JP2965731B2

JP2965731B2 - 赤外線式測定装置

Info

Publication number: JP2965731B2
Application number: JP6607691A
Authority: JP
Inventors: 英一木村; 潔森重
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JPH04301507A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は赤外線式測定装置に関
し、より詳しくは、金属板のような材料の上に形成され
た樹脂コートや樹脂フイルム等に赤外線を投射して、そ
の赤外波長領域における特性吸収量から樹脂コートや樹
脂フィルム等の厚みを測定する赤外線式測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、食品工業、薬品工業、化学工業
あるいは半導体工業等の種々の工業分野において、液体
に含まれる成分の濃度や樹脂フィルム等の厚みを非接触
で簡便に測定する要求がある。

【０００３】従来より、この種の測定を行なう測定装置
としては、赤外線光源から出射する光(赤外線)を測定対
象物に投射し、この測定対象物から反射もしくは透過す
る光を検出し、赤外波長領域における測定対象物特有の
特性吸収量を測定することにより、測定対象物の濃度あ
るいは厚みを測定する赤外線式測定装置が周知である。
この赤外線式測定装置では、測定対象物に投射した光と
測定対象物により吸収されずに透過した光との比率によ
って測定対象物の光の吸収量を測定し、この吸収量から
測定対象物の濃度あるいは厚みを検出している。

【０００４】ところで、上記従来の赤外線測定装置で
は、赤外線光源から測定対象物に投射される光以外の不
要光が、測定対象物に投射される光に混入し、測定精度
に影響を及ぼす。そこで、この混入する不要光の影響を
除くために、赤外線光源から出射される光を光強度変調
した後に測定対象物に投射し、この強度変調に同期して
光強度を測定するようにした、図１３に示すような構成
を有する赤外線式測定装置が提案されている。

【０００５】図１３において、赤外線光源１から出射さ
れる光は、集光レンズや所定の波長を有する赤外線を透
過させるフィルタ等からなる光学系２を通して、チョッ
パと呼ばれる光強度変調器３に入射し、この光強度変調
器３にて周期的に遮断されて光強度変調されたのち、測
定対象物４に入射する。上記光強度変調器３は、モータ
Ｍにより、図１４に示すような半円形の遮光板５を回転
させて、上記光学系２から出射する光をチョッピングす
る。上記測定対象物４からの反射光は、検出器６によっ
てその光強度が検出される。変調タイミング検出回路７
は、上記光強度変調に同期したタイミング信号を信号処
理回路８に供給し、この信号処理回路８を通じて検出器
６の検出信号を処理する。この信号処理回路８による信
号処理を図１５に示す。

【０００６】図１５の(１)は、通常の場合の検出器６の
出力信号の状態である。赤外線光源１から測定対象物４
に投射される光以外の不要光の光強度Ｅ、いわゆるバッ
クグラウンドは、光強度変調時の「明」および「暗」いずれ
の状態においても検出される。すなわち、光強度変調時
の「暗」の状態では、上記検出器６の出力はＥであり、光
強度変調の「明」の状態では、上記検出器６の出力は(Ｅ
＋Ａ)である。したがって、測定対象物４に投射した光
に対する光強度Ａは、信号処理回路８にて、光強度変調
の「暗」における上記検出器６の光強度Ｅ(バックグラウ
ンド)を記憶し、光強度変調の「明」の状態での上記検出
器６の出力(Ｅ＋Ａ)と上記光強度Ｅとの差分、(Ｅ＋Ａ)
−Ｅ(＝Ａ)を演算することにより、バックグラウンドＥ
は除去される。これにより、測定対象物４に対して投射
した光に対する光強度Ａのみを精度よく検出することが
可能である。

【０００７】図１５の(２)は、変調されていない不要成
分Ｅに加えて、新たに不要成分Ｄの光が外部から検出器
６に入射し、(Ｄ＋Ｅ)がバックグラウンドとして同時に
検出された状態を示す。この場合にも、光強度変調の
「明」の状態での上記検出器６の出力(Ｄ＋Ｅ＋Ａ)とバッ
クグラウンド(Ｄ＋Ｅ)との差分、(Ｄ＋Ｅ＋Ａ)−(Ｄ＋
Ｅ)(＝Ａ)を演算することにより、バックグラウンド(Ｄ
＋Ｅ)は除去される。

【０００８】この変調−同期検出方式を用いた従来装置
では、赤外線光源１から測定対象物４に投射される光以
外の不要光を除去し、測定対象物４に投射した光の光強
度のみを精度よく測定できる。そしてこの従来装置で
は、不要光は光強度変調器３で変調されないかぎり除去
可能である。このため、光強度変調器３は、可能なかぎ
り投射する赤外線光源１に近い位置に配置する必要があ
り、通常、測定対象物４に光を投射する以前に光を変調
する、前変調の光学配置構成を採用している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の赤外線式測
定装置では、赤外線光源１と光強度変調器３との間に、
赤外線光源１から放射される光を狭い範囲の波長範囲に
分光し、光強度変調器３を通して測定対象物４に投射す
るために、分光器やレンズ等の光学部品からなる光学系
２が配置されている。また、上記分光器と兼用するた
め、光強度変調器３自体が上記光学系２の一部を構成す
る光学部品を備えているものもある。

【００１０】ところで、上記のような光学系２の配置を
有している赤外線式測定装置では、光強度変調器３と検
出器６の間に混入した不要光のうち、光強度変調器３側
に入射した光が、図１３に示す経路Ｌを経て、上記光学
系２を構成している光学部品の表面反射によって反射し
た後、検出器６に入射する場合がある。

【００１１】この場合、不要光は、光強度変調器３に入
射し、光強度変調器３によって変調されるので、図１５
の(３)に示すように、不要光は光強度変調器３に同期し
て「明」の状態にのみ図１５のＢとして検出器６から検出
される。そして、同期検出により、「明」と「暗」の差分と
して検出した場合には、不要な成分Ｃを含んだ測定値Ｂ
として検出されることになる。

【００１２】光強度変調器３と検出器６の間に混入する
不要光を反射する上記光学系２の光学部品としては、た
とえばレンズ、ミラー、分光器、プリズム、偏光子干渉
フィルタなどがあげられる。これらの光学部品は、赤外
線光源１からの光を光強度変調器３で光強度変調し、測
定対象物４に光を投射する上記光学系２を構成するため
に不可欠のものである。

【００１３】また、赤外線領域の波長の光を使用してい
るため、光強度変調器３と検出器６の間に混入する不要
光としては、赤外線光源１以外の熱放射の影響がある。
上記従来の赤外線式測定装置では、背景に存在する熱源
の熱放射に対しては遮蔽をするなどの対策によって混入
を防止することが可能であるが、測定対象物自体が高温
の場合には、この熱放射の影響を除去することは不可能
である。

【００１４】このため、上記従来の赤外線式測定装置で
は、測定対象物４の熱放射の影響を無視して測定してい
るか、測定精度を必要とする場合には、測定対象物４の
温度を別途測定して補正を加えることによって対応して
いる。しかし、温度補正を行う場合においても、従来装
置の利点として測定対象物４に対して非接触で測定する
ことがあげられるため、温度測定も非接触測定をする必
要があり、この場合に温度測定上の精度から補正は完全
には実施不可能であるといった問題があった。

【００１５】本発明の目的は、本来ならば光強度変調さ
れて検出器に入射すべきでない赤外線光源以外からの不
要光が検出器に入射するのを防止するようにした測定精
度の高い赤外線式測定装置を提供することである。

【００１６】本発明の他の目的は、本来ならば変調され
て検出器に入射すべきでない不要光成分を検出して、こ
の不要光により検出器の検出値を補正するようにした測
定精度の高い赤外線式測定装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項１に係る発明は、赤外線光源から入射
する赤外線を強度変調して出射する投射光学系を備え、
この投射光学系から出射する強度変調された赤外線を測
定対象物に投射し、この測定対象物からの透過光もしく
は反射光を検出器で上記強度変調に同期して検出し、測
定対象物の赤外波長領域における特性吸収量から測定対
象物の厚み、もしくは濃度を測定する赤外線式測定装置
であって、測定対象物側から上記赤外線の投射方向と逆
向きに進む不要光を、反射する上記投射光学系の光学部
品の中の少なくとも一つの光軸を、光源と測定対象物と
検出器とを結ぶ光軸に対して傾斜させたことを特徴とす
る赤外線式測定装置を提供するものである。

【００１８】上記目的を達成するため、本願の請求項２
に係る発明は、赤外線光源から入射する赤外線を強度変
調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系から
出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射し、
この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出器で
上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外波長
領域における特性吸収量から測定対象物の厚み、もしく
は濃度を測定する赤外線式測定装置であって、測定対象
物側から上記赤外線の投射方向と逆向きに進む不要光
を、反射する上記投射光学系の光学部品の表面に反射防
止処理が施されていることを特徴とする赤外線式測定装
置を提供するものである。

【００１９】上記目的を達成するため、本願の請求項３
に係る発明は、赤外線光源から入射する赤外線を強度変
調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系から
出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射し、
この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出器で
上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外波長
領域における特性吸収量から測定対象物の厚み、もしく
は濃度を測定する赤外線式測定装置であって、上記投射
光学系と測定対象物との間に上記投射光学系の光軸に対
して傾斜した光軸を有し、測定対象物側から上記赤外線
の投射方向と逆向きに上記投射光学系に入射する不要光
を反射する不要光反射部材を備えたことを特徴とする赤
外線式測定装置を提供するものである。

【００２０】上記他の目的を達成するため、本願の請求
項４に係る発明は、赤外線光源から入射する赤外線を強
度変調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系
から出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射
し、この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出
器で上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外
波長領域における特性吸収量から測定対象物の厚みを測
定する赤外線式測定装置であって、赤外線光源から測定
対象物への赤外線の入射を停止する停止手段と、測定対
象物側から上記赤外線の投射方向と逆向きに上記投射光
学系に入射し、停止手段の作動時に上記光強度変調器に
よって変調されて測定対象物に向かって反射される不要
光を測定して記録する不要光の測定記録手段と、投射光
学系から測定対象物に投射されて検出器で上記強度変調
に同期して検出される上記透過光もしくは反射光の検出
値と上記不要光の測定記録手段に記録された不要光の検
出値との差を演算する演算手段とを備えたことを特徴と
する赤外線式測定装置を提供するものである。

【００２１】

【作用】本来ならば光強度変調されて検出器に入射すべ
きでない赤外線光源以外からの不要光は、赤外線光源か
ら投射光学系を通して測定対象物に到る光軸から外れ
る。このため不要光は、光強度変調器によって変調され
ても検出器に到達しないため検出されない。

【００２２】また、上記不要光のみが別途測定され、こ
の不要光の検出値を減算処理することによって不要光の
影響が除去される。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、本来ならば光強度変調
されて検出器に入射すべきでない赤外線光源以外からの
不要光は、赤外線光源から投射光学系を通して測定対象
物に到る光軸から外れるので、不要光は、光強度変調器
によって変調されても検出器に到達せず、不要光の影響
が除去され、測定対象物に対して赤外線光源から投射さ
れた光にのみ対応する光強度を精度よく測定できる。

【００２４】また、本発明によれば、本来ならば光強度
変調されて検出器に入射すべきでない赤外線光源以外か
らの不要光のみが別途測定され、この不要光の検出値を
減算処理することにより、不要光の影響が除去され、測
定対象物に対して赤外線光源から投射された光にのみ対
応する光強度を精度よく測定できる。

【００２５】

【実施例】以下に、添付の図面を参照して本発明の実施
例を説明する。本発明に係る赤外線式測定装置の一実施
例の構成を図１に示す。図１に示すように赤外線光源１
１から放射した光は、投射光学系１２を通して、光強度
変調器１３に投射され、この光強度変調器１３によって
光強度変調された後、測定対象物１４に投射される。こ
の測定対象物１４が、たとえば反射体上にコートされた
透明皮膜である場合には、投射された光は測定対象物１
４の透明皮膜を透過して上記反射体１４で反射した後、
再び、上記透明皮膜を透過して検出器１５に入射する。
この検出器１５では、光強度変調器１３の変調に同期し
て入射する光の光強度を検出する。ここで、光強度変調
器１３には、複数の波長域からなる光の吸収量を測定す
るため、モータＭにより回転駆動される円板１６に、図
２に示すように、３つの穴１６aが形成され、各穴１６a
にそれぞれ干渉フィルタ１７が取り付けられており、光
強度変調器１３は、投射光学系１２の分光器として兼用
される。

【００２６】上記干渉フィルタ１７は、表面反射を生じ
る。この表面反射による光が測定対象物１４から検出器
１５に入射するのを防止するため、図１に示す実施例で
は、光強度変調器１３の円板１６が、投射光学系１２の
光軸Ｎに直角な方向対して角度(ーθ)傾斜するように、
上記光強度変調器１３を取り付けている。すなわち、上
記光強度変調器１３の円板１６は、その干渉フィルタ１
７の光軸が上記投射光学系１２の光軸に対して(ーθ)傾
斜して取り付けられる。上記光強度変調器１３の円板１
６がモータＭにより回転駆動されると、円板１６の穴１
６aにて、上記投射光学系１２から投射される光が干渉
フィルタ１７を透過して測定対象物１４に投射され、ほ
かの部分では遮断される。赤外線光源１１から出射する
光は、上記干渉フィルタ１７を透過し、実線で示す光路
Ｎを通過して検出器１５に入射するため、測定に関して
影響はない。測定対象物１４に投射された光の反射光
は、検出器１５に入射してその光強度が検出される。

【００２７】変調タイミング検出回路１８および信号処
理回路１９はそれぞれ、図１３において説明した変調タ
イミング検出回路７および信号処理回路８と同様の構成
および機能を有する。すなわち、変調タイミング検出回
路１８は、上記光強度変調に同期したタイミング信号を
信号処理回路１９に供給し、この処理回路１９により上
記検出器１５の検出信号を図１３の信号処理回路８と同
様に処理する。

【００２８】このような構成において、光強度変調器１
３と検出器１５との間に混入する不要光として、たとえ
ば従来の赤外線式測定装置では除去不能であった測定対
象物１４の熱放射による光を考えると、この光は赤外線
光源１１方向に進行し、干渉フィルタ１７に入射する。
干渉フィルタ１７は、上記したように、その光軸が上記
投射光学系１２の光軸に対して角度(−θ)傾斜している
ので、干渉フィルタ１７にて反射した光は、破線Ｐで示
す方向に進行し、投射光学系１２の光軸Ｎをずれるた
め、検出器１３に入射することはない。これによって、
不要光は測定されず、測定対象物１４の熱放射の影響が
除去される。

【００２９】上記のように、干渉フィルタ１７における
表面反射による光が測定対象物１４から検出器１５に入
射するのを防止するため、図１に示す実施例では、光強
度変調器１３の円板１６が投射光学系１２の光軸に直角
な方向に対して、角度(ーθ)傾斜するように上記光強度
変調器１３を取り付けているが、図３に示すように、上
記光強度変調器１３は、その円板１６が投射光学系１２
の光軸Ｎに直角な方向に対して、図１とは反対に、角度
θ傾斜するように取り付けてもよい。すなわち、上記光
強度変調器１３の円板１６は、その干渉フィルタ１７の
光軸を上記投射光学系１２の光軸Ｎに対してθ傾斜させ
て取り付けてもよい。

【００３０】上記構成を有する赤外線式測定装置と、図
１３において説明した従来の構成を有する赤外線式測定
装置とを用いて、３０℃ないし９０℃の温度にて、鉄板
上にアクリル系樹脂コートを形成したサンプル１および
サンプル２について、アクリル系樹脂コートの厚みを測
定した結果を次の表１および表２に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】上記表１および表２からも分かるように、
従来の構成を有する赤外線式測定装置では、サンプル温
度が上昇するにつれて測定厚みに影響があらわれている
が、図１に示す構成を有する赤外線式測定装置では、サ
ンプル温度の影響が除去されている。

【００３４】上記実施例では、光強度変調器１３の円板
１６に干渉フィルタ１７を取り付け、光強度変調器１３
が投射光学系１２の光軸に直角な方向に対して、傾斜す
るように上記光強度変調器１３を取り付けるようにした
が、投射光学系１２の光の出射部に干渉フィルタを取り
付け、この干渉フィルタをその光軸が上記投射光学系１
２の光軸Ｎに対して傾斜するように固定してもよい。

【００３５】また、上記干渉フィルタ１７や投射光学系
１２の構成部品に不要光を吸収するための反射防止処理
を施すようにしてもよい。

【００３６】さらに、具体的には図示しないが、上記光
強度変調器１３と測定対象物１４との間に、投射光学系
１２からの光を透過し、不要光の透過を阻止する不要光
反射部材を設置するようにしてもよい。

【００３７】次に、本発明のいま一つの実施例の要部の
構成を図４に示す。図４に示す赤外線式測定装置では、
赤外線光源２１の投射光学系２２と不要光を反射する光
強度変調器２３の円板２６の光学部品との間に移動式の
シャッタ２４を取り付ける。図４の赤外線式測定装置で
は、不要光を反射する上記光学部品としては、図５に示
すように、光強度変調器２３の円板２６に形成された穴
２６aに取り付けた干渉フイルタ２７を想定している。

【００３８】シャッタ２４は赤外線光源２１を遮光可能
なように矢印aで示すように移動し、第１タイミングセ
ンサ２８により投射光学系２２からの光の遮断あるいは
透過を判別する。また、第２タイミングセンサ２９によ
り円板２６の回転タイミングを判別する。

【００３９】検出器３０からの信号のタイミングチャー
トを図６に示す。Ｅ１,Ａ１は、図４のシャッタ２４に
よって赤外線光源２１からの光を遮光した状態を示し、
Ｅ２,Ａ２は、赤外線光源２１からの光が透過する状態
を示す。また、Ｅ１,Ｅ２は円板２６によって赤外線光
源２１からの光を遮光した状態を示し、Ａ１,Ａ２は、
干渉フイルタ２７によって赤外線光源２１からの光を透
過した状態を示す。ただし、Ａ１ではシャッタ２４によ
って赤外線光源２１からの光を遮光する。

【００４０】上記から、図６のタイミングチャートにお
いて、Ｅ１,Ｅ２のタイミングでは、不要成分の光は反
射せずかつ赤外線光源２１からの光も遮光するので、検
出器３０への入射光は変調されていないバックグラウン
ドとなる。Ａ１のタイミングでは、赤外線光源２１は遮
光され不要光のみ干渉フイルタ２７によって反射するの
で、図示しない検出器への入射光は変調されていないバ
ックグラウンド並びに変調された不要光となる。Ａ２の
タイミングでは、検出器への入射光は変調されていない
バックグラウンド並びに変調された赤外線光源と不要光
となる。

【００４１】図７に信号処理回路の構成を示す。切替え
器３１は、第１タイミングセンサ２８に同期した切替信
号によって検出器３０の出力を切り替える。シャッタ２
４の閉時には、切替え器３１は、検出器３０の出力を接
点３１aに接続し、シャッタ２４の開時には、検出器３
０の出力を接点３１bに接続する。

【００４２】第１ホールド回路３２では図６のＥ１を保
持する。そして、第１減算回路３３ではＡ１−Ｅ１の処
理を行う。第３ホールド回路３６ではＡ１−Ｅ１を保持
する。これによって不要光のみ計測される。

【００４３】シャッタ２４の開のタイミングでは、上記
切替え器３１は、検出器３０の出力を接点３１bに接続
する。そして、第２ホールド回路３４はＥ２を保持す
る。減算回路３５ではＡ２−Ｅ２の処理を行う。また、
第３減算器３７では(Ａ２−Ｅ２)−(Ａ１−Ｅ２)(＝Ａ
２−Ａ１)の処理を行う。これによって不要成分の反射
光が除去される。吸光度変換回路３８は、不要光が除去
された第３減算回路３７の出力に基づいて測定対象物の
吸光度を演算する。

【００４４】次に、本発明のいま一つの実施例の要部の
構成を、図８に示す。図８に示す赤外線式測定装置で
は、赤外線光源４１の投射光学系４２から出射する光を
光強度変調する光強度変調器４３の円板４６が、次のよ
うな構成を有する。すなわち、図９および図１０にそれ
ぞれ上記円板４６の投射光学系４２と反対側の面および
投射光学系４２との対向側の面を示すように、上記円板
４６には、半円形の穴４６aが形成され、各穴４６aに干
渉フィルタ４７が取り付けられる。そして、上記円板４
６の投射光学系４２と反対側の面に、上記各穴４６aの
残る半円部分に、不要光反射部４６bが形成されてい
る。モータＭにより回転駆動される光強度変調器４３の
上記円板４６の回転のタイミングは、変調タイミング検
出回路４９により検出される。

【００４５】光強度変調器４６の円板４６がこのような
構成を有しているときは、図９と図１１のタイミングチ
ャートとを参照すれば分かるように、Ｅでは赤外線光源
４１からの光は遮光されかつ不要成分の光は反射しない
ため、バックグラウンドのみ計測可能である。Ａ１では
赤外線光源４１からの光は遮光されかつ不要光は上記不
要光反射部４６bに反射されるため、バックグラウンド
と不要光が測定される。そして、Ａ２では赤外線光源４
１の光と不要光の反射光、バックグラウンドが測定され
る。

【００４６】図１２は信号処理の概略を示す。ホールド
回路５１は、上記Ａ１の出力タイミングによって、検出
器５０から出力するＡ１を保持し、減算回路５２によっ
てＡ２−Ａ１の処理を行う。これにより、不要な反射光
を除いた測定が可能となる。吸光度変換回路５３は、不
要光が除去された減算回路５２の出力に基づいて測定対
象物の吸光度を演算する。

【００４７】なお、液体を測定対象物として用いた場合
は濃度を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る赤外線式測定装置の一実施例の構
成を示す説明図である。

【図２】図１の赤外線式測定装置の光強度変調器を構成
する円板の平面図である。

【図３】図１の赤外線式測定装置の変形例の構成を示す
説明図である。

【図４】本発明に係る赤外線式測定装置のいま一つの実
施例の構成の要部を示す説明図である。

【図５】図４の赤外線式測定装置に使用される光強度変
調器を構成する円板の平面図である。

【図６】図４の赤外線式測定装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。

【図７】図４の赤外線式測定装置の信号処理回路部分の
構成の説明図である。

【図８】本発明に係る赤外線式測定装置のさらにいま一
つの実施例の構成の要部を示す説明図である。

【図９】図８の赤外線式測定装置に使用される光強度変
調器を構成する円板の投射光学系と反対側の面の説明図
である。

【図１０】図８の赤外線式測定装置に使用される光強度
変調器を構成する円板の投射光学系側の面の説明図であ
る。

【図１１】図８の赤外線式測定装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図１２】図８の赤外線式測定装置の信号処理回路部分
の構成の説明図である。

【図１３】従来の赤外線式測定装置の構成を示す説明図
である。

【図１４】図１３の赤外線式測定装置の光強度変調器の
説明図である。

【図１５】図１３の赤外線式測定装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１１赤外線光源１２投射光学系１３光強度変調器１４測定対象物１５検出器１６円板１６a 穴１７干渉フィルタ１８変調タイミング検出回路１９信号処理回路２１赤外線光源２２投射光学系２３光強度変調器２４シャッタ２６円板２６a 穴２７干渉フィルタ２８第１タイミングセンサ２９第２タイミングセンサ３０検出器３１切替え器３２第１ホールド回路３３第１減算回路３４第２ホールド回路３５減算回路３６第３ホールド回路３７第３減算回路４１赤外線光源４２投射光学系４３光強度変調器４６円板４６a 半円形の穴４６b 不要光反射部４７干渉フィルタ４９タイミングセンサ５０検出器５１ホールド回路５２減算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−206804（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−140606（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−136607（ＪＰ，Ａ) 特開平１−284978（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−65612（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/17 - 21/61

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線光源から入射する赤外線を強度変
調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系から
出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射し、
この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出器で
上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外波長
領域における特性吸収量から測定対象物の厚み、もしく
は濃度を測定する赤外線式測定装置であって、測定対象
物側から上記赤外線の投射方向と逆向きに進む不要光
を、反射する上記投射光学系の光学部品中の少なくとも
一つの光軸を、光源と測定対象物と検出器とを結ぶ光軸
に対して、傾斜させたことを特徴とする赤外線式測定装
置。
【請求項２】赤外線光源から入射する赤外線を強度変
調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系から
出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射し、
この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出器で
上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外波長
領域における特性吸収量から測定対象物の厚み、もしく
は濃度を測定する赤外線式測定装置であって、測定対象
物側から上記赤外線の投射方向と逆向きに進む不要光
を、反射する上記投射光学系の光学部品の表面に反射防
止処理が施されていることを特徴とする赤外線式測定装
置。
【請求項３】赤外線光源から入射する赤外線を強度変
調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系から
出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射し、
この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出器で
上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外波長
領域における特性吸収量から測定対象物の厚み、もしく
は濃度を測定する赤外線式測定装置であって、上記投射
光学系と測定対象物との間に、上記投射光学系の光軸に
対して傾斜した光軸を有し、測定対象物側から上記赤外
線の投射方向と逆向きに上記投射光学系に入射する不要
光を反射する不要光反射部材を備えたことを特徴とする
赤外線式測定装置。
【請求項４】赤外線光源から入射する赤外線を強度変
調して出射する投射光学系を備え、この投射光学系から
出射する強度変調された赤外線を測定対象物に投射し、
この測定対象物からの透過光もしくは反射光を検出器で
上記強度変調に同期して検出し、測定対象物の赤外波長
領域における特性吸収量から測定対象物の厚みを測定す
る赤外線式測定装置であって、赤外線光源から測定対象
物への赤外線の入射を停止する停止手段と、測定対象物
側から上記赤外線の投射方向と逆向きに上記投射光学系
に入射し、停止手段の作動時に上記光強度変調器によっ
て変調されて測定対象物に向かって反射される不要光を
測定して記録する不要光の測定記録手段と、投射光学系
から測定対象物に投射されて検出器で上記強度変調に同
期して検出される上記透過光もしくは反射光の検出値と
上記不要光の測定記録手段に記録された不要光の検出値
との差を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする
赤外線式測定装置。