JP2000356591A - 青果物非破壊糖度計 - Google Patents
青果物非破壊糖度計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定青果物を透過してくる近赤外領域の光
を利用して被測定青果物の糖度を非破壊で測定可能にす
る小型・安価な非破壊糖度計を開発する。 【解決手段】 自然光あるいは人工光の照射を受けてい
る被測定青果物内透過光をビーム整形ディフューザを使
用して照度分布が一様になるようにした平面内に複数個
の近赤外光波長フィルタ・光電変換素子対を配置し、得
られた複数個の電気信号の演算処理によって被測定青果
物の糖度を算出するように構成した。
を利用して被測定青果物の糖度を非破壊で測定可能にす
る小型・安価な非破壊糖度計を開発する。 【解決手段】 自然光あるいは人工光の照射を受けてい
る被測定青果物内透過光をビーム整形ディフューザを使
用して照度分布が一様になるようにした平面内に複数個
の近赤外光波長フィルタ・光電変換素子対を配置し、得
られた複数個の電気信号の演算処理によって被測定青果
物の糖度を算出するように構成した。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、畑で生育中の青果
物または収穫された青果物の糖度を非破壊的に測定・指
示する装置に関する。
物または収穫された青果物の糖度を非破壊的に測定・指
示する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に青果物の糖度は、被測定青果物を
切断・搾汁し、得られた溶液の光の屈折率を測定する屈
折糖度計で測定されてきた。しかしこの方法では抜き取
り検査はできても、市場に出荷する商品青果物の全数検
査には使えない。
切断・搾汁し、得られた溶液の光の屈折率を測定する屈
折糖度計で測定されてきた。しかしこの方法では抜き取
り検査はできても、市場に出荷する商品青果物の全数検
査には使えない。
【０００３】近年、近赤外分光分析による非破壊糖度測
定法の研究が盛んに行われており、青果物の近赤外スペ
クトルの吸光度の２次微分値を取ると糖度情報が現れる
（特開平1-216265、特開平1-301147）などが報告されて
いる。この技術を応用した大型で高価な装置開発が進
み、選果場の青果物選別ラインへの組込みも行われてい
る。また、携帯型の装置（特開平9-89767）も開発され
ているが、近赤外分光分析特有の複雑さのため低価格化
は困難であり、皮の薄いものしか測定できない欠点もあ
る。
定法の研究が盛んに行われており、青果物の近赤外スペ
クトルの吸光度の２次微分値を取ると糖度情報が現れる
（特開平1-216265、特開平1-301147）などが報告されて
いる。この技術を応用した大型で高価な装置開発が進
み、選果場の青果物選別ラインへの組込みも行われてい
る。また、携帯型の装置（特開平9-89767）も開発され
ているが、近赤外分光分析特有の複雑さのため低価格化
は困難であり、皮の薄いものしか測定できない欠点もあ
る。
【０００４】このような問題点を解決するため、本願発
明者は、太陽光を利用し、固定フィルタ方式を採用すれ
ば畑でも使えるハンディタイプの非破壊糖度計を屈折糖
度計程度の価格で実施できるであろうとの着想（特願平
6-284578、特願平9-119896）のもと、実用化のための研
究開発を進めてきたが、先願の方法では、所要の糖度測
定精度は得られないとの結論に達した。
明者は、太陽光を利用し、固定フィルタ方式を採用すれ
ば畑でも使えるハンディタイプの非破壊糖度計を屈折糖
度計程度の価格で実施できるであろうとの着想（特願平
6-284578、特願平9-119896）のもと、実用化のための研
究開発を進めてきたが、先願の方法では、所要の糖度測
定精度は得られないとの結論に達した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記先願の
問題点に鑑みてなされたもので、固定フィルタの選定方
法および吸光度の演算処理方法を最適化して、所要精度
の糖度測定を可能にすることを目的としている。
問題点に鑑みてなされたもので、固定フィルタの選定方
法および吸光度の演算処理方法を最適化して、所要精度
の糖度測定を可能にすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による非破壊糖度
計は被測定青果物を透過してくる自然光あるいは人工光
を集光する受け皿と、前記集光光の面内照度分布を一様
にするためにビーム整形ディフューザおよびビーム整形
筒と面内照度分布が一様になった前記ビーム整形筒端面
に平面状に配置した複数個の近赤外光波長フィルタ・光
電変換素子対と前記複数個の近赤外光波長フィルタ・光
電変換素子対で変換された複数の電気信号に基づいて糖
度を算出する演算部と前記演算部で算出された糖度を表
示する表示部とを備えた構成としている。
計は被測定青果物を透過してくる自然光あるいは人工光
を集光する受け皿と、前記集光光の面内照度分布を一様
にするためにビーム整形ディフューザおよびビーム整形
筒と面内照度分布が一様になった前記ビーム整形筒端面
に平面状に配置した複数個の近赤外光波長フィルタ・光
電変換素子対と前記複数個の近赤外光波長フィルタ・光
電変換素子対で変換された複数の電気信号に基づいて糖
度を算出する演算部と前記演算部で算出された糖度を表
示する表示部とを備えた構成としている。
【０００７】前記近赤外光波長フィルタは糖・光路長・
水などと関係のある少なくとも３個以上を用いる。この
手段は散乱減衰に埋もれた微小な吸収減衰を抽出するた
めには必要不可欠である。
水などと関係のある少なくとも３個以上を用いる。この
手段は散乱減衰に埋もれた微小な吸収減衰を抽出するた
めには必要不可欠である。
【０００８】前記演算部では、被測定青果物測定時と基
準吸光体測定時の演算部入力電気信号比の対数演算を行
って各波長の吸光度を求め、予め屈折糖度との相関より
算出した係数を用いて糖度を算出する。
準吸光体測定時の演算部入力電気信号比の対数演算を行
って各波長の吸光度を求め、予め屈折糖度との相関より
算出した係数を用いて糖度を算出する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図に
より説明する。図１において、受け皿(2)に置いた基準
吸光体(10)または被測定青果物(11)に光源(1)より光を
照射し、ビーム整形ディフューザ(3)、ビーム整形筒(4)
において基準吸光体または被測定青果物を透過してきた
光を整形し、図２の配置例に示した平面配置の近赤外光
波長フィルタ(5)に均一な光を与える。近赤外光波長フ
ィルタを通った光は光電変換素子(6)で電気信号に変換
され、演算部(8)で糖度推定式により糖度を算出し、表
示部(9)に結果を表示する。
より説明する。図１において、受け皿(2)に置いた基準
吸光体(10)または被測定青果物(11)に光源(1)より光を
照射し、ビーム整形ディフューザ(3)、ビーム整形筒(4)
において基準吸光体または被測定青果物を透過してきた
光を整形し、図２の配置例に示した平面配置の近赤外光
波長フィルタ(5)に均一な光を与える。近赤外光波長フ
ィルタを通った光は光電変換素子(6)で電気信号に変換
され、演算部(8)で糖度推定式により糖度を算出し、表
示部(9)に結果を表示する。
【００１０】使用する近赤外光波長フィルタは800〜100
0nmの範囲から少なくとも３個以上の波長を用いる。糖
度推定式は予め測定対象青果物について、本発明による
吸光度測定値と破壊的に測定した屈折糖度値から多変量
解析により求めておいた例えば式１などにより算出す
る。 Ｓ＝K０＋K１Ａ１(λ1)＋K2Ａ2(λ２)＋・・・＋KｎＡｎ(λｎ) （ 式１） ここで、Ｓは被測定青果物の糖度、K０は定数項、Ａｎ
(λｎ)は波長λｎの吸光度、Knは波長λnに対する係数
0nmの範囲から少なくとも３個以上の波長を用いる。糖
度推定式は予め測定対象青果物について、本発明による
吸光度測定値と破壊的に測定した屈折糖度値から多変量
解析により求めておいた例えば式１などにより算出す
る。 Ｓ＝K０＋K１Ａ１(λ1)＋K2Ａ2(λ２)＋・・・＋KｎＡｎ(λｎ) （ 式１） ここで、Ｓは被測定青果物の糖度、K０は定数項、Ａｎ
(λｎ)は波長λｎの吸光度、Knは波長λnに対する係数
【００１１】
【実施例】静岡産メロンの測定例を図３に示す。50Wの
ハロゲンランプ４個でメロンの赤道面を照射し、花痕部
からの透過光を受け皿で集光した。使用する近赤外光波
長フィルタを850nm、860nm、900nm、960nmの４個にした
場合、試料数10個で相関係数0.977、標準誤差0.524の検
量線評価値が得られた。
ハロゲンランプ４個でメロンの赤道面を照射し、花痕部
からの透過光を受け皿で集光した。使用する近赤外光波
長フィルタを850nm、860nm、900nm、960nmの４個にした
場合、試料数10個で相関係数0.977、標準誤差0.524の検
量線評価値が得られた。
【００１２】
【発明の効果】被測定青果物の透過光をビーム整形ディ
フューザ、近赤外光波長フィルタを通しただけで光電変
換素子により電気信号に変換するという簡易な構造のた
め信号対雑音比が大きく、被測定青果物の種類によって
は自然光による測定が可能であり、畑で使用できるハン
ディタイプの非破壊糖度計を安価に提供できる効果があ
る。
フューザ、近赤外光波長フィルタを通しただけで光電変
換素子により電気信号に変換するという簡易な構造のた
め信号対雑音比が大きく、被測定青果物の種類によって
は自然光による測定が可能であり、畑で使用できるハン
ディタイプの非破壊糖度計を安価に提供できる効果があ
る。
【００１３】吸光度は被測定青果物の特性であって、照
明光源の強度・波長特性ならびに近赤外光波長フィルタ
・光電変換素子対の感度差には影響されないので、自然
光、自然光＋人工光、人工光と光源を自由に選択でき、
また複数個の近赤外光波長フィルタ・光電変換素子対の
感度合わせの調整をする必要がないという効果がある。
明光源の強度・波長特性ならびに近赤外光波長フィルタ
・光電変換素子対の感度差には影響されないので、自然
光、自然光＋人工光、人工光と光源を自由に選択でき、
また複数個の近赤外光波長フィルタ・光電変換素子対の
感度合わせの調整をする必要がないという効果がある。
【００１４】近赤外光波長フィルタの半値巾を広くする
ことで、微小な試料状況の変化による吸収波長の変動に
影響されることなく、安定な測定結果が得られる効果が
ある。
ことで、微小な試料状況の変化による吸収波長の変動に
影響されることなく、安定な測定結果が得られる効果が
ある。
【００１５】
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例における近赤外光波長フィルタ
の配置例を示す図である。
の配置例を示す図である。
【図３】本発明による糖度推定値と屈折糖度値の測定結
果例を示す図である
果例を示す図である
１ 光源 ２ 受け皿 ３ ビーム整形ディフューザ ４ ビーム整形筒 ５ 近赤外光波長フィルタ ６ 光電変換素子 ７ 演算部 ８ 表示部 ９ 測定器ケース １０ 基準吸光体 １１ 被測定青果物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 真理 神奈川県相模原市相南１−24−11−506 (72)発明者 小清水 正美 神奈川県横浜市栄区本郷台５−５−26 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB11 CC20 EE01 EE11 GG10 HH01 HH06 JJ02 KK03 LL03 MM05 MM12 PP04
Claims (3)
- 【請求項１】 自然光あるいは人工光の照射を受けてい
る被測定青果物を透過してくる光を利用して被測定青果
物の糖度を測定する非破壊糖度計において、集光した被
測定青果物透過光の面内照度分布を一様にするためのビ
ーム整形ディフューザおよびビーム整形筒と、面内照度
分布が一様になった前記ビーム整形筒端面に平面状に配
置した複数個の近赤外光波長フィルタ・光電変換素子対
と、前記複数個の近赤外光波長フィルタ・光電変換素子
対で変換された複数個の電気信号に基づいて糖度を算出
する演算部と、前記演算部で算出された糖度を表示する
表示部とを備えたことを特徴とする非破壊糖度計。 - 【請求項２】 前記複数個の近赤外光波長フィルタ・光
電変換素子対の近赤外光波長フィルタを、糖・光路長・
水などと相関のある少なくとも３つ以上の波長に選定し
た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】 前記演算部を被測定青果物測定時の演算
部入力電気信号と、別に用意した基準吸光体測定時の演
算部入力電気信号とを用いて吸光度値を算出する吸光度
演算部と、算出された前期吸光度値を用いて被測定青果
物の糖度を算出する糖度演算部とで構成することを特徴
とする請求１および２記載の非破壊糖度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16616699A JP2000356591A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 青果物非破壊糖度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16616699A JP2000356591A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 青果物非破壊糖度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356591A true JP2000356591A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15826307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16616699A Pending JP2000356591A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 青果物非破壊糖度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000356591A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003114191A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-18 | Nagasaki Prefecture | 青果物の非破壊糖度測定方法及び装置 |
| US9279720B2 (en) | 2010-03-24 | 2016-03-08 | Nec Solution Innovators, Ltd. | Analysis device |
| US9909978B2 (en) | 2016-07-05 | 2018-03-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Maturity determination device and maturity determination method |
| US10304179B2 (en) | 2016-07-05 | 2019-05-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Maturity determination device and maturity determination method |
| US10420282B2 (en) | 2016-08-10 | 2019-09-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fruit or vegetable product harvesting apparatus and fruit or vegetable product harvesting method |
| CN113655038A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 南昌航空大学 | 一种用智能手机无损检测水果糖度的方法 |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP16616699A patent/JP2000356591A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003114191A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-18 | Nagasaki Prefecture | 青果物の非破壊糖度測定方法及び装置 |
| US9279720B2 (en) | 2010-03-24 | 2016-03-08 | Nec Solution Innovators, Ltd. | Analysis device |
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| US10420282B2 (en) | 2016-08-10 | 2019-09-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fruit or vegetable product harvesting apparatus and fruit or vegetable product harvesting method |
| CN113655038A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-16 | 南昌航空大学 | 一种用智能手机无损检测水果糖度的方法 |
| CN113655038B (zh) * | 2021-08-24 | 2023-09-22 | 南昌航空大学 | 一种用智能手机无损检测水果糖度的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040706 |