JPS63140904A - 散乱光測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、光を被測定物に入射させそのとき生じる散
乱光から被測定物を計測する散乱光測定装置に関する。

（従来の技術） 粒径の計測、被測定物の表面パターンの測定には、被測
定物に光を入射させたときに生じる散乱光を利用して行
なうようにしたものがある。

こうした測定に用いられる散乱光測定装置には、従来、
第６図に示されるように粒子など被測定物ａへ光を大割
させる光路すに、被測定物ａを囲むような球Ｃを設け、
この球Ｃの内面で受けた散乱光ｄ・・・を積分により測
るもの、第７図および第８図に示されるように被測定物
ａからの散乱光ｄ・・・をレンズｅを通じ光検知器ｆで
受けて測るもの、さらには第９図に示されるように光路
すの側方に散乱光ｄ・・・を受ける放物面ＩＡａを設け
る他、放物面ｔｌｌｑと対向して光検知器りを設けて、
光路す上の光検知器ｆと合せて散乱光ｄ・・・を測るも
のなどが用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、積分球を利用した測定技術は、全散乱光を検
出できるものの、散乱光の角度分布が測ることができな
い欠点をもつ。また光学系（レンズｅ）を用いて散乱光
ｄ・・・を光検知器ｆへ導く構造は、散乱角θが小さな
ときはよいものの、大きな散乱角θを測ろうとすると、
非常に大きな開口数をもつレンズｅを用いるか、レンズ
ｅを被測定物ａに対して非常に近付けなければならず、
とても難しい。加えて、反射鏡（放物面鏡ｆ）を使う構
造は、装置自体が大がかりになる問題をもっていて、い
ずれも有効なものではなかった。

この発明はこのような問題点に着目してなされたもので
、その目的とするところは、大きな開口数を使わず、か
つ被測定物との距離をあまり近付けずに、散乱光の散乱
分布および大なる散乱角の散乱光を測定することができ
るコンパクトな散乱光測定Ｈ置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用）この発明は、光
源２からの光を集束して被測定物１に入射させる光学系
３を設け、この光学系３の出射側周囲を覆うように内面
に反射面６ａをもつ筒状体６を設けて被測定物１からの
散乱光を受けるようにし、かつ筒状体６からの散乱光を
光電変換部８で光電変換して、その出力を処理する。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第３図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第１図は散乱光測定装置の概
略構成を示し、１は平面な上面をもつ被測定物、２は該
被測定物１の上方に出射部を横に向けて配置された光源
、３は光学系である。光学系３は、被測定物１の直上に
集光レンズ４を配する他、この集光レンズ４と光源３の
出射部との間にビームスプリッタ５を設けた構成となっ
ていて、光１１１２からの光を集束して被測定物１の表
面１ａへ照射できるようにしている。

また集光レンズ４の周囲には、第３図に示されるような
略椀形をなした筒状体６が配設されている。筒状体６は
、小開口を被測定物１の表面１ａに近接させて光路沿い
に配置されている他、内面には鏡面で構成される反射面
６ａが設けられていて、被測定物１の表面で散乱した散
乱光Ａを小開口を通して反射面６ａで受けることができ
るようにしている。またビームスプリッタ５の背部には
正反射光を遮ぎるためのストッパ７が設けられ、筒状体
６の大開口から散乱光Ａのみを出射させることができる
構造にしている。

こうした筒状体６の出射部側（大開口側）に、第２図に
も示されるように光電変換部１例えばエリアアレイセン
サ８（多画素イメージセンサ；光検知器）が筒状体６の
軸心とは直角な方向沿いに設けられ、散乱光Ａを同心円
状の分布から検出できるようにしている。そして、この
エリアアレイセンサ８に、マイクロコンピュータで構成
される処理回路９（処理部に相当）が接続され、得られ
る散乱光分布の電気信号から、例えばパターン検査に必
要な全散乱光、散乱角の分布、ｉｉ！！乱立体乱立分角
などを求めることができるようにしている。

つぎに、このように構成された散乱光測定装置の作用に
ついて説明する。

光源２を作動させると、光ｉｏ！２から出射された光は
、ビームスプリッタ５でレンズ側に導かれていき、集光
レンズ４で集光されて後、被測定物１の表面１ａに照射
されていく。これにより、表面１ａ上で反射が起き、表
面１ａ上の測定すべきパターン（一定）に応じた正反射
光と散乱光Ａとが発生する。

そして、反射した光のうち正反射光はストッパ７でその
進行が遮られ、散乱光Ａは反射面６ａに反射して、集光
レンズ４の周辺部を通過する散乱光Ａと共にエリアアレ
イセンサ８の表面に導かれていく。これにより、散乱光
Ａがセンサ面に同心円状を描いて照射され、集光レンズ
４からだけでなく、大きな散乱角をもつ散乱光Ａのもの
までも検出されていく。

しかるに、全散乱光Ａを検出するときは処理回路９でセ
ンサー面上の光検出領域の合計を求めればよく、また散
乱角の分布を検出するときは処理回路９で同一半径上の
円輪の和を求める、さらには散乱立体角の分布は処理回
路って同一角度に有る円弧の和を求めればよい。

かくして、大きな開口数のレンズを使ったり。

レンズを被測定物１に非常に近付けることになしに、大
きな散乱角の散乱光Ａを測定することができる。しかも
、散乱光の角度分布を測定できることがわかる。また筒
状体６を光学系３の周囲に設ける他、筒状体６の開口端
側にエリアアレイセンサ８を設ければよいので、従来よ
うな反１１　ｌｉｔを入射側方に設けたときにように装
置が大がかりになることもなく、コンパクト性にも浸れ
る。

なお、第１の実施例では散乱光Ａのみを検出するように
したが、ストッパ７を取除いて正反射光も散乱光Ａと共
に検出するようにしてもよい。

また、第１の実施例では被測定物１の表面１ａ上の一定
パターンを検出するようにしたが、これに限らず、被測
定物１に代わり粒子（図示しない）を流通させて、散乱
角の分布から粒径計測などをしてもよい（粒子計測）。

さらに第１の実施例では、エリアアレイセンサ８を用い
たが、第４図に示される第２の実施例のようにリニアア
レイセンサ１ｏを用いて散乱光の散乱角度分布のみを知
るようにしても、第５図に示される第３の実施例のよう
に４つに分割された分割型センサ１１を用いて散乱光立
体角の分布を知るようにしてもよい。

加えて第１の実施例では、椀形の筒状体６を用いたが、
これに限らず、円筒状あるいは円錐状などの筒状体でも
よい。もちろん、分割タイプの筒状体でもよく、その構
造には限定されるものではない。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、大きな開口数を
使わず、かつ被測定物との距離をあまり近付けずに、大
なる散乱角の散乱光を測定することができる。しかも、
散乱光の角度分布も測定することができる。そのうえ、
装置がコンパクトですむ利点もあり、性能のよい散乱光
測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の散乱光測定装置を示
す断面図、第２図はその光電変換部を示す平面図、第３
図はその筒状体を示す斜視図、第４図はこの発明の第２
の実施例を示す平面図、第５図はこの発明の第３の実施
例を示す平面図、第６図ないし第９図はそれぞれ異なる
従来の散乱光測定装置の側面図である。 １・・・被測定物、２・・・光源、６・・・筒状体、８
・・・エリアアレイセンサ（光電変換部）、９・・・処
理回路（処理部）、Ａ・・・散乱光。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図 第　５　図 ８９　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、この光源からの光を集束して被測定物に
   入射させる光学系と、この光学系の出射側周囲を覆うよ
   うに設けられた前記被測定物からの散乱光を受けるため
   の反射面を内面にもつ筒状体と、この筒状体からの散乱
   光を光電変換する光電変換部と、この光電変換部からの
   出力を処理する処理部とを具備したことを特徴する散乱
   光測定装置。
2. （２）光電変換部は、分割型センサ、あるいは多画素イ
   メージセンサより構成されていることを特徴する特許請
   求の範囲第１項に記載の散乱光測定装置。
3. （３）光電変換部は、散乱光を正反射光と共に受けるも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の散乱光測定装置。