CN107870037A - 分光测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能减少由光纤的弯曲所产生的测定误差并且提高供给至分光测定部的光的光量的分光测定装置。分光测定装置具备：分光测定部，对通过狭缝射入的光进行分光测定；以及光漫射单元，使从多个光纤供给的光漫射，以漫射后的光直接或者经由透镜或反射镜射入所述狭缝的方式相对于所述狭缝进行物理固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种分光测定装置。
背景技术
专利文献1中公开了如下内容：从光纤射出的光的配光分布因光纤的弯曲而变动，由此可能产生测定误差，为了解决该问题而使用积分球来作为使多个光纤光学耦合的光纤耦合器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5643983号公报
发明内容
发明所要解决的问题
再者，在专利文献1中，来自光源的光通过入射侧光纤被引导至积分球，从积分球射出的光通过出射侧光纤被引导至分光测定器。因此，即使能减少由入射侧光纤的弯曲所产生的测定误差，也无法减少由出射侧光纤的弯曲所产生的测定误差。
此外，通过多个入射侧光纤而被引导至积分球的光通过一条出射侧光纤从积分球被引导至分光测定器，因此，恐怕无法在分光测定器得到足够的光量。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能减少由光纤的弯曲所产生的测定误差并且提高供给至分光测定部的光量的分光测定装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的分光测定装置具备：分光测定部，对通过狭缝射入的光进行分光测定；以及光漫射单元，使从多个光纤供给的光漫射，以漫射后的光直接或者经由透镜或反射镜射入所述狭缝的方式相对于所述狭缝进行物理固定。
此外，所述分光测定装置可以还具备限制朝向所述狭缝的所述漫射后的光的光束的光阑。此外，所述分光测定装置可以还具备将光供给至所述光漫射单元的所述多个光纤。此外，所述光漫射单元可以具备射出所述漫射后的光的出射部且所述狭缝与所述出射部对置。
在本发明的一方案中，可以是：所述光漫射单元是漫射板，从所述多个光纤供给的光射入所述漫射板的一方的面，所述漫射后的光从所述漫射板的另一方的面射出。
此外，所述多个光纤的出射端可以以偏离于穿过所述狭缝的光轴的方式配置。此外，所述多个光纤的出射端可以从偏离于穿过所述狭缝的光轴的位置向朝向所述狭缝的方向射出光。此外，所述多个光纤的出射端可以配置为围绕穿过所述狭缝的光轴。
在本发明的一方案中，所述光漫射单元可以是使从所述多个光纤供给的光在球状的内壁面漫反射并且供所述漫射后的光从检测窗射出的积分球。需要说明的是，在本发明中，将“积分球”这个词用于以下含义：广泛地包含完整球状、半球状、1/8球状等使入射光在球状的内壁面漫反射的装置。
在本发明的一方案中，所述分光测定装置还可以具备遮光切换单元，所述遮光切换单元将来自从所述多个光纤中所选择的一部分光纤的光供给至所述光漫射单元，并遮住来自剩余的光纤的光。
此外，可以是：所述多个光纤的出射端以偏离于穿过所述狭缝的光轴的方式配置，所述遮光切换单元具备方向变换单元，所述方向变换单元以使来自所述一部分光纤的光从穿过所述狭缝的光轴上射入所述光漫射单元的方式，变换来自所述一部分光纤的光的方向。
发明效果
根据本发明，光漫射单元以使漫射后的光直接或者经由透镜或反射镜射入狭缝的方式相对于狭缝进行物理固定，因此，能减少由光纤的弯曲所产生的测定误差并且提高供给至分光测定部的光量。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的分光测定装置的构成例的示意图。
图2A是表示光纤耦合部的构成例的示意图。
图2B是表示光纤耦合部的构成例的示意图。
图3是表示本发明的第二实施方式的分光测定装置的构成例的示意图。
图4是表示本发明的第三实施方式的分光测定装置的构成例的示意图。
图5是表示本发明的第四实施方式的分光测定装置的构成例的示意图。
图6A是表示光纤切换部的构成例的示意图。
图6B是表示光纤切换部的构成例的示意图。
图7A是表示光纤切换部的变形例的示意图。
图7B是表示光纤切换部的变形例的示意图。
图8是表示本发明的实施方式的分光测定装置的第一应用例的示意图。
图9是表示本发明的实施方式的分光测定装置的第二应用例的示意图。
图10是表示参考例的示意图。
图11是表示本发明的实施方式的分光测定装置的第三应用例的示意图。
图12是表示本发明的实施方式的分光测定装置的第四应用例的示意图。
附图标记说明：
1 分光测定装置
2 壳体
3 分光测定部
32 衍射光栅
34 线性传感器
4 狭缝板
4a 狭缝
5 光纤耦合部
52 漫射板(光漫射单元的一例)
61、63 聚光透镜
65 光阑
67 聚光反射镜
7 积分球(光漫射单元的一例)
714 内壁面
73a 检测窗
8 光纤切换部
82、84 遮光切换板(遮光切换单元的一例)
86、87 反射镜(方向变换单元)
91、92 光纤
913、923 出射端
100 双光束测定***
200 反射光测定***
300 透射光测定***
LA 光轴
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，有时会对重复的构成标注相同附图标记并省略详细的说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的分光测定装置1A的构成例的示意图。图2A以及图2B是表示光纤耦合部5A的构成例的示意图。分光测定装置1A具备分光测定部3和光纤耦合部5A。
分光测定部3对通过形成于狭缝板4的狭缝4a射入的光进行分光测定。分光测定部3具备使从狭缝4a射入的光衍射的衍射光栅32和接收通过衍射光栅32而衍射的光的线性传感器(line sensor)34，检测入射光的光谱。狭缝4a的长度(高度)与衍射光栅32以及线性传感器34的长度对应。
作为分光测定部3，可以应用能进行分光测定的各种公知的构成。虽然在图示的例子中应用了凹面衍射光栅(concave grating)，但是并不限于此，例如既可以应用车尔尼特纳型分光器(czerny-turner spectrograph)，也可以应用透射型分光器(transmissivespectrograph)。虽然在图示的例子中应用了线性传感器(复式传感器(Multi sensor))，但是并不限于此，例如也可以应用使用单传感器(Single sensor)并使衍射光栅旋转来检测光谱的方式。
能基于由分光测定部3检测出的光谱来进行：色度、照度、亮度、显色性这样的作为光源的特性评价；表面特性、反射特性、透射(吸收)特性这样的测定对象的光学特性的测定；以及膜厚这样的测定对象的物理特性的测定等。
光纤耦合部5A使多个光纤91、92光学耦合。光纤耦合部5A具备漫射板52、聚光透镜61以及光阑65，使从多个光纤91、92供给的光耦合之后引导至狭缝4a。
分光测定装置1的壳体2具备容纳分光测定部3的第一容纳部21和设有光纤耦合部5A的第二容纳部23。第二容纳部23容纳漫射板52、聚光透镜61以及光阑65。为了防止杂散光，第一容纳部21与第二容纳部23可以通过狭缝板4分隔开。
光纤91、92对从入射端911、921射入的光进行传播并使光从出射端913、923射出。光纤91、92例如是捆扎有多个光纤素线的光纤束。出射端913、923被导入至容纳光纤耦合部5A的第二容纳部23的内部。出射端913、923也可以相对于第二容纳部23可拆装。
漫射板52是光漫射单元的一例，例如是磨砂玻璃等表面具有微小突起的板状的透光构件。并不限于漫射板52，也可以应用光漫射膜。漫射板52使从多个光纤91、92供给的光漫射。即使从光纤91、92供给的光发生偏振，也会通过漫射板52使该光漫射来消除偏振。
漫射板52配置于多个光纤91、92的出射端913、923与狭缝4a之间。漫射板52的一方的面与出射端913、923相对，漫射板52的另一方的面与狭缝4a相对。当从出射端913、923射出的光射入漫射板52的一方的面时，漫射后的光从漫射板52的另一方的面射出。
聚光透镜61配置于漫射板52与狭缝4a之间，使从漫射板52射出的漫射后的光朝向狭缝4a聚光。聚光透镜61构成为在狭缝4a进行聚焦。光阑(开口)65配置于聚光透镜61与狭缝4a之间，限制朝向狭缝4a的漫射后的光的光束(光线束)。需要说明的是，不一定要设置聚光透镜61和光阑65。此外，光阑65也可以设置于第一容纳部21的内部。
漫射板52以从漫射板52射出的漫射后的光经由聚光透镜61射入狭缝4a的方式相对于狭缝4a进行物理固定。即，从漫射板52射出的光直接射入聚光透镜61，从聚光透镜61射出的光直接射入狭缝4a。如此，在本实施方式中，从漫射板52射出的光不经由光纤而射入狭缝4a。
并不限于此，也可以省略聚光透镜61，而构成为从漫射板52射出的漫射后的光直接射入狭缝4a。
如此，来自光纤91、92的光利用漫射板52进行耦合，因此，即使光纤91、92的种类(开口数(NA)、素线径)相互不同，光的耦合也没有问题。例如，光纤91可以是SMA光纤(NA＝0.21、素线径＝0.5mm)，光纤92可以是FC光纤(NA＝0.11、素线径＝0.2mm)。此外，来自光纤91、92的光在漫射板52漫射后射入狭缝4a，因此，即使光纤91、92的出射端913、923的位置稍微偏移，分光测定部3的波长偏移等的影响也较小。因此，与不具备光漫射单元的分光测定装置相比，光纤91、92的出射端913、923的位置调整范围变大。
狭缝板4和漫射板52固定于壳体2。具体而言，狭缝板4固定于壳体2的第一容纳部21与第二容纳部23的边界或者其附近。漫射板52以将第二容纳部23的内部分隔为光纤91、92侧的空间和狭缝4a侧的空间的方式固定于第二容纳部23的内部。为了防止杂散光，优选通过漫射板52和支承其周缘部的构件完全地分隔两个空间。
漫射板52例如可以通过被***设于第二容纳部23的内壁的引导槽而被固定，也可以利用螺钉或者粘接剂等被固定于设在第二容纳部23的内壁的突出部。并不特别限定漫射板52的固定方法。
图2A是相对于穿过狭缝4a的光轴LA从侧方观察光纤耦合部5A时的图，图2B是从狭缝4a侧观察漫射板52时的图。穿过狭缝4a的光轴LA是代表从漫射板52射出并从狭缝4a通过的光束的虚拟的轴，是穿过聚光透镜61的中心和光阑65的中心的轴。
多个光纤91～95的出射端913～953以偏离于穿过狭缝4a的光轴LA的方式配置。即，出射端913～953不在光轴LA上，而是从光轴LA向外方向(径向)远离。当特定的出射端位于光轴LA上时，来自此出射端的光会比来自剩余的出射端的光更易于较多地穿过狭缝4a，光的耦合恐怕会不均匀。因此，将所有出射端913～953偏离于光轴LA地进行配置，由此，能谋求光的耦合的均匀化。
此外，多个光纤91～95的出射端913～953配置为围绕穿过狭缝4a的光轴LA。在此，配置为围绕光轴LA也包含在出射端为两个的情况下配置为夹着光轴LA。出射端913～953优选配置为距光轴LA的距离相同，进一步优选配置为以光轴LA为中心呈旋转对称。由此，能谋求光的耦合的进一步的均匀化。
此外，多个光纤91～95的出射端913～953从偏离于穿过狭缝4a的光轴LA的位置向朝向狭缝4a的方向射出光。即，从出射端913～953射出的光不与光轴LA平行，而是向比其更向接近光轴LA的一侧倾斜的方向射出光。由此，即使出射端913～953偏离于光轴LA，也能进一步提高穿过狭缝4a的光量。
需要说明的是，作为漫射板52，在以消除偏振为目的的情况下，优选使用消除偏振功能强的漫射板。此外，在以提高向分光测定部3的供给光量为目的的情况下，优选使用高透射率的漫射板。如此，能与测定的目的、用途相匹配地选择漫射板52的种类。
在以上所说明的第一实施方式中，以从漫射板52射出的漫射后的光直接或者经由聚光透镜61射入狭缝4a的方式，相对于狭缝4a对漫射板52进行物理固定。由此，因为不存在专利文献1那样的出射侧光纤，所以能谋求由光纤的弯曲所产生的测定误差的减少。
此外，也能提高供给至分光测定部3的光量。在如专利文献1那样通过出射侧光纤将光引导至分光测定器的构成中，有时供给至分光测定器的光量不足。例如，在出射侧光纤包含多个光纤素线的情况下，多个光纤素线的出射端沿狭缝排列固定。该情况下，光纤素线的素线径和数量受到狭缝的长度的限制，因此，有时供给至狭缝的光量不足。与此相对，在本实施方式中，如果从光纤91、92向漫射板52供给足够的光量，则漫射后的光直接或者经由聚光透镜61射入狭缝4a，因此，即使光量在漫射板52处存在稍许损失，也能将足够的光量供给至分光测定部3(对此，之后将使用图8～图10详细说明)。
(第二实施方式)
图3是表示本发明的第二实施方式的分光测定装置1B的构成例的示意图。分光测定装置1B所具备的光纤耦合部5B具备积分球7、准直透镜62、聚光透镜63以及光阑65。
积分球7是光漫射单元的一例，使从多个光纤91、92供给的光在球状的内壁面714漫反射，使漫射后的光从检测窗73a射出。具体而言，积分球7由半球壳部71和圆形平板部73构成，并具有中空半球状的内部空间。半球壳部71的内壁面714是由硫酸钡、PTFE(聚四氟乙烯)烧结品等形成的白色高漫反射面，圆形平板部73的内壁面734是由铝蒸镀等形成的反射镜。
在积分球7的半球壳部71设有供光纤91、92的出射端913、923装配的多个装配部711、712。出射端913、923也可以相对于装配部711、712可拆装。积分球7通过使从多个光纤91、92供给的光在其内部空间漫射来使从多个光纤91、92供给的光耦合。此外，即使从光纤91、92供给的光发生偏振，也会通过在积分球7的内部空间漫射来消除偏振。
在圆形平板部73的中央设有用于供在积分球7的内部空间漫射后的光输出至外部的检测窗73a。检测窗73a是供漫射后的光射出的出射部，并与狭缝4a对置。此外，在检测窗73a的周围设有用于使从出射端913、923射出的光不直接射入检测窗73a的遮光板75。
需要说明的是，在本实施方式中，积分球7是半球状，但是并不限于此，既可以是完整球状，也可以是1/8球状。
准直透镜62配置于积分球7与狭缝4a之间，使从积分球7的检测窗73a射出的光变为平行光。聚光透镜63配置于准直透镜62与狭缝4a之间，使从准直透镜62射出的光朝向狭缝4a聚光。聚光透镜63构成为在狭缝4a进行聚焦。需要说明的是，不一定要设置准直透镜62、聚光透镜63以及光阑65。此外，光阑65也可以设置于第一容纳部21的内部。
积分球7以使从检测窗73a射出的漫射后的光经由准直透镜62和聚光透镜63射入狭缝4a的方式相对于狭缝4a进行物理固定。即，从检测窗73a射出的光直接射入准直透镜62，从准直透镜62射出的光直接射入聚光透镜63，从聚光透镜63射出的光直接射入狭缝4a。如此，在本实施方式中，从检测窗73a射出的光也不经由光纤而射入狭缝4a。
并不限于此，也可以省略准直透镜62和聚光透镜63，而构成为从检测窗73a射出的漫射后的光直接射入狭缝4a。
积分球7装配于壳体2的第二容纳部23。具体而言，第二容纳部23具有朝向突出方向的开口，积分球7以堵住第二容纳部23的开口的方式装配。为了防止杂散光，优选积分球7完全堵住第二容纳部23的开口。积分球7例如利用螺栓等紧固件而固定于第二容纳部23。并不特别限定积分球7的固定方法。
根据以上所说明的第二实施方式，也与上述第一实施方式相同，能谋求由光纤的弯曲所产生的测定误差的减少，并且能提高供给至分光测定部3的光量。
(第三实施方式)
图4是表示本发明的第三实施方式的分光测定装置1C的构成例的示意图。分光测定装置1C所具备的光纤耦合部5C具备漫射板52、聚光反射镜67以及光阑65。
聚光反射镜67配置于漫射板52与狭缝4a之间，反射从漫射板52射出的漫射后的光并且朝向狭缝4a进行聚光。聚光反射镜67构成为在狭缝4a进行聚焦。光阑(开口(aperture))65配置于聚光反射镜67与狭缝4a之间，限制朝向狭缝4a的漫射后的光的光束(光线束)。需要说明的是，并不限于聚光反射镜67，也可以设置平面反射镜。此外，光阑65也可以设置于第一容纳部21的内部。
漫射板52以从漫射板52射出的漫射后的光经由聚光反射镜67射入狭缝4a的方式相对于狭缝4a进行物理固定。即，从漫射板52射出的光直接射入聚光反射镜67，从聚光反射镜67反射的光直接射入狭缝4a。如此，在本实施方式中，从漫射板52射出的光也不经由光纤而射入狭缝4a。
根据以上所说明的第三实施方式，也与上述第一以及第二实施方式相同，能谋求由光纤的弯曲所产生的测定误差的减少，并且能提高供给至分光测定部3的光量。而且，由于在第三实施方式中使用的是聚光反射镜67，因此与使用透镜的情况相比，色像差较小，分光测定部3的波长偏移等的影响较少。
在第三实施方式中，虽然将上述第一实施方式的聚光透镜61置换为聚光反射镜67，但也可以与此相同地将上述第二实施方式中的准直透镜62置换为准直反射镜，也可以将聚光透镜63置换为聚光反射镜。
(第四实施方式)
图5是表示本发明的第四实施方式的分光测定装置10的构成例的示意图。图6A以及图6B是表示光纤切换部8的构成例的示意图。分光测定装置10具备分光测定部3和光纤切换部8。光纤切换部8将从多个光纤91～95供给的光选择性地引导至狭缝4a。
光纤切换部8在上述第一实施方式的光纤耦合部5A追加了遮光切换板82。即，光纤切换部8具备遮光切换板82、漫射板52、聚光透镜61以及光阑65。遮光切换板82配置于多个光纤91～95的出射端913～953与漫射板52之间。需要说明的是，光纤切换部8也可以在上述第三实施方式的光纤耦合部5C追加遮光切换板82。
遮光切换板82是遮光切换单元的一例，将来自从多个光纤91～95中所选择的一部分(图示的例子中为一个)光纤的光通过开口8a供给至漫射板52，并遮住来自剩余的光纤的光。供给至漫射板52的光与上述第一实施方式相同，在漫射板52漫射，漫射后的光经由聚光透镜61射入狭缝4a。
详细而言，如图6B所示，在遮光切换板82形成有与多个光纤91～95的出射端913～953中的一个对应的开口8a。只有从出射端913～953中的一个出射端射出的光会通过遮光切换板82的开口8a被供给至漫射板52，另一方面，从剩余的出射端射出的光被遮光切换板82遮住而不会被供给至漫射板52。
此外，遮光切换板82构成为能以多个出射端913～953依次与开口8a相对的方式移动或者旋转。具体而言，遮光切换板82构成为能以穿过狭缝4a的光轴LA为中心旋转，开口8a能在以光轴LA为中心的圆周上移动。由此，开口8a根据遮光切换板82的旋转角而与出射端913～953中的任一个相对。此外，分光测定装置10可以具备例如根据切换指令来对遮光切换板82进行旋转驱动的未图示的执行机构。
此外，遮光切换板82也可以构成为能在位于出射端913～953与漫射板52之间的遮光位置与远离此处的退避位置之间移动。由此，在分光测定装置10，能利用光纤耦合部5和光纤切换部8这两方的功能。
需要说明的是，上述第二实施方式的分光测定装置1B，也可以设有将来自从多个光纤91、92中所选择的一部分光纤的光供给至积分球7并遮住来自剩余的光纤的光的遮光切换单元。
根据以上所说明的第四实施方式，在将从多个光纤91～95供给的光选择性地引导至狭缝4a的情况下，也与上述第一、第二以及第三实施方式相同，能谋求由光纤的弯曲所产生的测定误差的减少，并且能提高供给至分光测定部3的光量。
图7A以及图7B是表示光纤切换部8的变形例的示意图。图7A是以从穿过狭缝4a的光轴LA和开口8b通过的方式剖切遮光切换板84时的剖面图，图7B是从狭缝4a侧观察遮光切换板84时的图。
遮光切换板84具备反射镜86、87来作为方向变换单元，所述反射镜86、87以来自从多个光纤91～98中所选择的一部分(图示的例子中为一个)光纤的光从穿过狭缝4a的光轴LA上射入漫射板52的方式对来自该一部分光纤的光的方向进行变换。
详细而言，在遮光切换板84的出射端913～983侧的面形成有与多个光纤91～95的出射端913～953中的一个对应的开口8b。另一方面，在遮光切换板84的狭缝4a侧的面，在穿过狭缝4a的光轴LA上形成有开口8c。而且，在遮光切换板84的内部形成有连结开口8b、8c的通路8d，在该通路8d配置有反射镜86、87。
只有从多个光纤91～98的出射端913～983中与开口8b相对的一个出射端所射出的光会从开口8b进入通路8d，并通过反射镜86、87被切换方向，从开口8c射出至光轴LA上而被供给至漫射板52。另一方面，从剩余的出射端所射出的光被遮光切换板84遮住而不会被供给至漫射板52。
此外，遮光切换板84构成为能以穿过狭缝4a的光轴LA为中心旋转，开口8b在以光轴LA为中心的圆周上移动并与出射端913～983中的任一个相对。另一方面，开口8c形成于光轴LA上，因此，即使光从任意的出射端913～918射入开口8b，开口8c也将光射出至光轴LA上。
多个光纤91～98的出射端913～983以偏离于穿过狭缝4a的光轴LA的方式配置，并与光轴LA平行地射出光。在各出射端913～983的前方配置有准直透镜89，从出射端913～983射出的光通过准直透镜89而变为平行光之后，进入遮光切换板84的开口8b。
根据以上所说明的第四实施方式的变形例，除了上述的效果以外，通过设置有漫射板52，即使反射镜86、87的位置稍微变动，穿过狭缝4a的光量的变化也会减少。需要说明的是，作为方向变换单元的反射镜的块数并不限定于两块，既可以是一块，也可以是三块。
(第一应用例)
图8是表示作为本发明的实施方式的分光测定装置的第一应用例的双光束测定***100A的示意图。在该图中，一并示出了各光纤的剖面构造例。双光束测定***100A具备上述第一实施方式的分光测定装置1A，还具备分支光纤101、输出光纤102、103以及遮光切换板108。
分支光纤101将来自未图示的光源的光分为两个光束，并照射至测定对象Sam和基准Ref。光源例如包含钨丝灯和重氢灯。输出光纤102将从基准Ref透射的透射光供给至分光测定装置1A的一方的光纤91。输出光纤103将从测定对象Sam透射的透射光供给至分光测定装置1A的另一方的光纤92。
遮光切换板108仅将来自输出光纤102、103中的一方的光通过开口供给至分光测定装置1A，而遮住来自另一方的光。通过切换遮光切换板108，依次对从测定对象Sam透射的透射光和从基准Ref透射的透射光进行分光测定。由于在上文对分光测定装置1A的动作进行了记述，因此不再重复详细的说明。
在此，如图示的例子所示，当设为连结于光纤耦合部5A的两个光纤91、92分别包含有四条光纤素线99时，在光纤耦合部5A合计引入八条光纤素线99，即使一方的光纤通过遮光切换板108被遮光，也会通过其一半即四条光纤素线99将光供给至漫射板52。
(第二应用例)
图9是表示作为本发明的实施方式的分光测定装置的第二应用例的双光束测定***100B的示意图。在该图中，一并示出了各光纤的剖面构造例。双光束测定***100B具备上述第四实施方式的分光测定装置10，还具备分支光纤101。
在双光束测定***100B中，分光测定装置10具备光纤切换部8，因此，与上述第一应用例的双光束测定***100A相比，省略了输出光纤102、103和遮光切换板108。
从基准Ref透射的透射光供给至分光测定装置10的一方的光纤91，从测定对象Sam透射的透射光供给至分光测定装置1A的另一方的光纤92。
通过切换光纤切换部8所包含的遮光切换板82，依次对从测定对象Sam透射的透射光和从基准Ref透射的透射光进行分光测定。由于在上文对分光测定装置10的动作进行了记述，因此不再重复详细的说明。
在此，如图示的例子所示，当设为连结于光纤切换部8的两个光纤91、92分别包含有四条光纤素线99时，在光纤切换部8合计引入八条光纤素线99，即使一方的光纤通过遮光切换板82被遮光，也会通过其一半即四条光纤素线99将光供给至漫射板52。
(参考例)
图10是表示参考例的双光束测定***的示意图。在该图中，一并示出了各光纤的剖面构造例。参考例的双光束测定***具备分支光纤101、输出光纤102、103、遮光切换板108、分支光纤104以及分光测定装置106。
分支光纤104使从输出光纤102供给并从基准Ref透射的透射光和从输出光纤103供给并从测定对象Sam透射的透射光汇集成一个光束，并从出射端104c射出。分支光纤104的出射端104c以接近分光测定装置106的狭缝105的方式固定，从出射端104c射出的光通过狭缝105射入分光测定装置106。
分支光纤104的出射端104c包含多个光纤素线104d。其中，一半光纤素线104d属于一方的入射端104a，剩余的一半光纤素线104d属于另一方的入射端104b。出射端104c所包含的多个光纤素线104d以沿狭缝105排成一列的方式固定。因此，光纤素线104d的数量受到狭缝105的长度的限制。
在此，如图示的例子所示，当设为沿狭缝105排成一列的光纤素线104d的最大数量合计为四条时，在分支光纤104的各入射端104a、104b只存在两条光纤素线104d。因此，即使进一步增加若干个其上游的输出光纤102、103的光纤素线，分支光纤104也会成为瓶颈，无法将足够的光量供给至狭缝105。
与此相对，在图8以及图9所示的本实施方式的分光测定装置1A、10中，连结于光纤耦合部5或者光纤切换部8的光纤91、92所包含的光纤素线99的素线径和数量不会受到狭缝4a的长度的限制，因此，与沿狭缝4a排列的情况相比，能通过更多的光纤素线99来供给光。而且，也能通过素线径大的光纤素线99来供给光。多数情况下，使用素线径大的光纤时，作为整个测定***的光量损失会变少。因此，即使在漫射板52存在光量的稍许损失，也能将足够的光量供给至分光测定部3。
(第三应用例)
图11是表示作为本发明的实施方式的分光测定装置的第三应用例的反射光测定***200的示意图。反射光测定***200具备上述第四实施方式的分光测定装置10，还具备光源装置201和光分配器205。
反射光测定***200预先对分光反射率已知的物质的反射光进行分光测定(Ref)，之后，对在测定对象Sam的表面所产生的反射光进行分光测定，由此评价测定对象Sam的分光反射特性、膜厚。反射光测定***200例如用于在宽度方向的多个点评价沿长尺寸方向制造的膜等的膜厚这样的用途。
光源装置201产生波长带适于在测定对象Sam所产生的反射光的光。从该光源装置201所产生的光通过连接光纤203被导向光分配器205。光分配器205将来自光源装置201的光分配成多路。在图示的例子中，光分配器205将来自光源装置201的光分割成五路。
在光分配器205的另一端连接有五个Y字形分支光纤，各被分割的光分别向对应的Y字形分支光纤的输入光纤207-1～5输出。在输入光纤207-1～5的顶端分别连接有出射/入射部209-1～5。然后，由光分配器205所分割的各光从各出射/入射部209-1～5朝向测定对象Sam照射。
照射至测定对象Sam的光中与测定对象Sam的表面状态对应的成分产生为反射光。然后，所产生的反射光分别再次射入出射/入射部209-1～5。
向各出射/入射部209-1～5射入的反射光通过对应的Y字形分支光纤的输出光纤211-1～5被导向分光测定装置10的光纤切换部8。由于在上文对分光测定装置10的动作进行了记述，因此不再重复详细的说明。
(第四应用例)
图12是表示作为本发明的实施方式的分光测定装置的第四应用例的透射光测定***300的示意图。透射光测定***300具备上述第四实施方式的分光测定装置10，还具备光源装置301和光分配器305。
透射光测定***300预先对不存在测定对象Sam的状态下的透射光进行分光测定(Ref)，之后，对从测定对象Sam透射的光进行测定，由此评价测定对象Sam的分光透射(吸收)特性、色度等。透射光测定***300例如用于在宽度方向的多个点评价沿长尺寸方向制造的膜等的色度这样的用途。
光源装置301产生波长带适于在测定对象Sam所产生的透射光的光。从该光源装置301所产生的光通过连接光纤303被导向光分配器305。光分配器305将来自光源装置301的光分配成多路。在图示的例子中，光分配器305将来自光源装置301的光分割成五路。
在光分配器305的另一端分别连接有用于分别向排列配置于测定对象Sam的一侧的出射部309-1～5引导光的输入光纤307-1～5。然后，由光分配器305所分割的各光从各出射部309-1～5朝向测定对象Sam照射。
照射至测定对象Sam的光中从测定对象Sam透射的成分产生为透射光。然后，所产生的透射光分别向排列配置于测定对象Sam的另一侧的入射部311-1～5射入。
向各入射部311-1～5射入的透射光通过对应的输出光纤313-1～5被导向分光测定装置10的光纤切换部8。由于上文对分光测定装置10的动作进行了记述，因此不再重复详细的说明。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，对本领域技术人员而言，当然能进行各种变形实施。
Claims (11)
1.一种分光测定装置，具备：
分光测定部，对通过狭缝射入的光进行分光测定；以及
光漫射单元，使从多个光纤供给的光漫射，以漫射后的光直接或者经由透镜或反射镜射入所述狭缝的方式相对于所述狭缝进行物理固定。
2.根据权利要求1所述的分光测定装置，还具备：
光阑，限制朝向所述狭缝的所述漫射后的光的光束。
3.根据权利要求1所述的分光测定装置，还具备：
所述多个光纤，将光供给至所述光漫射单元。
4.根据权利要求1所述的分光测定装置，其中，
所述光漫射单元具备：出射部，射出所述漫射后的光，
所述狭缝与所述出射部对置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的分光测定装置，其中，
所述光漫射单元是漫射板，
从所述多个光纤供给的光射入所述漫射板的一方的面，所述漫射后的光从所述漫射板的另一方的面射出。
6.根据权利要求5所述的分光测定装置，其中，
所述多个光纤的出射端以偏离于穿过所述狭缝的光轴的方式配置。
7.根据权利要求5所述的分光测定装置，其中，
所述多个光纤的出射端从偏离于穿过所述狭缝的光轴的位置向朝向所述狭缝的方向射出光。
8.根据权利要求5所述的分光测定装置，其中，
所述多个光纤的出射端配置为围绕穿过所述狭缝的光轴。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的分光测定装置，其中，
所述光漫射单元是使从所述多个光纤供给的光在球状的内壁面漫反射并且供所述漫射后的光从检测窗射出的积分球。
10.根据权利要求1所述的分光测定装置，还具备：
遮光切换单元，将来自从所述多个光纤中所选择的一部分光纤的光供给至所述光漫射单元，并遮住来自剩余的光纤的光。
11.根据权利要求10所述的分光测定装置，其中，
所述多个光纤的出射端以偏离于穿过所述狭缝的光轴的方式配置，
所述遮光切换单元具备：方向变换单元，以使来自所述一部分光纤的光从穿过所述狭缝的光轴上射入所述光漫射单元的方式，变换来自所述一部分光纤的光的方向。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11441893B2 (en) * | 2018-04-27 | 2022-09-13 | Kla Corporation | Multi-spot analysis system with multiple optical probes |
| CN109342317B (zh) * | 2018-11-15 | 2021-04-20 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种用于平面黑材料的光学参数测试装置及方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6413438A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-18 | Hitachi Ltd | Measuring instrument for absolute reflection factor in ultraviolet range |
| JPH02221824A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Kawasaki Steel Corp | 表面色彩特性測定装置 |
| JP2000206037A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Bio-Communication Technology Res Assoc | 分光分析方法 |
| JP2001074966A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-23 | Fuji Xerox Co Ltd | 光分岐結合装置 |
| CN103153160A (zh) * | 2011-04-26 | 2013-06-12 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 光学测定装置 |
| CN203037572U (zh) * | 2013-01-18 | 2013-07-03 | 上海元析仪器有限公司 | 分光光度计光学*** |
| CN103201603A (zh) * | 2010-10-28 | 2013-07-10 | 柯尼卡美能达株式会社 | 干涉仪以及傅立叶变换分光分析装置 |
| CN104422515A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 赛默飞世尔（上海）仪器有限公司 | 用于分光光度计的光学结构 |
| CN105578003A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-11 | 沈阳理工大学 | 多通道大视角仿生复眼成像探测装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548163A (en) | 1978-10-04 | 1980-04-05 | Hitachi Ltd | Crossover wire processor of coil winding machine |
| JPS57175225A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Measuring apparatus of spectral distribution |
| TWI245114B (en) * | 2004-10-11 | 2005-12-11 | Ind Tech Res Inst | Apparatus for measuring imaging spectrograph |
| EP1882916A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-30 | Interuniversitair Microelektronica Centrum | Compact catadioptric spectrometer |
| US9599533B2 (en) * | 2014-05-22 | 2017-03-21 | Abl Ip Holding Llc | Accessory to configure portable device with camera (E.G. smartphone) as lighting meter |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6413438A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-18 | Hitachi Ltd | Measuring instrument for absolute reflection factor in ultraviolet range |
| JPH02221824A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Kawasaki Steel Corp | 表面色彩特性測定装置 |
| JP2000206037A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Bio-Communication Technology Res Assoc | 分光分析方法 |
| JP2001074966A (ja) * | 1999-09-06 | 2001-03-23 | Fuji Xerox Co Ltd | 光分岐結合装置 |
| CN103201603A (zh) * | 2010-10-28 | 2013-07-10 | 柯尼卡美能达株式会社 | 干涉仪以及傅立叶变换分光分析装置 |
| CN103153160A (zh) * | 2011-04-26 | 2013-06-12 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 光学测定装置 |
| CN203037572U (zh) * | 2013-01-18 | 2013-07-03 | 上海元析仪器有限公司 | 分光光度计光学*** |
| CN104422515A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 赛默飞世尔（上海）仪器有限公司 | 用于分光光度计的光学结构 |
| CN105578003A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-11 | 沈阳理工大学 | 多通道大视角仿生复眼成像探测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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