JPS60192230A - 多波長複光束用分光器 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は複光束分光分析を行う分光器に関するもので、
特に−個の回折格子により多波長複光束により分析を行
う多波長複光束用分光器に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、分析機器、例えば多数の検査項目につき自動分析
する医療診断用の自動化学分析装置の測光部には、多波
長複光束により分析を行う分光器が装備されている。そ
して、多波長複光束による分析を行う方式として第１図
に示すＪ：うな前分光方式のものが広く知られている。

すなわち、第１図に示す前分光方式のものは、光源１か
らの光が集光レンズ２及び入射スリット３を介して凹面
回折格子４で分光され、この分光して得られた各単色光
が出射スリット５から取り出されてビームスプリッタ６
により試料光束Ｓと対照光束Ｒに分割され、一方の試料
光束Ｓはビームスプリッタ６を透過して試料セル８を照
射した後に一方の検出器９Ａにより検出され、他方の対
照光束Ｒはビームスプリッタ６で反射されて反射ミラ７
を介して他方の検出器９Ｂに導かれるようになっている
。このような複光束とするのは、光源などの揺らぎや変
動に対して安定化を保持するためであり、これにより正
確な分析を期することができるものである。

しかし前記した前分光方式によるものは、外乱光が容易
に入る条件である最近における試料室の開放という手軽
なシステム下で採、用することが、迷光による影響を考
えると不可能Ｉである。

そこで、最近における自動化学分析装置の測光部では後
分光方式によるものが主流になっている。

この後分光方式によるものは、第２図に示すように、光
源１１からの光がビームスプリッタ１６Ａで各々に試料
光束Ｓと対照光束Ｒに分割され、一方の試料光束Ｓは試
料セル１８を透過してビームスプリッタ１６Ｂを更に通
過して入射スリット１３に達し、他方の対照光束Ｒは反
射ミラ１７Ａ及び１７Ｂで反射され、更にビームスプリ
ッタ１６Ｂによる反射により前記試料光束と同一光路に
戻されて入射スリット１３に達し、このような光路を有
する前記の複光束はチョッパ１０により断続的に交互に
多波長分光器１２に導かれて分光分析を行うようになっ
ている。この多波長分光器１２は一個の凹面回折格子１
４と一個の検出器１９により構成されている。

上記した後分光方式によるものは、外乱光に対しても影
響を受けず、開放型の試料室においても精度良く分析を
行うことが可能である。

ところで、前記の後分光方式によるものは、光源が高安
定の電源で点灯するハロゲンタングステンランプであれ
ば非常に有効である。しかしながら、最近では装置の小
型化や省力化の要請などで、例えば半導体レーザ、光輝
度しＥＤ或いは小型キセノンフラッシュランプ等の小型
で然も発熱が小さくて高出力の光源が使用されることが
多くなってきた。こちらの光源はハロゲンタングステン
ランプに比較して安定性が良くないため、これらの光源
を前記の後分光方式のものに使用した場合、光路にチョ
ッパによる断続的な遮断が入るので、リアルタイムの補
正が不可能となる。つまり、光源の周波数の高い揺らぎ
や、パルスレーザ、キセノンフラッシュランプ等のパル
ス光に対しでも補正が困難になってくる。

［発明の目的］ 本発明は前記事情に基づいてなされたものであり、あら
ゆる光源であっても有効に分光分析が行い得る多波長複
光束用分光器を提供することを目的とする。

［発明の概要１ 上記目的を達成するための本発明の概要は、試料光束と
対照光束を入射スリットから入射すせ、凹面回折格子で
分光された回折光を複数の検出器で各々に検出する多波
長複光束用分光器において、前記入射スリットである試
料用入射スリットと対照用入射スリットとを前記凹面回
折格子に対する光軸中心より成る間隔を保って対向配設
し、前記検出器における入射面に傾斜をもたせたことを
特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第３図は本発明に係る多波長複光束用分光器における光
学系を示す概略説明図、第４図は本発明における分光器
を示す概略説明図、第５図は本発明における分光器に使
用される検出器の構造を示す説明図、第６図は本発明の
基本原理を示すための説明図である。

第３図に示す光学系は、光源２１からの光がじ゛−ムス
プリッタ２６により試料光束Ｓと対照光束Ｒに分割され
、一方の試料光束Ｓが試料セル２８を透過して本発明の
分光器２２に導かれ、他方の対照光束Ｒは反射ミラ２７
Ａ、２７Ｂ及び２７Ｃによる反射を介して前記試料光束
Ｓと同一光路を通らないで前記分光器２２に導かれるよ
うになっている。

このようにして複光束（試料光束と対照光束）を導き入
れる分光器２２は第４図に示すように、試料用入射スリ
ット２３Ａ及び対照用入用スリツ］〜２３Ｂと、分散素
子たる凹面回折格子２４と、試料用検出器２９Ａ及び対
照用検出器２９１３とにより構成されている。前記試料
用入射スリット２３Ａと前記対照用大剣スリット２３Ｂ
とは、凹面回折格子２４に対する光軸中心Ｑに対して成
る間隔を保って対向配設されている。ｅ　ｇ　？ｌ−れ
ば、試料用入射スリット２３Ａと対照用入射スリット２
３Ｂは光軸中心Ｑを外して対向配設されているので、分
光器２２に導かれ上記各入射スリット２３Ａ、２３Ｂを
通った試料光束と対照光束とは、凹面回折格子２４に対
して光軸外しに配置されることになる。

一方、試料検出器２９Ａは、試料用入射スリット２３Ａ
を通った試料光束が前記凹面回折格子２４により単色光
に分光されて凹面回折格子２４の曲率中心を真中にして
直線上に結像する結像面に、凹面回折格子２４の凹面と
対向配置されている。

同様にして、対照用検出器２９Ｂは、対照用入射スリッ
ト２３Ｂを通った対照光束が前記凹面回折格子２４によ
り単色光に分光されて凹面回折格子２４の曲率中心を真
中にして直線上に結像する結像面に、凹面回折格子２４
の凹面と対向配置されている。換言すれば、試料用検出
器２９Ａと対照用検出器２９Ｂとは、光軸中心Ｑに介し
て対向配置されている。

また、試料用検出器２９Ａ及び対照用検出器２９Ｂは、
第５図に示すように、その受光面の前面に、成る任意の
角度θを有して傾斜する透光窓３２が被装されており、
両検出器２９Ａと２９８との間には遮光板３３が配設さ
れている。

ここで、本発明における基本原理について第６図を参照
しながら説明する。第６図において、３０Ａ、３０Ｂ、
３０Ｃは各々に試料用入射スリットの配置位置を示すし
ので、３０Ａは光軸中心Ｑに接した位置であり、３０Ｂ
から３０Ｇへとその配置位置が光軸中心Ｑから離れてい
る。また、３ＩＡ、３１Ｂ、３１Ｇは出射スリット側で
の結像位置を示すもので、３１Ａは３０Ａに位置Ｊる入
射スリットを通った結像位置を示し、３１Ｂは３０Ｂに
位置する入射スリットを通った結像位置を示し、３１Ｇ
は３０Ｇに位置する入射スリットを通った結像位置を表
わす。このように表われる結像は特定の波長でレイ・ト
レスしたもので、特に非点収差の大きい波長でスクリー
ニングしたものであり、試料用入射スリットを３０Ａ及
び３０Ｂの位置に配置すると、非点収差の大きい波長領
域では光軸中心Ｑから外れて反対側の対照用検出器には
み出すことになり、これが迷光の原因となる。

本発明は使用波長域における非点収差の大きい波長領域
でも迷光に起因するクロストークが生シないように、試
料用入射スリット２３Ａを光Ｉ中心Ｑから成る間隔を保
った３０Ｃの位置に配設すると共に、対照用入射スリッ
ト２３Ｂを光軸中心Ｑから成る間隔を保って試料用入射
スリット２３Ａの反対側に対向配設したものである。

また、一般的に検出器における透光窓は検出器の受光面
に同−而（平面な面）であるため、検出器に入射する単
色光が透光窓面から正反射で再び凹面回折格子に戻り、
これが迷光の大きな原因となる。

本発明は前記したように透光窓３２に一定の傾斜をもた
せたため、試料用及び対照用の両検出器における透光窓
３２からの反射光が、第４図に示すように、凹面回折格
子２４における上下に示される点線で囲まれた位置に３
４．３４に導かれるので、迷光を防止し得る。つまり、
前記透光窓３２は迷光除去用フィルタとしての機能をも
兼ね備えている。また、両検出器２９Ａと２９８との間
に配設された遮光板３３は、前記透光窓３２内でのクロ
スト一りの発生を防止する機能を果している。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を変更しない範囲内において種々の変形例を含有
していることは言うまでもない。例えば、前記実施例に
おｔノるように透光窓面を角度をもたせて傾斜させる代
りに、第７図に示Ｊように試料用検出器２９Ａと対照用
検出器２９Ｂとを各々に角度θをつけて配置することに
よ−）て、各検出器の受光面（検出面）を傾斜させても
よい。

また、第３図に示す光学系における試料用及び対照用の
各光路を、第８図に示すようにファイバ１５Ｓと１５Ｒ
により各々に形成して分光器２２に導いてもよい。尚、
第８図において、２１は光源、２は集光レンズ、２６は
ビームスプリッタであり、２８は試料セルである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、試料光束と対照光束がそ
れぞれ凹面回折格子に対して光軸外して配置されるよう
に試料用入射スリットと対照用入射スリットとを配設す
ると共に、それぞれの回折光を受光する試料用及び対照
用の検出器の透光窓に一定の傾斜角をもたせることによ
り、いかなる光源であっても有効に分光分析ができ、迷
光が小さくてクロストークの影響を受けない多波長複光
束用分光器を提供することができる。また、リアルタイ
ムで測光分析ができる効果も併有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来における多波長複光束により分
析を行うための光学系を示す概略説明図で、第１図は前
分光方式のものを示し、第２図は後分光方式のものを示
す。第３図は本発明に係る多波長複光束用分光器にお【
ノる光学系を示す概略説明図、第４図は本発明における
分光器を示す概略説明図、第５図は本発明における分光
器に使用される検出器の構造を示す説明図、第６図は本
発明の基本原理を示すための説明図である。第７図及び
第８図は本発明に使用される各構成部分の変形例を示す
説明図で、第７図は検出器を示し、第８図は光学系を示
すものである。 ２３Ａ・・・試料用入射スリット、 ２３Ｂ・・・対照用入射スリット、 ２４・・・凹面回折格子、 ２９Ａ・・・試わ１用検出器（検出器）、２９Ｂ・・・
対照用検出器く検出器）、Ｓ・・・試料光束、Ｒ・・・
対照光束、Ｑ・・・光軸中心。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第３図 ９Ａ 第　７　図 １５Ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料光束と対照光束を入射スリットから入射させ、凹面
   回折格子で分光された回折光を複数の検出器で各々に検
   出する多波長複光束用分光器において、前記入射スリッ
   トである試料用入射スリットと対照用入用スリットとを
   前記凹面回折格子に対する光軸中心より成る間隔を保っ
   て対向配設し、前記検出器にお【ノる入射面に傾斜をも
   たせたことを特徴とする多波長複光束用分光器。