特開 2024-19826 糖度計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024019826

(43)【公開日】2024-02-14

(54)【発明の名称】糖度計

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3563 20140101AFI20240206BHJP

【ＦＩ】

G01N21/3563

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022122541

(22)【出願日】2022-08-01

(71)【出願人】

【識別番号】301016159

【氏名又は名称】システムエルエスアイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】中浦 一浩

(72)【発明者】

【氏名】重松 則夫

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB08

2G059BB11

2G059EE01

2G059EE11

2G059HH01

2G059MM01

(57)【要約】

【課題】測定対象物の糖度を正確に測定できる糖度計を提供する。
【解決手段】糖度計１０は、対象物１１の糖度１８を非破壊的に計測する。糖度計１０は、発光部１２と、受光部１３と、回転支持部１４と、演算制御部１５と、を具備する。発光部１２は、対象物１１に向かって光線１６を射出する。受光部１３は、対象物１１を透過した光線１６を受光し、且つ、光線１６の強度に応じた電気信号１７を出力する。演算制御部１５は、回転支持部１４により、発光部１２および受光部１３を、対象物１１の周囲において相対回転させ、受光部１３が出力する電気信号１７に基づいて、対象物１１の糖度１８を算出する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物の糖度を非破壊的に計測する糖度計であり、
発光部と、受光部と、回転支持部と、演算制御部と、を具備し、
前記発光部は、前記対象物に向かって光線を射出し、
前記受光部は、前記対象物を透過した前記光線を受光し、且つ、前記光線の強度に応じた電気信号を出力し、
前記演算制御部は、
前記回転支持部により、前記発光部および前記受光部を、前記対象物の周囲において相対回転させ、
前記受光部が出力する前記電気信号に基づいて、前記対象物の前記糖度を算出することを特徴とする糖度計。

【請求項2】

前記演算制御部は、
前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、
出力された複数の前記電気信号に基づき前記糖度を算出することを特徴とする請求項１に記載の糖度計。

【請求項3】

前記発光部は、第１光線を前記対象物に対して射出する第１発光部と、前記第１光線とは波長が異なる第２光線を前記対象物に対して射出する第２発光部と、を有し、
前記演算制御部は、前記受光部が受光した前記第１光線の強度、および、前記受光部が受光した前記第２光線の強度に基づき、前記対象物の前記糖度を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の糖度計。

【請求項4】

前記第１発光部と前記第２発光部とは離間して配置され、
前記演算制御部は、
前記第１発光部から前記第１光線を発光させ、前記対象物を透過した前記第１光線を前記受光部が受光した後に、
前記回転支持部により、前記第２発光部を移動させ、
前記第２発光部から前記第２光線を発光させ、前記対象物を透過した前記第２光線を前記受光部が受光することを特徴とする請求項３に記載の糖度計。

【請求項5】

前記演算制御部は、
前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を第１方向に回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき、前記糖度を算出し、
その後、別の前記対象物の前記糖度を算出する際には、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を、逆方向である第２方向に回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき、前記糖度を算出することを特徴とする請求項１に記載の糖度計。

【請求項6】

温度センサを更に具備し、
前記演算制御部は、前記温度センサの出力値に基づいて、前記糖度の算出値を補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の糖度計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、糖度計に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、非破壊的に果物など対象物の糖度を推定する糖度計が利用されている。

【0003】

一例として、特許文献１には、波長の異なる複数の光を果物等に投光し、投光されたそれぞれの光に対する吸光度を測定し、同測定結果に基づいて果物等の糖度を測定する果物等の糖度測定方法が記載されている。具体的には、投光装置が発光し同軸ファイバに送られた波長の異なる複数の光が、上記同軸ファイバの端部より果物等に投光され、果物等に投光された光の反射光が、同軸ファイバの端部に受光されてセンサに送られて上記光の吸光度が測定される。

【0004】

特許文献２には、糖度測定のための発光部を回転させる糖度計が記載されている。具体的には、被測定物を載せるための回転手段を有している。また、回転手段が、載置台の上の被測定物に対し、その周囲で光源を相対的に回転させる。回転手段により、被測定物に対しその周囲で相対的に回転しながら、光源が被測定物に近赤外線を照射する。更に、被測定物の表面近傍から中心までの糖度を求めるよう、光源の照射エネルギーを変化させて照射する。その被測定物を透過した近赤外線の透過光を、光電変換部の受光部で受ける。受光部で受けた透過光の特定波長の吸光度に基づき、制御演算部の計算手段により被測定物の糖度を求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平２－５９０８１号公報

【特許文献2】特開２００７－２４６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前述した糖度測定装置は、より正確に糖度を測定する観点から改良の余地があった。

【0007】

詳しくは、測定対象の一例としての蒲萄の糖度を光学的に測定しようとする場合、蒲萄の形状は厳密には球形状ではなく、球形状から離れた、いびつな形状を呈している。係る場合、特許文献１に記載された発明を用いると、測定する角度によって蒲萄を通過する光路長が異なることから、糖度を正確に計測することが難しい。また、特許文献２に記載された測定方法では、光源のみが測定対象の周囲を回転することから、糖度を正確に計測することが依然として難しい課題があった。

【0008】

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、測定対象物の糖度を正確に測定できる糖度計を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の糖度計は、対象物の糖度を非破壊的に計測する糖度計であり、発光部と、受光部と、回転支持部と、演算制御部と、を具備し、前記発光部は、前記対象物に向かって光線を射出し、前記受光部は、前記対象物を透過した前記光線を受光し、且つ、前記光線の強度に応じた電気信号を出力し、前記演算制御部は、前記回転支持部により、前記発光部および前記受光部を、前記対象物の周囲において相対回転させ、前記受光部が出力する前記電気信号に基づいて、前記対象物の前記糖度を算出することを特徴とする。

【0010】

また、本発明の糖度計では、前記演算制御部は、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき前記糖度を算出することを特徴とする。

【0011】

また、本発明の糖度計では、前記発光部は、第１光線を前記対象物に対して射出する第１発光部と、前記第１光線とは波長が異なる第２光線を前記対象物に対して射出する第２発光部と、を有し、前記演算制御部は、前記受光部が受光した前記第１光線の強度、および、前記受光部が受光した前記第２光線の強度に基づき、前記対象物の前記糖度を算出することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の糖度計では、前記第１発光部と前記第２発光部とは離間して配置され、前記演算制御部は、前記第１発光部から前記第１光線を発光させ、前記対象物を透過した前記第１光線を前記受光部が受光した後に、前記回転支持部により、前記第２発光部を移動させ、前記第２発光部から前記第２光線を発光させ、前記対象物を透過した前記第２光線を前記受光部が受光することを特徴とする。

【0013】

また、本発明の糖度計では、前記演算制御部は、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を第１方向に回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき、前記糖度を算出し、その後、別の前記対象物の前記糖度を算出する際には、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を、逆方向である第２方向に回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき、前記糖度を算出することを特徴とする。

【0014】

また、本発明の糖度計では、温度センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記温度センサの出力値に基づいて、前記糖度の算出値を補正することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の糖度計は、対象物の糖度を非破壊的に計測する糖度計であり、発光部と、受光部と、回転支持部と、演算制御部と、を具備し、前記発光部は、前記対象物に向かって光線を射出し、前記受光部は、前記対象物を透過した前記光線を受光し、且つ、前記光線の強度に応じた電気信号を出力し、前記演算制御部は、前記回転支持部により、前記発光部および前記受光部を、前記対象物の周囲において相対回転させ、前記受光部が出力する前記電気信号に基づいて、前記対象物の前記糖度を算出することを特徴とする。本発明の糖度計によれば、回転支持部により発光部および受光部を回転させながら、対象物を透過する光線の強度に基づいて糖度を計測することにより、対象物に対して様々な光路を形成することができる。よって、対象物の形状が、球形状から離れた形状であっても、対象物の糖度を正確に算出することができる。

【0016】

また、本発明の糖度計では、前記演算制御部は、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき前記糖度を算出することを特徴とする。本発明の糖度計によれば、複数の前記電気信号に基づいて糖度を算出することにより、更に正確に糖度を推定できる。

【0017】

また、本発明の糖度計では、前記発光部は、第１光線を前記対象物に対して射出する第１発光部と、前記第１光線とは波長が異なる第２光線を前記対象物に対して射出する第２発光部と、を有し、前記演算制御部は、前記受光部が受光した前記第１光線の強度、および、前記受光部が受光した前記第２光線の強度に基づき、前記対象物の前記糖度を算出することを特徴とする。本発明の糖度計によれば、波長が異なる第１光線および第２光線を利用することにより、更に正確に糖度を推定できる。

【0018】

また、本発明の糖度計では、前記第１発光部と前記第２発光部とは離間して配置され、前記演算制御部は、前記第１発光部から前記第１光線を発光させ、前記対象物を透過した前記第１光線を前記受光部が受光した後に、前記回転支持部により、前記第２発光部を移動させ、前記第２発光部から前記第２光線を発光させ、前記対象物を透過した前記第２光線を前記受光部が受光することを特徴とする。本発明の糖度計によれば、波長が異なる第１光線の光路と、第２光線の光路とを略一致させ、更に正確に糖度を推定できる。

【0019】

また、本発明の糖度計では、前記演算制御部は、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を第１方向に回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき、前記糖度を算出し、その後、別の前記対象物の前記糖度を算出する際には、前記回転支持部により前記発光部および前記受光部を、逆方向である第２方向に回転させつつ、前記光線の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の前記電気信号に基づき、前記糖度を算出することを特徴とする。本発明の糖度計によれば、２回目の糖度計測の際に、発光部および受光部を、逆方向である第２方向に回転させることで、発光部および受光部の電気的接続に用いられる配線の断線や捻れを防止できる。

【0020】

また、本発明の糖度計では、温度センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記温度センサの出力値に基づいて、前記糖度の算出値を補正することを特徴とする。本発明の糖度計によれば、温度センサの出力値に基づいて糖度の算出値を補正することにより、糖度を更に精度高く算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1A】本発明の実施形態に係る糖度計を前方から見た斜視図である。

【図1B】本発明の実施形態に係る糖度計を後方から見た斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る糖度計を示す図であり、カバーを部分的に外した糖度計を示す斜視図である。

【図3A】本発明の実施形態に係る糖度計の回転支持部等を示す斜視図である。

【図3B】本発明の実施形態に係る糖度計の回転支持部等を別の角度から示す斜視図である。

【図4A】本発明の実施形態に係る糖度計の回転支持部等を示す分解斜視図である。

【図4B】本発明の実施形態に係る糖度計の回転支持部等を別の角度から示す分解斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係る糖度計の接続構成を示すブロック図である。

【図6A】本発明の実施形態に係る糖度計の光学的構成を示す図である。

【図6B】本発明の実施形態に係る糖度計の光学的構成を示す図である。

【図7A】本発明の実施形態に係る糖度計を用いて糖度を測定する方法を示す図である。

【図7B】本発明の実施形態に係る糖度計を用いて糖度を測定する方法を示す図である。

【図8】本発明の実施形態に係る糖度計糖度において、糖度を測定する際に、回転支持部が回転する状況を逐次的に示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係る糖度計糖度において、糖度を測定する際に、回転支持部が逆方向に回転する状況を逐次的に示す図である。

【図10A】本発明の実施形態に係る糖度計糖度において、糖度を測定する具体的な方法を示す図である。

【図10B】本発明の実施形態に係る糖度計糖度において、糖度を測定する具体的な方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態に係る糖度計１０を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明に於いて、左右方向とは、糖度計１０を前方から見た場合の左右である。また、以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

【0023】

図１Ａは、糖度計１０を前方から見た斜視図である。図１Ｂは、糖度計１０を後方から見た斜視図である。

【0024】

糖度計１０は、ここでは図示しない対象物１１の糖度を非破壊的に計測する装置であり、携行可能とされている。対象物１１としては、蒲萄、イチゴ等の果物を採用できる。また、糖度計１０には、操作スイッチ２０、表示部２１および収納部２２が備えられている。

【0025】

糖度計１０の全体は、カバー１９により覆われている。カバー１９は、例えば射出成形された合成樹脂板から成り、ユーザが携行しやすい形状および大きさを呈している。カバー１９の下方部分は把持部２３を形成しており、把持部２３はユーザの手により把持しやすい形状を呈している。カバー１９の上方部分に、糖度を計測するための各構成機器が収納されている。カバー１９の上面には、後述する対象物１１の挿入を許容するための、略円状の開口が形成されている。

【0026】

操作スイッチ２０は、カバー１９の前面に配設されたプッシュ型のスイッチである。ユーザが操作スイッチ２０を押下することで、糖度計１０に内蔵された各機器が動作し、これにより後述する対象物１１の糖度が計測される。

【0027】

表示部２１は、カバー１９の後面に配置された液晶画面等である。表示部２１は、糖度計１０により測定された糖度を示す数字を映し出す。

【0028】

図２は、糖度計１０を示す図であり、カバー１９を部分的に外した糖度計１０を示す斜視図である。

【0029】

カバー１９の内部であって上端近傍には容器部３２が配設される。容器部３２は、球状の容器の下方部分を呈する部材である。容器部３２は、糖度を計測する対象物である、後述する対象物１１の下方部分を収納できる形状および大きさを呈している。容器部３２はカバー１９に固定されており、糖度計１０の計測動作に伴い容器部３２は変位しない。

【0030】

カバー１９の内部には、糖度を計測するための各機器や、制御基板である基板３４が収納されている。各機器の構成および動作は、図３Ａ以降の図を参照して後述する。また、糖度を計測するための各機器や基板３４は、電気信号や電力を伝送するための配線を経由して相互に接続される。

【0031】

ここで、カバー１９の上端内側部と、容器部３２の上端との間には間隙３３が形成されている。本実施形態では、間隙３３を経由して、収納部２２に収納される、後述する対象物１１に対して光線を照射し、対象物１１を透過した光線の強度に基づいて、対象物１１の糖度を検出している。

【0032】

図３Ａないし図４Ｂを参照して、前述したカバー１９の内部に組み込まれる回転支持部１４およびそれに支持される計測機構の構造を説明する。図３Ａは、糖度計１０の回転支持部１４等を示す斜視図である。図３Ｂは、糖度計１０の回転支持部１４等を別の角度から示す斜視図である。図４Ａは、糖度計１０の回転支持部１４等を示す分解斜視図である。図４Ｂは、糖度計１０の回転支持部１４等を別の角度から示す分解斜視図である。

【0033】

図３Ａおよび図３Ｂを参照して、回転支持部１４は略円筒状を呈する可動部材である。回転支持部１４の形状は、肉抜きされた略円筒形状を呈している。回転支持部１４の上端部および下端部は、略リング形状に形成される。後述するように、回転支持部１４の下端は、モータ２４に接続している。

【0034】

回転支持部１４の上端部近傍には、受光開口部３０および発光開口部３１が形成されている。

【0035】

図３Ａおよび図４Ｂを参照して、受光開口部３０は、回転支持部１４の上端部近傍を貫通する開口であり、受光部１３が外側から望んでいる。

【0036】

図３Ｂおよび図４Ａを参照して、発光開口部３１は、受光開口部３０と対峙する位置で、回転支持部１４の上端部近傍を貫通する開口である。図３Ａに示すように、後述する発光部１２が外側から望んでいる。

【0037】

回転支持部１４の側面には、受光部支持基板２９および発光部支持基板２８が外側から取り付けられている。発光部支持基板２８は、合成樹脂等の絶縁基板から成り、ビス等の取付手段を介して、回転支持部１４の外側面に取り付けられ、発光部１２が実装される。受光部支持基板２９も同様に、合成樹脂等の絶縁基板から成り、ビス等の取付手段を介して、回転支持部１４の外側面に取り付けられ、受光部１３が実装される。発光部支持基板２８と受光部支持基板２９とは、回転支持部１４を挟んで対峙するように配置される。また、発光部支持基板２８および受光部支持基板２９は、ここでは図示しない配線を経由して、前述した基板３４と電気的に接続される。

【0038】

図４Ａおよび図４Ｂを参照して、回転支持部１４は、支持本体部１４１と、支持接続部１４２と、を有する。支持本体部１４１は、前述したように、略円筒形状を呈する部位であり、発光部支持基板２８および受光部支持基板２９が取り付けられる。支持接続部１４２は、支持接続部１４２の下端から中心に向かって略棒状に伸びる部位である。支持接続部１４２の下面であって、回転支持部１４の回転中心に相当する部分には、挿入孔１４３が形成される。挿入孔１４３は、モータ２４の回転軸２４１が相対回転不能な状態で挿入される。係る構成により、モータ２４の回転駆動力により、回転支持部１４、発光部支持基板２８および受光部支持基板２９を、上方から見て、時計回りおよび反時計回りに、回転させることができる。

【0039】

図５は、糖度計１０の接続構成を示すブロック図である。

【0040】

糖度計１０は、演算制御部１５と、温度センサ２６と、受光部１３と、バッテリ２７と、操作スイッチ２０と、第１発光部１２１と、第２発光部１２２と、モータ２４と、表示部２１と、を主要に有する。

【0041】

演算制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有し、予め組み込まれたプログラムに基づいて所定の演算および制御を実行するマイコンである。ここで、温度センサ２６、受光部１３、バッテリ２７および操作スイッチ２０は、演算制御部１５の入力側端子に接続される。また、第１発光部１２１、第２発光部１２２、モータ２４および表示部２１は、演算制御部１５の出力側端子に接続される。

【0042】

温度センサ２６は、糖度測定時の、糖度計１０の内部の周囲温度を測定する部位である。温度センサ２６は、例えば、図２に示した基板３４に実装される。温度センサ２６が計測した温度を示す情報は、演算制御部１５に伝送される。後述するように、温度センサ２６の出力値である温度を用いて、対象物１１の糖度の算出値が補正される。

【0043】

受光部１３は、対象物１１を透過した光線１６を受光し、且つ、光線１６の強度に応じた電気信号１７を出力する。具体的には、受光部１３は、例えば、ホトダイオードであり、前述した第１発光部１２１および第２発光部１２２から発せられ、対象物１１を透過した光線を受光する。受光部１３は、受光した第１発光部１２１の強度を示す情報を演算制御部１５に伝送する。更に、受光部１３は、受光した第２発光部１２２の強度を示す情報を演算制御部１５に伝送する。

【0044】

バッテリ２７は、充電可能な２次電池である。バッテリ２７は、糖度計１０を構成する各構成機器に電力を供給する。

【0045】

操作スイッチ２０は、前出したように、ユーザが対象物１１の糖度を計測する際に押下する装置である。ユーザが操作スイッチ２０を押下したら、操作スイッチ２０は、その旨を示す電気信号を演算制御部１５に伝送する。演算制御部１５は、当該電気信号に基づき、対象物１１の糖度を計測するための所定の動作を実行する。

【0046】

第１発光部１２１は、演算制御部１５の指示に基づいて、例えば、対象物１１の糖度に依存する波長の第１光線１６１を対象物１１に対して射出する。第１光線１６１の波長は、対象物１１の糖度に依存する波長が採用され、例えば、１１５０ｎｍである。

【0047】

第２発光部１２２は、演算制御部１５の指示に基づいて、第１光線１６１とは波長が異なる第２光線１６２を対象物１１に対して射出する。第２光線１６２の波長は、対象物１１の糖度に依存しない波長が採用され、例えば、８５０ｎｍである。

【0048】

モータ２４は、演算制御部１５からの指示に基づいて、前述した回転支持部１４を回転させる。モータ２４としては、例えば、ステッピングモータが採用される。

【0049】

表示部２１は、演算制御部１５から入力される情報に基づいて、糖度を表示する。

【0050】

図６Ａおよび図６Ｂは、糖度計１０の光学的構成を示す図である。

【0051】

対象物１１は、例えば蒲萄である。一般的に、蒲萄である対象物１１の形状は、球形状から離れた、いびつな形状を呈している。本実施形態では、係る形状の対象物１１の糖度を正確に計測するために図７Ａ以降の図に示す構成および動作を採用している。

【0052】

対象物１１を挟むように、発光部支持基板２８および受光部支持基板２９が配置されている。発光部支持基板２８の対象物１１を向く面には、発光部１２としての第１発光部１２１および第２発光部１２２が実装されている。また、受光部支持基板２９の対象物１１を向く面には、受光部１３が実装されている。

【0053】

第１発光部１２１から受光部１３に向かって、一定の幅を持って第１光線１６１が放射される。ここでは、第１光線１６１の中心を、破線で示している。図６Ａでは、第１光線１６１が放射される領域をハッチングで示し、図６Ｂでは第１光線１６１の中心に対応する光路を破線で示している。

【0054】

第２発光部１２２から受光部１３に向かって、一定の幅を持って第２光線１６２が放射される。ここでは、第１光線１６１の中心を、一点鎖線で示している。図６Ａでは、第２光線１６２が放射される領域をハッチングで示し、図６Ｂでは第２光線１６２の中心に対応する光路を一点鎖線で示している。

【0055】

図７Ａおよび図７Ｂは、糖度計１０を用いて糖度を測定する方法を示す図である。

【0056】

前述したように、例えば蒲萄である対象物１１は、いびつな形状を呈している場合がある。よって、発光部１２および受光部１３の回転位置により、対象物１１を通過する光線の長さが異なる。具体的には、図７Ａを参照して、第１発光部１２１から受光部１３に向かって第１光線１６１を放射した場合に対象物１１を通過する長さをＬ１０とする。一方、図７Ａに示す状態から回転支持部１４を９０度反時計回りに回転させた状態で、図７Ｂに示すように、第１発光部１２１から受光部１３に向かって第１光線１６１を放射した場合に対象物１１を通過する長さをＬ１１とする。この場合、Ｌ１０とＬ１１とで長さが大きく異なる。よって、何ら対策を施さなければ、図７Ａに示す場合と、図７Ｂに示す場合とで、算出される対象物１１の条件が異なり、正確な糖度の計算値が得られないことが考えられる。同様のことは、第２発光部１２２から放射される第２光線１６２に関しても言える。

【0057】

このことから、本実施形態では、後述するように、回転支持部１４を回転させながら、第１発光部１２１、第２発光部１２２および受光部１３を用いた光学的な糖度検出を行うことにより、対象物１１がいびつな形状であっても、対象物１１の糖度を正確に算出している。

【0058】

図８は、糖度を測定する際に、回転支持部１４が、第１方向である反時計回りに回転する状況を逐次的に示す図である。ここでは、回転支持部１４が反時計回りに逐次回転することで、位置角度が異なる第１状態ないし第９状態をとる場合を例示するが、係る状態の数は任意である。例えば、係る状態の数を１８、２７等に変更することもできる。

【0059】

演算制御部１５は、モータ２４の回転駆動力により、回転支持部１４に支持される発光部１２および受光部１３を、対象物１１の周囲において相対回転させ、受光部１３が出力する電気信号１７に基づいて、対象物１１の糖度を算出する。また、演算制御部１５は、回転支持部１４により発光部１２および受光部１３を回転させつつ、光線１６の発光、受光および出力を複数回行い、出力された複数の電気信号１７に基づき、対象物１１の糖度を算出する。

【0060】

具体的には、第１状態は回転支持部１４の最初の状態である。この第１状態で、演算制御部１５の指示に基づき、第１発光部１２１から第１光線１６１が放射され、第１光線１６１は対象物１１を透過して受光部１３に至る。更に、演算制御部１５の指示に基づき、第２発光部１２２から第２光線１６２が放射され、第２光線１６２は対象物１１を透過して受光部１３に至る。

【0061】

回転支持部１４は、第１光線１６１の放射から第２光線１６２の放射までの間に後述する微少回転を行うが、係る微少回転は図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して後述する。その後、演算制御部１５は、受光部１３で受光した第１光線１６１および第２光線１６２の強度、更には、温度センサ２６で検知した対象物１１の温度も考慮し、対象物１１の糖度を算出して推定する。波長が異なる第１光線１６１および第２光線１６２を利用することにより、更に正確に糖度を推定できる。

【0062】

その後、演算制御部１５の指示に基づき、モータ２４の回転駆動力により回転支持部１４を、反時計回りに４５度回転させることにより、第１状態から第２状態とする。第２状態に於いて、第１状態の際と同様に、演算制御部１５の指示に基づき、第１発光部１２１および第２発光部１２２から各光線を照射し、受光部１３および温度センサ２６からの出力に基づき、対象物１１の糖度を算出する。

【0063】

上記した一連の動作を、その後、第３状態ないし第９状態で実行する。

【0064】

その後、演算制御部１５は、第１状態ないし第９状態の各状態で算出された糖度の平均値を求め、係る糖度の平均値を、糖度計１０が計測した最終的な推定値とする。本実施形態によれば、回転支持部１４により発光部１２および受光部１３を回転させながら、対象物１１を透過する光線１６の強度に基づいて糖度を計測することにより、対象物１１に対して様々な光路を形成することができる。よって、対象物１１の形状が、球形状から離れた形状であっても、対象物１１の糖度を正確に算出することができる。

【0065】

図９は、次回の対象物１１の糖度を測定する際に、回転支持部１４が、第２方向である時計回りに回転する状況を逐次的に示す図である。図８に示した第１状態から第９状態に至るまでの計測を実行した場合、図２に示す回転支持部１４は、反時計回りに略３６０度回転することになる。この状態では、回転支持部１４と他構成部位とを接続する配線に、回転支持部１４が回転することによる捻れが発生する。また、図８に示した回転計測動作を続行した場合、係る配線の捻れが繰り返されることに成り、配線の断線を招く恐れがある。そこで、図９に示す様に、対象物１１の次回の糖度計測では、回転支持部１４を逆方向に回転させながら、対象物１１の糖度計測を行っている。ここで、図８に示す第１状態ないし第９状態と、図９に示す第１状態ないし第９状態とは、回転位置が対応している。

【0066】

具体的には、先ず、第９状態において、図８に示した場合と同様に、対象物１１の糖度を算出する。具体的には、この第９状態で、演算制御部１５の指示に基づき、第１発光部１２１から第１光線１６１が放射され、第１光線１６１は対象物１１を透過して受光部１３に至る。更に、演算制御部１５の指示に基づき、第２発光部１２２から第２光線１６２が放射され、第２光線１６２は対象物１１を透過して受光部１３に至る。その後、演算制御部１５は、受光部１３で受光した第１光線１６１および第２光線１６２の強度、更には、温度センサ２６で検知した温度も考慮し、対象物１１の糖度を算出して推定する。

【0067】

その後、演算制御部１５の指示に基づき、モータ２４の回転駆動力により回転支持部１４を、時計回りに４５度回転させることにより、第９状態から第８状態とする。第８状態に於いて、第１状態の際と同様に、演算制御部１５の指示に基づき、第１発光部１２１および第２発光部１２２から各光線を照射し、受光部１３および温度センサ２６からの出力に基づき、対象物１１の糖度を算出する。

【0068】

上記した一連の動作を、その後、第７状態ないし第１状態で実行する。

【0069】

その後、演算制御部１５は、第９状態ないし第１状態の各状態で算出された糖度の平均値を求め、係る糖度の平均値を、糖度計１０が計測した最終的な推定値とする。更に、２回目の測定により、発光部１２および受光部１３と接続された配線の捻れは元に戻り、配線の断線を防止できる。

【0070】

その後、奇数回の対象物１１の糖度測定においては、図８に示したように、反時計回りに回転支持部１４を回転させながら、糖度測定のための光線照射を行う。また、偶数回の対象物１１の糖度測定においては、図９に示したように、時計回りに回転支持部１４を回転させながら、糖度測定のための光線照射を行う。このようにすることで、発光部１２および受光部１３と接続された配線の捻れや断線を防止できる。

【0071】

図１０Ａおよび図１０Ｂは、糖度を測定する際の微少回転を示す図である。

【0072】

図１０Ａを参照して、第１発光部１２１と第２発光部１２２とは離間して配置される。よって、第１光線１６１が対象物１１を透過する光路と、第２光線１６２が対象物１１を透過する光路とは、位置が異なり、更には対象物１１を通過する光路長が異なる。具体的には、第１光線１６１が対象物１１を通過する光路長Ｌ２１と、第２光線１６２が対象物１１を通過する光路長Ｌ２２とは、長さが異なる。よって、両者の差が大きければ、第１光線１６１と第２光線１６２との光学的条件の相違により、対象物１１の糖度を正確に算出することが難しいことも考えられる。このことから、本実施形態では、第１光線１６１の放射を行った後に、回転支持部１４を僅かに回転させ、第２光線１６２からの放射を行っている。

【0073】

具体的には、先ず、図１０Ａを参照して、第１発光部１２１から受光部１３に向けて第１光線１６１を放射し、第１光線１６１の強度を示す電気信号を、前述した演算制御部１５に伝送する。

【0074】

図１０Ｂを参照して、その後、演算制御部１５の指示に基づいて、前述したモータ２４の駆動力により、回転支持部１４を僅かに反時計回りに回転させることで、第２発光部１２２を、図１０Ａに示した第１発光部１２１の位置まで移動させる。その状態で、演算制御部１５の指示に基づいて、第２発光部１２２から受光部１３に向けて第２光線１６２を放射し、第２光線１６２の強度を示す電気信号を、前述した演算制御部１５に伝送する。その後、演算制御部１５は、第１光線１６１および第２光線１６２の受光強度や、温度センサ２６の出力に基づいて、対象物１１の糖度を算出する。このようにすることで、第１光線１６１の光路と、第２光線１６２の光路とを略一致させ、更に正確に糖度を推定できる。

【0075】

ここで、微少回転を伴う糖度測定は、前述した第１状態ないし第９状態の夫々について行われる。

【0076】

前述した構成および動作の糖度計１０を用いて対象物１１である蒲萄の糖度を計測する方法を詳述する。

【0077】

先ず、結実した状態、即ち収穫される前の状態の対象物１１に対して糖度計１０を接近させ、糖度計１０の収納部２２に対象物１１を収納させる。

【0078】

次に、ユーザが図１Ａに示した操作スイッチ２０を押下すれば、演算制御部１５の指示に基づいて、図８ないし図１０Ｂに示した方法により、対象物１１の糖度が算出される。算出された糖度は、表示部２１に表示される。

【0079】

ここで、対象物１１の糖度は、例えば、次の式１により算出される。
式１：糖度＝Ｋ１×（糖度依存のある第１光線１６１の受光量）＋Ｋ２
ここで、Ｋ１＝Ｋａ×（非糖度依存のある第２光線１６２の受光量）×温度＋Ｋｂにて算出される。また、Ｋａ、Ｋｂ、Ｋ２は、対象物１１である蒲萄の品種毎に、予め決定している定数である。

【0080】

更に、糖度を温度補正しない場合は、例えば、以下の式２により糖度が算出される。
式２：糖度＝Ｋ１×（糖度依存のある第１光線１６１の受光量）＋Ｋ３
ここで、Ｋ１＝Ｋｃ×（非糖度依存のある第２光線１６２の受光量）＋Ｋｄにて算出される。また、Ｋｃ、Ｋｄ、Ｋ３は蒲萄の品種毎に予め決定している定数である。

【0081】

ユーザは、表示部２１に示された糖度が一定以上であれば、例えば蒲萄である対象物１１を収穫する。一方、ユーザは、表示部２１に示された糖度が一定未満であれば、対象物１１を収穫しない。

【0082】

このように、結実した状態の対象物１１の糖度を計測することにより、十分な糖度を有する対象物１１のみを収穫することができる。

【0083】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、前述した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

【0084】

例えば、図８および図９を参照した説明では、第１状態ないし第９状態で算出した値の平均値を、糖度として算出したが、例えば、中央値等の代表値を、算出される糖度として採用することもできる。

【0085】

更に、図８および図９を参照した説明では、測定時に、対象物１１を固定した状態で、回転支持部１４、発光部１２および受光部１３を回転させたが、逆に、回転支持部１４、発光部１２および受光部１３の位置を固定し、対象物１１を回転させることもできる。このような場合であっても、同様の効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0086】

１０ 糖度計
１１ 対象物
１２ 発光部
１２１ 第１発光部
１２２ 第２発光部
１３ 受光部
１４ 回転支持部
１４１ 支持本体部
１４２ 支持接続部
１４３ 挿入孔
１５ 演算制御部
１６ 光線
１６１ 第１光線
１６２ 第２光線
１７ 電気信号
１８ 糖度
１９ カバー
２０ 操作スイッチ
２１ 表示部
２２ 収納部
２３ 把持部
２４ モータ
２４１ 回転軸
２６ 温度センサ
２７ バッテリ
２８ 発光部支持基板
２９ 受光部支持基板
３０ 受光開口部
３１ 発光開口部
３２ 容器部
３３ 間隙
３４ 基板

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】