JPS6352032A - 透明材料要素を表面の不整及び吸蔵について試験するために照明する装置 - 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、試験すべき透明材料要素をその軸線の回りに
回動可能に配設中ろと共に、移動光線によってドツト走
査して、その表面の不整及び吸蔵について試験するため
に透明材料要素を照明する照明装置に関する４、 （従来の技術） 透明材料要素例えば光学レンズ又はめがねレンズは、特
に表面のきず例えばひっかき傷、スミア、クランク、チ
ッピング、しみ及び気泡や縞模様のような吸蔵について
、使用前に試験しなければならない。これらのきずは、
ＤＩＮ　５１４０に示された限界値を超過すると、レン
ズの使用可能性を制限する。

従来は、光学要素の試験は、人員によって目視検査とし
て行なわれた。この試験は、相当な程度まで暗くした室
内において行なう必要がある。また、この試験は、コス
ト高となり、十分客観的でないとに、試験の千頭が非常
に単調なため、信頼性が十分でない。

そのため、光学要素を自動的にまた客観的に試験するた
めの方法及び装置を開発する試みがこれまでになされて
きた。

ドイツ公開公報第３２３７５１１号には、ＴＶカメラの
光ビーム経路内に、試験される光学要素を配置し、光学
要素を通ってカメラ上にテストパターンを表示すること
による光学要素の試験方法が開示されている。光学要素
のきすによって発生したじよう乱は、光学要素によって
影響されない制御信号から偏向したビデオ信号を生成さ
せる。

きずは、制御信号と実際の信号との間の偏差に基づいて
推定される。この原理に基づいた試験装置は、コスト高
となるだけでなく、比較的小さなきす、例えば、ひっか
き傷、スミア又はヘアピンクラックによるものは、検出
できない。

ドイツ公開公報第３０１１０１４号には、試論平頂の感
度を高くするために、試験される要素を完全に照明し、
ＴＶ両画像発生させ、ビデオ信号を走査線ごとに分析す
ることが提案されている。

しかしこの方法も、十分に正確ではない。

これよりも以前のドイツ公開公報ｍ２３３７５９７号に
は、別の試験方法が示されている。この試験方法によれ
ば、試験される要素の表面に光線を集光し、−点に集光
した状態で、該表面上に光点として移動させる。光学要
素を透過した光線は、後方に反射され、再び光学要素に
通された後、検出器に入射する。受光された光信号の強
さの偏よりによって、きすを推定し、またその位置を定
めることができる。

この原理に基づいた試験装置は、コスト高となる上に、
スキャナー光が集光される被験体の試験しかできない。

この場合には、試験される要素の照明は、該要素をその
軸線上に回転させ、該要素　上にらせん状のパターンを
描くように入射光をゆっくりと径方向に偏向させること
によって、走査される表面の曲率に従って入射光の集束
状態を絶えず再調節することによって実現される。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、透明材料要素をその形状と関係なく常
時照明して透明材料要素の全容積に亘って光を分散させ
、透明材料要素の壬意の選択された厚さ面、特にその両
面からのじよう乱信号を評価することを可能として、透
明材料要素をその表面の不整及び吸蔵について試験する
ために照明する装置を提供することにある。実際の評価
は、いろいろの方法で、例えば、本出顆人の同日付のド
イツ特許類（「透明材料要素を表面の不整及び吸蔵につ
いて試験する試験装置」）に記載されたように構成する
ことの可能な、後置された測定系によって行なわれる。

（問題点を解決するための手段） この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項の
特徴部分に示された特徴を備えた照明装置によって達成
される。

本発明の照明装置によれば、光ビームは、高度の温度限
定でもって集束させることの可能な光源によって発生さ
せる。好ましくはｆ−シータレンズとして形成される集
束レンズは、光ビームを集束させるために用いられる。

このレンズの焦点は、スキャナーの回転中心にあるため
、スキャナーによって偏向された光ビームの回転は、レ
ンズの後方において、並進に変えられる。そのため、試
験される要素を照明する光ビームは、回転する要素の直
径に沿って平行に移ｌし、光ビームを発生させる。この
スポークの形状の光パターンは、試験される要素が３６
０°回転されるときに、１完全回転するので、試験され
る要素の容積の各々の点は、はぼ同一の集束状態の光に
よって一様に照明される。

試験される要素の表面又は内部の可能なきすによってそ
の正常な拡散が乱された光ｆｆＭハ、後置された試験装
置において検出される。

試験される要素が、曲率半径の非常に小さなレンズであ
る場合において、照明系の一部が曲率半径のより大きな
レンズについて設計された位置にあると、光学パターン
は、もはやこのレンズ面を検出しない。この理由から、
調節自在な傾斜ミラーが、集束レンズと試験される要素
との間に配設される。試験される要素の全部の要因に適
合するように照明系を調節すること、即ち、該要素の両
方の表面、従ってその全部の容積が照明されるように、
走査光ビームの入射角及び入射点を選択することが、前
記傾斜ミラーによって可能となる。

特許請求の範囲第２項及び第３項は、光源の好ましい構
成を、また第４項及び第５項は、スキャナーの好ましい
構成をそれぞれ表わしている。傾斜ミラーの適切な構成
は、特許請求の範囲第７項の対象となっている。特許請
求の範囲第８項及び第９項は、本発明による照明系の好
ましい構成を示している。

次に、本発明による照明装置の好ましい実施例を示した
添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施例） 第１図において１はレーザー、好ましくはＨｅ−Ｎｅ　
　レーザーであり、作動波長６２８　ｎｍにおい℃作動
する。レーザーｌの前方にはモードフィルター２が配電
されている。フィルター２を透過する平行光ビーム１９
は、多角ミラー３０点１１に入射する。多角ミラー３は
電動機１２によって矢印の方向に回転する。そのため、
極端位ｉｔ　１９ａ、　１９ｂの中間にある光ビーム１
９は、周期的に偏向される。ミラー３によって反射され
た光ビーム１９は、便宜上ｆ−シータレンズとして形成
したレンズ４を透過する。レンズ４の焦点は、偏向用の
多角ミラー３０回転中心と合致する。偏向された光ビー
ム（位ｆｉｌ　１９ａ、　１９ｂ）は、レンズ４の後方
では、平行光となる。光ビーム１９ａ、１９ｂは、試験
されるレンズ６に向って偏向ミラー５によって偏向され
る。偏向ミラー５は、矢印】６の方向に機械的に移動さ
せうると共に、矢印１７の方向に回動させうるようにな
っている。

試験されるレンズ６は、回転板７上に載置さｎ、この回
転板は、ステップモーター８（ステッピング電動機）に
よって、歯車らを介して回動される。

ステップモーター８と多角ミラー３を回１転させる電動
機１２とは、電子装置】３を介して同期されている。

レンズ６は、第２図に示すように、幅狭の光パターン１
４の形状に、ここに示した照明系によって照明される。

極端位置１９ａ、１９ｂの間の光ビーム１９は、この光
パターン１４を透過する。

それと同時に、レンズ６は、ステップモーター８によつ
“ζ、矢印１５の方向に回動されるので、レンズ６の１
完全回転の後に、スポークの膨大の光パターン１４は、
レンズ６を完全に、即ち３６０Ｑの１完全回転に亘って
通過し、レンズ６の全容積要素は照明される。この照明
は、１扁向された光ビーム１９によってなされ、光ビー
ム】９は、レンズ６の両面に同一の集束状態をもってい
る。

光の進行方向に、試験されるＬ／ンズ６の後方ンこ配置
された、概略的に図示した試験装置１０は、レンズ６を
透過する光を吸収し、例えば、レンズ６の一方の表面を
通る光の不規則な変化から、存在しているきすを検出し
、探知する。

調節可能なスリット絞り１８は、光の進行方向に、スポ
ークの形状の光パターン】４が形成されたレンズ６の前
方に配設されている。光ビーム１９は、その極端位置１
９　ｂ　：Ｃおいてχｊ＃板７に入射するように偏向さ
れる。その場合ス）ノット絞り１８は、じよう孔性の反
射を阻止する。

第３図において、試験すべきレンズは、符号２０によっ
て表わされている。レンズ２０は、曲率半径の小さな両
凸集束レンズとして形成されている。

レンズ面のこの形状のため、偏向ミラー５が例えば第１
図に示したレンズ６を試赦する位置５ａにある場合には
、光はレンズ６の全容積は照明しない。そのため、偏向
ミラー５は、矢印２１の方向に移動され、矢印２２の方
向に回動され、位置５ｂに到達する。この位置では、レ
ーザー１：でよって発生１．た光ビーム】９は、極端位
置２３ａ、２３ｂの間に偏向される。この光パターンは
、明らかなように、レンズ２００両面を一様にカバーす
る。

第４図に示したレンズ２４を試験する場合も同様である
。ここに示した平凹レンズ２４は、凹面側の曲率半径が
小さく、偏向ミラー５が正常な位置５ａにある場合に、
レンズ２４の全部の容積は照明されない。そのためミラ
ー５は、この場合にも矢印２１の方向に移動させ、位置
５ｂに到達するまで、矢印２２の方向に回動させる。こ
の位置では一光ピーム１９は極撹位置２５ａ、２５ｂの
間に偏向される。明らかなように、レンズ２４の全容積
は、−様に照明される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による照明装置の一実施例を示す概略
配列図、第２図は、第】図に示した試験される要素の水
平投影図、第３図は、曲率半径の非常に小さな両凸レン
ズを照明する場合を示す説明図、第４図は、曲率半径の
非常に小さな平凹レンズを照明する場合を示す説明図で
ある。 】・・・レーザー（光源）。３・・・多角ミラー（スキ
ャナー）。４・・・集束レンズ。５・・・偏向ミラー（
傾斜ミラー）。６・・・レンズ（透明材料要素）。１１
・・・点（回転中心）。１９・・・光ビーム。 （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）試験すべき透明材料要素をその軸線の回りに回動可
   能に配設すると共に、移動光線によつてドット走査して
   、その表面の不整及び吸蔵について試験するために透明
   材料要素を照明する装置であつて、平行な光ビーム（１
   ９）を発生させる光源（１）と、透明材料要素（６）の
   速度に比べて高い周波数において該光ビームを周期的に
   直線状に偏向させるスキャナー（３）とを有し、スキャ
   ナー（３）の回転中心（１１）を焦点とする集束レンズ
   （４）を光の進行方向にスキャナー（３）の後方に配置
   し、集束レンズ（４）は、平行な光ビーム（１９）を試
   験表面に集束させ、集束レンズ（４）の直径は、偏向さ
   れた光ビーム（１９）によつてレンズ（４）のところで
   走査される距離よりも大きくし、集束レンズ（４）と試
   験される透明材料要素（６）との間に、調節自在な傾斜
   ミラー（５）を、透明材料要素（６）に向つて光ビーム
   （１９）を偏向させるように取付けたことを特徴とする
   照明装置。 ２）光源としてレーザー（１）を使用したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の照明装置。 ３）モードフィルター（２）をレーザー（１）に後置し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の照明装
   置。 ４）ミラースキャナー（３）をスキャナーとして配した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の照明装置。 ５）スキャナーを回転多角ミラー（３）として配したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の照明装置。 ６）ホログラフイー光学要素をスキャナーとして配した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の照明装置。 ７）集束レンズ（４）と透明材料要素（６）との間に配
   した傾斜ミラー（５）を集束レンズの光学軸線の方向に
   移動可能とすると共に、これと直交する軸線の回りに傾
   斜可能としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第４項記載の照明装置。 ８）調節自在なスリット絞り（１８）を光の進行方向に
   試験される透明材料要素（６）の前方に配したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１−７項のいずれか１項記載
   の照明装置。 ９）スキャナー（３）に同期されたステップモーター（
   ８）を試験すべき透明材料要素（６）を回動させるため
   に配したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   照明装置。