JPH08297088A

JPH08297088A - 分光光度計

Info

Publication number: JPH08297088A
Application number: JP10352395A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishimura; 節志西村; Hironori Yamauchi; 弘規山内
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】フォトダイオードアレイを用いた分光光度計
において、紫外から可視にかけて瞬時測定でも、ＳＮ比
の高い測定でも測定できる分光光度計を提供する。【構成】２つの光源１、２を用い、試料７による透過
あるいは反射を受けた測定光の分光測定を行う分光光度
計において、分光測定の検出器にはフォトダイオードア
レイ検出器９を用いるとともに、光源１、２と被測定試
料７との間の光路上に、ミラー１５、ハーフミラー１
６、開口部１７のいずれかが選択的に介在するように切
り換えることができる切換ディスク１０を備え、いずれ
か一方の光源からの光および双方の光源からの合成光を
試料に入射するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトダイオードアレ
イを検出器に用いた分光光度計に関する。

【０００２】

【従来の技術】紫外可視域を測定する分光光度計では、
１つの光源で広範囲の波長領域をカバーする適当な光源
がないため、２つの異なる光源、具体的には、紫外域用
の重水素ランプと可視域用のタングステンランプとが測
定波長範囲に応じて使い分けられるのが一般的である。

【０００３】一方、紫外可視分光光度計には、フォトダ
イオードアレイを検出器として使用しているものがあ
る。フォトダイオードアレイ検出器は例えば５１２個の
受光素子が配列されており、紫外域から可視域にわた
り、各波長ごとにその波長を測定する受光素子により瞬
時測定がなされる。測定においては２つの光源は、１つ
ずつあるいは２つ同時に使用される。図３に２つの光源
を有する従来からの分光光度計を示す。図３に示す分光
光度計において、１は重水素ランプである光源Ａ、２は
タングステンランプである光源Ｂ、３は回転可能な切換
ミラー、５は光路を遮断するシャッタ、６は集光ミラ
ー、７は試料、８はグレーティング、９はフォトダイオ
ード検出器である。この装置での測定は次の３つのモー
ドを使い分けることになる。すなわち、紫外光領域のみ
を測定するために光源Ａ１の光を試料７に送る角度に切
換ミラー３を固定して測定するモード（以下、Ａ単一モ
ードという）、可視光領域のみを測定するために光源Ｂ
２の光を試料に送る角度に切換ミラー３を固定して測定
するモード（以下、Ｂ単一モードという）、紫外光領域
から可視光領域にわたって測定するために切換ミラー３
を光源Ａ１の光を試料に送る角度と光源Ｂ２の光を試料
に送る角度とを切り換えて使用するモード（以下、ＡＢ
切換モードという）、の３つのモードのいずれかで使用
することができる。一方、図４に示す分光光度計は、切
換ミラー３が図示しない駆動制御手段により光路上の位
置と光路からはずれた位置とを取り得るようにしてあ
る。そして、切換ミラー３が光路上の位置にあるときは
光源Ｂ２の光が試料に送られるようになり、切換ミラー
３が光路上からはずれるときは光源Ａ１の光が試料に送
られるようになるので、前述のものと同様にＡ単一モー
ド、Ｂ単一モード、ＡＢ切換モードの３つのモードのい
ずれかで使用することができる。

【０００４】さらに図５に示す他の分光光度計では、切
換ミラーではなくハーフミラー４が光路上に固定されて
いる。このものは、光源Ａ１と光源Ｂ２とを同時に点灯
することにより、２つの光源からの光を同時に試料に送
ることができる。したがって、それぞれのランプを単独
に点灯するときのＡ単独モード、Ｂ単独モードの他に、
２つの光を重ね合わせたモード（ＡＢ複合モード）を使
用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フォトダイオードアレ
イを検出器に用いた分光光度計では、検出器が有する多
波長同時測定できる特性を生かすためにも、瞬時の測定
（０．１秒程度）が測定波長の全領域にわたって実行さ
れるのが理想的である。しかしながら、図３や図４の分
光光度計のように紫外可視領域の全波長にわたる測定を
する場合にＡＢ切換モードによる測定をするものでは、
光源の切換が必要なためその分だけ瞬時測定ができず測
定時間が長くなる。一方、図５の装置のようにＡＢ複合
モードが使用できる分光光度計では、光源切換を行わな
いため、瞬時測定ができる。しかし、Ａ、Ｂ両光源の光
の光量はハーフミラーにより減衰されることになる（例
えばハーフミラーの分割比が４：６ならＡ光源の光は６
０％、Ｂ光源の光は４０％の光量を損失していることに
なる）。また、図５の場合にはＡ単独モード、Ｂ単独モ
ードでの使用のときにもハーフミラーにより減衰される
ため、図３、図４のものに比べてＳＮ比が悪化してしま
う。

【０００６】フォトダイオードアレイ検出器を用いる分
光光度計で最も都合がよいのはＡ、Ｂ２つの光源の光量
をともに損失することなく、ＡＢ複合モードで瞬時測定
できるようにすることであるが、この実現は困難であ
る。そこで、これにつぐ方法として１つの分光光度計で
Ａ単一、Ｂ単一、ＡＢ切換、ＡＢ複合の４つのモードの
うちから適したモードを選択できるようにすれば用途に
応じての適した測定が可能となる。すなわち、瞬時測定
を優先したい場合、ＳＮ比を上げて測定することを優先
したい場合など何を優先するかに応じて最適なモードを
選べるようにすれば、より目的に応じた測定が可能とな
る。

【０００７】本発明は上記のような問題を解決し、２つ
の光源を有する分光光度計において、測定波長領域に応
じて適切なモードを選択できるようにした分光光度計を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明の分光光度計は、波長範囲の異なる２
つの光源を用い、これらの光源の一方のみからあるいは
双方の光を同時に被測定試料に入射させる光学系と、被
測定試料からの透過光または反射光が導かれる分光器
と、分光器により分光された光の分光測定を行うフォト
ダイオードアレイ検出器とを備えた分光光度計におい
て、光源と被測定試料との間の光路上に、ミラー、ハー
フミラー、開口部のいずれかが選択的に介在するように
切り換える切換ディスクを備え、いずれか一方の光源か
らの光および双方の光源からの合成光を試料に入射する
ようにしたことを特徴とする。以下、この分光光度計が
どのように作用するかを説明する。

【０００９】

【作用】本発明の分光光度計では、いずれか一方の光源
を単独に使用するとき、すなわちＡ単独モードあるいは
Ｂ単独モードで使用するときは、ディスクの開口部ある
いはミラー部を光路に位置させることにより、いずれか
一方の光源の光が減衰されることなく、試料に入射させ
られる。

【００１０】一方、ＡＢ複合モードを使用するときは、
ディスクのハーフミラー部を光路に位置させることによ
り実現される。

【００１１】また、瞬時の測定を行わずに紫外領域から
可視光領域にわたって測定を行う場合は、ＡＢ切換モー
ド、すなわち、ディスクの開口部とミラー部とを切換え
るように使用する。このようにして、測定条件に応じて
減衰のないＡ単独、減衰のないＢ単独、減衰はあるがリ
アルタイムで紫外可視領域の測定が行えるＡＢ複合、リ
アルタイムでの測定はできないが紫外可視領域の測定を
減衰なく行えるＡＢ切換の各モードのうちから最適のモ
ードを選択して測定することが簡単に行える。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す分光光度計の構成図
である。図において、従来例である図３、図４、図５と
同じものについては同符号を付けることにより説明を省
略する。本発明の装置では、重水素ランプである光源Ａ
１およびタングステンランプである光源Ｂ２と、試料７
との間の光路上に、切換ディスク１０が設けられてい
る。この切換ディスク１０の面上には図２に示すように
ミラー１５、ハーフミラー１６が取り付けられ、また開
口部１７が開けられており、切換ディスク１０を回転駆
動するモータ１１を図示しない制御装置からの信号によ
り駆動制御することによりいずれかが選択的に光路上に
介在できるようになっている。すなわち、２つの光源Ａ
１、光源Ｂ２からの光路が交差する位置にミラー１５が
きたときには光源Ｂ２からの光がミラーにより反射され
て試料に向けられる。この場合、光源Ａ１からの光は切
換ディスク１０の裏面により遮断されるので、試料には
届かない。また、２つの光源からの光路が交差する位置
に開口部１７がきたときは、光源Ａ１からの光が開口部
１７を通過して試料に向かって進む。この場合光源Ｂ２
からの光は光路外に進むので試料には届かない。また、
２つの光源からの光路が交差する位置にハーフミラー１
６がきたときは、光源Ａ１からの光と光源Ｂ２からの光
は一定量の減衰を受けた後に、ともに試料に向かって進
む。

【００１３】さらに、図２に示すように切換ディスク１
０にはシャッタ１８、フィルタ１９をも設けることがで
きる。このうち、シャッタ１８は光源１、２の双方の光
を遮断できるように、切換ディスク１０平面の一部を試
料側に向けて少し折り曲げるようにして光源１からの光
を確実に遮るようにしている。フィルタ１９は、目的に
応じて種々のフィルタが取り付けられる。例えば分光光
度計の波長精度の確認用のフィルタであればホロミウム
フィルタが使用され、特定の波長域の光のみを出射する
用途に使用するのであればシャープカットフィルタやバ
ンドパスフィルタが使用されるが、それぞれの使用目的
に応じて適したフィルタがディスク上に取り付けられ
る。なお、図１において光源Ｂ２からの光に対して使用
されるフィルタについてはフィルタの裏面側にミラーを
設けておくことにより光源Ｂ２用のフィルタとして使用
することができる。

【００１４】なお、本実施例では２つの光源の光路は直
角に交差し、その光路の交差点にディスク１０上の各光
学素子等がそれぞれの光路に対して４５度の角度となる
ように配置しているが、これに限るものではない。たと
えば２つの光源の光路間の挟角を直角とは異なる角度に
し（たとえば６０度）、その挟角を２等分するように
（挟角が６０度の場合は３０度にする）切換ディスクを
取り付けてもよい。このようにすることによりハーフミ
ラーの分割比を適当に設定することができる。要する
に、２つの光源からの光路の間の挟角に対し、その挟角
を２等分するようにディスクを配置する関係をとりさえ
すれば光源の光路のなす角を適当に選ぶことができる。

【００１５】次に、本発明の動作を説明する。Ａ単一モ
ードすなわち光源Ａ１のみとしたい場合は、切換ディス
ク１０を回転させて開口部１７を光路上に移動させる。
すると、光源１からの光のみが試料に向けて進むことが
できる。このとき光源Ｂ２からの光は光路外に進むため
試料には届かない。一方、Ｂ単一モードすなわち光源Ｂ
２のみとしたい場合は、切換ディスク１０を回転させて
ミラー１５を光路上に移動させる。すると光源Ｂ２から
の光はミラーにより反射されて試料に向かう。このとき
光源Ａ１からの光はディスク１０の裏面により遮断され
る。なお、光源の安定性が問題にならない測定等であれ
ばＡ単一モードのときは光源Ｂ２を消灯し、Ｂ単一モー
ドのときは光源Ａ１を消灯しておいてもよい。

【００１６】ＡＢ複合モードを使用する場合は、切換デ
ィスク１０を回転させてハーフミラー１６を光路上に移
動させる。光源Ａ１からの光と光源Ｂ２からの光は共に
ハーフミラーを介して試料に向かって進むので、広範囲
の波長領域にわたる光を同時に試料に当てることがで
き、試料からの透過光あるいは反射光はフォトダイオー
ドアレイ検出器により、各波長毎のスペクトルを瞬時に
測定することができる。この場合、紫外から可視にわた
る広範囲なスペクトルを瞬時測定できるのであるが、光
源からの光の一部はビームスプリッタにより減衰されて
いるので、測定のＳＮ比の点で悪化している。

【００１７】そこで、瞬時測定の点では劣るがＳＮ比を
上げて測定したい場合にはＡＢ切換モードを使用する。
この場合、切換ディスク１０は図示しない制御装置によ
りミラー１５の位置と開口部１７の位置とが交互に切換
わるように制御される。そして、ミラー１５が光路にき
たときは光源Ｂ２の波長領域を測定するフォトダイオー
ドアレイ検出器９の素子からのデータを取り込む。ま
た、開口部１７が光路にきたときは光源Ａ１の波長領域
を測定するフォトダイオードアレイ検出器９の素子から
のデータを取り込む。したがって、２つの光源による測
定を交互に行うことになるが、光源１、２からの光が減
衰されることなく試料に入射されるので、よりＳＮ比の
優れた測定が可能となる。

【００１８】また、切換ディスク１０を回転してフィル
タ１９を光路上に移動させることにより、フィルタ１９
により選択された所定の波長の光のみを透過させて、試
料に送ることができる。

【００１９】さらに、切換ディスク１０を回転してシャ
ッタ１８を光路上に移動させることにより、従来別に設
けていたシャッタ駆動機構を設けなくても光を遮断する
ことができ、全体構造を簡単にすることができる。これ
により、暗電流の測定が可能となり、バックグランド補
正が行える。以下に、本発明のいくつかの実施態様を
まとめておく。（１）波長範囲の異なる２つの光源を用い、これらの光
源の一方のみからあるいは双方の光を同時に被測定試料
に入射させる光学系と、被測定試料からの透過光または
反射光が導かれる分光器と、分光器により分光された光
の分光測定を行うフォトダイオードアレイ検出器とを備
えた分光光度計において、光源と被測定試料との間の光
路上に、ミラー、ハーフミラー、開口部、フィルタのい
ずれかが選択的に介在するように切り換える切換ディス
クを備え、いずれか一方の光源からの光および双方の光
源からの合成光を試料に入射するようにしたことを特徴
とする分光光度計。（２）波長範囲の異なる２つの光源を用い、これらの光
源の一方のみからあるいは双方の光を同時に被測定試料
に入射させる光学系と、被測定試料からの透過光または
反射光が導かれる分光器と、分光器により分光された光
の分光測定を行うフォトダイオードアレイ検出器とを備
えた分光光度計において、光源と被測定試料との間の光
路上に、ミラー、ハーフミラー、開口部、シャッタのい
ずれかが選択的に介在するように切り換える切換ディス
クを備え、いずれか一方の光源からの光および双方の光
源からの合成光を試料に入射するようにしたことを特徴
とする分光光度計。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
少なくともミラー、ハーフミラー、開口部を切り換える
ことができる切換ディスクを光路上に設けたので、Ａ光
源、Ｂ光源の２つの光源を有する分光光度計において、
Ａ単一、Ｂ単一、ＡＢ切換、ＡＢ複合のモードのいずれ
かを自由に選択することができ、フォトダイオードアレ
イ検出器により紫外から可視にかけての広範囲な波長領
域の測定においても、ＡＢ複合モードにより瞬時測定を
行ったり、ＡＢ切換モードによるＳＮ比の優れた測定を
行ったりすることが自由に選択できる。しかも、ビーム
スプリッタを介さずにＡ、Ｂ単一モードの測定ができる
ので、単一モードにおいても減衰を受けずに高感度で測
定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である分光光度計の構成図。

【図２】本発明の一実施例である分光光度計の切換ディ
スクの構成図であり、（ａ）はその正面図で、（ｂ）は
その側面図である。

【図３】従来からの分光光度計の構成図。

【図４】従来からの分光光度計の構成図。

【図５】従来からの分光光度計の構成図。

【符号の説明】

１：光源Ａ（重水素ランプ）２：光源Ｂ（タングステンランプ）６：集光ミラー７：試料８：グレーティング９：フォトダイオード検出器１０：切換ディスク１１：モータ１５：ミラー１６：ハーフミラー１７：開口部１８：シャッタ１９：フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長範囲の異なる２つの光源を用い、これ
らの光源の一方のみからあるいは双方の光を同時に被測
定試料に入射させる光学系と、被測定試料からの透過光
または反射光が導かれる分光器と、分光器により分光さ
れた光の分光測定を行うフォトダイオードアレイ検出器
とを備えた分光光度計において、光源と被測定試料との
間の光路上に、ミラー、ハーフミラー、開口部のいずれ
かが選択的に介在するように切り換える切換ディスクを
備え、いずれか一方の光源からの光および双方の光源か
らの合成光を試料に入射するようにしたことを特徴とす
る分光光度計。