JPH11287637A - 透過偏芯測定装置及び方法 - Google Patents

透過偏芯測定装置及び方法

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JPH11287637A
JPH11287637A JP10105378A JP10537898A JPH11287637A JP H11287637 A JPH11287637 A JP H11287637A JP 10105378 A JP10105378 A JP 10105378A JP 10537898 A JP10537898 A JP 10537898A JP H11287637 A JPH11287637 A JP H11287637A
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JP
Japan
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lens system
eccentricity
detection sensor
light beam
transmission
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JP10105378A
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English (en)
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Shikyo Ryu
志強 劉
Yutaka Ichihara
裕 市原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズ系の透過偏芯測定の際、収差の大きいレ
ンズ系や組立て途中のレンズ系であっても、スポットサ
イズが、確実に偏芯量検出センサー上で捉えられる透過
偏芯測定装置及び方法を提供する。 【解決手段】光源8から発した光束Tを焦点合わせレン
ズ系6、被検レンズ系1の順に透過させた後に集光レン
ズ2を介して偏芯量検出センサー4に入射させる透過偏
芯測定装置において、焦点合わせレンズ系6に入射する
光束Tのビーム径bの大きさを調整するビーム径調整手
段7を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器等に用い
られるレンズ系の透過偏芯を測定する透過偏芯測定装置
及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高精度の光学機器等に用いられるレンズ
系は、その結像上の問題が生じないように、極めて少な
い収差が要求されている。レンズ系を組立てる際、透過
偏芯測定装置にてレンズ系の透過偏芯を測定するが、そ
のレンズ系の収差が少ないものであれば、その少ない収
差を検出できるように、透過偏芯測定装置の分解能を高
くしなければならない。そのため従来より透過偏芯測定
装置は、光源から発した光束を、焦点合わせレンズ系、
被検レンズ系、集光レンズ、対物レンズの順に透過させ
た後に、偏芯量検出センサー上に高倍率で拡大投影して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、測
定の分解能を高くするために、被検レンズ系を透過した
光束を、高倍率で偏芯量検出センサーに拡大投影してい
る。すなわち、偏芯量検出センサー上での光源の像の大
きさ(スポットサイズ)は、高倍率で拡大されたものに
なっている。このような高分解能の透過偏芯測定装置
で、たまたま収差が大きくなっているレンズ系等の透過
偏芯を測定する場合、その偏芯量検出センサー上での光
源の像(スポット)は、偏芯量検出センサーの受光面よ
り大きくなってしまって、測定ができないといったこと
が生じる。したがって本発明は、レンズ系の透過偏芯測
定の際、収差の大きいレンズ系や組立て途中のレンズ系
であっても、スポットサイズが、確実に偏芯量検出セン
サー上で捉えられる透過偏芯測定装置及び方法を提供す
ることを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、添付図面に
付した符号をカッコ内に付記すると、本発明は、光源
(8)から発した光束(T)を焦点合わせレンズ系
(6)、被検レンズ系(1)の順に透過させた後に集光
レンズ(2)を介して偏芯量検出センサー(4)に入射
させる透過偏芯測定装置において、焦点合わせレンズ系
(6)に入射する光束(T)のビーム径(b)の大きさ
を調整するビーム径調整手段(7)を備えたことを特徴
とする透過偏芯測定装置である。
【0005】その際、被検レンズ系(1)と偏芯量検出
センサー(4)との間の光路に光束分割手段(9)を介
在させ、光束分割手段(9)で反射し又は透過した光束
(T)の一部を撮像手段(5)に入射させる構成とする
ことができる。また、被検レンズ系(1)と偏芯量検出
センサー(4)との間の光路に移動可能に平面鏡(1
0)を配置し、平面鏡(10)で反射した光束(T)を
撮像手段(5)に入射させる構成とすることができる。
【0006】また本発明は、光源(8)から発した光束
(T)を焦点合わせレンズ系(6)、被検レンズ系
(1)の順に透過させた後に集光レンズ(2)を介して
偏芯量検出センサー(4)に入射させることによって被
検レンズ系(1)の透過偏芯を測定する透過偏芯測定方
法において、焦点合わせレンズ系(6)に入射する光束
(T)のビーム径(b)の大きさを調整するビーム径調
整手段(7)を設け、予めビーム径(b)と偏芯量検出
センサー(4)上での光源(8)の像の大きさとの関係
を求める工程と、偏芯量検出センサー(4)上での光源
(8)の像が予め定めた既定値以下となるようにビーム
径(b)を調整する工程とを有することを特徴とする透
過偏芯測定方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1にて、本発明による透過偏芯測定装置
の第1実施例を示す。He−Cdレーザー等の光源8よ
り発した平行光束は、ズームレンズ系7によって、拡縮
自在なビーム径bの平行光束に調整される。調整後の平
行光束は、焦点合わせレンズ系6を透過して、被検レン
ズ系1に入射する。ここで、焦点合わせレンズ系6は、
平行光束が被検レンズ系1の前側焦点に集光するように
調整される。また被検レンズ系1は、高精度のスピンド
ル(不図示)に取り付けられて、光軸周りに回転してい
る。
【0008】被検レンズ系1を透過した後の光束Tは、
焦点合わせレンズ系6に入射するビーム径bに対応した
ビーム径aの平行光束となり、集光レンズ2に入射す
る。集光レンズ2を透過した後の光束Tは、対物レンズ
3の物体面に集光する。対物レンズ3を透過した光束T
は、ハーフミラー9に入射する。ハーフミラー9に入射
した光束Tの一部の光束T1(例えば、入射光束に対し
て50%の光量の光束)は、ハーフミラー9の光束分割
面で反射して、CCDカメラ5に入射する。これによ
り、対物レンズ3の物体面に形成された集光点の位置
が、CCDカメラ5に投影される。
【0009】他方、ハーフミラー9に入射した光束Tの
うちの残りの光束T2は、ハーフミラー9を透過する。
ハーフミラー9を透過した光束T2は、偏芯量検出セン
サー4に入射する。これにより対物レンズ3の物体面に
形成された集光点の位置が、偏芯量検出センサー4に拡
大投影される。偏芯量検出センサー4としては、例えば
PSDを用いることができる。ここで、CCDカメラ5
の受光面は、偏芯量検出センサー4の受光面より大きく
なっている。以上の構成より成る透過偏芯測定装置は、
CCDカメラ5にて被検レンズ系1を透過した光束Tの
スポットを観察することができる。そしてスポットの観
察をしながら、ズームレンズ系7を操作して、偏芯量検
出センサー4上のスポットサイズが予め定めた既定値以
下となるように、例えば最小又は測定可能範囲内となる
ようにビーム径bを調整する。このように、収差の大き
いレンズ系や組立て途中のレンズ系であっても、被検レ
ンズ系1を透過した光束Tが形成するスポットが、確実
に偏芯量検出センサー4の受光面内にあり、測定の作業
性が良い透過偏芯測定装置を提供することができる。
【0010】なお、本第1実施例では、ビーム径調整手
段として、ズームレンズ系7を使用したが、その代りに
可変絞りを用いても良い。また、本第1実施例では、ハ
ーフミラー9の反射光路側にCCDカメラ5を配置し、
透過光路側に偏芯量検出センサー4を配置したが、その
ハーフミラー9に対するCCDカメラ5と偏芯量検出セ
ンサー4の配置を入れ換えても良い。また、ハーフミラ
ー9の配置位置を、本第1実施例では対物レンズ3と偏
芯量検出センサー4との間の光路に設けたが、被検レン
ズ系1と偏芯量検出センサー4との間の光路内であれ
ば、どこにでも配置することが可能である。
【0011】次に、図2にて本発明による透過偏芯測定
装置の第2実施例を示す。本第2実施例と前記第1実施
例との違いは、第1実施例におけるハーフミラー9の代
わりに、平面鏡10を挿脱可能に配置した点である。ま
ず、ビーム径bを調整するときには、平面鏡10を対物
レンズ3と偏芯量検出センサー4との間の光路内に装着
する。そして、被検レンズ系1を透過した光束Tを、平
面鏡10で反射させて、CCDカメラ5に入射させ、そ
のスポットを観察する。そのスポットサイズが、予め定
めた既定値以下となったら、ビーム径bを固定して、調
整作業を終了する。次に、実際に被検レンズ系1の透過
偏芯を測定するときには、平面鏡10を装置の光路外へ
取り外す。そして、前記工程で固定したビーム径bによ
って、偏芯量検出センサー4上にスポットを形成して、
被検レンズ系1の透過偏芯を実測する。以上のように本
第2実施例によっても、前記第1実施例と同様の効果を
得ることができる。
【0012】次に、図3にて本発明による透過偏芯測定
方法の一実施例を示す。本実施例に用いる装置の構成
は、前記第1実施例の透過偏芯測定装置からハーフミラ
ー9とCCDカメラ5とを取り外したものである。そし
て、予めビーム径bと偏芯量検出センサー4上のスポッ
トサイズとの関係を求め、スポットサイズが予め定めた
既定値以下となるようにズームレンズ系7を操作して、
ビーム径bを調整する。以下詳しく説明する。まず、集
光レンズ2入射前の光束Tのビーム径aと偏芯量検出セ
ンサー4上のスポット径d1との関係は、次のような多
項近似式で表すことができる。 但し、k0〜kn:レンズ係数 上式のレンズ係数k0〜knを、最小二乗法によって導
く。
【0013】ここで、ビーム径bが小さい場合、回折の
影響により、そのスポットサイズは逆に大きくなるとい
う現象が生じる。そのため回折によるスポット径d2
考慮して、ビーム径bを調整しなければならない。ビー
ム径aとスポット径d2との関係は、 但し、λ:光束の波長 f:集光レンズ2の焦点距離 A:対物レンズ3の倍率 となる。したがって、(1)式で求まるスポット径d1
に、上記(2)式で求まる回折によるスポット径d2
加えたスポットサイズが、予め定めた既定値以下となる
ようにビーム径bを決めてやれば良い。
【0014】ここで、被検レンズ系1を透過した後のビ
ーム径aと焦点合わせレンズ系6に入射する前のビーム
径bとの関係は、被検レンズ系1と焦点合わせレンズ系
6の焦点距離によって求まるので、スポット径を予め定
めた既定値以下とするビーム径bも求まる。そして、求
めたビーム径bとなるようにズームレンズ系7を操作す
る。以上ように本実施例では、被検レンズ系1を透過し
た光束Tが形成するスポットが、確実に偏芯量検出セン
サー4の受光面内にある透過偏芯測定方法を提供するこ
とができる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明では、レンズ系の透
過偏芯測定の際、収差の大きいレンズ系や組立て途中の
レンズ系であっても、スポットサイズが、回折による影
響を含め、確実に偏芯量検出センサー上で予め定めた既
定値以下となるような透過偏芯測定装置を提供すること
ができる。その結果、測定の作業性が良く高分解能であ
る透過偏芯測定装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による透過偏芯測定装置を
示す概略図である。
【図2】本発明の第2実施例による透過偏芯測定装置を
示す概略図である。
【図3】本発明の一実施例による透過偏芯測定方法に用
いる装置の概略図である。
【符号の説明】
1…被検レンズ系 2…集光レンズ 3…対物レンズ 4…偏芯量検出セン
サー 5…CCDカメラ 6…焦点合わせレン
ズ系 7…ズームレンズ系 8…光源 9…ハーフミラー 10…平面鏡 T…光束

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源から発した光束を焦点合わせレンズ
    系、被検レンズ系の順に透過させた後に集光レンズを介
    して偏芯量検出センサーに入射させる透過偏芯測定装置
    において、 前記焦点合わせレンズ系に入射する光束のビーム径の大
    きさを調整するビーム径調整手段を備えたことを特徴と
    する透過偏芯測定装置。
  2. 【請求項2】前記ビーム径調整手段はズームレンズにて
    形成されたことを特徴とする請求項1記載の透過偏芯測
    定装置。
  3. 【請求項3】前記ビーム径調整手段は可変絞りにて形成
    されたことを特徴とする請求項1記載の透過偏芯測定装
    置。
  4. 【請求項4】前記被検レンズ系と偏芯量検出センサーと
    の間の光路に光束分割手段を介在させ、該光束分割手段
    で反射し又は透過した前記光束の一部を撮像手段に入射
    させたことを特徴とする請求項1、2又は3記載の透過
    偏芯測定装置。
  5. 【請求項5】前記被検レンズ系と偏芯量検出センサーと
    の間の光路に移動可能に平面鏡を配置し、該平面鏡で反
    射した前記光束を撮像手段に入射させたことを特徴とす
    る請求項1、2又は3記載の透過偏芯測定装置。
  6. 【請求項6】光源から発した光束を焦点合わせレンズ
    系、被検レンズ系の順に透過させた後に集光レンズを介
    して偏芯量検出センサーに入射させることによって前記
    被検レンズ系の透過偏芯を測定する透過偏芯測定方法に
    おいて、 前記焦点合わせレンズ系に入射する光束のビーム径の大
    きさを調整するビーム径調整手段を設け、 予め前記ビーム径と前記偏芯量検出センサー上での光源
    の像の大きさとの関係を求める工程と、 前記偏芯量検出センサー上での光源の像が予め定めた既
    定値以下となるように前記ビーム径を調整する工程とを
    有することを特徴とする透過偏芯測定方法。
JP10105378A 1998-03-31 1998-03-31 透過偏芯測定装置及び方法 Pending JPH11287637A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7204167B2 (en) 2002-07-03 2007-04-17 Nsk Ltd. Motor-driven power steering apparatus
CN111174750A (zh) * 2020-02-19 2020-05-19 黑龙江工业学院 一种管件外侧壁直线度测量工具
CN118033888A (zh) * 2024-03-28 2024-05-14 无锡埃瑞微半导体设备有限责任公司 一种用于晶圆套刻测量的可变焦显微成像装置

Cited By (4)

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