JP2014145643A - 成分分析器 - Google Patents

Abstract

【課題】閉空間を設ける必要がなく、その小型化が実現された成分分析器を提供すること。
【解決手段】成分分析器１は、食品（検査対象物）１００を載置する載置部１１を備える筐体１０と、検出光を食品１００に照射し、食品１００から反射する反射光を受光する分光分析器２０と、この反射光に基づき、食品１００の成分を分析する成分分析部５０とを有し、筐体１０内に、分光分析器２０が設けられている。また、載置部１１は、検出光および反射光の透過を許容するものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、検査対象物の成分を分析する成分分析器に関するものである。

近年、食品のような検査対象物のタンパク質、炭水化物、脂質のような成分やカロリーを、検査対象物に対して非接触で分析する成分分析器が知られている。
例えば、特許文献１では、以下のようにして、検査対象物（食品）のカロリーが測定される。
すなわち、まず、成分分析器が備える閉空間の底部に設けられた回転テーブルに検査対象物を載置した後、この閉空間の上側に設けられた光源部から検査対象物に光を照射し、検査対象物からの反射光または透過光のような受光された光を、閉空間の上側に設けられた受光部において受光する。そして、受光部で受光された光に基づいて、成分分析器が備える成分分析部において、成分分析を行い、この成分分析の分析結果および検査対象物の重量に基づいてカロリーを算出する。

ここで、この成分分析器において、光源部は、ハロゲンランプから照射される光をライトチョッパにより複数のパルス状の光に分割し、その後、分割された光を音響光学素子で２ｎｍの分解能で分光させ、分光された光を反射ミラーにより検査対象物に向かって照射している。そして、分析結果および算出されるカロリーの検出精度を向上させるために、光源部および受光部を検査対象物に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向のように３次元的に移動させることにより、検査対象物の複数箇所で成分分析を行っているが、このように３次元的に光源部および受光部を移動させる構成と、その移動および固定の作動時間とが必要である。

特開２００５−２９２１２８号公報

しかしながら、上述したような構成の成分分析器においては、光源部および受光部が検査対象物の上側に設けられており、その結果、これらを設ける閉空間を成分分析器が備える構成とする必要が生じるため、成分分析器の大型化を招くという問題が生じる。
したがって、本発明の目的は、閉空間を設ける必要がなく、その小型化が実現された成分分析器を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
［適応例１］
本適用例の成分分析器は、検査対象物を載置する載置部を備える筐体と、
検出光を前記検査対象物に照射し、前記検査対象物から反射する反射光を受光する分光分析器と、
前記反射光に基づき、前記検査対象物の成分を分析する成分分析部とを有し、
前記筐体内に、前記分光分析器が設けられていることを特徴とする。
これにより、載置部の上側に閉空間を設ける必要がないため、成分分析器の小型化を実現することができる。

［適応例２］
本適用例の成分分析器では、前記載置部は、前記検出光および前記反射光の透過を許容することが好ましい。
かかる構成とすることで、この載置部を介して、筐体内に設けられた分光分析器から載置部に載置された検査対象物に検出光を照射し、かつ、この検査対象物から反射する反射光を分光分析器で受光することができる。

［適応例３］
本適用例の成分分析器では、前記検査対象物は、前記検出光および前記反射光の透過を許容する皿上に盛られ、
前記分光分析器は、前記載置部および前記皿を介して、前記検出光を前記検査対象物に照射し、前記反射光を受光することが好ましい。
これにより、検査対象物は、皿上に盛られていることから、検査対象物が、例えば、調理食品等であったとしても、検査対象物の形状を維持したまま、成分分析器による分析に供することができる。

［適応例４］
本適用例の成分分析器では、前記載置部から前記検査対象物を臨む方向は、開放していることが好ましい。
このように、本適用例の成分分析器によれば、載置部から検査対象物を臨む方向を開放させることができるため、成分分析器の小型化が実現される。

［適応例５］
本適用例の成分分析器では、前記筐体は、その全体形状がプレート状をなしていることが好ましい。
このように、筐体を、その全体形状がプレート状（板状）をなすものとすることで、成分分析器自体の薄型化（小型化）を実現することができ、成分分析器の持ち運びを容易に行うことができる。そのため、所望の場所および時間に、検査対象物の成分分析およびカロリー測定等が実施可能となる。

［適応例６］
本適用例の成分分析器は、検査対象物を載置する載置部を備える筐体と、
検出光を前記検査対象物に照射し、前記検査対象物から反射する反射光を受光する分光分析器と、
前記反射光に基づき、前記検査対象物の成分を分析する成分分析部とを有し、
前記載置部を挟んで前記検査対象物の反対側に前記分光分析器が設けられていることを特徴とする。
これにより、載置部の上側に閉空間を設ける必要がないため、成分分析器の小型化を実現することができる。

［適応例７］
本適用例の成分分析器では、前記検査対象物の質量を検出する質量検出部を有し、
該質量検出部は、前記筐体内に設けられていることが好ましい。
これにより、成分分析部において、この検査対象物の質量と、成分分析部で求められた検査対象物の各成分に基づいて、検査対象物のカロリーを算出することができる。

［適応例８］
本適用例の成分分析器では、前記分光分析器を複数有し、
各前記分光分析器は、前記載置部を介して、前記検査対象物を臨むように配設されていることが好ましい。
かかる構成とすることで、分光分析器による、検出光の検査対象物への照射および検査対象物からの反射光の受光を検査対象物の複数の箇所において、同時に行うことができる。そのため、測定される検査対象物の成分およびカロリーの測定精度を向上させることができるとともに、これらを求める際の測定時間の短縮化を図ることができる。

［適応例９］
本適用例の成分分析器では、前記分光分析器を、前記載置部から前記検査対象物を臨む方向と直交する方向に２次元的に移動させる移動部を有することが好ましい。
これにより、１つの分光分析器による、検出光の検査対象物への照射および検査対象物からの反射光の受光を、検査対象物の複数の箇所において行うことができる。そのため、測定される検査対象物の成分およびカロリーの測定精度を向上させることができる。また、分光分析器を２次元的に移動させる構成とすることで、分光分析器を３次元的に移動させる場合と比較して、分光分析器を移動させるための時間を短縮させることができるため、結果的に、検査対象物の成分およびカロリーを求める際の測定時間の短縮化を図ることができる。

［適応例１０］
本適用例の成分分析器では、前記分光分析器は、前記検出光を照射する照射部と、前記反射光を受光して検出する光検出部とを有し、
前記光検出部は、前記照射部からの前記検出光が正反射をとらない位置に配置されていることが好ましい。
このような配置位置とすることで、光検出部により検出される反射光を、確実に拡散反射されたものとすることができることから、反射光の検出精度が向上することとなる。

［適応例１１］
本適用例の成分分析器では、前記検査対象物の成分を表示する成分表示部を有し、
前記成分表示部は、前記筐体に設けられていることが好ましい。
これにより、検査対象物の載置部への載置の後に、成分表示部に表示された検査対象物の成分や、カロリー等の分析結果を、測定者が直接視認することができる。

本発明の成分分析器の第１実施形態を示す斜視図である。 図１に示した成分分析器に皿上に盛られた食品を載置した状態を示す斜視図である。 図２に示した成分分析器のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示した成分分析器の平面図である。 図１〜４に示した成分分析器が備える分光分析器を示す部分縦断面図である。 図５に示した分光分析器で反射光を検出する過程を説明するためグラフである。 図１に示した成分分析器の回路構成を示すブロック図である。 図１に示した成分分析器によるカロリー算出方法を示すフローチャートである。 本発明の成分分析器の第２実施形態を示す平面図である。

以下、本発明の成分分析器を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、以下では、検査対象物として食品の成分またはカロリーを本発明の成分分析器を用いて測定する場合を説明する。
また、本明細書中では、「食品」とは、食品素材、加工食品、調理食品等いずれのものであってもよく、食事（食用）に供されるもののことを言う。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の成分分析器の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示した成分分析器に皿上に盛られた食品を載置した状態を示す斜視図、図３は、図２に示した成分分析器のＡ−Ａ線断面図、図４は、図２に示した成分分析器の平面図、図５は、図１〜４に示した成分分析器が備える分光分析器を示す部分縦断面図、図６は、図５に示した分光分析器で反射光を検出する過程を説明するためグラフ、図７は、図１に示した成分分析器の回路構成を示すブロック図、図８は、図１に示した成分分析器によるカロリー算出方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、図１〜３、５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図１〜４に示す成分分析器１は、食品１００を載置する載置部１１を備える筐体１０と、検出光を食品１００に照射し、この食品１００から反射する反射光を受光する分光分析器２０と、受光した反射光に基づき、食品１００の成分を分析する成分分析部５０と、食品１００の成分を表示する成分表示部１５と、食品１００の質量を検出する質量検出部４０と、入力等の各操作を行う操作部１２と、これら各部の作動を制御する制御部６０とを有している。
筐体１０は、図１に示すように、全体形状がプレート状をなし、その上面が食品１００を載置する載置部１１を含んでいる。

このように、筐体１０を、その全体形状がプレート状（板状）をなすものとすることで、成分分析器（装置）１自体の薄型化（小型化）を実現することができ、成分分析器１の持ち運びを容易に行うことができる。そのため、所望の場所および時間に、食品１００の成分分析およびカロリー測定等が実施可能となる。
また、載置部１１は、この筐体１０の上面に含まれ、検出光および反射光の透過が許容されるように、透光性を有する板材で構成されている。かかる構成とすることで、この載置部１１を介して、筐体１０内に設けられた分光分析器２０から載置部１１に載置された食品１００に検出光を照射し、かつ、この食品１００から反射する反射光を分光分析器２０で受光することができる。

このような載置部１１の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、載置部１１の平均厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であるのがより好ましい。
分光分析器（分光器）２０は、検出光を食品１００に照射し、この食品１００から反射する反射光を受光する機能を有するものである。
本発明では、この分光分析器２０が筐体１０内に設けられていることを特徴とする。
換言すれば、筐体１０が有する載置部１１を挟んで食品１００の反対側に分光分析器２０が設けられる構成となっている。

かかる構成の成分分析器１において、筐体１０内の分光分析器２０から検出光を照射（出射）すると、筐体１０の上面が備える載置部１１を介して、検出光が筐体１０内から筐体１０外に出射される。この際、図２、３に示すように、載置部１１に、成分分析またはカロリー測定をすべき食品１００が載置されていると、この食品１００に検出光が照射される。そして、食品１００から反射する反射光が、載置部１１を介して、分光分析器２０で受光されることとなる。

このように、筐体１０が備える載置部１１に食品１００を載置し、さらに、筐体１０内の分光分析器２０による検出光の照射および反射光の受光を、食品１００の下側に位置する載置部１１を介して行う構成とすることで、分光分析器２０を、食品１００に対して下側に位置させることができる。そのため、分光分析器２０を、食品１００の上側に設けることが回避される。したがって、成分分析器１に、食品１００の上側に分光分析器２０を設けるための閉空間を形成することを省略することができ、食品１００の上側の方向、すなわち載置部１１から食品１００を臨む方向が開放することとなる。このように、食品１００の上側の方向を開放させることができるため、成分分析器１の小型化が実現される。

また、載置部１１には、食品１００が載置され、これにより、食品１００自体で載置部１１が覆われることとなる。そのため、食品１００の上側の方向がたとえ開放していたとしても、外光が載置部１１を介して、筐体１０内に入射してしまうのを的確に抑制または防止することができ、その結果、分光分析器２０が外光を反射光として受光することに起因するノイズの発生が的確に抑制または防止される。
さらに、蛍光灯のような室内照明では、その波長特性から、近赤外光が含まれる割合が低いため、分光分析器２０で受光する反射光を近赤外光とするのが好ましい。これにより、外光が載置部１１を介して、筐体１０内に入射したとしても、分光分析器２０が外光を受光することによるノイズの発生を、より的確に抑制または防止することができる。

なお、食品１００を、載置部１１に直接載置するようにしてもよいが、本実施形態では、図２、３に示すように、検出光および反射光の透過を許容する皿３０上に盛るようにし、皿３０上に盛られた食品１００を、載置部１１に載置するようにしている。かかる構成とすることで、分光分析器２０は、載置部１１および皿３０を介して、検出光を食品１００に照射し、かつ食品１００からの反射光を受光する。また、食品１００は、皿３０上に盛られていることから、食品１００が、例えば、調理食品等であったとしても、食品１００の形状を維持したまま、成分分析器１による分析に供することができる。

さらに、皿３０に盛られた食品１００に対して、筐体１０内の分光分析器２０から検出光を照射し、かつ、食品１００から反射する反射光を分光分析器２０で受光する構成とすることにより、これら検出光および反射光の通過が載置部１１および皿３０を介して行われることから、食品１００としてたとえ蒸気が生じるものを用意したとしても、検出光および反射光が通過する領域に、この蒸気が滞在し得る空間が存在してしまうのを必要最小限にとどめることが可能となる。その結果、食品１００と分光分析器２０との間に蒸気が滞在してしまうことにより生じる食品１００の成分およびカロリーの測定精度の低下を的確に抑制または防止することができる。また、分光分析器２０を用いた食品１００の成分およびカロリーの測定では、分光分析器２０と食品１００の検出面との離間距離を、その測定精度が向上する位置に設定することが求められるが、かかる構成とすることにより、前記離間距離をほぼ一定とすることができ、この距離を予め設定しておくことで、食品１００の成分およびカロリーの測定精度を向上させることができる。なお、これらの効果は、皿３０の介在を省略すること、すなわち、食品１００を載置部１１に直接載置する構成とした場合においても同様に得ることができる。

また、皿３０の構成材料としては、前述した載置部１１の構成材料で挙げたのと同様のものを用いることができる。
このような分光分析器２０は、本実施形態では、図５に示すように、検出光を食品１００に照射する照射部２１と、反射光のうち特定の波長の反射光を分光する分光部２２と、分光された反射光を受光して検出する光検出部２３とを有している。

照射部２１は、食品１００に対して検出光を照射する。
この照射部２１は、光源を備えるが、この光源としては、特に限定されず、タングステンハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）および有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合せて用いることができる。これにより、所望の波長を有する検出光を食品１００に対して照射することができるようになる。

また、分光部２２は、食品１００に対して検出光を照射することにより反射された反射光のうち特定の波長の反射光を分光する機能を有するものである。
この分光部２２は、波長可変フィルターを備え、この波長可変フィルターに反射光を透過させることで、特定の波長の反射光を分光することができ、さらに、波長可変フィルターの条件を適宜設定することにより、所望の波長の反射光を選択的に分光することができる。

波長可変フィルターとしては、特に限定されず、例えば、圧電素子により２つのフィルター（ミラー）間のギャップの大きさを調整することで透過する反射光の波長を制御するファブリーペローエタロンフィルター、音響光学チューナブルフィルター（ＡＯＴＦ）、フィルターの場所によって透過波長が変化する薄膜フィルターを移動あるいは回転させるメカニカルフィルター、液晶チューナブルフィルター（ＬＣＴＦ）等が挙げられるが、中でも、ファブリーペローエタロンフィルターであるのが好ましい。

ここで、ファブリーペローエタロンフィルターは、２つのフィルターによる多重干渉を利用して所望波長の反射光を取り出すものであるため、厚み寸法を極めて小さくすることができ、具体的には、取り出す反射光の波長を近赤外域とする場合、フィルター間のギャップを例えば２μｍ以下に設定することができ、これらフィルターを備える基板の厚み寸法は、基板剛性を考慮しても、例えば１ｍｍ以下に設定することが可能となるため、分光部２２ひいては分光分析器２０をより小型なものとすることができる。
したがって、波長可変フィルターとして、ファブリーペローエタロンフィルターを用いることにより、成分分析器１のさらなる小型化を実現することができる。

また、分光部２２で分光する反射光の波長は、７５０〜２５００ｎｍ程度のように近赤外光の範囲内であるのが好ましい。このように、分光部２２で近赤外光を分光し、光検出部２３でこの近赤外光を反射光として検出することにより、前述のとおり、蛍光灯のような室内照明では、近赤外光が含まれる割合が低いため、外光が載置部１１を介して、筐体１０内に入射したとしても、光検出部２３が外光を受光することによるノイズの発生を、より的確に抑制または防止することができる。また、近赤外光は、食品１００の種類によっても若干異なるが、２〜１０ｍｍ程度のように食品１００の表面から比較的深部に到達してその反射光を反射することとなるため、食品１００の内部の状態を分光分析器２０で測定することができる点からも、分光部２２で分光する反射光の波長として好ましく選択される。

光検出部（受光部）２３は、受光した反射光を検出するものである。
この光検出部２３は、受光素子を備え、この受光素子により反射光が検出される。受光素子としては、特に限定されず、例えば、ｐｎ型フォトダイオード、アバランシェ型フォトダイオード、ＭＳＭ型フォトダイオードのようなフォトダイオード、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等が挙げられる。

かかる構成の分光分析器２０において、図６に示すように、照射部２１により食品１００に所定の波長幅を有する検出光を照射すると、食品１００を反射した反射光が生じる。次いで、この反射光のうち、分光部２２により、特定の波長域毎にピークをもつ分光感度特性を備える波長可変フィルターによって反射光を分光し、この分光された反射光の光強度を、光検出部２３により検出する。そして、分光部２２で分光する反射光の波長を順次変更して、光検出部２３による反射光の光強度の検出を繰り返して実施することにより、所定の波長幅における反射光の光強度が光検出部２３により検出される。
なお、分光分析器２０は、図５に示すような、食品１００を反射する反射光を分光し、分光された反射光を光検出部２３で検出する、いわゆる後分光型のものの他、予め分光された検出光を食品１００に照射し、この分光された検出光から得られる反射光を光検出部２３で検出する、いわゆる先分光型のものであってもよい。

また、本実施形態では、分光分析器２０において、図５に示すように、照射部２１は、食品１００に対する検出光の入射角度が４５°をなすような位置に配設され、さらに、光検出部２３は、食品１００と対向する位置、すなわち食品１００から光検出部２３への反射光の出射角度が９０°をなすような位置に配設されている。
このような位置関係とすることで、光検出部２３は、照射部２１からの検出光が正反射をとらない位置に配置されることとなる。そのため、光検出部２３により検出される反射光を、確実に拡散反射されたものとすることができることから、反射光の検出精度が向上する。

さらに、本実施形態では、分光分析器２０が筐体１０内に複数設けられており、各分光分析器２０は、載置部１１を介して、食品１００を臨むように格子状（本実施形態では、縦横に３つずつ）に配設されている。かかる構成とすることで、分光分析器２０による、検出光の食品１００への照射および食品１００からの反射光の受光を、食品１００の複数の箇所において、同時に行うことができる。そのため、測定される食品１００の成分およびカロリーの測定精度を向上させることができるとともに、これらを求める際の測定時間の短縮化を図ることができる。
なお、食品１００を臨むように配置する分光分析器２０は、図４に示すように、格子状をなすように配置される場合に限らず、例えば、千鳥状または放射状をなすように配置されていてもよい。かかる構成とした場合においても、前記と同様の効果が得られる。

質量検出部４０は、筐体１０内に設けられ、食品１００の質量を検出する。
この質量検出部４０は、予め皿３０の質量を測定しておき、さらに、皿３０に盛られた状態で食品１００の質量を測定することで、皿３０と食品１００との合計の質量を求め、これから皿３０の質量を減算することで、食品１００の質量を検出することができる。
このように、食品１００の質量を検出することで、成分分析部５０において、この食品１００の質量と、成分分析部５０で求められた食品１００の各成分に基づいて、食品１００のカロリーを算出することができる。

なお、この質量検出部４０は、食品１００の質量を載置部１１への載置により測定することなく、例えば、操作部１２により、測定者により手入力で直接、記憶部５１に記憶させる場合には、その筐体１０内への配置を省略することができる。
成分表示部１５は、成分分析部５０で算出された食品１００の成分や、カロリー等を表示するためのものである。

この成分表示部１５は、本実施形態では、図１に示すように、食品１００の成分やカロリー等を表示するディスプレイと、ディスプレイを視認可能とする表示窓とを備え、筐体１０の上面に載置部１１と並列して設けられている。これにより、食品１００の載置部１１への載置の後に、成分表示部１５に表示された食品１００の成分や、カロリー等の分析結果を、測定者が直接視認することができる。

操作部（入力手段）１２は、入力等の各操作を行い、成分分析器１で分析する成分の種類（タンパク質、炭水化物、脂質等）や、カロリー等の測定項目の選択、成分分析器１による測定の開始・中止等の指示、測定者を特定する氏名やＩＤ、および皿３０の質量等を入力するために用いられる。
この操作部１２は、図１に示すように、操作ボタンで構成されるものであってもよいし、成分表示部１５が備える表示窓にタッチすることで操作し得るタッチパネル等で構成されるものであってもよい。
なお、操作部１２の操作時には、成分表示部１５は、操作部１２を操作することで入力された各種情報を表示（報知）する機能も兼ねる。

制御部６０は、例えば、ＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光分析器２０、成分分析部５０、成分表示部１５および質量検出部４０等の各部の作動、すなわち、成分分析器１の全体の作動を制御する。
この制御部６０では、メモリーに、成分分析器１の全体の作動を制御するためのＯＳや、各種機能を実施するためのプログラムや、各種データが記憶されており、これらに基づいて、ＣＰＵにより、成分分析器１の全体の作動を制御する。

成分分析部５０は、分光分析器２０が受光した反射光に基づいて、食品１００の成分を分析するためのものである。また、必要に応じて、得られた食品１００の成分と、質量検出部４０で測定された食品１００の質量とに基づいて、食品１００のカロリーを算出するためのものである。
この成分分析部５０は、記憶部５１と演算部５２とを有している。

記憶部５１は、分光分析器２０で受光された所定の波長幅における反射光の光強度や、質量検出部４０で測定された食品１００の質量等を一時的に記憶しておく一時記憶領域を有している。
また、記憶部５１は、特定の波長における反射光の光強度と、特定の成分（例えば、タンパク質、炭水化物、脂質等）の含有率との相関関係を示す相関データ（例えば、検量線）を記憶し、さらに、この相関データを用いて特定の成分の含有率を算出するプログラムを記憶している。

さらに、記憶部５１は、特定の成分の含有率と、食品１００の質量とに基づいて、食品１００のカロリーを算出する演算式を記憶し、さらに、この演算式を用いて食品１００のカロリーを算出するプログラムを記憶している。
演算部５２は、記憶部５１に記憶されたプログラムを読み込むとともに、分光分析器２０で受光された所定の波長幅における反射光の光強度と、前記相関データとを読み込み、これらに基づいて特定の成分の含有率を算出する。
また、演算部５２は、記憶部５１に記憶されたプログラムを読み込むとともに、特定の成分の含有率と、食品１００の質量とを読み込み、これらに基づいて食品１００のカロリーを算出する。

次に、演算部５２、すなわち成分分析器１による、特定の成分の含有率を算出方法、および食品１００のカロリーの算出方法を、図７、８等を用いて、以下で詳述する。
なお、以下では、皿３０上に盛られた食品１００のカロリーを算出する場合を一例に説明する。
＜１＞ まず、測定者は、操作部１２で操作することにより、質量を測定するモードとした後、食品１００が盛られていない状態で、皿３０を載置部１１に載置することで、皿３０の質量を測定する。
このとき、制御部６０は、質量検出部４０の作動を制御することにより、皿３０の質量を測定するとともに、成分分析部５０の作動を制御することにより、この測定結果を、記憶部５１に記憶させる（Ｓ１）。

＜２＞ 次に、皿３０に食品１００を盛り付けた後に、操作部１２で操作することにより、再び質量を測定するモードとし、その後、食品１００が盛られた皿３０を載置部１１に載置することで、皿３０と食品１００との合計の質量を測定する。
このとき、制御部６０は、質量検出部４０の作動を制御することにより、皿３０と食品１００との合計の質量を測定するとともに、成分分析部５０の作動を制御することにより、記憶部５１から皿３０の質量を読み取り、演算部５２において、皿３０と食品１００との合計の質量から皿３０の質量を減算することにより食品１００の質量を求め、この測定結果を、記憶部５１に記憶させる（Ｓ２）。

＜３＞ 次に、食品１００が盛られた皿３０を載置部１１に載置した状態で、操作部１２で操作することにより、食品１００のカロリーを測定するモードとすることで、食品１００のカロリーを算出する。
このとき、まず、制御部６０は、分光分析器２０の作動を制御して、照射部２１により食品１００に所定の波長幅を有する検出光を照射することにより、光検出部２３により所定の波長幅における反射光の光強度を検出する（Ｓ３）。

次いで、制御部６０は、成分分析部５０の作動を制御することにより、記憶部５１から予め記憶させておいた、特定の波長における反射光の光強度と、特定の成分の含有率との相関関係を示す相関データを読み取り、演算部５２において、この相関データと、検出された反射光の光強度とに基づいて、食品１００中に含まれる各成分、すなわち食品１００中におけるタンパク質、炭水化物（糖分）、脂質、水分および灰分等の重量％を算出する（Ｓ４）。

次いで、制御部６０は、成分分析部５０の作動を制御することにより、記憶部５１から予め記憶させておいた、食品１００のカロリーを算出する演算式と、食品１００の質量とを読み取り、演算部５２において、この演算式を用いて、食品１００中におけるタンパク質、炭水化物（糖分）および脂質の重量％と、食品１００の質量とに基づいて、食品１００のカロリーを算出する（Ｓ５）。

なお、食品のカロリーは、下記式（１）で表わされるため、まず、各成分（タンパク質、炭水化物および脂質）の重量％と、食品１００の質量とから、各成分の質量を求め、次いで、得られた各成分の質量から、下記式（１）を用いて求めることができる。
カロリー（ｋｃａｌ）≒
タンパク質量（ｇ）×４＋炭水化物量（ｇ）×４＋脂質量（ｇ）×９ … （１）
また、食品１００のカロリーの算出方法は、上述したような反射光の光強度と相関データとを用いて算出する方法に限定されず、如何なる方法を用いてもよく、例えば、特開２００５−２９２１２８や、特開２００９−０９８０１５に記載されているような方法を用いることができる。

＜４＞ 次に、算出された食品１００のカロリーを、成分表示部１５において表示する。
このとき、制御部６０は、成分表示部１５の作動を制御することにより、成分分析部５０で算出された食品１００のカロリーを表示する（Ｓ６）。なお、この際、必要に応じて、食品１００の質量、および食品１００中における各成分の重量％も併せて表示する。
以上のような工程を経ることにより、成分分析器１を用いて、食品１００のカロリーを算出することができる。

なお、測定者が摂取した食品１００のカロリーを経時的に測定する場合には、前記工程＜４＞の後に、算出された食品１００のカロリーとともに、測定者および測定日時等を、記憶部５１に記憶しておいてもよい。これにより、測定者の摂取カロリーを経時的に管理することが可能となる。
また、食品１００のカロリーを算出することなく、食品１００中における各成分の重量％のみを算出する場合には、前述した（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５）を省略することができる。
また、食品１００を皿３０に盛り付けることなく載置部１１に直接載置する場合には、皿３０の質量を差し引く必要がないことから、前述した（Ｓ１）を省略することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の成分分析器の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の成分分析器の第２実施形態を示す平面図である。なお、以下の説明では、図９中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、図９に示す成分分析器１について説明するが、図１〜５に示す成分分析器１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図９に示す成分分析器１では、分光分析器２０を移動させる移動部（図示せず）を備えること以外は、図１〜５に示した成分分析器１と同様である。
すなわち、本実施形態では、図９に示すように、成分分析器１は、分光分析器２０を、Ｘ、Ｙ軸方向に移動させる移動部、すなわち、載置部１１から食品１００を臨む方向（Ｚ軸方向）と直交する方向に２次元的に移動させる移動部を有している。かかる構成の移動部を備えるものとすることで、１つの分光分析器２０による、検出光の食品１００への照射および食品１００からの反射光の受光を、１のポイントにおいて実施した後、この分光分析器２０を移動させることにより、これとは異なる２のポイントにおいて実施することができる。すなわち、１つの分光分析器２０による、検出光の食品１００への照射および食品１００からの反射光の受光を、食品１００の複数の箇所において行うことができる。そのため、測定される食品１００の成分およびカロリーの測定精度を向上させることができる。また、本実施形態のように、Ｘ、Ｙ軸方向のように２次元的に移動させる構成とすることで、分光分析器２０のＺ軸方向への移動が省略され、分光分析器２０を移動させるための時間を短縮させることができるため、結果的に、食品１００の成分およびカロリーを求める際の測定時間の短縮化を図ることができる。

なお、移動部は、図９に示すように、分光分析器２０をＸ、Ｙ軸方向に２次元的に移動させる場合に限らず、Ｘ、Ｙ軸方向のいずれか一方に１次元的に移動させるように構成されているものであってもよい。
また、移動部は、複数の分光分析器２０を同時に移動させるように構成されていてもよいし、それぞれを独立して移動させるように構成されていてもよい。
このような構成の本実施形態の成分分析器１も、前記第１実施形態の成分分析器１と同様にして使用することができ、前記第１実施形態の成分分析器１と同様の効果が得られる。

以上、本発明の成分分析器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の成分分析器において、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。
また、本発明の成分分析器を用いた成分およびカロリーの算出方法では、前記実施形態で説明した構成に限定されず、工程の順序が前後してもよい。また、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよく、不要な工程を削除してもよい。

また、前記実施形態では、図２、３に示したように、食品１００をその原型を維持した状態で、その成分およびカロリーを算出する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、細かく砕いて均一化された食品１００の成分およびカロリーを算出するようにしてもよい。均一化された食品１００を測定することで、算出される成分およびカロリーの検出精度をより向上させることができる。
さらに、前記実施形態では、検査対象物として、食品１００を挙げ、この食品１００の成分およびカロリーを算出する場合について説明したが、検査対象物は、食品１００に限定されず、例えば、血液、尿、唾液、間質液のような体液や、細胞、血球、リンパ球および組織等であってもよい。

１……成分分析器 １０……筐体 １１……載置部 １２……操作部 １５……成分表示部 ２０……分光分析器 ２１……照射部 ２２……分光部 ２３……光検出器 ３０……皿 ４０……質量検出部 ５０……成分分析部 ５１……記憶部 ５２……演算部 ６０……制御部 １００……食品

Claims (11)

1. 検査対象物を載置する載置部を備える筐体と、
   検出光を前記検査対象物に照射し、前記検査対象物から反射する反射光を受光する分光分析器と、
   前記反射光に基づき、前記検査対象物の成分を分析する成分分析部とを有し、
   前記筐体内に、前記分光分析器が設けられていることを特徴とする成分分析器。
2. 前記載置部は、前記検出光および前記反射光の透過を許容する請求項１に記載の成分分析器。
3. 前記検査対象物は、前記検出光および前記反射光の透過を許容する皿上に盛られ、
   前記分光分析器は、前記載置部および前記皿を介して、前記検出光を前記検査対象物に照射し、前記反射光を受光する請求項２に記載の成分分析器。
4. 前記載置部から前記検査対象物を臨む方向は、開放している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成分分析器。
5. 前記筐体は、その全体形状がプレート状をなしている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成分分析器。
6. 検査対象物を載置する載置部を備える筐体と、
   検出光を前記検査対象物に照射し、前記検査対象物から反射する反射光を受光する分光分析器と、
   前記反射光に基づき、前記検査対象物の成分を分析する成分分析部とを有し、
   前記載置部を挟んで前記検査対象物の反対側に前記分光分析器が設けられていることを特徴とする成分分析器。
7. 前記検査対象物の質量を検出する質量検出部を有し、
   該質量検出部は、前記筐体内に設けられている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の成分分析器。
8. 前記分光分析器を複数有し、
   各前記分光分析器は、前記載置部を介して、前記検査対象物を臨むように配設されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の成分分析器。
9. 前記分光分析器を、前記載置部から前記検査対象物を臨む方向と直交する方向に２次元的に移動させる移動部を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の成分分析器。
10. 前記分光分析器は、前記検出光を照射する照射部と、前記反射光を受光して検出する光検出部とを有し、
    前記光検出部は、前記照射部からの前記検出光が正反射をとらない位置に配置されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の成分分析器。
11. 前記検査対象物の成分を表示する成分表示部を有し、
    前記成分表示部は、前記筐体に設けられている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の成分分析器。

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