(57)【要約】  【課題】干渉効率或るいはビジビリティの低下の原因となる干渉光を特定し，特定した干渉光を除去することにより干渉効率或るいはビジビリティの低下を軽減することが可能な干渉計及び該干渉計を用いたフーリエ分光装置を提供すること。  【解決手段】ビームスプリッタ３により生成された干渉光の波面画像を検出器１４で連続的に撮像し，撮像された連続波面画像に基づいて該連続波面画像における複数の分割領域（領域α，β，γ）ごとの干渉光波の位相差を算出し，算出された位相差に基づいて複数の分割領域ごとの干渉光波の同期性を判定し，同位相であると判定された干渉光のみを透過させるように，生成された所定位相の干渉光のみを透過させる透過制限装置６を制御する。【選択図】図１
2006300792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を少なくとも二つの光路に分割する光分割手段と，上記光分割手段により分割された一方の光をその入射方向へ反射させる第１の反射手段と，他方の光をその入射方向へ反射させる第２の反射手段と，上記第１の反射手段及び上記第２の反射手段からの反射光を重ね合わせて干渉光を生成する光重合手段と，を有する干渉計であって，
上記光重合手段により生成された干渉光の波面画像を連続的に撮像する画像撮像手段と，
上記画像撮像手段により連続的に撮像された連続波面画像に基づいて該連続波面画像における複数の分割領域ごとの干渉光波の位相差を算出する位相差算出手段と，
上記位相差算出手段により算出された位相差に基づいて複数の分割領域ごとの干渉光波の位相の同期性を判定する位相同期性判定手段と，
上記光重合手段により生成された所定位相の干渉光のみを透過させる干渉光透過制限手段と，
上記位相同期性判定手段により同位相と判定された干渉光のみを透過させるように上記干渉光透過制限手段を制御する透光制御手段と，
を具備してなることを特徴とする干渉計。
【請求項２】
上記位相差算出手段が，上記連続波面画像から上記複数の分割領域それぞれにおける干渉光の輝度波形を求め，求められた輝度波形と予め定められた基準波形とから上記干渉光波の位相差を算出する請求項１に記載の干渉計。
【請求項３】
上記同期性判定手段が，上記位相差算出手段により算出された位相差と予め定められた閾値とを比較することにより上記干渉光波の位相の同期性を判定する請求項１又は２のいずれかに記載の干渉計。
【請求項４】
上記位相同期性判定手段が，上記連続波面画像から求められた上記複数の分割領域ごとの輝度波形をフーリエ変換することにより得られる複素偏角と，既定の基準複素偏角とを比較することにより上記干渉光波の位相の同期性を判定する請求項１又は２のいずれかに記載の干渉計。
【請求項５】
上記干渉光透過制限手段が，所定の制御信号の入力に応じて干渉光の入射面における所定領域ごとに透過率を自在に変化させる透過率可変フィルタ，或るいは所定の制御信号の入力に応じて開口位置及び／又は開口面積を自在に調整する可変アパーチャを含んでなる請求項１〜４のいずれかに記載の干渉計。
【請求項６】
上記光源が，１μｍ未満の短波長を含む光を出射するものである請求項１〜５のいずれかに記載の干渉計。
【請求項７】
上記第１の反射手段が所定位置に固定された固定鏡であり，上記第２の反射手段が光の入射方向へ移動自在に制御された移動鏡である請求項１〜６のいずれかに記載の干渉計。
【請求項８】
上記請求項１〜７のいずれかに記載の干渉計を具備し，該干渉計で生成された干渉光を測定し，その測定値をフーリエ変換することにより上記干渉光に応じたスペクトル情報を取得するフーリエ分光装置。
【請求項９】
上記干渉光が被検体に照射されることで該被検体を透過した透過干渉光の強度を検出する透過干渉光検出手段を備え，
上記透過干渉光検出手段により検出された上記透過干渉光の強度に基づいて上記スペクトル情報を取得する請求項８に記載のフーリエ分光装置。
【請求項１０】
上記干渉光が照射されることで発熱した被検体にプローブ用レーザ光を照射するプローブ用レーザ光照射手段と，
上記プローブ用レーザ光照射手段により照射され上記被検体を透過した透過レーザ光或いは上記被検体で反射した反射レーザ光を検出するプローブ用レーザ光検出手段とを備え，
上記プローブ用レーザ光検出手段により検出された透過レーザ光或いは反射レーザ光の位相変化に基づいて上記スペクトル情報を取得する請求項８又は９のいずれかに記載のフーリエ分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，入射された光を二つの光路に分割した後に再度重合させて干渉光を生成する干渉計及びこれを備えたフーリエ分光装置に関し，特に，上記干渉計の構成要素の調整誤差などに起因する干渉効率やビジビリティ（干渉光の明瞭度を表す指標）の低下を軽減することの可能な干渉計及びフーリエ分光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体の光物性或いは光吸収特性などの性質を評価する手法として，干渉計などで生成された干渉光を被検体に照射させ，該被検体を透過した或いは被検体から反射した干渉光をモニタリングし，その測定値（インターフェログラムなど）をフーリエ変換することにより上記干渉光に応じたスペクトル情報を取得するフーリエ分光装置が知られている。
上記フーリエ分光装置に用いられる干渉計としては，ジャマン干渉計，マイケルソン干渉計，レイリー干渉計などの二光束干渉計が周知である。
【０００３】
ここで，二光束干渉計の一例であるマイケルソン干渉計Ｂを備えた従来のフーリエ分光装置Ｙの概略構成及び上記マイケルソン干渉計Ｂの作用について図６を用いて説明する。なお，ここでは，フーリエ分光装置Ｙにおいて，試料２０（被検体）を透過した干渉光を検出する例について説明する。ここに，図６は上記フーリエ分光装置Ｙの概略構成を示す概略構成図である。
図６に示すように，上記フーリエ分光装置Ｙは，マイケルソン干渉計Ｂと，該マイケルソン干渉計Ｂで生成された干渉光を試料２０の所定の点（試料２０の測定点）で結像（集光）する対物レンズ１２と，上記試料２０を透過した発散状の干渉光（透過干渉光）を平行光に変換するコリメータレンズ１３と，平行化された透過干渉光の強度を検出する検出器１４（透過干渉光検出手段の一例）と，上記検出器１４で検出された透過干渉光を所定のタイミングでサンプリングし，その測定値（インターフェログラムデータ）をフーリエ変換することにより上記透過干渉光に応じたスペクトル情報を取得する機能を有するコンピュータ１６とを備えて概略構成されている。
また，上記マイケルソン干渉計Ｂは，光源１，コリメータレンズ２，ビームスプリッタ３（光分割手段，光重合手段の一例），移動鏡４（第２の反射手段，移動反射手段の一例），固定鏡５（第１の反射手段，固定反射手段の一例），ピエゾ駆動装置１５を備えて構成される。
このように構成された上記マイケルソン干渉計Ｂにおいては，上記光源１から比較的波長の長い赤外光（波長１μｍ以上）などの光が生成されて出射されると，その光は上記コリメータレンズ２で平行光Ｌ１に平行化された後，該平行光Ｌ１が上記ビームスプリッタ３に入射される。
上記ビームスプリッタ３に入射した平行光Ｌ１は，該ビームスプリッタ３により二つの光路に分割され，そのうちの一つの平行光Ｌ２１が図６中の矢印Ｐ方向に等速移動制御される移動鏡４へ反射され，他の平行光Ｌ２２は上記ビームスプリッタ３を透過して固定鏡５へ導かれる。
上記移動鏡４では上記平行光Ｌ２１がその入射方向と平行な方向に向けて反射されるが，上記ピエゾ駆動装置１５の移動制御によって上記移動鏡４は矢印Ｐ方向に等速で移動されているため，反射平行光Ｌ３１の光路長（位相）は上記移動に伴い変化する。一方，上記固定鏡５では上記平行光Ｌ２２がその入射方向と平行な方向に向けて反射されるが，該固定鏡５は固定されているため，その光路長に変化は生じない。
上記移動鏡４及び上記固定鏡５で反射した反射平行光Ｌ３１，Ｌ３２が上記ビームスプリッタ３に再び入射して，該ビームスプリッタ３により重ね合わされることにより干渉光Ｌ４が生成されて出力される。
【０００４】
一方，特許文献１には，上述の二光束干渉計に波長安定性がよいコヒーレントなレーザ光を供給して，該干渉計から出力されるレーザ光の干渉パターンを取得し，この干渉パターンから求められた光路差（位相誤差）に基づいて干渉効率を算出する干渉効率測定装置が開示されている。この干渉効率測定装置を用いて干渉効率を求めれば，光路差（位相誤差）に基づく干渉効率の低下の原因を特定することが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−１７０３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記マイケルソン干渉計Ｂまたは上記干渉効率測定装置（特許文献１）の干渉計においては，上記ビームスプリッタ３，移動鏡４，固定鏡５などの構成要素の反射面の傾き調整を高精度に行わなければ，良好な干渉光を得ることができない。例えば，上記反射面の傾きが基準傾斜角からずれている場合は，上記ビームスプリッタ３から出力された干渉光Ｌ４の平面内の各領域を通るそれぞれの干渉光間に光路長差を生じさせることになる。この光路長差は上記各領域を通る各干渉光に位相差として現れるため，干渉効率や干渉光の明瞭度（コントラスト）を表す指標であるビジビリティを低下させることになる。
また，上記ビームスプリッタ３，移動鏡４，固定鏡５の反射面が高い平面精度（平坦度）を有していない場合も上述と同様に干渉効率或いはビジビリティが低下し，良好な干渉光を得ることができない。
上記干渉効率を低下させる原因は，上記特許文献１に記載の干渉効率測定装置を用いて特定することが可能であるが，その原因を特定したところでその改善方法としては，上記各構成要素の反射面の傾きや平面精度等を高精度に調整し直すといった調整作業を行うしかない。しかしながら，このような調整作業により得られる調整精度には限界がある。そのため，従来の干渉計においては，ある程度の干渉効率の低下及びビジビリティの低下を許容せざるを得なかった。このような干渉効率やビジビリティの低下は，フーリエ分光装置で測定されるインターフェログラムやスペクトル情報などにも影響を与えるため好ましくない。
更にまた，光源１からの出射光として，比較的波長の長い赤外光を用いた場合は，上記光路長差は上記出射光の波長に較べて相対的に小さいため，上記干渉効率が大きく低下することはないが，上記赤外光よりも格段に波長の短い可視光（波長４００〜７００ｎｍ）や紫外光（波長２００〜４００ｎｍ）のような短波長領域の光を上記出射光として用いた場合は，上記光路長差は短波長領域の光の波長に対して相対的に大きくなる。そのため，光路長差が要因となって，上記ビームスプリッタ３で生成される干渉光の干渉効率やビジビリティが大きく低下するという問題が生じる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，干渉効率或るいはビジビリティの低下の原因となる干渉光を特定し，特定した干渉光を除去することによって，干渉効率或るいはビジビリティの低下を軽減することが可能な干渉計及び該干渉計を用いたフーリエ分光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，光源から出射された光を少なくとも二つの光路に分割する光分割手段と，上記光分割手段により分割された一方の光をその入射方向へ反射させる第１の反射手段と，他方の光をその入射方向へ反射させる第２の反射手段と，上記第１の反射手段及び上記第２の反射手段からの反射光を重ね合わせて干渉光を生成する光重合手段と，を有する干渉計に適用されるものであり，上記光重合手段により生成された干渉光の波面画像を連続的に撮像し，連続的に撮像された連続波面画像に基づいて該連続波面画像における複数の分割領域ごとの干渉光波の位相差を算出し，算出された位相差に基づいて複数の分割領域ごとの干渉光波の位相の同期性を判定し，同位相であると判定された干渉光のみを透過させるように，生成された所定位相の干渉光のみを透過させる干渉光透過制限手段を制御する干渉計及びこれを備えたフーリエ分光装置として構成されている。
ここで，上記第１の反射手段としては，所定位置に固定された固定鏡が考えられ，上記第２の反射手段としては，光の入射方向へ移動可能に制御された移動鏡が考えられる。
これにより，干渉効率或るいはビジビリティを低下させている原因要素となる干渉光を特定し，特定された干渉光を上記光重合手段で生成され出力された干渉光から取り除くことにより，略同位相の干渉光のみを抽出して出力することができる。その結果，干渉効率の低下，ビジビリティの低下を軽減することが可能となる。
【０００７】
上記位相差の算出手法としては，上記連続波面画像から上記複数の分割領域それぞれにおける干渉光の輝度波形を求め，求められた輝度波形と予め定められた基準波形とから上記干渉光波の位相差を算出することが考えられる。
【０００８】
また，同期性判定手法としては，例えば，算出された位相差と予め定められた閾値とを比較することにより上記干渉光波の位相の同期性を判定することが考えられる。
或いは，上記位相算出手段により求められた上記複数の分割領域ごとの輝度波形をフーリエ変換することにより得られる複素偏角と，既定の基準複素偏角とを比較することにより上記干渉光波の位相の同期性を判定するようにしてもよい。
これにより，干渉効率或るいはビジビリティを低下させている原因要素（位相の異なる干渉光）を明確に判別することができる。
【０００９】
ここで，上記干渉光透過制限手段としては，所定の制御信号の入力に応じて干渉光の入射面における所定領域ごとに透過率を自在に変化させる透過率可変フィルタや，所定の制御信号の入力に応じて開口位置及び／又は開口面積を自在に調整する可変アパーチャを含んで構成されたものが該当する。
このような透過率可変フィルタや可変アパーチャを用いることにより，同期性のある干渉光のみの出力の確実性が増大する。
なお，干渉光の干渉効率及びビジビリティは，可視光や紫外光などの短波長領域の光を用いた場合に著しく低下することに鑑みれば，本発明の干渉計は，波長１μｍ未満の短波長を含む光を出射する光源を用いる場合に好適である。
【００１０】
また，本発明は，上記干渉計を具備し，該干渉計で生成された干渉光を測定し，その測定値をフーリエ変換することにより上記干渉光に応じたスペクトル情報を取得するフーリエ分光装置として捉えてもよい。このようなフーリエ分光装置であれば，取得されるスペクトル情報の精度を向上させることができる。
上記フーリエ分光装置でスペクトル情報を取得する手法は種々考えられるが，例えば，その一形態として，上記干渉光が被検体に照射されることで該被検体を透過した透過干渉光の強度を検出する透過干渉光検出手段を備え，上記透過干渉光検出手段により検出された上記透過干渉光の強度に基づいて上記スペクトル情報を取得するものが考えられる。
また，上記干渉光が照射されることで発熱した被検体にプローブ用レーザ光を照射するプローブ用レーザ光照射手段と，上記プローブ用レーザ光照射手段により照射され上記被検体を透過した透過レーザ光或いは上記被検体で反射した反射レーザ光を検出するプローブ用レーザ光検出手段とを備え，上記プローブ用レーザ光検出手段により検出された透過レーザ光或いは反射レーザ光の位相変化に基づいて上記スペクトル情報を取得するものであってもよい。
もちろん，上記各手段（透過干渉光検出手段，プローブ用レーザ光照射手段）をすべて備えたフーリエ分光装置において複数の手法でスペクトル情報を取得するものも本発明の一形態である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，干渉効率或るいはビジビリティを低下させている原因要素となる干渉光を特定し，特定された干渉光を上記光重合手段で生成され出力された干渉光から取り除くことにより，略同位相の干渉光のみを抽出して出力することができるため，干渉効率の低下，ビジビリティの低下を軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るマイケルソン干渉計Ａを備えたフーリエ分光装置Ｘの概略構成を示す概略構成図，図２及び図３は上記フーリエ分光装置Ｘで測定された輝度波形の一例を示すグラフ図，図４は撮像された干渉光平面の波面画像の一例を示すイメージ図，図５は透過率可変フィルタを構成する微小フィルタの透過特性の一例を示す特性図，図６は従来のマイケルソン干渉計Ｂを備えたフーリエ分光装置Ｙの概略構成を示す概略構成図である。
【００１３】
上記フーリエ分光装置Ｘは，図１に示すように，所定の干渉光を生成して出力するマイケルソン干渉計Ａと，該マイケルソン干渉計Ａから出力された干渉光を収束して試料２０（被検体）の所定の測定点に集光する対物レンズ１２と，試料２０を透過した発散状の干渉光を平行光に変換するコリメータレンズ１３と，該コリメータレンズ１３により平行光に変換された干渉光を検出する検出器１４（透過干渉光検出手段の一例）と，検出器１４で検出された透過干渉光に応じたスペクトル情報を演算により取得するコンピュータ１６とを備えて構成される。
上記コンピュータ１６には，図示しない表示装置や入力装置が接続されており，モニタリングした干渉光の輝度（干渉縞として現れる）を上記表示装置に表示出力したり，入力装置から入力された信号を受信するように構成されている。
【００１４】
このように構成されたフーリエ分光装置Ｘでは，周知の如く，まず，マイケルソン干渉計Ａから出力される干渉光を試料２０に照射させることにより，その試料２０を透過した干渉光（透過干渉光）を上記検出器１４で検出する。そして，この検出された干渉光の輝度をコンピュータ１６でモニタリングし，所定のタイミングでサンプリングして得られた測定値（インターフェログラムデータ等）をフーリエ変換することにより上記透過干渉光に応じたスペクトル情報が取得される。以下，上記したようにスペクトル情報を取得する上記フーリエ分光装置Ｘの動作モードをスペクトル取得モードと呼ぶ。
なお，この実施の形態では，上記試料２０を透過した透過干渉光を上記検出器１４で検出する構成のフーリエ分光装置Ｘを例示して説明するが，上記試料２０で反射した反射光を検出する所謂反射型のフーリエ分光装置にも本発明を適用することは可能である。
【００１５】
上記フーリエ分光装置Ｘには，従来とは異なり，上記スペクトル取得モードの他に，上記マイケルソン干渉計Ａで生成され出力された干渉光から基準となる所定の位相（基準位相）と異なる位相の干渉光を特定してそれを除去する（以下「干渉光のキャリブレーション」という）キャリブレーションモードがある。
上記マイケルソン干渉計Ａの構成機器の調整誤差などが原因となって干渉光に位相差が生じた場合は，干渉効率やビジビリティが低下するという問題が発生することは既に述べたが，このような干渉効率やビジビリティの低下を軽減するため，本フーリエ分光装置Ｘには上記キャリブレーションモードを設けている。
なお，上記キャリブレーションモードでの干渉光のキャリブレーションは，例えば，上記フーリエ分光装置Ｘの製造時や客先納入時に，或いは所定期間ごとに，上記コンピュータ１６によって自動的に行われる。また，上記動作モードと上記キャリブレーションモードとの切り換えは，操作者が図示しない入力装置から入力した切換信号に基づいてコンピュータ１６により行われる。或いは，一定期間が経過する毎に自動的にキャリブレーションモードに切り換えられる。
【００１６】
以下に，上記フーリエ分光装置Ｘの各構成要素を分説すると共に，上記キャリブレーションモード時に上記コンピュータ１６により行われる干渉光のキャリブレーションについて説明する。なお，本実施の形態では，干渉計の一例としてマイケルソン干渉計Ａを用いた例について説明するが，これは単なる一例であって，例えば，ジャマン干渉計やレイリー干渉計などの干渉計（二光束干渉計）や多光束干渉計を用いることも可能である。
【００１７】
上記検出器１４は，スペクトル取得モード時は，マイケルソン干渉計Ａから出力された干渉光が試料２０に照射され，その後，該試料２０を透過した透過干渉光を所定のサンプリングタイミングで撮像するものである。また，キャリブレーションモード時には，マイケルソン干渉計Ａから出力された干渉光の波面画像を微小時間ごとに連続して撮像するものである。もちろん，上記干渉光の波面の移り変わる様子を動画（ビデオデータ）として撮像するものであってもよい。即ち，上記検出器１４は，スペクトル取得モード時には透過干渉光検出手段の一例として働き，キャリブレーションモード時には画像撮像手段の一例として働く。なお，本実施の形態の構成とは異なり，例えば，上記検出器１４とは別に，干渉光を連続的に撮像する画像撮像手段の一例であるイメージセンサを別個に設けた形態であってもかまわない。
上記検出器１４の具体例としては，干渉光の輝度が変化する様を連続画像として撮像するＣＣＤ等のイメージセンサを有して構成されたものが該当する。この検出器１４で検出（撮像）された干渉光（干渉縞の連続画像）はコンピュータ１６に転送され，解析に供される。
【００１８】
上記コンピュータ１６は，ＣＰＵやその他の制御要素であるＲＡＭ，ＲＯＭなどを備えた電子計算機である。
このコンピュータ１６には，位相差算出機能，位相同期性判定機能，透光制御機能が設けられている。これらの各機能は，キャリブレーションモード時に，上記ＣＰＵにより所定のプログラムに従った処理が実行されることによって実現される機能であり，各々の機能（位相差算出機能，位相同期性判定機能，制御機能）が働くことにより，上記コンピュータ１６が本発明の位相差算出手段，位相同期性判定手段，制御手段として働く。上記各機能については後述する。
なお，本実施の形態では，コンピュータ１６によるプログラム処理により上記各機能（位相差算出機能，位相同期性判定機能，制御機能）を実現する例について説明するが，上記プログラム処理に代えて，例えば，上記各機能に応じた処理を実行する回路が組み込まれたＩＣなどを用いたハードロジックで上記各機能を達成する実施例であってもかまわない。
【００１９】
上記マイケルソン干渉計Ａは，光源１，コリメータレンズ２，ビームスプリッタ３（光分割手段，光重合手段の一例），移動鏡４（第２の反射手段，移動反射手段の一例），固定鏡５（第１の反射手段，固定反射手段の一例），ピエゾ駆動装置１５，透過制限装置６（干渉光透過制限手段の一例）を備えて構成される。このマイケルソン干渉計Ａが従来のマイケルソン干渉計Ｂ（図６）と構成上の異なるところは，上記透過制限装置６が設けられている点にある。
【００２０】
ここで，上記マイケルソン干渉計Ａの各構成要素について分説する。
光源１は，例えば白色光を生成して，この生成された白色光を出射する光源である。従来では，上記光源１として，比較的波長の長い赤外光を出射する光源が用いられていたが，本マイケルソン干渉計Ａでは，後述するように上記透過制限装置６によって干渉効率及びビジビリティの低下の原因要素となる干渉光（基準位相と異なる位相を持つ干渉光）が除去されるため，可視光や紫外光などの波長が１μｍ未満の短波長領域の光を含む白色光を出射光として用いることも可能である。もちろん，従来同様に波長が１μｍ以上の赤外光などを用いることもできるし，上記可視光や紫外光を単一の光として出射する光源を用いることも可能である。
【００２１】
コリメータレンズ２は，上記光源１から出射された光を平行光に変換するレンズである。上記光源１からの光を平行光に変換するものであればどのような光学系機器を用いてもよい。このコリメータレンズ２は上記光を平行光にしてビームスプリッタ３に入射させるために，上記光源１とビームスプリッタ３との間に設けられている。なお，本実施の形態では，上記光源１からの光を平行光に変換して後段の光学系機器に照射する例について説明するが，必ずしも上記コリメータレンズ２で平行光に変換する必要があるわけではない。
【００２２】
上記コリメータレンズ２の平行光進行方向側には，ビームスプリッタ３が配置されている。
このビームスプリッタ３は，入射した光を少なくとも二つの光路に分割（分岐）するものであり，例えば，その反射面に透過率５０％のハーフミラー（半透鏡）を含んで構成される。上記ビームスプリッタ３は，分割した一方の光を入射方向に対して略９０°の方向へ反射させて移動鏡４へ略垂直に照射するように，そして，ビームスプリッタ３を透過した他方の光をそのまま直進させて固定鏡５へ略垂直に照射するように配置されている。
また，上記ビームスプリッタ３は，移動鏡４及び固定鏡５からの反射光を重ね合わせて干渉光を生成するものでもある。
本マイケルソン干渉計Ａでは，上記の如く，入射光の分割と反射光の重合（合成）とを一つのビームスプリッタ３で担っているが，上記分割及び重合を別々の光学系機器で実現する形態であってもかまわない。
【００２３】
移動鏡４及び固定鏡５は，入射した解析光をその入射方向へ反射させる反射面４ａ，５ａを有するものである。
上記固定鏡５は，上記光源１，上記コリメータレンズ２及び上記ビームスプリッタ３を結ぶ直線の延長線上に配置され，上記固定鏡５と上記コリメータレンズ２との間に上記ビームスプリッタ３が位置するように固定配置されている。
上記移動鏡４は，上記ビームスプリッタ３で反射した光を略垂直に入射する位置に配置されている。この移動鏡４は上記固定鏡５とは異なり，光の入射方向（図１の矢印Ｐ方向）へ移動自在に配設されており，干渉光を生成する際に，周知のピエゾ駆動装置１５で等速移動制御される。
【００２４】
透過制限装置６は，上記ビームスプリッタ３で重ね合わされて生成された干渉光のうち，所定の位相を有する干渉光のみを透過させる装置である。言い換えれば，生成された干渉光から前記基準位相とは異なる位相を有する干渉光を遮り或いは減衰させ，上記基準位相と略同位相の干渉光のみを通過させて上記検出器１４に導くものである。
この透過制限装置６は，スペクトル情報取得モードのときは上記干渉光の光路上に配置され，キャリブレーションモードのときは光路上から退避される。
このような透過制限装置６としては，例えば，コンピュータ１６から出力された後述する所定の制御信号に応じて，干渉光の入射面における所定領域ごとに透過率を自在に変化させることが可能な透過率可変フィルタや，上記所定の制御信号に応じて開口位置を移動させ，或いは開口面積を自在に伸縮させることが可能な機構を有する可変アパーチャなどが該当する。
【００２５】
上記透過率可変フィルタは，例えば，供給された電流（電圧）信号（制御信号に相当）の値に応じて透過させる波長帯域が変化（シフト）する微小フィルタ（バンドフィルタなど）が干渉光の入射面に複数配列されて構成されたものが考えられる。また，これらの微小フィルタを複数格子状に配列された液晶からなるフィルタであってもよい。
上記微小フィルタとしては，例えば，図５の透過特性図に示すように，供給される電流値に応じて上記微小フィルタの透過特性が，上記干渉光に含まれる全波長成分（例えば図５中の網掛け部分５３とする）を含む波長帯域５１ｗの光のみを透過させる透過特性５１（実線）から，上記干渉光に含まれる全波長成分を含まない波長帯域５２ｗの光のみを透過させる（即ち，上記干渉光を透過させない）透過特性５２（破線）に変化するようなものが該当する。
なお，波長帯域が変化されることにより所定波長の透過率が変化することになる。もちろん，フィルタの透過率ではなく，屈折率その他を変化させる形態であってもかまわない。
また，干渉光の入射面に複数の微小な干渉フィルタが傾斜動可能に複数配列され，各干渉フィルタそれぞれに供給された電流（電圧）信号（制御信号に相当）により上記複数の干渉フィルタの傾斜角が個別に駆動制御されるように構成されたものが考えられる。これは，上記干渉フィルタの持つ特有の性質，即ち，干渉フィルタの傾斜に応じて透過させる波長帯域が変化（シフト）するという性質を利用したものである。なお，この微小な干渉フィルタも，該フィルタの傾斜度に応じて，図５の透過特性図に示すように，その透過特性が透過特性５１（実線）から透過特性５２（破線）に変化される。
上述したような透過率可変フィルタを用いる場合は，後述するキャリブレーション時に，上記基準位相と異なる位相を持つ干渉光（除去したい干渉光）が通る領域，上記基準位相と略同位相の干渉光が通る領域（透過させたい干渉光），或いはこれらの領域の位置（座標）などを示す情報などを予め取得しておく。そして，これらの各情報に基づいて，例えば，基準位相と異なる位相を持つ干渉光（除去したい干渉光）が通る領域に配置された微小フィルタだけに，現状の波長帯域５１ｗ（図５参照）を波長帯域５２ｗに変化させる信号を出力する。これにより，上記基準位相と異なる位相を持つ干渉光が透過率可変フィルタで減衰され，上記基準位相と略同位相の干渉光は減衰されずに透過して上記検出器１４へ導かれる。
【００２６】
また，上記可変アパーチャは，例えば，カメラなどに設けられた開口面積を自在に伸縮させる非透光性部材からなる絞り機構と，該絞り機構に連結され駆動力を伝達するモータなどの駆動手段とを備え，コンピュータ１６からの駆動信号（制御信号に相当）に応じて上記駆動手段が駆動されることにより，上記絞り機構を動作させ，上記開口の大きさを伸縮させる装置や，干渉光の出射方向に垂直な方向へ上記絞り機構を自在に移動させるレール機構などを利用した移動機構と，上記絞り機構に駆動力を伝達させて該絞り機構を上記水平移動機構で所定の位置に移動させる装置などを含んで構成されたものであってもよい。
このような可変アパーチャを用いる場合も，後述するキャリブレーション時に，上述した各情報を予め取得しておく。そして，これらの各情報に基づいて，例えば，基準位相と略同位相の干渉光（透過させたい干渉光）が通る領域と同サイズとなるように上記絞り機構の開口を変化させ，更に，上記絞り機構の開口中心を上記略同位相の干渉光の中心と一致するよう上記絞り機構を移動させる。これにより，上記基準位相と略同位相の干渉光は上記絞り機構の開口をすり抜けて上記検出器１４へ導かれ，異なる位相を持つ干渉光は上記可変アパーチャで遮られることになる。
【００２７】
このように構成されたマイケルソン干渉計Ａでは，スペクトル取得モード時には，上記光源１から出射された光はコリメータレンズ２により平行光に変換された後に，ビームスプリッタ３に入射され，上記ビームスプリッタ３により分割されて，一方の光は移動鏡４に向けて反射され，他方の光は反射されずに上記ビームスプリッタ３を透過して固定鏡５へ向かって直進する。
そして，上記固定鏡５へ進んだ光はその反射面５ａで反射され，また，上記移動鏡４へ反射された光は上記移動鏡４の反射面４ａで反射される。そして，上記固定鏡５及び移動鏡４で反射された光はビームスプリッタ３に戻り，このビームスプリッタ３で重ね合わされることにより干渉光が生成される。
その後，上記生成された干渉光は，上記透過制限装置６で所定の基準位相と異なる位相の干渉光だけが減衰あるいは遮られ，上記基準位相と略同相の位相を有する干渉光のみが上記検出器１４へ向けて出力される。
【００２８】
また，上述の如く構成されたフーリエ分光装置Ｘがキャリブレーションモードにあるときは，上記透過制限装置６を干渉光の光路から待避又は取り除くなどして，上記マイケルソン干渉計Ａから出力された干渉光の特性を変化させることなく検出器１４へ導く。なお，上記透過制限装置６として上記可変アパーチャを用いる場合は，上記絞り機構の開口を最大限に広げることで，全ての干渉光を検出器１４へ導くようにしてもよい。
ここで，キャリブレーションモードのときは，上記試料２０を干渉光の光路上から取り除いておくことが望ましいが，試料２０を透過しても干渉光の位相は変化しないため，必ずしも取り除かなければならないわけではない。
【００２９】
上記検出器１４に導かれた干渉光には，ビームスプリッタ３，固定鏡５，移動鏡４の反射面の傾き誤差や平面精度（歪みなど）に起因して生じた光路長差の異なる複数の干渉光が含まれることになる。
この干渉光が上記検出器１４に入射されると，入射した干渉光の波面画像が上記検出器１４において時間的に連続して撮像され，その後，撮像された連続波面画像がコンピュータ１６に転送される。
上記コンピュータ１６では，該コンピュータ１６が有する前記した位相差算出機能によって，転送された連続波面画像の解析処理が行われる。この解析により，上記連続波面画像を複数に分割した分割領域（所定の分割領域に相当）それぞれを通るそれぞれの干渉光の位相差が算出される（ステップＳ１）。
具体的には，等速移動する前記移動鏡４の走査位置を横軸（横軸の数値はビームスプリッタ３からの距離を示す）に，該移動鏡の走査位置に対応する上記複数の分割領域それぞれにおける干渉光の平均輝度〔ｃｄ／ｍｍ2〕を縦軸にプロットすることにより表現される図２及び図３に示す輝度波形（インターフェログラム波形）を求め，この輝度波形と予め定められた所定の基準波形（後述）とから上記干渉光波の位相差を算出する方法が考えられる。もちろん他の方法を適用して上記位相差を求めることも可能である。なお，上記移動鏡４はピエゾ駆動装置１５によって等速移動制御されることからすれば，上記輝度波形は時系列方向へ平均輝度をプロットした波形とも言える。
ここに，図２は，連続波面画像を分割領域α，β，γ（図４参照）の３つの領域に区分したときの各領域を通過した干渉光の輝度波形Ｑα（図中の実線），Ｑβ（図中の破線），Ｑγ（図中の一点鎖線）を示すグラフ図であり，図３は図２において平均輝度の変動の大きい移動鏡４の位置６１０近傍の詳細グラフである。また，図４（ａ）に位置６１１における干渉光の波面画像の一例を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）の模式図である。
本来，上記ビームスプリッタ３などの光学系機器の反射面の傾き誤差や平面の歪みなどがなければ一つの輝度波形が得られることになるが，上記光学系機器における傾き誤差や平面の歪みなどによって光路長差の異なる複数の干渉光が生成された場合は，図２及び図３に示すように，複数の輝度波形Ｑα，Ｑβ，Ｑγが得られることになる。
上記基準波形としては，例えば，コンピュータ１６のメモリ（記憶媒体）に予め記憶された基準波形データを用いてもよく，より好ましくは，波面画像内で最も領域占有率の大きい干渉光（図４に示す例では領域γを通る干渉光）を基準としてもよい。したがって，例えば，上記基準波形として領域γを通る干渉光の輝度波形Ｑγを用いる場合は，この波形Ｑγと波形Ｑαとの位相差Δθ１（図３参照），及び波形Ｑγと波形Ｑβとの位相差Δθ２（図３参照）が上記コンピュータ１６により求められる。
以下の説明では，上記輝度波形Ｑα，Ｑβ，Ｑγを例にとって説明していく。なお，説明の便宜上，上記連続波面画像を３つの分割領域α，β，γに分割した例について説明するが，言うまでもなくこのような分割態様に限定されることはない。多数の領域に分割して，各領域における干渉光の位相差を求めるようにするほうが，分解能を高めるという観点からは望ましい。
【００３０】
上記キャリブレーション時において，コンピュータ１６により図２及び図３に示す各輝度波形Ｑα，Ｑβ，Ｑγから上記位相差Δθ１及びΔθ２が求められると，続いて，この位相差Δθ１及びΔθ２に基づいて各輝度波形Ｑα，Ｑβ，Ｑγの位相の同期性を判定する処理が上記コンピュータ１６により行われる（ステップＳ２）。
この判定は，算出された位相差と予め定められた位相差に関する閾値とを比較することにより位相の同期性が判定される。具体的には，算出された位相差Δθ１が上記閾値未満であれば，上記基準波形Ｑαと上記基準波形（本実施の形態では輝度波形Ｑγ）との位相は同じ又は略同じであると判定され，即ち，略同相であると判定される。また，上記位相差Δθ１が上記閾値以上であれば異相であると判定される。なお，位相差Δθ２についても同様に位相の同期性が判定される。
また，求められた上記複数の分割領域α，β，γごとの輝度波形Ｑα，Ｑβ，Ｑγをフーリエ変換することにより得られる複素偏角（実部と虚部とがなす角度）と，予め定められた基準となる基準複素偏角（既定の基準複素偏角に相当）とを比較することにより上記干渉光波の位相の同期性を判定してもよい。即ち，フーリエ変換により得られた複素偏角が上記基準複素偏角と同じ又は略同じであれが同相と判定し，上記基準複素偏角と所定幅以上の隔たりがある場合は異相であると判定する。ここに，上記基準複素偏角とは，上記基準波形データや波面画像内で最も占有率の大きい干渉光の複素偏角のことを意味する。
【００３１】
上記同期性の判定により，例えば，領域γ（図４）を通る干渉光以外の干渉光には同期性がない（即ち，領域γを通る干渉光と位相が異なる）と判定されると，続いて，コンピュータ１６による上記透過制限装置６の制御が実行される。即ち，同位相と判定された干渉光のみを透過させるように上記透過制限装置６が制御される（ステップＳ３）。これにより，スペクトル取得モード時に試料へ照射される干渉光がキャリブレーションされる。
例えば，上記等構成制限装置６として前記した透過率可変フィルタを用いた場合は，領域γに対応する位置に配置された微小フィルタの傾斜を調整してその透光率を上げ，上記領域γ以外の領域に対応する位置に配置された微小フィルタの傾斜を調整して透光率を低下させるように各微小フィルタに電流信号（制御信号）を出力する。
また，上記等構成制限装置６として前記した可変アパーチャを用いた場合は，前記絞り機構の開口面積を上記領域γと同サイズとなるように駆動手段を制御し，前記絞り機構の開口中心が上記領域γの中心と一致するように上記絞り機構を移動制御する。
【００３２】
このように，上記フーリエ分光装置Ｘのキャリブレーションモード時において，上述したキャリブレーションが行われることにより，マイケルソン干渉計Ａから略同位相の干渉光のみが出力される。即ち，光路長差のない干渉光が出力される。したがって，試料２０に照射される干渉光の干渉効率やビジビリティの低下が軽減される。
また，上記フーリエ分光装置Ｘで得られるスペクトル情報は，略同相の干渉光のみを試料２０に照射させて得られるものであるため，上記スペクトル情報の精度が向上することになる。
【００３３】
上述した実施の形態で説明したフーリエ分光装置Ｘは言うまでもなく本発明の実施形態例の一例である。したがって，他の種々の形態のフーリエ分光装置にも本発明を適用することが可能である。
例えば，マイケルソン干渉計Ａから出力された干渉光が照射されることで発熱した試料２０にレーザ光（プローブ用レーザ光に相当）を照射させ，これにより上記試料２０を透過した透過レーザ光或いは上記試料２０の表面で反射した反射レーザ光をＣＣＤ等を有する検出器（プローブ用レーザ光検出手段の一例）で検出し，検出されたレーザ光をコンピュータ１６で解析することによりスペクトル情報を取得する形態のフーリエ分光装置や，固定鏡５の反射面に被検体となる試料を配置させ，或いは固定鏡５として試料を配置させて，上記スペクトル情報を取得するように構成されたフーリエ分光装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るマイケルソン干渉計Ａを備えたフーリエ分光装置Ｘの概略構成を示す概略構成図。
【図２】フーリエ分光装置Ｘで測定された輝度波形の一例を示すグラフ
【図３】図２において平均輝度の変動の大きい部分の詳細グラフ図。
【図４】撮像された干渉光平面の波面画像の一例を示すイメージ図。
【図５】透過率可変フィルタを構成する微小フィルタの透過特性の一例を示す特性図。
【図６】従来のマイケルソン干渉計Ｂを備えたフーリエ分光装置Ｙの概略構成を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３５】
Ｘ…フーリエ分光装置
Ａ…マイケルソン干渉計
１…光源
２…コリメータレンズ
３…ビームスプリッタ
４…移動鏡
５…固定鏡
６…透過制限装置
１２…対物レンズ
１３…コリメータレンズ
１４…検出器
１５…ピエゾ駆動装置
１６…コンピュータ
２０…試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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