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CN109906365B - 强化玻璃的应力测量装置、强化玻璃的应力测量方法、强化玻璃的制造方法、强化玻璃 - Google Patents

强化玻璃的应力测量装置、强化玻璃的应力测量方法、强化玻璃的制造方法、强化玻璃 Download PDF

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CN109906365B CN201780058952.0A CN201780058952A CN109906365B CN 109906365 B CN109906365 B CN 109906365B CN 201780058952 A CN201780058952 A CN 201780058952A CN 109906365 B CN109906365 B CN 109906365B
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Abstract

本应力测量装置具有：偏振相位差可变部件，能够将激光的偏振相位差相对于上述激光的波长改变1个波长以上；拍摄元件，以规定的时间间隔对通过改变上述偏振相位差后的激光入射至强化玻璃而产生的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像；以及运算部，使用上述多个图像测量上述散射光的周期性的亮度变化，并计算上述亮度变化的相位变化，并基于上述相位变化计算上述强化玻璃的从表面起的深度方向的应力分布。

Description

强化玻璃的应力测量装置、强化玻璃的应力测量方法、强化玻 璃的制造方法、强化玻璃
技术领域
本发明涉及强化玻璃的应力测量装置、强化玻璃的应力测量方法、强化玻璃的制造方法以及强化玻璃。
背景技术
在移动电话、智能手机等电子设备中，在显示部、壳体主体使用玻璃的情况较多，该玻璃为了提高强度，使用通过在玻璃表面形成基于离子交换的表面层(离子交换层)来提高了强度的所谓化学强化玻璃。表面层至少包含存在于玻璃表面侧并产生基于离子交换的压缩应力的压缩应力层，也可以包含与该压缩应力层邻接地存在于玻璃内部侧并产生拉伸应力的拉伸应力层。
作为测量强化玻璃的表面层的应力的技术，例如，能够举出在强化玻璃的表面层的折射率高于内部的折射率的情况下，利用光波导效应和光弹性效应，非破坏地测量表面层的压缩应力的技术(以下，称为非破坏测量技术)。在该非破坏测量技术中，将单色光入射至强化玻璃的表面层并根据光波导效应产生多个模式，取出按各模式确定了光线轨迹的光，通过凸透镜使与各模式对应的亮线成像。此外，成像的亮线存在模式数量份。
另外，在该非破坏测量技术中，从表面层取出的光构成为能够观察有关光的振动方向相对于射出面水平和垂直的两种光成分的亮线。而且，利用次数最低的模式1的光通过表面层的最接近表面的一侧的性质，根据两种光成分的与模式1对应的亮线的位置，计算有关各个光成分的折射率，根据该两种折射率之差和玻璃的光弹性常数求出强化玻璃的表面附近的应力(例如，参照专利文献1)。
另一方面，提出了基于上述的非破坏测量技术的原理，根据与模式1和模式2对应的亮线的位置，通过外推求出玻璃的最表面处的应力(以下，称为表面应力值)，并且，假定表面层的折射率分布线性变化，根据亮线的总根数求出压缩应力层的深度的方法(例如，参照专利文献3以及非专利文献1)。
另外，提出了基于通过利用上述的表面导波光的测量技术测量出的表面应力值和压缩应力层的深度，来定义玻璃内部的拉伸应力CT，并用CT值来管理强化玻璃的强度的方法(例如，参照专利文献2)。在该方法中，通过“CT＝(CS×DOL)/(t×1000－2×DOL)”(式0)来计算拉伸应力CT。在这里，CS是表面应力值(MPa)，DOL是压缩应力层的深度(单位：μm)，t为板厚(单位：mm)。
一般地若未施加外力，则应力的总和为0。因此，大致均衡地产生拉伸应力，以使得在深度方向上对通过化学强化形成的应力进行积分所得的值在未进行化学强化的中心部分取得平衡。
另外，也提出了测量比应力分布弯曲的位置的玻璃深度(DOL_TP)靠玻璃表层侧的应力分布，并基于玻璃表层侧的应力分布的测量结果(测量图像)预测比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布的方法(例如，参照专利文献4)。然而，在该方法中，由于未进行比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布的实际测量，所以存在测量再现性较差的问题。
专利文献1：日本特开昭53－136886号公报
专利文献2：日本特表2011－530470号公报
专利文献3：日本特开2016－142600号公报
专利文献4：美国专利公开2016/0356760
非专利文献1：Yogyo-Kyokai-Shi(窑业协会期刊)87{3}1979
非专利文献2：Yogyo-Kyokai-Shi(窑业协会期刊)80{4}1972
近年来，作为容易进行离子交换，且能够通过化学强化工序在短时间内提高表面应力值且加深应力层的深度的玻璃，锂-铝硅酸盐系的玻璃受到关注。
将该玻璃浸入高温的硝酸钠和硝酸钾的混合熔融盐中，实施化学强化处理。钠离子、钾离子的熔融盐中的浓度均较高，因而与玻璃中的锂离子进行离子交换，但由于钠离子较容易向玻璃中扩散，所以，首先玻璃中的锂离子与熔融盐中的钠离子进行更换。
在这里，对于玻璃的折射率而言，若钠离子与锂离子进行离子交换则变得更低，若钾离子与锂离子或钠离子进行离子交换则变得更高。换句话说，与玻璃中的未进行离子交换的部分相比，玻璃表面附近的进行了离子交换的区域的钾离子浓度较高，若为更深的进行了离子交换的区域则钠离子浓度升高，所以在进行了离子交换的玻璃的最表面附近，具有折射率随着深度降低，但从某一深度起到未进行离子交换的区域，折射率随着深度而升高的特征。
因此，在背景技术中说明的利用表面的导波光的应力测量装置中，无法仅根据最表面的应力值或应力分布，来测量较深的部分的应力分布，并且无法了解应力层的深度、CT值、整体的应力分布。其结果是，无法进行用于找到适当的化学强化条件的开发，或者无法进行制造的品质管理。
另外，在对铝硅酸盐玻璃、钠玻璃进行风冷强化之后进行化学强化的情况下，化学强化了的部分能够通过在背景技术中说明的利用表面的导波光的应力测量装置来测量应力分布或应力值，但对于未进行化学强化只进行了风冷强化的部分而言，折射率变化较小，在背景技术中说明的利用表面的导波光的应力测量装置中无法测量。其结果是，无法了解应力层的深度、CT值、整体的应力分布。其结果是，无法进行用于找到适当的化学强化条件的开发，或者无法进行制造的品质管理。
发明内容
本发明是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供一种不管强化玻璃的折射率分布如何，都能够从强化玻璃的最表面到比以往更深的部分来测量强化玻璃的应力分布的强化玻璃的应力测量装置。
本应力测量装置的必要条件在于具有：偏振相位差可变部件，能够将激光的偏振相位差相对于上述激光的波长改变1个波长以上；拍摄元件，以规定的时间间隔对通过改变上述偏振相位差后的激光入射至强化玻璃而产生的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像；以及运算部，使用上述多个图像测量上述散射光的周期性的亮度变化，计算上述亮度变化的相位变化，并且基于上述相位变化计算上述强化玻璃的从表面起的深度方向的应力分布。
根据公开的技术，能够提供一种不管强化玻璃的折射率分布如何，都能够从强化玻璃的最表面到比以往更深的部分测量强化玻璃的应力分布的强化玻璃的应力测量装置。
附图说明
图1是例示第一实施方式的应力测量装置的图。
图2是从图1的H方向观察第一实施方式的应力测量装置的图。
图3是例示液晶元件的施加电压与偏振相位差的关系的图。
图4是例示使液晶元件产生偏振相位差在时间上线性变化的驱动电压的电路的图。
图5是例示在拍摄元件中成像的激光L的某一瞬间的散射光图像的图。
图6是例示在图5的点B和点C处的散射光亮度的时间上的变化的图。
图7是例示与玻璃深度相应的散射光变化的相位的图。
图8是例示基于图7的散射光变化的相位数据，通过式1求出的应力分布的图。
图9是例示不同的时刻t1、t2的实际的散射光图像的图。
图10是表示强化玻璃中的激光L的入射面的不优选的设计例的图。
图11是表示强化玻璃中的激光L的入射面的优选的设计例的图。
图12是例示应力测量装置1的测量方法的流程图。
图13是例示应力测量装置1的运算部70的功能块的图。
图14是例示第一实施方式的变形例1的应力测量装置的图。
图15是例示第一实施方式的变形例2的应力测量装置的图。
图16是利用了光弹性效应的偏振相位差可变部件的说明图。
图17是例示第二实施方式的应力测量装置的图。
图18是在相同的图中表示通过应力测量装置1以及2测量出的应力分布的图。
图19是例示应力测量装置2的测量方法的流程图。
图20是例示应力测量装置2的运算部75的功能块的图。
图21是例示强化玻璃的深度方向的应力分布的图。
图22是基于应力分布导出特性值的流程图(其1)。
图23是表示根据测量出的应力分布导出各特性值的例子的图。
图24是基于应力分布导出特性值的流程图(其2)。
图25是表示根据测量出的应力分布导出各特性值的其它的例子的图(其1)。
图26是基于应力分布导出特性值的流程图(其3)。
图27是表示根据测量出的应力分布导出各特性值的其它例子的图(其2)。
图28是表示使用了通过应力分布的测量获得的各特性值的品质判断的流程图的一个例子的图。
图29是表示使用了通过应力分布的测量获得的各特性值的品质判断的流程图的其它例子的图。
图30是对含锂玻璃进行2次以上的强化的情况下的品质判断的流程图的一个例子(其1)。
图31是对含锂玻璃进行2次以上的强化的情况下的品质判断的流程图的一个例子(其2)。
图32是玻璃表层侧的应力分布和玻璃深层侧的应力分布的合成结果的一个例子。
图33是在比较例1以及实施例1～3中求出的应力分布。
图34是例示第三实施方式的应力测量装置的图。
图35是例示进入光供给部件与强化玻璃之间的界面的激光L的散射光图像的图。
图36是例示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的图。
图37是表示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的第二例的图。
图38是表示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的第三例的图。
图39是表示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的第四例的图。
图40是表示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的第五例的图。
图41是表示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的第六例的图。
图42是表示用于在光供给部件与强化玻璃之间夹持液体的结构部的第七例的图。
图43是对激光L被入射至强化玻璃内的情况进行说明的图。
图44是对从图43的拍摄元件的位置拍摄到的激光轨迹的图像进行说明的图。
图45是对图43的光供给部件或强化玻璃内的激光的角度、长度的定义进行说明的图。
图46是图45的顶视图、主视图、侧视图。
图47是进入光供给部件以及强化玻璃中的激光的概念图。
图48是进入强化玻璃中的激光的概念图。
图49是求出入射余角Ψ的流程图的一个例子。
图50是求出强化玻璃的折射率ng的流程图的一个例子。
图51是求出入射余角Ψ的流程图的其它例子。
图52是求出激光所通过的面和观测面未改变的θL的流程图的一个例子。
图53是例示强化玻璃的深度方向的应力分布的图。
图54是例示设置有玻璃厚度测量装置的应力测量装置的图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施发明的方式进行说明。在各附图中，存在对相同构成部分标注相同附图标记，并省略重复的说明的情况。
〈第一实施方式〉
图1是例示第一实施方式的应力测量装置的图。如图1所示，应力测量装置1具有激光光源10、偏振部件20、偏振相位差可变部件30、光供给部件40、光转换部件50、拍摄元件60、运算部70以及光波长选择部件80。
200为成为被测量体的强化玻璃。强化玻璃200例如为通过化学强化法、风冷强化法等实施了强化处理后的玻璃。
激光光源10配置为从光供给部件40向强化玻璃200的表面层入射激光L，在激光光源10与光供给部件40之间插入有偏振相位差可变部件30。
作为激光光源10，例如，能够使用半导体激光器、氦氖激光器、氩激光器。半导体激光器通常具有偏振光，将405nm、520nm、630nm等波长的半导体激光器实用化。激光的波长越短越减小光束直径，越能够提高空间分辨率。
为了提高强化玻璃200的深度方向的分辨率，优选激光的最小光束直径的位置处于强化玻璃200的离子交换层内，最小光束直径为20μm以下。更为优选将激光的最小光束直径的位置设在强化玻璃200的表面210。此外，由于激光的光束直径成为深度方向的分辨率，所以需要设为所需的深度方向的分辨率以下的光束直径。在这里，所谓的光束直径意味着光束中央的亮度最大时的1/e2(约13.5％)的宽度，在光束形状为椭圆形状、片状的情况下，光束直径意味着最小宽度。其中，在该情况下，需要光束直径的最小宽度朝向玻璃深度方向。
偏振部件20根据需要插入在激光光源10与偏振相位差可变部件30之间。具体而言，在激光光源10所射出的激光L不是偏振光的情况下，在激光光源10与偏振相位差可变部件30之间插入偏振部件20。在激光光源10所射出的激光L为偏振光的情况下，可以插入偏振部件20，也可以不插入偏振部件20。另外，将激光光源10以及偏振部件20设置为激光L的偏振面相对于强化玻璃200的表面210成45°。作为偏振部件20，例如，能够使用以能够旋转的状态配置的偏光板等，但也可以使用具备相同的功能的其它部件。
光供给部件40以光学接触的状态载置于作为被测量体的强化玻璃200的表面210。光供给部件40具备将来自激光光源10的光入射至强化玻璃200的功能。作为光供给部件40，例如，能够使用光学玻璃制的棱镜。在该情况下，为了在强化玻璃200的表面210，光线经由棱镜光学地入射，需要棱镜的折射率与强化玻璃200的折射率几乎相同(±0.2以内)。
也可以在光供给部件40与强化玻璃200之间，夹持具有与强化玻璃200的折射率几乎相同的折射率的液体。由此，能够将激光L高效地入射至强化玻璃200内。对此，在第三实施方式中详细进行说明。
通过强化玻璃200的激光L产生微量的散射光LS。散射光LS的亮度因激光L的散射的部分的偏振相位差而变化。另外，将激光光源10设置为激光L的偏振方向相对于强化玻璃200的表面210的图2的θs2为45°(±5°以内)。因此，由于沿强化玻璃200的面内方向施加的应力的光弹性效应发生双折射，并随着激光L在强化玻璃中前进，偏振相位差也发生变化，伴随着该变化散射光LS的亮度也发生变化。此外，所谓的偏振相位差是因双折射而产生的相位差(retardation)。
另外，激光L被设定为相对于强化玻璃的表面210的θs1为10°以上30°以下。这是因为若θs1低于10°，则激光因光波导效应而在玻璃表面传播，而无法获取玻璃内部的信息。相反地若超过30°，则相对于激光路径长度的玻璃内部的深度分辨率下降，而作为测量方法不优选。因此，优选设定为θs1＝15°±5°。
接下来，使用图2对拍摄元件60进行说明。图2是从图1的H方向观察第一实施方式的应力测量装置的图，且是表示拍摄元件60的位置关系的图。由于激光L的偏振光相对于强化玻璃200的表面210以45°的角度入射，所以散射光LS也相对于强化玻璃200的表面210以45°角度放射。因此，为了捕捉以相对于该强化玻璃的面45°放射的散射光LS，在图2中，拍摄元件60设置在相对于强化玻璃200的表面210为45°的方向。即，在图2中，θs2＝45°。
另外，在拍摄元件60与激光L之间插入有光转换部件50，以使得激光L的散射光LS的图像在拍摄元件60中成像。作为光转换部件50，例如，能够使用玻璃制的凸透镜、将多个凸透镜或凹透镜组合而成的透镜。
另外，对于将多个透镜组合而成的透镜，通过成为主光线与光轴平行的远心透镜，能够仅使从激光L向四方散射的散射光中的主要向相对于强化玻璃200的玻璃表面呈45°方向(拍摄元件方向)散射的光进行成像，具有减少玻璃表面的漫反射等不必要的光的效果。
另外，也可以在激光L与拍摄元件60之间插入光波长选择部件80，该光波长选择部件80至少不使激光的波长+100nm以上和－100nm以下的波长的光透过50％以上、优选为不透过90％。通过插入光波长选择部件80，能够除去因激光L而产生的荧光、外来光，并且仅将散射光LS集中于拍摄元件60。作为光波长选择部件80，例如能够使用设有多层介电膜的带通滤波器、短通滤波器。
作为拍摄元件60，例如能够使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)元件、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器元件。虽然在图1以及图2中未图示，但CCD元件、CMOS传感器元件与控制该元件并从元件取出图像的电信号的控制电路、将电信号设为数字图像数据的数字图像数据生成电路、记录多张数字图像数据的数字记录装置连接。进一步，数字图像数据生成电路、数字记录装置与运算部70连接。
运算部70具备从拍摄元件60、或与上述拍摄元件60连接的数字图像数据生成电路、数字记录装置获取图像数据，并进行图像处理、数值计算的功能。运算部70也可以为具有除此以外的功能(例如，控制激光光源10的光量、曝光时间的功能等)的结构。运算部70例如能够构成为包含CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、主存储器等。
在该情况下，运算部70的各种功能能够通过将ROM等中记录的程序读出至主存储器并由CPU执行来实现。运算部70的CPU能够根据需要从RAM中读出数据或储存。其中，运算部70的一部分或者全部可以仅由硬件来实现。另外，运算部70也可以物理性地由多个装置等构成。作为运算部70，例如，能够使用个人计算机。另外，也可以使运算部70具有数字图像数据生成电路、数字记录装置的功能。
偏振相位差可变部件30使向强化玻璃200入射时的偏振相位差随时间变化。变化的偏振相位差为激光的波长λ的1倍以上。偏振相位差相对于激光L的波面必须为均匀的。例如，对于石英楔而言，由于在到达楔的倾斜面的方向上偏振相位差不均匀，所以激光的波面不均匀。因此，作为偏振相位差可变部件30不优选使用石英楔。
作为能够在激光的波面均匀地将偏振相位差电气地改变1λ以上的偏振相位差可变部件30，例如，能够举出液晶元件。液晶元件能够通过对元件施加的电压改变偏振相位差，例如，在激光的波长为630nm的情况下，能够进行3～6波长的改变。在液晶元件中，能够根据所施加的电压改变的偏振相位差的最大值由单元间隙的尺寸来决定。
通常的液晶元件由于单元间隙为数μm，所以最大的偏振相位差为1/2λ(数100nm)左右。另外，在使用液晶的显示器等中，不要求在此以上的变化。与此相对，对于本实施方式中所使用的液晶元件而言，在激光的波长例如为630nm的情况下，需要改变630nm的约3倍的大约2000nm的偏振相位差，需要20～50μm的单元间隙。
对液晶元件施加的电压与偏振相位差不成比例。作为一个例子，将单元间隙为30μm的液晶元件的施加电压与偏振相位差的关系示于图3。在图3中，纵轴为偏振相位差(相对于波长630nm的波长数)、横轴为对液晶元件施加的电压(以对数来绘制)。
对液晶元件施加的电压为0V～10V，能够改变约8λ(5000nm)的偏振相位差。但是，液晶元件一般地在0V～1V的低电压下液晶的取向不稳定，并且由于温度变化等而偏振相位差发生变动。另外，若对液晶元件施加的电压为5V以上，则相对于电压的变化，偏振相位差的变化较少。在该液晶元件的情况下，通过在1.5V～5V的施加电压下使用，能够稳定地改变4λ～1λ、即约3λ的偏振相位差。
在作为偏振相位差可变部件30使用液晶元件的情况下，偏振相位差可变部件3与控制液晶的液晶控制电路连接，并与拍摄元件60同步地被控制。此时，需要使偏振相位差在时间上线性可变，并与拍摄元件60的拍摄的时机同步。
图3是例示液晶元件的施加电压与偏振相位差的关系的图。如图3所示，液晶元件的施加电压与偏振相位差不线性变化。因此，需要产生偏振相位差在某一时间内线性变化的信号，并作为针对液晶元件的驱动电压来施加。
图4是例示使液晶元件产生偏振相位差在时间上线性变化的驱动电压的电路的图。
在图4中，在数字数据存储电路301中，在所需的偏振相位差变化的范围内作为数字数据按照地址顺序记录有用于基于预先测量出所使用的液晶元件的施加电压和偏振相位差的数据，使偏振相位差以恒定间隔变化的与偏振相位差对应的电压值。在表1中，例示数字数据存储电路301中记录的数字数据的一部分。表1的电压的列是所记录的数字数据，是偏振相位差每变化10nm的电压值。
[表1]
Figure BDA0002005588100000111
时钟信号产生电路302使用水晶振子等，产生频率恒定的时钟信号。时钟信号产生电路302所产生的时钟信号被输入至数字数据存储电路301和DA转换器303。
DA转换器303是将来自数字数据存储电路301的数字数据转换为模拟信号的电路。根据时钟信号产生电路302所产生的时钟信号，从数字数据存储电路301依次读出所存储的电压值的数字数据，并发送至DA转换器303。
在DA转换器303中，将以恒定时间间隔读出的电压值的数字数据转换为模拟电压。从DA转换器303输出的模拟电压通过电压放大电路304被施加给作为偏振相位差可变部件30来使用的液晶元件。
此外，虽然在图4中未图示，但该液晶元件的驱动电路与图2的控制拍摄元件60的电路采取同步，与开始对液晶元件的驱动电压的施加一起，通过拍摄元件60开始在时间上连续的拍摄。
图5是例示在拍摄元件上成像的激光L的某一瞬间的散射光图像的图。在图5中，越向上走，距离强化玻璃200的表面210的深度越深。在图5中，点A在强化玻璃200的表面210，由于强化玻璃200的表面210的散射光较强，所以散射光图像扩散成椭圆状。
由于对强化玻璃200的表面部施加有较强的压缩应力，所以通过由光弹性效应引起的双折射，激光L的偏振相位差随深度而变化。因此，激光L的散射光亮度也随深度而变化。此外，对于激光的散射光亮度根据强化玻璃的内部应力而变化的原理，例如，在Yogyo-Kyokai-Shi(窑业协会期刊)80{4}1972等中有说明。
通过偏振相位差可变部件30，能够使入射至强化玻璃200之前的激光L的偏振相位差在时间上连续地变化。由此，在图5的散射光图像的各点，散射光亮度根据通过偏振相位差可变部件30而变化的偏振相位差而变化。
图6是例示在图5的点B和点C上的散射光的亮度(散射光亮度)的时间上的变化的图。散射光亮度的时间上的变化根据由偏振相位差可变部件30变化后的偏振相位差，以激光的波长λ的周期，周期性地变化。例如，在图6中，在点B和点C，散射光亮度的变化的周期相同，但相位不同。这是因为在激光L从点B进入点C时，偏振相位差因由强化玻璃200中的应力引起的双折射进一步变化。若将以路程差表示激光L从点B进入点C时发生变化的偏振相位差设为q，将激光的波长设为λ，则点B和点C的相位差δ为δ＝q/λ。
若局部考虑，则对于用沿着激光L的位置s表示激光L上的任意的点S处的伴随着偏振相位差可变部件30的时间上的偏振相位差的变化的周期性的散射光亮度的变化的相位F的函数F(s)，针对s的微分值dF/ds是因强化玻璃200的面内应力而产生的双折射量。能够根据强化玻璃200的光弹性常数C和dF/ds，并通过下述的表达式1(式1)，计算点S处的强化玻璃200的面内方向的应力σ。
在本专利中，由于激光L相对于玻璃倾斜地入射，所以在求针对从玻璃表面起沿垂直方向的深度的应力分布的情况下，需要进行从点s向深度方向的转换，示于后述的表达式8(式8)。
[式1]
Figure BDA0002005588100000131
另一方面，偏振相位差可变部件30在某一时间内使偏振相位差在时间上连续地变化1个波长以上。在该时间内，通过拍摄元件60记录多张在时间上连续的激光L的散射光图像。而且，测量进行该连续拍摄而得到的散射光图像的各点上的随时间的亮度的变化。
该散射光图像的各点的散射光的变化是周期性的，其周期不论场所如何是恒定的。因此，根据某一点的散射光亮度的变化测量该周期T。或者，也可以将多个点上的周期的平均值作为周期T。
由于在偏振相位差可变部件30中使偏振相位差改变1个波长以上(1个周期以上)，所以散射光亮度也变化1个周期以上。因此，能够根据多个峰值、谷值之差或者通过振幅的中点的时刻之差等来进行周期T的测量。此外，若是1个周期以下的数据，则在原理上是不可能知道1个周期的。
在某一点处的散射光的周期性变化的数据中，基于上述决定出的周期T，通过三角函数的最小二乘法、傅里叶积分，能够精确地求出该点处的相位F。
在预先已知的周期T中的三角函数的最小二乘法、傅里叶积分中，仅提取已知的周期T中的相位成分，能够除去其它周期的噪声。另外，数据随时间的变化越长，该除去能力变得越高。通常，由于散射光亮度较弱，或者实际发生变化的相位量也较小，所以需要进行基于数λ的偏振相位差的改变的数据的测量。
若测量由拍摄元件60拍摄到的图像上的沿着激光L的散射光图像的各点处的散射光随时间变化的数据，并分别以与上述相同的方法求出相位F，则能够求出沿着激光L的散射光亮度的相位F。图7是与玻璃深度相应的散射光变化的相位的例子。
在沿着该激光L的散射光亮度的相位F中，能够计算激光L上的坐标处的微分值，并且能够通过表达式1，求出激光L上的坐标s处的应力值。进一步，若将坐标s换算为到玻璃表面的距离，则能够计算相对于到强化玻璃的表面的深度的应力值。图8是基于图7的散射光变化的相位数据，通过表达式1求出应力分布的例子。
图9是不同的时刻t1、t2的实际的散射光图像的例子，图9的点A在强化玻璃的表面，由于强化玻璃的表面粗糙，反射出表面散射光。该表面散射光图像的中心相当于强化玻璃的表面。
在图9中，可知激光的散射光图像在各点处亮度不同，另外，可知即使是相同的点，时刻t2的亮度分布与时刻t1的亮度分布也不相同。这是因为周期性的散射光亮度变化的相位偏移。
在应力测量装置1中，优选激光L的入射面为相对于强化玻璃200的表面210倾斜45°的状态。对此，参照图10以及图11进行说明。
图10是强化玻璃中的激光L的入射面的不优选的设计例的图。在图10中，强化玻璃200中的激光L的入射面250相对于强化玻璃的表面210垂直。
图10(b)是从图10(a)的方向H观察到的图。如图10(b)所示，拍摄元件60相对于强化玻璃200的表面210倾斜45°地设置，从倾斜45°观察激光L。在图10的情况下，若将从激光L上的不同的2点即点A、点B到拍摄元件60的距离设为距离A、距离B，则该距离不同。即，不能在点A和点B处同时对准焦点，不能获取所需区域的激光L的散射光图像作为良好的图像。
图11是表示强化玻璃中的激光L的入射面的优选的设计例的图。在图11中，强化玻璃200中的激光L的入射面250相对于强化玻璃200的表面210倾斜45°。
图11(b)是从图11(a)的方向H观察到的图。如图11(b)所示，拍摄元件60相对于强化玻璃200的表面210倾斜45°地设置，但激光L所通过的面亦即入射面250也同样地倾斜45°。因此，不论是激光L上的哪一点到拍摄元件60的距离(距离A和距离B)都相同，从而能够获取所需的区域的激光L的散射光图像作为良好的图像。
特别是，在使用最小光束直径为20μm以下的激光的情况下，由于焦点深度较浅，最多为数10μm左右，所以将强化玻璃200中的激光L的入射面250相对于强化玻璃200的表面210倾斜45°，使不论是激光L上的哪一点到拍摄元件60的距离都相同，这对于获取良好的图像非常重要。
(测量的流程)
接下来，参照图12以及图13对测量的流程进行说明。图12是例示应力测量装置1的测量方法的流程图。图13是例示应力测量装置1的运算部70的功能块的图。
首先，在步骤S401中，通过偏振相位差可变部件30，使来自具有偏振光的激光光源10或施加有偏振光的激光光源10的激光的偏振相位差相对于激光的波长在时间上连续地改变1个波长以上(偏振相位差可变工序)。
接下来，在步骤S402中，使改变偏振相位差后的激光经由光供给部件40相对于表面210倾斜地入射至作为被测量体的强化玻璃200内(光供给工序)。
接下来，在步骤S403中，拍摄元件60以规定的时间间隔对在强化玻璃200中前进的改变偏振相位差后的激光的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像(拍摄工序)。
接下来，在步骤S404中，运算部70的亮度变化测量单元701使用在拍摄工序中获得的散射光的在时间上隔着间隔的多个图像，测量伴随着通过偏振相位差可变工序改变后的偏振相位差随时间变化的散射光的周期性的亮度变化(亮度变化测量工序)。
接下来，在步骤S405中，运算部70的相位变化计算单元702计算沿着入射至强化玻璃200中的激光的散射光的周期性的亮度变化的相位变化(相位变化计算工序)。
接下来，在步骤S406中，运算部70的应力分布计算单元703基于沿着入射至强化玻璃200中的激光的散射光的周期性的亮度变化的相位变化，计算强化玻璃200的从表面210起的深度方向的应力分布(应力分布计算工序)。此外，也可以将计算出的应力分布显示于显示装置(液晶显示器等)。
像这样，在应力测量装置1中，与利用表面的导波光的应力测量装置不同，不进行依赖于强化玻璃的折射率分布的应力测量，而进行基于散射光的测量。因此，不管强化玻璃的折射率分布如何(与强化玻璃的折射率分布无关地)，都能够从强化玻璃的最表面到比以往更深的部分测量强化玻璃的应力分布。例如，对于具有从某一深度开始随着深度而折射率升高的特征的锂-铝硅酸盐系的强化玻璃等，也能够进行应力测量。
另外，通过偏振相位差可变部件30，将激光的偏振相位差相对于激光的波长在时间上连续地改变1个波长以上。因此，能够通过三角函数的最小二乘法、傅里叶积分求出散射光的周期性的亮度变化的相位。在三角函数的最小二乘法、傅里叶积分中，与以往那样根据波的峰值、谷值的位置的变化来检测相位的方法不同，对波的所有数据进行处理，另外，基于预先已知的周期，所以能够除去其它周期的噪声。其结果是，能够容易并且精确地求出散射光的周期性的亮度变化的相位。
〈第一实施方式的变形例1〉
在第一实施方式的变形例1中，示出与第一实施方式结构不同的应力测量装置的例子。此外，在第一实施方式的变形例1中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
图14是例示第一实施方式的变形例1的应力测量装置的图。如图14(a)所示，应力测量装置1A在将光波长选择部件80、光转换部件50以及拍摄元件60相对于强化玻璃200配置于与光供给部件41相反侧，进一步，将光取出部件42配置为与强化玻璃200的背面220接触的点与应力测量装置1(参照图1)不同。此外，在图14中，省略了运算部的图示。
在应力测量装置1A中，使在强化玻璃200的背面220侧产生的散射光LS2经由棱镜等亦即光取出部件42、光波长选择部件80以及光转换部件50入射至拍摄元件60，通过拍摄元件60在恒定时间内在时间上隔着间隔地进行多次拍摄。除此以外的结构以及动作与第一实施方式相同。
此外，通过设置光供给部件41，能够减少激光L在强化玻璃200的表面210处的反射，但若激光L在强化玻璃200的表面210处的反射为没有问题的程度，则也可以不设置光供给部件41，而将激光L直接入射至强化玻璃200。
一般来说，强化玻璃200在正面侧和背面侧为相同的应力分布，所以可以如第一实施方式那样，检测强化玻璃200的表面210侧(激光L的入射侧)的散射光Ls，也可以如第一实施方式的变形例1那样，检测强化玻璃200的背面220侧(激光L的射出侧)的散射光LS2。
此外，在检测强化玻璃200的背面220侧的散射光LS2的情况下，优选强化玻璃200中的激光满足全反射的条件。因为若在强化玻璃200的背面220使激光全反射，则能够减少强化玻璃200的背面220处的漫反射，能够防止不必要的光入射至拍摄元件60。能够通过调整朝向强化玻璃200的激光的入射角度，来在强化玻璃200的背面220，激光满足全反射的条件。
或者，也可以如图14(b)所示的应力测量装置1B那样，使在强化玻璃200的表面210侧产生并射出至背面220侧的散射光LS3经由棱镜等亦即光取出部件42、光波长选择部件80以及光转换部件50，入射至拍摄元件60，并通过拍摄元件60在恒定时间内，在时间上隔着间隔地进行多次拍摄。除此以外的结构以及动作与第一实施方式相同。
此外，与应力测量装置1A相同，通过设置光供给部件41，能够减少激光L在强化玻璃200的表面210处的反射，但若激光L在强化玻璃200的表面210处的反射为没有问题的程度，则也可以不设置光供给部件41，而将激光L直接入射至强化玻璃200。
在应力测量装置1A以及1B的任意一种情况下，都与应力测量装置1相同，能够根据沿着入射至强化玻璃200中的激光L的散射光的周期性的亮度变化的相位变化，计算强化玻璃200的从背面220起的深度方向的应力分布。
特别是，根据应力测量装置1B，由于不依赖于玻璃板厚地将激光的焦点设定在距离玻璃表层相同的位置，所以即使在对具有相同的应力分布的强化玻璃进行测量时，也无需调整激光的焦点位置或进行微调即可，所以起到测量时间变短或反复进一步提高精度的效果。
〈第一实施方式的变形例2〉
在第一实施方式的变形例2中，示出与第一实施方式结构不同的应力测量装置的其它例子。此外，在第一实施方式的变形例2中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
图15是例示第一实施方式的变形例2的应力测量装置的图。如图15所示，应力测量装置1C在将光波长选择部件80A、光转换部件50A以及拍摄元件60A相对于强化玻璃200配置于与光供给部件40相反侧，进一步，将光取出部件42配置为与强化玻璃200的背面220接触的点与应力测量装置1(参照图1)不同。此外，在图15中，省略运算部的图示。
在应力测量装置1C中，与应力测量装置1相同，能够检测从强化玻璃200的表面210侧射出的散射光LS。进一步，在应力测量装置1C中，将从强化玻璃200的背面220侧射出的散射光LS2经由棱镜等亦即光取出部件42、光波长选择部件80A以及光转换部件50A，入射至拍摄元件60A，并通过拍摄元件60A在恒定时间内，在时间上隔着间隔地进行多次拍摄。除此以外的动作与第一实施方式相同。
在应力测量装置1C中，根据图15的结构，能够同时计算强化玻璃200的从表面210起的深度方向的应力分布、以及强化玻璃200的从背面220起的深度方向的应力分布。在对正面侧和背面侧不是相同的应力分布的强化玻璃进行测量的情况下、在任意的强化玻璃中想要确认正面侧和背面侧是否为相同的应力分布的情况下等有效。
〈第一实施方式的变形例3〉
在第一实施方式的变形例3中，示出与第一实施方式结构不同的偏振相位差可变部件的例子。此外，在第一实施方式的变形例3中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
作为偏振相位差可变部件，通过利用透明材料的光弹性效应，并进行加压也能够改变偏振相位差。图16是利用光弹性效应的偏振相位差可变部件的说明图。
在图16所示的偏振相位差可变部件30A中，通过固定夹具311将大致长方体的偏振相位差产生材料310的一面固定，偏振相位差产生材料310的背面与压电元件312的一面接触，并通过固定夹具313将压电元件312的背面固定。
偏振相位差产生材料310的同与压电元件312接触的面呈直角方向对置的2个面310a以及310b被加工为镜面，偏振光的某个光线Q能够通过。作为偏振相位差产生材料310，能够使用透明且光弹性效应较大的材料，例如，对于玻璃使用石英玻璃，对于树脂使用聚碳酸酯。
压电元件312若被施加电压则沿电压施加方向伸缩。是延伸还是收缩取决于电压的正负。虽然在图16中未图示，但控制对压电元件312施加的电压的压电元件驱动电压产生电路与压电元件312连接。
压电元件312被配置为：若压电元件312被压电元件驱动电压产生电路施加压电元件312延伸的电压，则长度欲沿施加电压的方向延伸，但偏振相位差产生材料310位于其延伸方向上。
若通过压电元件驱动电压产生电路施加压电元件312延伸的方向的电压，则压电元件312沿偏振相位差产生材料310的方向延伸。由于被固定夹具311以及313固定，所以偏振相位差产生材料310收缩施加压缩应力。通过偏振相位差产生材料310的压缩应力，在光线Q所通过的方向上产生双折射，且在光线Q上产生偏振相位差。该偏振相位差的量与对压电元件312施加的电压成比例，且能够通过对压电元件312施加驱动电压的压电元件驱动电压产生电路控制偏振相位差。
例如，作为偏振相位差产生材料310，使用10mm的立方体的聚碳酸酯。聚碳酸酯的光弹性常数约为700nm/cm/MPa，杨氏模量约为2.5GPa。
作为压电元件312，例如，能够使用与电极交替地层叠压电效果较大的锆钛酸铅等具有钙钛矿结晶结构的高电介质陶瓷而成的层叠压电元件。例如，在层叠压电元件中，1层的厚度为200μm，100层为长度20mm左右，从而通过施加电压100V能够获得10μm以上的延伸。
由于作为压电元件312的材料的锆钛酸铅的杨氏模量与聚碳酸酯相比为10倍以上，所以压电元件312的延伸几乎全部为聚碳酸酯的压缩，若压电元件312延伸10μm，则10mm的立方体的聚碳酸酯被压缩0.1％，此时的压缩应力为2.5MPa。若光线Q通过10mm的偏振相位差产生材料310，则产生1750nm的偏振相位差，若波长为630nm，则能够改变2.8λ的偏振相位差。
例如，作为偏振相位差产生材料310，使用10mm的立方体的石英玻璃。石英玻璃的光弹性常数约为35nm/cm/MPa，杨氏模量约为70GPa。由于作为压电元件312的材料的锆钛酸铅的杨氏模量为与石英几乎相同的等级，所以压电元件312的延伸几乎一半为石英玻璃的压缩，若压电元件312延伸10μm，则10mm的立方体的聚碳酸酯大约被压缩0.05％，此时的压缩应力约为35MPa。若光线Q通过10mm的偏振相位差产生材料310，则产生1225nm的偏振相位差，若波长为630nm，则能够改变1.9λ的偏振相位差。
若像这样使材料变形来制作偏振相位差的情况下，则光弹性常数与杨氏模量相乘所得的值很重要，在为聚碳酸酯的情况下为0.18(无单位)，在为石英的情况下为0.26(无单位)。换句话说，作为偏振相位差产生材料310使用将该值设为0.1以上的透明部件很重要。
像这样，偏振相位差可变部件并不限于液晶元件，若能够在时间上改变入射至强化玻璃200时的偏振相位差，并且，能够实现改变的偏振相位差为激光的波长λ的1倍以上，则可以为应用压电元件的方式，也可以为除此以外的任意的方式。
〈第二实施方式〉
在第二实施方式中，示出与第一实施方式的应力测量装置组合来使用的应力测量装置的例子。此外，在第二实施方式中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
图17是例示第二实施方式的应力测量装置的图。例如，在Yogyo-Kyokai-Shi(窑业协会期刊)87{3}1979等中进行了说明。如图17所示，应力测量装置2具有光源15、光供给部件25、光取出部件35、光转换部件45、偏振部件55、拍摄元件65、以及运算部75。应力测量装置2能够与图1所示的应力测量装置1组合来使用。应力测量装置2也可以与图14所示的应力测量装置1A以及1B、图15所示的应力测量装置1C组合来使用。
在应力测量装置2中，光源15配置为从光供给部件25向强化玻璃200的表面层入射光线La。为了利用干扰，优选光源15的波长为单纯的明暗显示的单波长。
作为光源15，例如，能够使用容易获得单波长的光的Na灯，该情况下的波长为589.3nm。另外，作为光源15，也可以使用比Na灯短波长的水银灯，该情况下的波长例如为水银I线的365nm。其中，由于水银灯有很多亮线，所以优选通过仅使365nm线透过的带通滤波器来使用。
另外，作为光源15也可以使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。近年来，开发出很多波长的LED，但LED的光谱宽度为半值宽度处于10nm以上，单波长性较差，波长会因温度而变化。因此，优选通过带通滤波器来使用。
在设为以LED为光源15并通过带通滤波器的结构的情况下，Na灯、水银灯没有单波长性，但在能够使用从紫外域到红外域任意的波长的点优选。此外，由于光源15的波长对应力测量装置2的测量的基本原理没有影响，所以也可以使用上面例示出的波长以外的光源。
其中，在作为光源15使用照射紫外线的光源，从而能够提高测量的分辨率。即，由于通过应力测量装置2测量的强化玻璃200的表面层为数μm左右的厚度，所以通过作为光源15使用照射紫外线的光源可获得适度的根数的干涉条纹，分辨率提高。另一方面，若作为光源15使用照射波长比紫外线长的光的光源，则由于干涉条纹的根数减少，所以分辨率降低。
光供给部件25以及光取出部件35以与作为被测量体的强化玻璃200的表面210光学接触的状态载置。光供给部件25具备使来自光源15的光入射至强化玻璃200的功能。光取出部件35具备使在强化玻璃200的表面层中传播的光射出至强化玻璃200的外部的功能。
作为光供给部件25以及光取出部件35，例如，能够使用光学玻璃制的棱镜。在该情况下，在强化玻璃200的表面210中，为了光线经由这些棱镜光学地入射以及射出，需要这些棱镜的折射率比强化玻璃200的折射率大。另外，在各棱镜的倾斜面中，需要选择入射光以及射出光大致垂直地通过的折射率。
例如，在棱镜的倾斜角为60°，强化玻璃200的折射率为1.52的情况下，棱镜的折射率能够为1.72。此外，作为光供给部件25以及光取出部件35，也可以代替棱镜，使用具备相同的功能的其它部件。另外，也可以将光供给部件25以及光取出部件35作成一体结构。另外，为了进行稳定地光学的接触，也有在光供给部件25以及光取出部件35与强化玻璃200之间，填充成为光供给部件25以及光取出部件35的折射率与强化玻璃200的折射率之间的值的折射率的液体(也可以为凝胶状)的情况。
在从光取出部件35射出的光的方向上配置有拍摄元件65，并在光取出部件35与拍摄元件65之间，插入有光转换部件45和偏振部件55。
光转换部件45具备将从光取出部件35射出的光线转换为亮线列并会聚到拍摄元件65上的功能。作为光转换部件45，例如，能够使用凸透镜，但也可以使用具备相同的功能的其它部件。
偏振部件55是具备选择性地透过与强化玻璃200和光取出部件35的边界面平行以及垂直地振动的两种光成分中的一方的功能的光分离单元。作为偏振部件55，例如，能够使用以能够旋转的状态配置的偏光板等，但也可以使用具备相同的功能的其它部件。在这里，与强化玻璃200和光取出部件35的边界面平行地振动的光成分为S偏振光，垂直地振动的光成分为P偏振光。
此外，强化玻璃200与光取出部件35的边界面与经由光取出部件35射出到强化玻璃200的外部的光的射出面垂直。因此，也可以换种说法为与经由光取出部件35射出到强化玻璃200的外部的光的射出面垂直振动的光成分为S偏振光，平行振动的光成分为P偏振光。
拍摄元件65具备将从光取出部件35射出，并经由光转换部件45以及偏振部件55接受到的光转换为电信号的功能。作为拍摄元件65，例如，能够使用与拍摄元件60相同的元件。
运算部75具备从拍摄元件65获取图像数据，并进行图像处理、数值计算的功能。运算部75也可以为具有除此以外的功能(例如，控制光源15的光量、曝光时间的功能等)的结构。运算部75例如能够构成为包含CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)、主存储器等。
在该情况下，运算部75的各种功能能够通过将ROM等中记录的程序读出至主存储器并通过CPU执行来实现。运算部75的CPU能够根据需要从RAM中读出数据、或储存。其中，运算部75的一部分或者全部可以仅由硬件来实现。或者，运算部75可以物理地由多个装置等构成。作为运算部75，例如，能够使用个人计算机。
在应力测量装置2中，从光源15通过光供给部件25入射至强化玻璃200的表面层的光线La在表面层内传播。而且，若光线La在表面层内传播，则根据光波导效应产生模式，并在几个决定出的路径上前进并通过光取出部件35取出到强化玻璃200的外部。
而且，通过光转换部件45以及偏振部件55，在拍摄元件65上，按照每个模式成为P偏振光以及S偏振光的亮线并成像。在拍摄元件65上产生的模式的数量的P偏振光以及S偏振光的亮线的图像数据被发送至运算部75。在运算部75中，根据从拍摄元件65发送出的图像数据，计算拍摄元件65上的P偏振光以及S偏振光的亮线的位置。
根据这样的结构，在应力测量装置2中，能够基于P偏振光以及S偏振光的亮线的位置，计算强化玻璃200的表面层中的从表面沿深度方向的P偏振光以及S偏振光的各自的折射率分布。另外，能够基于计算出的P偏振光以及S偏振光的各自的折射率分布之差、和强化玻璃200的光弹性常数，计算强化玻璃200的表面层中的从表面起的深度方向的应力分布。
像这样，应力测量装置2是利用强化玻璃的表面层的导波光的测量装置。在这里，玻璃表面的导波光在强化玻璃200的折射率从表面开始越深越低的层中产生。在随着变深折射率升高的层不会产生导波光。例如，在锂-铝硅酸盐系玻璃中，仅在玻璃的最表面附近，折射率随着加深而变低，但从某一深度开始，随着深度折射率升高。在这样的强化玻璃的情况下，仅在折射率随着加深而变低的最表面层产生导波光，该部分，即，直到折射率分布反转的深度都能够测量应力分布。
另一方面，在第一实施方式1的图9所示的散射光的图像中，图9中的点A是玻璃表面，表面散射光强烈地扩散到周围。该扩散的表面散射光反映有表面点的信息。在表面点A，是正确的信息，但例如，距离表面点A稍微深的玻璃的部分的激光L的散射光为反映有本来的该点处的玻璃的应力的散射光中混合有反映有表面点A处的应力的散射光的状态，对于表面散射光重叠的部分，正确地测量应力很困难。
该表面散射光重叠的部分的深度根据玻璃的质量、玻璃的表面状态而不同，但通常为10μm左右。在强化玻璃的强化层深度较深，且最表面附近，例如，深度数10μm左右的表面区域，在应力的深度方向的变化缓慢的、表面应力值较低的、或强化层较深的强化玻璃中，即使在不能精确地测量的深度10μm以内，即便将比该部分深的部分的应力的分布外推至玻璃表面也能够推断正确的应力。
但是，强化玻璃200的应力分布在最表面附近，例如，强化玻璃200的表面与深度10μm之间应力急剧升高的强化玻璃中，在基于外推的最表面附近的应力值的推断值中产生较大的误差。特别是，最表面的应力值的误差较大。但是，在该表面散射光干扰的区域以外，作为绝对值，能够精确地测量应力分布。
通过将最表面的应力值、或最表面附近的应力分布与通过应力测量装置2测量出的应力值或应力分布、和通过应力测量装置1测量出的应力分布中的未被表面散射光干扰的距离最表面充分深的部分的应力分布相加，能够高精度地测量整体的应力分布。
在应力测量装置1具有充分信赖的深度区域和应力测量装置2能够测量的深度区域不连续的情况下，通过在强化玻璃中，使用在理论上预测的应力分布函数，并通过最小二乘法进行近似计算，也能够精确地推断不连续的区域的应力。
图18是将通过应力测量装置1以及2测量出的应力分布示于相同的坐标图的图。更具体而言，将通过应力测量装置2对在距离表面深度10μm附近具有应力的斜率急剧变化的区域的以2个阶段具有被化学强化的应力分布的强化玻璃进行测量所得的最表面附近的应力分布(区域A)、和通过应力测量装置1测量出的具有充分信赖的区域中的应力分布(区域C)示于相同的坐标图。
在图18的例子中，在中间存在通过应力测量装置1、应力测量装置2均无法测量的区域B。用虚线表示基于区域A以及C的应力分布在区域B预测的应力分布的函数通过最小二乘法求出的曲线。在该情况下，即使没有包含弯曲点的区域的实际数据，根据通过最小二乘法求出的曲线，也能够推断弯曲点位置。
(测量的流程)
接下来，参照图19以及图20对测量的流程进行说明。图19是例示应力测量装置2的测量方法的流程图。图20是例示应力测量装置2的运算部75的功能块的图。
首先，在步骤S407中，使来自光源15的光入射至强化玻璃200的表面层内(光供给工序)。接下来，在步骤S408中，使在强化玻璃200的表面层内传播的光射出到强化玻璃200的外部(光取出工序)。
接下来，在步骤S409中，光转换部件45以及偏振部件55将射出的光的与射出面平行以及垂直振动的两种光成分(P偏振光和S偏振光)，分别转换为具有至少2根以上的亮线的两种亮线列(光转换工序)。
接下来，在步骤S410中，拍摄元件65对通过光转换工序转换后的两种亮线列进行拍摄(拍摄工序)。接下来，在步骤S411中，运算部75的位置测量单元751根据通过拍摄工序获得的图像测量两种亮线列的各亮线的位置(位置测量工序)。
接下来，在步骤S412中，运算部75的应力分布计算单元752根据两种亮线列的分别至少2根以上的亮线的位置计算与两种光成分对应的从强化玻璃200的表面遍及深度方向的折射率分布。而且，基于两种光成分的折射率分布之差和玻璃的光弹性常数，计算强化玻璃200的从表面起遍及深度方向的应力分布(应力分布计算工序)。
接下来，在步骤S413中，运算部75的合成单元753对在步骤S412中计算出的应力分布和应力测量装置1的运算部70的应力分布计算单元703计算出的应力分布进行合成。
在应力测量装置1具有充分信赖的深度区域和应力测量装置2能够测量的深度区域不连续的情况下，运算部75的合成单元753例如如图18所示，基于由应力测量装置2的运算部75的应力分布计算单元752计算出的区域A的应力分布和由应力测量装置1的运算部70的应力分布计算单元703计算出的区域C的应力分布，通过最小二乘法等计算区域B的应力分布。
此外，运算部75也可以除了图20的结构以外，还具备计算CT值的CT值计算单元、计算DOL＿Zero值的DOL＿Zero值计算单元等。在该情况下，能够基于由合成单元753计算出的应力分布，计算CT值、DOL＿Zero值。
接下来，对应力分布的各特性值的导出例进行说明。图21是例示强化玻璃的深度方向的应力分布的图。在图21中，CS2为最表面的应力值，CS_TP为应力分布弯曲的位置的应力值，CT为玻璃最深部的应力值，DOL_TP为应力分布弯曲的位置的玻璃深度，DOL_zero为应力值为零的玻璃深度，DOL_tail为应力值成为与CT相同的值的玻璃深度。
如图22所示，在步骤S501中测量应力分布，在步骤S502中能够基于在步骤S501中测量出的应力分布导出特性值。以下进行更为详细的说明。
图23是表示根据根据测量出的应力分布导出各特性值的例子。例如，在图24的步骤S601中，通过应力测量装置1测量应力分布的所有分布(图23所示的实线整体)。然后，在步骤S604中导出各特性值。
在步骤S604中，例如，如以下所示，导出各特性值。即，如图23所示，考虑通过CS2的线段、以及通过DOL_zero的线段这2条线段。而且，在2条线段与测量出的应力分布之差最小时，将2条线段的交点设为CS_TP以及DOL_TP。另外，将通过DOL_zero的线段与CT的交点设为DOL_tail。
该方法例如能够适用于锂-铝硅酸盐系强化玻璃、使用硝酸钠与硝酸钾的混合盐进行1次化学强化的强化玻璃、分别使用1次以上含有硝酸钠的熔融盐和含有硝酸钾的熔融盐进行化学强化后的强化玻璃、进行了风冷强化和化学强化双方的强化玻璃等。
图25示有根据测量出的应力分布导出各特性值的其它例子。例如，在图26的步骤S601中，通过应力测量装置1测量应力分布的所有分布。接下来，在步骤S602中，通过应力测量装置2对比DOL_TP靠玻璃表层侧进行测量。此外，通过应力测量装置2对比DOL_TP靠深层侧进行测量很困难。步骤S601与步骤S602顺序不同。
接下来，在步骤S603中，对在步骤S602中测量出的部分和比该部分靠深层侧的在步骤S601中测量出的部分进行合成。由此，得到图25的应力分布。之后，例如，与图24的步骤S604相同，能够导出各特性值。
或者，步骤S602与上述相同，在步骤S601中测量DOL_zero和CT。然后，在步骤S603中，也可以如图27所示，将从在步骤S602中获得的CS_TP与DOL_TP的交点引出通过在步骤S601中获得的DOL_zero的直线直到到达CT为止作为应力分布。
能够使用通过应力分布的测量获得的各特性值进行品质判断。图28是使用通过应力分布的测量获得的各特性值的品质判断的流程图的一个例子。在图28中，首先，与图26相同执行步骤S601～S603。接下来，在步骤S604中，基于在步骤S601以及S602中获得的数据，导出CS2、CS_TP、CT、DOL_TP、DOL_zero、DOL_tail这6个特性值(以下，有仅称为6个测量值的情况)。接下来，在步骤S605中，判断在步骤S604中导出的6个特性值是否落在预先的要求规格所规定的允许范围内。在该方法中，1次品质判断需要步骤S601以及S602的2次测量。
图29是使用通过应力分布的测量获得的各特性值的品质判断的流程图的另一个例子。在图29(a)中，首先，在步骤S600中获取预备数据。具体而言，例如，关于1批，对规定的数量，使用应力测量装置1以及2，导出6个特性值。然后，基于产品的要求规格和导出的特性值，决定特性值的允许范围。
接下来，在步骤S601中，通过应力测量装置1对比DOL_TP靠玻璃深层侧进行测量。然后，在步骤S604中，基于步骤S600的应力测量装置2的数据和步骤S601的应力测量装置1的数据，再次导出6个特性值。
接下来，在步骤S605中，判断在步骤S604中测量出的6个特性值是否落入在步骤S600中决定出的允许范围内。在该方法中，对于在预备工序中测量出的数量以外，1次品质判断仅需要步骤S601的1次测量。因此，与图28的情况相比，能够将品质管理流程简单化。
另外，也可以如图29(b)那样。在图29(b)中，与图29(a)相同，首先，在步骤S600中获取预备数据，并决定特性值的允许范围。
接下来，在步骤S602中，通过应力测量装置2对比DOL_TP靠玻璃表层侧进行测量。然后，在步骤S604中，基于步骤S600的应力测量装置1的数据和步骤S602的应力测量装置2的数据，再次导出6个特性值。
接下来，在步骤S605中，判断在步骤S604中测量出的6个特性值是否落入在步骤S600中决定出的允许范围内。在该方法中，对于在预备工序中测量出的数量以外，1次品质判断仅需要步骤S602的1次测量。因此，在该情况下，也与图29(a)相同，与图28的情况相比也能够将品质管理流程简单化。
图30是对锂-铝硅酸盐系强化玻璃那样的含锂玻璃(含锂2wt％以上的玻璃)进行2次以上的强化的情况下的品质判断的流程图的一个例子。在图30中，基于应力测量装置1的测量结果判定最后一次以外的强化的强化玻璃是否合格，并基于应力测量装置2的测量结果判定最后一次的强化的强化玻璃是否合格。
具体而言，首先，在步骤S650中进行第一次化学强化。然后，在步骤S651中，通过应力测量装置1对比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布(以下，有称为第一应力分布的情况)进行测量。若步骤S651中的测量结果存在问题(NG(不好)的情况下)，则该强化玻璃成为出货对象外。另一方面，若步骤S651中的测量结果没有问题(OK(好)的情况下)，则移至步骤S652进行第二次的化学强化。步骤S651中的是否合格判定(OK/NG的判定)能够基于根据应力测量装置1的测量结果导出的6个特性值的全部或者一部分(例如，CT和DOL_zero)来进行。
接下来，在步骤S653中，通过应力测量装置2对比DOL_TP靠玻璃表层侧的应力分布(以下，有称为第二应力分布的情况)进行测量。若步骤S653中的测量结果存在问题(NG的情况下)，则该强化玻璃成为出货对象外。另一方面，若步骤S653中的测量结果没有问题(OK的情况下)，则进入步骤S654的下一工序。对于步骤S653中的是否合格判定(OK/NG的判定)的具体的方法后述。
作为下一工序，例如，可举出接触抛光工序。接触抛光工序例如为以相对较低的面压对强化玻璃200的表面进行研磨的精加工研磨的工序。其中，设置接触抛光工序不是必须的，步骤S653也可以是最终工序。
另外，也可以在步骤S653之后，进行第3次化学强化以及是否合格判定。此时，在步骤S653中与步骤S651相同基于应力测量装置1的测量结果判定第二次的强化的强化玻璃是否合格，并基于应力测量装置2的测量结果判定第3次强化(最后一次强化)的强化玻璃是否合格。
在强化的次数进一步增加的情况下也相同，基于应力测量装置1的测量结果判定最后一次以外的强化的强化玻璃是否合格，并基于应力测量装置2的测量结果判定最后一次强化的强化玻璃是否合格。由此，能够维持测量再现性，并且缩短评价时间。
在这里，对步骤S653中的是否合格判定(OK/NG的判定)的具体的方法进行说明。
(评价用数据导出)
首先，预先进行评价用数据导出。具体而言，如图31所示，在步骤S660中进行第一次化学强化。然后，在步骤S661中，通过应力测量装置1对比DOL_TP靠玻璃深层侧进行测量(第一次测量)。接着，在步骤S662中进行第二次化学强化。然后，在步骤S663中，通过应力测量装置1对比DOL_TP靠玻璃深层侧进行测量(第二次测量)。然后，在步骤S664中，基于在步骤S661中获得的第一次的测量结果、在步骤S663中获得第二次测量结果的一方或者双方导出评价用数据(第一应力分布)。
此外，评价用数据导出对于1批仅使用规定的数量进行。另外，评价用数据导出时的第一次化学强化以及第二次化学强化在与量产时的第一次化学强化以及第二次化学强化相同条件下进行。
(步骤S653中的是否合格判定的方法)
首先，基于在步骤S653中获得的测量结果、化学强化的玻璃的板厚t、以及如图31那样求出的评价用数据，对比DOL_TP靠玻璃表层侧的应力分布(第二应力分布)和比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布(第一应力分布)进行合成。例如，得到如图32那样的结果。
在图32中，用实线表示的FSM表示比DOL_TP靠玻璃表层侧的应力分布(第二应力分布)，用虚线表示的SLP表示比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布(第一应力分布)。另外，t/2表示玻璃的板厚中心。另外，CS0表示将第一应力分布(SLP)延伸到强化玻璃的上表面侧时的表面的应力值。
接下来，根据合成后的应力分布找出CT并导出各特性值，并根据各特性值是否落在允许范围内来进行是否合格判定(出货判断)。
此时，第二应力分布(图32的FSM)也可以进行函数近似。作为函数近似的一个例子，可举出通过下述的表达式2(式2)进行直线近似。
[式2]
σf(x)＝a·x+CS2...(2)
在表达式2中，σf(x)为第二应力分布，a为斜率，CS2为最表面的应力值。
作为函数近似的其它例子，可举出通过下述的表达式3(式3)进行曲线近似。
[式3]
σf(x)＝CS2，erfc(a·x)…(3)
在表达式3中，σf(x)为第二应力分布，a为斜率，CS2为最表面的应力值，erfc为表达式4(式4)所示的误差函数。
[式4]
Figure BDA0002005588100000291
作为函数近似的另一个例子，可举出进行多项式近似。
另外，也可以使第一应力分布(图32的SLP)沿图32的上下方向(应力值轴向)移动。具体而言，例如，在图32所示的合成后的应力分布中，使第一应力分布(SLP)沿应力值轴向移动，并找出合成后的应力分布的积分值为零的CT导出各特性值。而且，能够根据各特性值是否落在允许范围内来进行是否合格判定(出货判断)。
另外，通过下述的表达式5(式5)近似合成后的应力分布σ(x)，并找出σ(x)的积分值(x＝0～t/2：t为玻璃的板厚)为零的CT导出各特性值。而且，也可以根据各特性值是否落在允许范围内来进行是否合格判定(出货判断)。
[式5]
Figure BDA0002005588100000301
在表达式5中，σ(x)为合成后的应力分布，σf(x)为第二应力分布，t为强化玻璃的板厚，CS0以及c是基于第一应力分布导出的参数。
在表达式5中，t是已知的。另外，CS0以及c能够根据评价用数据导出时的应力测量装置1的测量结果获得。
CS0以及c也可以通过基于强化条件的模拟来获得。
或者，CS0以及c也可以通过根据量产时的最后一次的前1次的强化的强化玻璃的应力测量装置1的测量结果导出的CS0’和c’以及下述的表达式6(式6)以及表达式7(式7)来获得。
[式6]
CS0＝A1×CS0'...(6)
在表达式6中，A1为比例常数。
[式7]
c＝A2×c'...(7)
在表达式7中，A2为比例常数。
在这里，A1以及A2可以根据评价用数据导出时的应力测量装置1的测量结果来获得，也可以通过模拟来获得。
此外，σ(x)的近似并不限于表达式5，例如，也可以为多项式近似。
[实施例]
在实施例1中，通过在图28中说明的方法对相同样本导出3次进行2次化学强化后的强化玻璃的应力分布的特性值亦即CS_TP(MPa)，并调查了评价时间和测量再现性。
在实施例2中，通过在图30～图32中说明的方法对相同样本导出3次进行2次化学强化后的强化玻璃的应力分布的特性值亦即CS_TP(MPa)，并调查了评价时间和测量再现性。具体而言，在基于在图30的步骤S653中获得的测量结果、进行化学强化的玻璃的板厚t、以及如图31那样求出的评价用数据，对第二应力分布(FSM)和第一应力分布(SLP)进行合成时，使第一应力分布(SLP)沿应力值轴向移动，并找出合成后的应力分布的积分值为零的CT导出CS_TP。
在实施例3中，通过在图30～图32中说明的方法对相同样本导出3次进行2次化学强化后的强化玻璃的应力分布的特性值亦即CS_TP(MPa)，并调查了评价时间和测量再现性。具体而言，在基于在图30的步骤S653中获得的测量结果、进行化学强化的玻璃的板厚t、以及如图31那样求出的评价用数据，对第二应力分布(FSM)和第一应力分布(SLP)进行合成时，通过表达式5近似合成后的应力分布σ(x)，并找出σ(x)的积分值(x＝0～t/2：t为玻璃的板厚)为零的CT导出CS_TP。
作为比较例1，通过专利文献4所记载的方法对相同样本导出3次进行2次化学强化后的强化玻璃的应力分布的特性值亦即CS_TP(MPa)，并调查了评价时间(分)和测量再现性(最大值与最小值之差)。
将在比较例1以及实施例1～3中求出的应力分布示于图33，并将结果的小结示于表2。此外，在图33中，应力分布弯曲的位置的应力值为CS_TP。
[表2]
Figure BDA0002005588100000321
根据表2，在比较例1中，对相同样本导出3次的CS_TP的值每次都偏离，测量再现性不好。与此相对，在实施例1～3中，对相同样本导出3次的CS_TP的值的偏差较少，与比较例1相比测量再现性大幅提高。特别是，在实施例2以及3中，测量再现性优异。另外，能够确认实施例1的评价时间较长，但在实施例2以及3中应力测量装置1的测量次数减少，所以评价时间较短，并且测量再现性优异。
〈第三实施方式〉
在第三实施方式中，示出在光供给部件与强化玻璃之间夹有液体的例子。此外，在第三实施方式中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
图34是例示第三实施方式的应力测量装置的图，并图示出光供给部件与强化玻璃的界面附近的剖面。
如图34所示，在本实施方式中，在光供给部件40与强化玻璃200之间，夹持有具有与强化玻璃200的折射率几乎相同的折射率的液体90。这是因为强化玻璃200的折射率根据强化玻璃的种类略有不同，所以为了与光供给部件40的折射率完全一致，需要按照每个强化玻璃的种类更换光供给部件40。但是，由于该更换作业低效，所以通过在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持具有与强化玻璃200的折射率几乎相同的折射率的液体90，能够使激光L高效地入射至强化玻璃200内。
作为液体90，例如，能够使用1-溴萘(n＝1.64)和二甲苯(n＝1.50)的混合液。作为液体90，也可以使用结构相互不同的多个硅油的混合液。例如，二甲基硅油(n＝1.38～1.41)、甲基苯基硅油(n＝1.43～1.57)能够通过改变各个甲基、苯基的链长来调整折射率。也可以作为液体90使用像这样调整了折射率后的多个硅油的混合液。由于液体90的折射率根据各个混合比来决定，所以能够容易地设为与强化玻璃200的折射率相同的折射率。
此时，优选强化玻璃200与液体90的折射率差为±0.03以下，更为优选为±0.02以下，进一步优选为±0.01以下。在没有液体90的情况下，会在强化玻璃200与光供给部件之间产生散射光，且在约20μm左右的范围内取不出数据。
若将液体90的厚度设为10μm以上，则散射光被抑制在10μm左右或者10μm以下，所以优选设为10μm以上。原理上，液体90的厚度为多少都可以，但若考虑液体的处理则优选为500μm以下。
图35是例示在光供给部件40与强化玻璃200的界面中前进的激光L的散射光图像的图。在图35中，点A是强化玻璃的表面散射光，点D是光供给部件40的表面的表面散射光。点A与点D之间为来自液体90的散射光。
若液体90的厚度较薄则点A与点D几乎为相同的点，并成为强化玻璃200的表面散射和光供给部件40的表面散射加在一起的表面散射光。光供给部件40若对多个强化玻璃200进行测量，则产生许多表面的划痕。若这样，则会产生非常大的表面散射光。
但是，如图35所示，通过夹持液体90，保持光供给部件40与强化玻璃200的间隔，从而能够防止光供给部件40的表面散射光与强化玻璃200的最表面层附近的表面散射光重叠。
图36是例示用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的图。如图36(a)所示，通过研磨、蚀刻在光供给部件40的表面形成10μm以上的凹陷40x，并在凹陷40x内填充液体90，从而能够将液体90的厚度稳定地设为10μm以上。在原理上凹陷40x的深度为多少都可以，但若考虑加工的难易则优选为500μm以下。
另外，也可以代替在光供给部件40的表面形成凹陷40x，如图36(b)那样，通过真空蒸镀、溅射等薄膜形成技术等，在光供给部件40的表面上通过金属、氧化物、树脂等形成厚度10μm以上的焊盘部件100，并形成被焊盘部件100保持的液体90的焊盘。通过利用焊盘部件100保持液体90，能够将液体90的厚度稳定地设为10μm以上。在原理上焊盘部件100的厚度为多少都可以，但若考虑加工的难易则优选为500μm以下。
〈第三实施方式的变形例〉
在第三实施方式的变形例中，示出用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的与图36不同的例子。此外，在第三实施方式的变形例中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
图37是示有用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的第二例的图。如图37所示，形成于光供给部件40的表面的凹陷40x的底也可以不是平坦的。凹陷40x例如能够成为与凹透镜相同的球面状的凹陷。
凹陷40x的深度例如能够为10μm以上500μm以下。作为一个例子，在将凹陷的深度设为50μm，并将凹陷的周围的直径设为10mm的情况下，曲率半径R能够为200mm。
凹陷40x能够通过与凹透镜相同的制法，容易地形成球面状的凹陷。由于向凹陷40x中填充的液体90与光供给部件40的折射率相同，所以没有由球面状的凹陷中的液体90带来的透镜的效果，不会给激光的轨迹、对散射光进行拍摄的相机的图像带来影响。
图38是示出用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的第三例的图。如图38所示，在光供给部件40的强化玻璃200侧的表面，安装有作为突起部的单凹透镜43。单凹透镜43与强化玻璃200接触。
单凹透镜43成为经由光供给部件40入射至强化玻璃200内的激光的光路的一部分。在单凹透镜43中，例如形成有球面状的凹陷43x。凹陷43x的深度例如能够设为10μm以上500μm以下。
光供给部件40和单凹透镜43分别独立地形成，并通过折射率与光供给部件40以及单凹透镜43几乎相同的光学粘合材料粘合。
在一般的光学元件的加工时，仅形成为平面的棱镜形成工序和形成球面的透镜形成工序的技术不同，而很难形成具有球面形状的凹陷的棱镜，需要多个工序，且生产性较差，制造成本变得非常高价。即，使作为棱镜的光供给部件40和单凹透镜43成为一体结构很困难。
但是，若是单独的作为棱镜的光供给部件40、单凹透镜43的话，通过各自的加工技术能够很容易地形成。另外，也可以在光供给部件40与单凹透镜43之间，插入折射率与光供给部件40以及单凹透镜43几乎相同的玻璃板。该玻璃板能够用于将光供给部件40安装于应力测量装置主体。
图39是示出用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的第四例的图。如图39所示，也可以在单凹透镜43的周围形成平坦的外缘部43e。在图39所示的结构中，由于平坦的外缘部43e成为与强化玻璃200接触的面，所以在使强化玻璃200与光供给部件40接触时，能够高精度地进行平行，另外，能够消除对强化玻璃200的划痕等损伤。
图40是示出用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的第五例的图。如图40所示，也可以不将光供给部件40和单凹透镜43通过光学的粘合材料固定，而是从外周侧面固定，以使得夹持如液体90那样的折射率相同的液体，使用可取下的支承体44不移动。
通过构成为弹簧等自由开关支承体44，能够很容易地仅更换单凹透镜43。例如，在由于与强化玻璃200的接触等在单凹透镜43上产生破损、划痕的情况下、或变更为具有其它形状的凹陷的单凹透镜43的情况下等，仅制作多个单凹透镜43并进行更换即可。
此外若能够自由更换单凹透镜43并保持，则支承体44的形状、结构为任意都可以。
图41是示出用于在光供给部件40与强化玻璃200之间夹持液体90的结构部的第六例的图。如图41所示，也可以在形成于单凹透镜43的周围的平坦的外缘部43e形成排出液体90的槽43y。槽43y与凹陷43x连通。
若将液体90滴入凹陷43x，并放置强化玻璃200，则存在在凹陷43x内残留气泡的情况。通过在凹陷43x的周围设置排出液体90的槽43y，能够在将液体90滴入凹陷43x，并放置强化玻璃200时，从槽43y与液体90一起排出气泡，所以能够使气泡难以留在凹陷43x内。
如图42所示，也可以在光供给部件40的与强化玻璃200接触的一侧的面上，形成与凹陷43x连通的槽40y。与图41的情况相同，通过在凹陷40x的周围设置排出液体90的槽40y，能够在将液体90滴入凹陷40x，并放置强化玻璃200时，从槽40y与液体90一起排出气泡，所以能够使气泡难以留在凹陷40x内。
应予说明，在图37～图42中，在凹陷40x、43x内描绘的交叉的曲线、在单凹透镜43的侧面描绘的纵线是为了容易观察附图为了方便而描绘的，并不表示实际存在的线(细的槽、突起等)。
另外，以上，对将凹陷40x、43x作成球面状的凹陷进行了说明，但凹陷40x、43x并不限于球面状，也可以为具备弯曲的部分的面。凹陷40x、43x例如也可以为非球面状等凹陷。另外，槽40y、43y的槽形状、个数也可以任意地设定。
〈第四实施方式〉
在第四实施方式中，示出考虑了强化玻璃的折射率的应力测量方法的例子。此外，在第四实施方式中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
若将强化玻璃的光弹性常数设为C，将与激光的强化玻璃200的表面210所成的角，即入射余角(折射角)设为Ψ，则根据激光的深度D处的偏振相位差Rt来求应力St的表达式如下述的表达式8(式8)所示。
[式8]
Figure BDA0002005588100000361
在表达式8中，最后的Ψ的项是基于应力的对双折射的激光的贡献量的修正。即，基于强化玻璃200的强化的内部应力与表面210平行，另一方面激光相对于表面210倾斜入射。因此，需要基于应力的对双折射的激光的贡献量的修正，表达式8的最后的Ψ的项为修正量。此外，在该表达式中使用St，但由于应力分布的坐标系与表达式1不同，所以为了方便使用其它的符号。
图43是对激光L入射至强化玻璃200内的情况进行说明的图。在图43中，强化玻璃200的表面与光供给部件40的上表面接触，并位于将与光供给部件40的上表面以及光供给部件40的上表面接触的强化玻璃200的表面作为XZ平面的xyz坐标。而且，激光L入射至光供给部件40的入射端面，并通过光供给部件40的上表面与强化玻璃200的表面的边界，入射至强化玻璃200内。拍摄元件60从斜下方45°对激光轨迹(激光L的轨迹)进行拍摄。
图44是对从图43的拍摄元件60的位置拍摄到的激光轨迹的图像进行说明的图。将拍摄元件60拍摄到的图像上的激光轨迹设为Cpass，将长度设为Pc，将激光轨迹的图像上的角度设为χ，将图像上的横向的距离设为Lx，并将图像上的纵向的距离设为V。在应力测量装置1中，根据激光L(准确来说是来自激光L的散射光)的由拍摄元件60拍摄的图像进行图像解析并最终测量强化玻璃200中的应力。
但是，由于拍摄元件60获取的图像是从斜下方45°拍摄的图像，所以图像上的激光轨迹Cpass的长度Pc与激光L的实际的长度未必相同，另外图像上的角χ也并不是实际的入射余角Ψ。因此，为了根据激光L的图像，使用式8求出应力，需要求出实际的激光L的距离P、入射余角Ψ的换算式。
图45是对图43的光供给部件40或者强化玻璃200内的激光的角度、长度的定义进行说明的图。在这里，考虑顶点为abcdefgh的立方体。将边bf的长度设为Lx，将边ab的长度设为H，将边fg的长度设为D。D与光供给部件40或强化玻璃200的深度相同。在图45中，激光L从顶点c向顶点e前进，Pass表示激光L的轨迹。
上表面abfe与图43的光供给部件40的上表面以及强化玻璃200的表面平行。将激光的轨迹Pass的长度ce设为P，Ψ为针对强化玻璃200的表面的入射余角。另外，面acge与激光L的入射面同等。
图46是图45的顶视图、主视图、侧视图。将从激光L的上表面观察到的轨迹设为Upass，将长度设为Pu，将从正面观察到的轨迹设为Fpass，将长度设为Pf，将从侧面观察到的轨迹设为Lpass，将长度设为Pl。从侧面观察到的激光L的轨迹Lpass的角度ω为激光L的入射面角。φ是激光L的Z轴旋转角，θ是Y轴旋转角。
在图45中，H＝D的情况下，ω为45°，激光L的入射面为45°。在H＝D的情况下，可知由于在图46中激光L的Z轴旋转角φ与Y轴旋转角θ相等，所以为了将强化玻璃200中的激光L的入射面设为45°，使激光L的Z轴以及Y轴的旋转角相等即可。
另外，激光的轨迹Pass的长度P为下述的表达式9(式9)。
[式9]
Figure BDA0002005588100000381
另外，若将Lx设为单位长度，例如1，则根据φ、θ求出D、H、Pu，由于激光针对强化玻璃表面的入射余角Ψ为Pass与Upass的角，所以根据这些，容易地求出激光L的长度P、针对强化玻璃200的表面的入射余角Ψ。
(光供给部件的折射率np＝强化玻璃的折射率ng的情况)
若光供给部件40的折射率np与强化玻璃200的折射率ng相同，则在光供给部件40中、强化玻璃200中，这些激光的角度、其关系均相同。例如，在光供给部件40中或强化玻璃200中的激光的Y轴旋转角θ＝15°、Z轴旋转角φ＝15°、强化玻璃200的折射率ng＝1.516，若光供给部件40的折射率也与强化玻璃相同为np＝1.516，则强化玻璃200中的入射面角ω＝45°，入射余角Ψ＝14.5°。
根据图44，若入射面为45°，则图像为与入射面垂直观察到的图像，图44所示的激光的轨迹Cpass的距离Pc与实际的激光的轨迹Pass的距离P相同，根据图像上的深度V，实际的深度D能够通过下述的表达式10(式10)来求出。
[式10]
D＝V×sin45°...(1O)
通过这些，根据激光的拍摄元件60的图像，能够计算强化玻璃的应力。
(光供给部件40的折射率np≠强化玻璃200的折射率ng的情况)
以上的说明是光供给部件40与强化玻璃200为相同的折射率的情况，激光在光供给部件40与强化玻璃200的边界面不折射前进，光供给部件40与强化玻璃200中的激光平行。但是，实际上，光供给部件40与强化玻璃200的折射率未必相同。
若光供给部件40与强化玻璃200的折射率不同，则激光的Z轴旋转角不变，只有Y轴旋转角变化。因此，在光供给部件40与强化玻璃200的折射率相同的条件时，即使强化玻璃200中的激光的入射面为45°，若强化玻璃200的折射率与光供给部件40的折射率不同，则强化玻璃200的激光的入射面偏离45°。若这样，图44所示的激光的轨迹Cpass的距离Pc与实际的激光的轨迹Pass的距离P不同(Pc≠P)，另外，表达式10也不成立。
很难直接测量强化玻璃中的激光的入射余角Ψ、入射面角ω。因此，试着考虑光供给部件40的折射率np、强化玻璃200的折射率ng不同的情况下的激光的轨迹。
另外，由于激光从空气中入射至光供给部件40，所以根据激光向光供给部件40入射之前的角度和激光与光供给部件40的激光入射的入射端面所成的角，激光发生折射，并入射至光供给部件40。因此，也考虑激光入射至光供给部件40之前的入射余角、光供给部件40的入射端面的角，并考虑所需的强化玻璃200中的激光的入射余角、入射面角。
为了将图46的φ、θ与强化玻璃200中的区分开，而将强化玻璃200中设为φg、θg，将光供给部件40中设为φp、θp，将入射至光供给部件40之前设为φL、θL。另外，将光供给部件40的激光入射的入射端面的Z轴旋转角设为β，将Y轴旋转角设为α。另外，将光供给部件40的折射率设为np，将强化玻璃200的折射率设为ng。
在np与ng不同，或β、α与φL、θL不同的情况下，Z轴旋转角、φL、φp、β及φp、φg、Y轴旋转角、θL、θp、α及θp、θg的斯涅耳(Snell)定律分别成立，且若激光入射至光供给部件40之前的角度、φL、θL、光供给部件40的入射端面的角度、α、β、折射率ng、np预先已知，则能够容易地计算测量所需要的参数亦即强化玻璃200中的激光的旋转角、φg、θg以及入射余角Ψ、入射面角ω。
在这里，激光入射至光供给部件40之前的旋转角φL、θL、光供给部件40的激光入射的入射端面的旋转角β、α、光供给部件40的折射率np由装置设计来决定，是已知的。强化玻璃200的折射率能够通过一般的折射率测量装置来了解。
因此，能够根据由其它单元测量出的强化玻璃200的折射率、由装置设计决定的φL、θL、α、β、np、以及强化玻璃200的折射率，求出强化玻璃200中的激光的φg、θg以及入射余角Ψ、入射面角ω，并根据激光的拍摄元件60的图像的Pc、χ得到向强化玻璃200中的激光的入射余角Ψ、入射面角ω的换算式，并通过表达式8测量强化玻璃内的应力分布。以下示出具体例。
图47是在光供给部件以及强化玻璃中前进的激光的概念图。应予说明，实际上为三维的角度，但在图47中为了方便二维地表示。图48是在强化玻璃中前进的激光的概念图，215以犁地图案示意性地表示从拍摄元件60观测的观测面。
在图47以及48中，θL为从激光光源10入射至光供给部件40的激光与光供给部件40的入射面40a的法线所成的角(激光侧)。另外，θP1为从激光光源10入射至光供给部件40的激光与光供给部件40的入射面40a的法线所成的角(光供给部件40侧)，θP2为从光供给部件40入射至强化玻璃200的激光与光供给部件40的射出面40b的法线所成的角(光供给部件40侧)。此外，由于光供给部件40的入射面40a与光供给部件40的射出面40b实际上并不是直角，所以未必θP1+θP2＝90°。
另外，θg为从光供给部件40入射至强化玻璃200的激光与光供给部件40的射出面40b的法线所成的角(强化玻璃200侧)，Ψ是强化玻璃200的表面210(评价面)与强化玻璃200中的激光所成的入射余角(90－θg)。另外，χ是从拍摄元件60观测的激光的斜率。此外，在三维考虑θ、Ψ等时，也可以如图46所示分开来考虑。
入射余角Ψ例如能够根据图49所示的流程图求出。即，首先，在步骤S701中，根据θL和np导出θP1。θP1能够根据θL和np通过斯涅耳的表达式求出。
接下来，在步骤S702中，根据θP1导出θP2。θP2能够基于光供给部件40的形状根据θP1求出。接下来，在步骤S703中，根据θP2、np、ng导出θg。θg能够根据θP2、np、ng通过斯涅耳的表达式求出。
接下来，在步骤S704中，根据θg导出Ψ。Ψ能够通过几何学的计算根据θg求出。即，Ψ＝90－θg。
光供给部件40的折射率np与强化玻璃200的折射率ng相同是理想状态，但强化玻璃有多种，折射率不同。但是，形成光供给部件40的光学玻璃未必是折射率与强化玻璃完全相同的玻璃。
例如，能够得到最常用的光学玻璃S－BSL7(OHARA公司制造)np＝1.516，下面的S－FSL5(OHARA公司制造)的np＝1.487，上面的S－TIL6(OHARA公司制造)的np＝1.5317等。
因此，在对某一范围的折射率的强化玻璃进行测量的情况下，需要使用以接近该范围的折射率的光学玻璃形成的光供给部件40来测量。例如，在强化玻璃的折射率ng＝1.51的情况下，强化玻璃中的入射余角Ψ为13.7°，入射面角ω为43°。由此，得到换算式，通过表达式8，能够求出正确的应力。
另外，也能够根据拍摄元件60的激光图像的角度χ，反过来计算强化玻璃200的折射率ng。即，强化玻璃200的折射率ng也可以基于通过拍摄元件60获取的激光的图像导出。
具体而言，首先，在图50所示的流程图的步骤S711中，导出图48所示的入射余角Ψ与角度χ的关系。入射余角Ψ与角度χ的关系能够通过几何学的计算求出。接下来，在步骤S712中，通过拍摄元件60(相机)测量角度χ。
接下来，在步骤S713中，使用在步骤S712中测量出的角度χ并根据在步骤S711中导出的关系求出入射余角Ψ。进一步，能够求出θg＝90－Ψ，并根据已知的θP2、np、θg通过斯涅耳的表达式导出ng。
像这样，也能够根据拍摄元件60的激光图像的角度χ，求出强化玻璃200的折射率ng，并基于该强化玻璃200的折射率ng，得到换算式，并测量强化玻璃200的应力分布。
其中，根据在向光供给部件40安装强化玻璃200时的斜率等，在通过图50的方法导出的强化玻璃200的折射率ng的值中产生误差。因此，在想要以较高的精度稳定地测量强化玻璃内的应力分布的情况下，优选通过其它方法(利用折射率测量装置的测量等)预先测量强化玻璃200的折射率ng。
另外，也能够根据拍摄元件60的激光图像的角度χ，对入射余角Ψ进行校正。例如，在图51所示的流程图的步骤S711中与图50的情况相同导出入射余角Ψ与角度χ的关系，在步骤S712中与图50的情况相同通过拍摄元件60测量角度χ。然后，在步骤S714中，使用在步骤S712中测量出的角度χ并根据在步骤S711中导出的关系导出入射余角Ψ。通过将在步骤S714中导出的入射余角Ψ应用于表达式8，能够求出正确的应力。
另外，在强化玻璃200的折射率ng的值预先已知的情况下，考虑强化玻璃200的折射率ng的值，涉及最佳的光供给部件40也有效。
虽然能够通过计算了解强化玻璃200中的入射余角Ψ、入射面角ω，但若强化玻璃200的折射率ng与光供给部件40的折射率np之差较大，则与入射面角Ψ的45°的偏差增多。由此，若超过拍摄元件60的透镜的焦点深度，则焦点偏移，空间分解降低，无法测量正确的应力分布。
例如，在强化玻璃200的折射率ng＝1.49的情况下，强化玻璃200中的激光的入射余角Ψ为10.3°，入射面角ω为35°。在该情况下，虽然能够通过计算对入射余角Ψ进行修正，但入射面角ω从45°偏离10°之多，仅通过基于计算的修正，无法维持测量精度。
因此，优选将光供给部件40的激光入射的面的角度设定为入射至强化玻璃200的激光的入射面相对于强化玻璃200的表面为45±5°。
例如，在激光轨迹的距离为300μm的情况下，若入射面角ω偏离10°，则从拍摄元件60朝向强化玻璃200中的激光的距离之差也成为52μm，超过在拍摄元件60上成像的透镜的焦点深度，焦点不能以由拍摄元件60拍摄的激光轨迹的所有距离均匀地对齐，而使测量精度劣化。
因此，例如，在图52所示的流程图的步骤S721中，获得对象强化玻璃200的折射率ng的值。接下来，在步骤S722中，固定强化玻璃200的折射率ng和光供给部件40的折射率np，并求出激光所通过的面和观测面不变的θL。
例如，在强化玻璃200的折射率ng＝1.49的情况下，由于激光的Y旋转角θL＝15°、Z旋转角φL＝15°相同，所以若形成为光供给部件40的入射端面的旋转角β＝15°、Z旋转角α＝24.5°，则在强化玻璃200中，激光的入射余角为14.4°、入射面角为44.8°，几乎成为设计的角度。因此，不会使测量精度劣化。
仅通过制作该规格的光供给部件40，并将激光光源10的设置保持原样，仅更换光供给部件40，就能够精确地测量与光供给部件40的折射率np较大地不同的折射率ng的强化玻璃200的应力分布。另外，为了消除朝向激光光源10的返回光，在强化玻璃200与激光入射至光供给部件40的面稍微(0.5～1°左右)偏离的情况下，能够通过表达式8进行修正。
〈第五实施方式〉
在第五实施方式中，示出具备测量玻璃厚度的功能的应力测量装置的例子。此外，在第五实施方式中，存在省略有关与已经说明的实施方式相同结构部的说明的情况。
在较薄的板状的强化玻璃中，为了强化在表面形成压缩应力。若这样，整体为了获取应力平衡，在内部产生拉伸应力。
图53是例示强化玻璃的深度方向的应力分布的图。针对在表面形成的压缩应力，在中心部分产生拉伸应力，在原理上，整体应力为0。即，在深度方向上从表面到背面，应力分布的积分值(应力能量)为0。
若使用另一种表达，则表面的压缩应力的积分值(压缩能量)与中心部的拉伸应力的积分值(拉伸能量)相等。另外，通常，在化学强化工序中，由于玻璃的两面的化学强化在相同条件下进行，所以应力分布相对于玻璃的中心对称。因此，在深度方向上从表面到玻璃中点的积分也为0。
在应力测量装置1中，根据玻璃深度与散射光强度的变化的相位值(例如，图7)的微分值和光弹性常数来求应力值(参照第一实施方式)。因此，图7的玻璃深度和散射光强度的变化的相位与应力值的积分值相同。即，在图7中，强化玻璃的中心点与强化玻璃的最表面的相位值相同。
在应力测量装置1中，存在若激光在强化玻璃的最表面漫反射，并产生漫反射光，则无法正确地测量强化玻璃的最表面的散射强度变化的相位值的缺点。
因此，使用强化玻璃的中心点的相位值，用于最表面的散射强度变化的相位值、或其修正。由此，例如，能够精确地测量强化玻璃最表面和最表面附近的应力值、以及应力分布。另外，在测量出的相位值未到达强化玻璃的中心的情况下，也可以将测量出的相位值外推到强化玻璃的中心，并作为强化玻璃的中心的相位值。
像这样，在强化玻璃的厚度已知的情况下，能够基于计算出的应力分布以及强化玻璃的厚度，推断如获取应力平衡的强化玻璃的最表面的相位变化量，并对表面应力值进行修正。
图54是例示设置有玻璃厚度测量装置的应力测量装置的图。图54所示的应力测量装置3为在应力测量装置1中设置有玻璃厚度测量装置120的结构。
玻璃厚度测量装置120具有未图示的激光光源、受光部以及运算部。从玻璃厚度测量装置120的激光光源射出的激光Lg在强化玻璃200的表面210以及背面220反射，并通过玻璃厚度测量装置120的受光部受光。玻璃厚度测量装置120的运算部基于通过受光部接收的光，测量强化玻璃200的厚度。作为玻璃厚度测量装置120，例如，能够使用市售的玻璃厚度计。
在应力测量装置3中，能够通过应力测量装置1根据来自激光光源10的激光在强化玻璃200中的散射光强度变化，测量从强化玻璃200中的表面沿深度方向的相位值。与此同时，在应力测量装置3中，能够通过玻璃厚度测量装置120对强化玻璃200的厚度进行测量。
能够根据由玻璃厚度测量装置120测量出的强化玻璃200的厚度和深度方向的相位值，通过测量或外推获得强化玻璃200的中心的相位值。而且，能够基于该相位值，设为强化玻璃200的最表面的相位值，或进行修正，并根据对最表面进行修正后的深度方向的相位值求出应力分布。
像这样，在具备测量强化玻璃的厚度的单元的应力测量装置3中，能够对应力分布以及强化玻璃的厚度进行测量，并基于测量出的强化玻璃的厚度，推断强化玻璃的最表面的相位变化量。
以上，对优选的实施方式进行了详细说明，但并不限于上述的实施方式，能够不脱离权利要求书所记载的范围地对上述的实施方式添加各种变形以及置换。
例如，在上述的各实施方式中，在应力测量装置1以及2中，将光源作为构成要素进行了说明，但应力测量装置1以及2也可以为不具有光源的结构。光源能够由应力测量装置1以及2的使用者准备适当的结构来使用。
本国际申请主张基于在2016年9月26日申请的日本专利申请2016－187489号以及在2017年2月23日申请的日本专利申请2017－032730号的优先权，并将日本专利申请2016－187489号以及日本专利申请2017－032730号的所有内容引用到本国际申请。
附图标记说明：1、1A、1B、1C、2、3…应力测量装置；10…激光光源；15…光源；20、55…偏振部件；25、40、41…光供给部件；30、30A…偏振相位差可变部件；35、42…光取出部件；40a…光供给部件的入射面；40b…光供给部件的射出面；40x、43x…凹陷；40y、43y…槽；43…突起部；43e…外缘部；44…支承体；45、50、50A…光转换部件；60、60A、65…拍摄元件；70、75…运算部；80、80A…光波长选择部件；90…液体；100…焊盘部件；120…玻璃厚度测量装置；200…强化玻璃；210…强化玻璃的表面；215…观测面；220…强化玻璃的背面；250…激光的入射面；301…数字数据存储电路；302…时钟信号产生电路；303…DA转换器；304…电压放大电路；310…偏振相位差产生材料；311、313…固定夹具；312…压电元件；701…亮度变化测量单元；702…相位变化计算单元；703…应力分布计算单元；751…位置测量单元；752…应力分布计算单元；753…合成单元。

Claims (44)

1.一种强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，具有：
偏振相位差可变部件，能够将激光的偏振相位差相对于所述激光的波长改变1个波长以上；
拍摄元件，以规定的时间间隔对通过改变所述偏振相位差后的激光入射至强化玻璃而产生的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像；以及
运算部，使用所述多个图像测量所述散射光的周期性的亮度变化，计算所述亮度变化的相位变化，并基于所述相位变化计算所述强化玻璃的从表面起的深度方向的应力分布。
2.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
所述偏振相位差可变部件是液晶元件。
3.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
所述偏振相位差可变部件是光弹性常数与杨氏模量相乘所得的值为0.1以上且通过加压来产生所述偏振相位差的透明部件。
4.根据权利要求3所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
所述透明部件是石英玻璃或者聚碳酸酯。
5.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
所述激光的最小光束直径的位置位于所述强化玻璃的离子交换层内，
所述最小光束直径为20μm以下。
6.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
入射至所述强化玻璃的所述激光的入射面相对于所述强化玻璃的表面为45±5°。
7.根据权利要求6所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
具有光供给部件，所述光供给部件使改变所述偏振相位差后的所述激光相对于玻璃表面倾斜地入射至作为被测量体的强化玻璃内，
设定所述光供给部件的所述激光入射的面的角度，以使得入射至所述强化玻璃的所述激光的入射面相对于所述强化玻璃的表面为45±5°。
8.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
具有光供给部件，所述光供给部件使改变所述偏振相位差后的所述激光相对于玻璃表面倾斜地入射至作为被测量体的强化玻璃内，
在所述光供给部件与所述强化玻璃之间具备与所述强化玻璃的折射率的折射率差为0.03以下的液体，
所述液体的厚度为10μm以上500μm以下。
9.根据权利要求8所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述光供给部件的与所述强化玻璃接触的面上，形成深度为10μm以上500μm以下的凹陷，
在所述凹陷内填充有所述液体。
10.根据权利要求8所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述光供给部件的表面设置与所述强化玻璃接触的突起部，
所述突起部成为经由所述光供给部件入射至所述强化玻璃内的所述激光的光路的一部分，
在所述突起部的与所述强化玻璃接触的一侧，形成深度为10μm以上500μm以下的凹陷，
在所述凹陷内填充有所述液体。
11.根据权利要求10所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
所述突起部以更换自如的方式保持于所述光供给部件的表面。
12.根据权利要求10所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述凹陷的周围形成平坦的外缘部，所述平坦的外缘部成为与所述强化玻璃接触的面。
13.根据权利要求9所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
所述凹陷由具备弯曲的部分的面构成。
14.根据权利要求9所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述凹陷的周围形成有排出所述液体的槽。
15.根据权利要求9所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述光供给部件的折射率与所述强化玻璃的折射率不同的情况下，
获取所述强化玻璃的折射率，
根据基于所述强化玻璃的折射率求出的所述强化玻璃中的所述激光的轨迹与通过所述拍摄元件获取到的所述激光的图像之间的关系，导出所述激光入射至所述强化玻璃时的入射余角，
基于所述入射余角的值，对所述强化玻璃的从表面起的深度方向的应力分布进行修正。
16.根据权利要求15所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
基于通过所述拍摄元件获取到的所述激光的图像来导出所述强化玻璃的折射率。
17.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述强化玻璃的厚度已知的情况下，基于所述强化玻璃的厚度以及计算出的所述应力分布，推断获取应力平衡的所述强化玻璃的最表面的相位变化量，并对表面应力值进行修正。
18.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
具备测量所述强化玻璃的厚度的单元，
测量所述应力分布以及所述强化玻璃的厚度，基于测量出的所述强化玻璃的厚度，推断所述强化玻璃的最表面的相位变化量。
19.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述强化玻璃的所述激光的射出侧，所述强化玻璃中的所述激光满足全反射的条件。
20.根据权利要求1所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，具有：
第二光供给部件，使来自第二光源的光入射至所述强化玻璃的具有压缩应力层的表面层内；
光取出部件，使在所述表面层内传播后的光向所述强化玻璃的外部射出；
光转换部件，将经由所述光取出部件射出的光所包含的相对于所述强化玻璃与所述光取出部件的边界面平行地振动以及垂直地振动的两种光成分转换为分别具有2根以上的亮线的两种亮线列；
第二拍摄元件，对所述两种亮线列进行拍摄；以及
位置测量单元，根据由所述第二拍摄元件获得的图像来测量所述两种亮线列中的各亮线列的2根以上的亮线的位置，
所述运算部对基于所述位置测量单元的测量结果计算出的与所述两种光成分对应的从所述强化玻璃的表面遍及深度方向的第一区域的应力分布、和基于所述相位变化计算出的所述第一区域以外的应力分布进行合成。
21.根据权利要求1～20中的任意一项所述的强化玻璃的应力测量装置，其特征在于，
在所述激光入射至所述拍摄元件的光路上插入有光波长选择部件，所述光波长选择部件不透过50％以上的－100nm以下的波长的光和波长+100nm以上的所述激光。
22.一种强化玻璃的应力测量方法，其特征在于，具有：
能够将激光的偏振相位差相对于所述激光的波长改变1个波长以上的偏振相位差可变工序；
以规定的时间间隔对通过改变所述偏振相位差后的激光入射至强化玻璃而产生的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像的拍摄工序；以及
使用所述多个图像测量所述散射光的周期性的亮度变化，计算所述亮度变化的相位变化，并基于所述相位变化计算所述强化玻璃的从表面起的深度方向的第一应力分布的运算工序。
23.根据权利要求22所述的强化玻璃的应力测量方法，其特征在于，
在偏振相位差可变工序中，通过液晶元件来改变所述偏振相位差。
24.根据权利要求22或23所述的强化玻璃的应力测量方法，其特征在于，
具备基于P偏振光以及S偏振光的亮线的位置计算各自的折射率分布，并基于所述P偏振光与所述S偏振光的折射率分布差和强化玻璃的光弹性常数求出第二应力分布的工序。
25.一种强化玻璃的应力测量方法，其特征在于，
针对通过相同的制造工序制作的多个强化玻璃中的至少1片以上的强化玻璃，对通过权利要求24所述的强化玻璃的应力测量方法求出的所述第一应力分布和所述第二应力分布进行合成来得到应力分布，针对剩余的强化玻璃，仅测量所述第一应力分布以及所述第二应力分布中的任意一方来获得应力分布。
26.一种强化玻璃的制造方法，其特征在于，
根据通过强化玻璃的应力测量方法获得的应力值求出特性值，并在确认特性值是否在管理值内之后进行出货判断，所述强化玻璃的应力测量方法具有：能够将激光的偏振相位差相对于所述激光的波长改变1个波长以上的偏振相位差可变工序；以规定的时间间隔对通过改变所述偏振相位差后的激光入射至强化玻璃而产生的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像的拍摄工序；以及使用所述多个图像测量所述散射光的周期性的亮度变化，计算所述亮度变化的相位变化，并基于所述相位变化计算所述强化玻璃的从表面起的深度方向的第一应力分布的运算工序。
27.根据权利要求26所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在所述偏振相位差可变工序中，通过液晶元件来改变所述偏振相位差。
28.根据权利要求26或27所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
具备基于P偏振光以及S偏振光的亮线的位置计算各自的折射率分布，并基于所述P偏振光与所述S偏振光的折射率分布差和强化玻璃的光弹性常数来求第二应力分布的工序。
29.根据权利要求28所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
针对通过相同的制造工序制作的多个强化玻璃中的至少1片以上的强化玻璃，对通过所述应力测量方法求出的所述第一应力分布和所述第二应力分布进行合成来获得应力分布，针对剩余的强化玻璃，仅测量所述第一应力分布以及所述第二应力分布中的任意一方来获得应力分布。
30.根据权利要求26或27所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
包括2次以上的强化工序，在所述强化工序中，制作对含锂玻璃进行强化而得到的强化玻璃并进行该强化玻璃的出货判断，
各所述强化工序基于通过所述应力测量方法获得的所述第一应力分布来进行所述出货判断。
31.根据权利要求30所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在最后一次的所述强化工序中，具备利用所述应力测量方法并基于P偏振光以及S偏振光的亮线的位置来计算各自的折射率分布，并基于所述P偏振光与所述S偏振光的折射率分布差和强化玻璃的光弹性常数来求出第二应力分布的工序，并且在最后一次的所述强化工序中，基于通过所述应力测量方法获得的第二应力分布来进行出货判断。
32.根据权利要求31所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在除了最后一次以外的所述强化工序中，基于由所述第一应力分布导出的玻璃最深部的应力值以及应力值为零的玻璃深度，来进行所述出货判断。
33.根据权利要求31所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在最后一次的所述强化工序中，对所述第二应力分布进行函数近似，来进行所述出货判断。
34.根据权利要求33所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
通过下述的式(2)进行所述函数近似，其中，σf(x)是第二应力分布，a是斜率，CS2是最表面的应力值，
σf(x)＝a·x+CS2…(2)。
35.根据权利要求33所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
通过下述的式(3)进行所述函数近似，其中，σf(x)是第二应力分布，a是斜率，CS2是最表面的应力值，crfc是误差函数，
σf(x)＝CS2·erfc(a·x)…(3)。
36.根据权利要求31所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在除了最后一次以外的所述强化工序中，使用强化玻璃的板厚t、预先测量出的相同条件下的强化玻璃的第一应力分布、以及通过该强化工序获得的第二应力分布，对所述第一应力分布和所述第二应力分布进行合成，根据合成后的应力分布找出玻璃最深部的应力值并导出特性值，并且根据特性值是否在允许范围内来进行所述出货判断。
37.根据权利要求31～36中的任意一项所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在除了最后一次以外的所述强化工序中，使用强化玻璃的板厚t、预先测量出的相同条件下的强化玻璃的第一应力分布、以及通过该强化工序获得的第二应力分布，对所述第一应力分布和所述第二应力分布进行合成，找出合成后的应力分布的积分值为零的玻璃最深部的应力值并导出特性值，并且根据特性值是否在允许范围内来进行所述出货判断。
38.根据权利要求31～36中的任意一项所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
在除了最后一次以外的所述强化工序中，使用强化玻璃的板厚t、预先测量出的相同条件下的强化玻璃的第一应力分布、以及通过该强化工序获得的第二应力分布，对所述第一应力分布和所述第二应力分布进行合成，通过下述的式(5)对合成后的应力分布进行近似，找出x＝0～t/2的情况下的σ(x)的积分值为零的玻璃最深部的应力值并导出特性值，并且根据特性值是否在允许范围内来进行所述出货判断，其中，σ(x)是合成后的应力分布，σf(x)是第二应力分布，t是强化玻璃的板厚，CS0以及c是基于第一应力分布导出的参数，CT是玻璃最深部的应力值，
Figure FDA0003150184130000071
39.根据权利要求38所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
基于预先测量出的相同条件下的强化玻璃的第一应力分布导出所述CS0以及c。
40.根据权利要求38所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
基于下述的式(6)、式(7)以及根据通过最后一次的前一次的强化工序获得的所述第一应力分布导出的CS0’及c’，导出所述CS0以及c，其中，A1以及A2是比例常数，
CS0＝A1×CS0′…(6)
c＝A2×c′…(7)。
41.根据权利要求40所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，
基于预先测量出的相同条件下的强化玻璃的第一应力分布导出A1以及A2。
42.一种强化玻璃，其特征在于，
通过权利要求26～41中的任意一项所述的强化玻璃的制造方法来制造。
43.根据权利要求42所述的强化玻璃，其特征在于，
由包含2wt％以上的锂的玻璃化学强化而成。
44.根据权利要求42所述的强化玻璃，其特征在于，
通过在风冷强化之后进行化学强化来制造。
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