JPS5839915A - 光センサ分光感度測定装置 - 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】 本発明は、光センサ全般、即ちＯＯＤイメージセンナ、
ｍｏｗイメージセンサ、フォトダイオード、７オシマル
チプライヤ等の分光感度測定を短時闘にかつ自動的に行
う装置に関する。

従来、光センサの分光感度測定は、例えば毫／りνメー
タの光を、測定サンプルにあててのその出力を読み、か
つ測定サンプルの光量を、別のあらかじめ較正されたパ
ワーメータによって測定することによって、その出力／
光量から求め、波長を変えて、上記操作を繰り返すこと
により行うのが常であった。

このような方法においては、第１に測定系と、光源及び
周囲との充分な遮光が必要であり、サンプルの出力値、
光量値を読むのに注意を要した。第２にサンプルと光量
測定パワーメータを交互に入れかえる必要があり、再現
性が低下すると共に、測定時間が長くなる。第３に受光
面積の大きいものはよいが、例えばＯＯＤ　、　）１０
８等リニアイメージセンナ等のように、１０〜数１０μ
論の輻で数謔〜数１０ｍｒｎＥわたり１列に並んでいる
ようなセン量においては、上記方法においては、正確に
受光面に光を入射することが困難で、その精度及び再現
性において信頼性が損われるという欠点がある。

本発明は上記の欠点を除去すると共に光センすの分光感
度特性を測定を簡単な構成で、しかも、短時間に高精度
で行うことを可能とした光センナ分光感度測定装置の提
供を目的としている。

以下、図面によって本発明の具体的実施例を詳細に説明
する。

第１１！Ｉは、本発明の基本構成である。ｌは例えばハ
ロゲンランプなどの光源、２は分光装置で、モノクロメ
ータあるいは干渉フィルタを用いることが出来る。３は
廖状可変アパーチャ、４は光路シャッタ、５は光量調節
器、・は形状可変アパーチャ３をサンプル及び光量検出
器に投影するための投影レンズ、７はハーフミラ−１Ｓ
は光量検出器、９は被測定サンプル、１ｏは細隙、１１
は対物レンズである。

光源１かも出射した光は分光装置２によって任意の波長
の光のみとり出され、形状可変アパーチャ３に入射する
。アパーチャの形状可変方法としては、２つの幅可変出
射スリットを互に直角に設けて、夫々のスリット輻を変
えることにより、矩形のアパーチャの寸法を変える。あ
るいは、測定サンプルが丸型の場合にはカメラ等に用い
る絞りを用いることも可能である。

又いろいろな形、大きさの穴をあけた板を幾種類も準備
してセンサ形状に合わせて用いる等がある。

以上のように単独あるいは複数の方法を組み合わせてア
パーチャ形状を変えることができる。

アパーチャ３の形状はレンズ６によって光量検出器８及
び被測定サンプル９に投影される。光量検出器８、被測
定サンプル９の出力値が飽和することなく、かつ精度を
上げるため光量が過少にならないように調節するために
光量調節器５が設けられ、光量調節器５は例えばカメラ
に用いる絞り、あるいはＮＤフィルタを幾種類か円板に
とりつけて切換えて用いる。光量調節器５に光を完全に
遮光する機能を設けておけば、光路シャッタ４を別に設
ける必要はない。光量調節は又光源に供給する電圧を関
節することによっても可能である。カメラ用レンズのよ
うに絞りの組み込まれたレンズを用いれば、焦点の合っ
たアパーチャ像が光量検出器８、被測定サンプル９に結
ばれる。光量検出器３としてはフォトダイオード、フォ
ト！ルチプライヤ等を用いることが可能で゛あるが、ハ
ーフミラ−は広範囲の波長にわたり完全に反射率／透過
率を１にすることが出来ないので、あらかじめ各測定波
長で反射率／透過率の比を求めておいて、光量検出器に
各波長毎５乗算して補正し゛て受光面の真の光量を求め
ることが必要÷ある。

測定手−としては、光路シャッタ４により、光路を閉じ
て暗状態の光量検出器８、サンプル９の出力を求め、次
いで光路を開き、各波長毎に、光量を調節しつつ、“サ
ンプルの出力、光量検出器の出力を求め、暗状態時の出
力を差し引いて、かつ光量検出器８の出力にサンプル面
光量を求める補正係数を乗算することによって、サンプ
ル面光量を求め、サンプル出力／光量から分光感度を求
めていく。各波長毎にこの手順を繰り返す。

サンプルが比較的大きい場合は、細Ｉｌｌ　Ｏｓ対物レ
ンズ１１は光軸よりはずしておく。なお光量検出器８、
被測定サンプル９Ｆ１′位置は逆であっても何ら差支え
ない。

第２図は第１図において光学系部分のみを抜き□出した
図であり、投影レンズ６によって光量検出器８、サンプ
ル９上に結ばれたアパーチャ３の像を斜線を施して示し
ている。このように被測定サンプルの受光面が大きい場
合は拡大投影をする。

次に被測定サンプルがリニアイメージセンサのように、
例えば輻１０〜数１０μｍ、長さ数ｍｔｍ〜数１０ｍｍ
　のセンナの場合には、第１図に示す系ではアパーチャ
の投影像が大き過ぎて、受光面よりはるかにはみ出して
しまい、測定が出来ない。この時は、細１１ｏ及び、対
物レンズ１１を光軸上に入れて、細隙の縮小像をすンプ
ル上に結ぶ□ことによって、サンプルの受光面内に光を
当てることが出来る。開時に、細隙を通過した光の一部
は光量検出器に入射し、光量を測定することが出来る。

この時は“、対物レンズ１１が入ることにより、レンズ
の吸収分だけ光量が減るので、光量検出器から被測定サ
ンプルに入射する光の真の光量を計算するためには、第
１図に示した場合のハーフミラ−の反射率／透過率の比
に加えて、対物レンズの各波長における吸収率も考慮し
た係数を各測定波長毎に乗算すればよい。

また、この系では測定サンプルの受光面が微小であるか
ら、第３図１２に示すようなｗ！眼レンズを用いて、蛍
光画内に確実に細隙像が収まっていることを＊ａするこ
とによって精度を向上させることが出来る。さらに細＠
［１＠が光軸に入るのに連動して、対物レンズ１１が光
軸上に入るような機構にし、１度光軸上に人ったらｌｌ
Ａ！Ｉのみは独立に多少の移動及び、光軸に直角に回転
可能な機構にすることにより被測定すンプルの形状、傾
き等に合わせて、細隙の位置、角度を調節することが可
能で使い易いものとなる。

第４図に第３！ｌＯに示した糸の光学系のみを示す。細
＠１Ｇは対物レンズ１１によって縮小像を被測定サンプ
ル９上に結ぶ。一方、光量検出器８の方には、対物レン
ズはなく、従って形状可変アパーチャの細隙１０によっ
て光量の絞られた像が結ばれている。従って、この場合
もアパーチャはその像が光量検出器の受光面をはみ出な
い大きさに調節しておく。又、測定サンプ＃９が、Ｖの
ように例えば直角になっている時は、細１９１Ｇは同じ
ように回転して１０’のようにすることにより、容易に
測定サンプルの受光面状態に対応出来るし、又細隙１０
が対物レンズ１１に対して、独立に移動させることが可
能であることにより、被測定サンプルの位置に容易に対
応出来ることは明らかである。更に、コンピュータ等を
用いて自動化することによって一層短時間に測定を可能
とすることが容易である。第５図はコンピュータ１３に
よって、自動測定を行う場合の系を示している。コンピ
ュータで制御するのは、分光装置２．光路シャッタ４、
光量調節器５．細ａ１０の移動とそれに連動した財物レ
ンズ１１であり、又測定サンプル９及び、光量検出器８
の出力をψコンバータ１４によって夫々の値をコンビエ
ータ１３に取込む。分光装置としてモノクロメータを用
いる場合は、例えばグレーティングの角度をモータで変
える、又干渉フィルタの場合には、いくつもの干渉フィ
ルタを円板に組み込んでおいて、七−一で円板を回転さ
せて波長を選択する。光量調節器５は、測定サンプル９
、光量検出６Ｓからの出力をみて光量が大きい時は絞る
ようにし、又過少の場合は光量を増すように調節する。

又コンピュータにあらかじめ、光量検出６Ｓの出力から
演算して測定サンプル９の真の光量を算するための係数
を記憶させておけば、直ちに演算してその結果を、図示
していないが、ＸＹプロッタ上に図示又はプリンタに数
値を打出すことは容易である。ここで〜乍変換は、コン
ピュータ１３からの指令で入力を切換えて測定サンプル
の出力、光量検出器の出力をコンに’　ｚ　−夕にとり
込むようになっているが２つのい変換器を用いてもよい
。

又、光量調節は紋りあるいはＮＤフィルタのついた円板
をモータで駆動して行うが、特にコンピュータを用いる
場合などは、光源に供給する電源の電圧を調節するのが
便利である。第６図は、この関係を示す図であり、この
時は光量調節器４は省略し、電源電圧調整器１５を光量
調節器として用いる。特に近頃はコンピュータによる制
御を目的としたＧＰ−ＬＢババスもった電源等が存在す
るので、これらを用いれば更にシステ＾の構成がより容
易となる。

以上のように、本発明の装置は波長の興なる光を発生す
る発生手段（−光源分光装置）９発生手段からの光を２
方向に分割する分割手段（ハーフｔラー）及び分割され
た方の光の光量を検ハ 出する光量検出器とを有し、もう一方の光を光センナに
投影しているので光センナの出力と光量検出器の出力と
により種々の波長に対する光センサの感度の測定をして
いる。

以上の如き構成により、光量検出器と光七ンす両方の出
力な同時に検出できるので、短時間で分光感度測定が可
能となる。しかも同一の光発生手段からの光を同時に検
出しているので高精度の測定ができ、しかもハーフミラ
−等の分割手段を設けるだけでよいので構成が簡略化さ
れるものである。更に形状可変アパーチャを設ければい
ろいろな形状の光センサの分光感度が測定でき、又光源
以降をおおってしまうことにより、通常の室内での測定
を可能にする。そしてコンピュータを用いることによっ
て一層短時間に精度よく、測定が司能なことが明らかで
ある・

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の分光感度測定装置の構成図、第２図
は第１図に示す基本光学系部分図、第３図は本発明の別
の分光感度測定装置の構成図、第４図は第３図に示す基
本光学系部分図、第５図はコンピュータを用いた装置の
自動化測定系の構成図、第６図は光源の電鯨電圧をコン
ビエータで調節する場合の構成図である。 図において １は光源、２は分光装置、３は形状可変アパーチャ、４
は光路シャッタ、５は光量調節器、鳴ハ投影レンズ、フ
はハーフミラ−１８は光量検出器、９は被測定サンプル
、１０は細隙、１１は対物レンズ、１２は接眼レンズを
夫々示すＯ 出願人　　　キャノン株式会社 代理人弁理士丸　島　儀　−Ｆ′３ −４よ（

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分光感度が測定される光センサ、波長の興なる光を発生
   する発生手段、前記波長の興なる光を２方向に分割する
   分割手段、前記分割手段より分割された一方向の光の光
   量を検出する光量検出器を有し、前記分割手段により分
   割されたもう一方の光を前記光センサに投影し、前記光
   センサの出力と前記光量検出器の出力とにより光センナ
   の分光感度を測定する光センサ分光感度測定装置。