JPH04363648A - Optical member evaluation device - Google Patents

Optical member evaluation device

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JPH04363648A
JPH04363648A JP28622691A JP28622691A JPH04363648A JP H04363648 A JPH04363648 A JP H04363648A JP 28622691 A JP28622691 A JP 28622691A JP 28622691 A JP28622691 A JP 28622691A JP H04363648 A JPH04363648 A JP H04363648A
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optical member
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optical
light
evaluation device
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Abstract

PURPOSE:To obtain an optical member evaluation device which can clearly detect a defect of an optical member, independently find out the defect on each cross section of the optical member with comparatively simple constitution and adjustment. CONSTITUTION:The optical member evaluation device which is able to obtain the information of a cross section image without any noise caused by diffraction and the like and enables exact evaluation of an optical member 10 by image- forming the cross section image at a specific position of the inside of the optical member 10 in the outside thereof and photographing the image with the use of a photographing means 22 in an image relay optical system 21 is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、結晶やガラス等の光学
部材に内在する不純物、成長縞もしくは脈理等の欠陥を
検出して該光学部材を評価する光学部材評価装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical member evaluation apparatus for detecting defects such as impurities, growth stripes, striae, etc. inherent in optical members such as crystals and glasses and evaluating the optical members.

【0002】0002

【従来の技術】光エレクトロニクス分野等で使用される
各種の光学部材に、不純物、成長縞もしくは脈理等の欠
陥が内在すると、所定の性能を発揮することができない
ので、これら光学部材の製造の際にはこれらの欠陥の有
無を検出して光学部材の評価を行う必要がある。
[Prior Art] If defects such as impurities, growth stripes, or striae are present in various optical members used in the field of optoelectronics, they will not be able to exhibit the desired performance. In some cases, it is necessary to evaluate the optical member by detecting the presence or absence of these defects.

【0003】これら光学部材の評価を行う光学部材評価
方法としては、従来から、シャドウ・グラフ(shad
ow  graph)法や、シュリーレン(shlie
ren)等が知られている。
[0003] As an optical member evaluation method for evaluating these optical members, a shadow graph (shad
ow graph method, and Schlieren (shlie) method.
ren) etc. are known.

【0004】図5はシャドウ・グラフ法による従来の光
学部材評価装置の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a conventional optical member evaluation apparatus using the shadow graph method.

【0005】図5に示されるように、レーザ装置11か
ら射出されたレーザ光をビームエクスパンダー12によ
ってビーム径が拡大された平行光Rにし、光学部材10
を通過させた後、スクリーン13に投影する。このスク
リーン13に形成された像をCCDカメラ14等で撮影
して観察することにより、評価するものである。
As shown in FIG. 5, a beam expander 12 converts a laser beam emitted from a laser device 11 into a parallel beam R whose beam diameter is expanded, and an optical member 10
After passing through, it is projected onto the screen 13. The image formed on the screen 13 is photographed and observed using a CCD camera 14 or the like for evaluation.

【0006】すなわち、光学部材10に欠陥がないと、
光学部材10を通過したレーザ光Rは平行光のままスク
リーン13に達するので、該スクリーン13上には何等
の像も形成されないが、光学部材10に不純物、成長縞
もしくは脈理等の欠陥があると、その部分の密度分布が
他の部位と異なるため屈折率の差が生じ、その結果、ス
クリーン13には欠陥に対応した干渉縞の像が形成され
る。したがって、この干渉縞の有無を観察することによ
り、欠陥の有無を検出でき、光学部材の評価を行うこと
ができる。
That is, if the optical member 10 has no defects,
Since the laser beam R that has passed through the optical member 10 reaches the screen 13 as parallel light, no image is formed on the screen 13, but the optical member 10 has defects such as impurities, growth stripes, or striae. Since the density distribution in that part is different from that in other parts, a difference in refractive index occurs, and as a result, an image of interference fringes corresponding to the defect is formed on the screen 13. Therefore, by observing the presence or absence of these interference fringes, it is possible to detect the presence or absence of defects and to evaluate the optical member.

【0007】図6はシュリーレン法による従来の光学部
材評価装置の構成を示す図である。図6に示されるよう
に、この装置は、レーザ装置11から射出されたレーザ
光をビームエクスパンダー12によってビーム径が拡大
された平行光Rにし、光学部材10を通過させるまでの
構成は上述のシャドウ・グラフ法と同じであるが、光学
部材10を通過した光を集光レンズ15によって集束し
、この集光レンズ15の焦点Pにナイフエッジ16を配
置して焦点Pの下半分の通過する光を遮断した後にスク
リーン13に投影する点で上記シャドウ・グラフ法と異
なる。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional optical member evaluation apparatus using the Schlieren method. As shown in FIG. 6, this device has the same configuration as described above until the laser beam emitted from the laser device 11 is converted into parallel light R whose beam diameter is expanded by the beam expander 12 and passed through the optical member 10. This is the same as the shadow graph method, but the light that has passed through the optical member 10 is focused by a condensing lens 15, and a knife edge 16 is placed at the focal point P of this condensing lens 15, so that the light passing through the lower half of the focal point P is focused. This method differs from the shadow graph method described above in that the light is projected onto the screen 13 after being blocked.

【0008】すなわち、これにより、光学部材10に全
く欠陥がない場合は平行光Rは平行性を乱されることな
く集光レンズ15によって完全に焦点Pに集束されるか
らスクリーン13には像は形成されない。一方、光学部
材10に欠陥があると、平行光Rが光学部材10を通過
する際に、欠陥によって平行性が乱され、したがって、
欠陥を通過した光線は集光レンズ15を通過した後に焦
点P以外を通りその一部はナイフエッジ16によって遮
断される。これにより、スクリーン13には欠陥に対応
した明暗の像が形成される。このスクリーン13に形成
された像をCCDカメラ14等で撮影して観察すること
により、評価するものである。
That is, if there is no defect in the optical member 10, the parallel light R will be completely focused on the focal point P by the condenser lens 15 without disturbing the parallelism, so that no image will appear on the screen 13. Not formed. On the other hand, if there is a defect in the optical member 10, when the parallel light R passes through the optical member 10, the parallelism is disturbed due to the defect, and therefore,
The light beam that has passed through the defect passes through the condensing lens 15 and then passes through a place other than the focal point P, and a part of it is blocked by the knife edge 16. As a result, a bright and dark image corresponding to the defect is formed on the screen 13. The image formed on the screen 13 is photographed and observed using a CCD camera 14 or the like for evaluation.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の方法は、いずれも、光学部材の外周部からのレーザ光
の回折パターンが多く発生するため、この回折パターン
がノイズとなって光学部材の内部の欠陥によるパターン
の判別を困難にし、正確な評価が難しいという欠点があ
る。また、シュリーレン法は、焦点Pにナイフエッジ1
6を正確に配置する調整が煩雑であるという欠点もある
。また、いずれの方法も光学部材の光路長に沿った各部
の欠陥による情報を全部積分した形の情報がスクリーン
上に明暗の像として表されるだけであるから、各部の断
面の欠陥を独立に評価ができない欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in all of the above-mentioned conventional methods, many diffraction patterns of the laser beam from the outer periphery of the optical member occur, and this diffraction pattern becomes noise and causes damage to the optical member. The disadvantage is that internal defects make it difficult to distinguish patterns, making accurate evaluation difficult. In addition, the Schlieren method has a knife edge 1 at the focal point P.
There is also a drawback that adjustment for accurately arranging 6 is complicated. In addition, in both methods, the information obtained by integrating all the information due to defects in each part along the optical path length of the optical member is only displayed as a bright and dark image on the screen, so defects in the cross section of each part can be detected independently. There is a drawback that it cannot be evaluated.

【0010】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、光学部材の欠陥を鮮明に検出でき、かつ、光
学部材の各断面の欠陥を独立に検出できると共に、比較
的構成が単純で調整も簡単な光学部材評価装置を提供す
ることを目的としたものである。
The present invention has been made against the above-mentioned background, and is capable of clearly detecting defects in an optical member, independently detecting defects in each cross section of the optical member, and having a relatively simple structure. The object of the present invention is to provide an optical member evaluation device that is simple and easy to adjust.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めにこの発明は、(1)光学部材を通過させる光を発生
する光源と、前記光源から射出されて光学部材を通過す
る光によって形成される光学部材内部の特定の位置の断
面像を光学部材外部に結像させるイメージリレー光学系
と、前記イメージリレー光学系によって形成される前記
光学部材の特定位置の断面像の結像点に配置された撮像
手段とを備えた構成とした。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides (1) a light source that generates light that passes through an optical member; and a light source that generates light that is emitted from the light source and passes through the optical member. an image relay optical system that forms a cross-sectional image of a specific position inside the optical member on the outside of the optical member; and an image relay optical system arranged at an imaging point of the cross-sectional image of the specific position of the optical member formed by the image relay optical system. The configuration includes an image pickup means.

【0012】また、構成1の態様として、(2)  構
成Iの光学部材評価装置において、前記イメージリレー
光学系に対して前記光学部材及び撮像手段の相対位置を
変化させる移動手段を設けたことを特徴とする構成とし
た。
Further, as an aspect of configuration 1, (2) in the optical member evaluation apparatus of configuration I, a moving means for changing the relative positions of the optical member and the imaging means with respect to the image relay optical system is provided. It has a characteristic configuration.

【0013】さらに、構成2の態様として、(3)  
構成2の光学部材評価装置において、前記撮像手段は撮
像された像を所定の画像信号に変換して送出するもので
あるととともに、前記撮像手段から送出された前記光学
部材の画像信号を入力し、評価可能な情報に変換する情
報処理手段を設けたことを特徴とする構成した。
Furthermore, as an aspect of configuration 2, (3)
In the optical member evaluation device according to configuration 2, the imaging means converts a captured image into a predetermined image signal and sends it out, and also inputs the image signal of the optical member sent out from the imaging means. The present invention is characterized in that it includes an information processing means for converting into evaluable information.

【0014】また、構成1ないし3のいずれかの態様と
して、(4)  構成1ないし3のいずれかの光学部材
評価装置において、前記光学部材を微小振動させる振動
装置を設けたことを特徴とする構成とした。
[0014] Further, as an aspect of any one of configurations 1 to 3, (4) the optical member evaluation apparatus according to any of configurations 1 to 3 is characterized in that a vibration device for causing micro vibrations to the optical member is provided. The structure is as follows.

【0015】さらに、構成1ないし4の態様として、(
5)  構成1ないし4のいずれかの光学部材評価装置
において、前記光源から射出された光が可干渉性の光で
ある場合に、この可干渉性を弱める可干渉性減少手段を
設けたことを特徴とする構成とした。
Furthermore, as aspects of configurations 1 to 4, (
5) In the optical member evaluation apparatus according to any one of configurations 1 to 4, when the light emitted from the light source is coherent light, a coherence reduction means for weakening the coherence is provided. It has a characteristic configuration.

【0016】そして、構成1ないし5の態様として、(
6)  構成1ないし5のいずれかの光学部材評価装置
において、前記光学部材を、光通過窓を有した容器に収
容し、この容器内に光学部材の屈折率と略同じ屈折率を
有するマッチングオイルを満たすようにしたことを特徴
とする構成としたものである。
[0016] As aspects of configurations 1 to 5, (
6) In the optical member evaluation apparatus according to any one of configurations 1 to 5, the optical member is housed in a container having a light passage window, and matching oil having a refractive index substantially the same as that of the optical member is contained in the container. The structure is characterized in that it satisfies the following.

【0017】[0017]

【作用】上述の構成1によれば、撮像手段に形成された
光学部材の断面像は、イメージリレー光学系によって形
成されたものであるから、回折像のノイズがないので、
光学部材の欠陥を正確に評価することができる。
[Operation] According to the above configuration 1, since the cross-sectional image of the optical member formed on the imaging means is formed by the image relay optical system, there is no noise in the diffraction image.
Defects in optical members can be accurately evaluated.

【0018】また、構成2によれば、光学部材の所望の
位置の断面像を撮像手段に結像させることが可能となる
から、光学部材の各断面毎の評価を行うことができる。
Further, according to configuration 2, since it is possible to form a cross-sectional image of a desired position of the optical member on the imaging means, it is possible to evaluate each cross-section of the optical member.

【0019】構成3によれば、情報処理手段によって、
例えば、光学部材の各断面像の画像信号を合成して立体
像を得ることも可能になり、より適切な評価をすること
を可能とする。
According to configuration 3, the information processing means
For example, it becomes possible to obtain a three-dimensional image by combining the image signals of each cross-sectional image of the optical member, making it possible to perform more appropriate evaluation.

【0020】さらに、構成4によれば、光学部材を微小
振動させることにより、光学部材内部の欠陥が、不純物
や結晶成長縞のように、他の部位との屈折率差が極めて
小さいものである場合にも、いわゆるシュアリング干渉
の原理により、他の部位との境界の像を鮮明に形成させ
ることが可能となる。
Furthermore, according to configuration 4, by micro-vibrating the optical member, defects inside the optical member, such as impurities or crystal growth stripes, have an extremely small difference in refractive index with other parts. In this case, it is possible to form a clear image of the boundary with other parts due to the principle of so-called Schurring interference.

【0021】また、構成5によれば、光学部材を通過さ
せる光として波長単一性及び直進性に著しくすぐれるレ
ーザ光を用いた場合、このレーザ光の可干渉(コヒーレ
ント)性によって、光学部品の表面反射に起因する干渉
のノイズが生ずる場合があるが、可干渉性減少手段で可
干渉性を減少させることによりこのノイズを除去するこ
とが可能となる。
Further, according to configuration 5, when a laser beam having extremely excellent wavelength unity and straightness is used as the light to pass through the optical member, the coherent property of the laser beam allows the optical member to pass through the optical member. Although interference noise may occur due to surface reflection, this noise can be removed by reducing the coherence using the coherence reducing means.

【0022】さらに、構成6によれば、容器に被測定光
学部材を収容し、これにマッチングオイルを満たすこと
により、被測定光学部材として、光学研磨等の前処理を
施していない任意の形状のものをそのまま用いることが
でき、測定作業を著しく容易にすることが可能となる。
Furthermore, according to configuration 6, by storing the optical member to be measured in a container and filling the container with matching oil, the optical member to be measured can be of any shape that has not been subjected to pretreatment such as optical polishing. The device can be used as is, which greatly simplifies measurement work.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

第1実施例 図1は本発明の第1実施例にかかる光学部材評価装置の
構成を示す図である。以下、図1を参照にしながら本発
明の第1実施例を詳述する。
First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an optical member evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0024】図1において、符号10は光学部材、符号
11はレーザ装置、符号12はビームエクスパンダ、符
号21はイメージリレー光学系、符号22はCCDカメ
ラ、符号24は可動ステージ、符号25は固定ステージ
、符号26はコントローラ、符号28はコンピュータ、
符号29はデイスプレイ、符号30は基台であるレーザ
装置11は、出力約1mW、波長632.8nm、ビー
ム径が1mmφのレーザ光を射出するHeーNeレーザ
装置である。
In FIG. 1, numeral 10 is an optical member, numeral 11 is a laser device, numeral 12 is a beam expander, numeral 21 is an image relay optical system, numeral 22 is a CCD camera, numeral 24 is a movable stage, and numeral 25 is a fixed stage, reference numeral 26 is a controller, reference numeral 28 is a computer,
The laser device 11, whose reference numeral 29 is a display and 30 is a base, is a He-Ne laser device that emits laser light with an output of about 1 mW, a wavelength of 632.8 nm, and a beam diameter of 1 mmφ.

【0025】ビームエクスパンダ12は、凹レンズ12
aと凸レンズ12bとからなり、レーザ装置11から射
出されたビーム径が1mmφのレーザビームのビーム径
を約5倍の5mmφに拡大して、平行光たるレーザビー
ムRに変換するものである。
The beam expander 12 includes a concave lens 12
a and a convex lens 12b, the beam diameter of the laser beam emitted from the laser device 11 with a beam diameter of 1 mm is expanded to about 5 times that of 5 mm, and converted into a laser beam R that is parallel light.

【0026】前記光学部材10は評価対象物であり、こ
の実施例では、断面が3×3mm、光軸方向の長さが5
mmであるNYAB結晶である。この光学部材10は可
動ステージ24に固定された台座24aの上端部に支持
部材24bを介して固定保持され、前記レーザ装置11
及びビームエクスパンダ12と光軸を共通にして配置さ
れる。
The optical member 10 is an object to be evaluated, and in this example, the cross section is 3×3 mm and the length in the optical axis direction is 5 mm.
It is a NYAB crystal with a diameter of mm. The optical member 10 is fixedly held at the upper end of a pedestal 24a fixed to a movable stage 24 via a support member 24b.
The beam expander 12 and the beam expander 12 are arranged with the same optical axis.

【0027】イメージリレー光学系21は、前記レーザ
装置11及びビームエクスパンダ12と光軸を共通にし
て配置された2つの凸レンズ21a及び21bから構成
されている。このイメージリレー光学系21は凸レンズ
20の前方(図中左方)表面から距離d1 にある光学
部材10の断面像を凸レンズ21の後方(図中右方)表
面から距離d2 にある位置に結像させるものである。 この場合、結像条件は以下の式で表される。
The image relay optical system 21 is composed of two convex lenses 21a and 21b arranged to share an optical axis with the laser device 11 and beam expander 12. This image relay optical system 21 forms a cross-sectional image of the optical member 10 at a distance d1 from the front (left side in the figure) surface of the convex lens 20 at a position at a distance d2 from the rear (right side in the figure) surface of the convex lens 21. It is something that makes you In this case, the imaging condition is expressed by the following equation.

【0028】d2 =M×L−M2 ×d1   …(
1)ただし、 M=f2 /f1  L=f2 +f1  f1 ;凸レンズ20の焦点距離 f2 ;凸レンズ21の焦点距離 である。
[0028]d2 =M×L−M2×d1...(
1) However, M=f2 /f1 L=f2 +f1 f1 ; Focal length of convex lens 20 f2 ; Focal length of convex lens 21.

【0029】CCDカメラ22は、上述の凸レンズ21
a及び21bからなるイメージリレー光学系21によっ
て結像された像を影像信号に変換してコンピュータ28
に送出するものである。このCCDカメラ28はシリコ
ン結晶を用いたタイプのもので、固定ステージ25に固
定されている。また、この実施例では、受光面が12×
12mm程度の大きさのものを用いている。
The CCD camera 22 includes the above-mentioned convex lens 21.
The image formed by the image relay optical system 21 consisting of a and 21b is converted into an image signal and sent to the computer 28.
It is sent to This CCD camera 28 is of a type using silicon crystal, and is fixed to the fixed stage 25. In addition, in this example, the light receiving surface is 12×
A size of about 12 mm is used.

【0030】コンピュータ28は、本発明の情報処理手
段を構成するもので、所定のプログラムにしたがってC
CDカメラ22から送出された影像信号に所定の画像処
理、例えば、複数の断面画像から立体画像を合成する処
理、その他、画像解析処理等を施してディスプレイ28
に表示すると共に、コントローラ26を制御して可動ス
テージ24を移動させ、光学部材10及びCCDカメラ
22が上述の式(1)を満足する位置に設定されるよう
にし、これにより、光学部材10の所望の断面の像がC
CDカメラ22の撮像面に結像されるようにコントロー
ルするものである。なお、この場合、光学部材10が上
述の式(1)を満足する各位置で静止させてそれぞれの
位置の断面画像をディスプレイ29に表示させてもよい
し、あるいは、光学部材10を所定の速度で連続的に移
動させながらCCDカメラ22から送出される影像信号
を次々と入力して画像処理を施すことにより立体画像を
合成してもよい。
The computer 28 constitutes the information processing means of the present invention, and the computer 28 composes the information processing means of the present invention.
The image signal sent from the CD camera 22 is subjected to predetermined image processing, such as processing to synthesize a stereoscopic image from a plurality of cross-sectional images, and other image analysis processing, and then displayed on the display 28.
At the same time, the movable stage 24 is moved by controlling the controller 26 so that the optical member 10 and the CCD camera 22 are set to positions that satisfy the above equation (1). The image of the desired cross section is C
This is to control so that the image is formed on the imaging surface of the CD camera 22. In this case, the optical member 10 may be made to stand still at each position that satisfies the above formula (1) and a cross-sectional image at each position may be displayed on the display 29, or the optical member 10 may be moved at a predetermined speed. A stereoscopic image may be synthesized by sequentially inputting image signals sent from the CCD camera 22 while moving the camera 22 continuously, and performing image processing.

【0031】なお、可動ステージ24は、基台30上に
、レーザ装置11、ビームエクスパンダ12、凸レンズ
20及び凸レンズ21の共通の光軸に平行に敷設された
図示しないレール等の上を移動できるように、内部にモ
ータその他の移動機構が設けられ、それぞれ、コントロ
ーラ26によって移動の制御を行うことができるように
なっている。
The movable stage 24 can be moved on a rail (not shown) installed on the base 30 parallel to the common optical axis of the laser device 11, beam expander 12, convex lens 20, and convex lens 21. A motor and other movement mechanisms are provided inside, and the movement of each can be controlled by the controller 26.

【0032】上述の構成の装置によれば、光学部材10
の断面像を2つの凸レンズ21aと21bとからなるイ
メージリレー光学系21によって撮像手段に結像させて
観察・解析するようにしているので、回折等によるノイ
ズが極めて少ないため、欠陥によるパターンを明確に識
別することができる。また、光学部材10の各断面の欠
陥を独立に検出できるから、各断面の像に適宜の画像処
理を施すことにより、欠陥の立体像を合成して評価する
こと等も可能となり、より適正な評価が可能となる。し
かも、構成が比較的単純で調整も比較的容易であるから
、製造調整が容易であるという利点もある。
According to the apparatus configured as described above, the optical member 10
Since the cross-sectional image of the image is focused on the imaging means by the image relay optical system 21 consisting of two convex lenses 21a and 21b for observation and analysis, there is extremely little noise due to diffraction, etc., so it is possible to clearly identify patterns caused by defects. can be identified. In addition, since defects in each cross section of the optical member 10 can be detected independently, by applying appropriate image processing to the image of each cross section, it is also possible to synthesize and evaluate a three-dimensional image of the defect, which allows for more appropriate evaluation. Evaluation becomes possible. Furthermore, since the structure is relatively simple and adjustment is relatively easy, there is also the advantage that manufacturing adjustment is easy.

【0033】第2実施例 図2はこの発明の第2実施例の要部構成を示す図である
。この実施例は、図1に示される第1実施例における可
動ステージ24の台座24aの上端部に振動装置201
を設けて光学部材10に微小振動を加えることができる
ようにし、これによりCCDカメラ22で得られる欠陥
像のコントラストの向上を図ったものであり、その他の
構成は第1実施例と同一である。したがって、以下では
、本実施例に特有な点を中心に説明し、第1実施例と共
通する部分には同一の符号を付してその詳細説明は省略
する。
Second Embodiment FIG. 2 is a diagram showing the main structure of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a vibration device 201 is installed at the upper end of the pedestal 24a of the movable stage 24 in the first embodiment shown in FIG.
is provided to apply minute vibrations to the optical member 10, thereby improving the contrast of the defect image obtained by the CCD camera 22.The other configuration is the same as the first embodiment. . Therefore, in the following, points unique to this embodiment will be mainly explained, and parts common to the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

【0034】振動装置201は、ピエゾ素子等から構成
され、コントローラ202によって駆動制御され、この
コントローラ202は、コンピュータ28によって制御
されるようになっている。この振動装置201は、イメ
ージリレー光学系21の光軸方向もしくは光軸方向と直
交する方向または任意の方向に、振幅が最大数十μm程
度、周波数数がテレビモニタ29のフィールド周波数よ
り多めの百ないし数百Hz程度の微小振動を、支持部材
24bを介して光学部材10に加えることができるよう
になっている。
The vibration device 201 is composed of a piezo element, etc., and is driven and controlled by a controller 202, which is controlled by a computer 28. This vibration device 201 has an amplitude of about several tens of μm at maximum and a frequency of 100 μm, which is higher than the field frequency of the television monitor 29, in the optical axis direction of the image relay optical system 21, in a direction orthogonal to the optical axis direction, or in any direction. It is possible to apply minute vibrations of approximately several hundred Hz to the optical member 10 via the support member 24b.

【0035】この実施例において、光学部材10として
、NYAB結晶を用い、振動装置201により、振幅が
最大±20μm(1〜10μm)で周波数が100Hz
の微小振動を加えながら測定したところ、結晶に内在す
る不純物や結晶成長縞の極めて鮮明な像を得ることがで
きた。なお、結晶に内在する不純物や結晶成長縞は、他
の正常な部位に対してその屈折率差が10−5〜10−
6と極めて小さいので、第1実施例の装置によっても鮮
明な像を得ることはなかなか困難であったものである。
In this embodiment, a NYAB crystal is used as the optical member 10, and the vibration device 201 generates vibrations with a maximum amplitude of ±20 μm (1 to 10 μm) and a frequency of 100 Hz.
By performing measurements while applying minute vibrations, we were able to obtain extremely clear images of impurities inherent in the crystal and crystal growth fringes. Note that impurities and crystal growth stripes inherent in the crystal have a refractive index difference of 10-5 to 10-1 compared to other normal parts.
6, which is extremely small, so it was difficult to obtain a clear image even with the apparatus of the first embodiment.

【0036】第3実施例 図3はこの発明の第3実施例の要部構成を示す図である
。この実施例は、図1に示される第1実施例におけるビ
ームエクスパンダ12の代わりに、2つの凸レンズ系1
02a及び102bからなるニュートン方式のビームエ
クスパンダ102を用い、凸レンズ系102aの焦点O
の近傍に回転する円盤状のスリ硝子301を配置し、レ
ーザ装置11から射出されたレーザ光がこのスリ硝子3
01を通過するようにして、ビームエクスパンダ12か
ら出射したレーザ光の可干渉性を弱めるようにしたもの
である。これにより、レーザビームRの一部がCCDカ
メラの前面に配置されるNDフィルタ等の光学部品によ
り反射されることに起因する干渉現象によるノイズの発
生を防止できるようにしたものである。
Third Embodiment FIG. 3 is a diagram showing the main structure of a third embodiment of the present invention. This embodiment uses two convex lens systems 1 instead of the beam expander 12 in the first embodiment shown in FIG.
Using a Newtonian beam expander 102 consisting of 02a and 102b, the focal point O of the convex lens system 102a is
A rotating disc-shaped ground glass 301 is placed near the ground glass 301, and the laser beam emitted from the laser device 11 hits this ground glass 3.
01 to weaken the coherence of the laser beam emitted from the beam expander 12. This makes it possible to prevent the generation of noise due to an interference phenomenon caused by a portion of the laser beam R being reflected by an optical component such as an ND filter placed in front of the CCD camera.

【0037】スリガラス301は、この発明の可干渉性
減少手段を構成するもので、BKー7等の光学ガラスを
、厚さ1mm、直径50mmφの円盤状に形成し、表面
に#500の研磨を施して、スリ硝子としたものである
。また、このスリ硝子301は、円盤の中心を回転中心
にして、モータ302によって100rpm程度の回転
速度で回転できるようになっており、その外周部にO点
が位置するようになっている。すなわち、O点における
スリ硝子の位置が常に変化するようにし、O点において
スリ硝子301を通過するレーザ光がランダムに変化す
るスリ硝子の表面の凹凸によって可干渉性が弱められる
ようになっている。なお、可干渉性減少手段としては、
スリ硝子301の代わりに同様の作用をなすものとして
、例えば、透明体に乳剤を分散させたもの等を用いても
よい。
The ground glass 301 constitutes the coherence reduction means of the present invention, and is made of optical glass such as BK-7 and formed into a disk shape with a thickness of 1 mm and a diameter of 50 mm, and the surface is polished with #500. It has been polished to look like pickled glass. Further, this pick-pocket glass 301 can be rotated by a motor 302 at a rotational speed of about 100 rpm with the center of the disk as the center of rotation, and point O is located on the outer periphery. That is, the position of the ground glass at point O is always changed, and the laser beam passing through the ground glass 301 at point O is made to have coherence weakened by the unevenness of the surface of the ground glass that changes randomly. . In addition, as a means for reducing coherence,
Instead of the pick-pocket glass 301, a material having a similar effect, such as a transparent material in which an emulsion is dispersed, may be used.

【0038】この実施例によれば、CCDカメラの前面
にNDフィルタを配置した場合でも干渉ノイズの全くな
い像を得ることができた。
According to this example, an image completely free of interference noise could be obtained even when an ND filter was placed in front of the CCD camera.

【0039】第4実施例 図4はこの発明の第2実施例の要部構成を示す図である
。この実施例は、光学部材10として光学研磨等の前処
理をしていない任意の形状のものをそのまま測定するこ
とを可能にしたもので、光が通過できるように形成され
た容器100に光学部材10を収容するとともに、マッ
チングオイル101を満たし、この光学部材10が、図
1に示される第1実施例における光学部材10と同じ位
置に配置されるように、容器100を可動ステージ24
に保持するようにしたものである。
Fourth Embodiment FIG. 4 is a diagram showing the main structure of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, it is possible to directly measure an optical member 10 of any shape that has not been subjected to pretreatment such as optical polishing, and the optical member 10 is placed in a container 100 that is formed so that light can pass therethrough. 10 and filled with matching oil 101, the container 100 is placed on a movable stage 24 so that the optical member 10 is placed in the same position as the optical member 10 in the first embodiment shown in FIG.
It was designed to be kept at .

【0040】図4において、容器100は、外形が略直
方体形状をなし、内部が空洞の箱体あり、レーザビーム
Rの進行方向に直交するように配置される1対の平行に
対向する光入・出射窓102及び103がBKー7や溶
融石英等の光学ガラスで構成され、他の側壁部が金属、
プラスチックス等で構成されたものである。光入・出射
窓102及び103は、両面を十分に光学研磨したもの
である。
In FIG. 4, the container 100 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape and a hollow box inside, and has a pair of parallel light inputs disposed perpendicularly to the traveling direction of the laser beam R. - The exit windows 102 and 103 are made of optical glass such as BK-7 or fused silica, and the other side walls are made of metal,
It is made of plastic etc. Both sides of the light input/output windows 102 and 103 are sufficiently optically polished.

【0041】光学部材10は前処理が施されていないN
YAB結晶である。ここで、前処理とは、光学部材10
を測定する前に、光学部材10の光入・出射面が互いに
平行になるとともに、所定の平滑度になるまで形状を整
えるように光学研磨することである。通常は、この前処
理を行わないと、光入・出射面の凹凸によって測定に有
害な反射や屈折がおこり、結晶内部の欠陥像を得ること
が困難になる。
[0041] The optical member 10 is not pretreated.
It is a YAB crystal. Here, pretreatment refers to the optical member 10
Before measuring, the optical member 10 is optically polished so that its light input and output surfaces are parallel to each other and the shape is adjusted to a predetermined level of smoothness. Normally, if this pretreatment is not performed, the unevenness of the light entrance and exit surfaces will cause reflection and refraction that are harmful to measurements, making it difficult to obtain images of defects inside the crystal.

【0042】マッチングオイル101は、光学部材10
の屈折率と略同じ屈折率を有する物質で構成される。光
学部材10がNYAB結晶の場合は、波長1.062μ
mの光に対して常光線屈折率n0 が1.7553、異
常光線屈折率ne が1.6869であり、平均屈折率
nが約1.70である。この屈折率のマッチングオイル
101としては、1ークロロナフタレンとジョードメタ
ンとを適当な混合比で混合することにより得られる。
The matching oil 101 is applied to the optical member 10.
It is made of a substance that has a refractive index that is approximately the same as that of . When the optical member 10 is NYAB crystal, the wavelength is 1.062μ
For light of m, the ordinary ray refractive index n0 is 1.7553, the extraordinary ray refractive index ne is 1.6869, and the average refractive index n is about 1.70. This refractive index matching oil 101 can be obtained by mixing 1-chloronaphthalene and joodomethane at an appropriate mixing ratio.

【0043】容器100に光学部材10を収容し、これ
にマッチングオイル101を満たすことにより、このマ
ッチングオイル101が光学部材10の凹凸部に浸透し
これを埋める作用をなし、容器100内は、ほぼ一様な
屈折率を有する物質で充満された状態と略等しくなる。 したがって、光学部材10に前処理を施すことなく光学
部材10の内部の欠陥像を得ることが可能となる。
By accommodating the optical member 10 in the container 100 and filling it with matching oil 101, the matching oil 101 penetrates into the uneven portions of the optical member 10 and acts to fill them, so that the inside of the container 100 is almost completely empty. This is approximately equivalent to a state filled with a substance having a uniform refractive index. Therefore, it is possible to obtain a defect image inside the optical member 10 without pre-processing the optical member 10.

【0044】なお、以上の各実施例では、光学部材を通
過させる光を発生する光源として、レーザ装置を用いる
例を掲げたが、これは、必ずしもレーザ装置である必要
はなく、単一波長が得られるものであればよいが、評価
対象たる光学部材の種類に応じて適切な波長のものを用
いる必要がある。例えば、光学部材がYIG(Y3 F
e5 O12)結晶である場合には、波長1.15μm
のHeーNeレーザ装置、又は、波長1.5μmの半導
体レーザ装置を用いる。その場合に用いる撮像手段とし
ては、これらの波長に感度を有するもの、例えば、Ge
結晶を用いたCCDカメラ等を用いることは勿論である
[0044] In each of the above embodiments, a laser device is used as a light source that generates light that passes through an optical member, but this does not necessarily have to be a laser device. Any available wavelength may be used, but it is necessary to use one with an appropriate wavelength depending on the type of optical member to be evaluated. For example, if the optical member is YIG (Y3 F
e5 O12) If it is a crystal, the wavelength is 1.15 μm.
A He-Ne laser device with a wavelength of 1.5 μm or a semiconductor laser device with a wavelength of 1.5 μm is used. In that case, the imaging means used is one sensitive to these wavelengths, such as Ge
Of course, a CCD camera or the like using a crystal can be used.

【0045】また、上述の各実施例では、撮像手段とし
てCCDカメラを用い、このCCDカメラから送出され
る画像信号をコンピュータによって処理してディスプレ
イで表示するようにしたが、撮像手段としてビジコン等
の他の撮像手段を用いてもよい。また、情報処理手段と
してのコンピュータは必ずしも用いる必要はなく、撮像
手段から送出される影像を直接ディスプレイで表示する
ようにしてもよい。
Furthermore, in each of the above embodiments, a CCD camera is used as an imaging means, and the image signal sent from the CCD camera is processed by a computer and displayed on a display. Other imaging means may also be used. Furthermore, it is not necessary to use a computer as the information processing means, and the image sent from the imaging means may be directly displayed on a display.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明は、イメ
ージリレー光学系によって光学部材内部の特定の位置の
断面像を光学部材外部に結像させ、この像を撮像手段に
よって撮像することにより、回折等によるノイズのない
断面像の情報を得ることを可能にし、光学部材のより正
確な評価を可能にした光学部材評価装置を得ているもの
である。
As described in detail above, the present invention is capable of forming a cross-sectional image of a specific position inside an optical member on the outside of the optical member using an image relay optical system, and capturing this image using an imaging means. This makes it possible to obtain cross-sectional image information free of noise caused by diffraction and the like, thereby providing an optical member evaluation device that enables more accurate evaluation of optical members.

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

【図1】本発明の第1実施例にかかる光学部材評価装置
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an optical member evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例にかかる光学部材評価装置
の要部構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a main part configuration of an optical member evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例にかかる光学部材評価装置
の要部構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the main part configuration of an optical member evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例にかかる光学部材評価装置
の要部構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the main part configuration of an optical member evaluation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来のシャドウ・マスク法による装置の構成を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an apparatus using a conventional shadow mask method.

【図6】従来のシュリーレン法による装置の構成を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an apparatus using the conventional Schlieren method.

【符号の説明】 10…光学部材、11…レーザ装置、12…ビームエク
スパンダ、21…イメージリレー光学系、22…CCD
カメラ、24,25…可動ステージ、26,27…コン
トローラ、28…情報処理手段を構成するコンピュータ
、29…ディスプレイ、30…基台、201…振動装置
、301…スリ硝子、100…容器、101…マッチン
グオイル。
[Explanation of symbols] 10... Optical member, 11... Laser device, 12... Beam expander, 21... Image relay optical system, 22... CCD
Camera, 24, 25...Movable stage, 26, 27...Controller, 28...Computer constituting information processing means, 29...Display, 30...Base, 201...Vibration device, 301...Spotted glass, 100...Container, 101... matching oil.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  光学部材を通過させる光を発生する光
源と、前記光源から射出されて光学部材を通過する光に
よって形成される光学部材内部の特定の位置の断面像を
光学部材外部に結像させるイメージリレー光学系と、前
記イメージリレー光学系によって形成される前記光学部
材の特定位置の断面像の結像点に配置された撮像手段と
を備えた光学部材評価装置。
1. A light source that generates light that passes through an optical member, and a cross-sectional image of a specific position inside the optical member formed by the light emitted from the light source and passed through the optical member, which is imaged on the outside of the optical member. An optical member evaluation device comprising: an image relay optical system that performs an image relay optical system; and an imaging means disposed at an imaging point of a cross-sectional image of a specific position of the optical member formed by the image relay optical system.
【請求項2】  請求項1に記載の光学部材評価装置に
おいて、前記イメージリレー光学系に対して前記光学部
材及び撮像手段の相対位置を変化させる移動手段を設け
たことを特徴とする光学部材評価装置。
2. The optical member evaluation apparatus according to claim 1, further comprising a moving means for changing the relative positions of the optical member and the imaging means with respect to the image relay optical system. Device.
【請求項3】  請求項2に記載の光学部材評価装置に
おいて、前記撮像手段は撮像された像を所定の画像信号
に変換して送出するものであるととともに、前記撮像手
段から送出された前記光学部材の画像信号を入力し、評
価可能な情報に変換する情報処理手段を設けたことを特
徴とする光学部材評価装置。
3. The optical member evaluation apparatus according to claim 2, wherein the imaging means converts the taken image into a predetermined image signal and sends out the image signal, and the imaging means converts the taken image into a predetermined image signal and sends out the image. An optical member evaluation device comprising an information processing means for inputting an image signal of an optical member and converting it into information that can be evaluated.
【請求項4】  請求項1ないし3のいずれかに記載の
光学部材評価装置において、前記光学部材を微小振動さ
せる振動装置を設けたことを特徴とする光学部材評価装
置。
4. The optical member evaluation apparatus according to claim 1, further comprising a vibration device that causes minute vibrations of the optical member.
【請求項5】  請求項1ないし4のいずれかに記載の
光学部材評価装置において、前記光源から射出された光
が可干渉性の光である場合に、この可干渉性を弱める可
干渉性減少手段を設けたことを特徴とする光学部材評価
装置。
5. The optical member evaluation device according to claim 1, wherein when the light emitted from the light source is coherent light, coherence reduction that weakens the coherence. An optical member evaluation device characterized by comprising means.
【請求項6】  請求項1ないし5のいずれかに記載の
光学部材評価装置において、前記光学部材を、光通過窓
を有した容器に収容し、この容器内に光学部材の屈折率
と略同じ屈折率を有するマッチングオイルを満たすよう
にしたことを特徴とする光学部材評価装置。
6. The optical member evaluation apparatus according to claim 1, wherein the optical member is housed in a container having a light passage window, and a refractive index substantially the same as that of the optical member is placed in the container. An optical member evaluation device characterized in that it is filled with matching oil having a refractive index.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614516B2 (en) 1993-07-29 2003-09-02 Novartis Ag Inspection system for optical components
JP2007531016A (en) * 2004-03-23 2007-11-01 イー インク コーポレイション Light modulator
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JP2009531701A (en) * 2006-03-29 2009-09-03 ピルキントン グループ リミテッド Sheet glass inspection
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