JP2000514189A - 分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 分光器（２０）は２つの支持体（１０、３０）から形成される。第１の支持体（１０）は光を分散するための回折格子（１１）と、前記光の光源を配置する光源配置手段（１２）と、前記分散された光の検出器を配置するための検出器配置手段（１３）とを有する。他方の支持体は、本体と、支持体（３０）の本体と一体的に形成された少なくとも２つの反射面（３１，３２）とを有するミラー支持体（３０）である。好ましいいくつかの実施例において、反射面の一つはセグメント（３２、３２’；３３）に分化される。分光器（２０）は安価に大量生産できる。発明のいくつかの側面において、源と、検出器と分散手段との距離は、簡単で安価な方法で、製造中は精密に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】 分光器 本発明は一般に分光器に関するものである。 ＷＯ−Ａ−９５／１００３７には分光器が開示されている。開示されている分 光器は、たとえば大気中などの混合ガスから、一酸化炭素などの対象とするガス の存在を検出するのに特に効果的である。源からの光は回折格子によって分散さ れる。離間した光電トランスデューサは、さまざまな分散波長を検出する。各検 出器で検出される光量は、検出される対象ガスを通過中に吸収される個々の波長 における光量に応じて変化する。 離間した検出器によって検出される波長の狭帯域は、分光器の光学幾何学的配 置の感知機能である。特に、源、格子、検出器は非常に高精度に相対的に位置付 けしなくてはならない。これにより、分光器の大量生産は非常に困難となるが、 この大量生産は分光器の総コストを下げるためには望まれていることである。 典型的な従来の分光器の光学的配置を図１に示す。光源１は典型的には、タン グステンフィラメントランプによって後方から照射されるスリットまたは開口で ある。光源１からの光は、平面波を生成しこれを回折格子３上に方向づける第１ の放物面ミラー２に送られる。回折平面波は第２の放物面ミラー４に集められ、 光源の像を検出器５に反射、集束させる。回折格子３からの光の回折角度は波長 によって変わるので、分光器は波長ごとに無数の像を効果的に生成し、検出器５ の平面に及ぶ。図１から分かるように、光源１と検出器５とは回折格子３に対し てそれぞれ反対側にある。このため、従来の分光器がかなり大型化してしまうの である。 本発明の第１の側面によれば、分光器のための単体構造支持体が設けられ、こ の支持体は、分散手段上に入射する光を分散する分散手段と；前記光の光源を分 散手段に対して配置するための光源配置手段と；前記の分散された光の検出器を 分散手段に対して配置するための検出器配置手段とを備える。 好ましくは、支持体は成形支持体であるのがよい。 好ましくは、支持体がプラスチックからなるのがよい。支持体はプラスチック を成形することによって形成してもよい。たとえば射出成形、圧縮成形、あるい は真空を利用した射出成形あるいはこれらの組み合わせを用いてもよい。 光源配置手段と、検出器配置手段と分散手段とは実質的に同一平面にある。光 源配置手段と検出器配置手段は、分散手段の同一の側に位置付けされているのが 好ましい。 本発明の第２の側面によれば、分光器のための支持体が設けられ、この支持体 は：分散手段上に入射する光を分散するための分散手段と；前記光の光源を分散 手段に対して配置するための光源配置手段と；前記分散された光の検出器を分散 手段に対して配置する検出器配置手段とを備え、光源配置手段と、検出器配置手 段と分散手段とが実質的に同一平面上にあり、光源配置手段と検出器配置手段が 分散手段の同一の側に位置付けされていることを特徴とする。 発明のいずれの側面においても、光源配置手段は支持体を貫通する開口であっ てよい。「現実の」光源は、開口の後方に位置付けされ用いられる。開口はスリ ットであってよい。現実の光源はたとえばタングステンフィラメントランプであ ってよい。 分散手段は回折格子であってよい。回折格子は支持体と一体成形されていてよ い。回折格子は、格子構造を成形し格子構造を金属化することによって形成して よい。 検出器配置手段は支持体を貫通するホールであってよい。こうしたホールは１ つまたはそれ以上の検出器を配置できる。２つの検出器をそれぞれ配置するため の２つの貫通ホールがあってもよい。 本発明の第３の側面によれば、分光器のための単体構造ミラー支持体が設けら れ、この支持体は：本体と；支持体の本体と一体的に形成される少なくとも２つ の反射面とを備えている。 好ましくは、支持体がプラスチックからなるのがよい。支持体は、プラスチッ クの射出成形によって形成される。圧縮成形あるいは真空を利用した射出成形ま たはこの組み合わせを用いてよい。 反射面はミラー支持体の選択された部分を金属化することによって形成しても よい。 反射面は実質的に隣接しているのが好ましい。 この反射面に入射する分散光が２つまたはそれ以上の分散平面内に集束される ように、反射面の一つをセグメント化してもよい。ミラーのセグメント化された 部分の面積が互いに異なっていてもよい。 また、本発明は上述の最初の２つの側面による支持体と上述のミラー支持体と を備える分光器を含む。 分光器は２つまたはそれ以上の２重素子検出器、または１つまたはそれ以上の 四分区分素子検出器あるいは２重素子検出器と四分区分素子検出器の組み合わせ を有していてもよい。 以下のより詳細な説明からも明らかなように、本発明のさまざまな側面により 、分光器を低コストで大量生産することが可能になる。発明の側面において、光 源と、検出器と分散手段との距離は製造中、簡単で安価なやり方で、精密に固定 される。さまざまな支持体形成の好ましい方法は、射出成形プラスチックを用い てなされるが、これは比較的簡単で安価なものである。 本発明の好ましい実施例において、システムのすべての「能動」光学部品を支 持するのに必要なのはたった２つの支持体だけである。位置合わせが必要なのは 、ミラー支持体と光源配置手段、検出器配置手段と分散手段の支持体との間だけ である。プラスチック成形は分散手段、光源配置手段と検出器配置手段で用いら れるが、好ましくは、射出成形点と分散手段の能動面との間にばらつきがないの がよく、そうすれば光源配置手段と検出器配置手段とが格子の同一側面に置かれ ることになる。 また本発明は、極端にコンパクトな配置をとる分光器を提供する。 本明細書において、しばしば「光」に言及している。この用語はあらゆる好適 な電磁波を包含するものと理解されたい。たとえば、検出対象のガスが一酸化炭 素の場合、赤外線が用いられることが多い。 本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。図面において、 図１は、従来の分光器の光学配置を図示したものであり； 図２は、源と、検出器と、回折格子のための支持体の平面図であり； 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した場合の断面図であり； 図４ａと４ｂは、本発明の支持体を用いた分光器の光学配置を図示したもので あり； 図５ａから５ｄは、検出器平面に形成される像を示したものであり； 図６は、ミラー支持体の第１の例を示した分光器の斜視図であり； 図７は、ミラー支持体の第２の例を示した分光器の斜視図であり； 図８は、光源の温度に対する２つの検出器からの出力の変化を示したグラフで あり； 図９は、この出力差のグラフを示したものであり； 図１０は、差信号の等高線プロットを示しており； 図１１は、第１の例の２つの検出器の出力比の等高線プロットを示しており； 図１２は、第２の例の２つの検出器の出力比の等高線プロットを示している。 光源と、光検出器と、回折格子１１とを配置するための支持体１０が、図２と ３に示されている。支持体１０は、射出成形プラスチックからなる。回折格子１ １の格子構造は、支持体１０の残りの部分と、そこに格子構造を機械的に再生す る成形ツールによって一体成形されている。支持体１０上の格子構造は、成形後 たとえば金やアルミニウムで金属化されて反射面ができる。支持体１０は、通常 、平面矩形シートの形体をとっている。 光源配置手段１２は、支持体１０のシートを通るホールあるいは開口あるいは スリット１２によって構成される。図３に示されるように、源開口１２は円錐断 面をなすのが好ましい。 検出器配置手段１３は、支持体１０のシートを通る比較的大きな円形ホールに よって構成される。リップ１４を検出ホール１３の周囲に設けてもよく、これに より（図２と図３には示されない）検出器を支持体１０内に押し入れてリップ１ ４によって保持させることができる。 回折格子１１と源スリット１２との距離ａと回折格子１１と検出ホール１３と の距離ｂと、源スリット１２と検出ホール１３との距離ｂ−ａはすべて、分光器 の精度にとって非常に重要である。これらの距離ａ、ｂ、ｂ−ａは非常に精密に 固定しなくてはならない。これは、支持体１０の単体性により、容易になし得る 。回折格子１１と、源スリット１２と、検出ホール１３との相対的な位置付けが 用 いられる成形によって精密に決定できるように、支持体１０をプラスチック、最 も好ましくは射出成形により成形することによってさらに容易になる。回折格子 １１でのプラスチックの流れが源スリット１２と検出ホール１３とによって形成 される凹凸によって妨げられることがないように、射出時のプラスチックの流れ 方向は図２において右から左への方向とする必要がある。源スリット１２と検出 器ホール１３がともに回折格子１１の同じ側（すなわち図２でいうと左に）に位 置付けされており、回折格子１１と、源スリット１２と、検出器ホール１３はす べて実質的に同一平面上にあるので、回折格子１１でのプラスチックの流れにば らつきが生じることが確実に防止される。また、源スリット１２と検出器ホール １３を回折格子１１を同一の側に固定することは、さまざまな光学部品を従来よ りも狭い空間内に嵌め合わせられるということになり、これにより、よりコンパ クトな分光器を提供できる。さらに、下でより詳細に説明するように、分光器の ２つのミラー面を実質的に隣接させることができる。 図４ａを参照すると、分光器２０は、支持体１０とそれに対向するミラー支持 体３０とを有している。ミラー支持体３０については後でさらに詳細に説明する が、このミラー支持体３０は２つの実質的に隣接するミラー３１と３２を支持す る。ミラー３１、３２は収差を減らすように、放物線状あるいは何か他の非球面 形状にしてもよい。ミラー３１、３２を、ミラー支持体３０を適切な形状に成形 して、支持体３０の選択部分をたとえば金やアルミニウムで金属化することによ り設けて、ミラー３１、３２に一体化された反射面を与えるようにしてもよい。 分光器２０は、支持体１０の源スリット１２の後方に固定された、実際の光源 としてのタングステンフィラメントランプ２１を有している。検出器２２は、検 出器ホール１３内に固定される。検出器２２は光電検出器、特に赤外線検出に好 適な焦電気検出器であってもよい。検出器２２は、少なくとも２つの別々の波長 を検出できるように、ＷＯ−Ａ−９５／１００３７でより詳しく述べられている ように、２つの隣接する検出素子を有した２重素子検出器とする必要がある。分 光器２０は、直流あるいは交流電源で作動するようにしても良い。 図４ａから理解されるように、実際の光源２１から放射される光は、（スリッ ト源を与える）源スリット１２から、第１のミラー３１に指向している。ミラー ３１は回折格子１１に向かって光を平面波として反射させる。回折格子１１へ入 射する光は分散する。このような光の放散は、異なる波長がそれぞれ異なる角度 で回折している図４ｂに示されている。回折光は第２の放物状ミラー３２で反射 し、検出器２２上に集束する。回折格子１１と、源スリット１２と検出器ホール １３は同一面あるいは実質的に同一面上にあるので、光学系の中央部光線は支持 体１０表面と垂直か垂直に近い。これは、源スリット１２をより簡単に成形でき 、支持体１０が成形される成形ツールをより簡単に開くことができるという点で 効果がある。ツール面は、せん断することなく回折格子１１の構造から抜けると いうことが重要である。さらに、検出器２２の光窓は通常干渉フィルタコーティ ングがなされているが、これは最大透過率を持つ。 図４ｂから理解されるように、さまざまな波長の光が検出器２２のそれぞれ別 の離間した位置に集束する。これは図５ａに示されている。図５ａは、検出器２ ２上に形成される源スリット１２の像を示したものである。波長λ１は吸収波長 であり、λ２は基準波長である。このような波長を、どのように対象のガスの存 在を検出するのに用いられるかについての詳細はＷＯ−Ａ−９５／１００３７で 述べられている。簡単に言えば、対象のガスは吸収波長λ１内の光を優先的に吸 収し、一方、基準波長λ２には実質的になんら影響を与えない。好適なエレクト ロニクスが、基準波長に対して吸収波長で検出される光量が急激に減少するのを モニタでき、これにより、光学路内の対象ガス量の定量測定値が得られる。 フィラメントランプあるいはその他の黒体源に関して、特定の波長での光量は 、光源２１の温度の関数であり、通常、プランク分配法則に従っている。光源２ １のフィラメントについて温度範囲をたとえば１８００Ｋから２４００Ｋとし、 波長を４．５ミクロンの領域と仮定すると、光の絶対量はこの温度範囲で２％か ら３％の間で変化する。検出器２２は通常吸収波長の光量の約０．２％の変化を 見るものである。従って、当然ながら、光源２１のフィラメントでの温度変化が 吸収波長レベルでモニタされる変化量を上回るという危険性がある。さらに、検 出される実際の信号は、いかなる背景信号と比較しても非常に小さいのは明らか である。 この問題点は、ＷＯ−Ａ−９５／１００３７で述べられているように、光の第 ３の波長λ３をモニタすることによって解消できる。第３の波長λ３は最初の２ つの波長λ１、λ２より短いか長く、これは図５ｂで示されている。図５ｂでは 、λ３が像平面内で最初の２つの波長の左か右にある。 光学システムは、一つの波長で鋭角な集束をもたらすだけである。別の波長で は、軸線から外れた収差によって、スリット像が広がり、ぼやけてしまう。分光 器２０をできるだけ高感度にするために、吸収波長λ１を鋭角に集束させるよう にしている。これは、第１の基準波長λ２がわずかに焦点ずれすることを意味す るが、実際はこのことは問題にはならない。しかし、第２の基準波長λ３が、第 １の基準波長λ２よりさらに吸収波長λ１からはなれると（すなわち、図５ｂで さらに右に置かれると）、第２の基準波長λ３での像を集束することができなく なり、集束ずれの影響がこの距離で非常に大きな問題となる。一方、多くの対象 ガスには２つの吸収ピークがあるので、多くの対象ガスの吸収スペクトルにより 、第２の基準波長λ３が第１の基準波長λ２とは反対側の吸収波長λ１にあるこ とが好ましくないものとなる。これは、第２の吸収ピークが像平面内で第２の基 準波長λ３の位置と一致するということを意味する。 本発明の一つの側面の好ましい実施例において、このことは、第２のミラー３ ２を変更することにより解決される。特に、第２のミラー３２はミラー支持体３ ０の長手方向に分岐し、２つの隣接した、図に示されるように上下の第２のミラ ー３２、３２’を形成する。二次的な第２のミラー３２、３２’いずれかまたは 両方が図６で水平軸の周りで傾斜しており、二次的な第２のミラー３２、３２’ は垂直方向に離間した一連の像を生成する。検出器の支持体１０は、２つの垂直 方向に離間した像についてのそれぞれの検出器を支持し、配置するための検出器 配置ホール１３、１３’を有している。２つの垂直方向に離間した、吸収波長λ １と第１の基準波長λ２の像の、簡単な例が図５ｃに示されている。 このスプリットミラー３２、３２’のさらに発展させた構成としては、スプリ ットミラーのうちの一つ、たとえば下方の二次的な第２のミラー３２’を他方（ 上方）の二次的な第２のミラー３２に対して、垂直軸の周りでわずかに回転させ ることができる。この効果は図５ｄに示されている。図５ｄにおいて、上の２つ の像は上方の二次的な第２のミラー３２によって形成され、下の２つの像は下 方の二次的な第２のミラー３２’によって生成されるものである。吸収波長λ１ が図５ｄの上方の像平面で上方の二次的な第２のミラー３２によって鋭角に集束 され、図５ｄの下方の像平面では、第１の基準波長λ２が下方の二次的な第２の ミラー３２’によって鋭角に集束されるような構造であるのが好ましい。この独 自の構造には、市販の多重素子検出器を利用できるという利点がある。４つの検 出素子を有した市販の多重素子検出器は、たとえば動作検出器で使うように大量 生産されており、素子は方形配置をなしている。あるいは、２つの二重素子を検 出器に用いてもよい。素子がそれぞれの検出器配置ホール１３、１３’に取りつ けられた様子が図６に示されている。検出器の構成としていずれを用いても、検 出器の４つの素子あるいは複数の検出器が補正に必要な情報をすべて収集するこ とができ、そうでなければ光源２１のバルブの温度が変化する。 光源２１に温度変化が起こると考えられるさらに別の問題が生じる。やはりそ れは温度が、ある任意の波長で発生した光量に依存しているためである。光量は 波長ごとに異なり、光源の温度が変わるにつれ各波長での光量は変わる。したが って、たとえ対象のガスによる吸収がなくても光源の温度が変わると吸収検出器 素子と基準検出器素子に入る光の量が変わる。この背景の変化により、実際の吸 収信号を観察するのが困難になる。しかしこれは、上方と下方の各検出器対が対 象ガスによる吸収がなくても同じ信号を生成するような割合に図５ｄに示される ２つの検出器に向かう光がなるように、二次的な第２のミラー３２、３２’を配 置すれば解消することができる。それから簡単な差動回路が吸収がゼロのときゼ ロ信号を形成する。特定の対象ガスで用いられる波長を慎重に選択すれば、この ゼロ信号が光源の効果的な温度範囲にわたって有効になる。 実際、第２のミラー３２は任意の適切な数のセグメントに分けて、２つの像１ ３、１３’を生成するのに必要な２つの分散面を、セグメント化したミラー部の それぞれの面積に応じた望ましい量だけ与えることができる。たとえば、図７に 示されるように、第２のミラー３２を５５のセグメント３３のアレイに分けるこ とができる。こうすることで、上方と下方のセグメント３３のいずれでも波面全 体をサンプリングして、それによって波面のばらつきが原因で生じるいかなる問 題も解消することができる。 ある例で、分光器２０を用いて、対象ガスとして一酸化炭素（ＣＯ）の存在を 検出する。回折格子１１は１ミリにつき１５４の溝がある。第２のミラー３２の 焦点距離は９２．５ミリで軸ずれ角が３０°である。これで、格子への入射角が １２°のとき、４．６０８ミクロンの吸収波長λ１と４．４９５ミクロンの第１ の基準波長を、焦点面で２ミリで分離するのに必要な分散が得られる。このよう に２ミリで分離することは、もっとも一般に市販されている２重素子焦電気検出 器の検出器分離に整合する。光源２１からの光を回折格子１１上で平行にするた めに、第１のミラー３１の焦点距離は１０１ミリで軸ずれ角は１２°である。２ つのミラー３１、３２の焦点は回折格子１１と同一面にある。 図６と７に示されるセグメント化されたミラーについて、上方の二次的ミラー ３２は、それぞれ４．６０８ミクロンと４．４９５ミクロンの上方の１対の像を 生成し、下方の二次的ミラー３２’は４．４９５ミクロンと４．３８２ミクロン の1対の像をそれぞれ生成する。プランクの分布により、吸収ゼロで上方の１対 の検出器からは信号Ｐ１（Ｔ）があり、これは図８に示されるように、１８００ Ｋから２４００Ｋのフィラメント温度の範囲で約６％から８％に相当する。吸収 ゼロでの下方検出器からの出力は、図８でＰ２（Ｔ）と示される。これらの２つ の信号間の差Ｐ１（Ｔ）−Ｐ２（Ｔ）は図９に示す通りである。図９から、第１ に、予想される吸収信号に比べ差は小さいということが理解できる。また、その 差はかなり広範囲の温度にわたり比較的一定である。上述のように、上方と下方 の第２のミラー３２、３２’の面積の割合を変えることで、フィラメントランプ のガラス製外囲器での吸収、波長に依存する反射係数などの波長に依存するあら ゆる背景信号を「調整して受信範囲外にする」ことが可能になる。 図５ｄの下方の１対の像に対応する基準の検出器対の出力を利用することは、 光源２１の温度を制御するという効果がある。とくに、図８に示されるように、 この特定の例において、非吸収信号Ｐ１（Ｔ）とＰ２（Ｔ）はいずれも約７００ Ｋで非常に小さい。（好ましい実施例ではタングステンフィラメントランプであ る）光源２１への電源電圧は、Ｐ２（Ｔ）の最小信号が得られるまで変化する。 この温度と光出力で、主要信号Ｐ１（Ｔ）は非常に小さいので、対象ガスによる 実際のどんな吸収も容易に判別される。この方法のわずかな問題点は、フィラメ ントの温度が下がるにつれ、対象の波長で光源２１からの絶対出力が減少すると いうことであるが、他方、バルブからの有効な出力比が急激に増加する。よって 、バルブの電気効率は増加し、これはバッテリ駆動の分光器２０では重要で効果 的なことである。 また、基準対（Ｐ２（Ｔ））を、Ｐ２（Ｔ）と、たとえばツェナーダイオード やバンドギャップ素予によって予め設定された電圧基準との差を最小にすること によって、光源を任意の必要な温度に設定するのに用いることもできる。光源の 温度を任意の希望のレベルに設定できることによって、光源の電力と効率を寿命 に対して利用でき、これを光学部品における波長依存損失を補償するのに用いる こともできる。 上述の例では、対象ガスの吸収は、２対の検出器間の信号出力の差、すなわち 、Ｐ１（Ｔ）−Ｐ２（Ｔ）に特徴付けられる。これは、電子学的に調整が非常に 簡単であるという利点があるが、発明の用途によっては、２つ問題がある。第１ に、Ｔの変化の補償度合いが、吸収信号の強度の関数になるということである。 装置を、あるガス濃度での小さな変化だけをモニタするのに用いるだけならこれ は問題ではない。しかし、広範囲のガス濃度の場合は問題になる。図１０におい て、１００万分の１（ｐｐｍ）で表される一酸化炭素濃度と絶対温度で表される フィラメント温度についての単位ボルトのＰ１（Ｔ）−Ｐ２（Ｔ）の値の等高線 プロットが示されている。吸収波長と第１の基準波長はそれぞれ４．６０８ミク ロン、４．４９５ミクロンであり、第２と第３の基準波長はそれぞれ４．４９５ ミクロン、４．３８２ミクロンである。図１０は、対象ガスによる吸収を特徴づ けるために信号の差を単純に用いることの問題を示している。 考えられる第２の問題は、信号Ｐ１（Ｔ）−Ｐ２（Ｔ）は光のスループット全 体に影響を受けやすいということである。このスループットは、光学面の反射率 の変化、フィラメントランプ外囲器のかぶり等により、分光器が使用されていく 間に変化すると思われる。このような変化は較正にずれを引き起こすこともあり うる。これを念頭におきながら、分光器２０の別の例では、対象ガスの吸収は、 ２つの検出器の信号比、すなわちＰ１（Ｔ）／Ｐ２（Ｔ）を用いることに特徴が ある。 ある例で、回折格子１１は１ミリにつき１２０の溝を有する。上方の第２のミ ラー３２の焦点距離は８５．４７ミリ、軸ずれ角は２６．７°である。第１のミ ラー３１を格子での入射角が６°になるよう配置すると、上方の第２のミラー３ ２は吸収波長が４．６０８ミクロン、第１の検出器素子対１３上で、第１の基準 波長が４．４４６ミクロンとなる。下方の第２のミラー３２’の焦点距離は８７ ．４２ミリ、軸ずれ角は２３．９°である。この下方の第２のミラー３２’は４ ．２５ミクロンの第２の基準波長を検出器の第２対１３’の一つの素子上に向か わせる。検出器の第２の対１３’の第２の素子は消される。図１１の等高線プロ ットはＰ１（Ｔ）／Ｐ２（Ｔ）の値を示している。温度感度はガス濃度範囲にわ たりより一定になっている。図１２は、基準波長が４．２５ミクロンから３．６ ミクロンに変化するとき、さらに一定化したことを示しているが、この波長はメ タンの吸収によるわずかな干渉から影響を受けるので、用途によっては望ましく ないものとなる。 基準波長値を非常に広範に選択でき、電子工学的信号処理の詳細はそれぞれの 用途に合わせて変化させられることが理解されよう。 さらに別の実施例として、セグメント化されたミラー３２を有する分光器２０ を用いて、２つ以上のガスを感知することもできる。これは、図６あるいは図７ のようなセグメント化されたミラーを用いて、それぞれのガスについてそれぞれ 吸収するものとしない２つの分散面を用いることによって可能となる。あるいは 、セグメント化されたミラー３２を、たとえば３つの部分に効果的に分化させ、 ３つの分散面を作り、検出面に３つの垂直方向に離間した像を生成することもで きる。これにより２つのガスの検出が可能となり、さらに上述の温度補償を利用 することもできる。実際、ｎ種のガスを検出し、上述の温度制御をすることを望 む場合、ｎ＋１の分散面を与えるように第２のミラー３２をｎ＋１の別個のセグ メントとしなくてはならない。 本発明の実施例を、特に図示した例を参照しながら説明してきた。しかし、本 発明の範囲内でここで述べた例に変更、修正を加えてもよいことを理解されたい 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ホーレット、ウィリアム・アンドリュー イギリス国、ロンドン・エスイー１・７イ ーキュー、ロイヤル・ストリート、スタン ゲート、９番 (72)発明者 シルバー、ジョシュア・デイビッド イギリス国、オックスフォード・オーエッ クス２・９エイチディー、カムノー・ライ ズ・ロード、19番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 分光器のための単体構造支持体であって、この支持体（１０）は： 分散手段上に入射する光を分散する分散手段（１１）と； 前記光の光源を分散手段に対して配置するための光源配置手段（１２）と； 前記の分散された光の検出器を分散手段に対して配置するための検出器配置手 段（１３）とを備える支持体。 ２． 支持体は成形支持体であることを特徴とする請求項１に記載の支持体。 ３． 支持体はプラスチックからなることを特徴とする請求項１または２に記載 の支持体。 ４． 支持体はプラスチックを成形することによって形成されることを特徴とす る請求項１に記載の支持体。 ５． 光源配置手段（１２）と、検出器配置手段（１３）と分散手段（１１）と は実質的に同一平面にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の 支持体。 ６． 光源配置手段（１２）と検出器配置手段（１３）は分散手段（１１）の同 一の側に位置付けされていることを特徴とする請求項５に記載の支持体。 ７． 分光器のための支持体であって、支持体（１０）は： 分散手段上に入射する光を分散するための分散手段（１１）と； 前記光の光源を分散手段に対して配置するための光源配置手段（１２）と； 前記分散された光の検出器を分散手段に対して配置する検出器配置手段（１３ ）とを備え、 光源配置手段（１２）と、検出器配置手段（１３）と分散手段（１１）とが実 質的に同一平面上にあり、光源配置手段（１２）と検出器配置手段（１３）が分 散手段（１１）の同一の側に位置付けされていることを特徴とする支持体。 ８． 光源配置手段は支持体（１０）を貫通する開口（１２）であることを特徴 とする請求項１乃至７のいずれかに記載の支持体。 ９． 開口はスリット（１２）であることを特徴とする請求項８に記載の支持体 。 １０． 分散手段は回折格子（１１）であることを特徴とする請求項１乃至９の いずれかに記載の支持体。 １１． 回折格子（１１）は支持体（１０）と一体成形されていることを特徴と する請求項１０に記載の支持体。 １２． 回折格子（１１）は格子構造を成形し格子構造を金属化することによっ て形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の支持体。 １３． 検出器配置手段は支持体を貫通するホール（１３）を備えることを特徴 とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の支持体。 １４． 前記検出器配置ホール（１３）内に配置される１つまたはそれ以上の検 出器（２２）を備える、請求項１３に記載の支持体。 １５． 検出器配置手段は２つのそれぞれの検出器を配置するための２つの貫通 ホール（１３、１３’）を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか に記載の支持体。 １６． 分光器のための単体構造ミラー支持体であり、この支持体（３０）は： 本体と； 支持体（３０）の本体と一体的に形成される少なくとも２つの反射面（３１、 ３２）とを備えている。 １７． 支持体はプラスチックからなることを特徴とする請求項１６に記載の支 持体。 １８． 反射面（３１、３２）はミラー支持体の選択された部分を金属化するこ とによって形成されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の支持体。 １９． 反射面（３１、３２）は実質的に隣接していることを特徴とする請求項 １６乃至１８のいずれかに記載の支持体。 ２０． 反射面の一つ（３２）は、前記反射面（３２）に入射する分散光が２つ またはそれ以上の分散平面内に集束されるように、セグメント化され（３２、３ ２’；３３）ていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の支 持体。 ２１． ミラー（３２）のセグメント化された部分（３２、３２’；３３）の面 積が互いに異なることを特徴とする請求項２０に記載の支持体。 ２２． 請求項１乃至１５のいずれかに記載の支持体（１０）と請求項１６乃至 ２１のいずれかに記載のミラー支持体（３０）とを備える分光器（２０）。 ２３． ２つまたはそれ以上の２重素子検出器を備える、請求項２２に記載の分 光器。 ２４． 少なくとも一つの四分区分素子検出器を備える、請求項２２に記載の分 光器。 ２５． ２重素子検出器と四分区分素子検出器の組み合わせを備える、請求項２ ２に記載の分光器。