株式会社スペクトラ・コープ
浜松ホトニクス株式会社
株式会社島津製作所
株式会社堀場製作所
株式会社アルゴ
分光計器株式会社
シグマ光機株式会社
ケイエルブイ株式会社
StellarNet, Inc.
PhotonTec Berlin GmbH
Headwall Photonics, Inc.
ARcoptix S.A.

【2021年版】分光センサー8選 / メーカー16社一覧

分光センサーのメーカー16社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


分光センサとは

分光センサは、物質に光を照射し、そのスペクトルの反射、散乱、吸収を測定することで分子の情報を得るセンサで、分光器に含まれます。分光器、分光センサは、使用する光の波長の範囲によって、また原理の違いによって分けられ、多くの種類があります。測定対象の色測定、膜厚測定、化学物質の同定などをモニタリングすることができます。

最近では小型で高性能な分光センサが開発され、手軽にリアルタイムの分析ができるようになっています。

分光センサは半導体、食品、生体など幅広い対象に用いられる

分光センサは種類が多いので、用途が幅広いです。半導体、医療用途、工業分野、医薬品や食品への分析や、生体試料への適用も可能で、水質分析もできます。

中でも、よく近赤外線センサが利用されています。例えば、農作物の成分の分析をリアルタイムで行うことも可能です。トマトに含まれるリコピンの量や、野菜に含まれるクロロフィルの量、豚肉に含まれる脂肪の量などを非破壊で測定することができます。人間の体脂肪も測定できます。

測定結果がすぐにわかるので、生産管理や品質管理の時には近赤外分光センサが有効です。

分光センサは光を照射、検出して光の吸収量を求めている

分光センサの中で、分散型のセンサをご紹介します。入射した光をプリズムかグレーティングと呼ばれる回折格子を利用して分光します。分光した後、用途により波長を一つにしぼる場合はモノクロメータ、複数使用する場合はポリクロメータに分かれ、イメージセンサ等で測定します。

分光センサとしてよく利用される近赤外、中赤外分光センサはそれぞれの波長域の光を測定範囲にしています。

  • 近赤外分光
    測定対象の試料に、近赤外線を照射し、反射あるいは透過した近赤外線を測定しています。試料を非破壊で分析できます。近赤外線はほとんど吸収されないので、物体を透過します。固体、粉体、液体などさまざまな状態の試料の分析ができます。
  • 中赤外分光
    試料に中赤外線を照射し、試料に吸収された中赤外線を分析し、どの波長がよく吸収されているかによって含まれる物質の同定をします。波長域が最も広く、不純物を検出する用途などに向いていてエンジンオイルの分析などに利用されています。他に尿に含まれる糖やタンパク質のモニタリングも可能です。近赤外と同様に幅広い用途で、非破壊で検査ができます。

分光センサの使い方

分光センサは、光を波長毎に分ける装置です。具体的には特定波長の光を取り出して検出器に当て、その光の強度を調べる装置です。その歴史は古く、1814年にイギリスのフラウンホーファーが太陽光のスペクトルの中にいくつかの暗線があることを見つけました。その後多くの科学者が、太陽光中の暗線(フラウンホーファー線)は特定の元素の光吸収であることを明らかにしました。また、18世紀から19世紀にかけて炎で加熱された材料が固有波長の明るい光を放つことが分かりました。これらの発見から光の発光・吸収のスペクトルを調べると、固有の元素を特定できることが分かりました。よって、分光センサはこの原理を用いて元素の特定をする装置なのです。

分光センサの使用用途において、測定波長毎に異なる分光検出器が使用されます。例えば180nm~1100nmの紫外光・可視光・近赤外光範囲で有ればCCD分光器を使用します。また、900~1700nmの近赤外光でばInGaAs分光器、更に1700~2500nmの近赤光では拡張型InGaAs分光器が使用されます。

分光分析法

分光分析法は、物質を透過または反射した光のエネルギーを分析する分析法です。一般に透過または反射した光のエネルギーは、オリジナルのエネルギーと比較されて検出されます。最新の分光センサの測定範囲は可視光線のみならず、X線、紫外線、赤外線、マイクロ波までカバーしています。ここでは、有名な3つの分光分析法について説明します。

  • 吸光分光法
    この分析法は可視光(400~800nm)から紫外光(210~400nm)に波長の光を吸収する物質を分析する方法です。対象となる試料は、大気汚染物質、排水、食品添加物、酸化防止剤、繊維製品、薬剤、化粧品等になります。測定方法はLambert-Beerの法則に従い、試料を入れた容器(媒質)の厚さと溶液濃度が、吸光度に比例する関係を利用しています。
  • 蛍光分光法
    試料に紫外線を当てて、試料から発する蛍光を検出しその光のエネルギーから物質の濃度を測定する方法です。対象となる試料はアルミニウム、サマリウム、ホウ素等の無機物やビタミンA,ビタミンB1等の有機物の検出に使用されます。
  • 赤外分光法
    試料に赤外線を当てて、分子振動の双極子モーメント変化を検出する方法です。対象となる試料は有機高分子物質になります。尚、最新の装置は測定結果をフーリエ変換と呼ばれる数学的操作を加えて光の波長を波数(カイザーという単位)とエネルギー強度に変換します。よってこの分析装置はフーリエ変換分光分析装置(FTIR)と呼ばれます。

インライン液体濃度測定例

参照:株式会社スペクトラ・コープ
http://www.spectra.co.jp/example_applications/application_ekishin.htm

参考文献
https://www.yokogawa.co.jp/about/yokogawa/rd/inv_center/spectroscopy/
https://www.argocorp.com/cam/special/HeadWall/applications.html
https://www.klv.co.jp/iot/infrared-spectrometers-and-sensor.html
https://www.britannica.com/science/spectroscopy/Basic-properties-of-atoms#ref80589
http://www3.u-toyama.ac.jp/nozaki/souti/Emsp.html
https://xtech.nikkei.com/dm/article/WORD/20100722/184385/
https://www.klv.co.jp/iot/about.html
http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~tanahara/kikisiryo/bunsibunkou.pdf
https://www.britannica.com/science/spectrophotometry

Metoree カタログ
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分光センサーのメーカー情報

分光センサーのメーカー16社一覧


株式会社スペクトラ・コープの分光センサー
小型NIR分光器センサー NIR Meter
・近赤外域900~1700nmを対象に米国T.I社のDLP®テクノロジーを用いて分光スペクトルを測定する小型NIR分光器センサー
・DLP®テクノロジーを用いることにより、これまでにない低価格を実現(本体価格50万円/税抜)
・小型軽量で使用環境不問、S/N比6000:1の低ノイズ

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株式会社スペクトラ・コープの分光センサー
プローブ・液浸プローブ
・ラボ用の小型小径タイプからインライン用のフランジ月、耐熱・耐圧タイプまで幅広いラインナップ
・光路長や液浸長、ファイバー長など各部カスタムが可能で、用途に合わせて最適化したプローブを選択できる

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分光センサーのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 株式会社島津製作所
  2. 2 株式会社堀場製作所
  3. 3 浜松ホトニクス株式会社

設立年の新しい会社

  1. 1 PhotonTec Berlin GmbH
  2. 2 Radiant Light S.L.
  3. 3 ARcoptix S.A.

歴史のある会社

  1. 1 株式会社島津製作所
  2. 2 株式会社堀場製作所
  3. 3 浜松ホトニクス株式会社

分光センサーのカタログ一覧(1件)

Metoreeに登録されている分光センサーのカタログ一覧です。無料で各社カタログを一括でダウンロードできるので、製品比較時に各社サイトで毎回情報を登録する手間を短縮することができます。

株式会社スペクトラ・コープのカタログ



分光センサー8選

NIR Meter

株式会社スペクトラ・コープ NIR Meter 画像出典: 株式会社スペクトラ・コープ公式サイト

特徴

900~1700nmの近赤外線対象の小型の分光器センサーでDLPテクノロジーを用いてることでこれまでにない低価格な製品が実現できました。

S/N比は6000:1という低ノイズで浜松ホトニクス社製のInGaAsを採用、電源供給はUSBバスパワータイプ、入射口は直接入射するウィンドで標準付属されるSMAコネクタの取替えだけで光ファイバーの接続も可能といった仕様になっております。

測定可能なデータは、相対強度・反射率・透過率・吸光度など、データ処理においては、二次微分・平滑化・波長補間など、と非常に充実しております。

また、反射測定用ランプが内蔵されており外部光源の準備がなく反射測定が可能になっています。

株式会社スペクトラ・コープの会社概要

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ミニ分光器 TFシリーズ

浜松ホトニクス株式会社

特徴

光学素子とイメージセンサと駆動回路を小型・薄型の筐体にしたミニ分光器になります。

測定光を光ファイバを経由して入光し、分光結果をUSB接続でPCに取り込むことにより、分光スペクトルの収集が可能になります。

感度の高いCMOSイメージセンサが搭載されていて、CCD並みの好感度が維持でき、低消費電力を実現可能、また短時間蓄積に対応したトリガ機能によってパルス発光の分光計測も可能な製品です。

測定条件の設定、データの取得及び保存、グラフの表示などの機能をもつ評価用ソフトウェアが付属されていて、DLLの関数しようを公開しているため、ユーザー再度で独自の計測ソフトウェアを作成することが可能になっています。

浜松ホトニクス株式会社の会社概要

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QExtra CCD検出器

株式会社堀場製作所 QExtra CCD検出器 画像出典: 株式会社堀場製作所公式サイト

特徴

CCDにはフロントイルミネーテッドタイプとバックイルミネーテッドタイプの大きく2つのタイプがあり、前者は高い量子効率を得られませんがエタロニング効果が発生しないタイプ、後者は高い量子効率が得られますが素子を非常に薄くする必要があり、近赤外領域でエタロニング効果が発生するタイプになります。

本製品のQExtraは、反射防止多層膜コーティングを行い、量子効率の更なる改善とエタロニング効果を極限まで下げる技術を用いて、広い波長領域で優れた量子効率を実現させ、またエタロニング効果を抑えてUV領域から近赤外領域の測定において威力を発揮する特徴を持っています。

また、-75℃まで素子の冷却可能な電子冷却タイプと-140℃まで素子の冷却可能な液体窒素冷却タイプの2タイプ発売されており、USB2.0インターフェースを搭載している製品になります。

株式会社堀場製作所の会社概要

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IMEC-HS-4-CHIP

株式会社アルゴ IMEC-HS-4-CHIP 画像出典: 株式会社アルゴ公式サイト

特徴

本製品は、モザイクRGB+4バンド構成・分光センサ単体製品になります。

IMECはファブリペロー干渉を用いて狭帯域かつ可変フィルタ技術とプロセスを開発し、分光波長・バンド幅・透過率・可変構成など様々なカスタム構成に対応することができます。

活用シーンとしては、精密農業や環境計測の分野でリモートセンシングやドローンなどに搭載、印刷品質検査や薬剤検査などの選別処理にも活用、他にも医療・ライフサイエンス分野やセキュリティ・監視分野、車両・交通分野など、様々な分野に活用されている製品になります。

株式会社アルゴの会社概要

  • 会社所在地: 大阪府吹田市江坂町1丁目13-48 インタープラネット江坂ビル9F
  • URL: https://www.argocorp.com/
  • 創業: 1987年
  • 従業員数: 22人

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M10モノクロメータ

分光計器株式会社 M10モノクロメータ 画像出典: 分光計器株式会社公式サイト

特徴

分析能1.1m(1200本/mm)、波長精度±1.0nmとこのクラスでは最高の性能を有している製品になります。

回析格子交換が可能なため、200nm~25μmの広い波長範囲が使用可能、また交換取り付け再現性も非常に良いです。

回析格子は有効面積の広いものを採用しており、光学系はF=3.0と明るく、収差も少ないので各波長にわたって出射光の対称性が優れ、高い分析能を得ることができます。

丈夫でショックや振動に強く、スリット機構のバックラッシュもほとんどないため、精度の高い測定が可能な製品になります。

分光計器株式会社の会社概要

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VIS/NIR分光計測ユニット

シグマ光機株式会社 VIS/NIR分光計測ユニット 画像出典: シグマ光機株式会社公式サイト

特徴

光検出部にCCDセンサー及びInGaAsセンサーを搭載した分光器で250nm~1650nmまでの広範囲を1台で簡単に測定可能にした製品になります。

分光器内部には、駆動部分がないため、壊れる心配がなく、安定した測定が可能になっております。

光ファイバーと接続することで、透過・反射・顕微分光・膜厚の各種測定可能となっております(オプションで輝度・照度も測定可能になります)。

また、その他オプションで素子冷却パターンの選択も可能になります。

シグマ光機株式会社の会社概要

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NIRONE S1.4

ケイエルブイ株式会社 NIRONE S1.4 画像出典: ケイエルブイ株式会社公式サイト

特徴

本製品はファブリペロー干渉計とMEMS制御による光分方式を採用しております。

2タングステンランプの内蔵光源をもち、超小型(25×25×17mm3)かつ軽量(15g)で丈夫な、近赤外分光センサモジュールになります。

給電はデータ通信も兼ねていて、PCへソフトをインストールするだけで、USB接続すると使用可能になります。

測定波長は1.10~1.35μmの波長範囲に対応しており、分解能は12~16nmの範囲、また感度が高いためSN比は冷却付きリニアアレイ分光器の40倍となる10000:1となっています。

ケイエルブイ株式会社の会社概要

  • 会社所在地: 東京都千代田区神田小川町 1-1 山甚ビル4階
  • URL: https://www.klv.co.jp
  • 創業: 1979年
  • 従業員数: 23人

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Kymera & Shamrock

Andor Technology Ltd.

特徴

可動コンポーネントのないコンパクトで丈夫なデザインです。

特許取得済みの光学設計により、クロストークが極めて低く、最大の解像度と高いバンドパスが保証されている製品になります。

自動で温度補正を行うプリズムにより光学屈折率の温度変化を補正することができます。

N2パージされ密閉された窒素が満たされたエンクロージャーにより、UV領域では水分を含んだ空気によるパフォーマンス低下を最小限に抑えることができる製品になります。

Andor Technology Ltd.の会社概要

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