JP2602475Y2 - 分光光度計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、分光光度計用ベースプ
レート及び分光光度計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分光光度計は、一般に光源部と、回折格
子やミラーなどからなる分光器部と、検出器部から構成
されている。そして、各部とも各種光学機器その他の部
品を適宜位置に配置することにより形成されるのである
が、かかる部品は、例えば特開平３−１１８４２６号公
報に示されるように、所定形状からなり、所定位置に取
付け穴などを備えたベースプレート上に装着することに
より一体化され、各部品間での正確な位置合せが行われ
る。

【０００３】そして、上記ベースプレートは、ある程度
の剛性，曲げ応力を有するとともに、形状並びに上記取
付け穴の位置などの寸法精度に高精度が要求されること
からアルミダイキャストや所定の樹脂（ガラス繊維強化
不飽和ポリエステル樹脂等）を用いて一体成形により形
成される。

【０００４】ところで、上記分光器部の構成としては、
シングルモノクロメータや、ダブルモノクロメータ，ト
リプルモノクロメータなどの多重モノクロメータなどの
種類があり、さらには、使用する回折格子を変えること
により、測定可能な波長を可視側から近赤外領域まで測
定できるようにしたものなど、多種多様のものがある。
そして、係る複数種のモノクロメータは、それぞれ長短
を有しているため使用者は測定対象の特質に応じて最適
な装置を選択し使用するようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
のものでは、以下に示す問題を有している。すなわち、
上記したように分光器の種類が多種多様にあり、使用す
る部品点数はもちろん各部品の配置位置もその種類に応
じて異なり、必要とする占有面積・形状も異なる。その
結果、従来は各種のモノクロメータごとに、それに対応
したベースプレートを設計・製造していたため、ベース
プレートの種類も分光器の種類と同等だけ必要となり、
その製品管理が煩雑で、各種のベースプレートの保管ス
ペースも大きくなり、さらに高精度に製造する必要から
１個当たりの製造コストも高くなるなどの問題を有す
る。しかも、各種毎に部品の配置が異なることから、そ
の組み立て作業が煩雑となる。

【０００６】さらに、分光器部内の各種部品の配置位置
が異なることから、その分光器部への入射位置並びに出
射位置も異なるため、それに応じて光源部並びに検出器
部の設置位置も異なるため、上記問題がより顕著にな
る。

【０００７】本考案は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、製造並びに製品管理
などが簡易で、組み立て作業が簡便でコスト安の分光光
度計用ベースプレート及び分光光度計を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本考案に係る分光光度計では、分光光度計を構
成する部品を実装するためのベースプレートに少なくと
も分光光度計の分光器部を実装する部位を設け、係る実
装する部位の所定位置に、入射スリットと出射スリット
の間の間隔を所定距離隔てて配置し、さらに、係る所定
距離はこのベースプレート上に実装予定のシングルモノ
クロメータとダブルモノクロメータの分解能・迷光除去
度が所望の値を得るに必要な距離とする。そして、前記
モノクロメータは、，の上限を具備するようにし
た。前記入射スリットと前記出射スリットは同一平面
状にあり、前記分光器部を実装する部分における各ス
リットの設置面の反対側にミラーを置き、前記各スリッ
トの設置面側に回折格子を置くことにより、前記入射ス
リットから入射された光が前記ミラーと前記回折格子の
間を往復して前記出射スリットから出射するように構成
される。そして、前記実装する部位に、前記モノクロメ
ータの条件を満たすようにそれぞれ別途形成された前記
シングルモノクロメータまたは前記ダブルモノクロメー
タを装着するようにした（請求項１）。また、別の解決
手段としては、分光器部を実装する部位に設置予定のモ
ノクロメータとして、複数の回折格子の切り替え機能付
モノクロメータを追加し、３種類のモノクロメータに対
応するようにしてもよい（請求項２）。

【０００９】

【作用】製造しようとする分光器の種類に関係なく、同
一のベースプレートを用い、そのベースプレート上に所
定位置に所望の分光器を構成する部品を配置するだけで
分光光度計が構成される。すなわち、製造するベースプ
レートの種類は、実装予定の分光器の種類に関係なく１
種類で済み、共通化が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案に係る分光光度計用ベースプレ
ート及び分光光度計について添付図面を参照にして詳述
する。図１〜図５は、本考案の好適な一実施例を示して
おり、本例では複数の性能の異なるモノクロメータ、よ
り具体的には測定波長１９０〜９００ｎｍのシングルモ
ノクロメータ、同ダブルモノクロメータ並びに測定波長
が１９０〜２５００ｎｍという広範囲測定可能なモノク
ロメータの３種類のモノクロメータを実装可能なベース
プレート１０を提供している。

【００１１】また、本考案は、ベースプレートの共通化
を図るために、従来例で示した公報の発明のようにシン
グルモノクロメータの場合、通常は分光器部への入射位
置と出射位置が異なる平面上に配置されるのであるが、
ダブルモノクロメータと同様に同一平面上に配置するよ
うにした。また、広範囲測定可能なモノクロメータも同
様である。

【００１２】そして入射位置並びに出射位置にはそれぞ
れスリットが配置されるが、上記のごとく係るスリット
を同一平面状に位置しようとした場合、分光器の性能の
一つを示す分解能を考慮するとできるだけ間隔が短い方
が良いが、光路上に各種部品が位置しないようにする必
要から最低間隔距離が決定され、さらに分光器の性能の
他のファクターである迷光除去度の良好な間隔は、短け
れば短いほど、或いはその逆に長ければ長いほどよいと
いうのではなく、良好な間隔が点在する。

【００１３】さらに、球面鏡の曲率半径や大きさにより
入射・出射スリットから係る球面鏡までの距離も異な
る。そして、従来は例えば所定の光学部品を使用して構
成されたシングルモノクロメータの場合に５０ｍｍ程度
が最適な間隔とすると、同一の光学部品を用いて構成さ
れたダブルモノクロメータの場合は、１２０ｍｍ程度が
最適な間隔となる。

【００１４】このようにスリット間距離は、分光器の種
類により設計し、それぞれ異なるのが従来の概念であっ
たが、本考案では、係るスリット共通化を試み、異なる
種類の分光器でも同一距離で所定の性能を発揮し得るよ
うなスリット間距離を求め、かかる値に設定するように
した。

【００１５】すなわち、図１〜図３に示すように係るベ
ースプレート１０は、分光光度計を構成する光源部１
１，分光器部１２並びに検出器部１３等のすべてを実装
できるようになっており、所定の樹脂を用いて一体成形
により形成するようにしている。そして、この図１で
は、便宜上シングルモノクロメータを実装した例を示し
ている。

【００１６】すなわち、光源部１１は、所定位置に配置
された紫外用のランプ１４と、可視用のランプ１５と、
それら各ランプから出射された光の進路を変更する回転
ミラー１６とを備えており、各部品１４〜１６の取り付
け位置に所定の装着穴やネジ穴などが形成されている。
そして、回転ミラー１６で進路が変更された光がさら
に、約９０度変換されてフィルタ１７を通過後、分光器
部１２に入射するようになっている。

【００１７】分光器部１２は、スリット装置１８と、入
射された光を平行光線にするための第１球面鏡１９と、
第１球面鏡１９にて反射された平行光線を受ける回折格
子２０と、回折格子２０を通過した光を収束するための
第２球面鏡２１とから構成されている。そして公知のよ
うに、回折格子２０は、回転可能に配置され、図示する
０度の位置で１９０ｎｍの波長が測定でき、所定角度回
転することにより測定対象の波長が変化し９００ｎｍま
で測定できるようになっている。

【００１８】尚、本例では上記第１，第２球面鏡１９，
２１並びに回折格子２０の幅は、ともに略３０ｍｍ程度
となっており、また、各球面鏡１９，２１の曲率半径は
５００ｍｍ程度としている。よって、入射した光を平行
光束に、或いは回折格子２０を通過して光を収束するた
めに、両球面鏡１９，２１とスリット装置１８との距離
は、約２５０ｍｍ程度となっている。

【００１９】また、スリット装置１８は、図２に示すよ
うに、回転機構２２を介して垂直平面内で回転可能に装
着された一枚の円板２３の周縁所定位置に多数の所定幅
からなる細長透孔２４が多数形成され、径方向対向位置
に形成された細長透孔対が、それぞれ入射スリット２４
ａ，出射スリット２４ｂとなる。そして、対となる入射
スリット２４ａと出射スリット２４ｂの間隔は常に一定
となる。尚、この円板２３を回転することにより入射
（出射）スリット２４ａ，２４ｂ（図１，図３参照）の
位置に所定幅の細長透孔を配置することにより、分解能
が決定される。

【００２０】さらに、この分光器部１２から出射した光
が、集光系並びにセクターを有する所定の光学系２７に
より２系統に分離され、それぞれの光を試料室２８ａ，
２８ｂに通過させた後、合成し検出器部１３内の可視光
用の検知器２９に入射されるようになっている。

【００２１】尚、分光器部１２の構成を変えることによ
り、同一のベースプレート１０を用いつつ他の種類の分
光光度計を製造することができるようになっている。す
なわち、図４に示すように、分光器部１２′を第１〜第
４球面鏡３０〜３３並びに第１，第２回折格子３４，３
５を配置するとともに、１段目と２段目の間である両回
折格子３４，３５の間に平面鏡３６配置することにより
ダブルモノクロメータが形成される。

【００２２】また、図５に示すように、分光器部１２″
を、図１，図３におけるシングルモノクロメータの回折
格子の位置に、平行配置された２枚の回折格子４０，４
１からなる切り替え機構付回折格子装置４２が配置する
ことにより、広波長領域での測定が可能なモノクロメー
タが構成される。すなわち、この切り替え機構付回折格
子装置４２は、図中実線で示す０度位置から、一点鎖線
で示す所定角度位置まで回転し、その回転途中の任意の
角度で停止する第１の回転機構（回転中心はＯ１）と、
第１回折格子４０が前に位置する紫外可視領域（１９０
〜９００ｎｍ）での測定領域から、両回折格子４０，４
１を回転させ、第２回折格子４１が前に位置する近赤外
領域（８００〜２５００ｎｍ）での測定領域に切り替え
る第２の回転機構（回転中心はＯ２）を備えている。さ
らに検出器部１３′には、紫外可視用の検知器２９に加
え、所定位置に近赤外領域に対応した検知器４３を設定
している。尚、図４，図５にそれぞれ示す各モノクロメ
ータのその他の構成は、上記シングルモノクロメータと
同様であるため、同一符合を付しその詳細な説明を省略
する。

【００２３】ここで本考案の第１の特徴は、分光器部１
２，１２′，１２″を構成する入射，出射スリット２４
ａ，２４ｂの設置位置を、上記したごとく所定の間隔で
固定するようにしている。すなわち、従来であれば各モ
ノクロメータの種類に応じて最適な設定を得るべく、で
きるだけ短い間隔にすることを目標にスリット２４ａ，
２４ｂ間の距離を決定したが、本考案は係る固定概念を
打破し、性能を落とすことなく実装予定のすべてのモノ
クロメータに所望の特性（分解能・迷光除去度）が得ら
れるような位置（間隔）を求め、係る位置をスリット設
置位置とした。

【００２４】具体的には、図４に示すダブルモノクロメ
ータの分光器部１２′を構成する各素子の横幅の合計か
ら、スリット間の距離は少なくとも９０ｍｍ程度必要で
ある。尚、シングルモノクロメータの場合には、分光器
部１２を構成する各素子の数が少ないことから、最小間
隔は３０ｍｍ程度となり、上記９０ｍｍよりも少ない。
また、図５に示す切り替え式の場合には図中実線で示す
位置から一点鎖線で示す位置まで回転した際に、後側に
位置する回折格子（図示の例では第２回折格子４１）が
光路を遮らないようにするためには、スリット間の最小
間隔は９０ｍｍ程度となり、やはり上記ダブルモノクロ
メータにおける９０ｍｍを超えない。したがって、機構
上の要請から決定される最小間隔は９０ｍｍ程度とな
り、分解能は間隔が短いほど良好となるため９０ｍｍに
できるだけ近い値に設定するのが分解能の点から望まし
い。

【００２５】しかし、９０ｍｍでは、実験の結果迷光が
生じることがわかり、迷光が発生しない（迷光除去度の
良好な）スリット間隔で最も短い距離は１００ｍｍ程度
であった。したがって本例では、スリット間隔を１００
ｍｍで固定するようにした。

【００２６】なお、本例で設定した間隔は、上記した各
タイプにおける最適値とは異なるが、実験の結果分解能
も、最適といわれている上記間隔におけるそれとほぼ同
じことが確認された。これは、各素子（部品）自体の公
差により吸収されたものと考えられる。

【００２７】そして、そのスリット間隔１００ｍｍ内に
その幅方向に略等間隔におさまるように各素子を配置す
るようにしている。よって、素子の多いダブルモノクロ
メータは、隣接する素子間の距離が短くなり、逆にシン
グルモノクロメータは広くなる。

【００２８】これにより、分光器部１２，１２′，１
２″への光の入射位置並びに分光器部１２，１２′，１
２″からの光の出射位置が固定されるため、その他の光
源部１１，検出器部１３，１３′を構成する各部品の設
置位置は、分光器部１２の種類に関係なく一定となり、
共通化が図れる。

【００２９】一方、このように分光器部１２，１２′１
２″における素子の配置構成が異なるため、ベースプレ
ート１０上の分光器部が配置される部位には、それら複
数のモノクロメータに対応して所定の取付け穴などを予
め設けている。よって、実際に係るベースプレート１０
を用いてある種のモノクロメータを製造すると分光器部
のエリア内には不使用の取付け穴などが生じる。そこ
で、完全に貫通している穴は、所定の手段により穴を塞
ぐ。

【００３０】尚、上記した各例では、いずれもベースプ
レート上に光源部，分光器部並びに検出器部のすべてを
実装する他タイプについて説明したが、本考案はこれに
限ることなく、例えば従来例で示したように光源部と分
光器部を設置する構成のベースプレート並びに分光光度
計（検出器は別体構成とする）や、それとは逆に光源部
がわを別体構成にしたり、さらには、分光器部のみとし
ても良い。すなわち、検出器部あるいは光源部はそれぞ
れ別途分離形成しても良いのである。

【００３１】また、上記した例では１つのスリット装置
１８で入射，出射スリットを形成したが、本考案では、
それぞれ別々に形成するようにしても良い。

【００３２】

【考案の効果】以上のように、本考案に係る分光光度計
用ベースプレート及び分光光度計では、同一のベースプ
レートを用いて異なる種類の分光光度計を形成すること
ができるので、高精度に製造しコストのかさむベースプ
レートの共通化が図れ、製造並びに製品管理などが簡易
で、組み立て作業が簡便でコストの低減を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る分光光度計の一例を示す平面図で
ある。

【図２】図１に示すスリット装置を示す正面図である。

【図３】その分光光度計を構成する部品の概略配置図で
ある。

【図４】ダブルモノクロメータを実装した場合の図３に
相当する図である。

【図５】回折格子切り替え式モノクロメータを実装した
場合の図３に相当する図である。

【符号の説明】 １０ ベースプレート １２，１２′，１２″ 分光器部 ２４ａ 入射スリット ２４ｂ 出射スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 蓑部 和人 東京都八王子市石川町2967番地の５ 日 本分光株式会社内 (72)考案者 結城 良和 東京都八王子市石川町2967番地の５ 日 本分光株式会社内 (72)考案者 早川 広志 東京都八王子市石川町2967番地の５ 日 本分光株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−118426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288536（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−5433（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01J 3/02 - 3/04 G01J 3/14 - 3/18

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 分光光度計を構成する部品を実装するた
   めのベースプレートに少なくとも分光光度計の分光器部
   を実装する部位を設け、 係る実装する部位の所定位置に、入射スリットと出射ス
   リットの間の間隔を所定距離隔ててそれら各スリットを
   配置し、 さらに、係る所定距離はこのベースプレート上に実装予
   定のシングルモノクロメータとダブルモノクロメータの
   分解能・迷光除去度が所望の値を得るに必要な距離と
   し、 かつ、前記モノクロメータは、 前記入射スリットと前記出射スリットは同一平面状にあ
   り、 前記分光器部を実装する部分における各スリットの設置
   面の反対側にミラーを置き、前記各スリットの設置面側
   に回折格子を置くことにより、前記入射スリットから入
   射された光が前記ミラーと前記回折格子の間を往復して
   前記出射スリットから出射するように構成され、 前記分光器部を実装する部位に、前記モノクロメータの
   条件を満たすようにそれぞれ別途形成された前記シング
   ルモノクロメータまたは前記ダブルモノクロメータを装
   着してなることを特徴とする分光光度計。
2. 【請求項２】 分光光度計を構成する部品を実装するた
   めのベースプレートに少なくとも分光光度計の分光器部
   を実装する部位を設け、 係る実装する部位の所定位置に、入射スリットと出射ス
   リットの間の間隔を所定距離隔ててそれら各スリットを
   配置し、 さらに、係る所定距離はこのベースプレート上に実装予
   定のシングルモノクロメータとダブルモノクロメータ及
   び複数の回折格子の切り替え機能付モノクロメータの分
   解能・迷光除去度が所望の値を得るに必要な距離とし、 かつ、前記モノクロメータは、 前記入射スリットと前記出射スリットは同一平面状にあ
   り、 前記分光器部を実装する部分における各スリットの設置
   面の反対側にミラーを置き、前記各スリットの設置面側
   に回折格子を置くことにより、前記入射スリットから入
   射された光が前記ミラーと前記回折格子の間を往復して
   前記出射スリットから出射するように構成され、 前記分光器部を実装する部位に、前記モノクロメータの
   条件を満たすようにそれぞれ別途形成された前記シング
   ルモノクロメータ，前記ダブルモノクロメータまたは前
   記複数の回折格子の切り替え機能付モノクロメータのう
   ち、所定のモノクロメータを装着してなることを特徴と
   する分光光度計。