JPS59135332A - 分光測光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体撮像素子を用いた分光測光装置に関し、
更に詳細にいえば、２種類の光源から出力されるビーム
を混合して、広範囲の波長域にわたっヱの分光測光を可
能とする分光測光装置に関する。

一般に汎用的に用いられている紫外域、可視域の波長範
囲は２００旧１〜８００　ｎｍである。

ラビッド・スキャン分光光度計においては、その高速性
を特にｆｆｉ　？ｆｆηるので、光源を切り変えて測定
覆る方法を採用することは不都合であり、しかし単一光
源からのビームのみを用いた場合に（ま、フラン］〜４
１スペクトル特性が比較的狭い波長域にしか得られず、
かつ固体撮像素子のダイナミックレンジが小さいために
、前記２Ｑ　Ｑ　ｎｍ〜８００　ｎｍの広範囲の波長帯
にわたっての測定を行なうことができない。

かかる点に鑑み、及び２．ＯＯｎｍ〜８００　ｎｍの波
長範囲内においての安定性９分光分布、簡便性。

コス１〜＠をも考慮し、従来汎用されている紫外域用の
重水素放電管からのビームと、可視域用のタングステン
ランプからのビームとを混合し、上記範囲の波長域にわ
たっての分光測光を行なおうとリ−る試みがなされた。

この場合において、中細に両ビームを混合してし、重水
素放電管１からのビームが有している輝線（特に６５Ｇ
、１ｎｍの輝線）の影響を受（）て、固体撮像素子のタ
イ−ノミツクレンジをイｊ効に利用Ｃさ４゛、測光精麿
を畠めることができないこと°どｂる。

例えば、前記ビー混合合の具体的Ｉｊ法どしで、重水素
放電管とタングステンランプとをＩＲＩ−光軸上に配向
りることが考えられるが、配置状態によっては、前６ｄ
λ」１線の除去が困難となり、或はノイラメント省によ
り−ｈの光源からのビームが遮られ−Ｃ効率かｒ’ｒ　
りなる等の欠点を露呈づることとなる。

本発明は、固体搬像素子を用いた分光測光装置におりる
１−記問題点を考慮し、かつ簡便さ及び汎用性に重ＪＮ
ｊをおいてなされ！ζものであり、小水素放電管からの
ビームから輝線部分を除去し、広範囲の波長帯にわたっ
てフラットなスペクトル特性を示１“混合ビームを得、
この混合ビームを用いて広範囲の波長域にわたっての分
光測光を簡便になし得るように゛りることを目的とする
。

かかる目的を達成覆る為に、本発明は、スリットから入
射させた光を分光光学系を経て固体搬像素子にて検出す
る分光測光装置において、光源として小水素放電管とタ
ングステンランプを用い重水素放電管からのビームから
輝線部分を除去するフィルタ一部材を設けるとともに輝
線部分を除去し１．：重水素放電管からのビームとタン
グステンランプからのビームとを混合し、スリットに導
くビーム混合部月を設ける構成としている。

以上の構成とすることにより、広範囲の波長帯にわｌζ
っでフラットなスペクトル特性を示す混合ビームを得、
このビームをスリットから分光光学系に入射させること
により広範囲の波長域にわたっての分光測光を簡便に行
なうことができる。

以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明Ｊる。

第１図は、本発明分光測光装置の系統図である。

（１）は重水素放電管であり、（２）はタングステンラ
ンプであり、（３）は重水素放電管（１）からのビーム
から輝線部分を除去するフィルタ一部材であり、（４）
はタンゲス）ンランブ（２）からのビームを反射さ旭る
ミラーてあり、（５）はフィルタ一部材（３）を通過し
たビームどミラー（４）にて反射されたビームとを混合
Ｊるハーフミラ−であり、（６）はハーフミラ−（５）
を通過した混合ビームから２００　ｎｍよ・り知かい波
長帯を除去りるフィルタ一部材であり、（７）はスリッ
トＣあり、（ε３）はミラーであり、（９）は凹面グレ
ーディング等からなる光分散素子であり、（１０）は固
体撮像素子であり、（１１）は固体１最像素子（１０）
の前面に設けられたフィルタ一部材である。

小水素数′市管（１）からのビームの出力特性例は、第
２図に承りとおりであり、紫外域の出ツノが人きく、可
視域の出力が小さい。但し、可視域において、いくつか
の出力が激増する個所（以−ト輝線部分という）がある
。

このうち、６５６．１１１ｍにおける輝線は特に出力が
激増する。

タングステンランプ（２）からのビームの出力特性例は
、第３図に示すとおりであり、紫外域の出力が小さく、
可視域の出力が大ぎい。但し全体的にみれば、波長の増
加に伴なって出力が増加している。

フィルタ一部材（３）の光透過特性は、第４図に示すと
おりであり、紫外域及び可視域のうち長波長側において
大きな透過率を有するとともに、この中間領域において
極めて小さい透過率を有している。従って、重水素放電
管（１）からのビームがフィルタ一部材（３）を透過し
た後における出力特性は、第５図に示すとおり、紫外域
の出力が大きく、可視域のうら長波長側の出力が紫外域
の出力よりかなり小さく、これらの中間領域において極
めて小さくなる。即ち、６５６．１ｎｍ等における輝線
は、出力が殆ど零となり、或は出力が著しく小さくなる
。

フィルタ一部材（６）は入射光のうち２００　ｎ１ｌｌ
より短かい波長帯を除去して、固体撮像素子（１０）の
２００　ｒｖ〜４００ｎＩｌｌの波長領域に生ずる二次
光を未然に除去するものである。

フィルタ一部材（１１）は、例えば４００ｎＩ１１〜７
．５Ｑｎｍの波長域における二次光以上の高次光を除去
Ｊる為のしのであり、フィルター機能を有していイ丁い
り根の一部にフィルター機能を持たせることにより構成
される。

このフィルタ一部材（１１）の具体的構成としては、例
えば透明なＦｉ矢板にフィルターを」−１イングしたも
のが考えられる。

ここで、フィルターとしては、通常のシＡ７−プカツト
フイルターで充分ぐある。

但しフィルターをコーティングした部分（１１）′と残
余の部分どの境界をばかし℃、影が固体撮像素子の受光
面に′す゛ったり、境界部分で・透過光が散乱したつづ
ることのないようにする心間がある。

また、ノイルタ一部材（１１）のフィルター機能は、例
えば第１０図に示覆ように、３７５　ｎｍより短波長の
光（ま全く透過させず、３７５１１ｍ−３ｇ。

ｎｍの光は長波長の光はどよく透過させ、３９０　ｎ１
ｌｌＪこり長波長の光はほぼ完全に透過させる特性を有
している。

従って、３７５ｎｍ以上の光はフィルター機能を有する
部分（１１）′を透過し１．７５０ｎｉ以上の波長域に
おいては二次元以上の高次光が出現覆る。

即ち、フィルター機能を有する部分（１１）＝の実用的
波長範囲は３９０　ｎ１ｌｌ〜７５０ｎｍであり、この
実用的波長範囲にｄ′３いて二次元以上の高次光を除去
し１ｑるのであるから、フィルター（６）とフィルタ一
部Ｕ（１１）とを組み合わせることにより２０００１１
〜７５Ｑｒ＋ｍの波長域において二次元以上の高次光を
除去づることができる。

更に、フィルター機能を有する部分（１１）＝の設置位
置は次のように設定される。

即ち、二次元以上の高次光を含む分散光が照射される４
００ｎｍ〜７ｂＯｎｍの波長域を全て蔽い、しかも二次
元以上の高次光を含まない分散光が照射される２　００
　ｎｍ−４００１１１１１の波長域において何ら分散光
の透過を阻害しないようにする必要があり、これら要求
を満足させる為に、フィルター機能を有する部分（１１
）′の一方の端部Ａを３９０　ｎｍ〜４００　ｎｍの一
次光が通過する波長域に位置させるとともに、他方の端
部Ｂを７５Ｏｎｌｌ１以上の一次光が通過する波長域に
位置させなければならない。

口のよ・）にノｒルクー機能を右Ｊる部分（１１）”の
設ＦｆｌイＩｉ首を設定Ｊることにより２００　ｎｏｔ
〜４００１１ｍの波長域にお（」る−次光の受光を完全
に１″ｊ４Ｃわせ１１ｆるどとムに、４００　ｎｍ　〜
７５０　ｎｍ（Ｑ波長域にお番〕る二次元以上の高次光
の除去を何「実に１１なわせ１ｑるの（゛ある。

換言Ｊれば、フィルター（６）とフィルタ一部側〈１１
）との相剰効果により、２００　ｎｍ〜７５０　ｎｍの
波１に域におりる一次光以上の高次光の出現を確実に剛
ｔｌニし、この範囲にＪ３りる分光測光を司能とするこ
とができる。

ミラー（４）、ハーフミラ−（５）、スリン）−（７）
、ミラー（８）、光分散素子（９）及び固体撮像素子（
１０）の構成は従来公知であるから、詳細な説明は省略
りる。

以上の構成になる分光測光゛装置の作用は次のとおりで
ある。

第２図に示Ｊ出力特性を有する単水素放電管（１）から
のビームを第４図に示す透過特性をイ１づ−る′ノイル
ター素子（：３）に入射さぜることににす、第５図に示
すように、ｉ５Ｊ視域のうち長波長側の出力が紫外域よ
りかなり小さく、中間領域において極めて小さい出力特
性を右づるビームを得る。

即ち第５図から明らかなように、６５６．１＋ｏｎ等に
おりる耀線部分は出力が著しく小さくなり、或はほとん
ど零となるのであるが、中間領域にお（プる出力も殆ど
零となるので、このままでは分光測光の光源として使用
リ−ることはできない。

ところが、第３図に示す出力特性を有するタングステン
ランプ（２）からのビームをミラー（４）によりハルツ
ミラー（５）に導びくととしに、第５図に示す出力ビー
ムをハーフミラ−（５）に導ひいて両ビームを混合すれ
ば可視域の長波長側の出力が大きく、弛の領域において
は出力が−はぼ一定の出力特性を有づるビームを得るこ
とができ・る。

このビームをフィルタ一部材（６）に導くことにより２
０　Ｏｒ＋ｍより短かい波長帯を除去し、スリン（−（
７）及びミラー（８）を経て光分散素子（９）に導き、
分散光をフィルタ一部材（１１）を介して固体撮像素子
（１０）に入射さヒる。

このとぎ２００　ｎｍより短かい波長帯を既に除去して
いるのて゛、２００　ｎｎ＋ヘ−４０Ｑ　ｎｍの波長帯
には二次光が混入づることはなく、また、フィルタ一部
Ｕ（ｍのノイルター特性部において３７５　ｒｌｌｌｌ
以トの波長帯を除去づるので４００　ｎｍ＝　７５０．
ｎｍの波長帯にも一次光が搬入することはない。

従って、完全に二次光を除去され、・しかもほぼフラン
１〜な出力特性を有する分散光を固体眼像素子（１０）
に入用させることができ、フＡ１−マル等と比べてダイ
ブミックレンジが狭い固体撮像索子（１０）による効果
的な分光測光を行なうことができる。

さらに測定波１％範囲を広くＪる場合には、一部にフィ
ルター機能を持たせた、−ノー（ルター機能をイｊして
いない精根を２枚以上積層さゼることににリーノイルタ
一部１，１（１１）を構成覆ればよく、各基板のフィル
ター（幾能を異ならしめるとともに、フィルター機能を
イ１する部分の設置位置を異ならしめればよい。

例えば測光波長範囲を２０　Ｏｎ１ｌｌ〜９００　ｎｍ
とする場合ｔこ（よ、第１０図に示す特性を有するフィ
ルター機能を第１１図に示す位置に設けた１０基板の前
面又は背面に、他の基板を設け、この基板の一部に設け
るフィルター機能の特性を、７００　ｒ＋ｕ＋より短波
長の光は全く透過させず、７００　ｎｍ〜７３０ｎｍの
光は長波長の光はど透過させ、７３０旧１より長波長の
光はほぼ完全に透過させるよう選定するとともにフィル
ター機能を有する部分（１１）”の設置位置を、−カの
端部Ａが７３’Ｏｎｍ〜７５０１１１１１の一次光が通
過覆る波長域に位置し、かつ他方の端部Ｂが９００　ｎ
ｍ以上の一次光が通過する波長域に位置するよう選定す
ればよい。

以上のように構成すれば、フィルター（６）により二次
元以上の高次光の発生を未然に防Ｗされた２００ｎｍ〜
４００　ｎｍの波長域における一次光の受光を完全に行
なわせ得るとともに、１の基板のフィルターｍ能により
４００　ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域における二次元以上
の高次光の除去を確実に行なわＵｏることができ、更に
他の基板のフィルター機能により７５０ｎｌｌｌ〜９０
０　ｎｍの波長域における二次元以上の高次光の除去を
確実に行なわせることがてさる　。まｌこ、−ノイルタ
ー（６）の特Ｉ１１は、十す己のどｄ３す、２００　ｎ
ｍより知波艮帯の光を除去するよう選定され（いるので
、２０　Ｏｎ＋ｎ（＝ｊ近の出力が低下することとなる
。

この欠点を除去し、２０　Ｃ）ｎｍイｄ近の出力低−ト
を防止りる必貧があれば、−ノイルクー（ら）°の特性
を、例えば１８０　ｌｖＪ、り短波長の光を全く透過さ
Ｕす゛、１８０ｎｍ〜２’　００　ｎｍの光は長波長の
光はどよく透過さぜ、２００　ｒｖＪ、り長波長の光は
ほぼ完全に透過させるようｔこ選定するとともに、フィ
ルタ一部材（１１）のノイルター機能の特性、及びフィ
ルター機能を右する部分の設置位置を、フィルター（６
）の特性にあわせて選定Ｊればよい。

第６図は、本発明分光測光装置の他の実゛施例を承り系
統図−（あり、第１図の系統図と異なる点は、タングス
テンランプ（２）とミラー（４）との間にライ１−バラ
ンシングフィルター（１２）を設りた点のみである。

ライトバランシングフィルター（１２〉の光透過特性（
よ、第７図に示づとおりであり、短波長ｌ戎にＪ３い【
大きな透過率を４：Ｊづるとともに、長波長域において
漸減する透過率を有している。

従って、第３図に承り出力１４■性を示づタングステン
ランプ（２）からのビームをライ１〜バランシングフイ
ルター（１２）に大割させることにより、第８図に示づ
ように、紫外域の出力が殆ど零で、中間領域の出力が大
きく、可視域のうち長波長側の出力がやや小さい出力特
性を示すビームを得る。

そして、第５図に示すビームと第８図に示すビームとを
混合づることにより、第９図に示すように、広範囲の波
長帯にわたってほぼフラン１へなスペクトル特性を右す
る混合ビームを得ることができる。

以上のように本発明は、重水素放電管からのビームのう
ち輝線部分を除去した後、タングステンランプからのビ
ームを混合することによりフラン１〜なスペクトル特性
を示す混合ビームを得、混合ビームを分散させるととも
に二次光を除去ザるようにしているので、分光測光の高
速性を損なうこ、となく広範囲の波長域にわたっての分
光測光を１６１便になし１１ノるという特イｊの効果を
秦づる。

【図面の簡単な説明】

第１図ＩＪ木什明分光測光装防の一実施例を承り系統図
、第２図は重水素放電管（１）力目らのビームの出力特
ｆ１図、第３３図はタングステンランプ（２）からのビ
ームの出力特性図、第４図はフィ・ルタ一部材（３）の
光透過１！＋　１’１図、第５図はフィルタ一部材（３
）を通過した後におりる重水素放電管（１）からのビー
ムの出力特性図、第６図は本発明分光測光装買の他の実
ｆ進例を示す系統図、第７図はライトバランシングフィ
ルター（１２）の光透過性１イ］−図、第８図はライト
バランシングフィルター（１２）を通過した後にお（プ
るタングステンランプ（２）からのビームの出力特性図
、第９図は混合ビームの出力特性図、第１０図はフィル
タ一部材（１１〉のフィルター機能を有する部分（ｉｉ
）”の光透過特性図、第１１図はフィルタ一部材（１１
）のフィルター機能を有する部分（１１）′ど固体比像
索子（１０）との位置関係を示Ｊ図、第１２図は、二層
構造どじたフィルタ一部＋Ｊ（１１）のノーｒルター機
能を有Ｊる部分く１１）’（１１）″と固体踊像木子（
１ｏ）との位置関係を承り図、第１３図は、フィルタ一
部材（１１）のフィルター機能を有する部分（１１）′
の光透過特性図。 （１）・・・重水素放電管、Ｑ）・・・タングステンラ
ンプ、（３）・・・フィルタ一部材、（５）・・・ハー
フミラ−１（６）。 （１１）・・・フィルタ一部材、（１ｏ）・・・固体随
順素子、（１２〉・・・ライトバランシングフィルター
。 １″ｔｉｆｌ　　出　願　人　　株式会社　ユニオン技
ωｌｆ　弊− 代理人　　　弁理士　　亀　　井　　　弘　　勝：。 第１図 第２図 −索タト　−−可躬邑　− 第７図 第８図 −朱　クトー　　　　　　　　　　　　　−セ丁視　−
第９図 一紫外一　　　　−可視− 第１０図 ０　　　　３７５３９０　　　　　　人（ｎｍ＞第１１
図 ２００ｎｍ　　３９０ｎｍ 第１２図 １１′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　スリン１〜から入射させた光を・、分光光学系を
   経て固体撮像素子にて検出する分光測光装置行において
   、重水素放電％どタングステンランプを設けるとともに
   、両者のビームを混合りるビーム混合部材を設（）、更
   に重水素放電管とビーム匿合部材との間に輝線を除去Ｊ
   −る部材を設けたことを特徴とする分光測光装置。 ２、　タングステンランプとビーム混合部材との間にラ
   イトバランシングフィルターを設けた上記特許請求の範
   囲第１項記載の分光測光装置。