JP3110755B2 - 多チャンネルアナログ検出方法及びその装置 - Google Patents
多チャンネルアナログ検出方法及びその装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
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- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、多チャンネルアナログ検出方法及び装置
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術 フォトダイオードの配列またはマトリックス等の多チ
ャンネル検出器は、非常に急速に開発されてきており、
また現在広く使用されている。
ャンネル検出器は、非常に急速に開発されてきており、
また現在広く使用されている。
単チャンネル検出器において頻繁に用いられる信号／
ノイズ比を改善するための方法を直接多チャンネル検出
器に転用することは、しばしば困難である。このため、
多チャンネルアナログ検出のための方法及び装置が非常
に重要となっている。
ノイズ比を改善するための方法を直接多チャンネル検出
器に転用することは、しばしば困難である。このため、
多チャンネルアナログ検出のための方法及び装置が非常
に重要となっている。
特に、同期検出方法は、現在単チャンネル検出器にお
いて用いられている。この方法は、非常に満足のゆく結
果が得られ、その重要性は論を待たないところとなって
いる。
いて用いられている。この方法は、非常に満足のゆく結
果が得られ、その重要性は論を待たないところとなって
いる。
この、分光計、ジクロメータ、偏光計、楕円偏光計、
光学または電子走査顕微鏡、干渉顕微鏡等に同様に使用
される方法によれば、最も多い発生源は輝度発生源であ
り、この発生源が変調される。検出後に、変調信号は増
幅された後に、平均値がゼロである基準と乗算される。
DC増幅器を接続したローパスフィルタによって、高いノ
イズ除去率の情報を得ることを可能としている。これに
より、90デシベルを頻繁に得ることが出来る。
光学または電子走査顕微鏡、干渉顕微鏡等に同様に使用
される方法によれば、最も多い発生源は輝度発生源であ
り、この発生源が変調される。検出後に、変調信号は増
幅された後に、平均値がゼロである基準と乗算される。
DC増幅器を接続したローパスフィルタによって、高いノ
イズ除去率の情報を得ることを可能としている。これに
より、90デシベルを頻繁に得ることが出来る。
この方法の重要性を考慮して、多チャンネル検出器に
おいて、この方法を使用するための転用が試みられてき
ている。
おいて、この方法を使用するための転用が試みられてき
ている。
この点において、第一の対策は、多チャンネル検出器
の要素であるできるだけ多くの同期検出器を結合させる
ものである。この方法は、特別の回路の平行した読みを
必要とするとともに、多数の要素で構成される検出器に
使用することが急激に困難となる。
の要素であるできるだけ多くの同期検出器を結合させる
ものである。この方法は、特別の回路の平行した読みを
必要とするとともに、多数の要素で構成される検出器に
使用することが急激に困難となる。
現在広く普及している多チャンネル検出器は、256乃
至数百万チャンネルのダイオードの配列またはマトリッ
クスである。
至数百万チャンネルのダイオードの配列またはマトリッ
クスである。
第二の対策は、多チャンネル検出器の要素を、変調周
波数よりも高い周波数で連続的に読みとり、ディジタル
情報化し、種々のメモリに格納し、こうして得られた信
号をプログラムされたADP装置によって処理するもので
ある。
波数よりも高い周波数で連続的に読みとり、ディジタル
情報化し、種々のメモリに格納し、こうして得られた信
号をプログラムされたADP装置によって処理するもので
ある。
第二の対策は、現在ディジタルメモリの処理時間によ
って制限され、非常に低い変調周波数（数ヘルツ）にお
いてのみ使用可能なものである。さらに、平均値をディ
ジタル的に得るための良好なダイナミックレンジを得る
ために、非常に高い分解能（12ビット以上）と妥当な測
定速度のアナログ−ディジタル変換器が必要となる。
って制限され、非常に低い変調周波数（数ヘルツ）にお
いてのみ使用可能なものである。さらに、平均値をディ
ジタル的に得るための良好なダイナミックレンジを得る
ために、非常に高い分解能（12ビット以上）と妥当な測
定速度のアナログ−ディジタル変換器が必要となる。
同様の困難が、多チャンネル検出器に採用されるヘテ
ロダイン検出方法においても発生する。
ロダイン検出方法においても発生する。
本発明の目的は、従って、使用が簡単であり、測定信
号の信号／ノイズ比を改善するとともに良好なダイナミ
ックレンジを示す多チャンネルアナログ検出方法及び装
置を提供することにある。
号の信号／ノイズ比を改善するとともに良好なダイナミ
ックレンジを示す多チャンネルアナログ検出方法及び装
置を提供することにある。
このため、本発明によれば、 − 検出する信号が変調され、ノイズを含む周波数ｆの
変調信号Ｓ（Ｐ）が発生され、 − 変調信号を位相Φで同期減衰して減衰変調信号を発
生し、 − 減衰変調信号を多点受信器で受信して、各点におい
て一次のアナログ電気信号を発生し、 − 各一次のアナログ信号をＮの期間で積分して、各点
Ｐにおける値Ｖ（P,Φ）を発生し、 − 値Ｖ（P,Φ）を、点の組及び固定位相値Φに関して
読みとり、ディジタル化して、記憶し、 − 位相Φを連続的に（ｎ−１）回、２π/nずつ増加さ
せ、これらの各値に関して、値Ｖ（P,Φ）を記憶するこ
とを可能とする動作を反復し、 − 各点Ｐにおいて得られたｎ個の値Ｖ（P,Φ）がディ
ジタル的に処理されてＳ（Ｐ）の振幅及び位相を示すデ
ータ項目を発生する被検出信号の多チャンネルアナログ
検出方法が提案される。
変調信号Ｓ（Ｐ）が発生され、 − 変調信号を位相Φで同期減衰して減衰変調信号を発
生し、 − 減衰変調信号を多点受信器で受信して、各点におい
て一次のアナログ電気信号を発生し、 − 各一次のアナログ信号をＮの期間で積分して、各点
Ｐにおける値Ｖ（P,Φ）を発生し、 − 値Ｖ（P,Φ）を、点の組及び固定位相値Φに関して
読みとり、ディジタル化して、記憶し、 − 位相Φを連続的に（ｎ−１）回、２π/nずつ増加さ
せ、これらの各値に関して、値Ｖ（P,Φ）を記憶するこ
とを可能とする動作を反復し、 − 各点Ｐにおいて得られたｎ個の値Ｖ（P,Φ）がディ
ジタル的に処理されてＳ（Ｐ）の振幅及び位相を示すデ
ータ項目を発生する被検出信号の多チャンネルアナログ
検出方法が提案される。
本発明は、さらに、 − 変調信号Ｓ（Ｐ）を発生する変調器と、 − 変化する位相Φの同期減衰により減衰変調信号を発
生する手段と、 − 減衰変調信号を受信して各点の一次のアナログ信号
を発生する多点受信器と、 − 一次のアナログ信号を期間Ｎで積分して各点の値Ｖ
（P,Φ）を発生する積分器と、 − 所定の位相Φに関して値Ｖ（P,Φ）を読みとり、デ
ィジタル化し、記憶する手段と、 − ΦにΦ０＋i2π/nの値、ここでｉは１乃至ｎで変化
する整数、を与える位相シーケンサと、 − 値Ｖ（P,Φ）からＳ（Ｐ）を示すデータを得ること
を可能とするディジタル処理ユニットとによって構成し
た被検出信号の多チャンネルアナログ検出装置に関する
ものである。
生する手段と、 − 減衰変調信号を受信して各点の一次のアナログ信号
を発生する多点受信器と、 − 一次のアナログ信号を期間Ｎで積分して各点の値Ｖ
（P,Φ）を発生する積分器と、 − 所定の位相Φに関して値Ｖ（P,Φ）を読みとり、デ
ィジタル化し、記憶する手段と、 − ΦにΦ０＋i2π/nの値、ここでｉは１乃至ｎで変化
する整数、を与える位相シーケンサと、 − 値Ｖ（P,Φ）からＳ（Ｐ）を示すデータを得ること
を可能とするディジタル処理ユニットとによって構成し
た被検出信号の多チャンネルアナログ検出装置に関する
ものである。
図面の簡単な説明 本発明を以下に添付図面を参照しながら、さらに詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は、本発明において使用される多点受信器の概
略を示す図、 第２図は、本発明の検出方法のタイミング図、 第３図は、本発明の検出装置の全体を示す図、 第４図は、本発明の検出装置の第一の適用例を示す
図、 第５図は、本発明の検出装置の第二の適用例を示す
図、 第６図は、本発明の検出装置の詳細を示す部分図、 第７図は、本発明の検出装置とともに使用する偏光顕
微鏡のための装置を示す図、 第８図は、第７図及び第８図の装置によって得られた
画像の例を示す図である。
略を示す図、 第２図は、本発明の検出方法のタイミング図、 第３図は、本発明の検出装置の全体を示す図、 第４図は、本発明の検出装置の第一の適用例を示す
図、 第５図は、本発明の検出装置の第二の適用例を示す
図、 第６図は、本発明の検出装置の詳細を示す部分図、 第７図は、本発明の検出装置とともに使用する偏光顕
微鏡のための装置を示す図、 第８図は、第７図及び第８図の装置によって得られた
画像の例を示す図である。
発明を実施するための好適な態様 本発明による多チャンネルアナログ検出方法及び装置
は、種々の形式の信号の検出に非常に一般的な方法で使
用される。しかしながら、それらは配列またはマトリッ
クス状のフォトダイオードによる光束の測定を行うのに
特に適している。
は、種々の形式の信号の検出に非常に一般的な方法で使
用される。しかしながら、それらは配列またはマトリッ
クス状のフォトダイオードによる光束の測定を行うのに
特に適している。
こうした検出器において、各フォトダイオード１が、
ダイオード２とコンデンサ３の並列回路と等価であるこ
と自体が知られている。この回路に分配供給される電流
は、フォトダイオード１によって受けられた光束の関数
である。制御可能なスイッチI1は、選択された瞬間にお
けるコンデンサ３の電荷の読みとりを可能として、二つ
の読みとり時点間に受け取られた光エネルギ、即ち光束
の積分値の測定を可能とする。
ダイオード２とコンデンサ３の並列回路と等価であるこ
と自体が知られている。この回路に分配供給される電流
は、フォトダイオード１によって受けられた光束の関数
である。制御可能なスイッチI1は、選択された瞬間にお
けるコンデンサ３の電荷の読みとりを可能として、二つ
の読みとり時点間に受け取られた光エネルギ、即ち光束
の積分値の測定を可能とする。
フォトダイオードの配列またはマトリックスは、この
形式の要素を非常に多数有しており、その要素の数は、
用途に応じて256乃至数百万の範囲で変動する。
形式の要素を非常に多数有しており、その要素の数は、
用途に応じて256乃至数百万の範囲で変動する。
適合された装置は、スイッチI1、I2、I3...Iiを、対
応するフォトダイオードが受け取るエネルギE1、E2、E
3...Eiを示すことが出来るように連続的に制御すること
を可能とする。
応するフォトダイオードが受け取るエネルギE1、E2、E
3...Eiを示すことが出来るように連続的に制御すること
を可能とする。
一般に、検出される信号は、周波数ｆ及び周期Ｔの変
調信号Ｓ（Ｐ）を得るために変調されている。この信号
は、言うまでもなくノイズを含んでいる。
調信号Ｓ（Ｐ）を得るために変調されている。この信号
は、言うまでもなくノイズを含んでいる。
この変調周波数は、以下に説明するように、周波数ｆ
に対して多点受信器に分配供給されたデータの読みとり
及びこれらのデータのディジタル化の周波数が減少され
ているので、例えば数百MHz程度の比較的高い周波数と
することが出来る。
に対して多点受信器に分配供給されたデータの読みとり
及びこれらのデータのディジタル化の周波数が減少され
ているので、例えば数百MHz程度の比較的高い周波数と
することが出来る。
ある特定の場合、上記した周波数範囲ｆの周期信号が
直接発生し、直接利用することが出来る物理現象が観察
される。より頻繁には、検出される信号は、単独の検出
器やヘテロダイン検出における同期検出の周知の原理に
従った用途のために、最初に徐々に変調される。この変
調は、種々の装置によって得られる。検出される信号が
光源によって発生された光ビームによって搬送される光
信号である場合、直接光源を変調して変調信号を得るこ
とが可能である。また、光源と多点受信器の間に介挿し
た、例えばポシェルス（POCHELS）モジュール、機械的
変調器、弾性光学変調器、回転偏光器等の変調手段を使
用することも同様に可能である。
直接発生し、直接利用することが出来る物理現象が観察
される。より頻繁には、検出される信号は、単独の検出
器やヘテロダイン検出における同期検出の周知の原理に
従った用途のために、最初に徐々に変調される。この変
調は、種々の装置によって得られる。検出される信号が
光源によって発生された光ビームによって搬送される光
信号である場合、直接光源を変調して変調信号を得るこ
とが可能である。また、光源と多点受信器の間に介挿し
た、例えばポシェルス（POCHELS）モジュール、機械的
変調器、弾性光学変調器、回転偏光器等の変調手段を使
用することも同様に可能である。
例えば第２図に示す、変調された信号Ｓ（Ｐ）は、次
いでＡ（Φ）で示される位相Φの同期減衰を受けて、減
衰変調信号を発生する。この減衰変調信号Ａ（Φ）は、
変調信号と同一周波数ｆの周期信号であり、Ｓ（Ｐ）に
対する移相を決定する位相Φは変化させることが出来
る。この条件が満足されている間、その減衰変調信号
は、連続方形波、サイン波等種々の形式をとることが出
来る。
いでＡ（Φ）で示される位相Φの同期減衰を受けて、減
衰変調信号を発生する。この減衰変調信号Ａ（Φ）は、
変調信号と同一周波数ｆの周期信号であり、Ｓ（Ｐ）に
対する移相を決定する位相Φは変化させることが出来
る。この条件が満足されている間、その減衰変調信号
は、連続方形波、サイン波等種々の形式をとることが出
来る。
第２図及び第３図を参照した以下の説明においては、
関数Ａ（Φ）が方形波である場合について説明する。
関数Ａ（Φ）が方形波である場合について説明する。
この関数Ａ（Φ）は、周期の1/nの部分の間１であり
他の部分においてはゼロである。減衰変調信号Ｓ（Ｐ）
xA（Φ）は、従って、一定の移相（第２図のｎ＝４）に
おける信号の各周期のI/nの部分のチョッピングに対応
する。
他の部分においてはゼロである。減衰変調信号Ｓ（Ｐ）
xA（Φ）は、従って、一定の移相（第２図のｎ＝４）に
おける信号の各周期のI/nの部分のチョッピングに対応
する。
上記にように変調され、減衰された光信号は、多点受
信器にアドレスされ、各点に関して同一形式の一次にア
ナログ電気信号に変換される。
信器にアドレスされ、各点に関して同一形式の一次にア
ナログ電気信号に変換される。
この一次のアナログ電気信号は、Ｎの期間で積分され
て、値Ｖ（P,Φ）が発生される。
て、値Ｖ（P,Φ）が発生される。
各点に関して、値Ｖ（P,Φ）が、信号Ｓ（Ｐ）のＮの
期間にこの点の検出器によって受け取られた光束によっ
て生成される。
期間にこの点の検出器によって受け取られた光束によっ
て生成される。
一定の位相値Φの点の組の値Ｖ（P,Φ）は、その後に
読みとられ、ディジタル化され、記憶される。これらの
読みとり、ディジタル化及び記憶の動作に従ってf/Nの
頻度で行われる。
読みとられ、ディジタル化され、記憶される。これらの
読みとり、ディジタル化及び記憶の動作に従ってf/Nの
頻度で行われる。
与えられたΦの値に関してこれらの動作が行われた後
に、同期減衰Ａ（Φ）の位相Φは、変調信号Ｓ（Ｐ）に
対して２π/n増加される。
に、同期減衰Ａ（Φ）の位相Φは、変調信号Ｓ（Ｐ）に
対して２π/n増加される。
信号Ｓ（Ｐ）の新しいチョッピングが、先のチョッピ
ング周期に続いて、２π/nの時間間隔に対応して発生さ
れる。
ング周期に続いて、２π/nの時間間隔に対応して発生さ
れる。
同様の方法によって、減衰変調信号は、多点受信器に
よって受信され、各点における一次のアナログ電気信号
が発生される。この新しい一次のアナログ信号は、Ｎに
期間で積分され、各点に関して新しいΦの値に対応した
値Ｖ（P,Φ）が発生される。これらの新しい値Ｖ（P,
Φ）は、再び読みとられ、ディジタル化され、記憶され
る。
よって受信され、各点における一次のアナログ電気信号
が発生される。この新しい一次のアナログ信号は、Ｎに
期間で積分され、各点に関して新しいΦの値に対応した
値Ｖ（P,Φ）が発生される。これらの新しい値Ｖ（P,
Φ）は、再び読みとられ、ディジタル化され、記憶され
る。
位相Φは連続的に、２π/nずつ増加され、従ってｎ個
の組の値Ｖ（P,Φ）が記憶される。
の組の値Ｖ（P,Φ）が記憶される。
これらの動作において、値Ｖ（P,Φ）の読みとり及び
ディジタル化が、周波数ｆに比べてはるかに低いf/Nの
頻度で行われることが強調されることが重要である。従
って、上記したように、検出する信号の変調周波数を、
多点受信器から分配供給される信号の取みとり及びディ
ジタル化の周波数と無関係とすることが可能となる。こ
の特徴は、検出における信号／ノイズ比を大幅に改善す
ることを可能とするとともに、いかなる多点検出器にお
いてもヘテロダイン検出方法を使用することを可能と
し、特にCCD型の光束検出器においてヘテロダイン検出
方法を採用することを可能とする。
ディジタル化が、周波数ｆに比べてはるかに低いf/Nの
頻度で行われることが強調されることが重要である。従
って、上記したように、検出する信号の変調周波数を、
多点受信器から分配供給される信号の取みとり及びディ
ジタル化の周波数と無関係とすることが可能となる。こ
の特徴は、検出における信号／ノイズ比を大幅に改善す
ることを可能とするとともに、いかなる多点検出器にお
いてもヘテロダイン検出方法を使用することを可能と
し、特にCCD型の光束検出器においてヘテロダイン検出
方法を採用することを可能とする。
多点受信器がCCD要素で構成されている場合、一次の
アナログ信号の積分は、各フォトダイオードのレベルか
ら直接得ることが出来る。移相Φの各値に関する値Ｖ
（P,Φ）の読みは、スイッチ40−１、40−２、...40−
ｉ、...を制御するシフトレジスタ41の動作によって得
ることが出来、ビデオライン42に信号が発生される。増
幅器43による増幅の後に、情報Ｖ（P,Φ）を持ったビデ
オ信号は、アナログ−ディジタル変換器44によってディ
ジタル化され、ADP信号45に格納される。
アナログ信号の積分は、各フォトダイオードのレベルか
ら直接得ることが出来る。移相Φの各値に関する値Ｖ
（P,Φ）の読みは、スイッチ40−１、40−２、...40−
ｉ、...を制御するシフトレジスタ41の動作によって得
ることが出来、ビデオライン42に信号が発生される。増
幅器43による増幅の後に、情報Ｖ（P,Φ）を持ったビデ
オ信号は、アナログ−ディジタル変換器44によってディ
ジタル化され、ADP信号45に格納される。
クロック46は、減衰の変調信号との同期化を確実とす
るとともに、値Ｖ（P,Φ）も読みとりを制御する。
るとともに、値Ｖ（P,Φ）も読みとりを制御する。
従って、各点Ｐの値Ｖ（P,Φ）が記憶される。周知の
方法によって、処理ユニット46は、これらｎ個の値を処
理して信号Ｓ（Ｐ）の振幅及び位相を示すデータを発生
する。これらの値は、ディスプレイに表示し、プロッタ
を用いて印刷し、種々の制御に使用する等種々の目的に
おいて使用可能である。
方法によって、処理ユニット46は、これらｎ個の値を処
理して信号Ｓ（Ｐ）の振幅及び位相を示すデータを発生
する。これらの値は、ディスプレイに表示し、プロッタ
を用いて印刷し、種々の制御に使用する等種々の目的に
おいて使用可能である。
上記においては、方形波関数による減衰を使用する方
法について説明をしたが、変調信号に関して、２π/nず
つ減衰の位相を移相した値Φに関してｎ組の値Ｖ（P,
Φ）を発生することが出来る限りにおいて、他のいかな
る正の周期関数をも使用することが出来る。
法について説明をしたが、変調信号に関して、２π/nず
つ減衰の位相を移相した値Φに関してｎ組の値Ｖ（P,
Φ）を発生することが出来る限りにおいて、他のいかな
る正の周期関数をも使用することが出来る。
第２図において、ｎ＝４である。ｎのより大きな値に
おいては、ｆの倍数の周波数の信号の調波を測定するこ
とが出来る。
おいては、ｆの倍数の周波数の信号の調波を測定するこ
とが出来る。
第４図及び第５図は、本発明を用いた検出装置の二つ
の例を示している。光源50は、検出する信号を発生する
物理現象を観察するために使用される。この光源によっ
て発生された光ビーム51は、例えばフォトダイオードの
CCD（電荷転送装置）配列によって構成された多点検出
器52によって検出される。光源50と多点受信器52との間
には、光ビームの変調手段53が介挿される。
の例を示している。光源50は、検出する信号を発生する
物理現象を観察するために使用される。この光源によっ
て発生された光ビーム51は、例えばフォトダイオードの
CCD（電荷転送装置）配列によって構成された多点検出
器52によって検出される。光源50と多点受信器52との間
には、光ビームの変調手段53が介挿される。
第４図に示す例による実施例においては、減衰はシャ
ッタ54によって与えられ、第５図の例においては、減衰
は光源50によって与えられる。二つの実施例において、
変調手段53及び減衰手段54または55は、確実に同期をと
るための同一のクロック56によって制御される。この同
一のクロック56は、ドライバモジュール57の動作によっ
て、ダイオード52の配列の読みとりを制御する。位相Φ
の各値に関する値Ｖ（P,Φ）を持つビデオ信号は、処理
ユニットによってアドレスされる。
ッタ54によって与えられ、第５図の例においては、減衰
は光源50によって与えられる。二つの実施例において、
変調手段53及び減衰手段54または55は、確実に同期をと
るための同一のクロック56によって制御される。この同
一のクロック56は、ドライバモジュール57の動作によっ
て、ダイオード52の配列の読みとりを制御する。位相Φ
の各値に関する値Ｖ（P,Φ）を持つビデオ信号は、処理
ユニットによってアドレスされる。
第６図、第７図及び第８図を参照して、干渉顕微鏡に
よる粗度測定に対する本発明の適用に関して説明する。
よる粗度測定に対する本発明の適用に関して説明する。
第7A図は、一般的な光学系の説明図であり、第7B図及
び第7C図は対象70及びこの装置における多点検出器を示
している。
び第7C図は対象70及びこの装置における多点検出器を示
している。
粗度を測定する対象70は、鏡である。光源71は、ウオ
ーラストイン（WOLLLASTON）プリズム72を横断して、直
角に偏光され、接眼レンズ75、レンズ筒76及び対物レン
ズ77の作用によって対象70に焦点された二つのビーム7
3、74を発生する。円筒状レンズ78はビームを変形させ
て、線79、80にそって焦点させる。
ーラストイン（WOLLLASTON）プリズム72を横断して、直
角に偏光され、接眼レンズ75、レンズ筒76及び対物レン
ズ77の作用によって対象70に焦点された二つのビーム7
3、74を発生する。円筒状レンズ78はビームを変形させ
て、線79、80にそって焦点させる。
分光器81は、反射光をフォトダイオードのCCD配列で
構成された多点受信器に向ける。レンズ83は、ビームを
受信器上に焦点させ、弾性光学変調器84は二つのビーム
の位相差を変調し、偏光器85はそれらの干渉を発生させ
る。従って、線79及び80の各点及び対象70に関して、反
射ビーム間の位相差は測定点に導入される経路に応じて
変化し、従ってビームに対する法線方法の面に関する相
対位置に応じて変化する。
構成された多点受信器に向ける。レンズ83は、ビームを
受信器上に焦点させ、弾性光学変調器84は二つのビーム
の位相差を変調し、偏光器85はそれらの干渉を発生させ
る。従って、線79及び80の各点及び対象70に関して、反
射ビーム間の位相差は測定点に導入される経路に応じて
変化し、従ってビームに対する法線方法の面に関する相
対位置に応じて変化する。
受信器82の、点86、87（点86、87及び88は光学的に隣
接している）に対応する点88で受信された信号は、ビー
ム間の位相差に応じて変化し、従って、ビームの法線に
沿った面に対する点86、87の相対位置に応じて変化す
る。検出器82の種々の点において受信された組の信号に
よって、線79、80に沿った対象の粗度の測定を可能とす
る。対象70をこれらの線に直角な方向に移動させること
によって、すべての面を走査することが出来る。
接している）に対応する点88で受信された信号は、ビー
ム間の位相差に応じて変化し、従って、ビームの法線に
沿った面に対する点86、87の相対位置に応じて変化す
る。検出器82の種々の点において受信された組の信号に
よって、線79、80に沿った対象の粗度の測定を可能とす
る。対象70をこれらの線に直角な方向に移動させること
によって、すべての面を走査することが出来る。
マイクロコンピュータ100は、測定を行い多点検出器8
2によってメモリに値Ｖ（P,Φ）が継続的に供給される
ようにして、Ｓ（Ｐ）を示す測定値が発生されるように
する。
2によってメモリに値Ｖ（P,Φ）が継続的に供給される
ようにして、Ｓ（Ｐ）を示す測定値が発生されるように
する。
変調は、変調器84を50KHzの周波数に制御することに
よって行われる。
よって行われる。
減衰は、ブロック102によって光源105への電源供給10
4を制御することによって発生される。減衰信号は二つ
のπ分オフセットされた周期信号で構成され、供給源10
4（Ａ（Φ）は方形波関数、ｎ＝２）に連続的に供給さ
れる。
4を制御することによって発生される。減衰信号は二つ
のπ分オフセットされた周期信号で構成され、供給源10
4（Ａ（Φ）は方形波関数、ｎ＝２）に連続的に供給さ
れる。
CCDレジスタ103の読みとりは、例えば1000回（ｎ＝10
00）の複数回の露光の記憶後にかく位相の減衰信号に関
して行われる。従って読みとりは、50Hzの周波数で行わ
れる。
00）の複数回の露光の記憶後にかく位相の減衰信号に関
して行われる。従って読みとりは、50Hzの周波数で行わ
れる。
CCDレジスタ103の読みとりによって発生されたビデオ
信号は、アナログ−ディジタル変換器106にアドレスさ
れ、マイクロコンピュータ100に格納される。
信号は、アナログ−ディジタル変換器106にアドレスさ
れ、マイクロコンピュータ100に格納される。
後者は、反射の位相における減衰に関する二つの読み
とりの間に得られた値の間の差を発生して、検出器の各
点における信号の振幅を抽出する。
とりの間に得られた値の間の差を発生して、検出器の各
点における信号の振幅を抽出する。
第８図は、上記した装置によってサンプルの粗度のデ
ィスプレイを示している。
ィスプレイを示している。
多チャンネル検出方法及び装置波、種々の分野に適用
可能であり、特に分光計、ジクロメータ、偏光計、楕円
偏光計、光学または電子走査顕微鏡、干渉顕微鏡等に使
用可能である。
可能であり、特に分光計、ジクロメータ、偏光計、楕円
偏光計、光学または電子走査顕微鏡、干渉顕微鏡等に使
用可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャルボニエ，フランソワ フランス国，75005 パリ，リュ ボケ ラン，10 ラボラトワール ドプティク フィジク エコール シュペリュール ドゥ フィジク エ ドゥ シミ ア ンデュストリエル ドゥ ラ ビル ド ゥ パリ（ウ．エス．ペ．セ．イ．) (72)発明者 グレイズ，フィリップ フランス国，75005 パリ，リュ ボケ ラン，10 ラボラトワール ドプティク フィジク エコール シュペリュール ドゥ フィジク エ ドゥ シミ ア ンデュストリエル ドゥ ラ ビル ド ゥ パリ（ウ．エス．ペ．セ．イ．) (72)発明者 ボカラ，アルベール―クロード フランス国，75005 パリ，リュ ボケ ラン，10 ラボラトワール ドプティク フィジク エコール シュペリュール ドゥ フィジク エ ドゥ シミ ア ンデュストリエル ドゥ ラ ビル ド ゥ パリ（ウ．エス．ペ．セ．イ．) (56)参考文献 特開 昭64−9324（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/44 G01B 11/30 102 G01J 11/00
Claims (13)
- 【請求項１】− 検出する信号が変調され、ノイズを含
む周波数ｆの変調信号Ｓ（Ｐ）が発生され、 − 変調信号を位相Φで同期減衰して減衰変調信号を発
生し、 − 減衰変調信号を多点受信器で受信して、各点におい
て一次のアナログ電気信号を発生し、 − 各一次のアナログ信号をＮの期間で積分して、各点
Ｐにおける値Ｖ（P,Φ）を、発生し、 − 値Ｖ（P,Φ）を点の組及び固定位相値Φに関して読
みとり、ディジタル化して、記憶し、 − 位相Φを連続的に（ｎ−１）回、２π/nずつ増加さ
せ、これらの各値に関して、値Ｖ（P,Φ）を記憶するこ
とを可能とする動作を反復し、 − 各点Ｐにおいて得られたｎ個の値Ｖ（P,Φ）がディ
ジタル的に処理されてＳ（Ｐ）の振幅及び位相を示すデ
ータ項目を発生する被検出信号の多チャンネルアナログ
検出方法。 - 【請求項２】位相Φが、π/2（ｎ＝４）ずつ連続して増
加される請求の範囲第１項に記載の多チャンネルアナロ
グ検出方法。 - 【請求項３】同期減衰が、連続的に０及び１に値が変化
する方形波関数によって変調信号を乗算して発生される
請求の範囲第１項及び第２項のいずれかに記載の多チャ
ンネルアナログ検出方法。 - 【請求項４】検出される信号が光信号である請求の範囲
第１項乃至第３項のいずれかに記載の多チャンネルアナ
ログ検出方法。 - 【請求項５】検出する信号の変調が、光源の変調によっ
て得られる請求の範囲第４項に記載の多チャンネルアナ
ログ検出器。 - 【請求項６】各点に関する一次のアナログ電気信号が、
ヘテロダイン検出によって得られる請求の範囲第１項に
記載の多チャンネルアナログ検出方法。 - 【請求項７】− 変調信号Ｓ（Ｐ）を発生する変調器
と、 − 変化する位相Φの同期減衰により減衰変調信号を発
生する手段と、 − 減衰変調信号を受信して各点の一次のアナログ信号
を発生する多点受信器と、 − 一次のアナログ信号を期間Ｎで積分して各点の値Ｖ
（P,Φ）を発生する積分器と、− 所定の位相Φに関し
て値Ｖ（P,Φ）を読みとり、ディジタル化し、記憶する
手段と、 − ΦにΦ０＋i2π/nの値、ここでｉは１乃至ｎで変化
する整数、を与える位相シーケンサと、 − 値Ｖ（P,Φ）からＳ（Ｐ）を示すデータを得ること
を可能とするディジタル処理ユニットとによって構成し
た被検出信号の多チャンネルアナログ検出装置。 - 【請求項８】− 検出される信号が、光源によって発生
されたビームによって搬送される光信号であり、 − 装置が多点受信器と積分器を構成するフォトダイオ
ード（CCD）を有している請求の範囲第７項に記載の多
チャンネルアナログ検出装置。 - 【請求項９】光源が供給源を備えたレーザダイオードで
構成され、同期減衰手段が光源の供給手段に対して作用
する請求の範囲第８項に記載の多チャンネルアナログ検
出装置。 - 【請求項１０】同期減衰手段が、光源と多点受信器間に
配置されたシャッタである請求の範囲第８項に記載の多
チャンネルアナログ検出装置。 - 【請求項１１】多点受信器の各点に関して発生された一
次のアナログ電気信号の信号／ノイズ比を改善するヘテ
ロダイン検出手段をを有する請求の範囲第７項に記載の
多チャンネルアナログ検出装置。 - 【請求項１２】値Ｖ（P,Φ）を読み出してビデオ形式の
信号を発生し、ディジタル化手段をアドレスする手段を
有する請求の範囲第７項乃至11項のいずれかに記載の多
チャンネルアナログ検出装置。 - 【請求項１３】偏向された光による干渉顕微鏡による経
路長の差に測定に使用される請求の範囲第７項乃至第12
項に記載の多チャンネルアナログ装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR9008255 | 1990-06-29 | ||
| FR9008255A FR2664048B1 (fr) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | Procede et dispositif de detection analogique multicanal. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05501454A JPH05501454A (ja) | 1993-03-18 |
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ID=9398175
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| JP03511662A Expired - Fee Related JP3110755B2 (ja) | 1990-06-29 | 1991-06-27 | 多チャンネルアナログ検出方法及びその装置 |
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| DE (1) | DE4192191C1 (ja) |
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| US5764363A (en) * | 1995-06-30 | 1998-06-09 | Nikon Corporation | Apparatus for observing a surface using polarized light |
| US6525862B2 (en) * | 1996-10-30 | 2003-02-25 | Photogen, Inc. | Methods and apparatus for optical imaging |
| IL129398A (en) | 1999-04-12 | 2005-05-17 | Israel Atomic Energy Comm | Metabolism monitoring or body organs |
| ATE331350T1 (de) | 1999-07-02 | 2006-07-15 | Suisse Electronique Microtech | Adaptiver matrixsensor und elektrische schaltung hierzu |
| IL137447A (en) * | 2000-07-23 | 2007-03-08 | Israel Atomic Energy Comm | Apparatus and method for probing light absorbing agents in biological tissues |
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| FR2817030B1 (fr) * | 2000-11-17 | 2003-03-28 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif d'imagerie microscopique interferentielle d'un objet a haute cadence |
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| US20030194798A1 (en) * | 2001-05-24 | 2003-10-16 | Surber Mark W. | Minicell compositions and methods |
| FR2833710B1 (fr) * | 2001-12-19 | 2004-03-12 | Centre Nat Rech Scient | Microscope a thermoreflectance pour la mesure de la temperature d'un circuit integre |
| EP1595135A4 (en) * | 2003-02-03 | 2007-04-11 | Beaglehole Instr Ltd | METHOD FOR CARRYING OUT OPTICAL MEASUREMENT ON A SAMPLE |
| US7369234B2 (en) * | 2003-02-03 | 2008-05-06 | Rudolph Technologies, Inc. | Method of performing optical measurement on a sample |
| FR2852700B1 (fr) | 2003-03-19 | 2005-09-23 | Centre Nat Rech Scient | Procede et installation d'imagerie acousto-optique. |
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| US8362431B2 (en) * | 2005-03-15 | 2013-01-29 | Mount Holyoke College | Methods of thermoreflectance thermography |
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| JPS5975108A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-27 | Hitachi Ltd | 微小隙間の光学的測定方法及び測定装置 |
| DD219565A1 (de) * | 1983-12-05 | 1985-03-06 | Adw Ddr | Anordnung zur interferometrischen ebenheitspruefung technischer oberflaechen |
| DE3606488A1 (de) * | 1986-02-28 | 1987-09-03 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur ermittlung von messdaten ueber eine optische uebertragungsstrecke mittels eines optischen sensors |
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| DE3809453A1 (de) * | 1987-04-13 | 1988-11-03 | Kollmorgen Corp | Optische multiplex-vorrichtung und verfahren zu deren anwendung |
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-
1991
- 1991-06-27 WO PCT/FR1991/000514 patent/WO1992000549A1/fr active Application Filing
- 1991-06-27 DE DE4192191A patent/DE4192191C1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-27 JP JP03511662A patent/JP3110755B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-27 US US07/834,226 patent/US5286968A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-28 GB GB9204379A patent/GB2252406B/en not_active Expired - Lifetime
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