(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キセノンランプを備えてなる光源部と、該光源部からの光を伝達する入射側ファイバと、該入射側ファイバにより伝達された光を、正レンズおよび光拡散板を介して測定対象物の被測定面に照射すると共に、該被測定面からの反射光を受ける測定ヘッドと、該測定ヘッドを通過した反射光を伝達する出射側ファイバと、該出射側ファイバにより伝達された光を受ける分光放射照度計とを有してなる分光反射率測定装置において、
上記測定ヘッドは、光入射筒部と、該光入射筒部と独立した光出射筒部とを有してなり、
上記光入射筒部には、その一端に入射側ファイバが接続されるファイバ接続部が形成されると共に他端には光透過孔が設けられ、かつ、上記ファイバ接続部の側から正レンズと光拡散板とがこの順に配置されており、
上記光出射筒部には、光透過孔を介して被測定面に臨む一端と、出射側ファイバが接続されるファイバ接続部が形成された他端との間に、被測定面からの反射光を受けるレンズが配置されており、
実測用状態においては、上記光入射筒部と上記光出射筒部は、各々における光軸が測定対象物の表面またはその近傍において交差する状態で、分離可能に一体に連結され、
参照光測定用状態においては、上記光入射筒部と光出射筒部とは、参照光測定用治具により、両者の光軸が一致する状態で連結される
ことを特徴とする分光反射率測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分光反射率測定装置を用い、測定ヘッドの光入射筒部と光出射筒部とを両者の光軸が一致する状態で連結された状態で参照光測定を行うと共に、
測定ヘッドの光入射筒部と光出射筒部を、各々における光軸が測定対象物の表面またはその近傍において交差する状態で一体に連結された状態で測定対象物の被測定面について分光反射率の測定を行い、
参照光の分光放射照度に対する反射光の分光放射照度の関係により、当該被測定面の分光反射率を求めることを特徴とする分光反射率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光学装置に用いられるミラー、フィルター、レンズなどにおける表面反射光の分光反射率を測定するための分光反射率測定装置および分光反射率測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば露光装置や光照射装置等の光学装置においては、反射用ミラー、各種のフィルターまたはレンズ等の光学素子が用いられているが、これらの光学素子については、光学特性の一つである分光反射率の測定を行うことが必要な場合がある。ここに「分光反射率」とは、或る特定の波長の光の反射率をいう。
例えば、特定の波長の光のみを反射させるための蒸着膜を形成したミラー、あるいは反射防止膜を設けたレンズやフィルターにおいては、形成された蒸着膜や反射防止膜が設計値通りの光学特性を有することを確認するために、分光反射率の測定が必要である。
【０００３】
従来、上記したようなミラーやレンズ、フィルター等の反射面について反射率を測定するための反射率測定装置が、実公昭５５−２１０８８号公報に示されている。
図６は、この反射率測定装置の構造の概略を示す説明用断面図である。
この反射率測定装置は、筐体７１と、光源部分７２と、受光部分７３とから構成されており、筐体７１は側断面が五角形であって、山形の天板７５と、光透過孔７６が形成された底板７７とを有する。
【０００４】
山形の天板７５の一方の斜面壁には光源部分７２が装着され、他方の斜面壁には受光部分７３が装着されている。そして、山形の天板７５の頂部の角度は、光源部分７２の光軸Ｌａと受光部分７３の光軸Ｌｂとが、測定対象物Ｍの被測定面Ｓまたはその近傍において、所定の角度で交差角度する大きさとされている。７８は底板７７から突出する脚部であり、被測定面Ｓに対接される。
【０００５】
光源部分７２の光軸Ｌａと受光部分７３の光軸Ｌｂとの交差角度は、被測定面Ｓに入射する光の入射角に応じて定められ、例えば、被測定面Ｓが、入射角３０度で入射する光を反射するためのミラーの反射面である場合には、入射角３０度の光が被測定面Ｓに入射される状態で反射率の測定が行われることが必要であることから、光軸Ｌａと光軸Ｌｂとの交差角度が被測定面Ｓの近傍において６０度となる状態とされる。
【０００６】
一般に、反射面の反射率は、光の入射角の角度が大きくなるほど、入射角の差に対する反射率の変化の割合が大きくなるものであるが、実用的な反射用ミラーの多くは、光の入射角が３０度〜６０度となる範囲で使用されること、並びに、レンズやフィルターの反射防止膜の特性を調べるためには、入射角度が０度の状態で測定が行われることから、反射率測定装置における上記の交差角度は０度〜１２０度の範囲で設定されることが通常である。
【０００７】
光源部分７２には、光源ランプ８１と、光拡散板８３とが設けられており、当該光源ランプ８１としては小型のハロゲンランプが用いられる。一方、受光部分７３には、被測定面Ｓからの反射光を入射するレンズ８４と光電セルよりなる受光器８５とが設けられている。
【０００８】
この反射率測定装置によれば、光源部分７２の光源ランプ８１からの光は光拡散板８３で拡散されてその前方に全方向に均一な放射輝度の光が放射され、筐体７１の底板７７の光透過孔７６を介して被測定面Ｓに照射される。そして、被測定面Ｓからの反射光は、再び光透過孔７６を介して受光部分７３に入射し、レンズ８４を介して受光器８５の受光面に投影され、上記反射光の輝度に基づき、被測定面Ｓの反射率が求められる。
【０００９】
具体的に説明すると、受光部分７３においては、受光器８５の受光面からレンズ８４を介して見込む立体角全域に、光拡散板８３の像が均一な放射輝度で広がって存在する状態が実現されており、そのため、受光器８５で受光される光量は、測定対象物の形状に関係なく、被測定面Ｓの反射率にのみ比例するものとなる。
当該反射率測定装置による反射率の測定では、当該反射率測定装置に固有の参照値（リファレンス）を取得しておくことが必要であり、その参照値を用いて、後述する方法により、反射率が求められる。
【００１０】
参照値を求める操作は、測定対象物の反射率の測定操作に先行して、あるいは測定操作の後に行われる。具体的には、反射率が既知の標準ミラーを準備し、これを測定対象物としてその反射面に対して当該反射率測定装置により光を照射して反射光の放射照度を測定すればよく、これにより、当該反射率測定装置における参照値が求められる。
【００１１】
そして、実際の測定対象物の被測定面Ｓについて得られた反射光の放射照度の値ａを、標準ミラーによる反射光の放射照度の値（参照値）ｂにより除して得られる商の値（ａ／ｂ）と、当該標準ミラーの分光反射率αとの積を求める計算により、目的とする被測定面Ｓの反射率を得ることができる。
例えば、被測定面Ｓについて測定した反射光の放射照度値ａが７ｍＷ／ｃｍ2 である場合に、当該反射率測定装置により、分光反射率αが８０％の標準ミラーについて得られた反射光の放射照度値ｂが１０ｍＷ／ｃｍ2 であるとすると、被測定面Ｓの反射率は、（７／１０）×８０（％）＝５６（％）と算出される。
【００１２】
しかし、上記の反射率測定装置においては、以下のような問題点がある。
（１）測定波長に関する問題
反射率の測定においては、測定対象物の被測定面に照射される測定光は、当該測定対象物が本来の用途において、光学的に処理する光と同一の波長の光であることが必要である。
例えば、紫外光を用いる露光装置のためのミラーなどの光学素子について反射率を測定する場合には、当該光学素子が光学的に処理すべき紫外光と同等の波長の紫外光の反射率を測定しなければ、目的とする結果を得ることができない。しかも、光学素子が処理すべき光の波長は、その用途によって種々に異なり、例えば或る波長範囲にわたる紫外領域の光である場合や、例えば回路パターンを露光する露光装置においては、レジストが感度を有する波長に合わせて３６５ｎｍと厳密に特定された波長の光である場合もある。
【００１３】
従って、例えば、紫外光のみを反射して可視光および赤外光を透過させるための蒸着膜を設けたミラーの光学特性を検査するためには、特定の紫外領域の光に対する反射率が高く、かつ、可視域および赤外領域の光に対しては反射率が低いことを確認する必要があり、また、反射防止膜が設けられたレンズやフィルターについては、広い波長領域の全体にわたって光の反射率が低いことを確認する必要がある。
【００１４】
然るに、従来の反射率測定装置では、光源ランプ８１としてハロゲンランプを用いると共に、受光器８５として光電セルを用いる方式であるため、可視域を中心とした広い波長領域にわたる光の全体による反射率が測定されるのみであり、特定の波長の光の反射率である分光反射率を測定することはできない。
更に、ハロゲンランプは、紫外領域に大きい発光強度を有していないので、紫外領域の反射率測定を行うことができない。
【００１５】
そして、上記のように、受光器８５で受光される光量が、被測定面Ｓの形状とは無関係にその反射率にのみ比例する状態は、反射光を受光する受光器８５から見込む立体角全域に均一な放射輝度の反射面が形成された状態であり、そのような均一な放射輝度の反射面を形成させるためには、光拡散板８３が均一な輝度の面光源を形成することが必要である。
【００１６】
具体的に説明すると、図７は理想的な光拡散板Ｐ１の作用を模式的に示しており、入射光Ｌ１の方向によらずに、透過光Ｌ２は当該光拡散板Ｐ１の各個所において全方向に均一に拡散する。このような光拡散板Ｐ１によれば、矢印Ｖで示すように、その前面側（光の出射側の正面）方向から見込んだときに、均一な放射輝度の面光源が形成される状態が実現される。
可視域および赤外の波長領域の光に対して、このような理想的な光拡散機能を有する光拡散板としては、オパールガラスなど、いくつかの材質のものが知られており、これらは多少光を吸収するが、ハロゲンランプは、上記の波長領域において大きな放射強度を有するので、実用上、特に問題とならない。
【００１７】
一方、紫外領域の光を得るためには、例えばキセノンランプが光源ランプとして用いられるが、そのうちの特定の波長のみについて測定しようとすると、放射強度が低いものとなるため、紫外光を吸収する材質による光拡散板を用いると、被測定面からの反射光の強度がノイズレベルにまで低下するために、実際上、測定が不可能となる場合がある。
このような事情から、紫外光に対する透過率が高くてしかも拡散させることのできる材質のものを用いる必要があるが、現状では、そのような性質を有する光拡散板としては、石英製すりガラスしかない。
然るに、石英製すりガラスでは光の拡散作用は不十分であり、図８に示すように、石英製すりガラスよりなる光拡散板Ｐ２を用いた場合には、入射光Ｌ１が発散する光であると、当該光拡散板Ｐ２においてはその位置によって主たる拡散方向が異なった状態となるために、前面側方向（矢印Ｖ方向）から見込んだときの全面において全方向に均一性の高い放射輝度の面光源が得られず、結局、目的とする反射率の測定を高い精度で行うことができない。
【００１８】
（２）小型化の問題
また、上記の反射率測定装置は小型化を意図して構成されているものではあるが、その筐体７１の断面形状は五角形であり、光源部分７２および受光部分７３が装着される上部の幅が広いものとなる。このため、例えば小型で曲率半径の小さい楕円集光鏡の反射面の分光反射率を測定する場合、例えば破線で示されているように、湾曲した測定対象物Ｍの曲率半径が図示の状態より更に小さい場合には、筐体７１の上部の幅の広い部分、光源部分７２または受光部分７３の一部が測定対象物と干渉することがあるために、当該測定装置の光透過孔７６を有する底板７７を、被測定面Ｓに対して適正な状態に配置することができず、正確の測定を行うことができない場合もある。
【００１９】
（３）参照値（リファレンス）取得の問題
更に、上記の反射率測定装置による場合には、参照値（リファレンス）を得るためには、反射率が既知の標準ミラーを準備する必要があるが、標準ミラーは、その分光反射率が経時変化しないように注意して保管、管理しなければならない。また、仮に、標準ミラーの分光反射率が変化したとしても、その変化を検知することができないため、測定対象物の分光反射率の測定結果に誤差が生じるおそれがある。
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、測定光として紫外領域の光を用いることができ、光拡散板において均一な放射輝度が得られ、かつ、紫外領域を含めた広い波長領域において、特定波長の測定光による反射率を測定することのできる分光反射率測定装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、その測定対象物に対接されるヘッド部分を十分に小型とすることができて、例えば曲率半径の小さい楕円集光鏡についても、その内面における反射面の分光反射率測定を実行することのできる分光反射率測定装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、分光反射率が既知の標準ミラーを用いることなく、参照値の取得を容易に行うことのできる分光反射率測定装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の分光反射率測定装置による分光反射率測定方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の分光反射率測定装置は、キセノンランプを備えてなる光源部と、該光源部からの光を伝達する入射側ファイバと、該入射側ファイバにより伝達された光を、正レンズおよび光拡散板を介して測定対象物の被測定面に照射すると共に、該被測定面からの反射光を受ける測定ヘッドと、該測定ヘッドを通過した反射光を伝達する出射側ファイバと、該出射側ファイバにより伝達された光を受ける分光放射照度計とを有してなる分光反射率測定装置において、
上記測定ヘッドは、光入射筒部と、該光入射筒部と独立した光出射筒部とを有してなり、
上記光入射筒部には、その一端に入射側ファイバが接続されるファイバ接続部が形成されると共に他端には光透過孔が設けられ、かつ、上記ファイバ接続部の側から正レンズと光拡散板とがこの順に配置されており、
上記光出射筒部には、光透過孔を介して被測定面に臨む一端と、出射側ファイバが接続されるファイバ接続部が形成された他端との間に、被測定面からの反射光を受けるレンズが配置されており、
実測用状態においては、上記光入射筒部と上記光出射筒部は、各々における光軸が測定対象物の表面またはその近傍において交差する状態で、分離可能に一体に連結され、
参照光測定用状態においては、上記光入射筒部と光出射筒部とは、参照光測定用治具により、両者の光軸が一致する状態で連結される
ことを特徴とする。
【００２５】
本発明の分光反射率測定方法は、上記の分光反射率測定装置を用い、測定ヘッドの光入射筒部と光出射筒部とを両者の光軸が一致する状態で連結された状態で参照光測定を行うと共に、
測定ヘッドの光入射筒部と光出射筒部を、各々における光軸が測定対象物の表面またはその近傍において交差する状態で一体に連結された状態で測定対象物の被測定面について分光反射率の測定を行い、
参照光の分光放射照度に対する反射光の分光放射照度の関係により、当該被測定面の分光反射率を求めることを特徴とする。
【００２７】
【作用】
以上の構成の分光反射率測定装置によれば、キセノンランプを光源ランプとして用いると共に、反射光の照度の検出に分光放射照度計を用いているため、紫外領域から可視域および赤外領域にわたる広い波長領域にわたる範囲において、各波長毎の分光反射率を測定することができる。
【００２８】
また、光源部と測定ヘッドとの間、並びに、測定ヘッドと分光放射照度計との間がいずれも光学ファイバにより光学的に接続されているため、光源部、測定ヘッドおよび分光放射照度計の各々の配置に関する自由度が大きく、測定ヘッドを小型化することができる。そして、分光反射率測定時は、該小型の測定ヘッドの先頭部のみを被測定面に接近させればよいので、曲率半径の小さな集光鏡や、狭い部分についての分光反射率の測定が可能となる。
更に、測定ヘッドを参照光測定用状態とすることにより、当該分光反射率測定装置によって容易に参照値を直接に取得することができ、従って、反射率が既知の標準ミラーを準備しておく必要がない。また、従来のように、標準ミラーを使って測定する場合であっても、直接測定した参照値に基づき、標準ミラーの反射率の変化を測定することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の分光反射率測定装置の構成の一例を示す説明図であって、凹面状の反射ミラーよりなる測定対象物Ｍが断面で示されている。
この例の分光反射率測定装置は、光源部１０と、この光源部１０から伸びる適宜の長さの入射側ファイバ１２の他端に接続された測定ヘッド１４と、この測定ヘッド１４から伸びる適宜の長さの出射側ファイバ１６の他端に接続された分光放射照度計１８とにより構成されている。
【００３０】
光源部１０は、光源ランプであるキセノンランプ２０と、このキセノンランプ２０から放射される光を集光する楕円集光鏡２２とにより構成されており、入射側ファイバ１２は、その一端が楕円集光鏡２２よりの光の集光位置に位置する状態で接続されている。ここに、キセノンランプ２０は、２００ｎｍ〜８００ｎｍ以上の波長領域において連続光を放射する放電ランプである。
【００３１】
図２は、測定ヘッド１４の具体的な構造を示す断面図である。この測定ヘッド１４は、入射側ファイバ１２から伝達された測定光（被測定面Ｓに到達するまでの光をいう。）が入射され、当該測定光を被測定面Ｓに向けて出射する光入射筒部３０と、被測定面Ｓからの反射光（被測定面Ｓにより反射された光をいう。）が入射され、出射側ファイバ１６に入射させる光出射筒部４０とを備えている。
【００３２】
光入射筒部３０は、一端に、入射側ファイバ１２の他端側の出射端部が接続される入射側接続部３０Ａを有すると共に、他端に、当該光入射筒部３０の光軸Ｌｘと斜めに交差する面に沿って前面板３２が配置されており、この前面板３２の中央には、測定光と反射光とが通過する光透過孔３３が形成されている。また、この光入射筒部３０の中間領域には、入射側ファイバ１２側から、正レンズであるコリメータレンズ３６と、石英製すりガラスにより構成された光拡散板３８とがこの順に配置されている。ここに、コリメータレンズ３６は入射光を平行光にする機能を有し、光拡散板３８は放射輝度を均一にする機能を有する。３９は、前面板３２から突出する突出脚であり、測定ヘッド１４は、該突出脚３９を介して被測定面Ｓ上に置かれる。
【００３３】
一方、光出射筒部４０は、光入射筒部３０とは分離可能な独立した部材として構成されており、その一端に、被測定面Ｓからの反射光を受けて整形するレンズ４２を有すると共に、他端に、出射側ファイバ１６の入射端部が接続される出射側接続部４０Ａが設けられており、更に、レンズ４２からの反射光の光路を折り返して光入射筒部３０とほぼ同方向で次第に接近する方向に向け、これにより反射光を出射側ファイバ１６の入射端に入射させる反射ミラー４６が配置されている。ここに、光出射筒部４０の伸びる方向は、光入射筒部３０の伸びる方向と、例えば１０度のような僅かな角度で交差するものとされている。
【００３４】
また、光入射筒部３０の他端部および光出射筒部４０の一端部の外周面には、両者が互いに対接されて係合状態となる係合面部３４が形成されており、この係合面部３４が係合した状態、すなわち光入射筒部３０と光出射筒部４０とが特定の位置関係となった状態で、分離自在に一体に連結されて固定される。そして、このように固定された状態では、光入射筒部３０の光軸Ｌｘと光出射筒部４０の光軸Ｌｙとが、被測定面Ｓの表面またはその近傍の位置で、所定の角度、例えば図２に示すように６０度の角度で交差する状態とされる。測定ヘッド１４のこの状態は実測用状態であり、被測定面Ｓに対する測定光の入射角は、この例では３０度である。
【００３５】
光入射筒部３０と光出射筒部４０とを固定するためには、適宜の固定手段を利用することができ、例えば、係合面部３４に関連して、両者を機械的に嵌合させる嵌合機構を形成しておくことができ、また、連結用部材やビスなどの固定部材を用いることもできる。
【００３６】
分光放射照度計１８においては、出射側ファイバ１６により伝達された反射光を、プリズムまたはグレーティングなどよりなる分光素子４８を介して受光する光センサ５０が設けられている。
【００３７】
上記の測定ヘッド１４は、図２に示されている実測用状態から、その光入射筒部３０と光出射筒部４０とが分離されて相互の位置関係が変更されることにより、参照値を取得するための参照光測定用状態とすることができる構成とされている。
【００３８】
図３は、測定ヘッド１４の光入射筒部３０と光出射筒部４０とが、参照光測定用治具６０により、参照光測定用状態で互いに連結された状態を示す説明用側面図であり、図４は、図３の参照光測定用治具６０を左方から見た状態の正面図である。
図３においては、光入射筒部３０および光出射筒部４０は、図２に示されている状態から、その全体が、光軸Ｌｘの周りに１８０度回転され、更に光出射筒部４０は紙面に垂直な軸の周りに６０度右まわりに回転された状態である。
【００３９】
すなわち、実測用状態にある測定ヘッド１４において、光入射筒部３０と光出射筒部４０とは互いの係合面部３４による係合が解かれて分離され、更に、光出射筒部４０が回転されてその一端が光入射筒部３０の他端と直接的に対向し、しかも、光出射筒部４０の光軸Ｌｙが光入射筒部３０の光軸Ｌｘの延長に一致する状態であって、かつ、光入射筒部３０の光拡散板３８から光出射筒部４０のレンズ４２までの光路長が、実測定状態のときと同一となるよう、適宜の長さの間隙６５を介して、両者を固定する部材である参照光測定用治具６０により固定されている。
【００４０】
具体的に説明すると、この参照光測定用治具６０は、光入射筒部３０の他端部の外面に係合する第１の係合部６２Ａと、光出射筒部４０の一端部の外面に係合する第２の係合部６２Ｂとが形成されると共に、光透過用貫通孔６３が形成された中央位置規制部分６２と、この中央位置規制部分６２の両側面に対接した状態でビス６６により連結固定される、互いに対向する一対の挟持板６４，６４とにより構成されている。
ここに、中央位置規制部分６２の第１の係合部６２Ａおよび第２の係合部６２Ｂに、光入射筒部３０の他端部および光出射筒部４０の一端部を対接させて係合させた状態では、光入射筒部３０と光出射筒部４０とが、上記の参照光測定用状態における位置関係となった状態とされる。
【００４１】
以上の構成による分光反射率測定装置によれば、次のようにして、測定対象物Ｍの被測定面Ｓについて、分光反射率が求められる。
測定ヘッド１４が図２に示す実測用状態とされた状態で光源部１０のキセノンランプ２０が点灯されると、このキセノンランプ２０からの光は楕円集光鏡２２によって集光されて入射側ファイバ１２の一端に、当該入射側ファイバ１２の開口数（ＮＡ）によって規制される入射角で入射する。この光は、入射側ファイバ１２によって入射角が保たれたままで伝達され、その他端から測定ヘッド１４の光入射筒部３０に測定光として入射する。
【００４２】
光入射筒部３０において、入射側ファイバ１２からの測定光は、上記入射角に応じた角度で広がる状態でコリメータレンズ３６に入射するが、このコリメータレンズ３６によって平行光となって出射し、この平行光となった測定光は光拡散板３８を透過する。
光拡散板３８は、前記したように石英製すりガラスよりなるものであり、光拡散性は十分ではないが、入射する光の方向性がそろっているので、図５に示すように、矢印Ｖで示す前面側（光の出射側の正面）方向から見込んだときの当該光拡散板３８の全面のすべての個所において、当該光拡散板３８からの測定光は輝度の均一性が高い状態となっている。
そして、この輝度が均一になった測定光が、前面板３２の光透過孔３３から測定対象物Ｍに向けて照射される。
【００４３】
この照射された測定光は被測定面Ｓにおいて反射され、その反射光は放射輝度が均一な状態で光出射筒部４０に入射し、レンズ４２および反射ミラー４６を介して出射側ファイバ１６に入射する。
更に、出射側ファイバ１６に入射する反射光の入射角度は、該出射側ファイバ１６の開口数（ＮＡ）によって規制されている。従って、被測定面Ｓにおける放射強度の均一な領域を、出射側ファイバ１６の反射光入射端から見込む角度が、上記開口数よりも大きければ、出射側ファイバ１６には、均一な放射輝度の反射光が入射する。
そして、この出射側ファイバ１６により伝達された反射光は、その他端に接続された分光放射照度計１８に入射し、この分光放射照度計１８において分光素子４８によって分光され、各波長の光の光量が光センサ５０により検出されて分光放射照度が測定される。
【００４４】
以上の手順によって、被測定面Ｓについて分光放射照度が測定されるが、その分光反射率を求めるためには参照値（リファレンス）を取得することが必要であり、その操作は下記の手順によって行われる。
測定ヘッド１４の光入射筒部３０と光出射筒部４０とを、参照光測定用治具６０を用いて、図３に示した参照光測定用状態に連結固定する。
【００４５】
この参照光測定用状態で、光源部１０からの光を入射側ファイバ１２を介して光入射筒部３０に入射させると、光は、上記と同様にコリメータレンズ３６により平行光とされ、光拡散板３８によって放射輝度が均一化された状態で、前面板３２の光透過孔３３から出射するが、この出射した光は、中央位置規制部分６２の光透過用貫通孔６３および間隙６５を通過して直接、光出射筒部４０に入射する。
この光出射筒部４０に入射した光は、実測用状態の場合と同様に、レンズ４２および反射ミラー４６を介して出射側ファイバ１６に入射し、分光放射照度計１８に導かれ、この分光放射照度計１８により光の分光放射照度が測定され、これが参照値（リファレンス）として記録される。ここに得られる参照値は、反射率が１００％の標準ミラーについて得られる値と同等である。
【００４６】
そして、既述の実測用状態による実際の測定対象物についての所定の波長の光に対する測定値を、当該波長の光に対する参照値で除して商を得ることにより、当該測定対象物について分光反射率が求められる。
【００４７】
以上の分光反射率測定装置によれば、以下のような効果が得られる。
（１）紫外領域から可視域および赤外領域にわたる広い波長領域にわたる範囲において、各波長毎の光の反射率、すなわち分光反射率を測定することができる。これは、光源部１０において、紫外領域から可視域を含め赤外領域にかけて連続的に広い波長領域の範囲において光を放射するキセノンランプ２０を光源ランプとして用いると共に、特定波長の放射照度が測定可能な測定器である分光放射照度計１８により各波長毎の光の放射照度が測定されるからである。
【００４８】
（２）光源部１０と測定ヘッド１４との間、並びに測定ヘッド１４と分光放射照度計１８との間がそれぞれ入射側ファイバ１２および出射側ファイバ１６により光学的に接続されているため、光源部１０、測定ヘッド１４および分光放射照度計１８の各々を、相互に大きな制約を伴わずに自由に配置することができる。
また、測定ヘッド１４は、光源部１０および分光放射照度計１８から殆ど独立しているので、小型化することができる。従って、曲率半径の小さな集光鏡や、狭い部分についての反射率の測定が可能となる。
【００４９】
（３）光入射筒部３０において、コリメータレンズ３６によって測定光を平行光に変換し、この平行光が更に石英製すりガラスよりなる光拡散板３８により拡散されるので、当該光拡散板３８から出射する光は、放射輝度が一定方向において均一性の高いものになる。従って、光が紫外光である場合にも、光量の低下を伴うことなしに均一な放射輝度の光を被測定面Ｓに照射することができ、その結果、紫外光を処理するための光学素子についても、その分光反射率を確実に測定することができる。
【００５０】
（４）図示の例の構成によれば、光入射筒部３０と光出射筒部４０とは、それらの外周面に形成された係合面部３４において対接されることにより係合され、この状態で連結されて実測用状態となるため、測定ヘッド１４の前方部分を小型にすることができると共に、当該前方部分の形状が山形とされており、しかも光出射筒部４０において、反射光は反射ミラー４６によってその光路が折り返されてほぼ光入射筒部３０と同方向に伸びる状態とされていることにより、測定ヘッド１４の前方に突出する部分が存在しない形態となっている。このため、例えば曲率半径の小さい楕円集光鏡の内面の反射面についても、確実にかつ容易に当該測定ヘッド１４を測定対象物に対して適正な状態に配置することができ、従って正確に分光反射率を測定することができる。
【００５１】
また、光入射筒部３０と光出射筒部４０との方向が揃っていることにより、入射側ファイバ１２と出射側ファイバ１６の伸びる方向がほぼ同方向となって揃うため、例えば両方のファイバをまとめることが可能となり、測定ヘッド１４の部分を小型化することができ、併せて、高い操作性が得られる。
【００５２】
（５）参照光測定用治具６０を用いて同一の測定ヘッド１４を参照光測定用状態とすることにより、当該分光反射率測定装置により容易に参照値を取得することができるため、反射率が既知の標準ミラーを準備しておく必要がなく、煩瑣な標準ミラーの保管や管理を不要とすることができる。また、標準ミラーを使用する場合であっても、標準ミラーの分光反射率の変化を検出し、誤差が分光反射率の測定値に入るおそれがなくなる。
【００５３】
以上、本発明の形態について具体的に説明したが、本発明においては、種々の変更を加えることができる。例えば、光入射筒部においては、測定光を平行光にするコリメータレンズの代わりに他の正レンズを用いて得られる、略平行光とされた光を光拡散板３８に入射させてもよい。ただし、この場合には、光拡散板３８において光の輝度の均一性がやや低下するので、測定精度がその分低下する。また、光拡散板としては、反射光の強度が検出に十分な大きさであれば、石英製すりガラス以外の材質のものを用いることもできる。
【００５４】
また、被測定面Ｓの比較的狭い範囲についての反射率を測定するために、測定光が照射される範囲を狭くすることがあるが、この場合に、被測定面Ｓにおける放射輝度の均一な領域を出射側ファイバ１６の反射光入射端から見込む角度が、出射側ファイバ１６の開口数よりも小さくなることがある。そのような場合は、レンズ４２の入射側に絞り５１を設け、これにより、均一な放射輝度分布の反射光のみが出射側ファイバ１６に入射するようにすることが好ましい。
【００５５】
図９は、入射角が０度となる状態で反射率を測定する場合の、本発明の分光反射率測定装置における測定ヘッドの概略構成図である。このような測定は、レンズやフィルターに設けた反射防止膜の反射特性を測定するために行われる。
この構成においては、入射側ファイバ１２よりの光はコリメータレンズ３６により平行光とされて光拡散板３８に入射し、均一な放射輝度の測定光がハーフミラーＨＭを介して被測定面Ｓに照射される。そして、被測定面Ｓにより反射した反射光はハーフミラーＨＭにより反射され、レンズ４２を介し、反射ミラー４６により折り返されて出射側ファイバ１６に入射する。
このような構成とすることにより、入射角度が０度の光による分光反射率の測定を行なうことができる。
【００５６】
光入射筒部の一端部および光出射筒部の他端部は、それぞれ、入射側ファイバおよび出射側ファイバが着脱自在に接続されるものとすることが好ましく、これにより、当該分光反射率測定装置の移動または搬送が容易となると共に、測定現場における分光反射率測定装置の組立てが容易となる。
【００５７】
また、参照光測定用状態を達成するための手段は、種々の構成とすることができ、独立した参照光測定用治具を用いることが好ましいが、例えば適宜の嵌合手段を光入射筒部および光出射筒部を形成しておけば、参照光測定用治具は必ずしも必要とされるものではない。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の分光反射率測定装置によれば、キセノンランプを光源ランプとして用いると共に、反射光の照度の検出に分光放射照度計を用いているため、紫外領域から可視域および赤外領域にわたる広い波長領域にわたる範囲において、各波長毎の分光反射率を測定することができる。
【００５９】
また、光源部と測定ヘッドとの間、並びに、測定ヘッドと分光放射照度計との間がいずれも光学ファイバにより光学的に接続されているため、光源部、測定ヘッドおよび分光放射照度計の各々の配置に関する自由度が大きく、測定ヘッドを小型化することができる。そして、分光反射率測定時は、小型の測定ヘッドの先頭部のみを被測定面に接近させればよいので、曲率半径の小さな集光鏡や、狭い部分についての分光反射率の測定が可能となる。
更に、測定ヘッドを参照光測定用状態とすることにより、当該分光反射率測定装置によって容易に参照値を直接に取得することができ、従って、反射率が既知の標準ミラーを準備しておく必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分光反射率測定装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】測定ヘッドの具体的な構造を示す断面図である。
【図３】測定ヘッドの参照光測定用状態を示す説明用側面図である。
【図４】図３の参照光測定用治具を左方から見た状態の正面図である。
【図５】本発明の実施例における光拡散板の作用についての説明図である。
【図６】従来の反射率測定装置の説明用断面図である。
【図７】理想的な光拡散板の作用を示す説明図である。
【図８】図６の反射率測定装置における光拡散板の作用を示す説明図である。
【図９】入射角が０度となる状態で反射率を測定する場合測定ヘッドの概略構成図である。
【符号の説明】
Ｍ  測定対象物
Ｓ  被測定面
１０  光源部
１２  入射側ファイバ
１４  測定ヘッド
１６  出射側ファイバ
１８  分光放射照度計
２０  キセノンランプ
２２  楕円集光鏡
３０  光入射筒部
３０Ａ  入射側接続部
３２  前面板
３３  光透過孔
３４  係合面部
３６  コリメータレンズ
３８  光拡散板
３９  突出脚
４０  光出射筒部
４０Ａ  出射側接続部
４２  レンズ
４６  反射ミラー
Ｌｘ  光入射筒部の光軸
Ｌｙ  光出射筒部の光軸
４８  分光素子
５０  光センサ
５１  絞り
６０  参照光測定用治具
６２  中央位置規制部分
６２Ａ  第１の係合部
６２Ｂ  第２の係合部
６３  光透過用貫通孔
６４  挟持板
６５  間隙
６６  ビス
７１  筐体
７２  光源部分
７３  受光部分
７５  天板
７６  光透過孔
７７  底板
７８  脚部
Ｌａ，Ｌｂ  光軸
８１  光源ランプ
８３  光拡散板
８４  レンズ
８５  受光器
Ｐ１  理想的な光拡散板
Ｌ１  入射光
Ｌ２  透過光
ＨＭ  ハーフミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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