JPH11132940A - 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 - Google Patents
複屈折測定装置及び複屈折測定方法Info
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- JPH11132940A JPH11132940A JP29069897A JP29069897A JPH11132940A JP H11132940 A JPH11132940 A JP H11132940A JP 29069897 A JP29069897 A JP 29069897A JP 29069897 A JP29069897 A JP 29069897A JP H11132940 A JPH11132940 A JP H11132940A
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- birefringence
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価な受光素子を用いずに、被検物の全面に
わたって高精度に複屈折を測定できるようにする。 【解決手段】 基本的には、回転検光子法に準じて、透
明な被検物1を透過した透過光をその偏光状態を変化さ
せる偏光素子14に入射させ、この偏光素子14を回転
させながら受光素子15で受光検出させることにより被
検物1の複屈折を算出するが、被検物1に照射する照射
光の照射位置を走査手段8により変化させながら、その
照射位置に応じて変位手段21により偏光素子14と受
光素子15とを一体で移動調整し、各位置で複屈折の算
出を行なうことで、被検物1の全面にわたる複屈折の測
定が可能となる。
わたって高精度に複屈折を測定できるようにする。 【解決手段】 基本的には、回転検光子法に準じて、透
明な被検物1を透過した透過光をその偏光状態を変化さ
せる偏光素子14に入射させ、この偏光素子14を回転
させながら受光素子15で受光検出させることにより被
検物1の複屈折を算出するが、被検物1に照射する照射
光の照射位置を走査手段8により変化させながら、その
照射位置に応じて変位手段21により偏光素子14と受
光素子15とを一体で移動調整し、各位置で複屈折の算
出を行なうことで、被検物1の全面にわたる複屈折の測
定が可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク基板等
のプラスチックス平板、レーザプリンタ等に用いられる
光書込用レンズ、カメラレンズ、ピックアップレンズ等
のプラスチックスレンズ、といった透明体の複屈折を測
定する複屈折測定装置及び複屈折測定方法に関する。
のプラスチックス平板、レーザプリンタ等に用いられる
光書込用レンズ、カメラレンズ、ピックアップレンズ等
のプラスチックスレンズ、といった透明体の複屈折を測
定する複屈折測定装置及び複屈折測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、光磁気ディスク基板にあって
は、製造工程中に生ずる僅かな複屈折(歪み)でも製品
となったときに、信号エラー発生率に大きく関与するこ
とが知られている。このようなことから、従来よりこの
種の透明体の複屈折を測定することが行なわれており、
その手法として、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。
は、製造工程中に生ずる僅かな複屈折(歪み)でも製品
となったときに、信号エラー発生率に大きく関与するこ
とが知られている。このようなことから、従来よりこの
種の透明体の複屈折を測定することが行なわれており、
その手法として、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。
【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。
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。
【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。
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。
【0005】さらに、特開平4−58138号公報によ
れば、拡大した平行光を透明な被検物に照射し、その透
過光をCCDカメラ等の2次元センサで受光することに
より、被検物の複屈折を求めるようにしており、複屈折
の面計測を可能としている。
れば、拡大した平行光を透明な被検物に照射し、その透
過光をCCDカメラ等の2次元センサで受光することに
より、被検物の複屈折を求めるようにしており、複屈折
の面計測を可能としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】位相変調法、回転偏光
子法は、何れも、例えば細い平行ビームを被検物に照射
しフォトダイオードで受光する、という所謂“点計測”
であるため、被検物の全面を測定するには被検物や測定
装置を調整する必要があり、特にレンズを被検物とする
ような場合には、そのセッティングが困難である。
子法は、何れも、例えば細い平行ビームを被検物に照射
しフォトダイオードで受光する、という所謂“点計測”
であるため、被検物の全面を測定するには被検物や測定
装置を調整する必要があり、特にレンズを被検物とする
ような場合には、そのセッティングが困難である。
【0007】また、特開平4−58138号公報によれ
ば、“面計測”であるため、被検物等の調整は不要であ
るものの、2次元センサとして一般的なCCDカメラは
暗電流等のノイズを含むためにダイナミックレンジが低
いので、測定精度が低いという欠点がある。ダイナミッ
クレンジが広い2次元センサを用いればよいが、そのよ
うな2次元センサは高価である。
ば、“面計測”であるため、被検物等の調整は不要であ
るものの、2次元センサとして一般的なCCDカメラは
暗電流等のノイズを含むためにダイナミックレンジが低
いので、測定精度が低いという欠点がある。ダイナミッ
クレンジが広い2次元センサを用いればよいが、そのよ
うな2次元センサは高価である。
【0008】さらに、レーザプリンタ等で用いられる光
書込用レンズ(通常は、fθレンズ)においては、光書
込み時の実使用状態における複屈折のビームへの影響が
最も有効な情報となる。しかし、前述したような位相変
調法、回転検光子法では、レンズを透過する光の光路を
再現するように被検物或いは測定装置をセッティングす
るのが難しい。また、特開平4−58138号公報では
測定時と実使用時とでレンズを透過する光の光路が異な
るため、レンズの実使用状態での複屈折の影響を直接知
ることは困難である。
書込用レンズ(通常は、fθレンズ)においては、光書
込み時の実使用状態における複屈折のビームへの影響が
最も有効な情報となる。しかし、前述したような位相変
調法、回転検光子法では、レンズを透過する光の光路を
再現するように被検物或いは測定装置をセッティングす
るのが難しい。また、特開平4−58138号公報では
測定時と実使用時とでレンズを透過する光の光路が異な
るため、レンズの実使用状態での複屈折の影響を直接知
ることは困難である。
【0009】そこで、本発明は、高価な受光素子を用い
ることなく、被検物の全面にわたって高精度に複屈折を
測定できる複屈折測定装置及び複屈折測定方法を提供す
ることを目的とする。
ることなく、被検物の全面にわたって高精度に複屈折を
測定できる複屈折測定装置及び複屈折測定方法を提供す
ることを目的とする。
【0010】さらには、本発明は、光書込用レンズのよ
うな被検物の場合に、その実使用状態における複屈折の
ビームへの影響についても直接的に測定し得る複屈折測
定装置及び複屈折測定方法を提供することを目的とす
る。
うな被検物の場合に、その実使用状態における複屈折の
ビームへの影響についても直接的に測定し得る複屈折測
定装置及び複屈折測定方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の複
屈折測定装置は、所定の偏光状態で光を透明な被検物に
照射させる光源を含む照射光学系と、この照射光学系に
よる照射光の前記被検物上での照射位置を変化させる走
査手段と、前記被検物からの透過光の偏光状態を変化さ
せる偏光素子と、この偏光素子を前記透過光の進行方向
周りに回転させる回転手段と、この回転手段による前記
偏光素子の回転角度を検知する回転角検知手段と、前記
偏光素子を透過した光を受光する受光素子と、前記偏光
素子と前記受光素子とを一体としてその位置を前記被検
物からの透過光の位置に応じて移動調整する変位手段
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を備える。請求
項7記載の発明の複屈折測定方法は、所定位置に配設さ
れた透明な被検物に対して照射光学系による所定の偏光
状態の光を走査手段により前記被検物上での照射位置を
変化させながら照射し、前記被検物からの透過光の偏光
状態を変化させる偏光素子とこの偏光素子を透過した光
を受光する受光素子とを一体として変位手段により前記
被検物からの透過光の位置に応じて移動させ、前記偏光
素子を前記透過光の進行方向周りに回転させながらその
回転角度を検知し、検知された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。
屈折測定装置は、所定の偏光状態で光を透明な被検物に
照射させる光源を含む照射光学系と、この照射光学系に
よる照射光の前記被検物上での照射位置を変化させる走
査手段と、前記被検物からの透過光の偏光状態を変化さ
せる偏光素子と、この偏光素子を前記透過光の進行方向
周りに回転させる回転手段と、この回転手段による前記
偏光素子の回転角度を検知する回転角検知手段と、前記
偏光素子を透過した光を受光する受光素子と、前記偏光
素子と前記受光素子とを一体としてその位置を前記被検
物からの透過光の位置に応じて移動調整する変位手段
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を備える。請求
項7記載の発明の複屈折測定方法は、所定位置に配設さ
れた透明な被検物に対して照射光学系による所定の偏光
状態の光を走査手段により前記被検物上での照射位置を
変化させながら照射し、前記被検物からの透過光の偏光
状態を変化させる偏光素子とこの偏光素子を透過した光
を受光する受光素子とを一体として変位手段により前記
被検物からの透過光の位置に応じて移動させ、前記偏光
素子を前記透過光の進行方向周りに回転させながらその
回転角度を検知し、検知された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。
【0012】従って、基本的には、回転検光子法に準じ
て、透明な被検物を透過した透過光をその偏光状態を変
化させる偏光素子に入射させ、この偏光素子を回転させ
ながら受光素子で受光検出させることにより被検物の複
屈折を算出するが、被検物に照射する照射光の照射位置
を走査手段により変化させながら、その照射位置に応じ
て変位手段により偏光素子と受光素子とを一体で移動調
整することで、各位置で複屈折の算出を行なうので、被
検物の全面にわたる高精度な複屈折の測定が可能とな
る。
て、透明な被検物を透過した透過光をその偏光状態を変
化させる偏光素子に入射させ、この偏光素子を回転させ
ながら受光素子で受光検出させることにより被検物の複
屈折を算出するが、被検物に照射する照射光の照射位置
を走査手段により変化させながら、その照射位置に応じ
て変位手段により偏光素子と受光素子とを一体で移動調
整することで、各位置で複屈折の算出を行なうので、被
検物の全面にわたる高精度な複屈折の測定が可能とな
る。
【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の複
屈折測定装置において、被検物の位置を移動調整する被
検物変位手段を備える。従って、被検物に対する光の照
射位置を決める際に、被検物変位手段により被検物側を
移動調整することによっても可能となり、変位手段側の
構成の一部を簡易化し得る。
屈折測定装置において、被検物の位置を移動調整する被
検物変位手段を備える。従って、被検物に対する光の照
射位置を決める際に、被検物変位手段により被検物側を
移動調整することによっても可能となり、変位手段側の
構成の一部を簡易化し得る。
【0014】請求項3記載の発明の複屈折測定装置は、
所定の偏光状態で光を透明な被検物に照射させる光源を
含む照射光学系と、前記被検物に対して予め設定された
複数の測定点に応じて前記照射光学系による照射光の前
記被検物上での照射位置を変化させる走査手段と、前記
被検物の各測定点からの透過光の偏光状態を各々個別に
変化させる測定点数分の偏光素子と、これらの偏光素子
を前記透過光の進行方向周りに回転させる回転手段と、
この回転手段による前記各偏光素子の回転角度を検知す
る回転角検知手段と、前記各偏光素子と対をなし各々の
偏光素子を透過した光を受光する受光素子と、測定点毎
に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を備える。請求項
8記載の発明の複屈折測定方法は、所定位置に配設され
た透明な被検物に対して照射光学系による所定の偏光状
態の光を前記被検物に対して予め設定された複数の測定
点に応じて走査手段により前記被検物上での照射位置を
変化させながら照射し、前記被検物の各測定点からの透
過光の偏光状態を変化させる個々の偏光素子を前記偏光
素子を前記透過光の進行方向周りに回転させてその回転
角度を検知しながら、各偏光素子と対をなす受光素子で
受光させ、測定点毎に検知された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。
所定の偏光状態で光を透明な被検物に照射させる光源を
含む照射光学系と、前記被検物に対して予め設定された
複数の測定点に応じて前記照射光学系による照射光の前
記被検物上での照射位置を変化させる走査手段と、前記
被検物の各測定点からの透過光の偏光状態を各々個別に
変化させる測定点数分の偏光素子と、これらの偏光素子
を前記透過光の進行方向周りに回転させる回転手段と、
この回転手段による前記各偏光素子の回転角度を検知す
る回転角検知手段と、前記各偏光素子と対をなし各々の
偏光素子を透過した光を受光する受光素子と、測定点毎
に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を備える。請求項
8記載の発明の複屈折測定方法は、所定位置に配設され
た透明な被検物に対して照射光学系による所定の偏光状
態の光を前記被検物に対して予め設定された複数の測定
点に応じて走査手段により前記被検物上での照射位置を
変化させながら照射し、前記被検物の各測定点からの透
過光の偏光状態を変化させる個々の偏光素子を前記偏光
素子を前記透過光の進行方向周りに回転させてその回転
角度を検知しながら、各偏光素子と対をなす受光素子で
受光させ、測定点毎に検知された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。
【0015】従って、基本的には、回転検光子法に準じ
て、透明な被検物を透過した透過光をその偏光状態を変
化させる偏光素子に入射させ、この偏光素子を回転させ
ながら受光素子で受光検出させることにより被検物の複
屈折を算出するが、被検物に対して予め複数の測定点を
設定しておき、これらの測定点に応じて被検物に照射す
る照射光の照射位置を走査手段により変化させながら、
測定点毎に対応させて対で設けた偏光素子と受光素子と
で個々の測定点での透過光を受光検出することで、各測
定点で複屈折の算出を行なうので、被検物の全面にわた
る高精度な複屈折の測定が可能となる。また、偏光素子
や受光素子を位置調整する手段も不要となる。
て、透明な被検物を透過した透過光をその偏光状態を変
化させる偏光素子に入射させ、この偏光素子を回転させ
ながら受光素子で受光検出させることにより被検物の複
屈折を算出するが、被検物に対して予め複数の測定点を
設定しておき、これらの測定点に応じて被検物に照射す
る照射光の照射位置を走査手段により変化させながら、
測定点毎に対応させて対で設けた偏光素子と受光素子と
で個々の測定点での透過光を受光検出することで、各測
定点で複屈折の算出を行なうので、被検物の全面にわた
る高精度な複屈折の測定が可能となる。また、偏光素子
や受光素子を位置調整する手段も不要となる。
【0016】請求項4記載の発明は、請求項1記載の複
屈折測定装置において、被検物からの透過光を受光素子
に対して結像させる結像手段を備える。従って、被検物
を光書込用レンズとするような場合にその実際の光書込
系の構成と同様な構成の下に、被検物なる光書込用レン
ズの実使用時における複屈折をより正確に把握し得る。
屈折測定装置において、被検物からの透過光を受光素子
に対して結像させる結像手段を備える。従って、被検物
を光書込用レンズとするような場合にその実際の光書込
系の構成と同様な構成の下に、被検物なる光書込用レン
ズの実使用時における複屈折をより正確に把握し得る。
【0017】請求項5記載の発明は、請求項1記載の複
屈折測定装置において、偏光素子と受光素子とを一体と
して被検物からの透過光の進行方向に対する角度を可変
調整する角度調整手段を備える。請求項9記載の発明
は、請求項7記載の複屈折測定方法において、偏光素子
と受光素子とを一体として被検物からの透過光の位置に
応じて移動させる際、前記被検物からの透過光が前記偏
光素子に対してほぼ垂直に入射するようにこれらの偏光
素子と受光素子とを一体として角度調整手段により前記
被検物からの透過光の進行方向に対する角度を可変調整
する。
屈折測定装置において、偏光素子と受光素子とを一体と
して被検物からの透過光の進行方向に対する角度を可変
調整する角度調整手段を備える。請求項9記載の発明
は、請求項7記載の複屈折測定方法において、偏光素子
と受光素子とを一体として被検物からの透過光の位置に
応じて移動させる際、前記被検物からの透過光が前記偏
光素子に対してほぼ垂直に入射するようにこれらの偏光
素子と受光素子とを一体として角度調整手段により前記
被検物からの透過光の進行方向に対する角度を可変調整
する。
【0018】従って、偏光素子は入射光に対して角度依
存性があり、偏光素子の入射面に対してほぼ垂直に光が
入射しないと所定の偏光状態の変化を与えられないのに
対して、被検物を透過した透過光が偏光素子に垂直に入
射するとは限らないが、角度調整手段により被検物から
の透過光が偏光素子に対してほぼ垂直に入射するように
これらの偏光素子と受光素子とを一体として被検物から
の透過光の進行方向に対する角度を可変調整すること
で、最適な状態で測定を行なえる。
存性があり、偏光素子の入射面に対してほぼ垂直に光が
入射しないと所定の偏光状態の変化を与えられないのに
対して、被検物を透過した透過光が偏光素子に垂直に入
射するとは限らないが、角度調整手段により被検物から
の透過光が偏光素子に対してほぼ垂直に入射するように
これらの偏光素子と受光素子とを一体として被検物から
の透過光の進行方向に対する角度を可変調整すること
で、最適な状態で測定を行なえる。
【0019】請求項6記載の発明は、請求項4記載の複
屈折測定装置において、被検物からの透過光を偏光素子
側と他側とに分岐する分岐手段と、他側に分岐された透
過光に基づき前記透過光の結像スポット径を検知するス
ポット径検知手段とを備える。請求項10記載の発明
は、請求項7記載の複屈折測定方法において、結像手段
により受光素子に対して結像される被検物からの透過光
を分岐手段により偏光素子側と他側とに分岐し、他側に
分岐された透過光に基づき前記透過光の結像スポット径
を受光素子側による受光検出と同時に検出する。
屈折測定装置において、被検物からの透過光を偏光素子
側と他側とに分岐する分岐手段と、他側に分岐された透
過光に基づき前記透過光の結像スポット径を検知するス
ポット径検知手段とを備える。請求項10記載の発明
は、請求項7記載の複屈折測定方法において、結像手段
により受光素子に対して結像される被検物からの透過光
を分岐手段により偏光素子側と他側とに分岐し、他側に
分岐された透過光に基づき前記透過光の結像スポット径
を受光素子側による受光検出と同時に検出する。
【0020】従って、被検物を光書込用レンズとするよ
うな場合、複屈折の影響は結像面上でのビーム径が理想
値から外れる現象として現れることが多いが、このビー
ム径を複屈折と同一の状態で関連付けて同時に検出する
ので、ビーム径のずれを絶対的な精密さで予想できる。
うな場合、複屈折の影響は結像面上でのビーム径が理想
値から外れる現象として現れることが多いが、このビー
ム径を複屈折と同一の状態で関連付けて同時に検出する
ので、ビーム径のずれを絶対的な精密さで予想できる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
及び図2に基づいて説明する。本実施の形態では、光デ
ィスク基板等の透明な平板を被検物1とする。まず、所
定の偏光状態で光を前記被検物1に照射させる照射光学
系2が設けられている。この照射光学系2は光源である
半導体レーザ3と、光量調整用のNDフィルタ4と、前
記半導体レーザ3からの光を直線偏光に変換する偏光子
5と、この偏光子5による直線偏光を円偏光に変換する
λ/4板6と、偏向用のミラー7とにより構成されてい
る。また、この照射光学系2による照射光の前記被検物
1上での照射位置を走査による変化させる走査手段8が
設けられている。この走査手段8は前記ミラー7からの
光を更に偏向させるミラー9と、このミラー9を矢印方
向に回転させて紙面に平行な方向への光ビームの走査を
可能とする回転ステージ10と、紙面に垂直な方向への
光ビームの走査を可能とするためのミラー9のホルダ用
のあおり機構(図示せず)とにより構成されている。
及び図2に基づいて説明する。本実施の形態では、光デ
ィスク基板等の透明な平板を被検物1とする。まず、所
定の偏光状態で光を前記被検物1に照射させる照射光学
系2が設けられている。この照射光学系2は光源である
半導体レーザ3と、光量調整用のNDフィルタ4と、前
記半導体レーザ3からの光を直線偏光に変換する偏光子
5と、この偏光子5による直線偏光を円偏光に変換する
λ/4板6と、偏向用のミラー7とにより構成されてい
る。また、この照射光学系2による照射光の前記被検物
1上での照射位置を走査による変化させる走査手段8が
設けられている。この走査手段8は前記ミラー7からの
光を更に偏向させるミラー9と、このミラー9を矢印方
向に回転させて紙面に平行な方向への光ビームの走査を
可能とする回転ステージ10と、紙面に垂直な方向への
光ビームの走査を可能とするためのミラー9のホルダ用
のあおり機構(図示せず)とにより構成されている。
【0022】さらに、前記ミラー9と前記被検物1との
間にはこの被検物1に照射する照射光をコリメートする
ためのレンズ11が設けられている。前記被検物1の透
過出射側にはλ/4板12と検光子13とによる偏光素
子14が設けられ、さらに、この偏光素子14を透過し
た光を受光する受光素子としてフォトダイオード15が
設けられている。前記λ/4板12は前記被検物1の複
屈折に基づき楕円偏光化した透過光を直線偏光に近い楕
円偏光に変換する。ここに、前記レンズ11による照射
光(透過光)の折り曲げは、光ビームがλ/4板12及
び検光子13の入射面及びフォトダイオード15の受光
面に対してほぼ垂直に入射するように行なわれる。ま
た、このレンズ11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る。
間にはこの被検物1に照射する照射光をコリメートする
ためのレンズ11が設けられている。前記被検物1の透
過出射側にはλ/4板12と検光子13とによる偏光素
子14が設けられ、さらに、この偏光素子14を透過し
た光を受光する受光素子としてフォトダイオード15が
設けられている。前記λ/4板12は前記被検物1の複
屈折に基づき楕円偏光化した透過光を直線偏光に近い楕
円偏光に変換する。ここに、前記レンズ11による照射
光(透過光)の折り曲げは、光ビームがλ/4板12及
び検光子13の入射面及びフォトダイオード15の受光
面に対してほぼ垂直に入射するように行なわれる。ま
た、このレンズ11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る。
【0023】ここで、前記偏光素子14(λ/4板1
2、検光子13)と前記フォトダイオード15とは受光
ユニットとしてベース16により一体化されている。前
記検光子13に対してはほぼ光の進行方向周りに回転さ
せるステッピングモータ17及びギヤ系18が回転手段
19として設けられている。このステッピングモータ1
7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、前記ステッピングモータ17のパルス数を計数
することにより前記検光子13の回転角度の検知が可能
とされている(実際には、後述するパソコン中でのパル
ス数の計数動作に基づき検光子13の回転角度が検知さ
れる…回転角検知手段)。前記ベース16はこのベース
16を矢印方向に移動させる移動ステージ20と前記ベ
ース16を高さ方向(紙面表裏方向)に移動させる移動
ステージ(図示せず)とに搭載されることにより、紙面
に垂直な平面内で2次元的に位置移動自在とされてい
る。これられの移動ステージ20により変位手段21が
構成されており、被検物1からの透過光の位置に応じて
ベース16の位置(λ/4板12等の位置)を調整し得
る構造とされている。
2、検光子13)と前記フォトダイオード15とは受光
ユニットとしてベース16により一体化されている。前
記検光子13に対してはほぼ光の進行方向周りに回転さ
せるステッピングモータ17及びギヤ系18が回転手段
19として設けられている。このステッピングモータ1
7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、前記ステッピングモータ17のパルス数を計数
することにより前記検光子13の回転角度の検知が可能
とされている(実際には、後述するパソコン中でのパル
ス数の計数動作に基づき検光子13の回転角度が検知さ
れる…回転角検知手段)。前記ベース16はこのベース
16を矢印方向に移動させる移動ステージ20と前記ベ
ース16を高さ方向(紙面表裏方向)に移動させる移動
ステージ(図示せず)とに搭載されることにより、紙面
に垂直な平面内で2次元的に位置移動自在とされてい
る。これられの移動ステージ20により変位手段21が
構成されており、被検物1からの透過光の位置に応じて
ベース16の位置(λ/4板12等の位置)を調整し得
る構造とされている。
【0024】22は前記フォトダイオード15により受
光検出される受光出力(アナログ値)をデジタル信号に
変換するA/D変換器であり、その変換出力はパソコン
23に取り込まれる。このパソコン23中に含まれるC
PU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が実行される。
光検出される受光出力(アナログ値)をデジタル信号に
変換するA/D変換器であり、その変換出力はパソコン
23に取り込まれる。このパソコン23中に含まれるC
PU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が実行される。
【0025】このような構成において、本実施の形態の
場合の被検物1の複屈折を測定する処理について説明す
る。まず、被検物1を所定の位置にセットし、回転ステ
ージ10とミラーホルダのあおり機構とを調整すること
でミラー9から被検物1に対する照射光の照射位置(入
射位置)を決定する。その状態で、照射光学系2、ミラ
ー9及びレンズ11を経て被検物1を透過した透過光を
フォトダイオード15が受光し得るように移動ステージ
20等によりベース16の位置を調整する。このように
して、ミラー9による被検物1への光の照射位置とベー
ス16の位置とが決定されたら、今度は、ステッピング
モータ17を回転駆動させて、検光子13の回転角度を
検知しながら、180/n度(n:測定点の数)の回転
角度毎にフォトダイオード15の受光出力をサンプリン
グし、A/D変換器22でデジタル信号に変換した後、
サンプリングしたときの回転角度のデータとともにパソ
コン23に取り込む。パソコン23では、取り込まれた
データを以下の手順で演算処理することで、被検物1の
複屈折を算出する。
場合の被検物1の複屈折を測定する処理について説明す
る。まず、被検物1を所定の位置にセットし、回転ステ
ージ10とミラーホルダのあおり機構とを調整すること
でミラー9から被検物1に対する照射光の照射位置(入
射位置)を決定する。その状態で、照射光学系2、ミラ
ー9及びレンズ11を経て被検物1を透過した透過光を
フォトダイオード15が受光し得るように移動ステージ
20等によりベース16の位置を調整する。このように
して、ミラー9による被検物1への光の照射位置とベー
ス16の位置とが決定されたら、今度は、ステッピング
モータ17を回転駆動させて、検光子13の回転角度を
検知しながら、180/n度(n:測定点の数)の回転
角度毎にフォトダイオード15の受光出力をサンプリン
グし、A/D変換器22でデジタル信号に変換した後、
サンプリングしたときの回転角度のデータとともにパソ
コン23に取り込む。パソコン23では、取り込まれた
データを以下の手順で演算処理することで、被検物1の
複屈折を算出する。
【0026】いま、図1に示す測定装置における光学系
での偏光状態の変化の様子をミューラマトリックスを用
いて表すものとする。被検物1に入射する円偏光のミュ
ーラマトリックスをL、被検物1のミューラマトリック
スをT、λ/4板12のミューラマトリックスをQ、検
光子13のミューラマトリックスをAとすると、ストー
クスパラメータSは(1)式で表される。
での偏光状態の変化の様子をミューラマトリックスを用
いて表すものとする。被検物1に入射する円偏光のミュ
ーラマトリックスをL、被検物1のミューラマトリック
スをT、λ/4板12のミューラマトリックスをQ、検
光子13のミューラマトリックスをAとすると、ストー
クスパラメータSは(1)式で表される。
【0027】
【数1】
【0028】(1)式の場合、被検物1に入射する円偏
光は左楕円偏光であり、また、λ/4板12の光学軸方
位は紙面と水平な方向に対して0度(方位0度)に設定
したときのものである。(1)式より、フォトダイオー
ド15に得られる光強度Iは(2)式のようになる。
光は左楕円偏光であり、また、λ/4板12の光学軸方
位は紙面と水平な方向に対して0度(方位0度)に設定
したときのものである。(1)式より、フォトダイオー
ド15に得られる光強度Iは(2)式のようになる。
【0029】
【数2】
【0030】(1)(2)式において、θは検光子13
の方位、δは被検物1の複屈折位相差、φは被検物1の
方位である。検光子13をステッピングモータ17によ
り回転させると、これらの式中のθが変化し、フォトダ
イオード15で得られる光強度Iが変化する。図2に検
光子13の回転に伴う光強度Iの変化の様子を示す。但
し、縦軸の光強度Iの値は最大値を1、最小値を0で正
規化しある。
の方位、δは被検物1の複屈折位相差、φは被検物1の
方位である。検光子13をステッピングモータ17によ
り回転させると、これらの式中のθが変化し、フォトダ
イオード15で得られる光強度Iが変化する。図2に検
光子13の回転に伴う光強度Iの変化の様子を示す。但
し、縦軸の光強度Iの値は最大値を1、最小値を0で正
規化しある。
【0031】(2)式におけるcos 成分をα、sin 成分
をβとし、検光子13の角度読取りの解像力をRとする
と、(3)式の関係が成立し、(4)(5)式を用いる
ことにより、目的とする被検物1の複屈折位相差δ、主
軸の方位φを各々求めることができる。
をβとし、検光子13の角度読取りの解像力をRとする
と、(3)式の関係が成立し、(4)(5)式を用いる
ことにより、目的とする被検物1の複屈折位相差δ、主
軸の方位φを各々求めることができる。
【0032】
【数3】
【0033】なお、本実施の形態では、被検物1への光
の照射位置を決めるために、ミラー9のホルダに対する
あおり機構を用いたが、このようなあおり機構を用いず
に被検物1をその高さ方向に移動させ得る移動ステージ
を被検物変位手段として設け、被検物1自体を高さ方向
に移動させることでこの被検物1に対する照射位置を変
えるようにしてもよい。従って、この場合には被検物1
からの透過光の位置に合わせるベース16の位置調整の
うちで、高さ方向の調整は不要となる(移動ステージ2
0のみでよい)。
の照射位置を決めるために、ミラー9のホルダに対する
あおり機構を用いたが、このようなあおり機構を用いず
に被検物1をその高さ方向に移動させ得る移動ステージ
を被検物変位手段として設け、被検物1自体を高さ方向
に移動させることでこの被検物1に対する照射位置を変
えるようにしてもよい。従って、この場合には被検物1
からの透過光の位置に合わせるベース16の位置調整の
うちで、高さ方向の調整は不要となる(移動ステージ2
0のみでよい)。
【0034】また、本実施の形態では、1組の偏光素子
14とフォトダイオード15とを受光ユニットとして設
けただけであるので、変位手段21により移動させるよ
うに構成したが、被検物1に対する複数の光の照射位置
(測定点)を予め設定しておき、その測定点の数だけ受
光ユニットを設けて対応する透過光の位置に配設させる
ことにより、被検物1からの透過光の位置に合わせたベ
ース16の位置調整を不要にしてもよい。この場合、各
々の受光ユニットのフォトダイオードから測定点毎に得
られる受光出力をA/D変換器22のチャンネルに割り
振って、チャンネルを変えながら出力をパソコン23に
取り込むようにしてもよい。
14とフォトダイオード15とを受光ユニットとして設
けただけであるので、変位手段21により移動させるよ
うに構成したが、被検物1に対する複数の光の照射位置
(測定点)を予め設定しておき、その測定点の数だけ受
光ユニットを設けて対応する透過光の位置に配設させる
ことにより、被検物1からの透過光の位置に合わせたベ
ース16の位置調整を不要にしてもよい。この場合、各
々の受光ユニットのフォトダイオードから測定点毎に得
られる受光出力をA/D変換器22のチャンネルに割り
振って、チャンネルを変えながら出力をパソコン23に
取り込むようにしてもよい。
【0035】即ち、基本的には、被検物1を透過した透
過光をその偏光状態を変化させる偏光素子14に入射さ
せ、この偏光素子14を回転させながらフォトダイオー
ド15で受光検出させることにより被検物1の複屈折を
算出するが、被検物1に対して予め複数の測定点を設定
しておき、これらの測定点に応じて被検物1に照射する
照射光の照射位置を走査手段8により変化させながら、
測定点毎に対応させて対で設けた偏光素子14とフォト
ダイオード15とで個々の測定点での透過光を受光検出
することで、各測定点で複屈折の算出を行なうものであ
る。
過光をその偏光状態を変化させる偏光素子14に入射さ
せ、この偏光素子14を回転させながらフォトダイオー
ド15で受光検出させることにより被検物1の複屈折を
算出するが、被検物1に対して予め複数の測定点を設定
しておき、これらの測定点に応じて被検物1に照射する
照射光の照射位置を走査手段8により変化させながら、
測定点毎に対応させて対で設けた偏光素子14とフォト
ダイオード15とで個々の測定点での透過光を受光検出
することで、各測定点で複屈折の算出を行なうものであ
る。
【0036】本発明の第二の実施の形態を図3に基づい
て説明する。前記実施の形態で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて示し、説明も省略する(以下の実施の
形態でも同様とする)。本実施の形態では、レーザプリ
ンタ等における光書込用レンズを被検物31とする例で
ある。本実施の形態では、被検物31に照射する光をコ
リメートするためのレンズ11が不要とされている。ま
た、図3ではフォトダイオード15の受光面上に透過光
を結像させる(受光面上でのビーム直径が最小になるよ
うにする)手段が、被検物31のみとなっているが、実
際には、例えば“面倒れ補正に用いる”といった現実の
光書込系における被検物31の用途に合わせて、光書込
系の光学系構成と同様な構成とすれば、被検物31の実
使用時における複屈折をより正確に把握することができ
る。この場合、被検物31以外の光学系要素には、その
複屈折が十分に小さいものを用いる必要がある。
て説明する。前記実施の形態で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて示し、説明も省略する(以下の実施の
形態でも同様とする)。本実施の形態では、レーザプリ
ンタ等における光書込用レンズを被検物31とする例で
ある。本実施の形態では、被検物31に照射する光をコ
リメートするためのレンズ11が不要とされている。ま
た、図3ではフォトダイオード15の受光面上に透過光
を結像させる(受光面上でのビーム直径が最小になるよ
うにする)手段が、被検物31のみとなっているが、実
際には、例えば“面倒れ補正に用いる”といった現実の
光書込系における被検物31の用途に合わせて、光書込
系の光学系構成と同様な構成とすれば、被検物31の実
使用時における複屈折をより正確に把握することができ
る。この場合、被検物31以外の光学系要素には、その
複屈折が十分に小さいものを用いる必要がある。
【0037】また、本実施の形態では、被検物31に照
射する光の走査を、回転ステージ10にミラー9を搭載
して行なうようにしているが、光書込系での使用状態に
合わせてポリゴンミラーを用いて被検物31に対する照
射位置を変える(走査)ようにしてもよい。もっとも、
光強度の検出時にはポリゴンミラーの回転を停止させて
固定させる必要がある。
射する光の走査を、回転ステージ10にミラー9を搭載
して行なうようにしているが、光書込系での使用状態に
合わせてポリゴンミラーを用いて被検物31に対する照
射位置を変える(走査)ようにしてもよい。もっとも、
光強度の検出時にはポリゴンミラーの回転を停止させて
固定させる必要がある。
【0038】本発明の第三の実施の形態を図4に基づい
て説明する。本実施の形態では、ベース16が角度調整
手段となる回転ステージ32に搭載されて設けられてい
る。また、移動ステージ20にはこの移動ステージ20
の移動方向に対するベース16の現在位置(実使用時で
の像高に相当する)を計測するためのリニアスケール3
3が設けられている。
て説明する。本実施の形態では、ベース16が角度調整
手段となる回転ステージ32に搭載されて設けられてい
る。また、移動ステージ20にはこの移動ステージ20
の移動方向に対するベース16の現在位置(実使用時で
の像高に相当する)を計測するためのリニアスケール3
3が設けられている。
【0039】前述した図3に示した構成の場合、フォト
ダイオード15の受光面の位置に、実使用時に例えば感
光面がくることになるが、実際の光書込系においては、
被検物31(光書込用レンズ)を透過した光が感光面に
対して垂直に入射するとは限らない。一方、受光ユニッ
トにおけるλ/4板12、検光子13は入射光に対して
角度依存性があり、これらのλ/4板12、検光子13
に対してほぼ垂直に光が入射しないと所定の偏光状態の
変化を与えることはできない。そこで、本実施の形態で
は、被検物31を透過した光が感光面に対して垂直に入
射しない条件下では、透過光に対して偏光素子14の入
射面がほぼ垂直となるように回転ステージ32により角
度調整するように構成したものである。角度の調整は、
リニアスケール33により、移動ステージ20の移動方
向に対するベース16の現在位置を求め、像面距離等の
光学仕様から偏光素子14への透過光の入射角度を計算
できるので、それに合わせて回転ステージ32による回
転角度を調整すればよい。
ダイオード15の受光面の位置に、実使用時に例えば感
光面がくることになるが、実際の光書込系においては、
被検物31(光書込用レンズ)を透過した光が感光面に
対して垂直に入射するとは限らない。一方、受光ユニッ
トにおけるλ/4板12、検光子13は入射光に対して
角度依存性があり、これらのλ/4板12、検光子13
に対してほぼ垂直に光が入射しないと所定の偏光状態の
変化を与えることはできない。そこで、本実施の形態で
は、被検物31を透過した光が感光面に対して垂直に入
射しない条件下では、透過光に対して偏光素子14の入
射面がほぼ垂直となるように回転ステージ32により角
度調整するように構成したものである。角度の調整は、
リニアスケール33により、移動ステージ20の移動方
向に対するベース16の現在位置を求め、像面距離等の
光学仕様から偏光素子14への透過光の入射角度を計算
できるので、それに合わせて回転ステージ32による回
転角度を調整すればよい。
【0040】本発明の第四の実施の形態を図5ないし図
7に基づいて説明する。前記第二或いは三の実施の形態
のようにプラスチックス製の光書込用レンズを被検物3
1とする例において、光書込系におけるプラスチックス
製の光書込用レンズの複屈折の影響は、感光体上でのビ
ーム径が理想値から外れるものとして現れることが多
い。この点、前述した実施の形態に基づき測定した被検
物31の複屈折から、ビーム径のずれを予想すること
は、必ずしも絶対的な精密さでできるとは限らない。従
って、ビーム径と複屈折とを同一の状態で関連付けて測
定できることが望ましい。
7に基づいて説明する。前記第二或いは三の実施の形態
のようにプラスチックス製の光書込用レンズを被検物3
1とする例において、光書込系におけるプラスチックス
製の光書込用レンズの複屈折の影響は、感光体上でのビ
ーム径が理想値から外れるものとして現れることが多
い。この点、前述した実施の形態に基づき測定した被検
物31の複屈折から、ビーム径のずれを予想すること
は、必ずしも絶対的な精密さでできるとは限らない。従
って、ビーム径と複屈折とを同一の状態で関連付けて測
定できることが望ましい。
【0041】このような観点から、本実施の形態では、
ベース16上の受光ユニット部分において、まず、被検
物31からの透過光を偏光素子14側と他側とに分岐さ
せる分岐手段として無偏光ビームスプリッタ34が設け
られている。この無偏光ビームスプリッタ34を透過し
た透過光はλ/4板12、検光子13を経てフォトダイ
オード15に結像されることにより前述した如く、複屈
折の測定に供される。一方、無偏光ビームスプリッタ3
4により反射された他側の光は、ミラー35を経てスポ
ット径検知手段36に導かれる。このスポット径検知手
段36は、焦点板37、顕微鏡対物レンズ38、フィー
ルドレンズ39及びCCDカメラ40により構成されて
いる。無偏光ビームスプリッタ34により反射されミラ
ー35により折り返された光は、焦点板37の位置で結
像される。焦点板37の位置で結像されたビームスポッ
ト像41(図7参照)を顕微鏡対物レンズ38及びフィ
ールドレンズ39による拡大光学系により拡大し、CC
Dカメラ40で撮像する。この場合、焦点板37は、光
書込系の設計上で、ほぼビームウエストが得られる位置
でなければならない。CCDカメラ40で撮像されたC
CD画像はフレームグラバーボード(図示せず)を介し
てパソコン23中のメモリに転送され、ビームスポット
像41の直径を求める処理に供される。
ベース16上の受光ユニット部分において、まず、被検
物31からの透過光を偏光素子14側と他側とに分岐さ
せる分岐手段として無偏光ビームスプリッタ34が設け
られている。この無偏光ビームスプリッタ34を透過し
た透過光はλ/4板12、検光子13を経てフォトダイ
オード15に結像されることにより前述した如く、複屈
折の測定に供される。一方、無偏光ビームスプリッタ3
4により反射された他側の光は、ミラー35を経てスポ
ット径検知手段36に導かれる。このスポット径検知手
段36は、焦点板37、顕微鏡対物レンズ38、フィー
ルドレンズ39及びCCDカメラ40により構成されて
いる。無偏光ビームスプリッタ34により反射されミラ
ー35により折り返された光は、焦点板37の位置で結
像される。焦点板37の位置で結像されたビームスポッ
ト像41(図7参照)を顕微鏡対物レンズ38及びフィ
ールドレンズ39による拡大光学系により拡大し、CC
Dカメラ40で撮像する。この場合、焦点板37は、光
書込系の設計上で、ほぼビームウエストが得られる位置
でなければならない。CCDカメラ40で撮像されたC
CD画像はフレームグラバーボード(図示せず)を介し
てパソコン23中のメモリに転送され、ビームスポット
像41の直径を求める処理に供される。
【0042】次に、CCDカメラ40で撮像されたスポ
ット像41の直径を求める処理について説明する。ま
ず、被検物31の複屈折がほぼ0である場合に得られる
スポット像41の直径が理想値となるように、スポット
像41の2値化のための閾値を決定する。スポット像4
1の直径の求め方は、図6のフローチャートに示すよう
に、仮の閾値を用いて2値化した後、スポット像41の
重心位置G(図7参照)を検出する。次いで、スポット
像41の重心位置Gからスポット像41の端部Eまでの
距離D(スポット像41の半径)を検出する。この場
合、重心位置Gから端部Eに向けて幾つかの方向で距離
Dを求めた後、それらの値の平均をとることにより、よ
り検出精度が向上する。距離Dを求めるには、まず、C
CDカメラ40の画素数の単位で距離を求め、その値に
画素サイズを乗じて、拡大光学系(顕微鏡対物レンズ3
8及びフィールドレンズ39)の倍率で除すことで、長
さの単位に変換すればよい。この後、スポット像41の
直径(距離Dの2倍)が、被検物31の複屈折0である
ときに得られる理想のスポット径とほぼ等しくなるよう
に、仮の閾値を徐々に変えながら最適な閾値を決定す
る。一旦、最適な閾値が決定されれば、後は同じ閾値を
用いることでスポット像41の直径を求めることができ
る。なお、このようなスポット径は、一般的なスリット
スキャニング方式等によって求めるようにしてもよく、
この場合には、CCDカメラ40を用いる必要はない。
ット像41の直径を求める処理について説明する。ま
ず、被検物31の複屈折がほぼ0である場合に得られる
スポット像41の直径が理想値となるように、スポット
像41の2値化のための閾値を決定する。スポット像4
1の直径の求め方は、図6のフローチャートに示すよう
に、仮の閾値を用いて2値化した後、スポット像41の
重心位置G(図7参照)を検出する。次いで、スポット
像41の重心位置Gからスポット像41の端部Eまでの
距離D(スポット像41の半径)を検出する。この場
合、重心位置Gから端部Eに向けて幾つかの方向で距離
Dを求めた後、それらの値の平均をとることにより、よ
り検出精度が向上する。距離Dを求めるには、まず、C
CDカメラ40の画素数の単位で距離を求め、その値に
画素サイズを乗じて、拡大光学系(顕微鏡対物レンズ3
8及びフィールドレンズ39)の倍率で除すことで、長
さの単位に変換すればよい。この後、スポット像41の
直径(距離Dの2倍)が、被検物31の複屈折0である
ときに得られる理想のスポット径とほぼ等しくなるよう
に、仮の閾値を徐々に変えながら最適な閾値を決定す
る。一旦、最適な閾値が決定されれば、後は同じ閾値を
用いることでスポット像41の直径を求めることができ
る。なお、このようなスポット径は、一般的なスリット
スキャニング方式等によって求めるようにしてもよく、
この場合には、CCDカメラ40を用いる必要はない。
【0043】
【発明の効果】請求項1記載の発明の複屈折測定装置及
び請求項7記載の発明の複屈折測定方法によれば、基本
的には、回転検光子法に準じて、透明な被検物を透過し
た透過光をその偏光状態を変化させる偏光素子に入射さ
せ、この偏光素子を回転させながら受光素子で受光検出
させることにより被検物の複屈折を算出するが、被検物
に照射する照射光の照射位置を走査手段により変化させ
ながら、その照射位置に応じて変位手段により偏光素子
と受光素子とを一体で移動調整することで、各位置で複
屈折の算出を行なうようにしたので、被検物の全面にわ
たる複屈折の測定を安価にして高精度に行なうことがで
きる。
び請求項7記載の発明の複屈折測定方法によれば、基本
的には、回転検光子法に準じて、透明な被検物を透過し
た透過光をその偏光状態を変化させる偏光素子に入射さ
せ、この偏光素子を回転させながら受光素子で受光検出
させることにより被検物の複屈折を算出するが、被検物
に照射する照射光の照射位置を走査手段により変化させ
ながら、その照射位置に応じて変位手段により偏光素子
と受光素子とを一体で移動調整することで、各位置で複
屈折の算出を行なうようにしたので、被検物の全面にわ
たる複屈折の測定を安価にして高精度に行なうことがで
きる。
【0044】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の複屈折測定装置において、被検物の位置を移動調整
する被検物変位手段を備えるので、変位手段側の構成の
一部を簡易化することができる。
載の複屈折測定装置において、被検物の位置を移動調整
する被検物変位手段を備えるので、変位手段側の構成の
一部を簡易化することができる。
【0045】請求項3記載の発明の複屈折測定装置及び
請求項8記載の発明の複屈折測定方法によれば、基本的
には、回転検光子法に準じて、透明な被検物を透過した
透過光をその偏光状態を変化させる偏光素子に入射さ
せ、この偏光素子を回転させながら受光素子で受光検出
させることにより被検物の複屈折を算出するが、被検物
に対して予め複数の測定点を設定しておき、これらの測
定点に応じて被検物に照射する照射光の照射位置を走査
手段により変化させながら、測定点毎に対応させて対で
設けた偏光素子と受光素子とで個々の測定点での透過光
を受光検出することで、各測定点で複屈折の算出を行な
うようにしたので、被検物の全面にわたる複屈折の測定
を安価にして高精度に行なうことができ、また、偏光素
子や受光素子を位置調整する手段も不要にすることがで
きる。
請求項8記載の発明の複屈折測定方法によれば、基本的
には、回転検光子法に準じて、透明な被検物を透過した
透過光をその偏光状態を変化させる偏光素子に入射さ
せ、この偏光素子を回転させながら受光素子で受光検出
させることにより被検物の複屈折を算出するが、被検物
に対して予め複数の測定点を設定しておき、これらの測
定点に応じて被検物に照射する照射光の照射位置を走査
手段により変化させながら、測定点毎に対応させて対で
設けた偏光素子と受光素子とで個々の測定点での透過光
を受光検出することで、各測定点で複屈折の算出を行な
うようにしたので、被検物の全面にわたる複屈折の測定
を安価にして高精度に行なうことができ、また、偏光素
子や受光素子を位置調整する手段も不要にすることがで
きる。
【0046】請求項4記載の発明によれば、請求項1記
載の複屈折測定装置において、被検物からの透過光を受
光素子に対して結像させる結像手段を備えるので、被検
物を光書込用レンズとするような場合にその実際の光書
込系の構成と同様な構成の下に、被検物なる光書込用レ
ンズの実使用時における複屈折をより正確に把握するこ
とができる。
載の複屈折測定装置において、被検物からの透過光を受
光素子に対して結像させる結像手段を備えるので、被検
物を光書込用レンズとするような場合にその実際の光書
込系の構成と同様な構成の下に、被検物なる光書込用レ
ンズの実使用時における複屈折をより正確に把握するこ
とができる。
【0047】請求項5記載の発明の複屈折測定装置及び
請求項9記載の発明の複屈折測定方法によれば、偏光素
子は入射光に対して角度依存性があり、偏光素子の入射
面に対してほぼ垂直に光が入射しないと所定の偏光状態
の変化を与えられないのに対して、被検物を透過した透
過光が偏光素子に垂直に入射するとは限らないが、角度
調整手段により被検物からの透過光が偏光素子に対して
ほぼ垂直に入射するようにこれらの偏光素子と受光素子
とを一体として被検物からの透過光の進行方向に対する
角度を可変調整できるようにしたので、最適な状態で測
定を行わせることができる。
請求項9記載の発明の複屈折測定方法によれば、偏光素
子は入射光に対して角度依存性があり、偏光素子の入射
面に対してほぼ垂直に光が入射しないと所定の偏光状態
の変化を与えられないのに対して、被検物を透過した透
過光が偏光素子に垂直に入射するとは限らないが、角度
調整手段により被検物からの透過光が偏光素子に対して
ほぼ垂直に入射するようにこれらの偏光素子と受光素子
とを一体として被検物からの透過光の進行方向に対する
角度を可変調整できるようにしたので、最適な状態で測
定を行わせることができる。
【0048】請求項6記載の発明の複屈折測定装置及び
請求項10記載の発明の複屈折測定方法によれば、被検
物を光書込用レンズとするような場合、複屈折の影響は
結像面上でのビーム径が理想値から外れる現象として現
れることが多いが、このビーム径を複屈折と同一の状態
で関連付けて同時に検出するようにしたので、ビーム径
のずれを絶対的な精密さで予想することができる。
請求項10記載の発明の複屈折測定方法によれば、被検
物を光書込用レンズとするような場合、複屈折の影響は
結像面上でのビーム径が理想値から外れる現象として現
れることが多いが、このビーム径を複屈折と同一の状態
で関連付けて同時に検出するようにしたので、ビーム径
のずれを絶対的な精密さで予想することができる。
【図1】本発明の第一の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図2】検光子の回転角度‐光強度特性を示す特性図で
ある。
ある。
【図3】本発明の第二の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図4】本発明の第三の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図5】本発明の第四の実施の形態を示す受光ユニット
部分の構成図である。
部分の構成図である。
【図6】スポット像の直径を求めるための閾値を決定す
る処理を示すフローチャートである。
る処理を示すフローチャートである。
【図7】CCDカメラ上のスポット像を示す説明図であ
る。
る。
1 被検物 2 照射光学系 8 走査手段 14 偏光素子 15 受光素子 19 回転手段 21 変位手段 31 被検物 32 角度調整手段 34 分岐手段 36 スポット径検知手段
Claims (10)
- 【請求項1】 所定の偏光状態で光を透明な被検物に照
射させる光源を含む照射光学系と、 この照射光学系による照射光の前記被検物上での照射位
置を変化させる走査手段と、 前記被検物からの透過光の偏光状態を変化させる偏光素
子と、 この偏光素子を前記透過光の進行方向周りに回転させる
回転手段と、 この回転手段による前記偏光素子の回転角度を検知する
回転角検知手段と、 前記偏光素子を透過した光を受光する受光素子と、 前記偏光素子と前記受光素子とを一体としてその位置を
前記被検物からの透過光の位置に応じて移動調整する変
位手段と、 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、を備えることを特
徴とする複屈折測定装置。 - 【請求項2】 被検物の位置を移動調整する被検物変位
手段を備えることを特徴とする請求項1記載の複屈折測
定装置。 - 【請求項3】 所定の偏光状態で光を透明な被検物に照
射させる光源を含む照射光学系と、 前記被検物に対して予め設定された複数の測定点に応じ
て前記照射光学系による照射光の前記被検物上での照射
位置を変化させる走査手段と、 前記被検物の各測定点からの透過光の偏光状態を各々個
別に変化させる測定点数分の偏光素子と、 これらの偏光素子を前記透過光の進行方向周りに回転さ
せる回転手段と、 この回転手段による前記各偏光素子の回転角度を検知す
る回転角検知手段と、 前記各偏光素子と対をなし各々の偏光素子を透過した光
を受光する受光素子と、 測定点毎に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、を備え
ることを特徴とする複屈折測定装置。 - 【請求項4】 被検物からの透過光を受光素子に対して
結像させる結像手段を備えることを特徴とする請求項1
記載の複屈折測定装置。 - 【請求項5】 偏光素子と受光素子とを一体として被検
物からの透過光の進行方向に対する角度を可変調整する
角度調整手段を備えることを特徴とする請求項1記載の
複屈折測定装置。 - 【請求項6】 被検物からの透過光を偏光素子側と他側
とに分岐する分岐手段と、他側に分岐された透過光に基
づき前記透過光の結像スポット径を検知するスポット径
検知手段とを備えることを特徴とする請求項4記載の複
屈折測定装置。 - 【請求項7】 所定位置に配設された透明な被検物に対
して照射光学系による所定の偏光状態の光を走査手段に
より前記被検物上での照射位置を変化させながら照射
し、前記被検物からの透過光の偏光状態を変化させる偏
光素子とこの偏光素子を透過した光を受光する受光素子
とを一体として変位手段により前記被検物からの透過光
の位置に応じて移動させ、前記偏光素子を前記透過光の
進行方向周りに回転させながらその回転角度を検知し、
検知された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
折を算出することを特徴とする複屈折測定方法。 - 【請求項8】 所定位置に配設された透明な被検物に対
して照射光学系による所定の偏光状態の光を前記被検物
に対して予め設定された複数の測定点に応じて走査手段
により前記被検物上での照射位置を変化させながら照射
し、前記被検物の各測定点からの透過光の偏光状態を変
化させる個々の偏光素子を前記偏光素子を前記透過光の
進行方向周りに回転させてその回転角度を検知しなが
ら、各偏光素子と対をなす受光素子で受光させ、測定点
毎に検知された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
複屈折を算出することを特徴とする複屈折測定方法。 - 【請求項9】 偏光素子と受光素子とを一体として被検
物からの透過光の位置に応じて移動させる際、前記被検
物からの透過光が前記偏光素子に対してほぼ垂直に入射
するようにこれらの偏光素子と受光素子とを一体として
角度調整手段により前記被検物からの透過光の進行方向
に対する角度を可変調整することを特徴とする請求項7
記載の複屈折測定方法。 - 【請求項10】 結像手段により受光素子に対して結像
される被検物からの透過光を分岐手段により偏光素子側
と他側とに分岐し、他側に分岐された透過光に基づき前
記透過光の結像スポット径を受光素子側による受光検出
と同時に検出することを特徴とする請求項7記載の複屈
折測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29069897A JPH11132940A (ja) | 1997-08-29 | 1997-10-23 | 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23360097 | 1997-08-29 | ||
JP9-233600 | 1997-08-29 | ||
JP29069897A JPH11132940A (ja) | 1997-08-29 | 1997-10-23 | 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11132940A true JPH11132940A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=26531102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29069897A Pending JPH11132940A (ja) | 1997-08-29 | 1997-10-23 | 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11132940A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001296206A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nikon Corp | 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 |
JP2004074264A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶接部可視化装置とこれを用いた溶接制御装置及び方法 |
JP2007514164A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-05-31 | コーニング インコーポレイテッド | 光学材料における複屈折を測定するシステム及び方法 |
JP2011112493A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Eto Co Ltd | 非平面形状試料の複屈折測定装置 |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP29069897A patent/JPH11132940A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001296206A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nikon Corp | 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 |
JP2004074264A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶接部可視化装置とこれを用いた溶接制御装置及び方法 |
JP4678116B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2011-04-27 | 株式会社Ihi | 溶接制御装置及び方法 |
JP2007514164A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-05-31 | コーニング インコーポレイテッド | 光学材料における複屈折を測定するシステム及び方法 |
JP2011112493A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Eto Co Ltd | 非平面形状試料の複屈折測定装置 |
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