JP2020020606A - Spectrometer and spectral measurement unit - Google Patents

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伊知郎 石丸
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Abstract

To measure spectral characteristics with accuracy and high wave length resolution without a high volume device.SOLUTION: The spectrometer according to the present invention includes a detector 20, an interference optical system, and a processing unit 30. The detector has a photosensitive surface 21, and detects the intensity distribution of light on the photosensitive surface. The interference optical system includes a parallel light flux converging part and a light dividing part, which are integrally configured. The parallel light flux converting part converts light emitted from a measurement point of the measurement object S into a parallel light flux. The light dividing part is configured to emit light toward the photosensitive surface while providing an optical path length difference between a first light flux and a second light flux, and to allow the first light flux and the second light flux to be incident on the photosensitive surface so as to at least partially overlap each other. The processing unit acquires the interferogram of the measurement point based on the intensity distribution of light on the photosensitive surface 21 of the portion where the first light flux and the second light flux overlap, and performs Fourier transform on the interferogram to obtain a spectrum.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、測定対象物の分光特性を利用して該測定対象物の物性を定性的又は定量的に測定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for qualitatively or quantitatively measuring the physical properties of a measurement object using the spectral characteristics of the measurement object.

糖尿病や高脂血症等、様々な病気において、血液に含まれるグルコースやコレステロール等の生体成分の管理は、病気の予防や治療のために重要である。血液中の生体成分を測定するためには血液を採取しなければならない。ところが、血液を採取するためには、採血部位の消毒や採血器具の廃棄等の煩わしい処理が必要であるため、病気を予防する目的で生体成分を測定するための採血を日常的に行うことは敬遠される。そこで、血液を採取せずに生体成分を測定可能な、非侵襲の測定装置が提案されている。   In various diseases such as diabetes and hyperlipidemia, management of biological components such as glucose and cholesterol contained in blood is important for prevention and treatment of diseases. Blood must be collected to measure biological components in blood. However, since collecting blood requires cumbersome treatment such as disinfection of the blood collection site and disposal of the blood collection device, it is not possible to routinely collect blood to measure biological components for the purpose of preventing disease. Shunned. Therefore, a non-invasive measuring device capable of measuring a biological component without collecting blood has been proposed.

例えば特許文献1及び特許文献2には、生体の被検部位に光を照射し、それにより被検部位の内部の生体成分から発せられる光(物体光)の分光特性を求め、該分光特性から生体成分を定性的、定量的に測定する分光測定装置が記載されている。
特許文献1に記載されている装置では、生体成分を光学的に構成する各輝点から発せられる透過光や散乱光等の物体光は対物レンズによって平行光束(物体光束)とされた後、並んで配置された、互いに平行な反射面を有する固定ミラーと可動ミラーに導かれる。固定ミラー及び可動ミラーのそれぞれで反射された物体光束は結像レンズにより結像面上の、各輝点に対応する結像点に集光される。可動ミラーは、ピエゾ素子等によりその反射面の法線方向に移動されるようになっており、該可動ミラーの移動量に応じた光路長差が、固定ミラーで反射される物体光束と可動ミラーで反射される物体光束の間に生じる。したがって、固定ミラーと可動ミラーは位相シフタを構成し、これらにより反射され、結像面上の各集光点に集光した光は、可動ミラーの移動に伴い強度が変化する干渉光、いわゆるインターフェログラムとなる。このインターフェログラムをフーリエ変換することにより物体光の分光特性(スペクトル)を取得することができる。
For example, in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, light is irradiated to a test site of a living body, and thereby, spectral characteristics of light (object light) emitted from a biological component inside the test site are obtained. A spectrometer for qualitatively and quantitatively measuring a biological component is described.
In the device described in Patent Literature 1, object light such as transmitted light and scattered light emitted from each bright spot optically constituting a biological component is converted into a parallel light flux (object light flux) by an objective lens, and then arranged side by side. Are guided to a fixed mirror and a movable mirror having reflecting surfaces parallel to each other. The object light flux reflected by each of the fixed mirror and the movable mirror is condensed by the imaging lens on an imaging point corresponding to each bright spot on the imaging surface. The movable mirror is moved in the normal direction of the reflection surface by a piezo element or the like, and the optical path length difference according to the amount of movement of the movable mirror determines the difference between the object light beam reflected by the fixed mirror and the movable mirror. Occurs between object beams reflected by Therefore, the fixed mirror and the movable mirror constitute a phase shifter, and the light reflected by these and condensed at each focal point on the image plane is an interference light whose intensity changes with the movement of the movable mirror, a so-called interferometer. It becomes a ferogram. By performing Fourier transform on the interferogram, the spectral characteristics (spectrum) of the object light can be obtained.

また、特許文献2に記載されている装置では、位相シフタが、並んで配置された、反射面の傾きが異なる2つのミラー(基準ミラー及び傾斜ミラー)から構成されている。この装置では、各輝点から発せられ、対物レンズによって平行光束とされた物体光束は、基準ミラー及び傾斜ミラーに導かれた後、各ミラーの反射面で反射される。基準ミラーで反射された光(基準反射光)と傾斜ミラーで反射された光(傾斜反射光)はシリンドリカルレンズを通して、前記基準反射光及び傾斜反射光の光軸とは異なる向きに延びる同一直線上に集光され、線状の干渉像を形成する。基準ミラーの反射面と傾斜ミラーの反射面の傾きが異なることから、物体光束の光軸と基準ミラー及び傾斜ミラーの各反射面とのなす角度の違いに応じた基準反射光と傾斜反射光の間の光路長差が、該線状の干渉像の長手方向に沿って連続的に生じる。したがって、該線状の干渉像に沿った光強度変化がインターフェログラムとなる。このインターフェログラムをフーリエ変換することにより物体光の分光特性を取得することができる。   In the device described in Patent Literature 2, the phase shifter includes two mirrors (a reference mirror and an inclined mirror) that are arranged side by side and have different reflection surface inclinations. In this device, an object light beam emitted from each luminescent spot and converted into a parallel light beam by an objective lens is guided to a reference mirror and an inclined mirror, and then reflected by a reflection surface of each mirror. The light reflected by the reference mirror (reference reflected light) and the light reflected by the inclined mirror (inclined reflected light) pass through a cylindrical lens and are on the same straight line extending in directions different from the optical axes of the reference reflected light and the inclined reflected light. To form a linear interference image. Since the inclination of the reflection surface of the reference mirror and the inclination of the reflection surface of the inclined mirror are different, the reference reflected light and the inclined reflected light according to the difference in the angle between the optical axis of the object light beam and each reflection surface of the reference mirror and the inclined mirror The optical path length difference occurs continuously along the longitudinal direction of the linear interference image. Therefore, a change in light intensity along the linear interference image becomes an interferogram. By subjecting this interferogram to Fourier transform, the spectral characteristics of the object light can be obtained.

特開2008-309706号公報JP 2008-309706 A 特開2012-058068号公報JP 2012-058068 A

物体光の分光特性は生体成分の性質を反映していることから、特許文献1及び2に記載の装置を用いることにより、非侵襲で生体成分を定性的、定量的に求めることができる。ところが、特許文献1に記載されている装置において、正確な分光特性を取得するためには、高精度で且つ高い運動真直度で可動ミラーを駆動する必要があり、そのためには高精度ピエゾステージといった高額な駆動機構が必要となる。また、可動ミラーの駆動機構を有する分、装置が大形化する。   Since the spectral characteristics of the object light reflect the properties of the biological components, it is possible to qualitatively and quantitatively determine the biological components non-invasively by using the devices described in Patent Documents 1 and 2. However, in the apparatus described in Patent Document 1, it is necessary to drive the movable mirror with high accuracy and high straightness of motion in order to obtain accurate spectral characteristics. An expensive drive mechanism is required. In addition, the size of the apparatus is increased due to the provision of the drive mechanism for the movable mirror.

一方、特許文献2に記載されている装置は、ミラーを駆動する機構が不要であるため、特許文献1に記載の装置でみられるような問題は生じない。しかしながら、特許文献2に記載の装置では、各輝点から発せられる物体光から1本の線状の干渉像を形成し、この干渉像に沿う光強度変化を検出することにより分光特性を求めている。したがって、波長分解能を高めるためには、干渉像の光強度変化を検出する素子の数を増やす必要がある。また、素子の数を増やすためには検出器の受光面や位相シフタ、対物レンズ等を大きくする必要があり、やはり、装置が大形化するという問題があった。   On the other hand, the device described in Patent Literature 2 does not require a mechanism for driving a mirror, and thus does not have the problem as seen in the device described in Patent Literature 1. However, in the device described in Patent Document 2, one linear interference image is formed from the object light emitted from each bright spot, and a spectral characteristic is obtained by detecting a light intensity change along the interference image. I have. Therefore, in order to increase the wavelength resolution, it is necessary to increase the number of elements for detecting a change in the light intensity of the interference image. In addition, in order to increase the number of elements, it is necessary to increase the size of the light receiving surface of the detector, the phase shifter, the objective lens, and the like.

本発明が解決しようとする課題は、装置を大きくすることなく、正確で且つ高波長分解能の分光特性を測定できるようにすることである。   An object of the present invention is to enable accurate and high-resolution spectral characteristics to be measured without increasing the size of the apparatus.

上記課題を解決するために成された本発明に係る分光測定装置は、
a) 受光面を有し、該受光面上の光の強度分布を検出する検出器と、
b) 測定対象物の測定点から発せられた光を平行光束にする平行光束化部と、前記平行光束を第1光束と第2光束に分割し、該第1光束と該第2光束の間に光路長差を付与しつつ前記受光面に向けて出射し、前記第1光束と前記第2光束が少なくとも一部において互いに重なるように該受光面に入射させる光分割部とを有する干渉光学系と、
c) 前記第1光束と前記第2光束が重なった部分の前記受光面の光の強度分布に基づき前記測定点のインターフェログラムを求め、このインターフェログラムをフーリエ変換することによりスペクトルを取得する処理部と
を備え、
前記平行光束化部と前記光分割部とが、それらの光軸が一致するように一体的に構成されていることを特徴とする。
The spectrometer according to the present invention has been made to solve the above problems,
a) a detector having a light receiving surface and detecting an intensity distribution of light on the light receiving surface;
b) a parallel beam forming unit that converts the light emitted from the measurement point of the object to be measured into a parallel beam, and divides the parallel beam into a first beam and a second beam, between the first beam and the second beam. An interference optical system having a light splitting unit that emits light toward the light receiving surface while providing an optical path length difference, and causes the first light flux and the second light flux to be incident on the light receiving surface so as to overlap each other at least in part; ,
c) Obtaining an interferogram at the measurement point based on the intensity distribution of light on the light receiving surface in a portion where the first light beam and the second light beam overlap, and obtaining a spectrum by Fourier transforming the interferogram. And a processing unit.
The parallel light beam splitting unit and the light splitting unit are integrally formed so that their optical axes coincide with each other.

上記構成の分光測定装置では、測定対象物の測定点(これは、干渉光学系の合焦点に位置している。)から発せられた光は干渉光学系に入射し、該干渉光学系の平行光束化部によって平行光束とされる。続いて、この平行光束は光分割部で第1光束及び第2光束に分割された後、検出器の受光面において、少なくとも一部が重なった状態で、前記受光面に入射する。このとき、第1光束と第2光束の間に所定の光路長差が付与されているため、受光面において両光束が重なった部分(重複領域)には、第1光束と第2光束の干渉像が形成される。したがって、前記重複領域の光の強度分布を検出することにより、干渉像の強度分布、つまり測定点のインターフェログラムが取得され、このインターフェログラムをフーリエ変換することにより測定点の分光特性を取得することができる。上記分光測定装置では、干渉光学系の平行光束化部と光分割部とが、それぞれの光軸が一致するように一体的に構成されているため、正確で且つ光波長分解能の分光特性を測定することができ、しかも、干渉光学系を小形化することができる。したがって、このような干渉光学系を用いることにより分光測定装置を小形化することができる。   In the spectrometer having the above configuration, light emitted from the measurement point of the measurement object (which is located at the focal point of the interference optical system) enters the interference optical system, and is parallelized by the interference optical system. The light beam is converted into a parallel light beam by the light beam forming unit. Subsequently, the parallel light beam is split into a first light beam and a second light beam by the light splitting unit, and then enters the light receiving surface of the detector with the light receiving surface overlapping at least partially. At this time, since a predetermined optical path length difference is provided between the first light beam and the second light beam, an interference image of the first light beam and the second light beam is provided in a portion (overlapping area) where the two light beams overlap on the light receiving surface. Is formed. Therefore, by detecting the intensity distribution of light in the overlapping region, the intensity distribution of the interference image, that is, the interferogram of the measurement point is obtained, and the spectral characteristic of the measurement point is obtained by Fourier transforming the interferogram. can do. In the above-mentioned spectrometer, since the parallel beam forming unit and the light splitting unit of the interference optical system are integrally formed so that their respective optical axes coincide, the spectral characteristics of the optical wavelength resolution can be measured accurately. And the interference optical system can be downsized. Therefore, the size of the spectrometer can be reduced by using such an interference optical system.

上記分光測定装置においては、干渉光学系の平行光束化部が、凸面状の光入射面とその裏側に位置する平面状の光出射面とを有する板状の第1透過型光学素子から構成され、前記光分割部が、平面状の光入射面とその裏側に位置する面であって互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する板状の第2透過型光学素子から構成されており、前記干渉光学系が、さらに、前記第1透過型光学素子と前記第2透過型光学素子を、それらの光軸が一致するように一体的に保持する保持部材を備えることが好ましい。上記構成においては、前記第1透過型光学素子の光出射面と前記第2透過型光学素子の光入射面を互いに平行となるように対向させ、且つ、第1透過型光学素子と第2透過型光学素子の光軸が一致するように保持部材に保持される。
上記構成では、第1透過型光学素子の光入射面から入射した光は平行光束となって光出射面から出射し、第2透過型光学素子の光入射面に入射する。そして、第2透過型光学素子に入射した平行光束は、光出射面を構成する2つの傾斜面からそれぞれ第1光束及び第2光束として出射する。
In the above-mentioned spectrometer, the parallel beam forming part of the interference optical system is composed of a plate-shaped first transmission optical element having a convex light incident surface and a flat light exit surface located on the back side thereof. The light splitting section is composed of a plate-shaped second transmission type optical element having a planar light incident surface and a light exit surface composed of two inclined surfaces which are located on the back side and have different inclinations from each other. Preferably, the interference optical system further includes a holding member that integrally holds the first transmission type optical element and the second transmission type optical element so that their optical axes coincide. . In the above configuration, the light-emitting surface of the first transmission-type optical element and the light-incident surface of the second transmission-type optical element face each other so as to be parallel to each other, and the first transmission-type optical element and the second transmission-type optical element are opposed to each other. It is held by the holding member so that the optical axes of the mold optical elements coincide.
In the above configuration, the light incident from the light incident surface of the first transmission optical element becomes a parallel light beam, exits from the light exit surface, and enters the light incident surface of the second transmission optical element. Then, the parallel luminous flux incident on the second transmission type optical element is emitted as a first luminous flux and a second luminous flux from the two inclined surfaces constituting the light emitting surface, respectively.

また、上記分光測定装置においては、干渉光学系を、凸面状の光入射面と、その裏側に位置する面であって、互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する、一つの板状の透過型光学素子から構成することができる。この透過型光学素子は、上述した第1透過型光学素子の光出射面と第2透過型光学素子の光入射面を接合したような形状を有する。この構成においては、透過型光学素子の光入射面から光出射面に至るまでの部分が平行光束化部に相当し、光出射面を構成する2つの傾斜面が光分割部に相当する。この構成では、分光測定装置になんらかの外力が作用した場合でも、平行光束化部と光分割部の光軸がずれることが無く、測定対象物の測定点の分光特性を安定的に測定することができる。   Further, in the above-described spectrometer, the interference optical system includes a convex light incident surface and a light exit surface, which is a surface located on the back side thereof and includes two inclined surfaces having different inclinations from each other. It can be composed of two plate-shaped transmission optical elements. This transmission optical element has a shape such that the light exit surface of the first transmission optical element and the light entrance surface of the second transmission optical element are joined. In this configuration, a portion from the light incident surface to the light emitting surface of the transmission optical element corresponds to a parallel light beam forming unit, and two inclined surfaces forming the light emitting surface correspond to a light splitting unit. With this configuration, even if some external force acts on the spectrometer, the optical axes of the parallel beam splitting unit and the light splitting unit do not shift, and the spectral characteristics of the measurement point of the measurement object can be stably measured. it can.

また、上記分光測定装置においては、干渉光学系の平行光束化部が、凸面鏡と凹面鏡から成るカセグレン光学系から構成され、光分割部が、平面状の光入射面とその裏側に位置し、互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する板状の透過型光学素子から構成され、前記干渉光学系が、さらに、前記カセグレン光学系と前記透過型光学素子をそれらの光軸が一致するように一体的に保持する保持部材を備えることが好ましい。   Further, in the above-described spectrometer, the parallel beam forming unit of the interference optical system is formed of a Cassegrain optical system including a convex mirror and a concave mirror, and the light splitting unit is located on the plane light incident surface and the back side thereof. A transmission type optical element having a plate-like shape having a light emission surface composed of two inclined surfaces having different inclinations, wherein the interference optical system further includes the Cassegrain optical system and the transmission type optical element having optical axes thereof. It is preferable to provide a holding member that integrally holds them so as to coincide with each other.

上記構成の分光測定装置において、測定対象物の測定点から発せられる光としては、例えば、光源が発する光が測定対象物に照射されることにより測定点から生じる散乱光や蛍光発光や、光源から測定対象物に照射された光が該測定対象物を透過した光、該測定対象物の表面で反射した光等を利用することができる。
前記光源は、分光測定装置に組み込まれていても良いが、分光測定装置とは別の汎用の光源装置を用いることも可能である。また、太陽光を「光源からの光」として利用することもできる。
In the spectrometer having the above configuration, as the light emitted from the measurement point of the measurement target, for example, scattered light or fluorescence emitted from the measurement point by irradiating the measurement target with light emitted from the light source, or from the light source Light emitted to the object to be measured, light transmitted through the object to be measured, light reflected from the surface of the object to be measured, or the like can be used.
The light source may be incorporated in a spectrometer, but a general-purpose light source device different from the spectrometer may be used. In addition, sunlight can be used as “light from a light source”.

さらに、測定対象物を超音波加熱することにより該測定対象物の測定点SPから放射される赤外線を利用することもできる。すなわち、本発明に係る分光測定ユニットは、上述した分光測定装置と、測定対象物を超音波加熱することにより該測定対象物の測定点から赤外光を放射させる超音波加熱装置とを具備することを特徴とする。   Furthermore, infrared rays emitted from the measurement point SP of the measurement target object by ultrasonically heating the measurement target object can be used. That is, a spectrometry unit according to the present invention includes the above-described spectrometry device and an ultrasonic heating device that emits infrared light from a measurement point of the measurement target by ultrasonically heating the measurement target. It is characterized by the following.

上記分光測定ユニットにおいては、測定対象物を挟んで前記超音波加熱装置と前記分光測定装置の平行光束化部が対向するように前記超音波加熱装置及び前記分光測定装置をそれぞれ前記測定対象物に装着して、測定対象物の測定点の分光特性を測定する。したがって、上述した配置で超音波加熱装置及び分光測定装置をそれぞれ測定対象物に装着するための装着部材を備えることが好ましい。   In the spectrometry unit, the ultrasonic heating device and the spectrometry device are respectively attached to the measurement object so that the ultrasonic heating device and the parallel beam forming unit of the spectrometry device face each other across the measurement object. After being mounted, the spectral characteristics of the measurement point of the measurement object are measured. Therefore, it is preferable to provide a mounting member for mounting the ultrasonic heating device and the spectroscopic measurement device on the measurement object in the above-described arrangement.

例えばクリップや磁石を装着部材とすることができる。すなわち、クリップの両端部に超音波加熱装置と分光測定装置を取り付け、該クリップで測定対象物を挟むと前記超音波加熱装置と前記分光測定装置が上述した配置で測定対象物に装着されるようにすることができる。また、超音波加熱装置及び分光測定装置にそれぞれ磁石を取り付け、磁石同士の吸引力を利用して測定対象物に前記超音波加熱装置と前記分光測定装置を装着することも可能である。装着部材として磁石を用いる構成は、耳たぶ等の、厚みが比較的小さい測定対象物の分光特性の測定に利用される分光特性ユニットに好適である。   For example, a clip or a magnet can be used as the mounting member. That is, the ultrasonic heating device and the spectrometer are attached to both ends of the clip, and the object to be measured is sandwiched between the clips so that the ultrasonic heater and the spectrometer are attached to the object in the above-described arrangement. Can be It is also possible to attach magnets to the ultrasonic heating device and the spectrometer, respectively, and attach the ultrasonic heating device and the spectrometer to the object to be measured by using the attraction of the magnets. The configuration using a magnet as the mounting member is suitable for a spectral characteristic unit used for measuring spectral characteristics of a measurement object having a relatively small thickness such as an earlobe.

また、上記分光測定ユニットにおいては、前記超音波加熱装置を、超音波振動子と、該超音波振動子の発する超音波振動の周波数及び/又は振幅を変更する超音波振動変更部とを備える構成にすると良い。   In the above-mentioned spectrometry unit, the ultrasonic heating device includes an ultrasonic vibrator and an ultrasonic vibration changing unit configured to change a frequency and / or an amplitude of ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator. It is good to

超音波振動子の発する超音波振動が測定対象物に付与された場合、その超音波振動の周波数及び/又は振幅の値によって、測定対象物内に定在波が形成されることがある。定在波では節にエネルギーが集中するため、節の部分はその他の部分よりも強く加熱される。したがって、測定点付近に節が位置するような超音波振動の定在波が形成されると、測定点から発せられる光(赤外線)はその他の箇所から発せられる光よりも強くなる。測定点付近に節が位置するような超音波振動の定在波を形成するためには、測定対象物の大きさや形状等に応じて、超音波振動子の発する超音波振動の周波数及び/又は振幅を調節する必要がある。上記分光測定ユニットでは、超音波振動変更部を備えるため、超音波振動子の発する超音波振動の周波数及び/又は振幅を適宜の値に変更することができる。   When the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator is applied to the measurement target, a standing wave may be formed in the measurement target depending on the frequency and / or amplitude of the ultrasonic vibration. In the standing wave, the energy of the node concentrates on the node, so that the node is heated more than other parts. Therefore, when a standing wave of ultrasonic vibration is formed such that a node is located near the measurement point, light (infrared rays) emitted from the measurement point becomes stronger than light emitted from other places. In order to form a standing wave of ultrasonic vibration such that a node is located near the measurement point, the frequency and / or frequency of ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator depends on the size and shape of the measurement object. The amplitude needs to be adjusted. Since the above-mentioned spectrometer includes the ultrasonic vibration changing unit, the frequency and / or the amplitude of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator can be changed to an appropriate value.

また、本発明に係る透過型光学素子は、凸面状の光入射面と、その裏側に位置する、互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する光学素子であって、
前記光入射面の合焦点から該光入射面に入射した光を平行光束にし、該平行光束を第1光束と第2光束に分割するとともに該第1光束と該第2光束の間に光路長差を付与し、且つ、前記光出射面から所定の距離に位置する面において前記第1光束と前記第2光束が少なくとも一部において互いに重なるように、前記第1光束と前記第2光束を前記光出射面から出射させることを特徴とする。
Further, the transmission type optical element according to the present invention is an optical element having a convex light incident surface and a light exit surface formed of two inclined surfaces having different inclinations located on the back side thereof.
The light incident on the light incident surface from the focal point of the light incident surface is converted into a parallel light beam, the parallel light beam is divided into a first light beam and a second light beam, and an optical path length difference between the first light beam and the second light beam. And the first light flux and the second light flux are combined with each other so that the first light flux and the second light flux at least partially overlap each other on a surface located at a predetermined distance from the light emission surface. The light is emitted from the emission surface.

本発明に係る分光測定装置及び分光測定ユニットでは、測定点から発せられ干渉光学系に入射した光を平行光束化部で平行光束にした後、光分割部で該平行光束を第1光束と第2光束に分割し、これら第1光束と第2光束の干渉現象を利用して測定点のインターフェログラムを求める。本発明では、平行光束化部と光分割部が、それぞれに光軸が一致するように一体的に構成されているため、正確で且つ高波長分解能の分光特性を測定でき、しかも干渉光学系を小形化でき、さらには、装置全体を小形化することができる。また、従来の分光測定装置において干渉像を得るために用いていた結像レンズ等の光学部材が不要となるため、この点でも装置の小形化を図ることができる。   In the spectrometry device and the spectrometry unit according to the present invention, after the light emitted from the measurement point and incident on the interference optical system is converted into a parallel light beam by the parallel light beam forming unit, the parallel light beam is converted into the first light beam by the light splitting unit. The light beam is divided into two light beams, and an interferogram at the measurement point is obtained by using the interference phenomenon between the first light beam and the second light beam. In the present invention, since the parallel light beam splitting unit and the light splitting unit are integrally formed so that their optical axes coincide with each other, it is possible to measure the spectral characteristics with high accuracy and high wavelength resolution, and furthermore, the interference optical system is used. The device can be miniaturized, and further, the entire device can be miniaturized. Further, since optical members such as an imaging lens used for obtaining an interference image in the conventional spectrometer are not required, the size of the device can be reduced in this respect.

また、本発明に係る透過型光学素子は、一つの光学素子で、合焦点からの光を平行光束にする機能と、平行光束を第1及び第2の光束に分割するとともに、両光束の間に光路長差を付与し、さらに、光膝射面から所定の距離に位置する面に、両光束が少なくとも一部において互いに重なるように両光束を出射する機能を有するようにした。したがって、このような透過型光学素子を上述した分光測定装置や分光測定ユニットの干渉光学系として用いることにより、該分光測定装置夜分高速艇ユニットを小形化することができる。   In addition, the transmission optical element according to the present invention is a single optical element that functions to convert light from the focal point into a parallel light beam, divides the parallel light beam into a first light beam and a second light beam, and that is provided between the two light beams. An optical path length difference is provided, and a function of emitting both light beams to a surface located at a predetermined distance from the light projection surface so that both light beams at least partially overlap each other is provided. Therefore, by using such a transmission type optical element as an interference optical system of the above-described spectrometer and spectrometer, the spectrometer and nighttime high-speed boat unit can be downsized.

本発明に係る分光測定装置の第1実施形態の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a spectrometer according to the present invention. 透過型光学素子の構成を示す図(a)〜(d)、透過型光学素子を通過した光が検出器の受光面に入射する様子を示す図(e)。(A)-(d) which shows the structure of a transmission type optical element, and (e) which shows a mode that the light which passed the transmission type optical element is incident on the light receiving surface of a detector. 透過型光学素子と検出器が容器に収容されている分光測定装置の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a spectrometer in which a transmission optical element and a detector are housed in a container. 本発明に係る分光測定装置の第2実施形態の概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the spectrometer according to the present invention. 本発明に係る分光測定装置の第3実施形態の概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the spectrometer according to the present invention. 本発明の実施例1に係る分光測定ユニットの概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spectroscopic measurement unit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例2に係る分光測定ユニットの概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a spectroscopic measurement unit according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例3に係る分光測定ユニットの概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a spectrometry unit according to a third embodiment of the present invention.

以下、本発明に係る分光測定装置について具体的に説明する。
[第1実施形態]
図1は本発明に係る分光測定装置の第1実施形態の概略構成を示している。分光測定装置1は、透過型光学素子10、受光面21を有する検出器20、検出器20の検出信号を処理する処理部30を備えている。検出器20は、複数の画素が二次元配置されたCCDカメラ等の二次元エリアセンサから成る。透過型光学素子10は光入射面11とその裏側の光出射面12を有しており、光入射面11が試料(測定対象物)S側に、光出射面12が検出器20の受光面21側を向くように、試料Sと受光面21の間に配置されている。
Hereinafter, the spectrometer according to the present invention will be specifically described.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a first embodiment of the spectrometer according to the present invention. The spectrometer 1 includes a transmission optical element 10, a detector 20 having a light receiving surface 21, and a processing unit 30 for processing a detection signal of the detector 20. The detector 20 includes a two-dimensional area sensor such as a CCD camera in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged. The transmission type optical element 10 has a light incident surface 11 and a light exit surface 12 on the back side thereof. The light incident surface 11 is on the sample (measurement object) S side, and the light exit surface 12 is a light receiving surface of the detector 20. It is arranged between the sample S and the light receiving surface 21 so as to face the 21 side.

図2(a)は透過型光学素子10をその光出射面12側から見た図、図2(b)は同図(a)のb−b'線に沿う断面図、図2(c)は同図(a)のc−c'線に沿う断面を紙面の上側から見た図、図2(d)は同図(a)のd−d'線に沿う断面を紙面の下側から見た図、図2(e)は透過型光学素子10の光出射面12から出射した光が受光面21に入射する様子を示す図である。ここでは、図2(a)における上下左右を、透過型光学素子10の上下左右とする。   2A is a view of the transmission optical element 10 viewed from the light emitting surface 12 side, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line bb ′ of FIG. 2A, and FIG. FIG. 2A is a diagram of a cross section taken along line cc ′ of FIG. 2A viewed from above the paper surface, and FIG. 2D is a diagram of a cross section taken along line dd ′ line of FIG. FIG. 2E is a view showing a state in which light emitted from the light emitting surface 12 of the transmission optical element 10 is incident on the light receiving surface 21. Here, the upper, lower, left and right in FIG.

図2(a)〜図2(d)から明らかなように、透過型光学素子10は光入射面11側(又は光出射面12側)から見て円形状の光学素子から成り、光入射面11は、外側に凸となる略球面状に構成されている。一方、光出射面12は、並んで配置された平面状の第1光出射面12Aと第2光出射面12Bから構成されており、それぞれ、光出射面12の上下方向中央の中心線CLから下方及び上方に向かって光入射面11側に傾斜している。   As apparent from FIGS. 2A to 2D, the transmission optical element 10 is a circular optical element viewed from the light incident surface 11 side (or the light output surface 12 side). Reference numeral 11 denotes a substantially spherical shape which is convex outward. On the other hand, the light emitting surface 12 is composed of a planar first light emitting surface 12A and a second light emitting surface 12B arranged side by side. It is inclined toward the light incident surface 11 side downward and upward.

また、第1光出射面12Aは、図2(a)のc−c'方向(つまり左右方向)に傾いていないのに対して、第2光出射面12Bは、図2(a)の符号cから符号c'に向かって光入射面11側に角度θだけ傾いている。つまり、第2光出射面12Bは、中心線CLから上方に向かって光入射面11側に傾斜しているとともに、右側から左側に向かって光入射面11側に傾斜している。このため、第1光出射面12Aと第2光出射面12Bは、中心線CLを挟んで対称な構成ではない。   Also, the first light emitting surface 12A is not inclined in the cc 'direction (that is, the left-right direction) of FIG. 2A, while the second light emitting surface 12B is denoted by the reference numerals in FIG. It is inclined by an angle θ from c toward the sign c ′ toward the light incident surface 11 side. That is, the second light emitting surface 12B is inclined upward from the center line CL toward the light incident surface 11, and is inclined from right to left toward the light incident surface 11. For this reason, the first light exit surface 12A and the second light exit surface 12B are not symmetrical with respect to the center line CL.

上記構成により、光源40から試料Sに対して光が照射されることにより、透過型光学素子10の合焦点に位置する測定点SPから散乱光や蛍光発光等の光線群(物体光)が生じ、該物体光が透過型光学素子10の光入射面11に入射すると、物体光は平行光束(以下「物体光束」という)となって透過型光学素子10の光出射面12に向かう。そして、第1光出射面12A及び第2光出射面12Bのそれぞれから屈折して出射する際に第1光束と第2光束に分割され、各光束は検出器20の受光面21に入射する。このとき、第1光束及び第2光束の進行方向は、第1光出射面12A及び第2光出射面12Bの傾斜角度、物体光束の波長、及び透過型光学素子10と外部(空気)の屈折率差に応じて決まる。   With the above-described configuration, when the sample S is irradiated with light from the light source 40, a group of light beams (object light) such as scattered light and fluorescent light is generated from the measurement point SP located at the focal point of the transmission optical element 10. When the object light is incident on the light incident surface 11 of the transmission optical element 10, the object light becomes a parallel light flux (hereinafter referred to as “object light flux”) and travels toward the light emission surface 12 of the transmission optical element 10. Then, when refracted and emitted from each of the first light emitting surface 12A and the second light emitting surface 12B, the light is divided into a first light beam and a second light beam, and each light beam enters the light receiving surface 21 of the detector 20. At this time, the traveling directions of the first light beam and the second light beam are the inclination angles of the first light exit surface 12A and the second light exit surface 12B, the wavelength of the object light beam, and the refraction between the transmission optical element 10 and the outside (air). Determined according to the rate difference.

したがって、透過型光学素子10の材質、第1光出射面12Aと第2光出射面12Bのなす角度φ(図2(b)参照)、透過型光学素子10から検出器20の受光面21までの距離L等を適切に選択することにより、第1光出射面12A及び第2光出射面12Bのそれぞれから出射した第1光束及び第2光束を、少なくとも一部において互いに重なるように受光面21に入射させることができる。また、第1光出射面12Aに対して第2光出射面12Bの角度θ(図2(d)参照)で傾斜していることにより、第1光束と第2光束の間に光路長差が生じ、受光面21において第1光束と第2光束が重複した領域では、第1光束と第2光束の干渉像が形成される。したがって、この干渉像の光強度分布を検出器20で検出することにより測定点SPのインターフェログラムを取得することができ、このインターフェログラムを処理部30でフーリエ変換することにより測定点SPの分光特性を取得することができる。   Accordingly, the material of the transmission optical element 10, the angle φ between the first light exit surface 12A and the second light exit surface 12B (see FIG. 2B), and the distance from the transmission optical element 10 to the light receiving surface 21 of the detector 20. By appropriately selecting the distance L and the like, the first light beam and the second light beam emitted from each of the first light emitting surface 12A and the second light emitting surface 12B are overlapped with each other at least in part. Can be incident. Further, since the second light exit surface 12B is inclined at an angle θ (see FIG. 2D) with respect to the first light exit surface 12A, an optical path length difference occurs between the first light beam and the second light beam. In an area where the first light beam and the second light beam overlap on the light receiving surface 21, an interference image of the first light beam and the second light beam is formed. Therefore, the interferogram of the measurement point SP can be obtained by detecting the light intensity distribution of the interference image by the detector 20, and the interferogram is subjected to the Fourier transform by the processing unit 30 to obtain the measurement point SP. Spectral characteristics can be obtained.

このように本実施形態においては、透過型光学素子10が干渉光学系として機能する。また、透過型光学素子10のうち光入射面11から光出射面12までの部分が平行光束化部を構成し、光出射面12が光分割部を構成する。   Thus, in the present embodiment, the transmission optical element 10 functions as an interference optical system. Further, a portion from the light incident surface 11 to the light emitting surface 12 of the transmission optical element 10 forms a parallel light beam forming unit, and the light emitting surface 12 forms a light splitting unit.

受光面21において第1光束と第2光束が重複して入射するときの、第1光出射面12Aに対する第2光出射面12Bの傾斜角度は、測定波長範囲、波長分解能等の光学条件に基づき設計することができる。
例えば、透過型光学素子10の直径Dが6mm、透過型光学素子10から検出器20の受光面21までの距離Lが20mm、検出器20の画素数が80×80、上下方向及び左右方向の画素ピッチが共に34μm、測定波長範囲が8〜14μmとし、第1光出射面12Aに対する第2光出射面12Bの傾斜角(水平方向の傾斜角度)をθ、第1光出射面12Aと第2光出射面12Bのなす角度(垂直方向の傾斜角度)をφとすると、角度θを1.12deg、角度φを177.15degとすることにより、第1光束及び第2光束は、少なくとも一部が重なるように受光面21に入射する。
When the first light beam and the second light beam are incident on the light receiving surface 21 in an overlapping manner, the inclination angle of the second light exit surface 12B with respect to the first light exit surface 12A is based on optical conditions such as a measurement wavelength range and wavelength resolution. Can be designed.
For example, the diameter D of the transmission optical element 10 is 6 mm, the distance L from the transmission optical element 10 to the light receiving surface 21 of the detector 20 is 20 mm, the number of pixels of the detector 20 is 80 × 80, and the vertical and horizontal directions are different. The pixel pitch is both 34 μm, the measurement wavelength range is 8 to 14 μm, the inclination angle (horizontal inclination angle) of the second light exit surface 12B with respect to the first light exit surface 12A is θ, and the first light exit surface 12A and the second Assuming that the angle formed by the light exit surface 12B (the inclination angle in the vertical direction) is φ, setting the angle θ to 1.12 deg and setting the angle φ to 177.15 deg causes the first light flux and the second light flux to at least partially overlap. Incident on the light receiving surface 21.

例えば図3に示すように、透過型光学素子10と検出器20とが一つの容器50内に収容された構成とすると、透過型光学素子10の光出射面12から検出器20の受光面21までの距離Lを所定の距離に固定することができる。また、容器50内において、検出器20に対して透過型光学素子10を相対的に移動可能な構成とすることにより、測定波長範囲等に応じて、前記距離Lを調整することができる。   For example, as shown in FIG. 3, when the transmission optical element 10 and the detector 20 are configured to be housed in one container 50, the light emission surface 12 of the transmission optical element 10 to the light receiving surface 21 of the detector 20 are arranged. Can be fixed to a predetermined distance. Further, the distance L can be adjusted according to the measurement wavelength range and the like by making the transmission optical element 10 relatively movable with respect to the detector 20 in the container 50.

また、検出器20と反対側の容器50の端部から透過型光学素子10の光入射面11までの距離を該透過型光学素子10の光入射面11側の焦点距離又は該焦点距離−αに設定しておくことにより、容器50の端部を試料Sの表面に当接させることにより、試料Sの表面に位置する測定点SP又は表面から距離αだけ内部に位置する測定点SPからの物体光を透過型光学素子10によって平行光束にすることができる。   Further, the distance from the end of the container 50 opposite to the detector 20 to the light incident surface 11 of the transmission optical element 10 is defined as the focal length of the transmission optical element 10 on the light incident surface 11 side or the focal length −α. By contacting the end of the container 50 with the surface of the sample S, the measurement point SP located on the surface of the sample S or the measurement point SP located inside the surface by a distance α from the surface is set. The object light can be converted into a parallel light beam by the transmission optical element 10.

[第2実施形態]
図4は、本発明に係る分光測定装置の第2実施形態の概略構成図である。この実施形態の分光測定装置1Aでは、干渉光学系が2つの透過型光学素子(以下、平行化光学素子110、分割光学素子120という)から構成されている。
[Second embodiment]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the spectrometer according to the present invention. In the spectrometer 1A of this embodiment, the interference optical system is composed of two transmission optical elements (hereinafter, referred to as a parallelizing optical element 110 and a split optical element 120).

平行化光学素子110は、凸面状の光入射面111と、その裏側の平面状の光出射面112を有している。また、分割光学素子120は、平面状の光入射面121と、その裏側の凸面状の光出射面122を有している。   The collimating optical element 110 has a convex light incident surface 111 and a planar light emitting surface 112 on the back side. Further, the split optical element 120 has a planar light incident surface 121 and a convex light exit surface 122 on the back side thereof.

分割光学素子120の光出射面122は、並んで配置された平面状の第1光出射面122Aと第2光出射面122Bから構成されている。第1光出射面122Aと第2光出射面122Bは、第1実施形態の第1光出射面12Aと第2光出射面12Bに対応しており、第1光出射面122A及び第2光出射面122Bのそれぞれの傾斜角度や両者のなす角度等は、第1実施形態の第1光出射面12A及び第2光出射面12Bのそれと同じである。したがって、ここでは詳しい説明を省略する。   The light exit surface 122 of the split optical element 120 is composed of a planar first light exit surface 122A and a second light exit surface 122B arranged side by side. The first light emitting surface 122A and the second light emitting surface 122B correspond to the first light emitting surface 12A and the second light emitting surface 12B of the first embodiment, and the first light emitting surface 122A and the second light emitting surface 122B. The angle of inclination of the surface 122B and the angle between them are the same as those of the first light emitting surface 12A and the second light emitting surface 12B of the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted here.

平行化光学素子110と分割光学素子120は、一つの円筒状の容器50内に収容されている。容器50内において、平行化光学素子110と分割光学素子120は、光出射面112と光入射面121が平行で対向するように、且つ、両光学素子の光軸が一致するように配置されている。また、容器50の端部には検出器20が取り付けられている。これにより、分割光学素子120の光出射面122から検出器20の受光面21までの距離が確定される。この例では、容器50は本発明の保持部材として機能する。   The collimating optical element 110 and the split optical element 120 are housed in one cylindrical container 50. In the container 50, the collimating optical element 110 and the split optical element 120 are arranged such that the light emitting surface 112 and the light incident surface 121 are parallel and opposed, and that the optical axes of both optical elements coincide with each other. I have. The detector 20 is attached to an end of the container 50. Thereby, the distance from the light emitting surface 122 of the split optical element 120 to the light receiving surface 21 of the detector 20 is determined. In this example, the container 50 functions as the holding member of the present invention.

なお、上記した以外の分光測定装置1Aの構成は分光測定装置1と略同じであるため、分光測定装置1と同一又は対応する部分には同一の符号を付し、説明を省略する。   Since the configuration of the spectrometer 1A is substantially the same as that of the spectrometer 1 except for the above, the same or corresponding parts as those of the spectrometer 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

上記構成により、光源40から試料Sに対して光が照射されることにより試料Sの測定点SPで生じた物体光が平行化光学素子110の光入射面111に入射すると、物体光は平行光束とされて平行化光学素子110の光出射面112から出射する。この平行光束は平行化光学素子110と分割光学素子120の間の空間を直進し、該分割光学素子120の光入射面121に入射する。そして、分割光学素子120の第1光出射面122A及び第2光出射面122Bのそれぞれから屈折して出射する際に第1光束と第2光束に分割され、各光束は少なくとも一部が重なるように、検出器20の受光面21に入射する。また、第1光束と第2光束の間には光路長差が生じているため、受光面21において第1光束と第2光束が重複した領域では、第1光束と第2光束の干渉像が形成される。したがって、この干渉像の光強度分布を検出器20で検出することにより測定点SPのインターフェログラムを取得することができ、このインターフェログラムを処理部30でフーリエ変換することにより測定点SPの分光特性を取得することができる。   With the above configuration, when the object light generated at the measurement point SP of the sample S by irradiating the sample S with light from the light source 40 is incident on the light incident surface 111 of the collimating optical element 110, the object light becomes a parallel light beam. Then, the light exits from the light exit surface 112 of the collimating optical element 110. This parallel light beam travels straight through the space between the collimating optical element 110 and the split optical element 120 and enters the light incident surface 121 of the split optical element 120. When the light is refracted and emitted from each of the first light emitting surface 122A and the second light emitting surface 122B of the splitting optical element 120, the light is split into a first light beam and a second light beam, and each light beam at least partially overlaps. Incident on the light receiving surface 21 of the detector 20. In addition, since an optical path length difference occurs between the first light beam and the second light beam, an interference image of the first light beam and the second light beam is formed in a region where the first light beam and the second light beam overlap on the light receiving surface 21. Is done. Therefore, the interferogram of the measurement point SP can be obtained by detecting the light intensity distribution of the interference image by the detector 20, and the interferogram is subjected to the Fourier transform by the processing unit 30 to obtain the measurement point SP. Spectral characteristics can be obtained.

[第3実施形態]
図5は、本発明に係る分光測定装置の第3実施形態の概略構成図である。この分光測定装置1Bでは、干渉光学系200が、保持部材としての容器201内に収容されたカセグレン光学系210と、拡大光学素子220と、分割光学素子230とから構成されている。なお、この容器201は検出器20に固定されている。
[Third embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the spectrometer according to the present invention. In the spectrometer 1B, the interference optical system 200 includes a Cassegrain optical system 210 housed in a container 201 as a holding member, an enlargement optical element 220, and a split optical element 230. The container 201 is fixed to the detector 20.

カセグレン光学系210は、凹面鏡である主鏡211と凸面鏡である副鏡212から構成されている。主鏡211及び副鏡212は、いずれも上から見ると円形の外形を有している。主鏡211は、その凹面を下に向けた状態で容器201内に保持されている。副鏡212は、凸面を上に向けた状態で主鏡211の下方に配置されている。また、主鏡211の上部及び容器201の底面には、それぞれ光を通過させるための上部開口213及び下部開口214が設けられている。   The Cassegrain optical system 210 includes a primary mirror 211 that is a concave mirror and a secondary mirror 212 that is a convex mirror. Each of the primary mirror 211 and the secondary mirror 212 has a circular outer shape when viewed from above. The primary mirror 211 is held in the container 201 with its concave surface facing down. The secondary mirror 212 is disposed below the primary mirror 211 with the convex surface facing upward. In addition, an upper opening 213 and a lower opening 214 for allowing light to pass therethrough are provided in an upper portion of the main mirror 211 and a bottom surface of the container 201, respectively.

容器201内のうち主鏡211よりも上部の空間には、拡大光学素子220及び分割光学素子230が主鏡211側から順に保持されている。拡大光学素子220は、凹面状の光入射面221と凸面状の光出射面222を有しており、光入射面221が主鏡211の上面に密着した状態で容器201内に収容されている。また、分割光学素子230は、平面状の光入射面231と凸面状の光出射面232を有している。分割光学素子230の形状は、第2実施形態の分割光学素子120の形状と同じであり、光出射面232が第1光出射面232Aと第2光出射面232Bから構成されている。分割光学素子230は、その光入射面231が拡大光学素子220の光出射面222と接するように容器201内に配置されている。また、カセグレン光学系210、拡大光学素子220、分割光学素子230は、それらの光軸が一致した状態で容器201内に収容されている。   In the space above the main mirror 211 in the container 201, the magnifying optical element 220 and the split optical element 230 are held in order from the main mirror 211 side. The magnifying optical element 220 has a concave light incident surface 221 and a convex light emitting surface 222, and is housed in the container 201 in a state where the light incident surface 221 is in close contact with the upper surface of the main mirror 211. . Further, the split optical element 230 has a planar light incident surface 231 and a convex light exit surface 232. The shape of the split optical element 230 is the same as the shape of the split optical element 120 of the second embodiment, and the light exit surface 232 is composed of a first light exit surface 232A and a second light exit surface 232B. The split optical element 230 is arranged in the container 201 such that the light incident surface 231 is in contact with the light exit surface 222 of the magnifying optical element 220. The Cassegrain optical system 210, the magnifying optical element 220, and the split optical element 230 are housed in the container 201 with their optical axes aligned.

本実施形態の分光測定装置1Bを用いて、試料Sの分光特性を取得する場合は、試料Sの表面に容器201の底面が接触するように分光測定装置1Bを設置する。この状態で、図示しない光源からの光が試料Sに照射され、該試料S内の測定点SPから様々な方向に物体光が放出されると、それらの一部は下部開口214から容器50内に入射し、主鏡211及び副鏡212を経て一つの平行光束に統合された後、上部開口213から拡大光学素子220の光入射面221に入射する。光入射面221に入射した平行光束は、拡大光学素子220の内部を通過する際に外径が徐々に大きくなり、光入射面221から入射したときよりも大きな外径の平行光束となって光出射面222から出射する。そして、光出射面222から出射した平行光束は分割光学素子230の光入射面231に入射し、分割光学素子230内を光出射面232に向かって進み、第1光出射面232A及び第2光出射面232Bのそれぞれから屈折して出射する際に第1光束と第2光束に分割され、各光束は検出器20の受光面21に、少なくとも一部が重複した状態で入射する。   When acquiring the spectral characteristics of the sample S using the spectrometer 1B of the present embodiment, the spectrometer 1B is installed so that the bottom surface of the container 201 contacts the surface of the sample S. In this state, light from a light source (not shown) is applied to the sample S, and object light is emitted from the measurement point SP in the sample S in various directions. After being integrated into one parallel light beam through the main mirror 211 and the sub-mirror 212, the light enters the light incident surface 221 of the magnifying optical element 220 from the upper opening 213. The parallel light beam incident on the light incident surface 221 gradually increases in outer diameter when passing through the inside of the magnifying optical element 220, and becomes a parallel light beam having an outer diameter larger than that when the light beam enters the light incident surface 221. The light exits from the exit surface 222. Then, the parallel light beam emitted from the light exit surface 222 enters the light incident surface 231 of the split optical element 230, proceeds inside the split optical element 230 toward the light exit surface 232, and travels through the first light exit surface 232A and the second light. When the light is refracted and emitted from each of the emission surfaces 232 </ b> B, it is split into a first light beam and a second light beam, and each light beam is incident on the light receiving surface 21 of the detector 20 with at least a part thereof overlapping.

したがって、受光面21における第1光束と第2光束が重複している領域(つまり干渉像)の光強度分布を検出器20で検出することにより測定点SPのインターフェログラムを取得することができ、このインターフェログラムを処理部30でフーリエ変換することにより測定点SPの分光特性を取得することができる。   Therefore, the interferogram of the measurement point SP can be obtained by detecting the light intensity distribution in the region where the first light beam and the second light beam overlap on the light receiving surface 21 (that is, the interference image) by the detector 20. By performing the Fourier transform on the interferogram in the processing unit 30, the spectral characteristics of the measurement point SP can be obtained.

次に、本発明を分光測定ユニットに適用した実施例について説明する。
[実施例1]
図6に示す分光測定ユニット300は、上述した第1実施形態の分光測定装置1(図3参照)と光源40と、これらを収容するケーシング301とを有している。ケーシング301には透光性部材から成る窓板302が取り付けられている。この窓板302を通して光源40からの光がケーシング301の外部に放出され、窓板302を通して外部からの光がケーシング301内に入射する。分光測定装置1は、透過型光学素子10が窓板302側を向くようにケーシング301内に配置されている。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a spectrometry unit will be described.
[Example 1]
The spectrometer 300 shown in FIG. 6 includes the spectrometer 1 of the first embodiment (see FIG. 3), the light source 40, and a casing 301 that houses these components. A window plate 302 made of a translucent member is attached to the casing 301. Light from the light source 40 is emitted to the outside of the casing 301 through the window plate 302, and light from the outside enters the casing 301 through the window plate 302. The spectrometer 1 is arranged in the casing 301 so that the transmission optical element 10 faces the window plate 302 side.

この実施例では、測定対象物Sの表面に窓板302を当接させた状態で該窓板302から測定対象物Sに対して光源40からの光を入射させる。すると、窓板302付近の測定対象物S内から発せられた光が該窓板302を通してケーシング301内に入射し、その入射光が分光測定装置1に導入される。このとき、透過型光学素子10の合焦点(これが測定点SPとなる。)から発せられた光が分光測定装置1の透過型光学素子10に入射すると、その入射光は平行光束となって光出射面12に向かい、第1光束と第2光束に分かれて光出射面12から出射する。光出射面12から出射した第1光束と第2光束は、一部が重なった状態で検出器20の受光面21に入射し、第1光束と第2光束の干渉像を形成する。したがって、検出器20で前記干渉像の光強度分布を測定することにより測定点SPのインターフェログラムが得られ、このインターフェログラムを処理部30でフーリエ変換することにより測定点SPの分光特性を取得することができる。   In this embodiment, light from the light source 40 is incident on the measurement target S from the window plate 302 in a state where the window plate 302 is in contact with the surface of the measurement target S. Then, light emitted from within the measurement object S near the window plate 302 enters the casing 301 through the window plate 302, and the incident light is introduced into the spectrometer 1. At this time, when light emitted from the focal point of the transmission type optical element 10 (this is the measurement point SP) enters the transmission type optical element 10 of the spectrometer 1, the incident light becomes a parallel light flux and becomes light. The light beam is split into a first light beam and a second light beam and exits from the light exit surface 12 toward the exit surface 12. The first light beam and the second light beam emitted from the light emitting surface 12 enter the light receiving surface 21 of the detector 20 in a partially overlapping state, and form an interference image of the first light beam and the second light beam. Therefore, the interferogram of the measurement point SP is obtained by measuring the light intensity distribution of the interference image with the detector 20, and the spectral characteristic of the measurement point SP is obtained by performing the Fourier transform on the interferogram in the processing unit 30. Can be obtained.

[実施例2]
図7に示す分光測定ユニット400は、円筒状のケーシング401とその内部に収容された透過型光学素子410及び検出器420を備えた分光測定装置1Cと、超音波加熱装置450とから構成されている。透過型光学素子410は、第1実施形態の分光測定装置1が備える透過型光学素子10と同じ構成を有しており、光入射面411と、第1及び第2光出射面から成る光出射面412とを備えている。検出器420は、処理装置430と信号線を介して接続されており、検出信号を処理装置430に出力する。ケーシング401には透光性部材からなる窓板402が取り付けられており、この窓板402と透過型光学素子410の光入射面411が対向し、且つ、透過型光学素子410の光軸が窓板402に対して垂直となるように、該透過型光学素子410がケーシング401内に配置されている。
[Example 2]
The spectrometry unit 400 shown in FIG. 7 includes a spectrometer 1C including a cylindrical casing 401, a transmission optical element 410 and a detector 420 housed therein, and an ultrasonic heating device 450. I have. The transmission optical element 410 has the same configuration as the transmission optical element 10 included in the spectrometer 1 of the first embodiment, and includes a light incident surface 411 and a light emission surface including a first and a second light emission surface. Surface 412. The detector 420 is connected to the processing device 430 via a signal line, and outputs a detection signal to the processing device 430. A window plate 402 made of a translucent member is attached to the casing 401, the window plate 402 faces the light incident surface 411 of the transmission optical element 410, and the optical axis of the transmission optical element 410 is a window. The transmission optical element 410 is arranged in the casing 401 so as to be perpendicular to the plate 402.

超音波加熱装置450は、板材451と該板材451に取り付けられた超音波振動子452と超音波振動子452を駆動する駆動装置453を備えている。   The ultrasonic heating device 450 includes a plate member 451, an ultrasonic vibrator 452 attached to the plate member 451, and a driving device 453 for driving the ultrasonic vibrator 452.

上記分光測定ユニット400の使用方法を説明する。ここでは、耳たぶのように厚みの小さい物体を測定対象物Sとすることとする。
まず、測定対象物Sを挟んで該測定対象物Sの両側に分光測定装置1Cと超音波加熱装置450を配置し、ケーシング401の窓板402を測定対象物Sの表面に当接させ、測定対象物Sを挟んで窓板402と対向するように板材451を測定対象物Sに当接させる。
A method for using the spectrometer 400 will be described. Here, an object having a small thickness, such as an earlobe, is assumed to be the measurement target S.
First, the spectrometer 1C and the ultrasonic heating device 450 are arranged on both sides of the measurement target S with the measurement target S interposed therebetween, and the window plate 402 of the casing 401 is brought into contact with the surface of the measurement target S to perform measurement. The plate 451 is brought into contact with the measurement target S so as to face the window plate 402 with the target S interposed therebetween.

この状態で、駆動装置453を動作させて超音波振動子452に交流電力を供給すると、測定対象物Sのうち板材451と窓板402の間の領域(測定領域)に超音波振動が発生し、該測定領域が超音波加熱される。これにより、測定領域から赤外線が放射され、この赤外線が窓板402を通してケーシング401内の透過型光学素子410に入射する。透過型光学素子410に入射した赤外線のうち、該透過型光学素子410の合焦点である測定点SPから発せられた赤外線は平行光束となって光出射面412に向かい、光出射面412から第1光束と第2光束に分かれて出射する。そして、光出射面412から出射した第1光束と第2光束は一部が重なった状態で検出器420の受光面421に入射し、第1光束と第2光束の干渉像を形成する。したがって、検出器420で前記干渉像の光強度分布を測定することにより測定点SPのインターフェログラムが得られ、このインターフェログラムを処理装置430でフーリエ変換することにより測定点SPの分光特性を取得することができる。   When AC power is supplied to the ultrasonic vibrator 452 by operating the driving device 453 in this state, ultrasonic vibration is generated in a region (measurement region) between the plate 451 and the window plate 402 in the measurement target S. The measurement area is ultrasonically heated. Thereby, infrared rays are emitted from the measurement area, and the infrared rays enter the transmission optical element 410 in the casing 401 through the window plate 402. Of the infrared light incident on the transmission optical element 410, the infrared light emitted from the measurement point SP, which is the focal point of the transmission optical element 410, becomes a parallel light flux toward the light emission surface 412, and from the light emission surface 412, The light beam is split into one light beam and the second light beam and emitted. Then, the first light beam and the second light beam emitted from the light emitting surface 412 are incident on the light receiving surface 421 of the detector 420 in a partially overlapped state, and form an interference image of the first light beam and the second light beam. Therefore, the interferogram of the measurement point SP is obtained by measuring the light intensity distribution of the interference image with the detector 420, and the spectral characteristic of the measurement point SP is obtained by Fourier transforming the interferogram with the processing device 430. Can be obtained.

この実施例の分光測定ユニット400では、分光測定装置1Cと、光源として機能する超音波加熱装置450を別に設けた。したがって、分光測定装置1Cを小形化することができる。   In the spectrometry unit 400 of this embodiment, a spectrometer 1C and an ultrasonic heating device 450 functioning as a light source are separately provided. Therefore, the spectrometer 1C can be downsized.

[実施例3]
図8に示す分光測定ユニット400Aは、超音波加熱装置450の駆動装置453が超音波振動子452に供給する交流電力の周波数や超音波振動子452が発生する超音波振動の振幅を調整する振動調整部455と、使用者によって操作される操作部456を備えている。振動調整部455及び操作部456は本発明の振動変更部に相当する。また、分光測定ユニット400Aは、分光測定装置1Cと超音波加熱装置450を測定対象物Sに装着するための装着部材460を備えている。装着部材460は、例えばクリップからなり、クリップの両端部に、板材451及び超音波振動子452とケーシング401がそれぞれ取り付けられている。装着部材460で測定対象物Sを挟持すると、板材451と窓材402が測定対象物Sを挟んで対向するように、板材451及び超音波振動子452とケーシング401が測定対象物Sに固定される。
上記した以外の分光測定ユニット400Aの構成は図7に示す分光測定ユニット400と同じであるため、同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
[Example 3]
The spectrometer 400A shown in FIG. 8 is a vibration device that adjusts the frequency of the AC power supplied to the ultrasonic vibrator 452 by the driving device 453 of the ultrasonic heating device 450 and the amplitude of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 452. An adjustment unit 455 and an operation unit 456 operated by a user are provided. The vibration adjusting unit 455 and the operation unit 456 correspond to a vibration changing unit of the present invention. Further, the spectrometry unit 400A includes a mounting member 460 for mounting the spectrometer 1C and the ultrasonic heating device 450 to the measurement target S. The mounting member 460 is made of, for example, a clip, and the plate 451, the ultrasonic vibrator 452, and the casing 401 are attached to both ends of the clip, respectively. When the measurement object S is sandwiched by the mounting member 460, the plate material 451, the ultrasonic vibrator 452, and the casing 401 are fixed to the measurement object S such that the plate member 451 and the window member 402 face each other with the measurement object S interposed therebetween. You.
Since the configuration of the spectrometry unit 400A other than that described above is the same as that of the spectrometry unit 400 shown in FIG. 7, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

上記分光測定ユニット400Aの使用方法を説明する。ここでも、耳たぶのように厚みの小さい物体を測定対象物Sとすることとする。
まず、装着部材460で測定対象物Sを挟み、該該測定対象物Sの両側に分光測定装置1Cのケーシング401と超音波加熱装置450の板材451及び超音波振動子451を固定する。
A method of using the above-described spectrometry unit 400A will be described. Here, an object having a small thickness such as an earlobe is assumed to be the measurement target S.
First, the measuring object S is sandwiched between the mounting members 460, and the casing 401 of the spectrometer 1C, the plate member 451 of the ultrasonic heating device 450, and the ultrasonic transducer 451 are fixed to both sides of the measuring object S.

この状態で、駆動装置453を動作させて超音波振動子452に交流電力を供給すると測定対象物Sのうち板材451と窓板402の間の測定領域に超音波振動が発生し、該測定領域が超音波加熱される。このとき、操作部456を操作して超音波振動子452に供給する交流電力の周波数や超音波振動子452が発生する超音波振動の振幅を適宜調整し、板材451に垂直で、測定点SPに節が位置する定在波を測定領域に形成する。   When AC power is supplied to the ultrasonic vibrator 452 by operating the driving device 453 in this state, ultrasonic vibration is generated in a measurement area between the plate 451 and the window plate 402 in the measurement target S, and the measurement area Is ultrasonically heated. At this time, the frequency of the AC power supplied to the ultrasonic vibrator 452 and the amplitude of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 452 are appropriately adjusted by operating the operation unit 456, and the measurement point SP is perpendicular to the plate 451. A standing wave where a node is located is formed in the measurement area.

図8に、測定対象物Sの内部に定在波Swが形成されている様子を模式的に示す。定在波Swでは節の部分にエネルギーが集中するため、節の部分が、その他の部分よりも強く加熱され、高エネルギーの赤外線を放射する。測定点SPから発せられた高エネルギーの赤外線は窓板402を通してケーシング401内の透過型光学素子410に入射する。透過型光学素子410に入射した測定点SPからの赤外線は平行光束となって光出射面412に向かい、光出射面412から第1光束と第2光束に分かれて出射する。光出射面412から出射した第1光束と第2光束は一部が重なった状態で検出器420の受光面421に入射し、第1光束と第2光束の干渉像を形成する。したがって、検出器420で前記干渉像の光強度分布を測定することにより測定点SPのインターフェログラムが得られ、このインターフェログラムを処理装置430でフーリエ変換することにより測定点SPの分光特性を取得することができる。   FIG. 8 schematically illustrates a state in which a standing wave Sw is formed inside the measurement target S. In the standing wave Sw, energy concentrates on the nodes, so that the nodes are heated more strongly than the other portions and emit high-energy infrared rays. The high-energy infrared rays emitted from the measurement point SP enter the transmission optical element 410 in the casing 401 through the window plate 402. The infrared light from the measurement point SP that has entered the transmission optical element 410 is converted into a parallel light flux toward the light emission surface 412, and is emitted from the light emission surface 412 as a first light flux and a second light flux. The first light beam and the second light beam emitted from the light exit surface 412 are incident on the light receiving surface 421 of the detector 420 in a partially overlapped state, and form an interference image of the first light beam and the second light beam. Therefore, the interferogram of the measurement point SP is obtained by measuring the light intensity distribution of the interference image with the detector 420, and the spectral characteristic of the measurement point SP is obtained by Fourier transforming the interferogram with the processing device 430. Can be obtained.

また、本実施例では、測定点SPに位置するような超音波振動の定在波Swを形成し、測定点SPから高エネルギーの赤外線を発生させるようにした。これにより、検出器420の受光面421における干渉像の形成に寄与しない、測定点SP以外の箇所から放射される赤外線を小さく抑えることができるため、SN比を高めることができる。   Further, in the present embodiment, a standing wave Sw of ultrasonic vibration is formed so as to be located at the measurement point SP, and high-energy infrared rays are generated from the measurement point SP. Accordingly, infrared rays emitted from portions other than the measurement point SP, which do not contribute to the formation of an interference image on the light receiving surface 421 of the detector 420, can be suppressed to a small value, so that the SN ratio can be increased.

上述した実施例1〜実施例3の分光測定ユニット300、400、400Aを用いることにより、簡便に、測定対象物の分光特性を測定することができる。また、分光測定装置1は干渉光学系として透過型光学素子10、410が用いられており、干渉光学系を小形化できることから、分光測定ユニット300、400、400Aも小形化することができる。したがって、分光測定ユニット300、400、400Aは、例えば測定対象物として例えば耳たぶや指先等の比較的小さい領域を流れる血液の分光特性を測定し、その結果からグルコースやコレステロール等の生体成分濃度を測定する装置として好適である。   By using the spectrometry units 300, 400, and 400A of the above-described first to third embodiments, it is possible to easily measure the spectral characteristics of the measurement object. In addition, since the spectrometer 1 uses the transmission optical elements 10 and 410 as the interference optical system, and the interference optical system can be downsized, the spectrometry units 300, 400 and 400A can also be downsized. Therefore, the spectrometry units 300, 400, and 400A measure, for example, the spectral characteristics of blood flowing in a relatively small area such as an earlobe or a fingertip as a measurement target, and measure the concentration of a biological component such as glucose or cholesterol from the result. It is suitable as a device that performs

なお、本発明は上述した実施形態、或いは実施例の構成に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。
例えば実施例1、実施例2の分光測定ユニット300、400についても、ケーシング301、或いはケーシング401と超音波加熱装置450を測定対象物に固定するための装着部材を備えるようにしてもよい。
分光測定ユニット300、400、400Aを構成する分光測定装置は、第2実施形態の分光測定装置1Aでも良く、第3実施形態の分光測定装置1Bでも良い。
第3実施形態の分光測定装置では、カセグレン光学系と分割光学素子の間に拡大光学素子を配置したが、この拡大光学素子は省略しても良い。
Note that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment or example, and can be appropriately changed.
For example, the spectrometry units 300 and 400 of the first and second embodiments may also include a casing 301 or a mounting member for fixing the casing 401 and the ultrasonic heating device 450 to the measurement object.
The spectrometers constituting the spectrometers 300, 400 and 400A may be the spectrometer 1A of the second embodiment or the spectrometer 1B of the third embodiment.
In the spectrometer of the third embodiment, the magnifying optical element is arranged between the Cassegrain optical system and the split optical element, but this magnifying optical element may be omitted.

1、1A、1B、1C…分光測定装置
10、410…透過型光学素子
11、411…光入射面
12、412…光出射面
12A…第1光出射面
12B…第2光出射面
110…平行化光学素子
111…光入射面
112…光出射面
120…分割光学素子
121…光入射面
122…光出射面
122A…第1光出射面
122B…第2光出射面
20、420…検出器
21…受光面
200…干渉光学系
201…容器
210…カセグレン光学系
211…主鏡
212…副鏡
220…拡大光学素子
221…光入射面
222…光出射面
230…分割光学素子
231…光入射面
232…光出射面
232A…第1光出射面
232B…第2光出射面
30…処理部
300、400、400A…分光測定ユニット
301、401…ケーシング
302、402…窓板
40…光源
450…超音波加熱装置
452…超音波振動子
453…駆動装置
455…振動調整部
456…操作部
460…装着部材
50…容器
1, 1A, 1B, 1C Spectrometer 10, 410 Transmission optical element 11, 411 Light incidence surface 12, 412 Light emission surface 12A First light emission surface 12B Second light emission surface 110 Parallel Optical element 111: light incident surface 112: light emitting surface 120: split optical element 121: light incident surface 122: light emitting surface 122A: first light emitting surface 122B: second light emitting surface 20, 420: detector 21 Light receiving surface 200: Interfering optical system 201: Container 210: Cassegrain optical system 211: Primary mirror 212: Secondary mirror 220: Magnifying optical element 221: Light incident surface 222: Light emitting surface 230: Split optical element 231: Light incident surface 232 Light emitting surface 232A First light emitting surface 232B Second light emitting surface 30 Processing units 300, 400, 400A Spectrometer 301, 401 Casing 302, 402 Window plates 40 ... Light source 450 ... Ultrasonic heating device 452 ... Ultrasonic vibrator 453 ... Drive device 455 ... Vibration adjustment unit 456 ... Operation unit 460 ... Mounting member 50 ... Container

Claims (8)

a) 受光面を有し、該受光面上の光の強度分布を検出する検出器と、
b) 測定対象物の測定点から発せられた光を平行光束にする平行光束化部と、前記平行光束を第1光束と第2光束に分割し、該第1光束と該第2光束の間に光路長差を付与しつつ前記受光面に向けて出射し、前記第1光束と前記第2光束が少なくとも一部において互いに重なるように該受光面に入射させる光分割部とを有する干渉光学系と、
c) 前記第1光束と前記第2光束が重なった部分の前記受光面の光の強度分布に基づき前記測定点のインターフェログラムを求め、このインターフェログラムをフーリエ変換することによりスペクトルを取得する処理部と
を備え、
前記平行光束化部と前記光分割部とが、それらの光軸が一致するように一体的に構成されていることを特徴とする分光測定装置。
a) a detector having a light receiving surface and detecting an intensity distribution of light on the light receiving surface;
b) a parallel beam forming unit that converts the light emitted from the measurement point of the object to be measured into a parallel beam, and divides the parallel beam into a first beam and a second beam, between the first beam and the second beam. An interference optical system having a light splitting unit that emits light toward the light receiving surface while providing an optical path length difference, and causes the first light flux and the second light flux to be incident on the light receiving surface so as to overlap each other at least in part; ,
c) Obtaining an interferogram at the measurement point based on the intensity distribution of light on the light receiving surface in a portion where the first light beam and the second light beam overlap, and obtaining a spectrum by Fourier transforming the interferogram. And a processing unit.
The spectrometer according to claim 1, wherein the parallel light beam splitting unit and the light splitting unit are integrally formed such that their optical axes coincide with each other.
前記干渉光学系の前記平行光束化部が、凸面状の光入射面とその裏側に位置する平面状の光出射面とを有する板状の第1透過型光学素子から構成され、前記光分割部が、平面状の光入射面とその裏側に位置する面であって互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する板状の第2透過型光学素子から構成されており、
前記干渉光学系が、さらに、前記第1透過型光学素子と前記第2透過型光学素子を、それらの光軸が一致するように一体的に保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の分光測定装置。
The parallel beam forming unit of the interference optical system is configured by a plate-shaped first transmission optical element having a convex light incident surface and a planar light emitting surface located on the back side thereof, and the light splitting unit. Is constituted by a plate-shaped second transmission optical element having a planar light incident surface and a light exit surface composed of two inclined surfaces that are different from each other and located on the back side,
The interference optical system further comprises a holding member that integrally holds the first transmission type optical element and the second transmission type optical element so that their optical axes coincide. 2. The spectrometer according to 1.
前記干渉光学系が、凸面状の光入射面と、その裏側に位置する面であって、互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有し、前記光入射面から前記光出射面に至るまでの部分が平行光束化部となり、前記光出射面を構成する前記2つの傾斜面が前記光分割部となる一つの透過型光学素子から構成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。   The interference optical system has a convex light incident surface and a light exit surface, which is a surface located on the back side, and is formed of two inclined surfaces having different inclinations from each other. The part up to a surface becomes a parallel light beam forming part, and the two inclined surfaces constituting the light emitting surface are constituted by one transmission type optical element serving as the light dividing part. 2. The spectrometer according to 1. 前記干渉光学系の前記平行光束化部が、凸面鏡と凹面鏡から成るカセグレン光学系から構成され、前記光分割部が、平面状の光入射面とその裏側に位置する面であって互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する板状の透過型光学素子から構成されており、
前記干渉光学系が、さらに、前記カセグレン光学系と前記透過型光学素子を、それらの光軸が一致するように一体的に保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の分光測定装置。
The parallel beam forming unit of the interference optical system is formed of a Cassegrain optical system including a convex mirror and a concave mirror, and the light splitting unit is a plane light incident surface and a surface located on the back side thereof, and the inclination is different from each other. And a plate-shaped transmission optical element having a light emission surface composed of two inclined surfaces,
2. The spectroscopy according to claim 1, wherein the interference optical system further includes a holding member that integrally holds the Cassegrain optical system and the transmission optical element so that their optical axes coincide. measuring device.
請求項1〜4のいずれかに記載の分光測定装置と、
測定対象物を超音波加熱することにより、該測定対象物の測定点から赤外光を放射させる超音波加熱装置と
を具備する分光測定ユニット。
A spectrometer according to any one of claims 1 to 4,
An ultrasonic heating device that emits infrared light from a measurement point of the measurement target by ultrasonically heating the measurement target.
前記超音波加熱装置が、超音波振動子と、該超音波振動子の発する超音波振動の周波数及び/又は振幅を変更する超音波振動変更部とを備えることを特徴とする請求項5に記載の分光測定ユニット。   The said ultrasonic heating device is provided with the ultrasonic vibrator and the ultrasonic vibration change part which changes the frequency and / or the amplitude of the ultrasonic vibration which this ultrasonic vibrator emits, The Claims 5 characterized by the above-mentioned. Spectrometry unit. 測定対象物を挟んで前記超音波加熱装置と前記分光測定装置の平行光束化部が対向するように前記超音波加熱装置と前記分光測定装置を前記測定対象物に装着するための装着部材を備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の分光測定ユニット。   A mounting member is provided for mounting the ultrasonic heating device and the spectroscopic measurement device on the measurement object such that the ultrasonic heating device and the parallel beam forming unit of the spectrometry device face each other across the measurement object. The spectrometry unit according to claim 5 or 6, wherein: 凸面状の光入射面と、その裏側に位置する、互いに傾きが異なる2つの傾斜面から成る光出射面とを有する透過型光学素子であって、
前記光入射面の合焦点から該光入射面に入射した光を平行光束にし、該平行光束を第1光束と第2光束に分割するとともに該第1光束と該第2光束の間に光路長差を付与し、且つ、前記光出射面から所定の距離に位置する面において前記第1光束と前記第2光束が少なくとも一部において互いに重なるように、前記第1光束と前記第2光束を前記光出射面から出射させる透過型光学素子。
A transmissive optical element having a convex light incident surface and a light exit surface formed of two inclined surfaces having different inclinations located on the back side thereof,
The light incident on the light incident surface from the focal point of the light incident surface is converted into a parallel light beam, the parallel light beam is divided into a first light beam and a second light beam, and an optical path length difference between the first light beam and the second light beam. And the first light flux and the second light flux are combined with each other so that the first light flux and the second light flux at least partially overlap each other on a surface located at a predetermined distance from the light emission surface. A transmission type optical element that emits light from an emission surface.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014054708A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 国立大学法人香川大学 Spectral characteristic measurement device
JP2017156245A (en) * 2016-03-02 2017-09-07 国立大学法人 香川大学 Spectroscopic apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014054708A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 国立大学法人香川大学 Spectral characteristic measurement device
JP2015111169A (en) * 2012-10-05 2015-06-18 国立大学法人 香川大学 Spectral characteristic measuring apparatus
JP2017156245A (en) * 2016-03-02 2017-09-07 国立大学法人 香川大学 Spectroscopic apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HANYUE KANG: "非侵襲血糖値センサーを目指したパラメトリック定在波による生体膜内部における反射面生成手法", 2018年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集, JPN6022024774, March 2018 (2018-03-01), pages 815 - 816, ISSN: 0004803151 *

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