CN106796160A

CN106796160A - 透镜和透镜模具的光学评价

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Publication number: CN106796160A
Application number: CN201580054427.2A
Authority: CN
Inventors: M.F.法伊; X.科隆纳德莱加; P.J.德格鲁特
Original assignee: Zygo Corp
Current assignee: Zygo Corp
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2035-08-13
Also published as: JP6542355B2; CN107110739A; WO2016025769A1; JP2017529524A; CN106796160B; EP3180597A4; JP6542356B2; CN107110739B; US9658129B2; KR102332215B1; KR20170042360A; WO2016025772A1; US9599534B2; EP3180597B1; KR20170042361A; KR102332214B1; US20160047712A1; US20160047711A1; EP3180597A1; JP2017530341A

Abstract

一种确定关于包括弯曲部分和平面部分的物体的信息的方法，弯曲部分具有带顶点并限定所述物体的轴的第一弯曲表面，该方法包括：将测量光引导到物体；检测从弯曲部分的第一弯曲表面反射的测量光；检测从物体的至少一个其它表面反射的测量光；以及基于检测光确定关于弯曲部分的第一弯曲表面的顶点的信息。

Description

透镜和透镜模具的光学评价

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月15日提交的题为“OPTICAL EVALUATION OF THEDIMENSIONAL AND OPTICAL PROPERTIES OF LENSES HAVING MECHANICAL LOCATINGFEATURES”的临时申请No.62/037,966的优先权，以及于2014年8月19日提交的题为“OPTICAL EVALUATION OF FEATURE LOCATIONS ON LENSES”的临时申请No.62/039,398的优先权。两个临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

在某些方面，本公开涉及用于表征消费品中使用的模制透镜的几何形状和光学性质的方法和工具，以及用于其制造的金刚石车削模具。本公开还涉及包含这种模制透镜的光学组件的制造以及包含所述光学组件的消费品的制造。

背景技术

用于智能手机和手机、平板电脑、便携式计算机、汽车和卡车的小型化相机的市场正在迅速扩大。对于现有技术相机的图像质量要求迫使制造商开发由许多非球面模制透镜组成的复杂的光学组件。

图1示出由四个模制塑料透镜组成的示例性光学组件。特别地，在美国专利No.7,777,972中描述的该组件包括布置成在位于组件的像平面170的传感器上形成图像的四个透镜。透镜元件设置在第一透镜组中，该第一透镜组由具有正折射能力的第一透镜元件100组成，其具有非球面凸形物侧表面101和非球面凸形像面侧表面102。该组件还包括由第二透镜元件110、第三透镜元件120和第四透镜元件130组成的第二透镜组。

第二透镜110元件具有负折射能力，且具有非球面凸形物侧表面111及非球面凹形像侧表面112。第三透镜元件120具有非球面凹形物侧表面121及非球面凸形像侧表面122。第四透镜元件130具有非球面凸形物侧表面131及非球面凹形像侧表面132。孔径光阑140定位在第一透镜元件100和成像物体之间。红外滤光片150设置于第四透镜元件130的像侧表面132与像平面170之间，红外滤光片150对成像光学透镜组件的焦距没有影响。传感器盖玻璃160被布置在红外滤光片150和像平面170之间，传感器盖玻璃160也对成像光学透镜组件的焦距没有影响。

通常，弯曲的透镜表面围绕轴旋转对称，并且每个表面的轴标称上位于组件的公共轴-光轴上。透镜表面轴的公共共轴性对于整个组件的光学性能是重要的。同样重要的是每个透镜表面的曲率和每个透镜表面之间的间隔，即透镜厚度和相邻透镜之间的间隔。

因此，每个单独的透镜通常包括多个共轴性和间隔基准，其被制造为具有足够严格的公差，以在除了如图1所示的弯曲功能光学表面之外当堆叠在一起时提供最终透镜组件的适当对准。这些基准通常由每个透镜的附加非光学有效(active)部分提供，其形成围绕有效透镜部分的边缘的环。当组装时，透镜的非光学部分堆叠在一起，根据整体透镜组件设计的需要将透镜部分相对于彼此对准和间隔开。

由于收紧的制造公差预算，常规度量设备(例如，接触探针和计量器，触觉分析器，检查显微镜)在许多情况下不再能够实现所需的测量可再现性或准确性。另外，用于生产车间测量透镜的某些性质(例如折射率或双折射)的度量设备不是可商购的。因此，目前存在度量缺口。

发明内容

本发明的特征在于用于评估透明样品的尺寸和光学性质的方法和装置，透明样品特别包括透镜，透镜包括弯曲的有效表面区域，并且还包括例如用于将这些透镜机械地定位在组件中的标称平坦和平行的上表面区域和下表面区域。

在实施例中，所述装置包括光学度量系统，用于测量样品的标称平行的上表面区域和下表面区域的相对位置，以及数据处理系统，用于使用从所述样品的标称平行的上表面和下表面区域的两个或更多个位置处的计算的光学和物理厚度导出的信息来评估样品的光学和尺寸性质。

或者或另外，本发明的特征在于用于通过将3D表面形貌信息(例如，高度分布)与样品的上表面和下表面的2D图像(例如，强度分布)组合来评估透明样品(例如，透镜)的尺寸性质的方法和装置。形貌信息和两个图像可以从样品的同一侧获取。

所述方法和装置可以用在生产环境中。

通常，样品可以是包括弯曲(例如，具有屈光力)的上和下有效表面区域以及额外的上表面区域和下表面区域的透镜，所述额外的上表面区域和下表面区域不用于引导光，而是用于将这些透镜机械地定位在组件中。这些部分可以具有平面平行表面。弯曲部分可以被称为有效部分，而其它(例如，平面平行)部分被称为无效(inactive)部分。样品可以具有凸形或凹形，球形或非球形的有效部分的表面区域。

无效部分的上表面和下表面可以是标称平坦的或圆锥形的，并且可以包括标称圆形的特征或边界，其可以与有效表面区域的顶点标称同心。

样品可以是用于便携式电子设备相机组件中的透镜。

通常，尺寸性质可以包括有效表面区域的顶点相对于附加表面区域的基准特征(例如，标称圆形基准特征)的位置。在一些实施例中，透镜顶点通过3D区域表面形貌图的评估找到，而基准特征位于部件的2D图像中。2D图像可以从与3D图相同的数据采集中提取，或者可以是单独步骤的一部分。

尺寸性质可以包括样品的上部和下部顶点特征的相对高度。该测量可以依赖于从样品的标称平行的上和下表面区域的两个或更多个位置处的计算的光学和物理厚度导出的附加信息。

在某些实施例中，该方法包括在通过样品观察特征以确定其横向位置时补偿透镜的折射性质。

在一些实施例中，该装置包括部件固定装置，该部件固定装置包括辅助参考表面。该辅助参考表面可以是标称平坦的，并且可以位于待测试的光学部件下方的一定距离处，使得其将通过光学部件传播的光反射回通过部件并朝向度量装置检测器通道。

在一些实施例中，所述装置包括部件固定装置，其具有辅助参考表面和用于至少部分透明样品的保持器；用于测量辅助参考表面以及样品的标称平行的上表面和下表面区域的位置的光学度量系统，以及数据处理系统，用于使用从所述样品的标称平行的上表面和下表面区域的两个或更多个位置处的计算的光学和物理厚度导出的信息来评估样品的光学和尺寸性质。

在一些实施例中，完整的测量周期包括辅助参考表面的形貌的单独测量。

在一些实施例中，该装置包括改变由光学度量系统(例如，偏振器和/或波片)采用的光的偏振状态的元件，以便评估和/或补偿样品的材料双折射性质。

在一些实施例中，光学度量装置的视场延伸超出被测光学部件的横向范围。为了提高精度和降低对漂移的灵敏度，系统在参考表面未被光学部件覆盖的区域中执行参考表面相对于其内部基准的位置的附加测量。

在一些实施例中，光学度量装置是相干扫描干涉仪。例如，光学度量装置可以是标称平行于被测光学部件的光轴扫描的相干扫描干涉仪。可以选择光源的相干性以增强(例如，最大化)在扫描通过部件期间遇到的针对每个透明界面收集的干涉信号的信噪比。

在一些实施例中，相干扫描干涉仪根据关于部件厚度和光学性质的测量或标称信息自动调节光源相干性以增强(例如，最大化)信噪比。

在一些实施例中，将样品在相对于仪器的多个方位取向上执行的测量结合，以产生具有减小的系统误差的最终结果。

在一些实施方案中，共焦显微镜配置用于通过扫描检测样品的透明界面的位置。

在某些实施例中，焦点感测或结构化照明度量装置用于通过扫描来检测样品的透明界面的位置。

在某些实施例中，焦点感测或结构化照明度量装置用于通过扫描来检测透明界面的位置。

在一些实施例中，用于度量的光学辐射在紫外、可见或红外光谱中选择。测量优选地在接近设计光学部件的光谱域内进行。

在某些实施方式中，该装置和方法可以用于表征模制透镜的厚度和折射率。替代地或另外，所述方法和装置可用于表征模制透镜的特征(例如，关键特征)之间的厚度和横向距离。

通常，典型的透镜成型工艺依赖于彼此面对的两个模具的精确对准。模具之间的距离限定了模制部件的厚度。透镜厚度是最终透镜组件的性能的关键参数。所公开的方法和装置可以例如以亚微米精度提供用于顶点至顶点厚度的过程控制信息。

透镜上的厚度变化提供关于透镜的两个半部的相对倾斜的定量信息——对于最终透镜成像能力通常是关键的另一个参数。因此，倾斜或平行度误差是可以由所公开的装置和方法测量的另一过程控制参数。

透镜内的折射率及其变化也为过程控制提供相关信息。超出公差的折射率变化或应力双折射指示注塑成型工艺的问题。这两个参数都影响光学部件的成像性能。可以使用用于过程控制的所公开的装置和方法来定量地评估这两个参数。

模具之间的横向定中心限定了透镜的顶点到顶点定中心——最终透镜能力的另一个关键参数。所公开的方法和设备可以例如以亚十分之一微米的精度提供用于顶点至顶点定中心的过程控制信息。

模制工艺参数还影响模具内的填充因子，并因此影响顶点高度和相对于定位特征的定中心。超出公差的顶点到特征高度和顶点到特征定中心可以指示注射成型过程的问题。这两个参数都影响光学部件的成像性能。使用用于过程控制的所公开的方法和装置来定量地评估这两个参数。

本发明的各个方面总结如下。

通常，在第一方面，本发明的特征在于一种方法，用于确定关于由有效部分(例如，透镜部分)和无效部分(例如，平面平行部分)构成的透明光学元件的信息，所述有效部分包括至少一个弯曲表面，并且所述无效部分包括相对的第一和第二表面，所述方法包括：

将测量光引导到所述透明光学元件；检测从所述无效部分的第一表面上的至少一个位置反射的测量光；检测在对应于所述第一表面上的所述至少一个位置的位置处从所述无效部分的第二表面反射的测量光；基于检测光确定关于所述无效部分的信息；以及基于关于所述无效部分的信息来评估所述透明光学元件。

该方法的实现可以包括以下特征和/或其他方面的特征中的一个或多个。例如，可以使用相干扫描干涉测量法(CSI)来执行无效部分的第一和第二表面的表面测量。替代地，使用共焦显微镜来执行无效部分的第一和第二表面的表面测量。

关于无效部分的信息可以包括无效部分的第一表面的高度分布和无效部分的第二表面的高度分布。关于无效部分的信息可以包括无效部分的物理厚度分布或光学厚度分布。

关于无效部分的信息可以包括关于形成透明光学元件的材料的折射率的信息。例如，关于折射率的信息可以包括材料的群组率和/或材料的相位率。关于折射率的信息可以包括关于无效部分的不同位置之间的折射率的变化的信息。关于折射率的信息可以包括关于形成透明光学元件(例如，塑料)的材料的双折射的信息。

在一些实施例中，该方法还包括检测从支撑透明光学元件的固定装置上的参考特征反射的测量光，并且基于来自参考特征的检测光来确定关于参考特征的信息。从参考特征反射的测量光可以从对应于无效部分的第一表面上的至少一个位置的位置(例如，成像到检测器的相同位置)反射。测量光可以在被参考特征反射之前和之后由透明光学元件透射。在一些实施例中，透明光学元件不在从参考特征反射的测量光的路径中。在一些情况下，该方法可以包括检测在与对应于无效部分的第一表面的至少一个位置的位置不同的第二位置处从固定装置反射的测量光。

可以针对第一偏振检测测量光，之后检测与第一偏振不同的第二偏振。

评估透明光学元件可以包括基于关于无效部分的信息来推断关于有效部分的尺寸或光学性质的信息。

在一些实施例中，无效部分是透明光学元件的倾斜控制互锁。有效部分的至少一个弯曲表面可以是球面或非球面表面。有效部分可以包括与第一弯曲表面相对的第二弯曲表面。

关于有效部分的信息可以包括关于形成透镜部分的材料的双折射的信息。关于有效部分的信息可以包括关于形成透镜部分的材料的折射率变化的信息。

评估透明光学元件可以包括基于关于无效部分的信息确定透明光学元件是否满足规格要求。无效部分可以位于有效部分的圆周周围。

在另一方面，本发明的特征在于一种形成光学组件的方法，包括：

使用上述方法确定关于所述透明光学元件的信息，其中所述透明光学元件是透镜；和将所述透镜相对于筒中的一个或多个其它透镜固定以形成所述光学组件。该方法可包括相对于传感器固定所述光学组件以提供用于数字照相机的模块。

一般而言，在另一方面，本发明的特征在于一种确定关于包括有效部分(例如，透镜部分)和无效部分(例如，平面平行部分)的透明光学元件的信息的系统，所述有效部分包括至少一个弯曲表面，并且所述无效部分包括相对的第一和第二表面，所述系统包括：用于支撑所述透明光学元件的固定装置；光学仪器，包括光源、检测器和光学元件，所述光学元件布置成当所述透明光学元件由所述固定装置支撑时将来自所述光源的光朝向所述透明光学元件引导，并且将从所述透明光学元件反射的光引导到所述检测器；以及与所述检测器通信的电子控制器，所述电子控制器被编程为基于从所述无效部分的第一和第二表面的相应位置检测到的光确定关于所述无效部分的信息。

该系统的实施例可以包括以下特征和/或其他方面的特征中的一个或多个。例如，光学仪器可以是光学区域表面形貌仪器，例如相干扫描干涉仪或共焦显微镜。

固定装置可以包括位于来自光学仪器的光的路径中的参考特征。在一些实施例中，参考特征是平面反射器。固定装置可以包括将透明光学元件定位成距离参考特征一定距离的支架。固定装置可以包括用于相对于光学仪器的光轴旋转透明光学元件的致动器。

光源可以能够提供具有可变光谱含量的光。

所述光学仪器可以包括被构造为偏振来自所述光源的光的偏振模块。所述偏振模块可以被构造为在正交偏振状态下选择性地偏振来自所述光源的光。

一般而言，在另一方面，本发明特征在于一种确定关于包括透镜部分和平面平行部分的透明光学元件的信息的方法，所述方法包括：使用光学仪器来获得关于所述透明光学元件的第一表面和所述透明光学元件的与所述第一表面相对的第二表面的高度信息(比如，表面轮廓)；使用所述光学仪器获得所述第一表面的强度图和所述第二表面的强度图(比如，图像)；和基于所述高度信息和所述强度图，确定关于所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上的所述透明光学元件的一个或多个特征的尺寸信息。

该方法的实现可以包括以下特征和/或其他方面的特征中的一个或多个。例如，光学仪器可以是相干扫描干涉显微镜或共焦显微镜。

关于第一表面和第二表面的高度信息可以分别包括所述第一表面和第二表面的表面轮廓。在权利要求1的方法中，基于使用光学仪器的多元件检测器收集的强度帧序列来确定所述强度图。通过对强度帧序列的多元件检测器的每个元件处的强度进行平均来确定强度图。使用光学仪器来获得强度图可以包括在第一表面和第二表面相对于光学仪器的最佳聚焦的相应位置处确定所述多元件检测器的每个元件的强度。

所述尺寸信息可以包括第一表面或第二表面的顶点相对于第一表面或第二表面上的另一特征的位置。在一些情况下，所述尺寸信息是所述顶点和所述另一特征之间的横向距离，所述横向距离是在平行于所述平面平行部分的平面中测量的距离。所述另一个特征可以是位于所述第一表面或第二表面的平面平行部分处的特征。所述另一个特征可以是标称地中心在所述顶点上的环形特征。另一个特征可以是在所述平面平行部分的第一表面和/或第二表面中的台阶。

所述光学仪器可以用于在所述第一表面面向光学仪器情况下执行所述透明光学物体的测量，以及在所述第二表面面向光学仪器情况下执行透明光学物体的测量。可以使用从在所述第一表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第一表面的透镜部分的顶点的位置。可以使用从在所述第一表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第一表面的透镜部分的顶点相对于所述第一表面的平面平行部分上的特征的位置的位置。可以使用从在所述第一表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第一表面的平面平行部分上的特征的相对于所述第二表面的平面平行部分上的特征的位置的位置。可以使用从在所述第二表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定在第二表面的透镜部分上的顶点相对于所述第一表面的顶点的位置的位置。

确定尺寸信息可以包括考虑由于所述透明光学元件相对于所述光学仪器的倾斜而产生的折射效应。考虑了折射效应的尺寸信息可以是所述透明光学元件的与光学仪器相对的表面上的特征的位置。

所述光学仪器可以用于执行相对于所述光学仪器的轴具有第一方位取向的所述透明光学物体的测量，以及执行相对于所述轴具有与所述第一方位取向不同的第二方位取向的所述透明光学物体的测量。确定尺寸信息可以包括从具有所述第一方位取向的所述透明光学元件的测量中获得的数据确定关于所述一个或多个特征的尺寸信息，以及从具有所述第二方位取向的所述透明光学元件的测量中获得的数据确定关于所述一个或多个特征的尺寸信息。确定尺寸信息可以包括基于为所述第一方位取向和第二方位取向获得的尺寸信息来减小尺寸信息中的误差。

该方法可以包括基于尺寸信息确定透明光学元件是否满足规格要求。

在另一方面，本发明的特征在于一种确定关于透明光学元件的信息的系统，包括：光学仪器，以及与所述光学仪器通信并被编程以使所述系统执行先前方面的方法的电子控制器。

该系统的实施例可以包括其他方面的特征中的一个或多个。

一般而言，在另一方面，本发明特征在于一种确定关于包括弯曲部分和平面部分的物体的信息的方法，所述弯曲部分包括具有顶点并限定所述物体的轴的第一弯曲表面，所述方法包括：将测量光引导到所述物体；检测从所述弯曲部分的第一弯曲表面反射的测量光；检测从所述物体的至少一个其它表面反射的测量光；以及基于检测光确定关于所述弯曲部分的第一弯曲表面的顶点的信息。

该方法的实现可以包括以下特征和/或其他方面的特征中的一个或多个。例如，物体可以是透明光学元件，例如透镜元件(例如，模制透镜元件)。在一些实施例中，物体是用于光学元件的模具的一部分，例如用于透镜元件的一侧的模具。

所述弯曲部分可以包括与所述第一弯曲表面相对的第二弯曲表面，所述第二弯曲表面具有顶点，并且关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括沿着所述光轴测量的所述透镜在所述第一表面的顶点和所述第二表面的顶点之间的厚度。

所述弯曲部分可以包括与所述第一弯曲表面相对的第二弯曲表面，所述第二弯曲表面具有顶点，并且关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括在与所述光轴正交的平面中测量的在所述第一表面的顶点和所述第二表面的顶点之间的横向偏移。

所述测量光可以由所述光学仪器引导到所述物体，并且当反射所述测量光时，所述第一弯曲表面面向所述光学仪器。确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息可以包括确定顶点的位置。所述至少一个其它表面可以包括面向所述光学仪器的另一表面，并且确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息还可以包括确定在与所述光轴正交的平面中在所述顶点和所述至少一个其它表面上的关注特征之间测量的横向偏移。所述至少一个其它表面可以包括背离所述光学仪器的表面，以及确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息还可以包括确定在与所述光轴正交的平面中在背离所述光学仪器的表面上的特征和在面向所述光学仪器的另一表面上的关注特征之间测量的横向偏移。所述弯曲部分可以包括与所述第一弯曲表面相对的第二弯曲表面，并且确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括确定所述第二弯曲表面的顶点的位置。确定关于第一弯曲表面的顶点的信息可以包括基于所述第一弯曲表面和第二弯曲表面顶点的位置确定沿着所述光轴测量的所述弯曲部分的厚度。在一些实施例中，确定关于第一弯曲表面的顶点的信息包括基于以下确定在与所述光轴正交的平面中测量的所述第一表面的顶点和所述第二表面的顶点之间的横向偏移：(i)所述第一弯曲表面的顶点和在面向所述光学仪器的其它表面上的关注特征之间的横向偏移；(ii)在面向所述光学仪器的其它表面上的关注特征与在背离所述光学仪器的表面上的关注特征之间的横向偏移；和(iii)在所述第二弯曲表面的顶点和在背离所述光学仪器的表面上的关注特征之间的横向偏移；

确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息可以包括确定关于所述平面部分的至少一个表面的倾斜的信息，并且当确定关于所述第一表面的顶点的信息时考虑所述倾斜。关于所述倾斜的信息是相对于用于将所述测量光引导到所述物体的所述光学仪器的光轴的倾斜角，α_tilt。

该方法可以包括，在检测到测量光之后，相对于用于将所述测量光引导到物体的光学仪器调整物体的方位取向，以及在所述方位取向调整之后，重复来自所述第一弯曲表面和来自所述至少一个其它表面的所述测量光的检测。该方法可以包括，基于在所述方位取向调整之后检测到的测量光确定关于所述第一弯曲表面的顶点的附加信息。

在一些实施例中，该方法包括在检测到所述测量光之后，改变所述测量光的偏振状态，以及在偏振状态改变之后，重复从所述第一弯曲表面和从所述至少一个其它表面的所述测量光的检测。该方法可以包括基于在偏振状态改变之前和之后检测到的测量光确定关于所述物体的双折射的信息。

该方法可以包括基于关于所述第一弯曲表面的顶点的信息评估所述物体。评估所述物体可以包括基于关于所述第一弯曲表面的顶点的信息确定所述物体是否满足规范要求。

所述平面部分可以是所述物体的倾斜控制互锁。所述弯曲部分的至少一个弯曲表面可以是非球面表面。所述平面部分可以位于所述弯曲部分的圆周周围。

在另一方面，本发明的特征在于一种形成光学组件的方法，包括：使用前述方法确定关于物体的信息，其中所述物体是透镜；和将所述透镜相对于筒中的一个或多个其它透镜固定以形成所述光学组件。该方法可包括相对于传感器固定所述光学组件以提供用于数字照相机的模块。

在另一方面，本发明特征在于一种确定关于包括弯曲部分和平面部分的物体的信息的系统，所述弯曲部分具有带顶点并限定所述物体的轴的第一弯曲表面，所述系统包括：用于支撑所述物体的固定装置；光学仪器，包括光源、检测器和光学元件，所述光学元件布置成当所述物体由所述固定装置支撑时将来自所述光源的光朝向所述物体引导，并且将从所述物体反射的光引导到所述检测器；和电子控制器，其与所述检测器通信，所述电子控制器被编程为基于从所述第一弯曲表面和从所述物体的至少一个其它表面检测到的光确定关于所述第一表面的顶点的信息。

所述固定装置可以包括构造成相对于所述光学仪器重新定向所述物体的致动器。例如，所述致动器可以被构造为相对于所述光学仪器的光轴旋转所述物体。

所述光学仪器可以包括被构造为偏振来自所述光源的光的偏振模块。所述偏振模块可以被构造为在正交偏振状态下选择性地偏振来自所述光源的光(例如，使用一个或多个偏振器和/或波片)。

所述检测器可以是多元件检测器(例如，CMOS阵列或CCD阵列)，并且光学仪器可以被构造为将物体的表面成像到多元件检测器上。

光源能够改变其光谱输出。例如，光源可以包括两个或更多个不同颜色的LED。改变来自两个或更多个LED的相对光强度来改变光的颜色。光源可以是可见光和/或红外光源。

从下面的描述中，本发明的其它方面和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是成像光学透镜组件的截面图。

图2A是被测样品透镜的侧视图。

图2B是图2A所示的被测样品透镜的俯视图。

图3是相干扫描干涉显微镜的示意图。

图4A是安装在具有参考表面的固定装置上的被测样品透镜的侧视图。

图4B和4C是图4A所示的样品透镜和固定装置的侧视图，示出了测量序列中的两个步骤。

图5是示出使用相干扫描干涉测量法(CSI)和图4B和4C所示的步骤的实施方式的工艺流程的流程图。

图6A和6B是示出另一实施方式的测量步骤的侧视图。

图7是示出使用CSI和图6A和6B所示的步骤的实施方式的工艺流程的流程图。

图8是示出测量透镜的上平行表面和下平行表面之间的双折射的实施方式的工艺流程的流程图。

图9是另一个被测样品透镜的侧视图。

图10是图9所示的被测样品透镜的俯视图。

图11是图9所示的被测样品透镜的另一俯视图，为了说明的目的，更详细地描绘了具有夸大偏心的感兴趣的横向位置。

图12是示出通过样品测量的关注特征的可见和实际最佳聚焦位置的示意图。

图13是图9所示的被测样品透镜的侧视图，这里凹透镜表面面向光学仪器。

图14是示出使用CSI的实施方式的工艺流程的流程图。

图15A是示出针对折射效应校正的感兴趣的可见和实际的位置的示意图。

图15B示出了由于折射引起的倾斜和横向偏移的方位取向。

图16是示出使用CSI的另一实施方式的工艺流程的流程图。

图17A和17B示出了在不同的样品到仪器方位取向上的透镜的俯视图。

图18是示出使用CSI的又一实施方式的工艺流程的流程图。

图19是被测透镜模具的侧视图。

图20A是示出用于镜头表征的工艺流程的流程图。

图20B是示出用于镜头表征的另一工艺流程的流程图。

图21A和21B是示出用于表征透镜模制工艺的工艺流程的流程图。

具体实施方式

参考图2A和2B，透镜200包括无效平面平行部分210和有效透镜部分220。在这种情况下，平面平行部分包括两个标称平面的标称平行表面211和212。这里，“标称”是指透镜的设计。与标称平面度或标称平行度的可检测偏差可能发生，例如由于制造误差。透镜部分220是弯月形透镜，具有凸形上表面221和凹形下表面222。通常，表面221和222可以是球形或非球形。平面平行表面211和212可以例如是形成在样品上的特征，以帮助透镜相对于最终组件中的一个或多个其它透镜的对准和固定。

光学度量仪器201用于评估透镜200的一些光学性质，特别包括折射率均匀性和残余应力双折射，以及尺寸特征，例如透镜的厚度，包括但不限于作为坐标x，y的函数的图中的厚度T(参见图2A中所示的笛卡尔坐标系)。所公开的方法通过测量平面平行表面211和212之间的区域的光学性质和物理尺寸来执行这些评价。这些测量用作透镜的整体光学和尺寸性质的指示。

通常，光学度量仪器201可以是能够执行透镜200的区域(areal)表面形貌测量的多种不同仪器中的一种。示例性仪器包括相干扫描干涉测量(CSI)显微镜(例如公开在P.deGroot的“Coherence Scanning Interferometry”，Optical Measurement of SurfaceTopography，R.Leach编辑，第9章，第187-208页，(Springer Verlag，Berlin，2011))，成像共聚焦显微镜(例如公开在R.Artigas的“Imaging Confocal Microscopy”，OpticalMeasurement of Surface Topography，R.Leach编辑，第11章，第237-286页，(SpringerBerlin Heidelberg，2011))，结构化照明显微镜(例如在X.M.Colonna de Lega的“Non-contact surface characterization using modulated illumination”，美国专利(2014)中所公开的)，焦点感测(例如在F.Helmli的“Focus VariationInstruments”，OpticalMeasurement of Surface Topography，R.Leach编辑，第7章，第131-166页，(SpringerBerlin Heidelberg，2011)中公开的)或者波长调谐傅里叶变换相移干涉测量(FTPSI)系统(例如在L.L.Deck，“Fourier-Transform Phase-Shifting Interferometry”，AppliedOptics 42(13)，2354-2365(2003)中公开的)。

参考图3，作为示例，适于表征透镜200的一种类型的光学度量工具是CSI显微镜300。在该系统中，光源302经由中继光学器件308和310以及分束器312将输入光304引导到干涉物镜306。中继光学器件308和310将来自空间扩展源302的输入光304成像到孔径光阑315和干涉物镜306的相应光瞳平面314(如虚线边缘光线316和实心主光线317所示)。

在图3的实施例中，干涉物镜306是Mirau型的，包括物镜318，分束器320和参考表面322。分束器320将输入光304分成测试光322和参考光228，测试光322被引导到由平台326支撑的透镜200，参考光228从参考表面322反射。物镜318分别将测试光和参考光聚焦到测试和参考表面。支撑参考表面322的参考光学器件330被涂覆为仅对于聚焦参考光是反射的，使得输入光的大部分在被分束器320分离之前穿过参考光学器件。

在从测试和参考表面反射之后，测试和参考光由分束器320重新组合以形成组合光332，其由分束器312和中继透镜336传输以在电子检测器334(例如，多元件CCD或CMOS检测器)上形成光学干涉图案。检测器上的光学干涉图案的强度分布由检测器的不同元件测量，并且存储在电子处理器301(例如，独立或联网的计算机或与系统的其他部件集成的处理器)中用于分析。中继透镜136将物镜306的焦平面中的不同点成像到检测器134上的对应点。

定位在中继光学器件308和310之间的场光阑338限定由测试光122照明的测试表面124的区域。在从透镜200和参考表面反射之后，组合光332在物镜透镜的光瞳平面314处形成源的次级图像。

可选地，偏振元件340、342、344和346限定被引导到相应测试和参考表面的测试和参考光的偏振状态，以及被引导到检测器的组合光的偏振状态。取决于实施例，每个偏振元件可以是偏振器(例如，线性偏振器)，延迟板(例如，半或四分之一波片)或影响入射光束的偏振状态的类似的光学器件。此外，在一些实施例中，可以不存在一个或多个偏振元件。此外，取决于实施例，分束器312可以是偏振分束器或非偏振分束器。通常，由于偏振元件340、342和/或346的存在，测试光322在测试表面324处的偏振状态可以是光在光瞳平面314中的方位位置的函数。

在当前描述的实施例中，源302提供宽波长带的照明(例如，具有全宽，大于20nm，大于50nm，或优选甚至大于100nm的半最大值的发射光谱)。例如，源302可以是白光发光二极管(LED)，卤素灯泡的灯丝，诸如氙气的弧光灯或所谓的超连续光源，其在光学材料中使用非线性效应以产生非常宽的源光谱(＞200nm)。宽波长带对应于有限的相干长度。平移台(stage)350调整测试光与参考光之间的相对光路长度，以在每个检测器元件处产生光学干涉信号。例如，在图3的实施例中，平移台350是耦合到干涉物镜306的压电换能器，以调节测试表面和干涉物镜之间的距离，从而改变检测器处的测试光和参考光之间的相对光路长度。

参考图2A，光学仪器201沿着与图2A所示的z轴平行的观察方向向下看透镜200。在图中，S1和S2分别表示来自透镜200上的上标称平面平行表面211和下标称平面平行表面212的光反射。在度量数据采集期间，系统在全局坐标系x、y、z中收集这些表面的高度信息。该坐标系由光学仪器201建立。理想地，透镜表面的旋转轴标称地平行于z轴对齐。

透镜200的上表面211的度量信息是从空气中的光的反射(图中的信号“S1”)导出的。分别地，透镜200的下表面212的度量信息从图中透镜材料内的光的反射(信号“S2”)导出。

考虑诸如系统300的CSI显微镜系统的具体示例，在特定坐标x、y处上表面211和下表面212之间的相对距离T将由下式给出：

T＝T′/n_G (1)

其中T′是通过CSI显微镜或通过使用相干信息的波长调谐FTPSI确定的可见或测量的光学厚度，在低NA(例如，0.06或更小)处的n_G是组速度折射率(在高NA处，例如0.2或更大，值n_G可以由于倾斜效应而改变，导致有效的组速度折射率)。相反，当使用共焦、结构化照明或聚焦感测时，信号S2将看起来起始于较高的z位置，在这种情况下的物理度由下式给出：

T＝nT″ (2)

其中T″是由共焦或相关的聚焦敏感仪器确定的可见或测量的光学厚度，n是相位速度折射率。

厚度图T′(x，y)或T“(x，y)提供关于物理厚度T(x，y)的平均值和均匀性以及由折射率n_G(x，y)或n(x，y)例示的透镜200的光学性质。在一些情况下，这些尺寸和光学性质的复合均匀性和平均值足以用于制造透镜200中的过程控制。

如果需要，通过其它手段(例如通过接触轮廓测量法(例如在P.Scott，“RecentDevelopments in the Measurement of Aspheric Surfaces by Contact StylusInstrumentation”，Proc.SPIE 4927，199-207(2002)中所公开的))获得的诸如厚度图T(x，y)或光学折射率n(x，y)的附加信息可补充由光学度量仪器201执行的测量，允许分离和独立评价折射率对物理厚度的影响。

尽管前述透镜表征依赖于关于表面211和212的高度分布信息，但是透镜表征也可以利用其它信息。例如，在一些实施方式中，包括专用参考固定装置以提供附加的光学信息。参考图4A，在某些实施例中，透镜200安装在具有嵌入的参考表面420的固定装置400上。在图4A中，S1、S2和S3表示来自透镜200的感兴趣的上表面和下表面(211和212)以及固定装置参考的上表面420的反射光，上表面420沿着z轴测量与下透镜表面212分离一距离T_air。

固定装置400包括支撑结构410和反射上表面420。透镜200搁置在支撑结构410上，支撑结构410将透镜定位成距离反射表面420一距离T_air。支撑结构410可以由在透镜200的相对侧上的多个柱或壁组成，或者可以是将反射表面420的内部422与外部421分离的单个圆柱形支撑。固定装置400可以专门为透镜200定制，并且当测量不同形状的透镜时可以用另一个固定装置替换。

图4B和4C示出了两个连续的测量步骤，其中光学仪器201在透镜200的平面平行部分210的整个场上进行测量。这些步骤提供度量信息，包括表面211、212和420的高度分布测量，以根据图5的流程图500完成透镜的几何形状和光学性质的表征。可见高度测量z_1，...4分别对应于图中的反射光S1...S4。

在第一步骤中，如图4B所示，针对三个表面211、212和420(步骤510、520、530)收集度量信息，其中通过透镜材料测量下表面212和辅助参考表面420，并且因此对应于可见高度。针对三个表面收集度量信息，而不调整透镜在固定装置上的位置。

在第二步骤中，如图4C所示，从固定装置400移除透镜(步骤540)，并且第二次测量辅助参考表面420(信号S4)(步骤550)。

将度量信息组合以创建透镜元件的上平行表面和下平行表面之间的厚度和折射率分布图。对于相干扫描干涉仪和可比较的干涉仪器，在获得可见高度信息z_1，...4之后，物理和光学厚度图分别为：

T(x，y)＝z₁(x，y)-z₂(x，y)+z₃(x，y)-z₄(x，y) (3)

T′(x，y)＝z₁(x，y)-z₂(x，y). (4)

组速度折射率图则为：

n_G(x，y)＝T′(x，y)/T(x，y). (5)

当度量系统依赖于共焦、构化照明或聚焦感测表面轮廓时，等式(4)和(5)变为：

T″(x，y)＝z₁(x，y)-z₂(x，y)， (6)

n＝T/T″. (7)

厚度图基于从透镜的一侧到另一侧的测量厚度的变化，提供关于透镜的平均厚度以及透镜的两侧之间的可能倾斜的信息。折射率图提供关于跨越透镜区域的可能的折射率梯度的信息。

作为可选的附加步骤，知道透镜中材料的标称折射色散性质，通常可以将群组率转换为相位率：

n＝Transform(n_G). (8)

在一些情况下，变换可以简单为加性常数。比如，加性常数是其中n(k)是材料的标称折射率(如制造商所述或通过一些其它手段测量)，表示为波数的函数，k₀是用于测量的光谱带的质心波数。其他变换是可能的，例如查找表或多项式函数。可以通过将测量的组索引值的数据点(使用仪器)拟合为测试样品的已知折射率的函数来创建变换多项式。

还可以进行另外的测量以便提高过程的精度。例如，参照图6A、6B和7，在一些实施例中，利用透镜图像同时捕获来自其中光路未被透镜200阻碍的固定装置参考表面的反射S5的附加测量z₅(x，y)(在流程图700中的步骤710)。该附加信息例如提供了固定装置可以在两个测量步骤之间移动的情况下固定装置相对于光学仪器的总体高度偏移。该信息可以通过提供例如针对测量之间的固定装置位置的变化的偏移或偏移、翻倒和倾斜补偿的组合来校正z₄(x，y)测量的结果(步骤720)。

在一些实施例中，对仪器的不同配置重复测量，使得以基本上不同的光谱分布执行数据收集，例如，中心在400nm和490nm之间的第一光谱分布，中心在490nm和590nm之间的第二光谱分布和中心在590nm和700nm之间的第三光谱分布。每个光谱分布提供了透镜材料的光学性质的独立测量。然后可以组合群组速度率或相位速度率的多个测量值以导出具有波长(或色散)的材料光学性质变化的估计，其可以用于验证材料在公差内和/或用于控制制造过程。在仪器测量群组率(例如相干扫描干涉仪)的情况下，色散的估计进一步用于计算折射率的估计，例如使用由质心波数的一阶导数的乘积。在一些实施例中，多个光谱分布同时存在，同时仪器收集从扫描数据采集得到的数据。在检测器处分离多个光谱带，例如使用颜色敏感装置(配备有滤色器的CCD或CMOS照相机)。替代地，来自传感器的返回光在空间上被向多个单色传感器反射或透射特定光谱分量的二向色光学元件分离。需要最少两个光谱带来估计材料的色散性质。

尽管可以使用偏振光或非偏振光执行前述测量，但是可以使用偏振光收集关于透镜200的附加信息。例如，参考图8，可以确定关于透镜的偏振相关光学性质的信息，包括应力双折射的效应，其可以揭示透镜(或其他部分透明样品)制造的问题。在大多数情况下，没有应力和相关应力双折射的透镜是制造工艺控制的设计目标。

样品中应力双折射的存在可以通过观察其在样品的平面平行区域中的作用来监测。这里，在流程图500或流程图700中概述的测量过程被执行至少两次，其中对于由度量系统使用的照明光的不同偏振状态执行每个完整数据获取周期。可以使用常规偏振器和/或波片来操纵光学测量仪器的偏振状态。

例如，如流程图800所示，第一测量使用沿着x方向线性偏振的照明光进行并且利用沿y方向线性偏振的照明光重复。在一些实施例中，偏振方向相对于透镜200上的基准特征对准，例如在透镜是注模成型透镜的情况下，基准特征可对应于注入材料进入模腔的门(gate)。

然后将所收集的多个折射率图组合以提供在透镜材料中存在的双折射的定量测量。例如，在步骤870中，从测量结果计算双折射效应。在步骤880中，从测量结果计算平均折射率。双折射可以例如表示为通过透镜的光路的差，如流程图800的步骤870所示。这里通过透镜的双折射的累积效应计算为：

B(x，y)＝[n₂(x，y)-n₁(x，y)]T (9)

而平均率(如步骤880所示)为

双折射可以类似地表示为材料内每单位传播长度的光路的差。相位速度折射率n_1，2对应于两个偏振取向。对于过程控制，这些率由例如来自CSI显微镜测量的群组率测量结果表示。此外，对于一些过程控制情况，使用图2A较简单的配置的光学厚度变化的测量

B′(x，y)＝T′₂(x，y)-T′₁(x，y) (11)

或

B″(x，y)＝T″₂(x，y)-T″₁(x，y) (12)

可能已经足够。

尽管前述实施例涉及表征透镜的无效部分(例如，平面平行部分)的测量，并且通常根据那些表征来推断关于透镜的信息，但是其它实施方式也是可能的。比如，也可以执行直接表征透镜的有效部分的测量。

参考图9和10，被测试样品透镜900包括具有弯曲表面的有效部分920和由围绕有效部分的几个标称平面表面组成的无效部分910。图9示出了透镜900的侧视图，图10示出了俯视图。有效部分920对应于凸形上表面921和凸形下表面922。上表面221具有沿着与下表面922的顶点924相同的轴标称对齐的顶点923。

无效部分910由一系列平面环形表面组成，其具有偏移透镜900的每一侧上的内平面表面和外平面表面的台阶特征。通常，无效部分910的表面可以例如包括形成在样品上的特征，以帮助透镜在最终组件中对准和固定，和/或促进测量透镜特征的相对对准。在这种情况下，无效部分910的上侧包括平面表面912和916。台阶914分离表面912和916。台阶914在边缘914o处接合表面912，在边缘914i处接合表面916。表面916在边缘918处接合上凸形表面921。

无效部分910的下侧包括平面表面911和917。台阶915分离表面911和917。台阶915在边缘915o处接合表面911，在边缘915i处接合表面917。表面917在边缘919处接合下凹形表面922。

光学度量仪器201用于评估透镜900的一些尺寸特征，包括(但不限于)顶点至顶点厚度T_Apex以及表面特征位置的相对x、y横向偏移(称为公共轴z)，包括(但不限于)顶点中心和对准表面特征。通过测量上表面轮廓以确定3D顶点位置和其他表面特征的相对3D位置和形貌来执行这些评估。这些测量用作透镜的整体尺寸性质的指示。

在操作期间，光学仪器201沿着与如图9所示的z轴(对应于仪器201的光轴)平行的观察方向向下看样品。在度量数据采集期间，系统收集全局坐标系x、y、z中的感兴趣表面的高度和强度信息。

顶点923的度量信息从空气中的光的反射(图9中的信号S_UA)导出，如同上表面中的感兴趣的其它特征的度量信息(图9中的信号S_UF)。分别地，下表面中关注特征的度量信息从透镜材料内的光的反射(图9中的信号S_LF)导出。

考虑如图3所示的CSI显微镜系统的具体示例，信号S_UA通常被处理以产生高度信息，然后可以分析该高度信息以确定顶点923的3D位置P_UA。从信号S_UF导出的高度信息可以与P_UA组合以确定z方向上相对于感兴趣的上表面特征(表面912)的顶点高度H_UA。该相同的高度信息也可以用于确定上表面边缘特征的位置，例如感兴趣的上表面特征912的标称圆形边缘。或者或另外，可处理信号S_UF以产生强度信息，然后可分析该信息以确定上表面边缘特征914的位置。

S_LF是非干涉强度信号，其可被分析以确定下表面边缘特征915的位置。参考图12，S_LF可以用显微镜系统在最佳焦点的z位置处测量，如图12所示，以T_BF相对于在x、y位置处的上表面的焦平面位移。对于厚度特征T_feature和折射率n，可以针对近正常入射角计算T_BF：

T_BF＝T_feature/n (13)

对于该计算，厚度和率可以假定为标称值，或者预先通过一些其它方式测量，例如使用相同的仪器或测径器。取决于给定应用所需的精度，可以是更有利的是，补偿由通过透镜材料的折射引起的球面像差的影响，并且例如使用下式计算T_BF的校正值：

其中NA是指光学仪器的数值孔径。

上表面顶点C_UA的横向位置由P_UA的x、y坐标给出。感兴趣的其它特征的位置可以以其他方式定义，例如作为测量的边缘位置的中心，在图11中表示为C_UF和C_LF。这些位置之间的横向距离对应于平行于z轴(隐含地称为基准平面)的轴之间的偏移，并且在一些情况下对应于上表面的平面特征。例如，特征间横向距离XY_Feature特征可以计算为：

XY_Feature＝C_UF-C_LF (14)

类似地，上表面顶点到特征横向距离XY_UAF可以计算为：

XY_UAF＝C_UA-C_UF (15)

在一些情况下，XY_Feature足以用于制造透镜的过程控制，例如作为模具半部的横向对准的测量。类似地，XY_UAF以及相对顶点高度H_UA可足以用于识别透镜形成的问题，例如如果这些偏离从上表面半模预期的尺寸。

可能需要明确地测量上表面顶点和下表面顶点之间的尺寸性质，例如图9中所示的顶点厚度T_APEX或顶点间横向距离XY_APEX，其对应于图11中所示的C_UA和C_LA之间的横向距离。在一些实施例中，参考图13，这可以通过另外测量下表面911、917和922面向光学仪器201取向的透镜900，同时保持跟踪相对于利用面向光学仪器201的透镜900的上表面进行的测量的方位取向来实现。使用与第一测量所描述的方法类似的方法，该第二测量提供H_LA、P_LA和对应于C_LA和C_LF之间的横向距离的下表面顶点到特征横向距离XY_LAF：

XY_LAF＝C_LA-C_LF (16)

注意到对于图13中描绘的特定几何形状，H_LA是负的。

在一些情况下，该第二测量可以提供XY_Feature的独立测量。

在一些实施例中，根据图14所示的流程图1400组合首先在透镜一个表面面向仪器情况下所测量的度量信息和然后在透镜另一个表面面向仪器情况下所测量的度量信息，以创建总顶点厚度和期望的横向距离的测量。在该实施方式中，步骤的顺序如下：首先，透镜900定位使得上表面面向度量仪器201(步骤1405)。在该配置中，度量仪器201至少在上表面的顶点的区域中测量高度分布，并计算该上顶点的位置(步骤1410)。在透镜900处于相同位置的情况下，仪器201测量感兴趣的上部特征(例如边缘914o)的高度分布和强度分布(步骤1415)。在步骤1420中，系统然后计算上顶点高度H_UA和上顶点到特征横向距离XY_UAF(例如，使用等式(15))。

对于下表面特征的测量，度量仪器201和透镜900相对于彼此移动，使得感兴趣的下部特征(例如边缘915o)处于最佳聚焦位置(步骤1425)。可以使用T_feature和n的标称或测量值来确定该位置。在该位置，仪器测量下部特征的强度分布(步骤1430)。使用来自强度分布的信息，系统计算(在步骤1435中)特征间横向偏移XY_Feature。

接下来，将透镜900翻转并定位，使其下表面面向仪器201(步骤1440)。在该位置，在下顶点924的区域中测量高度分布，并且计算下顶点位置P_LA(步骤1445)。然后，在步骤1450中，系统测量下表面(例如，边缘915)上的一个或多个特征的高度分布和强度分布。利用该测量，系统计算下顶点高度H_LA和下顶点到特征横向距离XY_LAF(步骤1455)。

在步骤1460中，顶点厚度T_Apex可以计算为：

T_Apex＝H_UA+T_feature+H_LA (17)

最后，在步骤1465中，顶点间横向距离XY_Apex对应于C_UA和C_LA之间的横向距离，并且可以根据下式计算，其中上标指示从上表面测量还是下表面测量获得参数：

XY_Apex＝XY_UAF ^upper+(XY_Feature)^upper-XY_LAF ^lower (18)

如果下表面测量提供了特征之间横向距离XY_Feature的独立测量，则可以可选地使用以下表达式来潜在地减少统计变异性：

XY_Feature＝0.5[XY_Feature ^upper+XY_Feature ^lower] (19)

XY_Apex＝XY_UAF ^upper+XY_Feature-XY_LAF ^lower (20)

在一些实施例中，如先前关于图4A-4C所讨论的，该装置可以包括部件固定装置，该部件固定装置包括放置在样品下面的标称平坦反射表面，使得其将通过样品传播的光反射回穿过样品并朝向度量仪器。这样的实施方式可以提高使用光学仪器201获取的强度图像的对比度。

在某些实施例中，可以利用关于包括关注特征的区域中的x、y空间变化的信息以更精确地确定尺寸特征。例如，该信息可以包括折射率n(x，y)，厚度T(x，y)和表面形貌S_UA(x，y)和S_UA(x，y)的图。

参考图15A和15B，被测透镜的平面表面区域看起来是平行的，但是实际上可能偏离该理想情况。例如，通过感兴趣的上部和下部特征的最佳拟合平面可能偏离平行。例如如果分别相对于上表面和下表面中的非平行特征调整部件倾斜，则这可以相对于第二测量(下表面面向仪器)产生用于第一测量(上表面面向仪器)的非平行部件倾斜。这些相对部件倾斜形成楔角W，楔角W可从厚度图T(x，y)导出并且并入到尺寸特征的计算中。例如，顶点厚度T_Apex可以表示为：

T_Apex＝f_Apexz(H_UA，T_feature，H_LA，W) (21)

横向距离XY_Feature和XY_Apex可以表示为：

XY_Feature＝f_FeatureXY(C_UF，C_LF，W) (22)

XY_Apex＝f_ApexXY(XY_UAF，XY_Feature，XY_LAF，W) (23)

图9描绘了通过上表面界面测量的下表面边缘，该上表面界面看起来垂直于区域表面形貌仪器的光轴，但是在实践中也可能偏离该理想情况。此外，该偏差可以具有(x，y)依赖性，例如表现为表面形貌图S_UA(x，y)中的局部倾斜的变化。图15A描绘了在通过材料中的厚度T测量的特定横向位置处的感兴趣位置，所述材料具有通过首先遇到从垂直倾斜α_tilt的表面的光束测量的折射率n。

由于折射效应，在感兴趣位置的可见横向位置和实际横向位置之间将存在横向位移ΔL，大致由下式给出：

ΔL＝Tsin(α_refr) (24)

其中sin(α_refr)和sin(α_tilt)通过Snell′s定律相关：

sin(α_refr)＝sin(α_tilt)/n. (25)

从而，ΔL由下式给出：

ΔL＝Tsin(α_tilt)/n. (26)

在图15A中，厚度T被描绘为沿着束的方向测量，如对于相同取向的样品的特定的厚度测量方法所预期的。对于一些实施例，T可对应于沿光轴的厚度。对于通常遇到的α_tilt的小值，该潜在的差对ΔL的影响是可忽略的。

局部倾斜α_tilt将在XY平面上具有一些方位取向θ_tilt。如图15B所示，横向位移ΔL将具有相同的方位取向。对感兴趣位置的可见位置的x和y坐标的校正然后分别是：

Δx＝ΔL·cos(θ_tilt) (27)

Δy＝ΔL·sin(θ_tilt) (28)

通常，率n，厚度T，倾斜α_tilt和方位取向θ_tilt将取决于横向位置(x，y)，因此ΔL通常也将是(x，y)的函数。可以对每个测量的边缘点应用折射校正，之后可以根据需要分析校正的边缘点的集合，以生成关注特征的校正位置。

参考图16，在流程图1600中示出了考虑透镜的倾斜角的示例性实施方式。这里，首先将透镜定位成使其上表面面向测量仪器(步骤1605)，并且使用该仪器测量上顶点区域的高度分布，并且从该测量计算上顶点位置P_UA(步骤1610)。然后，系统测量感兴趣的上部特征(例如上表面915或上表面上的边缘)的高度和强度分布(步骤1615)。从该测量中，系统计算上部特征中心C_UF。在步骤1620中，系统然后计算上顶点高度H_UA和上顶点到特征横向距离XY_UAF。对于下一次测量，使用T_feature和n的标称值或测量值，系统相对于光学仪器移动透镜，使得感兴趣的下部特征(例如，平面表面或边缘)处于最佳聚焦位置(步骤1625)。在该位置，系统测量下表面特征的强度分布，并且测量下表面上的可见边缘位置(步骤1630)。这些测量由系统使用率n，倾斜α_tilt和厚度T的的局部值对每个边缘位置的横向位移ΔL进行校正(步骤1635)。使用校正的边缘位置，系统计算下部特征的中心的位置C_LF(步骤1640)。有了上部和下部特征(C_UF和C_LF)的位置和楔角W，系统计算特征间横向偏移XY_Feature(步骤1645)。这里，楔角对应于透镜的厚度图中的倾斜。

接下来，在步骤1650中，翻转透镜，使得下表面面向光学仪器(步骤1650)，并且获取下顶点区域的高度分布(步骤1655)。系统从此高度分布计算下顶点位置P_LA。然后，系统测量感兴趣的下表面特征的高度分布和强度分布(步骤1660)。然后根据从步骤1655和1660获取的信息计算下表面顶点高度H_LA和下顶点到特征横向距离XY_LAF(步骤1665)。使用H_LA的该值、以及使用H_UA和T_Feature的值，系统计算顶点厚度T_Apex(步骤1670)。使用XY_UAF、XY_LAF、XY_Feature和W，系统还计算顶点间横向偏移XY_Apex的值(步骤1675)。

在一些实施例中，在相对于光学仪器的两个或更多个方位取向上测量样品。通过在不同方位取向获得透镜的尺寸性质的独立测量，系统可以组合这些独立测量，以便减少最终报告的尺寸性质中的系统误差。

系统误差源的示例包括光轴和扫描轴之间的不对准，照明的横向或轴向不对准，以及样品倾斜中的偏差。在一些情况下，系统误差具有与样品取向无关的分量。例如，所报告的两个特定特征之间的横向距离可以通过仪器坐标(Δx_bias，Δy_bias)中的一些偏移来偏置。该偏置可以取决于被测量的特定样品特征。在这种情况下，通过结合在样品相对于仪器的方位取向θ₀处的测量和在样品相对于仪器的方位取向θ₁₈₀处的测量，可以减少测量的横向距离的系统误差，其中θ₁₈₀相对于θ₀偏移180°。如图17A和17B所示，这对应于在样品坐标(x_sample，y_sample)和仪器坐标(x_instr，y_instr)之间180°的相对方位旋转。这种相对方位取向可以通过样品固定或通过对准到部件本身的独特特征来实现。例如，样品支架可以包括旋转平台和刻度尺，其可以手动地或自动地围绕光学仪器的光轴旋转期望的量。

参考图18，在流程图1800中示出了利用样品旋转的示例性方法。该过程将透镜在相对于仪器的四个不同取向上进行的测量序列组合：

-上表面以方位取向θ₀面对仪器

-上表面以方位取向θ₁₈₀面对仪器

-下表面以方位取向θ₀面对仪器

-下表面以方位取向θ₁₈₀面对仪器

具体步骤如下。首先，将透镜定位成其上表面面向光学仪器并处于方位取向θ₀(步骤1805)。在该取向中，系统执行高度和强度分布测量的序列并且计算和的值(步骤1810)。

对于下一测量序列，将透镜定位成其上表面面向光学仪器并处于方位取向θ₁₈₀(步骤1815)。在该取向中，系统执行高度和强度分布测量的序列并且计算和的值(步骤1820)。

对于随后的测量序列，将透镜定位成其下表面面向光学仪器并处于方位取向θ₀(步骤1825)。在该取向中，系统执行高度和强度分布测量的序列并且计算的值(步骤1830)。

对于最后的测量序列，将透镜定位成其下表面面向光学仪器并处于方位取向θ₁₈₀(步骤1835)。在该取向中，系统执行高度和强度分布测量的序列并且计算的值(步骤1840)。在这些相对取向上进行测量的顺序不是关键的，并且可以由最方便的方式来控制。

接下来，计算的值用于计算每个取向的组分顶点间横向距离，和(步骤1845)。最后，使用这些组分值，系统计算顶点间横向距离(步骤1850)，以及最终顶点到特征横向距离和(步骤1855)。

通过组合在θ₀和θ₁₈₀处测量的相应横向距离，分别为XY⁰和XY¹⁸⁰来计算最终报告的横向距离XY^final：

XY^final＝f_Combine(XY⁰，XY¹⁸⁰) (29)

上述等式可以应用于感兴趣的横向距离，包括先前讨论的横向距离，例如特征间横向距离XY_Feature，顶点到特征横向距离XY_UAF和XY_LAF和顶点间横向距离XY_Apex。如果横向距离的组分测量都在样品的参考系中，即相对于样品坐标(x_sample，y_sample)，在一些情况下，组合函数可以与组分测量的算术平均值一样简单。替代地或另外地，一些操作可在单个步骤中将工具参考系结果映射到样品参考系。可能的其它操作可以解释先前确定的剩余工具偏差。

如前所述，另一个潜在的测量误差源是样品中的材料双折射。在一些情况下，可以通过将例如使用偏振器和/或波片在各种偏振状态下用仪器获得的测量结合来减少测量误差。这可以进一步与样品相对于仪器的相对方位取向的变化相结合。

上述装置和方法允许评估过程中透明样品，特别包括透镜，所述透镜包括弯曲的有效表面区域以及作为用于确定样品的尺寸和光学性质的替代物的平面平行区域。透明样品包括透镜，例如作为多透镜透镜组件(例如，用于数码相机)的一部分的模制透镜。这样的透镜组件广泛地用于移动设备的相机中，例如手机，智能电话和平板计算机等等。

在一些实施例中，前述方法可以应用于测量透镜的模具。例如，参考图19，被测样品可以是透镜模具1900的一半。该模具包括弯曲表面1921，其对应于使用模具形成的透镜的有效区域。弯曲表面1921具有顶点1921。模具还包括由第一内平面表面1916和第二外平面表面1912组成的平面部分。平面表面被台阶1914分开。台阶1914的外边缘1914o可以用作表征模具1900的测量中关注特征。外部平面表面1912和顶点1923以沿仪器201的z轴测量的高度H_A偏移。模具1900可通过从例如表面1921(经由光S_A)和外部平面表面1912(S_F)获取高度分布和强度分布来表征。关于例如顶点位置以及顶点到关注特征的边缘的横向偏移的信息可以如先前对于透镜900所描述的来确定。

图20A和20B的流程图示出了所描述的技术的可能的用途。图19中的流程图2000示出了使用如上所述的厚度和双折射的测量(步骤2010)的透镜表征技术。在步骤2020中，基于这些测量，系统报告厚度、平行度、平均折射率、折射率梯度和双折射的值。接下来将这些值与这些参数的预定规格进行比较(步骤2030)。

对于超出规格的那些透镜，该些透镜为不合格的(步骤2040)，并且系统将相应的模制部位报告为处于过程控制目标之外(步骤2050)。对于满足规格的那些透镜，将透镜分类进入厚度箱(步骤2060)，并且将相应的模制部位报告为在过程控制目标内(步骤2070)。

图20B中的流程图2001示出了使用顶点到特征高度、顶点厚度、顶点间横向距离和特征间横向距离的测量的透镜表征技术。这里，在第一步骤2011中，从如上所述测量的高度和强度数据导出透镜上的各种特征的位置。在步骤2021中，基于这些测量，系统报告顶点到特征高度、顶点厚度、顶点间横向距离和特征间横向距离的值。接下来将这些值与这些参数的预定规格进行比较(步骤2031)。

对于超出规格的那些透镜，该些透镜为不合格的(步骤2041)，并且系统将相应的模制部位报告为处于过程控制目标之外(步骤2051)。对于满足规格的那些透镜，将透镜分类进入厚度箱(步骤2061)，并且将相应的模制部位报告为在过程控制目标内(步骤2071)。

该测量技术还可以用于表征用于制造透镜的模制工艺。用于表征模制工艺的实施方式在图21A和21B的流程图中示出。

在图21A中的流程图2100所示的过程中，第一步骤2110是测量透镜的无效部分的厚度和双折射。基于这些测量，系统分析透镜的厚度、平行度、平均折射率、折射率梯度和双折射(步骤2120)。基于该分析，调整模具的两个半部的相对位置以满足厚度和平行度规格(步骤2130)。调整模制工艺参数(例如，温度和温度斜率、透镜材料组成、注入压力)以满足折射率规格(步骤2140)。

在图21B中的流程图2100所示的过程中，第一步骤2150是测量透镜表面的高度分布和顶点和特征的横向位置。基于这些测量，系统确定并报告顶点到特征高度、顶点厚度、顶点间横向距离和特征间横向距离(步骤2160)。基于该分析，调整模具的两个半部的相对位置以满足厚度和横向定中心规格(步骤2130)。调整模制工艺参数(例如，温度和温度斜率、透镜材料组成)以满足顶点到特征规格(步骤2140)。

尽管前述流程图描绘了用于双折射和厚度测量的单独过程，而不是顶点和特征测量，但是在一些实施例中，这些组测量可以组合，以便例如改进透镜表征和/或透镜模制。

尽管已经描述了某些实施方式，但是其它实施方式也是可能的。例如，虽然透镜200和透镜900都是弯月形透镜，但更一般地，可以使用所公开的技术来表征其它类型的透镜，包括例如凸-凸透镜、凹-凹透镜、平-凸透镜、平-凹透镜。透镜表面可以是非球面。在一些实施例中，透镜表面可以包括拐点，在拐点处表面的凹度改变。这种表面的示例是图1中的表面132。

此外，除了上述的那些特征之外，可以使用各种对准特征。例如，虽然透镜200和900中的平面表面是环形表面，但是其它几何形状也是可能的。诸如表面上的凸起部分、凹陷或者表面上的简单标记等的离散特征可以用作上述测量中的特征。

尽管本说明书通常集中于光学部件的度量，但是相关类别的应用是用于制造注塑成型透镜的模具的度量。在这种情况下，模具具有也在透镜上发现的所有特征，即有效光学表面和一个或多个位置，定中心或对准基准。然后可以容易地应用对透镜的一侧描述的度量步骤。例如，仪器被用于测量光学表面的顶点相对于机械基准的中心和高度。其他度量步骤包括外部基准之间的台阶的表征，以及陡峭圆锥中心基准的角度的表征。

在某些实施例中，例如在被测部件大于光学仪器的视场的情况下，部件的不同区域的测量可被缝合在一起以提供整个部件的测量。用于缝合测量的示例性技术公开在J.Roth和P.de Groot的“Wide-field scanning white light interferometry of roughsurfaces”，Proc.ASPE Spring Topical Meeting on Advances in Surface Metrology，57-60(1997)。

在一些实施方式中，可以应用附加校正以提高测量精度。例如，可以应用对表面的反射性质的相位变化的校正。参见，比如P.de Groot，J.Biegen，J.Clark，X.Colonna deLega和D.Grigg的“Optical Interferometry for Measurement of the GeometricDimensions of Industrial Parts”，Applied Optics41(19)，3853-3860(2002)。

在某些实施方式中，可以从多于一个视角或从两侧测量该部分。参见，比如P.deGroot，J.Biegen，J.Clark，X.Colonna de Lega和D.Grigg的“Optical Interferometryfor Measurement of the Geometric Dimensions of Industrial Parts”，AppliedOptics 41(19)，3853-3860(2002)。

测量的结果可以与其他测量结合，包括例如非球面形状的触针测量，例如在P.Scott的“Recent Developments in the Measurement of Aspheric Surfaces byContact Stylus Instrumentation”，4927，199-207(2002)中所公开的。

可以应用各种数据处理方法。例如，可以使用适于使用相干扫描干涉仪测量多个表面的方法。参见例如P.J.de Groot和X.Colonna de Lega的“Transparent filmprofiling and analysis by interference microscopy”，Proc.SPIE 7064，706401-1706401-6(2008)。

与上述测量和分析相关联的计算可以使用遵循本文描述的方法和附图的标准编程技术在计算机程序中实现。将程序代码应用于输入数据以执行本文所述的功能并生成输出信息。输出信息可以应用于一个或多个输出设备，例如显示监视器。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，如果需要，程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，语言可以是编译或解释语言。此外，程序可以在为此目的预编程的专用集成电路上运行。

每个这样的计算机程序优选地存储在可由通用或专用可编程计算机读取的存储介质或设备(例如，ROM，光盘或磁盘)上，用于当存储介质或设备被计算机读取时配置和操作计算机以执行本文所述的过程。在程序执行期间，计算机程序也可以驻留在高速缓存或主存储器中。校准方法还可以至少部分地实现为配置有计算机程序的计算机可读存储介质，其中这样配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作以执行本文所述的功能。

其他实施例在所附权利要求中。

Claims

1.一种确定关于透明光学元件的信息的方法，所述透明光学元件包括透镜部分和平面平行部分，所述方法包括：

使用光学仪器来获得关于所述透明光学元件的第一表面和所述透明光学元件的与所述第一表面相对的第二表面的高度信息；

使用所述光学仪器获得所述第一表面的强度图和所述第二表面的强度图；和

基于所述高度信息和所述强度图，确定关于所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上的所述透明光学元件的一个或多个特征的尺寸信息。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述光学仪器是相干扫描干涉显微镜。

3.如权利要求1所述的方法，其中关于所述第一表面和所述第二表面的高度信息分别包括所述第一表面和所述第二表面的表面轮廓。

4.如权利要求1所述的方法，其中基于使用所述光学仪器的多元件检测器收集的强度帧序列来确定所述强度图。

5.如权利要求4所述的方法，其中通过对所述强度帧序列的所述多元件检测器的每个元件处的强度进行平均来确定所述强度图。

6.如权利要求4所述的方法，其中使用所述光学仪器来获得所述强度图包括在所述第一表面和所述第二表面相对于所述光学仪器的最佳聚焦的相应位置处确定所述多元件检测器的每个元件的强度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述尺寸信息包括所述第一表面或所述第二表面的顶点相对于所述第一表面或所述第二表面上的另一特征的位置。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述尺寸信息是所述顶点和所述另一特征之间的横向距离，所述横向距离是在标称地平行于所述平面平行部分的平面中测量的距离。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述另一个特征是位于所述第一表面或所述第二表面的平面平行部分处的特征。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述另一个特征是标称地中心在所述顶点上的环形特征。

11.如权利要求9所述的方法，其中另一个特征是在所述平面平行部分的第一表面和/或第二表面中的台阶。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述光学仪器用于在所述第一表面面向所述光学仪器情况下执行所述透明光学物体的测量，以及在所述第二表面面向所述光学仪器情况下执行透明光学物体的测量。

13.如权利要求12所述的方法，其中使用从在所述第一表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第一表面的透镜部分的顶点的位置。

14.如权利要求13所述的方法，其中使用从在所述第一表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第一表面的透镜部分的顶点相对于所述第一表面的平面平行部分上的特征的位置的位置。

15.如权利要求12所述的方法，其中使用从在所述第一表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第一表面的平面平行部分上的特征的相对于所述第二表面的平面平行部分上的特征的位置的位置。

16.如权利要求15所述的方法，其中使用从在所述第二表面面向所述光学仪器的情况下透明光学物体的测量中获取的数据来确定所述第二表面的透镜部分上的顶点相对于所述第一表面的顶点的位置的位置。

17.如权利要求1所述的方法，其中确定所述尺寸信息包括考虑由于所述透明光学元件相对于所述光学仪器的倾斜而产生的折射效应。

18.如权利要求17所述的方法，其中考虑了折射效应的所述尺寸信息是所述透明光学元件的与所述光学仪器相对的表面上的特征的位置。

19.如权利要求1所述的方法，其中所述光学仪器用于执行相对于所述光学仪器的轴具有第一方位取向的所述透明光学物体的测量，以及执行相对于所述轴具有与所述第一方位取向不同的第二方位取向的所述透明光学物体的测量。

20.如权利要求19所述的方法，其中确定所述尺寸信息包括从具有所述第一方位取向的所述透明光学元件的测量中获得的数据确定关于所述一个或多个特征的尺寸信息，以及从具有所述第二方位取向的所述透明光学元件的测量中获得的数据确定关于所述一个或多个特征的尺寸信息。

21.如权利要求20所述的方法，其中确定所述尺寸信息包括基于为所述第一方位取向和第二方位取向获得的所述尺寸信息来减小所述尺寸信息中的误差。

22.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述尺寸信息确定所述透明光学元件是否满足规格要求。

23.一种确定关于透明光学元件的信息的系统，包括：

光学仪器，以及

电子控制器，其与所述光学仪器通信并被编程以使所述系统执行前述权利要求中任一项所述的方法。

24.一种确定关于包括弯曲部分和平面部分的物体的信息的方法，所述弯曲部分包括具有顶点并限定所述物体的轴的第一弯曲表面，所述方法包括：

将测量光引导到所述物体；

检测从所述弯曲部分的所述第一弯曲表面反射的测量光；

检测从所述物体的至少一个其它表面反射的测量光；以及

基于检测光确定关于所述弯曲部分的所述第一弯曲表面的顶点的信息。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述物体是透明光学元件。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述透明光学元件是透镜元件。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述透镜元件是模制透镜元件。

28.如权利要求24所述的方法，其中所述物体是用于光学元件的模具的一部分。

29.如权利要求24所述的方法，其中所述物体是用于透镜元件的一侧的模具。

30.如权利要求24所述的方法，其中所述弯曲部分包括与所述第一弯曲表面相对的第二弯曲表面，所述第二弯曲表面具有顶点，并且关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括沿着所述光轴测量的所述透镜在所述第一表面的顶点和所述第二表面的顶点之间的厚度。

31.如权利要求24所述的方法，其中所述弯曲部分包括与所述第一弯曲表面相对的第二弯曲表面，所述第二弯曲表面具有顶点，并且关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括在与所述光轴正交的平面中测量的在所述第一表面的顶点和所述第二表面的顶点之间的横向偏移。

32.如权利要求24所述的方法，其中所述测量光由所述光学仪器引导到所述物体，并且当反射所述测量光时，所述第一弯曲表面面向所述光学仪器。

33.如权利要求32所述的方法，其中确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括确定所述顶点的位置。

34.如权利要求33所述的方法，其中所述至少一个其它表面包括面向所述光学仪器的另一表面，并且确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息还包括确定在与所述光轴正交的平面中在所述顶点和所述至少一个其它表面上的关注特征之间测量的横向偏移。

35.如权利要求34所述的方法，其中所述至少一个其它表面包括背离所述光学仪器的表面，并且确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息还包括确定在与所述光轴正交的平面中在背离所述光学仪器的表面上的特征和在面向所述光学仪器的另一表面上的所述关注特征之间测量的横向偏移。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述弯曲部分包括与所述第一弯曲表面相对的第二弯曲表面，并且确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括确定所述第二弯曲表面的顶点的位置。

37.如权利要求36所述的方法，其中确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括基于所述第一弯曲表面和第二弯曲表面顶点的位置确定沿着所述光轴测量的所述弯曲部分的厚度。

38.如权利要求36所述的方法，其中确定关于第一弯曲表面的顶点的信息包括基于以下确定在与所述光轴正交的平面中测量的所述第一表面的顶点和所述第二表面的顶点之间的横向偏移：

(i)所述第一弯曲表面的顶点和在面向所述光学仪器的其它表面上的关注特征之间的横向偏移；

(ii)在面向所述光学仪器的其它表面上的关注特征与在背离所述光学仪器的表面上的关注特征之间的横向偏移；和

(iii)在所述第二弯曲表面的顶点和在背离所述光学仪器的表面上的关注特征之间的横向偏移；

39.如权利要求24所述的方法，其中确定关于所述第一弯曲表面的顶点的信息包括确定关于所述平面部分的至少一个表面的倾斜的信息，并且当确定关于所述第一表面的顶点的信息时考虑所述倾斜。

40.如权利要求39所述的方法，其中关于所述倾斜的信息是相对于用于将所述测量光引导到所述物体的光学仪器的光轴的倾斜角，α_tilt。

41.如权利要求24所述的方法，还包括在检测到所述测量光之后，相对于用于将所述测量光引导到所述物体的光学仪器调整所述物体的方位取向，以及在所述方位取向调整之后，重复来自所述第一弯曲表面和来自所述至少一个其它表面的所述测量光的检测。

42.如权利要求41所述的方法，还包括基于在所述方位取向调整之后检测到的测量光确定关于所述第一弯曲表面的顶点的附加信息。

43.如权利要求24所述的方法，还包括在检测到所述测量光之后，改变所述测量光的偏振状态，以及在所述偏振状态改变之后，重复从所述第一弯曲表面和从所述至少一个其它表面的所述测量光的检测。

44.如权利要求43所述的方法，还包括

基于在所述偏振状态改变之前和之后检测到的测量光确定关于所述物体的双折射的信息。

45.如权利要求24所述的方法，还包括基于关于所述第一弯曲表面的顶点的信息评估所述物体。

46.如权利要求45所述的方法，其中评估所述物体包括基于关于所述第一弯曲表面的顶点的信息确定所述物体是否满足规范要求。

47.如权利要求24所述的方法，其中所述平面部分是所述物体的倾斜控制互锁。

48.如权利要求24所述的方法，其中所述弯曲部分的至少一个弯曲表面是非球面表面。

49.如权利要求24所述的方法，其中所述平面部分位于所述弯曲部分的圆周周围。

50.一种形成光学组件的方法，包括：

使用权利要求24所述的方法确定关于所述物体的信息，其中所述物体是透镜；和

将所述透镜相对于筒中的一个或多个其它透镜固定以形成所述光学组件。

51.如权利要求50所述的方法，还包括相对于传感器固定所述光学组件以提供用于数字照相机的模块。

52.一种确定关于包括弯曲部分和平面部分的物体的信息的系统，所述弯曲部分包括具有顶点并限定所述物体的轴的第一弯曲表面，所述系统包括：

用于支撑所述物体的固定装置；

光学仪器，包括光源、检测器和光学元件，所述光学元件布置成当所述物体由所述固定装置支撑时将来自所述光源的光朝向所述物体引导，并且将从所述物体反射的光引导到所述检测器；和

电子控制器，其与所述检测器通信，所述电子控制器被编程为基于从所述第一弯曲表面和从所述物体的至少一个其它表面检测到的光确定关于所述第一表面的顶点的信息。

53.如权利要求52所述的系统，其中所述光学仪器是光学区域表面形貌仪器。

54.如权利要求53所述的系统，其中所述光学区域表面形貌仪器是相干扫描干涉仪。

55.如权利要求53所述的系统，其中所述光学区域表面形貌仪器是共焦显微镜。

56.如权利要求52所述的系统，其中所述固定装置包括构造成相对于所述光学仪器重新定向所述物体的致动器。

57.如权利要求56所述的系统，其中所述致动器构造为相对于所述光学仪器的光轴旋转所述物体。

58.如权利要求52所述的系统，其中所述光学仪器包括构造为偏振来自所述光源的光的偏振模块。

59.如权利要求58所述的系统，其中所述偏振模块构造为在正交偏振状态下选择性地偏振来自所述光源的光。

60.如权利要求52所述的系统，其中所述检测器是多元件检测器，并且所述光学仪器构造为将所述物体的表面成像到所述多元件检测器上。