JP3285460B2 - 近赤外成分分析器の光源装置 - Google Patents
近赤外成分分析器の光源装置Info
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- JP3285460B2 JP3285460B2 JP1423595A JP1423595A JP3285460B2 JP 3285460 B2 JP3285460 B2 JP 3285460B2 JP 1423595 A JP1423595 A JP 1423595A JP 1423595 A JP1423595 A JP 1423595A JP 3285460 B2 JP3285460 B2 JP 3285460B2
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- Japan
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- light
- source device
- light source
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、穀類などに含有される
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】近赤外成分分析器は、穀類などに含有さ
れる複数種類の蛋白質、澱粉質、アミロース、脂肪酸な
どの各成分の含有率を測定するため、それぞれの成分毎
に異なる特定波長を有する近赤外光束を必要とする。波
長の異なる近赤外光束は、多数の光源から試料中の一点
に向けて照射される。このため各近赤外光束は互いに角
度を成すものであり、試料中の一点に入射した近赤外光
束は、試料の異なる箇所を通過して検出器に達するの
で、各近赤外光束は、同一条件のもとで試料を通過した
ものでなく、正確な成分分析結果を得ることができな
い。本出願人は、同一条件のもとで各近赤外光束を試料
に通過させて測定を行う近赤外成分分析器を特願平６−
１７６７６６号および特願平６−１６２２０２号で提案
した。本発明は、当該近赤外成分分析器の光源装置に新
規有用なる構成を持たせるように意図している。
れる複数種類の蛋白質、澱粉質、アミロース、脂肪酸な
どの各成分の含有率を測定するため、それぞれの成分毎
に異なる特定波長を有する近赤外光束を必要とする。波
長の異なる近赤外光束は、多数の光源から試料中の一点
に向けて照射される。このため各近赤外光束は互いに角
度を成すものであり、試料中の一点に入射した近赤外光
束は、試料の異なる箇所を通過して検出器に達するの
で、各近赤外光束は、同一条件のもとで試料を通過した
ものでなく、正確な成分分析結果を得ることができな
い。本出願人は、同一条件のもとで各近赤外光束を試料
に通過させて測定を行う近赤外成分分析器を特願平６−
１７６７６６号および特願平６−１６２２０２号で提案
した。本発明は、当該近赤外成分分析器の光源装置に新
規有用なる構成を持たせるように意図している。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】これらの波長を
有する近赤外光は、通常発光ダイオードにより得られ
る。各発光ダイオードからそれぞれ波長の異なる近赤外
光を得るには、発光ダイオードからの光線をフィルタを
介して得るようにし、フィルタの透過波長をそれぞれ異
ならせるようされる。アレイとして配列される発光ダイ
オードの数は、通常１０個以上であり、これらに濾過波
長を異ならせたフィルタをそれぞれ設けるため組立作業
が複雑である。本発明の第１目的は、発光ダイオードな
らびフィルタの組立を簡略化した近赤外成分分析器の光
源装置を提供するものことである。本発明の別の目的
は、発光ダイオードの発光面とフィルタを互いに破損さ
せることなく組み立てられる近赤外成分分析器の光源装
置を提供することである。
有する近赤外光は、通常発光ダイオードにより得られ
る。各発光ダイオードからそれぞれ波長の異なる近赤外
光を得るには、発光ダイオードからの光線をフィルタを
介して得るようにし、フィルタの透過波長をそれぞれ異
ならせるようされる。アレイとして配列される発光ダイ
オードの数は、通常１０個以上であり、これらに濾過波
長を異ならせたフィルタをそれぞれ設けるため組立作業
が複雑である。本発明の第１目的は、発光ダイオードな
らびフィルタの組立を簡略化した近赤外成分分析器の光
源装置を提供するものことである。本発明の別の目的
は、発光ダイオードの発光面とフィルタを互いに破損さ
せることなく組み立てられる近赤外成分分析器の光源装
置を提供することである。
【０００４】
【問題を解決する手段】以上の目的を達成すべく、本発
明のよれば、それぞれ異なる波長で近赤外光を発する複
数個の光源からの近赤外光をほぼ同一の点に集光レンズ
で集光させた後拡散手段で拡散させ、かくして得られた
拡散光を被分析試料を保持する試料保持部を通して検出
器に導いて電気信号に変換するようにした近赤外成分分
析器の光源装置において、光源装置は、複数個の光源と
なる発光ダイオードのアレイで構成され、各発光ダイオ
ードは、発光面を集光レンズ側に向けてブロックに設け
た開孔に嵌合され、さらに開孔には、フィルタが発光面
をＯ−リング介して覆うようにはめ込まれていることを
特徴とする近赤外成分分析器の光源装置が提供される。
明のよれば、それぞれ異なる波長で近赤外光を発する複
数個の光源からの近赤外光をほぼ同一の点に集光レンズ
で集光させた後拡散手段で拡散させ、かくして得られた
拡散光を被分析試料を保持する試料保持部を通して検出
器に導いて電気信号に変換するようにした近赤外成分分
析器の光源装置において、光源装置は、複数個の光源と
なる発光ダイオードのアレイで構成され、各発光ダイオ
ードは、発光面を集光レンズ側に向けてブロックに設け
た開孔に嵌合され、さらに開孔には、フィルタが発光面
をＯ−リング介して覆うようにはめ込まれていることを
特徴とする近赤外成分分析器の光源装置が提供される。
【０００５】
【作用】ブロックに設けた多数の開孔に発光ダイオード
とフィルタをはめ込むようにしたので組み立てが非常に
容易となる。また、フィルタが弾性Ｏ−リングを介して
発光ダイオードの発光面に配置されているためフィルタ
と発光ダイオードの発光面とが衝接せず互いに破損する
恐れがない。またＯ−リングに発光面から発した光を遮
光するので光が漏れる恐れがない。
とフィルタをはめ込むようにしたので組み立てが非常に
容易となる。また、フィルタが弾性Ｏ−リングを介して
発光ダイオードの発光面に配置されているためフィルタ
と発光ダイオードの発光面とが衝接せず互いに破損する
恐れがない。またＯ−リングに発光面から発した光を遮
光するので光が漏れる恐れがない。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て詳細に説明する。図１において、基台１に設置された
直立枠２に筒体３が装着され、垂直枠２から水平方向に
延びている。筒体３内には、光源装置ＬＳならびに光学
系が設けられている。光源装置ＬＳは、筒体３の左端部
に正面をその右端部へ、すなわち直立枠２側へ向けてブ
ロック４が設けられ、このブロック４に設けた多数の貫
通孔４ａにそれぞれはめ込んだ発光ダイオード９を有す
る。発光ダイオード９の発光面部９ａは、その胴部９ｂ
より小直径となっているので貫通孔４ａもブロック４の
正面近くで小径部４ｂとされ、次いで拡径されて、この
拡径部４ｃにそれぞれ固有の透過波長を有するフィルタ
１１がはめ込まれている。ブロック４の後面には大径の
凹部４ｄが設けられ、この凹部４ｄに露出する発光ダイ
オード９の底をアレイ支持板１０で保持している。さら
アレイ支持板１０の後方には、発光ダイオード９駆動制
御用の回路基板１４が設けられ、パネル５で凹部４ｄが
閉じられている。また筒体３の後部は、蓋体７で塞がれ
ている。なお、ブロック４ならびにパネル５を金属など
の熱伝達の良好な材料製として、発光ダイオード９から
発生する熱を吸収し筒体３に伝達するヒートシンクの機
能を持たせると好適である。
て詳細に説明する。図１において、基台１に設置された
直立枠２に筒体３が装着され、垂直枠２から水平方向に
延びている。筒体３内には、光源装置ＬＳならびに光学
系が設けられている。光源装置ＬＳは、筒体３の左端部
に正面をその右端部へ、すなわち直立枠２側へ向けてブ
ロック４が設けられ、このブロック４に設けた多数の貫
通孔４ａにそれぞれはめ込んだ発光ダイオード９を有す
る。発光ダイオード９の発光面部９ａは、その胴部９ｂ
より小直径となっているので貫通孔４ａもブロック４の
正面近くで小径部４ｂとされ、次いで拡径されて、この
拡径部４ｃにそれぞれ固有の透過波長を有するフィルタ
１１がはめ込まれている。ブロック４の後面には大径の
凹部４ｄが設けられ、この凹部４ｄに露出する発光ダイ
オード９の底をアレイ支持板１０で保持している。さら
アレイ支持板１０の後方には、発光ダイオード９駆動制
御用の回路基板１４が設けられ、パネル５で凹部４ｄが
閉じられている。また筒体３の後部は、蓋体７で塞がれ
ている。なお、ブロック４ならびにパネル５を金属など
の熱伝達の良好な材料製として、発光ダイオード９から
発生する熱を吸収し筒体３に伝達するヒートシンクの機
能を持たせると好適である。
【０００７】発光ダイオード９より発し、フィルタを通
過した近赤外光は、ブロック４の正面に張り合わせたフ
レネルレンズ１２により筒体３の右端に設けた支持体１
６を貫通するボア１６ａ内で一点に集光する。ここで一
点に集光した近赤外光は、集光点の直後に設けた、支持
体１６のボア１６ａ中にはめ込まれた３枚の半透明板１
７，１８，１９により拡散される。なお、拡散光の強度
は、光軸Ｌに沿う水平方向が全体として最大となる。図
２を参照して直立枠２の内側に設けた上下動部材２３
は、２本のネジ棒２１，２２と螺合されている。ネジ棒
２１，２２は、基台１に設けた軸受２５，２７および直
立枠２の頂部の試料容器保持部２ａに設けた軸受２４，
２６とにより回転可能に保持されおり、基台１内部にお
いて下端部に嵌合されたギア２１ａ，２１ｂを介して基
台１に載置されたモータ２８により互いに同期回転させ
られる。すなわちネジ棒２１，２２が回転することによ
り試料容器保持部２ａから挿入され上下動部材２３上に
配置された試料容器３０が上下動できるようになってい
る。さらに上下動部材２３の上面にサーミスタ素子３１
が植え込まれており、試料容器３０が載置された際にサ
ーミスタ３１は、試料容器３０の底部の両側に設けた貫
通孔３２のいずれかに挿入されるようになっており、試
料容器３０の試料温度を測定する。
過した近赤外光は、ブロック４の正面に張り合わせたフ
レネルレンズ１２により筒体３の右端に設けた支持体１
６を貫通するボア１６ａ内で一点に集光する。ここで一
点に集光した近赤外光は、集光点の直後に設けた、支持
体１６のボア１６ａ中にはめ込まれた３枚の半透明板１
７，１８，１９により拡散される。なお、拡散光の強度
は、光軸Ｌに沿う水平方向が全体として最大となる。図
２を参照して直立枠２の内側に設けた上下動部材２３
は、２本のネジ棒２１，２２と螺合されている。ネジ棒
２１，２２は、基台１に設けた軸受２５，２７および直
立枠２の頂部の試料容器保持部２ａに設けた軸受２４，
２６とにより回転可能に保持されおり、基台１内部にお
いて下端部に嵌合されたギア２１ａ，２１ｂを介して基
台１に載置されたモータ２８により互いに同期回転させ
られる。すなわちネジ棒２１，２２が回転することによ
り試料容器保持部２ａから挿入され上下動部材２３上に
配置された試料容器３０が上下動できるようになってい
る。さらに上下動部材２３の上面にサーミスタ素子３１
が植え込まれており、試料容器３０が載置された際にサ
ーミスタ３１は、試料容器３０の底部の両側に設けた貫
通孔３２のいずれかに挿入されるようになっており、試
料容器３０の試料温度を測定する。
【０００８】なお、図２で明瞭なように、貫通孔３２
は、試料容器３０の底部に左右対称に設けられており、
試料容器３０が向きを入れ違えて容器保持部２ａに挿入
されてもサーミスタ３１がいずれかの貫通孔３２を介し
て試料容器３０内に導入可能となっている。直立枠２の
前面壁２ｆおよび後面壁２ｒは、筒体３と整合する円形
の開口が設けられ、後面壁２ｒの開口２ｂには、３枚の
半透明体１７，１８，１９の内の最後部のもの１９がは
め込まれ、前面壁２ｆの開口には透明ガラス３４がはめ
込まれている。さらに前面壁２ｆの後面側に矩形の凹部
３５が形成され、この凹部３５内に摺動部材３６が設け
られ、前述の上下動部材２３と連動して凹部３５内を上
下し、上下動部材２３が上昇すると後面壁２ｆの開口を
塞ぎ、逆に上下動部材２３が下降すると後面壁２ｒの開
口を開くようになっている。上下動部材２３が下降する
と、上下動部材２３上に載置した試料容器３０が当該開
口と整合し、光源９から発し半透明板１７，１８，１９
を介して拡散光となった近赤外光が試料容器３０内の試
料を透過し、さらに直立枠２の前面壁２ｆに設けた開口
の透明ガラス３４を通して、当該透明ガラス３４と整合
して、凹部３５を覆う透明板３８に取り付けた光学検出
器４２に入射するようにされる。
は、試料容器３０の底部に左右対称に設けられており、
試料容器３０が向きを入れ違えて容器保持部２ａに挿入
されてもサーミスタ３１がいずれかの貫通孔３２を介し
て試料容器３０内に導入可能となっている。直立枠２の
前面壁２ｆおよび後面壁２ｒは、筒体３と整合する円形
の開口が設けられ、後面壁２ｒの開口２ｂには、３枚の
半透明体１７，１８，１９の内の最後部のもの１９がは
め込まれ、前面壁２ｆの開口には透明ガラス３４がはめ
込まれている。さらに前面壁２ｆの後面側に矩形の凹部
３５が形成され、この凹部３５内に摺動部材３６が設け
られ、前述の上下動部材２３と連動して凹部３５内を上
下し、上下動部材２３が上昇すると後面壁２ｆの開口を
塞ぎ、逆に上下動部材２３が下降すると後面壁２ｒの開
口を開くようになっている。上下動部材２３が下降する
と、上下動部材２３上に載置した試料容器３０が当該開
口と整合し、光源９から発し半透明板１７，１８，１９
を介して拡散光となった近赤外光が試料容器３０内の試
料を透過し、さらに直立枠２の前面壁２ｆに設けた開口
の透明ガラス３４を通して、当該透明ガラス３４と整合
して、凹部３５を覆う透明板３８に取り付けた光学検出
器４２に入射するようにされる。
【０００９】摺動部材３６は、開口が設けられ、この開
口に光学的標準フィルター３７がはめ込まれている。こ
の光学的標準フィルター３７は、上下動部材３５に連動
して摺動部材３６が上昇した際に、透明ガラス３４を覆
うようにし、よって拡散光は光学的標準フィルター３７
を介して光検出器４２に達するようになる。検出器４２
は、直後に設けた演算処理回路４３と共に透明板３８に
取り付けたカバー３９により覆われている。以下に本実
施例の近赤外成分分析器の動作を説明する。試料容器保
持部を通して上下動部材２３に載せられた試料容器３０
を、モータ２８を駆動して上下動部材２３を下降させて
図２に破線で示す位置２３’まで下降させると、上述の
ように試料容器３０の内部の試料に光軸Ｌに沿って拡散
光が透過した後検出器４２に達する。上下動部材２３
は、モータ２８の回転を制御することにより、段階的に
降下させるようにでき、拡散光は試料の上下方向で各部
を照射でき、試料の各部が測定され、測定平均をとるよ
うにすれば、試料の成分測定の信頼度が向上できる。
口に光学的標準フィルター３７がはめ込まれている。こ
の光学的標準フィルター３７は、上下動部材３５に連動
して摺動部材３６が上昇した際に、透明ガラス３４を覆
うようにし、よって拡散光は光学的標準フィルター３７
を介して光検出器４２に達するようになる。検出器４２
は、直後に設けた演算処理回路４３と共に透明板３８に
取り付けたカバー３９により覆われている。以下に本実
施例の近赤外成分分析器の動作を説明する。試料容器保
持部を通して上下動部材２３に載せられた試料容器３０
を、モータ２８を駆動して上下動部材２３を下降させて
図２に破線で示す位置２３’まで下降させると、上述の
ように試料容器３０の内部の試料に光軸Ｌに沿って拡散
光が透過した後検出器４２に達する。上下動部材２３
は、モータ２８の回転を制御することにより、段階的に
降下させるようにでき、拡散光は試料の上下方向で各部
を照射でき、試料の各部が測定され、測定平均をとるよ
うにすれば、試料の成分測定の信頼度が向上できる。
【００１０】拡散光には、発光ダイオード９からの近赤
外光をフィルタ１１に通すことにより得られる異なる波
長のものが含まれているので、各波長をを有する近赤外
光が試料内の対応の成分に吸収されるので、各波長で近
赤外光の吸収度を調べれはかなりの精度で試料の成分分
析が可能である。試料の成分測定の後、モータ２８を逆
転して上下動部材２３を上昇させると、これに連動して
摺動部材３６が上昇して光学的標準フィルター３７が透
明ガラス３８を覆うので、拡散光は、標準フィルター３
７を透過した後光強度を低下されて光学検出器４２に達
する。このため検出器４２は、強い光から防護されると
共に、この標準フィルター３７により被測定時に光学的
校正をとることができる。
外光をフィルタ１１に通すことにより得られる異なる波
長のものが含まれているので、各波長をを有する近赤外
光が試料内の対応の成分に吸収されるので、各波長で近
赤外光の吸収度を調べれはかなりの精度で試料の成分分
析が可能である。試料の成分測定の後、モータ２８を逆
転して上下動部材２３を上昇させると、これに連動して
摺動部材３６が上昇して光学的標準フィルター３７が透
明ガラス３８を覆うので、拡散光は、標準フィルター３
７を透過した後光強度を低下されて光学検出器４２に達
する。このため検出器４２は、強い光から防護されると
共に、この標準フィルター３７により被測定時に光学的
校正をとることができる。
【００１１】さて、図３および図４を参照するに光源装
置ＬＳが拡大されて詳細に図示されており、底部をアレ
イ支持板１０で固定された１２個の発光ダイオード９が
ブロック４に設けた貫通孔４ａ内に嵌合され、小径の発
光面部９ａが開口側小径部４ｂ内にはまりこんでいる。
同貫通孔４ａは、小径部４ａに隣接して拡径部４ｃが設
けられ、また小径部４ｂと拡径部４ｃの間で画成される
肩部にＯ−リング５０が装着されている。また拡径部４
ｃには前述のごとくフィルター１１がはめ込まれてお
り、発光ダイオード９の発光面９ａとフィルター１１
は、Ｏ−リング５０を介して組み合わされている。さら
にフィルタ１１は、ブロック４の表面に設けたフレネル
レンズ１２により抜け落ちが防止されている。
置ＬＳが拡大されて詳細に図示されており、底部をアレ
イ支持板１０で固定された１２個の発光ダイオード９が
ブロック４に設けた貫通孔４ａ内に嵌合され、小径の発
光面部９ａが開口側小径部４ｂ内にはまりこんでいる。
同貫通孔４ａは、小径部４ａに隣接して拡径部４ｃが設
けられ、また小径部４ｂと拡径部４ｃの間で画成される
肩部にＯ−リング５０が装着されている。また拡径部４
ｃには前述のごとくフィルター１１がはめ込まれてお
り、発光ダイオード９の発光面９ａとフィルター１１
は、Ｏ−リング５０を介して組み合わされている。さら
にフィルタ１１は、ブロック４の表面に設けたフレネル
レンズ１２により抜け落ちが防止されている。
【００１２】
【発明の効果】発光ダイオード９ならびにフィルター１
１をブロック４の貫通孔４ａに挿入しフレネルレンズ１
２で押さえただけであるので組立が光源装置ＬＳの組立
が簡単である。発光ダイオード９の発光面９ａとフィル
ター１１は、Ｏ−リング５０を介して組み合わされてい
るのでＯ−リング５０が互いの緩衝部材となり破損が防
止される。さらにＯ−リング５０は、発光ダイオード９
の発光面部９ａを囲んでいるので側方への向かう光を遮
光して光の漏洩が防止できる。
１をブロック４の貫通孔４ａに挿入しフレネルレンズ１
２で押さえただけであるので組立が光源装置ＬＳの組立
が簡単である。発光ダイオード９の発光面９ａとフィル
ター１１は、Ｏ−リング５０を介して組み合わされてい
るのでＯ−リング５０が互いの緩衝部材となり破損が防
止される。さらにＯ−リング５０は、発光ダイオード９
の発光面部９ａを囲んでいるので側方への向かう光を遮
光して光の漏洩が防止できる。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】図１に図示の光源装置の拡大詳細断面図。
【図４】同光源装置の正面図。
４ ブロック ４ａ 貫通孔 ９ 発光ダイオード １０ アレイ支持板 １１ フィルタ １２ 集光レンズ １７，１８，１９ 半透明板 ２３ 上下動部材 ２８ モータ ３１ サーミスタ素子 ３０ 試料容器 ３６ 摺動部材 ３７ 光学的標準板 ４２ 検出器 ４３ 演算処理回路 ５０ Ｏ−リング Ｌ 光軸 ＬＳ 光源装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−29339（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43299（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201468（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 それぞれ異なる波長で近赤外光を発する
複数個の光源からの近赤外光をほぼ同一の点に集光レン
ズで集光させた後拡散手段で拡散させ、かくして得られ
た拡散光を被分析試料を保持する試料保持部を通して検
出器に導いて電気信号に変換するようにした近赤外成分
分析器の光源装置において、前記光源装置は、前記複数
個の光源となる発光ダイオードのアレイで構成され、各
発光ダイオードは、発光面を集光レンズ側に向けてブロ
ックに設けた開孔に嵌合され、さらに該開孔には、フィ
ルタが前記発光面をＯ−リング介して覆うようにはめ込
まれていることを特徴とする近赤外成分分析器の光源装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の近赤外成分分析器の光
源装置において、前記集光レンズが前記ブロックに重ね
られ、前記開孔を塞ぐことを特徴とする近赤外成分分析
器の光源装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の近赤外成分分析器の光
源装置において、前記集光レンズはフレネルレンズであ
ることを特徴とする近赤外成分分析器の光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1423595A JP3285460B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 近赤外成分分析器の光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1423595A JP3285460B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 近赤外成分分析器の光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201273A JPH08201273A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3285460B2 true JP3285460B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=11855423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1423595A Expired - Fee Related JP3285460B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 近赤外成分分析器の光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285460B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7956774B2 (en) | 2001-11-22 | 2011-06-07 | Panasonic Corporation | Variable length coding method and variable length decoding method |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657722B1 (en) * | 1999-06-21 | 2003-12-02 | Kabushikaisha Kajitsuhihakaihinshitsukenkyujo | Side multiple-lamp type on-line inside quality inspecting device |
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