JP2013205040A - 測定方法、測定装置、演算回路、測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の測定方法では、測定精度を向上させることが困難である。
【解決手段】測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する比率測定ステップＳ１と、前記５つの前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップＳ２と、前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率と、それぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出するステップＳ３と、を含む、ことを特徴とする測定方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、測定方法、測定装置、演算回路、測定プログラム等に関する。

従来から、物質の光に対する特性を分析することによって、物質を特定したり、物質の成分を分析する方法が知られている。物質の光に対する特性を分析する方法としては、例えば、物質が特定の波長の光を吸収しやすいという性質を利用して、分析対象物に吸収されやすい光の波長を分析する分光分析が挙げられる。
そして、従来、このような分光分析を利用して、食品のカロリーを測定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２９２１２８号公報

上記特許文献１には、食品に含まれる糖質（炭水化物）、タンパク質、及び脂肪の３つの成分のそれぞれの成分量を分光分析によって測定し、得られた各成分量にそれぞれ換算係数を乗じてから３つの成分量を加算することによって、食品のカロリー値を算出する方法が記載されている。
しかしながら、食品を構成する成分は、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分だけではない。従来の測定方法では、タンパク質、脂質、及び炭水化物の他の成分が加味されていない。このため、従来の測定方法では、測定精度を向上させることが困難であるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。

［適用例１］測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する比率測定ステップと、前記５つの成分の前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップと、前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出するステップと、を含む、ことを特徴とする測定方法。

この適用例の測定方法では、測定対象物に含まれる５つの成分の重量を、それぞれ、測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、測定した５つの重量比率のうちの少なくとも一部の重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正する方法が採用されている。ここで、５つの成分は、タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分である。
この測定方法では、５つの成分のうち、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分のそれぞれについて、測定対象物の単位重量当たりの各成分のカロリーである成分カロリーを算出する。このとき、成分カロリーは、補正ステップ後の重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって算出される。
この測定方法では、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても重量比率を算出し、且つ、これらの５つの重量比率の合計を１００％に補正してから、３つの成分について成分カロリーを算出する。つまり、この測定方法によれば、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても加味することができるので、測定精度を向上させやすくすることができる。

［適用例２］上記の測定方法であって、前記３つの成分の前記成分カロリーを合算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりのカロリーである単位重量カロリーを算出するステップを含む、ことを特徴とする測定方法。

この適用例では、３つの成分の成分カロリーを合算することによって、測定対象物の単位重量当たりのカロリーである単位重量カロリーを算出することができる。

［適用例３］上記の測定方法であって、前記測定対象物の重量を測定する重量測定ステップと、前記重量測定ステップの後に、前記測定対象物の重量と前記単位重量カロリーとを乗算することによって、前記測定対象物の総カロリーを算出するステップと、を含む、ことを特徴とする測定方法。

この適用例では、測定対象物の重量と単位重量カロリーとを乗算することによって、測定対象物の総カロリーを算出することができる。

［適用例４］測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する重量比率測定ステップと、前記５つの成分に対応する５つの前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップと、前記測定対象物の重量を測定する重量測定ステップと、前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率と、前記測定対象物の重量と、それぞれに対応する係数と、を前記成分ごとに乗算した３つの結果を合算することによって、前記測定対象物の総カロリーを算出するステップと、を含む、ことを特徴とする測定方法。

この適用例の測定方法では、測定対象物に含まれる５つの成分の重量を、それぞれ、測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、測定した５つの重量比率のうちの少なくとも一部の重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正する方法が採用されている。ここで、５つの成分は、タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分である。
この測定方法では、５つの成分のうち、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分のそれぞれについて、補正ステップ後の重量比率と、測定対象物の重量と、それぞれに対応する係数と、を成分ごとに乗算した３つの結果を合算することによって、測定対象物の総カロリーを算出する。
この測定方法では、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、対象物の水分及び灰分の成分についても重量比率を算出し、且つ、これらの５つの重量比率の合計を１００％に補正してから、３つの成分の重量比率に基づいて測定対象物の総カロリーを算出する。つまり、この測定方法によれば、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても加味することができるので、測定精度を向上させやすくすることができる。

［適用例５］上記の測定方法であって、前記補正ステップでは、前記５つの重量比率のそれぞれを、前記５つの重量比率の合計で除算することによって、前記５つの重量比率を補正する、ことを特徴とする測定方法。

この適用例では、５つの重量比率のそれぞれを、５つの重量比率の合計で除算することによって、５つの重量比率を補正することができる。

［適用例６］測定対象物に照射する光を発する光源と、前記光のうち前記光源から前記測定対象物を経由した光を分光する分光素子と、前記分光素子によって分光された分光光を受光し、受光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記受光素子からの前記信号に基づいて、前記測定対象物のカロリーを演算する演算部と、を有し、前記演算部は、前記受光素子からの前記信号に基づいて、前記測定対象物を分析することによって、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、前記５つの成分に対応する５つの前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正し、前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正後の前記重量比率と、それぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出する、ことを特徴とする測定装置。

この適用例の測定装置では、受光素子からの信号に基づいて、測定対象物を分光分析することによって、測定対象物に含まれる５つの成分の重量を、それぞれ、測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、測定した５つの重量比率のうちの少なくとも一部の重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正することができる。ここで、５つの成分は、タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分である。
この測定装置では、５つの成分のうち、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分のそれぞれについて、測定対象物の単位重量当たりの各成分のカロリーである成分カロリーを算出することができる。ここで、成分カロリーは、補正後の重量比率と、３つの成分のそれぞれに対応する係数とを乗算することによって算出される。
この測定装置では、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても重量比率を算出し、且つ、これらの５つの重量比率の合計を１００％に補正してから、３つの成分について成分カロリーを算出することができる。つまり、この測定装置によれば、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても加味することができるので、測定精度を向上させやすくすることができる。

［適用例７］上記の測定装置であって、前記測定対象物の重量を測定する重量測定装置を有し、前記演算部は、前記３つの成分の前記成分カロリーを合算した結果と、前記測定対象物の重量とを乗算することによって、前記測定対象物の総カロリーを算出する、ことを特徴とする測定装置。

この適用例では、３つの成分の成分カロリーを合算した結果と、測定対象物の重量とを乗算することによって、測定対象物の総カロリーを算出することができる。

［適用例８］測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、前記５つの成分の前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正し、前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出する、ことを特徴とする演算回路。

この適用例の演算回路では、測定対象物に含まれる５つの成分の重量を、それぞれ、測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、測定した５つの重量比率のうちの少なくとも一部の重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正することができる。ここで、５つの成分は、タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分である。
この演算回路では、５つの成分のうち、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分のそれぞれについて、測定対象物の単位重量における各成分のカロリーである成分カロリーを算出することができる。ここで、成分カロリーは、補正後の比率と、３つの成分のそれぞれに対応する係数とを乗算することによって算出される。
この演算回路では、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても比率を算出し、且つ、これらの５つの比率の合計を１００％に補正してから、３つの成分について成分カロリーを算出することができる。つまり、この演算回路によれば、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても加味することができるので、測定精度を向上させやすくすることができる。

［適用例９］測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する比率測定ステップと、前記５つの成分の前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップと、前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出するステップと、を含む、ことを特徴とする測定プログラム。

この適用例の測定プログラムでは、測定対象物に含まれる５つの成分の重量を、それぞれ、測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、測定した５つの重量比率のうちの少なくとも一部の重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正する方法が採用されている。ここで、５つの成分は、タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分である。
この測定プログラムでは、５つの成分のうち、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分のそれぞれについて、測定対象物の単位重量当たりの各成分のカロリーである成分カロリーを算出する。このとき、成分カロリーは、補正後の重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって算出される。
この測定プログラムでは、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても重量比率を算出し、且つ、これらの５つの重量比率の合計を１００％に補正してから、３つの成分について成分カロリーを算出する。つまり、この測定プログラムによれば、測定対象物のタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の他に、測定対象物の水分及び灰分の成分についても加味することができるので、測定精度を向上させやすくすることができる。

本実施形態における測定装置の概略の構成を示すブロック図。 本実施形態における分光素子を示す平面図。 図２中のＡ−Ａ線における断面図。 本実施形態における測定方法の流れを示すフローチャート。

図面を参照しながら、実施形態について説明する。
本実施形態における測定装置１は、ブロック図である図１に示すように、重量測定装置２と、光源３と、分光素子５と、受光素子７と、信号処理部９と、制御装置１１と、を有している。この測定装置１は、食物などの測定対象Ｗのカロリーを測定することができる。
重量測定装置２は、測定対象Ｗの重量を測定し、測定結果を制御装置１１に出力する。
光源３は、測定対象Ｗに照射する光Ｌｋを発する。光Ｌｋには、７５０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の光が含まれている。光源３から測定対象Ｗに照射された光Ｌｋは、測定対象Ｗを経由して反射光Ｌｒとして分光素子５に入射する。なお、反射光Ｌｒには、拡散反射光が含まれる。拡散反射光は、光Ｌｋが測定対象Ｗの内部で散乱してから測定対象Ｗの外に放射される光である。

分光素子５は、分光素子５に入射する反射光Ｌｒを、複数の波長域に分光する。このような分光素子５としては、例えば、干渉フィルターなどの光学素子が採用され得る。
本実施形態では、分光素子５は、分光する波長域ごとに、その波長域に対応する分光光Ｌｄを射出する。つまり、分光素子５は、反射光Ｌｒを網羅する波長域よりも狭い範囲の波長域の分光光Ｌｄを、反射光Ｌｒの中から選択的に射出することができる。換言すれば、分光素子５は、反射光Ｌｒを網羅する波長域において、射出する分光光Ｌｄの波長を変化させることができる。干渉フィルターにおいて、射出する分光光Ｌｄの波長を変化させることができるものは、波長可変干渉フィルターと呼ばれる。本実施形態では、波長可変干渉フィルターとしてエタロンが採用されている。

分光素子５について詳細を説明する。
分光素子５は、平面図である図２に示すように、平面視で正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。分光素子５は、図２中のＡ−Ａ線における断面図である図３に示すように、第１基板１３、第２基板１５を備えている。
これらの第１基板１３、第２基板１５は、それぞれ例えば、石英ガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラス、水晶などの透光性の基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。

そして、分光素子５は、第１基板１３と第２基板１５とが接合されて一体に構成される。この接合には、第１基板１３、第２基板１５の接合部分に設けられた接合膜１７が結合することにより固定される。接合膜１７としては、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用されている。
接合方法は、上記に限定されない。接合方法としては、接着剤などの粘着性材料による接合、金属膜と金属膜による接合など、種々の接合方法が採用され得る。
第１基板１３は、例えば、厚みが５００μｍの基材をエッチング加工することによって形成され得る。この第１基板１３には、エッチングにより円形状に窪んだ第１凹部１９が設けられている。

第１凹部１９の底部には、中央部に、円柱状に突出した反射膜形成部２１が設けられている。反射膜形成部２１の周りには、反射膜形成部２１よりも一段低い領域が、電極形成部２５として設定されている。
第１凹部１９の反射膜形成部２１には第１反射膜２３が設けられている。第１反射膜２３は、光の反射特性と透過特性とを有している。
第１反射膜２３としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、第１反射膜２３を構成する膜としては、例えば、酸化チタンなどの高屈折層と、酸化シリコンなどの低屈折層とを積層した構成の誘電体多層膜も採用され得る。さらに、第１反射膜２３としては、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した膜、単層の屈折層（酸化チタンや参加シリコン等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した膜などの構成も採用され得る。

電極形成部２５には、平面視で第１反射膜２３を取り巻くようにリング状の第１駆動電極２７が形成されている。なお、第１駆動電極２７は、図２に示すように、引き出し電極２９に接続されている。
第１駆動電極２７及び引き出し電極２９は導電膜であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などが用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
引き出し電極２９は、第１基板１３の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド３１ａに接続されている。つまり、第１駆動電極２７は、引き出し電極２９を介して接続パッド３１ａと電気的導通が図られている。

第２基板１５は、例えば、厚みが２００μｍの基材の一面をエッチング加工することによって形成され得る。第２基板１５には、図３に示すように、第２凹部３３が形成されている。分光素子５において、第２凹部３３は、第２基板１５の第１基板１３側とは反対側に設けられている。分光素子５において、第２凹部３３は、第２基板１５の第１基板１３側とは反対側から第１基板１３側に向かって凹となる向きに形成されている。第２凹部３３は、平面視で、環状に設けられている。第２凹部３３は、エッチング加工により形成され得る。
第２凹部３３によって、ダイアフラム３５が構成されている。ダイアフラム３５は、可動部３５ａと、薄肉部３５ｂと、を有している。可動部３５ａは、基板中央を中心として円柱状に形成されている。薄肉部３５ｂは、可動部３５ａの周囲に設けられており、可動部３５ａを保持している。薄肉部３５ｂの厚みは、可動部３５ａの厚みより薄く形成されている。
第２凹部３３によって、ダイアフラム３５の薄肉部３５ｂが構成され、可動部３５ａが第２基板１５の厚み方向に移動しやすいように構成されている。

第２基板１５には、第２反射膜３７と、第２駆動電極３９とが設けられている。第２基板１５において、第２反射膜３７と第２駆動電極３９とは、それぞれ、第１基板１３側に向けられた面に設けられている。
第２反射膜３７は、平面視で、円形状に設けられており、可動部３５ａに重なる領域に設けられている。つまり、平面視で、可動部３５ａと第２反射膜３７とは、重なっている。また、第２反射膜３７は、ギャップ（隙間）を介して第１反射膜２３に対面している。第２反射膜３７は、光の反射特性と透過特性とを有している。第２反射膜３７としては、第１反射膜２３と同様な材料及び構成が採用され得る。
第２駆動電極３９は、平面視で、環状に設けられており、第２反射膜３７を囲んでいる。第２駆動電極３９は、平面視で薄肉部３５ｂに重なる領域に設けられている。つまり、平面視で、薄肉部３５ｂと第２駆動電極３９は、重なっている。また、第２駆動電極３９は、隙間を介して第１駆動電極２７に対面している。
分光素子５において、隙間を介して互いに対面する第１駆動電極２７と第２駆動電極３９とが静電アクチュエーター４０を構成している。

なお、第２駆動電極３９は、図２に示すように、引き出し電極４３に接続されている。
第２駆動電極３９及び引き出し電極４３は、導電膜であり、例えばＩＴＯ膜などが用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
引き出し電極４３は、Ａｇペーストなどの導電性接着剤（図示せず）により第１基板１３の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド３１ｂに接続され、第１基板１３と第２基板１５との間の電気的導通が図られている。
上記の構成を有する分光素子５では、第１駆動電極２７と第２駆動電極３９との間に電圧を印加することによって静電アクチュエーター４０を駆動させると、静電力により第１駆動電極２７と第２駆動電極３９との間に吸引力が作用する。この吸引力により、第２基板１５の薄肉部３５ｂが撓んで、可動部３５ａが第１基板１３に近づく。これにより、第１反射膜２３と第２反射膜３７との間のギャップが変化する（小さくなる）。つまり、分光素子５では、静電アクチュエーター４０を駆動させることによって、第１反射膜２３と第２反射膜３７との間のギャップ寸法を変化させることができる。そして、このギャップ寸法に応じて、分光素子５から射出される光の波長を変化させることができる。

図１に示すように、分光素子５から射出された分光光Ｌｄは、受光素子７によって受光される。受光素子７は、受光した分光光Ｌｄの光量に応じた検出信号Ｓｋを出力する。受光素子７としては、例えば、フォトダイオードなどの光電変換素子が採用され得る。本実施形態では、受光素子７によって、紫外光の波長域から近赤外光の波長域までの光を検知することができる。このような受光素子７としては、例えば、Ｓｉフォトダイオードが挙げられる。本実施形態では、受光素子７として、Ｓｉフォトダイオードが採用されている。
受光素子７から出力された検出信号Ｓｋは、信号処理部９に入力される。信号処理部９は、検出信号Ｓｋに種々の処理を施してから、検出信号Ｓｋを制御装置１１に出力する。信号処理部９が検出信号Ｓｋに対して実施する処理としては、例えば、検出信号Ｓｋに示される電流や電圧を電気的に相互に変換する変換処理や、検出信号Ｓｋを増幅する増幅処理、アナログ値とデジタル値とを相互に変換するＡ／Ｄ変換処理などが挙げられる。

制御装置１１は、制御部５１と、駆動制御部５３と、メモリー部５５と、データベース５７と、を有している。
制御部５１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などで構成され、測定装置１の動作を統括的に制御する。
駆動制御部５３は、分光制御部６１と、光源制御部６３と、重量測定制御部６５と、を有している。分光制御部６１は、制御部５１からの指令に基づいて、分光素子５の駆動を制御する。光源制御部６３は、制御部５１からの指令に基づいて、光源３の駆動を制御する。重量測定制御部６５は、制御部５１からの指令に基づいて、重量測定装置２の駆動を制御する。

メモリー部５５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを含んでいる。メモリー部５５には、各種のデータを一時的に展開する領域であるデータ展開部が設定されている。データ展開部に展開されるデータとしては、例えば、測定対象Ｗの測定にかかる測定処理等のプログラムデータなどが挙げられる。
データベース５７には、測定対象Ｗの測定にかかる種々のデータが保存されている。データベース５７に保存されているデータには、分光素子５の静電アクチュエーター４０に印加する電圧Ｖと射出される分光光Ｌｄの波長λとの対比を表すＶ−λデータや、分光スペクトルと成分量との対比を表す検量線を示す検量線データなどが含まれる。

上記の構成を有する測定装置１では、測定対象Ｗからの反射光Ｌｒを分光分析することによって、測定対象Ｗのカロリーを測定することができる。
分光分析では、光源３からの光Ｌｋを測定対象Ｗに照射した状態で、分光素子５に入射する反射光Ｌｒを複数の波長域に分光し、波長域ごとに分光光Ｌｄの強度（分光スペクトル）を測定する。なお、反射光Ｌｒの分光は、Ｖ−λデータに基づいて、分光素子５の静電アクチュエーター４０を駆動することによって行われる。
そして、波長域ごとに分光スペクトルを測定した結果に基づいて、分光光Ｌｄの波長に対する分光スペクトルの特性（スペクトル特性）を分析する。
この分光分析により、測定対象Ｗに吸収されやすい光の波長が把握され得る。これにより、測定対象Ｗを構成する物質を、吸収されやすい光の波長に対応する物質として特定したり、測定対象Ｗの成分を分析したりすることができる。

本実施形態では、測定対象Ｗのカロリーを測定する方法として、図４に示す測定方法が採用されている。この測定方法では、以下に説明する種々の演算や、処理が制御部（図１）によって実施される。
本実施形態における測定方法では、まず、比率測定ステップＳ１において、測定対象Ｗに含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、測定対象Ｗの単位重量当たりの重量比率として測定する。
タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分量は、それぞれ、上述した分光分析によって測定される。

なお、本実施形態では、５つの成分量を測定するときの分光分析において、７５０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長の範囲で反射光Ｌｒを複数の波長域に分光する方法が採用されている。本実施形態では、７５０ｎｍから２５００ｎｍまでの１７５０ｎｍの波長域を、１０ｎｍの刻み幅で１７５個の波長域に分割する。そして、１７５個の波長域のそれぞれについて、反射光Ｌｒを各波長域内の所定の波長の分光光Ｌｄに分光する。複数の波長域ごとに分光された複数の分光光Ｌｄの波長間隔は、等間隔でも、等間隔でなくてもよい。
タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分には、それぞれ、吸収しやすい光の波長（以下、吸光波長と呼ぶ）が存在する。タンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分のそれぞれについて、吸光波長における分光スペクトルの値を、データベース５７に保存されている検量線データに照合することによって、５つの成分のそれぞれの成分量が測定され得る。

例えば、タンパク質の吸光波長を吸光波長λｐとして、吸光波長λｐにおける分光光Ｌｄの強度（分光スペクトル）値がＳＰｐであったとする。このときの分光スペクトルの値ＳＰｐを検量線データに照合することによって、測定対象Ｗの単位重量当たりに含まれるタンパク質の成分量が測定され得る。このときに得られる成分量は、測定対象Ｗの単位重量当たりに含まれる量であるので、測定対象Ｗに占めるタンパク質の重量比率（％）として測定される。他の４つの成分についても同様の方法で測定される。
ここで、ステップＳ１で測定されたタンパク質の重量比率をＲｐ（％）とする。同様に、測定された脂質の重量比率をＲｆ（％）とし、炭水化物の重量比率をＲｃ（％）とし、水分の重量比率をＲｈ（％）とし、灰分の重量比率をＲｍ（％）とする。

次に、補正ステップＳ２において、上記５つの重量比率の合計を１００％に補正する。補正ステップＳ２における補正は、上記５つの重量比率のそれぞれを、下記（１）式から（５）式のそれぞれに基づいて補正することによって達成され得る。
ＨＲｐ＝Ｒｐ／（Ｒｐ＋Ｒｆ＋Ｒｃ＋Ｒｈ＋Ｒｍ）・・・（１）
ＨＲｆ＝Ｒｆ／（Ｒｐ＋Ｒｆ＋Ｒｃ＋Ｒｈ＋Ｒｍ）・・・（２）
ＨＲｃ＝Ｒｃ／（Ｒｐ＋Ｒｆ＋Ｒｃ＋Ｒｈ＋Ｒｍ）・・・（３）
ＨＲｈ＝Ｒｈ／（Ｒｐ＋Ｒｆ＋Ｒｃ＋Ｒｈ＋Ｒｍ）・・・（４）
ＨＲｍ＝Ｒｍ／（Ｒｐ＋Ｒｆ＋Ｒｃ＋Ｒｈ＋Ｒｍ）・・・（５）
（１）式から（５）式において、ＨＲｐは補正後のタンパク質の重量比率であり、ＨＲｆは補正後の脂質の重量比率であり、ＨＲｃは補正後の炭水化物の重量比率であり、ＨＲｈは補正後の水分の重量比率であり、ＨＲｍは補正後の灰分の重量比率である。

なお、５つの重量比率の合計を１００％に補正するという表現において、１００％には、１００％の近似値も含まれる。補正比率ＨＲｐ、ＨＲｆ、ＨＲｃ、ＨＲｈ、ＨＲｍのそれぞれの計算において、１％未満の値が発生する場合には、四捨五入などにより、１％未満の値を、１％又は０％に近似することがある。この近似に起因して、５つの補正比率ＨＲｐ、ＨＲｆ、ＨＲｃ、ＨＲｈ、ＨＲｍの合計が厳密に１００％にならずに、誤差が発生することがある。このため、本実施形態では、５つの重量比率の合計を１００％に補正するという表現において、１００％の近似値も１００％に含まれるものとする。

次に、成分カロリー算出ステップＳ３において、５つの成分のうちのタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分について、測定対象Ｗの単位重量における成分ごとのカロリーである成分カロリーを算出する。
タンパク質の成分カロリーＣｐは、下記（６）式により算出される。脂質の成分カロリーＣｆは、下記（７）式により算出される。炭水化物の成分カロリーＣｃは、下記（８）式により算出される。
Ｃｐ＝ＨＲｐ×Ｋｐ・・・（６）
Ｃｆ＝ＨＲｆ×Ｋｆ・・・（７）
Ｃｃ＝ＨＲｃ×Ｋｃ・・・（８）
（６）式から（８）式において、Ｋｐ、Ｋｆ、及びＫｃは、それぞれ、係数である。

成分カロリー算出ステップＳ３では、３つの成分に対応する３つの補正比率ＨＲｐ、ＨＲｆ、及びＨＲｃのそれぞれに、係数を乗算することによって、成分カロリーが算出される。
このとき、３つの補正比率ＨＲｐ、ＨＲｆ、及びＨＲｃのそれぞれに乗じる係数は、タンパク質、脂質、及び炭水化物のそれぞれに対応する係数が選定される。タンパク質、脂質、及び炭水化物のそれぞれに対応する係数は、「栄養表示基準（平成８年厚生省告示第１４６号）」のエネルギー換算係数に基づく。
この栄養表示基準によれば、タンパク質に対応する係数Ｋｐの値は、「４」である。同様に、脂質に対応する係数Ｋｆの値は、「９」であり、炭水化物に対応する係数Ｋｃの値は「４」である。

次に、単位重量カロリー算出ステップＳ４において、測定対象Ｗの単位重量当たりのカロリーである単位重量カロリーを算出する。単位重量カロリーＣｕは、下記（９）式により算出される。
Ｃｕ＝Ｃｐ＋Ｃｆ＋Ｃｃ・・・（９）
つまり、単位重量カロリー算出ステップＳ４では、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の成分カロリーを合算することによって、単位重量カロリーＣｕが算出される。
次に、重量測定ステップＳ５において、測定対象Ｗの重量Ｗｔを測定する。
次に、総カロリー算出ステップＳ６において、測定対象Ｗの総カロリーＣｗを算出する。総カロリーＣｗは、下記（１０）式により算出される。
Ｃｗ＝Ｃｕ×Ｗｔ・・・（１０）
なお、重量測定ステップＳ５の順序は、上記に限定されない。重量測定ステップＳ５の順序は、総カロリー算出ステップＳ６よりも前であれば、何処でもかまわない。

本実施形態において、測定対象Ｗが測定対象物に対応し、制御部５１が演算回路としての演算部に対応している。
本実施形態では、測定対象Ｗに含まれる５つの成分の量を、それぞれ、測定対象Ｗの単位重量当たりの重量比率として測定し、測定した５つの重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正する方法が採用されている。そして、５つの重量比率を補正してから、タンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分の重量比率に基づいて測定対象Ｗのカロリーを算出する方法が採用されている。なお、測定対象Ｗのカロリーには、成分カロリー、単位重量カロリー、及び総カロリーが含まれる。
この測定方法によれば、測定対象Ｗのタンパク質、脂質、及び炭水化物の３つの成分量の他に、測定対象Ｗの水分及び灰分の成分量についても加味することができるので、測定精度を向上させやすくすることができる。

なお、本実施形態では、比率測定の対象をタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分としたが、比率測定の対象は、これらに限定されない。比率測定の対象としては、これらの５つを含めて６つ以上の成分としてもよい。
また、本実施形態では、５つの重量比率を補正することによって、５つの重量比率の合計を１００％に補正する方法が採用されているが、補正方法は、これに限定されない。補正方法としては、５つの重量比率のうちの少なくとも１つを補正することによって、５つの比率の合計を１００％に補正する方法も採用され得る。

また、本実施形態では、補正方法として、５つの重量比率に対して均等に補正を行う方法が採用されているが、これに限定されない。補正方法としては、例えば、５つの重量比率のうちの少なくとも１つについて、他の重量比率よりも補正量を偏らせる（重み付けを行う）方法も採用され得る。これは、例えば、検量線を算出する回帰分析において、５つのうちの特定の成分に対して重み付けを行うことが好適であるという結果が得られた場合に有効である。つまり、検量線を算出する回帰分析において、５つのうちの特定の成分に対して重み付けを行うことが好適であるという結果が得られれば、その結果に応じて、５つのうちの特定の成分について補正量に対する重み付けを行う方法も採用され得る。

また、本実施形態では、成分カロリー算出ステップＳ３、単位重量カロリー算出ステップＳ４、及び総カロリー算出ステップＳ６を、相互に個別のステップとして細分化した測定方法が採用されている。しかしながら、測定方法は、これに限定されない。測定方法としては、これらのステップＳ３、ステップＳ４、及びステップＳ６を１つのステップに統合した方法も採用され得る。

１…測定装置、２…重量測定装置、３…光源、５…分光素子、７…受光素子、９…信号処理部、１１…制御装置、１３…第１基板、１５…第２基板、１７…接合膜、１９…第１凹部、２１…反射膜形成部、２３…第１反射膜、２５…電極形成部、２７…第１駆動電極、２９…引き出し電極、３１ａ，３１ｂ…接続パッド、３３…第２凹部、３５…ダイアフラム、３５ａ…可動部、３５ｂ…薄肉部、３７…第２反射膜、３９…第２駆動電極、４０…静電アクチュエーター、４３…引き出し電極、５１…制御部、５３…駆動制御部、５５…メモリー部、５７…データベース、６１…分光制御部、６３…光源制御部、６５…重量測定制御部、Ｗ…測定対象。

Claims (9)

1. 測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する比率測定ステップと、
   前記５つの成分の前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップと、
   前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出するステップと、を含む、
   ことを特徴とする測定方法。
2. 前記３つの成分の前記成分カロリーを合算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりのカロリーである単位重量カロリーを算出するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
3. 前記測定対象物の重量を測定する重量測定ステップと、
   前記重量測定ステップの後に、前記測定対象物の重量と前記単位重量カロリーとを乗算することによって、前記測定対象物の総カロリーを算出するステップと、を含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の測定方法。
4. 測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する重量比率測定ステップと、
   前記５つの成分に対応する５つの前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップと、
   前記測定対象物の重量を測定する重量測定ステップと、
   前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率と、前記対象物の重量と、それぞれに対応する係数と、を前記成分ごとに乗算した３つの結果を合算することによって、前記測定対象物の総カロリーを算出するステップと、を含む、
   ことを特徴とする測定方法。
5. 前記補正ステップでは、前記５つの重量比率のそれぞれを、前記５つの重量比率の合計で除算することによって、前記５つの重量比率を補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の測定方法。
6. 測定対象物に照射する光を発する光源と、
   前記光のうち前記光源から前記測定対象物を経由した光を分光する分光素子と、
   前記分光素子によって分光された分光光を受光し、受光量に応じた信号を出力する受光素子と、
   前記受光素子からの前記信号に基づいて、前記測定対象物のカロリーを演算する演算部と、を有し、
   前記演算部は、
   前記受光素子からの前記信号に基づいて、前記測定対象物を分析することによって、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、
   前記５つの成分に対応する５つの前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正し、
   前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正後の前記重量比率と、それぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出する、
   ことを特徴とする測定装置。
7. 前記測定対象物の重量を測定する重量測定装置を有し、
   前記演算部は、
   前記３つの成分の前記成分カロリーを合算した結果と、前記測定対象物の重量とを乗算することによって、前記測定対象物の総カロリーを算出する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
8. 測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定し、
   前記５つの成分の前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正し、
   前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出する、
   ことを特徴とする演算回路。
9. 測定対象物を分光分析により分析した結果に基づいて、前記測定対象物に含まれるタンパク質、脂質、炭水化物、水分、及び灰分の５つの成分のそれぞれの重量を、前記測定対象物の単位重量当たりの重量比率として測定する比率測定ステップと、
   前記５つの成分の前記重量比率のうちの少なくとも一部の前記重量比率を補正することによって、前記５つの重量比率の合計を１００％に補正する補正ステップと、
   前記５つの成分のうち、前記タンパク質、前記脂質、及び前記炭水化物の３つの前記成分のそれぞれについて、前記補正ステップ後の前記重量比率とそれぞれに対応する係数とを乗算することによって、前記測定対象物の単位重量当たりの各前記成分のカロリーである成分カロリーを算出するステップと、を含む、
   ことを特徴とする測定プログラム。

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