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JP2003344161A - 分光モニタ− - Google Patents

分光モニタ−

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Publication number
JP2003344161A
JP2003344161A JP2002151858A JP2002151858A JP2003344161A JP 2003344161 A JP2003344161 A JP 2003344161A JP 2002151858 A JP2002151858 A JP 2002151858A JP 2002151858 A JP2002151858 A JP 2002151858A JP 2003344161 A JP2003344161 A JP 2003344161A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bandpass filter
incident angle
changing means
incident
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002151858A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuru Hirose
満 広瀬
Senki Ri
先基 李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Copal Electronics Corp
Original Assignee
Nidec Copal Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Copal Electronics Corp filed Critical Nidec Copal Electronics Corp
Priority to JP2002151858A priority Critical patent/JP2003344161A/ja
Publication of JP2003344161A publication Critical patent/JP2003344161A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は構成が簡単で、安価で、かつ安全性
の高い、ある特定波長領域のみを角度を変化させて選択
的に透過させて分光特性を検出することができる分光モ
ニターを得るにある。 【解決手段】 光源と、この光源からの入射光をある特
定波長領域のみを選択的に透過させるバンドパスフィル
タと、このバンドパスフィルタを透過した分光を検出す
る検出器と、前記バンドパスフィルタに対する入射角を
変化させる入射角変化手段とで分光モニターを構成して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマモニター等
の比較的狭い波長領域で分光特性が必要な場合に使用さ
れる分光モニターに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、比較的狭い波長領域で分光特性を
求める場合、グレーティングを用いた分光器を使用した
り、特定波長領域のみを透過させるパンドパスフィルタ
を用いることが一般的に行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のグレーティング
を用いた分光器を使用する場合、高価なシステムを用い
る必要があり、特に多点の分光特性を同時にモニターす
る必要がある場合に、非常にコスト高になるという欠点
があった。また、バンドパスフィルタを用いる場合には
安価であるが、被測定光の波長がふらつく場合、測定自
体が不安定になりやすいという欠点があった。
【0004】本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、
構成が簡単で、安価で、かつ安全性の高い、ある特定波
長領域のみを角度を変化させて選択的に透過させて分光
特性を検出することができる分光モニターを提供するこ
とを目的としている。
【0005】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読む
と、より完全に明らかになるであろう。ただし、図面は
もっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範
囲を限定するものではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は光源と、この光源からの入射光をある特定
波長領域のみを選択的に透過させるバンドパスフィルタ
と、このバンドパスフィルタを透過した分光を検出する
検出器と、前記バンドパスフィルタに対する入射角を変
化させる入射角変化手段とで分光モニターを構成してい
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り、本発明を詳細に説明する。
【0008】図1ないし図4に示す本発明の第1の実施
の形態において、1は本発明の分光モニターで、この分
光モニター1は光源2と、この光源2からの入射光2a
をある特定波長領域のみを選択的に透過させるバンドパ
スフィルタ3と、このバンドパスフィルタ3を透過した
分光を検出する検出器4と、前記バンドパスフィルタ3
に対する入射角を変化させる入射角変化手段5とで構成
されている。
【0009】前記入射角変化手段5は前記バンドパスフ
ィルタ3を回動させる回動手段としてのステッピングモ
ータで構成されている。
【0010】前記検出器4は横一列に複数個のフォトダ
イオードアレイ6を配置したものが使用されている。
【0011】前記入射角変化手段5としてのステッピン
グモータは駆動軸7の軸心が垂直方向に位置するように
取付けられるステッピングモータ本体8と、このステッ
ピングモータ本体8の駆動軸7に固定された水平方向に
回転し、上面に前記バンドパスフィルタ3を固定するこ
とができる回転ステージ9とで構成されている。
【0012】上記構成の分光モニター1はバンドパスフ
ィルタ3への入射角度を変化させた場合の分光透過率は
図3に示すようになる。このような特徴を利用すれば、
バンドパスフィルタ3への入射角度を変化させれば異な
る波長領域の透過光量を測定することが可能となる。た
だし、角度が大きくなるに従って、透過光の波長半値幅
が広がり、かつ波高値が下がる傾向にあるのでも、とも
にモニターできる波長範囲は限られる。
【0013】入射角変化手段5としてのステッピングモ
ータで角度変化されたバンドパスフィルタ3を透過した
光は検出器4としての複数個のフォトダイオードアレイ
6で検知され、波長毎の特性として記録されることによ
り、特定の波長範囲の分光特性が得られる。例えば半値
幅1nm、中心波長が550nmのバンドパスフィルタ
3を用い、半値幅6nm、中心波長550nmのバンド
パスフィルタ特性を測定した結果ともとの分光特性とを
比較すると、図4に示すようになった。これは1nmの
半値幅のバンドパスフィルタを2、4、6、8、10゜
変化させた時の中心波長がそれぞれ550、549.
9、549.6、549.1、548.4、547.6
nmであることから、それぞれの波長での検出器の値を
それぞれの透過率の積分値として計算した結果である。
これはもとの半値幅6nmのバンドパスフィルタの分光
透過率をほぼトレースしており、この場合、2.5nm
程度の範囲では実用的なレベルで分光特性が求められる
ことがわかる。このような測定は特にプラズマ発光等
で、発光のピーク値の変化を求める場合でピークとなる
波長がふらつく場合、特に有効である。
【0014】
【発明の異なる実施の形態】次に、図5ないし図16に
示す本発明の異なる実施の形態につき説明する。なお、
これらの本発明の異なる実施の形態の説明に当って、前
記本発明の第1の実施の形態と同一構成部分には同一符
号を付して重複する説明を省略する。
【0015】図5に示す本発明の第2の実施の形態にお
いて、前記本発明の第1の実施の形態と主に異なる点
は、光源2からの入射光2aを複数の入射角度を持つよ
うに集光できる反射の鏡面10を用いてアパーチャ11
を備えたバンドパスフィルタ3に入射できるように構成
した入射角変化手段5Aを用いた点で、このような入射
角変化手段5Aを用いて構成した分光モニター1Aにし
ても、前記本発明の第1の実施の形態と同様な効果が得
られるとともに、小さなバンドパスフィルタ3の使用が
可能となり、さらなるコストの低減を図ることができ
る。なお、本発明の実施の形態では複数の入射角度を持
つように集光できる反射の鏡面10は光源2からの入射
光を異なる複数個の反射角を有する反射面が設けられた
反射鏡、例えば、平面鏡が角度を変えて複数個配置した
反射鏡や連続的に曲率が変化する反射面が設けられた反
射鏡、例えば、パラボラアンテナや集光板のように丸み
を帯びた反射鏡が使用される。
【0016】図6に示す本発明の第3の実施の形態にお
いて、前記本発明の第1の実施の形態と主に異なる点
は、光源2からの入射光2aを複数個の入射角度を持つ
ように集光可能な光学レンズ13を用いてアパーチャ1
1を備えるバンドパスフィルタ3に入射できるように構
成した入射角変化手段5Bを用いた点で、このような入
射角変化手段5Bを用いて構成した分光モニター1Bに
しても、前記本発明の第1の実施の形態と同様な効果が
得られるとともに、小さなバンドパスフィルタ3の使用
が可能となり、さらなるコストの低減を図ることができ
る。
【0017】図7および図8に示す本発明の第4の実施
の形態において、前記本発明の第3の実施の形態と主に
異なる点は、同心円状に複数個のフォトダイオードアレ
イ6Aを形成した検出器4Aを用いた点で、このような
検出器4Aを用いて構成した分光モニター1Cにして
も、前記本発明の第3の実施の形態と同様な作用効果が
得られる。
【0018】図9および図10に示す本発明の第5の実
施の形態において、前記本発明の第1の実施の形態と主
に異なる点は、バンドパスフィルタ3を固定状態で設置
するとともに、光源2からのバンドパスフィルタ3への
入射光2aを拡散できるシリンドリカルレンズ等の光拡
散器12を用いた入射角変化手段5Cを用いた点で、こ
のような入射角変化手段5Cを用いて構成した分光モニ
ター1Dにしても、前記本発明の第1の実施の形態と同
様な作用効果が得られる。
【0019】図11および図12に示す本発明の第6の
実施の形態において、前記本発明の第1の実施の形態と
主に異なる点は、バンドパスフィルタ3を固定状態で設
置するとともに、バンドパスフィルタ3への入射光2a
を複数個の入射角度を持つように光源2を回動させる入
射角変化手段5Dを用いた点で、このような入射角変化
手段5Cを用いて構成した分光モニター1Eにしても、
前記本発明の第1の実施の形態と同様な作用効果が得ら
れる。なお、前記入射角変化手段5Dは光源2をバンド
パスフィルタ3への入射光2aを複数個の入射角度を持
つように光源2を回動できるものであればどんな構造で
も良いが、本発明の実施の形態では光源2を支持する支
持台16に形成された円弧状のガイド溝17と、この円
弧状のガイド溝17にスライド移動可能に取付けられた
光源2のケース体18に形成されたスライド片19と、
前記支持台16に後端部が枢支ピン20で枢支され、出
没される先端部が前記スライド片19に枢支ピン21で
枢支された油圧あるいはエア等のシリンダー22とで構
成されている。
【0020】図13および図14に示す本発明の第7の
実施の形態において、前記本発明の第3の実施の形態と
主に異なる点は、バンドパスフィルタ3に対しての複数
個の入射角T0、T1、T2、T3、T4、T5に対し
てほぼ同じ透過量となるように光路系D0、D1、D
2、D3、D4、D5を形成したセルフォックレンズア
レイ14を用いた入射角変化手段5Eを用いた点で、こ
のような入射角変化手段5Eを用いて構成した分光モニ
ター1Fにしても、前記本発明の第3の実施の形態と同
様な作用効果が得られる。
【0021】図15および図16に示す本発明の第8の
実施の形態において、前記本発明の第7の実施の形態と
主に異なる点は、バンドパスフィルタ3に対しての複数
個の入射角T0、T1、T2、T3、T4、T5、T
6、T7、T8、T9に対してほぼ同じ透過量となるよ
うに導波光路D0、D1、D2、D3、D4、D5、D
6、D7、D8、D9を形成した導波路15を用いた入
射角変化手段5Fを用いた点で、このような入射角変化
手段5Fを用いて構成した分光モニター1Gにしても、
前記本発明の第7の実施の形態と同様な作用効果が得ら
れる。
【0022】なお、前記本発明の各実施の形態では検出
器4、4Aとしてフォトダイオードアレイ6、6Aを用
いるものについて説明したが、本発明はこれに限らず、
フォトダイオード、フォトトランジスタ、イメージセン
サー、集電素子やフォトマル等を使用した検出器を用い
てもよい。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にあっては次に列挙する効果が得られる。
【0024】(1)光源と、この光源からの入射光をあ
る特定波長領域のみを選択的に透過させるバンドパスフ
ィルタと、このバンドパスフィルタを透過した分光を検
出する検出器と、前記バンドパスフィルタに対する入射
角を変化させる入射角変化手段とで構成されているの
で、ある特定波長領域のみを角度を変化させて選択的に
透過させて分光特性を検出することができる。したがっ
て、従来のように高価なシステムを用いる必要がなく、
安価な構成で検出することができる。
【0025】(2)前記(1)によって、簡単な構成で
あるので、分光特性の検出を安全性の高い状態で行なう
ことができる。したがって、信頼性の高い分光特性の検
出を行なうことができる。
【0026】(3)請求項2、3、4、5、6も、前記
(1)、(2)と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略平面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の概略正面図。
【図3】バンドパスフィルタの透過率の角度依存性を示
す図。
【図4】フィルタの分光透過率と本願発明の計測値を示
す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態の概略説明図。
【図6】本発明の第3の実施の形態の概略説明図。
【図7】本発明の第4の実施の形態の概略説明図。
【図8】本発明の第4の実施の形態の検出器の平面図。
【図9】本発明の第5の実施の形態の概略平面図。
【図10】本発明の第5の実施の形態の概略正面図。
【図11】本発明の第6の実施の形態の概略平面図。
【図12】本発明の第6の実施の形態の概略正面図。
【図13】本発明の第7の実施の形態の概略説明図。
【図14】本発明の第7の実施の形態の分光透過器の説
明図。
【図15】本発明の第8の実施の形態の概略説明図。
【図16】本発明の第8の実施の形態の分光透過器の説
明図。
【符号の説明】
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G:分光
モニター、2:光源、 2a:入射光、
3:バンドパスフィルタ、4、4A:検出器、5、5
A、5B、5C、5D、5E、5F:入射角変化手段、
6、6A:フォトダイオードアレイ、7:駆動軸、8:
ステッピングモータ本体、9:回転ステージ、 1
0:鏡面、11:アパチャー、 12:光拡散器、
13:光学レンズ、14:セルフォックレンズアレイ、
15:導波路、 16:支持台、17:ガイド
溝、 18:ケース体、19:スライド片、
20:枢支ピン、21:枢支ピン、 22:シ
リンダー。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、この光源からの入射光をある特
    定波長領域のみを選択的に透過させるバンドパスフィル
    タと、このバンドパスフィルタを透過した分光を検出す
    る検出器と、前記バンドパスフィルタに対する入射角を
    変化させる入射角変化手段とからなることを特徴とする
    分光モニタ−。
  2. 【請求項2】 入射角変化手段は、バンドパスフィルタ
    を回動させるステッピングモータ等の回動手段であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の分光モニタ−。
  3. 【請求項3】 入射角変化手段は、光源からの入射光を
    集光可能なレンズであることを特徴とする請求項1記載
    の分光モニタ−。
  4. 【請求項4】 入射角変化手段は、光源からの入射光を
    異なる複数個の反射角を有する反射面が設けられた反射
    鏡あるいは連続的に曲率が変化する反射面が設けられた
    反射鏡であることを特徴とする請求項1記載の分光モニ
    タ−。
  5. 【請求項5】 入射角変化手段は、バンドパスフィルタ
    に対しての複数個の入射角に対してほぼ同じ透過量とな
    るように光路系を形成したセルフォックレンズアレイで
    あることを特徴とする請求項1記載の分光モニタ−。
  6. 【請求項6】 入射角変化手段は、バンドパスフィルタ
    に対しての複数個の入射角に対してほぼ同じ透過量とな
    るように導波光路を形成した導波路であることを特徴と
    する請求項1記載の分光モニタ−。
  7. 【請求項7】 検出器は同心円上に異なる受光体が配置
    されたフォトダイオードアレイ、あるいは横一列に受光
    体が配置されたフォトダイオードアレイであることを特
    徴とする請求項1記載の分光モニタ−。
JP2002151858A 2002-05-27 2002-05-27 分光モニタ− Pending JP2003344161A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010537363A (ja) * 2007-08-13 2010-12-02 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 適応性がある色を有する照明装置
WO2012131812A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 分光器

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