JPH0588052A - 計測器用光源装置 - Google Patents
計測器用光源装置Info
- Publication number
- JPH0588052A JPH0588052A JP27310691A JP27310691A JPH0588052A JP H0588052 A JPH0588052 A JP H0588052A JP 27310691 A JP27310691 A JP 27310691A JP 27310691 A JP27310691 A JP 27310691A JP H0588052 A JPH0588052 A JP H0588052A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light
- light source
- measuring instrument
- optical fiber
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小型コンパクトで効率的な計測器用の照明光
源装置を提供する。 【構成】 楕円ミラー52と、楕円ミラーの焦点Ｆ1 に配
置した光源ランプ１と、光源ランプよりの照射光の楕円
ミラーによる集束光Ｒを直角方向に反射する平面ミラー
53と、楕円ミラーの焦点Ｆ1 に共役した共役焦点Ｆ2 に
相当する焦点Ｆ2′の直前に設けられ、平面ミラーによ
り反射された集束光をほぼ平行な入射光Ｐに変換する凹
レンズ54、および凹レンズの出力側に設けられ、入射光
を入射して計測器３に供給する光ファイバー２とにより
構成される。 【効果】 光源ランプは小型で小パワーのものを使用
し、また楕円ミラーと凹レンズとして焦点距離の小さい
ものを使用することにより、小型コンパクトに構成さ
れ、計測器の小型軽量化に寄与する。
源装置を提供する。 【構成】 楕円ミラー52と、楕円ミラーの焦点Ｆ1 に配
置した光源ランプ１と、光源ランプよりの照射光の楕円
ミラーによる集束光Ｒを直角方向に反射する平面ミラー
53と、楕円ミラーの焦点Ｆ1 に共役した共役焦点Ｆ2 に
相当する焦点Ｆ2′の直前に設けられ、平面ミラーによ
り反射された集束光をほぼ平行な入射光Ｐに変換する凹
レンズ54、および凹レンズの出力側に設けられ、入射光
を入射して計測器３に供給する光ファイバー２とにより
構成される。 【効果】 光源ランプは小型で小パワーのものを使用
し、また楕円ミラーと凹レンズとして焦点距離の小さい
ものを使用することにより、小型コンパクトに構成さ
れ、計測器の小型軽量化に寄与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種の計測器に使用
する光源装置に関する。
する光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体製品の検査装置において
は、光の波長オーダーの微小な距離または間隔を計測す
る場合があり、このために干渉計による計測器が使用さ
れている。この場合、対象物も通常大きさが小さいので
これに対応して計測器は小型コンパクトのものが必要と
され、その光源としてもこれに見合った小型のものが要
求されている。この場合、計測器の軽量化のためや、取
り付け位置の関係などで光源と計測器の間を光ファイバ
ーで接続する方法が行われている。なお、干渉計は使用
する光源の波長を単位としてその数分の１を計測するの
で、紫外線などの短い波長の光源を必要とする場合があ
る。
は、光の波長オーダーの微小な距離または間隔を計測す
る場合があり、このために干渉計による計測器が使用さ
れている。この場合、対象物も通常大きさが小さいので
これに対応して計測器は小型コンパクトのものが必要と
され、その光源としてもこれに見合った小型のものが要
求されている。この場合、計測器の軽量化のためや、取
り付け位置の関係などで光源と計測器の間を光ファイバ
ーで接続する方法が行われている。なお、干渉計は使用
する光源の波長を単位としてその数分の１を計測するの
で、紫外線などの短い波長の光源を必要とする場合があ
る。
【０００３】図２は紫外線を多量に含む水銀ランプを光
源とする、従来の計測器用照明光源装置の例を示す。
(a) は基本構成で、水銀ランプ光源１の照射光は、その
一部が光ファイバー２により計測器３に供給される。こ
の場合は、照射光の大部分は無駄に発散されて効率がは
なはだ低い。これに対して、(b) においては凹面ミラー
４を設け、その反射光Ｒを集光して光ファイバー２に入
射するので効率を高くすることができる。
源とする、従来の計測器用照明光源装置の例を示す。
(a) は基本構成で、水銀ランプ光源１の照射光は、その
一部が光ファイバー２により計測器３に供給される。こ
の場合は、照射光の大部分は無駄に発散されて効率がは
なはだ低い。これに対して、(b) においては凹面ミラー
４を設け、その反射光Ｒを集光して光ファイバー２に入
射するので効率を高くすることができる。
【０００４】さて、光ファイバーには入射光の入射角に
対する公知の特性がある。図２(c)において、光ファイ
バーの端面21に対する入射角をθとするとき、入射角θ
がある限度を越えると、端面21における反射損が生じ、
また光ファイバーの側面22に対する入射角θ′が臨界角
以下となって外部に漏れるため、両者により減衰する。
この減衰割合は光の波長λに依存するもので、図の曲線
は入射光量に対する相対透過光量の例を示し、波長λが
短い紫外線は約１０°で減衰をはじめ、また長い赤外線
は約３０°以上で減衰する。再び図２(b) において、光
ファイバー２に対して反射光Ｒを良好に入射するには、
光源１を楕円ミラーの球中心Ｃと焦点Ｆの中間に配置し
て入射角θを小さくし、これが光ファイバー２の端面21
の大きさに集束する距離Ｌの位置に端面21を配置するこ
とが必要である。
対する公知の特性がある。図２(c)において、光ファイ
バーの端面21に対する入射角をθとするとき、入射角θ
がある限度を越えると、端面21における反射損が生じ、
また光ファイバーの側面22に対する入射角θ′が臨界角
以下となって外部に漏れるため、両者により減衰する。
この減衰割合は光の波長λに依存するもので、図の曲線
は入射光量に対する相対透過光量の例を示し、波長λが
短い紫外線は約１０°で減衰をはじめ、また長い赤外線
は約３０°以上で減衰する。再び図２(b) において、光
ファイバー２に対して反射光Ｒを良好に入射するには、
光源１を楕円ミラーの球中心Ｃと焦点Ｆの中間に配置し
て入射角θを小さくし、これが光ファイバー２の端面21
の大きさに集束する距離Ｌの位置に端面21を配置するこ
とが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように光源１と
凹面ミラー４および光ファイバー２の端面21の位置関係
を定めるときは、凹面ミラー４と端面21の距離Ｌが非常
に長くなって光源装置は全体として大きくなり、前記の
小型化にそぐわない。ただし、距離Ｌを短縮するために
焦点距離のより短い凹面ミラー４を使用するときは、入
射角θがかえって大きくなって目的に反する。これに対
して、小型コンパクトで効率的な光源装置が要請されて
いる。この発明は以上に鑑みてなされたもので、小型コ
ンパクトで効率的な計測器用の光源装置を提供すること
を目的とするものである。
凹面ミラー４および光ファイバー２の端面21の位置関係
を定めるときは、凹面ミラー４と端面21の距離Ｌが非常
に長くなって光源装置は全体として大きくなり、前記の
小型化にそぐわない。ただし、距離Ｌを短縮するために
焦点距離のより短い凹面ミラー４を使用するときは、入
射角θがかえって大きくなって目的に反する。これに対
して、小型コンパクトで効率的な光源装置が要請されて
いる。この発明は以上に鑑みてなされたもので、小型コ
ンパクトで効率的な計測器用の光源装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成した計測器用光源装置であって、楕円ミラーと、楕
円ミラーの焦点に配置した光源ランプと、光源ランプよ
りの照射光の楕円ミラーによる集束光を直角方向に反射
する平面ミラーと、楕円ミラーの上記の焦点に共役した
共役焦点に相当する位置の直前に設けられ、平面ミラー
により反射された集束光をほぼ平行な入射光に変換する
凹レンズ、および凹レンズの出力側に設けられ、入射光
を入射して計測器に供給する光ファイバーとにより構成
される。
達成した計測器用光源装置であって、楕円ミラーと、楕
円ミラーの焦点に配置した光源ランプと、光源ランプよ
りの照射光の楕円ミラーによる集束光を直角方向に反射
する平面ミラーと、楕円ミラーの上記の焦点に共役した
共役焦点に相当する位置の直前に設けられ、平面ミラー
により反射された集束光をほぼ平行な入射光に変換する
凹レンズ、および凹レンズの出力側に設けられ、入射光
を入射して計測器に供給する光ファイバーとにより構成
される。
【０００７】
【作用】上記の光源装置においては、楕円ミラーの焦点
に配置された光源ランプよりの照射光は楕円ミラーによ
り集束され、さらに平面ミラーにより直角方向に反射さ
れて共役焦点に相当する位置で集束する光路をとる。こ
の共役焦点に相当する位置の直前に設けられた凹面ミラ
ーにより、集束光は角度が開いてほぼ平行な入射光に変
換され、入射光は光ファイバーの端面に対して小さい入
射角で入射し、小さい反射損と減衰量で計測器に供給さ
れる。以上において、楕円ミラーにより光源の照射光が
効率的に集光されるので、光源ランプは小型で小パワー
のものを使用することができ、平面ミラーと凹レンズお
よび光ファイバーの端面の距離もまた小さくできるの
で、光源装置は小型コンパクト化される。
に配置された光源ランプよりの照射光は楕円ミラーによ
り集束され、さらに平面ミラーにより直角方向に反射さ
れて共役焦点に相当する位置で集束する光路をとる。こ
の共役焦点に相当する位置の直前に設けられた凹面ミラ
ーにより、集束光は角度が開いてほぼ平行な入射光に変
換され、入射光は光ファイバーの端面に対して小さい入
射角で入射し、小さい反射損と減衰量で計測器に供給さ
れる。以上において、楕円ミラーにより光源の照射光が
効率的に集光されるので、光源ランプは小型で小パワー
のものを使用することができ、平面ミラーと凹レンズお
よび光ファイバーの端面の距離もまた小さくできるの
で、光源装置は小型コンパクト化される。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示し、(a) は全
体構成図、(b) は部分図である。図１(a) において、光
源装置５は、適当な筐体51の内部に楕円ミラー52と水銀
ランプの光源１とが固定され、水銀ランプの発光部11が
楕円ミラーの焦点Ｆ1 の位置になるように配置する。水
銀ランプはできるだけ小型で小パワーのものでよい。次
に、一般的に楕円形は互いに共役する２つの焦点を有す
るもので、一方の焦点より出た光線は他方の焦点に集束
する。いま焦点Ｆ1 に対する共役焦点をＦ2 とし、図示
の位置に平面ミラー53を設け、共役焦点に相当する焦点
Ｆ2′に集束光Ｒを集束させる。焦点Ｆ2′の直前に石英
ガラスによる凹レンズ54を設け、その出力側に紫外領域
に対する減衰量の小さい光ファイバー２を配設して構成
される。光ファイバー２の他端は計測器３に接続され
る。
体構成図、(b) は部分図である。図１(a) において、光
源装置５は、適当な筐体51の内部に楕円ミラー52と水銀
ランプの光源１とが固定され、水銀ランプの発光部11が
楕円ミラーの焦点Ｆ1 の位置になるように配置する。水
銀ランプはできるだけ小型で小パワーのものでよい。次
に、一般的に楕円形は互いに共役する２つの焦点を有す
るもので、一方の焦点より出た光線は他方の焦点に集束
する。いま焦点Ｆ1 に対する共役焦点をＦ2 とし、図示
の位置に平面ミラー53を設け、共役焦点に相当する焦点
Ｆ2′に集束光Ｒを集束させる。焦点Ｆ2′の直前に石英
ガラスによる凹レンズ54を設け、その出力側に紫外領域
に対する減衰量の小さい光ファイバー２を配設して構成
される。光ファイバー２の他端は計測器３に接続され
る。
【０００９】図１(a) に(b) を併用して上記の照明光源
装置５の作用を説明する。光源１の発光部11より照射さ
れた多量の紫外線を含む照射光は、楕円ミラー52により
効率的に集束されて集束光Ｒとなり、さらに平面ミラー
53で反射され、反射された集束光Ｒ′は焦点Ｆ2′の位
置に集束する光路をとる。焦点Ｆ2′の直前に設けられ
た凹レンズ54により集束光Ｒ′は、(b) に示すようにほ
ぼ平行な入射光Ｐとなり、端面21に対して小さい入射角
θで入射する。入射光Ｐの紫外線成分は光ファイバー２
の小さい反射損と減衰量で良好に伝送されて計測器に供
給される。なお、凹レンズ54を石英ガラスとするのは、
紫外線を損失なく透過するためである。以上において、
楕円ミラー52と凹レンズ54として焦点距離が小さいもの
を使用すれば、楕円ミラー52と平面ミラー53および光フ
ァイバーの端面21の相互間の距離が小さくなり、光源装
置は全体として小型コンパクト化される。なお、上記の
構成は紫外線を必要とする計測器の場合であるが、可視
光または赤外線に対しては、光源１と凹レンズ54および
光ファイバー２をこれに見合ったもので構成すれば、上
記と同様な作用がえられることは言うまでもない。
装置５の作用を説明する。光源１の発光部11より照射さ
れた多量の紫外線を含む照射光は、楕円ミラー52により
効率的に集束されて集束光Ｒとなり、さらに平面ミラー
53で反射され、反射された集束光Ｒ′は焦点Ｆ2′の位
置に集束する光路をとる。焦点Ｆ2′の直前に設けられ
た凹レンズ54により集束光Ｒ′は、(b) に示すようにほ
ぼ平行な入射光Ｐとなり、端面21に対して小さい入射角
θで入射する。入射光Ｐの紫外線成分は光ファイバー２
の小さい反射損と減衰量で良好に伝送されて計測器に供
給される。なお、凹レンズ54を石英ガラスとするのは、
紫外線を損失なく透過するためである。以上において、
楕円ミラー52と凹レンズ54として焦点距離が小さいもの
を使用すれば、楕円ミラー52と平面ミラー53および光フ
ァイバーの端面21の相互間の距離が小さくなり、光源装
置は全体として小型コンパクト化される。なお、上記の
構成は紫外線を必要とする計測器の場合であるが、可視
光または赤外線に対しては、光源１と凹レンズ54および
光ファイバー２をこれに見合ったもので構成すれば、上
記と同様な作用がえられることは言うまでもない。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による光
源装置は、光源の照射光は楕円ミラーにより効率的に集
光されるので、光源ランプは小型で小パワーのものを使
用し、また楕円ミラーと凹レンズの焦点距離の小さいも
のを使用することにより、全体として小型コンパクトに
構成されたもので、半導体製品の検査装置に使用される
計測器の小型軽量化に寄与するところが大きい。
源装置は、光源の照射光は楕円ミラーにより効率的に集
光されるので、光源ランプは小型で小パワーのものを使
用し、また楕円ミラーと凹レンズの焦点距離の小さいも
のを使用することにより、全体として小型コンパクトに
構成されたもので、半導体製品の検査装置に使用される
計測器の小型軽量化に寄与するところが大きい。
【図１】 この発明の一実施例を示し、(a) は全体構成
図、(b) は部分図である。
図、(b) は部分図である。
【図２】 水銀ランプを光源とする従来の計測器用光源
装置の例を示し、(a) は基本構成図、(b) は基本構成に
対して凹面ミラー４を設けた場合の構成図、(c) は入射
角に対する光ファイバーの透過光量特性の説明図であ
る。
装置の例を示し、(a) は基本構成図、(b) は基本構成に
対して凹面ミラー４を設けた場合の構成図、(c) は入射
角に対する光ファイバーの透過光量特性の説明図であ
る。
１…光源、または水銀ランプ、11…水銀ランプの発光
部、２…光ファイバー、21…端面、22…側面、３…計測
器、４…凹面ミラー、５…この発明による計測器用光源
装置、51…筐体、52…楕円ミラー、53…平面ミラー、54
…凹レンズ、Ｌ…距離、λ…波長、Ｒ…反射光または集
束光、Ｒ′…集束光、Ｐ…入射光、Ｆ1 …楕円ミラーの
焦点、Ｆ2,Ｆ2′…共役焦点、θ…入射角。
部、２…光ファイバー、21…端面、22…側面、３…計測
器、４…凹面ミラー、５…この発明による計測器用光源
装置、51…筐体、52…楕円ミラー、53…平面ミラー、54
…凹レンズ、Ｌ…距離、λ…波長、Ｒ…反射光または集
束光、Ｒ′…集束光、Ｐ…入射光、Ｆ1 …楕円ミラーの
焦点、Ｆ2,Ｆ2′…共役焦点、θ…入射角。
Claims (1)
- 【請求項１】 楕円ミラーと、該楕円ミラーの焦点に配
置した光源ランプと、該光源ランプよりの照明光の該楕
円ミラーによる集束光を直角方向に反射する平面ミラー
と、前記楕円ミラーの前記焦点に共役した共役焦点に相
当する位置の直前に設けられ、前記平面ミラーにより反
射された集束光をほぼ平行な入射光に変換する凹レン
ズ、および該凹レンズの出力側に設けられ、該入射光を
入射して計測器に供給する光ファイバーとにより構成さ
れたことを特徴とする、計測器用光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27310691A JPH0588052A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 計測器用光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27310691A JPH0588052A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 計測器用光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0588052A true JPH0588052A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17523221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27310691A Pending JPH0588052A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 計測器用光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0588052A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0793125A1 (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-03 | General Electric Company | Low numerical aperture, multiple port light coupling arrangement |
| WO2000067057A1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Cogent Light Technologies, Inc. | Improved coupling of light from a small arc lamp to a larger target |
| KR20160027747A (ko) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | 주식회사 엠피콤 | 단파장 양방향 광송수신모듈 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP27310691A patent/JPH0588052A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0793125A1 (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-03 | General Electric Company | Low numerical aperture, multiple port light coupling arrangement |
| US5826963A (en) * | 1996-02-27 | 1998-10-27 | General Electric Company | Low angle, dual port light coupling arrangement |
| US5927849A (en) * | 1996-02-27 | 1999-07-27 | General Electric Company | Low angle, dual port light coupling arrangement |
| WO2000067057A1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Cogent Light Technologies, Inc. | Improved coupling of light from a small arc lamp to a larger target |
| KR20160027747A (ko) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | 주식회사 엠피콤 | 단파장 양방향 광송수신모듈 |
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