(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
青果物が載置されたトレイを順次搬送し、搬送路中に設けられた測定部において上記青果物に対し少なくとも波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置において、
波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を順次照射する少なくとも３つの照射手段が単一の測定部内に配置され、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されていると共に、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を１回行えるように各レーザ光の照射時間が設定され、かつ、測定部通過中の青果物から順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を測定する単一の検出器が上記測定部内に配置されていることを特徴とする青果物の非破壊食味特性測定装置。
【請求項２】
青果物が載置されたトレイを順次搬送し、搬送路中に設けられた測定部において上記青果物に対し少なくとも波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置において、
波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を順次照射する少なくとも３つの照射手段が単一の測定部内に配置され、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されていると共に、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を複数回繰り返せるように各レーザ光の照射時間が短く設定され、かつ、通過中の青果物から繰り返し順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を測定する単一の検出器が上記測定部内に配置されていることを特徴とする青果物の非破壊食味特性測定装置。
【請求項３】
青果物が載置されたトレイを順次搬送し、搬送路中に設けられた測定部において上記青果物に対し少なくとも波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置において、
波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を照射しかつその照射方向が同一若しくは略同一に設定された少なくとも３つの照射手段が単一の測定部内に配置され、測定部通過中の青果物に対し波長λ1 のレーザ光の単一照射を単位とする第一照射、波長λ1 とλ2 のレーザ光の同時照射を単位とする第二照射、及び、波長λ1 とλ3 のレーザ光の同時照射を単位とする第三照射を順次行うと共に、測定部通過中の青果物から順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を別々に測定する３つの検出器が上記測定部内に配置され、かつ、第一照射で計測された波長λ1 のレーザ光の透過率並びに第二照射と第三照射において計測された波長λ1 のレーザ光の透過率に基づき第二照射と第三照射における波長λ2 とλ3 の各レーザ光の上記青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とする青果物の非破壊食味特性測定装置。
【請求項４】
上記レーザ光の各波長λ1 、λ2 及びλ3 が、
８６０ｎｍ  ≦  波長λ1 ≦  ８９０ｎｍ
９００ｎｍ  ≦  波長λ2 ≦  ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ  ＜  波長λ3 ≦  ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とする請求項１、２又は３記載の青果物の非破壊食味特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メロン、スイカ、カボチャ等青果物に対し波長の異なる複数のレーザ光を順次照射してその糖度や熟度等食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置に係り、特に、青果物に対する各レーザ光の照射位置ずれが起こり難くかつ各レーザ光の照射位置ずれが起こってもこれを補正できる非破壊食味特性測定装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、青果物の糖度を破壊することなく測定する方法としては、近赤外光あるいは赤外光を青果物に照射し、その反射光あるいは透過光から糖による光吸収を測定して行う方法が知られている（特開平１−２１６２６５号公報、特開平１−２３５８５０号公報、特開平２−１４７９４０号公報、特開平４−１０４０４１号公報、特開平４−２０８８４２号公報、特開平５−３４２８１号公報、特開平５−１７２５４９号公報及び特開平６−１５２３６号公報参照）。
【０００３】
しかし、これ等の方法はそのいずれもが光源としてハロゲンランプを使用しているため、例えばメロンのような皮の厚い青果物に対しては光の強度が足りず糖度の測定は困難であった。
【０００４】
そこで、この欠点を解消する方法として本発明者等は８６０ｎｍ〜９６０ｎｍの範囲にある３波長（１つは食味成分である糖等による吸収波長λ2 、他の２つは波長λ2 の両側の波長でかつ食味成分である糖等の吸収に無関係な波長λ1 及びλ3 ）のレーザ光を適用すると共に、メロン、スイカ等青果物に対し波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を順次照射して青果物の糖度、熟度等その食味特性を測定する方法を既に提案している。
【０００５】
以下、食味特性としての糖度を測定するこの方法を簡単に説明すると、図８に示すようにメロン等の青果物Ｍに対しその下方側から波長λのレーザ光を入射させ、かつ、同じく下方側に配置された検出器（図示せず）にて青果物Ｍから出射される波長λのレーザ光を検出する。尚、図８中、Ｐin（λ）は上記レーザ光の入射光量、Ｐout(λ) はレーザ光の検出光量を示している。
【０００６】
そして、青果物Ｍの糖度（ブリックス）は、上記入射光量Ｐin（λ）と検出光量Ｐout(λ) の各データから以下の式（３）に基づき求めることができる。
【０００７】
すなわち、糖度Ｙ（ブリックス）は、３種類の波長のレーザ光に対し、
Ｔ（λ）＝Ｐout(λ) ／Ｐin（λ）                            （１）
で定義される透過率Ｔ（λ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ）
Ｘ（λ）＝ −logＴ（λ）                                    （２）
を式（３）に代入することにより求められる。
【０００８】
Ｙ＝ＡＸ（λ1)＋ＢＸ（λ2)＋ＣＸ（λ3)＋Ｄ                  （３）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、多くの青果物（サンプル）に対して屈折糖度計により求めた糖度Ｙと、光測定で求めた吸光度Ｘ（λ1)、Ｘ（λ2)、Ｘ（λ3)との間で最も相関が高くなるように、例えば最小自乗法により求める定数である。
【０００９】
以下、この測定方法をより具体的に説明すると、図９に示すように底部に２つのトレイ側光通路部ｇ、ｈを有するトレイｄの受部ｃ上にメロン等の青果物Ｍを載置して搬送させ、搬送路中に設けられかつトレイｄのトレイ側光通路部ｇ、ｈに位置整合された２つの測定側光通路部ｉ、ｊを有する第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）において青果物Ｍに対し測定側光通路部ｉとトレイ側光通路部ｇを介し入射光量Ｐin（λ）のレーザ光を各々照射させる共に、青果物Ｍから出射されたレーザ光を上記トレイ側光通路部ｈと測定側光通路部ｊを介し各検出器（図示せず）へそれぞれ入射させて検出光量Ｐout(λ) を各々測定し、これ等の検出光量Ｐout(λ) と上記入射光量Ｐin（λ）から糖度等の食味特性を測定する方法であった。尚、この測定方法においては、図９及び図１０に示すように上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）の搬送路内にその長さ方向に亘って凸條ｍが設けら、かつ、トレイｄの底面には上記凸條ｍに遊嵌される凹條ｎが設けられており、トレイｄの凹條ｎが凸條ｍに遊嵌されてトレイｄにおけるトレイ側光通路部ｇ、ｈの開口端と各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）における測定側光通路部ｉ、ｊの開口端との位置整合が図られと共に、上記凸條ｍと凹條ｎの作用により測定側光通路部ｉを通過するレーザ光の測定側光通路部ｊ内への入り込みが防止される。また、図１１はこの測定方法を具体化した測定装置全体の一例を示したもので、ｐ１〜ｐ３は波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を出力する光源、ｗは光源ｐ１〜ｐ３からのレーザ光を各測定部ｋ１〜ｋ３へ導く光ファイバをそれぞれ示している。
【００１０】
この様に従来の測定方法（測定装置）においては、上述したように青果物の搬送路中に、第一、第二及び第三の測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）を設け、各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）において対応する波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を青果物に対し照射して各レーザ光の吸光度を求める構成が採られていた。この理由は、波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光に対応した測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）を設けた場合、その分、各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）において対応する各レーザ光の青果物に対する照射時間を長くとることができ、これにより青果物の糖度等その食味特性の情報を十分に得ることができると考えられたためであった。
【００１１】
ところで、青果物の糖度や熟度等その食味特性の情報は青果物内の果肉に含まれているため、青果物の食味特性をより正確に測定するには、単に青果物に対する照射時間を長く設定してその情報量を多く求めることより、青果物表面の影響を取除いて、上記吸光度Ｘ（λ）を求めるべきである。
【００１２】
すなわち、青果物にレーザ光を照射したときの透過率Ｔ（λ）は、青果物表面での反射率Ｒと果肉の透過率Ｔ’（λ）により
Ｔ（λ）＝（１−Ｒ）・Ｔ’（λ）                            （４）
と表されるが、青果物の食味特性をより正確に測定するためには、果肉の透過率Ｔ’（λ）を用いて吸光度Ｘ（λ）を求めるべきである。
【００１３】
しかし、青果物表面における反射率Ｒを求めることが現実には困難なため、青果物表面の反射率Ｒは一定であると仮定し、青果物表面の情報を含むＴ（λ）を用いて上記式（３）により糖度等の食味特性が求められている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、青果物表面における反射率Ｒの波長依存性は小さいが、ネット形状を有するメロン等の青果物では、レーザ光が照射される位置により表面での反射率Ｒが大きく変化してしまい（場所によって反射率Ｒが０．７から０．９も変化する）、その反射率Ｒは一定であるとした上述の仮定が成立し難い問題を有していた。特に、図９〜図１０に示したような測定方法（測定装置）において青果物を載置したトレイｄが高速で搬送されるような場合、搬送中におけるローラーコンベアｆ等からの振動作用によりトレイｄ上の青果物が移動してしまったり、搬送路の両側に設けられたガイドｅの案内作用にも拘らず搬送方向と直交する方向（すなわち図９において矢印で示すように搬送路の左右方向）へ若干横揺れしながらトレイｄが搬送されてしまうことがある。この様な場合、上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ（ｋ１〜ｋ３）での波長λ1 、λ2 及びλ3 における各レーザ光の青果物に対する照射位置がずれてしまい、これにより上述の反射率Ｒが常に一定という仮定が成立しなくなるため、各波長におけるレーザ光の照射時間を長く設定して青果物の糖度や熟度等その食味特性の情報量を十分に求めているにも拘らず上記食味特性について測定誤差が生じてしまう問題を有していた。
【００１５】
尚、図１２に示すように青果物を固定してその移動を防止する固定手段ｑをトレイｄに付設したり、搬送路の一方側縁部にサイドバーｔを配置しかつ他方側縁部に搬送中のトレイｄを上記サイドバーｔ側へ押圧してトレイの搬送位置を規制する押圧バーｕを配置する（図１３及び図１４参照）等して青果物のトレイ上の移動やトレイの横揺等を防止することは可能である。
【００１６】
しかし、このような手段を採った場合、上記トレイや非破壊食味特性測定装置の構成が複雑になる分その製造コストが割高となり、かつ、このような手段を採ったとしても上記第一、第二及び第三の各測定部ｋ１〜ｋ３での波長λ1 、λ2 及びλ3 における各レーザ光の青果物に対する照射位置を常に同一にすることは現実的には困難であった。
【００１７】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、第一、第二及び第三の測定部が搬送路中に設けられた従来の構成に代えて測定部の数を単一にすると共に、この測定部内に少なくとも３つの照射手段を配置し、これにより青果物に対する各レーザ光の照射位置ずれが起こり難い非破壊食味特性測定装置を提供し、かつ、各レーザ光の照射位置ずれが起こった場合にもこれを補正することのできる非破壊食味特性測定装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、
青果物が載置されたトレイを順次搬送し、搬送路中に設けられた測定部において上記青果物に対し少なくとも波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を順次照射する少なくとも３つの照射手段が単一の測定部内に配置され、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されていると共に、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を１回行えるように各レーザ光の照射時間が設定され、かつ、測定部通過中の青果物から順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を測定する単一の検出器が上記測定部内に配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
尚、請求項１記載の発明に係る非破壊食味特性測定装置において、波長λ1 、λ2 及びλ3 における各レーザ光の照射時間は、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を１回行えるようにするため、例えば、トレイの搬送速度をＶ、測定部の搬送距離をＬ、各レーザ光の照射時間をｔとした場合、（３×ｔ×Ｖ）の値がＬの値と同一若しくは略同一となるように設定することを要する。
【００２０】
そして、請求項１記載の発明に係る非破壊食味特性測定装置によれば、従来、第一、第二及び第三測定部において別々に行っていた青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光照射を単一の測定部内で行っているため、測定中における青果物の搬送距離が短縮される分、測定中におけるトレイの横揺れやトレイ上の青果物が移動してしまう可能性が低くなり、かつ、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されているため、青果物に対する各レーザ光の照射位置ずれも起こり難くなる。
【００２１】
従って、固定手段付きのトレイや、サイドバーと押圧バー等から成る搬送位置規制手段等を適用することなく青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる。
【００２２】
更に、測定部が単一となりこれに対応して測定部に配置される検出器も単一となるため非破壊食味特性測定装置における部品点数の低減をも図ることが可能となる。
【００２４】
次に、請求項２に係る発明は、
青果物が載置されたトレイを順次搬送し、搬送路中に設けられた測定部において上記青果物に対し少なくとも波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を順次照射する少なくとも３つの照射手段が単一の測定部内に配置され、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されていると共に、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を複数回繰り返せるように各レーザ光の照射時間が短く設定され、かつ、通過中の青果物から繰り返し順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を測定する単一の検出器が上記測定部内に配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
尚、請求項２記載の発明に係る非破壊食味特性測定装置において、波長λ1 、λ2 及びλ3 における各レーザ光の照射時間は、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を複数回繰り返せるようにするため請求項１に係る発明の照射時間より短く設定され、かつ、以下のように設定することを要する。すなわち、トレイの搬送速度をＶ、測定部の搬送距離をＬ、各レーザ光の照射時間をｔ’、順次照射を単位とするレーザ照射の繰り返し回数をＮとした場合、（３×ｔ’×Ｖ×Ｎ）の値がＬの値と同一若しくは略同一となるように設定することを要する。
【００２６】
そして、請求項２記載の発明に係る非破壊食味特性測定装置によれば、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されていると共に、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を複数回繰り返し、得られた複数データの平均値に基づき各レーザ光の吸光度を求めているため、青果物の食味特性を更に高い精度で測定することが可能となる。
【００３１】
次に、請求項３に係る発明は、単一の測定部内において青果物に対する各レーザ光の照射位置ずれが起こった場合にもこの位置ずれを補正して青果物の食味特性を高い精度で測定できる非破壊食味特性測定装置に関する。
【００３２】
すなわち、請求項３に係る発明は、
青果物が載置されたトレイを順次搬送し、搬送路中に設けられた測定部において上記青果物に対し少なくとも波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を各々照射し、かつ、青果物から出射される各レーザ光の光量を検出器でそれぞれ測定すると共に、青果物に入射された入射光量と検出器で測定された検出光量から各レーザ光の吸光度を求め、得られた各吸光度から青果物の食味特性を測定する青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光を照射しかつその照射方向が同一若しくは略同一に設定された少なくとも３つの照射手段が単一の測定部内に配置され、測定部通過中の青果物に対し波長λ1 のレーザ光の単一照射を単位とする第一照射、波長λ1 とλ2 のレーザ光の同時照射を単位とする第二照射、及び、波長λ1 とλ3 のレーザ光の同時照射を単位とする第三照射を順次行うと共に、測定部通過中の青果物から順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を別々に測定する３つの検出器が上記測定部内に配置され、かつ、第一照射で計測された波長λ1 のレーザ光の透過率並びに第二照射と第三照射において計測された波長λ1 のレーザ光の透過率に基づき第二照射と第三照射における波長λ2 とλ3 の各レーザ光の上記青果物に対する照射位置ずれを補正するようにしたことを特徴とするものである。
【００３３】
以下、請求項３記載の発明に係る非破壊食味特性測定装置において波長λ1 のレーザ光の透過率に基づいて、第二照射及び第三照射におけるλ2 とλ3 の各レーザ光の青果物に対する照射位置ずれが補正される原理について説明する。
【００３４】
但し、単一測定部内における第一、第二及び第三照射での波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なり、かつ、第二照射での波長λ1 とλ2 のレーザ光の照射位置が同一若しくは略同一で、更に、第三照射での波長λ1 とλ3 のレーザ光の照射位置が同一若しくは略同一である場合を前提に説明する。
【００３５】
また、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は第一、第二及び第三照射での青果物に対する各レーザ光の反射率を示し、Ｔ’（λ1 ）、Ｔ’（λ2 ）、Ｔ’（λ3 ）は第一、第二及び第三照射での波長λ1 、λ2 及びλ3 における各レーザ光の果肉の透過率をそれぞれ示し、Ｐ1out（λ1 ）、Ｐ2out（λ1 ）及びＰ3out（λ1 ）は第一、第二及び第三照射での波長λ1 における各レーザ光の検出光量、Ｐ1in(λ1 ）、Ｐ2in(λ1 ）及びＰ3in(λ1 ）は第一、第二及び第三照射での波長λ1 における各レーザ光の各入射光量をそれぞれ示している。
【００３６】
まず、第一照射において波長λ1 のレーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、
Ｐ1out（λ1 ）／Ｐ1in(λ1 ）＝（１−Ｒ1 ）・Ｔ’（λ1 ）    （５）
となる。
【００３７】
また、第二照射において波長λ1 のレーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、照射位置が変化したことにより反射率Ｒは変化するが、波長が等しいためＴ’（λ1 ）は変化していないことから、
Ｐ2out（λ1 ）／Ｐ2in(λ1 ）＝（１−Ｒ2 ）・Ｔ’（λ1 ）    （６）
となる。
【００３８】
同様に、第三照射において波長λ1 のレーザ光における青果物に対する入出力の関係式は、
Ｐ3out（λ1 ）／Ｐ3in(λ1 ）＝（１−Ｒ3 ）・Ｔ’（λ1 ）    （７）
となる。
【００３９】
よって、式（５）と式（６）及び式（５）と式（７）から照射位置が変化したことに伴う反射率の比が求まる。
【００４０】
すなわち、
｛Ｐ2out（λ1 ）／Ｐ2in(λ1 ）｝／｛Ｐ1out（λ1 ）／Ｐ1in(λ1 ）｝
＝（１−Ｒ2 ）／（１−Ｒ1 ）                                （８）
｛Ｐ3out（λ1 ）／Ｐ3in(λ1 ）｝／｛Ｐ1out（λ1 ）／Ｐ1in(λ1 ）｝
＝（１−Ｒ3 ）／（１−Ｒ1 ）                                （９）
次に、反射率Ｒには照射位置の依存性はあるが波長依存性がないため、第二及び第三照射での波長λ2 及びλ3 における各レーザ光の入出力の関係式は、
Ｐ2out(λ2 ）／Ｐ2in（λ2 ）＝（１−Ｒ2 ）・Ｔ’（λ2 ）    （10）
Ｐ3out(λ3 ）／Ｐ3in（λ3 ）＝（１−Ｒ3 ）・Ｔ’（λ3 ）    （11）
となる。
【００４１】
従って、式（10）を式（８）で割ると、
0003837199.tif 000002
となり、また、式（11）を式（９）で割ると、
0003837199.tif 000003
となる。つまり、式（５）、式（12）、式（13）は、波長λ1 のレーザ光を用いることにより、上記単一測定部内における第一、第二及び第三照射での波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも同じ位置（同じ表面反射率）に照射されたのと同じように変換できることを示している。
【００４２】
すなわち、
0003837199.tif 000004
で求められる各透過率Ｔ（λ1 ）、Ｔ（λ2 ）、Ｔ（λ3 ）の自然対数値である吸光度Ｘ（λ1 ）、Ｘ（λ2 ）、Ｘ（λ3 ）を上述した式（３）に代入することにより、単一測定部内における各レーザ光の青果物に対する照射位置が全て異なる場合でも青果物の食味特性を高い精度で測定できることを示している。
【００４３】
ここで、請求項４に係る発明は請求項１〜３に係る発明において各レーザ光の波長λ1 、λ2 及びλ3 を特定した発明に関する。
【００４４】
すなわち、請求項４に係る発明は、
請求項１、２又は３記載の発明に係る青果物の非破壊食味特性測定装置を前提とし、
上記レーザ光の各波長λ1 、λ2 及びλ3 が、
８６０ｎｍ  ≦  波長λ1 ≦  ８９０ｎｍ
９００ｎｍ  ≦  波長λ2 ≦  ９２０ｎｍ
９２０ｎｍ  ＜  波長λ3 ≦  ９６０ｎｍ
の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００４５】
【発明の実施の形態】
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。
【００４６】
［第一実施の形態］
図１は請求項１に係る非破壊食味特性測定装置の一例を示しており、この測定装置は、メロン等青果物Ｍが載置されたトレイ１を搬送するローラーコンベア（ベルトコンベアでもよい）等の搬送手段２が長さ方向に亘り配設された搬送路２０と、この搬送路２０内に配置された単一の測定部３と、波長λ1 のレーザ光が出力される第一光源４０と光ファイバｗ１とを備えこの光ファイバｗ１の先端側が上記測定部３内に配置された第一照射手段４と、波長λ2 のレーザ光が出力される第二光源５０と光ファイバｗ２とを備えこの光ファイバｗ２の先端側が上記測定部３内に配置された第二照射手段５と、波長λ3 のレーザ光が出力される第三光源６０と光ファイバｗ３とを備えこの光ファイバｗ３の先端側が上記測定部３内に配置された第三照射手段６と、上記測定部３内に配置され青果物Ｍから順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光の光量を検出する単一の検出器（図示せず）と、測定部３内の上記検出器に接続されかつこの検出器から出力される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光における検出信号を増幅させる単一のアンプ７と、このアンプ７に接続されそのアナログの検出信号をデジタルに変換するＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）８と、このＡＤＣ８からのデジタル信号を演算処理して青果物Ｍの糖度等その食味特性を算出するコンピュータ（ＣＰＵ）９とでその主要部が構成されている。
【００４７】
また、測定部３通過中の青果物Ｍの変位を考慮して上記光ファイバｗ１〜ｗ３の先端部は折り曲げられて各光ファイバｗ１〜ｗ３の先端がそれぞれ別方向へ向くように設定されており（図２参照）、これにより各光ファイバｗ１〜ｗ３の先端から出射される各レーザ光の青果物Ｍに対する照射部位が同一若しくは略同一となる（すなわち、図３に示すようにその直径が共に２〜３ｃｍ程度有する波長λ1 におけるレーザ光のビームスポットと波長λ2 におけるレーザ光のビームスポットとが略重なり合う）よう調整されている。
【００４８】
尚、上記測定部３における測定側光通路部とトレイ１のトレイ側光通路部との配置関係は図９で示した従来の測定方法（測定装置）と同様になっている。また、この測定装置においてはトレイ１の搬送速度Ｖが６０ｃｍ／秒に設定されていると共に、波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光における照射時間がそれぞれ１０ｍ秒に設定され、かつ、各レーザ光は間を開けずに順次照射するように制御されている。
【００４９】
この非破壊食味特性測定装置においては、青果物Ｍを載置したトレイ１が測定部３内に搬入されると、上記第一光源４０、第二光源５０及び第三光源６０から各光ファイバｗ１〜ｗ３を介して波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光が各々１０ｍ秒ずつ順次照射され、かつ、照射された順に青果物Ｍから波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光が検出器（図示せず）に順次入射され、その光量がそれぞれ検出される。
【００５０】
そして、上述したＡＤＣ８を介し検出された各レーザ光の検出光量のデータと青果物Ｍへ入射された波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光の入射光量のデータがＣＰＵ９に入力され、上述した式（１）により求められる各透過率Ｔ（λ1 ）、Ｔ（λ2 ）、Ｔ（λ3 ）から各吸光度Ｘ（λ1 ）、Ｘ（λ2 ）、Ｘ（λ3 ）が算出され、これ等吸光度のデータから式（３）により青果物の糖度等その食味特性が測定される。
【００５１】
この第一実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置によれば、従来、第一、第二及び第三測定部において別々に行っていた青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光照射を単一の測定部３内で行っているため、測定中におけるトレイ１の横揺れやトレイ１上の青果物Ｍが移動してしまう可能性が低くなり、かつ、各照射手段４〜６の光ファイバｗ１〜ｗ３の先端が測定部３通過中の青果物Ｍの変位を考慮してそれぞれ適宜方向へ別々に設定されているため、青果物Ｍに対する各レーザ光の照射位置ずれも起こり難くなる。
【００５２】
従って、固定手段付きのトレイや、サイドバーと押圧バー等から成る搬送位置規制手段等を適用することなく青果物Ｍの食味特性を高い精度で測定することが可能になると共に、測定部３が単一になったことに伴いこの測定部３に配置される検出器も単一となるため非破壊食味特性測定装置における部品点数の低減をも図ることが可能となる。
【００５３】
［参考例］
この参考例に係る非破壊食味特性測定装置は、図４に示すように上記第一照射手段〜第三照射手段の各光ファイバｗ１〜ｗ３が束ねられて各レーザ光λ1 、λ2 及びλ3 の出射方向が略同一に設定されている点と、上記測定部３通過中の青果物Ｍに対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射が５回繰り返せるように各レーザ光の照射時間ΔＴがそれぞれ２ｍ秒に設定されている（図５のタイミングチャート図参照）点を除き第一実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置と略同一である。
【００５４】
そして、この非破壊食味特性測定装置によれば、測定部３通過中の青果物Ｍに対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を５回繰り返せるように各レーザ光の照射時間ΔＴが２ｍ秒と短く設定されているため、１単位の順次照射時における青果物Ｍの移動距離（Ｖ×ΔＴ）は極めて小さくなる一方、青果物Ｍに対する各レーザ光のビームスポットλ1 、λ2 及びλ3 の直径は２〜３ｃｍ程度有していることから、図６に示すように青果物Ｍに対する各レーザ光の照射位置を略同一部位に重複させることが可能となる。
【００５５】
また、この非破壊食味特性測定装置においては波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を５回繰り返し、かつ、得られた複数データの平均値に基づき各レーザ光の吸光度Ｘ（λ1 ）、Ｘ（λ2 ）、Ｘ（λ3 ）を求めていることから、順次照射を単位とする各レーザ照射の照射部位が若干ばらついていてもこれ等ばらつきが平均化されるため、各光ファイバｗ１〜ｗ３を束ねてその出射方向を略同一に設定しているにも拘らず、第一実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置より測定精度を向上させることが可能となる。
【００５６】
［第二実施の形態］
この実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置は、請求項３に係る発明が適用された測定装置に係り、参考例に係る非破壊食味特性測定装置と同様に第一照射手段４、第二照射手段５及び第三照射手段６の各光ファイバｗ１〜ｗ３が束ねられて各レーザ光λ1 、λ2 及びλ3 の出射方向が略同一に設定されている点と、青果物Ｍから順次出射される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光を別々に測定する３つの検出器（図示せず）が単一の測定部３内に配置されている点と、各検出器に接続されこれ等検出器から出力される波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光における検出信号をそれぞれ増幅させる第一、第二及び第三アンプ７１、７２、７３が設けられている（図７参照）点を除き第一実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置と略同一である。
【００５７】
尚、波長λ1 を測定する検出器の光入射側には波長λ1 のレーザ光を透過し波長λ2 及びλ3 の各レーザ光を透過しないλ1 透過フィルタ（この例では、波長λ2 ＝９１０ｎｍ、波長λ3 ＝９３０ｎｍのレーザ光を遮断し、波長λ1 ＝８８０ｎｍのレーザ光を透過させる干渉フィルタが適用されている）が付設され、また、波長λ2 を測定する検出器の光入射側には波長λ2 のレーザ光を透過し波長λ1 及びλ3 の各レーザ光を透過しないλ2 透過フィルタ（λ1 透過フィルタと同様に干渉フィルタが適用されている）が付設されていると共に、波長λ3 を測定する検出器の光入射側には波長λ3 のレーザ光を透過し波長λ1 及びλ2 の各レーザ光を透過しないλ3 透過フィルタ（λ1 透過フィルタと同様に干渉フィルタが適用されている）が付設されている。
【００５８】
また、各検出器が配置される測定部３の測定側光通路部内には、その一端側が単一の受光面を構成しかつ他端側が３つに分岐された出射面を構成するファイバーバンドル（図示せず）が配置されており、青果物から順次出射された波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光がトレイ側光通路部を介して上記ファイバーバンドルの受光面に入射されるようになっている。また、ファイバーバンドルに入射された波長λ1 、λ2 及びλ3 の各レーザ光は３つに分岐された出射面から出射され、かつ、この３つの出射面に配置された上記λ1 透過フィルタ〜λ3 透過フィルタを介して各検出器へ入射されるようになっている。
【００５９】
そして、この非破壊食味特性測定装置においては、青果物Ｍを載置したトレイ１が測定部３内に搬入されると、第一光源４０から波長λ1 のレーザ光が青果物Ｍに対し１０ｍ秒照射され、かつ、この第一照射に基づき青果物Ｍから出射される波長λ1 のレーザ光がλ1 透過フィルタを介して検出器に入射されその検出光量が検出される。すなわち、第一照射においてＰ1out(λ1 )が測定される。
【００６０】
次に、この第一照射に続いて第一光源４０と第二光源５０から波長λ1 とλ2 の各レーザ光が青果物Ｍに対し各々１０ｍ秒同時照射され、かつ、この第二照射に基づき青果物Ｍから出射される波長λ1 とλ2 の各レーザ光がλ1 透過フィルタとλ2 透過フィルタを介し各検出器にそれぞれ入射されてその検出光量が検出される。すなわち、第二照射においてＰ2out(λ1 ）とＰ2out(λ2 ）が測定される。以下、同様にして、第三照射においてＰ3out(λ1 ）とＰ3out(λ3 ）が測定される。
【００６１】
次に、第一照射において青果物Ｍへ入射された波長λ1 におけるレーザ光の入射光量Ｐ1in(λ1 ）のデータ、及び、第二照射と第三照射において青果物Ｍへ入射された各入射光量Ｐ2in（λ1 ）、Ｐ2in(λ2 )並びに入射光量Ｐ3in(λ1 ）、Ｐ3in(λ3 ）の各データが、上述したＡＤＣ８を介して上記検出光量のデータと共にＣＰＵ９へ入力され、上述した式（14）、式（15）及び式（16）により求められる各透過率Ｔ（λ1 ）、Ｔ（λ2 ）、Ｔ（λ3 ）から各吸光度Ｘ（λ1 ）、Ｘ（λ2 ）、Ｘ（λ3 ）が算出され、これ等吸光度のデータから式（３）により青果物Ｍの糖度等その食味特性が求められる。
【００６２】
そして、この非破壊食味特性測定装置においては、単一の測定部３内における第一、第二及び第三照射において計測された波長λ1 のレーザ光の透過率に基づいて、第二及び第三照射における波長λ2 及びλ3 の各レーザ光における青果物に対する照射位置ずれが補正されているため、上述したサイドバーと押圧バーとで構成される搬送位置規制手段等を設けることなく高い精度で糖度や熟度等の食味特性を測定することができる利点を有している。
【００６３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００６４】
まず、図１と図４に示された参考例に係る非破壊食味特性測定装置を用い、糖度未知のメロン５０個を順次搬送してその糖度（Ｄｎ）を測定した。
【００６５】
次に、第一、第二及び第三測定部を具備する従来例に係る非破壊食味特性測定装置（図１１参照）を用い、上述した５０個のメロンを順次搬送させてその糖度（Ｄ’ｎ）を測定した。
【００６６】
最後に、これ等光測定を行った５０個のメロンについてその果汁を採取し、屈折率を用いた糖度計により果汁の糖度（Ｄ”ｎ）を破壊測定した。
【００６７】
そして、これ等測定データに基づき（Ｄｎ／Ｄ”ｎ）と（Ｄ’ｎ／Ｄ”ｎ）の値を求めたところ、（Ｄｎ／Ｄ”ｎ）の値は、全て０．９５〜１．０５の範囲内（その内の８０％のデータは０．９６〜１．０４の範囲内）に入っていたが、上記（Ｄ’ｎ／Ｄ”ｎ）の値は、０．８５〜１．１５の範囲内（そのうちの８０％のデータは０．８８〜１．１２の範囲内）となり、測定値のばらつきが顕著であった。
【００６８】
尚、第一実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置と第二実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置を用いて同様の試験を行ったところ、参考例に係る非破壊食味特性測定装置を適用した場合と同様の結果が得られた。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１及び４に係る発明によれば、
従来、第一、第二及び第三測定部において別々に行っていた青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 のレーザ光照射を単一の測定部内で行っているため、測定中における青果物の搬送距離が短縮される分、測定中におけるトレイの横揺れやトレイ上の青果物が移動してしまう可能性が低くなり、かつ、各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されているため、青果物に対する各レーザ光の照射位置ずれも起こり難くなる。
【００７０】
従って、固定手段付きのトレイや、サイドバーと押圧バー等から成る搬送位置規制手段等を適用することなく青果物の食味特性を高い精度で測定することが可能となる。更に、測定部が単一になったことに伴いこの測定部に配置される検出器も単一となるため非破壊食味特性測定装置における部品点数の低減をも図ることが可能となる。
【００７２】
また、請求項２及び４に係る発明によれば、
各照射手段におけるレーザ光の照射方向が測定部通過中の青果物の変位を考慮してこの青果物に対し同一若しくは略同一部位を照射するように各々別方向に設定されていると共に、測定部通過中の青果物に対する波長λ1 、λ2 及びλ3 の順次照射を単位とするレーザ照射を複数回繰り返し、得られた複数データの平均値に基づき各レーザ光の吸光度を求めているため、青果物の食味特性を更に高い精度で測定することが可能となる。
【００７３】
次に、請求項３及び４に係る発明によれば、
単一の測定部内における第一、第二及び第三照射において計測された波長λ1 のレーザ光の透過率に基づいて、第二及び第三照射における波長λ2 及びλ3 の各レーザ光における青果物に対する照射位置ずれが補正されているため、請求項２に係る発明と同様に青果物の食味特性を更に高い精度で測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る非破壊食味特性測定装置の概略構成図。
【図２】図１に示した非破壊食味特性測定装置の３つの照射手段の配置説明図。
【図３】図１に示した非破壊食味特性測定装置における青果物とこれに照射される各レーザ光のビームスポットとの関係を示す説明図。
【図４】  参考例に係る非破壊食味特性測定装置における３つの照射手段の配置説明図。
【図５】  参考例に係る非破壊食味特性測定装置の青果物に対する各レーザ光の照射タイミングを示すタイミングチャート図。
【図６】  参考例に係る非破壊食味特性測定装置における青果物とこれに照射される各レーザ光のビームスポットとの関係を示す説明図。
【図７】  本発明の変形例に係る非破壊食味特性測定装置の概略構成図。
【図８】非破壊食味特性測定方法の原理を説明するための説明図。
【図９】従来の非破壊食味特性測定装置の要部説明図。
【図１０】従来の非破壊食味特性測定装置の一部を示す概略斜視図。
【図１１】従来の非破壊食味特性測定装置の全体の構成を示した概略構成図。
【図１２】青果物を固定する手段が付設されたトレイの斜視図。
【図１３】トレイの搬送位置を規制するサイドバーと押圧バーの概略斜視図。
【図１４】上記サイドバーと押圧バーの作用を説明する説明図。
【符号の説明】
１  トレイ
３  測定部
４  第一照射手段
５  第二照射手段
６  第三照射手段
２０  搬送路
４０  第一光源
５０  第二光源
６０  第三光源
Ｍ  青果物
ｗ１  光ファイバ
ｗ２  光ファイバ
ｗ３  光ファイバ
【図１】
0003837199.tif 000005
【図２】
0003837199.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003837199.tif 000010
【図７】
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【図８】
0003837199.tif 000012
【図９】
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【図１０】
0003837199.tif 000014
【図１１】
0003837199.tif 000015
【図１２】
0003837199.tif 000016
【図１３】
0003837199.tif 000017
【図１４】
0003837199.tif 000018