JPH0989668A - 光スペクトル検出装置 - Google Patents
光スペクトル検出装置Info
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- JPH0989668A JPH0989668A JP7269137A JP26913795A JPH0989668A JP H0989668 A JPH0989668 A JP H0989668A JP 7269137 A JP7269137 A JP 7269137A JP 26913795 A JP26913795 A JP 26913795A JP H0989668 A JPH0989668 A JP H0989668A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】検出平面での各波長間の像の位置が、各波長間
の波長差に比例する光スペクトル検出装置を提供する。 【解決手段】回折格子１によって分光した光を集光光学
系２によって光検出器３の検出平面３ａ上に集光した光
スペクトル検出装置において、回折格子１の法線Ｎと集
光光学系２の光軸ｚとを平行に配置し、且つ集光光学系
２をｆ・ｓｉｎθレンズによって構成したことを特徴と
する。
の波長差に比例する光スペクトル検出装置を提供する。 【解決手段】回折格子１によって分光した光を集光光学
系２によって光検出器３の検出平面３ａ上に集光した光
スペクトル検出装置において、回折格子１の法線Ｎと集
光光学系２の光軸ｚとを平行に配置し、且つ集光光学系
２をｆ・ｓｉｎθレンズによって構成したことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲の波長を同
時に観察する光スペクトル検出装置に関する。
時に観察する光スペクトル検出装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】光スペクトル検出装置
は、回折格子でスペクトル分光を行い、この分光された
光束をＣＣＤ等の光電変換素子から成る光検出器の検出
平面上に集光させて、スペクトル分析を行っている。分
光された光を検出平面に集光する集光光学系としては、
従来より、一般的なｆ・ｔａｎθレンズが用いられてい
た。しかるに回折格子によるスペクトル分散は非線形性
を持っており、ｆ・ｔａｎθレンズではこの非線形性を
相殺することができない。したがって検出平面での各波
長のスペクトルの結像は、各波長間の波長差に比例しな
い非線形な間隔で形成され、この結果ＣＣＤのピッチに
合わずに検出効率の低下を招き、あるいはこれを解消す
るために、ＣＣＤのピッチの変更などの負担を招いてい
た。したがって本発明は、検出平面での各波長間の像の
位置が、各波長間の波長差に比例する光スペクトル検出
装置を提供することを課題とする。
は、回折格子でスペクトル分光を行い、この分光された
光束をＣＣＤ等の光電変換素子から成る光検出器の検出
平面上に集光させて、スペクトル分析を行っている。分
光された光を検出平面に集光する集光光学系としては、
従来より、一般的なｆ・ｔａｎθレンズが用いられてい
た。しかるに回折格子によるスペクトル分散は非線形性
を持っており、ｆ・ｔａｎθレンズではこの非線形性を
相殺することができない。したがって検出平面での各波
長のスペクトルの結像は、各波長間の波長差に比例しな
い非線形な間隔で形成され、この結果ＣＣＤのピッチに
合わずに検出効率の低下を招き、あるいはこれを解消す
るために、ＣＣＤのピッチの変更などの負担を招いてい
た。したがって本発明は、検出平面での各波長間の像の
位置が、各波長間の波長差に比例する光スペクトル検出
装置を提供することを課題とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、回折格子の法
線と集光光学系の光軸とを平行に配置し、且つ集光光学
系をｆ・ｓｉｎθレンズによって構成することにより、
上記課題を解決したものである。この構成により、回折
格子の分光によるスペクトル分散の非線形性はｆ・ｓｉ
ｎθレンズによって相殺され、検出平面上で線形なスペ
クトル分布が得られる。
線と集光光学系の光軸とを平行に配置し、且つ集光光学
系をｆ・ｓｉｎθレンズによって構成することにより、
上記課題を解決したものである。この構成により、回折
格子の分光によるスペクトル分散の非線形性はｆ・ｓｉ
ｎθレンズによって相殺され、検出平面上で線形なスペ
クトル分布が得られる。
【０００４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１は本発明の一実施例の概略光学系を示
し、回折格子１に入射する白色平行光は、回折格子１に
よって分光された後、集光レンズ２によって光検出器３
の検出平面３ａ上に結像している。回折格子１の法線Ｎ
は集光レンズ２の光軸ｚと平行に配置されており、また
集光レンズ２としてはｆ・ｓｉｎθレンズが用いられて
いる。したがって入射角θで入射したスペクトルの像高
ｙは、ｆを集光レンズの焦点距離として、 ｙ＝ｆ・ｓｉｎθ ‥‥（１） で与えられる。
て説明する。図１は本発明の一実施例の概略光学系を示
し、回折格子１に入射する白色平行光は、回折格子１に
よって分光された後、集光レンズ２によって光検出器３
の検出平面３ａ上に結像している。回折格子１の法線Ｎ
は集光レンズ２の光軸ｚと平行に配置されており、また
集光レンズ２としてはｆ・ｓｉｎθレンズが用いられて
いる。したがって入射角θで入射したスペクトルの像高
ｙは、ｆを集光レンズの焦点距離として、 ｙ＝ｆ・ｓｉｎθ ‥‥（１） で与えられる。
【０００５】他方、回折格子による回折角は、αを入射
角、βを射出角、Ｎを単位長さ当たりの格子数、ｍを回
折の次数、λを波長とすると、 ｓｉｎβ＝ｓｉｎα＋Ｎｍλ ‥‥（２） で与えられる。また本実施例では、回折格子１の法線Ｎ
が集光レンズ２の光軸ｚと平行に配置されているから、 θ＝β ‥‥（３） となっている。
角、βを射出角、Ｎを単位長さ当たりの格子数、ｍを回
折の次数、λを波長とすると、 ｓｉｎβ＝ｓｉｎα＋Ｎｍλ ‥‥（２） で与えられる。また本実施例では、回折格子１の法線Ｎ
が集光レンズ２の光軸ｚと平行に配置されているから、 θ＝β ‥‥（３） となっている。
【０００６】したがって、（１）、（２）及び（３）式
より、 ｙ＝ｆ・（ｓｉｎα＋Ｎｍλ） となる。故に、基準波長に対する波長の差をΔλとし、
基準波長との間の像高の差をΔｙとすると、 Δｙ＝ｆＮｍ・Δλ となり、像高差Δｙは波長差Δλに比例することとな
る。
より、 ｙ＝ｆ・（ｓｉｎα＋Ｎｍλ） となる。故に、基準波長に対する波長の差をΔλとし、
基準波長との間の像高の差をΔｙとすると、 Δｙ＝ｆＮｍ・Δλ となり、像高差Δｙは波長差Δλに比例することとな
る。
【０００７】より一般的に説明すると、 ｄｙ／ｄλ＝（ｄｙ／ｄθ）・（ｄθ／ｄβ）・（ｄβ／ｄλ） ‥‥（４） において、回折格子１の法線Ｎと集光レンズ２の光軸ｚ
とが平行でない一般的な場合には、ａを法線Ｎと光軸ｚ
とのなす角度として、 θ＝β＋ａ であるから、（４）式の右辺第２項は、 ｄθ／ｄβ＝１ となる。また（４）式の右辺第３項は、（２）式より、 ｄβ／ｄλ＝Ｎｍ／ｃｏｓβ であるから、結局（４）式は、 ｄｙ／ｄλ＝（ｄｙ／ｄθ）・Ｎｍ／ｃｏｓβ ‥‥（５） となる。
とが平行でない一般的な場合には、ａを法線Ｎと光軸ｚ
とのなす角度として、 θ＝β＋ａ であるから、（４）式の右辺第２項は、 ｄθ／ｄβ＝１ となる。また（４）式の右辺第３項は、（２）式より、 ｄβ／ｄλ＝Ｎｍ／ｃｏｓβ であるから、結局（４）式は、 ｄｙ／ｄλ＝（ｄｙ／ｄθ）・Ｎｍ／ｃｏｓβ ‥‥（５） となる。
【０００８】従来技術のように集光レンズ２としてｆ・
ｔａｎθレンズを用いると、 ｙ＝ｆ・ｔａｎθ であるから、（５）式は、 ｄｙ／ｄλ＝ｆＮｍ／ｃｏｓ2θ／ｃｏｓβ となり、ｄｙ／ｄλ＝ｃｏｎｓｔ．とすることができな
い。したがって回折格子１と集光レンズ２とをいかよう
な関係にて配置しようとも、すなわち、例えばθ＝βと
なるように配置しようとも、波長λに対して像高ｙを線
形に変化させることができない。
ｔａｎθレンズを用いると、 ｙ＝ｆ・ｔａｎθ であるから、（５）式は、 ｄｙ／ｄλ＝ｆＮｍ／ｃｏｓ2θ／ｃｏｓβ となり、ｄｙ／ｄλ＝ｃｏｎｓｔ．とすることができな
い。したがって回折格子１と集光レンズ２とをいかよう
な関係にて配置しようとも、すなわち、例えばθ＝βと
なるように配置しようとも、波長λに対して像高ｙを線
形に変化させることができない。
【０００９】しかるに本実施例では、集光レンズ２とし
てｆ・ｓｉｎθレンズを用いているから、（５）式は、 ｄｙ／ｄλ＝ｆＮｍ・ｃｏｓθ／ｃｏｓβ となり、更に、θ＝βとなるように配置しているから、 ｄｙ／ｄλ＝ｃｏｎｓｔ． となる。こうして像高ｙが波長λに対して線形に変化す
ることとなる。
てｆ・ｓｉｎθレンズを用いているから、（５）式は、 ｄｙ／ｄλ＝ｆＮｍ・ｃｏｓθ／ｃｏｓβ となり、更に、θ＝βとなるように配置しているから、 ｄｙ／ｄλ＝ｃｏｎｓｔ． となる。こうして像高ｙが波長λに対して線形に変化す
ることとなる。
【００１０】なおｆ・ｓｉｎθレンズは負の歪曲収差を
持っている。したがって厳密にはｆ・ｓｉｎθの特性は
持っていなくとも、負の歪曲収差を持つレンズ系を集光
レンズ２として用いることもできる。この場合には、像
高ｙと波長λとの間の線形性が若干劣ることとなるが、
それでも従来技術よりは優れた効果を得ることができ
る。また図１では回折格子として反射型のものを図示し
ているが、透過型の回折格子を用いることもできる。
持っている。したがって厳密にはｆ・ｓｉｎθの特性は
持っていなくとも、負の歪曲収差を持つレンズ系を集光
レンズ２として用いることもできる。この場合には、像
高ｙと波長λとの間の線形性が若干劣ることとなるが、
それでも従来技術よりは優れた効果を得ることができ
る。また図１では回折格子として反射型のものを図示し
ているが、透過型の回折格子を用いることもできる。
【００１１】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、分光された
スペクトルが、その波長に応じて光検出器の検出平面上
に線形に分布するため、検出器の利用効率が高まり、ま
た検出器の制作も容易になるという利点がある。
スペクトルが、その波長に応じて光検出器の検出平面上
に線形に分布するため、検出器の利用効率が高まり、ま
た検出器の制作も容易になるという利点がある。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図
１…回折格子 ２…集光レンズ ３…光検出器 ３ａ…検出平面 Ｎ…法線 ｚ…光軸
Claims (2)
- 【請求項１】回折格子によって分光した光を集光光学系
によって光検出器の検出平面上に集光した光スペクトル
検出装置において、 前記回折格子の法線と前記集光光学系の光軸とを平行に
配置し、且つ前記集光光学系をｆ・ｓｉｎθレンズによ
って構成したことを特徴とする光スペクトル検出装置。 - 【請求項２】回折格子によって分光した光を集光光学系
によって光検出器の検出平面上に集光した光スペクトル
検出装置において、 前記回折格子の法線と前記集光光学系の光軸とを平行に
配置し、且つ前記集光光学系を負の歪曲収差を有するレ
ンズ系によって構成したことを特徴とする光スペクトル
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26913795A JP3367545B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 光スペクトル検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26913795A JP3367545B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 光スペクトル検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989668A true JPH0989668A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3367545B2 JP3367545B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17468211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26913795A Expired - Fee Related JP3367545B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 光スペクトル検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367545B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001014836A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-03-01 | Institut National D'optique | F-SIN (υ) LENS SYSTEM AND METHOD OF USE OF SAME |
| US6452132B1 (en) * | 1999-06-23 | 2002-09-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Laser hole boring apparatus |
| US6597831B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-07-22 | Institut National D'optique | Linear wavelength DWDM |
| US6650413B2 (en) | 1999-08-08 | 2003-11-18 | Institut National D'optique | Linear spectrometer |
| EP2466281A1 (en) | 2010-12-17 | 2012-06-20 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5670431A (en) * | 1979-11-15 | 1981-06-12 | Ricoh Co Ltd | Photometer |
| JPH0560600A (ja) * | 1991-09-03 | 1993-03-09 | Nikon Corp | 赤外線光学系 |
| JPH05281040A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分光測定装置 |
| JPH05340815A (ja) * | 1992-06-12 | 1993-12-24 | Fujitsu Ltd | 多チャンネル分光光度計 |
| JPH09500970A (ja) * | 1994-05-24 | 1997-01-28 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 分光装置 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP26913795A patent/JP3367545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5670431A (en) * | 1979-11-15 | 1981-06-12 | Ricoh Co Ltd | Photometer |
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| US6650413B2 (en) | 1999-08-08 | 2003-11-18 | Institut National D'optique | Linear spectrometer |
| WO2001014836A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-03-01 | Institut National D'optique | F-SIN (υ) LENS SYSTEM AND METHOD OF USE OF SAME |
| US6445508B1 (en) | 1999-08-19 | 2002-09-03 | National Optics Institute | f-Sin(θ) lens system and method of use of same |
| US6597831B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-07-22 | Institut National D'optique | Linear wavelength DWDM |
| EP2466281A1 (en) | 2010-12-17 | 2012-06-20 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
| US8786854B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-07-22 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3367545B2 (ja) | 2003-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |