(57)【要約】【課題】試料の反射率、透過率と拡散反射率を同一セッティングで高精度に測定できる立体双楕円型光学系を実現する。【解決手段】双楕円面鏡の光軸と外部光源と検出器を結ぶ光軸を立体的に配置し、双楕円面鏡の共通焦点には試料を設置し、残りの２つの焦点には外周部が円錐ミラーでその中心軸上に４５度に傾いた平面ミラーを内蔵している複合ミラーを配置することで、内部の４５度ミラーで信号光を測定し、外周の円錐ミラーで非測定光を双楕円面鏡外部に排除することで、迷光を減らし、高精度な光学測定を可能にする。【選択図】    図１
2006234681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ内面が鏡面となった入射側楕円面鏡と受光側楕円面鏡とを、１つの焦点を共通焦点とし、前記共通焦点と当該共通焦点以外の前記入射側楕円面鏡の第１の焦点及び前記受光側楕円面鏡の第２の焦点が一直線の光軸上に位置するように組み合わせ、上下に開口部が設けられた双楕円面鏡と、
試料を前記共通焦点の位置に保持する試料保持部と、
試料照射用の入射光を、前記開口部から前記光軸に垂直な第１の軸に沿って前記第１の焦点に入射させるための第１の反射鏡と、
前記第１の焦点に配置され、前記第１の軸の回りに回転自在な第２の反射鏡と、
前記第２の焦点に配置され、前記第１の軸に平行な第２の軸の回りに回転自在な第３の反射鏡と、
前記第３の反射鏡で反射された光を検出器に向けて反射する第４の反射鏡とを備え、
前記第２の反射鏡は、前記第１の反射鏡で反射された入射光を前記入射側楕円面鏡の内面で反射させて前記共通焦点に入射させ、前記第３の反射鏡は、試料と相互作用したのち前記受光側楕円面鏡の内面で反射した測定光を前記第４の反射鏡に入射させることを特徴とする立体双楕円型光学装置。
【請求項２】
請求項１記載の立体双楕円型光学装置において、前記入射側楕円面鏡内部の光軸に対して入射光が存在する側と反対側の空間の少なくとも一部及び／又は前記受光側楕円面鏡内部の光軸に対して測定光が存在する側と反対側の空間の少なくとも一部に挿入される光吸収部材を備えることを特徴とする立体双楕円型光学装置。
【請求項３】
請求項１記載の立体双楕円型光学装置において、前記第２の反射鏡及び／又は第３の反射鏡は回転軸に接続された円錐部材の内部に配置され、前記円錐部材は、外面が鏡面であり、頂点から内部に配置された反射鏡まで延びる穴と、円錐側面から内部に配置された反射鏡まで延びる穴を有することを特徴とする立体双楕円型光学装置。
【請求項４】
請求項１記載の立体双楕円型光学装置において、前記第２の反射鏡及び／又は第３の反射鏡は回転軸に接続された円錐部材の内部に配置され、前記円錐部材は、外面が鏡面であり、底面から内部に配置された反射鏡まで延びる穴と、円錐側面から内部に配置された反射鏡まで延びる穴を有することを特徴とする立体双楕円型光学装置。
【請求項５】
請求項１記載の立体双楕円型光学装置において、前記第２の反射鏡及び／又は第３の反射鏡は回転軸に接続された部材の内部に配置され、前記部材は、外面が光吸収面であり、内部の反射鏡から部材側面まで前記回転軸に平行に延びる穴及び内部の反射鏡から部材側面まで前記回転軸に垂直に延びる穴を有することを特徴とする立体双楕円型光学装置。
【請求項６】
請求項１記載の立体双楕円型光学装置において、前記第３の反射鏡は、回転軸に接続された円錐部材を備え、前記円錐部材は、外面が鏡面であり、試料からの正反射成分を入射させて吸収する穴を側面に有することを特徴とする立体双楕円型光学装置。
【請求項７】
それぞれ内面が鏡面となった入射側楕円面鏡と受光側楕円面鏡とを、１つの焦点を共通焦点とし、前記共通焦点と当該共通焦点以外の前記入射側楕円面鏡の第１の焦点及び前記受光側楕円面鏡の第２の焦点が一直線の光軸上に位置するように組み合わせ、前記光軸と入射側楕円面鏡と受光側楕円面鏡との交点にそれぞれ穴が開けられた双楕円面鏡と、
試料を前記共通焦点の位置に保持する試料保持部と、
前記第１の焦点に配置され、前記光軸に垂直な第１の軸の回りに回転自在な第１の反射鏡と、
前記第２の焦点に配置され、前記第１の軸に平行な第２の軸の回りに回転自在な第２の反射鏡と、
前記入射側楕円面鏡内部の光軸に対して入射光が存在する側と反対側の空間の少なくとも一部及び／又は前記受光側楕円面鏡内部の光軸に対して測定光が存在する側と反対側の空間の少なくとも一部に挿入される光吸収部材を備えることを特徴とする平面双楕円型光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザやマイクロ波源のような外部光源と検出器からなる系に或いは分散型分光光度計又はフーリエ変換型分光光度計の試料室中に組み込むことで、試料の同一セッティングで反射率、透過率と拡散反射率の順次測定が可能な双楕円面鏡を用いた光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
双楕円型光学系の構造は、特開2004-45065号公報及び特開2004-257956号公報に詳しく述べられている。図５は平面双楕円型光学系の透視図で、図６は双楕円面鏡の赤道面の断面図である。その構造は、入射側の楕円面鏡Ｅ１と受光側の楕円面鏡Ｅ２を、互いの１つの焦点を共通焦点Ｆ０とし、さらにＥ１鏡とＥ２鏡のそれぞれの残りの焦点をＦ１とＦ２とすると、これら３つの焦点が一直線状に並ぶように造られている。この直線を光軸と呼び、この光軸と各Ｅ１鏡とＥ２鏡の交点には、穴が開けられている。そして、焦点Ｆ１とＦ２には、それぞれビーム回転鏡ＲＭ１とＲＭ２が取り付けられ、共通焦点Ｆ０には試料が取り付けられている。このように、外部の光源と検出器からなる光軸と双楕円面鏡の光軸が一直線上にある構造の双楕円型光学系を、平面双楕円型光学系と呼ぶことにする。
【０００３】
光軸上を進んできた光を、一方の穴（この穴のある楕円面鏡をＥ１鏡と呼ぶ）を通して双楕円面鏡内部に光を取り込むと、この光はＲＭ１鏡に達する。この双楕円面鏡構造では、ＲＭ１鏡を適当に回転することで、試料への任意の入射角度を実現できる（図６参照）。適当に回転したＲＭ１鏡で反射された光は、Ｅ１鏡でさらに反射され、共通焦点上の試料に入射する。この試料で反射された光（図６の実線）と、試料を透過した光（図６の破線）はＥ２鏡で反射されてＦ２焦点に集光する。Ｆ２焦点上のＲＭ２鏡を適当に回転させることで、ＲＭ２鏡に入射した光を、元の光軸に一致させるように反射させることができる。これにより、この光はＥ２鏡に開けられている上記の穴を通して、双楕円面鏡外部に取り出すことができ、検出器等に導くことができる。
【０００４】
この双楕円面鏡を用いた試料の反射、透過と散乱の光学測定の配置を図７に示す。この例では光源としてレーザを用いているが、基本的に全ての光学測定が、通常の透過測定のように光学素子を一直線上にラインナップさせるだけで、任意の入射角度で光学測定ができる。
【０００５】
上記の試料が、不透明でその入射面が鏡面である試料、例えばミラーの場合には、試料により正反射された光は、Ｅ２鏡で反射された後、焦点Ｆ２に集光する。この光をＦ２上のＲＭ２鏡を適当に回転させて、双楕円面鏡外部に導くことができる。この結果、焦点Ｆ２に集光された光が、再度反射して試料に戻ることはない。
【０００６】
次に、上記の試料が、透明試料でその入射面が鏡面である試料、例えば石英の平行平板の場合には、Ｅ１鏡側から試料に入射した光は、試料により反射された光Ｌ１（図６の実線）と試料を透過した光Ｌ２（図６の点線）の２つの光がＥ２鏡内部に存在し、共にＥ２鏡で反射された後、焦点Ｆ２に集光される。この時、ＲＭ２鏡は上記Ｌ１かＬ２のどちらか一方を光軸に一致させるように反射することができ、その光はＥ２鏡上の穴を通して双楕円面鏡外部に導かれて検出器に達し、試料の反射スペクトルか透過スペクトルのいずれかが測定できる。
【０００７】
【特許文献１】特開2004-45065号公報
【特許文献２】特開2004-257956号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、試料が透明試料の場合、上記で測定されなかった光は、ＲＭ２鏡の側面、背面やＲＭ２鏡ホルダーで反射されて一部はＥ２鏡で再度反射された後、試料に戻り、試料で反射光と透過光が作られる。今度はこれらはＥ１鏡側に存在し、Ｅ１鏡で反射され、Ｆ１焦点上のＲＭ１鏡に達して再度その一部が試料側に向けて反射されることがある。このような光は双楕円面鏡内部で多重反射を繰り返し、迷光と呼ばれ、測定信号上にノイズとなって現れる。
【０００９】
図８にその一例を示す。この測定では試料は、厚さ１ｍｍの高純度石英の平行平板で、測定光はヘリウムネオンレーザの０．６３３μｍである。このレーザ光のＰ偏光成分を試料に斜入射させたときの反射率の入射角度依存性を測定した結果である。図中の白□がこの測定結果である。黒■がこの双楕円面鏡にレーザ光を入射させないときの同じ方法で測定した結果であり、この双楕円面鏡のゼロ信号レベルである。白□の反射率の最小値は０．００１２であった。高純度石英試料ではこの最小値はゼロになるはずであるが、このように有限の値に留まっている。この理由は、上記の双楕円面鏡内部の多重反射による迷光のためである。
【００１０】
さらに上記の試料が、拡散反射板である時も、上記の迷光が大きなノイズ源になる。拡散反射板の反射面は、鏡面ではなくてザラザラした粗面、或いは多孔質の表面であって、その試料面にＥ１鏡側から入射した光は、試料表面で乱反射され、反射光はＥ２鏡側ばかりではなくてＥ１鏡側にも反射される。Ｅ２鏡側に反射された光は焦点Ｆ２に集光されるが、その一部だけがＲＭ２鏡により元の光軸に一致されるように反射されて双楕円面鏡外部の検出器に導かれ、拡散反射率の角度依存性が測定できる。しかし、ＲＭ２鏡で外部に取り出されなかった光の一部と、Ｅ１鏡側に反射されＦ１焦点のＲＭ１鏡に達した光の一部は、双楕円面鏡内部で多重反射を繰り返して迷光となり、測定信号のノイズになる。
【００１１】
従来の双楕円面鏡を用いた平面楕円型光学系では、迷光を低減する技術が開発されていなかった。このために反射、透過と散乱の測定には、迷光のために高精度な測定が困難であった。
【００１２】
本発明は、迷光を除去して高精度な測定が可能な双楕円型光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、迷光を低減させる方法として、（１）光吸収物質を使う方法と（２）測定していない光を双楕円面鏡外部へ排除する方法の２つの方法を利用する。或いはこれら２つの方法を併用することも可能である。
【００１４】
すなわち、本発明による立体双楕円型光学装置は、それぞれ内面が鏡面となった入射側楕円面鏡と受光側楕円面鏡とを、１つの焦点を共通焦点とし、共通焦点と当該共通焦点以外の入射側楕円面鏡の第１の焦点及び受光側楕円面鏡の第２の焦点が一直線の光軸上に位置するように組み合わせ、上下に開口部が設けられた双楕円面鏡と、試料を共通焦点の位置に保持する試料保持部と、試料照射用の入射光を、開口部から光軸に垂直な第１の軸に沿って第１の焦点に入射させるための第１の反射鏡と、第１の焦点に配置され、第１の軸の回りに回転自在な第２の反射鏡と、第２の焦点に配置され、第１の軸に平行な第２の軸の回りに回転自在な第３の反射鏡と、第３の反射鏡で反射された光を検出器に向けて反射する第４の反射鏡とを備え、第２の反射鏡は、第１の反射鏡で反射された入射光を入射側楕円面鏡の内面で反射させて共通焦点に入射させ、第３の反射鏡は、試料と相互作用したのち受光側楕円面鏡の内面で反射した測定光を前記第４の反射鏡に入射させることを特徴とする。楕円面鏡を構成する楕円体は回転楕円体であっても良いし、楕円柱であっても良い。
【００１５】
入射側楕円面鏡内部の光軸に対して入射光が存在する側と反対側の空間の少なくとも一部及び／又は受光側楕円面鏡内部の光軸に対して測定光が存在する側と反対側の空間の少なくとも一部に挿入される光吸収部材を備えるのが好ましい。
【００１６】
第２の反射鏡及び／又は第３の反射鏡は、回転軸に接続された円錐部材の内部に配置され、円錐部材は、外面が鏡面であり、頂点から内部に配置された反射鏡まで延びる穴と、円錐側面から内部に配置された反射鏡まで延びる穴を有するのが好ましい。第２の反射鏡及び／又は第３の反射鏡は、また、回転軸に接続された円錐部材の内部に配置され、円錐部材は、外面が鏡面であり、底面から内部に配置された反射鏡まで延びる穴と、円錐側面から内部に配置された反射鏡まで延びる穴を有するのが好ましい。第２の反射鏡及び／又は第３の反射鏡は、また、回転軸に接続された部材の内部に配置され、部材は、外面が光吸収面であり、内部の反射鏡から部材側面まで回転軸に平行に延びる穴及び内部の反射鏡から部材側面まで回転軸に垂直に延びる穴を有するものであってもよい。
【００１７】
第３の反射鏡は、回転軸に接続された円錐部材を備え、円錐部材は、外面が鏡面であり、試料からの正反射成分を入射させて吸収する穴を側面に有するものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、迷光に影響されることなく試料の反射、透過、あるいは拡散反射を高精度に測定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図９は、本発明による平面双楕円型光学系の一実施例を示す模式図である。本実施例では、平面双楕円型光学系において、双楕円面鏡の内部で測定しない光が存在する領域に光吸収部材を配置し、この光吸収部材により測定しない光を吸収して、迷光を低減させる。或いは、ＲＭ１とＲＭ２のミラーホルダーや試料ホルダーに光吸収剤を塗布することにより同じ効果を上げることが可能である。図示の例は試料の反射を測定する例であり、試料からの透過光（図９の破線）がＥ２鏡に達する間の空間に、光吸収部材として黒色フェルト生地を挿入して迷光となる透過光を吸収するようにした。黒色フェルト生地は支持体に固定され、双楕円面鏡の下方あるいは上方に設けられた開口部から双楕円面鏡の内部に挿入される。試料の透過スペクトルを測定する場合には、光吸収部材を試料からの反射光（図９の実線）がＥ２鏡に達する間の空間に挿入すればよい。
【００２１】
この光吸収部材を用いた実験結果を図８に示す。図８の結果は、石英平行平板からの反射光でＥ２鏡側に反射された光が測定光で、石英平行平板の透過光でＥ２鏡側に透過した光が、迷光になる。そこで、試料からの透過光がＥ２鏡に達する間の空間に、黒色フェルト生地を置いて透過光を吸収させたときのＰ偏光反射率の入射角度依存性を、白△で示してある。この測定では最小の反射率は、0.0003であった。この黒色フェルト生地を使う方法では、その配置の仕方によっては、反射率をゼロにすることも可能であった。この図８の結果は何回もおこなった測定結果の平均値である。このように光吸収部材を用いる方法は、平面双楕円型光学系の迷光ノイズ低減技術として重要である。
【００２２】
図１は、本発明による双楕円型光学装置の別の実施例を示す図である。この図中で破線が光の進行を示している。
【００２３】
図示した双楕円型光学装置は、内面が鏡面となった入射側楕円面鏡Ｅ１と受光側楕円面鏡Ｅ２を、１つの焦点を共通焦点とし、共通焦点以外のＥ１鏡の焦点とＥ２鏡の焦点及び共通焦点が一直線の光軸上に位置するように組み合わせて構成された双楕円面鏡を備える。双楕円面鏡の上下には開口部が設けられ、その開口部を通して双楕円面鏡の内部に下向きのＲＭ１鏡とＲＭ２鏡、試料を保持するサンプルホルダーＳＨが挿入される。サンプルホルダーＳＨは、試料をＥ１鏡とＥ２鏡の共通焦点の位置に保持することが出来るものであり、モーター#3によって上下動し、モーター#4によってその上下動軸の回りに回転することが出来る。
【００２４】
光源部Ｌから出射した光は、上向きミラーＵＭ１鏡によって、双楕円面鏡の光軸に垂直にＥ１鏡の焦点に向けて反射される。Ｅ１鏡の焦点には、下向きのＲＭ１鏡が設置されている。ＲＭ１鏡は、モーター#1によって入射光線を軸として回転可能である。また、Ｅ２鏡の焦点には、モーター#2によって回転可能な下向きのＲＭ２鏡が設置されている。ＲＭ２鏡の回転軸はＭＲ１鏡の回転軸と平行である。ＲＭ２鏡で反射された光は、上向きのＵＭ２鏡によって反射されて、検出器部Ｄに入射する。
【００２５】
本実施例の双楕円型光学装置においてＭＲ１鏡やＲＭ２鏡として図２や図３に示す複合ミラーを使うことで、迷光となる測定しない光を双楕円面鏡外部に排除させることができ、しかも双楕円面鏡光学系の優れた特長（つまり、試料へ任意入射角度で光を入射させることができること、さらに独立に試料からの反射光或いは透過光を任意の角度で測定できること）を享受することができる。
【００２６】
平面双楕円型光学系では、その双楕円面鏡の光軸と外部光学系の光軸は一致していたが、本実施例（図１）の立体双楕円型光学系では、その双楕円面鏡の光軸と外部光学系の光軸は一致していない。外部光学系の光軸上を進んできた光は、Ｅ１鏡とＥ２鏡が作る双楕円面鏡の下部の空間に配置されている上向きのＵＭ１鏡（約４５度）で反射されて、Ｅ１鏡内部で下向き（約４５度）のＲＭ１鏡で受けてＥ１鏡に向けて反射される。その後の光の進み方は通常の双楕円面鏡（図６）の場合と同じで、試料で反射・透過した光はＥ２鏡内部で下向き（約４５度）のＲＭ２鏡に集光される。ＲＭ２鏡は集光された光の一部を、その下部にあるＵＭ２鏡に向けて反射し、このときＵＭ２鏡の反射光が元の光軸と一致させることができる構造になっている。
【００２７】
従来の平面双楕円型光学系では、ＲＭ１鏡とＲＭ２鏡は平面鏡であった。しかし、この立体双楕円型光学系のためのＲＭ１鏡とＲＭ２鏡の形状と構造としては、キノコ型鏡（図２）あるいはカクテルグラス型鏡（図３）を用いるのが好ましい。このキノコ型鏡あるいはカクテルグラス型鏡は共に２重構造で、外周の円錐面鏡１１とこの円錐面の一部に円錐の回転軸に向かって水平な穴１２が開けられ、その回転軸との交点に約４５度の傾斜を持った鏡１３が取り付けられ、さらに回転軸に沿って上方向に穴１４が開けられている。この円錐の中心部にある鏡１３を使うことで、ＵＭ１鏡とＲＭ１鏡の間での光の送受とＲＭ２鏡とＵＭ２鏡の間での光の送受を可能として、外周部の円錐面鏡１１で迷光の原因となる測定していない光を双楕円面鏡外部へ排除することが可能となる。キノコ型鏡とカクテルグラス型鏡では光の排除される方向が上方向か下方向かの違いだけで、基本的な役割は同じである。
【００２８】
キノコ型鏡を用いた測定結果を図８に示す。先ほどと同じ高純度石英平行平板試料にＰ偏光のヘリウムネオンレーザ光を入射させてその反射光を測定した結果を、白○で示してある。反射率の最小値は、光を入射させなかったときのゼロ信号レベルと同じで、反射率は０．００００であった。
【００２９】
上記で説明したキノコ型鏡あるいはカクテルグラス型鏡は、立体双楕円型光学系内部の迷光を外周の円錐鏡面で反射して双楕円型光学系外部に排除するものであった。このキノコ型鏡あるいはカクテルグラス型鏡の外周の円錐面を鏡面ではなく、光吸収面として迷光を吸収するようにしても、迷光の除去に効果がある。また、ＲＭ１鏡とＲＭ２鏡を内部に保持する部材によって迷光を吸収して除去する場合には、その部材の外面形状は必ずしも円錐面である必要はなく、円筒形、球形あるいは不定形状であってもよい。
【００３０】
また、図９に示したように双楕円面鏡の内部に光吸収部材を挿入して迷光を吸収除去する方法は、図１に示した立体双楕円型光学系に対しても同様に適用可能である。
【００３１】
次に、試料からの散乱光の角度依存測定法と積分散乱光強度測定法のための、立体双楕円型光学系の実施例について説明する。本実施例においても、基本的には図１に示した立体双楕円型光学系を用いる。
【００３２】
双楕円面鏡の共通焦点Ｆ０に、試料のマクロな表面が双楕円面鏡の赤道面に垂直で、光軸に平行になるように配置し、ＲＭ１鏡の回転角度を適当に選んで固定する。試料で反射した散乱光は、Ｅ２鏡側ばかりでなくＥ１鏡側にも進む。Ｅ２鏡側に進んだ散乱光はＥ２鏡で反射されて、Ｆ２焦点に集光される。この集光された光は、ＲＭ２鏡で反射され元の光軸に戻すことができ、Ｅ２鏡外部の検出器に導かれる。ここで、ＲＭ２鏡を回転させることで散乱光の角度依存性が測定できる。このときＲＭ１鏡とＲＭ２鏡は、図２のキノコ型鏡、或いは図３のカクテルグラス型鏡を用いることで、迷光を除去できている。
【００３３】
ここで試料として、表面が鏡面であるアルミミラーと、完全拡散反射板としてよく知られている市販のスペクトラロンの２つについて、同じ測定を行った。光源をヘリウムネオンレーザ（0.633μｍ）とし、このレーザ光を試料のマクロな表面にほぼ垂直に入射させ、ＲＭ２鏡を回転しながら測定した前方散乱の角度依存の測定結果を図１０に示す。この図の縦軸はそれぞれについて任意スケールであり、アルミミラーの結果は点線で、スペクトラロンの結果は実線で示してある。
【００３４】
アルミミラー試料では、図１０に測定結果が示されているように、正反射光成分のみが測定されている。次にスペクトラロン試料の場合には、非常に優れた拡散反射板であったので、図１０に示されているように、そのマクロな表面からの正反射光成分は測定されず、散乱光成分のみが測定されている。しかし、一般の表面形状の試料では、２つの反射光成分が共存することが可能である。つまり、その試料のマクロな表面に対して、入射光と同一入射面内にあって入射角度と反射角度が等しい正反射光成分と、入射角度と無関係に任意方向に反射された散乱光成分である。
【００３５】
立体双楕円型光学系のＲＭ１鏡とＲＭ２鏡として、図２のキノコ型鏡や図３カクテルグラス型鏡を用いることで、このような一般の表面形状の試料からの散乱光の角度依存性を測定できる。
【００３６】
この一般の表面形状の試料で、散乱光成分と正反射光成分を分離して測定することも重要である。この場合には、特に全空間への散乱光成分を一度に測定できる角度積分散乱光測定が必要になる。この測定を実現する方法として、ＲＭ１鏡は図２のキノコ型鏡か図３のカクテルグラス型鏡を用いるが、ＲＭ２鏡は図４に示すような変形キノコ型鏡を用いる。変形キノコ型鏡は、外周が円錐面鏡２１になっており、この円錐面鏡２１の一部に円錐の回転軸に向かって水平な穴２２が開けられている。水平な穴２２は内部で屈折し、穴の奥に光吸収物質２４が配置されている。穴２２から変形キノコ型鏡に入射した光は、鏡２３で反射されて光吸収物質２４に到達し、そこで吸収される。
【００３７】
変形キノコ型鏡の形状と構造は、試料からの正反射成分はキノコ型鏡内部に閉じ込めてそこに入れてある光吸収物質で完全吸収させ、外部の円錐面鏡２１による反射光がＵＭ２鏡に集まるように円錐の頂角を選んである。この変形キノコ型鏡を用いることで、試料からの散乱光成分のうち、全空間に対するＥ２鏡表面が占める割合が、角度積分散乱光測定で実測できる散乱光強度である。
【００３８】
この角度積分散乱光測定法によると、上記のような散乱測定ばかりでなく、（１）試料からの全空間への発光の角度積分測定、（２）鏡面試料では正反射光と透過光の和のスペクトル測定、も可能になる。
【００３９】
最後に、立体双楕円型光学系は、図２や図３に示した円錐型鏡を併用することで、迷光を双楕円面鏡外部へ排除できる点で、平面双楕円型光学系と異なっている。しかしこの特長以外にも、既存の光学系（紫外・可視分散型分光光度計、赤外フーリエ変換型分光光度計等）中に双楕円面鏡を組み込むときに、双楕円面鏡内部に最大の試料スペースを確保できる構造になっている。
【００４０】
上記の分光光度計を例にしてこの状況を説明する。市販の分光光度計は試料室を備えている。この試料室中に各種の光学アクセサリーを装着することで、透過測定、反射測定、散乱測定、ATR測定等を実現できる構造になっている。多くの分光光度計の試料室は、図１１（ａ）に示すように試料室内部の光軸の中点に光が集光される構造になっている。この図中の破線で光の進行を示している。双楕円面鏡をこの既存の分光光度計中で用いるためには、分光光度計によって集光される位置が光軸上の中点ではなくて、双楕円面鏡のＲＭ１鏡の位置になるように、光路長を長く伸ばさなければならない。このように焦点位置を移動させるためには、図１１（ｂ）に示すように数枚の鏡（SM1とSM2）を試料室内部に設置しなければならない。同じように、ＲＭ２鏡にも集光されているので、ＲＭ２鏡の反射光を分光光度計の光軸に戻すためにも、数枚の鏡（SM3とSM4）を試料室内部に設置しなければならない。この結果、分光光度計の試料室に入る双楕円面鏡自体の大きさが小さくなり、焦点Ｆ０周囲の試料スペースも小さくなる。
【００４１】
図１１（ｃ）は、本発明の立体楕円型光学系を市販の分光光度計の試料室に設置したときの模式図である。本発明の立体楕円型光学系では、分光光度計自身の光軸と双楕円面鏡自身の光軸を立体的にすることで、ＲＭ１鏡とＲＭ２鏡に焦点を結ぶために必要な光路長を確保している。この結果として、双楕円面鏡自体が大きくなり、焦点Ｆ０周囲の試料スペースも大きくなる。
【００４２】
以上実施例により本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術事項の範囲内でいろいろ変形例があることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】立体双楕円型光学系の透視図。
【図２】迷光を排除するためのキノコ型鏡の模式図。
【図３】迷光を排除するためのカクテルグラス型鏡の模式図。
【図４】角度積分散乱光測定のための変形キノコ型鏡の模式図。
【図５】平面双楕円型光学系の透視図。
【図６】赤道面での双楕円面鏡の断面図。
【図７】レーザ光源を用いての反射、透過と散乱測定の模式図。
【図８】透明石英平行平板試料のブリュスター角度近傍でのＰ偏光反射率の測定結果を示す図。
【図９】双楕円面鏡内部に挿入された光吸収部材の図。
【図１０】試料による散乱光の角度依存性の測定結果を示す図。
【図１１】（ａ）市販の分光光度計の試料室中の光線（図中の破線）の様子を示す模式図。（ｂ）この分光光度計の試料室中に平面双楕円型光学系を組み込んだ模式図。（ｃ）試料室中に立体双楕円型光学系を組み込んだ模式図。
【符号の説明】
【００４４】
Ｅ１：入射側の楕円面鏡、Ｅ２：受光側の楕円面鏡、ＲＭ１，ＲＭ２：下向きミラー、ＵＭ１，ＵＭ２：上向きミラー、ＳＨ：サンプルホルダー、ＳＭ１、ＳＭ２、ＳＭ３，ＳＭ４：補助ミラー、Ｌ：光源部、Ｄ：検出器部、１１：円錐面鏡、１２：穴、１３：鏡、１４：穴、２１：円錐面鏡、２２：穴、２３：鏡、２４：光吸収物質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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