(57)【要約】【課題】複数の受光素子を持った光検知器を使用する分光光度計において、光検知器に入射する分光された光の光量を最適化するためのマスクを提供し、光源の光量減少によるＳ／Ｎ低下の抑制を図ることである。【解決手段】光源から放射された光を光学系によって分光し、分光された光を受光し、他波長を同時に検知する複数の受光素子からなる検知器に使用されている、前記受光素子の受光部に波長によって異なる光量を調整するためのマスクの開口部形状を、検知器にとって最適な受光感度を得られる形状に調整できる可動機構を持ったマスクを設置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源から放射された光を分光する分光器と、分光器により分光された光を波長ごとに光量を制限する開口部を持ったマスクと、マスクによって制限された光を受光して光電変換を行うフォトダイオード受光素子を複数個組み合わせて配列した受光部を持つ光検知器を備えた分光光度計において、
前記マスクは、前記開口部を形成するための複数の遮光板を有し、該遮光板が独立して移動することにより、開口部の開口面積が可変であることを特徴とする分光光度計。
【請求項２】
光源と、光源から放射された光を分光する分光器と、分光器により分光された光を波長ごとに光量を制限する開口部を持ったマスクと、マスクによって制限された光を受光して光電変換を行うフォトダイオード受光素子を複数個組み合わせて配列した受光部を持つ光検知器を備えた分光光度計において、
前記マスクは、前記開口部を形成するための１枚の遮光板を有し、該遮光板が移動することにより、開口部の開口面積が可変であることを特徴とする分光光度計。
【請求項３】
請求項１または２において、
遮光板を駆動させる駆動部を有し、
該駆動部は、前記光検知器の受光素子が受光する光量によってサチュレイションしない範囲で最大量を得るように遮光部を駆動させてマスクの開口部の開口面積を変化させることを特徴とする分光光度計。
【請求項４】
請求項１において、
遮光板を駆動させる駆動部を有し、
該駆動部は、各遮光板を連動させて駆動させることを特徴とする分光光度計。
【請求項５】
請求項１において、
前記光検知器のフォトダイオード受光素子の配列方向を水平とした場合、前記マスクの遮光板は前記光検知器の垂直方向の上下位置に向い合せに設置されていることを特徴とする分光光度計。
【請求項６】
請求項１または２において、
前記マスクの開口部の形状は、前記光源の特性と前記分光器の特性により得られる波長依存の光量の強度分布に近似した形状をしていることを特徴とする分光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光光度計の光検知器の検知感度を最適化するものである。
【背景技術】
【０００２】
分光光度計に使用している光源は発光時間、若しくは発光回数によってフィラメントや電極の劣化により光量が減少していくものであるが、通常光量が減少したら即交換するものではなく、光量が初期値の５０％ほどに減少するまで使用するものである。複数の受光素子を配列した光検知器を使用した分光光度計では、光源や分光器等の特性によって、波長ごとに異なる光強度が光検知器に入射することになるが、今までの複数の受光素子を配列した光検知器を使用した分光光度計では、前記の波長によって異なる光強度を平均化するために、光量を制限する固定形状の開口部を持つマスクを光検知器の受光部前に設置していたため、光源の光量が減少した場合、光検知器が受光する光量も低下してしまい、Ｓ／Ｎの低下を招いてしまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−９４１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、複数の受光素子を持った光検知器を使用する分光光度計において、光検知器に入射する分光された光の光量を最適化するためのマスクを提供し、光源の光量減少によるＳ／Ｎ低下の抑制を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の分光光度計は、光源から放射された光を光学系によって分光し、分光された光を受光し、他波長を同時に検知する複数の受光素子からなる検知器に使用されている、前記受光素子の受光部に波長によって異なる光量を調整するためのマスクの開口部形状を、検知器にとって最適な受光感度を得られる形状に調整できる可動機構を持ったマスクを設置する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の分光光度計は、光検知器の受光面に設置されたマスクの開口部形状を、可変にし、受光する光量を最適化することで、光源の発光時間や発光回数によって光量が初期値を１００％として、初期値の７０％，６０％，５０％と減少しても、マスクの開口部のサイズを調整することで、光検知器に入射する光の減少した単位面積あたりの光量を補い、Ｓ／Ｎを向上させることを可能にした分光光度計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】分光光度計の実施方法を示した説明図である。
【図２】分光光度計に用いるマスクの実施方法を示した説明図である。
【図３】分光光度計に用いるマスクの実施方法を示した説明図である。
【図４】分光光度計に用いるマスクの実施方法を示した説明図である。
【図５】分光光度計に実施方法を示した説明図である。
【図６】分光光度計に用いるマスクの実施方法を示した説明図である。
【図７】分光光度計に用いるマスクの実施方法を示した説明図である。
【図８】分光光度計に実施方法を示した説明図である。
【図９】分光光度計の光量の一実施例である。
【図１０】分光光度計に用いるマスクの実施方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の各実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。光源１から放射された光は、試料セル２に照射される。試料セル２を透過した光は回折格子３に照射され、分光される。分光された光は光量調整機構付マスク４で光量を制限され、フォトダイオードアレイ検知器５の受光部に入射する。フォトダイオードアレイ検知器５の受光部に入射した光は、信号読み出し部６によって信号として読み出される。信号読み出し部６によって読み出された信号は、中央処理装置７でデータ変換処理をされ、表示モニター８に表示される。光量調整機構付マスク４は、光を遮光する遮光板９が２枚、遮光板９を接着固定する遮光板ベース１０，遮光板ベース１０を保持する台座１１，遮光板を駆動させるための偏心頭を持った軸１２が４本、偏心頭を持った軸１２を駆動させるモータ１３が４つ、遮光板９をお互いに引き付け合うバネのような弾性体１４が２本という構成からなっている。偏心頭を持った軸１２を駆動させるモータ１３はモータ制御部１６を介して中央処理装置７で制御される。
【００１０】
光量調節機構付マスクの可動原理は、モータ１３が駆動することで、偏心頭を持った軸１２が回る。偏心頭を持った軸１２の軸部は偏心頭の重心位置にあり、偏心頭を持った軸１２の偏心頭は遮光板ベース１０のザグリ部１７の内壁に接しているため、偏心頭を持った軸１２が回り、遮光板ベース１０のザグリ部１７の内壁を押し、遮光板９はフォトダイオードアレイの配列方向を水平としたとき、上下方向に稼動する。例えば、軸１２の偏心頭が４本とも図２の向きの時は開口部１５の開口面積は最小であり、軸１２の偏心頭が４本とも図４の向きの時は開口部１５の開口面積は最大になる。
【００１１】
図３は図２のＡ部分で、遮光板ベース１０と台座１１の断面をとった図である。図２〜図４において、左側がフォトダイオードアレイ検知器の短波長側、右側が長波長側とする。
【００１２】
次に図５において、光量調整の実施例を示す。以下の実施例は光源にタングステンランプと重水素ランプの２つの光源と、フォトダイオードアレイ光検知器にシリコンフォトダイオードアレイ検知器を用いた例である。まず、光量調整機構付マスク４の偏心頭を持った軸１２が図２の状態の光量と、中央処理装置７内のメモリ（図示せず）に格納されている光源の初期値の光量とを比較判定を行う。判定は全波長の光量が初期値光量の９０％以上であれば光量調整は行われず終了する。初期値光量は未使用光源を初期点灯させたときの光量を中央処理装置７内のメモリに格納しておく。光量が初期値光量の９０％より小さければ、４つのモータ１３を駆動させ、偏心頭を持った軸１２の偏心頭の向きを図４の状態にする。軸１２の偏心頭の向きが図４の状態で、光量がサチュレイションを起こしていなければ、調整は完了となる。偏心頭を持った軸１２の偏心頭の向きが図４の状態で、光量がサチュレイションを起こしていれば、サチュレイションを起こしている波長範囲に対応したそれぞれのモータ１３を駆動させ、偏心頭を持った軸１２の偏心頭の向きが図４の状態から図３の状態へ向かうように軸１２が一定角度回転するようにモータ１３を駆動させ、全波長でサチュレイションを起こさない状態までフィードバック作業を行う。サチュレイションを起こしている波長範囲に対応したモータ１３の関係は表１に示す。
【００１３】
【表１】
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【実施例２】
【００１４】
実施例１において例えば、光量調整機構付マスク４は図６のように偏心形状部を持った軸１８同士をベルト１９を用いて連動させることで、偏心形状部を持った軸１８全てを単一のモータ１３で駆動させ、光量調整機構付マスク４の開口部１５の開口面積を可変することができる。図７は図６のＡ部分で、遮光板ベース１０と台座１１の断面をとった図である。次に図８において、光量調整の実施例を示す。まず、光量調整機構付マスク４を可動させない状態での光量と、中央処理装置７内のメモリ（図示せず）に格納されている光源の初期値の光量とを比較判定を行う。判定は光量が初期値光量の９０％以上であれば光量調整は行われず終了する。初期値光量は未使用光源を初期点灯させたときの光量を中央処理装置７内のメモリに格納しておく。光量が初期値光量の９０％より小さければ、４つのモータ１３を駆動させ、偏心頭を持った軸１２の偏心頭の向きを図４の状態にする。軸１２の偏心頭の向きが図４の状態で、光量がサチュレイションを起こしていなければ、調整は完了となる。
【００１５】
偏心頭を持った軸１２の偏心頭の向きが図４の状態で、光量がサチュレイションを起こしていれば、サチュレイションを起こしている波長範囲に対応したそれぞれのモータ１３を駆動させ、偏心頭を持った軸１２の偏心頭の向きが図４の状態から図３の状態へ向かうように軸１２が一定角度回転するようにモータ１３を駆動させ、サチュレイションを起こさない状態までフィードバック作業を行う。
【実施例３】
【００１６】
実施例２において例えば、光量調整機構付マスク４は偏心形状部を持った軸１８同士を歯車等のギアを用いて連動させて偏心形状部を持った軸１８を単一のモータ１３で駆動させ、光量調整機構付マスク４の開口部１５の開口面積を可変させてもよい。
【実施例４】
【００１７】
実施例１〜３において例えば、遮光板の形状は、光源１から放射された光を回折格子３によって分光しフォトダイオードアレイ検知器５の受光部に入射し、信号読み出し部６によって信号として読み出され、中央処理装置７でデータ変換処理をされ、表示モニター８に表示された光量分布の近似形としてもよい。例えば、光源にタングステンランプと重水素ランプを使用した場合、図９のような光量分布を得られる。図１０は光量調整機構付マスク４に図９の光量分布の近似形を簡略化した遮光板２０を設置したものである。短波長と長波長の光量の少ない波長域で光量調整機構付マスク４の開口部１５が大きくなるような形状になっており、光量の少ない波長でより多い光量を得ることが可能である。
【００１８】
なお、本発明は、次のように表現することもできる。
【００１９】
光源と、光源から放射された光を分光する分光器と、分光器により分光された光を波長ごとに光量を制限する開口部を持ったマスクと、マスクによって制限された光を受光して光電変換を行うフォトダイオード受光素子を複数個組み合わせて配列した受光部を持つ光検知器を備えた分光光度計において、前記マスクは、前記分光器と前記光検知器の間に設置されおり、前記開口部を形成するための遮光板を２枚有している。前記マスクは、前記光検知器のフォトダイオード受光素子の配列方向を水平とした場合、前記マスクの遮光板は前記光検知器の垂直方向の上下位置に向い合せに設置され、前記分光器により分光された光が遮光されない部分である遮光板間の隙間が開口部となる。前記マスクは、前記２枚の遮光板をそれぞれ独立させて可動させる駆動機構部を有し、前記駆動部を駆動させることで前記遮光板を可動させ、前記マスクの開口部の開口面積を変化させることで、前記光検知器の受光素子が受光する光量によってサチュレイションしない範囲で最大量を得ることができる分光光度計。
【００２０】
光源と、光源から放射された光を分光する分光器と、分光器により分光された光を波長ごとに光量を制限する開口部を持ったマスクと、マスクによって制限された光を受光して光電変換を行うフォトダイオード受光素子を複数個組み合わせて配列した受光部を持つ光検知器を備えた分光光度計において、前記マスクは、前記分光器と前記光検知器の間に設置されおり、前記開口部を形成するための遮光板を１枚有している。前記光検知器の受光部の受光素子配列方向を水平とした場合、前記遮光板は前記光検知器の垂直方向の上位置または下位置に設置され、前記分光器により分光された光が遮光されない部分が開口部となる。前記マスクは、前記遮光板を可動させる駆動機構部を有し、前記駆動部を駆動させることで遮光板を可動させ、前記マスクの開口部の開口面積を変化させることで、前記光検知器の受光素子が受光する光量によってサチュレイションしない範囲で最大量を得ることができる分光光度計。
【００２１】
上記マスクは、上記分光器と上記光検知器の間に設置されおり、上記開口部を形成するための遮光板を２枚有している。前記マスクは、前記光検知器のフォトダイオード受光素子の配列方向を水平とした場合、前記マスクの遮光板は前記光検知器の垂直方向の上下位置に向い合せに設置され、前記分光器により分光された光が遮光されない部分である遮光板間の隙間が開口部となる。前記マスクは上下位置に設置された前記遮光板を連動させて可動させる駆動機構部を有し、１つの駆動源で複数の遮光板を可動させることで、前記光検知器の受光素子が受光する光量によってサチュレイションしない範囲で最大量を得ることができる分光光度計。
【符号の説明】
【００２２】
１  光源
２  セル
３  回折格子
４  光量調整機構付マスク
５  フォトダイオードアレイ光検知器（フォトダイオードアレイ検知器）
６  信号読み出し部
７  中央処理装置
８  表示モニター
９，２０  遮光板
１０  遮光板ベース
１１  台座
１２  偏心頭を持った軸
１３  モータ
１４  弾性体
１５  開口部
１６  モータ制御部
１７  ザグリ部
１８  偏心形状部を持った軸
１９  ベルト
【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】
2011017567.tif 000011
【図９】
2011017567.tif 000012
【図１０】
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