(57)【要約】【課題】パワーメータの表示部を目視することなく、光量測定においての光軸調整が実現できるパワーメータ及び当該パワーメータを備えた光量測定装置を提供する。【解決手段】回折格子検査装置１に、受光した光の強度に対応した値の検知電流を出力するフォトダイオードＰＤが設けられている。載置部４１ａの位置を移動させてフォトダイオードＰＤが受光すると、フォトダイオードＰＤに電気的接続をされたパワーメータ５０の光軸検出回路は検知電流の大きさに対応した周波数の発信信号を生成し、スピーカ５３はその発信信号に対応した周期を有する可聴音を発生する。この可聴音を聞きながら回折格子検査装置１を調整し可聴音の周期が最も短く周波数の高い連続音となるときフォトダイオードＰＤの受光している光の強度は最大であり回折格子検査装置１は最適な調整状態となっている。【選択図】        図１
2004184284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光手段から受光した光線の強度に対応した値の検知信号を入力し、その検知信号に基づいて光線の強度を計測するパワーメータであって、前記検知信号の大きさに対応した周波数又は振幅の発信信号を生成する発信信号生成回路と
前記発信信号生成回路の発信信号に基づいて可聴音を出力するスピーカと
を備えたことを特徴とするパワーメータ。
【請求項２】
被検出体を載置する第１の載置手段と、
前記第１の載置手段によって載置された被検出体に対して光線を照射する発光手段を載置するとともにその発光手段の配置位置を調整可能な第２の載置手段と、
前記被検出体に照射された前記光線の反射光又は透過光を受光し、その受光した反射光又は透過光の強度に対応した値の検知信号を出力する受光手段を載置するとともにその受光手段の配置位置を調整可能な第３の載置手段と、
その検知信号を入力しその検出信号に基づいて光線の強度を計測する計測回路と
を備えた光量測定装置であって、
前記検知信号を入力しその検知信号の大きさに対応した周波数又は振幅の発信信号を生成する発信信号生成回路と
前記発信信号生成回路の発信信号に基づいて可聴音を出力するスピーカと
を備えたことを特徴とする光量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光量測定装置において、
前記第１の載置手段は、被検出体の配置位置を調整することが可能であることを特徴とする光量測定装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の光量測定装置において、
前記発光手段と前記被検出体の間に、前記発光手段からの光線を平行光にして前記被検出体に照射する照射側コリメータレンズを設けたことを特徴とする光量測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光量測定装置において、
前記照射側コリメータレンズは、前記第１の載置手段と前記第２の載置手段との間に設けられた第４の載置手段に載置され、その第４の載置手段にてその配置位置が調整されることを特徴とする光量測定装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一つに記載の光量測定装置において、
前記被検出体と前記受光手段の間に、前記被検出体からの反射光又は透過光を集光光にして前記受光手段に照射する受光側集光レンズを設けたことを特徴とする光量測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光量測定装置において、
前記受光側集光レンズは、前記第３の載置手段に前記受光手段とともに載置されたことを特徴とする光量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーメータ及び光量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学系装置の一つとして回折格子、光フィルタ等の光学素子を検査又は評価するための光量測定装置が知られている。
【０００３】
この種の光量測定装置を用いての測定方法では、サンプルステージに置いた被検出体（例えば光学素子）に向けて発光器から光を照射し、その反射光又は透過光を受光器にて受光して測定する。この場合、測定用光学素子（例えばコリメータレンズ）を必要に応じて発光器と被検出体の間、又は被検出体と受光器の間に設置することが行われる。つまり、測定用光学素子としてコリメータレンズを発光器と被検出体の間に設置した場合、照射光はコリメータレンズを介して平行光になって被検出体に照射される。
【０００４】
そして、測定された反射光又は透過光は、発光器から照射される照射光とで比較される。これによって、光学素子の光学的特性である反射率又は透過率等が算出され、それに基づいて光学素子の検査又は評価が行われる。
【０００５】
従って、正確な測定値を得るためには、照射光、反射光又は透過光を正確に受光器が受光できるように、又、測定用光学素子を介したときの照射光、反射光又は透過光の光損失を防ぐために、光軸調整を精度よく行う必要がある。
【０００６】
この種の光量測定装置の一つとして光パワーメータを用いたものがある。
一般に、光パワーメータは、その装置本体に表示部が設けられるとともに、発光器及び受光器と電気的に接続されている。そして、受光器にて光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号に同受光器にて信号変換して、パワーメータの装置本体に設けられた表示部に出力表示するように構成されている。
【０００７】
また、この光パワーメータを用いた光量測定装置では、光量測定装置の発光器、サンプルステージ、受光器を予め目視しながら手動で配置する。次に、発光器から光を照射し、光パワーメータの装置本体に設けた表示部を目視しながら、表示部の表示する信号強度が最大となるように光量測定装置を調整する。そして、表示部の表示する信号強度が最大となって光軸調整が完了した状態から測定を開始する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記光量測定装置では、光パワーメータの装置本体に設けた表示部に表示される信号強度を目視しながら手動で、発光器、サンプルステージ、受光器、測定用光学素子の位置調整をして光軸調整を行わなければならない。従って、光量測定装置のセッティングが手探り状態となる。その結果、光軸調整の最適な状態が掴み難く時間を要していた。
【０００９】
また、被検出体が回折格子の場合、各ピッチの検査又は評価をするにあたって、各ピッチについて光軸調整が必要となる。その結果、測定に用いる測定用光学素子が増え調整箇所が多くなり調整が煩雑になるとともに、手探り状態での調整なので余計に時間がかかり、しかも、最適調整の個人差も大きくなる。
【００１０】
さらに、光源自体の出力変動、ファイバ／コネクタ間の不完全な接続、コネクタの規格による出力変動の影響によってリップルを含む光が照射された場合、光パワーメータがアナログ表示の場合では指示針が動いてしまい光量測定装置の最適調整が煩わしくなる。また同様に、最近ではデジタル表示が主流であるが変動する数値から最適な状態を判断するのは難しい。そこで、デジタル表示の変動を解消するために平均化処理して表示することも考えられるが応答時間が遅くなり調整に時間がかかってしまう。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものである。その目的は、パワーメータの表示部を目視することなく、光量測定においての光軸調整が実現できるパワーメータ及び当該パワーメータを備えた光量測定装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、受光手段から受光した光線の強度に対応した値の検知信号を入力し、その検知信号に基づいて光線の強度を計測するパワーメータであって、前記検知信号の大きさに対応した周波数又は振幅の発信信号を生成する発信信号生成回路と、前記発信信号生成回路の発信信号に基づいて可聴音を出力するスピーカとを備えたことを要旨とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、パワーメータは、受光手段によって受光した検知信号を入力する。そして、パワーメータの発信信号生成回路は、検知信号に対応した発信信号を生成し、さらに、パワーメータのスピーカは、発信信号生成回路によって生成される発信信号に基づいて可聴音を出力する。従って、スピーカから出力される可聴音を聞くことによってパワーメータが受光手段によって受光した光線の強度を判断することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、被検出体を載置する第１の載置手段と、前記載置手段によって載置された被検出体に対して光線を照射する発光手段を載置するとともにその発光手段の配置位置を調整可能な第２の載置手段と、前記被検出体に照射された前記光線の反射光又は透過光を受光し、その受光した反射光又は透過光の強度に対応した値の検知信号を出力する受光手段を載置するとともにその受光手段の配置位置を調整可能な第３の載置手段と、その検知信号を入力しその検出信号に基づいて光線の強度を計測する計測回路とを備えた光量測定装置であって、前記検知信号を入力しその検知信号の大きさに対応した周波数又は振幅の発信信号を生成する発信信号生成回路と、前記発信信号生成回路の発信信号に基づいて可聴音を出力するスピーカとを備えたことを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、第１の載置手段によって載置された被検出体に対して、第２の載置手段によって発光手段を最適な配置位置にして光線を照射できる。また、第３の載置手段によって受光手段を最適な配置位置にして前記光線の反射光又は透過光を受光できる。そして、計測回路は、受光手段から出力される検知信号に基づいて光線の強度を計測する。また、発信信号生成回路は、検知信号に対応した発信信号を生成し、さらに、スピーカは、発信信号生成回路によって生成される発信信号に基づいて可聴音を出力する。
【００１６】
従って、本発明の光量測定装置では、スピーカから出力される可聴音を聞くことによって受光手段によって受光した光線の強度を判断することができる。また、可聴音を聞きながら第２及び第３の載置手段を調整することによって、発光手段及び受光手段をより最適な配置位置にすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光量測定装置において、前記第１の載置手段は、被検出体の配置位置を調整することが可能であることを要旨とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、被検出体の配置位置を調整することによって、被検出体の所望の部分に発光手段から光線を照射でき、その光線の反射光又は透過光を受光手段にて受光することによって、被検出体の所望の部分について計測することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の光量測定装置において、前記発光手段と前記被検出体の間に、前記発光手段からの光線を平行光にして
前記被検出体に照射する照射側コリメータレンズを設けたことを要旨とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、発光手段から照射される光線が被検出体に対し光束が広がっている場合であっても照射側コリメータレンズを介すことで平行光として被検出体に照射することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光量測定装置において、前記照射側コリメータレンズは、前記第１の載置手段と前記第２の載置手段との間に設けられた第４の載置手段に載置され、その第４の載置手段にてその配置位置が調整されることを要旨とする。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、第４の載置手段によって照射側コリメータレンズを最適な配置位置にして前記発光手段から照射される光線を平行光として被検出体により適確に照射することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれか一つに記載の光量測定装置において、前記被検出体と前記受光手段の間に、前記被検出体からの反射光又は透過光を集光光にして前記受光手段に照射する受光側集光レンズを設けたことを要旨とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、被検出体に照射された前記光線の反射光又は透過光が受光手段に対し光束が広がっている場合であっても受光側集光レンズを介すことで集光光として受光手段にて受光することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光量測定装置において、前記受光側集光レンズは、前記第３の載置手段に前記受光手段とともに載置されたことを要旨とする。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、第３の載置手段によって受光側集光レンズ及び受光手段を最適な配置位置にすることによって、被検出体に照射された前記光線の反射光又は透過光を集光光として適確に受光することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光量測定装置を回折格子検査装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２８】
図１は、回折格子検査装置の構成を説明するための斜視図である。図１において、光量測定装置としての回折格子検査装置１は、上面が水平加工された長方形の基台２を備えている。その基台２の上面中央位置には、逆Ｌ字状に形成された支持アーム３が配置されている。支持アーム３は基部３ａと支持部３ｂとからなり、基部３ａが前記基台２の上面中央位置の一側（前側）に固着され、その基部３ａの先端から支持部３ｂが後方に延出形成されている。支持アーム３の支持部３ｂの上面は、水平加工されていて、その上面には前後方向（以下、Ｘ軸方向）に延びたガイドレール４が固着されている。支持部３ｂの上側には、第４の載置手段としてのＸ軸移動台５が前記ガイドレール４に沿って移動可能に載置されている。Ｘ軸移動台５は、照射側コリメータレンズ６を載置する載置台であって、前記支持アーム３の基部３ａに設けた調整つまみ７を回すことによって、Ｘ軸移動台５と支持アーム３との間に設けた図示しない駆動機構を介して、Ｘ軸方向（前後方向）に移動するようになっている。そして、基台２は、支持アーム３を境として基台２の左側を左側ステージ、右側を右側ステージとして区画されている。
【００２９】
左側ステージの基台２の上面には、前後方向に延びたガイドレール１１が固着され、そのガイドレール１１に嵌合し同レール１１に沿って前後方向に移動可能な投光側Ｘ軸移動台１２が配置されている。投光側Ｘ軸移動台１２は、図示しない調整つまみを回すことによって、同投光側Ｘ軸移動台１２と前記基台２との間に設けた図示しない駆動機構を介して、前後方向に移動するようになっている。
【００３０】
また、投光側Ｘ軸移動台１２の上面は水平加工されるとともに、左右方向（Ｘ軸方向に対して直交するＹ軸方向）に延びたガイドレール１３が固着されている。
【００３１】
前記投光側Ｘ軸移動台１２の上面には、投光側Ｙ軸移動台１４が同Ｘ軸移動台１２に対して左右方向に移動可能に配置されている。投光側Ｙ軸移動台１４は、前記ガイドレール１３に嵌合し同レール１３に沿って左右方向に移動可能に投光側Ｘ軸移動台１２に対して配置されている。投光側Ｙ軸移動台１４は、前記投光側Ｘ軸移動台１２の左側面に設けた調整つまみ１５（図３参照）を回すことによって、同投光側Ｙ軸移動台１４と前記投光側Ｘ軸移動台１２との間に設けた図示しない駆動機構を介して、左右方向に移動するようになっている。
【００３２】
投光側Ｙ軸移動台１４の上面には、投光側回転テーブル１６が同Ｙ軸移動台１４に対して水平に回転可能に配置されている。投光側回転テーブル１６は、投光側Ｙ軸移動台１４の前側面に設けた調整つまみ１７を回すことによって、同回転テーブル１６と前記投光側Ｙ軸移動台１４との間に設けた図示しない駆動機構を介して、回転するようになっている。そして、投光側回転テーブル１６の投光側Ｙ軸移動台１４に対する回転角θ１は、同回転テーブル１６の外周の前記投光側Ｙ軸移動台１４の上面に固着した目盛り盤１８によって計測することができるようになっている。
【００３３】
前記投光側回転テーブル１６の上面には、光源支持アーム１９が同テーブル１６の上面に対して垂直方向（上下方向；Ｘ軸とＹ軸で形成される面に対して垂直なＺ軸方向）に移動可能に配置されている。光源支持アーム１９は、同支持アーム１９の一側面に設けた調整つまみ２０を回すことによって、同支持アーム１９と回転テーブル１６との間に設けた図示しない駆動機構を介して、上下方向に移動するようになっている。光源支持アーム１９の先端部は、外方に直角に屈折形成され、その屈折させて外方に延びた先端部を第２の載置手段としての載置部１９ａとしている。載置部１９ａは、その上面に発光手段としての投光ファイバチップＬＴが載置されている。従って、前記回転テーブル１６が回転すると、載置部１９ａは、同回転テーブル１６に中心軸線を回転中心として旋回する。投光ファイバチップＬＴは、予め定めた波長の光を発する発光器であって、その光は前記Ｘ軸移動台５に載置した照射側コリメータレンズ６に向けて照射されるようになっている。
【００３４】
従って、投光側Ｘ軸移動台１２を前後方向、投光側Ｙ軸移動台１４を左右方向及び光源支持アーム１９を上下方向にそれぞれ適宜移動調整することによって、前記載置部１９ａに載置された投光ファイバチップＬＴは、所望の位置に配置される。また、回転テーブル１６の回転角θ１を適宜回転調整することによって、載置部１９ａに載置された投光ファイバチップＬＴは、所望の向きに配置される。その結果、載置部１９ａに載置された投光ファイバチップＬＴの配置位置を調整することによって、Ｘ軸移動台５に載置した照射側コリメータレンズ６に向けて照射させることができる。
【００３５】
右側ステージの基台２の上面には、前後方向に延びたガイドレール２１が固着され、そのガイドレール２１に嵌合し同レール２１に沿って前後方向に移動可能な受光側Ｘ軸移動台２２が配置されている。受光側Ｘ軸移動台２２は、図示しない調整つまみを回すことによって、同受光側Ｘ軸移動台２２と前記基台２との間に設けた図示しない駆動機構を介して、前後方向に移動するようになっている。
【００３６】
また、受光側Ｘ軸移動台２２の上面は水平加工されるとともに、左右方向に延びたガイドレール２３が固着されている。
前記受光側Ｘ軸移動台２２の上面には、受光側Ｙ軸移動台２４が同Ｘ軸移動台２２に対して左右方向に移動可能に配置されている。受光側Ｙ軸移動台２４は、前記ガイドレール２３に嵌合し同レール２３に沿って左右方向に移動可能に受光側Ｘ軸移動台２２に対して配置されている。受光側Ｙ軸移動台２４は、受光側Ｘ軸移動台２２の右側面に設けた調整つまみ２５を回すことによって、同受光側Ｙ軸移動台２４と受光側Ｘ軸移動台２２との間に設けた図示しない駆動機構を介して、左右方向に移動するようになっている。
【００３７】
受光側Ｙ軸移動台２４の上面には、円環状の受光側回転テーブル２６が同Ｙ軸移動台２４に立設させた円柱状の支持台２７に対して水平回転可能に配置されている。受光側回転テーブル２６は、受光側Ｙ軸移動台２４の前側面に設けた調整つまみ２８を回すことによって、同回転テーブル２６と受光側Ｙ軸移動台２４との間に設けた図示しない駆動機構を介して、回転するようになっている。そして、受光側回転テーブル２６の受光側Ｙ軸移動台２４に対する回転角θ２は、回転テーブル２６の外周の受光側Ｙ軸移動台２４の上面に固着した目盛り盤２９によって計測することができるようになっている。
【００３８】
前記円柱状の支持台２７の上側には、回転台２７ａが同支持台２７に対して水平回転可能に配置されている。回転台２７ａは、図示しない調整つまみを回すことによって、同回転台２７ａと同支持台２７との間に設けた図示しない駆動機構を介して、回転するようになっている。そして、回転台２７ａの支持台２７に対する回転角θ３は、回転台２７ａ及び支持台２７の外周面に付した目盛りによって計測することができるようになっている。
【００３９】
同回転台２７ａの上面には、あおり台３１が設置されている。そのあおり台３１の上面には、第１の載置手段としてのＺ軸移動台３２が同あおり台３１の上面に対して上下方向に移動可能に、かつ、あおり回転可能（あおり台３１に対してＺ軸移動台３２が仰角をなす回転）に配置されている。Ｚ軸移動台３２は、前記あおり台３１の右側面に設けた調整つまみ３３を回すことによって、同Ｚ軸移動台３２とあおり台３１との間に設けた図示しない駆動機構を介して、あおり回転し、あおり角θ４が調整されるようになっている。そして、前記Ｚ軸移動台３２の上面一側には、固定板３４が固着されている。前記Ｚ軸移動台３２は、前記固定板３４の一側面に設けた調整つまみ３６を回すことによって、同Ｚ軸移動台３２とあおり台３１との間に設けた図示しない駆動機構を介して、上下方向に移動するようになっている。また、前記Ｚ軸移動台３２の前記あおり台３１に対するあおり角θ４は、調整つまみ３３に設けられた図示しない目盛りによって計測することができる。Ｚ軸移動台３２の上面には、被検出体としての回折格子Ｇが載置される。
【００４０】
従って、受光側Ｘ軸移動台２２を前後方向、受光側Ｙ軸移動台２４を左右方向及びＺ軸移動台３２を上下方向にそれぞれ適宜移動調整することによって、Ｚ軸移動台３２に載置された回折格子Ｇは、所望の位置に配置される。また、回転台２７ａの回転角θ３及びＺ軸移動台３２のあおり角θ４を適宜回転調整することによって、Ｚ軸移動台３２に載置された回折格子Ｇは、所望の向きに配置される。その結果、前記照射側コリメータレンズ６を介して投光ファイバチップＬＴから発せられた光を、回折格子Ｇの所定の位置に所定の角度で入射させることができる。
【００４１】
前記固定板３４の一側面には支持板３５がその一側面に対して垂直方向に移動可能に設けられている。支持板３５は、前記固定板３４の他側面に設けた図示しない調整つまみを回すことによって、同支持板３５と固定板３４との間に設けた図示しない駆動機構を介して、固定板３４の一側面に対して垂直方向に移動するようになっている。つまり、Ｚ軸移動台３２があおり回転しても回折格子Ｇは支持板３５に支えられ安定した配置が可能となる。
【００４２】
前記受光側回転テーブル２６の上面には、受光器支持アーム４１が同テーブル２６の上面に対して上下方向に移動可能に配置されている。受光器支持アーム４１は、同支持アーム４１に設けた図示しない調整つまみを回すことによって、同支持アーム４１と同回転テーブル２６との間に設けた図示しない駆動機構を介して、上下方向に移動するようになっている。受光器支持アーム４１の先端部は、内方に直角に屈折形成され、その屈折させて内方に延びた先端部を第３の載置手段としての載置部４１ａとしている。載置部４１ａは、その上面に受光側集光レンズ４２と受光手段としてのフォトダイオードＰＤが載置されている。従って、前記回転テーブル２６が回転すると、載置部４１ａは同回転テーブル２６に中心軸線を回転中心として旋回する。フォトダイオードＰＤは、光を受光しその光量（強度）に応じた値の電気信号（検知電流Ｉｍ）を出力し、該電気信号をパワーメータ５０に出力されるようになっている。
【００４３】
従って、受光側Ｘ軸移動台２２を前後方向、受光側Ｙ軸移動台２４を左右方向、受光器支持アーム４１を上下方向にそれぞれ適宜移動調整することによって、前記載置部４１ａに載置された受光側集光レンズ４２及びフォトダイオードＰＤは、所望の位置に配置される。また、回転テーブル２６の回転角θ２を適宜回転調整することによって、受光側集光レンズ４２及びフォトダイオードＰＤは、所望の向きに配置される。これによって、フォトダイオードＰＤは、前記回折格子Ｇに所定の角度で入射した光に対して所定の角度で反射する反射光を受光することができる。
【００４４】
このように構成された回折格子検査装置１は、パワーメータ５０を備えている。パワーメータ５０は、前記投光ファイバチップＬＴ及び前記フォトダイオードＰＤと電気的に接続され、投光ファイバチップＬＴに対して所定の光量で発光制御させるとともに、フォトダイオードＰＤからの前記電気信号（検知電流Ｉｍ）を入力する。パワーメータ５０は、その装置本体５１の前面に前記検知電流Ｉｍに応じた出力をデジタル表示する表示部５２と検知電流Ｉｍに応じた大きさの音を出力するスピーカ５３が設けられている。
【００４５】
次に、パワーメータ５０の電気的構成を図４に従って説明する。
前記フォトダイオードＰＤは、そのカソード電極がリード線Ｓ１を介してパワーメータ５０に設けられた電源投入スイッチＳＷ１の可動端子ＣＴ１に接続されている。電源投入スイッチＳＷ１は、第１接点ａ１と第２接点ａ２を有し、電源投入スイッチＳＷ１の切替動作によって、可動端子ＣＴ１が第１接点ａ１と第２接点ａ２のいずれかと接続される。前記第１接点ａ１は直流電源６１のプラス端子に接続されている。前記第２接点ａ２はグランドに接続されている。従って、電源投入スイッチＳＷ１が可動端子ＣＴ１を第１接点ａ１に接続されるように操作（電源投入側に操作）されると、前記フォトダイオードＰＤに直流電源６１から直流電圧Ｖｄｄが供給される。反対に、電源投入スイッチＳＷ１が可動端子ＣＴ１を第２接点ａ２に接続されるように操作（電源遮断側に操作）されると、前記フォトダイオードＰＤに直流電源６１からの直流電圧Ｖｄｄが供給されない。
【００４６】
一方、前記フォトダイオードＰＤのアノード電極は、リード線Ｓ２を介してパワーメータ５０に設けられたモード切替スイッチＳＷ２の可動端子ＣＴ２に接続されている。モード切替スイッチＳＷ２は、第１接点ｂ１と第２接点ｂ２を有し、モード切替スイッチＳＷ２の切替動作によって、可動端子ＣＴ２が第１接点ｂ１と第２接点ｂ２のいずれかと接続される。第１接点ｂ１は発信信号生成回路としての光軸検出回路６２に接続されている。また、第２接点ｂ２は計測回路としての光量測定回路６３に接続されている。従って、モード切替スイッチＳＷ２が可動端子ＣＴ２を第１接点ｂ１に接続するように操作（調整モード側に操作）されると、フォトダイオードＰＤは光軸検出回路６２に接続される。その結果、電源投入スイッチＳＷ１の可動端子ＣＴ１が第１接点ａ１に接続されているときは、フォトダイオードＰＤから検知信号としての検知電流Ｉｍが光軸検出回路６２に供給される。反対に、モード切替スイッチＳＷ２が可動端子ＣＴ２を第２接点ｂ２に接続するように操作（測定モード側に操作）されると、フォトダイオードＰＤは光量測定回路６３に接続される。その結果、前記電源投入スイッチＳＷ１の可動端子ＣＴ１が第１接点ａ１に接続されているときは、フォトダイオードＰＤからの検知電流Ｉｍが光量測定回路６３に供給されるようになっている。
【００４７】
光軸検出回路６２は、充電回路６４及び可聴音発生回路６５を備えている。
充電回路６４は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２及びコンデンサＣａとから構成されている。充電回路６４は、前記フォトダイオードＰＤから出力される検知電流Ｉｍを第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣａに充電する。第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２及びコンデンサＣａの各値によって、コンデンサＣａに電荷を充電する際の時定数が決定される。そして、前記コンデンサＣａの充電電圧Ｖｍは、可聴音発生回路６５に出力される。
【００４８】
可聴音発生回路６５は、第１〜第３基準抵抗Ｒｋ１〜Ｒｋ３と、２個の第１及び第２コンパレータ６６，６７、制御回路６８及び充放電制御用のトランジスタ６９を備えている。基準電圧生成回路を構成する第１〜第３基準抵抗Ｒｋ１〜Ｒｋ３は直列に接続され、前記直流電源６１からの直流電圧Ｖｄｄが印加されるようになっている。そして、第１基準抵抗Ｒｋ１と第２基準抵抗Ｒｋ２と接続点Ｐ１から第１基準電圧Ｖｋ１を出力し、第２基準抵抗Ｒｋ２と第３基準抵抗Ｒｋ３と接続点Ｐ２から前記第１基準電圧Ｖｋ１より低い電圧の第２基準電圧Ｖｋ２を出力するようになっている。
【００４９】
第１コンパレータ６６は、前記第１基準電圧Ｖｋ１と前記コンデンサＣａの充電電圧Ｖｍを入力し比較する。第１コンパレータ６６は、充電電圧Ｖｍが第１基準電圧Ｖｋ１未満のときにはＬレベル（低電位）、充電電圧Ｖｍが第１基準電圧Ｖｋ１以上のときには、Ｈレベルの（高電位）の第１比較信号ＳＧ１を出力する。
【００５０】
第２コンパレータ６７は、前記第２基準電圧Ｖｋ２と前記充電電圧Ｖｍを入力し比較する。第２コンパレータ５７は、充電電圧Ｖｍが第２基準電圧Ｖｋ２未満のときにはＬレベル、充電電圧Ｖｍが第２基準電圧Ｖｋ２以上のときには、Ｈレベルの第２比較信号ＳＧ２を出力する。
【００５１】
制御回路６８は、前記第１及び第２コンパレータ６６、６７からの第１及び第２比較信号ＳＧ１，ＳＧ２をそれぞれ入力する。そして、制御回路６８は、第２比較信号ＳＧ２がＬレベルとなって第１及び第２比較信号ＳＧ１，ＳＧ２が共にＨレベルになるとＬレベルからＨレベルに、第１比較信号ＳＧ１がＨレベルになって第１及び第２比較信号ＳＧ１，ＳＧ２が共にＬレベルになるとＨレベルからＬレベルとなる充放電制御信号ＳＣを出力する。
【００５２】
充放電制御信号ＳＣは、充放電制御用のトランジスタ６９のベース端子に出力される。トランジスタ６９のコレクタ端子は前記充電回路６４に設けた第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の接続点Ｐ３と接続されている。又、トランジスタ６９のエミッタは、直流電源６１のマイナス端子に接続されている。
【００５３】
従って、トランジスタ６９は、ベースにＨレベルの充放電制御信号ＳＣが入力されると、オンし前記コンデンサＣａに充電された電荷を第２抵抗Ｒ２及びトランジスタ６９を介して放電する。反対に、トランジスタ６９は、ベースにＬレベルの充放電制御信号ＳＣが入力されると、オフし前記検知電流ＩｍのコンデンサＣａへの充電を可能にする。
【００５４】
つまり、図５に示したように、コンデンサＣａへの充電が開始され充電電圧Ｖｍが第１基準電圧Ｖｋ１以上になるまで、トランジスタ６９はオフ状態が保持され充電が行われる。そして、充電電圧Ｖｍが第１基準電圧Ｖｋ１に到達すると。トランジスタ６９はオンし、放電が開始される。放電が開始され充電電圧Ｖｍが第２基準電圧Ｖｋ２以下になるまで、トランジスタ６９はオン状態が保持され放電が行われる。そして、充電電圧Ｖｍが第２基準電圧Ｖｋ２に到達すると、トランジスタ６９はオフし、充電が開始される。
【００５５】
充電電圧Ｖｍが第１基準電圧Ｖｋ１以上になるまでの充電時間Ｔ１と充電電圧Ｖｍが第２基準電圧Ｖｋ２以下になるまでの放電時間Ｔ２からなる充放電時間Ｔ０（＝Ｔ１＋Ｔ２）は、検知電流Ｉｍ、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２及びコンデンサＣａの各値によって決定される。詳しくは、充電時間Ｔ１は、検知電流Ｉｍ、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２及びコンデンサＣａの各値によって決定される。
【００５６】
本実施形態では、前記直流電源６１の直流電圧Ｖｄｄは１５ボルトである。また、前記フォトダイオードＰＤは、その最大許容電流Ｉｍｍａｘは３２０マイクロアンペアである。そのため、前記充電回路６４に備えられた前記第１抵抗Ｒ１によって、フォトダイオードＰＤが大量の光を受光した時の、フォトダイオードＰＤに最大許容電流Ｉｍｍａｘの３２０マイクロアンペアが流れないように制限する。この場合、第１抵抗Ｒ１の抵抗値（＝Ｖｄｄ／Ｉｍａｘ）は、ほぼ４７キロオームとなる。
【００５７】
また、前記充電回路６４に備えられた前記第２抵抗Ｒ２の抵抗値は２０キロオームであり、前記コンデンサＣａの容量は、３３００ピコファラッドである。
さらに、前記第１〜第３基準抵抗Ｒｋ１〜Ｒｋ３の各抵抗値は、共に同じ値にしている。従って、本実施形態では、第１コンパレータ６６に供給される第１基準電圧Ｖｋ１は、１０ボルト（＝（１５／３）×２）となり、第２コンパレータ６７に供給される第２基準電圧Ｖｋ２は、５ボルト（＝１５／３）となる。
【００５８】
従って、図５に示すように、充電回路６４のコンデンサＣａは、充電電圧Ｖｍが１０ボルトと５ボルトの間で充放電を行うことになり、充電時間Ｔ１が放電時間Ｔ２より長くなるように設定されている。そして、放電時間Ｔ２は、一定であるが、充電時間Ｔ１は検知電流Ｉｍによって変化する。つまり、検知電流Ｉｍが小さいと、充電時間Ｔ１は長くなり、検知電流Ｉｍが大きいと図６に示すように充電時間Ｔ１は短くなる。従って、この充放電の周期、すなわち、充放電制御信号ＳＣの周期は、検知電流Ｉｍが大きいほど、短くなる。言い換えると、前記フォトダイオードＰＤが光を受光した時、その強度が大きければ大きいほど検知電流Ｉｍも比例して大きくなり周期も短くなる。
【００５９】
又、制御回路６８は、前記充放電制御信号ＳＣと相補信号の関係にある発信信号ＳＳを生成する。従って発信信号ＳＳは、充放電制御信号ＳＣと同じ光を受光した時の強度に対応した周期の信号となる。この発信信号ＳＳは、カップリングコンデンサＣｂを介して前記装置本体５１の前面に設けたスピーカ５３に出力されている。
【００６０】
本実施形態では、前記スピーカ５３は、３キロヘルツの圧電スピーカを使用している。そして、スピーカ５３は、前記発信信号ＳＳを入力すると、その発信信号ＳＳの発信周期を持った可聴音を出力する。つまり、発信信号ＳＳの周期が長いと、発信音が間欠的になる。反対に、発信信号ＳＳの周期が短くなればなるほど間欠期間が短くなり、やがて周波数の高い連続音となる。
【００６１】
なお、第１基準抵抗Ｒｋ１と第２基準抵抗Ｒｋ２との接続点Ｐ１と直流電源６１のマイナス端子との間にはノイズ吸収用のコンデンサＣｃが接続されている。次に、光量測定回路６３について説明する。光量測定回路６３は、Ｉ／Ｖ変換器７１及びＡ／Ｄ変換器７２を備えている。Ｉ／Ｖ変換器７１は、オペアンプ７３、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣｄを有し、並列に接続された抵抗Ｒ３とコンデンサＣｄとがオペアンプ７３のマイナス端子と出力端子間に接続されている。オペアンプ７３のマイナス端子は、前記モード切替スイッチＳＷ２の第２接点ｂ２に接続され、プラス端子はグランドに接続されている。このように構成されたＩ／Ｖ変換器７１は、前記フォトダイオードＰＤからの検知電流Ｉｍを入力すると、その検知電流Ｉｍの値に相対した値の電圧を次段のＡ／Ｄ変換器７２に出力する。
【００６２】
Ａ／Ｄ変換器７２は、Ｉ／Ｖ変換器７１からの検知電流Ｉｍの値に相対した値の電圧をデジタル変換し、前記検知電流Ｉｍをデジタル値に置き換えて前記装置本体５１の前面に設けた表示部５２にデジタル表示するようになっている。
【００６３】
次に、前記回折格子検査装置１を用いて、被検出体としての回折格子Ｇを計測する方法について説明する。
図２に示すように、前記回折格子検査装置１に設けられた投光ファイバチップＬＴ、照射側コリメータレンズ６、受光側集光レンズ４２、フォトダイオードＰＤの各部を目視により、直線上になるように配置する。
【００６４】
次に、パワーメータ５０の電源投入スイッチＳＷ１を電源投入側に操作して、直流電源６１から直流電圧ＶｄｄをフォトダイオードＰＤに供給させる。また、モード切替スイッチＳＷ２を調整モード側に操作してフォトダイオードＰＤからの検知電流Ｉｍが光軸検出回路６２に出力される状態にする。そして、投光ファイバチップＬＴに対して電源を投入して、同ファイバチップＬＴを発光させて、その光を照射側コリメータレンズ６及び受光側集光レンズ４２を介してフォトダイオードＰＤに向けて照射する。
【００６５】
このとき、フォトダイオードＰＤが、光を受光すると、スピーカ５３から受光した光の強度に応じた周波数の可聴音が継続して出力される。この可聴音を聞きながら、その可聴音が最も高い周波数の連続音となるように、回折格子検査装置１の前記各部の位置調整を行う。そして、可聴音が最も高い周波数の連続音となるように位置調整されると、投光ファイバチップＬＴ、照射側コリメータレンズ６、受光側集光レンズ４２及びフォトダイオードＰＤの光軸が最適に調整されたことになる。
【００６６】
次に、この状態から、モード切替スイッチＳＷ２を測定モード側に切替操作して、フォトダイオードＰＤからの検知電流Ｉｍが光量測定回路６３に出力される状態にする。これによって、パワーメータ５０の表示部５２にフォトダイオードＰＤが照射側コリメータレンズ６及び受光側集光レンズ４２を介して受光した光の強度が表示される。
【００６７】
次に、Ｚ軸移動台３２に被検出体としての回折格子Ｇを載置する。そして、照射側コリメータレンズ６を介して照射される投光ファイバチップＬＴからの光が所定の角度で回折格子Ｇに入射されるようにＺ軸移動台３２を位置調整する。続いて、図３に示すように、回折格子Ｇに入射された光の反射光を受光するための、フォトダイオードＰＤの位置調整を行う。
【００６８】
まず、モード切替スイッチＳＷ２を調整モード側に切替操作してフォトダイオードＰＤからの検知電流Ｉｍが光軸検出回路６２に出力される状態にした後、前記調整つまみ２８を回して前記回転テーブル２６を回転させフォトダイオードＰＤの受光角度となる回転角θ２を調整する。次に、前記図示しない調整つまみを回して前記回転台２７ａを回転させ回折格子Ｇの受光角度となる回転角θ３を調整する。さらに、前記調整つまみ３６を回して前記Ｚ軸移動台３２を移動させ、回折格子Ｇの上下方向の位置調整を行い、前記調整つまみ３３を回して前記Ｚ軸移動台３２を回転させ回折格子Ｇの受光角度となるあおり角θ４の調整を行う。この場合にも、スピーカ５３からの可聴音を聞きながら、その可聴音が最も高い周波数の連続音となるように、フォトダイオードＰＤの位置調整を行う。そして、可聴音が最も高い周波数の連続音となるように位置調整されると、投光ファイバチップＬＴ、照射側コリメータレンズ６、受光側集光レンズ４２、回折格子Ｇ及びフォトダイオードＰＤの光軸が最適に調整されたことになる。
【００６９】
次に、この状態から、モード切替スイッチＳＷ２を測定モード側に切替操作して、フォトダイオードＰＤからの検知電流Ｉｍが光量測定回路６３に出力される状態にする。これによって、パワーメータ５０の表示部５２に回折格子Ｇによる反射光の光の強度が表示される。
【００７０】
これによって、この反射光の強度と、先に求めた直接受光した光の強度との比や、入射角度に対する反射角を精度よく測定することができる。
以上のように構成された本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００７１】
・前記スピーカ５３から出力される可聴音を聞きながら、その可聴音の周期が最も短くなり、周波数の高い連続音となるように回折格子検査装置１を調整し配置することによって、フォトダイオードＰＤは、光線の強度が最も強くなる配置位置で受光できるようにした。従って、回折格子検査装置１の調整の際にパワーメータの表示部に視線を頻繁に移動させる必要が無く、手探り状態での作業から解放され、迅速かつ容易に調整ができ、その結果、最適調整の個人差も軽減される。
【００７２】
・載置部１９ａ、Ｚ軸移動台３２、を移動可能としたことによって、前記回折格子Ｇの所望のピッチ角に対して光を照射でき、載置部４１ａを移動可能にしたことによって反射光を適確に受光でき、偏光特性についても計測することができる。
【００７３】
なお、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
・上記実施形態では、被検出体を回折格子Ｇとしたが、被検出体を光フィルタ、ミラー、スプリッタ等の光学素子に変更してもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、回折格子検査装置１としたが、他の光学系評価装置又は、光学系光軸調整装置に応用してもよい。
・上記実施形態では、スピーカ５３は、発信信号ＳＳを入力しその発信周期を持った可聴音を出力したが、前記Ｉ／Ｖ変換器７１にＶ／Ｆ変換器を接続しスピーカ５３に発信周期を有する信号を供給し可聴音を出力するように変更してもよい。
【００７５】
・上記実施形態では、照射側コリメータレンズ６を用いたが、発光手段として投光ファイバチップＬＴとコリメータレンズとが一体となっているものを用い、照射側コリメータレンズ６を用いないで実施してもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、照射側コリメータレンズ６及び受光側集光レンズ４２を用いたが、投光ファイバチップＬＴから照射される照射光、又はその反射光の光束が被検出体及び受光フォトダイオードＰＤの受光面積より狭いとき用いなくてもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、受光した光の強度に応じた周期を有する可聴音を生成したが、強弱の異なる可聴音を生成してもよい。
・上記実施形態では、フォトダイオードＰＤを用いたが、これを複数のフォトダイオードから構成されるフォトダイオードアレイに変更してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜７に記載の発明によれば、パワーメータの表示部を目視することなく、光量測定においての光軸調整が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の回折格子検査装置の構成を説明するための斜視図。
【図２】本実施形態の回折格子検査装置の作用を説明するための平面図。
【図３】本実施形態の回折格子検査装置の作用を説明するための平面図。
【図４】本実施形態のパワーメータの電気的構成図。
【図５】本実施形態の光軸検出回路の充電電圧、充放電制御信号及び発信信号の波形図。
【図６】本実施形態の光軸検出回路の充電電圧、充放電制御信号及び発信信号の波形図
【符号の説明】
１…光量測定装置としての回折格子検査装置、５…第４の載置手段としてのＸ軸移動台、６…照射側コリメータレンズ、１９ａ…第２の載置手段としての載置部、３２…第１の載置手段としてのＺ軸移動台、４１ａ…第３の載置手段としての載置部、４２…受光側集光レンズ、５０…パワーメータ、５３…スピーカ、６３…計測回路としての光量測定回路、６４…発信信号生成回路を構成する充電回路、６５…発信信号生成回路を構成する可聴音発生回路、Ｇ…被検出体としての回折格子、Ｉｍ…検知信号としての検知電流、ＬＴ…発光手段としての投光ファイバチップ、ＰＤ…受光手段としてのフォトダイオード、ＳＳ…発信信号。
【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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