(57)【要約】【課題】長い光路長を得ること、および種々の分析方法に適用することが容易な高い汎用性を持つ光学装置を提供する。【解決手段】本発明の反射型光学装置による光学系は、入射した光線を１８０度逆方向に反射して元の方向に戻す性質を持つ反射部材を２個用い、各反射部材の入射側を対向させて配置し、一方の反射部材または両方の反射部材を構成する鏡面の傾きを変えることによって、あるいは２個の反射部材の相対位置や相対角度関係を変えることによって、対向配置した２個の反射部材の間で光を多数回往復させる。【選択図】図１
2008026229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２辺とその２辺が交わる頂点を備える３枚の反射面を有し、各反射面の各頂点を同一点で一致させ、隣り合う反射面の辺を隣接させ、３つの反射面の内角が互いにほぼ直角の角度で３角錐を形成するよう配置し、前記反射面側を入射側とする反射部材を２個備え、
前記２個の反射部材の頂点を結ぶ線を光軸とし、当該光軸上において両反射部材の入射側を対向させて配置し、
何れか一方の反射部材の反射面に対して、光軸に平行、もしくは少なくとも反射面に入射し得る浅い角度で入射側から光線を導入し、２個の反射部材の反射面間を多数回往復させることを特徴とする、反射型光学装置。
【請求項２】
前記反射部材が有する各３枚の反射面の内少なくとも１つの反射面は、反射面の内角が互いに直角の角度で交わる直交位置に対して±１度以内の角度範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の反射型光学装置。
【請求項３】
前記両反射部材の両反射面は、前記光軸の軸周りにおいて所定の回転角度で対向することを特徴とする、請求項１に記載の反射型光学装置。
【請求項４】
前記少なくとも一方の反射部材の反射面は、反射面の中心軸を光軸に対して５度以内の範囲で傾斜することを特徴とする、請求項１に記載の反射型光学装置。
【請求項５】
前記少なくとも一方の反射部材の反射面は、反射光の経路が形成される範囲内において光軸から移動した位置に配置することを特徴とする、請求項１に記載の反射型光学装置。
【請求項６】
前記反射部材の反射面は、請求項２から請求項５に記載の反射部材の反射面の少なくとも２つの組み合わせで配置することを特徴とする反射型光学装置。
【請求項７】
前記反射部材は開口部を備え、
当該開口部の軸方向は対向する反射部材の鏡面に向かい、外部からの導入光を開口部を通して対向する反射部材の鏡面に入射することを特徴とする、請求項１から請求項６の少なくとも何れか１項に記載の反射型光学装置。
【請求項８】
前記反射部材間が形成する光経路上に導光部材を配置し、当該導光部材を通して外部から一方の反射部材の鏡面に入射することを特徴とする、請求項１から請求項６の少なくとも何れか１項に記載の反射型光学装置。
【請求項９】
前記導光部材は、反射鏡であることを特徴とする請求項８に記載の反射型光学装置。
【請求項１０】
前記両反射部材間が形成する光経路の外側から、一方の反射部材の鏡面に向かって外部から導入光を入射することを特徴とする、請求項１から請求項６の少なくとも何れか１項に記載の反射型光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型光学装置に関し、光路長を拡大する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の反射型光学装置は、ある媒体内を光を通過させて、その媒体中に含まれる物質による特定波長の光の吸収を計測することによってその物質の成分を特定する分光分析装置、真空中に導入された未知の物質に紫外光やレーザ光などの光を照射してイオン化し、４重極、８重極あるいは飛行時間型などの質量分析部に導入する質量分析計など、種々の光を用いた装置に適用することができる。
【０００３】
この光を用いた分析装置では、光路長が長いことが望ましい場合がある。例えば、分光分析装置は、媒体内に含まれる物質が吸収する特定波長の光の吸収を計測する。光の吸収を利用する分析においてその分析対象の物質量が少ない場合には、分析感度を向上させるために光路長が長いことが望ましい。光路長を長くするために、媒体を入れる容器の光路方向の距離（光路長）を長くする構成や、鏡を２枚使って光を２回反射させることによって光路長を３倍にする構成などによって、光の通る通路の長さを長くしている。
【０００４】
また、燃焼炉などの排ガス計測では、煙突の一方に光源を配置するとともに、この光源と対向する他方側にコーナーキューブを配置し、このコーナーキューブによって排ガスを通過した光を光源側に反射させることによって光路長を２倍とし、排ガス部分を２回通過する構成としている。
【０００５】
また、ＡＴＲ法（全反射測定方法：Attenuated Total Reflection）と呼ばれる赤外分析では、赤外線を通す高屈折率物質で作ったプリズムの表面に試料を密着させ、プリズムに対して臨界角以上の入射角で光を入射し、プリズムと試料との間で全反射された光を測定して赤外スペクトルを得る。このＡＴＲ法では、全反射する光は、試料のごく表面を通ってプリズムに戻るため、試料をごく薄く加工して透過法で測定したスペクトルと良く似たスペクトルが得られる。
【０００６】
また、質量分析計は、無機物質や生体試料などの有機物質の同定やタンパク質の解析を行うための分析装置であり、レーザ光あるいは電子ビームを試料に照射して成分をイオン化することで分析を行っている。従来の質量分析計では、試料に対して１方向から１回だけレーザ光あるいは電子ビームを当てイオン化を行っている。通常、レーザ光あるいは電子ビームの径は極めて小径であるため、試料のごく一部しかイオン化することができない。
【０００７】
質量分析装置で、このイオン化する量が少ないという課題を解消する試みとして、例えば特許文献１が提案されている。特許文献１では、多数の鏡を鼓の糸の屈曲点に配置した光学系を備え、これによって多数回の反射を行わせてレーザ光を試料に多数回照射し、試料がイオン化する確率を増やしている。
【特許文献１】特許第３２５１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術に示した分光分析法において、容器を長くすることによって光路長を長くする構成では、容器の容量が増えるため、分析に必要な試料の量が多く必要となるという問題がある。また、鏡やコーナーキューブを使って光を反射させることで光路長を長くする構成では、光路長はせいぜい２倍〜３倍しか増えないという問題がある。
【０００９】
また、ＡＴＲ法において、プリズムと試料との間で全反射を繰り返すことで光路長を長くする構成では、多数回の反射によって光路長を長く取ることができるが、試料をプリズムに密着させる必要があるため、分析対象の試料が制限されるという問題がある。
【００１０】
また、質量分析計では、レーザ光または電子ビームを試料に照射してイオン化しているが、レーザ光の直径部分の内部を通過する試料のみに限定され、また、レーザ光を照射している時間内に存在する試料しかイオン化されないという問題がある。また、この質量分析計において、多数の鏡を配置することによって光路長を長くする構成では、多数の鏡を正確に配置し、かつその方向も精度良く調整する必要があるという問題がある。
【００１１】
上述したように、光を用いた分析装置では、光路長を延ばす構成が種々提案されるが、十分な光路長を得ることが難しいという問題がある他、その構成が分析方法に依存するものであるため、汎用性に乏しいといった問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決して、十分な光路長を得ることを目的とし、また、種々の分析方法に適用することが容易な高い汎用性を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の反射型光学装置による光学系では、入射した光線を１８０度逆方向に反射して元の方向に戻す性質を持つ反射部材２個用い、各反射部材の入射側を対向させて配置し、一方の反射部材または両方の反射部材を構成する鏡面の傾きを変えることによって、あるいは２個の反射部材の相対位置や相対角度関係を変えることによって、対向配置した２個の反射部材の間で光を多数回往復させる。
【００１４】
なお、本発明の反射型光学装置に用いる反射部材は、コーナーキューブを利用することができ、２個のコーナーキューブの相対位置や相対角度関係を変える他、コーナーキューブを構成する鏡面の傾きを変えることによって、２個のコーナーキューブの間で往復する光の経路状態を変え、往復回数を変えることができる。反射部材の相対位置や相対角度関係としては、例えば、光軸周りの回転角度、光軸に対する傾き、光軸からのずれ等とすることができる。また、これによって光路の幅を広げが分散した場合などにおいて、光が対象物を照射する確率を高めることができる。
【００１５】
本発明の反射型光学装置は、２辺とその２辺が交わる頂点を備える３枚の反射面を有し、各反射面の各頂点を同一点で一致させ、隣り合う反射面の辺を隣接させ、３つの反射面の内角が互いにほぼ直角の角度で３角錐を形成するよう配置し、前記反射面側を入射側とする反射部材を２個備え、この２個の反射部材の頂点を結ぶ線を光軸とし、光軸上において両反射部材の入射側を対向させて配置し、何れか一方の反射部材の反射面に対して、光軸に平行、もしくは少なくとも反射面に入射し得る浅い角度で入射側から光線を導入し、２個の反射部材の反射面間を多数回往復させる。
【００１６】
２個の反射部材の反射面間において光が往復する第１の態様は、反射部材が有する各３枚の反射面の内少なくとも１つの反射面を、反射面の内角が互いに直角の角度で交わる直交位置に対して±１度以内の角度範囲内の角度とする。この反射面間の角度を変えることで反射状態が変化し、２個の反射部材の反射面間において光が往復する回数を定めることができる。
【００１７】
２個の反射部材の反射面間において光が往復する第２の態様は、両反射部材の両反射面を光軸の軸周りにおいて所定の回転角度で対向させる。この反射面間の光軸周りの回転角度を変えることで反射状態が変化し、２個の反射部材の反射面間において光が往復する回数を定めることができる。
【００１８】
２個の反射部材の反射面間において光が往復する第３の態様は、少なくとも一方の反射部材の反射面を、反射面の中心軸を光軸に対して５度以内の範囲で傾斜させる。この反射面間の光軸に対する傾きを変えることで反射状態が変化し、２個の反射部材の反射面間において光が往復する回数を定めることができる。
【００１９】
２個の反射部材の反射面間において光が往復する第４の態様は、少なくとも一方の反射部材の反射面を、反射光の経路が形成される範囲内において光軸から移動した位置に配置する。この反射面間の光軸からのずれを変えることで反射状態が変化し、２個の反射部材の反射面間において光が往復する回数を定めることができる。
【００２０】
２個の反射部材の反射面間において光が往復する第５の態様は、前記した第１の態様から第４の態様を組み合わせて、反射部材の反射面を配置する。各態様を組み合わせることで反射状態が変化し、２個の反射部材の反射面間において光が往復する回数を定めることができる。
【００２１】
本発明の反射型光学装置において、対向配置される反射部材間に最初の光を導入する第１の態様は、一方の反射部材に開口部を設け、この開口部を通して外部から反射部材間に最初の光を導入する。開口部の軸方向は対向する反射部材の鏡面に向かって形成され、外部からの導入光を開口部を通して対向する反射部材の鏡面に入射する。
【００２２】
本発明の反射型光学装置において、対向配置される反射部材間に最初の光を導入する第２の態様は、反射部材間が形成する光経路上に導光部材を配置し、この導光部材を通して外部から一方の反射部材の鏡面に入射する。この態様において、導光部材は、反射鏡を用いることができる。
【００２３】
本発明の反射型光学装置において、対向配置される反射部材間に最初の光を導入する第３の態様は、両反射部材間が形成する光経路の外側から、一方の反射部材の鏡面に向かって外部から導入光を入射する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、十分な光路長を得ることができ、種々の分析方法に適用することが容易な高い汎用性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１を用いて、本発明の反射型光学装置に用いる反射部材の構成について説明する。本発明の反射部材は、いわゆるコーナーキューブと同様の構成とすることができる。
【００２７】
以下、コーナーキューブを例として説明する。図１において、反射部材は、反射部材が有する各鏡面において入射光をそれぞれ１回ずつ反射し、合計３回反射した後に射出する光学素子であり、入射光線の入射方向と射出光線の射出方向とが平行となるという特性を有する。３回の反射によって得られる虚像は、図１に示すように、コーナーキューブの頂点（原点）について入射空間と対称な空間となる。
【００２８】
図２（ａ）は、入射光線方向への正射影を示し、コーナーキューブ頂点（原点）と共通の原点として入射空間の座標系（図２（ｂ））と、３回反射した後の反射虚像の空間の座標系（図２（ｃ））とに分けて示している。
【００２９】
各座標系は、コーナーキューブ頂点（原点）について互いに対称となり、このことは、コーナーキューブのコーナーキューブ頂点に向かって入射した入射光線は、入射光線と同位置から反対方向に向かって射出することを意味する。したがって、虚像を実像へと変換すると、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、入射光線方向(＝射出光線方向)から見た場合には、入射光線と射出光線はコーナーキューブ頂点に対して互いに対称になる。つまり、入射光線と射出光線は、コーナーキューブ頂点を通り入射光線に平行な直線に対して互いに対称になる。ここでは、入射光線に対する射出光線の位置（方向は入射光線が決定）を決定するのはコーナーキューブ頂点の位置だけであるとことが重要となる。
【００３０】
以下、本発明の反射型光学装置における反射部材の配置構成について説明する。はじめに、図３を用いて、反射部材の基本配置とこの基本配置から派出した配置の各態様について説明し、図４〜図３３を用いて各態様の例について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は反射部材の基本配置を模式的に示している。図３（ａ）に示す基本配置は、２つの反射部材（図中のCUBE１およびCUBE２で示す）を入射側（図中の三角形の一辺で示す）を対向させて配置し、各反射部材の頂点を結ぶ線を光軸とする。この対向配置される反射部材において、入射した光は各反射部材で反射を繰り返し、反射部材間を往復する。これによって、長い光路長を得ることができる。
【００３２】
本発明の反射型光学装置は、この基本形に対して、一方の反射部材または両方の反射部材を構成する鏡面の傾きを変えたり、あるいは２個の反射部材の相対位置や相対角度関係を変えることによって、対向配置した２個の反射部材の間で光が往復する状態を変えることで、例えば、往復する回数や、光の経路を変えることができる。
【００３３】
この光の往復状態の変形は、反射部材の基本配置に対して、光線の入射角度、各々の反射面の開閉角度、光軸の周りの回転角度、光軸からの傾斜角度、光軸に対して垂直、水平方向への移動距離を変えることで行うことができる。なお、図３（ｂ）〜図３（ｅ）において、破線示す状態と実線で示す状態は、変形の前後の状態を示している。
【００３４】
図３（ｂ）は、反射部材の反射面のなす角度を、直角から開閉する形態を示している。ここでは、反射部材の隣接する反射面間がなす角度が９０°から広くなるを“＋”、“開”で表し、同角度が９０°から狭くなる状態を“−”、“閉”で表している。
【００３５】
図３（ｃ）は、反射部材が光軸に対して傾斜する形態を示している。ここでは、反射部材の何れか一方あるいは両方は、光軸に対して傾斜する。２つの反射部材の傾斜方向は、光軸に対して同方向とする形態の他、反対方向とする形態とすることもできる。
【００３６】
図３（ｄ）は、反射部材が光軸周りで回転する形態を示している。ここでは、反射部材の何れか一方あるいは両方を、両反射部材の頂点間を結ぶ光軸に対して回転させる。
【００３７】
図３（ｅ）は、反射部材が光軸に対して傾斜する形態を示している。ここでは、反射部材の何れか一方あるいは両方を、両反射部材の頂点間を結ぶ光軸に対して傾斜させる。
【００３８】
図３（ｆ）は、反射部材が光軸に対して移動する形態を示している。ここでは、反射部材の何れか一方あるいは両方を、両反射部材の頂点間を結ぶ光軸方向、あるいは光軸方向と直交する方向に移動させる。この移動方向は、例えば、図中の光軸方向をＸＹ方向としたとき、光軸方向と直交する方向はＹ方向の上下方向、およびＺ方向の奥行き方向、あるいはこれら各方向を組み合わせた方向とすることができる。
【００３９】
また、図４は、反射部材の反射面の開閉を説明するための図である。図４（ａ）において、反射面の開閉を、無地で示す閉状態と斜線で示す開状態とによって示している。矢印は、閉状態から開状態への変化を示している。また、図４（ｂ）は反射部材の反射面が閉じた状態を示し、図４（ｃ）は反射部材の反射面が開いた状態を示している。
【００４０】
この開閉によって、閉じた状態における反射面間が形成する角度θa、θb、θcは、開いた状態における反射面間が形成する角度θA、θB、θCよりも少なくとも一つの角度で大きい関係にある。
【００４１】
なお、コーナーキューブで、この反射面間が形成する角度θは直角であり、本発明の反射部材は、この直角から所定角度範囲内で開閉した角度とする。この所定角度範囲内は例えば±１°とすることができる。
【００４２】
以下、図５〜図３３を用いて各態様の例のシミュレーション結果を示す。なお、図３４は、これらの各シミュレーション結果における反射光の平均反射回数とその標準偏差を示している。なお、図５〜図３３の各図において、光軸方向と平行な方向から見た面の光経路の広がり（ｘ、ｙ）と、光軸方向から見た面の光経路の広がり（ｚ）を示している。
【００４３】
図５は、２つの反射部材を、鏡面対称となる位置に配置する基本の形態例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は∞回であり、標準偏差は０回である。
【００４４】
図６は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を３０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は∞回であり、標準偏差は０回である。
【００４５】
図７は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を６０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は∞回であり、標準偏差は０回である。
【００４６】
図８は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１１．８回であり、標準偏差は３．２回である。
【００４７】
図９は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．５°傾斜させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は２．６回であり、標準偏差は０．７回である。
【００４８】
図１０は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させるとともに光軸周りで１０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１１．５回であり、標準偏差は４．１回である。
【００４９】
図１１は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させるとともに光軸周りで３０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１２．９回であり、標準偏差は４．６回である。
【００５０】
図１２は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．５°傾斜させるとともに光軸周りで１０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１２．９回であり、標準偏差は４．６回である。
【００５１】
図１３は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．５°傾斜させるとともに光軸周りで３０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は３．０回であり、標準偏差は０．８回である。
【００５２】
図１４は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＸ方向に１ｍｍ移動させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は２．２回であり、標準偏差は０．６回である。
【００５３】
図１５は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＹ方向に１ｍｍ移動させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は２．６回であり、標準偏差は０．７回である。
【００５４】
図１６は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＺ方向に１ｍｍ移動させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１２．９回であり、標準偏差は３．６回である。
【００５５】
図１７は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＹ方向およびＺ方向にそれぞれ１ｍｍ移動させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は２．８回であり、標準偏差は０．６回である。
【００５６】
図１８は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を０．１°開いた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１．９回であり、標準偏差は０．３回である。
【００５７】
図１９は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を０．２°開いた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は０．９回であり、標準偏差は０．３回である。
【００５８】
図２０は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を０．１°開くとともに、１０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１．５回であり、標準偏差は０．５回である。
【００５９】
図２１は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を０．１°閉じた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１４０．７回であり、標準偏差は４４．６回である。
【００６０】
図２２は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を０．２°閉じた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１０２．７回であり、標準偏差は６４．９回である。
【００６１】
図２３は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を０．１°閉じるとともに、１０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１１６．９回であり、標準偏差は６８．２回である。
【００６２】
図２４は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を０．１°開いた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は０．９回であり、標準偏差は０．３回である。
【００６３】
図２５は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を０．２°開いた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１．３回であり、標準偏差は０．３回である。
【００６４】
図２６は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を０．１°開くとともに、１０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１．３回であり、標準偏差は０．３回である。
【００６５】
図２７は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を０．１°閉じた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は６０．７回であり、標準偏差は２９．７回である。
【００６６】
図２８は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を０．２°閉じた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は６１．６回であり、標準偏差は５３．１回である。
【００６７】
図２９は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を０．１°閉じるとともに、１０°回転させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は３５．４回であり、標準偏差は１４．９回である。
【００６８】
図３０は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を１°傾斜させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は５７．７回であり、標準偏差は１８．８回である。
【００６９】
図３１は、基本の形態から、一方の反射部材（ここではCUBE1）を２°傾斜させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は３２．６回であり、標準偏差は７．５回である。
【００７０】
図３２は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を１°傾斜させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は２７．７回であり、標準偏差は１０．３回である。
【００７１】
図３３は、基本の形態から、両方の反射部材（CUBE1およびCUBE2）を２°傾斜させた配置例であり、入射位置をランダムにとって１０回計算したシミュレーション結果である。往復回数の平均回数は１２．３回であり、標準偏差は４．５回である。
【００７２】
図３４は、上述した図５〜図３３のシミュレーション結果をまとめて示している。
【００７３】
上記のシミュレーション結果から、本発明の反射型光学装置によれば、２つの反射部材を鏡面対称となるように対向させる基本配置に対して、一方の反射部材または両方の反射部材を構成する鏡面の傾きを変えたり、あるいは２個の反射部材の相対位置や相対角度関係を変えることによって、対向配置した２個の反射部材の間で光が往復する状態を変えることで、往復する回数や、光の経路を変えることができる。
【００７４】
次に、図３５を用いて本発明の反射型光学装置において、反射部材間の光路にはじめに光を導入する構成例について説明する。
【００７５】
図３５（ａ）は、一方の反射部材（図ではCUBE2）に貫通孔を形成し、この貫通口を通して外部から一方の反射部材（図ではCUBE2）に光を入射させる構成例を示している。反射部材（図ではCUBE2）には、外部から対向する反射部材の入射側に向かって光軸とほぼ平行に貫通口が形成される。この貫通口を通すことによって、外部から反射部材間の光路に光を導入することができる。反射型光学装置は、導入した光をこの光路内で複数回往復させることですることで光路長を長くし、この長い光路長を利用してれ、例えば分析対象物に光を効率よく照射することができる。
【００７６】
なお、反射部材間を往復した光は、反射部材間の光路から外れることによって外部に出射される。
【００７７】
図３５（ｂ）は、２つの反射部材間（図ではCUBE1，CUBE2）間の光路内に外部から斜め方向に光を入射させる構成例を示している。この入射光は光軸に対してほぼ平行となるように浅い入射角であることが望ましいが、この入射角は、反射部材の大きさと反射部材間の距離に依存するため、この寸法の制限を受けることになる。
【００７８】
図３５（ｃ）は、２つの反射部材間（図ではCUBE1，CUBE2）間に光導機構を挿入し、これによって、光路内に外部から導入する構成例を示している。図３５（ｃ）は光導機構として反射鏡を用いる構成例である。
【００７９】
図３５（ａ）の構成例、図３５（ｃ）の構成例によれば、入射光を光軸に対してほぼ平行とすることができる。
【００８０】
本発明の反射型光学装置を分光分析装置に適用した場合には、相対的には試料の厚みが増えたのと同じ効果を奏することができ、ごく微量の濃度の試料でも感度良く測定することが可能となる。
【００８１】
また、本発明の反射型光学装置を質量分析装置に適用した場合には、多数のレーザ光を照射したのと同じ効果を奏することができ、試料がイオン化される確率が非常に高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の反射型光学装置は、排ガス計測、質量分析等の光を用いた種々の分析装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の反射型光学装置に用いる反射部材の構成を説明するための図である。
【図２】入射空間の座標系と反射虚像の空間の座標系との関係を説明するための図である。
【図３】反射部材の基本配置と基本配置から派出した配置の各態様を説明するための図である。
【図４】反射部材の反射面の開閉を説明するための図である。
【図５】２つの反射部材を鏡面対称となる位置に配置する基本の形態例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図６】一方の反射部材を３０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図７】一方の反射部材を６０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図８】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図９】一方の反射部材をＸ方向に０．５°傾斜させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１０】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させるとともに光軸周りで１０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１１】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させるとともに光軸周りで３０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１２】一方の反射部材をＸ方向に０．５°傾斜させるとともに光軸周りで１０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１３】一方の反射部材をＸ方向に０．５°傾斜させるとともに光軸周りで３０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１４】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＸ方向に１ｍｍ移動させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１５】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＹ方向に１ｍｍ移動させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１６】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＺ方向に１ｍｍ移動させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１７】一方の反射部材をＸ方向に０．１°傾斜させるとともにＹ方向およびＺ方向にそれぞれ１ｍｍ移動させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１８】一方の反射部材を０．１°開いた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図１９】一方の反射部材を０．２°開いた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２０】一方の反射部材を０．１°開くとともに、１０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２１】一方の反射部材を０．１°閉じた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２２】一方の反射部材を０．２°閉じた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２３】一方の反射部材を０．１°閉じるとともに１０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２４】両方の反射部材を０．１°開いた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２５】両方の反射部材を０．２°開いた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２６】両方の反射部材を０．１°開くとともに１０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２７】両方の反射部材を０．１°閉じた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２８】両方の反射部材を０．２°閉じた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図２９】両方の反射部材を０．１°閉じるとともに１０°回転させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図３０】一方の反射部材を１°傾斜させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図３１】一方の反射部材を２°傾斜させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図３２】両方の反射部材を１°傾斜させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図３３】両方の反射部材を２°傾斜させた配置例を説明するためのシミュレーション結果である。
【図３４】各態様のシミュレーションの一覧結果である。
【図３５】反射部材間の光路への光を導入する構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
CUBE１，CUBE２…反射部材。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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