JP2626010B2 - Scattered light sensor - Google Patents

Scattered light sensor

Info

Publication number
JP2626010B2
JP2626010B2 JP63330567A JP33056788A JP2626010B2 JP 2626010 B2 JP2626010 B2 JP 2626010B2 JP 63330567 A JP63330567 A JP 63330567A JP 33056788 A JP33056788 A JP 33056788A JP 2626010 B2 JP2626010 B2 JP 2626010B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
shaped
sensors
light
light receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63330567A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02173551A (en
Inventor
猛 丹羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP63330567A priority Critical patent/JP2626010B2/en
Publication of JPH02173551A publication Critical patent/JPH02173551A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2626010B2 publication Critical patent/JP2626010B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、例えばレーザ光回折/散乱式粒度分布測定
装置において散乱光の強度分布を測定する等に用いられ
る、散乱光センサに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scattered light sensor used for measuring the intensity distribution of scattered light in, for example, a laser beam diffraction / scattering type particle size distribution analyzer.

<従来の技術> レーザ光回折/散乱式粒度分布測定装置においては、
分散飛翔状態の粒子群にレーザ光を照射し、そのレーザ
光が粒子の大きさに相関して回折もしくは散乱する現象
を利用して、粒子群による散乱光ないしは回折光(以
下、単に散乱光と称する)の強度分布、つまり散乱角と
光強度の関係を測定することにより、その粒子群の粒度
分布を求める。
<Prior art> In a laser beam diffraction / scattering type particle size distribution analyzer,
By irradiating the dispersed group of particles with laser light, and utilizing the phenomenon that the laser light is diffracted or scattered in correlation with the particle size, the scattered light or diffracted light (hereinafter simply referred to as scattered light) ), That is, the relationship between the scattering angle and the light intensity is measured to determine the particle size distribution of the particle group.

散乱光の強度分布の測定は、通常、一枚のウェハ上に
一点を注しとして互いに異なる半径の受光面を持つセン
サが、同心円状に配列形成されたリング状フォトセンサ
アレイ(いわゆるリングデテクタ)を用い、このセンサ
面上に散乱像を結ばせることによって行われる。
In general, the intensity distribution of scattered light is measured by focusing one point on one wafer and forming concentrically arranged ring-shaped photosensor arrays (so-called ring detectors) with sensors having light receiving surfaces having different radii. To form a scattered image on the sensor surface.

第3図はレーザ光回折/散乱式粒度分布測定装置の一
般的に光学系の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a general optical system of a laser beam diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus.

レーザ光源31からのレーザ光は、コリメータレンズ32
によって平行光束となった状態でフローセル33内で飛翔
する粒子にい射される。粒子による散乱光はフーリエ変
換レンズ34によって、上記したリングデテクタ35の受光
面上に集光される。
The laser light from the laser light source 31 is applied to a collimator lens 32.
As a result, the particles fly in the flow cell 33 in a state of a parallel light beam. The light scattered by the particles is collected by the Fourier transform lens 34 on the light receiving surface of the ring detector 35 described above.

なお、リングデテクタ35は、レーザ光の偏光の影響を
避けるため、全円、1/2円もしくは1/4円のものが使用さ
れる。
As the ring detector 35, a full circle, 1/2 circle or 1/4 circle is used in order to avoid the influence of the polarization of the laser beam.

<発明が解決しようとする課題> ところで、このような粒度分布測定装置においては、
測定のダイナミックレンジ、つまり1レンジにおける粒
径の測定範囲を拡大するためには、小さな散乱角の測光
精度を保ったまま、大きな散乱角の光まで測定する必要
があるが、そのためには大きなサイズのリングデテクタ
が必要となる。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in such a particle size distribution measuring device,
In order to expand the measurement dynamic range, that is, the range of particle size measurement in one range, it is necessary to measure light with a large scattering angle while maintaining the photometric accuracy of a small scattering angle. Ring detector is required.

すなわち、散乱角θは粒径が大きくなるほど小さくな
るが、大きな粒径の粒子まで測定するためには、フーリ
エ変換レンズ34の焦点距離を大きくして、リングデテク
タ35の受光面上での中心からの集光位置を全体的に拡大
する必要がある。しかし、焦点距離を大きくすると、粒
径の小さな粒子による大きな散乱角の光の集光位置がリ
ングデテクタ35の中心から離れてしまい、結局、ダイナ
ミックレンジはリングデテクタ35のサイズで決まってし
まう。
In other words, the scattering angle θ decreases as the particle size increases, but in order to measure particles having a large particle size, the focal length of the Fourier transform lens 34 is increased and the scattering angle θ is measured from the center on the light receiving surface of the ring detector 35. It is necessary to enlarge the light condensing position as a whole. However, when the focal length is increased, the light condensing position of light having a large scattering angle due to particles having a small particle size is separated from the center of the ring detector 35, and the dynamic range is ultimately determined by the size of the ring detector 35.

ここで、リングデテクタは前記したように、共通の半
導体ウェハ上に製造されるが、ウェハのサイズは一般に
は直径で4インチ程度であり、従って、最もサイズ(半
径)を得ることのできる1/4円のものを使用しても、半
径71.8mm程度が通常に製造可能な最大のものとなる。
Here, as described above, the ring detector is manufactured on a common semiconductor wafer, and the size of the wafer is generally about 4 inches in diameter, and therefore, the size (radius) from which the largest size (radius) can be obtained. Even if a 4 yen one is used, a radius of about 71.8 mm is the largest that can be manufactured normally.

このことから、散乱光を広範囲の角度で一度に測定す
るには、従来、リングデテクタを使用せずに、微小な受
光面のセンサが一時元状に離散的に並べられた、いわゆ
るリニアフォトセンサを使用しなければならなかった。
For this reason, to measure scattered light at a wide range of angles at one time, a so-called linear photo sensor in which sensors with a minute light receiving surface are arranged discretely in a temporary original shape without using a ring detector conventionally Had to use.

ところが、大きな散乱角の散乱光は微弱であり、その
測定精度を向上させるためには大きな受光面を持つセン
サが必要となるが、リニアフォトセンサではこの要求を
満足することができない。
However, scattered light having a large scattering angle is weak, and a sensor having a large light receiving surface is required to improve the measurement accuracy. However, a linear photosensor cannot satisfy this requirement.

本発明の目的は、小さな散乱角から大きな散乱角まで
の散乱光を精度良く測定可能な散乱光センサを提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a scattered light sensor that can accurately measure scattered light from a small scattering angle to a large scattering angle.

<課題を解決するための手段> 上記の目的を達成するため、本発明では、実施例に対
応する第1図に示すように、一点Oを中心に互いに異な
る半径の受光面を持つ複数のセンサ1a,1b…1nが、一枚
の共通のウェハ上に同心円状に配列形成されて全体とし
て1/2円もしくは1/4円形をなすリング状フォトセンサア
レイ1に加えて、このリング状フォトセンサアレイ1と
同一平面上に、かつ、その外側に、それぞれ個別のウェ
ハ上に上記の一点Oを中心に互いに異なる半径の受光面
を持つ複数のセンサ2a,2b…(3a,3b…)が配列形成され
て全体として扇形もしく短冊形をなす2個のフォトセン
サアレイ2および3を、相互に90゜の角度を設けて配設
している。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, according to the present invention, as shown in FIG. 1 corresponding to the embodiment, a plurality of sensors having light receiving surfaces of different radii centered on one point O are provided. In addition to the ring-shaped photosensor array 1a, 1b... 1n are concentrically arranged on one common wafer to form a 1/2 or 1/4 circle as a whole. A plurality of sensors 2a, 2b... (3a, 3b...) Each having a light receiving surface having a radius different from each other centering on the above-mentioned point O are arranged on the same plane as the array 1 and outside the respective wafers. Two photosensor arrays 2 and 3 which are formed and have a fan shape or a strip shape as a whole are arranged at an angle of 90 ° to each other.

<作用> リング状フォトセンサアレイ1の中心Oを中心とし
て、その外側に同心円状の受光面を持つ複数のセンサ2
a,2b…、3a,3b…が配設されることになり、また、これ
らは相互に90゜の角度を設けて置くことでレーザ光の偏
光の影響が除去され、、等価的に大きなサイズのリング
状フォトセンサアレイが得られることになる。
<Operation> A plurality of sensors 2 having a concentric light receiving surface on the outside of the center O of the ring-shaped photosensor array 1
a, 2b…, 3a, 3b… will be disposed, and by placing them at an angle of 90 ° to each other, the influence of the polarization of the laser light will be eliminated, and equivalently large size Is obtained.

<実施例> 第1図は本発明実施例の正面図である。FIG. 1 is a front view of an embodiment of the present invention.

リング状フォトセンサアレイ1は、従来のリングデテ
クタと同様に、1枚のウェハ上の一点Oを中心に、互い
に半径の異なる受光面を持った複数のセンサ1a,1b…1n
が配列形成された、全体として1/4円形をしたセンサア
レイである。
The ring-shaped photosensor array 1 includes a plurality of sensors 1a, 1b,..., 1n having light receiving surfaces having different radii from each other around a point O on one wafer, similarly to a conventional ring detector.
Are arrayed, and the sensor array has a 1/4 circular shape as a whole.

このリング状フォトセンサアレイ1は平板状の支持体
4の表面に支持されており、同じ支持体4の表面には、
リング状フォトセンサアレイ1の最外周のセンサ1nの更
に外側に、2個の扇形フォトセンサアレイ2および3が
支持されている。
The ring-shaped photosensor array 1 is supported on the surface of a flat support 4.
Two fan-shaped photosensor arrays 2 and 3 are supported further outside the outermost sensor 1n of the ring-shaped photosensor array 1.

扇形フォトセンサアレイ2と3は全く同じ形状、寸法
を持ち、かつ、それぞれ個別のウェハ上に形成されたセ
ンサであって、それぞれ、リング状フォトセンサアレイ
1の中心Oを共通の中心として、互いに異なる半径の受
光面を持つ複数のセンサ2a,2b…、あるいは3a,3b…が配
設形成されている。なお、各扇形フォトセンサアレイ2
と3における互いに対応するセンサ2aと3a,2bと3b,…の
受光面は、それぞれ同一の半径と面積を持っている。
The fan-shaped photosensor arrays 2 and 3 have exactly the same shape and dimensions, and are sensors formed on individual wafers, respectively. A plurality of sensors 2a, 2b ... or 3a, 3b ... having light receiving surfaces of different radii are arranged and formed. Each fan-shaped photosensor array 2
The light receiving surfaces of the corresponding sensors 2a and 3a, 2b and 3b in... Have the same radius and area, respectively.

そして、この扇形フォトセンサアレイ2と3は、互い
の中心線が点Oで90゜で交叉するように配設されてい
る。
The fan-shaped photosensor arrays 2 and 3 are arranged such that their center lines cross each other at a point O at 90 °.

以上の本発明実施例は、例えば第3図に示した光学系
のリングデテクタ35に代えて使用される。このとき、リ
ング状フォトセンサアレイ1による測光データは従来の
リングデテクタ35を使用した場合と全く同様にコンピュ
ータに採り込んで粒度分布算出用データに供するが、扇
形フォトセンサアレイ2および3の出力については、そ
れぞれ対応する角度位置のセンサ2aと3a,2bと3b…の出
力の和を、それぞれの角度の散乱光の測光データとす
る。そして各2個のセンサの出力の和は、それぞれの散
乱角位置で1/4円分の受光面を持っている場合と等価と
なるように補正された後、粒度分布算出用データに供さ
れる。これによって扇形フォトセンサアレイ2および3
による測光データは、照射レーザ光の偏光の影響が除去
され、全体として、リング状フォトセンサアレイ1が各
扇形フォトセンサアレイ2,3の最外周のセンサ2e,3eの位
置まで存在する場合と等価な測光データが得られること
になる。
The above embodiment of the present invention is used, for example, instead of the ring detector 35 of the optical system shown in FIG. At this time, the photometric data obtained by the ring-shaped photosensor array 1 is taken into a computer and used as data for calculating the particle size distribution in exactly the same way as when the conventional ring detector 35 is used. Are the sums of the outputs of the sensors 2a and 3a, 2b, 3b,. Then, the sum of the outputs of each of the two sensors is corrected so as to be equivalent to the case where each scattering angle position has a light receiving surface of 1/4 circle, and then provided to data for calculating particle size distribution. You. Thereby, the fan-shaped photosensor arrays 2 and 3
Is equivalent to the case where the ring-shaped photosensor array 1 is present up to the position of the outermost sensors 2e, 3e of the fan-shaped photosensor arrays 2, 3 as a whole. The photometry data will be obtained.

なお、扇形フォトセンサアレイ2および3の幅(円周
方向)寸法は任意であるが、大散乱角の光が微弱となる
関係上、あまり小さくすることは好ましくない。また、
この扇形フォトセンサアレイ2と3の幅寸法は必ずしも
互いに同一である必要はないが、同一でない場合には、
各対応するセンサの出力の和を求める場合にその分の補
正を行う必要がある。
Although the width (circumferential direction) of the fan-shaped photosensor arrays 2 and 3 is arbitrary, it is not preferable to make it too small because light having a large scattering angle becomes weak. Also,
The width dimensions of the fan-shaped photosensor arrays 2 and 3 do not necessarily have to be the same, but if they are not the same,
When obtaining the sum of the outputs of the corresponding sensors, it is necessary to make the corresponding correction.

また、リング状フォトセンサアレイ1の外側に置かれ
るフォトセンサアレイの外形形状は、上述の実施例のよ
うな扇形に限られることなく、第2図に示すように短冊
形であってもよく、むしろ半導体ウェハの加工上の点で
は、短冊形のほうが有利である。
Further, the outer shape of the photosensor array placed outside the ring-shaped photosensor array 1 is not limited to the sector shape as in the above-described embodiment, and may be a strip shape as shown in FIG. Rather, the strip shape is more advantageous in terms of processing the semiconductor wafer.

更に、第1図の扇形フォトセンサアレイ2および3の
外側に、同様に点Oを中心とする受光面を持つ全体とし
て扇形もしくは短冊形のフォトセンサアレイを設けて、
更に測定範囲を拡大してもよい。
Further, a fan-shaped or strip-shaped photosensor array having a light receiving surface centered on the point O is provided outside the fan-shaped photosensor arrays 2 and 3 in FIG.
Further, the measurement range may be expanded.

更にまた、リング状フォトセンサアレイ1は1/4円形
のものの他、1/2円形のものを使用できることは勿論で
ある。
Furthermore, it is a matter of course that the ring-shaped photosensor array 1 can use not only a 1/4 circular shape but also a 1/2 circular shape.

<発明の効果> 以上説明したように、本発明によれば、リング状フォ
トセンサアレイの外側に、その中心を共通の中心として
互いに半径の異なる同心円状の受光面を持つ複数のセン
サからなる、2個の扇状もしくは短冊形のフォトセンサ
アレイを、互いに90゜の角度を設けて配置したので、レ
ーザ光の偏光の影響を受けることなく、その散乱光の測
定範囲を等価的に拡張することができる。例えば4イン
チのウェハから1/4円形のリング状フォトセンサアレイ
(イングデテクタ)を製造する場合、最大半径は つまり約71.8mmであるが、そのリング状フォトセンサア
レインの外側に扇形もしくは短冊形フォトセンサアレイ
を配設することによって、その測定範囲を倍以上にする
ことができる。また、1枚のウェハから4個の1/4円形
リング状フォトセンサアレイを切り出した場合、その半
径は50mm程度となってしまうが、もう1枚のウェハから
扇形もしくは短冊形フォトセンサアレイ8個を切り出し
てそれぞれを組み合わせると、2枚のウェハから4セッ
トの本発明の散乱光センサが得られることになり、この
場合、それぞれのセットが最大半径130mm程度のリング
デテクタと等価なデテクタが得られ、安価でダイナミッ
クレンジの広い散乱光センサを得ることができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, a plurality of sensors having concentric light receiving surfaces having different radii from each other with the center as a common center are provided outside the ring-shaped photo sensor array, Since two fan-shaped or strip-shaped photosensor arrays are arranged at an angle of 90 ° to each other, the measurement range of the scattered light can be expanded equivalently without being affected by the polarization of the laser light. it can. For example, when manufacturing a 1/4 circular ring-shaped photosensor array (ing detector) from a 4-inch wafer, the maximum radius is That is, it is about 71.8 mm, but by arranging the fan-shaped or strip-shaped photosensor array outside the ring-shaped photosensor array, the measurement range can be doubled or more. Also, if four 1/4 circular ring-shaped photosensor arrays are cut out from one wafer, the radius will be about 50 mm, but eight fan-shaped or strip-shaped photosensor arrays will be cut from another wafer. And combining them, four sets of scattered light sensors of the present invention are obtained from two wafers. In this case, each set can obtain a detector equivalent to a ring detector having a maximum radius of about 130 mm. Thus, an inexpensive scattered light sensor having a wide dynamic range can be obtained.

このようなことから、本発明をレーザ光回折/散乱式
分布測定装置のデテクタとして使用した場合、1レンジ
での粒径測定範囲が大きくなり、従来のように焦点距離
の異なるフーリエ変換レンズを選択自在に設け、かつ、
デテクタをその焦点距離に応じて移動させる等によって
多レンジ化を施すことなく、1レンジで充分な粒径範囲
をカバーでき、装置の低価格化や簡素化に大きく寄与す
ることができる。
For this reason, when the present invention is used as a detector of a laser beam diffraction / scattering type distribution measuring device, the particle size measuring range in one range becomes large, and a Fourier transform lens having a different focal length is selected as in the prior art. Freely provided, and
One range can cover a sufficient particle size range without moving the detector in accordance with its focal length, for example, without increasing the number of ranges, which can greatly contribute to a reduction in cost and simplification of the apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明実施例の正面図、 第2図は本発明の他の実施例で用いられる短冊形フォト
センナアレイの正面図、 第3図はレーザ光回折/散乱式粒度分布測定装置の一般
的な光学系の構造図である。 1……リング状フォトセンサアレイ 2,3……扇形フォトセンサアレイ 4……支持体
FIG. 1 is a front view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a strip-shaped photo senna array used in another embodiment of the present invention, and FIG. It is a structural diagram of a general optical system. 1 ... Ring-shaped photo sensor array 2,3 ... Fan-shaped photo sensor array 4 ... Support

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一点を中心として互いに異なる半径の受光
面を持つ複数のセンサが、1枚のウェハ上に同心円状に
配列形成されて全体として1/2円もしくは1/4円形をなす
リング状フォトセンサアレイと、そのリング状フォトセ
ンサアレイと同一平面上に、かつ、その外側に相互に90
゜の角度をなして配設され、それぞれ個別のウェハ上に
上記一点を中心に互いに異なる半径の受光面を持つ複数
のセンサが同心円状に配列形成されて全体として扇形も
しくは短冊形をなす2個のフォトセンサアレイを備えて
なる、散乱光センサ。
A plurality of sensors having light receiving surfaces having different radii from each other with one point as a center are concentrically arranged on one wafer and form a ring shape of a 1/2 circle or a 1/4 circle as a whole. The photosensor array and the ring-shaped photosensor array are mutually flush with and 90 ° apart from each other.
A plurality of sensors arranged at an angle of ゜, each having a light receiving surface having a different radius from each other centering on the above-mentioned one point on each individual wafer are formed concentrically and arranged in a fan shape or a strip shape as a whole. A scattered light sensor comprising the photosensor array of the above.
JP63330567A 1988-12-26 1988-12-26 Scattered light sensor Expired - Lifetime JP2626010B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63330567A JP2626010B2 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Scattered light sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63330567A JP2626010B2 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Scattered light sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02173551A JPH02173551A (en) 1990-07-05
JP2626010B2 true JP2626010B2 (en) 1997-07-02

Family

ID=18234092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63330567A Expired - Lifetime JP2626010B2 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Scattered light sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2626010B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4593144B2 (en) * 2004-03-26 2010-12-08 浜松ホトニクス株式会社 Method and apparatus for determining atomization conditions, and method and apparatus for producing fine particles

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02173551A (en) 1990-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4092072A (en) Optical sensors
US6091486A (en) Blazed grating measurements of lithographic lens aberrations
JPH09503299A (en) Inspection device with in-lens and off-axis illumination device
US4286876A (en) Apparatus and method for measuring scattering of light in particle detection systems
CN211718046U (en) Dull and stereotyped granularity check out test set
US6236458B1 (en) Particle size distribution measuring apparatus, including an array detector and method of manufacturing the array detector
JPS59151043A (en) Roentgen ray analyzer
JP2626010B2 (en) Scattered light sensor
CN106706484B (en) Laser particle analyzer
US4185919A (en) Quadrant detection system
RU2634805C2 (en) Dual-spectrum matrix infrared radiation array detector for optoelectronic sensors
US20030164944A1 (en) Apparatus for determining the shape and/or size of little particles
JPH09126984A (en) Particle size distribution measuring device
CN106596360B (en) A kind of detector based on laser particle analyzer
JP3285309B2 (en) Photo detector
JPS60237347A (en) Apparatus for inspecting foreign matter
JPH05172730A (en) Measurement of particle-size distribution
JP2626009B2 (en) Particle size distribution analyzer
RU2762233C2 (en) System for determining position in space
JP3658256B2 (en) Particle size distribution measuring apparatus and array detector used in the apparatus
JPS6117016A (en) Averaged diffraction moire position detector
JPS6057050B2 (en) Luminous flux rotation device
JPH0534259A (en) Device for measuring particle size distribution
JP3258904B2 (en) Scattered light detector
JP3577414B2 (en) Optical rotary encoder

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080411

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411

Year of fee payment: 12