JP5385206B2 - Photometric device - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、測光装置、より詳しくは、被検物の測定面における反射率等を測定する顕微測光装置に関する。  The present invention relates to a photometric device, and more particularly, to a microphotometric device that measures a reflectance or the like on a measurement surface of a test object.

従来、光学素子等の被検物の測定面の反射率等を測定するために、顕微測光装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
図８は、特許文献１に記載の測光装置の概略構成を示す図である。光源１０１から発した測定光束は、照明レンズ１０２を通過してピンホール１０３に入射する。ピンホール１０３を通過した測定光束は、コリメータレンズ１０４で平行光となり、ハーフミラー１０５で下方の対物レンズ１０６に入射後、被検物１０７に照射される。被検物１０７の測定面１０８では、測定光束が反射されて反射光束となり、再び対物レンズ１０６を通過して集光レンズ１０９へ入射する。Conventionally, a microphotometer has been used to measure the reflectance and the like of a measurement surface of an object such as an optical element (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the photometric device described inPatent Document 1. As shown in FIG. A measurement light beam emitted from thelight source 101 passes through theillumination lens 102 and enters thepinhole 103. The measurement light beam that has passed through thepinhole 103 becomes parallel light by thecollimator lens 104, is incident on theobjective lens 106 below by thehalf mirror 105, and is irradiated on thetest object 107. On themeasurement surface 108 of thetest object 107, the measurement light beam is reflected to become a reflected light beam, passes through theobjective lens 106 again, and enters thecondenser lens 109.

集光レンズ１０９の上部には、集光された反射光束の一部を取り出して像を観察するための接眼レンズ部１１０と、分光スペクトル強度を検出する分光部１１１が設けられている。分光部１１１には、反射光束を波長ごとの分光スペクトルに分解する回折格子１１２が設けられている。回折格子１１２により分光スペクトルに分解された光は、一次元固体撮像素子であるＣＣＤ１１３に結像する。ＣＣＤ１１３からの光強度信号から電気信号に変換された信号をデータ処理部１１４で処理することにより、測定面１０８の分光反射率が測定算出される。  Above thecondensing lens 109, aneyepiece unit 110 for taking out a part of the collected reflected light beam and observing the image, and aspectroscopic unit 111 for detecting the spectral spectrum intensity are provided. Thespectroscopic unit 111 is provided with a diffraction grating 112 that decomposes the reflected light beam into a spectral spectrum for each wavelength. The light decomposed into the spectral spectrum by the diffraction grating 112 forms an image on theCCD 113 which is a one-dimensional solid-state imaging device. The signal converted from the light intensity signal from theCCD 113 into an electrical signal is processed by thedata processing unit 114, whereby the spectral reflectance of themeasurement surface 108 is measured and calculated.

特許第２８０６７４７号公報Japanese Patent No. 2806747

一般的に、光学素子等に施されるコーティングは角度依存性を持ち、光学素子への入射角が異なるとその反射率および透過率も変化する。また、特に曲率を有する光学素子等の場合、光学素子の全領域にわたってコーティングを均一に行うことは難しいため、面頂部と周縁部とでは反射率および透過率は異なることが多い。したがって、測光装置を用いた測定においては、被検物へ入射する測定光束の光軸が被検物の測定面に対して一定の角度に保持されること、および、被検物への測定光束が測定面に対して常に一定の領域に照射され、同一領域が測定対象となることが、高精度および再現性の高い測定を行うために重要である。  In general, a coating applied to an optical element or the like has an angle dependency, and the reflectance and transmittance change when the incident angle to the optical element is different. In particular, in the case of an optical element having a curvature, it is difficult to perform coating uniformly over the entire area of the optical element, and therefore the reflectance and transmittance are often different between the top surface and the peripheral edge. Therefore, in the measurement using the photometric device, the optical axis of the measurement light beam incident on the test object is held at a constant angle with respect to the measurement surface of the test object, and the measurement light beam to the test object In order to perform measurement with high accuracy and high reproducibility, it is important that the measurement surface is always irradiated to a certain region and the same region is a measurement target.

特許文献１に記載の測光装置では、測定光束の光軸に対して被検物１０７の測定面１０８が図８に破線で示すようにわずかに傾斜して配置された場合、測定面１０８からの反射光束が破線で示すようにシフトする。そのため、対物レンズ１０６の口径、若しくは絞りを設けている場合は当該絞りにより、反射光束の一部は集光レンズ１０９に入射しなくなり、接眼レンズ部１１０および分光部１１１に入射する反射光束の光量はわずかに変化する。  In the photometric device described inPatent Document 1, when themeasurement surface 108 of thetest object 107 is arranged slightly inclined with respect to the optical axis of the measurement light beam as shown by a broken line in FIG. The reflected light beam is shifted as indicated by the broken line. Therefore, when the aperture of theobjective lens 106 or a stop is provided, a part of the reflected light beam does not enter thecondenser lens 109 by the stop, and the amount of the reflected light beam that enters theeyepiece lens unit 110 and thespectroscopic unit 111. Changes slightly.

しかしながら、反射光束がシフトしても、集光レンズ１０９による結像位置や、接眼レンズ部１１０で観察される像の位置は変化しないため、傾斜がわずかである等の場合、使用者は測定面が傾斜していることに気がつきにくい。その結果、測定面が傾斜したまま測定が行われ、測定の精度や再現性が充分でなくなることがあるという問題がある。  However, even if the reflected light beam is shifted, the image forming position by thecondensing lens 109 and the position of the image observed by theeyepiece lens unit 110 do not change. It is hard to notice that is inclined. As a result, there is a problem that the measurement is performed with the measurement surface tilted, and the accuracy and reproducibility of the measurement may not be sufficient.

また、測定面が球面である場合、被検物の光軸と測定光束の光軸とが平行であっても、測定光束の光軸が面頂位置から外れると、上述の傾斜配置と同様の状態になる。この場合も、集光レンズによる結像位置や接眼レンズ部で観察される像の位置は変化しないため、やはり使用者はこのことに気づきにくく、被検物の姿勢修正が行われない結果、同様に測定の精度や再現性が充分でなくなることがある。  In addition, when the measurement surface is a spherical surface, even if the optical axis of the test object and the optical axis of the measurement light beam are parallel, if the measurement light beam deviates from the surface top position, it is the same as the above-described inclined arrangement. It becomes a state. Also in this case, since the image forming position by the condenser lens and the position of the image observed by the eyepiece lens portion do not change, the user is hardly aware of this, and the posture of the test object is not corrected. In addition, measurement accuracy and reproducibility may be insufficient.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被検物の位置や姿勢を容易に確認および調節できる測光装置を提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a photometric device capable of easily confirming and adjusting the position and posture of a test object.

本発明の測光装置は、光源と、前記光源から発せられた測定光束を被検物に導く対物光学系と、前記測定光束が前記被検物の測定面で反射された反射光束を測光する測光手段とを有する測光装置であって、前記反射光束の光路上に配置され、前記反射光束の焦点と異なる位置において前記反射光束の像を撮像する撮像手段を有するアライメント状態確認部と、前記撮像手段で撮像した前記反射光束の像により得られた情報を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。  The photometric device of the present invention comprises a light source, an objective optical system that guides the measurement light beam emitted from the light source to the test object, and photometry for measuring the reflected light beam reflected by the measurement surface of the test object. An alignment state confirmation unit including an imaging unit that is disposed on an optical path of the reflected light beam and that captures an image of the reflected light beam at a position different from a focal point of the reflected light beam, and the imaging unit And a display unit for displaying information obtained from the image of the reflected light beam imaged in (1).

前記アライメント状態確認部は、コリメータレンズを有し、前記反射光束は平行光とされてから前記撮像手段により撮像されてもよい。  The alignment state confirmation unit may include a collimator lens, and the reflected light beam may be imaged by the imaging unit after being converted into parallel light.

前記アライメント状態確認部は、前記撮像手段で撮像した前記反射光束の像にもとづいて前記被検物のアライメント状態を示すアライメント量を算出する演算部を有してもよい。  The alignment state confirmation unit may include a calculation unit that calculates an alignment amount indicating an alignment state of the test object based on the image of the reflected light beam captured by the imaging unit.

前記対物光学系は、凹面鏡と凸面鏡とを、互いの鏡面を対向させて配置することにより構成されてもよい。  The objective optical system may be configured by disposing a concave mirror and a convex mirror with their mirror surfaces facing each other.

前記演算部は、輪帯形状を呈する前記反射光束の像の内部領域の重心位置を前記アライメント量として算出してもよい。
また、前記演算部は、前記反射光束の像の内部領域の面積を前記アライメント量として算出してもよいし、内部領域における面積と周囲長との比率を前記アライメント量として算出してもよい。The calculation unit may calculate the position of the center of gravity of the inner region of the reflected light flux image having an annular shape as the alignment amount.
The calculation unit may calculate the area of the inner region of the reflected light beam image as the alignment amount, or may calculate the ratio of the area in the inner region to the perimeter as the alignment amount.

本発明の測光装置によれば、被検物の位置や姿勢を容易に確認および調節することができる。  According to the photometric device of the present invention, the position and posture of the test object can be easily confirmed and adjusted.

本発明の第１実施形態の測光装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the photometry apparatus of 1st Embodiment of this invention.（ａ）および（ｂ）は、いずれも被検物等のアライメント状態と、同測光装置の第２撮像素子で取得された反射光束像の例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the example of the reflected light beam image acquired with the 2nd image pick-up element of the alignment state of a test object etc., and the same photometry apparatus, respectively.（ａ）は、本発明の第２実施形態の測光装置におけるアライメント量算出方法を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は、いずれも反射光束像およびその重心位置の例を示す図である。(A) is a figure explaining the alignment amount calculation method in the photometry apparatus of 2nd Embodiment of this invention, (b) and (c) are both figures which show the example of a reflected light beam image and its gravity center position. It is.（ａ）および（ｂ）は、いずれも本発明の第３実施形態の測光装置における対物光学系と、測定光束および反射光束の態様とを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the objective optical system in the photometry apparatus of 3rd Embodiment of this invention, and the aspect of a measurement light beam and a reflected light beam.（ａ）および（ｂ）は、２値化処理後の第２撮像素子が取得した画像を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the image which the 2nd image sensor after the binarization process acquired.同実施形態の変形例におけるアライメント量の算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the alignment amount in the modification of the embodiment.同実施形態の他の変形例におけるアライメント量の算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the alignment amount in the other modification of the embodiment.従来の測光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional photometry apparatus.

本発明の第１実施形態について、図１から図２（ｂ）を参照して説明する。図１は、本実施形態の測光装置５０の概略構成を示す模式図である。測光装置５０は、図１に示すように、被検物Ｓの測定面Ｓａ、あるいは分光反射率が既知の基準試料ＳＰの基準測定面ＳＰａを落射照明することにより、測定面Ｓａや基準測定面ＳＰａの分光強度を測定し、得られたそれぞれの分光強度の測定値から基準測定面ＳＰａに対する測定面Ｓａの相対分光反射率を算出するものである。  A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2B. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of aphotometric device 50 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, thephotometric device 50 illuminates the measurement surface Sa of the test object S or the reference measurement surface SPa of the reference sample SP having a known spectral reflectance, thereby allowing the measurement surface Sa and the reference measurement surface. The spectral intensity of the SPa is measured, and the relative spectral reflectance of the measurement surface Sa with respect to the reference measurement surface SPa is calculated from the obtained measured values of the spectral intensity.

測光装置５０は、光源１を有する光源部１０と、光源１から発せられた測定光束を被検物Ｓに導く対物光学系１５と、測定光束が被検物Ｓの測定面Ｓａで反射された反射光束を測光する分光器（測光手段）２０と、反射光束を観察するための観察光学系３０と、被検物Ｓや基準試料ＳＰ（以下、「被検物Ｓ等」と称することがある。）のアライメント状態を確認するためのアライメント状態確認部４０とを備えている。  Thephotometric device 50 includes alight source unit 10 having alight source 1, an objectiveoptical system 15 that guides the measurement light beam emitted from thelight source 1 to the test object S, and the measurement light beam reflected by the measurement surface Sa of the test object S. A spectroscope (photometry means) 20 that measures the reflected light beam, an observationoptical system 30 for observing the reflected light beam, and a test object S or a reference sample SP (hereinafter referred to as “test object S etc.”). The alignmentstate confirmation unit 40 for confirming the alignment state of FIG.

光源部１０は、光源１と、照明レンズ２と、ピンホール絞り３と、コリメータレンズ４とを備える。
光源１は、測定面Ｓａや基準測定面ＳＰａ（以下、「測定面Ｓａ等」と称することがある。）を照明するための測定光束を発生するもので、例えばハロゲンランプや重水素ランプなどを採用することができる。測定目的によっては、発光ダイオードや半導体レーザなどの発光素子からなる光源が用いられてもよい。Thelight source unit 10 includes alight source 1, anillumination lens 2, apinhole diaphragm 3, and acollimator lens 4.
Thelight source 1 generates a measurement light beam for illuminating the measurement surface Sa and the reference measurement surface SPa (hereinafter sometimes referred to as “measurement surface Sa”). For example, a halogen lamp or a deuterium lamp is used. Can be adopted. Depending on the measurement purpose, a light source composed of a light emitting element such as a light emitting diode or a semiconductor laser may be used.

照明レンズ２は、光源１で発生された測定光束でピンホール絞り３を照明する光学素子である。
ピンホール絞り３は、照明レンズ２によって照明された測定光束の範囲を制限するピンホールを備える絞り部材であり、測定面Ｓａ等の一部をスポット状に照明する。
コリメータレンズ４は、ピンホール絞り３から出射した測定光束を平行な光束とするために、焦点位置をピンホールに一致するように配置されたレンズまたはレンズ群である。コリメータレンズ４を透過した測定光束の一部は、ハーフミラー５により対物光学系１５に導かれる。Theillumination lens 2 is an optical element that illuminates thepinhole diaphragm 3 with a measurement light beam generated by thelight source 1.
Thepinhole diaphragm 3 is a diaphragm member including a pinhole that limits the range of the measurement light beam illuminated by theillumination lens 2 and illuminates a part of the measurement surface Sa and the like in a spot shape.
Thecollimator lens 4 is a lens or a lens group disposed so that the focal position coincides with the pinhole so that the measurement light beam emitted from thepinhole diaphragm 3 is a parallel light beam. A part of the measurement light beam transmitted through thecollimator lens 4 is guided to the objectiveoptical system 15 by thehalf mirror 5.

対物光学系１５は、対物レンズ１６と、絞り１７とを備えている。
対物レンズ１６は、ハーフミラー５から入射する測定光束を、測定光束の光軸Ｘ１に垂直に設置された被検物Ｓ等の測定面Ｓａ等に集光するとともに、測定面Ｓａ等で反射された反射光束を集光するレンズまたはレンズ群である。対物レンズ１６の開口は、絞り１７によって所定の径に規定されている。The objectiveoptical system 15 includes anobjective lens 16 and adiaphragm 17.
Theobjective lens 16 condenses the measurement light beam incident from thehalf mirror 5 on the measurement surface Sa or the like of the test object S or the like placed perpendicular to the optical axis X1 of the measurement light beam and is reflected by the measurement surface Sa or the like. A lens or a lens group that collects the reflected light flux. The opening of theobjective lens 16 is defined to have a predetermined diameter by thediaphragm 17.

被検物Ｓおよび基準試料ＳＰは、ステージ６に保持される。ステージ６は公知の構成を有し、測定面Ｓａまたは基準測定面ＳＰａを光軸Ｘ１に対して平行な方向、および垂直な方向に移動させることができる。また、光軸Ｘ１に対してなす角度を調節することができ、これによりステージ６に保持された被検物Ｓ等の光軸Ｘ１に対する傾きを調節することができる。  The test object S and the reference sample SP are held on thestage 6. Thestage 6 has a known configuration, and can move the measurement surface Sa or the reference measurement surface SPa in a direction parallel to and perpendicular to the optical axis X1. Further, the angle formed with respect to the optical axis X1 can be adjusted, whereby the inclination of the test object S or the like held on thestage 6 with respect to the optical axis X1 can be adjusted.

対物光学系１５を透過した反射光束は、ハーフミラー５を透過した後、結像レンズ７により分光器２０の入射開口２０ａに結像される。
分光器２０は、回折格子２１と、一次元撮像素子２２とを備える。回折格子２１は、入射開口２０ａから入射された反射光束を波長ごとに分解して一次元撮像素子２２の異なる画素位置に結像する。一次元撮像素子２２は、画素ごとの受光量に応じた出力信号を出力する。The reflected light beam that has passed through the objectiveoptical system 15 passes through thehalf mirror 5 and then forms an image on theentrance aperture 20 a of thespectroscope 20 by theimaging lens 7.
Thespectroscope 20 includes a diffraction grating 21 and a one-dimensional image sensor 22. The diffraction grating 21 decomposes the reflected light beam incident from theincident aperture 20 a for each wavelength and forms an image at different pixel positions of the one-dimensional image sensor 22. The one-dimensional image sensor 22 outputs an output signal corresponding to the amount of received light for each pixel.

結像レンズ７から分光器２０に向かう反射光束の一部は、第１ビームスプリッタ８により観察光学系３０およびアライメント状態確認部４０に向かって分岐され、さらに第２ビームスプリッタ９により観察光学系３０およびアライメント状態確認部４０のそれぞれに向かって分岐される。  A part of the reflected light beam from theimaging lens 7 toward thespectroscope 20 is branched by thefirst beam splitter 8 toward the observationoptical system 30 and the alignmentstate confirmation unit 40, and further, the observationoptical system 30 by thesecond beam splitter 9. And it branches toward each of the alignmentstate confirmation part 40.

観察光学系３０は、第１撮像素子３１を備える。第１撮像素子３１は、結像レンズ７の集光点に配置され、測定面Ｓａ等の像が投影される。
アライメント状態確認部４０は、コリメータレンズ４１と、第２撮像素子（撮像手段）４２とを備える。コリメータレンズ４１は、結像レンズ７の集光点に自身の焦点が一致するように配置されており、コリメータレンズ４１によって平行光となった反射光束は、第２撮像素子４２に投影される。すなわち、第２撮像素子４２は、反射光束の光路上であって、反射光束の焦点となる結像レンズ７の集光点とは異なる位置に設置されている。The observationoptical system 30 includes afirst image sensor 31. Thefirst image sensor 31 is disposed at the condensing point of theimaging lens 7 and projects an image of the measurement surface Sa or the like.
The alignmentstate confirmation unit 40 includes acollimator lens 41 and a second imaging element (imaging means) 42. Thecollimator lens 41 is arranged so that its focal point coincides with the focal point of theimaging lens 7, and the reflected light beam that has become parallel light by thecollimator lens 41 is projected onto thesecond image sensor 42. That is, thesecond image sensor 42 is installed on the optical path of the reflected light beam and at a position different from the condensing point of theimaging lens 7 that becomes the focal point of the reflected light beam.

分光器２０、第１撮像素子３１、および第２撮像素子４２は、表示部４６および操作部４７を備えるパソコン（制御部）４５と電気的に接続されている。パソコン４５は、分光器２０から送出された出力信号に演算処理を施して、相対分光反射率を算出し、算出結果を表示部４６に表示する。また、第１撮像素子３１および第２撮像素子４２で取得された画像は、パソコン４５に送られ、表示部４６に表示される。使用者は、操作部４７を適宜操作することにより、表示される画像を切り替えることができる。  Thespectroscope 20, thefirst image sensor 31, and thesecond image sensor 42 are electrically connected to a personal computer (control unit) 45 including adisplay unit 46 and anoperation unit 47. Thepersonal computer 45 performs an arithmetic process on the output signal sent from thespectroscope 20 to calculate the relative spectral reflectance, and displays the calculation result on thedisplay unit 46. The images acquired by thefirst image sensor 31 and thesecond image sensor 42 are sent to thepersonal computer 45 and displayed on thedisplay unit 46. The user can switch the displayed image by appropriately operating theoperation unit 47.

上記のように構成された、測光装置５０の使用時の動作について説明する。測光装置５０を用いた分光反射率の測定手順は基本的に従来の測光装置と同様であるが、簡潔に説明すると以下の通りである。
光源１から発せられた測定光束は、照明レンズ２、ピンホール絞り３、およびコリメータレンズ４を通り、ハーフミラー５で反射されて対物光学系１５に入射する。測定光束は、ステージ６に保持された被検物Ｓの測定面Ｓａに結像した後、測定面Ｓａで反射されて反射光束となる。
反射光束は、ハーフミラー５を透過した後、結像レンズ７によって分光器２０に入射し、回折格子２１により波長ごとに分解されて一次元撮像素子２２に結像される。一次元撮像素子２２から出力された信号は、パソコン４５に送られ、所定の演算がされると被検物Ｓの測定面Ｓａの分光反射率が算出される。The operation at the time of using thephotometric device 50 configured as described above will be described. The spectral reflectance measurement procedure using thephotometric device 50 is basically the same as that of a conventional photometric device, but is briefly described as follows.
A measurement light beam emitted from thelight source 1 passes through theillumination lens 2, thepinhole diaphragm 3, and thecollimator lens 4, is reflected by thehalf mirror 5, and enters the objectiveoptical system 15. The measurement light beam forms an image on the measurement surface Sa of the test object S held on thestage 6, and then is reflected by the measurement surface Sa to become a reflected light beam.
The reflected light beam passes through thehalf mirror 5, then enters thespectroscope 20 by theimaging lens 7, is decomposed for each wavelength by the diffraction grating 21, and forms an image on the one-dimensional image sensor 22. The signal output from the one-dimensional image sensor 22 is sent to thepersonal computer 45, and when a predetermined calculation is performed, the spectral reflectance of the measurement surface Sa of the test object S is calculated.

次に、測光装置１を用いた相対分光反射率の測定における使用者の測定の流れについて説明する。
まず使用者は、基準試料ＳＰをステージ６上に設置し、ステージ６を光軸Ｘ１に対して平行に移動させ、基準測定面ＳＰａが対物レンズ１６の結像位置と一致するように調節する。調節時は、観察光学系３０の第１撮像素子３１で取得された反射光束の像を含む画像Ｉｍ１を表示部４６に表示し、画像Ｉｍ１を見ながら反射光束の像が合焦位置となるように調節する。Next, the measurement flow of the user in the measurement of the relative spectral reflectance using thephotometric device 1 will be described.
First, the user places the reference sample SP on thestage 6, moves thestage 6 in parallel with the optical axis X <b> 1, and adjusts the reference measurement surface SPa to coincide with the imaging position of theobjective lens 16. At the time of adjustment, the image Im1 including the image of the reflected light beam acquired by the firstimage pickup device 31 of the observationoptical system 30 is displayed on thedisplay unit 46, and the image of the reflected light beam becomes the in-focus position while viewing the image Im1. Adjust to.

次に、ステージ６を光軸Ｘ１に対して垂直方向に移動させ、基準測定面ＳＰａが適切な測定位置に位置するように調節する。この調節は、例えば基準測定面ＳＰａ上に投影される測定光束を見ながら行う。  Next, thestage 6 is moved in the direction perpendicular to the optical axis X1 and adjusted so that the reference measurement surface SPa is positioned at an appropriate measurement position. This adjustment is performed, for example, while viewing the measurement light beam projected onto the reference measurement surface SPa.

最後に、使用者はステージ６を操作して、ステージ６の光軸Ｘ１に対する傾きを調節する。この調節において、使用者は、表示部４６の表示をアライメント状態確認部４０の第２撮像素子４２で撮像されたで反射光束の像を含む画像Ｉｍ２に切り替え、当該画像を見ながら調節を行う。  Finally, the user operates thestage 6 to adjust the inclination of thestage 6 with respect to the optical axis X1. In this adjustment, the user switches the display on thedisplay unit 46 to the image Im2 including the image of the reflected light beam captured by thesecond imaging element 42 of the alignmentstate confirmation unit 40, and performs the adjustment while viewing the image.

図２（ａ）および図２（ｂ）は、被検物Ｓ等のアライメント状態と、第２撮像素子４２の取得した画像Ｉｍ２の例を示す図である。基準測定面ＳＰａで反射された反射光束は、対物光学系１５の絞り１７を通って第２撮像素子４２に投影される。基準測定面ＳＰａが光軸Ｘ１に対して垂直に保持されていれば、反射光束は絞り１７内を好適に通過し、画像Ｉｍ２中の反射光束の像Ｉｍ２１は、図２（ａ）に示すように正円状となる。  FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an example of an alignment state of the test object S and the like and an image Im2 acquired by thesecond imaging element 42. FIG. The reflected light beam reflected by the reference measurement surface SPa is projected onto thesecond image sensor 42 through thediaphragm 17 of the objectiveoptical system 15. If the reference measurement surface SPa is held perpendicular to the optical axis X1, the reflected light beam preferably passes through thediaphragm 17, and the reflected light image Im21 in the image Im2 is as shown in FIG. Becomes a perfect circle.

一方、基準測定面ＳＰａが光軸Ｘ１に対して傾きを有する場合、図２（ｂ）に示すように、反射光側は所定の方向（本実施形態では図２（ｂ）における右方向）にシフトし、一部は絞り１７に遮られて第２撮像素子４２に到達しなくなる。このとき、画像Ｉｍ２中の反射光束の像Ｉｍ２２は、反射光束のシフト方向前方である右側半分の形状には半円形で変化がないが、シフト方向後方である左側半分の領域において半円より小さくなり、正円状態でなくなる。使用者は、表示部４６に表示される像Ｉｍ２２を見ながら、像Ｉｍ２２を正円状態の像Ｉｍ２１に近づけるようにステージ６の傾きを調節することで、基準測定面ＳＰａが光軸Ｘ１に対して垂直（略垂直を含む。）となるように基準試料ＳＰのアライメント調節を行うことができる。  On the other hand, when the reference measurement surface SPa has an inclination with respect to the optical axis X1, as shown in FIG. 2B, the reflected light side is in a predetermined direction (in this embodiment, the right direction in FIG. 2B). It shifts, and part of it is blocked by thediaphragm 17 and does not reach thesecond image sensor 42. At this time, the image Im22 of the reflected light beam in the image Im2 is semicircular and has no change in the shape of the right half that is forward in the shift direction of the reflected light beam, but is smaller than the semicircle in the left half region that is behind the shift direction. It becomes no circle. While viewing the image Im22 displayed on thedisplay unit 46, the user adjusts the tilt of thestage 6 so that the image Im22 approaches the image Im21 in a perfect circle state, so that the reference measurement surface SPa is relative to the optical axis X1. Thus, the alignment of the reference sample SP can be adjusted to be vertical (including substantially vertical).

基準試料ＳＰのアライメント調節が終了したら、使用者は操作部４７を介してパソコン４５に測定開始の指令を入力する。上述の流れで取得された一次元撮像素子２２の出力信号は、そのまま基準試料ＳＰの分光強度データＲ_ａ（λ）としてパソコン４５の図示しない記憶領域に記憶される。
なお、既に分光強度データＲ_ａ（λ）が前回の測定においてパソコン４５に記憶されている等の場合は、必要に応じてここまでの手順を省略してもよい。When the alignment adjustment of the reference sample SP is completed, the user inputs a measurement start command to thepersonal computer 45 via theoperation unit 47. The output signal of the one-dimensional imaging device 22 acquired in the above flow is stored as it is in a storage area (not shown) of thepersonal computer 45 as spectral intensity data R_a (λ) of the reference sample SP.
If the spectral intensity data R_a (λ) has already been stored in thepersonal computer 45 in the previous measurement, the procedure up to this point may be omitted as necessary.

次に、使用者は、基準試料ＳＰを被検物Ｓと交換し、被検物Ｓをステージ６に設置する。そして、基準試料ＳＰに対して行ったのと同様の手順で、測定面Ｓａが光軸Ｘ１に対して適切な角度をなすよう、被検物Ｓのアライメント調節を行う。測定面Ｓａが曲率を有する場合は、ステージ６の傾き調節を行わず、光軸Ｘ１に対する平行および垂直方向の移動のみが行われてもよい。
被検物Ｓのアライメント調節終了後、使用者がパソコン４５に測定開始の指令を入力すると、一次元撮像素子２２の出力信号がパソコン４５に送られ、被検物Ｓの分光強度データＲ_ｂ（λ）としてパソコン４５の記憶領域に記憶される。
パソコン４５は、分光強度データＲ_ａ（λ）およびＲ_ｂ（λ）を用いて、下記数１の式に従い測定面Ｓａの相対分光反射率Ｒ_{ｒｅｓｕｌｔ}（λ）を算出し、記憶領域に記憶する。なお、数１において、Ｒ_{ｔｈｅｏｒｙ}（λ）とは、基準試料ＳＰの分光反射率データを指す。Next, the user replaces the reference sample SP with the specimen S and installs the specimen S on thestage 6. Then, the alignment of the test object S is adjusted so that the measurement surface Sa makes an appropriate angle with respect to the optical axis X1 by the same procedure as that performed for the reference sample SP. When the measurement surface Sa has a curvature, only the movement in the parallel and vertical directions with respect to the optical axis X1 may be performed without adjusting the tilt of thestage 6.
When the user inputs a measurement start command to thepersonal computer 45 after the alignment adjustment of the test object S is completed, the output signal of the one-dimensional image sensor 22 is sent to thepersonal computer 45, and the spectral intensity data R_b ( λ) is stored in the storage area of thepersonal computer 45.
Thepersonal computer 45 uses the spectral intensity data R_a (λ) and R_b (λ) to calculate the relative spectral reflectance R_result (λ) of the measurement surface Sa according to the followingformula 1, and stores it in the storage area. . In_Equation 1, R_theory (λ) refers to spectral reflectance data of the reference sample SP.

本実施形態の測光装置５０は、反射光束の焦点と異なる位置で反射光束の像を撮像する第２撮像素子４２を有するアライメント状態確認部４０を備える。そのため、第２撮像素子４２の撮像する反射光束の像は、観察光学系３０の第１撮像素子４１が撮像する反射光束の像と異なり、光軸Ｘ１に対する被検物Ｓ等の傾き等の変化に伴い、その形状が変化する。
したがって、使用者は、第２撮像素子４２の撮像した反射光束の像を見ることにより、被検物Ｓ等のアライメント状態にわずかなずれがあっても、これを容易に確認することができるとともに、当該像を見ながらステージ６の調節を行うことにより、容易に被検物Ｓ等を好適なアライメント状態に調節することができる。その結果、より高精度で、より再現性の高い測定を行うことができる。Thephotometric device 50 of this embodiment includes an alignmentstate confirmation unit 40 having asecond image sensor 42 that captures an image of a reflected light beam at a position different from the focal point of the reflected light beam. For this reason, the reflected light beam image captured by thesecond image sensor 42 is different from the reflected light beam image captured by thefirst image sensor 41 of the observationoptical system 30, and changes such as the inclination of the test object S with respect to the optical axis X1. As the shape changes, the shape changes.
Therefore, the user can easily confirm even if there is a slight shift in the alignment state of the test object S or the like by viewing the image of the reflected light beam captured by thesecond image sensor 42. By adjusting thestage 6 while viewing the image, the test object S and the like can be easily adjusted to a suitable alignment state. As a result, measurement with higher accuracy and higher reproducibility can be performed.

また、アライメント状態確認部４０は、コリメータレンズ４２を有するため、反射光束は平行光となって第２撮像素子４２に入射する。したがって、第２撮像素子を反射光束の焦点から大きく離して配置しても、反射光束の径が大きくなりすぎることにより第２撮像素子の撮像範囲を逸脱することがなく、第２撮像素子で好適に反射光束の像を撮像することができる。  Further, since the alignmentstate confirmation unit 40 includes thecollimator lens 42, the reflected light beam enters thesecond image sensor 42 as parallel light. Therefore, even when the second image sensor is arranged far away from the focal point of the reflected light beam, the diameter of the reflected light beam does not depart from the imaging range of the second image sensor and is suitable for the second image sensor. In addition, an image of the reflected light beam can be taken.

次に、本発明の第２実施形態について図３（ａ）から図３（ｃ）を参照して説明する。本実施形態の測光装置と上述の第１実施形態の測光装置５０との異なるところは、アライメント状態確認部の取得した情報にもとづきアライメント量が算出される点である。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。  Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c). The difference between the photometric device of the present embodiment and thephotometric device 50 of the first embodiment described above is that the alignment amount is calculated based on the information acquired by the alignment state confirmation unit. In the following description, components that are the same as those already described are assigned the same reference numerals and redundant description is omitted.

本実施形態では、アライメント量として、反射光束の像（以下、「反射光束像」と称する。）の重心位置を算出する。以下に、その算出方法を説明する。
第２撮像素子４２は、複数の画素を有し、図３（ａ）に示す破線のように反射光束像Ｉｍ２０は画素ごとに区切られている。第２撮像素子４２の水平方向（図３（ａ）における左右方向）の画素数をＷ、垂直方向（図３（ａ）における上下方向）の画素数をＨとして、各画素の水平方向における位置をｉ（ｉ＝０、１、…、Ｗ−１）、垂直方向における位置をｊ（ｊ＝０、１、…、Ｈ−１）、水平方向の位置ｉ、垂直方向の位置ｊの画素の輝度値をｇ[ｉ][ｊ]とすると、下記数２の式にしたがって、反射光束像の重心位置の座標（Ｘ、Ｙ）を算出することができる。
反射光束像の重心位置は、被検物Ｓ等の測定面Ｓａ等が光軸Ｘ１に垂直となっていれば、図３（ｂ）に示す正円状の反射光束像Ｉｍ２１の中心（Ｘ１、Ｙ１）となる。測定面が光軸Ｘ１に対して傾いていると、反射光束像は、例えば図３（ｃ）に示す反射光束像Ｉｍ２２のように変形し、重心位置も反射光束像Ｉｍ１の中心から乖離した位置（Ｘ２、Ｙ２）に移動する。In this embodiment, the position of the center of gravity of the reflected light beam image (hereinafter referred to as “reflected light beam image”) is calculated as the alignment amount. The calculation method will be described below.
Thesecond image sensor 42 has a plurality of pixels, and the reflected light beam image Im20 is divided for each pixel as indicated by a broken line in FIG. Position of each pixel in the horizontal direction, where W is the number of pixels in the horizontal direction (left and right direction in FIG. 3A) of thesecond image sensor 42 and H is the number of pixels in the vertical direction (up and down direction in FIG. 3A). I (i = 0, 1,..., W−1), the vertical position j (j = 0, 1,..., H−1), the horizontal position i, and the vertical position j. If the luminance value is g [i] [j], the coordinates (X, Y) of the center of gravity position of the reflected light beam image can be calculated according to the following equation (2).
The center of gravity position of the reflected light beam image is the center (X1,...) Of the circular reflected light beam image Im21 shown in FIG. 3B if the measurement surface Sa or the like of the test object S is perpendicular to the optical axis X1. Y1). When the measurement surface is inclined with respect to the optical axis X1, the reflected light beam image is deformed, for example, as a reflected light beam image Im22 shown in FIG. 3C, and the position of the center of gravity is also deviated from the center of the reflected light beam image Im1. Move to (X2, Y2).

重心位置の算出は、パソコン４５によって行われる。すなわち、本実施形態の測光装置においては、パソコン４５がアライメント量を算出する演算部としても機能する。
パソコン４５によって算出された重心位置は表示部４６に表示されるが、その態様に特に制限はなく、数値表示でもよいし、ドットや十字等のカーソルとして反射光束像に重ねて表示してもよい。数値として表示する場合は、所望のアライメント状態（例えば、反射光束像がＩｍ２１のように正円状となる状態）における重心位置との乖離量として表示されてもよい。
使用者は、表示部４６に表示されたアライメント量としての反射光束像の重心位置を見ながら、重心位置が所望の位置に移動し、被検物Ｓ等が好適なアライメント状態となるよう、ステージ６の調節を行う。The calculation of the center of gravity position is performed by thepersonal computer 45. That is, in the photometric device of the present embodiment, thepersonal computer 45 also functions as an arithmetic unit that calculates the alignment amount.
The position of the center of gravity calculated by thepersonal computer 45 is displayed on thedisplay unit 46, but there is no particular limitation on the form thereof, and numerical display may be used, or a cursor such as a dot or a cross may be displayed superimposed on the reflected light beam image. . When displayed as a numerical value, it may be displayed as a deviation amount from the position of the center of gravity in a desired alignment state (for example, a state in which the reflected light beam image is a perfect circle like Im21).
While viewing the barycentric position of the reflected light beam image as the alignment amount displayed on thedisplay unit 46, the user moves the barycentric position to a desired position so that the test object S and the like are in a suitable alignment state. Adjust 6.

本実施形態の測光装置においても、第１実施形態と同様に、被検物Ｓ等のアライメント状態を容易に確認し、被検物Ｓ等のアライメント状態を好適に調節することができる。その結果、より高精度で、より再現性の高い測定を行うことができる。
また、パソコン４５が第２撮像素子４２で撮像された反射光束像にもとづいて、反射光束像の重心位置を被検物Ｓ等のアライメント量として算出し、表示部４６に表示するため、使用者は、重心位置を参照しながらより容易に被検物Ｓ等のアライメント調節を行うことができる。Also in the photometric device of this embodiment, as in the first embodiment, the alignment state of the test object S or the like can be easily confirmed, and the alignment state of the test object S or the like can be suitably adjusted. As a result, measurement with higher accuracy and higher reproducibility can be performed.
Further, since thepersonal computer 45 calculates the center of gravity position of the reflected light beam image as the alignment amount of the test object S based on the reflected light beam image captured by thesecond image sensor 42 and displays it on thedisplay unit 46, the user Can more easily adjust the alignment of the specimen S or the like while referring to the position of the center of gravity.

次に、本発明の第３実施形態について図４（ａ）から図５（ｂ）を参照して説明する。本実施形態の測光装置と上述の第１実施形態の測光装置５０との異なるところは、対物光学系の構成、およびアライメント量の算出方法である。  Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 5 (b). The difference between the photometric device of this embodiment and thephotometric device 50 of the first embodiment described above is the configuration of the objective optical system and the calculation method of the alignment amount.

図４（ａ）および図４（ｂ）は、本実施形態の測光装置における対物光学系６０と、測定光束および反射光束の態様とを示す図である。対物光学系６０は、穴あきの凹面鏡６１と、凸面鏡６２とを、互いの鏡面を対向させて配置することにより構成されている。対物光学系６０には絞り１７は設けられていないが、凹面鏡６１と凸面鏡６２とで決定される輪帯状の開口絞りにより測定光束の一部が遮られて被検物Ｓ等に到達する。  FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the objectiveoptical system 60 in the photometric device of the present embodiment, and the modes of the measurement light beam and the reflected light beam. The objectiveoptical system 60 is configured by arranging aconcave mirror 61 with a hole and aconvex mirror 62 with their mirror surfaces facing each other. Although the objectiveoptical system 60 is not provided with thediaphragm 17, a part of the measurement light beam is blocked by the annular aperture diaphragm determined by theconcave mirror 61 and theconvex mirror 62, and reaches the test object S or the like.

凸面鏡６２において、面頂付近の一部領域には測定面Ｓａ等からの反射光束は到達しないため、アライメント状態確認部４０の第２撮像素子４２で取得される反射光束像は、測定面Ｓａ等が光軸Ｘ１に対して垂直であれば、図４（ａ）に示す反射光束像Ｉｍ２３のように正円形の輪帯状となる。測定面Ｓａ等が光軸Ｘ１に対して傾いていると、反射光束像の輪帯形状は、例えば図４（ｂ）に示す反射光束像Ｉｍ２４のように変形し、正円状ではなくなる。  In theconvex mirror 62, since the reflected light beam from the measurement surface Sa or the like does not reach a partial region near the top of the surface, the reflected light beam image acquired by thesecond imaging element 42 of the alignmentstate confirmation unit 40 is the measurement surface Sa or the like. Is perpendicular to the optical axis X1, it becomes a regular circular zone like a reflected light beam image Im23 shown in FIG. When the measurement surface Sa or the like is tilted with respect to the optical axis X1, the annular shape of the reflected light beam image is deformed, for example, as a reflected light beam image Im24 shown in FIG.

本実施形態におけるアライメント量の算出方法について説明する。
まず、演算部としてのパソコン４５は、第２撮像素子４２で取得された反射光束像を含む画像Ｉｍ２に対して、予め設定された閾値に従って２値化処理を行う。すると、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、画像Ｉｍ２は、反射光束像Ｉｍ２３またはＩｍ２４と、反射光束像の外側の外部領域Ｒ１と、反射光束像に囲まれた内部領域Ｒ２との３つの領域に分けられる。パソコン４５は、内部領域Ｒ２に相当する第２撮像素子４２の画素を用いて、第２実施形態と同様の手順で内部領域Ｒ２の重心位置（図５（ａ）および図５（ｂ）に、それぞれＣ１、Ｃ２として示す。）を算出する。算出された内部領域Ｒ２の重心位置は、被検物Ｓ等のアライメント量として、第２実施形態で説明したのと同様に被検物Ｓ等のアライメント状態の確認および調節に利用することができる。A method for calculating the alignment amount in the present embodiment will be described.
First, thepersonal computer 45 as the calculation unit performs binarization processing on the image Im2 including the reflected light beam image acquired by thesecond imaging element 42 according to a preset threshold value. Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the image Im2 includes a reflected light beam image Im23 or Im24, an external region R1 outside the reflected light beam image, and an internal region surrounded by the reflected light beam image. Divided into three regions with R2. Thepersonal computer 45 uses the pixels of thesecond image sensor 42 corresponding to the inner region R2, and uses the same procedure as in the second embodiment to display the position of the center of gravity of the inner region R2 (see FIGS. 5A and 5B). Calculated as C1 and C2, respectively). The calculated position of the center of gravity of the internal region R2 can be used as the alignment amount of the test object S or the like for confirmation and adjustment of the alignment state of the test object S or the like as described in the second embodiment. .

本実施形態の測光装置によっても、上述の各実施形態同様、被検物Ｓ等のアライメント状態を容易に確認し、好適なアライメント状態に調節することができる。その結果、より高精度で、より再現性の高い測定を行うことができる。  Also with the photometric device of the present embodiment, the alignment state of the test object S or the like can be easily confirmed and adjusted to a suitable alignment state, as in the above embodiments. As a result, measurement with higher accuracy and higher reproducibility can be performed.

また、対物光学系６０は、凹面鏡６１と凸面鏡６２との組み合わせからなり、鏡面のみで構成されているため、色収差が小さく、ガラス材料による不透過波長の影響も受けない。したがって、より広い波長範囲に対応可能な測光装置とすることができる。  The objectiveoptical system 60 is composed of a combination of aconcave mirror 61 and aconvex mirror 62, and is composed only of a mirror surface. Therefore, the objectiveoptical system 60 has small chromatic aberration and is not affected by the non-transmission wavelength due to the glass material. Therefore, a photometric device capable of supporting a wider wavelength range can be obtained.

上述の第２実施形態および本実施形態では、反射光束像の各画素における輝度にもとづいて反射光束像の重心位置を算出する例を説明したが、重心位置の具体的な算出方法には特に制限はなく、公知の各種方法を適宜選択して使用することができる。  In the above-described second embodiment and the present embodiment, the example in which the center of gravity position of the reflected light beam image is calculated based on the luminance in each pixel of the reflected light beam image has been described. However, various known methods can be appropriately selected and used.

また、本実施形態のように、対物光学系が凹面鏡と凸面鏡との組み合わせからなる場合、アライメント量として重心位置以外のパラメータを用いることも可能である。以下では、このような変形例について説明する。  Further, when the objective optical system is a combination of a concave mirror and a convex mirror as in this embodiment, it is possible to use parameters other than the center of gravity position as the alignment amount. Below, such a modification is demonstrated.

図６は、本実施形態の変形例１におけるアライメント量の算出方法を示す図である。本変形例では、パソコン４５は、上述のように第２撮像素子で取得された反射光束像を含む画像の２値化処理を行った後、内部領域Ｒ２の内側に位置する画素Ｐｘの総数Ｎをカウントし、これを内部領域Ｒ２の面積を示すアライメント量として表示部４６に表示する。内部領域Ｒ２の面積は、測定面Ｓａ等が平面であれば、測定面Ｓａ等が光軸Ｘ１に対して垂直となるときに最小となり、総画素数Ｎも最小となる。したがって、使用者は、総画素数Ｎが最小となるようにステージ６を調節することにより、被検物Ｓ等のアライメント調節を容易に行うことができる。  FIG. 6 is a diagram illustrating an alignment amount calculation method according to the first modification of the present embodiment. In the present modification, thepersonal computer 45 performs the binarization process on the image including the reflected light beam image acquired by the second image sensor as described above, and then the total number N of pixels Px located inside the internal region R2. Is displayed on thedisplay unit 46 as an alignment amount indicating the area of the internal region R2. If the measurement surface Sa or the like is a flat surface, the area of the internal region R2 is minimum when the measurement surface Sa or the like is perpendicular to the optical axis X1, and the total number of pixels N is also minimum. Therefore, the user can easily adjust the alignment of the test object S or the like by adjusting thestage 6 so that the total number of pixels N is minimized.

なお、最適なアライメント状態を示す総画素数Ｎは、測定面の形状により変化するため、実際には個々の測定面等において想定される調節完了時の総画素数Ｎ_ａｌｇを算出し、現在の総画素数Ｎと並列表示等することにより、アライメント調節の指標とすればよい。表示形式としては、数値のほか、棒グラフ等のインジケータとして表示することも可能である。Note that the total number of pixels N indicating the optimum alignment state varies depending on the shape of the measurement surface. Therefore, in actuality, the total number of pixels N_alg upon completion of adjustment assumed on each measurement surface is calculated, By performing parallel display with the total number of pixels N, it may be used as an index for alignment adjustment. The display format can be displayed as an indicator such as a bar graph in addition to numerical values.

図７は、本実施形態の変形例２におけるアライメント量の算出方法を示す図である。本変形例では、上述のように反射光束像を含む画像の２値化処理を行った後、パソコン４５は、内部領域Ｒ２の内側に位置する画素のうち、図７に示すように最外縁の画素を結んだ長さである周囲長Ｌを算出する。図７では、説明の便宜のために画素Ｐｘが大きく表示されているため、周囲長Ｌを示す図形は、円形でなく正方形となっているが、実際には画素Ｐｘは小さく、かつ多数存在するため、周囲長Ｌを示す図形は、内部領域Ｒ２とほぼ同一の形状となる。算出された周囲長Ｌは、パソコン４５の記憶領域に格納される。
さらに、パソコン４５は、変形例１と同様の手順で内部領域Ｒ２の総画素数Ｎをカウントし、周囲長Ｌと総画素数Ｎとを用いてアライメント量を算出する。算出のための式はいくつか挙げられるが、例えば、下記の数３の式を用いることができる。数３を用いる場合、測定面Ｓａ等が平面であれば、測定面Ｓａ等が光軸Ｘ１に対して垂直となるときにアライメント量が１となるため、使用者はアライメント量を１に近づけるようにしてアライメント調節を行えばよい。FIG. 7 is a diagram illustrating a method for calculating the alignment amount in the second modification of the present embodiment. In the present modification, after performing the binarization processing of the image including the reflected light beam image as described above, thepersonal computer 45 has the outermost edge as shown in FIG. 7 among the pixels located inside the internal region R2. A peripheral length L, which is a length connecting pixels, is calculated. In FIG. 7, since the pixel Px is displayed large for convenience of explanation, the figure indicating the peripheral length L is not a circle but a square, but actually, the pixel Px is small and there are many pixels. For this reason, the graphic indicating the peripheral length L has substantially the same shape as the inner region R2. The calculated peripheral length L is stored in the storage area of thepersonal computer 45.
Further, thepersonal computer 45 counts the total number of pixels N in the internal region R2 in the same procedure as in the first modification, and calculates the alignment amount using the peripheral length L and the total number of pixels N. There are several formulas for the calculation. For example, the followingformula 3 can be used. WhenExpression 3 is used, if the measurement surface Sa or the like is a flat surface, the alignment amount becomes 1 when the measurement surface Sa or the like is perpendicular to the optical axis X1, and thus the user approaches the alignment amount to 1. The alignment adjustment may be performed.

このほか、アライメント量の算出には、下記数４、数５の式等も使用可能である。数４の場合、測定面Ｓａ等が平面のとき、測定面Ｓａが光軸Ｘ１に対して垂直になるとアライメント量は４π分の１となり、数５の場合は１となる。  In addition, the followingequations 4 and 5 can be used to calculate the alignment amount. In the case ofEquation 4, when the measurement surface Sa or the like is a flat surface, the alignment amount is 1 / 4π when the measurement surface Sa is perpendicular to the optical axis X1, and 1 in the case ofEquation 5.

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態の構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。  The embodiments of the present invention have been described above. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and combinations of components in the embodiments may be changed without departing from the spirit of the present invention. Various changes can be added to or deleted from each component.

例えば、上述の各実施形態では、アライメント状態確認部が、反射光束の光路において焦点よりも遠い位置に配置される例を説明したが、アライメント状態を反映する反射光束像の変化は、反射光束の焦点と異なる位置で反射光束像を撮像すれば捉えることができる。したがって、反射光束の光路において焦点よりも近い位置にアライメント状態確認部が配置されてもよい。  For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the alignment state confirmation unit is disposed at a position farther than the focal point in the optical path of the reflected light beam is described. However, the change in the reflected light beam image that reflects the alignment state is The reflected light beam image can be captured at a position different from the focal point. Therefore, the alignment state confirmation unit may be disposed at a position closer to the focal point in the optical path of the reflected light beam.

また、上述したアライメント量が、複数種類算出されて表示部に表示されてもよい。
さらに、アライメント状態確認部で取得された反射光束像を含む画像が表示部に表示されず、観察光学系で取得された画像と算出されたアライメント量だけが表示部に表示される構成としてもよい。Further, a plurality of types of alignment amounts described above may be calculated and displayed on the display unit.
Furthermore, an image including the reflected light beam image acquired by the alignment state confirmation unit may not be displayed on the display unit, and only the image acquired by the observation optical system and the calculated alignment amount may be displayed on the display unit. .

１ 光源
１５、６０ 対物光学系
２０ 分光器（測光手段）
４０ アライメント状態確認部
４２ 第２撮像素子（撮像手段）
４１ コリメータレンズ
４５ パソコン（演算部）
４６ 表示部
５０ 測光装置
６１ 凹面鏡
６２ 凸面鏡
Ｌ 周囲長
Ｒ２ 内部領域
Ｓ 被検物
Ｓａ 測定面1Light source 15, 60 Objectiveoptical system 20 Spectrometer (photometric means)
40 Alignmentstate confirmation unit 42 Second image sensor (imaging means)
41Collimator lens 45 PC (calculation unit)
46Display unit 50Photometric device 61Concave mirror 62 Convex mirror L Perimeter R2 Internal region S Test object Sa Measurement surface

Claims (7)

Translated fromJapanese

光源と、前記光源から発せられた測定光束を被検物に導く対物光学系と、前記測定光束が前記被検物の測定面で反射された反射光束を測光する測光手段とを有する測光装置であって、
前記反射光束の光路上に配置され、前記反射光束の焦点と異なる位置において前記反射光束の像を撮像する撮像手段を有するアライメント状態確認部と、
前記撮像手段で撮像した前記反射光束の像により得られた情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする測光装置。A photometric device comprising: a light source; an objective optical system that guides a measurement light beam emitted from the light source to a test object; and a photometry unit that measures a reflected light beam reflected by the measurement surface of the test object. There,
An alignment state confirmation unit that is disposed on the optical path of the reflected light beam and has an imaging unit that captures an image of the reflected light beam at a position different from the focal point of the reflected light beam;
A display unit for displaying information obtained from the image of the reflected light beam imaged by the imaging unit;
A photometric device comprising: 前記アライメント状態確認部は、コリメータレンズを有し、前記反射光束は平行光とされてから前記撮像手段により撮像されることを特徴とする請求項１に記載の測光装置。  The photometry device according to claim 1, wherein the alignment state confirmation unit includes a collimator lens, and the reflected light beam is imaged by the imaging unit after being converted into parallel light. 前記アライメント状態確認部は、前記撮像手段で撮像した前記反射光束の像にもとづいて前記被検物のアライメント状態を示すアライメント量を算出する演算部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の測光装置。  The alignment state confirmation unit includes a calculation unit that calculates an alignment amount indicating an alignment state of the test object based on an image of the reflected light beam captured by the imaging unit. The photometric device described. 前記対物光学系は、凹面鏡と凸面鏡とを、互いの鏡面を対向させて配置することにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。  The photometric device according to claim 3, wherein the objective optical system is configured by arranging a concave mirror and a convex mirror with their mirror surfaces facing each other. 前記演算部は、輪帯形状を呈する前記反射光束の像の内部領域の重心位置を前記アライメント量として算出することを特徴とする請求項４に記載の測光装置。  5. The photometric device according to claim 4, wherein the calculation unit calculates a position of the center of gravity of an internal region of the reflected light flux image having an annular shape as the alignment amount. 前記演算部は、輪帯形状を呈する前記反射光束の像の内部領域の面積を前記アライメント量として算出することを特徴とする請求項４に記載の測光装置。  5. The photometric device according to claim 4, wherein the calculation unit calculates an area of an inner region of the image of the reflected light beam having an annular shape as the alignment amount. 前記演算部は、輪帯形状を呈する前記反射光束の像の内部領域における面積と周囲長との比率を前記アライメント量として算出することを特徴とする請求項４に記載の測光装置。  5. The photometric device according to claim 4, wherein the calculation unit calculates a ratio between an area in an inner region of an image of the reflected light beam having an annular shape and a peripheral length as the alignment amount.

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