(57)【要約】【課題】本発明は、比較的少数の受光素子を備えた受光装置を用い、測定試料の姿勢に姿勢誤差が含まれていたとしても、測定値に含まれる該姿勢誤差に起因する誤差を低減することができる光学特性測定装置および光学特性測定方法を提供する。【解決手段】本発明の光学特性測定装置１は、測定試料ＳＭの反射光を受光してその受光出力に基づいて所定の光学特性を導出する装置であり、その光学特性を導出するに当たって、受光部２１の受光面上に設定された座標軸（ｘ軸）に沿った反射光の受光量の分布を表す分布関数を受光部２１の出力に基づいて求め、この求めた分布関数を所定の範囲で積分し、この積分した積分値に基づいて測定試料ＳＭの所定の光学特性を導出する。【選択図】図１
2008256454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料に光を照射する光照射部と、
複数の受光素子を備え、前記光照射部から照射された光が前記測定試料で反射された反射光を受光する受光部と、
前記受光部の出力に基づいて所定の光学特性を導出する導出部とを備え、
前記導出部は、
前記受光部の受光面上に設定された座標軸に沿った前記反射光の受光量の分布を表す分布関数を前記受光部の出力に基づいて求め、該求めた分布関数を所定の範囲で積分し、該積分した積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出すること
を特徴とする光学特性測定装置。
【請求項２】
前記受光部は、前記複数の受光素子が線形独立な二方向に配列されており、
前記導出部は、前記受光部の受光面上に設定された前記二方向の第１および第２座標軸で定義される平面での前記反射光の受光量の分布を表す二次元分布関数を前記受光部の出力に基づいて求め、該求めた二次元分布関数を所定の範囲で積分し、該積分した積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出すること
を特徴とする請求項１に記載の光学特性測定装置。
【請求項３】
前記受光部は、前記複数の受光素子が線形独立な二方向に配列されており、
前記導出部は、前記受光部の受光面上に設定された前記二方向の第１および第２座標軸にそれぞれ沿った前記反射光の受光量の分布をそれぞれ表す第１および第２一次元分布関数をそれぞれ前記受光部の出力に基づいて求め、該求めた各一次元分布関数を所定の範囲でそれぞれ積分し、該積分した各積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出すること
を特徴とする請求項１に記載の光学特性測定装置。
【請求項４】
前記第１および第２一次元分布関数が一般式で表現した場合に同型であって共通の定数を含むこと
を特徴とする請求項３に記載の光学特性測定装置。
【請求項５】
前記一次元分布関数は、ランベルト拡散光の受光量の分布を表す項と鏡面反射方向を中心とする散乱光の受光量の分布を表す項とを含むこと
を特徴とする請求項３または請求項４に記載の光学特性測定装置。
【請求項６】
前記一次元分布関数の鏡面反射方向を中心とする散乱光の受光量の分布を表す項が、ｘを前記座標軸の座標とし、ａを前記受光部における受光量の強度分布の中心座標とし、ｆを前記測定試料と前記受光部との間に配置され前記反射光を前記受光部に集光する受光レンズの焦点距離とし、Ｎを光沢の程度に依存する数値とし、Ｓを中心強度とする場合に、
【数１】
2008256454.tif 000009
を基本形式とすること
を特徴とする請求項５に記載の光学特性測定装置。
【請求項７】
前記一次元分布関数の鏡面反射方向を中心とする散乱光の受光量の分布を表す項が、ｘを前記座標軸の座標とし、ａを前記受光部における受光量の強度分布の中心座標とし、ｆを前記測定試料と前記受光部との間に配置され前記反射光を前記受光部に集光する受光レンズの焦点距離とし、ｄを光沢の程度に依存する数値とし、Ｓを中心強度とする場合に、
【数２】
2008256454.tif 000010
を基本形式とすること
を特徴とする請求項５に記載の光学特性測定装置。
【請求項８】
前記導出部は、前記分布関数を複数種類で求め、該求めた複数種類の分布関数のうちから、前記反射光の受光量の分布を最もよく近似する分布関数を、前記所定の範囲で積分する分布関数として選択すること
を特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項９】
前記導出部は、前記積分値を前記受光部の出力に基づいて補正すること
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１０】
前記受光部は、フォトダイオードアレイであること
を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項１１】
測定試料に光を照射する光照射部と、複数の受光素子を備え、前記光照射部から照射された光が前記測定試料で反射された反射光を受光する受光部と、前記受光部の出力に基づいて所定の光学特性を導出する導出部とを備える光学特性測定装置における前記所定の光学特性を導出する光学特性測定方法において、
前記受光部の受光面上に設定された座標軸に沿った前記反射光の受光量の分布を表す分布関数を前記受光部の出力に基づいて求める工程と、
該求めた分布関数を所定の範囲で積分する工程と、
該積分した積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出する工程とを備えること
を特徴とする光学特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定試料の光学特性、好ましくは光学的表面特性、さらに好ましくは光沢度を測定する光学特性測定装置および光学特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定試料の光学特性、例えば試料表面の光沢度などの光学的表面特性を測定する光学特性測定装置が知られている。
【０００３】
図９は、背景技術における光学特性測定装置の光学的な構成を示す図である。図１０は、背景技術の光学特性測定装置における照明側開口板の構成を示す図である。図１１は、背景技術の光学特性測定装置における受光側開口板の構成を示す図である。図１２は、照明側開口の像の結像位置を説明するための図である。
【０００４】
図９ないし図１１において、背景技術における光学特性測定装置１００は、照明側光学系１１０と受光側光学系１２０とを備えて構成される。照明側光学系１１０は、その光軸１１３ａが測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａにおける或る点を通る試料表面ＳＭａの法線Ｇに対して所定の角度θ３を成すように配置され、受光側光学系１２０は、その光軸１２３ａが法線Ｇに対して所定の角度θ４を成すように配置される。
【０００５】
照明側光学系１１０は、光源部１１１と、照明側開口板１１２と、照明レンズ１１３とを備えて構成される。照明側開口板１１２には、図１０に示すように、照明側開口１１２ａが照明側開口板１１２を貫通するように穿設されている。この照明側開口１１２ａは、画角にして、幅（図９では紙面内略上下方向）ｗが０．７５度であって、高さ（図９では紙面垂直方向）ｈが２．５度の矩形形状とされている。
【０００６】
受光側光学系１２０は、受光部１２１と、受光側開口板１２２と、受光レンズ１２３とを備えて構成される。受光側開口板１２２には、図１１に示すように、受光側開口１２２ａが受光側開口板１２２を貫通するように穿設されている。この受光側開口１２２ａは、画角にして、幅（図９では紙面内略上下方向）Ｗが４．４度であって、高さ（図９では紙面垂直方向）Ｈが１１．７度の矩形形状とされている。
【０００７】
光源部１１１から射出された光は、照明側開口板１１２の照明側開口１１２ａによって所定の開き角に規制され、照明レンズ１１３によって光軸１１３ａに略平行な平行光束１１１ａとされ、試料表面ＳＭａに照射される。そして、試料表面ＳＭａによって反射された反射光における略正反射方向の成分１２１ａの光は、受光レンズ１２３によって収束され、受光側開口板１２２の受光側開口１２２ａを通過して受光部１２１で受光される。そして、受光部１２１の出力に基づいて例えば試料表面ＳＭａの光沢度などの光学特性値が求められる。
【０００８】
ここで、照明側光学系１１０および受光側光学系１２０が試料表面ＳＭａの法線Ｇに対して前記所定の角度θ３およびθ４となるように、測定試料ＳＭが正規姿勢で光学特性測定装置１００に配置されればよいが、測定試料ＳＭが角度δ傾くと、その結像位置Ｍ’は、図１２に示すように、測定試料ＳＭが正規姿勢である場合における結像位置Ｍに対してｆ・ｔａｎ２δだけずれてしまう。なお、ｆは、受光レンズ１２３の焦点距離である。このため、鏡面の測定試料ＳＭが正規姿勢である場合には、照明側開口１１２ａの像は、図１１に破線１１２ｂで示すように、受光側開口１２２ａの略中央を通過し、受光部１２１に適切に入射するが、前記測定試料ＳＭの姿勢が正規姿勢からずれている場合には、照明側開口１１２ａの像は、図１１に破線１１２ｃで示すように、受光側開口１２２ａからはみ出し、受光側開口板１２２によって遮光され、受光部１２１に適切に入射しないことになる。この結果、受光部１２１は、本来受光すべき受光光量を受光することができず、求められた光学特性値に誤差が含まれることになる。また、測定試料ＳＭが鏡面でない場合は、像が広がるため、より小さな正規姿勢からのずれでも誤差を生じる。
【０００９】
このような不都合は、測定試料ＳＭが正規姿勢から傾いて測定試料ＳＭの姿勢に姿勢誤差が含まれる場合だけでなく、測定試料ＳＭの表面が平坦面ではない場合にも生じる。
【００１０】
そこで、例えば、特許文献１では、受光側開口板１２２が取り除かれると共に、比較的多数の受光素子（画素）を備えた広い受光面を持つ、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）などの撮像素子が受光部１２１に採用され、撮像素子上の入射位置に応じて受光側開口１２２ａに対応する画素領域を設定することによって、上記問題の解決が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２０８３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、例えばＣＣＤなどの比較的多数の受光素子を備える電荷転送型撮像素子では、高精度に光学特性を測定するためには、出力におけるＳＮ比（signal to noise ratio、信号対雑音比）、直線性および温度特性などの基本的な性能が充分とは言えない。
【００１２】
一方、フォトダイオードアレイは、これらの基本的な性能で優るため、より測定精度を向上させることができる。しかしながら、フォトダイオードアレイは、受光素子から直接的にその出力を引き出すため、その構成およびコストの点で制約を受ける。このため、フォトダイオードアレイは、ＣＣＤなどのように比較的多数の受光素子を備える構成とすることができない。
【００１３】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、比較的少数の受光素子を備えた受光装置を用い、測定試料の姿勢に姿勢誤差が含まれていたとしても、測定値に含まれる該姿勢誤差に起因する誤差を低減することができる光学特性測定装置および光学特性測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明の一態様に係る光学特性測定装置は、測定試料に光を照射する光照射部と、複数の受光素子を備え、前記光照射部から照射された光が前記測定試料で反射された反射光を受光する受光部と、前記受光部の出力に基づいて所定の光学特性を導出する導出部とを備え、前記導出部は、前記受光部の受光面上に設定された座標軸に沿った前記反射光の受光量の分布を表す分布関数を前記受光部の出力に基づいて求め、該求めた分布関数を所定の範囲で積分し、該積分した積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出することを特徴とする。そして、本発明に係る他の一態様では、測定試料に光を照射する光照射部と、複数の受光素子を備え、前記光照射部から照射された光が前記測定試料で反射された反射光を受光する受光部と、前記受光部の出力に基づいて所定の光学特性を導出する導出部とを備える光学特性測定装置における前記所定の光学特性を導出する光学特性測定方法において、前記受光部の受光面上に設定された座標軸に沿った前記反射光の受光量の分布を表す分布関数を前記受光部の出力に基づいて求める工程と、該求めた分布関数を所定の範囲で積分する工程と、該積分した積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出する工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このような構成の光学特性測定装置および光学特性測定方法では、受光部の受光面上に設定された座標軸に沿った反射光の受光量の分布を表す分布関数が受光部の出力に基づいて求められ、この求められた分布関数が所定の範囲で積分され、この積分された積分値に基づいて測定試料の所定の光学特性が導出される。例えば、導出部は、まず、受光部における位置およびその位置での出力を独立変数および従属変数として扱って受光部の出力を近似する関数を求め、この求めた関数を所定の範囲で積分し、この積分した積分値に基づいて測定試料の所定の光学特性を導出する。このため、受光部が比較的少数の受光素子を備えた受光装置であって、測定試料の姿勢に姿勢誤差が含まれていたとしても、所定の光学特性が測定可能となり、そして、その測定値に含まれる該姿勢誤差に起因する誤差が低減可能となる。
【００１６】
また、上述の光学特性測定装置において、前記受光部は、前記複数の受光素子が線形独立な二方向に配列されており、前記導出部は、前記受光部の受光面上に設定された前記二方向の第１および第２座標軸で定義される平面での前記反射光の受光量の分布を表す二次元分布関数を前記受光部の出力に基づいて求め、該求めた二次元分布関数を所定の範囲で積分し、該積分した積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出することを特徴とする。
【００１７】
受光部で受光される反射光は、通常、二次元的に拡がっている。この構成によれば、受光部で受光される反射光の受光量の分布が二次元分布関数で近似されるので、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる。
【００１８】
さらに、上述の光学特性測定装置において、前記受光部は、前記複数の受光素子が線形独立な二方向に配列されており、前記導出部は、前記受光部の受光面上に設定された前記二方向の第１および第２座標軸にそれぞれ沿った前記反射光の受光量の分布をそれぞれ表す第１および第２一次元分布関数をそれぞれ前記受光部の出力に基づいて求め、該求めた各一次元分布関数を所定の範囲でそれぞれ積分し、該積分した各積分値に基づいて前記測定試料の前記所定の光学特性を導出することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、受光部で受光される反射光の受光量の分布が互いに線形独立な二方向の第１および第２座標軸にそれぞれ沿った第１および第２一次元分布関数で表される。このため、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる一方、第１および第２一次元分布関数を個々に求めればよいので、二次元分布関数を求める場合に較べて、より容易に第１および第２一次元分布関数を求めることができる。
【００２０】
そして、上述の光学特性測定装置において、前記第１および第２一次元分布関数が一般式で表現した場合に同型であって共通の定数を含むことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、第１および第２一次元分布関数が一般式で表現した場合に同型であって共通の定数を含むので、第１および第２一次元関数を求める情報処理が簡単化される。
【００２２】
また、これら上述の光学特性測定装置において、前記一次元分布関数は、ランベルト拡散光の受光量の分布を表す項と鏡面反射方向を中心とする散乱光の受光量の分布を表す項とを含むことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、受光部で受光される反射光の受光量の分布が、ランベルト拡散光と鏡面反射方向を中心とする散乱光の双方が考慮されているので、より適切に近似される。
【００２４】
さらに、上述の光学特性測定装置において、前記一次元分布関数の鏡面反射方向を中心とする散乱光の受光量の分布を表す項が、後述の式１あるいは式２を基本形式とすることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、受光部で受光される鏡面反射方向を中心とする散乱光の受光量の分布が、より適切に近似される。その結果、全受光量の分布がより適切に近似される。
【００２６】
さらに、これら上述の光学特性測定装置において、前記導出部は、前記分布関数を複数種類で求め、該求めた複数種類の分布関数のうちから、前記反射光の受光量の分布を最もよく近似する分布関数を、前記所定の範囲で積分する分布関数として選択することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、受光部で受光される反射光における受光量の分布が関数型の異なる複数種類の分布関数によって表され、所定の光学特性を導出する分布関数として、反射光の受光量の分布を最もよく近似する分布関数が選択される。したがって、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる。
【００２８】
そして、これら上述の光学特性測定装置において、前記導出部は、前記積分値を前記受光部の出力に基づいて補正することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、分布関数を所定の範囲で積分した積分値が補正されるので、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる。
【００３０】
また、これら上述の光学特性測定装置において、前記受光部は、フォトダイオードアレイであることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、受光部としてフォトダイオードアレイが用いられるので、出力におけるＳＮ比、直線性および温度特性などの基本的な性能が電荷転送型撮像素子よりも優れているので、電荷転送型撮像素子が受光部として用いられる場合に較べて、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る光学特性測定装置および光学特性測定方法によれば、受光部が比較的少数の受光素子を備えた受光装置であって、測定試料の姿勢に姿勢誤差が含まれていたとしても、所定の光学特性が測定可能となり、そして、その測定値に含まれる該姿勢誤差に起因する誤差が低減可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（実施形態の構成）
図１は、実施形態の光学特性測定装置における光学系の構成を示す図である。図２は、実施形態の光学特性測定装置における開口板の構成を示す図である。図３は、実施形態の光学特性測定装置における受光部の構成を示す図である。図４は、実施形態の光学特性測定装置における電気的な構成を示す図である。
【００３４】
まず、本発明に係る実施の一形態における光学特性測定装置１の光学的な構成について説明する。図１ないし図３において、光学特性測定装置１は、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａにおける所定領域に光を照射する照明側光学系１０と、前記所定領域からの反射光を受光する受光側光学系２０とを備えて構成される。
【００３５】
照明側光学系１０および受光側光学系２０は、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａにおける或る点を通る試料表面ＳＭａの法線Ｇに対して互いに反対側の領域に配設される。測定試料ＳＭが正規姿勢である場合において、照明側光学系１０は、その光軸１３ａが試料表面ＳＭａの法線Ｇに対して所定の角度θ１を成すように配置され、受光側光学系２０は、その光軸２２ａが試料表面ＳＭａの法線Ｇに対して所定の角度θ２を成すように配置される。これら所定の角度θ１、θ２は、任意の角度でよいが、例えばＩＳＯやＪＩＳなどによって規格化されており、２０度、６０度または８５度とされる。本実施形態では、光学特性の一例である６０度光沢を測定するために、所定の角度θ１、θ２は、ＡＳＴＭＤ５２３の規定に基づいて６０度とされている。したがって、照明側光学系１０と受光側光学系２０とは、これらの光軸１３ａおよび光軸２２ａが試料表面ＳＭａの法線Ｇを対称軸とする線対称となるように、それぞれ配設されている。
【００３６】
照明側光学系１０は、光源部１１と、開口板１２と、照明レンズ１３とを備え、試料表面ＳＭａから遠い順に光源部１１、開口板１２および照明レンズ１３が各光軸を光軸１３ａに揃えて配置されている。
【００３７】
光源部１１は、例えばＬＥＤなどの発光素子を備えて構成され、試料表面ＳＭａに向けて光を放射する装置である。開口板１２は、光源部１１から試料表面ＳＭａに向けて放射された光を所定の開き角に規制する部材である。開口板１２は、例えば、本実施形態では、光源部１１から放射され試料表面ＳＭａに照射すべき光の波長を遮光する材料で形成された板状部材であり、図２に示すように、開口１２ａが開口板１２を貫通するように穿設されている。この開口１２ａは、画角にして、幅（図１では紙面内略上下方向）ｗが０．７５度であって、高さ（図１では紙面垂直方向）ｈが２．５度の矩形形状とされている。照明レンズ１３は、開口板１２の開口１２ａを通過した光を光軸１３ａに略平行な平行光束１１ａとして試料表面ＳＭａに導く光学素子である。
【００３８】
受光側光学系２０は、受光部２１と、受光レンズ２２とを備え、試料表面ＳＭａから遠い順に受光部２１および受光レンズ２２が各光軸を光軸２２ａに揃えて配置されている。受光レンズ２２は、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａからの反射光を集光して受光部２１の受光面に導く光学素子である。
【００３９】
受光部２１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子からなる複数の受光素子を備え、本実施形態では、各受光素子から直接的に各出力が引き出されるように構成されている。受光部２１は、光学特性を求める対象の領域よりも大きな受光面を持ち比較的少数、例えば数個ないしは十数個の受光素子を備えて構成されている。受光部２１の各受光素子は、照明側光学系１０によって試料表面ＳＭａに照射され当該試料表面ＳＭａによって反射された反射光における略正反射方向の成分２１ａの光を受光することによって、受光量に応じた電気信号をそれぞれ出力する。
【００４０】
照明側光学系１０および受光側光学系２０において、開口板１２における開口１２ａの位置と、受光部２１における受光面の位置とは、光学的に共役な位置関係になるように受光部２１が配設される。なお、測定試料ＳＭの姿勢の変化が予め設定された所定の角度までならば、略正反射光方向の成分が受光部２１の受光面に入射されるように受光面の大きさと受光レンズ２２の焦点距離ｆとが設定される。
【００４１】
受光部２１は、例えば、本実施形態では、図３に示すように、一方向に配列された６個の受光素子ｐ０〜ｐ５を備え、各受光素子ｐ０〜ｐ５から直接的に各出力が引き出されるように構成されたシリコンフォトダイオードアレイを備えて構成されている。測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａが鏡面である場合にあって開口板１２の開口１２ａの像が受光部２１の受光面に結像した場合に、開口１２ａの幅ｗ方向と各受光素子ｐ０〜ｐ５の配列方向とが一致するように、受光部２１は、受光レンズ２２の焦点位置ｆに配設される。
【００４２】
次に、光学特性測定装置１の電気的な構成について説明する。図４において、光学特性測定装置１は、光源部１１と、受光部２１と、制御部３１と、発光駆動部３２と、アナログディジタル変換部（以下、「Ａ／Ｄ変換部」と略記する。）３３と、記憶部３４と、表示部３５と、入力操作部３６とを備えて構成される。
【００４３】
光源部１１および受光部２１は、図１に示す光源部１１および受光部２１に対応する。発光駆動部３２は、制御部３１の制御に従って光源部１１に発光動作を行わせる回路である。Ａ／Ｄ変換部３３は、受光部２１のアナログ出力を、複数のビット（例えば８ビットや１０ビットなど）からなるディジタル信号に変換する回路である。Ａ／Ｄ変換部３３には、受光部２１における各受光素子からの各出力がパラレルにあるいはシリアルにそれぞれ入力される。記憶部３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から出力されたディジタル信号を一時的に記憶する回路であり、このディジタル信号に対して制御部３１によって各種処理を行うための作業領域として用いられる。
【００４４】
表示部３５は、入力操作部３６の操作結果や、制御部３１により導出された測定試料ＳＭの例えば光沢度などの光学特性値などを表示する回路であり、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示回路を備えて構成される。入力操作部３６は、光学特性測定装置１の主電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン回路や、光学特性の測定開始を指示する測定開始指示を入力するためのスイッチ回路などを含むものである。
【００４５】
制御部３１は、測定試料ＳＭの光学特性を測定すべく、上記各部を当該機能に応じてそれぞれ制御する回路である。例えば、制御部３１は、例えば制御プログラムなどを記憶する記憶素子、制御プログラムに従って動作するマイクロプロセッサおよびその周辺回路を備えたマイクロコンピュータによって構成される。記憶素子は、例えば、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）、書き換え可能な不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）および揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。制御部３１は、機能的に、発光制御部３１ａと、受光制御部３１ｂと、光学特性演算部３１ｃと、表示制御部３１ｄとを備えている。
【００４６】
発光制御部３１ａは、発光駆動部３２の動作を制御するものであり、入力操作部３６による測定試料ＳＭの光学特性測定開始の指示が入力されると、光源部１１に所定時間の発光動作を行わせる。受光制御部３１ｂは、Ａ／Ｄ変換部３３の動作を制御するものであり、入力操作部３６による測定試料ＳＭの光学特性測定開始の指示が入力されると、光源部１１の発光タイミングに応じて受光部２１のアナログ出力をディジタル信号に変換する動作をＡ／Ｄ変換部３３に行わせる。光学特性演算部３１ｃは、Ａ／Ｄ変換部３３からのディジタル信号に基づいて測定試料ＳＭの光学特性を導出する。本実施形態では、光学特性演算部３１ｃは、受光部２１の受光面上に設定された座標軸（ｘ軸）に沿った反射光の受光量の分布を表す分布関数Ｐ（ｘ）を受光部２１の出力に基づいて求め、この求めた分布関数Ｐ（ｘ）を所定の範囲で積分し、この積分した積分値に基づいて測定試料ＳＭの所定の光学特性を導出する。表示制御部３１ｄは、光学特性演算部３１ｃによって算出された光学特性値を表示部３５に表示させる。
【００４７】
次に、光学特性測定装置１の動作について説明する。図５は、実施形態における光学特性の演算手順を説明するための図である。図５（Ａ）は、受光部における各受光素子の出力値を示す図であり、その横軸は、受光素子ｐｎ（ｎ＝０〜５）を表し、その縦軸は、受光素子ｐｎの出力値Ｐｎを示す。図５（Ｂ）は、受光部２１の出力を近似した分布関数Ｐ（ｘ）を示す図であり、図５（Ｃ）は、光学特性値を求めるための分布関数Ｐ（ｘ）の積分範囲を説明するための図である。図５（Ｂ）、（Ｃ）の横軸は、ｘ軸であり、その縦軸は、分布関数の関数値Ｐ（ｘ）を表す。ｘ軸は、図１および図３に示すように各受光素子ｐ０〜ｐ５の配列方向に設定される。
【００４８】
ユーザによって測定試料ＳＭが光学特性測定装置１に配置され、入力操作部３６から光学特性測定開始の指示が入力されると、制御部３１の発光制御部３１ａは、光源部１１に発光動作を行わせる。
【００４９】
光源部１１から射出された光は、開口板１２の開口１２ａによって所定の開き角に規制され、照明レンズ１３によって光軸１３ａに略平行な平行光束１１ａとされ、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａに照射される。そして、試料表面ＳＭａによって反射された反射光における略正反射方向の成分２１ａの光は、受光レンズ２２によって収束され、受光部２１で受光される。すなわち、本実施形態の光学特性測定装置１は、背景技術で説明した受光側開口板１２２に対応する部材はなく、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａからの反射光は、受光レンズ２２を介して受光部２１で受光される。
【００５０】
反射光には、試料面の法線方向を中心とするランベルト拡散光と、正反射方向を中心とする散乱光が含まれており、光沢がある面ほど（鏡面に近くなるほど）ランベルト拡散光の割合が少なく、正反射方向を中心とする散乱光の割合が多くなり、さらに分布の幅が小さくなる。一方、光沢のない面ほどランベルト拡散光の割合が多く、正反射方向を中心とする散乱光の割合が少なくなる。
【００５１】
制御部３１の受光制御部３１ｂは、光源部１１の発光タイミングに応じて受光部２１のアナログ出力をディジタル信号に変換する動作をＡ／Ｄ変換部３３に行わせる。本実施形態では、受光部２１は、上述したように、６個の受光素子ｐ０〜ｐ５を備えて構成されており、各受光素子ｐ０〜ｐ５のアナログ出力がＡ／Ｄ変換部３３によってディジタル信号に変換される。例えば、図５（Ａ）に示すように、受光素子ｐ０では受光出力値Ｐ０が出力され、受光素子ｐ１では受光出力値Ｐ１が出力され、受光素子ｐ２では受光出力値Ｐ２が出力され、受光素子ｐ３では受光出力値Ｐ３が出力され、受光素子ｐ４では受光出力値Ｐ４が出力され、そして、受光素子ｐ５では受光出力値Ｐ５が出力される。図５（Ａ）に示す例では、受光素子ｐ３の受光出力値Ｐ３が最も大きく、受光素子ｐ３を中心に開口部１２の開口１２ａの像が結像されている。
【００５２】
そして、制御部３１の光学特性演算部３１ｃは、まず、受光部２１の受光面上に設定された一方向に延びる直線、例えば図１および図３に示す上記ｘ軸に沿った反射光の受光量の分布を表す分布関数Ｐ（ｘ）を受光部２１の出力に基づいて求める。より具体的には、制御部３１の光学特性演算部３１ｃは、受光部２１の出力を一次元の分布関数Ｐ（ｘ）で近似する。
【００５３】
試料面ＳＭａの光学特性、例えば、光沢の程度に起因して反射光には、試料面の法線方向を中心とするランベルト拡散光と正反射方向を中心とする散乱光が含まれ、受光部２１における反射光の受光量の分布は、式１によって近似することができる（例えばOptical Research Associates 社、Light Tool Version5.1 Core Module User’s Guide P121-125参照）。
【００５４】
【数１】
2008256454.tif 000003
【００５５】
ここで、ｆは、受光レンズ２２の焦点距離であり、ｘ０は、受光部２１における受光量の分布の中心座標であり、Ｎは、光沢の程度に依存する数値であり、Ｌは、試料面ＳＭａの法線方向を中心とするランベルト拡散光の中心強度であり、Ｓは、正反射方向を中心とする散乱光の中心強度であり、ｌは、試料表面ＳＭａが鏡面である場合の受光部２１における像の幅である。また、θは、座標ｘに入射する光線の試料面法線からの角度である。つまり、受光レンズ２２の焦点距離ｆが与えられていると、分布関数Ｐ（ｘ）は、受光量の分布の中心座標ｘ０、光沢の程度に依存する数値Ｎ、ランベルト拡散光の中心強度Ｌ、正反射方向を中心とする散乱光の中心強度Ｓ、像の幅ｌを与えることで確定する。
【００５６】
したがって、光学特性演算部３１ｃは、受光部２１における各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光出力値Ｐ０〜Ｐ５を用いて、式１の受光量の分布の中心座標ｘ０、光沢の程度に依存する数値Ｎ、ランベルト拡散光の中心強度Ｌ、正反射方向を中心とする散乱光の中心強度Ｓおよび像の幅ｌを求め、受光部２１の出力を表す一次元の分布関数Ｐ（ｘ）を求め、受光部２１の出力を近似する。より具体的には、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光出力値Ｐ０〜Ｐ５と、各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光領域に対応する範囲で、式１の分布関数Ｐ（ｘ）を積分した各積分値Ｓ０〜Ｓ５とが最も一致するように、分布関数Ｐ（ｘ）を求め、受光部２１の出力を近似する。さらに具体的には、式２で表される、各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光出力値Ｐ０〜Ｐ５と、各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光領域に対応する範囲で、式１の分布関数Ｐ（ｘ）を積分した各積分値Ｓ０〜Ｓ５との差の二乗和Ｄが最小となるように、定数ｘ０、Ｎ、Ｌ、Ｓ、ｌを求めて分布関数Ｐ（ｘ）を求め、受光部２１の出力を近似する。
【００５７】
【数２】
2008256454.tif 000004
【００５８】
次に、光学特性演算部３１ｃは、図５（Ｃ）に示すように、この求めた分布関数Ｐ（ｘ）をその中心座標ｘ０を中心に、背景技術における受光側開口板１２２の受光側開口１２２ａの幅Ｗ＝４．４度に相当する範囲（ｘ０−Ｗ／２〜ｘ０＋Ｗ／２、積分区間）について積分し、積分値Ｓを求める。すなわち、光学特性演算部３１ｃは、式３によって分布関数Ｐ（ｘ）の積分値Ｓを求める。
【００５９】
【数３】
2008256454.tif 000005
【００６０】
このように分布関数Ｐ（ｘ）が求められることによって、測定試料ＳＭの姿勢が正規姿勢からずれ、開口板１２における開口１２ａの像が、測定試料ＳＭが正規姿勢である場合における結像位置からずれて受光部２１の受光面に結像した場合でも、前記積分値Ｓは、測定試料ＳＭが正規姿勢である場合における出力と略同等となる。
【００６１】
光学特性を求める対象の領域（光学特性値の算出に用いる受光量を出力する受光部１２１の受光領域、例えば図１１に示す受光側開口１２２ａに対応する受光部１２１の受光領域）は、背景技術では、受光レンズ１２３と受光部１２１との間の光路上に受光側開口１２２ａを持つ受光側開口板１２２が配置され、受光部１２１の受光面に導かれる光が機械的に規制された。一方、本実施形態では、上述のように、受光レンズ２２と受光部２１との間の光路上に受光側開口板１２２に相当する部材が配置されずに、受光側開口１２２ａの幅Ｗに相当する積分区間Ｗで分布関数Ｐ（ｘ）が積分されることで、光学特性を求める対象の領域が数値的に規制されるように光学特性測定装置１が構成されている。
【００６２】
より高精度に光学特性を求めるためには、積分区間Ｗに複数の受光素子が含まれることが望ましい。したがって、各受光素子ｐ０〜ｐ５の配列方向（ｘ軸方向）における各受光素子ｐ０〜ｐ５の幅ｄ１は、背景技術の受光側開口板１２２における受光側開口１２２ａの幅Ｗの１／２以下であることが好ましい（ｄ１≦Ｗ／２）。
【００６３】
次に、光学特性演算部３１ｃは、予め与えられている変換テーブルや変換式などを用いることによって、この求めた積分値Ｓを光学特性の値、例えば、光沢度に変換する。そして、制御部３１の表示制御部３１ｄは、この光学特性値を表示部３５に表示する。
【００６４】
このように動作するので、光学特性測定装置１では、受光部２１が例えばフォトダイオードアレイなどの比較的少数の受光素子を備えた受光装置であって、測定試料ＳＭの姿勢に姿勢誤差が含まれていたとしても、所定の光学特性が測定可能となり、そして、その測定値に含まれるこの姿勢誤差に起因する誤差が低減可能となる。また、出力におけるＳＮ比、直線性および温度特性などの基本的な性能で優れるフォトダイオードアレイが受光部２１に用いられることによって、電荷転送型撮像素子が受光部２１として用いられる場合に較べて、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる。
【００６５】
なお、上述の実施形態では、受光部２１の出力を近似する式１は、正反射方向を中心とする散乱光の強度分布を、ｃｏｓＮを基本形式として表す関数であるが、例えば、式４のように、正反射方向を中心とする散乱光の強度分布を、ガウス関数を基本形式として強度分布を表す関数としてもよい。
【００６６】
【数４】
2008256454.tif 000006
【００６７】
ここで、ｄは、分布の幅であり、光沢の程度に依存する。
【００６８】
また、上述の実施形態において、積分値Ｓを受光部２１の出力に基づいて補正するように光学特性測定装置１が構成されてもよい。積分値Ｓが補正されることによって、さらに高精度に光学特性が測定可能となる。
【００６９】
この場合において、制御部３１の光学特性演算部３１ｃは、各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光出力値Ｐ０〜Ｐ５（実測値）と、各受光素子ｐ０〜ｐ５の受光領域に対応する範囲でこの求められた分布関数Ｐ（ｘ）を積分した各積分値Ｓ０〜Ｓ５とに基づいて、式３によって算出した積分値Ｓを補正するように構成される。
【００７０】
上述したように、積分値が式３によって求められるので、積分区間Ｗとすべて重なる受光素子ｐｎが選択され、この選択された受光素子ｐｎの受光領域に対応する範囲で分布関数Ｐ（ｘ）を積分した積分値Ｓｎの総和Ｕｓに対する、この選択された受光素子ｐｎの受光出力値Ｐｎの総和Ｕｐの比Ｒ（＝Ｕｐ／Ｕｓ）を積分値Ｓに乗じることによって、積分値Ｓが補正される。図５に示す例では、積分値Ｓは、比Ｒ＝（Ｐ２＋Ｐ３）／（Ｓ２＋Ｓ３）が乗算されることによって補正される。あるいは、積分値Ｓは、比Ｒ＝（Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４）／（Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）が乗算されることによって補正される。
【００７１】
さらに、上述の実施形態では、受光部２１の出力が１個の分布関数Ｐ（ｘ）によって近似され、光学特性が求められたが、受光部２１の出力、すなわち、受光部２１で受光される反射光の受光量の分布を表す分布関数Ｐ（ｘ）を複数種類で求め、この求めた複数種類の分布関数Ｐ（ｘ）のうちから、この反射光の受光量の分布を最もよく近似する分布関数Ｐ（ｘ）を、所定の範囲（積分区間Ｗ）で積分する分布関数Ｐ（ｘ）として選択するように、光学特性測定装置１が構成されてもよい。このように構成されることによって、より正確に近似した分布関数Ｐ（ｘ）によって光学特性が求められ、さらに高精度に光学特性が測定可能となる。例えば、制御部３１の光学特性演算部３１ｃは、式１の分布関数Ｐ（ｘ）および式４の分布関数Ｐ（ｘ）によって受光部２１の出力を近似する。そして、光学特性演算部３１は、各分布関数Ｐ（ｘ）における式２の各値Ｄを比較し、小さい値Ｄを与える分布関数Ｐ（ｘ）を受光部２１の出力を近似する分布関数Ｐ（ｘ）として選択する。
【００７２】
図６は、受光部の受光面上に形成される開口板の開口の像を説明するための図である。開口板１２における開口１２ａの試料表面ＳＭａによる像は、図６に示すように、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａが鏡面ではない場合には二次元的に拡がる。そして、図６に示す例では、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａが鏡面である場合にあって開口板１２の開口１２ａの像が受光部２１の受光面に結像した場合に、開口１２ａの幅ｗ方向をｘ軸とし、開口１２ａの高さｈ方向をｙ軸とし、背景技術における受光側開口板１２２が配置されているとした場合にその受光側開口１２２ａの中心を座標原点とするｘｙ直交座標系を受光部２１の受光面上に設定すると、測定試料ＳＭが正規姿勢からずれているために、開口板１２の開口１２ａにおける試料表面ＳＭａによる像は、座標点（ｘ０，ｙ０）を中心に二次元的に拡がっている。なお、図６では、受光量の強度分布を等高線で示している。
【００７３】
上述の実施形態では、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａが鏡面である場合にあって開口板１２の開口１２ａの像が受光部２１の受光面に結像した場合に、開口１２ａの幅ｗ方向（ｘ軸方向）の強度分布によって光学特性を求めるように光学特性測定装置１が構成されたが、測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａが鏡面である場合にあって開口板１２の開口１２ａの像が受光部２１の受光面に結像した場合に、開口１２ａの高さｈ方向（ｙ軸方向）の強度分布によって光学特性を求めるように、光学特性測定装置１が構成されてもよい。
【００７４】
あるいは、図６に示すように、受光部２１の受光面上に形成される開口板１２の開口１２ａの像における強度分布を表す二次元分布関数を求めることによって光学特性を求めるように、光学特性測定装置１が構成されてもよい。上述したように、開口板１２の開口１２ａが画角にして幅０．７５度であって高さ２．５度である場合には、受光側開口は、背景技術で説明したように、画角にして幅４．４度であって高さ１１．７と想定される。想定される受光側開口は、このように高さ方向に長い矩形であるため、光学特性値に対し、図６に示すように、ｘ軸方向の強度分布が支配的に影響するが、ｙ軸方向の強度分布も考慮した二次元的な強度分布を考慮することによって、より高精度に光学特性が測定可能となる。
【００７５】
図７は、実施形態の光学特性測定装置における受光部の他の構成を示す図である。このような構成の光学特性測定装置１では、図３に示す一次元の受光部２１に代えて、二次元の受光部４１が用いられる。この二次元の受光部４１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子からなる複数の受光素子を備え、これら複数の受光素子が線形独立な二方向に配列されて成り、本実施形態では、各受光素子から直接的に各出力が引き出されるように構成されている。受光部４１は、光学特性を求める対象の領域よりも大きな受光面を持ち、比較的少数、例えば数個ないしは十数個の受光素子を備えて構成されている。受光部４１の各受光素子は、照明側光学系１０によって試料表面ＳＭａに照射され当該試料表面ＳＭａによって反射された反射光における略正反射方向の成分２１ａの光を受光することによって、受光量に応じた電気信号をそれぞれ出力する。
【００７６】
受光部４１は、例えば、本実施形態では、図７に示すように、一方向に６個の受光素子ｐ００〜ｐ０５、ｐ１０〜ｐ１５が配列された受光素子列が前記一方向に直交する他方向に２列備え、各受光素子ｐ００〜ｐ０５、ｐ１０〜ｐ１５から直接的に各出力が引き出されるように構成されたシリコンフォトダイオードアレイを備えて構成されている。測定試料ＳＭの試料表面ＳＭａが鏡面である場合にあって開口板１２の開口１２ａの像が受光部２１の受光面に結像した場合に、開口１２ａの幅ｗ方向と受光素子列の受光素子ｐ００〜ｐ０５、ｐ１０〜ｐ１５が配列される方向（ｘ軸方向）とが一致すると共に、開口１２ａの高さｈ方向と２個の受光素子列が配列される方向（ｙ軸方向）とが一致するように、受光部４１は、受光レンズ２２の焦点位置ｆに配設される。
【００７７】
そして、このような構成の光学特性測定装置１では、例えば、受光部４１の受光面上に設定された線形独立な第１および第２の座標軸（図７に示す例ではｘ軸およびｙ軸）で定義される平面での反射光の受光量の分布を表す二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）を受光部４１の出力に基づいて求め、この求めた二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）を所定の範囲で積分し、この積分した積分値Ｓに基づいて測定試料ＳＭの所定の光学特性を導出するように、制御部３１の光学特性演算部３１ｃが構成される。
【００７８】
例えば、受光部４１の受光面に設定された互いに直交する第１および第２の座標軸で定義される平面での受光量の分布は、例えば、式５に示す二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）によって近似することができる。
【００７９】
【数５】
2008256454.tif 000007
【００８０】
ここで、ｆは、受光レンズ２２の焦点距離であり、（ｘ０、ｙ０）は、受光部２１における受光量の分布の中心座標であり、Ｎは、光沢の程度に依存する数値であり、Ｌは、試料面ＳＭａの法線方向を中心とするランベルト拡散光の中心強度であり、Ｓは、正反射方向を中心とする散乱光の中心強度であり、ｌおよびｍは、試料表面ＳＭａが鏡面である場合の受光部２１における像のｘ軸方向およびｙ軸方向の幅である。また、θは、座標ｘに入射する光線の試料面法線からの角度である。ここで、ｙ軸方向の分布の巾ｍは、ｘ軸方向の分布の巾ｌおよび照明側開口１２ａの巾ｗと高さｈの比ｈ／ｗからｍ＝ｌ・（ｈ／ｗ）によって近似することができる。つまり、二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）は、定数ｘ０、ｙ０、Ｎ、Ｌ、Ｓ、ｌを与えることによって確定する。
【００８１】
この二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）は、上述した一次元の分布関数Ｐ（ｘ）を求める手順と同様な手順によって、受光部４１における各受光素子ｐ００〜ｐ０５、ｐ１０〜ｐ１５の出力に基づいて求めることができる。そして、二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）を積分する所定の範囲（積分区間）は、図６に破線で示すように、その中心座標（ｘ０、ｙ０）を中心に、背景技術における受光側開口板１２２の受光側開口１２２ａの幅Ｗ＝４．４度および高さＨ＝１１．７度に相当する範囲（ｘ軸方向がｘ０−Ｗ／２〜ｘ０＋Ｗ／２であってｙ軸方向がｙ０−Ｈ／２〜ｙ０＋Ｈ／２の矩形内）である。そして、光学特性の値、例えば、光沢度は、予め与えられている変換テーブルや変換式などを用いることによって、この求めた積分値Ｓから求められる。
【００８２】
上述では、受光部４１の受光面上に形成される開口板１２の開口１２ａの像における強度分布を二次元分布関数で表したが、受光部４１の受光面上に設定された線形独立な第１および第２の座標軸にそれぞれ沿った反射光の受光量の分布をそれぞれ表す第１および第２一次元分布関数で表して該第１および第２一次元分布関数を求めることによって光学特性を求めるように、光学特性測定装置１が構成されてもよい。このような構成によれば、より高精度に所定の光学特性が測定可能となる一方、第１および第２一次元分布関数を個々に求めればよいので、二次元分布関数を求める場合に較べて、より容易に第１および第２一次元分布関数を求めることができる。
【００８３】
このような構成の光学特性測定装置１では、例えば、受光部２１に代えて図７に示す上述の受光部４１が用いられる。そして、例えば、受光部４１の受光面上に設定された線形独立な第１および第２の座標軸（図７に示す例ではｘ軸およびｙ軸）にそれぞれ沿った反射光の受光量の分布をそれぞれ表す第１および第２一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）をそれぞれ受光部４１の出力に基づいて求め、この求めた各一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）を所定の範囲でそれぞれ積分し、この積分した各積分値Ｓｐ、Ｓｑに基づいて測定試料ＳＭの所定の光学特性を導出ように、制御部３１の光学特性演算部３１ｃが構成される。
【００８４】
この第１および第２一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）は、上述した一次元の分布関数Ｐ（ｘ）を求める手順と同様な手順によって、受光部４１における各受光素子ｐ００〜ｐ０５、ｐ１０〜ｐ１５の出力に基づいて求めることができる。図８は、実施形態における分布関数の演算手順を説明するための図である。例えば、第１分布関数Ｐ（ｘ）は、各受光素子の行出力Ｐ０〜Ｐ５に基づいて求められる。ここで、行出力Ｐｎ（ｎ＝０、１、２、３、４、５）は、受光素子Ｐ０ｎの出力と受光素子Ｐ１ｎの出力との和である。そして、第２分布関数Ｑ（ｙ）は、各受光素子の列出力Ｑ０（＝各受光素子Ｐ００〜Ｐ０５の各出力の和）、Ｑ１（＝各受光素子Ｐ１０〜Ｐ１５の各出力の和）に基づいて求められる。
【００８５】
そして、第１分布関数Ｐ（ｘ）を積分する所定の範囲（積分区間）は、図６に破線で示すように、その中心座標（ｘ０、ｙ０）のｘ座標ｘ０を中心に、背景技術における受光側開口板１２２の受光側開口１２２ａの幅Ｗ＝４．４度に相当する範囲（ｘ０−Ｗ／２〜ｘ０＋Ｗ／２）である。第２分布関数Ｑ（ｙ）を積分する所定の範囲（積分区間）は、前記中心座標（ｘ０、ｙ０）のｙ座標ｙ０を中心に、背景技術における受光側開口板１２２の受光側開口１２２ａの高さＨ＝１１．７度に相当する範囲（ｙ０−Ｈ／２〜ｙ０＋Ｈ／２）である。そして、光学特性の値、例えば、光沢度は、予め与えられている変換テーブルや変換式などを用いることによって、この求めた分布関数Ｐ（ｘ）の積分値Ｓｐと分布関数Ｑ（ｙ）の積分値Ｓｑとの積Ｓｐ・Ｓｑから求められる。
【００８６】
このような第１および第２分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）は、例えば、式６−１、式６−２を利用することができる。
【００８７】
【数６】
2008256454.tif 000008
【００８８】
ここで、第２分布関数Ｑ（ｙ）の分布の幅ｍは、第１分布関数Ｐ（ｘ）の分布の幅ｌおよび照明側開口１２ａの幅ｗと高さｈの比ｈ／ｗから、ｍ＝ｌ・（ｈ／ｗ）、によって近似することができる。このため、制御部３１の光学特性演算部３１ｃは、中心座標のｙ座標ｙ０を、列出力Ｑ０、Ｑ１に基づいて分布関数Ｐ（ｘ）と同様の方法で求めればよい。
【００８９】
このように第１および第２一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）が、式６−１および式６−２で示されるように、同型であって、それらを確定する定数のうち、Ｎ、Ｌ、Ｓが共通の値（同じ値）を持つ場合には、第１および第２一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）が近似される際に決定すべき定数を減らすことができ、受光素子の個数を減らし、処理を簡略化することができる。
【００９０】
なお、上述では、第１および第２一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）は、同型とされたが、異なる型でもよい。
【００９１】
そして、このような受光部４１の受光面上に形成される開口板１２の開口１２ａの像における強度分布を二次元で扱う場合において、一次元で扱った場合と同様に、積分値を補正するように、光学特性測定装置１が構成されてもよく、また、受光部４１で受光される反射光の受光量の分布を表す二次元分布関数Ｐ（ｘ、ｙ）あるいは第１および第２一次元分布関数Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｙ）を複数種類で求め、この反射光の受光量の分布を最もよく近似する分布関数を用いるように、光学特性測定装置１が構成されてもよい。
【００９２】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。従って、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施形態の光学特性測定装置における光学系の構成を示す図である。
【図２】実施形態の光学特性測定装置における開口板の構成を示す図である。
【図３】実施形態の光学特性測定装置における受光部の構成を示す図である。
【図４】実施形態の光学特性測定装置における電気的な構成を示す図である。
【図５】実施形態における光学特性の演算手順を説明するための図である。
【図６】受光部の受光面上に形成される開口板の開口の像を説明するための図である。
【図７】実施形態の光学特性測定装置における受光部の他の構成を示す図である。
【図８】実施形態における分布関数の演算手順を説明するための図である。
【図９】背景技術における光学特性測定装置の光学的な構成を示す図である。
【図１０】背景技術の光学特性測定装置における照明側開口板の構成を示す図である。
【図１１】背景技術の光学特性測定装置における受光側開口板の構成を示す図である。
【図１２】照明側開口の像の結像位置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９４】
１、１００  光学特性測定装置
１０、１１０  照明側光学系
１１、１１１  光源部
１２、１１２  照明側開口板
１２ａ、１２２ａ  照明側開口
２０、１２０  受光側光学系
２１、４１、１２１  受光部
３１  制御部
３１ｃ  光学特性演算部
【図１】
2008256454.tif 000011
【図２】
2008256454.tif 000012
【図３】
2008256454.tif 000013
【図４】
2008256454.tif 000014
【図５】
2008256454.tif 000015
【図６】
2008256454.tif 000016
【図７】
2008256454.tif 000017
【図８】
2008256454.tif 000018
【図９】
2008256454.tif 000019
【図１０】
2008256454.tif 000020
【図１１】
2008256454.tif 000021
【図１２】
2008256454.tif 000022