用于测量表面未对准和角度未对准的设备制造技术

本发明专利技术公开了一种用于测量表面未对准和角度未对准的设备。通过第一衍射光栅，相对于第一表面的光轴的波前传播角度不同的两个圆锥形通量被施加到第一表面。通过第二衍射光栅，相对于第二表面的光轴的波前传播角度不同的两个圆锥形通量被施加到第二表面。分析由从第一表面反射的通量和基准光束形成的两组干涉条纹以获得第一表面相对于光轴的表面未对准和角度未对准。类似地，分析由从第二表面反射的通量和基准光束形成的两组干涉条纹以获得第二表面相对于光轴的表面未对准和角度未对准。从第一和第二表面的测量结果获得样品透镜的表面未对准和角度未对准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测量两个或更多样品表面之间的表面未对准和角度未对准的设备，所述两个或更多样品表面的每一个都具有旋转对称的弯曲部分。
技术介绍
当使用聚合物注射成型或玻璃成型制造非球面透镜时，如果两个成型模具未对准和/或相对于彼此倾斜，则在透镜的两表面之间会产生表面未对准和/或角度未对准。这里，表面未对准表示两个透镜表面的中心点之间的相对位置偏差。角度未对准表示两个透镜表面之间的中心线或轴线之间的相对倾斜角度。这种表面未对准和角度未对准导致非球面透镜的像差的增加。因此，优选的是消除相对位置偏差并使相对倾斜角度为零。理想的是高精度地测量非球面透镜的表面未对准和角度未对准并反馈测量结果以调节成型模具。传统地，日本专利第3127003号公开的偏转测试已经被公知为用于测量非球面透镜的表面未对准和角度未对准的方法。偏转测试使用自动准直仪测量非球面透镜的表面未对准和角度未对准，所述非球面透镜具有垂直于该非球面透镜的光轴的突出的凸缘部分。对应于美国专利第7760365号的日本专利公开待审出版物第2008-249415号公开了用于测量样品透镜的表面未对准和角度未对准的另一种方法。在此方法中，使用设有零位光学元件的干涉仪执行传送的波前测量以获得样品透镜的慧形像差或彗差。根据彗差测量表面未对准和角度未对准。然而，通过日本专利第3127003号中公开的使用自动准直仪的偏转测试，难以单独测量样品透镜的表面未对准和角度未对准。此外，偏转测试的测量精度不充分。另一方面，日本专利公开待审出版物第2008-249415号中公开的方法能够高精度地单独测量表面未对准和角度未对准。然而，需要根据例如要被测量的非球面透镜的样品改变零位光学元件。因此，难以测量不同的样品。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于分别高精度地测量样品的表面未对准和角度未对准的设备。本专利技术的另一个目的是提供一种容易地测量各种样品的表面未对准和角度未对准的设备。为了实现以上及其它目的，根据本专利技术的用于测量样品的两个样品表面之间的表面未对准和角度未对准的设备包括测量光束转换元件、干涉仪测量光学系统、成像单元和分析单元。样品表面中的每一个都具有旋转对称的弯曲部分。测量光束转换元件将测量光束转换成第一偏转通量和第二偏转通量，并将第一偏转通量和第二偏转通量输出到样品。 第一偏转通量被垂直入射在样品表面的第一区域上，并作为第一反射通量从第一区域被反射。第二偏转通量被垂直入射在样品表面的第二区域上，并作为第二反射通量从第二区域被反射。测量光束转换元件输出第一反射通量和第二反射通量。第一偏转通量和第二偏转通量相对于测量光束转换元件的光轴具有不同的波前传播角度。 干涉仪测量光学系统输出测量光束并形成第一干涉条纹和第二干涉条纹。第一干涉条纹由基准光束和来自测量光束转换元件的第一反射通量的干涉形成。第二干涉条纹由基准光束和来自测量光束转换元件的第二反射通量的干涉形成。成像单元使第一干涉条纹和第二干涉条纹成像。分析单元根据为两个样品表面中的每一个获得的第一干涉条纹和第二干涉条纹的相位信息分析表面未对准和角度未对准。 优选的是偏转通量中的每一个都为圆锥形通量。优选的是测量光束转换元件为衍射光栅。优选的是该设备还包括具有第一表面和第二表面的基准板。第一表面将入射激光束分成测量光束和基准光束。第二表面为衍射光栅。优选的是每一个样品都布置有两个测量光束转换元件、两个干涉仪测量光学系统、和两个成像单元，从而为两个样品表面中的每一个获得第一干涉条纹和第二干涉条纹的相位信息。样品放置在两个测量光束转换元件之间、两个干涉仪测量光学系统之间、和两个成像单元之间。在本专利技术的用于测量表面未对准和角度未对准的设备中，测量光束转换元件将从干涉仪测量光学系统输出的测量光束转换成波前传播角度不同的两个或更多偏转通量。偏转通量入射在样品的两个样品表面上。对于样品表面中的每一个，根据由基准光束和从偏转通量垂直入射在上面的区域反射的通量形成的干涉条纹的相位信息测量表面未对准和角度未对准。通过将波前传播角度不同的偏转通量施加到每一个样品表面上，对于每一种样品表面可获得相位信息不同的两组或更多组干涉条纹。通过分析干涉条纹的相位信息，能够高精度地分别测量每一个样品表面的相对表面未对准和相对角度未对准。只要每一个样品表面都具有偏转通量垂直入射在上面的区域，就可以使用相同的测量光束转换元件对不同的样品执行测量。因此，可以进行各种样品的测量。附图说明当结合附图进行阅读时，本专利技术的以上及其它目的和优点将从优选实施例的以下详细说明被进一步清楚呈现，其中相同的附图标记在多幅图中表示相同或相对应的部件， 其中图1是根据本专利技术的一个实施例的用于测量表面未对准和角度未对准的设备的示意图；和图2是具有衍射光栅的基准板的说明图。 具体实施例方式在图1中，用于测量样品透镜9的表面之间的表面未对准和角度未对准设备设有第一测量单元1A、第二测量单元1B、和分析单元3。第一和第二测量单元IA和IB彼此面对，且样品透镜9位于所述第一测量单元与所述第二测量单元之间。样品透镜9是由注射到被一对两个成型模具(未示出)封闭的空腔中的熔融聚合物制造而成的非球面透镜。样品透镜9具有绕透镜部分91的整个圆周向外突出的凸缘部分92。面向上的第一透镜表面93、配合表面95和凸缘上表面96由两个成型模具中的一个形成。面向下的第二透镜表面 94和凸缘下表面97由另一个成型模具形成。样品透镜9以可调节的方式由对准机构(未示出)支撑。第一透镜表面93由具有旋转对称弯曲部分的表面(即，在该实施例中，关于中心轴线C93旋转对称的非球面)组成。中心轴线C93由第一透镜表面93的非球面式确定。 配合表面95由关于中心轴线C93旋转对称的锥面组成。凸缘上表面96由垂直于中心轴线 C93的环形平面组成。样品透镜9是与将在组合中使用的另一个透镜(未示出)配合的配合透镜。配合表面95形成为与另一个透镜接触。另一方面，第二透镜表面94由具有旋转对称弯曲部分的表面(即，在该实施例中，关于中心轴线C94旋转对称的非球面)组成。中心轴线C94由第二透镜表面94的非球面式确定。凸缘下表面97由垂直于中心轴线C94的环形平面组成。中心轴线C93和C94被设计成彼此重合。然而，中心轴线C93和C94通常由于两个成型模具之间的定位误差或类似因素而未对准。在该实施例中，第一透镜表面93、配合表面 95和凸缘上表面96构成第一样品表面90A。第二透镜表面94和凸缘下表面97构成第二样品表面90B。样品透镜9的角度未对准被限定为第一样品表面90A的中心轴线C93(第一透镜表面93)与第二样品表面90B的中心轴线C94(第二透镜表面94)之间的相对倾斜角度， 即，在两个中心轴线C93和C94之间形成的角度。如果中心轴线C93与中心轴线C94不相交，则样品透镜9的角度未对准被限定为在中心轴线C93和C94的方向向量之间形成的角度。假设第一样品表面90A (中心轴线C93)关于第一透镜表面93的作为旋转中心的中心点(中心轴线C93与第一透镜表面93的交点)倾斜。假设第二样品表面90B(中心轴线C94)关于第二透镜表面94的作为旋转中心的中心点(中心轴线C94与第二透镜表面94的交点)倾斜。当第一透镜表面93的中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于测量样品的两个样品表面之间的表面未对准和角度未对准的设备，所述样品表面中的每一个都具有旋转对称的弯曲部分，所述设备包括：测量光束转换元件，所述测量光束转换元件用于将测量光束转换成第一偏转通量和第二偏转通量，并将所述第一偏转通量和所述第二偏转通量输出到所述样品，所述第一偏转通量被垂直入射在所述样品表面的第一区域上，并作为第一反射通量从所述第一区域被反射，所述第二偏转通量被垂直入射在所述样品表面的第二区域上，并作为第二反射通量从所述第二区域被反射，所述测量光束转换元件输出所述第一反射通量和所述第二反射通量，所述第一偏转通量和所述第二偏转通量相对于所述测量光束转换元件的光轴具有不同的波前传播角度；干涉仪测量光学系统，所述干涉仪测量光学系统用于输出所述测量光束并形成第一干涉条纹和第二干涉条纹，所述第一干涉条纹由基准光束和来自所述测量光束转换元件的第一反射通量的干涉形成，所述第二干涉条纹由所述基准光束和来自所述测量光束转换元件的所述第二反射通量的干涉形成；成像单元，所述成像单元用于使所述第一干涉条纹和所述第二干涉条纹成像；和分析单元，所述分析单元用于根据为所述两个样品表面中的每一个获得的所述第一干涉条纹和所述第二干涉条纹的相位信息分析所述表面未对准和所述角度未对准。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：植木伸明，神田秀雄，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP