JPH10185805A

JPH10185805A - 全反射測定方法及び全反射測定装置

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Publication number: JPH10185805A
Application number: JP9368540A
Authority: JP
Inventors: Sunao Miyazaki; 直宮崎; Kazuhiro Kawasaki; 一弘川崎
Original assignee: Jasco Corp
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1998-07-14
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JP3184487B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、顕微鏡を用いた全反射測
定を容易に行うことを可能とすることにある。【解決手段】中心部に孔（１２ａ）が形成された凹面鏡
（１２）と該凹面鏡よりも径の小さい凸面鏡（１４）と
を中心軸を一致させて対向配置したカセグレニアン鏡
（１０、２０）の該凹面鏡に、略半球形の平凸レンズ
（３２Ｃ）の凸面を対向させ、該平凸レンズの中心軸を
該カセグレニアン鏡の中心軸に一致させ、該平凸レンズ
の平面に試料（３０）を当接させ、この状態で、該孔か
ら光束を入射させて、該凸面鏡、該凹面鏡の順に該光束
を反射させ、該平凸レンズの平面中心点に臨界角以上の
入射角で該光束を収束させ、全反射光を該凹面鏡、該凸
面鏡の順に反射させ、該孔から出射した該全反射光を検
出することを特徴とする全反射測定方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全反射（ＡＴＲ）測定
方法及び全反射測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１及び図１２を参照して公知の全反
射測定原理を説明する。試料３０の屈折率ｎ₂よりも大
きい屈折率ｎ₁のＡＴＲ半円柱プリズム３２Ａ又はＡＴ
Ｒ３角柱プリズム３２Ｂを試料３０上に搭載し、外部か
らプリズム３２Ａ又は３２Ｂに光束を入射させる。プリ
ズム３２Ａ又は３２Ｂから試料３０に対する入射角θを
臨界角θ_Cより大きくすると、入射光が試料３０上で全
反射されるが、この反射点では、試料３０内に光束が僅
か滲み込む。その滲み込み深さｄ_pを、光強度が１／ｅ
になる深さで定義すると、波長がλの場合、ｄ_pは、

【数１】ｄ_p＝λ／［２πｎ₁｛（ｓｉｎ²θ−（ｎ₂／ｎ₁）²｝^1/2］・・（１）で表される。したがって、試料３０が光を吸収すると、
試料３０上で反射される光はその分減少する。このよう
な性質を利用すると、高分子膜や半導体等の表面分析、
或は、強い吸収を示す物質、例えば赤外域でのスペクト
ル測定が困難であった水溶液中の溶質の分析が可能とな
る。一方、フーリエ変換法により、顕微鏡を用いた赤外
スペクトル測定が可能となり、各種顕微赤外フーリエ分
光光度計が市販されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の全反射
測定装置及び顕微赤外フーリエ分光光度計では、顕微赤
外フーリエ分光光度計を用いて試料３０上の測定箇所を
可視光で目視観察した後、試料を全反射測定装置に付け
直し、これを顕微赤外フーリエ分光光度計と連結して赤
外スペクトルを測定しなければならなかったので、実用
に適さなかった。

【０００４】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、顕微鏡を用いた全反射測定を容易に行うことができ
る全反射測定方法及び全反射測定装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る全反射測定
装置を、実施例図面を参照して説明する。

【０００６】この全反射測定装置は、例えば図１に示す
如く、カセグレニアン鏡１０と平凸レンズ３２Ｃを備え
ている。

【０００７】カセグレニアン鏡１０は、中心部に孔１２
ａが形成された凹面鏡１２と、凹面鏡１２よりも径の小
さい凸面鏡１４とを、中心軸Ｃを一致させて対向配置し
たものであって、図８に示すような２段構成や３段以上
の構成も含まれる（以下同様）。

【０００８】平凸レンズ３２Ｃは、略半球形（半球形又
はこれに似た形）であって、その凸面を凹面鏡１２に対
向させ、その中心軸をカセグレニアン鏡１０の中心軸Ｃ
に一致させ、その平面中心点をカセグレニアン鏡１０に
よる光収束位置に一致させて配置される。

【０００９】本発明に係る全反射測定方法では、上記構
成要素を用い、平凸レンズ３２Ｃの平面に試料３０を当
接させた状態で、孔１２ａから光束を入射させて、凸面
鏡１４、凹面鏡１２の順に該光束を反射させ、平凸レン
ズ３２Ｃの平面中心点に該光束を収束させ、試料３０、
凹面鏡１２、凸面鏡１４の順に該光束を反射させ、孔１
２ａから出射した光束を検出する。従って、本発明に寄
れば、微小部位の全反射光を容易に測定することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００１１】（１）第１実施例図１は全反射測定装置を用いた顕微フーリエ赤外分光光
度計の原理構成を示す。

【００１２】屈折率ｎ₂の試料３０上には、ｎ₂より大き
い屈折率ｎ₁の半球形の平凸レンズ３２Ｃが、その底面
（平面）を試料３０の測定面に接して、搭載されてい
る。平凸レンズ３２Ｃの上方には、中心軸Ｃが平凸レン
ズ３２Ｃの中心を直角に通るように、カセグレニアン鏡
１０が配置されている。カセグレニアン鏡１０は、中央
部に円孔１２ａが穿設された凹面鏡（主鏡）１２と、中
心軸を凹面鏡１２の中心軸に一致させて凹面鏡１２に対
向配置させた凸面鏡（副鏡）１４とからなる。中心軸Ｃ
の図１左側には、入射光３４が凹面鏡１２を通り凸面鏡
１４上で反射発散され、凹面鏡１２で反射集光されて平
凸レンズ３２Ｃの表面を直角に通り、平凸レンズ３２Ｃ
の底面中心に収束する。そして、凹面鏡１２の図示領域
Ｂからの、臨界角θ_cを越える光束が、試料３０上で全
反射され、凹面鏡１２の図示領域Ａからの、臨界角θ_c
以下の光束の一部が試料３０上で反射され、これらが中
心軸Ｃの図１右側において、凹面鏡１２で反射集光さ
れ、凸面鏡１４で反射され、円孔１２ａを通り出射光３
６として上方へ射出される。

【００１３】ここで、平凸レンズ３２Ｃの物質が例えば
ＺｎＳｅ場合、その屈折率ｎ₁は２．４であり、試料３
０の屈折率ｎ₂が約１．７の場合には、臨界角θ_cは約４
５度となる。入射角が４５度の場合、全反射点での滲み
込み深さｄ_pは０．２λとなり全反射スペクトル測定を
充分行うことが可能である。また、４５度の入射角に対
するカセグレニアン鏡１０の開口数は０．７０７にな
る。したがって、カセグレニアン鏡１０はその開口数が
この値よりも少し大きい０．８程度のものを用いる必要
がある。

【００１４】しかし、カセグレニアン鏡１０は、開口数
が大きくなると収差が大きくなり、解像度が低下する。
また、試料３０上の測定点を目視観測するためには、高
開口数である必要はない。

【００１５】一方、全反射スペクトル測定においては、
試料３０に対する入射角が臨界角θ_c以下となる光束
は、ＳＮ比を低下させる原因となる。また、通常の材料
分析に用いる全反射スペクトル測定においては、高精度
の入射角の設定を必要としない。

【００１６】そこで、試料３０上の測定点を目視観察す
るために、入射光３４を可視光とした場合には、凹面鏡
１２上の領域Ａで反射された光束のみを利用し、全反射
スペクトル測定のために、入射光３４を赤外光とした場
合には、凹面鏡１２上の領域Ｂで反射された光束のみを
利用する。これは、カセグレニアン鏡１０上にマスク３
８を配置することにより容易に実現できる。図２は、目
視観察用のマスク３８Ａを示す。図中、３８ａは入射光
３４を通過させるリング片形の孔であり、３８ｂは出射
光３６を通過させるリング片形の孔である。孔３８ａ、
３８ｂはいずれか一方のみであってもよい。図３は全反
射スペクトル測定用のマスク３８Ｂを示す。図中。３８
ｃは入射光３４を通過させるリング片形の孔であり、３
８ｄは出射光３６を通過させるリング片形の孔である。
孔３８ｃ、３８ｄはいずれか一方のみであってもよい。

【００１７】試料３０上の測定点を目視観察する場合に
は、可視光源４０から放射された光束を、光路内外に回
転移動可能な可動鏡４２、固定鏡４４で反射させて入射
光３４を形成する。そして、この場合の出射光３６を固
定鏡４６、光路内外に回転移動可能な可動鏡４８で反射
させて、接眼レンズ５０に導く。

【００１８】全反射スペクトルを測定する場合には、前
記可動鏡４２及び４８を光路外に退避させておき、赤外
光源５２から放射された光束をマイケルソン干渉計５４
に通して赤外干渉光を生成し、これを固定鏡４４で反射
させて入射光３４を形成する。この場合の出射光３６
は、固定鏡４６で反射されてＭＣＴ検出器５６でその光
強度が検出され、その検出信号が信号処理装置５８に供
給される。一方、レーザ６０から放射されたレーザ光を
マイケルソン干渉計５４に通してレーザ干渉光を生成
し、ホトダイオード６２でその光強度を検出し、その検
出信号をサンプリング信号として信号処理装置５８へ供
給する。信号処理装置５８は、このサンプリング信号に
同期して、ＭＣＴ（水銀カドミテルル）検出器５６から
の光強度信号を読み取り、公知の信号処理を行って赤外
吸収スペクトルを求め、これをレコーダ６４に記録させ
る。

【００１９】なお、上記構成において、マスク３８は、
凹面鏡１２と凸面鏡１４との間又は凸面鏡１４と平凸レ
ンズ３２Ｃとの間に配置してもよい。この場合、当然の
こととして、その位置に応じたサイズの光束制限孔が形
成されたマスク３８を用いる。

【００２０】（２）第２実施例図４は全反射測定装置の縦断面を示す。

【００２１】この全反射測定装置は、図１に示すカセグ
レニアン鏡１０を平凸レンズ３２Ｃとを一体構成とした
ものであり、ヘッド７０の首部に形成された雄ねじ７０
ａを不図示の既存の反射測定型顕微鏡の対物鏡取付部に
形成された雌ねじに螺合させることにより、この顕微鏡
に装着可能となっている。

【００２２】ヘッド７０の下端凹部には、凹面鏡１２が
収容固着されている。ヘッド７０に形成された中心孔７
０ｂは、円孔１２ａに連通している。ヘッド７０の中間
部には、平板状のマスク３８を差込むための切込み口が
紙面垂直方向に形成されている。ヘッド７０の下端部外
周には雄ねじ７０ｃが形成され、これに、第１鏡筒７４
の上端部内周に形成された雌ねじ７４ａが螺合されてい
る。

【００２３】第１鏡筒７４の下端開口部には、凸面鏡支
持リング７６が挿入されている。この凸面鏡支持リング
７６は、図５に示す如く、外側のリング部７６ａと中央
部のアイランド部７６ｂとが３本のブリッジ部７６ｃで
連結された形状になっており、アイランド部７６ｂ上に
凸面鏡１４が接着されている。第１鏡筒７４の下端部外
周には、１２０度の等間隔で止めねじ７４ｃが螺入さ
れ、止めねじ７４ｃで、凸面鏡支持リング７６の外周が
押圧されて、凸面鏡１４の中心軸の位置決め調整が行わ
れる。第２鏡筒７８の上端部内周に形成された雌ねじ７
８ａに、第１鏡筒７４の下端部外周に形成された雄ねじ
７４ｂが螺合され、第２鏡筒７８の回転角により、第１
鏡筒７４の中心軸方向への伸縮調整が行われ、止めねじ
７８ｂでこの調整が固定される。

【００２４】第２鏡筒７８の下端部には、レンズ支持枠
８０が挿入されている。このレンズ支持枠８０は、図６
に示す如く、中央部に平凸レンズ３２Ｃが嵌合接着され
る中心孔８０ｂが形成され、その縁部上面には、光入射
を妨害しないように傾斜面８０ｃが形成されている。第
２鏡筒７８の下端部外周には、１２０度の等間隔で３本
の止めねじ７８ｃが螺入され、止めねじ７８ｃで、レン
ズ支持枠８０の外周が押圧されて、平凸レンズ３２Ｃの
中心軸の位置を決め調整が行われる。

【００２５】試料３０は試料受皿８２内に収容される。
この試料受皿８２の内周に形成された雌ねじ８２ａに、
第２鏡筒７８の下端部外周に形成された雄ねじ７８ｄを
螺合回転させることにより、試料３０の上面に平凸レン
ズ３２Ｃの底面が接する。

【００２６】上記第１鏡筒７４の中心軸方向への伸縮調
整は、出射光強度を検出し、これが最大になるように行
われる。

【００２７】このような全反射測定装置を、既存の反射
測定型顕微鏡の対物鏡又は対物レンズと単に交換すると
いう簡単な操作で、全反射スペクトル測定が可能にな
る。また、平凸レンズ３２Ｃの位置調整が予め行われて
いるので、試料３０を交換するだけで、新たな試料３０
に対する全反射スペクトル測定が可能になる。

【００２８】（３）第３実施例上記第２実施例の全反射測定装置は、試料に応じて平凸
レンズ３２Ｃを他の材質のものと取り換える場合、止め
ねじ７８ｃを緩めてレンズ支持枠８０を第２鏡筒７８か
ら取り外さなければならないので、他のレンズ支持枠８
０を第２鏡筒７８に取り付ける場合、平凸レンズ３２Ｃ
の光軸調整を再度行う必要があり、そのために長時間を
要し、かつ、煩雑である。平凸レンズ３２Ｃが破損して
同種の平凸レンズ３２Ｃと取り換える場合も同様であ
る。これを避けるためには、全反射測定装置全体を取り
換えなければならず、コスト高となる。本第３実施例
は、この問題点を解決したものである。

【００２９】図７は、第３実施例の全反射測定装置の縦
断面を示す。図４と同一構成要素には、同一符号を付し
てその説明を省略する。

【００３０】この全反射測定装置は、図４の第２鏡筒７
８及びレンズ支持枠８０の代わりに、ジョイント７８Ａ
及び第２鏡筒８０Ａを用いている。このジョイント７８
Ａは、カセグレニアン鏡の鏡筒の一部を構成している。
ジョイント７８Ａの中央部開口円の内周面には雌ねじ７
８ｐが形成され、これに、第２鏡筒８０Ａの外周面に形
成された雄ねじ８０ｐが螺合される。第２鏡筒８０Ａの
一端側中央部開口には、平凸レンズ３２Ｃが嵌合接着さ
れている。ジョイント７８Ａは、その雌ねじ７８ａに第
１鏡筒７４Ａの雄ねじ７４ｂが螺合され、ジョイント７
８Ａの底面周部には、この面に垂直に止めねじ７８ｑが
螺合貫通しており、止めねじ７８ｑを締め付けることに
より、止めねじ７８ｑの先端面が第１鏡筒７４Ａの下端
面を押圧して、第１鏡筒７４Ａに対するジョイント７８
Ａの回転が固定される。第１鏡筒７４Ａに対するジョイ
ント７８Ａの軸方向固定位置は、第２鏡筒８０Ａをジョ
イント７８Ａに締め付けたときに、図７に示すように凹
面鏡１２からの光の収束点が平凸レンズ３２Ｃの底面中
心に一致するように調整されている。

【００３１】本第３実施例では、上記問題点の解決とは
別に、さらに次のような工夫をしている。

【００３２】凸面鏡支持リング７６Ａは、その外周面に
テーパが付けられている外は、図４の凸面鏡支持リング
７６と同一である。このテーパは、止めねじ７４ｃで凸
面鏡支持リング７６Ａを第１鏡筒７４Ａに密着させかつ
より確実に固定するためのものである。また、ジョイン
ト７８Ａに切込み口が紙面垂直方向に形成され、これに
全反射スペクトル測定用のマスク３８Ｂが差し込まれる
ようになっている。この部分の方がヘッド７０の中心孔
７０ｂの部分よりも光束が拡大しているので、精度よく
遮光することができ、マスク３８Ｂの位置としては好ま
しい。さらに、ヘッド７０に対する第１鏡筒７４Ａの軸
方向位置を固定するために、止めねじ７４ｄを第１鏡筒
７４Ａの上部側面に螺入して、その先端面をヘッド７０
の外周面に押し付けている。

【００３３】なお、図７では、図４に示す試料受皿８２
が取り付けられていないが、図４と同様にして試料受皿
８２を第２鏡筒８０Ａに螺着する構成であってもよい。

【００３４】上記構成において、第２鏡筒８０Ａをジョ
イント７８Ａに螺合させ、第２鏡筒８０Ａをジョイント
７８Ａに締め付けるだけで、平凸レンズ３２Ｃの光軸が
凹面鏡１２及び凸面鏡１４の光軸に一致し、かつ、凹面
鏡１２からの光の収束点が平凸レンズ３２Ｃの底面中心
に一致する。

【００３５】ＺｎＳｅで形成した平凸レンズ３２Ｃを用
い、平凸レンズ３２Ｃと第２鏡筒８０Ａとを一体とし
て、同一のものでジョイント７８Ａに対し、単なる着脱
を１０回繰り返したところ、入射光３４の強度に対する
出射光３６の強度のばらつきは±２％であった。また、
ＺｎＳｅで形成した平凸レンズ３２Ｃを用い、平凸レン
ズ３２Ｃと第２鏡筒８０Ａとを一体として、同一形状の
ものを５つに単に互換したところ、入射光３４の強度に
対するばらつきは±５％以内であった。

【００３６】（４）第４実施例２つの球面鏡を用いたカセグレニアン鏡は、開口数が大
きくなると、球面収差が大きくなって実用に耐えなくな
る。球面収差は、凹面鏡１２を非球面鏡にすることによ
り、又は、凹面鏡１２及び凸面鏡１４を非球面鏡にする
ことにより、小さくすることができる。しかし、実際に
は非球面鏡は制作が困難であるため実用化されていな
い。本第４実施例は、この問題点を解決したものであ
る。

【００３７】図８は、球面鏡を用いた１段のカセグレニ
アン鏡１０と２０とを直列配置して、開口数に対する球
面収差を小さくした、２段タンデム型カセグレニアン鏡
を示す。

【００３８】図１と同様に、カセグレニアン鏡１０は、
中央に円孔１２ａが形成された凹面鏡１２に、凸面鏡１
４を対向配置した構成となっており、カセグレニアン鏡
２０は、中央に円孔２２ａが形成された凹面鏡２２に、
凸面鏡２４を対向配置した構成となっている。カセグレ
ニアン鏡１０と２０とは、向きを同一方向にし、両光軸
Ｃを一致させて配置されている。

【００３９】光軸Ｃ上の点Ｓからの発散光は、円孔１２
ａを通り凸面鏡１４で反射され、次いで凹面鏡１２で反
射されて収束光となり、凸面鏡２４が存在しなければ点
Ｆ₁に収束する。その収束光は、凸面鏡２４で反射さ
れ、次いで凹面鏡２２で反射されて光軸Ｃ上の点Ｆ₂に
収束する。このようなタンデム型カセグレニアン鏡を図
１又は図４に示す１段カセグレニアン鏡１０の代わりに
用いる。

【００４０】カセグレニアン鏡１０及びカセグレニアン
鏡２０は、球面収差特性が互いに補正的な関係になるよ
うに配置設計されており、開口数に対する球面収差が１
段のカセグレニアン鏡よりも小さくなっている。例え
ば、カセグレニアン鏡１０は、点Ｆ₁から入射する光束
に対し、出射光が図９に示す如く、光軸Ｃ寄りの光線ほ
ど光軸Ｃとの交点が凸面鏡２４（カセグレニアン鏡１
０）に近くなるように配置設計されている。これに対
し、カセグレニアン鏡２０は、点Ｆ₁に収束入射する光
束に対し、出射光が図１０に示す如く、光軸Ｃ寄りの光
線ほど光軸Ｃとの交点が凸面鏡２４（カセグレニアン鏡
２０）から遠くなるように配置設計されている。このよ
うな特性は、設計段階での計算機を用いた光線追跡法に
より、容易に確認することができる。

【００４１】なお、カセグレニアン鏡１０をカセグレニ
アン鏡２０の球面収差特性は互いに補正的な関係にあれ
ば良く、例えば、カセグレニアン鏡１０が図１０に示す
ような特性を示し、カセグレニアン鏡２０が図９に示す
ような特性を示すような関係であってもよい。

【００４２】また、３段以上のタンデム型カセグレニア
ン鏡を用いることもできる。

【００４３】本発明によれば、全反射測定前に反射測定
型顕微鏡で測定点を目視観察し、測定点を確認又は決定
した後に、試料３０を動かすことなく容易に全反射測定
を行うことができるという優れた効果を奏する。カセグ
レニアン鏡として、中心軸を一致させ同一方向にむけて
１段のカセグレニアン鏡１０、２０を複数段直列に配置
したものを用いれば、１段のものよりも、解像度に対す
る開口数を大きくできるので、測定対象範囲拡大、全反
射測定精度向上、目視観察容易化等の効果を奏する。

【００４４】平凸レンズ３２Ｃを、赤外域から可視域ま
での波長の光を透過する物質、例えばＺｎＳｅやＫＲＳ
−５で形成すれば、全反射測定装置を接眼レンズ５０と
組み合わせることにより、容易に試料３０上の測定点を
目視観察することができるという効果を奏する。Ｇｅ、
Ｓｉの屈折率はそれぞれ４．０、３．５と大きく、屈折
率の大きい試料３０に対して用いられるが、ＧｅやＳｉ
等のように可視光を通さない物質で平凸レンズ３２Ｃを
形成した場合には、赤外線カメラとモニタテレビとを組
み合わせることにより測定点を目視観察することができ
る。

【００４５】カセグレニアン鏡１０の開口数を実質的に
小さくするマスク３８Ａを光路中、例えば図１におい
て、凹面鏡１２の上方、凹面鏡１２と凸面鏡１４の間又
は凸面鏡１４と平凸レンズ３２Ｃとの間の光路中に配置
すれば、収差が小さくなって解像度が向上するので、目
視観察がし易くなるという効果を奏する。

【００４６】平凸レンズ３２Ｃに対し、平凸レンズ３２
Ｃの中心軸から臨界角θ_c以下の角度範囲内へ光束が入
射しないようにするマスク３８Ｂを光路中、例えば図１
において、凹面鏡１２の上方、凹面鏡１２と凸面鏡１４
の間又は凸面鏡１４と平凸レンズ３２Ｃとの間の光路中
に配置すれば、試料３０からの全反射以外の反射光がな
くなるので、全反射測定のＳＮ比が向上するという効果
を奏する。

【００４７】例えば図７に示す如く、カセグレニアン鏡
１２、１４の鏡筒７４Ａ、７８Ａと平凸レンズ３２Ｃの
鏡筒８０Ａとが螺合するねじ部７８ｐ、８０ｐが、これ
らの鏡筒に設けられ、この螺合によりカセグレニアン鏡
１２、１４の光軸と平凸レンズ３２Ｃの光軸とが一致す
るようにすれば、平凸レンズ３２Ｃと鏡筒８０Ａを一体
として容易に取り換えることができ、煩雑な光軸調整を
行う必要がないという効果を奏する。また、この場合カ
セグレニアン鏡１２、１４を取り換える必要がないの
で、経済的であるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る全反射測定装置が適
用された顕微フーリエ赤外分光光度計の原理構成図であ
る。

【図２】図１の全反射測定装置に用いられる目視観測用
マスク３８Ａの平面図である。

【図３】図１の全反射測定装置に用いられる全反射スペ
クトル測定用マスク３８Ｂの平面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る全反射測定装置の縦
断面図である。

【図５】図４の全反射測定装置の構成要素である凸面鏡
支持リング７６の平面図である。

【図６】図４の全反射測定装置の構成要素であるレンズ
支持枠８０の平面図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る全反射測定装置の縦
断面図である。

【図８】本発明の第４実施例に係るタンデム型カセグレ
ニアン鏡の縦断面図である。

【図９】図８のカセグレニアン鏡の作用説明図である。

【図１０】図８のカセグレニアン鏡の作用説明図であ
る。

【図１１】全反射測定原理説明図である。

【図１２】全反射測定原理説明図である。

【符号の説明】

Ｃ中心軸１０、２０カセグレニアン鏡１２、２２凹面鏡１４、２４凸面鏡３０試料３２ＡＡＴＲ半円柱プリズム３２ＢＡＴＲ３角柱プリズム３２Ｃ平凸レンズ３４入射光３６出射光３８、３８Ａ、３８Ｂマスク４０可視光源４２、４８可動鏡４４、４６固定鏡５０接眼レンズ５２赤外光源５６ＭＣＴ検出器６２ホトダイオード７０ヘッド７０ａ、７０ｃ、７０ｂ、８０ａ、８０ｐ雄ねじ７４、７４Ａ第１鏡筒７４ａ、７８ａ、７８ｂ、７８ｐ、８２ａ雌ねじ７４ｃ、７４ｄ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｑ止めねじ７６、７６Ａ凸面鏡支持リング７８、８０Ａ第２鏡筒７８Ａジョイント８０レンズ支持枠８２試料受皿

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心部に孔（１２ａ）が形成された凹面
鏡（１２）と該凹面鏡よりも径の小さい凸面鏡（１４）
とを中心軸を一致させて対向配置したカセグレニアン鏡
（１０、２０）の該凹面鏡に、略半球形の平凸レンズ
（３２Ｃ）の凸面を対向させ、該平凸レンズの中心軸を
該カセグレニアン鏡の中心軸に一致させ、該平凸レンズ
の平面に試料（３０）を当接させ、この状態で、該孔から光束を入射させて、該凸面鏡、該凹面鏡の順に
該光束を反射させ、該平凸レンズの平面中心点に臨界角
以上の入射角で該光束を収束させ、全反射光を該凹面
鏡、該凸面鏡の順に反射させ、該孔から出射した該全反
射光を検出することを特徴とする全反射測定方法。
【請求項２】中心部に孔（１２ａ）が形成された凹面
鏡（１２）と、該凹面鏡よりも径の小さい凸面鏡（１
４）とを中心軸を一致させて対向配置したカセグレニア
ン鏡（１０、２０）と、略半球形の平凸レンズ（３２Ｃ）の凸面を該凹面鏡に対
向させ、該平凸レンズの中心軸を該カセグレニアン鏡の
中心軸に一致させ、該平凸レンズの平面中心点を該カセ
グレニアン鏡による光収束位置に一致させて配置した該
平凸レンズ（３２Ｃ）と、を有し、前記カセグレニアン鏡は、前記平凸レンズの平
面中心点へ臨界角以上の入射角で光束を入射させること
を特徴とする全反射測定装置。
【請求項３】前記カセグレニアン鏡は、中心軸を一致
させ同一方向にむけて１段のカセグレニアン鏡（１０、
２０）を複数段直列に配置したことを特徴とする請求項
２記載の全反射測定装置。
【請求項４】前記平凸レンズ（３２Ｃ）は、赤外域か
ら可視域までの波長の光を透過する物質で形成されてい
ることを特徴とする請求項２又は３に記載の全反射測定
装置。
【請求項５】前記カセグレニアン鏡（１２、１４）の
鏡筒（７４Ａ、７８Ａ）と前記平凸レンズ（３２Ｃ）の
鏡筒（８０Ａ）とが螺合するねじ部（７８ｐ、８０ｐ）
が、両該鏡筒に設けられ、この螺合により該カセグレニ
アン鏡の光軸と該平凸レンズの光軸とが一致するように
したことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに
記載の全反射測定装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の装置に
おいて、光軸を中心としてカセグレニアン鏡の一方側の
領域にのみ入射光束を入射させ、他方側の領域より全反
射光を採取することを特徴とする全反射測定装置。