結ぶ軸（直線）と、上記検出器が受光する
青果物からの出射光の青果物表面における検出領域の中
心点と上記青果物の中心とを結ぶ軸（直線）とのなす角
（配置角と呼ぶ）は、反射光から糖度を求める装置では
０度となり、透過光から糖度を求める装置では１８０度
となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、青果物に入
射した光は、青果物内部で散乱、吸収を受け、青果物外
へ出射する。そのため、入射方向と検出方向が一致して
いる一般的に透過光として捉えられる光と、入射方向と
検出方向とが丁度逆向きとなる反射光との間には、青果
物中の糖の情報を持っている点において本質的な差異は
なく、出射方向が異なっているに過ぎない。

【０００５】しかしながら、配置角を０度とした場合、
検出器で検出される検出光中には青果物表面付近で反射
される光（青果物表面で反射される光と青果物の中に入
りながらも皮部で反射されてくる光等を含む）の割合が
高いため、検出光の光量そのものは多いが検出光に含ま
れる果肉中の糖の情報の割合は少ない。従って、人間が
感じることのできる糖度の分解能である±１．０°ブリ
ックス（Ｂｒｉｘ）程度の精度（すなわち、屈折糖度計
を用い破壊検査により求めた実際の糖度と、非破壊糖度
測定法により求めた糖度との誤差が±１．０°ブリック
ス程度の精度）で糖度を検出するためには、検出光の光
量の読取り桁数が多くなるという問題がある。特に、メ
ロンやスイカのように皮の厚い青果物では検出光に含ま
れる糖に関する情報量は一層少なくなるため、検出光光
量の読取り精度は６桁以上も必要となる。一般に光量の
読取り桁数は４桁程度であり、配置角０度では充分な精
度で糖度を検出することができない。仮に、配置角０度
で糖度の検出精度を向上させる場合には、データのサン
プリング時間を長くする他なく、大量のメロン等を糖度
により選別する用途には使用できない問題点を有する。

【０００６】他方、配置角を１８０度とした場合、青果
物の果肉中を透過してきた光を検出していることから、
この検出光中には糖に関する情報を含んだ光の割合が多
いため検出光の光量の読取り桁数は２桁程度でよい。し
かし、青果物中での入射光の減衰が果肉中の透過距離に
応じて大きくなるため、測定対象の青果物が大型になる
につれて検出器に到達する光の強度が弱くなり検出その
ものが容易でない問題を有する。例えば、波長９３０ｎ
ｍ、出力１００ｍＷのレーザ光をメロンに入射した場
合、メロンによってはメロンを透過し検出器に到達する
光量が１０ｐＷと１０桁も減衰してしまうことがある。
糖度を±１．０°ブリックス程度の精度で検出するため
には、高感度の検出器を使用したとしてもノイズ光の問
題により、検出光光量は１０ｎＷ程度必要であり、配置
角１８０度の装置では±１．０°ブリックス程度の精度
で糖度を検出することは困難である。尚、入射光光量を
１００Ｗとすることにより検出光光量を１０ｎＷに増加
させることは可能であるが、今度はメロン表面が入射光
の作用により焼けてしまい非破壊検査が困難となる弊害
を生ずる。

【０００７】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、青果物の大小に
拘らずかつ検出光の光量の読取り桁数を多くすることな
く人間が感じることのできる糖度の分解能である±１．
０°ブリックス程度の精度で青果物の糖度を非破壊測定
できる非破壊糖度測定装置を提供することにある。

【０００８】また、他の課題とするところは、青果物の
大小に拘らずかつ検出光の光量の読取り桁数を多くする
ことなく破壊検査により求めた実際の糖度と光により求
めた糖度の相関係数が０．９以上の非破壊糖度測定装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような技術的背景の
下、本発明者等は人間が感じることのできる糖度の分解
能である±１．０°ブリックス程度の精度で青果物の糖
度を非破壊測定できる非破壊糖度測定装置を開発するた
め鋭意研究を行ったところ以下のような技術的発見をな
すに至った。

【００１０】すなわち、光源からメロン等青果物の中心
へ向けて光照射した場合（この場合、光源から出射され
た光は青果物表面に対し略垂直に入射される）、青果物
内に入射された光は、青果物から光源側並びにその反対
側に出射されるだけでなく青果物の任意の外周面からも
同様に出射されていることが判明した。但し、光の強度
及び光に含まれる糖の情報量は場所により異なってい
る。このため、従来のように検出器を配置角０度並びに
１８０度の位置に配置しなくとも青果物からの出射光を
検出できることが確認された。従って、上記検出器の配
置位置を適正な位置に設定することにより、青果物表面
付近で反射される光の影響を受けずかつ青果物の表面が
焼かれない程度の光源を用いても検出光光量を充分確保
できることが判明した。

【００１１】また、青果物表面に対する入射光の入射方
向を青果物の中心へ向けて設定しなくとも（この場合、
光源から出射された光は青果物表面に対し斜め方向から
入射されることになる）、青果物の中心へ向けて光照射
した場合と同様に青果物からの出射光を検出でき、か
つ、この検出光により青果物の糖度の測定が可能である
ことも確認された。

【００１２】本発明はこの様な技術的発見に基づき完成
されたものである。

【００１３】すなわち、請求項１に係る発明は、近赤外
光を青果物に照射し青果物から出射された光の糖におけ
る光吸収測定により上記青果物の糖度を測定する非破壊
糖度測定装置を前提とし、その波長が８６０ｎｍから９
６０ｎｍの範囲にある３種類の波長の光を出射する単一
若しくは複数の光源を使用すると共に、上記光吸収を検
出する検出器の配置位置が、光源から出射され上記青果
物へ入射する入射光の青果物表面における照射領域の中
心点と青果物の中心とを結ぶ直線の延長線上の位置を除
き、かつ、入射光の青果物表面における照射領域と検出
器が受光する上記青果物からの出射光の青果物表面にお
ける検出領域とが重ならない位置に設定されていること
を特徴とするものである。

【００１４】そして、この請求項１記載の発明に係る非
破壊糖度測定装置においては、検出器の配置位置とし
て、上述したように光源から出射され青果物へ入射する
入射光の青果物表面における照射領域の中心点と青果物
の中心とを結ぶ直線の延長線上の位置を除いている。こ
のため、透過光から糖度を決定する従来の装置（配置角
が１８０度）のように青果物の果肉中を必要以上に透過
してきた減衰率の高い出射光を検出する必要がない。従
って、検出器の設置位置を上記位置を除いた適正な位置
に設定することにより、青果物の果肉中を必要にして充
分な距離透過してきた減衰率の低い出射光を検出対象と
して選定することができるため、高出力の光源を適用す
ることなく充分な検出光光量を確保することが可能とな
る。

【００１５】また、上記検出器の配置位置として、上記
位置を除き、かつ、入射光の青果物表面における照射領
域と検出器が受光する上記青果物からの出射光の青果物
表面における検出領域とが重ならない位置に設定されて
いることから、青果物表面付近で反射される光の影響を
受けることもないため、検出光の光量の読取り桁数を必
要以上に多くすることなく人間が感じることのできる糖
度の分解能である±１．０°ブリックス程度の精度で青
果物の糖度を測定することが可能となる。

【００１６】従って、青果物の大小に拘らずかつ検出光
の光量の読取り桁数を多くすることなく人間が感じるこ
とのできる糖度の分解能である±１．０°ブリックス程
度の精度で青果物の糖度を非破壊測定することが可能と
なる。

【００１７】尚、この発明に係る非破壊糖度測定装置に
おいては、近赤外光の糖による吸収を測定し糖度を求め
ている。糖は波長９１０ｎｍ、１．０５μｍ、１．３μ
ｍ付近に吸収ピークを持つが、長波長ほど水の吸収の影
響が大きい。そこで、この発明に係る非破壊糖度測定装
置においては、水による光吸収の影響の少ない９１０ｎ
ｍの吸収ピークを利用するため、波長が８６０ｎｍから
９６０ｎｍの光源を適用している。

【００１８】また、この非破壊糖度測定装置において
は、３種類の波長の光を用いて糖度を求めているが、３
つの波長の内の１つの波長は糖による吸収波長である９
００〜９２０ｎｍの範囲（第２の光の波長範囲）に、他
の２つの波長は糖の吸収に無関係な８６０〜８９０ｎｍ
（第１の光の波長範囲）及び９２０〜９６０ｎｍ（第３
の光の波長範囲、但し９２０ｎｍは含まない）の範囲の
波長の光から１波長づつ選択されている。この様に選択
された波長の光を用いることで、糖の吸収波長の両側の
波長の光により、上記９００〜９２０ｎｍの波長の光の
吸収から波長依存性のあるバックグラウンドの影響を正
確に取り除くことができるため、糖度を正確に求めるこ
とができるようになる。すなわち、実際の糖度との相関
係数が０．９以上、つまり±１．０°ブリックスの精度
で青果物の糖度が求められるようになる（請求項９）。

【００１９】さらに、上記波長範囲にある波長の光か
ら、使用する波長の光を選択したとしても、選択した波
長の組み合わせによっては、以下に述べる実施の形態で
挙げられたデータから明らかなように得られる相関係数
の値が０．９より向上する場合がある。

【００２０】望ましくは、第１の光の波長が８６０ｎｍ
から８９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９００ｎｍか
ら９０５ｎｍの範囲あるいは９１０ｎｍから９１５ｎｍ
の範囲、第３の光の波長が９２０ｎｍを越え９２５ｎｍ
以下の範囲にある光で構成することで、０．９５以上の
相関係数が得られる（請求項１０）。

【００２１】また、第１の光の波長が８６０ｎｍから８
９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９０５ｎｍを越え９
１０ｎｍを越えない範囲、第３の光の波長が９２０ｎｍ
を越え９２５ｎｍ以下の範囲にある光で構成すれば、
０．９２から０．９４の相関係数が得られる（請求項１
１）。

【００２２】また、第１の光の波長が８６０ｎｍから８
９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９００ｎｍから９２
０ｎｍの範囲、第３の光の波長が９２５ｎｍを越え９３
０ｎｍ以下の範囲にある光で構成すれば、０．９２から
０．９４の相関係数が得られる（請求項１２）。

【００２３】また、第１の光の波長が８６０ｎｍから８
９０ｎｍの範囲、第２の半導体発光素子の波長が９００
ｎｍから９２０ｎｍの範囲、第３の光の波長が９３０ｎ
ｍを越え９４０ｎｍ以下の範囲にある光で構成しても、
０．９２から０．９４の相関係数が得られる（請求項１
３）。

【００２４】尚、３種類の波長の光を出射させる手段と
しては、通常、３種類の光源でこれを構成するが、場合
によっては単一の光源で構成してもよい。また、この光
源の種類としては、半導体レーザ（請求項６）、固体レ
ーザ（請求項７）等のレーザや、発光ダイオード（請求
項８）、ハロゲンランプ等が挙げられ、測定する青果物
の種類に応じて適宜選定される。

【００２５】次に、上記光源から出射され青果物へ入射
する入射光の入射方向と青果物からの出射光を検出する
検出器の具体的な配置位置については、図４（Ａ）に示
すように青果物（メロン）４の中心Ｏに向けて光源（図
示せず）から光照射し、この青果物４へ入射する入射光
λ１の青果物４表面における照射領域４１の中心点と青
果物４の中心Ｏとを結ぶ直線の延長線上の位置を除き、
かつ、入射光λ１の青果物４表面における照射領域４１
と検出器（図示せず）が受光する上記青果物４からの出
射光λ２の青果物４表面における検出領域４２とが重な
らない任意な位置に上記受光器を設置すればよい。ある
いは、図４（Ｂ）〜図４（Ｃ）に示すように青果物４の
中心Ｏを避けた方向へ向け光照射し（すなわち、入射光
の青果物表面に対する入射方向が、入射光の青果物表面
における照射領域の中心点と青果物の中心とを結んだ直
線の延長方向と一致しない方向に設定される…請求項
５）、この青果物４へ入射する入射光λ１の青果物４表
面における照射領域４１の中心点と青果物４の中心Ｏと
を結ぶ直線の延長線上の位置を除き、かつ、入射光λ１
の青果物４表面における照射領域４１と検出器（図示せ
ず）が受光する上記青果物４からの出射光λ２の青果物
４表面における検出領域４２とが重ならない任意な位置
に上記受光器を設置してもよい。

【００２６】ここで、図４（Ａ）に示すように青果物４
の中心Ｏに向けて光源から光照射した場合の配置角
（θ）の影響について以下考察する。まず、糖度を±
１．０°ブリックス以上の精度（すなわち、屈折糖度計
を用い破壊検査により求めた実際の糖度と、非破壊糖度
測定法により求めた糖度との糖度誤差が±１．０°ブリ
ックス以下である）で測定するために必要な検出光光量
の読取り桁数の配置角依存性について考える。図５は、
直径略１６ｃｍのメロンに対する検出光光量の読取り桁
数の配置角依存性を示した図である。読取り桁数は配置
角が増加するにつれて減少し、配置角１３０度以降では
読取り桁数が飽和する傾向が見られる。上述のように通
常の検出器では読取り桁数は４桁程度であるため、±
１．０°ブリックス以上の精度で糖度を検出するために
は配置角（θ）を４０度以上にしなければならない。

【００２７】次に、検出光光量の減衰率の配置角依存性
について考える。図６は直径略１６ｃｍのメロンに対し
て、糖の吸収ピーク波長９１０ｎｍに近く、糖の吸収の
影響を受けない９３０ｎｍの光を入射した場合の検出光
光量の減衰率の配置角依存性を示したものである。減衰
率は配置角０度のときに一番小さく、配置角が増すにつ
れて増加し、配置角１８０度で最大となる。つまり、検
出光光量は配置角が増すにつれて減少し、個々のメロン
により異なるが、配置角１８０度では１０桁も減衰して
しまう場合がある。この場合、本発明で適用される３種
類の波長の光の内、減衰され易い光はメロン内を透過し
難い長波長の第３の光である。そして、第３の光を出射
する９３０ｎｍ付近に発振波長を持つレーザダイオード
の出力は通常１００ｍＷ程度であるため、糖度を±１．
０°ブリックス以上の精度で測定するには検出光光量が
１０ｎＷ以上となるように、減衰率が１×１０^-7より大
きくなる配置角、すなわち配置角（θ）を８０度以下に
することを要する。従って、図４（Ａ）に示すように青
果物４の中心Ｏに向けて光源から光照射する場合の配置
角（θ）について、上述の２つの条件から糖度を±１．
０°ブリックス以上の精度で測定するには、青果物がメ
ロンの場合、４０度以上、８０度以下の範囲に収まるよ
うにする必要がある（請求項２）。

【００２８】尚、これ等配置角（θ）についての検討
は、図４（Ａ）及び図５〜図６に示すように入射光λ１
の青果物４表面における照射領域４１の中心点と出射光
λ２の青果物４表面における検出領域４２の中心点とを
結ぶ直線距離（α）に置換えて考察することも可能であ
る。すなわち、図５は、検出光光量の読取り桁数の上記
照射及び検出領域の中心点間距離（ｃｍ）依存性を示し
た図でもあり、また、図６は、検出光光量の減衰率の上
記照射及び検出領域の中心点間距離（ｃｍ）依存性を示
した図でもある。そして、図５のデータから、±１．０
°ブリックス以上の精度で糖度を検出するためには上記
照射及び検出領域の中心点間距離（α）を略５ｃｍ以上
にしなければならず、また、図６のデータから、糖度を
±１．０°ブリックス以上の精度で測定するには検出光
光量が１０ｎＷ以上となるように、減衰率が１×１０^-7
より大きくなる条件、すなわち上記照射及び検出領域の
中心点間距離（α）を１０ｃｍ以下にすることを要す
る。但し、このデータは直径略１６ｃｍのメロンを対象
にした値である。そして、メロン径は、通常、１６±４
ｃｍであり、メロン径が１６ｃｍより小さくなると上記
照射及び検出領域の中心点間距離（α）は５ｃｍより小
さくなりその下限値は約４ｃｍである。また、メロン径
が１６ｃｍより大きくなると上記照射及び検出領域の中
心点間距離（α）は１０ｃｍより大きくなりその上限値
は約１３ｃｍである。従って、図４（Ａ）に示すように
青果物（メロン）４の中心Ｏに向けて光源から光照射す
る場合の照射及び検出領域の中心点間距離（α）につい
て、糖度を±１．０°ブリックス以上の精度で測定する
には、上述の分析データに基づき４ｃｍ以上、１３ｃｍ
以下の範囲に収まるようにする必要がある（請求項
３）。

【００２９】尚、照射及び検出領域の中心点間距離
（α）についてのメロンにおける条件は、図４（Ｂ）〜
図４（Ｃ）に示したように青果物（メロン）４の中心Ｏ
を避けた方向へ向け光照射した場合にも成立し、図４
（Ｂ）〜図４（Ｃ）のような条件で青果物へ光入射した
場合、糖度を±１．０°ブリックス以上の精度で測定す
るには、上記間隙（α）を４ｃｍ以上、１３ｃｍ以下の
範囲に収まるようにすることを要する。また、メロンよ
り大型であるスイカについては、以下に述べる実施の形
態で挙げられたデータから、糖度を±１．０°ブリック
ス以上の精度で測定するには、上記照射及び検出領域の
中心点間距離（α）を４ｃｍ以上、１２ｃｍ以下の範囲
に収まるようにすることを要する（請求項４）。

【００３０】次に、糖度の測定対象が上記メロンである
場合、メロン表面のどこに光を照射するかによって得ら
れる糖度値が異ることがあり、その測定精度が人間が感
じることのできる糖度の分解能である±１．０°ブリッ
クスの精度より若干劣ってしまうことがある。

【００３１】この光の照射位置により糖度の値が異なる
原因として、メロン表面のネットの存在が考えられる。
すなわち、光吸収から糖度を求める方法では、複数の波
長の光をメロンに照射し、異なる波長の光に対するメロ
ン内部の果肉における透過率（あるいは反射率）の違い
から糖による光吸収量を求め、糖度を得ている。したが
って、異なる波長の光のメロン内部における透過率（あ
るいは反射率）の違いを正確に求めるには、メロン表面
により受ける影響がそれぞれの波長の光に対して等しく
なければならない。また、糖度を常に同じ条件で測定す
るには、メロン内部に侵入する光の入射光光量に対する
割合が、照射位置が変わっても同じでなければならな
い。

【００３２】しかし、メロンのネットは表面が粗れてい
るため、ネットとネット以外の部分とでは光の反射率、
拡散係数が大きく異なっていることが考えられる。その
ため、表面にネットが形成されたメロンに光を照射した
場合、入射光の照射面積中にネットが含まれるかどうか
で、メロン表面から入射光が受ける影響が異なってしま
う。

【００３３】そこで、まず入射光の照射される位置が変
わっても、入射光に対してメロン表面が及ぼす影響を等
しくすることが望ましい。照射位置が変化してもメロン
内部に侵入する光の入射光光量に対する割合を等しくす
るには、照射面積中に含まれるネットの占める割合が照
射位置により変化しないようにすればよい。このために
は照射面積は１ｃｍ²以上にすることが望ましい。また
理由は定かではないが、照射面積が大きすぎても照射位
置により得られる糖度の値が変化してしまうため、照射
面積は２０ｃｍ²以下であることが望ましい（請求項１
４）。

【００３４】また、異なる波長の入射光に対するメロン
表面の影響を等しくするためには、異なる波長の光のメ
ロン表面における照射領域の照射面積および上記照射領
域における入射光の光強度分布が等しくなければならな
い。このためには、光源から出射された光を拡散板を通
過させた後にメロンに照射することが有効である。異な
る光源から出射した光がそれぞれ異なる光強度分布を有
していたとしても、拡散板を通過した光は様々な方向に
拡散させられるため、同一の光強度分布を有する入射光
に変換することができる。また異なる光源から出射され
た光であっても、同じ大きさの拡散板を透過させること
により、拡散板の大きさに等しいビームに変換すること
ができるため照射面積を同一にすることができる（請求
項１５）。

【００３５】次に、糖度の測定対象がメロン、スイカ等
の瓜科の果実類の場合、その外果皮の厚い部位に光を照
射すると、外果皮で吸収、散乱される光の量が多くなっ
て適切な測定ができず、また、検出光が弱くなるので測
定精度が低下してしまうことがある。外果皮には固い繊
維質成分が多く含まれるからである。

【００３６】そして、メロン、スイカ等の果実類は、果
梗部近傍や赤道部近傍より、果頂部近傍の方が外果皮が
比較的薄い。但し、果頂部中心のへそ状のところは外果
皮が部分的に厚くなっている。例えば、北海道産マスク
メロンでは、果梗部近傍や赤道部近傍では外果皮が５ｍ
ｍ以上あり、果梗部近傍では１０ｍｍ近い。これに対し
中心のへそ状の部分を除く果頂部近傍では、外果皮が５
ｍｍ未満である。

【００３７】従って、光の照射位置や検出位置を果頂部
近傍とすることで適切かつより正確な糖度測定ができ
る。尚、果実の果梗部を上にしたときの高さが全高さの
１／５０より小さい範囲は上記果頂部中心のへそ状の部
分の領域に該当し、１／３を超える範囲は外果皮の厚い
果梗部近傍や赤道部近傍の領域に該当する。このため、
糖度の測定対象がメロン、スイカ等の瓜科の果実類の場
合、入射光の青果物表面における照射領域及び／または
上記検出器が受光する青果物からの出射光の青果物表面
における検出領域を、果実の果梗部を上にしたときの高
さが全高さの１／５０から１／３の範囲内の位置に設定
することが望ましい（請求項１６）。

【００３８】尚、光の照射領域と検出領域とのいずれも
を果頂部近傍とする場合は、照射方向と検出方向とがあ
る角度をなすため、光ファイバ等の照射器に対して検出
器が測定対象の影に完全に入らないことがある。この場
合は、果実内部を通過しないで検出器に直接、又は、間
接に到達する光によるノイズが問題となる。この対策と
して、照射器と検出器との間に仕切り（遮蔽板）を設け
たり、図３に示すように光ファイバ２等の照射器や検出
器５を筒体８内に収容し、かつ、この筒体８の先端部に
リング状ラバー９を設け、測定対象である青果物４に押
し付けること等がノイズ除去対策として有効である。

【００３９】ここで果実の「果梗部」とは、果実と茎と
がつながっている、もしくはつながっていた方の果実の
一領域をいい、子房先端が変化したへそ状の「果頂部」
と正対称な位置にある。また、「全高さ」とは、「果梗
部」の中心点を北、「果頂部」の中心点を南としたとき
の南北方向の直径をいい、「果実の果梗部を上にしたと
きの高さ」とは、果実表面の任意の点において、その点
を通り南北軸と垂直な面と「果頂部」の中心点との距離
の「全高さ」に対する比をいうものとする。従って、
「果実の果梗部を上にしたときの高さが全高さの１／５
０〜１／３となる範囲」とは、およそ南緯１９．５〜７
３．７度の領域を指すことになる。

【００４０】尚、本発明において、光の照射方法、検出
方法、糖度算出方法、糖度基準は、いずれも特に限定さ
れない。測定対象と照射器、又は、検出器とは、相対的
に固定しても、いずれかを移動してもよく、照射位置を
一点としても、照射点をスキャンしてもよい。また、測
定時の青果物の置き方は、その頂部が上、下、横等、い
ずれの方向に向いて置かれていてもよく、更に転がりな
がら測定されるようにしてもよい。また、本発明に係る
非破壊糖度測定装置によりその糖度が測定される青果物
は任意であり、リンゴ、桃等比較的小型の青果物に適用
した場合には従来より高い精度でその糖度を測定するこ
とが可能となり、また、メロン、スイカ、カボチャ等比
較的大型の青果物に適用した場合にも高精度でその糖度
を測定することが可能である。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。

【００４２】［第一実施形態］本発明の第一実施形態に
係る非破壊糖度測定装置を用いた非破壊糖度測定を図１
により説明する。図１は本発明に係る非破壊糖度測定装
置の構成の一例を表したものである。光源１には、レー
ザ出力が１００ｍＷで発振波長が８８０ｎｍ，９１０ｎ
ｍ，９３０ｎｍである３つのレーザダイオードを用い
た。レーザダイオードから出射した光は、光ファイバ２
によりレンズ３まで伝送され、レンズ３によりビーム径
が２ｃｍの平行光に形成された後、青果物（直径が略１
６ｃｍのメロン）４に入射する。青果物（以下、メロン
と称する）４に入射した光はメロン４表面での反射、メ
ロン４内部での散乱により、メロン４からあらゆる方向
に出射する。このあらゆる方向に出射された光を、配置
角（θ）が３０度、４０度、６０度、８０度、９０度、
１８０度となるように検出器５を設置し、８０個のメロ
ンを用いてその糖度の測定を行った。検出器５により測
定された検出光光量値は、光量を４桁の精度で読み込む
ために１６ビットのＡＤ変換器６によりデジタル信号に
変換された後、コンピュータ７に取り込まれる。

【００４３】ここで、図１中、上記検出器５は１つの検
出素子で構成されているように表示されているが、実際
は複数の検出素子を組み合わして構成されている。これ
は、メロン４の検出領域から出射される検出光を検出器
５の各検出素子にもれなく受光させてその検出精度を高
めさせるためである。但し、検出器を複数の検出素子で
構成するか単一の検出素子で構成するかは任意である。

【００４４】尚、上記メロン４、光ファイバ２、検出器
５等は暗室内に配置されており、この暗室内において糖
度測定はなされている。また、糖度は予め測定しておい
た入射光光量値を用いて検出光光量値を透過率（＝検出
光光量／入射光光量）に変換した後、以下の式（１）を
用いて算出される。

【００４５】 Ｙ＝ＡＸ₁ ＋ＢＸ₂ ＋ＣＸ₃ ＋Ｄ （１） ここで、Ｙは糖度（ブリックス）、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ は
それぞれ波長８８０ｎｍ，９１０ｎｍ，９３０ｎｍの光
に対するメロンの透過率の自然対数値、つまり吸光度で
ある。また、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは屈折糖度計による糖度の
実測値を用いて最小自乗法により求めた定数で、Ａ＝−
２７．３９、Ｂ＝６８．５０、Ｃ＝−４１．１２、Ｄ＝
１２．９２である。

【００４６】上記６種類の配置角（度）で、それぞれ８
０個のメロンに対し糖度測定を行ったところ、光吸収測
定から求めた糖度と、屈折糖度計による糖度の実測値と
の相関係数及びそのときの糖度誤差（ブリックス）は以
下の表１のようになった。

【００４７】 表１ 配置角（度） 相関係数 糖度誤差（ブリックス） ３０ ０．７０ ±２．０° ４０ ０．９２ ±１．０° ６０ ０．９５ ±０．６° ８０ ０．９３ ±０．９° ９０ （評価不能） （評価不能） １８０ （評価不能） （評価不能）

【００４８】表１に示すように、配置角（θ）を４０
度、６０度、８０度とした場合には、人間が感じること
のできる糖度の分解能である±１．０°ブリックス以上
の精度（すなわち糖度誤差が±１．０°ブリックス以下
である）で糖度を検出することができた。しかし、配置
角（θ）を３０度、９０度、１８０度とした場合には±
１．０°ブリックスの精度でメロンの糖度を測定するこ
とはできなかった。配置角（θ）が３０度のときは、±
１．０°ブリックスの精度で糖度を検出するために必要
な光量の読取り桁数が４桁より大きくなってしまったた
めである。また、配置角（θ）が９０度、１８０度のと
きは、検出光光量が１０ｎＷ以下になり、糖度の測定そ
のものができないメロンが８０個のメロンの中に存在し
たため、相関係数、糖度誤差の値がでていない。

【００４９】［第二実施形態］メロンに代えて直径略２
０ｃｍのスイカを測定対象にした点を除き第一実施形態
と同一の装置を用いてスイカの糖度を測定した。

【００５０】図７はその結果を示したものである。すな
わち、入射光のスイカ表面における照射領域（約２０ｍ
ｍφ）の中心点と出射光のスイカ表面における検出領域
（約１０×１０ｍｍ² ）の中心点とを結ぶ直線距離
（α）（すなわち照射及び検出領域の中心点間距離）を
変えた場合、糖度を±１．０°ブリックス以上の精度で
測定するために必要な検出光光量の読取り桁数の上記直
線距離（α）の依存性と、検出光光量の減衰率の上記直
線距離（α）の依存性をそれぞれ示したグラフ図であ
る。

【００５１】そして、直径略２０ｃｍのスイカの糖度を
±１．０°ブリックス以上の精度で測定するためには、
図７のグラフ図から照射及び検出領域の中心点間距離
（α）は５ｃｍ以上であることを要し（検出器の読取り
桁数を４桁以下にする要請から）、また、検出光光量が
１０ｎＷ以上となるように減衰率が１×１０^-7より大き
くなる距離、すなわち、照射及び検出領域の中心点間距
離（α）が１１ｃｍ以下であることを必要とすることが
確認された。

【００５２】［第三実施形態］直径略３０ｃｍのスイカ
を測定対象にした点を除き第二実施形態と略同一であ
る。

【００５３】図８はその結果を示したものである。そし
て、このグラフ図に基づき実施例２と同様の理由から、
直径略３０ｃｍのスイカの糖度を±１．０°ブリックス
以上の精度で測定するためには、照射及び検出領域の中
心点間距離（α）が７ｃｍ〜１１ｃｍの範囲に設定する
必要があることを確認できた。

【００５４】［第四実施形態］第三実施形態において測
定した直径略３０ｃｍのスイカを１週間後に再度測定し
た点を除き第三実施形態と同一である。すなわち、スイ
カの熟れ具合の進行に伴う測定条件を求めた。

【００５５】図９はその結果を示したものである。そし
て、このグラフ図に基づき第三実施形態と同様の理由か
ら、熟れ具合が進行した直径略３０ｃｍのスイカの糖度
を±１．０°ブリックス以上の精度で測定するために
は、照射及び検出領域の中心点間距離（α）が４ｃｍ〜
１２ｃｍの範囲に設定する必要があることを確認でき
た。

【００５６】［第五実施形態］この実施の形態に係る非
破壊糖度測定装置は、適用した光源が相違する点を除き
図１に示した第一実施形態に係る装置と略同一である。
すなわち、光源１としてレーザ出力が１００ｍＷのレー
ザダイオードと、レーザ出力が１００ｍＷでかつ波長可
変であるチタン・サファイア・レーザが適用されてい
る。そして、レーザダイオードおよびチタン・サファイ
ア・レーザから出射した光は、光ファイバ２によりレン
ズ３まで伝送され、レンズ３によりビーム径が２ｃｍの
平行光に成形した後、メロン４に入射した。メロン４に
入射した光はメロン４表面での反射、メロン内部での散
乱により、メロン４からあらゆる方向に出射する。メロ
ン４の中心に向かって入射する入射光の光軸と前記メロ
ン４から出射された光を検出するための検出器の受光面
に垂直でかつ前記メロンの中心に向かう光軸のなす角
（配置角＝θ）が６０度となる位置に設置された検出器
５により、メロン４から出射した光を検出し、糖度を求
めた。検出器５により測定された検出光光量値は、光量
を４桁の精度で読み込むために１６ビットのＡＤ変換器
６によりデジタル信号に変換された後、コンピュータ７
に取り込まれる。

【００５７】糖度は、第一実施形態と同様、予め測定し
ておいた入射光光量値を用いて検出光光量値を透過率
（＝検出光光量／入射光光量）に変換した後、以下の式
（１）を用いて算出される。

【００５８】 Ｙ＝ＡＸ₁ ＋ＢＸ₂ ＋ＣＸ₃ ＋Ｄ （１） ここで、Ｙは糖度（ブリックス）、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ は
それぞれ波長８８０ｎｍ，９１０ｎｍ，９３０ｎｍの光
に対するメロンの透過率の自然対数値、つまり吸光度で
ある。また、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは屈折糖度計による糖度の
実測値を用いて最小自乗法により求めた定数で、Ａ＝−
２７．３９、Ｂ＝６８．５０、Ｃ＝−４１．１２、Ｄ＝
１２．９２である。

【００５９】そして、以下に示す７５組の波長の組み合
わせを用いて糖度測定を行い、屈折糖度計により求めた
糖度との相関を求めた。この実施形態から６８組、比較
例から７組選択した。結果を表２、表３に示す。表２は
第五実施形態の波長の組み合わせを糖度測定に用いたと
きの結果を、表３は比較例の波長の組み合わせを糖度測
定に用いたときの結果を示したものである。

【００６０】 表２（その１） 第１の光(ｎｍ) 第２の光(ｎｍ) 第３の光(ｎｍ) 相関係数 ８６０ ９００ ９２１ ０．９５ ８８０ ９００ ９２１ ０．９６ ８９０ ９００ ９２１ ０．９５ ８６０ ９０５ ９２１ ０．９５ ８８０ ９０５ ９２１ ０．９６ ８９０ ９０５ ９２１ ０．９５ ８６０ ９１０ ９２１ ０．９５ ８８０ ９１０ ９２１ ０．９７ ８９０ ９１０ ９２１ ０．９５ ８６０ ９１５ ９２１ ０．９５ ８８０ ９１５ ９２１ ０．９６ ８９０ ９１５ ９２１ ０．９５ ８６０ ９００ ９２５ ０．９５ ８８０ ９００ ９２５ ０．９５ ８９０ ９００ ９２５ ０．９５ ８６０ ９０５ ９２５ ０．９６ ８８０ ９０５ ９２５ ０．９６ ８９０ ９０５ ９２５ ０．９５ ８６０ ９１０ ９２５ ０．９５ ８８０ ９１０ ９２５ ０．９６ ８９０ ９１０ ９２５ ０．９５ ８６０ ９１５ ９２５ ０．９６ ８８０ ９１５ ９２５ ０．９６ ８９０ ９１５ ９２５ ０．９５

【００６１】 表２（その２） 第１の光(ｎｍ) 第２の光(ｎｍ) 第３の光(ｎｍ) 相関係数 ８６０ ９００ ９２６ ０．９４ ８８０ ９００ ９２６ ０．９３ ８９０ ９００ ９２６ ０．９３ ８６０ ９１０ ９２６ ０．９３ ８８０ ９１０ ９２６ ０．９４ ８９０ ９１０ ９２６ ０．９４ ８６０ ９２０ ９２６ ０．９４ ８８０ ９２０ ９２６ ０．９３ ８９０ ９２０ ９２６ ０．９２ ８６０ ９００ ９３０ ０．９３ ８８０ ９００ ９３０ ０．９３ ８９０ ９００ ９３０ ０．９３ ８６０ ９１０ ９３０ ０．９３ ８８０ ９１０ ９３０ ０．９３ ８９０ ９１０ ９３０ ０．９２ ８６０ ９２０ ９３０ ０．９２ ８８０ ９２０ ９３０ ０．９２ ８９０ ９２０ ９３０ ０．９２

【００６２】 表２（その３） 第１の光(ｎｍ) 第２の光(ｎｍ) 第３の光(ｎｍ) 相関係数 ８６０ ９００ ９３１ ０．９３ ８８０ ９００ ９３１ ０．９３ ８９０ ９００ ９３１ ０．９２ ８６０ ９１０ ９３１ ０．９２ ８８０ ９１０ ９３１ ０．９３ ８９０ ９１０ ９３１ ０．９３ ８６０ ９２０ ９３１ ０．９３ ８８０ ９２０ ９３１ ０．９３ ８９０ ９２０ ９３１ ０．９２ ８６０ ９００ ９４０ ０．９３ ８８０ ９００ ９４０ ０．９２ ８９０ ９００ ９４０ ０．９２ ８６０ ９１０ ９４０ ０．９３ ８８０ ９１０ ９４０ ０．９２ ８９０ ９１０ ９４０ ０．９２ ８６０ ９２０ ９４０ ０．９２ ８８０ ９２０ ９４０ ０．９２ ８９０ ９２０ ９４０ ０．９２

【００６３】 表２（その４） 第１の光(ｎｍ) 第２の光(ｎｍ) 第３の光(ｎｍ) 相関係数 ８８０ ９０７ ９２１ ０．９１ ８８０ ９０７ ９２５ ０．９１ ８８０ ９００ ９５０ ０．９０ ８８０ ９１０ ９５０ ０．９１ ８８０ ９２０ ９５０ ０．９０ ８８０ ９００ ９６０ ０．９０ ８８０ ９１０ ９６０ ０．９０ ８８０ ９２０ ９６０ ０．９０

【００６４】 表３ 第１の光(ｎｍ) 第２の光(ｎｍ) 第３の光(ｎｍ) 相関係数 ８５０ ９００ ９２５ ０．８７ ８９５ ９００ ９２５ ０．８９ ８５０ ９１０ ９２５ ０．８８ ８９５ ９１０ ９２５ ０．８９ ８５０ ９１０ ９３０ ０．８７ ８９５ ９２０ ９３０ ０．８８ ８９５ ９２０ ９４０ ０．８３

【００６５】表２に示すようにこの実施の形態に係る波
長の組み合わせを用いたときは、実際の糖度との相関係
数は全て０．９以上であった。つまり人間が感じること
のできる糖度の分解能である±１．０゜ブリックスの精
度で糖度測定ができることになる。

【００６６】しかし表３に示すように比較例の波長の組
み合わせを用いたときは０．９以上の相関係数は得られ
なかった。

【００６７】［第六実施形態］この実施の形態に係る非
破壊糖度測定装置は、レンズ３に代えて図２に示すよう
に拡散板３’が適用されている点を除き第一実施形態に
係る装置と略同一である。

【００６８】すなわち、光源１には、レーザ出力が１０
０ｍＷで発振波長が８８０、９１０、９３０ｎｍである
３つのレーザダイオードが用いられている。そして、レ
ーザダイオードから出射した光は、光ファイバ２により
曇り硝子状の拡散板３’まで伝送され、拡散板３’によ
りそれぞれの波長の光を光強度分布が等しい入射光に成
形した後、表面にネットが形成されているメロン４に入
射した。メロン４に入射した光はメロン表面での反射、
メロン内部での散乱により、メロン４からあらゆる方向
に出射する。メロン４の中心に向かって入射する入射光
の光軸と前記メロン４から出射された光を検出するため
の検出器の受光面に垂直でかつ前記メロンの中心に向か
う光軸のなす角（θ）が６０度となる位置に設置された
検出器５により、メロン４から出射した光を検出し、糖
度を求めた。検出器５により測定された検出光光量値
は、光量を４桁の精度で読み込むために１６ビットのＡ
Ｄ変換器６によりデジタル信号に変換された後、コンピ
ュータ７に取り込まれる。

【００６９】糖度は、第一実施形態と同様、予め測定し
ておいた入射光光量値を用いて検出光光量値を透過率
（＝検出光光量／入射光光量）に変換した後、以下の式
（１）を用いて算出される。

【００７０】 Ｙ＝ＡＸ₁ ＋ＢＸ₂ ＋ＣＸ₃ ＋Ｄ （１） ここで、Ｙは糖度（ブリックス）、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ は
それぞれ波長８８０ｎｍ，９１０ｎｍ，９３０ｎｍの光
に対するメロンの透過率の自然対数値、つまり吸光度で
ある。また、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは屈折糖度計による糖度の
実測値を用いて最小自乗法により求めた定数で、Ａ＝−
２７．３９、Ｂ＝６８．５０、Ｃ＝−４１．１２、Ｄ＝
１２．９２である。

【００７１】そして、上記拡散板３’の大きさを変える
ことによりその照射面積がそれぞれ０．８ｃｍ² 、１．
１ｃｍ² 、７．１ｃｍ² 、１２．６ｃｍ² 、１９．６ｃ
ｍ²、２８．３ｃｍ² である６種類の入射光を形成し、
かつ、メロン４への照射位置を同一のメロン内で８箇所
変動させることにより、測定される糖度誤差の照射面積
依存性を観察した。照射面積と糖度誤差の関係は表４の
ようになった。

【００７２】 表４ 照射面積（ｃｍ² ） 糖度誤差（ブリックス） ０．８ ±２．０゜ １．１ ±１．０゜ ７．１ ±０．６゜ １２．６ ±０．９゜ １９．６ ±１．０゜ ２８．３ ±１．５゜

【００７３】上記照射面積を１．１ｃｍ² 、７．１ｃｍ
² 、１２．６ｃｍ² 、及び、１９．６ｃｍ² とした場合
は、メロンへの照射位置を変動させても、人間が感じる
ことのできる糖度の分解能である±１．０゜ブリックス
の精度で糖度を検出することができた。しかし、照射面
積を０．８ｃｍ² 、２８．３ｃｍ² とした場合には±
１．０゜ブリックスの精度ではメロンの糖度を測定する
ことができなかった。

【００７４】また比較例として、３つの光源からの光の
メロン表面における照射面積は７．１ｃｍ² であるが、
個々の光の照射位置をメロン表面上で各々２ｍｍづつず
らしながら糖度を測定したところ各光の光強度分布がば
らついてしまい、その糖度誤差は±１．２゜ブリックス
と±１．０゜ブリックスの精度を満たすことはできなか
った。

【００７５】［第七実施形態］この実施の形態に係る非
破壊糖度測定装置は、図３に示すように暗室内にレーザ
光を照射する光ファイバ２と、メロン４と、メロン４か
ら出射される光を検出する検出器５等が載置され、か
つ、メロン４に対するレーザ光の照射位置とその検出位
置がメロン４の下部側に設定されている点を除き、第一
実施形態に係る非破壊糖度測定装置と略同一である。
尚、上記光ファイバ２、レンズ３、検出器５等は筒体８
内に組み込まれており、かつ、筒体８の先端にはリング
状ラバー９が取り付けられている。

【００７６】そして、暗室内に糖度未知のメロン５０個
を搬送し、各メロンの糖度（Ｄｎ）を第一実施形態と同
様な方法により測定した。ここで、図３のように、レー
ザ光の照射位置及びレーザ光の検出位置を、果実の果梗
部を上にしたときの高さ（ｈ）がメロンの全高さ（Ｈ）
の１／１５となる位置とし、レーザ光照射方向と検出方
向はメロンの中心を向く方向でかつこれら方向が同一面
内に含まれ更に同一経度にない（すなわち、上記照射位
置と検出位置とが重ならない）ように構成した。

【００７７】次に、各メロンより果汁を採取し、屈折率
を用いた糖度計を用いて果汁の糖度（Ｄ’ｎ）を求め、
（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値を求めた。この結果、（Ｄｎ／
Ｄ’ｎ）の値は全て１．０５〜０．９５の範囲内に入っ
ていた。

【００７８】［第八実施形態］レーザ光の照射位置を果
実の果梗部を上にしたときの高さがメロンの全高さの１
／１５となる位置とし、レーザ光の検出位置を、果実の
果梗部を上にしたときの高さ（ｈ）がメロンの全高さ
（Ｈ）の１４／１５となる位置でかつレーザ光の照射位
置と同一経度とし、レーザ光照射方向と検出方向はメロ
ンの中心を向く方向でかつこれら方向が同一面内に含ま
れるように構成した他は、第七実施形態と同様の実験を
した。この結果、（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値は全て１．０５
〜０．９５の範囲内に入っていた。

【００７９】［第九実施形態］レーザ光の照射位置を果
実の果梗部を上にしたときの高さ（ｈ）がメロンの全高
さ（Ｈ）の１４／１５となる位置とし、レーザ光の検出
位置を果実の果梗部を上にしたときの高さ（ｈ）がメロ
ンの全高さ（Ｈ）の１／１５となる位置でかつレーザ光
の照射位置と同一経度とし、レーザ光照射方向と検出方
向はメロンの中心を向く方向でかつこれら方向が同一面
内に含まれるように構成した他は、第七実施形態と同様
の実験をした。この結果、（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値は全て
１．０５〜０．９５の範囲内に入っていた。

【００８０】［第十実施形態］レーザ光の照射位置及び
レーザ光の検出位置を果実の果梗部を上にしたときの高
さ（ｈ）がメロンの全高さ（Ｈ）の３／１０となる位置
とし、レーザ光照射方向と検出方向はメロンの中心を向
く方向で、かつ、これら方向が同一面内に含まれ更に同
一経度にないように構成した他は、第七実施形態と同様
の実験をした。この結果、（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値は全て
１．０５〜０．９５の範囲内に入っていた。

【００８１】［第十一実施形態］レーザ光の照射位置及
びレーザ光の検出位置を果実の果梗部を上にしたときの
高さ（ｈ）がメロンの全高さ（Ｈ）の１／３となる位置
とし、レーザ光照射方向と検出方向はメロンの中心を向
く方向でかつこれら方向が同一面内に含まれ更に同一経
度にないように構成した他は、第七実施形態と同様の実
験をした。この結果、（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値は全て１．
０５〜０．９５の範囲内に入っていた。

【００８２】［比較例１］レーザ光の照射位置及びレー
ザ光の検出位置を果実の果梗部を上にしたときの高さ
（ｈ）がメロンの全高さ（Ｈ）の１／２となる位置と
し、レーザ光照射方向と検出方向はメロンの中心を向く
方向でかつこれら方向が互いに正反対の向きとなるよう
に構成した他は第七実施形態と同様の実験をした。この
結果、（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値は、１．０５〜０．９５の
範囲内に入るものは３８個であり、１２個は１．１０〜
１．０５、または０．９５〜０．９０の範囲内に入って
いた。

【００８３】［比較例２］レーザ光の照射位置及びレー
ザ光の検出位置（ｈ）を果実の果梗部を上にしたときの
高さ（ｈ）がメロンの全高さの７／１０となる位置と
し、レーザ光照射方向と検出方向はメロンの中心を向く
方向でかつこれら方向が同一面内に含まれ更に同一経度
にないように構成した他は、第七実施形態と同様の実験
をした。この結果、（Ｄｎ／Ｄ’ｎ）の値は、１．０５
〜０．９５の範囲内に入るものは３４個であり、１６個
は１．１０〜１．０５、または０．９５〜０．９０の範
囲内に入っていた。

【００８４】

【発明の効果】本発明に係る非破壊糖度測定装置によれ
ば、青果物の大小に拘らずかつ検出光の光量の読取り桁
数を多くすることなく人間が感じることのできる糖度の
分解能である±１．０°ブリックス程度の精度で青果物
の糖度を非破壊測定できる効果を有する。

【００８５】特に、上記青果物がメロンの場合、その配
置角が４０度〜８０度になるように検出器の配置位置を
設定したり、入射光の青果物表面における照射領域の中
心点と出射光の青果物表面における検出領域の中心点と
を結ぶ直線距離が４ｃｍ〜１３ｃｍになるように検出器
の配置位置を設定した場合には、検出光の光量の読取り
桁数を多くすることなく人間が感じることのできる糖度
の分解能である±１．０°ブリックス以上の精度でメロ
ンの糖度を非破壊測定できる効果を有する。

【００８６】同様に、上記青果物がスイカの場合、入射
光の青果物表面における照射領域の中心点と出射光の青
果物表面における検出領域の中心点とを結ぶ直線距離が
４ｃｍ〜１２ｃｍになるように検出器の配置位置を設定
した場合には、検出光の光量の読取り桁数を多くするこ
となく人間が感じることのできる糖度の分解能である±
１．０°ブリックス以上の精度でスイカの糖度を非破壊
測定できる効果を有する。

【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糖度測定装置
の構成説明図。

【図２】他の実施の形態に係る非破壊糖度測定装置の構
成説明図。

【図３】他の実施の形態を説明するための要部説明図。

【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は、青果物（メロン）に対
し入射される入射光と上記青果物から出射される出射光
の関係を示す説明図。

【図５】検出光光量の読取り桁数の配置角依存性、並び
に、検出光光量の読取り桁数の照射及び検出領域の中心
点間距離依存性を示したグラフ図。

【図６】検出光光量の減衰率の配置角依存性、並びに、
検出光光量の減衰率の照射及び検出領域の中心点間距離
依存性を示したグラフ図。

【図７】検出光光量の読取り桁数並びに検出光光量の減
衰率の照射及び検出領域の中心点間距離依存性を示した
グラフ図。

【図８】検出光光量の読取り桁数並びに検出光光量の減
衰率の照射及び検出領域の中心点間距離依存性を示した
グラフ図。

【図９】検出光光量の読取り桁数並びに検出光光量の減
衰率の照射及び検出領域の中心点間距離依存性を示した
グラフ図。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光ファイバ ３ レンズ ４ 青果物（メロン） ５ 検出器 θ 配置角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−327128 (32)優先日 平６(1994)12月28日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平7−116398 (32)優先日 平７(1995)４月18日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 岸本 俊樹 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友金属 鉱山株式会社技術本部内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】近赤外光を青果物に照射し青果物から出射
   された光の糖における光吸収測定により上記青果物の糖
   度を測定する非破壊糖度測定装置において、 その波長が８６０ｎｍから９６０ｎｍの範囲にある３種
   類の波長の光を出射する単一若しくは複数の光源を使用
   すると共に、上記光吸収を検出する検出器の配置位置
   が、光源から出射され上記青果物へ入射する入射光の青
   果物表面における照射領域の中心点と青果物の中心とを
   結ぶ直線の延長線上の位置を除き、かつ、入射光の青果
   物表面における照射領域と検出器が受光する上記青果物
   からの出射光の青果物表面における検出領域とが重なら
   ない位置に設定されていることを特徴とする非破壊糖度
   測定装置。
2. 【請求項２】上記青果物がメロンであり、かつ、入射光
   のメロン表面における照射領域の中心点とメロンの中心
   とを結ぶ直線と、上記出射光のメロン表面における検出
   領域の中心点とメロンの中心とを結ぶ直線とのなす角が
   ４０度から８０度に設定されていることを特徴とする請
   求項１記載の非破壊糖度測定装置。
3. 【請求項３】上記青果物がメロンであり、かつ、入射光
   のメロン表面における照射領域の中心点と出射光のメロ
   ン表面における検出領域の中心点とを結ぶ直線距離が４
   ｃｍから１３ｃｍに設定されていることを特徴とする請
   求項１記載の非破壊糖度測定装置。
4. 【請求項４】上記青果物がスイカであり、かつ、入射光
   のスイカ表面における照射領域の中心点と出射光のスイ
   カ表面における検出領域の中心点とを結ぶ直線距離が４
   ｃｍから１２ｃｍに設定されていることを特徴とする請
   求項１記載の非破壊糖度測定装置。
5. 【請求項５】上記光源から出射され青果物へ入射する入
   射光の青果物表面に対する入射方向が、上記入射光の青
   果物表面における照射領域の中心点と青果物の中心とを
   結んだ直線の延長方向と一致しない方向に設定されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の非破壊糖度測定装
   置。
6. 【請求項６】上記光源が半導体レーザであることを特徴
   とする請求項１記載の非破壊糖度測定装置。
7. 【請求項７】上記光源が固体レーザであることを特徴と
   する請求項１記載の非破壊糖度測定装置。
8. 【請求項８】上光源が発光ダイオードであることを特徴
   とする請求項１記載の非破壊糖度測定装置。
9. 【請求項９】単一若しくは複数の上記光源から出射され
   る３種類の波長の光が、波長が８６０ｎｍから８９０ｎ
   ｍの範囲にある第１の光と、波長が９００ｎｍから９２
   ０ｎｍの範囲にある第２の光と、波長が９２０ｎｍを越
   え９６０ｎｍ以下の範囲にある第３の光とで構成される
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の非破
   壊糖度測定装置。
10. 【請求項１０】上記第１の光の波長が８６０ｎｍから８
    ９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９００ｎｍから９０
    ５ｎｍの範囲あるいは９１０ｎｍから９１５ｎｍの範
    囲、第３の光の波長が９２０ｎｍを越え９２５ｎｍ以下
    の範囲にあることを特徴とする請求項９記載の非破壊糖
    度測定装置。
11. 【請求項１１】上記第１の光の波長が８６０ｎｍから８
    ９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９０５ｎｍを越え９
    １０ｎｍを越えない範囲、第３の光の波長が９２０ｎｍ
    を越え９２５ｎｍ以下の範囲にあることを特徴とする請
    求項９記載の非破壊糖度測定装置。
12. 【請求項１２】上記第１の光の波長が８６０ｎｍから８
    ９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９００ｎｍから９２
    ０ｎｍの範囲、第３の光の波長が９２５ｎｍを越え９３
    ０ｎｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項９記載
    の非破壊糖度測定装置。
13. 【請求項１３】上記第１の光の波長が８６０ｎｍから８
    ９０ｎｍの範囲、第２の光の波長が９００ｎｍから９２
    ０ｎｍの範囲、第３の光の波長が９３０ｎｍを越え９４
    ０ｎｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項９記載
    の非破壊糖度測定装置。
14. 【請求項１４】上記青果物がメロンであり、かつ、単一
    若しくは複数の光源から出射され上記メロンへ入射され
    る各入射光のメロン表面における照射領域の照射面積と
    光強度分布が同一で、上記照射面積が１ｃｍ²から２０
    ｃｍ²の範囲に設定されていることを特徴とする請求項
    １〜８のいずれかに記載の非破壊糖度測定装置。
15. 【請求項１５】単一若しくは複数の光源から出射された
    ３種類の波長の光を拡散板を通過させて各入射光のメロ
    ン表面における照射領域の光強度分布が同一に設定され
    ていることを特徴とする請求項１４記載の非破壊糖度測
    定装置。
16. 【請求項１６】上記青果物が果実類であり、かつ、入射
    光の青果物表面における照射領域及び／または上記検出
    器が受光する青果物からの出射光の青果物表面における
    検出領域を、果実の果梗部を上にしたときの高さが全高
    さの１／５０から１／３となる範囲のいずれかの位置に
    設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
    載の非破壊糖度測定装置。