JP4524087B2 - 吸光式分析計 - Google Patents
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Description
前記光学素子部が、ほぼ直方体状のブロックの1面に、前記光源部からの光束に対し所定の傾斜角を有し、その両端部が前記光束の周外に位置し光路を遮断するように設けられた1のスリット状切欠部と、該光束と近接しかつ平行に位置し、その一端部が前記光路において該1のスリット状切欠部と接するように設けられた他のスリット状切欠部とを備え、該1のスリット状切欠部の上部から1の光学素子を挿入し、他のスリット状切欠部の上部から他の光学素子を挿入することで形成され、
前記光路に対して所定の角度を有する光が前記1の光学素子に入射することによって生じる短波長側および長波長側にシフトした光を含む前記1の光学素子の反射光の一部を、前記多層膜によって形成させた波長選択性を有する光として他の光学素子の透過光を受光する検出器に照射するとともに、前記他の光学素子によって反射された光を、さらに特定波長域のみに限定された1の光学素子の透過光として検出器に照射し、
前記多層膜によって形成される前記他の光学素子の反射光の波長特性を、前記1の光学素子の透過光の波長特性と重複させて、該重複した波長特性を有する他の光学素子の反射光を前記透過光と加算した光として、前記1の光学素子の透過光を受光する検出器に照射することを特徴とする。本発明者は、2以上の光学素子を近接させ、かつ光路に対して所定の位置関係を保持することで、光学的なロスの軽減と優れた選択性の確保を可能とすることができることを見出したもので、複数の測定対象に対し、汎用性が高く、高い測定精度を有する吸光式分析計を提供することが可能となる。また、基材に多層膜を形成することによって波長選択性を有する光学素子に対し、種々の角度から光が照射された場合、その多層膜を形成した面に照射した光と、その反対側の面に照射した光では、その反射光の波長特性が異なり、前者が本来の多層膜の波長選択性に近い波長特性であることの知見を得た。本発明において、他の光学素子についての波長選択性を多層膜によって形成し、その多層膜を形成した面を1の光学素子に近接させるとともに、その反射光と1の光学素子の透過光の波長特性を重複させて、その反射光の一部を1の光学素子の透過光と加算した光として検出器に照射することによって、エネルギーの加増した光を利用することができ、光学的なロスの軽減と優れた選択性の確保を可能とすることとできるという技術的効果を得ることができる。さらに、上記構成による技術的効果は、前記他の光学素子の光学特性と非常に関連し、特に他の光学素子によって生じる反射光の波長特性の影響が最も大きいとの知見から、該反射光の波長特性を、1の光学素子の透過光の波長特性と重複する波長域を有することと規制したものである。こうした特性によって、2以上の光学素子の光学特性を相互に補完しながら優れた選択性の確保を可能とすることができる。
本発明にかかる吸光度分析計の基本的な光学系の第1の構成例を図1に示す。光源用電源4からの電力を受けた光源部1、試料セル部2、検出器3a、3b、モータ5によって駆動されるチョッパ6、傾斜を有する光学素子7aを配する光学素子部7、信号処理部8および表示部9からなる構造となっている。光源部1から照射された光がチョッパ6によって断続光として試料セル部2を通過した後、光学素子7aによって分配され、透過光が検出器3aに入射され、反射光が光学素子7cを介して検出器3bに入射される。各検出器3a、3bは、試料セル部2に導入された試料中の各測定成分による吸光分を検出器入射光量変化として検知し、各検出器の信号出力として信号処理部8および表示部9によって処理される。
(1)光学素子7aをビームスプリッタ、光学素子7cをBPFとした場合
図3に例示するように、光学素子部7に導入された光A(全波長域に均等なエネルギーを有する特性を仮定する)は、光学素子7aによって約半分の光量の透過光Bが検出器3aに照射される。一方、約半分の光量となった反射光Cは、一部光学素子7cによって特定波長域にフィルタリングされた透過光Dとして検出器3bに照射され、他の波長域の光は反射光Eとして、光学素子7aに照射され、さらに約半分の光量の透過光Fとして検出器3aに照射される。つまり、光学素子7cの存在によって約1/4相当分増加した光量の透過光Bが検出器3aに照射されることが期待できる。実際には、光学素子7aに照射される光の入射角度の分布あるいは光路を形成する部材あるいは素子などによって生じる反射や散乱等の影響によって、その効果は変化する。
本発明の技術的効果は、光学素子7aおよび光学素子7cの波長選択性に加え、光学素子部7に導入される光A(上記と同様の特性を仮定する)の角度成分によっても異なる。つまり、光学素子と入射角との関係は、透過波長域や光学素子の構成によって異なるが、例えば、多層膜光学フィルタにおける実測例として図5に示すように、入射角が大きくなると、図5(A)のようにBPFの中心波長が短波長へシフトすることを表しており、さらに概念的には、図5(B)に示すように、半値幅wが広がり、立上り波長域(u)および立下り波長域(d)の傾斜が緩やかになるとの知見を得たものである。本発明はこの特性を、上記光学系に活用したものである。こうした短波長へのシフトは、BPFに限らず、LPFあるいはSPFについても同様である。以下、光Aの3つの角度成分に分けて考察する。
2 試料セル部
3、3a、3b、3c 検出器
7 光学素子部
7a、7b、7c 光学素子
10a、10b スリット状切欠部
Claims (2)
- 光源部、試料セル部、光学素子部および複数の検出器を構成要素として含む吸光式分析計であって、前記光源部から検出器までの光路の中間に、該光路に対し所定の傾斜角を有する1の光学素子を配する光学素子部を配設し、該1の光学素子によって透過光と反射光とに分岐された光の内の反射光を受光する他の光学素子を、前記光路および前記1の光学素子に近接して配設し、多層膜によって波長選択性を形成させた前記他の光学素子の面を、前記反射光の入射面側となるように配設するとともに、
前記光学素子部が、ほぼ直方体状のブロックの1面に、前記光源部からの光束に対し所定の傾斜角を有し、その両端部が前記光束の周外に位置し光路を遮断するように設けられた1のスリット状切欠部と、該光束と近接しかつ平行に位置し、その一端部が前記光路において該1のスリット状切欠部と接するように設けられた他のスリット状切欠部とを備え、該1のスリット状切欠部の上部から1の光学素子を挿入し、他のスリット状切欠部の上部から他の光学素子を挿入することで形成され、
前記光路に対して所定の角度を有する光が前記1の光学素子に入射することによって生じる短波長側および長波長側にシフトした光を含む前記1の光学素子の反射光の一部を、前記多層膜によって形成させた波長選択性を有する光として他の光学素子の透過光を受光する検出器に照射するとともに、前記他の光学素子によって反射された光を、さらに特定波長域のみに限定された1の光学素子の透過光として検出器に照射し、
前記多層膜によって形成される前記他の光学素子の反射光の波長特性を、前記1の光学素子の透過光の波長特性と重複させて、該重複した波長特性を有する他の光学素子の反射光を前記透過光と加算した光として、前記1の光学素子の透過光を受光する検出器に照射することを特徴とする吸光式分析計。 - 前記1の光学素子としてバンドパスフィルタを用い、前記他の光学素子としてロングパスフィルタを用いることを特徴とする請求項1に記載の吸光式分析計。
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