JPH1019677A - 赤外線分光器および赤外線分光用サンプルパッケージ - Google Patents
赤外線分光器および赤外線分光用サンプルパッケージInfo
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- JPH1019677A JPH1019677A JP8173898A JP17389896A JPH1019677A JP H1019677 A JPH1019677 A JP H1019677A JP 8173898 A JP8173898 A JP 8173898A JP 17389896 A JP17389896 A JP 17389896A JP H1019677 A JPH1019677 A JP H1019677A
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Abstract
器を提供する。 【解決手段】 回折格子3を利用した分光方法による赤
外線分光器である。赤外線分光器の本体部1は、円盤状
であり、発光源としての赤外線光源2、回折格子3、赤
外線検出器としての焦電センサ4は、ローランド円5の
円周上に配置され、横方向に広がる光を効率よく集光す
る。赤外線光源2の前面には光チョッパ6が、焦電セン
サ4の前面には特定波長吸収フィルタ7が配置されてい
る。赤外線光源2からの出射光8は、光チョッパ6を経
て、測定対象物を透過して回折格子3に到達し、回折格
子3により分光された光は、その波長によってローラン
ド円5の円周上の異なった場所に集光されるから、測定
対象物を透過して吸収された赤外線の波長を測定するこ
とができる。
Description
特性から物質名を判定したり、赤外線の吸収量から物質
の含有率を判断したりする赤外線分光器および赤外線分
光用サンプルパッケージに関するものである。医療用、
家庭内医療用の分析検査をはじめとする汎用性のある赤
外線分光分析を行なうものである。
に基づいて物質を判定したり、吸収量から物質の含有率
を判断したりする装置として、赤外線分光器があった
が、光学系が複雑であるために高価であり、汎用的に使
用できるものはなかった。分光光学系とサンプルを設置
する場所とが各々独立であるため広いスペースが必要で
あった。また、赤外線分光測定を高感度または高精度に
行なうことができるサンプルパッケージはなかった。
情に鑑みてなされたもので、コンパクトかつシンプルな
構造の赤外線分光器および赤外線分光測定を高感度また
は高精度に行なうことができる赤外線分光用サンプルパ
ッケージを提供することを目的とするものである。
おいては、赤外線分光器において、赤外線光源と赤外線
検出器と反射型の回折格子が、ローランド円の円周上に
配置され、前記赤外線検出器は、前記ローランド円の円
周上を前記赤外線光源と前記反射型の回折格子に対して
相対的に回転し、前記ローランド円の中に測定対象物が
置かれることを特徴とするものである。
1に記載の赤外線分光器において、前記赤外線光源から
の測定光が前記赤外線検出器に至るまでの間における前
記測定光の通過領域の少なくとも一部分は、少なくとも
1つの波長原点用の波長の光を吸収する特性を有するこ
とを特徴とするものである。
1または2に記載の赤外線分光器において、上面板およ
び下面板を有し、前記上面板および前記下面板は、前記
赤外線光源、前記反射型の回折格子、前記赤外線検出器
の位置する測定平面に平行であり、測定光を反射し互い
に対向する鏡面を有することを特徴とするものである。
分光用サンプルパッケージにおいて、測定光の入力部お
よび出力部の少なくとも一方に、少なくとも1つの波長
原点用の波長の光を吸収する特定波長吸収フィルタを有
し、測定対象物を収容することを特徴とするものであ
る。
分光用サンプルパッケージにおいて、上面板および下面
板と測定光の入力部および出力部を有し、前記上面板お
よび前記下面板は、測定光を反射し互いに対向する鏡面
を有し、前記鏡面の間に前記測定光の入力部および出力
部を有し、測定対象物を収容することを特徴とするもの
である。
実施の一形態の平面図である。図中、1は本体部、2は
赤外線光源、3は回折格子、4は焦電センサ、5はロー
ランド円、6は光チョッパ、7はフィルタ、8は出射
光、9は入射光である。この実施の形態の赤外線分光器
は、回折格子(グレーティング)3を利用した分光方法
によるもので、赤外線分光器の本体部1は、例えば円盤
状であり、発光源としての赤外線光源2、回折格子3、
赤外線検出器としての焦電センサ4は、ローランド円5
の円周上に配置され、横方向に広がる光を効率よく集光
するものである。赤外線光源2の前面には光チョッパ6
が、焦電センサ4の前面には特定波長吸収フィルタ7が
配置されている。赤外線光源2は、測定すべき赤外線の
波長の光を少なくとも含む光を出力する発光源である。
円5の内側に配置するようになっている。赤外線光源2
からの出射光8は、光チョッパ6を経て、測定対象物を
透過して回折格子3に到達し、回折格子3により分光さ
れた光は、その波長に応じた方向に伝搬するから、この
伝搬方向を検出することにより測定対象物を透過して吸
収された赤外線の波長を測定することができる。
5の円周上に赤外線光源2、回折格子3、焦電センサ4
が配置されているため、回折格子3により分光された光
は、その波長によってローランド円5の円周上の異なっ
た場所に集光することができる。図示した入射光9は、
特定波長のものを例示しており、フィルタ7を介してこ
の位置にある焦電センサ4に入射し、電気信号として読
み取られる。その結果、焦電センサ4は、特定波長の赤
外線の光強度を検出することになる。焦電センサ4およ
びフィルタ7は、ローランド円5の円周上を移動可能で
あり、この移動に伴って、焦電センサ4が検出する波長
を変えることができる。
で移動させながら焦電センサ4の出力を測定することに
より、測定対象物による赤外線の吸収率分布を測定する
ことができる。測定対象物に含まれる物質によって赤外
線の吸収特性が異なるから、これに応じて焦電センサ4
の出力も変化する。赤外線の吸収率分布から、測定対象
物の物質の特定、あるいは、物質の含有量を測定するこ
とができる。
されるから、赤外線の吸収率分布を直接ペンレコーダ等
に出力してもよいが、A/D変換してディジタル信号処
理、測定値の統計解析処理などを行なって、赤外線の吸
収率分布、物質名、物質の含有量などをメモリや磁気デ
ィスクに記憶したり、液晶表示器やCRTに表示したり
プリンタに出力することができ、用途に応じた出力形態
をとることができる。
出器として用いた場合に必要となるものであり、サーミ
スタ、フォトダイオード等で赤外線を検出する場合には
不要である。焦電センサ4は、温度変化を検出する微分
型のセンサであるため、入射光9による温度変化を検出
する。したがって、赤外線光源2の前面に、ステッピン
グモータ等により駆動される羽状の回転体を有した光チ
ョッパ6を設置し、強制的に温度変化をさせて定常的な
温度を検出している。光チョッパ6としては、圧電バイ
モルフ振動子を用いる場合もある。光チョッパ6を焦電
センサ4側に設置することも可能である。
通すためのものであり、回折格子3からのゴースト光な
ど、赤外線分光測定にとって不要な波長の赤外線や赤外
線以外の波長の光が焦電センサ4に入射するのを遮断す
るカットフィルタである。
ィルタ7側をローランド円5の円周に沿って移動させた
が、赤外線光源2および回折格子3側をローランド円5
の円周に沿って移動させてもよく、両者が相対的に移動
するものであればよい。
1の実施の形態の説明図であり、図2(A)は平面図、
図2(B)は図2(A)中、矢印A,Aの切断線におけ
る断面図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。11はサンプルパッケージ、
11a,11bは特定波長吸収フィルタである。図1に
示した赤外線分光器への載置状態を示すために、ローラ
ンド円5と出射光8、入射光9をあわせて図示してい
る。この第1の実施の形態のサンプルパッケージ11
は、円板状の上面部および下面部を有する円筒状であ
り、外周面の一部は特定波長吸収フィルタ11a,11
bとなっている。このサンプルパッケージ11は、図示
を省略した測定対象物を収容し、測定対象物をローラン
ド円5の中にセットするのに用いる。
ーランド円5の内側に直接に載置してもよい。しかし、
ローランド円5の面方向に広がる光は回折格子3によっ
て集光されるが、上下方向の光は発散してしまう。この
サンプルパッケージ11では、上下方向に発散する光を
閉じ込めるために、その上面部および下面部を鏡面反射
する反射板としている。
ド円5の円周上の回折格子3を用いて光を分光する際
に、焦電センサ4を円周に沿って駆動しなければならな
い。この際、モータ,歯車等、機械部品のパックラッシ
ュが大きいと赤外線分光器の検出波長の精度および再現
性に影響を及ぼすことになる。そのため、1回の測定ス
キャンごとに波長原点を設けることが望ましい。一具体
例として、測定対象物である試料をホールドするサンプ
ルパッケージ11の円筒状の外周面の入力部、出力部に
2種類の異なった特定波長吸収フィルター11a,11
bを配置する。
率を模式的に表わす線図である。図中、横軸は光の波
長、縦軸は光の吸収率である。特定波長吸収フィルタ1
1a,11bは、それぞれ異なる1つの特定波長λa ,
λb で吸収ピークを持つ波長吸収フィルタであり、
λa ,λb を波長原点とする。この波長原点を基準とし
て、赤外線分光器の駆動のスムーズさや波長測定のずれ
ををチェックすることができる。この吸収波長は、長波
長や、検出対象物質の吸収波長を外して設定し、赤外線
分光測定に支障のないように設定する。
光源2に対向する部分に特定波長吸収フィルタ11aを
設け、回折格子3に対向する部分に特定波長吸収フィル
タ11bを設ける。特定波長吸収フィルタ11aの位置
は、全ての出射光8が入力される領域であり、かつ、出
射光8の広がりがまだ小さいために、特定波長吸収フィ
ルタ11aを設ける角度範囲が小さくてもよい。また、
特定波長吸収フィルタ11bの位置では、全ての出射光
8が出力され、全ての入射光9が入力される領域であ
る。
ては、例えば、サンプルパッケージ11の外周面の一部
の入出力面の材質を固有の1波長で吸収ピークを持つも
のとしたり、固有の1波長で吸収ピークを持つフィルム
を貼り付けてもよい。あるいは、サンプルパッケージ1
1の外周面の一部に異なる特定波長吸収フィルタ11
a,11bを2重に設けてもよく、あるいは、簡易的に
は、1つの特定波長吸収フィルタとして波長原点を1つ
にしても差し支えない。また、特定波長吸収フィルタと
しては、1つのフィルタで2以上の特定波長吸収ピーク
を持つものでもよい。
2の実施の形態の説明図であり、図4(A)は平面図、
図4(B)は図4(A)中、矢印B,O,Bの切断線に
おける断面図である。図中、図1と同様な部分には同じ
符号を付して説明を省略する。21はサンプルパッケー
ジ、21a,21bは特定波長吸収フィルタである。こ
の第2の実施の形態のサンプルパッケージ21は、図2
に示したサンプルパッケージ11とほぼ同様な構造であ
り、上面部および下面部は鏡面反射板になっている。
図1に示した赤外線光源2に対向する部分に設けるもの
の、特定波長吸収フィルタ21bは、焦電センサ4に対
向する部分に設けている。焦電センサ4は、ローランド
円5の円周上を移動するから、入射光9が特定波長吸収
フィルタ21bを通過してこのフィルタの透過特性の影
響を常に受けるようにするためには、広い範囲にわたっ
て特定波長吸収フィルタ21bを設ける必要がある。し
かし、単に吸収波長を検出すればよいのであれば、特定
波長吸収フィルタ21bの吸収波長に対応した角度位置
のみに設けてもよい。
3の実施の形態の説明図であり、図5(A)は平面図、
図5(B)は図5(A)中、矢印C,Cの切断線におけ
る断面図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。31はサンプルパッケージ、
31a,31bは特定波長吸収フィルタである。この第
3の実施の形態のサンプルパッケージ31は、外形を直
方体の形状とした物であり、上面部および下面部は鏡面
反射板になっており、図1に示した赤外線光源2に対向
する側面部分に特定波長吸収フィルタ11aを設け、回
折格子3に対向する側面部分に特定波長吸収フィルタ1
1bを設けている。
1に記載の発明によれば、赤外線光源と赤外線検出器と
反射型の回折格子が、ローランド円の円周上に配置さ
れ、赤外線検出器が、ローランド円の円周上を赤外線光
源と反射型の回折格子に対して相対的に回転する。した
がって、回折格子により分光された光は、その波長によ
ってローランド円の円周上の異なった場所に集光されて
赤外線検出器に入射することにより、測定対象物を透過
した赤外線の波長を高感度高精度で測定することができ
るという効果がある。さらに、ローランド円の中に測定
対象物が置かれることから、コンパクトかつシンプルな
光学系で測定対象物を透過した赤外線の波長を測定する
ことができるという効果がある。その結果、小型化が可
能なため汎用赤外線分光器としての利用が見込める。
源からの測定光が赤外線検出器に至るまでの間における
測定光の通過領域の少なくとも一部分は、少なくとも1
つの波長原点用の波長の光を吸収する特性を有すること
から、赤外線検出器を相対的に移動させる際の機構部品
のバックラッシュ等があっても、再現性よく高精度で測
定対象物の吸収波長を測定することができるという効果
がある。
よび下面板を有し、上面板および下面板が赤外線光源、
反射型の回折格子、赤外線検出器の位置する測定平面に
平行であり、測定光を反射し互いに対向する鏡面を有す
ることから、測定光が上下方向に発散するのを防止する
ことができ、測定対象物を透過した赤外線の波長を高感
度で測定することができるという効果がある。
入力部および出力部の少なくとも一方に、少なくとも1
つの波長原点用の波長の光を吸収する特定波長吸収フィ
ルタを有し、測定対象物を収容することから、赤外線分
光測定において波長原点を指示することができ高精度に
赤外線分光測定することができるという効果がある。
よび下面板と測定光の入力部および出力部を有し、上面
板および下面板は、測定光を反射し互いに対向する鏡面
を有し、この鏡面の間に測定光の入力部および出力部を
有し、測定対象物を収容することから、測定対象物を透
過した赤外線の波長を高感度で赤外線分光測定すること
ができるという効果がある。
である。
態の説明図であり、図2(A)は平面図、図2(B)は
図2(A)中、矢印A,Aの切断線における断面図であ
る。
表わす線図である。
態の説明図であり、図4(A)は平面図、図4(B)は
図4(A)中、矢印B,O,Bの切断線における断面図
である。
態の説明図であり、図5(A)は平面図、図5(B)は
図5(A)中、矢印C,Cの切断線における断面図であ
る。
センサ、5…ローランド円、6…光チョッパ、7…フィ
ルタ、8…出射光、9…入射光、11,21,31…サ
ンプルパッケージ、11a,11b,21a,21b,
31a,31b…特定波長吸収フィルタ。
Claims (5)
- 【請求項1】 赤外線光源と赤外線検出器と反射型の回
折格子が、ローランド円の円周上に配置され、前記赤外
線検出器は、前記ローランド円の円周上を前記赤外線光
源と前記反射型の回折格子に対して相対的に回転し、前
記ローランド円の中に測定対象物が置かれることを特徴
とする赤外線分光器。 - 【請求項2】 前記赤外線光源からの測定光が前記赤外
線検出器に至るまでの間における前記測定光の通過領域
の少なくとも一部分は、少なくとも1つの波長原点用の
波長の光を吸収する特性を有することを特徴とする請求
項1に記載の赤外線分光器。 - 【請求項3】 上面板および下面板を有し、前記上面板
および前記下面板は、前記赤外線光源、前記反射型の回
折格子、前記赤外線検出器の位置する測定平面に平行で
あり、測定光を反射し互いに対向する鏡面を有すること
を特徴とする請求項1または2に記載の赤外線分光器。 - 【請求項4】 測定光の入力部および出力部の少なくと
も一方に、少なくとも1つの波長原点用の波長の光を吸
収する特定波長吸収フィルタを有し、測定対象物を収容
することを特徴とする赤外線分光用サンプルパッケー
ジ。 - 【請求項5】 上面板および下面板と測定光の入力部お
よび出力部を有し、前記上面板および前記下面板は、測
定光を反射し互いに対向する鏡面を有し、前記鏡面の間
に前記測定光の入力部および出力部を有し、測定対象物
を収容することを特徴とする赤外線分光用サンプルパッ
ケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173898A JPH1019677A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 赤外線分光器および赤外線分光用サンプルパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173898A JPH1019677A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 赤外線分光器および赤外線分光用サンプルパッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019677A true JPH1019677A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15969138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8173898A Pending JPH1019677A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 赤外線分光器および赤外線分光用サンプルパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019677A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106018315A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-12 | 天津大学 | 一种基于罗兰光栅的发动机排放气体分析仪 |
| JP2023117889A (ja) * | 2022-02-14 | 2023-08-24 | 株式会社リコー | 分光器および分析装置 |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP8173898A patent/JPH1019677A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106018315A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-12 | 天津大学 | 一种基于罗兰光栅的发动机排放气体分析仪 |
| CN106018315B (zh) * | 2016-05-17 | 2018-09-11 | 天津大学 | 一种基于罗兰光栅的发动机排放气体分析仪 |
| JP2023117889A (ja) * | 2022-02-14 | 2023-08-24 | 株式会社リコー | 分光器および分析装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20041227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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