CN102053094A - 光学材料的内部状态的检查方法以及光学元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种能够使用长度短的检查系统且确保广视野、能够正确检查光学材料内部状态的检查方法、以及在短时间内能够制造高品质光学元件的光学元件的制造方法。本发明所涉及的对光学材料OM的内部状态进行检查的检查方法，包括：将来自光源21的漫射光照射到光学材料OM上，基于透射该光学材料OM的透射光，来检查光学材料OM的内部状态的工序。

Description

光学材料的内部状态的检查方法以及光学元件的制造方法

技术领域

本发明涉及光学材料的内部状态的检查方法以及光学元件的制造方法。

背景技术

以往，光学材料的内部状态(例如脉纹)的检查，是采用纹影法而进行的，即在光学材料上照射用瞄准镜平行后的光束，再用成像透镜会聚透射光，通过配置于焦点附近的刃形支承(knife-edge)，得到具有优异反差的像(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平10-239236号公报

发明内容

但是，由于在以往的方法中，图像中会出现如图8所示的叠影、反射光斑混在一起、或者灰尘被放大映射出的情况，因此存在妨碍正确检查光学材料内部状态的问题。此外，由于生成的图像视野狭小，因此在特定范围持续检查内部状态则需要较长时间。如果想要扩大图像的视野，则应该增加检查系统的长度，为了抑制检查系统的长度，如果用镜子反射光，则生成的图像容易模糊。

本发明是鉴于以上情况而完成的，目的在于提供能够使用长度短的检查系统且确保广视野，能够正确检查光学材料的内部状态的检查方法、以及在短时间内能够制造高品质光学元件的光学元件的制造方法。

本发明人发现，通过使照射光学材料的光为漫射光，将透射光会聚后进行成像，能够使用长度短的检查系统且确保广视野，能够正确检查光学材料的内部状态，从而完成了本发明。具体而言，本发明提供以下方案。

(1)一种检查光学材料的内部状态的检查方法，该检查方法包括以下工序：

向光学材料照射漫射光，基于透射该光学材料的透射光，来检查所述光学材料的内部状态。

(2)如(1)所述的检查方法，其包括将所述透射光用会聚透镜进行会聚，然后基于在成像透镜中所成的像，来检查所述光学材料的内部状态的工序。

(3)如(2)所述的检查方法，其进一步包括对所述会聚透镜和所述成像透镜中的至少一方的形态进行调节的工序。

(4)如(3)所述的检查方法，其中，所述形态的调节是不改变所述会聚透镜和所述成像透镜相对于所述光学材料的位置来进行的。

(5)如(2)至(4)中任一项所述的检查方法，其中，所述会聚透镜具有平面凸透镜。

(6)如(2)至(5)中任一项所述的检查方法，其中，所述会聚透镜具有45mm以上的有效直径。

(7)如(2)至(6)中任一项所述的检查方法，其中，所述成像透镜是凹凸透镜。

(8)如(1)至(7)中任一项所述的检查方法，其中，所述光学材料的内部状态的检查，是通过将会聚的透射光转换为电子信号来进行的。

(9)如(8)所述的检查方法，其中，向所述电子信号的转换是采用CMOS来进行的。

(10)如(1)至(9)中任一项所述的检查方法，其进一步包括对所述光学材料的形态和高度进行调节的工序。

(11)如(10)所述的检查方法，其中，所述光学材料的形态的调节，是使用载置台和连接部件，通过使抵接面和被抵接面以磁性连接状态滑动来进行的；所述载置台载置有所述光学材料并且具有局部球面形状的所述抵接面；所述连接部件具有与所述抵接面呈对称形状且具有能够与所述抵接面磁性连接的所述被抵接面。

(12)如(1)至(11)中任一项所述的检查方法，所述光学材料的内部状态是含有脉纹的程度。

(13)一种光学元件的制造方法，其包括以下工序：使用如(1)至(12)中任一项所述的检查方法，对作为光学元件的候补体的光学材料的内部状态进行检查，根据该内部状态满足特定基准，来从所述候补体中挑选光学元件。

根据本发明，通过使照射光学材料的光为漫射光，将透射光会聚后进行成像，能够使用长度短的检查系统且确保广视野，能够正确检查光学材料的内部状态。

附图说明

图1是用于进行本发明一个实施方式的检查方法的检查系统的侧视图。

图2是图1的检查系统的平面图。

图3是构成图1的检查系统的会聚透镜的主视图。

图4是图1的形态调节部的局部放大断面图。

图5是表示使用本发明的一个实施例的检查方法所产生的图像的照片。

图6是表示使用比较例的检查方法所产生的图像的照片。

图7是表示使用本发明另一个实施例的检查方法所生成的图像的照片。

图8是表示使用比较例所涉及的检查方法所产生的图像的照片。

符号说明

10检查系统

20光照射部

21光源

23光源支承部

30定位部

31台部

34伸缩部

35形态调节部

351支承轴

352抵接面

353连接部件

354被抵接面

36磁屏蔽板

40会聚部

41会聚透镜

43会聚支承部

45框体

46旋转轴

47凸缘部

50成像部

51成像透镜

53成像支承部

60检测部

61目镜

62照相机

63目镜支承部

64照相机支承部

70显示部

OM光学材料

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的检查方法进行说明。

图1是用于进行本发明的一个实施方式所涉及的检查方法的检查系统10的侧视图，图2是图1的检查系统10的平面图。检查系统10包括：照射光的光照射部20、对光学材料OM进行定位的定位部30、对光进行会聚的会聚部40、进行成像的成像部50、对图像进行检测的检测部60以及显示图像的显示部70。

本发明所涉及的检查方法包括以下工序：将从光照射部20的光源21发出的漫射光，照射在载置于定位部30的台部31上的光学材料OM上，再将透射该光学材料OM的透射光，用会聚部40的会聚透镜41进行会聚，然后将成像部50的成像透镜51中所成的像用检测部60的照相机62进行检测，最后基于该所成的像来检查光学材料OM的内部状态。与用会聚透镜将漫射光平行化后照射光学材料的现有检查方法不同，本发明中照射光学材料的是漫射光，并且透射光被会聚。由此，能够使用长度短的检查系统10且确保广视野，能够正确地检查光学材料OM的内部状态。应予说明，本说明书中检查系统的长度是指检查系统的尺寸中最长的长度，通常是指自光照射部至检测部的距离。

光源21由光源支承部23支承，台部31由伸缩部34、形态调节部35以及磁屏蔽板36支承，会聚透镜41由会聚支承部43支承，成像透镜51由成像支承部53支承，目镜61由目镜支承部63支承，照相机62由照相机支承部64支承，调节光源21、会聚透镜41、成像透镜51、目镜61以及照相机62的高度，使它们位于同一光路上。并且，台部31、会聚透镜41、成像透镜51、目镜61以及照相机62上分别设置有距离调节部33、48、57、67、68，能够适当调节相互之间的距离，以使产生的图像变清晰。

光学材料OM可以由玻璃、塑料等任意原材料制成。为了正确评价光学材料的内部状态，光学材料OM中至少放置于光路上的表面S的粗糙度要低。这样的表面S，可以通过研磨等形成，但考虑到研磨成本，优选粉碎光学部件制作光学材料OM，将该光学材料OM上形成的破断面作为表面S而使用。

但是，由于破断面一般具有不规则形状，因此透射光容易散射。因此，优选为，相对于光学材料OM，调节会聚透镜41和成像透镜51中的至少一方的形态。由此，能够更正确地检查光学材料OM的内部状态。

应予说明，现有技术中，平行光照射破断面时，由于透射光高度散射，因此有必要使成像透镜和检测部以光学材料为中心在水平方向旋转，但该实施方式从必须确保旋转空间方面出发，不优选。但是，本发明中，如上所述向破断面照射散射光，因此散射度在透射光中反而减少。因此，即使使会聚部40、成像部50以及检测部60在水平方向旋转，也可以不改变会聚透镜41和成像透镜51的位置，而对它们的形态进行调节，由此，能够进一步减小用于进行检查的检查系统10所必要的空间。

为了在特定范围内对光学材料OM的内部状态进行持续检查，必须相对于光路移动光学材料OM。因此，优选调节光学材料OM的形态和高度。图1中，通过使连接于台部31的伸缩部34进行上下伸缩，能够使载置于台部31上的光学材料OM相对于光路在垂直方向移动。并且，理想的是如上所述，由于破断面具有不规则形状，因此能够将光学材料OM调节至任意形态。

图4是形态调节部35的局部放大断面图。在台部31的下部设置有支承轴351，该支承轴351具有局部球面形状的抵接面352。另一方面，连接部件353具有与抵接面352对称的形状并且具有能够与抵接面352磁性连接的被抵接面354，被抵接面354与抵接面352以磁性连接的状态固定。因此，通过使抵接面352和被抵接面354以磁性连接的状态进行滑动，能够将台部31上的光学材料OM调节至任意的形态。并且，可以用一只手进行该操作，另一只手可以同时调节会聚透镜41、成像透镜51的形态，从这一点出发，能够大幅缩短检查时间。

光学材料OM的形态的可调节范围，能够通过改变抵接面352和被抵接面354的曲率半径、台部31和连接部件353的距离等进行适当设定。

图4中，抵接面352是凸面、被抵接面354是凹面，但也可相反，并且，抵接面352位于支承轴351的下面，但不限于此，也可以为侧面。并且，连接部件353通过由非磁性原材料制成的磁屏蔽板36连接至伸缩部34。此外，台部31和支承轴351构成载置台。

图3是会聚部40的主视图。会聚透镜41通过旋转轴46a、46b，空开微小间隙与框体45连接，通过旋转旋转轴46a、46b而使会聚透镜41旋转。旋转轴46a、46b设置在水平方向上，随着旋转轴46a、46b的旋转，会聚透镜41在垂直方向旋转。并且，固定于框体45上沿垂直方向延伸的会聚支承部43，能够在水平方向旋转。因此，通过使会聚支承部43在水平方向旋转，能够使会聚透镜41在水平方向旋转。由此，会聚透镜41能够在垂直方向和水平方向旋转，因此可以设定各种形态。旋转轴46a、46b上设置有凸缘部47a、47b，这些凸缘部47a、47b被框体45卡住，因此能够抑制会聚透镜41从框体45脱离。应予说明，只要起到这样的作用，则具体的结构不限于图3所示结构。并且，虽未图示，但也可具有与成像部50相同的结构。

只要会聚透镜41能够会聚透射光则没有特殊限制，但从会聚能力和图像的鲜明化的观点出发，优选为平面凸透镜。并且，从能够扩大所产生的图像的视野的观点出发，优选会聚透镜41具有优选为45mm以上、更优选为100mm以上、最优选为120mm以上的有效直径。本说明书中的有效直径按照JIS B 7095所规定的焦点面上的小孔的方法进行测定。

只要能够使从会聚透镜41射出的光成像则对成像透镜51没有特别限定，但从成像能力和图像的鲜明化的观点出发，优选为凹凸透镜。并且，从能够扩大所生成的图像的视野的观点出发，成像透镜51优选为会聚透镜41的有效直径的0.5倍以上、更优选为0.8倍以上、最优选为1.0倍以上。应予说明，从扩大图像的视野的观点出发，特别没有必要超出会聚透镜41的有效直径。

射出成像透镜51的光，通过目镜61射入照相机62，用该照相机62进行检测。成像透镜51及目镜61可以是以往公知的透镜(固定焦点透镜、变焦透镜、变焦透镜(zoom lens)等)，省略详细构造的说明。其中，成像透镜51和目镜61也可以由相同透镜构成。由此，可以减少检查系统10中所使用的透镜的个数，从而能够通过抑制光轴的移动等来降低所生成的图像的歪斜。并且，由于光在一个透镜中成像，因此能够容易设置或调整透镜的位置。此外，照相机62可以是现有公知的摄像装置，省略详细结构的说明。优选通过将会聚的透射光转换为电子信号，作为电子信号来检测图像。由此，能够客观地检查光学材料OM的内部状态。透射光向电子信号的转换，可采用CCD、CMOS等任意装置进行，从廉价的观点出发，优选使用CMOS。另外，如图1所示的成像透镜51和目镜61与照相机62设置的方式不受限定，也可以是将具有成像透镜51和目镜61作用的透镜，组装在未图示的镜体上而搭载于照相机62的方式。由此，成像透镜51和目镜61与照相机62之间的光轴固定，因而能够产生更高画质的图像。

优选通过将电子信号转换为图像数据，使与照相机62连接的显示部70上作为图像显示。由此，通过观察显示部70所显示的图像，能够容易地检查光学材料OM的内部状态，并且能够多人对图像进行观察，因此能够期待进一步提高评价精度。

作为可检查的光学材料的内部状态，可列举脉纹、泡、失透、杂质等的有无以及程度等。现有的检查方法中存在困难的脉纹的程度，也能够根据本发明的检查方法来正确检查。

本发明还包括具有以下工序的光学元件的制造方法，即，使用以上检查方法，对光学元件的候补体的光学材料的内部状态进行检查，基于该内部状态满足特定的基准，从候补体中挑选光学元件的工序。如上所述，通过采用本发明所涉及的检查方法，能够确保广视野且能够正确地检查内部状态，因此根据本发明所涉及的制造方法，能够在短时间内制造高品质的光学元件。

实施例

<实施例1>

作为光学材料，使用日本光学硝子工业会(JOGIS)1175指定的标准试样B以及C，使用图1所示的检查系统，对光学材料的内部状态进行检查。应予说明，光源21为绿色光源，会聚透镜41为平面凸透镜(平的面为光源侧)、成像透镜51为凹凸透镜(曲率大的面为光源侧)。图5是关于(a)为脉纹较少的标准试样B、(b)为脉纹较多的标准试样C的结果。

(比较例)

除了使用日本特开2008-267985号公报的实施例1所示的检查系统这一点以外，采用与实施例1相同的顺序，对光学材料的内部状态进行检查。图6中是关于(a)为标准试样B、(b)为标准试样C的结果。

实施例中，与脉纹相当的纹理在标准试样B中几乎观察不到(图5(a))，而在标准试样C中观察到很多(图5(b))。与之相对，比较例中难以看到标准试样B和C之间的差异(图6(a)、(b))。由此可知，根据实施例的检查方法能够正确地检查脉纹的程度。

(试验例)

作为会聚透镜41，使用有效直径为45mm(试验例1)、70mm(试验例2)、90mm(试验例3)的透镜，对显示部70输出的图像的视野的范围进行评价。应予说明，成像透镜51的有效直径为70mm，从光照射部20至检测部60的距离为1040mm。图7中分别表示(a)为试验例1、(b)为试验例2、(c)为试验例3的结果。

如图7所示，根据实施例中使用的检查系统，视野具有直径4mm以上的范围。应予说明，要想采用比较例中使用的检查系统得到同等范围的视野时，光源至检测装置的距离为2650mm，并且得到的图像歪斜严重、光量不足，因此不能够检查光学材料的内部状态。由此可知，根据实施例的检查方法，能够使用长度短的检查系统且确保广视野。

Claims (13)

1.一种检查光学材料的内部状态的检查方法，该检查方法包括以下工序：

向光学材料照射漫射光，基于透射该光学材料的透射光，来检查所述光学材料的内部状态。

2.如权利要求1所述的检查方法，其包括将所述透射光用会聚透镜进行会聚，然后基于在成像透镜中所成的像，来检查所述光学材料的内部状态的工序。

3.如权利要求2所述的检查方法，其进一步包括对所述会聚透镜和所述成像透镜中的至少一方的形态进行调节的工序。

4.如权利要求3所述的检查方法，其中，所述形态的调节是不改变所述会聚透镜和所述成像透镜相对于所述光学材料的位置来进行的。

5.如权利要求4所述的检查方法，其中，所述会聚透镜具有平面凸透镜。

6.如权利要求2所述的检查方法，其中，所述会聚透镜具有45mm以上的有效直径。

7.如权利要求2所述的检查方法，其中，所述成像透镜是凹凸透镜。

8.如权利要求1所述的检查方法，其中，所述光学材料的内部状态的检查，是通过将会聚的透射光转换为电子信号来进行的。

9.如权利要求8所述的检查方法，其中，向所述电子信号的转换是采用CMOS来进行的。

10.如权利要求1所述的检查方法，其进一步包括对所述光学材料的形态和高度进行调节的工序。

11.如权利要求10所述的检查方法，其中，所述光学材料的形态的调节，是通过使用载置有所述光学材料且具有局部球面形状的抵接面的载置台、和具有与所述抵接面对称的形状且具有能够与所述抵接面磁性连接的被抵接面的连接部件，使所述抵接面和所述被抵接面以磁性连接状态进行滑动来调节的。

12.如权利要求1所述的检查方法，所述光学材料的内部状态是含有脉纹的程度。

13.一种光学元件的制造方法，其包括以下工序：使用如权利要求1至12中任一项所述的检查方法，对作为光学元件的候补体的光学材料的内部状态进行检查，根据该内部状态满足特定基准，来从所述候补体中挑选光学元件。

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