JPS59155728A - 赤外分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試料の少なくとも近似的に点状の範囲へ光束を
集束する第１光学系、試料から出る光線を検知器」−に
集束する第２光学系および少なくとも近似的に点状の範
囲の視感観測を可能にする第３光学系を有する赤外分光
器に関する。

赤外スペクトロスコピーによりとくに液体オよびガス状
試料を試験することは公知であり、その際赤外測定によ
り試験試料の分子構造を解明することができる。常用赤
外分光器の場合、マクロヤイズたとえば数ｄの内容の試
料が試験される。測定１］全試料を包括し、したがって
異なりうる試料範囲を分別しない。

さらにＮａｎｏｍｅｔｒｉ−ｃｓ礼の社誌ゝゝＴｈｅ　
Ｎａｎｏｓｐｅｃ／　２０１　Ｒ“からいわゆるミクロ
測定が可能な赤外測定装置が公知である。この場合ネル
ンストランプにより種々のミラ一対物レンズおよび反射
ミラーを含む光路を介して、試料を配置する２座標読節
可能の平面が照明され、この光路は孔板によって遮断可
能であり、かつフィルタ板によって段階的に調節するこ
とができる。ネルンストランプの光線は試料の１点に集
束され、試料を通過した光線は再び検知器」−に集束さ
れる。透過光の集束要素と検知器の間に矩形の孔を有す
る反射ミラーが配置され、これによって光線は試料から
検知器へ達する。矩形孔を有するミラーは接眼レンズを
介して視感観測することができ、光線が試料に集束する
点は矩形孔の範囲にあり、したがって視感観測すること
ができない。

この方法により試料の顕微鏡的に点状の範囲の試験が可
能であるけれど、公知装置は透過測定にしか適さないの
で、赤外線を十分に透過する試料しか公知装置では試験
できないのが欠点である。

公知装置のもう１つの欠点は試料の試験すべき点を視感
観測することができないので、試料面の摺動によって試
験すべき点を盲目的に探索しなければならないことにあ
る。

公知装置のさらにもう１つの欠点は光路内にあるフィル
タ板によって非常に制限された分解能しか得られないこ
とである。というのはこのフィルタ板は透過範囲がフィ
ルタ周辺上で連続的に変化するいわゆるクサビフィルタ
であるからである。したがって達成しつる分解能は使用
するスリット幅に依存し、スリット幅が広いほど低下す
る。他面信号振幅はスリット幅とともに増大するので、
信号振幅を達成するため太きいスリット幅を特徴とする
特定物質には低い分解能しか達成されない。すなわち一
般にこの種のクサビフィルタの場合分解能は使用するフ
ィルタの・ンンＩＳ幅の数プロミル〜１％の程度である
０ しかし公知装置で達成しうるこのパン１：幅はガスおよ
び無機材料の測定にはまったく不十分である。

さらに公知装置の欠点は測定法に分散測定を使用するた
め、スペクトル線を徐々に順次に走査（、なければなら
ないので、単位時間当り比較的低い信号収率しか可能で
ないことである。

最後に公知装置は測定スペクトル線を波数目盛に対応さ
ゼるため、各測定前に検出したスペクトルの較正を必要
とする大きい欠点を有する。

本発明の目的は特許請求の範囲第１項の上位概念による
赤外分光器を著しく多数の試料物質を試験しつるように
形成することである。

この目的は本発明により第２光学系が少なくとも近似的
に点状の範囲から反射された光線を受光することによっ
て解決される。

ゝ光線“とは本発明に使用しつるすべての電磁波すなわ
ち不可視範囲のものも表わし、ゝ少なくとも近似的に点
状“とけ直径約２０＃１〜１ｍｍの範囲を意味する。

本発明の分光器は固体および赤外線をまったくまたはほ
とんど透過しない液体の測定が可能になる大きい利点を
有する。それによってたとえば半導体技術のような多数
の分野に適用が可能となる。というのは本発明による分
光器によって初めて顕微鏡的範囲の基板または半導体表
面の格子欠陥を点状に測定しつるからである。

本発明に」：る分光器のもう１つの重要な適用は法医学
的分析すなわち試料たとえば指紋等の犯罪徴証的試験で
ある。これらが直接光不透過性基材」二にある場合反射
法にＪ：る測定しか可能でない。

本発明の１実施例によれば試料」二に中間焦点が結像さ
れ、その際とくに中間焦点の範囲に調節可能の絞り孔が
備えられる。この方法で赤外線は試料へとくに精密に、
直状に入射するので、とくに選択的な測定を達成するこ
とができる。

所望の選択性に応じて適当に種々の絞り孔を使用するこ
とができ、たとえば固定的に調節した絞り孔を交換し、
または公知の連続的に可変の孔絞りが使用される。絞り
は写真機から公知の円形断面を有するけれど、矩形絞り
孔が生ずる交差ｌ、たスリット絞りを使用することもで
きる。絞りのサイズおよび形の選択は試料のどのような
点状範囲を試験するかに」：る。

中間集束は本発明の有利な形成によればコリメータミラ
ーが赤外光源からくる通常平行の光束を集束することに
よりとくに簡単に達成される。

絞りから出る発散光束を集束するため本発明の実施例に
よればミラ一対物レンズが使ＪＴＩ　サれ、このレンズ
によれば中間焦点のとくに良好な結像が可能であり、と
くに小さい寸法の点状範囲が照明される。

ミラ一対物レンズの代りに赤外線に対し適当な光学的性
質を有するレンズ系を使用しつることは明らかである。

本発明の選択的形成によれば試料へ当る収れん光束は試
料面に対し直角または鋭角的方向を有する。直角方向の
場合、主として直接反射光が受光され、鋭角方向の場合
、他の光学系を備えることなく拡散反射光が受光される
。

両方の場合に本発明の有利な実施例によれば光学系の１
部は光線の試料への入射および試料から反射された光線
の受光の両方に役立つ。それによってとくにコンパクト
な、使用する構成要素の数の点で経済的な構造が達成さ
れる。

反射光の入射光からの分離は本発明の実施例によれば反
射光を絞り孔へ当る直前に反射ミラーオヨびコリメータ
ミラーによって検知ｉ　ヘ集束することにより達成され
る。

しかし本発明によれば反射ミラーの代りに旋回可能の光
線分割器を備えることもでき、それによって旋回可能の
反射ミラーに比し光の損失が小さい利点が得られる。

しかし本発明の他の形成に」；れば第１光学系のミラー
光学系は絞り孔から出る発散光束を平行にする第１ミラ
一対物レンズおよび平行になった光束を集束する第２ミ
ラ一対物レンズを含み、その際第２光学系は第２ミラ一
対物レンズによって絞り孔の方向へ反射した光線を反射
するため、平行光束内に配置されたとくに平行光束外に
ある軸を中心に旋回しつる反射ミラーを備える。

この手段により光線を絞り孔の近く、すなわち光束がす
でにほとんど集束され、したがって小さいミラーで機械
的に精密に作動させなければならない範囲で反射するの
でなく、中間光路に十分広く調節しつる平行光束を発生
させるので、反射を簡単に実施しつる利点が得られる。

しかしこれに対して選択的に、試料と絞り孔の間の範囲
に光軸に対して傾斜配置したリングミラーを使用するこ
ともできる。このようなリングミラーにより主として拡
散反射した光線が受光される。リングミラーから反射し
た光束はとくに反射ミラーを介して検知器に達する。

本発明の他の形成によれば拡散反射光は赤外光を試料へ
集束するミラ一対物レンズの暗空間内にあるミラーによ
って受光することができる。とくに反射ミラーによって
反射した光束はコリメータミラーを介して検知器上へ集
束される。

光線を試ｒ１上へ集束するミラ一対物レンズまたはレン
ズ系のほかに試料面より上にもう１つのミラ一対物レン
ズまたはレンズ系を備える場合、光線が試料へ垂直に入
射する際は拡散反射光を第２ミラ一対物レンズまたはレ
ンズ系によって受光し、鋭角入射光の際はこの方法で直
接反射光の受光も可能である。２つのミラ一対物レンズ
またはレンズ系を有する配置によりたとえば同時に直接
反射光および拡散反射光を測定できるので、広い適用性
が得られる。さらにこのような第２の光学系では入射光
または反射光の光路内の異なる結像も可能である。この
最後の場合、試料面に垂直に向く別個のユニットを点状
試料範囲の観測および照明のため備えることは有利であ
る。

この場合とくにミラ一対物レンズまたはレンズ系が受光
した試料から反射された光束は反射ミラーへ反射され、
そこから検知器へ反射される。

試験すべき点状範囲の視性観測のため、この範囲は本発
明の有利な形成により視性観測に使用する第３光学系内
に結像される。これは技術水準に比して、試験すべき点
を直接、実施例によっては測定の間にも視性観測できる
ので、試験すべき点の著しく精密なゝ始動“が可能とな
る利点を有する。これは顕微鏡的に点状の試験の場合、
たとえば前記半導体表面の格子欠陥の試験の例の場合き
わめて小さい誤調節により著しく大きい誤測定が生ずる
ので、とくに重要である。

この場合視性観測に使用する第３光学系は公知の接眼レ
ンズまたは双眼レンズを備えるのが有利である。

多人数による観測のため本発明の有利な実施例では投影
板とくに乳白板が使用される。それによって試験する試
料範囲を記録のため写真撮影することもできる。

本発明の他の形成によれば選択的または付加的に、たと
えば像の行ごとの受光を可能にする電荷結合素子（ＣＯ
Ｄ）のような電子装置を視性観測のために備えることが
できるので、観測および試験する顕微鏡的に点状の試料
範囲を常用テレビモニタで観測し、公知のビデオレフー
ダに記録することができる。

視性観測のための第３光学系に必要な光線を光路から取
出すため、不透過ミラーまたは半透ミラーを使用するこ
とができる。ミラーの位置に応じて不透過ミラーは有利
に旋回可能に形成・されるので、光路から外側へ旋回し
て出ることができる。特定の測定の場合、この旋回は半
透ミラーにも望まれる。というのはこのミラーは透過性
であるけれど、光の強さの著しい損失を伴い、測定の種
類によっては望ましくないがら〒ある。

第３光学系のための光線を取出す反射ミラーは直接人口
範囲すなわち第１コリメータミラーの後方に配置するこ
とができるけれど、この反射ミラーを絞り孔の後方に配
置し、またはもう１つのミラ一対物レンズを試料表面よ
り」二に使用する場合、このミラ一対物レンズおよびイ
」属検知器の後方に配置することも同様良好に可能であ
る。

試験する点状範囲の視性観測には第１に赤外光源から発
する光線をこの光線が可視光成分を含む限り使用するこ
とができる。前記電子的光電変換器を使用する場合、変
換器が赤外範囲で動作しつればこの必要はない。

しかし本発明の他の形成によれば試料の表面を可視光を
発する外部光源で照明することもできる。この場合この
光源のスペクトル分布を、できるだけ平行的に進行する
赤外測定を妨害しないように選択することは明らかであ
る。しかし光源は妨害を避けるため測定の間スイッチオ
フすることもできる。

とくに適用範囲の広い測定は本発明の有利な形成により
光学要素とくにミラ一対物レンズ。

レンズ系お」二び（または）コリメータミラーが多数の
異なる形成で存在し、そのつど所望の要素をレボルバま
たはスライダガイＩＳによって光路へ導入することによ
って可能である。この方法で多数の結像倍率を調節でき
るので、所望に応じて大きいまたは小さい点状範囲を試
験することができる。

試料が赤外線透過性または部分透過性材料からなる場合
、本発明の有利な形成により試料下方に透過光を受光す
るもう１つの光学系を備えることにより、前記反射測定
と平行して透過測定を実施することができる。この配置
により同じ試料位置を同時に反射および透過配置で比較
測定することができる。

このような透過測定の場合光路内にある半透ミラーは入
射光線を弱めないように光路から旋回して出るのが有利
〒ある。

点状範囲の寸法は光学系の分解能によってたとえば２０
１１ｍの値に決定される。さらに本発明によれは試料の
できるだけ点状の照明の代りに、代表的には１市より小
さい直径を有する近似的に点状の小範囲を試験すること
もできる。

有限の寸法を有するこの範囲はとくに多数の検知素子す
なわち検知素子の列、または評価装置により全体的にも
しくは選択的に呼出しつる検知素子のマ）　ＩＪラック
ス有する平面検知器に結像される。本発明のこの実施例
の場合マ）　ＩＪラックスよって検出された測定値は全
体的にまたは断片的にモニタに表示することができる。

多数の測定点の同時的評価も本発明によれば可能である
。

前記手段により１つの測定点を正確に調節する必要がな
く、純電子的手段によってマトリックスの測定点を選択
することができ、マトリックス内の測定点の交替のため
に試料まプこは測定装置の機械的摺動を必要としない利
点が得られる。

点状試料範囲に本発明により使用する反射測定法によれ
ばもちろん小さい信号振幅が得られる。というのは試験
する試料材料の反射係数および表面性質に応じて入射す
る光線のごとく小部分しか反射されず、検知器へ達しな
いからである。それゆえ低い信号レベルを有するこのよ
うな測定の場合、本発明のとくに有利な形成によりツー
１）工変換を使用する測定法が使用される。この方法に
よれば公知装置の前記分散測定と異なり全ス啄りトル線
が同時に励起され、測定すべきスペクトルは時間領域か
ら周波数領域への換算によって得られる。それによって
まず測定時間当り著しく高い信号収率が達成され、測定
の際同じ測定時間で著しく高いＳ／Ｎ比が得られる。す
べての測定周波数の同時励起のため、使用光束の断面形
状も制限されない。というのは公知分光器の場合のよう
に光線がクサビフィルタの異なる透過性範囲を通過しな
いから〒ある。したがってフーリエ変換法を使用する場
合ガスおよび無機材料の測定も高い精度で可能とする非
常に高い分解能が達成される。フーリエ変換法によりき
わめて低い信号レベルでもとくに高いＳ　／　Ｎ比を有
する測定が可能である。この方法で点状範囲の反射測定
で必然的に生ずる欠点すなわち低い信号収率は有効に補
償されるので、本発明により全体としてとくに有効な使
用範囲の広い測定法が得られる。

次に本発明の実施例を図面により説明する。

第１図に示す本発明による分光器の第１実施例の場合、
１０はほぼ平行の光束を発する赤外光源を表わす。この
平行光線はコリメータミラー１１に達し、これを介すて
収れん光束１２として反射される。光束］２は板１４内
の絞り孔１３へ集束する。絞り孔１３は簡単な場合板１
４内の孔によって形成されるけれど、本発明によれば絞
り孔１３を変化することもできる。これはまず種々の絞
り孔を有する固定的に調節した絞りのセットを備え、こ
れを交換することによって達成される。次に連続的に調
節可能の絞り、たとえば半径方向可動のセグメントを有
する円形断面の絞り、または２つのスリット絞りをＴｆ
いに直角に前後に配置することによって発生する矩形断
面の絞りを使用することもできる。

絞り孔１３を通過した後発散する光束１５はミラ一対物
レンズ］６．１７に当り、このレンズは入射する発散光
束１５を基板２１上に配置した試料２０　にの点状範囲
１９に集束する。

試Ｆ４２０は本発明の実施例によればなお可視光を発す
る光源１８によって照明され、この光源はとくに測定の
間スイッチオフすることができる。

試料２０によって直接反射された光線は試料２０上へ集
束した光束の軸が試料表面に対し垂直であるため前記光
路を再び逆行し、第２図に詳細に示すように絞り孔１３
の直前に配置されたとくに軸２２を中心に旋回しつる反
射ミラー２３に当る。反射ミラー２３は絞り孔１３のた
とえば５０％を蔽い、ミラ一対物レンズ１６゜１７から
このミラーへ入射する光線を発散性光束２４として反射
し、この光束はコリメータミラー２５を介して検知ｒｆ
ｒ　２６へ集束する。この場合、次の実施例の場合も同
様旋回可能の反射ミラーの代りに摺動可能の反射ミラー
を使用しうることは明らかである。

この検知器２６はこれに入射する測定光線を相当する電
気信号に変換し、これをとくにフーリエ変換器ＦＴによ
り動作するコンピュータ３２へ送る。さらにコンピュー
タ３２にディスプレイ３３が接続され、ここで測定した
赤外スペクトルを観測し、書出し、または記録すること
ができる。たとえばディスプレイ３３は映像スクリンま
たは記録器でありうる。

最後に絞り孔１３とコリメータミラー１１の間の範囲に
とくに軸２７を中心に旋回しつる反射ミラー２８が配置
され、このミラーはミラ一対物レンズ１６．１７から入
射する光束を反射して視性による観測のためレンズ２９
によって略示される観測装置に送る。

第１図の光路から容易に明らかなように、孔、　絞り１
３はミラ一対物レンズ１６．１７の結像倍率で試料２０
に結像する。代表的実施例によれはミラ一対物レンズ１
６．１７は結像倍率１５を有するので、直径＋　ｍｍの
絞り孔は直径７０１１ｍ　　の点１９になる。したがっ
て絞り孔１３の結像によりきわめて小さい点１９が得ら
れ、試料の点状測定の際高い空間的分解能が達成される
Ｏ 絞り孔１３は前記結像を介して試料２０上に点状範囲１
９を決定するけれど、同様レンズ２９を介して視性観測
範囲を決定するので、本発明による装置の場合、測定範
囲および観測範囲は基本的に同一である。

第３図の実施例は軸２２を中心に旋回しつる反射ミラー
２３０代りに軸９５を中心に旋回しつる光線分割器９６
を備えることで第１および２図の実施例と異なる。光線
分割器９６は同様絞り孔１３の近くにあるけれど、第１
および２図の反射ミラー２３の場合はど接近していない
。

光線分割器９６はたとえばミラ一対物レンズ１６．１７
からこれへ入射する光線の５０％を発散光束２４として
反射し、この光束はコリメータミラー２５を介して検知
器２６へ集束する。

第４図は絞り孔１３にごく近い利用可能スペースが小さ
い場合を考慮した実施例を示し、これによれば絞り孔１
３を通過した後発散する光束９１はミラ一対物レンズ９
２へ当り、このレンズは発散光束９１を平行光束９４に
変える。

この平行光束は相補的ミラ一対物レンズ９２ａ、９３ａ
へ当り、このレンズにより光束は同様試料２０の少なく
とも近似的に点状の範囲１９へ集束される。

試料２０から直接反射した光線は前記のように再びその
光路を逆行し、ミラ一対物レンズ９２．９３の前に配置
したとくに平行光束９４の外側の軸２２を中心に旋回し
つる反射ミラー２３へ当る。反射ミラー２３はこの実施
例ではたとえば平行光束９４０５０％を蔽い、これに入
射する光線を光束２４として反射し、この光束はコリメ
ータミラー２５を介して同様検知器２６に集束される。

第５図の実施例によれば原理的に同じ赤外線入射および
反射光検出のための光路が使用されるけれど、視性観測
だけは形成が異なり、第１図の不透過反射ミラー２８の
代りに半透ミラー３０が同じ位置に使用される。これに
対し選択的に半透ミラーは絞り孔１３とミラ一対物レン
ズ１６．１７の間に第５図に３１で示すように配置する
こともできる。この場合視性観測のための光学部材がミ
ラー２８，３０．３］の位置に応じて公知のように形成
されることは明らかである。

これに対し第６図の実施例によれば試料２０から拡散的
に反射した光線を受光して評価する配置が使用される。

このため絞り孔１３とミラ一対物レンズ１６．１７の間
の発散光束１５の範囲にリングミラー３５が配置され、
その軸は光束１５の軸に対し角３９だけ傾斜する。リン
グミラー３５によって反射された光束３６は反射ミラー
３７を介して検知器３８に集束する。

第６図に使用した配置の説明には第７図による簡単にし
た例が役立つ。この場合１部リングミラー１１によって
遮蔽される平行入射光４０が使用されるので、陰影範囲
／Ｉ２．４３が発生する。リングミラー４１の軸は光線
４０の軸に対して傾斜する。光線４０はレンズ４４に達
し、このレンズによって集束されるので、光線４０は試
料の少なくとも近似的に点状の範囲４６へ集束される。

中心軸外から範囲４６へ斜めに入射する光線４５はまず
直接反射され、遮蔽されない範囲を介して逆行するけれ
ど、範囲４６から拡散的に反射した光線４７はたとえば
遮蔽された範囲４３へ達し、そこから範囲４６側の表面
４８がミラー化されているリングミラー４１の下面に達
する。したがってリングミラー４１は光線４０の方向の
光線のうち試料の範囲４６から拡散反射した光線のみを
反射する。

第６図の配置はまったく同様の方法に関するけれど、こ
の場合リングミラー３５はミラ一対物レンズ１６．１７
を介して試料２０の表面から拡散的に反射した光線のみ
を光束３６として反射するので、この拡散反射した光線
のみが検知器３８に検知される。

拡散反射した光線を測定するもう１つの配置が第８図に
示される。この実施例によればミラ一対物レンズ１６．
１７が試料２０上ヘト−ＩＪラック面を有する光束３４
を集束する事実が利用される。したがってこのトーリッ
ク光束３４の中心にはいわゆる暗中間４９が残る。この
暗中間４９へ試料２０から拡散反射した光線のみが達し
、そこで反射ミラー５０に当り、コリメータミラー５２
を介して検知器５３に集束する。

第８図から明らかなようにこの配置はたとえば第１〜５
図の配置とは完全に独立的であり、拡散反射光線の測定
は付加的にも、直接反射光の測定と平行的にもこの測定
を少しも妨害せずに実施することができる。

第９図の配置によればミラ一対物レンズ６０．６１を介
して前記図面に比して鋭角的に集束する光束６３が水平
に対し角６５で配置した試料６４へ集束される。角６５
はしたがって光束６３の軸が垂直から試料面へ回転する
角度と等しい。光束６３の試料６４の表面に対するこの
鋭角的入射により直接反射光はもはや入射光と同じ光路
をとらずに試料６４０表面から反射される。その際発生
する発散光束６６はもう１つのミラー光学系６７．６８
へ入射し、そこから反射ミラー７０を介して検知器７１
へ集束する。試料６４の試験する点状範囲を視性観測す
るため、視性観測ユニットを形成するレンズ７３と結合
するとくに旋回可能の反射ミラー７２が使用される。

しかし選択的に試料６４０表面へ垂直に向く観測手段を
備えることもでき、その際半透ミラー７４を介して点状
範囲を光源７５によって照明し、レンズ７６によって示
すように垂直視骨による観測が可能である。

第９図の配置によれば光線が鋭角的に入射し、相当する
角度で反射される測定が可能になり、その際反射光の受
光に使用する手段は入射に使用する手段と分離している
。

しかし第９図の配置を試料面が前記図面のように収れん
光束６３の軸と垂直の試料配置で使用しうろことも明ら
かである。その際別個の光学部材６７〜７３を拡散反射
光の検出に使用することができる。

両方の場合とも入射光線の分割および反射光線の検出は
たとえば種々の結像倍率を使用できるので、視線観測を
介して入射光によって照射されるより大きいまたは小さ
い範囲を観測することもできる。

第１０図の配置によれば第１図の配置が赤外光を１部ま
たは完全に透過する試料８０の場合、同時に透過測定も
可能なように拡大される。

そのため試料８０の下方にたとえばミラ一対物レンズ８
］、８２からなるもう１つの光学系を備え、これによっ
て透過光が反射ミラー８４を介して検知器８５へ集束さ
れる。

したがって第１０図の配置により同時に同じ試料位置を
反射および透過配置で測定することができる。

最後に第１１ａおよびＩｌｂ図は試料２０の有限寸法た
とえば約１ｍｍの直径を有する試料範囲９９を試験する
実施例を示す。

この配置はその他は絞り孔１３から出る発散光束１５内
に旋回可能の光線分割器９６がある第３図の配置に相当
する。

他の実施例の場合に使用する検知器２６の代りに平面検
知！ａ９７を備え、この検知器にコリメータミラー２５
が第１１ｂ図に９９ａで示す試料範囲９９を結像する。

平面検知器９９は一連の検知素子または第１１ａ図に９
８で示すように２次元的マトリックスとして形成される
。マトリックス９８の？ｆｌｌＪ定値をモニタ映像スク
リンへ導入する場合、本発明による分光器の使用者は試
料２０を分光器に対し相対的に摺動する必要なく、１つ
の測定点を選択し、すなわち範囲９９内の測定位置を最
適にすることができる。マトリックス９８の多数の検知
素子または全マトリックス９８を介スる全体的測定また
は個々の同時的測定を実施することももちろん可能であ
る。

前記実施例の場合、種々の光学群すなわち光線の入射、
反射光線の受光、視線観測に使用する光線の受光および
透過光の受光のための光学群を使用した。これらすべて
の光学部材、不透過性または半透性の反射ミラーまたは
コリメータミラー、ミラ一対物レンズまたはレンズ対物
レンズは前記実施例ではそれぞれ一定の組合せで記載さ
れた。しかしこのミラー、対物レンズまたはレンズの種
々の形成を本発明の範囲をはずれることなく任意の他の
組合せで使用しうることも明らかであり、たとえば反射
光または透過光のそれぞれの検知器への反射のため前記
不透過性ミラーの代りに半透ミラーを使用することがで
きる。

たとえばミラー光学系すなわち軸外ミラーもしくはミラ
一対物レンズを使用することができ、またはレンズ対物
レンズをレンズ対物レンズが赤外範囲に適する限り使用
することができる。多数の光学系を使用する場合もちろ
ん１つの光路内にミラ一対物レンズを使用し、他の光路
にレンズ対物レンズを使用することもできる。

すでに実施例で説明したように、使用する反射ミラーは
それが受光した反射光の反射のためであっても、視線観
測に使用する光線の反射のためであっても光路の種々の
位置に配置することができる。目的に応じて不透過また
は半透ミラーを使用し、不透過ミラーは有利に軸を中心
に旋回可能に形成されるので、観測および測定はこのミ
ラーがそれぞれ他の作業を妨害する場合順次に可能であ
る。しかしさらに半透ミラーに生ずる光線の約半分の損
失が望ましくない場合、半透ミラーを旋回可能に形成す
ることもできる。

そのつど選択した顕微鏡的に点状の試料位置を視線観測
するため、もつとも簡単な場合接眼レンズが使用され、
それによって点状試料位置の１眼観測が可能である。し
かし双眼レンズの使用によってさらによく観測すること
ができる。

多人数に点状試料位置の観測を可能にし、または試料範
囲の写真記録を望む場合、視感観測手段は投影板または
乳白板として形成され、写真記録の場合は乳白板の位置
へ感光材料を配置することができる。

視性観測のとくに多面的可能性、とくに受信データの処
理に関する可能性により、視性観測のために反射された
光線を光電変換器に送り、これが相当する電気信号を発
生し、それによって点状試料位置の観測すべき像を電子
的手段でたとえばテレビモニタに表示することができる
。光電変換器としてはとくに最近のテレビカメラに使用
されるような電荷結合素子（ＣＯＤ）が適する。これに
よって観測する像を再生する電気信号も得られ、この信
号はとくにディジタル記憶および処理に好適である。

さらに試料位置の視性観測の際のオシドエレクトロニッ
ク信号処理はたとえば暗視装置の際に公知のような赤外
範囲で動作する光電変換器も使用しつる利点を有する。

その際点状試料位置の視性観測はもちろん存在する赤外
光を介して行われるので、可視光範囲で照明する光源１
８を介する付加的照明は不用である。

前記実施例の場合、さらに使用する光学要素すなわちミ
ラー、対物レンズ等はそれぞれ固定位置に配置される。

しかしとくに種々の結像倍率を達成するため、これらの
光学要素がし号？ル・ぐまかはスライダに多数の異なる
配列で存在し、そのつど所望の光学要素をレボル、Ｓの
回転またはミラーの摺動によって動作位置へもたらしつ
る配置を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による分光器の第１実施例の光路図、第
２図は第１図光路の絞り部分の拡大図、第３図はフラッ
プミラーの代りに光線分割器を使用した第１実施例の光
路図、第４図は中間に平行光束を発生させる第１実施例
の光路図、第５図は本発明による分光器の第２実施例の
光路図、第６図は第３実施例の光路図、第７図は第６図
に使用したリングミラーを説明するための光路図、第８
図は第４実施例の光路図、第９図は第５実施例の光路図
、第１０図は第６実施例の光路図、第１１ａ図は有限寸
法の平面範囲を試験するための本発明の分光器の第７実
施例の光路図、第１１ｂ図はそのための平面検知器の断
面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、　光線を試料の少なくとも近似的に点状の範囲へ集
   束する第１光学系、試料から出る光線を検知器へ集束す
   る第２光学系および少なくとも近似的に点状の範囲の視
   感観測を可能にする第３光学系を有する赤外分光器にお
   いて、第２光学系が少なくとも近似的に点状の範囲（１
   ９，’９９）から反射した光線を検知することを特徴と
   する赤外分光器。 ２　試料（２０，６４）上に中間焦点を結像する特許請
   求の範囲第１項記載の分光器。 ３　中間焦点の位置に調節可能の絞り孔（１３）がある
   特許請求の範囲第２項記載の分光器。 ４　第１光学系が光源（１０）から平行に入射する光線
   を中間焦点へ集束するコリメータミラー（１１）を有す
   る特許請求の範囲第２項または第３項記載の分光器。 ５　少なくとも第１光学系がさらに絞り孔から出る発散
   光束（１５）を試料（２０）Ｊ−へ集束するミラー光学
   系（１６，１７；６０，６１）を有する特許請求の範囲
   第２項〜第４項のいずれか１項に記載の分光器。 ６　少なくとも第１光学系がさらに絞り孔（１３）から
   出る発散光束（１５）を試料（２０）上へ集束するレン
   ズ系を有する特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか
   １項に記載の分光器。 ７　試料（２０）へ当る光束の軸が試料表面に対しほぼ
   垂直である特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１
   項に記載の分光器。 ８　試料（２０）へ当る光束の軸が試料表面に対し鋭角
   を形成する特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１
   項に記載の分光ｔａＯ９第１光学系の１部が同時に第２
   光学系として役立ち、試料面から反射した光線が絞り孔
   （１３）から出る光束（１５）を試料（２０）上へ集束
   するために役立つ同じミラ一対物レンズ（１６，１７）
   またはレンズ系を通過する特許請求の範囲第５項〜第８
   項のいずれか１項に記載の分光器。 １０　　第２光学系がミラ一対物レンズ（１６，１７）
   またはレンズ系から絞り孔（１３）の方向に反射した光
   線を反射するため、絞り孔（１３）の後方に配置した、
   発散光束（１５）の外部にある軸（２２）を中心に旋回
   しつる反射ミラー（２３）を有する特許請求の範囲第１
   項〜第９項のいずれか１項に記載の分光器。 １１　　第２光学系がミラ一対物レンズ（］６．１７）
   またはレンズ系から絞り孔（１３）の方向に反射した光
   線を反射するため、絞り孔（１３）の後方に配置した、
   発散光束の外部にある軸（９５）を中心に旋回しつる光
   線分割器（９６）を有する特許請求の範囲第１項〜第９
   項のいずれか１項に記載の分光器。 １２　　第１光学系のミラー光学系が絞り孔（１３）か
   ら出る発散光束（９１）を平行にする第１ミラ一対物レ
   ンズ（９２，９３）および平行に４ｒつだ光中（９４）
   を集束する第２ミラ一対物レンズ（９２ａ、９３ａ）を
   有し、第２光学系が第２ミラ一対物レンズ（９２ａ　。 ９３ａ）から絞り孔（］３）の方向に反射した光線を反
   射するため、平行光束（９４）内に配ＩＦ′ｔＬ、た、
   平行光束（９４）の夕１部にある軸（２２）を中心に旋
   回しつる反射ミラー（２３）を有する特許請求の範囲第
   ５項〜第９項のいずれか１項に記載の分光器。 １３　　反射ミラー（２３）または光線分割器（９３）
   によって反射された光束（２４）がコリメータミラー（
   ２５）を介して検知器（２６）に集束される特許請求の
   範囲第１０項〜第１２項のいずれか１項に記載の分光器
   。 １４ミラ一対物レンズ（］６．］７）またはレンズ系に
   よって絞り孔（１３）の方向に反射した光束（］５）内
   にリングミラー（３５）が光束（１５）の軸に対して傾
   斜して配置され、リングミラー（３５）のりングミラー
   面−１ｒｉ光束（１５）の周辺範囲のミラ一対物レンズ
   （１６，１７）またはレンズ系側にある特許請求の範囲
   第１項〜第９項のいずれか１項に記載の分光器。 １５ミラ一対物レンズ（１６，１７）から試料（２０）
   上へ集束するトーリック光束（３４）の暗空間（４つ）
   内に反射ミラー（５０）が光束（３４）の軸に対し傾斜
   して配置されている特許請求の範囲第１項〜第８項のい
   ずれか１項に記載の分光器。 １６　　試料（６４）の上方に、試料（６４）から反射
   した光線を受光するため、第１ミラ一対物レンズ（６０
   ，６］）またはレンズ系の軸に対し傾斜した軸を有する
   第２ミラ一対物レンズ（６７，６８）またはレンズ系お
   よび試料面に対し垂直の軸内で視感観測するための別個
   の第３光学系が配置されている特許請求の範囲第１項〜
   第８項のいずれが１項に記載の分光器。 １７、　　点状範囲が第３光学系内に形成される特許請
   求の範囲第１項〜第１６項のいずれか１項に記載の分光
   器。 １８　　第３光学系が試料（２０，６４）から反射した
   光線の光路内に配置された旋回可能の反射ミラー（２８
   ，３０，３１，７２）を有する特許請求の範囲第１７項
   記載の分光器。 １９　　第２光学系が試料（２０，６４）から直接反射
   した光線を受光する特許請求の範囲第１項〜第１８項の
   いずれか１項に記載の分光器。 ２０　　第２光学系が試料（２０，６４）から拡散的に
   反射した光線を受光する特許請求の範囲第１瑣〜第１９
   項のいずれか１項に記載の分光器。 ２１　　さらに第４の光学系（８１〜８５）が試料（８
   ０）の下に、試料を透過した光線を反射光の検知と同時
   に検知するため備えられている特許請求の範囲第１項〜
   第２０項のいずれか１項に記載の分光器。 ２２　　試料の範囲（９９）が有限の寸法を有し、評価
   装置（３２，３３）により全体的にまたは選択的に呼出
   しつる検知素子のマトリックス（９８）を有する平面検
   知器（９７）へ結像される特許Ｎｆ＋求の範囲第１項〜
   第２１項のいずれか１項に記載の分光器。 ２３　　マトリックス（９８）によって検知した測定値
   が全体としてもしくは断片的に、または多数の個々の測
   定値としてもモニタに表示される特許請求の範囲第２２
   項記載の分光器。 ２４　　試料（２０，６４）から出る光線がフーリエ変
   換（Ｔｉ’Ｔ）の方法により評価される特許請求の範囲
   第１項〜第２３項のいずれか１項に記載の分光器。