(57)【要約】【課題】分光分析装置の測定時の付属光学系の移動に伴う、測定時間の増大、付属光学系の汚損・破損ならびに精度の低下を防止した分光分析用光学装置を提供する。【解決手段】光源からの光を直進または９０度反射させ第一光路に入光させる第一ビームスプリッタ２Ｎと、プリズム３からの第二光路の出射光を再度９０度反射させる第二ビームスプリッタ４Ｎと、直進光または第二光路の光の一方を遮断する遮光マスク６からなる付属光学系ＺＮを備え、付属光学系ＺＮを取り付けたまま遮光マスク６の切換のみでＢＫＧおよびスループットを測定する。これにより従来のＢＫＧおよびスループット測定時の付属光学系の移動が不必要になり、測定時間の増大、付属光学系ＺＮの汚損・破損ならびに精度の低下が防止される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が台形状をなし両側の斜面が反射面を形成して第一光路からの入射光が前記第一光路と平行な第二光路に出射するよう機能するプリズムを備えた光学装置において、光源からの光を直進または９０度反射させて前記第一光路に導入させる切換を行う第一ビームスプリッタと、前記第二光路からの出射光を受けて９０度反射させ検出器側に導入させる第二ビームスプリッタと、光源から直進する光を遮断する遮光マスクを設け、この遮光マスクを前記第二光路位置との間で切換え移動できるように構成したことを特徴とする分光分析用光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物質固有の赤外スペクトルを測定する分光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より分光分析装置においては、試料の測定に先立ち、装置固有の特性を測定するためバックグラウンド（光源からの直接光のスペクトルおよび光量、以後ＢＫＧ）およびスループット（試料固着前の試料室を経由した光のスペクトルおよび光量）の測定が必要である。前記スループット測定および試料測定に際し光路変更のため分光分析装置の光学系内方に設置されるミラーは、金またはアルミニウム蒸着により作成されている。
【０００３】
以下、図２に示す分光分析装置の一つである水平型ＡＴＲ装置の光学系により、従来の付属光学系Ｚの構成および作動を説明する。図２において１は光源であり、２は光源１からの光を９０度反射させ、プリズム３に導くミラーである。以下ミラー２によって反射された光の光路を第一光路と呼ぶ。断面が台形状のプリズム３は試料室であり、試料（図示せず）はプリズム３の斜面に塗布等の方法で固着される。但し本明細書では、以後はすべて試料を固着する前のプリズムによって説明する。プリズム３で９０度ずつ２回反射され前記第一光路と平行な方向に出射した光はミラー４で再度反射され、検出器５で分光され電気信号として検出される。以下、プリズム３から第一光路と平行な方向に出射した光の光路を第二光路と呼ぶ。ミラー２と４は付属光学系Ｚを構成する。ミラー２と４はいずれも前記のように金またはアルミニウム蒸着により作成されている。
【０００４】
試料スペクトルの測定に先立って、ＢＫＧの測定すなわち付属光学系Ｚを取り除いた場合の光源１からの直接光のスペクトルおよび光量の測定と、スループットの測定すなわち付属光学系Ｚを挿入した場合の第一、第二光路を経由した光のスペクトルおよび光量の測定が行われる。そのため、付属光学系ＺはＢＫＧの測定およびスループットの測定毎に除去したり挿入したりされる。
【０００５】
分光分析用光学装置に関する先行技術文献情報を調査したが発見されなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分光分析装置の構造は以上のとおりであるが、付属光学系Ｚを構成するミラー２と４はいずれも前記のように金またはアルミニウム蒸着により作成されている。この方法で作成されたミラーは高反射率であるが、光の透過は無いので、ＢＫＧおよびスループットを測定しようとした場合、前記のようにＢＫＧの測定時は付属光学系Ｚを取り外し、スループットの測定時は挿入しなければならないので、繰り返しその都度手動で付属光学系Ｚの移動が必要であり、移動の手間、測定時間の増大が発生し、また付属光学系Ｚの汚損および破損の可能性が増加していた。また挿入と取りはずしの都度、取り付け位置に誤差が生じ、分光分析装置の精度が低下していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する分光分析用光学装置は上記課題を解決するために、断面が台形状をなし両側の斜面が反射面を形成して第一光路からの入射光が前記第一光路と平行な第二光路に出射するよう機能するプリズムを備えた光学装置において、光源からの光を直進または９０度反射させて前記第一光路に導入させる切換を行う第一ビームスプリッタと、前記第二光路からの出射光を受けて９０度反射させ検出器側に導入させる第二ビームスプリッタと、光源から直進する光を遮断する遮光マスクを設け、この遮光マスクを前記第二光路位置との間で切換え移動できるように構成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の分光分析用光学装置を図１（ａ）および図１（ｂ）に示す実施例にしたがって説明する。図１（ａ）において１は光源であり、２Ｎは光源１からの光の一部を９０度反射させ、プリズム３に導く第一ビームスプリッタである。断面が台形状のプリズム３は試料室であり、試料（図示せず）はプリズム３の斜面に塗布等の方法で固着されるが、以下試料を固着する前のプリズム３によって説明する。プリズム３で９０度ずつ２回反射された光は第一光路と平行な第二光路に出射する。第二光路に出射した光の一部は第二ビームスプリッタ４Ｎで再度反射され、検出器５で分光され電気信号として検出される。
【０００９】
図１（ａ）はスループット測定時の構成を示しており、前記のように光源１からの光は約５０％の光を反射する第一ビームスプリッタ２Ｎで反射され、プリズム３で２回反射され、さらに約５０％の光を反射する第二ビームスプリッタ４Ｎで再度反射されて検出器５で分光され検出される。６は遮光マスクで、図１（ａ）では第一ビームスプリッタ２Ｎを直進透過した光を遮断している。第一ビームスプリッタ２Ｎ、第二ビームスプリッタ４Ｎおよび遮光マスク６は付属光学系ＺＮを構成している。なお、遮光マスク６は後記のように、ＢＫＧ測定時は図１（ａ）の点線の位置に移動される。
【００１０】
図１（ｂ）はＢＫＧ測定時の遮光マスク６の位置を示している。この場合は遮光マスク６はプリズム３と第二ビームスプリッタ４Ｎの中間に位置しており、光源１からの光の一部は第一ビームスプリッタ２Ｎおよび第二ビームスプリッタ４Ｎを透過して直接検出器５に到達するが、第一ビームスプリッタ２Ｎで反射しプリズム３で２回反射して第二光路に出射した光はプリズム３の出口で遮光マスク６により遮断される。
【００１１】
試料スペクトルの測定に先立って、前記のＢＫＧの測定すなわち光源１からの直接光のスペクトルおよび光量の測定と、スループットの測定すなわち前記第一光路、第二光路を経由した光のスペクトルおよび光量の測定が行われる。この切り替えは付属光学系ＺＮ全体は分光分析装置に取り付けたまま、遮光マスク６のみを移動させることによって行われる。
【００１２】
本発明の分光分析用光学装置については上記の実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施例を挙げることができる。たとえば遮光マスク６をモータ駆動とし、分光分析装置の制御ソフトウェアから作動させるように構成すれば、付属光学系ＺＮのＢＫＧおよびスループットの測定による動作確認（バリデーション）を必要の都度、自動的に遂行することが可能になる。また遮光マスク６は第二光路の光を遮断するかわりに第一光路の光を遮断する位置に挿入してもよい。また第一ビームスプリッタ２Ｎおよび第二ビームスプリッタ４Ｎの光の透過率、反射率は約５０％には限定されない。たとえば透過率４０％反射率６０％であってもよい。また図１は水平型ＡＴＲ装置の光学系であるが、本発明が一般の分光分析装置にも適用できることは明らかである。本発明はこれらを包含する。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したとおりであるから、分光分析装置の付属光学系内方のミラーに替えて、ビームスプリッタおよびビームスプリッタの透過光または反射光の一方を選択する遮光マスクからなる付属光学系を備え、前記付属光学系を分光分析装置に取り付けたまま遮光マスクの切換のみでＢＫＧおよびスループットを測定することにより、従来のＢＫＧおよびスループットの測定に伴う付属光学系の挿入と取りはずし、すなわち移動の必要が無くなり、移動の手間、測定時間の増大が防止され、付属光学系の汚損および破損の可能性が大幅に減少する。また移動に伴うその都度の取り付け位置の誤差の発生、したがって分光分析装置の精度の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の分光分析用光学装置の構成とスループット測定時の遮光マスクの位置を示す図である。（ｂ）はＢＫＧ測定時の遮光マスクの位置を示す図である。
【図２】は従来の分光分析用光学装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  光源
２  ミラー
３  プリズム
４  ミラー
５  検出器
６  遮光マスク
２Ｎ  第一ビームスプリッタ
４Ｎ  第二ビームスプリッタ
Ｚ  付属光学系
ＺＮ  付属光学系
【図１】
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【図２】
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