(57)【要約】【課題】光学部品における特性検査の特性誤差や測定ばらつきを低減し、調整工数を削減できる光学部品の特性検査装置およびその検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】被検査光学部品である被検査フィルタ１の特性を検査するため、２軸角度調整機構２６、２軸直進ステージ２８で移動調整自在とし被検査フィルタ１を固定保持する保持部２、角度調整機構９で移動調整自在とし測定光を被検査フィルタ１に照射する測定光出射部５、角度調整機構１０で移動調整自在とし測定光を受光する測定光受光部８、レーザ照射式角度測定機構３５などの被検査フィルタ１における成膜面の傾斜量の認識計測機構および演算制御駆動部１６を備えた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品の諸特性を検査するために、被検査光学部品を固定し保持する保持部と、測定用の光を前記被検査光学部品に照射する測定光出射部と、測定用の光を受光する測定光受光部と、前記被検査光学部品における成膜面の傾斜量や構成部分を計測する認識計測部と、前記保持部、測定光出射部、測定光受光部および認識計測部からの出力信号を入力して演算し、前記各々の構成部を制御駆動する演算制御駆動部を備えてなる光学部品の特性検査装置。
【請求項２】
保持部、測定光出射部および測定光受光部に、所定の調整あるいは設定手順に従い直進や角度の移動あるいは設定を行う移動調整機構を付加してなる請求項１に記載の光学部品の特性検査装置。
【請求項３】
オートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構と、前記レーザ照射式角度測定機構から照射されるレーザ光の光路切替機構と、前記光路切替機構の支持および演算制御駆動部で制御駆動される駆動部を備えた認識計測部としてなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の光学部品の特性検査装置。
【請求項４】
認識計測部のオートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構あるいは前記レーザ照射式角度測定機構におけるレーザ照射部と、前記レーザ照射式角度測定機構の支持および演算制御駆動部で制御駆動される駆動部を、保持部と測定光出射部との間に配設してなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の光学部品の特性検査装置。
【請求項５】
被検査光学部品の成膜面や構成部分へのレーザ照射部とレーザ受光部を測定光の光軸経路外に配設した構成の認識計測部としてなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の光学部品の特性検査装置。
【請求項６】
被検査光学部品のエッジや構成部分を光学的に認識計測する機構を備えた認識計測部としてなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の光学部品の特性検査装置。
【請求項７】
光学的な認識計測を、被検査光学部品のエッジや構成部分を撮像するカメラおよび前記カメラによる撮像結果の表示と計算あるいは演算を行う機構で形成した認識計測部としてなることを特徴とする請求項６に記載の光学部品の特性検査装置。
【請求項８】
光学部品における諸特性の検査において、被検査光学部品における成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測し、測定光を照射する測定光出射部の角度を、演算制御駆動部にて前記傾斜量や構成部分に対応して調整する光学部品の特性検査方法。
【請求項９】
レーザ光の照射機構から被検査光学部品の成膜面や構成部分にレーザ光を照射し、その反射光をレーザ光の受光機構により受光し、前記受光したレーザ光の受光強度あるいは受光サイズにより、前記被検査光学部品の成膜面や構成部分からの反射光と被検査光学部品のウェッジからの反射光とを区別し、前記成膜面や構成部分からの反射光の受光角度により、前記被検査光学部品の成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測することを特徴とする請求項８に記載の光学部品の特性検査方法。
【請求項１０】
被検査光学部品のエッジや構成部分を光学的に認識計測し、その結果の位置により前記被検査光学部品の成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測することを特徴とする請求項８に記載の光学部品の特性検査方法。
【請求項１１】
光学的な認識計測を、被検査光学部品のエッジや構成部分を撮像するカメラおよび前記カメラによる撮像結果を表示および計算あるいは演算し、その結果の撮像位置により被検査光学部品の成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測することを特徴とする請求項１０に記載の光学部品の特性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光計測などで使用される光フィルタや光制御体など光学部品の各種特性を検査するための光学部品の特性検査装置およびその検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学部品の一つである光フィルタにおいては、通常、光フィルタが組み込み構成されたモジュール形態ではなく、光フィルタの単体形態での特性検査（例えば、光の挿入損失やリターン・ロス、偏波依存性など）を行う場合、被検査フィルタに直接測定光を入射し、その透過光あるいは反射光の特性を測定することにより、被検査フィルタの特性を測定検査するのである。
【０００３】
その際、測定光が被検査フィルタに入射するときの入射角度が所定角度よりずれると、見かけ上の膜厚変化などにより、特性誤差や測定ばらつきが生じ、このため、光フィルタに入射する測定光の入射角度を厳密正確に位置調整し設定する必要がある。
【０００４】
従来における光学部品である光フィルタの特性検査方法を挿入損失特性の検査を例にして、図面を参照しながら説明する。
【０００５】
なお、リターン・ロス、偏波依存性など他の特性検査においても、被検査フィルタの位置調整設定などに関しては挿入損失特性と同様である。
【０００６】
図７は従来における光フィルタ単体の特性検査装置における測定系の概要構成図、図８は同被検査光学部品である被検査フィルタの保持部の概要構成図、そして図９は同角度調整機構の位置と光センサの受光強度の関係を示す特性図である。
【０００７】
図７（ａ）において、３は可変波長レーザダイオード（ＴＬＤ）などでなり測定光であるレーザ光を発生させる測定用光源、６および１４はレーザ光の光強度を測定するための光センサ、４はレーザ光の出射側の光ファイバケーブル、そして５は出射光を均一な平行光に変換するコリメータレンズなどでなる測定光出射部である。
【０００８】
１２は測定光出射部５から出射（照射）されて平行直進する測定光、９は測定光出射部５の出射方向を調整するために、矢印方向に移動調整自在とする２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構、９ａは測定光出射部５を角度調整機構９に支持し固定するための支柱である。
【０００９】
７は受光側の光ファイバケーブル、８はコリメータレンズあるいは光センサなどでなる測定光受光部、１０は測定光受光部８の受光方向を矢印方向に移動調整自在とするための２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構、１０ａは測定光受光部８を角度調整機構１０に支持し固定するための支柱、１１は測定光受光部８の位置を矢印のＸＹ方向に移動調整自在とするための２軸直進ステージ、そして１３はサーキュレータまたは２分岐カプラなどでなる分岐結合部である。
【００１０】
また、図７（ｂ）において、１は光フィルタ単体形態である被検査フィルタ、２は被検査フィルタ１を固定し保持するための保持部、２ａは開口部であり、測定光出射部５から出射（照射）されて平行直進する測定光１２が被検査フィルタ１に到達し透過させるために設けられている。
【００１１】
そしてまた、図８において、１ａは被検査フィルタ１における成膜面、１ｂは被検査フィルタ１に設けられたウェッジ（テーパ）、２ｂは被検査フィルタ１の保持部２における保持部断面、１５は２軸スイベルステージなどの角度調整機構９における回転中心、２０は測定光の一部が成膜面１ａで反射された成膜面での反射光、そして２１は測定光の一部がウェッジ１ｂで反射されて発生するウェッジでの反射光である。
【００１２】
被検査フィルタ１は、成膜面１ａ側に測定光出射部５が位置するように被検査フィルタ１の保持部２に固定し保持される。被検査フィルタ１の保持部２の高さは、あらかじめ２軸スイベルステージなどの角度調整機構９の回転中心高さ位置と、被検査フィルタ１の下面高さとが一致するよう調整されている。
【００１３】
測定光出射部５と測定光受光部８はそれぞれの光軸がほぼ重なる位置に配置されており、またテーパであるウェッジ１ｂは、主として成膜面１ａを透過した測定光が被検査フィルタ１の裏面で反射され、再び測定光出射部５方向に戻ることにより、リターン・ロスが増加することを防止するために設けられている。
【００１４】
図９（ａ）は２軸スイベルステージなどの角度調整機構９の移動量と成膜面１ａにおける成膜面での反射光２０による光センサ１４の受光強度との関係を示しており、図９（ｂ）は成膜面１ａにおける成膜面での反射光２０およびウェッジ１ｂにおけるウェッジでの反射光２１による光センサ１４の受光強度との関係を示している。
【００１５】
さて、光学部品である光フィルタの挿入損失特性を検査する場合には、図７（ａ）において、まず、測定用光源３からレーザ光（測定光）を放出すると、測定光出射部５からは測定光１２が均一な平行光として出射（照射）され、この平行光の測定光１２が測定光受光部８に入射し、測定光１２は光ファイバケーブル７を経由して光センサ６に導かれる。
【００１６】
次に、光センサ６で測定される光強度が最大となるように、２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１の位置を調整する。この状態で測定用光源３から送出された測定光（レーザ光）を光センサ６で測定し、その光レベルをＰ０とする。
【００１７】
次に、被検査フィルタ１の中心を測定光１２が透過するように、図７（ｂ）に示す被検査フィルタ１の保持部２の位置を調整した後、その状態で被検査フィルタ１に測定光１２が垂直に入射するよう２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構９の角度位置を調整する。
【００１８】
この角度位置の調整は次のように行われる。すなわち、測定用光源３よりレーザ光（測定光）を送出すると、レーザ光（測定光）は分岐結合部１３および光ファイバケーブル４を介して、測定光出射部５から均一な平行光の測定光１２となって出射される。
【００１９】
このとき、測定光１２の一部は被検査フィルタ１の成膜面１ａで反射され、再び測定光出射部５に入射し、分岐結合部１３を介して光センサ１４に導かれる。
【００２０】
次に、光センサ１４に導かれる測定光１２の一部の光強度が最大となるように２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構９の角度を調整するのであり、光センサ１４に導かれる測定光１２の一部の光強度が最大となったとき、測定光１２が被検査フィルタ１に垂直に入射された状態となるのである。
【００２１】
一般に、被検査フィルタ１は、モジュール形態での光フィルタのリターン・ロスの低減などを目的として、測定光１２に対して垂直方向より一定角度、例えば２度あるいは３度程度の傾斜した状態で入射するよう設計されている。そこで、被検査フィルタ１の成膜面１ａに、設計角度で測定光１２が入射するように、２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構９による調整、あるいは被検査フィルタ１の保持部２を一定角度分だけ垂直入射角度を傾斜させる。
【００２２】
次に、光センサ６に導かれる被検査フィルタ１を透過した測定光１２が最大強度となるように測定光受光部８の位置、すなわち２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１を調整する。
【００２３】
この状態で測定用光源３から送出された測定光１２を光センサ６で測定し、その光レベルをＰ１とする。そして、前記で説明した測定されたＰ０とＰ１との差を演算することにより、光フィルタの挿入損失特性が測定でき評価されるのである。
【００２４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平８−１７８７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、前記従来の光フィルタ単体などの光学部品における諸特性を検査するための光学部品の特性検査装置およびその検査方法では、被検査フィルタ１に測定光１２が垂直に入射するよう２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構９により角度位置を調整する際、被検査フィルタ１のウェッジ１ｂからのウェッジでの反射光２１が、測定光出射部５に入射し、誤ってウェッジでの反射光２１による光センサ１４の光強度が極大となる角度に２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構９による操作、すなわち、測定光出射部５の角度が調整される可能性があった。
【００２６】
このため、測定光１２が被検査フィルタ１に入射するときの入射角度が所定角度よりずれて、特性誤差や測定ばらつきを生じるという課題を有していた。
【００２７】
また、光センサ１４の光強度が最大となる位置に２軸スイベルステージなどでなる角度調整機構９を調整するため、光センサ１４の光強度をモニタリングし、その都度、２軸スイベルステージを操作して微動（調整）させ、光強度が最大となるかを確認するという、多数回の角度位置モニタリングを実施しながら角度調整する必要があり、角度調整に長い調整工数を必要とするという課題を有していた。
【００２８】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、光フィルタ単体などの光学部品における特性検査の特性誤差や測定ばらつきを低減し、かつ、そのために必要な調整工数を削減することができる光学部品の特性検査装置およびその検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、光学部品の諸特性を検査するために、被検査光学部品を固定し保持する保持部と、測定用の光を前記被検査光学部品に照射する測定光出射部と、測定用の光を受光する測定光受光部と、前記被検査光学部品における成膜面の傾斜量や構成部分を計測する認識計測部と、前記保持部、測定光出射部、測定光受光部および認識計測部からの出力信号を入力して演算し、前記各々の構成部を制御駆動する演算制御駆動部を備えてなるという構成を有しており、これにより、被検査光学部品の成膜面に測定光が垂直に入射するように位置や角度を容易にそして正確に調整設定することができ、特性誤差や測定ばらつきを低減でき、そのための調整工数を削減することができるという作用効果が得られる。
【００３０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、保持部、測定光出射部および測定光受光部に、所定の調整あるいは設定手順に従い直進や角度の移動あるいは設定を行う移動調整機構を付加してなるという構成を有しており、これにより、被検査光学部品へ測定光を正規入射させるために、同時あるいは順次に位置や角度を正確に調整設定することができ、特性誤差や測定ばらつきを低減でき、かつ、そのための調整工数を削減することができるという作用効果が得られる。
【００３１】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、オートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構と、前記レーザ照射式角度測定機構から照射されるレーザ光の光路切替機構と、前記光路切替機構の支持および演算制御駆動部で制御駆動される駆動部を備えた認識計測部としてなるという構成を有しており、これにより、被検査光学部品の角度調整時には被検査光学部品に非接触で精度よく成膜面の傾斜量を認識計測し、被検査光学部品の測定時には光路切替機構を測定光の光軸経路から退避でき、被検査光学部品の測定の妨げにならず、正確かつ確実な測定ができるという作用効果が得られる。
【００３２】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、認識計測部のオートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構あるいは前記レーザ照射式角度測定機構におけるレーザ照射部と、前記レーザ照射式角度測定機構の支持および演算制御駆動部で制御駆動される駆動部を、保持部と測定光出射部との間に配設してなるという構成を有しており、これにより、請求項３の作用効果に加えて、構成がコンパクトにできるという作用効果が得られる。
【００３３】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、被検査光学部品の成膜面や構成部分へのレーザ照射部とレーザ受光部を測定光の光軸経路外に配設した構成の認識計測部としてなるという構成を有しており、これにより、請求項３の作用効果に加えて、可動機構が不要でそのままの状態、あるいは各種形状の被検査光学部品に対して、正確かつ確実な測定ができるという作用効果が得られる。
【００３４】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、被検査光学部品のエッジや構成部分を光学的に認識計測する機構を備えた認識計測部としてなるという構成を有しており、これにより、被検査光学部品の角度調整時は被検査光学部品に非接触で精度よく成膜面の傾斜量を認識計測し、可動機構が不要でありそのままの状態で、正確かつ確実な測定ができるという作用効果が得られる。
【００３５】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、光学的な認識計測を、被検査光学部品のエッジや構成部分を撮像するカメラおよび前記カメラによる撮像結果の表示と計算あるいは演算を行う機構で形成した認識計測部としてなるという構成を有しており、これにより、請求項６の作用効果に加えて、各種の形状、条件あるいは状態に対応して位置や角度を正確に調整設定ができるという作用効果が得られる。
【００３６】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、光学部品における諸特性の検査において、被検査光学部品における成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測し、測定光を照射する測定光出射部の角度を、演算制御駆動部にて前記傾斜量や構成部分に対応して調整する光学部品の特性検査方法であり、これにより、被検査光学部品の成膜面に測定光が垂直に入射するように、位置や角度を容易にそして正確に調整設定することができ、特性誤差や測定ばらつきを低減し、そのための調整工数を削減することができるという作用効果が得られる。
【００３７】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、レーザ光の照射機構から被検査光学部品の成膜面や構成部分にレーザ光を照射し、その反射光をレーザ光の受光機構により受光し、前記受光したレーザ光の受光強度あるいは受光サイズにより、前記被検査光学部品の成膜面や構成部分からの反射光と被検査光学部品のウェッジからの反射光とを区別し、前記成膜面や構成部分からの反射光の受光角度により、前記被検査光学部品の成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測するものであり、これにより、被検査光学部品のウェッジからの反射光の影響を受けることがなく、位置や角度を正確に調整設定することができるという作用効果が得られる。
【００３８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、被検査光学部品のエッジや構成部分を光学的に認識計測し、その結果の位置により前記被検査光学部品の成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測するものであり、これにより、各種形状の被検査光学部品に対応でき、かつ非接触で被検査光学部品の成膜面の傾斜量を認識計測でき、位置や角度を正確に調整設定することができるという作用効果を有する。
【００３９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、光学的な認識計測を、被検査光学部品のエッジや構成部分を撮像するカメラおよび前記カメラによる撮像結果を表示および計算あるいは演算し、その結果の撮像位置により被検査光学部品の成膜面の傾斜量や構成部分を認識計測するものであり、これにより、請求項１０の作用効果に加えて、認識計測結果を操作あるいは加工処理することができるという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明による光学部品の特性検査装置およびその検査方法は、光フィルタ単体などの光学部品における特性検査の特性誤差や測定ばらつきを容易に低減でき、かつ、そのために必要な調整工数を削減することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、光学部品として光フィルタを例とし、実施の形態１を用いて本発明の特に請求項１〜３、および請求項８に記載の発明について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光フィルタ単体の特性検査装置における測定系の概要構成図、図２は同角度測定機構の概要構成図、そして図３は同角度調整機構の位置と光センサ受光強度の関係を示す特性図である。
【００４２】
なお、背景技術で説明した機構や構成部材などについては、同一の符号を付与し詳細な説明は省略する。
【００４３】
図１において、２６は被検査フィルタ（すなわち被検査光学部品）１を載置して固定し保持する保持部２を、被検査フィルタ１成膜表面に位置する回転中心１５（図示せず）回りに傾斜させるための回転ステージなどでなる２軸角度調整機構、２８は保持部２の位置を調整するための２軸直進ステージ、２７は２軸直進ステージ２８に接続された支持片、そして９ｂ、１０ｂはそれぞれ測定光出射部５、測定光受光部８を中心部に保持するための保持体である。
【００４４】
３５はオートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構、３６はレーザ照射式角度測定機構３５から出力される測定光の角度、強度あるいは量などの情報を表示するためのディスプレイ、３７はレーザ照射式角度測定機構３５からの測定光の各種情報をディスプレイ３６に伝達するケーブル、３０はレーザ照射式角度測定機構３５から照射されるレーザ光を被検査フィルタ１の成膜面１ａに照射するためにミラーやプリズムなどでなる光路切替機構、３２は光路切替機構３０を測定光１２の光軸上から出し入れ、すなわち光軸経路へ設定および光軸経路外とするための支持および駆動部である１軸直進ステージ、そして３１は光路切替機構３０を一端に固定支持し、他端を１軸直進ステージ３２に接続した支持片であり、以上により被検査フィルタ１の成膜面１ａなどの認識計測部を構成している。
【００４５】
そして、１６は演算制御駆動部であり、角度調整機構１０、２軸直進ステージ１１、２軸直進ステージ２８、角度調整機構９、光センサ６、ディスプレイ３６すなわちレーザ照射式角度測定機構３５、１軸直進ステージ３２、光センサ１４と電気的あるいは機械的に接続（ネットワークあるいはループを構成）されており、接続された各々の部分あるいは機構からの出力信号を入力して演算し、その結果により必要部分あるいは機構を最適に制御駆動して光学部品の特性検査装置における検査の高精度化および自動化を行うのである。
【００４６】
図２において、４５はレーザ照射式角度測定機構３５から照射される各種のレーザ光でなるところの測定光、４６は測定光４５の一部が被検査フィルタ１の成膜面１ａで反射された成膜面反射測定光、４７は測定光４５の一部が被検査フィルタ１のウェッジ１ｂで反射されたウェッジ反射測定光、そして３５ａはレーザ照射式角度測定機構３５から照射されるレーザ光の送出する機構（機能）と、成膜面反射測定光４６およびウェッジ反射測定光４７を受光する機構（機能）を有するレーザ送出部兼受光部である。
【００４７】
３６ａはディスプレイ３６における表示部、４８はオートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構３５によって成膜面反射測定光４６の角度情報を２次元平面上に投影したスポット光、４９は同じくウェッジ反射測定光４７の角度情報を２次元平面上に投影したスポット光である。
【００４８】
なお、保持部２は２軸角度調整機構２６、支持片２７および２軸直進ステージ２８などで、また測定光出射部５は角度調整機構９、支柱９ａなどで、そして測定光受光部８は角度調整機構１０、２軸直進ステージ１１および支柱１０ａなどでそれぞれ構成して成る移動調整機構により、直進や角度が調整設定自在となっている。
【００４９】
さて、光学部品である光フィルタ単体形態の特性検査を行う場合には、図１において、まず、演算制御駆動部１６による２軸直進ステージ２８および１軸直進ステージ３２の制御駆動で、保持部２および光路切替機構３０を、測定光１２の光軸（経路）以外の位置にしておく。
【００５０】
次に、測定用光源３からレーザ光（測定光）を放出すると、測定光出射部５からは測定光１２が均一な平行光として出射（照射）され、この平行光の測定光１２が測定光受光部８に入射し、測定光１２は光ファイバケーブル７を経由して光センサ６に導かれる。
【００５１】
次に、光センサ６で測定される光強度が最大となるように、演算制御駆動部１６による角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１の制御駆動操作にて調整する。この状態で測定用光源３から送出された測定光１２を光センサ６で測定し、その光レベルをＰＳ０とする（演算制御駆動部１６に認識記憶させる）。
【００５２】
次に、被検査光学部品である被検査フィルタ１の中心部分を、測定用光源３または、レーザ照射式角度測定機構３５より出射し光路切替機構３０で反射させた測定光１２が透過あるいは照射するように、被検査フィルタ１を透過後の測定光を受光するセンサ（図示せず）に基づき、演算制御駆動部１６による２軸角度調整機構２６および２軸直進ステージ２８の制御駆動操作を行い、保持部２の位置を所定位置に調整設定する。なお、この時、被検査フィルタ１成膜面は、測定光出射部５のあおり（角度）調整をする角度調整機構９のあおり中心に配置しておく。
【００５３】
そして、被検査フィルタ１にレーザ照射式角度測定機構３５から照射される測定光４５が、被検査フィルタ１の成膜面１ａに照射されるように、演算制御駆動部１６による１軸直進ステージ３２の制御駆動操作により、光路切替機構３０を測定光１２の光軸経路に移動し調整設定する。
【００５４】
すると、図２に示すように被検査フィルタ１の成膜面１ａおよびウェッジ１ｂのそれぞれで反射された成膜面反射測定光４６およびウェッジ反射測定光４７は、レーザ照射式角度測定機構３５により、その角度情報として２次元平面上に投影され、ディスプレイ３６の表示部３６ａに、それぞれスポット光４８、スポット光４９として表示される。
【００５５】
ここで、レーザ照射式角度測定機構３５にて発生し照射されるレーザ光であるところの測定光４５は、可視波長領域のものを使用するが、一方で、光通信用に使用される光フィルタの使用波長範囲は、赤外波長領域のものが多い。
【００５６】
このことから、一般に、可視波長領域のレーザ光に対するフィルタの反射率はウェッジ１ｂに比べ成膜面１ａの方が高いのであり、表示部３６ａに表示されるスポット光の大きさは、ウェッジ反射測定光４７によるスポット光４９に比べ、成膜面反射測定光４６によるスポット光４８の方が大きくなる。
【００５７】
このため、表示部３６ａにおいて、いずれのスポット光が成膜面反射測定光４６によるスポット光４８であるかを判別することができるのである。
【００５８】
さてここで、表示部３６ａにおけるスポット光の２次元平面上における座標（ｘ、ｙ）と、測定光出射部５の光軸方向は１対１に対応しているのであり、被検査フィルタ１の成膜面１ａからの成膜面反射測定光４６によるスポット光４８の座標（ｘ１、ｙ１）がそのスポット径または光量の計測を演算制御駆動部１６で行うことにより判明すれば、その信号を入力し演算する演算制御駆動部１６による角度調整機構９の制御駆動操作により、成膜面１ａにほぼ垂直な角度位置に測定光出射部５の光軸方向を移動し合せ込むことができる。
【００５９】
以上の操作により、被検査フィルタ１のウェッジ１ｂからの反射光最大位置における影響を受けることなく、測定光出射部５におけるコリメータレンズ光軸を必要な調整開始角度に合せ込むことができるのである。
【００６０】
次に、演算制御駆動部１６による１軸直進ステージ３２の制御駆動により、光路切替機構３０を移動させ測定光１２の光軸経路外にした後、引き続き、測定光１２が被検査フィルタ１に垂直に入射するように、演算制御駆動部１６による角度調整機構９の制御駆動操作により調整（角度および位置調整）する。
【００６１】
すなわち、測定用光源３による測定光１２を出射すると、測定光１２は分岐結合部１３、光ファイバケーブル４を経由して、測定光出射部５のコリメータレンズから均一な平行光となって出射（照射）されるのである。
【００６２】
このとき、測定光１２の一部は被検査フィルタ１の成膜面１ａで反射され、再び測定光出射部５のコリメータレンズに入射し、分岐結合部１３のサーキュレータなどを経由して、光センサ１４に導かれる。次に、光センサ１４に導かれる反射された測定光１２の光強度が最大となるように、演算制御駆動部１６による角度調整機構９における２軸スイベルステージの制御駆動操作により角度を調整する。
【００６３】
そして、光センサ１４に導かれる反射された測定光１２の光強度が最大となったとき、測定光１２が被検査フィルタ１により高精度に垂直に入射された状態になると判断されるのである。
【００６４】
このとき、調整開始角度は最大光量角度のほぼ近傍に位置するため、光センサ１４の光強度をモニタリングし、その都度、演算制御駆動部１６による角度調整機構９における２軸スイベルステージの制御駆動操作により微動調整させ、光強度が最大かどうかの確認である角度位置モニタリングを、比較的少数の繰返しで行うことができ、そのため測定検査に必要な角度調整を飛躍的に短い調整時間で自動的かつ確実に行うことが可能となる。
【００６５】
次に、被検査フィルタ１の成膜面１ａに、設計角度で測定光１２が入射するように演算制御駆動部１６による角度調整機構９における２軸スイベルステージの制御駆動操作、あるいは演算制御駆動部１６による保持部２の制御駆動により調整して一定の設計角度分だけ傾斜させる。
【００６６】
続いて、光センサ６に導かれる被検査フィルタ１を透過した測定光１２が最大強度となるように測定光受光部８におけるコリメータレンズの位置、すなわち演算制御駆動部１６による角度調整機構１０における２軸スイベルステージおよび２軸直進ステージ１１の制御駆動操作により調整する。
【００６７】
この状態で測定用光源３から出射されたレーザ光である測定光１２のうち到達した測定光１２を光センサ６で測定し、その光レベルをＰＳ１とする（演算制御駆動部１６に認識記憶させる）。そして、前記で説明したＰＳ０とＰＳ１との差を演算制御駆動部１６にて演算して求めることにより、光フィルタ単体形態である被測定フィルタ１の特性が一連に自動調整されて自動測定評価されるのである。
【００６８】
以上、前記における特性検査および検査装置の設定調整ならびに検査の動作手順は、被検査フィルタ１と光路切替機構３０を光軸経路外とし、光センサ６の出力をＭＡＸ．（ＰＳ０）に調整し、被検査フィルタ１と光路切替機構３０を光軸経路とし、レーザ照射式角度測定機構３５より出射した測定光１２を被検査フィルタ１の所定箇所に照射するよう調整し、スポット光４９においてＭＡＸ．となるように調整し、スポット光４９の位置座標により測定光１２が被検査フィルタ１に垂直入射するよう調整し、光センサ１４の出力をＭＡＸ．に調整し、そして光センサ６の出力をＭＡＸ．（ＰＳ１）に調整するのである。
【００６９】
以下、より具体的に説明すると、図１〜図３において、まず被検査光学部品すなわち被検査フィルタ１を保持部２の一端の開口部２ａの上面に載置（搭載機構は図示せず）する。
【００７０】
そして、演算制御駆動部１６による２軸直進ステージ２８と１軸直進ステージ３２の制御駆動により、保持部２すなわち被検査フィルタ１と光路切替機構３０を測定光１２あるいは測定光４５の光軸経路外にする。
【００７１】
次に、測定用光源３を駆動し、測定光を測定光出射部５より照射し、測定光受光部８で受光して光センサ６の出力がＭＡＸ．となるように演算制御駆動部１６による角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１の制御駆動により調整設定し、その出力をＰＳ０とする。
【００７２】
次に、演算制御駆動部１６による２軸角度調整機構２６および２軸直進ステージ２８の制御駆動により、保持部２すなわち被検査フィルタ１を所定位置に設定する。
【００７３】
次に、演算制御駆動部１６による１軸直進ステージ３２の制御駆動により、所定の姿勢に保持された光路切替機構３０を測定光１２あるいは測定光４５の光軸経路における所定位置に設定し、続いてレーザ照射式角度測定機構３５から照射された測定光４５が、被検査フィルタ１における成膜面１ａすなわち表面所定箇所に照射されるよう、再度演算制御駆動部１６による１軸直進ステージ３２の制御駆動により微調整して設定する。
【００７４】
次に、成膜面１ａで反射した測定光４５をレーザ照射式角度測定機構３５を経由してディスプレイ３６に表示されるスポット光４８、スポット光４９により確認し、スポット光４８を検出しかつＭＡＸ．となるように演算制御駆動部１６による２軸角度調整機構２６の制御駆動によりあおり（角度）調整（例えば、０．１度程度）する。
【００７５】
次に、前記スポット光４８の座標Ｘ、Ｙの位置信号を演算した演算制御駆動部１６による角度調整機構９の制御駆動により、被検査フィルタ１の表面所定位置に、測定光出射部５から放出される測定光１２が照射されるように光軸を合致させる。
【００７６】
そしてすなわち、演算制御駆動部１６による１軸直進ステージ３２の制御駆動により、光路切替機構３０を光軸経路外とし、演算制御駆動部１６による角度調整機構９の制御駆動により、測定光１２が被検査フィルタ１に垂直入射するように調整する。
【００７７】
次に、演算制御駆動部１６による角度調整機構９の制御駆動により、光センサ１４の入力、すなわち測定光１２の反射光がＭＡＸ．となるように微調整（例えば０．０１度程度）する。その結果、測定光１２が被検査フィルタ１に垂直入射されたと判断される。
【００７８】
次に、演算制御駆動部１６による角度調整機構９、あるいは演算制御駆動部１６による２軸角度調整機構２６の制御駆動により、成膜面１ａに測定光１２が設計角度で入射するように微調整する。
【００７９】
そして、演算制御駆動部１６による角度調整機構１０および２軸直進ステージ１１の制御駆動により、光センサ６における透過した測定光１２がＭＡＸ．となるように微調整して、その出力をＰＳ１とする。
【００８０】
なお、前記動作手順は光フィルタにおける例の説明であり、各種の被検査光学部品に対応しては、それぞれ必要かつ最適な手順を設定してもよい。
【００８１】
他の実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。図４は、本発明の他の実施の形態における光学部品である光フィルタ単体の特性検査装置における測定系の概要構成図である。
【００８２】
なお、背景技術および前記実施の形態１で説明した機構や構成部材などについては、省略あるいは同一の符号を付与し詳細な説明は省略する。
【００８３】
図４において、３５ｂはオートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構３８におけるレーザ照射部、３５ｃはレーザ照射部３５ｂからの照射レーザ光である。
【００８４】
被検査光学部品である被検査フィルタ１の成膜面１ａの傾斜量を認識計測する機構（あるいは器具）として、演算制御駆動部１６（図示せず）により制御駆動される１軸直進ステージ３２により支持および駆動されるレーザ照射式角度測定機構３８を備えており、演算制御駆動部１６により制御されるレーザ照射式角度測定機構３８のレーザ照射部３５ｂを測定光１２の光軸経路における測定光出射部５と被検査フィルタ１との間に配設あるいは直接挿入可能としているのであり、被検査フィルタ１の検査時や測定光出射部５の調整時など、必要に応じて測定光１２の光軸経路への挿入と測定光１２の光軸経路からの退避を、演算制御駆動部１６による１軸直進ステージ３２の制御駆動操作により行うのである。
【００８５】
他の実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について説明する。図５は、本発明の他の実施の形態における被検査光学部品である被検査フィルタの保持部の概要構成図である。
【００８６】
なお、背景技術および前記実施の形態１で説明した機構や構成部材などについては、省略あるいは同一の符号を付与し詳細な説明は省略する。
【００８７】
図５において、５６はレーザ光照射部、そして５７はレーザ光受光部である。
【００８８】
被検査光学部品である被検査フィルタ１の成膜面１ａの傾斜量を認識計測する機構（器具）として、レーザ光照射部５６とレーザ光受光部５７とを測定光１２の光軸経路外に配設しており、通常オートコリメータなどでなるレーザ照射式角度測定機構３５は、レーザ光の照射部とレーザ光の受光部をともに内蔵し、各々の光軸が近接あるいはほぼ重なるように配置されているが、本実施の形態ではこれを別々のユニットに分割して測定光１２（レーザ光）の光軸経路を妨げない位置に配設したものである。
【００８９】
ここで、被検査フィルタ１の保持部２は、レーザ光照射部５６およびレーザ光受光部５７の光軸経路を妨げない形状および配置されており、例えば、被検査フィルタ１の側面を真空吸着により保持、あるいは成膜面１ａに接する部分をできるだけ薄く製作するなどの手段により実現している。
【００９０】
他の実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項６、７、１０および１１に記載の発明について説明する。図６は、本発明の他の実施の形態における被検査光学部品である被検査フィルタの保持部周辺の概要構成斜視図である。
【００９１】
なお、背景技術および前記実施の形態１で説明した機構や構成部材などについては、省略あるいは同一の符号を付与し詳細な説明は省略する。
【００９２】
図６において、５５は被検査光学部品である被検査フィルタ１の少なくとも２つのエッジが観察可能な凹部や欠部を有する構成形状のフィルタ保持部、５５ａは測定光１２が通過するための切欠きなどでなる開口部、５０は被検査フィルタ１の第１エッジを撮像するための第１カメラ、５１は被検査フィルタ１の第２エッジを撮像するための第２カメラ、５２は第１カメラの撮像画面（結果）を表示するための演算機能を有する第１ディスプレイ、そして５３は第２カメラの撮像画面（結果）を表示するための演算機能を有する第２ディスプレイである。
【００９３】
被検査フィルタ１の成膜面１ａの傾斜量を認識計測するために、成膜面１ａにおける２つのエッジを観察し、そのエッジ撮像面の撮像結果を基準との比較などの演算をすることにより、傾斜方向から成膜面１ａの傾斜量を算出し、その結果を演算制御駆動部１６（図示せず）に入力される。
【００９４】
そして、それに対応して測定光出射部５の角度位置を演算制御駆動部１６による角度調整機構９の制御駆動操作により調整するのである。
【００９５】
以上、被検査光学部品である被検査フィルタ１における少なくとも２側面のエッジを、光学的に認識計測するのであり、被検査フィルタ１の保持方法、あるいは第１カメラ５０、第２カメラ５１の配置の工夫により、さらに被検査フィルタ１における第３、第４のエッジなどを撮像可能にして、より安定した成膜面１ａの傾斜量の認識計測および算出も可能となるのである。
【００９６】
なお、以上本発明の実施の形態においては、測定光の厳密で正確な照射の維持あるいは確認するために、被検査フィルタにおける成膜面の傾斜量や２側面のエッジを認識計測する事を行っているが、被検査光学部品の種類により、前記に限定されず被検査光学部品の必要あるいは最適な構成部分や箇所を選択し、機械量や物理量などを光学的に認識計測することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明にかかる光学部品の特性検査装置およびその検査方法は、光フィルタ単体などの光学部品における諸特性検査の特性誤差や測定ばらつきを低減し、そのために必要な調整工数を削減でき、かつ検査の自動化が容易になるという効果を有し、光通信、光計測などで用いられる光フィルタや光制御体あるいは各種精密光学部材の特性を検査するための特性検査装置およびその検査方法などの用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態１における光学部品である光フィルタ単体の特性検査装置における測定系の概要構成図
【図２】同角度測定機構の概要構成図
【図３】同角度調整機構の位置と光センサ受光強度の関係を示す特性図
【図４】本発明の他の実施の形態における光学部品である光フィルタ単体の特性検査装置における測定系の概要構成図
【図５】本発明の他の実施の形態における被検査光学部品である被検査フィルタの保持部の概要構成図
【図６】本発明の他の実施の形態における被検査光学部品である被検査フィルタの保持部周辺の概要構成斜視図
【図７】（ａ）、（ｂ）従来における光学部品である光フィルタ単体の特性検査装置における測定系の概要構成図
【図８】同被検査光学部品である被検査フィルタの保持部の概要構成図
【図９】（ａ）、（ｂ）同角度調整機構の位置と光センサの受光強度の関係を示す特性図
【符号の説明】
【００９９】
１  被検査フィルタ（被検査光学部品）
１ａ  成膜面
１ｂ  ウェッジ（テーパ）
２  保持部
２ａ  開口部
２ｂ  保持部断面
３  測定用光源
４、７  光ファイバケーブル
５  測定光出射部
６、１４  光センサ
８  測定光受光部
９、１０  角度調整機構
９ａ、１０ａ  支柱
９ｂ、１０ｂ  保持体
１１、２８  ２軸直進ステージ
１２  測定光
１３  分岐結合部
１５  回転中心
１６  演算制御駆動部
２０  成膜面での反射光
２１  ウェッジでの反射光
２６  ２軸角度調整機構
２７、３１  支持片
３０  光路切替機構
３２  １軸直進ステージ
３５、３８  レーザ照射式角度測定機構
３５ａ  レーザ送出部兼受光部
３５ｂ  レーザ照射部
３５ｃ  照射レーザ光
３６  ディスプレイ
３６ａ  表示部
３７  ケーブル
４５  測定光（レーザ光）
４６  成膜面反射測定光
４７  ウェッジ反射測定光
４８、４９  スポット光
５０  第１カメラ
５１  第２カメラ
５２  第１ディスプレイ
５３  第２ディスプレイ
５５  フィルタ保持部
５５ａ  開口部
５６  レーザ光照射部
５７  レーザ光受光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006084254.tif 000008
【図７】
2006084254.tif 000009
【図８】
2006084254.tif 000010
【図９】
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