JPH051991A - 反射光測定装置用プローブ - Google Patents
反射光測定装置用プローブInfo
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- JPH051991A JPH051991A JP15447891A JP15447891A JPH051991A JP H051991 A JPH051991 A JP H051991A JP 15447891 A JP15447891 A JP 15447891A JP 15447891 A JP15447891 A JP 15447891A JP H051991 A JPH051991 A JP H051991A
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- fiber bundle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンパクトでありながら試料からの反射光を
効率良く集光することのできるプローブ 【構成】 中心に送光ファイバ束１２、周辺に受光ファ
イバ束１３を配置した送・受光ファイバ束の先端に、集
光体１７を固定する。集光体は、側面２１を回転放物
面、底面２２をその焦点２３を通る平面とし、側面の内
面を反射面とする。集光体は透明物質のバルクでもよい
し、側面の外殻だけでもよい。
効率良く集光することのできるプローブ 【構成】 中心に送光ファイバ束１２、周辺に受光ファ
イバ束１３を配置した送・受光ファイバ束の先端に、集
光体１７を固定する。集光体は、側面２１を回転放物
面、底面２２をその焦点２３を通る平面とし、側面の内
面を反射面とする。集光体は透明物質のバルクでもよい
し、側面の外殻だけでもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分光光度計等、試料に
光を照射し、その散乱反射光を分析・測定する装置に使
用される送光・受光プローブに関する。
光を照射し、その散乱反射光を分析・測定する装置に使
用される送光・受光プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の反射型分光光度計のプローブの構
成の一例を図３に示す。プローブ３０は送光ファイバ束
３１と受光ファイバ束３２により構成され、送光ファイ
バ束３１からの出射光をそのまま、或いはレンズ３３で
集光して（図３の例では集光している）、試料３４に照
射し、その反射光を受光ファイバ束３２により測光部に
導いて分析・測定を行なう。
成の一例を図３に示す。プローブ３０は送光ファイバ束
３１と受光ファイバ束３２により構成され、送光ファイ
バ束３１からの出射光をそのまま、或いはレンズ３３で
集光して（図３の例では集光している）、試料３４に照
射し、その反射光を受光ファイバ束３２により測光部に
導いて分析・測定を行なう。
【０００３】しかし、このようにプローブ３０と試料３
４とがフリーの状態では、プローブ３０の発光・受光端
面と試料３４の分析面との距離が一定でなくなるため、
受光強度が変化し、測定値に影響を与える。そこで、プ
ローブの発光・受光端面から一定の距離を置いた所に透
明板（石英板等）を固定し、試料をその透明板に押しつ
けて測定を行なうことにより、プローブの発光・受光端
面と試料面との距離を一定にするという方法がとられ
る。
４とがフリーの状態では、プローブ３０の発光・受光端
面と試料３４の分析面との距離が一定でなくなるため、
受光強度が変化し、測定値に影響を与える。そこで、プ
ローブの発光・受光端面から一定の距離を置いた所に透
明板（石英板等）を固定し、試料をその透明板に押しつ
けて測定を行なうことにより、プローブの発光・受光端
面と試料面との距離を一定にするという方法がとられ
る。
【０００４】また、図３のようなプローブ３０の構造で
は、試料３４の受光部から出射される光のうち受光ファ
イバ束３２に入射するものは僅かであるため、分光光度
計の感度が低くならざるを得ない。入射光量を多くする
ためにプローブ３０の発光・受光端面を試料のすぐ上に
配置することも考えられるが、図４に示すように受光フ
ァイバ束３２には所定の開口角というものがあり、その
外側からの光はファイバ束の端面に入射しても伝送され
ない。このため、発光・受光端面はある程度以上、試料
に近づけることができない。
は、試料３４の受光部から出射される光のうち受光ファ
イバ束３２に入射するものは僅かであるため、分光光度
計の感度が低くならざるを得ない。入射光量を多くする
ためにプローブ３０の発光・受光端面を試料のすぐ上に
配置することも考えられるが、図４に示すように受光フ
ァイバ束３２には所定の開口角というものがあり、その
外側からの光はファイバ束の端面に入射しても伝送され
ない。このため、発光・受光端面はある程度以上、試料
に近づけることができない。
【０００５】そこで、試料３４の受光部から出射された
光を集光する凹面（放物面）鏡を設けるようにしたプロ
ーブも考えられている。透明板３６及び集光鏡３５の双
方を使用したプローブの例を図５に示す。
光を集光する凹面（放物面）鏡を設けるようにしたプロ
ーブも考えられている。透明板３６及び集光鏡３５の双
方を使用したプローブの例を図５に示す。
【０００６】また、図６に示すように、反射光を積分球
４０内に閉じ込め、側面の窓４１から積分球４０内の光
を取り出すようにしたものもあるが、これは集光量を増
加するものではなく、各方向への散乱光を均等に集光す
るためのものである。
４０内に閉じ込め、側面の窓４１から積分球４０内の光
を取り出すようにしたものもあるが、これは集光量を増
加するものではなく、各方向への散乱光を均等に集光す
るためのものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図５を見てもわかる通
り、集光鏡は試料の周囲を覆うような大きなものを設け
なければ試料からの反射光を十分に集光することができ
ない。このため、プローブが大型となり、取扱いに不便
であるという不都合がある。また、透明板３６や試料３
４を集光鏡３５に対して固定するために、両者の間に架
橋３７が必要となるが、この架橋３７が反射光を遮ると
いう欠点もある。
り、集光鏡は試料の周囲を覆うような大きなものを設け
なければ試料からの反射光を十分に集光することができ
ない。このため、プローブが大型となり、取扱いに不便
であるという不都合がある。また、透明板３６や試料３
４を集光鏡３５に対して固定するために、両者の間に架
橋３７が必要となるが、この架橋３７が反射光を遮ると
いう欠点もある。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、コンパ
クトでありながら試料からの反射光を効率良く集光する
ことのできるプローブを提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、コンパ
クトでありながら試料からの反射光を効率良く集光する
ことのできるプローブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る反射光測定装置用プローブは、
（ａ）送光光路を中心に、受光光路を周辺に配置した光
路束と、（ｂ）次の条件（ｉ）〜（iv）を満たす集光体
とを備えることを特徴とする。 （ｉ）光路束の端面に固定されている。 （ii）側面が、回転軸を送光光路の中心軸に略一致させ
た回転放物面により構成されている。 （iii）側面の内面が反射面となっている。 （iv）底面が、回転放物面の焦点を通る回転軸に垂直な
面により構成されている。
に成された本発明に係る反射光測定装置用プローブは、
（ａ）送光光路を中心に、受光光路を周辺に配置した光
路束と、（ｂ）次の条件（ｉ）〜（iv）を満たす集光体
とを備えることを特徴とする。 （ｉ）光路束の端面に固定されている。 （ii）側面が、回転軸を送光光路の中心軸に略一致させ
た回転放物面により構成されている。 （iii）側面の内面が反射面となっている。 （iv）底面が、回転放物面の焦点を通る回転軸に垂直な
面により構成されている。
【００１０】なお、集光体（ｂ）はガラス等の透明物質
で形成されたバルクでもよいし、内面が反射面とされた
回転放物面の外殻のみから成る空洞構造物でもよい。
で形成されたバルクでもよいし、内面が反射面とされた
回転放物面の外殻のみから成る空洞構造物でもよい。
【００１１】
【作用】本プローブを使用する際は、集光体の底面を試
料の分析面に当接し、底面の中心（これはすなわち、回
転放物面の焦点でもある）を分析箇所にほぼ一致させ
る。この状態で光路束の中心から発射された入射光は集
光体の回転軸（中心軸）に沿って進み、試料の分析箇所
に照射される。分析箇所で散乱された反射光は分析箇所
の上方の全方向に進むが、それら反射光の出発点（入射
光の照射箇所）は回転放物面の焦点であるため、いずれ
の方向に散乱された反射光も集光体の側面で回転放物面
の回転軸に平行な方向（上方）に反射される。このよう
に平行にされた反射光は光路束の受光光路に入り、反射
光測定部等に送られる。
料の分析面に当接し、底面の中心（これはすなわち、回
転放物面の焦点でもある）を分析箇所にほぼ一致させ
る。この状態で光路束の中心から発射された入射光は集
光体の回転軸（中心軸）に沿って進み、試料の分析箇所
に照射される。分析箇所で散乱された反射光は分析箇所
の上方の全方向に進むが、それら反射光の出発点（入射
光の照射箇所）は回転放物面の焦点であるため、いずれ
の方向に散乱された反射光も集光体の側面で回転放物面
の回転軸に平行な方向（上方）に反射される。このよう
に平行にされた反射光は光路束の受光光路に入り、反射
光測定部等に送られる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例である分光光度計用プロー
ブとその周辺装置との接続を図１に模式的に示す。本実
施例のプローブ１９は、中央に送光ファイバ束１２、周
辺部に受光ファイバ束１３を配して束ねた送・受光ファ
イバ束と、その先端に固定リング１６により固定された
集光体１７とで構成される。
ブとその周辺装置との接続を図１に模式的に示す。本実
施例のプローブ１９は、中央に送光ファイバ束１２、周
辺部に受光ファイバ束１３を配して束ねた送・受光ファ
イバ束と、その先端に固定リング１６により固定された
集光体１７とで構成される。
【００１３】プローブ先端の断面を図２（ａ）に示す。
集光体１７は、側面２１が回転放物面となっており、上
下は、回転放物面２１の回転軸２４に垂直な平面となっ
ている。そのうち、底面２２は回転放物面２１の焦点２
３を通過する平面となっている。集光体１７は光学ガラ
スや光学プラスチック等の透明物質で作製し、その側面
２１の内面側には鏡面処理を施す。集光体１７のみの斜
視図を図２（ｂ）に示す。
集光体１７は、側面２１が回転放物面となっており、上
下は、回転放物面２１の回転軸２４に垂直な平面となっ
ている。そのうち、底面２２は回転放物面２１の焦点２
３を通過する平面となっている。集光体１７は光学ガラ
スや光学プラスチック等の透明物質で作製し、その側面
２１の内面側には鏡面処理を施す。集光体１７のみの斜
視図を図２（ｂ）に示す。
【００１４】集光体１７の上面は送・受光ファイバ束の
端面に当接され、固定リング１６により送・受光ファイ
バ束に固定されている。ここで、集光体１７の中心軸
（すなわち、回転放物面の回転軸）は送・受光ファイバ
束の中心（すなわち、送光ファイバ束１２の中心）にほ
ぼ一致するようになっている。送・受光ファイバ束の先
端では、中央の送光ファイバ束１２が周辺の受光ファイ
バ束１３よりもやや短くなっており、送光ファイバ束１
２の先端と集光体１７の上面との間には集光レンズ２０
が配置される。
端面に当接され、固定リング１６により送・受光ファイ
バ束に固定されている。ここで、集光体１７の中心軸
（すなわち、回転放物面の回転軸）は送・受光ファイバ
束の中心（すなわち、送光ファイバ束１２の中心）にほ
ぼ一致するようになっている。送・受光ファイバ束の先
端では、中央の送光ファイバ束１２が周辺の受光ファイ
バ束１３よりもやや短くなっており、送光ファイバ束１
２の先端と集光体１７の上面との間には集光レンズ２０
が配置される。
【００１５】このような構成を有する本実施例のプロー
ブの作用を次に説明する。分光光度計の光源１０で生成
された光は分光器１１で分光され、所定の波長の光のみ
が送光ファイバ束１２に送入される。送光ファイバ束１
２により送られてきた光は、プローブ１９の先端で集光
レンズ２０により集光され、集光体１７の底面２２の中
心２３で焦点を結ぶ。ここで試料１８に照射された光
は、試料１８のその箇所の特性に応じた反射を行ない、
各方向に散乱する。これらの散乱反射光は直接受光ファ
イバ束１３に入射するものもあるが、多くは集光体１７
の側面２１に到達する。集光体１７の側面２１は内側が
鏡面となっているため、ここに到達した光は集光体１７
の内部側に反射されるが、側面２１はこれらの散乱光の
出発点２３を焦点とする回転放物面であるため、側面２
１で反射した光はすべて回転放物面２１の回転軸２４に
平行な方向に進む。従って、試料１８の分析箇所２３か
らの散乱反射光は（送光ファイバ束１２の端面部に戻る
ものを除き）ほとんどが受光ファイバ束１３に集めら
れ、測光部１４に送られる。
ブの作用を次に説明する。分光光度計の光源１０で生成
された光は分光器１１で分光され、所定の波長の光のみ
が送光ファイバ束１２に送入される。送光ファイバ束１
２により送られてきた光は、プローブ１９の先端で集光
レンズ２０により集光され、集光体１７の底面２２の中
心２３で焦点を結ぶ。ここで試料１８に照射された光
は、試料１８のその箇所の特性に応じた反射を行ない、
各方向に散乱する。これらの散乱反射光は直接受光ファ
イバ束１３に入射するものもあるが、多くは集光体１７
の側面２１に到達する。集光体１７の側面２１は内側が
鏡面となっているため、ここに到達した光は集光体１７
の内部側に反射されるが、側面２１はこれらの散乱光の
出発点２３を焦点とする回転放物面であるため、側面２
１で反射した光はすべて回転放物面２１の回転軸２４に
平行な方向に進む。従って、試料１８の分析箇所２３か
らの散乱反射光は（送光ファイバ束１２の端面部に戻る
ものを除き）ほとんどが受光ファイバ束１３に集めら
れ、測光部１４に送られる。
【００１６】こうして、分光器１１において送光ファイ
バ束１２に送り出す光の波長を順次変化させてゆき、測
光部１４で送られてきた散乱反射光の強度を測定するこ
とにより、試料１８の特性を明らかにすることができ
る。なお、分析結果は表示部１５に表示される。
バ束１２に送り出す光の波長を順次変化させてゆき、測
光部１４で送られてきた散乱反射光の強度を測定するこ
とにより、試料１８の特性を明らかにすることができ
る。なお、分析結果は表示部１５に表示される。
【００１７】以上説明したように、本実施例のプローブ
１９では試料１８の分析箇所からの散乱反射光のほとん
どを集光し、測光することができるため、分光光度計の
感度を向上することができる。また、集光体１７を試料
に当接することにより、試料１８とプローブ１９（送・
受光ファイバ束）との間隔が常に一定に維持されるた
め、測定精度が向上する。さらに、図６に示した積分球
を使用する場合と同様、各方向への散乱光の均等な集光
を行なうため、異方性のある試料についても容易に偏り
のない平均特性値を測定することができる。
１９では試料１８の分析箇所からの散乱反射光のほとん
どを集光し、測光することができるため、分光光度計の
感度を向上することができる。また、集光体１７を試料
に当接することにより、試料１８とプローブ１９（送・
受光ファイバ束）との間隔が常に一定に維持されるた
め、測定精度が向上する。さらに、図６に示した積分球
を使用する場合と同様、各方向への散乱光の均等な集光
を行なうため、異方性のある試料についても容易に偏り
のない平均特性値を測定することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明に係るプローブでは、分析箇所か
らの散乱反射光を回転放物面での反射によりほとんど受
光光路に集光するため、分光光度計等の分析感度が向上
する。また、プローブ先端の集光体を試料に当接するこ
とにより、発光・受光端面と試料表面との間の距離が常
に一定に保たれるため、分析精度が向上する。さらに、
本プローブの大きさは、発光・受光光路（ファイバ束）
の先端に小さな集光体を固定しただけのものであるた
め、非常にコンパクトであり、小さい試料の分析や現場
での分析等、広い分野での分析に使用することができ
る。なお、本発明のプローブは分光光度計のみならず、
一般に試料の表面に光を照射し、その反射光を受光して
種々の分析を行なう装置一般に使用することができる。
らの散乱反射光を回転放物面での反射によりほとんど受
光光路に集光するため、分光光度計等の分析感度が向上
する。また、プローブ先端の集光体を試料に当接するこ
とにより、発光・受光端面と試料表面との間の距離が常
に一定に保たれるため、分析精度が向上する。さらに、
本プローブの大きさは、発光・受光光路（ファイバ束）
の先端に小さな集光体を固定しただけのものであるた
め、非常にコンパクトであり、小さい試料の分析や現場
での分析等、広い分野での分析に使用することができ
る。なお、本発明のプローブは分光光度計のみならず、
一般に試料の表面に光を照射し、その反射光を受光して
種々の分析を行なう装置一般に使用することができる。
【図１】 本発明の一実施例である分光光度計のプロー
ブ周辺の接続を示す模式図。
ブ周辺の接続を示す模式図。
【図２】 実施例のプローブの先端の断面図（ａ）及び
集光体の斜視図（ｂ）。
集光体の斜視図（ｂ）。
【図３】 従来の単純なプローブの説明図。
【図４】 受光ファイバ束を試料に近づけ過ぎた場合の
説明図。
説明図。
【図５】 集光鏡、透明板を使用した従来のプローブの
説明図。
説明図。
【図６】 積分球を使用した従来のプローブの説明図。
１０…光源 １１…分光器 １２…送光ファイバ束 １３…受光ファ
イバ束 １４…測光部 １５…表示部 １６…固定リング １７…集光体 １８…試料 １９…プローブ ２０…集光レンズ ２１…回転放物
面（側面） ２２…底面 ２３…回転放物
面の焦点 ２４…回転放物面の回転軸 ３０…プローブ ３１…送光ファ
イバ束 ３２…受光ファイバ束 ３３…集光レン
ズ ３４…試料 ３５…集光鏡 ３６…透明板 ３７…架橋 ４０…積分球 ４１…窓
イバ束 １４…測光部 １５…表示部 １６…固定リング １７…集光体 １８…試料 １９…プローブ ２０…集光レンズ ２１…回転放物
面（側面） ２２…底面 ２３…回転放物
面の焦点 ２４…回転放物面の回転軸 ３０…プローブ ３１…送光ファ
イバ束 ３２…受光ファイバ束 ３３…集光レン
ズ ３４…試料 ３５…集光鏡 ３６…透明板 ３７…架橋 ４０…積分球 ４１…窓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 送光光路を中心に、受光光路を周辺に配
置した光路束と、次の条件（ｉ）〜（iv）を満たす集光
体とを備えることを特徴とする反射光測定装置用プロー
ブ。 （ｉ）光路束の端面に固定されている。 （ii）側面が、回転軸を送光光路の中心軸に略一致させ
た回転放物面により構成されている。 （iii）側面の内面が反射面となっている。 （iv）底面が、回転放物面の焦点を通り回転軸に垂直な
面により構成されている。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15447891A JPH051991A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 反射光測定装置用プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15447891A JPH051991A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 反射光測定装置用プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051991A true JPH051991A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15585130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15447891A Pending JPH051991A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 反射光測定装置用プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051991A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003035666A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Pola Chem Ind Inc | 近赤外分光装置用プローブ |
| US6910139B2 (en) | 2000-10-02 | 2005-06-21 | Fujitsu Limited | Software processing apparatus with a switching processing unit for displaying animation images in an environment operating base on type of power supply |
| US7045764B2 (en) | 2002-10-17 | 2006-05-16 | Rite-Hite Holding Corporation | Passive detection system for detecting a body near a door |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15447891A patent/JPH051991A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6910139B2 (en) | 2000-10-02 | 2005-06-21 | Fujitsu Limited | Software processing apparatus with a switching processing unit for displaying animation images in an environment operating base on type of power supply |
| JP2003035666A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Pola Chem Ind Inc | 近赤外分光装置用プローブ |
| US7045764B2 (en) | 2002-10-17 | 2006-05-16 | Rite-Hite Holding Corporation | Passive detection system for detecting a body near a door |
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