分光裝置和分光用光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供分光裝置和分光用光源。該分光裝置包括：光學(xué)系統(tǒng)，使輸出光透過，該輸出光從接收到來自光源的照射光的試樣輸出；二維陣列光檢測(cè)器，拍攝透射所述光學(xué)系統(tǒng)的光；以及控制器，所述光學(xué)系統(tǒng)包括：第一光學(xué)器，設(shè)置在所述試樣和所述二維陣列光檢測(cè)器之間；第二光學(xué)器，設(shè)置在所述二維陣列光檢測(cè)器和所述第一光學(xué)器之間；以及可變帶通濾光器，設(shè)置在所述第一光學(xué)器和所述試樣之間、以及所述第二光學(xué)器和所述二維陣列光檢測(cè)器之間的至少一個(gè)上，其中，所述控制器配合所述二維陣列光檢測(cè)器的拍攝時(shí)機(jī)，改變所述可變帶通濾光器器的光透過波長(zhǎng)頻帶。
【專利說明】分光裝置和分光用光源
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)基于2012年11月8日向日本特許廳提交的日本專利申請(qǐng)2012-246429號(hào)，因此將所述日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及分光裝置和分光用光源。
【背景技術(shù)】
[0004]如果向試樣(測(cè)量對(duì)象)照射來自例如激光那樣光源的光，則產(chǎn)生包含激勵(lì)光、熒光或拉曼散射光等的輸出光。提出了一種使上述輸出光射入顯微鏡來進(jìn)行分光和分析的分光裝置。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)一種光波長(zhǎng)計(jì)，該光波長(zhǎng)計(jì)保持波長(zhǎng)測(cè)量穩(wěn)定性并使基準(zhǔn)光源部的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。即，能夠以低成本得到可靠性高的光波長(zhǎng)計(jì)。
[0005]在此，拉曼散射是通過向物質(zhì)照射激光等具有單一波長(zhǎng)的光而產(chǎn)生的線形或非線形的光學(xué)現(xiàn)象。在拉曼散射過程中，產(chǎn)生與照射的單一波長(zhǎng)光的波長(zhǎng)相比、具有稍許偏移(長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)或短波長(zhǎng)側(cè))的波長(zhǎng)的散射光。另外，由拉曼散射得到的光的強(qiáng)度是照射光波長(zhǎng)的10_14倍程度的微弱的強(qiáng)度。
[0006]因上述波長(zhǎng)偏移(拉曼偏移)而得到的拉曼散射光譜是物質(zhì)所固有的。由此，基于拉曼散射光能夠確定試樣是何種物質(zhì)。
[0007]因此，以往通過利用分光裝置檢測(cè)從試樣發(fā)出的拉曼散射光等，來確定試樣中包含的物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)。另外，按照以往的分光裝置，不論試樣是固體、液體或氣體都能夠進(jìn)行非破壞下的檢測(cè)。
[0008]此外，SERS (表面增強(qiáng)拉曼散射)是如下現(xiàn)象:通過向試樣(測(cè)量對(duì)象；具有金屬納米結(jié)構(gòu)的試樣)照射激光等具有單一波長(zhǎng)的光，產(chǎn)生增強(qiáng)的拉曼散射光，所述試樣具有存在于納米尺寸的金屬結(jié)構(gòu)周圍的物質(zhì)。具體地說，通過向具有金屬納米結(jié)構(gòu)的試樣照射激勵(lì)光，在金屬表面激勵(lì)作為自由電子粗密波的表面等離子體振子。在激勵(lì)了表面等離子體振子的區(qū)域，光電場(chǎng)增強(qiáng)。
[0009]關(guān)于SERS，以往的分光裝置對(duì)在金屬納米結(jié)構(gòu)的周圍產(chǎn)生、且由表面等離子體振子增強(qiáng)的拉曼散射光進(jìn)行測(cè)量。在這種領(lǐng)域中使用一種分光裝置，該分光裝置使用日本專利公開公報(bào)特開2002-014043號(hào)記載的衍射光柵。但是，如果使用衍射光柵，則裝置的部件個(gè)數(shù)增加。因此，導(dǎo)致裝置大型化且價(jià)格高。此外，在液晶帶通濾光器中具有偏振依存性，光透射效率也低。因此，提出了一種使用可變帶通濾光器的分光裝置。
[0010]作為記載了以往分光裝置的文獻(xiàn)，例如具有日本專利公開公報(bào)特開2007-179002號(hào)、日本專利公開公報(bào)特開2004-317676號(hào)、日本專利公開公報(bào)特開2002-014043號(hào)、日本專利公開公報(bào)特開2011-220700號(hào)、以及日本專利公開公報(bào)特開2012-127855號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明提供一種分光裝置，其包括:光學(xué)系統(tǒng)，使輸出光透過，所述輸出光從接收到來自光源的照射光的試樣輸出；二維陣列光檢測(cè)器，拍攝透過所述光學(xué)系統(tǒng)的光；以及控制器，所述光學(xué)系統(tǒng)包括:第一光學(xué)器，設(shè)置在所述試樣和所述二維陣列光檢測(cè)器之間；第二光學(xué)器，設(shè)置在所述二維陣列光檢測(cè)器和所述第一光學(xué)器之間；以及可變帶通濾光器，設(shè)置在所述第一光學(xué)器和所述試樣之間、以及所述第二光學(xué)器和所述二維陣列光檢測(cè)器之間的至少一個(gè)上，所述控制器配合所述二維陣列光檢測(cè)器的拍攝時(shí)機(jī)，改變所述可變帶通濾光器的光透過波長(zhǎng)頻帶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是表示本發(fā)明一種實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是可變帶通濾光器的入射角的說明圖。
[0014]圖3是表示圖1的二維陣列光檢測(cè)器受光面上的光譜強(qiáng)度的示意圖。
[0015]圖4是可變帶通濾光器的透過波長(zhǎng)頻帶的說明圖。
[0016]圖5是說明二維陣列光檢測(cè)器和可變帶通濾光器的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0017]圖6是說明圖1的分光裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0018]圖7是說明二維陣列光檢測(cè)器和可變帶通濾光器的動(dòng)作的另一時(shí)序圖。
[0019]圖8是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖9是可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7的透過波長(zhǎng)頻帶的說明圖。
[0021]圖10是說明二維陣列光檢測(cè)器、可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0022]圖11是說明圖8的分光裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0023]圖12是說明二維陣列光檢測(cè)器、可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7的動(dòng)作的另一時(shí)序圖。
[0024]圖13是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖14是圖13的光軸偏移修正的說明圖。
[0026]圖15是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖16是圖15的光軸偏移修正的說明圖。
[0028]圖17A、17B是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖18是基于本發(fā)明的分光動(dòng)作例子的說明圖。
[0030]圖19是表示校正裝置的具體例子的框圖。
[0031]圖20是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖21是圖20的濾光器的角度變化的說明圖。
[0033]圖22A、22B是表示用于實(shí)現(xiàn)圖21所示的濾光器的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖23是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖24是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖25是作為本發(fā)明應(yīng)用例子的窄頻帶光源的結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖26是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0038]圖27是圖26的可變帶通濾光器的光入射角度的說明圖。
[0039]圖28是表示圖26的二維陣列光檢測(cè)器受光面上的光譜強(qiáng)度的示意圖。[0040]在下面的詳細(xì)說明中，出于說明的目的，為了提供對(duì)所公開的實(shí)施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細(xì)節(jié)。然而，顯然可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實(shí)施一個(gè)或更多的實(shí)施方式。在其它的情況下，為了簡(jiǎn)化制圖，示意性地示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明的一種實(shí)施方式的分光裝置(本分光裝置)，其包括:光學(xué)系統(tǒng)，使輸出光透過，所述輸出光從接收到來自光源的照射光的試樣輸出；二維陣列光檢測(cè)器，拍攝透射了所述光學(xué)系統(tǒng)的光；以及控制器，所述光學(xué)系統(tǒng)包括:第一光學(xué)器，設(shè)置在所述試樣和所述二維陣列光檢測(cè)器之間；第二光學(xué)器，設(shè)置在所述二維陣列光檢測(cè)器和所述第一光學(xué)器之間；以及可變帶通濾光器，設(shè)置在所述第一光學(xué)器和所述試樣之間、以及所述第二光學(xué)器和所述二維陣列光檢測(cè)器之間的至少一個(gè)上，其中，所述控制器配合所述二維陣列光檢測(cè)器拍攝的時(shí)機(jī)，改變所述可變帶通濾光器的光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0042]在本分光裝置中，所述控制器可以通過控制所述可變帶通濾光器，掃描預(yù)先確定的多個(gè)所述光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0043]在本分光裝置中，所述控制器可以通過控制所述二維陣列光檢測(cè)器的拍攝時(shí)機(jī)，以預(yù)先確定的時(shí)間間隔拍攝所述輸出光，并且通過控制所述可變帶通濾光器，將所述透過波長(zhǎng)頻帶改變?yōu)榫哂蓄A(yù)先確定的間隔的波長(zhǎng)頻帶。
[0044]本分光裝置還可以包括偏振器，所述偏振器使透射所述可變帶通濾光器的光向預(yù)先確定的偏振光方向偏振，所述控制器可以改變所述偏振器的偏振光方向。
[0045]本分光裝置還可以包括光軸調(diào)整器，所述光軸調(diào)整器修正來自所述試樣的輸出光光軸在二維平面上的位置偏移。
[0046]本發(fā)明中，所述可變帶通濾光器還可以包括多個(gè)濾光器，所述多個(gè)濾光器具有相互不同的透過波長(zhǎng)頻帶。此外，所述分光裝置還可以包括支承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件能夠切換所述多個(gè)濾光器，并且將所述多個(gè)濾光器支承成能夠相對(duì)于光軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0047]在本分光裝置中，所述支承構(gòu)件可以是形成為能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓板狀的濾光輪，所述濾光輪支承所述濾光器使其在規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置與光軸相交。
[0048]在本分光裝置中，所述支承構(gòu)件可以是能夠沿與光軸相交的直線移動(dòng)的滑動(dòng)件。
[0049]本分光裝置還可以包括使整個(gè)所述支承構(gòu)件相對(duì)于光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)器。
[0050]在本分光裝置中，可以使所述光學(xué)系統(tǒng)能夠與顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)連接或一體化。
[0051]在本分光裝置中，所述可變帶通濾光器可以根據(jù)相對(duì)于光軸的入射角度使光透過波長(zhǎng)頻帶變化。
[0052]在本分光裝置中，所述第一光學(xué)器和所述第二光學(xué)器可以形成遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。
[0053]本發(fā)明還提供一種實(shí)施方式的分光用光源，其包括:本分光裝置；以及光源，向所述試樣照射光。
[0054]按照上述分光裝置，可以從觀察的平面區(qū)域，在更廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)得到降低了光的光譜強(qiáng)度不均的分光輸出。
[0055]并且，本分光裝置可以通過具有用于向試樣照射光的光源，作為實(shí)質(zhì)上的窄頻帶光源發(fā)揮功能。[0056]圖26是表示本發(fā)明一種實(shí)施方式的使用可變帶通濾光器的分光裝置一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)說明圖。圖26中，在試樣I和檢測(cè)器2之間配置有光學(xué)裝置3、4。上述光學(xué)裝置3、4構(gòu)成用于得到平行光的遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。
[0057]并且，在光學(xué)裝置3、4之間配置有可變帶通濾光器5，該可變帶通濾光器5用于僅使特定區(qū)域的光透過。
[0058]因此,從光源OS向試樣I照射光而產(chǎn)生的、來自試樣I的點(diǎn)A、B、C的光分別通過光軸A”、光軸B”和光軸C”，從而透射光學(xué)裝置3?？勺儙V光器5限制上述光的光透過波長(zhǎng)頻帶。并且，利用光學(xué)裝置4，上述光分別聚光到檢測(cè)器2的點(diǎn)A’、B’、C’。
[0059]按照這種結(jié)構(gòu)，可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶(波長(zhǎng)區(qū)域)根據(jù)朝向可變帶通濾光器5的光入射角度而變化。這是因?yàn)槔缈勺儙V光器是多層膜濾光器時(shí)，如果光入射角度變化，則外觀上的膜厚變化。
[0060]如圖27所示，圖26的光軸A”、光軸B”和光軸C”的光分別以α、β、Y的角度射
入可變帶通濾光器5。
[0061]如圖28所示，其結(jié)果，向檢測(cè)器2的點(diǎn)Α’、B’、C’聚光的透過光的光譜和強(qiáng)度在A — Α’、B — B’、C — C’的各點(diǎn)之間不同。
[0062]S卩，例如在試樣I的點(diǎn)A、B、C中，如圖27所示，即使光具有同樣強(qiáng)度的(S卩，沒有波長(zhǎng)依存性，具有固定的光強(qiáng)度)光譜，朝向可變帶通濾光器5的入射角度也不同。因此，光透過光譜在檢測(cè)器2的點(diǎn)A’、B’、C’上不同。
[0063]因此，當(dāng)想從試樣I的平面得到具有某一特定波長(zhǎng)的光時(shí)，會(huì)造成與檢測(cè)器2的平面區(qū)域?qū)?yīng)的、光透過光譜的不均。
[0064]因此，本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置通過使用可變帶通濾光器，具有較少的部件個(gè)數(shù)，小型、低價(jià)且具有高的光效率。此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)光裝置，在所述平面區(qū)域內(nèi)，在大幅度的波長(zhǎng)范圍內(nèi)能夠得到降低了光譜強(qiáng)度不均的分光輸出。
[0065]圖1是表示本發(fā)明的分光裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖1中，對(duì)與圖26相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。圖1和圖26的不同點(diǎn)在于可變帶通濾光器5的配置位置。即，圖1的可變帶通濾光器5設(shè)置在試樣I和光學(xué)裝置3之間。
[0066]在圖1中，光源OS例如是未圖示的白熾光源等寬頻帶光源、或像激光那樣的單一波長(zhǎng)光源。通過向試樣I照射來自光源OS的激勵(lì)光,產(chǎn)生包含突光和散射光的輸出光。
[0067]試樣I產(chǎn)生的輸出光通過兩個(gè)光學(xué)裝置、即光學(xué)裝置(第一光學(xué)器)3和光學(xué)裝置(第二光學(xué)器)4，射入二維陣列光檢測(cè)器2。光學(xué)裝置3和光學(xué)裝置4分別由透鏡構(gòu)成。包含光學(xué)裝置3和光學(xué)裝置4的透鏡光學(xué)系統(tǒng)安裝在未圖示的顯微鏡上、或構(gòu)成追加安裝的光學(xué)系統(tǒng)的一部分。透鏡光學(xué)系統(tǒng)將來自試樣I的輸出光成像在二維陣列光檢測(cè)器2上。另外，透鏡光學(xué)系統(tǒng)并不限于包含兩個(gè)光學(xué)裝置的結(jié)構(gòu)。
[0068]二維陣列光檢測(cè)器 2 例如是 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)或像CCD (Charge Coupled Device電荷稱合器件)那樣的圖像傳感器。
[0069]在試樣I和光學(xué)裝置3之間設(shè)置有可變帶通濾光器5。上述可變帶通濾光器5具有可變的、使入射光透過的波長(zhǎng)頻帶。可變帶通濾光器5使從光學(xué)裝置4射入的平行光束的輸出光中預(yù)先確定的波長(zhǎng)頻帶的光透過?？勺儙V光器例如可以是可以調(diào)整光入射角度的。
[0070]二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5與控制部(控制器)6電連接。通過來自控制部6的控制信號(hào)，改變(控制)二維陣列光檢測(cè)器2的拍攝時(shí)機(jī)。配合二維陣列光檢測(cè)器2的拍攝時(shí)機(jī)，由來自控制部6的控制信號(hào)改變(控制)可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0071]在此，試樣I設(shè)置為與光學(xué)裝置3的光軸大體成直角。來自試樣I的輸出光向圖1的上方、即與光學(xué)裝置3的光軸大體平行地前進(jìn)。如圖2所示，從試樣I向光學(xué)裝置3射出的、來自試樣I的輸出光的光軸A”、B”、C”，分別以大體相同的入射角度α = β = ^射入可變帶通濾光器5。
[0072]即，來自試樣I表面任意區(qū)域的輸出光都以大體相等的入射角度，射入可變帶通濾光器5。因此，由可變帶通濾光器5產(chǎn)生的光透過波長(zhǎng)頻帶在二維陣列光檢測(cè)器2受光面上的各聚光點(diǎn)Α’、B’、C’上是相等的。
[0073]即，在圖1的分光裝置中，當(dāng)想要根據(jù)來自試樣I表面的輸出光得到具有某一特定波長(zhǎng)的光時(shí)，如圖3所示，能夠進(jìn)行與試樣I表面的輸出光位置或區(qū)域?qū)?yīng)的光透過波長(zhǎng)頻帶不均降低后的分光。
[0074]圖3是表示圖1的二維陣列光檢測(cè)器2受光面上的光譜強(qiáng)度的示意圖。在圖3中，縱軸表示光透過強(qiáng)度，橫軸表示波長(zhǎng)。當(dāng)從試樣I的點(diǎn)Α、B、C射入二維陣列光檢測(cè)器2的光具有相同的強(qiáng)度、且不具有波長(zhǎng)依存性時(shí)，二維陣列光檢測(cè)器2受光面上的各聚光點(diǎn)Α’，B’、C’的光透過光譜相互大體相等。
[0075]可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶可變?？勺儙V光器5使從試樣I射出的平行光束中預(yù)先確定的波長(zhǎng)帶`寬W的光透過。具體地說，可變帶通濾光器5例如包括:濾光器部，根據(jù)朝向?yàn)V光器面的光入射角度的變化，透過光的波長(zhǎng)特性變化；以及轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)，改變?yōu)V光器的角度。即，可變帶通濾光器5根據(jù)相對(duì)于光軸的入射角度，改變透過波長(zhǎng)頻帶。
[0076]圖4是圖1的可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶的說明圖。如圖4所示，可變帶通濾光器5可以通過改變相對(duì)于輸出光的光軸的濾光器部的角度,保持規(guī)定的波長(zhǎng)帶寬W，并調(diào)整(改變)光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0077]例如，在可變帶通濾光器5中，如圖4所示，作為上述光透過波長(zhǎng)頻帶，可以對(duì)從波長(zhǎng)LlO到L19的波長(zhǎng)頻帶Wl、從波長(zhǎng)L20到L29的波長(zhǎng)頻帶W2、以及從波長(zhǎng)L30到L39的波長(zhǎng)頻帶W3這三種進(jìn)行切換?？勺儙V光器5可以在上述波長(zhǎng)頻帶Wl~W3的任意一種頻帶中，使包含在從光學(xué)裝置4射入的來自試樣I的輸出光的散射光Cl透過。波長(zhǎng)頻帶Wl~W3都具有規(guī)定的波長(zhǎng)帶寬W。
[0078]如上所述，控制部6通過控制二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5，在規(guī)定的時(shí)機(jī)使二維陣列光檢測(cè)器2拍攝可變帶通濾光器5的規(guī)定光透過波長(zhǎng)頻帶的輸出光?？刂撇?以使二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5協(xié)調(diào)動(dòng)作的方式，對(duì)它們進(jìn)行控制。
[0079]控制部6可以通過控制二維陣列光檢測(cè)器2，以預(yù)先確定的時(shí)間間隔(例如等時(shí)間間隔)拍攝來自試樣I的輸出光?？刂撇?也可以通過控制可變帶通濾光器5,以預(yù)先確定的間隔的波長(zhǎng)頻帶(例如等波長(zhǎng)頻帶間隔)來改變光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0080]圖5是說明由控制部6控制的二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖5的上層表示透射VBPF (可變帶通濾光器5)的光的波長(zhǎng)頻帶的變化。當(dāng)光透過波長(zhǎng)頻帶保持在Wl、W2或W3時(shí)，VBPF靜止。通過可變帶通濾光器5的加減速動(dòng)作改變光透過波長(zhǎng)頻帶(例如Wl — W2、或W2 — W3)。圖5的下層表示由CAM (二維陣列光檢測(cè)器2)對(duì)輸出光進(jìn)行拍攝的時(shí)機(jī)。當(dāng)二維陣列光檢測(cè)器2為ON的狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行在預(yù)先確定的Texp曝光時(shí)間的曝光和拍攝。利用VBPF的加減速動(dòng)作改變光透過波長(zhǎng)頻帶時(shí)，產(chǎn)生直到開始下一次拍攝的等待時(shí)間Tw。
[0081]在未圖示的存儲(chǔ)裝置中，存儲(chǔ)有預(yù)先確定的二維陣列光檢測(cè)器2為ON的拍攝時(shí)機(jī)或拍攝間隔?？刂撇?通過配合上述拍攝時(shí)機(jī)或拍攝間隔來控制可變帶通濾光器5，切換波長(zhǎng)頻帶W1、W2、以及W3。具體地說，控制部6配合二維陣列光檢測(cè)器2的拍攝時(shí)機(jī)tl、t2或t3，對(duì)可變帶通濾光器5的波長(zhǎng)頻帶Wl、W2、以及W3進(jìn)行切換。
[0082]另外，控制部6例如也可以包括控制分光裝置的各構(gòu)件動(dòng)作的CPU (CentralProcessing Unit中央處理單元)。具體地說,控制部6啟動(dòng)存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)裝置內(nèi)的OS等。并且，控制部6通過在上述OS上，讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置內(nèi)的程序，來控制整個(gè)分光裝置。并且，控制部6通過以預(yù)先確定的時(shí)機(jī)或拍攝間隔控制可變帶通濾光器5，來改變光透過波長(zhǎng)頻帶，并在二維陣列光檢測(cè)器2中拍攝透過光。
[0083]圖6是說明圖1那樣結(jié)構(gòu)的分光裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0084](1-1)測(cè)量開始后，在步驟SI中，控制部6從未圖示的存儲(chǔ)裝置讀取預(yù)先確定的二維陣列光檢測(cè)器2的曝光時(shí)間Traip,并進(jìn)行設(shè)定。
[0085](1-2)在步驟S2中，控制部6從未圖示的存儲(chǔ)裝置讀取預(yù)先確定的全部VBPF中的光透過波長(zhǎng)頻帶，并設(shè)定初始值(Wl )。即，控制部6使VBPF動(dòng)作，并在確認(rèn)VBPF的波長(zhǎng)頻帶成為Wl之后，使VBPF的動(dòng)作結(jié)束，使VBPF靜止。
[0086](1-3)在步驟S3中，控制部6控制二維陣列光檢測(cè)器2，在預(yù)先確定的曝光時(shí)間Texp,拍攝透射VBPF的光(CAM:0N)?？刂撇?將得到的拍攝數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)裝置內(nèi)。
[0087](1-4)在步驟S4中，控制部6判斷全部分光波長(zhǎng)頻帶的測(cè)量(拍攝)是否結(jié)束。當(dāng)測(cè)量結(jié)束時(shí)(YES)，控制部6結(jié)束測(cè)量，并返回等待下一次測(cè)量開始的待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)測(cè)量未結(jié)束時(shí)(NO)，控制部6前進(jìn)至步驟S5。
[0088](1-5)在步驟S5中，控制部6將VBPF中的光透過波長(zhǎng)頻帶設(shè)定為下一狀態(tài)(VBPF:Wl -W2),并開始VBPF的加減速動(dòng)作。
[0089](1-6)在步驟S6中，控制部6判斷VBPF的光透過波長(zhǎng)頻帶是否到達(dá)了在步驟S5中設(shè)定的下一波長(zhǎng)頻帶W2。當(dāng)未到達(dá)時(shí)(NO)，控制部6反復(fù)進(jìn)行步驟S6的判斷。上述反復(fù)進(jìn)行的判斷是指通過使VBPF進(jìn)行加減速動(dòng)作，波長(zhǎng)頻帶在正變化為下一波長(zhǎng)頻帶(Wl — W2)的過程中。反復(fù)的累計(jì)時(shí)間相當(dāng)于直到二維陣列光檢測(cè)器2開始下一次拍攝的等待時(shí)間Tw(CAM:0FF)。當(dāng)波長(zhǎng)頻帶到達(dá)了 W2時(shí)(YES)，控制部6前進(jìn)至步驟S3，通過控制二維陣列光檢測(cè)器2拍攝波長(zhǎng)頻帶W2的透過光。
[0090](1-7)反復(fù)進(jìn)行以上方式的步驟S4中的判斷、步驟S5的動(dòng)作、步驟S6的判斷、以及步驟S3中的拍攝。由此，控制部6最終將VBPF中的光透過波長(zhǎng)頻帶控制為W3 (最終狀態(tài))，并且通過控制二維陣列光檢測(cè)器2拍攝波長(zhǎng)頻帶W3的透過光?？刂撇?結(jié)束測(cè)量，并返回等待下一次測(cè)量開始的待機(jī)狀態(tài)。
[0091]在圖1的分光裝置中，可變帶通濾光器5設(shè)置在光學(xué)裝置3和試樣I之間。由此，來自試樣I任意區(qū)域的輸出光都以大體相等的角度，射入可變帶通濾光器5。由此，可以進(jìn)行降低了與二維陣列光檢測(cè)器2受光面上位置或區(qū)域?qū)?yīng)的光透過波長(zhǎng)頻帶不均的分光。
[0092]由此，圖1的分光裝置能夠以較少的不均對(duì)試樣I的二維觀察平面的區(qū)域進(jìn)行分光。其結(jié)果，由于測(cè)量后不需要修正圖像的分光信息，所以圖1的分光裝置可以進(jìn)行高速分光。
[0093]此外，控制部6進(jìn)行控制，以使二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5協(xié)調(diào)動(dòng)作。由此，控制部6能對(duì)二維平面的區(qū)域進(jìn)行分光拍攝。
[0094]此外，圖1的分光裝置具有包含兩個(gè)光學(xué)裝置3、4的透鏡光學(xué)系統(tǒng)和可變帶通濾光器5這樣較少的部件。因此，圖1的分光裝置能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且價(jià)格低。
[0095]此外，作為可變帶通濾光器5可以使用具有較小的偏振依存性的光入射角度調(diào)整型的濾光器。在這種情況下，即使入射光微弱，也能夠得到充分的光量。因此，由于能夠縮短曝光時(shí)間Traip，所以能夠進(jìn)行高速分光。
[0096]另外，在上述實(shí)施方式中，為了便于說明，將可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶作為W1、W2以及W3三種進(jìn)行了說明?？勺儙V光器5可以在更多的光透過波長(zhǎng)頻帶中，使來自所述試樣I的包含熒光、散射光、反射光和透過光的輸出光透過。在這種情況下，控制部6可以通過控制可變帶通濾光器5掃描光透過波長(zhǎng)頻帶，由此，對(duì)連續(xù)的光譜頻帶進(jìn)行分光。
[0097]此外，在圖1的分光裝置中，波長(zhǎng)分辨率的頻帶為具有可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶。因此，在圖1的分光裝置中，可以使用波長(zhǎng)帶寬窄的可變帶通濾光器5，并且也可以增加使光透過的波長(zhǎng)頻帶。由此，分光裝置具有較高的波長(zhǎng)分辨率，并且可以對(duì)連續(xù)的光譜頻帶進(jìn)行分光。
[0098]此外，在上述實(shí)施方式中，為了便于說明，如圖5所示，能夠使可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶以Wl — W2 — W3呈階段性(離散)變化。但是，從Wl到W3的波長(zhǎng)頻帶的變化可以連續(xù)性的或曲線的。利用圖7對(duì)上述動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0099]圖7是說明由控制部6控制的二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5的動(dòng)作的另一時(shí)序圖。圖7中，控制部6使可變帶通濾光器5的濾光器部以規(guī)定的角度連續(xù)變化。由此，控制部6使光透過波長(zhǎng)頻帶在波長(zhǎng)頻帶Wl到W3之間連續(xù)性變化。圖7中表示連續(xù)性且線形變化的光透過波長(zhǎng)頻帶。但是，控制部6也可以使光透過波長(zhǎng)頻帶非線形變化。
[0100]如圖7所示，當(dāng)通過使光透過波長(zhǎng)頻帶連續(xù)變化來掃描連續(xù)的光譜頻帶時(shí)，不需要圖5所示的可變帶通濾光器5的加減速動(dòng)作。由此，可以減少等待時(shí)間Tw。S卩，能夠反復(fù)進(jìn)行利用二維陣列光檢測(cè)器2進(jìn)行的拍攝。因此，整體的分光時(shí)間變短，能夠進(jìn)行更高速的分光。
[0101]在這種情況下，控制部6也可以調(diào)整使光透過的可變帶通濾光器5的相鄰的波長(zhǎng)頻帶的間隔。進(jìn)而，控制部6也可以使光透過波長(zhǎng)頻帶在波長(zhǎng)頻帶Wl到W3之間連續(xù)變化。例如，關(guān)于進(jìn)行在窄波長(zhǎng)頻帶下得到的透過光的光強(qiáng)度分析的范圍，控制部6也可以通過控制可變帶通濾光器5，使相鄰的波長(zhǎng)頻帶的間隔變窄。此外，關(guān)于不需要進(jìn)行由窄頻帶得到的透過光的光強(qiáng)度分析的范圍，控制部6也可以使相鄰的波長(zhǎng)頻帶的間隔變寬。
[0102]其結(jié)果，分光裝置(控制部6)可以在所希望的范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)的波長(zhǎng)頻帶的分光。在上述范圍內(nèi)，分光裝置與將要進(jìn)行分光的光譜的波長(zhǎng)區(qū)域?qū)?yīng)地具有適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)分辨率。此外，由于實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的分光動(dòng)作，所以能夠省略(縮短)可變帶通濾光器5的加減速動(dòng)作的等待時(shí)間Tw。由此，作為整體能夠進(jìn)行更高速的分光。
[0103]另外，即使在將可變帶通濾光器5的配置位置從試樣I和光學(xué)裝置3之間改變到光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間時(shí)，也能夠得到大體相同的效果。例如，可以將包含光學(xué)裝置3、4的光學(xué)系統(tǒng)變更為遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)等。即，光學(xué)裝置3、4可以形成遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。由此，可以使來自試樣I的輸出光大體垂直地射入二維陣列光檢測(cè)器2。因此,在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間配置有可變帶通濾光器5的分光裝置，也能夠進(jìn)行與圖1的分光裝置大體相同的動(dòng)作，起到與圖1的分光裝置大體相同的效果。
[0104]本實(shí)施方式的分光裝置可以具有協(xié)調(diào)動(dòng)作的多個(gè)可變帶通濾光器。在這種結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于相鄰的波長(zhǎng)頻帶的重復(fù)部分，可以以較高的光學(xué)波長(zhǎng)分辨率進(jìn)行分光。
[0105]圖8是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖8中與圖1相同的部分，采用相同的附圖標(biāo)記。在圖8的分光裝置中，在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間也設(shè)置有可變帶通濾光器7?？勺儙V光器7具有與可變帶通濾光器5相同的結(jié)構(gòu)。
[0106]上述可變帶通濾光器7也與控制部6電連接?？勺儙V光器7的光透過波長(zhǎng)頻帶也與二維陣列光檢測(cè)器2的拍攝時(shí)機(jī)配合，由控制部6的控制信號(hào)改變(控制)。此外，在可變帶通濾光器7和二維陣列光檢測(cè)器2之間設(shè)置有偏振片(偏振器)9，該偏振片9包括例如1/2波長(zhǎng)板或1/4波長(zhǎng)板。上述偏振片9也與控制部6電連接。由控制部6改變(控制)偏振片9的偏振光方向。
[0107]可變帶通濾光器7通過改變?yōu)V光器相對(duì)于光軸的角度，保持光能夠透過的波長(zhǎng)帶寬W，并控制(改變)光透過波長(zhǎng)頻帶。在此，可變帶通濾光器7具有與可變帶通濾光器5不同的光能夠透過的波長(zhǎng)帶寬W’、或與可變帶通濾光器5大體相同的光能夠透過的波長(zhǎng)帶寬I
[0108]此外，當(dāng)可變帶通濾光器7具有與可變帶通濾光器5大體相同的波長(zhǎng)帶寬W時(shí)，利用控制部6，將可變帶通濾光器7控制成具有與可變帶通濾光器5不同的光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0109]圖9是可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7的光透過波長(zhǎng)頻帶的說明圖。在圖9所示的例子中，可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7具有大體相同的光能夠透過的波長(zhǎng)帶寬W。如上所述，可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7通過改變?yōu)V光器相對(duì)于光軸的角度，保持光能夠透過的波長(zhǎng)帶寬W并控制光透過波長(zhǎng)頻帶。
[0110]如上所述，可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶能夠切換成波長(zhǎng)頻帶W1、W2、W3這三種。另一方面，可變帶通濾光器7的光透過波長(zhǎng)頻帶能夠切換成從波長(zhǎng)L10’到L19’的波長(zhǎng)頻帶W4、從波長(zhǎng)L20’到L29’的波長(zhǎng)頻帶W5和從波長(zhǎng)L30’到L39’的波長(zhǎng)頻帶W6這三種。如圖9所示，波長(zhǎng)頻帶Wl和W4、W2和W5、W3和W6分別具有相鄰且重復(fù)的頻帶。
[0111]圖9中，將波長(zhǎng)頻帶Wl和W4的重復(fù)部分表示為W14，將波長(zhǎng)頻帶W2和W5的重復(fù)部分表示為W25，并且將波長(zhǎng)頻帶W3和W6的重復(fù)部分表示為W36。另外，以下說明中，將上述可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶和可變帶通濾光器7的光透過波長(zhǎng)頻帶重復(fù)的光透過波長(zhǎng)頻帶記載為“重復(fù)透過頻帶”。
[0112]控制部6與存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)裝置內(nèi)的預(yù)先確定的二維陣列光檢測(cè)器2為ON的拍攝時(shí)機(jī)或拍攝間隔配合，來控制可變帶通濾光器5。由此，控制部6將可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶變更為W1、W2或W3。此外，控制部6通過控制可變帶通濾光器7，將上述光透過波長(zhǎng)頻帶變更為W4、W5或W6。
[0113]圖10是說明由控制部6控制的二維陣列光檢測(cè)器2、可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器?的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0114]圖10中，VBPFl (可變帶通濾光器5)表示可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶的變化(Wl — W2 — W3)。VBPF2 (可變帶通濾光器7)表示可變帶通濾光器7的光透過波長(zhǎng)頻帶的變化(W4 — W5 — W6)。EFF表示重復(fù)透過頻帶的變化(W14 — W25 — W36)。CAM (二維陣列光檢測(cè)器2)表示由二維陣列光檢測(cè)器2進(jìn)行拍攝的時(shí)機(jī)。二維陣列光檢測(cè)器2為ON的狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行曝光和拍攝。
[0115]在存儲(chǔ)裝置內(nèi)存儲(chǔ)有預(yù)先確定的為ON的二維陣列光檢測(cè)器2的進(jìn)行拍攝的時(shí)機(jī)tl、t2、t3和/或拍攝間隔?？刂撇?配合上述時(shí)機(jī)或拍攝間隔，切換可變帶通濾光器5的光透過波長(zhǎng)頻帶W1、W2、W3。此外，控制部6切換可變帶通濾光器7的光透過波長(zhǎng)頻帶W4、W5、W6。其結(jié)果，與二維陣列光檢測(cè)器2的拍攝時(shí)機(jī)tl、t2、t3配合，重復(fù)透過頻帶成為W14、W25、W36。在此，重復(fù)透過頻帶W14、W25、W36可以具有大體相同的范圍，也可以具有不同的范圍。
[0116]圖11是說明圖8那樣結(jié)構(gòu)的分光裝置的動(dòng)作的流程圖。(2-1)測(cè)量開始后，在步驟SI中，控制部6從未圖示的存儲(chǔ)裝置讀取預(yù)先確定的二維陣列光檢測(cè)器的曝光時(shí)間Traip并進(jìn)行設(shè)定。
[0117](2-2)在步驟S2中，控制部6從未圖示的存儲(chǔ)裝置讀取預(yù)先確定的全部可變帶通濾光器5、7中的光透過波長(zhǎng)頻帶(光透過的分光波長(zhǎng)頻帶)，并設(shè)定初始值(VBPF1:ffl,VBPF2:W4)。即，控制部6使可變帶通濾光器5、7動(dòng)作，使重復(fù)透過頻帶為初始狀態(tài)(EFF:W14)。在確認(rèn)了這些之 后，控制部6使可變帶通濾光器5、7的動(dòng)作結(jié)束，使可變帶通濾光器
5、7靜止。
[0118](2-3)在步驟S3中，控制部6控制二維陣列光檢測(cè)器2，在預(yù)先確定的曝光時(shí)間Irap進(jìn)行拍攝(CAM:0N)。控制部6將得到的拍攝數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)裝置內(nèi)。
[0119](2-4)在步驟S4中，控制部6判斷在全部的波長(zhǎng)頻帶的測(cè)量(拍攝)是否結(jié)束。當(dāng)測(cè)量結(jié)束時(shí)(YES)，控制部6進(jìn)行控制前進(jìn)至測(cè)量結(jié)束，返回等待下一次測(cè)量開始的待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)測(cè)量未結(jié)束時(shí)(NO)，控制部6前進(jìn)至步驟S5。
[0120](2-5)在步驟S5中，控制部6將可變帶通濾光器5、7的光透過波長(zhǎng)頻帶設(shè)定為下一狀態(tài)(VBPF1:W1 — W2，VBPF2:W4 — 5，EFF:W14 —W25)。并且，控制部6開始可變帶通濾光器5、7的加減速動(dòng)作。
[0121](2-6)在步驟S6中，控制部6判斷重復(fù)透過頻帶是否到達(dá)步驟S5中設(shè)定的下一個(gè)重復(fù)透過頻帶化?？:胃25)。未到達(dá)時(shí)(NO)，控制部6反復(fù)進(jìn)行步驟S6的判斷。上述反復(fù)的判斷是指通過使可變帶通濾光器5、7進(jìn)行加減速動(dòng)作，重復(fù)透過頻帶正在向下一個(gè)重復(fù)透過頻帶(EFF:W25)轉(zhuǎn)移的過程中。反復(fù)的累計(jì)時(shí)間相當(dāng)于直到二維陣列光檢測(cè)器2開始下一次拍攝為止的等待時(shí)間Tw (CAM=OFF)0當(dāng)重復(fù)透過頻帶到達(dá)W25時(shí)(YES)，控制部6進(jìn)行控制前進(jìn)至步驟S3?？刂撇?通過控制二維陣列光檢測(cè)器2進(jìn)行拍攝。
[0122](2-7)反復(fù)進(jìn)行上述那樣的步驟S4中的判斷、步驟S5的動(dòng)作、步驟S6的判斷、以及步驟S3的拍攝。由此，最終，控制部6將可變帶通濾光器5、7的光透過波長(zhǎng)頻帶控制為最終狀態(tài)(VBPF1:W3, VBPF2:W6)。由此，控制部6使重復(fù)透過頻帶為最終狀態(tài)(EFF:W36)。并且，控制部6通過控制二維陣列光檢測(cè)器2，在對(duì)透過光進(jìn)行拍攝之后，使測(cè)量結(jié)束。并且，控制部6返回等待下一次測(cè)量開始的待機(jī)狀態(tài)。
[0123]由此，分光裝置(控制部6)使兩個(gè)可變帶通濾光器5、7協(xié)調(diào)動(dòng)作。這樣，控制部6可以使從所述試樣I發(fā)出的包含熒光、散射光、反射光和透過光的輸出光遍布全部(或一部分)規(guī)定的波長(zhǎng)頻帶，在每個(gè)重復(fù)透過頻帶透射可變帶通濾光器5、7來進(jìn)行分光。
[0124]此外，在圖8的分光裝置中，控制部6可以通過使可變帶通濾光器5、7的重復(fù)透過頻帶的范圍變窄，來得到較高的波長(zhǎng)分辨率。
[0125]按照?qǐng)D8的分光裝置，可以使多個(gè)可變帶通濾光器5、7協(xié)調(diào)動(dòng)作。由此，可以高速地對(duì)連續(xù)的波長(zhǎng)頻帶進(jìn)行聞波長(zhǎng)分辨率的分光分析。
[0126]此外，圖8的分光裝置是具有較少部件個(gè)數(shù)的小型且低價(jià)的分光裝置。
[0127]此外，當(dāng)可變帶通濾光器7使用具有較小的偏振依存性的光入射角度調(diào)諧型時(shí)，即使是微弱的光，也能夠得到充分的光量。因此，可以得到高速的分光裝置。
[0128]另外，在上述實(shí)施方式中，為了便于說明，如圖10所示，使可變帶通濾光器5、7的光透過波長(zhǎng)頻帶以Wl — W2 — W3和W4 — W5 — W6呈臺(tái)階狀(離散)變化。但是，圖12所示，從Wl到W3以及從W4到W6的光透過波長(zhǎng)頻帶的變更也可以是連續(xù)性的。
[0129]具體地說，控制部6以使重復(fù)透過頻帶的帶寬保持固定的方式，使可變帶通濾光器5的濾光器部以規(guī)定的角度逐漸變化。由此，控制部6使光透過的波長(zhǎng)頻帶連續(xù)性地在Wl到W3之間變化。配合于此，控制部6以將重復(fù)透過頻帶保持為所希望的帶寬的方式，使可變帶通濾光器7的濾光器部以規(guī)定的角度逐漸變化。由此，控制部6使光透過的波長(zhǎng)頻帶連續(xù)性地在W4到W6之間變化。
[0130]圖12是說明由控制部6控制的二維陣列光檢測(cè)器2和可變帶通濾光器5、7的動(dòng)作的另一時(shí)序圖。圖12中，控制部6使可變帶通濾光器5和可變帶通濾光器7的濾光器部以規(guī)定的角度逐漸連續(xù)變化。
[0131]S卩，控制部6使可變帶通濾光器5的光透過的波長(zhǎng)頻帶在Wl到W3之間連續(xù)變化，并且使可變帶通濾光器7的光透過的波長(zhǎng)頻帶在W4到W6之間連續(xù)變化。由此，重復(fù)透過頻帶在W14到W36之間連續(xù)變化。另外，圖12中表示連續(xù)且線形變化的重復(fù)透過頻帶。但是，控制部6也可以使重復(fù)透過頻帶非線形變化。
[0132]如圖12所示，當(dāng)通過使重復(fù)透過頻帶連續(xù)變化來掃描輸出光的光譜頻帶時(shí)，不需要像圖10所示那樣的可變帶通濾光器5、7的加減速動(dòng)作。由此，可以減少等待時(shí)間Tw。即，能夠反復(fù)進(jìn)行使用二維陣列光檢測(cè)器2進(jìn)行的拍攝。因此，整體的分光時(shí)間變短，能夠進(jìn)行更高速的分光。
[0133]此外，控制部6可以使重復(fù)透過頻帶W14、W25、W36變更，并且使可變帶通濾光器
5、7的透過波長(zhǎng)頻帶連續(xù)性地在Wl到W3之間、以及W4到W6之間變化。例如，關(guān)于進(jìn)行在窄波長(zhǎng)頻帶下得到透過光的光強(qiáng)度分析的范圍，控制部6也可以通過控制可變帶通濾光器
5、7，使重復(fù)透過頻帶的寬度變得很窄。另一方面，關(guān)于作為不需要進(jìn)行由窄頻帶得到的透過光的光強(qiáng)度分析的范圍，控制部6也可以使重復(fù)透過頻帶的寬度變寬。
[0134]其結(jié)果，分光裝置(控制部6)可以在所希望的連續(xù)的波長(zhǎng)頻帶內(nèi)進(jìn)行更高波長(zhǎng)分辨率的分光。此外，分光裝置(控制部6)作為整體能夠保持最低限度的波長(zhǎng)分辨率，并進(jìn)行高速的分光分析。[0135]另外，在上述各實(shí)施方式中，表示了使用包含兩個(gè)光學(xué)裝置3、4的透鏡光學(xué)系統(tǒng)的例子。但是，本發(fā)明的分光裝置并不限于此，也可以使用其他光學(xué)裝置。
[0136]此外，如圖8所示，例如也可以在可變帶通濾光器7的后段設(shè)置偏振片9，該偏振片9例如包含1/2波長(zhǎng)板或1/4波長(zhǎng)板。由此，能夠?qū)⑼干淇勺儙V光器7的輸出光轉(zhuǎn)換成例如像直線偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光那樣的預(yù)先確定的偏振光，上述輸出光是來自所述的試樣I的包含熒光、散射光、反射光和透過光的光。在這種情況下，也可以基于來自控制部6的控制信號(hào)，改變(控制)偏振片9 (偏振裝置)的偏振光方向。
[0137]按照這種分光裝置，透射可變帶通濾光器7的光向預(yù)先確定的偏振光方向偏振。由此，可以對(duì)具有偏振依存性的來自試樣I的輸出光進(jìn)行分光(得到輸出光的光譜)。
[0138]并且，可變帶通濾光器5、7是光入射角度調(diào)整型的濾光器時(shí)，根據(jù)以何種方式進(jìn)行角度調(diào)整，有時(shí)在與光軸大體垂直的XY面上產(chǎn)生光軸的位置偏移(光軸偏移)。在這種情況下，也可以在分光裝置中設(shè)置光軸調(diào)整裝置?？刂撇?控制光軸調(diào)整裝置，適當(dāng)?shù)匦拚赬Y方向上產(chǎn)生的光軸的位置偏移(光軸偏移)。
[0139]S卩，在從試樣I到二維陣列光檢測(cè)器2的光路中，也可以設(shè)置用于調(diào)整光軸的例如像光透過光學(xué)板那樣的光軸調(diào)整裝置。由此，修正在與來自試樣I的射出光光軸大體垂直的平面的XY方向上產(chǎn)生的光軸的位置偏移(光軸偏移)。在這種情況下，光軸調(diào)整裝置能夠控制來自試樣I的輸出光的入射角度，使得基于來自控制部的控制信號(hào)來修正在XY方向上產(chǎn)生的光軸位置偏移(光軸偏移)。
[0140]圖13是表示設(shè)置有光軸修正裝置的實(shí)施方式的圖。圖13中，與圖8相同的部分，采用相同的附圖標(biāo)記。圖13中，由可變帶通濾光器5、7產(chǎn)生的光軸偏移分別通過傾斜相同角度的光軸修正板5’、7’來修正。
[0141]由設(shè)置在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間的光軸修正板5’來修正由設(shè)置在試樣I和光學(xué)裝置3之間的可變帶通濾光器5產(chǎn)生的光軸偏移。光軸修正板5’與可變帶通濾光器5傾斜相同的角度。由設(shè)置在試樣I和光學(xué)裝置3之間的光軸修正板V來修正由設(shè)置在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間的可變帶通濾光器7產(chǎn)生的光軸偏移。光軸修正板7’與可變帶通濾光器7傾斜相同的角度。在此，可變帶通濾光器5具有與光軸修正板5’大體相同的厚度和折射率。可變帶通濾光器7具有與光軸修正板V大體相同的厚度和折射率。
[0142]利用圖14，對(duì)使用光軸修正板5’、7’進(jìn)行的光軸偏移修正的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0143]圖14是用于說明使用圖13所示的可變帶通濾光器5、包含光學(xué)裝置3、4的遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)和光軸修正板5’的光路的圖。如果通過包含光學(xué)裝置3、4的遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)光軸中心(點(diǎn)劃線)的、來自圖下方的光到達(dá)可變帶通濾光器5，則根據(jù)斯捏爾定律，在濾光器5的表面和背面產(chǎn)生折射并前進(jìn)。透射濾光器5的光的光路與光軸中心大體平行。但是，產(chǎn)生光軸偏移S。在此,光軸偏移S表不為可變帶通濾光器5的折射率、厚度和相對(duì)于光軸的傾斜角度Θ I的函數(shù)。因可變帶通濾光器5偏移的光軸利用通過光學(xué)裝置3，在與光軸中心交叉且相對(duì)于光軸中心左右轉(zhuǎn)置的光路內(nèi)前進(jìn)。此后，通過透射光學(xué)裝置4，成為與光軸中心大體平行的光路。
[0144]S卩，在光透射過光學(xué)裝置4之后，也保持由可變帶通濾光器5產(chǎn)生的光軸偏移S。透射過光學(xué)裝置4的光通過與光軸中心大體平行的光路，到達(dá)光軸修正板5’。到達(dá)光軸修正板5’的光按照斯捏爾定律，在光軸修正板5’的表面和背面產(chǎn)生折射并前進(jìn)。光軸修正板5’使透射過光軸修正板5’的光的光軸產(chǎn)生與由可變帶通濾光器5產(chǎn)生的光軸偏移S大體相同的光軸偏移，由此來修正光軸偏移。用于實(shí)現(xiàn)上述修正的條件是光軸修正板5’的厚度和折射率與可變帶通濾光器5的厚度和折射率大體相同、以及光軸修正板5相對(duì)于光軸的傾斜角度Θ 2與Θ I大體相同。
[0145]以上的說明在將可變帶通濾光器5置換為光軸修正板7’，并且將光軸修正板5’置換成可變帶通濾光器7時(shí)也相同。在這種情況下，通過由光軸修正板7’提供與由可變帶通濾光器7產(chǎn)生的光軸偏移相反方向的光軸偏移,來修正光軸偏移。用于實(shí)現(xiàn)上述修正的條件是光軸修正板7’的厚度和折射率與可變帶通濾光器7的厚度和折射率大體相同、以及光軸修正板V相對(duì)于光軸的傾斜角度Θ 2與可變帶通濾光器7相對(duì)于光軸的角度ΘI大體相同。
[0146]另外，如圖13所示，可變帶通濾光器5和光軸修正板7’配置在試樣I和光學(xué)裝置3之間。上述可變帶通濾光器5和光軸修正板7’的配置順序可以是沿光的前進(jìn)方向前后交換(可變帶通濾光器5也可以配置在比光軸修正板V更接近光學(xué)裝置3的一側(cè))。在這種情況下，能夠以與可變帶通濾光器5和光軸修正板7’的配置順序?qū)?yīng)的方式，使配置在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間的可變帶通濾光器7和光軸修正板5’的配置順序沿光的行進(jìn)方向前后交換(可變帶通濾光器7也可以配置在比與光軸修正板5’更遠(yuǎn)離光學(xué)裝置4 一側(cè))。
[0147]此外，在利用圖13和圖14說明的實(shí)施方式中，可變帶通濾光器5 (7)和光軸修正板5’(7’)具有大體相同的厚度和折射率。但是，可變帶通濾光器5 (7)和光軸修正板5’(7’)也可以具有相互不同的厚度和折射率。在這種情況下，光軸修正板5’(7’)的傾斜角度Θ 2與可變帶通濾光器5 (7)的傾斜角度Θ I不同。
[0148]此外，在上述實(shí)施方式中，為了修正由配置在試樣I和光學(xué)裝置3之間的可變帶通濾光器5產(chǎn)生的光軸偏移,在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間配置光軸修正板5’。但是，并不限于此，如圖15所示，為了修正由配置在試樣I和光學(xué)裝置3之間的可變帶通濾光器5產(chǎn)生的光軸偏移,也可以將光軸修正板5’配置在試樣I和光學(xué)裝置3之間。此外，為了修正由配置在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間的可變帶通濾光器7產(chǎn)生的光軸偏移，也可以將光軸修正板7’配置在光學(xué)裝置4和二維陣列光檢測(cè)器2之間。
[0149]圖16是用于說明使用圖15所不的可變帶通濾光器5 (7)和光軸修正板5’(7’)的光路的圖。由配置在接近可變帶通濾光器5 (7)正后方的光軸修正板5’(7’)來修正由可變帶通濾光器5 (7)產(chǎn)生的光軸偏移S。在這種結(jié)構(gòu)中，配置可變帶通濾光器5 (7)和光軸修正板5’(7’)，使可變帶通濾光器5 (7)相對(duì)于光軸的傾斜角度Θ I和光軸修正板5’(7’)相對(duì)于光軸的傾斜角度Θ 2之間的關(guān)系為Θ2 = 180° -Θ1。
[0150]另外，在圖15所示的實(shí)施方式中，沿光的前進(jìn)路線，在可變帶通濾光器5、7的后方依次配置有光軸修正板5’、7’。但是，并不限于此，也可以在可變帶通濾光器5、7的前方配置光軸修正板5’、7’。
[0151]通過使用以上方式的光軸修正板，可以邊對(duì)來自顯微觀察的平面區(qū)域的光的光軸偏移進(jìn)行修正、邊進(jìn)行分光。即，分光測(cè)量結(jié)束后，不需要進(jìn)行考慮了光軸偏移的分析。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)簡(jiǎn)單地進(jìn)行分光分析。[0152]另外，在上述實(shí)施方式中，以顯微鏡為例對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了說明。但并不限于此，本發(fā)明也可以應(yīng)用于望遠(yuǎn)鏡等其他光學(xué)系統(tǒng)。
[0153]圖17A、17B是本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。與圖8的分光裝置相t匕，圖17A、17B所示的分光裝置中，能夠分光的波長(zhǎng)頻帶大范圍化。圖17A是簡(jiǎn)要立體圖，圖17B是圖17A的局部剖面圖。濾光輪10、20用作可變帶通濾光器(以下有時(shí)僅稱為濾光器)的支承構(gòu)件。濾光輪(支承構(gòu)件)10、20例如沿光軸OA配置在圖8的分光裝置的可變帶通濾光器5、7的位置上。
[0154]在濾光輪10、20上沿圓周方向每隔大體90°的間隔，分別設(shè)置有四個(gè)濾光器安裝部11~14、21~24。濾光器安裝部并不限于四個(gè)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要增減。
[0155]在濾光輪10、20的大體中心位置上設(shè)置有電動(dòng)機(jī)15、25，用于使濾光輪10、20聯(lián)動(dòng)來進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。控制部6可以通過利用電動(dòng)機(jī)15、25驅(qū)動(dòng)濾光輪10、20而使其轉(zhuǎn)動(dòng)，依次切換與光軸OA相交的濾光器安裝部11~14和21~24。
[0156]另外，在四個(gè)濾光器安裝部11~14、21~24中，濾光器安裝部11、21為未安裝濾光器的空缺部分。在剩余的三個(gè)濾光器安裝部12~14、22~24上分別安裝有濾光器A~C、A’~C’。濾光器A~C和A’~C’分別具有大體相同的結(jié)構(gòu)，并且分別具有不同的透過波長(zhǎng)頻帶。上述空缺部分的濾光器安裝部11、21例如能夠在不需要分光時(shí)或在光軸調(diào)整過程中有效地發(fā)揮功能。
[0157]在安裝于濾光輪10、20的各濾光器安裝部12~14、22~24上的濾光器A~C和A’~C’上，分別設(shè)置有傾斜用的電動(dòng)機(jī)MT。通過使上述電動(dòng)機(jī)MT轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使濾光器的角度相對(duì)于貫通濾光器A~C、A’~C’大體中心部的光軸OA變化。即，濾光輪10、20能夠切換濾光器A~C和A’~C，并且被支承成能夠相對(duì)于光軸OA轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0158]具體地說，通過驅(qū)`動(dòng)電動(dòng)機(jī)15、25，使濾光輪10、20轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，濾光輪10、20的濾光器安裝部12、22、濾光器安裝部13、23、以及濾光器安裝部14、24分別以成對(duì)組合的方式，轉(zhuǎn)動(dòng)并被固定。
[0159]即，在圖17的例子中，控制部6通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15、25而使濾光輪10、20轉(zhuǎn)動(dòng)，最初，組合濾光器安裝部12、22 (濾光器A、A’)并配置在光軸OA上。并且，控制部6通過使電動(dòng)機(jī)MT轉(zhuǎn)動(dòng)，與具有可變帶通濾光器5、7的圖8的實(shí)施方式同樣，進(jìn)行面分光動(dòng)作。
[0160]想要分光的光譜例如是圖18所示的特性曲線SI。當(dāng)將濾光器A、A’配置在光軸OA上時(shí)，對(duì)光譜曲線SI的A-A’所示的波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行分光。
[0161]接著，控制部6通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15、25而使濾光輪10、20轉(zhuǎn)動(dòng)，組合濾光器安裝部
13.23(濾光器B、B’)并配置在光軸OA上。并且，控制部6通過使電動(dòng)機(jī)MT轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行面分光動(dòng)作。在這種情況下，對(duì)光譜曲線SI的B-B’所示的波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行分光。
[0162]此外，控制部6通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15、25而使濾光輪10、20轉(zhuǎn)動(dòng)，組合濾光器安裝部
14.24(濾光器C、C’)并配置在光軸OA上。并且，控制部6通過使電動(dòng)機(jī)MT轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行平面分光動(dòng)作。在這種情況下，對(duì)光譜曲線SI的C-C’所示的波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行分光。
[0163]此時(shí)，控制部6也可以重復(fù)測(cè)量相鄰的波長(zhǎng)區(qū)域的邊界部分。即，也可以設(shè)定波長(zhǎng)區(qū)域六^’』3’、(:-(:’，以便形成斜線部所示的、相鄰的波長(zhǎng)區(qū)域六4’』-8’的重復(fù)區(qū)域(波長(zhǎng)區(qū)域Gab)和相鄰的波長(zhǎng)區(qū)域B-B’、C-C’的重復(fù)區(qū)域(波長(zhǎng)區(qū)域Gb。)。由此，此后能夠得到連續(xù)的光譜曲線SI的信息。[0164]此外，為了使上述多個(gè)濾光器的特性順暢地連接，可以在測(cè)量前校正上述波長(zhǎng)和光量的關(guān)系。
[0165]圖19是表示用于上述校正作業(yè)的校正裝置具體例的框圖。圖19中，寬頻帶光源30具有這樣的光信號(hào)輸出特性:遍布寬頻帶的波長(zhǎng)區(qū)域具有穩(wěn)定波長(zhǎng)和電平。受光器40具有遍布寬頻帶的波長(zhǎng)區(qū)域?yàn)槠教沟墓怆娹D(zhuǎn)換特性。另外，圖19中將圖17所示的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)表不為分光光學(xué)系統(tǒng)50。
[0166]利用上述寬頻帶光源30和受光器40來校正濾光器。由此，能夠統(tǒng)一修正因?yàn)V光器固有的例如厚度和/或折射率的偏差產(chǎn)生的入射角度和波長(zhǎng)特性的誤差。
[0167]圖17所示的分光裝置可以具有切換濾光器的組合的機(jī)構(gòu)，該濾光器的組合能夠像濾光輪10、20那樣，對(duì)不同的波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行分光。由此，可以便利性良好且高速地進(jìn)行相對(duì)于大范圍波長(zhǎng)區(qū)域的表面分光。
[0168]此外，也可以在使用波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，使單獨(dú)測(cè)量的波長(zhǎng)頻帶重復(fù)。此外，也可以在測(cè)量前，在使用的全波長(zhǎng)區(qū)域，校正同時(shí)使用的全部濾光器。由此，能夠?qū)B續(xù)的波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行面分光。
[0169]上述可變帶通濾光器的組合機(jī)構(gòu)容易進(jìn)行寬波長(zhǎng)區(qū)域的面分光。
[0170]或者是也可以通過準(zhǔn)備具有不同的分光波長(zhǎng)區(qū)域的多個(gè)面分光裝置，每次測(cè)量時(shí)進(jìn)行更換來進(jìn)行面分光。
[0171]圖20是本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖20中，與圖17相同的部分，采用相同的附圖標(biāo)記。在此，濾光器A、B、C、A’、B’、C’不通過電動(dòng)機(jī)MT而分別直接固定(安裝)在濾光輪10、20上。圖20中，在濾光輪10、20上除了設(shè)置有圖17所示的機(jī)構(gòu)之夕卜，還設(shè)置有電動(dòng)機(jī)60、70 (轉(zhuǎn)動(dòng)器)。電動(dòng)機(jī)60、70分別使整個(gè)濾光輪10、20相對(duì)于光軸OA以任意的角度傾斜。即，電動(dòng)機(jī)60 (70)使整個(gè)濾光輪10 (20)相對(duì)于光軸OA轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0172]由此，電動(dòng)機(jī)60、70能夠改變?yōu)V光器相對(duì)于光軸OA的角度。由此，可以改變?yōu)V光器的透過波長(zhǎng)頻帶。
[0173]圖20所示的分光裝置也與圖17的分光裝置同樣，能夠通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15、25而使濾光輪10、20轉(zhuǎn)動(dòng)，來切換濾光器的組合，該濾光器的組合安裝在配置于光軸OA上的濾光器安裝部12?14、22?24上。由此，上述分光裝置也能夠?qū)Υ蠓秶牟ㄩL(zhǎng)范圍進(jìn)行分光。
[0174]另外，在圖20的分光裝置中，例如，如圖21所示，濾光器相對(duì)于光軸OA以濾光器的視野中心η為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，能夠減少視野E的縮小。
[0175]圖22Α、22Β是用于實(shí)現(xiàn)圖21所示的濾光器的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖22Α是側(cè)視圖，圖22Β是俯視圖。電動(dòng)機(jī)15、25驅(qū)動(dòng)濾光輪10、20而使其轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)15、25通過支承片16、26，安裝在支承基板17、27上。
[0176]控制部6利用電動(dòng)機(jī)60、70，使支承上述電動(dòng)機(jī)15、25的支承基板17、27轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，控制部6可以改變安裝在濾光輪10、20的濾光器安裝部12?14、22?24上的濾光器的角度。
[0177]電動(dòng)機(jī)60、70的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與濾光器的視野中心η大體一致。由此，像利用圖20和圖21說明的那樣，可以減小視野E的縮小。
[0178]另外，在以電動(dòng)機(jī)60、70的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心的、支承基板17、27的與濾光輪10、20相反方向位置上安裝有配重(counterweight) 80、90。配重80、90消除電動(dòng)機(jī)60、70作用于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的重量的影響。
[0179]圖23也是本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖23中，與圖17相同的部分，采用相同的附圖標(biāo)記。在圖23的分光裝置中，作為濾光器的支承構(gòu)件，具有滑動(dòng)件100、110代替圖17的濾光輪10、20。
[0180]在滑動(dòng)件100上呈大體直線狀以規(guī)定的間隔安裝有濾光器A?C。在滑動(dòng)件110上呈大體直線狀以與濾光器A?C隔大體相同的間隔安裝有濾光器A’?C’。
[0181]控制部6使上述滑動(dòng)件100、110相對(duì)于光軸OA呈大體直線狀地聯(lián)動(dòng)而移動(dòng)。由此，控制部6可以切換使用濾光器A?C和濾光器A’?C’。S卩，滑動(dòng)件100、110能夠沿與光軸OA相交的直線移動(dòng)，并能夠切換多個(gè)濾光器A’?C’、A?C，并且將多個(gè)濾光器A’?C’、A?C支承成能夠相對(duì)于光軸OA轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0182]與上述方式同樣,控制部6使設(shè)置在濾光器A?C和濾光器A’?C’上的電動(dòng)機(jī)MT轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，控制部6可以使濾光器A?C和濾光器A’?C’相對(duì)于貫通它們的大體中心部的光軸OA的角度變化。
[0183]為了進(jìn)行大范圍的波長(zhǎng)范圍的分光，與圖17的分光裝置同樣，控制部6切換所使用的濾光器44’，83’、(:-(:’的組合。在這種情況下，在滑動(dòng)件100 (110)上也可以設(shè)置空缺部分D (D’)。
[0184]圖24也是本發(fā)明其他實(shí)施方式的分光裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖24中，與圖23相同的部分，采用相同的附圖標(biāo)記。圖24的分光裝置具有濾光器A?C，該濾光器A?C呈直線狀隔開規(guī)定的間隔安裝在滑動(dòng)件100上。此外，在上述濾光器A?C上未安裝電動(dòng)機(jī)MT。此外，圖24的分光裝置具有濾光器A’?C’，該濾光器A’?C’呈直線狀隔開規(guī)定的間隔安裝在滑動(dòng)件110上(圖24中未圖示。參照?qǐng)D23)。此外，在上述濾光器A’?C’上安裝有電動(dòng)機(jī)MT。
[0185]圖24中，在滑動(dòng)件100的一端以與濾光器A?C安裝面大體垂直的方式，固定有支承片101。在支承片101上設(shè)置有電動(dòng)機(jī)102。電動(dòng)機(jī)102 (轉(zhuǎn)動(dòng)器)通過使整個(gè)滑動(dòng)件100相對(duì)于光軸OA轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng))，來改變?yōu)V光器A?C相對(duì)于光軸OA的角度。
[0186]電動(dòng)機(jī)102以滑動(dòng)件100的長(zhǎng)軸方向?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)中心、并以使上述轉(zhuǎn)動(dòng)中心和光軸中心η大體一致的方式，固定在支承片101上。由此，可以減少視野E的縮小。
[0187]按照?qǐng)D24的分光裝置，與圖23的分光裝置相比，可以使電動(dòng)機(jī)的總數(shù)減少。其結(jié)果，實(shí)現(xiàn)降低成本。
[0188]本發(fā)明重要方面在于，當(dāng)可變帶通濾光器傾斜規(guī)定的傾斜角度(傾斜)時(shí)，可變帶通濾光器的透過波長(zhǎng)頻帶變化，并且通過構(gòu)成為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，使透過波長(zhǎng)頻帶的變化量滿足規(guī)定的式樣。因此，透射可變帶通濾光器的光的光路并不一定是平行光。
[0189]此外，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)進(jìn)行面分光的分光裝置進(jìn)行了說明。分光裝置的輸出光是分光后的窄頻帶光。由此，如圖25所示，來自分光裝置的輸出光也可以用作實(shí)質(zhì)上的窄頻帶光源。
[0190]圖25中，寬頻帶光源120的輸出光基于本發(fā)明的射入分光光學(xué)系統(tǒng)130來進(jìn)行分光。由分光光學(xué)系統(tǒng)130進(jìn)行分光后的輸出光向試樣140照射。透射試樣140的光被第一受光器150接收，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。被試樣140反射的光或通過試樣140被激勵(lì)而產(chǎn)生的熒光等被第二受光器160接收，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
[0191]即,基于本發(fā)明的分光光學(xué)系統(tǒng)130作為向試樣140照射光的實(shí)質(zhì)上的窄頻帶光源發(fā)揮功能。另外，第一、第二受光器150、160可以是點(diǎn)接收、線接收或面接收中的任意一種。
[0192]此外，本發(fā)明的分光器(分光裝置)能夠與普通的顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)裝置連接。例如在圖8的光學(xué)系統(tǒng)中，如果將試樣I設(shè)置成普通的光學(xué)裝置的照相機(jī)的像面、或者是物鏡的中間像面，則圖8的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)可以作為具有分光功能的照相機(jī)發(fā)揮功能。分光器和光學(xué)裝置(顯微鏡)可以由C固定件等通用的連接器連接。同樣，也可以使分光器和顯微鏡一體化為分光顯微鏡。此外，在圖1的分光裝置中，當(dāng)僅需要得到來自試樣I表面的輸出光的某一特定波長(zhǎng)的光時(shí)，如圖3所不，不依存于試樣I表面的位置或區(qū)域，可以在光透過波長(zhǎng)頻帶進(jìn)行均勻分光。
[0193]為了使可變帶通濾光器5所具有的光透過的波長(zhǎng)帶寬成為波長(zhǎng)分辨率，使用波長(zhǎng)帶寬窄的可變帶通濾光器5并變化為使光透過的多個(gè)波長(zhǎng)帶寬，圖1的分光裝置能夠以高波長(zhǎng)分辨率對(duì)連續(xù)的光譜頻帶進(jìn)行分光。
[0194]關(guān)于圖14，可以通過由光軸修正板7’預(yù)先提供與由可變帶通濾光器7產(chǎn)生的光軸偏移相反方向的光軸偏移，來修正光軸偏移。
[0195]在圖20的結(jié)構(gòu)中，可以在以電動(dòng)機(jī)60、70轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心的與支承基板17、27的濾光輪10、20相反方向的位置上安裝配重80、90，上述配重80、90用于平衡作用于電動(dòng)機(jī)60、
70轉(zhuǎn)動(dòng)軸的重量。
[0196]本發(fā)明的分光裝置或分光用光源可以是以下第一?第十二分光裝置或第一分光用光源。
[0197]第一分光裝置構(gòu)成為，在按照從光源向試樣照射的照射光，使所述試樣發(fā)出的包含熒光、散射光、反射光和透過光的輸出光經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)射入二維陣列光檢測(cè)裝置來進(jìn)行分光分析的分光裝置中，包括:第一光學(xué)裝置，設(shè)置在所述試樣和所述二維陣列光檢測(cè)裝置之間；第二光學(xué)裝置，設(shè)置在所述二維陣列光檢測(cè)器和所述第一光學(xué)裝置之間；可變帶通濾光器裝置，設(shè)置在所述第一光學(xué)裝置和所述試樣之間、以及所述第二光學(xué)裝置和所述二維陣列光檢測(cè)裝置之間的至少一個(gè)上；以及控制裝置，同步控制所述二維陣列光檢測(cè)裝置的拍攝時(shí)機(jī)和所述可變帶通濾光器裝置的光透過波長(zhǎng)頻帶的變更。
[0198]第二分光裝置在第一分光裝置的基礎(chǔ)上，所述控制裝置控制所述可變帶通濾光器裝置并掃描預(yù)先確定的多個(gè)所述透過波長(zhǎng)頻帶。
[0199]第三分光裝置在第一或第二分光裝置基礎(chǔ)上，所述控制裝置控制所述二維陣列光檢測(cè)裝置的拍攝時(shí)機(jī)，以預(yù)先確定的時(shí)間間隔拍攝所述輸出光，并且控制所述可變帶通濾光器裝置，以預(yù)先確定的間隔的波長(zhǎng)頻帶改變所述透過波長(zhǎng)頻帶。
[0200]第四分光裝置在第一?第三中任意一個(gè)分光裝置基礎(chǔ)上，具有偏振裝置，該偏振裝置使透射過所述可變帶通濾光器的、所述試樣發(fā)出的包含熒光、散射光、反射光和透過光的輸出光向預(yù)先確定的偏振光方向偏振，所述控制裝置改變所述偏振裝置的所述偏振光方向。
[0201]第五分光裝置在第一?第四中任意一個(gè)分光裝置的基礎(chǔ)上，具有光軸調(diào)整裝置，該光軸調(diào)整裝置修正所述試樣發(fā)出的包含熒光、散射光、反射光和透過光的輸出光在光軸二維平面上的位置偏移。
[0202]第六分光裝置在第一?第五中任意一個(gè)分光裝置的基礎(chǔ)上，沿光軸至少設(shè)置有一個(gè)系統(tǒng)的支承構(gòu)件，該支承構(gòu)件能夠切換透過波長(zhǎng)頻帶不同的多個(gè)可變帶通濾光器、且安裝成能夠相對(duì)于光軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0203]第七分光裝置在第六分光裝置的基礎(chǔ)上，所述支承構(gòu)件是形成為能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓板狀的濾光輪，并且至少一個(gè)所述各可變帶通濾光器在規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝成與光軸相交。
[0204]第八分光裝置在第六分光裝置的基礎(chǔ)上，所述支承構(gòu)件是能夠向與光軸相交的直線方向移動(dòng)的滑動(dòng)件。
[0205]第九分光裝置在第六分光裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)置有使所述支承構(gòu)件整體相對(duì)于光軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。
[0206]第十分光裝置在第一?第五中任意一個(gè)分光裝置的基礎(chǔ)上，所述光學(xué)系統(tǒng)能夠與顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)連接或一體化。
[0207]第十一分光裝置在第一?第六中任意一個(gè)分光裝置的基礎(chǔ)上，所述可變帶通濾光器根據(jù)相對(duì)于光軸的入射角度使透過波長(zhǎng)頻帶變化。
[0208]第十二分光裝置在第一?第十一中任意一個(gè)分光裝置的基礎(chǔ)上，所述第一光學(xué)裝置和所述第二光學(xué)裝置形成遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。
[0209]第一分光用光源包括:光源，輸出照射試樣的照射光；二維陣列光檢測(cè)裝置，通過照射上述光源的輸出光，所述試樣發(fā)出的包含突光和散射光、反射光、透過光的輸出光通過光學(xué)系統(tǒng)射入所述二維陣列光檢測(cè)裝置；第一光學(xué)裝置，設(shè)置在所述試樣和所述光源之間；第二光學(xué)裝置，設(shè)置在上述第一光學(xué)裝置和所述光源之間；可變帶通濾光器裝置，設(shè)置在所述第一光學(xué)裝置和試樣I之間、以及所述第二光學(xué)裝置和所述光源之間的至少一個(gè)上；控制裝置，同步控制所述二維陣列光檢測(cè)裝置的拍攝時(shí)機(jī)和所述可變帶通濾光器裝置的光透過波長(zhǎng)頻帶的變更。
[0210]按照上述第一?第十二分光裝置，在進(jìn)行觀察的平面區(qū)域內(nèi)，可以在更寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)得到降低了光的光譜強(qiáng)度不均的分光輸出。并且，當(dāng)照射試樣時(shí)，第一?第十二分光光學(xué)系統(tǒng)還可以用作實(shí)質(zhì)上的窄頻帶光源。
[0211]出于示例和說明的目的已經(jīng)給出了所述詳細(xì)的說明。根據(jù)上面的教導(dǎo)，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細(xì)說明并非沒有遺漏或者旨在限制在這里說明的主題。盡管已經(jīng)通過文字以特有的結(jié)構(gòu)特征和/或方法過程對(duì)所述主題進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，權(quán)利要求書中所限定的主題不是必須限于所述的具體特征或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特征和具體過程作為實(shí)施權(quán)利要求書的示例進(jìn)行了說明。
【權(quán)利要求】
1.一種分光裝置，其特征在于，包括: 光學(xué)系統(tǒng)，使輸出光透過，所述輸出光從接收到來自光源的照射光的試樣輸出； 二維陣列光檢測(cè)器，拍攝透過所述光學(xué)系統(tǒng)的光；以及 控制器， 所述光學(xué)系統(tǒng)包括: 第一光學(xué)器，設(shè)置在所述試樣和所述二維陣列光檢測(cè)器之間； 第二光學(xué)器，設(shè)置在所述二維陣列光檢測(cè)器和所述第一光學(xué)器之間；以及可變帶通濾光器，設(shè)置在所述第一光學(xué)器和所述試樣之間、以及所述第二光學(xué)器和所述二維陣列光檢測(cè)器之間的至少一個(gè)上， 所述控制器配合所述二維陣列光檢測(cè)器的拍攝時(shí)機(jī)，改變所述可變帶通濾光器的光透過波長(zhǎng)頻帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于，所述控制器通過控制所述可變帶通濾光器，掃描預(yù)先確定的多個(gè)所述透過波長(zhǎng)頻帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于， 所述控制器通過控制所述二維陣列光檢測(cè)器的拍攝時(shí)機(jī)，以預(yù)先確定的時(shí)間間隔拍攝所述輸出光， 并且通過控制所述可變帶通濾光器，將所述透過波長(zhǎng)頻帶改變?yōu)榫哂蓄A(yù)先確定的間隔的波長(zhǎng)頻帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于， 所述分光裝置還包括偏振器，所述偏振器使透過所述可變帶通濾光器的光向預(yù)先確定的偏振光方向偏振， 所述控制器改變所述偏振器的偏振光方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于，還包括光軸調(diào)整器，所述光軸調(diào)整器修正來自所述試樣的輸出光光軸在二維平面上的位置偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于， 所述可變帶通濾光器包括多個(gè)濾光器，所述多個(gè)濾光器具有相互不同的透過波長(zhǎng)頻帶， 所述分光裝置還包括支承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件能夠切換所述多個(gè)濾光器，并且將所述多個(gè)濾光器支承成能夠相對(duì)于光軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分光裝置，其特征在于， 所述支承構(gòu)件是能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓板狀的濾光輪， 所述濾光輪支承所述濾光器使其在規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置與光軸相交。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分光裝置，其特征在于，所述支承構(gòu)件是能夠沿與光軸相交的直線移動(dòng)的滑動(dòng)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分光裝置，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)動(dòng)器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)器使整個(gè)所述支承構(gòu)件相對(duì)于光軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的分光裝置，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)能夠與顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)連接或一體化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于，所述可變帶通濾光器根據(jù)相對(duì)于光軸的入射角度使透過波長(zhǎng)頻帶變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光裝置，其特征在于，所述第一光學(xué)器和所述第二光學(xué)器形成遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。
13.—種分光用光源,其特征在于,包括: 權(quán)利要求1~12中任意一項(xiàng)所述的分光裝置；以及 光源，向所述試樣照 射光。
【文檔編號(hào)】G01N21/65GK103808707SQ201310549829
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】伊賀光博, 田名網(wǎng)健雄, 角龍信之 申請(qǐng)人:橫河電機(jī)株式會(huì)社