【手続補正書】
【提出日】平成17年1月25日(2005.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】分光装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射部材から１以上の波長成分を有する光を入射して、該光に分光作用を与える波長分散素子と、
前記波長分散素子を間接的に支持する第１支持部材と、
前記波長分散素子と前記第１支持部材との間に配置され、前記波長分散素子と前記第１支持部材とを連結する第２支持部材とを備え、
前記第２支持部材は、環境温度の変化による前記第１支持部材と前記第２支持部材との熱膨張係数の差に応じて、前記波長分散素子を回転させる回転部材を含む
ことを特徴とする分光装置。
【請求項２】
入射部材から１以上の波長成分を有する光を入射して、該光に分光作用を与える波長分散素子と、
前記波長分散素子を間接的に支持する第１支持部材と、
前記波長分散素子を支持する第２支持部材と、
前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に配置され、環境温度が変化したときに、前記第１支持部材の伸縮量を前記第２支持部材に伝達する伝達部材とを備え、
前記第２支持部材は、環境温度が変化したときに、前記伝達部材から伝達される前記第１支持部材の伸縮量と当該第２支持部材の伸縮量との相異に応じて弾性変形する変形部材を含むと共に、該変形部材の弾性変形に応じて微小回転する回転部材を含む
ことを特徴とする分光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分光装置において、
前記第２支持部材は、２つのアーム部材が薄肉状の前記変形部材を介して連結され、全体としてＶ字形状をしたＶ字形部材であり、前記２つのアーム部材のなす角度を前記第１支持部材と前記Ｖ字形部材の伸縮に応じて変化させる部材である
ことを特徴とする分光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の分光装置において、
環境温度が１℃変化したときの前記スペクトル像の波長分散方向のドリフトを相殺可能な前記回転部材の回転角度をΔａとするとき、
前記第１支持部材の線膨張係数ρｂと、前記第２支持部材の線膨張係数ρｍと、前記２つのアーム部材のうち一方の長さｙおよび他方の長さｚと、前記２つのアーム部材のなす角度ａとは、以下の関係式を満足する
ｙ／ｚ＝｛Ａ±√(Ａ2−４)｝／２
Ａ＝２cosａ＋sinａ・Δａ／(ρｂ−ρｍ)
ことを特徴とする分光装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分光装置において、
更に、集光光学系を含み、
前記集光光学系は、前記分光作用を受けた光を集光してスペクトル像を形成し、
前記回転部材の回転角度および回転方向は、環境温度の変化による前記スペクトル像の波長分散方向のドリフトを相殺するように予め設定されている
ことを特徴とする分光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の分光装置において、
前記回転部材は、該回転部材を設けないときの前記分光装置について予め測定された前記環境温度の変化に対する前記スペクトル像のドリフト量に基づいて、前記スペクトル像の波長分散方向のドリフトを相殺するように構成された
ことを特徴とする分光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の分光装置において、
前記波長分散素子は、その波長分散方向が前記回転部材の軸方向に対して直交する向きで、前記回転部材に取り付けられる
ことを特徴とする分光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分光装置において、
更に、少なくとも1つの波長を有する光を前記波長分散素子に入射する入射部材と、前記入射部材からの光をコリメートして前記波長分散素子に入射させるコリメート光学系と、を備え、
前記入射部材と前記コリメート光学系とが、前記第１支持部材で支持される
ことを特徴とする分光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の分光装置において、
更に、波長分散素子で分光作用を受けた光を集光してスペクトル像を形成する集光光学系と、前記スペクトル像を受光する受光素子と、を備え、
前記集光光学系と、前記受光素子とが、前記第１支持部材で支持されている
ことを特徴とする分光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の分光装置において、
前記コリメート光学系と前記集光光学系とは、少なくとも１枚の共通のレンズを含む
ことを特徴とする分光装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーティングやプリズムなどの波長分散素子を用いた分光装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来より、波長分散素子を用いた分光装置（以下「分光器」）は、物理分析や化学分析などの様々な分野において広く使用されている。ただし、分光器の測定波長精度は環境温度の変化による影響を受けて不安定になりやすいため、分光器を使用する際の環境温度は原則として一定に保たれる。環境温度が一定に保たれていれば、分光器に入射した光のスペクトル像が波長分散方向にドリフトする事態をほぼ回避することができ、分光器の測定波長精度が安定化する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の目的は、環境温度の変化によるスペクトル像の波長分散方向のドリフトを分光装置の形態に関わらず確実に軽減できる温度補償機構が組み込まれた簡素な分光装置を提供することにある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の分光装置は、入射部材から１以上の波長成分を有する光を入射して、該光に分光作用を与える波長分散素子と、前記波長分散素子を間接的に支持する第１支持部材と、前記波長分散素子と前記第１支持部材との間に配置され、前記波長分散素子と前記第１支持部材とを連結する第２支持部材とを備え、前記第２支持部材は、環境温度の変化による前記第１支持部材と前記第２支持部材との熱膨張係数の差に応じて、前記波長分散素子を回転させる回転部材を含むものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項２に記載の分光装置は、入射部材から１以上の波長成分を有する光を入射して、該光に分光作用を与える波長分散素子と、前記波長分散素子を間接的に支持する第１支持部材と、前記波長分散素子を支持する第２支持部材と、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に配置され、環境温度が変化したときに、前記第１支持部材の伸縮量を前記第２支持部材に伝達する伝達部材とを備え、前記第２支持部材は、環境温度が変化したときに、前記伝達部材から伝達される前記第１支持部材の伸縮量と当該第２支持部材の伸縮量との相異に応じて弾性変形する変形部材を含むと共に、該変形部材の弾性変形に応じて微小回転する回転部材を含むものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の分光装置において、前記第２支持部材は、２つのアーム部材が薄肉状の前記変形部材を介して連結され、全体としてＶ字形状をしたＶ字形部材であり、前記２つのアーム部材のなす角度を前記第１支持部材と前記Ｖ字形部材の伸縮に応じて変化させる部材である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の分光装置において、環境温度が１℃変化したときの前記スペクトル像の波長分散方向のドリフトを相殺可能な前記回転部材の回転角度をΔａとするとき、前記第１支持部材の線膨張係数ρｂと、前記第２支持部材の線膨張係数ρｍと、前記２つのアーム部材のうち一方の長さｙおよび他方の長さｚと、前記２つのアーム部材のなす角度ａとは、以下の関係式を満足するものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ｙ／ｚ＝｛Ａ±√(Ａ2−４)｝／２
Ａ＝２cosａ＋sinａ・Δａ／(ρｂ−ρｍ)
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分光装置において、更に、集光光学系を含み、該集光光学系は、前記分光作用を受けた光を集光してスペクトル像を形成し、前記回転部材の回転角度および回転方向は、環境温度の変化による前記スペクトル像の波長分散方向のドリフトを相殺するように予め設定されているものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の分光装置において、前記回転部材は、該回転部材を設けないときの前記分光装置について予め測定された前記環境温度の変化に対する前記スペクトル像のドリフト量に基づいて、前記スペクトル像の波長分散方向のドリフトを相殺するように構成されたものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の分光装置において、前記波長分散素子は、その波長分散方向が前記回転部材の軸方向に対して直交する向きで、前記回転部材に取り付けられるものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分光装置において、更に、少なくとも1つの波長を有する光を前記波長分散素子に入射する入射部材と、前記入射部材からの光をコリメートして前記波長分散素子に入射させるコリメート光学系と、を備え、前記入射部材と前記コリメート光学系とが、前記第１支持部材で支持されるものである。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の分光装置において、更に、波長分散素子で分光作用を受けた光を集光してスペクトル像を形成する集光光学系と、前記スペクトル像を受光する受光素子と、を備え、前記集光光学系と、前記受光素子とが、前記第１支持部材で支持されているものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の分光装置において、前記コリメート光学系と前記集光光学系とは、少なくとも１枚の共通のレンズを含むものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の実施形態は、請求項１〜請求項１０に対応する。
本実施形態の分光器１０（請求項の「分光装置」に対応）は、図１に示すように、オプティカルファイバ１１と、ミラー１２と、リトローレンズ１３と、グレーティング１４と、１次元ラインセンサ１５と、グレーティングマウント１６と、ベース部材１７とで構成されている。なお、オプティカルファイバ１１の前段には不図示の光源が配置されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境温度の変化によるスペクトル像の波長分散方向のドリフトを分光器の形態に関わらず確実に軽減できる温度補償機構が組み込まれた簡素な分光装置を提供できる。