JP3173992U

JP3173992U - 分光分析装置

Info

Publication number: JP3173992U
Application number: JP2011007480U
Authority: JP
Inventors: 豊彦田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2021-12-19

Abstract

【課題】ダイクロイックミラーを交換可能とし、汎用性を高めた分光光度計を提供する。
【解決手段】ダイクロイックミラーを含むミラー組立体と、ミラー組立体を測定光の光路内に装着する装着部を備え、ミラー組立体はダイクロイックミラーを保持するとともに測定光の他の一部を後方に通過させるための開口部を有する保持枠と、保持枠に固定された弾性体からなり、ミラー組立体を装着部に装着する際には弾性体の弾性力によりミラー組立体が前記装着部に係止される。
【選択図】図１

Description

本考案は、ダイクロイックミラーを用いた多波長同時分光分析装置に関する。

光分析法で所定の単一波長の発光強度を測定する場合、測定対象波長のみを通すバンドパスフィルターを用い、バンドパスフィルターを通った光を検出器に投光し光分析を行う方法が一般に行われている。

しかしながら対象となる波長は一つとは限らず、複数波長を同時計測する必要性は高い。例えば、特許文献１に紹介されている例では、半導体ウェハ上の異物を検出するにあたって、異なる波長特性を用いて分光分析を行い、異物の特定を行うものである。

多波長分光分析を可能とする方法として、特定波長より長い光を通し、より短い波長の光を反射するダイクロイックミラーを複数組み合わせた分光分析装置が既に実用化されている。

例えば図３に示す例では、三種の波長に関し同時分析する例を示すが、分析を行う波長に応じて反射波長が適切なダイクロイックミラーを用意し、ダイクロイックミラーの反射波長が短波長から長波長の順にダイクロイックミラー３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを配置する。

試料からの光３０６はダイクロイックミラー３０１ａに入射し、ダイクロイックミラー３０１ｂ、３０１ｃには、ダイクロイックミラーの波長分離特性に従い、順に短波長から長波長の透過光３０４ａ、３０４ｂが到達することになる。

次に、各ダイクロイックミラーで反射された反射光３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃが目的の波長のみを透過するバンドパスフィルター３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを通り、夫々の検出器に投光されるようダイクロイックミラーを設置することで前記三種の波長の光が検出器３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃに到達し、光分析が行われる。

即ち多波長同時分光分析では、測定波長の数分ダイクロイックミラーとバンドパスフィルターを用意する必要があるが、ダイクロイックミラーは試料からの光がダイクロイックミラーを透過した後、次のダイクロイックミラーに入射すると共に、ダイクロイックミラーで反射された光がバンドパスフィルターを透過した後、検出器を照射するべく正確に配置される必要がある。

このため光路に対するダイクロイックミラーの配置は機械的な精度が求められるので、一体物として作られることが一般的である。以下においてはこの一体物を分光部ハウジングと称する。

特開平０１−１９１０４６号公報

図４は、二波長同時測定の分光部ハウジングの例を示す。試料からの光４０４は１段目のダイクロイックミラー４０１ａを照らし、１段目のダイクロイックミラー４０１ａを透過した透過光４０５は２段目のダイクロイックミラー４０１ｂに入る。１段目のダイクロイックミラー４０１ａの反射光４０６ａはバンドパスフィルター４０３ａを通り１段目用の検出器に入る。２段目のダイクロイックミラー４０１ｂの反射光４０６ｂは２段目のバンドパスフィルター４０３ｂを通り２段目用の検出器に入る必要があり、光路に対しダイクロイックミラーを正確に配置する必要があるのでダイクロイックミラーは分光部ハウジング４０２に固定されている。

しかし、ダイクロイックミラーが分光部ハウジングに接着やねじなどの手段で固定されていると、その固定されたダイクロイックミラーに固有の特定波長（ダイクロイックミラーが反射した波長）とバンドパスフィルターを透過した波長でしか測定できない。

試料に応じて測定したい波長は異なるので、様々な試料に対応できる分光分析装置を提供するには、予想される波長の種類分ダイクロイックミラーとバンドパスフィルターを装着した分光分析装置を準備し、目的とする波長に対応した検出器からの信号を処理することになるが、装置が大型化し、高価となる。

本考案による分光分析装置は、測定光の一部を反射するダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラーで反射された光を検出する検出器を有し、前記ダイクロイックミラーを含むミラー組立体と、前記ミラー組立体を前記測定光の光路内に装着する装着部を備える。

前記ミラー組立体は、ダイクロイックミラーを保持するとともにダイクロイックミラーの透過光を通過させる開口部を有する保持枠と、保持枠に固定された弾性体からなり、前記ミラー組立体を前記装着部に装着する際には前記弾性体の弾性力により前記ミラー組立体が前記装着部に係止される。

以上の説明により本考案に於いては、ダイクロイックミラーを開口部を有し弾性体を持つ保持枠に取り付け、反射光は検出器を、透過光は次段のダイクロイックミラーを照射できる位置関係を保ちながら挿脱が可能となる。その結果、分析条件に応じた分離波長特性を持つダイクロイックミラーの選択使用が可能となり、小型で拡張性が高い分光分析装置が実現できる。

本考案による分光分析装置の概略構成図である。本考案のミラー組立体の例を示す。（Ａ）は表面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は裏面図である。三波長分光分析の概要を示す図である。従来の分光部ハウジングの例を示す図である。

本考案を実施する形態の例を図１と図２に示す。

図２はミラー組立体の一例を示す。保持枠２０１の中央には試料からの光を通す開口部２０５が設けられ、図２（Ａ）に示す開口部の左右の保持枠上には円弧状の板バネ２０３（付勢バネ）が固定されている。板バネ２０３が固定されている保持枠の反対面にはダイクロイックミラー２０２が貼着された構造である。また、ミラー組立体は、図２（Ａ）〜（Ｃ）の２０４に示す押圧片を備える。この押圧片を手でつまむことによって、ミラー組立体の挿脱を容易に行うことができる。

以下、ダイクロイックミラーが貼着されている面をミラー組立体の表面、バネが装着されている面をミラー組立体の裏面と称する。

図１は本考案による分光分析装置の概略構成図である。分光部ハウジング１０５は、二つのミラー組立体が挿脱可能であり、試料からの光１１０を通す光路１０９、ミラー組立体が嵌挿される装着部１０７ａ、１０７ｂ、ダイクロイックミラー１０１ａ、１０１ｂで反射された光が検出器に向かうための光路１０８ａ、１０８ｂが設けられている。

装着部１０７ａ、１０７ｂと試料からの光１１０の光路１０９の成す角度は、試料からの光１１０が挿着されたミラー組立体のダイクロイックミラー１０１ａ、１０１ｂで反射された反射光１１２ａ、１１２ｂが検出器１１４ａ、１１４ｂに向かう角度である。一般的には試料からの光路とダイクロイックミラーで反射された光が検出器に向かう光路のなす角度は９０°であるので、装着部１０７ａ、１０７ｂと試料からの光１１０の光路１０９の成す角度は４５°である。

ミラー組立体が挿着される装着部の長径の長さは、ミラー組立体が嵌挿できる大きさで、装着部の短径の長さはミラー組立体の板バネ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの圧力に逆らいながらも押圧片１０４ａ、１０４ｂを使って指の力で圧入できる大きさで、且つ挿着後、ダイクロイックミラーは前記バネ力により係止される大きさである。

以上の構造を持つ分光分析装置では、試料からの光１１０が導入され、導入光に対しダイクロイックミラー１０１ａの持つ特定波長より短い光は反射してバンドパスフィルター１０６ａを通り、検出器１１４ａへ届き、より長い波長光は透過して２段目のダイクロイックミラー１０１ｂへ向かい、ダイクロイックミラー１０１ｂからの反射光１１２ｂはバンドパスフィルター１０６ｂを通り、２段目の検出器１１４ｂに到達する。検出器１１４ａ、１１４ｂからの信号は信号処理及び制御部１１５で処理し、データ表示部１１６に分析結果を表示する。

以上の如く本考案により、ダイクロイックミラーは保持枠に配設された弾性体の弾力で分光部ハウジングの装着部に係止するので、工具を用いることなく、分析条件に応じた分離波長特性を持つダイクロイックミラーの選択使用が可能となり、分光分析装置の汎用性が高まる。

なお、装着部の形状はミラー組立体の表裏の形状に応じたものとすることで、ミラー組立体の表裏に適合して嵌挿されることは明らかである。

１０１ａ、１０１ｂダイクロイックミラー
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ板バネ
１０４ａ、１０４ｂ押圧片
１０５分光部ハウジング
１０６ａ、１０６ｂバンドパスフィルター
１０７ａ、１０７ｂ装着部
１０８ａ、１０８ｂ光路
１０９光路
１１０試料からの光
１１２ａ、１１２ｂ反射光
１１４ａ、１１４ｂ検出器
１１５信号処理及び制御部
１１６データ表示部
２０１保持枠
２０２ダイクロイックミラー
２０３板バネ
２０４押圧片
２０５開口部
３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃダイクロイックミラー
３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃバンドパスフィルター
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ検出器
３０４ａ、３０４ｂ透過光
３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ反射光
３０６試料からの光
４０１ａ、４０１ｂダイクロイックミラー
４０２分光部ハウジング
４０３ａ、４０３ｂバンドパスフィルター
４０４試料からの光
４０５透過光
４０６ａ、４０６ｂ反射光

Claims

測定光の一部を反射するダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーで反射された光を検出する検出器を備えた分光光度計において、前記ダイクロイックミラーを含むミラー組立体と、前記ミラー組立体を前記測定光の光路内に装着する装着部を備え、前記ミラー組立体は、前記ダイクロイックミラーを保持するとともに測定光の他の一部を後方に通過させるための開口部を有する保持枠と、前記保持枠に固定された弾性体とからなり、前記ミラー組立体を前記装着部に装着する際には前記弾性体の弾性力により前記ミラー組立体が前記装着部に係止されることを特徴とする分光光度計。
前記弾性体は板バネを円弧状に形成したものであることを特徴とする請求項１に記載された分光光度計。
前記保持枠には前記ミラー組立体を前記装着部に挿抜するための押圧片を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された分光光度計。
前記ミラー組立体と前記装着部の組を複数組備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された分光光度計。