(57)【要約】【課題】  被計測物の成分分析をより迅速に行わせることができるとともに、装置を小型化して良好な持ち運びを可能とする分光装置を提供する。【解決手段】  光を照射し得る光源２と、該光源２から照射された光を反射させつつ単色光に分離し得る回折格子３と、該回折格子３を回動させ、分離した単色光のうち所定波長領域の光を被計測物Ｔに向けて照射させ得る走査手段４と、被計測物Ｔからの反射光又は透過光を受光し得る受光手段８とを具備し、受光手段８にて受光した反射光又は透過光を測定するための分光装置において、走査手段４は、モータ５及びクランク機構６を介して所定角度の範囲内で回折格子３を回動させるものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射し得る光源と、
該光源から照射された光を反射させつつ単色光に分離し得る回折格子と、
該回折格子を回動させ、分離した単色光のうち所定波長領域の光を被計測物に向けて照射させ得る走査手段と、
被計測物からの反射光又は透過光を受光し得る受光手段と、
を具備し、前記受光手段にて受光した反射光又は透過光を測定するための分光装置において、
前記走査手段は、回転駆動手段及びクランク機構を介して所定角度の範囲内で前記回折格子を回動させることを特徴とする分光装置。
【請求項２】
前記光源は、分光装置の所定位置に組み付けられた際、発光するフィラメントの位置と角度が回折格子に対して常に一定となるものであるとともに、当該フィラメントにおける分解能方向の幅が小さく設定されたハロゲンランプから成ることを特徴とする請求項１記載の分光装置。
【請求項３】
前記回折格子に入射される光の角度と反射される光の角度とが一致するゼロ次光を検出し、該ゼロ次光を検出したときの当該回折格子の角度を原点とすることで波長補正を行う制御手段を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の分光装置。
【請求項４】
被計測物を測定位置に支持するためのホルダーを備えるとともに、被計測物が測定位置にないときに前記回折格子にて分離された単色光を前記受光手段に反射させて校正するための校正板を当該ホルダーに形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の分光装置。
【請求項５】
被計測物に照射させる所定波長領域の光が、少なくとも１１００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外光となるよう前記回折格子の回動範囲が設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の分光装置。
【請求項６】
前記受光手段で受光した反射光又は透過光に基づき、被計測物の特定成分を求める演算手段を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の分光装置。
【請求項７】
前記演算手段にて特定成分が求められる被計測物は、農産物、水産物、畜産物、土壌又は堆肥であることを特徴とする請求項６記載の分光装置。
【請求項８】
前記演算手段にて求められる特定成分は、水分含量、窒素を含む化合物又は炭素を含む化合物のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７記載の分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計測物に所定波長領域の光を照射してその反射光又は透過光を測定するための分光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農産物等から成る被計測物に所定波長領域の光を照射して、その反射光や透過光のスペクトル等を測定し、当該被計測物の特定成分（水分など）を分析することが一般に行われており、かかる成分分析を行わせるための分光装置が種々提案されるに至っている。一般的な分光装置として、光源からの光を回折格子にて反射させつつ単色光に分離し、当該回折格子を回動させて所定波長領域の光を被計測物（検出器）に照射させ得るものが挙げられる。
【０００３】
分光装置における回折格子を回転駆動するための機構として、例えば特許文献１にて開示されているように、モータにて回転駆動される送りネジと、該送りねじの回転によりその長手方向に移動し得るキャリアと、該キャリアと回折格子とを連結したサインバーとを有したものがあり、モータを回転駆動させることにより、キャリアを所定位置まで移動させ、サインバーの作用により回折格子を任意角度まで回動させる構成のものが従来より提案されている。このように、任意角度まで回折格子を回動することにより、当該回折格子にて分離及び反射された光のうち、所定の波長領域のもののみを選択的に被計測物へ照射可能とされていた。
【特許文献１】実公平６−７３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の分光装置においては、計測に長時間かかってしまうという問題があった。即ち、送りねじを回転させてキャリア及びサインバーを動作させ回折格子を回動する構成とされているため、高速応答性が悪いとともに、当該送りねじのバックラッシュを考慮する必要があるため、精度良く計測するために一つの試料につき複数回計測を行う場合において、一の計測が終了し次の計測を行う際、キャリア及びサインバーを原点位置まで戻す必要があり、計測に長時間要してしまうのである。
【０００５】
然るに、高速応答性を向上させようとした場合、特許文献１で開示されたように、送りネジを高速回転可能とする高速モータを採用し、且つ、微調整用として低速のモータを任意に連結可能とした構成とすることが必要であるが、この場合、微調整用の低速モータ及び送りねじとの連結機構が別途必要となってしまい、装置が大型化してしまうという問題があった。また、サインバーは、送り方向（送りねじの長手方向）に比較的大きな寸法が必要とされ、従って装置がより複雑化及び大型化してしまい、持ち運びが困難なものであった。
【０００６】
従って、例えば特定の成分量から農産物等の育成状況等を判断しようとした場合、農場など現地での計測が困難となってしまい、現地から農産物等を採取した後、それを実験室や研究室など分光装置が設置してある別個の場所まで搬送し、成分分析を行う必要があったので、分析のための作業性が悪く、現地にて迅速に分析結果を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被計測物の成分分析をより迅速に行わせることができるとともに、装置を小型化して良好な持ち運びを可能とする分光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、光を照射し得る光源と、該光源から照射された光を反射させつつ単色光に分離し得る回折格子と、該回折格子を回動させ、分離した単色光のうち所定波長領域の光を被計測物に向けて照射させ得る走査手段と、被計測物からの反射光又は透過光を受光し得る受光手段とを具備し、前記受光手段にて受光した反射光又は透過光を測定するための分光装置において、前記走査手段は、回転駆動手段及びクランク機構を介して所定角度の範囲内で前記回折格子を回動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の分光装置において、前記光源は、分光装置の所定位置に組み付けられた際、発光するフィラメントの位置と角度が回折格子に対して常に一定となるものであるとともに、当該フィラメントにおける分解能方向の幅が小さく設定されたハロゲンランプから成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の分光装置において、前記回折格子に入射される光の角度と反射される光の角度とが一致するゼロ次光を検出し、該ゼロ次光を検出したときの当該回折格子の角度を原点とすることで波長補正を行う制御手段を具備したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の分光装置において、被計測物を測定位置に支持するためのホルダーを備えるとともに、被計測物が測定位置にないときに前記回折格子にて分離された単色光を前記受光手段に反射させて校正するための校正板を当該ホルダーに形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の分光装置において、被計測物に照射させる所定波長領域の光が、少なくとも１１００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外線となるよう前記回折格子の回動範囲が設定されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の分光装置において、前記受光手段で受光した反射光又は透過光に基づき、被計測物の特定成分を求める演算手段を具備したことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の分光装置において、前記演算手段にて特定成分が求められる被計測物は、農産物、水産物、畜産物、土壌又は堆肥であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の分光装置において、前記演算手段にて求められる特定成分は、水分含量、窒素を含む化合物又は炭素を含む化合物のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、走査手段が、回転駆動手段及びクランク機構を介して所定角度の範囲内で回折格子を回動させるので、高速応答性に優れ、被計測物の成分分析をより迅速に行わせることができるとともに、サインバー等を用いた従来の分光装置に比べ、装置を小型化して良好な持ち運びを可能とすることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、光源が、分光装置の所定位置に組み付けられた際、発光するフィラメントの位置と角度が回折格子に対して常に一定となるものであるため、当該光源と回折格子との間のスリットを不要とすることができる。即ち、光源を交換する際、従来においては、照射される光の光軸を一定化させるべく回折格子に至るまでの間にスリットを通過させる必要があったのに対し、組み付け時にフィラメントの位置と角度が常に一定とされることにより、かかるスリットを不要とすることができるのである。従って、装置構成を簡素化することができるとともに、スリットを用いた調整作業が不要となり、光軸調整のための作業性を向上させることができる。
【００１８】
更に、光源は、フィラメントにおける分解能方向の幅が小さく設定されたハロゲンランプから成るので、分解能を高くすることができ、受光手段で受光する光の検出波形等をよりシャープにすることができ、より精度の高い被計測物の計測を行うことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、ゼロ次光を検出したときの回折格子の角度を原点とすることで波長補正を行う制御手段を具備したので、凹面鏡や回折格子の取付け時、光源の交換時等に生じる機械的歪による誤差に加え、環境の温度変動によって生じる構成部材の熱膨張及び収縮による誤差、経時変化による誤差等をスリット等の調整を行うことなく、波長補正を行うことができ、簡易な構成でより精度の高い被計測物の計測を行うことができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、被計測物が測定位置にないときに回折格子にて分離された単色光を受光手段に反射させて校正するための校正板をホルダーに形成したので、別個に校正板を設けたものに比べ、装置構成を簡素化することができるとともに、校正作業をよりスムーズに行わせることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、被計測物に照射させる所定波長領域の光が、少なくとも１１００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外光となるよう回折格子の回動範囲が設定されたので、当該回折格子の回動範囲を最小限としつつ、例えば農産物等の成分分析に用いる場合の一般的な範囲を網羅することができる。
【００２２】
請求項６〜請求項８の発明によれば、特定成分、即ち窒素化合物では、アミノ酸、タンパク質、アミン、アミド、アンモニウム塩、硝酸態、亜硝酸態等、炭素化合物では、脂質、糖質、芳香族化合物等、または水分含量の少なくとも一つを成分分析により被計測物の含有量として求めることで、農産物の場合では農産物の育成状況等、水産物の場合では魚介類等の鮮度、脂肪量等、また、畜産物の場合では食肉等の熟成度、鮮度等を知ることができ、数値データに基づく客観的且つ正確な判断で適切な処置を現地にて迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る分光装置は、生葉などの被計測物に所定波長領域の光を照射してその反射光又は透過光を測定するためのものであり、図１に示すように、分光装置本体１と、光源２と、回折格子３と、回転駆動手段としてのモータ５及びクランク機構６等から成る走査手段４と、受光手段８と、凹面鏡１９及び２０と、スリット２２と、集光レンズ２１と、制御手段１１と、ホルダー２４とから主に構成されている。
【００２４】
分光装置本体１は、図２に示すように、略密閉された箱状の筐体から成り、内部の空間に上記した複数の構成要素を収容可能とされている。かかる分光装置本体１における内部空間の所定位置には、図４に示すように、同図正面側が開口した光源取付部材２５が固定されており、この光源取付部材２５の内部に光源２が組み付けられるよう構成されている。
【００２５】
光源２は、フィラメント２ｃから光を照射し得るハロゲンランプから成るもので、その基部２ｄから周方向に亘ってフランジ２ａが延設され、該フランジ２ａの一部には切欠き２ｂが形成されている。一方、光源取付部材２５には、光源２の基部２ｄを挿通させ得る挿通孔２５ａと、切欠き２ｂと対応した形状の凸条部２５ｂとが形成されており、基部２ｄを挿通孔２５ａに挿通させて光源２を組み付けると、フランジ２ａが当該挿通孔２５ａの開口周縁部に当接するとともに、切欠き２ｂに凸条部２５ｂが合致して嵌合し得るよう構成されている。
【００２６】
これにより、光源２が装置に組み付けられた際、発光するフィラメント２ｃの回折格子３に対する位置と角度が常に一定となり、当該光源２からの光の光軸を調整するためのスリットを不要とすることができ、装置構成を簡素化することができるとともに、スリットを用いた調整作業が不要となり、光軸調整のための作業性を向上させることができる。然るに、光源を組み付ける際にフィラメントの位置及び角度がずれる虞があるものを用いた場合、後述する凹面鏡１９に照射される光の光軸を一定化させるべく凹面鏡１９に至るまでの間にスリットを通過させる必要があったのに対し、本実施形態によれば、かかるスリットを不要とすることができるのである。
【００２７】
更に、光源２のフィラメント２ｃは、その回折格子の幅方向、つまり分解能方向の幅ｔが小さく設定されたものであるため、分解能が高くなり受光手段８で受光する光のスペクトルをよりシャープにすることができ、より精度の高い被計測物Ｔの計測を行うことができる。尚、かかるフィラメント２ｃによれば、分解能方向の幅ｔが小さく、より多量の光が凹面鏡１９に達することとなるので、分解能方向の幅が大きく、回折格子３に至るまでの間にスリットが必要なものに比べ、被計測物Ｔに照射させ得る光量を増大させることができる。
【００２８】
回折格子３は、光源２から照射された光（凹面鏡１９を介して到達した光）を反射させつつ単色光に分離し得るもので、より具体的には、図５に示すように、光源２からの入射光λ０を、例えば複数の単色光λ１〜λ４に分離して反射させ得るものである。また、回折格子３は、後述する走査手段４によって回動軸Ｌを中心に回動可能とされ、分離された単色光のうち所定波長の光を被計測物Ｔに照射され得るようになっている。
【００２９】
即ち、図３で示すように、光源２から照射された光は、凹面鏡１９を介して回折格子３に入射されるとともに、その反射光のうち所定波長のものが凹面鏡２０及び集光レンズ２１を介して被計測物Ｔに照射され得るよう構成されている。尚、凹面鏡２０から集光レンズ２１へ向かう光は、スリット２２を通過するよう構成されている。そして、被計測物Ｔからの反射光は、受光手段８により受光されることとなる。
【００３０】
受光手段８で受光された光は、検出値として電気信号に変換され、アンプ１２に送信されるとともに、当該アンプ１２にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１３によりディジタル変換され、制御手段１１に送信されるようになっている。尚、受光手段８には、温度制御手段１７が形成されており、当該受光手段８の温度を常時一定に保持して計測精度を維持し得るよう構成されている。
【００３１】
また、被計測物Ｔと受光手段８との間には、シャッタ１４が配設されており、シャッタ駆動回路１６により制御されるモータ１５により当該シャッタ１４を開閉動作させ、被計測物Ｔから受光手段８に至る反射光の許容又は遮蔽を行っている。
シャッタ駆動回路１６は、一の計測が終了した時にシャッタ１４を閉じ受光手段８に至る反射光を遮蔽し、回折格子が原点に戻った時点でシャッタ１４を開けて受光手段８に至る反射光の許容を行うようにシャッタ１４を駆動させている。
これにより、遮蔽時の受光手段８における暗電流を計測することができ、その計測値を用いて、被計測物Ｔの反射光を受光手段８が受光した際の計測値を補正することができる。また、後述する回折格子３が原点に戻るまでの間に暗電流を計測することで、効率良く計測を行うことができ、計測精度を向上させることもできる。
【００３２】
走査手段４は、図１及び図３で示すように、モータ４、クランク機構６及び波動歯車装置２３から構成されたものであり、回折格子３を回動軸Ｌを中心に回動させ、分離した単色光のうち所定波長の光を被計測物Ｔに向けて照射させ得るようになっている。即ち、回折格子３を回動させることにより、図３で示すように、分離した単色光のうち所定波長の光を選択的に凹面鏡２０、集光レンズ２１を介して被計測物Ｔに照射することができ、その反射光を受光手段８にて受光し得るのである。
【００３３】
波動歯車装置２３は、所謂ハーモニックドライブ機構と呼ばれる減速機構の一種であり、ウェーブ・ジェネレータ、フレクスプライン及びサーキュラ・スプライン（何れも不図示）の主に３つの構成部品から成るものである。ウェーブ・ジェネレータは、楕円状カムの外周に薄肉のボールベアリングを嵌めた部品であり、当該ベアリングの内輪がカムに固定されるとともに、外輪がボールを介して弾性変形可能とされている。
【００３４】
フレクスプラインは、薄肉カップ状の金属弾性体から成る部品であり、開口部外周に複数の歯が形成されているとともに、剛体リング状の部品から成るサーキュラ・スプラインは、その内周にフレクスプラインより２枚多い歯が形成されている。これら構成部品により、金属の弾性力学を応用して高減速比を得ることができ、且つ、小型で軽量な減速機構を構成することができる。
【００３５】
クランク機構６は、波動歯車装置２３を介して出力されるモータ５の駆動力を回折格子３に伝達し、当該回折格子３を所定角度の範囲内で回動させるためのものであり、図３に示すように、第１アーム６ａ及び第２アーム６ｂから主に構成されている。第１アーム６ａは、その一端が波動歯車装置２３の出力軸Ｋに揺動自在に接続されるとともに、他端が第２アーム６ｂの一端と揺動自在に接続され、かかる第２アーム６ｂの他端は、回折格子３の回動軸Ｌと接続されている。
【００３６】
これにより、モータ５を駆動させると、クランク機構６の作用により、回折格子３が回動軸Ｌを中心として所定角度αの範囲内（例えば、０〜３０°の範囲内が好ましい）での回動する（図６参照）ので、高速応答性に優れ、被計測物Ｔの成分分析をより迅速に行わせることができるとともに、サインバー等を用いた従来の分光装置に比べ、装置を小型化して良好な持ち運びを可能とすることができる。
【００３７】
即ち、送りねじ及びサインバーを用いた従来の分光装置においては、バックラッシュによる悪影響を考慮して、一の計測が終了し次の計測を行う際、サインバーを原点位置まで戻す必要があり、計測に長時間要してしまうのに対し、本実施形態によれば、モータ５を一方向に回転させ続ければ、回折格子３が所定角度の範囲内で回動するので、原点位置へ戻すまでの時間を短縮できることとなり、短時間での計測を可能とし得るのである。
【００３８】
然るに、本実施形態に係る分光装置においては、被計測物Ｔに照射させる所定波長領域の光が、少なくとも１１００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外光線となるよう回折格子３の回動範囲が設定されている。これにより、回折格子３の回動範囲を最小限としつつ、例えば農産物の成分分析に用いる場合の一般的な範囲を網羅することができる。
【００３９】
また、送りねじを用いた従来の分光装置においては、高速応答性に欠けていたのに対し、本実施形態によれば、クランク機構により回折格子３を所定角度の範囲内で回動させるため、高速応答性に優れているとともに、波動歯車装置２３を介して駆動力が伝達されるので、滑らかで精度の高い回折格子３の回動を可能とすることができる。更に、小型のモータ５及び波動歯車装置２３を用いることができ、送りねじやサインバーを用いたものに比べ、装置を小型化することができ、持ち運びを容易とすることができる。
【００４０】
モータ３又は波動歯車装置２３の近傍には、これらの回転角度を検出するためのエンコーダ９が配設されており、該エンコーダ９は波長位置検出装置１０と電気的に接続されている。かかる波長位置検出装置１０は、書き込み及び読み出し可能なメモリ等を具備しており、エンコーダ９による角度の検出値に基づき回折格子３から被計測物Ｔへ照射された単色光の波長領域を把握し得るよう構成されている。
【００４１】
即ち、回折格子３の回動角度は、エンコーダ９による検出値（即ち、モータ３の回転角度）から一義的に把握できるので、被計測物Ｔへ照射されるであろう単色光の所定波長を認識することができ、当該エンコーダ９の検出値と認識される単色光の所定波長とを対比させたテーブル等を予め波長位置検出装置１０のメモリに記憶しておくことにより、当該単色光の波長を即座に把握し得るのである。
【００４２】
更に、波長位置検出装置１０は、制御手段１１と電気的に接続されており、把握された所定の波長（被計測物Ｔへ照射された単色光の所定波長）を当該制御手段１１へ送信し得るよう構成されている。ところで、制御手段１１には、既述の如く、受光手段８からの検出値が電気信号として送信されており、かかる検出値と波長位置検出装置１０から送信された所定波長とが突き合せれ、データ化されるとともに、得られたデータに基づき反射光スペクトルデータを作成する。
【００４３】
また、制御手段１１は、モータ５の駆動を制御するためのモータ駆動回路７と電気的に接続されているとともに、分光装置本体１の外部に通じ得るコネクタ（不図示）と接続されており、かかるコネクタを介しての成分分析を行うための外部のパソコン（パーソナルコンピュータ）１８（演算手段）と電気的に接続され得るよう構成されている。尚、パソコン１８と制御手段１１との接続は、ＵＳＢケーブルＨにより行われているが、シリアルケーブル等他の通信手段を用いてもよく、或いは無線ＬＡＮ等を用いてケーブルを不要としたものとしてもよい。
【００４４】
パソコン１８は、受光手段８で受光した反射光に基づき、被計測物Ｔの特定成分を求めるものであり、具体的には、制御手段１１にて作成された反射光スペクトルデータから被計測物Ｔ中の水分など、特定成分を演算して表示するよう構成されたものである。かかるパソコン１８にて特定成分が求められる被計測物Ｔとして、農産物（本実施形態においては生葉）、水産物、畜産物、土壌又は堆肥であるのが好ましく、その求められる特定成分として、水分含量、窒素化合物又は炭素化合物のうち少なくとも１つを含むのが好ましい。これにより、例えば農場などで農産物の育成状況を把握することができ、適切な処置を迅速に行うことができるとともに、従来の如く目視にて農産物の育成状況を把握するものに比べ、数値データに基づく客観的且つ正確な判断を行うことができ、高い歩留まりにて農産物を収穫させるために有効である。
【００４５】
より具体的には、特定成分、即ち窒素化合物では、アミノ酸、タンパク質、アミン、アミド、アンモニウム塩、硝酸態、亜硝酸態等、炭素化合物では、脂質、糖質、芳香族化合物等、または水分含量の少なくとも一つを成分分析により被計測物の含有量として求めることで、農産物の場合では農産物の育成状況等、水産物の場合では魚介類等の鮮度、脂肪量等、また、畜産物の場合では食肉等の熟成度、鮮度等を知ることができ、数値データに基づく客観的且つ正確な判断で適切な処置を現地にて迅速に行うことができる。
【００４６】
次に、パソコン１８による特定成分の演算方法について以下に説明する。即ち、後述する校正板２６（標準校正板）における反射光測定値を予め取得しておき、
吸光度Ａ＝ｌｏｇ（校正板２６における反射光測定値／被測定物Ｔにおける反射光測定値）
なる演算式にて吸光度Ａを求めるとともに、かかる吸光度Ａを各波長の反射光に対して各々求めておく。
【００４７】
そして、特定成分の含有率が既知のサンプルに対して得られた吸光度と特定成分含有率Ｇ（％）との相互関係に基づく検量式
（Ｇ（％）＝ＫＡ＋Ｋ１・Ａ１＋Ｋ２・Ａ２＋…＋Ｋｎ・Ａｎ）
を用いて含有率Ｇ（％）を求める。尚、ＫＡは、定数項（バイアス値）、Ｋｎはｎ番目の反射光の係数、Ａｎはｎ番目の反射光から求められた吸光度を示している。ここで、演算手段１１においては、上記相互関係に基づく検量式を記憶しておき、被測定物Ｔにおける特定成分の含有率Ｇ（％）を求め、表示するようになっている。
【００４８】
一方、被計測物Ｔは、分光装置本体１の側面に形成されたホルダー２４（図２参照）により、所定の測定位置に支持されるよう構成されている。かかるホルダー２４は、図７に示すように、分光装置本体１に形成された開口部１ａの開口周縁に対して当接又は離間可能な挟持部２４ａと、該挟持部２４ａを開口部１ａの開口縁部側に付勢したスプリングＳＰとを有している。
【００４９】
そして、同図（ａ）で示したように、スプリングＳＰの付勢力に抗して挟持部２４ａを開口部１ａから離間させ、生じた隙間に生葉等の被計測物Ｔを挿通した後、スプリングＳＰの付勢力にて挟持部２４ａを元の状態に戻すことにより、当該被計測物Ｔを測定位置に挟持させることができる。尚、被測定状態及び被測定物Ｔの挟持状態において、挟持部２４ａは開口部１ａを塞ぐ状態とされるため、分光装置本体１内の密閉は保たれ外乱光が分光装置内に入らない状態となる。
【００５０】
更に、挟持部２４ａには、白色の校正板２６が形成されており、同図（ｂ）で示すように、被計測物Ｔが測地位置にないとき（即ち、挟持部２４ａにて被測定物Ｔを挟持させていないとき）、回折格子３にて分離された単色光を受光手段８に反射させ得る構成とされている。これにより、既述した「校正板２６における反射光測定値」を得ることができ、吸光度Ａを求めることができる。
【００５１】
ここで、本実施形態においては、校正板２６がホルダー２４に一体的に形成され、被計測物Ｔが測地位置にないときに回折格子３にて分離された単色光を受光手段８に反射させ校正を可能としているので、別個に校正板（標準板）を設けたものに比べ、装置構成を簡素化することができるとともに、校正作業をよりスムーズに行わせることができる。尚、校正板２６は、所定波長領域（例えば１１００〜２５００ｎｍ）におけるスペクトルデータが既知のものであれば足り、白色のものに代えて他の色のもの等としてもよい。
【００５２】
しかして、凹面鏡１９、２０や回折格子３の取付け時、光源２の交換時に生じる機械的歪による誤差に加え、環境の温度変動によって生じる構成部材の熱膨張及び収縮による誤差（温度歪による誤差）、経時変化による誤差等が生じた場合、計測誤差が許容値を超えることがあるが、本実施形態においては、制御手段１１にてゼロ次光補正を行い、計測誤差を抑制し得るよう構成されている。即ち、被計測物Ｔが測地位置にないとき、回折格子３に入射される光の角度と反射される光の角度とが一致するゼロ次光を受光手段８で検出し、該ゼロ次光を検出したときの回折格子３の角度を波長位置検出装置１０に送信して記憶し、これを原点とすることで波長補正が行われるようになっている。すなわち、回折格子３の原点位置を検出することで、波動歯車装置２３、もしくはモータ４に取付けられたエンコーダ９により原点位置からの回折格子３の回転角度を知ることができ、被計測物Ｔに照射する単色光の所定波長を把握することができる。従って、機械的歪や温度歪などによる誤差をスリット等の調整を行わずに補正をすることができ、簡易な構成でより精度の高い被計測物Ｔの計測を行うことができる。
【００５３】
上記実施形態によれば、回折格子３が所定角度の範囲で回動する構成なので、用途が限られたもの（例えば、農産物の育成状況の把握等）について必要な所定波長領域を網羅することができ、計測時間をより短縮することができる。尚、適用する用途の必要に応じて、クランク機構６を変更（例えば第１アーム６ａ又は第２アーム６ｂの寸法変更等）させれば、網羅する所定波長領域を拡大又は縮小することができる。
【００５４】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば波動歯車装置２３を介さず、直接モータ５とクランク機構６とを連結させるよう構成してもよく、或いは演算手段としてのパソコン１８に代え、小型のマイコン等とし、分光装置本体１内に搭載したものとしてもよい。また、本実施形態においては、被計測物Ｔの反射光を受光手段８にて受光し、成分分析を行っているが、これに代えて、被計測物Ｔを透過した光（透過光）を受光手段にて受光し、成分分析等を行わせるものとしてもよい。更に、光源２は、装置に組み付けられた際、発光するフィラメントの位置と角度が回折格子３に対して常に一定となるよう加工されていれば、他の形態のものを用いることができる。また更に、分光装置本体１にホルダを設けるのではなく、回折格子より出射される所定波長の光を光ファイバにより取り出し、該光ファイバの先にホルダを設け、被計測物からの反射光もしくは透過光を光ファイバを用いて受光手段に照射するようなものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
回転駆動手段及びクランク機構を介して所定角度の範囲内で回折格子を回動させる走査手段を具備した分光装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る分光装置の全体構成を模式的に示すブロック図
【図２】同分光装置の外観を示す斜視図
【図３】同分光装置における主な構成要素及びその配置を示す模式図
【図４】同分光装置における光源を示す模式図
【図５】同分光装置の回折格子における入射光（光源から照射された光）と反射光（分離された単色光）とを示す模式図
【図６】同分光装置の回折格子における回動範囲を示す模式図
【図７】同分光装置のホルダー及びその近傍を示す断面模式図であって、（ａ）挟持部を離間させた状態（ｂ）被計測物がない状態
【符号の説明】
【００５７】
１    分光装置本体
２    光源
２ａ  フランジ
２ｂ  切欠き
２ｃ  フィラメント
３    回折格子
４    走査手段
５    モータ（回転駆動手段）
６    クランク機構
７    モータ駆動回路
８    受光手段
９    エンコーダ
１０  波長位置検出装置
１１  制御手段
１２  アンプ
１３  Ａ／Ｄ変換器
１４  シャッタ
１５  モータ
１６  シャッタ駆動回路
１７  温度制御手段
１８  パソコン（演算手段）
１９、２０  凹面鏡
２１  集光レンズ
２２  スリット
２３  波動歯車装置
２４  ホルダー
２５  光源取付部材
２６  校正板
Ｔ    被計測物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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