JPS63303315A - カセグレイン光学系の走査装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば放射温度計、赤外二次元顕微鏡。

（Ｈ小温度分布測定装置などに使用されるカセグレイン
光学系の走査装置に関するものである。

（従来の技術） 従来放射温度計などにおいて視野を走査するには１回転
多面鏡や振動鏡などが使用されている。

このうち回転多面鏡は高速かつ高分解能の走査が可能で
あるがコストが高いのが欠陥である。一方振動鏡は鏡を
機械的に振動させるもので９手軽に分解能が高い走査を
低コストで行うことができる利点があるが９反面次に述
べるような問題点がある。

すなわち、振動鏡の駆動方法には、一定周波数で正弦波
状の振動をする共振鏡型と、駆動波形に応じた動きをす
るガルバノミラ−型とがある。このうち共振鏡型は高速
の走査ができるが、鏡が正弦波状に動くので一般に要求
される等速走査ができず、もしも正弦波の直線部のみを
近（Ｃ的に使用とすると走査の時間的な有効率が低くな
って実用上不利である。一方、ガルバノミラ−型は有効
率が大きな等速走査ができるが１反面高速走査を行うこ
とができず、また立体角が小さく従ってセンサーへの入
射エネルギーが小さいため、精密な測定を行うことがで
きない等の問題点があった。

また放射温度計用光学系としてカセグレイン光学系を使
用する例として特開昭６０−２７８２５号公報所載の発
明がある。しかしながらこの発明は１　副鏡をファイン
ダー光学系の一部を構成するファインダーレンズの最後
面の周辺部に反射部が設けられた構成とするとともに副
鏡の直後で測定用光学系の光軸近傍に副鏡の中央を透過
した光束を反射して、測定光路の外側の他のファインダ
ー光学系に導くミラーを配置することにより放射温度計
のファインダー光学系の簡易化を図ることを目的とする
もので、主鏡と副鏡とを単独に動かし得るようにはして
いない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、凹面鏡からなろ主鏡と、凸面鏡からなる副鏡
とを組合わせたカセグレイン光学系の主鏡と副鏡とを周
期的に振動させることによって試料面を走査し１高速か
つ高測定精度で測定するとともに、測定範囲の拡大を図
ることを目的とするものである。

（問題点を解決するた必の手段） 本発明は、凹面鏡からなる主鏡と凸面鏡からなる副鏡と
を組合せたカセグレイン光学系を設け。

かつ該主鏡および副鏡にそれぞれを互に直交方向に振動
させる駆動機構を設けるとともに、該駆動機構を所定の
周期で動作させる同期制御機構を設けたことを特徴とす
るものである。以下図面により本発明について説明する
。第１図は本発明を微小温度測定装置に適用した場合を
示すもので、１は本発明装置を収容した器体、２は試料
である。

また３はカセグレイン光学系の主鏡（凹面鏡）。

４は副鏡（凸面鏡）で、それぞれ駆動機構５および６に
より周期的に振動させるようにしである。

さらにこの主鏡３の背後には、その中心に設けた孔を通
して形成された光軸上に反射鏡１２．チョッパ−１３，
センサー カセグレイン光学系１７．ＣＭＴ検出器等の検出器１８
を順次配設しである。１９は検出器槽１８からの電気信
号を増巾する増巾器，　２０は同期制御機構で。

該機構２０からの信号により前記駆動機構５，６および
チョッパー１３を作動させるチョッパーコントローラー
１４が制御される。２１はデータ処理装置１２２はプリ
ンター、２３はフロッピーディスク、２４はＣＲＴであ
る。また７は試料２を測定位置にセットする際に主鏡３
の背後の光軸上に挿入する反射鏡で，その反射像は反射
鏡８を介してＣＣＤカメラ９に入射し，その映像はＣ　
Ｒ　Ｔｌｌに表示される。

なお１０はＣＣＤドライバー、２５は試料照明用光源で
ある。

（作用） 本発明装置を用いて試料２の表面を走査し１その微小温
度分布を測定するには，先ず反射鏡７を光軸上に挿入し
，ＣＣＤカメラ９により試料２を撮像しＣＲＴＩＩでモ
ニターしつつ試料を所定位置にセントする。次いて反射
鏡７を光軸から視野外に外した後，測定を開始する。す
なわち試料２からの放射光はカセグレイン光学系の主鏡
３および副鏡４で反射され，さらに反射鏡１２．チョッ
パー１３、センサー校正用空胴１５，ピンホール１６，
カセグレイン光学系１７を経て検出器１８に入射し，そ
の強度に応じた電気信号に変換され同期制御機構２０に
人力する。そこで例えば第３図に示すように試料２の表
面を１００ライン、１ライン１００点（合計１０ＯＸ１
００点）測定する場合には，同期制御機構２０から副鏡
４の駆動機構６に５０Ｈ２　の信号を印加して。

副鏡４を試料２のＸ方向に走査させる。また同様に同期
制御機構２０から主鏡３の駆動機構５に０．５Ｈ２の信
号を印加して主鏡３を試料のＹ方向に走査する。このよ
うにすると一画面の走査を２秒で行うことができる。こ
の主鏡３および副鏡４の駆動と同期して，同期制御機構
２０からの信号をチョッパーコントローラー１４に印加
してチョッパー１３を５ＫＨ．の周波数で作動させると
試料表面の放射光は第４図に示すようにチョッパー１３
の開閉に周期して検出器１８に検出される。すなわちチ
ョッパー１３が開いたときには試料の放射光と光学系等
による迷光の和Ｉ，チョッパー１３が閉じたときにはセ
ンサー校正用空胴１５（光学系と等温）の放射光■。（
これは光学系による迷光と等しいと見做すことができる
。）が検出器１８に検出される。従って試料２の放射光
はｌ−１０　として求めることができる。そこで検出器
１８から出力される各測定点の放射光の強度に基ずく電
気信号を同期制御機構２０を介してデータ処理装置２１
に入力して温度の値に変換し２　プリンター２２および
ＣＲＴ２４に表示することができる。

を用いた装置により試料の表面温度分布を測定したとき
の温度分解能は次のとおりてあった。

（実施例） 試料としてｌＱｍｍ　ｘ　ｌＱｍｍのセラミックス基盤
を用い２本発明装置および従来のガルバノミラ−を用い
た装置により試料の表面温度分布を測定したときの温度
分解能は次のとおりであった。

温度分解能△Ｔ　（Ｋ） 本発明装置　　　　　０．１ 従来装置　　　　　１０ 以上の結果から明らかなように１本発明の温度分解能は
従来法に比して約１００倍となった。

（発明の効果） 以上説明したように本発明装置はカセグレイン光学系を
使用することによって視野の立体角を大きくとることが
でき、従って試料の表面からの放射完敗光のうちの検出
側合が増加し、その結果Ｓ／Ｎ比を高めることができ、
かつ測定範囲の拡大をはかることができるのみならず、
主鏡および副鏡を振動させるので試料表面の走査速度を
高めることができる等、微小温度測定装置、放射温度計
。

赤外二次元顕微鏡などに適用して、その効果は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を微小温度測定装置に適用した場合を示
す説明図、第２図は本発明における主鏡と副鏡との関係
を示す説明図、第３図は本発明における試料表面の走査
の態様を示す説明図、第４図は本発明における測定デー
タの採取の態様を示す説明図である。 １：器体、２：試料、３：主鏡、４：副鏡。 ５：駆動機構、６：駆動機構、１２；　反射鏡１３；チ
ョッパー、　　１４：チョッパーコントローラー。 １５：センサー校正用空洞、１６：ピンホール。 １７：カセグレイン光学系、１８：検出器。 １９：増巾器、２０：同期制御機構。 ２１：データ処理装置、２２ニブリンター。 ２３：フロッピーディスク、　　　２４：ＣＲＴ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 凹面鏡からなる主鎖と凸面鏡からなる副鏡とを組合せた
   カセグレイン光学系を設け、かつ該主鏡および副鏡に、
   それぞれを互に直交方向に振動させる駆動機構を設ける
   とともに、該駆動機構を所定の周期で動作させる同期制
   御機構を設けたことを特徴とするカセグレイン光学系の
   走査装置