JPH1062247A - 分光装置 - Google Patents
分光装置Info
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- JPH1062247A JPH1062247A JP22388496A JP22388496A JPH1062247A JP H1062247 A JPH1062247 A JP H1062247A JP 22388496 A JP22388496 A JP 22388496A JP 22388496 A JP22388496 A JP 22388496A JP H1062247 A JPH1062247 A JP H1062247A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ダイクロイックミラーアレイを用いて簡単な構
造でありながらも光利用効率の高い分光装置を提供す
る。 【解決手段】反射率の立ち上がり波長がそれぞれ異なる
ダイクロイックミラーを配列してなる第１のダイクロイ
ックミラーアレイと、反射率の立ち下がり波長がそれぞ
れ異なるダイクロイックミラーを配列してなる第２のダ
イクロイックミラーアレイと、受光素子アレイを備え、
第１と第２のダイクロイックミラーアレイと受光素子ア
レイを重ねて透過波長帯の異なる複数チャネルの分光素
子からなり入射光を分光することのできるダイクロイッ
クミラーアレイ分光素子と、この分光素子が取り付けら
れると共に入射光が入射され、ダイクロイックミラーア
レイで反射された波長成分が内部で拡散されるように形
成された積分球を備える。
造でありながらも光利用効率の高い分光装置を提供す
る。 【解決手段】反射率の立ち上がり波長がそれぞれ異なる
ダイクロイックミラーを配列してなる第１のダイクロイ
ックミラーアレイと、反射率の立ち下がり波長がそれぞ
れ異なるダイクロイックミラーを配列してなる第２のダ
イクロイックミラーアレイと、受光素子アレイを備え、
第１と第２のダイクロイックミラーアレイと受光素子ア
レイを重ねて透過波長帯の異なる複数チャネルの分光素
子からなり入射光を分光することのできるダイクロイッ
クミラーアレイ分光素子と、この分光素子が取り付けら
れると共に入射光が入射され、ダイクロイックミラーア
レイで反射された波長成分が内部で拡散されるように形
成された積分球を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的簡単な構造
で分光することのできる分光装置に関し、特に光利用効
率の改善に関するものである。
で分光することのできる分光装置に関し、特に光利用効
率の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】簡単な構造で分光する分光方式に、リニ
アバリアブルフィルタ（分光フィルタアレイ）をリニア
イメージセンサ上に配置し、上方から平行光を照射する
方式がある。この種の方式の一例として、図８に示すよ
うな市販のフィルタ付きイメージセンサがある。入射光
（平行光）１はリニアバリアブルフィルタ２によりその
波長分割数だけ位置的に分割され、リニアイメージセン
サ（例えば２５６チャネル）３で受光される。同図
（ｂ）はリニアイメージセンサ３の出力例である。
アバリアブルフィルタ（分光フィルタアレイ）をリニア
イメージセンサ上に配置し、上方から平行光を照射する
方式がある。この種の方式の一例として、図８に示すよ
うな市販のフィルタ付きイメージセンサがある。入射光
（平行光）１はリニアバリアブルフィルタ２によりその
波長分割数だけ位置的に分割され、リニアイメージセン
サ（例えば２５６チャネル）３で受光される。同図
（ｂ）はリニアイメージセンサ３の出力例である。
【０００３】図９に示すものは分光センサ（ミノルタ
製）の例である。受光部は短波長側（４００〜５００ｎ
ｍ）用と長波長側（５００〜７００ｎｍ）用の２列にな
っており、上部から入射光（測定光）１が入射するが、
短波長側の列にはバンドパスフィルタIとバンドパスフ
ィルタIIを通して４００〜５００ｎｍの波長の光が入射
し、長波長側の列にはバンドパスフィルタIとIIIを通し
て５００〜７００ｎｍの波長の光が入射する。
製）の例である。受光部は短波長側（４００〜５００ｎ
ｍ）用と長波長側（５００〜７００ｎｍ）用の２列にな
っており、上部から入射光（測定光）１が入射するが、
短波長側の列にはバンドパスフィルタIとバンドパスフ
ィルタIIを通して４００〜５００ｎｍの波長の光が入射
し、長波長側の列にはバンドパスフィルタIとIIIを通し
て５００〜７００ｎｍの波長の光が入射する。
【０００４】バンドパスフィルタ４を通過した光は遮光
板５の２列の窓を通して分光フィルタアレイ６に入る。
分光フィルタアレイ６によって各波長に分割された光は
分割受光素子アレイ７の各受光部に入射する。受光素子
アレイ７では光・電変換が行われ、光強度に対応した電
流が出力される。なお、これらの各素子は堆積しセラミ
ックパッケージ等に搭載される。
板５の２列の窓を通して分光フィルタアレイ６に入る。
分光フィルタアレイ６によって各波長に分割された光は
分割受光素子アレイ７の各受光部に入射する。受光素子
アレイ７では光・電変換が行われ、光強度に対応した電
流が出力される。なお、これらの各素子は堆積しセラミ
ックパッケージ等に搭載される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな分光素子においては次のような問題がある。全入射
光はまずリニアバリアブルフィルタ２の波長分割数分あ
るいは分割受光素子アレイ７の素子数分だけ位置的に分
割される。受光素子の１素子で受光されるのは、全入射
光のうち位置的に分割された光のうちの特定の波長範囲
の光のみであり、残りの大部分の波長範囲の光はフィル
タによって吸収されてしまい、光利用効率は著しく悪く
なってしまうという問題があった。
うな分光素子においては次のような問題がある。全入射
光はまずリニアバリアブルフィルタ２の波長分割数分あ
るいは分割受光素子アレイ７の素子数分だけ位置的に分
割される。受光素子の１素子で受光されるのは、全入射
光のうち位置的に分割された光のうちの特定の波長範囲
の光のみであり、残りの大部分の波長範囲の光はフィル
タによって吸収されてしまい、光利用効率は著しく悪く
なってしまうという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、このような点に鑑み、ダ
イクロイックミラーアレイを用いて簡単な構造でありな
がらも光利用効率の高い分光装置を提供することにあ
る。
イクロイックミラーアレイを用いて簡単な構造でありな
がらも光利用効率の高い分光装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、反射率の立ち上がり波長が互いに
異なる複数のダイクロイックミラーを配列してなる第１
のダイクロイックミラーアレイと、反射率の立ち下がり
波長が互いに異なる複数のダイクロイックミラーを配列
してなる第２のダイクロイックミラーアレイと、複数の
受光素子を配列してなる受光素子アレイを備え、前記第
１と第２のダイクロイックミラーアレイと受光素子アレ
イを重ねて透過波長帯が互いに異なる複数チャネルの分
光素子を形成してなり入射光を分光することのできるダ
イクロイックミラーアレイ分光素子と、このダイクロイ
ックミラーアレイ分光素子が取り付けられると共に入射
光が入射され、前記ダイクロイックミラーアレイで反射
された波長成分が内部で拡散されるように形成された積
分球から成ることを特徴とする。
るために本発明では、反射率の立ち上がり波長が互いに
異なる複数のダイクロイックミラーを配列してなる第１
のダイクロイックミラーアレイと、反射率の立ち下がり
波長が互いに異なる複数のダイクロイックミラーを配列
してなる第２のダイクロイックミラーアレイと、複数の
受光素子を配列してなる受光素子アレイを備え、前記第
１と第２のダイクロイックミラーアレイと受光素子アレ
イを重ねて透過波長帯が互いに異なる複数チャネルの分
光素子を形成してなり入射光を分光することのできるダ
イクロイックミラーアレイ分光素子と、このダイクロイ
ックミラーアレイ分光素子が取り付けられると共に入射
光が入射され、前記ダイクロイックミラーアレイで反射
された波長成分が内部で拡散されるように形成された積
分球から成ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】反射率の立ち上がり波長が少しずつずれた複数
のダイクロイックミラーを配列してなる第１のダイクロ
イックミラーアレイと、反射率の立ち下がり波長が少し
ずつずれた複数のダイクロイックミラーを配列してなる
第２のダイクロイックミラーアレイを重ねて、上下のダ
イクロイックミラー対を単位とする複数の分光素子を形
成する。各分光素子は、素子ごとにある狭い範囲の波長
帯の波長の光を透過し、その他の波長範囲の光を反射す
る。この波長帯は分光素子ごとに異なる。各分光素子ご
との出射光（透過光）は受光素子アレイで検出される。
のダイクロイックミラーを配列してなる第１のダイクロ
イックミラーアレイと、反射率の立ち下がり波長が少し
ずつずれた複数のダイクロイックミラーを配列してなる
第２のダイクロイックミラーアレイを重ねて、上下のダ
イクロイックミラー対を単位とする複数の分光素子を形
成する。各分光素子は、素子ごとにある狭い範囲の波長
帯の波長の光を透過し、その他の波長範囲の光を反射す
る。この波長帯は分光素子ごとに異なる。各分光素子ご
との出射光（透過光）は受光素子アレイで検出される。
【０００９】ここで、上記ダイクロイックミラーアレイ
分光素子を積分球に取り付けていることにより、前記反
射光は積分球内で拡散し再びダイクロイックミラーアレ
イに入射する。この反射、拡散、入射は繰り返し行われ
る。したがって、入射光の総てを利用でき、光利用効率
の高い分光装置を実現できる。
分光素子を積分球に取り付けていることにより、前記反
射光は積分球内で拡散し再びダイクロイックミラーアレ
イに入射する。この反射、拡散、入射は繰り返し行われ
る。したがって、入射光の総てを利用でき、光利用効率
の高い分光装置を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明に係る分光装置の一実施例を示
す構成図である。図において、１０は積分球、２０はダ
イクロイックミラーアレイ分光素子である。光ファイバ
１１等から入射された入射光は積分球１０の内部で拡散
され、ダイクロイックミラーアレイ分光素子で分光され
る。ダイクロイックミラーアレイ分光素子２０は、図２
に示すように第１のダイクロイックミラーアレイ３０、
第２のダイクロイックミラーアレイ４０、光電変換用の
受光素子アレイ５０より構成されている。
説明する。図１は本発明に係る分光装置の一実施例を示
す構成図である。図において、１０は積分球、２０はダ
イクロイックミラーアレイ分光素子である。光ファイバ
１１等から入射された入射光は積分球１０の内部で拡散
され、ダイクロイックミラーアレイ分光素子で分光され
る。ダイクロイックミラーアレイ分光素子２０は、図２
に示すように第１のダイクロイックミラーアレイ３０、
第２のダイクロイックミラーアレイ４０、光電変換用の
受光素子アレイ５０より構成されている。
【００１１】更に、第１のダイクロイックミラーアレイ
３０は図３の(a)に示すように反射率の立ち上がり波長
が互いに異なる複数個（Ｎ個）のダイクロイックミラー
３１ 1〜３１Nから構成され、また第２のダイクロイック
ミラーアレイ４０も図３の(b)に示すように反射率の立
ち下がり波長が互いに異なる複数個（Ｎ個）のダイクロ
イックミラー４１1〜４１Nから構成され、受光素子アレ
イ５０もまた複数個（Ｎ個）の受光素子５１1〜５１Nか
ら構成されている。
３０は図３の(a)に示すように反射率の立ち上がり波長
が互いに異なる複数個（Ｎ個）のダイクロイックミラー
３１ 1〜３１Nから構成され、また第２のダイクロイック
ミラーアレイ４０も図３の(b)に示すように反射率の立
ち下がり波長が互いに異なる複数個（Ｎ個）のダイクロ
イックミラー４１1〜４１Nから構成され、受光素子アレ
イ５０もまた複数個（Ｎ個）の受光素子５１1〜５１Nか
ら構成されている。
【００１２】図４に１チャネル分の分光素子の分解図を
示す。ダイクロイックミラー３１1の反射率特性は図５
の波形Ａのような特性であり、他方ダイクロイックミラ
ー４１1の反射率特性は図５の波形Ｂのような特性であ
る。
示す。ダイクロイックミラー３１1の反射率特性は図５
の波形Ａのような特性であり、他方ダイクロイックミラ
ー４１1の反射率特性は図５の波形Ｂのような特性であ
る。
【００１３】入射光１を照射すると２枚のダイクロイッ
クミラー３１1，４１1により図５に示すＣの波長帯のみ
の光が透過する。この波長帯以外の波長域の光は反射さ
れる。透過した光は受光素子５１1で検出され、光強度
に対応した電気信号に変換される。
クミラー３１1，４１1により図５に示すＣの波長帯のみ
の光が透過する。この波長帯以外の波長域の光は反射さ
れる。透過した光は受光素子５１1で検出され、光強度
に対応した電気信号に変換される。
【００１４】他のチャネルの分光素子についても同様の
動作である。ただし、２枚のダイクロイックミラーの反
射率の立ち上がりあるいは立ち下がりの波長が他のチャ
ネルのダイクロイックミラーのそれとは少しずつずれて
いて、透過する波長の波長帯がチャネルごとに異なるよ
うになっている。
動作である。ただし、２枚のダイクロイックミラーの反
射率の立ち上がりあるいは立ち下がりの波長が他のチャ
ネルのダイクロイックミラーのそれとは少しずつずれて
いて、透過する波長の波長帯がチャネルごとに異なるよ
うになっている。
【００１５】このような構成により、入射光１を簡単に
分光することができる。同時に、ダイクロイックミラー
各素子で反射された波長成分は再び積分球１０内部で拡
散され、以後ダイクロイックミラーによる反射と積分球
１０による拡散が繰り返され、いずれは受光素子で受光
されることになり、光の利用効率の高い分光装置を得る
ことができる。
分光することができる。同時に、ダイクロイックミラー
各素子で反射された波長成分は再び積分球１０内部で拡
散され、以後ダイクロイックミラーによる反射と積分球
１０による拡散が繰り返され、いずれは受光素子で受光
されることになり、光の利用効率の高い分光装置を得る
ことができる。
【００１６】なお、図６に示すように、ダイクロイック
ミラー４１1の下に（あるいは受光素子５１1の前面に）
図７に示すような透過特性を持つバンドパスフィルタ６
０を挿入すると、分光分解能の向上や、斜めから入射し
た光による望ましくない波長の光（いわゆる迷光）の混
入を防ぐのに効果がある。
ミラー４１1の下に（あるいは受光素子５１1の前面に）
図７に示すような透過特性を持つバンドパスフィルタ６
０を挿入すると、分光分解能の向上や、斜めから入射し
た光による望ましくない波長の光（いわゆる迷光）の混
入を防ぐのに効果がある。
【００１７】また、本発明の以上の説明は、説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは明白である。例えば、第１
のダイクロイックミラーアレイ３０と第２のダイクロイ
ックミラーアレイ４０は別々の基板（例えばガラス基
板）に形成したものに限らず、１枚の基板の表裏に形成
したものであってもよい。
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは明白である。例えば、第１
のダイクロイックミラーアレイ３０と第２のダイクロイ
ックミラーアレイ４０は別々の基板（例えばガラス基
板）に形成したものに限らず、１枚の基板の表裏に形成
したものであってもよい。
【００１８】また、第１と第２のダイクロイックミラー
アレイの反射率特性は図５に示すものとＡ，Ｂが逆にな
ってもなんら差し支えなく、同様の機能を果たすことが
できる。また、ダイクロイックミラーアレイ４０からの
出射光を集光光学系を介して受光素子アレイ５０で受光
するようにしてもよい。
アレイの反射率特性は図５に示すものとＡ，Ｂが逆にな
ってもなんら差し支えなく、同様の機能を果たすことが
できる。また、ダイクロイックミラーアレイ４０からの
出射光を集光光学系を介して受光素子アレイ５０で受光
するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置的に波長分解を達成しつつも入射光を素子数で分割し
てはいないため、ほぼ総ての入射光が波長分解された上
で受光されるので、飛躍的に明るい分光アレイ素子が実
現でき、光利用効率の高い分光装置を容易に実現するこ
とができる。
置的に波長分解を達成しつつも入射光を素子数で分割し
てはいないため、ほぼ総ての入射光が波長分解された上
で受光されるので、飛躍的に明るい分光アレイ素子が実
現でき、光利用効率の高い分光装置を容易に実現するこ
とができる。
【図１】本発明に係る分光装置の一実施例を示す構成図
【図２】ダイクロイックミラーアレイ分光素子の構成図
【図３】各ダイクロイックミラーの反射率特性の違いを
示す図
示す図
【図４】１チャネル分の分光素子の分解構成図
【図５】ダイクロイックミラーの反射率特性図
【図６】１チャネル分の分光素子の他の実施例図
【図７】バンドパスフィルタの透過率特性図
【図８】従来のリニア分光素子の一例を示す図
【図９】従来の分光センサの一例を示す図である。
１ 入射光 １０ 積分球 １１ 光ファイバ ２０ ダイクロイックミラーアレイ分光素子 ３０ 第１のダイクロイックミラーアレイ ３１1〜３１N ダイクロイックミラー ４０ 第２のダイクロイックミラーアレイ ４１1〜４１N ダイクロイックミラー ５０ 受光素子アレイ ５１1〜５１N 受光素子
Claims (4)
- 【請求項１】反射率の立ち上がり波長が互いに異なる複
数のダイクロイックミラーを配列してなる第１のダイク
ロイックミラーアレイと、反射率の立ち下がり波長が互
いに異なる複数のダイクロイックミラーを配列してなる
第２のダイクロイックミラーアレイと、複数の受光素子
を配列してなる受光素子アレイを備え、前記第１と第２
のダイクロイックミラーアレイと受光素子アレイを重ね
て透過波長帯が互いに異なる複数チャネルの分光素子を
形成してなり入射光を分光することのできるダイクロイ
ックミラーアレイ分光素子と、 このダイクロイックミラーアレイ分光素子が取り付けら
れると共に入射光が入射され、前記ダイクロイックミラ
ーアレイで反射された波長成分が内部で拡散されるよう
に形成された積分球を具備したことを特徴とする分光装
置。 - 【請求項２】反射率の立ち上がり波長が互いに異なる複
数のダイクロイックミラーを配列してなる第１のダイク
ロイックミラーアレイと、反射率の立ち下がり波長が互
いに異なる複数のダイクロイックミラーを配列してなる
第２のダイクロイックミラーアレイと、複数の受光素子
を配列してなる受光素子アレイと、前記ダイクロイック
ミラーアレイと受光素子アレイの間に所定の波長帯の波
長を透過するバンドパスフィルタを備え、前記第１と第
２のダイクロイックミラーアレイとバンドパスフィルタ
と受光素子アレイを順に重ねて透過波長帯が互いに異な
る複数チャネルの分光素子を形成してなり入射光を分光
することのできるダイクロイックミラーアレイ分光素子
と、 このダイクロイックミラーアレイ分光素子が取り付けら
れると共に入射光が入射され、前記ダイクロイックミラ
ーアレイで反射された波長成分が内部で拡散されるよう
に形成された積分球を具備したことを特徴とする分光装
置。 - 【請求項３】前記第１のダイクロイックミラーアレイと
第２のダイクロイックミラーアレイを１枚の透明基板の
表裏に形成したことを特徴とする請求項１または２記載
の分光装置。 - 【請求項４】前記ダイクロイックミラーアレイからの出
射光を集光光学系を介して前記受光素子アレイで受光す
るようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の
分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22388496A JPH1062247A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22388496A JPH1062247A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062247A true JPH1062247A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16805226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22388496A Pending JPH1062247A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1062247A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010139446A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Hioki Ee Corp | 積分球及び測光装置 |
| JP2011137789A (ja) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Hioki Ee Corp | 測光装置 |
| JP2011145274A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-07-28 | Hioki Ee Corp | 測光装置 |
| TWI731912B (zh) * | 2015-12-29 | 2021-07-01 | 美商菲爾薇解析公司 | 基於介電質鏡的多光譜濾光器陣列 |
-
1996
- 1996-08-26 JP JP22388496A patent/JPH1062247A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010139446A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Hioki Ee Corp | 積分球及び測光装置 |
| JP2011145274A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-07-28 | Hioki Ee Corp | 測光装置 |
| JP2011137789A (ja) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Hioki Ee Corp | 測光装置 |
| TWI731912B (zh) * | 2015-12-29 | 2021-07-01 | 美商菲爾薇解析公司 | 基於介電質鏡的多光譜濾光器陣列 |
| US11450698B2 (en) | 2015-12-29 | 2022-09-20 | Viavi Solutions Inc. | Dielectric mirror based multispectral filter array |
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