JP3436704B2 - Birefringence measuring method and apparatus therefor - Google Patents

Birefringence measuring method and apparatus therefor

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JP3436704B2
JP3436704B2 JP05520599A JP5520599A JP3436704B2 JP 3436704 B2 JP3436704 B2 JP 3436704B2 JP 05520599 A JP05520599 A JP 05520599A JP 5520599 A JP5520599 A JP 5520599A JP 3436704 B2 JP3436704 B2 JP 3436704B2
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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 made of 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 Conventionally, a phase modulation method and a rotation analyzer method have been known as methods of measuring birefringence of an object such as a lens to be inspected. In these methods, a transparent beam is radiated to a parallel test object, the transmitted light from the test object is received by a light receiving element such as a photodiode, and the polarization state of the transmitted light due to the birefringence of the test object. The birefringence of the test object is obtained by detecting the change in

【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, "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 by 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) Toshiharu Tayuki, Junpei Tsujiuchi, Shigeo Minami, "Polarization Analysis" p.256-p.265 in Asakura Shoten. As reported in, the transmitted light is received by the light receiving element on the back side of the analyzer while rotating the analyzer placed on the back side of the transparent object, and the received light output from the light receiving element accompanying the rotation of the analyzer. The birefringence is determined by the change of.

【0005】ここに、具体的な提案例としては、例え
ば、特開平4−58138号公報等に示されるように、
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たものがある。
Here, as a concrete proposal example, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-58138,
By irradiating the transparent parallel object with the expanded parallel light and receiving the transmitted light with a two-dimensional sensor such as a CCD camera,
There is a device in which the birefringence of a test object is obtained.

【0006】また、特公平6−23689号公報によれ
ば、位相変調法を測定原理に用い、波長の異なる複数の
光源を用いることにより、大きな複屈折の測定を可能と
している。
According to Japanese Patent Publication No. 6-23689, a phase modulation method is used as a measurement principle, and a plurality of light sources having different wavelengths are used, whereby a large birefringence can be measured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平4−
58138号公報例では、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) ………………(1) なる関係となり、整数mの値が不確定となる。
However, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the example of Japanese Patent No. 58138, the measurement result of the birefringence is obtained within the range of 0 to λ / 4 (λ: light source wavelength) in terms of the birefringence phase difference. Therefore, 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 ′, δ ′ = m · λ / 2 ± δ (m: integer) ……………… (1) And the value of the integer m becomes uncertain.

【0008】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。
After all, in the example of Japanese Patent Laid-Open No. 4-58138, the measurement range is determined by the light source wavelength λ, so that
It cannot handle large birefringence that exceeds the measurement range,
Moreover, when the birefringence distribution exceeds the measurement range, the same cannot be dealt with.

【0009】また、特公平6−23689号公報例の場
合、細いレーザビームを被検物に照射し、その透過光を
フォトダイオードで受光する、いわゆる“点測定”であ
るため、被検物の2次元空間における複屈折を測定する
には被検物や測定装置を調整する必要があり、また、平
板でなくレンズ(非平行板)を測定するような場合、被
検物の透過光が屈折するため、そのセッティングが困難
である問題がある。
Further, in the case of the example of Japanese Patent Publication No. 6-23689, a so-called "point measurement" is performed in which a thin laser beam is applied to the test object and the transmitted light is received by a photodiode. In order to measure birefringence in a two-dimensional space, it is necessary to adjust the object to be inspected and the measuring device. Also, when measuring a lens (non-parallel plate) instead of a flat plate, the transmitted light of the object is refracted. Therefore, there is a problem that the setting is difficult.

【0010】また、被検物に関しても、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。
Regarding the object to be inspected, the plastic lens for the optical writing system used in the laser printer or the like is thicker than the plastic lens having the small diameter or the optical disc, and the thickness thereof exceeds the measurement range determined by the light source wavelength. It is sufficiently conceivable that the birefringence and the birefringence distribution are large.

【0011】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。
Therefore, the birefringence measuring method is required to be capable of measuring a large birefringence without being restricted by the wavelength of the light source.

【0012】そこで、本発明は、光源波長による制約を
受けることなく、その測定範囲を越えるような大きな複
屈折位相差の2次元空間分布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。
Therefore, the present invention provides a birefringence measuring method and apparatus capable of measuring a two-dimensional spatial distribution of a large birefringence phase difference exceeding the measurement range without being restricted by the wavelength of the light source. The purpose is to

【0013】また、本発明は、上記目的を達成するため
に、被検物を透過した楕円偏光の回転方向の検出方法
や、楕円偏光の楕円長軸方向の検出方法を明らかにす
る。
In order to achieve the above object, the present invention clarifies a method for detecting the rotation direction of elliptically polarized light that has passed through an object to be inspected, and a method for detecting the direction of elliptical polarized light long axis.

【0014】さらには、本発明は、被検物がレンズであ
る場合でも、歪みの少ない鮮明な被検物透過像を得るこ
とができ、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。
Further, the present invention provides a birefringence measuring device capable of obtaining a clear transmitted image of a test object with little distortion even when the test object is a lens and capable of highly accurate measurement. The purpose is to

【0015】また、本発明は、光書込み系用レンズのよ
うに被検物が複数のレンズよりなるレズ群の場合であっ
ても、その実使用に則した状態で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。
Further, the present invention is a birefringence measuring apparatus capable of measuring even in the case where the object to be inspected is a lens group consisting of a plurality of lenses such as an optical writing system lens, in a state in which the lens is actually used. The purpose is to provide.

【0016】[0016]

【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、光源から発せられた波長λの光を偏光
素子によりほぼ円偏光の状態で所定位置に配設された被
検物に対して照射し、前記被検物の透過光の偏光状態に
おいて直交する2方向振動成分の位相差にほぼλ/4の
位相差を与える直線位相子及び前記被検物の透過光の偏
光の方向を任意に回転させる旋光子として作用するλ/
4板とこのλ/4板を透過した光の偏光状態を検出する
ための偏光子とを光のほぼ進行方向回りに回転させなが
らその回転角度を検知し、この偏光子を透過した光を結
像光学系によりアレイ状の受光素子のほぼ受光面上に結
像させ、検知された前記λ/4板及び前記偏光素子の回
転角度と前記受光素子により受光検出された受光出力と
に基づき前記被検物の複屈折を算出するとともに、前記
被検物を透過した光の楕円偏光の回転方向及びその楕円
長軸方向を検出して前記被検物の複屈折位相差の2次元
空間分布を測定するようにした。
According to the birefringence measuring method of the present invention, a light having a wavelength λ emitted from a light source is arranged at a predetermined position in a substantially circularly polarized state by a polarizing element. A linear retarder that irradiates an object and gives a phase difference of approximately λ / 4 to the phase difference of two-direction vibration components orthogonal to each other in the polarization state of the transmitted light of the object, and the polarization of the transmitted light of the object. Λ / that acts as an optical rotator that rotates the direction of
The four plates and the polarizer for detecting the polarization state of the light transmitted through the λ / 4 plate are rotated about the traveling direction of the light, the rotation angle is detected, and the light transmitted through the polarizer is combined. An image is formed on the light-receiving surface of an array-shaped light-receiving element by an image optical system, and based on the detected rotation angles of the λ / 4 plate and the polarizing element and the light-receiving output detected by the light-receiving element, The birefringence of the test object is calculated, and the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference of the test object is measured by detecting the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object and the major axis direction of the ellipse. I decided to do it.

【0017】そのための装置として、請求項5記載の発
明は、波長λの光を発する光源と、この光源からの光を
ほぼ円偏光の状態で被検物に照射させる偏光素子と、前
記被検物の透過光の偏光状態において直交する2方向振
動成分の位相差にほぼλ/4の位相差を与える直線位相
子及び前記被検物の透過光の偏光の方向を任意に回転さ
せる旋光子として作用するλ/4板と、このλ/4板を
透過した光の偏光状態を検出するための偏光子と、これ
らのλ/4板及び偏光子を各々ほぼ光の進行方向回りに
回転させる回転手段と、この回転手段によるこれらのλ
/4板及び偏光子の回転角度を検知する回転角検知手段
と、前記偏光子を透過した光を受光するアレイ状の受光
素子と、前記偏光子を透過した光を前記受光素子上に結
像させる結像光学系と、前記回転角検知手段により検知
された回転角度と前記受光素子により受光検出される受
光出力とに基づき前記被検物の複屈折を算出する演算手
段と、前記被検物を透過した光の楕円偏光の回転方向及
びその楕円長軸方向を検出して前記被検物の複屈折位相
差の2次元空間分布を測定する測定範囲拡大手段と、を
備える。
As an apparatus therefor, the invention according to claim 5 is a light source which emits light of wavelength λ, a polarizing element which irradiates the test object with the light from the light source in a substantially circularly polarized state, and the test object. As a linear retarder that gives a phase difference of approximately λ / 4 to the phase difference of two-direction vibration components orthogonal to each other in the polarization state of the transmitted light of an object, and an optical rotator that arbitrarily rotates the polarization direction of the transmitted light of the object. Λ / 4 plate acting, a polarizer for detecting the polarization state of light transmitted through this λ / 4 plate, and rotation for rotating each of these λ / 4 plate and the polarizer about the traveling direction of light. Means and these λ by this rotating means
Angle detecting means for detecting the rotation angle of the / 4 plate and the polarizer, an array-shaped light receiving element for receiving the light transmitted through the polarizer, and the light transmitted through the polarizer formed on the light receiving element. An image forming optical system, an arithmetic means for calculating birefringence of the test object based on a rotation angle detected by the rotation angle detection means and a light reception output detected by the light receiving element, and the test object. And a measurement range expanding means for measuring the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference of the test object by detecting the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through and the major axis direction of the elliptically polarized light.

【0018】従って、被検物を透過した光の楕円偏光の
回転方向とその楕円長軸方向とを基にして、使用する光
源の波長により決まる測定範囲内で得られた複屈折の位
相差結果に所定の変換処理を加えることで、結果とし
て、その測定範囲を越えるような大きな複屈折位相差の
2次元空間分布を測定することができる。
Therefore, the birefringence phase difference result obtained within the measurement range determined by the wavelength of the light source to be used is based on the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object and the direction of the ellipse major axis. As a result, a two-dimensional spatial distribution of a large birefringence phase difference that exceeds the measurement range can be measured by adding a predetermined conversion process to.

【0019】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λ/4板を透過する楕円偏
光の楕円長軸方向を検出することにより、前記被検物を
透過した光の楕円偏光の回転方向を検出するようした。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の複屈折測定装置
において、前記測定範囲拡大手段は、前記λ/4板を透
過する楕円偏光の楕円長軸方向を検出することにより、
前記被検物を透過した光の楕円偏光の回転方向を検出す
る。
According to a second aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first aspect, the direction of the ellipse major axis of the elliptically polarized light passing through the λ / 4 plate is detected to allow the object to pass through. The rotation direction of the elliptically polarized light is detected.
According to a sixth aspect of the present invention, in the birefringence measuring device according to the fifth aspect, the measurement range expanding means detects the elliptical long axis direction of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate,
The rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object is detected.

【0020】従って、λ/4板を透過する楕円偏光の楕
円長軸方向に着目すれば、楕円偏光の長軸方向の符号が
反転する個所を検出することで、被検物を透過した光の
楕円偏光の回転方向がわかるので、請求項1又は5記載
の発明を容易に実現できる。
Therefore, focusing on the direction of the major axis of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate, by detecting the point where the sign of the major axis direction of the elliptically polarized light is reversed, the light transmitted through the test object is detected. Since the rotation direction of the elliptically polarized light is known, the invention according to claim 1 or 5 can be easily realized.

【0021】請求項3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λ/4板を透過する楕円偏
光の楕円長軸方向の前記受光素子上における隣接素子間
での変化を検出することにより、前記被検物を透過した
光の楕円偏光の楕円長軸方向を検出するようした。請求
項7記載の発明は、請求項5記載の複屈折測定装置にお
いて、前記測定範囲拡大手段は、前記λ/4板を透過す
る楕円偏光の楕円長軸方向の前記受光素子上における隣
接素子間での変化を検出することにより、前記被検物を
透過した光の楕円偏光の楕円長軸方向を検出する。
According to a third aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first aspect, the change of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate between adjacent elements on the light receiving element in the direction of the ellipse major axis is changed. By detecting, the direction of the ellipse major axis of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object is detected. According to a seventh aspect of the present invention, in the birefringence measuring device according to the fifth aspect, the measuring range expanding means is provided between adjacent elements on the light receiving element in the ellipse major axis direction of elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate. By detecting the change in (3), the ellipse major axis direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object is detected.

【0022】従って、被検物の主軸方位により楕円長軸
方向の符号の傾向が変わるので、測定画素における光強
度変化の位相の符号のみからは一意的に位相差の範囲を
決定できないが、受光素子上における隣接素子同士で光
強度変化の位相の符号を比較することにより、符号の変
化を検出でき、この検出結果を基に修正することによ
り、測定範囲を広げることができ、請求項1又は5記載
の発明を容易に実現できる。
Therefore, since the tendency of the sign in the direction of the major axis of the ellipse changes depending on the principal axis direction of the object to be measured, the range of the phase difference cannot be uniquely determined only from the sign of the phase of the light intensity change in the measurement pixel, but the received light By comparing the sign of the phase of the light intensity change between adjacent elements on the element, the change of the sign can be detected, and the measurement range can be expanded by correcting based on this detection result. The invention described in 5 can be easily realized.

【0023】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の複屈折測定方法において、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2次元空間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。
According to a fourth aspect of the present invention, in the birefringence measuring method according to the first, second or third aspect, the absolute amount of the birefringence phase difference at the reference position in the arbitrarily set two-dimensional test space is estimated. Then, the absolute amount of the birefringent phase difference in the entire two-dimensional space is measured by applying the estimated absolute amount of the birefringent phase difference to all measured values of the two-dimensional spatial distribution of the measured birefringent phase difference. did.

【0024】請求項1記載の発明による場合、2次元被
検空間において基準と設定した位置での複屈折測定値に
対する任意位置での測定値の変化分(分布と呼ぶ)が、
複屈折位相差の2次元空間分布として得られる。換言す
れば、基準位置での複屈折測定値に対する比較値とな
る。従って、基準位置での測定値が、既に、使用光源波
長により決まる測定範囲を越えている可能性もあり、こ
の場合の測定値は複屈折の絶対量とは必ずしもいえな
い。ここに、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しておき、そ
の推定値を請求項1記載の発明の方法により測定された
基準位置での複屈折位相差の2次元空間分布の測定値全
てに適用することにより、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可能となる。即ち、使用
する光源の波長により制限される測定範囲につき、それ
を越えるような大きな複屈折を持つ被検物でも2次元被
検空間全体における複屈折の絶対量を知ることができ
る。
According to the first aspect of the present invention, the change (called distribution) of the measured value at the arbitrary position with respect to the measured value of the birefringence at the position set as the reference in the two-dimensional test space,
It is obtained as a two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference. In other words, it is a comparison value for the birefringence measurement value at the reference position. Therefore, there is a possibility that the measurement value at the reference position has already exceeded the measurement range determined by the wavelength of the light source used, and the measurement value in this case is not necessarily the absolute amount of birefringence. Here, the absolute amount of the birefringence phase difference at the reference position in the arbitrarily set two-dimensional test space is estimated, and the estimated value is the reference position measured by the method of the invention according to claim 1. It is possible to know the absolute amount of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional space by applying it to all the measured values of the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference. That is, the absolute amount of birefringence in the entire two-dimensional test space can be known even for a test object having a large birefringence exceeding the measurement range limited by the wavelength of the light source used.

【0025】請求項8記載の発明は、請求項5記載の複
屈折測定装置において、前記光源から発せられた光を発
散光又は収束光として前記被検物に照射させる照射光学
系と、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照射側移動手段と、前記λ/4板と
前記偏光子と前記受光素子と前記結像光学系とを一体と
して光軸にほぼ直交する方向に移動調整する受光側移動
手段とを備える。
According to an eighth aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus according to the fifth aspect, an irradiation optical system for irradiating the light emitted from the light source to the object as divergent light or convergent light, and the object to be measured. The irradiation side moving means for moving and adjusting the position of the irradiation optical system with respect to the specimen in the optical axis direction, the λ / 4 plate, the polarizer, the light receiving element, and the imaging optical system are integrated into almost the optical axis. And a light-receiving side moving means for moving and adjusting in a direction orthogonal to each other.

【0026】従って、被検物の透過光に関して光学的な
歪み、光線のけられ、重なりによるノイズの少ない光弾
性干渉縞を得ることができ、被検物がレンズの場合でも
高精度な複屈折の測定が可能となる。また、被検物とし
てのレンズの口径が大きい場合にも、受光側移動手段に
より受光素子等を光学系光軸方向とほぼ垂直な方向に移
動させながら測定することで、その全面に渡っての測定
が可能となる。
Accordingly, it is possible to obtain a photoelastic interference fringe with little noise due to optical distortion, light beam shading, and overlap with respect to the transmitted light of the object to be inspected, and even if the object to be inspected is a lens, high-precision birefringence can be obtained. Can be measured. Even when the diameter of the lens as the object to be inspected is large, the light receiving side moving means moves the light receiving element or the like in a direction substantially perpendicular to the optical axis direction of the optical system to measure the entire surface of the optical element. It becomes possible to measure.

【0027】請求項9記載の発明は、請求項5又は8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。
According to a ninth aspect of the present invention, in the birefringence measuring apparatus according to the fifth or eighth aspect, the object to be inspected is a lens group including a plurality of lenses, and a holding means for holding the lens group is provided.

【0028】レーザプリンタ等における書込み光学系用
のレンズの場合、複数のレンズからなるレンズ群により
構成されるが、各レンズの持つ複屈折の相乗効果が書き
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。ここに、このようなレンズ群を保持する保持
手段を備えることで、レンズ群に関しても実使用状態で
の測定が可能となる。
In the case of a lens for a writing optical system in a laser printer or the like, the lens group is composed of a plurality of lenses. However, the synergistic effect of the birefringence of each lens causes the lens group to be formed when the writing optical system is actually used. Since the transmitted beam is affected, the birefringence measurement value in the actual use state as the lens group is effective information for evaluating the transmitted beam. By providing a holding means for holding such a lens group here, it is possible to measure the lens group in an actual use state.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
ないし図4に基づいて説明する。図1は本実施の形態の
複屈折測定装置を示す構成図である。本実施の形態で測
定対象とする被検物1は図示しないホルダにより保持さ
れる。このような被検物1に対して、まず、波長λで直
線偏光状態の光を発する光源としての半導体レーザ2と
半導体レーザ2からの直線偏光をほぼ円偏光の状態に変
換する偏光素子としてのλ/4板3とが設けられてい
る。被検物1とλ/4板3との間には、円偏光状態の光
を平行化するビームエキスパンダ4が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
Or, it demonstrates based on FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a birefringence measuring device of the present embodiment. The object 1 to be measured in the present embodiment is held by a holder (not shown). For such a test object 1, first, a semiconductor laser 2 as a light source that emits light in a linearly polarized state at a wavelength λ and a polarization element that converts linearly polarized light from the semiconductor laser 2 into a substantially circularly polarized state A λ / 4 plate 3 is provided. A beam expander 4 for collimating circularly polarized light is provided between the test object 1 and the λ / 4 plate 3.

【0030】また、被検物1の透過出射側の光軸上に
は、λ/4板5が設けられている。このλ/4板5は、
被検物1の透過光の偏光状態において直交する2方向振
動成分の位相差にほぼλ/4の位相差を与える直線位相
子及び被検物1の透過光の偏光の方向を任意に回転させ
る旋光子として作用する。即ち、λ/4板5は被検物1
を透過することでその複屈折により円偏光に近い楕円偏
光となった光束を直線偏光に近い楕円偏光に変換する。
また、λ/4板5の後段には、偏光子としての偏光板6
が配設されている。この偏光板6はλ/4板5を透過し
た光の偏光状態を検出する機能を持つ。偏光板6の後段
には、結像光学系を構成する結像レンズ7と、その結像
光を受光するアレイ状の受光素子としてのCCDカメラ
8が設けられている。結像レンズ7は被検物1の近傍と
結像関係が成立するようにその位置が調整されている。
また、結像レンズ7は材質的にはガラスレンズのように
その内部の複屈折が十分に除去されたものが用いられて
いる。
A λ / 4 plate 5 is provided on the optical axis of the object 1 to be transmitted and emitted. This λ / 4 plate 5
The linear retarder that gives a phase difference of approximately λ / 4 to the phase difference of two-direction vibration components orthogonal to each other in the polarization state of the transmitted light of the inspection object 1 and the polarization direction of the transmitted light of the inspection object 1 are arbitrarily rotated. Acts as an optical rotator. That is, the λ / 4 plate 5 is the test object 1
The light beam that has become elliptically polarized light close to circularly polarized light due to its birefringence is converted into elliptically polarized light close to linearly polarized light.
Further, a polarizing plate 6 as a polarizer is provided after the λ / 4 plate 5.
Is provided. The polarizing plate 6 has a function of detecting the polarization state of light transmitted through the λ / 4 plate 5. An image forming lens 7 forming an image forming optical system and a CCD camera 8 as an array-shaped light receiving element for receiving the image forming light are provided in the subsequent stage of the polarizing plate 6. The position of the imaging lens 7 is adjusted so that an imaging relationship is established with the vicinity of the DUT 1.
The imaging lens 7 is made of a material, such as a glass lens, from which birefringence inside has been sufficiently removed.

【0031】また、λ/4板5と偏光板6とに対して
は、各々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9,10及びギヤ系11,12が回転手段13
として設けられている。これらのステッピングモータ
9,10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9,10のパルス数
を計数することによりλ/4板5、偏光板6各々の回転
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λ/4板5、
偏光板6各々の回転角度が検知される…回転角検知手
段)。14はこれらのステッピングモータ9,10を駆
動するモータドライバであり、パソコン15及びパルス
発生器16からのパルスを受けてステッピングモータ
9,10を駆動する。
Further, with respect to the λ / 4 plate 5 and the polarizing plate 6, stepping motors 9 and 10 and gear systems 11 and 12 for rotating about the traveling direction of light respectively and rotating means 13 are provided.
Is provided as. A rotation origin position sensor (not shown) is attached to each of the stepping motors 9 and 10, and the rotation angle of each of the λ / 4 plate 5 and the polarizing plate 6 is counted by counting the number of pulses of the stepping motors 9 and 10. Is possible (actually, the λ / 4 plate 5,
The rotation angle of each polarizing plate 6 is detected ... Rotation angle detection means). A motor driver 14 drives these stepping motors 9 and 10, and receives the pulses from the personal computer 15 and the pulse generator 16 to drive the stepping motors 9 and 10.

【0032】また、CCDカメラ8により撮像された画
像データは、画像入力器17を通してパソコン15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9,10の回転角度データを基に、所定の演算方法に
よって被検レンズ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15中に含まれるCPUを始めと
する演算処理機能により被検物1の複屈折を算出する演
算手段としての機能、及び、後述する測定範囲拡大手段
の機能が実行される。ちなみに、CCDカメラ8により
撮像された画像はパソコン15のモニタ或いは専用のモ
ニタに表示される。
The image data picked up by the CCD camera 8 is taken into the memory of the personal computer 15 through the image input device 17, and a predetermined calculation method is performed based on the image data and the rotation angle data of the stepping motors 9 and 10. The birefringence phase difference and principal axis azimuth of the lens 1 to be tested are calculated by. A function as a calculation means for calculating the birefringence of the test object 1 by a calculation processing function including a CPU included in the personal computer 15 and a function of a measurement range expanding means described later are executed. By the way, the image taken by the CCD camera 8 is displayed on the monitor of the personal computer 15 or a dedicated monitor.

【0033】このような構成において、まず、本実施の
形態の場合の複屈折測定方法の原理について説明する。
なお、基本設定として、半導体レーザ2の偏光の方位は
地面に対して水平とし、λ/4板3の方位は地面に水平
な方向に対して45度に設定して、被検物1に円偏光を
照射するものとする。また、λ/4板5及び偏光板6の
方位が地面に対して水平なときを測定における回転原点
とする。
In such a structure, first, the principle of the birefringence measuring method in the case of the present embodiment will be described.
As a basic setting, the direction of polarization of the semiconductor laser 2 is horizontal with respect to the ground, and the direction of the λ / 4 plate 3 is set to 45 degrees with respect to the direction horizontal to the ground, and the object 1 is circled. It shall be polarized light. The rotation origin in the measurement is when the azimuths of the λ / 4 plate 5 and the polarizing plate 6 are horizontal to the ground.

【0034】まず、被検物1をホルダにより所定の位置
にセットし、λ/4板5の方位を回転原点から45度回
転した状態で、偏光板6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。そこで、偏光板6が(180/n)度回転する
毎にCCDカメラ8で読み取ったCCD画像データをパ
ソコン15のメモリに取り込んで、偏光板6の回転角度
データとn枚のCCD画像データとを取得する。次に、
λ/4板5の方位を水平に対して0度にセットし(回転
原点に戻し)、前述した場合と同様に、偏光板6を回転
原点位置から(180/n)度ずつ回転させながら、C
CD画像データをパソコン15のメモリに取り込んで偏
光板6の回転角度データとn枚のCCD画像データとを
取得する。このようにしてパソコン15で取得した2n
枚のCCD画像データと偏光板6の回転角度データとを
基に、演算手段によって、以下の手順で演算処理するこ
とで、被検物1の複屈折を求める。
First, the inspection object 1 is set at a predetermined position by a holder, and the polarizing plate 6 is rotated from the rotation origin (180 / n) while the azimuth of the λ / 4 plate 5 is rotated 45 degrees from the rotation origin.
Rotate each time. n is the preset number of measurement points. Therefore, every time the polarizing plate 6 rotates by (180 / n) degrees, the CCD image data read by the CCD camera 8 is taken into the memory of the personal computer 15, and the rotation angle data of the polarizing plate 6 and the n pieces of CCD image data are stored. get. next,
Set the azimuth of the λ / 4 plate 5 to 0 degrees with respect to the horizontal (return to the rotation origin), and rotate the polarizing plate 6 from the rotation origin position by (180 / n) degrees in the same manner as described above, C
The CD image data is loaded into the memory of the personal computer 15 and the rotation angle data of the polarizing plate 6 and the n CCD image data are obtained. 2n acquired by the personal computer 15 in this way
The birefringence of the object to be inspected 1 is obtained by performing arithmetic processing in the following procedure by the arithmetic means based on the CCD image data of one sheet and the rotation angle data of the polarizing plate 6.

【0035】まず、λ/4板5の方位を回転原点から4
5度回転したとき、偏光板6の回転に伴い、CCDカメ
ラ8の各画素により検出される光強度I45は、 I45=(1/2)(1+cosδcos2θ−sinδcos2φsin2θ) ……(2) で表される。また、λ/4板5の方位を回転原点に戻し
たとき、偏光板6の回転に伴い、CCDカメラ8の各画
素により検出される光強度I0は、 I0 =(1/2)(1+sinδsin2φcos2θ−cosδsin2θ) ……(3) で表される。これらの(2)(3)式において、θは偏光
板6の主軸方位、δは被検物1の複屈折位相差、φは被
検レンズ1の主軸方位である。
First, the azimuth of the λ / 4 plate 5 is set to 4 from the origin of rotation.
When rotated by 5 degrees, the light intensity I 45 detected by each pixel of the CCD camera 8 according to the rotation of the polarizing plate 6 is represented by I 45 = (1/2) (1 + cosδcos2θ-sinδcos2φsin2θ) (2) To be done. Further, when the azimuth of the λ / 4 plate 5 is returned to the rotation origin, the light intensity I 0 detected by each pixel of the CCD camera 8 due to the rotation of the polarizing plate 6 is I 0 = (1/2) ( 1 + sinδsin2φcos2θ−cosδsin2θ) (3) In these equations (2) and (3), θ is the principal axis direction of the polarizing plate 6, δ is the birefringence phase difference of the test object 1, and φ is the principal axis direction of the test lens 1.

【0036】ここに、偏光板6の回転に伴う光強度変化
の位相を各々ψ45,ψ0 とすると、(2)(3)式より、
これらの位相ψ45,ψ0 は、 ψ45=tan-1(−tanδsin2φ) …………………………………(4) ψ0 =tan-1(−1/tanδcos2φ) …………………………………(5) のように表される。
Assuming here that the phases of the light intensity change due to the rotation of the polarizing plate 6 are ψ 45 and ψ 0 , respectively, from equations (2) and (3),
These phases ψ 45 and ψ 0 are ψ 45 = tan −1 (−tan δsin 2φ) …………………………………… (4) ψ 0 = tan −1 (−1 / tanδcos 2φ) …… ………………………………… It is expressed as (5).

【0037】また、取り込んだCCD画像データと偏光
板6の回転角データとにより、ψ45,ψ0 とは、次の
(6)(7)式 ψ45=tan-1{Σ(I45i・sin2θi)/Σ(I45i・cos2θi)} …(6) ψ0 =tan-1{Σ(I0i・sin2θi)/Σ(I0i・cos2θi)} …(7) で計算される。
Further, based on the captured CCD image data and the rotation angle data of the polarizing plate 6, ψ 45 and ψ 0 are expressed by the following formulas (6) and (7) ψ 45 = tan −1 {Σ (I 45i · sin2θ i ) / Σ (I 45i · cos2θ i )} (6) ψ 0 = tan −1 {Σ (I 0i · sin2θ i ) / Σ (I 0i · cos2θ i )}… (7) .

【0038】従って、これらの(4)〜(7)式より、 δ=tan-1√{tan2ψ45+(1/tan2ψ0)} …………………(8) φ=(1/2)tan-1(−tanψ0tanψ45) …………………(9) により、位相差δ、主軸方位φが求められる。Therefore, from these equations (4) to (7), δ = tan -1 √ {tan 2 ψ 45 + (1 / tan 2 ψ 0 )} …………………… (8) φ = (1/2) tan -1 (-tan ψ 0 tan ψ 45 ) ……………………………………………………………………………………………… (9)

【0039】このようにして基本的に測定される位相差
測定結果は、(8)式から明らかなように、0〜λ/4
(位相角にすると、0〜π/2)の範囲での測定値しか
得られないこととなる。
The phase difference measurement result thus basically measured is 0 to λ / 4, as is apparent from the equation (8).
Only the measured value in the range of (0 to π / 2 in terms of phase angle) can be obtained.

【0040】ちなみに、図2は、当該複屈折測定装置に
おいて、被検物1を透過した光の偏光状態と被検物1の
複屈折位相差とを対比させて示す説明図である。この場
合、当該複屈折測定装置の位相差測定範囲が0〜λ/4
であるため、図2における0〜λ/4,λ/4〜λ/
2,λ/2〜3λ/4〜λの範囲の位相差は全て同じ測
定結果となってしまう。
Incidentally, FIG. 2 is an explanatory view showing, in the birefringence measuring apparatus, the polarization state of the light transmitted through the object 1 to be examined and the birefringence phase difference of the object 1 to be compared. In this case, the phase difference measuring range of the birefringence measuring device is 0 to λ / 4.
Therefore, 0 to λ / 4 and λ / 4 to λ / in FIG.
The phase difference in the range of 2, λ / 2 to 3λ / 4 to λ results in the same measurement result.

【0041】この点、図2に注目すると、被検物1の位
相差が(2m+1)・λ/4となる前後で楕円偏光の回
転方向が反転し、m・λ/2のとき、楕円偏光の長軸方
向が90度変化することがわかる。そこで、本実施の形
態では、パソコン15により実行される機能として、測
定範囲拡大手段の機能を持たせ、被検物1を透過した光
の楕円偏光の回転方向及びその楕円長軸方向の変化を検
出することにより、当該複屈折測定装置における複屈折
位相差の測定範囲を拡大することで、被検物1の複屈折
位相差の2次元空間分布を測定できるようにしたもので
ある。
In this respect, paying attention to FIG. 2, the rotation direction of the elliptically polarized light is reversed before and after the phase difference of the object 1 becomes (2m + 1) .lamda. / 4, and when m.lamda./2, the elliptically polarized light is rotated. It can be seen that the major axis direction of changes by 90 degrees. Therefore, in the present embodiment, as the function executed by the personal computer 15, the function of the measurement range expanding means is provided, and the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the DUT 1 and the change in the ellipse major axis direction are changed. The two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference of the test object 1 can be measured by expanding the measurement range of the birefringence phase difference in the birefringence measuring device by detecting.

【0042】次に、被検物1を透過した楕円偏光の回転
方向の検出方法について説明する。以下の説明では、0
〜360度の角度を0〜λとして表すものとする。
Next, a method of detecting the rotation direction of the elliptically polarized light transmitted through the object 1 will be described. In the following description, 0
An angle of ˜360 degrees is represented as 0˜λ.

【0043】図3は、偏光状態を表示するポアンカレ球
を表しており、右回り楕円偏光は上半球、左回り楕円偏
光は下半球に位置し、左右の円偏光は各々下極、上極に
位置する。また、赤道上の位置は直線偏光を表し、S1
軸と球との交点が水平直線偏光、S2 軸と球との交点が
45度直線偏光を表す。図1の複屈折測定装置では、被
検物1に右円偏光を照射するため、被検物1の複屈折に
より楕円化された光は、上極の位置から下極に向かって
その位置が移ることになる。また、図1におけるλ/4
板5はλ/4の直線位相子、2Θの旋光子(Θ:λ/4
板5の水平に対する方位角)として作用するので、λ/
4板5を透過した光の偏光状態は、図3のS12平面内
でS1 軸と2Θの角度をなし、かつ、球の中心から延ば
した軸を回転軸として、λ/4だけ回転させた位置での
ものとなる。
FIG. 3 shows a Poincare sphere for displaying the polarization state. Right-handed elliptically polarized light is located in the upper hemisphere, left-handed elliptically polarized light is located in the lower hemisphere, and left and right circularly polarized light are in the lower and upper poles, respectively. To position. The position on the equator represents linearly polarized light, and S 1
The intersection of the axis and the sphere represents horizontal linearly polarized light, and the intersection of the S 2 axis and the sphere represents 45 ° linearly polarized light. In the birefringence measuring apparatus of FIG. 1, since the test object 1 is irradiated with right-handed circularly polarized light, the light elliptized by the birefringence of the test object 1 changes its position from the upper pole to the lower pole. Will move. In addition, λ / 4 in FIG.
The plate 5 is a λ / 4 linear retarder, a 2θ optical rotator (Θ: λ / 4
Azimuth with respect to the horizontal of the plate 5), so λ /
The polarization state of the light transmitted through the four plates 5 forms an angle of 2θ with the S 1 axis in the S 1 S 2 plane of FIG. 3 and is λ / 4 only with the axis extending from the center of the sphere as the rotation axis. It will be in the rotated position.

【0044】ここで、λ/4板5の方位を0(Θ=0:
水平)とした場合について、被検物の複屈折位相差δが
0〜λ/4の範囲、即ち、被検物1を透過した光が右回
り楕円偏光のとき、λ/4板5を透過した光の偏光状態
はS1 軸方向から球を観測して右側の下半球(左回り楕
円偏光)に位置する。一方、被検物の複屈折位相差δが
λ/4〜λ/2の範囲、即ち、被検物1を透過した光が
左回り楕円偏光のとき、λ/4板5を透過した光の偏光
状態はS1 軸方向から球を観測して左側の下半球(左回
り楕円偏光)に位置する。従って、両者で楕円偏光の長
軸方向の符号が反転しているため、それを検出すること
により、被検物1を透過した楕円偏光の回転方向がわか
る。
Here, the azimuth of the λ / 4 plate 5 is set to 0 (Θ = 0:
(Horizontal), the birefringence phase difference δ of the test object is in the range of 0 to λ / 4, that is, when the light transmitted through the test object 1 is right-handed elliptically polarized light, it passes through the λ / 4 plate 5. The polarization state of the light is located in the right lower hemisphere (counterclockwise elliptical polarization) when observing the sphere from the S 1 axis direction. On the other hand, when the birefringence phase difference δ of the test object is in the range of λ / 4 to λ / 2, that is, when the light transmitted through the test object 1 is counterclockwise elliptically polarized light, the light transmitted through the λ / 4 plate 5 is The polarization state is located in the lower hemisphere on the left side (counterclockwise elliptical polarization) when observing the sphere from the S 1 axis direction. Therefore, since the signs of the major axis directions of the elliptically polarized light are inverted in both, the rotation direction of the elliptically polarized light transmitted through the test object 1 can be known by detecting it.

【0045】λ/4板5の方位を0としたときの透過楕
円偏光の長軸方向は、前述した位相ψ0 に相当するた
め、ψ0 の符号をみることによって被検物1を透過した
楕円偏光の回転方向を検知することができ、これによ
り、被検物1の複屈折位相差の範囲が0〜λ/4かλ/
4〜λ/2かを区別できる。即ち、 ψ0 ≦0 → 0≦δ≦λ/4 ψ0 >0 → λ/4<δ≦λ/2 と一意的に決めることにより、測定範囲を0〜λ/2ま
で拡大することができる。
Since the major axis direction of the transmitted elliptical polarized light when the azimuth of the λ / 4 plate 5 is 0 corresponds to the phase ψ 0 described above, the test object 1 is transmitted by observing the sign of ψ 0 . The rotation direction of the elliptically polarized light can be detected, whereby the range of the birefringence phase difference of the DUT 1 is 0 to λ / 4 or λ /.
It can be distinguished from 4 to λ / 2. That is, by determining uniquely the ψ 0 ≦ 0 → 0 ≦ δ ≦ λ / 4 ψ 0> 0 → λ / 4 <δ ≦ λ / 2, it is possible to extend the measurement range to the 0~λ / 2 .

【0046】次に、被検物1を透過した楕円偏光の楕円
長軸方向の検出方法について説明する。前述したよう
に、図1に示した複屈折測定装置では、CCDカメラ8
の各画素の出力に基づき複屈折の測定が実施され、前述
したように位相差δ、主軸方位φが計算されるが、任意
の画素での検出データにつき、それと隣り合う画素での
検出データと比較することにより、その測定値がλ/2
を上回っているか、或いは、0を下回っているかを判断
する。この結果、0〜λ/2を越える測定範囲での測定
を可能とする。
Next, a method of detecting the elliptically polarized light transmitted through the test object 1 in the direction of the major axis of the ellipse will be described. As described above, in the birefringence measuring device shown in FIG. 1, the CCD camera 8
The birefringence is measured based on the output of each pixel, and the phase difference δ and the principal axis azimuth φ are calculated as described above. For the detection data at any pixel, the detection data at the adjacent pixel and By comparison, the measured value is λ / 2
It is determined whether it is above or below 0. As a result, measurement in a measurement range of 0 to λ / 2 or more is possible.

【0047】前述のポアンカレ球について、λ/4板5
の方位を45度にセットした場合を考える。この場合
は、λ/4板5の作用による偏光状態の遷移は、S2
を回転軸としてλ/4だけ回転するようにポアンカレ球
での位置を変える。被検物1の複屈折の主軸方位が0〜
λ/8の範囲にあるとすると、被検物1の複屈折位相差
が0〜λ/2のとき、S2 軸の方向から見て右半球に移
る。また、被検物1の複屈折位相差がλ/2〜λのと
き、S1 軸の方向から見て右半球に移り、両範囲で楕円
偏光の楕円長軸方向の符号が反転する。被検物1の複屈
折の主軸方位がλ/8〜λ/4の範囲にあるときは逆に
被検物1の複屈折位相差が0〜λ/2のとき、S1 軸の
方向から見て左半球に移り、被検物1の複屈折位相差が
λ/2〜λのとき、S1 軸の方向から見て左半球に移
る。ここでの楕円偏光の楕円長軸方向は、前述した
(4)式の位相ψ45に相当する。
For the above-mentioned Poincare sphere, the λ / 4 plate 5
Consider the case where the azimuth is set to 45 degrees. In this case, the transition of the polarization state by the action of the λ / 4 plate 5 changes the position on the Poincare sphere so as to rotate by λ / 4 with the S 2 axis as the rotation axis. The principal axis direction of the birefringence of the test object 1 is 0
If it is in the range of λ / 8, when the birefringence phase difference of the test object 1 is 0 to λ / 2, it shifts to the right hemisphere when viewed from the direction of the S 2 axis. Further, when the birefringence phase difference of the test object 1 is λ / 2 to λ, it shifts to the right hemisphere when viewed from the direction of the S 1 axis, and the sign of the elliptically polarized light in the direction of the ellipse major axis is inverted in both ranges. When the principal axis direction of the birefringence of the test object 1 is in the range of λ / 8 to λ / 4, conversely, when the birefringence phase difference of the test object 1 is 0 to λ / 2, from the direction of the S 1 axis. When moving to the left hemisphere, when the birefringence phase difference of the test object 1 is λ / 2 to λ, it moves to the left hemisphere when viewed from the direction of the S 1 axis. The elliptical long axis direction of the elliptically polarized light here corresponds to the phase ψ 45 of the above-described equation (4).

【0048】このように被検物1の主軸方位φにより楕
円偏光の楕円長軸方向の符号の傾向が変わるので、CC
Dカメラ8における測定画素におけるψ45の符号のみか
ら一意的に位相差の範囲を決定できないが、隣合う画素
同士でψ45の符号を比較することにより、符号の変化は
検出できる。
As described above, the tendency of the sign of the elliptically polarized light in the direction of the major axis of the elliptically polarized light changes depending on the principal axis azimuth φ of the test object 1.
Although the range of the phase difference cannot be uniquely determined only from the sign of ψ 45 in the measurement pixel in the D camera 8, the sign change can be detected by comparing the signs of ψ 45 between the adjacent pixels.

【0049】一方、2次元空間における任意の1断面で
の測定結果の分布の一例を示すと、図4(a)に示すよ
うになる。図4(a)において、横軸は測定位置を表
し、縦軸は位相差測定値を表し、正しい位相差の分布
(本来の値)と、図1の複屈折測定装置において測定範
囲を前述のように0〜λ/2まで拡大した後の位相差分
布(測定値)とを対比して示している。図4(a)にお
いて、位相差測定値が0度或いは180度になる前後で
測定値の増減の傾向が変化する。上述のように、位相差
測定値が0度、或いは、180度になる前後では隣合う
画素同士でのψ45の符号の変化が検出されるので、それ
を基に増減を修正すると、図4(b)に示すように、測
定範囲を−λ/2〜λ/2まで拡大することができる。
そして、その後、さらに隣接する画素同士でλの段差を
検出し、その段差を補正することにより、光源である半
導体レーザ2の波長に制限されず、大きな複屈折位相差
を測定できる。
On the other hand, an example of the distribution of the measurement results in any one cross section in the two-dimensional space is shown in FIG. 4 (a). In FIG. 4A, the horizontal axis represents the measurement position, and the vertical axis represents the phase difference measurement value. The correct phase difference distribution (original value) and the measurement range in the birefringence measuring apparatus of FIG. In this way, the phase difference distribution (measured value) after being expanded from 0 to λ / 2 is shown in contrast. In FIG. 4A, the tendency of increase and decrease of the measured value changes before and after the phase difference measured value becomes 0 degree or 180 degrees. As described above, a change in the sign of ψ 45 between adjacent pixels is detected before and after the phase difference measurement value becomes 0 ° or 180 °, and if the increase / decrease is corrected based on that change, As shown in (b), the measurement range can be expanded to −λ / 2 to λ / 2.
Then, after that, a step of λ is detected between pixels adjacent to each other, and the step is corrected, whereby a large birefringence phase difference can be measured without being limited by the wavelength of the semiconductor laser 2 which is the light source.

【0050】本発明の第二の実施の形態を図5に基づい
て説明する。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5において、21は
白色光源ユニット、22は偏光板23とλ/4板24と
による円偏光子、25は偏光板26とλ/4板27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23,26が調整されている。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a configuration for estimating the absolute amount of the birefringence phase difference is added at the position set as the reference in the two-dimensional test space. In FIG. 5, 21 is a white light source unit, 22 is a circular polarizer composed of a polarizing plate 23 and a λ / 4 plate 24, and 25 is a circular polarizer composed of a polarizing plate 26 and a λ / 4 plate 27. As a result, the test object 1 is irradiated with circularly polarized light, and when the test object 1 is not birefringent, the respective polarizing plates 23 and 26 are arranged so that the extinction state is obtained when viewed from the direction of the observer in the figure. Has been adjusted.

【0051】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21を用いているので、干渉縞が着色して観察さ
れる。λ/4板24,27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, because of interference due to 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 object 1, and the light source is a white light source unit. Since 21 is used, interference fringes are colored and observed. Since the λ / 4 plates 24 and 27 have wavelength dependence,
Although it causes some error as it deviates from the center wavelength,
Since the interference color and the phase difference have a constant relationship (Newton's color scale, etc.), it is possible to roughly estimate the phase difference at the reference position in the two-dimensional inspection space by looking at this interference fringe. .

【0052】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、 δ′=m・λ±δ(m:縞次数) ……………………………(10) として表され、縞次数m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。
Therefore, when the phase difference measurement result obtained by the above-described measurement method is δ, the absolute amount δ ′
Is expressed as δ ′ = m · λ ± δ (m: fringe order) ………………………… (10), and if the fringe order m can be specified, obtain the absolute amount of phase difference δ ′. You can

【0053】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、(10)式の縞次数mを決定す
ることができる。
Since the approximate range of the phase difference can be estimated by observing the interference fringes according to the configuration shown in FIG. 5, the fringe order m of the equation (10) can be determined so as to be within the range. .

【0054】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
置における縞次数mを決定する。次に、その縞次数m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。
Therefore, as a procedure, first, the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference of the object 1 is measured by the birefringence measuring apparatus as shown in FIG. It is used to estimate the absolute amount of the birefringence phase difference at the reference position in the arbitrarily set two-dimensional test space, that is, to determine the fringe order m at the reference position. Next, the absolute amount of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional space can be known by applying the fringe order m to all the measured values of the two-dimensional space distribution previously measured.

【0055】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 space to be examined, other than the discrimination method from the interference color, for example, the rotation analyzer method or the like is used. In the point measurement method, the measurement may be performed using multiple wavelengths for the light source.

【0056】本発明の第三の実施の形態を図6に基づい
て説明する。本実施の形態では、まず、図1に示した構
成において、被検物1に代えて、被検物としての被検レ
ンズ31が用いられ、これに対応してビームエキスパン
ダ4に代えて、照射光学系32が用いられている。この
照射光学系32はレンズ33とピンホール34とにより
構成されている。レンズ33は、顕微鏡における対物レ
ンズと同等の役目を果たすもので、被検レンズ31に対
して発散光を照射する。ピンホール34はスペイシャル
フィルタとして作用する。これらのレンズ33とピンホ
ール34とは光軸方向に移動可能なステージ35に搭載
されており、このステージ35を駆動するためのステッ
ピングモータ(図示せず)の回転により光軸方向に進退
移動する。ここに、ステージ35とステッピングモータ
等とにより照射側変位手段が構成されており、被検レン
ズ31に対するレンズ33の光軸方向の位置(距離)が
調整自在とされている。また、このステッピングモータ
には回転原点位置センサが設けられており、レンズ33
と被検レンズ31との距離を予め所定距離に設定し、そ
の状態をステージ35の移動原点としておけば、ステッ
ピングモータに供給するパルス数を計数することで、ス
テージ35の移動に伴うレンズ33と被検レンズ31と
の距離の変化を検知できる。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, first, in the configuration shown in FIG. 1, a test lens 31 as a test object is used instead of the test object 1, and correspondingly, instead of the beam expander 4, The irradiation optical system 32 is used. The irradiation optical system 32 is composed of a lens 33 and a pinhole 34. The lens 33 plays the same role as the objective lens in the microscope, and irradiates the lens 31 to be inspected with divergent light. The pinhole 34 acts as a spatial filter. The lens 33 and the pinhole 34 are mounted on a stage 35 which is movable in the optical axis direction, and is moved forward and backward in the optical axis direction by the rotation of a stepping motor (not shown) for driving the stage 35. . An irradiation side displacement means is constituted by the stage 35 and a stepping motor or the like, and the position (distance) of the lens 33 in the optical axis direction with respect to the lens 31 to be inspected is adjustable. Further, this stepping motor is provided with a rotation origin position sensor, and the lens 33
If the distance between the target lens 31 and the lens 31 to be inspected is set in advance and that state is set as the movement origin of the stage 35, by counting the number of pulses supplied to the stepping motor, the lens 33 according to the movement of the stage 35 A change in the distance from the lens 31 to be inspected can be detected.

【0057】一方、λ/4板5、偏光板6、結像レンズ
7、CCDカメラ8及び回転手段13がベース36に搭
載され、ガイド37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。このベース36はステッピングモー
タ38により変位駆動される。ここに、これらのベース
36、ガイド37、ステッピングモータ38等により、
λ/4板5と偏光板6と結像レンズ7とCCDカメラ8
とを一体として光軸に直交する方向に移動調整する受光
側変位手段39が構成されている。
On the other hand, the λ / 4 plate 5, the polarizing plate 6, the image forming lens 7, the CCD camera 8 and the rotating means 13 are mounted on the base 36, and the guide 37 makes the direction substantially orthogonal to the optical axis of the measuring optical system. It is movable in the vertical direction (indicated by the arrow in the drawing). The base 36 is displacement driven by a stepping motor 38. Here, by these base 36, guide 37, stepping motor 38, etc.,
λ / 4 plate 5, polarizing plate 6, imaging lens 7, CCD camera 8
A light-receiving side displacement means 39 is integrally configured to move and adjust in a direction orthogonal to the optical axis.

【0058】ここに、被検レンズ31を透過した光は、
レンズ33を(11)式 Δ=f0 +f1 ………………………………………(11) ただし、f0 ;レンズ33の焦点距離 f1 ;被検レンズ31の焦点距離 Δ ;レンズ31,33間の間隔 を満たすような位置に設置する(即ち、レンズ33と被
検レンズ31とがアフォーカル系を構成する)ことで、
ほぼ平行光束となる。
Here, the light transmitted through the lens 31 to be inspected is
The lens 33 is expressed by the equation (11) Δ = f 0 + f 1 …………………………………… (11) where f 0 is the focal length f 1 of the lens 33 and the focus of the lens 31 to be inspected. Distance Δ; By installing the lens 31 and 33 at a position that satisfies the interval (that is, the lens 33 and the lens 31 to be inspected form an afocal system),
It becomes almost parallel light flux.

【0059】そこで、被検レンズ31の透過光をこのよ
うにコリメートし、被検レンズ31の近傍を結像レンズ
7及びCCDカメラ8により観察することにより、光学
的な歪み、光線のけられ、重なりによるノイズの少ない
光弾性干渉縞画像を得ることができる。よって、被検物
が被検レンズ31である場合も、高精度な複屈折測定が
可能となる。また、被検レンズ31の口径が大きい場合
も、ベース36を光学系光軸とほぼ垂直な方向に移動さ
せながら測定を行うことで、被検レンズ31の全面に渡
る測定が可能となる。
Therefore, by collimating the transmitted light of the lens 31 to be inspected in this way and observing the vicinity of the lens 31 to be inspected by the imaging lens 7 and the CCD camera 8, optical distortion and light beam shading, It is possible to obtain a photoelastic interference fringe image with less noise due to overlapping. Therefore, even when the object to be inspected is the lens 31 to be inspected, highly accurate birefringence measurement can be performed. Further, even when the diameter of the lens 31 to be inspected is large, the measurement can be performed over the entire surface of the lens 31 to be inspected by performing the measurement while moving the base 36 in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the optical system.

【0060】本発明の第四の実施の形態について説明す
る。本実施の形態は、被検物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
相乗効果が書き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をホルダ(図示せず)等の保持手段
で保持するとともに、図6における被検レンズ(レンズ
群)31に発散光を照射するレンズ33と被検レンズ3
1との間隔を、書き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にセットしてから
測定を実施させるものである。これより、レンズ群に関
しても実使用状態に則した状態での測定が可能となる。
A fourth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is applied to the case where the object to be inspected is a lens for a writing optical system in a laser printer or the like.
In such a case, the test object is composed of a lens group including a plurality of lenses. Here, the synergistic effect of the birefringence of each lens affects the beam that passes through the lens group in the actual use state of the writing optical system, so the birefringence measurement value in the actual use state of the lens group indicates the transmitted beam. This information is useful for evaluation. Therefore, in the present embodiment,
The lens group as described above is held by a holding means such as a holder (not shown), and the lens 33 and the lens 3 to be inspected in FIG.
1 is set so as to correspond to the distance between the point light source and the lens group in actual use in the writing optical system, and then the measurement is performed. As a result, the lens group can be measured in a state according to the actual use state.

【0061】[0061]

【発明の効果】請求項1及び5記載の発明によれば、被
検物を透過した光の楕円偏光の回転方向とその楕円長軸
方向とを基にして、使用する光源の波長により決まる測
定範囲内で得られた複屈折の位相差結果に所定の変換処
理を加えることで、結果として、その測定範囲を越える
ような大きな複屈折位相差の2次元空間分布を測定する
ことができる。
According to the first and fifth aspects of the invention, the measurement is determined by the wavelength of the light source to be used, based on the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object and the major axis direction of the elliptically polarized light. By applying a predetermined conversion process to the birefringence phase difference result obtained within the range, as a result, a two-dimensional spatial distribution of a large birefringence phase difference exceeding the measurement range can be measured.

【0062】請求項2及び6記載の発明によれば、λ/
4板を透過する楕円偏光の楕円長軸方向に着目し、楕円
偏光の長軸方向の符号が反転する個所を検出すること
で、被検物を透過した光の楕円偏光の回転方向がわかる
ことから、請求項1又は5記載の発明を容易に実現でき
る。
According to the invention described in claims 2 and 6, λ /
The direction of rotation of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object can be known by focusing on the direction of the elliptically polarized long axis of the elliptically polarized light passing through the four plates and detecting the point where the sign of the long axis direction of the elliptically polarized light is reversed. Therefore, the invention according to claim 1 or 5 can be easily realized.

【0063】請求項3及び7記載の発明によれば、被検
物の主軸方位により楕円長軸方向の符号の傾向が変わる
ので、測定画素における光強度変化の位相の符号のみか
らは一意的に位相差の範囲を決定できないが、受光素子
上における隣接素子同士で光強度変化の位相の符号を比
較することにより、符号の変化を検出でき、この検出結
果を基に修正することにより、測定範囲を広げることが
でき、請求項1又は5記載の発明を容易に実現できる。
According to the third and seventh aspects of the present invention, the tendency of the sign in the direction of the major axis of the ellipse changes depending on the principal axis direction of the object to be measured, so that the sign of the phase of the change in the light intensity at the measurement pixel is unique. Although the range of the phase difference cannot be determined, the sign change can be detected by comparing the sign of the phase of the light intensity change between adjacent elements on the light receiving element, and the measurement range can be corrected by correcting it based on this detection result. Therefore, the invention according to claim 1 or 5 can be easily realized.

【0064】請求項4記載の発明によれば、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
差の絶対量を推定しておき、その推定値を請求項1記載
の発明の方法により測定された基準位置での複屈折位相
差の2次元空間分布の測定値全てに適用することによ
り、2次元空間全体における複屈折位相差の絶対量を知
ることが可能となる。即ち、使用する光源の波長により
制限される測定範囲につき、それを越えるような大きな
複屈折を持つ被検物でも2次元被検空間全体における複
屈折の絶対量を知ることができる。
According to the invention described in claim 4, the absolute amount of the birefringence phase difference at the reference position in the arbitrarily set two-dimensional test space is estimated, and the estimated value is calculated in accordance with claim 1. By applying to all measured values of the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference at the reference position measured by the method of the invention, it is possible to know the absolute amount of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional space. That is, the absolute amount of birefringence in the entire two-dimensional test space can be known even for a test object having a large birefringence exceeding the measurement range limited by the wavelength of the light source used.

【0065】請求項8記載の発明によれば、被検物の透
過光に関して光学的な歪み、光線のけられ、重なりによ
るノイズの少ない光弾性干渉縞を得ることができ、被検
物がレンズの場合でも高精度な複屈折の測定が可能とな
る。また、被検物としてのレンズの口径が大きい場合に
も、受光側移動手段により受光素子等を光学系光軸方向
とほぼ垂直な方向に移動させながら測定することで、そ
の全面に渡っての測定が可能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to obtain a photoelastic interference fringe with less noise due to optical distortion, light beam shading, and overlap with respect to the transmitted light of the test object, and the test object is a lens. Even in the case, it is possible to measure the birefringence with high accuracy. Even when the diameter of the lens as the object to be inspected is large, the light receiving side moving means moves the light receiving element or the like in a direction substantially perpendicular to the optical axis direction of the optical system to measure the entire surface of the optical element. It becomes possible to measure.

【0066】請求項9記載の発明よれば、レーザプリン
タ等における書込み光学系用のレンズの場合、複数のレ
ンズからなるレンズ群により構成されるが、このような
レンズ群に関しても実使用状態での測定が可能となる。
According to the invention described in claim 9, in the case of the lens for the writing optical system in the laser printer or the like, the lens group is composed of a plurality of lenses. It becomes possible to measure.

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

【図1】本発明の第一の実施の形態の複屈折測定装置を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a birefringence measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】被検物を透過した光の偏光状態と被検物の複屈
折位相差とを対比させて示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a polarization state of light transmitted through an object to be examined and a birefringence phase difference of the object to be compared.

【図3】偏光状態を表示するポアンカレ球を示す斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view showing a Poincare sphere displaying a polarization state.

【図4】2次元空間における任意の1断面での測定結果
の分布及び修正後の分布を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a distribution of measurement results and a distribution after correction on any one cross section in a two-dimensional space.

【図5】本発明の第二の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第三の実施の形態の複屈折測定装置を
示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a birefringence measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検物 2 光源 3 偏光素子 5 λ/4板 6 偏光子 7 結像光学系 8 受光素子 13 回転手段 31 被検物 32 照射光学系 39 受光側変位手段 1 Object 2 light sources 3 Polarizing element 5 λ / 4 plate 6 Polarizer 7 Imaging optical system 8 Light receiving element 13 Rotating means 31 Object 32 Irradiation optical system 39 Light receiving side displacement means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 3/00 - 3/52 G01J 4/00 - 4/04 G01M 11/00 - 11/08 JICSTファイル(JOIS) 実用ファイル(PATOLIS) 特許ファイル(PATOLIS)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61 G01J 3/00-3/52 G01J 4 / 00-4 / 04 G01M 11 / 00-11 / 08 JISST file (JOIS) Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源から発せられた波長λの光を偏光素
子によりほぼ円偏光の状態で所定位置に配設された被検
物に対して照射し、前記被検物の透過光の偏光状態にお
いて直交する2方向振動成分の位相差にほぼλ/4の位
相差を与える直線位相子及び前記被検物の透過光の偏光
の方向を任意に回転させる旋光子として作用するλ/4
板とこのλ/4板を透過した光の偏光状態を検出するた
めの偏光子とを光のほぼ進行方向回りに回転させながら
その回転角度を検知し、この偏光子を透過した光を結像
光学系によりアレイ状の受光素子のほぼ受光面上に結像
させ、検知された前記λ/4板及び前記偏光素子の回転
角度と前記受光素子により受光検出された受光出力とに
基づき前記被検物の複屈折を算出するとともに、前記被
検物を透過した光の楕円偏光の回転方向及びその楕円長
軸方向を検出して前記被検物の複屈折位相差の2次元空
間分布を測定するようにした複屈折測定方法。
1. The polarization state of the transmitted light of the test object is obtained by irradiating a test object arranged at a predetermined position with a light having a wavelength λ emitted from a light source in a substantially circularly polarized state by a polarizing element. , A linear retarder that gives a phase difference of approximately λ / 4 to the phase difference of two-direction vibration components orthogonal to each other, and λ / 4 that functions as an optical rotator that arbitrarily rotates the polarization direction of the transmitted light of the test object.
The plate and the polarizer for detecting the polarization state of the light transmitted through the λ / 4 plate are rotated about the traveling direction of the light, the rotation angle is detected, and the light transmitted through the polarizer is imaged. An image is formed on the light receiving surface of an array of light receiving elements by an optical system, and the test is performed based on the detected rotation angles of the λ / 4 plate and the polarizing element and the light receiving output detected by the light receiving element. The birefringence of the object is calculated, and the two-dimensional spatial distribution of the birefringence phase difference of the object is measured by detecting the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the object and the long axis direction of the ellipse. Method for measuring birefringence.
【請求項2】 前記λ/4板を透過する楕円偏光の楕円
長軸方向を検出することにより、前記被検物を透過した
光の楕円偏光の回転方向を検出するようした請求項1記
載の複屈折測定方法。
2. The rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the object to be detected is detected by detecting the direction of the ellipse major axis of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate. Birefringence measurement method.
【請求項3】 前記λ/4板を透過する楕円偏光の楕円
長軸方向の前記受光素子上における隣接素子間での変化
を検出することにより、前記被検物を透過した光の楕円
偏光の楕円長軸方向を検出するようした請求項1記載の
複屈折測定方法。
3. The elliptically polarized light of the light transmitted through the test object is detected by detecting a change between adjacent elements on the light receiving element in the direction of the ellipse major axis of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate. The birefringence measuring method according to claim 1, wherein the ellipse major axis direction is detected.
【請求項4】 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2次元空間全体
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1,2又は3記載の複屈折測定方法。
4. The absolute amount of the birefringence phase difference at a reference position in a two-dimensional test space that is arbitrarily set is estimated, and the absolute amount of the estimated birefringence phase difference is calculated from the measured birefringence phase difference. The birefringence measuring method according to claim 1, wherein the absolute amount of the birefringence phase difference in the entire two-dimensional space is measured by applying it to all measured values of the two-dimensional space distribution.
【請求項5】 波長λの光を発する光源と、 この光源からの光をほぼ円偏光の状態で被検物に照射さ
せる偏光素子と、 前記被検物の透過光の偏光状態において直交する2方向
振動成分の位相差にほぼλ/4の位相差を与える直線位
相子及び前記被検物の透過光の偏光の方向を任意に回転
させる旋光子として作用するλ/4板と、 このλ/4板を透過した光の偏光状態を検出するための
偏光子と、 これらのλ/4板及び偏光子を各々ほぼ光の進行方向回
りに回転させる回転手段と、 この回転手段によるこれらのλ/4板及び偏光子の回転
角度を検知する回転角検知手段と、 前記偏光子を透過した光を受光するアレイ状の受光素子
と、 前記偏光子を透過した光を前記受光素子上に結像させる
結像光学系と、 前記回転角検知手段により検知された回転角度と前記受
光素子により受光検出される受光出力とに基づき前記被
検物の複屈折を算出する演算手段と、 前記被検物を透過した光の楕円偏光の回転方向及びその
楕円長軸方向を検出して前記被検物の複屈折位相差の2
次元空間分布を測定する測定範囲拡大手段と、を備える
複屈折測定装置。
5. A light source that emits light of wavelength λ, a polarizing element that irradiates the test object with the light from the light source in a substantially circularly polarized state, and the polarization state of the transmitted light of the test object is orthogonal to each other. A linear retarder that gives a phase difference of approximately λ / 4 to the phase difference of the directional vibration component, and a λ / 4 plate that acts as an optical rotator that arbitrarily rotates the polarization direction of the transmitted light of the test object; A polarizer for detecting the polarization state of the light transmitted through the four plates, a rotating means for rotating each of the λ / 4 plate and the polarizer about the traveling direction of the light, and a λ / Rotation angle detecting means for detecting rotation angles of the four plates and the polarizer, an array-shaped light receiving element for receiving the light transmitted through the polarizer, and an image of the light transmitted through the polarizer on the light receiving element The imaging optical system and the rotation detected by the rotation angle detection means. An arithmetic means for calculating the birefringence of the test object based on the angle and the light reception output received and detected by the light receiving element, and the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object and the ellipse major axis direction. 2 of the birefringence phase difference of the object to be detected is detected.
A birefringence measuring device, comprising: a measurement range expanding means for measuring a dimensional spatial distribution.
【請求項6】 前記測定範囲拡大手段は、前記λ/4板
を透過する楕円偏光の楕円長軸方向を検出することによ
り、前記被検物を透過した光の楕円偏光の回転方向を検
出する請求項5記載の複屈折測定装置。
6. The measurement range expanding means detects the rotation direction of the elliptically polarized light of the light transmitted through the test object by detecting the direction of the elliptic long axis of the elliptically polarized light that transmits the λ / 4 plate. The birefringence measuring device according to claim 5.
【請求項7】 前記測定範囲拡大手段は、前記λ/4板
を透過する楕円偏光の楕円長軸方向の前記受光素子上に
おける隣接素子間での変化を検出することにより、前記
被検物を透過した光の楕円偏光の楕円長軸方向を検出す
る請求項5記載の複屈折測定装置。
7. The measuring range expanding means detects the change between the adjacent elements on the light receiving element in the direction of the ellipse major axis of the elliptically polarized light transmitted through the λ / 4 plate to detect the object to be inspected. The birefringence measuring device according to claim 5, wherein the ellipse major axis direction of the elliptically polarized light of the transmitted light is detected.
【請求項8】 前記光源から発せられた光を発散光又は
収束光として前記被検物に照射させる照射光学系と、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
動調整する照射側移動手段と、前記λ/4板と前記偏光
子と前記受光素子と前記結像光学系とを一体として光軸
にほぼ直交する方向に移動調整する受光側移動手段とを
備える請求項5記載の複屈折測定装置。
8. An irradiation optical system that irradiates the object to be inspected with light emitted from the light source as divergent light or convergent light, and adjusts the position of the irradiation optical system with respect to the object in the optical axis direction. 6. An irradiation side moving means, and a light receiving side moving means for integrally adjusting the λ / 4 plate, the polarizer, the light receiving element, and the imaging optical system in a direction substantially orthogonal to an optical axis. The birefringence measuring device described.
【請求項9】 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5又は8記載の複屈折測定装置。
9. The birefringence measuring apparatus according to claim 5, 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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