JPH1138298A - 光学系調整方法 - Google Patents
光学系調整方法Info
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- JPH1138298A JPH1138298A JP19380797A JP19380797A JPH1138298A JP H1138298 A JPH1138298 A JP H1138298A JP 19380797 A JP19380797 A JP 19380797A JP 19380797 A JP19380797 A JP 19380797A JP H1138298 A JPH1138298 A JP H1138298A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズ群に対する点光源のアライメントを簡
単に行うことができる。 【解決手段】 ピンホールアレイ等の多数の点光源から
出射された光を、この点光源に対してテレセントリック
光学系を構成する第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂの第
１のレンズ群５ａにて上記点光源からの光を平行光に
し、第２のレンズ群５ｂにて焦点面に合焦するようにし
た光学系において、上記第１・第２のレンズ群の間に、
透明の平行平板１０を挿入し、この平行平板１０を揺動
し、その結果焦点面にできる像を観察して、平行平板の
揺動による像の動きがなくなるよう上記点光源の位置を
調整する。
単に行うことができる。 【解決手段】 ピンホールアレイ等の多数の点光源から
出射された光を、この点光源に対してテレセントリック
光学系を構成する第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂの第
１のレンズ群５ａにて上記点光源からの光を平行光に
し、第２のレンズ群５ｂにて焦点面に合焦するようにし
た光学系において、上記第１・第２のレンズ群の間に、
透明の平行平板１０を挿入し、この平行平板１０を揺動
し、その結果焦点面にできる像を観察して、平行平板の
揺動による像の動きがなくなるよう上記点光源の位置を
調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、共焦点光学装置等
の光学系において、複数のレンズ群間の光が平行である
かどうかを観測して光学系の調整を行う光学系調整方法
に関するものである。
の光学系において、複数のレンズ群間の光が平行である
かどうかを観測して光学系の調整を行う光学系調整方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は本発明を適用しようとする光学系
の一例である共焦点光学装置を示すもので、光源１から
出射された光はコンデンサレンズ２によって平行光に変
形され、２次元状に配列された投光ピンホールアレイ３
より点光源の２次元配列（アレイ）として出射される。
図１においては、そのうちの２光路だけを例として示し
てある。
の一例である共焦点光学装置を示すもので、光源１から
出射された光はコンデンサレンズ２によって平行光に変
形され、２次元状に配列された投光ピンホールアレイ３
より点光源の２次元配列（アレイ）として出射される。
図１においては、そのうちの２光路だけを例として示し
てある。
【０００３】この出射光はビームスプリッタ４を通過し
た後、第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂによって被計測
物体６に集光される。そしてその反射光が第１・第２の
レンズ群５ａ，５ｂを逆に通過した後、ビームスプリッ
タ４で反射されて上記投光ピンホールアレイ３と共役な
関係にある受光ピンホールアレイ７に投射される。この
受光ピンホールアレイ７の背後には検出器アレイ８が配
置され、受光ピンホールアレイ７を通過した光の強度を
検出するようにしている。
た後、第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂによって被計測
物体６に集光される。そしてその反射光が第１・第２の
レンズ群５ａ，５ｂを逆に通過した後、ビームスプリッ
タ４で反射されて上記投光ピンホールアレイ３と共役な
関係にある受光ピンホールアレイ７に投射される。この
受光ピンホールアレイ７の背後には検出器アレイ８が配
置され、受光ピンホールアレイ７を通過した光の強度を
検出するようにしている。
【０００４】このとき、被計測物体６に投射された光
が、これの表面において焦点を結ぶ場合に、受光ピンホ
ールアレイ７を通過する光の量が最大になるため、被計
測物体６に近い方の第２のレンズ５ｂをＺ方向（光軸方
向）に移動すれば、光を投射した範囲における被計測物
体６の表面形状を測定でき、これをＸＹ方向（前後、左
右方向）に走査すればさらに広い範囲を測定することが
できる。
が、これの表面において焦点を結ぶ場合に、受光ピンホ
ールアレイ７を通過する光の量が最大になるため、被計
測物体６に近い方の第２のレンズ５ｂをＺ方向（光軸方
向）に移動すれば、光を投射した範囲における被計測物
体６の表面形状を測定でき、これをＸＹ方向（前後、左
右方向）に走査すればさらに広い範囲を測定することが
できる。
【０００５】上記した第１・第２のレンズ群はテレセン
トリック光学系を形成しており、その詳細を図２に示
す。
トリック光学系を形成しており、その詳細を図２に示
す。
【０００６】第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂの各焦点
をｆ1 ，ｆ2 とすると、投光ピンホールアレイ２から第
１のレンズ群５ａの主点までの距離をｆ1 、第１のレン
ズ群５ａの主点から第２のレンズ群５ｂの主点までの距
離をｆ1 ＋ｆ2 だけ離間して両レンズ群５ａ，５ｂを互
いに平行に設置する。そして両レンズ群５ａ，５ｂの距
離が正確であり、しかも平行度が保たれている状態を、
この光学系においてアライメントが合っていると称す
る。
をｆ1 ，ｆ2 とすると、投光ピンホールアレイ２から第
１のレンズ群５ａの主点までの距離をｆ1 、第１のレン
ズ群５ａの主点から第２のレンズ群５ｂの主点までの距
離をｆ1 ＋ｆ2 だけ離間して両レンズ群５ａ，５ｂを互
いに平行に設置する。そして両レンズ群５ａ，５ｂの距
離が正確であり、しかも平行度が保たれている状態を、
この光学系においてアライメントが合っていると称す
る。
【０００７】このとき、投光ピンホールアレイ３からの
出射光は第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂ間では平行光
となり、投光ピンホールアレイ３を出射した光は、被計
測物体６にｆ2 ／ｆ1 倍の尺度で投影される。すなわ
ち、被計測物体６に投光された光点のピッチで計測が可
能である。
出射光は第１・第２のレンズ群５ａ，５ｂ間では平行光
となり、投光ピンホールアレイ３を出射した光は、被計
測物体６にｆ2 ／ｆ1 倍の尺度で投影される。すなわ
ち、被計測物体６に投光された光点のピッチで計測が可
能である。
【０００８】そして、図２に示すように、第２のレンズ
群５ｂをＺ方向に移動させれば、点線で示したように焦
点位置はＸＹ方向に動くことなしにＺ方向に移動し、被
計測物体６の高さ計測を行うことが可能である。
群５ｂをＺ方向に移動させれば、点線で示したように焦
点位置はＸＹ方向に動くことなしにＺ方向に移動し、被
計測物体６の高さ計測を行うことが可能である。
【０００９】このような共焦点光学系装置において、ピ
ンホールアレイ３，７とレンズ群５ａ，５ｂとのアライ
メントは、検査精度に深く関わる重要な問題である。
ンホールアレイ３，７とレンズ群５ａ，５ｂとのアライ
メントは、検査精度に深く関わる重要な問題である。
【００１０】すなわち、図３に示すように、投光ピンホ
ールアレイ３が第１のレンズ群５ａに対して平行であっ
ても、その離間距離がｆ1 ′（≠ｆ1 ）のように、第１
のレンズ群５ａの焦点ｆ1 からずれていた場合、上記尺
度ｆ2 ／ｆ1 が正確でなくなるため、被計測物体６に投
光された光点が、どのようなピッチであるかを知ること
ができず、これは計測の精度を著しく低下させる。
ールアレイ３が第１のレンズ群５ａに対して平行であっ
ても、その離間距離がｆ1 ′（≠ｆ1 ）のように、第１
のレンズ群５ａの焦点ｆ1 からずれていた場合、上記尺
度ｆ2 ／ｆ1 が正確でなくなるため、被計測物体６に投
光された光点が、どのようなピッチであるかを知ること
ができず、これは計測の精度を著しく低下させる。
【００１１】またこのとき同じ図３に示すように、両レ
ンズ群５ａ，５ｂ間の光は平行にはならないことから、
検査のために、第２のレンズ群５ｂをＺ方向に移動させ
た際に、焦点距離がＸＹ方向にずれるという問題があ
り、同一の場所を測定できずに、計測誤差が生じる。ま
た図４に示すように、投光ピンホールアレイ３がレンズ
群５ａ，５ｂに対して平行でない場合には、焦点面が水
平にならず、やはり計測誤差が生じる。
ンズ群５ａ，５ｂ間の光は平行にはならないことから、
検査のために、第２のレンズ群５ｂをＺ方向に移動させ
た際に、焦点距離がＸＹ方向にずれるという問題があ
り、同一の場所を測定できずに、計測誤差が生じる。ま
た図４に示すように、投光ピンホールアレイ３がレンズ
群５ａ，５ｂに対して平行でない場合には、焦点面が水
平にならず、やはり計測誤差が生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、この種の
光学系において計測を正確に行うためには、第１のレン
ズ群５ａと投光ピンホールアレイ３との距離、及び平行
度が正確に合っていなければならない。これには、投光
ピンホールアレイ３から出射した光束の全てが、第１・
第２のレンズ群５ａ，５ｂの間を通る際に、平行になる
ようにしなければならない。そして、この１本の光の平
行度を測定する装置として、キノ・メレスグリオ社のシ
ェアープレートという装置がある。これは、光の干渉縞
を利用するもので、これのプレートを通過する光が平行
光であるかを精度よく観測できる。
光学系において計測を正確に行うためには、第１のレン
ズ群５ａと投光ピンホールアレイ３との距離、及び平行
度が正確に合っていなければならない。これには、投光
ピンホールアレイ３から出射した光束の全てが、第１・
第２のレンズ群５ａ，５ｂの間を通る際に、平行になる
ようにしなければならない。そして、この１本の光の平
行度を測定する装置として、キノ・メレスグリオ社のシ
ェアープレートという装置がある。これは、光の干渉縞
を利用するもので、これのプレートを通過する光が平行
光であるかを精度よく観測できる。
【００１３】しかしながら、第１・第２のレンズ群５
ａ，５ｂの間は、複数の光が同時に通過するため、この
シェアープレートは使えない。このような理由で、これ
までには第１のレンズ群５ａと投光ピンホールアレイ３
との間のアライメントを正確に合わせるのは非常に困難
であった。
ａ，５ｂの間は、複数の光が同時に通過するため、この
シェアープレートは使えない。このような理由で、これ
までには第１のレンズ群５ａと投光ピンホールアレイ３
との間のアライメントを正確に合わせるのは非常に困難
であった。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は上
記した従来の課題を解決するためになされたもので、そ
の光学系調整方法は、ピンホールアレイ等の多数の点光
源から出射された光を、この点光源に対してテレセント
リック光学系を構成する第１・第２のレンズ群の第１の
レンズ群にて上記点光源からの光を平行光にし、第２の
レンズ群にて焦点面に合焦するようにした光学系におい
て、上記第１・第２のレンズ群の間に、透明の平行平板
を挿入し、この平行平板を揺動し、その結果焦点面にで
きる像を観察して、平行平板の揺動による像の動きがな
くなるよう上記点光源の位置を調整するようにした
記した従来の課題を解決するためになされたもので、そ
の光学系調整方法は、ピンホールアレイ等の多数の点光
源から出射された光を、この点光源に対してテレセント
リック光学系を構成する第１・第２のレンズ群の第１の
レンズ群にて上記点光源からの光を平行光にし、第２の
レンズ群にて焦点面に合焦するようにした光学系におい
て、上記第１・第２のレンズ群の間に、透明の平行平板
を挿入し、この平行平板を揺動し、その結果焦点面にで
きる像を観察して、平行平板の揺動による像の動きがな
くなるよう上記点光源の位置を調整するようにした
【００１５】そして上記光学系調整方法において、平行
平板をモータにて速度、角度を正確に、かつ安定して揺
動するようにし、また、点光源部材をアライメント調整
機構にて微動可能にし、焦点面にできる像を画像処理
し、この画像処理した結果の信号に基いて上記アライメ
ント調整機構を作動するようにした。
平板をモータにて速度、角度を正確に、かつ安定して揺
動するようにし、また、点光源部材をアライメント調整
機構にて微動可能にし、焦点面にできる像を画像処理
し、この画像処理した結果の信号に基いて上記アライメ
ント調整機構を作動するようにした。
【００１６】上記光学系調整方法によれば、テレセント
リック光学系を構成する第１・第２のレンズ群に対する
点光源のアライメントを、平行平板を上記両レンズ群の
間に挿入してこれを揺動するだけで合わせることがで
き、このレンズ群に対する点光源のアライメントを簡単
に行うことができる。そして、光学系の焦点面における
画像に基づいて点光源のアライメントを自動的に行うこ
とができる。
リック光学系を構成する第１・第２のレンズ群に対する
点光源のアライメントを、平行平板を上記両レンズ群の
間に挿入してこれを揺動するだけで合わせることがで
き、このレンズ群に対する点光源のアライメントを簡単
に行うことができる。そして、光学系の焦点面における
画像に基づいて点光源のアライメントを自動的に行うこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図５以下に
基づいて説明する。この実施の形態は上述した従来の場
合と同様に共焦点光学装置に応用した実施の形態であ
り、従来のものと同一部材は同一の符号を付して説明す
る。
基づいて説明する。この実施の形態は上述した従来の場
合と同様に共焦点光学装置に応用した実施の形態であ
り、従来のものと同一部材は同一の符号を付して説明す
る。
【００１８】第１と第２のレンズ群５ａ，５ｂの間に上
面と下面とが正確に平行に仕上げられた透明の平行平板
１０を介在させる。なおこの第１・第２のレンズ群４
ａ，４ｂはアライメントが合っているものとする。この
平行平板１０は図６に示すように、共焦点光学装置の光
軸に対して直交する軸を中心にしてモータ１１にて速
度、角度を正確に、かつ安定して揺動できるようになっ
ている。そして第２のレンズ群５ｂの複数個所の焦点位
置に、この各焦点映像を撮影する手段の一例であるＣＣ
Ｄカメラ１２ａ，１２ｂ，…が随時装脱可能に設置され
る。
面と下面とが正確に平行に仕上げられた透明の平行平板
１０を介在させる。なおこの第１・第２のレンズ群４
ａ，４ｂはアライメントが合っているものとする。この
平行平板１０は図６に示すように、共焦点光学装置の光
軸に対して直交する軸を中心にしてモータ１１にて速
度、角度を正確に、かつ安定して揺動できるようになっ
ている。そして第２のレンズ群５ｂの複数個所の焦点位
置に、この各焦点映像を撮影する手段の一例であるＣＣ
Ｄカメラ１２ａ，１２ｂ，…が随時装脱可能に設置され
る。
【００１９】投光ピンホールアレイ３はアライメント調
整機構１３にて共焦点光学装置の光軸に対してアライメ
ントができるようになっている。このアライメント調整
機構１３は、一例として図７に示すようにマイクロメー
タ１３ａを用いる。また第２のレンズ群５ｂにはこれを
光軸方向に移動するためのレンズ移動装置１４が備えて
ある。
整機構１３にて共焦点光学装置の光軸に対してアライメ
ントができるようになっている。このアライメント調整
機構１３は、一例として図７に示すようにマイクロメー
タ１３ａを用いる。また第２のレンズ群５ｂにはこれを
光軸方向に移動するためのレンズ移動装置１４が備えて
ある。
【００２０】上記構成の作用を図８、図９を参照して説
明する。図８に示すように、第１のレンズ群５ａと第２
のレンズ群５ｂ間の光が平行であれば、平行平板１０を
矢印方向に揺動させても、第２のレンズ群５ｂへの入射
位置がずれるが、この第２のレンズ群５ｂによる焦点位
置はずれることがない。
明する。図８に示すように、第１のレンズ群５ａと第２
のレンズ群５ｂ間の光が平行であれば、平行平板１０を
矢印方向に揺動させても、第２のレンズ群５ｂへの入射
位置がずれるが、この第２のレンズ群５ｂによる焦点位
置はずれることがない。
【００２１】これに対して、図９に示すように、両レン
ズ群５ａ，５ｂ間の光が平行でなければ、平行平板１０
の揺動に従って第２のレンズ群５ｂの焦点位置はＸＹ方
向に移動する。この焦点の移動はＣＣＤカメラ１２ａ，
１２ｂ，…にて撮影することにより知ることができる。
ズ群５ａ，５ｂ間の光が平行でなければ、平行平板１０
の揺動に従って第２のレンズ群５ｂの焦点位置はＸＹ方
向に移動する。この焦点の移動はＣＣＤカメラ１２ａ，
１２ｂ，…にて撮影することにより知ることができる。
【００２２】図９に示すように、平行平板１０の揺動に
従って焦点が移動する場合には投光ピンホールアレイ３
の両レンズ群５ａ，５ｂに対するアライメントが図３、
図４に示すようにずれていることになるから、この投光
ピンホールアレイ３をアライメント調整機構１３にて、
上記焦点位置の移動がなくなるまで姿勢を調整してアラ
イメントを行う。平行平板１０が揺動しているにもかか
わらず、全てのＣＣＤカメラ１２ａ，１２ｂ，…の映像
がずれない状態が投光ピンホールアレイ２と第１のレン
ズ群５ａとのアライメントが完全に合っている場所であ
る。
従って焦点が移動する場合には投光ピンホールアレイ３
の両レンズ群５ａ，５ｂに対するアライメントが図３、
図４に示すようにずれていることになるから、この投光
ピンホールアレイ３をアライメント調整機構１３にて、
上記焦点位置の移動がなくなるまで姿勢を調整してアラ
イメントを行う。平行平板１０が揺動しているにもかか
わらず、全てのＣＣＤカメラ１２ａ，１２ｂ，…の映像
がずれない状態が投光ピンホールアレイ２と第１のレン
ズ群５ａとのアライメントが完全に合っている場所であ
る。
【００２３】このとき、投光ピンホールアレイ３を光軸
方向に移動させると、焦点位置が光軸方向にずれ、ＣＣ
Ｄカメラ１２ａ，１２ｂ，…で観察しようとしても焦点
がぼけて観察が難しくなる。このため、第２のレンズ群
５ａをレンズ移動装置１４にて光軸方向に移動すること
により観察が容易になる。
方向に移動させると、焦点位置が光軸方向にずれ、ＣＣ
Ｄカメラ１２ａ，１２ｂ，…で観察しようとしても焦点
がぼけて観察が難しくなる。このため、第２のレンズ群
５ａをレンズ移動装置１４にて光軸方向に移動すること
により観察が容易になる。
【００２４】上記した実施の形態では、投光ピンホール
アレイ３と第２のレンズ群５ｂの各移動手段であるアラ
イメント調整手段１３及びレンズ移動装置１４を互いに
独立して手動で操作するようにしているが、これはそれ
ぞれをマイクロモータを用いて電動にて操作するように
してもよい。この場合、図１０に示すように、ＣＣＤカ
メラ１２ａ，１２ｂ，…からの画像を画像処理装置１５
にて処理してＣＰＵ１６に取り込み、これによりマイク
ロモータドライバ１７に信号を送って投光ピンホールア
レイ３と第２のレンズ群５ｂを微動させ、その結果の画
像を再び信号処理するという手順を繰り返すことによっ
て、アライメントを自動化することも可能である。
アレイ３と第２のレンズ群５ｂの各移動手段であるアラ
イメント調整手段１３及びレンズ移動装置１４を互いに
独立して手動で操作するようにしているが、これはそれ
ぞれをマイクロモータを用いて電動にて操作するように
してもよい。この場合、図１０に示すように、ＣＣＤカ
メラ１２ａ，１２ｂ，…からの画像を画像処理装置１５
にて処理してＣＰＵ１６に取り込み、これによりマイク
ロモータドライバ１７に信号を送って投光ピンホールア
レイ３と第２のレンズ群５ｂを微動させ、その結果の画
像を再び信号処理するという手順を繰り返すことによっ
て、アライメントを自動化することも可能である。
【００２５】また上記各実施の形態はテレセントリック
光学系を用いた共焦点光学装置の場合で説明したが、こ
の共焦点光学装置には図１１から図１３に示すようにホ
ログラムを用いたものがあり、本発明はこのホログラム
を用いた共焦点光学系にも応用できる。
光学系を用いた共焦点光学装置の場合で説明したが、こ
の共焦点光学装置には図１１から図１３に示すようにホ
ログラムを用いたものがあり、本発明はこのホログラム
を用いた共焦点光学系にも応用できる。
【００２６】この種の共焦点光学系は図１１に示すよう
になっており、光源２０の光は第１・第２拡大レンズ２
１ａ，２１ｂを介して平行光となってホログラム２２に
参照光として入射する。ホログラム２２はピンホールア
レイ２３の各ピンホール位置から出射する点光源と等価
な光を、上記参照光を回折することにより再生する。
になっており、光源２０の光は第１・第２拡大レンズ２
１ａ，２１ｂを介して平行光となってホログラム２２に
参照光として入射する。ホログラム２２はピンホールア
レイ２３の各ピンホール位置から出射する点光源と等価
な光を、上記参照光を回折することにより再生する。
【００２７】この再生光は、第２のレンズ群２４ｂによ
って被計測物体６に投光され、被計測物体６で散乱し、
反射し、第２のレンズ群２４ｂ、ホログラム２２を透過
し、第１のレンズ群２４ａを介してピンホールアレイ２
３に集光する。この図１１は１つのピンホール位置の光
を代表して表現している。２５は検出器アレイである。
って被計測物体６に投光され、被計測物体６で散乱し、
反射し、第２のレンズ群２４ｂ、ホログラム２２を透過
し、第１のレンズ群２４ａを介してピンホールアレイ２
３に集光する。この図１１は１つのピンホール位置の光
を代表して表現している。２５は検出器アレイである。
【００２８】図１２、図１３、図１４は投光の第２のレ
ンズ群２４ｂによる集光点と、被計測物体６の表面の光
軸方向（Ｚ方向）の位置関係に対して、反射光がピンホ
ールアレイ２３付近でどのように結像するかを示したも
のである。これによれば、図１２に示すように集光点と
被計測物体６の表面が一致（合焦）したときのみ反射光
がピンホールアレイ２３のピンホール２３ａを通過する
が、それ以外のとき、すなわち、図１３に示すように集
光点が被計測物体６に反射した後にある場合（後ピ
ン）、あるいは図１４に示すように、反射する前にある
場合（前ピン）には、反射光はピンホールアレイ２３に
遮蔽されてほとんど通過できなくなり、いわゆる受光絞
り作用がなされる。
ンズ群２４ｂによる集光点と、被計測物体６の表面の光
軸方向（Ｚ方向）の位置関係に対して、反射光がピンホ
ールアレイ２３付近でどのように結像するかを示したも
のである。これによれば、図１２に示すように集光点と
被計測物体６の表面が一致（合焦）したときのみ反射光
がピンホールアレイ２３のピンホール２３ａを通過する
が、それ以外のとき、すなわち、図１３に示すように集
光点が被計測物体６に反射した後にある場合（後ピ
ン）、あるいは図１４に示すように、反射する前にある
場合（前ピン）には、反射光はピンホールアレイ２３に
遮蔽されてほとんど通過できなくなり、いわゆる受光絞
り作用がなされる。
【００２９】この特性を利用すれば、被計測物体６を光
軸方向（Ｚ方向）に移動しながらピンホールアレイ２３
ａを通過する反射光の光量を図１１に示すように、２次
元用の検出器アレイ２５にて計測することにより、最大
の光量が得られた位置が物体の表面であること、すなわ
ち、被計測物体６の表面の位置が計測できることにな
る。これをピーク処理という。
軸方向（Ｚ方向）に移動しながらピンホールアレイ２３
ａを通過する反射光の光量を図１１に示すように、２次
元用の検出器アレイ２５にて計測することにより、最大
の光量が得られた位置が物体の表面であること、すなわ
ち、被計測物体６の表面の位置が計測できることにな
る。これをピーク処理という。
【００３０】一方上記ホログラム２２は図１５に示され
る工程にて製造される。すなわち、光源２０′はレーザ
などのコヒーレントな光源であり、ビームスプリッタ２
７により波面分割され、それぞれホログラム２２の参照
光、物体光の光源となる。光源２０′の光が直線偏光の
特性を示す場合には、第１の１／２波長板２８ａの回転
により直線偏光の偏光方向を回転させ、ビームスプリッ
タ２７に偏光ビームスプリッタを採用することにより、
分割の強度比を所望の値に設定する。
る工程にて製造される。すなわち、光源２０′はレーザ
などのコヒーレントな光源であり、ビームスプリッタ２
７により波面分割され、それぞれホログラム２２の参照
光、物体光の光源となる。光源２０′の光が直線偏光の
特性を示す場合には、第１の１／２波長板２８ａの回転
により直線偏光の偏光方向を回転させ、ビームスプリッ
タ２７に偏光ビームスプリッタを採用することにより、
分割の強度比を所望の値に設定する。
【００３１】ビームスプリッタ２７にて分割した参照光
と物体光は、第１・第２及び第３・第４の拡大レンズ２
９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄにより拡大されて、それ
ぞれ、ホログラム２２、ピンホールアレイ２３に入射さ
れる。ピンホールアレイ２３を透過する光は、それぞれ
のピンホールで回折し、点光源と等価な光になり、第１
のレンズ群２４ａにより平行光に変換され、ホログラム
２２に物体光として入射される。第２・第３の１／２波
長板２８ｂ，２８ｃの調節により、参照光、物体光の偏
光方向が所望の方向（一般的には同じ方向になるように
する）に設定され、ホログラム露光の準備が完了する。
と物体光は、第１・第２及び第３・第４の拡大レンズ２
９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄにより拡大されて、それ
ぞれ、ホログラム２２、ピンホールアレイ２３に入射さ
れる。ピンホールアレイ２３を透過する光は、それぞれ
のピンホールで回折し、点光源と等価な光になり、第１
のレンズ群２４ａにより平行光に変換され、ホログラム
２２に物体光として入射される。第２・第３の１／２波
長板２８ｂ，２８ｃの調節により、参照光、物体光の偏
光方向が所望の方向（一般的には同じ方向になるように
する）に設定され、ホログラム露光の準備が完了する。
【００３２】このようなホログラムを用いた共焦点光学
系においても、上記テレセントリック光学系の場合と同
様に第１のレンズ群２４ａとピンホールアレイ２３との
距離、及び平行度が正確に合っていなければならない。
そのため、図１６に示すように、物体光のみを照射した
状態で第１・第２のレンズ群２４ａ，２４ｂの間に透明
の平行平板１０を挿入し、上述したようにこれを揺動さ
せ、第２のレンズ群２４ｂを通して合焦した像をＣＣＤ
カメラ１２ａで観察し、像が動かないようにピンホール
アレイ２３と第２のレンズ群２４ｂを調整するならば、
ピンホールアレイ２３と第１のレンズ群２４ａとのアラ
イメントが合わされる。
系においても、上記テレセントリック光学系の場合と同
様に第１のレンズ群２４ａとピンホールアレイ２３との
距離、及び平行度が正確に合っていなければならない。
そのため、図１６に示すように、物体光のみを照射した
状態で第１・第２のレンズ群２４ａ，２４ｂの間に透明
の平行平板１０を挿入し、上述したようにこれを揺動さ
せ、第２のレンズ群２４ｂを通して合焦した像をＣＣＤ
カメラ１２ａで観察し、像が動かないようにピンホール
アレイ２３と第２のレンズ群２４ｂを調整するならば、
ピンホールアレイ２３と第１のレンズ群２４ａとのアラ
イメントが合わされる。
【図１】テレセントリック光学系を使用した共焦点光学
装置を示す構成説明図である。
装置を示す構成説明図である。
【図２】テレセントリック光学系の作用説明図である。
【図３】ピンホールアレイがレンズ群に対して平行で、
距離がずれている場合の光路図である。
距離がずれている場合の光路図である。
【図４】ピンホールアレイがレンズ群に対して傾いてい
る場合の光路図である。
る場合の光路図である。
【図５】本発明の実施の態様を示す構成説明図である。
【図６】平行平板を揺動させるための構成を示す斜視図
である。
である。
【図７】ピンホールアレイのアライメント調整機構の一
例を示す実施例を示す。
例を示す実施例を示す。
【図８】光が平行である場合の光路図である。
【図９】光が平行でない場合の光路図である。
【図１０】本発明方法を自動化した場合の装置の構成説
明図である。
明図である。
【図１１】ホログラムを用いた共焦点光学系の概略的な
構成説明図である。
構成説明図である。
【図１２】反射光のピンホール付近での結像状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１３】反射光のピンホール付近での結像状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１４】反射光のピンホール付近での結像状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１５】ホログラムを露光する際の構成説明図であ
る。
る。
【図１６】ホログラムを用いた共焦点光学系に応用した
実施の形態を示す光路図である。
実施の形態を示す光路図である。
１，２０，２０′…光源 ２…コンデンサレンズ ３，７，２３…ピンホールアレイ ４，２７…ビームスプリッタ ５ａ，５ｂ，２４ａ，２４ｂ…レンズ群 ６…被計測物体 ８，２５…検出器アレイ １０…平行平板 １１…モータ １２ａ，１２ｂ，…ＣＣＤカメラ １３…アライメント調整機構 １４…レンズ移動装置 １５…画像処理装置 １６…ｃｐｕ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 21/00 Ｇ０２Ｂ 21/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ピンホールアレイ等の多数の点光源から
出射された光を、この点光源に対してテレセントリック
光学系を構成する第１・第２のレンズ群の第１のレンズ
群にて上記点光源からの光を平行光にし、第２のレンズ
群にて焦点面に合焦するようにした光学系において、上
記第１・第２のレンズ群の間に、透明の平行平板を挿入
し、この平行平板を揺動し、その結果焦点面にできる像
を観察して、平行平板の揺動による像の動きがなくなる
よう上記点光源の位置を調整するようにしたことを特徴
とする光学系調整方法。 - 【請求項２】 平行平板をモータにて速度、角度を正確
に、かつ安定して揺動するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の光学系調整方法。 - 【請求項３】 点光源部材をアライメント調整機構にて
微動可能にし、焦点面にできる像を画像処理し、この画
像処理した結果の信号に基いて上記アライメント調整機
構を作動するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の光学系調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19380797A JPH1138298A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 光学系調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19380797A JPH1138298A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 光学系調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138298A true JPH1138298A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16314102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19380797A Pending JPH1138298A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 光学系調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1138298A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517217A (ja) * | 2002-02-06 | 2005-06-09 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | 複数検出器顕微鏡検査システム |
| JP2005525566A (ja) * | 2002-05-15 | 2005-08-25 | イコス ヴィジオン システムズ ナムローゼ フェンノートシャップ | 物体のトポグラフィ形状を三次元で測定する装置 |
| EP1624329A3 (de) * | 2004-07-16 | 2006-02-22 | Carl-Zeiss Jena GmbH | Korrektur-Vorrichtung für eine optische Anordnung und konfokales Mikroskop mit einer solchen Vorrichtung |
| JP2009121954A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Opcell Co Ltd | 光束測定装置 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19380797A patent/JPH1138298A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517217A (ja) * | 2002-02-06 | 2005-06-09 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | 複数検出器顕微鏡検査システム |
| JP2005525566A (ja) * | 2002-05-15 | 2005-08-25 | イコス ヴィジオン システムズ ナムローゼ フェンノートシャップ | 物体のトポグラフィ形状を三次元で測定する装置 |
| EP1624329A3 (de) * | 2004-07-16 | 2006-02-22 | Carl-Zeiss Jena GmbH | Korrektur-Vorrichtung für eine optische Anordnung und konfokales Mikroskop mit einer solchen Vorrichtung |
| US7692879B2 (en) | 2004-07-16 | 2010-04-06 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Correction device for an optical arrangement and confocal microscope with such a device |
| JP2009121954A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Opcell Co Ltd | 光束測定装置 |
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