JP3184279B2 - モノクロメータ、モノクロメータを備える遠心分離機およびモノクロメータ内で迷光を捕える方法 - Google Patents
モノクロメータ、モノクロメータを備える遠心分離機およびモノクロメータ内で迷光を捕える方法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単色光の作り方に関し、
特に、分析用の遠心分離機に使用するモノクロメータに
関する。
特に、分析用の遠心分離機に使用するモノクロメータに
関する。
【０００２】
【従来の技術】分析用の遠心分離機に使用するために設
計されたモノクロメータは、米国特許第4,830,493 号、
第4,919,537 号および第4,921,350 号明細書に記載され
ている。これら特許は、本願の発明者と同じ発明者によ
って発明され、本願出願人に譲渡されている。
計されたモノクロメータは、米国特許第4,830,493 号、
第4,919,537 号および第4,921,350 号明細書に記載され
ている。これら特許は、本願の発明者と同じ発明者によ
って発明され、本願出願人に譲渡されている。
【０００３】モノクロメータは、ある所望の、狭い波長
範囲を有する光の平行ビームを供給するのに使用される
装置である。モノクロメータは、典型的には、次の構成
部品を有する。すなわち、広い波長範囲の放射源をも
つ入口スリット、入射光を波長の連続スペクトルに分
光するプリズムまたは回折格子、光の所望のスペクト
ルが得られるようにプリズムまたは回折格子を回転する
機構、および狭い波長帯を選択的に分離する出口スリ
ットである。分光測光の研究のため、検出器がモノクロ
メータの出口に配置され、この出口と前記検出器との間
に置かれたサンプルの放射の減少を検出する。適当な信
号増幅回路が、前記検出器と結合して設けられる。
範囲を有する光の平行ビームを供給するのに使用される
装置である。モノクロメータは、典型的には、次の構成
部品を有する。すなわち、広い波長範囲の放射源をも
つ入口スリット、入射光を波長の連続スペクトルに分
光するプリズムまたは回折格子、光の所望のスペクト
ルが得られるようにプリズムまたは回折格子を回転する
機構、および狭い波長帯を選択的に分離する出口スリ
ットである。分光測光の研究のため、検出器がモノクロ
メータの出口に配置され、この出口と前記検出器との間
に置かれたサンプルの放射の減少を検出する。適当な信
号増幅回路が、前記検出器と結合して設けられる。
【０００４】図１を参照するに、前記特許に記載されて
いる分析用の遠心分離機における従来のモノクロメータ
が簡略に示してある。遠心分離機１０は、モータ１４に
よって軸線回りに回転されるロータ１２を含む。ロータ
１２は、いくつかのサンプルセル１６を有する。サンプ
ルセル１６は、モノクロメータ１８からの単色光ビーム
を、サンプルセル１６が回転して前記ビームを通過する
とき、各サンプルセル１６を通って垂直方向に導かせる
透明な窓を有する。検出器２０は、前記ビームと一列に
なってロータ１２の下方に位置する。
いる分析用の遠心分離機における従来のモノクロメータ
が簡略に示してある。遠心分離機１０は、モータ１４に
よって軸線回りに回転されるロータ１２を含む。ロータ
１２は、いくつかのサンプルセル１６を有する。サンプ
ルセル１６は、モノクロメータ１８からの単色光ビーム
を、サンプルセル１６が回転して前記ビームを通過する
とき、各サンプルセル１６を通って垂直方向に導かせる
透明な窓を有する。検出器２０は、前記ビームと一列に
なってロータ１２の下方に位置する。
【０００５】図１に示すように、モノクロメータ１８
は、その長さに沿って折られた光チューブ２２を含む。
光源２４からの光は、光チューブ２２を経て回折刻線を
有する鏡２６に導かれる。鏡２６は傾くことができ、特
別なスペクトル範囲の光を光チューブの残る部分を経て
ロータ１２に導く。光チューブ２２の出口のスリット
（図示せず）が、サンプルセル１６を通る透過のため、
前記スペクトルから狭い波長帯を選定する。
は、その長さに沿って折られた光チューブ２２を含む。
光源２４からの光は、光チューブ２２を経て回折刻線を
有する鏡２６に導かれる。鏡２６は傾くことができ、特
別なスペクトル範囲の光を光チューブの残る部分を経て
ロータ１２に導く。光チューブ２２の出口のスリット
（図示せず）が、サンプルセル１６を通る透過のため、
前記スペクトルから狭い波長帯を選定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来のモノク
ロメータは、光の真の単色光ビームを得るのにある制限
がある。特に、前記回折格子のある鏡は、関心のある波
長以外の、より高いオーダの波長を含む波長で光を反射
する。関心のある波長以外の波長で前記スリットを経て
出る光は、しばしば「迷光」と言われる。迷光は種々の
角度で散乱し、光チューブ２２の内壁を反射し、または
内壁から散乱する。反射または散乱した迷光のあるもの
は、回折格子のある鏡２６に戻り入射し、正しくない波
長での付加的な回折を生じさせるか、またはモノクロメ
ータの出力と混合する。光の既知波長のモノクロメータ
の出力への信頼は、しかしながら、分光測光の研究の結
果に決定的である。
ロメータは、光の真の単色光ビームを得るのにある制限
がある。特に、前記回折格子のある鏡は、関心のある波
長以外の、より高いオーダの波長を含む波長で光を反射
する。関心のある波長以外の波長で前記スリットを経て
出る光は、しばしば「迷光」と言われる。迷光は種々の
角度で散乱し、光チューブ２２の内壁を反射し、または
内壁から散乱する。反射または散乱した迷光のあるもの
は、回折格子のある鏡２６に戻り入射し、正しくない波
長での付加的な回折を生じさせるか、またはモノクロメ
ータの出力と混合する。光の既知波長のモノクロメータ
の出力への信頼は、しかしながら、分光測光の研究の結
果に決定的である。
【０００７】本発明は、出力中の迷光成分を実質的に減
らすモノクロメータに向けられている。モノクロメータ
は、迷光を捕らえるべく設計されている内壁を有し、そ
の結果、迷光は、反射または散乱して回折格子に戻るこ
とがなく、またはモノクロメータの出力と混合すること
がない。
らすモノクロメータに向けられている。モノクロメータ
は、迷光を捕らえるべく設計されている内壁を有し、そ
の結果、迷光は、反射または散乱して回折格子に戻るこ
とがなく、またはモノクロメータの出力と混合すること
がない。
【０００８】本発明によれば、異なる光学特性を持つ面
が、光チューブの前記内壁に沿って、入射の迷光を吸収
し、かつ（または）迷光を回折格子およびモノクロメー
タの出口から離れる方向へ反射するように配置されてい
る。以下に述べる実施例では、３つの異なる特性を持つ
光吸収面が設けられている。これら面のあるものは、非
常に滑らかに反射する半吸収性であり、あるものは、い
くぶん滑らかに反射する半吸収性であり、またあるもの
は、粗く散乱する高度に吸収性である。選定された場所
および方向での前記面の配置は、迷光を回折格子および
モノクロメータの出口からそらさせる。
が、光チューブの前記内壁に沿って、入射の迷光を吸収
し、かつ（または）迷光を回折格子およびモノクロメー
タの出口から離れる方向へ反射するように配置されてい
る。以下に述べる実施例では、３つの異なる特性を持つ
光吸収面が設けられている。これら面のあるものは、非
常に滑らかに反射する半吸収性であり、あるものは、い
くぶん滑らかに反射する半吸収性であり、またあるもの
は、粗く散乱する高度に吸収性である。選定された場所
および方向での前記面の配置は、迷光を回折格子および
モノクロメータの出口からそらさせる。
【０００９】
【実施例】次に述べるのは、本発明を実施する最良の例
である。この記載は、本発明の一般原理を示す目的でな
されたもので、制限する意味にとられるべきではない。
である。この記載は、本発明の一般原理を示す目的でな
されたもので、制限する意味にとられるべきではない。
【００１０】図２を参照するに、分析用の遠心分離機３
２における本発明の１実施例のモノクロメータ３０が示
してある。遠心分離機３２に関するモノクロメータ３０
の設置は、前記した米国特許第4,830,493 号および第4,
919,537 号明細書に記載されたものと同様である。しか
しながら、モノクロメータ３０の光チューブ３４の設計
は、この光チューブ３４が迷光を捕えるべく作られてい
る点で非常に異なる。
２における本発明の１実施例のモノクロメータ３０が示
してある。遠心分離機３２に関するモノクロメータ３０
の設置は、前記した米国特許第4,830,493 号および第4,
919,537 号明細書に記載されたものと同様である。しか
しながら、モノクロメータ３０の光チューブ３４の設計
は、この光チューブ３４が迷光を捕えるべく作られてい
る点で非常に異なる。
【００１１】図３を参照するに、モノクロメータ３０の
光チューブ３４の内部が、簡略された形態で示してあ
る。光チューブ３４は、エルボ３９で結合された２つの
セグメント３６、３８から作られており、回折鏡４０
が、エルボ３９に配置されている。いくつかの構造が、
明瞭化のために省略されているが、これら構造の詳細
は、前記米国特許第4,830,493 号、第4,919,537 号およ
び第4,921,350 号明細書に記載されている。これら特許
に記載されたモノクロメータと同様に、鏡４０は、面に
刻線された回折格子を有する。鏡４０は、平行光を生ず
るために、図３の紙面に沿う１つの軸線の回りに形作ら
れている。セグメント３６の横断面は、円形であり、セ
グメント３８の横断面は、長方形である。光源４４から
鏡４０に導かれる入射光５０は、０、１およびより高い
オーダの成分を含む異なる波長の干渉性の光に回折され
る。
光チューブ３４の内部が、簡略された形態で示してあ
る。光チューブ３４は、エルボ３９で結合された２つの
セグメント３６、３８から作られており、回折鏡４０
が、エルボ３９に配置されている。いくつかの構造が、
明瞭化のために省略されているが、これら構造の詳細
は、前記米国特許第4,830,493 号、第4,919,537 号およ
び第4,921,350 号明細書に記載されている。これら特許
に記載されたモノクロメータと同様に、鏡４０は、面に
刻線された回折格子を有する。鏡４０は、平行光を生ず
るために、図３の紙面に沿う１つの軸線の回りに形作ら
れている。セグメント３６の横断面は、円形であり、セ
グメント３８の横断面は、長方形である。光源４４から
鏡４０に導かれる入射光５０は、０、１およびより高い
オーダの成分を含む異なる波長の干渉性の光に回折され
る。
【００１２】図３の紙面に垂直な別の軸線の回りに、鏡
４０は、変曲率および間隔をおいた変刻線を備え、その
結果、鏡４０の傾きが、特別な波長範囲の光を、光チュ
ーブのセグメント３８の出口端４２を経てサンプルに向
けて選択的に導く。出口スリット４８が、出口端４２か
ら現れる光の狭い帯を選択的に分離するのに使用され
る。歯車機構（図示せず）に結合されたモータが、図３
に示す２つの極限位置Ａ、Ｂ間に鏡４０を傾けるべく設
けられている。
４０は、変曲率および間隔をおいた変刻線を備え、その
結果、鏡４０の傾きが、特別な波長範囲の光を、光チュ
ーブのセグメント３８の出口端４２を経てサンプルに向
けて選択的に導く。出口スリット４８が、出口端４２か
ら現れる光の狭い帯を選択的に分離するのに使用され
る。歯車機構（図示せず）に結合されたモータが、図３
に示す２つの極限位置Ａ、Ｂ間に鏡４０を傾けるべく設
けられている。
【００１３】鏡４０が、関心のない波長での光、すなわ
ち迷光を図３の紙面に平行な異なる方向へ回折すること
から、光チューブ３４の内部は、光チューブが迷光を反
射または散乱して鏡４０に戻し、正しくない波長で再び
回折させないように設計されている。光チューブ３４の
内部は、また、迷光が出口光と混合するのを防ぐべく設
計されている。これは、モノクロメータを通過する関心
のある波長での光に、非常に少ない迷光を生じさせる。
典型的には、関心のある波長は、１または−１のオーダ
である。ゼロオーダの波長は、典型的には、分光測光の
研究には使用しない。なぜならば、それは強さが高過
ぎ、多色であるからである。より高いオーダの波長もま
た、第１のオーダの波長と重なることによる混乱の可能
性があるために、関心がない。
ち迷光を図３の紙面に平行な異なる方向へ回折すること
から、光チューブ３４の内部は、光チューブが迷光を反
射または散乱して鏡４０に戻し、正しくない波長で再び
回折させないように設計されている。光チューブ３４の
内部は、また、迷光が出口光と混合するのを防ぐべく設
計されている。これは、モノクロメータを通過する関心
のある波長での光に、非常に少ない迷光を生じさせる。
典型的には、関心のある波長は、１または−１のオーダ
である。ゼロオーダの波長は、典型的には、分光測光の
研究には使用しない。なぜならば、それは強さが高過
ぎ、多色であるからである。より高いオーダの波長もま
た、第１のオーダの波長と重なることによる混乱の可能
性があるために、関心がない。
【００１４】迷光を捕えるために、光チューブ３４の内
面は、ある光学特性の材料で仕上げられるか、または内
張りされる。図示の実施例では、前記面は、３つの特
性、すなわち、非常に滑らかに反射する半吸収性、
いくぶん滑らかに反射する半吸収性、および粗く散乱
する高度に吸収性の特性の１つを有する。第１のタイプ
の面は、吸収性のガラス、カット−ア−ラク グロス
（Cat-A-Lac Gloss ）またはパーソンス ブラック面
（Parson's Black surfaces ）を使用して光チューブ３
４の内側に内張りすることによって得ることができる。
第２のタイプの面は、光チューブ３４の滑らかな機械加
工した内側面を陽極酸化して黒皮とすることによって得
ることができる。第３のタイプの面は、マーチン マリ
エッタ エーロスペース コーポレーション（Martin M
arietta Aerospace Corp. ）によって開発された特別な
「オプチカル ブラック」（optical black ）のコーテ
ィングを使用し、光チューブ３４の内側面を被覆するこ
とによって得ることができる。前記３つのタイプの面の
うち、第１のタイプの面の光の戻り散乱は、第３のタイ
プの面と比べて１０倍少なく、第３のタイプの面の戻り
散乱は、第２のタイプの面より１０倍少ない。しかしな
がら、第１のタイプの面は、余角では、最も高い反射強
さを有する。
面は、ある光学特性の材料で仕上げられるか、または内
張りされる。図示の実施例では、前記面は、３つの特
性、すなわち、非常に滑らかに反射する半吸収性、
いくぶん滑らかに反射する半吸収性、および粗く散乱
する高度に吸収性の特性の１つを有する。第１のタイプ
の面は、吸収性のガラス、カット−ア−ラク グロス
（Cat-A-Lac Gloss ）またはパーソンス ブラック面
（Parson's Black surfaces ）を使用して光チューブ３
４の内側に内張りすることによって得ることができる。
第２のタイプの面は、光チューブ３４の滑らかな機械加
工した内側面を陽極酸化して黒皮とすることによって得
ることができる。第３のタイプの面は、マーチン マリ
エッタ エーロスペース コーポレーション（Martin M
arietta Aerospace Corp. ）によって開発された特別な
「オプチカル ブラック」（optical black ）のコーテ
ィングを使用し、光チューブ３４の内側面を被覆するこ
とによって得ることができる。前記３つのタイプの面の
うち、第１のタイプの面の光の戻り散乱は、第３のタイ
プの面と比べて１０倍少なく、第３のタイプの面の戻り
散乱は、第２のタイプの面より１０倍少ない。しかしな
がら、第１のタイプの面は、余角では、最も高い反射強
さを有する。
【００１５】それぞれの特性を有する前記面は、図３に
示すように、光チューブ３４の内壁に沿って重点的に配
置される。一般的に、鏡４０により近い前記面は、第１
の特性を有する。光チューブ３４のセグメント３８のも
っと下の方には、第３の特性を有する前記面が配置され
る。第２の特性を有する面は、セグメント３８の出口端
の近くや、第１の特性および第２の特性を有しない他の
面の近くに位置する。鏡から回折された光は、図３の紙
面に平行であるために、面１１２、１１４を有するエル
ボ部分を含むセグメント３８の長方形断面の、図３の紙
面に平行である側壁は、迷光にほとんどさらされない。
したがって、機械加工された面として残すことができ、
あるいは第２の特性を有すべく作ることができる。
示すように、光チューブ３４の内壁に沿って重点的に配
置される。一般的に、鏡４０により近い前記面は、第１
の特性を有する。光チューブ３４のセグメント３８のも
っと下の方には、第３の特性を有する前記面が配置され
る。第２の特性を有する面は、セグメント３８の出口端
の近くや、第１の特性および第２の特性を有しない他の
面の近くに位置する。鏡から回折された光は、図３の紙
面に平行であるために、面１１２、１１４を有するエル
ボ部分を含むセグメント３８の長方形断面の、図３の紙
面に平行である側壁は、迷光にほとんどさらされない。
したがって、機械加工された面として残すことができ、
あるいは第２の特性を有すべく作ることができる。
【００１６】特に、回折格子のある鏡４０の高い視界因
子、すなわち鏡への直接視界と他の構造物への直接視界
との比である視界因子の高いものをもつ平坦な面１１
０、１１２、１１４、１１６、すなわちゼロオーダの光
を受ける面は、後述するところから明らかであるよう
に、散乱を最小にしかつ制御された反射を与えるよう
に、第１の特性を有する。第１のタイプの面では、入射
光の約10% が反射し、入射光の0.5%が散乱し、残りが吸
収される。
子、すなわち鏡への直接視界と他の構造物への直接視界
との比である視界因子の高いものをもつ平坦な面１１
０、１１２、１１４、１１６、すなわちゼロオーダの光
を受ける面は、後述するところから明らかであるよう
に、散乱を最小にしかつ制御された反射を与えるよう
に、第１の特性を有する。第１のタイプの面では、入射
光の約10% が反射し、入射光の0.5%が散乱し、残りが吸
収される。
【００１７】回折格子のある鏡４０への高い視界因子を
持たない面、すなわち鏡の直接視界に実質的にない面１
２０、１２１、１２２、１２４は、他の面から反射され
る光を受け入れる面であり、第３の特性を有する。その
ような面は、反射光および（または）散乱光を吸収する
が、この反射光や散乱光は、鏡への視界因子が存在しな
いために、鏡へのものではない。第３のタイプの面の一
般的な特性は、400 〜700nm の全可視領域にわたって0.
5%より少ない反射率であり、300 〜900nm では0.8%より
少ない反射率であり、0.27〜20μの大きなスペクトルに
わたって少ない吸光度である。
持たない面、すなわち鏡の直接視界に実質的にない面１
２０、１２１、１２２、１２４は、他の面から反射され
る光を受け入れる面であり、第３の特性を有する。その
ような面は、反射光および（または）散乱光を吸収する
が、この反射光や散乱光は、鏡への視界因子が存在しな
いために、鏡へのものではない。第３のタイプの面の一
般的な特性は、400 〜700nm の全可視領域にわたって0.
5%より少ない反射率であり、300 〜900nm では0.8%より
少ない反射率であり、0.27〜20μの大きなスペクトルに
わたって少ない吸光度である。
【００１８】最後に、セグメント３８の出口端４２の近
くにある、たとえば面１３０、１３２などの残りの面
は、関心のある波長に非常に近い光にさらされ、第２の
特性を有する。
くにある、たとえば面１３０、１３２などの残りの面
は、関心のある波長に非常に近い光にさらされ、第２の
特性を有する。
【００１９】図３に見ることができるように、光チュー
ブの第２のセグメント３８に沿って、たとえば面１１
０、１１６のようないくつかの面が、セグメント３８の
軸線に向けて突き出ている。この突き出た面は、回折鏡
４０から反射される所望の波長の光４６の経路のための
クリアランスを画定する。
ブの第２のセグメント３８に沿って、たとえば面１１
０、１１６のようないくつかの面が、セグメント３８の
軸線に向けて突き出ている。この突き出た面は、回折鏡
４０から反射される所望の波長の光４６の経路のための
クリアランスを画定する。
【００２０】前記面の迷光を捕える機構が、図４および
図５に別々に示してある。前述のように、迷光のゼロオ
ーダの白色光の成分は、高い強さのため、特に重要な関
係がある。鏡４０の、位置Ａと位置Ｂ（図３）との間の
特別な方向は、迷光を捕える機構の解析に影響を及ぼさ
ない。図に示した光線は、鏡４０から反射する光の経路
の典型のみを示す。解析は、任意の鏡の方向で鏡４０か
ら反射する光線のすべてのオーダに適用できる。
図５に別々に示してある。前述のように、迷光のゼロオ
ーダの白色光の成分は、高い強さのため、特に重要な関
係がある。鏡４０の、位置Ａと位置Ｂ（図３）との間の
特別な方向は、迷光を捕える機構の解析に影響を及ぼさ
ない。図に示した光線は、鏡４０から反射する光の経路
の典型のみを示す。解析は、任意の鏡の方向で鏡４０か
ら反射する光線のすべてのオーダに適用できる。
【００２１】図４を参照するに、ゼロオーダの白色光の
成分を有する迷光の最も悪い場合が示してある。ゼロオ
ーダの光線５２は、面１１４で反射する。この面１１４
は、反射光線５４が面１１６に到達する前に鏡４０に入
ることがないように位置決めされている。光線５４は、
面１１６で反射し、面１２０に向かう光線５６となる。
入射光の約10% が、面１１４、１１６で反射し、面１１
４、１１６への入射光の約0.5%が、散乱される。入射光
の残りが、これら面で吸収される。したがって、光線５
６は、鏡４０から回折された入射光５２の約1%である。
高度に吸収性のある面１２０によって吸収された後、光
の1%は、光の強さをほとんど有しない。面１１４に導か
れる鏡４０からの別の光線は、強さを実質的に減少しな
がら、いくぶん似かよった経路をたどるであろう。
成分を有する迷光の最も悪い場合が示してある。ゼロオ
ーダの光線５２は、面１１４で反射する。この面１１４
は、反射光線５４が面１１６に到達する前に鏡４０に入
ることがないように位置決めされている。光線５４は、
面１１６で反射し、面１２０に向かう光線５６となる。
入射光の約10% が、面１１４、１１６で反射し、面１１
４、１１６への入射光の約0.5%が、散乱される。入射光
の残りが、これら面で吸収される。したがって、光線５
６は、鏡４０から回折された入射光５２の約1%である。
高度に吸収性のある面１２０によって吸収された後、光
の1%は、光の強さをほとんど有しない。面１１４に導か
れる鏡４０からの別の光線は、強さを実質的に減少しな
がら、いくぶん似かよった経路をたどるであろう。
【００２２】面１１４を越えた面１１２に導かれる光線
５８は、光線６０に沿って反射し、面１１６で反射する
前に鏡４０を通り抜ける。反射光線は、面１１２と面１
１６との間で反射を継続するが、迷光の強さは、面１１
２、１１６を反射する都度、90% づつ減少する。面１１
２は、面１１６に対してわずかに広がる角度で設定され
ており、その結果、多数の反射は、戻って鏡に集まらな
い。面１１４と面１１２との間の遷移点は、光線５８を
鏡に通り抜けさせることによって決定される。鏡４０か
ら面１１２への光線６２を除く別の光線もまた、多数の
反射をするが、光線６２は面１１２で反射し、光線６４
として面１２１に向かう。高度に吸収性のある面１２１
は、光線６４の強さを実質的に吸収する。光線６６は、
面１１２で反射し、光チューブのセグメント３６の内壁
に向かう。このセグメント３６で起こる多数の反射は、
迷光の強さを実質的に減ずる。
５８は、光線６０に沿って反射し、面１１６で反射する
前に鏡４０を通り抜ける。反射光線は、面１１２と面１
１６との間で反射を継続するが、迷光の強さは、面１１
２、１１６を反射する都度、90% づつ減少する。面１１
２は、面１１６に対してわずかに広がる角度で設定され
ており、その結果、多数の反射は、戻って鏡に集まらな
い。面１１４と面１１２との間の遷移点は、光線５８を
鏡に通り抜けさせることによって決定される。鏡４０か
ら面１１２への光線６２を除く別の光線もまた、多数の
反射をするが、光線６２は面１１２で反射し、光線６４
として面１２１に向かう。高度に吸収性のある面１２１
は、光線６４の強さを実質的に吸収する。光線６６は、
面１１２で反射し、光チューブのセグメント３６の内壁
に向かう。このセグメント３６で起こる多数の反射は、
迷光の強さを実質的に減ずる。
【００２３】鏡４０からの迷光６７は、面１１６で反射
し、光線６８として面１２１に、また光線６９として面
１２２に向き、面１２２で実質的に吸収される。迷光７
０は、面１１０で反射し、面１２２に向かう。面１２２
からの散乱は、面１２２が鏡４０への視界因子を持たな
いため、鏡４０に影響を及ぼさない。いずれにしても、
面１２２から散乱された迷光は低い強さであり、この強
さは、散乱光が隣り合って位置する光吸収面に到達する
とき、さらに減少する。図４の明瞭さを保つため、反射
しまたは散乱する低い強さの光線は、図に示してない。
し、光線６８として面１２１に、また光線６９として面
１２２に向き、面１２２で実質的に吸収される。迷光７
０は、面１１０で反射し、面１２２に向かう。面１２２
からの散乱は、面１２２が鏡４０への視界因子を持たな
いため、鏡４０に影響を及ぼさない。いずれにしても、
面１２２から散乱された迷光は低い強さであり、この強
さは、散乱光が隣り合って位置する光吸収面に到達する
とき、さらに減少する。図４の明瞭さを保つため、反射
しまたは散乱する低い強さの光線は、図に示してない。
【００２４】図５を参照して、セグメント３８の下方の
端部で捕えられる迷光について説明する。鏡４０からの
光線７１は、面１３０で反射し、光線７２として面１２
２に向かい、この面１２２で実質的に吸収される。同様
に、光線７４は、面１３２で反射し、光線７６として面
１２４に向かい、吸収される。関心のある光線４６の波
長に非常に近い光線７８、８０は、面１３８、１４０で
それぞれ反射し、面１３４、１３６に向かう。面１３
４、１３６の突き出た部分が、光の回折鏡４０への戻り
反射をさせない。図５に示す実施例では、入射光の検出
器８２が、面１１６と面１２２との間に画定された肩に
配置され、面１４０から反射する光線８４を受け入れ
る。この反射光は、分光測光の分析のための光線４６の
所望の波長に非常に近い波長で、基準の光強さを提供す
る。面１３４、１３６、１３８、１４０の突き出た隅部
と、隅部１４２、１４４とは、鏡４０をロータ中のサン
プルセルの窓１５０から反射する光線９０、９２から守
る。これら隅部は、また、入射検出器８２を窓１５０か
ら反射する光から守る。
端部で捕えられる迷光について説明する。鏡４０からの
光線７１は、面１３０で反射し、光線７２として面１２
２に向かい、この面１２２で実質的に吸収される。同様
に、光線７４は、面１３２で反射し、光線７６として面
１２４に向かい、吸収される。関心のある光線４６の波
長に非常に近い光線７８、８０は、面１３８、１４０で
それぞれ反射し、面１３４、１３６に向かう。面１３
４、１３６の突き出た部分が、光の回折鏡４０への戻り
反射をさせない。図５に示す実施例では、入射光の検出
器８２が、面１１６と面１２２との間に画定された肩に
配置され、面１４０から反射する光線８４を受け入れ
る。この反射光は、分光測光の分析のための光線４６の
所望の波長に非常に近い波長で、基準の光強さを提供す
る。面１３４、１３６、１３８、１４０の突き出た隅部
と、隅部１４２、１４４とは、鏡４０をロータ中のサン
プルセルの窓１５０から反射する光線９０、９２から守
る。これら隅部は、また、入射検出器８２を窓１５０か
ら反射する光から守る。
【００２５】光チューブの内壁の正確な寸法は、過度の
実験を行うことなく、前記面のそれぞれについての前述
の機能から推し量ることができる。
実験を行うことなく、前記面のそれぞれについての前述
の機能から推し量ることができる。
【００２６】本発明は、好ましい実施例に関して記載し
たが、本発明の範囲および精神から離れることなく、種
々の変更や改良をなしうることは、当業者にとって明ら
かであろう。たとえば、前記面は、迷光を捕えることの
同じ作用をする別の特性の面と代替できる。別の特性
は、たとえば、第３のタイプの面を第２のタイプの面で
代替することであり、これによって、第３のタイプの面
を製造するのが高価であることを除くことができる。し
たがって、本発明は図示した特定の実施例に限られるも
のではない。
たが、本発明の範囲および精神から離れることなく、種
々の変更や改良をなしうることは、当業者にとって明ら
かであろう。たとえば、前記面は、迷光を捕えることの
同じ作用をする別の特性の面と代替できる。別の特性
は、たとえば、第３のタイプの面を第２のタイプの面で
代替することであり、これによって、第３のタイプの面
を製造するのが高価であることを除くことができる。し
たがって、本発明は図示した特定の実施例に限られるも
のではない。
【図１】従来のモノクロメータを有する分析用の遠心分
離機の断面図である。
離機の断面図である。
【図２】本発明の１実施例のモノクロメータを有する分
析用の遠心分離機の断面図である。
析用の遠心分離機の断面図である。
【図３】モノクロメータの断面図で、異なる光学特性を
持つ面の位置を示している。
持つ面の位置を示している。
【図４】モノクロメータの断面図で、回折鏡の近くの範
囲における迷光の捕えを示している。
囲における迷光の捕えを示している。
【図５】モノクロメータの断面図で、出口の近くの範囲
における迷光の捕えを示している。
における迷光の捕えを示している。
３０ モノクロメータ ３２ 分析用の遠心分離機 ３４ 光チューブ ３６、３８ セグメント ４０ 鏡 ４２ 出口端 ４８ 出口スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591028256 4300Ｎ．Ｈａｒｂｏｒ Ｂｏｕｌｅｖａ ｒｄ Ｆｕｌｌｅｒｔｏｎ，Ｃａｌｉｆ ｏｒｎｉａ 92834−3100 Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ロバート エイチ ギーベラー ジュニ ア アメリカ合衆国 95014 カリフォルニ ア州 キュパティーノ パークウッド 10205 ナンバー １ (56)参考文献 米国特許4300835（ＵＳ，Ａ) 米国特許4919537（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 3/18 G01J 3/42 G01N 21/07
Claims (18)
- 【請求項１】 光の経路のための導管であって第１の端
部および第２の端部を有する導管を画定する内壁を有す
る本体と、前記第１の端部から前記導管を経て光を導く 光源と、 該光源からの光をある範囲の波長のスペクトルに分光す
るための分光手段であって前記導管内に配置され、前記
第２の端部を経て関心のある波長の光を導く分光手段と
を含み、 該分光手段の近くにあり、前記第２の端部に通じる前記
内壁は、異なる吸収および反射特性の面を有する第１の
部分と第２の部分とを含み、該第１の部分および第２の
部分は、前記第１の部分が前記分光手段の実質的に直接
視界にあり、前記第２の部分が前記分光手段の実質的に
直接視界にないような仕方で、さらに、迷光が前記分光
手段に戻り反射するのを実質的に妨げるように前記第１
の部分が迷光を前記分光手段から実質的に離れる方向へ
反射し、前記第２の部分が前記第１の部分によって反射
された前記迷光を吸収するような仕方で配置されてい
る 、モノクロメータ。 - 【請求項２】 前記第１の部分の前記面は反射および吸
収特性を有し、前記第２の部分の前記面は吸収および散
乱特性を有する、請求項１に記載のモノクロメータ。 - 【請求項３】 前記第１の部分は前記分光手段の近くに
配置され、前記第２の部分のほとんどは前記第１の部分
よりも前記分光手段から遠方に、かつ、前記導管の前記
第２の端部の近くに配置されている、請求項２に記載の
モノクロメータ。 - 【請求項４】 前記導管の前記内壁は、さらに、前記第
２の端部にある第３の部分を含み、該第３の部分は、半
吸収性かつ滑らかな半反射性の面を有する、請求項２に
記載のモノクロメータ。 - 【請求項５】 遠心分離のためのサンプルを保持するサ
ンプルセルを有するロータと、 前記サンプルセルを通して特有の波長の実質的に単色な
光を供給すべく形成されたモノクロメータとを含む遠心
分離機であって、 前記モノクロメータは、 光の経路のための導管であって第１の端部および第２の
端部を有する導管を画定する内壁を有する本体と、前記第１の端部から前記導管を経て光を導く 光源と、 該光源からの光をある範囲の波長のスペクトルに分光す
るための分光手段であって前記導管内に配置され、前記
第２の端部を経て関心のある波長の光を導く分光手段と
を含み、前記分光手段の近くにあり、前記第２の端部に通じる前
記内壁は、異なる吸収および反射特性の面を有する第１
の部分と第２の部分とを含み、該第１の部分および第２
の部分は、前記第１の部分が前記分光手段の実質的に直
接視界にあり、前記第２の部分が前記分光手段の実質的
に直接視界にないような仕方で、さらに、迷光が前記分
光手段に戻り反射するのを実質的に妨げるように前記第
１の部分が迷光を前記分光手段から実質的に離れる方向
へ反射し、前記第２の部分が前記第１の部分によって反
射された前記迷光を吸収するような仕方で配置されてい
る 、遠心分離機。 - 【請求項６】 前記第１の部分の前記面は反射および吸
収特性を有し、前記第２の部分の前記面は吸収および散
乱特性を有する、請求項５に記載の遠心分離機。 - 【請求項７】 前記第１の部分は、前記分光手段の近く
に配置され、前記第２の部分のほとんどは前記第１の部
分よりも前記分光手段から遠方に配置され、かつ、前記
導管の前記第２の端部の近くに配置されている、請求項
６に記載の遠心分離機。 - 【請求項８】 前記導管の前記内壁は、さらに、前記第
２の端部にある第３の部分を含み、該第３の部分は、半
吸収性かつ滑らかな半反射性の面を有する、請求項７に
記載の遠心分離機。 - 【請求項９】 光の経路のための導管を画定する内壁を
有する本体と、前記導管内に配置される分光手段とを含
むモノクロメータ内の迷光を捕える方法であって、 前記モノクロメータの前記内壁に沿って、前記分光手段
の実質的に直接視界に あり、かつ、反射および吸収特性
を有する第１の面を配置すること、前記モノクロメータの前記内壁に沿って、前記分光手段
の実質的に直接視界になく、かつ、吸収および散乱特性
を有する第２の面を配置することを含み、 前記第１の面を配置することによって、前記迷光が前記
分光手段に戻り反射するのを実質的に妨げるように前記
迷光を前記分光手段から実質的に離れる方向へ反射さ
せ、 前記第２の面を配置することによって、前記第１の面か
ら反射される前記迷光を前記第２の面によって吸収させ
る 、迷光を捕える方法。 - 【請求項１０】 前記第１の面は前記分光手段に隣接し
て位置する、請求項９に記載の迷光を捕らえる方法。 - 【請求項１１】 前記分光手段は、前記導管の入口端部
からの光をある範囲の波長のスペクトルに分光し、か
つ、関心のある波長の光を前記導管の出口端部を経て導
き、前記第２の面は、前記第１の面よりも前記分光手段
から遠方に、かつ、前記出口端部の近くに位置する、請
求項９に記載の迷光を捕らえる方法。 - 【請求項１２】 さらに、半吸収性かつ滑らかな半反射
性の第３の面を前記出口端部に配置することを含む、請
求項１１に記載の迷光を捕らえる方法。 - 【請求項１３】 中空のエルボで結合された入口セグメ
ントおよび出口セグメントを含む光チューブと、 光源と、 前記エルボ内に配置された分光手段であって前記入口セ
グメントから前記エルボに入る光をある範囲の波長のス
ペクトルに分光し、かつ、関心のある波長の光を前記出
口セグメントを経て導く分光手段とを含み、 前記エルボは、前記分光手段の実質的に直接視界に位置
する内面であって前記分光手段に関連して配置され、か
つ、迷光を前記分光手段から実質的に離れる向きに反射
する面特性を有する内面を含み、 前記出口セグメントは、前記分光手段の実質的に直接視
界とならないように凹まされた内面であって前記エルボ
の内面から反射された迷光を吸収する面特性を有する内
面を含み、 これによって、前記エルボおよび前記出口セグメントの
内面の位置と面特性とが迷光が前記分光手段に到達する
のを妨げる、モノクロメータ。 - 【請求項１４】 前記エルボの内面の面特性は反射性お
よび吸収性であり、前記出口セグメントの内面の面特性
は吸収性および散乱性である、請求項１３に記載のモノ
クロメータ。 - 【請求項１５】 前記出口セグメントは、さらに、半吸
収性および半反射性特性の内面を前記出口セグメントの
出口端部に含む、請求項１４に記載のモノクロメータ。 - 【請求項１６】 遠心分離のためのサンプルを保持する
サンプルセルを有するロータと、 前記サンプルセルを通して特有な波長の実質的に単色な
光を供給すべく形成されたモノクロメータとを含む遠心
分離機であって、 前記モノクロメータは、 中空のエルボで結合された入口セグメントおよび出口セ
グメントを含む光チューブと、 光源と、 前記エルボ内に配置された分光手段であって前記入口セ
グメントから前記エルボに入る光をある範囲の波長のス
ペクトルに分光し、かつ、関心のある波長の光を前記出
口セグメントを経て導く分光手段とを含み、 前記エルボは、前記分光手段の実質的に直接視界に位置
する内面であって前記分光手段に関連して配置され、か
つ、迷光を前記分光手段から実質的に離れる向きに反射
する面特性を有する内面を含み、 前記出口セグメントは、前記分光手段の実質的に直接視
界とならないように凹まされた内面であって前記エルボ
の内面から反射された迷光を吸収する面特性を有する内
面を含み、 これによって、前記エルボおよび前記出口セグメントの
内面の位置と面特性とが迷光が前記分光手段に到達する
のを実質的に妨げる、遠心分離機。 - 【請求項１７】 前記エルボの内面の面特性は反射性お
よび吸収性であり、前記出口セグメントの内面の面特性
は吸収性および散乱性である、請求項１６に記載の遠心
分離機。 - 【請求項１８】 前記出口セグメントは、さらに、半吸
収性および半反射性特性の内面を前記出口セグメントの
出口端部に含む、請求項１７に記載のモノクロメータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US641,202 | 1991-01-15 | ||
| US07/641,202 US5123740A (en) | 1991-01-15 | 1991-01-15 | Stray light trap in a monochrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560613A JPH0560613A (ja) | 1993-03-12 |
| JP3184279B2 true JP3184279B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=24571365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02161592A Expired - Lifetime JP3184279B2 (ja) | 1991-01-15 | 1992-01-13 | モノクロメータ、モノクロメータを備える遠心分離機およびモノクロメータ内で迷光を捕える方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5123740A (ja) |
| EP (1) | EP0495569A3 (ja) |
| JP (1) | JP3184279B2 (ja) |
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| US5790281A (en) * | 1996-10-02 | 1998-08-04 | Xerox Corporation | Method of correcting the measured reflectance of an image acquired by an image acquisition device for the integrating cavity effect |
| DE19942276A1 (de) * | 1999-09-04 | 2001-03-15 | Wandel & Goltermann | Prisma für optischen Spektrumanalysator |
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| DE602005010644D1 (de) * | 2004-09-30 | 2008-12-11 | X Rite Europe Gmbh | Verfahren und Vorrichtung für verbesserte Kolorimetrie |
| US7499163B2 (en) | 2005-02-15 | 2009-03-03 | X-Rite Europe Gmbh | System and method for applying correction factors related to ambient conditions |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE2924125C2 (de) * | 1979-06-15 | 1982-10-28 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | Einrichtung zur Unterdrückung von Streulicht bei Gittermonochromatoren |
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|---|---|
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| EP0495569A2 (en) | 1992-07-22 |
| JPH0560613A (ja) | 1993-03-12 |
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