JP2007315990A - 光学素子の検査方法、光学素子の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の光の透過面及び反射面の状態を、当該光学素子を搭載する電子機器の使用状態と同じ波長で検査できる光学素子の検査方法を提供する。
【解決手段】プリズム５０の検査方法は、光源２０または光源６０からプリズム５０を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出し、前記レーザビームをプリズム５０の表面に照射して得られる反射光または透過光の光量を光検出器１００にて検出し、光検出器１００にて検出した前記光量と基準光量との差からプリズムの透過面（面Ｘ，Ｙ，Ｕ）または反射面（斜面Ｚ）の表面状態の良否を判定することを特徴とする。このような検査方法は、特にプリズム５０のくもりの検出に有効である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子の検査方法及び光学素子の検査装置に関する。詳しくは、レーザビームを光学素子に照射し、光学素子からの反射光または透過光の光量を光検出器にて検出し、光学素子の反射面及び透過面の良否判定をする光学素子の検査方法と、検査装置に関する。

従来から、半導体チップ等の電子デバイスや光ディスク等の表面の状態（外観）を検査するために、レーザビームあるいは照明光を照射し、その反射光（戻り光を含む）を光検出器で検出して検査する検査装置及び検査方法がある。

例えば、バンプが形成された半導体チップの全面を照明する照明手段と、半導体チップからの反射光によって得られる像を拡大するレンズと、レンズを通過した光軸を複数に分岐する複数のプリズムと、分岐された各光軸の光を捕える複数の撮像部と、各撮像部に略等しい光量が入射するように調整するフィルタと、撮像部から出力される画像信号に入力して画像処理を行い、その画像データに基づいてバンプの良否を判定する画像処理装置とを備えたバンプの外観装置というものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、光ディスクにレーザビームを照射して得られた戻り光から光ディスクの検査を行う検査装置であって、レーザビームを射出する光源と、レーザビームを整形するビーム整形手段と、整形されたレーザビームを回析する回析手段と、対物レンズと、戻り光をＲＦ信号系光軸とサーボ信号系光軸に分離する分離手段と、ＲＦ信号系光軸の戻り光を拡大する拡大手段と、拡大されたレーザ光を受光する第１の光検出手段と、サーボ信号系光軸の戻り光を受光する第２の光検出手段とを備える光ディスク検査装置というものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−１２２８２８２号公報（第５、６頁、第２図） 特開平９−５４９５２号公報（第５頁、図７）

このような特許文献１や特許文献２では、被検査対象物としての半導体チップや光ディスクの表面状態を検査することを可能にしているが、検査装置の構成要素の数が多くなり、検査装置が複雑であること、また大型化するという課題がある。
さらに、特許文献１や特許文献２では、被検査対象物の表面の反射光のみを検出しているため、被検査対象物が前述した特許文献１や特許文献２による検査装置に採用しているプリズムのような光学素子の検査においては、透過光と反射光とがあるため、光の透過面と反射面の両方の表面状態の検査、特にくもり等の検査は困難である。

本発明の目的は、プリズム等の光学素子の光の透過面及び反射面の状態を、当該光学素子を搭載する電子機器と同じ波長で検査できる光学素子の検査方法及び検査装置を提供することである。

本発明の光学素子の検査方法は、光源から、光学素子を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出し、前記レーザビームを光学素子の表面に照射して得られる反射光または透過光の光量を光検出器にて検出し、前記光検出器にて検出した前記光量と基準光量とを比較し、前記光学素子の透過面または反射面の良否を判定することを特徴とする。
ここで、基準光量とは、例えば、光学素子に傷、汚れ、くもり等の存在が許容される範囲の反射光または透過光の光量を意味する。

この発明によれば、光学素子にレーザビームを照射し、光学素子からの反射光または透過光の光量を検出し、基準光量とを比較することで、光学素子の傷、汚れ、くもり等の良否を的確に判定することができる。

また、仮に、電子機器としてＣＤ（Ｃｏｎｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）装置、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）装置、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）装置、ＨＤ ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＤＶＤ）装置の場合、これらの光ピックアップに用いられるレーザビームと同じ波長のレーザビームを用いて検査することにより、電子機器の実使用に即した条件にて光学素子の検査を行うことができる。

前記光源が、第１の波長のレーザビームを射出する第１の光源と、第２の波長のレーザビームを射出する第２の光源からなり、前記第１の波長のレーザビームの光軸を前記第２の波長のレーザビームに対して前記光学素子の被検査領域にて交差するよう配設し、前記光学素子に前記第１の波長のレーザビームを照射して得られた反射光と、前記光学素子に前記第２の波長のレーザビームを照射して得られた透過光それぞれの光量を前記光検出器にて検出することが好ましい。
ここで、第１の波長および第２の波長とは、例えば、ＣＤ装置ＤＶＤ装置、ＢＤ装置及びＨＤ ＤＶＤ装置の光ピックアップに用いられる波長がある。

このようにすれば、上述のＣＤ装置、ＤＶＤ装置、ＢＤ装置やＨＤ ＤＶＤ装置等に共通に搭載される光学素子について、２系列の波長にて光学素子の検査を行うことができ、それぞれの波長、各電子機器毎に要求される反射光または透過光に対応した検査を行うことができる。そのことから検査効率を高めることができるという効果もある。
また、透過光及び反射光の両方の光量を検出できることから、特に、前述した従来技術では不可能なくもりの検出を行うことができる。

また、前記光源から射出されるレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光に整形して前記光学素子に照射し、前記ｐ偏光光または前記ｓ偏光光の反射光または透過光の光量と、前記ｐ偏光光または前記ｓ偏光光に対応する基準光量と、を比較し前記光学素子の透過面または反射面の良否を判定することが好ましい。

ユーザー（つまり、電子機器の製造者を指す）は、機器の仕様によってレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光に変換して光ピックアップを行うことがある。従って、ｐ偏光光またはｓ偏光光を選択的に切り替えることができるので、実使用に対応したｐ偏光光またはｓ偏光光のそれぞれに対応する検査を行うことができる。

また、前記光源と前記光学素子との間、または、前記光学素子と前記光検出器との間に検査対象範囲を限定するための有効径調整部を備え、前記有効径調整部を用いて前記検査対象範囲を設定し、前記検査対象範囲の光量を検出することが好ましい。

ユーザーが光学素子の特に管理を必要とする検査対象範囲を特定することがある。従って、有効径調整部を備えることにより検査範囲を絞って検査することができるため、検出力を高めることができる。

また、前記光学素子と前記光検出器との間に、前記光学素子からの反射光または透過光を拡大して前記光検出器に照射するビームエキスバンド素子を、さらに備え、前記ビームエキスバンド素子にて前記反射光または前記透過光を拡大して前記光検出器に照射し、前記反射光または前記透過光の光量を検出することが好ましい。

このようにすれば、光学素子からの反射光または透過光を光検出器に拡大して照射することができるので、検査分解能を高めることができる。

さらに、前記レーザビームの前記光学素子への入射有効領域と、前記反射光または前記透過光の射出有効領域と、を設定できる調整機構を備え、前記調整機構を用いて前記入射有効領域と前記射出有効領域とを所定の範囲に設定し、前記所定の範囲内において前記反射光、または前記透過光の光量を検出することが好ましい。

ユーザーがレーザビームの光学素子への入射有効領域（入射有効径と呼ぶことがある）と反射光または透過光の射出有効領域（射出有効径と呼ぶことがある）を指定することがある。従って、入射有効径と射出有効径とを調整する調整機構を設けることにより、ユーザーの要求に応えて入射有効領域と射出有効領域とを設定することができる。

本発明による光学素子の検査装置は、光学素子を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出する光源と、前記レーザビームを整形するビーム整形手段と、前記ビーム整形手段にて整形されたビームを光学素子の表面に照射して得られた反射光または透過光の光量を検出する光検出器と、を備え、前記光量と基準光量とを比較し前記光学素子の透過面または反射面の良否を判定することを特徴とする。

本発明によれば、光学素子にレーザビームを照射し、光学素子からの反射光または透過光の光量を検出し、基準の光量との差異を比較することで、光学素子の傷、汚れ、くもり等の良否を的確に判定することができる光学素子の検査装置（以降、単に検査装置と表すことがある）を提供できる。

また、光源が電子機器（例えば、ＣＤ装置、ＤＶＤ装置、ＢＤ装置やＨＤ ＤＶＤ装置等の光ピックアップ等）に用いられるレーザビームと同条件のレーザビームを射出するため、実使用に対応する条件にて光学素子の検査を行うことができる。

さらに、この検査装置は、基本構成として、光源とビーム整形手段と光検出器とを備える構造であるため、構成要素数が少なく、小型化が可能な検査装置を実現することができる。

また、前記光源が、第１の波長のレーザビームを射出する第１の光源と、第２の波長のレーザビームを射出する第２の光源からなり、前記第１の波長のレーザビームの光軸が、前記第２の波長のレーザビームに対して前記光学素子の被検査領域にて交差するよう配設され、前記光学素子に前記第１の波長のレーザビームを照射して得られた反射光と、前記光学素子に前記第２の波長のレーザビームを照射して得られた透過光それぞれの光量を前記光検出器にて検出することが好ましい。
ここで、第１の波長としては、例えばＣＤ装置の光ピックアップ用の波長７８０ｎｍ帯域、第２の波長としてはＤＶＤ装置の光ピックアップ用の波長６５０ｎｍを選択できる。
さらには４０５ｎｍ、５３２ｎｍの選択等できる。

最近では、ＣＤ及びＤＶＤの機能を併せ持つ電子機器も存在しており、このような場合、共通の光学素子を採用することがある。本発明の検査装置は電子機器に採用される先述した２系列の光ピックアップそれぞれの波長と同じ波長のレーザビームを照射する光源を備えているため、電子機器の使用状態と略同じ条件で光学素子の検査をすることができ、実使用に対応した検査を１台の検査装置で行うことができる。

また、前記ビーム整形手段が、少なくとも、前記光源から射出されるレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光に切り替える切替機構を備えていることが好ましい。

ユーザーは、電子機器の仕様によってレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光に変換して光ピックアップを行うことがある。従って、ｐ偏光光またはｓ偏光光に切り替えるための切替機構を備えることにより、ｐ偏光光またはｓ偏光光のそれぞれに対応する光源及び光学系を用意する必要がなくなり、構造を簡単にすることができる。

また、前記ビーム整形手段が、前記光源から射出されるレーザビームを平行光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズからのランダム偏光を直線偏光に変換する偏向子を含むことが好ましい。

このような構成にすれば、コリメートレンズと偏向子により、光学素子に照射するレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光の直線偏光に変換できる簡単な構造のビーム整形手段を実現できる。

また、前記切替機構が、前記偏向子を９０°回転する回転機構であることが好ましい。

偏向子を９０°回転することにより、ｐ偏光光またはｓ偏光光に切り替えることができるので、ｐ偏光光またはｓ偏光光専用の光学系（光源を含む）を用意する必要がなく、検査装置の構造を簡単にすることができる。

また、前記光源と前記光学素子との間、または、前記光学素子と前記光検出器との間に検査対象範囲を限定するための有効径調整部を備えていることが望ましい。

本発明では、光学素子に照射されるレーザビームは平行光に整形されている。ここで、光学素子のユーザーが特に管理を必要とする検査対象範囲を特定することがある。従って、有効径調整部を備えることにより検査範囲を絞って検査することができる検査装置を提供することができる。
なお、詳しくは実施の形態において後述するマスクを用いる構造、または前述したコリメートレンズを光軸に沿って移動させる構造が採用できる。

さらに、前記光学素子と前記光検出器との間に、前記光学素子からの反射光または透過光を拡大して前記光検出器に照射するビームエキスバンド素子を、さらに備えていることが望ましい。

このようにすれば、光学素子からの反射光または透過光を光検出器に拡大して照射することができるので、検査の分解能が高い検査装置を実現できる。

また、本発明の光学素子の検査装置は、光学素子を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出する光源と、前記レーザビームを光学素子に照射して得られた反射光または透過光の光量を検出する光検出器と、前記レーザビームの前記光学素子への入射有効領域と前記反射光または前記透過光の射出有効領域とを設定できる調整機構と、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、ユーザーがレーザビームの前記光学素子への入射有効領域と反射光または透過光の射出有効領域を指定することがある。従って、これら有効径を調整する調整機構を設けることにより、ユーザーの要求に自在に応えられる検査を行うことができる。この発明は、光源から射出される分散光であるレーザビームを直接光学素子に入射する構造でなし得る。

また、前記調整機構が、前記光源と前記光学素子とのレーザビームの光軸上の距離を調整するスライド機構であることが好ましい。

このようなスライド機構を仮に光源に設ければ、光学素子と距離を自在に調整することができるので、レーザビームの前記光学素子への入射有効領域と反射光または透過光の射出有効領域とがユーザーの要求にあわせて設定できる。

また、前記光源が、ｐ偏光光またはｓ偏光光のレーザビームを射出し、前記光源が、ｓ偏光光またはｐ偏光光にそれぞれ切り替える切替機構を備えていることが好ましい。

このようにすれば、入射有効径と射出有効径とを調整する調整機構とｓ偏光光またはｐ偏光光にそれぞれ切り替える切替機構とをを設けることにより、ユーザーの要求に応える条件設定を行うことができる検査装置を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態１に係る光学素子の検査装置を示し、図２は実施形態２、図３，４は実施形態３、図５，６は実施形態４に係る光学素子の検査装置を示している。
（実施形態１）

図１は、本発明の実施形態１に係る光学素子の検査装置（以降、単に検査装置と表す）の概略構成を示す説明図である。図１において、検査装置１０は、第１の光源２０（以降、単に光源２０と表す）と、第２の光源６０（以降、単に光源６０と表す）と、光検出器１００と、光源２０及び光源６０それぞれの光軸Ａ，Ｂ上に配設されるビーム整形手段とを備えて構成されている。なお、光源２０，６０には、波長帯域が異なる半導体レーザを用いる。

光軸Ａと光軸Ｂとは、同一平面上においてそれぞれの光軸の延長上にて光軸が垂直に交差し、この交差位置に光学素子としてのプリズム５０が配設されている。本実施形態では、電子機器としてのＣＤ装置及びＤＶＤ装置、ＢＤ装置やＨＤ ＤＶＤ装置の光ピックアップ光学系において共通使用されるプリズムを被検査対象物として例示している。従って、光軸Ａ，Ｂが交差する領域がプリズム５０の被検査領域である。

そして、本実施形態では、光源２０は波長７８０ｎｍ、光源６０は波長６５０ｎｍのレーザビームを射出する。これらの波長はそれぞれＣＤ装置、ＤＶＤ装置の光ピックアップにて用いられるレーザビームの波長に一致している。但し、これらの波長は電子機器に対応して任意に設定する。
また、光検出器１００としては、フォトセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳセンサ等を採用することができる。

プリズム５０は、光軸Ａに直交する面Ｘと、光軸Ｂに直交する面Ｙ、光軸Ｃに直交する面Ｕ、分光面としての斜面Ｚ、とを有する立方体である。すなわち、プリズム５０は、ＣＤ装置及びＤＶＤ装置双方の光ピックアップ用のレーザビーム共通の分光素子として用いられている。斜面Ｚには図示しないビームスプリッターコートが形成されている。

光源２０とプリズム５０との間の光軸Ａ上には、光源２０側からビーム整形手段としてコリメートレンズ３０と偏向子４０とが配設されている。

また、光源６０とプリズム５０との間の光軸Ｂ上には、光源６０側からビーム整形手段としてコリメートレンズ７０と偏向子８０とが配設されている。

次に、本実施形態における検査装置の作用について図１を参照して説明する。
まず、光源２０の光学系について説明する。光源２０から射出されるレーザビームは発散光であって、ランダム偏光光である。このランダム偏光光をコリメートレンズ３０にて平行光に変換し、その後段の偏向子４０にて、ｐ偏光光またはｓ偏光光への直線偏光を行う。そして、プリズム５０の面Ｘを透過し、内部の斜面Ｚにおいて反射する。反射光は面Ｕを透過して光検出器１００に照射される。

ここで、光検出器１００では、照射された反射光の光量を測定する。光量は、直接的には電流値として検出される。光検出器１００は図示しないデータ処理装置に接続されており、データ処理装置には良否判定の基準となる基準光量に対応する電流値が入力されている。基準光量とは、プリズム５０の面Ｘ，Ｕ、及び斜面Ｚのいずれかに傷、汚れ、くもり等の異常が存在する場合の許容範囲の限界値である。

従って、プリズム５０においてレーザビームが通過する各表面において傷、汚れ、くもり等が存在した場合、光検出器１００では検出される光量が低下する。この光量を基準光量と比較して、基準光量よりも大きい場合は良品とし、小さい場合は不良品と判定する。

光源６０の光学系も上述した光源２０の光学系と同様な作用を呈する。詳しい説明を省略するが、光源６０から射出されたレーザビームは、コリメートレンズ７０、偏向子８０を通過して直進し、プリズム５０の面Ｙと、斜面Ｚ、面Ｕを透過し、この透過光が光検出器１００に照射される。この透過光の光量を基準光量と比較して、基準光量よりも大きい場合は良品とし、小さい場合は不良品と判定する。

偏向子４０，８０には、光源２０，６０から射出されるレーザビームをｐ偏光光からｓ偏光光またはその逆に切り替える切替機構が設けられている。偏向子４０を例示して説明する。偏向子４０はグラントムソンプリズムに代表される公知の構造のものを採用しているので詳しい説明を省略するが、偏光素子４１と、偏光素子４１を所定の姿勢で保持するホルダー４２とから構成されている。

ホルダー４２は光軸Ａを軸とする筒状部材であって、外周部に歯車部４４と、長手方向両端に突出した回転軸４３とが形成されている。

切替機構は、ホルダー４２に歯車部４４と回転軸４３が形成された偏向子４０と回転駆動部材４５とから構成されている。回転駆動部材４５は、歯車部４４と噛合するピニオンが形成されており、回転軸４６は図示しないモータに接続している。

続いて、切替機構の動作について説明する。初期の状態におけるレーザビームが、ｐ偏光光の場合には、回転駆動部材４５によって偏向子４０を回転する。偏向子４０を９０°回転させると、偏向子４０によってｓ偏光光に変換されたレーザビームがプリズム５０に入射される。ｓ偏光光からｐ偏光光に切り替える場合は、逆方向に９０°回転させればよい。

偏向子８０においても上述した偏向子４０と同様な構造、作用にてｐ偏光光とｓ偏光光との切り替えを行うことができる。つまり、偏光素子８１を保持するホルダー８２は光軸Ｂを軸とする筒状部材であって、外周部に歯車部８４が、長手方向両端に突出した回転軸８３が形成されている。切替機構は、ホルダー８２に歯車部８４と回転軸８３が形成された偏向子８０と、回転駆動部材８５とから構成されている。回転駆動部材８５は、歯車部８４と噛合するピニオンが形成されており、回転軸８６は図示しないモータに接続している。

そして、上述した偏向子４０と同様に切替機構を動作することによりｐ偏光光とｓ偏光光とを切り替えることができる。

従って、前述した実施形態１によれば、被検査対象物としてのプリズム５０にレーザビームを照射し、プリズム５０からの反射光または透過光の光量を検出し、基準の光量と比較することで、プリズム５０の面Ｘ，Ｙ，Ｕ及び斜面Ｚの傷、汚れ、くもり等の良否を的確に判定することができる。

また、光源２０，６０がＣＤ装置、ＤＶＤ装置、ＢＤ装置やＨＤ ＤＶＤ装置等の電子機器の光ピックアップに用いられるレーザビームと同じ波長のレーザビームを射出するため、実使用に対応する条件で光学素子の検査を行うことができる。

さらに、この検査装置１０は、基本構成として、２系列の光源２０，６０とコリメートレンズ３０，７０と偏向子４０，８０とからなるビーム整形手段と光検出器１００とを備える構造であるため、構成要素数が少なく、小型化が可能な検査装置を実現することができる。

また、切替機構を用いて偏向子を９０°回転することにより、ｐ偏光光またはｓ偏光光に切り替えることができるので、ｐ偏光光またはｓ偏光光専用の光学系（光源を含む）を用意する必要がなく、検査装置の構造を簡単にすることができる。

さらに、プリズム５０の斜面Ｚにはビームスプリッターコートが形成されている。本実施形態によれば、ビームスプリッターコート面で反射される反射光、透過する透過光の両方の光量を検出できるため、従来技術では検出できないビームスプリッターコート下面の傷、汚れ、くもり等を検出することができる。
（実施形態２）

続いて、本発明の実施形態２に係る光学素子の検査装置及び検査方法について図面を参照して説明する。実施形態２は、前述した実施形態１による検査装置１０に被検査対象物としてのプリズムの検査対象範囲を限定するために有効径調整部を加えたことに特徴を有し、他の構造は実施形態１（図１、参照）と同じであるため、共通部分の説明は省略する。また、共通部分には同じ符号を附している。

図２は、実施形態２に係る検査装置の概略構成を示す部分説明図である。（ａ）は実施形態２の実施例１、（ｂ）は実施例２を示している。
まず、実施例１について説明する。図２（ａ）において、プリズム５０と光検出器１００との間に検査対象範囲を設定する有効径調整部としてのマスク１１０が配設されている。

マスク１１０には、光軸Ｃ上にマスク開口部１１１が開設されている。このマスク開口部は、検査対象範囲を限定するために設けられ、ユーザーが指定する検査対象範囲に対応した口径を有する。本実施形態では、具体的には、プリズム５０は一辺が２ｍｍの立方体の大きさを有し、検査対象範囲の指定有効径が１ｍｍとしている。従って、光検出器１００における照射径１００ｃが指定有効径１ｍｍに相当する。

なお、マスク１１０を偏向子４０または偏向子８０と、プリズム５０との間に配設する構造としても、本実施例の目的を達することができる。

次に、実施形態２における実施例２について図面を参照して説明する。実施例２は、検査対象範囲の有効径調整部としてコリメートレンズ３０と光源２０との距離を調整する調整機構を備えていることに特徴を有している。この調整機構は、光源２０に対応する光学系と、光源６０に対応する光学系とは同じ構造を採用できるので、光源２０に対応する光学系を例示して説明する。図２（ｂ）において、検査装置１０は、光源２０と偏向子４０との間に配設される調整機構を備えたコリメートレンズ３０とから構成されている。

この調整機構は、コリメートレンズ３０を保持する保持枠１２０と、保持枠１２０を移動させるスライド機構としての歯車１３０とを備えて構成されている。保持枠１２０には、一方の側面にラック１２１が形成されており、歯車１３０と噛合している。従って、コリメートレンズ３０は、歯車１３０を回転することにより光軸Ａに沿って移動することができる。

続いて、調整機構の作用について説明する。歯車１３０を時計回り方向に回転すると、コリメートレンズ３０は初期位置３０ａから設定位置３０ｂまで移動する。初期位置３０ａにあるとき、光源２０からのレーザビームは、コリメートレンズ３０によって図に示す光路Ｅの範囲に進行する。設定位置３０ｂにおいては、分散光の射出分散角度が一定であればコリメートレンズ３０が光源２０に近づくため入射する有効径が、初期位置３０ａにあるときよりも小さくなり、図に示す光路Ｆの範囲に進行する。

従って、光源２０に対するコリメートレンズ３０の距離を、ユーザーが指定する検査対象範囲に対応する有効径となるように設定することで、光検出器１００に照射されるレーザビームの指定有効径に対応した照射径１００ｃとすることができる。

ユーザーが特に管理を必要とする検査対象範囲を特定することがある。従って、前述した実施形態２によれば、有効径調整部としてマスク１１０またはコリメートレンズ３０を光軸Ａに沿って移動する調整機構を備えることによりユーザーが指定する検査範囲に絞って検査することができるため、検出力を高めることができる。

また、実施例１によれば、マスク１１０を設けるだけでよいため簡単な構造で有効径調整部を構成することができ、実施例２によれば、調整機構を作動させることにより、検査対象範囲を任意に設定できるという効果を有する。
（実施形態３）

続いて、本発明に係る実施形態３について図面を参照して説明する。実施形態３は、プリズム５０からの透過光または反射光を拡大するビームエキスバンド素子を備えていることに特徴を有し、他の構成については前述した実施形態１と同じであるため、共通部分の説明を省略し、同じ符号を附して説明する。
図３は、実施形態３に係る検査装置の概略構成を示す説明図である。図３において、プリズム５０と光検出器１００との間には、ビームエキスバンド素子９０が配設されている。

ビームエキスバンド素子９０は、図示したような凸レンズを２個組み合わせたケプラータイプや、凹レンズと凸レンズを組み合わせたガリレオタイプ等があるが、拡大率に対応して選択することができる。

プリズム５０から射出されたレーザビームは、ビームエキスバンド素子９０によって拡大され光検出器１００の照射面に照射される。この状態を図４に示す。
図４は、光検出器１００の照射面を示す概略説明図であり、（ａ）はビームエキスバンド素子９０を用いないときの光検出器１００の照射面１０１、（ｂ）はビームエキスバンド素子９０を用いたときの照射面１０１を表している。

なお、図４では、光検出器としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた例を示している。ＣＣＤは、複数の受光素子（図中、格子状に表す）が整列配置されている。図４（ｂ）に示すように、ビームエキスバンド素子９０を有する場合の検査可能な照射領域１００ｂは、図４（ａ）に示すビームエキスバンド素子９０が無い場合（図１にて示す構成のとき）の照射領域１００ａに比べてビームエキスバンド素子９０の拡大率に対応した比率分だけ照射領域が大きくなる。

従って、上述した実施形態３によれば、プリズム５０からの反射光または透過光をビームエキスバンド素子９０によって光検出器１００に拡大して照射することができるので、検査分解能を高めることができる。

また、光検出器としては、ＣＣＤの他にＣＭＯＳセンサを用いることができ、このような撮像素子を用いれば、それぞれの受光素子毎に光量を検出できるので、プリズム５０の被検査対象領域のどの部分に汚れやくもりが存在するかを詳細に検出することができる。
（実施形態４）

続いて、本発明の実施形態４について図面を参照して説明する。実施形態４は、レーザビームのプリズムへの入射有効領域とプリズムからの反射光または前記透過光の射出有効領域とを設定できる調整機構を備えていることに特徴を有している。
図５は、実施形態４に係る検査装置の概略構成を示す説明図である。図５において、検査装置１０は、光源２０，６０と、光学素子としてのプリズム５０と、光検出器１００とから構成され、光源２０，６０から射出されたレーザビームが直接、プリズム５０に入射されるように構成されている。

光源２０，６０にはそれぞれ、レーザビームのプリズム５０への入射有効領域と、反射光または透過光の射出有効領域と、を設定できる調整機構が設けられている。光源２０系及び光源６０系の調整機構は、同じ構造を採用できるので、光源２０側を例示して説明する。

調整機構は、光源２０と光源２０を回転させる回転機構とを保持する台座２６と、台座２６を光軸方向にスライドさせるスライド機構とを備えて構成されている。光源２０は、円柱状の基台２１に取付けられており、基台２１の外周には歯車２２が形成されている。この歯車２２に噛合する回転機構としての歯車２５が回転軸２５ａを中心として回転可能に台座２６に装着されている。

台座２６の一方の側面にはラック２７が形成されており、このラック２７に噛合する歯車２８がさらに設けられ、ラック２７と歯車２８とからスライド機構が構成されている。

光源２０は、ｐ偏光光またはｓ偏光光のいずれかを射出し、歯車２５が回転軸２５ａを中心に回転することによって回転軸２１ａを中心に９０°回転される。従って、初期状態がｐ偏光光を射出している場合、９０°回転することでｓ偏光光に変換することができる。これは、ユーザーの要求によって切り替えられる。

また、歯車２８を回転することにより、光源２０が台座２６と共に光軸Ａに沿ってスライドし、プリズム５０と光源２０との距離を自在に調整することが可能である。

光源６０側においても、光源６０と光源６０を回転する回転機構とを保持する台座６６と、台座６６に形成されたラック６７と噛合し、台座６６をスライドさせる歯車６８を備えて構成されている。光源６０は、円柱状の基台６１に取付けられており、基台６１に形成される歯車６２と、歯車６２に噛合する歯車６５が回転軸６５ａを中心として回転可能に台座６６に装着されている。光源６０は回転軸６１ａを中心に回転可能であり、上述した光源２０側と同様な操作によって、ｐ偏光光またはｓ偏光光の切り替えを行うことができる。

また、台座６６の一方の側面にラック６７が形成されており、このラック６７に噛合する歯車６８が設けられ、光源６０を光軸Ｂに沿ってスライドすることができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。光学素子の検査において、ユーザーはレーザビームの被検査対象物（プリズム５０）への入射有効領域と反射光または透過光の射出有効領域を指定することがある。例えば、光源２０の光路においては入射有効径ｄ₃と射出有効径ｄ₂を指定し、光源６０の光路においては入射有効径ｄ₁と射出有効径ｄ₂とを指定する。

ここで、歯車２８を回転し光源２０をスライドさせ、光源２０とプリズム５０との距離を変化させることにより、入射有効径ｄ₃と射出有効径ｄ₂を変化することができる。また、歯車６８を回転し光源６０をスライドさせて光源６０とプリズム５０との距離を変化させることにより、入射有効径ｄ₁と射出有効径ｄ₂を変化することができる。

つまり、光源２０から射出されるレーザビームは分散光であり、射出分散角度が一定であれば、光源２０をプリズム５０に近づければ入射有効径ｄ₃と射出有効径ｄ₂とが小さくなり、遠ざければ入射有効径ｄ₃は大きくなる。射出有効径ｄ₂は、入射有効径ｄ₃に比例する。
光源６０側の光路においても同様である。

プリズム５０から射出されたレーザビームは、光源２０または光源６０から直接、光検出器１００に分散光を照射した状態となり、光検出器１００の表面に照射有効径ｄ₄を有する。そして照射有効径ｄ₄の範囲において光量が検出される。

図６は、実施形態４におけるプリズム５０の良否判定の方法の１例を表すグラフである。横軸に光検出器１００における反射光または透過光の照射領域、縦軸に光量を表している。図６によれば、照射有効径ｄ₄の範囲において光量が検出され、光量は照射有効径の中央部Ｐ（図５、参照）で極値を有する双曲線で表される。

ここで、プリズム５０に傷、汚れ、くもり等の許容範囲内における光量を予め基準光量（基準値）として設定しておく。検出した光量が、この基準光量よりも大きく検出すれば良品、小さければ不良品と判定することができる。

従って、上述した実施形態４によれば、入射有効径と射出有効径とを調整する調整機構を設けることにより、ユーザーの要求に応えて入射有効領域と射出有効領域とを設定することができる。

なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の実施形態１〜４では、光源として半導体レーザを例示して説明したが、光源として照明装置を用いてもよい。

また、前述した実施形態２では、検査対象範囲の有効径調整部としてコリメートレンズと光源との距離を調整する調整機構を備えているが、調整機構は光源２０及び光源６０それぞれを光軸Ａまたは光軸Ｂに沿ってスライドする構造にすることができる。この場合、実施形態４（図５、参照）と同様なスライド機構を採用することができる。

さらに、実施形態４では、光源２０，６０に調整機構を備えているが、光源２０または光源６０とプリズム５０との間に、凸レンズまたは凹レンズを配設してレーザビームを拡大、縮小する構造とし、入射有効径および射出有効径を所望の大きさに設定することができる。

また、前述した実施形態１〜４では、光学素子の検査において、測定された光量と基準光量との比較により光量が基準光量（基準値）よりも大きいか小さいかで良否判定をしているが、光検出器としてＣＣＤやＣＭＯＳセンサを用いることにより、受光素子毎の光量、あるいは光量の段階的な検出と画像処理によって、傷、汚れ、くもり等の場所の認識、程度の認識を行い、より詳細な良否判定を段階的に分類することができる。

従って、本実施形態によれば、プリズム等の光学素子の光透過面及び反射面の状態を、当該光学素子を搭載する電子機器と同じ波長で検査し、特に従来の方法では検出が困難であったくもりの検出ができる光学素子の検査方法及び検査装置を提供することができる。

このような検査方法及び検査装置では、被検査対象物としてプリズムの他に、ハーフミラー等の光が反射及び透過する機能を併せ持つ光学素子の検査にも応用することができる。

本発明の実施形態１に係る光学素子の検査装置の概略構成を示す説明図。 本発明の実施形態２に係る光学素子の検査装置の概略構成を示す部分説明図であり、（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２を示す説明図。 本発明の実施形態３に係る光学素子の検査装置の概略構成を示す説明図。 本発明の実施形態３に係る光検出器の照射面を示す概略説明図であり、（ａ）はビームエキスバンド素子を用いないときの照射面、（ｂ）はビームエキスバンド素子を用いたときの照射面。 本発明の実施形態４に係る光学素子の検査装置の概略構成を示す説明図。 本発明の実施形態４におけるプリズムの良否判定の方法を表すグラフ。

符号の説明

１０…光学素子の検査装置、２０，６０…光源、３０，７０…コリメートレンズ、４０，８０…偏向子、５０…プリズム、１００…光検出器。

Claims (16)

1. 光源から光学素子を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出し、前記レーザビームを光学素子の表面に照射して得られる反射光または透過光の光量を光検出器にて検出し、前記光検出器にて検出した前記光量と基準光量とを比較して前記光学素子の透過面または反射面の良否を判定することを特徴とする光学素子の検査方法。
2. 請求項１に記載の光学素子の検査方法において、
   前記光源が、第１の波長のレーザビームを射出する第１の光源と、第２の波長のレーザビームを射出する第２の光源からなり、前記第１の波長のレーザビームの光軸を前記第２の波長のレーザビームに対して前記光学素子の被検査領域にて交差するよう配設し、前記光学素子に前記第１の波長のレーザビームを照射して得られた反射光と、前記光学素子に前記第２の波長のレーザビームを照射して得られた透過光それぞれの光量を前記光検出器にて検出することを特徴とする光学素子の検査方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の光学素子の検査方法において、
   前記光源から射出されるレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光に整形して前記光学素子に照射し、前記ｐ偏光光または前記ｓ偏光光の反射光または透過光の光量と、前記ｐ偏光光または前記ｓ偏光光に対応する基準光量と、を比較し前記光学素子の透過面または反射面の良否を判定することを特徴とする光学素子の検査方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の検査方法において、
   前記光源と前記光学素子との間、または、前記光学素子と前記光検出器との間に検査対象範囲を限定するための有効径調整部を備え、
   前記有効径調整部を用いて前記検査対象範囲を設定し、前記検査対象範囲の光量を検出することを特徴とする光学素子の検査方法。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の検査方法において、
   前記光学素子と前記光検出器との間に、前記光学素子からの反射光または透過光を拡大して前記光検出器に照射するビームエキスバンド素子を、さらに備え、前記ビームエキスバンド素子にて前記反射光または前記透過光を拡大して前記光検出器に照射し、前記反射光または前記透過光の光量を検出することを特徴とする光学素子の検査方法。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光学素子の検査方法において、
   前記レーザビームの前記光学素子への入射有効領域と、前記反射光または前記透過光の射出有効領域と、を設定できる調整機構を備え、前記調整機構を用いて前記入射有効領域と前記射出有効領域とを所定の範囲に設定し、前記所定の範囲内において前記反射光または前記透過光の光量を検出することを特徴とする光学素子の検査方法。
7. 光学素子を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出する光源と、
   前記レーザビームを整形するビーム整形手段と、
   前記ビーム整形手段にて整形されたビームを光学素子の表面に照射して得られた反射光または透過光の光量を検出する光検出器と、を備え、
   前記光量と基準光量とを比較し前記光学素子の透過面または反射面の良否を判定することを特徴とする光学素子の検査装置。
8. 請求項７に記載の光学素子の検査装置において、
   前記光源が、第１の波長のレーザビームを射出する第１の光源と、第２の波長のレーザビームを射出する第２の光源からなり、
   前記第１の波長のレーザビームの光軸が、前記第２の波長のレーザビームに対して前記光学素子の被検査領域にて交差するよう配設され、
   前記光学素子に前記第１の波長のレーザビームを照射して得られた反射光と、前記光学素子に前記第２の波長のレーザビームを照射して得られた透過光それぞれの光量を前記光検出器にて検出することを特徴とする光学素子の検査装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の光学素子の検査装置において
   前記ビーム整形手段が、少なくとも、前記光源から射出されるレーザビームをｐ偏光光またはｓ偏光光に切り替える切替機構を備えていることを特徴とする光学素子の検査装置。
10. 請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の光学素子の検査装置において、
    前記ビーム整形手段が、前記光源から射出されるレーザビームを平行光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズからのランダム偏光を直線偏光に変換する偏向子を含むことを特徴とする光学素子の検査装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載の光学素子の検査装置において、
    前記切替機構が、前記偏向子を９０°回転する回転機構であることを特徴とする光学素子の検査装置。
12. 請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の光学素子の検査装置において、
    前記光源と前記光学素子との間、または、前記光学素子と前記光検出器との間に検査対象範囲を限定するための有効径調整部を備えていることを特徴とする光学素子の検査装置。
13. 請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の光学素子の検査装置において、
    前記光学素子と前記光検出器との間に、前記光学素子からの反射光または透過光を拡大して前記光検出器に照射するビームエキスバンド素子を、さらに備えていることを特徴とする光学素子の検査装置。
14. 光学素子を搭載する電子機器にて使用するレーザビームと同波長のレーザビームを射出する光源と、
    前記レーザビームを光学素子に照射して得られた反射光または透過光の光量を検出する光検出器と、
    前記レーザビームの前記光学素子への入射有効領域と前記反射光または前記透過光の射出有効領域とを設定できる調整機構と、
    を備えていることを特徴とする光学素子の検査装置。
15. 請求項１４に記載の光学素子の検査装置において、
    前記調整機構が、前記光源と前記光学素子とのレーザビームの光軸上の距離を調整するスライド機構であることを特徴とする光学素子の検査装置。
16. 請求項１４または請求項１５に記載の光学素子の検査装置において、
    前記光源が、ｐ偏光光またはｓ偏光光のレーザビームを射出し、
    前記光源が、ｓ偏光光またはｐ偏光光にそれぞれ切り替える切替機構を備えていることを特徴とする光学素子の検査装置。
    

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