KR102355342B1

KR102355342B1 - 분광 측정 장치

Info

Publication number: KR102355342B1
Application number: KR1020170102615A
Authority: KR
Inventors: 히사시 시라이와
Original assignee: 오츠카덴시가부시끼가이샤
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2022-01-24
Also published as: TW201814362A; CN107870037B; JP6833426B2; KR20180033054A; JP2018048980A; CN107870037A; TWI728177B

Abstract

(과제) 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차를 저감시킴과 함께, 분광 측정부에 공급되는 광의 광량을 향상시키는 것이 가능한 분광 측정 장치를 제공한다.
(해결 수단) 분광 측정 장치는, 슬릿을 통해서 입사되는 광을 분광 측정하는 분광 측정부와, 복수의 광섬유로부터 공급되는 광을 확산하는 광 확산 수단으로서, 확산된 광이 직접 또는 렌즈 혹은 미러를 통하여 상기 슬릿에 입사하도록 상기 슬릿에 대해 물리적으로 고정되는 광 확산 수단을 구비한다.

Description

분광 측정 장치{SPECTROSCOPIC MEASUREMENT APPARATUS}

본 발명은, 분광 측정 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1 에는, 광섬유의 굴곡에 의해 광섬유로부터 출사되는 광의 배광 분포가 변동하고, 그것에 의해 측정 오차가 발생할 수 있는 것, 이 과제를 해결하기 위해서, 복수의 광섬유를 광학적으로 결합하는 섬유 결합기로서 적분구를 사용하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허공보 제5643983호

그런데, 특허문헌 1 에서는, 광원으로부터의 광은 입사측 섬유를 통해서 적분구로 유도되고, 적분구로부터 출사되는 광은 출사측 섬유를 통해서 분광 측정기에 유도되고 있다. 이 때문에, 입사측 섬유의 굴곡에 의한 측정 오차를 저감시킬 수 있어도, 출사측 섬유의 굴곡에 의한 측정 오차를 저감시킬 수 없다.

또, 복수의 입사측 섬유에 의해 적분구에 유도된 광이, 적분구로부터 1 개의 출사측 섬유에 의해 분광 측정기에 유도되어 있으므로, 분광 측정기에 있어서 충분한 광량이 얻어지지 않을 우려가 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차를 저감시킴과 함께, 분광 측정부에 공급되는 광량을 향상시키는 것이 가능한 분광 측정 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 분광 측정 장치는, 슬릿을 통해서 입사되는 광을 분광 측정하는 분광 측정부와, 복수의 광섬유로부터 공급되는 광을 확산하는 광 확산 수단으로서, 확산된 광이 직접 또는 렌즈 혹은 미러를 통하여 상기 슬릿에 입사하도록 상기 슬릿에 대해 물리적으로 고정되는 광 확산 수단을 구비한다.

또, 상기 분광 측정 장치는, 상기 슬릿을 향하는 상기 확산된 광의 광속을 제한하는 조리개를 추가로 구비해도 된다. 또, 상기 분광 측정 장치는, 상기 광 확산 수단에 광을 공급하는 상기 복수의 광섬유를 추가로 구비해도 된다. 또, 상기 광 확산 수단은, 상기 확산된 광을 출사하는 출사부를 구비하고, 상기 슬릿과 상기 출사부가 대향해도 된다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 광 확산 수단은 확산판이고, 상기 확산판의 일방의 면에 상기 복수의 광섬유로부터 공급되는 광이 입사하고, 상기 확산판의 타방의 면으로부터 상기 확산된 광이 출사해도 된다.

또, 상기 복수의 광섬유의 출사단은, 상기 슬릿을 통과하는 광축으로부터 오프셋하여 배치되어도 된다. 또, 상기 복수의 광섬유의 출사단은, 상기 슬릿을 통과하는 광축으로부터 오프셋한 위치로부터 상기 슬릿을 향하는 방향으로 광을 출사해도 된다. 또, 상기 복수의 광섬유의 출사단은, 상기 슬릿을 통과하는 광축을 둘러싸도록 배치되어도 된다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 광 확산 수단은, 상기 복수의 광섬유로부터 공급되는 광이 구상의 내벽면에서 확산 반사되고, 상기 확산된 광이 검출창으로부터 출사되는 적분구여도 된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 「적분구」라는 말을, 전구상, 반구상, 1/8 구상 등, 입사광을 구상의 내벽면에서 확산 반사하는 장치를 널리 포함하는 의미로 사용한다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 분광 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유에서 선택되는 일부의 광섬유로부터의 광을 상기 광 확산 수단에 공급하고, 잔여의 광섬유로부터의 광을 차광하는 차광 전환 수단을 추가로 구비해도 된다.

또, 상기 복수의 광섬유의 출사단은, 상기 슬릿을 통과하는 광축으로부터 오프셋하여 배치되고, 상기 차광 전환 수단은, 상기 일부의 광섬유로부터의 광이 상기 슬릿을 통과하는 광축 상으로부터 상기 광 확산 수단에 입사하도록, 상기 일부의 광섬유로부터의 광의 방향을 변환하는 방향 변환 수단을 구비해도 된다.

본 발명에 의하면, 광 확산 수단은, 확산된 광이 직접 또는 렌즈 혹은 미러를 통하여 슬릿에 입사하도록 슬릿에 대해 물리적으로 고정되므로, 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차를 저감시킴과 함께, 분광 측정부에 공급되는 광량을 향상시키는 것이 가능하다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2a 는 섬유 결합부의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2b 는 섬유 결합부의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 4 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 5 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 6a 는 섬유 전환부의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 6b 는 섬유 전환부의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 7a 는 섬유 전환부의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 7b 는 섬유 전환부의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 8 은 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 1 응용예를 나타내는 모식도이다.
도 9 는 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 2 응용예를 나타내는 모식도이다.
도 10 은 참고예를 나타내는 모식도이다.
도 11 은 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 3 응용예를 나타내는 모식도이다.
도 12 는 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 4 응용예를 나타내는 모식도이다.

본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 중복되는 구성에 대해서는, 동일한 번호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.

[제 1 실시형태]

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (1A) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 2a 및 도 2b 는 섬유 결합부 (5A) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 분광 측정 장치 (1A) 는, 분광 측정부 (3) 와 섬유 결합부 (5A) 를 구비하고 있다.

분광 측정부 (3) 는, 슬릿판 (4) 에 형성된 슬릿 (4a) 을 통해서 입사되는 광을 분광 측정한다. 분광 측정부 (3) 는, 슬릿 (4a) 으로부터 입사된 광을 회절하는 회절 격자 (32) 와 회절 격자 (32) 로 회절된 광을 수광하는 라인 센서 (34) 를 구비하고 있고, 입사된 광의 스펙트럼을 검출한다. 슬릿 (4a) 의 길이 (높이) 는, 회절 격자 (32) 및 라인 센서 (34) 의 길이에 대응하고 있다.

분광 측정부 (3) 로는, 분광 측정이 가능한 여러 가지의 공지된 구성을 적용할 수 있다. 도시의 예에서는, 오목면 회절 격자 (concave grating) 가 적용되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 체르니 터너형 분광기 (czerny-turner spectrograph) 가 적용되어도 되고, 투과형 분광기 (transmissive spectrograph) 가 적용되어도 된다. 도시의 예에서는, 라인 센서 (멀티 센서) 가 적용되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 싱글 센서를 사용하여, 회절 격자를 회전시켜 스펙트럼을 검출하는 방식이 적용되어도 된다.

분광 측정부 (3) 에서 검출되는 스펙트럼에 기초하여, 색도·조도·휘도·연색성과 같은 광원으로서의 특성 평가, 표면 특성·반사 특성·투과 (흡수) 특성과 같은 측정 대상의 광학적 특성의 측정, 그리고, 막두께와 같은 측정 대상의 물리적 특성의 측정 등을 실시할 수 있다.

섬유 결합부 (5A) 는, 복수의 광섬유 (91, 92) 를 광학적으로 결합한다. 섬유 결합부 (5A) 는, 확산판 (52), 집광 렌즈 (61) 및 조리개 (65) 를 구비하고 있고, 복수의 광섬유 (91, 92) 로부터 공급되는 광을 결합한 다음 슬릿 (4a) 에 유도한다.

분광 측정 장치 (1) 의 케이싱 (2) 은, 분광 측정부 (3) 를 수용하는 제 1 수용부 (21) 와, 섬유 결합부 (5A) 가 형성되는 제 2 수용부 (23) 를 구비하고 있다. 제 2 수용부 (23) 는, 확산판 (52), 집광 렌즈 (61) 및 조리개 (65) 를 수용하고 있다. 제 1 수용부 (21) 와 제 2 수용부 (23) 는, 미광 (迷光) 을 방지하기 위해 슬릿판 (4) 에 의해 구분되어 있어도 된다.

광섬유 (91, 92) 는, 입사단 (911, 921) 으로부터 입사되는 광을 전파하고, 출사단 (913, 923) 으로부터 출사한다. 광섬유 (91, 92) 는, 예를 들어 복수의 섬유 소선이 묶인 섬유 다발이다. 출사단 (913, 923) 은, 섬유 결합부 (5A) 를 수용하는 제 2 수용부 (23) 의 내부에 도입되어 있다. 출사단 (913, 923) 은, 제 2 수용부 (23) 에 대해 착탈 가능해도 된다.

확산판 (52) 은, 광 확산 수단의 일례이며, 예를 들어 간유리 등의, 표면에 미소한 돌기를 갖는 판상의 투광 부재이다. 확산판 (52) 에 한정되지 않고, 광 확산 필름이 적용되어도 된다. 확산판 (52) 은, 복수의 광섬유 (91, 92) 로부터 공급되는 광을 확산한다. 광섬유 (91, 92) 로부터 공급되는 광이 편광되어 있었다고 해도, 확산판 (52) 이 당해 광을 확산시킴으로써 편광이 해소된다.

확산판 (52) 은, 복수의 광섬유 (91, 92) 의 출사단 (913, 923) 과 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있다. 확산판 (52) 의 일방의 면은 출사단 (913, 923) 과 서로 마주보고 있고, 확산판 (52) 의 타방의 면은 슬릿 (4a) 과 서로 마주보고 있다. 확산판 (52) 의 일방의 면에 출사단 (913, 923) 으로부터 출사된 광이 입사하면, 확산판 (52) 의 타방의 면으로부터 확산된 광이 출사된다.

집광 렌즈 (61) 는, 확산판 (52) 과 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있고, 확산판 (52) 으로부터 출사된 확산된 광을 슬릿 (4a) 을 향하여 집광한다. 집광 렌즈 (61) 는, 슬릿 (4a) 에서 초점을 잇도록 구성되어 있다. 조리개 (애퍼처) (65) 는, 집광 렌즈 (61) 와 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있고, 슬릿 (4a) 을 향하는 확산된 광의 광속 (광 선속) 을 제한한다. 또한, 집광 렌즈 (61) 와 조리개 (65) 는, 반드시 형성되지 않아도 된다. 또, 조리개 (65) 는 제 1 수용부 (21) 의 내부에 설치되어도 된다.

확산판 (52) 은, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 확산된 광이 집광 렌즈 (61) 를 통하여 슬릿 (4a) 에 입사하도록, 슬릿 (4a) 에 대해 물리적으로 고정되어 있다. 즉, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 광은 집광 렌즈 (61) 에 직접 입사하고, 집광 렌즈 (61) 로부터 출사되는 광은 슬릿 (4a) 에 직접 입사한다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 광이 광섬유를 통하지 않고 슬릿 (4a) 에 입사한다.

이것에 한정되지 않고, 집광 렌즈 (61) 를 생략하고, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 확산된 광이 슬릿 (4a) 에 직접 입사하도록 구성되어도 된다.

이와 같이 광섬유 (91, 92) 로부터의 광은 확산판 (52) 을 이용하여 결합되므로, 광섬유 (91, 92) 의 종류 (개구수 (NA), 소선 직경) 가 서로 상이해도 광의 결합에 문제는 없다. 예를 들어, 광섬유 (91) 가 SMA 섬유 (NA = 0.21, 소선 직경 = 0.5 ㎜), 광섬유 (92) 가 FC 섬유 (NA = 0.11, 소선 직경 = 0.2 ㎜) 여도 된다. 또, 광섬유 (91, 92) 로부터의 광은 확산판 (52) 에서 확산된 다음 슬릿 (4a) 에 입사하므로, 광섬유 (91, 92) 의 출사단 (913, 923) 의 위치가 다소 어긋났다고 해도, 분광 측정부 (3) 에 있어서의 파장 어긋남 등의 영향이 적다. 이 때문에, 광 확산 수단을 구비하지 않는 분광 측정 장치와 비교하여, 광섬유 (91, 92) 의 출사단 (913, 923) 의 위치 조정 범위가 넓어진다.

슬릿판 (4) 과 확산판 (52) 은, 케이싱 (2) 에 고정되어 있다. 구체적으로는, 슬릿판 (4) 은 케이싱 (2) 의 제 1 수용부 (21) 와 제 2 수용부 (23) 의 경계 또는 그 근방에 고정되어 있다. 확산판 (52) 은, 제 2 수용부 (23) 의 내부를 광섬유 (91, 92) 측의 공간과 슬릿 (4a) 측의 공간으로 구분하도록, 제 2 수용부 (23) 의 내부에 고정되어 있다. 미광을 방지하기 위해서 확산판 (52) 과 그 주연부를 지지하는 부재에 의해 2 개의 공간이 완전히 나누어지는 것이 바람직하다.

확산판 (52) 은, 예를 들어 제 2 수용부 (23) 의 내벽에 형성된 가이드 홈에 삽입되는 것으로 고정되어도 되고, 제 2 수용부 (23) 의 내벽에 형성된 돌출부에 나사 또는 접착제 등을 이용하여 고정되어도 된다. 확산판 (52) 의 고정 수법은 특별히 한정되지 않는다.

도 2a 는 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 에 대해 측방으로부터 섬유 결합부 (5A) 를 보았을 때의 도면이고, 도 2b 는 슬릿 (4a) 측으로부터 확산판 (52) 을 보았을 때의 도면이다. 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 은, 확산판 (52) 으로부터 출사되어 슬릿 (4a) 을 통과하는 광속의 대표가 되는 가상적인 축이며, 집광 렌즈 (61) 의 중심과 조리개 (65) 의 중심을 통과하는 축이다.

복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 의 출사단 (913 ∼ 953) 은, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 으로부터 오프셋하여 배치되어 있다. 즉, 출사단 (913 ∼ 953) 은, 광축 (LA) 상에 없고, 광축 (LA) 으로부터 외측 방향 (직경 방향) 으로 떨어져 있다. 특정의 출사단이 광축 (LA) 상에 있으면, 그 출사단으로부터의 광이 잔여의 출사단으로부터의 광보다 많이 슬릿 (4a) 을 통과하기 쉬워져, 광의 결합이 불균일해질 우려가 있다. 그래서, 모든 출사단 (913 ∼ 953) 을 광축 (LA) 으로부터 오프셋하여 배치함으로써, 광의 결합의 균일화를 도모하는 것이 가능하다.

또, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 의 출사단 (913 ∼ 953) 은, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 을 둘러싸도록 배치되어 있다. 여기서, 광축 (LA) 을 둘러싸도록 배치된다는 것은, 출사단이 2 개인 경우에 광축 (LA) 을 사이에 두도록 배치되는 경우도 포함한다. 출사단 (913 ∼ 953) 은, 광축 (LA) 으로부터의 거리가 동등해지도록 배치되는 것이 바람직하고, 나아가서는, 광축 (LA) 을 중심으로 회전 대칭이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 광의 결합의 새로운 균일화를 도모하는 것이 가능하다.

또, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 의 출사단 (913 ∼ 953) 은, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 으로부터 오프셋한 위치로부터 슬릿 (4a) 을 향하는 방향으로 광을 출사하고 있다. 즉, 출사단 (913 ∼ 953) 으로부터 출사되는 광은, 광축 (LA) 과 평행이 아니라, 그것보다 광축 (LA) 에 가까워지는 측으로 경사진 방향으로 광을 출사하고 있다. 이것에 의하면, 출사단 (913 ∼ 953) 이 광축 (LA) 으로부터 오프셋 (offset) 하고 있어도, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광량을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 확산판 (52) 으로는, 편광의 해소를 목적으로 하는 경우에는 편광 해소 기능이 높은 확산판을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 분광 측정부 (3) 에 대한 공급 광량의 향상을 목적으로 하는 경우에는, 고투과율의 확산판을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 측정의 목적·용도에 맞춰, 확산판 (52) 의 종류를 선택하는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 제 1 실시형태에서는, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 확산된 광이 직접 또는 집광 렌즈 (61) 를 통하여 슬릿 (4a) 에 입사하도록, 확산판 (52) 이 슬릿 (4a) 에 대해 물리적으로 고정되어 있다. 이것에 의하면, 특허문헌 1 과 같은 출사측 섬유가 존재하지 않기 때문에, 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차의 저감을 도모하는 것이 가능하다.

또, 분광 측정부 (3) 에 공급되는 광량을 향상시키는 것도 가능하다. 특허문헌 1 과 같이 출사측 섬유를 통해서 분광 측정기에 광을 유도하는 구성에서는, 분광 측정기에 공급되는 광량이 충분하지 않은 경우가 있다. 예를 들어, 출사측 섬유가 복수의 섬유 소선을 포함하는 경우, 복수의 섬유 소선의 출사단은 슬릿을 따라 나열되어 고정된다. 이 경우, 섬유 소선의 소선 직경과 수는 슬릿의 길이에 의해 제한되기 때문에, 슬릿에 공급되는 광량이 충분하지 않은 경우가 있다. 이에 반하여, 본 실시형태에서는, 광섬유 (91, 92) 로부터 확산판 (52) 에 충분한 광량을 공급하면, 확산된 광이 직접 또는 집광 렌즈 (61) 를 통하여 슬릿 (4a) 에 입사하므로, 확산판 (52) 에 있어서 광량에 다소 로스가 있었다고 해도, 분광 측정부 (3) 에 충분한 광량을 공급하는 것이 가능하다 (이 일에 대해서는, 이후에 도 8 ∼ 10 을 사용하여 상세하게 설명한다).

[제 2 실시형태]

도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (1B) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 분광 측정 장치 (1B) 가 구비하는 섬유 결합부 (5B) 는, 적분구 (7) , 콜리메이트 렌즈 (62) , 집광 렌즈 (63) 및 조리개 (65) 를 구비하고 있다.

적분구 (7) 는, 광 확산 수단의 일례이며, 복수의 광섬유 (91, 92) 로부터 공급되는 광을 구상의 내벽면 (714) 으로 확산 반사하고, 확산된 광을 검출창 (73a) 으로부터 출사한다. 구체적으로는, 적분구 (7) 는, 반구각부 (71) 와 원형 평판부 (73) 에 의해 구성되고, 중공 반구상의 내부 공간을 갖고 있다. 반구각부 (71) 의 내벽면 (714) 은 황산바륨이나 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 소결품 등에 의한 백색 고확산 반사면이고, 원형 평판부 (73) 의 내벽면 (734) 은 알루미늄 증착 등에 의한 미러이다.

적분구 (7) 의 반구각부 (71) 에는, 광섬유 (91, 92) 의 출사단 (913, 923) 이 장착되는 복수의 부착부 (711, 712) 가 형성되어 있다. 출사단 (913, 923) 은, 부착부 (711, 712) 에 대해 착탈 가능해도 된다. 적분구 (7) 는, 복수의 광섬유 (91, 92) 로부터 공급되는 광을 그 내부 공간에서 확산시킴으로써 결합한다. 또, 광섬유 (91, 92) 로부터 공급되는 광이 편광되어 있었다고 해도, 적분구 (7) 의 내부 공간에서 확산됨으로써 편광이 해소된다.

원형 평판부 (73) 의 중앙에는, 적분구 (7) 의 내부 공간에서 확산된 광을 외부로 취출하기 위한 검출창 (73a) 이 형성되어 있다. 검출창 (73a) 은, 확산된 광을 출사하는 출사부이며, 슬릿 (4a) 과 대향하고 있다. 또, 검출창 (73a) 의 주위에는, 출사단 (913, 923) 으로부터 출사되는 광이 검출창 (73a) 에 직접 입사하지 않도록 하기 위한 차광판 (75) 이 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서 적분구 (7) 는 반구상이지만, 이것에 한정되지 않고, 전구상이어도 되고, 1/8 구상이어도 된다.

콜리메이트 렌즈 (62) 는, 적분구 (7) 와 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있고, 적분구 (7) 의 검출창 (73a) 으로부터 출사되는 광을 평행광으로 한다. 집광 렌즈 (63) 는, 콜리메이트 렌즈 (62) 와 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있고, 콜리메이트 렌즈 (62) 로부터 출사되는 광을 슬릿 (4a) 을 향하여 집광한다. 집광 렌즈 (63) 는, 슬릿 (4a) 과 초점을 잇도록 구성된다. 또한, 콜리메이트 렌즈 (62) , 집광 렌즈 (63) 및 조리개 (65) 는, 반드시 형성되지 않아도 된다. 또, 조리개 (65) 는 제 1 수용부 (21) 의 내부에 설치해도 된다.

적분구 (7) 는, 검출창 (73a) 으로부터 출사되는 확산된 광이 콜리메이트 렌즈 (62) 와 집광 렌즈 (63) 를 통하여 슬릿 (4a) 에 입사하도록, 슬릿 (4a) 에 대해 물리적으로 고정되어 있다. 즉, 검출창 (73a) 으로부터 출사되는 광은 콜리메이트 렌즈 (62) 에 직접 입사하고, 콜리메이트 렌즈 (62) 로부터 출사되는 광은 집광 렌즈 (63) 에 직접 입사하고, 집광 렌즈 (63) 로부터 출사되는 광은 슬릿 (4a) 에 직접 입사한다. 이와 같이 본 실시형태에서도, 검출창 (73a) 으로부터 출사되는 광이 광섬유를 통하지 않고 슬릿 (4a) 에 입사한다.

이것에 한정되지 않고, 콜리메이트 렌즈 (62) 와 집광 렌즈 (63) 를 생략하고, 검출창 (73a) 으로부터 출사되는 확산된 광이 슬릿 (4a) 에 직접 입사하도록 구성되어도 된다.

적분구 (7) 는, 케이싱 (2) 의 제 2 수용부 (23) 에 장착되어 있다. 구체적으로는, 제 2 수용부 (23) 는 돌출 방향을 향하는 개구를 갖고 있고, 적분구 (7) 는 제 2 수용부 (23) 의 개구를 막도록 장착되어 있다. 미광을 방지하기 위해서 적분구 (7) 는 제 2 수용부 (23) 의 개구를 완전히 막는 것이 바람직하다. 적분구 (7) 는, 예를 들어 제 2 수용부 (23) 에 볼트 등의 체결 도구를 이용하여 고정된다. 적분구 (7) 의 고정 수법은 특별히 한정되지 않는다.

이상에서 설명한 제 2 실시형태에 따라서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차의 저감을 도모하는 것이 가능함과 함께, 분광 측정부 (3) 에 공급되는 광량을 향상시키는 것이 가능하다.

[제 3 실시형태]

도 4 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (1C) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 분광 측정 장치 (1C) 가 구비하는 섬유 결합부 (5C) 는, 확산판 (52), 집광 미러 (67) 및 조리개 (65) 를 구비하고 있다.

집광 미러 (67) 는, 확산판 (52) 과 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있고, 확산판 (52) 으로부터 출사된 확산된 광을 반사하면서 슬릿 (4a) 을 향하여 집광한다. 집광 미러 (67) 는, 슬릿 (4a) 과 초점을 잇도록 구성되어 있다. 조리개 (애퍼처) (65) 는, 집광 미러 (67) 와 슬릿 (4a) 사이에 배치되어 있고, 슬릿 (4a) 을 향하는 확산된 광의 광속 (광 선속) 을 제한한다. 또한, 집광 미러 (67) 에 한정되지 않고, 평면 미러가 형성되어도 된다. 또, 조리개 (65) 는 제 1 수용부 (21) 의 내부에 설치되어도 된다.

확산판 (52) 은, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 확산된 광이 집광 미러 (67) 를 통하여 슬릿 (4a) 에 입사하도록, 슬릿 (4a) 에 대해 물리적으로 고정되어 있다. 즉, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 광은 집광 미러 (67) 에 직접 입사하고, 집광 미러 (67) 로부터 반사되는 광은 슬릿 (4a) 에 직접 입사한다. 이와 같이 본 실시형태에서도, 확산판 (52) 으로부터 출사되는 광이 광섬유를 통하지 않고 슬릿 (4a) 에 입사한다.

이상에서 설명한 제 3 실시형태에 따라서도, 상기 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차의 저감을 도모하는 것이 가능함과 함께, 분광 측정부 (3) 에 공급되는 광량을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 제 3 실시형태에서는 집광 미러 (67) 를 사용하고 있으므로, 렌즈를 사용한 경우와 비교하여 색수차가 적고, 분광 측정부 (3) 에 있어서의 파장 어긋남 등의 영향이 적다.

제 3 실시형태는, 상기 제 1 실시형태에 있어서의 집광 렌즈 (61) 를 집광 미러 (67) 로 치환한 것인데, 이것와 동일하게, 상기 제 2 실시형태에 있어서의 콜리메이트 렌즈 (62) 를 콜리메이트 미러로 치환해도 되고, 집광 렌즈 (63) 을 집광 미러로 치환해도 된다.

[제 4 실시형태]

도 5 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (10) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 6a 및 도 6b 는 섬유 전환부 (8) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 분광 측정 장치 (10) 는, 분광 측정부 (3) 와 섬유 전환부 (8) 를 구비하고 있다. 섬유 전환부 (8) 는 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 로부터 공급되는 광을 선택적으로 슬릿 (4a) 에 유도한다.

섬유 전환부 (8) 는, 상기 제 1 실시형태의 섬유 결합부 (5A) 에 차광 전환판 (82) 을 추가한 것이다. 즉, 섬유 전환부 (8) 는, 차광 전환판 (82), 확산판 (52), 집광 렌즈 (61) 및 조리개 (65) 를 구비하고 있다. 차광 전환판 (82) 은, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 의 출사단 (913 ∼ 953) 과 확산판 (52) 사이에 배치되어 있다. 또한, 섬유 전환부 (8) 는, 상기 제 3 실시형태의 섬유 결합부 (5C) 에 차광 전환판 (82) 을 추가한 것이어도 된다.

차광 전환판 (82) 은, 차광 전환 수단의 일례이며, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 에서 선택되는 일부 (도시의 예에서는 1 개) 의 광섬유로부터의 광을 개구 (8a) 를 통해서 확산판 (52) 에 공급하고, 잔여의 광섬유로부터의 광을 차광한다. 확산판 (52) 에 공급된 광은, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 확산판 (52) 에 있어서 확산되고, 확산된 광이 집광 렌즈 (61) 를 개재하여 슬릿 (4a) 에 입사한다.

상세하게는, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 차광 전환판 (82) 에는, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 의 출사단 (913 ∼ 953) 중 하나에 대응하는 개구 (8a) 가 형성되어 있다. 출사단 (913 ∼ 953) 중 하나의 출사단으로부터 출사되는 광만이 차광 전환판 (82) 의 개구 (8a) 를 통해서 확산판 (52) 에 공급되는 한편, 잔여의 출사단으로부터 출사되는 광은 차광 전환판 (82) 에 의해 차광되어 확산판 (52) 에 공급되지 않는다.

또, 차광 전환판 (82) 은, 복수의 출사단 (913 ∼ 953) 이 차례로 개구 (8a) 와 마주 보도록 이동 또는 회전 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 차광 전환판 (82) 은, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 을 중심으로 회전 가능하게 구성되고, 개구 (8a) 는 광축 (LA) 을 중심으로 하는 원주 상을 이동 가능하게 되어 있다. 이로써, 개구 (8a) 는, 차광 전환판 (82) 의 회전각에 따라 출사단 (913 ∼ 953) 의 어느 것과 마주 본다. 또, 분광 측정 장치 (10) 는, 예를 들어 전환 지령에 따라 차광 전환판 (82) 을 회전 구동하는 도시를 생략한 액추에이터를 구비해도 된다.

또, 차광 전환판 (82) 은, 출사단 (913 ∼ 953) 과 확산판 (52) 사이에 위치하는 차광 위치와, 그곳으로부터 떨어진 퇴피 위치 사이에서 이동 가능하게 구성되어도 된다. 이것에 의하면, 분광 측정 장치 (10) 에 있어서 섬유 결합부 (5) 와 섬유 전환부 (8) 의 양방의 기능을 이용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제 2 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (1B) 에 대해서도, 복수의 광섬유 (91, 92) 에서 선택되는 일부의 광섬유로부터의 광을 적분구 (7) 에 공급하고, 잔여의 광섬유로부터의 광을 차광하는 차광 전환 수단이 형성되어도 된다.

이상에서 설명한 제 4 실시형태에 의하면, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 로부터 공급되는 광을 선택적으로 슬릿 (4a) 에 유도하는 경우에 있어서도, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실시형태와 마찬가지로, 광섬유의 굴곡에 의한 측정 오차의 저감을 도모하는 것이 가능함과 함께, 분광 측정부 (3) 에 공급되는 광량을 향상시키는 것이 가능하다.

도 7a 및 도 7b 는 섬유 전환부 (8) 의 변형예를 나타내는 모식도이다. 도 7a 는 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 과 개구 (8b) 를 통과하도록 차광 전환판 (84) 을 절단했을 때의 단면도이며, 도 7b 는 슬릿 (4a) 측으로부터 차광 전환판 (84) 을 보았을 때의 도면이다.

차광 전환판 (84) 은, 복수의 광섬유 (91 ∼ 98) 에서 선택되는 일부 (도시의 예에서는 1 개) 의 광섬유로부터의 광이 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 상으로부터 확산판 (52) 에 입사하도록, 당해 일부의 광섬유로부터의 광의 방향을 변환하는 미러 (86, 87) 를 방향 변환 수단으로서 구비하고 있다.

상세하게는, 차광 전환판 (84) 의 출사단 (913 ∼ 983) 측의 면에는, 복수의 광섬유 (91 ∼ 95) 의 출사단 (913 ∼ 953) 중 하나에 대응하는 개구 (8b) 가 형성되어 있다. 한편, 차광 전환판 (84) 의 슬릿 (4a) 측의 면에는, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 상에 개구 (8c) 가 형성되어 있다. 또한, 차광 전환판 (84) 의 내부에는, 개구 (8b, 8c) 를 잇는 통로 (8d) 가 형성되어 있고, 이 통로 (8d) 에 미러 (86, 87) 가 배치되어 있다.

복수의 광섬유 (91 ∼ 98) 의 출사단 (913 ∼ 983) 중, 개구 (8b) 와 마주 보는 1 개의 출사단으로부터 출사되는 광만이 개구 (8b) 로부터 통로 (8d) 에 진입하고, 미러 (86, 87) 에 의해 방향이 전환되어, 개구 (8c) 로부터 광축 (LA) 상에 출사되어 확산판 (52) 에 공급된다. 한편, 잔여의 출사단으로부터 출사되는 광은 차광 전환판 (84) 에 의해 차광되어, 확산판 (52) 에 공급되지 않는다.

또, 차광 전환판 (84) 은, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 을 중심으로 회전 가능하게 구성되고, 개구 (8b) 는, 광축 (LA) 을 중심으로 하는 원주 상을 이동하여 출사단 (913 ∼ 983) 중 어느 것과 마주 보도록 되어 있다. 한편, 개구 (8c) 는 광축 (LA) 상에 형성되어 있기 때문에, 어느 출사단 (913 ∼ 918) 으로부터 개구 (8b) 에 광이 입사되어도, 개구 (8c) 는 광축 (LA) 상에 광을 출사한다.

복수의 광섬유 (91 ∼ 98) 의 출사단 (913 ∼ 983) 은, 슬릿 (4a) 을 통과하는 광축 (LA) 으로부터 오프셋하여 배치되어 있고, 광축 (LA) 과 평행하게 광을 출사한다. 출사단 (913 ∼ 983) 의 각각의 전방에는 콜리메이트 렌즈 (89) 가 배치되어 있고, 출사단 (913 ∼ 983) 으로부터 출사되는 광은, 콜리메이트 렌즈 (89) 에 의해 평행광으로 된 후에 차광 전환판 (84) 의 개구 (8b) 에 진입한다.

이상에서 설명한 제 4 실시형태의 변형예에 의하면, 상기 서술한 효과에 더하여, 확산판 (52) 이 설치되어 있음으로써, 미러 (86, 87) 의 위치가 다소 변동되어도 슬릿 (4a) 을 통과하는 광량의 변화는 저감된다. 또한, 방향 변환 수단으로서의 미러의 장 수는 2 장에 한정되는 것이 아니고, 1 장이어도 되고 3 장이어도 된다.

[제 1 응용예]

도 8 은 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 1 응용예인 더블 빔 측정 시스템 (100A) 을 나타내는 모식도이다. 동 도면에서는, 각각의 광섬유의 단면 구조예를 함께 나타내고 있다. 더블 빔 측정 시스템 (100A) 은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (1A) 를 구비하고 있고, 추가로 분기 섬유 (101) 와 출력 섬유 (102, 103) 와 차광 전환판 (108) 을 구비하고 있다.

분기 섬유 (101) 는, 도시를 생략한 광원으로부터의 광을 2 개의 광속으로 나누어 측정 대상 (Sam) 과 레퍼런스 (Ref) 에 조사한다. 광원은, 예를 들어 텅스텐 램프와 중수소 램프를 포함한다. 출력 섬유 (102) 는 레퍼런스 (Ref) 를 투과한 투과광을 분광 측정 장치 (1A) 의 일방의 광섬유 (91) 에 공급한다. 출력 섬유 (103) 는 측정 대상 (Sam) 을 투과한 투과광을 분광 측정 장치 (1A) 의 타방의 광섬유 (92) 에 공급한다.

차광 전환판 (108) 은, 출력 섬유 (102, 103) 의 일방으로부터의 광만을 개구를 통해서 분광 측정 장치 (1A) 에 공급하고, 타방으로부터의 광을 차광한다. 차광 전환판 (108) 을 전환함으로써, 측정 대상 (Sam) 을 투과한 투과광과 레퍼런스 (Ref) 를 투과한 투과광이 순차 분광 측정된다. 분광 측정 장치 (1A) 에 있어서의 동작에 대해서는 상기 서술했으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

여기서, 도시의 예와 같이, 섬유 결합부 (5A) 에 연결되는 2 개의 광섬유 (91, 92) 에 각각 4 개의 섬유 소선 (99) 이 포함되어 있다고 하면, 섬유 결합부 (5A) 에는 합계 8 개의 섬유 소선 (99) 이 인입되어 있고, 차광 전환판 (108) 에 의해 일방이 차광되어도, 그 절반인 4 개의 섬유 소선 (99) 에 의해 확산판 (52) 에 광이 공급되게 된다.

[제 2 응용예]

도 9 는 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 2 응용예인 더블 빔 측정 시스템 (100B) 을 나타내는 모식도이다. 동 도면에서도, 각각의 광섬유의 단면 구조예를 함께 나타내고 있다. 더블 빔 측정 시스템 (100B) 은, 상기 제 4 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (10) 를 구비하고 있고, 추가로 분기 섬유 (101) 를 구비하고 있다.

더블 빔 측정 시스템 (100B) 에서는, 분광 측정 장치 (10) 가 섬유 전환부 (8) 를 구비하고 있으므로, 상기 제 1 응용예에 관련된 더블 빔 측정 시스템 (100A) 과 비교하면, 출력 섬유 (102, 103) 와 차광 전환판 (108) 이 생략되어 있다.

레퍼런스 (Ref) 를 투과한 투과광은, 분광 측정 장치 (10) 의 일방의 광섬유 (91) 에 공급되고, 측정 대상 (Sam) 을 투과한 투과광은, 분광 측정 장치 (1A) 의 타방의 광섬유 (92) 에 공급된다.

섬유 전환부 (8) 에 포함되는 차광 전환판 (82) 을 전환함으로써, 측정 대상 (Sam) 을 투과한 투과광과 레퍼런스 (Ref) 를 투과한 투과광이 순차 분광 측정된다. 분광 측정 장치 (10) 에 있어서의 동작에 대해서는 상기 서술했으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

여기에서도, 도시의 예와 같이, 섬유 전환부 (8) 에 연결되는 2 개의 광섬유 (91, 92) 에 각각 4 개의 섬유 소선 (99) 이 포함되어 있다고 하면, 섬유 전환부 (8) 에는 합계 8 개의 섬유 소선 (99) 이 인입되어 있고, 차광 전환판 (82) 에 의해 일방이 차광되어도, 그 절반인 4 개의 섬유 소선 (99) 에 의해 확산판 (52) 에 광이 공급되게 된다.

[참고예]

도 10 은 참고예에 관련된 더블 빔 측정 시스템을 나타내는 모식도이다. 동 도면에서도, 각각의 광섬유의 단면 구조예를 함께 나타내고 있다. 참고예에 관련된 더블 빔 측정 시스템은, 분기 섬유 (101) 와 출력 섬유 (102, 103) 와 차광 전환판 (108) 과 분기 섬유 (104) 와 분광 측정 장치 (106) 를 구비하고 있다.

분기 섬유 (104) 는, 출력 섬유 (102) 로부터 공급되는 레퍼런스 (Ref) 를 투과한 투과광과 출력 섬유 (103) 로부터 공급되는 측정 대상 (Sam) 을 투과한 투과광을 1 개의 광속으로 통합하여, 출사단 (104c) 으로부터 출사한다. 분기 섬유 (104) 의 출사단 (104c) 은 분광 측정 장치 (106) 의 슬릿 (105) 에 근접하여 고정되어 있고, 출사단 (104c) 으로부터 출사되는 광은 슬릿 (105) 을 통해서 분광 측정 장치 (106) 에 입사된다.

분기 섬유 (104) 의 출사단 (104c) 은, 복수의 섬유 소선 (104d) 을 포함하고 있다. 이 중, 절반의 섬유 소선 (104d) 은 일방의 입사단 (104a) 에 속하고, 나머지 절반의 섬유 소선 (104d) 은 타방의 입사단 (104b) 에 속한다. 출사단 (104c) 에 포함되는 복수의 섬유 소선 (104d) 은, 슬릿 (105) 을 따라 일렬로 나열되어 고정된다. 이 때문에, 섬유 소선 (104d) 의 수는, 슬릿 (105) 의 길이에 의해 제한된다.

여기서, 도시의 예와 같이, 슬릿 (105) 을 따라 일렬로 나열되는 섬유 소선 (104d) 의 최대수가 합계 4 개라고 하면, 분기 섬유 (104) 의 각각의 입사단 (104a, 104b) 에는 2 개의 섬유 소선 (104d) 만 존재하게 된다. 이 때문에, 그것보다 상류의 출력 섬유 (102, 103) 의 섬유 소선을 몇 개 늘렸다고 해도, 분기 섬유 (104) 가 보틀 넥이 되어, 슬릿 (105) 에 충분한 광량을 공급할 수 없다.

이것에 대하여, 도 8 및 도 9 에 나타내는 본 실시형태의 분광 측정 장치 (1A, 10) 에서는, 섬유 결합부 (5) 또는 섬유 전환부 (8) 에 연결되는 광섬유 (91, 92) 에 포함되는 섬유 소선 (99) 의 소선 직경과 수가 슬릿 (4a) 의 길이에 제한되지 않기 때문에, 슬릿 (4a) 을 따라 나열하는 경우보다 많은 섬유 소선 (99) 으로 광을 공급하는 것이 가능하다. 또한, 소선 직경이 큰 섬유 소선 (99) 으로 광을 공급하는 것도 가능하다. 소선 직경이 큰 섬유를 사용한 쪽이 측정계 전체로서 광량 로스가 적어지는 경우가 많다. 이 때문에, 확산판 (52) 에 있어서 광량의 다소의 로스가 있었다고 해도, 분광 측정부 (3) 에 충분한 광량을 공급하는 것이 가능하다.

[제 3 응용예]

도 11 은 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 3 응용예인 반사광 측정 시스템 (200) 을 나타내는 모식도이다. 반사광 측정 시스템 (200) 은, 상기 제 4 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (10) 를 구비하고 있고, 추가로 광원 장치 (201) 와 광 분배기 (205) 를 구비하고 있다.

반사광 측정 시스템 (200) 은, 분광 반사율이 이미 알려진 물질의 반사광을 미리 분광 측정해 두고 (Ref), 그 후, 측정 대상 (Sam) 의 표면에서 발생하는 반사광을 분광 측정함으로써, 측정 대상 (Sam) 의 분광 반사 특성이나 막두께를 평가한다. 반사광 측정 시스템 (200) 은, 예를 들어 길이 방향으로 제조되는 필름 등의 막두께를 폭 방향의 복수점에 있어서 평가하는 용도로 사용된다.

광원 장치 (201) 는, 측정 대상 (Sam) 에서 발생하는 반사광에 적절한 파장대역의 광을 발생시킨다. 이 광원 장치 (201) 로부터 발생된 광은, 접속 섬유 (203) 을 통해서 광 분배기 (205) 에 유도된다. 광 분배기 (205) 는, 광원 장치 (201) 로부터의 광을 복수로 분배한다. 도시의 예에서는, 광 분배기 (205) 는 광원 장치 (201) 로부터의 광을 5 분할한다.

광 분배기 (205) 의 타방단에는, 5 개의 Y 자 분기 섬유가 접속되어 있고, 각각 분할된 광은, 대응하는 Y 자 분기 섬유의 입력 섬유 (207-1 ∼ 5) 에 각각 출력된다. 입력 섬유 (207-1 ∼ 5) 의 선단에는, 출사/입사부 (209-1 ∼ 5) 가 각각 접속되어 있다. 그리고, 광 분배기 (205) 에 의해 분할된 각 광은, 출사/입사부 (209-1 ∼ 5) 의 각각으로부터 측정 대상 (Sam) 을 향하여 조사된다.

측정 대상 (Sam) 에 조사된 광 중, 측정 대상 (Sam) 의 표면 상태에 따른 성분이 반사광으로서 발생한다. 그리고, 발생한 반사광은, 출사/입사부 (209-1 ∼ 5) 에 각각 재입사된다.

출사/입사부 (209-1 ∼ 5) 의 각각에 입사된 반사광은, 대응하는 Y 자 분기 섬유의 출력 섬유 (211-1 ∼ 5) 를 통해서, 분광 측정 장치 (10) 의 섬유 전환부 (8) 에 유도된다. 분광 측정 장치 (10) 에 있어서의 동작에 대해서는 상기 서술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

[제 4 응용예]

도 12 는 본 발명의 실시형태에 관련된 분광 측정 장치의 제 4 응용예인 투과광 측정 시스템 (300) 을 나타내는 모식도이다. 투과광 측정 시스템 (300) 은, 상기 제 4 실시형태에 관련된 분광 측정 장치 (10) 를 구비하고 있고, 추가로 광원 장치 (301) 와 광 분배기 (305) 를 구비하고 있다.

투과광 측정 시스템 (300) 은, 측정 대상 (Sam) 이 없는 상태에서의 투과광을 미리 분광 측정해 두고 (Ref), 그 후, 측정 대상 (Sam) 을 투과한 광을 측정함으로써, 측정 대상 (Sam) 의 분광 투과 (흡수) 특성이나 색도 등을 평가한다. 투과광 측정 시스템 (300) 은, 예를 들어 길이 방향으로 제조되는 필름 등의 색도를 폭 방향의 복수점에 있어서 평가하는 용도에 사용된다.

광원 장치 (301) 는, 측정 대상 (Sam) 에서 발생하는 투과광에 적절한 파장대역의 광을 발생시킨다. 이 광원 장치 (301) 로부터 발생된 광은, 접속 섬유 (303) 를 통해서 광 분배기 (305) 에 유도된다. 광 분배기 (305) 는, 광원 장치 (301) 로부터의 광을 복수로 분배한다. 도시의 예에서는, 광 분배기 (305) 는 광원 장치 (301) 로부터의 광을 5 분할한다.

광 분배기 (305) 의 타방단에는, 측정 대상 (Sam) 의 일방측에 정렬 배치된 출사부 (309-1 ∼ 5) 에 각각 광을 유도하기 위한 입력 섬유 (307-1 ∼ 5) 가 각각 접속되어 있다. 그리고, 광 분배기 (305) 에 의해 분할된 각 광은, 출사부 (309-1 ∼ 5) 의 각각으로부터 측정 대상 (Sam) 을 향하여 조사된다.

측정 대상 (Sam) 에 조사된 광 중, 측정 대상 (Sam) 을 투과한 성분이 투과광으로서 발생한다. 그리고, 발생한 투과광은, 측정 대상 (Sam) 의 타방측에 정렬 배치된 입사부 (311-1 ∼ 5) 에 각각 입사된다.

입사부 (311-1 ∼ 5) 의 각각에 입사된 투과광은, 대응하는 출력 섬유 (313-1 ∼ 5) 를 통해서, 분광 측정 장치 (10) 의 섬유 전환부 (8) 에 유도된다. 분광 측정 장치 (10) 에 있어서의 동작에 대해서는 상기 서술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 변형 실시가 당업자에게 있어서 가능하다는 것은 물론이다.

1 : 분광 측정 장치,
2 : 케이싱,
3 : 분광 측정부,
32 : 회절 격자,
34 : 라인 센서,
4 : 슬릿판,
4a : 슬릿,
5 : 섬유 결합부,
52 : 확산판 (광 확산 수단의 일례),
61, 63 : 집광 렌즈,
65 : 조리개,
67 : 집광 미러,
7 : 적분구 (광 확산 수단의 일례),
714 : 내벽면,
73a : 검출창,
8 : 섬유 전환부,
82, 84 : 차광 전환판 (차광 전환 수단의 일례),
86, 87 : 미러 (방향 변환 수단),
91, 92 : 광섬유,
913, 923 : 출사단,
100 : 더블 빔 측정 시스템,
200 : 반사광 측정 시스템,
300 : 투과광 측정 시스템,
LA : 광축.

Claims

슬릿을 통해서 입사되는 광을 분광 측정하는 분광 측정부와,
복수의 광섬유로부터 공급되는 광을 확산하는 광 확산 수단으로서, 확산된 광이 직접 또는 렌즈 혹은 미러를 통해 상기 슬릿에 입사하도록 상기 슬릿에 대해 물리적으로 고정되는 광 확산 수단을 구비하고,
상기 광 확산 수단은 확산판이고,
상기 확산판의 일방의 면에 상기 복수의 광섬유로부터 공급되는 광이 입사하고, 상기 확산판의 타방의 면으로부터 상기 확산된 광이 출사되고,
상기 복수의 광섬유의 출사단은, 상기 슬릿을 통과하는 광축으로부터 오프셋하여, 상기 광축을 둘러싸도록 또한 상기 광축과 경사져서 배치되고, 상기 슬릿을 향하는 방향으로 광을 출사하는, 분광 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슬릿을 향하는 상기 확산된 광의 광속을 제한하는 조리개를 추가로 구비하는, 분광 측정 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 확산 수단에 광을 공급하는 상기 복수의 광섬유를 추가로 구비하는, 분광 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 광섬유에서 선택되는 일부의 광섬유로부터의 광을 상기 광 확산 수단에 공급하고, 잔여의 광섬유로부터의 광을 차광하는 차광 전환 수단을 추가로 구비하는, 분광 측정 장치.
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