JP2630229B2 - 分光計 - Google Patents
分光計Info
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- JP2630229B2 JP2630229B2 JP5298909A JP29890993A JP2630229B2 JP 2630229 B2 JP2630229 B2 JP 2630229B2 JP 5298909 A JP5298909 A JP 5298909A JP 29890993 A JP29890993 A JP 29890993A JP 2630229 B2 JP2630229 B2 JP 2630229B2
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- optical system
- slit
- observation light
- focal length
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分光計に関し、特に分光
計の波数分解能の可変制御に関する。
計の波数分解能の可変制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、分光計においては、観測光を通過
させるスリット機構と、このスリット機構を通過した観
測光を平行光に変換するコリメート光学系と、平行光を
分光する分散素子と、分散素子で分光された観測光を結
像する結像光学系と、結像光学系によって結像された観
測光を測定する検出器とから構成されている。
させるスリット機構と、このスリット機構を通過した観
測光を平行光に変換するコリメート光学系と、平行光を
分光する分散素子と、分散素子で分光された観測光を結
像する結像光学系と、結像光学系によって結像された観
測光を測定する検出器とから構成されている。
【０００３】この分光計においては、その波数分解能が
入射スリット幅とコリメート光学系の焦点距離と結像光
学系の焦点距離と検出器サイズとによって決定されるよ
うになっている。ここで、波数とは波長の逆数である。
入射スリット幅とコリメート光学系の焦点距離と結像光
学系の焦点距離と検出器サイズとによって決定されるよ
うになっている。ここで、波数とは波長の逆数である。
【０００４】上記の分光計において波数走査を行う際
に、その波数によって波数分解能が変化することを補償
するために波数に応じてスリット機構のスリット幅を自
動的に可変する技術がある。
に、その波数によって波数分解能が変化することを補償
するために波数に応じてスリット機構のスリット幅を自
動的に可変する技術がある。
【０００５】この場合、スリット幅を自動的に可変する
ことで所望の波数分解能が得られるようになっている
が、波数分解能を積極的に可変することを想定したもの
ではない。上記の技術については特開昭５９−２２０６
２０号公報に詳述されている。
ことで所望の波数分解能が得られるようになっている
が、波数分解能を積極的に可変することを想定したもの
ではない。上記の技術については特開昭５９−２２０６
２０号公報に詳述されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の分光計
では、コリメート光学系及び結像光学系の焦点距離を固
定し、スリット機構のスリット幅を調整することで所望
の波数分解能が得られるようにしているが、波数分解能
を積極的に可変することを想定していない。
では、コリメート光学系及び結像光学系の焦点距離を固
定し、スリット機構のスリット幅を調整することで所望
の波数分解能が得られるようにしているが、波数分解能
を積極的に可変することを想定していない。
【０００７】また、アレイ検出器によって同時に複数の
波数を測定する分光計の場合、出射スリットに相当する
アレイ検出器の各素子の幅が一定である。そのため、こ
の分光計の波数分解能を入射スリットのみによって可変
しようとすると、分散素子の出射角の広がりによって検
出器サイズが制限される。
波数を測定する分光計の場合、出射スリットに相当する
アレイ検出器の各素子の幅が一定である。そのため、こ
の分光計の波数分解能を入射スリットのみによって可変
しようとすると、分散素子の出射角の広がりによって検
出器サイズが制限される。
【０００８】すなわち、検出器サイズは分散素子の出射
角の広がりが、入射スリットが最小の場合の分散素子に
対する入射角の広がりと同程度か、小さくなるようなサ
イズとしなければならない。
角の広がりが、入射スリットが最小の場合の分散素子に
対する入射角の広がりと同程度か、小さくなるようなサ
イズとしなければならない。
【０００９】上記の分光計を低波数分解能で用いた場
合、アレイ検出器で同時に測定できる波数範囲が上記の
分光計を高波数分解能で用いた場合と同じになってしま
うという問題がある。
合、アレイ検出器で同時に測定できる波数範囲が上記の
分光計を高波数分解能で用いた場合と同じになってしま
うという問題がある。
【００１０】また、上記の分光計を低波数分解能で用い
た場合には、同一波数がアレイ検出器の検出面上で検出
器サイズ以上に広がって結像するため、アレイ検出器の
各素子がスリット入射光量を有効に利用できないという
問題もある。
た場合には、同一波数がアレイ検出器の検出面上で検出
器サイズ以上に広がって結像するため、アレイ検出器の
各素子がスリット入射光量を有効に利用できないという
問題もある。
【００１１】そこで、本発明の目的は上記問題点を解消
し、波数分解能を積極的に可変するときにその波数分解
能に応じた波数範囲に制御することができ、波数分解能
によらずスリット入射光量を有効に利用することができ
る分光計を提供することにある。
し、波数分解能を積極的に可変するときにその波数分解
能に応じた波数範囲に制御することができ、波数分解能
によらずスリット入射光量を有効に利用することができ
る分光計を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による分光計は、
スリット機構と、前記スリット機構を通過した観測光を
平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を分
光する分散素子と、前記分散素子で分光された観測光を
結像する結像光学系と、前記結像光学系によって結像さ
れた観測光を測定する検出装置とを含む分光計であっ
て、前記コリメート光学系の焦点距離を可変することで
前記平行光の前記分散素子に対する入射角の広がり範囲
を可変する入射角可変手段と、前記分散素子で分光され
た観測光の出射角の広がり範囲を可変する出射角可変手
段とを備えている。また、本発明による他の分光計は、
スリット機構と、前記スリット機構を通過した観測光を
平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を分
光する分散素子と、前記分散素子で分光された観測光を
結像する結像光学系と、前記結像光学系によって結像さ
れた観測光を測定する検出装置とを含む分光計であっ
て、前記平行光の前記分散素子に対する入射角の広がり
範囲を可変する入射角可変手段と、前記結像光学系の焦
点距離を可変することで前記分散素子で分光された観測
光の出射角の広がり範囲を可変する出射角可変手段とを
備えている。
スリット機構と、前記スリット機構を通過した観測光を
平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を分
光する分散素子と、前記分散素子で分光された観測光を
結像する結像光学系と、前記結像光学系によって結像さ
れた観測光を測定する検出装置とを含む分光計であっ
て、前記コリメート光学系の焦点距離を可変することで
前記平行光の前記分散素子に対する入射角の広がり範囲
を可変する入射角可変手段と、前記分散素子で分光され
た観測光の出射角の広がり範囲を可変する出射角可変手
段とを備えている。また、本発明による他の分光計は、
スリット機構と、前記スリット機構を通過した観測光を
平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を分
光する分散素子と、前記分散素子で分光された観測光を
結像する結像光学系と、前記結像光学系によって結像さ
れた観測光を測定する検出装置とを含む分光計であっ
て、前記平行光の前記分散素子に対する入射角の広がり
範囲を可変する入射角可変手段と、前記結像光学系の焦
点距離を可変することで前記分散素子で分光された観測
光の出射角の広がり範囲を可変する出射角可変手段とを
備えている。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１４】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。図において、観測光１００は走査鏡２を
介して集光光学系３に入射し、集光光学系３によって分
光部１のスリット１０上に集光される。
ック図である。図において、観測光１００は走査鏡２を
介して集光光学系３に入射し、集光光学系３によって分
光部１のスリット１０上に集光される。
【００１５】スリット１０は制御系４からの制御でその
スリット幅がスリット幅可変機構１１によって可変され
るようになっている。
スリット幅がスリット幅可変機構１１によって可変され
るようになっている。
【００１６】スリット１０を通過した観測光１００はコ
リメート光学系１２で平行光に戻され、制御系４からの
制御で分散素子回転機構１４によって矢印Ａの方向に回
転される分散素子１３に入射する。
リメート光学系１２で平行光に戻され、制御系４からの
制御で分散素子回転機構１４によって矢印Ａの方向に回
転される分散素子１３に入射する。
【００１７】ここで、分散素子１３に入射する観測光１
００の入射角の広がりはスリット１０のスリット幅とコ
リメート光学系１２の焦点距離とによって決定される。
また、この入射角の広がりは、分散素子１３で分光され
た波数の広がりとして観測される。
００の入射角の広がりはスリット１０のスリット幅とコ
リメート光学系１２の焦点距離とによって決定される。
また、この入射角の広がりは、分散素子１３で分光され
た波数の広がりとして観測される。
【００１８】分散素子１３で分光された観測光１００は
結像光学系１５によって検出器１７に結像される。この
場合、結像光学系１５は制御系４からの制御で焦点距離
可変機構１６によってスリット１０のスリット幅に対応
した焦点距離となるように調整されている。
結像光学系１５によって検出器１７に結像される。この
場合、結像光学系１５は制御系４からの制御で焦点距離
可変機構１６によってスリット１０のスリット幅に対応
した焦点距離となるように調整されている。
【００１９】結像光学系１５によって検出器１７に結像
された観測光１００は信号処理系５で電気信号に変換さ
れた後に、信号処理される。
された観測光１００は信号処理系５で電気信号に変換さ
れた後に、信号処理される。
【００２０】図２は図１の分光部１の構成を示す概略図
である。図において、分散素子１３に対する入射角の広
がりは、分散素子１３による分散方向（矢印Ｂの方向）
のスリット１０のスリット幅ｗと、コリメート光学系１
２の焦点距離ｆ１との比、つまりｗ／ｆ１で規定され
る。
である。図において、分散素子１３に対する入射角の広
がりは、分散素子１３による分散方向（矢印Ｂの方向）
のスリット１０のスリット幅ｗと、コリメート光学系１
２の焦点距離ｆ１との比、つまりｗ／ｆ１で規定され
る。
【００２１】一方、分散素子１３の出射角の広がりは、
分散素子１３による分散方向の検出器１７の素子サイズ
ｓｗと、結像光学系１５の焦点距離ｆ２との比、つまり
ｓｗ／ｆ２で規定される。
分散素子１３による分散方向の検出器１７の素子サイズ
ｓｗと、結像光学系１５の焦点距離ｆ２との比、つまり
ｓｗ／ｆ２で規定される。
【００２２】そのため、ｗ／ｆ１＝α（ｓｗ／ｆ２）を
満足するように、スリット１０のスリット幅ｗと結像光
学系１５の焦点距離ｆ２とを制御することによって、波
数分解能を積極的に可変するときにその波数分解能に応
じた波数範囲に制御することができ、波数分解能によら
ずスリット入射光量を有効に利用することができる。こ
こで、αは入射角の広がりと出射角の広がりとの関係を
示す係数である。
満足するように、スリット１０のスリット幅ｗと結像光
学系１５の焦点距離ｆ２とを制御することによって、波
数分解能を積極的に可変するときにその波数分解能に応
じた波数範囲に制御することができ、波数分解能によら
ずスリット入射光量を有効に利用することができる。こ
こで、αは入射角の広がりと出射角の広がりとの関係を
示す係数である。
【００２３】この場合、コリメート光学系１２の焦点距
離ｆ１と検出器１７の素子サイズｓｗとは固定であるた
め、例えばスリット１０のスリット幅ｗを大きくして波
数分解能を低くした場合に結像光学系１５の焦点距離ｆ
２が小さくなり、同時に観測できる波数範囲が広くなる
とともに、同一波数が検出器１７の素子サイズｓｗより
も大きく広がるのを防ぐことができる。
離ｆ１と検出器１７の素子サイズｓｗとは固定であるた
め、例えばスリット１０のスリット幅ｗを大きくして波
数分解能を低くした場合に結像光学系１５の焦点距離ｆ
２が小さくなり、同時に観測できる波数範囲が広くなる
とともに、同一波数が検出器１７の素子サイズｓｗより
も大きく広がるのを防ぐことができる。
【００２４】また、上記の構成の分光部１では分散素子
回転機構１４によって所望の波数を検出器１７の中心に
することも可能である。
回転機構１４によって所望の波数を検出器１７の中心に
することも可能である。
【００２５】図３は本発明の他の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、本発明の他の実施例によ
る分光部６はスリット１０のスリット幅を固定し、コリ
メート光学系１２の焦点距離を焦点距離可変機構１８に
よって可変とした以外は図１に示す本発明の一実施例と
同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を
付してある。また、その動作も本発明の一実施例の動作
と同様である。
ロック図である。図において、本発明の他の実施例によ
る分光部６はスリット１０のスリット幅を固定し、コリ
メート光学系１２の焦点距離を焦点距離可変機構１８に
よって可変とした以外は図１に示す本発明の一実施例と
同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を
付してある。また、その動作も本発明の一実施例の動作
と同様である。
【００２６】本発明の他の実施例における分散素子１３
に対する入射角の広がりは、本発明の一実施例と同様
に、分散素子１３による分散方向のスリット１０のスリ
ット幅ｗと、コリメート光学系１２の焦点距離ｆ１との
比、つまりｗ／ｆ１で規定される。
に対する入射角の広がりは、本発明の一実施例と同様
に、分散素子１３による分散方向のスリット１０のスリ
ット幅ｗと、コリメート光学系１２の焦点距離ｆ１との
比、つまりｗ／ｆ１で規定される。
【００２７】一方、分散素子１３の出射角の広がりも、
本発明の一実施例と同様に、分散素子１３による分散方
向の検出器１７の素子サイズｓｗと、結像光学系１５の
焦点距離ｆ２との比、つまりｓｗ／ｆ２で規定される。
本発明の一実施例と同様に、分散素子１３による分散方
向の検出器１７の素子サイズｓｗと、結像光学系１５の
焦点距離ｆ２との比、つまりｓｗ／ｆ２で規定される。
【００２８】したがって、ｗ／ｆ１＝α（ｓｗ／ｆ２）
を満足するように、コリメート光学系１２の焦点距離ｆ
１と結像光学系１５の焦点距離ｆ２とを制御することに
よって、波数分解能を積極的に可変するときにその波数
分解能に応じた波数範囲に制御することができ、波数分
解能によらずスリット入射光量を有効に利用することが
できる。ここで、αは入射角の広がりと出射角の広がり
との関係を示す係数である。
を満足するように、コリメート光学系１２の焦点距離ｆ
１と結像光学系１５の焦点距離ｆ２とを制御することに
よって、波数分解能を積極的に可変するときにその波数
分解能に応じた波数範囲に制御することができ、波数分
解能によらずスリット入射光量を有効に利用することが
できる。ここで、αは入射角の広がりと出射角の広がり
との関係を示す係数である。
【００２９】本発明の他の実施例では、スリット１０の
スリット幅ｗが固定であるので、瞬時視野が波数分解能
に依存することなく、一定となる。
スリット幅ｗが固定であるので、瞬時視野が波数分解能
に依存することなく、一定となる。
【００３０】このように、スリット幅可変機構１１でス
リット１０のスリット幅を可変するか、あるいは焦点距
離可変機構１８でコリメート光学系１２の焦点距離を可
変しかつ焦点距離可変機構１６で結像光学系１５の焦点
距離を可変することによって、波数分解能によらずスリ
ット入射光量を有効に検出器１７で利用することができ
る。
リット１０のスリット幅を可変するか、あるいは焦点距
離可変機構１８でコリメート光学系１２の焦点距離を可
変しかつ焦点距離可変機構１６で結像光学系１５の焦点
距離を可変することによって、波数分解能によらずスリ
ット入射光量を有効に検出器１７で利用することができ
る。
【００３１】また、焦点距離可変機構１６で結像光学系
１５の焦点距離を可変することによって、検出器１７上
で同時得られる波数範囲を可変とすることができ、波数
分解能に応じた波数範囲に制御することができる。
１５の焦点距離を可変することによって、検出器１７上
で同時得られる波数範囲を可変とすることができ、波数
分解能に応じた波数範囲に制御することができる。
【００３２】さらに、スリット１０のスリット幅を固定
し、焦点距離可変機構１８でコリメート光学系１２の焦
点距離を可変しかつ焦点距離可変機構１６で結像光学系
１５の焦点距離を可変とすることによって、波数分解能
によらず瞬時視野を不変とすることができる。
し、焦点距離可変機構１８でコリメート光学系１２の焦
点距離を可変しかつ焦点距離可変機構１６で結像光学系
１５の焦点距離を可変とすることによって、波数分解能
によらず瞬時視野を不変とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
リット機構を通過した観測光をコリメート光学系で変換
した平行光の分散素子に対する入射角の広がり範囲を可
変とし、分散素子で分光された観測光の出射角の広がり
を可変することによって、波数分解能を積極的に可変す
るときにその波数分解能に応じた波数範囲に制御するこ
とができ、波数分解能によらずスリット入射光量を有効
に利用することができるという効果がある。
リット機構を通過した観測光をコリメート光学系で変換
した平行光の分散素子に対する入射角の広がり範囲を可
変とし、分散素子で分光された観測光の出射角の広がり
を可変することによって、波数分解能を積極的に可変す
るときにその波数分解能に応じた波数範囲に制御するこ
とができ、波数分解能によらずスリット入射光量を有効
に利用することができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１の分光部の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
１，６ 分光部 ４ 制御系 ５ 信号処理系 １０ スリット １１ スリット幅可変機構 １２ コリメート光学系 １３ 分散素子 １４ 分散素子回転機構 １５ 結像光学系 １６，１８ 焦点距離可変機構 １７ 検出器
Claims (4)
- 【請求項１】 スリット機構と、前記スリット機構を通
過した観測光を平行光に変換するコリメート光学系と、
前記平行光を分光する分散素子と、前記分散素子で分光
された観測光を結像する結像光学系と、前記結像光学系
によって結像された観測光を測定する検出装置とを含む
分光計であって、前記コリメート光学系の焦点距離を可
変することで前記平行光の前記分散素子に対する入射角
の広がり範囲を可変する入射角可変手段と、前記分散素
子で分光された観測光の出射角の広がり範囲を可変する
出射角可変手段とを有することを特徴とする分光計。 - 【請求項２】 前記出射角可変手段は、前記結像光学系
の焦点距離を可変することで前記出射角の広がり範囲を
可変するよう構成されたことを特徴とする請求項１記載
の分光計。 - 【請求項３】 スリット機構と、前記スリット機構を通
過した観測光を平行光に変換するコリメート光学系と、
前記平行光を分光する分散素子と、前記分散素子で分光
された観測光を結像する結像光学系と、前記結像光学系
によって結像された観測光を測定する検出装置とを含む
分光計であって、前記平行光の前記分散素子に対する入
射角の広がり範囲を可変する入射角可変手段と、前記結
像光学系の焦点距離を可変することで前記分散素子で分
光された観測光の出射角の広がり範囲を可変する出射角
可変手段とを有することを特徴とする分光計。 - 【請求項４】 前記入射角可変手段は、前記スリット機
構のスリット幅を可変することで前記入射角の広がり範
囲を可変するよう構成されたことを特徴とする請求項３
記載の分光計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298909A JP2630229B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 分光計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5298909A JP2630229B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 分光計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128146A JPH07128146A (ja) | 1995-05-19 |
| JP2630229B2 true JP2630229B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17865744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5298909A Expired - Lifetime JP2630229B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 分光計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630229B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19651677A1 (de) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Spectro Analytical Instr | Optisches Emmissionsspektrometer mit steuerbarer Blende |
| EP1236981A1 (de) * | 2000-10-11 | 2002-09-04 | Acterna Eningen GmbH | Optisches Spektrometer mit variabler Bandbreite |
| AU2002211338B2 (en) * | 2001-10-01 | 2005-09-29 | University Of Delaware | Apparatus and method for real-time IR spectroscopy |
| JP2006106006A (ja) * | 2005-11-22 | 2006-04-20 | Ud Technology Corp | 実時間ｉｒ分光法の装置および方法 |
| GB201413085D0 (en) | 2014-07-23 | 2014-09-03 | Andor Technology Ltd | Spectrometer |
| CN104200726B (zh) * | 2014-09-16 | 2016-03-30 | 江南大学 | 一种平行光管狭缝光线调控器 |
| DE102016120308A1 (de) | 2016-10-25 | 2018-04-26 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optische Anordnung, Multispot-Scanning-Mikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Mikroskops |
| US11199448B2 (en) * | 2018-05-11 | 2021-12-14 | Sony Corporation | Spectroscopic measurement device and spectroscopic measurement method |
| CN116086609A (zh) * | 2020-11-11 | 2023-05-09 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种色散型成像光谱仪的装调方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138026U (ja) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | ||
| US4815849A (en) * | 1987-12-30 | 1989-03-28 | Hewlett-Packard Company | Spectrometer using concave holographic diffraction grating |
| JPH05281040A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分光測定装置 |
-
1993
- 1993-11-04 JP JP5298909A patent/JP2630229B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128146A (ja) | 1995-05-19 |
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