JP2000236107A - フォトダイオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置 - Google Patents
フォトダイオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置Info
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- JP2000236107A JP2000236107A JP11035579A JP3557999A JP2000236107A JP 2000236107 A JP2000236107 A JP 2000236107A JP 11035579 A JP11035579 A JP 11035579A JP 3557999 A JP3557999 A JP 3557999A JP 2000236107 A JP2000236107 A JP 2000236107A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一般的な光源でフォトダイオードアレイの相
対感度測定が可能なフォトダイオードアレイ相対感度測
定方法及びこれを用いた測定装置を実現する。 【解決手段】 フォトダイオードアレイ相対感度測定方
法において、異なる照射位置の2つのガウスビームの一
部を重ね合わせて被測定対象のフォトダイオードアレイ
に入射しておき、フォトダイオードアレイを構成する個
々のフォトダイオード素子の出力を取り込み、記フォト
ダイオードアレイの相対感度を求める。
対感度測定が可能なフォトダイオードアレイ相対感度測
定方法及びこれを用いた測定装置を実現する。 【解決手段】 フォトダイオードアレイ相対感度測定方
法において、異なる照射位置の2つのガウスビームの一
部を重ね合わせて被測定対象のフォトダイオードアレイ
に入射しておき、フォトダイオードアレイを構成する個
々のフォトダイオード素子の出力を取り込み、記フォト
ダイオードアレイの相対感度を求める。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトダイオード
アレイ相対感度測定方法に関し、特に一般的な光源でフ
ォトダイオードアレイの相対感度測定が可能なフォトダ
イオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定
装置に関する。
アレイ相対感度測定方法に関し、特に一般的な光源でフ
ォトダイオードアレイの相対感度測定が可能なフォトダ
イオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フォトダイオードアレイの相対感
度を測定するためには、空間的に均一なパワー分布を有
する光源からの出力光をフォトダイオードアレイに照射
して、フォトダイオードアレイを構成する各フォトダイ
オード素子の出力を測定することにより当該フォトダイ
オードアレイの相対感度を得ている。
度を測定するためには、空間的に均一なパワー分布を有
する光源からの出力光をフォトダイオードアレイに照射
して、フォトダイオードアレイを構成する各フォトダイ
オード素子の出力を測定することにより当該フォトダイ
オードアレイの相対感度を得ている。
【0003】図8はこのような従来のフォトダイオード
アレイの相対感度を測定する装置の一例を示す構成ブロ
ック図である。図8において1は空間的に均一なパワー
分布を有する光源、2は光学系、3は被測定対象である
フォトダイオードアレイ、4は信号処理回路である。
アレイの相対感度を測定する装置の一例を示す構成ブロ
ック図である。図8において1は空間的に均一なパワー
分布を有する光源、2は光学系、3は被測定対象である
フォトダイオードアレイ、4は信号処理回路である。
【0004】光源1の出力光は光ファイバやレンズ等の
光学部品により構成された光学系2を介して被測定対象
であるフォトダイオードアレイ3に入射される。フォト
ダイオードアレイ3を構成する個々のフォトダイオード
素子の出力は信号処理回路4に接続される。
光学部品により構成された光学系2を介して被測定対象
であるフォトダイオードアレイ3に入射される。フォト
ダイオードアレイ3を構成する個々のフォトダイオード
素子の出力は信号処理回路4に接続される。
【0005】ここで、図8に示す従来例の動作を説明す
る。光源1の出力光は空間的に均一のパワー分布を有す
るのでフォトダイオードアレイ3を構成する個々のフォ
トダイオード素子には同一強度の光が入射される。従っ
て、個々のフォトダイオード素子の出力を信号処理回路
4で取り込むことにより個々のフォトダイオード素子間
の相対的な感度分布、言い換えれば、フォトダイオード
アレイ3の相対感度を得ることができる。
る。光源1の出力光は空間的に均一のパワー分布を有す
るのでフォトダイオードアレイ3を構成する個々のフォ
トダイオード素子には同一強度の光が入射される。従っ
て、個々のフォトダイオード素子の出力を信号処理回路
4で取り込むことにより個々のフォトダイオード素子間
の相対的な感度分布、言い換えれば、フォトダイオード
アレイ3の相対感度を得ることができる。
【0006】この結果、フォトダイオードアレイ3を構
成する個々のフォトダイオード素子に対して同一強度の
光を入射して個々のフォトダイオード素子の出力を測定
することにより、フォトダイオードアレイの相対感度を
測定することが可能になる。
成する個々のフォトダイオード素子に対して同一強度の
光を入射して個々のフォトダイオード素子の出力を測定
することにより、フォトダイオードアレイの相対感度を
測定することが可能になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図8中に例示
した空間的に均一のパワー分布を有する特殊な光源を実
現するためには、言い換えれば、光を空間的にランダム
な分布にするためには白色光源及び拡散板等を組み合わ
せた大掛りな光学系を用いると共に比較的低めのパワー
を出力することにより出力光を安定化させる必要がある
と言った問題点があった。すなわち、このような光源を
実現するためには光学系が大規模になると共に出力でき
るパワーも小さくなると言った課題があった。
した空間的に均一のパワー分布を有する特殊な光源を実
現するためには、言い換えれば、光を空間的にランダム
な分布にするためには白色光源及び拡散板等を組み合わ
せた大掛りな光学系を用いると共に比較的低めのパワー
を出力することにより出力光を安定化させる必要がある
と言った問題点があった。すなわち、このような光源を
実現するためには光学系が大規模になると共に出力でき
るパワーも小さくなると言った課題があった。
【0008】一方、フォトダイオードアレイには高感度
である電荷蓄積型のものや感度の低い非蓄積型のものが
存在し、前者は上述の白色光源を用い低パワーで空間的
に均一のパワー分布を有する光源であっても図8に示す
ような装置により相対感度を測定することが可能である
が、後者の場合には低パワーであるため相対感度の測定
が困難であると言った課題があった。従って本発明が解
決しようとする課題は、一般的な光源でフォトダイオー
ドアレイの相対感度測定が可能なフォトダイオードアレ
イ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置を実現す
ることにある。
である電荷蓄積型のものや感度の低い非蓄積型のものが
存在し、前者は上述の白色光源を用い低パワーで空間的
に均一のパワー分布を有する光源であっても図8に示す
ような装置により相対感度を測定することが可能である
が、後者の場合には低パワーであるため相対感度の測定
が困難であると言った課題があった。従って本発明が解
決しようとする課題は、一般的な光源でフォトダイオー
ドアレイの相対感度測定が可能なフォトダイオードアレ
イ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置を実現す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、フォト
ダイオードアレイ相対感度測定方法において、異なる照
射位置の2つのガウスビームの一部を重ね合わせて被測
定対象のフォトダイオードアレイに入射しておき、前記
フォトダイオードアレイを構成する個々のフォトダイオ
ード素子の出力を取り込み、前記フォトダイオードアレ
イの相対感度を求めることにより、個々のフォトダイオ
ード素子にはほぼ同一強度の光が入射されるので、一般
的な光源でフォトダイオードアレイの相対感度を測定す
ることが可能になる。
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、フォト
ダイオードアレイ相対感度測定方法において、異なる照
射位置の2つのガウスビームの一部を重ね合わせて被測
定対象のフォトダイオードアレイに入射しておき、前記
フォトダイオードアレイを構成する個々のフォトダイオ
ード素子の出力を取り込み、前記フォトダイオードアレ
イの相対感度を求めることにより、個々のフォトダイオ
ード素子にはほぼ同一強度の光が入射されるので、一般
的な光源でフォトダイオードアレイの相対感度を測定す
ることが可能になる。
【0010】請求項2記載の発明は、フォトダイオード
アレイ相対感度測定方法において、照射位置を変化させ
てガウスビームを被測定対象のフォトダイオードアレイ
に順次入射しておき、前記フォトダイオードアレイを構
成する個々のフォトダイオード素子の各照射位置におけ
る出力を順次取り込み、得られた前記フォトダイオード
素子の各照射位置における出力を平均して前記フォトダ
イオードアレイの相対感度を求めることにより、個々の
フォトダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が
入射されるので、一般的な光源でフォトダイオードアレ
イの相対感度を測定することが可能になる。
アレイ相対感度測定方法において、照射位置を変化させ
てガウスビームを被測定対象のフォトダイオードアレイ
に順次入射しておき、前記フォトダイオードアレイを構
成する個々のフォトダイオード素子の各照射位置におけ
る出力を順次取り込み、得られた前記フォトダイオード
素子の各照射位置における出力を平均して前記フォトダ
イオードアレイの相対感度を求めることにより、個々の
フォトダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が
入射されるので、一般的な光源でフォトダイオードアレ
イの相対感度を測定することが可能になる。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明であるフォトダイオードアレイ相対感度測定方法にお
いて、前記ガウスビームの出射位置を変化させて前記照
射位置を変化させることにより、個々のフォトダイオー
ド素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射されるの
で、一般的な光源でフォトダイオードアレイの相対感度
を測定することが可能になる。
明であるフォトダイオードアレイ相対感度測定方法にお
いて、前記ガウスビームの出射位置を変化させて前記照
射位置を変化させることにより、個々のフォトダイオー
ド素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射されるの
で、一般的な光源でフォトダイオードアレイの相対感度
を測定することが可能になる。
【0012】請求項4記載の発明は、請求項2記載の発
明であるフォトダイオードアレイ相対感度測定方法にお
いて、前記フォトダイオードアレイの位置を変化させて
前記照射位置を変化させることにより、個々のフォトダ
イオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射され
るので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの相対
感度を測定することが可能になる。
明であるフォトダイオードアレイ相対感度測定方法にお
いて、前記フォトダイオードアレイの位置を変化させて
前記照射位置を変化させることにより、個々のフォトダ
イオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射され
るので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの相対
感度を測定することが可能になる。
【0013】請求項5記載の発明は、フォトダイオード
アレイ相対感度を測定する測定装置において、異なる照
射位置の2つのガウスビームの一部を重ね合わせて被測
定対象のフォトダイオードアレイに入射する光源装置
と、前記フォトダイオードアレイを構成する個々のフォ
トダイオード素子の出力を取り込み前記フォトダイオー
ドアレイの相対感度を求める信号処理回路とを備えたこ
とにより、個々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強
度の光が入射されるので、一般的な光源でフォトダイオ
ードアレイの相対感度を測定することが可能になる。
アレイ相対感度を測定する測定装置において、異なる照
射位置の2つのガウスビームの一部を重ね合わせて被測
定対象のフォトダイオードアレイに入射する光源装置
と、前記フォトダイオードアレイを構成する個々のフォ
トダイオード素子の出力を取り込み前記フォトダイオー
ドアレイの相対感度を求める信号処理回路とを備えたこ
とにより、個々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強
度の光が入射されるので、一般的な光源でフォトダイオ
ードアレイの相対感度を測定することが可能になる。
【0014】請求項6記載の発明は、フォトダイオード
アレイ相対感度を測定する測定装置において、照射位置
を変化させてガウスビームを被測定対象のフォトダイオ
ードアレイに順次入射する光源装置と、前記フォトダイ
オードアレイを構成する個々のフォトダイオード素子の
各照射位置における出力を順次取り込むと共に出力を平
均して前記フォトダイオードアレイの相対感度を求める
信号処理装置とを備えたことにより、個々のフォトダイ
オード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射される
ので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの相対感
度を測定することが可能になる。
アレイ相対感度を測定する測定装置において、照射位置
を変化させてガウスビームを被測定対象のフォトダイオ
ードアレイに順次入射する光源装置と、前記フォトダイ
オードアレイを構成する個々のフォトダイオード素子の
各照射位置における出力を順次取り込むと共に出力を平
均して前記フォトダイオードアレイの相対感度を求める
信号処理装置とを備えたことにより、個々のフォトダイ
オード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射される
ので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの相対感
度を測定することが可能になる。
【0015】請求項7記載の発明は、請求項6記載の発
明である測定装置において、前記光源装置で前記ガウス
ビームの出射位置を変化させて前記照射位置を変化させ
ることにより、個々のフォトダイオード素子には等価的
にほぼ同一強度の光が入射されるので、一般的な光源で
フォトダイオードアレイの相対感度を測定することが可
能になる。
明である測定装置において、前記光源装置で前記ガウス
ビームの出射位置を変化させて前記照射位置を変化させ
ることにより、個々のフォトダイオード素子には等価的
にほぼ同一強度の光が入射されるので、一般的な光源で
フォトダイオードアレイの相対感度を測定することが可
能になる。
【0016】請求項8記載の発明は、請求項6記載の発
明である測定装置において、位置制御手段で前記フォト
ダイオードアレイの位置を変化させて前記照射位置を変
化させることにより、個々のフォトダイオード素子には
等価的にほぼ同一強度の光が入射されるので、一般的な
光源でフォトダイオードアレイの相対感度を測定するこ
とが可能になる。
明である測定装置において、位置制御手段で前記フォト
ダイオードアレイの位置を変化させて前記照射位置を変
化させることにより、個々のフォトダイオード素子には
等価的にほぼ同一強度の光が入射されるので、一般的な
光源でフォトダイオードアレイの相対感度を測定するこ
とが可能になる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係るフォトダイオードアレイ
の相対感度の測定方法を用いた測定装置の一実施例を示
す構成ブロック図である。図1において3aは被測定対
象であるフォトダイオードアレイ、5は出射位置の異な
る2つのガウスビームを出力する光源及び光学系から構
成される光源装置,6は信号処理回路、100及び10
1は光源装置5から同時に出力される出射位置の異なる
ガウスビームである。
説明する。図1は本発明に係るフォトダイオードアレイ
の相対感度の測定方法を用いた測定装置の一実施例を示
す構成ブロック図である。図1において3aは被測定対
象であるフォトダイオードアレイ、5は出射位置の異な
る2つのガウスビームを出力する光源及び光学系から構
成される光源装置,6は信号処理回路、100及び10
1は光源装置5から同時に出力される出射位置の異なる
ガウスビームである。
【0018】光源装置5からのガウスビーム100はフ
ォトダイオードアレイ3aの中心部から一端にかけて入
射され、ガウスビーム101はフォトダイオードアレイ
3aの中心部から他端にかけて入射されると共に互いの
ガウスビームの一部が重なり合うように入射される。フ
ォトダイオードアレイ3aを構成する個々のフォトダイ
オード素子の出力は信号処理回路6に接続される。
ォトダイオードアレイ3aの中心部から一端にかけて入
射され、ガウスビーム101はフォトダイオードアレイ
3aの中心部から他端にかけて入射されると共に互いの
ガウスビームの一部が重なり合うように入射される。フ
ォトダイオードアレイ3aを構成する個々のフォトダイ
オード素子の出力は信号処理回路6に接続される。
【0019】ここで、図1に示す測定装置の動作を図2
を用いて説明する。図2(A)はフォトダイオードアレ
イ3aに入射されるガウスビームの状態を示す平面図で
あり、図2(B)は2つのガウスビームの重ね合わせに
よるパワー分布を示す特性曲線図である。図2中”GB
01”及び”GB02”に示すガウスビームはスポット
サイズが”ωx”及び”ωy”であり、それぞれのガウ
スビームの中心の間隔は”L”である。
を用いて説明する。図2(A)はフォトダイオードアレ
イ3aに入射されるガウスビームの状態を示す平面図で
あり、図2(B)は2つのガウスビームの重ね合わせに
よるパワー分布を示す特性曲線図である。図2中”GB
01”及び”GB02”に示すガウスビームはスポット
サイズが”ωx”及び”ωy”であり、それぞれのガウ
スビームの中心の間隔は”L”である。
【0020】単一のガウスビームのパワー分布”P”
は、 P=exp{−(2・x2/ωx2)−(2・y2/ωy2)} (1) となる。
は、 P=exp{−(2・x2/ωx2)−(2・y2/ωy2)} (1) となる。
【0021】このような単一のガウスビームにより個々
のフォトダイオード素子に照射されるパワーは式(1)
を各フォトダイオード素子のx軸方向の距離で積分した
値になるが、個々のフォトダイオード素子のサイズはガ
ウスビームのスポットサイズと比較して非常に小さいの
でその積分値はガウス分布そのものになり、積分値”
f”は、 f=exp{−(2・x2/ωx2)} (2) となる。
のフォトダイオード素子に照射されるパワーは式(1)
を各フォトダイオード素子のx軸方向の距離で積分した
値になるが、個々のフォトダイオード素子のサイズはガ
ウスビームのスポットサイズと比較して非常に小さいの
でその積分値はガウス分布そのものになり、積分値”
f”は、 f=exp{−(2・x2/ωx2)} (2) となる。
【0022】一方、図2に示すようにガウスビームの中
心を”L”だけ隔てて2つのガウスビームを重ね合わせ
た場合のパワー分布”F”は、 F=exp{−2・(x+L/2)2/ωx2} +exp{−2・(x−L/2)2/ωx2} (3) となる。
心を”L”だけ隔てて2つのガウスビームを重ね合わせ
た場合のパワー分布”F”は、 F=exp{−2・(x+L/2)2/ωx2} +exp{−2・(x−L/2)2/ωx2} (3) となる。
【0023】ここで、例えば、図2に示すフォトダイオ
ードアレイ3aがピッチ”50μm”で256素子のフ
ォトダイオード素子から構成されていると考えれば、フ
ォトダイオードアレイ3aの長さは”12.8mm”と
なる。
ードアレイ3aがピッチ”50μm”で256素子のフ
ォトダイオード素子から構成されていると考えれば、フ
ォトダイオードアレイ3aの長さは”12.8mm”と
なる。
【0024】そして、スポットサイズ”ωx”に対して
図2中”RP01”に示すリップルが最小になる場合の
ビーム間距離”L”及びリップル値を求めると図3に示
すような表になる。図3はスポットサイズ、ビーム間距
離及びリップルの関係を示す表である。
図2中”RP01”に示すリップルが最小になる場合の
ビーム間距離”L”及びリップル値を求めると図3に示
すような表になる。図3はスポットサイズ、ビーム間距
離及びリップルの関係を示す表である。
【0025】すなわち、2つのガウスビームを重ね合わ
せて被測定対象であるフォトダイオードアレイ3aに入
射することにより、フォトダイオードアレイ3aの長さ
内においては図2中”RP01”に示すリップルが小さ
く、言い換えれば、フォトダイオードアレイ3aに入射
される光が空間的に均一なパワー分布であることにな
る。
せて被測定対象であるフォトダイオードアレイ3aに入
射することにより、フォトダイオードアレイ3aの長さ
内においては図2中”RP01”に示すリップルが小さ
く、言い換えれば、フォトダイオードアレイ3aに入射
される光が空間的に均一なパワー分布であることにな
る。
【0026】このため、フォトダイオードアレイ3aを
構成する個々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強度
の光が入射されるので、個々のフォトダイオード素子の
出力を信号処理回路6で取り込むことにより個々のフォ
トダイオード素子間の相対的な感度分布、言い換えれ
ば、フォトダイオードアレイ3aの相対感度を得ること
ができる。
構成する個々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強度
の光が入射されるので、個々のフォトダイオード素子の
出力を信号処理回路6で取り込むことにより個々のフォ
トダイオード素子間の相対的な感度分布、言い換えれ
ば、フォトダイオードアレイ3aの相対感度を得ること
ができる。
【0027】この結果、2つのガウスビームを重ね合わ
せてフォトダイオードアレイ3aに入射することによ
り、個々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強度の光
が入射されるので、一般的な光源でフォトダイオードア
レイ3aの相対感度を測定することが可能になる。
せてフォトダイオードアレイ3aに入射することによ
り、個々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強度の光
が入射されるので、一般的な光源でフォトダイオードア
レイ3aの相対感度を測定することが可能になる。
【0028】但し、図3から分かるようにスポットサイ
ズ”ωx”を大きくして行くにしたがってリップルが小
さくなって行くものの個々のフォトダイオード素子に入
射される光のパワーが小さくなるので実用上ではリップ
ル若しくはパワーのどちらを優先するかによりスポット
サイズ”ωx”が決定される。
ズ”ωx”を大きくして行くにしたがってリップルが小
さくなって行くものの個々のフォトダイオード素子に入
射される光のパワーが小さくなるので実用上ではリップ
ル若しくはパワーのどちらを優先するかによりスポット
サイズ”ωx”が決定される。
【0029】また、図4はガウスビームが1つの場合の
本発明に係るフォトダイオードアレイの相対感度の測定
方法を用いた測定装置の一実施例を示す構成ブロック図
である。図4において3aは図1と同一符号を付してあ
り、5aは1つのガウスビームの出射位置を切り換えて
出力する光源及び光学系から構成される光源装置,6a
は信号処理回路、102及び102aは光源装置5aか
ら出射位置を切り換えて出力されるガウスビームであ
る。
本発明に係るフォトダイオードアレイの相対感度の測定
方法を用いた測定装置の一実施例を示す構成ブロック図
である。図4において3aは図1と同一符号を付してあ
り、5aは1つのガウスビームの出射位置を切り換えて
出力する光源及び光学系から構成される光源装置,6a
は信号処理回路、102及び102aは光源装置5aか
ら出射位置を切り換えて出力されるガウスビームであ
る。
【0030】光源装置5aからのガウスビーム102は
フォトダイオードアレイ3aの中心部から一端にかけて
入射され、この時のフォトダイオードアレイ3aを構成
する個々のフォトダイオード素子の出力は信号処理回路
6に接続される。
フォトダイオードアレイ3aの中心部から一端にかけて
入射され、この時のフォトダイオードアレイ3aを構成
する個々のフォトダイオード素子の出力は信号処理回路
6に接続される。
【0031】光源装置5aからの出射位置が切り換えら
れたガウスビーム102aはフォトダイオードアレイ3
aの中心部から他端にかけて入射され、この時のフォト
ダイオードアレイ3aを構成する個々のフォトダイオー
ド素子の出力は信号処理回路6に接続される。そして、
信号処理回路6は2つの過程で測定した値の平均値を求
めることにより、フォトダイオードアレイ3aの相対感
度を求める。
れたガウスビーム102aはフォトダイオードアレイ3
aの中心部から他端にかけて入射され、この時のフォト
ダイオードアレイ3aを構成する個々のフォトダイオー
ド素子の出力は信号処理回路6に接続される。そして、
信号処理回路6は2つの過程で測定した値の平均値を求
めることにより、フォトダイオードアレイ3aの相対感
度を求める。
【0032】例えば、ガウスビーム102及び102a
によって得られたフォトダイオードアレイの出力を”P
1”及び”P2”とすれば、このフォトダイオードアレ
イ3aの相対感度”Sr”は、 Sr=(P1+P2)/2 (4) で求めることができる。
によって得られたフォトダイオードアレイの出力を”P
1”及び”P2”とすれば、このフォトダイオードアレ
イ3aの相対感度”Sr”は、 Sr=(P1+P2)/2 (4) で求めることができる。
【0033】図5はフォトダイオードアレイ3aに順次
入射されるガウスビームの状態を示す平面図であり、図
5中”GB11”は現在照射されているガウスビーム、
図5中”GB12”は出射位置の切り換えによって照射
されるガウスビームである。2つのガウスビームが時系
列的に照射される以外は図2(A)に示す平面図と同一
であり、スポットサイズ”ωx”を調整して出力の平均
処理を行うことによってフォトダイオードアレイ3aに
入射される光は等価的に空間的に均一なパワー分布であ
ることになる。
入射されるガウスビームの状態を示す平面図であり、図
5中”GB11”は現在照射されているガウスビーム、
図5中”GB12”は出射位置の切り換えによって照射
されるガウスビームである。2つのガウスビームが時系
列的に照射される以外は図2(A)に示す平面図と同一
であり、スポットサイズ”ωx”を調整して出力の平均
処理を行うことによってフォトダイオードアレイ3aに
入射される光は等価的に空間的に均一なパワー分布であ
ることになる。
【0034】このため、フォトダイオードアレイ3aを
構成する個々のフォトダイオード素子には等価的にほぼ
同一強度の光が入射されるので、個々のフォトダイオー
ド素子の出力を信号処理回路6で取り込んで平均するこ
とにより個々のフォトダイオード素子間の相対的な感度
分布、言い換えれば、フォトダイオードアレイ3aの相
対感度を得ることができる。
構成する個々のフォトダイオード素子には等価的にほぼ
同一強度の光が入射されるので、個々のフォトダイオー
ド素子の出力を信号処理回路6で取り込んで平均するこ
とにより個々のフォトダイオード素子間の相対的な感度
分布、言い換えれば、フォトダイオードアレイ3aの相
対感度を得ることができる。
【0035】この結果、1つのガウスビームの照射位置
を切り換えてフォトダイオードアレイ3aに入射し、個
々に得られた出力を平均することにより、個々のフォト
ダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射さ
れるので、一般的な光源でフォトダイオードアレイ3a
の相対感度を測定することが可能になる。
を切り換えてフォトダイオードアレイ3aに入射し、個
々に得られた出力を平均することにより、個々のフォト
ダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射さ
れるので、一般的な光源でフォトダイオードアレイ3a
の相対感度を測定することが可能になる。
【0036】ここで、スポットサイズ”ωx”の調整方
法を説明する。但し、説明の簡単のために図4に示す実
施例を例にとって説明する。すなわち、図6は1枚のシ
リンドリカルレンズによりスポットサイズ”ωx”を調
整する場合の光源装置5a内の光学系の一実施例を示す
構成図であり、図6において7は光ファイバ、8はシリ
ンドリカルレンズである。
法を説明する。但し、説明の簡単のために図4に示す実
施例を例にとって説明する。すなわち、図6は1枚のシ
リンドリカルレンズによりスポットサイズ”ωx”を調
整する場合の光源装置5a内の光学系の一実施例を示す
構成図であり、図6において7は光ファイバ、8はシリ
ンドリカルレンズである。
【0037】光ファイバ7は光源装置5a内光源(図示
せず。)からの出力光を導いてシリンドリカルレンズ8
に出射し、シリンドリカルレンズ8を透過した光は図6
中”RF01”に示す参照面に位置するフォトダイオー
ドアレイに入射される。
せず。)からの出力光を導いてシリンドリカルレンズ8
に出射し、シリンドリカルレンズ8を透過した光は図6
中”RF01”に示す参照面に位置するフォトダイオー
ドアレイに入射される。
【0038】図6中”a”、”b”、”f”及び”z”
に示す値は光ファイバ7の口径を”ωf”、シリンドリ
カルレンズの倍率を”m”とすればそれぞれ、 1/a+1/b=1/f (5) m=b/a (6) ωx=(a+b+z)・λ/πωf (7) ωy=(ωf・b/a){1+(λ/πωf2)2・z2}1/2 (8) という関係を有する。
に示す値は光ファイバ7の口径を”ωf”、シリンドリ
カルレンズの倍率を”m”とすればそれぞれ、 1/a+1/b=1/f (5) m=b/a (6) ωx=(a+b+z)・λ/πωf (7) ωy=(ωf・b/a){1+(λ/πωf2)2・z2}1/2 (8) という関係を有する。
【0039】ここで、例えば、図3に示す表からスポッ
トサイズ”ωx”を”約12mm”に、また、スポット
サイズ”ωy”を”約1mm”にするように設計する場
合を考えれば、式(7)が”12mm”に、式(8)
が”1mm”になるように個々の値を選択すればよ
く、”λ=1.56μm”、”ωf=5μm”とすれ
ば、 f=27mm (9) a=42.88mm (10) b=72.9mm (11) z=6mm (12) m=1.7 (13) となる。
トサイズ”ωx”を”約12mm”に、また、スポット
サイズ”ωy”を”約1mm”にするように設計する場
合を考えれば、式(7)が”12mm”に、式(8)
が”1mm”になるように個々の値を選択すればよ
く、”λ=1.56μm”、”ωf=5μm”とすれ
ば、 f=27mm (9) a=42.88mm (10) b=72.9mm (11) z=6mm (12) m=1.7 (13) となる。
【0040】図3に示す表から”ωx=12mm”の場
合には”L=13.15mm”でリップルが”2.5
%”で最小になるので、光ファイバ7の図6中”OF0
1”に示す出射口から図6中”RF01”に示す参照面
までの距離”A”は、 A=a+b+z=42.88+72.9+6 =122mm (13) となる。
合には”L=13.15mm”でリップルが”2.5
%”で最小になるので、光ファイバ7の図6中”OF0
1”に示す出射口から図6中”RF01”に示す参照面
までの距離”A”は、 A=a+b+z=42.88+72.9+6 =122mm (13) となる。
【0041】また、図7は2枚のシリンドリカルレンズ
によりスポットサイズ”ωx”を調整する場合の光源装
置5a内の光学系の一実施例を示す構成図であり、図7
において7aは光ファイバ、9及び10はシリンドリカ
ルレンズである。
によりスポットサイズ”ωx”を調整する場合の光源装
置5a内の光学系の一実施例を示す構成図であり、図7
において7aは光ファイバ、9及び10はシリンドリカ
ルレンズである。
【0042】光ファイバ7aは光源装置5a内光源(図
示せず。)からの出力光を導いてシリンドリカルレンズ
9に出射し、シリンドリカルレンズ9を透過した光はさ
らにシリンドリカルレンズ10を介して図7中”RF1
1”に示す参照面に位置するフォトダイオードアレイに
入射される。
示せず。)からの出力光を導いてシリンドリカルレンズ
9に出射し、シリンドリカルレンズ9を透過した光はさ
らにシリンドリカルレンズ10を介して図7中”RF1
1”に示す参照面に位置するフォトダイオードアレイに
入射される。
【0043】図7中”a’”、”f1”、”f2”及
び”z’”に示す値は光ファイバ7aの口径を”ω
f’”、シリンドリカルレンズ10の出力光のウェスト
の径を”ω0”とすればそれぞれ、 ωx=(λ/πω)・f1 (14) ωy=ω0{1+(λ/πω02)2・z’2}1/2 (15) ω0=(f2/f1)・ωf (16) という関係を有する。
び”z’”に示す値は光ファイバ7aの口径を”ω
f’”、シリンドリカルレンズ10の出力光のウェスト
の径を”ω0”とすればそれぞれ、 ωx=(λ/πω)・f1 (14) ωy=ω0{1+(λ/πω02)2・z’2}1/2 (15) ω0=(f2/f1)・ωf (16) という関係を有する。
【0044】ここで、例えば、図3に示す表からスポッ
トサイズ”ωx”を”約12mm”に、また、スポット
サイズ”ωy”を”約1mm”にするように設計する場
合を考えれば、式(14)が”12mm”に、式(1
5)が”1mm”になるように個々の値を選択すればよ
く、”λ=1.56μm”、”ωf’=5μm”とすれ
ば、 f1=120mm (17) f2=120mm (18) z’=10mm (19) となる。
トサイズ”ωx”を”約12mm”に、また、スポット
サイズ”ωy”を”約1mm”にするように設計する場
合を考えれば、式(14)が”12mm”に、式(1
5)が”1mm”になるように個々の値を選択すればよ
く、”λ=1.56μm”、”ωf’=5μm”とすれ
ば、 f1=120mm (17) f2=120mm (18) z’=10mm (19) となる。
【0045】図7中”OF11”に示す光ファイバ7a
の出射口から図7中”RF11”に示す参照面までの光
線のマトリックスは、f1=f2とすれば、
の出射口から図7中”RF11”に示す参照面までの光
線のマトリックスは、f1=f2とすれば、
【数1】 となる。
【0046】従って、ガウスビームの中心間距離”L”
と図7に示す光ファイバ7aの移動距離”l”との関係
は、 L=(a’+z’)・l/f1 (21) となる。
と図7に示す光ファイバ7aの移動距離”l”との関係
は、 L=(a’+z’)・l/f1 (21) となる。
【0047】図3に示す表から”L=13.15mm”
でリップルが”2.5%”で最小になるので、 (a’+z’)・l=L・f1=13.15×120 =1578mm (22) となり、例えば、”l=6mm”とすれば、 a’+z’=263mm (23) ∴a’=253mm (24) となる。
でリップルが”2.5%”で最小になるので、 (a’+z’)・l=L・f1=13.15×120 =1578mm (22) となり、例えば、”l=6mm”とすれば、 a’+z’=263mm (23) ∴a’=253mm (24) となる。
【0048】光ファイバ7aの図7中”OF11”に示
す出射口から図7中”RF11”に示す参照面までの距
離”A’”は、 A’=f1+a’+z’+f2=120+263+120 =503mm (25) となる。
す出射口から図7中”RF11”に示す参照面までの距
離”A’”は、 A’=f1+a’+z’+f2=120+263+120 =503mm (25) となる。
【0049】なお、図4に示す実施例では光源装置5a
側でガウスビームの出射位置を切り換えることにより個
々のフォトダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の
光が入射されるようにしているが、被測定対象であるフ
ォトダイオードアレイ3a自身を位置制御手段により図
4中”DT01”に示す方向に”L”に相当する距離を
移動させても構わない。この場合には光源装置5aにお
ける照射位置の切り換えが不要になるので構成が簡単に
なる。
側でガウスビームの出射位置を切り換えることにより個
々のフォトダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の
光が入射されるようにしているが、被測定対象であるフ
ォトダイオードアレイ3a自身を位置制御手段により図
4中”DT01”に示す方向に”L”に相当する距離を
移動させても構わない。この場合には光源装置5aにお
ける照射位置の切り換えが不要になるので構成が簡単に
なる。
【0050】また、図1に示す実施例では2つのガウス
ビームを重ね合わせて空間的に均一なパワー分布を有す
る光源を実現しているが、3以上のガウスビームを重ね
合わせても構わない。この場合、構成は複雑ななるもの
のより均一なパワー分布になる。
ビームを重ね合わせて空間的に均一なパワー分布を有す
る光源を実現しているが、3以上のガウスビームを重ね
合わせても構わない。この場合、構成は複雑ななるもの
のより均一なパワー分布になる。
【0051】また、図4に示す実施例においても同様に
1つのガウスビームの照射位置を2回切り換えてフォト
ダイオードアレイ3aに入射しているが、3回以上照射
位置を切り換えてフォトダイオードアレイ3aに入射し
ても構わない。この場合、構成は複雑ななるもののより
均一なパワー分布になる。
1つのガウスビームの照射位置を2回切り換えてフォト
ダイオードアレイ3aに入射しているが、3回以上照射
位置を切り換えてフォトダイオードアレイ3aに入射し
ても構わない。この場合、構成は複雑ななるもののより
均一なパワー分布になる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1及び請
求項5の発明によれば、2つのガウスビームを重ね合わ
せてフォトダイオードアレイに入射することにより、個
々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強度の光が入射
されるので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの
相対感度を測定することが可能になる。
本発明によれば次のような効果がある。請求項1及び請
求項5の発明によれば、2つのガウスビームを重ね合わ
せてフォトダイオードアレイに入射することにより、個
々のフォトダイオード素子にはほぼ同一強度の光が入射
されるので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの
相対感度を測定することが可能になる。
【0053】また、請求項2乃至請求項4及び請求項6
乃至請求項8の発明によれば、1つのガウスビームの照
射位置を切り換えてフォトダイオードアレイに入射し、
個々に得られた出力を平均することにより、個々のフォ
トダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射
されるので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの
相対感度を測定することが可能になる。
乃至請求項8の発明によれば、1つのガウスビームの照
射位置を切り換えてフォトダイオードアレイに入射し、
個々に得られた出力を平均することにより、個々のフォ
トダイオード素子には等価的にほぼ同一強度の光が入射
されるので、一般的な光源でフォトダイオードアレイの
相対感度を測定することが可能になる。
【図1】本発明に係るフォトダイオードアレイの相対感
度の測定方法を用いた測定装置の一実施例を示す構成ブ
ロック図である。
度の測定方法を用いた測定装置の一実施例を示す構成ブ
ロック図である。
【図2】フォトダイオードアレイに入射されるガウスビ
ームの状態を示す平面図及び2つのガウスビームの重ね
合わせによるパワー分布を示す特性曲線図である。
ームの状態を示す平面図及び2つのガウスビームの重ね
合わせによるパワー分布を示す特性曲線図である。
【図3】スポットサイズ、ビーム間距離及びリップルの
関係を示す表である。
関係を示す表である。
【図4】ガウスビームが1つの場合の本発明に係るフォ
トダイオードアレイの相対感度の測定方法を用いた測定
装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
トダイオードアレイの相対感度の測定方法を用いた測定
装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図5】フォトダイオードアレイに順次入射されるガウ
スビームの状態を示す平面図である。
スビームの状態を示す平面図である。
【図6】1枚のシリンドリカルレンズによりスポットサ
イズを調整する場合の光源装置内の光学系の一実施例を
示す構成図である。
イズを調整する場合の光源装置内の光学系の一実施例を
示す構成図である。
【図7】2枚のシリンドリカルレンズによりスポットサ
イズを調整する場合の光源装置内の光学系の一実施例を
示す構成図である。
イズを調整する場合の光源装置内の光学系の一実施例を
示す構成図である。
【図8】従来のフォトダイオードアレイの相対感度を測
定する装置の一例を示す構成ブロック図である。
定する装置の一例を示す構成ブロック図である。
1 光源 2 光学系 3,3a フォトダイオードアレイ 4,6,6a 信号処理回路 5,5a 光源装置 100,101,102,102a ガウスビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 忠重 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 赤坂 恭一 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 豊田 啓孝 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 Fターム(参考) 5F049 MA01 NA20 RA02
Claims (8)
- 【請求項1】フォトダイオードアレイ相対感度測定方法
において、 異なる照射位置の2つのガウスビームの一部を重ね合わ
せて被測定対象のフォトダイオードアレイに入射してお
き、 前記フォトダイオードアレイを構成する個々のフォトダ
イオード素子の出力を取り込み、 前記フォトダイオードアレイの相対感度を求めることを
特徴とするフォトダイオードアレイ相対感度測定方法。 - 【請求項2】フォトダイオードアレイ相対感度測定方法
において、 照射位置を変化させてガウスビームを被測定対象のフォ
トダイオードアレイに順次入射しておき、 前記フォトダイオードアレイを構成する個々のフォトダ
イオード素子の各照射位置における出力を順次取り込
み、 得られた前記フォトダイオード素子の各照射位置におけ
る出力を平均して前記フォトダイオードアレイの相対感
度を求めることを特徴とするフォトダイオードアレイ相
対感度測定方法。 - 【請求項3】前記ガウスビームの出射位置を変化させて
前記照射位置を変化させることを特徴とする請求項2記
載のフォトダイオードアレイ相対感度測定方法。 - 【請求項4】前記フォトダイオードアレイの位置を変化
させて前記照射位置を変化させることを特徴とする請求
項2記載のフォトダイオードアレイ相対感度測定方法。 - 【請求項5】フォトダイオードアレイ相対感度を測定す
る測定装置において、 異なる照射位置の2つのガウスビームの一部を重ね合わ
せて被測定対象のフォトダイオードアレイに入射する光
源装置と、 前記フォトダイオードアレイを構成する個々のフォトダ
イオード素子の出力を取り込み前記フォトダイオードア
レイの相対感度を求める信号処理回路とを備えたことを
特徴とする測定装置。 - 【請求項6】フォトダイオードアレイ相対感度を測定す
る測定装置において、 照射位置を変化させてガウスビームを被測定対象のフォ
トダイオードアレイに順次入射する光源装置と、 前記フォトダイオードアレイを構成する個々のフォトダ
イオード素子の各照射位置における出力を順次取り込む
と共に出力を平均して前記フォトダイオードアレイの相
対感度を求める信号処理装置とを備えたことを特徴とす
る測定装置。 - 【請求項7】前記光源装置で前記ガウスビームの出射位
置を変化させて前記照射位置を変化させることを特徴と
する請求項6記載の測定装置。 - 【請求項8】位置制御手段で前記フォトダイオードアレ
イの位置を変化させて前記照射位置を変化させることを
特徴とする請求項6記載の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11035579A JP2000236107A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | フォトダイオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11035579A JP2000236107A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | フォトダイオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000236107A true JP2000236107A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12445691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11035579A Pending JP2000236107A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | フォトダイオードアレイ相対感度測定方法及びこれを用いた測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000236107A (ja) |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP11035579A patent/JP2000236107A/ja active Pending
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