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技術 カロリー測定装置

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 越智和弘高橋達也
出願日 2013年12月18日 (5年5ヶ月経過) 出願番号 2013-261689
公開日 2015年6月25日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2015-118009
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査、分析
主要キーワード 寄与係数 移動用モーター 基準吸光度 回転用モーター 受光量信号 カロリー変動 エネルギー換算係数 測定時温度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年6月25日)のものです。
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図面 (10)

課題

食品カロリー測定精度を高めることに貢献するカロリー測定装置を提供する。

解決手段

カロリー測定装置は、測定部20および解析装置30を有する。測定部20は、発光部、受光部24を有する。解析装置30は、補正部42、および、解析部41を有する。発光部は、近赤外線波長を含む光を出力することにより、食品に光を照射する。受光部24は、発光部から照射されて食品から反射された反射光を受光する。補正部42は、受光部24が受光した受光量に基づいて、受光部が受光した受光量の吸光度補正する。解析部41は、補正された吸光度に基づいて、食品のカロリーを示す解析値を算出する。

概要

背景

従来のカロリー測定方法は、食品単位重量あたりたんぱく質、脂質、および、炭水化物の量、ならびに、それぞれの成分に対応するエネルギー換算係数に基づいて、食品のカロリーを算出する。たんぱく質の量を算出する方法としては、例えば、ケルダール法により定量した窒素量、および、「窒素−たんぱく質換算係数」に基づいて算出する方法が知られている。脂質の量を算出する方法としては、例えば、ソックスレー抽出法クロロホルムメタノール改良抽出法レーゼ・ゴットリーブ法、または、酸分解法により算出する方法が知られている。炭水化物の量を算出する方法としては、差し引き法が知られている。従来のカロリーの測定方法によれば、カロリーを算出するまでに多数の工程を要するため手間がかかる。

一方、特許文献1のカロリー測定装置は、食品が載せられる皿、食品に近赤外光照射する発光部、食品により反射された光を受光する受光部、および、カロリーの測定を開始するための操作ボタン等を含む。この測定装置は、受光部が受光した光に基づいて食品の吸光度を算出し、算出した吸光度に基づいて食品のカロリーを算出する。

この測定装置によれば、測定者は、測定対象の食品を皿に配置し、測定のための操作ボタンを操作するだけで、食品のカロリーを知ることができる。このため、上記従来のカロリーの測定方法と比較して、測定者の手間が軽減される。

概要

食品のカロリーの測定精度を高めることに貢献するカロリー測定装置を提供する。カロリー測定装置は、測定部20および解析装置30を有する。測定部20は、発光部、受光部24を有する。解析装置30は、補正部42、および、解析部41を有する。発光部は、近赤外線波長を含む光を出力することにより、食品に光を照射する。受光部24は、発光部から照射されて食品から反射された反射光を受光する。補正部42は、受光部24が受光した受光量に基づいて、受光部が受光した受光量の吸光度を補正する。解析部41は、補正された吸光度に基づいて、食品のカロリーを示す解析値を算出する。

目的

本発明の目的は、食品のカロリーの測定精度を高めることに貢献するカロリー測定装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

食品カロリー分析するカロリー測定装置であって、前記カロリー測定装置は、発光部、受光部、補正部、および、解析部を有し、前記発光部は、近赤外線波長を含む光を出力することにより、食品に光を照射し、前記受光部は、前記発光部から照射されて食品を透過した光である透過光、および、前記発光部から照射されて食品に反射された光である反射光の少なくとも一方を受光し、前記補正部は、前記透過光および前記反射光の少なくとも一方に基づいて食品の吸光度である基礎吸光度を算出し、食品における光の吸収および反射に影響を及ぼす因子であって、食品成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない因子である影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正し、前記解析部は、補正された前記基礎吸光度、および、補正された前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方に基づいて、食品のカロリーを示す解析値を算出するカロリー測定装置。

請求項2

前記補正部は、前記透過光または前記反射光に含まれる所定の波長範囲であって、前記食品成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない所定の波長範囲の吸光度に基づいて、前記影響因子が食品における光の吸収および反射に及ぼす影響の強さを同定し、同定した影響の強さを反映して前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する請求項1に記載のカロリー測定装置。

請求項3

前記補正部は、食品の内部における光路が反映された前記影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する請求項1または2に記載のカロリー測定装置。

請求項4

前記補正部は、食品の反射率および透過率の少なくとも一方が反映された前記影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する請求項1〜3のいずれか一項に記載のカロリー測定装置。

請求項5

前記補正部は、食品の吸光度のピークの波長に影響を及ぼす前記影響因子である環境因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する請求項1〜4のいずれか一項に記載のカロリー測定装置。

請求項6

前記補正部は、前記影響因子である食品の色に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する請求項1〜5のいずれか一項に記載のカロリー測定装置。

技術分野

0001

本発明は、食品カロリーを測定するカロリー測定装置に関する。

背景技術

0002

従来のカロリーの測定方法は、食品の単位重量あたりたんぱく質、脂質、および、炭水化物の量、ならびに、それぞれの成分に対応するエネルギー換算係数に基づいて、食品のカロリーを算出する。たんぱく質の量を算出する方法としては、例えば、ケルダール法により定量した窒素量、および、「窒素−たんぱく質換算係数」に基づいて算出する方法が知られている。脂質の量を算出する方法としては、例えば、ソックスレー抽出法クロロホルムメタノール改良抽出法レーゼ・ゴットリーブ法、または、酸分解法により算出する方法が知られている。炭水化物の量を算出する方法としては、差し引き法が知られている。従来のカロリーの測定方法によれば、カロリーを算出するまでに多数の工程を要するため手間がかかる。

0003

一方、特許文献1のカロリー測定装置は、食品が載せられる皿、食品に近赤外光照射する発光部、食品により反射された光を受光する受光部、および、カロリーの測定を開始するための操作ボタン等を含む。この測定装置は、受光部が受光した光に基づいて食品の吸光度を算出し、算出した吸光度に基づいて食品のカロリーを算出する。

0004

この測定装置によれば、測定者は、測定対象の食品を皿に配置し、測定のための操作ボタンを操作するだけで、食品のカロリーを知ることができる。このため、上記従来のカロリーの測定方法と比較して、測定者の手間が軽減される。

先行技術

0005

特開2008−122412号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1の受光部が受光する光の量は、種々の因子の影響を受ける。その一例は、食品の内部の光路、食品の反射率、および、環境温度である。しかし、特許文献1のカロリー測定装置は、そのような因子の影響を考慮することなくカロリーを算出している。このため、算出されたカロリーが、実際の食品のカロリーと大きく乖離するおそれがある。

0007

本発明の目的は、食品のカロリーの測定精度を高めることに貢献するカロリー測定装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

〔1〕本カロリー測定装置の独立した一形態は、食品のカロリーを分析するカロリー測定装置であって、前記カロリー測定装置は、発光部、受光部、補正部、および、解析部を有し、前記発光部は、近赤外線波長を含む光を出力することにより、食品に光を照射し、前記受光部は、前記発光部から照射されて食品を透過した光である透過光、および、前記発光部から照射されて食品に反射された光である反射光の少なくとも一方を受光し、前記補正部は、前記透過光および前記反射光の少なくとも一方に基づいて食品の吸光度である基礎吸光度を算出し、食品における光の吸収および反射に影響を及ぼす因子であって、食品成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない因子である影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正し、前記解析部は、補正された前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方に基づいて、食品のカロリーを示す解析値を算出する。

0009

影響因子が、食品における光の吸収および反射に及ぼす影響の強さが変化することにより、食品が受光する光の量が変化する。このため、基礎吸光度における影響因子の影響を補正することにより、食品のカロリーの測定精度を高めることができる。本カロリー測定装置は、この点を踏まえて、補正部により補正された基礎吸光度に基づいて、食品のカロリーの解析値を算出している。このため、食品のカロリーの測定精度が高くなる。

0010

〔2〕前記カロリー測定装置に従属する一形態によれば、前記補正部は、前記透過光または前記反射光に含まれる所定の波長範囲であって、前記食品成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない所定の波長範囲の吸光度に基づいて、前記影響因子が食品における光の吸収および反射に及ぼす影響の強さを同定し、同定した影響の強さを反映して前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する。

0011

上記所定の波長範囲の光は、食品成分の量が変化しても、すなわち、食品のカロリーが変化しても、その影響を実質的に受けない。このため、上記所定の波長範囲の吸光度は、食品のカロリー以外の変化の影響により変化する吸光度を示す。本カロリー測定装置は、この点を踏まえて、上記のとおり影響因子の影響の強さを反映して基礎吸光度を補正している。このため、食品のカロリーの測定精度がより高くなる。

0012

〔3〕前記カロリー測定装置に従属する一形態によれば、前記補正部は、食品の内部における光路が反映された前記影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度および前記受光部が受光する受光量の少なくとも一方を補正する。

0013

発光部が同じ種類の食品に対して同じ量の光を照射した場合あっても、食品の内部における光路が異なる場合には、受光部が受光する光の量がその影響を受けて変化する。本カロリー測定装置は、この点を踏まえて、上記影響因子に基づいて基礎吸光度を補正している。このため、食品のカロリーの測定精度がより高くなる。

0014

〔4〕前記カロリー測定装置に従属する一形態によれば、前記補正部は、食品の反射率および透過率の少なくとも一方が反映された前記影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度を補正する。

0015

発光部が同じ種類の食品に対して同じ量の光を照射した場合あっても、食品の反射率および透過率の少なくとも一方が異なる場合には、受光部が受光する光の量がその影響を受けて変化する。本カロリー測定装置は、この点を踏まえて、上記影響因子に基づいて基礎吸光度を補正している。このため、食品のカロリーの測定精度がより高くなる。

0016

〔5〕前記カロリー測定装置に従属する一形態によれば、前記補正部は、食品の吸光度のピークの波長に影響を及ぼす前記影響因子に基づいて、算出した前記基礎吸光度を補正する。

0017

食品の吸光度のピークは、環境因子の影響を受けて変化することがある。このため、発光部が同じ種類の食品に対して同じ量の光を照射した場合あっても、受光部が受光する光の量が環境因子の影響を受けて変化することがある。本カロリー測定装置は、この点を踏まえて、影響因子である環境因子に基づいて基礎吸光度を補正している。このため、食品のカロリーの測定精度がより高くなる。

0018

〔6〕前記カロリー測定装置に従属する一形態によれば、前記補正部は、前記影響因子である食品の色に基づいて、算出した前記基礎吸光度を補正する。
本願発明者は、同じ種類の食品であっても、その色が異なることにより、食品の吸光度が異なることを実験により確認した。その理由としては、食品の色に応じて食品の反射率および透過率の一方または両方が変化していることが考えられる。このため、発光部が同じ種類の食品に対して同じ量の光を照射した場合あっても、受光部が受光する光の量が食品の色の影響を受けて変化することがある。本カロリー測定装置は、この点を踏まえて、上記影響因子に基づいて基礎吸光度を補正している。このため、食品のカロリーの測定精度がより高くなる。

発明の効果

0019

本カロリー測定装置は、食品のカロリーを正確に算出することに貢献する。

図面の簡単な説明

0020

第1実施形態のカロリー測定装置の構成図。
第1実施形態の解析装置ブロック図。
第1実施形態の波長および寄与係数グラフ
第1実施形態の波長および吸光度のグラフ。
第1実施形態の波長および吸光度のグラフ。
第1実施形態の波長および吸光度のグラフ。
第2実施形態の波長および吸光度のグラフ。
(a):第2実施形態の補正前の波長および吸光度のグラフ。(b):補正後の波長および吸光度のグラフ。
(a):第3実施形態の補正前の波長および吸光度のグラフ。(b):補正後の波長および吸光度のグラフ。

実施例

0021

(第1実施形態)
図1を参照して、本実施形態のカロリー測定装置10の概略構成につて説明する。
カロリー測定装置10は、測定部20および解析装置30を備えている。接続ケーブル11は、測定部20および解析装置30を互いに電気的に接続している。

0022

測定部20は、測定部筐体21の内部に、発光部22、受光部24、テーブル26、重量検知部27、テーブル駆動部60、および測定部駆動部50を備えている。測定部筐体21は、図示しない扉を有し、扉を閉じることにより、内部が遮光される。

0023

発光部22は、光源23を備えている。発光部22は、テーブル26に配置された食品Mよりも上方に配置される。光源23は、少なくとも近赤外線域の波長を含む光を発光する。光源23としては、例えば、ハロゲンランプが用いられる。発光部22は、内面が鏡面となった筒状に形成されている。このため、発光部22は、光源23の光を開口部22Aに導く。

0024

受光部24は、光学フィルタ25を備えている。受光部24は、食品Mから反射された光を受光できる位置に配置される。受光部24は、例えば、シリコン素子を用いて構成される。光学フィルタ25は、食品Mから反射された光の中から近赤外域における特定領域の波長の光を選択的に通過させる。また、光学フィルタ25は、解析装置30をからの制御信号に応じて、通過させる波長を変更することができる構成を有している。受光部24は、光学フィルタ25を通過した光の受光量に応じて変化する受光量信号を出力する。

0025

テーブル26は、平面が円形に形成されており、発光部22および受光部24と対向する面に被測定物である食品Mが配置される。
重量検知部27は、テーブル26の下部に配置されており、テーブル26および食品Mの重量を検知する。重量検知部27は、検知した重量からテーブル26の重量を差し引いた食品Mの重量を解析装置30に出力する。

0026

測定部駆動部50は、移動用モーター51、スライド機構52を備えている。スライド機構52は、ラック53およびピニオン54を備えている。測定部駆動部50は、テーブル26よりも上方において、テーブル26の径方向に沿って延びている。ラック53には、発光部22および受光部24が吊り下げられている。ピニオン54は、移動用モーター51に接続されるとともにラック53の歯に噛み合わせられている。

0027

移動用モーター51の駆動によりピニオン54が回転するとき、ラック53はテーブル26の上方においてテーブル26の径方向に移動する。このため、ラック53の移動にともなって、発光部22および受光部24がテーブル26の上方においてテーブル26の径方向に移動する。

0028

テーブル駆動部60は、テーブル26を下方から支持している。テーブル駆動部60は、回転用モーター61、および、テーブル26の中心と回転用モーター61とを接続する回転軸62を有する。テーブル26は、回転用モーター61の駆動によりテーブル26の中心まわり(以下、「周方向」)に回転する。

0029

次に、図2を参照して、解析装置30の構成について説明する。
解析装置30は、解析装置筐体40の内部に解析部41、補正部42、記憶部43、および、制御部44を備えている。また、解析装置30は、表示部31を備えている。

0030

記憶部43は、カロリー既知の多種類のサンプル食品から反射される、発光部22から照射した光の反射光を受光する受光部24の受光量の吸光度における二次微分スペクトル重回帰分析により算出した回帰式を記憶している。この回帰式は、独立変数としての受光部24の受光量の波長毎の吸光度と、各波長の吸光度の寄与係数を用いて、従属変数としての食品のカロリーを推定する式である。また、記憶部43は、補正部42が補正動作を行うときに用いる基準吸光度を記憶している。

0031

補正部42には、図1に示す受光部24の受光量信号が供給される。補正部42は、受光量信号から食品Mの吸光度を算出する機能を有している。この吸光度は、発光部22が食品Mに照射する照射光量に対する受光部24の受光量の比率常用対数を取ることにより求められる値である。また、補正部42は、算出した吸光度を記憶部43が記憶する基準吸光度を用いて変更する機能を有している。

0032

解析部41は、補正部42が出力する吸光度を、記憶部43が記憶する回帰式に適用して、測定部20に配置された食品Mのカロリーを推測する機能を有している。表示部31は、解析部41が出力する情報を表示する。

0033

制御部44は、測定部20および解析装置30の各ブロックの動作を制御する制御信号を出力する。
次に、図1および図2のように構成されたカロリー測定装置10を用いて食品Mのカロリーを測定するときの動作について説明する。

0034

先ず、補正部42が吸光度の補正を行わない時のカロリー測定動作について説明する。
発光部22は、光源23が発光する光を開口部22Aからテーブル26に配置した食品Mに向けて照射する。食品Mに照射された発光部22からの光は、食品Mの成分が持つ光の吸収および反射に関する特性に応じて、その一部が食品Mの成分によって吸収される。また、食品Mに照射された発光部22からの光は、その一部が食品Mによって反射する。

0035

受光部24は、食品Mから反射して光学フィルタ25を通過する近赤外領域の反射光を受光する。このとき、光学フィルタ25は、解析装置30からの制御に基づいて、通過する食品Mからの反射光の波長を順次切り換えて通過させる。受光部24は、光学フィルタ25が順次切り換えて通過させる波長の光の受光量に応じた受光量信号を補正部42に出力する。

0036

補正部42は、受光部24の受光量信号から食品Mの吸光度(以降、この補正されていない吸光度を基礎吸光度と称する。)を算出して解析部41に出力する。このとき、補正部42は、光学フィルタ25が順次通過させる近赤外光の波長毎に基礎吸光度を算出して解析部41に出力する。

0037

解析部41は、補正部42が出力する食品Mの基礎吸光度を、記憶部43が記憶する回帰式に適用することにより、食品Mの単位重量あたりのカロリーを算出する。そして、解析部41は、図1の重量検知部が出力する食品Mの重量を用いることにより、食品Mのカロリーを算出する。

0038

カロリー測定装置10は、食品Mの測定箇所を増やして、測定精度を向上させたいときには、図1に示す測定部駆動部50を制御することにより、発光部22および受光部24をテーブル26の径方向に移動させる。このため、発光部22は、食品Mのテーブル26の径方向に異なる場所に光源23が発光する光を照射する。また、カロリー測定装置10は、テーブル駆動部60を制御することにより、テーブル26に配置した食品Mを周方向に回転させる。このため、発光部22は、食品Mの周方向に異なる場所に光源23が発光する光を照射する。

0039

カロリー測定装置10は、食品Mの異なる場所に発光部22からの光を照射させて前述のカロリー測定動作を行うことにより、食品Mの複数の場所を用いたカロリー測定を行うことができる。カロリー測定装置10は、複数のカロリー測定結果を平均した値を求めることにより、食品Mのカロリー測定の精度を向上させることができる。

0040

上述のように、カロリー測定装置10は、受光部24の受光量の基礎吸光度を回帰式に適用することにより食品Mのカロリーを算出している。
しかし、食品Mのカロリーを測定するときに受光部24が受光する受光量は、影響因子の影響を受けて変動する。影響因子は、食品における光の吸収および反射に影響を及ぼす因子であって、食品成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない因子である。影響因子の一例は、光路、食品の反射率、および、環境温度である。

0041

このため、測定する食品Mが同一である場合においても、影響因子の影響を受けることにより、カロリー測定装置10が測定する食品Mのカロリーは変動する。このため、カロリー測定装置10は、影響因子の影響を受けて食品Mのカロリー測定精度が低下する。

0042

次に、カロリー測定装置10の食品Mのカロリー測定精度が影響因子の影響受けて低下することを抑制する動作について説明する。
図3は、重回帰分析を行って求めた回帰式における、受光部24が受光する光の波長に対する寄与係数を示している。寄与係数は、複数の波長域にピークを有する、この寄与係数のピークの波長域は、食品Mのたんぱく質、脂質、および、炭水化物の基礎吸光度のピークの波長域と強い相関を有している。

0043

なお、図3においては、水のように、基礎吸光度にピークを有しており、かつ、カロリーへの寄与度が小さい食品の成分に対応する寄与係数を、負の値として示している。
一方、この回帰式における寄与係数には、第1波長域C1および第2波長域C2で示すように、値が極めて小さくなる波長域が存在する。食品Mに照射される光の第1波長域C1および第2波長域C2の波長は、食品Mの成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない波長である。

0044

カロリー測定装置10は、食品Mからの反射を受光する受光部24の受光量の第1波長域C1および第2波長域C2の波長の基礎吸光度と、記憶部43に記憶している基準吸光度との差に基づいて、影響因子の影響の強さを同定する。そして、カロリー測定装置10は、同定した影響の強さを反映して、受光部24の受光量信号から算出した基礎吸光度を補正する。記憶部43に記憶している基準吸光度は、回帰式を求めるために、カロリー測定装置10を用いてカロリー既知の多種類のサンプル食品の測定を行うときに受光部24が受光した、第1波長域C1および第2波長域C2の波長の基礎吸光度である。

0045

解析部41は、補正された基礎吸光度を用いて食品Mのカロリーを算出する。ことにより、カロリー測定装置10は、影響因子の影響を受けた食品Mにおける光の吸収および反射の特性の変動を補正してカロリーを算出する。

0046

図4を参照して、受光部24が受光する受光量応じた基礎吸光度を、固定量を用いて補正する場合について説明する。
図4実線は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度のスペクトルを示している。図4の2点鎖線は、補正部42が出力する補正された基礎吸光度のスペクトルを示している。

0047

補正部42は、図3に示す第1波長域C1の第1補正用波長λc1の基礎吸光度を用いて補正する。
補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の第1補正用波長λc1の値と基準吸光度との差である第1補正量Cv1を求める。補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を全波長域に亘って、第1補正量Cv1を用いて補正する。

0048

このことにより、補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の第1補正用波長λc1の値が基準吸光度となるように、測定値の基礎吸光度を全波長域に亘ってシフトする。

0049

したがって、カロリー測定装置10は、食品Mのカロリー測定時に受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の値を補正して、回帰式を求めるために多種類のサンプル食品を測定したときの受光部24が受光する受光量の基礎吸光度に近づけることができる。

0050

次に、図5を参照して、受光部24が受光する受光量から求めた基礎吸光度を、間隔を有する2つの波長間の基準吸光度との差を直線近似して補正する場合について説明する。
図5の実線は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度のスペクトルを示している。図5の2点鎖線は、補正部42が出力する補正された基礎吸光度のスペクトルを示している。

0051

補正部42は、図3に示す第1波長域C1の第1補正用波長λc1、および、第2波長域C2の第2補正用波長λc2の基礎吸光度を用いて補正する。
補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の第1補正用波長λc1の値と基準吸光度との差である第1補正量Cv1、および、基礎吸光度の第2補正用波長λc2の値と基準吸光度との差である第2補正量Cv2を求める。補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を第1補正量Cv1と第2補正量Cv2とを直線近似した値の補正量で全波長域に亘って補正する。

0052

したがって、カロリー測定装置10は、食品Mのカロリー測定時に受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の値を補正して、回帰式を求めるための測定に用いる基礎吸光度に、精度よく近づけることができる。

0053

次に、図6を参照して、受光部24が受光する受光から求めた基礎吸光度を、間隔を有する3つの波長間の基準吸光度との差を曲線近似して補正する場合について説明する。
図6の実線は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度のスペクトルを示している。図6の2点鎖線は、補正部42が出力する補正された基礎吸光度のスペクトルを示している。

0054

補正部42は、図3に示す第1波長域C1の第1補正用波長λc1と第3補正用波長λc3、および、第2波長域C2の第2補正用波長λc2の基礎吸光度を用いて補正する。
補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の第1補正用波長λc1の値、第3補正用波長λc3の値、および、第2補正用波長λc2の値のそれぞれと基準吸光度との差を求める。基準吸光度との差は、それぞれ、第1補正量Cv1、第3補正量Cv3、および、第2補正量Cv2となる。補正部42は、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を第1補正量Cv1、第3補正量Cv3、および、第2補正量Cv2を曲線近似した値の補正量で全波長域に亘って補正する。

0055

したがって、カロリー測定装置10は、食品Mのカロリー測定時に受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の値を補正して、回帰式を求めるための測定に用いる基礎吸光度に、さらに精度よく近づけることができる。

0056

なお、カロリー測定装置10は、図4図6に示す受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の連続したスペクトルを用いた基礎吸光度の補正に変えて、基礎吸光度のうちの離散する波長の値を用いて同様の動作を行ってもよい。

0057

本実施形態のカロリー測定装置10は、以下の効果を奏する。
(1)カロリー測定装置10は、食品Mの成分が持つ光の吸収および反射に関する特性の影響を実質的に受けない波長の吸光度に基づいて、基礎吸光度を補正する。このため、カロリー測定装置10は、基礎吸光度における影響因子の影響を補正することができる。このため、カロリー測定装置10は、補正部により補正された基礎吸光度に基づいて、食品のカロリーの解析値を算出することができる。このため、食品のカロリーの測定精度が高くなる。

0058

(2)カロリー測定装置10は、食品Mのカロリーへの寄与係数が極めて小さい波長域の波長の基礎吸光度と基準吸光度との差に基づいて、食品Mのカロリー測定時に受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を補正する。寄与係数が極めて小さい波長域の光は、食品Mのカロリーが変化しても、その影響を実質的に受けない。このため、寄与係数が極めて小さい波長域の基礎吸光度は、食品Mのカロリー以外の影響因子の影響により変化する吸光度を示す。このため、カロリー測定装置10は、影響因子の影響の強さを反映して基礎吸光度を補正することができる。このため、食品のカロリーの測定精度がより高くなる。

0059

(3)カロリー測定装置10は、食品Mの内部の光路を含む影響因子の影響に基づいて基礎吸光度を補正する。このため、カロリー測定装置10は、食品Mの内部の光路が反映された影響因子の影響の強さを反映して基礎吸光度を補正することができる。このためカロリー測定装置10は、内部の光路が異なる同じ種類の食品Mのカロリーの測定精度を高めることができる。

0060

(4)カロリー測定装置10は、食品Mの反射率を含む影響因子の影響に基づいて基礎吸光度を補正する。このため、カロリー測定装置10は、食品Mの反射率が反映された影響因子の影響の強さを反映して基礎吸光度を補正することができる。このためカロリー測定装置10は、表面の粗さ等が異なることにより光の反射率が異なる食品Mのカロリーの測定精度を高めることができる。

0061

(第2実施形態)
第2実施形態のカロリー測定装置10は、以下の部分において、第1実施形態のカロリー測定装置10と異なる。なお、第1実施形態のカロリー測定装置10と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。

0062

第1実施形態の補正部42は、影響因子の影響を受けて、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度が変動することを補正する。一方、第2実施形態の補正部42は、影響因子の影響を受けて、受光部24が受光する受光量の吸光度が変動するのに加えて、食品Mの色によって、受光部24が受光する受光量に応じた吸光度が変動することを補正する。

0063

受光部24が受光する、発光部22から照射されて食品Mが反射する赤外光域の反射光の受光量は、可視光域の波長の光を当てて見たときの食品Mの色に応じて変化する。
図7は、カロリーが同一の食品であって、色が異なる食品Mの基礎吸光度のスペクトルを示している。図7において、実線は、白色の食品Mの基礎吸光度である。点線は、黒色の食品Mの基礎吸光度である。

0064

同一カロリーの食品Mの基礎吸光度は、波長が可視光域(400nm〜800nm)に近づくにつれて、基礎吸光度の差が大きくなる。このため、カロリー測定装置10は、同一のカロリーの食品Mであっても、食品Mの色に応じて算出するカロリーが変動する。

0065

以下に、食品Mの色に応じて測定するカロリーが変動することを抑制するカロリー測定装置10の動作について説明する。
カロリー測定装置10は、図1に示す測定部筐体21の内部に、図示しない撮像用カメラを備えている。撮像用カメラは、テーブル26に配置された食品Mを撮像することが可能な位置に取付けられている。

0066

カロリー測定装置10は、撮像用カメラを用いてテーブル26に配置された食品Mを撮像して、撮像した画像データを解析装置30の補正部42に出力する。
補正部42は、撮像用カメラが撮像した画像データに基づいて、食品の色を判定する。補正部42は、判定した食品の色情報を含めて、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を補正する。

0067

図8を参照して、色が異なる食品Mの基礎吸光度を補正する場合について説明する。
図8(a)は、補正を行う前の、色が異なる2つの食品Mの基礎吸光度のスペクトルの例を示している。

0068

カロリー測定装置10は、回帰式を求めるために、カロリー既知の多種類のサンプル食品を測定するときに、白色のサンプル食品を用いる。このため、記憶部43は、白色のサンプル食品を測定するときの基礎吸光度を基準吸光度として記憶している。また、カロリー測定装置10は、食品Mの色が黒に限られないその他の色の基礎吸光度と、白色の基礎吸光度との差に対する補正量を統計的に求めた色補正情報を記憶部43に記憶している。

0069

カロリー測定装置10は、撮像用カメラを用いて撮像した食品Mが白色ではないときに、白色のサンプル食品を測定して求めた基準吸光度、および、色補正情報を用いて受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を補正する。

0070

このため、図8(b)に示すように、黒色の食品Mを測定するきに受光部24が受光する受光量の基礎吸光度は補正されて、白色の食品Mを測定するきに受光部24が受光する受光量の基礎吸光度に近づけられる。

0071

なお、カロリー測定装置10は、図7および図8に示す受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の連続したスペクトルを用いた基礎吸光度の補正に変えて、基礎吸光度のうちの離散する波長の値を用いて同様の動作を行ってもよい。

0072

本実施形態のカロリー測定装置10は、第1実施形態のカロリー測定装置10が奏する(1)〜(4)と同様の効果を奏する。また、カロリー測定装置10は、以下の効果を奏する。

0073

(5)補正部42は、食品の色情報を含めて、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度を補正する。このため、カロリー測定装置10は、食品Mの基礎吸光度が食品Mの色に応じて異なることにより、算出するカロリーが変動することを抑制する。このため、カロリー測定装置10は、食品のカロリーの測定精度をより高めることができる。

0074

(第3実施形態)
第3実施形態のカロリー測定装置10は、以下の部分において、第1実施形態のカロリー測定装置10と異なる。なお、第1実施形態のカロリー測定装置10と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。

0075

第1実施形態の補正部42は、影響因子の影響を受けて、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度が変動することを補正する。一方、第3実施形態の補正部42は、影響因子の影響を受けて、受光部24が受光する受光量に応じた基礎吸光度が変動するのに加えて、環境因子の影響を受けて、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度のピークの波長が変動することを補正する。

0076

食品Mのカロリーを測定において受光部24が受光する、発光部22から照射されて食品Mが反射する赤外光の反射光の受光量の吸光度は、環境因子の影響を受けて、ピークの波長が変化する。環境因子の一例は、温度および湿度である。

0077

図9を参照して、測定時の環境因子としての温度が異なることにより吸光度ピークの波長が変動することを補正する場合について説明する。
図9(a)は、異なる温度環境下で同一の食品Mの反射光を受光部24が受光する場合の、受光量の基礎吸光度のスペクトルを示している。図9(a)の実線は、標準温度で測定した基礎吸光度である。標準温度は、回帰式を求めるために、標準温度カロリー既知の多種類のサンプル食品を測定するときの温度である。図9(a)の点線は、標準温度よりも10℃高い温度で測定した基礎吸光度である。図9(a)の2点鎖線は、標準温度よりも20℃高い温度で測定した基礎吸光度である。

0078

受光部24が受光する、受光量の基礎吸光度は、測定時の温度に応じて、大きさ、および、ピークの波長が変動する。
以下に、測定時の温度に応じて測定するカロリー変動することを抑制するカロリー測定装置10の動作について説明する。

0079

測定部20は、測定部筐体21の内部に図示しない温度検知部を有する。温度検知部は、測定部筐体21の内部の温度を検知して、測定環境条件としての温度に応じて変化する測定環境信号を解析装置30に出力する。

0080

カロリー測定装置10は、事前に多数の食品サンプルを測定することにより、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度のピークの測定時温度依存性を統計的に求めた、ピーク補正情報を取得している。カロリー測定装置10は、測定時の温度に応じたピーク補正情報を記憶部43に記憶している。

0081

補正部42は、温度検知部が出力する測定環境信号、および、記憶部43に記憶しているピーク補正情報に基づいて、図9(b)に示すように、標準温度よりも20℃高い温度で測定した基礎吸光度を標準温度で測定した基礎吸光度に近づける補正を行う。具体的には、補正部42は、標準温度よりも20℃高い温度でのピークの波長が第1ピーク波長λp1である基礎吸光度を、大きさ、および、ピークの波長を補正することにより、標準温度でのピークの波長が第2ピーク波長λp2である基礎吸光度に近づける。

0082

なお、カロリー測定装置10は、図9に示す受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の連続したスペクトルを用いた基礎吸光度の補正に変えて、基礎吸光度のうちの離散する波長の値を用いて同様の動作を行ってもよい。

0083

本実施形態のカロリー測定装置10は、第1実施形態のカロリー測定装置10が奏する(1)〜(4)と同様の効果を奏する。また、カロリー測定装置10は、以下の効果を奏する。

0084

(6)補正部42は、食品Mのカロリー測定時の環境因子の影響を受けて、受光部24が受光する受光量の基礎吸光度の大きさ、および、ピークの波長を補正する。このため、カロリー測定装置10は、測定時の環境因子に応じて基礎吸光度のピークの波長が変動することにより算出するカロリーが変動することを抑制する。このため、カロリー測定装置10は、食品のカロリーの測定精度をより高めることができる。

0085

(その他の実施形態)
本カロリー測定装置は、第1〜第3実施形態以外の実施形態を含む。以下、本カロリー測定装置のその他の実施形態としての第1〜第3実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、技術的に矛盾しない範囲において互いに組み合わせることもできる。

0086

・変形例の補正部は、食品Mのカロリーへの寄与係数が極めて小さい波長域の波長の基礎吸光度と基準吸光度との差に基づいて、受光部24が受光する受光量を補正する。解析部41は、補正された受光量の吸光度を回帰式に適用してカロリーを算出する。

0087

・変形例の受光部は、発光部22が照射する照射光が食品Mを透過する透過光を受光して、受光量に応じて変化する受光量信号を補正部42に出力する。
・変形例の補正部は、カロリー測定装置10が算出するカロリーが理論的に求められる最大値および最小値を超えることがない範囲となるように、受光部24が受光する受光量、および、受光部24が受光する受光量の吸光度の少なくとも一方を補正する。

0088

補正部は、食品Mの水分を除く重量に基づいてカロリーの最大値を求める。
・変形例の受光部は、スペクトル分光が可能な分光器を有する。このため、カロリー測定装置10は、受光部24が受光する受光量の吸光度を短時間で求めることができる。

0089

・変形例の解析装置30は、マイクロコントローラ等の汎用演算処理装置を有する。解析装置30は、解析部41、補正部42、および、制御部44を汎用演算処理装置のソフトウェア機能ブロクとして構築する。

0090

M…食品、10…カロリー測定装置、22…発光部、24…受光部、41…解析部、42…補正部。

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