本發(fā)明涉及多重反射型單元和使用該多重反射型單元的分析裝置，以及排氣分析裝置和光的射入方法，該多重反射型單元對(duì)射入的光進(jìn)行多重反射后將上述光向外部射出。

背景技術(shù)：

在利用例如ftir(傅立葉變換紅外光譜)法的氣體的吸光分析中，使用具有多重反射機(jī)構(gòu)的白光型(white)多重反射單元，該多重反射機(jī)構(gòu)由多個(gè)反射鏡構(gòu)成，以便使必要的測(cè)量對(duì)象氣體的容量變小，并且使通過(guò)測(cè)量對(duì)象氣體的光的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)(參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

圖9所示的多重反射機(jī)構(gòu)mr配置在單元主體(圖9中未圖示)的內(nèi)部，測(cè)量對(duì)象氣體被導(dǎo)入該單元主體內(nèi)部。此外，所述多重反射機(jī)構(gòu)mr具有：一個(gè)場(chǎng)鏡12；第一物鏡13，與所述場(chǎng)鏡12相對(duì)，并且設(shè)置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)；以及第二物鏡14，與所述場(chǎng)鏡12相對(duì)，并且設(shè)置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)。

在這種多重反射機(jī)構(gòu)mr中，首先以最初被所述第一物鏡13反射的方式引導(dǎo)相對(duì)于光軸具有規(guī)定擴(kuò)散角的光。此后，在所述場(chǎng)鏡12和所述第一物鏡13或所述第二物鏡14之間反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)入的光的反射。并且，在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr內(nèi)反復(fù)進(jìn)行反射的光最終從射出側(cè)向外部射出，該射出側(cè)設(shè)定在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的與光的射入側(cè)相反側(cè)上。

例如像發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣分析等那樣，想要對(duì)測(cè)量對(duì)象氣體的成分的時(shí)間變化進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要使所述單元主體的容積變小且盡量使導(dǎo)入的測(cè)量對(duì)象氣體的置換時(shí)間變短，從而提高響應(yīng)性。

為了能夠達(dá)成上述要求，如果使所述單元主體的容積變小，則必然使各反射鏡的間隔變短。因此，為了實(shí)現(xiàn)與以往同等程度的測(cè)量精度，就需要增加所述多重反射機(jī)構(gòu)mr內(nèi)的光的反射次數(shù)來(lái)保持光路長(zhǎng)度。

但是，如果所述多重反射機(jī)構(gòu)mr內(nèi)的反射次數(shù)增加，則與所述場(chǎng)鏡12的中央部相比反射點(diǎn)密集地集中在外邊緣附近。由此，在外邊緣附近的射出口op附近反射點(diǎn)重合，有時(shí)一部分光在到達(dá)規(guī)定的反射次數(shù)之前就從所述多重反射機(jī)構(gòu)mr向外部射出(參照?qǐng)D8)。因此，不能準(zhǔn)確地對(duì)測(cè)量對(duì)象氣體的吸光度進(jìn)行測(cè)量。

非專(zhuān)利文獻(xiàn)1：longopticalpathsoflargeaperturejournaloftheopticalsocietyofamericamay,1942vol32

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種多重反射型單元，該多重反射型單元可以使導(dǎo)入測(cè)量對(duì)象氣體的單元主體的容積變小，并且能夠降低多重反射機(jī)構(gòu)中在達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)之前就向外部射出、未被反射而損失的光的量。

本發(fā)明的目的還在于提供使用該多重反射型單元的分析裝置，以及排氣分析裝置和光的射入方法。

即，本發(fā)明提供一種多重反射型單元，具有多重反射機(jī)構(gòu)，所述多重反射機(jī)構(gòu)在對(duì)射入的光進(jìn)行多重反射后將所述光向外部射出，所述多重反射型單元的特征在于，所述多重反射機(jī)構(gòu)具有：場(chǎng)鏡；第一物鏡，與所述場(chǎng)鏡相對(duì)，并且設(shè)置在所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射入側(cè)；以及第二物鏡，與所述場(chǎng)鏡相對(duì)，并且設(shè)置在所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射出側(cè)，射入所述多重反射機(jī)構(gòu)的光最初被所述第二物鏡反射。

此外，本發(fā)明還提供一種光的射入方法，向多重反射型單元射入光，所述多重反射型單元包括多重反射機(jī)構(gòu)，所述多重反射機(jī)構(gòu)對(duì)射入的光進(jìn)行多重反射后將所述光向外部射出，所述光的射入方法的特征在于，所述多重反射機(jī)構(gòu)具有：場(chǎng)鏡；第一物鏡，與所述場(chǎng)鏡相對(duì)，并且設(shè)置在所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射入側(cè)；以及第二物鏡，與所述場(chǎng)鏡相對(duì)，并且設(shè)置在所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射出側(cè)，以射入所述多重反射機(jī)構(gòu)的光最初被所述第二物鏡反射的方式，使光射入所述多重反射機(jī)構(gòu)。

由此，可以使射入所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射入角變大，與以往相反，可以使反射點(diǎn)密集地集中在所述場(chǎng)鏡的中心部，并且使反射點(diǎn)不過(guò)于集中在該場(chǎng)鏡的至少光射出的一側(cè)的外邊緣部。另外，場(chǎng)鏡的中心部是表示遠(yuǎn)離至少包含中心部的光射出口側(cè)的區(qū)域，場(chǎng)鏡的外邊緣部是表示至少接近光射出口側(cè)的區(qū)域。

因此，當(dāng)使所述多重反射型單元小型化時(shí)，即便使反射次數(shù)增多且通過(guò)測(cè)量對(duì)象氣體的光的光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)，也可以通過(guò)使反射點(diǎn)在場(chǎng)鏡的光射出的一側(cè)的外邊緣部重合，降低達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)前向外部射出的光的量。因此，能夠改進(jìn)例如吸光分析時(shí)的響應(yīng)速度，并且能夠保持高的測(cè)量精度。

更具體地說(shuō)，在以往的多重反射型單元中，以被配置在多重反射機(jī)構(gòu)的射入側(cè)的第一物鏡最初反射的方式使光射入，并且被第二物鏡最后反射的光向外部射出。因此，從第二物鏡到形成在例如所述場(chǎng)鏡上的射出口的光線(xiàn)的光軸，相對(duì)于所述場(chǎng)鏡的光軸的角度變小，從而導(dǎo)致反射點(diǎn)集中在射出口的附近。而在本發(fā)明的多重反射型單元中，可以最初使光射入遠(yuǎn)離多重反射機(jī)構(gòu)的入口側(cè)的第二物鏡，并且將最后被第一物鏡反射的光向外部射出。因此，與以往相比，從所述第二物鏡向所述場(chǎng)鏡前進(jìn)的光和從所述場(chǎng)鏡向所述第一物鏡前進(jìn)的光，相對(duì)于所述場(chǎng)鏡的光軸傾斜前進(jìn)，從而可以使從所述第一物鏡朝向所述場(chǎng)鏡的光的射入角度變大。因此，可以防止在多重反射機(jī)構(gòu)的出口附近反射點(diǎn)集中而使密度上升，從而能夠容易地防止反射次數(shù)未達(dá)到規(guī)定次數(shù)就向外部射出。

可以通過(guò)必要且最小數(shù)量的反射鏡來(lái)得到所述多重反射機(jī)構(gòu)，為了能夠容易使所述多重反射型單元小型化，并且實(shí)現(xiàn)高性能的分析裝置，可以將所述第一物鏡和所述第二物鏡配置成相對(duì)于包含所述場(chǎng)鏡的光軸的對(duì)稱(chēng)面對(duì)稱(chēng)。

在所述多重反射型單元小型化的情況下，為了容易使所述多重反射機(jī)構(gòu)內(nèi)的光的反射次數(shù)增加、并且容易降低未到達(dá)規(guī)定的反射次數(shù)就向外部射出的光的量，可以將所述第一物鏡的曲率中心設(shè)定在所述場(chǎng)鏡的所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射出側(cè)，并且將所述第二物鏡的曲率中心設(shè)定在所述場(chǎng)鏡的所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射入側(cè)。

可以使光不從所述場(chǎng)鏡和所述第一物鏡之間射入，作為用于使所述多重反射型單元的內(nèi)部容積變小、且能夠降低未到達(dá)規(guī)定的反射次數(shù)就向外部射出的光的量的具體結(jié)構(gòu)，可以例舉的是所述場(chǎng)鏡包括光從所述多重反射機(jī)構(gòu)的外部射入的光射入口和光從所述多重反射機(jī)構(gòu)向外部射出的光射出口。由此，可以使在所述多重反射機(jī)構(gòu)內(nèi)被反復(fù)反射的光到達(dá)所述場(chǎng)鏡的外邊緣之前，從所述光射出口向所述多重反射機(jī)構(gòu)的外部射出。因此，可以減少外邊緣部的反射點(diǎn)，從而可以使未被反射鏡反射的光減少。

作為可以使反射次數(shù)增多并使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)且降低未達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)就向外部射出的光的量的具體結(jié)構(gòu)例，可以例舉的是，形成在所述場(chǎng)鏡的反射面上的多個(gè)反射點(diǎn)的配置間隔與反射面的中心部相比越朝向外邊緣部越大。

作為可以降低所述場(chǎng)鏡的外邊緣部的反射點(diǎn)的產(chǎn)生密度、并且降低未達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)就向外部射出的光的量的具體結(jié)構(gòu)例，可以例舉的是，形成在所述第一物鏡的反射面上的多個(gè)反射點(diǎn)的排列、以及形成在所述第二物鏡的反射面上的多個(gè)反射點(diǎn)的排列分別為拋物線(xiàn)狀，各拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)朝向所述多重反射機(jī)構(gòu)的外側(cè)。

多重反射型單元包括收容所述多重反射機(jī)構(gòu)的單元主體。并且，上述單元主體在所述場(chǎng)鏡側(cè)設(shè)置有使光從外部向所述多重反射機(jī)構(gòu)射入的射入窗和使光從所述多重反射機(jī)構(gòu)向外部射出的射出窗。在上述結(jié)構(gòu)中，為了降低射入窗和射出窗的光因反射產(chǎn)生的損失，優(yōu)選的是，所述射入窗的面板部與射入的光的光軸垂直，并且該面板部朝向所述第二物鏡側(cè)，所述射出窗的面板部與射入的光的光軸垂直，并且該面板部朝向所述第一物鏡側(cè)。

此外，為了降低射入窗和射出窗的光因反射產(chǎn)生的損失，優(yōu)選的是，在所述射入窗和所述射出窗的表面上形成有防止反射膜。

如果是最后被所述第一物鏡反射的光從所述多重反射機(jī)構(gòu)向外部射出的結(jié)構(gòu)，則可以將光從所述場(chǎng)鏡上反射點(diǎn)的形成密度小的部分向外部導(dǎo)出，消除未進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的反射就向外部射出的光，從而能容易地防止光量的損失。

按照本發(fā)明的使用多重反射型單元的分析裝置，可以使所述多重反射型單元內(nèi)的容積小型化并提高測(cè)量的響應(yīng)性，并且能降低未達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)就向外部射出的光，從而實(shí)現(xiàn)高的測(cè)量精度的分析。

排氣分析裝置具有本發(fā)明的多重反射型單元，并且在所述場(chǎng)鏡和所述第一物鏡、所述第二物鏡之間存在排氣，按照上述結(jié)構(gòu)的排氣分析裝置，可以使裝置整體小型化，并且能夠進(jìn)行高精度的排氣的成分分析和濃度測(cè)量。

按照本發(fā)明的多重反射型單元，由于射入所述多重反射機(jī)構(gòu)的光最初被所述第二物鏡反射，所以可以使所述場(chǎng)鏡的反射點(diǎn)集中在中心部，并且在外邊緣部稀疏。因此，即使為了使多重反射型單元小型化并使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)而使所述多重反射機(jī)構(gòu)的反射次數(shù)增多，也能夠降低未達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)就向外部射出的光，并且能夠保持高的測(cè)量精度。優(yōu)選的是，可以防止在場(chǎng)鏡的外邊緣部、來(lái)自物鏡的反射光在未達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)前就向外部射出。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明一種實(shí)施方式的分析裝置的示意圖。

圖2是表示同一實(shí)施方式的多重反射型單元的示意圖。

圖3是表示同一實(shí)施方式的多重反射單元的反射狀態(tài)的示意圖。

圖4是表示同一實(shí)施方式的多重反射型單元的反射點(diǎn)的間隔的示意圖。

圖5是表示變形實(shí)施方式的分析裝置的示意圖。

圖6是表示變形實(shí)施方式的多重反射型單元的示意圖。

圖7是表示以往的多重反射型單元的反射狀態(tài)的示意圖。

圖8是表示以往的多重反射型單元的反射點(diǎn)的間隔的示意圖。

圖9是表示在以往的多重反射型單元中使光射入第一物鏡的點(diǎn)的示意圖。

圖10是表示光源的變形例的斷面圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

200…分析裝置

100…多重反射型單元

11…單元主體

mr…多重反射機(jī)構(gòu)

12…場(chǎng)鏡

13…第一物鏡

14…第二物鏡

ip…光射入口

op…光射出口

sp…對(duì)稱(chēng)面

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施方式的多重反射型單元100和分析裝置200進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式的分析裝置200用于測(cè)量包含在從汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中的多種成分的濃度，作為時(shí)間系列數(shù)據(jù)。即，本實(shí)施方式的分析裝置200構(gòu)成為排氣分析裝置。

如圖1所示，所述分析裝置200與汽車(chē)的排氣管連接并對(duì)排氣的一部分進(jìn)行取樣，其包括：稀釋機(jī)構(gòu)21，利用空氣將排氣稀釋到規(guī)定的濃度；以及分析機(jī)構(gòu)2，與所述稀釋機(jī)構(gòu)21連接，根據(jù)稀釋排氣來(lái)測(cè)量排氣中的各成分的濃度。

所述分析機(jī)構(gòu)2利用ftir法來(lái)測(cè)量排氣中的例如co2、nox等多種成分的各自濃度。該分析機(jī)構(gòu)2包括：多重反射型單元100，導(dǎo)入利用所述稀釋機(jī)構(gòu)21稀釋的稀釋排氣；光源22，向所述多重反射型單元100導(dǎo)入紅外光；光檢測(cè)器23，檢測(cè)通過(guò)所述多重反射型單元100射出的光的強(qiáng)度；泵24，向所述多重反射型單元100導(dǎo)入稀釋排氣；以及基準(zhǔn)氣體供給部25，將用于所述光檢測(cè)器23的校準(zhǔn)的零點(diǎn)氣體、校準(zhǔn)用氣體向所述多重反射型單元100內(nèi)供給。另外，泵24可以設(shè)置在多重反射型單元100的上游、也可以設(shè)置在下游。

接著，對(duì)所述多重反射型單元100進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

多重反射型單元100包括：?jiǎn)卧黧w11，向內(nèi)部導(dǎo)入作為測(cè)量對(duì)象氣體的稀釋排氣；以及多重反射機(jī)構(gòu)mr，設(shè)置在所述單元主體11內(nèi)，對(duì)射入的光進(jìn)行多重反射后向外部射出。

如圖2所示，所述多重反射機(jī)構(gòu)mr具有一個(gè)場(chǎng)鏡12和設(shè)置成與所述場(chǎng)鏡12相對(duì)的第一物鏡13和第二物鏡14。各反射鏡是凹面鏡，配置成使反射后的光在相對(duì)的反射鏡的反射面上成像。更具體地說(shuō)，所述第一物鏡13和所述第二物鏡14配置成相對(duì)于包含所述場(chǎng)鏡12的光軸的對(duì)稱(chēng)面sp(通過(guò)反射型單元的中心線(xiàn)的虛擬平面)對(duì)稱(chēng)(面對(duì)稱(chēng))。另外，在以下的說(shuō)明中，將所述對(duì)稱(chēng)面sp作為邊界來(lái)定義“所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)”和“所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)”。即，圖2中，相對(duì)于從所述光源22射出的紅外光射入的所述對(duì)稱(chēng)面sp，上半部分相當(dāng)于所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)。此外，相對(duì)于圖2的所述對(duì)稱(chēng)面sp，下半部分相當(dāng)于所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)。在本實(shí)施方式中，配置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)的是所述第一物鏡13，配置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)的是所述第二物鏡14。

在所述單元主體11內(nèi)，所述場(chǎng)鏡12設(shè)置在從所述光源22導(dǎo)入光的一側(cè)的端部上。此外，所述場(chǎng)鏡12的反射面的曲率半徑設(shè)定為與所述第一物鏡13和所述第二物鏡14的曲率半徑大體相同。在該場(chǎng)鏡12上、且在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)形成有作為貫通口的光射入口ip，該光射入口ip用于將紅外光導(dǎo)入所述多重反射機(jī)構(gòu)mr內(nèi)、即所述場(chǎng)鏡12和所述第一物鏡13或所述第二物鏡14之間。此外，在所述場(chǎng)鏡12上、且在相對(duì)于所述對(duì)稱(chēng)面sp與所述光射入口ip對(duì)稱(chēng)的位置上形成有作為貫通口的光射出口op，該光射出口op用于將在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr內(nèi)多重反射后的光向外部射出。

從所述光射入口ip射入的紅外光的光軸方向與所述第二物鏡14的反射面中央部交叉，所述第二物鏡14配置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)。即，從所述光源22射出、且被多重反射前的紅外光在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr內(nèi)最初射入所述第二物鏡14的反射面并被反射。換句話(huà)說(shuō)，從該光射入口ip觀察，通過(guò)所述光射入口ip的光最初射入遠(yuǎn)方的物鏡。此外，按照另一種表現(xiàn)方式，射入所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光在通過(guò)包含所述場(chǎng)鏡12的光軸的所述對(duì)稱(chēng)面sp后，射入所述第二物鏡14。

所述第一物鏡13和所述第二物鏡14以使連接曲率半徑中心和反射面的中心的虛擬直線(xiàn)與所述對(duì)稱(chēng)面sp交叉的方式設(shè)定它們的朝向。即，配置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)的所述第一物鏡13與所述場(chǎng)鏡12的光的射出側(cè)相對(duì)。另一方面，配置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)的所述第二物鏡14與所述場(chǎng)鏡12的光的射入側(cè)相對(duì)。所述第一物鏡13和所述第二物鏡14的曲率中心分別配置在所述場(chǎng)鏡12的反射面附近。

對(duì)這樣構(gòu)成的多重反射型單元100的光線(xiàn)的軌跡、反射點(diǎn)的特性與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比進(jìn)行說(shuō)明。

圖3表示使光射入本實(shí)施方式的多重反射型單元100時(shí)的光的軌跡。此外，圖4僅抽出并記載了剛射入后的光的軌跡，并且表示本實(shí)施方式的各反射鏡的反射點(diǎn)的產(chǎn)生狀態(tài)。

另一方面，圖7表示像以往那樣使光從光射入口ip射入近的所述第一物鏡13時(shí)的光的軌跡。此外，圖8只抽出并記載了剛射入后的光的軌跡，并且表示以往的各反射鏡的反射點(diǎn)的產(chǎn)生狀態(tài)。

如圖3和圖4所示，如果使光從所述光射入口ip射入遠(yuǎn)的所述第二物鏡14，則以第二物鏡14、場(chǎng)鏡12、第一物鏡13、場(chǎng)鏡12、第二物鏡14、場(chǎng)鏡12的順序反復(fù)進(jìn)行光的反射。此外，如果關(guān)注形成在所述場(chǎng)鏡12的反射面上的反射點(diǎn)，則如圖4的編號(hào)和箭頭所示，第一物鏡13的反射光的軌跡rf1在每次反復(fù)進(jìn)行反射后反射點(diǎn)從光射入口ip向光射出口op移動(dòng)。此外，第二物鏡14的反射光的軌跡rf2在每次反復(fù)進(jìn)行反射后反射點(diǎn)從光射出口op向光射入口ip移動(dòng)。此時(shí)，與中央部相比，在所述場(chǎng)鏡12的外邊緣部上反射點(diǎn)的產(chǎn)生間隔變大。因此，即便使反射次數(shù)增加，也可以防止反射點(diǎn)在形成于所述場(chǎng)鏡12外邊緣部上的所述光射出口op的附近重合且變得密集。因此，可以使相對(duì)于例如規(guī)定的反射次數(shù)剩余需要反射兩次的光的反射點(diǎn)距所述光射出口op的附近足夠遠(yuǎn)，從而可以防止未到達(dá)規(guī)定次數(shù)的光通過(guò)所述光射出口op向外部射出。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)使光從所述光射入口ip射入處于遠(yuǎn)方的所述第二物鏡14，光的射入角相對(duì)于所述場(chǎng)鏡12越朝向外邊緣部越大。

另一方面，在圖7和圖8記載的現(xiàn)有技術(shù)中，表現(xiàn)出與本實(shí)施方式的所述場(chǎng)鏡12的反射點(diǎn)的產(chǎn)生狀態(tài)完全相反的傾向。

如圖7和圖8所示，如果使光從光射入口ip射入近的第一物鏡13，則以第一物鏡13、場(chǎng)鏡12、第二物鏡14、場(chǎng)鏡12、第一物鏡13、場(chǎng)鏡12的順序反復(fù)進(jìn)行光的反射。此外，如果關(guān)注形成在場(chǎng)鏡12的反射面上的反射點(diǎn)，當(dāng)使光從光射入口ip射入近的第一物鏡13時(shí)，則第一物鏡13的反射光的軌跡rf1在每次反復(fù)進(jìn)行反射后，反射點(diǎn)從光射出口op向光射入口ip移動(dòng)。此外，第二物鏡14的反射光的軌跡rf2在每次反復(fù)進(jìn)行反射后，反射點(diǎn)從光射入口ip向光射出口op移動(dòng)。此時(shí)，與中央部相比，在所述場(chǎng)鏡12的外邊緣部，反射點(diǎn)的產(chǎn)生間隔變密。這是因?yàn)楣獾纳淙虢窍鄬?duì)于場(chǎng)鏡12越朝向外邊緣部越小。

因此，如圖7所示，在場(chǎng)鏡12的外邊緣部，反射點(diǎn)的間隔變小，反射點(diǎn)集中。特別是當(dāng)光不是像激光等那樣相干性強(qiáng)的光、而是相對(duì)于光軸具有規(guī)定的擴(kuò)散角的光時(shí)，如果反射點(diǎn)集中在光射出口op的附近，則相對(duì)于光軸擴(kuò)散的光在達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)之前就射入所述光射出口op。因此，在外邊緣部的反射次數(shù)越多，未達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)就向所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的外部射出的光的量越多。

此外，如圖4所示，在本實(shí)施方式中，形成在所述第一物鏡13的反射面上的多個(gè)反射點(diǎn)的排列、以及形成在所述第二物鏡14的反射面上的多個(gè)反射點(diǎn)的排列是具有頂點(diǎn)的離散曲線(xiàn)。上述離散曲線(xiàn)為大體拋物線(xiàn)狀，在所述第一物鏡13上所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射入側(cè)為凸部，在所述第二物鏡14上所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)為凸部。

由此，按照本實(shí)施方式的多重反射型單元100，由于最初光射入配置在所述多重反射機(jī)構(gòu)mr的光的射出側(cè)的所述第二物鏡14，所以如上所述，可以降低在所述場(chǎng)鏡12外邊緣部的反射頻率，并且可以提高在中央部的反射頻率。

因此，即使射入所述多重反射型單元100的光的相干性弱，且以規(guī)定的立體角邊擴(kuò)散邊前進(jìn)，也可以降低在所述場(chǎng)鏡12的外邊緣部、在達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)前進(jìn)入所述光射出口op而向外部射出的光的量。

換句話(huà)說(shuō)，按照以往的光的射入方式，如果單純地使多重反射型單元100的容積變小，則在所述場(chǎng)鏡12的外邊緣部的反射頻率變高，在達(dá)到規(guī)定的反射次數(shù)前向外部射出的光的量增多，從而不能充分地得到為了執(zhí)行ftir法所需要的吸光。而按照本實(shí)施方式，即便使多重反射型單元100小型化，也能夠從所述多重反射型單元100射出盡量保證分析精度的光量。因此，因容積減少而提高了多重反射單元內(nèi)的測(cè)量對(duì)象氣體的置換速度，從而能夠提高成分分析的響應(yīng)速度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)與以往大體相同精度的成分分析。

對(duì)其他實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

上述實(shí)施方式的分析裝置對(duì)排氣進(jìn)行分析，但是也可以基于吸光度來(lái)測(cè)量其他氣體。例如也可以將本發(fā)明用于ndir法等的測(cè)量。此外，如果使用吸光度法進(jìn)行測(cè)量，則利用本發(fā)明的多重反射型單元，測(cè)量的響應(yīng)性和測(cè)量精度都能夠提高。此外，所述多重反射型單元也能夠用于基于吸光度的分析裝置以外的裝置。

在上述實(shí)施方式中，使光通過(guò)設(shè)置在場(chǎng)鏡上的光射入口射入第二物鏡，但是也可以例如像圖9所示的以往例子那樣，使光從場(chǎng)鏡和第一物鏡之間射入多重反射機(jī)構(gòu)內(nèi)，并且最初射入所述第二物鏡并被反射。即使這樣也能夠得到與上述實(shí)施方式大體同樣的效果。

場(chǎng)鏡和物鏡的個(gè)數(shù)并不限于上述實(shí)施方式所示的個(gè)數(shù)，可以進(jìn)一步設(shè)置多個(gè)。在這種情況下，可以不使光最初射入最接近所述多重反射機(jī)構(gòu)的射入側(cè)的物鏡，而使光最初射入其他物鏡并進(jìn)行反射。即，所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射入側(cè)、或所述多重反射機(jī)構(gòu)的光的射出側(cè)的定義并不限于像上述實(shí)施方式中記載的那樣、以基于所述場(chǎng)鏡的光軸確定的對(duì)稱(chēng)面為基準(zhǔn)。例如物鏡相對(duì)于光在所述多重反射機(jī)構(gòu)內(nèi)的前進(jìn)方向并列設(shè)置三個(gè)時(shí)，能夠以設(shè)定在第一個(gè)物鏡和第二個(gè)物鏡之間的虛擬平面為基準(zhǔn)來(lái)定義光的射入側(cè)和光的射出側(cè)。在這種情況下，可以使光最初射入第二個(gè)物鏡或第三個(gè)物鏡中的任意一個(gè)。

在上述實(shí)施方式中，利用大氣對(duì)取樣的排氣進(jìn)行稀釋?zhuān)侨鐖D5所示，分析裝置200也可以利用試樣取樣部201對(duì)從例如汽車(chē)的排氣管排出的排氣的一部分或全部進(jìn)行取樣，并且不對(duì)由該試樣取樣部201取樣的排氣進(jìn)行稀釋而導(dǎo)入多重反射型單元100。

此外，如圖6所示，可以在單元主體11的場(chǎng)鏡12側(cè)設(shè)置使光從外部射入多重反射機(jī)構(gòu)mr的射入窗w1和使光從多重反射機(jī)構(gòu)mr向外部射出的射出窗w2。另外，射入窗w1和射出窗w2可以使用氟化鋇(baf2)基板、硒化鋅(znse)基板或硫化鋅(zns)基板等。

其中，射入窗w1朝向第二物鏡14側(cè)、且相對(duì)于所述場(chǎng)鏡12的光軸傾斜。即，射入窗w1配置成與第二物鏡14的反射面相對(duì)，射入窗w1的法線(xiàn)方向配置成與第二物鏡14的光軸14c大體一致。此外，射出窗w2朝向第一物鏡13側(cè)、且相對(duì)于所述場(chǎng)鏡12的光軸傾斜。即，射出窗w2配置成與第一物鏡13的反射面相對(duì)，射出窗w2的法線(xiàn)方向配置成與第一物鏡13的光軸13c大體一致。即，射入窗w1、射出窗w2的面板部分別配置成與射入的光或射出的光的光軸垂直，并且各面板部配置成朝向第二物鏡14、第一物鏡13的方向。

此外，為了降低射入窗w1和射出窗w2中的光因反射產(chǎn)生的損失，在射入窗w1和射出窗w2的表面上形成有防止反射膜。上述防止反射膜具有在作為分析對(duì)象的紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)80％以上的透射率。此外，防止反射膜可以形成在射入窗w1和射出窗w2的單元內(nèi)側(cè)表面和單元外側(cè)表面雙方上，也可以形成在單元內(nèi)側(cè)表面或外側(cè)表面的任意一方上。另外，當(dāng)在單元內(nèi)側(cè)表面上形成防止反射膜而產(chǎn)生因排氣引起腐蝕或因防止反射膜引起排氣污染的問(wèn)題時(shí)，優(yōu)選僅設(shè)置在單元外側(cè)表面上。

此外，如圖10所示，可以在上述實(shí)施方式的分析機(jī)構(gòu)2的光源22的周?chē)O(shè)置隔熱部件221。該隔熱部件221具有例如圓柱狀的開(kāi)口部221h，該開(kāi)口部221h與作為光源22的例如陶瓷光源的發(fā)光部22x對(duì)應(yīng)。由此，通過(guò)在光源22的周?chē)O(shè)置隔熱部件221，能夠不容易受到來(lái)自外部的熱量影響，并且能夠通過(guò)開(kāi)口部221h的形狀來(lái)調(diào)節(jié)從光源22發(fā)出的光。

此外，只要不違反本發(fā)明的宗旨，可以進(jìn)行各實(shí)施方式的組合和變形。