JP2696069B2 - 近赤外成分分析器の光学系 - Google Patents
近赤外成分分析器の光学系Info
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、穀物等に含有される化
学成分を定量的に分析する近赤外成分分析器に関するも
のである。
学成分を定量的に分析する近赤外成分分析器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近赤外成分分析器は、穀類等に含有され
る複数種の蛋白質、澱粉質、アミロース、脂肪酸等の含
有率を測定するために、各測定成分毎に相互に異なる特
定波長の近赤外光を必要とする。それら波長の異なる複
数個の近赤外光は異なる光源から放射されて被分析試料
へ照射されるため、一般にそれら光源は光の進行方向に
対して垂直な方向に配列され、被分析試料中の同一点に
入射されるようにされている。
る複数種の蛋白質、澱粉質、アミロース、脂肪酸等の含
有率を測定するために、各測定成分毎に相互に異なる特
定波長の近赤外光を必要とする。それら波長の異なる複
数個の近赤外光は異なる光源から放射されて被分析試料
へ照射されるため、一般にそれら光源は光の進行方向に
対して垂直な方向に配列され、被分析試料中の同一点に
入射されるようにされている。
【０００３】そのため、各光源から放射された近赤外光
の光軸は相互に異なる傾きを持つことになり、たとえ各
光源から放射された近赤外光を同一の試料位置へ入射さ
せたとしても、試料を透過した各波長の近赤外光を同一
条件で検出器へ入射させることができなくなる。このた
め、各波長間で測定誤差を生ずる。
の光軸は相互に異なる傾きを持つことになり、たとえ各
光源から放射された近赤外光を同一の試料位置へ入射さ
せたとしても、試料を透過した各波長の近赤外光を同一
条件で検出器へ入射させることができなくなる。このた
め、各波長間で測定誤差を生ずる。
【０００４】一方、各光源から放射された近赤外光を検
出器に向けて集光するようにすれば、検出器においては
各光源からの近赤外光を相互に異なる入射角で受光する
ことになると共に、それら近赤外光は試料中の異なる部
分を透過するので、各近赤外光に対して同一条件で測定
することができないことになり、その結果、試料に対す
る正確な分析結果を得ることができなくなる。
出器に向けて集光するようにすれば、検出器においては
各光源からの近赤外光を相互に異なる入射角で受光する
ことになると共に、それら近赤外光は試料中の異なる部
分を透過するので、各近赤外光に対して同一条件で測定
することができないことになり、その結果、試料に対す
る正確な分析結果を得ることができなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
個の光源から放射された異なる波長の複数個の近赤外光
を試料の同一部分を透過して実質的に同一条件で検出器
に受光されるようにした近赤外成分分析器の光学系を提
供することにある。
個の光源から放射された異なる波長の複数個の近赤外光
を試料の同一部分を透過して実質的に同一条件で検出器
に受光されるようにした近赤外成分分析器の光学系を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明による
近赤外成分分析器の光学系によれば、複数個の光源から
放射された波長の異なる複数個の近赤外光を一点に集光
し、その集光された近赤外光を半透明部材を通して分散
させつつ透過させて、各波長の近赤外光に対して実質的
に同一の試料部の同一位置を通って同一条件で検出器で
受光するようにしている。
近赤外成分分析器の光学系によれば、複数個の光源から
放射された波長の異なる複数個の近赤外光を一点に集光
し、その集光された近赤外光を半透明部材を通して分散
させつつ透過させて、各波長の近赤外光に対して実質的
に同一の試料部の同一位置を通って同一条件で検出器で
受光するようにしている。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細
に説明する。
に説明する。
【０００８】図１において、基台１に直立枠２を載置
し、この直立枠２の側面に筒体３を固定する。金属ブロ
ック４、５が筒体３の左内側に固定され、その筒体の左
端部には蓋体７が取り付けられている。金属ブロック４
の中央開口部には、複数個の赤外発光ダイオード（ＩＲ
ＥＤ）からなる光源９、９のアレーが指示板１０によっ
て取り付けられている。各ＩＲＥＤの前方側に所要の特
定波長のみを透過させるための干渉フィルタまたはバン
ドパスフィルタ１１、１１がＯリングを介して設置さ
れ、これらフィルタをフレネルレンズ１２により固定し
ている。このＯリングは緩衝および遮光の役割を果たす
ものである。金属ブロック４と５との間の空間にはＩＲ
ＥＤ９を駆動するための電気回路基板１４が位置されて
いる。金属ブロック４、５はＩＲＥＤ９から発生される
熱を吸収して筒体３に放熱するヒートシンクの機能を有
する。
し、この直立枠２の側面に筒体３を固定する。金属ブロ
ック４、５が筒体３の左内側に固定され、その筒体の左
端部には蓋体７が取り付けられている。金属ブロック４
の中央開口部には、複数個の赤外発光ダイオード（ＩＲ
ＥＤ）からなる光源９、９のアレーが指示板１０によっ
て取り付けられている。各ＩＲＥＤの前方側に所要の特
定波長のみを透過させるための干渉フィルタまたはバン
ドパスフィルタ１１、１１がＯリングを介して設置さ
れ、これらフィルタをフレネルレンズ１２により固定し
ている。このＯリングは緩衝および遮光の役割を果たす
ものである。金属ブロック４と５との間の空間にはＩＲ
ＥＤ９を駆動するための電気回路基板１４が位置されて
いる。金属ブロック４、５はＩＲＥＤ９から発生される
熱を吸収して筒体３に放熱するヒートシンクの機能を有
する。
【０００９】直立枠２の左側開口部の筒体３内には、中
央部に貫通口を有する支持体１６が固定されている。こ
の貫通口に３枚の半透明板１７、１８、１９が固定され
ている。各ＩＲＥＤ９から発光され干渉フィルタ１１で
単一の波長にされてフレネルレンズ１２で一点Ｐに集光
された近赤外光は、これら半透明板１７−１９で分散さ
せつつ透過され、全体として各近赤外光の水平方向の強
度が最も強くなる。
央部に貫通口を有する支持体１６が固定されている。こ
の貫通口に３枚の半透明板１７、１８、１９が固定され
ている。各ＩＲＥＤ９から発光され干渉フィルタ１１で
単一の波長にされてフレネルレンズ１２で一点Ｐに集光
された近赤外光は、これら半透明板１７−１９で分散さ
せつつ透過され、全体として各近赤外光の水平方向の強
度が最も強くなる。
【００１０】図１と図２において、直立枠２の内側に
は、２本のネジ棒２１、２２と螺合された上下動部材２
３が備えられている。各ネジ棒はそれぞれ上下に軸受２
４−２７を有し、モータ２８で減速歯車２９、２９を介
して駆動される。モータ２８の回転方向に従って、上下
動部材２３は上または下へ移動する。上下動部材２３の
上には、両側が透明部材で形成された試料容器３０が載
置できるようにされている。図２において上下動部材２
３の右寄り側には、試料容器内の温度を測るためのサー
ミスタ素子３１が直立されている。このサーミスタ素子
が貫通される位置に対応して試料容器３０の底部に２つ
の貫通口３２、３２を対象的に設け、試料容器がどちら
の向きに挿入されてもサーミスタ素子に衝突することな
く上下動部材上に載置できるようにしている。
は、２本のネジ棒２１、２２と螺合された上下動部材２
３が備えられている。各ネジ棒はそれぞれ上下に軸受２
４−２７を有し、モータ２８で減速歯車２９、２９を介
して駆動される。モータ２８の回転方向に従って、上下
動部材２３は上または下へ移動する。上下動部材２３の
上には、両側が透明部材で形成された試料容器３０が載
置できるようにされている。図２において上下動部材２
３の右寄り側には、試料容器内の温度を測るためのサー
ミスタ素子３１が直立されている。このサーミスタ素子
が貫通される位置に対応して試料容器３０の底部に２つ
の貫通口３２、３２を対象的に設け、試料容器がどちら
の向きに挿入されてもサーミスタ素子に衝突することな
く上下動部材上に載置できるようにしている。
【００１１】図示では、上下動部材２３は上方に移動さ
れた状態にあるが、モータ２８を駆動して上下動部材２
３を図２の破線で示す位置２３’まで移動させ、試料容
器３０を光軸Ｌの通る位置まで下降させることができ
る。モータ２８の回転量を制御することによって、試料
容器３０を複数段階に断続的に下降させて各段階毎に試
料の測定を行い、それら測定値の平均値を所要の測定値
として採用するようにすることができる。
れた状態にあるが、モータ２８を駆動して上下動部材２
３を図２の破線で示す位置２３’まで移動させ、試料容
器３０を光軸Ｌの通る位置まで下降させることができ
る。モータ２８の回転量を制御することによって、試料
容器３０を複数段階に断続的に下降させて各段階毎に試
料の測定を行い、それら測定値の平均値を所要の測定値
として採用するようにすることができる。
【００１２】図１における直立枠２の右側には光軸Ｌを
中心とするような開口が形成され透明ガラス３４が嵌め
込まれている。その右側には上下方向に幅広の溝３５が
形成され、その溝に沿って上下動できる摺動部材３６が
嵌合されている。摺動部材３６は比較的大きな開口を有
しその開口を閉じるように光学的標準板（ＮＤフィル
タ）３７が取り付けられている。光学的標準板は、光軸
の部分から試料が取り除かれているとき光軸上に位置さ
れ、光検出系の校正のために利用されると共に、検出器
へ強い光がそのまま入射しないように試料の吸光度と同
程度の吸光度を有する吸光板としての作用もなすもので
ある。溝３５は光軸上に開口部を有する板材３８で蓋を
する。
中心とするような開口が形成され透明ガラス３４が嵌め
込まれている。その右側には上下方向に幅広の溝３５が
形成され、その溝に沿って上下動できる摺動部材３６が
嵌合されている。摺動部材３６は比較的大きな開口を有
しその開口を閉じるように光学的標準板（ＮＤフィル
タ）３７が取り付けられている。光学的標準板は、光軸
の部分から試料が取り除かれているとき光軸上に位置さ
れ、光検出系の校正のために利用されると共に、検出器
へ強い光がそのまま入射しないように試料の吸光度と同
程度の吸光度を有する吸光板としての作用もなすもので
ある。溝３５は光軸上に開口部を有する板材３８で蓋を
する。
【００１３】摺動部材３６は左右両側に図示されていな
い一対の突起を有し、それら突起は、直立枠２に形成さ
れた垂直方向に長い２つのスロットをそれぞれ貫いて上
下動部材２３に係止されている。従って、摺動部材３６
は上下動部材２３の移動と共に上下動するようになって
おり、試料容器３０が測定開始前の上方位置にあるとき
と、測定終了後に上方位置に戻されたときの両方におい
て、校正用の標準値の確認をすることができる。なお、
上下動部材２３は半円弧状の切欠部４０を備えており、
近赤外光が通り易くしてある。
い一対の突起を有し、それら突起は、直立枠２に形成さ
れた垂直方向に長い２つのスロットをそれぞれ貫いて上
下動部材２３に係止されている。従って、摺動部材３６
は上下動部材２３の移動と共に上下動するようになって
おり、試料容器３０が測定開始前の上方位置にあるとき
と、測定終了後に上方位置に戻されたときの両方におい
て、校正用の標準値の確認をすることができる。なお、
上下動部材２３は半円弧状の切欠部４０を備えており、
近赤外光が通り易くしてある。
【００１４】光軸Ｌの延長上の板材３８の開口部に近赤
外光の検出器４２が設けられている。この検出器からの
信号は電気回路基板の回路によって信号処理される。
外光の検出器４２が設けられている。この検出器からの
信号は電気回路基板の回路によって信号処理される。
【００１５】以上に説明したような本発明の実施例にお
いては、複数個のＩＲＥＤ９は電気回路によって異なる
時間に駆動される。ＩＲＥＤ９から放射された光は干渉
フィルタ１１によって所要の波長の近赤外光が透過さ
れ、フレネルレンズ１２によって一点Ｐに集光される。
集光された光は半透明板１７、１８、１９で拡散されな
がら透過されるので、近赤外光は全体として光軸Ｌに沿
った方向に最も強い強度を生ずるようになる。
いては、複数個のＩＲＥＤ９は電気回路によって異なる
時間に駆動される。ＩＲＥＤ９から放射された光は干渉
フィルタ１１によって所要の波長の近赤外光が透過さ
れ、フレネルレンズ１２によって一点Ｐに集光される。
集光された光は半透明板１７、１８、１９で拡散されな
がら透過されるので、近赤外光は全体として光軸Ｌに沿
った方向に最も強い強度を生ずるようになる。
【００１６】今、図示のように、摺動部材３０が上方に
移動した状態にあるときは、半透明板を透過した近赤外
光は光学的標準板３７を通して検出器４２へ入射され検
出されるので、検出系の感度等の校正をすることができ
る。
移動した状態にあるときは、半透明板を透過した近赤外
光は光学的標準板３７を通して検出器４２へ入射され検
出されるので、検出系の感度等の校正をすることができ
る。
【００１７】モータ２８がネジ棒２１、２２を駆動し
て、上下動部材２３が下方に移動されると、この移動に
付随して光学的標準板３７も下方へ移動され、試料容器
３０が光軸Ｌが横切る位置まで下降される。この状態に
おいて、光軸Ｌに沿って進行する近赤外光が試料容器内
の試料の成分に吸収され、透過光が検出器４２に入射さ
れ検出される。
て、上下動部材２３が下方に移動されると、この移動に
付随して光学的標準板３７も下方へ移動され、試料容器
３０が光軸Ｌが横切る位置まで下降される。この状態に
おいて、光軸Ｌに沿って進行する近赤外光が試料容器内
の試料の成分に吸収され、透過光が検出器４２に入射さ
れ検出される。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明のよる近赤外
成分分析器の光学系によれば、異なる波長の近赤外光を
放射する複数個の光源からの光を一点に集光して、これ
を半透明板で拡散させつつ透過させるので、各光源から
放射された光の光軸が相互に異なる傾きを持っていたと
しても、各光源から放射された光は半透明板で共通の光
軸上を同一条件で試料中を進行して検出器へ入射するよ
うになるので、各光源からの光の光軸のずれによる測定
誤差が大幅に改善されることができる。
成分分析器の光学系によれば、異なる波長の近赤外光を
放射する複数個の光源からの光を一点に集光して、これ
を半透明板で拡散させつつ透過させるので、各光源から
放射された光の光軸が相互に異なる傾きを持っていたと
しても、各光源から放射された光は半透明板で共通の光
軸上を同一条件で試料中を進行して検出器へ入射するよ
うになるので、各光源からの光の光軸のずれによる測定
誤差が大幅に改善されることができる。
【００１９】以上の説明では穀類について述べたが、例
えば、乳製品等の食品に対しても本発明を適用すること
ができる。
えば、乳製品等の食品に対しても本発明を適用すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のIIーII線に沿った断面図である。
９ 光源 １１ バンドパスフィルタ １２ フレネルレンズ １７、１８、１９ 半透明板 Ｌ 光軸 ２３ 上下動部材 ３０ 試料容器 ３７ 光学的標準板 ４２ 検出器
Claims (5)
- 【請求項１】 相互に波長の異なる近赤外光を放射する
複数個の光源と、 それら光源から放射された近赤外光を実質的に同一点に
集光するレンズと、 該レンズで集光された近赤外光を拡散させつつ透過させ
る半透明部材と、 該半透明部材を透過された近赤外光の光路上に位置され
た被分析試料を受け入れる試料部と、 該試料部を通った近赤外光を受光して電気信号に変換す
る検出器と、 を備えた近赤外成分分析器の光学系。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光学系において、さら
に、前記試料部へ被分析試料を装脱させる試料装脱手段
を備えた近赤外成分分析器の光学系。 - 【請求項３】 請求項２に記載の光学系において、さら
に、前記試料装脱手段が被分析試料が試料部から離脱さ
れているときに、前記半透明部材と前記検出器との間に
挿入される、標準の透過光量を与える光学的標準部材を
備えた近赤外成分分析器の光学系。 - 【請求項４】 請求項１に記載の光学系において、前記
半透明部材は複数枚からなる半透明板である近赤外成分
分析器の光学系。 - 【請求項５】 請求項１に記載の光学系において、前記
各光源は所要の特定の波長の近赤外光を透過するバンド
パスフィルタを備えた近赤外成分分析器の光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16220794A JP2696069B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 近赤外成分分析器の光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16220794A JP2696069B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 近赤外成分分析器の光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829339A JPH0829339A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2696069B2 true JP2696069B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=15750012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16220794A Expired - Fee Related JP2696069B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 近赤外成分分析器の光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696069B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107167448B (zh) * | 2017-07-13 | 2023-05-05 | 燕山大学 | 一种基于复合抛物面聚光器的小型近红外光谱仪光学系统 |
| JP2021143831A (ja) * | 2018-06-18 | 2021-09-24 | シャープ株式会社 | 測定装置および測定方法 |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP16220794A patent/JP2696069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829339A (ja) | 1996-02-02 |
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