JPH0989767A - 携帯用光糖度計 - Google Patents
携帯用光糖度計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物の糖度を非破壊で測定可能にし、か
つ、持ち運びできる小型でコンパクトなものにする。 【解決手段】 把持可能なケース体１と、ケース体１に
付帯され被測定物Ｓに対して光を投光するとともに被測
定物Ｓからの反射光を受光する投受光部５と、２５００
ｎｍ以下の近赤外線領域の波長を含む光を発生させる光
源部６と、光源部６で発生した光を投受光部５に送る投
光経路部１０と、投受光部５が受光した光を送る受光経
路部１１と、受光経路部１１から送られた光を分光処理
する分光部２０と、分光部２０で分光処理した光を電気
信号に変換する複数個の光電変換素子からなる光電変換
器２７と、光電変換器２７で変換した電気信号に基づい
て糖度を算出するデータ処理部３０と、データ処理部３
０で算出された糖度を表示する表示部３４とを備えた。
つ、持ち運びできる小型でコンパクトなものにする。 【解決手段】 把持可能なケース体１と、ケース体１に
付帯され被測定物Ｓに対して光を投光するとともに被測
定物Ｓからの反射光を受光する投受光部５と、２５００
ｎｍ以下の近赤外線領域の波長を含む光を発生させる光
源部６と、光源部６で発生した光を投受光部５に送る投
光経路部１０と、投受光部５が受光した光を送る受光経
路部１１と、受光経路部１１から送られた光を分光処理
する分光部２０と、分光部２０で分光処理した光を電気
信号に変換する複数個の光電変換素子からなる光電変換
器２７と、光電変換器２７で変換した電気信号に基づい
て糖度を算出するデータ処理部３０と、データ処理部３
０で算出された糖度を表示する表示部３４とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば樹上の青果
物や青果場等における選別後の青果物に光を照射しこれ
から得られる反射光から、青果物の糖度を非破壊的に、
かつ瞬時に糖度測定できる携帯用光糖度計に関する。
物や青果場等における選別後の青果物に光を照射しこれ
から得られる反射光から、青果物の糖度を非破壊的に、
かつ瞬時に糖度測定できる携帯用光糖度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、野菜や果物等の青果物の糖度
は、被検対象の青果物を切り取りその搾り汁を屈折計を
用いることによって測定される。光の屈折現象を応用し
たこの方法は物質の濃度が高くなると、その屈折率も比
例して増加するという原理に基づいている。この屈折率
と濃度の関係はショ糖、食塩などの物質によって異なる
値を示す。そこで屈折計におけるＢｒｉｘ％の目盛りは
ショ糖液を基準にしているため、物質が異なる場合は換
算が必要となり、計測をより煩雑にする。
は、被検対象の青果物を切り取りその搾り汁を屈折計を
用いることによって測定される。光の屈折現象を応用し
たこの方法は物質の濃度が高くなると、その屈折率も比
例して増加するという原理に基づいている。この屈折率
と濃度の関係はショ糖、食塩などの物質によって異なる
値を示す。そこで屈折計におけるＢｒｉｘ％の目盛りは
ショ糖液を基準にしているため、物質が異なる場合は換
算が必要となり、計測をより煩雑にする。
【０００３】更に、上記の方法は破壊による糖度計測で
もあり、測定に長時間を要し、さらに全数を測定するこ
とは困難である。近年においては、青果物の光学的特性
に基づいた被破壊測定に着目し、短時間で多くの被検対
象を測定して、青果物の品質管理等の用に供することが
できるような方法及び装置が開発されている。そして、
最近では、近赤外線領域の波長の光を用いた青果物の糖
度を測定する方法及び装置が研究されている。
もあり、測定に長時間を要し、さらに全数を測定するこ
とは困難である。近年においては、青果物の光学的特性
に基づいた被破壊測定に着目し、短時間で多くの被検対
象を測定して、青果物の品質管理等の用に供することが
できるような方法及び装置が開発されている。そして、
最近では、近赤外線領域の波長の光を用いた青果物の糖
度を測定する方法及び装置が研究されている。
【０００４】従来、近赤外線領域の波長の光を用いた青
果物の糖度測定方法及び装置は、例えば、特開平４−２
０８８４２号公報に掲載されたものが知られている。こ
れは、選果場で用いるオンライン用の糖度測定装置であ
り、搬送用のコンベアーと組み合わせて使用されるもの
である。
果物の糖度測定方法及び装置は、例えば、特開平４−２
０８８４２号公報に掲載されたものが知られている。こ
れは、選果場で用いるオンライン用の糖度測定装置であ
り、搬送用のコンベアーと組み合わせて使用されるもの
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来におい
て、上記前者の屈折計による糖度計測は破壊計測のため
全数の測定を行なうことができない。従って、青果物の
個々のばらつきが生じるという問題があった。また、上
記後者の糖度測定装置はコンベアーとの組み合わせで使
用するために装置が大きくなっているので、例えば樹上
の青果物の糖度測定や選別した後の青果物の品質状態を
見たいという要望に応えることができないという問題が
あった。
て、上記前者の屈折計による糖度計測は破壊計測のため
全数の測定を行なうことができない。従って、青果物の
個々のばらつきが生じるという問題があった。また、上
記後者の糖度測定装置はコンベアーとの組み合わせで使
用するために装置が大きくなっているので、例えば樹上
の青果物の糖度測定や選別した後の青果物の品質状態を
見たいという要望に応えることができないという問題が
あった。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みて為され
たもので、被測定物を非破壊で測定可能で、かつ、持ち
運びできる小型でコンパクトな携帯用光糖度計を提供す
ることを目的とする。
たもので、被測定物を非破壊で測定可能で、かつ、持ち
運びできる小型でコンパクトな携帯用光糖度計を提供す
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
るため、本発明の携帯用光糖度計は、ケース体に付帯さ
れ被測定物に対して光を投光するとともに被測定物から
の反射光を受光する投受光部を備え、該投受光部が受光
した光によって被測定物の糖度を計測する携帯用光糖度
計において、上記ケース体内に設けられ２５００ｎｍ以
下の近赤外線領域の波長を含む光を発生させる光源部
と、該光源部で発生した光を上記投受光部に送る投光経
路部と、上記投受光部が受光した光を送る受光経路部
と、上記ケース体内に設けられ上記受光経路部から送ら
れた光を分光処理する分光部と、上記ケース体内に設け
られ該分光部で分光処理した光を電気信号に変換する複
数個の光電変換素子からなる光電変換器と、上記ケース
体内に設けられ上記光電変換器で変換した電気信号に基
づいて糖度を算出するデータ処理部と、上記ケース体に
設けられ上記データ処理部で算出された糖度を表示する
表示部とを備えた構成としている。
るため、本発明の携帯用光糖度計は、ケース体に付帯さ
れ被測定物に対して光を投光するとともに被測定物から
の反射光を受光する投受光部を備え、該投受光部が受光
した光によって被測定物の糖度を計測する携帯用光糖度
計において、上記ケース体内に設けられ２５００ｎｍ以
下の近赤外線領域の波長を含む光を発生させる光源部
と、該光源部で発生した光を上記投受光部に送る投光経
路部と、上記投受光部が受光した光を送る受光経路部
と、上記ケース体内に設けられ上記受光経路部から送ら
れた光を分光処理する分光部と、上記ケース体内に設け
られ該分光部で分光処理した光を電気信号に変換する複
数個の光電変換素子からなる光電変換器と、上記ケース
体内に設けられ上記光電変換器で変換した電気信号に基
づいて糖度を算出するデータ処理部と、上記ケース体に
設けられ上記データ処理部で算出された糖度を表示する
表示部とを備えた構成としている。
【０００８】そして、必要に応じ、上記分光部を、上記
受光経路部から送られた光を適宜の角度で反射させる反
射鏡と、該反射鏡で反射された反射光を分散させるため
の凹面回折格子とを備えて構成している。この場合、上
記分光部の凹面回折格子を光軸合わせを可能にする位置
微調整用ステージに設置したことが有効である。
受光経路部から送られた光を適宜の角度で反射させる反
射鏡と、該反射鏡で反射された反射光を分散させるため
の凹面回折格子とを備えて構成している。この場合、上
記分光部の凹面回折格子を光軸合わせを可能にする位置
微調整用ステージに設置したことが有効である。
【０００９】また、必要に応じ、上記データ処理部を、
上記光電変換器からの電気信号により糖に帰属する波長
の吸光度及び糖に帰属しないとされる波長の吸光度を算
出する吸光度算出部と、これらの二次微分値を演算する
二次微分演算部と、この演算された二次微分値を用いて
被測定物の糖度を演算する糖度演算部とを備えた構成と
している。更に、必要に応じ、上記投光経路部及び受光
経路部を、光ファイバ束を用いて構成している。
上記光電変換器からの電気信号により糖に帰属する波長
の吸光度及び糖に帰属しないとされる波長の吸光度を算
出する吸光度算出部と、これらの二次微分値を演算する
二次微分演算部と、この演算された二次微分値を用いて
被測定物の糖度を演算する糖度演算部とを備えた構成と
している。更に、必要に応じ、上記投光経路部及び受光
経路部を、光ファイバ束を用いて構成している。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態に係る携帯用光糖度計について説明する。
携帯用光糖度計は、りんごなどの青果物を被測定物と
し、その糖度を計測するものである。図１及び図２に示
す本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計において、
１は把持可能なケース体であって、プラスチックや金属
板等で内部に収容空間２を有する矩形箱状に形成され、
本体部３と該本体部３に着脱可能に設けられる蓋部４と
から構成されている。図２に示すように、ケース体１
は、例えば、縦Ｌ1 ＝２３０ｍｍ，横Ｌ2 ＝１１０ｍ
ｍ，高さＨ＝７５ｍｍに形成される。
の実施の形態に係る携帯用光糖度計について説明する。
携帯用光糖度計は、りんごなどの青果物を被測定物と
し、その糖度を計測するものである。図１及び図２に示
す本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計において、
１は把持可能なケース体であって、プラスチックや金属
板等で内部に収容空間２を有する矩形箱状に形成され、
本体部３と該本体部３に着脱可能に設けられる蓋部４と
から構成されている。図２に示すように、ケース体１
は、例えば、縦Ｌ1 ＝２３０ｍｍ，横Ｌ2 ＝１１０ｍ
ｍ，高さＨ＝７５ｍｍに形成される。
【００１１】５はケース体１の本体部３の一側面に付帯
され被測定物に対して光を投光するとともに被測定物Ｓ
からの反射光を受光する投受光部である。この投受光部
５は投光部分と受光部分が同心円上に配置されている。
６はケース体１の収容空間２内に設けられ光を発生させ
る光源部である。この光源部６は、近赤外線領域を含む
光線、詳しくは、２５００ｎｍ以下の近赤外線領域の波
長を含む光を照射するもので、例えば、ハロゲンランプ
等を用いて構成されている。７は光源部６の電源である
蓄電池である。ハロゲンランプでは蓄電池を用いること
で、３０ワット程度のものを使用する。また、光源部６
は覆部８で覆われているが、放熱性をよくするため必要
以上に囲わないこととしている。
され被測定物に対して光を投光するとともに被測定物Ｓ
からの反射光を受光する投受光部である。この投受光部
５は投光部分と受光部分が同心円上に配置されている。
６はケース体１の収容空間２内に設けられ光を発生させ
る光源部である。この光源部６は、近赤外線領域を含む
光線、詳しくは、２５００ｎｍ以下の近赤外線領域の波
長を含む光を照射するもので、例えば、ハロゲンランプ
等を用いて構成されている。７は光源部６の電源である
蓄電池である。ハロゲンランプでは蓄電池を用いること
で、３０ワット程度のものを使用する。また、光源部６
は覆部８で覆われているが、放熱性をよくするため必要
以上に囲わないこととしている。
【００１２】９は光源部６の後流側に設けられるフィル
タであって、７００ｎｍ以下の波長をカットするもので
ある。１０は光源部６で発生し上記フィルタ９を通って
放射される光を投受光部５の投光部分に送る投光経路
部、１１は投受光部５の受光部分が受光した光を送る受
光経路部である。投光経路部１０及び受光経路部１１
は、光ファイバ束を用いて構成され、いずれもケース体
内１の収容空間２内に収納されている。
タであって、７００ｎｍ以下の波長をカットするもので
ある。１０は光源部６で発生し上記フィルタ９を通って
放射される光を投受光部５の投光部分に送る投光経路
部、１１は投受光部５の受光部分が受光した光を送る受
光経路部である。投光経路部１０及び受光経路部１１
は、光ファイバ束を用いて構成され、いずれもケース体
内１の収容空間２内に収納されている。
【００１３】２０はケース体１の収容空間２内に設けら
れ上記受光経路部１１から送られた光を分光処理する分
光部である。分光部２０の構成は、図１及び図３に示す
ように、遮光材で形成され内部を略暗室状態とするハウ
ジング２１と、ハウジング２１に設けられ受光経路部１
１から送られた光を通過させる入射スリット２２とを備
えている。この入射スリット２２には、受光経路部１１
の光ファイバ束７の端面部が対向させられている。図５
には、分光部２０の分光光学系において、波長９００ｎ
ｍで、入射スリット２２の幅を変化させたときの半値全
幅、光強度（レベル）の関係を示す。この結果から、実
施例では、入射スリット２２の幅を０．５ｍｍとした。
れ上記受光経路部１１から送られた光を分光処理する分
光部である。分光部２０の構成は、図１及び図３に示す
ように、遮光材で形成され内部を略暗室状態とするハウ
ジング２１と、ハウジング２１に設けられ受光経路部１
１から送られた光を通過させる入射スリット２２とを備
えている。この入射スリット２２には、受光経路部１１
の光ファイバ束７の端面部が対向させられている。図５
には、分光部２０の分光光学系において、波長９００ｎ
ｍで、入射スリット２２の幅を変化させたときの半値全
幅、光強度（レベル）の関係を示す。この結果から、実
施例では、入射スリット２２の幅を０．５ｍｍとした。
【００１４】また、図３に示すように、分光部２０にお
いて、２３は受光経路部１１から送られ入射スリット２
２を通過した光を適宜の角度で反射させる反射鏡、２４
は反射鏡２３で反射された反射光を分散させるための凹
面回折格子である。凹面回折格子２４は、例えば、溝本
数４５０本／ｍｍ、波長範囲８００〜１０００ｎｍ、曲
率半径９６．３７ｍｍ、外形寸法１５×１５ｍｍ、厚さ
５ｍｍのものを用いた。また、凹面回折格子２４は、光
軸合わせを可能にする位置微調整用ステージ２５に設置
されている。例えば、周知のスライド型２軸ステージが
用いられる。
いて、２３は受光経路部１１から送られ入射スリット２
２を通過した光を適宜の角度で反射させる反射鏡、２４
は反射鏡２３で反射された反射光を分散させるための凹
面回折格子である。凹面回折格子２４は、例えば、溝本
数４５０本／ｍｍ、波長範囲８００〜１０００ｎｍ、曲
率半径９６．３７ｍｍ、外形寸法１５×１５ｍｍ、厚さ
５ｍｍのものを用いた。また、凹面回折格子２４は、光
軸合わせを可能にする位置微調整用ステージ２５に設置
されている。例えば、周知のスライド型２軸ステージが
用いられる。
【００１５】２６は凹面回折格子２４によって分散され
た光を光電変換器２７に向けて反射させる別の反射鏡で
ある。光電変換器２７は、ハウジング２１に取付けられ
ており、分光部２０で分光処理した光を電気信号に変換
する複数個の光電変換素子からなる。例えば、光電変換
器２７は、光電変換素子数２５６個、素子間隔５０μｍ
のものが用いられる。
た光を光電変換器２７に向けて反射させる別の反射鏡で
ある。光電変換器２７は、ハウジング２１に取付けられ
ており、分光部２０で分光処理した光を電気信号に変換
する複数個の光電変換素子からなる。例えば、光電変換
器２７は、光電変換素子数２５６個、素子間隔５０μｍ
のものが用いられる。
【００１６】３０はケース体１内に設けられ光電変換器
２７で変換した電気信号に基づいて糖度を算出するデー
タ処理部である。図４に示すように、このデータ処理部
３０は、例えばマイクロプロッセ等の機能によって実現
され、光電変換器２７からの電気信号により糖に帰属す
る波長の吸光度及び糖に帰属しないとされる波長の吸光
度を算出する吸光度算出部３１と、これらの二次微分値
を演算する二次微分演算部３２と、この演算された二次
微分値を用いて被測定物Ｓの糖度を演算する糖度演算部
３３とを備えて構成されている。
２７で変換した電気信号に基づいて糖度を算出するデー
タ処理部である。図４に示すように、このデータ処理部
３０は、例えばマイクロプロッセ等の機能によって実現
され、光電変換器２７からの電気信号により糖に帰属す
る波長の吸光度及び糖に帰属しないとされる波長の吸光
度を算出する吸光度算出部３１と、これらの二次微分値
を演算する二次微分演算部３２と、この演算された二次
微分値を用いて被測定物Ｓの糖度を演算する糖度演算部
３３とを備えて構成されている。
【００１７】詳しくは、例えば、りんごの糖度測定用と
しては、吸光度算出部３１は、糖に帰属する９１２ｎｍ
の波長の吸光度及び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍ
の波長の吸光度を算出する。また、糖度演算部３３は、
二次微分演算部３２によって演算された二次微分値を用
いて、以下の数式１により、青果物の糖度を演算する。
しては、吸光度算出部３１は、糖に帰属する９１２ｎｍ
の波長の吸光度及び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍ
の波長の吸光度を算出する。また、糖度演算部３３は、
二次微分演算部３２によって演算された二次微分値を用
いて、以下の数式１により、青果物の糖度を演算する。
【００１８】
【数１】
【００１９】数式１において、λは波長、Ａ1(λ1)は糖
に帰属する波長λ1 （９１２ｎｍ）の吸光度、Ａ2(λ2)
は糖へ帰属しないとされる波長λ2 （８８８ｎｍ）の吸
光度、Ｋ0 ，Ｋ1 ，Ｋ2 は、充分に多い母集団において
測定された吸光度及び実測糖度を用いて最小二乗法で決
定された係数である。
に帰属する波長λ1 （９１２ｎｍ）の吸光度、Ａ2(λ2)
は糖へ帰属しないとされる波長λ2 （８８８ｎｍ）の吸
光度、Ｋ0 ，Ｋ1 ，Ｋ2 は、充分に多い母集団において
測定された吸光度及び実測糖度を用いて最小二乗法で決
定された係数である。
【００２０】また、３４はケース体１の蓋部４に設けら
れデータ処理部３０で算出された糖度を表示する表示部
である。表示部３４は、糖度演算部３３で演算された糖
度をデジタル表示する液晶表示素子で構成される。尚、
上記蓄電池７は、データ処理部３０の電源としても機能
する。Ｓ１は電源スイッチ、Ｓ２は測定スイッチ、Ｓ３
はリセットスイッチである。
れデータ処理部３０で算出された糖度を表示する表示部
である。表示部３４は、糖度演算部３３で演算された糖
度をデジタル表示する液晶表示素子で構成される。尚、
上記蓄電池７は、データ処理部３０の電源としても機能
する。Ｓ１は電源スイッチ、Ｓ２は測定スイッチ、Ｓ３
はリセットスイッチである。
【００２１】従って、この実施の形態に係る携帯用光糖
度計を用いて糖度を計測するときは、例えば、りんごの
例で説明すると、以下のようにして行なう。この場合、
データ処理部３０においては、糖に帰属する９１２ｎｍ
の波長の吸光度及び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍ
の波長の吸光度に対応するよう予め設定が行なわれてい
る。また、凹面回折格子２４は、位置微調整用ステージ
２５によって、予め、この凹面回折格子２４により分散
した光が光電変換器２７上に焦点を結ぶように、その位
置が調整されている。従って、回折格子を回転させるこ
となく、同時に全波長の光を検出でき、計測の高速化を
図ることができるとともに、回折格子を回転させるため
の駆動装置を設けなくても良いので、それだけ、小型化
が図られる。
度計を用いて糖度を計測するときは、例えば、りんごの
例で説明すると、以下のようにして行なう。この場合、
データ処理部３０においては、糖に帰属する９１２ｎｍ
の波長の吸光度及び糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍ
の波長の吸光度に対応するよう予め設定が行なわれてい
る。また、凹面回折格子２４は、位置微調整用ステージ
２５によって、予め、この凹面回折格子２４により分散
した光が光電変換器２７上に焦点を結ぶように、その位
置が調整されている。従って、回折格子を回転させるこ
となく、同時に全波長の光を検出でき、計測の高速化を
図ることができるとともに、回折格子を回転させるため
の駆動装置を設けなくても良いので、それだけ、小型化
が図られる。
【００２２】この状態において、電源スイッチＳ１を投
入後、投受光部５を被測定物Ｓに向けて測定スイッチＳ
２を投入する。これにより、ハロゲンランプからなる光
源部６が発光し、フィルタ９により７００ｎｍより長波
長の光が光ファイバ束からなる投光経路部１０を介して
送られ、投光部９から被測定物Ｓに照射される。そし
て、被測定物Ｓで反射した光は光ファイバ束からなる受
光経路部１１を介して入射スリット２２から入射され、
図３に示すように、反射鏡２３により反射され、入射角
αで凹面回折格子２４に入射された後、この凹面回折格
子２４で分光された光線が反射鏡２６で反射され、光電
変換器２７の各光電変換素子の表面に分光された光線が
焦点を結ぶことで、同時に全波長が計測される。光電変
換器２７による計測値はデータ処理部３０に送られる。
入後、投受光部５を被測定物Ｓに向けて測定スイッチＳ
２を投入する。これにより、ハロゲンランプからなる光
源部６が発光し、フィルタ９により７００ｎｍより長波
長の光が光ファイバ束からなる投光経路部１０を介して
送られ、投光部９から被測定物Ｓに照射される。そし
て、被測定物Ｓで反射した光は光ファイバ束からなる受
光経路部１１を介して入射スリット２２から入射され、
図３に示すように、反射鏡２３により反射され、入射角
αで凹面回折格子２４に入射された後、この凹面回折格
子２４で分光された光線が反射鏡２６で反射され、光電
変換器２７の各光電変換素子の表面に分光された光線が
焦点を結ぶことで、同時に全波長が計測される。光電変
換器２７による計測値はデータ処理部３０に送られる。
【００２３】データ処理部３０では、図４に示すよう
に、光電変換器２７からの電気信号により吸光度算出部
３１が糖に帰属する９１２ｎｍの波長の光の吸光度及び
糖に帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の光の吸光度
を算出し、これらの二次微分値を二次微分演算部３２に
より演算し、この演算された二次微分値を用いて糖度演
算部３３により糖度を演算する。糖度の演算結果は表示
部３４にデジタル表示される。尚、りんごなどの青果物
の糖度測定を行う場合、最初の糖度測定を行う前に上記
と同じ測定手順で必ず白色板での校正を行う。
に、光電変換器２７からの電気信号により吸光度算出部
３１が糖に帰属する９１２ｎｍの波長の光の吸光度及び
糖に帰属しないとされる８８８ｎｍの波長の光の吸光度
を算出し、これらの二次微分値を二次微分演算部３２に
より演算し、この演算された二次微分値を用いて糖度演
算部３３により糖度を演算する。糖度の演算結果は表示
部３４にデジタル表示される。尚、りんごなどの青果物
の糖度測定を行う場合、最初の糖度測定を行う前に上記
と同じ測定手順で必ず白色板での校正を行う。
【００２４】この場合、糖に帰属する９１２ｎｍの波長
の吸光度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長
の吸光度とを測定し、これらの吸光度の二次微分値を演
算し、この演算結果に基づいて糖度を算出するので、二
次微分値を用いることから原スペクトルをデータとする
場合に比較して、バックグラウンドによるノイズが消去
されたデータとすることができ、それだけ、糖度の推定
精度を向上させることができる。特に、りんごにおいて
極めて有用になる。また、糖に帰属する９１２ｎｍの波
長の吸光度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波
長の吸光度とを用いることになるので、互いに一次独立
の関係にある２変数の固定の検量線を作成することがで
き、それだけ、精度の高い糖度を算出できる。
の吸光度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波長
の吸光度とを測定し、これらの吸光度の二次微分値を演
算し、この演算結果に基づいて糖度を算出するので、二
次微分値を用いることから原スペクトルをデータとする
場合に比較して、バックグラウンドによるノイズが消去
されたデータとすることができ、それだけ、糖度の推定
精度を向上させることができる。特に、りんごにおいて
極めて有用になる。また、糖に帰属する９１２ｎｍの波
長の吸光度と、糖へ帰属しないとされる８８８ｎｍの波
長の吸光度とを用いることになるので、互いに一次独立
の関係にある２変数の固定の検量線を作成することがで
き、それだけ、精度の高い糖度を算出できる。
【００２５】更に、糖に帰属する波長を９１２ｎｍに固
定し、糖へ帰属しないとされる波長を８８８ｎｍに固定
したので、特にりんごにおいて、測定する青果物の種
類，産地や栽培方法などが異なっても、同一の検量線を
用いて糖度の測定をすることが可能になる。従って、種
類，産地や栽培方法などが異なっても、逐一測定波長を
選択しなくても良く、それだけ、測定作業の効率化を図
ることができる。
定し、糖へ帰属しないとされる波長を８８８ｎｍに固定
したので、特にりんごにおいて、測定する青果物の種
類，産地や栽培方法などが異なっても、同一の検量線を
用いて糖度の測定をすることが可能になる。従って、種
類，産地や栽培方法などが異なっても、逐一測定波長を
選択しなくても良く、それだけ、測定作業の効率化を図
ることができる。
【００２６】次に、この携帯用光糖度計による糖度測定
の結果例を示す。図６は、りんごの種類「ふじ」におい
て、被測定物２７個を測定したときの測定糖度（近赤外
値）と、屈折計によって測定した糖度（手分析値）との
相関を示すグラフである。グラフより、相関係数が０．
８０６と良好な結果が得られた。尚、相関波長は上記の
９１２ｎｍと８８８ｎｍの２波長である。
の結果例を示す。図６は、りんごの種類「ふじ」におい
て、被測定物２７個を測定したときの測定糖度（近赤外
値）と、屈折計によって測定した糖度（手分析値）との
相関を示すグラフである。グラフより、相関係数が０．
８０６と良好な結果が得られた。尚、相関波長は上記の
９１２ｎｍと８８８ｎｍの２波長である。
【００２７】尚、上記実施の形態において、データ処理
部３０が用いる吸光度の波長は上述した値に限られるも
のではなく、被測定物Ｓに対応させた種々の値であって
良い。また、投受光部５をケース体１に設けたが、必ず
しもこれに限定されるものではなく、ケース体１と分離
して設けて光ファイバ等で接続する等、適宜変更して差
し支えない。更に、上記入射スリット２２の幅、凹面回
折格子２４や光電変換器２７の仕様，構造、あるいは、
光源部６の種類等は上述したものに限定されるものでは
なく、適宜変更して差し支えない。また、被測定物Ｓ
は、りんごに限らず種々の青果物等どのようなものであ
っても良いことは勿論である。
部３０が用いる吸光度の波長は上述した値に限られるも
のではなく、被測定物Ｓに対応させた種々の値であって
良い。また、投受光部５をケース体１に設けたが、必ず
しもこれに限定されるものではなく、ケース体１と分離
して設けて光ファイバ等で接続する等、適宜変更して差
し支えない。更に、上記入射スリット２２の幅、凹面回
折格子２４や光電変換器２７の仕様，構造、あるいは、
光源部６の種類等は上述したものに限定されるものでは
なく、適宜変更して差し支えない。また、被測定物Ｓ
は、りんごに限らず種々の青果物等どのようなものであ
っても良いことは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の携帯用光
糖度計によれば、被測定物からの反射光を受光し、２５
００ｎｍ以下の近赤外線領域の波長に対する吸光度を測
定して糖度を測定するので、被測定物を非破壊で糖度測
定を行なうことができるとともに、測定をケース体に収
納した機器により行なうことができるので、持ち運びで
きる小型でコンパクトにすることができ、そのため、被
測定物の全数の測定を、例えば樹上の青果物の糖度測定
や選別した後の青果物の品質状態を見たい場合に、被測
定物の全数の測定を容易に行なうことができ、測定精度
を大幅に向上させることができる。
糖度計によれば、被測定物からの反射光を受光し、２５
００ｎｍ以下の近赤外線領域の波長に対する吸光度を測
定して糖度を測定するので、被測定物を非破壊で糖度測
定を行なうことができるとともに、測定をケース体に収
納した機器により行なうことができるので、持ち運びで
きる小型でコンパクトにすることができ、そのため、被
測定物の全数の測定を、例えば樹上の青果物の糖度測定
や選別した後の青果物の品質状態を見たい場合に、被測
定物の全数の測定を容易に行なうことができ、測定精度
を大幅に向上させることができる。
【００２９】また、分光部を、反射鏡で反射された反射
光を分散させるための凹面回折格子を備えて構成した場
合には、回折格子を回転させることなく、同時に全波長
の光を検出でき、そのため、計測の高速化を図ることが
できるとともに、回折格子を回転させるための駆動装置
を設けなくても良いので、より一層小型化を図ることが
できる。更に、分光部の凹面回折格子を光軸合わせを可
能にする位置微調整用ステージに設置した場合には、位
置の微調整を簡易に行なうことができ、この点で、装置
を使い易くできる。
光を分散させるための凹面回折格子を備えて構成した場
合には、回折格子を回転させることなく、同時に全波長
の光を検出でき、そのため、計測の高速化を図ることが
できるとともに、回折格子を回転させるための駆動装置
を設けなくても良いので、より一層小型化を図ることが
できる。更に、分光部の凹面回折格子を光軸合わせを可
能にする位置微調整用ステージに設置した場合には、位
置の微調整を簡易に行なうことができ、この点で、装置
を使い易くできる。
【００３０】更にまた、データ処理部を、糖に帰属する
波長の吸光度及び糖に帰属しないとされる波長を用いて
糖度を演算する構成にした場合には、二次微分値を用い
ることから原スペクトルをデータとする場合に比較し
て、バックグラウンドによるノイズが消去されたデータ
とすることができ、それだけ、糖度の推定精度を向上さ
せることができる。また、投光経路部及び受光経路部を
光ファイバ束を用いて構成した場合には、伸縮自在なの
で、ケース体等に収納し易くなり、そのため、より一層
小型化を図ることができる等種々の効果がある。
波長の吸光度及び糖に帰属しないとされる波長を用いて
糖度を演算する構成にした場合には、二次微分値を用い
ることから原スペクトルをデータとする場合に比較し
て、バックグラウンドによるノイズが消去されたデータ
とすることができ、それだけ、糖度の推定精度を向上さ
せることができる。また、投光経路部及び受光経路部を
光ファイバ束を用いて構成した場合には、伸縮自在なの
で、ケース体等に収納し易くなり、そのため、より一層
小型化を図ることができる等種々の効果がある。
【図１】本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計を示
す全体斜視図である。
す全体斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計の分
光部の構造を示す図である。
光部の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計のデ
ータ処理部の構成を示すブロック図である。
ータ処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計の分
光部において入射スリットの幅と半値全幅、光強度（レ
ベル）の関係を示すグラフ図である。
光部において入射スリットの幅と半値全幅、光強度（レ
ベル）の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る携帯用光糖度計によ
る糖度測定の結果例を示すグラフ図である。
る糖度測定の結果例を示すグラフ図である。
Ｓ 被測定物 １ ケース体 ２ 収容空間 ５ 投受光部 ６ 光源部 ７ 蓄電池 ９ フィルタ １０ 投光経路部 １１ 受光経路部 ２０ 分光部 ２１ ハウジング ２２ 入射スリット ２３ 反射鏡 ２４ 凹面回折格子 ２５ 位置微調整用ステージ ２６ 反射鏡 ２７ 光電変換器 ３０ データ処理部 ３１ 吸光度算出部 ３２ 二次微分演算部 ３３ 糖度演算部 ３４ 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡山 透 青森県青森市大字八ツ役字芦谷202の４ 青森県産業技術開発センター内 (72)発明者 櫛引 正剛 青森県青森市大字八ツ役字芦谷202の４ 青森県産業技術開発センター内 (72)発明者 小野 浩之 青森県青森市大字八ツ役字芦谷202の４ 青森県産業技術開発センター内 (72)発明者 花松 憲光 青森県青森市大字八ツ役字芦谷202の４ 青森県産業技術開発センター内 (72)発明者 篠木 藤敏 青森県青森市大字八ツ役字芦谷202の４ 青森県産業技術開発センター内 (72)発明者 対馬 武夫 青森県弘前市大字金属町５番地１ 東和電 機工業株式会社内 (72)発明者 三上 俊一 青森県弘前市大字金属町５番地１ 東和電 機工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 把持可能なケース体に付帯され被測定物
に対して光を投光するとともに被測定物からの反射光を
受光する投受光部を備え、該投受光部が受光した光によ
って被測定物の糖度を計測する携帯用光糖度計におい
て、 上記ケース体内に設けられ２５００ｎｍ以下の近赤外線
領域の波長を含む光を発生させる光源部と、 該光源部で発生した光を上記投受光部に送る投光経路部
と、 上記投受光部が受光した光を送る受光経路部と、 上記ケース体内に設けられ上記受光経路部から送られた
光を分光処理する分光部と、 上記ケース体内に設けられ該分光部で分光処理した光を
電気信号に変換する複数個の光電変換素子からなる光電
変換器と、 上記ケース体内に設けられ上記光電変換器で変換した電
気信号に基づいて糖度を算出するデータ処理部と、 上記ケース体に設けられ上記データ処理部で算出された
糖度を表示する表示部とを備えたことを特徴とする携帯
用光糖度計。 - 【請求項２】 上記分光部を、上記受光経路部から送ら
れた光を適宜の角度で反射させる反射鏡と、該反射鏡で
反射された反射光を分散させるための凹面回折格子とを
備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の携帯用
光糖度計。 - 【請求項３】 上記分光部の凹面回折格子を光軸合わせ
を可能にする位置微調整用ステージに設置したことを特
徴とする請求項２記載の小型光糖度計。 - 【請求項４】 上記データ処理部を、上記光電変換器か
らの電気信号により糖に帰属する波長の吸光度及び糖に
帰属しないとされる波長の吸光度を算出する吸光度算出
部と、これらの二次微分値を演算する二次微分演算部
と、この演算された二次微分値を用いて被測定物の糖度
を演算する糖度演算部とを備えたことを特徴とする請求
項１，２または３記載の携帯用光糖度計。 - 【請求項５】 上記投光経路部及び受光経路部を、光フ
ァイバ束を用いて構成したことを特徴とする請求項１，
２，３または４記載の携帯用光糖度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24562595A JPH0989767A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 携帯用光糖度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24562595A JPH0989767A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 携帯用光糖度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989767A true JPH0989767A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17136469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24562595A Pending JPH0989767A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 携帯用光糖度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989767A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014211418A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-13 | 篤志 倉田 | 糖度を測定する機能をもったスマートフォン |
| CN109297908A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-01 | 泰安市康宇医疗器械有限公司 | 一种微量元素红外光谱测量系统 |
-
1995
- 1995-09-25 JP JP24562595A patent/JPH0989767A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014211418A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-13 | 篤志 倉田 | 糖度を測定する機能をもったスマートフォン |
| CN109297908A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-01 | 泰安市康宇医疗器械有限公司 | 一种微量元素红外光谱测量系统 |
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