(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディと、
前記ボディの一面から突出させた筒状をなす内遮光壁及び外遮光壁と、
前記内遮光壁の先端開口から入った光の強度を検出して、その強度に応じた値の光強度信号を出力する光検出部と、
前記内遮光壁と前記外遮光壁との間の配置面に配置され、それぞれがピーク波長の互いに異なる単波長の光を射出する複数の単波長光射出部とを具備し、
前記各単波長光射出部から射出される光の波長と異なる波長の光を射出する補助光射出部をさらに設け、前記補助光射出部を前記配置面上に配置するとともに、前記複数の単波長光射出部を順次切り替え、前記各単波長光射出部の点灯と同時に前記補助光射出部を点灯させて、
前記各単波長光射出部からの光に前記補助光射出部からの光が加算された光を前記農作物に照射し、前記農作物を透過して前記光検出部で検出された前記切り替えた回数分の光強度の相対値に基づいて前記農作物の内部品質を算出することを特徴とする屋外用農作物内部品質測定装置。
【請求項２】
前記補助光射出部から射出される光が、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域の光を含むものである請求項１記載の屋外用農作物内部品質測定装置。
【請求項３】
前記内遮断壁及び前記外遮断壁が、同心円状となるように配置されている請求項１又は２記載の屋外用農作物内部品質測定装置。
【請求項４】
前記外遮断壁の先端が、前記内遮断壁の先端よりも突出している請求項１、２又は３記載の屋外用農作物内部品質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、農作物に光を照射し、その透過光から得られた吸光特性に基づいて、農作物の内部品質を測定する屋外用農作物内部品質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、農作物の内部品質を非破壊に測定する方法として、農作物に光を照射し、その反射光や透過光から得られた吸光特性を利用するという測定方法が用いられている。
【０００３】
そして、この方法を用いた装置として、特許文献１に示すように、連続した波長の光を射出して、青果物の内部品質を測定する卓上設置型の装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０７２９７号公報
【特許文献２】特開２００２−１１６１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した構成では、連続した波長の光を用いるため、分光器等が必要となり、装置が大型かつ高価となってしまう。
【０００６】
そこで、特許文献２に示すように、波長の異なる複数の単波長光を順次切り替えて果実に照射し、それぞれの透過光をフォトダイオードなどの受光素子で検出して、果実の糖度を測定するハンディ型の装置が開発されている。しかしながら、単波長光を用いた場合、その波長によっては、光のほとんどが農作物に吸収され、受光素子に到達する光が微弱になってしまうことがある。その結果、受光素子の測定レンジ以下の光量となり、算出される内部品質が不正確になる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題を一挙に解決すべく、正確に農作物の内部品質を測定することができる、小型かつ安価な屋外用農作物内部品質測定装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明に係る屋外用農作物内部品質測定装置は、ボディと、前記ボディの一面から突出させた筒状をなす内遮光壁及び外遮光壁と、前記内遮光壁の先端開口から入った光の強度を検出して、その強度に応じた値の光強度信号を出力する光検出部と、前記内遮光壁と外遮光壁との間の配置面に配置された、ピーク波長が互いに異なる複数の光を射出する単波長光射出部とを具備し、前記内遮光壁及び外遮光壁の先端開口縁を農作物の外表面に密接又は近接させた状態で前記各単波長光射出部を順次切り替えて点灯させ、該各単波長光射出部から該農作物内を通って前記光検出部で検出された各光の相対強度に基づいて該農作物の内部品質を算出するものであり、前記各単波長光射出部から射出される光の波長と異なる波長の光を射出する補助光射出部をさらに設け、前記補助光射出部を前記配置面上に配置するとともに、前記各単波長光射出部と同時に前記補助光を点灯させるようにしたことを特徴とする。なお、本発明において内部品質とは、熟度、糖度、内部障害等を含むものである。
【０００９】
前記補助光射出部から射出される光としては、例えば、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域の光を含むものであれば、農作物内部での透過率が高く好ましい。
【００１０】
また、前記内遮光壁及び前記外遮光壁が、同心円状となるように配置されているものとしてもよいし、前記外遮光壁の先端が、前記内遮光壁の先端よりも突出しているものとしてもよい。このようなものであれば、概略球状の農作物に密接または近接させた状態での遮光性が高まるので好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
かかる構成の屋外用農作物内部品質測定装置であれば、単波長光射出部からの光が農作物で顕著に吸収された場合であっても、光検出部に到達する光は、補助光射出部からの透過光が加算されたものであるので、受光素子の測定レンジ内の光強度を有するように設定でき、測定精度を担保できる。
また、その補助光射出部は、単波長光射出部と同じ取付機構で、同じ配置面上に取り付けることができるので、構成の複雑化を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における屋外用農作物内部品質測定装置を示す正面図。
【図２】同実施形態における屋外用農作物内部品質測定装置を示す背面図。
【図３】同実施形態における屋外用農作物内部品質測定装置の使用状態を示す図。
【図４】同実施形態における屋外用農作物内部品質測定装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施形態に係る屋外用農作物内部品質測定装置１は、屋外において収穫前の農作物に光を照射して内部品質を測定するものであり、図１に示すように、内遮光壁１１と、外遮光壁１２と、配置面１３と、測定開始スイッチ１４と、光検出部２と、単波長光射出部３ａ〜３ｄと、補助光射出部４とを備えている。以下に各部を詳述する。
【００１５】
内遮光壁１１及び外遮光壁１２は、図１及び図３に示すように、概略直方体形状のボディ１０の長手方向と平行な一面（以下、正面と言う）から同じ高さだけ垂直に突出し、先端が開口している円筒形状のものである。２つの遮光壁は、内遮光壁１１を内側として同心円状の入れ子状となるように、互いに所定間隔離間して配設されている。
【００１６】
配置面１３は、内遮光壁１１と外遮光壁１２との間の、正面と平行な平らな底面である。
【００１７】
測定開始スイッチ１４は、例えば、正面に設けられた楕円状の押しボタンである。
【００１８】
光検出部２は、図１に示すように、内遮光壁１１の底面中央に配設されており、内遮光壁１１の先端開口から入った光の強度を検出して、その強度に応じた値の光強度信号を出力するものであり、例えばフォトダイオードが用いられる。
【００１９】
単波長光射出部３ａ〜３ｄは、図１に示すように、配置面１３上であって、各遮光壁と中心を共有する同心円の円周上に等間隔で、例えば４つ配置されており、ここではＬＥＤ素子とレンズ等を一体化したＬＥＤパッケージが用いられる。
【００２０】
補助光射出部４は、図１に示すように、単波長光射出部３ａ及び３ｄの中間であって、かつ、単波長光射出部３ａ〜３ｄと同一の円周上に、例えば１つ配置されており、ここでは前記同様のＬＥＤパッケージが用いられる。
【００２１】
単波長光射出部３ａ〜３ｄから射出される光のピーク波長としては、例えば、６００ｎｍ、６７０ｎｍ、７００ｎｍ、８３０ｎｍ及び９５０ｎｍからなる群より選ばれる波長が挙げられ、補助光射出部４から射出される光のピーク波長としては、例えば、８８０ｎｍが挙げられる。
補助光射出部４から射出される光は、各単波長光射出部３ａ〜３ｄから射出される光の各ピーク波長から、３０ｎｍ以内の波長の光を実質的に含まないものが好ましく、５０ｎｍ以内の波長の光を実質的に含まないものであればより好ましい。
【００２２】
各光射出部から射出される光の波長はこれらに限られず、例えば、次の方法によって決定することができる。予め、連続スペクトルが観測可能な装置によって、測定対象と同種の農作物を測定しておき、内部品質の状態によって透過率が変化する光の波長域から単波長光射出部３ａ〜３ｄの波長を選択し、いずれの内部品質の状態においても透過率が高い光の波長域から補助光射出部４の波長を選択すればよい。
その際、単波長光射出部３ａ〜３ｄのピーク波長は互いに異なるものであり、補助光射出部４は単波長光射出部の波長帯域に実質的に重ならない帯域の光を射出するものとすればよい。要は、単波長光射出部の各透過光強度を、補助光射出部を点灯することによって、内部品質測定に支障を生じさせない程度の誤差で同じ値だけ加算できるようにしたものであればよい。
【００２３】
以下に、本実施形態に係る屋外用農作物内部品質測定装置１の動作を、図４のフローチャートを参照しながら、射出制御部（図示しない）及び内部品質算出部（図示しない）の動作説明を兼ねて詳述する。
【００２４】
まず、測定者が屋外用農作物内部品質測定装置１の内遮光壁１１および外遮光壁１２を農作物Ａの外表面に密着又は近接させた状態で、測定開始スイッチ１４を押すと、射出制御部が、単波長光射出部３ａ及び補助光射出部４を同時に所定時間だけ点灯させる。各光射出部からの光の一部は農作物外表面及び内部で吸収され、一部は農作物内部で散乱し、農作物の外表面から射出され、光検出部２へと到達する。光検出部２は、受光した光の強度に応じた値の光強度信号を内部品質算出部へと出力する。
続いて、射出制御部は単波長光射出部３ｂ、３ｃ、３ｄを順次切り替え、補助光射出部４を各単波長光射出部と同時に所定時間だけ点灯させるので、切り替えた回数分の光強度信号が同様に内部品質算出部へと出力される。
【００２５】
内部品質算出部は、この複数の光強度信号に所定の演算処理を施して、内部品質データＭを算出する。内部品質データＭは、例えば、下記式（１）（２）で表される。
【００２６】
【数１】
0005576084.tif 000002
【００２７】
なお、Ｉ０は入射光強度、Ｉは透過光強度、ＡＢＳは吸光度、λ１〜λｎは各単波長光射出部の波長、ＡＢＳ−Ｄ１（λｎ）は波長λｎにおける吸光度の差分値、Ｃｏｆ１〜Ｃｏｆｎ及びＩＮＴは所定の定数又は関数をそれぞれ示す。
【００２８】
ここで、測定対象農作物に対して、単波長光射出部は順次異なる波長の光を射出し、補助光射出部は常に同じ波長の光を射出するため、単波長光射出部の吸光度はそれぞれ変動し、補助光射出部の吸光度は変動しない。そして、内部品質データＭは吸光度の差分値に基づいて算出される、つまり、吸光度の絶対値ではなく、各吸光度間の相対値に基づいて算出されるので、補助光射出部を使用することは内部品質測定に支障を生じさせない。
【００２９】
内部品質出力手段（図示しない）は、ブザーやスピーカ等の音声出力体、又はＬＥＤや液晶ディスプレイ等の発光体等からなるものであり、内部品質算出部から信号を受信すると、音や光等により測定対象の農作物が所期の内部品質の状態を満たしているか否かを報知し、又は算出された内部品質の状態を表示する。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、補助光射出部は、本実施形態において１つのみとしたが、複数の補助光射出部が同一又は異なる波長の光を射出するものであってもよい。
また、補助光射出部は単波長光射出部と同時に点灯及び消灯を繰り返すものであってもよいし、初めの単波長光射出部の点灯から、最後の単波長光射出部の消灯までの間、点灯し続ける等としてもよい。
【００３１】
加えて言えば、農作物に応じて、点灯させる補助光射出部を選択する補助光選択部を設けても良い。これには、点灯及び消灯だけでなく、射出される光の光強度を変化させるようにしたもの等を含めてもよい。
【００３２】
さらに、農作物選択部を設けてもよい。農作物選択部は、測定者が農作物の種別を選択するボタンを押すなどの手段によって選択した農作物に応じて、内部品質算出部における複数の所定の演算処理から１つを選択した演算処理選択データを含む、農作物選択データを出力するものである。
農作物選択データには、選択された農作物に応じて、点灯させる補助光射出部を選択したものである補助光選択データを含めてもよい。これには、点灯及び消灯だけでなく、射出される光の光強度を変化させるようにしたもの等を含めてもよい。
また、例えば、ある農作物では単波長光射出部の波長として使用した波長が、別種の農作物では補助光射出部の波長として有効である場合などに、選択された農作物に応じて、単波長光射出部及び補助光射出部の役割を組み替えたものである光射出部組み合わせデータを含めてもよい。
【００３３】
さらに、単波長光射出部及び補助光射出部は、ＬＥＤ等の光源に限られず、光源と接続された光ファイバー等からなる光伝達手段の先端、又は、光源からの光を通過させる穴や透明部材等であってもよい。光検出部は、フォトダイオード等の受光素子に限られず、受光素子と接続された光ファイバー等からなる光伝達手段の先端、又は、受光素子へと光を通過させる穴や透明部材等であってもよい。
【００３４】
内遮光壁及び外遮光壁は、農作物に密着又は近接させた際に外光を遮る機能を発揮するようにしたものであればよく、円筒形状又は同心円状の配置に限定されるものではない。また、測定に必要な光が通過できる範囲内において先端開口をすぼめてもよい。農作物の形状に応じて、外遮光壁の先端が内遮光壁の先端よりも突出するようにしてもよいし、逆に、内遮光壁の先端が外遮光壁の先端よりも突出するようにしてもよい。
【００３５】
配置面については、本実施形態においては平面としたが、すり鉢形状等であってもよい。
【００３６】
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・屋外用内部品質測定装置
２・・・光検出部
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・単波長光射出部
４・・・補助光射出部
１０・・・ボディ
１１・・・内遮光壁
１２・・・外遮光壁
１３・・・配置面
１４・・・測定開始スイッチ
１５・・・電源
【図１】
0005576084.tif 000003
【図２】
0005576084.tif 000004
【図３】
0005576084.tif 000005
【図４】
0005576084.tif 000006