JPH0466823A - 赤外検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は顕微鏡形サーモグラフィ装置等に用いて好適な
赤外検出装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は顕微鏡形サーモグラフィ装置等に用いて好適な
赤外検出装置に関し、被測定物からの赤外放射を、冷却
した赤外センサによって検出する様にした赤外検出装置
に於いて、被測定物と赤外センサ間の光路に配されたコ
ールドミラを光路に傾けて配すると共に赤外センサの反
射で生ずるナルシサス効果の長波長成分をカットさせる
様にして温度検出精度を向上させる様にしたものである
。

〔従来の技術］ 赤外検出装置として、生体等から自然放射される赤外放
射を検知し、その表面温度分布を二次元的に表示するサ
ーモグラフィ装置が多く利用されている。更に被測定物
として例えば、サーマルプリンタヘッド等の発熱観測等
に用いる顕微鏡形の赤外放射温度計等も市場に多く見受
けられる様Ｓこ成って来ている。第４図及び第５図は従
来のこの様な顕微鏡形のサーモグラフィ装置の外観図及
び系統図を示すもので、基台（１ａ）上に温度検出部（
３）が固定されステージ（１）が第５図の系統図に示す
様にＸ及びＹ軸方向に基台（１ａ）上で被測定物（２）
と共に微小移動出来る様に構成させている。顕微鏡形の
放射温度計を構成する温度検出部（３）上には冷却部（
４）が設けられて、例えば、ＩｎＳｂやＨｇＣｄＴｅ等
の赤外センサ（５）を液体窒素を用いて冷却している。

被測定物（２）から放射された赤外線或は遠赤外線は温
度検出部（３）内の光学系を経て赤外センサ（５）によ
り検出され、赤外線或は遠赤外線の強度に応じた信号を
増幅回路（６）を介して増幅し、増幅された温度信号に
対応した信号は温度信号処理制御回路（７）に供給され
て、信号処理され、サーモグラムとして画像化されてＣ
ＲＴ　（８）上に表示される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の赤外検出装置の温度検出部（３）内に用いられる
ＩｎＳｂ等の赤外センサ（５）の感度特性曲線は第６図
Ａ、Ｂに示す如く、種々の感度特性を示す第６図Ａ又は
ＩｎＳｂの感度特性で波長５．５μｍ以上の波長には感
度をもたない波長特性を持っているが、第６図Ｂに示す
ＨｇＣｄＴｅの感度特性は波長１３．０μｍ程度迄の検
出感度を有する。赤外検出装置の光学系のＷ、Ｄ（作動
距離）は短く、且つ被測定物（２）の放射率の低いもの
では赤外センサ（５）が液体窒素（以下ＬＱＮ２と記す
）（９）で冷却されているために低い温度（ＬｑＮｚの
温度）の赤外センサからの約３８μｍを中心とした赤外
放射が赤外センサ（５）と被測定物間の同じ光学系を通
って被測定物（２）で反射し、再び赤外センサ（５）に
戻り、眞の被測定物（２）からの温度信号に、これら反
射された温度信号が重畳されるナルシサス効果による誤
差を発生する問題があった。

本発明は斜上の問題を解消するために成されたもので、
その目的とするところはナルシサス効果を低減して温度
測定の精度を向上させた赤外検出装置を得る様にしたも
のである。

（課題を解決するための手段〕 本発明の赤外検出装置はその例が第１図及び第２図に示
されている様に被測定物（２）からの赤外放射を冷却し
た赤外センサ（５）によって検出する様にした赤外検出
装置（１０）に於いて、被測定物（２）と赤外センサ（
５）間の光路（２０）に配されたコールドミラ（１２）
を光路に傾けて配すると共に赤外センサ（５）からの赤
外放射が被測定物（２）の反射で生ずるナルシサス効果
の長波長成分をカットさせる様にしたものである。

〔作用〕

本発明の赤外検出装置は被測定物（２）と赤外センサ（
５）との光路（２０）間に配するコールドミラ（１２）
を傾けて配すると共に、このコールドミラ（１２）上に
赤外センサ（５）の反射で生ずるナルシサス効果の長波
長領域をカットさせる反射層を（１２ｂ）設ける様にし
たので、ナルシサス効果を抑えて、温度測定精度の向上
した赤外検出装置が得られる。

〔実施例］ 以下、本発明の赤外検出装置として、顕微鏡形のサーモ
グラフィ装置の一実施例を説明する。尚、第４図及び第
５図で説明した部分との対応部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。第１図は本例に用いるコールドミ
ラ（１２）の光学系を説明するものであるが、第１図を
説明するに先たち、第２図によって、赤外検出装置の温
度検出部を詳記する。

第２図で、赤外検出装置（１０）を構成する筐体（１０
ａ）上には冷却部（４）が設けられ、筐体（１０ａ）の
背面には照明ランプ（１３）等が収納される照明用筐体
（１０ｂ）が設けられている。更に前方には接眼鏡（１
６）が配設されている。冷却部（４）は魔法瓶と同様に
硝子瓶の周囲に保温層を設けると共に硝子瓶の下部にＩ
ｎＳｂ、　ＨｇＣｄＴｅ、　ＧｅＨｇ、　ＧｅＡｕ等の
赤外センサ（５）が配設され、カセグレン型対物レンズ
（１１）とコールドミラ（１２）から成る光路（２０）
を介してステージ（１）上に配設された被測定物（２）
からの赤外放射を赤外センサ（５）上に集束させる。光
路（２０）中には切溝を設けたチョッパ羽根が設けられ
、このチョンパ羽根に塗布した黒体、即ち、基準放射源
からの赤外放射と被測定物（２）からの赤外放射が交互
に赤外センサ（５）に供給される。（１８）はこのチョ
ンパ装置の駆動用モータを示す。光路（２０）中にはコ
ールドミラ（１２）が傾けて配設される。照明用筐体（
１０ｂ）内には照明用光源である照明ランプ（１３）が
設けられ、照明ランプ（１３）からの照明光は熱線吸収
ガラス及び集光レンズ系（１４）を介してファイハーオ
ブテックス（１９）に入射される。ファイバーオブテ、
７クス（１９）から出射した照明光はコンデンサレンズ
（１５）を介してハーフミラ（１７）に入射する。ハー
フミラ（１７）は接眼鏡（１６）とコールドミラ（１２
）間に設けられているので接眼鏡（１６）を介して照明
光で照明された被測定物（２）を観察することが出来る
様に成されている。第１図は本例に用いる光学系中のコ
ールドミラ（１２）の模式図であり、基板（１２ａ）は
サファイア（Ａ７ｚＣｈ）であり、この基板（１２ａ）
上に反射層（１２ｂ）をコーテングする。この反射層（
１２ｂ）この多層にコーテングした反射層（１２ｂ）に
於いてはナルシサス効果を低減させるために長波長成分
をカットさせる様に構成され、且つ、赤外センサ（５）
と被測定物（２）間の光路（２０）に傾けて配設されて
いるので赤外センサ（５）からのＬＱＮ２の冷却による
反射光は複数のコーテング層である反射層（１２ｂ）で
赤外センサ（５）とは異なる方向に反射し、所定の長波
長成分が赤外センサ（５）に戻ることはない。

以下、斜上のナルシサス効果を低減させるだめの長波長
帯域のカット方法を第３図Ａ、Ｂによって説明する。第
３図Ａに於いて、縦軸は透過率を横軸は波長を示すコー
ルドミラ（１２）の波長特性の１例を示すものであり、
曲線（２２）は第１回に示す本例の波長特性を破線で示
すものであり、曲線（２３）は反射層（１２ｂ）を設け
ない場合の波長特性を示すものである。即ち、本例では
第３図Ｂに示す様に波長傾斜幅Δλはコールドミラ（１
２）の透過率が７２％に該当する波長と５％に該当する
波長との間隔約Δλ−０，５μｍとなし、透過限界波長
（２５）−５，３μｍとし、遮断限界波長（２４）−４
，８μｍ程度に選択すればよい。上述の如く、光路（２
０）中に反射層（１２ｂ）をコーテングしたコールドミ
ラ（１２）を設けることで、第３図Ａに示す様に赤外セ
ンサ（５）の波長特性に必要な波長帯域のみ透過し、５
〜８μｍの波長帯域を完全に遮断できるので、ナルシサ
ス効果による赤外センサ（５）の反射を除去出来て温度
検出測定精度を向上させることの出来る赤外検出装置が
得られる。尚、基板（１２ａ）がサファイアでない場合
は光路（２０）中に長波長帯域を遮断するサファイア等
のフィルタを介在させる様にしてもよく本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変更し得ることは明らかである。

〔発明の効果］ 本発明の赤外検出装置によればナルシサス効果による弊
害を低減させることで温度測定の精度を大幅に向上させ
ることが出来るものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の赤外検出装置に用いるコールドミラの
構成図、第２図は本発明の赤外検出装置の一実施例を示
す構成図、第３図は本発明の詳細な説明図、第４図は従
来の赤外検出装置の外観図、第５図は従来の赤外検出装
置の系統図、第６図は赤外センサの波長特性回である。 （１）はステージ、（２）は被測定物、（４）は冷却部
、（１２）はコールドミラ、（１２ｂ）は反射層である
。 第６ｒ６Ａ 赤外後出ＫｒＬつ構成図 第２図 ４二９去雫 と 第５　区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定物からの赤外放射を冷却した赤外センサによって
   検出する様にした赤外線検出装置に於いて、 上記被測定物と赤外センサ間の光路に配されたコールド
   ミラを光路に傾けて配すると共に、上記赤外センサの反
   射で生ずるナルシサス効果の長波長成分をカットさせる
   様にしたことを特徴とする赤外検出装置。