JPS61260140A - 光学要素の検査装置 - Google Patents

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】 【産業上の利用分野】

本発明は、ミラー、プリズム等の反射率や透過率等の光
学特性を検査するための光学要素の検査装置に関する。

【従来の技術】

従来、ミラーの反射率、プリズムの光透過率あるいは光
透過率と反射率を検査する装置としては、１３図に示す
如く、光源１０、入射コリメータ１２及びターゲット１
３を含む入射光学系８と、試料１４の検査部位を入射光
の光軸に対して角度変化可能に支持する、回動テーブル
１６及び目盛板１８からなるゴニオメータ１５と、検出
コリメータ２１、前記試料１４からの反射光を光電変換
する光電変換器２２及び前記ターゲット１３を観察する
モニタ２４を含む検出光学系２０とを備えたものが知ら
れている。 しかしながら、このような検査装置においては、試料１
４を除き、又は試料１４の代りに基準試料を置いて基準
光を検出し、その後、回動テーブル１６上に試料１４を
置いて、その反射率や透過率を測定するものであるため
、基準光と検査光とを同時的に検出する実時間測定がで
きない。従って、光線の拡散状態が変ったり、光電変換
器２２の特性が変化すると、正確な検査を行うことがで
きず、製品に精度上許し難い誤差を生じることがある。 又、波長を変化させて検査するような場合には、波長が
変る毎に検出光学系２０を基準光学に対してその位置を
変化させて設定しなければならず、しかも同時に試料１
４の引出し、挿入を繰返さなければならず、作業能率が
悪い。更に、前記のような場合に、試料１４や検出光学
系２０を測定前後において特定角度に正確に設定するこ
とが至難であるばかりか、それらの移動手段等も精密に
仕上げなければならず、経済的な負担も大きい等の問題
点を有していた。 一方、このような問題を解決するべく、第４図に示す如
く、前記入射コリメータ１２とゴニオメータ１５の間に
ビームスプリッタ３０を配設し、該ビームスプリッタ３
０により分けられた光を基準光として、該基準光の光路
に専用の光電変換器３２及びモニタ３４を設けることも
行われている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、後者の場合には、光電変換器が、基準光
用と検査光用の２台となるため、特に光電変換器として
、特有の構造敏感性を有する半導体光電変換素子を用い
た場合には、温度変動等の影響も含め、同一特性に揃え
ることは実用上至難である。又、検査光は２乗特性等、
基準光側と異なる特性となるので、その補正換算等が繁
雑となり、検出回路の高級、複雑化を招くと同時に、補
正しきれない不確定要素も生じさせる。更に、試料の傾
斜角度を制限しなければならないという設備製作上の問
題も生じる。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、光学要素の反射率や透過率等の光学特性を、高精
度で且つ簡易迅速に検査することができる光学要素の検
査装置を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段］ 本発明は、光学要素の光学特性を検査するための光学要
素の検査装置において、光源を含む入射光学系と、該入
射光学系からの入射光を、反射鏡に向けた基準光と試料
に向けた検査光とに分けるビームスプリッタと、前記基
準光の光路と検査光の光路とを交互に遮断するチョッパ
と、該チョッパを介して交互に入光する、前記試料から
の反射光と前記反ｔｌＪａからの反射光とを光電変換す
る共通の光電変換器を含む検出光学系と、前記光電変換
器で変換された、前記反射鏡からの反射光相当電気信号
と前記試料からの反射光相当電気信号とを比較して、前
記試料の光学特性を求める検出回路とを備えることによ
り、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記入射光学系にターゲット
を含めると共に、前記検出光学系に該ターゲットを観察
するモニタを含めて、光学系の設定を容易としたもので
ある。 又、本発明の他の実７３ｆｆｌ態様は、前記入射光学系
又は検出光学系に、特定波長の光のみを２択する分光手
段を含めて、光学要素の光学特性の波長依存性も容易に
検査できるようにしたものである。 又、本発明の他の実施Ｂ様は、前記、チョッパを、光透
過部と光遮断部とを備えた円板状部材と、該円板状部材
を回転させる駆動手段とから構成して、同一条件での多
数繰返し測定を可能とし、平均値の測定により精度向上
が図れるようにしたものである。 （作用】 本発明においては、入射光学系からの入射光を、反射光
に向けた基準光と試料に向けた検査光とに分けるビーム
スプリッタと、前記基準光の光路と検査光の光路とを交
互に遮断するチョッパとを設け、該チョッパを介して交
互に入光する、前記試料からの反射光と前記反射鏡から
の反射光とを共通の光電変換器で光電変換し、両者を比
較して試料の光学特性を求めるようにしている。従って
、時間差や光電変換器の特性の差による変動を生じるこ
となく、高精度で且つ簡易迅速に光学要素の反射率や透
過率を検査できる。

【実施例】

以下図面を参照して、本発明に係る光学要素の検査装置
の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第１因に示す如く、光１１１０、入射コリ
メータ１２及びターゲット１３を含む入射光学系８と、
該入射光学系８からの入射光を、第１反ｔＦＪｉ１４０
に向けた基準光と、試料１４を介して第２反射鏡４２に
向けた検査光とに分けるビームスプリッタ４４と、前記
試料１４、の検査部位を、前記検査光の光軸に対して角
度変化可能に支持する、回動テーブル１６及び目盛板１
８を含むゴニオメータ１５と、前記基準光の光路と検査
光の光路とを交互に遮断するチョッパ４６と、検出コリ
メータ２１、前記チョッパ４６を介して交互に入光する
、前記第１反射１１４０からの反射光と前記試料１４を
中継する第２反射！［４２からの反射光とを光電変換す
る単一の光電変換器２２及び前記ターゲット１３を観察
するモニタ２４を含む検出光学系２０と、前記単一の光
電変換器２２で変換された、前記第１反射鏡４０からの
反射光相当電気信号と前記第２反射！！４２及び試料１
４からの反射光相当電気信号とを比較して、前記試料１
４の反射率や透過率等の光学特性を求める検出回路４８
とから構成されている。 前記第１反射！１Ｉ４０と第２反射鏡４２は、例えば同
一物体から切出して形成する等、同一特性とされている
。これらの第１反射１４０及び第２反射鏡４２と前記ビ
ームスプリッタ４４とは、該ビームスプリッタ４４の光
分岐点と第１反射１４０間の距離Ａが、前記光分岐点と
前記試料１４を中継した第２反射１１４２間の距離Ｂ＋
Ｃと等しくなるように配設されている。 又、前記チョッパ４６は、光透過部と光遮断部とを備え
た円板状部材４６Ａと、該円板状部材４６Ａを回転させ
るモータ４６Ｂと°から構成されている。 以下実施例の作用を説明する。 ミラー、プリズム等の光学要素の検査に際しては、まず
、該光学要素の試料１４をゴニオメータ１５の回動テー
ブル１６上に載置し、該試料１４の検査部位に対するビ
ームスプリッタ４４からの検査光の入射角θが測定方向
と一致するように、回動テーブル１６を回動して試料１
４の向きを調整すると共に、第２反射１ｉ４２の位置も
調整する。 この際、ターゲット１３及びモニタ２４を用いることに
よって、光学系の調整を迅速且つ容易に行うことができ
る。なお、回動テーブル１６の回動と連動して第２反射
鏡４２の位置が自助的に調整されるように構成すること
も可能である。 次いで、モータ４６Ｂにより円板状部材４６Ａを回動さ
せながら、光源１０から測定波長λの入射光を入射する
。すると、該入射光の一部は、ビームスプリッタ４４で
反射され、チョッパ４６を介して第１反射１４０で反射
された後、検出光学系２０に基準光として入射される。 一方、次の瞬間には、チョッパ４６によりビームスプリ
ッタ４４を透過した入射光が検査光として試料１４に入
射され、Ｉ！！２反射鏡４２で反射された後、再びビー
ムスプリッタ４４で反射されて検出光学系２０に入射さ
れる。従って、光電変換器２２における受光波形は、例
えば第２図に示す如く、基準光による波形りと検査光に
よる波形Ｅとが交互に現れるものとなる。従って、検出
回路４８とチョッパ４６の同期をとって受光波形を評価
し、波形りとＥを比較分析することによって、試料１４
の反射率や透過率等の光学特性をほぼ実時間で正確に測
定することができる。 受光波形の評価は、例えば、検査対象や検査精度等に応
じて適宜選択した、波形のレベル、積分値又はＡ／Ｄ変
換したデジタル信号に基づいて行うことができる。 同様にして、入射角θを順次変更しながら測定を行えば
、様々な入射角θに対する光学特性が、迅速に測定可能
である。 又、入射光学系８又は検出光学系２０の共通光路に分光
器を設け、該分光器を用いて測定波長λを変化させなが
ら測定を行えば、波長依存性も容易に且つ迅速に測定す
ることができる。 本実施例においては、入射光学系８にターゲット１３を
含めると共に、検出光学系２０に該ターゲット１３を観
察するモニタ２４を含めているので、光学系の調整が容
易である。 又、本実施例においては、チョッパ４６を、光透過部と
光遮断部とを備えた円板状部材４６Ａと、該円板状部材
４６Ａを回転させるモータ４６Ｂとから構成しているの
で、同一条件での多数繰返し測定が可能となり、平均値
を得ることによって、測定精度を向上させることができ
る。なお、チョッパ４６の構成はこのよう゛な回転型に
限定されない。 更に、本実施例においては、ビームスプリッタ４４の光
分岐点と第１反ｔｉ４鏡４０間の距ｍＡが、同じくビー
ムスプリッタ４４の光分岐点と前記試料１４を中継した
第２反射鏡４２間の距離（Ｂ＋Ｃ）と等しくされている
ので、基準光の光路と検査光の光路の長さが等しくなり
、測定精度が特に高い。 又、本実施例においては、試料１４をゴニオメータ１５
上に載置し、ゴニオメータ１５の回転テーブル１６の回
動角を目盛板１８によって読取るようにすると共に、第
２反射鏡４２を設けていたので、単純な構成で試料の角
度を容易に変えることができる。なお、扶料１４を載置
する方法や回動テーブル１６の回動角を読取る方法はこ
れに限定されず、例えば第２反射１４２を省略したり。 又は、ロータリエンコーダ等の角度検出手段を設けて、
検出精度を向上することも可能である。 更に、本実施例においては、各部品が平面十字状に配置
されているので部品の配設が容易であるが、各部品の配
置はこれに限定されず、観察、操作の便宜等から立体配
置としてもよい。 【発明の効果１ 以上説明した通り、本発明によれば、測定に際して、試
料を着脱したり検出光学系を移動したりする必要がなく
、基準光と検査光をほぼ同時に検出することが可能とな
り、光源の拡散や光電変換器の特性が変化した場合にも
、正確な検査が可能となる。又、単一の光電変換器を用
いているため、温度変動等の影響にかかわらず、正確な
測定が可能とな−る。従って、測定時の時間差による変
動や光電変換器の特性の差等の影響を受けることなく、
高精度の測定を簡単且つ迅速に行うことができる。 更に、検出光学系を固定化することにより、ゴニオメー
タ周辺を小さくまとめることが可能となり、測定角度の
範囲を拡大することができる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光学要素の検査装置の実施例の
構成を示す平面図、第２図は、前記実施例で用いられて
いる光電変換器の受光波形の例を示す縮図、第３図は、
従来の光学要素の検査装置の一例の構成を示す平面図、
第４図は、同じく他の例の構成を示す平面図である。 ８・・・入射光学系、　　　　　１０・・・光源、１３
・・・ターゲット、　　　　　１４・・・試料、１５・
・・ゴニオメータ、　　　　２０・・・検出光学系、２
２・・・光電変換器、　　　　２４・・・モニタ、４０
・・・反射鏡、 ４４・・・ビームスプリッタ、　４６・・・チョッパ、
４６Ａ・・・円板状部材、　　　４６Ｂ・・・モータ、
４８・・・検出回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学要素の光学特性を検査するための光学要素の
   検査装置において、 光源を含む入射光学系と、 該入射光学系からの入射光を、反射鏡に向けた基準光と
   試料に向けた検査光とに分けるビームスプリッタと、 前記基準光の光路と検査光の光路とを交互に遮断するチ
   ョッパと、 該チョッパを介して交互に入光する、前記試料からの反
   射光と前記反射鏡からの反射光とを光電変換する共通の
   光電変換器を含む検出光学系と、前記光電変換器で変換
   された、前記反射鏡からの反射光相当電気信号と前記試
   料からの反射光相当電気信号とを比較して、前記試料の
   光学特性を求める検出回路と、 を備えたことを特徴とする光学要素の検査装置。
2. （２）前記入射光学系にターゲットが含まれると共に、
   前記検出光学系に、該ターゲットを観察するモニタが含
   まれている特許請求の範囲第１項記載の光学要素の検査
   装置。
3. （３）前記入射光学系又は検出光学系に、特定波長の光
   のみを選択する分光手段が含まれている特許請求の範囲
   第１項記載の光学要素の検査装置。
4. （４）前記チョッパが、光透過部と光遮断部とを備えた
   円板状部材と、該円板状部材を回転させる駆動手段とか
   ら構成されている特許請求の範囲第１項記載の光学要素
   の検査装置。