JP2005227183A - 品質測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 食品等の品質を容易かつ迅速に測定することができる品質測定装置を得る。
【解決手段】 品質測定装置１０では暗箱１２内に回転ステージ３２が設けられている。回転ステージ３２はモータ２４の回転軸３０周りに回転可能に支持されると共に、暗箱内に設定された所定の測定位置を通過する回転移動軌跡上に試料載置部を有しており、この試料載置部に複数の試料を同時に載置することができる。さらに、この回転ステージ３２は、試料載置部に載置された試料のうちの任意に選択された試料が測定位置に位置する状態へモータ２４によって駆動される。測定位置へ移動された試料には、青色ＬＥＤ７８等により紫外線が照射され、この紫外線の照射により試料が発する蛍光はＣＣＤカメラ８６により撮像される。撮像された蛍光画像から得られる試料の蛍光強度と試料の品質（鮮度・食味等）との間には相関関係があるため、この蛍光強度を指標として試料の品質を測定できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食品等の品質を測定することができる品質測定装置に関する。

従来、穀物や生鮮食品等の品質（鮮度や食味等）を評価する方法として様々な方法が提案されているが、実際の生産現場や流通現場で用いるには適当でないという問題がある。

例えば、米の鮮度を評価する方法としては、リグニン生成量や過酸化物生成量等を測定する方法、玄米中のフリーラジカルを指標にした電子スピン共鳴（所謂「ＥＳＲ」）を用いる方法、及びカタラーゼ呈色法等がある。

しかしながら、リグニン生成量や過酸化物生成量等を測定する方法は、玄米を砕いて粉にする等の煩雑な前処理を要するため時間とコストがかかり、かつ品種間のばらつきが多いという問題がある。一方、ＥＳＲを用いた方法は感度が高く、初期酸化過程を追跡するのに適しているが、装置が高価であるため生産・流通現場における汎用装置としては使いにくいという問題がある。カタラーゼ呈色法は、高価な装置を使わず鮮度が評価できるという利点があるが、種々の薬剤を使った前処理を要するため、薬剤の取り扱いに不慣れな作業者が多い生産・流通現場で用いるには適当でなく、また測定に時間がかかるという問題点がある。

そこで、上述した如き問題点を解消するための方法として、食品の蛍光画像から食品の鮮度を測定する方法（所謂「紫外線励起蛍光画像法」）が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

この紫外線励起蛍光画像法は、食品の蛍光画像から得られる蛍光強度と食品の鮮度との間に相関関係があることに着目して成されたものであり、特定範囲の波長の紫外線を食品に照射すると共に、当該紫外線の照射により食品が発する蛍光の画像を撮像し、その蛍光画像から得られる蛍光強度を指標として食品の鮮度を評価するものである。この紫外線励起蛍光画像法によれば、食品に対して上述した如き煩雑な前処理を施さずに食品の鮮度を測定することができるので、食品の鮮度を極めて容易かつ迅速に評価することができる。

しかしながら、この紫外線励起蛍光画像法を実際の生産・流通現場においても実施可能に具現化した装置は未だ開発されておらず、したがって、該方法の適用により簡便かつ高感度に食品の品質を測定できると共に実際の生産・流通現場にも適用可能な装置の開発が求められている。
野田 博行、外３名、"紫外線励起蛍光画像法を用いる玄米の鮮度評価"、「分析化学」、２００２年、（Ｖｏｌ．５１、Ｎｏ．５、ｐ．３２３−３２６）

本発明は、上記事実を考慮し、食品等の品質を容易かつ迅速に測定することができる品質測定装置を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る品質測定装置は、暗箱と、前記暗箱内に設けられ、複数の試料を同時に保持可能とされると共に、保持した複数の試料のうちの任意に選択された試料を前記暗箱内に設定された所定の測定位置に移動可能な試料保持手段と、前記測定位置に位置する前記選択された試料に励起光を照射する励起光照射手段と、前記測定位置に位置する前記選択された試料を撮像する撮像手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項１記載の品質測定装置では、暗箱の内部には、試料保持手段が設けられている。この試料保持手段は、複数の試料を同時に保持することができると共に、保持した複数の試料のうちの任意に選択された試料を暗箱内に設定された所定の測定位置に移動することができる。測定位置に移動された試料には、励起光照射手段により励起光が照射され、さらに、この励起光の照射により試料が発する蛍光は、撮像手段によって撮像される。撮像された蛍光画像から得られる試料の蛍光強度と試料の品質（鮮度・食味等）との間には相関関係があるため、この蛍光強度を指標として試料の品質を測定することができる。

この場合、本品質測定装置では、上述した如く試料保持手段は、保持した複数の試料のうちの任意に選択された試料を所定の測定位置に移動することができるので、例えば、互いに比較し合う各種試料を試料保持手段に保持させることで、各種試料を逐次測定位置に移動させることができる。これにより、短時間内に多数の試料を安定して簡単に測定することができる。

しかも、本品質測定装置では、上述した如く試料保持手段は、暗箱内において各種試料を同時に保持し、かつ短時間内に測定処理することができるので、例えば、励起光を照射してからの時間経過等により暗箱内の雰囲気条件（温度や湿度等）が変化した場合においても、各種試料の蛍光強度を同一条件の下で測定することができる。これにより、各種試料の品質を正確に評価することができる。

このように、請求項１記載の品質測定装置では、食品等の品質を容易かつ迅速に測定することができる。

請求項２記載の品質測定装置は、請求項１記載の品質測定装置において、前記励起光照射手段は、発光ダイオードとされる、ことを特徴としている。

請求項２記載の品質測定装置では、励起光照射手段を発光ダイオードとしたことで、装置の小型化、光源の長寿命化、及び励起強度の安定化を図ることができる。しかも、発光ダイオードは発熱が少ないため、励起光の照射による試料の乾燥を防止することができる。

請求項３記載の品質測定装置は、請求項１記載又は請求項２記載の品質測定装置において、前記励起光照射手段は、前記測定位置に対して前記撮像手段とは反対側に設けられた第１励起光源と、前記測定位置に対して前記撮像手段側に設けられた第２励起光源と、を有する、ことを特徴としている。

請求項３記載の品質測定装置では、第１励起光源及び第２励起光源を備えている。第１励起光源は、測定位置に位置する試料に対して撮像手段とは反対側から励起光を照射する。試料に照射された励起光は当該試料を透過して撮像手段に入射する。これにより、透過光による試料の蛍光画像を撮像することができる。

一方、第２励起光源は、測定位置に位置する試料に対して撮像手段側から励起光を照射する。試料に照射された励起光は当該試料で反射されて撮像手段に入射する。これにより、反射光による試料の蛍光画像を撮像することができる。

しかも、本品質測定装置では、第１励起光源と第２励起光源とを切り替えて照射条件を変えながら使用することで、同一試料において照射条件の異なる２つのデータを略同時に得ることができる。これにより、より一層正確に試料の品質を評価することができる。

請求項４記載の品質測定装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の品質測定装置において、前記測定位置に可視光を照射する明視野用光源を備えた、ことを特徴としている。

請求項４記載の品質測定装置では、試料保持手段に保持されて測定位置に位置する試料を可視光により撮像することができる。これにより、撮像された画像から試料のセット状態を確認することができると共に、試料の外観状態を測定することができる。

請求項５記載の品質測定装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の品質測定装置において、前記試料保持手段は、支軸周りに回転可能に支持され、前記試料を載置可能でかつ光を透過可能な試料載置部が前記測定位置を通過する回転移動軌跡上に設けられた回転ステージと、前記試料載置部に載置された試料のうちの任意に選択された試料が前記測定位置に位置する状態へ前記回転ステージを駆動する駆動源と、を有する、ことを特徴としている。

請求項５記載の品質測定装置では、回転ステージは、支軸周りに回転可能に支持されると共に測定位置を通過する回転移動軌跡上に試料載置部を有しており、この試料載置部に複数の試料を載置することができる。さらに、この回転テーブルは、試料載置部に載置された試料のうちの任意に選択された試料が測定位置に位置する状態へ駆動源によって駆動される。これにより、複数の試料を逐次測定位置に移動させることができ、短時間内に多数の試料を安定して簡単に測定することができる。

また、回転ステージの試料載置部は光を透過可能とされているので、例えば、請求項３記載の品質測定装置における第１励起光源の如く、励起光の光源が測定位置に対して撮像手段とは反対側に設けられている場合、すなわち、励起光の光源が回転ステージを介して試料とは反対側に配置されている場合においても、試料載置部を透過した励起光を試料に照射させることができる。

このように、請求項５記載の品質測定装置では、試料保持手段を簡単な構成とすることができ、低コスト化を図ることができる。

請求項６記載の品質測定装置は、請求項５記載の品質測定装置において、前記回転ステージの試料載置部は、穀物が１粒毎に載置される単粒載置部と、穀粒群が収容されたシャーレが載置されるシャーレ載置部と、を有する、ことを特徴としている。

請求項６記載の品質測定装置では、回転ステージの試料載置部は、穀物が１粒毎に載置される単粒載置部と、穀物群が収容されたシャーレが載置されるシャーレ載置部とを有している。これにより、穀物の単粒を個々に正確に測定することができると共に、穀物の１つの群の傾向を測定することができる。

請求項７記載の品質測定装置は、請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の品質測定装置において、前記撮像手段により撮像可能な範囲内にユーロピウムで処理した絹粉末又は酸化マグネシウムから成る蛍光標準片を備えた、ことを特徴としている。

請求項７記載の品質測定装置では、撮像手段により撮像可能な範囲内にユーロピウムで処理した絹粉末又は酸化マグネシウムから成る蛍光標準片が設けられており、この蛍光標準片の蛍光強度と試料の蛍光強度とを同一条件の下で測定することができる。したがって、測定により得られた蛍光標準片の蛍光強度と試料の蛍光強度との比を指標とすることで、試料相互の品質を定量的に比較することができる。

請求項８記載の品質測定装置は、請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の品質測定装置において、前記暗箱内を換気する換気扇を備えた、ことを特徴としている。

請求項８記載の品質測定装置では、換気扇により暗箱内が換気されるので、励起光の照射による暗箱内の温度上昇等を抑制することができ、試料の乾燥を抑制することができる。

請求項９記載の品質測定装置は、請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の品質測定装置において、前記暗箱の内周壁には、特定範囲の波長の励起光を吸収する無反射加工が施されている、ことを特徴としている。

請求項９記載の品質測定装置では、測定位置に照射された励起光が暗箱の内周壁により反射されて間接的に試料に照射されることを抑制できる。これにより、上記反射光の影響で試料の励起強度が不安定になることを防止でき、多数の試料の蛍光強度をより一定の条件の下で測定することができる。

以上説明したように、本発明の品質測定装置によれば、食品等の品質を容易かつ迅速に測定することができる。

図１には、本発明の実施の形態に係る品質測定装置１０の構成が概略図にて示されている。また、図２には、品質測定装置１０の構成が斜視図にて示されている。

品質測定装置１０は、励起光を試料に照射すると共に、当該励起光の照射により試料が発する蛍光の画像を撮像し、その蛍光画像から得られる蛍光強度を指標として試料の品質（鮮度・食味等）を測定する装置である。なお、本実施の形態では、玄米の鮮度を測定する場合に基づいて品質測定装置１０の構成及び作用を説明する。

品質測定装置１０は、試料室としての暗箱１２を備えている。暗箱１２は側方に開口した箱状の暗箱本体１４と、暗箱本体１４の前記開口部を閉塞する板状の扉１６とを有している。扉１６は、暗箱本体１４の側壁にヒンジを介して回動可能に支持されており、横開きとされている。また、暗箱本体１４の内周壁には、無反射加工としてのつや消し黒の塗装が施されており、扉１６の内側面には、無反射加工としての所謂無反射シート１８が貼り付けられている。これらつや消し黒の塗装及び無反射シート１８は、特定範囲の波長の励起光を吸収するものである。

暗箱本体１４の内部には、ポジショニングリフト２０が設けられている。ポジショニングリフト２０は、下端部が暗箱本体１４の底壁に固定されており、上端部には矩形平板状の昇降台２２が固定されている。このポジショニングリフト２０は、図示しないモータからの駆動力により上下に伸縮するようになっており、この伸縮に対応して昇降台２２が上下に移動する構成である。

昇降台２２の上部には、駆動源としてのモータ２４が配設されている。モータ２４は、品質測定装置１０に配設された図示しない配線を介して暗箱本体１４の上部に設けられた制御部２６に接続されており、制御部２６に設けられたモータスイッチ２８が操作されることで支軸としての回転軸３０を回転させるようになっている。この回転軸３０の先端（上端）には回転ステージ３２が固定されている。

図３に示す如く、回転ステージ３２は、金属材料等の平板材により形成された３枚の円盤３４、３６、３８を備えている。

円盤３４は、その直径が例えば２１６ミリとされており、全面に無反射加工としてのつや消し黒の塗装が施されている。この円盤３４には、径方向外側の部位に４個の円孔４２が設けられている。これらの円孔４２は、円盤３４の周方向に沿って等間隔に（すなわち、周方向に沿って９０度の間隔で）配置されている。各円孔４２の直径は、無色透明なガラス材により有底円筒形に形成されたシャーレ６８の外径よりも小さく設定されている。なお、このシャーレ６８には、玄米の穀粒群が収容される構成である。

また、円盤３４には、円孔４２よりも小径とされた１２個の円孔４６が設けられている。これらの円孔４６は、各円孔４２の間にそれぞれ３個ずつ等間隔に配置されており、各中心が各円孔４２の中心を通過する円上に配置されている。

さらに、円盤３４の外周縁部には、各円孔４２及び各円孔４６に対応する位置に、それぞれ断面Ｕ字形のインデックス用切欠４８が形成されている。

一方、円盤３６は、円盤３４よりも小径（例えば、直径２００ミリ）に設定されており、円盤３４と同様に全面に無反射加工としてのつや消し黒の塗装が施されている。この円盤３６には、円盤３４の各円孔４２に対応する位置に、それぞれ円孔５０が設けられている。各円孔５０の直径は、シャーレ６８の外径よりも大きく設定されている。

また、円盤３６には、円盤３４の各円孔４６に対応する位置に、それぞれ円孔５２が設けられている。各円孔５２の直径は、円孔４６の直径よりも大きく設定されており、これらの円孔５２には、それぞれ無色透明なガラス材から成る円形平板状のカバーガラス５４が嵌め込まれている。

一方、円盤３８は、円盤３６と同径（すなわち、円盤３４よりも小径）とされており、円盤３４、３６と同様に全面に無反射加工としてのつや消し黒の塗装が施されている。この円盤３８には、円盤３４の各円孔４２及び円盤３６の各円孔５０に対応する位置に、それぞれ円孔５６が設けられている。各円孔５６の直径は、円孔５０の直径と同径（すなわち、シャーレ６８の外径よりも大径）とされている。

また、円盤３８には、円盤３４の各円孔４６及び円盤３６の各円孔５２に対応する位置に、それぞれ穀粒の大きさ（本実施の形態では玄米の大きさ）に対応した長孔５８が３個ずつ設けられている。

さらに、円盤３８には、上記３個１組とされた長孔５８のうちの１組に隣接して、ユーロピウムで処理した絹粉末又は酸化マグネシウムから成る蛍光標準片６０が設けられている。

これら３枚の円盤３４、３６、３８は、それぞれ外周縁部に設けられたネジ孔６２に止めネジ６４が挿入されると共に、この止めネジ６４にナット６６が螺合することで同軸的かつ一体的に締結されている。

ここで、この回転ステージ３２では、図４に示す如く、円盤３４の円孔４２、円盤３６の円孔５０、及び円盤３８の円孔５６によって１つのシャーレ載置部４０が構成されており、円孔５０及び円孔５６の内部に挿入されたシャーレ６８は、底壁の外周部が円孔４２の孔縁部に係合することで回転ステージ３２に載置されると共に、円孔５０及び円孔５６の内周壁により保持されるようになっている。

また、この回転ステージ３２では、図５に示す如く、円盤３４の円孔４６、円盤３６の円孔５２、カバーガラス５４、及び円盤３８の３個１組とされた長孔５８によって１つの単粒載置部４４が構成されており、長孔５８の内部に挿入された玄米の穀粒は、カバーガラス５４の上面に載置されると共に、長孔５８の内周壁により保持されるようになっている。

そして、この回転ステージ３２は、円盤３４、３６、３８の各中央部に設けられた取付孔７０に、モータ２４の回転軸３０の先端に突設されたネジ部７２が貫通され、該ネジ部７２にセットネジ７４が螺合することで、回転軸３０に同軸的かつ一体的に固定されている。これにより、回転ステージ３２は、モータ２４の回転軸３０と一体的に回転するようになっている。

しかもこの場合、前述した各シャーレ載置部４０及び各単粒載置部４４は、暗箱１２内に設定された所定の「測定位置」（本実施の形態では、暗箱１２内の略中心部）を通過するように設定されている。

一方、モータ２４の回転軸３０を介して「測定位置」とは反対側における回転ステージ３２の側方には、光センサ７６（図２参照）が設けられている。光センサ７６は図示しないステーを介して昇降台２２に支持されており、図示しない検出部が回転ステージ３２の円盤３４の外周縁部に対向している。また、この光センサ７６は、品質測定装置１０に配設された図示しない配線を介して制御部２６に接続されている。

ここで、本品質測定装置１０では、前述した如くモータスイッチ２８が操作されることでモータ２４の回転軸３０が回転し、この回転軸３０と一体的に回転ステージ３２が回転されるが、光センサ７６が円盤３４の外周縁部に設けられたインデックス用切欠４８を検出すると（検出部がインデックス用切欠４８と対向すると）、制御部２６によってモータ２４への給電が遮断される。これにより、回転ステージ３２は、基本的に、インデックス用切欠４８が光センサ７６の検出部に対向した位置で停止するようになっており、しかもこの状態では、シャーレ載置部４０及び単粒載置部４４のうちの何れか１つが「測定位置」に位置するようになっている。

すなわち、本品質測定装置１０では、モータスイッチ２８を１回乃至複数回操作することで、シャーレ載置部４０及び単粒載置部４４に載置された試料のうちの任意に選択した試料を「測定位置」へ移動させることができる構成である。

一方、「測定位置」に位置するシャーレ載置部４０或いは単粒載置部４４の真下において、昇降台２２の上部には、第１励起光源としての青色発光ダイオード７８（以下、青色ＬＥＤ７８という）が設けられている。この青色ＬＥＤ７８の発光面は、「測定位置」に位置するシャーレ載置部４０或いは単粒載置部４４と対向している。

また、この青色ＬＥＤ７８は、品質測定装置１０に配設された図示しない配線を介してＬＥＤコントローラー８０、及び前記制御部２６に接続されており、制御部２６に設けられたＬＥＤスイッチ８２（図２参照）の操作により点灯・消灯すると共に、ＬＥＤコントローラー８０の操作により点灯時の輝度等を調整できるようになっている。

さらに、青色ＬＥＤ７８の発光面には、青色ＬＥＤ７８から照射された光のうち特定範囲の波長の紫外線以外の光を遮蔽する紫外線透過用のバンドパスフィルター８４が装着されている。

したがって、本品質測定装置１０では、ＬＥＤスイッチ８２を操作して青色ＬＥＤ７８を点灯させることで、シャーレ載置部４０或いは単粒載置部４４に載置されて「測定位置」に位置する試料に対して、バンドパスフィルター８４を透過した特定範囲の波長の紫外線を照射できるようになっている。具体的には、例えば、シャーレ載置部４０が「測定位置」に位置する状態では、バンドパスフィルター８４を透過した紫外線は、円盤３４の円孔４２を介してシャーレ６８の底壁を透過し、シャーレ６８内の試料に照射される。これに対し、単粒載置部４４が「測定位置」に位置する状態では、バンドパスフィルター８４を透過した紫外線は、円盤３４の円孔４６を介してカバーガラス５４を透過し、長孔５８内に収容された試料に照射される。

一方、暗箱本体１４の上壁内周面には、第２励起光源としてのブラックライト１０４が２つ固定されている。これらのブラックライト１０４は、品質測定装置１０に配設された図示しない配線を介して制御部２６に接続されており、制御部２６に設けられたブラックライトスイッチ１０６の操作により点灯・消灯するようになっている。各ブラックライト１０４を点灯させると、シャーレ載置部４０或いは単粒載置部４４に載置されて「測定位置」に位置する試料には紫外線が照射される構成である。

また、暗箱本体１４の内部には、上記各ブラックライト１０４にそれぞれ隣接して明視野用光源としての蛍光灯１０８が設けられている。これらの蛍光灯１０８は、各ブラックライト１０４と同様に暗箱本体１４の上壁内周面に固定されている。また、これらの蛍光灯１０８は、品質測定装置１０に配設された図示しない配線を介して制御部２６に接続されており、制御部２６に設けられた蛍光灯スイッチ１１０の操作により点灯・消灯するようになっている。各蛍光灯１１０を点灯させると、シャーレ載置部４０或いは単粒載置部４４に載置されて「測定位置」に位置する試料には可視光が照射される構成である。

一方、暗箱本体１４の上方には、撮像手段としてのＣＣＤカメラ８６が設けられている。ＣＣＤカメラ８６は、暗箱本体１４の上部に設けられた箱状の支持部８８及び該支持部８８に固定されたＸ−Ｙ微動装置９０を介して暗箱本体１４に支持されている。したがって、Ｘ−Ｙ微動装置９０を駆動することでＣＣＤカメラ８６を所定の範囲内で移動できるようになっている。

また、このＣＣＤカメラ８６には、Ｃマウントレンズ９６が取り付けられている。Ｃマウントレンズ９６は、図示しない赤外線カット用のＩＲカットフィルター、コントラスト改善用の赤色フィルター、及び拡大用のクローズアップレンズを備えており、先端（下端）にはマルチレンズフード９８が取り付けられている。

このＣマウントレンズ９６は、暗箱本体１４の上壁に形成された貫通孔１００を貫通している。貫通孔１００の直径は、前述したＸ−Ｙ微動装置９０によるＣＣＤカメラ８６の移動に伴うＣマウントレンズ９６の移動範囲よりも大きく設定されており、Ｃマウントレンズ９６の外周部が貫通孔１００の内周壁に干渉しないようになっている。

なお、Ｃマウントレンズ９６の外周部には、弾性材料等から成る板状のカバー１０２が装着されており、Ｃマウントレンズ９６と貫通孔１００との間の隙間を閉塞している。

このＣマウントレンズ９６は、その光軸が「測定位置」と交差しており、回転ステージ３２のシャーレ載置部４０或いは単粒載置部４４に載置されて「測定位置」に位置する試料をＣＣＤカメラ８６によって撮像できるようになっている。

これにより、本品質測定装置１０では、制御部２６のモータスイッチ２８の操作により回転ステージ３２を回転させて、回転ステージ３２のシャーレ載置部４０に載置された試料（本実施の形態ではシャーレ６８内に収容された玄米の穀粒群）、或いは単粒載置部４４に載置された試料（本実施の形態では玄米の単粒）のうちの任意に選択した試料を「測定位置」へ移動させることで、当該任意に選択した試料をＣＣＤカメラ８６によって撮像することができる。なお、蛍光標準片６０が隣接して設けられた単粒載置部４４（長孔５８）が「測定位置」へ移動された状態では、この単粒載置部４４と共に蛍光標準片６０を撮像できるようになっている。

さらに、この場合、前述したポジショニングリフト２０及びＸ−Ｙ微動装置９０によって昇降台２２及びＣＣＤカメラ８６の位置を調整することで、前記任意に選択した試料及び蛍光標準片６０に対してＣマウントレンズ９６の焦点を合わせることができるようになっている。

またさらに、ＣＣＤカメラ８６には、配線９２（例えば、ＵＳＢケーブル等）を介してコンピュータ９４が接続されている。このコンピュータ９４には、画像解析用のプログラム等がインストールされており、ＣＣＤカメラ８６によって撮像された画像をコンピュータ９４のディスプレイに表示できると共に、表示した画像を任意に測定・解析できるようになっている。

一方、図２に示す如く、暗箱本体１４の内部には、換気扇１１２が設けられている。換気扇１１２は、暗箱本体１４の底壁内周面に固定されており、品質測定装置１０に配設された図示しない配線を介して図示しない電源スイッチに接続されている。この換気扇１１２は、図示しない電源スイッチが「ＯＮ」に操作されることに対応して駆動するようになっており、暗箱本体１４に設けられた図示しない空気排出口と空気取入口とを介して暗箱１２内が換気される構成である。

また、暗箱本体１４の内部は、前述した無反射シート１８と同様構成の無反射シート１１４により上下２段に仕切られており、前述したポジショニングリフト２０、昇降台２２、モータ２４、青色ＬＥＤ７８、ＬＥＤコントローラー８０、及び換気扇１１２は、当該無反射シート１１４により被覆されている。なお、モータ２４の回転軸３０は、無反射シート１１４に形成された貫通孔を介して無反射シート１１４の上側に突出している。また、青色ＬＥＤ７８の発光面は、無反射シート１１４に形成された貫通孔を介して上側に露出しており、発光面に装着されたバンドパスフィルター８４は無反射シート１１４の上側に配置されている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

上記構成の品質測定装置１０では、回転ステージ３２に試料をセットする場合には、セットネジ７４を外して回転ステージ３２をモータ２４の回転軸３０から取り外すことで、回転ステージ３２を暗箱１２の外に取り出すことができる。これにより、回転ステージ３２に試料を容易にセットすることができる。

この場合、取り外した回転ステージ３２の各シャーレ載置部４０には、玄米の穀粒群が収容されたシャーレ６８をそれぞれ載置できると共に、各単粒載置部４４には、玄米の穀粒を１粒毎に載置できる。これにより、例えば、互いに比較し合う各種玄米の試料を回転ステージ３２にセットすることができる。

回転ステージ３２に試料をセットし終えたら、セットネジ７４によって回転ステージ３２をモータ２４の回転軸３０に取り付ける。

そして、制御部２６のモータスイッチ２８を操作すれば、モータ２８の駆動力により回転ステージ３２が回転され、光センサ７６が回転ステージ３２のインデックス用切欠４８を検出することで、回転ステージ３２が自動的に停止される。したがって、モータスイッチ２８を１回乃至複数回操作することで、シャーレ載置部４０及び単粒載置部４４に載置された各種玄米の試料うちの任意に選択した玄米を「測定位置」へ移動させることができる。

このように選択した玄米が「測定位置」に位置する状態で、青色ＬＥＤ７８を点灯させれば、「測定位置」に位置する玄米には、バンドパスフィルター８４を透過した特定範囲の波長の紫外線Ｒ（図４及び図５参照）がＣＣＤカメラ８６とは反対側から照射される。玄米に照射された紫外線Ｒは、当該玄米を透過してＣマウントレンズ９６（ＣＣＤカメラ８６）に入射し、この紫外線Ｒの照射により玄米が発する蛍光もＣマウントレンズ９６（ＣＣＤカメラ８６）に入射する。これにより、透過光による玄米の蛍光画像を撮像することができる。

またさらに、青色ＬＥＤ７８を消灯させて、ブラックライト１０４を点灯させれば、「測定位置」に位置する玄米には、ＣＣＤカメラ８６側から紫外線が照射される。玄米に照射された紫外線は、当該玄米で反射されてＣマウントレンズ９６（ＣＣＤカメラ８６）に入射し、この紫外線の照射により玄米が発する蛍光もＣマウントレンズ９６（ＣＣＤカメラ８６）に入射する。これにより、上記透過光による玄米の蛍光画像に加えて、反射光による玄米の蛍光画像も撮像することができる。

撮像された玄米の蛍光画像は、コンピュータ９４のディスプレイに表示されるので、コンピュータ９４の画像解析用プログラム等により任意に測定・解析することができる。この場合、蛍光画像から得られる玄米の蛍光強度（輝度）と玄米の脂肪酸度との間には相関関係があり、また、玄米の脂肪酸度と玄米の古さとの間にも相関関係があるので（脂肪酸度は古米化判定の１つの指標とされるので）、例えば、画像解析用プログラム等により蛍光強度を数値化し、この数値を指標とすることで玄米の鮮度を測定することができる。

さらに、本品質測定装置１０では、モータスイッチ２８の操作により回転ステージ１０に載置された各種試料を逐次「測定位置」へ移動させることができる。これにより、短時間内に多数の試料の蛍光画像を安定して簡単に測定することができる。

また、本品質測定装置１０では、回転ステージ３２は、暗箱１２内において各種玄米の試料を同時に保持し、かつ短時間内に測定処理することができるので、例えば、紫外線を照射してからの時間経過等により暗箱１２内の雰囲気条件（温度や湿度等）が変化した場合においても、各種玄米の蛍光強度を同一条件の下で測定することができる。これにより、各種玄米の鮮度を正確に評価することができる。

このように、本品質測定装置１０では、玄米の鮮度を容易かつ迅速に測定することができる。

また、本品質測定装置１０では、第１励起光源を青色ＬＥＤ７８としたことで、装置の小型化、光源の長寿命化、及び励起強度の安定化を図ることができる。しかも、この青色ＬＥＤ７８は、透過光による測定用であるため「測定位置」に位置する試料に対して近接して配置されるが、青色ＬＥＤ７８は発熱が少ないので、紫外線の照射による試料の乾燥を防止することができる。

さらに、本品質測定装置１０では、蛍光灯１０８を点灯させれば、「測定位置」に位置する玄米を可視光によりＣＣＤカメラ８６で撮像することができる。撮像された画像は、コンピュータ９４のディスプレイに表示されるので、表示された画像から玄米のセット状態を確認できると共に、玄米の外観状態を測定することができる。しかも、蛍光灯１０８により暗箱１２内部を照らすことができるので、試料セット時における回転ステージ３２の取り付け・取り外し作業が容易である。

またさらに、本品質測定装置１０では、上述した如く青色ＬＥＤ７８、ブラックライト１０４、及び蛍光灯１０８を切り替えて照射条件を変えながら使用することで、同一の玄米の試料において照射条件の異なる複数のデータを略同時に得ることができる。

また、本品質測定装置１０では、試料保持手段を回転ステージ３２としたことで、試料保持手段の構成を簡素化することができ、低コスト化を図ることができる。

さらに、回転ステージ３２には、玄米が１粒毎に載置される単粒載置部４４と、玄米の穀粒群が収容されたシャーレ６８が載置されるシャーレ載置部６８とが設けられているので、玄米の単粒を個々に正確に測定することができると共に、玄米の１つの群の傾向を測定することができる。

またさらに、回転ステージ３２には、「測定位置」へ移動可能な位置にユーロピウムで処理した絹粉末又は酸化マグネシウムから成る蛍光標準片６０が設けられており、この蛍光標準片６０の蛍光強度と試料の蛍光強度とを同一条件の下で測定することができる。したがって、測定により得られた蛍光標準片６０の蛍光強度と試料の蛍光強度との比を指標とすることで、試料相互の品質を定量的に比較することができる。

また、本品質測定装置１０では、暗箱１２内を換気する換気扇１１２を備えているので、紫外線の照射による暗箱１２内の温度上昇等を抑制することができ、試料の乾燥を抑制することができる。

また、本品質測定装置１０では、暗箱本体１４の内周壁及び回転ステージ３２には、無反射加工としてのつや消し黒の塗装が施され、回転ステージ３２の下側に設けられた各種機器及び扉１６の内側面は、無反射加工としての無反射シート１８、１１４により被覆されている。これにより、「測定位置」に照射された紫外線が暗箱１２の内周壁等により反射されて間接的に試料に照射されることを抑制できる。これにより、上記反射光の影響で試料の励起強度が不安定になることを防止でき、多数の試料をより一定の条件の下で測定することができる。

以上説明した如く、本品質測定装置１０では、玄米の鮮度を容易かつ迅速に測定することができる。

なお、上記実施の形態では、玄米の鮮度、脂肪酸度、及び蛍光強度との間の相関関係に基づき、測定により得られた玄米の蛍光強度を指標として玄米の鮮度を測定する場合について説明したが、本品質測定装置１０では、鮮度に限らず、例えば、仮に玄米の食味と蛋白質含量との間に相関関係があり、また、玄米の蛋白質含量と蛍光強度との間に相関関係があれば、測定により得られた玄米の蛍光強度を指標として玄米の食味を測定することができる。

また、上記実施の形態では、回転ステージ３２には、４個のシャーレ載置部４０と１２個の単粒載置部４４を設定し、各単粒載置部４４には玄米の穀粒に対応する長孔を３個ずつ設定したが、これに限らず、シャーレ載置部４０や単粒載置部４４の数・大きさ・形状等は、本品質測定装置１０を使用する現場の状況や試料の大きさ等に応じて適宜設定変更することが好ましい。

さらに、上記実施の形態では、試料保持手段として回転式の回転ステージ３２を適用し、モータ２４の駆動力により回転ステージ３２を回転させることで回転ステージ３２上の試料を任意に「測定位置」へ移動可能な構成としたが、これに限らず、試料保持手段としては、例えば、試料が載置される載置台を暗箱１２内の前後左右に直線的に移動させることで載置台上の試料を任意に「測定位置」へ移動可能な構成としてもよい。この場合、駆動源としては、例えば、所謂Ｘ−Ｙテーブルを適用することができる。

またさらに、上記実施の形態では、励起光照射手段として青色ＬＥＤ７８及びブラックライト１０４を適用したが、これに限らず、励起光照射手段としては、紫外線ランプ、レーザー光源、ＥＬ、水銀ランプ、或いは蛍光ケミカルランプ等の他の光源を適用してもよい。この場合、特に紫外線を照射する光源が好ましい。

また、上記実施の形態では、品質測定装置１０は、第１励起光源としての青色ＬＥＤ７８、第２励起光源としてのブラックライト１０４、及び明視野用光源としての蛍光灯１０８を備える構成としたが、これに限らず、例えば、試料が米等の場合には、第１励起光源のみを備える構成としてもよい。

さらに、上記実施の形態では、回転ステージ３２の円盤３４の表面に蛍光標準片６０を設ける構成としたが、これに限らず、蛍光標準片６０は、ＣＣＤカメラ８６により撮像可能な範囲内に配置されていればよく、例えば、蛍光標準片６０を暗箱本体１４の内周壁又は無反射シート１１４の上面等に配設してもよい。

またさらに、上記実施の形態では、ＣＣＤカメラ８６により撮像された試料の画像をコンピュータ９４のディスプレイに表示すると共に、表示された画像を画像解析用のプログラム等により測定・解析する構成としたが、これに限らず、例えば、撮像された画像から得られた品質データが直接プリントアウトされる構成としてもよいし、試料の品質が一定基準以下の場合には、ランプやブザー等による警告により判別できる構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、玄米の鮮度を測定する場合に基づいて品質測定装置１０を説明したが、これに限らず、本品質測定装置１０は、肉加工製品や野菜等の生鮮食品及び大豆や小麦粉等の穀物を含む食品全般の品質を測定することができる。この場合、試料の形状に合わせて回転ステージの試料載置部の形状・数等を適宜設定変更すればよい。

本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成部材である回転ステージの構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成部材である回転ステージのシャーレ載置部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成部材である回転ステージの単粒載置部の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 品質測定装置
１２ 暗箱
１８ 無反射シート
２４ モータ（駆動源、試料保持手段）
３２ 回転ステージ（試料保持手段）
４０ シャーレ載置部（試料載置部）
４４ 単粒載置部（試料載置部）
６０ 蛍光標準片
７８ 青色発光ダイオード（第１励起光源、励起光照射手段）
８６ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１０４ ブラックライト（第２励起光源、励起光照射手段）
１０８ 蛍光灯（明視野用光源）
１１２ 換気扇
１１４ 無反射シート

Claims (9)

1. 暗箱と、
   前記暗箱内に設けられ、複数の試料を同時に保持可能とされると共に、保持した複数の試料のうちの任意に選択された試料を前記暗箱内に設定された所定の測定位置に移動可能な試料保持手段と、
   前記測定位置に位置する前記選択された試料に励起光を照射する励起光照射手段と、
   前記測定位置に位置する前記選択された試料を撮像する撮像手段と、
   を備えた品質測定装置。
2. 前記励起光照射手段は、発光ダイオードとされる、ことを特徴とする請求項１記載の品質測定装置。
3. 前記励起光照射手段は、前記測定位置に対して前記撮像手段とは反対側に設けられた第１励起光源と、前記測定位置に対して前記撮像手段側に設けられた第２励起光源と、を有する、ことを特徴とする請求項１記載又は請求項２記載の品質測定装置。
4. 前記測定位置に可視光を照射する明視野用光源を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の品質測定装置。
5. 前記試料保持手段は、
   支軸周りに回転可能に支持され、前記試料を載置可能でかつ光を透過可能な試料載置部が前記測定位置を通過する回転移動軌跡上に設けられた回転ステージと、
   前記試料載置部に載置された試料のうちの任意に選択された試料が前記測定位置に位置する状態へ前記回転ステージを駆動する駆動源と、
   を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の品質測定装置。
6. 前記回転ステージの試料載置部は、穀物が１粒毎に載置される単粒載置部と、穀粒群が収容されたシャーレが載置されるシャーレ載置部と、を有する、ことを特徴とする請求項５記載の品質測定装置。
7. 前記撮像手段により撮像可能な範囲内にユーロピウムで処理した絹粉末又は酸化マグネシウムから成る蛍光標準片を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の品質測定装置。
8. 前記暗箱内を換気する換気扇を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の品質測定装置。
9. 前記暗箱の内周壁には、特定範囲の波長の励起光を吸収する無反射加工が施されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の品質測定装置。

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