JPH0633386Y2 - 波長走査型放射温度計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は波長走査型の放射温度計に関するものである。

〈従来の技術〉 周知のように、波長走査型放射温度計は、走査機構によ
り被測定対象物から放射される放射光を分光して連続的
な波長の光強度を測定し、その光強度から被測定対象物
の温度を測定するようにしたものである。このような波
長走査型放射温度計は放射率の影響を補正するのに都合
がよく、従来より用いられている。その従来例を第３図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。第３図において（ａ）
は、分光プリズム301を用いて放射光を分光し、その分
光された多数の波長の光をフォトダイオードアレー302
上の各受光素子によって受光するようにしたものであ
る。一方、第３図（ｂ）は、放射光の分光に回折格子40
1を用い、この回折格子401によって分光された放射光の
うち、ある特定の波長の放射光が絞り402を通過し、受
光素子403に加えられるようになっている。この場合、
受光素子403で受光する放射光の波長を変えるのに、回
折格子401へ入射する放射光の入射角度を変えることに
よって行うようにしているが、その入射角度を変えるに
は、例えばサインバー方式と呼ばれるネジ送り機構を利
用して回折格子401を傾けることによって行っている。
第３図（ｃ）は、回転するフィルタホイール503上に２
個の干渉フィルタ（狭帯域光学フィルタ）501、502を取
付け、この干渉フィルタによって、被測定物体からの放
射光は特定の波長の光に分光し、受光素子504によって
受光するようになっている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、第３図（ａ）の温度計では、フォトダイ
オードアレーに感度ムラがあり、これによって放射光の
測定誤差が生じる。また、第３図（ｂ）では、波長の走
査機構の動作が遅く、速い走査ができないという欠点が
ある。一方、第２図（ｃ）では、干渉フィルタの数が物
理的に制限される為、自由な波長の選択が実現できない
という欠点がある。

〈問題点を解決する為の手段〉 本考案は、前記問題点を解決するため、十字ヒンジで一
端を支持した透過型の回析格子を変位量の大きいバイモ
ルフ型圧電アクチュエータで回転させて走査機構を駆動
させることにより、被測定対象物からの放射光の波長を
高速に走査するようにしたものである。以下、実施例に
ついて本考案を説明する。

〈実施例〉 第１図は、本考案に係る波長走査型放射温度計の一実施
例の構成図である。第１図において、１はオプティカル
チョッパ、２は波長走査機構で、透過型回折格子21と、
この透過型回折格子を駆動する駆動部22より構成されて
いる。３は受光素子である。被測定対象物からの放射光
はオプティカルチョッバ１が矢印Ａの方向に動作するこ
とによって断続させられ、波長走査機構２における透過
型回折格子21に加えられる。この透過型回折格子21は駆
動部22によって矢印の方向に回転し、その回転角度に応
じて放射光のうちの特定の波長の光が取り出され、その
光は受光素子３によって受光される。ここで、走査機構
２の具体的構成を第２図に示す。第２図において、21は
透過型回折格子、22は駆動部である。駆動部22におい
て、６は十字ヒンジ、７はバイモルフ型圧電アクチュエ
ータである。透過型回折格子21は十字ヒンジ６によって
支持され、この十字ヒンジ６は、支持部材４に固定され
ている。支持部材４は回転軸８を軸として回転できるよ
うになっている。一方、透過型回折格子21の一端はバイ
モルフ型圧電アクチュエータ７の一端と結合し、このバ
イモルフ型圧電アクチュエータ７の他端は支持部材５と
結合している。この支持部材５は軸９により固定されて
いる。このような構成において、バイモルフ型圧電アク
チュエータを駆動すると、このバイモルフ型圧電アクチ
ュエータ７は矢印Ｃの方向に伸縮する。この伸縮運動に
よって、支持部材４を介して、十字ヒンジ６に取付けら
れた透過型回折格子21は、回転軸８を軸として、矢印Ｂ
のように回転する。回転角度は、十字ヒンジ固定部の長
さを適当に設計することにより拡大可能である。この回
転運動によって透過型回折格子21への放射光の入射角θ
が変わる。放射光の分光波長（透過型回折格子21を通過
する波長）はこの入射角θによって決まるので、バイモ
ルフ型圧電アクチュエータ７の伸縮の変位量を制御すれ
ば、第１図に示す被測定対象物からの放射光の透過型回
折格子を通過する波長が制御されることになる。バイモ
ルフ型圧電アクチュエータはセラミックと内部電極から
構成された固体素子で、変位量が数百μｍと大きく、か
つ高速で動作させることができる特徴があり、これを走
査機構の駆動部に用いた本考案においては、被測定光
（放射光）の広い波長範囲を高速で走査することができ
る。

なお、第１図においてはオプティカルチョッパ１を使用
しているが、これによって放射光の同期検波測定を行っ
て低周波領域の雑音を除去でき、さらに受光素子３の暗
電流も除去できる利点がある。また、受光素子３に冷却
器を内蔵させると、受光素子の内部雑音を小さくして、
Ｓ／Ｎを向上させることができる。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案では、変位量の大きいバイ
モルフ型圧電アクチュエータで透過型回折格子を駆動さ
せることにより走査機構を構成したので、被測定対象物
からの放射光を広い波長範囲で高速に走査することがで
きる高精度の波長走査型放射温度計が実現できる。

なお本考案において、オプティカルチョッパ１と透過型
回折格子21と受光素子３を一体化させて構成すると小さ
く取扱いやすいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る波長走査型放射温度計の一実施例
を示す構成図、第２図は、第１図の駆動機構の具体的構
成図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ従来の
波長走査型放射温度計の構成図である。 １……オプティカルチョッパ、２……波長走査機構、21
……透過型回折格子、22……駆動部、３……受光素子、
６……十字ヒンジ、７……バイモルフ型圧電アクチュエ
ータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定対象物からの放射光を走査機構によ
   り分光して連続的な波長の光強度を得、この光強度より
   被測定対象物の温度を求めるようにした波長走査型放射
   温度計において、前記走査機構を十字ヒンジに一端が取
   付けられた透過型の回折格子と、この透過型の回折格子
   を駆動させるバイモルフ型圧電アクチュエータよりなる
   駆動部とで構成し圧電アクチュエータの変位を十字ヒン
   ジで拡大したことを特徴とする波長走査型放射温度計。