WO2013137145A1 - 非破壊測定装置 - Google Patents

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WO2013137145A1
WO2013137145A1 PCT/JP2013/056482 JP2013056482W WO2013137145A1 WO 2013137145 A1 WO2013137145 A1 WO 2013137145A1 JP 2013056482 W JP2013056482 W JP 2013056482W WO 2013137145 A1 WO2013137145 A1 WO 2013137145A1
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WO
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light
light receiving
subject
optical
optical waveguide
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/056482
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English (en)
French (fr)
Inventor
成躬 平澤
進 河合
哲夫 藤井
Original Assignee
千代田電子工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for measuring an internal characteristic value and distribution thereof without destroying a subject.
  • Patent Document 1 As an apparatus for measuring characteristics of an object such as fruit and vegetables without destroying the object, there is a light transmission type measuring apparatus that receives light transmitted through the fruit and vegetables and measures the absorbance absorbed in the fruit and vegetables (Patent Document 1). And 2).
  • the light transmission type measuring device since the light projecting unit and the light receiving unit are provided opposite to the opposite sides centering on the fruits and vegetables, the entire device has to be fixed and does not move easily. . Therefore, the measuring apparatus has been used exclusively for fruits and vegetables that are transported on a conveyor in the fruits and vegetables market.
  • the light projecting part and the light receiving part are arranged so as to be close to each other, and the light reflected from the surface of the fruit and vegetables is received or diffused inside the fruit and emitted.
  • a light diffusion type measuring device for receiving diffused light has been developed (see Patent Document 3 or 4). This type of measuring device uses an LED as a projection light source, irradiates near-infrared rays of a predetermined wavelength with this LED, and calculates characteristics (for example, sugar content and maturity) to be measured from the reflectance or transmittance of the wavelength. It was something to do.
  • the light source that irradiates the fruit and vegetable is set to a specific wavelength, so the wavelength of light that is irradiated according to the characteristics of the fruit and vegetable to be measured is changed. It was specified. Therefore, when measuring the sugar content and the maturity at the same time, it is necessary to irradiate light of different wavelengths in several times and sequentially receive the light, which takes time. In particular, measuring a large number of reflected light or diffused light with different wavelengths significantly increases the number of light sources and the number of times of measurement, leading to an increase in the size of the apparatus and an increase in measurement time.
  • the inventors of the present application enclose a plurality of optical transmission cables configured by a plurality of optical fibers and transmitting diffused light detected by the light receiving unit to the respective optical filters, and respective ends of the optical transmission cables. Meanwhile, a non-destructive measuring apparatus for fruits and vegetables was devised that can simultaneously measure light in a plurality of ranges of wavelengths of the cable support section that holds the end in the vicinity of each optical filter (Patent Document 6).
  • a unit different from the peripheral part in the living body is arranged in a matrix form with a pair of light emitting elements (light emitting diodes) and light receiving elements (photosensors).
  • a device for detecting see Patent Document 8. This device examines biological material measurement from a two-dimensional distribution of frequency deviations based on the phase difference between a periodic input signal for driving a light emitting element and a periodic output signal taken from a light receiving element. there were.
  • Patent Document 9 a small package spectroscopic sensor unit has been developed (see Patent Document 9), which combines an optical fiber bundle, a light diffuser, a continuous variable interference filter, and a photoelectric conversion element. It was a device of the configuration.
  • Patent Document 6 The technique described in Patent Document 6 is an apparatus developed by the inventors of the present application, but a plurality of optical transmission cables are composed of a number of optical fibers, and it takes time and effort to branch uniformly and accurately. In addition, since the shape of each device is not stable, it becomes unsuitable for mass production, and the entire device has to be expensive. Moreover, although the said apparatus was small enough, reduction in thickness and size was desired.
  • Patent Document 7 requires a light receiving / emitting probe and a diffraction grating unit that separates light after light reception.
  • a light receiving element unit and an arithmetic unit are connected to the light receiving / emitting probe.
  • the technique described in Patent Document 8 is a small package spectroscopic sensor unit, but also combines an optical fiber light diffuser continuously variable interference filter and a photoelectric conversion element to obtain an optical fiber bundle, a light diffuser, and a continuously variable interference filter. In order to make the optical paths coincide with each other, since the apparatus uses large and expensive parts, it cannot be produced at low cost, and it is difficult to adjust and specify the required wavelength.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned various points.
  • the object of the present invention is to provide a non-destructive measurement apparatus capable of measuring the concentration of a biological component of a subject while reducing the size or thickness of the subject. It is to provide a nondestructive measuring device capable of measuring a biological component concentration distribution.
  • the present invention specifies from a light emitting unit that irradiates light to a subject to be measured, a light receiving unit that receives reflected light, diffused light, or transmitted light emitted from the subject, and light received by the light receiving unit.
  • a plurality of optical filters that transmit light having the optical characteristics, an integrally formed optical waveguide that guides light received by the light receiving unit to the plurality of optical filters, and light having specific optical characteristics that has passed through the optical filters.
  • a processing means for calculating the evaluation amount of the subject from the calibration curve using the detected reflected light, diffused light or transmitted light.
  • the waveguide formed integrally with the light received by the light receiving unit can be guided to the optical filter, and it is not necessary to use an expensive optical fiber.
  • the range up to a plurality of optical filters light of approximately the same degree is uniformly guided, so that each optical filter can detect light of a specific optical characteristic by the light receiving element, and light of each optical characteristic can be detected. The intensity can be measured.
  • the range from the light receiving unit to the optical filter can be shortened by the integrally formed optical waveguide, and the biological component concentration of the subject can be measured while making the nondestructive measurement apparatus small or thin. can do.
  • the biological component concentration distribution of the subject can be measured by measuring the light intensity. .
  • FIG.1 It is explanatory drawing which shows the outline of 1st embodiment of this invention. It is II-II sectional drawing in FIG.1 (c). It is explanatory drawing which shows the relationship between an optical waveguide, an optical filter, and a light receiving element. It is explanatory drawing which shows the modification of an optical waveguide. It is explanatory drawing which shows the optical waveguide which has a light leakage prevention layer. It is explanatory drawing which shows the modularized light receiving element and optical waveguide. It is explanatory drawing which shows the modification of the light receiving element and optical waveguide which were modularized. It is explanatory drawing which shows the modification of the light receiving element and optical waveguide which were modularized. It is explanatory drawing which shows the modification of the light receiving element and optical waveguide which were modularized. It is explanatory drawing which shows the modification of an optical waveguide.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the first embodiment of the present invention.
  • the present embodiment is generally composed of a subject measurement unit 1 and a power supply unit unit 2.
  • the power supply unit 2 has a built-in alarm device for notifying the power supply and the measurement state (not shown).
  • the power switch 21 and the measurement switch 22 provided on the side of the power supply unit 2 are turned on / off. It is possible to turn OFF and start / stop measurement.
  • a power source a dry battery may be accommodated, but a battery-type power source may be incorporated.
  • the notification device is an electronic sound generation device for notifying the start of measurement and the completion of measurement, and is composed of an oscillation circuit and a speaker. This notification device may be optically displayed on a display unit described later, or may be configured not to be provided.
  • the subject measurement unit 1 is provided with a display unit 3 for displaying a measurement state and measurement results on one surface 11 (see FIG. 1A), and the type of the subject to be measured is displayed. While displaying, the result processed by the processing apparatus mentioned later is displayed.
  • the other surface 12 is provided with a measurement window 4 (see FIG. 1B), which irradiates the subject with light emitted from a light emitting unit described later, and also reflects or diffuses light emitted from the subject. Can be received.
  • the measurement window is provided with an annular contact portion 41 for contacting the surface of the luminescent subject, and the reflected light or diffused light passing through the inside of the contact portion 41 is acquired and measured. It is configured.
  • this contact part 41 is comprised with the flexible raw material which can be deform
  • the measurement window 4 is made of a transparent material so as to transmit light from a built-in light emitting unit and receive light reflected or diffused by a subject.
  • the light emitting unit 7 and the optical waveguide 8 are built in close proximity via the measurement window 4 (see FIG. 1C).
  • FIG. This figure is a diagram schematically showing a cross section taken along line II-II in FIG.
  • the display unit 3 of the subject measuring unit 1 is composed of a thin plate-like member 31 and a display device 32, and a processing device 5 functioning as processing means is disposed in the vicinity thereof.
  • the processing device 5 includes a storage unit and a calculation unit.
  • the storage unit stores a plurality of pieces of calibration curve information to be referred to according to the type of the subject to be measured and the component to be measured.
  • the calculation unit receives an input of a signal from the substrate 6 disposed in the vicinity of the processing device 5 and compares / calculates the calibration curve information for each subject stored in the storage unit and the input value.
  • a photo sensor 61 that functions as a light receiving element is mounted on the substrate 6 or formed on the surface of the substrate 6 so that the intensity of the received light can be measured.
  • a light emitting element 7 that functions as a light emitting unit is built in the subject measuring unit 1, and light from the light emitting element 7 is emitted to the outside through the measurement window 4.
  • the illustrated light emitting element 7 shows a tungsten halogen lamp having a wide light emission wavelength characteristic, other light emitting elements such as LEDs can be used as will be described later.
  • the measurement window 4 is provided by a resin such as transparent glass or acrylic.
  • An optical waveguide 8 is installed in the vicinity of the light emitting element 7.
  • the optical waveguide 8 is for guiding light received from a part of the measurement window 4 to the photosensor 61, and is disposed between the two.
  • a part of the measurement window 4 is distinguished from other parts of the measurement window 4 by the contact part 41 and functions as a light receiving part 42.
  • the light receiving unit 42 internally includes reflected light or diffused light emitted from the subject F (hereinafter sometimes referred to as “input light”, and “input light” may include transmitted light).
  • input light reflected light or diffused light emitted from the subject F
  • input light In order to make it enter, it is provided with resin such as transparent glass or acrylic.
  • the periphery of the optical waveguide 8 is surrounded by a partition wall 9 so that the light emitted from the light emitting element 7 does not directly enter the optical waveguide 8.
  • one end surface 81 of the optical waveguide 8 is disposed so as to face the light receiving portion 42, and the end surface 81 The gap between the light receiving part 42 and the light receiving part 42 is also shielded by the partition wall 9.
  • the other end surface of the optical waveguide 8 is opposed to the photosensor 61, but an optical filter 62 is interposed in order to detect light exhibiting specific optical characteristics.
  • the photosensor 61 and the optical filter 62 are surrounded by a light shielding wall 63 so that the photosensor 61 can detect only the light guided by the optical waveguide 8.
  • the contact portion 41 is a member that directly contacts the surface of the subject F, the contact portion 41 is configured by a flexible buffer member and can be deformed when strongly pressed against the subject F. Moreover, it is provided in the shape of a ring (parabolic) so that external light does not enter from the contact end.
  • the subject F, the fruits, vegetables, etc. include apples, strawberries, strawberries, mango, tomatoes, Chinese cabbage, cabbage, spinach, etc.
  • the purpose is to measure the value of degree (or hardness), lycopene, and other characteristics.
  • the purpose is to measure fat, amino acids, other proteins, starch content, acidity, glucose content, etc. It is said.
  • the light emitting element is typically a tungsten halogen lamp or a light emitting diode (LED).
  • the halogen lamp can be used stably from light having a wavelength of about 400 nm to light having a wavelength of about 3500 nm.
  • a light emitting diode is used as a light emitting element, a plurality of light emitting diodes having a light emission wavelength specific to each light emitting diode are selected and used in combination. Prepare as many light-emitting diodes as the number of wavelengths required for measurement.
  • the detection wavelength can be appropriately selected and combined from center wavelengths of about 590 nm, 720 nm, 734 nm, 742 nm, 750 nm, 766 nm, 810 nm, 830 nm, 838 nm, 958 nm, 910 nm, 926 nm, and 1030 nm.
  • the detection wavelength is appropriately selected from a combination of center wavelengths of about 800 nm, 830 nm, 930 nm, 970 nm, 1020 nm, 1188 nm, 1215 nm, 1628 nm, 1670 nm, 1722 nm, and 1728 nm. Can be used.
  • a photo sensor is used as the light receiving element, and a transistor, a photodiode, a photo IC, or the like is used for the photo sensor, and the photo sensor can be appropriately selected from these.
  • a photodiode different types of photodiodes can be selected depending on the wavelength to be measured. For example, when the detection wavelength is 400 nm to 1100 nm, a Si (silicon) photodiode is selected, and when the detection wavelength is 1000 nm to 1600 nm, a Ge (germanium) or InGaAs (indium-gallium-arsenic) photodiode is selected and used in combination. it can.
  • a Peltier element or the like is disposed on the bottom side or the peripheral part of the light receiving element 61 and is kept at a predetermined temperature, whereby the accuracy can be further improved.
  • the detection accuracy can be further improved by stabilizing the light emission intensity and the light emission wavelength by arranging the light emitting element at the bottom and periphery of the light emitting element and keeping them at a predetermined temperature.
  • the optical waveguide 8 of the present embodiment includes an introduction part 80a and a branch part 80b.
  • the introduction part 80a is formed in a substantially cylindrical shape
  • the branch part 80b is branched into a plurality of parts from the introduction part 80a, and is formed in a substantially rectangular column shape.
  • the introduction part 80a and the branch part 80b are integrally formed, and for example, plastic materials such as acrylic resin, polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, and polyvinyl chloride can be used. . These materials can be appropriately set according to the light emitting element 7 or the light wavelength of the input light.
  • the forming method can be formed by using mold forming, injection molding, cutting tool, cutting with a laser beam, adhesion of a branch portion, or the like.
  • the one end face (light receiving part side end face) 81 of the optical waveguide 8 is bulged into a convex lens shape so that the input light can be condensed.
  • This end face shape may be a flat end face shape when it is not necessary to collect light as in the case where the input light is strong.
  • the other end (end face on the optical filter side) 82 is a flat end face so that input light can be emitted in a state of being close to (or in contact with) the surface of the optical filter 62.
  • a substrate 6 is disposed on the back side of the optical filter 62, and the light receiving element (photodiode or the like) 61 is provided.
  • the light receiving element (photodiode or the like) 61 the light receiving elements having the optical filters 62 corresponding to nine different wavelengths are arranged in 3 ⁇ 3 in the vertical and horizontal directions, but the number of the optical filters 62 and the light receiving elements 61 needs to be nine. Not, it depends on the measurement target.
  • the branch part 80b of the optical waveguide 8 is for guiding the input light incident from the introduction part 80a to each of the plurality of optical filters 62.
  • the size (cross-sectional area) of each branch (branch waveguide) branched by the branching portion 80b can be appropriately adjusted.
  • the adjustment of the size (cross-sectional area) means that when the amount of light near the center (axial center) of the introduction part 80a is strong and the peripheral part becomes weak, the light quantity near the center is limited in accordance with the peripheral part. .
  • each end face 82 of the branching portion 80b for guiding the input light to these is branched and arranged at the position of each optical filter 62, so that the amount of the input light that can be guided to the optical sensor located at the center is larger. In some cases, the amount of input light that can be guided to an optical sensor located in the periphery is weakened.
  • the amount of light is suppressed by reducing the cross-sectional area of the branching waveguide in the portion that leads to the optical sensor located at the center.
  • adjustment of the amount of light is not indispensable.
  • the number of optical filters 62 necessary for measurement of the subject (for example, nine in the case of illustration) is arranged, and those that can transmit light of different wavelengths are used. Therefore, for example, when nine optical fifilters 62 are used as described above, light of nine types of wavelengths can be obtained, and it is assumed that light near a wavelength of 1000 nm is measured from light near a wavelength of 700 nm. In the above-mentioned range, nine types of light having a desired wavelength can be obtained. Thereby, it is possible to obtain the same effect as in the case of performing spectroscopy using a spectroscope.
  • the nine types described above are examples, and this number can be increased or decreased. Further, even when detecting light of nine different wavelengths, when calculating the characteristics of the subject, it is possible to select and use only several types of measured light values that should be necessary. Further, the light that can be transmitted by the optical filter 62 may have a predetermined wavelength width from the center wavelength, but the light having the desired wavelength means the center wavelength.
  • the optical filter of this embodiment transmits light having a wavelength in the range of about 5 nm before and after the center wavelength, but the wavelength width before and after the center wavelength is not limited to this.
  • the optical waveguide 8 is not limited to the case where the light is guided to the nine optical filters 62 arranged in the 3 ⁇ 3 vertical and horizontal directions.
  • the modification is shown in FIG.
  • the basic configuration of the optical waveguide 8 is the same as that described above, but the branching portion 80b is branched in a line.
  • this number is exemplified by three, naturally, the number can be increased or decreased.
  • Such an arrangement can be appropriately changed so as to correspond to the arrangement of the photosensor 61 having the optical filter 62.
  • a light leakage prevention layer 83 can be provided except for the light receiving portion of the optical waveguide 8 and the end face facing the filter.
  • the light leakage prevention layer 83 can be a metal thin film, a plastic resin having a low refractive index, a coating film, or a coating film containing fine metal particles.
  • the metal thin film functions as a reflective layer and utilizes Al (aluminum), Ni (nickel), Ag (silver), Au (gold), Ti (titanium), Cu (copper), etc., and laminated films and alloy films thereof. be able to.
  • the Al thin film can be formed by vapor deposition or sputtering
  • the Ni thin film can be formed by electroless Ni plating
  • the Ag thin film can be formed by silver mirror reaction. It is sufficient that the thickness of the metal thin film layer is 10 nm to 2 ⁇ m. In the present embodiment, the thickness is 0.1 ⁇ m.
  • a member such as a masking tape is attached to the part before vapor deposition or the like, and other methods are screen printing.
  • a masking material may be formed using a printing method such as the above, and the masking tape, the masking material, and the like may be removed after vapor deposition.
  • a metal layer is formed on the entire surface, and the metal thin film in a predetermined region can be removed by a photolithography / etching technique using a resist used in a so-called semiconductor process.
  • the other light leakage prevention layer 83 a layer using a plastic resin layer having a low refractive index formed around the optical waveguide can be assumed as a configuration using so-called total reflection. The surroundings can be handled easily by coating a resin film with higher strength.
  • the light irradiated to the subject F by the light emitting element 7 is incident on the inside of the subject measuring unit 1 from the light receiving unit 42 as reflected light or diffused light, and is received.
  • Input light incident through the section 42 passes through the inside of the optical waveguide 8 and is guided to the optical filter 62.
  • the optical filter 62 After passing light of a specific wavelength by the optical filter 62, the light is detected by the light receiving element (photo sensor) 61, and the state of the light is processed.
  • the optical waveguide 8 is integrally formed, the input light can be guided between the light receiving unit 42 and the optical filter 62 by the small optical waveguide 8, thereby reducing the size of the entire apparatus. It becomes possible. Further, since the input light is branched in the middle of passing through the optical waveguide 8, the light can be guided while being appropriately branched with respect to the required number of optical filters 62.
  • the optical waveguide 8 is divided into the introduction portion 80a and the branch portion 80b.
  • the branch portion 80a may not be formed.
  • FIG. 6A in the case where the optical waveguide 8 is not branched, the light receiving element 61 and the optical filter 62 can be arranged close to each other (adjacent). Therefore, in this embodiment, for example, nine light receiving filters and nine light receiving elements are integrally formed to form a light receiving element module.
  • the light leakage prevention layer 83 can be provided except for the light receiving portion of the optical waveguide 8 and the end face facing the filter. The formation of the light leakage prevention layer 83 is the same as described above.
  • the light receiving element module as described above is formed by integrating a plurality of light receiving elements 61 and an optical filter 62 without being separated.
  • the light before passing through each optical filter 62 is the same input light, it is only necessary to clearly block the boundary of each optical filter 62.
  • further miniaturization and simplification of assembly can be achieved.
  • the modularization of the light receiving element 61 and the optical filter 62 can be manufactured by forming a photosensor on a semiconductor substrate and further attaching or printing a filter material on the surface thereof.
  • the photosensor on the substrate can be easily formed in an appropriate size and position by a so-called semiconductor process. After the photosensor is formed, only a necessary photosensor can be formed by photoresist or masking. A filter capable of transmitting a wavelength can be formed. The filter can be formed by vapor deposition or sputtering. In addition, in order to form the light shielding wall 63 at the boundary portion between the adjacent photosensors 61 and the optical filter 62, when silicon is used for the substrate, a silicon oxide film that can be formed as an insulating layer is laminated. Is also possible. Furthermore, a plurality of light receiving elements may be individually manufactured and appropriately arranged two-dimensionally, and a light receiving element module in which these adjacent light receiving elements are bonded and integrated may be formed.
  • each of the light receiving elements can form a photosensor by the semiconductor process described above, and an antireflection film is provided on the edge of each light receiving element to prevent light from entering between the light receiving elements. can do.
  • the antireflection film can be easily formed by, for example, immersing the edge in a liquid (antireflection liquid or the like) having a property of preventing light reflection. As described above, the same method as that of the light receiving element module shown in FIG.
  • the configuration of the module in the above is not limited to nine light receiving filters and light receiving elements, and a plurality of modules can be manufactured in any arrangement shape. A plurality can be arranged in one row, and if necessary, only the peripheral portion can be arranged and the middle can be opened.
  • FIG. 7A shows a state where the middle of the module is opened
  • FIG. 7B shows the shape of the optical waveguide 8 that can be mounted on the module.
  • nine light receiving elements 61 are not disposed, but a central section is penetrated and eight light receiving elements 61 are disposed in the periphery thereof. There is a protrusion at the center of the optical waveguide 8 to correspond to this.
  • the optical waveguide 8 and the module can be easily positioned by fitting the through portion and the protrusion. Further, according to the above configuration, the light detection at the position where the light amount of the input light is the strongest (the portion matching the center (axial center) of the optical waveguide 8) is eliminated as described above. There is also an effect of preventing the difference from being greatly different.
  • the configuration for facilitating the positioning of the optical waveguide 8 may include the configuration shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). This is because a bottomed cylindrical positioning box is provided, an optical filter and a light receiving element are arranged on the bottom thereof (FIG. 8A), and the optical waveguide 8 is accommodated by the same positioning box. In order to store the optical waveguide 8 in the same box, the optical waveguide 8 is provided in a shape that can be stored (FIG. 8B). A state in which the optical waveguide 8 is accommodated is shown in FIG.
  • the introduction portion 80a is extremely short.
  • the form is shown in FIG.
  • FIG. 9A when the branching portion 80b is not formed, light can be guided to the optical filter and the light receiving element while being condensed by the dome-shaped introduction portion 80a.
  • the introduction part 80a may be configured to have the same size as the branch part 80b. In this case, since the branch portion 80b is formed, an optical filter and a light receiving element that are not modularized can be used.
  • FIG. 10 shows the outline.
  • the present embodiment is configured to be thin overall.
  • the subject measurement unit 101 and the power supply unit unit 102 are roughly divided, and a display unit 103 is provided on one side thereof.
  • a light receiving unit 142 is provided at the tip of the subject measuring unit 101, and can receive input light and guide it to the inside.
  • the switch group is arranged on the side surface of the main body.
  • a light receiving unit 142 is provided on the end surface side of the subject measuring unit 101, and a light emitting unit (light emitting element) 107 is provided on the end surface as shown in FIG.
  • the flat optical waveguide 108 and the line array light receiving element or the array light receiving element module 160 are combined in order to reduce the thickness of the entire apparatus.
  • the main part array in the subject measurement unit 101 includes a light emitting unit 107 and a light receiving unit 142 arranged at the end of the subject measurement unit 101 (see FIG. 10B),
  • the flat optical waveguide 108 arranged continuously to the light receiving unit 142, the line array light receiving element or the line array light receiving element module 160 provided at the end of the optical waveguide and having the optical filter formed on the upper surface, and the light receiving
  • a processing device 105 that processes information of the element or module 160 and a display unit (for example, a liquid crystal display) 103 that displays the processed information, and a thin battery (for example, a lithium battery) 102 is disposed in the power supply unit 102.
  • a display unit for example, a liquid crystal display
  • a thin battery for example, a lithium battery
  • wiring indicating signal transmission / reception is not shown, but measurement value data is transmitted / received to the light receiving element or module 160 and the processing device 105, and the processing device 105 and the display unit 103 are displayed. Necessary data is sent and received. The power supply in the power supply unit 102 is also wired between each part.
  • the optical waveguide 8 having a configuration in which the branch portions 80b illustrated in FIG. 4 are arranged in a row is used. That is, as shown in FIG. 4, by using the optical waveguide 8 in which the branch portions 80b are arranged in a line, the optical filter 62 and the light receiving element 61 can be arranged in a line. Such a thin subject measurement unit 101 can be configured. Also in this embodiment, as shown in FIG. 12, by using a configuration in which the optical filter 162 and the light receiving element 161 are modularized, the arrayed light receiving element module 160 is used by making the optical waveguide 108 not branch. Is possible. Furthermore, the first embodiment can also be configured to efficiently guide the input light by forming the light leakage prevention layer 183 on a part of the surface of the optical waveguide 108 regardless of the presence or absence of these branches. It is the same.
  • the array light receiving element module of FIG. 12 can be modularized by a configuration in which a plurality of photosensors are formed on the same substrate, and input light is mixed into the boundary portion between each photosensor and optical filter. A light shielding wall 163 for preventing this may be formed.
  • FIG. 13A shows a configuration in which three light emitting elements (tungsten halogen lamps) 7 a, 7 b, 7 c are arranged around the optical waveguide 8.
  • tungsten halogen lamps tungsten halogen lamps
  • FIG. 13B shows a form in which an LED is used as the light emitting element 7 instead of a tungsten halogen lamp.
  • the light-emitting element 7 is not limited to the tungsten halogen lamp, and other light-emitting elements may be used, and a solid-state light-emitting element can be used. Therefore, as a solid-state light-emitting element, an LED is illustrated as a typical example. Thus, when using a solid light emitting diode, size reduction, thickness reduction, power consumption reduction, and the thermal influence from a tungsten halogen lamp can be reduced. In addition, as a solid light emitting element, there exist LED (light emitting diode), a laser diode, an electroluminescent element (EL element), etc.
  • LED light emitting diode
  • EL element electroluminescent element
  • FIG. 13 (c) shows a state in which three light emitting elements 7a, 7b, 7c constituted by the LEDs are arranged.
  • a configuration in which the number of the solid-state light emitting elements is increased when a strong light amount is to be irradiated. Is possible.
  • each of the light emitting elements 7a, 7b, and 7c has a plurality of elements (LEDs) gathered to form a group of light emitting elements 7a, 7b, and 7c.
  • FIG. An example in which a plurality of aggregates are provided is shown.
  • the wavelength of light emitted by each element can be varied, and by irradiating the wavelength of light necessary for component measurement of the subject, The state of reflection / diffusion of light of a specific wavelength can be detected.
  • the wavelength may be changed in units of the light emitting elements 7a, 7b, and 7c each having a plurality of aggregates.
  • the light emitting element may be arranged in a circle centered on the light receiving portion.
  • the plurality of LEDs are arranged at appropriate intervals around the entire circumference of the circle, and when an EL element is used, the EL element can be arranged in a circular shape.
  • FIG. 14 shows this embodiment.
  • This embodiment is also a modified example of the thinned form (see FIGS. 10 and 11).
  • the subject measuring unit 101 is separated into the light emitting side 101a and the light receiving side 101b.
  • the light emitting side 101a incorporates a light emitting element, and can emit light toward the light receiving side 101b (from the surface facing the light receiving side 101b), and a display portion 103 is provided on the outer surface. .
  • a light receiving unit 142 is provided on the light receiving side 101b so that light emitted from the light emitting side 101a can be received.
  • the light receiving side 101b contains a thin optical waveguide and light receiving element modules arranged in a line as in the above-described thin device (see FIG. 11), and each light receiving element ( The received light can be guided to the optical filter).
  • the power supply is built in the light receiving side 101b, and a switch group for various operations is provided on the side of the light receiving side 101b.
  • the processing device that processes the data of the received light is built in the light emitting side 101 a, and the data detected by the light receiving element on the light receiving side 101 b is processed on the light emitting side 101 a and displayed on the display unit 103.
  • the light emitting side 101a and the light receiving side 10b are provided so as to be rotatable by a pivot 120, and are configured integrally with the pivot 120. Further, a power cable and a data line are connected to the light emitting side 101a via the pivot 120 (passing through the pivot).
  • the angle between the light receiving side 101b and the light receiving side 101b can be changed by rotating the light emitting side 101a around the pivot 120, thereby adjusting the gap between the light emitting side 101b and the light receiving side 101b. It becomes possible to do. Therefore, in use, the angle of the light emitting side 101a is increased (see FIG. 14A), the gap between both is widened, and then the subject is placed on the light receiving unit 142 of the light receiving side 101b, and the angle of the light emitting side 101a is set. By reducing the distance, the subject can be sandwiched between the light emitting side 101a and the light receiving side 101b (see FIG. 14B).
  • FIG. 15 shows a modification of the embodiment according to the transmission type measuring apparatus.
  • the modification shown in this figure is a transmitted light type measuring apparatus for a thick subject or the like.
  • the subject measuring unit 101 is separated into a light emitting side 101a and a light receiving side 101b, and the subject is irradiated with light emitted from the light emitting unit on the light emitting side 101a, and the transmitted light is received on the light receiving side.
  • the light is received at 101b and the biological component concentration of the subject is measured.
  • the light emitting element, the processing apparatus, and the display unit 103 provided on the light emitting side 101a are the same as those in the above embodiment, and the light receiving element module and the like provided on the light receiving side 101b are the same as those in the above embodiment.
  • a support portion 101c is interposed between the light emitting side 101a and the light receiving side 101b, so that the height of the light emitting side 101a can be freely changed.
  • the light emitting side 101a and the support portion 101c are continuously pivotable by a pivot 120a, and the light receiving side 101b and the support portion 101c are also continuously pivotable by another pivot 120b. Therefore, the light emitting side 101a can freely adjust the distance from the light receiving side 101b and the angle of the light emitting side 101a, and the light emitting surface 111 of the light emitting side 101a and the light receiving surface 112 of the light receiving side 101b are arranged in parallel. It becomes possible to do.
  • the light receiving side 101b is provided with a light receiving part 142 so that the light receiving part 142 can be expanded and contracted, and the light receiving part 142 can be arranged at a position opposite to the position of the light emitting side 101a. Therefore, the light irradiated by the light emitting element incorporated in the light emitting side 101a goes to the light receiving unit 142 on the light receiving side 101b, and the biological component concentration by the transmitted light is measured by arranging the subject between them. It is something that can be done. With such a configuration, it is possible to measure a relatively thick subject such as fruit, vegetable, or block meat. When the thickness of the subject affects the measured value, the thickness is measured simultaneously by a mechanical measurement method, an optical measurement method, an ultrasonic measurement method, etc., as in the above embodiment. It is also possible to do.
  • the form using the thin light emitting element and the thin light receiving element module is exemplified.
  • the present invention is not limited to these.
  • the configuration in the first embodiment (see FIG. 2) as the light emitting element that is, a configuration using a tungsten halogen lamp
  • the optical waveguide 8, the optical filter 62, the photo sensor 61, and the like as in the first embodiment (see FIG. 3) may be installed.
  • a module 260 is formed by periodically arranging a plurality of types of wavelength filters on the surface of the image sensor. That is, by forming a group of collective filters with filters that transmit several types of wavelengths and regularly arranging them on the image sensor, it is possible to grasp the component concentration for each collective filter as a unit.
  • the distribution information can be displayed by acquiring a plurality of image data corresponding to each wavelength for each of the plurality of collective filters. For example, if filters corresponding to five types of wavelengths are formed, five types of wavelength distribution data can be obtained, and fine data on sugar content can be obtained by analyzing the data.
  • the image sensor module 260 is packaged by the sensor package 200.
  • the input light in this embodiment is acquired by the optical waveguide 8 as described above.
  • the input light in a wide range is formed by the light receiving unit 208 that does not form a branching portion. Is induced.
  • the packaged image sensor module 260 is formed on a substrate 206 disposed inside the sensor package 200, and the surface thereof is protected by a transparent light transmission window 285 that is packaged at the same time. Accordingly, the input light incident from the light receiving unit is guided to the light transmission window 285 of the sensor package 200 by the optical waveguide 208, passes through the light transmission window 285, and reaches the image sensor module 260.
  • the above-mentioned image sensor is composed of photoelectric conversion elements integrated by a semiconductor process, and a CCD sensor, a CMOS sensor, and the like can be representatively exemplified.
  • an image sensor integrated by a semiconductor process an image sensor and an optical filter can be appropriately formed on the same substrate 2206.
  • FIGS. 16B and 16C since the image sensor of this embodiment is packaged, a plurality of terminals are formed on the bottom of the sensor package 200. Used for transfer of photoelectrically converted charges by an image sensor. That is, it is a terminal for outputting an image signal.
  • positioned on the said image sensor can form a required kind suitably.
  • the number and type necessary for measuring the biological component concentration of the subject are selected and used according to the desired wavelength.
  • the image sensor can be packaged, for example, by being housed in a ceramic package, a plastic mold package, or the like, so that the size and handling can be facilitated.
  • the embodiment of the present invention is as described above, but the present invention is not limited to the above-described range, and various forms can be made within the scope of the invention.
  • the light receiving element is mainly modularized, but a configuration in which a plurality of light emitting elements are modularized may be employed.
  • the wavelength of light emitted by each light-emitting element that is modularized is made different so that the light wavelength necessary for measuring the component of the subject is irradiated, thereby reflecting or diffusing light of a specific wavelength. Can be detected.
  • a light-emitting element part, optical waveguide, light-receiving element, integrated circuit as a circuit part if necessary, and other components are mounted on a wiring board such as a printed circuit board or ceramic substrate on which a wiring layer is formed, and the whole is molded with a resin mold. May be.
  • a wiring board such as a printed circuit board or ceramic substrate on which a wiring layer is formed
  • the main components of the nondestructive measuring apparatus are concentrated in the mold package 309, so that the size, thickness, and mounting position of each part are determined at the manufacturing stage, and there is no variation.
  • the complete set can be provided as a module. Since the mold package 309 basically has a light shielding property, it can be used as a partition wall.
  • a substrate 306 is disposed in the package, and a light emitting element 307, a light receiving element 361, and an optical filter 362 for measuring biological components are formed on the surface of the substrate 306.
  • An optical waveguide 308 is mounted on the optical filter 362.
  • a light leakage prevention layer 383 may be formed around the optical waveguide 308.
  • mounting holes 391 and 392 can be formed in the resin mold package 309 in order to mount the entire module on a housing or the like.
  • the resin components are packaged after mounting the components on the wiring board.
  • a wiring board such as a printed board or a ceramic board on which a wiring layer is formed without using resin molding as a holding board. .
  • these light receiving elements can be further improved in accuracy by arranging temperature adjusting elements such as Peltier elements at the bottom and peripheral portions of the light receiving elements and maintaining them at a predetermined temperature.
  • FIG. 18A shows a configuration in which the Peltier element 400 is arranged on the bottom surface (lower part) of the light receiving element 61. With such a configuration, the detection accuracy can be improved by stabilizing the temperature of the light receiving element 61. Furthermore, when using LED (light emitting diode) etc. as a light emitting element, you may arrange
  • a single Peltier element 400 may be arranged in the light emitting element portion (light emitting module) 407 and the light receiving element (light receiving module) 460.
  • a single module including both elements for receiving and emitting light can be realized, and the light emitting side 407 and the light receiving side 460 can be maintained at predetermined temperatures, which can contribute to downsizing and cost reduction.
  • the detection accuracy can be further improved by stabilizing the luminous intensity and the emission wavelength.
  • the Peltier element 500 is disposed inside the mold package 509, the substrate 506 can be disposed on the upper surface of the Peltier element 500, and the light emitting element 507 and the like can be formed on the substrate 506.
  • a module packaged by the package 500 can be configured. With such a configuration, the main components of the nondestructive measuring apparatus are integrated in the mold package, so that the size and thickness of the non-destructive measuring device are determined at the manufacturing stage, and the temperature is maintained at a predetermined temperature. Therefore, it is possible to provide modules with uniform characteristics as a module.
  • the package 509 can function as a light shielding wall, and attachment holes 591 and 592 for attachment to a housing or the like can be formed. is there.
  • the wiring board such as a printed board or a ceramic board on which a wiring layer is formed and the Peltier element portion can be used as a holding board without resin molding. .
  • FIG. 20A the non-contact thermometer 600 is installed in the vicinity of the light receiving unit, together with the light emitting unit 607 and the light receiving unit (optical waveguide 608), inside the subject measuring unit 601.
  • the power supply unit 602 of the non-contact measurement apparatus is provided with a temperature measurement mode changeover switch 623 to switch the mode for determining whether or not to measure the temperature of the subject. It is possible.
  • FIG. 20A the non-contact thermometer 600 is installed in the vicinity of the light receiving unit, together with the light emitting unit 607 and the light receiving unit (optical waveguide 608), inside the subject measuring unit 601.
  • the power supply unit 602 of the non-contact measurement apparatus is provided with a temperature measurement mode changeover switch 623 to switch the mode for determining whether or not to measure the temperature of the subject. It is possible.
  • a measurement completion lamp 613, a measurement execution display lamp 614, a temperature measurement lamp 615, and a temperature measurement mode switching lamp 616 are arranged in the vicinity of the display unit 603, and measurement is in progress (614).
  • measurement completion (613), and in addition to displaying the temperature measurement mode switching state (616), the state of temperature measurement (615) is displayed.
  • These displays may be displayed by a display device inside the display unit 603.
  • Each measurement result is displayed on the display device via the processing device.
  • the non-contact thermometer 600 may be configured such that a thermopile thermometer is installed or formed on the substrate 606 as shown in FIG. In the case of such a structure, the whole can be modularized and the whole can be reduced in size.
  • the correction is calculated particularly when the detected value of the component to be measured differs depending on the temperature of the subject. It becomes possible. That is, the subject is not the same as the ambient temperature, and differs depending on the stored situation. For example, assuming that the ambient temperature is 20 ° C. and the subject (fruits, etc.) is stored in a refrigerator so that the subject is cooled to 5 ° C. to 10 ° C., The temperature is very different from the ambient temperature.
  • the operator since the measured value such as sugar content differs depending on the temperature, the operator must perform an operation such as temperature correction so as to refer to a calibration curve corresponding to the temperature of the subject.
  • the temperature correction can be automated by referring to the temperature of the subject measured by the non-contact thermometer. Accordingly, manual temperature correction by the operator (measurer) is not required.
  • the non-contact thermometer a thermopile type radiation thermometer can be used, but a thermometer of another system may be used.
  • the optical waveguide is made of a plastic material (acrylic resin, polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, etc.).
  • the material also has a large light absorption peak near the wavelength of 1700 nm. Therefore, in the case of measuring this vicinity, for example, if an optical waveguide molded with borosilicate glass (for example, Pyrex (registered trademark) glass: trade name) is used, it can be applied with almost no light absorption up to a wavelength of about 320 nm to 2600 nm. .
  • borosilicate glass for example, Pyrex (registered trademark) glass: trade name
  • synthetic quartz glass which can be applied up to about 200 nm to 3500 nm
  • synthetic sapphire glass can be applied up to about 200 nm to 4500 nm.
  • the light guiding direction by the optical waveguide is bent or curved (for example, in the case of the form shown in FIGS. 14 and 15), the light guiding direction is changed by the light reflecting layer as shown in FIG. You may comprise so that it may change.
  • the configuration of this type of optical waveguide 8 is not limited to the case where the light guiding direction is restricted to the bending direction or the like, and can be adopted as appropriate. This is because if sufficient input light cannot be obtained even when the input light is guided in the linear direction, the input light may be easily guided by intentionally changing the light guiding direction. Further, the light receiving unit side end surface of the optical waveguide 8 has been described as having a smooth or single convex lens shape.
  • a plurality of fine convex lenses can be aligned on the end surface. It may be a lens. Moreover, it is good also as a structure which enlarges a surface area and increases the light quantity which can be received by forming an edge part in several mountain shape (pyramid type
  • a measuring device that receives reflected light or diffused light emitted from a subject see FIGS. 1, 10, and 13
  • a measuring device that receives transmitted light FIGS. 14 and 15
  • the light emitting unit 7 and the optical waveguide 8 are provided close to each other, and in a measuring apparatus that receives transmitted light, subject measurement is performed.
  • the part 101 is separated into a light emitting side 101a and a light receiving side 101b.
  • Various switch groups are provided at appropriate positions, and a battery or the like is appropriately incorporated at a location to enable operations necessary for measurement, power supply, and the like. Therefore, as illustrated in these, as long as the configuration includes each unit necessary for the present invention, the relative positional relationship and the overall appearance of each unit can be arbitrarily changed as an embodiment. is there.
  • the power supply unit 2 of the first embodiment is shaped like a handle.
  • the subject measuring unit 1 has a horizontally long box shape, and the power source unit 2 is viewed from the side (see FIG. 22A). In addition, they are arranged in a substantially L shape.
  • the subject measurement unit 1 has a rounded shape as a whole when viewed from the front (see FIG. 22B), but the surface on which the display unit 3 is provided is configured to be flat.
  • the measurement window 4 is provided in the front side (left side in Fig.22 (a)) of the subject measurement part 1, and the contact part 41 for making it contact with a subject is provided in the one part.
  • the power switch 21 is provided in the vicinity of the display unit 3, and a mode change switch 23 for switching measurement conditions and the like are provided in the vicinity thereof.
  • the measurement switch 22 used when starting the measurement is provided on the front side (measurement window 4 side) of the power supply unit (handle) 2 in a state like a handgun trigger, and the power supply unit (handle) 2 is connected to the measurement switch 22. You can operate it with your index finger while holding it.
  • the measurement window 4 is made of a transparent material so that light can pass through, and in a front view (see FIG. 22B), an optical waveguide 8 is built in the contact portion 41, and reflected light or diffused. Light can be received and guided to the light receiving element, and a light emitting element 7 is provided in the vicinity thereof so that the light can be irradiated toward the subject.
  • the measurement switch 22 can be operated with the power supply unit 2 held, and the direction of the measurement window 4 can be freely changed.
  • the contact state of the contact portion 41 with the specimen can be easily adjusted.
  • the display unit 3 is provided on the side surface, it is possible to check the measurement result displayed on the display unit 3 while checking the contact state between the contact unit 41 and the subject. In this way, by changing the relative positional relationship and the overall appearance of each part, it is possible to provide a measuring device with a different convenience, and thus the embodiment is limited to the above-described exemplary embodiment. Instead, it can be appropriately changed according to the user's request.

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Abstract

　小型または薄型にしつつ除検体の生体成分濃度を測定し得る非破壊測定装置を提供するとともに、被検体の生体成分濃度分布をも測定し得る非破壊測定装置を提供する。測定対象の被検体に光を照射する発光部７と、被検体から放出される反射光または拡散光を受光する受光部４２と、受光部により受光した光から特定の光学特性の光を透過させる複数の光学フィルタ６２と、受光部により受光した光を前記複数の光学フィルタに導く一体に形成された光導波路８と、各光学フィルタ部を通過した特定の光学特性の光を検出する受光素子６１と、検出した反射光または拡散光により検量線から被検体の評価量を演算する処理手段５とを備える。

Description

非破壊測定装置
　本発明は、被検体を破壊せず、その内部の特性値およびその分布等を測定するための装置に関するものである。
　被検体たとえば青果物を破壊せずその特性を測定する装置としては、青果物に透過させた光を受光し、青果物内部において吸収された吸光度を測定する光透過型の測定装置があった（特許文献１および２参照）。上記光透過型の測定装置は、投光部と受光部とが青果物を中心に相反する側に対向して設けられるため、装置全体を固定化しなければならず、容易に移動するものではなかった。そこで、上記測定装置は専ら青果市場などにおいてコンベア上を搬送する青果物について使用されていた。
　これに対し、青果物の測定装置を移動可能にするため、投光部と受光部が近接するように配置され、青果物表面で反射した反射光を受光する光反射型または青果物内部で拡散した後に放出される拡散光を受光する光拡散型の測定装置が開発されていた（特許文献３または４参照）。この種の測定装置は、投射光源にＬＥＤを使用し、このＬＥＤにより所定波長の近赤外線を照射し、当該波長の反射率または透過率等から測定すべき特性（例えば糖度や熟度）を演算するものであった。なお、青果物から放出される透過光の光量を測定し、当該青果物の特性を判断するための方法としては、測定対象となる青果物について、実測値と測定値（吸光度計測値）との相関関係に基づく検量線を予め用意し、反射光または拡散光の測定値を当該検量線と比較することにより、青果物の特性（評価量）を算出するようにしていた（特許文献５参照）。
　ところが、上記に示した光反射型または光拡散型の青果物測定装置では、青果物に照射する光源を特定波長とするものであるため、測定すべき青果物の特性に応じて照射される光の波長を特定していた。従って、糖度と熟度を同時に測定する場合には、異なる波長の光を数回に分けて照射し、それを順次受光しなければならず、測定に時間がかかることとなっていた。特に、多数の異なる波長の反射光または拡散光を測定することは光源の数および測定の回数を著しく増加させることとなり、装置の大型化および測定時間の長期化を招来することとなっていた。
　上記問題点を解決するためには、照射光の波長を特定せず、反射光、拡散光または透過光を分光器によって分光し、特定波長の光について測定することが考えられるものの、分光器が高価であることから測定装置全体の価格が高騰することとなっていた。そこで、本願の発明者らは、複数の光ファイバによって構成され、前記受光部で検出した拡散光を前記各光学フィルタに伝送する複数の光伝送ケーブルと、該光伝送ケーブルの各末端を包囲しつつ該末端を前記各光学フィルタの近傍に保持するケーブル支持部複数範囲の波長の光を同時に測定し得る青果物の非破壊測定装置を考案した（特許文献６）。
　また、人間や生物の皮膚組織における生体成分濃度を定量分析する方法および装置が開発され（特許文献７参照）、生体成分としては、グルコース、血糖値、組織水分量、中性脂肪、コレステロール、糖化ヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）、フルクトサミン、アルブミン、グロブリン、尿酸等が例示されている。そこで、被検体を肉や魚とする場合には、これらの生体成分濃度の定量測定を可能とし得るものであった。
　他方、被検体の内部の特性分布を測定する装置としては、発光素子（発光ダイオード）と受光素子（フォトセンサ）を対としたユニットをマトリックス状に配置して生体内の周辺部と異なった部分を検出する装置があった（特許文献８参照）。この装置は、発光素子を駆動する周期性の入力信号と、受光素子から取り出される周期性の出力信号との間の位相差により、周波数偏差の２次元分布から生体の物質測定を検査するものであった。
　さらに、小型の非破壊測定装置としては、小型パッケージ分光センサユニットが開発されており（特許文献９参照）、この装置は、光ファイバ束、光拡散体および連続可変干渉フィルタと光電変換素子を組み合わせた構成の装置であった。
特開平６－１８６１５９号公報 特開２００２－１２２５３６号公報 特開平５－２８８６７４号公報 特開２０００－８８７４７号公報 特開２００６－２２６７７５号公報 実用新案登録第３１６２９４５号公報 特開２００３－１４４４２１号公報 特開２００５－１０３０５４号公報 国際公開ＷＯ２００３／０９１６７６号
　前記の特許文献６に記載の技術は、本願発明者らが開発した装置であるが、複数の光伝送ケーブルが多数の光ファイバより構成されてなり、均一に精度よく分岐するためには手間がかかるとともに、装置ごとの形状が安定しないことから、大量生産に不向きなものとなるため、装置全体が高価にならざるを得なかった。また、上記装置は十分に小型であったが、さらに薄型化・小型化することが望まれていた。
　前記の特許文献７に記載される技術は、受発光プローブと受光後の光を分光する回折格子ユニットが必要であり、この回折格子ユニットに加えて受光素子ユニットおよび演算ユニットが前記受発光プローブとは別に用意しなければならず、装置全体を小型化するのは困難であった。
　また、上記に示した二つの技術では、被検体の生体成分濃度分布を測定することは困難であり、前記の特許文献８に記載の技術では、発光素子を駆動する周期性の入力信号と、受光素子から取り出される周期性の出力信号との間の位相差により、当該周波数の変化を生体組織の物質特性に変換する構成であることから、解像度が非常に低く適度に正確な分布を測定するのは困難であった。さらに、特許文献９に記載の技術は、小型パッケージ分光センサユニットであるとしつつも、光ファイバ光拡散体連続可変干渉フィルタと光電変換素子を組み合わせ、光ファイバ束、光拡散体、連続可変干渉フィルタの各光路を一致させるため、装置が大きくかつ高価な部品を使用していることから安価に生産することができず、また、必要とする波長の調整および特定が難しいという問題点があった。
　本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、小型または薄型にしつつ被検体の生体成分濃度を測定し得る非破壊測定装置を提供するとともに、被検体の生体成分濃度分布をも測定し得る非破壊測定装置を提供することである。
　そこで、本発明は、測定対象の被検体に光を照射する発光部と、該被検体から放出される反射光、拡散光または透過光を受光する受光部と、受光部により受光した光から特定の光学特性の光を透過させる複数の光学フィルタと、受光部により受光した光を前記複数の光学フィルタに導く一体に形成された光導波路と、前記各光学フィルタを通過した特定の光学特性の光を検出する受光素子と、検出した反射光、拡散光または透過光により検量線から被検体の評価量を演算する処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
　上記のような構成であれば、受光部により受光した光を一体的に形成された導波路が光学フィルタまで導くことができ、高価な光ファイバを使用する必要がなくなる。そして、複数の光学フィルタまでの範囲において、ほぼ同程度の光量を均等に導くことにより、各光学フィルタにより特定の光学特性の光を受光素子によって検出させることができ、それぞれの光学特性における光の強度を測定することができる。
　本発明によれば、一体的に形成された光導波路によって、受光部から光学フィルタまでの範囲を短く構成することができ、非破壊測定装置を小型または薄型にしつつ被検体の生体成分濃度を測定することができる。また、光学フィルタは複数設けられ、その数に応じた光の強度の分布を測定することが可能となることから、当該光の強度の測定により被検体の生体成分濃度分布を測定することができる。
本発明の第一の実施形態の概略を示す説明図である。 図１（ｃ）におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。 光導波路と光学フィルタおよび受光素子の関係を示す説明図である。 光導波路の変形例を示す説明図である。 光漏れ防止層を有する光導波路を示す説明図である。 モジュール化した受光素子と光導波路を示す説明図である。 モジュール化した受光素子と光導波路の変形例を示す説明図である。 モジュール化した受光素子と光導波路の変形例を示す説明図である。 光導波路の変形例を示す説明図である。 本発明の第二の実施形態を示す説明図である。 図１０（ａ）におけるＸＩ－ＸＩ断面図である。 第二の実施形態におけるモジュール化した受光素子と光導波路を示す説明図である。 発光素子の変形例を示す説明図である。 透過型測定装置の実施形態（第三の実施形態）を示す説明図である。 透過型測定装置の実施形態（第三の実施形態）の変形例を示す説明図である。 濃度分布を測定する装置の実施形態を示す説明図である。 発光部および受光部をパッケージ化した例を示す説明図である。 ペルチエ素子の使用例を示す説明図である。 パッケージ化した発光素子および受光素子とペルチエ素子との組み合わせの例を示す説明図である。 非接触温度計を使用した場合の実施形態の変形例を示す説明図である。 光導波路の変形例を示す説明図である。 透過型測定装置の実施形態の変形例を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第一の実施形態の概略を示す図である。図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態は、概ね被検体測定部１と、電源ユニット部２とで構成されている。電源ユニット部２の内部には、図示せぬ電源および測定状態を報知するための報知装置が内蔵されており、その側部に設けた電源スイッチ２１および測定スイッチ２２の操作により、電源のＯＮ／ＯＦＦおよび測定の開始／中止を行うことができるものである。電源としては、乾電池を収納させてもよいが、バッテリ式の電源を内蔵させてもよい。また、報知装置は、測定開始および測定完了等を報知するための電子音発生装置であって、発振回路とスピーカとで構成されている。この報知装置は、後述の表示部において光学的に表示させるものであってもよく、敢えて設けない構成としてもよい。
　被検体測定部１は、片方の表面１１には、測定状態および測定結果を表示するための表示部３が設けられており（図１（ａ）参照）、測定対象となる被検体の種類を表示するとともに、後述する処理装置により処理された結果を表示する。他方の表面１２には、測定窓４が設けられ（図１（ｂ）参照）、後述の発光部から放出される光を被検体に照射するとともに、被検体から放出される反射光または拡散光を受光することができる。この測定窓には、発光被検体の表面に接触するための円環状の接触部４１が設けられ、この接触部４１の円環内部を通過する反射光または拡散光を取得して測定するように構成されている。なお、この接触部４１は、被検体と柔軟に接触できるように、変形容易な柔軟な素材で構成されている。上記の測定窓４は、内蔵される発光部の光を透過し、また、被検体によって反射または拡散した光を受光することができるように、透明な材料で構成されている。この測定窓４を介して、発光部７および光導波路８が近接した位置に内蔵されている（図１（ｃ）参照）。
　上記被検体測定部１の内部を図２に示す。この図は、図１（ｃ）のＩＩ－ＩＩにおける断面を概略示す図である。この図に示すように、被検体測定部１の表示部３は、薄肉の板状部材３１と表示装置３２とで構成され、その近傍には、処理手段として機能する処理装置５が配置されている。この処理装置５には、記憶部と演算部とを備えており、記憶部には測定すべき被検体の種類および測定するべき成分に応じて、それぞれ参照すべき複数の検量線情報が記憶されており、演算部では、処理装置５の近傍に配置される基板６からの信号の入力を受け、前記記憶部に記憶されている被検体ごとの検量線情報と、入力値とを比較・演算し、被検体の生体成分を分析するものである。その演算結果は、適宜な信号に変換して表示装置３２に出力するものである。上記基板６には、受光素子として機能するフォトセンサ６１がマウントされ、または基板６の表面上に形成されており、受光した光の強度を測定することができるものである。
　また、被検体測定部１の内部には、発光部として機能する発光素子７が内蔵されており、この発光素子７の光は測定窓４を介して外方に放出されるものである。ここで、図示の発光素子７は、広い発光波長特性を有するタングステンハロゲンランプを示しているが、後述するように、ＬＥＤ等の他の発光素子を使用することができる。また、測定窓４は透明なガラスまたはアクリル等の樹脂によって設けられている。
　上記の発光素子７の近傍には光導波路８が設置さている。光導波路８は、測定窓４の一部から受光する光を前記フォトセンサ６１まで導くためのものであり、両者の間に配置されている。測定窓４の一部は前記接触部４１によって測定窓４の他の部分と区別され、受光部４２として機能させている。受光部４２は、被検体Ｆから放出される反射光または拡散光（以下、まとめて「入力光」と称する場合があり、「入力光」には透過光を含む場合がある。）を内部に入射させるため、透明なガラスまたはアクリル等の樹脂によって設けられている。また、光導波路８は、発光素子７から放出された光が直接光導波路８に侵入しないように、光導波路８の周辺は隔壁９によって包囲されている。また、光導波路８には被検体Ｆから放出される入力光に限定して入射を許容するため、光導波路８の片方端面８１は、前記受光部４２に対向するように配置され、当該端面８１と受光部４２との間隙部分についても隔壁９によって遮光されている。光導波路８の他方端面はフォトセンサ６１に対向させているが、特定の光学的特性を示す光を検出させるために、光学フィルタ６２を介在させている。光導波路８によって誘導された光に限定してフォトセンサ６１が検出できるように、当該フォトセンサ６１および光学フィルタ６２は遮光壁６３で包囲している。なお、接触部４１は、被検体Ｆの表面に直接接触する部材であるため、柔軟な緩衝部材によって構成されており、被検体Ｆに対して強く押し付けられる際には変形可能になっている。また、接触する端部から外部光が入射しないように、円環（パラボラ）状に設けられている。
　ここで、本実施形態が予定する成分測定としては、被検体Ｆとして、果物、野菜等としてはリンゴ、柿、イチゴ、マンゴ、トマト、白菜、キャベツ、ほうれん草等が挙げられ、これらの糖度、熟度（または硬度）、リコピン、その他特性の値を測定することを目的とし、また豚肉、牛肉、魚肉については脂肪、アミノ酸、その他のタンパク質、デンプン量、酸度、グルコース量等を測定することも目的としている。さらには、生体（人体等）におけるグルコース量、血糖値等の測定が可能であり、前記各特性についての分布状態をも測定することができる。
　前記発光素子は、代表例としてはタングステンハロゲンランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）である。ハロゲンランプでは波長４００nm付近の光から波長３５００nm付近の光まで安定して使用できる。また、発光ダイオードを発光素子として使用する場合は各発光ダイオード固有な発光波長を有するものを複数選択し組み合わせて使用する。測定に必要な波長の数だけの発光ダイオードを用意する。メロンの糖度を測定する場合の検出波長は中心波長約５９０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３４ｎｍ、７４２ｎｍ、７５０ｎｍ、７６６ｎｍ、８１０ｎｍ、８３０ｎｍ、８３８ｎｍ、９５８ｎｍ、９１０ｎｍ、９２６ｎｍ、１０３０ｎｍ等の中から適宜選択組み合わせて使用できる。また、被検体が肉、魚、人間等の生体においては、検出波長は中心波長約８００ｎｍ、８３０ｎｍ、９３０ｎｍ、９７０ｎｍ、１０２０ｎｍ、１１８８ｎｍ、１２１５ｎｍ、１６２８ｎｍ、１６７０ｎｍ、１７２２ｎｍ、１７２８ｎｍ等の中から適宜選択組み合わせて使用できる。
　受光素子としてフォトセンサを使用するが、このフォトセンサには、トランジスタ、フォトダイオード、フォトＩＣなどが用いられ、これらの中から適宜選択して使用することができる。また、フォトダイオードを使用する場合に、測定する波長に応じて異なる種類のフォトダイオードを選択することができる。例えば検出波長が４００ｎｍ～１１００ｎｍではＳｉ（シリコン）フォトダイオードを、検出波長が１０００ｎｍ～１６００ｎｍではＧｅ（ゲルマニウム）やＩｎＧａＡｓ（インジウム－ガリウム－砒素）フォトダイオードを選択し、それらを組み合わせて使用することができる。
　また、受光素子６１が設けられる部分には、ペルチエ素子などを当該受光素子６１の底辺部、周辺部に配置し所定の温度に保持することによりさらに精度を向上することができる。さらに発光素子として発光ダイオード等使用する場合も発光素子の底辺部、周辺部に配置し所定の温度に保持することで発光光度、発光波長安定化によりさらに検出精度を向上することができる。
　次に、光導波路８について詳述する。本実施形態の光導波路８は、図３に示すように、導入部８０ａと分岐部８０ｂとで構成されている。導入部８０ａは概略円柱状に形成され、分岐部８０ｂは当該導入部８０ａから複数に分岐し、概略四角柱状に形成されている。これらの導入部８０ａおよび分岐部８０ｂは、一体的に構成されており、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネ－ト、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール等のプラスチック材料を使用することができる。こられの材質は、発光素子７または入力光の光波長に応じて適宜設定することができる。その形成方法は金型によるモールド成形、射出成形、刀具、レーザー光による切削、さらには分岐部の接着等を用いることで形成できる。
　光導波路８の片方端面（受光部側端面）８１は、膨出させて凸レンズ状としており、入力光を集光可能にしている。この端面形状は、入力光が強力な状況下にように集光の必要がない場合には、平坦な端面形状としてもよい。また、他端（光学フィルタ側端面）８２は平坦な端面であり、光学フィルタ６２の表面に近接（または当接）する状態で入力光を放出できるようにしている。そして、この光学フィルタ６２の背面側に基板６が配置され、前記受光素子（フォトダイオード等）６１が設けられている。従って、光学フィルタ６２によって検出する波長に対応した光を受光素子（フォトダイオード等）６１によって検知可能にしている。この図においては、９個の異なった波長に対応した光学フィルタ６２をもった受光素子が縦横３×３に配列しているが、この光学フィルタ６２と受光素子６１の個数は９個である必要はなく測定対象により異なる。
　光導波路８の分岐部８０ｂは、前述のとおり、導入部８０ａから入射した入力光を複数の光学フィルタ６２のそれぞれに入力光を誘導するためのものであるが、各光学フィルタに対し、ほぼ同程度の光量を誘導するために、分岐部８０ｂによって分岐された各枝（分岐導波路）の大きさ（断面積）を適宜調整することができる。大きさ（断面積）の調整とは、導入部８０ａの中心（軸心）付近の光量が強く、周辺部が弱くなる場合に、周辺部に合わせて中心付近の光量を制限することを意味する。例えば、図示のように、正方形のマトリックス状に配置した３×３の９個の光学フィルタ６２は、４つの角部に位置するものが導入部８０ａの中心（軸心）から最も離れており、正方形の中央に位置するものが導入部８０ａの中心（軸心）線上にあり最も近い。そこで、これらに対して入力光を誘導する分岐部８０ｂの各端面８２は各光学フィルタ６２の位置に分岐して配置されることから、中央に位置する光学センサに誘導できる入力光の光量よりも、周辺に位置する光学センサに誘導できる入力光の光量が弱くなる場合があり得る。従って、中央に位置する光学センサに誘導する部分における分岐導波路の断面積を小さくすることによって、その光量を抑えるようにするのである。ただし、このような光量の調整は必須ではなく、予め得られる光量の際を把握し、その光量差に応じて、フォトセンサ等から得られる入力光のデータを適宜処理することにより、異なる位置における光量の変化を是正することは可能である。
　ここで、光学フィルタ６２は、被検体の測定に必要な個数（例えば、図示の場合は９個）が配置され、それぞれが異なる波長の光を透過できるものが使用される。従って、例えば前掲のように９個の光学フィフィルタ６２を使用すれば、９種類の波長の光を得ることができ、波長７００ｎｍ付近の光から波長１０００ｎｍ付近の光を計測することを想定した場合において、その範囲内において所望波長の９種類の光を得ることができる。これにより、分光器を用いて分光する場合と同様の効果を得ることができるのである。
　なお、上述した９種類は一例であり、この数は増減することができる。また、９種類の異なる波長の光を検知する場合であっても、被検体の特性を演算する際には、必要とすべき数種類の光の測定値のみを選択して使用することができる。さらに、光学フィルタ６２により透過できる光は、中心波長から所定の波長幅を有することがあるが、上記の所望波長の光とは、中心波長を意味するものである。そして、本実施形態の光学フィルタは、中心波長の前後約５ｎｍの範囲の波長の光を透過するものが使用されているが、この中心波長前後の波長幅はこれに限定されるものではない。
　また、光導波路８は、前記のように、縦横３×３に配列した９個の光学フィルタ６２に対して光を誘導する場合に限定されるものではない。その変形例を図４に示す。この図に示すように、光導波路８の基本的な構成は前述と同様であるが、分岐部８０ｂが一列に分岐させている。この数は３個を例示したが、当然、その数を増減することができる。このような配置は、光学フィルタ６２を有するフォトセンサ６１の配置に対応するように適宜変更することができるのである。
　さらに、図５に示すように、光導波路８の受光部およびフィルタと対向する端面を除いて光漏れ防止層８３を設けることもできる。この場合、光漏れ防止層８３としては金属薄膜、屈折率の低いプラスチック樹脂、塗装膜、微粒子金属を含んだ塗装膜を用いることができる。金属薄膜は、反射層として働きＡｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｕ（銅）等、およびこれらの積層膜、合金膜を利用することができる。その形成法としては、例えばＡｌ薄膜は蒸着法、スパッタリング法により形成させることができ、Ｎｉ薄膜は無電解Ｎｉメッキ法、Ａｇ薄膜は銀鏡反応で形成することができる。この金属薄膜層の厚さは１０ｎｍ～２μｍであれば十分であり、本実施形態においては、０．１μｍで形成している。また光導波路の受光部および光学フィルタと対向する端面部に金属薄膜を形成しないようにするには蒸着等の前に、当該部分にマスキングテープ等の部材の貼り付け、他の方法としてはスクリーン印刷等の印刷手法を用いマスキング材の形成を行って蒸着後にマスキングテープ、マスキング材等を除去すればよい。また、全面に金属層を形成し、いわゆる半導体プロセスで用いられるレジストを用いたホトリソグラフィ・エッチング手法により所定の領域の金属薄膜を除去することができる。このほかの光漏れ防止層８３としては、いわゆる全反射を利用した構成として、光導波路の周囲に形成した屈折率の低いプラスチック樹脂層を形成されるものが想定できる。これらの周囲には、さらに強度の高い樹脂膜をコーティングすることにより取り扱いは容易になる。
　本実施形態は、上記のような構成であるから、発光素子７により被検体Ｆに照射された光は、反射光または拡散光として受光部４２から被検体測定部１の内部に入射され、受光部４２を介して入射された入力光は、光導波路８の内部を通過して光学フィルタ６２に誘導されることとなる。この光学フィルタ６２により、特定波長の光を通過させたのち、受光素子（フォトセンサ）６１によって検知され、その光の状態が演算処理されることとなる。このように、光導波路８が一体的に構成されることによって、小型の光導波路８によって受光部４２から光学フィルタ６２までの間に、入力光を誘導させることができ、装置全体を小型にすることが可能となる。また、入力光は、光導波路８を通過する途中において分岐されることから、必要な数の光学フィルタ６２に対して適宜分岐させつつ光を誘導させることができる。
　次に、光導波路８の変形例ならびに受光素子６１および光学フィルタ６２の変形例について説明する。前述の実施形態においては、光導波路８は、導入部８０ａおよび分岐部８０ｂに区分して構成したが、分岐部８０ａを形成しない形態としてもよい。この形態を図６に示す。図６（ａ）に示すように、光導波路８が分岐しない構成の場合には、受光素子６１および光学フィルタ６２は、接近して（隣接して）配置することが可能となる。従って、この形態においては、例えば９個の受光フィルタと９個の受光素子を一体に構成され受光素子モジュールを形成することによることが可能となる。なお、上記形態においても、図６（ｂ）に示すように、光導波路８の受光部およびフィルタと対向する端面を除いて光漏れ防止層８３を設けることもできる。光漏れ防止層８３の形成は前述と同様である。
　上記のような受光素子モジュールは、図６（ｃ）に示すように、複数の受光素子６１および光学フィルタ６２が分離せずに一体化して形成される。ここで、各光学フィルタ６２を通過する前の光は、同じ入力光であることから、各光学フィルタ６２の境界を明確に遮断できればよいものである。そして、このようにモジュール化することにより、一層の小型化、組み付けの単純化が達成できる。また、この構成をとることにより光導波路とモジュール化された受光フィルタ、受光素子とを簡単にかつ確実に位置決めができ精度の向上とばらつきなく一体化することが可能である。受光素子６１および光学フィルタ６２のモジュール化は、半導体基板にフォトセンサを形成し、さらに、その表面にフィルタ材を貼り付け、またはプリントすることにより製造することが可能である。
　基板上のフォトセンサは、いわゆる半導体プロセスによって、適宜な大きさ・位置に形成することが容易であり、当該フォトセンサ形成後に、フォトレジストまたはマスキング等により、必要なフォトセンサのみに対して所望の波長を透過し得るフィルタを形成できる。フィルタの形成には蒸着法またはスパッタリング法によることが可能である。なお、隣接する各フォトセンサ６１および光学フィルタ６２の境界部分には遮光壁６３を形成するために、基板にシリコンを使用する場合には絶縁層として形成可能なシリコン酸化膜を積層することによることも可能である。さらに、複数の受光素子を個別に製造し、これを二次元に適宜配置するとともに、これら隣接する受光素子同士を接着して一体化させた受光素子モジュールを形成してもよい。この場合、個々の受光素子は、前記の半導体プロセスによってフォトセンサを形成することができ、また、各受光素子の端縁に反射防止膜を設けることにより、受光素子相互間の光の侵入を防止することができる。反射防止膜は、例えば、光の反射を防止する性質を有する液体（反射防止液など）に端縁を浸すことにより、容易に形成することができる。このように、上記手法によっても、図６（ｃ）に示される前記受光素子モジュールと同様の構成とすることが可能である。
　上記におけるモジュールの構成は、９個の受光フィルタ、受光素子に限らず複数個を任意の配置形状で作製できる。１列に複数個並べることもでき、また必要ならば周囲部のみ配置し真ん中を開けておくことも可能である。モジュールの真ん中を開口した状態を図７（ａ）に示し、このモジュールに装着できる光導波路８の形状を図７（ｂ）に示す。この図に示しているように、このような形態では、９個の受光素子６１を配置するのではなく、中央の一区画分を貫通させ、その周辺に８個の受光素子６１を配置するのであり、これに対応するように、光導波路８の中央に突起を形成するのである。このように貫通部と突起とが嵌合することにより、光導波路８とモジュールとを容易に位置決めすることができるものである。また、上記構成によれば、前述のように入力光の光量が最も強くなる位置（光導波路８の中心（軸心）に一致する部分）での光検知を排除することとなり、入力光の光量が大きく異なることを防止するという効果もある。
　なお、光導波路８の位置決めを容易にする構成としては、上記の他に、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すような構成もあり得る。これは、有底筒状の位置決め函体を設け、その底部に光学フィルタおよび受光素子を配置する（図８（ａ））とともに、同じ位置決め函体によって光導波路８を収納させるのである。同じ函体に光導波路８を収納させるためには、当該光導波路８は、収納可能な形状（図８（ｂ））に設けられることとなる。光導波路８を収納させた状態を図８（ｃ）に示す。
　さらなる変形例としては、導入部８０ａを極端に短尺にしてなる構成がある。その形態を図９に示す。図９（ａ）に示すように、分岐部８０ｂを形成しない場合には、ドーム状の導入部８０ａによって集光しつつ光学フィルタおよび受光素子に対して光を誘導させることが可能となる。また、図９（ｂ）に示すように、導入部８０ａを分岐部８０ｂと同じ大きさで構成してもよい。この場合は、分岐部が８０ｂが形成されていることから、光学フィルタおよび受光素子は、モジュール化したものでなないものを使用することができる。
　次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図１０は、その概略を示す。この図に示すように、本実施形態は、全体的に薄型に構成されている。図１０（ａ）に示すように、本実施形態の場合においても、概ね被検体測定部１０１と電源ユニット部１０２とに区分され、その片面には表示部１０３が設けられている。被検体測定部１０１の先端には受光部１４２が設けられ、入力光を受光し内部に誘導できる構成である。なお、スイッチ群は、本体側面に配置されている。また、本実施形態は、被検体測定部１０１の端面側に受光部１４２を備えており、図１０（ｂ）に示すように、当該端面に発光部（発光素子）１０７を備えている。本実施形態では、装置全体の薄型化を実現するため、平板状光導波路１０８と、ライン配列受光素子または配列受光素子モジュール１６０とを組み合わせている。
　その内部の概略を図１１に示す。この図に示しているように、被検体測定部１０１における主要部配列としては被検体測定部１０１の端部に配置される発光部１０７および受光部１４２と（図１０（ｂ）参照）、この受光部１４２に連続して配置される平板状光導波路１０８と、光導波路の端部に設けられていて光学フィルタを上面に形成されたライン配列受光素子またはライン配列受光素子モジュール１６０と、この受光素子またはモジュール１６０の情報を処理する処理装置１０５と、処理された情報を表示する表示部（例えば液晶ディスプレー）１０３とであり、電源ユニット１０２には薄型の電池（たとえばリチウム電池等）１０２が配置されている。なお、この図には信号の送受を示す配線等は図示していないが、受光素子またはモジュール１６０と処理装置１０５には測定値のデータが送受され、処理装置１０５と表示部１０３とは表示に必要なデータが送受されるものである。電源ユニット１０２における電源供給についても各部との間に配線されている。
　ところで、本実施形態における光導波路１０８は、図４において例示した分岐部８０ｂを一列に配置した構成の光導波路８が使用される。すなわち、図４に示されているように、分岐部８０ｂを一列に配置する光導波路８を使用することにより、光学フィルタ６２および受光素子６１を一列に配置することが可能となり、本実施形態のような薄型の被検体測定部１０１を構成し得ることとなるのである。そして、本実施形態おいても、図１２に示すように、光導波路１０８には分岐させない構成とすることにより、光学フィルタ１６２および受光素子１６１をモジュール化してなる配列受光素子モジュール１６０を使用することが可能である。さらに、これら分岐の有無にかかわらず、光導波路１０８の表面の一部に光り漏れ防止層１８３を形成することにより、入力光を効率よく誘導させるように構成し得ることも前記第一の実施形態と同様である。
　なお、受光素子１６１および光学フィルタ１６２は、複数個が一列に配置されているが、これらの数は測定対象に応じて適宜変更することができる。また、図１２の配列受光素子モジュールは、同一基板上に複数のフォトセンサを形成してなる構成によりモジュール化を可能にし、各フォトセンサおよび光学フィルタの境界部分には入力光が相互に混入することを防ぐための遮光壁１６３を形成してもよい。
　さらに、その他の形態とすることもできる。他の実施形態を図１３に示す。図１３（ａ）は、３個の発光素子（タングステンハロゲンランプ）７ａ，７ｂ，７ｃを光導波路８の周辺に配置するように構成したものである。被検体の種類により強力な光の照射を必要とする場合には、複数の発光素子７ａ，７ｂ，７ｃを使用することにより測定に必要な反射光または拡散光を得ることができるものである。また、図１３（ｂ）は、発光素子７として、タングステンハロゲンランプに代えてＬＥＤを使用した形態を示している。前述したように、発光素子７はタングステンハロゲンランプに限定されるものではなく、他の発光素子を使用してもよく、固体発光素子を使用することが可能である。そこで、固体発光素子として、代表的な例としてＬＥＤを例示している。このように固体発光ダイオードを使用する場合には、より小型化、薄型化、低消費電力化、タングステンハロゲンランプからの熱影響を低減化することができる。なお、固体発光素子としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、レーザダイオード、エレクトロルミネッセント素子（ＥＬ素子）等がある。
　また、図１３（ｃ）は、上記ＬＥＤで構成した３個の発光素子７ａ，７ｂ，７ｃを配置した状態を示している。前記のように（図１３（ａ）に示したように）、タングステンハロゲンランプを３個使用した場合と同様に、強い光量を照射すべき場合には、前記固体発光素子の数を増加させる構成とすることが可能である。なお、それぞれの発光素子７ａ，７ｂ，７ｃには、複数の素子（ＬＥＤ）が集合して一群の発光素子７ａ，７ｂ，７ｃを形成させており、図１３（ｃ）は、個々の素子による集合体が複数設けられている例を示している。このように、複数の素子による集合体を使用することにより、個々の素子によって放出される光の波長を異ならせることができ、被検体の成分測定に必要な光の波長を照射することにより、特定波長の光の反射・拡散の状態を検知し得る。これを複数の集合体とする発光素子７ａ，７ｂ，７ｃを単位に波長を変化させてもよい。さらに、ＬＥＤまたはＥＬ素子を使用する場合には、受光部を中心とする円形に発光素子を配置してもよい。ＬＥＤを使用する場合は、複数のＬＥＤによって当該円形の全周に適宜間隔で配置し、ＥＬ素子を使用する場合は、当該ＥＬ素子を円形状にして配置することができる。
　次に、本発明の第三の実施形態として、透過光を受光する測定装置（透過型測定装置）の形態について説明する。図１４は、本実施形態を示している。この実施形態は、前記薄型にした形態（図１０および図１１参照）の変形例でもあり、薄型の実施形態のうち、被検体測定部１０１を発光側１０１ａおよび受光側１０１ｂに分離したものである。発光側１０１ａには、発光素子が内蔵されており、受光側１０１ｂに向けて（受光側１０１ｂに対向する面から）光を放出することができ、外側表面には表示部１０３が設けられている。他方、受光側１０１ｂには、受光部１４２が設けられ、前記発光側１０１ａから照射される光を受光できるようになっている。この受光側１０１ｂには、前述の薄型装置（図１１参照）のように、薄型の光導波路と、一列に配置してなる受光素子モジュールとが内蔵され、この受光素子モジュールの個々の受光素子（光学フィルタ）に受光した光を誘導できるようになっている。また、電源は、受光側１０１ｂに内蔵されるとともに、この受光側１０１ｂには各種操作のためのスイッチ群が側面に設けられている。受光した光のデータを処理する処理装置は、発光側１０１ａに内蔵されており、受光側１０１ｂの受光素子により検知されたデータは、発光側１０１ａにおいて処理され、表示部１０３に表示されるようになっている。なお、前記発光側１０１ａと受光側１０ｂとは、枢軸１２０によって回動可能に設けられ、この枢軸１２０を介して一体的に構成されている。さらに、この枢軸１２０を介して（枢軸内を通過して）、電源ケーブルおよびデータ線が発光側１０１ａに接続されている。
　上記のような構成により、枢軸１２０を中心に発光側１０１ａを回動させることにより、受光側１０１ｂとの角度を変更することができ、これにより、発光側１０１ｂと受光側１０１ｂとの間隙を調整することが可能となる。そこで、使用時には、発光側１０１ａの角度を大きくし（図１４（ａ）参照）、両者の間隙を広げた後、被検体を受光側１０１ｂの受光部１４２に載置し、発光側１０１ａの角度を小さくすることにより、発光側１０１ａと受光側１０１ｂとで当該被検体を挟むような状態とすることができる（図１４（ｂ）参照）。この状態において、発光素子により光を照射し、その反対側において受光素子が透過光を受光することにより、透過光による被検体の生体成分濃度を測定することができるのである。このような構成により、植物の葉やスライスされた肉片などの比較的薄肉の被検体について透過光による生体成分濃度を測定することが可能となる。なお、被検体の肉厚が測定値に影響を与える場合には、その肉厚を同時に測定することも可能である。測定方法としては、発光側１０１ａと受光側１０１ｂとで被検体を挟んだ状態における両者の角度から肉厚を算出する方法（機械的測定方法）のほかに、光路差により測定し（光学的測定方法）、または超音波により測定する方法（超音波式測定方法）などがある。
　上記透過型測定装置にかかる実施形態の変形例を図１５に示す。この図に示す変形例は、厚肉の被検体などについての透過光型の測定装置である。この変更例においても被検体測定部１０１は、発光側１０１ａと受光側１０１ｂとに分離しており、発光側１０１ａの発光部から放出される光を被検体に照射し、その透過光を受光側１０１ｂで受光し、当該被検体の生体成分濃度を測定するものである。なお、発光側１０１ａに備えられる発光素子、処理装置および表示部１０３は、前記の実施形態と同様であり、受光側１０１ｂに備えられる受光素子モジュール等についても、前記の実施形態と同様である。
　この変形例では、発光側１０１ａが、受光側１０１ｂとの間に支持部１０１ｃが介在されており、発光側１０１ａの高さを自在に変更できるようにしている。発光側１０１ａと支持部１０１ｃとは、枢軸１２０ａによって回動自在に連続しており、また、受光側１０１ｂと支持部１０１ｃとも他の枢軸１２０ｂによって回動自在に連続している。従って、発光側１０１ａは、受光側１０１ｂとの距離を自在に調整できるとともに、発光側１０１ａの角度を調整でき、発光側１０１ａの発光面１１１と、受光側１０１ｂの受光面１１２とを平行に配置することが可能となる。また、受光側１０１ｂは、受光部１４２を有する部分が伸縮可能に設けられており、発光側１０１ａの位置に対向する位置に受光部１４２を配置できるようになっている。従って、発光側１０１ａに内蔵される発光素子によって照射される光は、受光側１０１ｂの受光部１４２に向かうこととなり、両者間に被検体を配置することにより、透過光による生体成分濃度を測定することができるものである。このような構成により、果実、野菜またはブロック肉等の比較的厚肉の被検体についても測定することが可能となる。なお、被検体の肉厚が測定値に影響を与える場合には、前記の実施形態の同様に、機械的測定方法、光学的測定方法および超音波式測定方法などにより、その肉厚を同時に測定することも可能である。
　なお、上記第三の実施形態（図１４参照）およびその変形例（図１５参照）においては、薄型の発光素子および薄型の受光素子モジュールを使用した形態を例示したが、これらに限られるものではなく、発光素子部分および受光素子部分が多少厚くなることが許容される場合には、例えば、発光素子として第一の実施形態（図２参照）における形態、すなわちタングステンハロゲンランプを使用する構成とし、同様に、受光素子としても第一の実施形態（図３参照）のような光導波路８、光学フィルタ６２，フォトセンサ６１等を設置する構成としてもよい。
　次に、複数のフィルタをイメージセンサ上に形成した例を説明する。これは、被検体（例えばメロン等）の成分（例えば糖度等）の内部状態の分布情報を一度に測定するものである。図１６（ａ）に示すように、イメージセンサの表面に、複数の種類の波長フィルタを周期的に配置してなるモジュール２６０を構成するのである。すなわち、数種類の波長を透過するフィルタにより一群の集合フィルタを形成し、これを規則的にイメージセンサ上に配置することにより、各集合フィルタを単位として、成分濃度を把握することができるのである。そして、複数の集合フィルタごとに各波長に対応したイメージデータを複数取得することにより、分布情報を表示させることができるのである。例えば５種類の波長に対応したフィルタを形成すれば５種類の波長分布データを得ることができそれらのデータを解析することできめの細かい糖度情報を得ることができる。なお、イメージセンサモジュール２６０は、センサパッケージ２００によってパッケージ化されている。
　本実施形態における入力光は、前述のように光導波路８によって取得されるが、図１６（ｂ）または（ｃ）に示すように、分岐部を形成しない受光部２０８によって、広い範囲における入力光が誘導される。パッケージ化されたイメージセンサモジュール２６０は、センサパッケージ２００の内部に配置される基板２０６に形成され、同時にパッケージ化される透明な光透過窓２８５によって表面が保護されている。従って、受光部から入射された入力光は、光導波路２０８によってセンサパッケージ２００の光透過窓２８５に誘導され、この光透過窓２８５を透過してイメージセンサモジュール２６０に到達する。
　上記のイメージセンサは、半導体プロセスによって集積化された光電変換素子により構成され、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどを代表的に挙げることができる。このように半導体プロセスにより集積化されたイメージセンサを使用することにより、同一基板２２０６にイメージセンサおよび光学フィルタを適宜形成することも可能となる。また、図１６（ｂ）および（ｃ）に示されているように、本実施形態のイメージセンサはパッケージ化されているため、センサパッケージ２００の底部には、複数の端子が形成されており、イメージセンサによる光電変換された電荷の転送に使用される。すなわち、イメージ信号の出力用の端子である。
　なお、前記イメージセンサ上に配置される光学フィルタの種類は適宜必要種類を形成できる。被検体の生体成分濃度を測定するために必要な数・種類を所望の波長に応じて選択して使用するのである。また、イメージセンサのパッケージ化には、例えばセラミックパッケージ、プラスチックモールドパッケージ等に収容する事により小型化、取り扱いを容易にできる。
　本発明の実施形態は上記のとおりであるが、本発明が上記に示した範囲に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の形態とすることができる。例えば、前記実施形態では、受光素子をモジュール化することを中心に説明したが、複数の発光素子をモジュール化する構成としてもよい。この場合、モジュール化された各発光素子によって放出される光の波長を異ならせることにより、被検体の成分測定に必要な光の波長を照射することにより、特定波長の光の反射・拡散の状態を検知し得る。さらに、モジュール化したＬＥＤ（発光ダイオード）を同時に発光させることによって、対応するフィルタ波長を有する受光素子によって同時に測定できるので測定時間の短縮ができる。用途に応じ同時発光ではなく個別に発光することもできる。また、いくつかの群に分け、群発光、群検出してもよい。
　また、配線層を形成したプリント基板、セラミック基板等の配線基板に発光素子部、光導波路、受光素子、必要に応じて回路部としての集積回路、その他の部品を実装し全体を樹脂モールドパッケージしてもよい。この状態を図１７に示す。この図に示すように、上記構造においては非破壊測定装置の主要構成部品がモールドパッケージ３０９に集約化されるので小型化、薄型化、各部品の取り付け位置が製造段階で決定され、ばらつきなく特性のそろったものをモジュールとして提供することができる。モールドパッケージ３０９は、基本的に遮光性を有することから、これを隔壁として利用することができる。パッケージ内には、基板３０６が配置され、その表面に生体成分を測定するための発光素子３０７、受光素子３６１および光学フィルタ３６２が形成されるものである。そして、光学フィルタ３６２の上部には光導波路３０８が装着されている。なお、この光導波路３０８の周辺に光漏れ防止層３８３を形成してもよい。また、モジュール全体を筐体等に取り付けるために樹脂モールドパッケージ３０９に取り付け穴部３９１，３９２を形成しておくことも可能である。そして、上記の場合には、構成部品を配線基板に実装後樹脂モールドパッケージしたが、配線層を形成したプリント基板、セラミック基板等の配線基板を保持基板として樹脂モールドすることなく使用することもできる。
　さらに、これらの受光素子はペルチエ素子などの温度調整用の素子を受光素子の底辺部、周辺部に配置し所定の温度に保持することによりさらに精度を向上することができる。受光素子６１の底面（下部）にペルチエ素子４００を配置した構成を図１８（ａ）に示す。このような構成により、受光素子６１の温度安定化により検出精度を向上できる。さらに発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）等使用する場合は発光素子と受光素子の底面部にそれぞれペルチエ素子４００を配置してもよい。また、図１８（ｂ）に示すように単一のペルチエ素子４００を発光素子部（発光モジュール）４０７と受光素子（受光モジュール）４６０に配置する構成としてもよい。この場合、受発光のための両素子を含めた一つのモジュール化を実現させ、発光側４０７および受光側４６０を所定の温度に保持することができ小型化、コストダウンに寄与できる。このように所定の温度に保持することにより発光光度、発光波長安定化によりさらに検出精度を向上することができる。
　さらに、ペルチエ素子を含めてモジュール化してもよい。この場合を図１９に示す。この構造においては、モールドパッケージ５０９の内部にペルチエ素子５００を配置することから、当該ペルチエ素子５００の上面に基板５０６を配置し、さらに基板５０６に発光素子５０７等を形成することができることとなり、モールドパッケージ５００によってパッケージ化されたモジュールを構成することができる。このような構成により、非破壊測定装置の主要構成部品がモールドパッケージ内に集約化されるので小型化、薄型化、各部品の取り付け位置が製造段階で決定され、さらに所定の温度に保持されるので、ばらつきなく特性のそろったものをモジュールとして提供することができる。なお、このような構成の場合においても、モールドパッケージ５０９の遮光性により、パッケージ５０９を遮光壁として機能させ、筐体等に取り付けるための取り付け穴部５９１，５９２を形成しておくことも可能である。また、同様に、構成部品は配線基板に実装することの他に、配線層を形成したプリント基板、セラミック基板等の配線基板とペルチエ素子部を保持基板として樹脂モールドすることなく使用することもできる。
　また、図２０に示すように、非接触温度計６００を有する構成としてもよい。図２０（ａ）に示すように、非接触温度計６００は、被検体測定部６０１の内部において、発光部６０７および受光部（光導波路６０８）とともに、当該受光部の近傍に設置される。これにより、受光部が被検体からの入力光を受光する際に、当該被検体の近傍において、その被検体の温度を測定することが可能となる。そして、この非接触測定装置の電源ユニット６０２には、電源スイッチ６２１および測定スイッチ６２２の他に、温度測定モード切替スイッチ６２３が設けられ、被検体の温度測定を実施するか否かのモード切替を可能にしている。そして、図２０（ｂ）に示すように、表示部６０３の近傍には、測定完了ランプ６１３、測定実行表示ランプ６１４、温度測定ランプ６１５、温度測定モード切替ランプ６１６が配置され、測定中（６１４）または測定完了（６１３）を表示するとともに、温度測定のモード切替状態（６１６）を表示するほかに、温度測定中（６１５）の状態を表示する。これらの表示は、表示部６０３の内側における表示装置によって表示させてもよい。なお、各測定結果は、処理装置を介して、表示装置によって表示される。なお、非接触温度計６００は、図２０（ｃ）に示すように、基板６０６にサーモパイル式温度計を設置または形成する構成としてもよい。このような構成の場合は、全体をモジュール化することができ、全体を小型化することができる。
　このように、非接触温度計６００を設ける構成とする場合には、被検体の温度を参照できることから、特に被検体の温度によって測定すべき成分の検出値が異なる場合に、その補正を演算させることが可能となる。すなわち、被検体は周辺温度と同一ではなく、保存されている状況によっても異なる。例えば、周辺温度が２０°Ｃであるとして、被検体（果実等）を冷蔵庫内で保管することにより、当該被検体が５°Ｃ～１０°Ｃに冷却されている場合には、被検体の温度は周辺の温度とは大きく異なる。そこで、このような場合、従来は、当該温度によって糖度等の測定値が異なるため、被検体の温度に対応する検量線を参照するように、操作者が温度補正等の操作をしなければならなかったが、非接触温度計により測定される被検体の温度を参照することにより、温度補正を自動化することができる。従って、操作者（測定者）による手作業の温度補正が不要となる。なお、非接触の温度計としてはサーモパイル式の放射温度計を使用することができるが、他の方式による温度計を使用してもよい。
　なお、上記各実施形態においては、光導波路の材質はプラスチック材料（アクリル樹脂、ポリカーボネ－ト、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール等）を用いて形成したがプラスチック材料にはいずれの材料においても波長１７００nm近傍に大きな光吸収ピークがある。そこで、この近傍を測定する場合は、例えばホウケイ酸ガラス（例えばパイレックス（登録商標）ガラス：商品名）をモールド成形した光導波路用いれば約３２０nm～２６００nmの波長までほぼ光吸収がなく適用可能である。さらに光吸収が良好な材料としては合成石英ガラスがあり約２００nm～３５００nmまで、さらに合成サファイアガラスは約２００nm～４５００nmまで適用可能である。
　また、光導波路による光の誘導方向が折曲または湾曲する場合（例えば、図１４および図１５に示した形態の場合）には、図２１に示すように、光反射層によって光の誘導方向を変化させるように構成してもよい。この種の光導波路８の構成は、光の誘導方向が折曲方向等に制約されている場合に限らず、適宜採用することができる。直線方向へ入力光を誘導しても十分な入力光を得られない場合は、敢えて光の誘導方向を変化させることにより、入力光を容易に誘導できる場合もあり得るからである。また、光導波路８の受光部側端面は、平滑または単一の凸レンズ状とすることについて説明したが、集光機能を高めるためには、端面に微細な凸レンズを複数整列させることもでき、フレネルレンズとしてもよい。また、端部を複数の山形（ピラミッド型）に形成することによって、表面積を大きくし、受光できる光量を増加させる構成としてもよい。
　さらに、本発明の実施形態として、被検体から放出される反射光または拡散光を受光する測定装置（図１、図１０および図１３参照）および透過光を受光する測定装置（図１４および図１５参照）を例示している。これらの形態のうち、反射光または拡散光を受光する測定装置にあっては、発光部７および光導波路８が接近して設けられ、透過光を受光する測定装置にあっては、被検体測定部１０１を発光側１０１ａおよび受光側１０１ｂに分離したものとしている。そして、適宜な位置に各種スイッチ群を設け、また、バッテリ等が適宜個所に内蔵され、測定に必要な操作および電源供給等を可能にするものである。そこで、これらに例示されるように、本発明に必要な各部を備える構成であれば、実施形態としては、各部の相対的な位置関係および全体的な外観を任意に変更することができるものである。
　すなわち、例えば、図２２に示すように、第一の実施形態の電源ユニット２を取手のような形状とする形態もあり得るのである。この場合の形態は、図に示されているように、被検体測定部１が横長の箱形を呈しており、電源ユニット２は側面視（図２２（ａ）参照）において被検体測定部１とともに略Ｌ字状に配置されている。また、被検体測定部１は正面視（図２２（ｂ）参照）において全体的に丸みを帯びた形状であるが、表示部３を設ける面を平らに構成している。そして、被検体測定部１の正面側（図２２（ａ）中の左側）に測定窓４が設けられ、その一部に被検体に接触させるための接触部４１が設けられているのである。さらに、電源スイッチ２１は表示部３の近傍に設けられ、その付近には測定条件等を切り換えるためのモード切換スイッチ２３などが設けられている。また、測定を開始する際に使用する測定スイッチ２２は、電源ユニット（取手）２の正面側（測定窓４の側）に拳銃の引き金のような状態で設けられ、電源ユニット（取手）２を握った状態で人差し指で操作できるようになっている。なお、測定窓４は、光が透過できるように透明な材料で構成され、正面視（図２２（ｂ）参照）において、接触部４１の内部には光導波路８が内蔵され、反射光または拡散光を受光し、これを受光素子に導くことができるとともに、その近傍に発光素子７が設けられ、被検体に向かって光を照射できるように構成されている。
　上記のような構成の場合には、電源ユニット２が取手として機能するため、当該電源ユニット２を握った状態で測定スイッチ２２を操作できることとなり、測定窓４の向きを自在に変更できることとなり、被検体に対する接触部４１の接触状態を容易に調整することができる。また、表示部３が側面に設けられていることから、接触部４１と被検体との接触状態を確認しつつ、表示部３に表示される測定結果を確認することも可能となる。このように、各部の相対的な位置関係および全体的な外観を変更することによって、利便性の異なる形態の測定装置を提供することができるものであることから、上記例示の実施形態に限定されず、利用者の要望に応じて適宜変更したものとすることができるのである。
１，１０１　被検体測定部
２，１０２　電源ユニット
３，１０３　表示部
４，１０４　測定窓
５，１０５　処理装置（処理手段）
６，２０６　基板
７，７ａ，７ｂ，７ｃ　発光素子
８，１０８，２０８　光導波路
９　隔壁
１１　被検体測定部の片方表面
１２　被検体測定部の他方表面
２１　電源スイッチ
２２　測定スイッチ
３１　板状部材
３２　表示装置
４１，１４１　接触部
４２，１４２　受光部
６１，１６１　受光素子（フォトセンサ）
６２，１６２　光学フィルタ
８０ａ　光導波路の導入部
８０ｂ　光導波路の分岐部
８１　光導波路の受光部側端面
８２　光導波路の光学フィルタ側端面
１６０　受光素子モジュール
２６０　イメージセンサモジュール
４００，５００　ペルチエ素子
６００　非接触温度計
Ｆ　被検体

Claims (10)

  1. 測定対象の被検体に光を照射する発光部と、該被検体から放出される反射光、拡散光または透過光を受光する受光部と、受光部により受光した光から特定の光学特性の光を透過させる複数の光学フィルタと、受光部により受光した光を前記複数の光学フィルタに導く一体に形成された光導波路と、前記各光学フィルタを通過した特定の光学特性の光を検出する受光素子と、検出した反射光、拡散光または透過光により検量線から被検体の評価量を演算する処理手段とを備えたことを特徴とする非破壊測定装置。
  2. 前記光導波路は、前記受光部に対向する端面の一部または全部を膨出してなるレンズを形成してなることを特徴とする請求項１に記載の非破壊測定装置。
  3. 前記光導波路は、前記複数の光学フィルタに対し、それぞれ分岐して反射光、拡散光または透過光を誘導させてなる分岐部を形成してなる請求項１または２に記載の非破壊測定装置。
  4. 前記分岐部は、前記複数の光学フィルタに対し個別に反射光、拡散光または透過光を誘導する複数の分岐導波路によって形成され、各分岐導波路は、その全部または一部の断面積を不均一にしてなる請求項３に記載の非破壊測定装置。
  5. 前記光導波路は、前記受光部に対向する端面および前記光学フィルタに対向する端面を除く表面に光漏れ防止部材層を形成してなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の非破壊測定装置。
  6. 前記光漏れ防止部材層は光反射材層であることを特徴とする請求項５に記載の非破壊測定装置。
  7. 前記光反射材層は金属薄膜であることを特徴とする請求項６に記載の非破壊測定装置。
  8. 前記受光素子は、温度調整用の素子を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の非破壊測定装置。
  9. 前記発光部は相互に異なる範囲の波長を有する複数の固体発光素子を有し、前記複数の固体発光素子とほぼ同一の波長を透過する複数の前記各光学フィルタを有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の非破壊測定装置。
  10. 前記受光部の近傍には、さらに、非接触温度計を配置し、該非接触温度計により被検体の温度を測定し、これを前記処理手段により参照させてなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の非破壊測定装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158820A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JP6203922B1 (ja) * 2016-10-04 2017-09-27 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JP6203923B1 (ja) * 2016-10-04 2017-09-27 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
CN108291869A (zh) * 2016-09-06 2018-07-17 株式会社爱宕 无损测定装置
JP7449015B1 (ja) 2023-07-24 2024-03-13 株式会社アタゴ 青果物の非破壊測定装置及び非破壊測定方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018105795A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 機能水濃度センサ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116141A (ja) * 2000-08-01 2002-04-19 Society For Techno-Innovation Of Agriculture Forestry & Fisheries ハンディ型果実成分非破壊測定器
JP2004166827A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Honda Motor Co Ltd 光計測装置
JP2004219322A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Astem:Kk 非破壊分光測定器
WO2006132218A1 (ja) * 2005-06-07 2006-12-14 Omron Healthcare Co., Ltd. 生体成分計測センサ
JP3162945U (ja) * 2010-07-09 2010-09-24 千代田電子工業株式会社 青果物の非破壊測定装置
JP2011064562A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Gunma Prefecture 土壌中に含まれる養分元素及び腐植の測定方法及びそれを用いた測定装置
JP2011169738A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Sharp Corp 化学物質検出装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116141A (ja) * 2000-08-01 2002-04-19 Society For Techno-Innovation Of Agriculture Forestry & Fisheries ハンディ型果実成分非破壊測定器
JP2004166827A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Honda Motor Co Ltd 光計測装置
JP2004219322A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Astem:Kk 非破壊分光測定器
WO2006132218A1 (ja) * 2005-06-07 2006-12-14 Omron Healthcare Co., Ltd. 生体成分計測センサ
JP2011064562A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Gunma Prefecture 土壌中に含まれる養分元素及び腐植の測定方法及びそれを用いた測定装置
JP2011169738A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Sharp Corp 化学物質検出装置
JP3162945U (ja) * 2010-07-09 2010-09-24 千代田電子工業株式会社 青果物の非破壊測定装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158820A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JPWO2016158820A1 (ja) * 2015-03-31 2017-05-25 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
CN108291869A (zh) * 2016-09-06 2018-07-17 株式会社爱宕 无损测定装置
US11099127B2 (en) 2016-09-06 2021-08-24 Atago Co., Ltd. Nondestructive measurement apparatus
CN108291869B (zh) * 2016-09-06 2022-09-20 株式会社爱宕 无损测定装置
JP6203922B1 (ja) * 2016-10-04 2017-09-27 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JP6203923B1 (ja) * 2016-10-04 2017-09-27 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JP2018059774A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JP2018059775A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 三井金属計測機工株式会社 青果物検査装置
JP7449015B1 (ja) 2023-07-24 2024-03-13 株式会社アタゴ 青果物の非破壊測定装置及び非破壊測定方法

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