JPH07311153A

JPH07311153A - シュリーレン法による均質性検査装置

Info

Publication number: JPH07311153A
Application number: JP6105824A
Authority: JP
Inventors: Masanao Kagaya; 政直加賀谷; Hideji Sawada; 秀治沢田; Yumiko Tanihira; 由美子谷平
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】シュリーレン法を用いた光学材料の均質性検
査装置において、ナイフエッジの調整作業をせずに、脈
理等を常に安定した状態で観察でき、検査時間の短縮と
作業者の負担を軽減させる。【構成】ランダム偏光のレーザ光源１から出射された光
束を、レンズ２および３によって、ビーム径の拡がった
平行光束とする。偏光板４を回転することにより、平行
光束の偏光方向を決められる。被検物１２を透過した平
行光束は、レンズ５により焦点位置に集光される。ナイ
フエッジ６を焦点近傍に設置すれば、被検物１２に脈理
等があった場合、コントラストのついた像が得られる。
これを電荷結合素子カメラ８によって取り込み、画像処
理ユニット１０で画像処理してから、モニター１１に出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脈理、泡等の含有率
や、異物の混入率等によって表される、光学材料の均質
性検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学材料において、脈理等の含有率によ
って表される均質性を検査する方法として、シュリーレ
ン法があり、それを利用した検査装置も使用されてい
る。シュリーレン法では、図２に示すような光学系の構
成によって、検査が行われる。レーザ光源１からの光束
をレンズ２に入射させる。これを透過した光束は、光束
を拡大されて、コリメータレンズ３に入射する。ここ
で、平行光束にされて、被検物１２に入射する。被検物
１２を透過した平行光束は、レンズ５に入射する。これ
を透過した平行光束は、レンズ５の焦点位置ａ１に収束
する。このとき、焦点の近傍にナイフエッジ１３を置
く。ナイフエッジ１３は、焦点近傍において光軸を外れ
た光束を遮り、コントラストを強める働きをする。すな
わち、ナイフエッジ１３に近づいていく方向に屈折され
た部分は暗くなり、遠ざかっていく方向に屈折された部
分は明るくなる。これにより、被検物１２の屈折率分布
を明暗のコントラストとして、観察点１４で観察でき
る。

【０００３】被検物１２に脈理ｂ１があれば、そこを透
過した光束は、被検物１２の他の部分を透過した光束
と、異なる光路を通る。このため、レンズ５の焦点位置
ａ１とは異なる位置ａ２に焦点を結ぶ。ここで、焦点ａ
２を遮るように、ナイフエッジ１３を焦点ａ１に近づけ
て設置すれば、脈理の部分だけが暗くなった像が、観察
点１４において観察される。また、焦点ａ１を遮るよう
に、ナイフエッジ１３を焦点ａ２に近づけて設置すれ
ば、脈理の部分だけが明るくなった像が、観察点１４に
おいて観察される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記シュリーレン法を
用いた検査装置においては、ナイフエッジ１３の角度に
よって、脈理等の観察像が異なって見えてしまう。この
ため、最適の観察像を探すためには、ナイフエッジ１３
の角度調整をしなければならず、検査に多くの時間を必
要としていた。また、レーザ光の偏光方向によっても、
観察像が異なって見えてしまうという問題もあった。

【０００５】本発明の目的は、脈理等の観察像を常に安
定した状態で観察でき、さらにナイフエッジ１３の調整
を容易にし、検査時間の短縮と作業者の負担を軽減でき
る検査装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、シ
ュリーレン法を用いた光学材料の均質性検査装置を、レ
ーザ光源１の偏光方向と、ナイフエッジ６の向きの関係
が常に垂直に保たれるように、偏光板４とナイフエッジ
６を同期させながら回転させる。このとき、偏光板４
は、光軸ａを回転軸とし、ナイフッジ６は、光軸ａ、あ
るいはそれと平行な軸を回転軸とする。

【０００７】

【作用】本発明による光学材料の均質性検査装置おい
て、レーザ光源の偏光方向とナイフエッジの向きの関係
を常に最適の状態に保ちながら検査すれば、観察像を常
に安定した状態で観察できる。（請求項２の発明）そう
すれば、レーザ光源の偏光方向とナイフエッジの向き
が、脈理の観察をする上で、最適となるように、調整す
る必要もない。

【０００８】脈理等は目視で観察してもよいが、電荷結
合素子カメラによって、画像データを取り込み、画像処
理ユニット１０によって、数個の画像データを重ね合わ
せてモニター１１に出力してもよい。（請求項３の発
明）これを用いれば、エッジ強調や階調の補正等の画像
処理が行えるので、解像度の高い像が得られる。以下、
実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明
はこれに限られるものではない。

【０００９】

【実施例１】図１は、本発明の一実施例を示す、光学材
料の均質性検査装置の全体構成を示すブロック図であ
る。１はレーザ光源、２、３、５と７はレンズ、４は偏
向板、６はナイフエッジ、８は電荷結合素子カメラ、９
は制御ユニット、１０は画像処理ユニット、１１はモニ
ター、１２は被検物である。

【００１０】ランダム偏光のレーザ光源１から出射され
た光束は、レンズ２によって光束を拡大され、さらにコ
リメータレンズ３によって平行光束となる。そして、偏
向板４に入射した平行光束は、偏光板４の回転角度によ
って、偏光方向が任意に決められる。偏向方向の決めら
れた平行光束は、被検物１２とレンズ５を透過して、レ
ンズ５の焦点位置に集光される。このとき、被検物１２
に脈理等があれば、ナイフエッジ６により、脈理等を透
過してきた光束は光路を遮られる。このため、レンズ７
を透過して電荷結合素子カメラ８に入射した平行光束
は、コントラストのついた像として、モニター１１に表
示される。

【００１１】図３はナイフエッジ６の垂直断面図であ
る。ナイフエッジ６は、回転中心に半円の切り取り部を
設けてある。これはナイフエッジ６を回転した場合に、
通過させたい光束を、遮らないようにするためである。
ナイフエッジ６は、光軸ａ方向（Ｘ軸）、光軸ａの左右
方向（Ｙ軸）、光軸ａの上下方向（Ｚ軸）への移動と、
座標値の記憶が可能である。また、これは、光軸ａ、あ
るいは光軸ａと平行な軸を回転軸にした回転が可能であ
る。偏光板４は、光軸ａを回転軸にした回転が可能であ
る。また、制御ユニット９による自動制御によって、偏
光板４とナイフエッジ６は、一定の相関関係を保ちなが
ら回転させることができる。

【００１２】回転のステップ角度およびステップ数は、
任意の値に設定することが可能であり、各角度における
画像は電荷結合素子カメラ８によって取り込まれる。取
り込まれた数個の画像は、画像処理ユニット１０によっ
て重ね合わせが行われ、平均化した画像がモニター１１
に表示される。また、脈理等を観察しやすくするため
に、平均化した画像データはエッジ強調や階調の補正等
の画像処理を行ってから出力するとよい。

【００１３】これにより、レーザ１の偏光方向とナイフ
エッジ６の向きを常に最適の位置関係に保ったまま、検
査することができ、脈理等の観察像を常に安定した状態
で観察できる。また、レーザ光源１の偏光方向と、ナイ
フエッジ６の向きの関係と、被検物１２の脈理の入り方
が、最適の角度関係になるように、偏光板４と、ナイフ
エッジ６の向きを探しながら、調整する必要がなくな
り、検査にかかる手間が軽減される。

【００１４】また、脈理等が微細で検査が困難な場合に
は、モニター１１を見ながら、偏向板４とナイフエッジ
６の向きを、脈理等の見え方が最適になるように調整
し、数個の画像データを取り込む。この数個の画像デー
タを重ね合わせ、画像処理をすることによって、鮮明な
画像を得ることができる。なお、図１の構成において、
レーザ光源１を直線偏光特性のものにすれば、偏光板４
を設置しなくても、レーザ光源１をナイフエッジ６と所
定の相関関係を持たせて回転させるだけで、同様の効果
を得ることができる。

【００１５】

【実施例２】図１において、電荷結合素子カメラ８は、
１フレーム毎の画像蓄積時間を任意に設定することがで
きる。前記設定された１フレーム毎の画像蓄積時間内
に、偏光板４とナイフエッジ６を任意の角度だけ、所定
の相関関係を持たせて回転させる。そのときの画像デー
タを電荷結合素子カメラ８から取り込む。取り込まれ
て、蓄積されている１フレーム毎の画像データは、画像
処理ユニット１０において、エッジ強調や階調の補正等
の画像処理が行われ、モニター１１に出力される。

【００１６】このとき、偏光板４と、ナイフエッジ６
は、レーザ光源１の偏光方向と、ナイフエッジ６の向き
を垂直に保ちながら回転する。偏光板４は、光軸ａを軸
とし、ナイフエッジ６は、光軸ａ、あるいは光軸ａと平
行な軸を回転軸とする。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ光源の偏光方向と、ナイフエッジの向きが、常に
最適な角度を保って検査が行えるため、観察像を常に安
定した状態で観察できる。また、前記の調整に要する手
間が省けるので、検査作業の効率も向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本実施例１および２にかかわる光学材料の均
質性検査装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】は従来の光学材料の均質性検査装置の全体構成
を示すブロック図である。

【図３】はナイフエッジ６の垂直断面図である。

【符号の説明】

１・・・レーザ光源（ランダム偏光）２、３、５、７・・・レンズ４・・・偏光板６・・・ナイフエッジユニット８・・・電荷結合素子カメラ９・・・制御ユニット１０・・・画像処理ユニット１１・・・モニター１２・・・被検物１３・・・ナイフエッジ１４・・・観察点１５・・・ナイフエッジ（垂直断面形状）１６・・・半円切り取り部ａ・・・光軸ａ１・・・光軸上の焦点ａ２・・・光軸を外れる焦点ｂ１・・・脈理ｂ２・・・脈理により屈折した光束以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源と、該光源からの光束を平行
光束に変換する手段と、前記平行光束を集束させる手段
と、光軸回りに回転する偏光板と、回転中心を半円状に
くり抜いたナイフエッジからなることを特徴とする均質
性検査装置。
【請求項２】前記偏光板と、前記ナイフエッジを所定
の相関関係を持たせながら、光軸回りに回転させる手段
を付加したことを特徴とする請求項１記載の均質性検査
装置。
【請求項３】電荷結合素子カメラと、該電荷結合素子
カメラによって取り込んだ画像データ及び前記ナイフエ
ッジを所定の相関関係を持たせながら、光軸回りに回転
させる手段からのデータを処理した後、出力させる手段
を付加したことを特徴とする請求項２記載の均質性検査
装置。