(57)【要約】【解決手段】本発明のスペクトル光検出装置は、光検出器１３と、光検出器１３の受光面１３ａを覆う光透過板１３ｂとを備え、光透過板１３ｂの表面Ｓを傾斜させており、入射光のうち、光透過板１３ｂの裏面Ｔで一回反射した光は、その後光透過板１３ｂの裏面Ｔで全反射をしながら、光透過板１３ｂの側面１３ｄに進む。【効果】光検出器１３に迷光が入るのを防止することができる。【選択図】図２
2004505267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多波長を含む光のスペクトルを検出するスペクトル光検出装置であって、光検出器と、光検出器の受光面を覆う光透過板とを備え、
前記光透過板の表面と裏面は、非平行に設定され、
光検出器に入射する入射光のうち、光透過板の表面を通り、その裏面で反射した光は、その後光透過板の表面及び裏面を全反射しながら、光透過板の中を光透過板の側面に向かって進むことを特徴とするスペクトル光検出装置。
【請求項２】
前記光透過板の表面と裏面とのなす角をα、光透過板の表面での入射光の入射角をβ、光透過板の屈折率をｎ１、臨界角をθとすると、
α＋ｓｉｎ−１（ｓｉｎβ／ｎ１）＜θ≦３α＋ｓｉｎ−１（ｓｉｎβ／ｎ１）
であることを特徴とする請求項１記載のスペクトル光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多波長を含むスペクトル光を検出するスペクトル光検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スペクトル光検出装置の検出器には、フォトダイオードアレイやＣＣＤを使った１次元又は２次元検出器が使用される。いずれの検出器も、湿気などから受光面２３を保護するために、図３に示すように、保護ケース２４に入れられている。そして検出器２１の受光面２３の前面に光透過板２２を設け、内部に不活性ガスを封印している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この光透過板２２に入射した光が、光透過板２２の裏面で反射して表面に戻り、表面で再度反射して受光面２３に入射されることがある（この光線を図３にＲで表示している）。
このような多重反射した光は、迷光であり、検出器に入ると、不要な信号を発生させる。このため、スペクトルの検出精度が低下する。
【０００４】
しかもこの迷光は、本来の検出すべき光のすぐ側に存在するため、取り除くことが難しい。
本発明は、光透過板の中で多重反射した光が、受光面に到達しないようにして、スペクトルの検出精度の低下を防止することができるスペクトル光検出装置を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明のスペクトル光検出装置は、受光面を覆う光透過板の一面を傾斜させており、入射スペクトル光のうち、光透過板の裏面で一回反射した光は、表面でもう一度反射し、その後光透過板の中で光透過板の裏面を全反射しながら、光透過板の側面に進む。
この構成であれば、入射スペクトル光のうち、光透過板の裏面で一回反射した光は、その後光透過板の裏面から出ていくことはないので、光検出器で検出されることはない。したがって、光検出器に迷光が入ることはなく、スペクトルの検出精度が低下することはない。
【０００６】
前記「光透過板の裏面で一回反射した光は、その後光透過板の裏面から出ていくことはない」という条件を、数式で表すと、次のようになる。
光透過板の表面と裏面とのなす角をα、光透過板の表面での入射光の入射角をβ、光透過板の屈折率をｎ１、臨界角をθとすると、
α＋ｓｉｎ−１（ｓｉｎβ／ｎ１）＜θ≦３α＋ｓｉｎ−１（ｓｉｎβ／ｎ１）
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、スペクトル測定装置１の内部構造を示す平面図である。スペクトル測定装置１は、内側を黒く処理した筐体１１と、筐体１１の中に設置された凹面回折格子１２と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）検出器１３とを備えている。ＣＣＤ検出器１３の受光面１３ａは、矩形状光透過板１３ｂに覆われている。また、筐体１１の壁にスペクトル測定したい光を導入する円孔スリット１４が形成されている。１５は、ＣＣＤ検出器１３への入射光を制限する遮光板を示す。
【０００８】
なお、検出器１３は、ＣＣＤ検出器に限定されるものではなく、例えばフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）を利用した検出器であってもよい。
図２は、ＣＣＤ検出器１３の側断面図である。ＣＣＤ検出器１３は、前面が開口した保護ケース１３ｃに収納され、その開口面は、多成分ガラス、石英ガラス、サファイヤなどからなる光透過板１３ｂにより、気密状態で覆われている。光透過板１３ｂの右側面は無反射処理１３ｄを施している。
【０００９】
光透過板１３ｂの表面Ｓは、図２に示すように斜めにカットされている。入射光は、カット面Ｓの法線よりさらに光軸を傾けて（角度β）、入射される。
一般に、通常屈折率の高い媒体（屈折率ｎ１）から低い媒体（屈折率ｎ２）の界面に光が入射すると、光は、ある入射角以上で、全反射する。その条件は、
ｓｉｎθ＝ｎ２／ｎ１（θは臨界角）
である。例えば、屈折率の高い媒体がサファイヤ（ｎ１＝１．８）、屈折率の低い媒体が空気（ｎ２＝１）であれば、臨界角θ＝３３．７°となる。
【００１０】
光透過板１３ｂに入った透過光は、屈折角γ０で屈折し、光透過板１３ｂの下面Ｔに入射角γ１で当たる。
ｎ１ ｓｉｎγ０＝ｓｉｎβ
γ０＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎβ／ｎ１）
γ１＝α＋γ０
光は光透過板１３ｂの下面Ｔで一部反射され、カット面Ｓに入射角γ２で当たる。
【００１１】
γ２＝２α＋γ０
そこで、光はカット面Ｓによって一部反射され、下面Ｔに入射角γ３で当たる。
γ３＝３α＋γ０
そこで光は全反射され、カット面Ｓに入射角γ４で当たる。
γ４＝４α＋γ０
前記γ１が臨界角θよりも小さく、γ３が臨界角θ以上であることが必要である。つまりγ１＜θ≦γ３であることが必要である。
【００１２】
ここで数値例を示す。光透過板１３ｂのカット面Ｓの傾きを角度α＝１０°とし、入射光をカット面Ｓの法線よりさらにβ＝１０°傾ける。
数値を計算すると、
γ１＝１５．５°
γ２＝２５．５°
γ３＝３５．５°
γ４＝４６．５°
となる。角度γ１は臨界角３３．７°未満であり、角度γ３は、臨界角３３．７°以上なので、全反射され、光は、検出器１３に入射しない。したがってＣＣＤ検出器１３に入る迷光を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
スペクトル測定装置１の内部構造図である。
【図２】
保護ケースに入ったＣＣＤ検出器１３を示す側断面図である。
【図３】
従来の検出器の側断面図である。
【符号の説明】
１　スペクトル測定装置
１１　筐体
１２　凹面回折格子
１３　ＣＣＤ検出器
１３ａ　受光面
１３ｂ　光透過板
１３ｃ　保護ケース
１４　円孔スリット
１５　遮光板
Ｓ　光透過板の表面
Ｔ　光透過板の裏面
【図１】
2004505267.tif 000003
【図２】
2004505267.tif 000004
【図３】
2004505267.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004505267.tif 000006
2004505267.tif 000007
2004505267.tif 000008
2004505267.tif 000009
2004505267.tif 000010
2004505267.tif 000011
2004505267.tif 000012
2004505267.tif 000013
2004505267.tif 000014
2004505267.tif 000015
【国際調査報告】
2004505267.tif 000016
2004505267.tif 000017
2004505267.tif 000018