JPH0413647B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光測定装置にかかわり、更に特定する
には予め決められた時間内にわたる紫外線の全体
の露光を測定するための積分光度計にかかわる。

（従来の技術） 従来においても、多くの光度計が紫外線および
他の型式の電磁エネルギー又は光エネルギーを測
定するために利用されている。積分型の光度計で
は、特定の時間間隔にわたつて受けた全エネルギ
ー量を示す出力を与えている。従来技術での積分
光度計は比較的大型である上に、その使用に際し
ては読出しを達成するのに手動制御を必要として
いる。

プリント回路板の製造に関連して、ボード上に
おけるホトレジストを露光させるための紫外光線
に対するそのボードおよびプリント回路原板の露
光には、その露光シーケンス中、特定のホトレジ
ストされたボートにて受けられる全エネルギー量
についての測定の必要性を作り出す。従来におけ
る紫外線光度計はそれ自体、この種の測定には適
していない。

（発明が解決しようとする課題） ゆえに、本発明の目的は、紫外光源と共に使用
でき、とくに電力の消費量を抑止するようにした
積分光度計を提供するにある。

（課題を解決するための手段・作用） 本発明のこうした目的は、測光部に当る電磁放
射線である紫外線の強さに比例した出力信号を与
えるための検出器、電力消費量を抑止するための
スレツシヨルド手段およびタイマー手段を持つ内
蔵型の積分光度計によつて達成される。

検出器の出力は、その検出器の出力信号の大き
さに逆比例した周期の交流回路出力信号へと変換
するための電圧周波数変換器へと印加される。そ
して検出器が紫外光線に照らされ、さらにタイマ
の設定時間が経過する間にわたり、変換器のその
交流出力信号により受けた総交番回数をカウント
する機能を有し、該総交番回数を表わす連続のデ
ジタル出力表示を与えるデイスプレイ手段に印加
される。

スレツシヨルド手段には、測光部に当たる紫外
光線の強さが予め決められたスレツシヨルド値以
下にあるとき、その測定回路の動作を抑制するた
めの手段が与えられている。

タイマ手段には、デイスプレイ手段をリセツト
および起動するスイツチと、デイスプレイ手段を
タイマの設定時間の間前記各手段に電力を供給可
能にするスイツチング素子を含み、スイツチのタ
ーンオン動作時または電圧周波数変換器からの交
流出力信号の最終出力時から所定時間デイスプレ
イ手段への電力を保持するようになつている。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。添
付図面に示されている積分光度計電子装置は、２
つの基本部分から成つている。一方は光測定回路
部で、他方は電力消費量を最小限に抑えた電力回
路部である。

まず、光測定回路部を参照するに、そこには接
地されたアノードと、そして演算増幅器の反転入
力に接続されているカソードとを持つ検出器手段
としてのホトダイオードＤ１が示されている。ホ
トダイオードＤ１の電流出力は、そのホトダイオ
ードＤ１に当る紫外線または可視光のような電磁
エネルギーの強さに比例している。

この場合、ホトダイオードＤ１およびホトダイ
オードＤ１と共に使用される何等かのフイルタの
スペクトル応答特性は、その光度計の好ましき実
施例が主として紫外光源と共に使用するのを意図
しているので、紫外線帯域において最大応答を与
えるように選ばれる。

ホトダイオードＤ１からの電流はオペアンプで
構成される増幅器Ｕ２Ｂによつて増幅され、そし
て入力電流すなわちここでは入力光レベルに比例
した出力電圧を発生する。抵抗器Ｒ９，Ｒ１０か
らなるフイードバツク路での抵抗は非常に高いの
で、増幅器Ｕ２Ｂは非常に高い利得を持つオープ
ン・ループで動作する。

また、この増幅器Ｕ２Ｂは、このモードにおい
て、低い照明レベルに対して動作する。他の動作
範囲はレンジ・スイツチＳ２を閉じることによつ
て選ばれ、抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２を通しての非常
に低いインピーダンスの別なフイードバツク路を
与え、その増幅器Ｕ２Ｂの利得をかなり減少させ
る。コンデンサＣ４およびコンデンサＣ５はAC
フイードバツクを与え、増幅器Ｕ２Ｂの帯域幅を
実質的に減少させて増幅器Ｕ２Ｂによる雑音の増
幅を最小にする。

増幅器Ｕ２Ｂの電圧出力は、電圧周波数変換器
Ｕ４の入力端子に供給される。抵抗器Ｒ１３と、
コンデンサＣ６およびコンデンサＣ７とは、変換
器Ｕ４に対するスケール・フアクタおよび安定化
用素子であり、そして製造業者の指示に従つて使
用されている。

変換器Ｕ４の出力は、その周期が入力電圧に逆
比例している方形波である。図示されている回路
において、その出力における１つのパルスは10^-3
ジユールの光エネルギーに等価である。その方形
波は、零から始動するカウンタを進めるのに使用
される。各計数すなわち各々の完全な方形波は、
その交番回数がデイスプレイ手段によつて１指標
分づつカウントされ、デイスプレイ手段はカウン
トされた総交番回数を表示する。なお、このデイ
スプレイ手段は、カウンタ手段としてのデイスプ
レイ回路Ｕ３と可視表示手段としてのデジタル・
デイスプレイDSIとからなる。

光度計が極端に低い紫外線の背景レベルを積算
しないように、スレツシヨルド手段Ｕ２Ａが利用
される。この手段は比較器で構成され、比較器Ｕ
２Ａは増幅器Ｕ２Ｂの出力を基準電圧と比較す
る。そして、その光度すなわち光レベルを表わす
増幅器Ｕ２Ｂの出力が、予め決められたスレツシ
ヨルド値を越える場合、増幅器Ｕ２Ｂの出力にお
ける電圧は、比較器Ｕ２Ａの基準電圧を越え、こ
のとき、比較器Ｕ２Ａはデイスプレイ回路Ｕ３の
イネーブル入力（EN）に接続されている出力端
子に出力電圧を発生する。

このように光レベルがそのスレツシヨルド値以
上であることを示している比較器Ｕ２Ａからの高
い出力電圧（Ｈ信号）をデイスプレイ回路Ｕ３の
イネーブル入力が受けると、デジタル・デイスプ
レイDSIは変換器Ｕ４の出力ピンからの各方形波
サイクルをカウントする。

他方、光レベルが周囲紫外光のみを表わす所望
のスレツシヨルド値以下にある場合、デイスプレ
イ回路Ｕ３のイネーブル端子ENはＬ信号を受信
するため、デイスプレイ回路Ｕ３に内蔵されたカ
ウンタは、変換器Ｕ４から出力される方形波サイ
クルをカウントできない。

上述した電力回路部は本回路の電流使用量を最
小にするために使用されている。バツテリ手段と
しての組込みバツテリBT１は、タイミング手段
としてのCMOSのワン・シヨツト回路Ｕ１の供
給端子に接続されている。

ワン・シヨツト回路Ｕ１は、スイツチ手段に含
まれる瞬時接触スイツチＳ１が閉じられたときに
作動し、そして端子に出力の低電圧信号を発
生する。この第７ピン（端子）上における低い
信号は、トランジスタＱ１のベースに電流を流す
ことからスイツチ手段に含まれるトランジスタＱ
１をターン・オンさせ、そして供給電圧VAおよ
び供給電圧VBを上記各手段で構成される光測定
回路に与える。

ワン・シヨツト回路Ｕ１は、抵抗Ｒ２およびコ
ンデンサＣ２からなるタイミング回路素子を含
み、このタイミング回路素子Ｒ２，Ｃ２は、再ト
リガー・パルスが受信されなければ、第７ピンの
電圧で約45秒間Ｌモードのスイツチ状態にそのワ
ン・シヨツトを保持する。

かくして、瞬時接触スイツチＳ１を手動操作し
て、トランジスタＱ１をオンさせると少なくとも
45秒間にわたつて、その残りの回路に電力を供給
する。もしも、その45秒の間に、変換器Ｕ４の出
力信号がワン・シヨツト回路Ｕ１のA_A端子に入
力すると、再び45秒間電力が供給される。かくし
て、瞬時接触スイツチＳ１の閉成時またはその変
換器Ｕ４の最後のパルス出力発生のいずれかの時
点から、45秒間が経過していない限り、その回路
は給電状態下に置かれる。

スレツシヨルド・レベルの光がホトダイオード
Ｄ１から除去されてそして変換器Ｕ４のパルス出
力が停止すると、電力は45秒後に供給されなくな
る。これは、バツテリBT１の寿命を大いに伸ば
す。測定回路が普通に必要とする電流は約２ｍＡ
であるが、バツテリBT１に連続して接続されて
いるCMOSのワン・シヨツト回路Ｕ１が必要と
する電流はマイクロ・アンペアの範囲にある。ま
たデジタル・デイスプレイDSIの表示動作に要す
る消費電力は、CMOSのワン・シヨツト回路Ｕ
１の動作時における消費電力と比較してきわめて
大きいものであることから、上記構成により本積
分光度計の消費電力の省力化を図るという経済的
な利点を得ることができる。

本発明の独特な回路は、特に、プリント回路板
上でのホトレジスト紫外線露光を測定するのに有
用である。この光度計は瞬時接触スイツチＳ１を
押すことによつてターン・オンされる。

これにより、検出器は紫外線エネルギーの背景
レベルを測定し始めるが、出力のデイスプレイ手
段Ｕ３，DS１はこのエネルギーをカウントする
ことができない。その理由は、背景レベルでは比
較器Ｕ２Ａからの出力電圧が出力されないためデ
イスプレイ手段Ｕ３，DSIをイネーブルにするこ
とができないからである。

紫外線の背景レベルの測定においては、ワン・
シヨツト回路Ｕ１はリセツトされず、測定回路へ
の電力はオン状態に維持される。そこで、光度計
は、露出されるべき材料と共に真空フレーム内に
置かれて、図示を省略したコンタクト・プリンタ
（密着印画装置）を介して操作される。

光度計は、このプリンタによつて加えられる全
エネルギーについて直接的読出しを行い、ワン・
シヨツト回路Ｕ１の全時間（45秒）が経過したと
きにターン・オフし、そして紫外線露光に基づい
て出力するパルスが変換器（アナログ−デジタル
回路）Ｕ４によつて発生されないときにスイツチ
Ｑ１を遮断する。

紫外線が露出される材料と共に光度計がコンタ
クト・プリンタに挿入されるような応用におい
て、光度計は高温下にさらされるため温度上昇を
伴う。

このため、本発明に係る他の実施例では、デイ
スプレイ素子に対する破損を避ける理由から、光
度計は液晶デイスプレイ部分を別個に構成してこ
れ以外の回路構成のみをケースに納めてプリンタ
内に組み入れることができるようにする。

この場合、光度計が照明エネルギーに露光され
ると、プリンタからその光度計が取り外された後
で、光度計ケース上に設けたコネクタによりその
液晶体をデイスプレイ回路に接続することによつ
てカウンタＵ２の内容を読み出すことができる。

（発明の効果） 本発明は、スレツシヨルド手段により紫外光線
の露光レベルが所定のスレツシヨルド値を越える
までは紫外線の露光量を積算しないので、周囲の
紫外線の影響を取り除くとともに決められた時間
中に露光すべき材料に照らされる紫外線の正確な
全露光量を測定できる。

また、所定の時間電圧周波数変換器の出力信号
に変化がなければ、自動的にデイスプレイ手段へ
の電力をカツトするタイマ手段を設けているの
で、装置の電力消費量を少なくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による積分光度計の概略回路図で
ある。 BT１：バツテリ、Ｃ１〜Ｃ９：コンデンサ、
CR１〜CR８：ダイオード、Ｄ１：ホト・ダイオ
ード、DS１：デジタル・デイスプレイ、Ｑ１：
トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ１４：抵抗器、Ｓ１，Ｓ
２：スイツチ、Ｕ１：ワン・シヨツト回路、Ｕ２
Ａ：比較器、増幅器、Ｕ２Ｂ：増幅器Ｕ２Ｂ、Ｕ
３：デイスプレイ回路、Ｕ４：変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケースと、 前記ケース内に設けられていて、測光部に当た
   る紫外光線の強さに比例した出力信号を与えるた
   めの検出器手段Ｄ１，Ｕ２Ｂと、 前記ケース内に設けられていて、検出器手段Ｄ
   １，Ｕ２Ｂからの出力信号を、該出力信号の電圧
   に逆比例した周期の交流回路出力信号へと変換す
   るための電圧周波数変換手段Ｕ４と、 前記ケース内または別個に設けられかつ前記変
   換器手段に接続されるとともに、前記検出器手段
   が紫外光線に照らされ、さらにタイマの設定時間
   を経過する間に前記変換器手段からの交流出力信
   号により受けた総交番回数をカウントし、該総交
   番回数を連続的にデジタル出力で積算表示するデ
   イスプレイ手段Ｕ３，DS１と、 前記検出器手段からの出力信号を入力して基準
   の電圧と比較し、所定のスレツシヨルド値を越え
   る光度レベルを表す出力電圧があるときに、前記
   デイスプレイ手段を作動可能にするスレツシヨル
   ド手段Ｕ２Ａと、 前記デイスプレイ手段をリセツトおよび起動す
   るスイツチＳ１と、前記デイスプレイ手段をタイ
   マの設定時間の間前記各手段に電力を供給可能に
   するスイツチング素子Ｑ１とを含み、前記スイツ
   チのターンオン動作時または前記変換器手段から
   の交流出力信号の最終出力時から所定時間前記デ
   イスプレイ手段への電力供給を保持するために電
   源BT１と前記デイスプレイ手段との間に接続さ
   れたタイマ手段Ｕ１とを備えていることを特徴と
   する、コンパクトで内蔵型の積分光度計。 ２ 検出器手段は、測光部を構成するホトダイオ
   ードとその出力を増幅するオペアンプからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の積
   分光度計。 ３ タイマ手段はワン・シヨツト回路で構成さ
   れ、スイツチ手段からのターンオン信号もしくは
   変換器手段からの出力信号によりトリガされるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の積分光度計。