JPH0763614A - 光学的測定装置 - Google Patents
光学的測定装置Info
- Publication number
- JPH0763614A JPH0763614A JP22944093A JP22944093A JPH0763614A JP H0763614 A JPH0763614 A JP H0763614A JP 22944093 A JP22944093 A JP 22944093A JP 22944093 A JP22944093 A JP 22944093A JP H0763614 A JPH0763614 A JP H0763614A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating sector
- radiant energy
- radiation
- temperature
- radiant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】小型で精度良く、温度その他の光学的性状を測
定する。 【構成】放射源１からの放射エネルギーは、異なった複
数の開口を有する回転セクタ３で異なった照射面積の放
射エネルギーとされ測定物体５に照射する。測定物体５
からの放射エネルギーは放射検出器７に入射し、その出
力は演算手段８に入射される。測定物体５の表面状態等
に応じて回転セクタ３の開口について出力信号の組み合
わせを用い、測定物体５の放射率、温度、その他の光学
的性状を演算する。
定する。 【構成】放射源１からの放射エネルギーは、異なった複
数の開口を有する回転セクタ３で異なった照射面積の放
射エネルギーとされ測定物体５に照射する。測定物体５
からの放射エネルギーは放射検出器７に入射し、その出
力は演算手段８に入射される。測定物体５の表面状態等
に応じて回転セクタ３の開口について出力信号の組み合
わせを用い、測定物体５の放射率、温度、その他の光学
的性状を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、放射率の影響を除去
した測定物体の温度あるいはその他の性状を測定する光
学的測定装置に関するものである。
した測定物体の温度あるいはその他の性状を測定する光
学的測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】出願人は、たとえば特公昭６２−２５９
７２号公報で比較熱板（補助熱源、放射源）と測定物体
との距離を変化させたときの出力変化から放射率や温度
を測定する方法を提案している。
７２号公報で比較熱板（補助熱源、放射源）と測定物体
との距離を変化させたときの出力変化から放射率や温度
を測定する方法を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較熱
板を駆動させると装置が大型なものになり、応答時間が
遅く、かつ、測定物体と装置との空間距離を大きくでき
ない等の問題があった。
板を駆動させると装置が大型なものになり、応答時間が
遅く、かつ、測定物体と装置との空間距離を大きくでき
ない等の問題があった。
【０００４】この発明の目的は以上の点に鑑み、より簡
単な装置で、精度良く温度あるいは測定物体の表面あら
さその他の光学的性状を測定する光学的測定装置を提供
することである。
単な装置で、精度良く温度あるいは測定物体の表面あら
さその他の光学的性状を測定する光学的測定装置を提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、測定物体に
放射エネルギーを放出する放射源と、この放射源からの
放射エネルギーの照射面積を変化させるための複数の異
なった開口を有し回転する回転セクタと、この回転セク
タを介して測定物体を照射し反射した放射源からの放射
エネルギーを検出する放射検出器と、この放射検出器の
出力のうち前記回転セクタの異なった開口についての出
力信号の組合せを用いて測定物体の温度またはその他の
光学的性状を演算する演算手段とを備えるようにした光
学的測定装置である。
放射エネルギーを放出する放射源と、この放射源からの
放射エネルギーの照射面積を変化させるための複数の異
なった開口を有し回転する回転セクタと、この回転セク
タを介して測定物体を照射し反射した放射源からの放射
エネルギーを検出する放射検出器と、この放射検出器の
出力のうち前記回転セクタの異なった開口についての出
力信号の組合せを用いて測定物体の温度またはその他の
光学的性状を演算する演算手段とを備えるようにした光
学的測定装置である。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。図において、１は光源のような放射源で、こ
の放射源１から放出される放射エネルギーはレンズ２で
集光され、モータＭで回転する図２のような異なった開
口３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを有し回転する
回転セクタ（チョッパ）３に結像され、異なった照射面
積の放射エネルギーとされ、レンズ４を介し測定物体５
に照射される。測定物体５を反射した放射エネルギーお
よび測定物体５からの放射エネルギーはレンズ６で集光
され、放射検出器７で検出され、その出力信号はマイク
ロコンピュータを主体とする演算手段８で種々の演算が
なされ、測定物体５の放射率、温度、表面あらさ等の光
学的性状の測定演算がなされる。また、回転セクタ３の
温度は必要に応じ図示しないセンサで測定され、各開口
のタイミングも切欠３０ａ、３０ｂ、…を光で検出する
ような同期検出器３０で検出され、演算手段８で放射検
出器７の各出力を分離、測定する。
図である。図において、１は光源のような放射源で、こ
の放射源１から放出される放射エネルギーはレンズ２で
集光され、モータＭで回転する図２のような異なった開
口３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを有し回転する
回転セクタ（チョッパ）３に結像され、異なった照射面
積の放射エネルギーとされ、レンズ４を介し測定物体５
に照射される。測定物体５を反射した放射エネルギーお
よび測定物体５からの放射エネルギーはレンズ６で集光
され、放射検出器７で検出され、その出力信号はマイク
ロコンピュータを主体とする演算手段８で種々の演算が
なされ、測定物体５の放射率、温度、表面あらさ等の光
学的性状の測定演算がなされる。また、回転セクタ３の
温度は必要に応じ図示しないセンサで測定され、各開口
のタイミングも切欠３０ａ、３０ｂ、…を光で検出する
ような同期検出器３０で検出され、演算手段８で放射検
出器７の各出力を分離、測定する。
【０００７】測定物体５の放射率をε、温度をＴ、放射
源１の放射エネルギーをＥｒ、温度Ｔの黒体相当の放射
エネルギーをＥ（Ｔ）とする。
源１の放射エネルギーをＥｒ、温度Ｔの黒体相当の放射
エネルギーをＥ（Ｔ）とする。
【０００８】回転セクタ３が回転すると異なった照射面
積の放射エネルギーが順次測定物体５に照射投光される
が、開口がないときの放射検出器７の出力をＥｏ、任意
の異なった面積Ｓ１、Ｓ２をもつ開口についての出力Ｅ
１、Ｅ２（Ｓ１の方がＳ２より大きい開口とする）は、
次式となる。
積の放射エネルギーが順次測定物体５に照射投光される
が、開口がないときの放射検出器７の出力をＥｏ、任意
の異なった面積Ｓ１、Ｓ２をもつ開口についての出力Ｅ
１、Ｅ２（Ｓ１の方がＳ２より大きい開口とする）は、
次式となる。
【０００９】 Ｅｏ＝εＥ（Ｔ） （１） Ｅ１＝εＥ（Ｔ）＋Ｆ１（１−ε）Ｓ１・Ｅｒ （２） Ｅ２＝εＥ（Ｔ）＋Ｆ２（１−ε）Ｓ２・Ｅｒ （３） ここで、Ｆ１、Ｆ２は放射源１からの放射エネルギーが
測定物体５で反射して放射検出器７に入射する物体表面
の散乱に関係する寄与率である。つまり（１）式の右辺
第１項は測定物体５自体からの放射エネルギー、
（２）、（３）式の第１項は測定物体５からの放射エネ
ルギー、第２項は放射源１の放射エネルギーＥｒが各々
開口の面積分Ｓ１、Ｓ２分が測定物体５に照射され、そ
の表面で散乱されて寄与率Ｆ１、Ｆ２で放射検出器７に
入射する割合である。
測定物体５で反射して放射検出器７に入射する物体表面
の散乱に関係する寄与率である。つまり（１）式の右辺
第１項は測定物体５自体からの放射エネルギー、
（２）、（３）式の第１項は測定物体５からの放射エネ
ルギー、第２項は放射源１の放射エネルギーＥｒが各々
開口の面積分Ｓ１、Ｓ２分が測定物体５に照射され、そ
の表面で散乱されて寄与率Ｆ１、Ｆ２で放射検出器７に
入射する割合である。
【００１０】ここで、（２）、（３）式を辺々差し引く
と次式が得られる。
と次式が得られる。
【００１１】Ｅ１−Ｅ２＝（１−ε）（Ｆ１・Ｓ１−Ｆ
２・Ｓ２）Ｅｒ これにより ε＝１−（Ｅ１−Ｅ２）／｛（Ｆ１・Ｓ１−Ｆ２・Ｓ２）Ｅｒ｝ （４） となる。ここで、Ｄ＝Ｆ１・Ｓ１−Ｆ２・Ｓ２とおき、
このＤが分ればＥ１、Ｅ２は測定量、Ｓ１，Ｓ２，Ｅｒ
は既知なので放射率εが求まる。これは次式から求め
る。
２・Ｓ２）Ｅｒ これにより ε＝１−（Ｅ１−Ｅ２）／｛（Ｆ１・Ｓ１−Ｆ２・Ｓ２）Ｅｒ｝ （４） となる。ここで、Ｄ＝Ｆ１・Ｓ１−Ｆ２・Ｓ２とおき、
このＤが分ればＥ１、Ｅ２は測定量、Ｓ１，Ｓ２，Ｅｒ
は既知なので放射率εが求まる。これは次式から求め
る。
【００１２】（２）式から（１）式、（３）式から
（１）式を減算すると次式がえられる。
（１）式を減算すると次式がえられる。
【００１３】Ｅ１−Ｅｏ＝Ｆ１（１−ε）Ｓ１・Ｅｒ Ｅ２−Ｅｏ＝Ｆ２（１−ε）Ｓ２・Ｅｒ その比Ｒをとると次式が得られる。
【００１４】 Ｒ＝（Ｅ２−Ｅｏ）／（Ｅ１−Ｅｏ） ＝Ｆ２・Ｓ２／Ｆ１・Ｓ１ （５） ここでＤ＝Ｆ１・Ｓ１−Ｆ２・Ｓ２とＲ＝Ｆ２・Ｓ２／
Ｆ１・Ｓ１との関係は、図３で示すようにＤ＝ｆ（Ｒ）
で所定の関数関係にあることが実験的に見い出された。
たとえばＤは、 Ｄ＝ａＲ2 ＋ｂＲ＋Ｃ の２次式で与えられる（ａ、ｂ、ｃは係数）。
Ｆ１・Ｓ１との関係は、図３で示すようにＤ＝ｆ（Ｒ）
で所定の関数関係にあることが実験的に見い出された。
たとえばＤは、 Ｄ＝ａＲ2 ＋ｂＲ＋Ｃ の２次式で与えられる（ａ、ｂ、ｃは係数）。
【００１５】つまり、ＲからＤが求まり、（４）式の右
辺のその他の値は、測定等で求まるので放射率εを求め
ることができる。
辺のその他の値は、測定等で求まるので放射率εを求め
ることができる。
【００１６】そして、たとえば（１）式より、 Ｅ（Ｔ）＝Ｅｏ／ε （６） であるから、この（６）式に放射率ε等を代入し、測定
物体５の温度が求まる。
物体５の温度が求まる。
【００１７】つまり、測定時、あらかじめ、図３で示す
ように、測定により求めたＤとＲとの関数関係Ｄ＝ｆ
（Ｒ）、および放射源１の放射エネルギーＥｒ等を演算
手段８のメモリに記憶する。
ように、測定により求めたＤとＲとの関数関係Ｄ＝ｆ
（Ｒ）、および放射源１の放射エネルギーＥｒ等を演算
手段８のメモリに記憶する。
【００１８】次に測定時、回転セクタ３を回転すると、
閉時の出力Ｅｏ、種々の開口についての出力Ｅ１、Ｅ
２、…の信号が得られ、（１）、（２）、（３）式の信
号を用い、（４）式で放射率ε、（６）式で温度Ｔを求
めることができる。
閉時の出力Ｅｏ、種々の開口についての出力Ｅ１、Ｅ
２、…の信号が得られ、（１）、（２）、（３）式の信
号を用い、（４）式で放射率ε、（６）式で温度Ｔを求
めることができる。
【００１９】ここで、測定物体５の表面の鏡面性が強い
場合、その表面で反射される放射エネルギーの指向性が
強く、回転セクタ３の小さな開口の組合せ、たとえば開
口３ｅと３ｆを用いればよい。また、拡散性の強い場
合、逆に、回転セクタ３の大きな開口についての組合
せ、たとえば開口３ａと３ｂを用いるなどすればよい。
場合、その表面で反射される放射エネルギーの指向性が
強く、回転セクタ３の小さな開口の組合せ、たとえば開
口３ｅと３ｆを用いればよい。また、拡散性の強い場
合、逆に、回転セクタ３の大きな開口についての組合
せ、たとえば開口３ａと３ｂを用いるなどすればよい。
【００２０】また、前述の（５）式のＲ＝Ｆ２・Ｓ２／
Ｆ１・Ｓ１を用い、表面あらさの基準板についての測定
値Ｒｏを求め、これによりＲ／Ｒｏの演算を行って正規
化し表面あらさを求めることもできる。
Ｆ１・Ｓ１を用い、表面あらさの基準板についての測定
値Ｒｏを求め、これによりＲ／Ｒｏの演算を行って正規
化し表面あらさを求めることもできる。
【００２１】図４は、この発明の他の一実施例を示し、
第１図と同一符号は同等の構成要素を示し、放射源１か
らの放射エネルギーは、レンズ２で集光されモータＭで
回転する図２のような複数の開口を有する回転セクタ３
に結像し放射エネルギーの照射面積を変化させ、ハーフ
ミラー４１を介し、レンズ４で測定物体５に照射され
る。測定物体５からの放射エネルギーは、ハーフミラー
４１で反射し、放射検出器７に入射し、その出力は演算
手段８に入力され、回転セクタ３の同期検出器３０の同
期信号により分離され、上述と同様の演算がなされ、放
射率ε、温度Ｔ、その他の光学的性状の測定がなされ
る。
第１図と同一符号は同等の構成要素を示し、放射源１か
らの放射エネルギーは、レンズ２で集光されモータＭで
回転する図２のような複数の開口を有する回転セクタ３
に結像し放射エネルギーの照射面積を変化させ、ハーフ
ミラー４１を介し、レンズ４で測定物体５に照射され
る。測定物体５からの放射エネルギーは、ハーフミラー
４１で反射し、放射検出器７に入射し、その出力は演算
手段８に入力され、回転セクタ３の同期検出器３０の同
期信号により分離され、上述と同様の演算がなされ、放
射率ε、温度Ｔ、その他の光学的性状の測定がなされ
る。
【００２２】図５は、他の一実施例を示し、第１図と同
一符号は同等の構成要素を示し、光源１からの放射エネ
ルギーはレンズ２で集光され、モータＭで回転する図２
のような複数の開口を有する回転セクタ３に結像し放射
エネルギーの照射面積を変化させ、レンズ４、ミラー４
１０で測定物体５に投光される。測定物体５を反射した
放射エネルギーは凹面鏡４２で集光され、凸面鏡４３で
反射され、凹面鏡４２の開口４０を通り、放射検出器７
に入射され、同期検出器３０の同期信号によりその出力
信号は演算出力８で分離され、上述と同様な演算がなさ
れ、放射率ε、温度Ｔ、その他の光学的性状の測定がな
される。
一符号は同等の構成要素を示し、光源１からの放射エネ
ルギーはレンズ２で集光され、モータＭで回転する図２
のような複数の開口を有する回転セクタ３に結像し放射
エネルギーの照射面積を変化させ、レンズ４、ミラー４
１０で測定物体５に投光される。測定物体５を反射した
放射エネルギーは凹面鏡４２で集光され、凸面鏡４３で
反射され、凹面鏡４２の開口４０を通り、放射検出器７
に入射され、同期検出器３０の同期信号によりその出力
信号は演算出力８で分離され、上述と同様な演算がなさ
れ、放射率ε、温度Ｔ、その他の光学的性状の測定がな
される。
【００２３】以上、光学系は種々のものが考えられ、上
記のものに限定されるものではない。また、上記の例で
は、回転セクタ３は投光用のレンズの結像面においた
が、任意の位置、たとえば集光用のレンズの前に置いて
も同様の効果が得られる。
記のものに限定されるものではない。また、上記の例で
は、回転セクタ３は投光用のレンズの結像面においた
が、任意の位置、たとえば集光用のレンズの前に置いて
も同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、異った
開口を有する回転セクタを介し測定するようにしたもの
で、回転セクタは高速回転するので放射率、温度、表面
あらさその他の光学的性状の測定が小型、コンパクトな
構成で応答性良く測定することができる。また、測定物
体の表面状態に応じた開口信号を組み合せて測定するよ
うにしているので、表面あらさのの影響を受けにくく、
高精度の測定が可能となる。
開口を有する回転セクタを介し測定するようにしたもの
で、回転セクタは高速回転するので放射率、温度、表面
あらさその他の光学的性状の測定が小型、コンパクトな
構成で応答性良く測定することができる。また、測定物
体の表面状態に応じた開口信号を組み合せて測定するよ
うにしているので、表面あらさのの影響を受けにくく、
高精度の測定が可能となる。
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図３】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図４】この発明の他の一実施例を示す構成説明図であ
る。
る。
【図５】この発明の他の一実施例を示す構成説明図であ
る。
る。
１ 放射源 ２、４、６ レンズ ３ 回転セクタ ５ 測定物体 ７、７１、７２ 放射検出器 ８ 演算手段
Claims (1)
- 【請求項１】測定物体に放射エネルギーを放出する放射
源と、この放射源からの放射エネルギーの照射面積を変
化させるための複数の異なった開口を有し回転する回転
セクタと、この回転セクタを介して測定物体を照射し反
射した放射源からの放射エネルギーを検出する放射検出
器と、この放射検出器の出力のうち前記回転セクタの異
なった開口についての出力信号の組合せを用いて測定物
体の温度またはその他の光学的性状を演算する演算手段
とを備えたことを特徴とする光学的測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22944093A JPH0763614A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 光学的測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22944093A JPH0763614A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 光学的測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763614A true JPH0763614A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16892258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22944093A Pending JPH0763614A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 光学的測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763614A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080790A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 放射温度計用参照光源装置 |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP22944093A patent/JPH0763614A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080790A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 放射温度計用参照光源装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6541287B2 (en) | Temperature measuring method and apparatus, measuring method for the thickness of the formed film, measuring apparatus for the thickness of the formed film thermometer for wafers | |
| US6780657B2 (en) | Temperature measuring method and apparatus, measuring method for the thickness of the formed film, measuring apparatus for the thickness of the formed film thermometer for wafers | |
| JPH0694604A (ja) | ２台の干渉計を用いた分光撮影装置 | |
| JP2004530905A (ja) | 干渉計システム、インタフェログラムの記録方法、ならびに目的表面を有する物体の提供および製造方法 | |
| JPS62232506A (ja) | 表面層厚測定装置 | |
| JPH0694605A (ja) | パルス電磁波源および干渉計を用いた分光撮影装置 | |
| EP1053448A1 (en) | Method and apparatus for making absolute range measurements | |
| JPH0763614A (ja) | 光学的測定装置 | |
| US20040008753A1 (en) | Emissivity distribution measuring method and apparatus | |
| Dunn¹ et al. | Ellipsoidal mirror reflectometer | |
| JPS636428A (ja) | 物体の表面温度測定方法 | |
| JPH0521412B2 (ja) | ||
| JP3794745B2 (ja) | 光学定数測定装置および顕微鏡 | |
| Vinokurov et al. | Visualization of radiation from a high-power terahertz free electron laser with a thermosensitive interferometer | |
| JP2803218B2 (ja) | 非接触温度計 | |
| JPS6358242A (ja) | 熱拡散率測定方法およびその装置 | |
| JP3093239B2 (ja) | 半導体ウェハの熱処理装置及び熱処理方法 | |
| JPH05209792A (ja) | 放射率と表面温度の同時測定方法および該方法に使用する装置 | |
| JP3205084B2 (ja) | コート材の膜厚測定方法および装置 | |
| JPH0548405B2 (ja) | ||
| JPH063364B2 (ja) | 膜厚測定方法 | |
| JP3164615B2 (ja) | 光学的測定装置 | |
| JPH08122155A (ja) | 物体表面温度の放射測温法 | |
| JPS5911853B2 (ja) | 放射率及び若しくは温度の測定方法及び装置 | |
| JPS621202B2 (ja) |