JPH112599A - 品質評価方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異なる波長帯をもつ多数の光の吸光度を短時間
且つ高精度に測定して物品の品質を評価する品質評価方
法と、温度及び湿度の管理が不十分な加工現場でも使用
が可能な軽量の品質評価装置とを提供する。 【解決手段】光源ランプ(2a)からの光はスリットを有す
る回転円盤(2c)により点滅されて光源部(2) から発光さ
れる。前記点滅光は光ファイバ(7) により投受光部(3)
へ送られて被検体に投光され、同投受光部(3) で受光さ
れた前記被検体からの反射光は所定数の光ファイバ(9)
により光処理部(4) へと送られる。同光処理部(4) では
所定数の前記反射光をそれぞれ波長帯の異なる帯域フィ
ルタ(4a)に透過させて分光し、その光をフォトダイオー
ド(4b)により電気信号に変換した後、増幅器(4d)により
増幅処理する。その後、前記電気信号は解析部へと伝送
され、前記被検体の品質評価がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば肉類、穀
類、果実等の食品の鮮度又は品質や、ゴム又は塗装製品
の劣化程度等を評価する品質評価方法及びその装置に関
し、更に詳しくは、被検体の組成成分に特有の吸光度を
利用して、非破壊で簡便に且つ迅速に物品の品質を評価
することのできる品質評価方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】一般に、食品の品質はその
組成成分の含有量や組成成分自体の経時変化に基づいて
評価される場合が多い。また、ゴムや塗装製品では組成
成分の劣化程度で評価される。

【０００３】例えば、食品のうち食肉、特に豚肉につい
てみると、その脂肪品質が食肉の風味に影響するととも
に、食肉流通時の加工処理、食肉の貯蔵性並びに食肉製
品の品質に大きく影響することが知られている。脂肪が
軟らかい軟脂豚は肉のしまりが悪いため流通段階での評
価が低く、この脂肪の硬さにより豚肉の品質が格付けさ
れ価格が決定される。

【０００４】従来、この豚肉の格付けは熟練者が冷蔵し
た枝肉である冷屠体の腹脂を目視及び触感により検査し
ている。軟脂は温屠体の状態ではその品質を目視及び触
感により判断することは困難であるが、冷屠体の状態で
あれば黄味を帯びており、触感によっても容易に判別で
きる程度に軟らかいものであるため、熟練者であればそ
の判断を誤ることはない。しかしながら、近年の豚肉の
市場における特殊な事情や流通事情等により、枝肉に加
工した後十分に冷蔵する前に、その枝肉を市場に出荷す
る必要性が生じている。そのため、加工現場において温
屠体を従来のような官能検査ではなく、客観的に評価す
ることのできる評価法及び評価基準を確立することが要
求され、様々な検討がなされている。

【０００５】例えば、豚の脂肪は脂肪中の不飽和脂肪酸
の比率が高いと軟らかくなることが報告されている。こ
のことから、脂肪中の不飽和脂肪酸の含有量を測定する
ことで豚脂肪の品質を判断することが可能となる。脂肪
中の不飽和脂肪酸の含有量は、脂肪サンプルを抽出して
ガスクロマトグラフィーによって測定できる。しかしな
がら、この測定には時間がかかり、１時間に１５０頭と
いう処理能力が要求される加工現場での使用は困難であ
り、商品である豚枝肉から測定用の脂肪を切除しなけれ
ばならず商品価値も損なわれる。また、ある種のガスク
ロマトグラフィーは高価であり、更には毎時１００〜１
５０サンプルと、多数のサンプルが必要となる。また、
自動的抽出法やガスクロマトグラフィーへの抽出物の導
入方法などを開発しなければならず、実用化には多くの
問題がある。

【０００６】一方、非破壊で且つ迅速に成分を分析する
方法としては、近赤外分光法がある。この近赤外分光法
は、当初、粉砕した穀物飼料の一般成分を分析するため
の方法として発達し、その後、穀類以外の分野への応用
も試みられ、牧草のタンパク質測定、茶の全窒素やアミ
ノ酸分析、果実の糖度測定への応用などが報告されてい
る。畜産物における利用では、生肉及び塩漬肉の成分分
析、ホモジナイズした牛乳の成分分析などの報告があ
り、この近赤外分光法を豚脂肪の品質評価に応用するこ
と試みられている。

【０００７】この近赤外分光法では、光源からの光をプ
リズムや回折格子などの分光器を用いて所定波長の単色
光に分光し、その単色光を被検体に照射して同被検体か
らの反射光の量を測定して前記単色光の吸光度を求め
る。異なる波長をもつ複数の単色光についてそれぞれ吸
光度を求めることにより、測定成分の含有量が算出され
る。この近赤外分光法に使用される装置では、前述のよ
うに光源と分光器とを備え、更に、異なる波長の単色光
を得るために同分光器の角度を精密に変化させるための
分光器駆動部と、光源からの光や単色光を効率よく被検
体へと照射するための反射鏡とを備えている。そのた
め、測定装置は大型で重量の大きなものとなり、食肉の
加工現場での使用には不適である。また、加工現場では
温度や湿度を常に一定に保つことは不可能であるため、
装置内部の反射鏡が曇ったり結露を生じる場合もあり、
その場合には測定結果に誤差が生じることとなる。更に
は、異なる波長をもつ複数の単色光について、順次に吸
光度を測定しなければならないため時間がかかり、更に
は、光源からの光が効率的に利用されておらず、測定効
率が悪い。

【０００８】一方、特開平８−３０８８１３号公報に
は、プリズム又は回折格子などの分光器や反射鏡を使用
せずフィルタを用いて分光する近赤外分光法による体脂
肪測定装置が開示されている。同公報に開示された体脂
肪測定装置用のプルーブでは、複数の発光素子が円状に
配列されて、それらの発光素子から順番に時系列的に発
光される。複数の前記発光素子にはそれぞれ異なる波長
の光を透過させるフィルタが設置され、更に前記フィル
タを透過した異なる波長をもつ複数の単色光は、光ファ
イバと円筒形状のディフューザにより効率的に分散され
て、それら単色光が前記ディフューザの放射面から均一
に被検体に放射される。その被検体から反射した光は、
前記放射面の中央に設置された受光素子へ入射して、特
定波長をもつ近赤外光の反射光の量が測定される。この
測定装置は、フィルタで分光してプリズムや回折格子な
どの分光器や反射鏡を使用していないため、上述の装置
よりは軽量であり、また、反射鏡の曇りなどの不都合も
生じることはない。

【０００９】しかしながら、前記体脂肪測定装置はフィ
ルタを透過させた単色光を分散させるためにはディフュ
ーザが必須であるため、単色光のディフューザでの損失
は否めない。また、１つの発光素子からの光は１種類の
波長の単色光のみに分光されるため、発光素子からの光
の利用が非効率的であると共に、異なる発光素子から発
光される光の強度は完全に同一ではないため、異なる単
色光ではその強度に若干の差異が生じることになり、測
定に誤差が生じることもある。更に、異なる波長をもつ
多数の単色光は時系列的に順次発光されて、それぞれに
吸光度を測定しなければならず、異なる波長の多数の単
色光について吸光度を同時に測定することができないた
め測定に時間がかかる。また、前記体脂肪測定装置は人
体の体脂肪の量を測定するものであるため、数種類、具
体的には６種類の波長における吸光度を測定するだけで
あるが、脂肪の品質（硬さ）を評価するためにはそれ以
上の多種類の波長における吸光度を測定しなければなら
ない。そのため、脂肪品質の評価に前記体脂肪測定装置
を応用すると、発光素子、フィルタ及び光ファイバの全
てが測定波長と同数必要となり、装置が大型化してしま
う。

【００１０】そこで本発明は、異なる波長をもつ多数の
光の吸光度を短時間で高精度に測定でき、例えば豚肉脂
肪の品質を測定する場合には１時間に１５０頭の処理能
力をもつ品質評価方法と、温度及び湿度の管理が不十分
な加工現場でも使用が可能な軽量の品質評価装置とを提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、点滅光を被検体に投光して、同被検体か
ら反射された反射光を受光し、受光した同反射光を電気
信号に変換した後、増幅処理を行い、前記電気信号を解
析して前記被検体の品質評価を行う品質評価方法におい
て、被検体からの前記反射光を電気信号に変換する前
に、分光手段により光を波長帯の異なる所定数の光に分
光することを特徴とする品質評価方法を主要な構成とし
ている。

【００１２】前記反射光を帯域フィルタを用いて分光し
てなることが好ましい。また、前記各波長帯は前記被検
体の品質に影響を及ぼす各測定成分における最大吸光度
の帯域に設定されてなる。前記品質評価を各測定成分が
吸収した光量の総和によりなすことができ、或いは、前
記品質評価を各測定成分が吸収した光量から組成を求め
ることによりなすこともできる。

【００１３】前記品質評価方法は、光源部からの光をそ
のまま被検体に投光し、反射光を各測定成分における最
大吸光度の波長帯をもつ多数の光に分光して測定するた
め、各測定成分を測定するために、同一光源部からの同
一時間に発光された同一の光を利用するため、異なる光
を利用する場合のような誤差が生じることがない。ま
た、光の利用効率も格段に向上すると共に測定時間を大
幅に短縮できるため、例えば豚肉脂肪の品質を測定する
場合にも１時間に１５０頭という処理能力も達成でき
る。

【００１４】更に本発明は、点滅光を発光する光源部
と、同光源部からの点滅光を被検体に投光すると共に同
被検体からの反射光を受光する投受光部と、前記反射光
を電気信号に変換した後、増幅処理を行う光処理部と、
前記電気信号を解析して前記被検体の品質評価を行う解
析部とを備えてなる品質評価装置において、前記光処理
部は前記反射光を波長帯の異なる所定数の光に分光する
ための前記所定数の帯域フィルタを備えてなることを特
徴とする品質評価装置を他の主要な構成としている。

【００１５】前記光源部、投受光部及び光処理部はケー
シング内に収容され、遮光及び防滴構造の単一の操作ユ
ニットとして構成されてなることが好ましく、その場合
には湿気の多い例えば食肉加工現場での使用が可能とな
る。

【００１６】前記光源部は光源ランプと、円周方向に一
定間隔でスリットが形成された回転円盤と、同回転円盤
を駆動する駆動モータとを備えてなることが好ましく、
その場合には、前記光源部は更に、前記回転円盤の回転
数を検出する回転数検出手段を備えてなることが好まし
い。或いは、前記光源部は光源ランプと点滅用スイッチ
ング素子とを備えていてもよい。

【００１７】前記投受光部は平坦部分とドーム部分から
なる半球形状をなし、前記平坦部分は石英ガラス製であ
り、前記ドーム部分の頂部には前記光処理部への受光用
光ファイバの入射端が設置されると共に前記頂部の周囲
には前記光源部からの投光用光ファイバの放射端が設置
されてなることが好ましい。この場合には、前記投受光
部における被検体に対する投光及び受光が効率よくなさ
れるものである。

【００１８】前記投受光部と前記光処理部との間は前記
所定数の受光用光ファイバにより連結され、前記反射光
が各受光用光ファイバを通って前記光処理部の各帯域フ
ィルタへと送られることが好ましい。更に好ましくは、
前記光処理部と光源部とが標準用光ファイバにより直結
されてなる。

【００１９】前記光処理部は、前記各帯域フィルタに対
応して配された所定数のフォトダイオードと、各フォト
ダイオードに対応して配された前記電気信号の増幅器と
を備えてなることが好ましい。

【００２０】前記品質評価装置では、光源部からの光を
そのまま被検体に投光することで、光分散用のディフュ
ーザが不要となり、また、前記反射光は帯域フィルタに
より分光し、従来のようなプリズムや回折格子を使用し
ていないため、測定装置を小型化及び軽量化できる。

【００２１】更に、前記解析部は、各測定成分が吸収し
た光量の総和により品質評価を行い、或いは前記解析部
は、各測定成分が吸収した光量から組成を求めることに
より品質評価を行うことができる。本発明の品質評価装
置では、食肉脂肪、果実等の食品の評価が可能であり、
更には、ゴム製品、又は塗装製品の品質評価が可能であ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の品
質評価装置の代表的な実施例である豚脂肪用品質評価装
置のシステムについて模式的に示す原理図である。な
お、本実施例は豚脂肪用の品質評価装置についてである
が、本発明は豚脂肪用に限定されるものではなく、例え
ば牛肉、その他の食肉成分、果実や野菜類、穀物、或い
は塗装製品における塗料の組成など多様な品質評価装置
に適用が可能である。

【００２３】本発明の豚脂肪品質評価装置１は、光を間
欠的に発光するための光源部２と、同光源部２からの光
を被検体である豚脂肪Ｍに投光すると共に同豚脂肪Ｍか
らの反射光を受光する投受光部３と、前記反射光を電気
信号に変換した後、増幅処理を行う光処理部４と、前記
電気信号を解析して前記豚脂肪Ｍの品質評価を行う解析
部５とを備えている。

【００２４】本装置１では、図２に示すように前記光源
部２、投受光部３及び光処理部４が、グリップ６ｂを備
えたケーシング６ａ内に収容されている。このケーシン
グ６ａの投受光部３及び各種の信号ケーブル類の取出口
はガスケットなどにより完全にシーリングされ、遮光及
び防滴構造からなる単一の操作ユニット６として構成さ
れている。前記操作ユニット６の一端側には前記投受光
部３が内蔵され、同投受光部３とは反対の側に前記光源
部２が、中央には前記光処理部４がそれぞれ内蔵されて
いる。

【００２５】前記光源部２の光源は６Ｗのキセノンラン
プ２ａが一つであり、同キセノンランプ２ａの照射方向
とは反対側が半球状の反射鏡２ｂで覆われ、前記キセノ
ンランプ２ａからの光を効率的に集光している。このキ
セノンランプ２ａの光束は一定でなければならないた
め、交流電源の電圧変化を少なくして安定化するための
直流安定化電源装置より６Ｖで電源を供給している。前
記キセノンランプ２ａの照射方向には回転円盤２ｃが設
置され、更に同回転円盤２ｃを挟んで前記キセノンラン
プ２ａに対向して、３本を結束した投光用光ファイバ７
の入射端７ａが配置されている。

【００２６】前記回転円盤２ｃは、図３に示すように円
周方向に沿って２つのスリット２ｄ，２ｄを有してお
り、前記回転円盤２ｃは直流駆動モータ２ｅにより回転
駆動されるため、前記キセノンランプ２ａからの光は前
記スリット２ｄにより連続的に点滅される。或いは、ス
イッチング素子を用いて電気的に点滅させることもでき
る。このとき前記キセノンランプ２ａからの点滅光は、
室内の５０Ｈｚの一般照明と区別すると共に５０Ｈｚ光
源の逓倍波長と干渉しないようにするために、周波数が
６５Ｈｚに設定されており、この周波数は前記回転円盤
２ｃの前記駆動モータ２ｅによる駆動により制御するこ
とができる。

【００２７】更に、この点滅光の周波数も後の解析で利
用されるため、前記回転円盤２ｃの回転数が図４に示す
ようなベーン型の光電スイッチ２ｆにより検出され、そ
の同期信号は直接に解析部５へと送られる。なお、前記
回転円盤２ｃの回転数の検出には従来汎用されている、
例えば回転軸に歯車を装着すると共にそれに対向して磁
気抵抗素子と磁石を内蔵した磁電変換器を配置して磁束
密度による抵抗値の変化から検出する磁電形を用いるな
ど、多様な変形が可能である。

【００２８】なお、本装置１では電源供給の安定性から
直流安定化電源装置を使用して、操作ユニット６の外部
から電源供給を行いっているが、湿気の多い食肉の加工
現場で測定を行う場合には、作業者の安全面を考慮して
充電式バッテリーを前記操作ユニット６に内蔵すること
が好ましい。

【００２９】前記光源部２の前述の全構成要素及び投光
用光ファイバ７の入射端７ａは、ファラデー遮蔽された
暗箱２ｇに内蔵されている。更に、前記光源部２と前記
光処理部４との間はアルミニウム遮蔽体８により仕切ら
れており、前記光源部２の光が前記投受光部３及び光処
理部４に漏れて測定誤差の原因となるのを防いでいる。

【００３０】前記光源部２の点滅光は前記投光用光ファ
イバ７により投受光部３へと送られる。同投受光部３の
断面図を図５に、正面図を図６に示す。同投受光部３は
平坦部分３ａとドーム部分３ｂからなる直径１５ｍｍの
半球形状をなしている。前記平坦部分３ａは石英ガラス
製で、前記操作ユニット６の一端に露出しその表面に被
検体である豚脂肪Ｍを密着させて品質評価を行う。前記
ドーム部分３ｂは黒色のポリ塩化ビニルからなり、図６
に示すように同ドーム部分３ｂの頂部には１２本が結束
された受光用光ファイバ９の入射端９ａが配設すると共
に前記入射端９ａの周囲には前記光源部２からの投光用
光ファイバ７の分岐した３本の放射端７ｂが等間隔で配
設し、被検体に対する投光及び受光の効率を良くしてい
る。

【００３１】前記光源部２からの光は３本の前記放射端
７ｂから均一に拡散して前記豚脂肪Ｍに投光される。同
豚脂肪Ｍに吸収されずに反射した反射光が再び前記ドー
ム部分３ｂに戻る。このとき、同ドーム部分３ｂは上述
したように黒色のポリ塩化ビニルからなるため、前記反
射光が前記ドーム部分３ｂの内部で乱反射することはな
い。前記反射光は前記１２本の受光用光ファイバ９の入
射端９ａから入射して光処理部４へと送られる。

【００３２】前記光処理部４へは前記投受光部３からの
反射光が前述の１２本の受光用光ファイバ９により送ら
れると共に、前記光源部２からも前記キセノンランプ２
ａの点滅光が直接に標準用光ファイバ１０により送ら
れ、同光処理部４では全部で１３本の光ファイバからの
光が処理される。

【００３３】図７は前記光処理部４の分解図、図８に同
光処理部４の一部の断面図である。前記光処理部４は前
記反射光及び点滅光を所定の検出周波数の光に分光する
ための分光手段である帯域フィルタ４ａと、同帯域フィ
ルタ４ａを透過した光を電気信号に変換するためのフォ
トダイオード４ｂと、前記電気信号を増幅するための増
幅器４ｃとをそれぞれ１３個ずつ有している。前記帯域
フィルタ４ａはアルミニウム製円形厚板４ｄの片面に円
周に沿って等間隔で形成された１３個の凹部４ｅの底面
に設置され、同凹部４ｅ内の前記帯域フィルタ４ａの上
方に前記フォトダイオード４ｂが設置されている。更
に、前記円形厚板４ｄの前記片面上には前記フォトダイ
オード４ｂに対応する部位に前記増幅器４ｃが設置され
ている。

【００３４】前記アルミニウム製円形厚板４ｄの凹部４
ｅの底面中央には同アルミニウム製円形厚板４ｄの他面
側に貫通する円孔４ｆが形成されている。同円孔４ｆに
は前記投受光部３からの１２本に分岐した受光用光ファ
イバ９と前記光源部２からの標準用光ファイバ１０がそ
れぞれ挿通され、それら光ファイバ９，１０の放射端９
ｂ，１０ｂは前記帯域フィルタ４ａに対向して設置され
る。なお、前記アルミニウム製円形厚板４ｄの中央部に
は前記光源部２から前記投受光部３へと光を送る投光用
光ファイバ７用の通過孔４ｇが形成されている。

【００３５】なお、前記投受光部３からの反射光は帯域
フィルタ４ａにより所定の検出波長帯の光に分光される
が、前記検出波長帯の設定は豚脂肪Ｍの品質を判定する
上で最も重要である。本発明者らによるこれまでの考察
において、脂肪酸の相対的な量及び脂肪酸の融点と、豚
脂肪の品質（硬さ）との間には非常に明瞭な相関が得ら
れることが分かった。例えば、リノール酸、パルミトオ
レイン酸、アラキドン酸等の低融点の脂肪酸を多く含有
する脂肪は軟脂肪となることが実験により分かったもの
である。従って、低融点の脂肪酸の含有量について測定
すれば豚脂肪の品質判断を行うことができる。これらの
低融点の各脂肪酸における最大吸光度の帯域は、８００
ｎｍ、８３０ｎｍ、９３０ｎｍ、９７０ｎｍ、１０２０
ｎｍ、１１８８ｎｍ、１２１５ｎｍ、１６２８ｎｍ及び
１７２２ｎｍであることが本発明者らのこれまでの多数
回にわたる実験により求められた。更に、本実施例では
豚脂肪の品質を判断するために、上述の９つの検出波長
帯に、Ｘ（Ｒ）色、Ｘ（Ｂ）色、Ｘ（Ｇ）色及び標準光
（光源部２からの直接光）を加えた１３チャンネルにつ
いて測定を行う。

【００３６】更に、前記フォトダイオード４ｂにはシリ
コンダイオード及びゲルマニウムダイオードの２種類の
ダイオードが使用されている。これはシリコンダイオー
ドは４００ｎｍ〜１１００ｎｍの低波長領域では使用が
可能であるが、高波長領域では出力が低下し使用できな
いためである。従って、本装置１では１１８８ｎｍ、１
２１５ｎｍ、１６２８ｎｍ及び１７２２ｎｍの検出波長
帯の部位にはゲルマニウムダイオードを、それ以外の部
位ではシリコンダイオードを使用している。また、前記
増幅器４ｃは必要増幅率が周波数により異なるため、同
増幅器４ｃにはそれぞれ図示せぬ切替ピンが備えられ、
増幅率を容易に調整できるようにしている。

【００３７】前記光処理部４により変換、増幅された１
３チャンネルの電気信号はパラレルケーブル１１により
解析部５へと伝送される。前記解析部５にはＣＰＵが４
８６相当のパソコンにＡ／Ｄカードを増設して使用し、
前記１３チャンネルの電気信号と、上述した前記回転円
盤２ｃの回転数による同期信号とを解析する。前記電気
信号及び同期信号は先ず前記解析部５のＡ／Ｄカードに
よって２０ＫＨｚ（１６ビット）でＡ／Ｄ変換がなさ
る。この測定データは前記解析部５においてLabview プ
ログラム (National Instrument)を用いて解析され、豚
脂肪Ｍの品質評価がなされる。その結果はパソコンの表
示画面、プリンタ又は外部出力端子等に出力される。

【００３８】次に、前記豚脂肪品質評価装置１を用いた
豚脂肪Ｍの品質評価方法について説明する。前記豚脂肪
品質評価装置１の前記操作ユニット６の一端に露出して
いる前記投受光部３の石英ガラス製平坦部分３ａを加工
された豚枝肉の腹脂肪Ｍの部分に密着させる。このと
き、前記光源部２、投受光部３及び光処理部４を備えた
操作ユニット６は軽量で、しかも同操作ユニット６は防
滴構造となっているため、湿度の大きな豚肉の加工現場
でも使用できる。

【００３９】前記光源部２から発光された光は投光用光
ファイバ７を通って前記投受光部３へと送られ、前記豚
脂肪Ｍに投光される。その豚脂肪Ｍからの反射光は再び
前記投受光部３で受光され、１２本の受光用光ファイバ
９により前記光処理部４へ送られる。同光処理部４では
前記反射光が異なる波長帯の光に分光されてから電気信
号に変換され、更に同電気信号に増幅処理が施された
後、パラレルケーブル１１により前記解析部５へと伝送
される。

【００４０】このとき、本装置１では光源部２からの光
を分光することなく前記豚脂肪Ｍに投光するため、従来
のように分光した光を再度分散させる必要はなくディフ
ーザによる光の損失もなくなる。更に、前記光源部２の
単一のキセノンランプ２ａからの同一時間に発光された
同一光をそのまま投光し、同一の反射光を１２種類の光
に分光して測定するため、従来のように異なる波長帯の
光を順次に照射して測定する場合と比べて格段に測定時
間を短縮でき、光源部２からの光の利用効率が向上する
と共に、複数の異なる光源を使用した場合のような誤差
が生じることがなく、測定精度が向上する。

【００４１】図９には反射光を解析して得られたグラフ
を示す。グラフの縦軸が光量電圧（吸光度）を、横軸に
は時間を示し、それぞれの波長帯に分光された測定結果
が波形表示されている。このグラフの波形からもわかる
ように、投光された光は点滅光であり、山の部分が１回
の発光による反射光から求められた吸光度である。１回
の発光による反射光は多数の光に分光されて、それぞれ
における吸光度が表示される。

【００４２】本実施例の前記豚脂肪品質評価装置１で
は、１回当たりの測定時間設定は０．７秒で、１スキャ
ン当たりの測定回数は１０００回に設定されており、
０．７秒で各チャンネル（１３チャンネル）に対してそ
れぞれ１０００回の測定が行われることとなる。前記解
析部５では、これら１０００回の測定吸光度から各チャ
ンネル毎に平均値を計算し、それら各平均値の総和から
前記豚脂肪の品質を評価する。従って豚脂肪１サンプル
について０．７秒で品質の評価が可能となり、１時間に
１５０頭の処理能力が要求されている豚肉の加工現場に
おいても十分に使用可能な処理能力を備えている。

【００４３】なお、以上の説明における実施例において
は、豚脂肪の品質に影響の大きな成分の含有量から豚脂
肪の品質を評価しているが、測定波長帯を適宜設定する
ことにより食肉の脂肪含有量を測定することもできる。
また、食品の品質を上述のように単一の成分から判断す
るだけでなく、脂肪、炭水化物、タンパク質、繊維質、
糖質等の多成分についてそれぞれ含有量を測定し、組成
を求めて品質評価を行うことができる。このとき、各成
分における測定波長帯は、その測定成分では吸光度が大
きいが他の成分では吸光度が小さい波長帯域に設定す
る。例えば脂肪の測定波長帯は１７２２ｎｍ、炭水化物
は２１００ｎｍ又は２２８７ｎｍ、タンパク質は１６９
０ｎｍ又は１９７２ｎｍ、繊維質は２２６８ｎｍ、糖質
は２０８０ｎｍである。また、穀類又は野菜類等の食品
の鮮度を測定することも可能であり、更には、食品に限
らず、日用品、例えばタイヤ等のゴム製品や塗装製品の
劣化程度等の検査にも適用可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の品質評価
方法は、光源部からの光をそのまま被検体に投光し、反
射光を所望の異なる波長帯をもつ多数の光に分光して測
定するため、光源部からの光の利用効率も格段に向上す
ると共に、測定時間を大幅に短縮でき、要求されている
処理能力が達成される。更に、本発明の品質評価装置で
は、光源部からの光をそのまま被検体に投光すること
で、光分散用のディフューザが不要となり、また、前記
反射光は帯域フィルタにより分光し、従来のようなプリ
ズムや回折格子を使用していないため、測定装置を小型
化及び軽量化できる。更に部品を全て防滴構造のケーシ
ング内に収容でき、湿気の多い場所での使用が可能とな
るため、例えば食肉の処理現場でも十分に使用が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の豚脂肪品質評価装置のシステムについ
て模式的に示す原理図である。

【図２】前記豚脂肪品質評価装置の操作ユニットの断面
図である。

【図３】前記豚脂肪品質評価装置の光源部の回転円盤の
正面図である。

【図４】前記光源部の概略図である。

【図５】前記豚脂肪品質評価装置の投受光部の断面図で
ある。

【図６】前記投受光部の正面図である。

【図７】前記豚脂肪品質評価装置の光処理部の分解図で
ある。

【図８】前記光処理部の一部の断面図である。

【図９】反射光を解析して得られたグラフを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 豚脂肪品質評価装置 ２ 光源部 ２ａ キセノンランプ ２ｂ 反射鏡 ２ｃ 回転円盤 ２ｄ スリット ２ｅ 直流駆動モータ ２ｆ 光電スイッチ ２ｇ ファラデー遮蔽された暗箱 ３ 投受光部 ３ａ 平坦部分 ３ｂ ドーム部分 ４ 光処理部 ４ａ 帯域フィルタ ４ｂ フォトダイオード ４ｃ 増幅器 ４ｄ アルミニウム製円形厚板 ４ｅ 凹部 ４ｆ 円孔 ４ｇ 通過孔 ５ 解析部 ６ 操作ユニット ６ａ ケーシング ６ｂ グリップ ７ 投光用光ファイバ ７ａ 入射端 ７ｂ 放射端 ８ アルミニウム遮蔽体 ９ 受光用光ファイバ ９ａ 入射端 ９ｂ 放射端 １０ 標準用光ファイバ １０ｂ 放射端 １１ パラレルケーブル Ｍ 豚脂肪

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点滅光を被検体に投光して、同被検体か
   ら反射された反射光を受光し、受光した同反射光を電気
   信号に変換した後、増幅処理を行い、前記電気信号を解
   析して前記被検体の品質評価を行う品質評価方法におい
   て、 被検体からの前記反射光を電気信号に変換する前に、分
   光手段により光を波長帯の異なる所定数の光に分光する
   ことを特徴とする品質評価方法。
2. 【請求項２】 前記反射光を帯域フィルタを用いて分光
   してなる請求項１記載の品質評価方法。
3. 【請求項３】 前記各波長帯は前記被検体の品質に影響
   を及ぼす各測定成分における最大吸光度の帯域に設定さ
   れてなる請求項１又は２記載の品質評価方法。
4. 【請求項４】 前記品質評価を各測定成分が吸収した光
   量の総和によりなす請求項３記載の品質評価方法。
5. 【請求項５】 前記品質評価を各測定成分が吸収した光
   量から組成を求めることによりなす請求項３記載の品質
   評価方法。
6. 【請求項６】 点滅光を発光する光源部と、 同光源部からの点滅光を被検体に投光すると共に同被検
   体からの反射光を受光する投受光部と、 前記反射光を電気信号に変換した後、増幅処理を行う光
   処理部と、 前記電気信号を解析して前記被検体の品質評価を行う解
   析部とを備えてなる品質評価装置において、 前記光処理部は前記反射光を波長帯の異なる所定数の光
   に分光するための前記所定数の帯域フィルタを備えてな
   ることを特徴とする品質評価装置。
7. 【請求項７】 前記光源部、投受光部及び光処理部はケ
   ーシング内に収容され、遮光及び防滴構造の単一の操作
   ユニットとして構成されてなる請求項６記載の品質評価
   装置。
8. 【請求項８】 前記光源部は光源ランプと、円周方向に
   一定間隔でスリットが形成された回転円盤と、同回転円
   盤を駆動する駆動モータとを備えてなる請求項６又は７
   記載の品質評価装置。
9. 【請求項９】 前記光源部は更に、前記回転円盤の回転
   数を検出する回転数検出手段を備えてなる請求項８記載
   の品質評価装置。
10. 【請求項１０】 前記光源部は光源ランプと点滅用スイ
    ッチング素子とを備えてなる請求項６又は７記載の品質
    評価装置。
11. 【請求項１１】 前記投受光部は平坦部分とドーム部分
    からなる半球形状をなし、前記平坦部分は石英ガラス製
    であり、前記ドーム部分の頂部には前記光処理部への受
    光用光ファイバの入射端が設置されると共に前記頂部の
    周囲には前記光源部からの投光用光ファイバの放射端が
    設置されてなる請求項６〜１０のいずれかに記載の品質
    評価装置。
12. 【請求項１２】 前記投受光部と前記光処理部との間は
    前記所定数の受光用光ファイバにより連結され、前記反
    射光が各受光用光ファイバを通って前記光処理部の各帯
    域フィルタへと送られる請求項６〜１１のいずれかに記
    載の品質評価装置。
13. 【請求項１３】 更に、前記光処理部と光源部とが標準
    用光ファイバにより直結されてなる請求項１２記載の品
    質評価装置。
14. 【請求項１４】 前記光処理部は、前記各帯域フィルタ
    に対応して配された所定数のフォトダイオードと、各フ
    ォトダイオードに対応して配された前記電気信号の増幅
    器とを備えてなる請求項１２又は１３記載の品質評価装
    置。
15. 【請求項１５】 前記解析部は、各測定成分が吸収した
    光量の総和により品質評価を行う請求項６〜１４のいず
    れかに記載の品質評価方法。
16. 【請求項１６】 前記解析部は、各測定成分が吸収した
    光量から組成を求めることにより品質評価を行う請求項
    ６〜１４のいずれかに記載の品質評価装置。
17. 【請求項１７】 前記被検体は食品である請求項１５又
    は１６記載の品質評価装置。
18. 【請求項１８】 前記食品が食肉脂肪である請求項１７
    記載の品質評価装置。
19. 【請求項１９】 前記食品が果実である請求項１７記載
    の品質評価装置。
20. 【請求項２０】 前記被検体はゴム製品である請求項１
    ５又は１６記載の品質評価装置。
21. 【請求項２１】 前記被検体は塗装製品である請求項１
    ５又は１６記載の品質評価装置。