(57)【要約】【課題】被測定物に影響を与えることなく、被測定物全体の糖度を精度良く測定可能な非破壊糖度計および非破壊糖度測定方法を提供する。【解決手段】被測定物１を載せるための載置台１１を有している。回転手段１２が、載置台１１の上の被測定物１に対し、その周囲で光源１３を相対的に回転させるようになっている。回転手段１２により被測定物１に対しその周囲で相対的に回転しながら、光源１３が被測定物１に近赤外線を照射する。このとき、被測定物１の表面近傍から中心までの糖度を求めるよう、光源１３の照射エネルギーを変化させて照射する。その被測定物１を透過した近赤外線の透過光を、光電変換部１４の受光部で受ける。受光部で受けた透過光の特定波長の吸光度に基づき、制御演算部１６の計算手段により被測定物１の糖度を求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から被測定物に近赤外線を照射し、その被測定物を透過した近赤外線の透過光を受光部で受け、前記受光部で受けた透過光の特定波長の吸光度に基づき前記被測定物の糖度を求める非破壊糖度計であって、
被測定物を載せるための台と、
前記台の上の被測定物に対しその周囲で前記光源を相対的に回転させる回転手段とを、
有することを特徴とする非破壊糖度計。
【請求項２】
前記光源は２つ以上から成り、各光源は被測定物に同一の強さの近赤外線を照射する構成を有し、前記台の上の被測定物の周囲を前記回転手段による回転方向に等角度で分割するよう配置されていることを、特徴とする請求項１記載の非破壊糖度計。
【請求項３】
前記受光部で受けた透過光から特定波長の吸光度の平均値を求め、その平均値から前記被測定物の糖度を求める計算手段を有することを、特徴とする請求項１または２記載の非破壊糖度計。
【請求項４】
前記回転手段が回転を開始するとき開始信号を送る開始信号送信部と、
前記回転手段が回転を停止するとき停止信号を送る停止信号送信部と、
前記開始信号送信部からの開始信号により前記光源の照射を開始し、前記停止信号送信部からの停止信号により前記光源の照射を停止する制御部を有することを、
特徴とする請求項１，２または３記載の非破壊糖度計。
【請求項５】
前記回転手段が回転を開始するとき開始信号を送る開始信号送信部と、
前記回転手段が前記光源を被測定物に対し前記等角度だけ相対的に回転させたとき回転を停止するとき停止信号を送る停止信号送信部と、
前記開始信号送信部からの開始信号により前記光源の照射を開始し、前記停止信号送信部からの停止信号により前記光源の照射を停止する制御部を有することを、
特徴とする請求項２または３記載の非破壊糖度計。
【請求項６】
光源から被測定物に近赤外線を照射し、その被測定物を透過した近赤外線の透過光を受光部で受け、前記受光部で受けた透過光の特定波長の吸光度に基づき前記被測定物の糖度を求める非破壊糖度測定方法であって、被測定物に対しその周囲で前記光源を相対的に回転させることを特徴とする非破壊糖度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊糖度計および非破壊糖度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、青果物の糖度の測定は、被測定青果物を切断して、搾汁し、得られた溶液の糖度を屈折糖度計で測定することにより行われていた。しかし、この測定方法は、サンプリングによる抜き取り検査に使用できても、市場に出荷する青果物の全数検査には使用することができない。このため、糖度について統計的な推測しかできず、ある確率で糖度の低い青果物を出荷することになり、市場からクレームが寄せられる可能性があるという問題があった。また、精度をあげるためにサンプリング個数を増やす方法が考えられるが、完全ではなく、破壊的に糖度を測定するため、経済的な負担も大きくなるという問題があった。別な方法として、サンプリングにより推測した糖度より多少低めの糖度として出荷することにより糖度の保証を行う方法も実施されているが、糖度が高い青果物でも糖度が低い製品の価格でしか販売できないという問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、近年、近赤外分光分析による非破壊糖度測定方法の研究が盛んに行われている。その非破壊糖度測定方法として、例えば、被測定青果物の近傍もしくは接触した状態で近赤外線を照射して近赤外吸収スペクトルを得、得られた近赤外吸収スペクトルから被測定青果物の成分含量を算出するものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、図２に示すように、例えば、屈折糖度計で測定したメロンの断面の糖度分布から、青果物の糖度は、部位によりかなりばらつきがあることがわかる。図２のメロンの例では、表面付近では糖度が小さく、中心に向かって糖度が大きくなっており、中心付近の糖度が表面付近の糖度の２〜３倍程度になっている。また、表面付近での糖度も、場所によっては、２倍近く異なっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２１６２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の方法では、被測定青果物への近赤外線の照射および被測定青果物からの反射光の受光に同軸グラスファイバーを用いているため、被測定青果物表面の微少面積にしか近赤外線を照射できず、被測定青果物の中心付近まで近赤外線を照射することもできない。このため、被測定青果物表面近傍の微少な特定部位からの反射光による情報で糖度の算出を行っており、被測定青果物全体の糖度を精度良く測定することはできないという課題があった。
【０００７】
これに対し、被測定青果物の中心まで近赤外線を到達させて中心付近の情報を得るためには、近赤外線を照射する光源のエネルギーを大きくすればよい。しかし、特許文献１記載の方法では、光源のエネルギーを大きくして被測定青果物に照射した場合、被測定青果物表面が高温になり被測定青果物に影響を与えるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、被測定物に影響を与えることなく、被測定物全体の糖度を精度良く測定可能な非破壊糖度計および非破壊糖度測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る非破壊糖度計は、光源から被測定物に近赤外線を照射し、その被測定物を透過した近赤外線の透過光を受光部で受け、前記受光部で受けた透過光の特定波長の吸光度に基づき前記被測定物の糖度を求める非破壊糖度計であって、被測定物を載せるための台と、前記台の上の被測定物に対しその周囲で前記光源を相対的に回転させる回転手段とを、有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る非破壊糖度測定方法は、光源から被測定物に近赤外線を照射し、その被測定物を透過した近赤外線の透過光を受光部で受け、前記受光部で受けた透過光の特定波長の吸光度に基づき前記被測定物の糖度を求める非破壊糖度測定方法であって、被測定物に対しその周囲で前記光源を相対的に回転させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る非破壊糖度計および非破壊糖度測定方法は、被測定物に対しその周囲で光源を相対的に回転させるため、その回転に合わせて光源から被測定物に近赤外線を照射して測定を行うことにより、その回転範囲で被測定物の糖度を求めることができる。光源を相対的に回転させて被測定物の全周に対して近赤外線を照射して測定を行った場合には、被測定物の全周での糖度を求めることができる。
【００１２】
また、被測定物に対しその周囲で光源を相対的に回転させるため、光源からの近赤外線の照射が被測定物の特定部位に集中せず、被測定物の表面温度の上昇を抑えることができる。このため、被測定物に影響を与えることなく、光源のエネルギーを大きくして照射することができ、被測定物の中心まで近赤外線を到達させることができる。光源の照射エネルギーを変化させた場合には、被測定物の表面近傍から中心までの糖度を求めることができる。
【００１３】
こうして、本発明に係る非破壊糖度計および非破壊糖度測定方法では、被測定物の表面近傍の特定部位の情報だけでなく、被測定物の全周および表面から中心までの情報が得られるため、被測定物全体の糖度を精度良く測定することができる。
【００１４】
なお、光源は被測定物への近赤外線の照射を、回転に合わせて連続的に行ってもよく、断続的に行ってもよい。この場合、光源の照射に対応して、受光部が被測定物を透過した近赤外線の透過光を、連続的または断続的に受光して、糖度を求めることができる。光源が断続的に照射する場合には、所定の回転角度毎に照射することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る非破壊糖度計で、前記光源は２つ以上から成り、各光源は被測定物に同一の強さの近赤外線を照射する構成を有し、前記台の上の被測定物の周囲を前記回転手段による回転方向に等角度で分割するよう配置されていてもよい。この場合、各光源の照射のタイミングをずらすことにより、各光源の回転範囲での被測定物の糖度を同時に求めることができる。このため、被測定物の全周での糖度を求める場合に、各光源の配置された角度間隔だけ回転させればよく、測定時間を短縮することができる。
【００１６】
本発明に係る非破壊糖度計は、前記受光部で受けた透過光から特定波長の吸光度の平均値を求め、その平均値から前記被測定物の糖度を求める計算手段を有することが好ましい。この場合、被測定物全体の平均的な糖度を求めることができる。
【００１７】
本発明に係る非破壊糖度計は、前記回転手段が回転を開始するとき開始信号を送る開始信号送信部と、前記回転手段が回転を停止するとき停止信号を送る停止信号送信部と、前記開始信号送信部からの開始信号により前記光源の照射を開始し、前記停止信号送信部からの停止信号により前記光源の照射を停止する制御部を有することが好ましい。また、本発明に係る非破壊糖度計は、前記回転手段が回転を開始するとき開始信号を送る開始信号送信部と、前記回転手段が前記光源を被測定物に対し前記等角度だけ相対的に回転させたとき回転を停止するとき停止信号を送る停止信号送信部と、前記開始信号送信部からの開始信号により前記光源の照射を開始し、前記停止信号送信部からの停止信号により前記光源の照射を停止する制御部を有していてもよい。この場合、制御部により、回転手段の回転状況に合わせて光源の照射を自動的に制御することができ、自動的に糖度の測定を行うことができる。なお、本発明に係る非破壊糖度計は、台の上に載せられた被測定物を検出する検出部と、検出部が被測定物を検出したとき回転信号を送る回転信号送信部と、回転信号送信部からの回転信号により回転手段の回転を開始する回転制御部とを有していてもよい。この構成では、被測定物を台の上に載せるだけで、自動的に被測定物の糖度の測定を行うことができる。このため、全数検査などのときに、高精度で効率よく糖度の測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被測定物に影響を与えることなく、被測定物全体の糖度を精度良く測定可能な非破壊糖度計および非破壊糖度測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態の非破壊糖度計を示している。
図１に示すように、非破壊糖度計１０は、載置台１１と回転手段１２と２つの光源１３と光電変換部１４と増幅部１５と制御演算部１６と表示部１７とを有している。
【００２０】
載置台１１は、上に被測定物１を載せるようになっている。載置台１１は、その被測定物１を透過した近赤外線の透過光を、下方に透過可能になっている。載置台１１は、その上に載せられた被測定物１を検出する重力センサ（図示せず）と、重力センサが検出したとき検出信号を出力する検出信号出力部（図示せず）とを有している。被測定物１は、例えば、メロン、トマト、リンゴ、ナシ、モモなどの青果物である。
【００２１】
回転手段１２は、回転台２１と回転駆動部２２とを有している。回転台２１は、載置台１１の周囲に設けられ、載置台１１を中心として載置台１１の周囲に沿って回転可能になっている。回転駆動部２２は、回転台２１の回転を制御可能になっている。
【００２２】
各光源１３は、ハロゲンランプから成り、回転台２１の上に取り付けられている。各光源１３は、回転手段１２により、載置台１１の上の被測定物１に対しその周囲で相対的に回転可能である。各光源１３は、載置台１１を間に挟んで向かい合う位置に配置されており、載置台１１の上の被測定物１の周囲を、回転手段１２による回転方向に等角度の１８０度で分割している。各光源１３は、電源２３により電力を供給され、載置台１１の上の被測定物１に、同一の強さの近赤外線を照射するようになっている。
【００２３】
光電変換部１４は、載置台１１の下方に設けられ、受光部（図示せず）とバンドパスフィルタ（図示せず）と光電変換素子（図示せず）とを有している。受光部は、載置台１１を透過してきた近赤外線の透過光を受ける部材である。バンドパスフィルタは、複数から成ってそれぞれ異なる帯域を有し、受光部で受けた透過光の特定波長の光のみを通過させるようになっている。光電変換素子は、各バンドパスフィルタを通過した複数の特定波長の光を、それぞれ電気信号に変換して出力する部材である。
【００２４】
なお、各光源１３から照射された近赤外線は、被測定物１を透過するとき、糖度と相関の高い複数の特定波長成分が吸収される。この吸収される複数の特定波長成分の吸光度から糖度を計算するために、各バンドパスフィルタが通過させる特定波長の帯域として、その複数の特定波長を選定する。実際には、予め屈折糖度計により測定した糖度から、糖度と相関の高い特定波長を各バンドパスフィルタの通過波長帯域として選定しておく。
【００２５】
増幅部１５は、光電変換部１４から出力された電気信号を、各特定波長ごとに増幅する部材である。
制御演算部１６は、計算手段（図示せず）と制御部（図示せず）とを有している。計算手段は、増幅部１５により増幅された各特定波長の電気信号をアナログ／デジタル変換し、各特定波長ごとに吸光度を計算するようになっている。また、計算手段は、各特定波長ごとに、複数回の光源１３の照射に対応して求めた吸光度の平均値を計算可能である。さらに、計算手段は、計算された各特定波長ごとの吸光度または吸光度の平均値から、被測定物１の糖度を求める。
【００２６】
制御部は、回転駆動部２２と電源２３とを制御可能になっている。制御部は、載置台１１の検出信号出力部からの検出信号を受信可能であり、その検出信号を受信したとき、回転駆動部２２を制御して回転台２１を回転させ、同時に電源２３を制御して各光源１３の照射を開始させるようになっている。また、制御部は、回転手段１２が各光源１３を被測定物１に対し１８０度だけ相対的に回転させたとき、回転駆動部２２を制御して回転台２１を停止させ、同時に電源２３を制御して各光源１３の照射を停止させるよう構成されている。
表示部１７は、計算手段により求められた被測定物１の糖度を表示可能になっている。
【００２７】
非破壊糖度計１０により、以下のとおり非破壊糖度測定方法を実施することができる。
まず、載置台１１に被測定物１を載せると、重力センサが被測定物１を検出し、検出信号出力部が検出信号を出力する。制御演算部１６の制御部が、その検出信号を受信し、回転駆動部２２を制御して回転台２１を回転させ、同時に電源２３を制御して各光源１３の照射を開始させる。
【００２８】
回転手段１２により被測定物１に対しその周囲で相対的に回転しながら、各光源１３が、所定の回転角度毎に断続的に被測定物１に近赤外線を照射する。このとき、被測定物１の特定部位に偏った情報で吸光度を算出するのを防止し、かつ測定精度を向上させるため、できるだけ密に等角度間隔で照射を行う。また、各光源１３の照射のタイミングをずらして照射を行う。さらに、被測定物１の表面近傍から中心までの糖度を求めるよう、各光源１３の照射エネルギーを変化させて照射を行う。
【００２９】
光電変換部１４の受光部により、その被測定物１を透過した近赤外線の透過光を受け、各バンドパスフィルタにより、受光部で受けた透過光の各特定波長の光のみを通過させ、光電変換素子により、その各特定波長の光をそれぞれ電気信号に変換して出力する。その出力された電気信号を、増幅部１５により各特定波長ごとに増幅する。制御演算部１６の計算手段により、その増幅された各特定波長ごとの電気信号をアナログ／デジタル変換し、各特定波長ごとに吸光度を計算する。さらに、計算手段により、その吸光度から被測定物１の糖度を求める。このとき、予め屈折糖度計で測定した糖度との相関により算出した係数と、各特定波長ごとの吸光度との積を求め、その和を求めることにより、糖度を算出する。求められた糖度を、表示部１７により表示する。
【００３０】
回転手段１２が各光源１３を被測定物１に対し１８０度だけ相対的に回転させたとき、制御演算部１６の制御部が、回転駆動部２２を制御して回転台２１を停止させ、同時に電源２３を制御して各光源１３の照射を停止させる。計算手段により、各特定波長ごとに、回転中の複数回の各光源１３の照射に対応して求めた吸光度の平均値を計算し、その吸光度の平均値から被測定物１全体の平均的な糖度を求める。その求められた被測定物１全体の平均的な糖度を、表示部１７により表示する。
【００３１】
このように、本発明の実施の形態の非破壊糖度計１０および非破壊糖度測定方法は、被測定物１に対しその周囲で各光源１３を相対的に回転させるため、その回転に合わせて各光源１３から被測定物１に近赤外線を照射して測定を行うことにより、その回転範囲で被測定物１の糖度を求めることができる。各光源１３を相対的に回転させて被測定物１の全周に対して近赤外線を照射して測定を行うため、被測定物１の全周での糖度を求めることができる。
【００３２】
また、被測定物１に対しその周囲で各光源１３を相対的に回転させるため、各光源１３からの近赤外線の照射が被測定物１の特定部位に集中せず、被測定物１の表面温度の上昇を抑えることができる。このため、被測定物１に影響を与えることなく、光源１３のエネルギーを大きくして照射することができ、被測定物１の中心まで近赤外線を到達させることができる。各光源１３の照射エネルギーを変化させるため、被測定物１の表面近傍から中心までの糖度を求めることができる。
【００３３】
こうして、非破壊糖度計１０により、被測定物１の表面近傍の特定部位の情報だけでなく、被測定物１の全周および表面から中心までの情報が得られるため、被測定物１全体の糖度を精度良く測定することができる。
【００３４】
また、非破壊糖度計１０は、各光源１３の照射のタイミングをずらすため、各光源１３の回転範囲での被測定物１の糖度を同時に求めることができる。このため、被測定物１の全周での糖度を求める場合に、各光源１３の配置された角度間隔だけ回転させればよく、測定時間を短縮することができる。被測定物１を載置台１１の上に載せるだけで、自動的に被測定物１の糖度の測定を行うことができるため、全数検査などのときに、高精度で効率よく糖度の測定を行うことができる。
【００３５】
なお、光源１３は、２つに限らず、１つまたは３つ以上であってもよい。光源１３が３つ以上の場合、載置台１１の上の被測定物１の周囲を、回転手段１２による回転方向に等角度で分割するよう各光源１３を配置し、光源１３の数と回転台２１の回転角度との積が３６０度以上になるようにする。これにより、被測定物１の全周に対して近赤外線を照射することができる。例えば、光源１３が３個の場合、回転台２１の回転角度を１２０度以上とし、光源１３が４個の場合、回転台２１の回転角度を９０度以上とする。
【００３６】
また、回転台２１を回転させる代わりに、載置台１１を回転台２１に対して回転させ、回転駆動部２２で載置台１１の回転を制御するようになっていてもよい。この場合、載置台１１の上の被測定物１に対し、その周囲で光源１３が相対的に回転するため、回転台２１が回転する構成の場合と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の非破壊糖度計を示すブロック図である。
【図２】従来の屈折糖度計で測定したメロンの糖度分布を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  被測定物
１０  非破壊糖度計
１１  載置台
１２  回転手段
１３  光源
１４  光電変換部
１５  増幅部
１６  制御演算部
１７  表示部
２１  回転台
２２  回転駆動部
２３  電源
【図１】
2007024651.tif 000003
【図２】
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