JP2511902B2 - 分光測光器 - Google Patents
分光測光器Info
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- JP2511902B2 JP2511902B2 JP61220579A JP22057986A JP2511902B2 JP 2511902 B2 JP2511902 B2 JP 2511902B2 JP 61220579 A JP61220579 A JP 61220579A JP 22057986 A JP22057986 A JP 22057986A JP 2511902 B2 JP2511902 B2 JP 2511902B2
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- Japan
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- diffraction grating
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- grating monochromator
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- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 20
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- 101700004678 SLIT3 Proteins 0.000 description 1
- 102100027339 Slit homolog 3 protein Human genes 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J3/20—Rowland circle spectrometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光源色や物体色を短時間のうちに精度良く
測定することを可能にし、カラーマッチングや自動着色
におけるカラーモニタ、光源やCRTディスプレイなどの
光色評価などを正しく行なう分光測光器である。
測定することを可能にし、カラーマッチングや自動着色
におけるカラーモニタ、光源やCRTディスプレイなどの
光色評価などを正しく行なう分光測光器である。
従来の技術 従来は、一般の回折格子モノクロメータの出射スリッ
トの位置に、リニアイメージセンサを配置し、多チャン
ネル光電検出器として使用した分光測光器があった。
（例えば、内田 他「リニアセンサを用いた分光測光シ
ステム」（1983）No.70 P.198インターフェイス）、角
井 他「固体イメージセンサの測光特性と分光測定への
応用」照明学会誌Vol.61 No.7 P13（昭和52年））これ
らの装置は、いずれも分光プロフイルを観測することを
第一の目的としたものであった。
トの位置に、リニアイメージセンサを配置し、多チャン
ネル光電検出器として使用した分光測光器があった。
（例えば、内田 他「リニアセンサを用いた分光測光シ
ステム」（1983）No.70 P.198インターフェイス）、角
井 他「固体イメージセンサの測光特性と分光測定への
応用」照明学会誌Vol.61 No.7 P13（昭和52年））これ
らの装置は、いずれも分光プロフイルを観測することを
第一の目的としたものであった。
発明が解決しようとする問題点 一般に、回折格子モノクロメータは、出射スリット上
に、ある波長の光を結像する構造となっている。このと
き、その出射スリットの近くに結像される、分散像の結
像面は、平面とはならない。
に、ある波長の光を結像する構造となっている。このと
き、その出射スリットの近くに結像される、分散像の結
像面は、平面とはならない。
たとえば、凹面回折格子を使用したモノクロメータの
場合、凹面格子の曲率半径Ｒを直径とする円（Rowland
円）上に入射スリットを置くと、すべての光は波長の順
にこのRowland円の円周上結像する。したがって、この
波長分解された光を、直線（平面）の受光器アレイで、
検出しようとする場合、受光面上に、波長に対してリニ
アな分散像が結像せず、たとえば、受光面中央を、Rowl
and円上にもってくると、受光面上に投影される分散光
の波長は、受光面の端に行くにしたがって、拡がりが大
きくなる。すなわち線分散が大きく変化する。
場合、凹面格子の曲率半径Ｒを直径とする円（Rowland
円）上に入射スリットを置くと、すべての光は波長の順
にこのRowland円の円周上結像する。したがって、この
波長分解された光を、直線（平面）の受光器アレイで、
検出しようとする場合、受光面上に、波長に対してリニ
アな分散像が結像せず、たとえば、受光面中央を、Rowl
and円上にもってくると、受光面上に投影される分散光
の波長は、受光面の端に行くにしたがって、拡がりが大
きくなる。すなわち線分散が大きく変化する。
受光器アレイの各素子の有効感度領域の形状は同じで
あるから、各アレイに対する感度波長帯域特性も変化す
る。平面回折格子を使用したモノクロメータでも、たと
えば、Czerny−Turner形モノクロメータにおいても、凹
面ミラーで、回折光を出射スリットに結像しているた
め、同様の問題を生ずる。
あるから、各アレイに対する感度波長帯域特性も変化す
る。平面回折格子を使用したモノクロメータでも、たと
えば、Czerny−Turner形モノクロメータにおいても、凹
面ミラーで、回折光を出射スリットに結像しているた
め、同様の問題を生ずる。
分光測定による放射のエネルギー積分や、測色値を正
しくもとめるためにスペクトルと三刺激値との重価積分
を正確に行なうためには、受光器アレイの中心の波長間
隔（受光面上の線分散と受光器アレイ間の距離より求め
る。）と、各受光器アレイの感度波長帯域半値幅が一致
しなければならない。（これに関する詳細な説明は 渡
会：照明学会放射の応用、関連計測研究会資料AR−81−
20（1981）にある。）従ってこのためには、受光器の各
アレイの感度波長帯域半値幅を一定にし、かつその値と
アレイの波長間隔を一致させなければならない。
しくもとめるためにスペクトルと三刺激値との重価積分
を正確に行なうためには、受光器アレイの中心の波長間
隔（受光面上の線分散と受光器アレイ間の距離より求め
る。）と、各受光器アレイの感度波長帯域半値幅が一致
しなければならない。（これに関する詳細な説明は 渡
会：照明学会放射の応用、関連計測研究会資料AR−81−
20（1981）にある。）従ってこのためには、受光器の各
アレイの感度波長帯域半値幅を一定にし、かつその値と
アレイの波長間隔を一致させなければならない。
問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、凹面回折格子モノク
ロメータと、この凹面回折格子モノクロメータからの光
スペクトルを一度に測定する機能を持ち、かつ平面の受
光面を持つ受光器アレイと、前記凹面回折格子モノクロ
メータの分散像結像面であるローランド円と前記受光器
アレイとの間に設置され、かつ、前記凹面回折格子モノ
クロメータのローランド円上の分散像を前記受光器アレ
イ上のアレイの並び方向に、波長に対してリニアに結像
させるようにそれぞれのアレイの長さを調節した分布屈
折率レンズアレイとからなる構成である。
ロメータと、この凹面回折格子モノクロメータからの光
スペクトルを一度に測定する機能を持ち、かつ平面の受
光面を持つ受光器アレイと、前記凹面回折格子モノクロ
メータの分散像結像面であるローランド円と前記受光器
アレイとの間に設置され、かつ、前記凹面回折格子モノ
クロメータのローランド円上の分散像を前記受光器アレ
イ上のアレイの並び方向に、波長に対してリニアに結像
させるようにそれぞれのアレイの長さを調節した分布屈
折率レンズアレイとからなる構成である。
作用 上記の手段によって、受光器アレイ上に波長に対して
リニアに分散光が投映されることにより、受光器アレイ
の感度波長帯域半値幅が、すべてのアレイに対して一致
させることができ、さらに入射スリット幅を使って感度
波長帯域半値幅を、アレイの波長間隔（モノクロメータ
の線分散よりもとめる。）に一致させれば、放射のエネ
ルギー積分や、測色値をもとめるためにスペクトルと三
刺激値との重価積分を正確に行なうことができ、測色精
度は向上する。
リニアに分散光が投映されることにより、受光器アレイ
の感度波長帯域半値幅が、すべてのアレイに対して一致
させることができ、さらに入射スリット幅を使って感度
波長帯域半値幅を、アレイの波長間隔（モノクロメータ
の線分散よりもとめる。）に一致させれば、放射のエネ
ルギー積分や、測色値をもとめるためにスペクトルと三
刺激値との重価積分を正確に行なうことができ、測色精
度は向上する。
実施例 本発明の一実施例として、凹面回折格子モノクロメー
タのRowland円上に沿って結像した分散像を分布屈折率
レンズアレイを使用して平面上に結像し、その結像平面
上に、受光器アレイを配置した分光測光器について説明
する。第１図に、上記分光測光器の構成を示す。図にお
いて１は凹面回折格子モノクロメータ、２は前記凹面回
折格子モノクロメータ１のRowland円である。そのRowla
nd円２の円周上に入射スリット３を設け、それを通して
外部から凹面回折格子モノクロメータ１に光を導くと、
それによって生ずる分散像４はRowland円２上に沿って
結像する。この分散像４を分布屈折率レンズアレイ５を
使って平面の分散像に変換し受光器アレイ６上に結像す
る。第２図に分布屈折率レンズアレイ５の配置を示す。
タのRowland円上に沿って結像した分散像を分布屈折率
レンズアレイを使用して平面上に結像し、その結像平面
上に、受光器アレイを配置した分光測光器について説明
する。第１図に、上記分光測光器の構成を示す。図にお
いて１は凹面回折格子モノクロメータ、２は前記凹面回
折格子モノクロメータ１のRowland円である。そのRowla
nd円２の円周上に入射スリット３を設け、それを通して
外部から凹面回折格子モノクロメータ１に光を導くと、
それによって生ずる分散像４はRowland円２上に沿って
結像する。この分散像４を分布屈折率レンズアレイ５を
使って平面の分散像に変換し受光器アレイ６上に結像す
る。第２図に分布屈折率レンズアレイ５の配置を示す。
分布屈折率レンズは、物体と像との距離をレンズの長
さで変えることができる。したがって、片側を受光器ア
レイに合わせて平坦にし、凹面回折格子モノクロメータ
側をRowland円２上の分散像４に合わせてレンズの長さ
を調整した分布屈折率レンズアレイ５を構成することに
より、Rowland円２上に沿って湾曲した分散像４を、平
面像として受光器アレイ６上に結像する。
さで変えることができる。したがって、片側を受光器ア
レイに合わせて平坦にし、凹面回折格子モノクロメータ
側をRowland円２上の分散像４に合わせてレンズの長さ
を調整した分布屈折率レンズアレイ５を構成することに
より、Rowland円２上に沿って湾曲した分散像４を、平
面像として受光器アレイ６上に結像する。
実際の実施例の凹面回折格子モノクロメータの分散に
ついて考える。凹面回折格子モノクロメータ１の焦点距
離Ｒを200mm、刻線間隔ｄ＝1/150mmとし、凹面回折格子
モノクロメータの中心法線に対して入射各５゜となる位
置に入射スリットを配置する。回折格子の中心法線と回
折光のなす角をβとすれば、線分散Ｄは次式で与えられ
る。
ついて考える。凹面回折格子モノクロメータ１の焦点距
離Ｒを200mm、刻線間隔ｄ＝1/150mmとし、凹面回折格子
モノクロメータの中心法線に対して入射各５゜となる位
置に入射スリットを配置する。回折格子の中心法線と回
折光のなす角をβとすれば、線分散Ｄは次式で与えられ
る。
Ｄ＝mR/dcos2β ……（１） （ｍ＝0,＋1,＋2,＋3,……） 凹面回折格子モノクロメータの正常分散域で回折光を
検出するために、βを−1.8゜から＋1.8゜の間に検出領
域をさだめると、このとき分散像はRowland円２上で波
長370nmから790nmのものがえられる。さらにβ＝＋1.8
゜のときの線分散は、（１）式より0.04007（mm/nm）ゆ
え検出領域内での線分散の変化は、0.04000から、0.040
07と、波長370nmから790nmの間で、Rowland円２上で、
0.02％以内と、ほとんど変化しない。
検出するために、βを−1.8゜から＋1.8゜の間に検出領
域をさだめると、このとき分散像はRowland円２上で波
長370nmから790nmのものがえられる。さらにβ＝＋1.8
゜のときの線分散は、（１）式より0.04007（mm/nm）ゆ
え検出領域内での線分散の変化は、0.04000から、0.040
07と、波長370nmから790nmの間で、Rowland円２上で、
0.02％以内と、ほとんど変化しない。
また、波長370nmから790nmの間の分散像４のRowland
円２上での機械幅は約16mmゆえ、このあいだのRowland
円上の分散像４の湾曲を分布屈折率レンズアレイ５で平
面像にして、受光器アレイ６の上に結像する。このと
き、受光器アレイ６のアレイ間隔が100μのものを使用
すれば、波長370nmから790nmの間のスペクトルを160分
割した分解能で捕えることができる。このとき、受光器
アレイ６の、各アレイの波長間隔や感度波長帯域特性
は、ほとんど変化せず精度の高い測光測色が実現でき
る。
円２上での機械幅は約16mmゆえ、このあいだのRowland
円上の分散像４の湾曲を分布屈折率レンズアレイ５で平
面像にして、受光器アレイ６の上に結像する。このと
き、受光器アレイ６のアレイ間隔が100μのものを使用
すれば、波長370nmから790nmの間のスペクトルを160分
割した分解能で捕えることができる。このとき、受光器
アレイ６の、各アレイの波長間隔や感度波長帯域特性
は、ほとんど変化せず精度の高い測光測色が実現でき
る。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明の構成によって、受光
器アレイ上に波長に対してリニアに分散光が投影される
ことにより、受光器アレイの感度波長帯域半値幅が、す
べてのアレイに対して一致させることができ、さらに入
射スリット幅を使って感度波長帯域半値幅を、アレイの
波長間隔（モノクロメータの線分散よりもとめる。）に
一致させれば、放射のエネルギー積分や、測色値をもと
めるためにスペクトルと三刺激値との重価積分を正確に
行なうことができ、測色精度は向上する。
器アレイ上に波長に対してリニアに分散光が投影される
ことにより、受光器アレイの感度波長帯域半値幅が、す
べてのアレイに対して一致させることができ、さらに入
射スリット幅を使って感度波長帯域半値幅を、アレイの
波長間隔（モノクロメータの線分散よりもとめる。）に
一致させれば、放射のエネルギー積分や、測色値をもと
めるためにスペクトルと三刺激値との重価積分を正確に
行なうことができ、測色精度は向上する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例である分光測光器の構成図、
第２図は本発明の一実施例である分光測光器における分
布屈折率レンズアレイの配置図である。 １……凹面回折格子モノクロメータ、２……Rowland円 ３……入射スリット、４……分散像 ５……分布屈折率レンズアレイ ６……受光器アレイ
第２図は本発明の一実施例である分光測光器における分
布屈折率レンズアレイの配置図である。 １……凹面回折格子モノクロメータ、２……Rowland円 ３……入射スリット、４……分散像 ５……分布屈折率レンズアレイ ６……受光器アレイ
Claims (1)
- 【請求項１】凹面回折格子モノクロメータと、この凹面
回折格子モノクロメータからの光スペクトルを一度に測
定する機能を持ち、かつ平面の受光面を持つ受光器アレ
イと、前記凹面回折格子モノクロメータの分散像結像面
であるローランド円と前記受光器アレイとの間に設置さ
れ、かつ、前記凹面回折格子モノクロメータのローラン
ド円上の分散像を前記受光器アレイ上のアレイの並び方
向に、波長に対してリニアに結像させるようにそれぞれ
のアレイの長さを調節した分布屈折率レンズアレイとか
らなる分光測光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220579A JP2511902B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 分光測光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61220579A JP2511902B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 分光測光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375523A JPS6375523A (ja) | 1988-04-05 |
| JP2511902B2 true JP2511902B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=16753187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61220579A Expired - Lifetime JP2511902B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 分光測光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511902B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3833602A1 (de) * | 1988-10-03 | 1990-02-15 | Krupp Gmbh | Spektrometer zur gleichzeitigen intensitaetsmessung in verschiedenen spektralbereichen |
| EP0463600B1 (en) * | 1990-06-22 | 1995-12-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of spectral measurement |
| JPH0778452B2 (ja) * | 1991-11-02 | 1995-08-23 | 環境庁長官 | 赤外分光装置 |
| CN102762966B (zh) | 2010-04-29 | 2014-08-06 | 台湾超微光学股份有限公司 | 具有锥状狭缝的微型光谱仪的光机模块及其狭缝结构 |
| EP2664904A1 (en) * | 2010-10-28 | 2013-11-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Spectral colorimetric apparatus and image forming apparatus including the same |
| EP3901596A4 (en) * | 2018-12-20 | 2022-08-24 | Hitachi High-Tech Corporation | SPECTROPHOTOMETER, SPECTROSCOPIC ANALYZER AND METHOD OF MAKING A SPECTRALPHOTOMETER |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5391758A (en) * | 1977-01-24 | 1978-08-11 | Ritsuo Hasumi | Optical digital element for light wave length meter |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP61220579A patent/JP2511902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6375523A (ja) | 1988-04-05 |
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