CN104602580B

CN104602580B - 用于表征食品的色度特性的装置和方法

Info

Publication number: CN104602580B
Application number: CN201380046347.3A
Authority: CN
Inventors: 安德鲁·卡勒姆·理查森; 肖恩·曼宁; 克里斯托弗·约翰·罗兰
Original assignee: SENSABILITY Pty Ltd
Current assignee: Breville Pty Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: EP2874525A4; EP2874525A2; AU2013327379A1; CN104602580A; WO2014053002A2; EP2874525B1; RU2015105270A; US20150185138A1; US9217704B2; RU2621920C2; AU2013327379B2; WO2014053002A3

Abstract

本公开提供了一种用于表征食品的色度特性的装置。所述装置包括被布置成发射具有至少两个波长或波长范围的光的光源。光源进一步被布置成将光引导至至少食品的表面。装置还包括检测器，该检测器被定位成检测反射光的至少一部分并且被布置成生成表示所检测到的反射光的强度的输出。装置被布置成使得针对所述至少两个波长或波长范围生成相应输出。针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对所述至少两个波长或波长范围中的另一个或其它一个的输出之间的关系表示食品表面的色度特性。

Description

用于表征食品的色度特性的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于表征食品的色度特性的装置、方法和设备，并且具体但不唯一地涉及用于确定烤箱中的面包类(例如面包)的颜色的变化的装置和方法。

背景技术

常规烤箱具有用于设置烘烤一片或更多片面包的时间的定时器。然而，最佳烘烤时间取决于一系列因素。例如，烘烤时间取决于面包的颜色(白色、灰色或褐色)、面包的种类(杂粮或黑麦)、含糖量、水分含量和面包的状态(冷冻、不新鲜等)。此外，烘烤时间取决于面包的状况例如新鲜或冷冻。因此，难以选择用于烘烤面包并且使面包变成褐色的最佳时间。

存在改进的需要。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于表征食品的色度特性的装置，该装置包括：

光源，其被布置成发射具有至少两个波长或波长范围的光，该光源进一步被布置成将光引导至至少食品的表面；以及

检测器，其被定位成检测反射光的至少一部分并且被布置成生成表示所检测到的反射光的强度的输出，

其中，该装置被布置成生成针对至少两个波长或波长范围的相应输出，并且确定针对至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对至少两个波长或波长范围中的另一个或其它一个的输出之间的关系作为温度的函数，以校正温度对所检测到的反射光的影响，其中，所述关系表示食品的表面的色度特性。

为了便于理解，贯穿专利说明书，术语“光”被用作可以包括可见光并且还可以包括不可见光的电磁辐射的同义词。

该装置可以包括用于测量温度的传感器。

在一个实施方式中，该装置被布置成调节所生成的作为所测量的温度的函数的相应输出。

该装置可以进一步包括控制器，该控制器被布置成通过控制被布置成引起色度特性的变化的源来控制食品的色度特性的变化。所述源可以包括例如加热元件。控制器可以被布置成控制食品表面的色度特性的变化的速率。控制器还可以被布置成终止或中断食品的色度特性的变化。例如，控制器可以被布置成使被布置成引起色度特性的变化的源被停用。

在一个实施方式中，光源包括被布置成发射具有相应波长或波长范围的光的至少两部分光源。例如，光源可以包括发射具有相应波长或波长范围的光的至少两个发光二极管(“LED”)。光源可以被布置成使得食品依次被由第一部分光源产生的光和由第二部分光源产生的光照射。替代地，所述至少两部分光源可以被布置成同时照射食品。检测器可以包括用于每个部分光源的至少一个相应检测器元件。

在替代的实施方式中，光源为宽带光源，例如被布置成发射具有至少两个波长或波长范围的光的单宽带光源。

装置通常被布置成使得食品的暴露于光和/或检测区域的表面区域的直径为至少0.5cm、1cm、2.5cm、5cm或10cm(半最大强度处的全宽度)。

装置可以包括被布置成对光进行过滤使得检测器依次检测具有相应波长范围或相应波长的光的至少一个滤光器。在一个具体示例中，装置包括被布置成对光进行过滤以提供具有相应波长或波长范围的光的至少两个滤光器。

装置可以进一步包括用于将从宽带光源发射的光分成至少两个光束的分光器。在这种情况下，装置通常被布置成使得所述至少两个光束具有相应波长或相应波长范围。

检测器可以包括例如被布置成同时或依次确定与所述至少两个波长范围或两个波长相关联的光强度的光谱分析仪或光检测器。检测器可以为例如包括硅、InGaAs或任何其它合适的半导体的半导体检测器。检测器还可以为任何其它光敏部件例如光敏电阻器。

可以以使得从食品反射并且具有第一波长或波长范围的光的强度取决于色度特性的方式来选择第一波长或波长范围。例如，第一波长范围可以包括以下范围：450nm至500nm、500nm至550nm、550nm至600nm、650nm至700nm、750nm至800nm或更高，并且第一波长可以为在这些范围的任何一个范围内的波长。在具体示例中，可以基于由光源发射的光强度的半最大值处的全宽度来选择波长范围。

通常选择第二波长或波长范围使得与具有第一波长或波长范围的反射光相比，具有第二波长或波长范围的光的反射部分的强度较少地取决于色度特性。在一个具体示例中，具有第二波长或波长范围的光的反射强度在很大程度上独立于色度特性的变化。

第二波长范围可以在包括例如可见、近红外或红外范围的任何合适的波长范围内。例如，第二波长范围可以包括以下范围：800nm至1800nm、800nm至1400nm、850nm至1150nm或850nm至950nm，并且第二波长可以为在这些范围中的任何一个范围内的波长。例如，第二波长范围可以在约750nm至1400nm之内。

在一个实施方式中，装置进一步包括确定器，该确定器被布置成确定针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对所述至少两个波长或波长范围的另一个或其它一个的输出之间的关系。例如，所述关系可以为比率、差、前述的组合或任何其它合适的关系例如多项式关系、对数关系或指数关系。具体地，所述关系可以为相应输出的差与相应输出的和之比。这个特定关系可以被称作归一化差。

此外，确定器可以被布置成确定与针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出相关联的值相对于针对所述至少两个波长或波长范围的另一个或其它一个的输出的变化。在一个具体示例中，确定器被布置成确定所检测到的具有第一波长或波长范围的光相对于所检测到的具有第二波长范围或第二波长的光的变化。

确定器可以被布置成周期性地或连续地确定所述关系，并且确定器通常被耦接至控制器或者形成控制器的一部分。此外，确定器可以被布置成确定所确定的关系是超出还是低于预定阈值(例如预定差、预定比率或预定归一化差)。

检测器可以被布置成当光源不发射具有所述至少两个波长或波长范围的光时对背景光进行检测，并且以生成表示背景光的强度的输出。背景光可以为例如来自加热元件的环境光、室内光或来自任何其它源的光。在一个实施方式中，确定器可以进一步被布置成使用所生成的表示背景光的强度的输出来对相应输出和/或所确定的关系进行校正。

在一个实施方式中，检测器被定位成专门检测来自食品表面的反射光。检测器通常包括单个检测器元件，但是替代地还可以包括多于一个的检测器元件，例如，被布置成检测来自食品表面的反射光的部分的两个检测器元件。例如，检测器可以包括用于每个光源部分的检测器元件。

装置可以被布置成照射食品表面的一个或更多个区域。

装置可以进一步包括用于给检测器加防护罩或用于将热传递远离检测器的元件例如隔热罩或散热器。

在一个实施方式中，色度特性为食品的颜色。例如，装置可以被布置成确定食品的焦黄度。

在进一步的实施方式中，装置可以为用于表征食品的色度特性的手持单元。

根据本发明的第二个方面，提供了一种用于表征食品的色度特性的方法，该方法包括以下步骤：

提供具有表面的食品；

利用具有至少两个波长或波长范围的光来照射食品的表面；

检测反射的光的至少一部分；

获得温度；

针对所述至少两个波长或波长范围生成相应输出，输出表示所检测到的反射光的强度；以及

通过确定针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对所述至少两个波长或波长范围的另一个或其它一个的输出之间的关系作为所获得的温度的函数来表征食品的表面的色度特性，以校正温度对所检测到的反射光的影响。

获得温度的步骤可以包括对温度进行测量。

在一个实施方式中，所述方法包括调节所生成的作为所测量的温度的函数的相应输出的步骤。

所述方法可以包括通过控制被布置成引起色度特性的变化的源来控制食品表面的色度特性的变化的步骤。该方法可以进一步包括控制食品的色度特性的变化的速率，并且还可以包括控制食品的色度特性的变化的持续时间。通常作为所确定的关系的函数来实施控制色度特性的变化的步骤。

在一个具体示例中，针对第一波长或波长范围和第二波长或波长范围生成相应输出。例如，所述方法可以包括在引起色度变化期间使利用具有第一波长或波长范围的光以及利用具有第二波长或波长范围的光来照射食品的表面。在这种情况下，所述方法可以包括检测包括第一波长或波长范围的反射光和具有第二波长或波长范围的反射光。

确定关系可以包括确定比率、差、前述的组合或任何其它合适的关系例如对数关系或指数关系。具体地，所述关系可以为相应输出的差与相应输出的和之比。

此外，确定所述关系的步骤可以包括确定与针对所述至少两个波长或波长范围中的一个输出相关联的值相对于针对所述至少两个波长或波长范围的另一个或其它一个输出的变化。

所述方法可以进一步包括引起食品表面的色度变化的步骤。引起食品表面的色度变化可以包括将食品的表面暴露于用于引起色度变化的源例如加热源。所述源可以包括例如加热元件。

所述方法可以进一步包括：当食品的表面未被具有所述至少两个波长或波长范围的光照射时对背景光进行检测的步骤；以及生成表示背景光的强度的输出的步骤。另外，所述方法可以包括使用所生成的表示背景光的强度的输出对相应输出和/或所确定的关系进行校正的步骤。

可以依次重复实施确定关系的步骤。替代地，可以连续地实施确定关系的步骤。

在一个实施方式中，实施所述方法以确定表示食品的色度特性的第一关系，并且之后确定表示食品的色度特性的第二关系或一系列关系。例如，在引起食品的色度特性的变化的同时可以实施第一关系和第二关系，并且可以实施所述方法以确定色度特性的变化。

所述方法可以进一步包括测量温度使得可以校正温度对所生成的输出的影响的步骤。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于引起食品的色度变化的设备，该设备包括：

被布置成引起食品的表面的色度变化的源；以及

根据本发明的第一方面的装置。

设备可以为任何合适的加热设备例如电器具或天然气操作器具。例如，设备可以为用于粮食的烤箱、太阳能炉或用于咖啡豆的烘焙器具。

所述源可以为被布置成引起色度特性的变化的加热源。例如，所述源可以包括加热元件。替代地，所述源可以被设置成例如炉腔的形式。

设备可以进一步包括控制器，该控制器被布置成通过控制被布置成引起色度变化的源来控制食品的色度特性的变化。控制器可以被布置成控制食品的色度特性的变化的速率。控制器还可以被布置成终止或中断食品的色度特性的变化。控制器可以进一步被布置成当已达到或超出预定关系阈值时使被布置成引起色度变化的源停用。

在一个实施方式中，设备包括用于便于用户选择预定关系的接口。该接口可以进一步被布置成传达所确定的关系。例如，可以借助于音频信号或视频信号直接地或间接地传达所确定的关系。附加地或替代地，设备可以被布置成例如以无线的方式将所确定的关系发送至手持单元。附加地或替代地，接口被布置成例如借助于音频信号或视频信号来传达所确定的关系是否超出预定阈值。

设备可以进一步包括用于测量温度使得可以校正温度对所生成的输出的影响的传感器。

在进一步的实施方式中，设备包括用于给检测器加防护罩或用于将热传递远离检测器的元件。该元件可以包括隔热罩或散热器。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式对本发明进行描述，在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的装置的组成部分的示意性框图；

图2和图3示出了经烘烤的面包类的图像以及按照根据本发明的实施方式的方法步骤所确定的图；

图4是根据本发明的进一步的实施方式的装置的组成部分的示意性框图；以及

图5示出了根据本发明的实施方式的方法。

具体实施方式

首先参考图1，示出了用于表征食品的色度特性的装置100的组成部分。在这个特定示例中，装置100被并入到烤箱102中并且被布置成确定由加热元件(未示出)引起的面包的焦黄度(brownness)。烤箱中的面包的褐变(或其它食品的褐变)通常是由例如美拉德反应或焦糖化过程引起的。

装置包括宽带光源106，其发射具有一起形成连续体的多个波长范围的光。光源106将光108引导至面包104的表面。在这个特定示例中，光源106为发射白光108的灯泡。光108透过将光108聚焦到面包104的表面区域111的透镜110而被引导。在这个示例中以及如图2a)和图3a)进一步所示，光108被引导至面包104的表面的中央区域111。图2a)示出了经烘烤的白面包的图像，图3a)示出了经烘烤的杂粮面包的图像。本领域的技术人员将认识到，区域111可以具有在面包104的表面上的任何合适的尺寸或位置。

装置100进一步包括用于检测反射光114的至少一部分的检测器112。在这个实施方式中，检测器112被设置成检测反射光114的一部分的光谱分析仪的形式。通过光纤将由检测器112检测到的反射光114的所述部分引导至检测器112。图2b)和图3b)示出了所检测到的光的光谱的示例。本领域的技术人员将认识到，根据本发明的实施方式的装置的检测器可以包括一个或更多个检测器元件。

检测器针对由光源106发射的光的宽带光谱的两个波长范围生成相应输出。在这个具体实施方式中，如图2b和图3b所示，相应输出被组合在一个图中。针对一个波长范围的输出与针对另一波长范围的输出之间的关系表示面包104表面的焦黄度。在这个示例中，检测器112生成表示相应波长范围处所检测到的强度的两个输出116和117。所选择的波长范围处的两个输出116与117之间的关系表示面包104的焦黄度。

在这个实施方式中，选择第一波长范围使得与第一波长范围相关联的光的反射部分114的强度作为面包104的褐变的函数而变化。在这个示例中，第一波长在范围500nm至600nm内(例如约550nm)。

选择第二波长范围使得与第一波长范围相比，与第二波长范围相关联的光的反射部分114的强度作为面包104的焦黄度的函数而无明显变化。在这个示例中，第二波长范围在850nm至950nm内(例如约900nm)。与第二波长范围相关联的强度提供了作为面包104的焦黄度的函数而无明显变化的参考。

在图2b)和图3b)中并且还在图2c)和图3b)中进一步示出了针对相应波长范围的两个输出之间的关系。

图2b)和图3b)示出了由检测器112的光谱分析仪生成的光谱。光谱120和光谱130与在面包104被暴露于加热元件104之前从面包104反射的光相关。第二光谱121和第二光谱131与在预定的烘烤时间之后检测到的光相关。图2c)示出了所计算的光谱120与光谱121之间的比率，图3c)示出了所计算的光谱130与光谱131之间的比率。

可以看出，对于约550nm的信号波长λ₁，输出作为面包104的表面的焦黄度的函数而变化。然而，对于约900nm的参考波长λ₂，对应的输出基本上恒定。

然后将表示波长λ₁处的强度的值和波长λ₂处的强度的值引导至被布置成确定这两个值之间的比率的确定器(未示出)。在这个特定示例中，确定器被设置成计算机系统中的处理器的形式。

通过确定表示波长λ₁处的强度的值和波长λ₂处的强度的值之间的比率，处理器可以表征面包104的焦黄度。此外，可以附加地确定焦黄度的变化。

本领域的技术人员将认识到，可以确定所述两个值之间的其它关系例如差、比率、差和比率的组合、多项式、对数关系或指数关系或者任何其它合适的关系。

现在参考图4，示出了根据本发明的具体实施方式的装置400。装置400被并入烤箱402中并且被布置成表征面包404的焦黄度。本领域的技术人员将认识到，该装置可以被并入包括用于引起食品表面的色度变化的源的任何合适的设备。所述源可以为例如可以包括加热元件的加热源。

替代地，装置可以被设置成手持装置的形式。

在这个特定实施方式中，装置400包括发射具有相应波长范围的光408、409的两个发光二极管(LED)406和407。LED 406和407被布置成将光408和光409引导至面包404的表面上的区域，使得检测器412(其包括光二极管)可以检测光的反射部分414。在这个示例和其它示例中，LED 406和407将光408、409引导至面包404的表面上的相同区域。充分地制定所述区域的尺寸使得例如谷粒、葡萄干、表面形状、表面缺陷等的面包404的表面的局域变化基本上不影响所生成的输出。合适的光点可以具有约2cm的半最大强度处的全宽度(FWHM)的直径。此外，由检测器检测的区域与由LED照射的光点基本上相同。

全宽度

在这个特定示例中，LED 406发射对应于绿光的525nm的信号波长的光408。LED 407发射对应于近红外光的940nm的参考波长的光409。

检测器412的光电二极管生成针对所检测到的具有波长λ₁和波长λ₂的反射光的输出。在这个示例中，检测器412的光电二极管在850nm处具有峰值响应并且在波长λ₁(525nm)和波长λ₂(940nm)处具有约60％的响应性。输出被进一步传送到被布置成确定与波长λ₁相关联的输出值和与波长λ₂相关联的输出值之间的关系的处理器418(其还可以被设置成合适的集成芯片的形式)。通过确定该关系，可以表征面包404的表面的焦黄度。

在这个特定示例中，当发光二极管406和发光二极管407不发射任何具有相应波长范围的光时，检测器412进一步检测背景光。检测器412的光电二极管进一步生成表示背景光的强度的输出。背景光可以为例如来自加热元件的环境光、室内光或者(从面包表面反射、从烤箱的其它部分反射或直接照射检测器412的)来自其它源的光。

在这个示例中，LED 406、407通过借助于触发器419连结在一起的脉冲发生器416、417(其可以被并入到合适的集成芯片上)来驱动。触发器419被布置成使得两个LED 406、407以交替的方式被操作，并且因此检测器412的光电二极管依次检测波长λ₁和波长λ₂处的反射光。脉冲调制还可以被布置成使得存在两个LED都不发射光并且检测器检测上述背景光使得背景光可以被测量并被考虑在内的时间段。

在这个示例中，处理器418通过确定波长λ₁处的值和波长λ₂处的值的差与波长λ₁处的值和波长λ₂处的值的和之比来确定与波长λ₁相关联的值和与波长λ₂相关联的值之间的关系。该关系还可以被称作归一化差。归一化差可以使用下面的方程(1)来确定：

其中ND为归一化差，I₁为在波长λ₁处表示光的反射部分的强度的值，I₂为在波长λ₂处表示光的反射部分的强度的值。

归一化差提供了通常不容易受到光源(例如LED或环境光)的波动的影响的关系的相对变化。这样的波动可能是由于例如电压波动、驱动电流波动或其它原因例如在LED达到其寿命的终点时光发射的逐渐降低。

处理器418可以通过减去所检测到的背景光来校正所确定的归一化差。这可以使用下面的方程(2)来完成：

N D = \frac{(I_{2} - I_{1})}{(I_{1} + I_{2} - 2 \cdot I_{0})}

其中ND为归一化差，I₁为在波长λ₁处表示光的反射部分的强度的值，I₂为在波长λ₂处表示光的反射部分的强度的值，以及I₀为表示背景光的强度的值。

本领域的技术人员将认识到，可设想到装置400的其它合适的布置。例如，两个LED 406和407可以同时向面包404的表面上发射光，并且反射光114的至少一部分可以在使用单个检测器112对其进行检测之前通过对光依次进行过滤来检测。

替代地，装置400的检测器412可以包括多于一个的检测器元件例如多于一个的光电二极管。例如，装置可以包括用于每个发光二极管的检测器元件。此外，装置可以包括用于检测背景光的附加检测器元件。在具有多于一个检测器元件的情况下，检测器元件可以沿基本上相似的方向被引导以降低聚焦到具有可变采样距离的点的影响。

如图1和图4所示，装置100和装置400可以被并入到烤箱102、烤箱402中。然而，本领域的技术人员将认识到，可设想到其它设备。例如，所述设备可以为电器具或天然气操作器具。具体地，所述器具可以被布置成烘烤粮食或烘烤咖啡豆等。

烤箱402包括被布置成引起面包404的表面上的焦黄度的加热元件。

在这个实施方式中，烤箱402进一步包括用于测量温度的传感器(未示出)。由于检测器的灵敏度或LED发射光谱受到影响，所以温度的变化可以影响由装置的检测器生成的输出。通过测量温度，可以对所生成的输出和/或所确定的关系进行校正。例如，传感器可以被定位在检测器或光源(例如LED)的附近。对烤箱102内的温度变化的影响的校正可以通过许多合适的方法进行。在一个示例中，所生成的输出通过相应校正系数来校正。校正系数通常取决于检测器的关于波长的响应曲线的形状。校正系数还可以取决于由具有逐渐升高的温度的光源发射的强度或波长谱的变化。

在另一示例中，检测器的灵敏度作为温度变化的函数而被电子地校正。然而，可设想到其它合适的校正方法。

在本发明的进一步的实施方式中(未示出)，烤箱402包括用于给装置的检测器加防护罩或用于将热传递远离装置的检测器的元件。通过这种方式，可以降低烤箱内温度的变化对装置的检测器的影响。所述元件可以包括位于极接近检测器的隔热罩和/或散热器。隔热罩可以被附接到检测器的面向加热元件的部分以使得可以反射或吸收来自加热元件的热的至少一部分。散热器可以被布置成使得来自加热元件的热的至少一部分被消散远离检测器。在具体示例中，金属罩位于检测器与加热元件之间，金属罩进一步包括孔，通过该孔检测器可以检测光。

在这个特定示例中，确定器附加地确定所确定的针对信号波长生成的输出和针对参考波长生成的输出之间的关系是超出还是低于预定阈值。烤箱402包括被布置成控制烤箱402的作为所确定的关系的函数的控制器(其可以被设置成集成芯片的形式)。控制器被设置成处理器的形式，该处理器在所确定的关系超出预定阈值时使加热元件不运行。因而，面包404的表面的色度特性的变化停止。然而，本领域的技术人员将认识到，控制器还可以被布置成控制引起面包的色度变化的元件。例如，控制器可以被布置成控制加热速率。

在这个实施方式中的烤箱402包括便于用户选择预定阈值的接口。该接口可以被设置成触摸屏的形式，该触摸屏显示与所确定的关系相关的量并且可以被用来选择阈值暗度，在该阈值暗度上烘烤过程自动停止。然而，可设想到其它合适形式的接口。例如，当所确定的关系超出预定阈值时，可以借助于音频信号或视频信号来通知用户。此外，可以建立无线数据传输并且可以使用无线数据传输来通知用户或可以使用户能够控制装置的功能(例如设置预定阈值)。

在进一步的示例中，接口可以被布置成提供表示色度特性或色度特性的变化的输出。可以借助于视频信号或音频信号来提供所述输出。附加地或替代地，输出可以被传输至手持单元。关系可以例如借助于无线网络或蓝牙来发送。本领域的技术人员将认识到的是，可设想到其它无线传输或有线传输。

另外，出于安全的目的，当所确定的关系超出安全阈值(例如为了避免样品燃烧)时控制器自动使加热元件不运行。出于附加的安全目的，控制器可以被布置成在最大时间段之后使加热元件不运行。

在可替选的实施方式(未示出)中，装置包括具有在波长λ₁和波长λ₂附近的透射窗的过滤元件。光源可以例如生成由滤光器过滤的白光，并且装置可以被布置成使得经过滤的反射光由检测器检测。在这个示例中，光源可以包括两部分光源，或者装置可以包括将光分成两部分光束的分光器并且各部分光束的光随后被过滤。检测器可以包括单个(运行的)检测器元件并且可以被布置成依次检测经过滤的光。替代地，检测器可以包括两个或更多个检测器元件，并且装置可以被布置成使得检测器部件基本上同时检测具有相应波长或波长范围的光。

现在参考图5，示出了根据实施方式的方法500。在第一步骤502中，提供具有表面的食品。利用合适的光来照射食品的表面504。在进一步的步骤506中，检测反射光的至少一部分。生成表示所检测到的光的反射部分的强度的输出508。生成针对至少两个波长或波长范围的相应输出。在下一个步骤510中，通过确定针对第一波长或波长范围的输出与针对第二波长或波长范围的输出之间的关系来表征食品表面的色度特性。

作为对技术人员来说明显的修改或变型被认为在本发明的范围内。例如，本领域的技术人员将认识到，装置可以包括：发射两个或更多个波长或波长范围的任意合适的数目的光源，和/或可选地进行过滤以检测反射光的至少一部分的任意合适的数目的检测器。此外，装置100可以包括具有相应滤光器的两个(或更多个)检测器元件。在这种情况下，光源106可以将宽带波长范围的光108引导至面包104的表面上，并且滤光器对反射光进行过滤使得具有至少两个波长范围的光依次被检测。检测器112的单个检测器元件可以被布置成检测被反射并且随后经过滤的光。替代地，设备可以包括在反射之前对所生成的宽带光进行过滤的滤光器。此外，检测器112的单个检测器元件可以被布置成检测经过滤的并且随后被反射的光的至少一部分114。

Claims

1.一种用于表征食品的色度特性的装置，所述装置包括：

光源，其被布置成发射具有至少两个波长或波长范围的光，所述光源进一步被布置成将所述光引导至至少所述食品的表面；

检测器，其被定位成检测反射光的至少一部分并且被布置成生成表示所检测到的反射光的强度的输出；

其中，所述装置被布置成生成针对所述至少两个波长或波长范围的相应输出，并且确定针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对所述至少两个波长或波长范围中的其它一个的输出之间的关系作为温度的函数，以校正温度对所检测到的反射光的影响，其中，所述关系表示所述食品的表面的色度特性。

2.根据权利要求1所述的装置，包括用于测量温度的传感器。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置被布置成调节所生成的作为温度的函数的相应输出。

4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括控制器，所述控制器被布置成通过控制引起所述色度特性的变化的元件来控制所述食品的色度特性的变化。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器被布置成控制所述食品的色度特性的变化的速率。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器被布置成中断所述食品的色度特性的变化。

7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的装置，其中，所述装置被布置成使得所述检测器的单个检测器元件检测具有所述至少两个波长或波长范围的反射光。

8.根据权利要求1、2、4、5或6所述的装置，其中，所述装置被布置成使得所述食品的暴露于所述光的表面区域和/或检测区域的直径为至少1cm。

9.根据权利要求1、2、4、5或6所述的装置，其中，所述装置被布置成使得所述食品的暴露于所述光的表面区域和/或检测区域的直径为至少5cm。

10.根据权利要求1、2、4、5或6所述的装置，其中，所述光源包括被布置成发射具有相应波长或波长范围的光的至少两部分光源。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少两部分光源为发光二极管。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述检测器包括用于每部分光源的至少一个相应检测器元件。

13.根据权利要求1、2、4、5或6所述的装置，其中，所述光源为宽带光源。

14.根据权利要求1、2、4、5、6、11或12所述的装置，其中，第一波长或波长范围以使得从所述食品反射的具有所述第一波长或波长范围的光的强度取决于所述色度特性的方式来选择。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，第二波长或波长范围被选择成使得与具有所述第一波长范围的光的反射部分的强度相比，具有所述第二波长或波长范围的光的反射部分的强度较少地取决于所述色度特性的变化。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述第二波长或波长范围被选择成使得具有所述第二波长或波长范围的所述光的反射部分的强度独立于所述色度特性的变化。

17.根据权利要求1、2、4、5、6、11、12、15或16所述的装置，所述装置被布置成确定与针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出相关联的值相对于针对所述至少两个波长或波长范围中的其它一个的输出的变化。

18.根据权利要求1、2、4、5、6、11、12、15或16所述的装置，所述装置被布置成通过确定所确定的关系的变化来确定所述色度特性的变化。

19.根据权利要求1、2、4、5、6、11、12、15或16所述的装置，所述装置被布置成确定所确定的关系或所确定的所述色度特性的变化是超出还是低于预定阈值。

20.根据权利要求1、2、4、5、6、11、12、15或16所述的装置，其中，所述检测器进一步被布置成在所述光源不发射具有所述至少两个波长或波长范围的所述光时对背景光进行检测，并且生成表示所述背景光的强度的输出。

21.一种用于表征食品的色度特性的方法，所述方法包括以下步骤：

提供具有表面的食品；

利用具有至少两个波长或波长范围的光来照射所述食品的表面；

检测反射的光的至少一部分；

获得温度；

生成针对所述至少两个波长或波长范围的相应输出，输出表示所检测到的反射光的强度；以及

通过确定针对所述至少两个波长或波长范围中的一个的输出与针对所述至少两个波长或波长范围的其它一个的输出之间的关系作为温度的函数来表征所述食品的表面的色度特性，以校正温度对所检测到的反射光的影响。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，获得温度的步骤包括对温度进行测量。

23.根据权利要求21或22所述的方法，包括调节所生成的作为所测量的温度的函数的相应输出的步骤。

24.根据权利要求21所述的方法，包括通过控制引起所述色度特性的变化的元件来控制所述色度特性的变化。

25.根据权利要求21所述的方法，进一步包括引起所述食品的表面的色度变化的步骤。

26.根据权利要求21所述的方法，实施所述方法以确定表示所述食品的色度特性的第一关系，并且之后，确定表示所述食品的色度特性的第二关系或一系列后续关系，使得能够确定所述色度特性的变化。

27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括控制作为所确定的色度特性变化的函数的所述色度变化的步骤。

28.一种用于引起食品的色度变化的设备，所述设备包括：

被布置成引起所述食品的表面的色度变化的源；以及

根据权利要求1至20中任一项所述的装置。

29.根据权利要求28所述的设备，其中，所述源为加热源。

30.根据权利要求28或29所述的设备，进一步包括被布置成对作为所述关系的函数的所述源进行控制的控制器。

31.根据权利要求28所述的设备，进一步包括用于便于用户选择预定关系的接口。

32.根据权利要求28所述的设备，进一步包括用于提供表示所述关系和/或表示超出或低于预定关系的输出的接口。