JPH04188038A

JPH04188038A - 光学素子評価装置

Info

Publication number: JPH04188038A
Application number: JP31840590A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Tatsuno; 恭市辰野; Toshiya Umeda; 梅田　利也
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1992-07-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、光学素子の均一性や、温度による光学素子の
偏光特性や透過率の変化を検査する光学素子評価装置に
関する。

（従来の技術）従来、偏光ビームスプリッタや光学結晶等の光学素子の
均一性や、温度の変化による偏光特性の変化や透過率の
変化を検査して、これら光学素子の光学的特性を評価す
る方法には次のようなものかあった。

すなわち、上記のうち、均一性の検査は、第４図に示す
手法で行われている。　同図において、］は定電流源を
示している。この定電流源１でＬＥＤ２を駆動して発光
させる。このＬＥＤ２から出射された光を、レンズ３て
平行ビーム４に成形する。この平行ビーム４を偏光子５
、被検査光学素子６、偏光子５とは偏光面を直交させた
検光子７を経て、レンズ８て収束させた後、撮像装置９
に入射させ、撮像装置９の撮像面に結像させる。

そして、撮像装置９で得られた映像信号をモニタテレビ
１０に映し出し、このモニタテレビ１０に映し田された
被検査光学素子６の断面像を視認することによって均一
性を評価する方法を採用している。

しかしながら、この方法では、被検査光学素子の均一性
の度合いを定量的に評価することができない。

また、光学素子の温度による偏光特性や透過率の変化か
、その光学素子のどの箇所で起こっているのかを知る簡
便な方法もなかった。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の評硼手法では、光学結晶、偏光ビー
ムスプリッタ等の光学素子の均一性を定量的に、かつ、
明確に評価することかできなかった。また、光学素子内
の温度変化が起こっている箇所およびその変化の大きさ
を知る簡便な方法もなかった。

そこで、本発明は、光学結晶、偏光ビームスプリッタ等
の光学素子の均一性や、温度による偏光特性、透過率の
変化が起こっている個所およびその変化の大きさを検査
できる光学素子評価装置を提供することを目的としてい
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明に係る光学素子評価
装置は、光源から出た光ビームを偏光子および検光子を
通る経路を介して撮像装置に入射させる検査光学系と、
この検査光学系の前記偏光子と検光子との間に被検査光
学素子を介在させるとともに上記被検査光学素子の検査
条件を切換設定する切換設定手段と、この切換設定手段
で第１の条件か設定されたときに前記撮像装置から出力
される映像信号を記憶する第１のメモリ装置と、前記切
換設定手段で第２の条件が設定されたときに前記撮像装
置から出力される映像信号を記憶する第２のメモリ装置
と、この第２のメモリ装置に記憶されている映像信号デ
ータと前記第１のメモリ装置に記憶されている映像信号
データとの差の映像信号データを得る手段と、少なくと
も前記差の映像信号データを表示する表示手段とを備え
ている。

（作用）今、光学素子の均一性を調べる場合を例にとると、切換
設定手段で被検査光学素子を第１の位置に設定し、この
条件で撮像装置から得られた映像信号を第１のメモリ装
置に記憶させる。次に、切換設定手段で被検査光学素子
を光ビームの光軸と直交する方向の第２の位置に設定し
、この条件て撮像装置から得られる映像信号を第２のメ
モリ装置に記憶させる。そして、第２のメモリ装置に記
憶されている映像信号データと第１のメモリ装置に記憶
されている映像信号データとの差の映像信号データをモ
ニタテレビに映し出すと、不均一な部分およびその差を
明確に知ることが可能となる。勿論、差データから不均
一を定量的に知ることもできる。

一方、温度による特性変化個所を検査する場合には、内
部に被検査光学素子を配置した切換設定手段、つまり恒
温槽内の温度をコントローラで変化させ、上述と同じ手
法で温度を変化させた前後の透過光強度の差をとること
により、被検査光学素子の温度によって特性が変化した
箇所および変化の大きさを知ることができる。

（実施例）以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る光学素子評価装置、
ここには被検査光学素子の均一性を検査する装置の概略
構成が示されている。なお、この図では第４図中の要素
と同一要素が同一符号で示しである。

同図において、定電流源１でＬＥＤ２を駆動して発光さ
せる。このＬＥＤ２から出射された光は、レンズ３によ
り平行ビーム４に成形される。平行ビーム４は、偏光子
５、被検査光学素子６、偏光子５とは偏光面を直交させ
た検光子７を経てレンズ８で収束された後、撮像装置９
の撮像面に結像される。すなわち、これら各要素は直交
ニコルの検査光学系を構成している。

撮像装置９から出力される映像信号はＡ／Ｄ変換器１１
てデジタル信号に変換された後、演算制御装置１２を介
してメモリ装置１３．１４のいずれかに記憶される。

演算制御袋！′１２は、外部から信号Ｓ１が与えられる
と、Ａ／Ｄ変換器１１でデジタル信号に変換された映像
信号を１フレ一ム分だけメモリ装置１３に記憶させる。

同様に外部から信号Ｓ２が与えられると、デジタル信号
に変換された映像信号を１フレ一ム分だけメモリ装置１
４に記憶させる。

また、外部から信号Ｓ３が与えられると、メモリ装置１
３．１４に記憶されている映像信号データを読み出し、
対応する画素信号毎に、（Ｂ−Ａ）／Ａ　　　　　　　
・・・（１）の演算を行って、いわゆる差の映像信号デ
ータを作成する。なお、（１）式において、Ａはメモリ
装置１３に記憶されているデータを示し、Ｂはメモリ装
置１４に記憶されているデータを示している。そして、
得られた差の映像信号データは、−方においてはモニタ
テレビ１０へ映像信号として与えられる。また、他方に
おいては数値化され、単位エリア毎に平均化処理された
後にプリンタ１５の入力信号として与えられる。

一方、前述した被検査光学素子６は、検査条件を切換設
定する手段、この例では平行ビーム４の光軸と直交する
方向に被検査光学素子６を微小距離だけ移動させること
ができる微動装置１６に保持されている。

次に、上記のように構成された光学素子評価装置の使用
例を説明する。

まず、被検査光学素子６を微動装置１６上に載置し、こ
の微動装置１６を制御して被検査光学素子６か平行ビー
ム４内に位置するように位置決めする。

次に、ＬＥＤ２を発光させる。この発光によって被検査
光学素子６の断面像が撮像装置９の撮像面に結像する。

したがって、撮像装置９から被検査光学素子６の断面像
を含んだ映像信号が出力される。

ここで、演算制御装置１２に信号Ｓ１を与える。

この信号Ｓ１が与えられると、デジタル化された１フレ
一ム分の映像信号がメモリ装置１３に記憶される。　次
に、微動装置１６を制御して、被検査光学素子６を平行
ビーム４の光軸と直交する方向、たとえば図中Ｘ軸方向
に微小な距離εだけ移動させる。

この状態で演算制御装置１２に信号Ｓ２を与える。この
信号が与えられると、デジタル化された１つのフレーム
分の映像信号がメモリ装置１４に記憶される。これで、
評価に必要なデータの収集を終える。

次に、演算制御装置１２に信号Ｓ３を与える。

この信号か与えられると、演算制御装置１２は、メモリ
装置１３．１４から映像信号データを読み出し、対応す
る画素毎に（１）式を実行して差の映像信号データ作成
する。

この映像信号データは、一方においてモニタテレビ１０
の映像信号として与えられる。したがって、モニタテレ
ビ１０の画面には被検査光学素子６が均一である場合に
は何も映し出されず、不均一の場合には不均一箇所だけ
が映し出される。たとえば、白黒テレビの場合には、不
均一な箇所が白く光って映し出される。したがって、被
検査光学素子６のどの箇所が不均一であるかを直ちに知
ることができる。また、映像信号データは、他方におい
ては、数値化され、単位エリア毎に平均化処理された後
にプリンタ１５の入力信号として与えられる。したがっ
て、プリント結果から、どの程度の不均一さが存在して
いるかを定量的に知ることができる。そして、この場合
には、（１）式の演算を行なって差の映像信号データを
作成しているので、平行ビーム４に光軸方向と直交する
方向に強度むらか存在していても、この強度むらの影響
を除去することができる。

第２図は第１図の変形例であって、直交ニコルの間に位
相板１７を配置したものとなっている。

この位相板１７は、被検査光学素子６に複屈折、旋光性
がほとんどない場合に透過光を生しさせるためのバイア
スを与える役目を行なう。また被検査光学素子６中の残
留ひずみ等で複屈折を生しる場合、複屈折の大きさをδ
としたとき、直交ニコルては透過光強度の変化Δが、Δ
−ＣＯＳδとなる。

この場合、１／４波長板を位相板１７として使用すると
、Δ−ｓｉｎδとなり、δの変化に対してΔの変化を大
きくすることができるので、正確な評価か可能となる。

次に、上述した装置を使って、被検査光学素子の特性か
温度により変化する箇所およびその大きさを検査する方
法について、第３図を用いて説明する。なお、第３図で
は検査光学系に位相板１７を配置しているが、配置しな
い場合についても同様である。

この場合には、微動装置１６に代えて、恒温槽１８を用
意し、この恒温槽１８内の温度をコントローラ１９て調
整可能にしておく。

まず、恒温槽１８内の温度を適当な基準温度にし、この
状態で被検査光学素子６の断面映像信号をメモリ装置１
３に記憶させる。次に、恒温槽１８内の温度を変え、こ
の状態で被検査光学素子６の断面映像信号をメモリ装置
１４に記憶させる。

以下、前述と同じ手法で、演算制御装置１２に信号Ｓ３
を与えると、モニタテレビ１０の画面に温度によって特
性か変化した箇所が明瞭に映し出される（たとえば、白
黒テレビの場合には白く光る）。したがって、その箇所
を知ることができる。

また、プリンタ１５でプリントされた結果から、その程
度を知ることかできる。

尚、上記の実施例中、Ａ／Ｄ変換器１１、演算制御装置
１２、メモリ装置１３．１４およびモニタテレビ１０は
汎用の画像処理装置に置き換えてもよい。　さらに、本
発明はその要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形
が可能であるのは勿論である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、光学素子の均一
性、温度による光学的特性の変化個所等の正確な評価に
寄与できる。特に検査に用いる先ビームの強度分布や被
検査光学素子の加工精度の影響を受けることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学素子評価装置を均一性評価装
置に適用した例の概略構成図、第２図はその変形例を示
す概略構成図、第３図は本発明に係る光学素子評価装置
を温度特性評伝装置に適用した例の概略構成図、第４図
は従来の光学素子評価装置を示す概略構成図である。１・・・電源、２・・・ＬＥＤ、３・・・レンズ、４・
・平行ビーム、５・・・偏光子、６・・・被試験光学素
子、７・・・検光子、８・・・レンズ、９・・・撮像装
置、１０・・・モニタテレビ、１１・・・Ａ／Ｄ変換器
、１２・・・演算制御装置、１３・・メモリ装置、１４
・・メモリ装置、１６・・・微動装置、１７・・・位相
板、　　　１８・・恒温槽、１９・・・温度コントロー
ラ。出願人代理人　弁理士　鈴旺武彦第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源から出た光ビームを偏光子および検光子を通
る経路を介して撮像装置に入射させる検査光学系と、こ
の検査光学系の前記偏光子と検光子との間に被検査光学
素子を介在させるとともに上記被検査光学素子の検査条
件を切換設定する切換設定手段と、この切換設定手段で
第１の条件が設定されたときに前記撮像装置から出力さ
れる映像信号を記憶する第１のメモリ装置と、前記切換
設定手段で第２の条件が設定されたときに前記撮像装置
から出力される映像信号を記憶する第２のメモリ装置と
、この第２のメモリ装置に記憶されている映像信号デー
タと前記第１のメモリ装置に記憶されている映像信号デ
ータとの差の映像信号データを得る手段と、少なくとも
前記差の映像信号データを表示する表示手段とを具備し
てなることを特徴とする光学素子評価装置。
（２）前記表示手段が、モニタテレビであることを特徴
とする請求項１に記載の光学素子評価装置。
（３）前記切換設定手段は、前記被検査光学素子を前記
光ビームの光軸と直交する方向に移動させる移動装置で
あることを特徴とする請求項１に記載の光学素子評価装
置。
（４）前記切換設定手段は、温度コントローラによって
制御されて前記被検査光学素子の温度を変化させる恒温
槽であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子評
価装置。