(57)【要約】【課題】小型・コンパクトでメンテナンスフリーの光源を備えた小型分光器を提案すること。【解決手段】小型分光器１は、白色発光ダイオードからなる光源２と、分光光学系３と、検出器４を有している。光源２はハロゲンランプなどの放電ランプからなる従来の光源とは異なり、高圧電源回路や放熱ファンを備えた強制排気冷却装置が不要なので小型でコンパクトに構成できる。白色発光ダイオードは、放電ランプとは異なり長期使用により明るさが低下することが無いので、実質的にランプ交換が不要である。よって、小型・コンパクトでメンテナンスフリーの光源を備えた小型分光器を実現できる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源からの光を分光して被測定物を照射する分光光学系と、前記被測定物に照射された光の透過光あるいは反射光を検出する検出器とを有し、前記光源は白色発光ダイオードであることを特徴とする小型分光器。
【請求項２】
光源と、この光源からの光を被測定物に照射し、当該被測定物で反射した光あるいは当該被測定物を透過した光を分光する分光光学系と、分光された光を検出する検出器とを有し、前記光源は白色発光ダイオードであることを特徴とする小型分光器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光透過率、分光反射率などを測定するために用いる小型分光器に関し、更に詳しくは、小型・コンパクトであると共にメンテナンスフリーの白色光源を備えた小型分光器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学試料などの被測定物の分光透過率、分光反射率あるいは光学的な膜厚などを測定するために用いられている分光器は、光源、分光光学系および検出器（光電管）を備え、光源からの射出光を分光光学系により分光し、分光した光を被測定物に照射し、被測定物からの反射光あるいはそこを透過した透過光を検出器において検出する構成となっている。
【０００３】
図３には従来における透過型の分光器の構成例を示してある。この分光器３０は、光源としてハロゲンランプや重水素ランプなどの放電管３１を備え、ここからの射出光は、分光光学系３２において、コリメータレンズ３３によって平行光とされた後に入射スリット３４を通った後に一対の反射型回折格子３５、３６で回折作用を受けて分光され、しかる後に射出スリット３７を介して被測定物Ａを照射する。被測定物Ａを透過した透過光はその背面側に配置されている積分球を備えた検出器（光電管）３８によって検出される。
【０００４】
また、図４には従来における反射型の分光器の構成例を示してある。この分光器４０も光源としてハロゲンランプや重水素ランプなどの放電管４１を備えている。ここからの射出光は、分光光学系４２において、まずコリメータレンズ４３を介して平行光化された後に入射スリット４４およびビームスプリッタ４５を介して被測定物Ａを照射する。被測定物Ａからの反射光は、ビームスプリッタ４５に戻り、その誘電体多層膜からなる反射膜４５ａによって反射光の一部の成分が反射されて反射型の回折格子４６に導かれる。回折格子４６を介して分光された光は射出スリット４７を介して積分球を備えた検出器４８によって検出される。
【０００５】
ここで、光源として用いられているハロゲンランプや重水素ランプなどの放電管はそれを駆動するための高圧電源回路３１ａ、４１ａが必要である。また、放電管は一般に発熱量が多いので、放熱用の排気ファンなどを備えた強制排気冷却装置３１ｂ、４１ｂも必要である。
【０００６】
このような従来の分光器は、例えば、次の公開特許公報に開示されている。
【０００７】
【特許文献】
特開平０８−１２２２４７号公報（第２頁の段落番号００１０、図３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の分光器においては次のような解決すべき課題がある。すなわち、分光器の光源としてハロゲンランプや重水素ランプなどの放電管を用いているので、それを点灯するための高圧電源回路が必要となり、また、発熱量が多いので排気ファンなどを備えた強制排気冷却装置も取り付ける必要がある。これら高圧電源回路および強制排気冷却装置は、分光器を構成している他の構成部品に比べてスペースを多く必要とする。従って、分光器の小型化、コンパクト化を図るためには、光源の小型化、コンパクト化を実現する必要があるが、従来の分光器では光源の小型化、コンパクト化が困難であった。
【０００９】
また、ハロゲンランプなどの放電管は点灯開始から一定の明るさに安定するまでに時間が掛かるので、直ちに測定を行えないなどの不具合がある。
【００１０】
さらには、ハロゲンランプなどの放電管の寿命は１０００〜２０００時間程度と短く、総点灯時間の増加とともに明るさが低下していく。従って、光源の明るさの変動に伴う補償回路などが必要となり、また、ランプ寿命よりも充分に短い間隔でランプ交換を行う必要がある。
【００１１】
本発明の課題は、このような問題点を解消した小型分光器を提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の小型分光器は、光源と、この光源からの光を分光して被測定物を照射する分光光学系と、前記被測定物に照射された光の透過光あるいは反射光を検出する検出器とを有し、前記光源として白色発光ダイオードを用いたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の小型分光器は、光源と、この光源からの光を被測定物に照射し、当該被測定物で反射した光あるいは当該被測定物を透過した光を分光する分光光学系と、分光された光を検出する検出器とを有し、前記光源として白色発光ダイオードを用いたことを特徴としている。
【００１４】
本発明の小型分光器の光源は白色発光ダイオードから構成されているので、高圧電源回路が不要であり、発熱が殆ど無いので大きな放熱ファンなどを備えた強制排気冷却装置も不要となる。よって、光源の小型化、コンパクト化を実現できるので、全体として小型でコンパクトな分光装置を実現できる。
【００１５】
また、白色発光ダイオードは点灯と同時に所定の明るさになるので、直ちに測定可能状態になり、待機時間が不要になる。
【００１６】
さらに、白色発光ダイオードは長期使用によって明るさが低下することが無いので、明るさの低下を補償する回路やランプ交換が基本的に不要になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した小型分光器の実施の形態を説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明を適用した透過型の小型分光器の概略構成図である。本実施の形態に係る小型分光器１は、白色発光ダイオードからなる光源２と、ここからの射出光を分光する分光光学系３と、分光光学系３で分光された後に被測定物Ａに照射された照射光の透過光を検出する積分球を備えた検出器４とを有している。分光光学系３においては、光源２からの射出光をコリメータレンズ５によって平行光とした後に入射スリット６を介して導入し、一対の反射型回折格子７、８で回折作用を施すことにより分光した光を、射出スリット９を介して被測定物Ａに照射するようになっている。
【００１９】
このように、小型分光器１では光源として白色発光ダイオードを用いているので、ハロゲンランプなどの放電管を光源ランプとして用いる場合とは異なり、光源を小型でコンパクトに構成できるので、その分、分光器１の全体の小型化およびコンパクト化を実現できる。また、白色発光ダイオードは点灯後に直ちに所定の明るさになるので、放電ランプのように所定の明るさになるまでの待機時間が不要になる。さらには、長期使用によって明るさが低下することもないので、ランプ交換が実質的に不要なメンテナンスフリーの光源を実現できる。
【００２０】
（実施の形態２）
図２は本発明を適用した反射型の小型分光器の概略構成図である。本実施の形態に係る小型分光器２０も、白色発光ダイオードからなる光源２２と、分光光学系２３と、検出器２４とを有している。分光光学系２３は、光源２２からの射出光を、コリメータレンズ２５で平行光化した後に入射スリット２６およびビームスプリッタ２７を介して被測定物Ａに照射させる。また、被測定物Ａからの反射光の一部をビームスプリッタ２７においてその反射膜２７ａによって反射することにより、射出光から分離して反射型の回折格子２８に向ける。この回折格子２８で回折作用を受けて分光した光が、射出スリット２９を介して検出器２４により検出される。
【００２１】
本実施の形態に係る小型分光器２０も上記の小型分光器１と同じく、光源として白色発光ダイオードを用いている。従って、光源の小型化およびコンパクト化を達成できるので、分光器全体の小型化およびコンパクトを実現できる。また、点灯後の待機時間が不要で、メンテナンスフリーの光源を備えた分光器を実現できる。
【００２２】
（その他の実施の形態）
なお、本発明は、上記の各実施の形態における分光光学系とは異なる構成の分光光学系を備えた分光器にも適用できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の小型分光器は、白色発光ダイオードを用いてその光源を構成している。従って、ハロゲンランプのような放電管を光源ランプに用いていた従来の分光器における放熱ファンなどの強制排気冷却装置が不要となるので、光源を小型でコンパクトに構成できる。よって、分光器全体の小型化およびコンパクト化を実現できる。
【００２４】
また、白色発光ダイオードは点灯後直ちに所定の明るさになるので、放電ランプのように一定の明るさになるまでの待機時間が不要となり、測定作業の効率化を実現できる。
【００２５】
さらに、白色発光ダイオードは長期使用により明るさが低下することが無いので、ランプ交換が実質的に不要なメンテナンスフリーの光源を備えた分光器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る透過型の小型分光器を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る反射型の小型分光器を示す概略構成図である。
【図３】従来の透過型の分光器の例を示す概略構成図である。
【図４】従来の反射型の分光器の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、２０　小型分光器
２、２２　白色発光ダイオードからなる光源
３、２３　分光光学系
４、２４　検出器
５、２５　コリメータレンズ
６、２６　入射スリット
７、８、２８　回折格子
９、２９　射出スリット
２７　ビームスプリッタ
Ａ　　被測定物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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