双折射测定方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及双折射测定方法及其装置，该装置包括照射光学系、照射侧移位机构、偏振光元件、回转装置、回转角检测装置、受光元件、成像光学系及运算装置。照射光学系位置，以发散光照射被检透镜，使偏振光元件回转，透过偏振光元件的光成像在受光元件上，根据偏振光元件回转角度及受光元件的受光输出，计算被检透镜的双折射。能得到光学畸变影响小的光弹性干涉条纹像，也能很容易地对应被检透镜种类的变更。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测定例如塑料透镜等的双折射的双折射测定方法及其装置，上述塑料透镜可作为光写入元件或拾波(pick-up)元件，应用在激光打印机等广泛领域。
技术介绍
以往，作为这种透镜等的双折射测定方法，位相调制法和回转检偏振器法等为人们所公知。在这些方法中，平行光束照射在透明被检物上，用光电二极管等受光元件接受来自被检物的透过光，通过检测因被检物双折射所引起的透过光的偏振光状态变化求得被检物的双折射。在位相调制法中，如“光技术通讯”Vol.17，No.3(1989)中的“用位相调制法测定双折射及其应用”所记载，利用光弹性调制器(PEM)调制照射光位相，根据透明被检物的透过光的差拍信号和调制信号的位相求得双折射。在回转检偏振器法中，如“光学测定手册”(1981年7月25日发行，朝仓书店出版)中的“偏振光解析”等所记载，使置于透明被检物背面的检偏振器回转，以检偏振器背面的受光元件接受透过光，根据伴随检偏振器回转来自受光元件的受光输出变化求取双折射。另外，根据特开平4-58138、特开平7-77490号公报，使扩展的平行光照射透明被检物，用CCD摄像机等二维传感器接受透过光，求得被检物的双折射，是通过面检测求取双折射的例子。无论是位相调制法还是回转检偏振器法都是以例如细平行光束照射被检物、用光电二极管受光的所谓“点检测”，为了测定被检物整个面必须调整被检物和测定装置，尤其象透镜那样非平板被检物场合，照射在被检透镜上的光束在被检透镜上发生折射，被检物和测定装置的设置很困难。另外，在特开平4-58138号公报中公开的技术属于“面检测”，虽然不需要调整被检物等，但是，象激光打印机等使用的写入用透镜(通常称为Fθ透镜)等场合，由于大孔径透镜中央部和周缘部的折射力差大，存在光透过后易发生光畸变问题。在图8所示例中，由被检透镜100和构成无焦系统的物镜101组成的测定光学系统中，对被检透镜100照射平行光102，透过被检透镜100的光再经物镜101成为测定光103，再通过偏振光元件导向受光元件侧，受光元件受光，根据受光输出进行测定。这时，通过被检透镜100中央部的光线102c与通过周缘部的光线102e的折射力不同。结果，配设成使两镜100、101焦点一致场合，即使物镜101是像差非常小的理想物镜，但是，透过被检透镜100周缘部分的光线102e成为非平行测定光103e，因此，不能得到涉及被检透镜100的整个面的鲜明的光弹性干涉条纹图像。图8所示光学测定系统在受光元件104上所得到的光弹性干涉条纹图像如图9所示，105表示该图像，在图像105的端部105e因为图8所示重叠光线测定光103e的影响，所以比其它部分明亮，还可能如图9所示例那样，存在受杂光影响的部分106。测定这种极端明亮部分105e及杂光影响部分106将很困难。如图10所示，将激光打印机等使用的光写入用透镜200作为被检透镜场合，在实际使用中，透过该光写入用透镜200的光线相对光学系统光轴大多不平行。在图示例中，从半导体激光元件201射出的激光经准直透镜202、多面反射镜203、透镜204、205及光写入用透镜200曝光扫描感光体206上的像面。因此，假如设定透过光写入用透镜200的光线相对光学系统光轴平行的测定光学系统进行双折射测定，那么透过光写入用透镜200的光线的透过路径与实际使用状态大幅度不同。由于双折射受光线透过路径影响变化很大，所以，希望能以接近写入用透镜200的实际使用的状态进行测定。并且，被检透镜的透过光若相对光学系统光轴不平行的话，则会斜射入偏振光元件，由于偏振光元件一般具有入射角依存性，所以会带来测定误差。为了克服上述问题，人们希望，可任意设定将光照射在被检透镜上的光学系统与被检透镜之间间距，一边观察被检透镜透过像一边调整被检透镜与点光源(显微镜目镜的焦点)之间间距，这样能得到光学畸变影响小的被检透镜透过像、即光弹性干涉条纹像，于是，能对被检透镜的整个面进行正确的双折射测定，同时，即使被检透镜种类变更，也能很容易地对应，能提高通用性。对于上述内容再详细说明如下，在近年的光写入用透镜中，有时使用主扫描方向和副扫描方向(扫描光学系用透镜的长边方向和短边方向)的焦距不同的透镜。测定这种透镜的双折射时，在上述装置中，将轴对称球面波照射在被检透镜上，使被检透镜透过光平行是很困难的。若透过被检透镜的光束不是平行光束，则光斜射入配设在受光元件跟前的偏振光元件面上，如果光不能以大致垂直方向射入偏振光元件面的话，偏振光元件就不能正常动作，会带来测定误差。另外，在上述装置中，使用成像透镜，被检透镜的表面附近和受光元件面大致成为成像关系(在受光元件面上能得到对焦于被检透镜表面附近的像)，在这种状态下进行测定，若被检透镜的主扫描方向和副扫描方向焦距不同，则主扫描副扫描成像位置不同，在受光元件上得到畸变像。另外，被检透镜焦距长场合，必须使被检透镜和照射光学系之间间隔变大，但是，若取大间隔的话，将引起装置大型化，所以考虑将被检透镜看作大致平行平板(透镜面曲率无限大)，预先使来自照射光学系的照射光成为平行光束后照射被检透镜，这时，若想测定被检透镜整体区域，需要照射覆盖被检透镜整体大小直径的平行光束。但是，为了使超过被检透镜孔径的大径光束整体均一平行化，必须使用复杂且高价的光学系统，成本上升。因此，被检透镜焦距长场合测定是很困难的。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本专利技术的第一目的在于，提供双折射测定方法及其装置，其能得到光学畸变影响小的被检透镜透过像，因此，能对被检透镜整个面进行正确的双折射测定，并且即使被检透镜种类变更，也能很容易地对应，提高了通用性。本专利技术的第二目的在于，提供在光写入用透镜那样的被检透镜场合也能正确地对被检透镜整个面进行测定误差小的测定的双折射测定方法及其装置。本专利技术的第三目的在于，提供通用性更高的双折射测定装置，在例如被检透镜的主扫描方向和副扫描方向焦距不同场合，在照射光学系统中附加主扫描方向和副扫描方向焦距不同的透镜所形成的补正光学系，使透过被检透镜的光大致平行。本专利技术的第四目的在于，提供测定通用性高的双折射测定装置，即使被检透镜焦距长场合，也能通过将非轴对称透镜的一般轴对称透镜的组合，能在更宽范围与被检透镜种类变更相对应。本专利技术的第五目的在于，提供即使是被检透镜焦距长场合也能通过使被检透镜往与光学系统光轴大致垂直方向移动分段测定被检透镜整体区域的双折射测定方法及其装置。为了实现上述目的，本专利技术提出一种双折射测定方法，包括下列步骤任意调整照射光学系相对配设在所定位置的被检透镜在光轴方向距离；上述照射光学系以所定偏振光状态的发散光照射上述被检透镜；使偏振光元件绕上述透过光的大致前进方向回转，检测其回转角度，上述偏振光元件用于使来自上述被检透镜的透过光的偏振光状态变化；通过成像光学系使透过该偏振光元件的光大致成像在受光元件的受光面上；根据检测到的上述偏振光元件的回转角度及上述受光元件的受光输出，计算上述被检透镜的双折射。根据本专利技术的双折射测定方法，其特征还在于，偏振光元件、成像光学系及受光元件成为一体，沿与光轴大致垂直方向移动调整自如，以便与被检透镜上的测定对象区域对准。根据本专利技术的双折射测定方法，其特征还在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双折射测定方法，其特征在于，包括下列步骤：　　　　任意调整照射光学系相对被检透镜在光轴方向距离，上述被检透镜在与光轴垂直方向移动调整自如，配设在所定位置；　　　　在与光轴垂直方向调整被检透镜，以便对准上述被检透镜上的测定对象区域；　　　　上述照射光学系以所定偏振光状态的光通过补正光学系照射被检透镜的测定对象区域，射出成为平行光的透过光；　　　　使偏振光元件绕上述透过光的前进方向回转，检测其回转角度，上述偏振光元件用于使来自上述被检透镜的透过光的偏振光状态变化；　　　　通过成像元件使透过该偏振光元件的光成像在受光元件的受光面上；　　　　根据检测到的上述偏振光元件的回转角度及上述受光元件的受光输出，顺序计算上述被检透镜的测定对象区域的双折射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森田展弘，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]