JP2000275142A - Method and apparatus for measurement of double refraction - Google Patents

Method and apparatus for measurement of double refraction

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JP2000275142A
JP2000275142A JP11083007A JP8300799A JP2000275142A JP 2000275142 A JP2000275142 A JP 2000275142A JP 11083007 A JP11083007 A JP 11083007A JP 8300799 A JP8300799 A JP 8300799A JP 2000275142 A JP2000275142 A JP 2000275142A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a double-refraction measuring method which is hardly influenced by a noise such as a stain or the like on the surface of an object to be inspected and which can measure the double refraction of the object to be inspected. SOLUTION: This double-refraction measuring method finds the double refraction of an object 1 to be inspected on the basis of both pieces of polarization information, i.e., polarization information on the transmitted light of the object to be inspected, which is found by a change in a light intensity obtained in such a way that the object 1 to be inspected is irradiated with nearly circularly polarized light, that a luminous flux transmitted through the object to be inspected is received by a light receiving means 9 only via an analyzer 7, and that the analyzer 7 is turned and polarization information on the transmitted light of the object to be inspected, which is found on the basis of a change in a light intensity obtained in such a way that the luminous flux transmitted through the object 1 to be inspected is received by the light receiving means 9 via a phase shifter 17 and the analyzer 7, and that the analyzer 7 is turned.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ等
に用いられる光書込用或いはピックアップ用などに用い
られるプラスチックスレンズ等のプラスチック製品なる
被検物の複屈折を測定する複屈折測定方法及びその装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a birefringence measuring method for measuring the birefringence of a test object which is a plastic product such as a plastic lens used for optical writing or pickup used in a laser printer or the like. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の被検レンズ等の被検物に
関する複屈折の測定方法としては、位相変調法や回転検
光子法が知られている。これらの方法にあっては、透明
な被検物に細い平行ビームを照射し、被検物からの透過
光をフォトダイオード等の受光素子で受光し、被検物の
複屈折による透過光の偏光状態の変化を検出することに
より、被検物の複屈折を求めるものである。
2. Description of the Related Art Hitherto, a phase modulation method and a rotary analyzer method have been known as a method for measuring birefringence of a test object such as a test lens of this type. In these methods, a transparent test object is irradiated with a thin parallel beam, the transmitted light from the test object is received by a light-receiving element such as a photodiode, and the transmitted light is polarized by the birefringence of the test object. By detecting a change in the state, the birefringence of the test object is obtained.

【0003】位相変調法では、「光技術コンタクト」V
ol.27.No.3(1989)中の「位相変調法による複屈折 測定
と応用」p.127〜p.134等により報告されているように、
光弾性変調器(PEM)を利用して照射光を位相変調さ
せ、透明な被検物を透過した光のビート信号と変調信号
との位相から複屈折を求めるようにしている。
In the phase modulation method, the "optical technology contact" V
ol.27.No.3 (1989), `` Measurement and Application of Birefringence by Phase Modulation Method '', p.127-p.134, etc.
The irradiation light is phase-modulated using a photoelastic modulator (PEM), and the birefringence is obtained from the phase of the beat signal and the modulation signal of the light transmitted through the transparent test object.

【0004】回転検光子法では、「光学的測定ハンドブ
ック」(1981年7月25日発刊)田幸敏治、辻内順平、南茂
夫編、朝倉書店中の「偏光解析」p.256〜p.265等に報告
されているように、透明な被検物の背面に置いた検光子
を回転させながら検光子の背面の受光素子で透過光を受
光し、検光子の回転に伴う受光素子からの受光出力の変
化により複屈折を求めるようにしている。
In the rotation analyzer method, "Optical Measurement Handbook" (published on July 25, 1981), edited by Toshiharu Tada, Junpei Tsujiuchi, Shigeo Minami, "Analysis of Polarization" in Asakura Shoten, p.256-p.265, etc. As described in, the transmitted light is received by the light receiving element on the back of the analyzer while rotating the analyzer placed on the back of the transparent test object, and the received light output from the light receiving element with the rotation of the analyzer The birefringence is determined by the change in.

【0005】さらに、特開平4−58138号公報、特
開平7−77490号公報等によれば、拡大した平行光
を透明な被検物に照射し、その透過光をCCDカメラ等
の2次元センサで受光することにより、被検物の複屈折
を求めるようにしており、複屈折の面計測を可能として
いる。
Further, according to JP-A-4-58138, JP-A-7-77490, etc., a parallel test object is irradiated with expanded parallel light, and the transmitted light is transmitted to a two-dimensional sensor such as a CCD camera. The birefringence of the test object is determined by receiving the light at, and surface measurement of the birefringence is enabled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】位相変調法、回転偏光
子法は、何れも、例えば細い平行ビームを被検物に照射
しフォトダイオードで受光する、という所謂“点計測”
であるため、被検物の全面を測定するには被検物や測定
装置を調整する必要があり、特にレンズのような非平板
を被検物とするような場合には、被検レンズに照射した
光ビームが被検レズで屈折されるため、被検物や測定装
置のセッティングが複雑かつ困難である。
In both the phase modulation method and the rotating polarizer method, so-called "point measurement" in which, for example, a thin parallel beam is irradiated on an object and received by a photodiode.
Therefore, it is necessary to adjust the test object and the measuring device to measure the entire surface of the test object. Particularly, when a non-flat plate such as a lens is used as the test object, Since the irradiated light beam is refracted by the test lens, setting of the test object and the measuring device is complicated and difficult.

【0007】また、特開平4−58138号公報によれ
ば、“面計測”であるため、被検物等の調整は不要であ
るものの、レーザプリンタ等で用いられる書込用プラス
チックレンズ(通常はfθレンズ)などのように、一般
に高NA、大口径で非軸対称なものも多い測定対象の場
合、場所による屈折の度合いの差が大きく、透過光がけ
られたり重なったり、透過像が歪んだりするため、レン
ズの全面に渡って鮮明な透過像を得ることが難しく、全
面に渡っての正確な測定が困難である。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-58138, since it is a "surface measurement", it is not necessary to adjust a test object or the like, but a writing plastic lens (usually used for a laser printer or the like) is usually used. In the case of a measurement object such as an fθ lens, which generally has a high NA, a large diameter, and is axisymmetric, there is a large difference in the degree of refraction depending on the location, and transmitted light is blurred or overlapped, and a transmitted image is distorted. Therefore, it is difficult to obtain a clear transmission image over the entire surface of the lens, and it is difficult to perform accurate measurement over the entire surface.

【0008】さらに、これらの測定方法は、測定に使用
する光源の波長により測定レンジが制限されるため、被
検物の厚みが大きい場合、得られる測定値に光源波長に
起因する不確定性が含まれてしまう不具合がある。具体
的な提案例としては、例えば、特開平4−58138号
公報等によれば、拡大した平行光を透明な被検物に照射
し、その透過光をCCDカメラ等の2次元センサで受光
することにより、被検物の複屈折を求めるようにしてい
るが、複屈折の測定結果が、複屈折位相差にして0〜λ
/4(λ:光源波長)の範囲内で得られるため、その範
囲を越える複屈折位相差の測定結果は不確定となる。つ
まり、複屈折位相差の測定値をδとし、真の複屈折位相
差をδ′とした場合、 δ′=m・λ/2±δ(m:整数) なる関係となり、整数mの値が不確定となる。結局、特
開平4−58138号公報例では、光源波長λにより測
定範囲が決まってしまうため、測定範囲を越えるような
大きな複屈折には対応できず、かつ、複屈折分布が測定
範囲を越える場合も同様に対応できない。特にレーザプ
リンタ等で用いられる光書込み系用のプラスチックレン
ズは、小径のプラスチックレンズ、或いは光ディスクに
比べて肉厚が厚く光源波長で決まる測定範囲を上回るよ
うな複屈折及び複屈折分布を持つ場合も十分に考えられ
る。このようなことから、複屈折測定方法としては、光
源波長による制約を受けることなく、大きな複屈折の測
定が可能であることが要求される。
Further, in these measurement methods, the measurement range is limited by the wavelength of the light source used in the measurement. Therefore, when the thickness of the test object is large, uncertainty due to the light source wavelength is not obtained in the measured value obtained. There is a defect that is included. As a specific proposal example, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-58138, an expanded parallel light is irradiated on a transparent test object, and the transmitted light is received by a two-dimensional sensor such as a CCD camera. Thus, the birefringence of the test object is determined, but the measurement result of the birefringence is 0 to λ
Since it is obtained within the range of / 4 (λ: light source wavelength), the measurement result of the birefringence phase difference exceeding the range is uncertain. That is, when the measured value of the birefringence phase difference is δ and the true birefringence phase difference is δ ′, the following relationship holds: δ ′ = m · λ / 2 ± δ (m: integer). Indeterminate. After all, in the example of JP-A-4-58138, the measurement range is determined by the light source wavelength λ, so that it is not possible to cope with large birefringence beyond the measurement range, and when the birefringence distribution exceeds the measurement range. Also cannot respond. In particular, plastic lenses for optical writing systems used in laser printers and the like may have a small-diameter plastic lens or a birefringence and a birefringence distribution that is thicker than an optical disc and exceeds the measurement range determined by the light source wavelength. It is thought enough. For this reason, the birefringence measurement method is required to be capable of measuring a large birefringence without being restricted by the wavelength of the light source.

【0009】そこで、本発明は、被検物表面における汚
れ等のノイズの影響を受けにくい良好なる複屈折の測定
が可能な複屈折測定方法及びその装置を提供することを
目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a birefringence measuring method and a birefringence measuring method capable of performing favorable birefringence measurement which is hardly affected by noise such as dirt on the surface of a test object.

【0010】また、複数の受光素子を並設させてなる受
光素子アレイを利用することで、短時間、かつ、高い空
間分解能での複屈折測定が可能な複屈折測定装置を提供
することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a birefringence measuring apparatus capable of performing birefringence measurement in a short time and with high spatial resolution by using a light receiving element array having a plurality of light receiving elements arranged in parallel. And

【0011】また、被検物がレンズのように曲率をもつ
場合、被検物を透過する光の屈折の仕方が場所によって
異なるため、全ての透過光を受光素子に導くには、複雑
な構成や調整が必要となり、操作性が悪い上に時間がか
かるという問題があるので、本発明は、被検物がレンズ
のように曲率をもつ場合でも、簡単、短時間、かつ、高
い空間分解能で高精度な測定が可能な複屈折測定装置を
提供することを目的とする。
When the test object has a curvature like a lens, the way of refraction of the light passing through the test object differs depending on the location. Therefore, a complicated configuration is required to guide all the transmitted light to the light receiving element. The present invention has a problem that the operability is poor and it takes time, so even if the test object has a curvature like a lens, it is simple, short, and with high spatial resolution. An object of the present invention is to provide a birefringence measurement device capable of performing highly accurate measurement.

【0012】また、被検物がレンズの場合は、その種類
によって焦点距離が異なり、さらに非軸対称レンズの場
合は直交方向で各々の焦点距離が異なる状況があるが、
本発明は、このような被検レンズの種類の変更に対する
汎用性を高め得る複屈折測定装置を提供することを目的
とする。
When the object to be inspected is a lens, the focal length varies depending on the type. In the case of a non-axisymmetric lens, there are situations where the focal lengths differ in the orthogonal direction.
An object of the present invention is to provide a birefringence measuring device capable of improving versatility with respect to such a change in the type of the lens to be inspected.

【0013】加えて、本発明は、位置、配置の設定変更
を自動化することで、装置の操作性を向上させ得る複屈
折測定装置を提供することを目的とする。
In addition, another object of the present invention is to provide a birefringence measuring apparatus capable of improving the operability of the apparatus by automatically changing the setting of the position and arrangement.

【0014】また、被検物の面積が大きい場合、被検物
の全面に対して透過した光束を一度に受光しようとする
と、透過像を光学的に縮小する必要があり、測定の空間
的な分解能が落ちる。透過像を光学的に縮小せず被検物
の透過光束を一度に受光しようとすると大きな面積の偏
光素子、受光素子が必要となりコストがかかるという問
題があるが、本発明は、被検物全面に渡って、高い空間
分解能での測定が可能な複屈折測定方法及びその装置を
提供することを目的とする。
Further, when the area of the test object is large, if it is desired to simultaneously receive the light flux transmitted through the entire surface of the test object, it is necessary to optically reduce the transmitted image, and the spatial space of the measurement must be reduced. Resolution drops. If the transmitted light of the test object is to be received at once without optically reducing the transmitted image, a large area polarizing element and a light receiving element are required, which causes a problem that the cost is increased. And to provide a birefringence measurement method and apparatus capable of performing measurement with high spatial resolution.

【0015】加えて、本発明は、被検物が焦点距離の短
いレンズの場合であっても、被検物全面に渡って、高い
空間分解能での測定が可能な複屈折測定方法及びその装
置を提供することを目的とする。
In addition, the present invention provides a birefringence measuring method and apparatus capable of measuring with high spatial resolution over the entire surface of a test object even when the test object is a lens having a short focal length. The purpose is to provide.

【0016】同様に、本発明は、被検物が平行平板或い
は焦点距離の長いレンズ場合であっても、被検物全面に
渡って、高い空間分解能での測定が可能な複屈折測定方
法及びその装置を提供することを目的とする。併せて、
被検物が焦点距離の長いレンズの測定においては装置の
小型化を図ることを目的とする。
Similarly, the present invention provides a birefringence measuring method capable of measuring with high spatial resolution over the entire surface of an object even when the object is a parallel plate or a lens having a long focal length. It is intended to provide the device. together,
It is an object of the present invention to reduce the size of the apparatus when measuring a lens whose test object has a long focal length.

【0017】また、上記目的を実現するために、分割測
定を実施する場合、被検物表面に光学系光軸方向への凹
凸(奥行き)があると、場所によって被検物表面と受光
素子との結像関係が成立しなくなり、画像がぼけるた
め、正確な複屈折情報が得られないという問題を生じ得
るが、本発明は、このような状況下でも、被検物の全面
に渡っての正確な測定が可能な複屈折測定方法及びその
装置を提供することを目的とする。
In order to achieve the above object, when performing a split measurement, if the surface of the test object has irregularities (depth) in the direction of the optical axis of the optical system, the surface of the test object and the light receiving element may differ depending on the location. The image formation relationship is not established and the image is blurred, which may cause a problem that accurate birefringence information cannot be obtained.However, even in such a situation, the present invention does not cover the entire surface of the test object. It is an object of the present invention to provide a birefringence measuring method and an apparatus thereof capable of performing accurate measurement.

【0018】また、測定レンジが使用する光源波長によ
って制限され、それを越えるような大きな複屈折の位相
差測定結果には、光源波長に起因する不確定性が含まれ
るという問題を生ずるが、本発明は、光源波長に制限さ
れない(無限大の)広い測定レンジを得ることができる
複屈折測定方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
The measurement range is limited by the wavelength of the light source used, and the measurement result of the phase difference of a large birefringence exceeding the measurement range includes a problem that uncertainty due to the wavelength of the light source is included. An object of the present invention is to provide a birefringence measuring method and an apparatus thereof that can obtain a wide (infinite) measuring range that is not limited by the light source wavelength.

【0019】さらに、上記目的を実現する上で、被検領
域内において被検物の複屈折の変化が大きい場合、被検
物の透過光束にて形成される2次元的な明暗分布(光弾
性干渉縞)の明るい部分同士の間隔、或いは暗い部分同
士の間隔(干渉縞間隔)が狭くなり、その間隔が単一の
受光素子のサイズより小さくなり、測定レンジの拡大を
正確に実施できなくなってしまう不具合を生じ得ること
があるが、本発明は、被検領域内において被検物の複屈
折の変化が大きい場合であっても、測定レンジの拡大を
実現し得る複屈折測定方法及びその装置を提供すること
を目的とする。
Further, in realizing the above object, if the change in the birefringence of the test object in the test region is large, a two-dimensional light-dark distribution (photoelasticity) formed by the transmitted light flux of the test object is obtained. The interval between bright portions of the interference fringe) or the interval between dark portions (interference fringe interval) becomes narrower, and the interval becomes smaller than the size of a single light receiving element, so that the measurement range cannot be expanded accurately. However, the present invention provides a method and apparatus for measuring a birefringence capable of expanding a measurement range even when a change in birefringence of a test object is large in a test area. The purpose is to provide.

【0020】また、上記目的を実現する上で、光源波長
に制限されない広い測定レンジを得る場合、処理に時間
がかかり、また、処理誤差も生ずる不具合を生じ得る
が、本発明は、−λ/4〜+λ/4なる測定レンジを−
λ/2〜+λ/2まで拡大する処理を、短時間で、かつ、
処理誤差を完全になくして実現し得る複屈折測定方法及
びその装置を提供することを目的とする。
In order to achieve the above object, when obtaining a wide measurement range which is not limited by the wavelength of the light source, it takes a long time to perform the processing and may cause a processing error. The measurement range from 4 to + λ / 4 is-
The process of expanding from λ / 2 to + λ / 2 can be performed in a short time and
An object of the present invention is to provide a birefringence measuring method and an apparatus thereof that can be realized without processing errors completely.

【0021】また、上述の目的を実現する複屈折測定装
置においては、被検2次元領域において基準と設定した
位置での複屈折位相差測定値に対する任意位置での複屈
折位相差の変化分(位相差分布)が、2次元空間分布と
して得られる。言い換えると基準位置での複屈折測定値
に対する比較測定となる。従って、基準位置での複屈折
位相差測定値が、既に、使用光源波長にて決まる測定範
囲を超えている可能性もあるので、当該複屈折測定装置
による測定値は複屈折位相差の絶対値とは必ずしもいえ
ない。そこで、本発明は、被検空間における基準と設定
した位置での複屈折位相差の絶対値を測定、或いは推定
しておき、2次元空間分布の測定結果と組み合わせるこ
とで、被検領域全体における複屈折位相差の絶対値を判
断可能にする複屈折測定方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
Further, in the birefringence measuring apparatus for realizing the above-mentioned object, the change in the birefringence phase difference at an arbitrary position with respect to the measured value of the birefringence phase difference at a position set as a reference in the two-dimensional area to be inspected ( Phase difference distribution) is obtained as a two-dimensional spatial distribution. In other words, it is a comparative measurement with respect to the birefringence measurement value at the reference position. Therefore, since the measured value of the birefringence phase difference at the reference position may already exceed the measurement range determined by the wavelength of the light source used, the value measured by the birefringence measurement device is the absolute value of the birefringence phase difference. Not necessarily. Therefore, the present invention measures or estimates the absolute value of the birefringence phase difference at a position set as a reference in the test space, and combines it with the measurement result of the two-dimensional spatial distribution to obtain the entire test region. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring birefringence, which can determine the absolute value of the birefringence phase difference.

【0022】さらに、光書き込み系は、実使用では複数
のレンズにて構成されることが多い点に着目し、本発明
は、それらが光学系として組みあがった状態であって
も、前述した測定に対応可能な複屈折測定装置を提供す
ることを目的とする。
Further, attention is paid to the fact that the optical writing system is often constituted by a plurality of lenses in actual use, and the present invention provides the above-described measurement method even when they are assembled as an optical system. It is an object of the present invention to provide a birefringence measuring device capable of responding to the following.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の複
屈折測定方法は、ほぼ円偏光を被検物に対して照射し、
前記被検物を透過した光束を検光子のみを介して受光手
段により受光するとともに前記検光子を回転させたとき
に得られる光強度変化より求めた被検物透過光の偏光情
報と、前記被検物を透過した光束を移相子と前記検光子
とを介して前記受光手段により受光するとともに前記検
光子を回転させたときに得られる光強度変化より求めた
被検物透過光の偏光情報との、両偏光情報に基づき前記
被検物の複屈折を求めるようにした。また、請求項2記
載の発明は、請求項1記載の複屈折測定方法において、
前記移相子を光学系光軸以外の方向に進退させること
で、前記被検物から前記受光手段までの光路に前記移相
子が介在される状態と介在されない状態とを生成するよ
うにした。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring birefringence, comprising irradiating a test object with substantially circularly polarized light.
The light flux transmitted through the test object is received by the light receiving means only through the analyzer, and the polarization information of the test object transmitted light obtained from the change in light intensity obtained when the analyzer is rotated; The polarization information of the transmitted light of the specimen, which is received by the light receiving means via the phase shifter and the analyzer through the phase shifter and the analyzer, and the light intensity change obtained when the analyzer is rotated. The birefringence of the test object is determined based on both pieces of polarization information. The invention according to claim 2 is a method for measuring birefringence according to claim 1,
By moving the phase shifter in a direction other than the optical axis of the optical system, a state where the phase shifter is interposed and a state where the phase shifter is not interposed in the optical path from the test object to the light receiving unit are generated. .

【0024】このための装置として、請求項9記載の発
明の複屈折測定装置は、被検物に対してほぼ円偏光を照
射するための光源と、前記被検物を透過した透過光の偏
光状態を変化させる移相子と、この移相子を透過した光
の偏光状態を検知するための検光子と、この検光子を透
過した光を受光する受光手段と、前記被検物から前記受
光手段までの光路上に前記移相子が介在される状態と介
在されない状態とを生成する移相子進退切換手段と、前
記検光子をその光軸回りに回転させる回転手段と、この
回転手段による前記検光子の回転角度を検知する回転角
検知手段と、前記被検物を保持する保持手段と、前記受
光手段により受光検出される受光出力と前記回転角検知
手段により検知された回転角度とに基づき前記被検物の
複屈折を算出する演算手段と、を備える。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a birefringence measuring apparatus, comprising: a light source for irradiating the test object with substantially circularly polarized light; and a polarization of transmitted light transmitted through the test object. A phase shifter for changing a state, an analyzer for detecting a polarization state of light transmitted through the phase shifter, a light receiving unit for receiving light transmitted through the analyzer, and a light receiving unit for receiving the light from the object. A phase shifter advance / retreat switching means for generating a state in which the phase shifter is interposed on the optical path to the means and a state in which the phase shifter is not interposed; a rotating means for rotating the analyzer around its optical axis; Rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the analyzer, holding means for holding the object, and a light reception output detected by the light reception means and a rotation angle detected by the rotation angle detection means Calculate the birefringence of the test object based on It includes a calculation means.

【0025】従って、これらの請求項1,2及び9記載
の発明によれば、被検物表面における汚れ等のノイズの
影響を受けにくい複屈折の測定が可能となる。
Therefore, according to the first, second and ninth aspects of the present invention, it becomes possible to measure the birefringence which is hardly affected by noise such as dirt on the surface of the test object.

【0026】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の複屈折測定方法において、前記被検物の被検領域を
光学系光軸と垂直な平面内で複数の領域に分割して、偏
光情報に関する測定データを取得するようにした。従っ
て、被検領域を光学系光軸と垂直な平面内で複数の領域
に分割し、各々の領域での被検物透過光束を受光するこ
とで、被検物全面に渡って、高い空間分解能での複屈折
の測定が可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first or second aspect, the test area of the test object is divided into a plurality of areas in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system. And measurement data on polarization information. Therefore, the test area is divided into a plurality of areas in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system, and the light transmitted through the test object in each area is received, thereby achieving high spatial resolution over the entire test object. Measurement of birefringence is possible.

【0027】請求項4記載の発明は、請求項1又は2記
載の複屈折測定方法において、前記被検物の表面と前記
受光手段の受光面との結像関係を常に保ちつつ、前記被
検物の被検領域を光学系光軸と垂直な平面内で複数の領
域に分割して、偏光情報に関する測定データを取得する
ようにした。従って、被検物の表面と受光手段の受光面
との結像関係を常に保ちつつ、被検領域を光学系光軸と
垂直な平面内で複数の領域に分割し、各々の領域での被
検物透過光束を受光することで、被検物表面に光学系光
軸方向への凹凸がある場合でも、被検物全面に渡って、
高い空間分解能での複屈折の測定が可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the birefringence measuring method according to the first or second aspect, wherein the imaging relation between the surface of the object and the light receiving surface of the light receiving means is always maintained. The test area of the object was divided into a plurality of areas in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system, and measurement data on polarization information was obtained. Therefore, while always maintaining the image forming relationship between the surface of the test object and the light receiving surface of the light receiving means, the test area is divided into a plurality of areas in a plane perpendicular to the optical system optical axis, and the object area in each area is divided. By receiving the transmitted light beam of the specimen, even if the surface of the specimen has irregularities in the optical axis direction of the optical system, over the entire surface of the specimen,
It is possible to measure birefringence with high spatial resolution.

【0028】請求項5記載の発明は、請求項1又は2記
載の複屈折測定方法において、前記受光手段が複数の受
光素子よりなる受光素子アレイであって、その隣接する
受光素子間において、各々測定した複屈折位相差の差を
検出し、その差が所定量に近い場合はその差を補正する
ことにより、計算される複屈折位相差の測定範囲を拡大
するようにした。従って、光源波長に制限されない(無
限大)広い測定レンジが得られる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first or second aspect, the light-receiving means is a light-receiving element array comprising a plurality of light-receiving elements, and each of the adjacent light-receiving elements has The difference between the measured birefringence phase differences was detected, and when the difference was close to a predetermined amount, the difference was corrected to expand the measurement range of the calculated birefringence phase difference. Accordingly, a wide (infinite) wide measurement range not limited to the light source wavelength can be obtained.

【0029】請求項6記載の発明は、請求項1又は2記
載の複屈折測定方法において、前記移相子を透過した楕
円偏光の長軸方向を検出し、その長軸方向の情報に基づ
き、計算される複屈折位相差の測定範囲を拡大するよう
にした。従って、請求項1記載の複屈折測定方法におけ
る測定レンジ−λ/4〜+λ/4を−λ/2〜+λ/2ま
で広げる処理を短時間かつ正確に行なえる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first or second aspect, a major axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the phase shifter is detected, and based on the information of the major axis direction, The measurement range of the calculated birefringence phase difference was expanded. Therefore, the process of extending the measurement range -λ / 4 to + λ / 4 to -λ / 2 to + λ / 2 in the birefringence measurement method according to the first aspect can be performed in a short time and accurately.

【0030】請求項7記載の発明は、請求項1又は2記
載の複屈折測定方法において、前記受光手段を複数の受
光素子よりなる受光素子アレイとし、前記移相子を透過
した楕円偏光の長軸方向を検出し、その長軸方向の情報
に基づき、計算される複屈折位相差の測定範囲を拡大し
た後、前記受光素子アレイの隣接する受光素子間におい
て、各々測定した複屈折位相差の差を検出し、その差が
所定量に近い場合はその差を補正することにより、計算
される複屈折位相差の測定範囲を拡大するようにした。
従って、光源波長に制限されない(無限大)広い測定レ
ンジを、より正確に得ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first or second aspect, the light receiving means is a light receiving element array composed of a plurality of light receiving elements, and the length of the elliptically polarized light transmitted through the phase shifter. After detecting the axial direction and expanding the measurement range of the calculated birefringence phase difference based on the information of the long axis direction, between the adjacent light receiving elements of the light receiving element array, the measured birefringence phase difference of each is measured. By detecting the difference and correcting the difference when the difference is close to a predetermined amount, the measurement range of the calculated birefringence phase difference is expanded.
Therefore, a wide (infinite) measurement range that is not limited by the light source wavelength can be obtained more accurately.

【0031】請求項8記載の発明は、請求項1又は2記
載の複屈折測定方法において、任意に設定した被検領域
内での基準位置における複屈折位相差の絶対量を推定
し、推定された複屈折位相差の絶対量を測定された複屈
折位相差の2次元空間分布の測定値全てに適用して被検
領域全体における複屈折位相差の絶対量を測定するよう
にした。従って、2次元被検領域全体における複屈折位
相差の絶対値が判断可能となる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the birefringence measurement method according to the first or second aspect, the absolute amount of the birefringence phase difference at a reference position within an arbitrarily set test area is estimated and estimated. The absolute amount of the birefringence phase difference was applied to all the measured values of the measured two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference, and the absolute amount of the birefringence phase difference in the entire test region was measured. Therefore, the absolute value of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional test area can be determined.

【0032】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
複屈折測定装置において、前記受光手段が複数の受光素
子が並設された受光素子アレイよりなる。従って、短時
間かつ高い空間分解能での複屈折測定が可能となる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus of the ninth aspect, the light receiving means comprises a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements are arranged in parallel. Accordingly, birefringence measurement can be performed in a short time and with high spatial resolution.

【0033】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の複屈折測定装置において、前記被検物を透過した透過
光の光束を常に光軸に対してほぼ平行にするための照射
光学系と、前記被検物を透過した光を前記受光素子アレ
イの受光面上に結像させるための結像光学系とを備え
る。従って、被検物がレンズのように曲率をもつ場合で
も簡単、短時間、高い空間分解能で、かつ、高精度な測
定が可能となる。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus according to the tenth aspect, there is provided an irradiation optical system for always making a light flux of transmitted light transmitted through the test object substantially parallel to an optical axis. An imaging optical system for forming an image of the light transmitted through the test object on a light receiving surface of the light receiving element array. Therefore, even when the test object has a curvature like a lens, simple, short-time, high spatial resolution and high-precision measurement can be performed.

【0034】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の複屈折測定装置において、前記照射光学系が、組合せ
自在な複数の光学系よりなる。従って、被検レンズの種
類の変更に対する汎用性を高めることができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus of the eleventh aspect, the irradiation optical system comprises a plurality of optical systems that can be freely combined. Therefore, the versatility with respect to the change of the type of the test lens can be improved.

【0035】請求項13記載の発明は、請求項11又は
12記載の複屈折測定装置において、前記被検物に対す
る前記照射光学系の光軸方向の位置を移動調整する移動
手段と、前記照射光学系の光軸方向における位置を検知
する検知手段と、を備える。従って、被検レンズの種類
の変更に対する汎用性を高めることができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus according to the eleventh or twelfth aspect, a moving means for moving and adjusting a position of the irradiation optical system with respect to the test object in an optical axis direction, and the irradiation optical system. Detecting means for detecting the position of the system in the optical axis direction. Therefore, the versatility with respect to the change of the type of the test lens can be improved.

【0036】請求項14記載の発明は、請求項11,1
2又は13記載の複屈折測定装置において、前記移相
子、検光子、受光素子アレイ、移相子進退切換手段、回
転手段、回転角検知手段及び結像光学系を一体にして搭
載したベースと、このベースを光学系光軸とほぼ垂直方
向に移動させるベース移動手段と、このベース移動手段
より移動する前記ベースの光学系光軸と垂直方向におけ
る位置を検知するベース位置検知手段と、を備える。従
って、被検物が焦点距離の短いレンズの場合において、
請求項3記載の測定方法を実現できる。
The invention according to claim 14 is the invention according to claims 11 and 1
14. The birefringence measurement apparatus according to 2 or 13, wherein the phase shifter, the analyzer, the light receiving element array, the phase shifter reciprocation switching means, the rotation means, the rotation angle detection means, and the imaging optical system are integrally mounted. A base moving means for moving the base in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system; and a base position detecting means for detecting a position of the base moved by the base moving means in a direction perpendicular to the optical axis of the optical system. . Therefore, when the test object is a lens with a short focal length,
The measuring method according to claim 3 can be realized.

【0037】請求項15記載の発明は、請求項11,1
2又は13記載の複屈折測定装置において、前記被検物
を保持する前記保持手段を光学系光軸とほぼ垂直方向に
移動させる保持手段移動手段と、この保持手段移動手段
より移動する前記保持手段の光学系光軸と垂直方向にお
ける位置を検知する保持手段位置検知手段と、を備え
る。従って、被検物が平行平板或いは焦点距離の長いレ
ンズ場合において、請求項3記載の測定方法を実現でき
る。また、被検物が焦点距離の長いレンズの測定におい
ては装置の小型化を図ることもできる。
[0037] The fifteenth aspect of the present invention provides the eleventh aspect and the first aspect.
14. The birefringence measuring apparatus according to 2 or 13, wherein the holding means for holding the test object is moved in a direction substantially perpendicular to an optical axis of an optical system, and the holding means is moved by the holding means moving means. Holding means for detecting a position in a direction perpendicular to the optical axis of the optical system. Therefore, when the test object is a parallel plate or a lens having a long focal length, the measuring method according to claim 3 can be realized. In the measurement of a lens having a long focal length, the size of the apparatus can be reduced.

【0038】請求項16記載の発明は、請求項14又は
15記載の複屈折測定装置において、前記結像光学系と
前記受光素子アレイとを一体にして搭載した受光ベース
を備える。従って、請求項4記載の測定方法を実現でき
る。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus according to the fourteenth or fifteenth aspect, a light receiving base is provided, on which the imaging optical system and the light receiving element array are integrally mounted. Therefore, the measuring method according to claim 4 can be realized.

【0039】請求項17記載の発明は、請求項11,1
2,13,14又は15記載の複屈折測定装置におい
て、前記結像光学系の結像倍率が可変自在である。従っ
て、被検領域内において被検物の複屈折の変化が大きい
場合でも、測定レンジの拡大が可能となる。
According to the seventeenth aspect, the present invention provides the eleventh aspect and the first aspect.
16. The birefringence measuring apparatus according to 2, 13, 14 or 15, wherein an imaging magnification of the imaging optical system is variable. Therefore, even when the change in the birefringence of the test object is large in the test area, the measurement range can be expanded.

【0040】請求項18記載の発明は、請求項9,1
1,12,13,14又は15記載の複屈折測定装置に
おいて、前記被検物が複数のレンズからなるレンズ群で
あり、このレンズ群を保持する保持手段を備える。従っ
て、被検物が書込み光学系のように複数のレンズにて構
成されたレンズ群であっても、その複屈折が測定可能と
なる。
The invention according to claim 18 is the invention according to claims 9 and 1.
16. The birefringence measurement apparatus according to 1, 12, 13, 14, or 15, wherein the test object is a lens group including a plurality of lenses, and a holding unit that holds the lens group is provided. Therefore, even if the test object is a lens group including a plurality of lenses such as a writing optical system, the birefringence can be measured.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
及び図2に基づいて説明する。図1は本実施の形態に用
いる複屈折測定装置の構成例を示すもので、例えばプラ
スチック製の軸対称レンズ等の測定対象とする被検物1
は保持手段としてのホルダ(図示せず)により保持され
る。このような被検物1に対して、光源である半導体レ
ーザ2からの直線偏光の光ビ−ムは、λ/4板3により
円偏光にされた後、顕微鏡対物レンズと同等に作用する
レンズ4によって発散光に変換されて、被検物1に照射
される。ここに、レンズ4により被検物1を透過した光
束を常に光軸に対して平行にするための照射光学系5が
構成されている。このレンズ4はベース6に搭載されて
おり、レンズ4と被検物1との間隔を調整することを目
的に、ステッピングモータ(図示せず)の回転により光線
の進行方向に進退可能である。ここに、照射光学系5に
対する移動手段が構成され、また、そのステッピングモ
ータには回転原点位置センサ(図示せず)が取り付けら
れており、ステッピングモータのパルス数を計数するこ
とによりレンズ4の移動位置の検知が可能とされている
(実際には、後述するパソコン中でのパルス数の計数動
作に基づきレンズ4の位置が検知される…検知手段)。
レンズ4と被検物1との間隔は、レンズ4の焦点と被検
物(被検レンズ)4の焦点がほぼ一致するよう設定され
ており、それにより被検物を透過した光は、光学系光軸
に対してほぼ平行な光束となる。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
A description will be given based on FIG. FIG. 1 shows an example of the configuration of a birefringence measuring apparatus used in the present embodiment.
Is held by a holder (not shown) as holding means. A linearly polarized light beam from a semiconductor laser 2 as a light source is circularly polarized by a λ / 4 plate 3 with respect to such a test object 1 and then acts as a microscope objective lens. The light is converted into divergent light by 4 and irradiates the test object 1. Here, an irradiation optical system 5 is configured to always make the light beam transmitted through the test object 1 by the lens 4 parallel to the optical axis. The lens 4 is mounted on a base 6 and can be advanced and retracted in the traveling direction of the light beam by rotating a stepping motor (not shown) for the purpose of adjusting the distance between the lens 4 and the test object 1. Here, moving means for the irradiation optical system 5 is configured, and a rotation origin position sensor (not shown) is attached to the stepping motor, and the lens 4 is moved by counting the number of pulses of the stepping motor. It is possible to detect the position (actually, the position of the lens 4 is detected based on the counting operation of the number of pulses in a personal computer, which will be described later ... detection means).
The distance between the lens 4 and the test object 1 is set so that the focal point of the lens 4 and the focus of the test object (test lens) 4 substantially coincide with each other. The light flux becomes almost parallel to the system optical axis.

【0042】被検物1を透過し、被検物1の複屈折にて
楕円偏光になった光束を検光子7、レンズ8を介して受
光手段としての受光素子アレイを構成するCCDカメラ
9にて受光する。検光子7に対しては、ほぼ光の進行方
向回りに回転させるステッピングモータ10及びギヤ系
11が回転手段12として設けられている。ステッピン
グモータ10には回転原点位置センサ(図示せず)が取
り付けられており、ステッピングモータ10のパルス数
を計数することにより検光子7の回転角度の検知が可能
とされている(実際には、後述するパソコン中でのパル
ス数の計数動作に基づき検光子7の回転角度が検知され
る…回転角検知手段)。13はこのステッピングモータ
10を駆動するモータドライバであり、パソコン14及
びパルス発生器15からのパルスを受けてステッピング
モータ10を駆動する。
The luminous flux transmitted through the test object 1 and converted into elliptically polarized light by the birefringence of the test object 1 is passed through the analyzer 7 and the lens 8 to the CCD camera 9 constituting a light receiving element array as light receiving means. To receive light. For the analyzer 7, a stepping motor 10 and a gear system 11 for rotating the analyzer 7 substantially around the traveling direction of light are provided as rotating means 12. A rotation origin position sensor (not shown) is attached to the stepping motor 10, and the rotation angle of the analyzer 7 can be detected by counting the number of pulses of the stepping motor 10 (actually, the rotation angle of the analyzer 7 can be detected). The rotation angle of the analyzer 7 is detected based on the counting operation of the number of pulses in a personal computer, which will be described later. A motor driver 13 drives the stepping motor 10 and drives the stepping motor 10 by receiving pulses from the personal computer 14 and the pulse generator 15.

【0043】レンズ8は被検物1の表面近傍とCCDカ
メラ9との間でほぼ結像関係が成立するようその位置が
調整されており、その材質には内部の複屈折が十分除去
されたものが用いられている。ここに、レンズ8により
被検物1を透過した光束をCCDカメラ9の受光面上に
結像させるための結像光学系16が構成されている。1
7は被検物1の透過光の偏光状態を移相させるための移
相子としてのλ/4板であり、ベース18に搭載されて
いる。このベース18は図示しないシリンダ等よりなる
移相子進退切換手段により光学系光軸とほぼ垂直な方向
に進退することにより、照射光が被検物1を透過してか
らCCDカメラ9に到達するまでの光路内に対して抜き
差し自在とされている。これにより、被検物1の透過光
の偏光に対して、λ/4の位相差を与える状態と与えな
い状態の両方を生成することが可能とされている。
The position of the lens 8 is adjusted so that an image-forming relationship is substantially established between the vicinity of the surface of the test object 1 and the CCD camera 9, and the internal birefringence of the material is sufficiently removed. Things are used. Here, an image forming optical system 16 for forming a light beam transmitted through the test object 1 by the lens 8 on the light receiving surface of the CCD camera 9 is formed. 1
Reference numeral 7 denotes a λ / 4 plate as a phase shifter for shifting the polarization state of the transmitted light of the test object 1, and is mounted on the base 18. The base 18 advances and retreats in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system by a phase shifter advancing / retracting switching means such as a cylinder (not shown), so that the irradiation light reaches the CCD camera 9 after passing through the test object 1. It can be freely inserted into and removed from the optical path up to. Accordingly, it is possible to generate both a state in which a phase difference of λ / 4 is applied and a state in which the polarization is not applied to the polarized light transmitted through the test object 1.

【0044】また、CCDカメラ9により撮像された2
次元画像データは、画像入力器19を通してパソコン1
4のメモリ中に取り込まれ、画像データ及びステッピン
グモータ10の回転角度データを基に、所定の演算方法
によって被検物1の複屈折位相差及び主軸方位が計算さ
れる。このパソコン14中に含まれるCPUを始めとす
る演算処理機能により被検レンズ1の複屈折を算出する
演算手段としての機能が実行される。ちなみに、CCD
カメラ9により撮像された画像はパソコン14のモニタ
或いは専用のモニタに表示される。
Further, the image captured by the CCD camera 9 is
The three-dimensional image data is transmitted to the personal computer 1 through the image input device 19.
The birefringence phase difference and principal axis direction of the test object 1 are calculated by a predetermined calculation method based on the image data and the rotation angle data of the stepping motor 10. An arithmetic processing function such as a CPU included in the personal computer 14 executes a function as an arithmetic means for calculating the birefringence of the lens 1 to be measured. By the way, CCD
The image captured by the camera 9 is displayed on a monitor of the personal computer 14 or a dedicated monitor.

【0045】また、レンズ8とCCDカメラ9とを一体
に搭載した受光ベース20が設けられている。この受光
ベース20は、図示しないステッピングモータの回転に
より、レンズ8とCCDカメラ9との位置関係を保つこ
とを目的に、光学系の光軸方向に進退自在とされてい
る。さらに、検光子7、レンズ8、CCDカメラ9、ス
テッピングモータ10、λ/4板17、ベース18、受
光ベース20を一体に搭載した共通なベース21が設け
られている。このベース21はガイド22により測定光
学系の光軸に対してほぼ直交する方向(図面上、矢印で
示す上下方向)に移動自在とされている。また、このベ
ース21は空間的な分割測定を実施することを目的に、
ステッピングモータ23の回転により光学系光軸とほぼ
垂直な方向に進退する。ここに、ガイド22やステッピ
ングモータ23等によりベース21を光軸に直交する方
向に移動調整するベース移動手段24が構成されてい
る。このベース移動手段24に対してはそのベース21
の移動位置を検知するベース位置検知手段(図示せず)
が付加されている。
Further, a light receiving base 20 on which the lens 8 and the CCD camera 9 are integrally mounted is provided. The light receiving base 20 is movable in the optical axis direction of the optical system for the purpose of maintaining the positional relationship between the lens 8 and the CCD camera 9 by the rotation of a stepping motor (not shown). Further, a common base 21 integrally provided with the analyzer 7, the lens 8, the CCD camera 9, the stepping motor 10, the λ / 4 plate 17, the base 18, and the light receiving base 20 is provided. The base 21 is movable by a guide 22 in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the measuring optical system (up and down directions indicated by arrows in the drawing). In addition, this base 21 has the purpose of performing spatial division measurement,
Due to the rotation of the stepping motor 23, it moves back and forth in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system. Here, a base moving means 24 for moving and adjusting the base 21 in a direction orthogonal to the optical axis by the guide 22 and the stepping motor 23 is configured. For this base moving means 24, its base 21
Base position detecting means (not shown) for detecting the moving position of the camera
Is added.

【0046】このような複屈折測定装置を用いた本実施
の形態の複屈折測定方法について説明する。まず、被検
物1をホルダにより所定の位置にセットし、ベース18
を後退させて、被検物1からCCDカメラ9までの光路
内にλ/4板17が介在されない状態、即ち、被検物透
過光の偏光に対しλ/4の位相差を与えない状態にす
る。この状態で、検光子7の透過軸方位を回転原点から
(180/n)度ずつ回転させる。nは予め設定された
測定ポイント数である。検光子7が(180/n)度回
転する毎にCCD画像をパソコン14のメモリに取り込
んで、検光子7の回転角度デ−タとn枚のCCD画像デ
−タを取得する。
The birefringence measuring method of the present embodiment using such a birefringence measuring device will be described. First, the test object 1 is set at a predetermined position by the holder,
In a state in which the λ / 4 plate 17 is not interposed in the optical path from the test object 1 to the CCD camera 9, that is, in a state in which no phase difference of λ / 4 is given to the polarized light transmitted through the test object. I do. In this state, the transmission axis direction of the analyzer 7 is rotated by (180 / n) degrees from the rotation origin. n is the number of measurement points set in advance. Each time the analyzer 7 rotates by (180 / n) degrees, the CCD image is fetched into the memory of the personal computer 14 to acquire the rotation angle data of the analyzer 7 and n CCD image data.

【0047】次に、ベース18を前進させ、被検物1か
らCCDカメラ9までの光路内にλ/4板17を介在さ
せて、被検物1の透過偏光にほぼλ/4の位相差を与え
る。この場合、被検物1を透過して、光学系光軸に対し
て平行になった光束がλ/4板17の面にほぼ垂直に入
射するように、λ/4板17及びベース18を位置調整
しておく。ベース18を前進させた状態で、前述した場
合と同様、検光子7の透過軸方位を回転原点から(18
0/n)度ずつ回転させながら、CCD画像デ−タをパ
ソコン14のメモリに取り込んで、検光子7の回転角度
デ−タとn枚の画像デ−タを取得する。
Next, the base 18 is advanced, and the λ / 4 plate 17 is interposed in the optical path from the test object 1 to the CCD camera 9, so that the transmitted polarization of the test object 1 has a phase difference of approximately λ / 4. give. In this case, the λ / 4 plate 17 and the base 18 are moved so that the light beam transmitted through the test object 1 and parallel to the optical axis of the optical system enters the surface of the λ / 4 plate 17 almost perpendicularly. Adjust the position. With the base 18 advanced, the transmission axis azimuth of the analyzer 7 is changed from the rotation origin by (18) as in the case described above.
While rotating by 0 / n) degrees, the CCD image data is taken into the memory of the personal computer 14 to obtain the rotation angle data of the analyzer 7 and n image data.

【0048】以上の手順により取得した合計2×n枚の
画像デ−タと検光子7の回転角のデ−タを基に、以下の
演算処理にて被検物1の複屈折を求める。
The birefringence of the test object 1 is obtained by the following arithmetic processing based on the total 2 × n image data obtained by the above procedure and the data of the rotation angle of the analyzer 7.

【0049】まず、ベース18が後退した状態におい
て、検光子7の透過軸方位を回転させたとき、CCDカ
メラ9の各画素により検出される光強度I0 は(1)式 I0 =(1/2)(1−sinδsin2φcos2θ+cosδsin2θ) ……(1) で表される。また、ベース18が前進した状態におい
て、検光子7の透過軸方位を回転させたとき、CCDカ
メラ9の各画素により検出される光強度I45 は(2)式 I45=(1/2)(1+cosδcos2θ−sinδcos2φsin2θ) ……(2) で表される。これらの(1)(2)式において、θは検光
子7の透過軸方位、δは被検物1の複屈折位相差、φは
被検物1の主軸方位である。
First, when the transmission axis direction of the analyzer 7 is rotated while the base 18 is retracted, the light intensity I 0 detected by each pixel of the CCD camera 9 is expressed by the following equation (1): I 0 = (1 / 2) (1−sin δsin2φcos2θ + cosδsin2θ) (1) Further, when the transmission axis direction of the analyzer 7 is rotated while the base 18 is advanced, the light intensity I 45 detected by each pixel of the CCD camera 9 is expressed by the following equation (2). I 45 = (1/2) (1 + cosδcos2θ−sinδcos2φsin2θ) (2) In these equations (1) and (2), θ is the transmission axis direction of the analyzer 7, δ is the birefringence phase difference of the test object 1, and φ is the main axis direction of the test object 1.

【0050】ここに、検光子7の回転に伴う光強度変化
の位相を各々ψ0,ψ45とすると、(1)(2)式より、
これらの位相ψ0,ψ45 は、 ψ0 =tan-1(−tan2φ) …………………………………(3) ψ45=tan-1(−1/tanδcos2φ) …………………………(4) のように表される。
Here, assuming that the phases of the light intensity changes accompanying the rotation of the analyzer 7 are ψ 0 and ψ 45 , respectively, from the equations (1) and (2),
These phases ψ 0 and ψ 45 are as follows: = 0 = tan −1 (−tan 2φ)…… = = 45 = tan -1 (-1 / tan δ cos 2φ) ……………… (4)

【0051】また、取り込んだCCD画像データと検光
子7の回転角データとにより、ψ0,ψ45 とは、次の
(5)(6)式 ψ0 =tan-1{Σ(I0i・sin2θi)/Σ(I0i・cos2θi)} …(5) ψ45=tan-1{Σ(I45i・sin2θi)/Σ(I45i・cos2θi)} …(6) で計算される。
Further, based on the captured CCD image data and the rotation angle data of the analyzer 7, ψ 0 and ψ 45 are obtained by the following equations (5) and (6): ψ 0 = tan -1 {Σ (I 0i · is calculated by sin2θ i) / Σ (I 0i · cos2θ i)} ... (5) ψ 45 = tan -1 {Σ (I 45i · sin2θ i) / Σ (I 45i · cos2θ i)} ... (6) .

【0052】従って、これらの(3)〜(6)式より、 δ=tan-1(cosφ/tanψ45) …………………(7) φ=(1/2)tan-1(1/tanψ0) …………………(8) により、位相差δ、主軸方位φが求められる。[0052] Therefore, from these (3) to (6), δ = tan -1 (cosφ / tanψ 45) ..................... (7) φ = (1/2) tan -1 (1 / tan 0) ..................... (8), the phase difference [delta], the principal axis direction φ is obtained.

【0053】ところで、図1に示したような測定光学系
では、被検物1に照射した光は、被検物1によりほぼ平
行化されるため、被検物1を透過した光は、光学系光軸
と垂直な平面内で被検物1とほぼ同じ面積をもつ平行光
束となる。ここに、被検物1が書込み光学系に用いられ
るようなレンズの場合、通常その面積は大きいため、透
過光束もそれに伴い大きな面積となる。被検物1の透過
光束がλ/4板17を透過することを考えた場合、λ/4
板17の面積は直径30mm程度が上限で、それを超え
るサイズのものを作ろうとするとコストがかかるため、
被検物透過光束の全体について、λ/4板17を透過さ
せることができない。かといって、被検物1の透過光束
をλ/4板17の面積に合わせて光学的に縮小しても、
書込み光学系に用いられるレンズの場合、その主走査方
向の長さに対して副走査方向は大幅に短いため、副走査
方向における測定の空間的な分解能が低下する。
By the way, in the measuring optical system as shown in FIG. 1, the light irradiated to the test object 1 is almost collimated by the test object 1, so that the light transmitted through the test object 1 It becomes a parallel light flux having substantially the same area as the test object 1 in a plane perpendicular to the system optical axis. Here, in the case where the test object 1 is a lens used for a writing optical system, its area is usually large, so that the transmitted light flux also becomes large accordingly. Considering that the transmitted light flux of the test object 1 passes through the λ / 4 plate 17, λ / 4
The upper limit of the area of the plate 17 is about 30 mm in diameter, and it is costly to make a size larger than that,
The entire luminous flux transmitted through the test object cannot be transmitted through the λ / 4 plate 17. However, even if the transmitted light flux of the test object 1 is optically reduced according to the area of the λ / 4 plate 17,
In the case of a lens used in a writing optical system, the spatial resolution of measurement in the sub-scanning direction is reduced because the length in the sub-scanning direction is significantly shorter than the length in the main scanning direction.

【0054】このため、本実施の形態では、請求項3記
載の発明に相当する空間分割測定方法として、λ/4板
17以降の光学系素子をユニットとしてベース21に一
体にして、このベース21を光学系光軸にほぼ直交する
方向に移動させ、被検物1とほぼ同じサイズを持つ光弾
性干渉縞の空間像を部分的に幾つかに分割してCCDカ
メラ9で観察することで、測定を行うものである。例え
ば、図2に示すように、まず、被検物1の測定対象領域
E1が観察できるようにステッピングモータ23により
ベース21を移動させ、この状態で上述のように位相差
及び主軸方位を測定する。続いて、被検物1の測定対象
領域E2が観察できるようにステッピングモータ23に
よりベース21を移動させ、この状態で同様に位相差及
び主軸方位を測定し、さらに、被検物1の測定対象領域
E3が観察できるようにステッピングモータ23により
ベース21を移動させ、この状態で同様に位相差及び主
軸方位を測定すればよい。E1〜E3の領域での測定結
果をつなぎ合わせることで、被検物1全体における測定
結果が得られる。被検物1が高さ方向に大きい場合で
も、高さ方向に移動可能なステージを用意すれば同様の
分割測定が可能となる。
For this reason, in this embodiment, as a space division measuring method corresponding to the third aspect of the present invention, the optical system elements after the λ / 4 plate 17 are integrated into the base 21 as a unit, and Is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system, and the spatial image of the photoelastic interference fringe having substantially the same size as the test object 1 is partially divided and observed with the CCD camera 9, The measurement is performed. For example, as shown in FIG. 2, first, the base 21 is moved by the stepping motor 23 so that the measurement target area E1 of the test object 1 can be observed, and in this state, the phase difference and the principal axis direction are measured as described above. . Subsequently, the base 21 is moved by the stepping motor 23 so that the measurement target area E2 of the test object 1 can be observed. In this state, the phase difference and the principal axis direction are measured in the same manner. The base 21 is moved by the stepping motor 23 so that the region E3 can be observed, and the phase difference and the principal axis direction may be measured in this state. By joining the measurement results in the regions E1 to E3, the measurement results for the entire test object 1 are obtained. Even when the test object 1 is large in the height direction, the same divided measurement can be performed by preparing a stage movable in the height direction.

【0055】なお、被検物1の測定対象領域を決定する
際は、例えば、ベース21を移動させながら、CCDカ
メラ9で撮像しモニタした光弾性干渉縞を観察すること
で、適当な領域を選択するようにしてもよい。或いは、
ステッピングモータ23に回転原点位置センサを取り付
け、このステッピングモータ23に供給するパルス数に
よりベース21の移動距離を検知できる構成とし、予め
測定対象領域を決定しておき、その領域を観察できる位
置までベース21を自動的に移動させるようにしてもよ
い。後者の場合、実際にはパソコン14中でのパルス数
の計数動作に基づきベース21(従って、λ/4板17
等)の移動距離が検知される(ベース位置検知手段)。
When the measurement target area of the test object 1 is determined, for example, an appropriate area can be determined by moving the base 21 and observing the photoelastic interference fringes captured and monitored by the CCD camera 9. You may make it select. Or,
A rotation origin position sensor is attached to the stepping motor 23, and the moving distance of the base 21 can be detected by the number of pulses supplied to the stepping motor 23. The measurement target area is determined in advance, and the base is moved to a position where the area can be observed. 21 may be automatically moved. In the latter case, the base 21 (accordingly, the λ / 4 plate 17
) Is detected (base position detecting means).

【0056】このようにして、本実施の形態の基本的構
成及び動作によれば、分解能を低下させることなく、被
検物1全体の複屈折測定が可能となる。
As described above, according to the basic configuration and operation of the present embodiment, it is possible to measure the birefringence of the entire test object 1 without lowering the resolution.

【0057】つづいて、本発明の第二の実施の形態を図
1及び図2を参照して説明する。本実施の形態は請求項
4記載の発明に相当する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to the fourth aspect of the present invention.

【0058】図2で説明したような空間分割測定を実施
する場合、被検物1の表面に凹凸(奥行き)があると、
受光ベース20を移動させたときに被検物面とCCDカ
メラ9の受光面との結像関係がくずれる。例えば、被検
物1がレンズのとき、測定装置にセットしたレンズの光
軸付近(頂点付近)の表面とCCDカメラ9の受光面と
の結像関係を成立させた(ピントを合わせた)状態にお
いて、ベース21を光学系光軸と垂直な方向に移動させ
てレンズ(被検物1)の端面部分を観察したとき、レンズ
は曲率をもっているため、被検レンズの表面とCCDカ
メラ9の受光素子面との結像関係が成り立たなくなる。
従って、光学的にぼけた像が得られることになり、その
ような像を用いて測定を実施すると測定結果にノイズが
含まれる。
When performing the space division measurement as described with reference to FIG. 2, if the surface of the test object 1 has irregularities (depth),
When the light receiving base 20 is moved, the imaging relationship between the object surface and the light receiving surface of the CCD camera 9 is lost. For example, when the object 1 is a lens, an image forming relationship between the surface near the optical axis (near the vertex) of the lens set in the measuring device and the light receiving surface of the CCD camera 9 is established (focused). When the base 21 is moved in a direction perpendicular to the optical axis of the optical system to observe the end surface of the lens (test object 1), the lens has a curvature. The imaging relationship with the element surface does not hold.
Therefore, an optically blurred image is obtained, and when the measurement is performed using such an image, noise is included in the measurement result.

【0059】そこで、本実施の形態では、被検物1の形
状情報(被検物表面の凹凸情報)を予め測定装置に記憶
させておき、ベース21の光学系光軸と垂直な方向への
移動量に合わせて、受光ベース20を光学系光軸方向に
移動させつつ測定を実施する。レンズ8とCCDカメラ
9との間隔が常に一定で受光ベース20を移動させるた
め、結像光学系の結像倍率は受光ベース20の移動によ
らず常に一定に保たれる。例えば、被検物1が凸レンズ
の場合は、その光軸付近の被検物1表面に対して、端面
部分の表面は、CCDカメラ9からみて奥に存在するこ
とになる。その場合、被検レンズの曲率半径をR、結像
光学系にて観察する領域の光学系光軸からの距離(レン
ズ高さ)をh、被検レンズの光軸付近の表面と観察領域
における表面との奥行きの差をdとすると、dは次の
(9)式 d=R−√(R2−h2) …………………………(9) で表せる。
Therefore, in the present embodiment, the shape information of the test object 1 (roughness information of the test object surface) is stored in the measuring device in advance, and the shape information of the base 21 in the direction perpendicular to the optical axis of the optical system is stored. The measurement is performed while moving the light receiving base 20 in the optical axis direction of the optical system according to the amount of movement. Since the distance between the lens 8 and the CCD camera 9 is always constant and the light receiving base 20 is moved, the imaging magnification of the imaging optical system is always kept constant regardless of the movement of the light receiving base 20. For example, when the test object 1 is a convex lens, the surface of the end surface portion is located farther from the CCD camera 9 than the surface of the test object 1 near the optical axis. In this case, the radius of curvature of the lens to be inspected is R, the distance (lens height) from the optical system optical axis of the region to be observed by the imaging optical system is h, and the distance between the surface near the optical axis of the lens to be inspected and the observation region is Assuming that the depth difference from the surface is d, d is
(9) Equation d = R−√ (R 2 −h 2 )... (9)

【0060】従って、被検物1の光軸付近を測定した状
態からベース21を光学系光軸からhだけ移動させたと
きは、受光ベース20をdだけ光学系光軸方向に前進さ
せて測定を実施すれば、測定する領域における被検物1
の表面にピントのあった鮮明な画像が得られ、正確な測
定が可能となる。
Accordingly, when the base 21 is moved by h from the optical axis of the optical system from the state where the optical axis of the test object 1 is measured, the light receiving base 20 is advanced by d in the optical axis direction of the optical system. Is carried out, the test object 1 in the area to be measured
A clear image with a focused surface can be obtained, and accurate measurement can be performed.

【0061】本発明の第三の実施の形態を図1ないし図
3を参照して説明する。上述した説明では、被検物1が
軸対称でかつ、焦点距離が短いレンズである場合である
が、本実施の形態では、被検物1が非軸対称なレンズの
場合に関する。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the above description, the test object 1 is a lens that is axisymmetric and has a short focal length. However, the present embodiment relates to a case where the test object 1 is a non-axisymmetric lens.

【0062】書込み光学系に用いられるレンズにおいて
は、直交2方向(主走査方向と副走査方向)で焦点距離
が異なるような非軸対称のレンズが用いられることがあ
る。このようなレンズの複屈折を測定する場合、被検物
1に球面波を照射したのでは被検物の透過光束を光学系
光軸に対して平行化できない。この結果、被検物1を透
過した光線はλ/4板17の面に斜めに入射することに
なり、λ/4板17を透過した光の偏光にλ/4の位相
差を正確に与えることができなくなり、そのための測定
誤差が生じる。また、被検物1の主走査方向と副走査方
向で結像の仕方が異なってくるため、CCDカメラ9の
受光面上では歪んだ画像が得られ、被検物1の全面に渡
って正確な測定が困難になる。
As a lens used in the writing optical system, a non-axially symmetric lens whose focal length differs in two orthogonal directions (main scanning direction and sub scanning direction) is sometimes used. When measuring the birefringence of such a lens, irradiating the test object 1 with a spherical wave cannot make the transmitted light flux of the test object parallel to the optical axis of the optical system. As a result, the light beam transmitted through the test object 1 is obliquely incident on the surface of the λ / 4 plate 17, and the polarization of the light transmitted through the λ / 4 plate 17 is given an accurate phase difference of λ / 4. And a measurement error occurs. In addition, since the imaging manner of the test object 1 in the main scanning direction and the sub-scanning direction is different, a distorted image is obtained on the light receiving surface of the CCD camera 9 and accurate over the entire surface of the test object 1. Measurement becomes difficult.

【0063】そこで、本実施の形態では、このような非
軸対称レンズを被検物1として測定する場合は、被検物
1に軸対称な光束を照射せずに、例えば、シリンダレン
ズのように一方向にのみ曲率をもつレンズを、図1にお
けるレンズ4と非軸対称レンズ(被検物1)との間に設
置して、非軸対称な光束を被検物1に照射してやること
で、被検物1の透過光束を平行化させるようにしたもの
である。
Therefore, in the present embodiment, when such a non-axisymmetric lens is measured as the test object 1, the test object 1 is not irradiated with an axially symmetric light beam, and is, for example, a cylinder lens. A lens having a curvature only in one direction is placed between the lens 4 in FIG. 1 and a non-axisymmetric lens (test object 1), and a non-axisymmetric light beam is applied to the test object 1. , The transmitted light flux of the test object 1 is made parallel.

【0064】例えば、図3に示すように、非軸対称レン
ズ(被検物1)の主走査方向の焦点距離をf1、副走査
方向の焦点距離をf2(ただし、f1>f2)、レンズ4
の焦点距離をfo、図1におけるレンズ4と非軸対称レ
ンズ(被検物1)との間に設置したシリンダレンズ25
の副走査方向の焦点距離をfc(主走査方向は平面なの
で、その焦点距離は無限大)、肉厚をt、屈折率をnc
とし、レンズ4と非軸対称レンズ(被検物1)との間隔
(主点間距離)をΔ1、シリンダレンズ25と非軸対称
レンズ(被検物1)との間隔をΔ2としたとき、 Δ1 =f0+f1−t{1−(1/nc)} ……………………(10) f1−t{1−(1/nc)}={fc2−f2)/(Δ2−f2−f2})+Δ2 ……………………(11) を満たすように間隔Δ1、Δ2を設定すると、非軸対称レ
ンズ(被検物1)を透過した光をほぼ平行化できる。こ
れにより、前述した実施の形態の方法による測定が可能
となる。また、各々のレンズをステージ等の駆動手段に
搭載して、形状データを測定装置に記憶しておけば、光
学系配置の自動設定も可能である。
For example, as shown in FIG. 3, the focal length of the non-axisymmetric lens (test object 1) in the main scanning direction is f 1 , and the focal length in the sub scanning direction is f 2 (where f 1 > f 2). ), Lens 4
The focal length f o, installed cylinder lens between the lens 4 in FIG. 1 and the non-axisymmetric lens (specimen 1) 25
The focal length in the sub-scanning direction is f c (the main scanning direction is plane, so the focal length is infinite), the thickness is t, and the refractive index is n c
The distance between the lens 4 and the non-axisymmetric lens (test object 1) (distance between principal points) is Δ 1 , and the distance between the cylinder lens 25 and the non-axisymmetric lens (test object 1) is Δ 2 . when, Δ 1 = f 0 + f 1 -t {1- (1 / n c)} ........................ (10) f 1 -t {1- (1 / n c)} = {f c (Δ 2 −f 2 ) / (Δ 2 −f 2 −f 2 }) + Δ 2 ... When the intervals Δ 1 and Δ 2 are set so as to satisfy (11), a non-axisymmetric lens is obtained. Light transmitted through the (test object 1) can be made substantially parallel. This enables measurement by the method of the above-described embodiment. Further, if each lens is mounted on a driving means such as a stage and the shape data is stored in the measuring device, it is possible to automatically set the arrangement of the optical system.

【0065】本発明の第四の実施の形態を図1及び図2
を参照して説明する。本実施の形態は、被検物1が平行
平板或いは焦点距離の長いレンズの場合への適用例であ
る。
FIGS. 1 and 2 show a fourth embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example applied to a case where the test object 1 is a parallel plate or a lens having a long focal length.

【0066】被検物1が平行平板のときは、被検物1に
球面波を照射しても被検物1の透過光束は平行化されな
いため、予め平行化した光束を被検物1に照射する。具
体的には、図1におけるレンズ4と被検物1との間の光
軸上に軸対称レンズを配設して、この軸対称レンズの焦
点とレンズ4の焦点とを一致させてやることで、平行光
束を被検物に照射してやることができ、前述した実施の
形態の方法による測定が可能となる。この場合、レンズ
4と被検物1の間に配設される軸対称レンズを光学系光
軸方向に進退可能なステージに搭載し、被検物1の形状
データを測定装置に記憶しておけば、光学系配置の自動
設定が可能である。
When the test object 1 is a parallel flat plate, even if the test object 1 is irradiated with a spherical wave, the light beam transmitted through the test object 1 is not parallelized. Irradiate. Specifically, an axially symmetric lens is provided on the optical axis between the lens 4 and the test object 1 in FIG. 1, and the focal point of the axially symmetric lens and the focal point of the lens 4 are matched. Thus, the test object can be irradiated with the parallel light beam, and the measurement can be performed by the method of the above-described embodiment. In this case, an axially symmetric lens disposed between the lens 4 and the test object 1 is mounted on a stage that can move back and forth in the optical axis direction of the optical system, and the shape data of the test object 1 can be stored in the measuring device. For example, automatic setting of the optical system arrangement is possible.

【0067】また、被検物1が焦点距離の長いレンズの
場合、図1におけるレンズ4の焦点と被検物1の焦点と
を一致させるには、レンズ4と被検物1との間隔を大き
くする必要があり、測定装置が巨大化する。そのため、
本実施の形態では、被検物1が焦点距離の長いレンズの
場合は、それを平行平板と見倣して、平行平板測定のと
きと同様に平行光束を被検物1に照射して測定を実施す
る。実際には、平行平板でないので、その透過光束は厳
密には平行されず、そのための測定誤差が生じるが、焦
点距離の長いレンズの場合、その誤差は非常に小さくな
るため無視できる。それにより測定装置の巨大化が防げ
る。
When the test object 1 is a lens having a long focal length, the distance between the lens 4 and the test object 1 must be adjusted so that the focus of the lens 4 in FIG. It is necessary to increase the size, and the measuring device becomes large. for that reason,
In the present embodiment, when the test object 1 is a lens having a long focal length, the test object is measured by irradiating the test object 1 with a parallel light beam in the same manner as in the parallel plate measurement, by imitating the lens as a parallel plate. Is carried out. Actually, since the transmitted light beams are not parallel plates, the transmitted light beams are not strictly parallelized, which causes a measurement error. However, in the case of a lens having a long focal length, the error is very small and can be ignored. This can prevent the measurement device from being enlarged.

【0068】また、被検物1が平行平板或い焦点距離の
長いレンズの場合における、空間分割測定について説明
する。被検物1に平行光束を照射する場合は、被検物1
の全面を覆えるだけの直径の光束を照射しないと、前述
したような、図1におけるベーズ21を光学系光軸とほ
ぼ垂直な方向に移動させながらの空間分割測定が実施で
きない。被検物1の面積が大きい場合、被検物1の全面
を覆える光束を作ろうとすると高価な光学系が必要とな
る。
The space division measurement when the test object 1 is a parallel plate or a lens having a long focal length will be described. When irradiating the test object 1 with a parallel light beam, the test object 1
If the light beam having a diameter sufficient to cover the entire surface of the optical system is not irradiated, the space division measurement while the base 21 in FIG. 1 is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system as described above cannot be performed. When the area of the test object 1 is large, an expensive optical system is required to create a light beam that can cover the entire surface of the test object 1.

【0069】この問題を解決するために、請求項15記
載の発明に相当する本実施の形態では、被検物1および
そのホルダ(保持手段)を光学系光軸と垂直な方向に移
動可能なステージ(保持手段移動手段)に搭載し、ステ
ージを光学系光軸とほぼ垂直な方向に移動させその位置
を保持手段位置検知手段により検知しながら空間分割測
定を実施する。この際、ベース21側を固定したまま
で、また、被検物1表面は平面とみなせるので受光ベー
ス20は移動させなくてよい。
In order to solve this problem, in this embodiment corresponding to the fifteenth aspect, the test object 1 and its holder (holding means) can be moved in a direction perpendicular to the optical axis of the optical system. Mounted on a stage (holding means moving means), the stage is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system, and the space division measurement is performed while detecting the position by the holding means position detecting means. At this time, the light receiving base 20 does not need to be moved because the base 21 side is fixed and the surface of the test object 1 can be regarded as a flat surface.

【0070】被検物1が非球面レンズである場合も、上
述の何れかの装置及び方法によっても被検レンズ透過光
束を厳密には平行化できないが、そのための誤差は通常
小さく無視できるため、球面レンズ、或いは平行平板と
見倣して上述の方法を適用してもよい。
When the test object 1 is an aspherical lens, the light beam transmitted through the test lens cannot be strictly collimated by any of the above-mentioned apparatuses and methods. The above method may be applied by imitating a spherical lens or a parallel plate.

【0071】本発明の第五の実施の形態を図1及び図4
を参照して説明する。本実施の形態は、請求項5記載の
発明に相当する。
FIGS. 1 and 4 show a fifth embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the invention described in claim 5.

【0072】前述した第一の実施の形態の測定方法によ
る複屈折位相差の測定結果の出力範囲は−λ/4〜+λ
/4(λ:測定に使用する半導体レーザ2の波長)の範
囲に限定され、それを越えるような大きな複屈折の位相
差測定結果には、光源波長に起因する不確定性が含まれ
る。即ち、複屈折位相差の真値をΔ、測定値をδとする
と、両者には次式 Δ=δ±n・λ(n:整数) ……………………(12) の関係が成り立ち、整数nの値が特定できない。
The output range of the measurement result of the birefringence phase difference by the measurement method of the first embodiment is -λ / 4 to + λ.
/ 4 (λ: wavelength of the semiconductor laser 2 used for measurement) is limited to a range, and a large birefringence phase difference measurement result exceeding the range includes uncertainty due to the light source wavelength. That is, assuming that the true value of the birefringence phase difference is Δ and the measured value is δ, both have the following relationship: Δ = δ ± n · λ (n: an integer) (12) That is, the value of the integer n cannot be specified.

【0073】そこで、本実施の形態では、CCDカメラ
9の隣接画素(隣接受光素子)における位相差測定結果
について、その差を検出し、差を補正する処理を施すこ
とにより、光源波長に制限を受けない広い測定レンジが
得られるようにしたものである。
Therefore, in the present embodiment, with respect to the result of measuring the phase difference between the adjacent pixels (adjacent light receiving elements) of the CCD camera 9, the difference is detected, and the difference is corrected, thereby limiting the light source wavelength. It is intended to obtain a wide measurement range that is not affected.

【0074】まず、図4(a)に、位相差測定結果の断面
分布の例を示すが、測定結果は−λ/4〜+λ/4の範囲
内に限られている。図4(a)における横軸はCCDカメ
ラ9の位置を表わしている。ここで、CCDカメラ9に
おける隣り合う画素間で測定値の差をとると、測定レン
ジを越える位置でλ/2に近い段差が検出される。従っ
て、その位置で段差を補正するように測定値にλ/2を
足すか、あるいは引くことで、図4(a)の断面分布が図
4(b)のように変換でき、光源波長の制限を受けない広
いレンジで測定結果が得られることになる。
First, FIG. 4A shows an example of the cross-sectional distribution of the phase difference measurement result, but the measurement result is limited to the range of -λ / 4 to + λ / 4. The horizontal axis in FIG. 4A represents the position of the CCD camera 9. Here, when the difference between the measured values is taken between adjacent pixels in the CCD camera 9, a step near λ / 2 is detected at a position beyond the measurement range. Therefore, by adding or subtracting λ / 2 to the measured value so as to correct the step at that position, the cross-sectional distribution of FIG. 4A can be converted as shown in FIG. Measurement results can be obtained in a wide range that is not affected by the measurement.

【0075】本発明の第六の実施の形態を図1を参照し
て説明する。本実施の形態は、請求項17記載の発明に
相当する。
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the invention described in claim 17.

【0076】本実施の形態では、例えば図1の測定装置
における結像光学系16を複数枚のレンズで構成し、各
々のレンズの間隔を変えて合成焦点距離を変化させるこ
とで、結像光学系16の倍率が可変となる。光弾性干渉
縞の縞間隔が狭く、縞間隔がCCDカメラ9の単一画素
のサイズより小さくなった場合、結像光学系16の倍率
をあげれば、CCDカメラ9の受光面上での干渉縞間隔
が広がる。それにより干渉縞を検知することができ、上
述した第五の実施の形態の方法によるCCDカメラ9の
隣接画素間での測定値の比較処理が可能となり、測定レ
ンジを拡大できる。
In the present embodiment, for example, the imaging optical system 16 in the measuring apparatus shown in FIG. 1 is constituted by a plurality of lenses, and the distance between the lenses is changed to change the combined focal length, whereby the imaging optical system is changed. The magnification of the system 16 becomes variable. When the fringe interval of the photoelastic interference fringe is narrow and the fringe interval is smaller than the size of a single pixel of the CCD camera 9, if the magnification of the imaging optical system 16 is increased, the interference fringe on the light receiving surface of the CCD camera 9 is increased. The interval widens. Thereby, interference fringes can be detected, and the comparison processing of the measured values between the adjacent pixels of the CCD camera 9 by the method of the fifth embodiment described above can be performed, so that the measurement range can be expanded.

【0077】本発明の第七の実施の形態を図1及び図5
を参照して説明する。本実施の形態は、請求項6記載の
発明に相当する。
The seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the invention described in claim 6.

【0078】上述した第五の実施の形態の方法による
と、無限大の測定レンジが得られるが、被検領域内にお
けるCCDカメラ9の隣り合う画素の全部を比較、或い
は補正するのには処理に時間がかかる。
According to the method of the fifth embodiment described above, an infinite measurement range can be obtained. However, processing for comparing or correcting all the adjacent pixels of the CCD camera 9 in the test area is required. It takes time.

【0079】そこで、本実施の形態では、第一の実施の
形態の測定方法による複屈折位相差の測定レンジ−λ/
4〜+λ/4を、−λ/2〜+λ/2まで広げる処理を短時
間で行う方法を提供するものである。
Therefore, in the present embodiment, the measurement range of the birefringence phase difference by the measurement method of the first embodiment, −λ /
An object of the present invention is to provide a method for performing a process of expanding 4 to + λ / 4 from −λ / 2 to + λ / 2 in a short time.

【0080】図1において被検物1の透過光束がCCD
カメラ9に到達するまでの光路内にλ/4板17を介在
させたとき、このλ/4板17を透過した楕円偏光の長
軸方向を情報として用いる。例えば図5において、αが
λ/4板17を透過した楕円偏光の長軸方向であるとす
ると、αが第一及び第二象限のときは、位相差測定値に
処理を加えず、第三象限のときは、測定値からλ/2を
引き、第四象限のときは、測定値にλ/2を足すという
処理を施す。それにより、測定レンジ−λ/4〜+λ/4
を−λ/2〜+λ/2まで広げることができ、その処理が
短時間で行える。また、上述した第五の実施の形態の方
法では、隣接画素間における測定値のλ/2の差を検出
しようとするが、測定値にノイズがのっているときは隣
接画素間での測定値の差がλ/2近くまでならないとき
があり、その場合は処理誤差が生じる。本実施の形態で
は、このような隣接画素間における測定値の比較処理を
行わないため、差の検出誤差、補正誤差を完全になくせ
る。
In FIG. 1, the light beam transmitted through the test object 1 is a CCD.
When the λ / 4 plate 17 is interposed in the optical path up to the camera 9, the major axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate 17 is used as information. For example, in FIG. 5, if α is the major axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate 17, when α is in the first and second quadrants, the phase difference measurement value is not processed, and In the case of the quadrant, a process of subtracting λ / 2 from the measured value, and in the case of the fourth quadrant, adding λ / 2 to the measured value. Thereby, the measurement range −λ / 4 to + λ / 4
Can be expanded from −λ / 2 to + λ / 2, and the processing can be performed in a short time. Further, in the method of the fifth embodiment described above, an attempt is made to detect a difference of λ / 2 between measured values between adjacent pixels. However, when there is noise on the measured values, measurement between adjacent pixels is performed. In some cases, the difference between the values does not become close to λ / 2, in which case a processing error occurs. In the present embodiment, since the comparison processing of the measured values between the adjacent pixels is not performed, the difference detection error and the correction error can be completely eliminated.

【0081】本発明の第八の実施の形態を図1及び図5
を参照して説明する。本実施の形態は、請求項7記載の
発明に相当し、第五の実施の形態と第七の実施の形態と
を組合せたものである。
The eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the invention described in claim 7, and is a combination of the fifth embodiment and the seventh embodiment.

【0082】まず、第七の実施の形態の方法にて−λ/
4〜+λ/4の測定レンジを−λ/2〜+λ/2まで拡大し
ておき、その後、第五の実施の形態の方法にて無限大ま
で測定レンジを広げる。第一段階における測定レンジの
拡大を処理誤差を完全になくして実現できる上に、第二
段階で隣接画素間において検出する段差の量がλ/2か
らλまで広げられ、段差の検出がしやすくなるため、そ
の検出誤差も低減できる。従って、装置で使用する光源
の波長を越えるような大きな複屈折についても、より精
度よく測定できる。
First, according to the method of the seventh embodiment, -λ /
The measurement range of 4 to + λ / 4 is expanded to −λ / 2 to + λ / 2, and then the measurement range is expanded to infinity by the method of the fifth embodiment. The measurement range can be expanded in the first stage without any processing errors, and in the second stage, the amount of steps detected between adjacent pixels is expanded from λ / 2 to λ, making it easier to detect steps. Therefore, the detection error can be reduced. Therefore, even a large birefringence exceeding the wavelength of the light source used in the apparatus can be measured with higher accuracy.

【0083】本発明の第九の実施の形態を図1及び図6
を参照して説明する。本実施の形態は、請求項8記載の
発明に相当する。本実施の形態では、2次元被検空間内
の基準と設定する位置にて、複屈折位相差の絶対量を推
定するための構成が付加されている。図6において、3
1は白色光源ユニット、32は偏光板33とλ/4板3
4とによる円偏光子、35は偏光板36とλ/4板37
とによる円偏光子である。これにより、被検物1には円
偏光が照射され、被検物1の複屈折がないときには図の
観察者の方向から見ると消光状態が得られるように、各
々の偏光板33,36が調整されている。
The ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. This embodiment corresponds to the eighth aspect of the present invention. In the present embodiment, a configuration for estimating the absolute amount of the birefringence phase difference at a position set as a reference in the two-dimensional test space is added. In FIG. 6, 3
1 is a white light source unit, 32 is a polarizing plate 33 and a λ / 4 plate 3
4 is a circular polarizer, 35 is a polarizing plate 36 and a λ / 4 plate 37
And a circular polarizer. As a result, the test object 1 is irradiated with circularly polarized light, and when there is no birefringence of the test object 1, the respective polarizing plates 33 and 36 are arranged such that an extinction state is obtained when viewed from the direction of the observer in the figure. Has been adjusted.

【0084】ここに、円偏光による干渉のため、図の観
察者の方向から観察される光弾性干渉縞は被検物1の位
相差のみの影響を受けており、また、光源に白色光源ユ
ニット31を用いているので、干渉縞が着色して観察さ
れる。λ/4板34,37には波長依存性があるため、
中心波長からずれるに従い若干の誤差を生ずるものの、
干渉色と位相差とには一定の関係(ニュートンのカラー
スケールなど)があるので、この干渉縞を見ることによ
って、2次元被検空間内の基準位置における位相差の大
凡の推定が可能である。
Here, due to the interference by the circularly polarized light, the photoelastic interference fringes observed from the direction of the observer in the figure are affected only by the phase difference of the test object 1, and the light source is a white light source unit. Since 31 is used, the interference fringes are observed by coloring. Since the λ / 4 plates 34 and 37 have wavelength dependence,
Although some errors occur as the wavelength deviates from the center wavelength,
Since there is a certain relationship between the interference color and the phase difference (such as Newton's color scale), it is possible to roughly estimate the phase difference at the reference position in the two-dimensional test space by looking at the interference fringes. .

【0085】そこで、前述したような測定方法により得
られる位相差測定結果をδとすると、その絶対量Δは、
前述の(12)式で表され、整数nが特定できれば位相差の
絶対量Δを求めることができる。
Then, assuming that the phase difference measurement result obtained by the above-described measuring method is δ, the absolute amount Δ is
If the integer n can be specified by the above equation (12), the absolute amount Δ of the phase difference can be obtained.

【0086】図5に示した構成による干渉縞の観察によ
り位相差が採るべき大凡の範囲を推定できるため、その
範囲に入るようにして、(12)式の整数nを決定するこ
とができる。
Since the approximate range in which the phase difference should be obtained can be estimated by observing the interference fringes with the configuration shown in FIG. 5, the integer n in the equation (12) can be determined so as to fall within the range.

【0087】従って、手順としては、まず、図1に示し
たような複屈折測定装置により被検物1の複屈折位相差
の2次元空間分布を測定した後、図5に示すような構成
を用いて、任意に設定した2次元被検空間内での基準位
置における複屈折位相差の絶対量を推定、即ち、基準位
置における整数nを決定する。次に、その整数nを先に
測定した2次元空間分布の測定値全てに適用すること
で、2次元空間全体における複屈折位相差の絶対量を知
ることができる。
Accordingly, as a procedure, first, the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference of the test object 1 is measured by the birefringence measuring device as shown in FIG. 1, and then the configuration as shown in FIG. The absolute value of the birefringence phase difference at the reference position in the arbitrarily set two-dimensional test space is estimated, that is, the integer n at the reference position is determined. Next, the absolute amount of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional space can be known by applying the integer n to all the measured values of the two-dimensional space distribution measured earlier.

【0088】なお、2次元被検空間内での基準位置にお
ける複屈折位相差の絶対量を知る(推定する)方法とし
ては、干渉色からの判別法以外にも、例えば、回転検光
子法などの点測定法において光源に多波長を用いて測定
するようにしてもよい。
As a method of knowing (estimating) the absolute amount of the birefringence phase difference at the reference position in the two-dimensional object space, in addition to the discrimination method based on interference colors, for example, a rotation analyzer method In the point measurement method described above, measurement may be performed using multiple wavelengths as a light source.

【0089】本発明の第十の実施の形態について説明す
る。本実施の形態は、請求項18記載の発明に相当す
る。
A tenth embodiment of the present invention will be described. This embodiment corresponds to the invention described in claim 18.

【0090】本実施の形態は、被検物1がレーザプリン
タ等における書込み光学系用のレンズのような場合に適
用される。このような場合、被検物1は複数のレンズか
らなるレンズ群により構成される。ここに、各レンズの
持つ複屈折の相乗効果が書込み光学系の実使用状態にお
いてレンズ群を透過するビームに影響を与えるので、レ
ンズ群としての実使用状態での複屈折測定値が透過ビー
ムを評価する上で有効な情報となる。そこで、本実施の
形態では、このようなレンズ群の各々をその実使用状態
と同様にベース上にレイアウトしてからベースを図1に
示した複屈折測定装置にセットして、図1における被検
物1(レンズ群)に発散光を照射するレンズ4と被検物1
との間隔を、書込み光学系における実使用時の点光源と
レンズ群との間隔に相当するようセットしてから測定を
実施する。これにより、レンズ群に関しても、より実使
用に則した状態での複屈折が測定、評価可能となる。
This embodiment is applied to a case where the test object 1 is a lens for a writing optical system in a laser printer or the like. In such a case, the test object 1 is constituted by a lens group including a plurality of lenses. Here, since the synergistic effect of the birefringence of each lens affects the beam transmitted through the lens group in the actual use state of the writing optical system, the measured value of the birefringence in the actual use state of the lens group indicates the transmitted beam. This is useful information for evaluation. Therefore, in the present embodiment, each of such lens groups is laid out on the base in the same manner as in the actual use state, and then the base is set on the birefringence measuring apparatus shown in FIG. The lens 4 for irradiating the object 1 (lens group) with divergent light and the object 1
Is set so as to correspond to the distance between the point light source and the lens group during actual use in the writing optical system. This makes it possible to measure and evaluate the birefringence of the lens group in a more practical use state.

【0091】[0091]

【発明の効果】請求項1,2及び9記載の発明によれ
ば、被検物表面における汚れ等のノイズの影響を受けに
くい複屈折測定が可能となる。
According to the first, second, and ninth aspects of the present invention, it becomes possible to perform birefringence measurement that is hardly affected by noise such as dirt on the surface of the test object.

【0092】請求項3記載の発明によれば、被検物の面
積が大きい場合でも、被検物全面に渡って正確な測定が
可能となる。
According to the third aspect of the present invention, accurate measurement can be performed over the entire surface of the test object even when the area of the test object is large.

【0093】請求項4記載の発明によれば、被検物の全
面に渡って正確な測定が可能となる。
According to the fourth aspect of the invention, accurate measurement can be performed over the entire surface of the test object.

【0094】請求項5記載の発明によれば、光源波長に
制限されない(無限大)広い測定レンジが得られる。
According to the fifth aspect of the present invention, a wide (infinite) wide measurement range not limited by the light source wavelength can be obtained.

【0095】請求項6記載の発明によれば、請求項1記
載の複屈折測定方法における測定レンジ−λ/4〜+λ
/4を−λ/2〜+λ/2まで広げる処理を短時間かつ正
確に行なえる。
According to the sixth aspect of the present invention, the measuring range in the birefringence measuring method of the first aspect is from -λ / 4 to + λ.
The process of expanding / 4 from −λ / 2 to + λ / 2 can be performed accurately in a short time.

【0096】請求項7記載の発明によれば、光源波長に
制限されない(無限大)広い測定レンジを、より正確に
得ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, a wide (infinite) wide measurement range which is not limited by the wavelength of the light source can be obtained more accurately.

【0097】請求項8記載の発明によれば、2次元被検
領域全体における複屈折位相差の絶対値が判断可能とな
る。
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to determine the absolute value of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional test area.

【0098】請求項10記載の発明によれば、短時間か
つ高い空間分解能での複屈折測定が可能となる。
According to the tenth aspect, birefringence measurement can be performed in a short time and with high spatial resolution.

【0099】請求項11記載の発明によれば、被検物が
レンズのように曲率をもつ場合でも簡単、短時間、高い
空間分解能で、かつ、高精度な測定が可能となる。
According to the eleventh aspect, even when the test object has a curvature like a lens, simple, short time, high spatial resolution, and high precision measurement can be performed.

【0100】請求項12及び13記載の発明によれば、
被検レンズの種類の変更に対する汎用性を高めることが
できる。
According to the invention of claims 12 and 13,
The versatility for changing the type of the lens to be inspected can be improved.

【0101】請求項14記載の発明によれば、被検物が
焦点距離の短いレンズの場合において、請求項3記載の
測定方法を実現できる。
According to the fourteenth aspect, the measuring method according to the third aspect can be realized when the test object is a lens having a short focal length.

【0102】請求項15記載の発明によれば、被検物が
平行平板或いは焦点距離の長いレンズ場合において、請
求項3記載の測定方法を実現できる。また、被検物が焦
点距離の長いレンズの測定においては装置の小型化を図
ることもできる。
According to the fifteenth aspect, the measuring method according to the third aspect can be realized when the test object is a parallel plate or a lens having a long focal length. In the measurement of a lens having a long focal length, the size of the apparatus can be reduced.

【0103】請求項16記載の発明によれば、請求項4
記載の測定方法を実現できる。
According to the invention of claim 16, claim 4
The described measuring method can be realized.

【0104】請求項17記載の発明によれば、被検領域
内において被検物の複屈折の変化が大きい場合でも、測
定レンジの拡大が可能となる。
According to the seventeenth aspect, even when the birefringence of the test object greatly changes in the test area, the measurement range can be expanded.

【0105】請求項18記載の発明によれば、被検物が
書込み光学系のように複数のレンズにて構成されたレン
ズ群であっても、その複屈折が測定可能となる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, even if the test object is a lens group composed of a plurality of lenses, such as a writing optical system, the birefringence can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の各実施の形態で用いる複屈折測定装置
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a birefringence measurement device used in each embodiment of the present invention.

【図2】測定対象領域の分割の様子を示す正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view showing how a measurement target area is divided.

【図3】補正光学系による作用を説明するための図であ
り、(a)は主走査方向に見た平面図、(b)は副走査
方向に見た側面図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the operation of the correction optical system, where FIG. 3A is a plan view as viewed in a main scanning direction, and FIG. 3B is a side view as viewed in a sub-scanning direction.

【図4】位相差測定結果の補正前後の断面分布を示す特
性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a cross-sectional distribution before and after correction of a phase difference measurement result.

【図5】楕円偏光の長軸方向を説明するための説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a major axis direction of elliptically polarized light.

【図6】複屈折位相差の絶対量を推定するための構成を
示す光学系側面図である。
FIG. 6 is a side view of an optical system showing a configuration for estimating an absolute amount of a birefringence phase difference.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検物 2 光源 5 照射光学系 7 検光子 9 受光素子アレイ、受光手段 12 回転手段 16 結像光学系 17 移相子 20 受光ベース 21 ベース 24 ベース移動手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 object 2 light source 5 irradiation optical system 7 analyzer 9 light receiving element array, light receiving means 12 rotating means 16 imaging optical system 17 phase shifter 20 light receiving base 21 base 24 base moving means

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ほぼ円偏光を被検物に対して照射し、前
記被検物を透過した光束を検光子のみを介して受光手段
により受光するとともに前記検光子を回転させたときに
得られる光強度変化より求めた被検物透過光の偏光情報
と、前記被検物を透過した光束を移相子と前記検光子と
を介して前記受光手段により受光するとともに前記検光
子を回転させたときに得られる光強度変化より求めた被
検物透過光の偏光情報との、両偏光情報に基づき前記被
検物の複屈折を求めるようにした複屈折測定方法。
An object is obtained by irradiating a test object with substantially circularly polarized light, receiving a light beam transmitted through the test object by light receiving means only through an analyzer, and rotating the analyzer. The polarization information of the test object transmitted light obtained from the light intensity change, and the light flux transmitted through the test object was received by the light receiving means via a phase shifter and the analyzer, and the analyzer was rotated. A birefringence measurement method wherein the birefringence of the test object is obtained based on the polarization information of the transmitted light of the test object obtained from the change in light intensity obtained at the time and the polarization information.
【請求項2】 前記移相子を光学系光軸以外の方向に進
退させることで、前記被検物から前記受光手段までの光
路に前記移相子が介在される状態と介在されない状態と
を生成するようにした請求項1記載の複屈折測定方法。
2. A state in which the phase shifter is interposed and a state in which the phase shifter is not interposed in an optical path from the test object to the light receiving unit by moving the phase shifter in a direction other than the optical axis of the optical system. 2. The method for measuring birefringence according to claim 1, wherein said method is used to generate a birefringence.
【請求項3】 前記被検物の被検領域を光学系光軸と垂
直な平面内で複数の領域に分割して、偏光情報に関する
測定データを取得するようにした請求項1又は2記載の
複屈折測定方法。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the test area of the test object is divided into a plurality of areas in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system, and measurement data relating to polarization information is acquired. Birefringence measurement method.
【請求項4】 前記被検物の表面と前記受光手段の受光
面との結像関係を常に保ちつつ、前記被検物の被検領域
を光学系光軸と垂直な平面内で複数の領域に分割して、
偏光情報に関する測定データを取得するようにした請求
項1又は2記載の複屈折測定方法。
4. A plurality of areas within a plane perpendicular to an optical axis of an optical system, while maintaining an imaging relationship between the surface of the object and the light receiving surface of the light receiving means at all times. Divided into
3. The method for measuring birefringence according to claim 1, wherein measurement data relating to polarization information is obtained.
【請求項5】 前記受光手段が複数の受光素子よりなる
受光素子アレイであって、その隣接する受光素子間にお
いて、各々測定した複屈折位相差の差を検出し、その差
が所定量に近い場合はその差を補正することにより、計
算される複屈折位相差の測定範囲を拡大するようにした
請求項1又は2記載の複屈折測定方法。
5. A light-receiving element array comprising a plurality of light-receiving elements, wherein the light-receiving means detects a difference between birefringence phase differences measured between adjacent light-receiving elements, and the difference is close to a predetermined amount. 3. The birefringence measurement method according to claim 1, wherein the difference is corrected to extend the measurement range of the calculated birefringence phase difference.
【請求項6】 前記移相子を透過した楕円偏光の長軸方
向を検出し、その長軸方向の情報に基づき、計算される
複屈折位相差の測定範囲を拡大するようにした請求項1
又は2記載の複屈折測定方法。
6. The method according to claim 1, wherein a major axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the phase shifter is detected, and a measurement range of the calculated birefringence phase difference is expanded based on the information of the major axis direction.
Or the birefringence measurement method according to 2.
【請求項7】 前記受光手段を複数の受光素子よりなる
受光素子アレイとし、前記移相子を透過した楕円偏光の
長軸方向を検出し、その長軸方向の情報に基づき、計算
される複屈折位相差の測定範囲を拡大した後、前記受光
素子アレイの隣接する受光素子間において、各々測定し
た複屈折位相差の差を検出し、その差が所定量に近い場
合はその差を補正することにより、計算される複屈折位
相差の測定範囲を拡大するようにした請求項1又は2記
載の複屈折測定方法。
7. The light receiving means is a light receiving element array comprising a plurality of light receiving elements, detects a major axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the phase shifter, and calculates a multiplicity calculated based on the information of the major axis direction. After enlarging the measurement range of the refractive phase difference, between the adjacent light receiving elements of the light receiving element array, a difference between the measured birefringence phase differences is detected, and when the difference is close to a predetermined amount, the difference is corrected. 3. The method for measuring birefringence according to claim 1, wherein the measurement range of the calculated birefringence phase difference is expanded.
【請求項8】 任意に設定した被検領域内での基準位置
における複屈折位相差の絶対量を推定し、推定された複
屈折位相差の絶対量を測定された複屈折位相差の2次元
空間分布の測定値全てに適用して被検領域全体における
複屈折位相差の絶対量を測定するようにした請求項1又
は2記載の複屈折測定方法。
8. An absolute amount of a birefringence phase difference at a reference position within an arbitrarily set test area, and the estimated absolute amount of a birefringence phase difference is measured in two dimensions. 3. The birefringence measurement method according to claim 1, wherein the absolute value of the birefringence phase difference in the entire test area is measured by applying the measurement to all the measured values of the spatial distribution.
【請求項9】 被検物に対してほぼ円偏光を照射するた
めの光源と、 前記被検物を透過した透過光の偏光状態を変化させる移
相子と、 この移相子を透過した光の偏光状態を検知するための検
光子と、 この検光子を透過した光を受光する受光手段と、 前記被検物から前記受光手段までの光路上に前記移相子
が介在される状態と介在されない状態とを生成する移相
子進退切換手段と、 前記検光子をその光軸回りに回転させる回転手段と、 この回転手段による前記検光子の回転角度を検知する回
転角検知手段と、 前記被検物を保持する保持手段と、 前記受光手段により受光検出される受光出力と前記回転
角検知手段により検知された回転角度とに基づき前記被
検物の複屈折を算出する演算手段と、を備える複屈折測
定装置。
9. A light source for irradiating the test object with substantially circularly polarized light, a phase shifter for changing a polarization state of transmitted light transmitted through the test object, and light transmitted through the phase shifter. An analyzer for detecting the polarization state of the light; a light receiving means for receiving light transmitted through the analyzer; and a state in which the phase shifter is interposed on an optical path from the test object to the light receiving means. Phase shifter advancing / retracting switching means for generating a state not to be rotated; rotating means for rotating the analyzer around its optical axis; rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the analyzer by the rotating means; Holding means for holding an inspection object; and calculation means for calculating birefringence of the test object based on a light reception output detected by the light reception means and a rotation angle detected by the rotation angle detection means. Birefringence measurement device.
【請求項10】 前記受光手段が複数の受光素子が並設
された受光素子アレイよりなる請求項9記載の複屈折測
定装置。
10. The birefringence measuring apparatus according to claim 9, wherein said light receiving means comprises a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements are juxtaposed.
【請求項11】 前記被検物を透過した透過光の光束を
常に光軸に対してほぼ平行にするための照射光学系と、 前記被検物を透過した光を前記受光素子アレイの受光面
上に結像させるための結像光学系とを備える請求項10
記載の複屈折測定装置。
11. An irradiation optical system for always making a light flux of transmitted light transmitted through the test object substantially parallel to an optical axis, and a light receiving surface of the light receiving element array for transmitting light transmitted through the test object. 11. An imaging optical system for forming an image thereon.
The birefringence measuring device according to the above.
【請求項12】 前記照射光学系が、組合せ自在な複数
の光学系よりなる請求項11記載の複屈折測定装置。
12. The birefringence measuring apparatus according to claim 11, wherein the irradiation optical system comprises a plurality of optical systems that can be freely combined.
【請求項13】 前記被検物に対する前記照射光学系の
光軸方向の位置を移動調整する移動手段と、 前記照射光学系の光軸方向における位置を検知する検知
手段と、を備える請求項11又は12記載の複屈折測定
装置。
13. A moving means for moving and adjusting a position of the irradiation optical system in the optical axis direction with respect to the test object, and a detecting means for detecting a position of the irradiation optical system in the optical axis direction. Or the birefringence measurement device according to 12.
【請求項14】 前記移相子、検光子、受光素子アレ
イ、移相子進退切換手段、回転手段、回転角検知手段及
び結像光学系を一体にして搭載したベースと、 このベースを光学系光軸とほぼ垂直方向に移動させるベ
ース移動手段と、 このベース移動手段より移動する前記ベースの光学系光
軸と垂直方向における位置を検知するベース位置検知手
段と、を備える請求項11,12又は13記載の複屈折
測定装置。
14. A base on which the phase shifter, the analyzer, the light receiving element array, the phase shifter retreat switching means, the rotation means, the rotation angle detection means and the imaging optical system are integrally mounted, and the base is an optical system. 13. A base moving means for moving the base in a direction substantially perpendicular to the optical axis, and base position detecting means for detecting a position of the base moved by the base moving means in a direction perpendicular to the optical axis of the optical system. 14. The birefringence measurement device according to 13.
【請求項15】 前記被検物を保持する前記保持手段を
光学系光軸とほぼ垂直方向に移動させる保持手段移動手
段と、 この保持手段移動手段より移動する前記保持手段の光学
系光軸と垂直方向における位置を検知する保持手段位置
検知手段と、を備える請求項11,12又は13記載の
複屈折測定装置。
15. A holding means moving means for moving the holding means for holding the test object in a direction substantially perpendicular to an optical system optical axis; and an optical system optical axis of the holding means moving from the holding means moving means. 14. The birefringence measurement device according to claim 11, further comprising: a holding unit that detects a position in a vertical direction.
【請求項16】 前記結像光学系と前記受光素子アレイ
とを一体にして搭載した受光ベースを備える請求項14
又は15記載の複屈折測定装置。
16. A light-receiving base on which the imaging optical system and the light-receiving element array are mounted integrally.
Or the birefringence measurement device according to 15.
【請求項17】 前記結像光学系の結像倍率が可変自在
である請求項11,12,13,14又は15記載の複
屈折測定装置。
17. The birefringence measuring apparatus according to claim 11, wherein the imaging magnification of the imaging optical system is variable.
【請求項18】 前記被検物が複数のレンズからなるレ
ンズ群であり、このレンズ群を保持する保持手段を備え
る請求項9,11,12,13,14又は15記載の複
屈折測定装置。
18. The birefringence measurement apparatus according to claim 9, wherein the test object is a lens group including a plurality of lenses, and a holding unit that holds the lens group is provided.
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