JPH08338804A - 米の品質表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】米の品質を把握するのに分かり易い表示とし、
もって米の品質の直観的な判断ができる装置を提供す
る。 【解決手段】本装置は近赤外線分光装置１と、その装置
１から得られるデータの処理を行う制御処理装置２と、
から構成する。近赤外線分光装置１は、光源３と、反射
鏡４と、回折格子駆動モータ５により駆動する回折格子
６と、試料を充填した試料セルを装着する試料セルホル
ダ７と、試料の透過光を検出する透過光検出器８と、試
料からの反射光を検出する反射光検出器９とで構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近赤外線を利用し
てサンプル中の蛋白質含量、脂肪酸度を定量分析し、そ
の結果を表示する品質表示装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、米の品質
評価要素である脂肪酸度や蛋白質の含有量を近赤外線分
光分析により測定し、その測定結果などをＣＲＴの表示
画面に表示するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置で
は、脂肪酸や蛋白質などの各測定結果を表示画面に単に
数値で羅列的に表現するにすぎなかったので、米の品質
を把握するには分かりにくい表示である。その結果、米
の品質の直観的な判断が困難であるという問題があっ
た。

【０００４】そこで、本発明は、米の品質を把握するの
に分かり易い表示とし、もって米の品質の直観的な判断
ができるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成した。すなわち、本発
明は、サンプルに対して近赤外線を照射して吸光度を測
定する吸光度測定手段と、既知のサンプルについて、検
量線作成用の基準吸光度および所定の外的変動特性値の
ときの吸光度を、前記吸光度測定手段によりあらかじめ
測定し、両者の吸光度のずれ量を求めるずれ量算出手段
と、算出したずれ量を記憶する記憶手段と、未知のサン
プルの外的変動特性値を測定する外的変動特性値測定手
段と、未知のサンプルについて、前記吸光度測定手段に
より吸光度を測定したときに、外的変動特性値測定手段
の測定値に応じて、その測定吸光度を前記記憶手段に記
憶するずれ量により前記基準吸光度に補正する測定吸光
度補正手段と、補正した吸光度に基づき、前記検量線に
より複数のサンプル成分を分析する分析手段と、該分析
手段で分析した複数のサンプル成分を関連させて図表の
形式で表示する含有量表示手段と、を備えてなる。

【０００６】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施例について、以
下に図面を参照して説明する。この実施例は、図１に示
すように近赤外線分光装置１と、その近赤外線分光装置
１の各部を制御するとともに、その装置１から得られる
データの処理を行う制御処理装置２と、から構成する。

【０００７】近赤外線分光装置１は、農産物などの試料
（サンプル）に波長を連続的に変化させて近赤外線を照
射し、その試料の透過光または反射光を検出するもので
ある。すなわち、近赤外線分光装置１は、光源３と、反
射鏡４と、回折格子駆動モータ５により駆動する回折格
子６と、試料を充填した試料セルを装着する試料セルホ
ルダ７と、試料の透過光を検出する透過光検出器８と、
試料からの反射光を検出する反射光検出器９とを図示の
ように配置する。

【０００８】試料セルホルダ７は、測定時に試料セルを
所定位置にセットすると、試料セル移送モータ（図１に
は示さない）により測定位置まで移送され、測定終了後
には試料セルが所定位置まで戻るように構成する。

【０００９】次に、このような構成の実施例の制御処理
系のブロック図を図２に示し、これについて説明する。

【００１０】図２において、２０はワンチップ形態のＣ
ＰＵ（中央処理装置）であり、後述のような制御処理を
行う。ＣＰＵ２０には、入出力インタフェース２１を介
して光源３、回折格子駆動モータ５、試料セル移送モー
タ２２、透過光検出器８、および反射光検出器９を接続
する。また、ＣＰＵ２０には、入力インタフェース２３
を介して入力キー２４を接続するとともに、出力インタ
フェース２５を介して表示装置２６を接続する。さら
に、ＣＰＵ２０には、後述のような処理手順を記憶する
ＲＯＭ、およびデータを一時的に記憶するＲＡＭからな
る記憶装置２７を接続する。

【００１１】次に、このように構成する実施例の動作の
一例について、以下に詳細に説明する。

【００１２】この実施例では、試料が基準温度Ｔｏ（摂
氏２０度近傍）における検量線を、以下のようにして求
める。

【００１３】まず基準板を近赤外線分光装置１の測定位
置にセットし、近赤外線分光装置１を動作させると、光
源３から発射する近赤外線は、反射鏡４を経由して回折
格子６に到達し、ここで分光されたのち基準板で反射
し、その反射光は反射光検出器９で検出される。回折格
子６の回転に伴って反射光の波長が変わるので、反射光
検出器９では波長に応じた信号が連続的に検出される。
そこで、その検出信号を読み込む動作（対照スペクトル
の測定）を、所定回数行ったのち、そのスペクトルの平
均を求める。

【００１４】次に、測定成分の濃度がわかっている標準
試料（温度は摂氏２０度近傍とする）の入った試料セル
を、試料セル移送モータ２２の駆動により測定位置にセ
ットする。そして、近赤外線分光装置１が再び動作する
と、反射光検出器９は標準試料からの反射光を検出す
る。そこで、標準試料のスペクトルの測定を所定回数行
ったのち、その測定スペクトルの平均を求め、対照スペ
クトルと測定スペクトルとから吸光度を算出する。

【００１５】そして、濃度の異なる複数の標準試料につ
いて上述のように吸光度を求め、その測定吸光度と既知
の濃度に基づき、基準温度Ｔｏ（摂氏２０度近傍）にお
ける検量線をあらかじめ求めておく。

【００１６】さらに、測定成分がわかっている標準試料
について、例えば温度が摂氏３度近傍、摂氏２０度近
傍、および摂氏３４度近傍における各吸光度スペクトル
求め、引き続き、温度が摂氏２０度のときの吸光度スペ
クトルを基準とし、それと温度が摂氏３度のときの吸光
度スペクトルとのずれ量を算出するとともに、温度が摂
氏３４度のときの吸光度スペクトルと上記の基準スペク
トルとのずれ量をあらかじめ算出しておく。そして、こ
れら算出したずれ量を、記憶装置２７にあらかじめ記憶
しておく。

【００１７】次に、未知の試料について上記のようにし
て求めた検量線、およびずれ量により成分測定を行う場
合の一例について、図３のフローチャートを参照して説
明する。

【００１８】まず、基準板を測定位置にセットし、近赤
外線分光装置１を動作させて、対照スペクトルＲｏの測
定を所定回数行ったのち、その対照スペクトルＲｏの平
均を求める（Ｓ１〜Ｓ４）。

【００１９】次に、測定試料の入った試料セルが測定位
置にセットされと、近赤外線分光装置１が再び動作し、
試料のスペクトルＲの測定を所定回数行ったのち、その
測定スペクトルＲの平均を求める（Ｓ５〜Ｓ８）。

【００２０】引き続き、上記のように求めた対照スペク
トルＲｏと測定スペクトルＲとから吸光度ＯＤを、次の
（１）式により算出する（Ｓ９）。

【００２１】 ＯＤ＝ｌｏｇＲｏ／Ｒ （１） 次に、その求めた吸光度の微分処理を行ったのち（Ｓ１
０）、測定スペクトルデータに基づいて試料の温度Ｔｓ
を演算する（Ｓ１１）。この演算は、試料の温度変化に
対して近赤外線の吸光度のずれがあり、両者には相関が
あることを利用して試料の温度Ｔｓを推定するものであ
る。なお、この試料温度Ｔｓの測定は、センサにより測
定してもよい。

【００２２】引き続いて、その推定した試料温度Ｔｓと
検量線作成時の基準温度Ｔｏとの温度差△Ｔを、次の
（２）式により算出する（Ｓ１２）。

【００２３】 △Ｔ＝Ｔｓ−Ｔｏ （２） そして、その求めた温度差△Ｔにより、測定スペクトル
と検量線作成時のスペクトルとのずれ量△ＯＤｔを求め
る（Ｓ１３）。ところで、検量線作成時の基準温度Ｔｏ
下におけるスペクトルと、外的変動特性を考慮した所定
温度下のスペクトルとのずれ量が、上記のように記憶装
置２７に記憶してある。従って、上記のずれ量△ＯＤｔ
は、その記憶してあるずれ量により、内挿近似として温
度差△Ｔから算出する。次に、その求めたずれ量△ＯＤ
ｔを用いて基準温度Ｔｏ下におけるスペクトルに補正す
るための演算を、次の（３）式により行う（Ｓ１４）。

【００２４】 ＯＤ´＝ＯＤ−△ＯＤｔ （３） （３）式において、ＯＤ´は補正された吸光度、ＯＤは
ステップＳ９で求めた吸光度である。

【００２５】引き続き、補正された吸光度ＯＤ´を２次
微分したのち（Ｓ１５）、その２次微分吸光度により検
量線を用いて試料の所定成分の濃度を推定する計算を行
う（Ｓ１６）。そして、その結果を表示装置２６に表示
する（Ｓ１７）。

【００２６】次に、本発明実施例による近赤外分析の精
度を確認するために、以下のような実験を行った。

【００２７】この試験では、試料としては非粉砕の玄米
とし、この玄米の蛋白質含有量を測定するための検量線
を、その試料温度が摂氏２０度近傍であらかじめ作成し
ておいた。

【００２８】次に、温度が摂氏３４度近傍の試料につい
て、上記の検量線を用いて試料の蛋白質含有量を推定す
ると、図４で示す結果が得られた。さらに、温度が摂氏
３度近傍の試料について、上記の検量線を用いて試料の
蛋白質含有量を推定すると、図５で示す結果が得られ
た。一方、温度が未知な試料について、本発明実施例に
より蛋白質含有量を推定すると、図６で示すような結果
が得られた。

【００２９】そこで、これらの実験結果を比較すると、
本発明実施例により試料の成分濃度を推定すれば、精度
は実用上十分であることがわかる。

【００３０】以上のようにして求めた試料の脂肪酸度と
蛋白質含有量を表示装置２６に表示し、その試料の品質
を評価する品質評価装置について、以下に説明する。

【００３１】上述の手順で測定した測定結果を表示装置
２６の表示画面のＸＹ座標上の対応位置に、図７または
図８で示すようにドットで表示するように構成にする。
これにより、ＸＹ座標上に蛋白質と脂肪酸とを関連して
表示することができるので、米の品質を把握するのに非
常に分かりやすい表示となり、もって米の品質の直観的
な判断が容易となる。

【００３２】さらに、この表示装置２６の表示画面の座
標上には、入力キー２４の操作により図７または図８の
斜線部で示すように任意に領域を設定できるようにし、
その設定領域内に測定値が入った場合には、警告音、警
告表示、または制御出力を発するように構成する。これ
により、任意に設定する領域ごとに独立して品質管理が
可能となる。また警告音、警告表示によって設定領域の
サンプルの見落としなどを防止できる。さらに、制御出
力が発せられることにより、所望のサンプルの選別、品
質表示、または２次加工などが可能になる。例えば、同
一領域内に属する米同士はブレンドしてもよく、それ以
外はブレンド不可とする判断が即座に行える。

【００３３】次に、品質評価装置の他の例について、以
下に説明する。

【００３４】この装置では、試料は非粉砕の玄米とし、
上述の手順で玄米成分中の蛋白質含量、脂肪酸度などの
５種類の評価指標を測定する。そして、その測定結果の
うち２つの評価指標にかかるデータを、図７で示すよう
に表示装置２６の表示画面に２次元表示するが、評価指
標が５種類のためにその表示すべき組み合わせは１０通
りになる。そこで、図９で示すように、表示装置の表示
画面上に５種類の指標「Ａ」〜「Ｅ」を表示し、操作者
がこれらの中から２つの指標を選択すると、その選択し
た指標からなるＸＹ座標（マップ）上にデータが表示さ
れるとともに、その表示が拡大縮小できるように構成す
る。さらに、複数のマップを選択して同一画面に表示で
きるように構成する。このような構成により、評価指標
を組み合わせて表示する際の操作性が向上する。

【００３５】このように所定の指標を選択した表示例を
図１０に示すが、図示のように脂肪酸度などは、例えば
０〜５０ｍｇの絶対軸上で等分割するよりも、０〜１５
ｍｇ、１５〜２５ｍｇなどのように不等分割したり、５
〜２５ｍｇの区間において等分割するなど、その表示区
間は操作者の設定により任意に設定できるようにするの
が、機能性、操作性のうえで好ましい。そこで、たとえ
ば図１０の斜線部に示すように表示区間を設定すると、
図１１で示すような表示に変換されるように構成する。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明では、外的変動特性
値に応じたサンプルの吸光度のずれ量により、測定吸光
度を検量線作成用の基準吸光度に補正して検量線にかけ
るようにしたので、測定時において、サンプルの温度や
水分などの吸光度の変動要因に左右されずに精度よく定
量分析ができる。この精度よく定量分析された米の複数
のサンプル成分を関連させて図表の形式で表示するよう
にしたので、米の品質を正しく把握できるとともに、把
握するのに非常に分かり易い表示となり、もって米の品
質の直観的な判断が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の全体の構成を示す図である。

【図２】その制御処理系のブロック図である。

【図３】本発明実施例の動作例を示すブロック図であ
る。

【図４】従来の方法による玄米の蛋白質含有量の実測値
とその推定値との関係の一例を示す図である。

【図５】従来の方法による玄米の蛋白質含有量の実測値
とその推定値との関係の他の一例を示す図である。

【図６】本発明実施例よる玄米の蛋白質含有量の実測値
とその推定値との関係の一例を示す図である。

【図７】試料の成分測定の結果を表示した図表である。

【図８】試料の成分測定の結果を表示した図表である。

【図９】試料の評価指標が複数の場合に、そのうちの２
つの指標から２次元表示を選択するための説明図であ
る。

【図１０】所望の評価指標を選択したのちの表示例を示
す図である。

【図１１】表示区間変換後の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１ 近赤外線分光装置 ２ 制御処理装置 ２０ ＣＰＵ ２７ 記憶装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプルに対して近赤外線を照射して吸
   光度を測定する吸光度測定手段と、 既知のサンプルについて、検量線作成用の基準吸光度お
   よび所定の外的変動特性値のときの吸光度を、前記吸光
   度測定手段によりあらかじめ測定し、両者の吸光度のず
   れ量を求めるずれ量算出手段と、 算出したずれ量を記憶する記憶手段と、 未知のサンプルの外的変動特性値を測定する外的変動特
   性値測定手段と、 未知のサンプルについて、前記吸光度測定手段により吸
   光度を測定したときに、外的変動特性値測定手段の測定
   値に応じて、その測定吸光度を前記記憶手段に記憶する
   ずれ量により前記基準吸光度に補正する測定吸光度補正
   手段と、 補正した吸光度に基づき、前記検量線により複数のサン
   プル成分を分析する分析手段と、 該分析手段で分析した複数のサンプル成分を関連させて
   図表の形式で表示する含有量表示手段と、 を備えてなる米の品質表示装置。