JPH08210975A - 反射光測定装置 - Google Patents
反射光測定装置Info
- Publication number
- JPH08210975A JPH08210975A JP3613295A JP3613295A JPH08210975A JP H08210975 A JPH08210975 A JP H08210975A JP 3613295 A JP3613295 A JP 3613295A JP 3613295 A JP3613295 A JP 3613295A JP H08210975 A JPH08210975 A JP H08210975A
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- JP
- Japan
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- reflected light
- sample
- detector
- light
- measuring device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 種々の反射方向の光の強度を定量的にかつ精
度良く測定する。 【構成】 ステージ１６がＸＹＺの３方向に直線移動可
能で、かつ、ψ方向に回転可能であり、ステージ１６に
載置された試料２０の表面に単色光が照射される。ステ
ージ１６の近傍には、端部に検出器１２が取り付けられ
たアーム１４が配置され、アーム１４はθ,φの二方向
に独立に回転可能であって、照射点を中心とする半球面
上の任意の位置に検出器１２を置くことができる。
度良く測定する。 【構成】 ステージ１６がＸＹＺの３方向に直線移動可
能で、かつ、ψ方向に回転可能であり、ステージ１６に
載置された試料２０の表面に単色光が照射される。ステ
ージ１６の近傍には、端部に検出器１２が取り付けられ
たアーム１４が配置され、アーム１４はθ,φの二方向
に独立に回転可能であって、照射点を中心とする半球面
上の任意の位置に検出器１２を置くことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学材料や、金属材
料、プラスチック材料、製紙材料などの表面の状態を光
学的手段によって測定し評価するための装置に関するも
のであり、更に詳しくは、前記の各種材料に光を照射し
て反射光強度を検出することにより、前記表面の形状を
調べたり疵の有無を検査したりするための反射光測定装
置に関する。
料、プラスチック材料、製紙材料などの表面の状態を光
学的手段によって測定し評価するための装置に関するも
のであり、更に詳しくは、前記の各種材料に光を照射し
て反射光強度を検出することにより、前記表面の形状を
調べたり疵の有無を検査したりするための反射光測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に、従来の反射光測定装置の一例を
示す。この反射光測定装置では、回転可能な円板状の試
料台底板５６の上に試料台５４が固定されており、試料
台５４には、第１モータ５１及び第２モータ５２が取り
付けられている。第１モータ５１は、試料６０を試料台
底板５６に平行な軸を中心として回転させ、第２モータ
は、試料６０をそれが保持されている面内で回転させ
る。試料台底板５６の外側にはランプハウス５８が配置
され、このランプハウス５８は、試料６０に光を照射す
るための第１光源５８ａと、試料台５４の下部に取り付
けられた参照白色板６２に光を照射するための第２光源
５８ｂとを備えており、第１光源５８ａを上下に移動さ
せることにより、試料６０における照射点の位置を変え
ることができるようになっている。試料６０及び参照白
色板６２からの反射光はともに所定位置に置かれた検出
器によって検出される。以上の構成により、試料６０の
任意の位置に任意の入射角で光を照射し、試料６０から
の反射光を参照白色板６２からの反射光（基準となる
光）とともに検出することができる。
示す。この反射光測定装置では、回転可能な円板状の試
料台底板５６の上に試料台５４が固定されており、試料
台５４には、第１モータ５１及び第２モータ５２が取り
付けられている。第１モータ５１は、試料６０を試料台
底板５６に平行な軸を中心として回転させ、第２モータ
は、試料６０をそれが保持されている面内で回転させ
る。試料台底板５６の外側にはランプハウス５８が配置
され、このランプハウス５８は、試料６０に光を照射す
るための第１光源５８ａと、試料台５４の下部に取り付
けられた参照白色板６２に光を照射するための第２光源
５８ｂとを備えており、第１光源５８ａを上下に移動さ
せることにより、試料６０における照射点の位置を変え
ることができるようになっている。試料６０及び参照白
色板６２からの反射光はともに所定位置に置かれた検出
器によって検出される。以上の構成により、試料６０の
任意の位置に任意の入射角で光を照射し、試料６０から
の反射光を参照白色板６２からの反射光（基準となる
光）とともに検出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の反射光測定
装置では、光の入射面内における正反射方向を中心とし
た所定範囲内の単一方向における反射光のみが検出され
る。この反射光によって得られる情報は、試料６０の表
面の一方向における性質に関するものであり、一つの入
射光に対して複数の反射方向における情報を得ることは
できない。この結果、従来は、試料表面における疵の方
向等の２次元的な情報を得ることができなかった。ま
た、従来の反射光測定装置では、一つの入射光に対して
一方向のみにおける反射光強度が測定されるため、その
測定結果は目視による観察結果とは非常に異なったもの
となることがあった。このため、例えば紙面や金属加工
面のような粗面を定量的に調べることが困難であった。
装置では、光の入射面内における正反射方向を中心とし
た所定範囲内の単一方向における反射光のみが検出され
る。この反射光によって得られる情報は、試料６０の表
面の一方向における性質に関するものであり、一つの入
射光に対して複数の反射方向における情報を得ることは
できない。この結果、従来は、試料表面における疵の方
向等の２次元的な情報を得ることができなかった。ま
た、従来の反射光測定装置では、一つの入射光に対して
一方向のみにおける反射光強度が測定されるため、その
測定結果は目視による観察結果とは非常に異なったもの
となることがあった。このため、例えば紙面や金属加工
面のような粗面を定量的に調べることが困難であった。
【０００４】これに対し、一つの入射光について種々の
方向の反射光の強度すなわち反射光強度の分布を調べる
ために、スクリーンに試料からの反射光を投射し、その
投射部分を観察するという方法がある。しかし、この方
法では反射光強度の分布を定量的に測定することはでき
ない。また、スクリーンの代わりに光ファイバー束を用
いて反射光を受け、各ファイバー毎に反射光強度を測定
することにより、反射光強度の分布を調べるという方法
も知られている。しかし、この方法では、反射光を受け
る光ファイバー束の各ファイバーの特性を全て同一にす
ることが困難であるため、精度の高い測定を行なうこと
はできない。
方向の反射光の強度すなわち反射光強度の分布を調べる
ために、スクリーンに試料からの反射光を投射し、その
投射部分を観察するという方法がある。しかし、この方
法では反射光強度の分布を定量的に測定することはでき
ない。また、スクリーンの代わりに光ファイバー束を用
いて反射光を受け、各ファイバー毎に反射光強度を測定
することにより、反射光強度の分布を調べるという方法
も知られている。しかし、この方法では、反射光を受け
る光ファイバー束の各ファイバーの特性を全て同一にす
ることが困難であるため、精度の高い測定を行なうこと
はできない。
【０００５】そこで、本発明は、一つの入射光について
種々の方向の反射光の強度を定量的にかつ精度良く測定
することができる反射光測定装置を提供することを目的
とする。
種々の方向の反射光の強度を定量的にかつ精度良く測定
することができる反射光測定装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、試料に光を点状に照射し、該試
料からの反射光を検出器で検出することにより、該試料
の表面の状態を調べるための反射光測定装置において、
前記試料における光の照射点を通る二つの軸を中心とし
て二方向に独立に前記検出器を回転させる回転手段を備
えた構成としている。
に成された本発明では、試料に光を点状に照射し、該試
料からの反射光を検出器で検出することにより、該試料
の表面の状態を調べるための反射光測定装置において、
前記試料における光の照射点を通る二つの軸を中心とし
て二方向に独立に前記検出器を回転させる回転手段を備
えた構成としている。
【０００７】
【作用】ステージに載置された試料に光が照射され、試
料からの反射光が検出器によって検出される。このとき
検出器は、回転手段により、試料における光の照射点を
通る二つの軸を中心として二方向に独立に回転する。こ
れにより、照射点を中心とする球面上の所定範囲内の任
意の位置に検出器を置くことができるため、一つの入射
光について、正反射方向のみならず種々の方向における
反射光の強度が同一の検出器によって測定される。
料からの反射光が検出器によって検出される。このとき
検出器は、回転手段により、試料における光の照射点を
通る二つの軸を中心として二方向に独立に回転する。こ
れにより、照射点を中心とする球面上の所定範囲内の任
意の位置に検出器を置くことができるため、一つの入射
光について、正反射方向のみならず種々の方向における
反射光の強度が同一の検出器によって測定される。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例である反射光測定装置の構
成を図２に示す。この反射光測定装置は、分光器１０
と、検出器１２と、アンプ３２及びＣＰＵ３４から成る
制御部３０と、ディスプレイ３６と、プリンタ３８を備
え、測定すべき試料２０に分光器１０から所定範囲内の
任意波長の単色光（入射光Ｌ）を照射することができ
る。この単色光の照射による試料２０からの反射光は検
出器１２によって検出され、反射光強度を示す検出信号
Ｓdが検出器１２から出力される。この検出信号Ｓdはア
ンプ３２を経てＣＰＵ３４に入力される。ＣＰＵ３４
は、この検出信号Ｓdに基づいてデータ処理を行なうこ
とにより、試料２０の表面の形状や疵等を示す情報を得
て、これをディスプレイ３６に表示するとともにプリン
タ３８に出力する。
成を図２に示す。この反射光測定装置は、分光器１０
と、検出器１２と、アンプ３２及びＣＰＵ３４から成る
制御部３０と、ディスプレイ３６と、プリンタ３８を備
え、測定すべき試料２０に分光器１０から所定範囲内の
任意波長の単色光（入射光Ｌ）を照射することができ
る。この単色光の照射による試料２０からの反射光は検
出器１２によって検出され、反射光強度を示す検出信号
Ｓdが検出器１２から出力される。この検出信号Ｓdはア
ンプ３２を経てＣＰＵ３４に入力される。ＣＰＵ３４
は、この検出信号Ｓdに基づいてデータ処理を行なうこ
とにより、試料２０の表面の形状や疵等を示す情報を得
て、これをディスプレイ３６に表示するとともにプリン
タ３８に出力する。
【０００９】図１は、本実施例の反射光測定装置におい
て試料２０が載置されるステージ１６及び試料２０から
の反射光を検出する検出器１２を示す斜視図である。試
料２０が載置されたステージ１６は、図示しない駆動手
段により、ＸＹＺの３方向に直線移動が可能である。Ｘ
Ｙの２方向の直線移動により、試料２０の表面（試料
面）の任意の位置に入射光Ｌを照射することができ、Ｚ
方向の移動により、試料２０の厚みが変わっても試料面
を所定の基準位置に設定することができる。また、ステ
ージ１６は、図示しない駆動手段により、試料面の中心
を通り試料面に平行な直線を軸として回転可能である
（以下、ステージ１６のこの回転の方向を符号ψで示
す）。これにより、入射光Ｌを任意の入射角ｉで試料面
に照射することができる。
て試料２０が載置されるステージ１６及び試料２０から
の反射光を検出する検出器１２を示す斜視図である。試
料２０が載置されたステージ１６は、図示しない駆動手
段により、ＸＹＺの３方向に直線移動が可能である。Ｘ
Ｙの２方向の直線移動により、試料２０の表面（試料
面）の任意の位置に入射光Ｌを照射することができ、Ｚ
方向の移動により、試料２０の厚みが変わっても試料面
を所定の基準位置に設定することができる。また、ステ
ージ１６は、図示しない駆動手段により、試料面の中心
を通り試料面に平行な直線を軸として回転可能である
（以下、ステージ１６のこの回転の方向を符号ψで示
す）。これにより、入射光Ｌを任意の入射角ｉで試料面
に照射することができる。
【００１０】ステージ１６の近傍にアーム１４が配置さ
れており、反射光を検出するための検出器１２はこのア
ーム１４の先端部に取り付けられている。そして、この
アーム１４は、図示しない駆動手段により、試料面にお
ける入射光Ｌの照射点を通り互いに直交する二つの軸を
中心として二方向に独立に回転可能である（以下、アー
ム１４のこの二つの回転の方向を符号θ、φで示す）。
これらの回転により、照射点を中心とする半球面上の任
意の位置に検出器１２を置くことができる。
れており、反射光を検出するための検出器１２はこのア
ーム１４の先端部に取り付けられている。そして、この
アーム１４は、図示しない駆動手段により、試料面にお
ける入射光Ｌの照射点を通り互いに直交する二つの軸を
中心として二方向に独立に回転可能である（以下、アー
ム１４のこの二つの回転の方向を符号θ、φで示す）。
これらの回転により、照射点を中心とする半球面上の任
意の位置に検出器１２を置くことができる。
【００１１】上記構成の反射光測定装置によれば、入射
光Ｌの試料面への各種の入射角ｉのそれぞれに対し、検
出器１２のθ方向及びφ方向への回転角を変化させたと
きの反射光強度が得られる。すなわち、入射角ｉをパラ
メータとした前記半球面上における反射光強度の分布
（以下、単に「反射光分布」という）が得られる。ま
た、試料面には分光器１０から所定範囲の任意波長の単
色光を試料面に入射することができるため、入射光Ｌの
波長を変えて反射光強度を測定することにより、反射光
強度の波長依存性を求めることもできる。
光Ｌの試料面への各種の入射角ｉのそれぞれに対し、検
出器１２のθ方向及びφ方向への回転角を変化させたと
きの反射光強度が得られる。すなわち、入射角ｉをパラ
メータとした前記半球面上における反射光強度の分布
（以下、単に「反射光分布」という）が得られる。ま
た、試料面には分光器１０から所定範囲の任意波長の単
色光を試料面に入射することができるため、入射光Ｌの
波長を変えて反射光強度を測定することにより、反射光
強度の波長依存性を求めることもできる。
【００１２】以下、図３〜図４を参照しつつ、本実施例
の反射光測定装置による測定結果について説明する。図
３は、研磨した光学素子を試料とし、波長λを固定して
入射角ｉ＝１５［度］で単色光を試料面に照射し、検出
器１２のθ方向及びφ方向への回転角を変化させつつ反
射光強度を測定したときの測定結果である反射光分布を
示している。この試料はカキ疵の多い試料であり、図３
の測定結果における反射光強度の多くの変動はその疵の
存在を示している。このような測定結果を用いることに
より、一見滑らかに見える表面に存在する疵や凹凸を検
出することができる。また、入射光Ｌの照射点を変えて
測定することにより、その疵や凹凸の分布状態を調べる
こともできる。
の反射光測定装置による測定結果について説明する。図
３は、研磨した光学素子を試料とし、波長λを固定して
入射角ｉ＝１５［度］で単色光を試料面に照射し、検出
器１２のθ方向及びφ方向への回転角を変化させつつ反
射光強度を測定したときの測定結果である反射光分布を
示している。この試料はカキ疵の多い試料であり、図３
の測定結果における反射光強度の多くの変動はその疵の
存在を示している。このような測定結果を用いることに
より、一見滑らかに見える表面に存在する疵や凹凸を検
出することができる。また、入射光Ｌの照射点を変えて
測定することにより、その疵や凹凸の分布状態を調べる
こともできる。
【００１３】図４は、研磨されたステンレス鋼板を試料
として、図３の場合と同様にして測定したときの測定結
果を示しており、図４（ａ）は試料の健全部における反
射光分布を、図４（ｂ）は疵が存在する部分（以下「疵
部」という）における反射光分布を、それぞれ示してい
る。これらの図からわかるように、健全部では正反射方
向を中心としてその近傍でのみ値を有する反射光分布が
得られるのに対し（図４（ａ）参照）、疵部では疵の方
向に応じて筋状の反射光分布が得られる（図４（ｂ）参
照）。したがって、本実施例によれば、測定結果より試
料に存在する疵の方向を知ることができる。これに対
し、単一方向における反射光強度しか検出されない従来
の反射光測定装置では、図４（ｂ）に示したような筋状
の反射光分布が得られないため、疵の方向を調べること
はできなかった。
として、図３の場合と同様にして測定したときの測定結
果を示しており、図４（ａ）は試料の健全部における反
射光分布を、図４（ｂ）は疵が存在する部分（以下「疵
部」という）における反射光分布を、それぞれ示してい
る。これらの図からわかるように、健全部では正反射方
向を中心としてその近傍でのみ値を有する反射光分布が
得られるのに対し（図４（ａ）参照）、疵部では疵の方
向に応じて筋状の反射光分布が得られる（図４（ｂ）参
照）。したがって、本実施例によれば、測定結果より試
料に存在する疵の方向を知ることができる。これに対
し、単一方向における反射光強度しか検出されない従来
の反射光測定装置では、図４（ｂ）に示したような筋状
の反射光分布が得られないため、疵の方向を調べること
はできなかった。
【００１４】また、本実施例によれば、試料における照
射点を中心とする半球面上の任意の位置に検出器１２を
置くことができるため、任意の反射方向における反射光
強度を定量的にかつ精度良く測定することができる。し
たがって、疵部における反射光強度を健全部における反
射光強度と比較することにより、疵の深さを推定するこ
とも可能である。
射点を中心とする半球面上の任意の位置に検出器１２を
置くことができるため、任意の反射方向における反射光
強度を定量的にかつ精度良く測定することができる。し
たがって、疵部における反射光強度を健全部における反
射光強度と比較することにより、疵の深さを推定するこ
とも可能である。
【００１５】さらに、本実施例によれば、ステージ１６
をψ方向に回転させることによって入射角ｉを変えつつ
所定範囲内の任意波長の単色光を分光器１０から試料２
０に照射することができるため、測色データも容易に得
ることができる。しかも、正反射方向のみならず種々の
方向における反射光強度が得られるため、詳細な測色デ
ータの収集が可能である。
をψ方向に回転させることによって入射角ｉを変えつつ
所定範囲内の任意波長の単色光を分光器１０から試料２
０に照射することができるため、測色データも容易に得
ることができる。しかも、正反射方向のみならず種々の
方向における反射光強度が得られるため、詳細な測色デ
ータの収集が可能である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、照射点を中心とする半
球面上の任意の位置に検出器を置くことができるため、
一つの入射光について種々の方向の反射光の強度（反射
光分布）を定量的にかつ精度良く測定することができ
る。これにより、試料表面における疵や凹凸等の存在の
みならず、疵の方向や深さを調べたり試料表面の粗さを
調べたりすることができる。
球面上の任意の位置に検出器を置くことができるため、
一つの入射光について種々の方向の反射光の強度（反射
光分布）を定量的にかつ精度良く測定することができ
る。これにより、試料表面における疵や凹凸等の存在の
みならず、疵の方向や深さを調べたり試料表面の粗さを
調べたりすることができる。
【００１７】なお、本発明の反射光測定装置は、試料表
面の疵や凹凸等の存在及び分布等を光学的に調べるため
に十分な反射光データが得られるため、上記特長を有す
る表面検査装置として利用できる他、試料表面の詳細な
光学特性の解析や新たな表面検査装置の開発などのため
の基礎データを収集する装置として利用することもでき
る。
面の疵や凹凸等の存在及び分布等を光学的に調べるため
に十分な反射光データが得られるため、上記特長を有す
る表面検査装置として利用できる他、試料表面の詳細な
光学特性の解析や新たな表面検査装置の開発などのため
の基礎データを収集する装置として利用することもでき
る。
【図１】 本発明の一実施例である反射光測定装置にお
いて試料が載置されるステージ及び反射光を検出する検
出器を示す斜視図。
いて試料が載置されるステージ及び反射光を検出する検
出器を示す斜視図。
【図２】 前記実施例の反射光測定装置の構成を示す
図。
図。
【図３】 前記実施例の反射光測定装置による測定結果
の一例を示す図。
の一例を示す図。
【図４】 前記実施例の反射光測定装置による測定結果
の他の例を示す図。
の他の例を示す図。
【図５】 従来の反射光測定装置の構成を示す図。
【符号の説明】 １２ …検出器 １６ …ステージ ２０ …試料 Ｌ …入射光 ｉ …入射角 ψ …ステージの回転方向 Ｘ，Ｙ，Ｚ…ステージの移動方向 θ，φ …検出器の回転方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 一雄 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所三条工場内 (72)発明者 内田 洋之 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 上代 良信 埼玉県入間市野田1559 光研工業株式会社 内
Claims (1)
- 【請求項１】 試料に光を点状に照射し、該試料からの
反射光を検出器で検出することにより、該試料の表面の
状態を調べるための反射光測定装置において、 前記試料における光の照射点を通る二つの軸を中心とし
て二方向に独立に前記検出器を回転させる回転手段を備
えることを特徴とする反射光測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3613295A JPH08210975A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 反射光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3613295A JPH08210975A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 反射光測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210975A true JPH08210975A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12461265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3613295A Pending JPH08210975A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 反射光測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08210975A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106680865A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-05-17 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种射线源组件的漏射线测试方法及设备 |
| WO2023061170A1 (zh) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 颜色衍射测试装置、其测试方法及颜色衍射测试系统 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP3613295A patent/JPH08210975A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106680865A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-05-17 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种射线源组件的漏射线测试方法及设备 |
| WO2023061170A1 (zh) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 颜色衍射测试装置、其测试方法及颜色衍射测试系统 |
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