JPH0653938U - 分光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサとしてイメージ（アレイ）センサの代
わりに単素子の受光器が使用できる分光装置を実現す
る。 【構成】 試料を透過してきた光源からの光を光路に沿
って、偏光子、偏光分割複屈折素子、検光子、レンズの
順に通して、干渉縞を測定する分光装置において、前記
干渉縞を空間上に結像させ、可動ミラーとレンズを用い
てセンサ上に干渉縞の一部を結像させ、前記可動ミラー
の角度を変化させて光線を走査させる構成としたことを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フィルム厚さ計やガス分析計やＢＭ計などの検出器として用いる分 光装置に関し、特に可動ミラーを用いて光線を走査して装置を簡略化するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来の分光装置の一例を示す構成図である。図２において、Ｓは光源、 Ｐ₁ は偏光子、ＳＰは偏光分割複屈折素子としてのサバール板であり、偏光子を 透過した偏光成分を偏光分割して２光束にする。Ｐ₂ は検光子、Ｌはレンズ、Ｉ ＲＳはレンズＬの後側焦平面に受光面を一致させた赤外イメージセンサで、レン ズＬにより赤外イメージセンサＩＲＳの受光面上に干渉縞が作られる。ＦＧは赤 外イメージセンサＩＲＳからのビデオ信号を取り込み、Ａ／Ｄ変換しフレーム処 理する画像取り込み装置、ＣＰＵは画像取り込み装置ＦＧを制御し、取り込まれ た画像データを記憶すると共に、演算処理するコンピュータ装置である。

【０００３】 ここで、サバール板ＳＰは、図３に示すように、境界面の法線が光学軸と４５ 度成分をなす一軸性結晶の２枚の平行平面板を、垂直入射光に対する主断面が直 交するように複合した複像素子である。サバール板ＳＰに垂直に入射した光ＩＬ は、互いに直交した２つの偏光成分が、常光線Ｏはそのまま直進する一方、異常 光線Ｅは界面で屈折して直進する。２枚目の結晶では、１枚目の結晶における常 光線Ｏが接合界面で屈折して異常光線Ｅとなって直進する一方、１枚目の結晶に おける異常光線Ｅは、接合界面で屈折して常光線Ｏとなり、垂直入射光ＩＬと平 行な方向に直進する。つまり、サバール板ＳＰを射出した２光線は、入射光ＩＬ と同じ方向、板面に対しては垂直な方向に進む。この時、２光線の間には、１枚 の平行平面板の厚みをｔ、常光線の屈折率をｎ_O 、異常光線の屈折率をｎ_e とす ると、 ｄ＝√２ｔ・（ｎ_O ²−ｎ_e ²／ｎ_O ²＋ｎ_e ²） だけ横方向に分離が生じる。

【０００４】 図２に戻り、光源Ｓから出た光は、偏光子Ｐ₁ により紙面に垂直方向の偏光成 分のみ透過される。この直線偏光は、サバール板ＳＰにより互いに直交する２つ の直線偏光に分割され、上記の式で与えられる距離ｄをもって分離され、光軸と 平行な方向に射出される。分離され平行に進む２光線は、検光子Ｐ₂ により偏光 子Ｐ₁ による透過成分と同じ偏光成分のみを透過され、焦点距離ｆのレンズＬに より赤外イメージセンサＩＲＳ上で重ね合わさり、干渉縞を形成する。この干渉 縞をビデオ信号にして出力し、画像取り込み装置ＦＧにてＡ／Ｄ変換しフレーム 処理後、コンピュータ装置ＣＰＵにて、演算処理され分光測定が行われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来技術に示す分光装置において、干渉縞の検出器には赤 外イメージセンサを使用している。この赤外イメージセンサには高分解能のもの が少なく、高価でもあった。

【０００６】 本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、空間上に結像 した干渉縞をミラーとレンズを用いてセンサ上に干渉縞の一部を結像させ、ミラ ーの角度を変化させて光線を走査することにより、センサとしてイメージ（アレ イ）センサの代わりに単素子の受光器が使用できる分光装置を提供することを目 的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、 試料を透過してきた光源からの光を光路に沿って、偏光子、偏光分割複屈折素 子、検光子、レンズの順に通して、干渉縞を測定する分光装置において、前記干 渉縞を空間上に結像させ、可動ミラーとレンズを用いてセンサ上に干渉縞の一部 を結像させ、前記可動ミラーの角度を変化させて光線を走査させる構成としたこ とを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案では、可動ミラーの使用によって、空間軸上に形成される干渉縞を時間 軸上に変換して受光できるようにしている。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の分光装置の一実施例を示す構成図である。図１において、１は 光源、２は試料、３は偏光子、４は偏光分割複屈折素子としてのサバール板であ り、偏光子を透過した偏光成分を偏光分割して２光束にする。５は検光子、６は レンズ、７は可動部を持ったミラー、８はレンズ、９は受光量を測定するセンサ 、１０はセンサ９の出力を処理する信号処理機構である。

【００１０】 このような構成において、光源１から出射された白色光は、試料２を透過して 被測定光となり、偏光子３→サバール板４→検光子５→レンズ６→可動ミラー７ →レンズ８の順に透過または反射して、センサ９に照射される。ここで、光源１ からレンズ６までの構成要素の動作は、前述した図２装置と同様であるため省略 する。レンズ６を通った光は、レンズ６と可動ミラー７の間の空間上に干渉縞１ １を形成する。この時、可動ミラー７が図中のＡの位置にある時、干渉縞の一部 であるＢの部分がレンズ８を介してセンサ９上に結像する（実線で示す光路）。 また、可動ミラー７が図中のＡ’の位置にある時、Ｂとは別の位置の干渉縞の一 部Ｂ’の部分がレンズ８を介してセンサ９上に結像する（点線で示す光路）。セ ンサ９の出力は信号処理機構１０に入力され、信号処理される。この信号処理さ れた出力は干渉縞１１の空間像を時間像に変換したものとなる。この信号処理機 構１０の出力をＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析することにより、分光測定が行 える。

【００１１】 このように、上記実施例によれば、可動ミラーの使用によって、空間軸上に形 成される干渉縞を時間軸上に変換して受光できるようにしたため、高価かつ高分 解能なものが得にくい赤外イメージセンサが不要になり、単素子のセンサでの測 定が可能になった。

【００１２】 なお、上記実施例において、可動ミラーの形状は１面を左右に動かすものに限 定されるものではなく、ポリゴンミラーのような多面ミラーを用いた構成であっ ても良い。

【００１３】

【考案の効果】

以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、センサとして イメージ（アレイ）センサの代わりに単素子の受光器が使用でき、装置構成を簡 略できる分光装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の分光装置の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】従来例である。

【図３】サバール板の機能の説明図である。

【符号の説明】

７ 可動ミラー ８ レンズ ９ センサ １０ 信号処理機構 １１ 干渉縞

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を透過してきた光源からの光を光路
   に沿って、偏光子、偏光分割複屈折素子、検光子、レン
   ズの順に通して、干渉縞を測定する分光装置において、
   前記干渉縞を空間上に結像させ、可動ミラーとレンズを
   用いてセンサ上に干渉縞の一部を結像させ、前記可動ミ
   ラーの角度を変化させて光線を走査させる構成としたこ
   とを特徴とする分光装置。