JPH07128136A - 光学的測定装置 - Google Patents

光学的測定装置

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JPH07128136A
JPH07128136A JP29281693A JP29281693A JPH07128136A JP H07128136 A JPH07128136 A JP H07128136A JP 29281693 A JP29281693 A JP 29281693A JP 29281693 A JP29281693 A JP 29281693A JP H07128136 A JPH07128136 A JP H07128136A
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JP
Japan
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light
output
optical
filters
detection element
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Pending
Application number
JP29281693A
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English (en)
Inventor
Isao Hishikari
功 菱刈
Takao Shimizu
孝雄 清水
Hiromichi Omiya
弘道 大宮
Toshio Takahashi
敏男 高橋
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.)
Chino Corp
Original Assignee
Chino Corp
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動的に出力の補正を行い常に正しい出力が得
られる光学的測定装置を提供する。 【構成】回転セクタ3は所定の波長の光を透過するフィ
ルタ41〜45を有し、光源1からの光をフィルタを介
して測定対象5に投光する。非測定時、回転セクタ3の
フィルタ41〜45、光ファイバ8を介し集光した光
は、検出素子6に入射する。この検出素子6の出力のう
ち光ファイバ8についての出力に基いて測定対象につい
ての出力の補正演算を演算手段7で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、測定対象の性状を測
定する光学的測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】測定対象に所定の波長の光を投光し、そ
の反射光や、透過光から材質、厚さ、成分、水分等を測
定する光学的測定装置が知られている。これには、光源
や、検出素子、各種光学部品を用いるため、経時、経年
変化が発生しやすい。このため、従来、測定対象に代
え、定期的にチェッカー板を測定することで、ゼロ点や
スパン点の補正を人為的に行い装置の校正を行なってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人為的
に校正を行なおうとすると、手数を多く必要とし、煩雑
であり、また、どの程度の測定誤差があるのか常時知る
ことができず、正しい測定が行われているかどうかも分
りにくく、校正の最適時期も分りにくく、測定誤差を招
くおそれがあった。
【0004】この発明の目的は、以上の点に鑑み、自動
的に出力の補正を行い、常に正しい出力が得られるよう
にした光学的測定装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、所定の波長
の光を透過するフィルタを有し光源からの光をフィルタ
を介して測定対象に投光する投光手段と、測定しないと
き投光手段からの光または光源からの光を集光する集光
手段と、測定対象からの光または前記集光手段で集光さ
れフィルタを透過した光を検出する検出素子と、この検
出素子の出力のうち集光手段についての出力に基いて測
定対象についての出力の補正演算を行う演算手段とを備
えるようにした光学的測定装置である。
【0006】
【実施例】図1(a)、(b)は、この発明の一実施例
を示す構成説明図である。
【0007】図において、投光ランプのような光源1か
ら放射される放射エネルギー光はレンズ21で集光さ
れ、モータMで回転する回転セクタ(チョッパ)3に集
光する。この光等の切換ないし投光手段としての回転セ
クタ3には、異なった透過波長をもつフィルタ41、4
2、43、44、45が載置されている。光源1の光
は、各フィタ41〜45を透過し、所定の波長の光とし
て反射鏡22、投光用のレンズ23を介し、測定対象5
に投光され、また、光源1の光は各フィタ41〜45の
ない遮蔽部の部分では投光されず、遮断される。測定対
象5からの反射した光は、凹面鏡24で集光され、凸面
鏡25等の光学手段で検出素子6に入射する。この検出
素子6の出力はμcpuのような演算手段7で後述する
所定の演算が行なわれる。この回転セクタ3のフィルタ
41〜45が光源1の光軸上の投光位置からずれた位置
に来たとき、光源1の光はフィルタ41〜45を介し投
光軸からずれた位置にある光ファイバ8の一端81で集
光され、検出素子6へ測定光を導く凸面鏡25の中央に
設けられた他端82から検出素子6に入射される。ま
た、上記フィルタ41〜45、遮蔽部等に対応した回転
セクタ3の各開孔31は、光インタラプタのような投受
光素子をもつ同期検出器9で検出され、演算手段7に出
力され、検出素子6の信号をサンプリングホールドする
ような信号の取り込みに用いられる。
【0008】つまり、測定時、光源1からの光は、回転
セクタ3の各フィルタ41〜45を順次透過し、測定対
象5に投光され、その反射光は、検出素子6で検出さ
れ、同期検出器9の同期信号を用いて図2で示すような
出力Eiが時刻t1,…でサンプリングされ、演算手段
7で分離され、各波長についての信号を得て、その比等
を演算することで測定対象5の性状を測定している。
【0009】他方、非測定時、回転セクタ3のフィルタ
41〜45が光源1の光軸上の投光位置からずれ測定し
ない位置に来たときは、測定対象5へ投光されるべき光
のもれ光が、ずれた位置にある光ファイバ8に入射して
集光され、検出素子6に入射して検出され図2で示すよ
うな出力Ecが時刻t1´…で取り込まれる。時刻t1
´…は、時刻t1…より所定時間Δt分遅れて取り込ま
れるようにする。この各フィルタ41〜45を透過し、
集光手段としての光ファイバ8からの測定対象5を反射
しない各波長の光についての検出素子6の出力やその変
化量に基いて、測定対象5についての各波長に対応した
出力の補正演算を演算手段7で行う。このことにより、
レンズ21等の光学系や、光源1の光量の変化や、検出
素子6の感度変化が検出されて、その補正が自動的に行
なわれ、常に正しい出力が得られることになる。
【0010】たとえば、補正前の測定対象5からの各波
長についての検出素子6の出力をEi´、集光手段8か
らの各波長の光についての出力をEcとすれば、各波長
につき次式のような補正演算を行い、正しい出力Eiが
得られる。
【0011】 Ei=Ei´・f(Ec) (1) ここではfは、実験等で求めた任意の関数で、たとえば
出力EcがEc+ΔEcと変動したとき、その相対値
(Ec+ΔEc)/Ecの逆関数のようなものが考えら
れ、次式となる。
【0012】 Ei=Ei´/[(Ec+ΔEc)/Ec] (2) なお、以上の例では、これらの各波長の出力について補
正を加えているが、総合演算結果に対する補正も可能
で、補正関数は最適なものを選択すればよい。また、上
記補正の時期は、常時行ってもよいし、平均演算した
り、所定時間毎に行うなどしてもよい。さらに、以上、
反射形の装置について説明したが透過形でも同様であ
る。また、光ファイバ8の位置は任意の位置でよく、そ
れ以外の光ロッドのようなものでもよい。
【0013】図3(a)、(b)は、この発明の他の一
実施例を示す構成説明図で、図1と同一符号は同等の構
成要素である。
【0014】図において、投光ランプのような光源1か
ら放射される放射エネルギー光はレンズ21で集光さ
れ、モータMで回転する回転セクタ(チョッパ)3に集
光する。この光等の切換ないし投光手段としての回転セ
クタ3には、異なった透過波長をもつフィルタ41、4
2、43、44、45が載置されている。各フィタ41
〜45を透過した所定の波長の光が反射鏡22、投光用
のレンズ23を介し、測定対象5に投光され、また、光
源1の光は各フィタ41〜45のない部分では投光され
ず、遮断される。測定対象5からの反射した光は、凹面
鏡24で集光され、凸面鏡25等の光学手段で検出素子
6に入射しカセグレン光学系の受光系を構成している。
この検出素子6の出力はμcpuのような演算手段7で
後述する所定の演算が行なわれる。また、回転セクタ3
には各フィルタ41〜45等に対応した位置を検出する
ための複数の開孔31が設けられ、また、各フィルタ4
1〜45等と180度離れた位置は光源1の光を透過し
ない遮蔽部とされている。各開孔31はこのフィルタの
ない位置にも設けられ、その遮断位置も検出する。この
回転セクタ3の遮蔽部が光源1の光軸上の投光位置に来
たとき、光源1の光は第1の光ファイバ8Aの一端81
で集光され、他端82から、回転セクタ3の180度離
れた他のフィルタ41〜45を介し、第2の光ファイバ
8Bに伝達する。この第2の光ファイバ8Bの一端83
に入射した光は、検出素子6へ測定光を導く凸面鏡25
の中央に設けられた他端84から検出素子6に入射され
る。また、上記回転セクタの各開孔40は、光インタラ
プタのような投受光素子をもつ同期検出器9で検出さ
れ、演算手段7に出力される。
【0015】つまり、測定時、光源1からの光は、回転
セクタ3の各フィルタ41〜45を順次透過し、測定対
象5に投光され、その反射光は、検出素子6で検出さ
れ、同期検出器9の同期信号を用いて演算手段7で分離
され、各波長についての信号を得て、その比等を演算す
ることで測定対象5の性状を測定している。
【0016】他方、非測定時、回転セクタ3の遮蔽部が
光源1の光軸上の投光位置に来た測定しないときは、測
定対象5へ投光される光は遮断され、このとき光ファイ
バ8Aに入射して集光され、このとき回転セクタ3の1
80度離れたフィルタ41〜45を介し、もう一方の光
ファイバ8Bに光が伝達され、検出素子6に入射して検
出される。この集光手段としての光ファイバ8A、8
B、各フィルタ41〜45を透過し、測定対象5を反射
しない各波長の光についての検出素子6の出力やその変
化量に基いて、測定対象5についての各波長に対応した
出力の補正演算を演算手段7で行う。このことにより、
レンズ21等の光学系や、光源1の光量の変化や、検出
素子6の感度変化が検出されて、前述の(1)、(2)
式のような演算を行い、その補正が自動的に行なわれ、
常に正しい出力が得られることになる。
【0017】なお、光ファイバ8A,8Bの位置は任意
の位置でよく、それ以外の光ロッドのようなものでもよ
い。
【0018】
【発明の効果】この発明は、回転セクタのような切換な
いし投光手段のフィルタで光源の光を透過させて測定対
象へ投光させる他に、光源の光をフィルタ、集光手段を
介し、検出素子で検出して、これにより、各フィルタに
ついての出力の補正を行うようにしているので、光源の
光量変化や、検出素子の感度変化に対し、リアルタイム
で自動的に補正でき、常に高精度で安定した測定が可能
となる。また、光ファイバを利用して検出素子に入射さ
せるようにすれば、光路のとり方は任意となり、小型化
が図れる。また、投光手段として回転セクタを用いれ
ば、余分な駆動装置の付加は不要となり、光ファイバの
光路を、この回転セクタで断続し伝送することができ
る。また、カセグレン光学系のような受光系の場合、検
出素子に光を導く凸面鏡のような光学手段の中央位置に
光ファイバの他端を設けて検出素子に光を入射させる
と、ハーフミラーのような余分の部品は不要で、光学的
に使用しない部分を利用でき、小型のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図2】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図3】この発明の他の一実施例を示す構成説明図であ
る。
【符号の説明】 1 光源 3 回転セクタ 41、42、43、44、45 フィルタ 5 測定対象 6 検出素子 7 演算手段 8、8A、8B 光ファイバ 9 同期検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 敏男 東京都板橋区熊野町32番8号 株式会社チ ノー内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の波長の光を透過するフィルタを有し
    光源からの光をフィルタを介して測定対象に投光する投
    光手段と、投光手段からの光または光源からの光を集光
    する集光手段と、測定対象からの光または前記フィルタ
    を透過し集光手段で集光された光を検出する検出素子
    と、この検出素子の出力のうち集光手段についての出力
    に基いて測定対象についての出力の補正演算を行う演算
    手段とを備えたことを特徴とする光学的測定装置。
  2. 【請求項2】前記集光手段として光ファイバを用いたこ
    とを特徴とする請求項1記載の光学的測定装置。
  3. 【請求項3】前記集光手段の他端は検出素子へ光を導く
    光学手段に設けられたことを特徴とする請求項1または
    請求項2記載の光学的測定装置。
JP29281693A 1993-10-28 1993-10-28 光学的測定装置 Pending JPH07128136A (ja)

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