JP2022510336A - 光学測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
α(λ)=θ(λ)-θ0
θ0は、特に好ましくは、中心波長の偏向角度である。
複数の波長を有する光、特に、連続スペクトルを射出する光源(1)と、
光源(1)からの光を通過させる第1共焦点絞り(2)と、
とを備える、ことを特徴とする測定装置。
ことを特徴とする、実施例1に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例3に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例2または3に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例2乃至4のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例5に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例5または6に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例2乃至7のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例8に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例9に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至10のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例11に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例11または12に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例13に記載の測定装置。
複数の波長を有する光を生成する光源(1)と、
光学照光/撮像系(BA)は、異なる波長を有する光線が、測定区分(41)に沿った測定範囲内の異なる焦点位置に集まるよう、設計され、
光学検出/撮像系(DA)は、光学照光/撮像系(BA)から空間的に離れたところにあり、照明光が対象物に当たる方向とは異なる方向から、測定範囲に重なる測定対象物(30)の表面領域に反射した光を取得するよう設計される、
ことを特徴とする測定装置。
光源(1)の下流に接続された第1共焦点絞り(2)と、
第1分割用光学素子(4)に入射する光を色分割する第1分割用光学素子(4)と、
波長依存の有効焦点距離(f(λ))を有し、分割用光学素子(4)から空間的に離れたところにある第1レンズ系(5)と、
を備える、
ことを特徴とする、実施例15に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例15または16に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例15乃至17のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例15乃至18のいずれか一例に記載の測定装置。
複数の波長を有する光を生成する光源(1)と、
光学照光/撮像系(BA)と、
を備え、
光学照光/撮像系(BA)は、
光源(1)の下流側に接続された第1共焦点絞り(2)と、
第1分割用光学素子(4)に入射する光を色分割する第1分割用光学素子(4)と、
波長に依存する有効焦点距離(f(λ))をもって、分割用光学素子(4)から空間的に離れたところにある第1レンズ系(5)と、
を備え、
光学照光/撮像系(BA)は、異なる波長を有する光線が、測定区分(41)に沿った測定範囲内の異なる焦点位置に集まるよう、設計され、
光学検出/撮像系(DA)は、光学照光/撮像系(BA)から空間的に離れたところにあり、照明光が対象物に当たる方向とは異なる方向から、測定範囲に重なる測定対象物(30)の表面領域に反射した光を取得するよう設計され、
光学検出/撮像系(DA)は、異なる波長の焦点位置を第2共焦点絞り(9)上に結像するよう構成され、
測定装置は、第2共焦点絞り(9)の下流側に接続される検出器(10)を備え、
検出器(10)は、第2絞り(9)を通過した光の強度を取得するよう構成され、
第1レンズ系の光軸または対称軸に対する、異なる波長ごとの焦点位置の横移動および軸移動によって、測定区分(41)を画定可能である、
ことを特徴とする測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至20のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至21のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至22のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例23に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例23または24に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至25のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至26のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至27のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至28のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至29のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例29に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至31のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至31のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至33のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至34のいずれか一例に記載の測定装置。
ことを特徴とする、実施例1乃至35のいずれか一例に記載の測定装置。
2 第1共焦点絞り
3 コリメータレンズ
4 第1分割用光学素子,第1プリズムまたは第1グレーティング
5 第1レンズ系
6 第2レンズ系
7 第2分割用光学素子,第2プリズムまたは第2グレーティング
8 焦点レンズ
9 第2共焦点絞り
10 検出器
11 第1検出器レンズ
21 第1焦点位置
22 第2焦点位置
30 対象物
40 第1レンズ系の対称軸
41 線分
51 第1レンズ系の第1レンズ
52 第1レンズ系の第2レンズ
53 第1レンズ系の第3レンズ
61 第2レンズ系の第1レンズ
62 第2レンズ系の第2レンズ
63 第2レンズ系の第3レンズ
101 分光器グレーティング
102 第2検出器レンズ
103 センサ
104 イメージセンサ
105 ビームスプリッタ
BA 光学照光/撮像系
DA 光学検出/撮像系
α 分散角度
β 入射角度
f(λ) 第1レンズ系の焦点距離
Claims (12)
- クロマティック共焦点測定装置であって、該測定装置は、
複数の波長を有する光、特に、連続スペクトルを射出する光源(1)と、
前記光源(1)からの光を通過させる第1共焦点絞り(2)と、
光学照光/撮像系(BA)と、
を備え、
前記光学照光/撮像系(BA)は、少なくとも、
前記光が入射し、コリメートする、プリズムまたはグレーティングからなる第1分割用光学素子(4)と、
前記第1分割用光学素子(4)から空間的に離れたところにある、少なくとも一つの第1レンズを有する第1レンズ系(5)であって、その有効焦点距離(f(λ))は、異なる波長(λ)ごとに顕著に異なる第1レンズ系(5)と、
を備え、
異なる波長の焦点位置が異なる位置になるよう、光学照光/撮像系(BA)が設計されており、これらの位置は、前記第1レンズ系(5)の対称軸(40)に対して鋭角をなす線分(41)に沿って存在し、
前記測定装置は、前記線分(41)と交差し、前記光の少なくとも一部を反射する対象物(30)を測定するよう構成され、
前記測定装置は、前記光学照光/撮像系(BA)から空間的に離れたところにある光学検出/撮像系(DA)を備え、
前記光学検出/撮像系(DA)は、前記対象物(30)から反射した光を、照明光が前記対象物に当たる方向とは異なる方向からのみ、受けるよう構成され、
前記光学検出/撮像系(DA)は、全ての波長の焦点位置を、第2共焦点絞り(9)上に結像するよう構成され、
前記測定装置は、第2絞り(9)を通過した光の強度を記録するよう構成された検出器(10)を備える、ことを特徴とする、測定装置。 - 前記光源(1)の最短波長に対する、前記第1レンズ系(5)の焦点距離は、前記光源(1)の最長波長に対する、前記第1レンズ系の焦点距離と、δfだけ異なっており、δfの、平均波長に対する前記第1レンズ系(5)の焦点距離f0に対する比率は、5%より大きい、ことを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 焦点位置の軸上分割は、焦点位置の横分割の少なくとも0.1倍である、ことを特徴とする、請求項1および2に記載の測定装置。
- 前記第1レンズ系(5)は、アッベ数が40未満の、少なくとも一つのレンズを備える、ことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の測定装置。
- 異なる波長の焦点位置を通る前記線分(41)は、前記第1レンズ系(5)の前記対称軸(40)に対して、60度未満および/または30度より大きい角度、特に45度の角度をなす、ことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の測定装置。
- 前記光学照光/撮像系(BA)は、前記光源(1)および前記第1分割用光学素子(4)間に配置された、無色のコリメータレンズ(3)を備える、ことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の測定装置。
- 前記第1分割用光学素子(4)は、グレーティングであり、前記第1レンズ系(5)は、少なくとも一つの回折レンズを備える、ことを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の測定装置。
- 前記第1レンズ系(5)は、特に、平均波長が前記第1レンズ系(5)の前記対称軸(40)に平行な前記第1レンズ系(5)当たるよう、前記第1分割用光学素子(4)に向かって傾斜して配置されている、ことを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の測定装置。
- 前記第1共焦点絞り(2)は、スリット絞りであり、これにより、各波長に対して焦点位置を形成するかわりに、前記第1レンズ系(5)の前記対称軸(40)に対して鋭角をなす領域区分に沿って配置するよう、焦点線を形成する、ことを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の測定装置。
- 前記光学検出/撮像系(DA)は、プリズムまたはグレーティングからなる第2分割用光学素子(7)と、第2レンズ系(6)と、を備える、ことを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の測定装置。
- 前記第2分割用光学素子(7)は、前記第1分割用光学素子(4)と同一の構造を有し、前記第2レンズ系(6)は、前記第1レンズ系(5)と同一の構造を有する、ことを特徴とする、請求項10に記載の測定装置。
- 前記検出器(10)は、分光器を備え、波長の最大強度を判定し、それに基づいて、前記対象物の距離値を算出するよう構成される、ことを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の測定装置。
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