(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から放射される光を測定対象とされる試料の位置に誘導する一対の光誘導部と、
前記光誘導部の各々の端部に結合されて前記試料を介在させて対向するように配置され、前記一対の光誘導部を介して誘導される光を前記試料に放射して拡散させ、前記試料により反射された光を受光する一体型の放射及び受光組立体と、
前記一対の光誘導部に設置され、前記試料により反射された光の経路を選択的に遮断する光源経路遮断部材と、
前記放射及び受光組立体により受光される光の強度を算出し、前記試料の糖度及び酸度を選別するために分光スペクトルを分析及び解析する光検出器であって、前記試料のない状態で検出される検出信号を高レベル基準信号として設定し、前記受光される光の強度が徐々に変化する場合には、前記光源経路遮断部材を制御して前記光源からの光の経路を遮断し、かつ、検出される前記検出信号を低レベル基準信号として設定する、前記光検出器と、
を含むことを特徴とする、光源の光度を自動制御する機能を有する果物内部の特性測定装置。
【請求項２】
前記光源経路遮断部材は、
１２Ｖの電源により所定の回転角度で反復的に回動するソレノイドと、
前記ソレノイドに連動して前記光源からの光を選択的に遮断しまたは通過させる光遮断板と、
前記ソレノイド及び前記光遮断板を収容するケーシングと、
前記ケーシングの外側に設けられて前記ソレノイドに前記１２Ｖの電源を印加するための電源端子と、
前記光遮断板により光を遮断するために、一端で光ファイバが露出された状態で前記ケーシングに結合されており、通過した光を前記光検出器に導く第２の光誘導部と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，一般に果物特性測定装置に関し，より詳細には，近赤外線分光技術で果物を糖度及び酸度によって分類するための，光源の光度を自動制御する機能を有する果物試料の内部品質測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように，特定の果物の糖度（甘味）は，通常，経験者の視覚，触覚及び嗅覚で判断してきた。各作業者の主観に基づくこのような過程は，本質的に一貫性がなく不正確であるので，果物の品質に対する信頼度が低下し，果物を甘味等級別に確実に選別することができない。作業者が特定種類の果物の甘味を測定することが可能な適正能力を得るには数年間かかる。
【０００３】
かかる問題点を解決するため，近赤外線分光技術が用いられるが，かかる技術により，果物の糖度や酸度などの内部品質を正確に測定することができる。作業者が対象果物から選択した果物試料を光路に設置した後，その果物に対する近赤外線光源の光度を感知して，反射率と透過率を判断し，糖度含量別に果物を等級化する。ここで，反射率は果物により反射された光の光度に対する光源の光度の比率であり，透過率は果物を透過した光の光度に対する光源の光度の比率である。このとき，正確な測定のため，光源は作動中に一定の光度（出力レベル）が維持されなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，果物の糖度選別用として用いられる光源は，作動状態で時間が経過すると，その出力が低下する。このため，糖度の判定誤差は時間経過に伴って徐々に増加する。このような判定誤差を低減するために，参考試料（即ち、硫酸バリウムの圧着ブロック又はテフロン（登録商標）ブロック）に対して光を照射して透過又は反射される光エネルギーを光源の強度とする。したがって，外部環境の汚染に晒され易く，基準試料に対して一定の時間間隔で透過又は反射されるエネルギーを算出するといった煩雑な操作が必要である，という問題がある。
【０００５】
また，果物の酸度や糖度などの内部品質は，１つの果物の内部においても部位によって異なるため，果物の一面に光を照射して反射されるエネルギーではその果物の内部品質を正確に判定することが困難である，という問題がある。
【０００６】
本発明は，かかる問題点を解決するためのもので，その目的は，近赤外線を果物の両側面に照射し，反射された光エネルギーを測定して光エネルギーの強度が減少する度にその高レベル基準と低レベル基準を補正することにより，光エネルギーの減少による糖度判定誤差を低減して，果物内部の品質判定のための選別精度を向上させることが可能な光源の光度を自動制御する機能を有する果物内部の特性測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれは，上記及び他の目的は，光源から放射される光を測定対象とされる試料の位置に誘導する一対の光誘導部と、前記光誘導部の各々の端部に結合されて前記試料を介在させて対向するように配置され、前記一対の光誘導部を介して誘導される光を前記試料に放射して拡散させ、前記試料により反射された光を受光する一体型の放射及び受光組立体と、前記一対の光誘導部に設置され、前記試料により反射された光の経路を選択的に遮断する光源経路遮断部材と、前記放射及び受光組立体により受光される光の強度を算出し、前記試料の糖度及び酸度を選別するために分光スペクトルを分析及び解析する光検出器であって、前記試料のない状態で検出される検出信号を高レベル基準信号として設定し、前記受光される光の強度が徐々に変化する場合には、前記光源経路遮断部材を制御して前記光源からの光の経路を遮断し、かつ、検出される前記検出信号を低レベル基準信号として設定する、前記光検出器とを含む，光源の光度を自動制御する機能を有する果物内部の特性測定装置によって達成される。
【０００８】
上記装置において，前記光源経路遮断部材は，１２Ｖの電源により所定の回動角だけ反復的に回動するソレノイドと，前記ソレノイドに結合して回動することにより，光源を遮断又は通過させる光遮断板と，前記ソレノイド及び前記光遮断板を収容するケーシングと，前記ケーシングの外側に設けられ，前記ソレノイドに１２Ｖの電源を印加するための電源端子と，前記光遮断板によって光源が遮断されるように，一部が光ファイバ露出状態で前記ケーシングに取り付けられており，前記ソレノイドにより通過した光を光検出器に向かせる光誘導部とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は，近赤外線を果物の両側面に照射し，反射された光エネルギーを測定して分析することにより，糖度判定誤差を低減して果物の品質判定のための選別精度を向上させるため，手動で行った煩わしさが解消されるばかりでなく，糖度判定誤差が大幅減少する。また，本発明の光源自動補正装置を自動化ラインに採用すると，選別能率と精度の向上及び機械の信頼性増大などに大きく寄与するという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下，添付図面を参照して本発明にかかる光源の光度を自動制御する機能を有する果物内部の特性測定装置を詳細に説明する。
【００１１】
図１は，本発明にかかる光源の光度を自動制御する機能を有する果物内部の特性測定装置を示す全体平面図である。図２は，本発明にかかる光源の光度を自動制御する機能を有する果物特性測定装置の光ファイバ束を示す平面図である。図３ａは，図１の光源経路遮断部材の試料反射光及び光源強度測定時の状態を示す平面図，図３ｂは，図３ａの側断面図である。図４ａは，図１の光源経路遮断部材の光遮断時の状態を示す平面図，図４ｂは，図４ａの側断面図である。
【００１２】
本発明の装置は，図１に示すように，２分岐式光ファイバ束１０，光源経路遮断部材２０及び光検出器（図示せず）を含んでなる。
【００１３】
図１及び図２に示すように，光ファイバ束１０は，光源から放射される光を果実試料が配置された位置まで誘導する２つの光誘導部１２と，測定試料側に位置した光誘導部１２に誘導された光源を放射（照射）し，これを受光する２つの放射及び受光組立体１４とからなる。ここで，光誘導部１２は，各々同心円の構造で形成され，その中心に光ファイバが設けられている。かかる光ファイバの外周面には，フレキシブルで所望に折り曲げて光路を成形することが可能なベローズ管が取り囲まれている。光誘導部１２の間には，光源から放射される光の経路を選択的に遮断する光源経路遮断部材２０が設置されている。各々の放射及び受光組立体１４においては，光誘導部１２と類似の同心円構造で出来ている。その中心内部には光を放出する放射部１５があり，その外部には光を受光する受光部１７がある。
【００１４】
光源経路遮断部材２０は，図３ａ，３ｂ，４ａ及び４ｂに示すように，１２Ｖの電源により所定の回動角だけ反復的に回動するソレノイド２２と，ソレノイド２２に結合して回動することにより，光源を遮断又は通過させる光遮断板２４と，ソレノイド２２に１２Ｖの電源を印加するための電源端子２６と，ソレノイド２２に貫通した光を光検出器に向かせる光誘導部２８とからなる。光源経路遮断部材２０は，光誘導部２８が両側に取り付けられており，ソレノイド２２及び光遮断板２４を収容している四角形のケーシング３０をさらに含んでなる。ここで，ケーシング３０の内側に位置した光誘導部２８は光ファイバが露出している。
【００１５】
光検出器は，放射及び受光組立体１４で受光した光源の光強度を算出して果物の糖度と酸度を選別するように分光スペクトルを分析及び解析する。その結果，受光した光源の強度が段々減少していると，光源経路遮断部材２０が光源経路を遮断するように制御する。
【００１６】
本発明の装置は，以下のように操作される；光源から出る光が，光誘導部１２を介して進行しながら２つに分岐されて終端の測定試料に照射される。このとき，分けられた光誘導部１２は，測定試料側では対向する構造で配置されている。各々の光誘導部１２の終端に位置した放射及び受光組立体１４は，内部は試料に向かって光を放射する役割を行い，外部は試料から反射される光を受光して検出器（図示せず）に伝達する感知の役割を行う。よって，検出器は試料に対する反射率と透過率を算出して糖度と酸度を算出する。
【００１７】
ここで，試料が配置されている場合には，反射された光が，光検出器に連結された光ファイバに伝達される。試料がない場合には，放射及び受光組立体１４が互いに対向している構造なので，光源から出力される多量の光が光誘導部１２を介して光検出器に直接伝達される。このとき，光源からの光が光検出器に直ちに伝達されるとき，検出された信号は高レベル基準信号になり，反射された光の強度の比率を測定するための反射率換算に適用される。
【００１８】
光が試料から反射されるか，あるいは試料を通過せずに直接光が伝達される場合には，双方の光は，光源経路遮断部材２０を介して光検出器に伝達される。
【００１９】
即ち，図３ａ及び図３ｂに示すように，ソレノイド２２が作動しない開放(off)状態では，試料から反射される光と光源から出る光とは双方ともに光検出器に伝達するが，一定の幅に光源の出力が弱化或いは変化した場合は，ソレノイドを作動させて光遮断板２４で光経路を塞ぐことにより，光検出器に向かう光を遮断する。この際，光信号を低レベル基準信号（又はブランク信号）として設定する。
【００２０】
上記説明したように，反射光の高レベル基準信号と低レベル基準信号は電気信号の使用により迅速に自動に測定される。本発明に用いられる近赤外線分光技術において，光反射率δは以下の式から得られる。
δ＝（α−γ１）／（β−γ１）又は（α−γ１）／（γ２−γ１）
但し，αは，試料から反射された光の強度であり，βは，光源からの光強度であり，γ１は，低レベル基準信号であり，γ２は，高レベル基準信号である。
【００２１】
本発明は，近赤外線を果物の両側面に照射し，反射された光エネルギーを測定して分析することにより，糖度判定誤差を減らして果物の品質判定のための選別精度を向上させるため，手動で行った煩わしさが解消されるうえ，糖度判定誤差が大幅減少する。また，本発明の光源自動補正装置を自動化ラインに採用すると，選別能率と精度の向上及び機械の信頼性増大などに大きく寄与するという利点がある。
【００２２】
以上，本発明の好ましい実施例を例示の目的で開示したが，当業者であれば，添付の特許請求の範囲に開示した本発明の範囲から逸脱しない範囲内で多様な変形，追加及び代替が可能なことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明にかかる光源の光度を自動制御する機能を有する果物特性測定装置を示す全体平面図である。
【図２】図２は本発明にかかる光源の光度を自動制御する機能を有する果物特性測定装置の光ファイバ束を示す平面図である。
【図３ａ】図３ａは図１の光源経路遮断部材の試料反射光及び光源強度測定時の状態を示す平面図である。
【図３ｂ】図３ｂは図３ａの側断面図である。
【図４ａ】図４ａは図１の光源経路遮断部材の光遮断時の状態を示す平面図である。
【図４ｂ】図４ｂは図４ａの側断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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