(57)【要約】【課題】  測定光を測定対象に複数回（２回）透過させているので、測定対象の厚さが薄く吸光度が小さい場合でも、従来例に比較して信号強度を大きく取ることができる吸光度測定用プローブを提供する。【解決手段】  吸光度測定用プローブは、光源からの光線を測定対象方向に投光する投光手段と、前記測定対象を透過した光線を前記測定対象方向に反射させる反射手段と、前記測定対象を透過した光線を受光する受光手段と、からなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光線を測定対象方向に投光する投光手段と、
前記測定対象を透過した光線を前記測定対象方向に反射させる反射手段と、
前記測定対象を透過した光線を受光する受光手段と、
からなる吸光度測定用プローブ。
【請求項２】
前記反射手段で反射させた光線を透過させる前記測定対象の領域は、前記投光手段からの光線を透過させた前記測定対象の領域と異なる領域であることを特徴とする請求項１に記載の吸光度測定用プローブ。
【請求項３】
前記反射手段は、入射光と平行に反射光を返す性質の再帰反射ミラーで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸光度測定用プローブ。
【請求項４】
前記投光手段と受光手段は一体に形成され、該一体に形成された投光手段及び受光手段と前記反射手段は予め光軸が一致するように治具により調整され、該治具により調整された状態で所定の測定箇所に配置するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の吸光度測定用プローブ。
【請求項５】
所定の光線を発生させる分光器と、
前記分光器からの光線を測定対象方向に投光する投光手段と、前記測定対象を透過した光線を前記測定対象方向に反射させる反射手段と、前記測定対象を透過した光線を受光する受光手段とからなる吸光度測定用プローブと、
前記受光手段で受光した光線を受光する受光器と
を備えてなる吸光度測定装置。
【請求項６】
前記反射手段で反射させた光線を透過させる前記測定対象の領域は、前記投光手段からの光線を透過させた前記測定対象の領域と異なる領域であることを特徴とする請求項５に記載の吸光度測定装置。
【請求項７】
前記反射手段は、入射光と平行に反射光を返す性質の再帰反射ミラーで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の吸光度測定装置。
【請求項８】
前記投光手段と受光手段は一体に形成され、該一体に形成された投光手段及び受光手段と前記反射手段は予め光軸が一致するように治具により調整され、該治具により調整された状態で所定の測定箇所に配置するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の吸光度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸光度測定用プローブ及び吸光度測定装置に関し、詳しくは近赤外分光分析計を用いてフィルム等の透明固体サンプル（測定対象）の近赤外吸収スペクトルを測定するために使用するプローブ部分に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における吸光度測定用プローブを備えた吸光度測定装置は、図４に示すように、光源１１１と投光ユニット１１２は光ファイバ１１３で連結され、コリメータレンズ１１４を介して測定対象１１５に光が照射される。測定対象１１５を透過した光は受光ユニット１１６のコリメータレンズ１１７で受光側光ファイバ１１８の端面に集光され、光ファイバ１１８を介して受光器１１９に入力される。この構成で、測定対象サンプルの近赤外（概ね８００〜２５００ｃｍ−１の波数域）吸収スペクトルを測定することができ、吸収スペクトル中の吸収ピークを解析することによって、測定対象の組成（例えば、サンプルがプラスチックフィルムであれば、そのＯＨ価、水分率等）を測定することができる。
光ファイバ１１３、１１８を用いず、光源１１１と投光ユニット１１２、受光器１１９と受光ユニット１１６が一体化されている場合もある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１１４７２号公報（第４頁〜第５頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術で説明した吸光度測定装置においては、有機物の近赤外吸光スペクトルを測定する際に最適なサンプル厚さは一般に１〜１０ｍｍ程度であるが、フィルムサンプルは、その厚さが薄い（数１０〜数１００μｍ）ため吸収ピークが小さく、ノイズの影響を受けやすいという問題がある。
又、フィルムサンプルは、製造工程上、非常に大きい（例えば、幅が数ｍ）の場合が多いので、投光ユニットと受光ユニットは分離した状態で設置しなければならない。この場合、機器の設置時に投光ユニットから照射された光を受光ユニットの光ファイバに正確に入射させるための光軸調整を行う必要があるが、この作業が非常に困難で手間がかかる。
また、使用中にユニット間の相対位置がずれた場合に、受光器に到達する光量が大きく変動し、誤差要因となるという問題もある。
【０００５】
従って、測定対象であるサンプル中に光を複数回透過させることにより、実質的なサンプル厚さを実際のサンプル厚さより大きくし、信号強度を高めるようにすること、併せて
上下ユニット間の位置関係がずれても受光光量の受ける影響が少なく、また、機器の設置時（及びメンテナンス等で取り外した機器の再設置時）に、光軸の調整が容易、且つ正確にできるような測定プローブを実現することに解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明の吸光度測定用プローブ及び吸光度測定装置は、次に示す構成にしたことである。
【０００７】
（１）吸光度測定用プローブは、光源からの光線を測定対象方向に投光する投光手段と、前記測定対象を透過した光線を前記測定対象方向に反射させる反射手段と、前記測定対象を透過した光線を受光する受光手段と、からなる。
（２）前記反射手段で反射させた光線を透過させる前記測定対象の領域は、前記投光手段からの光線を透過させた前記測定対象の領域と異なる領域であることを特徴とする（１）に記載の吸光度測定用プローブ。
（３）前記反射手段は、入射光と平行に反射光を返す性質の再帰反射ミラーで構成されていることを特徴とする（１）に記載の吸光度測定用プローブ。
（４）前記投光手段と受光手段は一体に形成され、該一体に形成された投光手段及び受光手段と前記反射手段は予め光軸が一致するように治具により調整され、該治具により調整された状態で所定の測定箇所に配置するようにしたことを特徴とする（１）に記載の吸光度測定用プローブ。
【０００８】
（５）吸光度測定装置は、所定の光線を発生させる分光器と、前記分光器からの光線を測定対象方向に投光する投光手段と、前記測定対象を透過した光線を前記測定対象方向に反射させる反射手段と、前記測定対象を透過した光線を受光する受光手段とからなる吸光度測定用プローブと、前記受光手段で受光した光線を受光する受光器とを備えてなる。
（６）前記反射手段で反射させた光線を透過させる前記測定対象の領域は、前記投光手段からの光線を透過させた前記測定対象の領域と異なる領域であることを特徴とする（５）に記載の吸光度測定装置。
（７）前記反射手段は、入射光と平行に反射光を返す性質の再帰反射ミラーで構成されていることを特徴とする（５）に記載の吸光度測定装置。
（８）前記投光手段と受光手段は一体に形成され、該一体に形成された投光手段及び受光手段と前記反射手段は予め光軸が一致するように治具により調整され、該治具により調整された状態で所定の測定箇所に配置するようにしたことを特徴とする（５）に記載の吸光度測定装置。
【発明の効果】
【０００９】
本提案によれば、測定光を測定対象に複数回（２回）透過させているので、測定対象の
厚さが薄く吸光度が小さい場合でも、従来例に比較して信号強度を大きく取ることができる。
又、投光手段と受光手段を一体に形成し、一体に形成した投光手段及び受光手段と反射手段との光軸を治具により一致させた状態を維持して設置するようにしたことで、設置の際の位置ずれをなくし、その後の調整時においても治具を使用すればよいから再設置が簡単且つ容易に行うことができる。
更に、反射手段に、入射光と平行に反射光を返す性質の再帰反射ミラーを使用することにより、設置後の反射ユニットの角度ずれに対し、反射光の角度が影響を受けず、ロバストな測定系を構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本願発明に係る吸光度測定用プローブ及び吸光度測定装置の実施形態について、図面を参照して以下説明する。
【実施例１】
【００１１】
本願発明の吸光度測定用プローブを備え、且つ吸光度測定方法を具現化できる吸光度測定装置は、図１に示すように、所定の光線を発生させる光源である分光器１１と、分光器１１からの光線を測定対象１２であるフィルムサンプル方向に透過させるように投光する投光手段１３と、測定対象１２を透過した光線を同じ測定対象１２方向に反射させる反射手段１４と、反射手段１４により反射した光線を再び測定対象１２を透過させ、該透過した光線を受光する受光手段１５とからなる吸光度測定用プローブと、受光手段１５で受光した光線を受光する受光器１６とを備えた構成になっている。
【００１２】
分光器１１からの投光手段１３への光線の伝達は光ファイバ１７を介して行われており、又、投光手段１３は、コリメータレンズ１８で構成され、光ファイバ１７を介して得られた光線を平行光線にして測定対象１２方向に投光する。
【００１３】
受光手段１５は、投光手段１３と同様に、コリメータレンズ１９で構成され、反射手段１４からの平行光線を受光して集光し、その集光した光線を光ファイバ２１を介して受光器１６に送る。
【００１４】
反射手段１４は、所謂、入射光と平行に反射光を返す性質の再帰反射ミラー２２で構成されており、この再帰反射ミラー２２は、入射した入射光と直交する方向に反射させる第１の反射面２３と、この第１の反射面２３で反射した光線と直交する方向で入射光と正反対方向に反射させて出射光を生成する第２の反射面２４とで構成されている。
このように、再帰反射ミラー２２を使用することにより、反射手段１４で反射させた光線を透過させる測定対象１２の領域は、投光手段１３からの光線を透過させた測定対象１２の領域と異なる領域とすることができるのである。異なる領域にできるということは、1回の投光で、往復の透過を異なる領域で実現できるため、測定対象１２の厚さが薄く吸光度が小さい場合でも、従来例に比較して信号強度を大きく取ることができる。
このような再帰反射ミラー２２を設置して形成されたのが反射ユニット２５である。
【００１５】
さて、投光手段１３と受光手段１５は、一体に形成されているものであり、コリメータレンズ１８を一定の角度に設置した投光ユニット２６、やはりコリメータレンズ１９を一定角度で設置した受光ユニット２７を一つの台座に調整自在に取付けて投受光ユニット２８を形成する。
【００１６】
これら反射ユニット２５及び投受光ユニット２８は、工場から出荷する際に予め光軸調整治具２９により光軸の調整がなされ、光軸調整治具２９を取付けた状態で所定の測定箇所に投受光ユニット固定手段３１、反射ユニット固定手段３２により配置固定される。
即ち、光軸調整治具２９を取付けた状態で投受光ユニット２８の投受光ユニット固定手段３１を測定設置箇所に取付け、反射ユニット２５の反射ユニット固定手段３２を測定設置箇所に取付け固定した後に光軸調整治具２９を外せばよい。
【００１７】
このような投受光ユニット２８、反射ユニット２５、光軸調整治具２９の３ユニットで構成された吸光度測定用プローブについて、図２及び図３に示すように、具体的な構造を参照して以下説明する。
【００１８】
投受光ユニット２８は、略凹形状の長方体に形成されたユニット取付台座３３に投光ユニット２６と受光ユニット２７を平行に配置した構成になっており、それぞれの投光ユニット２６及び受光ユニット２７はユニット取付台座３３上において水平方向に調整できる調整ねじ３４により固定されている。ユニット取付台座３３の側面には固定された測定箇所に配置固定するための固定基部（投受光ユニット固定手段）３５を立設した状態で取付けた構成になっている。この固定基部３５を取付けた反対側の側面は四角形状に形成された調整面３６となっており、この調整面３６には、光軸調整治具２９と固定するための４つの調整ネジ穴３７を備えた構成になっている。
【００１９】
反射ユニット２５は、下側が略凹形状の直方体に形成されたユニット取付台座３８に基台３９を備えた反射部４１を配置固定された構成になっている。
反射部４１は、円筒形状に形成された筐体の内部に図示しない再帰反射ミラーを備えた構成になっており、基台３９に設けた４つの調整ねじ４２で水平方向への調整をする構成となっている。
ユニット取付台座３８の側面には固定された測定箇所に配置固定するための固定基部（反射ユニット固定手段）４３を立設した状態で取付けた構成になっている。この固定基部４３を取付けた反対側の側面は四角形状に形成された調整面４４となっており、この調整面４４には、光軸調整治具２９と固定するための４つの調整ネジ穴４５を備えた構成になっている。
【００２０】
光軸調整治具２９は、平板の直方体形状に形成され、上端に投受光ユニット２８を調整するための投受光ユニット調整部４６を備え、下端に反射ユニット２５を調整するための反射ユニット調整部４７を備えた構成になっている。
投受光ユニット調整部４６は、投受光ユニット２６の調整面３６を位置合わせして取付けるもので上端の面一に対して陥没させた陥没面４８を形成し、この陥没面４８との境に線状の上下位置決め部４９を設け、一方端部に投受光ユニット２８を左右方向の位置決めをする陥没させた一部を取り残した凸部５１を備え、この凸部５１の側面が左右位置決め部５２となる構成になっている。そして、この陥没面４８には２列左右対称に形成した位置調整孔５３を備えた構成になっている。
【００２１】
反射ユニット調整部４７は、反射ユニット２５の調整面４４を位置合わせして取付けるもので下端縁から内側寄りの位置から所定幅だけ陥没させた陥没面５３を形成し、この陥没面５３との境に線状の上下位置決め部５４を設け、一方端部に反射ユニット２５を左右方向の位置決めをする陥没させた一部を取り残した凸部５５を備え、この凸部５５の側面が左右位置決め部５６となる構成になっている。そして、この陥没面５３には２列左右対称に形成した位置調整孔５７を備えた構成になっている。更に、この陥没面５３の上部に２つの通し孔５８、下端部縁に２つの通し孔５９を備えた構成になっている。この通し孔５８、５９は、光軸調整治具２９で連結されている反射ユニット２５を建物等の測定箇所に反射ユニット固定手段（固定基部）４３をネジにより配置固定する際に、この通し孔５８、５９にドライバー等を挿通させるために使用するものである。
【００２２】
このような構造の投受光ユニット２８、光軸調整治具２９、反射ユニット２５の３ユニットは工場出荷時には連結され、投受光ユニット２８及び反射ユニット２５の位置関係が正しく光軸調整がされている。
連結は、先ず、投受光ユニット２８のユニット取付台座３３の調整面３６を光軸調整治具２９の陥没面４８に当て（面同士の面当て）、調整面３６の下端部を上下位置決め部４９に当て（線での当て）、更に、調整面３６の側部を凸部５１の左右位置決め部５２に当てる（点での当て）ことで位置決めし、その状態を維持させておき４つの位置調整孔５３に調整ネジ６１を通し、調整ネジ穴３７に螺合させることで治具へ連結できる。
反射ユニット２５も同じく、ユニット取付台座３８の調整面４４を光軸調整治具２９の陥没面５３に当て（面同士の面当て）、調整面４４の下端部を上下位置決め部５４に当て（線での当て）、更に、調整面４４の側部を凸部５５の左右位置決め部５６に当てる（点での当て）ことで位置決めし、その状態を維持させておき４つの位置調整孔５７に調整ネジ６２を通し、調整ネジ穴４５に螺合させることで治具へ連結できる。
【００２３】
このようにして光軸が調整された状態の投受光ユニット２８、光軸調整治具２９、反射ユニット２５が連結されたままの状態で、投受光ユニット２８を投受光ユニット固定手段（固定基部）３５、反射ユニット２５を反射ユニット固定手段（固定基部）４３を用いてそれぞれ固定する。投受光ユニット固定手段、反射ユニット固定手段は、それぞれ、装置全体を設置する建物等に対して位置が変わらないように投受光ユニット２８、反射ユニット２５のそれぞれを固定する機能を持つ。又、固定する位置と姿勢を微調整する機能を持つ。
この状態で、光軸調整治具２９を取り外すことにより、工場出荷時のままの位置関係を保った状態で、投受光ユニット２８及び反射ユニット２５のそれぞれを分離して固定することができる。
又、光軸調整治具２９は、投受光ユニット２８及び反射ユニット２５のそれぞれの取付け面（調整面）３６、４４に対し、正面を面で受け、底面を線で受け、側面を点で受けるように設計されているため、それぞれの面を押し当ててネジで固定することによって、出荷時と同じ位置関係を再現した状態で３つのユニットを連結することができる。即ち、機器設置後に何らかの原因で光軸がずれ、ユニット間の位置関係がずれて再設置が必要になった場合でも、容易に再設置を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
測定光を測定対象に複数回（２回）透過させているので、測定対象の厚さが薄く吸光度が小さい場合でも、従来例に比較して信号強度を大きく取ることができる吸光度測定用プローブを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明の吸光度測定装置を略示的に示したブロック図である。
【図２】同、吸光度ユニット、反射ユニット、光軸調整治具の関係を示す立体図である。
【図３】同、吸光度ユニット、反射ユニット、光軸調整治具を組み立てた様子を示す立体図である。
【図４】従来技術における吸光度測定装置を略示的に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１      分光器
１２      測定対象
１３      投光手段
１４      反射手段
１５      受光手段
１６      受光器
１７      光ファイバ
１８      コリメータレンズ
１９      コリメータレンズ
２１      光ファイバ
２２      再帰反射ミラー
２３      第１の反射面
２４      第２の反射面
２５      反射ユニット
２６      投光ユニット
２７      受光ユニット
２８      投受光ユニット
２９      光軸調整治具
３１      投受光ユニット固定手段
３２      反射ユニット固定手段
３３      ユニット取付台座
３４      調整ねじ
３５      固定基部
３６      調整面
３７      調整ねじ穴
３８      ユニット取付台座
３９      基台
４１      反射部
４２      調整ねじ
４３      固定基部
４４      調整面
４５      調整ねじ穴
４６      投受光ユニット調整部
４７      反射ユニット調整部
４８      陥没面
４９      上下位置決め部
５１      凸部
５２      左右位置決め部
５３      陥没面
５４      上下位置決め部
５５      凸部
５６      左右位置決め部
５７      位置調整孔
５８      通し孔
５９      通し孔
６１      調整ねじ
６２      調整ねじ。
【図１】
2007263587.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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