[發明專利]用于表征食品的色度特性的裝置和方法

有效

• 申請號: 201380046347.3
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN104602580B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 安德魯·卡勒姆·理查森;肖恩·曼寧;克里斯托弗·約翰·羅蘭
• 申請（專利權）人: 感應能力有限公司
• 主分類號: A47J37/08
• 分類號: A47J37/08;G01N21/17
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;陳煒

技術領域

本發明涉及用于表征食品的色度特性的裝置、方法和設備，并且具體但不唯一地涉及用于確定烤箱中的面包類(例如面包)的顏色的變化的裝置和方法。

背景技術

常規烤箱具有用于設置烘烤一片或更多片面包的時間的定時器。然而，最佳烘烤時間取決于一系列因素。例如，烘烤時間取決于面包的顏色(白色、灰色或褐色)、面包的種類(雜糧或黑麥)、含糖量、水分含量和面包的狀態(冷凍、不新鮮等)。此外，烘烤時間取決于面包的狀況例如新鮮或冷凍。因此，難以選擇用于烘烤面包并且使面包變成褐色的最佳時間。

存在改進的需要。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于表征食品的色度特性的裝置，該裝置包括：

光源，其被布置成發射具有至少兩個波長或波長范圍的光，該光源進一步被布置成將光引導至至少食品的表面；以及

檢測器，其被定位成檢測反射光的至少一部分并且被布置成生成表示所檢測到的反射光的強度的輸出，

其中，該裝置被布置成使得針對至少兩個波長或波長范圍而生成相應輸出，并且其中，針對至少兩個波長或波長范圍中的一個的輸出與針對至少兩個波長或波長范圍中的另一個或其它一個的輸出之間的關系表示食品的表面的色度特性。

為了便于理解，貫穿專利說明書，術語“光”被用作可以包括可見光并且還可以包括不可見光的電磁輻射的同義詞。

該裝置可以進一步包括控制器，該控制器被布置成通過控制被布置成引起色度特性的變化的源來控制食品的色度特性的變化。所述源可以包括例如加熱元件。控制器可以被布置成控制食品表面的色度特性的變化的速率。控制器還可以被布置成終止或中斷食品的色度特性的變化。例如，控制器可以被布置成使被布置成引起色度特性的變化的源被停用。

在一個實施方式中，光源包括被布置成發射具有相應波長或波長范圍的光的至少兩部分光源。例如，光源可以包括發射具有相應波長或波長范圍的光的至少兩個發光二極管(“LED”)。光源可以被布置成使得食品依次被由第一部分光源產生的光和由第二部分光源產生的光照射。替代地，所述至少兩部分光源可以被布置成同時照射食品。檢測器可以包括用于每個部分光源的至少一個相應檢測器元件。

在替代的實施方式中，光源為寬帶光源，例如被布置成發射具有至少兩個波長或波長范圍的光的單寬帶光源。

裝置通常被布置成使得食品的暴露于光和/或檢測區域的表面區域的直徑為至少0.5cm、1cm、2.5cm、5cm或10cm(半最大強度處的全寬度)。

裝置可以包括被布置成對光進行過濾使得檢測器依次檢測具有相應波長范圍或相應波長的光的至少一個濾光器。在一個具體示例中，裝置包括被布置成對光進行過濾以提供具有相應波長或波長范圍的光的至少兩個濾光器。

裝置可以進一步包括用于將從寬帶光源發射的光分成至少兩個光束的分光器。在這種情況下，裝置通常被布置成使得所述至少兩個光束具有相應波長或相應波長范圍。

檢測器可以包括例如被布置成同時或依次確定與所述至少兩個波長范圍或兩個波長相關聯的光強度的光譜分析儀或光檢測器。檢測器可以為例如包括硅、InGaAs或任何其它合適的半導體的半導體檢測器。檢測器還可以為任何其它光敏部件例如光敏電阻器。

可以以使得從食品反射并且具有第一波長或波長范圍的光的強度取決于色度特性的方式來選擇第一波長或波長范圍。例如，第一波長范圍可以包括以下范圍：450nm至500nm、500nm至550nm、550nm至600nm、650nm至700nm、750nm至800nm或更高，并且第一波長可以為在這些范圍的任何一個范圍內的波長。在具體示例中，可以基于由光源發射的光強度的半最大值處的全寬度來選擇波長范圍。

通常選擇第二波長或波長范圍使得與具有第一波長或波長范圍的反射光相比，具有第二波長或波長范圍的光的反射部分的強度較少地取決于色度特性。在一個具體示例中，具有第二波長或波長范圍的光的反射強度在很大程度上獨立于色度特性的變化。

第二波長范圍可以在包括例如可見、近紅外或紅外范圍的任何合適的波長范圍內。例如，第二波長范圍可以包括以下范圍：800nm至1800nm、800nm至1400nm、850nm至1150nm或850nm至950nm，并且第二波長可以為在這些范圍中的任何一個范圍內的波長。例如，第二波長范圍可以在約750nm至1400nm之內。