(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に浸漬された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定ステップと、
測定された前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定ステップとを行い、
前記測定ステップにおいて、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を前記色味情報とする、炊飯対象米の含水状態判定方法。
【請求項２】
水に浸漬された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定ステップと、
測定された前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定ステップとを行い、
前記測定ステップにおいて、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを前記色味情報とする、炊飯対象米の含水状態判定方法。
【請求項３】
前記ｂ*成分を前記色味情報とする請求項２に記載の炊飯対象米の含水状態判定方法。
【請求項４】
水に浸漬された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定ステップと、
測定された前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定ステップとを行い、
前記測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る、炊飯対象米の含水状態判定方法。
【請求項５】
前記測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る請求項１〜３のいずれか一項に記載の炊飯対象米の含水状態判定方法。
【請求項６】
前記測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を鉛直方向に積層した状態で測定容器に収容し、鉛直方向に交差する方向である横方向から炊飯対象米を光学的に観測する請求項１〜５のいずれか一項に記載の炊飯対象米の含水状態判定方法。
【請求項７】
炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を前記色味情報とする、含水状態判定装置。
【請求項８】
炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを前記色味情報とする、含水状態判定装置。
【請求項９】
炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定部を有し、
前記測定部において、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る、含水状態判定装置。
【請求項１０】
炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して前記炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を前記色味情報とする、浸漬時間決定装置。
【請求項１１】
炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して前記炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを前記色味情報とする、浸漬時間決定装置。
【請求項１２】
炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して前記炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有し、
前記測定部において、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る、浸漬時間決定装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の浸漬時間決定装置と、前記浸漬時間決定装置にて決定された浸漬時間に基づいて炊飯対象米を水に浸漬する浸漬装置と、前記浸漬装置において吸水した炊飯対象米を炊飯する炊飯装置を有する炊飯設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炊飯対象米の含水状態判定方法、含水状態判定装置、浸漬時間決定装置および炊飯設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
米は日本人の主食であり、従来より米の品質評価の手法が種々開発されている。
【０００３】
特許文献１の白米品質評価方法では、所定時間の水浸後の白米サンプルの各米粒に荷重を加え、各米粒から得られた荷重ピーク値を集計し、その集計結果に基づいて炊飯後の米飯の硬さを予測している。
【０００４】
特許文献２の炊飯米の品質評価方法では、核磁気共鳴マイクロイメージングや、Ｘ線または可視光の透過像により、炊飯した米の内部構造を非破壊的に分析し、品質を評価している。具体的には、炊飯した飯粒について、内部の空洞の部位、大きさ、深さを分析し、その結果から評価を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２３４１８号公報
【特許文献２】特開２０００−０６５７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで米の炊飯は、洗米、浸漬、加熱、蒸らしの手順で行われる。炊飯された米（米飯）の食味に大きな影響を与える要因としては、米デンプンの糊化に関して重要な因子である、米の含水状態（含水率）が挙げられる。米の含水率は、水への浸漬の過程において、刻一刻と増加し、ある時点で飽和に達する。飽和に達するまでの時間は、米の品種、産地、収穫時期、収穫後の乾燥度、浸漬の際の温度などにより変化し、事前の予測は困難である。水への浸漬の過程において、刻一刻と変化する米の含水状態を経時的に簡便に評価できれば、適切な含水率で炊飯を行うことができ、米飯の食味を向上できる可能性がある。
【０００７】
先に挙げた特許文献１の技術は、米粒に加えた荷重のピーク値を評価に用いているが、含水状態との関係は不明である。また荷重のピーク値が得られるということは、評価に供した米粒は破壊されるか、少なくとも状態が不可逆的に変化しているはずである。よって、米の状態の経時的な観測には適さず、また簡便な技術とはいえない。
【０００８】
また特許文献２の技術は、炊飯した後の米を対象とし、その内部構造を評価するものであるから、含水率の評価には供し得ない。また装置としても大がかりなものとなり、簡便な評価にはほど遠いものである。
【０００９】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水に浸漬される炊飯対象米の含水状態を簡便的確に評価することができ、炊飯された米飯の食味を向上するための一助となり得る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の炊飯対象米の含水状態判定方法の特徴構成は、水に浸漬された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定ステップと、測定された前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定ステップとを行い、
前記測定ステップにおいて、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を前記色味情報とする点にある。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の含水状態判定装置の特徴構成は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、前記測定容器中に収容された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を前記色味情報とする点にある。
【００１２】
発明者らは炊飯対象米の含水状態の評価手法を検討するうち、炊飯対象米が水を吸収するにつれて色味が変化することに気がついた。実験に供した炊飯対象米では、吸水前はやや黄色っぽい色であったが、吸水すると透明感のある白色に変化した。そして発明者らは、炊飯対象米を光学的に観測して得られる色味情報と、炊飯対象米の含水率との間に強い相関があることを実験的に確認し、本願発明の完成に至ったのである。
すなわち上記の特徴構成によれば、水に浸漬された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定し、測定された色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定するので、炊飯対象米が炊飯に適した状態となったことを簡便的確に判定でき、もって炊飯された米飯の食味の向上に貢献することができる。
【００１３】
また、発明者らは、炊飯対象米からの光を分光して得られる波長ごとの光の強度は、含水率と相関があり、炊飯対象米の含水状態の評価に利用可能であることを実験的に明らかにした。すなわち上記の特徴構成によれば、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を色味情報とするから、炊飯対象米の含水状態をより確実に評価し、炊飯対象米が炊飯に適した状態となったことを更に簡便的確に判定することができる。
【００１４】
なお「水に浸漬する」という場合、水としては、常温の水に限らず、冷却、加熱した水も含み、水に浸漬する温度は問わないものである。また、米のみを水に浸漬する場合の他、炊き込みご飯のように、米以外の具材等をともに浸漬している場合や、水に調味料、果汁等の他の成分が溶解している場合についても、「水に浸漬する」状態に含まれるものとする。
【００１５】
ここで炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かの判定には、種々の手法を用いることができる。たとえば、色味情報が所定の閾値を超えた時点で飽和状態と判定する方法、色味情報の変化率が所定の閾値よりも小さくなった時点で飽和状態と判定する方法などが考えられる。このような場合に用いられる閾値としては、測定誤差、炊飯時における影響度などを踏まえて設定される、所定の許容範囲を考慮した値などを適宜採用することができる。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明に係る別の炊飯対象米の含水状態判定方法の特徴構成は、水に浸漬された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定ステップと、
測定された前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定ステップとを行い、
前記測定ステップにおいて、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを前記色味情報とする点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る別の含水状態判定装置の特徴構成は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを前記色味情報とする点にある。
【００１７】
上記の特徴構成によれば、水に浸漬された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定し、測定された色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定するので、炊飯対象米が炊飯に適した状態となったことを簡便的確に判定でき、もって炊飯された米飯の食味の向上に貢献することができる。
また、Ｌ*ａ*ｂ*表色系（ＣＩＥＬＡＢ）は、知覚的にほぼ均等な歩度をもつ色空間の一つで、色差（色と色との差）を表すのに最も多く用いられている表色系である。発明者らは、光学的観測で検知した信号をＬ*ａ*ｂ*表色系に変換して得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分は、いずれも含水率と相関があり、炊飯対象米の含水状態の評価に利用可能であることを実験的に明らかにした。すなわち上記の特徴構成によれば、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを色味情報とするから、炊飯対象米の含水状態をより確実に評価し、炊飯対象米が炊飯に適した状態となったことを更に簡便的確に判定することができる。
なお「水に浸漬する」という場合、水としては、常温の水に限らず、冷却、加熱した水も含み、水に浸漬する温度は問わないものである。また、米のみを水に浸漬する場合の他、炊き込みご飯のように、米以外の具材等をともに浸漬している場合や、水に調味料、果汁等の他の成分が溶解している場合についても、「水に浸漬する」状態に含まれるものとする。
【００１８】
本発明に係る炊飯対象米の含水状態判定方法の別の特徴構成は、前記ｂ*成分を前記色味情報とする点にある。
【００１９】
ｂ*成分は、Ｌ*成分およびａ*成分よりも炊飯対象米の含水による変化が大きいことが実験で示された。すなわち上記の特徴構成によれば、ｂ*成分を色味情報とすることにより、炊飯対象米の含水状態の評価をさらに的確に行うことができる。
【００２０】
本発明に係る炊飯対象米の含水状態判定方法の別の特徴構成は、前記測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る点にある。
【００２１】
吸水に伴って炊飯対象米の色味が変化する理由は明らかではないが、含水率の増加に伴って炊飯対象米のでんぷん質の物性が変化し、光の吸収や散乱の状態が変化しているものと推測される。例えば、でんぷんの結晶構造が水分子の侵入によって変化し、光学的特性を変化させていると推測される。上記の特徴構成によれば、測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を透過した光から色味情報を得ることによって、炊飯対象米を透過することに起因する光の変化がより大きく生じ、色味情報の変化により大きく反映されるので好適である。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明に係る別の炊飯対象米の含水状態判定方法の特徴構成は、水に浸漬された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定ステップと、
測定された前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定ステップとを行い、
前記測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る点にある。
また、上記目的を達成するための本発明に係る別の含水状態判定装置の特徴構成は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する判定部を有し、
前記測定部において、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、水に浸漬された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定し、測定された色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定するので、炊飯対象米が炊飯に適した状態となったことを簡便的確に判定でき、もって炊飯された米飯の食味の向上に貢献することができる。
また、吸水に伴って炊飯対象米の色味が変化する理由は明らかではないが、含水率の増加に伴って炊飯対象米のでんぷん質の物性が変化し、光の吸収や散乱の状態が変化しているものと推測される。例えば、でんぷんの結晶構造が水分子の侵入によって変化し、光学的特性を変化させていると推測される。上記の特徴構成によれば、測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を透過した光から色味情報を得ることによって、炊飯対象米を透過することに起因する光の変化がより大きく生じ、色味情報の変化により大きく反映されるので好適である。
【００２４】
本発明に係る炊飯対象米の含水状態判定方法の別の特徴構成は、前記測定ステップにおいて、複数の炊飯対象米を鉛直方向に積層した状態で測定容器に収容し、鉛直方向に交差する方向である横方向から炊飯対象米を光学的に観測する点にある。
【００２５】
上記の特徴構成によれば、複数の炊飯対象米を鉛直方向に積層した状態で測定容器に収容し、鉛直方向に交差する方向である横方向から炊飯対象米を光学的に観測するから、炊飯対象米の測定中の移動や姿勢変化が抑制されて、光学的観測に対する外乱が減少し色味情報の測定の精度が向上でき好適である。
【００２６】
上記目的を達成するための本発明の浸漬時間決定装置の特徴構成は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米に可視光を照射して光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して前記炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を前記色味情報とする点にある。
また、上記目的を達成するための本発明に係る別の浸漬時間決定装置の特徴構成は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して前記炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有し、
前記測定部において、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを前記色味情報とする点にある。
更に、上記目的を達成するための本発明に係る別の浸漬時間決定装置の特徴構成は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
前記測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して前記炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有し、
前記測定部において、複数の炊飯対象米を透過した光から前記色味情報を得る点にある。
【００２７】
発明者らは炊飯対象米の含水状態の評価手法を検討するうち、炊飯対象米が水を吸収するにつれて色味が変化することに気がついた。実験に供した炊飯対象米では、吸水前はやや黄色っぽい色であったが、吸水すると透明感のある白色に変化した。そして発明者らは、炊飯対象米を光学的に観測して得られる色味情報と、炊飯対象米の含水率との間に強い相関があることを実験的に確認し、本願発明の完成に至ったのである。
【００２８】
すなわち上記の特徴構成によれば、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する測定容器と、
測定容器中に収容された炊飯対象米を光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する測定部と、測定部が測定した色味情報に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する決定部を有するので、炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を簡便的確に決定でき、もって炊飯された米飯の食味の向上に貢献することができる。
【００２９】
なお「水に浸漬する」という場合、水としては、常温の水に限らず、冷却、加熱した水も含み、水に浸漬する温度は問わないものである。また、米のみを水に浸漬する場合の他、炊き込みご飯のように、米以外の具材等をともに浸漬している場合や、水に調味料、果汁等の他の成分が溶解している場合についても、「水に浸漬する」状態に含まれるものとする。
【００３０】
ここで、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間の決定には、種々の手法を用いることができる。例えば、炊飯対象米を水に浸漬した時点を起算点として、その起算点から、上述した判定ステップにより炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったと判定した時点までの時間を、浸漬時間として決定することができる。また、色味情報が所定の閾値を超えた時点を起算点として、所定時間だけ先の時点（例えば１０分先）に含水率が飽和すると推定して、浸漬時間を決定する方法、色味情報の時間に対する変化率が所定の閾値よりも小さくなった時点を起算点として、所定時間だけ先の時点（例えば１０分先）に含水率が飽和すると推定し、浸漬時間を決定する方法、色味情報の時間変化グラフを、データベースに蓄積された複数の実験データと比較し、類似度が高い実験データから浸漬時間を推定して決定する方法などが考えられる。
【００３１】
上記目的を達成するための本発明の炊飯設備の特徴構成は、上述した浸漬時間決定装置と、前記浸漬時間決定装置にて決定された浸漬時間に基づいて炊飯対象米を水に浸漬する浸漬装置と、前記浸漬装置において吸水した炊飯対象米を炊飯する炊飯装置を有する点にある。
【００３２】
上記の特徴構成によれば、浸漬装置が、浸漬時間決定装置にて決定された浸漬時間に基づいて炊飯対象米を水に浸漬するから、炊飯対象米の含水状態は炊飯に適したものとなる。そして炊飯装置が、その炊飯対象米を炊飯するから、炊きあがる炊飯米は食味に優れたものとなる。すなわち上記の炊飯装置によれば、炊飯対象米の含水状態を炊飯に適したものにした上で炊飯するから、食味に優れた炊飯米を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】含水状態判定装置の構成を示す概略図
【図２】色味情報としてのＬ*成分の変化を示すグラフ
【図３】色味情報としてのａ*成分の変化を示すグラフ
【図４】色味情報としてのｂ*成分の変化を示すグラフ
【図５】炊飯対象米の含水率の変化を示すグラフ
【図６】炊飯対象米の含水率とＬ*成分との相関を示すグラフ
【図７】炊飯対象米の含水率とａ*成分との相関を示すグラフ
【図８】炊飯対象米の含水率とｂ*成分との相関を示すグラフ
【図９】炊飯対象米からの光を分光して得られた波長ごとの光の強度変化率との変化を示すグラフ
【図１０】炊飯対象米の含水率と、波長ごとの光の強度との相関を示すグラフ
【図１１】炊飯設備の構成を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る含水状態判定装置および炊飯対象米の含水状態判定方法について説明する。
【００３５】
（含水状態判定装置）
図１に示す含水状態判定装置４は、測定容器４１と、測定部Ｄと判定部とを有する。測定容器４１は、炊飯対象米を収容し、水に浸漬する。測定部Ｄは、測定容器４１の中に収容された炊飯対象米Ｒを光学的に観測して、炊飯対象米Ｒの色味に関する色味情報を経時的に測定する。判定部は、測定部Ｄが測定した色味情報に基づいて、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和して炊飯対象米Ｒが炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する。
【００３６】
測定容器４１は、底面Ｂを有する筒状の容器であり、中心軸を鉛直方向に沿う状態で底面Ｂを下側にして配置される。測定容器４１の鉛直方向上側は開放されている。測定容器４１は円筒状でもよいし角筒状でもよいが、本実施形態では円筒状として説明する。また測定容器４１は、色味情報の測定が容易なように、透明な材料で形成することが望ましい。色味情報の測定が可能であれば、半透明や着色した材料で形成することも可能である。
【００３７】
測定容器４１には、上側の開口部から複数の炊飯対象米Ｒが投入され、鉛直方向に積層した状態となる。そして開口部から水が注がれ、炊飯対象米Ｒが水に浸漬された状態となる。上述したように、「水」としては常温の水に限らず、冷却、加熱した水も含み、調味料や食品添加物を含有するものも含まれる。実際に炊飯対象米Ｒを炊飯する際に用いる温度・成分の「水」を用いると好適である。
【００３８】
測定部Ｄは、複数の炊飯対象米Ｒを透過した光から色味情報を得るように構成される。また測定部Ｄは、鉛直方向に積層した状態で測定容器４１に収容された複数の炊飯対象米Ｒを、鉛直方向に交差する方向である横方向から光学的に観測するように構成される。本実施形態では図１に示される通り、測定容器４１の横側に、鉛直方向に延びて、投光部４３が配置される。そして測定容器４１を挟んで投光部４３と対向する位置に、鉛直方向に延びて、光検知部４４が配置されている。投光部４３はＬＥＤ等の白色光源である。光検知部４４は、受光した光から観測対象物の色味を検知することが可能なセンサであり、例えばカラー画像を撮影するデジタルカメラを用いることができる。
【００３９】
本実施形態では、投光部４３から光検知部４４に向けて白色光が照射される。投光部４３からの光は、水平方向（鉛直方向に交差する方向である横方向）に進む。ここで図１に示されるように本実施形態では測定容器４１の横幅は、横向きの炊飯対象米Ｒが２つ、あるいは縦向きの炊飯対象米Ｒが４つ程度並ぶ大きさとなっている。よって投光部４３からの光は、横方向に並んだ２つないし４つの炊飯対象米Ｒを通過して、光検知部４４に達する。光検知部４４としてのデジタルカメラは、炊飯対象米Ｒを通過した光を検知して、画像信号として記録する。そして測定部Ｄの信号処理装置（図示なし）が、得られた画像信号のうち炊飯対象米Ｒからの光に対応する信号を、公知の手法によりＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、Ｌ*成分、ａ*成分、ｂ*成分を得る。
【００４０】
図２〜４は、測定部Ｄによって測定・変換されたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分の時間変化の一例である。実験に、炊飯対象米Ｒとして平成２６年に収穫された丹波産コシヒカリを使用した。実験は室温２５℃の環境下で行った。炊飯対象米Ｒを洗米しない状態で測定容器４１に収容した。そして測定容器４１に水（水道水）を流し入れて、炊飯対象米Ｒを水に浸漬させた。光検知部４４で炊飯対象米Ｒを経時的に撮影し、得られた画像信号からＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分を計算した。図２〜４のグラフでは、水への浸漬を開始した際（時間０）の各成分の大きさを基準値として、変化率をパーセントで表している。
【００４１】
図２のグラフからＬ*成分は、水への浸漬を開始してから速やかに減少し、その後減少の速度が緩やかになり、徐々に一定値に近づく挙動を示すことが認められる。図３のグラフからａ*成分は、水への浸漬を開始してから速やかに増加し、３０分以降の区間で増加の速度が減少する挙動を示すことが認められる。図４のグラフからｂ*成分は、Ｌ*成分と同様に、水への浸漬を開始してから速やかに減少し、その後減少の速度が緩やかになり、徐々に一定値に近づく挙動を示すことが認められる。
【００４２】
次に、実験で用いたものと同じ生産ロットの炊飯対象米Ｒを水（水道水）に浸漬し、水分率計を用いて含水率を測定した。図５は、含水率の時間変化を示すグラフである。図５のグラフから含水率は、水への浸漬を開始してから速やかに増加し、その後増加の速度が緩やかになる挙動を示すことが認められる。
【００４３】
図６〜８は、横軸を含水率、縦軸をＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分の変化率として各測定時刻のデータをプロットしたものである。図６のグラフから、含水率とＬ*成分との間には強い負の相関が存在すると認められる。図７のグラフから、含水率とａ*成分との間には正の相関が存在すると認められる。図８のグラフから、含水率とｂ*成分との間には強い負の相関が存在すると認められる。この相関関係を利用して、測定されたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分の値（色味情報）に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定することが可能である。つまり、色味情報という三次情報に基づいて、二次情報である炊飯対象米Ｒの膨張の度合いを評価し、一次情報である炊飯対象米Ｒの含水率を推定することが可能であることが実験的に確認された。
【００４４】
すなわち含水状態判定装置４の判定部（図示なし）は、測定部Ｄが測定した色味情報に基づいて、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和して炊飯対象米Ｒが炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する。判定には、種々の手法を用いることができる。たとえば、色味情報が所定の閾値を超えた時点で飽和状態と判定する方法や、色味情報の変化率が所定の閾値よりも小さくなった時点で飽和状態と判定する方法などが考えられる。図２〜４のグラフの例では、３０分〜６０分の間で、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和していると考えられる。
【００４５】
（含水状態判定方法）
以上説明した含水状態判定装置４において、以下に示す炊飯対象米の含水状態判定方法が行われる。炊飯対象米の含水状態判定方法は、測定ステップと、判定ステップとを有する。
【００４６】
測定ステップでは、水に浸漬された炊飯対象米Ｒを光学的に観測して、炊飯対象米の色味に関する色味情報を経時的に測定する。色味情報は、複数の炊飯対象米を透過した光から得る。測定にあたっては、複数の炊飯対象米Ｒを鉛直方向に積層した状態で測定容器４１に収容し、測定部Ｄにより、鉛直方向に交差する方向である横方向から炊飯対象米を光学的に観測する。そして、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを色味情報とする。
【００４７】
判定ステップでは、測定された色味情報に基づいて、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定する。
【００４８】
（第２実施形態）
以下の第２実施形態以降の説明では、第１実施形態と同様の部材については同一の符号を付し、説明を省略する。上述した第１実施形態では、炊飯対象米からの光を検知して、得られた信号をＬ*ａ*ｂ*表色系の値に変換し、得られたＬ*成分、ａ*成分、ｂ*成分のうち少なくとも一つを色味情報とした。第２実施形態ではこれを改変し、炊飯対象米Ｒからの光を分光して、得られた波長ごとの光の強度を色味情報とする。
【００４９】
第２実施形態に係る含水状態判定装置では、光検知部４４として、炊飯対象米Ｒからの光を分光して、波長ごとの光の強度を測定できる分光光度計を用いる。すなわち測定部Ｄが、炊飯対象米Ｒからの光を分光して、波長ごとの光の強度を記録し、色味情報とする。
【００５０】
図９は、測定部Ｄによって測定された、波長ごとの光の強度の時間変化の一例である。実験には炊飯対象米Ｒとして第１実施形態での実験と同じ、平成２６年に収穫された丹波産コシヒカリを使用した。実験は室温２５℃の環境下で行った。炊飯対象米Ｒを洗米しない状態で測定容器４１に収容した。そして測定容器４１に水（水道水）を流し入れて、炊飯対象米Ｒを水に浸漬させた。そして光検知部４４で炊飯対象米Ｒからの光を分光して、波長ごとの光の強度を経時的に測定した。図９のグラフでは、波長４２０ｎｍ、５５０ｎｍ、６８０ｎｍの光を測定対象とし、水への浸漬を開始した際（時間０）の各波長の強度を基準値として、変化率をパーセントで表している。
【００５１】
図９のグラフから、４２０ｎｍ、５５０ｎｍ、６８０ｎｍの何れの光も、水への浸漬を開始してから強度が速やかに減少し、その後減少の速度が緩やかになり、徐々に一定値に近づく挙動を示すことが認められる。３つの波長の光のうち、波長が５５０ｎｍの光の強度、および波長が６８０ｎｍの光の強度は、浸漬開始から１０分で５％以上の強度低下を示した。この程度、強度が変化すれば誤差の少ない適切な測定が可能である。
【００５２】
図１０は、横軸を含水率（第１実施形態の実験で測定した値）、縦軸を波長４２０ｎｍ、５５０ｎｍ、６８０ｎｍの光の強度（変化率）として、各測定時刻のデータをプロットしたものである。図１０のグラフから、含水率と各波長の光の強度との間には負の相関が存在すると認められる。この相関関係を利用して、測定された波長４２０ｎｍ、５５０ｎｍ、６８０ｎｍの光の強度（色味情報）に基づいて、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かを判定することが可能である。つまり、色味情報という三次情報に基づいて、二次情報である炊飯対象米Ｒの膨張の度合いを評価し、一次情報である炊飯対象米Ｒの含水率を推定することが可能であることが実験的に確認された。
【００５３】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、含水状態判定装置４が判定部を有し、測定部Ｄが測定した色味情報に基づいて、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和して炊飯対象米Ｒが炊飯に適した含水状態となったか否かを判定した。第３実施形態に係る浸漬時間決定装置は、含水状態判定装置４と同様の測定容器４１と、測定部Ｄとを有し、判定部に替えて決定部を有する。決定部は、測定部Ｄが測定した色味情報に基づいて、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和して炊飯対象米Ｒが炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定する。
【００５４】
上述したように、測定部Ｄが測定した色味情報は、炊飯対象米Ｒの膨張の度合いを反映しており、炊飯対象米Ｒの吸水率と相関がある。従って、測定部Ｄが測定した色味情報に基づいて、炊飯対象米Ｒの含水率が飽和して炊飯対象米Ｒが炊飯に適した含水状態に達するのに要する浸漬時間を決定することができる。ここで浸漬時間の決定には、種々の手法を用いることができる。例えば、炊飯対象米Ｒを水に浸漬した時点を起算点として、その起算点から、上述の判定ステップにより炊飯対象米Ｒが炊飯に適した含水状態となったと判定した時点までの時間を、浸漬時間として決定することができる。また、色味情報が所定の閾値を超えた時点を起算点として、所定時間だけ先の時点（例えば１０分先）に含水率が飽和すると推定して、浸漬時間を決定する方法が考えられる。また、色味情報の時間に対する変化率が所定の閾値よりも小さくなった時点を起算点として、所定時間だけ先の時点（例えば１０分先）に含水率が飽和すると推定し、浸漬時間を決定する方法が考えられる。さらに、色味情報の時間変化グラフを、データベースに蓄積された複数の実験データと比較し、類似度が高い実験データから浸漬時間を推定して決定する方法が考えられる。
【００５５】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る炊飯設備は、上述した浸漬時間決定装置４と、浸漬時間決定装置４にて決定された浸漬時間に基づいて炊飯対象米Ｒを水に浸漬する浸漬装置２と、浸漬装置２において吸水した炊飯対象米Ｒを炊飯する炊飯装置３とを有する。
【００５６】
詳しくは炊飯設備は、図１１に示すように、洗米機１、浸漬装置２、炊飯装置３、浸漬時間決定装置４、移送装置５、制御装置６を有する。
【００５７】
（制御装置）
制御装置６は、ＣＰＵ、メモリー等を備えたマイコンから構成され、各浸漬装置２、浸漬時間決定装置４、移送装置５、炊飯装置３の動作制御を行うことにより、浸漬装置２、浸漬時間決定装置４、移送装置５、炊飯装置３の一部として機能する。
【００５８】
（浸漬装置）
浸漬装置２は、洗米機１から供給される洗浄済みの米Ｒを計量して受け入れるとともに、米重量に応じた水を受け入れて米Ｒを水に浸漬保持する浸漬容器２１を備え、その浸漬容器２１には、浸漬済みの米Ｒを取り出す取り出し口２２を備えるとともにその取り出し口２２に開閉制御弁２３を設けて、制御装置６からの開閉指示に基づいて浸漬を完了し、水に浸漬された米Ｒを浸漬容器２１から排出自在に構成してある。
【００５９】
このような構成により、浸漬容器２１に供給された米Ｒは、計量後水に浸漬されることになり、浸漬は制御装置６からの開閉制御弁２３の開動作により完了させられる。
【００６０】
（移送装置）
移送装置５は、浸漬装置２の取り出し口２２から排出された浸漬済みの米Ｒを、水切りする水切り部５１を備え、水切りされた浸漬済みの米Ｒを、炊飯装置３に移送する移送部５２を備える。
【００６１】
このような構成により、浸漬済みの米Ｒは水切りされた後、後述の炊飯装置３に設けられる計量部３１に設けられた炊飯釜３０に投入することができる。
【００６２】
（炊飯装置）
炊飯装置３は、炊飯釜３０に投入された米Ｒを計量して、米Ｒの量に応じた水を加えて炊飯準備を行う計量部３１と、加熱装置３２ａにより炊飯釜３０に投入された米Ｒを加熱炊飯する加熱部３２と、炊飯された米Ｒをほぐして、取り出し可能にする取り出し部３３とを備える。計量部３１で炊飯準備された炊飯釜３０は、制御装置６により動作制御される搬送装置３４により、順次加熱部３２、取り出し部３３へと搬送される。
【００６３】
このような構成により、移送装置５から受け入れた米Ｒは、制御装置６により適切な火加減で順次加熱されて、炊飯米に加工され、たとえば、弁当などの容器に個別に包装する下流側の装置等に受け渡すことができる。
【００６４】
ここで浸漬装置２は、浸漬時間決定装置４にて決定された浸漬時間に基づいて炊飯対象米Ｒを水に浸漬する。具体的には、浸漬時間決定装置４が決定した浸漬時間が制御装置６へ通知され、制御装置６が浸漬装置２を制御して、炊飯対象米Ｒを水に浸漬させる。
【００６５】
浸漬時間決定装置４は、炊飯設備に内蔵されていてもよいし、炊飯設備に併設されていてもよい。浸漬時間決定装置４と炊飯設備とが遠隔地に設けられ、浸漬時間のデータが浸漬時間決定装置４から炊飯設備の制御装置６へ送信されるよう構成されてもよい。
【００６６】
浸漬時間決定装置４における炊飯対象米Ｒの色味情報の経時的な測定および浸漬時間の決定は、炊飯設備における炊飯対象米Ｒの水への浸漬に対し、（１）先立って開始され完了していてもよいし、（２）例えば１５分ほど先だって開始され平行して行われてもよいし、（３）同時に開始され平行して行われてもよい。
【００６７】
（１）の場合は、例えば炊飯対象米Ｒの種別やロット（生産地、収穫時期、精米工程など）毎に予め浸漬時間が決定されていて、決定された浸漬時間が炊飯設備の制御装置６に送信され、炊飯対象米Ｒの種別やロット毎に選択されてもよい。例えば、炊飯装置を稼働させる日に、その日に用いる炊飯対象米Ｒについて、朝の始業時に浸漬時間決定装置４にて浸漬時間の決定が行われてもよい。
【００６８】
（２）の場合は、例えばあるロットの炊飯対象米Ｒを炊飯する際、その炊飯対象米Ｒの一部を浸漬時間決定装置４の測定容器４１に収容し、水に浸漬して色味情報を経時的に測定し、浸漬時間を決定する。炊飯装置においては、浸漬時間決定装置４での浸漬開始から１５分遅らせて浸漬装置２での浸漬を開始する。そして浸漬時間決定装置４で浸漬時間が決定されたら、そのデータを制御装置６が受け取り、浸漬時間に基づいて浸漬装置２を制御し、浸漬を完了させる。
【００６９】
（３）の場合は、炊飯設備で炊飯する炊飯対象米Ｒから一部を抜き取り、浸漬時間決定装置４の測定容器４１に収容する。そして、浸漬時間決定装置４での水への浸漬と、炊飯設備の浸漬装置２での浸漬を同時に開始する。浸漬時間決定装置４にて浸漬時間が決定されたら、浸漬時間を制御装置６へ送信する。制御装置６は、受信した浸漬時間に基づいて浸漬装置２を制御し、炊飯対象米Ｒの浸漬を完了させる。
【００７０】
なお、浸漬時間に基づく浸漬装置２での浸漬は、浸漬時間と同じ時間行ってもよいし、例えば気温や湿度等を考慮して増減した時間行ってもよい。
【００７１】
（別実施形態）
（１）上述の実施形態では、炊飯設備は浸漬時間決定装置を有し、浸漬時間決定装置が決定した浸漬時間に基づいて、炊飯設備の浸漬装置２での浸漬が制御された。これを改変し、炊飯設備が、浸漬時間決定装置に替えて含水状態判定装置を有するよう構成してもよい。この場合、炊飯設備の浸漬装置２は、含水状態判定装置による、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったか否かの判定に基づいて、浸漬装置２での炊飯対象米Ｒの水への浸漬を制御する。例えば、含水状態判定装置が、炊飯対象米の含水率が飽和して炊飯対象米が炊飯に適した含水状態となったと判定した時点で、浸漬装置２での炊飯対象米Ｒの水への浸漬を完了させる。
【００７２】
（２）上述の第１実施形態では、光検知部４４としてデジタルカメラを用い、光検知部４４が炊飯対象米Ｒを通過した光を検知して、画像信号として記録するものとして説明した。光検知部４４としてはデジタルカメラに限らず、例えばカラーセンサを用いることもできる。カラーセンサは、受光した光の強度を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｇ）の３色の光の強度に分けて記録する。
【００７３】
（３）上述の実施形態では、図１に示す通り、測定容器４１の横側に、鉛直方向に延びて、投光部４３が配置される。そして測定容器４１を挟んで投光部４３と対向する位置に、鉛直方向に延びて、光検知部４４が配置されている。すなわち投光部４３からの光が水平方向に進み、炊飯対象米Ｒを通過して、光検知部４４に到達する。光の方向、すなわち測定部による炊飯対象米Ｒの観測方向としてはこれに限られず、鉛直方向に斜めに交差する方向であってもよいし、鉛直方向に平行な方向であってもよい。また、投光部４３と受光部４４とを測定容器４１に対して同じ側に配置し、炊飯対象米Ｒからの反射光を受光部４４が観測するように構成することも可能である。
【００７４】
（４）上述の実施形態では、複数の炊飯対象米を鉛直方向に積層した状態で測定容器に収容し測定を行った。色味情報の測定の対象は、一つの炊飯対象米とすることも可能である。
【００７５】
なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
２      ：浸漬装置
３      ：炊飯装置
４      ：含水状態判定装置、浸漬時間決定装置
４１    ：測定容器
Ｄ      ：測定部
Ｒ      ：炊飯対象米
【図１】
0006742097.tif 000002
【図２】
0006742097.tif 000003
【図３】
0006742097.tif 000004
【図４】
0006742097.tif 000005
【図５】
0006742097.tif 000006
【図６】
0006742097.tif 000007
【図７】
0006742097.tif 000008
【図８】
0006742097.tif 000009
【図９】
0006742097.tif 000010
【図１０】
0006742097.tif 000011
【図１１】
0006742097.tif 000012