JP2018526648A

JP2018526648A - 分光器

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Publication number: JP2018526648A
Application number: JP2018511145A
Authority: JP
Inventors: クオ，チュン−ハン; コヴィッチ，ロバート; ポル，トマシュ; クレヴァティン，マリオ
Original assignee: Mettler Toledo Schweiz GmbH
Current assignee: Mettler Toledo Schweiz GmbH
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2036-06-14
Also published as: JP7054671B2; WO2017036622A1; JP2022050664A; RU2715485C2; RU2018110766A; CN107923792A; US9863809B2; CN107923792B; EP3344960A1; RU2018110766A3; AU2016314503A1; AU2016314503B2; US20170059404A1; CA2996453A1; KR20180048725A

Abstract

開示される分光器（１００）は、ハウジング（１０２）を備え、ハウジングの壁部（１０４）は、第１、第２および第３の開口（１０６，１０８，１１０）と、第１の開口のところに位置し、ハウジングの内部において第１の光路部分（ＬＰ１）に沿って光を方向付けるように構成された入口スリット（１１２）と、第２の開口のところに位置し、第１の光路部分に沿った入口スリットからの光を受け取り、ハウジングの内部において第２の光路部分（ＬＰ２）に沿って光を方向付けるように構成された分散素子（１１４）と、第３の開口のところに位置し、第２の光路部分に沿った分散素子からの光を受け入れるように構成された検出器（１１６）と、を備える。検出器は、第１および第２のグループの感光領域（１１８，１２０）を備えていてもよい。カバー（１０５）が、第１のグループの感光領域を光路から分離するように位置決めされてもよい。第２のグループの感光領域が光路にさらされる。【選択図】図１

Description

［0001］本開示は、分光器に関し、それには、サンプルの分光計測または光度測定を行うための分光器が含まれるが、それに限定はされない。

［0002］市場では様々な分光器を入手可能である。公知の分光器は、一般的に、高度なアクティブアライメントを必要とする。例えば、公知の分光器は、顕微鏡下での方向付けが必要なスリットと、分光器の光路とのアライメントを行うための調節可能なマウント上に取り付けることが必要な回折素子と、を備えている。本明細書で記載される分光器の例示的な実施形態は、所望のスペクトル域（単数または複数）において光エネルギーの増大をもたらすとともに、迷光の捕捉の改善をもたらし、それによって、迷光が低減されるか最小化される。さらに、本明細書に記載される例示的な分光器は、冗長なアライメントを必要とすることの影響を受けにくい。さらに、本明細書に記載される例示的な分光器は、向上した全体性能を示す。

［0003］分光器が開示される。この分光器は、ハウジングを備えている。ハウジングは、当該ハウジングの内部に面する内面を有する壁部を備えている。壁部は、第１、第２および第３の開口を備えている。壁部は、第２の開口の内側に向けて延在する複数の突出部を備えている。分光器は、さらに、第１の開口のところに位置し、ハウジングの内部において光路の第１の部分に沿って光を方向付けるように構成された入口スリットと、第２の開口のところに位置し、光路の第１の部分に沿った入口スリットからの光を受け入れるとともに、ハウジングの内部において光路の第２の部分に沿って光を方向付けるように構成された分散素子と、を備えている。分散素子は、第２の開口内へ延在する突出部に接触する寸法を有する輪郭部を有している。突出部および分散素子の輪郭部は、相補的な寸法パラメータおよび相補的な公差パラメータを有しており、その結果、分散素子が少なくとも部分的に第２の開口内に位置するときに、分散素子の輪郭部は、複数の突出部の全てと接触し、また、入口スリットに対する分散素子の向きが固定される。分光器は、さらに、第３の開口のところに位置し、光路の第２の部分に沿った分散素子からの光を受け入れるように構成された検出器を備えている。

［0004］第２の開口は、内側開口および外側開口を備えている。内側開口は、外側開口よりもハウジングの内部の近くに位置している。

［0005］さらに、突出部は、内側開口の内側に向けて延在する第１のグループの突出部と、外側開口の内側に向けて延在する第２のグループの突出部と、を備えている。

［0006］一実施形態では、第１のグループの突出部および第２のグループの突出部のうちの少なくとも一方は、少なくとも３つの突出部を備えている。

［0007］さらなる実施形態では、内側開口および外側開口は、異なる直径を有していてもよい。

［0008］代替の例示的な実施形態では、分光器が開示される。この分光器は、例示的な実施形態では、ハウジングを備えている。ハウジングは、当該ハウジングの内部に面する内面を有する壁部を備えている。壁部は、第１、第２および第３の開口を備えている。分光器は、さらに、第１の開口のところに位置し、ハウジングの内部において光路の第１の部分に沿って光を方向付けるように構成された入口スリットと、第２の開口のところに位置し、光路の第１の部分に沿った入口スリットからの光を受け入れるとともに、ハウジングの内部において光路の第２の部分に沿って光を方向付けるように構成された分散素子と、第３の開口のところに位置し、光路の第２の部分に沿った分散素子からの光を受け入れるように構成された検出器と、を備えている。検出器は、第１のグループの感光領域と、第２のグループの感光領域と、を備えている。分光器は、さらに、第１のグループの感光領域を光路から分離するように位置決めされるカバーを備えている。第２のグループの感光領域は、光路に露出される。

［0009］検出器は、好ましくは、電荷結合素子アレイ検出器、ライン電荷結合素子検出器、フォトダイオードアレイ検出器、および、相補的な金属酸化膜半導体検出器のうちの１つである。

［0010］一実施形態では、第１のグループの感光領域は、第１の波長帯の光を検出し、第２のグループの感光領域は、第２の波長帯の光を検出する。第１の波長帯と第２の波長帯とは異なっている。上述の形態のバリエーションでは、第１のグループの感光領域、および、第２のグループの感光領域は、第１および第２の非重複波長帯の光をそれぞれ検出してもよい。

［0011］他の実施形態では、分光器は、検出器の前段に配置されたフィルタを備えており、その結果、光路の第２の部分に沿って移動する光は、まずフィルタを超え、次いで検出器に達するように配置される。

［0012］分光器の一実施形態では、カバーは、ハウジングの壁部と一体化されている。他の実施形態では、カバーは、ハウジングの壁部と別体であってもよい。

［0013］他の例示的な実施形態では、分光器が開示される。この分光器は、ハウジングを備えている。ハウジングは、当該ハウジングの内部に面する内面を有する壁部を備えている。壁部は、第１、第２および第３の開口を備えている。分光器は、さらに、第１の開口のところに位置し、ハウジングの内部において光路の第１の部分に沿って光を方向付けるように構成された入口スリットを備えている。入口スリットは、第１の開口のところにハウジングの内面に対して角度付けられた平面に沿って延在するくさび状部を備えている。分光器は、さらに、第２の開口のところに位置し、光路の第１の部分に沿った入口スリットからの光を受け入れるとともに、ハウジングの内部において光路の第２の部分に沿って光を方向付けるように構成された分散素子と、第３の開口のところに位置し、光路の第２の部分に沿った分散素子からの光を受け入れるように構成された検出器と、を備えている。くさび状部は、光路の第１の部分についての分散素子に対する所定の向きで入口スリットを固定するように構成される。

［0014］一実施形態では、入口スリットは、くさび状部に対して９０度の角度で延在する長手方向の隙間を備えている。

［0015］他の実施形態では、上述の分光器と組み合わせて光ファイバーが設けられてもよい。光ファイバーは、入口スリットと光学的に連通する光ファイバーを通って光が分光器内へ方向付けられるように構成される。

［0016］分光器は、さらに、入口スリットを所定の向きで固定するために入口スリットのくさび状部に当接して位置決めされたネジを備えていてもよい。入口スリットは、入口スリットの周囲にフランジを備えている。くさび状部は、フランジのくさび状部である。

［0017］さらなる実施形態では、分光器は、光ファイバーを備えていてもよい。光ファイバーは、光が光ファイバーを通って分光器内へ方向付けられるように構成される。さらに、フランジは、入口スリットと光学的に連通する光ファイバーを収容するチューブ状部材を備えている。

［0018］さらに、本発明によれば、分光計は、上述の分光器を備えており、その上述の実施形態が開示される。分光計は、好ましくは、光源と、サンプルまたはサンプルキャリアを保持するように構成された測定領域と、光源からの光を測定領域へ方向付けるように構成された第１の光学素子と、測定領域からの光を分光器の入口スリットへ方向付けるように構成された第２の光学素子と、を備えている。

［0019］本明細書で開示される他の特徴および利点は、添付図面と併せて読めば、例示的な実施形態の次の詳細な説明からいっそう明らかになるであろう。

分光器の例示的な実施形態を示している。分光器の代替の例示的な実施形態を示している。分光器の代替の例示的な実施形態の断面図を示している。入口スリットの代替の例示的な実施形態を示している。入口スリットの代替の例示的な実施形態を示している。分光計の例示的な実施形態を示している。

［0020］図１，２，３は、分光器１００の例示的な実施形態を示している。分光器１００は、壁部１０４を有するハウジング１０２を備えている。壁部１０４は、ハウジング１０２の内部に面する内面を有している。壁部は、第１の開口１０６と、第２の開口１０８と、第３の開口１１０と、を備えている。分光器１００は、第１の開口１０６のところに位置する入口スリット１１２を備えている。入口スリット１１２は、ハウジング１０２の内部において光路の第１の部分ＬＰ１に沿って光を方向付けるように構成される。分光器１００は、第２の開口１０８のところに位置する分散素子１１４を備えている。分散素子１１４は、光路の第１の部分ＬＰ１に沿った入口スリット１１２からの光を受け入れるとともに、ハウジング１０２の内部において光路の第２の部分ＬＰ２に沿って光を方向付けるように構成される。分光器１００は、第３の開口１１０のところに位置する検出器１１６を備えている。検出器１１６は、光路の第２の部分ＬＰ２に沿った分散素子１１４からの光を受け入れるように構成される。

［0021］分光器１００の例示的な実施形態では、ハウジング１０２は、特定のスペクトル域の光を遮るために、黒色の陽極酸化材料、および／または、当該技術分野で公知もしくは今後開発される他の材料を含有している。例示的な実施形態では、第１の開口１０６および第３の開口１１０は、ハウジング１０２の同じ側に位置しており、第２の開口１０８は、ハウジング１０２の反対側に位置している。その結果、光は、ハウジング１０２の一方側から入口スリット１１２を通って入り、ハウジング１０２の反対側において分散素子１１４によって分散され、ハウジング１１２の、入口スリット１１２が位置する側で検出器１１６に到達する。図３に示されるように、ハウジングカバー１０３が、ハウジング１０２を閉じるために配置されており、ハウジング１０２の内部の暗環境を提供する。

［0022］分光器１００の例示的な実施形態では、入口スリット１１２によって光路の第１の部分ＬＰ１に沿って方向付けられた光は、入口スリット１１２と光学的に連通するファイバー１２８から来る。

［0023］分光器１００の例示的な実施形態では、分散素子１１４は、透過回折格子、溝付き回折格子、ホログラフィック回折格子、および／または、プリズム、および／または、当該技術分野で公知または今後開発される他の適切な分散素子を備えている。例示的な実施形態では、分散素子１１４は、正方形のプレートと、凹状円形反射・回折面であるアクティブ領域と、を備えている。

［0024］例示的な実施形態では、分光器１００、光源、および／または、光源と検出器１１６との間の光学部品の一部または全部は、「ＵＶ／Ｖｉｓ」（紫外可視）域で動作するように構成される。他の例示的な実施形態では、分光器１００、光源、および／または、光源と検出器１１６との間の光学部品の一部または全部は、ＵＶ／Ｖｉｓ、Ｖｉｓ（可視）、ＭＩＲ（中赤外）および／またはＮＩＲ（近赤外）のスペクトル域のうちのいずれか１つ、または、それらの任意の組み合わせで動作するように構成される。例えば、検出器１１６および／または分散素子１１４は、電磁スペクトルのこれらの範囲のいずれかまたは任意の組み合わせについて最適化され得る。

［0025］分光器１００の例示的な実施形態では、入口スリット１１２は、入口スリット１１２から分散素子１１４を介して検出器１１６まで光が移動する距離を調節することによって、焦点アライメントのためにｚ−位置合わせされてもよい。検出器１１６は、検出器１１６の平面において検出器１１６を移動させることによって、焦点面アライメントのためにｘ／ｙ−位置合わせされてもよい。また、検出器１１６は、ネジを使用して手動操作で細かく位置合わせされてもよい。入口スリット１１２上の焦点アライメントも調節されてもよい。光の焦点は、検出器１１６のところで光をシャープにするために最適化されてもよい。

［0026］本明細書に記載される例示的な実施形態では、分光器１００の性能は、迷光を低減または最小化することによって、所望のスペクトル域（単数または複数）における光エネルギーを増大させることによって、および、迷光を適切に捕捉することによって、向上することができる。さらに、本明細書に記載される例示的な実施形態は、冗長なアライメントを必要とすることの影響を受けにくい。

［0027］図１および図２に示されるように、検出器１１６は、感光領域１１８の第１のグループと、感光領域１２０の第２のグループと、を備えている。分光器１００は、感光領域１１８の第１のグループを光路から分離するように位置決めされるカバー１０５を備えている。感光領域１２０の第２のグループは、光路に露出される。

［0028］分光器１００の例示的な実施形態では、カバー１０５は、光路に沿って方向付けられた光のゼロ次（オーダー）信号を遮る。例示的な実施形態では、これは望ましい。なぜなら、例えば、１次信号は、分光計測についての対象となるからである。カバー１０５がゼロ次信号を遮るので、別体の光トラップが不要となり、光が検出器１１６上に焦点を結ぶ状態に維持することができ、ゼロ次光を光トラップに向けて、ひいては、検出器１１６から離れる方向に方向付ける必要がない。検出器１１６に到達する迷光が実質的に低減され、ピクセルオーバーフローまたは散乱光によって光が漏洩するリスクが低減されるか、取り除かれる。カバー１０５を使用することによって、暗電流を測定して、補償強度値を取得することが可能になり、また、サンプル測定と同一温度で同時に暗電流測定を行うことが可能になる。このことは、望ましい。なぜなら、測定される光度は温度感性だからである。

［0029］分光器１００の例示的な実施形態では、カバー１０５は、反射して分散素子１１４および／または入口スリット１１２に戻る光が低減されるか、なくなり、したがって、迷光が低減されるように、ゼロ次信号がカバー１０５によって受け入れられるように方向付けられる。検出器１１６は、分散素子１１４によって反射された光の湾曲焦点面に一致するように傾けられてもよい。

［0030］分光器１００の例示的な実施形態では、検出器１１６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ検出器、ラインＣＣＤ検出器、フォトダイオードアレイ検出器、または、相補的な金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器、および／または、当該技術分野で公知または今後開発される他の適切な検出器のうちの１つである。

［0031］分光器１００の例示的な実施形態では、第１のグループの感光領域１１８は、第１の波長域の光を検出し、第２のグループの感光領域１２０は、第２の波長域の光を検出し、第１の波長域と第２の波長域とは異なっている。

［0032］分光器１００の例示的な実施形態では、第１のグループの感光領域１１８は、第１の波長域の光を検出し、第２のグループの感光領域１２０は、第２の波長域の光を検出し、第１の波長域と第２の波長域とは重複していない。

［0033］例示的な実施形態では、分光器１００は、検出器１１６の前段に配置されたフィルタ１１７を備えており、その結果、光路の第２の部分ＬＰ２に沿って移動する光がまずフィルタ１１７を超え、その後、検出器１１６に到達する。第２のグループの感光領域１２０は、フィルタ１１７が第２のグループの感光領域１２０とハウジング１１２の内部との間に配置される場合であっても、光路にさらされる。例示的な実施形態では、フィルタ１１７は、分散素子１１４からの高次光を抑制する、当該技術分野で公知または今後開発される任意のフィルタを備えている。例示的な実施形態では、フィルタ１１７は、オーダソーティングフィルタである。例示的な実施形態では、フィルタ１１７は、検出器１１６に接触している。例示的な実施形態では、フィルタ１１７は、公知のシステムで使用される検出器ウィンドウに取って代わる。換言すれば、フィルタ１１７は、オーダソーティングフィルタおよび検出器ウィンドウの機能を実行するように構成される。例えば、フィルタ１１７は、二次光または三次光が検出器１１６に到達する可能性を低減する。

［0034］分光器１００の例示的な実施形態では、カバー１０５は、黒色の陽極酸化金属プレートを備えている。代替的に、カバー１０５は、特定のスペクトル域の光を遮るために、当該技術分野で公知または今後開発される他の任意の材料を含有していてもよい。

［0035］分光器１００の例示的な実施形態では、カバー１０５は、ハウジング１０２の壁部１０４と一体的である。例えば、カバー１０５は、ハウジング１０２の壁部１０４の隣接部分と連続しており、当該隣接部分と同一の材料から形成される。

［0036］分光器１００の例示的な実施形態では、カバー１０５は、ハウジング１０２の壁部１０４と別体である。例示的な実施形態では、カバー１０５は、ハウジング１０２の壁部１０４に結合される。他の例示的な実施形態では、カバー１０５は、ハウジング１０２の壁部１０４から離間している。

［0037］図１および図２に示されるように、壁部１０４は、第２の開口１０８の内側に向けて延在する複数の突出部１２２を備えている。分散素子１１４は、第２の開口１０８内へ延在する突出部１２２に接触する寸法を有する輪郭部１２４を備えている。分散素子１１４の輪郭部１２４および突出部１２２は、相補的な寸法パラメータおよび相補的な公差パラメータを有しており、その結果、分散素子１１４の輪郭部１２４は、分散素子１１４が少なくとも部分的に第２の開口１０８内に位置する場合に複数の突出部１２２の全てに接触し、また、入口スリット１１２に対する分散素子１１４の向きが固定される。分光器１００の例示的な実施形態では、分散素子１１４の輪郭部１２４は、ハウジング１０２の内部に向かう方向において分散素子１１４に力が作用する場合に、複数の突出部１２２の全てと接触する。

［0038］相補的な寸法パラメータおよび相補的な公差パラメータは、分散素子１１４が少なくとも部分的に第２の開口１０８内に位置するときに、分散素子１１４の輪郭部１２４が複数の突出部１２２の全てと接触するように、また、分散素子１１４の向きが固定されるように、製造時に決定される。換言すれば、分散素子１１４が特定の用途のために一意的に構成され得ることを説明するために、分散素子１１４を第２の開口１０８内に配置されるように構成するのに使用される寸法および公差に基づいて第２の開口１０８が構成される。結果として、第２の開口１０８および突出部１２２を形成する際に、分散素子１１４の製造時に生じるズレが考慮される。突出部１２２の構成は、組み立て時に追加的なアライメントが必要になる可能性を低減する。例示的な実施形態では、分散素子１１４が製造されるとき、分散素子１１４は、分散素子１１４の基材における欠陥に基づいて調整される。例えば、分散素子１１４の寸法および心出しが調整される。例示的な実施形態では、ハウジング１０２の第２の開口１０８は、これらの調整に基づいて構成される。

［0039］分光器１００の例示的な実施形態では、第２の開口１０８は、内側開口２０８１と外側開口２０８２とを備えている。内側開口２０８１は、外側開口２０８２よりもハウジング１０２の内部に近い。突出部１２２は、内側開口２０８１の内側に向けて延在する第１のグループの突出部１２２Ａと、外側開口２０８２の内側に向けて延在する第２のグループの突出部１２２Ｂと、を備えている。

［0040］分光器１００の例示的な実施形態では、第１のグループの突出部１２２Ａおよび第２のグループの突出部１２２Ｂのうちの少なくとも一方は、少なくとも３つの突出部１２２を備えている。分光器１００の他の実施形態では、突出部の第１のグループ１２２Ａおよび／または第２のグループ１２２Ｂは、２つの突出部、または、３つよりも多い突出部を備えていてもよい。例示的な実施形態では、突出部１２２は、分散素子１１４が第２の開口１０８に対して任意の方向に傾くリスクを低減するように構成される。例示的な実施形態では、第１のグループの突出部１２２Ａは、分散素子１１４の反射面および／または回折面に向けて突出する３つの半球状のナッジを備えている。その結果、内側開口２０８１内に位置決めされたときに、この面が検出器１１６およびスリット１１２に対面する。

［0041］分光器１００の例示的な実施形態では、内側開口２０８１および外側開口２０８２は、異なる直径を有している。例示的な実施形態では、内側開口２０８１および外側開口２０８２は、異なる形状を有している。

［0042］図３に示されるように、入口スリット１１２は、第１の開口１０６のところでハウジング１０２の内面に対して角度付けられた（すなわち、ゼロではない角度で傾いた）平面に沿って延在するくさび状部１２６を備えている。くさび状部１２６は、光路の第１の部分ＬＰ１についての分散素子１１４に対する所定の向きで入口スリット１１２を固定するように構成される。

［0043］分光器１００の例示的な実施形態では、入口スリット１１２は、図４Ａに示されるように、くさび状部１２６に対して９０度の角度で延在する長手方向の隙間１１３を備えている。図４Ａは、例示的な入口スリット１１２を示している。他の例示的な実施形態では、長手方向の隙間１１３は、くさび状部１２６に対して他の任意の角度で延在する。

［0044］例示的な実施形態では、分光器１００は、光ファイバー１２８と組み合わされる。光ファイバー１２８は、光が光ファイバー１２８を通って分光器１００内へ方向付けられるように構成される。光ファイバー１２８は、入口スリット１１２と光学的に連通する。

［0045］分光器１００の例示的な実施形態は、入口スリット１１２を所定の向きで固定するために、スリット１１２のくさび状部１２６に当接して位置決めされるネジ１３０を備えている。入口スリット１１２およびそのくさび状部１２６の構成は、顕微鏡でアライメントされる公知の入口スリットとは異なり、組み立て時に追加的なアライメントが必要になる可能性を低減する。

［0046］分光器１００の例示的な実施形態では、入口スリット１１２は、スリット１１２の周囲にフランジ１３２を備えている。くさび状部１２６は、フランジ１３２のくさび状部である。

［0047］例示的な実施形態では、分光器１００は、光ファイバー１２８と組み合わされる。光ファイバー１２８は、光が光ファイバー１２８を通って分光器１００内へ方向付けられるように構成される。フランジ１３２は、入口スリット１１２と光学的に連通する光ファイバー１２８を収容するチューブ状部材を備えている。例示的な実施形態では、チューブ状部材は、フェルールである。

［0048］図４Ｂは、入口スリット１１２の例示的な実施形態を示している。スリット１１２のフランジ１３２は、２つのファイバー１２８を収容する。これらのファイバー１２８は、互いに隣接しており、くさび状部１２６に直交する方向に整合される。他の例示的な実施形態では、長手方向の隙間１１３は、くさび状部１２６に対して他の任意の角度で延在する。

［0049］図５は、分光計５００の例示的な実施形態を示している。分光計５００は、分光器１００と、光源５０２と、サンプルまたはサンプルキャリアを保持するように構成された測定領域５０４と、光源５０２からの光を測定領域５０４へ方向付けるように構成された第１の光学素子５０６と、測定領域５０４からの光を入口スリット１１２へ方向付けるように構成された第２の光学素子５０８と、を備えている。第１の光学素子５０６は、第１の光ファイバー（例えば、ガラスファイバー）５１０を備えている。

［0050］例示的な実施形態では、第１の光学素子５０６は、光源５０２と第２の光学素子５０８との間の光路の一部分の光が、分光計の他の構成部品によって遮られることなくサンプルを通って伝播するように、また、光ファイバー１２８によって集光されるように、方向付けられるように構成される。例示的な実施形態では、光は、サンプル上またはサンプル内に焦点を結ぶ。例示的な実施形態では、光は、第１の光学素子と第２の光学素子との間で実質的にコリメートされる。例示的な実施形態では、ガラスファイバー５１０（オプションとして、ガラスファイバー５１０の端部のところにあるコリメータレンズ５１２（および／またはコリメータミラー）と組み合わされる）の光学特性によって、分光器の他の構成部品によって遮られることなくサンプルを通って伝播するように、また、光ファイバー１２８によって集光され、サンプル上またはサンプル内に焦点を結び、あるいは、第１の光学素子と第２の光学素子との間で実質的にコリメートされるように、ビームが方向付けられる。ガラスファイバーを使用して構成された分光計は、公知の卓上分光計よりもコンパクトに構築され得る。

［0051］第２の光学素子５０８は、第２の光ファイバー（例えば、光ファイバー１２８）を備えている。例示的な実施形態では、第１の光学素子５０６および第２の光学素子５０８は、光学素子（例えば、光源５０２から検出器１１６まで光路に沿って光を伝達するレンズおよびミラー）を備えている。例示的な実施形態では、レンズは、コリメートされた光を光ファイバー１２８上に焦点を結ばせる。例示的な実施形態では、光路内の全ての光学素子（例えば、光源５０２、第１の光学素子５０６、第２の光学素子５０８、ガラスファイバー５１０、ガラスファイバー１２８、フィルタ１１７（図５では図示されていない）および検出器１１６が含まれる）が特定のスペクトル域について最適化される。例示的な実施形態では、検出器１１６は、センサチップ５１４上に配置される。センサチップ５１４は、プロセッサと、一時的ではないコンピュータ読み取り可能なメモリと、を備えている。センサチップ５１４は、ディスプレイ５１６に接続されるか、あるいは、さらなる処理のためのコンピュータを介してディスプレイ５１６に接続される。

［0052］本発明は、その趣旨または本質的な特性から逸脱することなく他の具体的な形態で実施され得ることが当業者によって理解されるであろう。したがって、ここで開示されている実施形態は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではない。本発明の範囲は、上述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、その意味、範囲および均等物内にある全ての変更が本発明に包含されることが意図されている。

１００…分光器
１０２…ハウジング
１０３…ハウジングカバー
１０４…壁部
１０５…カバー
１０６…第１の開口
１０８…第２の開口
１１０…第３の開口
１１２…入口スリット
１１３…長手方向の隙間
１１４…分散素子
１１６…検出器
１１７…フィルタ
１１８…第１のグループの感光領域
１２０…第２のグループの感光領域
１２２Ａ…第１のグループの突出部
１２２Ｂ…第２のグループの突出部
１２４…輪郭部
１２６…くさび状部
１２８…光ファイバー／ファイバー
ＬＰ１…光路の第１の部分
ＬＰ２…光路の第２の部分
２０８１…内側開口
２０８２…外側開口
１３０…ネジ
１３２…フランジ
５００…分光計
５０２…光源
５０４…測定領域
５０６…第１の光学素子
５０８…第２の光学素子
５１０…ガラスファイバー
５１２…コリメータレンズ
５１４…センサチップ
５１６…ディスプレイ

Claims

分光器（１００）であって、
ハウジング（１０２）を備え、
前記ハウジング（１０２）は、該ハウジングの内部に対面する内面を有する壁部（１０４）を備え、
前記壁部は、第１の開口（１０６）と、第２の開口（１０８）と、第３の開口（１１０）と、を備え、
前記壁部は、前記第２の開口（１０８）の内側に向けて延在する複数の突出部（１２２）を備え、
前記分光器（１００）は、さらに、
前記第１の開口（１０６）のところに位置する入口スリット（１１２）であって、前記ハウジング（１０２）の前記内部において光路の第１の部分（ＬＰ１）に沿って光を方向付けるように構成された入口スリット（１１２）と、
前記第２の開口（１０８）のところに位置する分散素子（１１４）であって、前記光路の前記第１の部分（ＬＰ１）に沿った前記入口スリット（１１２）からの光を受け取り、前記ハウジング（１０２）の前記内部において前記光路の第２の部分（ＬＰ２）に沿って光を方向付けるように構成された分散素子（１１４）と
を備え、
前記分散素子（１１４）は、前記第２の開口（１０８）内へ延在する前記複数の突出部（１２２）に接触する寸法を有する輪郭部（１２４）を備え、
前記複数の突出部（１２２）および前記分散素子（１１４）の前記輪郭部（１２４）は、前記分散素子（１１４）が少なくとも部分的に前記第２の開口（１０８）内に位置する場合に前記分散素子（１１４）の前記輪郭部（１２４）が前記複数の突出部（１２２）の全てに接触するように、また、前記入口スリット（１１２）に対する前記分散素子（１１４）の向きが固定されるように相補的な寸法パラメータおよび相補的な公差パラメータを有し、
前記分光器（１００）は、さらに、前記第３の開口（１１０）のところに位置する検出器（１１６）を備え、
前記検出器（１１６）は、前記光路の前記第２の部分（ＬＰ２）に沿った前記分散素子（１１４）からの光を受け入れるように構成された
分光器。
請求項１に記載の分光器（１００）であって、
前記第２の開口（１０８）は、内側開口（２０８１）と外側開口（２０８２）とを備え、
前記内側開口（２０８１）は、前記外側開口（２０８２）よりも前記ハウジングの前記内部の近くに位置し、
前記複数の突出部（１２２）は、前記内側開口の内側に向けて延在する第１のグループの突出部（１２２Ａ）と、前記外側開口の内側に向けて延在する第２のグループの突出部（１２２Ｂ）と、を備える
分光器。
請求項１または請求項２に記載の分光器（１００）であって、
前記第１のグループの突出部（１２２Ａ）および前記第２のグループの突出部（１２２Ｂ）のうちの少なくとも一方は、少なくとも３つの突出部を備える
分光器。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記内側開口（２０８１）および前記外側開口（２０８２）は、異なる直径を有する
分光器。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記検出器（１１６）は、第１のグループの感光領域（１１８）と第２のグループの感光領域（１２０）とを備え、
前記分光器（１００）は、さらに、前記第１のグループの感光領域（１１８）を前記光路から分離するように位置決めされるカバー（１０５）を備え、
前記第２のグループの感光領域（１２０）は、前記光路にさらされる
分光器。
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記検出器（１１６）は、電荷結合素子アレイ検出器、ライン電荷結合素子検出器、フォトダイオードアレイ検出器、および、相補的な金属酸化膜半導体検出器のうちの１つである
分光器。
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記第１のグループの感光領域（１１８）は、第１の波長帯の光を検出し、
前記第２のグループの感光領域（１２０）は、第２の波長帯の光を検出し、
前記第１の波長帯と前記第２の波長帯とは異なっている
分光器。
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記第１のグループの感光領域（１１８）は、第１の波長帯の光を検出し、
前記第２のグループの感光領域（１２０）は、第２の波長帯の光を検出し、
前記第１の波長帯と前記第２の波長帯とは重複しない
分光器。
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記検出器（１１６）の前段に配置されたフィルタ（１１７）を備え、その結果、前記光路の前記第２の部分（ＬＰ２）に沿って移動する光は、まず前記フィルタ（１１７）を超え、次いで前記検出器（１１６）に達する
分光器。
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記カバー（１０５）は、前記ハウジング（１０２）の前記壁部と一体である
分光器。
請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記カバー（１０５）は、前記ハウジング（１０２）の前記壁部と別体である
分光器。
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記入口スリット（１１２）は、前記第１の開口（１０６）のところに、前記ハウジング（１０２）の前記内面に対して角度付けられた平面に沿って延在するくさび状部（１２６）を備え、
前記くさび状部（１２６）は、前記光路の前記第１の部分（ＬＰ１）についての前記分散素子（１１４）に対する所定の向きで前記入口スリット（１１２）を固定するように構成される
分光器。
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記入口スリット（１１２）は、前記くさび状部（１２６）に対して９０度の角度で延在する長手方向の隙間（１１３）を備える
分光器。
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
光ファイバー（１２８）と組み合わせられ、
前記光ファイバー（１２８）は、光が前記光ファイバー（１２８）を通って前記分光器（１００）内へ方向付けられるように構成され、
前記ファイバーは前記入口スリット（１１２）と光学的に連通する
分光器。
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の分光器（１００）であって、
前記入口スリットを所定の向きで固定するために前記入口スリット（１１２）の前記くさび状部（１２６）に当接して位置決めされたネジ（１３０）を備える
分光器。
請求項１５に記載の分光器（１００）であって、
前記入口スリット（１１２）は、該入口スリット（１１２）の周囲にフランジ（１３２）を備え、
前記くさび状部（１２６）は、前記フランジのくさび状部である
分光器。
請求項１５または請求項１６に記載の分光器（１００）であって、
光ファイバー（１２８）と組み合わせられ、
前記光ファイバー（１２８）は、光が前記光ファイバーを通って前記分光器内へ方向付けられるように構成され、
前記フランジ（１３２）は、前記入口スリット（１１２）と光学的に連通する前記光ファイバーを収容するチューブ状部材を備える
分光器。
分光計（５００）であって、
請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の分光器（１００）と、
光源（５０２）と、
サンプルまたはサンプルキャリアを保持するように構成された測定領域（５０４）と、
前記光源（５０２）からの光を前記測定領域（５０４）へ方向付けるように構成された第１の光学素子（５０６）と、
前記測定領域（５０４）からの光を前記分光器（１００）の前記入口スリット（１１２）へ方向付けるように構成された第２の光学素子（５０８）と
を備える
分光計。