TW202200972A - 攝像單元及測定裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之測定裝置具備：傾斜二向分光鏡，其將來自樣品之光相應於波長透過或反射而予以分離，且相應於波長之變化從而透過率及反射率變化之波長頻帶之寬度，即邊緣躍遷寬度具有特定寬度；全反射鏡，其將於傾斜二向分光鏡中經透過或反射之光之一者予以反射；攝像元件，其由第1攝像區域拍攝在傾斜二向分光鏡中經透過或反射之光之另一者，且由與第1攝像區域不同之第2攝像區域拍攝在全反射鏡中經反射之光；及控制裝置，其基於傾斜二向分光鏡之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。

Description

攝像單元及測定裝置
本發明係關於一種攝像單元及測定裝置。
已知將來自對象物之光相應於波長予以分離，且藉由不同之攝像區域拍攝經分離之波長之攝像單元(例如參照專利文獻1)。於專利文獻1記載之攝像單元中，藉由光學元件即二向分光鏡將波長予以分離。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-235332號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1所記載之二向分光鏡係以某波長為基準將較該波長更短之波長之光及更長之波長之光予以分離者，且透過率大致與波長無關而為100%或0%。於使用如此之二向分光鏡之情形下，考量例如當企圖將波長寬度較窄之光予以分離時，無法相應於波長進行所期望之分離。作為連如此之波長寬度較窄之光之分離亦進行對應之構成，有相應於波長之變化而透過率(及反射率)變化之波長頻帶之寬度較寬(具有邊緣躍遷寬度)之二向分光鏡。具有邊緣躍遷寬度之二向分光鏡對於波長寬度較窄之光亦可適切地予以分離。
此處，具有邊緣躍遷寬度之二向分光鏡例如相應於光之入射角度而光學特性變化。因此，於使用具有邊緣躍遷寬度之二向分光鏡之攝像單元中，存在無法準確地導出光之波長，從而無法獲得準確之攝像圖像之虞。
本發明係鑒於上述實際情況而完成者，其目的在於提供一種可準確地導出光之波長並取得適切之圖像之攝像單元及測定裝置。 [解決課題之技術手段]
本發明之一態樣之攝像單元具備：分離光學元件，其將來自對象物之光相應於波長透過或反射而予以分離，且，相應於波長之變化從而透過率及反射率變化之波長頻帶之寬度、即邊緣躍遷寬度具有特定寬度；反射光學元件，其將於分離光學元件中經透過或反射之光之一者予以反射；攝像部，其由第1攝像區域拍攝在分離光學元件中經透過或反射之光之另一者，且由與第1攝像區域不同之第2攝像區域拍攝在反射光學元件中經反射之光；及處理部，其基於分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。
於本發明之一態樣之攝像單元中，使用邊緣躍遷寬度具有特定寬度之分離光學元件，基於該分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性對攝像圖像進行修正。於使用邊緣躍遷寬度具有特定寬度之分離光學元件之情形下，雖然可適切地分離波長寬度較窄之光，但存在例如因由於光相對於分離光學元件之入射角度而光學特性變化，而無法準確地導出光之波長並取得適切之圖像之虞。關於該點，在本發明之一態樣之攝像單元中，基於透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性、亦即分離光學元件之邊緣躍遷寬度之特性，將由第1及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正，因此可取得考量到具有邊緣躍遷寬度之分離光學元件固有之光學特性而經修正之攝像圖像。藉此，可適切地導出經分離光學元件分離之光(由第1及第2攝像區域拍攝之光)之波長，並可取得適切之(準確之)圖像。
處理部可預先記憶有考量到分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性的修正資料，使用該修正資料，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。根據如此之構成，可基於經預先記憶之修正資料，容易且適切地進行攝像圖像之修正。
處理部可受理考量到分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性之修正資料，使用該修正資料，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。根據如此之構成，例如可基於藉由執行軟體或自網際網路等之外部輸入而獲得之修正資料，無需預先準備修正資料，而適切地進行攝像圖像之修正。
處理部可對由相對於分離光學元件之光入射角度引起之色斑進行修正。於使用具有邊緣躍遷寬度之分離光學元件時，存在下述問題，即：相應於對分離光學元件之入射角度而分離光學元件之光學特性變化，而於攝像圖像中產生色斑。關於此點，藉由對該色斑進行修正而可取得經減小該色斑之適切之圖像。
處理部可對由相應於波長之變化從而透過率及反射率變化之波長頻帶、與不變化之波長頻帶之邊界引起之檢測波長之偏移進行修正。如此之邊界具有與相應於波長之變化從而透過率等變化之波長頻帶不同之光學特性。因此，當以與相應於波長之變化從而透過率等變化之波長頻帶相同之計算式將波長導出時，有成為與原本之波長不同之導出結果之虞。關於此點，藉由對由如此之邊界引起之檢測波長之偏移進行修正，而可準確地導出光之波長並取得適切之圖像。
攝像部可為具有第1攝像區域及第2攝像區域之單一之攝像元件。藉此，可藉由使用單一之攝像元件之簡單之構成，獲得複數個攝像圖像。
本發明之一態樣之測定裝置具備：上述之攝像單元；及解析部，其解析包含由處理部予以修正之圖像的攝像單元之處理結果。 [發明之效果]
根據本發明，可準確地導出光之波長並取得適切之圖像。
以下，對於本發明之實施形態，參照圖式詳細地進行說明。另外，於各圖中對相同或相當部分賦予相同符號，並省略重複之說明。
圖1係示意性地顯示本實施形態之測定裝置1之平面圖。測定裝置1係構成為可拍攝樣品之相機單元(攝像單元)。測定裝置1將來自樣品之光(例如觀察光)相應於波長成分予以分離，藉由與各波長成分對應之攝像元件14、24、34而拍攝各波長成分之光。測定裝置1藉由將由攝像元件14、24、34拍攝到之圖像(攝像結果)進行解析，而進行樣品之好壞判定。樣品例如可為LED、小型LED、μLED、SLD元件、雷射元件、垂直型雷射元件(VCSEL)、OLED等發光元件，亦可為藉由包含奈米點等之螢光物質對發光波長進行調整之發光元件。於樣品為發光元件之情形下，所謂進行樣品之好壞判定，例如係基於複數個發光元件間之色斑資訊進行樣品之好壞判定。
如圖1所示般，測定裝置1具備：相機系統2、及控制裝置80(處理部、解析部)。一面參照圖2一面對於相機系統2之詳細情況進行說明。圖1係包含相機系統2之測定裝置1之平面圖，圖2係相機系統2之側視圖。
如圖1及圖2所示般，相機系統2構成為包含：第1攝像單元10、第2攝像單元20、第3攝像單元30、無限遠修正透鏡40、二向分光鏡50、及二向分光鏡60。再者，雖於圖1及圖2中未圖示，但相機系統2具備：觀察樣品之物鏡(未圖示)、及去除所期望之波長範圍外之光之一個或複數個帶通濾光器(未圖示)。相機系統2將光分離成大致與三原色對應之波長成分，並拍攝各個波長成分之光。例如，第1攝像單元10拍攝包含藍色之波長成分之380～500 nm之光。又，第2攝像單元20拍攝包含綠色之波長成分之500～650 nm之光。又，第3攝像單元30拍攝包含紅色之波長成分之650～830 nm之光。
無限遠修正透鏡40係將所入射之來自樣品之光轉換成平行光之準直透鏡。無限遠修正透鏡40以獲得平行光之方式進行像差修正。自無限遠修正透鏡40輸出之平行光朝二向分光鏡50入射。
二向分光鏡50係使用特殊之光學材料製成之鏡，將來自樣品之光藉由相應於波長透過或反射而予以分離。二向分光鏡50例如將特定之波長之光予以反射，並且使其他波長之光透過。具體而言，二向分光鏡50例如將波長未達500 nm之光予以反射，並且使其他波長之光(波長為500 nm以上之光)透過。經二向分光鏡50反射之光被朝第1攝像單元10引導。透過二向分光鏡50之光朝二向分光鏡60入射。
二向分光鏡60係使用特殊之光學材料製成之鏡，將來自樣品之光藉由相應於波長透過或反射而予以分離。二向分光鏡60例如將特定之波長之光予以反射，並且使其他波長之光透過。具體而言，二向分光鏡60例如將波長為500 nm以上且未達650 nm之光予以反射，並且將其他波長之光(波長為650 nm以上之光)透過。經二向分光鏡60反射之光被朝第2攝像單元20引導。透過二向分光鏡60之光被朝第3攝像單元30引導。
第1攝像單元10構成為包含：傾斜二向分光鏡11(分離光學元件)、全反射鏡12(反射光學元件)、成像透鏡13、及攝像元件14(攝像部)。
傾斜二向分光鏡11係使用特殊之光學材料製成之鏡，將來自樣品之光藉由相應於波長透過或反射而予以分離。傾斜二向分光鏡11例如將特定之波長之光予以反射，並且使其他波長之光透過。具體而言，傾斜二向分光鏡11將於二向分光鏡50中經反射之未達500 nm之光中之380～500 nm之光予以反射，並且使其他波長之光透過。圖3係對於光之光譜及傾斜二向分光鏡11之特性進行說明之圖。圖3中橫軸表示波長，縱軸表示光譜強度(光之光譜之情形)及透過率(傾斜二向分光鏡11之情形)。如圖3之傾斜二向分光鏡11之特性X4所示般，於傾斜二向分光鏡11中，於特定之波長頻帶(波長λ1 ～λ2 之波長頻帶)中相應於波長之變化而光之透過率(及反射率)和緩地變化，於該特定之波長頻帶以外之波長頻帶(亦即與波長λ1 相比為低波長側及與波長λ2 相比為高波長側)中光之透過率(及反射率)與波長之變化無關而被設為一定。換言之，於特定之波長頻帶(波長λ1 ～λ2 之波長頻帶)中光之透過率相應於波長之變化而單調增加(反射率單調減少)地變化。透過率與反射率具有若一者朝變大之方向變化則另一者朝變小之方向變化之負的相關關係，因此以下有時不記載「透過率(及反射率)」而簡單地記載為「透過率」。再者，所謂「光之透過率與波長之變化無關而為一定」，不僅包含完全地為一定之情形，而且亦包含例如相對於波長1 nm之變化之透過率之變化為0.1%以下之情形。於與波長λ1 相比為低波長側，與波長之變化無關而光之透過率為大致0%，於與波長λ2 相比為高波長側，與波長之變化無關而光之透過率為大致100%。再者，所謂「光之透過率為大致0%」，係包含0%+10%左右之透過率者，所謂「光之透過率為大致100%」，係包含100%-10%左右之透過率者。又，以下，有將相應於波長之變化而光之透過率變化之波長頻帶之寬度作為「邊緣躍遷寬度」進行說明之情形。如以上所述般，傾斜二向分光鏡11係相應於波長之變化而透過率變化之波長頻帶之寬度即邊緣躍遷寬度具有特定之寬度(波長λ1 ～λ2 之寬度)之分離光學元件。
全反射鏡12係將在傾斜二向分光鏡11中經反射之光朝成像透鏡13方向反射之光學元件。
成像透鏡13係使透過傾斜二向分光鏡11之光、及在傾斜二向分光鏡11中經反射並且在全反射鏡12中經進一步反射之光各自成像，並將該等之光朝攝像元件14引導之透鏡。
攝像元件14藉由第1攝像區域拍攝透過傾斜二向分光鏡11之光，並且藉由與第1攝像區域不同之第2攝像區域拍攝在傾斜二向分光鏡11中經反射並且在全反射鏡12中經進一步反射之光。攝像元件14藉由對由成像透鏡13成像之圖像進行檢測，而拍攝透過傾斜二向分光鏡11之光及在全反射鏡12中經反射之光。攝像元件14係用於拍攝380～500 nm之光之攝像元件，例如為CCD或MOS等區域影像感測器。又，攝像元件14亦可包含線性感測器或TDI(Time Delay Integration，時間延遲積分)感測器。於本實施形態中，將攝像元件14作為具有第1攝像區域及第2攝像區域之單一之攝像元件進行說明，但第1攝像區域之攝像元件、與第2攝像區域之攝像元件亦可個別地設置(可設置2組)。該情形下，對於成像透鏡亦與攝像元件對應而設置2組。攝像元件14將作為攝像結果之圖像輸出至控制裝置80。
第2攝像單元20包含與第1攝像單元10所含之構成同樣之構成，且構成為包含：傾斜二向分光鏡21(分離光學元件)、全反射鏡22(反射光學元件)、成像透鏡23、及攝像元件24(攝像部)。傾斜二向分光鏡21將在二向分光鏡60中經反射之500 nm以上且未達650 nm之光中之500～650 nm之光予以反射，並且使其他波長之光透過，除了此點以外，與第1攝像單元10之傾斜二向分光鏡11為同樣之構成。又，攝像元件24為用於拍攝500～650 nm之光之攝像元件，除了此點以外，與第1攝像單元10之攝像元件14為同樣之構成。
第3攝像單元30包含與第1攝像單元10所含之構成同樣之構成，且構成為包含：傾斜二向分光鏡31(分離光學元件)、全反射鏡32(反射光學元件)、成像透鏡33、及攝像元件34(攝像部)。傾斜二向分光鏡31將透過二向分光鏡60之650 nm以上中之650～830 nm之光予以反射，並且使其他波長之光透過，除了此點以外，與第1攝像單元10之傾斜二向分光鏡11為同樣之構成。又，攝像元件24為用於拍攝650～830 nm之光之攝像元件，除了此點以外與第1攝像單元10之攝像元件14為同樣之構成。
返回圖1，控制裝置80係電腦，實體性而言，構成為包含：RAM、ROM等記憶體、CPU等處理器(運算電路)、通訊介面、硬碟等儲存部。控制裝置80藉由利用電腦系統之CPU執行儲存於記憶體之程式而發揮功能。控制裝置80亦可包含微電腦或FPGA。
控制裝置80基於在第1攝像單元10、第2攝像單元20、及第3攝像單元30各者中所獲得之攝像結果，並基於作為攝像結果之圖像之各像素(於視野內成像之像之各像素)之光量計算發光波長重心並輸出。以下，參照圖2對於發光波長重心之計算原理之一例詳細地進行說明。再者，由於基於第1攝像單元10、第2攝像單元20、及第3攝像單元30之攝像結果之發光波長重心之計算原理為同樣，因此以下以基於第1攝像單元10之攝像結果之發光波長重心之計算為例子進行說明。
如上述般，傾斜二向分光鏡11在與波長λ1 相比為低波長側將全部光予以反射，在與波長λ2 相比為高波長側使全部光透過，於波長λ1 ～λ2 之波長頻帶中光之透過率依照波長而線性地變化。該情形下，在與波長λ1 、λ2 之關係中透過率ｈ(λ)係由以下之(1)式表示，反射率1-ｈ(λ)係由以下之(2)式表示。 h(λ)=(λ-λ1 )/(λ2 -λ1 )                      (1) 1-h(λ)=(λ2 -λ)/(λ2 -λ1 )                  (2)
又，可知反射率為50%之波長λ50% 係由以下之(3)式表示。 λ50% =(λ2 +λ1 )/2                            (3)
在某發光光譜f(λ)係以圖3之波形X2表示，位於λ1 與λ2 之間，且在較λ1 更短之波長及較λ2 更長之波長中可忽略之情形(例如，帶通濾光器(未圖示)之特性係以圖3之波形X1表示，發光光譜f(λ)之波長頻帶被限制之情形)，若假定反射光量與透過光量相等，則以下之(4)式成立。 ∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)(1-h(λ))dλ        (4) 若將(4)式變形，則成為以下之(5)式。 2∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)dλ                   (5)
若將(1)式代入(5)式，則成為 2∫f(λ)(λ-λ1 )/(λ2 -λ1 )dλ=∫f(λ)dλ 進而若將兩邊以2∫f(λ)dλ/ (λ2 -λ1 )相除，則成為 ∫f(λ)(λ-λ1 )dλ/∫f(λ)dλ= (λ2 -λ1 )/2 ∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ= (λ2 +λ1 )/2                 (6)。
若考量(3)式，則可知(6)式之右邊為λ50% ，左邊一般而言成為任意函數之f(λ)之重心。將如此之(6)式之左邊設為λf 。 根據以上內容，關於通過透過率相對於波長線形地傾斜之二向分光鏡之某任意之光譜，在透過光量與反射光量相等之情形下，光譜之重心λf 係以λ50% 表示。
接著，考量第2發光光譜g(λ)(圖3之波形X3)。關於發光光譜g(λ)，光譜全部包含於λ1 與λ2 之間。當前，對於發光光譜f(λ)與g(λ)，算出將透過光與反射光之差分規格化之差。將f(λ)之透過光設為Tf ，將反射光設為Rf ，將全光量設為Af ，將透過光與反射光之差分設為Df 。又，將g(λ)之透過光設為Tg ，將反射光設為Rg ，將全光量設為Ag ，將透過光與反射光之差分設為Dg 。又，將g(λ)之重心設為λg 。此時，Tf 、Rf 、Tg 、Rg 為計測值，Af 、Ag 、Df 、Dg 係可根據計測值直接算出之值。該等各值亦由以下之式表示。 Tf =∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)(λ-λ1 )/(λ2 -λ1 )dλ     (7) Tg =∫g(λ)h(λ)dλ=∫g(λ)(λ-λ1 )/(λ2 -λ1 )dλ    (8) Rf =∫f(λ)(1-h(λ))dλ=∫f(λ)(λ2 -λ)/(λ2 -λ1 )dλ     (9) Rg =∫g(λ)(1-h(λ))dλ=∫g(λ)(λ2 -λ)/(λ2 -λ1 )dλ   (10) Af =∫f(λ)dλ                                  (11) Ag =∫g(λ)dλ                                  (12) Df =Tf -Rf =2/(λ2 -λ1 )*∫λf(λ)dλ-(λ2 +λ1 )/(λ2 -λ1 )*∫f(λ)dλ      (13) Dg =Tg -Rg =2/(λ2 -λ1 )*∫λg(λ)dλ-(λ2 +λ1 )/(λ2 -λ1 )*∫g(λ)dλ     (14)
此處，所謂將透過光與反射光之差分規格化，相當於將Df 利用Af 相除、將Dg 利用Ag 相除。若將該等之差設為R，則以下之(15)式成立。 R=Dg /Ag -Df /Af ={∫g(λ)λdλ/∫g(λ)dλ-∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ}*2/(λ2 -λ1 ) =2(λg -λf ) /(λ2 -λ1 )                        (15)
若將發光光譜f(λ)之波長重心λf 及發光光譜g(λ)之波長重心λg 之差設為δλ，則以下之(16)式及(17)式成立。 R=2δλ /(λ2 -λ1 )                            (16) δλ=R(λ2 -λ1 )/2                             (17) 如以上所述般，顯示某2個任意之光譜f(λ)、g(λ)之重心之差可根據考量了透過光量及反射光量之計算而獲得。
然後，在f(λ)之重心為λ50% 時，由於反射光量與透過光量相等，因此Df 為0。即，任意之光譜g(λ)之波長重心λg 由以下之(18)式表示。 λg =δλ+λ50% (18)
如此般，發光光譜之重心可根據濾光器之設計值、透過光量、及反射光量而計算。基於以上之原理，可高精度地求得入射至各像素之光之波長之重心。
此處，在求解光之波長之重心時，考量例如因以下之要因而導出精度下降之情形。第1，由於攝像元件14之透鏡之周邊減光，因此有無法在如此之部位之像素中適切地求得原本之光之波長之重心之虞。第2，傾斜二向分光鏡11之光學特性根據光之入射角度而變化，有因光之入射角度(視野內之像素之位置)而無法適切地求得光之波長之重心(產生由入射角度引起之色斑)之虞。第3，有因透鏡及攝像元件14之感度而產生波長偏移之虞。對於該等課題，例如考量預先計算光朝向傾斜二向分光鏡11之入射角度，並進行與該入射角度對應之修正(對於上述第2課題之解決對策)。又，例如考量將均一單色之雷射光照射至照射面(白色物體)，以其成為均一之方式進行每個像素之增益修正，藉此進行陰影修正(對於上述第1及第2課題之解決對策)。又，考量抑制傾斜二向分光鏡11之傾斜，以更接近90度之角度將光予以反射，藉此適切地求得光之波長之重心。進而，於本實施形態中，進行以下之修正。
亦即，控制裝置80可基於傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長之變化之光學特性，對由攝像元件14之第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。控制裝置80例如可預先記憶考量了傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長之變化之光學特性之修正資料，並使用該修正資料，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正。控制裝置80亦可受理考量了傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長之變化之光學特性之修正資料，並使用該修正資料，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正。控制裝置80可藉由執行軟體或自網際網路等之外部輸入，而受理上述之修正資料。
參照圖4及圖5，對於上述之修正資料之產生進行說明。圖4係示意性地顯示產生修正資料之修正單元100之圖。圖5係用於說明計算波長(後述)之修正之圖表。由於第1攝像單元10、第2攝像單元20、及第3攝像單元30之修正資料之產生之處理相同，因此以下對於與第1攝像單元10相關之修正資料之產生之處理進行說明。如圖4所示般，修正單元100構成為包含：光源101、光纖102、FC配接器103、擴散板104、及物鏡105。在產生與測定裝置1之相機系統2相關之修正資料時使用修正單元100。於修正單元100之物鏡105之後段(下游)，設置有上述之相機系統2之各構成(參照圖2)(圖4中未圖示)。
光源101例如係可變更波長之單色/窄頻帶光源。又，光源101可為波長不同之複數個雷射光源，亦可為SLD/LED，亦可為包含白色光源與帶通濾光器者。光源101係至少在傾斜二向分光鏡11之傾斜範圍(光之透過率(及反射率)相應於波長之變化而和緩地變化之範圍)內例如可選擇5點以上之波長者。自光源101出射之光經由光纖102及擴散板104被朝物鏡105引導。藉此，成為可藉由物鏡105對來自光源101之光進行觀察之狀態。
在產生修正資料之情形下，在安裝有上述修正單元100之狀態下，一面變更自光源101出射之光之波長，一面取得各波長之在攝像元件14之第1攝像區域及第2攝像區域之圖像。可去除因背景光等所致之偏移及增益不均等之影響。可將波長之間隔設為大致等間隔。然後，控制裝置80基於第1攝像區域及第2攝像區域之圖像，導出各波長之波長重心(計算波長)。控制裝置80如圖5(a)所示般，於橫軸表示光源101之波長λ，於縱軸表示計算波長λ´。理想而言，考量光源101之波長λ與計算波長λ´具有線性之關係，但於圖5(a)所示之例子中，特別是在低波長側，計算波長λ´較大地偏離理想值。控制裝置80進而如圖5(b)所示般，於橫軸表示計算波長λ´，於縱軸表示計算波長λ´-光源101之波長λ。然後，控制裝置80藉由將圖5(b)之圖表之近似曲線N例如利用最小二乘法等求至4次左右，而可適切地修正如上述之較大地偏離理想值之低波長側之計算波長λ´。具體而言，控制裝置80基於計算波長λ´、與上述之最小二乘法之4次方程，求得經修正之計算波長。例如，控制裝置80藉由將計算波長λ´與4次方程之值相加而求得經修正之計算波長。
控制裝置80例如藉由使用上述之修正資料對由光相對於傾斜二向分光鏡11之入射角度引起之色斑予以修正。又，控制裝置80例如藉由使用上述之修正資料，對由相應於波長之變化而透過率及反射率變化之波長頻帶與不變化之波長頻帶之邊界引起之檢測波長(計算波長)之偏移予以修正。如此之邊界(圖3中之λ1 之附近及λ2 之附近之波長頻帶)，有成為與相應於波長之變化而傾斜二向分光鏡11之透過率變化之波長頻帶不同之光學特性之情形。因此，對於如此之邊界，若利用與透過率相應於波長之變化而變化之波長頻帶相同之計算式導出波長，則有成為與原本之波長不同之計算結果之虞。關於此點，藉由使用上述之修正資料將偏離理想值之計算波長λ´予以修正，而可適切地修正由邊界引起之檢測波長之偏移。控制裝置80藉由對包含經修正之圖像之處理結果進行解析，而進行樣品之好壞判定。
接著，對於使用上述之修正資料之修正方法，參照圖6進行說明。圖6係修正方法之流程圖。作為實施圖6之處理之前提，而於相機系統2之上游(前段)設置修正單元100。
如圖6所示般，首先，一面變更自光源101出射之光之波長，一面對於複數個測定波長各者取得攝像元件14之第1攝像區域中之圖像1及第2攝像區域中之圖像2(步驟S1)。
繼而，自在步驟S1中取得之圖像1及圖像2求得計算波長(步驟S2)。具體而言，基於上述之(1)式～(18)式，求得各波長之波長重心(計算波長)。
繼而，對於各測定波長求得測定波長與計算波長之差分(步驟S3)。然後，藉由以差分成為最小之方式例如將最小二乘法等求至4次左右，而對計算波長進行修正(步驟S4)。以上係修正方法。
再者，本發明並不限定於使用上述形態之修正方法計算波長重心。例如，亦可藉由預先運算含有修正資料之表而預先產生轉換表，基於進入與該轉換表對應之像素之光之比率而算出波長重心。
接著，對於本實施形態之作用效果進行說明。
本實施形態之測定裝置1具備：傾斜二向分光鏡11，其將來自樣品之光相應於波長透過或反射而予以分離，且相應於波長之變化從而透過率及反射率變化之波長頻帶之寬度、即邊緣躍遷寬度具有特定寬度；全反射鏡12，其將於傾斜二向分光鏡中11經透過或反射之光之一者予以反射；攝像元件14，其由第1攝像區域拍攝在傾斜二向分光鏡11中經透過或反射之光之另一者，且由與第1攝像區域不同之第2攝像區域拍攝在全反射鏡12中經反射之光；及控制裝置80，其基於傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正。
於測定裝置1中，使用邊緣躍遷寬度具有特定寬度之傾斜二向分光鏡11，基於該傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性而修正攝像圖像。於使用邊緣躍遷寬度具有特定寬度之傾斜二向分光鏡11之情形下，雖然可適切地分離波長寬度較窄之光，但存在例如因相對於傾斜二向分光鏡11之光入射角度從而光學特性變化、而無法準確地導出光之波長並取得適切之圖像之虞。關於該點，在本實施形態之測定裝置1中，基於透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性、亦即傾斜二向分光鏡11之邊緣躍遷寬度之特性，將由第1及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正，因此可取得考量了具有邊緣躍遷寬度之傾斜二向分光鏡11固有之光學特性而經修正之攝像圖像。藉此，可適切地導出經傾斜二向分光鏡11分離之光(由第1及第2攝像區域拍攝之光)之波長，並可取得適切之(準確之)圖像。
控制裝置80可預先記憶考量了傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長之變化之光學特性之修正資料，並使用該修正資料，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正。根據如此之構成，可基於經預先記憶之修正資料，容易且適切地進行攝像圖像之修正。
控制裝置80亦可受理考量了傾斜二向分光鏡11之透過率及反射率相對於波長之變化之光學特性之修正資料，並使用該修正資料，對由第1攝像區域及第2攝像區域拍攝之圖像予以修正。根據如此之構成，例如可基於藉由執行軟體或自網際網路等之外部輸入而獲得之修正資料，無需預先準備修正資料，而適切地進行攝像圖像之修正。
控制裝置80可對由光相對於傾斜二向分光鏡11之入射角度引起之色斑予以修正。於使用具有邊緣躍遷寬度之分離光學元件時，存在下述問題，即：相應於相對於傾斜二向分光鏡11之入射角度而傾斜二向分光鏡11之光學特性變化，而於攝像圖像中產生色斑。關於此點，藉由對該色斑予以修正而可取得經減小該色斑之適切之圖像。
控制裝置80可對由相應於波長之變化而透過率及反射率變化之波長頻帶與不變化之波長頻帶之邊界引起之檢測波長之偏移予以修正。如此之邊界具有與相應於波長之變化而透過率等變化之波長頻帶不同之光學特性。因此，當以與相應於波長之變化而透過率等變化之波長頻帶相同之計算式將波長導出時，有成為與原本之波長不同之導出結果之虞。關於此點，藉由對由如此之邊界引起之檢測波長之偏移予以修正，而可準確地導出光之波長並取得適切之圖像。
攝像元件14可為具有第1攝像區域及第2攝像區域之單一之攝像元件。藉此，可藉由使用單一之攝像元件之簡單之構成，獲得複數個攝像圖像。
以上，對於本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。例如，於上述實施形態中，說明了藉由二向分光鏡50、60，將來自樣品之光分離成包含紅色之波長成分之光、包含綠色之波長成分之光、及包含藍色之波長成分之光(RGB)，且分別被別的攝像單元拍攝，但並不限定於此。亦即，亦可在不分離成RGB之三色下拍攝來自觀察對象(樣品)之光。
於如此之構成中，設置於攝像元件即區域感測器之前段之傾斜二向分光鏡之相應於波長之變化而光之透過率(及反射率)變化之波長頻帶(邊緣轉變寬度)與RGB之三色全部地對應，例如設為400～900 nm。
圖7係對於變化例之傾斜二向分光鏡之特性進行說明之圖。於圖7中，橫軸表示波長，縱軸表示透過率(傾斜二向分光鏡之情形)及光譜強度(光之光譜之情形)。於圖7所示之例子中，於特定之波長頻帶(400～900 nm之波長頻帶)中相應於波長之變化而光之透過率(及反射率)和緩地變化，於該特定之波長頻帶以外之波長頻帶(亦即，低於400 nm之低波長側及高於900 nm之高波長側)中光之透過率(及反射率)與波長之變化無關而被設為一定。如圖7所示般，於該傾斜二向分光鏡中，相應於波長之變化而光之透過率(及反射率)變化之波長頻帶(邊緣轉變寬度)包含：包含紅色之波長成分之光之波長頻帶(圖7中於右側示出之波長頻帶)、包含綠色之波長成分之光之波長頻帶(圖7中於中央示出之波長頻帶)、及包含藍色之波長成分之光之波長頻帶(圖7中於左側示出之波長頻帶)之全部。
對於使用具有圖7所示之特性之傾斜二向分光鏡之相機系統(攝像單元)之例子，參照圖8進行說明。圖8係示意性地顯示變化例之相機系統90A之圖。
如圖8所示般，相機系統90A具備：傾斜二向分光鏡91(分離光學元件)、有限焦點透鏡(有限遠修正透鏡)92A、帶通濾光器93、區域感測器94(第2攝像部)、及區域感測器95(第1攝像部)。
有限焦點透鏡92A係將來自觀察對象即樣品150(對象物)之光(發光)予以集光之透鏡。將自有限焦點透鏡92A至區域感測器94之距離、及自有限焦點透鏡92A至區域感測器95之距離設為特定值。經由有限焦點透鏡92A之光入射至傾斜二向分光鏡91。
帶通濾光器93例如設置於有限焦點透鏡92A之前段(上游)，係去除特定之波長範圍外之光之濾光器。帶通濾光器93例如去除400～900 nm之範圍外之波長之光。可設置複數個帶通濾光器93。帶通濾光器93可設置於圖8中以虛線所示之區域、亦即設置於有限焦點透鏡92A之後段(下游)且為傾斜二向分光鏡91之前段(上游)之區域，亦可設置於區域感測器94、95之前段(上游)且為傾斜二向分光鏡91之後段(下游)之區域。再者，於在區域感測器94、95之前段分別設置帶通濾光器93之情況下，將該2個帶通濾光器93、93設為彼此相同之特性。又，於相機系統90A中，可具備構成為可根據來自樣品150之光進行切換之複數個帶通濾光器93。該情形下之複數個帶通濾光器93各者彼此所濾光之波長頻帶不同(詳細情況將於後述)。
傾斜二向分光鏡91係使用特殊之光學材料製成之鏡，且係將來自樣品150之光藉由相應於波長透過及反射而予以分離、且於特定之波長寬度中透過率及反射率變化之鏡。於傾斜二向分光鏡91中，如圖7所示般，相應於波長之變化而光之透過率(及反射率)變化之波長頻帶(邊緣轉變寬度)包含：包含紅色之波長成分之光之波長頻帶、包含綠色之波長成分之光之波長頻帶、及包含藍色之波長成分之光之波長頻帶之全部。亦即，於上述之傾斜二向分光鏡91之「特定之波長寬度」中，包含：包含紅色之波長成分之光之波長頻帶、包含綠色之波長成分之光之波長頻帶、及包含藍色之波長成分之光之波長頻帶之全部。
區域感測器94拍攝於傾斜二向分光鏡91中經反射之光。區域感測器95拍攝於傾斜二向分光鏡91中經透過之光。區域感測器94、95之具有感度之波長之範圍與於傾斜二向分光鏡91中相應於波長之變化而光之透過率(及反射率)變化之波長頻帶(邊緣轉變寬度)對應。區域感測器94、95例如係單色感測器或彩色感測器(詳細情況將於後述)。區域感測器94、95之攝像結果(圖像)被輸出至控制裝置(未圖示)。關於控制裝置(未圖示)之求取波長重心之處理、修正處理、及樣品之好壞判定處理，例如可與實施形態中所說明之控制裝置80中之處理相同。
對於修正處理進行說明。傾斜二向分光鏡91或帶通濾光器93在光斜向入射時(不在物鏡之光瞳位置時)，不是使入射至各像素之光整體而是使一部分透過，而有可能因傾斜二向分光鏡91或帶通濾光器93之面內均一性之不均而產生透過波長偏移之問題。相反地，藉由來自複數個方向之光入射至傾斜二向分光鏡91，於波長特性自直線變形之情形下，具有使波長特性平滑之效果。作為對傾斜二向分光鏡91或帶通濾光器93之面均一性之不均之對策，考量藉由預先使同一波長之光均一地入射至視野內並計算面內之波長分佈，而計測自入射波長之偏移份額並進行修正。
作為上述之相機系統90A之具體之態樣，例如考量以下所說明之3個態樣。
作為第1態樣，相機系統90A可構成為包含1種(所濾光之波長頻帶之範圍為1種)帶通濾光器93、以及單色感測器即區域感測器94、95。該情形下，帶通濾光器93例如去除400～900 nm之範圍外之波長之光。於如此之構成中，入射至區域感測器94、95之光可混合RGB三色。該情形下，控制裝置(未圖示)求取透過帶通濾光器93之波長頻帶之光(混合RGB三色之光)之經平均化之波長重心。又，在互不相同之波長頻帶之光(RGB各者之光)被空間性地分離之情形(在圖像上不重合之情形)下，控制裝置(未圖示)對於各波長頻帶高精度地求得波長重心。具體而言，藉由本態樣可以nm單位高精度地求得TV或顯示器等之各像素之色之波長重心。
作為第2態樣，相機系統90A可構成為包含：彼此所濾光之波長頻帶不同之複數種帶通濾光器93、以及單色感測器即區域感測器94、95。該情形之複數種帶通濾光器93可配合來自樣品150之發光而進行取出/放入(切換)。於如此之構成中，在自樣品150輸出具有光譜之擴展(具有重合)之發光時，藉由切換地使用複數種帶通濾光器93，而控制裝置(未圖示)可僅求得特定之波長頻帶(與各帶通濾光器93對應之波長頻帶)之光之波長重心。亦即，控制裝置(未圖示)在設定去除紅色之波長成分之波長頻帶(例如700～900 nm)以外之波長之光之帶通濾光器93之情形下，僅求得紅色之波長成分之波長重心，在設定去除綠色之波長成分之波長頻帶(例如550～700 nm)以外之波長之光之帶通濾光器93之情形下，僅求得綠色之波長成分之波長重心，在設定去除藍色之波長成分之波長頻帶(例如400～550 nm)以外之波長之光之帶通濾光器93之情形下，僅求得藍色之波長成分之波長重心。具體而言，例如對於藉由藍色LED與螢光劑而實現白色LED之光源，藉由該第2構成，可僅求得藍色LED之波長重心、及僅求得螢光劑之波長重心。
作為第3態樣，相機系統90A可構成為包含：1種(所濾光之波長頻帶之範圍為1種)帶通濾光器93、以及彩色感測器即區域感測器94、95。該情形下，帶通濾光器93例如去除400～900 nm之範圍外之波長之光。於如此之構成中，入射至彩色感測器即區域感測器94、95之光可混合RGB三色。於彩色感測器就每1像素搭載有拜爾濾光器(RGB3色之濾光器)。藉此，彩色感測器即區域感測器94、95之各受光元件可分別取得僅紅色之波長成分之光、僅綠色之波長成分之光、及僅藍色之波長成分之光。根據如此之構成，對於藉由複數個波長之重合而表現之色，可適切地求得波長重心(亦即可進行適切地檢查)。通常而言，印刷或發光之色係配合人眼而藉由RGB3色之重合形成。藉由對於如此般重合之各色計算波長重心，而可精度良好地檢查混合色。再者，作為攝像部，可藉由進一步組合高光譜相機，同時檢查更多之波長之重心。高光譜相機例如包含分光器及攝像部。
參照圖9對於使用具有圖7所示之特性之傾斜二向分光鏡之相機系統(攝像單元)之又一例進行說明。圖9係示意性地顯示其他變化例之相機系統90B之圖。以下，主要對於與圖8所示之構成之相異點進行說明。
如圖9所示般，相機系統90B具備：傾斜二向分光鏡91(分離光學元件)、無限焦點透鏡(無限遠修正透鏡)92B、帶通濾光器93、區域感測器94(第2攝像部)、區域感測器95(第1攝像部)、以及成像透鏡96、97。傾斜二向分光鏡91及區域感測器94、95，與上述相機系統90A中之該等之構成相同。
無限焦點透鏡92B係將來自觀察對象即樣品150(對象物)之光(發光)轉換成平行光之準直透鏡。無限焦點透鏡92B亦獲得平行光之方式進行像差修正。自無限焦點透鏡92B輸出之平行光入射至傾斜二向分光鏡91。
成像透鏡96係使透過傾斜二向分光鏡91之光在區域感測器94成像之透鏡。成像透鏡97係使透過傾斜二向分光鏡91之光在區域感測器95成像之透鏡。
帶通濾光器93例如設置於無限焦點透鏡92B之後段(下游)且為傾斜二向分光鏡91之前段(上游)，係去除特定之波長範圍外之光之濾光器。帶通濾光器93例如去除400～900 nm之範圍外之波長之光。可設置複數個帶通濾光器93。帶通濾光器93可設置於圖9中以虛線所示之區域、亦即設置於無限焦點透鏡92B之前段(上游)之區域，亦可設置於區域感測器94、95之前段(上游)且為成像透鏡96、97之後段(下游)之區域，亦可設置於成像透鏡96、97之前段(上游)且為傾斜二向分光鏡91之後段(下游)之區域。再者，設置於區域感測器94、95之前段各者之帶通濾光器93彼此設為同一特性，設置於成像透鏡96、97之前段各者之帶通濾光器93彼此設為同一特性。
對於如此之使用無限焦點透鏡92B之相機系統90B，作為具體之態樣，與相機系統90A同樣地考量上述之3個態樣。
如以上所說明般，變化例之相機系統(攝像單元)具備：分離光學元件，其將來自對象物之光藉由相應於波長透過及反射而予以分離，且在特定之波長寬度中透過率及反射率變化；第1攝像部，其拍攝在分離光學元件中經透過之光；及第2攝像部，其拍攝在分離光學元件中經反射之光。
如此般，藉由使用相應於波長而透過率及反射率變化之分離光學元件，即便對於波長寬度較窄之光亦可適切地進行分離，而可相應於攝像部之攝像結果適切地求得波長重心。又，與實施形態中所說明之態樣不同的是，由於設為通過分離光學元件之光可原樣由攝像部(第1攝像部及第2攝像部)受光之構成，因此可實現相機系統之小型化。
又，於變化例之相機系統中，第1攝像部及第2攝像部之具有感度之波長之範圍，與在分離光學元件中透過率及反射率所變化之波長之範圍對應。根據如此之構成，可自攝像部之攝像結果適切地取得波長之變化(不同)，而可適切地求得波長重心。
又，變化例之相機系統具備複數種帶通濾光器，該等帶通濾光器構成為可根據來自對象物之光進行切換。例如，在自對象物輸出具有光譜之擴展(具有重合)之發光時，藉由切換地使用複數種帶通濾光器，而控制裝置(未圖示)可僅求得特定之波長頻帶(與各帶通濾光器對應之波長頻帶)之光之波長重心。亦即，控制裝置(未圖示)可在設定去除紅色之波長成分之波長頻帶以外之波長之光之帶通濾光器之情形下，僅求得紅色之波長成分之波長重心，在設定去除綠色之波長成分之波長頻帶以外之波長之光之帶通濾光器之情形下，僅求得綠色之波長成分之波長重心，在設定去除藍色之波長成分之波長頻帶以外之波長之光之帶通濾光器之情形下，僅求得藍色之波長成分之波長重心。
1:測定裝置 2,90A,90B:相機系統 10:第1攝像單元 11,21,31,91:傾斜二向分光鏡(分離光學元件) 12,22,32:全反射鏡(反射光學元件) 13,23,33,96,97:成像透鏡 14,24,34:攝像元件(攝像部) 20:第2攝像單元 30:第3攝像單元 40:無限遠修正透鏡 50,60:二向分光鏡 80:控制裝置(處理部、解析部) 92A:有限焦點透鏡(有限遠修正透鏡) 92B:無限焦點透鏡(無限遠修正透鏡) 93:帶通濾光器 94:區域感測器(第2攝像部) 95:區域感測器(第1攝像部) 100:修正單元 101:光源 102:光纖 103:FC配接器 104:擴散板 105:物鏡 150:樣品(對象物) S1~S4:步驟 X1,X2,X3,X4:波形 λ,λ´,λ1 ,λ2 :波長
圖1係示意性地顯示本發明之實施形態之測定裝置之平面圖。 圖2係示意性地顯示圖1之測定裝置所含之相機系統之側視圖。 圖3係對於光之光譜及傾斜二向分光鏡之特性進行說明之圖。 圖4係示意性地顯示修正單元之圖。 圖5(a)、(b)係用於說明計算波長之修正之圖表。 圖6係修正方法之流程圖。 圖7係對於變化例之傾斜二向分光鏡之特性進行說明之圖。 圖8係示意性地顯示變化例之相機系統之圖。 圖9係示意性地顯示變化例之相機系統之圖。
1:測定裝置
2:相機系統
10:第1攝像單元
11,21,31:傾斜二向分光鏡(分離光學元件)
12,22:全反射鏡(反射光學元件)
13,23,33:成像透鏡
14,24,34:攝像元件(攝像部)
20:第2攝像單元
30:第3攝像單元
40:無限遠修正透鏡
50,60:二向分光鏡
80:控制裝置(處理部、解析部)

Claims (7)

  1. 一種攝像單元，其具備：分離光學元件，其將來自對象物之光相應於波長透過或反射而予以分離，且，相應於波長之變化從而透過率及反射率變化之波長頻帶之寬度、即邊緣躍遷寬度具有特定寬度； 反射光學元件，其將於前述分離光學元件中經透過或反射之光之一者予以反射； 攝像部，其由第1攝像區域拍攝於前述分離光學元件中經透過或反射之光之另一者，且由與前述第1攝像區域不同之第2攝像區域拍攝於前述反射光學元件中經反射之光；及 處理部，其基於前述分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性，對由前述第1攝像區域及前述第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。
  2. 如請求項1之攝像單元，其中前述處理部預先記憶有考量到前述分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性的修正資料，使用該修正資料，對由前述第1攝像區域及前述第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。
  3. 如請求項1之攝像單元，其中前述處理部受理考量到前述分離光學元件之透過率及反射率相對於波長而變化之光學特性之修正資料，使用該修正資料，對由前述第1攝像區域及前述第2攝像區域拍攝之圖像進行修正。
  4. 如請求項1至3中任一項之攝像單元，其中前述處理部對由相對於前述分離光學元件之光入射角度引起之色斑進行修正。
  5. 如請求項1至4中任一項之攝像單元，其中前述處理部對由相應於波長之變化從而透過率及反射率變化之波長頻帶、與不變化之波長頻帶之邊界引起之檢測波長之偏移進行修正。
  6. 如請求項1至5中任一項之攝像單元，其中前述攝像部係具有前述第1攝像區域及前述第2攝像區域之單一之攝像元件。
  7. 一種測定裝置，其具備：請求項1至6中任一項之攝像單元；及 解析部，其解析包含由前述處理部予以修正之圖像的前述攝像單元之處理結果。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023088595A (ja) * 2021-12-15 2023-06-27 浜松ホトニクス株式会社 計測装置及び計測方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3400493B2 (ja) 1993-07-14 2003-04-28 協立電機株式会社 プリント基板上の物体の高さ検査装置
JPH1047926A (ja) * 1996-08-07 1998-02-20 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 膜厚測定装置および膜厚測定方法
JP3668466B2 (ja) * 2002-05-10 2005-07-06 松下電器産業株式会社 実時間レンジファインダ
JP2004069651A (ja) * 2002-08-09 2004-03-04 Omron Corp 膜厚測定装置
JP2006276840A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Olympus Corp 顕微鏡装置、その制御装置、及びプログラム
JP2007101399A (ja) 2005-10-05 2007-04-19 Nikon Corp 高さ測定装置および方法
JP5332192B2 (ja) 2007-12-17 2013-11-06 株式会社ニコン ３次元形状測定装置
US8040513B2 (en) * 2008-06-18 2011-10-18 Till I.D. Gmbh Dual emission microscope
DE102008044375A1 (de) * 2008-12-05 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Optisches Messgerät
US20110071784A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-24 Nikon Corporation Goos-Hanchen compensation in autofocus systems
JP2012137394A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Honda Motor Co Ltd 三次元形状測定装置
JP6261883B2 (ja) * 2013-06-03 2018-01-17 浜松ホトニクス株式会社 光観察装置、それに用いる撮像装置、及び光観察方法
JP6285112B2 (ja) 2013-06-03 2018-02-28 浜松ホトニクス株式会社 光分割装置
JP2015211727A (ja) * 2014-05-01 2015-11-26 オリンパス株式会社 内視鏡装置
JP6391345B2 (ja) * 2014-07-29 2018-09-19 オリンパス株式会社 顕微鏡システム
JP6394514B2 (ja) * 2015-06-25 2018-09-26 Ｊｆｅスチール株式会社 表面欠陥検出方法、表面欠陥検出装置、及び鋼材の製造方法
DE102015218720A1 (de) * 2015-09-29 2016-09-15 Carl Zeiss Meditec Ag Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop
CN106052871A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 哈尔滨工业大学深圳研究生院 针对led全光谱检测的快速多通道光谱仪
JP2018116032A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 キヤノン株式会社 被計測物の形状を計測する計測装置
JP6285597B1 (ja) 2017-06-05 2018-02-28 大塚電子株式会社 光学測定装置および光学測定方法
JP2019144217A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 国立大学法人千葉大学 膜厚測定装置、これを用いた蒸着装置及び膜特性評価装置

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