(57)【要約】      （修正有）【課題】ビームスプリッタを構成する半透板と補償板の間に発生する干渉を低減または除去するために行う半透板と補償板の相対的な角度位置の変更作業を容易にするフーリエ変換型赤外分光装置を提供する。【解決手段】ビームスプリッタ１をビームスプリッタホルダに設置した状態で、半透板３と補償板２をそれぞれ配設した半透板ホルダ５と補償板ホルダ４の固定および解放作業が可能な位置に押え金を配置することにより、押え金の固定ねじを緩めて半透板ホルダ５と補償板ホルダ４の間が解放され、半透板ホルダ５に対して補償板ホルダ４を回転自在とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
試料に照射する赤外光を出射する光源と、前記光源からの赤外光を平行光に変換する光学系と、前記光学系を経た赤外光を変調するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを介して反射および透過した赤外光を反射する固定鏡および移動鏡と、前記ビームスプリッタを経た赤外光を計測する検出装置と、から構成されるフーリエ変換型赤外分光装置において、前記フーリエ変換型赤外分光装置に前記ビームスプリッタを設置した状態で、前記ビームスプリッタを構成する半透板と補償板の固定および解放作業が可能な位置に配置した固定具を備え、前記固定具の解放により半透板と補償板の間が解放されることにより、半透板に対する補償板の相対的な角度位置が変更できるとともに変更後の角度位置が確定できる構造を有することを特徴とするフーリエ変換型赤外分光装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、フーリエ変換型赤外分光装置に係り、特にフーリエ変換型赤外分光装置を構成するビームスプリッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
試料に含まれる成分を定量分析する分析装置の一つとして、フーリエ変換赤外分光（ＦＴＩＲ）法に則ったフーリエ変換型赤外分光装置がある。
【０００３】
図５は、従来のフーリエ変換型赤外分光装置の構成の概要を示したものである。図５に示すフーリエ変換型赤外分光装置４０は、試料に照射する赤外光を出射する光源６１と、光源６１からの赤外光を平行光に変換するための光学系７１と、光学系７１を経た赤外光を変調する干渉機構７２と、干渉機構７２を経た赤外光が通過する光学系７３と、光学系７３を経た赤外光を検出する検出器６９と、から構成される。
【０００４】
光学系７１は凹面鏡６２と放物面鏡６３および入口スリット６４から構成される。他方干渉機構７２は、ビームスプリッタ２１と固定鏡６６および移動鏡６５から、さらに光学系７３は放物面鏡６７および凹面鏡６８から構成される。また、試料７０は、放物面鏡６７と凹面鏡６８の間に設置され、赤外光が透過される。
【０００５】
ビームスプリッタ２１は、入射する赤外光束に対しある角度をもって設置されており、入射光束の半分を反射させて固定鏡６６へ導き、残り半分を透過させて赤外光軸方向へ移動可能な移動鏡６５へ導く。両方の鏡からの反射光は再びビームスプリッタ２１で合成され、試料７０を透過後、検出器６９で検出され、その結果得られた干渉パターンをデータ処理部（図示せず）においてフーリエ変換することにより、スペクトルが得られる。
【０００６】
図６に、従来のフーリエ変換型赤外分光装置に用いられるビームスプリッタの構成の概要を示す。（ａ）に正面図、（ｂ）に右側面図（Ｃ−Ｃ断面図）、（ｃ）に上面図（Ｄ−Ｄ断面図）、（ｄ）に押え板、（ｅ）にガイド板を示す。ビームスプリッタ２１は、赤外透過材料の片面に半透過材料の蒸着面をもつ半透板２３と、半透板２３と同一素材、同一形状の補償板２２を、それぞれ半透板ホルダ２５と補償板ホルダ２４に配設し、両者を対にして組み合わせたものである。
【０００７】
まず、半透板ホルダ２５と補償板ホルダ２４を皿ねじ３６で固定したあと、それぞれ両ホルダに半透板２３と補償板２２を挿入し、両面より、ガイド部２８ａにガイド孔２８ｂを有するガイド板２８を設置し、次にガイド孔２８ｂにボール２９ａおよび２９ｂを挿入し、さらに押え板２７をセットしてねじ３１および３１ａで締結する。この締結により、ガイド板２８の表面より外部に突出したボール２９ａおよび２９ｂの頭を押え板２７のばね部２７ａによって押さえつけることにより、半透板２３と補償板２２はそれぞれ半透板ホルダ２５と補償板ホルダ２４に固定され、ビームスプリッタ２１の組み立てが完了する。
【０００８】
また、面精度に起因する半透板と補償板間の干渉の低減または除去のために、半透板２３と補償板２２の相対的な角度位置関係の変更が行われる。なお、特許文献１には、光路中に存在する空気中の水蒸気や炭酸ガスによるスペクトル・ノイズを軽減又は除去する方法が開示されている。
【０００９】
ビームスプリッタ２１は、フーリエ変換型赤外分光装置４０に設置されたビームスプリッタホルダ５５にセットされる。ビームスプリッタホルダ５５は、フレーム５６、ガイド５７および５８、ガイド下５９より構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１０８１５１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
上記構成における半透板と補償板は、厚さの等しい２枚の平行平板に光束が入射した場合、面精度に起因する半透板と補償板間の干渉（ブリュースター干渉）が発生し、スペクトルに干渉縞が出現する。その結果、スペクトルにノイズが発生し、Ｓ／Ｎ比や分析結果の精度を低下させる。従来、半透板と補償板間での干渉を防ぐために、例えば、補償板を回転させ、両者の面の干渉状態を変更させる方法が採用されていた。
【００１２】
まず、ビームスプリッタ２１をビームスプリッタホルダ５５から取り出した後、ねじ３１を緩めて、押え板２７、ガイド板２８およびボール２９ａを取り外す。そのあと、補償板２２を補償板ホルダ２４から取り出し、取付角度を変更して再組み立てを行う。ビームスプリッタ２１を再度ビームスプリッタホルダ５５に取付け、装置を稼働して得たスペクトルにより干渉状態をチェックする。もし、干渉状態の改善が不十分な場合は、前述の作業を繰り返す必要がある。したがって、スペクトルを確認するまで結果が不明なため、非常に手間を要する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本考案は、試料に照射する赤外光を出射する光源と、前記光源からの赤外光を平行光に変換する光学系と、前記光学系を経た赤外光を変調するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを介して反射および透過した赤外光を反射する固定鏡および移動鏡と、前記ビームスプリッタを経た赤外光を計測する検出装置と、から構成されるフーリエ変換型赤外分光装置において、前記フーリエ変換型赤外分光装置に前記ビームスプリッタを設置した状態で、前記ビームスプリッタを構成する半透板と補償板の固定および解放作業が可能な位置に配置した固定具を備え、前記固定具の解放により半透板と補償板の間が解放されることにより、半透板に対する補償板の相対的な角度位置が変更できるとともに変更後の角度位置が確定できる構造を有するものである。
【考案の効果】
【００１４】
本考案により、ビームスプリッタをフーリエ変換型赤外分光装置から取り外すことなく、半透板と補償板の相対的な角度位置関係の変更が可能となり、さらに、スペクトルを見ながら角度位置関係の変更が最適であるかのチェックが可能で、調整が容易になり、調整時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の実施例によるフーリエ変換型赤外分光装置の構成の概要を示す。
【図２】本考案の実施例によるフーリエ変換型赤外分光装置に用いられるビームスプリッタの構成の概要を示す。（ａ）に正面図、（ｂ）に右側面図（Ａ−Ａ断面図）、（ｃ）に上面図（Ｂ−Ｂ断面図）を示す。
【図３】本考案の実施例における部品図を示す。（ａ）に押え板、（ｂ）にガイド板を示す。
【図４】本考案の実施例におけるビームスプリッタの調整状態を示す。
【図５】従来のフーリエ変換型赤外分光装置の構成の概要を示す。
【図６】従来のフーリエ変換型赤外分光装置に用いられるビームスプリッタの構成の概要を示す。（ａ）に正面図、（ｂ）に右側面図（Ｃ−Ｃ断面図）、（ｃ）に上面図（Ｄ−Ｄ断面図）、（ｄ）に押え板、（ｅ）にガイド板を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本考案の実施例によるフーリエ変換型赤外分光装置の構成の概要を示したものである。図１に示すフーリエ変換型赤外分光装置２０は、試料に照射する赤外光を出射する光源４１と、光源４１からの赤外光を平行光に変換するための光学系５１と、光学系５１を経た赤外光を変調する干渉機構５２と、干渉機構５２を経た赤外光が通過する光学系５３と、光学系５３を経た赤外光を検出する検出器４９によって構成される。
【００１７】
光学系５１は凹面鏡４２と放物面鏡４３および入口スリット４４から、干渉機構５２は、ビームスプリッタ１と固定鏡４６および移動鏡４５から、さらに光学系５３は放物面鏡４７および凹面鏡４８から構成される。また、試料５０は、放物面鏡４７と凹面鏡４８の間に設置され、赤外光が透過される。
【００１８】
ビームスプリッタ１は、赤外透過材料の片面に半透過材料の蒸着面をもつ半透板３と、半透板３と同一素材、同一形状の補償板２を、それぞれ半透板ホルダ５と補償板ホルダ４に配設し、両者を対にして組み合わせたものである。ビームスプリッタ１は、入射する赤外光束に対し所定の角度で設置されており、入射光束の半分を反射させて固定鏡４６へ、残り半分を透過させて赤外光軸方向へ移動可能な移動鏡４５へ導く。両方の鏡からの反射光は再びビームスプリッタ１で合成され、試料５０を透過後、検出器４９で検出され、その結果得られた干渉パターンをデータ処理部（図示せず）においてフーリエ変換することにより、スペクトルが得られる。
【００１９】
図２に、本考案の実施例によるフーリエ変換型赤外分光装置に用いられるビームスプリッタの構成の概要を示す。（ａ）に正面図、（ｂ）に右側面図（Ａ−Ａ断面図）、（ｃ）に上面図（Ｂ−Ｂ断面図）を示す。また、図３に、本考案の実施例における部品図を示す。（ａ）に押え板、（ｂ）にガイド板を示す。
【００２０】
ビームスプリッタ１の組み立て手順を以下に示す。まず、補償板２を補償板ホルダ４に挿入したあと、ガイド部８ａにガイド孔８ｂを有するガイド板８（図３（ｂ）参照）を設置し、次にガイド孔８ｂにボール９ａを挿入し、さらに押え板７をセットしてねじ１１で締結する。この締結により、ガイド板８の表面より外部に突出したボール９ａの頭を押え板７のばね部７ａ（図３（ａ）参照）によって補償板２の当たり部２ａに押さえつけることにより、補償板２は補償板ホルダ４に固定される。
【００２１】
次に、前記補償板２を固定した補償板ホルダ４を、押え金６によってねじ１０を用いて半透板ホルダ５に固定する。半透板３を半透板ホルダ５に挿入したあと、ガイド部８ａにガイド孔８ｂを有するガイド板８ｃを設置し、次にガイド孔８ｂにボール９ｂを挿入し、さらに押え板７ｃをセットしてねじ１１ａで締結する。この締結により、ガイド板８ｃの表面より外部に突出したボール９ｂの頭を押え板７ｃのばね部７ｂによって補償板２の当たり部２ａに押さえつけることにより、半透板３は半透板ホルダ５に固定される。以上により、ビームスプリッタ１の組み立ては完了する。
【００２２】
ビームスプリッタ１は、フーリエ変換型赤外分光装置２０に設置されたビームスプリッタホルダ１５にセットされる。ビームスプリッタホルダ１５は、フレーム１６、ガイド１７および１８、ガイド下１９より構成される。
【００２３】
また、面精度に起因する半透板と補償板間の干渉の低減または除去のために、半透板３と補償板２の相対的な角度位置関係の変更が行われる。図４は、本考案の実施例におけるビームスプリッタ１の調整状態を示す。
【００２４】
調整手順は、図４に示すごとく、ビームスプリッタ１をビームスプリッタホルダ１５にセットしたまま、ねじ１０を徐々に緩めると、ばね部７ｂによってボール９ｂを介して負荷された半透板３が、補償板ホルダ４とともに図左方向に移動し、ばね部７ｂの撓みは徐々に解放され、ある時点でばねによる負荷力はゼロとなる。さらにねじ１０を緩めると、補償板ホルダ４は光軸方向力から完全に解放され、半透板ホルダ５との高精度の嵌め合い関係であるインロー部（図示）を介して回転自在となる。
【００２５】
フーリエ変換型赤外分光装置２０を稼働し、スペクトルより干渉状態をチェックしながら、補償板ホルダ４の角度位置を変更しつつ、干渉状態の改善が最適な角度位置を特定し、補償板ホルダ４を押え金６によってねじ１０を用いて半透板ホルダ５に固定して調整は完了する。
【００２６】
なお、ねじ１０は、周りに配置された他の光学部品との作業時の干渉を避けるために上部に配置されている。さらに、作業性を考慮して、ねじ１０は、スパナを使用するボルト、または手回し可能なローレット掛けのねじでもよい。また、熱的変化による各部品の歪みによって発生する位置ズレが測定結果に与える影響を可能な限り少なくするため、構造部品を例えばアルミニウムなどの同一材質で作製することが望ましい。なお、図１から図６において、同一符号で表されているものは、同一物を表し、同じ機能を有するものである。
【符号の説明】
【００２７】
１、２１  ビームスプリッタ
２、２２  補償板
２ａ      当たり部
３、２３  半透板
４、２４  補償板ホルダ
５、２５  半透板ホルダ
６        押え金
７、７ｃ、２７      押え板
７ａ、７ｂ、２７ａ  ばね部
８、８ｃ、２８      ガイド板
８ａ、２８ａ        ガイド部
８ｂ、２８ｂ        ガイド孔
９ａ、９ｂ、２９ａ、２９ｂ  ボール
１０  ねじ
１１、１１ａ、３１、３１ａ  ねじ
１５、５５  ビームスプリッタホルダ
１６、５６  フレーム
１７、１８、５７、５８  ガイド
１９、５９  ガイド下
２０、４０  フーリエ変換型赤外分光装置
３６        皿ねじ
４１、６１  光源
４２、４８、６２、６８  凹面鏡
４３、４７、６３、６７  放物面鏡
４４、６４  入口スリット
４５、６５  移動鏡
４６、６６  固定鏡
４９、６９  検出器
５０、７０  試料
５１、５３、７１、７３  光学系
５２、７２  干渉機構
【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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