JP3344328B2 - 光分析装置 - Google Patents
光分析装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の光分析装置は、集光
光学系・スペクトル検出系、視野検出系の相対位置を検
出する方法に関するものである。
光学系・スペクトル検出系、視野検出系の相対位置を検
出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、図８に示すように、被測定光源
をカセグレン型の集光光学系３にて視野スリット４に投
影し、その視野スリット４を透過する光を分波し、複数
のバンドパスフィルターと受光素子により構成されるス
ペクトル検出系５にて各々の波長の強度分布を測定する
ものである。
をカセグレン型の集光光学系３にて視野スリット４に投
影し、その視野スリット４を透過する光を分波し、複数
のバンドパスフィルターと受光素子により構成されるス
ペクトル検出系５にて各々の波長の強度分布を測定する
ものである。
【０００３】一方、像１１と被測定エリアである視野ス
リット４の相対位置の測定は、集光望遠鏡と並列して設
置したガリレオタイプの集光レンズ１６にて４分割受光
素子１５に投影し、その４素子の出力差より像の位置を
測定し、像１１と被測定エリアである視野スリット４の
相対位置を測定するというものである。
リット４の相対位置の測定は、集光望遠鏡と並列して設
置したガリレオタイプの集光レンズ１６にて４分割受光
素子１５に投影し、その４素子の出力差より像の位置を
測定し、像１１と被測定エリアである視野スリット４の
相対位置を測定するというものである。
【０００４】また、４分割素子１５を１次元リニアアレ
イ素子とし、被測定光源の位置検出を行なう例もある。
イ素子とし、被測定光源の位置検出を行なう例もある。
【０００５】なお、上記従来例では集光光学系・スペク
トル検出系と並列して視野検出系が設置してあるため、
これら２つの系が異なる温度になった場合、または機械
的振動によりこれら２つの系の相対位置がずれた場合、
この相対位置のずれ分だけ被測定光源と被測定エリアの
相対位置検出測定値に誤差が生ずるという問題があっ
た。
トル検出系と並列して視野検出系が設置してあるため、
これら２つの系が異なる温度になった場合、または機械
的振動によりこれら２つの系の相対位置がずれた場合、
この相対位置のずれ分だけ被測定光源と被測定エリアの
相対位置検出測定値に誤差が生ずるという問題があっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、光分析測定装
置での被測定エリアの検出においては、高分解能の要求
に加えて対環境性能が要求され、その振動、温度変化に
対しても測定精度が変化しないよう高い再現性が要求さ
れてる。
置での被測定エリアの検出においては、高分解能の要求
に加えて対環境性能が要求され、その振動、温度変化に
対しても測定精度が変化しないよう高い再現性が要求さ
れてる。
【０００７】本発明は、このような被測定エリアの検出
において、振動、温度変化に対しても測定精度が変化し
ない高信頼性を持つことを目的としている。
において、振動、温度変化に対しても測定精度が変化し
ない高信頼性を持つことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、被測定光源からの光を集光する集光光学系
と、前記集光光学系による被測定光源の結像面に設置し
且つ光線入射面を鏡面状態とした視野絞り面と、前記視
野絞り面を透過する光を分析する分析部と、前記視野絞
りから正反射し且つ前記集光光学系を再度透過し射出し
た正反射光の光束の一部を集光する第２集光光学系と、
前記第２集光光学系を透過し射出した光を再度結像する
ことにより前記視野絞り面での被測定光源と視野絞り位
置との相対位置を検出するアレイ型受光素子輝度検出素
子と、を有する光分析装置により、被測定エリアの検出
を行うものである。
に本発明は、被測定光源からの光を集光する集光光学系
と、前記集光光学系による被測定光源の結像面に設置し
且つ光線入射面を鏡面状態とした視野絞り面と、前記視
野絞り面を透過する光を分析する分析部と、前記視野絞
りから正反射し且つ前記集光光学系を再度透過し射出し
た正反射光の光束の一部を集光する第２集光光学系と、
前記第２集光光学系を透過し射出した光を再度結像する
ことにより前記視野絞り面での被測定光源と視野絞り位
置との相対位置を検出するアレイ型受光素子輝度検出素
子と、を有する光分析装置により、被測定エリアの検出
を行うものである。
【０００９】本発明によれば、視野絞りに投影される被
測定光源の像を再結像投影する方式としたため、再結像
した像には被測定光源と測定エリア位置が含まれてお
り、温度変化、振動等の環境変化により集光光学系と分
光器視野絞りの相対位置が変化しても、前記の２つの集
光光学系から再結像される像の投影倍率が変化しないか
ぎりは、視野絞り面での被測定光源と被光分析エリアの
相対位置を正確に測定できる。
測定光源の像を再結像投影する方式としたため、再結像
した像には被測定光源と測定エリア位置が含まれてお
り、温度変化、振動等の環境変化により集光光学系と分
光器視野絞りの相対位置が変化しても、前記の２つの集
光光学系から再結像される像の投影倍率が変化しないか
ぎりは、視野絞り面での被測定光源と被光分析エリアの
相対位置を正確に測定できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、測定領域を特定するための視野絞りを有し、視野絞
りを透過する光を分光及びフィルターにより分析を行な
う装置であって、被測定光源からの光を集光する集光光
学系と、前記集光光学系による被測定光源の結像面に設
置し且つ光線入射面を鏡面状態とした視野絞り面と、前
記視野絞り面を透過する光を分析する分析部と、前記視
野絞りから正反射し且つ前記集光光学系を再度透過し射
出した正反射光の光束の一部を集光する第２集光光学系
と、前記第２集光光学系を透過し射出した光を再度結像
することにより前記視野絞り面での被測定光源と視野絞
り位置との相対位置を検出するアレイ型受光素子輝度検
出素子と、を有する光分析装置であり、視野絞りに投影
される被測定光源像を集光光学系及び異なる集光光学系
を用いて再結像投影する方式としたため、再結像した像
には被測定光源像に加えて分光測定を行なう被測定エリ
ア位置が含まれており、温度変化、振動等の環境変化に
より集光光学系と分光器視野絞りの相対位置が変化して
も、前記の２つの集光光学系から再結像される像の投影
倍率が変化しないかぎりは、視野絞り面での被測定光源
と被測定エリアの相対位置を正確に測定できる作用を有
する。
は、測定領域を特定するための視野絞りを有し、視野絞
りを透過する光を分光及びフィルターにより分析を行な
う装置であって、被測定光源からの光を集光する集光光
学系と、前記集光光学系による被測定光源の結像面に設
置し且つ光線入射面を鏡面状態とした視野絞り面と、前
記視野絞り面を透過する光を分析する分析部と、前記視
野絞りから正反射し且つ前記集光光学系を再度透過し射
出した正反射光の光束の一部を集光する第２集光光学系
と、前記第２集光光学系を透過し射出した光を再度結像
することにより前記視野絞り面での被測定光源と視野絞
り位置との相対位置を検出するアレイ型受光素子輝度検
出素子と、を有する光分析装置であり、視野絞りに投影
される被測定光源像を集光光学系及び異なる集光光学系
を用いて再結像投影する方式としたため、再結像した像
には被測定光源像に加えて分光測定を行なう被測定エリ
ア位置が含まれており、温度変化、振動等の環境変化に
より集光光学系と分光器視野絞りの相対位置が変化して
も、前記の２つの集光光学系から再結像される像の投影
倍率が変化しないかぎりは、視野絞り面での被測定光源
と被測定エリアの相対位置を正確に測定できる作用を有
する。
【００１１】本発明の請求項２に記載の発明は、測定領
域を特定するための視野絞りを有し、視野絞りを透過す
る光を分光及びフィルターにより分析を行なう複数の異
なる機能を有する装置であって、被測定光源からの光を
集光する集光光学系と、前記集光光学系による被測定光
源の結像面に設置し且つ光線入射面を鏡面状態とした第
２視野絞り面と、前記第２視野絞り面を透過した光を波
長分割して分波する分波ミラーと、前記分波ミラーから
の分波光をそれぞれ結像させる各々の分波光集光光学系
と、その各々の結像面に設置した各々の視野絞りと、前
記各々の視野絞りを透過する光を分析する各々の分析部
と、前記第２視野絞りから正反射し且つ前記集光光学系
を再度透過し射出した正反射光の光束の一部を集光する
第２集光光学系と、前記第２集光光学系を透過し射出し
た光を再度結像することにより前記第２視野絞り面での
被測定光源と視野絞り位置との相対位置を検出するアレ
イ型受光素子輝度検出素子と、を有する光分析装置であ
り、視野絞りと第２視野絞りとは共役関係となることか
ら、第２視野絞りに投影される被測定光源像を集光光学
系及び異なる集光光学系を用いて再結像投影する方式と
し、再結像した像には被測定光源像に加えて光分析測定
を行なう被測定光エリアが含まれており、温度変化、振
動等の環境変化により集光光学系と第２視野絞りの相対
位置が変化しても、前記の２つの集光光学系から再結像
される像の投影倍率が変化しないかぎりは、第２視野絞
り面での被測定光源像と被測定光エリアの相対位置を正
確に測定できる作用を有する。
域を特定するための視野絞りを有し、視野絞りを透過す
る光を分光及びフィルターにより分析を行なう複数の異
なる機能を有する装置であって、被測定光源からの光を
集光する集光光学系と、前記集光光学系による被測定光
源の結像面に設置し且つ光線入射面を鏡面状態とした第
２視野絞り面と、前記第２視野絞り面を透過した光を波
長分割して分波する分波ミラーと、前記分波ミラーから
の分波光をそれぞれ結像させる各々の分波光集光光学系
と、その各々の結像面に設置した各々の視野絞りと、前
記各々の視野絞りを透過する光を分析する各々の分析部
と、前記第２視野絞りから正反射し且つ前記集光光学系
を再度透過し射出した正反射光の光束の一部を集光する
第２集光光学系と、前記第２集光光学系を透過し射出し
た光を再度結像することにより前記第２視野絞り面での
被測定光源と視野絞り位置との相対位置を検出するアレ
イ型受光素子輝度検出素子と、を有する光分析装置であ
り、視野絞りと第２視野絞りとは共役関係となることか
ら、第２視野絞りに投影される被測定光源像を集光光学
系及び異なる集光光学系を用いて再結像投影する方式と
し、再結像した像には被測定光源像に加えて光分析測定
を行なう被測定光エリアが含まれており、温度変化、振
動等の環境変化により集光光学系と第２視野絞りの相対
位置が変化しても、前記の２つの集光光学系から再結像
される像の投影倍率が変化しないかぎりは、第２視野絞
り面での被測定光源像と被測定光エリアの相対位置を正
確に測定できる作用を有する。
【００１２】本発明の請求項３に記載の発明は、視野絞
りから正反射し且つ集光光学系を再度透過し射出した正
反射光の光束の一部を、折り返しミラーと第２集光光学
系とを用いて、１次元または２次元のアレイ型受光素子
面上に再度結合させることを特徴とした請求項１記載の
光分析装置であり、再結像される像にて１次元、または
２次元の位置測定を行なえる作用を有する。
りから正反射し且つ集光光学系を再度透過し射出した正
反射光の光束の一部を、折り返しミラーと第２集光光学
系とを用いて、１次元または２次元のアレイ型受光素子
面上に再度結合させることを特徴とした請求項１記載の
光分析装置であり、再結像される像にて１次元、または
２次元の位置測定を行なえる作用を有する。
【００１３】本発明の請求項４に記載の発明は、第２視
野絞りから正反射し且つ集光光学系を再度透過し射出し
た正反射光の光束の一部を、折り返しミラーと第２集光
光学系とを用いて、１次元または２次元のアレイ型受光
素子面上に再度結合させることを特徴とした請求項２記
載の光分析装置であり、再結像される像にて１次元、ま
たは２次元の位置測定を行なえる作用を有する。
野絞りから正反射し且つ集光光学系を再度透過し射出し
た正反射光の光束の一部を、折り返しミラーと第２集光
光学系とを用いて、１次元または２次元のアレイ型受光
素子面上に再度結合させることを特徴とした請求項２記
載の光分析装置であり、再結像される像にて１次元、ま
たは２次元の位置測定を行なえる作用を有する。
【００１４】本発明の請求項５に記載の発明は、正反射
光を反射・透過の２つに分割する第１ハーフミラーと、
前記第１ハーフミラーより反射した光を反射するための
反射ミラーと、前記反射ミラーの反射光を再度前記第１
ハーフミラーを透過した透過光とを被測定光源照射視野
角以上の角度差を有して合成する第２ハーフミラーとで
構成される像回転ミラーを、折り返しミラーと第２集光
光学系との間に設け、受光素子を１次元アレイ型受光素
子とし、前記像回転ミラーから射出する視野方向が直交
した２つの光束を前記第２集光光学系にて１次元アレイ
型受光素子に投影することを特徴とした請求項３又は請
求項４記載の光分析装置であり、第１、２のハーフミラ
ーと反射ミラーからなる像回転ミラーにて９０°回転し
た像を形成させ、 元の像と像視野だけ角度差があるた
め、１次元アレイ素子には２つの直交した像が投影され
るため、１次元の情報で２次元の位置測定を行なえる作
用を有する。
光を反射・透過の２つに分割する第１ハーフミラーと、
前記第１ハーフミラーより反射した光を反射するための
反射ミラーと、前記反射ミラーの反射光を再度前記第１
ハーフミラーを透過した透過光とを被測定光源照射視野
角以上の角度差を有して合成する第２ハーフミラーとで
構成される像回転ミラーを、折り返しミラーと第２集光
光学系との間に設け、受光素子を１次元アレイ型受光素
子とし、前記像回転ミラーから射出する視野方向が直交
した２つの光束を前記第２集光光学系にて１次元アレイ
型受光素子に投影することを特徴とした請求項３又は請
求項４記載の光分析装置であり、第１、２のハーフミラ
ーと反射ミラーからなる像回転ミラーにて９０°回転し
た像を形成させ、 元の像と像視野だけ角度差があるた
め、１次元アレイ素子には２つの直交した像が投影され
るため、１次元の情報で２次元の位置測定を行なえる作
用を有する。
【００１５】本発明の請求項６に記載の発明は、正反射
光を反射・透過の２つに分割する第１ハーフミラーと、
反射の方向余弦が直交する複数の反射ミラーから構成さ
れ前記第１ハーフミラーより反射した光の視野を９０度
回転した像回転反射ミラー群と、前記像回転反射ミラー
群からの反射光と前記第１ハーフミラーを透過した透過
光とを被測定光源照射視野角以上の角度差を有して再度
合成する第２ハーフミラーとで構成される像回転光学系
を、折り返しミラーと第２集光光学系との間に設け、受
光素子を１次元アレイ型受光素子とし、前記像回転光学
系から射出する視野方向が直交した２つの光束を前記第
２集光光学系にて１次元アレイ型受光素子に投影するこ
とを特徴とした請求項３又は請求項４記載の光分析装置
であり、第１、２のハーフミラーと反射の方向余弦が直
交する複数の反射ミラーから構成され前記第１ハーフミ
ラーより反射した光の視野を９０度回転した像回転反射
ミラー群により９０°回転した像を形成させ、元の像と
像視野だけ角度差があるため、１次元アレイ素子には２
つの直交した像が投影されるため、１次元の情報で２次
元の位置測定を行なえる作用を有する。
光を反射・透過の２つに分割する第１ハーフミラーと、
反射の方向余弦が直交する複数の反射ミラーから構成さ
れ前記第１ハーフミラーより反射した光の視野を９０度
回転した像回転反射ミラー群と、前記像回転反射ミラー
群からの反射光と前記第１ハーフミラーを透過した透過
光とを被測定光源照射視野角以上の角度差を有して再度
合成する第２ハーフミラーとで構成される像回転光学系
を、折り返しミラーと第２集光光学系との間に設け、受
光素子を１次元アレイ型受光素子とし、前記像回転光学
系から射出する視野方向が直交した２つの光束を前記第
２集光光学系にて１次元アレイ型受光素子に投影するこ
とを特徴とした請求項３又は請求項４記載の光分析装置
であり、第１、２のハーフミラーと反射の方向余弦が直
交する複数の反射ミラーから構成され前記第１ハーフミ
ラーより反射した光の視野を９０度回転した像回転反射
ミラー群により９０°回転した像を形成させ、元の像と
像視野だけ角度差があるため、１次元アレイ素子には２
つの直交した像が投影されるため、１次元の情報で２次
元の位置測定を行なえる作用を有する。
【００１６】本発明の請求項７に記載の発明は、視野絞
りの光線入射方向の面粗さの分散値（ＲＭＳ）が、視野
絞りからの正反射光を受光素子に再結像させる光の波長
の１／１０以下の鏡面状態を有することを特徴とした請
求項１記載の被測定エリア検出装置としたものであり、
視野絞りからの正反射成分を多くする作用を有する。
りの光線入射方向の面粗さの分散値（ＲＭＳ）が、視野
絞りからの正反射光を受光素子に再結像させる光の波長
の１／１０以下の鏡面状態を有することを特徴とした請
求項１記載の被測定エリア検出装置としたものであり、
視野絞りからの正反射成分を多くする作用を有する。
【００１７】本発明の請求項８に記載の発明は、第２視
野絞りの光線入射方向の面粗さの分散値（ＲＭＳ）が、
第２視野絞りからの正反射光を受光素子に再結像させる
光の波長の１／１０以下の鏡面状態を有することを特徴
とした請求項２記載の被測定エリア検出装置としたもの
であり、視野絞りからの正反射成分を多くする作用を有
する。
野絞りの光線入射方向の面粗さの分散値（ＲＭＳ）が、
第２視野絞りからの正反射光を受光素子に再結像させる
光の波長の１／１０以下の鏡面状態を有することを特徴
とした請求項２記載の被測定エリア検出装置としたもの
であり、視野絞りからの正反射成分を多くする作用を有
する。
【００１８】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の請求項１に基づく実施
の形態１及び実施例１を示し、測定光源である測定対象
物１から発した被測定光２は、集光光学系３により光分
析装置入射スリット４の表面で結像する。
〜図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の請求項１に基づく実施
の形態１及び実施例１を示し、測定光源である測定対象
物１から発した被測定光２は、集光光学系３により光分
析装置入射スリット４の表面で結像する。
【００１９】４は光分析装置入射スリットで、金属もし
くは樹脂でできており、反射面は後に再投影しアレイセ
ンサ上で信号に変換するための投影波長の１／１０以下
のＲＭＳの粗さに仕上げられており、散乱光よりも正反
射光強度が高い構成となっている。
くは樹脂でできており、反射面は後に再投影しアレイセ
ンサ上で信号に変換するための投影波長の１／１０以下
のＲＭＳの粗さに仕上げられており、散乱光よりも正反
射光強度が高い構成となっている。
【００２０】光分析装置入射スリット４を透過した光は
光分析装置５により分析されるが、このとき光分析装置
入射スリット４を反射した反射光６は集光光学系３を再
び通過し、反射光の一部を折り返し ミラー７と第2集
光光学系 ８により１次元もしくは２次元のアレイセン
サ１０面上に再結像させる。
光分析装置５により分析されるが、このとき光分析装置
入射スリット４を反射した反射光６は集光光学系３を再
び通過し、反射光の一部を折り返し ミラー７と第2集
光光学系 ８により１次元もしくは２次元のアレイセン
サ１０面上に再結像させる。
【００２１】このときのアレイセンサ１０の信号は、１
次元１３もしくは２次元アレイセンサ１５の場合、再投
影された測定光源である測定対象物１の再投影像の出力
プロファイル１１に光分析装置入射スリット４のスリッ
ト像１４の情報が含まれる。
次元１３もしくは２次元アレイセンサ１５の場合、再投
影された測定光源である測定対象物１の再投影像の出力
プロファイル１１に光分析装置入射スリット４のスリッ
ト像１４の情報が含まれる。
【００２２】そのため、アレイセンサ１０の信号から測
定光源である測定対象物１の再投影像の出力プロファイ
ル１１と光分析装置入射スリット４のスリット像１４の
相対位置を検出することができる。
定光源である測定対象物１の再投影像の出力プロファイ
ル１１と光分析装置入射スリット４のスリット像１４の
相対位置を検出することができる。
【００２３】さらに、集光光学系３・第2集光光学系８
・折り返しミラー７・アレイセンサ１０の配置関係が振
動・熱変形等の環境により変化したとしても、光分析装
置入射スリット上で結像された像を再投影していること
から、測定光源である測定対象物１の再投影像の出力プ
ロファイル１１と光分析装置入射スリット４のスリット
像１４の相対位置は変化せず、振動・熱変形等の環境に
て生ずるアライメントずれによる測定誤差に影響を受け
ない。
・折り返しミラー７・アレイセンサ１０の配置関係が振
動・熱変形等の環境により変化したとしても、光分析装
置入射スリット上で結像された像を再投影していること
から、測定光源である測定対象物１の再投影像の出力プ
ロファイル１１と光分析装置入射スリット４のスリット
像１４の相対位置は変化せず、振動・熱変形等の環境に
て生ずるアライメントずれによる測定誤差に影響を受け
ない。
【００２４】（実施の形態２）図２は本発明の請求項２
に基づく実施の形態２及び実施例２を示し、測定光源で
ある測定対象物１から発した被測定光２は、集光光学系
３により視野絞り４の表面で結像する。
に基づく実施の形態２及び実施例２を示し、測定光源で
ある測定対象物１から発した被測定光２は、集光光学系
３により視野絞り４の表面で結像する。
【００２５】視野絞り４は金属もしくは樹脂でできてお
り、反射面は後に再投影しアレイセンサ上で信号に変換
するための投影波長の１／１０以下のＲＭＳの粗さに仕
上げられており、散乱光よりも正反射光強度が高い構成
となっている。
り、反射面は後に再投影しアレイセンサ上で信号に変換
するための投影波長の１／１０以下のＲＭＳの粗さに仕
上げられており、散乱光よりも正反射光強度が高い構成
となっている。
【００２６】さらに、視野絞り４は色分割ミラー１７に
より波長分割され、異なる機能を持つ２種の光分析測定
装置Ａ，Ｂ：５ａ、５ｂの視野絞り１Ａ、１Ｂ：１６
ａ，１６ｂ入射面と共役位置にある。
より波長分割され、異なる機能を持つ２種の光分析測定
装置Ａ，Ｂ：５ａ、５ｂの視野絞り１Ａ、１Ｂ：１６
ａ，１６ｂ入射面と共役位置にある。
【００２７】視野絞り４を透過した光は光分析装置Ａ，
Ｂ：５ａ，５ｂにより分析されるが、このとき視野絞り
４を反射した反射光６は集光光学系３を再び通過し、反
射光の一部を折り返しミラー７と第2集光光学系８によ
り１次元もしくは２次元のアレイセンサ１０面上に再結
像させる。
Ｂ：５ａ，５ｂにより分析されるが、このとき視野絞り
４を反射した反射光６は集光光学系３を再び通過し、反
射光の一部を折り返しミラー７と第2集光光学系８によ
り１次元もしくは２次元のアレイセンサ１０面上に再結
像させる。
【００２８】このときのアレイセンサ１０の信号は、図
１と同様に、再投影された測定光源である測定対象物１
の再投影像の出力プロファイル１１に視野絞り４のスリ
ット像１４の情報が含まれるため、測定光源である測定
対象物１の再投影像の出力プロファイル１１と視野絞り
４のスリット像１４の相対位置を検出することができ
る。
１と同様に、再投影された測定光源である測定対象物１
の再投影像の出力プロファイル１１に視野絞り４のスリ
ット像１４の情報が含まれるため、測定光源である測定
対象物１の再投影像の出力プロファイル１１と視野絞り
４のスリット像１４の相対位置を検出することができ
る。
【００２９】（実施の形態３）図３は本発明の請求項１
に基づく実施の形態３及び実施例３を示し、測定光源で
ある測定対象物１から発した被測定光２は、集光光学系
３と色分割ミラーＡ１７ａにより波長分割され異なる機
能を持つ２種の光分析測定装置Ａ，Ｂ：５ａ、５ｂの視
野絞り１Ａ、１Ｂ：１６ａ，１６ｂに各々結像する。
に基づく実施の形態３及び実施例３を示し、測定光源で
ある測定対象物１から発した被測定光２は、集光光学系
３と色分割ミラーＡ１７ａにより波長分割され異なる機
能を持つ２種の光分析測定装置Ａ，Ｂ：５ａ、５ｂの視
野絞り１Ａ、１Ｂ：１６ａ，１６ｂに各々結像する。
【００３０】視野絞り１Ａ、１Ｂ：１６ａ，１６ｂは金
属もしくは樹脂でできており、反射面は後に再投影しア
レイセンサ上で信号に変換するための投影波長の１／１
０以下のＲＭＳの粗さに仕上げられており、散乱光より
も正反射光強度が高い構成となっている。
属もしくは樹脂でできており、反射面は後に再投影しア
レイセンサ上で信号に変換するための投影波長の１／１
０以下のＲＭＳの粗さに仕上げられており、散乱光より
も正反射光強度が高い構成となっている。
【００３１】視野絞り１Ａ、１Ｂ：１６ａ，１６ｂを透
過した光は光分析装置Ａ，Ｂ：５ａ，５ｂにより分析さ
れるが、視野絞り１Ａ、１Ｂ：１６ａ，１６ｂを反射し
た反射光は再び色分割ミラーＡ１７ａにより合成され、
集光光学系３を再び通過し、反射光の一部を折り返しミ
ラー７により分岐し、色分割ミラーＡ１７ａとほぼ同様
な特性を持つ色分割ミラーＢ１７ｂにて再度波長分割
し、第2集光光学系：８により各々の波長にて１次元も
しくは２次元のアレイセンサＡ，Ｂ１０ａ，１０ｂ上に
再結像させる。
過した光は光分析装置Ａ，Ｂ：５ａ，５ｂにより分析さ
れるが、視野絞り１Ａ、１Ｂ：１６ａ，１６ｂを反射し
た反射光は再び色分割ミラーＡ１７ａにより合成され、
集光光学系３を再び通過し、反射光の一部を折り返しミ
ラー７により分岐し、色分割ミラーＡ１７ａとほぼ同様
な特性を持つ色分割ミラーＢ１７ｂにて再度波長分割
し、第2集光光学系：８により各々の波長にて１次元も
しくは２次元のアレイセンサＡ，Ｂ１０ａ，１０ｂ上に
再結像させる。
【００３２】このときのアレイセンサＡ１０ａの信号に
は光分析装置Ａ：５ａの視野絞り１Ａ：１６ａ上で結像
された像の再投影像が，アレイセンサＡ１０ｂの信号に
は光分析装置Ｂ：５ｂの視野絞り１Ｂ：１６ｂ上で結像
された像の再投影像が記録される。
は光分析装置Ａ：５ａの視野絞り１Ａ：１６ａ上で結像
された像の再投影像が，アレイセンサＡ１０ｂの信号に
は光分析装置Ｂ：５ｂの視野絞り１Ｂ：１６ｂ上で結像
された像の再投影像が記録される。
【００３３】この各々の信号には，各々の光分析装置視
野絞りの情報が含まれるため、測定光源である測定対象
物１の再投影像の出力プロファイル１１と視野絞り１６
ａ、１６ｂのスリット像１４ の相対位置を各々検出す
ることができる。
野絞りの情報が含まれるため、測定光源である測定対象
物１の再投影像の出力プロファイル１１と視野絞り１６
ａ、１６ｂのスリット像１４ の相対位置を各々検出す
ることができる。
【００３４】（実施の形態４）図４は本発明の請求項１
に基づく実施の形態４及び実施例４を示し、前記図３で
の色分割ミラーＢ１７ｂにて再度波長分割した光を、折
り返しミラー１７及び色分割ミラーＣ１７ｃにて被測定
光源の発散角以上の角度差をつけて再度合成し、第2集
光光学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる。
に基づく実施の形態４及び実施例４を示し、前記図３で
の色分割ミラーＢ１７ｂにて再度波長分割した光を、折
り返しミラー１７及び色分割ミラーＣ１７ｃにて被測定
光源の発散角以上の角度差をつけて再度合成し、第2集
光光学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる。
【００３５】このときのアレイセンサ１０の信号には光
分析装置Ａ：５ａの視野絞り１Ａ：１６ａ上で結像され
た再投影像出力プロファイルＡ：１１ａと視野絞り１
Ｂ：１６ｂ上で結像された再投影像出力プロファイル
Ｂ：１１ｂとが記録される。
分析装置Ａ：５ａの視野絞り１Ａ：１６ａ上で結像され
た再投影像出力プロファイルＡ：１１ａと視野絞り１
Ｂ：１６ｂ上で結像された再投影像出力プロファイル
Ｂ：１１ｂとが記録される。
【００３６】この各々の信号には，各々の光分析装置視
野絞りの情報が含まれるため、測定光源である測定対象
物１の再投影像の出力プロファイル１１と視野絞り１６
ａ、１６ｂのスリット像１４ の相対位置を１つのアレ
イセンサにて各々検出することができる。
野絞りの情報が含まれるため、測定光源である測定対象
物１の再投影像の出力プロファイル１１と視野絞り１６
ａ、１６ｂのスリット像１４ の相対位置を１つのアレ
イセンサにて各々検出することができる。
【００３７】（実施の形態５）図５は本発明の請求項５
に基づく実施の形態５及び実施例５を示し、光分析測定
装置５の視野絞り４から反射した反射光６が再び集光光
学系６を通過し、折り返しミラー７により分岐する。
に基づく実施の形態５及び実施例５を示し、光分析測定
装置５の視野絞り４から反射した反射光６が再び集光光
学系６を通過し、折り返しミラー７により分岐する。
【００３８】折り返しミラー７により反射された光は、
ハーフミラー１７により分割され、１方はハーフミラー
１７を透過する光と、もう１方は２つのハーフミラー１
７の反射面と反射ミラー１８より構成される像回転ミラ
ー１９により９０度視野回転した像となり、後ろ側のハ
ーフミラー１７により視野回転していない光と被測定光
源の発散角以上の角度差をつけて再度合成し、第2集光
光学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる。
ハーフミラー１７により分割され、１方はハーフミラー
１７を透過する光と、もう１方は２つのハーフミラー１
７の反射面と反射ミラー１８より構成される像回転ミラ
ー１９により９０度視野回転した像となり、後ろ側のハ
ーフミラー１７により視野回転していない光と被測定光
源の発散角以上の角度差をつけて再度合成し、第2集光
光学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる。
【００３９】このときのアレイセンサ１０の信号には光
分析装置５の視野絞り４上で結像された再投影像出力プ
ロファイル１１が直交する２方向のスリット像１４（Ａ
−Ａ、Ｂ−Ｂ断面）が記録される。
分析装置５の視野絞り４上で結像された再投影像出力プ
ロファイル１１が直交する２方向のスリット像１４（Ａ
−Ａ、Ｂ−Ｂ断面）が記録される。
【００４０】この各々の信号は，直交する２方向断面の
光分析装置視野絞りの情報が含まれるため、測定光源で
ある測定対象物１の再投影像の出力プロファイル１１と
視野絞り４のスリット像１４の相対位置を１つのアレイ
センサにて２方向に検出することができる。
光分析装置視野絞りの情報が含まれるため、測定光源で
ある測定対象物１の再投影像の出力プロファイル１１と
視野絞り４のスリット像１４の相対位置を１つのアレイ
センサにて２方向に検出することができる。
【００４１】（実施の形態６）図６は本発明の請求項
２、請求項６に基づく実施の形態６及び実施例６を示
し、実施の形態５にて用いた像回転ミラー１９により９
０度視野回転した像と視野回転していない光と被測定光
源の発散角以上の角度差をつけて再度合成し、第2集光
光学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる方式
を実施の形態２に適用した例である。
２、請求項６に基づく実施の形態６及び実施例６を示
し、実施の形態５にて用いた像回転ミラー１９により９
０度視野回転した像と視野回転していない光と被測定光
源の発散角以上の角度差をつけて再度合成し、第2集光
光学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる方式
を実施の形態２に適用した例である。
【００４２】このため、視野絞り４から反射した反射光
６が再び集光光学系６を通過し、折り返しミラー７によ
り分岐し反射された光をハーフミラー１７と反射ミラー
１８より構成される像回転ミラー１９により９０度視野
回転した像と視野回転がない像を被測定光源の発散角以
上の角度差をつけて再度合成し、第2集光光学系８によ
りアレイセンサ１０上に再結像させる方式としている。
６が再び集光光学系６を通過し、折り返しミラー７によ
り分岐し反射された光をハーフミラー１７と反射ミラー
１８より構成される像回転ミラー１９により９０度視野
回転した像と視野回転がない像を被測定光源の発散角以
上の角度差をつけて再度合成し、第2集光光学系８によ
りアレイセンサ１０上に再結像させる方式としている。
【００４３】（実施の形態７）図７は本発明の請求項
２、請求項６に基づく実施の形態７及び実施例７を示
し、実施の形態６での構成に加えて、入射光反射ミラー
２０とハーフミラー１７により測定光源である測定対象
物１からの入射光を被測定光源の発散角以上の角度差を
つけて、視野絞り４からの反射光に合成し、第2集光光
学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる方式と
した例である。
２、請求項６に基づく実施の形態７及び実施例７を示
し、実施の形態６での構成に加えて、入射光反射ミラー
２０とハーフミラー１７により測定光源である測定対象
物１からの入射光を被測定光源の発散角以上の角度差を
つけて、視野絞り４からの反射光に合成し、第2集光光
学系８によりアレイセンサ１０上に再結像させる方式と
した例である。
【００４４】このため、視野絞り４から反射した反射光
６が再び集光光学系６を通過し、折り返しミラー７によ
り分岐し反射された光をハーフミラー１７と反射ミラー
１８より構成される像回転ミラー１９により９０度視野
回転した像と視野回転がない像に加えて、測定対象物１
の直接投影像を第2集光光学系８によりアレイセンサ１
０上に再結像させ、スリットにて欠落した像情報も検出
する方式としている。
６が再び集光光学系６を通過し、折り返しミラー７によ
り分岐し反射された光をハーフミラー１７と反射ミラー
１８より構成される像回転ミラー１９により９０度視野
回転した像と視野回転がない像に加えて、測定対象物１
の直接投影像を第2集光光学系８によりアレイセンサ１
０上に再結像させ、スリットにて欠落した像情報も検出
する方式としている。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光分析測
定を行なう視野である視野絞りに投影される被測定光源
の像を再結像投影する方式としたため、再結像した像に
は被測定光源と測定エリア位置が含まれており、温度変
化、振動等の環境変化により集光光学系と光分析測定装
置視野絞りの相対位置が変化しても、前記の２つの集光
光学系から再結像される像の投影倍率が変化しないかぎ
りは、視野絞り面での被測定光源と被光分析エリアの相
対位置を正確に測定できる。
定を行なう視野である視野絞りに投影される被測定光源
の像を再結像投影する方式としたため、再結像した像に
は被測定光源と測定エリア位置が含まれており、温度変
化、振動等の環境変化により集光光学系と光分析測定装
置視野絞りの相対位置が変化しても、前記の２つの集光
光学系から再結像される像の投影倍率が変化しないかぎ
りは、視野絞り面での被測定光源と被光分析エリアの相
対位置を正確に測定できる。
【図１】本発明の実施の形態１による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図２】本発明の実施の形態２による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図３】本発明の実施の形態３による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図４】本発明の実施の形態４による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図５】本発明の実施の形態５による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図６】本発明の実施の形態６による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図７】本発明の実施の形態７による光測定エリア検出
装置の光路断面図
装置の光路断面図
【図８】従来の光測定エリア検出装置の光路断面図
【符号の説明】 １ 測定対象物 ２ 被測定光 ３ 集光光学系 ４ 視野絞りＣ ５ａ 光分析測定装置Ａ ５ｂ 光分析測定装置Ｂ ６ 反射光 ７ 折り返しミラー ８ 第２集光光学系 １０ アレイセンサ １１ 出力プロファイル １２ アレイ番号 １３ 光量 １４ スリット像 １５ ２次元アレイセンサ １６ａ 視野絞り１Ａ １６ｂ 視野絞り１Ｂ １７ 色分割ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−306143（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−110263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−32130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−138448（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/00 - 3/52 G01N 21/00 - 21/74 G02B 7/00
Claims (8)
- 【請求項１】 測定領域を特定するための視野絞りを有
し、視野絞りを透過する光を分光及びフィルターにより
分析を行なう装置であって、被測定光源からの光を集光
する集光光学系と、前記集光光学系による被測定光源の
結像面に設置し且つ光線入射面を鏡面状態とした視野絞
り面と、前記視野絞り面を透過する光を分析する分析部
と、前記視野絞りから正反射し且つ前記集光光学系を再
度透過し射出した正反射光の光束の一部を集光する第２
集光光学系と、前記第２集光光学系を透過し射出した光
を再度結像することにより前記視野絞り面での被測定光
源と視野絞り位置との相対位置を検出するアレイ型受光
素子輝度検出素子と、を有する光分析装置。 - 【請求項２】 測定領域を特定するための視野絞りを有
し、視野絞りを透過する光を分光及びフィルターにより
分析を行なう複数の異なる機能を有する装置であって、
被測定光源からの光を集光する集光光学系と、前記集光
光学系による被測定光源の結像面に設置し且つ光線入射
面を鏡面状態とした第２視野絞り面と、前記第２視野絞
り面を透過した光を波長分割して分波する分波ミラー
と、前記分波ミラーからの分波光をそれぞれ結像させる
各々の分波光集光光学系と、その各々の結像面に設置し
た各々の視野絞りと、前記各々の視野絞りを透過する光
を分析する各々の分析部と、前記第２視野絞りから正反
射し且つ前記集光光学系を再度透過し射出した正反射光
の光束の一部を集光する第２集光光学系と、前記第２集
光光学系を透過し射出した光を再度結像することにより
前記第２視野絞り面での被測定光源と視野絞り位置との
相対位置を検出するアレイ型受光素子輝度検出素子と、
を有する光分析装置。 - 【請求項３】 視野絞りから正反射し且つ集光光学系を
再度透過し射出した正反射光の光束の一部を、折り返し
ミラーと第２集光光学系とを用いて、１次元または２次
元のアレイ型受光素子面上に再度結合させることを特徴
とした請求項１記載の光分析装置。 - 【請求項４】 第２視野絞りから正反射し且つ集光光学
系を再度透過し射出した正反射光の光束の一部を、折り
返しミラーと第２集光光学系とを用いて、１次元または
２次元のアレイ型受光素子面上に再度結合させることを
特徴とした請求項２記載の光分析装置。 - 【請求項５】 正反射光を反射・透過の２つに分割する
第１ハーフミラーと、前記第１ハーフミラーより反射し
た光を反射するための反射ミラーと、前記反射ミラーの
反射光を再度前記第１ハーフミラーを透過した透過光と
を被測定光源照射視野角以上の角度差を有して合成する
第２ハーフミラーとで構成される像回転ミラーを、折り
返しミラーと第２集光光学系との間に設け、受光素子を
１次元アレイ型受光素子とし、前記像回転ミラーから射
出する視野方向が直交した２つの光束を前記第２集光光
学系にて１次元アレイ型受光素子に投影することを特徴
とした請求項３又は請求項４記載の光分析装置。 - 【請求項６】 正反射光を反射・透過の２つに分割する
第１ハーフミラーと、反射の方向余弦が直交する複数の
反射ミラーから構成され前記第１ハーフミラーより反射
した光の視野を９０度回転した像回転反射ミラー群と、
前記像回転反射ミラー群からの反射光と前記第１ハーフ
ミラーを透過した透過光とを被測定光源照射視野角以上
の角度差を有して再度合成する第２ハーフミラーとで構
成される像回転光学系を、折り返しミラーと第２集光光
学系との間に設け、受光素子を１次元アレイ型受光素子
とし、前記像回転光学系から射出する視野方向が直交し
た２つの光束を前記第２集光光学系にて１次元アレイ型
受光素子に投影することを特徴とした請求項３又は請求
項４記載の光分析装置。 - 【請求項７】 視野絞りの光線入射方向の面粗さの分散
値（ＲＭＳ）が、視野絞りからの正反射光を受光素子に
再結像させる光の波長の１／１０以下の鏡面状態を有す
ることを特徴とした請求項１記載の光分析装置。 - 【請求項８】 第２視野絞りの光線入射方向の面粗さの
分散値（ＲＭＳ）が、第２視野絞りからの正反射光を受
光素子に再結像させる光の波長の１／１０以下の鏡面状
態を有することを特徴とした請求項２記載の光分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28080698A JP3344328B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28080698A JP3344328B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 光分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000111404A JP2000111404A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3344328B2 true JP3344328B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=17630244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28080698A Expired - Fee Related JP3344328B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3344328B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4494606B2 (ja) | 2000-08-11 | 2010-06-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | 液体含有物質分析装置及び液体含有物質分析方法 |
| CN109541803B (zh) * | 2019-01-23 | 2023-08-29 | 歌尔光学科技有限公司 | 增强现实投影系统及头戴显示设备 |
-
1998
- 1998-10-02 JP JP28080698A patent/JP3344328B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000111404A (ja) | 2000-04-21 |
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