JPH055050B2

JPH055050B2 -

Info

Publication number: JPH055050B2
Application number: JP14895383A
Authority: JP
Inventors: Masanao Nishida; Katsuhiko Ichimura
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1983-08-15
Filing date: 1983-08-15
Publication date: 1993-01-21
Also published as: JPS6040927A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野本発明は、赤外分光器における吸湿性光学素子
の保護装置に関し、特に、赤外干渉分光器におけ
る、ビームスプリツター、すなわち、光束分割子
の保護装置に関する。

本発明の赤外干渉分光器は、従来の赤外分光器
と同様に遠赤外及び赤外線スペクトル、特に遠赤
外及び赤外線吸収スペルクトルの測定に使用され
るものであり、その利用分野も、同様に、化学、
薬学、農学、生物学をはじめ公害領域に至るまで
極めて広範囲に及ぶ。

(ロ) 従来技術赤外干渉分光器は、プリズム又は回折格子を使
用した従来の分散型（走査型）分光器と異なり、
干渉計、例えば、マイケルソン干渉計を使用する
ものであり、従来の分散型分光器に比べて感度が
はかるに高く、また、測定に要する時間も大きく
短縮されるなど多くの点ですぐれている。

ところで、赤外干渉分光器の干渉計に使用する
ビームスプリツターには、赤外線の透過性の上か
ら臭化カリウム（KBr）、塩化ナトリウム
（NaCl）、臭化セシウム（CsBr）、沃化セシウム
（CsI）等が支持体として使用され、そして、この
支持体にゲルマニウム（Ge）、珪素（Si）、二三
酸化鉄（Fe₂O₃）などを適当にコーテイングした
ものが使用されている。しかし、これら臭化カリ
ウム等は、水に対して溶解性が高く、また、吸湿
性もあるので、空気中の水蒸気でも侵されてくも
り生じ易く、保存が難しいのが難点であつた。従
来の分光器内には、ビームスプリツターは、その
まま、むき出しで取り付けられていたために、保
存が難しく、したがつて、分光器を恒温室に設け
るか、或は、分光器を使用しない時は、ビームス
プリツターを取りはずして、デシケーター等に入
れ、保存するのが一般であつた。

しかし、ビームスプリツターの取付位置の精度
は、干渉強度に直接影響するために、一旦、取り
はずしたビームスプリツターを取り付ける度毎
に、光軸の精密調整をしなければならない。とこ
ろが、光軸の精密調整の機構は、複雑であり、し
かも、ビームスプリツターは破損し易く、高価で
もあるため、取りはずし或は取りつけ等の操作
は、十分に注意して行なわなければならず、した
がつて、時間もかかり、面倒であつた。

(ハ) 目的本発明は、このような従来の赤外干渉分光器に
おけるビームスプリツターを保護する上での問題
点を解決するものであり、ビームスプリツターを
赤外域干渉分光器に取り付けた状態の、限られた
空間内で、ビームスプリツターを保護する装置を
提供するものである。

(ニ) 構成本発明は、赤外線透過性のビームスプリツター
を保持させるビームスプリツター保持具が基板に
設けられている赤外域干渉分光器において、ビー
ムスプリツター保持具がビームスプリツターを保
持した状態において、ビームスプリツターを覆う
ことができる大きさを有し、気密に係合可能の側
壁部下端面を有する覆い部材が備えられており、
前記覆い部材の一部に係合して、前記覆い部材を
上下方向に往復動可能に支持する作動端を有する
往復動装置が基板に設けられており、覆い部材に
囲われた空間に連通して乾燥剤室が設けられてい
ることを特徴とする赤外域干渉分光器にある。

本発明の明細書において赤外域とは、赤外から
遠赤外領域をいい、したがつて、本発明の赤外域
干渉分光器は赤外から遠赤外領域に使用されるも
のである。

本発明にいうビームスプリツターは、水に溶解
性で吸湿性の赤外域透過材料を使用した赤外域で
の半透過鏡をいい、このようなビームスプリツタ
ーとしては、例えば、Ge、Si、Fe₂O₃などを、
KBr、NaCl、CsBr、CsIなどの赤外線透過性支
持体に適当な厚さにコーテイングしたものがあ
り、また、このようなコーテイング面を間にし
て、２枚の支持体をサンドイツチ状に使用したも
のもある。

ビームスプリツターを包囲する覆い部材の壁部
分は、湿気を遮断する材料であれば足りるが、加
工がし易く、また、耐触性であつて、機械的強度
にすぐれている点で金属製が望ましい。一方、覆
いの天井部分は、側壁部分と同じ金属製でもよい
が、側壁部分は、上下方向に動く時に伸縮できる
ゴムまたはプラスチツク等で製造した蛇腹等を用
いることができる。これら覆いの側壁部分はビー
ムスプリツターを包囲するために、この侭では、
覆い部材の壁部分が光路を遮るところとなるが、
使用時には、少なくとも光路に当る壁部分は、光
路を遮らないように移動させねばならない。

しかし、赤外干渉分光器のビームスプリツター
の取り付けられている箇所は空間が限られている
ので、上方に移動させるのが、スペースをとらな
いので、赤外干渉分光器の製造及び操作上好まし
い。支柱等の案内部材を設けてこれに案内させる
と、覆いの上下方向の移動経路を安定することが
できる。また、このように、覆い部材全体を上方
に移動させると、光路の位置が自由にとれ、しか
も、駆動機構が簡単となるところから好ましい。

しかし、くり返し移動させる関係上、覆い部材
の一部を上下方向に移動自在の扉に形成して、該
扉のみを上下方向に移動させるようにすることも
できる。また、側壁部分を、上下方向に伸縮でき
るゴムまたはプラスチツク等で蛇腹状に形成する
と、覆いを効率よく収納することができる。

覆いの水平断面は、円筒状であるのが簡単でよ
いが、四角形状であつてもよく、また、その他任
意の形状にしても差支えない。

覆いの下端は、分光器の基板面又は基板に設け
られた受け台の面に対して気密に接するものであ
る。したがつて、覆いの下端或は分光器の基板の
当接箇所又は受け台の少なくともいずれか一方に
は弾性部材を設けて、覆い下端との当接が気密と
なるようにするのが好ましい。

このようにすると、覆いを下方に移動させて、
その下端を基板又は受け台に当接させることによ
り、ビームスプリツターは、分光器内で、完全に
外気と遮断される。しかし、限られた空間の僅か
な湿気によつても、ビームスプリツターの腐蝕は
進行するから、遮断された空間を乾燥剤室と連通
させるのが、ビームスプリツターの腐蝕防止の上
ですぐれており好ましい。

乾燥剤室は、覆いの天井部に設けられた孔の上
に設けるか、或は、基板に設けられた孔の上にビ
ームスプリツターと並設して設け、ビームスプリ
ツターの取り付け位置の基板に連通孔を設けて、
基板内又はその下方で乾燥剤室とビームスプリツ
ターの周囲を連通させてもよい。このようにする
ことによつて、ビームスプリツターを湿気から防
護することができる。

乾燥剤室は、底部のビームスプリツターが存在
する空間と連通する孔に、乾燥剤を保持するため
に、乾燥剤に対し不活性な材料製の網状、布状又
は紙状のもの、例えば、金網、プラスチツク網、
布、紙等が張設される。また、例えば、多孔質の
容器、紙袋等に乾燥剤を入れて、ビームスプリツ
ターに触れない箇所に適宜配置すると、特に乾燥
剤室を設ける必要はない。乾燥剤は固体の乾燥剤
であればいずれも使用できるが、水分を吸収する
過程で潮解するものは好ましくはない。例えば、
汚性アルミナ、シリカゲル、無水硫酸カルシウ
ム、酸化マグネシウム等が好ましい。

(ホ) 実施例第１図ないし第５図は、夫々、別個に本発明の
一実施例の赤外域干渉分光器のビームスプリツタ
ー部分の部分断面図である。

ビームスプリツター１は、基板３に取り付けら
れたビームスプリツター保持具２に取り付けられ
ており、それを囲んで覆い４が設けられている。
覆い４の上部の覆い板には、側壁５から張出した
縁部８が設けられており、縁部８は、その端部
に、例えば、ラツクが設けられ、ピニオンを介し
て駆動源に接続する（共に図示されていない。）。
該縁部８の適宜複数の箇所に、案内孔１０が設け
られており、案内棒体９を、夫々、案内孔１０に
挿通して、覆いの上下の移動を円滑なものとして
いる。縁部８には、複数個のスプリング１２が、
夫々、その一端を固定し、他端を基板２に取付け
たスプリング止め具１１に固定して、覆い４を下
方に押圧するように設けられている。覆い４の下
端５は、覆い受け台７に設けられた弾性部材６と
気密に接触し、覆い４内への外気の侵入を遮断す
る。覆い４の天井部に形成された孔１７に上に
は、乾燥剤室１３が設けられおり、固体の乾燥剤
が収納される。乾燥剤の働きにより、覆い４に覆
われ内部は湿度が低下し、ビームスプリツター１
の腐蝕が防止される。乾燥剤は、長時間使用下に
粉化して、ビームスプリツター等の鏡面に付着し
て、曇りを生じたりするので、乾燥剤室の底部は
目の粗い網よりも目の細い布又は和紙状のもので
製造するのがよい。乾燥剤の取り替えは乾燥剤の
状態を窓１４から確かめて行う。使用時は、覆い
４が、光路を遮るために、覆い４を光路から除く
ために、例えば、駆動装置、ピニオン及びラツク
（共に図示されていない。）を働かせて覆い４全体
を上方に移動させる。しかし、その前に乾燥空気
又は、窒素ガスを分光器全体に充たすか、又はビ
ームスプリツターの周囲を昇温して相対湿度を下
げた状態にする。覆い４の移動行程を小さくする
ため、覆い受け台７を、適当な高さに設けるとよ
い。この装置は、電源を切つたり、停電の時は、
例えば、電磁クラツチがOFFになることにより、
引張りばね１２の働きによつて、自動的に覆いは
下降し、気密に、外気と遮断される。

第２図は、乾燥剤室を覆い内に設けないで、覆
いとは別個に設けた実施例の一例である。

分光器の基板２１に、ビームスプリツター１８
が、その支持具１９に取り付けられて設けられ
る。このビームスプリツター１８の周囲には、覆
い２２が設けられる。覆い２２の天井部分には、
周囲に張り出して縁部（図示されていない。）が
形成されている。この張出しの縁部には、案内孔
（図示されていない。）が設けられ、案内棒体（図
示されていない。）が、案内孔に夫々挿通されて
いる。また、覆い２２は、勿論、第１図と同様に
案内棒及びスプリング（共に図示されていない。）
を配置して、上下移動自在に設けることもでき
る。上下移動の機構も、第１図の装置と同様に、
覆い２２の上部覆い板２３の縁部（図示されてい
ない。）にラツクを設け、ピニオンを介して駆動
装置（いずれも図示されていない。）に接続させ、
また、適宜スプリングを係合させて行うこともで
きる。

一方、覆い受け台２５で囲まれた内側基板２１
に乾燥剤室２７に連通する孔２６が穿設されてお
り、閉塞部材３１によつて、連通路３２が形成さ
れている。なお、この連通路３２は、閉塞部材３
１として管状の閉塞部材をもつて孔２９と乾燥剤
室底部２８を連通して形成することもできるし、
また、分光器の基板の一部としてその内部に連通
路を形成することもできる。

第２図に示す装置においては、乾燥剤室２７と
覆い２２を別個に設けるので、乾燥剤室２７の容
積を増加でき、乾燥能力も大きくなり、ビームス
プリツター１８の長期間保存が可能となる。一
方、覆い２２には、乾燥剤室が設けられていない
ので、小形となり、その上、重量的にも軽量とな
る。乾燥剤室底部孔２８に設ける網は、不活性の
もので乾燥剤が容易に通過しない程度の網目とす
る。また、網を補強するために適宜補強支持板を
設けることもできる。

乾燥剤の交換はのぞき窓２９から乾燥剤の変化
を検知して行つてもよいが、乾燥剤室２７の側壁
３０を、例えば、ガラス等の透明な材料製とし
て、乾燥剤の変化を側壁３０を通して観察できる
ようにするのがよい。

第１図及び第２図に示す装置については、ラツ
ク及びピニオン機構による覆いの上下機構を中心
に説明したが、第３図に示すように、エアシリン
ダー３４によつて、覆い３３を上下に移動するこ
ともできる。この場合エアシリンダー３４は電磁
弁コントローラ３８からの信号により制御され
る。

測定にあたつては、エアシリンダー３４に空気
供給源３７から空気を送り込み、プランジヤー３
５により、覆い３３を上昇させてビームスプリツ
ターを開放させ、測定可能な状態とする。

一方、測定を終了して電源を切つた時とか、停
電等により電源が突然切れた場合には、電磁弁３
６が自動的にオフになり、エアシリンダーに空気
が供給されなくなつて、覆い３３は、プランジヤ
ー３５の下降に伴い、自動的に下降し、覆い３３
の側壁下端部４２は、覆い受け台４３と気密に係
合し、ビームスプリツター（図示されていない。）
は湿気から保護される。

第４図惑は第５図に示す本発明の実施例におい
て、覆い５０はドーム状の天井部分、蛇腹部分４
９、環状部分４５とで、気密な構造に製造されて
いる。

蛇腹部分は、ゴム等の弾性材料で製造されてお
り、環状部分は簡単に湾曲しないような、例え
ば、金属製のものである。

天井部分は他に、平板状その他種々の形状とす
ることができる。また、蛇腹部と同様に、弾性材
料としてもよく、また、金属製とすることもでき
る。

環状部分４５には、周囲に鍔部４７が形成され
ていて、該鍔部４７と基板の間にはスプリング４
８が取り付けられている。

覆い受け部材４６は、環状部材４５が当接する
箇所に弾性部材５５が設けられていて、環状部材
４５の端部と気密に接触する。環状部材４５が、
覆い受け部材４６の弾性部材５５と気密な接触を
保持するのは、偏に、鍔部４７に設けられたスプ
リング４８の張力の作用による。環状に配置され
た覆い受け台４６の内部基板上に、ビームスピリ
ツター４４を取り付け、その近傍の基板に、乾燥
剤室５２と連通する通路５４を設ける。

乾燥剤室５２は、覆い受け台４６の外側で、そ
の側壁５１の底部が、基板に設けられた孔の段部
と気密に接するように設けられている。

測定を行なうにあたつて、覆い５０を上方に移
動させるには、例えばプランジヤー（図示されて
いない。）により、環状部４５を上方に持ち上げ
て行う。覆いを上方に移動させるに、覆い上部の
揺動を防止するために、覆い５０の天井部に、外
方に張出し案内孔を設けた縁部を形成しこれに案
内棒を挿通して、その移動を規定するのが好まし
い。この覆いの上方への持ち上げは、その天井部
が分光器の外カバーに当接するまで行なう。この
場合、蛇腹部４９が弾性を有するために、環状部
４５を上方に持ち上げて、覆いの天井部が、分光
器の外カバー５６に当接すると、その押圧力によ
り蛇腹部が圧縮され、その高さを縮小するので、
分光器の外カバーの高さが、第４図右に示すよう
に半減しその部分だけ分光器の高さを低くするこ
とができる。

ビームスプリツター保護のために覆いを設ける
と、測定時に覆いを上方に移動させる関係上、分
光器の外カバーは、その分だけ高く設ける必要が
あるが、第４図及び第５図の実施例に示されるよ
うに蛇腹を設けた覆いの場合には、覆い自体が、
その高さを縮小するので、分光器の外カバーの高
さを特別に高くする必要がなく、分光器装置の容
積が小さくでき、有利である。

(ホ) 効果本発明は、赤外域干渉分光器において、空気中
の湿気から、湿気によつて侵食され易いビームス
プリツターを保護するために、その限られた狭い
空間内ではあるが、敢えて、覆いを設けるもので
あり、そして、このように覆いを設けることによ
つて、ビームスプリツターを取りはずすことな
く、ビームスプリツターの保存に当つての手間の
煩わしさから開放される。

また、支柱を設けることによつて、使用時にお
けるその狭い空間内の上下の移動をスムーズに行
なうことができ、測定操作の上で何ら支障をきた
すものではない。

また、覆いの周囲に配置したスプリングの作用
によつて電源を切つたときはもとより、停電時に
おいても、ビームスプリツターには、自動的に覆
いかけられるので、停電時のビームスプリツター
の保存に気を配る必要がなくなる。

このように、本発明の赤外域干渉分光器はビー
ムスプリツターを取りつけたままで、その保存が
できるので、従来行われていた使用時における、
ビームスプリツターの取り付けの際の取付位置の
調整、光軸の精密調整などの一切の手間を省くこ
とができるものであり、それだけでも、本発明の
赤外域干渉分光器は使用し易い装置であり、その
影響は大きいといえる。それに加えて、工場出荷
などの際にも、覆いがあるために、ビームスプリ
ツターを取り付けたまま輸送できることになり、
また、装置据付作業も極めて容易となり、取付時
間も短縮でき、その上、破損等のトラブルも無く
なり、この点でも、従来装置に比して、すぐれて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の赤外域干渉分光器の一実施
例のビームスプリツター部分の部分断面であり、
第２図は、本発明の赤外域干渉分光器の別の一実
施例のビームスプリツター部分の部分断面図であ
る。第３図は、本発明の赤外域干渉分光器の別の
一実施例の覆いの上下移動装置の概略を示す。第
４図は、本発明の赤外域干渉分光器の別の一実施
例を示すものであつて、特に、蛇腹部を有する覆
いを取り付けたビームスプリツター部分の断面図
であり、第５図は、第４図と同様の覆いを有す
る、本発明の赤外域干渉分光器の別の実施例にお
けるビームスプリツター部分の断面図である。１，１８及び４４はビームスプリツター、２及
び１９はビームスプリツター保持具、３及び２１
は分光器の基板、４，２２，３３及び５０は覆
い、７，２５，４３及び４５は覆い受け台、８は
上部覆い板の外側に張り出した縁部、９及び３９
は案内棒体、１０は案内棒体保持孔、１２，４１
及び４８はスプリング、１３，２７及び５２は乾
燥剤室を示す。また、３４はエアシリンダ、３５
はプランジヤー、３８は電磁弁、４９は覆い５０
の蛇腹部、５６は分光器の外カバーを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１赤外線透過性のビームスプリツターを保持さ
せるビームスプリツター保持具が基板に設けられ
ている赤外域干渉分光器において、ビームスプリ
ツター保持具がビームスプリツターを保持した状
態において、ビームスプリツターを覆うことがで
きる大きさを有し、気密に係合可能の側壁部下端
面を有する覆い部材が備えられており、前記覆い
部材の一部に係合して、前記覆い部材を上下方向
に往復動可能に支持する作動端を有する往復動装
置が基板に設けられており、覆い部材に囲われた
空間に連通して乾燥剤室が設けられていることを
特徴とする赤外域干渉分光器。