JP3446120B2 - 試料横置式ゴニオフォトメータ装置 - Google Patents

試料横置式ゴニオフォトメータ装置

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JP3446120B2 JP2000068138A JP2000068138A JP3446120B2 JP 3446120 B2 JP3446120 B2 JP 3446120B2 JP 2000068138 A JP2000068138 A JP 2000068138A JP 2000068138 A JP2000068138 A JP 2000068138A JP 3446120 B2 JP3446120 B2 JP 3446120B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の偏角絶対反射率測定
装置、すなわちゴニオフォトメータ装置に関し、詳しく
は測定サンプル試料横置式の新機構のゴニオフォトメー
タ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のゴニオフォトメータ装置の一般的
な構造を図4に示す。
【0003】(a)は基準光を測定するリファレンス測
定或は透過率測定時における、光源ランプ、分光器、試
料台(ステージ)、光の強度を計測する積分球を示す。
(b)は測定サンプルを試料台に載せてその反射率測定
時における、光源ランプ、分光器、試料台、積分球の配
置を示す。
【0004】試料台は通常は測定サンプル縦掛け式とな
っていて押え金具で測定サンプルを固定し、その台の下
部は角度割出回転テーブルとなっており、試料面と入射
面の角度を変えて透過率を測定する場合や、反射率を測
定する場合は容易に測定することができる構造である。
【0005】しかしながら、最近多く製造されるように
なった大型の測定サンプルの場合には、押え金具を外し
て、別の構造の押え金具を作成し使用するなどの方法を
取る必要があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
最近の測定サンプルの大型化に対応して、水平面を有す
るステージ、試料台を備えたゴニオフォトメータ装置を
提供することである。すなわち、試料台が水平面である
ときは、測定サンプルをその台に載せるとき、特に押え
金具を必要としない。その大型測定サンプルの広い面を
容易に移動させて、その全面の必要な点を測定できる。
押え金具がなくても固定できるので測定点の移動が容易
であるからである。しかし、試料台を水平にすると、分
光器と、それを受光する積分球の位置決めが複雑にな
る。それらを容易にする試料横置式ゴニオフォトメータ
装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の試料横置式ゴニオフォトメータ装置は、分
光器及びその光源ランプと、その分光器で狭波長帯に分
光され、その光が通過する光路を中心軸とした第1及び
第2の中空状回転機構部と、それぞれの回転機構部に取
付けられ、それぞれ独立して回転自在に回転する第1及
び第2の回転部材と、それら回転機構部の中心軸を通過
する光路の進行方向延長線上にあって、試料を載せる水
平面を設け、前記延長線がその水平面に接するように配
設され、中心部に光路穴を設けた試料台とを具備し、前
記第1の回転部材は、前記分光光路を前記光路穴を通過
して試料台の試料の一方の面側に導くため、その回転部
材の中に中空の光路トンネルを設け、分光光路をその光
路トンネルを通過させるための反射鏡を配設し、一方、
前記第2の回転部材は、前記第1の回転部材からの入射
光が前記試料を通過して反対側に透過する透過光、又は
前記試料から反射する反射光の強度を計測するため、前
記第2の回転機構部を回転させ、それらの光路の入射に
合せられる位置に積分球及びその受光器を配設し、試料
を水平面を設けた試料台に載せ、透過率測定時は、第1
の回転機構を回転させ、第1の回転部材の光路トンネル
からの光を前記試料の一方の側に入射し、その透過光を
第2の回転機構を回転させて、試料の反対側で第2の回
転部材の積分球に入射させて測定し、一方、反射率測定
時は、第2の回転機構を回転させて、前記試料の同一の
側で第2の回転部材の積分球に入射させて測定すること
を特徴とする。
【0008】また、前記回転機構部の中心軸を分光光路
を通過されるために、その回転機構部と前記分光器の中
間に配設した2個の反射鏡よりなる光路調整用反射鏡を
備えることを特徴とする。
【0009】また、前記第1の回転部材の光路トンネル
は、前記第1及び第2の中空状回転機構部の中心軸に沿
って入射する光を第1の反射鏡で外側への径方向に反射
させ、その光を軸から離れた所定の位置で第2の反射鏡
により反射させ、軸に平行な方向に進行させ、前記試料
台の光路穴に相当する位置で第3の反射鏡により曲折さ
せ偏光子を介して内側への径方向の光を進行させること
を特徴とする。
【0010】また、前記第1及び第2の中空状の回転機
構部はそれぞれ第1及び第2の角度割出用モータにより
角度調整されることを特徴とする。
【0011】また、前記分光器の分光照射スリット出口
には高次カットフィルタをモータで切換えるフィルタ切
換モータが備えていることを特徴とする。
【0012】また、前記分光器は回折格子の分光素子で
構成され、分光素子回転モータで光源に対し振動させて
いることを特徴とする。
【0013】また、第1及び第2の角度割出用モータ、
高次カットフィルタ切換モータ、分光素子回転モータの
調整と、第2の回転部材にある積分球・受光器の出力を
増幅する増幅器とを制御する制御部を備えることを特徴
とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
1、図2、図3に基づき説明する。図1は、本発明の試
料横置式ゴニオフォトメータ装置100の(a)透過率
測定と(b)反射率測定に際しての機構動作原理を説明
するための図である。
【0015】図2は本発明の試料横置式ゴニオフォトメ
ータ装置としての一実施例のブロック構成図を示す。
【0016】図3はその実施例の具体的な装置の構造図
を示す。
【0017】ここで、1は光源ランプ、1aは集光レン
ズ、2は分光器、2aはその分光出力側スリット、2b
は回折格子などの分光素子、2cは分光素子回転モータ
である。
【0018】3は試料を載せる試料台(ステージ)であ
る。その上面は水平面3aであり、台の中心部に光路穴
3bがあり、透過率測定のときはこの光路穴3bから試
料4に分光を入射させる。試料台3の上面は水平面3a
なので、試料4はその上で自由に移動できる。3cは図
3に示すような試料台3のステージ支持機構である。
【0019】5は入射した光の強度を計測する積分球及
び受光器部であり、5aはその増幅器を示す。
【0020】6,7はそれぞれ第1及び第2の中空状回
転機構部であり、6a,7aはそれらの回転させる第1
及び第2の角度割出モータである。いずれも回転機構部
6,7の中心は中空で、その中心軸は図2、図3に示す
ように分光光路になっている。
【0021】8は第1の回転部材であり、8aは3回曲
折した光路トンネルとなっている。まず第1の反射鏡8
bにより回転機構部6,7の中心軸に沿って入射する分
光光路は外側への径方向に反射させ、その光を軸から離
れた所定の位置で第2の反射鏡8cにより反射させ光を
軸に平行な方向に進行させ、次に試料台3の光路穴3b
に相当する位置で第3の反射鏡8dにより曲折させ、偏
光子8eを介して内側への径方向へ光を進行させ、光路
穴3bを通過して試料4に入射させる光路トンネル8a
を形成している。
【0022】9は第2の回転部材であり、第1の回転部
材8からの入射光が試料4を通過して反対側に透過する
透過光又は試料4から反射する反射光の強度を計測する
ため、第2の回転機構部7を回転させ、それらの光路の
入射に合せられる位置に積分球及び受光器を配設する。
【0023】10,11は、分光器2から出力する分光
光路と中空状回転機構部6,7の中心軸を分光光路にす
るための軸合せの光路調整用反射鏡である。
【0024】12は分光器2から出力する分光の高次成
分をカットするフィルタであり、12aはそのフィルタ
のカット周波数を調節するためのフィルタ切換モータで
ある。
【0025】14はゴニオフォトメータ装置100の制
御用パーソナルコンピュータであり、第1、第2の角度
割出モータ6a,7a、分光素子回転モータ2c、フィ
ルタ切換モータ12aなどを駆動し、その時の透過光或
は反射光の強度を積分球及び受光器5とその増幅器5a
を介した出力信号データの変化により前記各モータを制
御する。なお、15はモニターである。
【0026】次に、本発明の試料横置式ゴニオフォトメ
ータ装置100を使用した透過率の測定方法及び反射率
の測定方法を以下に説明する。
【0027】透過率の測定では、まず試料4(測定サン
プル)を試料台3(ステージ)の上に載せる。試料台上
部は水平面3aとなっているので、大面積試料4でも、
任意の位置を測定できる。測定したい試料の位置を光路
穴3bの上に合せるように移動させればよい。サンプル
押えバネは不要である。
【0028】次に、第1の角度割出モータ6aをパーソ
ナルコンピュータ14からコントローラ13を介して駆
動し、第1の中空状回転機構部6を回転させ、第1の回
転部材8の光路トンネル8a先端の光出力部から分光が
偏光子8eを通過し試料台3の中心部の光路穴3bをさ
らに通過し、試料4の下側面に入射するように回転位置
を調節する。
【0029】ここで、入射角θはパラメータとして所定
の角度に設定する。
【0030】次に、第2の角度割出モータ7aをパーソ
ナルコンピュータ14からコントローラ13を介して駆
動し第2の中空状回転機構部7を回転させ、第2の回転
部材9の先端にある積分球及び受光器5に、試料4の反
対面から透過した分光が入る回転位置に調整する。
【0031】このように調整されたときの第1の回転部
材(第1の角度割出アーム)8と第2の回転部材(第2
の角度割出アーム)9との関係位置を透過率測定に調整
された状態を図1(a)に示す。ここで、試料4に対す
る入射角はθとなっている。試料台3に試料4がないと
きは、リファレンス測定をすることができる。
【0032】いずれの場合も、積分球及び受光器5に入
射した分光は増幅器5aを介してコントローラ13を経
由し、パーソナルコンピュータ14にその出力データが
取込まれ、透過率も計算され、それらのデータはモニタ
ー15に表示されると共にメモリに記録される。
【0033】一方、反射率測定の場合は、第1の回転部
材(第1の角度割出アーム)8の操作は透過率測定の場
合と同様であるが、第2の回転部材(第2の角度割出ア
ーム)9は、試料4に分光を入射した面側に回転させ
て、その反射波を積分球及び受光器5に入射するよう回
転位置を調整する。
【0034】このように調整されたときの第1の回転部
材(第1の角度割出アーム)8と第2の回転部材(第2
の角度割出アーム)9との関係位置を反射率測定に調整
された状態を図1(b)に示す。ここで、試料4に対す
る入射角はθとなっている。
【0035】この場合も、積分球及び受光器5に入射し
た分光は増幅器5aを介してコントローラ13を経由
し、パーソナルコンピュータ14にその出力データが取
込まれ、内部のプログラムで反射率も計算され、それら
のデータはモニター15に表示されると共にメモリに記
録され、必要ならばプリント出力される。
【0036】
【発明の効果】本発明の試料横置式ゴニオフォトメータ
装置は以下に示すような効果を奏する。
【0037】試料測定サンプルを試料台の水平面に搭載
できる横置式であるので、その試料測定サンプルの表面
の任意の全面にわたる測定に際して、その水平面上を移
動させることが容易であり、その都度サンプル押えバネ
で押え直す必要がない。
【0038】また、試料測定サンプルの表面積が大型化
しているが、押えバネを必要としないので、大形の押え
バネのある試料台に変更、交換する必要がない。大型試
料測定サンプルでも、それを試料台の平行面に載せて容
易にそれを移動させ、固定しなくても測定できる装置と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の試料横置式ゴニオフォトメータ装置の
機構動作原理図である。
【図2】本発明の装置のブロック構成図である。
【図3】本発明の装置の具体的な構成図である。
【図4】本発明の装置の機構動作の説明図である。
【符号の説明】
1 光源ランプ 1a 集光レンズ 2 分光器 2a スリット 2b 分光素子 2c 分光素子回転モータ 3 試料台、ステージ 3a 水平面 3b 光路穴 3c ステージ支持機構 4 試料、測定サンプル 5 積分球及び受光器 5a 増幅器 6 第1の中空状回転機構部 6a 第1の角度割出モータ 7 第2の中空状回転機構部 7a 第2の角度割出モータ 8 第1の回転部材(第1の角度割出アーム) 8a 光路トンネル 8b,8c,8d 第1、第2、第3の反射鏡 8e 偏光子 9 第2の回転部材(第2の角度割出アーム) 10,11 光路調整用反射鏡 12 高次カットフィルタ 12a フィルタ切換モータ 13 コントローラ 14 ゴニオフォトメータ装置制御用パーソナルコン
ピュータ 15 モニター、表示装置 100 試料横置式ゴニオフォトメータ装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01N 21/55 G01N 21/55 21/59 21/59 Z (56)参考文献 特開 平10−253527(JP,A) 特開 平11−237333(JP,A) 特開 平7−120385(JP,A) 特開 平5−79948(JP,A) 特開 昭63−215923(JP,A) 特開 昭63−215924(JP,A) 特開 平11−183320(JP,A) 特開 平4−319646(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分光器及びその光源ランプと、 その分光器で狭波長帯に分光され、その光が通過する光
    路を中心軸とした第1及び第2の中空状回転機構部と、 それぞれの回転機構部に取付けられ、それぞれ独立して
    回転自在に回転する第1及び第2の回転部材と、 それら回転機構部の中心軸を通過する光路の進行方向延
    長線上にあって、試料を載せる水平面を設け、前記延長
    線がその水平面に接するように配設され、中心部に光路
    穴を設けた試料台とを具備し、 前記第1の回転部材は、前記分光光路を前記光路穴を通
    過して試料台の試料の一方の面側に導くため、その回転
    部材の中に中空の光路トンネルを設け、分光光路をその
    光路トンネルを通過させるための反射鏡を配設し、 一方、前記第2の回転部材は、前記第1の回転部材から
    の入射光が前記試料を通過して反対側に透過する透過
    光、又は前記試料から反射する反射光の強度を計測する
    ため、前記第2の回転機構部を回転させ、それらの光路
    の入射に合せられる位置に積分球及びその受光器を配設
    し、 試料を水平面を設けた試料台に載せ、透過率測定時は、
    第1の回転機構を回転させ、第1の回転部材の光路トン
    ネルからの光を前記試料の一方の側に入射し、その透過
    光を第2の回転機構を回転させて、試料の反対側で第2
    の回転部材の積分球に入射させて測定し、 一方、反射率測定時は、第2の回転機構を回転させて、
    前記試料の同一の側で第2の回転部材の積分球に入射さ
    せて測定することを特徴とする試料横置式ゴニオフォト
    メータ装置。
  2. 【請求項2】 前記回転機構部の中心軸を分光光路を通
    過されるために、その回転機構部と前記分光器の中間に
    配設した2個の反射鏡よりなる光路調整用反射鏡を備え
    ることを特徴とする請求項1記載の試料横置式ゴニオフ
    ォトメータ装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の回転部材の光路トンネルは、
    前記第1及び第2の中空状回転機構部の中心軸に沿って
    入射する光を第1の反射鏡で外側への径方向に反射さ
    せ、その光を軸から離れた所定の位置で第2の反射鏡に
    より反射させ、軸に平行な方向に進行させ、前記試料台
    の光路穴に相当する位置で第3の反射鏡により曲折させ
    偏光子を介して内側への径方向の光を進行させることを
    特徴とする請求項1又は2記載の試料横置式ゴニオフォ
    トメータ装置。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2の中空状の回転機構部
    はそれぞれ第1及び第2の角度割出用モータにより角度
    調整されることを特徴とする請求項1,2又は3記載の
    試料横置式ゴニオフォトメータ装置。
  5. 【請求項5】 前記分光器の分光照射スリット出口には
    高次カットフィルタをモータで切換えるフィルタ切換モ
    ータが備えていることを特徴とする請求項4記載の試料
    横置式ゴニオフォトメータ装置。
  6. 【請求項6】 前記分光器は回折格子の分光素子で構成
    され、分光素子回転モータで光源に対し振動させている
    ことを特徴とする請求項5記載の試料横置式ゴニオフォ
    トメータ装置。
  7. 【請求項7】 第1及び第2の角度割出用モータ、高次
    カットフィルタ切換モータ、分光素子回転モータの調整
    と、第2の回転部材にある積分球・受光器の出力を増幅
    する増幅器とを制御する制御部を備えることを特徴とす
    る請求項6記載の試料横置式ゴニオフォトメータ装置。
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