JPH02141630A - 分光測光器 - Google Patents

分光測光器

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JPH02141630A
JPH02141630A JP63296509A JP29650988A JPH02141630A JP H02141630 A JPH02141630 A JP H02141630A JP 63296509 A JP63296509 A JP 63296509A JP 29650988 A JP29650988 A JP 29650988A JP H02141630 A JPH02141630 A JP H02141630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
slit
spectral dispersion
dispersion element
monochromatic light
Prior art date
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Pending
Application number
JP63296509A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuaki Okubo
和明 大久保
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光源からの光や物体の反射光などの分光分布
を測定するための分光光度計で、光源の光色、演色性を
評価したり、物体色の測定に使用するものである。
従来の技術 従来この種の用途には、単一の分光分散素子たとえばプ
リズムやグレーティング(回折格子)を使用した分光器
が使用されているが、迷光が多くまた得られた単色光の
スペクトルにフレアが生ずる問題がある。特に迷光に関
しては、黒体の分光分布に近い光源のような、長波長側
に大きなエネルギーを持つ光源の可視波長域のスペクト
ルを可視測定用分光器で測定する場合、短波長側の単色
光に長波長側の光成分が混入しそれが迷光となる。
(たとえば、三嶋泰雄はか; 「放電ランプの全光束、
色度の分光測光の実際」照明学会誌Yo1.G3−12
(昭和59年) p620〜625、大久保: [回折
格子モノクロメータの高次回折項を利用した2波長域同
時分光測定]照明学会誌Vo1.7Q−6(昭和61年
) p262〜267などの文献でしめされている。)
これは、たとえばツエルニターナ型の回折格子分光器で
は、波長設定が短波長側のときグレーティングの法線は
、出射側であるフォカシングミラー側に向いているため
、グレーティングの格子のエツジ等での散乱光が、分光
分散された単色光と混じり、出射スリットを通って出て
くるからである。
このため、モノクロメータを2台結合した、ダブルグレ
ーティング分光器やグレーティング、プリズム分光器な
ど、分光分散光学系を2つ使用したり、長波長光カット
フィルタを光路に入れて迷光の除去を行なっているのが
現状であった。
発明が解決しようとする課題 上記に述べたように、単一の分光分散素子たとえばプリ
ズムやグレーティングを使用した分光器では、迷光が多
いため分光器を2台結合したダブルグレーティング分光
器やグレーティング、プリズム分光器など、分散光学系
を2つ使用したり、長波長光カットフィルタを光路に入
れて迷光の除去を行なっている。しかし、分光器を2台
結合したダブルグレーティング分光器やグレーティング
。
プリズム分光器などでは、2つの分光分散光学系の波長
設定を一致させ、かつ同時に波長走査を行なわなければ
ならず、波長走査機構が複雑になりかつ高精度を要求さ
れるという問題点があった。
また、長波長光カットフィルタなどのフィルタを分光器
と併用した場合、測定波長範囲が限定されるため何枚も
フィルタをさしかえなければならず測定が繁雑になる。
課題を解決するための手段 第一の発明に係る手段について示す。分光測定しようと
する光を、分光器の入射スリットに導き、コリメータ光
学系で、前記入射スリットを通った光束を平行光束に変
換して分光分散素子(回折格子など)に導く。前記分光
分散素子から得られる単色光を光チ日ツバなどで変調し
、フォカシング光学系で出射スリットに結像し、出射ス
リットから出てくる光を受光器で検出し、同期検波回路
(ロックイン・アンプなど)で前記光チョッパによる光
変調に同期して検出することにより、分光器から得られ
る光のうち変調された単色光のみを検出して、迷光成分
を除去した分光分布測定を実現する。
第二の発明に係る手段について示す。分光測定しようと
する光を、分光器の入射スリットに導き、第一のコリメ
ータ光学系で、前記入射スリットを通った光束を平行光
束に変換して分光分散素子(回折格子など)に導く。前
記分光分散素子から得られる単色光を、第一のフォカシ
ング光学系で出射スリットに結像し、出射スリットから
得られる単色光束を光学系で光チョッパに導き変調する
。
変調された単色光束を第二の入射スリットに光学系で導
き、前記第二の入射スリットを通った光束を第二のコリ
メータ光学系で平行光束に変換して前記分光分散素子に
導く。このとき分光分散素子への平行光束の入射角およ
び単色光の出射角条件を、前記第一のコリメータ光学系
と前記第一のフォカシング光学系による分光分散素子へ
の平行光束の入射角および単色光の出射角条件と同じに
なるように設定する。前記分光分散素子で再度分光分散
された単色光を第二のフォカシング光学系により、第二
の出射スリットに結像する。前記第二の出射スリットか
ら出てくる光を受光器で検出し、同期検波回路(ロック
イン舎アンプなど)で前記光チ日ツバによる光変調に同
期して検出することにより、分光器から得られる光のう
ち変調された単色光のみを検出することができ、迷光を
除去し、波長純度を向上しフレアの少ない分光分布測定
を実現する。
作用 上記の手段によって、分光分散素子から得られる単色光
を光チ日ツバなどで変調し、出射スリットから出てくる
光を受光器で検出し、同期検波回路(ロックイン・アン
プなど)で前記光チョッパによる光変調に同期して検出
することにより、分光器から得られる光のうち変調され
た単色光のみを検出して、迷光成分を除去した分光分布
測定を実現する。
第二の発明に係る手段では、上記の作用に加えて次のよ
うな作用がある。入射した光束を分光分散するときの回
折格子の回転角度と出射スリットから再び入射した光束
を分光分散するときの回折格子の回転角度が必ず一致す
ることから、両者の分光波長は一致する。したがって、
2つの分光分散素子を使用した分光器の場合のように、
2つの分光分散光学系の設定波長□を一致させるための
複雑なメカニズムや精密な調整を必要としない。したが
って単一の分光分散素子で構成される分光器を使って、
2つの分光分散素子を使用した分光器の場合と同様に迷
光が少なく波長純度の高い単色光が得られる。
ム実施例 第一の発明の一実施例を図面を使って説明する。
第1図に、ツエルニターナ型シングル回折格子分光器を
使用したものに関して、それを使用して光源の分光分布
を測定する場合について示す。
図において、1は測定しようとする光源である。
光源1からの光束を、積分球2によって光源1の配光や
形状によって生じる照度むらをなくシ、分光器の入射ス
リット3に導く。入射スリット3から導入された光束は
、第1の平面ミラー4によってコリメータミラー5に入
射し平行光束となって回折格子6に入射する。前記回折
格子6によって分光分散されフォカシングミラー7の方
向に出射したある波長の単色光は、前記回折格子6と前
記フォカシングミラー7との間の光路上で、光チaツバ
8で変調する。変調された単色光は、前記フォカシング
ミラー7によって第2の平面ミラー9を介して出射スリ
ット10上に結像される。前記出射スリット10を通っ
た光束は、光検出器11で検出され前置増幅器12を経
て、ロックインアンプ134により、前記光チジッパ8
による光変調に同期して検出する。これにより分光器か
ら得られる光のうち変調された単色光のみを検出して、
迷光成分を除去した分光分布測定を実現する。
次に、第二の発明の一実施例を図面を使って説明する。
第2図に、ツエルニターナ型シングルグレーティング分
光器を使用したものに関して、それを使用して光源の分
光分布を測定する場合について示す。
図において、1は測定しようとする光源である。
光源14からの光束を、積分球15によって光源14の
配光や形状によって生じる照度むらをなくし、分光器1
5の第1の入射スリット16に導く。
第1の入射スリット16から導入された光束は、第1の
平面ミラー17によ・うて第1のコリメータミラー18
に入射し平行光束となって回折格子19に入射する。前
記回折格子19によって分光分散され第1のフォカシン
グミラー20の方向に出射したある波長の単色光は、前
記第1のフォカシングミラー20によって第2の平面ミ
ラー21を介して第1の出射スリット22上に結像され
る。
前記第1の出射スリット22を通った単色光束は、前記
第1の出射スリット22上に焦点のある第1の凹面鏡2
3によって平行光束となり第2の入射スリット24上に
焦点を持つ第2の凹面鏡25に導かれる。前記第1の凹
面鏡23と前記第2の凹面鏡25との間の光路上で、光
チBツバ28で変調する。変調された単色光束は、前記
第2の凹面鏡25により前記第2の入射スリット24上
に結像され、第3の平面ミラー27を介して第2のコリ
メータミラー28に導かれる。前記第2のコリメータミ
ラー28は、導入された単色光束を平行光束に変換して
前記回折格子19に導く。前記回折格子19に導かれた
単色光束は、再度分光分散され、波長純度の高い単色光
束となって前記第2のフォカシングミラー29に入射す
る。そして前記第2のフォカシングミラー29によって
第4の平面ミラー30を介して第2の出射スリット31
上に結像される。
このとき回折格子19への平行光束の入射角および単色
光の出射角条件を、前記第1のコリメータミラー18と
前記第1のフォカシングミラー20による回折格子19
への平行光束の入射角および単色光の出射角条件と同じ
になるように設定する。この場合、二つの分光分散の光
路を含む平面ができる。第1の平面は、前記第1の入射
スリット16から前記第1のクリメータミラー18、前
記回折格子19、前記第1のフォカシングミラー20、
前記第2の出射スリット22から形成される第1の分光
分散の光路を含む平面である。そして第2の平面は、前
記第2の入射スリット24から前記第2のコリメータミ
ラー28、前記回折格子19、前記第2のフォカシング
ミラー29、前記第2の出射スリット31から形成され
る第2の分光分散の光路を含む平面である。このふたつ
の平面上の光路は、回折格子19の格子面に平行な線上
にある、前記第1の出射スリット22および前記第2の
入射スリット24で結ばれる。また、ふたつの平面は、
両者が交差してできる直線上に、回折格子19が位置す
るようになっている。
これによって、回折格子19への平行光束の入射角およ
び単色光の出射角条件を、光路を共有することなく、前
記第1のコリメータミラー18と前記第1のフォカシン
グミラー20による回折格子19への平行光束の入射角
および単色光の出射角条件と同じにすることができる。
前記第二の出射スリット31から出てくる単色光を受光
器32で検出し、前置増幅器33を通してロックイン・
アンプ(同期検波回路など)34で前記光チョッパ26
による光変調に同期して検出することにより、分光器か
ら得られる光のうち変調された単色光のみを検出するこ
とができ、迷光を除去し、波長純度を向上しフレアの少
ない分光分布測定を実現する。
この場合、入射した光束を分光分散するときの回折格子
19の回転角度と第2の入射スリットから再び入射した
光束を分光分散するときの回折格子19の回転角度が必
ず一致するこきから、両者の分光波長は一致する。した
がって、2つの分光分散素子を使用したモノクロメータ
の場合のように、2つの分光分散光学系の設定波長を一
致させるための複雑なメカニズムや精密な調整を必要と
しない。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明の構成によって、分光分
散素子から得られる単色光を光チB ツバなどで変調し
、出射スリットから出てくる光を受光器で検出し、同期
検波回路(ロックイン・アンプなど)で前記光チョッパ
による光変調に同期して検出することにより、分光器か
ら得られる光のうち変調された単色光のみを検出して、
迷光成分を除去した分光分布測定を実現する。
第二の発明の手段では、上記の効果に加えて次のような
作用がある。入射した光束を分光分散するときの回折格
子の回転角度と出射スリットから再び入射した光束を分
光分散するときの回折格子の回転角度が必ず一致するこ
とから、両者の分光波長は一致する。したがって、2つ
の分光分散素子を使用した分光器の場合のように、2つ
の分光分散光学系の設定波長を一致させるための複雑な
メカニズムや精密な調整を必要としない。したがって単
一の分光分散素子で構成される分光器を使って、2つの
分光分散素子を使用した分光器の場合と同様に迷光が少
なく波長純度の高い単色光が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第一の発明の一実施例であるツエルニターナ型
シングル回折格子分光器を使用したちの二の発明の一実
施例であるツエルニターナ型シンべt、9゜ 陰ボした←舎である。 l12.光源、2.、、積分球、309.入射スリット
、4゜0.第1の平面ミラー 511.コリメータミラ
ー 〇。 01回折格子、700.フォーカシングミラー 860
.光チaツバ、9.、、第2の平面ミラー lOo、出
射スリット、111.受光器、12.、前置増幅器、+
3.、ロックイン・アンプ、140.光源、151.積
分球、te、、第1の入射スリット、+7.、第1の平
面ミラー 181.第1のコリメータミラー 1919
回折格子、201.第1のフォカシングミラー 211
.第2の平面ミラー221.第1の出射スリット、23
1.第1の凹面鏡、240.第2の入射スリット、25
1.第2の凹面鏡、2B、。 光チョッパ、27.、第3の平面ミラー、28.、第2
のコリメータミラー、29.、第2のフォカシングミラ
ー301.第4の平面ミラー 311.第2の出射スリ
ット、325.受光器、33.、前置増幅器、34.、
ロックイン・アンプ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入射スリットと、前記入射スリットを通った光束
    を平行光束に変換して分光分散素子に導くコリメータ光
    学系と、入射した平行光束を分光分散する分光分散素子
    と、前記分光分散素子から得られる単色光を変調する光
    チョッパと、前記分光分散素子から得られる単色光を出
    射スリットに結像するフォカシング光学系と、前記単色
    光を、前記光チョッパによる光変調に同期して検出する
    受光器および同期検波回路からなり、分光器の迷光を除
    去し変調された単色光のみを検出して、入射光の分光分
    布を測定する分光測光器。
  2. (2)入射スリットと、前記入射スリットを通った光束
    を平行光束に変換して分光分散素子に導くコリメータ光
    学系と、入射した平行光束を分光分散する分光分散素子
    と、前記分光分散素子から得られる単色光を出射スリッ
    トに結像するフォカシング光学系と、前記出射スリット
    から得られる単色光束を光チョッパに導く光学系と、前
    記単色光束を変調する光チョッパと、変調された単色光
    束を第二の入射スリットに導く光学系と、前記第二の入
    射スリットを通った光束を平行光束に変換して前記分光
    分散素子に導く第二のコリメータ光学系と、前記分光分
    散素子で再度分光分散された単色光を第二の出射スリッ
    トに結像する第二のフォカシング光学系と、前記第二の
    出射スリットからの単色光を前記光チョッパによる光変
    調に同期して検出する受光器および同期検波回路からな
    り、分光器の迷光を除去し変調された単色光のみを検出
    して、波長純度が高く迷光の少ない単色光を検出して、
    入射光の分光分布を測定する分光測光器。
JP63296509A 1988-11-24 1988-11-24 分光測光器 Pending JPH02141630A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5497230A (en) * 1993-11-04 1996-03-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Spectroradiometer
WO2014108311A1 (en) 2013-01-10 2014-07-17 Elias Kristensson Spectrometry system and method for determining a stray-light induced intensity offset in a spectrum

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5497230A (en) * 1993-11-04 1996-03-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Spectroradiometer
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