(57)【要約】【課題】小型で携帯性に優れ、測定対象の反射スペクトルを高感度で簡便に測定し得る分光測定装置を提供する。【解決手段】分光測定装置（１Ａ）は、測定対象（Ｍ）からの光を集光する集光レンズ（１２）と、集光レンズ（１２）が集光した光を受光して分光スペクトルを検出する半導体分光センサ（１３）と、測定対象（Ｍ）の表面から半導体分光センサ（１３）に至る光路を覆う光路筺体（１１Ａ）とを備えている。光路筺体（１１Ａ）は、測定対象（Ｍ）に接して測定対象（Ｍ）からの光を内部に入射させる開口部（１１ａ）と、開口部（１１ａ）に隣接して測定対象（Ｍ）に光を出射する発光素子（１５）及び導光部（１４Ａ）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象からの光の分光スペクトルを測定する分光測定装置において、
上記測定対象からの光を集光するレンズと、
上記レンズが集光した光を受光して分光スペクトルを検出する半導体分光センサと、
上記測定対象の表面から上記半導体分光センサに至る光路を覆う光路筺体とを備えていると共に、
上記光路筺体は、上記測定対象に接して上記測定対象からの光を内部に入射させる開口部と、上記開口部に隣接して上記測定対象に光を出射する光出射部とを備えていることを特徴とする分光測定装置。
【請求項２】
前記光出射部は、前記光路筺体の外側に設けられた、光を出射する発光素子と、上記発光素子にて出射された光を前記開口部の周囲まで導く導光部とからなり、
上記導光部の出射面と上記開口部とは、上記光路筺体の先端部によって隔絶されていることを特徴とする請求項１に記載の分光測定装置。
【請求項３】
前記導光部は、前記測定対象に対向する出射面を除き、光遮蔽材で覆われていることを特徴とする請求項２に記載の分光測定装置。
【請求項４】
前記光遮蔽材は、導光部の側面に対向して設けられた光反射材を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項３に記載の分光測定装置。
【請求項５】
前記光出射部は、前記光路筺体の外側において前記開口部の近傍に設けられて、前記測定対象に光を出射する発光素子からなっており、
上記光出射部と上記開口部とは、上記光路筺体の先端部によって隔絶されていることを特徴とする請求項１に記載の分光測定装置。
【請求項６】
前記光出射部は、前記光路筺体の外側において前記開口部の近傍に設けられて、前記測定対象に光を出射する発光素子からなっており、
上記発光素子から出射された光が上記開口部にて上記測定対象の表面を照らすことによって、上記測定対象から表面反射光が生じることを特徴とする請求項１に記載の分光測定装置。
【請求項７】
前記光路筺体と、制御機構部を備えた本体筺体とを備えていると共に、
上記光路筺体が上記本体筺体と分離可能となっているか、又は上記光路筺体の測定対象側先端部が分離可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象からの光の分光スペクトルを測定する分光測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、分光測定装置は、印刷物や塗料等の測色、又は生物等の有機物や鉱物等の無機物の物性を非接触に調査するための分光測定に利用されている。特に、任意の光源から測定対象に光を照射し、その反射光又は透過光を測定する手法が一般に広く普及している。
【０００３】
前記の従来の分光測定装置では、回折格子やプリズムにより波長毎に光を分離し、それをラインセンサに入射させることにより分光を行っている。
【０００４】
この種の分光測定装置では、分光測定装置の小型化の実現に向けて可能な限り各光学部品の距離を近づける取り組みがなされてきた。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示された測色装置では、発光素子、波長分散素子である回折格子及びラインセンサを備え、発光素子とラインセンサとを同一基板上に配設することにより、小型化を達成している。
【０００６】
また、特許文献２に開示された分光分析装置では、プリズムによって光を分離している。
【０００７】
一方、近年、回折格子やプリズムを用いない分光センサとして、量子ドットからなる光学フィルタを有する半導体光検出器アレイを用いる方式が開発され、分光装置の小型化が進みつつある（非特許文献１参照）。
【０００８】
上記量子ドットは、サイズ、形状及び組成を変更することによって特定の波長帯の光だけを選択的に透過させることができ、バンドパスフィルタとして利用することができる。
【０００９】
上記分光センサは、多数種類の量子ドットを有する半導体光検出器（フォトダイオード）をアレイ状に配置し、それらからの出力に対して様々な推定技術を用いることによって、受光した光のスペクトルを再構成することができる半導体センサであり、種々の分光装置を小型化できる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−４４１９９号公報（２０１４年３月１３日公開）
【特許文献２】特開２００７−２５５９１８号公報（２００７年１０月４日公開）
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Jie Bao & Moungi G. Bawendi,’A colloidal quantum dot spectrometer’,NATURE VOL.523, P.67-70,2 July 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、小型の反射分光装置の用途として、例えば、唇、目尻、目の下のクマ、爪、等、人体の比較的小さな領域の測定や、サクランボ、イチゴ等の、比較的小さな果実の測定等があり、それぞれ分光スペクトルの検出を要するが、測定面積の小さな対象に対する簡便な測定手段は存在しない。
【００１３】
また、従来、光ファイバを用いた反射分光装置は存在するが、装置本体が大きく、持ち運びに不便であるという課題がある。
【００１４】
しかしながら、前記従来の特許文献１に開示された測色装置では、波長分散素子として回折格子を用いているため、回折格子からラインセンサまでに一定の距離が必要であり、全体の光学系は依然として一定の大きさを持たざるを得ない。また、回折格子は精密機器であるため、衝撃には注意が必要であり、耐久性に劣る。さらに、回折格子に入射させる光は平行光でなければならないため、集光することができず、測定感度を高めることが困難である。
【００１５】
前記従来の特許文献２に開示された分光分析装置においてもプリズムを使用しているので、同じ課題を有している。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、小型で携帯性に優れ、測定対象の反射スペクトルを高感度で簡便に測定し得る分光測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様における分光測定装置は、上記の課題を解決するために、測定対象からの光の分光スペクトルを測定する分光測定装置において、上記測定対象からの光を集光するレンズと、上記レンズが集光した光を受光して分光スペクトルを検出する半導体分光センサと、上記測定対象の表面から上記半導体分光センサに至る光路を覆う光路筺体とを備えていると共に、上記光路筺体は、上記測定対象に接して上記測定対象からの光を内部に入射させる開口部と、上記開口部に隣接して上記測定対象に光を出射する光出射部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様によれば、小型で携帯性に優れ、測定対象の反射スペクトルを高感度で簡便に測定し得る分光測定装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１における分光測定装置の一例の構成を示すものであって、分光測定装置の構成を示す正面断面図であり、（ｂ）は上記分光測定装置の構成を示す側面図であり、（ｃ）は上記分光測定装置の構成を示す底面図である。
【図２】上記分光測定装置の構成を示す斜視図である。
【図３】上記分光測定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】上記分光測定装置における校正スペクトルを取得する場合の構成を示す正面断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態２における分光測定装置の一例の構成を示すものであって、分光測定装置の構成を示す正面断面図であり、（ｂ）は上記分光測定装置の構成を示す側面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態３おける分光測定装置の一例の構成を示すものであって、分光測定装置の構成を示す正面断面図であり、（ｂ）は上記分光測定装置の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施形態４おける分光測定装置の一例の構成を示すものであって、分光測定装置の構成を示す正面断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態５おける分光測定装置の一例の構成を示すものであって、分光測定装置の構成を示す正面断面図であり、（ｂ）は上記分光測定装置の本体筐体の構成を示す断面図であり、（ｃ）は上記分光測定装置の光路筺体の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態６おける分光測定装置の一例の構成を示すものであって、分光測定装置の構成を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２１】
（分光測定装置の構成）
本実施の形態の分光測定装置１Ａの構成を、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図２に基づいて説明する。図１の（ａ）は、分光測定装置１Ａの構成を示す正面断面図である。図１の（ｂ）は、分光測定装置１Ａの構成を示す側面図である。図１の（ｃ）は、分光測定装置１Ａの構成を示す底面図である。図２は、分光測定装置１Ａの構成を示す斜視図である。
【００２２】
本実施の形態の分光測定装置１Ａは、図２に示すように、ペン型をしており、その先端部を測定対象Ｍの表面に当てて、反射光スペクトルを取得する装置である。その先端部の大きさは、１ｍｍから３ｍｍ程度の大きさであり、胴体部分の径は８ｍｍから２０ｍｍ程度の大きさである。
【００２３】
上記分光測定装置１Ａは、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、先端側に設けられた光学部１０と、後端側に設けられた制御機構部２０とからなっている。
【００２４】
上記光学部１０は、測定対象Ｍの表面から半導体分光センサに至る光路を覆う光路筺体１１Ａを備えており、この光路筺体１１Ａには、測定対象Ｍの表面が発する光を集光するレンズとしての集光レンズ１２と、集光レンズ１２が集光した光を受光する半導体分光センサ１３とが内包されている。
【００２５】
上記光路筺体１１Ａは金属等の遮光性材料にて形成されている。光路筺体１１Ａの測定対象Ｍに対向する部分には、開口部１１ａが設けられている。開口部１１ａの径は、０．５ｍｍから２ｍｍ程度であることが好ましく、開口部１１ａを区切る光路筺体１１Ａの肉厚は、１ｍｍ以下であることが好ましく、さらに０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２６】
測定対象Ｍに光路筺体１１Ａの開口部１１ａが密着した状態では、光路筺体１１Ａ内には、開口部１１ａ以外からは、一切外光が入らないため、微弱な光も分析することができ、測定感度を向上できる。また、集光レンズ１２によって、開口部１１ａの非常に狭い部分からの光を集光するため、１ｍｍ程度のサイズの微小部の反射光スペクトルを測定することができる。
【００２７】
光路筺体１１Ａの先端部は、胴体部から開口部１１ａに向けて、ペンのように先細りの形態をしており、その周囲には導光部１４Ａが設けられている。導光部１４Ａの上部端には、発光素子１５としてサイド発光型ＬＥＤ１５ａが配置されており、サイド発光型ＬＥＤ１５ａが発する光が導光部１４Ａを通過し、開口部１１ａの周囲の出射部１１ｂから、測定対象Ｍの表面に照射される。
【００２８】
光路筺体１１Ａの先端部が測定対象Ｍの表面に密着した状態では、出射部１１ｂから照射された光が開口部１１ａに達するためには、測定対象Ｍの内部を通過する以外にはない。この結果、測定対象Ｍの内部拡散光のみを評価することができる。尚、測定対象Ｍと出射部１１ｂとの密着性を高めるために、開口部１１ａと出射部１１ｂとは、大凡、同一平面上に存在することが好ましい。
【００２９】
導光部１４Ａは透明な樹脂で形成されており、サイド発光型ＬＥＤ１５ａとの接続部以外は、反射材１４ａがコーティングされており、光のロスを低減すると同時に、遮光材の役割を果たしており、外部に光が漏れないようになっている。
【００３０】
尚、図１においては、導光部１４Ａにおける右の光路と左の光路とで光の進み方が違うように記載している。この理由は、図１ではサイド発光型ＬＥＤ１５ａが１個のみを図１の右に配置してある形態であり、サイド発光型ＬＥＤ１５ａの真下に当たる右の光路と、導光部１４Ａの内部を導光されて回り込む左の光路とでは光の進行は異なる。このため、その意味を表現するために、図１では右の光路と左の光路とで光の進み方が違うように記載している。
【００３１】
サイド発光型ＬＥＤ１５ａはＬＥＤ保護材１１ｃで覆われている。サイド発光型ＬＥＤ１５ａからの外部への光の漏洩を防ぐために、ＬＥＤ保護材１１ｃは遮光性を有していることが好ましい。反射材１４ａで覆われた導光部１４Ａの内側に、光路筺体１１Ａの先端部が差し込まれ、接着されていることが好ましい。反射材１４ａは、導光部１４Ａに蒸着したアルミニュウム膜等の金属膜でもよいし、アルミ箔を貼り付けた物でもよい。
【００３２】
光路筺体１１Ａの開口部１１ａは、測定対象Ｍに密着することを想定しており、出射部１１ｂから測定対象Ｍに照射される光は、直接、開口部１１ａには入らない構成となっている。したがって、出射部１１ｂから測定対象Ｍに照射される光は、測定対象Ｍ内部を透過した光が、開口部１１ａから測定対象Ｍの外に出て、測定されることとなり、測定対象Ｍの物質情報を含む内部拡散光を測定することができる。
【００３３】
本構成では、皮膚や果実のように、ある程度、光透過性を有する物資を測定することを念頭に置いている。尚、透過性を殆ど有しない物質の測定に関しては、後述する。
【００３４】
光路筺体１１Ａの開口部１１ａは、物理的に開口していてもよいし、例えばガラス、石英ガラス、透明サファイア又はアクリル樹脂等の透明材で窓を形成することにより、物理的には閉じているが光学的には透過部があるという構成でもよい。透明な窓材を設けることによって、光路筺体１１Ａ内部への塵等の侵入を防止でき、測定精度が劣化しないという利点がある。
【００３５】
本実施の形態では、図１の（ｂ）に示すように、超小型の分光測定装置１Ａを実現するために、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度から１ｍｍ程度の薄い導光部１４Ａによって、照射光を測定領域となる開口部１１ａの周囲にガイドしている。薄い導光部１４Ａへ効率的に照射光を入射するために、本実施の形態では、発光素子１５としてサイド発光型ＬＥＤ１５ａを採用している。サイド発光型ＬＥＤ１５ａの厚さは、例えば０．３ｍｍ程度から０．６ｍｍ程度であることが好ましい。本構成では、サイド発光型ＬＥＤ１５ａを１個搭載しているが、個数を増やすことによって、照射光の強度上げることができる。
【００３６】
また、本実施の形態では、サイド発光型ＬＥＤ１５ａを、電流供給用の配線を印刷したフレキシブル基板１６に搭載して、該フレキシブル基板１６を光路筺体１１Ａに貼り付けている。しかし、サイド発光型ＬＥＤ１５ａを光路筺体１１Ａに直接搭載し、リード線等によって配線しても構わない。
【００３７】
サイド発光型ＬＥＤ１５ａは、測定対象Ｍの分光測定に必要な適切な波長成分を備えた照射光の光源である。例えば、可視光域での反射率を測定する場合には、少なくとも４００ｎｍから７００ｎｍ程度までの波長帯域で発光する白色ＬＥＤを選択することができる。また、近赤外領域反射率を測定するために、近赤外領域で発光するＬＥＤを選択することも可能である。さらに、紫外光や近紫外光を励起光源として、測定対象Ｍにおいて励起される可視光や赤外光を分光する場合には、紫外発光ＬＥＤや近紫外発光ＬＥＤを使用することができる。複数のＬＥＤを使用することも可能である。
【００３８】
また、サイド発光型ＬＥＤ１５ａの駆動電圧は例えば５Ｖ以下が好ましい。分光測定装置１Ａを小型化する上では、分光センサとサイド発光型ＬＥＤ１５ａとは同じ電源で駆動できることが好ましく、ＵＳＢ等の汎用インターフェイスの電源がそのまま使える５Ｖ以下が好ましい。
【００３９】
光路筺体１１Ａ内に配置された集光レンズ１２は、分光測定装置１Ａを小型化するという観点から、測定対象Ｍに接触する開口部１１ａと半導体分光センサ１３との略中央に位置することが好ましく、集光レンズ１２の焦点距離は測定対象Ｍに接触する開口部１１ａと半導体分光センサ１３との距離の略半分であることがさらに好ましい。
【００４０】
光路筺体１１Ａは、前述のように外部からのダストの侵入を防ぐために、完全に密封することも可能である。この場合は、結露等の問題を避けるために、内部にドライエアや窒素を充填することが好ましい。内部にシリカゲル等の除湿剤を配置してもよい。一方で、コストを優先する場合には、光路全体を密封しないで、外気と接続する空気の流路を設けてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では、半導体分光センサ１３へ入射する迷光を低減するため、光路筺体１１Ａの内壁は可視光線を吸収する物質で覆っている。内壁を覆う物質としては、例えばカーボンブラックを含む材料が挙げられる。カーボンブラックは、可視光全域に対する吸収が大きく、光路内の迷光低減には有効である。ただし、カーボンブラックに限られず、他の物質でもよい。光吸収のための物質の形成手段としては、例えば、溶液状にして塗布したり、接着層を介して粉末状材料を接着したり、又はシート状のものを貼り付けたりすること等が考えられる。或いは、光路筺体１１Ａを構成する樹脂材料に、添加してもよい。
【００４２】
半導体分光センサ１３は、本実施の形態では、透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタを有する受光素子を多数配列した半導体センサからなっている。各フォトディテクタで検出した出力からアルゴリズムを用いてスペクトルを再構成している。半導体センサに用いる光学フィルタとしては、例えば量子ドットコロイドフィルタを利用することができる。
【００４３】
ここで、量子ドットとは、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅやＩｎＰ等の化合物半導体材料で構成されたナノメータオーダーの超微粒子であり、材料と大きさによって決まる特定の波長帯の光を吸収するため、光に対するバンドパスフィルタとして利用できる。量子ドットコロイドフィルタを用いる場合、フォトディテクタ毎に、例えば大きさの異なる量子ドットからなる量子ドットコロイドフィルタを配置する。
【００４４】
ただし、分光測定装置１Ａは、特定のフォトディテクタアレイ及び光学フィルタ内の構成要素の個数が限定されるものではなく、分光できる範囲や分解能が限定されるものでもない。
【００４５】
（分光測定装置の制御機構部の構成）
次に、分光測定装置１Ａの制御機構部２０について説明する。
【００４６】
分光測定装置１Ａの制御機構部２０は、通常、スマートフォン、タブレット又はＰＣ等からなる制御装置２１、ＵＳＢやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の汎用インターフェイスによって接続して使用されるため、制御装置２１と接続するための回路基板２２、測定を開始するためのスイッチ２３、バッテリ２４等を含んでいる。上記制御機構部２０のうち制御装置２１以外は、本体筐体２５に収容されている。
【００４７】
回路基板２２には、制御装置２１とデータや指示を交信するための通信機能、半導体分光センサ１３を駆動するための駆動回路、発光素子１５を駆動するための駆動回路、スイッチ２３からの信号を受けて、測定をスタートする機能を少なくとも含み、測定データを一時的に蓄える半導体メモリを有していることが好ましく、測定データを演算できる、演算機能を有することがさらに好ましい。測定は制御装置２１と接続して行う以外に、分光測定装置１Ａを制御装置２１から切り離して、内臓のバッテリ２４から供給される電力によって、分光測定装置１Ａ単体で、測定を実行できることが望ましい。
【００４８】
半導体分光センサ１３の測定データから、実際の分光スペクトルを再構成するためには、かなりの量の演算が必要であり、スペクトル自身がグラフ表示しなければ、判断することが難しく、分光測定装置１Ａにスペクトル再構成機能を持たせることは必須ではなく、制御装置２１において、分光スペクトルの再構成、表示を含む解析作業を行うことが好ましい。
【００４９】
（分光測定装置の動作手順）
次に、本実施の形態の分光測定装置１Ａの動作手順について、図３に基づいて説明する。図３は、本実施の形態の分光測定装置１Ａの動作手順を示すフローチャートである。
【００５０】
図３に示すように、本実施の形態の分光測定装置１Ａでは、準備段階として、先ず、分光測定装置１Ａに電源投入される（Ｓ１）。次に、測定を開始するためにスイッチ２３をＯＮし、最初に、外光スペクトルＢを測定する（Ｓ２）。すなわち、外光の影響を測定するため、測定対象Ｍに密着した状態で発光素子１５を点灯せずに測定を行う。測定された外光スペクトルＢは、回路基板２２上の半導体メモリに記憶される（Ｓ３）。
【００５１】
次いで、発光素子１５を点灯し（Ｓ４）、反射スペクトルＳを測定し（Ｓ５）、測定終了と共に発光素子１５を消灯する（Ｓ６）。
【００５２】
次いで、Ｓ５で測定した反射スペクトルＳから、Ｓ２で測定してメモリに記憶された外光スペクトルＢを減算し（Ｓ７）、その結果から、分光スペクトルＳｒを再構成する（Ｓ８）。分光スペクトルＳｒは一旦メモリに蓄えられ（Ｓ９）、必要に応じて校正用スペクトルＲｅで除算される（Ｓ１０）。
【００５３】
このようにして求められた分光スペクトルは、目的に応じて、種々に解析され（Ｓ１１）、結果がディスプレイに表示される（Ｓ１２）。
【００５４】
ここで、動作手順は、図３に示した方式に限らない。例えば、外光スペクトルＢの影響が少ない場合は、外光スペクトルＢの測定を省略することができる。また、反射スペクトルＳの時間変化が大きい場合には、Ｓ４からＳ６を繰り返して時間的変化を追跡することができると共に、積算して平均化することも可能である。
【００５５】
（分光測定装置の校正手順）
次に、本実施の形態の分光測定装置１Ａの校正用スペクトルＲｅの取得手順の一例について説明する。Ｒｅの測定手順は、図３と類似している。標準白板を測定対象として、Ｓ１からＳ８までを実施した結果が校正用スペクトルとなり、これを校正用スペクトルＲｅとしてメモリに記録すればよい。
【００５６】
問題は、標準白板は通常、光透過性が殆ど無いため、分光測定装置１Ａを標準白板に押し当てただけでは、校正用スペクトルは測定できないことである。分光測定装置１Ａは光をある程度透過する測定対象に用いることを前提としており、不透明試料の測定はそのままでは難しい。
【００５７】
そこで、例えば、図４に示すように、出射部１１ｂと開口部１１ａとを覆う透明キャップ１７を取り付け、これを介して標準白板のような不透明試料ＵＣに分光測定装置１Ａに押し当てることによって、校正用スペクトルＲｅを取得することができる。透明キャップ１７の厚さは、開口部１１ａの径の例えば０．５倍から２倍程度が好ましい。透明キャップ１７を設けることよって、集光レンズ１２が半導体分光センサ１３へ光を最も効率良く集光する面と不透明試料ＵＣの表面は一致しなくなり、校正用スペクトルの測定感度は低下する。したがって、発光ダイオード１４の駆動電流を増やして、照射光強度を上げる、測定時間を長くする、又は積算回数を増やし、Ｓ／Ｎ比を上げる等の対策をすることが好ましい。
【００５８】
非常に単純化された分光測定装置１Ａのような、超小型分光測定装置において、測定試料の内部拡散光のスペクトルを測定するためには、内部拡散光を取り込む開口部１１ａと光を照射する出射部１１ｂの間に壁（この構成の場合、光路筺体１１Ａの先端）を設けざるを得ず、そのままで校正用スペクトルの取得は難しくなる。次善の策として、薄い透明材を不透明試料ＵＣと分光測定装置１Ａの間に設ける方法が可能である。校正用スペクトルを取得するだけなら、標準白板の表面に透明材を設けるだけでもよいが、図４に示す透明キャップ１７を作っておけば、同じ分光測定装置１Ａに透明キャップ１７を付けるだけで、金属、陶磁器、不透明樹脂等の不透明試料の反射スペクトルの評価に用いることができるようになるという利点がある。
【００５９】
尚、図示しないが、照射光が不透明材料ＵＣに入射するまでの間に透明材料によって生じる僅かな拡散を防ぐ目的のために、透明キャップ１７の中心部に存在する開口部１１ａ及び出射部１１ｂの近傍を空洞とすることや、外光の影響を最小限に抑える目的のために、透明キャップ１７の外周部を不透明材料によって構成することも可能である。
【００６０】
（産業上の応用例）
本実施の形態の分光測定装置１Ａの産業上の応用例について、以下に説明する。本実施の形態の分光測定装置１Ａの産業上の第１の応用例としては、例えば、人の肌の状態を解析する用途が挙げられる。
【００６１】
すなわち、サイド発光型ＬＥＤ１５ａから照射された照射光は出射部１１ｂから測定対象Ｍである肌に入射され、皮膚内に侵入し、かつ皮膚内部を拡散しながら、開口部１１ａから皮膚外に拡散反射する成分を測定する。本実施の形態の分光測定装置１Ａによれば、皮膚内部の拡散成分のみを検出することができる。
【００６２】
本実施の形態の分光測定装置１Ａの構成を用いれば、従来であれば大型であり、かつ衝撃に弱いために大きな労力を必要としていた肌の状態の測定を、小型で耐久性が高く、いつでも持ち運び可能なハンディタイプの小型の分光測定装置１Ａとすることができ、屋外に持ち出して化粧の状態を確認する用途等を考えることができる。特に、本実施の形態の分光測定装置１Ａは微小領域が測定できることから、唇、目の下のクマ、爪等、人体の小さな領域も精度よく測定することができる。
【００６３】
さらに、部材のコストが大幅に下がることから、一般顧客が自分で購入できる価格を実現可能である。
【００６４】
次に、本実施の形態の分光測定装置１Ａの産業上の第２の応用例としては、果物の糖度計としての利用が挙げられる。
【００６５】
すなわち、サイド発光型ＬＥＤ１５ａから照射された照射光は出射部１１ｂから測定対象Ｍである果物に入射され、果物内に侵入し、かつ果物内部を拡散しながら、開口部１１ａから果物外に出射する成分のみを測定する。したがって、果物に含まれる糖類による吸収を反映するため、そのスペクトルを分析することにより糖度を非破壊に測定することができる。特に、本実施の形態の分光測定装置１Ａは微小領域が測定できることから、イチゴやサクランボ等の小さな果実についても、枝や茎に生っている状態でも、精度よく測定することができる。
【００６６】
本実施の形態の分光測定装置１Ａの構成を用いれば、従来であれば大型でありかつ衝撃に弱いために大きな労力を必要としていた果物の糖度測定を、果物を栽培する農家が気軽に測定可能となり、収穫した果物を糖度別に選別するために利用することも可能となる。
【００６７】
また、部材のコストが大幅に下がることから、商店の従業員が糖度を測定して顧客に訴求する用途や、一般顧客が本小型分光器を持ち歩き、商店において自分で果物を測定し、糖度の高い商品を購入するための判断材料とすることもできる。
【００６８】
このように、本実施の形態の分光測定装置１Ａでは、測定対象Ｍからの光を集光する集光レンズ１２と、集光レンズ１２が集光した光を受光して分光スペクトルを検出する半導体分光センサ１３と、測定対象Ｍの表面から半導体分光センサ１３に至る光路を覆う光路筺体１１Ａとを備えている。そして、光路筺体１１Ａは、測定対象Ｍに接して測定対象Ｍからの光を内部に入射させる開口部１１ａと、開口部１１ａに隣接して測定対象Ｍに光を出射する光出射部とを備えている。
【００６９】
したがって、小型で携帯性に優れ、測定対象Ｍの反射スペクトルを高感度で簡便に測定し得る分光測定装置１Ａを提供することができる。
【００７０】
また、本実施の形態における分光測定装置１Ａでは、光出射部は、光路筺体１１Ａの外側に設けられた、光を出射する発光素子１５としてのサイド発光型ＬＥＤ１５ａと、サイド発光型ＬＥＤ１５ａにて出射された光を開口部１１ａの周囲まで導く導光部１４Ａとからなり、導光部１４Ａの出射面としての出射部１１ｂと開口部１１ａとは、光路筺体１１Ａの先端部によって隔絶されている。
【００７１】
これにより、光出射部はサイド発光型ＬＥＤ１５ａと導光部１４Ａとによって構成される。この結果、サイド発光型ＬＥＤ１５ａから光路筺体１１Ａの開口部１１ａの周囲までの距離が長くても導光部１４Ａを介して、効率よくサイド発光型ＬＥＤ１５ａにて出射した光を光路筺体１１Ａの開口部１１ａの周囲つまり測定対象Ｍの表面に照射することができる。
【００７２】
また、本実施の形態における分光測定装置１Ａでは、導光部１４Ａは、測定対象Ｍに対向する出射面を除き、光遮蔽材で覆われている。これにより、導光部１４Ａに、サイド発光型ＬＥＤ１５ａの出射光以外の外光による迷光が入射されるということがない。したがって、半導体分光センサ１３の検出精度を高めることができる。
【００７３】
また、本実施の形態における分光測定装置１Ａでは、光遮蔽材は、導光部１４Ａの側面に対向して設けられた光反射材としての反射材１４ａを少なくとも含んでいる。尚、導光部１４Ａの側面とは、図１（ａ）に示す導光部１４Ａの断面図において、少なくとも、上部水平面と出射部１１ｂとを除く部分を指す。
【００７４】
これにより、サイド発光型ＬＥＤ１５ａから導光部１４Ａに入射され、その一部が導光部１４Ａの側面から漏れたとしても反射材１４ａによって導光部１４Ａに戻される。
【００７５】
したがって、導光部１４Ａから出射される光量が変化するということがないので、半導体分光センサ１３の検出精度を高めることができる。
【００７６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
前記実施の形態１の分光測定装置１Ａでは、発光素子１５はサイド発光型ＬＥＤ１５ａからなっており、導光部１４Ａが光路筺体１１Ａの全周を覆っていた。これに対して、本実施の形態の分光測定装置１Ｂでは、発光素子１５がバスタブ型の白色ＬＥＤ１５ｂからなっていると共に、導光部１４Ｂが光路筺体１１Ａの一部のみを覆うように配置されている点が異なっている。
【００７８】
本実施の形態の分光測定装置１Ｂの構成を、図５の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図５の（ａ）は、本実施の態における分光測定装置１Ｂの構成を示す正面断面図である。図５の（ｂ）は上記分光測定装置１Ｂの構成を示す側面図である。
【００７９】
本実施の形態の分光測定装置１Ｂでは、図５の（ａ）（ｂ）に示すように、発光素子１５は、バスタブ型の白色ＬＥＤ１５ｂからなっていると共に、導光部１４Ｂが光路筺体１１Ａの一部のみを覆うように配置されている。
【００８０】
この結果、本実施の形態の分光測定装置１Ｂでは、白色ＬＥＤ１５ｂは、導光部１４Ｂに対して、導光方向とは垂直な面から光を入射することとなるため、光散乱体１４ｂを配置して、白色ＬＥＤ１５ｂからの光を導光方向に散乱させている。尚、導光部１４Ａの周囲は、実施の形態１の分光測定装置１Ａと同様に、反射材１４ａで覆われている。
【００８１】
一般に、サイド発光型ＬＥＤ１５ａに対して、バスタブ型の白色ＬＥＤ１５ｂは、形状が大きく、光出力が大きく、かつ低価格である。したがって、本実施の形態の白色ＬＥＤ１５ｂを備えた分光測定装置１Ｂの構成を採用することによって、全体としては低コストの分光測定装置１Ｂを提供することができる。
【００８２】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
本実施の形態３の分光測定装置１Ｃは、前記実施の形態１の分光測定装置１Ａの構成に比べて、導光部１４Ａを備えておらず、発光素子１５としての発光ダイオード１５ｃの光出力を直接、測定対象Ｍの表面に入射するような配置となっている点が異なっている。
【００８４】
本実施の形態の分光測定装置１Ｃの構成を、図６の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図６の（ａ）は、本実施の態における分光測定装置１Ｃの構成を示す正面断面図である。図６の（ｂ）は上記分光測定装置１Ｃの構成を示す側面図である。
【００８５】
本実施の形態の分光測定装置１Ｂは、図６の（ａ）（ｂ）に示すように、前記実施の形態１の分光測定装置１Ａの導光部１４Ａ自体や実施の形態２の分光測定装置１Ｂにおける導光部１４Ｂ自体を備えておらず、かつ発光素子１５としての発光ダイオード１５ｃの光出力を直接、測定対象Ｍの表面に入射するような配置となっている。
【００８６】
発光ダイオード１５ｃは、実施の形態１と同様にサイド発光型ＬＥＤ１５ａであることが好ましい。
【００８７】
本実施の形態の分光測定装置１Ｃでは、発光ダイオード１５ｃを、電流供給用の配線を印刷したフレキシブル基板１６に搭載し、フレキシブル基板１６を光路筺体１１Ａに貼り付けている。
【００８８】
上記発光ダイオード１５ｃの発光ダイオード１５ｃの出射面は、図６の（ａ）（ｂ）に示すように、光路筺体１１Ａの先端部に対して、上方側に僅かに後退していることが好ましい。光路筺体１１Ａの先端部を測定対象Ｍの表面に確実に接触させるためである。
【００８９】
本実施の形態においても、実施の形態１の分光測定装置１Ａと同様に、発光ダイオード１５ｃはＬＥＤ保護材１１ｃで覆われている。
【００９０】
上記ＬＥＤ保護材１１ｃは、発光ダイオード１５ｃの出射部を覆うので、透明で無ければならないが、それ以外の部分は、遮光性であることが好ましい。本構成は、実施形態１に比べて、導光部１４Ａを備えていいないために、低コストで製造できるという利点を有している。
【００９１】
このように、本実施の形態における分光測定装置１Ｃでは、光出射部は、光路筺体１１Ａの外側において開口部１１ａの近傍に設けられて、測定対象Ｍに斜めに光を出射する発光素子１５としての発光ダイオード１５ｃからなっており、光出射部と開口部１１ａとは、光路筺体１１Ａの先端部によって隔絶されている。
【００９２】
これにより、光出射部は発光ダイオード１５ｃのみで構成されるので、構成を簡単にすることができる。また、発光ダイオード１５ｃは、光路筺体１１Ａの先端部によって開口部１１ａから隔絶された測定対象Ｍの表面に光を照射するため、表面正反射光が半導体分光センサ１３に入射する構造とはなっていない。
【００９３】
この結果、発光ダイオード１５ｃによる表面照射光の正反射成分が大きく、測定対象Ｍの物質情報を含む内部拡散反射成分を捕え難いという問題は発生しない。
【００９４】
また、本実施の形態における分光測定装置１Ｃは、光出射部は、光路筺体１１Ａの外側において開口部１１ａの近傍に設けられて、測定対象Ｍに光を出射する発光素子としての発光ダイオード１５ｃからなっており、発光ダイオード１５ｃから出射された光が開口部１１ａにて測定対象Ｍの表面を照らすことによって、測定対象Ｍから表面反射光が生じる。
【００９５】
これにより、発光ダイオード１５ｃは、開口部１１ａの測定対象Ｍ表面に光を照射する、この結果、測定対象Ｍの表面反射光を半導体分光センサ１３に入射させることができるので、不透明な測定対象Ｍの表面反射のスペクトルを精度良く測定することができる。また、光出射部は発光ダイオード１５ｃのみで構成されるので、構成を簡単にすることができる。
【００９６】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１〜実施の形態３と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜実施の形態３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態の分光測定装置１Ｄは、前記実施の形態１の分光測定装置１Ａの構成に比べて、図７に示すように、測定対象Ｍとして不透明試料ＵＣの反射スペクトルを測定することを目的としている点が異なっている。
【００９８】
本実施の形態の分光測定装置１Ｄの構成を、図７に基づいて説明する。図７は、本実施の態における分光測定装置１Ｄの構成を示す正面断面図である。
【００９９】
本実施の形態４の分光測定装置１Ｄは、図７に示すように、測定対象Ｍとして不透明試料ＵＣの反射スペクトルを測定することを目的としており、前記実施の形態３の分光測定装置１Ｃの構成に対して、光路筺体１１Ａの先端部に入射開口部１１ｄが設けられており、入射開口部１１ｄの上部に発光ダイオード１５ｃが配置されている。
【０１００】
本実施の形態の分光測定装置１Ｄの構成では、発光ダイオード１５ｃの出射光がそのまま光路筺体１１Ａの開口部１１ａにおける測定対象Ｍとしての不透明試料ＵＣの表面に入射し、該不透明試料ＵＣの表面の反射光を半導体分光センサ１３が受光する。したがって、不透明試料ＵＣに対しても、反射スペクトルを測定することができる。
【０１０１】
本実施の形態では、入射開口部１１ｄを形成したことによって、光路筺体１１Ａ内部に外光が入ることを防止する。このため、発光ダイオード１５ｃを覆うＬＥＤカバー部１１ｅを設けることが好ましい。
【０１０２】
尚、測定対象Ｍが透光性を有する場合には、測定対象Ｍの内部に入射した光による拡散反射光の測定も可能であるが、表面拡散反射成分が大きいため、内部拡散光のみを検出できる実施形態１〜３の構成に対しては、感度的には劣る。
【０１０３】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０４】
本実施の形態５の分光測定装置１Ｅは、測定対象Ｍとして、歯科医が口腔内において、歯や歯茎を分析するような用途に適しており、特に患者の口腔に直接接触する部分である光路筺体１１Ｂを取り外して、洗浄、殺菌できる構造を実現するようになっている点が異なっている。
【０１０５】
本実施の形態の分光測定装置１Ｅの構成を、図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図８の（ａ）は、本実施の形態における分光測定装置１Ｅの構成を示す正面断面図である。図８の（ｂ）は上記分光測定装置１Ｅの本体筐体２５の構成を示す断面図である。図８の（ｃ）は上記分光測定装置１Ｅの光路筺体１１Ｂの構成を示す断面図である。
【０１０６】
分光測定装置１Ｅは、図８の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、本体筐体２５と光路筺体１１Ｂとを分離できるようになっている。
【０１０７】
この結果、光路筺体１１Ｂには、集光レンズ１２を含む密閉された光路しか含まず、半導体分光センサ１３や発光素子１５としての発光ダイオード１５ｃを始めとする全ての電気系の部品は本体筐体２５に搭載されている。
【０１０８】
光路筺体１１Ｂと本体筐体２５とは、接合部２５ａで切り離すことができる。その結果、患者の口腔に直接接触する恐れのある光路筺体１１Ｂは、容易に洗浄、減菌することができる。電気系を含む本体筐体２５は、患者の口腔に直接接触する恐れが無いため、洗浄や減菌工程を経る必要は無い。
【０１０９】
本体筐体２５と光路筺体１１Ｂとの接続は、例えば、接合部２５ａの内側と、光路筺体１１Ｂ上部の外側にねじ溝を切って置き、接合部２５ａに光路筺体１１Ｂをねじ込むような接合方法が好ましい。或いは、接合部２５ａの内側にガイドとなる、凹凸を設けておき、単純に光路筺体１１Ｂを差し込むだけもよい。
【０１１０】
光路筺体１１Ｂは、導光部１４Ａの両面に、光反射率の高い反射材１４ａを配置することによって、発光ダイオード１５ｃの光を、少ないロスで、開口部１１ａの周囲の出射部１１ｂから測定対象Ｍに照射できる。
【０１１１】
光路筺体１１Ｂのさらに内側には、光路内での外部からの迷光を低減すると共に、内部での光反射による迷光の発生を防ぐために、光吸収材１１ｆを配置している。また、光路を密閉するために、開口部１１ａには、透明な対物窓１８が設けられている。
【０１１２】
さらに、光路筺体１１Ｂの上部には受光側窓１９ａを有する蓋部１９が設けられている。
【０１１３】
本実施の形態の分光測定装置１Ｅでは、本体筐体２５と光路筺体１１Ｂとが接続された状態では、図８の（ｂ）（ｃ）に示すように、半導体分光センサ１３の受光部１３ａに、光路筺体１１Ｂの受光側窓１９ａが密着し、発光ダイオード１５ｃに導光部１４Ａの断面が、密着する構成となっている。
【０１１４】
発光ダイオード１５ｃは、実施の形態１で用いたサイド発光型ＬＥＤ１５ａを４個配置しているが、必ずしも４個である必要はない。ただし、患部に対して、分光測定装置１Ｅを当てる向きによって、結果が変わることを防ぐためには、４個以上を点対称に配置することが好ましい。
【０１１５】
このように、本実施の形態における分光測定装置１Ｅは、光路筺体１１Ｂと、制御機構部２０を備えた本体筐体２５とを備えていると共に、光路筺体１１Ｂが本体筐体２５と分離可能となっている。
【０１１６】
このため、光路筺体１１Ｂを本体筐体２５から分離して、洗浄又は減菌を行うことができる。この結果、洗浄又は減菌を行う部分を切り離し、かつコンパクトにして、容易に洗浄又は減菌を行うことができるという利便性を有している。
【０１１７】
〔実施の形態６〕
本発明のさらに他の実施の形態について図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態５と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態５の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１８】
本実施の形態６の分光測定装置１Ｆは、実施の形態５と同様に歯科医が口腔内において、歯や歯茎を分析するような用途に適しており、特に患者の口腔に直接接触する部分である光路筺体下部１１Ｃｂを、取り外して洗浄、殺菌できる構造を実現するようになっている点が異なっている。
【０１１９】
本実施の形態の分光測定装置１Ｆの構成を、図９に基づいて説明する。図９は、本実施の形態における分光測定装置１Ｆの構成を示す正面断面図である。
【０１２０】
前記実施の形態５の分光測定装置１Ｅでは、光路部分を一体で構成した光路筺体１１Ｂとすることにより、該光路筺体１１Ｂを、電気系を含む本体筐体２５から、分離できる構成とした。
【０１２１】
これに対して、本実施の形態の分光測定装置１Ｆでは、光路筺体上部１１Ｃａと光路筺体下部１１Ｃｂとを分離できる構成とし、集光レンズ１２を含む光路筺体上部１１Ｃａを本体筐体２５に一体化することによって、切り離し、洗浄又は減菌する部分である光路筺体下部１１Ｃｂを小さくしている。
【０１２２】
このようにすることによって、患部に接触する恐れのある部分である光路筺体下部１１Ｃｂを、例えば使い捨てにすることが可能となり、医療現場の負担を軽減することができる。
【０１２３】
本実施の形態の分光測定装置１Ｆの具体的構造としては、集光レンズ１２から半導体分光センサ１３に至る光路を覆う光路筺体上部１１Ｃａと、集光レンズ１２よりも下部側の光路を覆う光路筺体下部１１Ｃｂとを、接合部１１Ｃｃにて切り離しすることができるようになっている。
【０１２４】
上記光路筺体上部１１Ｃａと光路筺体下部１１Ｃｂとは、いずれも実施の形態５の光路筺体１１Ｂと同様に反射材１４ａ及び光吸収材１１ｆを有している。また、光路筺体下部１１Ｃｂは開口部１１ａに対物窓１８を有している。尚、光路筺体上部１１Ｃａは蓋部１９を有していてもよいし、無くてもよい。
【０１２５】
このように、本実施の形態における分光測定装置１Ｆは、光路筺体上部１１Ｃａ及び光路筺体下部１１Ｃｂと、制御機構部２０を備えた本体筐体２５とを備えていると共に、測定対象側先端部である光路筺体下部１１Ｃｂが分離可能となっている。
【０１２６】
このため、光路筺体下部１１Ｃｂを分離して、洗浄又は減菌を行うことができる。この結果、分光測定装置１Ｆは、洗浄又は減菌を行う部分を切り離し、かつコンパクトにして、容易に洗浄又は減菌を行うことができるという利便性を有している。
【０１２７】
〔まとめ〕
本発明の態様１における分光測定装置１Ａ〜１Ｅは、測定対象Ｍからの光の分光スペクトルを測定する分光測定装置において、上記測定対象Ｍからの光を集光するレンズ（集光レンズ１２）と、上記レンズ（集光レンズ１２）が集光した光を受光して分光スペクトルを検出する半導体分光センサ１３と、上記測定対象Ｍの表面から上記半導体分光センサ１３に至る光路を覆う光路筺体１１Ａ・１１Ｂとを備えていると共に、上記光路筺体１１Ａ・１１Ｂは、上記測定対象Ｍに接して上記測定対象Ｍからの光を内部に入射させる開口部１１ａと、上記開口部１１ａに隣接して上記測定対象Ｍに光を出射する光出射部（発光素子１５、導光部１４Ａ・１４Ｂ）とを備えていることを特徴としている。
【０１２８】
上記構成によれば、分光測定装置は、測定対象からの光をレンズにて集光し、レンズが集光した光を受光して分光スペクトルを検出する半導体分光センサとを備えている。このため、測定対象からの光を分光するための回折格子やプリズムを有していないので、分光測定装置が大型化するのを回避することができる。この結果、小型で携帯性に優れた分光測定装置を提供することができる。
【０１２９】
また、本発明の一態様では、光路筺体は、測定対象に接して測定対象からの光を内部に入射させる開口部と、開口部に隣接して測定対象に光を出射する光出射部とを備えている。
【０１３０】
このため、開口部に隣接する光出射部から測定対象に光が出射されると、測定対象からの反射光が、開口部を通した後、レンズにて集光され、その後、分光スペクトルにて受光された分光スペクトルが検出される。
【０１３１】
そして、その間、測定対象の表面から半導体分光センサに至る光路は、光路筺体にて覆われているので、光路筺体の内部には測定対象からの反射光しか入射されない。この結果、外部からの迷光の入る余地がないので、迷光により検出感度が低下するということがない。
【０１３２】
したがって、小型で携帯性に優れ、測定対象の反射スペクトルを高感度で簡便に測定し得る分光測定装置を提供することができる。
【０１３３】
本発明の態様２における分光測定装置１Ａは、態様１における分光測定装置において、前記光出射部は、前記光路筺体１１Ａの外側に設けられた、光を出射する発光素子１５と、上記発光素子１５にて出射された光を前記開口部１１ａの周囲まで導く導光部１４Ａ・１４Ｂとからなり、上記導光部１４Ａ・１４Ｂの出射面（出射部１１ｂ）と上記開口部１１ａとは、上記光路筺体１１Ａの先端部によって隔絶されている。
【０１３４】
これにより、光出射部は発光素子と導光部とによって構成される。この結果、発光素子から光路筺体の開口部の周囲までの距離が長くても導光部を介して、効率よく発光素子にて出射した光を光路筺体の開口部の周囲つまり測定対象の表面に照射することができる。
【０１３５】
特に、本発明の態様では、光路筺体の開口部を測定対象に密着させることによって、導光部の出射面から測定対象に照射された光は測定対象内部を通過して、開口部に達する。このため、出射光の表面反射光が半導体分光センサに入射する構造とはなっていない。この結果、発光素子による照射光の表面反射成分が大きく、測定対象の物質情報を含む内部拡散反射成分を捕え難いという問題は発生しない。
【０１３６】
本発明の態様３における分光測定装置１Ａ・１Ｂ・１Ｅ・１Ｆは、態様２における分光測定装置において、前記導光部４Ａ・１４Ｂは、前記測定対象Ｍに対向する出射面を除き、光遮蔽材で覆われていることが好ましい。
【０１３７】
これにより、導光部に、発光素子の出射光以外の外光による迷光が入射されるということがない。したがって、半導体分光センサの検出精度を高めることができる。
【０１３８】
本発明の態様４における分光測定装置１Ａ・１Ｂ・１Ｅ・１Ｆは、態様３における分光測定装置において、前記光遮蔽材は、導光部の側面に対向して設けられた光反射材（反射材１４ａ）を少なくとも含んでいることが好ましい。
【０１３９】
これにより、導光部の側面には光反射材が設けられているので、発光素子から導光部に入射され、その一部が導光部の側面から漏れたとしても光反射材によって導光部に戻される。
【０１４０】
したがって、導光部から出射される光量が変化するということがないので、半導体分光センサの検出精度を高めることができる。
【０１４１】
本発明の態様５における分光測定装置１Ｃは、態様１における分光測定装置において、前記光出射部は、前記光路筺体１１Ａの外側において前記開口部１１ａの近傍に設けられて、前記測定対象Ｍに光を出射する発光素子１５からなっており、上記光出射部と上記開口部１１ａとは、上記光路筺体１１Ａの先端部によって隔絶されている。
【０１４２】
これにより、光出射部は発光素子のみで構成されるので、構成を簡単にすることができる。また、光路筺体の開口部を測定対象に密着させることによって、発光素子から測定対象に照射された光は測定対象内部を通過して、開口部に達する。このため、出射光の表面反射光が半導体分光センサに入射する構造とはなっていない。この結果、発光素子による照射光の表面反射成分が大きく、測定対象の物質情報を含む内部拡散反射成分を捕え難いという問題は発生しない。
【０１４３】
本発明の態様６における分光測定装置１Ｃは、態様１における分光測定装置において、前記光出射部は、前記光路筺体１１Ａの外側において前記開口部１１ａの近傍に設けられて、前記測定対象Ｍに光を出射する発光素子１５からなっており、上記発光素子１５から出射された光が上記開口部１１ａにて上記測定対象Ｍの表面を照らすことによって、上記測定対象Ｍから表面反射光が生じる。
【０１４４】
これにより、発光素子は、開口部の測定対象表面に光を照射する、この結果、測定対象の表面反射光を半導体分光センサに入射させることができるので、不透明な測定対象の表面反射のスペクトルを精度良く測定することができる。また、光出射部は発光素子のみで構成されるので、構成を簡単にすることができる。
【０１４５】
本発明の態様７における分光測定装置１Ｅ・１Ｆは、態様１における分光測定装置において、前記光路筺体１１Ｂと、制御機構部２０を備えた本体筐体２５とを備えていると共に、上記光路筺体１１Ｂが上記本体筐体２５と分離可能となっているか、又は上記光路筺体の測定対象側先端部（光路筺体下部１１Ｃｂ）が分離可能となっていることが好ましい。
【０１４６】
本発明の一態様における分光測定装置では、測定対象の表面を光路筺体の開口部に接触させて測定を行うので、測定対象によっては開口部が汚れる虞がある。
【０１４７】
これに対して、本発明の一態様における分光測定装置では、光路筺体が本体筺体と分離可能となっているか、又は光路筺体の測定対象側先端部が分離可能となっている。
【０１４８】
このため、光路筺体又は光路筺体の測定対象側先端部を分離して、洗浄又は減菌を行うことができる。
【０１４９】
この結果、分光測定装置は、洗浄又は減菌を行う部分を切り離し、かつコンパクトにして、容易に洗浄又は減菌を行うことができるという利便性を有している。
【０１５０】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１Ａ〜１Ｆ    分光測定装置
１０            光学部
１１Ａ・１１Ｂ  光路筺体
１１Ｃａ        光路筺体上部
１１Ｃｂ        光路筺体下部測定（測定対象側先端部）
１１Ｃｃ        接合部
１１ａ          開口部
１１ｂ          出射部
１１ｃ          ＬＥＤ保護材
１１ｄ          入射開口部
１１ｅ          ＬＥＤカバー部
１１ｆ          光吸収材
１２            集光レンズ（レンズ）
１３            半導体分光センサ
１３ａ          受光部
１４Ａ・１４Ｂ  導光部
１４ａ          反射材（光反射材、光遮蔽材）
１４ｂ          光散乱体
１５            発光素子
１５ａ          サイド発光型ＬＥＤ（発光素子）
１５ｂ          白色ＬＥＤ（発光素子）
１５ｃ          発光ダイオード（発光素子）
１６            フレキシブル基板
１７            透明キャップ
１８            対物窓
１９            蓋部
１９ａ          受光側窓
２０            制御機構部
２１            制御装置
２２            回路基板
２３            スイッチ
２４            バッテリ
２５            本体筐体
２５ａ          接合部
Ｍ              測定対象
ＵＣ            不透明試料
【図１】
2018025495.tif 000003
【図２】
2018025495.tif 000004
【図３】
2018025495.tif 000005
【図４】
2018025495.tif 000006
【図５】
2018025495.tif 000007
【図６】
2018025495.tif 000008
【図７】
2018025495.tif 000009
【図８】
2018025495.tif 000010
【図９】
2018025495.tif 000011