JP2020085799A - Optical device - Google Patents

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Abstract

To suppress influence of heat in a small-sized spectrometry unit.SOLUTION: An optical device includes: a light source for irradiating an object with light; a spectroscope for dispersing reflection light from the object; a housing for housing the light source and the spectroscope; a light source fixing member for fixing the light source to an inner surface of the housing; and a spectroscope fixing member for fixing the spectroscope to the inner surface of the housing. The light source, through the light source fixing member, includes a gap to a first inner surface of the housing to which the light source fixing member is fixed, and is fixed to the first inner surface. The spectroscope, through the spectroscope fixing member, includes a gap to a second inner surface of the housing to which the spectroscope fixing member is fixed, and is fixed to the second inner surface.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、光学装置に関する。 The present invention relates to optical devices.

分光器は、分光分析等のために、UV(Ultra Violet)、可視、近赤外、赤外等の様々な波長に光を分散させる光デバイスである。近年、屋内だけでなく、野外等のオンサイトでの分光分析のニーズが増加し、様々な用途に適用させるために、分光分析ユニットの小型化が進んでいる。 A spectroscope is an optical device that disperses light into various wavelengths such as UV (Ultra Violet), visible light, near infrared light, and infrared light for spectroscopic analysis and the like. In recent years, the need for on-site spectroscopic analysis not only indoors but also outdoors has increased, and the spectroscopic analysis unit has been downsized in order to be applied to various applications.

小型の分光分析ユニットとして、光の分散機能と集光機能を持つ分光素子である凹面回折格子と、SiやInGaAs等のフォトダイオードのアレイセンサと、所望の波長帯域のLED(Light Emitted Diode)やハロゲンランプ等の光源とを備えるものが知られている。 As a small spectroscopic analysis unit, a concave diffraction grating that is a spectroscopic element having a light dispersion function and a light condensing function, an array sensor of photodiodes such as Si and InGaAs, an LED (Light Emitted Diode) of a desired wavelength band, and A device including a light source such as a halogen lamp is known.

小型の分光分析ユニットの場合、光源や検出器等を近接配置する必要があり、光源の発熱が取得される分光スペクトルに影響が出る場合がある。これに対し、被測定物からの光を集光レンズで半導体分光センサまで導く光路に、筐体を設けた分光分析ユニットが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In the case of a small spectroscopic analysis unit, it is necessary to dispose a light source, a detector, and the like in close proximity, and heat generation of the light source may affect the spectroscopic spectrum acquired. On the other hand, there is disclosed a spectroscopic analysis unit in which a housing is provided in an optical path that guides light from an object to be measured to a semiconductor spectroscopic sensor with a condensing lens (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1の分光分析ユニットは集光レンズを備えるため、分光分析ユニットが大型化する場合があった。 However, since the spectroscopic analysis unit of Patent Document 1 includes the condenser lens, the spectroscopic analysis unit may be upsized.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、小型の分光分析ユニットにおいて熱の影響を抑制することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to suppress the influence of heat in a small spectroscopic analysis unit.

開示の技術の一態様に係る光学装置は、対象物に光を照射する光源と、前記対象物からの反射光を分光する分光器と、前記光源及び前記分光器を収容する筐体と、前記光源を前記筐体の内面に固定する光源固定部材と、前記分光器を前記筐体の内面に固定する分光器固定部材と、を有し、前記光源は、前記光源固定部材を介して、前記光源固定部材が固定された前記筐体の第1内面との間に空隙部を含み、前記第1内面に固定され、前記分光器は、前記分光器固定部材を介して、前記分光器固定部材が固定された前記筐体の第2内面との間に空隙部を含み、前記第2内面に固定されている。 An optical device according to an aspect of the disclosed technology includes a light source that irradiates an object with light, a spectroscope that disperses reflected light from the object, a housing that houses the light source and the spectroscope, and A light source fixing member that fixes a light source to an inner surface of the housing; and a spectroscope fixing member that fixes the spectroscope to an inner surface of the housing, wherein the light source includes the light source fixing member. The light source fixing member includes a void portion between the light source fixing member and the first inner surface of the housing, and the light source fixing member is fixed to the first inner surface. The spectroscope is fixed to the spectroscope fixing member via the spectroscope fixing member. Is fixed to the second inner surface including a space between the second inner surface of the housing and the second inner surface.

本発明の実施形態によれば、小型の分光分析ユニットにおいて熱の影響を抑制することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to suppress the influence of heat in a small spectroscopic analysis unit.

実施形態に係る分光器による分光の基本原理を説明する図である。It is a figure explaining the basic principle of the spectroscopy by the spectrometer concerning an embodiment. 実施形態に係る可動部の構成の一例を説明する図であり、(a)は可動部の側面図であり、(b)は可動部の平面図である。It is a figure explaining an example of composition of a flexible region concerning an embodiment, (a) is a side view of a flexible region, and (b) is a top view of a flexible region. 実施形態に係る分光器の構成の一例を示す図であり、(a)は断面図であり、(b)は斜視図である。It is a figure which shows an example of a structure of the spectrometer which concerns on embodiment, (a) is sectional drawing, (b) is a perspective view. 第1の実施形態に係る分光分析ユニットの構成の一例を示す図であり、(a)は断面図であり、(b)は(a)の矢印Aの方向から分光分析ユニットを見た図であり、(c)は(a)の矢印Bの方向から分光分析ユニットを見た図である。It is a figure which shows an example of a structure of the spectroscopic analysis unit which concerns on 1st Embodiment, (a) is sectional drawing, (b) is the figure which looked at the spectroscopic analysis unit from the direction of the arrow A of (a). Yes, (c) is a diagram of the spectroscopic analysis unit viewed from the direction of arrow B in (a). 第1の実施形態に係る処理部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of the process part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る処理部が有する構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。It is a figure which shows an example of the component which the process part which concerns on 1st Embodiment has by a functional block. 光源固定部材と分光器固定部材の筐体の内面への固定位置を説明する図である。It is a figure explaining the fixed position to the inner surface of the housing|casing of a light source fixing member and a spectrometer fixing member. 第2の実施形態に係る分光分析ユニットの構成の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of composition of a spectrum analysis unit concerning a 2nd embodiment. 可動部の反射部を周期的に回動させた時の可動光検出器による検出信号の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the detection signal by a movable photodetector when rotating the reflection part of a movable part periodically. 第2の実施形態に係る処理部が有する構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。It is a figure which shows an example of the component which the process part which concerns on 2nd Embodiment has by a functional block.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be denoted by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

実施形態では、光学装置の一例として、分光分析ユニットについて説明する。 In the embodiment, a spectroscopic analysis unit will be described as an example of an optical device.

尚、各図面において実線の矢印で方向を示す場合があるが、各図面で共通のX、Y、及びZ方向を示すものとする。 It should be noted that although a solid arrow may indicate the direction in each drawing, the X, Y, and Z directions common to each drawing are shown.

<実施形態に係る分光の基本原理>
先ず実施形態に係る分光の基本原理を説明する。図1は、実施形態に係る分光器100による分光の基本原理を説明する図である。
<Basic principle of spectroscopy according to the embodiment>
First, the basic principle of spectroscopy according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a basic principle of spectroscopy by the spectroscope 100 according to the embodiment.

図1に示すように、分光器100は、入射スリット1と、凹面回折格子2と、可動部3と、出射スリット4とを有する。図中に点線で示す光線40は、入射スリット1を通って分光器100の内部に入射して伝搬した後、出射スリット4を通って分光器100の外部に出射する光線を示している。 As shown in FIG. 1, the spectroscope 100 has an entrance slit 1, a concave diffraction grating 2, a movable portion 3, and an exit slit 4. A light ray 40 indicated by a dotted line in the drawing indicates a light ray which enters the spectroscope 100 through the entrance slit 1, propagates, and then exits the spectroscope 100 through the exit slit 4.

入射スリット1は、分光の対象となる光を分光器100の内部に入射させるための細い矩形の開口であり、ニッケル等で構成された板状の金属基材に形成された矩形の貫通孔である。入射スリット1の短手方向の開口の幅は、一例として数10〜数100μmである。 The entrance slit 1 is a thin rectangular opening for allowing the light to be separated into the inside of the spectroscope 100, and is a rectangular through hole formed in a plate-shaped metal base made of nickel or the like. is there. The width of the entrance slit 1 in the lateral direction is, for example, several tens to several hundreds μm.

但し、基材の材質は金属に限定されず、樹脂等であってもよい。また入射スリット1は、矩形開口に限定されるものではなく、円形開口のピンホール等であってもよい。 However, the material of the base material is not limited to metal, and may be resin or the like. The entrance slit 1 is not limited to the rectangular opening, and may be a circular opening pinhole or the like.

入射スリット1から分光器100の内部に入射した光は、発散光として凹面回折格子2に入射する。 The light that has entered the spectroscope 100 from the entrance slit 1 enters the concave diffraction grating 2 as divergent light.

凹面回折格子2は、金属の凹面ミラーの表面に等間隔の細線が形成された光学素子である。凹面回折格子2は、回折格子による光の分散機能と、凹面ミラーによる反射・集光機能とを兼ね備える。凹面回折格子2は、入射した光を回折して分散させ、分散光を可動部3に向けて集光する。ここで、光の分散とは、入射光が波長ごとに別々に分離する現象をいう。 The concave diffraction grating 2 is an optical element in which fine lines with equal intervals are formed on the surface of a metal concave mirror. The concave diffraction grating 2 has both the light dispersion function of the diffraction grating and the reflection/condensation function of the concave mirror. The concave diffraction grating 2 diffracts and disperses the incident light, and condenses the dispersed light toward the movable portion 3. Here, light dispersion refers to a phenomenon in which incident light is separated separately for each wavelength.

凹面回折格子2の基材は金属に限定されるものではなく、半導体、ガラス、樹脂等であってもよい。また、凹面回折格子2に形成される細線は、基材上に直接形成されてもよいし、基材上に設けられた薄い樹脂等の層に形成されてもよい。 The base material of the concave diffraction grating 2 is not limited to metal, but may be semiconductor, glass, resin or the like. Further, the fine line formed on the concave diffraction grating 2 may be directly formed on the base material, or may be formed on a layer such as a thin resin provided on the base material.

一方、可動部3は、反射面を備える反射部7が弾性梁部と一体に形成されたMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーである。 On the other hand, the movable portion 3 is a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror in which a reflecting portion 7 having a reflecting surface is integrally formed with an elastic beam portion.

ここで、図2は、可動部3の構成の一例を説明する図であり、(a)は可動部3の側面図であり、(b)は可動部3の平面図である。 Here, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the movable section 3, (a) is a side view of the movable section 3, and (b) is a plan view of the movable section 3.

可動部3では、反射部7が弾性梁部8を介して基板6に回動可能に支持されている。弾性梁部8はねじりバネの機能を有し、圧電駆動や静電駆動、電磁駆動等の図示しない駆動部から駆動力が加えられることで、反射部7を図2(b)の破線A−A'を軸に、図2(a)の一点鎖線の矢印の方向に回動させる。尚、回動は「駆動」の一例である。 In the movable portion 3, the reflecting portion 7 is rotatably supported by the substrate 6 via the elastic beam portion 8. The elastic beam portion 8 has a function of a torsion spring, and a driving force is applied from a driving portion (not shown) such as piezoelectric driving, electrostatic driving, or electromagnetic driving to move the reflecting portion 7 to the broken line A- in FIG. 2A is rotated about the axis of A′ in the direction of the one-dot chain line arrow. The rotation is an example of “driving”.

反射部7の駆動部を基板6にモノリシックに形成することで、モーター等の外部駆動手段を用いずに反射部7を回動させることができるとともに、可動部3を小型化することができる。 By forming the driving unit of the reflecting unit 7 monolithically on the substrate 6, the reflecting unit 7 can be rotated without using an external driving unit such as a motor, and the movable unit 3 can be downsized.

基板6の材質は特に限定はされないが、一例としてSi(シリコン)やガラス等である。基板6にSi等の半導体材料を用いると、半導体製造技術による高精度な微細加工が可能になる。 The material of the substrate 6 is not particularly limited, but is, for example, Si (silicon) or glass. The use of a semiconductor material such as Si for the substrate 6 enables highly precise microfabrication by semiconductor manufacturing technology.

図1に戻り、可動部3は、凹面回折格子2による分散光を出射スリット4に向けて反射する。可動部3による反射光の反射角度は、反射部7の回動により可変である。 Returning to FIG. 1, the movable portion 3 reflects the dispersed light from the concave diffraction grating 2 toward the exit slit 4. The angle of reflection of the reflected light by the movable portion 3 can be changed by rotating the reflecting portion 7.

出射スリット4は、凹面回折格子2による分散光の結像位置に配置された細い矩形の開口であり、凹面回折格子2による分散光を分光器100の外部に出射させる。 The exit slit 4 is a narrow rectangular opening arranged at the image forming position of the dispersed light by the concave diffraction grating 2, and causes the dispersed light by the concave diffraction grating 2 to be emitted to the outside of the spectroscope 100.

ここで、凹面回折格子2による分散光は波長に応じて結像位置が横ずれ(シフト)する。そのため、反射部7での反射角度を変化させることで、出射スリット4を通過する光の波長を変えることができ、これにより分散光のうちの所望の波長の光を、分光器100から選択的に出射させることができる。 Here, the dispersed light from the concave diffraction grating 2 has its image forming position laterally displaced (shifted) according to the wavelength. Therefore, the wavelength of the light passing through the exit slit 4 can be changed by changing the reflection angle at the reflecting portion 7, and thus the light of a desired wavelength of the dispersed light can be selectively emitted from the spectroscope 100. Can be emitted.

分光器100から出射された光は、Siフォトダイオード等の光検出器により検出され、分光分析等が行われる。尚、出射スリット4の材質や形状は、入射スリット1と同様である。 The light emitted from the spectroscope 100 is detected by a photodetector such as a Si photodiode, and spectral analysis or the like is performed. The material and shape of the exit slit 4 are the same as those of the entrance slit 1.

ところで、図1に破線で示されているローランド円5は、凹面回折格子2の凹面の曲率半径を直径とする円である。凹面回折格子2はローランド円5上に外接して配置される。換言すると、凹面回折格子2は、凹面がローランド円5の一部を形成するように配置される。但し、凹面回折格子2の凹面の曲率半径とローランド円の直径は一致するため、完全なローランド円による配置では、凹面回折格子2の凹面とローランド円とは一点のみで交わることになる(図1参照)。 By the way, the Rowland circle 5 shown by the broken line in FIG. 1 is a circle having a radius of curvature of the concave surface of the concave diffraction grating 2 as its diameter. The concave diffraction grating 2 is circumscribed on the Rowland circle 5. In other words, the concave diffraction grating 2 is arranged so that the concave surface forms a part of the Rowland circle 5. However, since the radius of curvature of the concave surface of the concave diffraction grating 2 and the diameter of the Rowland circle are the same, the concave surface of the concave diffraction grating 2 and the Rowland circle intersect at only one point in a complete arrangement by the Roland circle (Fig. 1). reference).

円周上に配置された入射スリット1を介して、光を分光器100の内部に入射させることにより、凹面回折格子2による分散光の波長毎の光を、全てローランド円の円周上に結像させることができる。 By letting light enter the inside of the spectroscope 100 via the entrance slit 1 arranged on the circumference, all the light of each wavelength of the dispersed light by the concave diffraction grating 2 is combined on the circumference of the Rowland circle. Can be made to image.

また実施形態では、可動部3の反射部7を回動させて、所望の波長の光を出射スリット4から選択的に出射させるため、反射部7の回動に対応した波長の光が出射スリット4を通過するように、出射スリット4と可動部3の配置が適正化されている。 Further, in the embodiment, since the reflection part 7 of the movable part 3 is rotated to selectively emit the light of the desired wavelength from the emission slit 4, the light of the wavelength corresponding to the rotation of the reflection part 7 is emitted from the emission slit. The exit slit 4 and the movable portion 3 are arranged appropriately so as to pass through 4.

このような配置は、予め光学シミュレーション等で決定することができる。尚、図1では、出射スリット4をローランド円5上から外れた位置に配置する例を示したが、光学シミュレーション等の結果に応じて、出射スリット4をローランド円5上に配置してもよい。 Such arrangement can be determined in advance by optical simulation or the like. Although FIG. 1 shows an example in which the exit slit 4 is arranged at a position deviated from the Rowland circle 5, the exit slit 4 may be arranged on the Rowland circle 5 according to the result of optical simulation or the like. ..

<実施形態に係る分光器の構成>
次に、図3は、実施形態に係る分光器100の構成の一例を示す図であり、(a)は分光器100の断面図であり、(b)は分光器100の斜視図である。尚、図1で説明した構成要素と同じ機能を有する要素には図1と同じ番号を付し、重複した説明を省略する。
<Structure of spectrometer according to embodiment>
Next, FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the spectroscope 100 according to the embodiment, (a) is a cross-sectional view of the spectroscope 100, and (b) is a perspective view of the spectroscope 100. It should be noted that elements having the same functions as those of the constituent elements described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and duplicate description will be omitted.

図3に示すように、分光器100は、断面が多角形の中空構造の角柱であるフレーム9を有している。フレーム9の材質は特に制限されないが、樹脂や金属、セラミック等である。ここでフレーム9は「支持枠」の一例である。 As shown in FIG. 3, the spectroscope 100 has a frame 9 which is a hollow prism having a polygonal cross section. The material of the frame 9 is not particularly limited, but is resin, metal, ceramic or the like. Here, the frame 9 is an example of a “support frame”.

フレーム9を構成する面の所定の位置には、フレーム9の外部と中空部を連通させる矩形の開口9a〜9dが形成されている。 Rectangular openings 9a to 9d for communicating the outside of the frame 9 with the hollow portion are formed at predetermined positions on the surface forming the frame 9.

開口9aの位置には入射スリット1が配置されている。入射スリット1を通過する光は、開口9aを介してフレーム9の中空部に入射し、開口9bに向かって伝搬する。尚、開口9aは「第3の開口」の一例である。 The entrance slit 1 is arranged at the position of the opening 9a. The light passing through the entrance slit 1 enters the hollow portion of the frame 9 through the opening 9a and propagates toward the opening 9b. The opening 9a is an example of the "third opening".

入射スリット1は、フレーム9の外側の面に固定されている。この固定方法は、接着剤で固定してもよいし、嵌合やネジ止めによる固定であってもよい。この点は、以下で説明する各開口に配置される光学素子の固定方法でも同様である。 The entrance slit 1 is fixed to the outer surface of the frame 9. This fixing method may be fixing with an adhesive or fixing by fitting or screwing. This point is the same in the method of fixing the optical element arranged in each aperture described below.

次に、開口9bの位置には凹面回折格子2が配置され、凹面回折格子2はフレーム9の外側の面に固定されている。開口9aに入射した光は、開口9bを通過して凹面回折格子2に入射する。凹面回折格子2は、入射した光を回折して分散させ、分散光を開口9cに向かって集光させる。尚、開口9bは「第1の開口」の一例である。 Next, the concave diffraction grating 2 is arranged at the position of the opening 9b, and the concave diffraction grating 2 is fixed to the outer surface of the frame 9. The light that has entered the opening 9 a passes through the opening 9 b and enters the concave diffraction grating 2. The concave diffraction grating 2 diffracts and disperses the incident light to collect the dispersed light toward the opening 9c. The opening 9b is an example of the "first opening".

次に、開口9cの位置には可動部3が配置され、可動部3はフレーム9の外側の面に固定されている。凹面回折格子2による分散光は、開口9cを通過し、可動部3の反射部7に入射する。尚、開口9cは「第2の開口」の一例である。 Next, the movable portion 3 is arranged at the position of the opening 9c, and the movable portion 3 is fixed to the outer surface of the frame 9. The dispersed light from the concave diffraction grating 2 passes through the opening 9c and enters the reflecting section 7 of the movable section 3. The opening 9c is an example of the "second opening".

可動部3の反射部7に入射した光は、反射部7で開口9dに向けて反射される。ここで、可動部3の反射部7は図3(a)に一点鎖線の矢印の方向に回動するが、反射部7はフレーム9の開口9cの領域で回動するため、回動中に反射部7がフレーム9に接触することはない。 The light that has entered the reflecting portion 7 of the movable portion 3 is reflected by the reflecting portion 7 toward the opening 9d. Here, the reflecting portion 7 of the movable portion 3 rotates in the direction of the one-dot chain line arrow in FIG. 3A, but since the reflecting portion 7 rotates in the area of the opening 9c of the frame 9, during the rotation. The reflector 7 does not come into contact with the frame 9.

また、開口9dの位置には出射スリット4が配置され、出射スリット4はフレーム9の外側の面に固定されている。反射部7で反射された光は、開口9dを通過し、出射スリット4を介してフレーム9の外部に出射される。尚、開口9dは「第4の開口」の一例である。 The exit slit 4 is arranged at the position of the opening 9d, and the exit slit 4 is fixed to the outer surface of the frame 9. The light reflected by the reflector 7 passes through the opening 9d and is emitted to the outside of the frame 9 through the emission slit 4. The opening 9d is an example of the "fourth opening".

実施形態では、入射スリット1がローランド円5上に配置されるように位置が調整されて、開口9aが形成されている。また凹面回折格子2の凹面がローランド円5の円周の一部を形成するように位置が調整されて、開口9bが形成されている。このように配置することで、フレーム9に固定される入射スリット1及び凹面回折格子2等の部材の位置や傾きの調整を、容易に行うことができる。 In the embodiment, the position is adjusted so that the entrance slit 1 is arranged on the Rowland circle 5, and the opening 9a is formed. Further, the position is adjusted so that the concave surface of the concave diffraction grating 2 forms a part of the circumference of the Rowland circle 5, and the opening 9b is formed. By arranging in this way, it is possible to easily adjust the position and inclination of the members such as the entrance slit 1 and the concave diffraction grating 2 fixed to the frame 9.

また実施形態では、断面が多角形形状であるフレーム9を用い、多角形の隣接する頂点間を結ぶ直線部が連続的に結合する構成にしている。換言すると、凹面回折格子2や可動部3等の部材を固定するフレーム9の各面を一体に形成している。この構成によりフレーム9等の基材の変形を抑制することができる。 Further, in the embodiment, the frame 9 having a polygonal cross section is used, and the straight line portion connecting the adjacent vertices of the polygon is continuously connected. In other words, each surface of the frame 9 for fixing members such as the concave diffraction grating 2 and the movable portion 3 is integrally formed. With this configuration, the deformation of the base material such as the frame 9 can be suppressed.

さらに実施形態では、フレーム9の外側の面に各部材を配置し、固定している。そのため、電子部品をプリント基板に表面実装するために用いられるチップマウンター等の装置を、凹面回折格子2や可動部3等の部材の実装に利用することができる。 Further, in the embodiment, each member is arranged and fixed on the outer surface of the frame 9. Therefore, a device such as a chip mounter used for surface-mounting electronic components on a printed circuit board can be used for mounting members such as the concave diffraction grating 2 and the movable portion 3.

チップマウンター等の装置を利用することで、実装する部材を高精度にアライメントすることができる。また製作する分光器毎での個体差を抑制することができる。部材が配置される各面には、実装時に部材が傾くことを抑制するために、付き当て部やアライメントマーク等の傾き補正部位が設けられていることが望ましい。 By using a device such as a chip mounter, the mounted members can be aligned with high accuracy. Further, it is possible to suppress individual differences in each manufactured spectroscope. It is desirable that each surface on which the member is arranged is provided with a tilt correction portion such as an abutting portion or an alignment mark in order to prevent the member from tilting during mounting.

また実施形態では、凹面回折格子2や可動部3等の部材をプリント基板等の一次実装基板(キャリア部材)に実装せず、フレーム9に直接実装する。これにより、一次実装基板同士が干渉して部材の近接配置が制限されることを防止し、また分光器の小型化が制限されることを防止することができる。 Further, in the embodiment, members such as the concave diffraction grating 2 and the movable portion 3 are not mounted on the primary mounting substrate (carrier member) such as a printed circuit board but are directly mounted on the frame 9. As a result, it is possible to prevent the primary mounting boards from interfering with each other and restricting the close arrangement of the members, and also preventing the miniaturization of the spectroscope from being restricted.

実施形態に係る比較例として、各部材をそれぞれ実装した一次実装基板でフレームを形成するように配置して分光器を構成することも考えられるが、この場合は、一次実装基板を精度よく配置することは困難になる。また別々の基板を組合せた構成となるため、剛性が低くなり、変形等が発生して分光器の安定性が損なわれる。 As a comparative example according to the embodiment, a spectroscope may be configured by arranging each member so as to form a frame with a primary mounting board, but in this case, the primary mounting board is accurately arranged. Things will be difficult. Further, since the configuration is such that different substrates are combined, the rigidity is lowered, deformation is generated, and the stability of the spectroscope is impaired.

これに対し、実施形態によれば、フレーム9に実装するため、各部材を精度よく配置することができ、分光器の高精度化を図ることができる。また分光器の高剛性化により、分光器の安定性を確保することができる。 On the other hand, according to the embodiment, since each member is mounted on the frame 9, each member can be arranged with high accuracy, and the spectroscope can be improved in accuracy. Further, the stability of the spectroscope can be ensured by increasing the rigidity of the spectroscope.

このように実施形態では、アライメント精度良く、光学素子を近接して配置することができ、小型の分光器を高精度に実現することができる。 As described above, in the embodiment, it is possible to arrange the optical elements close to each other with good alignment accuracy, and to realize a small spectroscope with high accuracy.

[第1の実施形態]
次に、第1の実施形態に係る分光分析ユニットについて説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部には同一の番号を付し、説明を省略する場合がある。
[First Embodiment]
Next, the spectroscopic analysis unit according to the first embodiment will be described. The same components as those in the above-described embodiment may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

<第1の実施形態に係る分光分析ユニットの構成>
図4は、本実施形態に係る分光分析ユニット300の構成の一例を説明する図であり、(a)は分光分析ユニット300の断面図である。また(b)は(a)において矢印Aの方向から分光分析ユニット300を見た図であり、(c)は(a)において矢印Bの方向から分光分析ユニット300を見た図である。尚、図4(b)及び(c)は、図4(a)において、分光分析ユニット300を破線で示す部分を切断した場合に、矢印A及びBの方向からみた図である。
<Structure of the spectroscopic analysis unit according to the first embodiment>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the spectroscopic analysis unit 300 according to the present embodiment, and (a) is a cross-sectional view of the spectroscopic analysis unit 300. Further, (b) is a diagram of the spectroscopic analysis unit 300 viewed from the direction of arrow A in (a), and (c) is a diagram of the spectroscopic analysis unit 300 viewed from the direction of arrow B in (a). 4B and 4C are views seen from the directions of arrows A and B when the portion indicated by the broken line of the spectroscopic analysis unit 300 in FIG. 4A is cut.

分光分析ユニット300は、窓部51を有する筐体50を有し、筐体50の内部に、光源20と、光源固定部材21と、分光部200と、分光器固定部材201とを収容している。 The spectroscopic analysis unit 300 has a housing 50 having a window 51, and the housing 50 houses the light source 20, the light source fixing member 21, the spectroscopic unit 200, and the spectroscope fixing member 201. There is.

光源20は、窓部51を介して、筐体50の外部にある分光分析の対象物に、光を照射する光源であり、ハロゲンランプやLED等を含んで構成されている。光源20には、対象物に対して適正な波長帯域の光を照射するものが選択されている。 The light source 20 is a light source that irradiates the target of the spectroscopic analysis outside the housing 50 with light through the window 51, and includes a halogen lamp, an LED, and the like. As the light source 20, a light source that irradiates an object with light in an appropriate wavelength band is selected.

分光部200は、外側フレーム10と、分光器100と、分光検出器14と、処理部15とを有し、光源20から照射された光の対象物からの反射光を、筐体50の外部から窓部51を介して入射させ、分光分析を行う機能部である。 The spectroscopic unit 200 includes the outer frame 10, the spectroscope 100, the spectroscopic detector 14, and the processing unit 15, and reflects the light emitted from the light source 20 from the object outside the housing 50. This is a functional unit for performing spectroscopic analysis by allowing light to enter through the window 51.

外側フレーム10は、図4に示すように、断面が多角形で、内部に中空部11を有する角柱である。外側フレーム10の中空部11には、分光器100が配置されている。 As shown in FIG. 4, the outer frame 10 is a prism having a polygonal cross section and a hollow portion 11 inside. A spectroscope 100 is arranged in the hollow portion 11 of the outer frame 10.

分光器100は、上述したように、入射スリット1と、凹面回折格子2と、可動部3と、出射スリット4と、フレーム9とを有している。中空部11には、フレーム9の外側の各面に対向する面がそれぞれ形成されている。 As described above, the spectroscope 100 has the entrance slit 1, the concave diffraction grating 2, the movable portion 3, the exit slit 4, and the frame 9. The hollow portion 11 is formed with a surface facing each of the outer surfaces of the frame 9.

図4のY方向における外側フレーム10の両側の側面は開放されているため、開放された側面から中空部11に分光器100を挿入し、固定することが可能である。 Since both side surfaces of the outer frame 10 in the Y direction of FIG. 4 are open, it is possible to insert and fix the spectroscope 100 into the hollow portion 11 from the opened side surfaces.

外側フレーム10において、中空部11に配置された分光器100の入射スリット1に対向する面には、外側フレーム10の外部と中空部11とを連通させるテーパ孔12が形成されている。窓部51を介して分光部200に入射される光は、テーパ孔12を通って入射スリット1に導光される。 In the outer frame 10, a taper hole 12 that communicates the outside of the outer frame 10 with the hollow portion 11 is formed on the surface of the spectroscope 100 arranged in the hollow portion 11 that faces the entrance slit 1. The light that enters the spectroscopic unit 200 through the window 51 passes through the tapered hole 12 and is guided to the entrance slit 1.

テーパ孔12には、角度θのテーパ角が付けられており、このテーパ角により、分光器100に入射する光の視野角が決定される。テーパ孔12は、分光器100に必要な視野角に応じたテーパ角で形成されている。 The taper hole 12 has a taper angle of θ, and the taper angle determines the viewing angle of light incident on the spectroscope 100. The taper hole 12 is formed with a taper angle corresponding to a viewing angle required for the spectroscope 100.

また外側フレーム10において、中空部11に配置された分光器100の出射スリット4と対向する面には、外側フレーム10の外部と中空部11とを連通させる連通孔13が形成されている。連通孔13には、分光検出器14が挿入され、固定されている。分光器100の出射スリット4から出射された光は、分光検出器14に入射される。 Further, in the outer frame 10, a communication hole 13 for communicating the outside of the outer frame 10 and the hollow portion 11 is formed on the surface of the outer frame 10 that faces the emission slit 4 of the spectroscope 100 arranged in the hollow portion 11. A spectroscopic detector 14 is inserted and fixed in the communication hole 13. The light emitted from the emission slit 4 of the spectroscope 100 enters the spectroscopic detector 14.

分光検出器14は、Si受光素子、Ge(ゲルマニウム)受光素子、あるいはInGaAs(インジウムガリウムヒ素)受光素子等であってもよい。 The spectroscopic detector 14 may be a Si light receiving element, a Ge (germanium) light receiving element, an InGaAs (indium gallium arsenide) light receiving element, or the like.

分光検出器14は単一画素の受光素子である。また、Si受光素子とGe受光素子など複数の検出器を出射スリット4に対向する平面内に並列に配置してもよい。分光検出器14は、受光強度に応じた電気信号を出力し、出力された電気信号は処理部15に入力される。 The spectral detector 14 is a single-pixel light receiving element. Further, a plurality of detectors such as a Si light receiving element and a Ge light receiving element may be arranged in parallel in a plane facing the emission slit 4. The spectroscopic detector 14 outputs an electric signal according to the received light intensity, and the output electric signal is input to the processing unit 15.

ここで、入射スリット1がローランド円5上に配置され、凹面回折格子2の凹面がローランド円5の円周の一部を形成するように配置される場合、凹面回折格子2で分散された波長毎の光は、全てローランド円5の円周上に結像する。波長毎で光の結像位置が横ずれするため、分散された波長毎の光を一度に受光するには、ラインセンサ等のアレイ型の受光素子が必要となる。 Here, when the entrance slit 1 is arranged on the Rowland circle 5 and the concave surface of the concave diffraction grating 2 is arranged so as to form part of the circumference of the Rowland circle 5, the wavelengths dispersed by the concave diffraction grating 2 are arranged. All the light for each image is formed on the circumference of the Rowland circle 5. Since the image forming position of light shifts laterally for each wavelength, an array type light receiving element such as a line sensor is required to receive the dispersed light for each wavelength at once.

GeやInGaAs等の受光素子は、単一画素の受光素子であれば比較的安価に入手できるが、アレイ型の受光素子になると非常に高価になる。このように、ローランド円5を利用した配置は、凹面回折格子等の光学素子の配置、調整が容易になるメリットがある一方で、高価な受光素子及び光検出器が必要になるというデメリットがある。 Although a light receiving element such as Ge or InGaAs can be obtained at a relatively low cost as long as it is a light receiving element having a single pixel, it becomes very expensive when it becomes an array type light receiving element. As described above, the arrangement using the Roland circle 5 has the merit of facilitating the arrangement and adjustment of the optical element such as the concave diffraction grating, but has the demerit of requiring an expensive light receiving element and photodetector. ..

本実施形態では、可動部3の反射部7による反射角度を変化させて、凹面回折格子2で分散された光のうち所望の波長の光を分光器100から選択的に出射させる。従って、アレイ型の受光素子を使わずに、単一画素の受光素子で分散された波長毎の光を受光することが可能となり、分光スペクトルを得ることができる。 In the present embodiment, the reflection angle of the reflecting section 7 of the movable section 3 is changed to selectively emit light of a desired wavelength from the spectroscope 100 among the light dispersed by the concave diffraction grating 2. Therefore, it is possible to receive the light of each wavelength dispersed by the light receiving element of a single pixel without using the array type light receiving element, and it is possible to obtain a spectrum.

このように、本実施形態では、支持枠を利用した配置により、凹面回折格子等の光学素子の配置、調整が容易となる。また、可動部3により、分光器を単一画素の受光素子を用いて安価に構成することができる。またSi受光素子が受光感度を有する300nm程度の短い波長帯域の光から、Ge受光素子やInGaAs受光素子が受光感度を有する2000nm程度の長い波長帯域の光まで、広い波長帯域での分光分析を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the arrangement using the support frame facilitates the arrangement and adjustment of the optical element such as the concave diffraction grating. Further, the movable portion 3 allows the spectroscope to be inexpensively configured by using the light receiving element of a single pixel. In addition, spectroscopic analysis is performed in a wide wavelength band from light in a short wavelength band of about 300 nm where the Si light receiving element has a light receiving sensitivity to light in a long wavelength band of about 2000 nm where a Ge light receiving element or an InGaAs light receiving element has a light receiving sensitivity. be able to.

また、様々な分光分析の対象物に対して、光源20から適正な波長帯域の光を照射することができ、野外等のオンサイトでの分光分析に好適である。 Further, it is possible to irradiate various spectral analysis objects with light in an appropriate wavelength band from the light source 20, which is suitable for on-site spectroscopic analysis such as outdoors.

<第1の実施形態に係る処理部の構成>
処理部15は、入力される電気信号に基づき、分光スペクトルを取得する演算を行い、また所望の波長の光を選択的に出射させるために可動部3の反射部7の回動を制御する機能を備える。
<Configuration of processing unit according to the first embodiment>
The processing unit 15 has a function of performing a calculation for obtaining a spectrum based on the input electric signal and controlling the rotation of the reflecting unit 7 of the movable unit 3 in order to selectively emit light having a desired wavelength. Equipped with.

図5は、本実施形態に係る処理部15のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the processing unit 15 according to this embodiment.

処理部15は、CPU(Central Processing Unit)151と、ROM(Read Only Memory)152と、RAM(Random Access Memory)153とを有する。また処理部15は、NVRAM(Non Volatile Memory)154と、出力I/F(Inter/Face)155と、A/D(Analog/Digital)変換回路156と、反射駆動回路157と、光源駆動回路158とを有する。これらは、システムバス159を介して相互に接続されている。 The processing unit 15 includes a CPU (Central Processing Unit) 151, a ROM (Read Only Memory) 152, and a RAM (Random Access Memory) 153. Further, the processing unit 15 includes an NVRAM (Non Volatile Memory) 154, an output I/F (Inter/Face) 155, an A/D (Analog/Digital) conversion circuit 156, a reflection drive circuit 157, and a light source drive circuit 158. Have and. These are connected to each other via a system bus 159.

CPU151は、処理部15の動作を統括的に制御する。またCPU151は、分光検出器14が出力する電気信号に基づき、分光スペクトルを算出する処理を実行する。 The CPU 151 centrally controls the operation of the processing unit 15. Further, the CPU 151 executes a process of calculating a spectral spectrum based on the electric signal output from the spectral detector 14.

CPU151は、RAM153をワークエリア(作業領域)としてROM152等に格納されたプログラムを実行することで、上述の処理を実行し、後述する各種機能を実現する。尚、CPU151の有する機能の一部、又は全部を、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)といったワイヤードロジックによるハードウェアにより実現させてもよい。 The CPU 151 executes a program stored in the ROM 152 or the like by using the RAM 153 as a work area (work area) to execute the above-described processing and realize various functions described below. Note that some or all of the functions of the CPU 151 may be realized by hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array) that is a wired logic.

NVRAM154は、入力された電気信号データや分光スペクトル等の演算処理結果を記憶する不揮発性のメモリである。出力I/F155は、PC(Personal Computer)や映像機器等の外部機器と接続するためのインターフェースである。 The NVRAM 154 is a non-volatile memory that stores the input electric signal data, the calculation result of the spectral spectrum, and the like. The output I/F 155 is an interface for connecting to an external device such as a PC (Personal Computer) or a video device.

A/D変換回路156は、分光検出器14に電気的に接続され、分光検出器14が出力するアナログの電気信号を受信して、デジタル信号に変換する電気回路である。 The A/D conversion circuit 156 is an electric circuit that is electrically connected to the spectroscopic detector 14, receives an analog electric signal output from the spectroscopic detector 14, and converts the analog electric signal into a digital signal.

反射駆動回路157は、可動部3に電気的に接続され、反射部7の回動する角度を示す電圧、又は電流を可動部3に出力する電気回路である。反射駆動回路157から入力される電圧、又は電流に応じて、可動部3の反射部7は所定の角度に回動される。 The reflection driving circuit 157 is an electric circuit that is electrically connected to the movable portion 3 and outputs a voltage or a current indicating the rotation angle of the reflecting portion 7 to the movable portion 3. The reflecting portion 7 of the movable portion 3 is rotated by a predetermined angle according to the voltage or the current input from the reflection driving circuit 157.

光源駆動回路158は、光源20に電気的に接続され、照射光の光強度を示す電圧、又は電流を光源20に出力する電気回路である。光源駆動回路158から入力される電圧、又は電流に応じて、光源20は所定の強度の光を照射する。 The light source drive circuit 158 is an electric circuit that is electrically connected to the light source 20 and outputs a voltage or current indicating the light intensity of the irradiation light to the light source 20. The light source 20 emits light of a predetermined intensity according to the voltage or current input from the light source drive circuit 158.

次に図6は、本実施形態に係る処理部15が有する構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。尚、図6に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結合して構成してもよい。 Next, FIG. 6 is a diagram showing functional blocks of an example of the constituent elements of the processing unit 15 according to the present embodiment. The functional blocks illustrated in FIG. 6 are conceptual and do not necessarily have to be physically configured as illustrated. All or a part of each functional block may be functionally or physically dispersed or combined in arbitrary units.

処理部15は、A/D変換部161と、スペクトル取得部162と、記憶部163と、出力部164と、駆動制御部165と、反射駆動部166と、光源駆動部167とを有している。 The processing unit 15 includes an A/D conversion unit 161, a spectrum acquisition unit 162, a storage unit 163, an output unit 164, a drive control unit 165, a reflection drive unit 166, and a light source drive unit 167. There is.

A/D変換部161は、A/D変換回路156等により実現され、分光検出器14が出力するアナログの電気信号をデジタル信号に変換し、スペクトル取得部162及び記憶部163等に出力する。 The A/D conversion unit 161 is realized by the A/D conversion circuit 156 and the like, converts the analog electric signal output from the spectroscopic detector 14 into a digital signal, and outputs the digital signal to the spectrum acquisition unit 162, the storage unit 163, and the like.

スペクトル取得部162は、CPU151等により実現され、A/D変換部161が出力したデジタル信号に基づき、分光器100に入射する光の分光スペクトルを算出する。本実施形態では公知の演算方法を使用可能であるため、ここでは説明を省略する。演算結果は、記憶部163及び出力部164等に出力される。 The spectrum acquisition unit 162 is realized by the CPU 151 and the like, and calculates the spectrum of the light incident on the spectroscope 100 based on the digital signal output by the A/D conversion unit 161. Since a known calculation method can be used in this embodiment, description thereof will be omitted here. The calculation result is output to the storage unit 163, the output unit 164, and the like.

記憶部163は、NVRAM154等により実現され、スペクトル取得部162により取得された分光ペクトル等の分光情報やA/D変換部161の出力するデジタル信号データを記憶し、要求に応じてこれらを出力部164に出力する。 The storage unit 163 is realized by the NVRAM 154 or the like, stores the spectral information such as the spectral spectrum acquired by the spectrum acquisition unit 162 and the digital signal data output from the A/D conversion unit 161, and outputs them in response to a request. To 164.

出力部164は、出力I/F155等により実現され、スペクトル取得部162により取得された分光スペクトル等の分光情報やA/D変換部161の出力するデジタル信号データをPC(Personal Computer)や映像機器等の外部機器に出力する。 The output unit 164 is realized by the output I/F 155 and the like, and outputs spectral information such as a spectral spectrum acquired by the spectrum acquisition unit 162 and digital signal data output by the A/D conversion unit 161 to a PC (Personal Computer) or video equipment. Etc. to an external device.

駆動制御部165は、CPU151等により実現され、制御信号を出力して反射駆動部166と、光源駆動部167とを制御する。 The drive control unit 165 is realized by the CPU 151 or the like and outputs a control signal to control the reflection drive unit 166 and the light source drive unit 167.

反射駆動部166は、反射駆動回路157等により実現され、制御信号に応じて電圧、又は電流を可動部3に出力し、所望の反射角度が得られるように反射部7を回動させる。 The reflection drive unit 166 is realized by the reflection drive circuit 157 or the like, outputs a voltage or a current to the movable unit 3 according to a control signal, and rotates the reflection unit 7 so as to obtain a desired reflection angle.

光源駆動部167は、光源駆動回路158等により実現され、制御信号に応じて電圧、又は電流を光源20に出力し、所望の照射光の強度が得られるように光源20を駆動させる。 The light source driving unit 167 is realized by the light source driving circuit 158 or the like, outputs a voltage or a current to the light source 20 according to the control signal, and drives the light source 20 so that a desired intensity of irradiation light can be obtained.

尚、処理部15は、筐体50の内部に設けられてもよいし、外部に設けられてもよい。 The processing unit 15 may be provided inside the housing 50 or outside the housing 50.

<光源支持部材及び分光部支持部材の構成>
次に、光源支持部材及び分光部支持部材の構成を、図4及び図7を参照して説明する。
<Structures of Light Source Support Member and Spectral Support Member>
Next, the configurations of the light source support member and the spectroscopic section support member will be described with reference to FIGS. 4 and 7.

図4において、光源固定部材21は屈曲部を有する柱状部材であり、一端の面21aが筐体50の正のZ方向側の内面52に固定されている。また光源固定部材21の他端の面に設けられた挿入部に光源20が挿入され、固定されている。尚、光源固定部材21が固定される筐体50の内面は、正のZ方向側の内面52に限定されるものではなく、何れの面であってもよい。また固定は、接着やネジ止め等で行うことができる。 In FIG. 4, the light source fixing member 21 is a columnar member having a bent portion, and the surface 21 a at one end is fixed to the inner surface 52 on the positive Z direction side of the housing 50. Further, the light source 20 is inserted and fixed in an insertion portion provided on the other end surface of the light source fixing member 21. The inner surface of the housing 50 to which the light source fixing member 21 is fixed is not limited to the inner surface 52 on the positive Z direction side, and may be any surface. Further, the fixing can be performed by adhesion, screwing or the like.

図4(a)に示すように、光源固定部材21が屈曲部を有することで、光源固定部材21が固定される内面52と、光源固定部材21に固定される光源20との間に、空隙部21bが形成されている。つまり光源20は、光源固定部材21を介して、光源固定部材21が固定された筐体50の内面52との間に空隙部21bを含み、内面52に固定されている。尚、内面52は「第1内面」の一例である。 As shown in FIG. 4A, since the light source fixing member 21 has a bent portion, a gap is formed between the inner surface 52 to which the light source fixing member 21 is fixed and the light source 20 fixed to the light source fixing member 21. The part 21b is formed. That is, the light source 20 is fixed to the inner surface 52 through the light source fixing member 21 including the void portion 21b between the light source 20 and the inner surface 52 of the housing 50 to which the light source fixing member 21 is fixed. The inner surface 52 is an example of the “first inner surface”.

一方、分光器固定部材201も屈曲部を有する柱状部材であり、一端の面201aが筐体50の負のY方向側の内面53に固定されている。また分光器固定部材201の他端の面201bに分光器100を含む分光部200が固定されている。分光器固定部材201は分光部200を介して分光器100を固定している。 On the other hand, the spectrometer fixing member 201 is also a columnar member having a bent portion, and the surface 201 a at one end is fixed to the inner surface 53 of the housing 50 on the negative Y direction side. Further, the spectroscopic unit 200 including the spectroscope 100 is fixed to the other surface 201b of the spectroscope fixing member 201. The spectroscope fixing member 201 fixes the spectroscope 100 via the spectroscopic unit 200.

尚、分光器固定部材201が固定される筐体50の内面は、負のY方向側の内面53に限定されるものではなく、何れの面であってもよい。また上述と同様に、固定は、接着やネジ止め等で行うことができる。 The inner surface of the housing 50 to which the spectrometer fixing member 201 is fixed is not limited to the negative Y-direction side inner surface 53, and may be any surface. Further, similarly to the above, the fixing can be performed by adhesion, screwing, or the like.

図4(c)に示すように、分光器固定部材201が屈曲部を有することで、分光器固定部材201が固定される内面53と、分光器固定部材201に固定される分光器100との間に、空隙部201cが形成されている。つまり分光器100は、分光器固定部材201を介して、分光器固定部材201が固定された筐体50の内面53との間に空隙部201cを含み、内面53に固定されている。尚、内面53は「第2内面」の一例である。 As shown in FIG. 4C, the spectroscope fixing member 201 has a bent portion, so that the inner surface 53 to which the spectroscope fixing member 201 is fixed and the spectroscope 100 fixed to the spectroscope fixing member 201. A space 201c is formed between them. That is, the spectroscope 100 is fixed to the inner surface 53 through the spectroscope fixing member 201, including the void portion 201c between the spectroscope fixing member 201 and the inner surface 53 of the housing 50 to which the spectroscope fixing member 201 is fixed. The inner surface 53 is an example of the “second inner surface”.

ここで、分光器と光源を同じ筐体内に収容する場合、光源の発熱が筐体を通じて分光器に伝熱され、凹面回折格子や可動部、フレーム等が熱変形することで、分光分析精度が低下する場合がある。 Here, when the spectroscope and the light source are housed in the same housing, the heat generated by the light source is transferred to the spectroscope through the housing, and the concave diffraction grating, the movable part, the frame, etc. are thermally deformed, thereby improving the spectral analysis accuracy. It may decrease.

分光分析精度の低下を防ぐために分光器と光源との間の距離を長くして伝熱を抑制することも考えられるが、この方法では、距離を長くする分、分光分析ユニットが大型化する場合がある。また分光器と光源との間の距離を長くすることに伴い、光源から対象物までの光路や対象物から分光器までの光路に導光光学系が必要になり、導光光学系内での多重反射による光量低下が分光分析精度を低下させる場合がある。 It may be possible to increase the distance between the spectroscope and the light source to suppress heat transfer in order to prevent deterioration of the accuracy of the spectroscopic analysis. There is. Further, as the distance between the spectroscope and the light source is lengthened, a light guide optical system is required in the optical path from the light source to the object and the optical path from the object to the spectroscope. A decrease in the amount of light due to multiple reflection may reduce the accuracy of spectral analysis.

これに対し、本実施形態では、筐体50の内面52との間に空隙部21bを含み、光源20を内面52に固定し、筐体50の内面53との間に空隙部201cを含み、分光器100を内面53に固定する。筐体の内面との間に空隙部を含むため、光源20と分光器100間の伝熱経路を長くし熱抵抗を高くすることができる。これにより、光源20で生じる熱が分光器100に伝熱されることを抑制することができる。また分光器100と光源20との間の距離を長くしないため、分光分析ユニットが大型化することもなく、また導光光学系での多重反射による光量低下で分光分析精度が低下することもない。 On the other hand, in the present embodiment, the gap 21b is included between the inner surface 52 of the housing 50, the light source 20 is fixed to the inner surface 52, and the void 201c is included between the inner surface 53 of the housing 50 and The spectroscope 100 is fixed to the inner surface 53. Since a space is included between the housing and the inner surface, the heat transfer path between the light source 20 and the spectroscope 100 can be lengthened to increase the thermal resistance. Thereby, it is possible to suppress the heat generated in the light source 20 from being transferred to the spectroscope 100. Further, since the distance between the spectroscope 100 and the light source 20 is not increased, the spectroscopic analysis unit does not become large, and the spectroscopic analysis accuracy does not deteriorate due to a decrease in the amount of light due to multiple reflection in the light guide optical system. ..

このようにして、小型の分光分析ユニットにおいて、分光分析に対する熱の影響を抑制し、分光分析精度を確保することができる。 Thus, in a small-sized spectroscopic analysis unit, the influence of heat on spectroscopic analysis can be suppressed, and spectroscopic analysis accuracy can be ensured.

一方、光源固定部材21と分光器固定部材201は、筐体50の空間中心に対して対称となる位置で、筐体50の内面に固定されていてもよい。ここで、空間中心とは筐体50を構成する立方体の中心位置をいう。 On the other hand, the light source fixing member 21 and the spectroscope fixing member 201 may be fixed to the inner surface of the housing 50 at positions symmetrical with respect to the space center of the housing 50. Here, the space center means the center position of the cube forming the housing 50.

図7は、光源固定部材21と分光器固定部材201の筐体50の内面への固定位置を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the fixing positions of the light source fixing member 21 and the spectroscope fixing member 201 to the inner surface of the housing 50.

図7において、空間中心54は筐体50の空間中心を示している。固定位置55aは、光源固定部材21の一端の面21aが筐体50の内面に固定される位置の一例を示し、固定位置55bは、分光器固定部材201の一端の面201aが筐体50の内面に固定される位置の一例を示している。固定位置55aと固定位置55bは空間中心54に対して対称な位置である。 In FIG. 7, the space center 54 indicates the space center of the housing 50. The fixed position 55a shows an example of a position where the surface 21a at one end of the light source fixing member 21 is fixed to the inner surface of the housing 50, and the fixed position 55b is such that the surface 201a at one end of the spectrometer fixing member 201 is the housing 50. An example of a position fixed to the inner surface is shown. The fixed position 55a and the fixed position 55b are positions symmetrical with respect to the space center 54.

また固定位置56aは、光源固定部材21の一端の面21aが筐体50の内面に固定される位置の他の例を示し、固定位置56bは、分光器固定部材201の一端の面201aが筐体50の内面に固定される位置の他の例を示している。固定位置56aと固定位置56bも空間中心54に対して対称な位置である。 The fixed position 56a shows another example of the position where the surface 21a at one end of the light source fixing member 21 is fixed to the inner surface of the housing 50, and the fixed position 56b is such that the surface 201a at one end of the spectrometer fixing member 201 is a casing. The other example of the position fixed to the inner surface of the body 50 is shown. The fixed position 56a and the fixed position 56b are also symmetrical positions with respect to the space center 54.

このように光源固定部材21と分光器固定部材201を、筐体50の空間中心に対して対称となる位置で筐体50の内面に固定することで、光源20の発熱の筐体50を介した伝熱経路において最も離間した位置に分光器100を配置することができる。これにより光源20の発熱が分光器100に伝熱されることをさらに抑制して、分光分析精度を確保することができる。 In this way, by fixing the light source fixing member 21 and the spectrometer fixing member 201 to the inner surface of the housing 50 at a position symmetrical with respect to the space center of the housing 50, the heat generating housing 50 of the light source 20 is interposed. The spectroscope 100 can be arranged at the most distant position in the heat transfer path. As a result, it is possible to further suppress the heat generated by the light source 20 from being transferred to the spectroscope 100 and ensure the accuracy of spectroscopic analysis.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係る分光分析ユニットを、図8を参照して説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, the spectroscopic analysis unit according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The description of the same components as those of the above-described embodiment will be omitted.

図8は、本実施形態に係る分光分析ユニット300aの構成の一例を説明する図である。分光分析ユニット300aは、光源導光孔22Aが形成された光源固定部材23と、可動部導光孔22B及び検出器固定孔16が形成された外側フレーム10aを備える分光部200aとを有している。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the spectroscopic analysis unit 300a according to the present embodiment. The spectroscopic analysis unit 300a includes a light source fixing member 23 in which a light source light guide hole 22A is formed, and a spectroscopic unit 200a including an outer frame 10a in which a movable portion light guide hole 22B and a detector fixing hole 16 are formed. There is.

光源導光孔22Aは、光源固定部材23に形成され、光源固定部材23の挿入部と光源固定部材23の外部とを連通させる孔であり、光源20から射出される光の一部を分光部200aに向けて導光する孔である。 The light source light guide hole 22A is a hole formed in the light source fixing member 23 to communicate the insertion portion of the light source fixing member 23 and the outside of the light source fixing member 23, and a part of the light emitted from the light source 20 is split into a spectroscopic unit. It is a hole that guides light toward 200a.

また可動部導光孔22Bは、外側フレーム10aに形成され、中空部11と外側フレーム10aの外部とを連通させる孔であり、光源導光孔22Aを通過した光源20からの光を可動部3の反射部7に導光する孔である。可動部導光孔22Bは、光源導光孔22Aを通過した光源20からの光を、反射部7の凹面回折格子2による分散光が入射する面とは反対側の面(裏面)に入射させるように導光する。 The movable portion light guide hole 22B is a hole that is formed in the outer frame 10a and connects the hollow portion 11 and the outside of the outer frame 10a to each other. Light from the light source 20 that has passed through the light source light guide hole 22A is moved by the movable portion 3a. This is a hole for guiding light to the reflection part 7 of The movable portion light guide hole 22B allows the light from the light source 20 that has passed through the light source light guide hole 22A to be incident on the surface (rear surface) opposite to the surface on which the dispersed light from the concave diffraction grating 2 of the reflection portion 7 is incident. To guide the light.

ここで、光源導光孔22A及び可動部導光孔22Bから構成される導光部22は、「光源から射出される光の一部を可動部に導光する導光部」の一例である。 Here, the light guide portion 22 configured by the light source light guide hole 22A and the movable portion light guide hole 22B is an example of “a light guide portion that guides a part of the light emitted from the light source to the movable portion”. ..

一方、検出器固定孔16は、外側フレーム10aに形成され、中空部11と外側フレーム10aの外部とを連通させる孔であり、可動光検出器17が挿入され固定される孔である。光源導光孔22Aを通過し、反射部7で反射された光は、検出器固定孔16を通過して可動光検出器17に入射され、可動光検出器17は入射光を検出する。 On the other hand, the detector fixing hole 16 is a hole that is formed in the outer frame 10a and connects the hollow portion 11 and the outside of the outer frame 10a, and is a hole into which the movable photodetector 17 is inserted and fixed. The light passing through the light source light guide hole 22A and reflected by the reflecting portion 7 passes through the detector fixing hole 16 and is incident on the movable photodetector 17, and the movable photodetector 17 detects the incident light.

反射部7の裏面で反射された光を可動光検出器17が検出できるのであれば、反射部7の裏面には、必ずしもアルミニウム等の反射面が形成されていなくてもよい。 As long as the movable photodetector 17 can detect the light reflected on the back surface of the reflecting portion 7, the back surface of the reflecting portion 7 does not necessarily have to be formed with a reflecting surface such as aluminum.

可動光検出器17は、PD(フォトダイオード;Photo Diode)等の光検出器であり、受光した光強度を示す検出信号を出力する。可動光検出器17は処理部15aに電気的に接続され、可動光検出器17による検出信号は処理部15aに入力される。 The movable photodetector 17 is a photodetector such as a PD (photodiode) and outputs a detection signal indicating the intensity of the received light. The movable photodetector 17 is electrically connected to the processing unit 15a, and the detection signal from the movable photodetector 17 is input to the processing unit 15a.

反射部7を周期的に回動させると、光源20からの光の反射部7の裏面による反射光が回動方向に走査され、可動光検出器17上を光が通過する瞬間に光強度を示す検出信号が得られる。 When the reflecting portion 7 is rotated periodically, the light reflected from the back surface of the reflecting portion 7 of the light from the light source 20 is scanned in the rotating direction, and the light intensity is changed at the moment when the light passes through the movable photodetector 17. The detection signal shown is obtained.

ここで、図9は、可動部3の反射部7を周期的に回動させた時の可動光検出器17による検出信号の一例を説明する図である。図9の横軸は時間を示し、縦軸は可動光検出器17による検出信号を示している。 Here, FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a detection signal by the movable photodetector 17 when the reflecting portion 7 of the movable portion 3 is periodically rotated. The horizontal axis of FIG. 9 represents time and the vertical axis represents the detection signal from the movable photodetector 17.

反射部7は周期的に往復回動(搖動、又は振動)するため、走査光は1周期の回動で、往きと帰りの2回、可動光検出器17上を通過する。図9の時刻T1において、時間間隔Tdで検出されている2つの信号は、反射部7の回動の往きと帰りで走査光が可動光検出器17上を通過した時の信号である。2つの信号のうち、往きの信号が1つ目の信号であり、帰りの信号が2つ目の信号である。 Since the reflecting portion 7 periodically reciprocates (swings or oscillates), the scanning light passes through the movable photodetector 17 twice in the forward and backward directions with one cycle of rotation. At time T1 in FIG. 9, the two signals detected at the time interval Td are signals when the scanning light passes on the movable photodetector 17 in the forward and backward movements of the rotation of the reflecting section 7. Of the two signals, the outgoing signal is the first signal and the returning signal is the second signal.

時刻T2では、次の周期において、反射部7の回動の往きと帰りで走査光が可動光検出器17上を通過した時の2つの検出信号が得られている。ここで時間間隔Tsは、1周期目の帰りの信号から2周期目の往きの信号までの時間間隔である。 At time T2, in the next cycle, two detection signals are obtained when the scanning light passes over the movable photodetector 17 in the forward and backward directions of the rotation of the reflecting section 7. Here, the time interval Ts is a time interval from the return signal of the first cycle to the forward signal of the second cycle.

尚、この例では、反射部7が最大振幅近くまで回動した時に、走査光が可動光検出器17上を通過するように設定されているため、時間間隔Tdは回動周期Tに対して短くなっている。しかしこれに限定されるものではなく、反射部7の回動に対し、走査光が可動光検出器17上を通過するタイミングは、検出器固定孔16を設ける位置により、任意に調整してもよい。 In this example, since the scanning light is set so as to pass over the movable photodetector 17 when the reflecting portion 7 is rotated near the maximum amplitude, the time interval Td is relative to the rotation cycle T. It's getting shorter. However, the present invention is not limited to this, and the timing at which the scanning light passes on the movable photodetector 17 with respect to the rotation of the reflecting portion 7 may be arbitrarily adjusted depending on the position where the detector fixing hole 16 is provided. Good.

ここで、反射部7の回動が一定の周期で行われないと、凹面回折格子2による分散光の走査が不安定になり、分光分析の精度が低下する場合がある。 If the reflection unit 7 is not rotated in a constant cycle, the scanning of the dispersed light by the concave diffraction grating 2 may become unstable, and the accuracy of the spectroscopic analysis may decrease.

そのため本実施形態では、図9の示す検出信号において、時間間隔Td及び時間間隔Tsの少なくとも1つが一定の時間間隔になるように、検出信号に基づき、反射部7の回動を制御している。 Therefore, in the present embodiment, in the detection signal shown in FIG. 9, the rotation of the reflecting section 7 is controlled based on the detection signal so that at least one of the time interval Td and the time interval Ts becomes a constant time interval. ..

次に図10は、本実施形態に係る処理部15aが有する構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。 Next, FIG. 10 is a diagram showing functional blocks of an example of components included in the processing unit 15a according to the present embodiment.

処理部15aは、A/D変換部161aと、駆動制御部165aとを有している。 The processing unit 15a has an A/D conversion unit 161a and a drive control unit 165a.

A/D変換部161aは、分光検出器14の検出信号をA/D変換してスペクトル取得部162に出力するとともに、可動光検出器17の検出信号をA/D変換して駆動制御部165aに出力する。 The A/D conversion unit 161a A/D converts the detection signal of the spectroscopic detector 14 and outputs it to the spectrum acquisition unit 162, and A/D converts the detection signal of the movable photodetector 17 to drive control unit 165a. Output to.

駆動制御部165aは、A/D変換された可動光検出器17の検出信号に基づいて、反射駆動部166を介して反射部7の回動を制御する。ここで、駆動制御部165aは、「制御部」の一例である。 The drive control unit 165a controls the rotation of the reflection unit 7 via the reflection drive unit 166 based on the A/D converted detection signal of the movable photodetector 17. Here, the drive control unit 165a is an example of a “control unit”.

駆動制御部165aによる制御は、反射駆動部166から可動部3に印加する電流、又は電圧を増減させ、反射部7の回動角度を変化させる制御である。駆動制御部165aは、反射部7の回動中に、可動光検出器17の検出信号に基づいて、可動部3に印加する電流、又は電圧を実時間で制御してもよい。或いは、反射部7の回動周期を校正する目的で、駆動制御部165aは、分光分析ユニット300aを動作させる前に、可動光検出器17の検出信号に基づいて、可動部3に印加する電流、又は電圧を調整するようにしてもよい。 The control by the drive control unit 165a is a control that changes the rotation angle of the reflection unit 7 by increasing or decreasing the current or the voltage applied from the reflection drive unit 166 to the movable unit 3. The drive control unit 165a may control the current or voltage applied to the movable unit 3 in real time based on the detection signal of the movable photodetector 17 while the reflecting unit 7 is rotating. Alternatively, for the purpose of calibrating the rotation cycle of the reflection unit 7, the drive control unit 165a applies a current to the movable unit 3 based on the detection signal of the movable photodetector 17 before operating the spectroscopic analysis unit 300a. Alternatively, the voltage may be adjusted.

以上説明したように、本実施形態では、反射部7の回動を検出し、処理部15aは検出信号に基づいて反射部7が一定周期で回動するように制御する。これにより、分光分析精度を確保することができる。 As described above, in the present embodiment, the rotation of the reflection section 7 is detected, and the processing section 15a controls the reflection section 7 to rotate at a constant cycle based on the detection signal. This makes it possible to ensure the accuracy of the spectral analysis.

また本実施形態では、光源20の射出する光の一部を可動部3の反射部7に導光するための導光部を備え、反射部7からの反射光を可動光検出器17で検出して、反射部7の回動を検出する。反射部7の回動を検出するための光源を別途追加しないため、分光分析ユニット300aの大型化、及びコスト増大を招くことなく、分光分析精度を確保することができる。 Further, in the present embodiment, a light guide section for guiding a part of the light emitted from the light source 20 to the reflecting section 7 of the movable section 3 is provided, and the reflected light from the reflecting section 7 is detected by the movable photodetector 17. Then, the rotation of the reflector 7 is detected. Since a light source for detecting the rotation of the reflecting portion 7 is not added separately, the accuracy of the spectroscopic analysis can be ensured without increasing the size of the spectroscopic analysis unit 300a and increasing the cost.

さらに本実施形態では、光源20の射出する光の一部を、反射部7の凹面回折格子2による分散光が入射する面とは反対側の面(裏面)に入射させるように導光する。凹面回折格子2による分散光の入射面を利用しないため、簡単な構成で、また光源20と分光部200aを近接させた配置で、反射部7の回動を検出することができる。 Further, in this embodiment, a part of the light emitted from the light source 20 is guided so as to be incident on the surface (rear surface) of the reflecting portion 7 opposite to the surface on which the dispersed light by the concave diffraction grating 2 is incident. Since the incident surface of the dispersed light by the concave diffraction grating 2 is not used, the rotation of the reflection section 7 can be detected with a simple configuration and with the light source 20 and the spectroscopic section 200a arranged close to each other.

尚、光源20と可動部3の間の光路に矩形スリット等の細隙部材を設けてもよい。細隙部材を通過させることで、光源20からの光を所望の形状に整形することができ、これにより可動光検出器17による検出信号のなまり等を低減させることができる。 A slit member such as a rectangular slit may be provided in the optical path between the light source 20 and the movable portion 3. By passing through the slit member, the light from the light source 20 can be shaped into a desired shape, which can reduce the rounding of the detection signal by the movable photodetector 17.

以上、本発明の実施形態に係る例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although an example according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be modified and changed.

1 入射スリット
2 凹面回折格子(回折格子の一例)
3 可動部
4 出射スリット
5 ローランド円
6 基板
7 反射部
8 弾性梁部
9 フレーム
9a 開口(第3の開口の一例)
9b 開口(第1の開口の一例)
9c 開口(第2の開口の一例)
9d 開口(第4の開口の一例)
10 外側フレーム
11 中空部
12 テーパ孔
13 連通孔
14 分光検出器
15、15a 処理部
16 検出器固定孔
17 可動光検出器
20 光源
21、23 光源固定部材
22 導光部
22A 光源導光孔
22B 可動部導光孔
52 内面(第1内面の一例)
53 内面(第2内面の一例)
100 分光器
162 スペクトル取得部
165 駆動制御部
165a 駆動制御部(制御部の一例)
166 反射駆動部
167 光源駆動部
200、200a 分光部
201 分光器固定部材
300、300a 分光分析ユニット(光学装置の一例)
1 entrance slit 2 concave diffraction grating (an example of diffraction grating)
3 Moving part 4 Emitting slit 5 Roland circle 6 Substrate 7 Reflecting part 8 Elastic beam part 9 Frame 9a Opening (an example of the third opening)
9b opening (an example of the first opening)
9c opening (an example of the second opening)
9d opening (an example of the fourth opening)
10 Outer Frame 11 Hollow Part 12 Tapered Hole 13 Communication Hole 14 Spectral Detector 15, 15a Processing Section 16 Detector Fixing Hole 17 Movable Photodetector 20 Light Source 21, 23 Light Source Fixing Member 22 Light Guide 22A Light Source Light Guide Hole 22B Movable Inner light guide hole 52 inner surface (an example of a first inner surface)
53 Inner surface (an example of second inner surface)
100 spectroscope 162 spectrum acquisition unit 165 drive control unit 165a drive control unit (an example of control unit)
166 Reflection driving unit 167 Light source driving unit 200, 200a Spectroscopic unit 201 Spectroscope fixing member 300, 300a Spectroscopic analysis unit (an example of an optical device)

特開2018−025495号公報JP, 2008-025495, A

Claims (8)

対象物に光を照射する光源と、
前記対象物からの反射光を分光する分光器と、
前記光源及び前記分光器を収容する筐体と、
前記光源を前記筐体の内面に固定する光源固定部材と、
前記分光器を前記筐体の内面に固定する分光器固定部材と、を有し、
前記光源は、前記光源固定部材を介して、前記光源固定部材が固定された前記筐体の第1内面との間に空隙部を含み、前記第1内面に固定され、
前記分光器は、前記分光器固定部材を介して、前記分光器固定部材が固定された前記筐体の第2内面との間に空隙部を含み、前記第2内面に固定されている
光学装置。
A light source that irradiates the object with light,
A spectroscope for separating the reflected light from the object,
A housing containing the light source and the spectroscope;
A light source fixing member for fixing the light source to the inner surface of the housing,
A spectroscope fixing member for fixing the spectroscope to the inner surface of the housing,
The light source includes a space between the light source fixing member and the first inner surface of the housing to which the light source fixing member is fixed, and is fixed to the first inner surface,
The spectroscope includes an air gap between the spectroscope fixing member and the second inner surface of the housing to which the spectroscope fixing member is fixed, and is fixed to the second inner surface. ..
前記分光器により分光された光を検出する分光検出器と、
前記分光検出器の検出信号に基づき取得された分光情報を出力する出力部と、を有する
請求項1に記載の光学装置。
A spectroscopic detector for detecting light dispersed by the spectroscope,
The optical device according to claim 1, further comprising: an output unit configured to output the spectral information acquired based on the detection signal of the spectral detector.
前記光源固定部材及び前記分光器固定部材は、それぞれ屈曲部を含む部材である
請求項1、又は2に記載の光学装置。
The optical device according to claim 1, wherein the light source fixing member and the spectroscope fixing member are members each including a bent portion.
前記光源固定部材と前記分光器固定部材は、前記筐体の空間中心に対して対称となる位置で、前記筐体の内面に固定されている
請求項1乃至3の何れか1項に記載の光学装置。
4. The light source fixing member and the spectroscope fixing member are fixed to the inner surface of the housing at positions symmetrical with respect to the space center of the housing. Optical device.
前記分光器は、
少なくとも4つの開口を備える中空構造の支持枠と、
第1の開口の位置に配置される回折格子と、
第2の開口の位置に配置され、反射部により前記回折格子による分散光を反射角度可変に反射させる可動部と、
前記支持枠内に光を入射させる第3の開口と、
前記反射部で反射された光を前記支持枠外に出射させる第4の開口と、を有する
請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学装置。
The spectroscope is
A hollow support frame with at least four openings;
A diffraction grating arranged at the position of the first aperture,
A movable portion which is arranged at the position of the second opening and which reflects the dispersed light by the diffraction grating by the reflecting portion in a variable reflection angle;
A third opening for allowing light to enter the support frame;
The optical device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a fourth opening that allows the light reflected by the reflector to be emitted to the outside of the support frame.
前記回折格子は、凹面回折格子である
請求項1乃至5の何れか1項に記載の光学装置。
The optical device according to claim 1, wherein the diffraction grating is a concave diffraction grating.
前記光源から射出される光の一部を前記反射部に導光する導光部と、
前記導光部により導光された光の前記反射部による反射光を検出する可動光検出器と、
前記可動光検出器の検出信号に基づき、前記反射部の駆動を制御する制御部と、を有する
請求項1乃至6の何れか1項に記載の光学装置。
A light guide section for guiding a part of the light emitted from the light source to the reflection section,
A movable photodetector that detects light reflected by the reflection part of light guided by the light guide part,
The optical device according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a control unit that controls driving of the reflection unit based on a detection signal of the movable photodetector.
前記導光部は、前記光源から射出される光の一部を、前記反射部の前記分散光を反射させる面とは反対側の面に導光する
請求項7に記載の光学装置。
The optical device according to claim 7, wherein the light guide section guides a part of the light emitted from the light source to a surface of the reflection section opposite to a surface thereof on which the dispersed light is reflected.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61270629A (en) * 1985-05-24 1986-11-29 Toshiba Corp Light source unit device
JP2002098636A (en) * 2000-09-27 2002-04-05 Kubota Corp Spectroscopic analyzer
WO2002088681A1 (en) * 2001-04-25 2002-11-07 Hiromu Maeda Handy internal quality inspection instrument
JP2005024722A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Ricoh Co Ltd Oscillation mirror, optical scanner and image formation device
US7157711B1 (en) * 2001-08-31 2007-01-02 Ric Investments, Llc Microspectrometer gas analyzer
JP2017181159A (en) * 2016-03-29 2017-10-05 株式会社島津製作所 Spectrometer and retainer used therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61270629A (en) * 1985-05-24 1986-11-29 Toshiba Corp Light source unit device
JP2002098636A (en) * 2000-09-27 2002-04-05 Kubota Corp Spectroscopic analyzer
WO2002088681A1 (en) * 2001-04-25 2002-11-07 Hiromu Maeda Handy internal quality inspection instrument
US7157711B1 (en) * 2001-08-31 2007-01-02 Ric Investments, Llc Microspectrometer gas analyzer
JP2005024722A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Ricoh Co Ltd Oscillation mirror, optical scanner and image formation device
JP2017181159A (en) * 2016-03-29 2017-10-05 株式会社島津製作所 Spectrometer and retainer used therefor

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