JPH09304011A - 赤外線干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り扱いが容易な赤外線干渉計を提供する。 【解決手段】 赤外線を射出する赤外線レーザと、赤外
線レーザから射出された赤外線を集光する集光レンズ２
と、を有する赤外線干渉計において、集光レンズ２の焦
点７を通過した赤外線を射出する開口３ｃが形成され、
焦点７を収納する焦点カバー３を集光レンズ２に取り付
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線レーザと集
光レンズを用いた赤外線干渉計に関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外線干渉計として、例えば、波長が約
１０μｍの赤外線を使用したものが知られており、射出
される光のコヒーレンシーが要求されるため、このよう
な赤外線干渉計の光源としてレーザが使用される。しか
し、この１０μｍ帯の波長は常温物体が放射する赤外線
波長でもあるので、迷光の影響を除去するためには光源
のパワーを大きくする必要があり、光源として高出力レ
ーザが採用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高出力
レーザを使用した場合、レーザが集光する焦点付近では
輝度が高くなり、この部分での照射による発熱も大きく
なるので、赤外線干渉計の取り扱いに注意が必要とな
る。

【０００４】本発明の目的は、取り扱いが容易な赤外線
干渉計を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】実施の形態を示す図１〜
５に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、
赤外線を射出する赤外線レーザと、赤外線レーザから射
出された赤外線を集光する集光レンズ２と、を有する赤
外線干渉計に適用される。そして、集光レンズ２の焦点
７を通過した赤外線を射出する開口３ｃが形成され、焦
点７を収納する焦点カバー３を設けることにより上述の
目的が達成される。請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の赤外線干渉計において、焦点カバー１３の開口
１３ｃの部分に、焦点７Ａにおいて赤外線を反射するミ
ラー１４を着脱可能とするものである。請求項３に記載
の発明は、請求項１に記載の赤外線干渉計において、焦
点カバー３３の開口３３ｃの部分に、開口３３ｃを通過
する赤外線の絞り３４を取り付けるものである。請求項
４に記載の発明は、請求項１に記載の赤外線干渉計にお
いて、焦点カバー４３を、集光レンズ４２と開口との間
に形成される赤外線の光束に即した形状とするものであ
る。

【０００６】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】

−第１の実施の形態− 以下、図１を用いて本発明による赤外線干渉計の第１の
実施の形態について説明する。図１において、１は赤外
線干渉計本体、１ａは赤外線干渉計本体に開口された射
出口、２は射出口１ａに対向して取り付けられた集光レ
ンズ、３は集光レンズ２に取り付けられた焦点カバーで
ある。焦点カバー３は円筒部３ａと、円柱状の開口３ｃ
が形成された円板部３ｂとからなり、円筒部３ａを介し
て焦点カバー３が集光レンズ２に取り付けられている。

【０００８】図１に示すように、赤外線干渉計本体１か
ら射出される測定光５は、射出口１ａを通過して集光レ
ンズ２に入射し、集光レンズ２により集光されて焦点７
を形成する。焦点７を通過した光は焦点カバー３の開口
３ｃを介して焦点カバー３の外側に射出される。

【０００９】図１に示すように、焦点７は焦点カバー３
により取り囲まれる位置にあり、焦点カバー３の端面３
ｄ（円盤部３ｂの外側の表面）から焦点７までの距離Ｌ
を充分に確保しているので、オペレータが誤って焦点７
の付近に触れてしまうおそれがない。したがって、赤外
線干渉計の取り扱いが容易になる。

【００１０】−第２の実施の形態− 以下、図２を用いて本発明による赤外線干渉計の第２の
実施の形態について説明する。図２において、１２は集
光レンズ、１３は集光レンズ１２に対して取り付けられ
た焦点カバー、１４は焦点カバー１３に対して着脱可能
とされたミラーである。焦点カバー１３は円筒部１３ａ
と、終端部１３ｂとからなり、終端部１３ｂには円柱状
の開口１３ｃ、およびミラー１４と嵌合する嵌合部１３
ｄが形成されている。焦点カバー１３は円筒部１３ａを
介して集光レンズ１２に螺合される。ミラー１４には反
射面１４ａを備える突出部１４ｂが形成され、突出部１
４ｂを開口１３ｃに螺進させてミラー１４を嵌合部１３
ｄと嵌合させることにより、ミラー１４が焦点カバー１
３に取り付けられる。

【００１１】不図示の赤外線干渉計本体から射出される
測定光５Ａは、集光レンズ１２により集光されて焦点７
Ａを形成する。図２に示すように、焦点７Ａは焦点カバ
ー１３に取り付けられたミラー１４の反射面１４ａ上に
あり、ミラー１４によりキャッツアイ反射状態が形成さ
れる。

【００１２】図２に示すように、焦点７Ａは焦点カバー
１３により取り囲まれた位置にあるので、ミラー１４を
焦点カバー１３から取り外した場合に焦点７Ａの付近へ
の接近が防止され、赤外線干渉計の取り扱いが容易にな
る。第２の実施の形態では、焦点カバー１３に対してミ
ラー１４を着脱可能とし、ミラー１４を取り付けた状態
において反射面１４ａが焦点７Ａに一致するようにして
いるので、ミラー１４を取り付けるだけでキャッツアイ
反射状態を形成することができる。また、ミラー１４を
焦点カバー１３から取り外した場合には、焦点カバー１
３の開口１３ｃを介して第１の実施の形態と同様の射出
光を得ることができる。

【００１３】−第３の実施の形態− 以下、図３を用いて本発明による赤外線干渉計の第３の
実施の形態について説明する。図３（ａ）および（ｂ）
において、２２は集光レンズ、２３は集光レンズ２２に
螺合されて取り付けられる第１の焦点カバー、２４は第
１の焦点カバー２３に対して着脱可能とされたミラー、
２５は第１の焦点カバー２３に対して着脱可能とされた
第２の焦点カバーである。図３（ａ）に示すように、第
１の焦点カバー２３は円筒部２３ａと、終端部２３ｂと
からなり、終端部２３ｂにはテーパー状の開口２３ｃが
開口されるとともに、ミラー２４あるいは第２の焦点カ
バー２５を取り付けるためのねじ部２３ｄが形成されて
いる。

【００１４】図３（ａ）に示すように、第２の焦点カバ
ー２５には円柱状の貫通孔２５ａおよびねじ部２５ｂが
形成され、ねじ部２５ｂとねじ部２３ｄとの螺合により
第２の焦点カバー２５が第１の焦点カバー２３に装着さ
れる。

【００１５】図３（ｂ）に示すように、ミラー２４には
反射面２４ａおよびねじ部２４ｂが形成され、ねじ部２
４ｂとねじ部２３ｄとの螺合によりミラー２４が第１の
焦点カバー２３に装着される。

【００１６】第２の焦点カバー２５を第１の焦点カバー
２３に取り付けた場合には、図３（ａ）に示すように、
不図示の赤外線干渉計本体から射出される測定光５Ｂ
は、集光レンズ２２により集光されテーパ状の開口２３
ｃを通過する。図３（ａ）に示すように、集光レンズ２
２の焦点７Ｂは開口２３ｃが最も狭まる開口２３ｃの開
口端の部分に形成され、焦点７Ｂから第２の焦点カバー
２５の開口端までの間に充分な距離が確保されるので、
焦点７Ｂへの接近が防止される。また、テーパ状の開口
２３ｃは集光される光束に即した形状とされているの
で、開口端を極めて小さく形成できるため、被検物等か
らの反射光（迷光）が防止され、迷光により生ずる検知
器上の同心円状のパターンを排除できる。

【００１７】次に、第２の焦点カバー２５を第１の焦点
カバー２３から螺退させて取り外し、代りにミラー２４
を取り付けた場合には、集光レンズ２２を出射した光が
ミラー２４の反射面２４ａ上に焦点７Ｂを結ぶ。したが
って、ミラー２４を取り付けるだけで反射面２４ａによ
るキャッツアイ反射状態が形成される。

【００１８】−第４の実施の形態− 第４の実施の形態の赤外線干渉計は、焦点カバーの開口
の部分に絞り部材を取り付けられるようにし、絞りの大
きさが異なる複数の絞り部材を交換可能としたものであ
る。図４（ａ）および（ｂ）において、３２は集光レン
ズ、３３は集光レンズに取り付けられた焦点カバーであ
り、焦点カバー３３は円筒部３３ａと、円柱状の開口３
３ｃおよびねじ部３３ｄが形成された終端部３３ｂとか
らなる。焦点カバー３３は円筒部３３ａを介して集光レ
ンズ３２に取り付けられる。

【００１９】図４（ａ）において、絞り部材３４には、
絞り部３４ａ、絞り部３４ａに連通された開口部３４
ｂ、およびねじ部３４ｃが形成され、ねじ部３４ｃとね
じ部３３ｄとの螺合により絞り部材３４が焦点カバー３
３に取り付けられる。

【００２０】図４（ｂ）において、絞り部材３５には、
絞り部３５ａ、絞り部３５ａに連通された開口部３５
ｂ、およびねじ部３５ｃが形成され、ねじ部３５ｃとね
じ部３３ｄとの螺合により絞り部材３５が焦点カバー３
３に取り付けられる。図４（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、絞り部３５ａの絞り径は絞り部３４ａの絞り径よ
りも大きく設定されている。

【００２１】絞り部材３４が焦点カバー３３に取り付け
られている場合、図４（ａ）に示すように、レンズ３２
から射出された光は集光され焦点７Ｃを結び、さらに絞
り部３４ａを通過した光線が開口部３４ｂを通過して焦
点カバー３３の外側に射出される。この場合には絞り部
３４ａが絞りとして機能する。このとき、図４（ａ）に
示すように、焦点７Ｃは焦点カバー３３および絞り部３
４の内部に収納されるので、焦点７Ｃへの接近が防止さ
れる。

【００２２】絞り部材３４に代えて絞り部材３５を取り
付けた場合には、絞り部３５ａが絞りとして機能する
が、この場合にも焦点７Ｃが焦点カバー３３および絞り
部３５の内部に収納されるので、焦点７Ｃへの接近が防
止される。

【００２３】第４の実施の形態では、絞り部材３４、３
５を焦点カバー３３に対して取り付け可能とし、絞り部
材３４、３５を交換することによって絞りの大きさを変
えるようにしているが、このような交換式とする代りに
ターレット式としてもよい。また、交換式とする代り
に、例えば写真撮影用カメラに搭載されるのと同様の連
続可変式の絞りを設けてもよい。

【００２４】−第５の実施の形態− 第５の実施の形態は、２次非球面の折返し測定をする場
合の赤外線干渉計への適用例を示す。図５において、４
２は集光レンズ、４３は集光レンズ４２に取り付けられ
た焦点カバー、４４は開口４４ａおよび反射面４４ｂが
形成された折返しミラー、４５は被測定２次非球面であ
る。集光レンズ４２で集光された光は焦点７Ｄを経由し
て被測定２次非球面４５に到達し、被測定２次非球面４
５で反射される。この反射光は折返しミラー４４により
反射されて被測定２次非球面４５に戻り、被測定２次非
球面４５で再び反射され集光される。この反射光は焦点
カバー４３内を通過して集光レンズ４２に入射し、干渉
計の検知器に到達する。

【００２５】図５に示すように、焦点カバー４３は、集
光レンズ４２により集光される光束に即した形状に形成
され、これにより迷光を排除している。また、折返しミ
ラー４４の開口４４ａは焦点カバー４３の外形に即した
形状とされ、焦点カバー４３が開口４４ａ内に収納され
ている。

【００２６】図５に示すように、焦点カバー４３の開口
端４３ａは焦点７Ｄからある程度離れた位置にあるの
で、焦点７Ｄへの接近が防止される。また、焦点カバー
４３が光束に即した形状に形成されているので、光軸と
直交する面における焦点カバー４３の外周の断面積は最
小限の大きさに抑えられている。したがって折返しミラ
ー４４の反射面４４ｂ側の開口面積が抑制され、開口に
起因する中心隠蔽による測定不能部分を減少させること
ができる。なお、焦点７Ｄと開口端４３ａとの間の距離
を大きくするに従い、開口端４３ａの広がりが大きくな
り、反射面４４ｂの開口も大きくする必要がある。した
がって、焦点７Ｄと開口端４３ａとの距離を不必要に大
きくすることは望ましくない。

【００２７】なお、集光レンズの開口率が図５に示す例
よりもさらに著しく大きい場合には、集光レンズ自体を
折返しミラーの内部に収納する必要があるが、この場合
には、折返しミラーの開口の形状を焦点カバーおよび集
光レンズに即したものとすればよい。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、集光レ
ンズの焦点が焦点カバーに収納されているので、赤外線
干渉計の取り扱いが容易になる。請求項２に記載の発明
によれば、焦点において赤外線を反射するミラーを焦点
カバーの開口の部分に着脱可能としたので、キャッツア
イ反射状態および赤外線を射出する状態の間で状態を容
易に切換えることができる。請求項４に記載の発明によ
れば、焦点カバーを集光レンズと開口との間に形成され
る赤外線の光束に即した形状としたので、迷光を排除で
きるとともに、焦点カバーを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による赤外線干渉計の第１の実施の形態
を示す図。

【図２】本発明による赤外線干渉計の第２の実施の形態
を示す図。

【図３】本発明による赤外線干渉計の第３の実施の形態
を示す図であり、（ａ）は第１の焦点カバーに第２の焦
点カバーを取り付けた状態を示す図、（ｂ）はミラーを
示す図。

【図４】本発明による赤外線干渉計の第４の実施の形態
を示す図であり、（ａ）は焦点カバーに絞り部材を取り
付けた状態を示す図、（ｂ）は他の絞り部材を示す図。

【図５】本発明による赤外線干渉計の第５の実施の形態
を示す図である。

【符号の説明】

２ 集光レンズ ３ 焦点カバー ３ｃ 開口 ７ 焦点 ７Ａ 焦点 ７Ｃ 焦点 ７Ｄ 焦点 １３ 焦点カバー １３ｃ 開口 １４ ミラー ３３ 焦点カバー ３３ｃ 開口 ３４ 絞り部材 ４２ 集光レンズ ４３ 焦点カバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線を射出する赤外線レーザと、前記
   赤外線レーザから射出された赤外線を集光する集光レン
   ズとを有する赤外線干渉計において、 前記集光レンズの焦点を通過した赤外線を射出する開口
   が形成され、前記焦点を収納する焦点カバーを設けるこ
   とを特徴とする赤外線干渉計。
2. 【請求項２】 前記焦点カバーの前記開口の部分に、前
   記焦点において前記赤外線を反射するミラーを着脱可能
   とすることを特徴とする請求項１に記載の赤外線干渉
   計。
3. 【請求項３】 前記焦点カバーの前記開口の部分に、前
   記開口を通過する前記赤外線の絞りを取り付けたことを
   特徴とする請求項１に記載の赤外線干渉計。
4. 【請求項４】 前記焦点カバーは、前記集光レンズと前
   記開口との間に形成される前記赤外線の光束に即した形
   状とされていることを特徴とする請求項１に記載の赤外
   線干渉計。