JPH07243969A - 透過率測定装置 - Google Patents

透過率測定装置

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JPH07243969A
JPH07243969A JP6037392A JP3739294A JPH07243969A JP H07243969 A JPH07243969 A JP H07243969A JP 6037392 A JP6037392 A JP 6037392A JP 3739294 A JP3739294 A JP 3739294A JP H07243969 A JPH07243969 A JP H07243969A
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JP
Japan
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light
photoelectric conversion
light beam
transmittance
stage
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Application number
JP6037392A
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English (en)
Inventor
Masayo Iida
昌世 飯田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同じ試料を繰り返し測定した場合に、その透
過率のばらつきを少なくする。 【構成】 光源1の光束を分割手段4により2分し、一
方を第1光電変換素子5aに導き、もう一方を試料6に
透過させた後、第2光電変換素子5bに導く。5a、5
bの出力の比を演算し、透過率を求める。ピンホール
3、分割手段4、素子5aを第1ステージ10aに搭載
し、素子5bを第2ステージ10bに搭載する。その上
で、両ステージをコントローラ12により所定の相関関
係をとりながら、試料6に対して平行移動させることが
好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ等の試料の透過
率を測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レンズ等の試料の透過率を測定する装置
としては、例えば、JIS B7107−1969に規
定されたような透過率測定装置がある。この測定装置
は、光源と光電変換素子で構成されており、光源からの
光束を試料に入射させる。試料を透過した光束は光電変
換素子に受光され、そこで入射光量に比例する電気信号
(出力)に変換される。このときの光電変換素子の出力
を第1測定値とする。 次に、試料を取り除き、光源か
らの光束を同様に光電変換素子に入射させる。このとき
の光電変換素子の出力を第2測定値とする。得られた第
1、第2測定値の比(百分率)を演算し、これを試料の
透過率としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来装置では、同じ試
料であっても繰り返し測定すると、測定するごとに透過
率に微妙なばらつきがあった。これを「測定の精密度が
低い」と言う。定量的には、精密度は、前記ばらつきを
標準偏差またはその指定した倍数で表した値を意味す
る。換言すれば、精密度は、測定値のばらつきの小ささ
を意味する精密さを定量的に表現したものである。本発
明の目的は、測定の精密度を向上させることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、透
過率測定装置を、光源からの光束を第1、第2光束に分
割する光束分割手段と、前記第1、第2光束をそれぞれ
受光して電気信号に変換する第1、第2光電変換素子か
ら構成した。試料は光束分割素子と第2光電変換素子と
の間に配置する。
【0005】
【作用】本発明者らの研究によれば、測定値に微妙なば
らつきがでる原因が、光源の光量変動にあることが判っ
た。本発明によれば、第1、第2光電変換素子から出力
された第1、第2出力の比を演算することにより、透過
率が求まる。本発明は、同一光源から出射した光束を2
分割して第1、第2測定値を同時刻に測定するので、光
源の光量変動の影響を受けにくくなることにより、測定
の精密度が向上する。
【0006】透過率の演算は、手動で計算してもよい
が、演算装置を付加して第1、第2光電変換素子からの
出力を演算させれば、自動的に透過率が得られる(請求
項2の発明)。演算装置による演算は、瞬時に行われる
ので、ほぼリアルタイムに透過率が得られる。これは、
異なる試料を連続的に測定するときに有利である。演算
結果は、表示装置で数値又はグラフとして表示してもよ
い。しかし、別の製造ラインや検査ラインに本発明の透
過率測定装置を組み込んだ場合には、表示することな
く、電気信号(出力)のまま、別の動作の信号として利
用してもよい。
【0007】試料の透過率を、局部的に測定する場合に
は、光束を微小光束に絞る必要がある。そのためには、
光源自体が微小光束を出射するものを使用してもよい。
しかし、光源と光束分割手段との間に、光源からの光束
を平行光束に変換するコリメータレンズを付加し、その
上で「平行光束の一部を通し、残りを遮蔽するピンホー
ル」を付加し、ピンホールを透過した縮小光束を光束分
割手段に入射させる(請求項3の発明)のが好ましい。
こうすると、ピンホールを透過した光束の径が広がるこ
とがない。これ自体は知られている。
【0008】局部的に測定する場合、試料を移動させて
もよいし、縮小光束の方を移動させてもよい。移動方向
はもちろん、縮小光束(光軸)に対し垂直方向である。
微小光束を移動させる場合、ピンホールと光束分割手段
と第1光電変換素子を第1ステージに載せ、第2光電変
換素子を第2ステージに載せ、両ステージを所定の相関
関係を持たせながら、微小光束(光軸)に対し垂直方向
に平行移動させる駆動手段を設ける(請求項4の発明)
のが好ましい。
【0009】試料がレンズの場合、試料に入射した光束
は曲げられて、第2光電変換素子に入射する。試料(レ
ンズ)の倍率をnとすると、試料面での縮小光束の移動
量(つまり、第1ステージの移動量)がnのとき、第2
光電変換素子面での縮小光束の移動量は1となる。従っ
て、試料が倍率nのレンズの場合、相関関係は第1ステ
ージの移動量がnのとき、第2ステージの移動量が1で
ある比例関係とする(請求項5の発明)。
【0010】光束分割手段の例としては、一般にはハー
フミラーであるが、場合により超高速で光束を第1、第
2光電変換素子方向に振り分ける時分割手段でもよい。
演算装置は、単なる演算回路でも、コンピュータでもよ
い。以下、実施例により本発明をより具体的に説明する
が、本発明はこれに限られるものではない。
【0011】
【実施例1】図1は、本実施例にかかわる透過率測定装
置の全体構成を示すブロック図である。1はi線光源、
2はコリメータレンズ、3はφ2mmのピンホール、4
はハーフミラー、5aと5bは光電変換素子の1種であ
る浜松ホトニクス製フォトダイオードS1227−10
10BQ、6はφ230mmの被検凸レンズ(試料)、
7は演算回路、8はデジタルボルトメータ、9はコンピ
ュータである。
【0012】光源1から発光した光束は、コリメータレ
ンズ2によって平行光束となる。平行光束はピンホール
3に入射して微小光束となり、ハーフミラー4に入射す
る。入射した微小光束は第1(反射)光束と第2(透
過)光束に2分割される。ここで使用したハーフミラー
4の反射と透過の割合は、1:1(均等)である。 し
かし、場合により、均等でなくともよい。 その場合に
は後で演算処理が必要となる。
【0013】ハーフミラー4を出射した第1光束は、フ
ォトダイオード5a(第1光電変換素子)に導かれる。
ハーフミラー4を出射した第2光束は、被検レンズ6を
透過してフォトダイオード5b(第2光電変換素子)に
導かれる。フォトダイオード5a、5bは当然のことな
がら同一の特性を持つものが好ましい。ここで使用した
フォトダイオードの場合には、フォトダイオード上での
光束の断面積は、フォトダイオードの有効受光面積の2
分の1から3分の2程度が適当である。そうしないと、
適正な電気信号に変換されない。被検レンズ6を透過し
た光束の断面積は、レンズ6のレンズ作用により広がっ
たり狭まったりするので、有効受光面積の2分の1から
3分の2程度の範囲に光束が入射するように、フォトダ
イオード5bの位置(光束方向の位置)を調整する。
【0014】フォトダイオード5a、5bの出力電流を
演算回路7に導き、そこで以下の式により、2つの出力
の比Voutを求め、電圧に変換して出力する。
【0015】
【数1】
【0016】ただし、Vwはフォトダイオード5aから
の出力を表し、Vrはフォトダイオード5bからの出力
を表す。電圧に変換した出力をデジタルボルトメータ8
により、アナログ信号からデジタル信号に変換する。変
換したデジタル信号をコンピュータ9に送り、コンピュ
ータ9で以下の式により、透過率Tを演算させた後、コ
ンピュータ9の画面に数値として表示する。
【0017】
【数2】
【0018】ただし、RrとRtはハーフミラー4の反射
と透過の割合を表す。
【0019】
【実施例2】本実施例は、請求項4、5の発明のそれで
ある。図2は、本実施例に係る透過率測定装置の全体構
成を示すブロック図である。1はi線光源、2はコリメ
ータレンズ、3はφ2mmのピンホール、4はハーフミ
ラー、5aと5bは光電変換素子の1種である浜松ホト
ニクス製のフォトダイオードS1227−1010B
Q、6はφ230mmの被検レンズ(試料)、7は演算
回路、8はデジタルボルトメータ、9はコンピュータ、
10aと10bはステージ、11aと11bはパルスモ
ータ、12はコントローラである。11a、11b及び
12が本発明の駆動手段を構成する。ピンホール3とハ
ーフミラー4とフォトダイオード5a(第1光電変換素
子)はパルスモータ11aにより駆動される第1ステー
ジ10a上に取り付けられている。一方、フォトダイオ
ード5b(第2光電変換素子)は第2ステージ10b上
に取り付けられている。ステージ10a、10bは光源
1からの光束(光軸)に対し垂直方向に移動させる。ス
テージ10aの移動距離cとステージ10bの移動距離
dとの間には所定の相関関係を持たせており、cに被検
レンズ6の倍率(n)分の1を掛けた値がdとなる。ス
テージ10a及び10bは、コントローラ12によりこ
の相関を保ちながら、パルスモータ11aと11bによ
り駆動される。この相関を持たせることにより、被検レ
ンズ6の任意の位置に入射した微小光束がフォトダイオ
ード5bに正しく受光されることになる。
【0020】また、ステージ10aから被検レンズ6の
中心までの距離を1とした場合、ステージ10bから被
検レンズ6の中心までの距離を、前記被検レンズ6の倍
率(n)分の1にする。こうしないと、ピンホールの投
影像がフォトダイオード5b上に投影されず、そのため
入射光束が広がって全部の光束を受光できない恐れがあ
る。 コントローラ12はコンピュータ9から被検レン
ズの倍率の情報が入力するので、倍率の異なる様々な被
検レンズの測定が可能である。
【0021】図2においては説明を簡略にするため、ス
テージ10a及び10bの移動方向を、それぞれ図面
(紙面)内で左右方向の一軸(X軸)としている。しか
し、実際には両ステージは、紙面に直交する方向(Y
軸)の駆動が可能である。 つまり、光源1から見る
と、ステージ10a及び10bは、被検レンズ6の中心
を0点とした直交するX軸、Y軸方向に自由に移動可能
となっている。
【0022】ステージ10a、10bのX軸、Y軸方向
の駆動は、コンピュータ9のプログラムに従って自動的
に行われるよう、プログラムを作成しておいてもよい。
これにより、人間が逐一操作を行わなくても、被検レン
ズ6の全領域または所定の領域における透過率を測定す
ることが可能となる。なお、上記実施例においては、試
料として凸レンズを用いたが、凹レンズや、コーティン
グを施した、または施していない板ガラス、フィルム
等、他の光学部品を試料とすることももちろん可能であ
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源からの光束を2分割して第1、第2測定値を同時に
測定し、透過率を求めるため、光源の光量変動の影響を
受けにくくなるので、測定の精密度が高まる。また、請
求項5の発明によれば、第1、第2光電変換素子等を第
1、第2ステージに搭載して、両ステージを所定の相関
関係を持たせて移動させるので、試料のあらゆる点にお
ける透過率測定が極めて容易になる。従って、大面積の
試料の場合に、透過率の均一性(又はむら)を短時間で
測定することができる。
【0024】さらに、ステージ移動を制御する駆動手段
にコンピュータからプログラム通り指示を出し、それに
よりステージを自動的に駆動し、測定を行うシステムを
構成してもよい。このシステムを用いれば、無人測定が
実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明の一実施例を示す透過率測定装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図2】は他の実施例を示す透過率測定装置の全体構成
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1・・・・光源 2・・・・コリメータレンズ 3・・・・ピンホール 4・・・・ハーフミラー(光束分割手段の例) 5a、5b・・・・フォトダイオード(光電変換素子の
一種) 6・・・・被検レンズ(試料) 7・・・・演算回路 8・・・・デジタルボルトメータ 9・・・・コンピュータ 10a・・・・第1ステージ 10b・・・・第2ステージ 11a、11b・・・・パルスモータ 12・・・・コントローラ(駆動手段の一部) 以上

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、該光源からの光束を第1光束、第
    2光束に分割する光束分割手段と、前記第1、第2光束
    をそれぞれ受光して電気信号に変換する第1、第2光電
    変換素子からなり、前記光束分割手段と第2光電変換素
    子の間の光軸上に配置された試料の透過率を測定するこ
    とを特徴とする透過率測定装置。
  2. 【請求項2】前記第1及び第2光電変換素子から出力さ
    れた第1及び第2の出力の比を演算する演算装置を付加
    したことを特徴とする請求項1記載の透過率測定装置。
  3. 【請求項3】前記光源と前記光束分割手段との間に、光
    源からの光束を平行光束に変換するコリメータレンズ
    と、前記平行光束の一部を通し、残りを遮蔽するピンホ
    ールを付加し、前記ピンホールを通過した縮小光束を前
    記光束分割手段に入射させることを特徴とする請求項1
    又は請求項2記載の透過率測定装置。
  4. 【請求項4】前記ピンホール、前記光束分割手段及び前
    記第1光電変換素子を載置する第1ステージと、前記第
    2光電変換素子を載置する第2ステージと、両ステージ
    を所定の相関関係を持たせながら、前記光軸に対し垂直
    方向に平行移動させる駆動手段を付加したことを特徴と
    する請求項3記載の透過率測定装置。
  5. 【請求項5】前記試料が倍率nのレンズの場合、前記相
    関関係が、「前記第1ステージの移動量がnであると
    き、前記第2ステージの移動量が1である比例関係」で
    あることを特徴とする請求項4記載の透過率測定装置。
JP6037392A 1994-03-08 1994-03-08 透過率測定装置 Pending JPH07243969A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004279891A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Chi Mei Electronics Corp 液晶セルの検査装置および検査方法

Cited By (1)

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