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公開番号2025047362
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023155816
出願日2023-09-21
発明の名称分光計測装置
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 21/31 20060101AFI20250326BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物と分光計測装置との距離が変化しても、計測精度の劣化を抑制することができる分光計測装置を提供する。
【解決手段】分光計測装置1は、第1中心波長を有する第1照射光L11を、第1光軸A1を中心線として第1半値角θ1で出射する第1光源4と、第2中心波長を有する第2照射光L12を、第2光軸A2を中心線として第2半値角θ2で出射する第2光源5と、第3光軸A3を中心線とする視野Vを有し、第1照射光L11及び第2照射光L12の照射に応じて対象物Sから発せられた測定光L2を分光して検出する検出部6と、を備える。第1光源4及び第2光源5は、検出部6に対して、第1光軸A1と第3光軸A3との距離及び第2光軸A2と第3光軸A3との距離が互いに等しくなるように、第3光軸A3に垂直な平面H上に配置されている。第1半値角θ1と第2半値角θ2との差の絶対値は、4度以下である。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１中心波長を有する第１照射光を、第１光軸を中心線として第１半値角で出射する第１光源と、
前記第１中心波長とは異なる第２中心波長を有する第２照射光を、第２光軸を中心線として第２半値角で出射する第２光源と、
第３光軸を中心線とする視野を有し、前記第１照射光及び前記第２照射光の照射に応じて対象物から発せられた測定光を分光して検出する検出部と、を備え、
前記第１光源及び前記第２光源は、前記検出部に対して、前記第１光軸と前記第３光軸との距離及び前記第２光軸と前記第３光軸との距離が互いに等しくなるように、前記第３光軸に垂直な平面上に配置されており、
前記第１半値角と前記第２半値角との差の絶対値は、４度以下である、分光計測装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記検出部は、前記視野の広がり角が－５度以上５度以下となるように前記視野を画定するレンズと、前記レンズを透過した前記測定光を導光する導光部と、前記導光部によって導光された前記測定光を分光して検出する分光器と、を含む、請求項１に記載の分光計測装置。
【請求項３】
前記第１光源は、複数の第１光源のそれぞれであり、
前記第２光源は、複数の第２光源のそれぞれであり、
前記複数の第１光源及び前記複数の第２光源は、前記第３光軸と前記平面との交点を中心とする円周上において交互に配置されている、請求項１に記載の分光計測装置。
【請求項４】
前記第１光源は、前記第１照射光を発する第１発光素子と、前記第１発光素子から発せられた前記第１照射光を反射する第１反射板と、前記第１発光素子及び前記第１反射板を封止している第１封止部材と、を含み、
前記第２光源は、前記第２照射光を発する第２発光素子と、前記第２発光素子から発せられた前記第２照射光を反射する第２反射板と、前記第２発光素子及び前記第２反射板を封止している第２封止部材と、を含む、請求項１に記載の分光計測装置。
【請求項５】
前記第１光源は、前記第１封止部材に対して着脱可能な第１レンズを更に含み、
前記第２光源は、前記第２封止部材に対して着脱可能な第２レンズを更に含み、
前記第１レンズは、前記第１反射板によって反射されて前記第１封止部材を透過した前記第１照射光を透過させることで、前記第１光軸を中心線として前記第１半値角で前記第１照射光を出射し、
前記第２レンズは、前記第２反射板によって反射されて前記第２封止部材を透過した前記第２照射光を透過させることで、前記第２光軸を中心線として前記第２半値角で前記第２照射光を出射する、請求項４に記載の分光計測装置。
【請求項６】
前記第１光源は、前記第１照射光を発する第１発光素子を含み、
前記第２光源は、前記第２照射光を発する第２発光素子を含み、
前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１発光素子から発せられた前記第１照射光、及び前記第２発光素子から発せられた前記第２照射光を反射する反射板と、前記第１発光素子、前記第２発光素子及び前記反射板を封止している封止部材と、を共有している、請求項１に記載の分光計測装置。
【請求項７】
前記第１中心波長及び前記第２中心波長は、３６０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲に含まれる、請求項１に記載の分光計測装置。
【請求項８】
前記検出部から出力された検出信号に基づいて、前記対象物における所定の定量値を算出する演算部を更に備える、請求項１に記載の分光計測装置。
【請求項９】
前記第１半値角及び前記第２半値角の少なくとも一方は、２０度以上である、請求項１に記載の分光計測装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光計測装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
第１中心波長を有する照射光を出射する第１光源と、第１中心波長とは異なる第２中心波長を有する照射光を出射する第２光源と、照射光の照射に応じて対象物から発せられた測定光を分光して検出する検出部と、を備える分光計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような分光計測装置は、計測対象（例えば、人体に含まれる脂肪等）が特定の波長の光を吸収しやすいという性質を利用して、対象物における所定の定量値（例えば、人体における脂肪量）を取得するために用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－０７０５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような分光計測装置において、対象物における所定の定量値を精度良く取得するためには、測定光の分光スペクトルの概形が変化しないことが理想であるが、対象物と分光計測装置との距離が変化すると、場合によっては、測定光の分光スペクトルの概形が大きく変化し、計測精度が劣化することがあった。
【０００５】
本発明は、対象物と分光計測装置との距離が変化しても、計測精度の劣化を抑制することができる分光計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の分光計測装置は、［１］「第１中心波長を有する第１照射光を、第１光軸を中心線として第１半値角で出射する第１光源と、前記第１中心波長とは異なる第２中心波長を有する第２照射光を、第２光軸を中心線として第２半値角で出射する第２光源と、第３光軸を中心線とする視野を有し、前記第１照射光及び前記第２照射光の照射に応じて対象物から発せられた測定光を分光して検出する検出部と、を備え、前記第１光源及び前記第２光源は、前記検出部に対して、前記第１光軸と前記第３光軸との距離及び前記第２光軸と前記第３光軸との距離が互いに等しくなるように、前記第３光軸に垂直な平面上に配置されており、前記第１半値角と前記第２半値角との差の絶対値は、４度以下である、分光計測装置」である。
【０００７】
上記［１］に記載の分光計測装置では、第１光源及び第２光源が、検出部に対して、第１光源の第１光軸と検出部の第３光軸との距離及び第２光源の第２光軸と検出部の第３光軸との距離が等しくなるように、第３光軸に垂直な平面上に配置されている。そして、第１照射光の第１半値角と第２照射光の第２半値角との差の絶対値が４度以下となっている。これにより、対象物と分光計測装置との距離が変化しても、第３光軸を中心線とする検出部の視野において、第１照射光の光量と第２照射光の光量との比率が大きく変化することが抑制される。したがって、対象物と分光計測装置との距離が変化しても、理想的にはその概形が変化しないことが望まれる測定光の分光スペクトルについては、当該分光スペクトルの概形が大きく変化することが抑制される。よって、上記［１］に記載の分光計測装置によれば、対象物と分光計測装置との距離が変化しても、計測精度の劣化を抑制することができる。
【０００８】
本発明の分光計測装置は、［２］「前記検出部は、前記視野の広がり角が－５度以上５度以下となるように前記視野を画定するレンズと、前記レンズを透過した前記測定光を導光する導光部と、前記導光部によって導光された前記測定光を分光して検出する分光器と、を含む、上記［１］に記載の分光計測装置」であってもよい。当該［２］に記載の分光計測装置によれば、対象物と分光計測装置との距離によらず、計測範囲を略一定にすることができる。
【０００９】
本発明の分光計測装置は、［３］「前記第１光源は、複数の第１光源のそれぞれであり、前記第２光源は、複数の第２光源のそれぞれであり、前記複数の第１光源及び前記複数の第２光源は、前記第３光軸と前記平面との交点を中心とする円周上において交互に配置されている、上記［１］又は［２］に記載の分光計測装置」であってもよい。当該［３］に記載の分光計測装置によれば、第３光軸上に位置する対象物に対して第１照射光及び第２照射光を均一に照射することが可能となる。これにより、対象物において第１照射光の強度と第２照射光の強度との比率を、第３光軸からずれた位置においても一定とすることが可能となる。その結果、対象物の所定の定量値の計測精度の劣化をより一層抑制することが可能となる。
【００１０】
本発明の分光計測装置は、［４］「前記第１光源は、前記第１照射光を発する第１発光素子と、前記第１発光素子から発せられた前記第１照射光を反射する第１反射板と、前記第１発光素子及び前記第１反射板を封止している第１封止部材と、を含み、前記第２光源は、前記第２照射光を発する第２発光素子と、前記第２発光素子から発せられた前記第２照射光を反射する第２反射板と、前記第２発光素子及び前記第２反射板を封止している第２封止部材と、を含む、上記［１］～［３］のいずれか一つに記載の分光計測装置」であってもよい。当該［４］に記載の分光計測装置によれば、第１光源及び第２光源のそれぞれを検出部に対して所望の位置に配置することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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