(57)【要約】  本発明は、反射率測定による特性評価の測定装置に関し、本装置は、光ビームを発する光源（１０）と、検出器（２６）と、測定対象である反射表面上に光ビーム（１９）の焦点をスポットの形態で合わせ、且つ前記検出器（２６）で光ビーム（１９）が受信可能となるように、光ビーム（１９）の処理及び制御を行う手段と、指示及び獲得手段（３０）と、カメラ（２９）と、検出器（２６）及び前記カメラ（２９）上にスポットを画像形成する手段とを含み、カメラは、測定対象の反射表面上にスポットの焦点を自動的に合わせ、且つ測定対象の反射表面を検出器の表面に自動的に結びつけるように、指示及び獲得手段（３０）に接続されている。
2009539087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射率測定による特性評価の測定装置であって、
光ビームを発する光源（１０）、
検出器（２６）、
測定対象の反射表面上に光ビーム（１９）の焦点をスポットの形態で合わせ、且つ前記検出器（２６）でその光ビーム（１９）を受けるように、光ビーム（１９）の処理及び制御を行う手段、
指示及び獲得手段（３０）、
カメラ（２９）、及び
前記検出器（２６）及び前記カメラ（２９）上に前記スポットを画像形成する手段
を備え、
前記カメラが、測定対象の反射表面上にスポットの焦点を自動的に合わせ、且つ測定対象の反射表面を検出器の表面に自動的に結びつけるように、前記指示及び獲得手段（３０）に接続されていることを特徴とする
装置。
【請求項２】
測定対象の反射表面がサンプルの表面である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
このスポットの表面積が５ｍｍ２未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
検出に用いられる焦点合わせのための光学要素が、入射ビームが通り抜ける焦点合わせのための光学要素より大型である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
サンプルが配置される可動な支持体を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
入射光ビーム（１９）がレーザにより発せられる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
入射光ビーム（１９）が光ファイバによって運ばれる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
光ファイバのＹ接合部によって作製された分離キューブを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
−強い方向性の輝度（５２）を有する白色光源（５１）、
−非球面集光器（５３）、
−色消し集束レンズ（５４）、
−ブレーズ可能なグレーティングとすることができるグレーティングを有するモノクロメータ（５５）、
−回転盤（５６）、
−色消しコリメート（Ｌ１、Ｌ２）と空間フィルタ（５８）の光学系、
−フィルタホイール（５９）、
−第一の分離キューブ（６０）、
−焦点合わせのための光学要素（Ｌ３）と、指示及び獲得プロセッサ（６５）に接続されたフォトダイオード（６４）とを有する基準チャネル（６１）、
−焦点合わせのための光学要素（Ｌ４）を有するサンプルチャネル（６２）、
−プロセッサ（６５）による通信のプロトコルを用いた接続を介して調整可能な支持体（７０）上に配置されるサンプル（６９）、
−第二の分離キューブ（７１）、
−焦点合わせのための色消し光学要素（Ｌ５）と、プロセッサ（６５）に接続する検出器（７５）とを有する測定チャネル（７２）、
−焦点合わせのための色消し光学要素（Ｌ６）、顕微鏡対物レンズ（７７）、及びプロセッサ（６５）に接続するカメラ（７８）を有する画像形成チャネル（７３）
を備えた請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
反射率測定による特性評価の測定方法であって、
測定対象である反射表面上にスポットの形態で入射光ビームの焦点を合わせ、それを検出器で受けるように、入射光ビームを処理及び制御し、
前記ビームを前記検出器及びカメラ上に画像形成し、
測定対象である反射表面上にスポットの焦点を自動的に合わせ、且つ測定対象である反射表面を前記検出器の表面に自動的に結びつけるように、前記カメラの出力データを取得することを特徴とする
方法。
【請求項１１】
測定対象の反射表面がサンプルの表面である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スポットの表面積が５ｍｍ２未満である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
検出に、入射ビームが通り抜ける焦点合わせのための光学要素と比べて大型の同光学要素を用いる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
−計器を作動させるステップ（Ｅ１）、
−スペクトルパラメータを選択するステップ（Ｅ２）、
−サンプルを配置するステップ（Ｅ３）、
−変数ｉを０とＮの間で変化させたすべての波長λiに対して下記のステップを行うこと（ループ４５）：
・λi＝λmin＋ｉ×Δλとなるような波長λiの入射ビームの経路上にモノクロメータを設定するステップ（Ｅ４）、
・入射ビームの経路上に適切なフィルタを配置するステップ（Ｅ５）、
・画像処理によりサンプル上にビームの焦点を合わせるステップ（Ｅ６）、
・サンプルに対して位置的フィードバック制御を適用するステップ（Ｅ７）、及び
・測定用の信号を取得するステップ（Ｅ８）
を含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射率測定による特性評価の測定装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１に記載のように、分光測定は、周波数の変化に伴う量の振幅又は強度（振幅の二乗）の分布に関する研究である。光学においては、用語「分光測定」は、具体的にはスペクトルの出力密度を解析する計器技術のすべてを意味し、一方「分光学」は、スペクトルの科学（原子的及び分子的分光学）を意味する。
【０００３】
最近の分光計の開発とそれらの自動化の進歩に伴い、中程度の分解能又は高い分解能の光スペクトルに含まれる莫大な量の情報によって、光学的分光測定は、化学工学プロセスの試験から生物医学的解析、並びに電気点火エンジンの環境モニタリング又は動作モニタリングまで、数多くの用途を有する技術となった。
【０００４】
「分光光度計」は、化学者及び分光計のベンダーによって用いられる用語である。後述ではこの用語を用いる。
【０００５】
現在、商業的な分光光度計は、精度は高いが反射精度の低い透過に常套的に用いられる装置である。特定の用途、特に不透明な材料を用いる用途では、高い精度で反射係数を知ることが必要になる。このような特殊な場合では、National Physical Laboratory（英国）製の装置のような装置をアルミニウム試料（検定証）に用いて得られる精度は、２σでは３４０〜７４０ｎｍで±０．５％、７４０〜８５０ｎｍで±１．１％である。ここで、σは、測定される信号の標準偏差である。
【０００６】
反射した光束を測定するために、鏡面的であるか又は拡散的（集積的な球を使用）であるか、分光的（従来の分光光度計）であるか又は一時的（フーリエ変換分光計）であるかを問わず、多くの方法がある。
【０００７】
本発明に関係する鏡面反射した光束の場合、一般に、測定対象のサンプルを導入するために、測定チャネルの光路を変更することにより反射が得られる。
【０００８】
この場合、そのサンプルの支持体は、正確な再配置を行うには機械的剛性に欠けており、サンプル上の光スポットの面積が数十ｍｍ２であることにより、サンプルが完全に平坦で無い場合に、測定全体が不正確な測定となり得る。
【０００９】
非特許文献２には、光学的要素又はシステムの絶対反射又は透過を測定するために開発された分光光度計が記載されている。
【００１０】
この分光光度計では、ランプ及びモノクロメータによって生成された単色ビームが、ビームセパレータによって分割される。透過ビームと反射ビームは、これらの二つのビームを二つの異なる周波数にカットするスロットを有する回転盤に向かう。セパレータによって透過されるビームである測定ビームと、セパレータによって反射されるビームである基準ビームは、鏡に反射して返ってくる。試験用のサンプルは、測定ビームが当たるように配置される。戻ってきた測定ビームの反射部分及び戻ってきた基準ビームの透過部分は、再び結合し、検出器に向かう。
【００１１】
この分光光度計によって、光軸の近く及び光軸の外側における測定が可能となる。しかし、光軸の外側で測定を行う場合、サンプルに焦点を合わせるような制御は行われない。光軸で測定を行う場合、焦点を合わせるような制御を行わず、非常に小さい湾曲率のサンプルのみを測定する。
【００１２】
本発明は、このような技術的な問題の克服を目的とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Patrick Bouchareine著、"Spectrometrie Optique"、Les Techniques de l'Ingenieur, Traite Mesures et Controle、R6310、1〜31頁、10／1994
【非特許文献２】D. Enard及びH. Visser著、"Universal spectrophotometer for determining the efficiency of optical components and systems", Applied Optics Vol. 21, No. 24、4459〜4464頁、1982
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、反射率測定による特性評価の測定装置に関し、本装置は、光ビームを発する光源と、検出器と、測定対象である反射表面上に前記光ビームの焦点をスポットの形態で合わせ、それを前記検出器で受けるように光ビームを処理及び制御する手段と、指示及び獲得手段と、カメラと、前記検出器及び前記カメラ上に前記スポットを画像形成する手段とを備え、前記カメラが、測定対象の反射表面上にスポットの焦点を自動的に合わせ、且つ測定対象の反射表面を検出器の表面に自動的に結びつけるように、前記指示及び獲得手段に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
有利には、スポットの面積は５ｍｍ２未満である。
【００１６】
本発明の装置は、入射ビームの焦点が測定対象の表面に合うように自動的に制御することができ、且つサンプルの表面と受光側の表面とを画像処理によって結合することができる。
【００１７】
本発明は、特定の曲率を有するサンプルの光軸上又はその近くに位置するオブジェクトの正確な測定を行うことを可能にする。
【００１８】
有利な一実施形態では、検出に用いられる焦点合わせのための光学要素は、入射ビームが通過する焦点合わせのための光学要素と比較して大型である。
【００１９】
このように焦点合わせのための光学系が大型であることによって、大型の受光光学要素を持たない非特許文献２に記載の分光光度計より、大きな曲率を測定することが可能になる。大型の光学要素を用いることによって、開口数を増大させることができ、その結果焦点合わせの精度を向上させ、幾何学的範囲の制御を改善できる。
【００２０】
有利には、本発明の装置は、サンプルが配置される可動の支持体を有することができる。入射光ビームはレーザにより発することができる。入射光ビームは光ファイバによって運ぶことができる。本発明の装置は、光ファイバのＹ接合部によって作られる分離キューブを有することができる。
【００２１】
一実施例において、本発明の装置は、
−強い方向性の輝度を有する白色光源、
−非球面集光器、
−色消し集束レンズ、
−ブレーズ可能なグレーティングを有するモノクロメータ、
−回転盤、
−色消しコリメート及び空間フィルタの光学系、
−フィルタホイール、
−第一の分離キューブ、
−焦点合わせのための光学要素と、指示及び獲得プロセッサに接続するフォトダイオードとを有する基準チャネル、
−焦点合わせのための光学要素を有するサンプルチャネル、
−プロセッサによる通信プロトコルを用いた接続を介して調整可能な支持体上に配置されるサンプル、
−第二の分離キューブ、
−色消しの焦点合わせを行う光学要素と、プロセッサに接続する検出器とを有する測定チャネル、並びに
−色消しの焦点合わせを行う光学要素と、顕微鏡の対物レンズと、プロセッサに接続するカメラとを有する画像形成チャネル
を備える。
【００２２】
本発明はまた、反射率測定による特性評価の測定方法に関し、本方法は、測定対象である反射表面上にスポットの形態で入射光ビームの焦点を合わせ、それを検出器で受けるように、当該入射光ビームを処理及び制御し、前記ビームを前記検出器及びカメラ上で画像形成するものであり、測定対象の反射性表面上にスポットの焦点を自動的に合わせ、且つ測定対象の反射表面を前記検出器の表面に自動的に結びつけるように前記カメラの出力データを取得することを特徴とする。
【００２３】
有利には、スポットの面積は５ｍｍ２未満である。
【００２４】
有利な一実施形態では、検出用に、入射ビームが通り抜ける焦点合わせのための光学要素と比較して大型の同光学要素を用いる。
【００２５】
本発明の方法は、
−機器を作動させるステップ、
−スペクトルパラメータを選択するステップ、
−サンプルを配置するステップ、及び
−変数ｉを０とＮの間で変化させたすべての波長λiについて下記ステップを行うこと：
・波長λiにおいて、λi＝λmin＋ｉ×Δλとなるように、入射ビームの経路上にモノクロメータを配置するステップ、
・入射ビームの経路上に適切なフィルタを配置するステップ、
・画像処理のためにサンプル上にビームの焦点を合わせるステップ、
・サンプルに対して位置的フィードバック制御を適用するステップ、及び
・測定用の信号を取得するステップ
を含む。
【００２６】
本発明の装置及び方法は、様々な分野で用いることができ、例えば、測定学、色彩測定、光学系の制御、化学的及び物理的解析、光学的符号化、及び光のスペクトルに関連する量の研究を必要とする他の様々な分野において用いることができる。
【００２７】
よって、本発明は以下の用途に用いることができる。
−光学系のスペクトル制御
−サンプルの不均一性の測定：光関連産業等で使用されるシート状の平坦及び非平坦な鏡等の、取得対象であるサンプル表面での反射の局所的測定を行うことが可能であるため。
−微少な曲率を有するサンプルの、反射の特性評価
−携帯可能な装置を利用した調整可能な光学的ヘッドによるオンサイトの表面反射測定
−高精度な反射表面の比色分析データの獲得
−成形部分の測定
−既存の分光光度計に、モジュールの形態で本発明の装置を付加すること
−この種の測定に関連する全ての用途（汚染、粗さの制御）に使用されるオブジェクトの拡散（ＢＲＤＦ、即ち「両指向性反射率分布関数」）の定量
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の測定装置を示す。
【図２】幾何学的スコープの定義を示す。
【図３】幾何学的スコープのオブジェクト空間及び画像空間における定義を示す。
【図４】Ａ及びＢは、焦点合わせのための大型光学要素の全体的役割を示す。
【図５】本発明の方法の各ステップを示す。
【図６】本発明の装置の一実施例を示す。
【図７】Ａは誘電性の鏡の波長の関数として、Ｂは高域フィルタ及び金サンプルの波長の関数として、反射率を示す。
【図８】Ａは、Ｂに示した球面鏡の波長の関数として反射率を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
後述では、説明を簡明にするため、測定対象である反射表面を、不透明なリフレクタによって形成されたサンプルの表面として考える。しかし、この測定対象の反射表面は、当然のことながらオブジェクトの表面であってもよく、例えば車両本体である。
【００３０】
図１に示す本発明による特性評価の測定装置は、
−光ビーム１９を発する強力な白色光源１０、
−前記光ビーム１９を集めて焦点を合わせる光学要素１１、
−波長に応じて、且つグレーティングの場合種々の順序に従って、白色光を分散させる、分散プリズム又はグレーティング要素（ブレーズ処理されていてもされていなくてもよい）を含む系であるモノクロメータ１２、
−光ビームを変調するモジュール１３（例えば、一定速度で回転運動する際に光を同期的に透過し、よってヘテロダインによって発生するノイズを最小化できる、規則的な透明な開口を有する不透明な回転盤）、
−この光ビームを空間フィルタリングするモジュール１４、
−この光ビームをコリメートする光学系１５、
−この光ビームをフィルタリングするモジュール３４、及び
−基準チャネル及びサンプルチャネルにそれぞれ対応する二つのビーム２２及び２３に光ビーム１９を分割する第一の分離光学系１６
を備える。
【００３１】
本発明の測定装置は更に、
−基準チャネル上に、
・焦点合わせのための光学要素（例えばレンズ）１７、及び
・指示及び獲得ユニット３０に接続されて同期検出を可能にする検出器１８
を備え、
−サンプルチャネル上に、
・焦点合わせのための大型の光学要素２０、
・不透明なリフレクタを構成するサンプルが配置される可動な支持体を含み、且つ焦点合わせのための光学要素２０に反射ビーム２４を返すサンプル保持デバイス２１、
・この反射ビーム２４を、測定チャネル及び画像形成チャネルにそれぞれ対応する二つのビーム３１及び３２に分割する第二の光学系２５、
・測定チャネル上の、指示及び獲得ユニット３０に接続されて同期検出を可能にする焦点合わせのための大型光学要素３３及び検出器２６、並びに
・画像形成チャネル上の、指示及び獲得ユニット３０に接続する焦点合わせのための大型光学要素２７及び顕微鏡対物レンズ２８、及びカメラ２９
を備える。
【００３２】
この装置では、ビーム１９の焦点が、測定される表面、この場合はサンプルの表面上に、検出器２６及びカメラ２９上で画像形成されるスポットの形態で合わせられ、試験される前記サンプル上に画像の焦点を自動的に合わせること、及びサンプル表面と検出器表面との結合を可能にする。このような特徴は、有利には、入射光束の焦点が合わされるにすぎない非特許文献２から本発明を差異化することができる。
【００３３】
サンプル上のスポットの表面積は５ｍｍ２未満、例えば約１ｍｍ２であり、成形部の測定を可能とする。受光側の焦点合わせのための光学要素は、入射ビームが通り抜ける焦点合わせのための光学要素より大型にすることができ、よって入射角がゼロでない場合に入射ビームを最大限に回復することが可能となる。焦点合わせのための大型の光学要素を用いることにより、画像開口数を増大させることができ、よって幾何学的スコープの制御性を向上させて集束精度を上げることができる。これらの異なる特徴によって、鏡反射測定の精度を高めることが可能になる。
【００３４】
このように、サンプル（オブジェクト）の反射表面と受光側（画像）を結合することによって、受光側から見た幾何学的スコープを保存することができる。図２に示すように、この幾何学的スコープ（ｄ２Ｇ）は、受光側の面積（ｄＡｒ）、受光側に対する局所的法線と受光方向の間の角度（θＲ）の余弦、及び光源が見える立体角（ｄΩＲ）の積と定義される。
【００３５】
このようにして以下の式が得られる。
ｄ２Ｇ  ＝  ｄＡr・ｃｏｓθＲ・ｄΩＲ
【００３６】
焦点合わせのための光学系及びコリメートのための光学系が円形なので、光軸を中心とした回転対称性がある。この幾何学的スコープは、θＭを最大角度の半分とすると、以下のように表される。
Ｇ  ＝  π・Ａr ・ｓｉｎ２θＭ
幾何学的スコープによる媒体の屈折率の二乗に対する比率によって決まる光学的スコープは、図３に従って、入口瞳孔３６と出口瞳孔３７から構成される受光システム３５のオブジェクト及び画像空間について、以下のように表される。
反射性の物体３８の場合：    ｎ２・Ｇ  ＝  （π・ｎ・Ｒ・ｓｉｎθＭ）２
検出器の画像３９の場合：    ｎ'２・Ｇ'  ＝  （πｎ'・Ｒ'・ｓｉｎθ'Ｍ）２
【００３７】
この系が不遊（光軸の近辺に位置する小型のオブジェクト）であれば、アッベの正弦条件は以下の関係を有すると考えられる。
ｎ・ｙ・ｓｉｎαＭ  ＝  ｎ・Ｒ・ｓｉｎθＭ  ＝  ｎ'・Ｒ'ｓｉｎθ'Ｍ  ＝  ｎ'・ｙ'・ｓｉｎαＭ'
ここで、ｎ（ｎ'）はオブジェクト（画像）の媒体の屈折率であり、ｙ（ｙ'）はオブジェクト（画像）の高さであり、αＭは反射性のサンプルから入口瞳孔が見える最大角度の半分であり、αＭ'は検出器から出口瞳孔が見える最大角度の半分であり、Ｒは入口瞳孔３６の半径であり、Ｒ'は出口瞳孔３７の半径であり、θＭは入口瞳孔３６から反射性サンプル３８が見える最大角度の半分であり、θＭ'は出口瞳孔３７から検出器３９が見える最大角度の半分である。
【００３８】
このようにして、受光光学系の視域（ｙ）及び開口（αＭ）を保存することで、焦点を合わせることにより、反射したビーム全体が検出器３９によって捕獲される。このような焦点合わせは、画像形成によるフィードバック制御系を介して自動的に、各波長λiに対して行われる。カメラ２９によって、測定対象であるサンプルの表面上のビームの画像が供給される。このような焦点合わせは、光軸に従ってサンプル３８を再配置することにより行うことができ、停止基準としてスポットの鮮明度を用いることができる。しかし、他の停止基準も使用可能であり、例えば、サンプル表面上の標的又は欠陥の画像を使用してもよい。
【００３９】
光学的要素（材料、直径、焦点距離）を選択することによって、このプロセスのコスト及び性能を有る程度改善することができる。光源１０は、可能な限り強いスペクトル輝度を有し、小型の円錐形状内に発光しなければならない。最初の光ビーム１９は、焦点合わせのための光学要素（レンズ）の直径よりも明らかに小さい直径を有し、その面積が可能な限り小さく、例えば１ｍｍ２となるように、サンプル上で焦点を合わせられる。このようにして、サンプルの表面における光スポットは、従来の分光光度計のスポットよりも顕著に小さくなる。スポットの大きさに対して焦点合わせのための光学要素が十分に大きいことにより、図４Ａ、Ｂに示すように、反射ビームの受光角度ｉを増大させることができる。図４Ａは、直径２５ｍｍのレンズ４３及び直径５０ｍｍのレンズ４４を用いた場合の鏡４２（反射性サンプル）上におけるビーム４１の反射を示しており、Δは光軸である。図４Ｂは、図４Ａより大きい入射角ｉを有する同じビーム４１の、同じ鏡４２上における反射を示している。色消しレンズを選ぶことにより、色収差が最小になる。また、サンプルの支持を自動化することにより、不均一性を定量化するために反射したサンプルをマッピングすることができる。
【００４０】
本発明の方法は、図５に示すように、以下のステップを有する。
−計器を作動させるステップ：即ち、光源、検出器、試験計器を稼働させるステップ（Ｅ１）、
−スペクトルのパラメータ（スペクトルの範囲と分解能）を選択するステップ（Ｅ２）、
−サンプルをその支持体上に配置するステップ（Ｅ３）、
−変数ｉを０からＮまで変化させた波長λiのすべてについて下記ステップを行うこと（ループ４５）：
・λi＝λmin＋ｉ×Δλとなるように波長λiでモノクロメータ１２を配置するステップ（Ｅ４）、
・変調モジュール１３を配置すること等により、適切なフィルタリングモジュール１４を配置するステップ（Ｅ５）、
・画像処理によってサンプル上にビーム２４の焦点を合わせるステップ（Ｅ６）、
・サンプルに対して位置的なフィードバック制御を適用するステップ（Ｅ７）、及び
・測定用の信号を獲得するステップ（Ｅ８）
を含む。
【００４１】
他に下記のような種々の実施形態が可能である。
−本発明の方法は、一又は複数のレーザ式光源を有する単一のスペクトルの研究に適用することができる。例えば、紫外領域においてエキシマレーザを、可視領域においてＨｅＮｅレーザを、及び近赤外領域においてレーザダイオード又は他のあらゆるレーザを用いることができる。
−光源１０は、ファイバレーザでもファイバレーザでなくともよく、白色光を発してもスペクトル光線を発していてもよい。
−本発明の装置は、光ファイバを用いて作製することができる。例えば、分離キューブ１６及び２５を、連鎖する光ファイバのＹ接合を用いて作製することができる。
−分離光学要素は、キューブ、ステージ、又はほぼ同じ二つの部分に光を分離するあらゆる構成要素とすることができる。しかしながら、測定チャネル及び画像チャネル上に最大光束を得るには、５０／５０のセパレータを用いることが効果的である。
−焦点合わせのための光学要素又はそのためのその部分を、適切な鏡で置き換えることができる。
−本装置は、例えば画像チャネルの焦点合わせ用光学要素を移動させる、動力付き移動ステージを用いて残留色収差の影響を減らすことにより最適化することができる。
−フィードバック制御を達成するために、サンプル支持体を自動化しなくてもよい。フィードバック制御は、焦点合わせのための光学要素を支持する動力付きステージにより達成することができる。サンプルに対する光学系の位置をフィードバック制御するために、ステージを加えることができる。
−本発明の装置は、他の分光光度計と一体化することができる。
−位置的フィードバック制御による焦点合わせの基準は、あらゆる画像処理、即ち、アルゴリズム、標的、表面欠陥、スクラッチ、ピンホール、光ビームに固有の対称性、サンプルの回転角度の変化に伴う最小画像変位等に基づくものとすることができる。
−焦点合わせは手動で行うことができ、所定の色収差及び幾何学的収差による光学系のオフセットを考慮して取得の初期段階に一回行うことができる。
−本発明の装置は、分散測定に拡張することができる。
【実施例】
【００４２】
図６に示す一実施例では、本発明の装置は、
−コア面積が約１ｍｍ２であり、開口数が例えば０．２２である光ファイバ５２に入射させる強い方向性を示す輝度を有する白色光源（ハロゲンバルブ）５１、
−直径に対して短い焦点距離を有する光学系である集光器５３であって、大きな受光立体角と非球面、即ち球面収差を補正したものによって最大量の光を集めることができ、したがって光ファイバ５２から最大限の光束を収集できる集光器５３、
−その開口数に応じてモノクロメータ５５のエネルギを結合する色消し集束レンズ５４、
−ブレーズされたグレーティング（即ち、可視分散光において最大限の光束（単一のオーダー、通常は１）を分散させるように設計されており、用いるグレーティングを選択することでスペクトルの範囲と細かさが設定される。）を有するモノクロメータ５５、
−同期検出による信号のフィルタリングを行うように光の流れを変調する回転盤５６であって、室内に存在する光学的及び電子的ノイズを最小限にするように変調周波数が最適化される回転盤５６、
−サンプル上の光スポットの寸法を決定するための、色消し光学的コリメート系（焦点合わせのための光学要素Ｌ１、Ｌ２）及び空間フィルタ５８、例えばダイアフラム、
−モノクロメータ５５からの寄生高調波を遮断するフィルタホイール５９であって、空間フィルタが、それぞれの位置において、決定される散乱性要素、この場合モノクロメータの寄生高調波を遮断するように配置されている四つの位置を有する機械的システムであり、且つ、強力な光源を用いる場合に特定の検出器（光電子増倍管の使用）の飽和を防ぐために光ビームの経路上に中立的な密度を導入するためにも使用できるフィルタホイール、
−例えば５０ｍｍの辺を有する第一の分離キューブ６０であって、光ビームを二つの部分、即ち、入射ビームを基準チャネル６１上のビームとサンプルチャネル６２上のビームに分離し、反射ビームを寄生チャネルから測定チャネルに分離するキューブ６０、
−同期検出を可能にする光ダイオード６４及び焦点合わせのための光学要素Ｌ３を有し、指示及び獲得プロセッサ６５に接続された基準チャネル６１、
−例えば直径５０ｍｍの非球面集光器（球面収差を低減）を用いて作製された焦点合わせのための光学要素Ｌ４を含むサンプルチャネル６２、
−透過がゼロである不透明なリフレクタであり、プロセッサ６５によりＩＥＥＥ等の通信プロトコルを用いた接続を介して動力付きステージｘ、ｙ上に取り付けられて二つの自由度（θ及びφ）に従って調整可能な支持体７０に取り付けられたサンプル６９、
−反射したビームを測定チャネル７２と画像形成チャネル７３に分割する、例えば５０ｍｍの辺を有する第二の分離キューブ７１、
−例えば直径５０ｍｍの焦点合わせのための色消し光学要素Ｌ５と、プロセッサ６５に接続されて同期検出を可能にする検出器７５とを有する測定チャネル７２、並びに
−例えば直径５０ｍｍの単一の焦点合わせのための色消し光学要素Ｌ６、顕微鏡対物レンズ（例えば１０倍）７７、及びプロセッサ６５に接続するカメラ７８を有する画像形成チャネル７３
を備える。
【００４３】
この実施例では、最初は白色である光源が、モノクロメータの出力において準単色の波が得られるようにスペクトル分解される。次に、このビームは、それ自体が基準フォトダイオード６４とサンプル６９の表面において画像形成される焦点合わせのための光学要素Ｌ１とＬ２の間に位置する空間フィルタ５８によって空間的にフィルタリングされる。次いでビームは第一の分離キューブ６０によって基準検出器に向かう方向とサンプルチャネルに向かう方向に空間的に分離される。フィルタホイール５９は、モノクロメータ５５からの高調波を遮断することができる。次に、サンプルによって反射された光束の一部が第一の分離キューブ６０上で反射され、第二の分離キューブ７１によって再度空間的に分離されて、当該キューブの透過チャネルは測定検出器７５の表面において焦点を結び、カメラ７８によって画像形成される反射チャネルは、動力付きサンプルホルダを介して焦点合わせのフィードバック制御に用いられる。
【００４４】
図７Ａでは、このサンプルは、基準に合わせた誘電性の鏡であり、酸化物の底面と上面を互い違いに積み重ねた積層によって形成されており、良好なスペクトル分解能を示すものである。この鏡は、共鳴ピークが曲線上で完全に可視である二重の鏡である。測定された最大値は１００％に近く、これはこの鏡の反射の最大値（測定される鏡を含んでいても含んでいなくてもよい空洞のレーザパレスの移動時間の差を評価する低損出試験セットで測定した値）に相当する。
【００４５】
図７Ｂでは、サンプルは高域フィルタ（曲線ＩＩ）と金のサンプル（曲線Ｉ）である。
【００４６】
図８Ａには、図８Ｂに示した焦点距離１６０ｍｍ、直径２５ｍｍ、最大傾斜角４．４°を有する球体鏡の波長の変化に伴う反射率を示した。この図は、アルミニウム層で被覆された上記球体鏡の、表面上の三つの異なる測定点Ａ、Ｂ及びＣにおける反射係数を示している。反射係数は、波長に関係なく同一であった。これら三点Ａ、Ｂ及びＣの曲線は重なっている。加えて、平坦な基板上で得られる古典的なアルミニウムの値であることが判明し（５００ｍｍ付近で８９％）、８５０ｍｍ付近で落ち込みが観測された。この測定によって、平坦でない部分の測定を可能とする本発明の装置の有効性を証明することができた。
【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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【国際調査報告】
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