(57)【要約】【課題】パターンドガラス基板の透過率を高い信頼度で測定することのできる透過率測定装置を提供する。【解決手段】本発明は、パターンドガラス基板の透過率測定装置であって、レーザービームを放射するレーザービーム照射部と、レーザービーム照射部から放射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）を反射する反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）と、反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）で反射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）をコリメートするコリメーションレンズと、コリメーションレンズでコリメートされたレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズを拡大するビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）と、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板を透過したレーザービーム（ｂｅａｍ）を受光する受光部を含むディテクターと、ディテクターで受光されたレーザービーム（ｂｅａｍ）を利用してパターンドガラス基板の透過率を測定する測定部とを含む。【選択図】図４
2012141311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを放射するレーザービーム照射部；
前記レーザービーム照射部から放射されたレーザービーム（ｂｅａｍ）をコリメートするコリメーションレンズ；
前記コリメーションレンズでコリメートされたレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズを拡大するビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）；
前記ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板を透過したレーザービーム（ｂｅａｍ）を受光する受光部を含むディテクター；及び、
前記ディテクターで受光されたレーザービーム（ｂｅａｍ）を利用して前記パターンドガラス基板の透過率を測定する測定部；
を含むことを特徴とするパターンドガラス基板の透過率測定装置。
【請求項２】
前記レーザービーム照射部から照射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）の波長は、５５０ｎｍの短波長であることを特徴とする、請求項１記載のパターンドガラス基板の透過率測定装置。
【請求項３】
前記ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）は、パターンドガラス基板に入射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズが少なくとも前記パターンドガラス基板のパターン１０個に入射されるサイズとなるようにレーザービームを拡大することを特徴とする、請求項１記載のパターンドガラス基板の透過率測定装置。
【請求項４】
前記ディテクターの受光部のサイズは、
前記ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板に入射するレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズより最小２倍以上大きいことを特徴とする、請求項１記載のパターンドガラス基板の透過率測定装置。
【請求項５】
前記レーザービーム照射部から放射されたレーザービームを前記コリメーションレンズへ反射するミラーをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載のパターンドガラス基板の透過率測定装置。
【請求項６】
前記パターンドガラス基板の透過率測定装置が、
前記反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）で反射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）に含まれたノイズを除去するノイズ除去フィルター；
をさらに含むことを特徴とする、請求項５記載のパターンドガラス基板の透過率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過率測定装置に関し、より詳細には、パターンドガラス基板の透過率を測定することのできる比較的単純な透過率測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、エネルギー資源の不足や環境汚染の対策として、高効率光電池モジュールの開発が大規模に行われている。光電池モジュール（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｍｏｄｕｌｅ）の場合、カバー基板、たとえばガラス基板の透過率は、光電池モジュールの効率に影響を与える。これにより、ガラス基板の組成比を利用して内部吸収率を最小化したり、コーティングによって透過率を向上させたりする等、透過率の向上のために多くの研究開発が進められている。一方、ガラス基板の透過率向上のために、ガラス基板の光入射面に２Ｄアレイパターニング（Ａｒｒａｙ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）をしてパターンを形成したりもする。
【０００３】
現在、パターンドガラス基板は、光電池モジュール（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｍｏｄｕｌｅ）だけでなく、平板ディスプレイ装置に広く使用されている。ガラス基板を生産する企業では、パターンドガラス基板の製造工程中に、光を照射して、連続的に生産されるパターンドガラス基板の透過率をリアルタイムで精密検査している。
【０００４】
従来、パターンドガラス基板の透過率を測定するために使用される装置としては、分光計（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）がある。ところで、ＩＳＯ  ９０５０国際標準によると、太陽光によるガラス基板の透過率は、波長ごとの透過率に測定用標準光源（Ｄ６５）と測定計の波長ごとの感度加重値とを乗じて計算するよう規定している。これにより、従来の分光計（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光波長の光をすべて受光した後、処理過程を経て波長ごとの透過率で示すように具現される。すなわち、従来の分光計（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を利用してガラス基板の透過率を測定するためには、関心対象の波長ごとの透過率がすべて必要となる。
【０００５】
図１は、従来のパターンドガラス基板の透過率を測定する分光計において、入射光を受光する過程を説明するための例示図であり、図２は、パターンドガラス基板にレーザービーム（ｂｅａｍ）が通過した後に拡散したレーザービーム（ｂｅａｍ）の形状を図示したものである。ここで、参照符号２０は積分球、２１は光を受光するディテクターである。図２のａ）は、パターンドガラス基板にレーザービーム（ｂｅａｍ）が通過した後に拡散したレーザービーム（ｂｅａｍ）の形状を図示したもの、図２のｂ）は、パターンのないガラス基板にレーザービーム（ｂｅａｍ）が通過した後に拡散したレーザービーム（ｂｅａｍ）の形状を図示したものである。
【０００６】
図１に示したところのように、従来の分光計（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）は、入射光がパターンドガラス基板１１透過後の拡散が大きく、パターンドガラス基板の透過率を正確に測定することができない。これは、図２のａ）から分かるとおり、入射光がパターンドガラス基板を透過した後の拡散が激しい場合、積分球２０に含まれるディテクター２１において光を受光することができない場合が発生するためである。これにより、従来の分光計を利用してパターンドガラス基板の透過率を測定する場合、その結果を信頼することができないという問題点がある。また、パターンドガラス基板の透過率が低く評価されるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、パターンドガラス基板の透過率を高い信頼度で測定することのできる透過率測定装置を提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、透過後の拡散が激しいパターンドガラス基板の透過率の低評価を防止することのできる透過率測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような目的を達成するために、本発明の一様相に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置は、レーザービームを放射するレーザービーム照射部と、レーザービーム（ｂｅａｍ）をコリメートするコリメーションレンズと、コリメーションレンズでコリメートされたレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズを拡大するビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）と、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板を透過したレーザービーム（ｂｅａｍ）を受光する受光部を含むディテクターと、ディテクターで受光されたレーザービーム（ｂｅａｍ）を利用してパターンドガラス基板の透過率を測定する測定部とを含む。
【００１０】
本発明の付加的な様相に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置は、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板に入射するレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズは、少なくとも、パターンドガラス基板のパターン１０個に入射されるサイズであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
前述した構成によれば、本発明のパターンドガラス基板の透過率測定装置は、レーザービーム照射部と、反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）と、コリメーションレンズと、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）と、ディテクターと、測定部とを含み、また、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板に入射するレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズは、少なくともパターンドガラス基板のパターン１０個に入射されるサイズで具現されることにより、入射光が透過する場合に拡散の激しいパターンドガラス基板に対する透過率を、高い信頼度で測定することができる有用な効果がある。
【００１２】
また、本発明のパターンドガラス基板の透過率測定装置は、複雑な波長分離光学系を使用する必要がなく、波長加重値が最大である短波長を使用して代表透過率を測定するように具現され、比較的単純に製作することができ、装置の製作費用を下げることができる有用な効果がある。
【００１３】
また、本発明のパターンドガラス基板の透過率測定装置は、装置を小型化して、実際のガラス基板の製造工程における透過率検収過程に適用することができる有用な効果がある。
【００１４】
また、本発明のパターンドガラス基板の透過率測定装置は、太陽電池用カバーガラスの透過率測定装置として活用することができる有用な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のパターンドガラス基板の透過率を測定する分光計において、入射光を受光する過程を説明するための例示図である。
【図２】パターンドガラス基板にレーザービーム（ｂｅａｍ）が通過した後に拡散したレーザービーム（ｂｅａｍ）の形状を図示したものである。
【図３】ＩＳＯ  ９０５０国際標準で提示する波長別加重値を説明するための例示図である。
【図４】本発明の一実施例に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置の構成を図示したものである。
【図５】本発明に係る透過率測定装置に使用されるディテクターの特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して前述した、そして追加的な様相について、後述する好適な実施例を通じて、本発明を当業者が容易に理解し、再現することができるよう、詳細に説明することとする。
【００１７】
図３は、ＩＳＯ  ９０５０国際標準で提示する波長別加重値を説明するための例示図である。
【００１８】
ＩＳＯ  ９０５０国際標準によると、太陽光によるガラス基板の透過率は、波長ごとの透過率に測定用標準光源（Ｄ６５）と測定系の波長ごとの感度加重値を乗じて計算するよう規定している。これにより、従来の分光計（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光波長の光をすべて受光した後、処理過程を経て波長ごとの透過率で示すように具現される。ところが、ＩＳＯ  ９０５０国際標準の計算法で透過率を計算すると、加重値が低い波長における透過率はほぼ０に近く、透過率に大きく反映されない。
【００１９】
表１は、パターンのない平らなガラス基板に対する透過率をＩＳＯ  ９０５０国際標準の計算法で測定したデータと、最大加重値の波長、たとえば５５０ｎｍにおける透過率を測定したデータである。
【表１】
2012141311.tif 000003
【００２０】
表１から分かるように、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光波長を受光した後に計算されたＩＳＯ  ９０５０透過率と、最大加重値の波長のみを受光した後に計算された透過率を比較してみると、その差が約０．０５％未満で非常に小さいことを知ることができる。
【００２１】
このため、本発明に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置は、波長ごとの加重値が最大の波長、たとえば５５０ｎｍにおける透過率を測定する、比較的単純な透過率測定装置により具現される。
【００２２】
図４は、本発明の一実施例に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置の構成を図示したものである。
【００２３】
図示したところのように、本実施例に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置は、レーザービーム照射部４１と、反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）４２と、コリメーションレンズ（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ  ｌｅｎｓ）４４と、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）４５と、ディテクター４７と、測定部４８とを含む。
【００２４】
レーザービーム照射部４１は、レーザービームを放射する。一例として、レーザービーム照射部４１は、レーザービームを生成するレーザー発振器と、レーザービームを反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）４２へ誘導する照射部と、レーザー発振器を制御する制御部とを含んで具現することができる。たとえば、レーザービーム照射部４１は、ヤグ（ＹＡＧ）レーザー、イルフ（ＹＬＦ）レーザー、バナデート（ＹＶＯ４）レーザーのうちいずれか一つにより具現することができる。レーザービーム照射部４１から照射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）の波長は、波長ごとの加重値が最大の波長、たとえば、５５０ｎｍの短波長であることが好ましい。
【００２５】
反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）４２は、レーザービーム照射部４１から放射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）を反射する。コリメーションレンズ４４は、反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）４２から反射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）をコリメートする。
【００２６】
ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）４５は、コリメーションレンズ４４でコリメートされたレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズを拡大する装置であり、作業者に多様なパターンのサイズと形状を有するパターンドガラス基板４６の透過率を測定することができるようにする。
【００２７】
ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大した後、パターンドガラス基板４６に入射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズは、透過率測定の変数を除去して正確な透過率の測定が行われるよう、パターンドガラス基板４６のパターン１０個に入射されるサイズであることが好ましい。
【００２８】
ここで、パターンドガラス基板４６は、大部分の場合、ガラスが使用されており、一部アクリル、ポリカーボネート、フッ素樹脂等の合成樹脂が利用されている例があるが、宇宙用或いは民生用に限定されている。パターンドガラス基板４６は、それ自体の反射損失を最大限減らすために、表面反射率の低い低鉄分強化ガラスを主に使用する。
【００２９】
ディテクター４７は、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）４５で拡大された後にパターンドガラス基板４６を透過したレーザービーム（ｂｅａｍ）を受光する。ディテクター４７は、受光部、信号処理部を含んで具現される。ディテクター４７の受光部のサイズは、受光損失の防止のために、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）４５で拡大された後にパターンドガラス基板４６に入射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズよりも最小２倍以上大きいことが好ましい。
【００３０】
ディテクター４７は、パターンドガラス基板４６を透過したレーザービーム（ｂｅａｍ）の損失（ｌｏｓｓ）が発生しないよう、最大限パターンドガラス基板４６のすぐ後端に密着設置されることが好ましい。一例として、ディテクター４７のサイズとパターンドガラス基板４６との間の最適な位置は、シミュレーションにより最適化することができる。
【００３１】
測定部４８は、ディテクター４７で受光されたレーザービーム（ｂｅａｍ）を利用してパターンドガラス基板の透過率を測定する。
【００３２】
他の実施例において、本発明に係るパターンドガラス基板の透過率測定装置は、ノイズ除去フィルター４３をさらに含んで具現することができる。ノイズ除去フィルター４３は、反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）４２で反射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）に含まれたノイズを除去する。これにより、測定部４８における信号ノイズによる透過率の測定誤差を減らすことができる。
【００３３】
図５は、本発明に係る透過率測定装置に使用されるディテクターの特性を示すグラフである。ここで、パターンドガラス基板一つのパターンの長さは０．５ｍｍであり、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大された後にパターンドガラス基板に入射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）が少なくともパターンドガラス基板のパターン１０個に入射されるよう、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）を調節した。
【００３４】
まず、図５のａ）は、ディテクターの受光部のサイズと透過率についてのグラフである。ディテクターの受光部のサイズが１０ｍｍ以上の場合、パターンドガラス基板の透過率は９０％以上であることを示している。これにより、本発明に使用されるディテクターの受光部のサイズは、ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）で拡大した後にパターンドガラス基板に入射されるレーザービーム（ｂｅａｍ）のサイズ５ｍｍより最小２倍以上であることが好ましいことを知ることができる。
【００３５】
図５のｂ）は、ディテクター−パターンドガラス基板間の位置と透過率についてのグラフである。ディテクターとパターンドガラス基板間の距離が５ｍｍ以下である場合、パターンドガラス基板の透過率は、９２．５％以上であることを示している。これにより、本発明に使用されるディテクターは、パターンドガラス基板を透過したレーザービーム（ｂｅａｍ）の損失（ｌｏｓｓ）が発生しないよう、最大限パターンドガラス基板のすぐ後端に密着設置されることが好ましいことを知ることができる。
【００３６】
これまで、本明細書においては、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に理解し、再現することができるよう、図面に示した実施例を参考に説明してきたが、これは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の実施例から多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解することができよう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲によってのみ定められるべきであろう。
【符号の説明】
【００３７】
４１  レーザービーム照射部
４２  反射ミラー（ｍｉｒｒｏｒ）
４３  ノイズ除去フィルター
４４  コリメーションレンズ
４５  ビーム拡大器（ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ）
４６  パターンドガラス基板
４７  ディテクター
４８  測定部
【図１】
2012141311.tif 000004
【図３】
2012141311.tif 000005
【図４】
2012141311.tif 000006
【図５】
2012141311.tif 000007
【図２】
2012141311.tif 000008