【手続補正書】
【提出日】平成20年9月10日(2008.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  Ａ．農業製品サンプルの特性と、内部を有したサンプルからの吸収光および散乱光との間の関係アルゴリズムを生成する工程と、
Ｂ．農業製品サンプルの前記内部を、ある周波数のスペクトルで照射する工程と、
Ｃ．前記農業製品サンプルからの吸収光および散乱光のスペクトルを検出する工程と、
Ｄ．前記農業製品サンプルの前記特性を計算する工程とからなる、農業製品サンプルの複数の特性を同時に測定するための方法。
【請求項２】  Ａ．可視光線スペクトルおよび近赤外線スペクトルを、ブリックス、固さ、酸味、密度、ｐＨ、色および外部および内部欠陥および異常から選択されるサンプル特性に関連付ける回帰ベクトルを発生するためにアルゴリズムを生成する工程と、
Ｂ．前記回帰ベクトルを、メモリを含むＣＰＵ内に、予測または分類構成アルゴリズムとして記憶する工程と、
Ｃ．前記農業製品サンプルの内部を２５０〜１１５０ｎｍのスペクトルで照射する工程と、
Ｄ．農業製品サンプル内部からの吸収光および散乱光のスペクトルを検出し、および、前記検出したスペクトルをスペクトロメータに入力する工程と、
Ｅ．前記検出したスペクトルをアナログからデジタルに変換し、前記変換したスペクトルをＣＰＵに入力し、検出した前記スペクトルを結合する工程と、
Ｆ．前記結合したスペクトルを、記憶している校正アルゴリズムと比較する工程と、
Ｇ．前記農業製品サンプルの特性を予測する工程とからなる請求項１記載の方法。
【請求項３】  前記特性が、酸味、ｐＨ、糖の含有量、およびＯ−Ｈ、Ｎ−ＨおよびＣ−Ｈ結合を含む化合物から選択される化学的特性である請求項１記載の方法。
【請求項４】  前記特性が、固さ、密度、色、外観および内部および外部の欠陥および異常から選択される物理特性である請求項１記載の方法。
【請求項５】  Ａ．サンプリングが、Ｃ−Ｈ、Ｎ−ＨまたはＯ−Ｈ化学的基を含む分子を含有する農業製品サンプルを採取する工程と、
Ｂ．前記農業製品サンプルの内部を、可視光線および近赤外線を含む、ある周波数のスペクトルで照射する工程と、
Ｃ．前記照射された農業製品サンプルからの光スペクトル出力に対して、ブリックス、固さ、ｐＨおよび酸味の校正分析のためのアルゴリズムを個々に生成する工程と、
Ｄ．前記農業製品サンプルからの吸収光および散乱光のスペクトルを光検出器で検出す
る工程とからなる請求項１記載の方法。
【請求項６】  Ａ．前記農業製品サンプルの内部を２５０〜１１５０ｎｍのある周波数のスペクトルで照射する工程と、
Ｂ．前記光検出器を前記照射スペクトルから遮蔽する工程と、
Ｃ．約６８０ｎｍの葉緑素のスペクトルを測定する工程と、
Ｄ．ブリックス、固さ、ｐＨおよび酸味の特性を、測定したスペクトルに相互に関連付ける工程とからなる請求項５記載の方法。
【請求項７】  Ａ．前記農業製品サンプルを照射するための少なくとも１つの照射源と、前記農業製品サンプルはサンプル面を有することと、前記少なくとも１つの照射源を前記サンプル面の近くに位置決めするための入力機構と、
Ｂ．少なくとも１つの光検出器と、前記少なくとも１つの光検出器を前記サンプル面の近くに位置決めする出力機構と、
Ｃ．前記サンプルから検出した光を測定するための少なくとも１つの機構と、
Ｄ．前記サンプルから検出した光を測定するための少なくとも１つの機構からの出力を受け取り、および記憶されている校正アルゴリズムと比較するＣＰＵとを備える請求項１記載の方法を実行するための装置。
【請求項８】  前記少なくとも１つの照射源が、２５０〜１１５０ｎｍの領域内でスペクトルを生成し、
前記照明を測定するための前記少なくとも１つの機構が、スペクトロメータであり、前記スペクトロメータが少なくとも１つの入力を有していて、
前記少なくとも１つの光検出器が光ピックアップ・ファイバであり、前記少なくとも１つの光検出器が、前記少なくとも１つのスペクトロメータの入力が受光するスペクトルを収集し、前記スペクトロメータが、少なくとも１つのスペ
クトロメータ出力チャネルを有し、ＣＰＵが少なくとも１つのＣＰＵ入力を有し、前記少なくとも１つのＣＰＵ入力が、前記少なくとも１つのスペクトロメータ出力を受光し、少なくとも１つのコンピュータ・プログラム、前記ＣＰＵが、少なくとも１つのコンピュータ・プログラムで制御され、前記ＣＰＵが、少なくとも１つのＣＰＵ出力を有し、前記少なくとも１つのコンピュータ・プログラムが、前記少なくとも１つのＣＰＵに下記の工程、すなわち、１）少なくとも１つの各スペクトロメータ出力チャネル１．．．ｎに対する吸収スペクトルの計算工程、２）波長範囲を含む１つのスペクトルへの吸収光線スペクトルの結合工程、３）前記１つのスペクトルの数学的前処理工程、４）前記１つのスペクトルを少なくとも１つの記憶されている校正スペクトル又は少なくとも１つの校正アルゴリズムと比較することによって、少なくとも１つのスペクトル出力チャネルのそれぞれに対して、前記サンプルを検査する目的であるサンプル特性を予測する工程、５）前記サンプル特性に基づいて選別意思決定の判定を行う工程、６）包装／仕分けラインを制御するため、または収穫時期、低温貯蔵から取り出す時期、および出荷時期の決定のために、入力プロセス・コントローラに前記選別意思決定を入力する工程を実行し、
前記サンプルは、Ｏ−Ｈ，Ｎ−Ｈ，Ｃ−Ｈ結合を有する分子を含有している、請求項７記載の装置。
【請求項９】  前記少なくとも１つのスペクトロメータ出力は少なくとも１つのＡ／Ｄ変換器によってアナログからデジタルへ変換され、前記アナログ／デジタル変換された出力は、少なくとも１つのスペクトロメータ出力チャネルについての、少なくとも１つのＣＰＵ入力への入力となり、および、前記少なくとも１つのＣＰＵ出力が、少なくとも１つのスペクトロメータ出力チャネル１．．．ｎに供給される、請求項８記載の装置。
【請求項１０】  前記少なくとも１つの照射源が、タングステン・ハロ
ゲン・ランプであり、照射が光ファイバにより前記サンプル面に送られ、
前記少なくとも１つの光検出器が、光ファイバの光ピックアップであり、
前記光を測定するための少なくとも１つの機構がスペクトロメータである、請求項７記載の装置。
【請求項１１】  前記少なくとも１つの照射源が照射ファイバである請求項７記載の
装置。
【請求項１２】  前記少なくとも１つの照射源が複数の照射ファイバを含み、前記複数の照射ファイバが、各照射ファイバが、隣接照射ファイバから等距離のところに位置し、および、前記少なくとも１つの光検出器が、前記複数の照射ファイバの中心に位置する請求項７記載の装置。
【請求項１３】  照射する光を前記サンプル面に送るために前記複数の照射ファイバに向けて指向させるべく、前記照射源が楕円体の反射器を備え、
前記光ファイバおよび前記少なくとも１個の光検出器が、スプリングにより前記サンプル面に向けて付勢されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１４】  Ａ．偏光フィルタが、前記少なくとも１つの照射源と前記サンプルとの間に設けられ、
Ｂ．整合偏光フィルタが、前記少なくとも１つの光検出器と前記サンプルとの間に位置する請求項１１記載の装置。
【請求項１５】  前記偏光フィルタが、線形偏光フィルタであり、前記整合偏光フィルタが、前記偏光フィルタに対して９０度回転している線形偏光フィルタである請求項２０記載の装置。
【請求項１６】  サンプル面を有する農業製品サンプルを照射するための少なくとも１つの光源と、サンプル面と内部を含むサンプルと、前記サンプル面の近くに、前記少なくとも１つの光源を位置決めするための入力機構と、前記少なくとも１つの光源と前記サンプルとの間の少なくとも１つのシャッタと、ランプ出力を有する前記少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの光検出器と、前記サンプル面の近くに、前記少なくとも１つの光検出器を設置するための出力機構と、前記少なくとも１個の光検出器と前記サンプル面との間の少なくとも１つのコリメーティング・レンズと、前記サンプル面から検出した照明を測定するための、少なくとも１つの機構と、
前記ランプ出力の方を向いている少なくとも１つの基準光検出器と、前記少なくとも１つの基準光検出器と前記少なくとも１つのランプ出力との間の少なくとも１つのシャッタと、前記ランプ出力から検出した照明を測定するための少なくとも１つの機構とを備える請求項１記載の方法を実行するための装置。
【請求項１７】  食べた場合の品質、味覚、甘さ／酸っぱさの比率をよりよく予測するために、糖の含有量と酸の含有量との比率を使用する工程と、食べた場合の品質をもっと正確に予測するために、糖の含有量、酸の含有量、ｐＨ、固さ、色、外部および内部異常の中の２つまたはそれ以上からの結合データを使用する工程とを、前記サンプルの予測特性を組合わせて使用する、請求項２記載の方法。
【請求項１８】  サンプル存在感知手段により、移動中に、サンプル・コンベアにより運ばれるサンプルの有無の感知を含む、サンプル・データを感知する工程と、サンプル位置感知手段により、スペクトル測定点に対する前記サンプルの位置／場所を感知する工程と、コンピュータ・プログラム制御ＣＰＵに対する出力を有する存在感知手段および位置感知手段と、コンピュータ・プログラム制御ＣＰＵは、測定中の前記サンプルが、スペクトル測定のために最適な位置に位置しているか否かを判断することによって、サンプルが存在するか否かを判定する工程とを備える、請求項２記載の方法。
【請求項１９】  存在感知手段が近接感知手段である請求項１８記載の方法。
【請求項２０】  位置感知手段が、サンプル・コンベアの移動を検出し、コンピュータ・プログラム制御により、スペクトルの取得を開始および停止するために、制御信号を発信するＣＰＵに、１つまたは複数の電子またはデジタル信号を供給するエンコーダまたはパルス発生器である、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】  コンピュータ・プログラム制御ＣＰＵにより、光源ランプおよびスペクトロメータの基準試験を行うタイミングを判定する、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】  前記基準には、暗電流スペクトル、基準スペクトル、または標準／校正サンプルの測定が含まれる、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】  光の吸収および反射のスペクトルは、コリメーティング・レンズまたは光ファイバの光伝送手段を使用することによって達成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】  移動中、サンプル・コンベアにより運ばれているサンプルの有無を感知するためのサンプル存在感知手段と、スペクトル測定点に対する前記サンプルの位置／場所のためのサンプル位置感知手段と、前記存在感知手段および位置感知手段は、コンピュータ・プログラム制御ＣＰＵへの出力を有することと、コンピュータ・プログラム制御ＣＰＵは、測定中の前記サンプル３０がスペクトル測定のための好適な位置に位置しているか否か、および、サンプルが存在するか否かを判定することと、を備える請求項８記載の装置。
【請求項２５】  サンプル存在感知手段が近接感知手段である請求項２４記載の装置。
【請求項２６】  位置感知手段が、サンプル・コンベアの移動を検出し、コンピュータ・プログラム制御により、スペクトルの取得を開始および停止するために、制御信号を始動するＣＰＵに、１つまたは複数の電子またはデジタル信号を供給するエンコーダまたはパルス発生器である請求項２５記載の装置。
【請求項２７】  前記コンピュータ・プログラム制御ＣＰＵは、光源ランプおよびスペクトロメータの基準試験を行うタイミングを判定する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】  前記基準試験には、暗電流スペクトル、基準スペクトル、または標準／校正サンプルの測定が含まれる、請求項２７記載の装置。
【請求項２９】  光の吸収および反射のスペクトルは、コリメーティング・レンズまたは光ファイバの光伝送手段を使用することによって達成される、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】  光源ランプ輝度またはカラー出力内の基準測定値の変化により、基準スペクトロメータの出力および検出器からのサンプル・スペクトル入力を受光するスペクトロメータの出力を測定する工程と、基準光透過手段により、光源ランプから検出器を備えた前記基準スペクトロメータへ光を送る工程とをさらに有する請求項２記載の方法。
【請求項３１】  前記基準光伝送手段は光ファイバからなる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】  前記基準光伝送手段は光パイプからなる、請求項３０記載の方法。
【請求項３３】  前記光源ランプからの光のみが前記少なくとも１つの基準光伝送手段に入射することができるように、前記光源ランプの位置に合わせて、前記基準光伝送手段を設置する工程をさらに備える、請求項３０記載の方法。
【請求項３４】  各光源ランプと各基準光伝送手段との間に、少なくとも１つのシャッタを設置する工程と、シャッタ制御手段により、前記少なくとも１つの光シャッタを開閉する工程とをさらに備える請求項３３記載の方法。
【請求項３５】  前記基準スペクトロメータによって、各光源ランプを別々に測定する工程と、前記基準スペクトロメータの出力をコンピュータ制御されている前記ＣＰＵに入力する工程と、前記ＣＰＵ内に、各光源ランプの輝度対波長スペクトル・プロファイルの測定結果を記憶する工程と、前記記憶した輝度対波長スペクトルを前記基準スペクトロメータの出力と比較する工程と、前記比較から、前記少なくとも１つの光源ランプの状態を決定する工程とをさらに備える、請求項３０記載の方法。
【請求項３６】  濃度に対して直線的である吸収スペクトル、または対数１／Ｒスペクトルを計算するために、前記検出したスペクトルを基準スペクトルとして使用する工程をさらに備える、請求項２記載の方法。
【請求項３７】  前記基準光伝送手段のすべての光シャッタを閉じる工程と、前記スペクトロメータ１７０の検出器２００の暗電流の測定を可能にする工程と、各波長における前記暗電流およびその輝度を測定する工程と、前記測定した暗電流を、シャッタ３３を開いた状態で入手した基準スペクトルから差し引く工程とをさらに備える、請求項３４記載の方法。
【請求項３８】  基準スペクトロメータの出力、およびサンプル・スペクトロメータの出力である暗電流を測定する工程と、前記基準スペクトロメータの出力と前記サンプル・スペクトロメータを、前記ＣＰＵに入力する工程と、前記測定した出力を前記基準スペクトロメータから差し引く工程と、前記測定した出力を、前記サンプル・スペクトロメータから差し引く工程とをさらに備える、請求項３０記載の方法。
【請求項３９】  前記少なくとも１つの光検出器とサンプルの間にある少なくとも１つのコリメーティング・レンズと、少なくとも１つの光源ランプと、前記少なくとも１つの光源ランプとサンプルの間にある光遮蔽手段と、前記少なくとも１つの光源ランプによる前記サンプルの照射を可能とさせるために前記光遮蔽手段に設けられた少なくとも１つの開口と、前記少なくとも１つの光源ランプと前記少なくとも１つの開口の間にある少なくとも１つの光遮断手段と、前記少なくとも１つの光遮断手段は少なくとも１つの光遮断制御手段によって操作可能であることと、前記少なくとも１つの光遮断制御手段は少なくとも１つに光遮断操作制御出力を有する少なくとも１つのＣＰＵから制御信号を受信することと、前記少なくとも１つの光源ランプから基準光出力を受光する少なくとも１つの基準光伝送手段と、前記少なくとも１つの光源ランプと前記少なくとも１つの基準光伝送手段との間にある少なくとも１つの基準光遮断手段と、前記少なくとも１つの基準光遮断手段は少なくとも１つの基準光遮断手段制御手段により操作可能であることと、前記少なくとも１つの基準光遮断手段制御手段は少なくとも１つの基準光遮断操作制御出力を有する少なくとも１つのＣＰＵから制御信号を受信することと、前記少なくとも１つの基準光伝送手段は少なくとも１つのスペクトロメータの検出器に入力を供給することと、前記少なくとも１つのＣＰＵは前記少なくとも１つの光源ランプに少なくとも１つのランプ電力出力を供給することと、前記少なくとも１つのスペクトロメータは、前記少なくとも１つのＣＰＵへの入力として受信した少なくとも１つの出力を有する、前記少なくとも１つの基準光伝送手段からの入力を受信することと、前記スペクトロメータの出力は前記少なくとも１つのＣＰＵへの入力を生成すべくＡ／Ｄ変換することが可能であることと、前記少なくとも１つのスペクトロメータは、前記少なくとも１つのＣＰＵへの入力として受信した少なくとも１つの検出器の出力から入力を受信することと、前記スペクトロメータの出力は前記少なくとも１つのＣＰＵへの入力を生成すべくＡ／Ｄ変換することが可能であることと、前記少なくとも１つの光源ランプ、前記少なくとも１つの光検出器、前記少なくとも１つの光遮断手段、および前記基準光伝送手段を装着するための装着手段と、サンプル・コンベア移動データを供給するＣＰＵへの入力となるエンコーダ／パルス発生器と、データ収集および制御機能に際してＣＰＵを操作するためのコンピュータ・プログラムとを備える、請求項７に記載の装置。
【請求項４０】  基準測定として、前記１つ以上の光源ランプの輝度出力対波長出力を反射手段により測定する工程と、スペクトロメータ検出器が受信する光検出器出力を有する光検出器へ、前記光源ランプからの光を反射するために、反射手段の位置決めを行う工程とを備える、請求項３０記載の方法。
【請求項４１】  前記ＣＰＵからの出力を受ける反射制御手段に従って、光を前記１つ以上の光源ランプから光検出器に反射する位置に反射手段を設置する工程と、サンプルの存在の有無を検出し、および、基準測定を行うべき場合に、前記反射制御手段に従って、前記反射手段を挿入する工程と、コンピュータ・プログラム制御のＣＰＵからの出力として、前記反射位置手段を制御している反射制御手段に従って前記反射手段を退出させる工程とを備える、請求項４０記載の方法。
【請求項４２】  前記ＣＰＵからの出力を受ける反射制御手段によって、前記光源ランプからの光を前記光検出器に反射すべく設置された反射手段をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項４３】  前記サンプルの測定が通常行われる箇所またはその近傍に、光反射または散乱体を機械的に挿入することによって得られる基準スペクトルを与えるために設けられる、前記光反射または散乱体をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項４４】  前記サンプルがローリングしている間または回転している間に、前
記サンプルの内部を、前記少なくとも１つの光源ランプにより照射する工程をさらに備える、請求項２記載の方法。
【請求項４５】  前記サンプルがローリングまたは回転していない間に、前記サンプルの内部を、前記少なくとも１つの光源ランプにより照射する工程をさらに備え、前記サンプルをローリングしないで行う測定が精度を改善し、移動に起因するスペクトル・ノイズが減少する、請求項２に記載の方法。
【請求項４６】  前記サンプルがスペクトル取得点を通過したときに、複数のスペクトルを入手する工程を備え、各スペクトルが、前記製品上の異なる測定位置または領域を表す請求項２記載の方法。
【請求項４７】  １）重量または質量センサにより、前記サンプルの大きさまたは重量を測定し、２）データを供給するために、色分類機または欠陥分類機を使用し、および、３）磁気カーテン、誘導カーテン、光反射カーテンまたは多重光ビーム・カーテンをベースとする他のサイズ・センサを使用することにより、信号対雑音比および精度を最適化する工程をさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４８】  大きなサンプルにおいては改善された信号対雑音比スペクトルを供給し、かつ、小さな製品サンプルにおいては検出器が光により飽和することを防止するために、スペクトル取得パラメータを前記サンプルのサイズに合わせて調整する工程をさらに備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】  前記サンプルから収集した、複数のスペクトルのうちのそれぞれを検査することにより精度を改善する工程と、「異常値」スペクトルを除去する工程と、暗電流スペクトル、基準スペクトルおよびサンプルスペクトルとして収集した生データから、前記吸収スペクトルを計算する工程とをさらに有する請求項２記載の方法。
【請求項５０】  前記サンプルの中間または平均吸収スペクトルを生成するために、各製品サンプルのすべての吸収スペクトルを結合する工程と、前に記憶した校正アルゴリズムを元に、問題のサンプルの特徴を計算するために、前記平均吸収スペクトルを使用する工程とをさらに有する請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】  個々のサンプルについて、対象としているサンプル特徴の複数の結果を計算するために、前記前に記憶した校正アルゴリズムと一緒に各吸収スペクトルを個々に使用する工程と、前記対象としている特徴の前記中間または平均を決定する工程とをさらに有する請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】  前記全サンプルの対象とする特徴の分析が行われるように前記サンプルをローリングする間に、サンプル・コンベアにより、光検出器を備える近赤外線測定位置に前記サンプルを移動する工程と、平均吸収スペクトルおよび前記吸収スペクトルに割り当てられる全製品の特徴を生成するために、前記サンプルについての前記スペクトル全部を平均する工程とをさらに備える、請求項２記載の方法。
【請求項５３】  前記全サンプルの対象とする特徴の分析が行われるように前記サンプルをローリングしないで、サンプル・コンベアにより、光検出器を備える近赤外線測定位置に前記サンプルを移動する工程と、前記スペクトルが検出された箇所を前記サンプル内で特定する工程と、前記近赤外線測定位置での各スペクトルにおいて対象とするサンプル特徴を判定するために、前記サンプルの前記箇所において、ラボラトリ測定を行う工程とをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５４】  前記吸収光および散乱光のスペクトルに統計的相関分析および校正モデル構築を実施する前に数学的処理を実施する工程と、ビンおよび平滑機能によりスペクトルを前処理する工程と、統計的分析によって前記処理されたスペクトルを前記サンプルの特徴に関連付ける工程とをさらに有する請求項２記載の方法。
【請求項５５】  校正モデルを開発するために必要なサンプルの数を最小限度に少なくする工程と、複数のサンプルにおける吸収スペクトルを収集する工程と、破壊的実験室用の測定を行う前に、前記吸収スペクトルに対して、主要成分分析（ＰＣＡ）を行う工程と、前記主要成分分析から結果として得られるスコア曲線を生成する工程と、元のサンプルの母集団全体と比較することができるスコア値の範囲、平均、および標準偏差を与える
元のサンプルのサブセットを選択する工程とをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５６】  測定精度を維持するために、校正の更新を定期的に行う工程をさらに備える、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】  前記数学的前処理は、前記スペクトルの平滑化、前記スペクトルの箱形平滑、および前記スペクトルから導関数を計算することのうちから選択される、請求項８に記載の装置。
【請求項５８】  前記サンプルの特徴は、ブリックス、固さ、酸味、密度、ｐＨ、色、外部欠陥、内部欠陥、および異常のうちから選択される、請求項８に記載の装置。
【請求項５９】  前記サンプルの特徴は、ブリックス、固さ、酸味、密度、ｐＨ、色、外部欠陥、内部欠陥、および異常のうちから選択される、請求項５４に記載の方法。