JPH0359443A - 分光分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定物に光を照射する投光部と、狭帯域透
過特性を有するフィルタと、前記被測定物と前記フィル
タとを透過した光を受光する受光部とからなる分光分析
装置に関する。

〔従来の技術〕

分光分析装置の工業的用途として、例えば、果実の熟度
選別等がある。このような用途に使用される分析装置は
、簡素且つ安価であることが望ましい。

そこで、光を被測定物に照射し、その透過光の特定の波
長におけるスペクトルの吸収を利用して成分の分析判定
を行うことが考えられる。

このとき各部の経時変化等による誤差を防止するため、
その特定波長におけるスペクトル強度の傾き（以下、ス
ペクトル微分値という）に基づいて、成分分析を行うこ
とがある。

従来、簡易にスペクトル微分値を得る構成として、下記
のようなものがあった。

つまり、特定波長近辺の異なる波長に夫々ピーク透過特
性を有する狭帯域フィルタを複数用意し、順次フィルタ
を交換しながら各フィルタのピーク波長におけるスペク
トル強度を単一の受光素子で検出するようにしていた。

そして、各波長でのスペクトル強度に基づいて、スペク
トル微分値を得るようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、次のような欠点があった。

つまり、順次フィルタを交換しながら測定せねばならな
いので測定作業を迅速に行うことができず作業効率を高
くすることができない。

又、近接した波長にピーク透過特性を有する複数のフィ
ルタを準備せねばならない。

本発明の目的は、上記従来欠点を解消して、一つのフィ
ルタを用いることによって、高能率にスペクトル微分値
を得ることができる分光分析装置を得る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による分光分析装置の
特徴構成は、前記受光部が、光の波長の順に光路を分散
させる分光器と、その光路分散方向に分解能を有する光
センサとから構成されていることである。

〔作　用〕

分光器のスペクトル結像面にフォトダイオードアレイ等
の複数受光素子を有する光センサを配設することにより
、被測定物の透過光のスペクトル分布を検出することが
可能となる。

フィルタのピーク透過波長に対応する光センサの受光素
子は、受光強度が最大の素子を検出することにより容易
に特定できる。

そこで、ピーク透過波長での受光強度と、その波長に近
接した波長での受光強度に基づいて、ピーク透過波長に
おけるスペクトル微分値を得ることができる。

〔発明の効果〕

一つのフィルタを用いることにより、特定波長近辺の異
なる波長におけるスペクトル強度を同時に検出すること
ができるので作業効率の高い分光分析装置を得ることが
できる。

又、光センサを構成する複数の受光素子のうちいずれの
素子を測定に使用するかを受光強度から特定できるので
装置の組付精度はそれほど高くなくても良い。その結果
、装置の簡素化を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を糖度による果実選別に適用した実施例に
ついて図面に基づいて説明する。

第４図に示すように、果実（Ｆ）を搬送する搬送ライン
（Ｌ）に果実選別用の分光分析装置（１）が設けられ、
もって果実選別装置が構成されている。尚、分光分析装
置（１）には光電式の検出スイッチ（２）が付設され、
その検出スイッチ（２）が果実（Ｆ）を検出するに伴っ
て果実の選別動作を行うようになっている。

前記分光分析装置（１）について説明を加えると、第１
図に示すように、被測定物に光を照射する投光部（３）
、狭帯域透過特性を有する干渉フィルタ（４〉、及び、
被測定物と前記フィルタ（４）とを透過した光を受光す
る受光部（５）とからなる。

前記受光部（５）は、入射光を平行光線束として出力す
るコリメータ（６）、コリメータ（６）からの光を波長
の順に光路を分散させる分光器としてのプリズム（７）
、プリズム（７）によって分散された光を光センサ（９
）の受光面に結像させるレンズ系（８）及びプリズムを
透過した光の光路分散方向に分解能を有するように配設
された光センサとしてのフォトダイオードアレイ（９）
とからなる。

スペクトル微分値を得る手順について説明を加える。

前記フィルタ（４）の透過率分布を第２図に示す。つま
り、被測定物がない状態における前記フィルタ（４）の
透過光も同様のスペクトル分布を示すことになる。尚、
果実（Ｆ）の糖度と相関関係にあるクロロフィルの濃度
は、６８５（ｎｍ）の波長の光と相関関係を持っている
。つまり、例えば、クロロフィルを同定したり、その濃
度を測定したりする場合には、ピーク透過波長（λＯ）
を６８５（ｎｍ）付近に持つフィルタ（４）を選択すれ
ばよい。

又、そのピーク透過波長（λ０）に対応する光センサ（
９）の受光素子（Ｓｏ）は、受光強度が最大の素子を検
出することにより特定できる。

そして、その受光素子（Ｓｏ）から前後に夫々所定数離
れた位置の受光素子（３１）、（Ｓｔ）を選択する。こ
れらの受光素子（３１）、　（Ｓ２）は夫々ピーク透過
波長（Ａ０）に近接した波長（Ａ１）、（Ａ２）に対応
しているものとする。

スペクトル結像面、つまり、前記センサ（９）の受光面
におけるスペクトル分布の一例を第３図に示す。前記両
受光素子（Ｓｉ）、（３２）夫々の受光強度（ＡＩ）、
（Ａ２）を検出することにより、前記両受光素子（Ｓｔ
）、　（Ｓ２）夫々におけるスペクトル強度を求めるこ
とができる。

そして、ピーク透過波長（Ａ０）におけるスペクトル微
分値（Ｄ）を下記式 により近似的に求めることができる。

〔別実施例〕

上記実施例では、ピーク透過波長（Ａ０）に対応する受
光素子（Ｓｏ）から前後に所定数酸れた位置の受光素子
（Ｓｌ）、　（Ｓりの受光強度（ＡＩ）、　（Ａｍ）か
らスペクトル微分値を求めていたが、前記受光強度（Ａ
Ｉ）、（Ａりの一方とピーク透過波長（Ａ０）における
受光強度（Ａｏ）とからスペクトル微分値（Ｄ）を求め
てもよい。その場合、各波長（Ａｏ）。

（Ａ１）におけるフィルタの透過率（ＫＯ）、（Ｋｌ）
により受光強度（Ａｏ）、（ＡＩ）を補正することもで
きる。

本発明は、果実に限らず、物質中の水分やたんばく質の
測定等、各種成分の同定や濃度測定に適用することがで
きる。

上記実施例では、分光器としてプリズムを使用したが、
回折格子やファブリペロ−を用いる等各部の具体構成は
各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の分光分析装置の実施例を示し、第１図は
分光分析装置の構成図、第２図はフィルタの透過率分布
を示す説明図、第３図は光センサにおけるスペクトル分
布を示す説明図、第４図は果実選別装置の概略平面図で
ある。 （３）・・・・・・投光部、 （４）・・・・・・フィルタ、 （５）・・・ ・・・受光部、 （７）・・・・・・分光器、 （９）・・・・・・光センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物に光を照射する投光部（３）と、狭帯域透過特
   性を有するフィルタ（４）と、前記被測定物と前記フィ
   ルタ（４）とを透過した光を受光する受光部（５）とか
   らなる分光分析装置であって、前記受光部（５）が、光
   の波長の順に光路を分散させる分光器（７）と、その光
   路分散方向に分解能を有する光センサ（９）とから構成
   されている分光分析装置。