(57)【要約】【課題】果実の硬度を容易に測定することができる硬度測定装置及び方法を提供する。【解決手段】第１のセンサ部１１は、果実Ｓの下部に当接してこれを支持しつつ変形が可能な第１の圧電素子１１Ａを有し、第１の圧電素子１１Ａの変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号を出力する。第２のセンサ部１２は、第１の圧電素子１１Ａと独立して変形が可能な第２の圧電素子１２Ａを有し、第２の圧電素子１２Ａの変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を出力するとともに第１のセンサ部１１Ａを支持する。加振部１３は、第１のセンサ部１１と第２のセンサ部１２とを介して果実Ｓを加振する。硬度判定部２０は、加振部１３の加振中における第１の電圧信号と第２の電圧信号との位相差に基づいて、果実Ｓの硬度を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの下部に当接してこれを支持しつつ変形が可能な第１の圧電素子を有し、前記第１の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号を出力する第１のセンサ部と、
前記第１の圧電素子と独立して変形が可能な第２の圧電素子を有し、前記第２の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を出力するとともに前記第１のセンサ部を支持する第２のセンサ部と、
前記第１のセンサ部と前記第２のセンサ部とを介して前記サンプルを加振する加振部と、
前記加振部の加振中における前記第１の電圧信号と前記第２の電圧信号との位相差に基づいて、前記サンプルの硬度を判定する硬度判定部と、
を備える硬度測定装置。
【請求項２】
前記加振部を支持する弾性部材を備える、
請求項１に記載の硬度測定装置。
【請求項３】
前記サンプルの重量に応じて、前記弾性部材を、ばね強度が異なるものに交換可能である、
請求項２に記載の硬度測定装置。
【請求項４】
前記第１の圧電素子は、その中央で前記サンプルの下部に当接し、
前記第１のセンサ部は、前記第１の圧電素子の外縁を振動可能に支持する第１の支持部を有し、
前記第２のセンサ部は、前記第２の圧電素子の外縁を振動可能に支持する第２の支持部を有し、
前記第２の支持部が、前記第１の支持部を支持する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の硬度測定装置。
【請求項５】
前記サンプルを補助的に支持する補助支持部を備える、
請求項１から４のいずれか一項に記載の硬度測定装置。
【請求項６】
サンプルの下部に当接してこれを支持しつつ変形が可能な第１の圧電素子を有する第１のセンサ部と、前記第１の圧電素子と独立して変形が可能な第２の圧電素子を有する第２のセンサ部とを介して、加振部で前記サンプルを支持する支持工程と、
前記加振部を用いて、前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部を介して前記サンプルを加振させつつ、前記第１の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号と、前記第２の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を測定する測定工程と、
前記加振部の加振中における前記第１の電圧信号と前記第２の電圧信号との位相差に基づいて、前記サンプルの硬度を判定する硬度判定工程と、
を含む硬度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一点接触硬度測定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、果実の硬度、熟度等の各種特性をその振動に基づいて測定する技術について研究開発を行っており、これまでも多くの技術を提案している（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
特許文献１、４、５には、レーザードップラー法を用いて果実の特性を測定する測定装置が開示されている。これらの装置では、加振器を用いて果実の下側に０〜２ｋＨｚの周波数範囲の振動を与え、レーザー光を照射して果実の上側の振動を測定している。
【０００４】
特許文献２、３では、２点で果実を狭持して振動させて、果実の特性を測定する装置が開示されている。これらの装置では、振動源及び振動センサの双方を果物に押し付けた状態で、測定が行われる。測定結果から演算によって第２の共振周波数ｆ２が求められ、式［ｍ２／３×ｆ２２（ｍ：果実の重量）］を用いて、果実の硬度指標が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０６２０７１号公報
【特許文献２】特許第３９２７９９６号公報
【特許文献３】特開２０１５−２８４４５号公報
【特許文献４】特許第４６９６２１８号公報
【特許文献５】特許第４８９９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２、３に開示された装置では、果実の硬度、熟度を測定する場合、果実を２点接触で挟み込む作業が必要であった。この作業は煩雑であり、作業時間も増大していた。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、果実の硬度を容易に測定することができる硬度測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る硬度測定装置は、
サンプルの下部に当接してこれを支持しつつ変形が可能な第１の圧電素子を有し、前記第１の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号を出力する第１のセンサ部と、
前記第１の圧電素子と独立して変形が可能な第２の圧電素子を有し、前記第２の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を出力するとともに前記第１のセンサ部を支持する第２のセンサ部と、
前記第１のセンサ部と前記第２のセンサ部とを介して前記サンプルを加振する加振部と、
前記加振部の加振中における前記第１の電圧信号と前記第２の電圧信号との位相差に基づいて、前記サンプルの硬度を判定する硬度判定部と、
を備える。
【０００９】
この場合、前記加振部を支持する弾性部材を備える、
こととしてもよい。
【００１０】
前記サンプルの重量に応じて、前記弾性部材を、ばね強度が異なるものに交換可能である、
こととしてもよい。
【００１１】
前記第１の圧電素子は、その中央で前記サンプルの下部に当接し、
前記第１のセンサ部は、前記第１の圧電素子の外縁を振動可能に支持する第１の支持部を有し、
前記第２のセンサ部は、前記第２の圧電素子の外縁を振動可能に支持する第２の支持部を有し、
前記第２の支持部が、前記第１の支持部を支持する、
こととしてもよい。
【００１２】
前記サンプルを補助的に支持する補助支持部を備える、
こととしてもよい。
【００１３】
本発明の第２の観点に係る硬度測定方法は、
サンプルの下部に当接してこれを支持しつつ変形が可能な第１の圧電素子を有する第１のセンサ部と、前記第１の圧電素子と独立して変形が可能な第２の圧電素子を有する第２のセンサ部とを介して、加振部で前記サンプルを支持する支持工程と、
前記加振部を用いて、前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部を介して前記サンプルを加振させつつ、前記第１の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号と、前記第２の圧電素子の変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を測定する測定工程と、
前記加振部の加振中における前記第１の電圧信号と前記第２の電圧信号との位相差に基づいて、前記サンプルの硬度を判定する硬度判定工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１点接触でサンプルの硬度を測定することができるので、サンプルを挟んで保持する必要がなくなる。この結果、サンプルを挟み込む作業が不要となるので、サンプルの硬度を容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る硬度測定装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の圧電素子の構造の一例を示す図である。図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）は、第１の圧電素子が振動する様子を示す図である。
【図３】図１の硬度判定部のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図４】図１の硬度測定装置における硬度の測定の流れを示すフローチャートである。
【図５】加振部の加振周波数に対する、第１の圧電素子の出力信号と、第２の圧電素子の出力信号との位相差の変化の一例を示すグラフである。
【図６】果実の硬度指標と収穫後の日数との関係の一例を示すグラフである。
【図７】果実の熟度と硬度指標との関係の一例を示すグラフである。
【図８】図１の硬度測定装置の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る硬度測定装置１は、サンプルとしての果実Ｓの硬度を測定する装置である。硬度測定装置１は、第１のセンサ部１１と、第２のセンサ部１２と、加振部１３と、を基本的な構成要素として備える。この３つの構成要素は、下から加振部１３、第２のセンサ部１２、第１のセンサ部１１の順に積層されている。なお、図１では、第１のセンサ部１１及び第２のセンサ部１２について、紙面に平行な断面が示されている。
【００１８】
第１のセンサ部１１は、第１の圧電素子１１Ａと、第１の支持部１１Ｂと、固定板１１Ｃと、を備える。固定板１１Ｃは、第１のセンサ部１１の下部に設けられた剛性の高い円板状の部材である。第１の支持部１１Ｂは、円筒状の中空の部材であり、固定板１１Ｃに載置されている。第１の圧電素子１１Ａは、円板状のピエゾ素子である。この第１の支持部１１Ｂ上に、第１の圧電素子１１Ａの外縁が接続され、第１の圧電素子１１Ａは、第１の支持部１１Ｂに支持されている。第１の圧電素子１１Ａはその中央で果実Ｓの下部に当接し、果実Ｓを支持している。
【００１９】
第１の圧電素子１１Ａは、円筒状の第１の支持部１１Ｂに支持されているため、撓んで変形することが可能となっている。
【００２０】
図２（Ａ）の断面図に示すように、第１の圧電素子１１Ａでは、基材層１１Ａａと、下部電極層１１Ａｂと、圧電材料層１１Ａｃと、上部電極層１１Ａｄとが、この順に積層されている。最も下の基材層１１Ａａは、シリコンから構成されている。下部電極層１１Ａｂと、圧電材料層１１Ａｃと、上部電極層１１Ａｄとで、圧電層が形成される。
【００２１】
下部電極層１１Ａｂ及び上部電極層１１Ａｄは、導電性材料（例えば、アルミニウムや銅などの金属）から成り、圧電材料層１１Ａｃは、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの材料（圧電特性を示す材料）から成る。圧電材料層１１Ａｃは、厚み方向に所定極性の電圧を印加すると、伸縮する性質を有する。
【００２２】
図２（Ｂ）に示すように、第１の圧電素子１１Ａが振動力を受け、上側が凸となるように反りかえると、圧電層は伸び、圧電層側に、面方向に伸びる方向への応力が加わる。これにより、上部電極層１１Ａｄが正で、下部電極層１１Ａｂが負となる極性（以下、正極性と呼ぶ）の電圧が発生する。
【００２３】
これに対して、図２（Ｃ）に示すように、第１の圧電素子１１Ａが振動力を受け、下側が凸となるように反りかえると、圧電層は縮み、圧電層側に、面方向に縮む方向への応力が加わる。これにより、上部電極層１１Ａｄが負で、下部電極層１１Ａｂが正となる極性（以下、負極性と呼ぶ）の電圧が発生する。
【００２４】
もちろん、第１の圧電素子１１Ａでは、圧電層が縮むと、上部電極層１１Ａｄ側が正、下部電極層１１Ａｂ側が負となるように、両電極層間に電圧が発生し、圧電層が伸びると、上部電極層１１Ａｄ側が負、下部電極層１１Ａｂ側が正となるように、両電極層間に電圧が発生するような圧電材料層１１Ａｃを用いても構わない。第１の圧電素子１１Ａは、撓んで振動し、圧電層の両極にその振動に応じた電圧を発生させるものであればよい。
【００２５】
発生する電圧信号の大きさは、変形の度合いに応じた量になる。なお、圧電素子を構成する材料によって（例えば、バルク、薄膜によって）分極作用が異なるので、電圧の極性と伸縮の関係とが上述とは逆になる場合がある。
【００２６】
このように、第１の圧電素子１１Ａは、その変形に応じて下部電極層１１Ａｂと上部電極層１１Ａｄとの間に生じた電圧を発生させる。第１のセンサ部１１は、第１の圧電素子１１Ａの変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号を出力する。
【００２７】
図１に戻り、第２のセンサ部１２は、第２の圧電素子１２Ａと、第２の支持部１２Ｂと、を備える。第２の支持部１２Ｂは、円筒状の中空の部材であり、第１のセンサ部１１の固定板１１Ｃを支持し、固定板１１Ｃを介して第１の支持部１１Ｂを支持している。第２の支持部１２Ｂは、加振部１３に支持されている。
【００２８】
第２の圧電素子１２Ａは、円板状のピエゾ素子であり、円筒状の第２の支持部１２Ｂの内部空間に設けられている。第２の圧電素子１２Ａは、その外縁で第２の支持部１２Ｂと接続され第２の支持部１２Ｂに支持されている。第２の圧電素子１２Ａは、第２の支持部１２Ｂから加えられる振動力により撓み振動が可能となっている。第２の圧電素子１２Ａは、変形に応じた電圧を電極間に発生させる点は、第１の圧電素子１１Ａと同じであり、その構造及び動作は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示す第１の圧電素子１１Ａと同じである。第２のセンサ部１２は、第２の圧電素子１２Ａの変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を出力する。
【００２９】
加振部１３は、被駆動部１３Ａと、駆動部１３Ｂとを備える。駆動部１３Ｂの上に被駆動部１３Ａが配設され、被駆動部１３Ａが駆動部１３Ｂに対して上下に振動する。被駆動部１３Ａは、第２のセンサ部１２を支持しており、被駆動部１３Ａの振動が、第２のセンサ部１２の第２の圧電素子１２Ａに伝達され、これにより第２の圧電素子１２Ａが振動する。また、被駆動部１３Ａの振動は、第２のセンサ部１２（第２の支持部１２Ｂ）を介して、第１のセンサ部１１の第１の支持部１１Ｂに伝達され、第１の圧電素子１１Ａが振動する。第１の圧電素子１１Ａが振動することにより、その振動が果実Ｓに伝達される。
【００３０】
硬度判定部２０は、加振部１３の加振中における第１の電圧信号と第２の電圧信号との位相差に基づいて、果実Ｓの硬度を判定する情報処理装置（コンピュータ）である。
【００３１】
図３に示すように、硬度判定部２０は、ハードウエア構成として、内部バス３０と、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６を備える。主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６はいずれも内部バス３０を介して制御部３１に接続されている。
【００３２】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されている。このＣＰＵが、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９を実行することにより、硬度判定部２０の各構成要素が実現される。
【００３３】
主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成されている。主記憶部３２には、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９がロードされる。この他、主記憶部３２は、制御部３１の作業領域（データの一時記憶領域）として用いられる。
【００３４】
外部記憶部３３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部３３には、制御部３１に実行させるためのプログラム３９があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部３３は、制御部３１の指示に従って、このプログラム３９の実行の際に用いられるデータを制御部３１に供給し、制御部３１から供給されたデータを記憶する。
【００３５】
操作部３４は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボードおよびポインティングデバイス等を内部バス３０に接続するインターフェイス装置から構成されている。操作部３４を介して、操作者が操作した内容に関する情報が制御部３１に入力される。
【００３６】
表示部３５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、操作者が操作情報を入力する場合は、操作用の画面が表示される。
【００３７】
通信部３６は、シリアルインターフェイスまたはパラレルインターフェイスから構成されている。通信部３６は、通信ネットワークを介して第１のセンサ部１１及び第２のセンサ部１２と接続されており、第１のセンサ部１１及び第２のセンサ部１２から電圧信号を受信する。
【００３８】
図１に戻り、硬度測定装置１は、弾性部１４と、補助支持部１５と、をさらに備える。図１では、補助支持部１５は、紙面に平行な断面が示されている。
【００３９】
弾性部１４は、ばね部材である。弾性部１４は、加振部１３と補助支持部１５の底面との間に挿入され、加振部１３を支持する。弾性部１４は、果実Ｓの重量に応じて、弾性係数が異なるものに交換可能である。例えば、すいかのような重い果実Ｓを測定する場合には、ばね強度の強いばね部材を弾性部１４として選択する。プチトマトなどの軽量な果実Ｓを測定する場合には、ばね強度の小さいばね部材を弾性部１４として選択する。りんご、なしなどの中くらいの重量の果実Ｓを測定する場合には、ばね強度が中くらいのばね部材を弾性部１４として選択する。
【００４０】
補助支持部１５の上部には、円形の貫通孔が設けられている。補助支持部１５は、この貫通孔の縁で、果実Ｓを補助的に支持する。補助支持部１５は、第１のセンサ部１１に支持された果実Ｓが、第１のセンサ部１１から落下しないように果実Ｓを支持する。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る硬度測定装置１を用いた果実Ｓの硬度の測定動作について説明する。
【００４２】
図４に示すように、まず、測定対象である果実Ｓに応じたばね部材を弾性部１４として設置する（ステップＳ１）。具体的には、果実Ｓの重量に応じたばね強度を有するばね部材を弾性部１４として選択し設置する。
【００４３】
続いて、果実Ｓを第１のセンサ部１１の第１の圧電素子１１Ａ上に載置する（ステップＳ２；支持工程）。これにより、果実Ｓの下部に当接してこれを支持しつつ変形が可能な第１の圧電素子１１Ａを有する第１のセンサ部１１と、第１の圧電素子１１Ａと独立して変形が可能な第２の圧電素子１２Ａを有する第２のセンサ部１２とを介して、加振部１３で果実Ｓを支持したことになる。この場合、必要であれば、果実Ｓを補助支持部１５で補助的に支持する。
【００４４】
続いて、加振部１３を用いて、第１のセンサ部１１Ａ及び第２のセンサ部１２Ａを介して果実Ｓを加振させつつ、第１の圧電素子１１Ａの変形に応じた電圧信号である第１の電圧信号と、第２の圧電素子１２Ａの変形に応じた電圧信号である第２の電圧信号を測定する（ステップＳ３；測定工程）。具体的には、加振部１３は、振動数を徐々に高くしながら、各振動数における第１の圧電素子１１Ａの電圧信号と、第２の圧電素子１２Ａの電圧振動との位相差を求める。
【００４５】
続いて、硬度判定部２０は、加振部１３の加振中における第１の電圧信号と第２の電圧信号との位相差に基づいて、果実Ｓの硬度を判定する（ステップＳ４；硬度判定工程）。具体的には、ステップＳ３で取得された、加振部１３での周波数の各振動数における第１の圧電素子１１Ａの電圧信号と、第２の圧電素子１２Ａの電圧信号との位相差との関係に基づいて、果実Ｓの共振周波数を求め、求められた共振周波数に基づいて、果実Ｓの硬度及び熟度を判定する。ここで、熟度とは、果実Ｓの熟れ具合を意味する官能的な指標であり、主に果実の食べ頃を判断するのに用いられている。
【００４６】
図５には、加振部１３の周波数に対する、第１の圧電素子１１Ａの出力信号と、第２の圧電素子１２Ａの出力信号との位相差の変化の様子が示されている。図５の上のグラフは、大きいボール（大玉）を果実Ｓと見立てた場合の周波数の第１の圧電素子１１Ａの電圧信号と、第２の圧電素子１２Ａの電圧信号との位相差との関係を示す。また、図５の真ん中のグラフは、中くらいのボール（中玉）を果実Ｓと見立てた場合の周波数の第１の圧電素子１１Ａの電圧信号と、第２の圧電素子１２Ａの電圧信号との位相差との関係を示す。さらに、図５の下のグラフは、小さなボール（小玉）を果実Ｓと見立てた場合の周波数の第１の圧電素子１１Ａの電圧信号と、第２の圧電素子１２Ａの電圧信号との位相差との関係を示す。
【００４７】
図５に示すように、大玉、中玉、小玉サイズが異なる全てのボールにおいて、幾つかの両出力信号の位相差にピークが現れている。本発明者は、このピークに対応する周波数が果実Ｓの共振周波数に一致していることを見いだした。測定された共振周波数は、レーザードップラー法で測定した共振周波数とほぼ一致していることが確認された。したがって、両出力信号の位相差のピークに対応する周波数は果実Ｓの共振周波数であると考えることができる。硬度判定部２０は、このピークに対応する共振点（共振周波数）を検出する。
【００４８】
なお、測定の結果、大玉、中玉、小玉のピーク周波数ｆ１に対するｆ２〜ｆ８の周波数比率はほぼ同じとなった。
【００４９】
複数の異なる周波数で現れる位相差のピークのうち、周波数の低い側から１番目のピークに対応する共振周波数を第１の共振周波数ｆ１とする。この第１の共振周波数ｆ１を用いることで、果実Ｓの硬度の測定が可能になる。
【００５０】
硬度指標は、次の式（１）によって算出される。
果実Ｓの硬度＝ｍ２／３×ｆ１２（ｍ：果実Ｓの重量、ｆ１：第１の共振周波数）
【００５１】
なお、果実Ｓの重量ｍは事前に測定して測定者が入力するようにしてもよいし、硬度測定装置１で自動的に測定されるようにしてもよい。例えば、弾性部１４の下にロードセルを設置すれば、果実Ｓの重量ｍを測定することができる。
【００５２】
このようにして得られた硬度は、欠陥がない限り、熟度との相関が強いことが知られている。一般に、未熟な果実Ｓは硬く、過熟な果実Ｓは軟らかい。また、適熟、すなわち食べ頃の果実Ｓは適度な硬さを有している。収穫された果実Ｓは、時間の経過とともに熟して軟らかくなっていく。
【００５３】
図６には、果実Ｓの硬度指標の経時変化の一例が示されている。収穫された果実Ｓの硬度指標は、経過時間との間で一次的な相関関係が認められ、単純に低下する。従って、予め果実Ｓの硬度指標の経時変化を調べてデータ化しておけば、測定した果実Ｓの硬度指標からその後の硬度変化を予測することができる。
【００５４】
図７には、果実Ｓの硬度指標と熟度との関係の一例が示されている。横軸が熟度を表しており、図中の長円状に示す部分が、データの分布を簡略化して表したものである。熟度は、様々な硬度指標の果実を実食し、過熟（熟れすぎ）、適熟（食べ頃）、未熟（熟れ不足）を、数値化して官能的に評価したものである。
【００５５】
このように、硬度指標と熟度との間には、一次的な相関関係が認められる。従って、果実Ｓの硬度指標と熟度との相関関係を調べてデータ化しておけば、測定した果実Ｓの硬度指標からその熟度を評価することができる。
【００５６】
以上詳細に説明したように、１点接触で果実Ｓの硬度を測定することができるので、果実Ｓを挟んで保持する必要がなくなる。この結果、果実Ｓを挟み込む作業が不要となるので、果実の硬度を容易に測定することができる。
【００５７】
例えば、果実Ｓが高い位置にある場合には、図８に示すように、棒５０の先に硬度測定装置１を取り付け、硬度測定装置１に果実Ｓを載置すれば、その硬度を簡単に測定することができる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る硬度測定装置１は、加振部１３を支持する弾性部１４を備えるものとした。このようにすれば、果実Ｓの共振周波数に対応して、両電圧信号の位相差のピークがより顕著に表れやすくなる。しかしながら、本発明はこれには限られない。弾性部１４はなくてもよい。また、弾性部１４をばね部材としたが、ゴムなどの弾性部材を用いるようにしてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態に係る硬度測定装置１では、弾性部１４として用いる弾性部材を、果実Ｓの重量に応じてばね強度が異なるものに交換可能であるものとした。このようにすれば、果実Ｓの重量に関わらず、硬度を高精度に測定することができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係る硬度測定装置１では、円筒状の第２の支持部１２Ｂが、円筒状の第１の支持部１１Ｂを支持する。これにより、果実Ｓを安定して支持することができるとともに、内部に空間を設け、その空間内で第１の圧電素子１１Ａ、第２の圧電素子１２Ａを振動変形させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る硬度測定装置１では、補助支持部１５を備える。これにより、第１のセンサ部１１から果実Ｓが落下するのを防止することができる。しかしながら、補助支持部１５は必須ではない。
【００６２】
また、上記実施の形態では、シリコン基板の上に積層される電極層、圧電層で第１の圧電素子１１Ａを構成したが、他の構成を有する圧電素子を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、果実Ｓの硬度を測定したが、本発明はこれには限られない。他の農産物の硬度等の測定にも適用することができる。
【００６４】
その他、硬度判定部２０（コンピュータ）のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【００６５】
コンピュータの処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行するコンピュータを構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することでコンピュータを構成してもよい。
【００６６】
コンピュータの機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【００６７】
搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【００６８】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、果実の硬度、熟度等の測定に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  硬度測定装置、１１  第１のセンサ部、１１Ａ  第１の圧電素子、１１Ａａ  基材層、１１Ａｂ  下部電極層、１１Ａｃ  圧電材料層、１１Ａｄ  上部電極層、１１Ｂ  第１の支持部、１１Ｃ  固定板、１２  第２のセンサ部、１２Ａ  第２の圧電素子、１２Ｂ  第２の支持部、１３  加振部、１３Ａ  被駆動部、１３Ｂ  駆動部、１４  弾性部、１５  補助支持部、２０  硬度判定部、３０  内部バス、３１  制御部、３２  主記憶部、３３  外部記憶部、３４  操作部、３５  表示部、３６  通信部、３９  プログラム、５０  棒、Ｓ  果実（サンプル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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