(57)【要約】【課題】より簡便な構成でより広い波長領域で分光可能な分光器を提供する。【解決手段】本発明に係る分光器は、透過型回折格子と、透過型回折格子と略平行に配置される再帰性反射鏡と、透過型回折格子の再帰性反射鏡が配置された側と反対の側の面に距離をおいて配置される点光源と、点光源が配置された側に配置される光検出器と、を備える。なおこの場合において、光検出器を移動させる移動手段を備えていることが好ましい。また、光検出器に接続される解析処理装置を備えていることも好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型回折格子と、
前記透過型回折格子と略平行に配置される再帰性反射鏡と、
前記透過型回折格子の前記再帰性反射鏡が配置された側と反対の側の面に距離をおいて配置される点光源と、
前記点光源が配置された側に配置される光検出器と、を備える分光器。
【請求項２】
前記光検出器を移動させる移動手段を備える請求項１記載の分光器。
【請求項３】
前記光検出器に接続される解析処理装置を備える請求項１記載の分光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光器は、光のスペクトルを測定することのできる装置である。分光器としては、例えば下記非特許文献１、２に記載されている。下記に示す技術はいいずれも、光ファイバー型分光器であって、回折格子又はプリズムの分光素子と凸レンズ又は凹面鏡といった集光素子とＣＣＤ等の光検出器を組み合わせて構成されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｏｒｉｂａ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ−ｊｐ／ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ／ｄｅｔａｉｌｓ／ｃｐ２０−ｏｅｍ−ｍｉｎｉａｔｕｒｅ−ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ−４３２／
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｉｋａ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｐｒｏｄ_ｄｅｔａｉｌ１．ｐｈｐ？ｃａｔａｌｏｇ_ｎｏ＝Ｆ３５−２４２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記公知の光ファイバー型分光器は、分光素子と凸レンズ、凹面鏡等の集光素子とＣＣＤ等の光検出器を組み合わせており、これらを正確な位置関係に配置しなければならず、そのため製作時に高度な技術を用いて精密な調整を必要とし、結果的に高価となる。また、使用可能な分光波長域は使用する光学素子の特性に依存しているため、遠赤外やミリ波の領域では優れた分光性能を持った素子が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、より簡便な構成でより広い波長領域で分光可能な分光器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の一観点に係る分光器は、透過型回折格子と、透過型回折格子と略平行に配置される再帰性反射鏡と、透過型回折格子の再帰性反射鏡が配置された側と反対の側の面に距離をおいて配置される点光源と、点光源が配置された側に配置される光検出器と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
なお、本観点において、光検出器を移動させる移動手段を備えることが好ましい。
【０００８】
また、本観点において、光検出器に接続される解析処理装置を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によって、より簡便な構成でより広い波長領域で分光可能な分光器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る分光器の構成の概略について示す図である。
【図２】実施形態に係る再帰性反射鏡の構造の一例について示す図である。
【図３】実施形態に係る分光器の原理について説明する図である。
【図４】実施形態に係る分光器の原理について説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態の例示に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る分光器（以下「本分光器」という。）１の構成に関する概略を示す図である。本図で示すように、本分光器１は、透過型回折格子２と、透過型回折格子２と略平行に配置される再帰性反射鏡３と、透過型回折格子２の再帰性反射鏡３が配置された側２１と反対の側の面２２に距離をおいて配置される点光源４と、点光源４が配置された側に配置される光検出器５と、を備えることを特徴とする。また、本実施形態では光検出器５を移動させる移動手段６を備えており、更に、光検出器５に接続される解析処理装置７を備えている。
【００１３】
本分光器において、透過型回折格子２は、入射された光の一部を透過するとともに回折させることのできる素子であり、限定されるわけではないが、透過性のある平板状の材料の表面に周期的な微細構造が形成されているものが好ましく、より好ましくはこの周期的な構造がこの表面に対して平行な方向に形成されていることが好ましい。このようにすることで、薄膜状にして光透過性を確保しつつ回折性能を得ることができるようになる。ここで「透過性」とは、上記の通り、入射された光の少なくとも一部を透過することができることをいい、具体的には上記点光源から入射された光の３０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは８０％以上の光を透過することのできる材料である。透過性のある材料としては、特に限定されるわけではないが、例えばガラス、樹脂等を採用することができるがこれに限定されない。
【００１４】
また、本分光器において、再帰性反射鏡３は、上記の通り、透過型回折格子２と略平行に配置されるものであって、入射された光を、入射された光の角度で反射させることができる鏡をいう。再帰性反射鏡３の構成としては、上記の機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、例えば図２で示すように、基材３１と、この基材３１上に複数配置される反射層３２を備えたガラス等の透過性ビーズ３３と、を備えたものであることは構成を簡便にする観点から好ましい。このようにすることで、薄膜状にして簡便な構造とすることが可能となる。なお、再帰性反射鏡３は、透過型回折格子２に対し略平行に配置することで薄くすることができ、例えば再帰性反射鏡３と透過型回折格子２を張り合わせた構成とすることはより省スペースとする観点からより好ましい。
【００１５】
また本分光器において、点光源４は、上記の通り、透過型回折格子２の再帰性反射鏡３が配置された側２１と反対の側の面２２に距離をおいて配置されるものであって、光を照射することのできるものである。本分光器は、点光源４から照射される光を分光することになる。また、本実施形態において、点光源４から照射される光は、点光源４を中心に放射線状に照射されるものであることが好ましい。このようにすることで、広い分布をもった放射状の光を得て、効率的に分光することが可能となる。
【００１６】
点光源４の構成は、この限りにおいて限定されるわけではないが、光源にレンズ等の光を分散させる光学部材を配置して構成されていてもよく、また、光源とこの光源から照射される光を導く光ファイバーとを備え、この光ファイバーの端面を加工し、光が広く放射状に照射されるよう構成されたものであっても良い。
【００１７】
また、本分光器において光検出器５は、上記の通り、点光源４が配置された側に配置され、光の強度を検出することができるものである。光強度を検出することで分光することが可能となる。
【００１８】
また本分光器において光検出器５の構成としては、上記機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、例えばＣＣＤ等を例示することができる。ＣＣＤを用いることで、光量を電気的な信号量に変換することが可能であるとともに、複数の波長領域に特化したＣＣＤを複数組み合わせることで、色（波長領域）の情報についても定量化することが可能となる。
【００１９】
また、本分光器では光検出器５を移動させる移動手段６を備えていることが好ましい。点光源４から照射された光は、光の波長に応じて回折の角度が異なり、この結果集光点が異なるため、これを移動させることで、波長とその波長における強度を広く定量化することができるようになる。なおこの移動手段６が移動させる方向としては特に限定されるわけではないが、上記透過型回折格子の平面に平行な面上に移動可能となるよう構成することが好ましく、更に、透過型回折格子の平面に垂直な方向に移動可能となるよう構成することも好ましい。このようにすることで、自在に光検出の位置を調整することが可能となる。
【００２０】
また本分光器では、更に、光検出器５に接続される解析処理装置７を備えていることが好ましい。解析処理装置７を設けることで、上記光検出器が検出した光を電気信号強度として定量化、解析することが可能となる。ここで「解析処理装置」とは、限定されるわけではないが、ＣＰＵ、ハードディスク、ＲＡＭ、キーボードやマウスなどの入力装置、これらを接続するバスを備えた、いわゆるパーソナルコンピュータであることが好ましい。このようにすることで簡便に分光処理を行うことができる。
【００２１】
ここで、本分光器の測定原理について図３、４を用いて詳細に説明する。なお、説明の観点から、これら図の例は再帰性反射鏡を設けていない場合であって、単色光の場合を示している。
【００２２】
まず、本分光器では、点光源から光を放射する。すると、この光は透過型回折格子に照射される一方、透過しつつ位置によって異なる回折角度で回折する。なおこの場合、１次回折虚像が図３のＩの位置に形成される。この回折虚像は、１点に集光する。
【００２３】
次に、光源が配置されている面とは反対の面に再帰性反射鏡を用いると、回折光をそのままの入射角度で反射させることになる。そしてその反射した光の一部は再び回折して点光源側に回折されるが、一部はそのまま直進することになる。そしてこの直進した光は上記の通りＩの位置において１点集光する（図４参照）。
【００２４】
したがって、このＩの位置に光検出器を設けることで、この波長における光の強度を検出することができる。そして、この位置は波長によって異なるため、移動手段によって幾何学的に求める光検出器の位置を異ならせ、光の位置及びその位置における光強度を求めることができ、更に、解析処理装置によって分光解析することができる。
【００２５】
以上、本発明によって、より簡便な構成でより広い波長領域で分光可能な分光器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、分光器として産業上の利用可能性がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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