JPH11125595A

JPH11125595A - 分光分析装置

Info

Publication number: JPH11125595A
Application number: JP9291099A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kashiyuu; 政幸加洲; Akira Hiwatari; 章樋渡; Hiroyuki Miyake; 博之三宅
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】標準反射板を用いて分光分析に基づく成分の
分析を極力精度よく行えるものでありながら、構成を簡
素化することが可能となる分光分析装置を提供する。【解決手段】光源から照射される光に対して、試料Ｓ
からの反射光の測定用分光計測情報、及び、標準反射板
２６からの反射光の基準用分光計測情報の夫々に基づい
て、試料Ｓの成分を分析するように構成され、標準反射
板２６が、光源からの光の通過経路中に位置する作用状
態と、通過経路外に退出する引退状態とに位置変更可能
で、支持部６に試料Ｓを装脱するときの開位置と、試料
を計測するときの閉位置とにわたって移動操作されるカ
バー８の開位置への移動操作に伴って標準反射板２６が
作用状態に切り換わり、カバー８の閉位置への移動操作
に伴って標準反射板２６が引退状態に切り換わるよう
に、それらが連動連係されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、穀物や果
物等の試料の成分を分光分析手法により分析する分光分
析装置に関するものであり、詳しくは、支持部にて支持
される試料に対して光を照射する光源と、前記光源から
照射される光に対する前記試料からの反射光又は透過光
の測定用分光計測情報、及び、前記光源から照射される
光に対する基準体からの反射光又は透過光の基準用分光
計測情報の夫々に基づいて、試料の成分を分析する分光
分析手段とが備えられた分光分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記分光分析装置において、従来では、
例えば特開平７−２００４２号公報に示されるように、
光源から計測用試料の存在対象位置に向けて照射される
光の通過経路に、前記基準体（リファレンス部２０ｂ）
と、光をそのまま透過させる透過部（切欠き部２０ｄ）
とを備えた回転円板２０を備えさせて、この回転円板を
図示しない回転駆動手段にて回転駆動させることによ
り、光源からの光が基準体を通過する状態と、前記透過
部を通過する状態とに切り換え自在に構成したものがあ
った。この構成においては、光源からの光が基準体を通
過する状態において、光源から照射される光に対する基
準体からの反射光又は透過光の基準用分光計測情報を得
るとともに、光源からの光が透過部を通過する状態にお
いて、光源から照射される光に対する前記試料からの反
射光又は透過光の測定用分光計測情報を得るようになっ
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成は、試料から
の反射光又は透過光の計測情報に対する基準用の情報を
得ることにより、それらの相対値によって分光分析を行
うことで、前記計測情報の絶対値に基づいて分光分析す
る場合に較べて、温度やその他の外部環境の変化にかか
わらず極力精度よく分析を行うことができるようにした
ものであるが、このような構成においては、光源からの
光の経路中に基準体が位置する状態と、基準体が光の経
路から退避する状態とに切り換えるための構成が必要と
なる。そこで、上記従来構成においては、回転円板によ
ってその切り換えを行うようにしているのである。

【０００４】しかし、上記したように回転円板を回転駆
動させる構成においては、この回転円板を回転駆動させ
る為の専用の回転駆動手段やそれを制御するための制御
構成等が必要となり、それだけ構成が複雑になる不利な
面があった。

【０００５】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、基準体を用いて分光分析に基づく
成分の分析を極力精度よく行えるものでありながら、構
成を簡素化することが可能となる分光分析装置を提供す
る点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、前記基準体が、前記光源から計測用試料の
存在対象位置に向けて照射される光の通過経路中に位置
する作用状態と、前記通過経路外に退出する引退状態と
に位置変更可能に設けられ、支持部に試料を装脱すると
きの装脱用位置と、試料を計測するときの計測用位置と
にわたって移動操作される移動操作体が備えられ、この
移動操作体の前記装脱用位置への移動操作に伴って前記
基準体が前記作用状態に切り換わり、前記移動操作体の
前記計測用位置への移動操作に伴って前記基準体が前記
引退状態に切り換わるように、前記移動操作体と前記基
準体とが連動連係されている。尚、移動操作体として
は、例えば、試料に対する分光分析に基づく計測を行う
場合に外乱光による検出誤差を生じないように周囲を閉
塞させる計測用位置に操作され、試料の装脱時には装脱
を可能にする装脱用位置に操作される遮蔽用の移動操作
体、又は、試料を保持した状態で光源からの光経路中に
位置させる計測用位置と、それから退避する装脱用位置
とにわたり移動操作される試料保持用の移動操作体等が
ある。

【０００７】前記基準体は、計測が行われていない試料
の装脱時には作用状態に切り換えられて基準用分光計測
情報を得ることができ、試料に対する計測が行われる時
には計測の邪魔にならないように退避して測定用分光計
測情報を得ることができる。そして、基準体は、試料を
支持部に装脱する時と試料を計測する時とで異なる位置
に移動操作される移動操作体の移動操作に連動して基準
体が引退状態と作用状態とに切り換わるので、基準体を
移動操作させるための専用の移動操作手段やそれを制御
するための制御構成等が不要で、それだけ構成が簡素化
できることになる。

【０００８】その結果、基準体を用いて極力精度よく分
光分析を行えるものでありながら、構成を簡素化するこ
とが可能となる分光分析装置を提供できるに至った。

【０００９】請求項２に記載の特徴構成によれば、請求
項１において、前記移動操作体は、前記支持部に対して
試料を装脱可能な前記装脱用位置としての開状態と、試
料が支持された状態で前記支持部に対する外乱光を遮断
する前記計測用位置としての閉状態とに切り換え操作自
在な遮蔽部材で構成されている。

【００１０】この遮蔽部材を開位置に切り換えることに
より基準体が引退状態となり、閉状態に切り換えること
により基準体が作用状態となるように連動して切り換え
られることになる。

【００１１】支持部に対して試料をセットしたり、計測
終了後に試料を取り出したりするときは、遮蔽部材を開
状態に切り換えると、このような試料の装脱作業の邪魔
になることがなく、開状態への操作に連動して基準体が
引退状態に切り換えられる。又、支持部に支持されてい
る試料に対して光源からの光を照射して測定用分光計測
情報を計測するときには、遮蔽部材を閉状態に切り換え
ると、基準体が引退状態に切り換えられると共に、支持
部に対する外乱光を遮断することができて、光源からの
光に対する反射光又は透過光だけを検出して、外乱光に
よる検出誤差を少なくして精度よく成分の分析を行うこ
とができる。

【００１２】請求項３に記載の特徴構成によれば、請求
項２において、前記光源からの光を試料に照射するため
の照射部が位置固定状態で設けられ、前記支持部が、前
記照射部から離間する試料装脱用の待機用位置と、支持
される試料が前記照射部に近接する計測用位置とにわた
り位置変更自在に設けられ、前記遮蔽部材の前記閉状態
への切り換え操作に伴って前記支持部が前記計測用位置
に切り換わり、前記遮蔽部材の前記開状態への切り換え
操作に伴って前記支持部が前記待機用位置に切り換わる
ように、前記遮蔽部材と前記支持部とが連動連係されて
いる。

【００１３】遮蔽部材を開状態に切り換えると、それに
連動して基準体が作用状態に切り換えられると共に、支
持部が照射部から離間する試料装脱用の待機用位置に切
り換えられるので、試料の装脱作業が行い易いものにで
きる。又、遮蔽部材を閉状態に切り換えると、それに連
動して基準体が引退状態に切り換えられて退避すると共
に、支持部が照射部に近接する計測用位置に切り換えら
れるので、試料が照射部に近い位置となり、測定用分光
計測情報を極力精度のよい状態で得ることができる。

【００１４】請求項４に記載の特徴構成によれば、請求
項３において、前記基準体は、前記作用状態において前
記照射部に対して試料存在側に位置するように構成され
ているので、前記作用状態において、基準体が試料の計
測用の位置に極力近い位置にある状態で基準用分光計測
情報を得ることができて、試料に対する測定用分光計測
情報の計測と、基準体に対する基準用分光計測情報の計
測とをほぼ同一条件で行うことにより分光分析における
計測精度をより高めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、青果物の
成分を分析する分光分析装置に本発明を適用した場合の
実施の形態を説明する。この分光分析装置は、図１に示
すように、計測対象の試料を保持するとともに、保持し
ている試料に光源１からの計測用光線を照射して試料か
らの反射光を受光するように構成された試料保持部Ｈ
と、その試料保持部Ｈで受光された光の分光スペクトル
を得て、その分光スペクトルに基づいて試料の成分を分
析する分光分析手段としての分光分析部Ａと、その分光
分析部Ａの分析結果を表示する表示装置２と、分光分析
装置の各種制御を司る制御部３を主な構成要素として備
えて構成してある。そして、それら光源１、試料保持部
Ｈ、分光分析部Ａ及び制御部３を本体ケーシング４を用
いて一体的に組み付けて、キャスタにて移動自在に構成
してある。光源１は、赤外線光を測定用光線として放射
するタングステン−ハロゲン電球を備えて構成してあ
る。

【００１６】図２及び図３に基づいて、試料保持部Ｈに
ついて説明を加える。試料保持部Ｈは、遮光材料にて形
成した保持部ケーシング５に、試料を載置する載置台６
ｔと、その載置台６ｔに載置されている試料Ｓに、光源
１からの計測用光線を照射部７ｏから照射するととも
に、試料Ｓからの反射光を受光部７ｉにて受光するよう
に構成された検出部７を設けて構成してある。検出部７
は、載置台６ｔに載置される試料Ｓに対して横方向に計
測用光線を照射し、且つ、試料Ｓからの横方向の反射光
を受光するように、載置台６ｔに載置される試料Ｓの横
に位置させて配置してある。

【００１７】更に、載置台６ｔに載置されている試料Ｓ
が少なくとも計測のときにはその自重によって受光部７
ｉ側に動くように、載置台６ｔを試料Ｓを載せたり取り
出したりするときよりも試料Ｓを計測するときに急傾斜
状態になるように傾斜操作する載置台傾斜操作手段Ｂを
設けてある。又、リファレンス用の光量（基準用分光計
測情報の一例）の計測のための基準体としての標準反射
板２６を、試料Ｓに向けて照射部７ｏから照射される計
測用光線の通過経路中に位置する作用状態と、前記通過
経路外に退出する引退状態とに位置変更させるように移
動操作する反射板移動操作手段Ｍを設けてある。標準反
射板２６は、例えば、白色プラスチック板、あるいは、
オパールグラスにて形成してある。

【００１８】更に、計測用光線と同一波長の外乱光を遮
断するように構成された遮蔽部材としてのカバー８を、
全開状態では試料Ｓの出し入れ用の開口部５ａを形成し
て、試料Ｓの出し入れが自在なようにするとともに、全
閉状態では開口部５ａを形成せずに、外乱光が載置台６
ｔに載置されている試料Ｓに照射され且つ外乱光が受光
部７ｉに受光されるのを防止するように、全開状態と全
閉状態とにわたり揺動開閉自在に保持部ケーシング５に
設けてある。そして、載置台傾斜操作手段Ｂ及び反射板
移動操作手段Ｍは、カバー８が、試料Ｓの出し入れのた
めに保持部ケーシング５の開口部５ａを全開する全開状
態から、試料Ｓの計測のために開口部５ａを全閉する全
閉状態に人為的に閉じ操作されるときのカバー８の閉じ
方向への動きによって連動操作されるように構成してあ
る。

【００１９】次に、図２及び図３に基づいて、カバー８
について説明を加える。保持部ケーシング５は、本体ケ
ーシング４の上面部に固定設置してある。そして、カバ
ー８はその左右両側に夫々取り付けられた一対の左右方
向の回動軸体９により、前後方向に揺動自在に保持部ケ
ーシング５に支持するとともに、そのカバー８を開き方
向に復帰付勢するカバー復帰バネ１０と、そのカバー復
帰バネ１０の付勢力に抗してカバー８を受け止めて全開
状態で静止させるカバーストッパ１１を設けてある。一
対の回動軸体９夫々には、夫々と一体的に回動するよう
に駆動ギア１５を固着してある。

【００２０】更に、カバー８を全閉状態で静止位置させ
るべく、カバー８の閉じ方向への動きによって互いに係
合させるように、カバー８の先端部に被係止片８ａを、
保持部ケーシング５側に係止部材１２を夫々設けてあ
る。係止部材１２は、カバー８の閉じ方向への動きに伴
う被係止片８ａとの接当により揺動させられるように、
保持部ケーシング５に揺動自在に支持させてある。更
に、係止部材１２を被係止片８ａに係止される係止方向
に復帰付勢する係止部材復帰バネ１３と、係止部材１２
を係止方向とは反対の離脱方向に移動駆動して、係止部
材１２と被係止片８ａとの係止状態を解除するためのソ
レノイド１４を設けてある。尚、詳細は後述するが、ソ
レノイド１４は制御部３により作動制御する。

【００２１】次に、図２、及び、図４ないし図６に基づ
いて、載置台６ｔについて説明を加える。載置台６ｔを
上部に備え、且つ、その載置台６ｔにおける検出部７側
の縁部から上方に延びる状態で壁部材６ｗを備えた載置
部６（支持部の一例）を、一対の左右方向の枢支軸体１
６によって前後方向に揺動自在に保持部ケーシング５に
支持させてある。更に、載置部６を前方側に（即ち、載
置台６ｔの傾斜を緩くする方向に）付勢する載置台復帰
バネ１７と、その載置台復帰バネ１７の付勢力に抗して
載置部６を静止位置させる載置台ストッパ１８を設けて
ある。そして、載置部６が載置台ストッパ１８に受け止
められて静止位置する状態（試料装脱用の待機用位置に
対応）で、試料Ｓを載置台６ｔに載せたり取り出したり
して、試料を計測するときに、載置台傾斜操作手段Ｂに
よって載置部６を載置台復帰バネ１７の付勢力に抗して
後方側に引っ張って、載置台６ｔを急傾斜（計測用位置
に対応）にする。尚、載置台６ｔは、載置部６が載置台
ストッパ１８に受け止められて静止位置する状態、つま
り、試料Ｓを装脱するときにも、その載置台６ｔにおけ
る受光部７ｉ側を下方に位置させた傾斜姿勢になるよう
に載置部６に設けてある。

【００２２】又、壁部材６ｗは、載置台６ｔが載置台傾
斜操作手段Ｂによって急傾斜にされるに伴って、動く試
料Ｓを受け止めるように設けてある。壁部材６ｗには、
検出部７から照射される計測用光線及び試料Ｓからの反
射光通過用の光通過部としての光通過用開口部６ｏを形
成してある。

【００２３】次に、図２、図３及び図１０に基づいて、
検出部７について説明を加える。検出部７は、計測用光
線の照射方向視において環状に形成した照射部７ｏの内
部に受光部７ｉが照射部７ｏと間隔を隔てて位置するよ
うに構成して、試料Ｓに対して計測用光線が照射部７ｏ
から環状に出射し、試料Ｓを拡散反射した拡散反射光が
受光部７ｉに入射するようにしてある。その検出部７
を、載置部６の壁部材６ｗの背部に、載置台６ｔが傾斜
操作手段Ｂによって急傾斜にされたときに、その前方部
分が壁部材６ｗの光通過用開口部６ｏの部分が入り込む
位置に位置させて固定設置してある。そして、検出部７
と光源１とを、光源１からの計測用光線が検出部７の照
射部７ｏから照射されるように、照射用光ファイバ１９
にて接続し、検出部７と後述する分光分析部Ａの分光部
３４とを、受光部７ｉに入射した光を分光部３４の入射
部３４ａに入射させるように導くように、受光用光ファ
イバ２０にて接続してある。

【００２４】次に、図２ないし図６に基づいて、載置台
傾斜操作手段Ｂ及び反射板移動操作手段Ｍについて説明
を加える。両端部夫々に従動ギア２１を固着したシャフ
ト２２を、回動自在なように保持部ケーシング５に支持
させて設けるとともに、一対の従動ギア２１夫々をカバ
ー８の開閉動作に伴って回動する一対の駆動ギア１５夫
々に噛み合わせてある。載置台傾斜操作手段Ｂは、シャ
フト２２に固着した一対の傾斜操作用カム部材２３と、
シャフト２２に回動自在に支持されて傾斜操作用カム部
材２３夫々によって夫々従動される一対の傾斜操作用従
動部材２４と、一端部が載置部６の左右両側に夫々枢支
連結され、且つ、他端部が一対の傾斜操作用従動部材２
４夫々に夫々枢支連結された一対の連結部材２５を備え
て構成してある。傾斜操作用カム部材２３には、シャフ
ト２２の軸芯を中心とする円弧状のカム溝２３ａを形成
し、傾斜操作用従動部材２４には、傾斜操作用カム部材
２３のカム溝２３ａに嵌め込まれる円柱状の突起部２４
ａを突設してある。つまり、カバー８の閉じ方向への動
きに伴って、突起部２４ａがカム溝２３ａの端部に接当
して傾斜操作用従動部材２４が従動することにより、載
置部６が載置台復帰バネ１７の付勢力に抗して連結部材
２５によって検出部７側に引っ張られて、載置台６ｔの
傾斜が徐々に急になり、図６に示すように、カバー８が
全閉状態になって被係止片８ａが係止部材１２に係止さ
れると、載置台６ｔは所定の急傾斜状態に静止位置す
る。そして、ソレノイド１４の作動によって、係止部材
１２と被係止片８ａとの係止状態が解除して、カバー８
が全開状態に復帰すると、載置部６は載置台復帰バネ１
７によって復帰し、載置台６ｔは元の緩傾斜状態に静止
する。

【００２５】反射板移動操作手段Ｍは、シャフト２２に
固着した一対の移動操作用カム部材２７と、シャフト２
２に回動自在に支持されて移動操作用カム部材２７夫々
によって夫々従動され、且つ、先端部が標準反射板２６
の左右両側に夫々固定連結された一対のアーム部材２８
を備えて構成してある。移動操作用カム部材２７には、
シャフト２２の軸芯を中心とする円弧状のカム溝２７ａ
を形成し、アーム部材２８には、移動操作用カム部材２
７のカム溝２７ａに嵌め込まれる円柱状の突起部２８ａ
を突設してある。

【００２６】図２に示すように、カバー８が全開状態で
は、標準反射板２６は、載置部６の壁部材６ｗと検出部
７との間に介在する状態（前記作用状態に相当する）に
なるようになっている。そして、標準反射板２６を前記
作用状態に復帰させるように付勢する反射板復帰バネ２
９と、標準反射板２６を反射板復帰バネ２９に抗して前
記作用状態に静止位置させる反射板ストッパ３０を設け
てある。つまり、カバー８の閉じ方向への動きに伴っ
て、突起部２８ａがカム溝２７ａの端部に接当して、ア
ーム部材２８が反射板復帰バネ２９の付勢力に抗して従
動することにより、標準反射板２６が壁部材６ｗと検出
部７との間から抜けて、図６に示すように、カバー８が
全閉状態になって被係止片８ａが係止部材１２に係止さ
れると、標準反射板２６は壁部材６ｗと検出部７との間
から完全に退出した状態（前記引退状態に相当する）に
静止位置する。そして、ソレノイド１４の作動によっ
て、係止部材１２と被係止片８ａとの係止状態が解除し
て、カバー８が全開状態に復帰すると、標準反射板２６
は反射板復帰バネ２９によって前記作用状態に復帰して
静止する。

【００２７】移動操作用カム部材２７のカム溝２７ａ
は、カバー８が全開状態では、アーム部材２８の突起部
２８ａに対してフリー状態であり、図４に示すように、
カバー８が全開状態から所定角度（例えば、２４．５
°）だけ閉じられて初めて、突起部２８ａに係合して、
アーム部材２８を従動させるような位置に形成してあ
る。傾斜操作用カム部材２３のカム溝２３ａは、カバー
８が、移動操作用カム部材２７のカム溝２７ａとアーム
部材２８の突起部２８ａとが係合し始める位置にまで開
かれる間は、傾斜操作用従動部材２４の突起部２４ａに
対してフリー状態であり、その位置から更に所定角度
（例えば、１１．５度）閉じられて初めて、図５に示す
ように、突起部２４ａに係合して、傾斜操作用従動部材
２４を従動させる位置に形成してある。尚、駆動ギア１
５と従動ギア２１との歯数比は２対１にしてあり、カバ
ー８が全開状態から全閉状態にまで動くことによって、
駆動ギア１５は例えば５７°回転するようにしてあり、
従動ギア２１はその間に１１４°回転する。

【００２８】つまり、標準反射板２６は、カバー８が全
開状態のときには前記作用状態に位置して、計測用光線
が光通過用開口部６ｏから照射されるのを防止するシャ
ッタの機能も果たすようにしてある。そこで、カバー８
が全開状態からある程度閉じられてから初めて、標準反
射板２６が前記作用状態から動き始めるようにして、使
用者が眩しく感じるのを防止するようにしてある。この
ようにして、カバー８の全開状態への移動操作に伴っ
て、標準反射板２６が作用状態に切り換わるとともに、
載置部６が緩傾斜状態に切り換わり、カバー８の全閉状
態への移動操作に伴って、標準反射板２６が引退状態に
切り換わるとともに、載置部６が急傾斜状態に切り換わ
るように、それらが連動連係されている。従って、カバ
ー８が移動操作体ＩＳに対応することになる。

【００２９】更に、カバー８が全開状態、つまり、標準
反射板２６が前記作用状態であることを検出するカバー
開検出センサ３１と、カバー８が全閉状態、つまり、標
準反射板２６が前記引退状態にあることを検出する反射
板離脱検出センサ３２と、載置台６ｔ上の試料Ｓの有無
を検出するサンプル検出センサ３３とを設けてある。カ
バー開検出センサ３１及び反射板離脱検出センサ３２は
フォトインタラプタ型の光センサにて構成し、サンプル
検出センサ３３は反射型の光センサにて構成してある。
カバー開検出センサ３１は、カバー８が図２に示す全開
状態から図４に示す状態にまで閉じられる間、アーム部
材２８に設けたカバー開検出用舌片２８ｂによって発光
部から照射された光が受光部に受光されるのが遮られて
オフ状態となり、それ以外ではオン状態となるような位
置に配置し、反射板離脱検出センサ３２は、図６に示す
ように、カバー８が全閉状態のときに、アーム部材２８
に設けた反射板離脱検出用舌片２８ｃによって発光部か
ら照射された光が受光部に受光されるのが遮られてオフ
状態となり、それ以外ではオン状態となるような位置に
配置してある。又、サンプル検出センサ３３は、載置台
６ｔ上に試料Ｓが載置されて、発光部から照射した光が
試料Ｓで反射して受光部にて検出されることにより、試
料Ｓの有る状態を検出するように構成してある。

【００３０】つまり、図２に示すように、カバー８が全
開状態では、載置部６の壁部材６ｗと検出部７とは離間
して、標準反射板２６は壁部材６ｗと検出部７との間に
介在する前記作用状態であり、載置部６の載置台６ｔは
緩傾斜状態になっている。この状態は、カバー開検出セ
ンサ３１がオフ状態であり、反射板離脱検出センサ３２
がオン状態であることにより検出される。そして、この
状態で、載置台６ｔに対してサンプルＳが装脱される。
続いて、カバー８が閉じ始められると、カバー８の閉じ
方向への動きによって、図４に示すように、先ず、反射
板移動操作手段Ｍが駆動されて、標準反射板２６が壁部
材６ｗと検出部７との間から抜け始め、続いて、図５に
示すように、載置台傾斜操作手段Ｂが駆動され始めて、
載置台６ｔが急傾斜になるように傾き始め、続いて、図
６に示すように、カバー８が全閉状態になって被係止片
８ａが係止部材１２に係止されると、壁部材６ｗが検出
部７に近接し、標準反射板２６は壁部材６ｗと検出部７
との間から完全に退出した前記引退状態で静止位置し、
載置台６ｔは所定の急傾斜状態に静止位置する。従っ
て、載置台６ｔの試料Ｓは、その自重によって検出部７
側に動いて検出部７の前面に接当する。尚、カバー８が
全閉状態になっている状態は、カバー開検出センサ３１
がオン状態であり、反射板離脱検出センサ３２がオフ状
態であることにより検出される。そして、この状態で、
後述するように、分光分析部Ａによって、試料Ｓの成分
が分析される。続いて、ソレノイド１４の作動によっ
て、係止部材１２と被係止片８ａとの係止状態が解除し
て、カバー８が全開状態に復帰すると、標準反射板２６
は前記作用状態に、載置台６ｔは緩傾斜状態に夫々復帰
するのである。

【００３１】次に、図７、図１０及び図１１に基づい
て、分光分析部Ａについて説明を加える。分光分析部Ａ
は、受光用光ファイバ２０にて導かれた光の分光スペク
トルを得る分光部３４と、その分光部３４で得られた分
光スペクトルに基づいて試料Ｓに含まれる成分に基づく
品質情報を求める成分演算部３５とを備えて構成してあ
る。分光部３４は、受光用光ファイバ２０に導かれて入
射部３４ａから入射した光を凹面回折格子（図示せず）
により分光反射し、そのように分光反射された各波長毎
の光線束強度をアレイ型受光素子３４ｂにて検出するよ
うに構成してある。アレイ型受光素子３４ｂは、凹面回
折格子にて分光反射された光を、同時に波長毎に受光す
るとともに波長毎の信号に変換して出力する。

【００３２】更に、図１０及び図１１に示すように、波
長校正用フィルタ部３７ａ、光を通過させない２個の暗
電流計測用遮光部３７ｂ及び光をそのまま通過させる開
口部３７ｃを周方向に間隔を隔てて備えるとともに、ス
テッピングモータ３８によって回動駆動される円板３７
を、回動駆動されることによって、波長校正用フィルタ
部３７ａ、暗電流計測用遮光部３７ｂ及び開口部３７ｃ
が順次、受光用光ファイバ２０の出射部と分光部３４の
入射部３４ａとの間、即ち、前記計測用光線の通過経路
中に位置するように配置してある。

【００３３】前記通過経路中に、開口部３７ｃが位置す
るときは、試料の反射光がそのまま分光部３４に入射す
るので、試料の成分を分析する分析状態である。又、前
記通過経路中に、暗電流計測用遮光部３７ｂが位置する
ときは、分光部３４には一切の光が入射しないので、ア
レイ型受光素子３４ｂの暗電流を計測する暗電流計測状
態である。又、前記通過経路中に、波長校正用フィルタ
部３７ａが位置するときは、アレイ型受光素子３４ｂの
各素子に受光される光がどのような波長のものであるか
を確定する校正状態である。波長校正用フィルタ部３７
ａは、一対の特定波長域の光を透過させるピークをもっ
ている。従って、予め特定されている一対のピーク波長
とこれらのピーク波長を受光することになるアレイ型受
光素子３４ｂの一対の対応素子の位置関係から、アレイ
型受光素子３４ｂを構成する各素子と夫々の素子が受光
する光の波長との間で対応関係を確定することができ
る。

【００３４】成分演算部３５について説明を加える。成
分演算部３５は、マイクロコンピュータを利用して構成
してあり、基本的には、アレイ型受光素子３４ｂからの
出力信号を処理して、吸光度スペクトル、及び、吸光度
スペクトルの波長領域での二次微分値を得るとともに、
その二次微分値に基づいて、試料に含まれる成分に基づ
く品質情報を算出する。前記吸光度スペクトルを求める
場合、光源から照射される光に対する試料からの反射光
の測定用分光計測情報、及び、光源から照射される光に
対する標準反射板２６からの反射光の基準用分光計測情
報の夫々に基づいて、吸光度スペクトルを求めるように
構成されている。つまり、試料からの反射光の測定用分
光計測情報Ｓｄ、標準反射板２６からの反射光の基準用
分光計測情報Ｒｄ、及び、暗電流情報Ｄより、アレイ型
受光素子３４ｂを構成する各素子が受光する光の波長毎
の吸光度ｄを、下記式に基づいて演算する。ｄ＝ｌｏｇ（（Ｒｄ−Ｄ）／（Ｓｄ−Ｄ））そして、下記の演算式（以下、検量式と称する）による
重回帰分析に基づいて、試料に含まれる成分に基づく品
質情報を算出する。Ｙ＝Ｋ₀＋Ｋ₁×Ａ（λ₁）＋Ｋ₂×Ａ（λ₂）＋Ｋ₃
×Ａ（λ₃）…… 但し、Ｙ；品質情報Ｋ₀，Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃…… ；係数Ａ（λ₁），Ａ（λ₂），Ａ（λ₃）……；特定波長λ
における吸光度スペクトルの二次微分値

【００３５】成分演算部３５には、試料の青果物の品種
夫々について、品質情報の項目毎に、特定の検量式を設
定してある。つまり、上記検量式において、青果物の品
種夫々について、品質情報の項目毎に特定の係数Ｋ₀，
Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃……、波長λ₁，λ₂，λ₃……を設
定してある。そして、成分演算部３５は、品種設定部３
６にて設定された品種に対応するように、上記検量式を
設定して、その設定した検量式に基づいて品質情報を求
めるように構成してある。尚、品種設定部３６は、一般
消費者が操作できないように、例えば、本体ケーシング
４の内部に設けてあり、店側の担当者が、所定の品種に
設定して、設定した品種に対応する陳列台の横に設置す
る。

【００３６】次に、制御部３の制御構成について説明を
加える。制御部３はマイクロコンピュータを利用して構
成され、図７に示すように、カバー開検出センサ３１、
反射板離脱検出センサ３２及びサンプル検出センサ３３
夫々の検出情報が入力されるとともに、それらの検出情
報に基づいて、ソレノイド１４及びステッピングモータ
３８夫々の作動制御を行うとともに、成分演算部３５に
対して分析開始指令を行う。又、成分演算部３５の分析
結果が入力され、その分析結果を表示装置２に表示させ
る。

【００３７】以下、図８及び図９に示すフローチャート
に基づいて、制御部３の制御作動について説明する。基
本的には、操作者によって、カバー８が全閉状態に手動
操作されることに伴って、カバー開検出センサ３１、反
射板離脱検出センサ３２及びサンプル検出センサ３３夫
々の検出情報に基づいて、分析可能状態であることが自
動的に判別されて、自動的に分析が開始されるととも
に、その分析結果が表示装置２に表示される。そして、
分析が終了すると、ソレノイド１４が作動されて、カバ
ー８が自動的に開き、載置台６ｔに対する試料の装脱が
可能になる。

【００３８】尚、メッセージ画面識別フラグ（以下、Ｍ
ＦＬＡＧと略記する場合がある）と表示装置２に表示す
る表示画面の対応関係は、以下の通りである。ＭＦＬＡＧ＝１：装置の説明のメッセージ画面ＭＦＬＡＧ＝２：装置の説明のメッセージ画面ＭＦＬＡＧ＝３：装置の説明のメッセージ画面ＭＦＬＡＧ＝１１：カバーを閉じてくださいＭＦＬＡＧ＝１２：サンプルを取り除いてくださいＭＦＬＡＧ＝１３：サンプルを取り除いてくださいＭＦＬＡＧ＝２１：カバーを全開してください

【００３９】起動スイッチ（図示せず）によって起動が
指令されると、初期設定及び動作確認を行った後、ＭＦ
ＬＡＧ＝１として、装置の説明、操作方法の説明等のメ
ッセージ画面を表示装置２に表示するとともに、第１
タイマ（例えば、１分間タイマ）をスタートさせる（ス
テップ＃１〜＃３）。続いて、ステップ＃４で、サンプ
ル検出センサ３３の検出情報に基づいて、分析対象の試
料の有無を判別し、試料が有るときは以下の通り分析制
御を行い、試料が無いときは以下の通り、メッセージ画
面の表示並びに校正制御を行う。

【００４０】即ち、分析制御では、ステップ＃５で、カ
バー開検出センサ３１及び反射板離脱検出センサ３３夫
々の検出情報に基づいて、カバー８が全閉状態で、且
つ、標準反射板２６が前記引退状態であるか否か、即
ち、分析可能状態であるか否かを判別する。そして、分
析可能状態であるときは、円板３７の開口部３７ｃが前
記計測用光線の通過経路中に位置するようにステッピン
グモータ３８を作動させ、成分演算部３５に分析開始を
指令し、表示装置２に、成分演算部３５の分析結果を表
示するとともに、ＭＦＬＡＧ＝１２として、「サンプル
を取り除いてください」のメッセージ画面を表示し、ソ
レノイド１４を作動させてカバー８を開いて（ステップ
＃６〜＃８）、ステップ＃４の試料有無の判別状態に戻
る。ステップ＃５で、前記分析可能状態でないと判別し
たときには、ステップ＃９で、ＭＦＬＡＧが１０より大
か否かを判別する。そして、ステップ＃９で、ＭＦＬＡ
Ｇが１０より大でないときには、ＭＦＬＡＧ＝１１とし
て「カバーを閉じてください」のメッセージ画面を表示
して（ステップ＃１０）、ステップ＃４に戻る。ステッ
プ＃９で、ＭＦＬＡＧが１０より大のときには、ＭＦＬ
ＡＧが１２か否かを判別し、ＭＦＬＡＧが１２のとき
は、ＭＦＬＡＧ＝１３として「サンプルを取り除いて下
さい」のメッセージ画面を表示してステップ＃４に戻
り、ＭＦＬＡＧが１２でないときには、そのままで＃４
に戻る（ステップ＃１０〜＃１２）。

【００４１】ステップ＃４で、試料が無いと判別したと
きには、メッセージ画面の表示並びに校正制御を以下の
通り行う。つまり、ＭＦＬＡＧが１０より大のときに
は、ＭＦＬＡＧ＝０として、第１タイマがタイムアップ
する毎に、ＭＦＬＡＧを１ずつ加算して、メッセージ画
面、メッセージ画面、メッセージ画面を順に表示
する（ステップ＃１３〜＃１８）。

【００４２】又、その間に第２タイマ（例えば５分間タ
イマ）がタイムアップする毎に下記のように校正制御を
行う（ステップ＃１９〜＃２１）。即ち、ステップ＃２
０で、カバー開検出センサ３１及び反射板離脱検出セン
サ３３夫々の検出情報に基づいて、カバー８が全開状態
で、且つ、標準反射板２６が前記作用状態であるか否
か、即ち、校正可能状態であるか否かを判別する。そし
て、校正可能状態であるときは、前記通過経路中に開口
部３７ｃが位置して、標準反射板２６を反射した光を受
光してリファレンス用の光量を計測する校正状態、前記
通過経路中に暗電流計測用遮光部３７ｂが位置して、ア
レイ型受光素子３４ｂの暗電流を計測する校正状態、前
記通過経路中に波長校正用フィルタ部３７ａが位置して
アレイ型受光素子３４ｂの各素子と夫々の素子が受光す
る光の波長との間の対応関係を確定する校正状態を適宜
実行するように、ステッピングモータ３８を作動させ
る。

【００４３】ステップ＃２０で校正可能状態でないと判
別したときは、カバー８が半開き状態になっているの
で、ＭＦＬＡＧ＝２１として「カバーを全開して下さ
い」のメッセージ画面を表示してステップ＃４に戻る
（ステップ＃２２〜＃２３）。

【００４４】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。（イ）上記実施形態では移動操作体ＩＳとして、カバー
８の開閉操作に伴って基準体（標準反射板）が切り換え
操作されるように連動連係される構成としたが、移動操
作体として、カバーに代えて、前記載置台を人為操作に
基づいて位置変更操作される構成として、その移動操作
に連動して基準体が切り換え操作されるように連動連係
される構成としてもよい。あるいは、試料を保持した状
態で、光の通過経路中に位置する状態と外方に退避する
状態とに位置変更操作自在な試料保持手段を備えて、そ
の試料保持手段の移動操作に伴って、基準体が切り換え
操作されるように連動連係される構成としてもよい。
又、上記実施形態では移動操作体としてのカバー８が手
動にて開閉操作される構成としたが、移動操作体をアク
チュエータにて移動操作させるように構成してもよい。

【００４５】（ロ）上記実施形態では、カバーの開閉操
作に伴って載置台が姿勢変化するように連動連係される
構成としたが、このような連係構成とせず、載置台が位
置固定状態であってもよく、あるいは、単独で移動操作
可能なように構成してもよい。

【００４６】（ハ）上記実施形態では、開閉操作自在な
カバーを設けるようにしたが、カバーを設けることな
く、試料を箱状体の内奥部に入り込ませて外乱光が入ら
ないようにして計測する構成としてもよい。

【００４７】（ニ）上記実施形態では、試料や基準体か
ら反射してくる光に基づいて分光分析する構成とした
が、試料や基準体を透過する光に基づいて分光分析する
構成としてもよい。

【００４８】（ホ）上記実施形態では、試料として青果
物の場合を例示したが、青果物に限らず、穀粒やその他
のものを試料として計測する構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】分光分析装置の全体概略構成を示す斜視図

【図２】カバーが全開状態における試料保持部の縦断右
側面図

【図３】試料保持部の縦断正面図

【図４】反射板移動操作手段が作動し始める状態を示す
図

【図５】載置台傾斜操作手段が作動し始める状態を示す
図

【図６】カバーが全閉状態での反射板移動操作手段及び
載置台傾斜操作手段の作動状態を示す図

【図７】制御構成のブロック図

【図８】制御作動のフローチャートを示す図

【図９】制御作動のフローチャートを示す図

【図１０】載置台、検出部及び分光部を示す図

【図１１】分光部及び円板を示す図

【符号の説明】

１光源６支持部７ｏ照射部８遮蔽部材２６基準体Ａ分光分析手段ＩＳ移動操作体Ｓ試料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部にて支持される試料に対して光を
照射する光源と、前記光源から照射される光に対する前記試料からの反射
光又は透過光の測定用分光計測情報、及び、前記光源か
ら照射される光に対する基準体からの反射光又は透過光
の基準用分光計測情報の夫々に基づいて、試料の成分を
分析する分光分析手段とが備えられた分光分析装置であ
って、前記基準体が、前記光源から計測用試料の存在対象位置
に向けて照射される光の通過経路中に位置する作用状態
と、前記通過経路外に退出する引退状態とに位置変更可
能に設けられ、前記支持部に試料を装脱するときの装脱用位置と、試料
を計測するときの計測用位置とにわたって移動操作され
る移動操作体が備えられ、この移動操作体の前記装脱用位置への移動操作に伴って
前記基準体が前記作用状態に切り換わり、前記移動操作
体の前記計測用位置への移動操作に伴って前記基準体が
前記引退状態に切り換わるように、前記移動操作体と前
記基準体とが連動連係されている分光分析装置。
【請求項２】前記移動操作体は、前記支持部に対して試料を装脱可能な前記装脱用位置と
しての開状態と、試料が支持された状態で前記支持部に
対する外乱光を遮断する前記計測用位置としての閉状態
とに切り換え操作自在な遮蔽部材で構成されている請求
項１記載の分光分析装置。
【請求項３】前記光源からの光を試料に照射するため
の照射部が位置固定状態で設けられ、前記支持部が、前記照射部から離間する試料装脱用の待
機用位置と、支持される試料が前記照射部に近接する計
測用位置とにわたり位置変更自在に設けられ、前記遮蔽部材の前記閉状態への切り換え操作に伴って前
記支持部が前記計測用位置に切り換わり、前記遮蔽部材
の前記開状態への切り換え操作に伴って前記支持部が前
記待機用位置に切り換わるように、前記遮蔽部材と前記
支持部とが連動連係されている請求項２記載の分光分析
装置。
【請求項４】前記基準体は、前記作用状態において前
記照射部に対して試料存在側に位置するように構成され
ている請求項３記載の分光分析装置。