分析裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如分析食品中所含有的成分或者食品的卡路里的分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，關(guān)于基于分析對(duì)象物的光學(xué)特性的無(wú)損檢查，已知一種使用近紅外區(qū)域等的波長(zhǎng)的光的檢查方法。特別地，已知一種使用近紅外光來(lái)對(duì)食品測(cè)量卡路里的方法(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在這樣的卡路里的測(cè)量方法中，通過(guò)對(duì)多種食品的被檢體的由化學(xué)分析得到的已知的卡路里和該各被檢體的吸光度進(jìn)行多元回歸分析來(lái)求出屬于上述多種食品的被檢體的卡路里的近紅外線的波長(zhǎng)。然后，使用該近紅外線的波長(zhǎng)來(lái)估計(jì)作為測(cè)量對(duì)象的食品的卡路里。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-292128號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_5] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0006]然而，在上述的卡路里的測(cè)量方法中，通過(guò)前分光方式來(lái)測(cè)量對(duì)波長(zhǎng)標(biāo)記了吸光度的近紅外吸收光譜，因此存在測(cè)量花費(fèi)較多時(shí)間的問(wèn)題。此外，為了最初分光為屬于食品的卡路里、各營(yíng)養(yǎng)成分的近紅外線的多個(gè)單波長(zhǎng)，需要截光器等分光器，因此存在裝置變得大型化的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明是著眼于上述問(wèn)題而完成的。其目的在于提供一種能夠不使裝置大型化而在短時(shí)間內(nèi)容易地對(duì)分析對(duì)象物中所含有的成分或者分析對(duì)象物的卡路里進(jìn)行分析的分析裝置。
_8] 用于解決問(wèn)題的方案
[0009]解決上述問(wèn)題的分析裝置是一種能夠?qū)Ψ治鰧?duì)象物中所含有的成分或者上述分析對(duì)象物的卡路里進(jìn)行分析的分析裝置，該分析裝置具備:發(fā)光部，其發(fā)出光；分光部，其對(duì)在來(lái)自上述發(fā)光部的光照射到上述分析對(duì)象物的情況下從上述分析對(duì)象物反射的第一反射光或者透過(guò)上述分析對(duì)象物的第一透射光進(jìn)行分光；光檢測(cè)部，其檢測(cè)由上述分光部進(jìn)行分光得到的上述第一反射光或者上述第一透射光來(lái)生成第一檢測(cè)數(shù)據(jù)，該光檢測(cè)部在來(lái)自上述發(fā)光部的光照射到含有已知的成分或者具有已知的卡路里的分析樣品的情況下檢測(cè)從上述分析樣品反射并由上述分光部進(jìn)行分光得到的第二反射光或者透過(guò)上述分析樣品并由上述分光部進(jìn)行分光得到的第二透射光來(lái)生成第二檢測(cè)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)部，其保存將上述第二檢測(cè)數(shù)據(jù)用作參數(shù)計(jì)算出的回歸方程式；以及分析部，其使用上述第一檢測(cè)數(shù)據(jù)和保存于上述存儲(chǔ)部的上述回歸方程式來(lái)估計(jì)上述分析對(duì)象物中所含有的成分或者上述分析對(duì)象物的卡路里。
[0010]在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，還具備能夠測(cè)量上述分析對(duì)象物的溫度的溫度測(cè)量部，上述分析部基于由上述溫度測(cè)量部測(cè)量出的上述分析對(duì)象物的溫度來(lái)校正上述分析對(duì)象物中所含有的成分或者上述分析對(duì)象物的卡路里。
[0011]在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，還具備能夠測(cè)量上述分析對(duì)象物的重量的重量測(cè)量部，保存于上述存儲(chǔ)部的上述回歸方程式是將上述第二檢測(cè)數(shù)據(jù)和由上述重量測(cè)量部測(cè)量出的上述分析樣品的重量用作參數(shù)計(jì)算出來(lái)的回歸方程式，上述分析部使用上述第一檢測(cè)數(shù)據(jù)、由上述重量測(cè)量部測(cè)量出的上述分析對(duì)象物的重量以及上述回歸方程式來(lái)估計(jì)上述分析對(duì)象物中所含有的成分的重量。
[0012]在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，還具備用于放置上述分析對(duì)象物的透光性的板，上述發(fā)光部、上述分光部以及上述光檢測(cè)部配置于上述板的下方，上述發(fā)光部穿過(guò)上述板對(duì)被放置在上述板上的上述分析對(duì)象物照射上述光，上述分光部對(duì)從上述分析對(duì)象物穿過(guò)上述板反射的第一反射光進(jìn)行分光，上述光檢測(cè)部檢測(cè)由上述分光部進(jìn)行分光得到的上述第一反射光。
[0013]在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，上述分析對(duì)象物為食品，上述成分為蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及糖類中的至少一種成分。
[0014]在上述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，上述分光部包括多個(gè)濾光器，上述多個(gè)濾光器各自允許特定波長(zhǎng)的光透過(guò)并限制特定波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的光透過(guò)，上述光檢測(cè)部包括多個(gè)受光元件，上述多個(gè)受光元件(18a)各自接收透過(guò)了對(duì)應(yīng)的濾光器的光。
_5] 發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠不使裝置大型化而在短時(shí)間內(nèi)容易地對(duì)分析對(duì)象物中所含有的成分或者分析對(duì)象物的卡路里進(jìn)行分析。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的分析裝置的概要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖2是圖1的分析裝置中的小皿的立體圖。
[0019]圖3是表示在圖1的分析裝置中分析反射光時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
[0020]圖4是表示在變形例中從上側(cè)向放置于小皿的食品照射光并對(duì)其反射光進(jìn)行分光時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
[0021]圖5是表示在變形例中從上側(cè)對(duì)放置于小皿的食品照射光并對(duì)其透射光進(jìn)行分光時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面，根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的分析裝置。
[0023]如圖1所示，分析裝置11能夠分析(能夠估計(jì))作為分析對(duì)象物的一例的食品F中所含有的三大營(yíng)養(yǎng)素(成分)即蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及糖類，并具備具有貫通孔12a的平板狀的基座部12。分析裝置11還具備作為重量測(cè)量部的一例的圓板狀的重量傳感器13，該重量傳感器13配置在基座部12上，在中央部具有貫通孔13a。
[0024]基座部12的貫通孔12a和重量傳感器13的貫通孔13a具有相同的大小，當(dāng)從與基座部12的面垂直的方向觀察時(shí)，貫通孔12a和貫通孔13a配置于相一致的位置。分析裝置11還具備板，該板配置在重量傳感器13上，用于放置分析對(duì)象物。關(guān)于分析對(duì)象物，作為一例是食品F，關(guān)于板，作為一例是圓形的小皿14，但不限于此。而且，重量傳感器13測(cè)量放置在小皿14上的食品F的重量。
[0025]如圖1和圖2所示，小皿14的中心部大致圓形狀地凹陷。小皿14的中心部為透光性的透光部14a，除透光部14a以外的部分為不使光透過(guò)的非透光部14b。在本實(shí)施方式中，透光部14a由石英玻璃構(gòu)成，非透光部14b由三聚氰胺樹(shù)脂構(gòu)成。
[0026]而且，小皿14的透光部14a與各貫通孔12a、13a具有相同的大小，當(dāng)從與基座部12的面垂直的方向觀察時(shí)，透光部14a配置于與各貫通孔12a、13a相一致的位置。此外，在小皿14的上方配置有作為溫度測(cè)量部的一例的溫度傳感器15，該溫度傳感器15以非接觸方式測(cè)量放置在小皿14上的食品F的溫度。
[0027]如圖1所示，在基座部12的下方配置有通過(guò)貫通孔12a、貫通孔13a以及透光部14a向小皿14上的食品F照射光(在本實(shí)施方式中為近紅外光)的發(fā)光部16。S卩，發(fā)光部16穿過(guò)透光部14a向放置在小皿14上的食品F照射光。
[0028]并且，在基座部12的下方，與發(fā)光部16相鄰地配置有分光部17，該分光部17對(duì)從發(fā)光部16照射到食品F的光中的、從食品F穿過(guò)透光部14a反射的第一反射光H進(jìn)行分光。該第一反射光H包含各種波長(zhǎng)的光。
[0029]如圖3所示，分光部17包括允許特定波長(zhǎng)的光透過(guò)并限制特定波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的光透過(guò)的多個(gè)濾光器17a。多個(gè)濾光器17a規(guī)則地排列。而且，在多個(gè)濾光器17a之間，各濾光器17a中允許透過(guò)的光的波長(zhǎng)有所不同。因而，第一反射光H被分光部17的多個(gè)濾光器17a分別分光成特定波長(zhǎng)的光。進(jìn)行分光而得到的光各自包含單波長(zhǎng)或者具有規(guī)定寬度的波長(zhǎng)范圍的信息。
[0030]如圖1和圖3所示，在分光部17的下方配置有檢測(cè)由分光部17進(jìn)行分光后得到的第一反射光H的光檢測(cè)部18。光檢測(cè)部18具備接收分別透過(guò)分光部17的各濾光器17a的第一反射光H的多個(gè)受光元件18a。多個(gè)受光元件18a以與多個(gè)濾光器17a分別對(duì)應(yīng)的方式規(guī)則地排列。
[0031]S卩，各受光元件18a接收透過(guò)對(duì)應(yīng)的濾光器17a的第一反射光H。在該情況下，優(yōu)選的是，各受光元件18a對(duì)于包含透過(guò)對(duì)應(yīng)的濾光器17a的波長(zhǎng)的信息的光的感光度良好。而且，光檢測(cè)部18將由各受光元件18a接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，將該電信號(hào)作為由與所接收到的光的光量相應(yīng)的電壓值表示的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到后述的控制部20。
[0032]如圖1所示，分析裝置11具備:作為分析部的一例的控制部20，其統(tǒng)一地控制分析裝置11的工作狀態(tài)；操作部21，其供用戶進(jìn)行各種操作；以及顯示部22，其顯示食品F的成分的分析結(jié)果等?？刂撇?0與重量傳感器13、溫度傳感器15、發(fā)光部16、光檢測(cè)部18、操作部21以及顯示部22分別電連接。
[0033]另外，控制部20具備:運(yùn)算部23，其進(jìn)行各種運(yùn)算；以及存儲(chǔ)部24，其保存各種控制程序、由光檢測(cè)部18生成的檢測(cè)數(shù)據(jù)以及后述的回歸方程式等。而且，控制部20基于從操作部21發(fā)送來(lái)的信號(hào)來(lái)使發(fā)光部16發(fā)光，基于從光檢測(cè)部18發(fā)送來(lái)的檢測(cè)數(shù)據(jù)、從重量傳感器13和溫度傳感器15發(fā)送來(lái)的信號(hào)以及回歸方程式來(lái)分析(估計(jì))食品F中所含有的成分。之后，控制部20使顯示部22顯示該食品F中所含有的成分的分析結(jié)果(估計(jì)結(jié)果)。
[0034]接著，說(shuō)明用于分析(估計(jì))食品F中所含有的成分(蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及糖類)的上述回歸方程式的計(jì)算方法。
[0035]如圖1和圖3所示，在計(jì)算上述回歸方程式的情況下，在小皿14上放置包含具有已知的重量的成分(蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及糖類)的食品樣品(分析樣品)，發(fā)光部16對(duì)食品樣品照射光(在本實(shí)施方式中為近紅外光)。于是，從食品樣品反射的第二反射光被分光部17的多個(gè)濾光器17a分別分光為特定波長(zhǎng)的光。
[0036]透過(guò)各濾光器17a的第二反射光被光檢測(cè)部18的各受光元件18a接收并被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)作為由與所接收到的光的光量相應(yīng)的電壓值表示的檢測(cè)數(shù)據(jù)被保存于控制部20的存儲(chǔ)部24。此外，對(duì)于食品F(分析對(duì)象物)的檢測(cè)數(shù)據(jù)也被稱作第一檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于食品樣品(分析樣品)的檢測(cè)數(shù)據(jù)也被稱作第二檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0037]在此，當(dāng)設(shè)分光部17包括η個(gè)濾光器17a、設(shè)光檢測(cè)部18包括η個(gè)受光元件18a時(shí)，求出蛋白質(zhì)的重量式子由下述式I表示。
[0038]S1= T.G.(A JJA2VA3V...+AnVn)...?(式 I)
[0039]同樣地，求出脂質(zhì)的重量&的式子由下述式2表示。
[0040]S2= T.G.(B !VB2VB3V...+BnVn)...?(式 2)
[0041]同樣地，求出糖類的重量&的式子由下述式3表示。
[0042]S3= T.G.(C J^C2VJC3V3+...+CnVn)...?(式 3)
[0043]在上述式I?式3中，T表示食品樣品的溫度，G表示食品樣品的重量，A1^示蛋白質(zhì)系數(shù)，B1^示脂質(zhì)系數(shù)，C廣C#示糖類系數(shù)，V廣Vn表示電壓值(檢測(cè)數(shù)據(jù))。電壓值(檢測(cè)數(shù)據(jù))包含單波長(zhǎng)或者具有規(guī)定寬度的波長(zhǎng)范圍的信息，也能夠根據(jù)這些信息和濾光器17a的設(shè)計(jì)規(guī)格來(lái)計(jì)算測(cè)量波長(zhǎng)范圍中的各波長(zhǎng)的近紅外吸收光譜。但是，計(jì)算近紅外吸收光譜時(shí)，需要進(jìn)行用于重構(gòu)光譜的運(yùn)算，因此，在此，能夠不計(jì)算近紅外吸收光譜而直接使用電壓值(檢測(cè)數(shù)據(jù))。
[0044]而且，在食品樣品的測(cè)量中，作為參