JP5786477B2

JP5786477B2 - 光度計

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Publication number: JP5786477B2
Application number: JP2011133319A
Authority: JP
Inventors: 智生篠山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: JP2013003303A

Description

本発明は、ミラー等の光学素子が、ベース上に光軸調整を行うことによって取り付けられる光度計に関する。本発明は、例えば分光器を備えた分光光度計等に関する。

分光光度計は、測定光をサンプルに照射し、その透過光や反射光を光検出器にて測定することにより分光スペクトルを求めてサンプルの定量もしくは定性分析を行う装置である。例えば、特許文献１や特許文献２で開示されているようなツェルニターナ型分光器を用いた光度計が知られている。

図９に、一般的なツェルニターナ型分光器の光路構成を示す。光源から入口スリット２１を通過して分光器内部に導入された光は、第１ミラー２２で平行光束となって反射されて平面回折格子（分光素子）２３に送られる。平面回折格子２３により波長分散された光は平行を保ったまま第２ミラー２４で反射されて集光され、出口スリット２５に送られる。出口スリット２５を通過した特定の波長を有する光は、後段の試料室（不図示）で試料を透過した後、光検出器（不図示）で検出される。平面回折格子２３は反射角度が変えられるように回動可能に形成されており、平面回折格子２３を回動させることにより出口スリット２５の開口位置に達する光の波長が変わり、所望の波長の単色光を取り出すことができる。

良好な波長分解性能を得るには、出口スリット面上に入口スリット開口部での像が鮮明に合焦した状態で結像されていなければならない。このような状態を得るためには、第１ミラー２２や第２ミラー２４の光軸に対する鏡面角度を調整したり、或いはその位置を光軸方向に移動させたりするなどしてピント調整作業を行う必要がある。

そこで従来は、ミラーなどの光学素子を保持するホルダを、図１０、図１１の平面図並びにＡ−Ａ線断面図に示すような構成として、ピント調整を行うようにしている。即ち、第１ミラー２２や第２ミラー２４を垂直姿勢で保持するＬ字形のホルダ２６が平らな台座２７に前後２本の調整ビス２８を介して取り付けられており、この２本の調整ビス２８を押し込んだり、緩めたりすることによりミラーの仰角（ピッチ角ともいう）を調整するようになっている。好ましくはホルダ２６の下面に形成した突起３９を支点としてホルダ２６をシーソーのように変位しやすくさせてミラーの仰角を調整するようになっている。また、台座２７はその下面に形成したピン２９がベース３０に形成した孔３１に回動可能に挿入され、かつ、取付ビス３２を介してベース３０に固定されている。取付ビス３２が挿入される台座２７のビス受孔３３はビスの外径より大きく形成されていて、取付ビス３２との間に調整用の隙間が生じるように形成されている。
従ってこの隙間の分だけ台座２７がピン２９を支点として回動できるようになっている。これによりミラー２２，２４の縦軸の周りでの角度調整（これをヨー方向の調整という）を行うことができる。また、ピン２９を受けるベース３０の孔３１を、光軸方向に沿った長孔とすることにより、台座２７を前記調整用の隙間の範囲内で光軸方向に移動調整（これをフォーカス方向の調整という）することが可能となっている。これらの調整は、出口スリット２５の外側にスクリーンもしくは２次元撮像素子を配置して、このスクリーンもしくは２次元撮像素子を介してモニタに写し出された像を観察しながら行う。

特開平８−１４５７９３号公報特開２０００−３２１１３６号公報

上述した従来の方法では、ヨー方向やフォーカス方向の調整を行うのに、取付ビス３２を緩めた後、ホルダ２６の上部を直接手で持って調整を行うか、或いは、図１２に示すような大掛かりな調整治具３４を用いて調整を行っている。しかし、前者の手で持って行う調整方法では、微調整は大変難しく、調整時間がかかるとともに、熟練を必要とした。
また、調整治具３４を用いて行う場合は、調整治具３４の中央のネジ３５の先端フック部３５ａをミラーの台座２７の後端に設けた係合部３６に係合させ、左右のネジ３７，３８の先端を台座２７の後端面に当接させた状態で調整治具３４を光度計のベース３０に取り付ける。そして、取付ビス３２を緩めた後、左右のネジ３７，３８を螺進させたり後退させたりすることにより台座２７を、ピン２９を支点として回動させてヨー方向の調整を行い、中央のネジ３５を前後に移動させることによりフォーカス方向の調整を行う。しかし、このような調整治具３４を用いる場合はコストが高くつくと共に、その取り付けや取り外し作業が煩雑であり、かつ、治具の管理、格納が面倒であるといった問題点があった。

そこで本発明は、上述した課題を解決し、大掛かりな調整治具を使用することなく、容易かつ正確にミラー（光学素子）の角度や位置を微調整することができる光度計を簡単な構成で提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明の光度計は、光学素子を保持する台座を備え、前記光学素子はホルダを介して垂直な姿勢で前記台座に保持されており、前期ホルダは前記光学素子の光軸方向に沿って配置された２本の調整ビスによって取り付けられ、前記２本の調整ビスを進退させることにより前記ホルダを変位させて前記光学素子の仰角を調整し、前記台座はピンに並びに取付ネジによりベースに対してピンを支点として回動調整可能に取り付けられ、さらに、前記台座の額縁近傍位置で当該台座の移動調整を許容する間隔をあけて前記ベースから突出する突起部が設けられ、前記台座と前記突起部との間に回動工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記ピンを中心とする回転モーメントを与えて前記光学素子のヨー方向の回動調整を行うようにした光度計としている。
ここで、光学素子には、ミラーの他、ハーフミラー、セクターミラー、回折格子、レンズなど光学系に用いる光学部品で、光路著油性が行われているものが含まれる。
回動工具としてはマイナスドライバを用いることができるが、これに類似する先端が扁平な形態を有する回動工具であれば特に限定されない。

本発明では、回動工具を台座の端縁と突起部との間に差し込んで、こじるように回動することにより、軽い力で容易にかつ正確にヨー方向の微調整を行うことができ、これにより別途大掛かりな調整治具を用いる必要がなくなって、治具着脱の手間や管理の煩雑さを解消することができ、作業時間を短縮することができる。また、回動の際、回動工具による倍力効果も期待できるので、取付ネジを緩める際にもその緩め量は少なくて済み、これにより、再締め付けの際の微動からくる調整ズレの可能性を低くおさえることができるといった効果がある。

また、前記台座はピンによりベースに対してピンを支点として回動調整可能に取り付けられ、前記台座と前記突起部との間に回動工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記ピンを中心とする回転モーメントを与えて前記光学素子のヨー方向の回動調整を行うようにしてあり、台座にピンを中心とする回転モーメントを与えて回動させるものであるから、さらにヨー方向の微調整を容易に行うことができる。

また、上記発明において、前記光学素子はホルダを介して垂直な姿勢で前記台座に保持されており、前記ホルダは前記光学素子の光軸方向に沿って配置ざれた２本の調整ビスによって取り付けられ、この２本の調整ビスを進退させることによりホルダを変位させて光学素子の仰角を調整することが可能な構成である。

上記発明において、前記台座が前記光学素子の光軸方向に移動調整可能に形成され、台座の光軸方向と交差する２つの端面の近傍位置に台座の移動を許容する間隔をあけてベースから突出する突起部が設けられており、この台座と突起部との間に回動工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記光軸方向の直線変位を与えて光学素子のフォーカス方向の調整を行うようにしてもよい。
これにより、光学素子のヨー方向の調整とフォーカス方向の調整の両方を、ドライバなどの回動工具により軽い力で容易にかつ正確に行うことができる。

また、別の観点からなされた本発明は、入口スリットを通過した光を第１ミラーで反射させて回折格子に送り、前記回折格子により波長分散した光を第２ミラーで反射させて出口スリットに送って分光する分光器を備えた光度計であって、前記第１ミラー、第２ミラーをそれぞれ保持する台座を備え、少なくとも前記台座の一方はピン並びに取付ネジによりベースに対してピンを支点として回動調整可能に取り付けられ、さらに、前記台座の端縁近傍位置で前記台座の移動調整を許容する間隔をあけて前記ベースから突出する突起部が設けられており、前記台座と前記突起部との間に回動工具の先端を差し込んで回動することにより前記台座に前記ピンを中心とする回転モーメントを与えて前記ミラーのヨー方向の回動調整を行うようにしている。
これにより、分光器のミラーのヨー方向の調整をドライバなどの回動工具により軽い力で容易かつ正確に行うことができる。

さらに、別の観点からなされた本発明は、光学素子を保持する台座を備え、前記台座はピン並びに取付ネジによりベースに対してピンを支点として回動調整可能に取り付けられ、さらに、前記台座に略四角形の開口部が形成され、当該開口部の中心に前記台座の移動調整を許容する間隔をあけて前記ベースから突出する突起部が形成されており、前記突起部と前記開口部の四方に形成される端面との間の選択された箇所に回動工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記ピンを中心とする回転モーメントを与えて前記ミラーのヨー方向の回動調整を行うとともに、前記回動工具の差し込み箇所を選択することにより前記台座に前記ミラーの光軸方向に沿った直線変位を与えてフォーカス方向の調整を行うようにしている。
これにより、一つの突起部を台座の開口部内に配置するだけで、分光器のミラーのヨー方向の調整とフォーカス方向の調整を、ドライバなどの回動工具によって軽い力で容易にかつ正確に行うことができる。
なお、ミラーの光軸方向とは、ミラー反射面の法線方向をいうが、概ね光軸方向に沿ったものも包含される。

本発明の一実施例である分光光度計の分光器の部分を示す概略的な平面図。本発明の特徴部分を示す斜視図。図２における光軸方向に沿った断面図。取付ネジ部分の断面図。図２の平面図。本発明の別の実施例を示す図２と同様の平面図。本発明のさらに別の実施例を示す一部切欠斜視図。図７の平面図。従来の分光光度計の分光器の光路構成を示す説明図。従来のホルダを示す平面図。図１０におけるＡ−Ａ線に沿った断面図。従来の調整治具の使用状態を示す斜視図。

以下、本発明に係る光度計を、図１〜図８に示した実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態である分光光度計の分光器の部分を示す概略的な平面図である。この分光器の光路構成はツェルニターナ型分光器を採用している。
即ち、光源からの光を通過させる入口スリット１と、入口スリット１を通過して分光器内部に導入された光を平行光束にして反射する第１ミラー（コリメートミラー）２と、第１ミラー２から送られてきた光を波長分散して平行を保ったまま反射する平面回折格子（分光素子）３と、平面回折格子３からの光を反射集光して出口スリット５に送る第２ミラー（カメラミラー）４とから構成されている。

分光器の出口スリット５を通過した特定の波長を有する光は、外部に設けた光検出器６で検出される。なお、実際の分光光度計には、出口スリット５と光検出器６の間にも、試料室が設けられたり、セクターミラーなどの光路切換素子が設けられたりして、光路上にはさらに別の光学部品が配置されているが、便宜上、図示による説明を省略する。
平面回折格子３は、反射角度が変えられるように回動可能に取り付けられており、平面回折格子３を回動させることにより出口スリット５の開口位置に達する光の波長が変化し、光検出器６で所望の波長の単色光を取り出すことができる。

本発明において、第１ミラー２並びに第２ミラー４は、Ｌ字形のホルダ７の垂直な片７ａに垂直姿勢で固定されている。ホルダ７は、平らな台座８に前後２本の調整ビス９，９を介して取り付けられている。この２本の調整ビス９，９はほぼ光軸方向に沿って配置されており、調整ビス９，９を押し込んだり、緩めたりすることによりホルダ７の下面に形成した突起１０を支点としてホルダ７をシーソーのように変位させてミラー２，４の仰角（ピッチ角）を調整するようにしてある。

なお、ここでいう光軸方向とは、第１ミラー２や第２ミラー４の反射面の法線方向をいうものであるが、光路方向の位置調整ができれば足りるので、概ね光軸方向に沿ったものも包含される。

また、ミラー２，４の下方部には、台座８の下面に垂直なピン１１が設けられており、このピン１１がベース１２に形成した孔１３に回動可能に挿入され、かつ、取付ビス１４を介してベース１２に固定されている。取付ビス１４が挿入される台座８のビス受孔１５は、取付ビス１４の外径より大きく形成されていて、取付ビス１４との間に調整用の隙間Ｓが生じるように形成されている。従って、この隙間Ｓの分だけ、台座８がピン１１を支点として回動調整できるようになっている。これにより、ピン１１を支点とするミラー２，４の縦軸の周りでの角度（ヨー方向）の調整を行うことができるようになっている。

さらに、ミラー２，４の光軸方向にほぼ沿った、台座８の左右の端縁８ａ，８ｂの近傍位置で、台座８の調整時の移動を阻害しない間隔をあけて、ベース１２から突出する突起部１６ａ，１６ｂが設けられている。この台座８の端縁と突起部との間に、図２に示すようにマイナスドライバ１８（回動工具）の先端を差し込んでこじるように回動することにより、台座８にピン１１を中心とする回転モーメントを与えてミラー２、４のヨー方向の回動調整を行うことができるように形成されている。即ち、図４に示すように、取付ビス１４を緩めた後、台座８の右側の端縁８ａと突起部１６ａとの間にマイナスドライバ１８を差し込んで回動することにより、台座８を、ピン１１を支点として時計方向に回動調整でき、台座８の左側の端縁８ｂと突起部１６ｂとの間に差し込んで回動することにより、台座８を反時計方向に回動調整することができる。

このように、マイナスドライバ１８を台座８の端縁と突起部との間に差し込んでこじるように回動することにより、台座１２にピン１１を中心とする回転モーメントを与えて回動させるものであるから、軽い力で容易にかつ迅速に微調整することができ、これにより別途大掛かりな調整治具を用いる必要がなくなって治具着脱の手間や管理の煩雑さを解消することができる。また、回動の際、マイナスドライバ１８による倍力効果も期待できるので、取付ネジ１４を緩める際にもその緩め量は少なくて済み、これにより、再締め付けの際の微動からくる調整ズレの可能性を低くおさえることができる。

図６は本発明の他の実施例を示す図であって、上記構成に加えて、ミラー２，４の光軸方向の位置調整もできるようにしたものである。
この実施例では、台座８の光軸方向と交差する２つの端縁８ｃ，８ｄの近傍位置に台座１２（図２参照）の調整時の移動を許容する間隔をあけてベース１２から突出する突起部１６ｃ，１６ｄが設けられている。また、ピン１１を受けるベース１２の孔１３は光軸方向に沿った長孔に形成されており、これにより、台座８が前記取付ビス１４の調整用隙間Ｓの範囲内で光軸方向（フォーカス方向）に移動調整することができるようになっている。従って、取付ビス１４を少し緩めた後、台座８の図の下側の端縁８ｃと突起部１６ｃとの間にマイナスドライバ１８を差し込んで回動することにより、台座８を光軸方向に沿って上方に移動調整でき、台座８の上側の端縁８ｄと突起部１６ｄとの間に差し込んで回動することにより、台座８を下方に移動調整することができる。

図７並びに図８は、本発明のさらに他の実施例を示す図である。
この実施例において、ミラーを保持するホルダ７は、先の実施例と同様に、２つの調整ネジ９，９を介してミラー仰角調整可能に台座８に取り付けられている。また台座８は、図６で示した実施例と同様に、垂直なピン１１並びに取付ネジ１４を介してベース１２に対してピン１１を支点として回動してヨー方向の調整ができるようになっており、かつ、ピン１１と長穴状の孔１３によって光軸方向に直線移動してフォーカス方向の調整ができるようになっている。

さらに、この実施例では、台座８のピン１１から離れた箇所でミラー後方側に略四角形の開口部１７が形成されており、この開口部中心に、台座８の調整に必要な移動を許容する間隔をあけてベース１２から突出する突起部１６ｅが設けられている。この突起部１６ｅと開口部１７の四方に形成される端縁１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄとの隙間の選択された箇所にマイナスドライバの先端を差し込んでこじるように回動することにより、ミラーのヨー方向の調整とフォーカス方向の調整ができるようになっている。
即ち、取付ビス１４を緩めた後、開口部１７の図における右側の端縁１７ａに隣接する空間にマイナスドライバを差し込んで回動することにより、ピン１１を支点として台座８を時計方向に回動調整でき、開口部１７の左側の端縁１７ｂに隣接する空間に差し込んで回動することにより、台座８を反時計方向に回動調整することができる。また、開口部１７の下側の端縁１７ｃに隣接する空間にマイナスドライバを差し込んで回動することにより、台座８を光軸方向に沿って下方に移動調整することができ、開口部１７の上側の端縁１７ｄに隣接する空間に差し込んで回動することにより、台座８を光軸方向に沿って上方に移動調整することができる。なお、上記開口部１７の中心に形成された突起部１６ｅは、開口部１７と相似形の四角形とするのがよいが、円形であってもよい。

以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでない。例えば、上記実施例では台座８を回動させる工具としてマイナスドライバを用いたが、これに類似する先端形状を備えた回動工具であればどのようなものであってもよい。また、ヨー方向に回動させるためのピン１１は台座８から突出させてベース１２にあけた孔１３に挿入したが、その逆であってもよい。
また、ホルダに固定されて台座上に取り付けられ、光路調整が行われる光学部品は、ミラーに限らず、光路の調整に用いる他の光学部品、例えばレンズ、ハーフミラー、回折格子、セクターミラーなどでもよい。分光光度計では、これらの光学部品が分光器内、および、分光器の外側の光路で、用いられるが、それらのうち、光軸調整、光路調整が必要な光学部品について本発明を用いることができる。
その他、本発明の目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明は、光軸調整、光路調整が行われる光度計に利用することができる。

１入口スリット
２第１ミラー（光学素子）
３回折格子（光学素子）
４第２ミラー（光学素子）
５出口スリット
６光検出器
７ホルダ
８台座
１１ピン
１２ベース
１３孔
１４取付ビス
１５ビス受孔
１６突起部
１７開口部

Claims

光学素子を保持する台座を備え、
前記光学素子はホルダを介して垂直な姿勢で前記台座に保持されており、前記ホルダは前記光学素子の光軸方向に沿って配置された２本の調整ビスによって取り付けられ、前記２本の調整ビスを進退させることにより前記ホルダを変位させて前記光学素子の仰角を調整し、
前記台座はピンに並びに取付ネジによりベースに対してピンを支点として回動調整可能に取り付けられ、
さらに、前記台座の額縁近傍位置で当該台座の移動調整を許容する間隔をあけて前記ベースから突出する突起部が設けられ、
前記台座と前記突起部との間に回動工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記ピンを中心とする回転モーメントを与えて前記光学素子のヨー方向の回動調整を行うようにした光度計。
前記台座が前記光学素子の光軸方向に移動調整可能に形成され、前記台座の光軸方向と交差する２つの端面の近傍位置に前記台座の移動を許容する間隔をあけてベースから突出する突起部が設けられており、前記台座と前記突起部との間に回転工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記光軸方向の直線変位を与えて前記光学素子のフォーカス方向の調整を行うようにした請求項１に記載の光度計。
光学素子を保持する台座に備え、
前記台座はピン並びに取付ネジによりベースに対してピンを支点として回動調整可能に取り付けられ、
さらに、前記台座に略四角形の開口部が形成され、当該開口部の中心に前記台座の移動調整を許容する間隔をあけて前記ベースから突出する突起部が形成されており、前記突起部と前記開口部の四方に形成される端面との間の選択された箇所に回動工具の先端を差し込んで回動することにより、前記台座に前記ピンを中心とする回転モーメントを与えて前記ミラーのヨー方向の回動調整を行うとともに、前記回動工具の差し込み箇所を選択することにより前記台座に前記ミラーの光軸方向に沿った直線変位を与えてフォーカス方向の調整を行うようにした光度計。