CN108291869A - 无损测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够小型化且能够无损地稳定测定果蔬等测定对象的吸光度的无损测定装置。无损测定装置包括:箱体(K),其包含能够把持的把手部(K2)和具有用于使果蔬(AS)等测定对象抵接的环状的抵接部(7)的测定部(K1);光源组(14dG),其包括在箱体的内部沿周向分离配置的多个光源(14d);环形透镜(8),其以比抵接部(7)小的环状配置在抵接部(7)的内侧部分,且将来自光源组(14dG)的光(LT)向箱体(K)的外部呈环状射出;导光部件(11),其一端面(11a1)在环形透镜(8)的内侧露出,另一端面(11fb)位于箱体(K)的内部,并将从一端面(11a1)入射的光从上述另一端面(11fb)向外部射出;光电传感器(13c),其配置于箱体(K)内,且对从导光部件(11)的另一端面(11fb)射出的光进行受光;以及光强度处理部(CT3),其基于光电传感器(13c)的受光强度求出吸光度。
Description
技术领域
本发明涉及无损地测定果蔬等测定对象的吸光度的无损测定装置。
背景技术
已知有无损地测定果蔬的吸光度的果蔬的无损测定装置。
例如,具有如下无损测定装置:利用照射并进入果蔬的近红外光的透射光测定吸光度,基于测定到的吸光度,将果蔬的糖度作为Brix值而得到。
该无损测定装置在专利文献1中作为无损糖度测定装置而被记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-014042号公报
专利文献1记载的无损测定装置将收获后的果蔬作为对象进行测定。另外,因为将收获的果蔬载置于输送带上测定吸光度,所以装置大型。
果蔬的生产者期望如下的装置,其不仅对于收获到的果蔬,对于收获前的处于树木(正在生长)的状态的果蔬也能够作为对象,为了收获时期的鉴定等,无损地测定吸光度,掌握糖度。
具体而言,期望一种无损测定装置,其以针对生长中的果蔬也能够容易地使用的方式被小型化至用单手能够把持的程度。
另外,在将无损测定装置小型化至能够单手把持的程度的情况下,对于光源,从节省空间及节省耗电的观点出发,探讨采用发光二极管(Light Emitting Diode:LED)。
在采用了LED的情况下,又需要进行改良,即,即使皮厚的果蔬,也不会光量不足,能够稳定地测定。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种无损测定装置,其能够小型化,且能够无损地稳定测定果蔬等测定对象的吸光度。
根据本发明的一方案,提供一种无损测定装置,其包括:
箱体,其包含能够把持的把手部和具有用于使测定对象抵接的环状的抵接部的测定部;
光源组,其由在上述箱体的内部沿周向分离配置的多个光源构成;
环形透镜,其呈比上述抵接部小的环状配置在由上述抵接部包围的内侧部分,且将从上述光源组射出的光向上述箱体的外部呈环状射出;
导光部件,其一端面在上述环形透镜的内侧露出,另一端面位于上述箱体的内部,并将从上述一端面入射后的光从上述另一端面向外部射出;
光电传感器,其配置于上述箱体内,且对从上述导光部件的上述另一端面射出的光进行受光;以及
光强度处理部,其基于上述光电传感器的受光强度,求出吸光度。
优选的是,上述无损测定装置在上述光源组与上述环形透镜之间还包括将来自上述光源组的光引导至上述环形透镜的环状的中继透镜。
优选的是,在上述无损测定装置中,从上述环形透镜射出的环状的光的主光轴在从上述环形透镜射出后向缩径的方向倾斜。
优选的是,在上述无损测定装置中,上述光电传感器至少包含m个(m是2以上的整数)光电传感器,
上述无损测定装置在上述m个光电传感器的各个与上述导光部件的上述另一端面之间,还包括具有不同的m种波长λ1~λm的各个波长并作为中心波长的带通滤波器。
优选的是,在上述无损测定装置中,上述光强度处理部基于由上述m个光电传感器得到的与上述波长λ1~λm分别对应的受光强度求出上述吸光度,并且根据求出的上述吸光度计算Brix值。
优选的是,在上述无损测定装置中,上述把手部具有长边,且形成为能够把持,
上述测定部将上述抵接部的延伸方向作为沿上述长边的方向而形成于上述把手部的上述长边的一方端部,并且上述抵接部的前端面处于比上述把手部的表面突出的位置。
优选的是,上述无损测定装置在使上述测定对象抵接于上述抵接部的状态下,在上述测定对象的由上述抵接部包围的表面与上述导光部件的上述另一端面之间还包括使通过的光扩散的扩散部。
根据本发明,能够提供一种无损测定装置,其能够小型化,且能够无损地稳定测定果蔬等测定对象的吸光度。
附图说明
图1是本发明的无损测定装置的一实施方式的手持式无损糖量计51(糖量计51)的外观立体图。
图2是图1的糖量计51的主视图。
图3是图2的S3-S3位置的剖视图。
图4是图1的糖量计51的装配图。
图5是图1的糖量计51具备的传感器基板13的主视图。
图6是图1的糖量计51具备的基体基板14的主视图。
图7是用于说明图1的糖量计51具备的中继透镜18的安装状态的局部剖视图。
图8是图1的糖量计51具备的环形透镜8的半剖视图。
图9是用于说明图1的糖量计51具备的滤波器单元F的装配图。
图10是图9的滤波器单元F的后视图。
图11是图1的糖量计51具备的导光部件11的立体图。
图12是图11的导光部件11的双面图,(a)是半截面侧视图,(b)是后视图。
图13是图3的SB部的放大剖视图。
图14是用于说明图1的糖量计51的控制系统的图。
图15是用于说明图1的糖量计51的通过桌上载置进行的测定方式的图。
图16是用于说明图1的糖量计51的利用把持进行的测定方式的图。
图17是用于说明图1的糖量计51的光路的局部剖视图。
图18是用于说明用于图1的糖量计51的校准的标准盖体52及其使用状态的半剖视图。
图19是用于说明作为图1的糖量计51的变形例1的扩散板41及其安装方式的局部剖视图。
图20是用于说明作为图1的糖量计51的变形例2的导光部件11W的半剖视图。
具体实施方式
对于本发明的无损测定装置以作为其一实施方式的手持式无损糖量计51(以下,也简称为糖量计51)为例进行说明。另外,以下,对将果蔬作为测定对象的无损测定装置的实施方式进行说明,但是无损测定装置的测定对象不必限定于果蔬。
首先,参照图1~图4,说明糖量计51的结构。
图1是糖量计51的外观立体图。图2是糖量计51的主视图。图3是图2的S3-S3位置的剖视图。图4是糖量计51的装配图。
以下的说明中,将上下左右前后的各方向规定为图1所示的方向。
糖量计51是能够单手把持的所谓的手持式。因此,图1所示的上下左右前后方向是为了便于说明而规定的,不限定糖量计51使用时的姿势等。
首先,对糖量计51的外观结构进行说明。
糖量计51具有前方侧敞开的大致箱状的箱体1和相对于箱体1以堵塞前侧的方式安装的大致盖状的盖体2。
如图3所示,箱体1具有形成为大致平板状的基部1k和从基部1k的周围向前方立起的侧壁部1h,且做成为箱状。
箱体1和盖体2构成由未图示的自攻螺钉并使O形密封环81(参照图3)介于其间而一体化的箱体K。
糖量计51利用箱体K的O形密封环81的存在、其它未图示的密封构造等,具有作为IEC(International Electrotechnical Commission:国际电工委员会)标准的保护特性的IP65以上的防水防尘功能。
箱体K具有形成于上部的以沿前后方向延伸的轴线CL1为中心的大致圆筒状的测定部K1和从测定部K1的后部侧向下方延伸的大致扁平长方体状的把手部K2。
盖体2具有:在把手部K2具有大致平坦的前表面2a1的前表面部2a;以及在测定部K1相对于前表面部2a的前后方向位置向前方呈圆筒状突出的载物台部2b。
盖体2具有在前表面部2a的左缘部并向前方突出的凸出部2c。堤坝部2c是成为后述的把持状态下的手指勾挂部的部分。
测定部K1的轴线CL1与后述的受光轴线CLT一致。
受光轴线CLT假想设定为由后述的光电传感器13c进行受光的光的光轴。
在把手部K2且在盖体2的前表面2a1设有由显示元件14f(参照图3及图6)能够视觉确认地显示数字、文字以及记号的显示部3和含有用于用手指按压来进行动作模式选择、归零的多个开关按压部4a的开关部4。
显示部3在控制部CT(参照图3及图14)的控制下,例如显示糖量计51的动作状态、电池余量、以及用测定得到的糖度(Brix值)。
在箱体1的内部的左后部形成有在下表面1c具有出入口1b1来收纳电池的电池盒1b(参照图3)。
在出入口1b1装卸自如地安装有电池盖5。
在电池盒1b例如能够由使用者从出入口1b1插入及拔出(以下,插拔)地收纳七号干电池,将其作为糖量计51的电源。
在箱体1的上右部设有按钮6。每当使用者等按压按钮6,设于内部的开关13d(参照图4及图5)动作,交替执行测定的开始和停止的动作。
把手部K2形成为成人的单手能够把持的尺寸。
为了使用该糖量计51,例如用右手把持把手部K2时,当手掌放在箱体1的后表面1a时,从食指到小指这四根手指自然放在凸出部2c上,使用者能够良好地保持糖量计51。
在该把持状态下,按钮6设于拇指容易按压的位置。
另外,在箱体1的后表面1a的右部,以手的鱼际隆起的部分触感良好地贴紧的方式形成有与鱼际隆起吻合的凹曲面的贴紧部1a1(参照图1)。
箱体1及盖体2由树脂形成。树脂例如是黑色的聚碳酸酯树脂的近红外线吸收等级。
接下来,对测定部K1的外观结构进行详细叙述。
在盖体2的载物台部2b的前端安装有环状的外抵接部7。外抵接部7由针对至少向后方的压缩具有弹性的材料形成。材料例为海绵。
在图2所示的主视中,在被外抵接部7包围的内侧部分并从外侧依次呈环状地分别视觉确认:作为透镜部件的环形透镜8;内抵接部9;以及载物台基座10的前表面10a的一部分。在含有轴线CL1的中心部视觉确认导光部件11的前端面11a1。
内抵接部9形成为环状,且安装于前表面10a。
内抵接部9由针对至少向后方的压缩具有弹性的材料形成。材料例为海绵。
内抵接部9在内缘的一部分具有向径向外方挖成圆弧状的切口部9a。
在载物台基座10以在前表面露出的方式安装有温度传感器12的感温面12a。
在从前方观察时,温度传感器12配置为感温面12a的一部分进入切口部9a内。
温度传感器12是所谓的热电堆,无损地测定贴在测定部K1的作为测定对象的果蔬AS(参照图15及图16)的表面的温度T2,并且还测定相当于周围的箱体K的温度T1。温度传感器12将测定到的温度T1及温度T2作为温度信息JT向控制部CT输出(参照图14)。温度T1和温度T2可以相反。即,可以将果蔬AS的表面温度设为温度T1。
在箱体K中,测定部K1以外抵接部7及内抵接部9的环状形状的延伸面成为沿把手部K2的长边方向即上下方向的面(例如,大致平行)的姿势一体形成于把手部K2的一端侧(上侧)。
如图3所示,关于测定部K1的各部位的前后方向的位置,相对于外抵接部7的前端面7a,内抵接部9的前端面9b位于后侧。
环形透镜8配置于与内抵接部9大致相同的前后位置。
环形透镜8的位于最前侧的前端棱线部8r位于与内抵接部9的前端面9b大致相同的前后位置。
相对于内抵接部9的前端面9b,载物台基座10的前表面10a位于后侧。
相对于载物台基座10的前表面10a,导光部件11的前端面11a1位于在前后方向上相同的位置,或者稍微靠后侧。
接下来,参照图3~图12,对配置于箱体K的内部的部件等进行说明。
如图3及图4所示,在箱体K的内部并在前后方向上对置地排列设置并容纳两张较大的基板。具体而言,自箱体1的基部1k侧起,为传感器基板13及基体基板14。
图5是用于说明传感器基板13的主视图。
传感器基板13在成为收纳于箱体K内的状态下的前侧的前表面13a安装有插座13b、多个光电传感器13c以及开关13d。
插座13b装配于在传感器基板13的前方配置的基体基板14的插头14b,传感器基板13和基体基板14电连接(参照图3)。
在该例中,多个光电传感器13c是7个。7个中的6个光电传感器13c绕受光轴线CLT以角距离θp为60°的等间隔且各光电传感器13c的中心位置在直径φa的线上的方式安装。
剩余的一个安装于直径φa的中心位置。
七个光电传感器13c在之后的说明中需要区分的情况下,如图5所示,区分为光电传感器13c1~13c7。
开关13d在装配好的糖量计51中在每当如上述那样按下按钮6时,交替反复进行接通动作、断开动作。
传感器基板13在相光电传感器13c位于径向外侧的位置以约90°间隔具有四个贯通孔13e。
图6是用于说明基体基板14的主视图。
基体基板14在上部具有以受光轴线CLT为中心的圆形的孔14g,在孔14g的下缘具有向下方挖成矩形的切口部14g1,在孔14g的外侧的相对于上下左右倾斜45°方向分别具有孔14h。
基体基板14具有做成以受光轴线CLT为中心的圆弧状的外形的圆弧部14j。
基体基板14在成为收纳于箱体K内的状态下的前侧的前表面14a安装有显示元件14f、开关14s、作为成为光源的发光元件的多个(n个:n是2以上的整数)的LED14d、多个FB(反馈)用光电传感器14e、以及控制糖量计51的动作的控制部CT。
另一方面,在后表面14c安装有与传感器基板13的插座13b连接的插头14b。
显示元件14f例如是液晶设备、有机EL(organic Electro-Luminescence:有机电致发光)设备等显示设备。
多个LED14d在该例中是20个(n=20)。20个LED14d在以受光轴线CLT为中心的孔14g的周围的直径φb的线上以将角距离θpa为18°的等间隔成为放射状的姿势安装。
详细而言,LED14d在接近圆弧部14j的位置沿周向分离地配置。
作为集中多个LED14d的光源组,以下,也称为LED组14dG。
LED14d例如使用以下面的波长分别为中心波长的六种类,且沿周向依次配置。
即,该波长为880nm、900nm、950nm、980nm、1020nm、以及1064nm。
该情况下,在全部20个中,以各波长为中心波长的LED14d至少配置三个。其中,将880nm及900nm分别作为中心波长的LED14d分别配置四个。
对于六种波长的LED14d的选择不限于此。作为另一例,对于六种波长中的短波长的三种和长波长的三种,可以使用将以三种波长分别为中心波长的三种LED封装成一个的所谓的三波长复合型的LED。
例如,可以使用以880、900、950nm这三种波长为中心波长的三波长复合型LED和以980、1020、1064nm这三种波长为中心波长的三波长复合型LED,例如,适当配置八个前者及十二个后者总计二十个。
在孔14g的缘部与LED14d之间,在上下左右方向分别安装有FB(反馈)用的光电传感器14e(以下,称为FB用光电传感器14e)。以下,集中将这四个FB用光电传感器14e还称为FB用光电传感器组14eG。
如图3及图4所示,以相对于传感器基板13覆盖七个光电传感器13c的方式配置于有扁平圆筒状的滤波器单元F。
在滤波器单元F的前侧配置有实心且形成为大致圆锥台状的导光部件11。
滤波器单元F和导光部件11从前侧贴在传感器基板13上,并由从后侧用自攻螺钉Na紧固固定的载物台基台16与单元架15一起夹持于与传感器基板13之间。导光部件11、载物台基台16以及滤波器单元F的具体结构后面进行叙述。
如图3及图4所示,单元架15具有后侧敞开且前方成为底的圆锅状的基部15a和从基部15a向前方突出的突出部15b。
在基部15a,在相对于上下左右倾斜45°方向上形成有四个用于使自攻螺钉Na插通的沿前后方向延伸的贯通孔15a1(参照图4)。
突出部15b形成为供导光部件11大致无间隙地嵌入内侧的中空圆锥状,且通过基体基板14的孔14g向前方突出。
突出部15b的外周面在后侧和前端侧的两个部位形成有直径急剧变化的阶梯部15b1和阶梯部15b2。
相对于基体基板14的孔14g的内径,突出部15b的外径设定得较小,在孔14g与突出部15b之间卡合有载物台基台16的后端部16a。后端部16a抵接于突出部15b的阶梯部15b1,从而决定前后方向位置。
载物台基台16形成为后端部侧缩窄的大致漏斗形状。
在后端部16a形成有向下侧突出的通路部16b。
通路部16b的外形形状成为与基体基板14的孔14g的切口部14g1卡合。即,相对于基体基板14,绕载物台基台16的受光轴线CLT定位。
后端部16a的内周面除了通路部16b的部分,与单元架15的突出部15b的外面抵接。
即,在通路部16b与突出部15b之间形成有间隙Va(参照图3)。
该间隙Va是使来自后述的温度传感器基板17的引线沿前后方向通过的通路。
在后端部16a且在主视中的相对于上下左右倾斜45°方向,形成有沿前后延伸的四个凸起16a1。在各凸起16a1形成有前方成为底的有底孔。
将图3所示的自攻螺钉Na插通传感器基板13的贯通孔13e及单元架15的贯通孔15a1并螺纹紧固于在载物台基台16的凸起16a1形成的有底孔,从而相对于传感器基板13将单元架15及载物台基台16进行固定。
此时,由单元架15,滤波器单元F及导光部件11被夹持保持于与传感器基板13之间。
在载物台基台16的前方配置载物台基座10。
载物台基座10具有圆盘状的载物台底部10b(参照图3)和从载物台底部10b的周缘向后方立起的圆环状的周壁部10c。上述的前表面10a是载物台底部10b的前表面。
如图3所示,在载物台底部10b的中心(受光轴线CLT的位置)形成有贯通孔10b1。另外,在相对于贯通孔10b1的上侧形成有贯通孔10b2。
在贯通孔10b1,导光部件11的前端部分从后侧进入,导光部件11的前端面11a1在前方露出。
在贯通孔10b2,温度传感器12从后侧进入,温度传感器12的感温面12a在前方露出。
在被载物台基座10的周壁部10c包围的内部配置有温度传感器基板17。
如图4所示,温度传感器基板17呈圆盘状,形成为具有中心孔17a及一对贯通孔17b。
另外,在温度传感器基板17安装有温度传感器12。
由插通贯通孔17b的自攻螺钉(未图示)相对于载物台底部10b安装温度传感器基板17。
引线(未图示)从温度传感器基板17向后方引出,且通过间隙Va向传感器基板13蔓延。
载物台基台16及载物台基座10由树脂形成。树脂例如是黑色聚碳酸酯树脂的近红外线吸收等级。
单元架15由铝形成,在表面实施了黑色氧化铝膜处理。通过将单元架15由金属形成,能够发挥屏蔽功能,降低干扰噪声对传感器基板13的影响。
在载物台基座10的周壁部10c安装中继透镜18。接下来,对中继透镜18及其安装构造,主要参照图7进行说明。图7是图3的SA部的放大图。
图7中,在载物台基座10的周壁部10c的外周面10c1,遍及全周地形成有前方侧稍微成为大径的台阶部10c2。
中继透镜18安装于台阶部10c2。
中继透镜18是成为内径Da的环状的光学部件,与延伸的方向正交的截面形状呈直径D的圆形。
环状部分的中心位置Pc的直径φb7设定为与安装于基体基板14的LED14d的中心位置的直径φb(参照图6)相等。
中继透镜18例如由具有光透射性的透明的聚碳酸酯树脂形成。
载物台基座10的周壁部10c的外周面10c1的比台阶部10c2靠前方的外径以比中继透镜18的内径Da大的直径Db来形成。
而且,在台阶部10c2随着朝向后方以半径R(=D/2)的凹曲面10c3逐渐缩径,并与具有与内径Da相同的外径的缩径部10c4连接。
另外,在缩径部10c4沿周向以预定间隔分离地形成有多个微小突起10c5。
中继透镜18以朝向前侧与凹曲面10c3紧贴的方式安装,微小突起10c5限制中继透镜18向后侧的移动。
在将中继透镜18安装于台阶部10c2时,使中继透镜18从后侧一边进行使内径扩开的弹性变形一边移动(参照箭头DRa),越过微小突起10c5而收纳于微小突起10c5与凹曲面10c3之间。
如图3所示,在中继透镜18与盖体2的载物台部2b的内表面2b1之间以强嵌合的方式嵌入有密封圈19。
密封圈19例如由金属制的弹簧线形成。
密封圈19以使中继透镜18的位置不偏离而更可靠地被维持的方式利用强嵌合的弹性斥力将中继透镜18推压至载物台基座10。
在中继透镜18的前方安装有相对于中继透镜18在前后方向上对置的上述环形透镜8。
环形透镜8例如由具有光透射性的透明的聚碳酸酯树脂形成。
图8是用于说明环形透镜8的半剖视图(局部切断省略)。
如图8所示,环形透镜8具有:具有孔8a1且形成为环状的环状基部8a;从环状基部8a向径向外侧且向前方倾斜延伸的偏向部8b;以及从偏向部8b向径向外侧伸出的凸缘部8c。
环状基部8a、偏向部8b以及凸缘部8c以前后延伸的轴线CL8为中心形成为环状。
偏向部8b具有后侧的光入射面8b1和前侧的光射出面8b2。
光入射面8b1是通过直径Dc的假想基准圆P1,且以越远离轴线CL8越朝向前方的方式以倾斜角度θa倾斜的圆锥周面。
就光射出面8b2而言,在将包含轴线CL8的平面与假想基准圆P1的交点设为点P1a时,图8所示的截面形状以点P1a为中心的半径Ra的截面圆弧状形成为沿周向延伸的曲面。
就形成光入射面8b1的径向的范围而言,内径侧的缘部8b1a为比直径Dc小的直径Dd,外径侧的缘部8b1b为比直径Dc大的直径De。
形成光射出面8b2的径向的范围至少包含形成光入射面8b1的径向的范围。
具体而言,光射出面8b2的内径侧的缘部8b2a是比直径Dd小的直径Dd1,外径侧的缘部8b2b是比直径De大的直径De1。
凸缘部8c具有:在前部与光射出面8b2的外径侧的缘部8b2b连接且与轴线CL8正交的环状的平面部8c1;以及在平面部8c1的径向外侧相对于平面部8c1形成为台阶状且位于后侧的环状的搁板部8c2。
如图3所示,环形透镜8以堵塞载物台架基座10的前表面10a的周缘部与盖体2的载物台部2b的内表面2b1之间的方式安装。
详细而言,环状基部8a的孔8a1卡合在形成于载物台基座10的前表面10a的周缘的阶梯部,使O形密封环介入(未图示)进行封闭,并且由粘接剂固定。
凸缘部8c的平面部8c1抵接于在载物台部2b的前端向内突出形成的内凸缘2b2的后表面,O形密封环82介于该后表面与平台部8c2之间。
接下来,参照图9及图10,对滤波器单元F进行说明。
滤波器单元F构成为具有:圆盘状的滤波器架20;、相对于滤波器架20沿滤波器架20的轴线CLf方向卡合的圆盘状的架罩21;以及夹持于滤波器架20与架罩21之间的多个(在该例中,七个)光学带通滤波器即带通滤波器31~37。七个带通滤波器31~37采用中心波长分别不同的具有带通特性的外形形状为矩形的滤波器。
滤波器架20及架罩21由树脂形成。树脂例如是黑色的聚碳酸酯树脂的近红外线吸收等级。
测定吸光度的波长基于糖的吸收波长选择m(m是2以上的整数)种波长。
该例中,选择m=7的七种波长λ1~λ7。另外,作为光电传感器13c,具备m个光电传感器13c1~13c7。
即,将带通滤波器31~37的各自的中心波长设定为基于目前已知的糖的吸收波长而选择设定的波长λ1~λ7。
另外,LED14d选择具有与中心波长λ1~λ7分别对应的发光中心波长的LED。
详细而言,LED14d选择具有与中心波长λ1~λ7分别相等或接近的发光中心波长的LED。
在该例中选择设定的中心波长λ1~λ7如下。另外,括弧内的波长是与带通滤波器31~37分别对应地选择使用的LED14d的发光中心波长。
带通滤波器31…λ1:875nm(880nm)
带通滤波器32…λ2:900nm(900nm)
带通滤波器33…λ3:950nm(950nm)
带通滤波器34…λ4:980nm(980nm)
带通滤波器35…λ5:1020nm(1020nm)
带通滤波器36…λ6:1050nm(1064nm)
带通滤波器37…λ7:1064nm(1064nm)
在上述例中,带通滤波器31、36以外的带通滤波器32~35、37的中心波长与分别对应使用的LED14d的发光中心波长一致。另外,带通滤波器31、36的中心波长与对应的LED14d的发光中心波长的差分别为5nm、14nm。
如果是该程度(例如,20nm以下)的波长差,则在一般的LED的发光光谱中,不产生应考虑带通滤波器的各中心波长的光强度的差。
一般的LED的发光光谱狭窄,因此优选选择具有与带通滤波器的中心波长对应的发光中心波长的LED。
另一方面,作为LED14d,在选择低耗电且高亮度的发光光谱宽的LED的情况下,也可以选择与带通滤波器的中心波长接近的发光中心波长的LED。
图9是滤波器单元F的示意性的装配图。
滤波器架20形成为以轴线CLf为中心的圆盘状,在前表面20a形成有以绕轴线CLf的角距离为60°且将以轴线CLf为中心的直径φc的圆作为中心位置形成的六个凹部20b1~20b6和形成于中央的凹部20b7。凹部20b1~20b7成为与带通滤波器22的外形形状对应的矩形的凹处。
架罩21具有:形成为圆盘状的基部21a;和从基部21a的周缘部向后方延伸且相对于滤波器架20卡合的四个爪部21c。爪部21c沿周向以角距离90°分离配置。
在基部21a且在以轴线CLf为中心的角距离60°且以直径φd的圆为径向中心的位置形成有矩形的贯通孔21b1~21b7。
另外,在中心位置形成有圆形的贯通孔21b7。
直径φd设定为与直径φc相等。
架罩21相对于滤波器架20从前侧接近(参照箭头DRb),通过使爪部21c与设于滤波器架20的被卡合部20d卡合,从而能够与滤波器架20一体化。
即,在滤波器架20的凹部20b1~20b7分别收纳带通滤波器31~37,使架罩21从前侧卡合于滤波器架20,从而形成保持有带通滤波器31~37的滤波器单元F。
图10是滤波器单元F的后视图。
在滤波器架20的后表面20f的与形成于前表面20a的凹部20b1~20b7对应的位置形成有向前方挖出的矩形开口的凹处部20e1~20e7。
凹部20b1~20b7和凹处部20e1~20e7分别利用矩形的贯通孔20c1~20c7在前后方向上连结。贯通孔20c1~20c6的径向的中心位置处于直径φc的圆形上。
接下来,参照图11及图12,对导光部件11进行说明。
图11是从斜前方观察导光部件11的立体图。
图12是导光部件11的半剖视图(a)及后视图(b)。图12的(a)是后视图(b)的S12-S12位置的半截面。
导光部件11形成为具有光透射性的透明部件。材质例如是具有光透射性的透明的聚碳酸酯树脂。
导光部件11形成为前后较长。导光部件11具备:作为长边的一端面而具有前端面11a1且以前后延伸的轴线CL11为中心的直径Df的圆筒状的前突出部11a;比直径Df大的直径Dg的圆筒状的中间筒部11b;以及连接于中间筒部11b的后侧且随着朝向后侧而逐渐扩径的圆锥台部11c。
而且,导光部件11在圆锥台部11c的后方端部具备:经由向对于轴线CL11沿正交方向扩径的阶梯部11d而成为直径Dh的圆筒状的后方筒部11e;和具有从后方筒部11e的后表面11e1向后方独立地突出形成的七个导光突起部11f1~11f7的脚部11f。
六个导光突起部11f1~11f6形成在以轴线CL11为中心的等角度间隔(角距离60°)且直径φe的圆上。
剩余的一个导光突起部11f7在中心位置呈圆柱状形成。
另外,导光突起部11f1~11f6在后方前端部位具有利用阶梯部11f1b~11f6b缩形并进一步向后方突出的卡合部11f1a~11f6a。
另外,导光突起部11f7在后方前端部位具有利用阶梯11f7b缩径并进一步向后方突出的卡合部11f7a。
卡合部11f1a~11f7a的阶梯部11f1b~11f7b的位置及前端面的前后方向位置分别为彼此相同的位置。
卡合部11f1a~11f7a的阶梯部位抵接于架罩21的基部21a的前表面,分别相对于滤波器单元F的架罩21的贯通孔21b1~21b7从前侧进入。
对于滤波器单元F和导光部件11相对于传感器基板13的装配状态,参照图13进行说明。如上所述,该装配是如下方式进行的,即、用自攻螺钉Na固定载物台基台16,从而滤波器单元F及导光部件11在前后方向上夹持于载物台基台16与传感器基板13之间。
图13是图3的SB部的示意性剖视图。即,表示传感器基板13的光电传感器13c7、滤波器单元F、以及导光部件11的导光突起部11f7的装配状态。对于其它光电传感器13c1~13c6也同样,作为代表进行说明。
如图13所示,滤波器架20的后表面20f抵接有传感器基板13的前表面13a。
安装于前表面13a的光电传感器13c7进入在滤波器单元F的滤波器架20形成的凹处部20e7。
带通滤波器37插入安装于滤波器架20的凹部20b7。带通滤波器37向前方的移动被形成为比带通滤波器37的外形小的架罩21的贯通孔21b7按压而被限制。
带通滤波器37处于光电传感器13c7的前方的对置位置。
导光部件11的导光突起部11f7的卡合部11f7a从前侧进入卡合于架罩21的贯通孔21b7。导光突起部11f7的阶梯部11f7b抵接于架罩21的基部21a的前表面21a1。
以上说明了结构的糖量计51的动过由控制部CT控制。
图14是用于说明糖量计51的控制系的结构的图。
控制部CT具有中央处理装置(CPU)CT1、修正部CT2、光强度处理部CT3、显示控制部CT4、光量控制部CT5以及存储部CT6。
糖量计51的外形尺寸即长度L及宽度W(参照图2)和厚度H(参照图3)例如大致如下设定。
L=113mm,W=63mm,H=43mm。
另外,测定部K1的外径φf(参照图3)例如设定为48mm。
接下来,对具有上述的结构的糖量计51的动作进行说明。
首先,作业者使糖量计51的测定部K1和测定对象即果蔬AS接触。
具体而言,在例如测定收获后的果蔬AS的情况下,如图15所示,作业者将糖量计51以测定部K1的外抵接部7及内抵接部9成为上端的朝向载置于桌子91等台上,能够将果蔬AS载置于测定部K1进行测定。在该测定方式下测定具有凹陷的果蔬AS的情况下,可以将无凹陷的部分或者凹陷小的部分载置于测定部K1。
在测定收获前的生长中的果蔬AS、较重或较大的果蔬AS的情况下,如图16所示,作业者把持把手部K2,使测定部K1接触果蔬AS的表面进行测定。
测定部K1形成为相对于把手部K2突出。
由此,在将糖量计51置于台上并将果蔬AS载置于测定部K1时,不会发生果蔬AS的凸凹的表面的凸部接触把手部K2进而果蔬AS被不稳定载置的情况。
另外,在把持糖量计51将测定部K1接触果蔬AS进行测定的情况下,果蔬AS难以接触进行把持的手指。因此,在外抵接部7及内抵接部9与果蔬AS之间产生间隙从而外部光线进入而使测定精度降低的可能性较小。
接下来,主要参照图14及图17,对糖量计51的具体的测定动作进行说明。图17是用于说明在用糖量计51进行糖度测定时的光路的示意图,利用了图3的测定部K1的部分。另外,图17中,为了使描绘不会变得复杂,在用截面示出的导光部件11未标记剖面线。
首先,将沿周向分离配置LED14d的直径φb(参照图6)和中继透镜18的中心的直径φb7(参照图7)及环形透镜8的假想基准圆P1的直径Dc(参照图8)设定为相等。直径φb(=φb7=Dc)例如设为直径38mm。
(1)使用者在接通糖量计51的电源的状态下,将要测定的果蔬AS载置于糖量计51的测定部K1的外抵接部7及内抵接部9,或者向要测定的果蔬AS以紧贴的方式推压糖量计51的测定部K1。
果蔬AS例如是水果及蔬菜,相当于西红柿、苹果、西瓜等。
利用果蔬AS的自重或者使用者的推压力,外抵接部7及内抵接部9被压缩于果蔬AS的表面并且大致紧贴。
(2)使用者按压按钮6,使开关13d为接通状态。由开关13d而成为接通状态的意思的信号发送至控制部CT的中央处理装置CT1。
(3)中央处理装置CT1在掌握开关13d成为接通状态后,指示光量控制部CT5使LED组14dG发光。从LED组14dG的各LED14d向上方发出的光LT通过中继透镜18并达到环形透镜8。
就从LED14d到环形透镜8之间的成为光LT的路径的空间Vb而言,径向外侧被盖体2的载物台部2b的内表面2b1堵塞,径向内侧被载物台基台16和载物台基座10的外周面10c1堵塞。
即,空间Vb成为径向侧被堵塞而仅轴向侧敞开的空间。轴向侧的前端部分被环形透镜8堵塞。
由此,来自LED组14dG的射出光不会不通过环形透镜8而到达果蔬AS。
在图17中,用实线表示从LED14d射出的光LT的主光轴LTa。
如果主光轴LTa通过中继透镜18的中心到达环形透镜8的光入射面8b1,则由于光入射面8b1如图8所示越朝径向外侧越向前方倾斜,因此主光轴LTa以与光入射面8b1的倾斜角度θa和环形透镜8的材料的折射率对应的射出光的角度θb从光射出面8b2向前方射出。
射出光的角度θb优选设定为0<θb<45°。另外,就角度θb而言,优选环形透镜8的假想基准圆P1的直径Dc越大则设定得越大。
由此,进入果蔬AS内的光LTR(后述)容易在果蔬AS的内部聚光于中心。
在如糖量计51那样直径Dc为约40mm的情况下,角度θb为20°前后较为合适。
从该光射出面8b2向前方射出的光成为在包含主光轴LTa的直径的内外方向上具有宽度的环状的光LTR。
即,在图17中,用虚线表示从光射出面8b2射出的环状的光中的从环形透镜8向最内径侧偏向射出的光的来自LED14d的光路LTb。另外,用点划线表示向最外径侧偏向射出的光的来自LED14d的光路LTc。
进一步地,在图17中示出了射出后的前后方向位置P2的环状的光LTR的强度特性Q。
由此,从环形透镜8射出的环状的光LTR的径向的强度特性Q成为如下特性:在主光轴LTa上具有迅速上升的峰值Qp,且随着朝向内径侧及外径侧而强度迅速降低。
另一方面,环状的光LTR的周向的强度特性大致固定。
即,就环状的光LTR的周向的强度分布而言,虽然多个LED14d沿周向分离配置,但是由于各LED14d的向周向扩展的发光特性和在中继透镜18及环形透镜8产生的少许内部扩散,所以以成为与将多个LED14d同时点亮的情况大致相同程度的方式被平均化。
从环形透镜8射出的环状的光LTR的主光轴LTa如上述那样向接近受光轴线CLT的方向偏移角度θb(受光轴线CLT与导光部件11的轴线一致)。
换言之,从环形透镜8射出的环状的光LTR在从环形透镜8射出后,以缩径的方式行进。
在内抵接部9的内侧的中心部位露出有导光部件11的前端面11a1。
(4)从环形透镜8射出的光LTR呈环状地照射果蔬AS的表面,并进入果蔬AS的内部。
(5)进入果蔬AS的内部的光LTR在内部漫反射,并且以与果蔬AS的状态对应的特性被吸收,一部分向外部射出。
(6)射出至外部的光的一部分从露出于外部的导光部件11的前端面11a1进入导光部件11的内部。
进入到导光部件11的内部的光是从LED组14dG射出且通过果蔬AS的内部而返回来的光,因此以下称为返回光LTd。
返回光LTd在导光部件11的内部行进,被脚部11f的导光突起部11f1~11f7引导。
这样,返回光LTd是呈环状进入果蔬AS的内部且在内部反射并从相对于进入的环状的进入部位的中央部位射出至外部的光。因此,即使果蔬AS的内部组织每部分存在吸光度的偏差,返回光LTd也能够成为被平均化了的光。
另外,入射至果蔬AS的光LTR是环状,且向接近受光轴线CLT的方向偏向。
因此,在果蔬AS的内部漫反射的光中的向中央下部的前端面11a1入射的光的比例比未偏向的情况(角度θb=0)高。
由此,在糖量计51中,返回光LTd相对于LED14d的射出光高效率地获得,即使存在果蔬AS的内部组织的吸光度的偏差,也难以受该偏差的影响,可作为更高精度地反映果蔬AS的吸光度的光而得到。
(7)被脚部11f的导光突起部11f1~11f7引导的返回光LTd成为彼此特性无偏差的均匀的光,且分别从卡合部11f1a~11f7a的各自的后端面11fb向带通滤波器31~37作为突起部射出光LTe(LTe1~LTe7)而射出。
后端面11fb在导光部件11中成为作为长边的一端面的前端面11a1的另一端面。
(8)从卡合部11f1a~11f7a射出的突起部射出光LTe由带通滤波器31~37根据各自的分光特性而分光,并射入光电传感器13c1~13c7。
(9)光电传感器13c1~13c7分别检测作为受光强度的强度Q1~Q7,并发送至光强度处理部CT3(参照图14)。
即,由光电传感器13c1~13c7得到的强度Q1~Q7是带通滤波器31~37的各自的中心波长λ1~λ7的分光强度。
(10)光强度处理部CT3根据强度Q1~Q7用已知的运算方法求出波长λ1~λ7的运的各自的吸光度,并根据各吸光度计算Brix值Y。
具体的计算方法例如下。
一般,波长λ的吸光度A用数式(1)表示。
I0(λ)是进入成为参考的测定对象的波长λ的光的强度,IS(λ)是从测定对象射出的波长λ的光的强度。
A=log〔I0(λ)/IS(λ)〕
=logI0(λ)-logIS(λ)·········(1)
七种波长λ1~λ7中,将成为基准的波长作为波长λ波,对于其它六种波长λ1~λ5、λ7分别由以下的数式(2-1)~(2-6)求出吸光度差A1~A5、A7。
[数式1]
基于这些数式,Brix值Y通过以下的数式(3)计算。
[数式2]
Y=PL0+A1×PL1+A2×PL2+A3×PL3+A4×PLA+A5×PL5+A6×PL6+T1×PL7+T2×PL8
···(3)
在此,PL0~PL8是预先使用多个测定对象(果蔬AS)的吸光度数据通过多元回归分析求出的系数。另外,温度T1是由温度传感器12测定到的测定对象(果蔬AS)的表面温度,温度T2是由温度传感器12测定到的相当于箱体K的温度。
如图3所示,控制部CT具有修正部CT2。
修正部CT2基于来自FB用光电传感器群14eG的光量信息JL及来自温度传感器12的温度信息JT,对LED组14dG的光量进行闭环控制。
作为LED的一般的特性,发光光量随着温度上升而变化。LED14d也同样。
糖量计51具有FB用光电传感器组14eG、温度传感器12以及修正部CT2,能够使多个LED14d的发光光量固定,并且抑制时间变动而稳定化。由此,进一步提高糖量计51的测定精度。
控制部CT不限于以使LED组14dG的所有LED14d同时发光的方式进行控制。
控制部CT也可以按照设定的六种波长的每个或者周向的配置顺序,使对应的LED14d按照时间序列依次发光,每次由光电传感器13c1~13c7测定受光强度。
如果使LED组14dG同时发光,则即使短时间,耗电也变大,因此在需要降低电源负载的情况下,优选后者的使多个LED14d按照时间序列依次点灯进行测定的方法。
上述的作为果蔬的无损测定装置的糖量计51使用多个LED14d作为照射果蔬AS的光的光源。
由此,糖量计51的光源的耗电及设置空间小,而且能够用单手把持箱体K的小型化成为可能。
因此,还容易进行收获前的生长中的果蔬的测定。
糖量计51沿周向排列配置多个LED14d,并且将来自各LED14d的射出光通过环状的环形透镜8向果蔬AS照射。因此,光作为环状的光束而照射进入果蔬AS。
由此,即使果蔬AS内部的组织的吸光存在偏差,也难以受该偏差的影响,可得到平均化后的射出光,可得到良好地反映果蔬AS的状态的测定结果。
环形透镜8赋予了使来自LED14d的入射光向环形透镜8的中心偏向而射出的光学特性。
因此,可较高地获得在果蔬AS的内部反射且朝向环形透镜8的中央部分射出的返回光的强度,LED14d的发光的利用效率较高。
由此,糖量计51在光透射率较高的果蔬中通过抑制发光强度等,可低耗电化,适于用蓄电池驱动的手持型。另外,即使对于因皮较厚等而光透射率低的果蔬,容易得到测定所需的足够的返回光,糖量计51可测定的果蔬的种类较多,通用性优异。
糖量计51在从LED14d到环形透镜8的射出路径的途中具有使来自LED14d的光聚光于环形透镜8的环状的中继透镜18。
通过配置中继透镜18,能够将LED14d的射出光更高效地导入环形透镜8并照射果蔬AS。
由此,糖量计51可实现低耗电化,适于手持型。另外,即使对于因皮较厚等而光透射率低的果蔬,更容易得到测定所需的足够的返回光,糖量计51可测定的果蔬的种类较多,通用性优异。
另外,通过配置中继透镜18,能够加长LED14d与环形透镜8之间的光的路径距离。
因此,能够将环形透镜8配置于更接近果蔬AS的位置。
由此,来自环形透镜8的射出光光束以充分狭小的环状照射入射至果蔬AS,能够进一步提高每单位面积的入光强度。因此,进一步提高LED14d的射出光的利用效率。
另外,能够将来自外部的入射光的影响抑制到实质上能够无视的程度。
由此,糖量计51可进行高精度的测定。
另外,能够配置中继透镜18而加长LED14d与环形透镜8之间的光的路径距离,因此能够使载置果蔬AS的载物台部相对于用手把持的把手部充分突出。
由此,在如图16所示那样的把持把手部K2测定果蔬AS的情况下,果蔬AS和把持着把手部K2的手指不会接触,而且感触良好且容易、高效率地进行作业。
另外,若由于制造上的偏差而在基体基板14上的LED14d的安装位置产生稍微的偏移,则各LED14d的射出角度也产生稍微的差异。另外,在使用上述的三波长复合型LED那样的封装化的复合型LED的情况下,每个发光中心波长的射出位置在径向上稍微不同。
对于此,在糖量计51中,将中继透镜18作为还原光学系统透镜配置于LED14d与环形透镜8之间。
即,中继透镜18基于从环状的光源(配置成环状的多个LED14d)射出的光作成光源的还原系统并射入环形透镜8。而且,环形透镜8将射入的光源的还原系统作为环状的射束照射果蔬。
因此,即使随着LED14d的安装位置的稍微的偏移或者LED14d为复合化LED的情况的射出光位置的径向的稍微的偏移,而产生射出角度的偏移,该偏移对测定的影响也较小。
由此,糖量计51可进行高精度的测定。
糖量计51在相对于环形透镜8的径向的内外位置分别具有内抵接部9和外抵接部7。
由此,如图17所示,在果蔬AS贴在测定部K1的状态下,形成由环形透镜8、果蔬AS、内抵接部9以及外抵接部7闭合的空间Vc。
即,就相对于环形透镜8的外径侧而言,载物台部2b与果蔬AS之间被外抵接部7堵塞。另外,就内径侧而言,载物台部2b与果蔬AS之间被内抵接部9堵塞。
由此,从环形透镜8射出的环状的光LTR不会到达导光部件11的前端面11a1,另外也不会漏出至直径外侧的外部。
因此,在糖量计51用于测定的返回光LTd一定成为从果蔬AS进入的光,提高测定精度。
另外,光LTR不会漏出至外部,因此可提高LED14d的发光的利用效率。
糖量计51具备将受光轴线CLT方向作为长边的导光部件11,将导光部件11的长边的一端侧作为返回光LTd的光入射面的前端面11a1,将另一端侧作为朝向光电传感器13c的返回光LTd的光射出面。
由此,从光入射面进入的返回光LTd在比较长的距离随着导光部件11的内表面反射并被引导至光射出面,因此到达光射出面的光不论到达光射出面的部位如何,均成为均匀的光。
因此,糖量计51能够使入射光电传感器13c1~13c7的每一个的光的特性无偏差,而且高精度地进行测定。
根据该结构,在箱体K内的前后方向的位置关系中,相比成为光源的LED组14dG,光电传感器13c1~13c7配置于后侧,即配置于离外抵接部7及内抵接部9较远的位置。
因此,搭载有光电传感器13c1~13c7的传感器基板13配置于箱体1的后表面1a附近,并且导光部件11贯穿基体基板14的孔14g配置。
接下来,对糖量计51的校准进行说明。
为了更可靠地得到糖量计51的测定精度的维持以及与其它设备及以往的测定结构的一致性,期望定期进行糖量计51的校准。
对于糖量计51,为了进行其校准,准备标准盖体52。
图18是用于说明标准盖体52的使用状态的半剖视图,示出了标准盖体52和箱体K的测定部K1的一部分。
标准盖体52呈覆盖测定部K1的前端开口的圆柱状,盖在盖体2的载物台部2b上使用。
标准盖体52具有圆锅状的基体52a和安装于基体的内部的反射体52b。
在图18所示的使用状态下,反射体52b具备:在中央部分向前方呈圆形凹入的凹部52b1;和具有以越向径向外侧越朝向前方倾斜且后侧为凸的环状的曲面的曲面部52b2。
凹部52b1在前后方向上与导光部件11的前端面11a1对置,曲面部52b2至少在射出光方向(图17所示的主光轴LTa方向)上与环形透镜8对置。
反射体52b由白色部件实心地形成。白色部件例如是氟树脂。
反射体52b作为要测定的果蔬的标准代替品发挥功能。
即,从环形透镜8射出的环状的光LTR(参照图17)照射至反射体52b的曲面部52b2,且一部分进入内部。
进入到反射体52b的内部的光在内部扩散,并且一部分从凹部52b1向外部射出,作为返回光LTd进入导光部件11。
以基于该返回光LTd的测定结果成为预先设定且存储于存储部CT6基础上的使用了标准盖体52的准测定值的方式,光强度处理部CT3及中央处理装置CT1进行校准。
利用标准盖体52的测定由于标准盖体52小且容易搬运,仅通过简单地盖在载物台部2b便可进行。因此,校准作业容易,能够容易地确保糖量计51的某个体与另一个体的相关值。
本发明的实施例不限于上述的结构及顺序,在不脱离本发明的宗旨的范围内可进行变形。
实施例的糖量计51可以变形成以下构造:在通过果蔬AS后射出的返回光在通过导光部件11从其后端面11fb直至射出的返回光的路径上,设置使通过的光扩散的扩散部WB,使返回光积极地扩散。
即,可以在抵接于内抵接部9的果蔬AS的表面的被环状的内抵接部9包围的部分与导光部件11的后端面11fb之间设置扩散部WB。对于此,以下作为变形例1~3进行说明。
(变形例1)
图19是用于说明变形例1的局部剖视图,是对应于图17中的导光部件11及其附近的图。
变形例1在实施例的糖量计51中在相对于导光部件11的前端面11a1的前方配置扩散板41。
具体而言,扩散板41以在主视中覆盖前端面11a1的整个面的方式例如由粘接剂或双面胶带等安装于载物台基座10。
扩散板41使入射至前表面41a的光扩散后从后表面41b射出。
扩散板41的种类不做限定。例如,能够应用向透明树脂分散配合扩散剂并形成为板状的扩散板或者在透明树脂板的至少一个表面形成有微小透镜的的扩散板等公知的扩散板。
在变形例1中,如图19所示,返回光LTd因配置于导光部件11的前端面11a1的前方的扩散板41,从前端面11a1扩散入射至导光部件11内。
由此,通过果蔬AS并入射至导光部件11的返回光LTd被扩散板41积极扩散,更高度化地均匀化,并入射至导光部件11。然后,均匀化后的返回光LTd通过导光部件11,且通过带通滤波器31~37,进入光电传感器13c1~13c7。
因此,吸光度与Brix值Y的相关系数提高,例如,反复测定同一果蔬AS时的吸光度及Brix值Y的偏差降低等,提高测定精度。
(变形例2)
变形例2应用了导光部件11W来替换实施例的糖量计51使用的导光部件11。图20是导光部件11W的半剖视图。
详细而言,导光部件11W将导光部件11的轴线CL11方向的一部分作为扩散部件42。
在此,对导光部件11W在从前端面11a1到后方筒部11e的后表面11e1(参照图12)之间具有扩散部WB的例进行说明。
详细而言,导光部件11W具有扩散部件42,并将其作为扩散部WB,其中,该扩散部件将从前端面11a1向后方侧隔开距离La的位置作为后端部并具有厚度Lb。
扩散部件42例如使扩散剂分散配合于透明树脂而形成。
变形例2中,从前端面11a1向导光部件11W入射后的返回光LTd(在图20中未图示)从扩散部件42的前方端进入,向后方侧扩散射出。
距离La的最大值可取得从前端面11a1直至后方筒部11e的后表面11e1的距离Lc。即,距离La能够在从厚度Lb直至距离Lc的范围内设定并取得。另外,扩散部件42的厚度最大可设定并取得至距离La。
由此,通过果蔬AS并入射到导光部件11W的返回光LTd在通过设于导光部件11W内的扩散部件42时被积极地扩散,从而可更高度化地均匀化。然后,均匀化后的返回光LTd从导光部件11W射出,并通过带通滤波器31~37而入射到光电传感器13c1~13c7。
因此,吸光度与Brix值Y的相关系数提高,例如,反复测定同一果蔬AS时的吸光度及Brix值Y的偏差降低等,提高测定精度。
进一步地,作为变形例3,可以替换实施例的糖量计51使用的导光部件11而应用以相同形状且由使扩散剂分散的树脂形成的导光部件11WA(符号参照图12)。
该情况下,入射至导光部件11WA的返回光LTd随着在导光部件11内行进而积极地被扩散,可更高度化地均匀化。然后,均匀化后了的返回光LTd从导光部件11WA射出并通过带通滤波器31~37而进入光电传感器13c1~13c7。因此,吸光度与Brix值Y的相关系数提高,例如,反复测定同一果蔬AS时的吸光度及Brix值Y的偏差降低等,提高测定精度。
变形例1~3在能够组合的范围内能够自由组合。
在实施例及变形例1~3中,中继透镜18及环形透镜8可以是一体的一个光学部件。
中继透镜18或环形透镜8也可以是多个光学部件。
即,可以是由使来自LED14d的光从测定部K1的前端呈环状射出,并且使射出方向以角度θb向接近受光轴线CLT的方向偏向的一个光学部件或多个光学部件构成的光学系统。
在实施例中,作为光源组14dG,对使用将七种中心波长λ1~λ7中的六种作为发光中心波长的六种LED14d的情况进行了说明。
当然,不限于此,在判断为具有一个发光中心波长或者具有较宽的发光光谱的LED14d的基于其发光光谱而作为带通滤波器选择设定的多个中心波长的光以测定所需的光强度便可得到的情况下,可对于多个中心波长共用该LED14d。
即,对于作为带通滤波器的中心波长而选择设定的m(2以上的整数)种的波长(λ1~λ7),可以使用具有q(1≤q≤m)种发光中心波长的各波长的q种LED。
该情况下,光电传感器13c至少具备m个。
光源不限定于LED,也可以是其它发光元件。
Claims (7)
1.一种无损测定装置,其特征在于,包括:
箱体,其包含能够把持的把手部和具有用于使测定对象抵接的环状的抵接部的测定部;
光源组,其包括在上述箱体的内部沿周向分离配置的多个光源;
环形透镜,其以比上述抵接部小的环状配置于由上述抵接部包围的内侧部分,且将从上述光源组射出的光向上述箱体的外部呈环状射出;
导光部件,其一端面在上述环形透镜的内侧露出,另一端面位于上述箱体的内部,并将从上述一端面入射的光从上述另一端面向外部射出;
光电传感器,其配置于上述箱体内,且对从上述导光部件的上述另一端面射出的光进行受光;以及
光强度处理部,其基于上述光电传感器的受光强度,求出吸光度。
2.根据权利要求1所述的无损测定装置,其特征在于,
在上述光源组与上述环形透镜之间还包括环状的中继透镜,该中继透镜将来自上述光源组的光引导至上述环形透镜。
3.根据权利要求1或2所述的无损测定装置,其特征在于,
从上述环形透镜射出的环状的光的主光轴在从上述环形透镜射出后向缩径的方向倾斜。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的无损测定装置,其特征在于,
上述光电传感器至少包含m个(m是2以上的整数)光电传感器,
在上述m个光电传感器的各个与上述导光部件的上述另一端面之间,还包括具有不同的m种波长λ1~λm的各个波长并作为中心波长的带通滤波器。
5.根据权利要求4所述的无损测定装置,其特征在于,
上述光强度处理部基于由上述m个光电传感器得到的与上述波长λ1~λm分别对应的受光强度求出上述吸光度,并且根据求出的上述吸光度计算Brix值。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的无损测定装置,其特征在于,
上述把手部具有长边且形成为能够把持,
上述测定部将上述抵接部的延伸方向作为沿上述长边的方向而形成于上述把手部的上述长边的一方端部,并且上述抵接部的前端面处于比上述把手部的表面突出的位置。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的无损测定装置,其特征在于,
在使上述测定对象抵接于上述抵接部的状态下,在上述测定对象的由上述抵接部包围的表面与上述导光部件的上述另一端面之间还包括使通过的光扩散的扩散部。
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