分光器とは？仕組み・種類の違いと選び方

分光器とは

入ってきた光をグレーティング（回折格子）で分けると、波長ごとに1列に並びます。その光をイメージセンサで受け、画素ごとの強さを読むと、波長ごとの光の強さがわかります（浜松ホトニクス「ミニ分光器 よくあるご質問」⁠）⁠。

• スペクトロメーター・分光計・ポリクロメータとも呼ぶ
• 光を一度に波長ごとに分けて測るので、スペクトルが一瞬で取れる
• 光ファイバーで光を入れれば、測る所と本体を離せる

比較ページには、光源の評価・製造ラインの色や膜厚の測定・研究で使う分光器を載せています。試料の吸光を測る分光光度計は分光光度計の比較⁠に載せています。

4つの種類

小型分光器（ファイバー・組み込み）

• 回折格子とイメージセンサを小さな箱にまとめ、光ファイバーで入れた光をUSBやLANでPCに送る
• 可動部が無いので、ラインや装置の中に置いて測り続けられる
• 指先大の分光器ヘッドを自社の機器に組み込む使い方もある（浜松ホトニクス C12880MA）
• 据え置きのマルチチャンネル分光器は、光源色・物体色・膜厚まで測る（大塚電子 MCPD-9800）

分光放射計

• 校正した分光器で光を測り、照度・輝度・色度・色温度・演色評価数を絶対値で出す
• 手に持つ分光放射照度計（コニカミノルタ CL-500A）、離れた所の輝度を測る分光放射計（テクノオプティス SR-⁠5A）
• UV露光装置の強い光（ウシオ電機 USR-45VA）やソーラシミュレータ（相馬光学 S-2440 modelⅡ）を測る型もある

研究用のイメージング分光器

• 焦点距離の長い光学系と、交換できる回折格子で細かい波長の違いまで分ける
• CCDなどの検出器を別に付けて、多点の同時測定や顕微鏡につないだ測定に使う
• HORIBA iHR320、分光計器株式会社の MK-300

ハイパースペクトルカメラ

• 画像の1画素ごとにスペクトルを取る
• 1点を測る分光器と違い、成分や異物の分布を面で見られる
• エバ・ジャパンの NHシリーズは、カメラも対象物も止めたまま撮れる

波長分解能の考え方

• 波長分解能は、スペクトルの半値幅（FWHM）で比べるのが一般的
• スリットを狭くすると細かく分けられるが、入る光は減る（細かさと明るさの兼ね合い）
• 輝線の細かい形を見るなら研究用の分光器、光源の色や明るさなら数nmの小型分光器や分光放射計で足りる

校正と点検

• 可動部の無いミニ分光器は、室内で使うなら波長校正は要らない（浜松ホトニクスの説明）
• 波長がずれていないかは、決まった波長で光る輝線ランプを測って確かめる
• 照度や輝度の絶対値を出す分光放射計は、定期的に校正に出す

選ぶときに決めること

1. 測る光の波長：紫外・可視・近赤外のどこか（近赤外はInGaAsの検出器）
2. 何を出すか：スペクトルの形を見るのか、照度・輝度・色度を絶対値で出すのか
3. 1点か画像か：分布を見たいならハイパースペクトルカメラ
4. 置き場所：ラインや装置に組み込むなら、小型の分光器やモジュール、LANでつなげる型

出典

• 浜松ホトニクス「ミニ分光器とは」「ミニ分光器 よくあるご質問」
• 各メーカーの公式の製品ページ・仕様書（比較ページの出典を参照）