JP2001056254A - Wave front sensor - Google Patents

Wave front sensor

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JP2001056254A
JP2001056254A JP2000205140A JP2000205140A JP2001056254A JP 2001056254 A JP2001056254 A JP 2001056254A JP 2000205140 A JP2000205140 A JP 2000205140A JP 2000205140 A JP2000205140 A JP 2000205140A JP 2001056254 A JP2001056254 A JP 2001056254A
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lens
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浩志 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a wave front with high accuracy even with a change in the condition of incident light by changing the installation angle of an optical system to light emitted from a reference light source, by an angle controller, and obtaining the distance between a lens array and a photoelectric converter on the basis of the output of the photoelectric converter obtained before and after the change of the installation angle. SOLUTION: Light of an angle of incidence θ is made incident to a wave front sensor, and a discrepancy quantity Δr from a reference spot position is measured to obtain the distance lm between a micro array 9 and a CCD 10 by an expression tan θ=Δr/lm. That is, a wave front computing element 21 measures the reference spot position by a reference light source 29, and a wave front sensor angle controller 502 sends an angle of inclination θ at which an optical system 1 is inclined, to a calibration value computing element 501. The wave front computing element 21 measures a calibration data spot position and sends the discrepancy quantity Δr of the spot position to the calibration value computing element 501. The calibration value computing element 501 computes the distance lm between the lens array 9 with picture elements as units and the CCD 10 from Δr and θ, and the wave front computing element 21 stores data in a memory.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光波の波面を計測する波
面センサーに関するもので、特に使用環境や、入射光の
条件が変化しても高精度に計測する波面センサーに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavefront sensor for measuring a wavefront of a light wave, and more particularly to a wavefront sensor for measuring the wavefront with high accuracy even when the use environment or the condition of incident light changes.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置として、C.S.Gardne
r et al."design and Performance Analysis of Adapti
ve Optical Telescopes Using Laser Guide Stars" Pro
c.IEEEvol.78 NO.11 p1721-1743(1990)、およびT.Noguc
hi et al."active Optics Experiments 1" Publ. Natl.
Astr. Obs. Japan vol.1 P49-55 (1989)に示されたも
のがある。図11は上記文献に示されたものを組合わせ
たものである。図において、1は望遠鏡の主鏡、2は副
鏡、3は主鏡コントローラ、30は能動支持機構、4は
参照光源用ランプ、5はランプ光集光レンズ、6はピン
ホール、29は参照光源、7はビームスプリッタ、8は
コリメータレンズ、9はレンズアレー、10はCCD、
11はシャックハルトマン方式の波面センサの光学系、
25は波面センサの光学系11の視野絞り、12は被計
測光コリメータレンズ、13はデフォーマブルミラー、
14はビームスプリッタ、15は参照波面発生器、16
は対物レンズ、17は接眼レンズ、28は16、17、
26から成るアフォーカル光学系の、18はレンズアレ
ー、19はCCD、20はシャックハルトマン方式の波
面センサの光学系、26は波面センサの光学系20の視
野絞り、21は波面演算器、22はデフォーマブルミラ
ーコントローラ、23は観測装置用集光レンズ、24は
観測装置の像面、50,51は波面センサである。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of device has been known as CSGardne.
r et al. "design and Performance Analysis of Adapti
ve Optical Telescopes Using Laser Guide Stars "Pro
c.IEEEvol.78 NO.11 p1721-1743 (1990), and T. Noguc
hi et al. "active Optics Experiments 1" Publ. Natl.
Astr. Obs. Japan vol.1 P49-55 (1989). FIG. 11 shows a combination of the above-mentioned documents. In the drawing, 1 is a primary mirror of a telescope, 2 is a secondary mirror, 3 is a primary mirror controller, 30 is an active support mechanism, 4 is a lamp for a reference light source, 5 is a lamp light condensing lens, 6 is a pinhole, and 29 is a reference. Light source, 7 is a beam splitter, 8 is a collimator lens, 9 is a lens array, 10 is a CCD,
11 is an optical system of a Shack-Hartmann type wavefront sensor,
25 is a field stop of the optical system 11 of the wavefront sensor, 12 is an optical collimator lens to be measured, 13 is a deformable mirror,
14 is a beam splitter, 15 is a reference wavefront generator, 16
Is an objective lens, 17 is an eyepiece, 28 is 16, 17,
Reference numeral 18 denotes a lens array, reference numeral 19 denotes a CCD, reference numeral 20 denotes an optical system of a Shack-Hartmann wavefront sensor, reference numeral 26 denotes a field stop of the optical system 20 of a wavefront sensor, reference numeral 21 denotes a wavefront calculator, and reference numeral 22 denotes a wavefront calculator. A deformable mirror controller, 23 is a condenser lens for the observation device, 24 is an image plane of the observation device, and 50 and 51 are wavefront sensors.

【0003】先ず、上記装置の概要について説明する。
星からの光は主鏡1および副鏡2で集光され、視野絞り
25、ビームスプリッタ7を通過した後コリメータレン
ズ12で平行光にされる。その後、デフォーマブルミラ
ー13、ビームスプリッタ14を介して集光レンズ23
により観測装置の像面24に集光され観測される。上記
の主鏡1は数mにも及ぶ大型望遠鏡であり、自重による
主鏡形状の変形が生じやすい。この対策として主鏡1に
能動支持機構30を設け、最適形状に補正を行ってい
る。星の光は時間的に平均すれば平面波と考えられるた
め、ビームスプリッタ7を反射した光を波面センサ11
で計測し、その出力を基に波面演算器21で波面形状を
算出することにより主鏡1の形状がわかる。主鏡コント
ローラ3は波面演算器21の出力を基に能動支持機構3
0を駆動し、主鏡1の形状を補正する。
[0003] First, the outline of the above-mentioned device will be described.
The light from the star is collected by the primary mirror 1 and the secondary mirror 2, passes through the field stop 25 and the beam splitter 7, and is converted into parallel light by the collimator lens 12. After that, the condenser lens 23 is passed through the deformable mirror 13 and the beam splitter 14.
Is focused on the image plane 24 of the observation device and observed. The above-mentioned primary mirror 1 is a large telescope having a length of several meters, and the primary mirror is easily deformed by its own weight. As a countermeasure, an active support mechanism 30 is provided in the primary mirror 1 to perform correction to an optimum shape. Since the star light is considered to be a plane wave if averaged over time, the light reflected by the beam splitter 7 is reflected by the wavefront sensor 11.
, And the shape of the primary mirror 1 can be known by calculating the wavefront shape by the wavefront calculator 21 based on the output. The primary mirror controller 3 uses the active support mechanism 3 based on the output of the wavefront calculator 21.
0 is driven to correct the shape of the primary mirror 1.

【0004】また、短かい時間間隔を考えた場合、大気
には屈折率の空間的、時間的な変動がある。その結果、
星からの光は平面波からの乱れがあり、理想的な結像状
態が得られる望遠鏡であっても星の像が移動したり、ぼ
けを生じる。デフォーマブルミラー13は主鏡1で補正
できない上記のような短い時間周期で生じる星像の移
動、ぼけを補正するものである。星からの光の波面揺ら
ぎを波面センサ20により求め、計測結果を基にデフォ
ーマブルミラコントローラ22はデフォーマブルミラー
13の制御を行い波面を補正する。
[0004] When a short time interval is considered, the atmosphere has spatial and temporal fluctuations in the refractive index. as a result,
Light from a star is disturbed by a plane wave, and the image of the star moves or blurs even with a telescope that provides an ideal imaging state. The deformable mirror 13 is for correcting the movement and blurring of the star image which occurs in such a short time period as cannot be corrected by the primary mirror 1. The wavefront fluctuation of the light from the star is obtained by the wavefront sensor 20, and the deformable mirror controller 22 controls the deformable mirror 13 based on the measurement result to correct the wavefront.

【0005】次に、波面センサ50,51の構成につい
て説明を行う。波面センサ50,51の光学系11,2
0の基本部分はレンズアレー9,18およびCCD1
0,19からなる。本方式の波面センサはレンズアレー
9,18の位置での被計測光の波面を計測するものであ
る。波面は伝搬により変化するため、波面センサの光学
系11ではコリメータレンズ8により主鏡1での波面を
レンズアレー9上に投影させている。波面センサ51の
アフォーカル光学系28はマイクロレンズアレー18の
寸法で決まる測定範囲と被測定波面の径の整合性を取っ
ている。
Next, the configuration of the wavefront sensors 50 and 51 will be described. Optical systems 11 and 12 of wavefront sensors 50 and 51
The basic parts of 0 are lens arrays 9, 18 and CCD1
0,19. The wavefront sensor of this method measures the wavefront of the light to be measured at the positions of the lens arrays 9 and 18. Since the wavefront changes due to propagation, in the optical system 11 of the wavefront sensor, the wavefront of the primary mirror 1 is projected onto the lens array 9 by the collimator lens 8. The afocal optical system 28 of the wavefront sensor 51 matches the measurement range determined by the dimensions of the microlens array 18 with the diameter of the wavefront to be measured.

【0006】次に波面センサ50,51の測定原理を説
明する。波面演算器21はCCD10,19上の集光ス
ポットの移動からレンズアレー9,18の各レンズ(レ
ンズレット)に入射する波面の傾きを計測し、各レンズ
レットで計測された波面の傾きΔWi を加え合わせて波
面を求める。集光スポットの移動量Δrはレンズレット
に入射する波面の傾き角θとレンズアレーの焦点距離f
m から次式で求められる。 Δr=fm ・tanθ (1) いま、i番目のレンズレットで計測される波面の傾きΔ
i は、レンズレット口径をDm とすると、次式で求め
られる。 また、計測波面Wは、次式で表される。 W=ΣΔWi (3)
Next, the measurement principle of the wavefront sensors 50 and 51 will be described. The wavefront calculator 21 measures the inclination of the wavefront incident on each lens (lenslet) of the lens arrays 9 and 18 from the movement of the condensed spot on the CCDs 10 and 19, and the inclination of the wavefront ΔW i measured by each lenslet. To obtain the wavefront. The amount of movement Δr of the focused spot is determined by the inclination angle θ of the wavefront incident on the lenslet and the focal length f of the lens array.
It is obtained from m by the following equation. Δr = f m · tanθ (1 ) Now, the wavefront slope to be measured by the i-th lenslets Δ
Wi is obtained by the following equation, where Dm is the lenslet aperture. The measurement wavefront W is expressed by the following equation. W = ΣΔW i (3)

【0007】波面計測はスポットの基準位置からの変位
を基に行うため、基準スポット位置が必要となる。参照
光源による集光スポットを基準スポット位置として用い
る。予め参照光源の出射波面を計測しておくことにより
基準のスポット位置が示す基準波面がわかる。被計測光
が入射したときのスポット位置の変位から、波面の変化
分を求め、上記基準波面に変化分を加えることにより計
測光の波面を求める。
Since the wavefront measurement is performed based on the displacement of the spot from the reference position, a reference spot position is required. A light spot focused by the reference light source is used as a reference spot position. By measuring the output wavefront of the reference light source in advance, the reference wavefront indicated by the reference spot position can be determined. From the displacement of the spot position when the light to be measured enters, a change in the wavefront is determined, and the wavefront of the measurement light is determined by adding the change to the reference wavefront.

【0008】参照光源15,29は波面センサに合った
出射光波面でなければならない。この波面センサ50は
鏡面形状の光波を計測するため入射光が球面波である必
要がある。参照光源29は波面センサ11の基準スポッ
ト位置を求めるものである。ランプ4から出た光はレン
ズ5でピンホール6に集光され、ピンホール6での回折
により歪みのない球面波が得られる。またアフォーカル
光学系28を有する波面センサ51には、コリメートし
た参照光を出射する参照波面発生器15を設けている。
The reference light sources 15, 29 must have an outgoing light wavefront suitable for the wavefront sensor. Since the wavefront sensor 50 measures a mirror-shaped light wave, the incident light needs to be a spherical wave. The reference light source 29 is for obtaining a reference spot position of the wavefront sensor 11. The light emitted from the lamp 4 is focused on the pinhole 6 by the lens 5, and a spherical wave without distortion due to diffraction at the pinhole 6 is obtained. The wavefront sensor 51 having the afocal optical system 28 is provided with a reference wavefront generator 15 that emits collimated reference light.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の波面センサは、
以上のように構成されていて、波面センサの環境温度が
変化すると光学系の屈折率変化、形状変化および鏡筒の
熱膨脹によるレンズ間隔の変化等により収差が生じ、波
面計測誤差が生じるという課題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Conventional wavefront sensors are:
With the above configuration, when the environmental temperature of the wavefront sensor changes, aberration occurs due to a change in the refractive index of the optical system, a change in the shape, and a change in the lens interval due to the thermal expansion of the lens barrel. there were.

【0010】また、気圧変化による空気の屈折率変化に
よって波面センサの光学系の収差が生じ、波面計測誤差
が生じるという課題があった。
[0010] Another problem is that aberrations in the optical system of the wavefront sensor are caused by changes in the refractive index of air due to changes in air pressure, resulting in a wavefront measurement error.

【0011】また、レンズアレー9,18の焦点位置に
CCD10,19を設置すると仮定しているため、式
(2)では焦点距離fm を用いている。しかし、図12
に示すように波面の傾きを算出するために必要な値はレ
ンズアレー9,18のレンズレット31とCCD10,
19の間隔lm である。レンズアレー9,18からCC
D10,19までの距離は製造公差により焦点距離と異
なるにもかかわらず、従来例では波面の傾きの算出に焦
点距離を用いていたため、波面計測誤差を生じるという
課題があった。
Further, since it is assumed that the focal position of the lens array 9, 18 installing CCD10,19, uses the focal length f m in Formula (2). However, FIG.
As shown in the figure, the values required to calculate the inclination of the wavefront are the lenslets 31 of the lens arrays 9 and 18, the CCD 10,
19 intervals l m . CC from lens array 9, 18
In spite of the fact that the distance to D10 and D19 differs from the focal length due to manufacturing tolerances, the conventional example uses the focal length to calculate the inclination of the wavefront, and thus has a problem that a wavefront measurement error occurs.

【0012】また、波面センサ51の参照波面発生器1
5では安定した波面を形成するため環境条件の変化に対
して安定な光学系を構成する必要があり構成が複雑にな
るという課題があった。
The reference wavefront generator 1 of the wavefront sensor 51
In the case of No. 5, there is a problem that an optical system that is stable against changes in environmental conditions must be formed in order to form a stable wavefront, and the configuration becomes complicated.

【0013】また、波面センサでは被計測光以外の光
(以下、迷光と呼ぶ)が入射した場合、誤動作する可能
性がある。図13は波面センサ51の光学系20に迷光
32が入射すると、波面センサ51が誤動作することを
説明するための図である。図に示すように、被計測光と
ともに迷光32が入射した場合、レンズアレー18によ
り被計測光の集光スポットに加えて、迷光32による集
光スポットが生じる。迷光32によるスポットを基に波
面計測を行った場合、誤動作することはあきらかであ
る。従来の装置では、対策として固定開口の視野絞り2
6を設けることにより迷光を防いでいる。しかし、計測
光の波面が乱れている場合、視野絞り26位置での光束
径が太くなるため、計測光を遮らない程度に視野絞り2
6の開口径を大きくする必要がある。その結果、迷光3
2を十分遮ることができず、誤動作や計測誤差を発生さ
せるという課題があった。
When light other than the light to be measured (hereinafter referred to as stray light) enters the wavefront sensor, a malfunction may occur. FIG. 13 is a diagram for explaining that the wavefront sensor 51 malfunctions when the stray light 32 enters the optical system 20 of the wavefront sensor 51. As shown in the figure, when the stray light 32 is incident together with the measured light, a condensed spot by the stray light 32 is generated by the lens array 18 in addition to the condensed spot of the measured light. When the wavefront measurement is performed based on the spot by the stray light 32, it is obvious that a malfunction occurs. In a conventional device, as a countermeasure, a fixed aperture field stop 2
6 prevents stray light. However, when the wavefront of the measurement light is disturbed, the light beam diameter at the position of the field stop 26 becomes large, so that the field stop 2 does not block the measurement light.
It is necessary to increase the opening diameter of No. 6. As a result, stray light 3
2 could not be blocked sufficiently, causing a problem that a malfunction or a measurement error occurs.

【0014】また、波面センサ21では測定波面をレン
ズアレーにより空間的に分割して測定しているため、計
測光のF値が大きくなると、図14の斜線部分に示すよ
うに波面の空間的な分解能が低下するという課題があっ
た。解決策の一つとしてF値が大きい場合にも十分な空
間分解能が得られるようにレンズアレー数を多くする方
法が考えられる。しかし、レンズアレー数を多くすれば
空間的な分解能は向上するが、一方、レンズアレー1個
当りの入射光量が減少するためS/Nが低下し、また、
レンズアレー数の増加により全スポット位置の計測に要
する時間が増加するという問題がある。以上のことか
ら、レンズアレー数にはシステムに最適な値が存在す
る。よって、入射光の変化によらず同等の性能を維持す
るには、計測光のF値に合ったコリメータレンズ8に交
換するか、F値ごとにそれぞれ波面センサを備える必要
があった。
Further, in the wavefront sensor 21, since the measurement wavefront is spatially divided by a lens array for measurement, when the F value of the measurement light increases, as shown by a hatched portion in FIG. There is a problem that the resolution is reduced. One solution is to increase the number of lens arrays so that a sufficient spatial resolution can be obtained even when the F value is large. However, if the number of lens arrays is increased, the spatial resolution is improved, but on the other hand, the S / N is reduced because the amount of incident light per lens array is reduced, and
There is a problem that the time required to measure all spot positions increases due to an increase in the number of lens arrays. From the above, there is an optimum value for the number of lens arrays in the system. Therefore, in order to maintain the same performance irrespective of the change of the incident light, it is necessary to replace the collimator lens 8 with the F value of the measurement light or to provide a wavefront sensor for each F value.

【0015】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、使用環境条件や入射光の条件が変
化しても高精度に波面を計測する装置を得ることを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide an apparatus for measuring a wavefront with high accuracy even when a use environment condition or an incident light condition changes.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係わる発明の波面センサは、レンズア
レーと、このレンズアレーの集光スポット位置を検出す
る光電変換器と、被測定波面と上記レンズアレーを共役
関係にする光学系と、上記光電変換器の出力を基に波面
を求める波面演算器と、を有し被計測光の波面を計測す
る波面センサにおいて、校正時に、参照光源の入射光に
対する波面センサの設置角度を変化させる波面センサの
角度コントローラと、波面センサの上記設置角度の変化
前後に得られた上記光電変換器の出力を基に上記レンズ
アレーと光電変換器間の距離の校正値を求める校正値演
算器と、を設けたものである。
In order to achieve the above object, a wavefront sensor according to the first aspect of the present invention comprises a lens array, a photoelectric converter for detecting a position of a condensed spot of the lens array, and a light receiving device. An optical system that makes the measurement wavefront and the lens array conjugate, and a wavefront calculator that determines a wavefront based on the output of the photoelectric converter, a wavefront sensor that measures the wavefront of the light to be measured, An angle controller of the wavefront sensor for changing the installation angle of the wavefront sensor with respect to the incident light of the reference light source; and the lens array and the photoelectric converter based on the outputs of the photoelectric converter obtained before and after the change of the installation angle of the wavefront sensor. And a calibration value calculator for obtaining a calibration value of the distance between the two.

【0017】また、請求項2に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレーと、このレンズアレーの集光スポット
位置を検出する光電変換器と、被測定波面と上記レンズ
アレーを共役関係にする光学系と、上記光電変換器の出
力を基に波面を求める波面演算器と、を有し被計測光の
波面を計測する波面センサにおいて、上記光電変換器の
直前に光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとと
もに、上記波面センサの被計測光入射側に半透明平板光
学素子を正対させて設置し、上記ハーフミラーと半透明
平板光学素子とで生じる上記光電変換器の鏡像位置にレ
ンズアレー数と同数の光源を有するアレー状光源を備え
たものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array; and an optical system for making a wavefront to be measured and the lens array conjugate. And a wavefront calculator that determines the wavefront based on the output of the photoelectric converter, and a wavefront sensor that measures the wavefront of the light to be measured, wherein a half mirror inclined from the optical axis immediately before the photoelectric converter is provided. At the same time, the translucent flat plate optical element is installed facing the light to be measured of the wavefront sensor, and the number of lens arrays is set at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the translucent flat plate optical element. And an array-like light source having the same number of light sources.

【0018】また、請求項3に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレーと、このレンズアレーの集光スポット
位置を検出する光電変換器と、被測定波面と上記レンズ
アレーを共役関係にする光学系と、上記光電変換器の出
力を基に波面を求める波面演算器と、を有し被計測光の
波面を計測する波面センサにおいて、上記光電変換器の
直前に光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとと
もに、上記波面センサの被計測光入射側に偏光板を正対
させて設置し、上記ハーフミラーと偏光板によって発生
する上記光電変換器の鏡像位置に、被計測光と直交する
偏光方向を有しレンズアレー数と同数の光源を有するア
レー状偏光光源を設置したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a photoelectric converter for detecting a condensed spot position of the lens array; and an optical system for making the measured wavefront and the lens array conjugate. And a wavefront calculator that determines the wavefront based on the output of the photoelectric converter, and a wavefront sensor that measures the wavefront of the light to be measured, wherein a half mirror inclined from the optical axis immediately before the photoelectric converter is provided. At the same time, the polarizing plate is installed facing the measured light incident side of the wavefront sensor, and the polarization direction orthogonal to the measured light is located at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the polarizing plate. And an array-shaped polarized light source having the same number of light sources as the number of lens arrays.

【0019】また、請求項4に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレーと、このレンズアレーの集光スポット
位置を検出する光電変換器と、被測定波面と上記レンズ
アレーを共役関係にする光学系と、上記光電変換器の出
力を基に波面を求める波面演算器と、を有し被計測光の
波面を計測する波面センサにおいて、上記光電変換器の
直前に光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとと
もに、上記波面センサの被計測光入射側にダイクロイッ
クミラーを正対させて設置し、上記ハーフミラーとダイ
クロイックミラーによって発生する上記光電変換器の鏡
像位置に、被計測光と異なる波長を有しレンズアレー数
と同数の光源を有するアレー状光源を設置したものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array; and an optical system for making a wavefront to be measured and the lens array conjugate. And a wavefront calculator that determines the wavefront based on the output of the photoelectric converter, and a wavefront sensor that measures the wavefront of the light to be measured, wherein a half mirror inclined from the optical axis immediately before the photoelectric converter is provided. At the same time, a dichroic mirror is installed facing the measured light incident side of the wavefront sensor, and a wavelength different from the measured light is provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the dichroic mirror. An array light source having the same number of light sources as the number of lens arrays is installed.

【0020】また、請求項5に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレーと、このレンズアレーの集光スポット
位置を検出する光電変換器と、入射光の径を調整し、且
つ被測定波面と上記レンズアレーを共役関係にするアフ
ォーカル光学系と、上記光電変換器の出力を基に波面を
求める波面演算器と、を有し被計測光の波面を計測する
波面センサにおいて、上記アフォーカル光学系の対物レ
ンズの焦点位置に設置した波面センサの視野を制限する
可変径の絞りと、上記波面演算器の演算結果をフーリエ
変換するFFT演算手段と、上記のフーリエ変換で得ら
れるアフォーカル光学系の対物レンズの焦点位置での光
量分布を基に上記絞りの径を決定する絞り径演算手段
と、上記絞り径演算手段の出力を基に可変絞りの径を制
御する絞り径コントローラと、を設けたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array; a diameter of incident light is adjusted; A wavefront sensor for measuring a wavefront of light to be measured, comprising: an afocal optical system having a lens array in a conjugate relationship; and a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the photoelectric converter. A variable-diameter diaphragm for limiting the field of view of the wavefront sensor installed at the focal position of the objective lens, FFT operation means for performing a Fourier transform on the operation result of the wavefront calculator, and an afocal optical system obtained by the above Fourier transform Aperture diameter calculation means for determining the diameter of the aperture based on the light quantity distribution at the focal position of the objective lens, and an aperture diameter controller for controlling the diameter of the variable aperture based on the output of the aperture diameter calculation means. Are those provided and over La, a.

【0021】また、請求項6に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレーと、このレンズアレーの集光スポット
位置を検出する光電変換器と、被測定波面と上記レンズ
アレーを共役関係にする光学系と、上記光電変換器の出
力を基に波面を求める波面演算器と、を有し被計測光の
波面を計測する波面センサにおいて、上記波面センサの
光学系の被計測光入射側に第一のダイクロイックミラー
を設けるとともに、上記レンズアレーの被計測光の入射
側に上記第一のダイクロイックミラーを透過した透過光
を透過し上記第一のダイクロイックミラーで分離した被
計測光を上記レンズアレーに入射させる第二のダイクロ
イックミラーを設け、上記第一と第二のダイクロイック
ミラーにより分離した光路中に被測定波面と上記レンズ
アレーを共役にする別の光学系を設けたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array; and an optical system for making a wavefront to be measured and the lens array conjugate. And a wavefront calculator that determines a wavefront based on the output of the photoelectric converter, and a wavefront sensor that measures the wavefront of the light to be measured. A dichroic mirror is provided, and the transmitted light transmitted through the first dichroic mirror is transmitted to the incident side of the measured light of the lens array, and the measured light separated by the first dichroic mirror is incident on the lens array. A second dichroic mirror is provided to conjugate the wavefront to be measured and the lens array in the optical path separated by the first and second dichroic mirrors. It is provided with a separate optical system.

【0022】[0022]

【作用】上記のように構成された請求項1に係わる発明
の波面センサでは、校正時に、参照光源からの入射光に
対する波面センサの設置角度を変化させ、上記の波面セ
ンサの角度変化前後に得られた光電変換器の出力を基
に、光学系のレンズアレーと光電変換器間の距離の校正
値を実装状態で求めることにより、波面計測精度を上げ
ることができる。
In the wavefront sensor according to the first aspect of the present invention, the angle of installation of the wavefront sensor with respect to the incident light from the reference light source is changed at the time of calibration to obtain the wavefront sensor before and after the angle change of the wavefront sensor. By obtaining the calibration value of the distance between the lens array of the optical system and the photoelectric converter in the mounted state based on the output of the obtained photoelectric converter, the wavefront measurement accuracy can be improved.

【0023】また、上記のように構成された請求項2に
係わる発明の波面センサでは、上記光電変換器の直前に
光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとともに、
上記波面センサの被計測光入射側に半透明平板光学素子
を正対させて設置し、上記ハーフミラーと半透明平板光
学素子とで生じる上記光電変換器の鏡像位置に備えたレ
ンズアレー数と同数の光源を有するアレー状光源を設け
たことにより、構成が簡易で、正確な配列の参照波面発
生器が得られ、また、アレー状光源の設置位置が光軸方
向に移動した場合、上記光電変換器との共役関係が崩れ
スポットのぼけが生ずるが、図示していない波面演算器
においてスポットの重心をスポットの計測位置とするこ
とにより、波面センサの温度変化等に対して安定度を上
げることができる。
In the wavefront sensor according to the second aspect of the present invention, a half mirror inclined from the optical axis is provided immediately before the photoelectric converter.
A translucent flat optical element is installed facing the measured light incident side of the wavefront sensor, and the same number as the number of lens arrays provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the translucent flat optical element By providing an array-shaped light source having a light source, a reference wavefront generator having a simple configuration and an accurate arrangement can be obtained, and when the installation position of the array-shaped light source is moved in the optical axis direction, the photoelectric conversion is performed. The conjugate relationship with the device is broken, and spot blurring occurs. However, by using the wavefront calculator (not shown) as the spot measurement position, the stability with respect to temperature changes of the wavefront sensor can be increased. it can.

【0024】また、上記のように構成された請求項3に
係わる発明の波面センサでは、上記光電変換器の直前に
光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとともに、
上記波面センサの被計測光入射側に偏光板を正対させて
設置し、上記ハーフミラーと偏光板とで生じる上記光電
変換器の鏡像位置に備えたレンズアレー数と同数の光源
を有するアレー状光源を設けたことにより、構成が簡易
で、正確な配列の参照波面発生器が得られ、また、アレ
ー状光源の設置位置が光軸方向に移動した場合、上記光
電変換器との共役関係が崩れスポットのぼけが生ずる
が、図示していない波面演算器においてスポットの重心
をスポットの計測位置とすることにより、波面センサの
温度変化等に対して安定度を上げることができる。
In the wavefront sensor according to the third aspect of the present invention, a half mirror inclined from the optical axis is installed immediately before the photoelectric converter.
A polarizing plate is installed facing the measured light incident side of the wavefront sensor, and has the same number of light sources as the number of lens arrays provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the polarizing plate. By providing the light source, it is possible to obtain a reference wavefront generator with a simple configuration and an accurate arrangement, and when the installation position of the array-like light source moves in the optical axis direction, the conjugate relationship with the photoelectric converter is reduced. Although the collapse spot blurs, the stability with respect to temperature changes of the wavefront sensor can be increased by setting the center of gravity of the spot in the wavefront calculator (not shown) as the spot measurement position.

【0025】また、上記のように構成された請求項4に
係わる発明の波面センサでは、上記光電変換器の直前に
光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとともに、
上記波面センサの被計測光入射側にダイクロイックミラ
ーを正対させて設置し、上記ハーフミラーとダイクロイ
ックミラーとで生じる上記光電変換器の鏡像位置に備え
たレンズアレー数と同数の光源を有するアレー状光源を
設けたことにより、構成が簡易で、正確な配列の参照波
面発生器が得られ、また、アレー状光源の設置位置が光
軸方向に移動した場合、上記光電変換器との共役関係が
崩れスポットのぼけが生ずるが、図示していない波面演
算器においてスポットの重心をスポットの計測位置とす
ることにより、波面センサの温度変化等に対して安定度
を上げることができる。
In the wavefront sensor according to the fourth aspect of the present invention, a half mirror inclined from the optical axis is provided immediately before the photoelectric converter.
A dichroic mirror is installed facing the measured light incident side of the wavefront sensor, and has an array shape having the same number of light sources as the number of lens arrays provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the dichroic mirror. By providing the light source, it is possible to obtain a reference wavefront generator with a simple configuration and an accurate arrangement, and when the installation position of the array-like light source moves in the optical axis direction, the conjugate relationship with the photoelectric converter is reduced. Although the collapse spot blurs, the stability with respect to temperature changes of the wavefront sensor can be increased by setting the center of gravity of the spot in the wavefront calculator (not shown) as the spot measurement position.

【0026】また、上記のように構成された請求項5に
係わる発明の波面センサでは、波面演算器の演算結果を
フーリエ変換し、上記フーリエ変換で得られるアフォー
カル光学系の対物レンズによる焦点位置での光量分布を
基に波面センサの視野を制限する可変絞りの径を決定
し、上記可変径の絞りを制御することにより、所要の被
計測光を遮らないで、迷光(被計測光以外の光)を遮
り、誤動作や計測誤差の発生を抑制することができる。
In the wavefront sensor according to the fifth aspect of the present invention, the calculation result of the wavefront calculator is subjected to Fourier transform, and the focal position of the afocal optical system obtained by the Fourier transform is determined by the objective lens. The diameter of the variable aperture that limits the field of view of the wavefront sensor is determined based on the light amount distribution at the point, and by controlling the aperture of the variable diameter, stray light (other than the light to be measured) can be obtained without interrupting the required light to be measured. (Light), and the occurrence of malfunctions and measurement errors can be suppressed.

【0027】また、上記のように構成された請求項6に
係わる発明の波面センサでは、被測定波面とレンズアレ
ーを共役にする光学系の被計測光入射側に第1のダイク
ロイックミラー設けるとともに、上記レンズアレーの被
計測光入射側に第2のダイクロイックミラー設けて、第
1のダイクロイックミラーの透過光を透過するととも
に、上記第1のダイクロイックミラーで分離した被計測
光を上記レンズアレーに入射させ、一方、上記の第1と
第2のダイクロイックミラーにより分離した光路中に被
測定波面と上記レンズアレーを共役にする別の光学系を
設けたことにより、被計測光のF値が変化しても、光学
系全体を交換せずにレンズアレーに入射する被計測光の
光束径を一定にできるので、計測波面の空間的な分解能
を劣化させず維持できる。また、光学系全体を交換しな
いため光学系の可動部分が存在せず、光学系の公差を小
さくすることができ高精度の波面計測ができる。
In the wavefront sensor according to the sixth aspect of the present invention, the first dichroic mirror is provided on the measured light incident side of the optical system that conjugates the measured wavefront and the lens array. A second dichroic mirror is provided on the measured light incident side of the lens array to transmit the transmitted light of the first dichroic mirror and make the measured light separated by the first dichroic mirror incident on the lens array. On the other hand, by providing another optical system that conjugates the wavefront to be measured and the lens array in the optical path separated by the first and second dichroic mirrors, the F value of the light to be measured changes. The beam diameter of the light to be measured incident on the lens array can be kept constant without replacing the entire optical system, so that the spatial resolution of the measurement wavefront can be maintained without deterioration. That. In addition, since the entire optical system is not replaced, there is no movable part of the optical system, and the tolerance of the optical system can be reduced, and high-accuracy wavefront measurement can be performed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】実施例1.図1は本発明の実施例
1を示す構成図である。図1において図11と同一符号
は同一または相当部分を示す。図1において、1は望遠
鏡の主鏡、2は望遠鏡の副鏡、8はコリメータレンズ、
9はレンズアレー、10はCCD、11は波面センサの
光学系、100は波面センサ、101は温度センサ、1
02は誤差波面演算器、103は波面演算器である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. 1, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 1, 1 is a primary mirror of a telescope, 2 is a secondary mirror of a telescope, 8 is a collimator lens,
9 is a lens array, 10 is a CCD, 11 is an optical system of a wavefront sensor, 100 is a wavefront sensor, 101 is a temperature sensor, 1
02 is an error wavefront calculator and 103 is a wavefront calculator.

【0029】従来例で説明したように、温度変化により
光学材料の屈折率変化、形状変化、鏡筒の熱膨脹による
レンズ間隔の変化等で生じる収差により波面計測誤差が
生じる。本実施例は、温度センサ101、誤差波面演算
器102を設けて、使用温度において発生する収差を誤
差波面として求め、波面演算器103でCCD10の出
力から求めた計測波面から上記誤差波面を差し引くこと
で温度補償を行うものである。
As described in the conventional example, a wavefront measurement error occurs due to an aberration caused by a change in refractive index and shape of an optical material due to a change in temperature, a change in a lens interval due to thermal expansion of a lens barrel, and the like. In the present embodiment, a temperature sensor 101 and an error wavefront calculator 102 are provided, an aberration generated at a use temperature is obtained as an error wavefront, and the error wavefront is subtracted from the measurement wavefront obtained from the output of the CCD 10 by the wavefront calculator 103. Temperature compensation.

【0030】以下、誤差波面演算器102の詳細につい
て説明する。誤差波面演算器102は、温度センサ10
1の出力を基に温度変化によってコリメータレンズ8で
生じるフォーカス位置の変化を所定の式から算出し、こ
れを波面に変換する。さらに、誤差波面演算器102は
レンズアレー9とCCD10の線膨脹率の違いによるス
ポット位置の変位で生じる波面を算出する。誤差波面演
算器102は上記の2波面を加え合わせたものを誤差波
面として波面演算器103に出力する。
The details of the error wavefront calculator 102 will be described below. The error wavefront calculator 102 is connected to the temperature sensor 10
The change of the focus position generated in the collimator lens 8 due to the temperature change based on the output of 1 is calculated from a predetermined formula, and this is converted into a wavefront. Further, the error wavefront calculator 102 calculates a wavefront caused by a displacement of the spot position due to a difference in linear expansion rate between the lens array 9 and the CCD 10. The error wavefront calculator 102 outputs the sum of the two wavefronts to the wavefront calculator 103 as an error wavefront.

【0031】誤差波面演算器102が行う演算内容を、
温度変化によるコリメータレンズ8のフォーカス位置の
変化を算出する方法、上記フォーカス位置の変化から誤
差波面を求める方法、およびレンズアレー9とCCD1
0の線膨脹率の違いによる誤差波面を求める方法に分け
て以下、順に説明する。
The calculation performed by the error wavefront calculator 102 is
A method for calculating a change in the focus position of the collimator lens 8 due to a change in temperature, a method for obtaining an error wavefront from the change in the focus position, a method for calculating the lens array 9 and the CCD 1
The method will be described below in order of the method of obtaining the error wavefront due to the difference in the linear expansion coefficient of 0.

【0032】コリメータレンズ8のフォーカス位置の変
化は、温度変化によるコリメータレンズの屈折率変化で
生じるパワーの変化、および鏡筒の伸縮によって生じ
る。コリメータレンズ8のバックフォーカスをfb 、鏡
筒の線膨脹係数をαとすると、温度Tの変化に対するフ
ォーカス位置の変化は式(101)のように表わせる。 ここで、β=(1/φ)・dφ/dT :熱分散率
A change in the focus position of the collimator lens 8 is caused by a change in power caused by a change in the refractive index of the collimator lens due to a change in temperature, and by expansion and contraction of the lens barrel. Assuming that the back focus of the collimator lens 8 is f b and the linear expansion coefficient of the lens barrel is α, a change in the focus position with respect to a change in the temperature T can be expressed as in Expression (101). Here, β = (1 / φ) · dφ / dT: heat dispersion coefficient

【0033】よって、温度変化が分かった場合のフォー
カス位置変化は次式により求められる。
Therefore, a change in focus position when a change in temperature is known can be obtained by the following equation.

【0034】また、フォーカス位置変化Δxと誤差波面
ΔWT は以下のように関係づけられる。 ΔWT =Δx/8λF2 (103) ここで、λは波長、FはレンズのF値である。
[0034] The focus position change Δx and error wavefront [Delta] W T is related as follows. ΔW T = Δx / 8λF 2 (103) where λ is the wavelength and F is the F value of the lens.

【0035】よって、式(103)と温度変化によるコ
リメータレンズのフォーカス位置変化の式(102)か
ら誤差波面は次式により算出することができる。
Therefore, the error wavefront can be calculated from the following equation from the equation (103) and the equation (102) for the change in the focus position of the collimator lens due to the temperature change.

【0036】次いで、レンズアレーとCCDの線膨脹率
の違いで生じる誤差波面について説明する。レンズアレ
ー基板材料の線膨脹率をαm ,CCDの線膨脹率をαc
光軸からの距離をrとする。温度変化による形状変化で
生じるスポット移動量Δrは次式で表される。
Next, a description will be given of an error wavefront generated due to a difference in linear expansion coefficient between the lens array and the CCD. The linear expansion coefficient of the lens array substrate material is α m , and the linear expansion coefficient of the CCD is α c
Let r be the distance from the optical axis. The spot movement amount Δr generated by a shape change due to a temperature change is expressed by the following equation.

【0037】スポット移動量Δrと誤差波面の関係は以
下のように関係づけられる。n ここで、nはレンズアレー数、fm はレンズアレーの焦
点距離,Dm はレンズレットの開口径である。
The relationship between the spot movement amount Δr and the error wavefront is related as follows. n Here, n is the number of lens arrays, f m is the focal length of the lens array, and D m is the aperture diameter of the lenslet.

【0038】以上から温度変化に対する誤差波面の変化
の関係は以下の式で表される。dWM /dT
From the above, the relationship between the change in the error wavefront and the change in temperature is expressed by the following equation. dW M / dT

【0039】よって、温度変化ΔTが生じたときの誤差
波面は式(108)で算出することができる。
Therefore, the error wavefront when the temperature change ΔT occurs can be calculated by equation (108).

【0040】以上に説明した式(104)および式(1
08)により誤差波面演算器102では誤差波面ΔW
T ,ΔWM を求め、波面演算器103で式(109)の
ように温度変化の影響を受けた計測波面Wから誤差波面
を差し引くことにより、正しい波面WI を求めることが
できる。
The equations (104) and (1) described above
08), the error wavefront calculator 102 calculates the error wavefront ΔW
T and ΔW M are obtained, and the correct wavefront W I can be obtained by subtracting the error wavefront from the measurement wavefront W affected by the temperature change by the wavefront calculator 103 as shown in Expression (109).

【0041】実施例2.図2は本発明の実施例2を示す
構成図である。図2において図11と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。図2において、1は望遠鏡の主
鏡、2は望遠鏡の副鏡、8はコリメータレンズ、9はレ
ンズアレー、10はCCD、11は波面センサの光学
系、200は波面センサ、201は気圧センサ、202
は誤差波面演算器、203は波面演算器である。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 2, 1 is a telescope primary mirror, 2 is a telescope sub-mirror, 8 is a collimator lens, 9 is a lens array, 10 is a CCD, 11 is an optical system of a wavefront sensor, 200 is a wavefront sensor, 201 is a barometric pressure sensor, 202
Is an error wavefront calculator, and 203 is a wavefront calculator.

【0042】従来例に示したように、気圧変化により大
気の屈折率が変化することによって、波面計測誤差が生
じる。本実施例では、補償手段として気圧センサ201
と誤差波面演算器202を設けて、使用気圧における誤
差波面を求め、波面演算器203でCCD10の出力か
ら求めた気圧変化の影響を受けた計測波面から上記誤差
波面を差し引くことで気圧補償を行うものである。
As shown in the conventional example, a change in the refractive index of the atmosphere due to a change in the atmospheric pressure causes a wavefront measurement error. In this embodiment, the pressure sensor 201 is used as the compensation means.
And an error wavefront calculator 202 are provided to obtain an error wavefront at the used atmospheric pressure, and the wavefront calculator 203 performs pressure compensation by subtracting the error wavefront from the measurement wavefront affected by the pressure change obtained from the output of the CCD 10. Things.

【0043】以下、誤差波面演算器202の詳細につい
て説明する。誤差波面演算器202は、気圧センサ20
1の出力を基に気圧変化によりコリメータレンズ8で生
じるレンズパワーの変化を算出し、これを波面に変換
し、誤差波面として波面演算器203に出力する。
The details of the error wavefront calculator 202 will be described below. The error wavefront calculator 202 is a
A change in the lens power generated in the collimator lens 8 due to a change in the atmospheric pressure is calculated based on the output of No. 1 and converted into a wavefront, which is output to the wavefront calculator 203 as an error wavefront.

【0044】以下、誤差波面演算器202が行う気圧変
化によるコリメータレンズ8のパワー変化の算出方法、
パワー変化から誤差波面への変換方法の2点について説
明する。
Hereinafter, a method of calculating the power change of the collimator lens 8 due to the atmospheric pressure change performed by the error wavefront calculator 202 will be described.
Two points of a method of converting a power change into an error wavefront will be described.

【0045】先ず、気圧変化によるコリメータレンズ8
のパワー変化の算出方法について説明する。気圧Pの変
化によるパワーφの変化は次式で表される。
First, the collimator lens 8 due to a change in air pressure
The calculation method of the power change will be described. The change in the power φ due to the change in the atmospheric pressure P is expressed by the following equation.

【0046】これから気圧変化によるフォーカス位置の
変化Δxは次式で表される。
From this, the change Δx in the focus position due to the change in air pressure is expressed by the following equation.

【0047】よって気圧変化によるデフォーカス波面収
差の割合は、レンズ間媒質の屈折率変化を介して次式で
表される。
Accordingly, the ratio of the defocus wavefront aberration due to the change in atmospheric pressure is expressed by the following equation through the change in the refractive index of the medium between lenses.

【0048】従って、気圧変化ΔPが生じたときの波面
ΔWP は式(205)より算出することができる。 ΔW=(dWP /dP)・ΔP (205)
[0048] Therefore, the wavefront [Delta] W P at the time when the change in air pressure ΔP caused can be calculated from equation (205). ΔW = (dW P / dP) · ΔP (205)

【0049】以上のように、式(205)により誤差波
面演算器202で誤差波面ΔWP を求め、波面演算器2
03で式(206)のように気圧変化の影響を受けた計
測波面Wから誤差波面を差し引くことにより正しい波面
I を求めることができる。 WI =W−ΔWP (206)
[0049] As described above, determine the error wavefront [Delta] W P in error wavefront calculator 202 according to equation (205), the wavefront calculator 2
In 03, the correct wavefront W I can be obtained by subtracting the error wavefront from the measurement wavefront W affected by the atmospheric pressure change as in the equation (206). W I = W−ΔW P (206)

【0050】実施例3.図3は本発明の実施例3を示す
構成図である。図3において図11と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。図3において、301は温度補償
アフォーカル光学系、302はレンズアレー、303は
対物レンズ、304は接眼レンズ、19はCCDであ
る。なお、ここでCCD19の出力を基に波面を求める
波面演算器は図示していない。
Embodiment 3 FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. 3, reference numeral 301 denotes a temperature-compensated afocal optical system, 302 denotes a lens array, 303 denotes an objective lens, 304 denotes an eyepiece, and 19 denotes a CCD. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0051】本実施例では、レンズアレー302とCC
D19との線膨脹率の違いにより生じる誤差波面を温度
補償アフォーカル光学系301の残留収差により補償す
るものである。レンズアレー302の基板材料の線膨脹
率をαm 、CCD19の線膨脹率をα c とする。スポッ
ト移動量と誤差波面の関係は前出の式(107)で表さ
れ、これをθとおくと ここで、nはレンズアレー数、fm はレンズアレーの焦
点距離,Dm はレンズレットの開口径である。
In this embodiment, the lens array 302 and the CC
The error wavefront caused by the difference in linear expansion rate from
Compensation is performed by the residual aberration of the compensation afocal optical system 301.
Things. Linear expansion of substrate material of lens array 302
Rate αm , The linear expansion coefficient of CCD 19 is α c And Spot
The relationship between the travel distance and the error wavefront is expressed by the above equation (107).
Where θ isHere, n is the number of lens arrays, fm Is the focus of the lens array
Point distance, Dm Is the aperture diameter of the lenslet.

【0052】次いで、温度補償条件を満たすアフォーカ
ル光学系301のレンズパワーに関して説明する。先
ず、温度変化によるアフォーカル光学系301のパワー
変化の算出方法について説明する。アフォーカル光学系
301のパワーは式(302)で表される。 但し、 φo :対物レンズ303のパワー φe :接眼レンズ304のパワー m=φe /φo :アフォーカル光学系301の倍率 :対物レンズ303と接眼レンズ304の間隔
Next, the lens power of the afocal optical system 301 satisfying the temperature compensation condition will be described. First, a method of calculating a power change of the afocal optical system 301 due to a temperature change will be described. The power of the afocal optical system 301 is expressed by equation (302). Where φ o : power of the objective lens 303 φ e : power of the eyepiece 304 m = φ e / φ o : magnification of the afocal optical system 301 : Interval between the objective lens 303 and the eyepiece 304

【0053】アフォーカル光学系301のパワーの温度
変化率は式(304)で表される。 対物レンズ303と接眼レンズ304のパワ−の熱分散
βo 、βe を等しくとることで、アフォーカル光学系3
01の倍率mが温度によって変わらないようにすると、
次式で表わされる。 dm/dT=0 (305) 以上の式(303),(304),(305)を用いる
と、アフォーカル光学系301のパワーの温度変化率は
式(306)で示される。 dφ/dT=−(m+1)φo (αB +βo ) (306) 但し、αB =(1/e)・(de/dT):鏡筒の線膨
脹率 βo =(1/φo )・(dφo /dT)
The temperature change rate of the power of the afocal optical system 301 is expressed by equation (304). The afocal optical system 3 can be obtained by making the heat dispersions β o and β e of the power of the objective lens 303 and the eyepiece 304 equal.
Assuming that the magnification m of 01 does not change with temperature,
It is expressed by the following equation. dm / dT = 0 (305) Using the above equations (303), (304), and (305), the temperature change rate of the power of the afocal optical system 301 is expressed by equation (306). dφ / dT = − (m + 1) φ oB + β o ) (306) where α B = (1 / e) · (de / dT): linear expansion coefficient of the lens barrel β o = (1 / φ o) ) ・ (Dφ o / dT)

【0054】よって、温度補償条件としてスポット移動
で生じる誤差波面θを打ち消す波面を生じさせるため、
次式を満足させる必要がある。 (dWT /dT) =(1/8λF2 )・(dΔx/dφ)・(dφ/dT) =(1/8λF2 )・(−1/φ2 )・(dφ/dT) =−θ (307)
Therefore, as a temperature compensation condition, a wavefront that cancels the error wavefront θ generated by the spot movement is generated.
The following equation must be satisfied. (DW T / dT) = (8λF 2 ) · (dΔx / dφ) · (dφ / dT) = (1 / λF 2 ) · (−1 / φ 2 ) · (dφ / dT) = − θ ( 307)

【0055】一方、複数種材料で構成される薄肉レンズ
を近接させた合成レンズにおいて、i番目の材料の分散
をμi 、レンズパワーをφi としたとき、合成パワーお
よび色消し条件から、 が成り立つ必要がある。この条件と、上記の温度補償条
件を満たすパワーに関する式(307)を加えた3式か
ら各レンズのパワーを決定する。
On the other hand, in a synthetic lens in which thin lenses composed of a plurality of types of materials are brought close to each other, when the variance of the i-th material is μ i and the lens power is φ i , Must be satisfied. The power of each lens is determined from this equation and three equations obtained by adding the equation (307) relating to the power satisfying the above temperature compensation condition.

【0056】以上のように、最低3種の材料を用いて対
物レンズ303および接眼レンズ304を構成すること
により、合成パワー条件を満足した上で色消し、温度補
償の2条件を必ず満足する波面センサを構成することが
できる。
As described above, by constructing the objective lens 303 and the eyepiece 304 using at least three types of materials, the wavefront that satisfies the combined power condition and achromatizes, and always satisfies the two conditions of temperature compensation. A sensor can be configured.

【0057】実施例4.図4は本発明の実施例4を示す
構成図である。図4において図11と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。図4において、1は望遠鏡の主
鏡、2は望遠鏡の副鏡、400は波面センサ、401は
気圧補償コリメータレンズである。なお、ここでCCD
10の出力を基に波面を求める波面演算器は図示してい
ない。
Embodiment 4 FIG. FIG. 4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a primary mirror of the telescope, 2 denotes a sub-mirror of the telescope, 400 denotes a wavefront sensor, and 401 denotes a pressure-compensating collimator lens. Here, CCD
A wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the reference numeral 10 is not shown.

【0058】式(401)で示される気圧分散γはいわ
ゆる色消しレンズにおける分散μと同様に扱うことがで
きる。 γ=1/(n−na ) (401)
The pressure variance γ represented by the equation (401) can be treated in the same manner as the dispersion μ in a so-called achromatic lens. γ = 1 / (n-n a) (401)

【0059】コリメータレンズ401を異種材料を組み
合わせた複数レンズで構成すると等価的に気圧分散γと
いった材料特性を合成してつくりだすことが可能であ
る。複数種材料で構成される薄肉レンズを近接させた合
成レンズにおいて、i番目の材料の分散をμi 、気圧分
散をγi 、レンズパワーをφi としたとき、コリメータ
レンズ401について、以下の条件を満足する必要があ
る。
When the collimator lens 401 is composed of a plurality of lenses combining different materials, it is possible to equivalently produce a material characteristic such as atmospheric pressure dispersion γ. In a synthetic lens in which thin lenses made of a plurality of types of materials are brought close to each other, when the ith material has a dispersion of μ i , a pressure dispersion of γ i , and a lens power of φ i , the following conditions apply to the collimator lens 401. Needs to be satisfied.

【0060】以上のように、最低3種材料を用いてコリ
メータレンズを構成すれば、合成パワー条件を満足した
上で色消し、気圧補償の2条件を必ず満足させるアフォ
ーカル光学系を構成することができる。
As described above, if the collimator lens is formed by using at least three kinds of materials, the afocal optical system which satisfies the combined power condition and achromatizes and always satisfies the two conditions of the atmospheric pressure compensation is required. Can be.

【0061】実施例5.図5は本発明の実施例5を示す
構成図である。図5において図11と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。図5において、501は校正値演
算器、502は波面センサ角度コントローラ、29は参
照光源である。
Embodiment 5 FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a calibration value calculator, 502 denotes a wavefront sensor angle controller, and 29 denotes a reference light source.

【0062】本実施例では、波面の傾きを正確に算出す
るのに必要なCCD10とレンズアレー9間の距離を直
接的に測定せず、実装状態で計測し校正ている。
In the present embodiment, the distance between the CCD 10 and the lens array 9 required for accurately calculating the inclination of the wavefront is not directly measured, but is measured and calibrated in the mounted state.

【0063】従来例に示すように、CCD10上のスポ
ット位置のずれ量Δrとtanθとの関係は以下の式で
表される。 tanθ=Δr/lm (501) ここで、lm はマイクロレンズアレー9とCCD10間
の距離である。いま、波面センサへ入射角θの光を入射
し、基準スポット位置からのずれΔrを計測し、上記
θ、Δrから式(501)により距離lm を求める。
As shown in the conventional example, the relationship between the deviation amount Δr of the spot position on the CCD 10 and tan θ is expressed by the following equation. tanθ = Δr / l m (501 ) , where, l m is the distance between the microlens array 9 and CCD 10. Now, light having an incident angle θ is incident on the wavefront sensor, the deviation Δr from the reference spot position is measured, and the distance l m is obtained from the above θ and Δr by the equation (501).

【0064】以下、波面センサの校正方法について説明
する。 (1)波面演算器21が参照光源29により基準スポッ
ト位置を計測し、 (2)波面センサ角度コントローラ502が波面センサ
の光学系11をθだけ傾けるとともに、上記傾斜角θを
校正値演算器501に送出する。 (3)波面演算器21が校正データ用スポット位置を計
測し、 (4)波面演算器21が校正データ用スポット位置から
基準スポット位置を差し引いたスポット位置の変位Δr
を校正値演算器501に送出する。 (5)校正値演算器501がΔrとθから画素を単位と
するレンズアレー9とCCD10間の距離lm を算出
し、波面演算器21は内部のメモリにデータを格納す
る。 以上により校正を終了する。
Hereinafter, a method of calibrating the wavefront sensor will be described. (1) The wavefront calculator 21 measures the reference spot position by the reference light source 29. (2) The wavefront sensor angle controller 502 tilts the optical system 11 of the wavefront sensor by θ, and calculates the tilt angle θ as a calibration value calculator 501. To send to. (3) The wavefront calculator 21 measures the calibration data spot position, and (4) the wavefront calculator 21 subtracts the reference spot position from the calibration data spot position to obtain a displacement Δr of the spot position.
Is sent to the calibration value calculator 501. (5) The calibration value calculator 501 calculates a distance l m between the lens array 9 and the CCD 10 in pixel units from Δr and θ, and the wavefront calculator 21 stores data in an internal memory. Thus, the calibration is completed.

【0065】波面計測を行う際、予め以上のような校正
を行うことにより、実際のレンズアレー9とCCD10
間の距離が正確に求められ、波面計測精度が向上させる
ことができる。
When the wavefront measurement is performed, the actual calibration of the lens array 9 and the CCD 10
The distance between them is accurately determined, and the accuracy of wavefront measurement can be improved.

【0066】実施例6.図6は本発明の実施例6を示す
構成図である。図6において図11と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。図6において、600は波面セン
サ、601はハーフミラー、602は校正光導入用ハー
フミラー、603はアレー状光源NA調整マスク、60
4はアレー状光源、605はシャッタである。なお、こ
こでCCD19の出力を基に波面を求める波面演算器は
図示していない。
Embodiment 6 FIG. FIG. 6 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention. 6, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 6, 600 is a wavefront sensor, 601 is a half mirror, 602 is a calibration light introducing half mirror, 603 is an array-shaped light source NA adjustment mask, 60
4 is an array-like light source, and 605 is a shutter. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0067】本実施例では、従来の技術の項で説明した
アフォーカル系28を有する波面センサに必要なコリメ
ートした参照光を出射する参照波面発生器15に代わ
り、簡素な構成で参照光を得るようにしている。
In this embodiment, reference light is obtained with a simple configuration instead of the reference wavefront generator 15 which emits collimated reference light required for the wavefront sensor having the afocal system 28 described in the section of the prior art. Like that.

【0068】先ず、波面センサの構成について説明す
る。アレー状光源604出射光を波面センサの光学系2
0に導入するため、校正光導入用ハーフミラー602
を、CCD19の前面に配置している。上記のハーフミ
ラー601、602により生じるCCD19の鏡像位置
にアレー状光源604を設置している。アレー状光源6
04の前面に設けたNA調整用マスク603は、平板内
にアレー状光源604に対応する数の開口を設けたもの
であり、アレー状光源604を構成する各光源の出射角
を制限し、各光源の出射光とレンズアレー18を構成す
るレンズを1対1に対応させる。レンズアレー18のF
値をFとし、アレー状光源604からマスク603まで
の距離をxとした場合、マスク603の開口径Dは次式
で得られる。 D=x/F (601)
First, the configuration of the wavefront sensor will be described. The light emitted from the array-shaped light source 604 is converted into an optical system
0, the half mirror 602 for introducing the calibration light
Are arranged in front of the CCD 19. An array light source 604 is installed at a mirror image position of the CCD 19 generated by the half mirrors 601 and 602. Array light source 6
The NA adjustment mask 603 provided on the front surface of the light source 04 has a number of openings corresponding to the number of the array light sources 604 in a flat plate, and limits the emission angle of each light source constituting the array light source 604. The light emitted from the light source and the lenses constituting the lens array 18 are made to correspond one-to-one. F of lens array 18
When the value is F and the distance from the array light source 604 to the mask 603 is x, the aperture diameter D of the mask 603 is obtained by the following equation. D = x / F (601)

【0069】アレー状光源604出射光は、校正光導入
用ハーフミラー602を介して波面センサに導入され、
ハーフミラー601で反射した後、レンズアレー18に
よってCCD19上に集光する。なお、参照光源使用時
にはシャッタ605により被計測光を遮断する。
The light emitted from the array light source 604 is introduced into the wavefront sensor via the calibration light introduction half mirror 602,
After being reflected by the half mirror 601, the light is focused on the CCD 19 by the lens array 18. When the reference light source is used, the measured light is blocked by the shutter 605.

【0070】次に、参照光源を用いた計測波面の補正方
法について説明する。アレー状光源604の出射光は、
波面センサの光学系を2回通過するため、光学系収差の
2倍の影響が計測されることになる。アレー状光源60
4には、例えば、レ−ザダイオードアレーを用いること
により、正確な配列が得られるため、スポットの配列の
乱れは光学系収差の影響で生じたものとなる。測定され
たスポットの配列の乱れを基に波面を求め、その1/2
を光学系の収差で生じる誤差波面として、波面演算器2
1が波面計測時に計測波面から先に求めた誤差波面を差
し引くことにより、正しい波面が計測できる。
Next, a method of correcting a measurement wavefront using a reference light source will be described. The output light of the array light source 604 is
Since the light passes through the optical system of the wavefront sensor twice, the effect of twice the optical system aberration is measured. Array light source 60
In No. 4, an accurate arrangement can be obtained by using, for example, a laser diode array, and the disturbance of the arrangement of the spots is caused by the influence of the optical system aberration. The wavefront is determined based on the measured disorder of the arrangement of the spots, and the half is obtained.
Is the error wavefront caused by the aberration of the optical system,
By subtracting the previously obtained error wavefront from the measured wavefront at the time of wavefront measurement, the correct wavefront can be measured.

【0071】従来の方式では、周囲温度変化等により参
照光源29の位置が光軸方向に移動した場合、波面セン
サには歪んだ球面波が入射し、スポットの位置が変化す
る。しかし、本実施例では、アレー状光源604の設置
位置が、光軸方向に移動した場合、CCDとの共役関係
が崩れることによるスポットのぼけが生じる。しかし、
波面演算器21において、一般に用いられるスポットの
重心をもってスポット位置計測と定義すると、ぼけが生
じた場合でも重心位置は変化しない。
In the conventional method, when the position of the reference light source 29 moves in the optical axis direction due to a change in ambient temperature or the like, a distorted spherical wave is incident on the wavefront sensor, and the position of the spot changes. However, in this embodiment, when the installation position of the array-like light source 604 moves in the optical axis direction, spot blurring occurs due to collapse of the conjugate relationship with the CCD. But,
If the wavefront calculator 21 defines spot position measurement using the center of gravity of a commonly used spot, the position of the center of gravity does not change even when blur occurs.

【0072】以上のように、使用環境条件の変化に対し
て強い参照光源が実現でき、また、このことは、アレー
状光源の配置位置をCCDと共役位置とする際の製造上
の公差を緩くとることができる。
As described above, it is possible to realize a reference light source that is strong against a change in use environment conditions. This also reduces the manufacturing tolerance when the arrangement position of the array-like light source is conjugate with the CCD. Can be taken.

【0073】実施例7.図7は本発明の実施例7を示す
構成図である。図7において図11および図6と同一符
号は同一または相当部分を示す。図7において、700
は波面センサ、701は偏光板、704はアレー状偏光
光源である。なお、ここでCCD19の出力を基に波面
を求める波面演算器は図示していない。
Embodiment 7 FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 11 and 6 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 7, 700
Denotes a wavefront sensor, 701 denotes a polarizing plate, and 704 denotes an array-shaped polarized light source. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0074】本実施例では、被計測光が偏光しており、
実施例6のハーフミラー601の代りに偏光板701を
用い、アレー状光源604にはアレー状偏光光源704
を用いている。
In this embodiment, the light to be measured is polarized.
A polarizing plate 701 is used instead of the half mirror 601 of the sixth embodiment, and an array-like polarized light source 704 is used as the array-like light source 604.
Is used.

【0075】アレー状偏光光源704は、ハーフミラー
602および偏光板701で生じるCCD19の鏡像位
置に設置し、且つ被計測光の偏光方向と直交させる。偏
光板701の偏光方向と被計測光の偏光方向とを一致さ
せて設置すると、被計測光は、偏光板704を透過し、
CCD19上に集光スポットを形成する。参照光は偏光
板701により反射され、CCD19上にスポットを形
成する。なお、アレー状偏光光源704使用時には、シ
ャッタ605により被計測光を遮断する。その他の動作
に関しては実施例6と同様である。
The array-shaped polarized light source 704 is installed at a mirror image position of the CCD 19 generated by the half mirror 602 and the polarizing plate 701, and is orthogonal to the polarization direction of the light to be measured. When the polarization direction of the polarizing plate 701 and the polarization direction of the measured light are set to coincide with each other, the measured light transmits through the polarizing plate 704,
A focused spot is formed on the CCD 19. The reference light is reflected by the polarizing plate 701 and forms a spot on the CCD 19. When the array-shaped polarized light source 704 is used, the measured light is blocked by the shutter 605. Other operations are the same as in the sixth embodiment.

【0076】以上のように、偏光板701は校正光をほ
ぼ100%反射するとともに、被計測光をほぼ100%
透過するため、校正用に挿入した偏光板701による参
照光および被計測光の光量損失の極めて少ない光学系を
実現することができる。
As described above, the polarizing plate 701 reflects the calibration light almost 100%, and reflects the measured light almost 100%.
Since the light is transmitted, it is possible to realize an optical system in which the amount of light loss of the reference light and the light to be measured by the polarizing plate 701 inserted for calibration is extremely small.

【0077】実施例8.図8は本発明の実施例8を示す
構成図である。図8において図11および図6と同一符
号は同一または相当部分を示す。図8において、800
は波面センサ、801はダイクロイックミラー、804
は被計測光と波長の異なるアレー状光源である。なお、
ここでCCD19の出力を基に波面を求める波面演算器
は図示していない。
Embodiment 8 FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing Embodiment 8 of the present invention. 8, the same reference numerals as those in FIGS. 11 and 6 denote the same or corresponding parts. In FIG. 8, 800
Is a wavefront sensor, 801 is a dichroic mirror, 804
Is an array-like light source having a different wavelength from the light to be measured. In addition,
Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0078】本実施例では、被計測光と参照光の波長が
異なる。ダイクロイックミラー801は、被計測光の波
長域では光を透過し、参照光の波長域では反射するよう
に構成している。
In the present embodiment, the wavelengths of the measured light and the reference light are different. The dichroic mirror 801 is configured to transmit light in the wavelength range of the light to be measured and reflect the light in the wavelength range of the reference light.

【0079】アレー状光源804は、ハーフミラー60
2とダイクロイックミラー801とで生じるCCD19
の鏡像位置に設置している。被計測光はダイクロイック
ミラー801を通過しCCD19上にスポットを形成す
る。一方、アレー状光源804出射光は、ハーフミラー
602により導入されダイクロイックミラー801によ
り反射され、CCD19上にスポットを形成する。な
お、参照光源使用時には、シャッタ605により被計測
光を遮断する。その他の動作に関しては実施例6と同様
である。
The array-like light source 804 is
CCD 19 generated between the light source 2 and the dichroic mirror 801
It is installed at the mirror image position of. The measured light passes through the dichroic mirror 801 to form a spot on the CCD 19. On the other hand, the light emitted from the array light source 804 is introduced by the half mirror 602 and reflected by the dichroic mirror 801 to form a spot on the CCD 19. When the reference light source is used, the measured light is blocked by the shutter 605. Other operations are the same as in the sixth embodiment.

【0080】以上のように、ダイクロイックミラー80
1は、参照光をほぼ100%反射するとともに、被計測
光もほぼ100%透過するため、ダイクロイックミラー
801による参照光および被計測光の光量損失の極めて
少ない光学系を実現することができる。
As described above, the dichroic mirror 80
1 reflects almost 100% of the reference light and transmits almost 100% of the light to be measured, so that it is possible to realize an optical system in which the dichroic mirror 801 has a very small loss of light amount of the reference light and the light to be measured.

【0081】実施例9.図9は本発明の実施例9を示す
構成図である。図9において図11と同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。図9において、900は波面セン
サ、901は可変径の絞り、902は絞り径コントロー
ラ、903は絞り径演算手段である絞り径演算器、90
4はFFT演算手段であるFFT演算器である。
Embodiment 9 FIG. FIG. 9 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention. 9, the same reference numerals as those in FIG. 11 denote the same or corresponding parts. 9, reference numeral 900 denotes a wavefront sensor, 901 denotes a variable-diameter diaphragm, 902 denotes a diaphragm-diameter controller, 903 denotes a diaphragm-diameter calculator which is a diaphragm-diameter calculator, 90
Reference numeral 4 denotes an FFT operation unit which is an FFT operation means.

【0082】本実施例では、迷光を抑制するため、アフ
ォーカル光学系の対物レンズ16による集光状態に合わ
せ、絞り径を変化させるものである。
In this embodiment, in order to suppress stray light, the aperture diameter is changed in accordance with the state of focusing by the objective lens 16 of the afocal optical system.

【0083】迷光を抑制するため、絞り径は被計測光を
けらない程度に小さくすることが必要である。対物レン
ズ16の前側焦点面を波面計測位置とした場合、対物レ
ンズ16による点像強度分布は計測波面のフーリエ変換
結果に従う。FFT演算器904は波面演算器21で求
めた計測波面のフーリエ変換を行い、点像強度分布を求
める。絞り径演算器903は上記点像強度分布にしきい
値を与え、しきい値を越えた範囲を絞り径とする。この
情報に基づいて絞り径コントローラ902が絞り径を調
整する。
In order to suppress stray light, it is necessary to reduce the diameter of the stop so as not to cut off the light to be measured. When the front focal plane of the objective lens 16 is set as the wavefront measurement position, the point image intensity distribution by the objective lens 16 follows the Fourier transform result of the measurement wavefront. The FFT calculator 904 performs a Fourier transform of the measured wavefront obtained by the wavefront calculator 21 to obtain a point image intensity distribution. An aperture diameter calculator 903 gives a threshold value to the point image intensity distribution, and sets a range exceeding the threshold value as an aperture diameter. The aperture diameter controller 902 adjusts the aperture diameter based on this information.

【0084】以上のように、固定絞りの場合に問題にな
っていた迷光が低減でき、誤動作を抑えることができ
る。
As described above, stray light which has been a problem in the case of a fixed aperture can be reduced, and malfunction can be suppressed.

【0085】実施例10.図10は本発明の実施例10
を示す構成図である。図10において図11と同一符号
は同一または相当部分を示す。図10において、8は第
1のコリメータレンズ、111,113はそれぞれ第1
と第2のダイクロイックミラー、114,115はバン
ドパスフィルタ、116,118はミラー、117は第
2のコリメータレンズ、110は波面センサである。な
お、ここでCCD19の出力を基に波面を求める波面演
算器は図示していない。
Embodiment 10 FIG. FIG. 10 shows Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 10, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 10, reference numeral 8 denotes a first collimator lens;
And a second dichroic mirror, 114 and 115 are band-pass filters, 116 and 118 are mirrors, 117 is a second collimator lens, and 110 is a wavefront sensor. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0086】望遠鏡は副鏡2を交換する構成であり、副
鏡2の変更にともない図10の破線のようにF値も変化
する。従来例に示したように、F値の変化によりコリメ
ータレンズ8を交換するか、各F値に対応する別の波面
センサを用意する必要があった。
The telescope has a configuration in which the sub-mirror 2 is exchanged, and the F-number changes as the sub-mirror 2 changes, as indicated by the broken line in FIG. As shown in the conventional example, it is necessary to replace the collimator lens 8 according to a change in the F value or to prepare another wavefront sensor corresponding to each F value.

【0087】異なるF値でレンズアレー18に入射する
波面の径を同一にするには、第1のコリメータレンズ8
の焦点距離をF値に合わせ変更すればよい。本実施例は
第1のダイクロイックミラー111により光路を分離
し、分離した光路中にF値に適合する第2のコリメータ
レンズ117を設置することでF値の変化に対応するも
のである。
To make the diameters of the wavefronts incident on the lens array 18 with different F-numbers the same, the first collimator lens 8
May be changed according to the F value. In the present embodiment, the optical path is separated by the first dichroic mirror 111, and a second collimator lens 117 suitable for the F value is installed in the separated optical path to cope with a change in the F value.

【0088】光路の変更により第2のコリメータレンズ
117および光路長を自由に設定できるため、F値に適
した第2のコリメータレンズ117を用いることがで
き、且つレンズアレー18以降を共用することができ
る。なお、レンズアレーには2波長の光が入射するため
バンドパスフィルタ114、115を交換し波長選択を
行う。
Since the second collimator lens 117 and the optical path length can be freely set by changing the optical path, the second collimator lens 117 suitable for the F-number can be used, and the lens array 18 and the following can be shared. it can. Since light of two wavelengths enters the lens array, the wavelength selection is performed by exchanging the bandpass filters 114 and 115.

【0089】以上のように、F値によって光学系全体を
交換する必要がなくなるとともに、バンドパスフィルタ
114、115以外に可動部品が存在しないため、光学
系の公差を小さく抑えることができ高精度の波面計測を
実現することができる。
As described above, it is not necessary to replace the entire optical system depending on the F value, and since there are no movable parts other than the band-pass filters 114 and 115, the tolerance of the optical system can be suppressed to a small value and high accuracy can be achieved. Wavefront measurement can be realized.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、使用環境条件や、入射光の条件が変化しても、高精
度に被計測光の波面を計測できる波面センサを得ること
ができる。
According to the present invention configured as described above, it is possible to obtain a wavefront sensor capable of measuring the wavefront of the light to be measured with high accuracy even when the use environment conditions and the incident light conditions change. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の波面センサの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a first embodiment.

【図2】実施例2の波面センサの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a second embodiment.

【図3】実施例3の波面センサの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a third embodiment.

【図4】実施例4の波面センサの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a fourth embodiment.

【図5】実施例5の波面センサの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a fifth embodiment.

【図6】実施例6の波面センサの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a sixth embodiment.

【図7】実施例7の波面センサの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a seventh embodiment.

【図8】実施例8の波面センサの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to an eighth embodiment.

【図9】実施例9の波面センサの構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a ninth embodiment.

【図10】実施例10の波面センサの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a tenth embodiment.

【図11】従来の波面センサを含む装置(望遠鏡)の構
成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of an apparatus (telescope) including a conventional wavefront sensor.

【図12】レンズアレーとCCD間の距離と、レンズア
レー焦点距離の関係を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between the distance between the lens array and the CCD and the focal length of the lens array.

【図13】迷光による波面センサの誤動作を説明するた
めの図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a malfunction of the wavefront sensor due to stray light.

【図14】F値の違いによる有効レンズアレー数の変化
を説明するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a change in the number of effective lens arrays due to a difference in F value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:望遠鏡の主鏡 2:望遠鏡の副鏡 4:参照光源用ランプ 5:ランプ光集光レンズ 6:ピンホール 7:ビームスプリッタ 8:コリメータレンズ(第1コリメータレンズ) 9:レンズアレー 10:CCD 11:波面センサの光学系 13:デフォーマブルミラー 14:ビームスプリッタ 16:対物レンズ 17:接眼レンズ 18:レンズアレー 19:CCD 20:波面センサの光学系 21:波面演算器 22:デフォーマブルミラー 28:アフォーカル光学系 29:参照光源 50:波面センサ 51:波面センサ 100:波面センサ 101:温度センサ 102:誤差波面演算器 103:波面演算器 110:波面センサ 111,113:ダイクロイックミラー 114,115:バンドパスフィルタ 117:第2コリメータレンズ 116,118:ミラー 200:波面センサ 201:気圧センサ 202:誤差波面演算器 203:波面演算器 301:温度補償アフォーカル光学系 302:レンズアレー 303:対物レンズ 304:接眼レンズ 400:波面センサ 401:気圧補償コリメータレンズ 501:校正値演算器 502:波面センサ角度コントローラ 600:波面センサ 601:ハーフミラー 602:校正光導入用ハーフミラー 603:アレー状光源NA調整マスク 604:アレー状光源 605:シャッタ 700:波面センサ 701:偏光板 704:アレー状偏光光源 800:波面センサ 801:ダイクロイックミラー 804:被計測光と波長の異なるアレー状光源 900:波面センサ 901:可変径の絞り 902:絞り径コントローラ 903:絞り径演算器 904:FFT演算器 1: Primary mirror of telescope 2: Secondary mirror of telescope 4: Lamp for reference light source 5: Lamp light focusing lens 6: Pinhole 7: Beam splitter 8: Collimator lens (first collimator lens) 9: Lens array 10: CCD 11: Optical system of wavefront sensor 13: Deformable mirror 14: Beam splitter 16: Objective lens 17: Eyepiece 18: Lens array 19: CCD 20: Optical system of wavefront sensor 21: Wavefront calculator 22: Deformable mirror 28: Afocal optical system 29: Reference light source 50: Wavefront sensor 51: Wavefront sensor 100: Wavefront sensor 101: Temperature sensor 102: Error wavefront calculator 103: Wavefront calculator 110: Wavefront sensor 111, 113: Dichroic mirror 114, 115: Band Pass filter 117: second collimator lens 11 6, 118: mirror 200: wavefront sensor 201: barometric pressure sensor 202: error wavefront calculator 203: wavefront calculator 301: temperature compensation afocal optical system 302: lens array 303: objective lens 304: eyepiece 400: wavefront sensor 401: Barometric pressure compensation collimator lens 501: Calibration value calculator 502: Wavefront sensor angle controller 600: Wavefront sensor 601: Half mirror 602: Half mirror for introducing calibration light 603: Array-shaped light source NA adjustment mask 604: Array-shaped light source 605: Shutter 700: Wavefront sensor 701: Polarizing plate 704: Array-like polarized light source 800: Wavefront sensor 801: Dichroic mirror 804: Array-like light source having a different wavelength from the light to be measured 900: Wavefront sensor 901: Variable-diameter aperture 902: Aperture diameter controller 903: Aperture Diameter calculator 904: FFT calculator

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年7月28日(2000.7.2
8)
[Submission date] July 28, 2000 (2007.2
8)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 波面センサ[Title of the Invention] Wavefront sensor

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光波の波面を計測する波
面センサーに関するもので、特に使用環境や、入射光の
条件が変化しても高精度に計測する波面センサーに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavefront sensor for measuring a wavefront of a light wave, and more particularly to a wavefront sensor for measuring the wavefront with high accuracy even when the use environment or the condition of incident light changes.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置として、C.S.Gardne
r et al."Design and Performance Analysis of Adapti
ve Optical Telescopes Using Laser Guide Stars" Pro
c.IEEEvol.78 NO.11 p1721-1743(1990)、およびT.Noguc
hi et al."Active Optics Experiments 1" Publ. Natl.
Astr. Obs. Japan vol.1 P49-55 (1989)に示されたも
のがある。図11は上記文献に示されたものを組合わせ
たものである。図において、1は望遠鏡の主鏡、2は副
鏡、3は主鏡コントローラ、4は参照光源用ランプ、5
はランプ光集光レンズ、6はピンホール、29は参照光
源、7はビームスプリッタ、8はコリメータレンズ、9
はレンズアレー、10はCCD、11はシャックハルト
マン方式の波面センサの光学系、25は波面センサの光
学系11の視野絞り、12は被計測光コリメータレン
ズ、13はデフォーマブルミラー、14はビームスプリ
ッタ、15は参照波面発生器、16は対物レンズ、17
は接眼レンズ、28は16、17、26から成るアフォ
ーカル光学系、18はレンズアレー、19はCCD、2
0はシャックハルトマン方式の波面センサの光学系、2
6は波面センサの光学系20の視野絞り、21は波面演
算器、22はデフォーマブルミラーコントローラ、23
は観測装置用集光レンズ、24は観測装置の像面、5
0,51は波面センサである。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of device has been known as CSGardne.
r et al. "Design and Performance Analysis of Adapti
ve Optical Telescopes Using Laser Guide Stars "Pro
c.IEEEvol.78 NO.11 p1721-1743 (1990), and T. Noguc
hi et al. "Active Optics Experiments 1" Publ. Natl.
Astr. Obs. Japan vol.1 P49-55 (1989). FIG. 11 shows a combination of the above-mentioned documents. In the figure, 1 is a primary mirror of a telescope, 2 is a secondary mirror, 3 is a primary mirror controller, 4 is a lamp for a reference light source, 5
Is a lamp light focusing lens, 6 is a pinhole, 29 is a reference light source, 7 is a beam splitter, 8 is a collimator lens, 9
Is a lens array, 10 is a CCD, 11 is an optical system of a Shack-Hartmann type wavefront sensor, 25 is a field stop of the optical system 11 of the wavefront sensor, 12 is an optical collimator lens to be measured, 13 is a deformable mirror, and 14 is a beam splitter. , 15 is a reference wavefront generator, 16 is an objective lens, 17
Is an eyepiece, 28 is an afocal optical system comprising 16, 17, and 26, 18 is a lens array, 19 is a CCD,
0 is the optical system of the Shack-Hartmann wavefront sensor, 2
6 is a field stop of the optical system 20 of the wavefront sensor, 21 is a wavefront calculator, 22 is a deformable mirror controller, 23
Is the condenser lens for the observation device, 24 is the image plane of the observation device, 5
Numerals 0 and 51 are wavefront sensors.

【0003】先ず、上記装置の概要について説明する。
星からの光は主鏡1および副鏡2で集光され、視野絞り
25、ビームスプリッタ7を通過した後コリメータレン
ズ12で平行光にされる。その後、デフォーマブルミラ
ー13、ビームスプリッタ14を介して集光レンズ23
により観測装置の像面24に集光され観測される。上記
の主鏡1は数mにも及ぶ大型望遠鏡であり、自重による
主鏡形状の変形が生じやすい。この対策として主鏡1に
能動支持機構を設け、最適形状に補正を行っている。星
の光は時間的に平均すれば平面波と考えられるため、ビ
ームスプリッタ7を反射した光を波面センサの光学系1
1で計測し、その出力を基に波面演算器21で波面形状
を算出することにより主鏡1の形状がわかる。主鏡コン
トローラ3は波面演算器21の出力を基に能動支持機構
を駆動し、主鏡1の形状を補正する。
[0003] First, the outline of the above-mentioned device will be described.
The light from the star is collected by the primary mirror 1 and the secondary mirror 2, passes through the field stop 25 and the beam splitter 7, and is converted into parallel light by the collimator lens 12. After that, the condenser lens 23 is passed through the deformable mirror 13 and the beam splitter 14.
Is focused on the image plane 24 of the observation device and observed. The above-mentioned primary mirror 1 is a large telescope having a length of several meters, and the primary mirror is easily deformed by its own weight. As a countermeasure against this, an active support mechanism is provided on the primary mirror 1 to correct the shape to an optimum shape. Since the light of the star is considered to be a plane wave when averaged over time, the light reflected by the beam splitter 7 is reflected by the optical system 1 of the wavefront sensor.
1, the shape of the primary mirror 1 can be known by calculating the wavefront shape by the wavefront calculator 21 based on the output. The primary mirror controller 3 drives the active support mechanism based on the output of the wavefront calculator 21 to correct the shape of the primary mirror 1.

【0004】また、短かい時間間隔を考えた場合、大気
には屈折率の空間的、時間的な変動がある。その結果、
星からの光は平面波からの乱れがあり、理想的な結像状
態が得られる望遠鏡であっても星の像が移動したり、ぼ
けを生じる。デフォーマブルミラー13は主鏡1で補正
できない上記のような短い時間周期で生じる星像の移
動、ぼけを補正するものである。星からの光の波面揺ら
ぎを波面センサの光学系20により求め、計測結果を基
にデフォーマブルミラーコントローラ22はデフォーマ
ブルミラー13の制御を行い波面を補正する。
[0004] When a short time interval is considered, the atmosphere has spatial and temporal fluctuations in the refractive index. as a result,
Light from a star is disturbed by a plane wave, and the image of the star moves or blurs even with a telescope that provides an ideal imaging state. The deformable mirror 13 is for correcting the movement and blurring of the star image which occurs in such a short time period as cannot be corrected by the primary mirror 1. The wavefront fluctuation of the light from the star is obtained by the optical system 20 of the wavefront sensor, and the deformable mirror controller 22 controls the deformable mirror 13 based on the measurement result to correct the wavefront.

【0005】次に、波面センサ50,51の構成につい
て説明を行う。波面センサ50,51の光学系11,2
0の基本部分はレンズアレー9,18およびCCD1
0,19からなる。本方式の波面センサはレンズアレー
9,18の位置での被計測光の波面を計測するものであ
る。波面は伝搬により変化するため、波面センサの光学
系11ではコリメータレンズ8により主鏡1での波面を
レンズアレー9上に投影させている。波面センサ51の
アフォーカル光学系28はマイクロレンズアレー18の
寸法で決まる測定範囲と被測定波面の径の整合性を取っ
ている。
Next, the configuration of the wavefront sensors 50 and 51 will be described. Optical systems 11 and 12 of wavefront sensors 50 and 51
The basic parts of 0 are lens arrays 9, 18 and CCD1
0,19. The wavefront sensor of this method measures the wavefront of the light to be measured at the positions of the lens arrays 9 and 18. Since the wavefront changes due to propagation, in the optical system 11 of the wavefront sensor, the wavefront of the primary mirror 1 is projected onto the lens array 9 by the collimator lens 8. The afocal optical system 28 of the wavefront sensor 51 matches the measurement range determined by the dimensions of the microlens array 18 with the diameter of the wavefront to be measured.

【0006】次に波面センサ50,51の測定原理を説
明する。波面演算器21はCCD10,19上の集光ス
ポットの移動からレンズアレー9,18の各レンズ(レ
ンズレット)に入射する波面の傾きを計測し、各レンズ
レットで計測された波面の傾きΔWi を加え合わせて波
面を求める。集光スポットの移動量Δrはレンズレット
に入射する波面の傾き角θとレンズアレーの焦点距離f
m から次式で求められる。 Δr=fm ・tanθ (1) いま、i番目のレンズレットで計測される波面の傾きΔ
i は、レンズレット口径をDm とすると、次式で求め
られる。 また、計測波面Wは、次式で表される。 W=ΣΔWi (3)
Next, the measurement principle of the wavefront sensors 50 and 51 will be described. The wavefront calculator 21 measures the inclination of the wavefront incident on each lens (lenslet) of the lens arrays 9 and 18 from the movement of the condensed spot on the CCDs 10 and 19, and the inclination of the wavefront ΔW i measured by each lenslet. To obtain the wavefront. The amount of movement Δr of the focused spot is determined by the inclination angle θ of the wavefront incident on the lenslet and the focal length f of the lens array.
It is obtained from m by the following equation. Δr = f m · tanθ (1 ) Now, the wavefront slope to be measured by the i-th lenslets Δ
Wi is obtained by the following equation, where Dm is the lenslet aperture. The measurement wavefront W is expressed by the following equation. W = ΣΔW i (3)

【0007】波面計測はスポットの基準位置からの変位
を基に行うため、基準スポット位置が必要となる。参照
光源による集光スポットを基準スポット位置として用い
る。予め参照光源の出射波面を計測しておくことにより
基準のスポット位置が示す基準波面がわかる。被計測光
が入射したときのスポット位置の変位から、波面の変化
分を求め、上記基準波面に変化分を加えることにより計
測光の波面を求める。
Since the wavefront measurement is performed based on the displacement of the spot from the reference position, a reference spot position is required. A light spot focused by the reference light source is used as a reference spot position. By measuring the output wavefront of the reference light source in advance, the reference wavefront indicated by the reference spot position can be determined. From the displacement of the spot position when the light to be measured enters, a change in the wavefront is determined, and the wavefront of the measurement light is determined by adding the change to the reference wavefront.

【0008】参照光源15,29は波面センサに合った
出射光波面でなければならない。この波面センサ50は
鏡面形状の光波を計測するため入射光が球面波である必
要がある。参照光源29は波面センサ11の基準スポッ
ト位置を求めるものである。ランプ4から出た光はレン
ズ5でピンホール6に集光され、ピンホール6での回折
により歪みのない球面波が得られる。またアフォーカル
光学系28を有する波面センサ51には、コリメートし
た参照光を出射する参照波面発生器15を設けている。
The reference light sources 15, 29 must have an outgoing light wavefront suitable for the wavefront sensor. Since the wavefront sensor 50 measures a mirror-shaped light wave, the incident light needs to be a spherical wave. The reference light source 29 is for obtaining a reference spot position of the wavefront sensor 11. The light emitted from the lamp 4 is focused on the pinhole 6 by the lens 5, and a spherical wave without distortion due to diffraction at the pinhole 6 is obtained. The wavefront sensor 51 having the afocal optical system 28 is provided with a reference wavefront generator 15 that emits collimated reference light.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の波面センサは、
以上のように構成されていて、レンズアレー9,18の
焦点位置にCCD10,19を設置すると仮定している
ため、式(2)では焦点距離fm を用いている。しか
し、図12に示すように波面の傾きを算出するために必
要な値はレンズアレー9,18のレンズレット31とC
CD10,19の間隔lm である。レンズアレー9,1
8からCCD10,19までの距離は製造公差により焦
点距離と異なるにもかかわらず、従来例では波面の傾き
の算出に焦点距離を用いていたため、波面計測誤差を生
じるという課題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Conventional wavefront sensors are:
Be configured as described above, since it is assumed that the focal position of the lens array 9, 18 installing CCD10,19, is used in equation (2) the focal length f m. However, as shown in FIG. 12, the values required for calculating the inclination of the wavefront are the lenslets 31 and C of the lens arrays 9 and 18.
The distance between CDs 10 and 19 is 1 m . Lens array 9.1
In spite of the fact that the distance from 8 to the CCDs 10 and 19 differs from the focal length due to manufacturing tolerances, the conventional example uses the focal length to calculate the inclination of the wavefront, and thus has a problem that a wavefront measurement error occurs.

【0010】また、波面センサ51の参照波面発生器1
5では安定した波面を形成するため環境条件の変化に対
して安定な光学系を構成する必要があり構成が複雑にな
るという課題があった。
The reference wavefront generator 1 of the wavefront sensor 51
In the case of No. 5, there is a problem that an optical system that is stable against changes in environmental conditions must be formed in order to form a stable wavefront, and the configuration becomes complicated.

【0011】また、波面センサでは被計測光以外の光
(以下、迷光と呼ぶ)が入射した場合、誤動作する可能
性がある。図13は波面センサ51の光学系20に迷光
32が入射すると、波面センサ51が誤動作することを
説明するための図である。図に示すように、被計測光と
ともに迷光32が入射した場合、レンズアレー18によ
り被計測光の集光スポットに加えて、迷光32による集
光スポットが生じる。迷光32によるスポットを基に波
面計測を行った場合、誤動作することはあきらかであ
る。従来の装置では、対策として固定開口の視野絞り2
6を設けることにより迷光を防いでいる。しかし、計測
光の波面が乱れている場合、視野絞り26位置での光束
径が太くなるため、計測光を遮らない程度に視野絞り2
6の開口径を大きくする必要がある。その結果、迷光3
2を十分遮ることができず、誤動作や計測誤差を発生さ
せるという課題があった。
Further, when light other than the light to be measured (hereinafter referred to as stray light) enters the wavefront sensor, a malfunction may occur. FIG. 13 is a diagram for explaining that the wavefront sensor 51 malfunctions when the stray light 32 enters the optical system 20 of the wavefront sensor 51. As shown in the figure, when the stray light 32 is incident together with the measured light, a condensed spot by the stray light 32 is generated by the lens array 18 in addition to the condensed spot of the measured light. When the wavefront measurement is performed based on the spot by the stray light 32, it is obvious that a malfunction occurs. In a conventional device, as a countermeasure, a fixed aperture field stop 2
6 prevents stray light. However, when the wavefront of the measurement light is disturbed, the light beam diameter at the position of the field stop 26 becomes large, so that the field stop 2 does not block the measurement light.
It is necessary to increase the opening diameter of No. 6. As a result, stray light 3
2 could not be blocked sufficiently, causing a problem that a malfunction or a measurement error occurs.

【0012】また、波面センサ51では測定波面をレン
ズアレーにより空間的に分割して測定しているため、計
測光のF値が大きくなると、図14の斜線部分に示すよ
うに波面の空間的な分解能が低下するという課題があっ
た。解決策の一つとしてF値が大きい場合にも十分な空
間分解能が得られるようにレンズアレー数を多くする方
法が考えられる。しかし、レンズアレー数を多くすれば
空間的な分解能は向上するが、一方、レンズアレー1個
当りの入射光量が減少するためS/Nが低下し、また、
レンズアレー数の増加により全スポット位置の計測に要
する時間が増加するという問題がある。以上のことか
ら、レンズアレー数にはシステムに最適な値が存在す
る。よって、入射光の変化によらず同等の性能を維持す
るには、計測光のF値に合ったコリメータレンズ8に交
換するか、F値ごとにそれぞれ波面センサを備える必要
があった。
Further, in the wavefront sensor 51, since the measurement wavefront is spatially divided by a lens array for measurement, when the F value of the measurement light increases, the spatial wavefront as shown by the hatched portion in FIG. There is a problem that the resolution is reduced. One solution is to increase the number of lens arrays so that a sufficient spatial resolution can be obtained even when the F value is large. However, when the number of lens arrays is increased, the spatial resolution is improved, but on the other hand, the S / N is reduced because the amount of incident light per lens array is reduced.
There is a problem that the time required to measure all spot positions increases due to an increase in the number of lens arrays. From the above, there is an optimum value for the number of lens arrays in the system. Therefore, in order to maintain the same performance irrespective of the change in the incident light, it is necessary to replace the collimator lens 8 with the F value of the measurement light or to provide a wavefront sensor for each F value.

【0013】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、入射光の条件が変化しても高精度
に波面を計測する装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for measuring a wavefront with high accuracy even when conditions of incident light change.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係わる発明の波面センサは、レンズア
レーと、このレンズアレーに被計測光を投影させるレン
ズと、この投影された被計測光による前記レンズアレー
の集光スポット位置を検出する光電変換器と、を有する
光学系を具備し、参照光源からの光を前記レンズに光を
入射したときの前記レンズアレーの集光スポット位置と
前記被計測光が前記レンズに入射したときの前記レンズ
アレーの集光スポット位置との変位に基づいて、前記被
計測光の波面を計測する波面センサにおいて、前記参照
光源からの光に対して前記光学系の設置角度を変化させ
る角度コントローラと、該角度コントローラに基づく前
記光学系の設置角度の変化前後に得られた前記光電変換
器の出力を基に前記レンズアレーと前記光電変換器との
間の距離を求める校正値演算器と、を設けたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a lens for projecting light to be measured on the lens array; A photoelectric converter for detecting a position of a converging spot of the lens array by the measured light; and a condensing spot of the lens array when light from a reference light source is incident on the lens. A wavefront sensor that measures a wavefront of the measured light based on a displacement between a position and a focused spot position of the lens array when the measured light is incident on the lens. An angle controller for changing the installation angle of the optical system, and an output of the photoelectric converter obtained before and after the change of the installation angle of the optical system based on the angle controller. A calibration value calculator lens array and determine the distance between the photoelectric converter, in which the provided.

【0015】また、請求項2に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレー、該レンズアレーに被計測光を投影さ
せるレンズ、及びこの投影された被計測光による前記レ
ンズアレーの集光スポット位置を検出する光電変換器、
を有する光学系と、前記レンズアレーと前記光電変換器
との間に前記被計測光の光軸に対して傾斜して設置され
る第一のハーフミラーと、前記レンズの被計測光入射側
に前記レンズに正対して設置される第二のハーフミラー
と、前記第一のハーフミラーと前記第二のハーフミラー
とによる前記光電変換器の鏡像位置に前記レンズアレー
を構成するレンズの数と同数の光源を有するアレー状光
源と、を設けたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor for detecting a lens array, a lens for projecting light to be measured on the lens array, and a condensing spot position of the lens array based on the projected light for measurement. Photoelectric converter,
An optical system having a first half mirror that is installed between the lens array and the photoelectric converter so as to be inclined with respect to the optical axis of the measured light, and on the measured light incident side of the lens. A second half mirror installed facing the lens, and the same number as the number of lenses constituting the lens array at a mirror image position of the photoelectric converter by the first half mirror and the second half mirror And an array-like light source having the above light sources.

【0016】また、請求項3に係わる発明の波面センサ
は、前記光電変換器は、前記アレー状光源からの出射光
により前記レンズアレーの集光スポット位置の配列の乱
れを求め、該乱れを基に誤差波面を算出する誤差波面演
算器と、前記光電変換器の出力を基に求めた前記被計測
光の波面から前記誤差波面を差し引く波面演算器と、を
設けたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the wavefront sensor according to the third aspect, the photoelectric converter obtains a disturbance in the arrangement of the condensed spot positions of the lens array based on light emitted from the array-like light source, and determines the disturbance based on the disturbance. And an error wavefront calculator for calculating an error wavefront, and a wavefront calculator for subtracting the error wavefront from the wavefront of the measured light obtained based on the output of the photoelectric converter.

【0017】また、請求項4に係わる発明の波面センサ
は、前記第二のハーフミラーの代わりに偏向板を設け、
該偏向板の偏光方向と前記被計測光の偏光方向とを一致
させたものである。
In the wavefront sensor according to the present invention, a deflection plate is provided instead of the second half mirror.
The polarization direction of the deflecting plate is made to coincide with the polarization direction of the measured light.

【0018】また、請求項5に係わる発明の波面センサ
は、前記第二のハーフミラーの代わりに、前記被計測光
の波長域では光を透過して前記アレー状光源の出射光の
波長域では光を反射するミラーを設けたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the wavefront sensor according to the fifth aspect, instead of the second half mirror, light is transmitted in a wavelength range of the light to be measured and is transmitted in a wavelength range of light emitted from the array light source. A mirror for reflecting light is provided.

【0019】また、請求項6に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレー、該レンズアレーに被計測光を投影さ
せる対物レンズと接眼レンズとから成るレンズ、及びこ
の投影された被計測光による前記レンズアレーの集光ス
ポット位置を検出する光電変換器、を有する光学系と、
前記光電変換器の出力を基に前記被計測光の波面を求め
る波面演算器と、前記対物レンズの焦点位置に設置した
可変径の絞りと、前記波面演算器で求めた前記被計測光
の波面をフーリエ変換するFFT演算手段と、該フーリ
エ変換で得られる変換結果の前記対物レンズの焦点位置
での光量分布を基に前記可変径の絞りの径を決定する絞
り径演算手段と、前記絞り径演算手段の出力を基に前記
可変径の絞りの径を制御する絞り径コントローラと、を
設けたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a lens comprising an objective lens and an eyepiece for projecting light to be measured onto the lens array; and the lens using the projected light to be measured. An optical system having a photoelectric converter that detects a converging spot position of the array,
A wavefront calculator for calculating the wavefront of the measured light based on the output of the photoelectric converter, a variable-diameter aperture installed at the focal position of the objective lens, and a wavefront of the measured light determined by the wavefront calculator. FFT calculating means for performing Fourier transform of the aperture, aperture diameter calculating means for determining the diameter of the variable-diameter aperture based on the light amount distribution at the focal position of the objective lens obtained as a result of the Fourier transform, and the aperture diameter A diaphragm diameter controller for controlling the diameter of the variable diameter diaphragm based on the output of the calculating means.

【0020】また、請求項7に係わる発明の波面センサ
は、レンズアレー、該レンズアレーに被計測光を投影さ
せる第一のレンズ、及びこの投影された被計測光による
前記レンズアレーの集光スポット位置を検出する光電変
換器、を有する光学系と、前記第一のレンズの被計測光
入射側に第一のダイクロイックミラーと、前記第一のレ
ンズと前記レンズアレーとの間に設け、前記第一のダイ
クロイックミラーを透過した透過光を前記レンズアレー
に入射させる第二のダイクロイックミラーと、前記第一
のダイクロイックミラーにより分離し、前記第二のダイ
クロイックミラーを介して前記レンズアレーに被計測光
を投影させる該被計測光の光路中に設ける第二のレンズ
と、を設けたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a wavefront sensor, comprising: a lens array; a first lens for projecting light to be measured on the lens array; and a condensing spot of the lens array by the projected light to be measured. An optical system having a photoelectric converter for detecting a position, a first dichroic mirror on a measurement light incident side of the first lens, and a first dichroic mirror provided between the first lens and the lens array; A second dichroic mirror that transmits light transmitted through one dichroic mirror to the lens array, and separated by the first dichroic mirror, and the light to be measured is transmitted to the lens array through the second dichroic mirror. A second lens provided in the optical path of the measured light to be projected.

【0021】[0021]

【作用】上記のように構成された請求項1に係わる発明
の波面センサでは、校正時に、参照光源からの入射光に
対する光学系の設置角度を変化させ、前記光学系の角度
変化前後に得られた光電変換器の出力を基に、光学系の
レンズアレーと光電変換器間の距離の校正値を実装状態
で求めることにより、波面計測精度を上げることができ
る。
In the wavefront sensor according to the first aspect of the present invention, the installation angle of the optical system with respect to the incident light from the reference light source is changed at the time of calibration, and the angle is obtained before and after the angle change of the optical system. By obtaining the calibration value of the distance between the lens array of the optical system and the photoelectric converter in the mounted state based on the output of the photoelectric converter, the wavefront measurement accuracy can be improved.

【0022】また、上記のように構成された請求項2に
係わる発明の波面センサでは、光電変換器の直前に光軸
から傾斜させた第一のハーフミラーを設置するととも
に、前記波面センサの被計測光入射側に第二のハーフミ
ラーを正対させて設置し、前記第一のハーフミラーと第
二のハーフミラーとで生じる前記光電変換器の鏡像位置
に備えたレンズアレー数と同数の光源を有するアレー状
光源を設けたことにより、構成が簡易で、正確な配列の
参照波面発生器が得られ、また、アレー状光源の設置位
置が光軸方向に移動した場合、前記光電変換器との共役
関係が崩れスポットのぼけが生ずるが、図示していない
波面演算器においてスポットの重心をスポットの計測位
置とすることにより、波面センサの温度変化等に対して
安定度を上げることができる。
In the wavefront sensor according to the second aspect of the present invention, the first half mirror inclined from the optical axis is provided immediately before the photoelectric converter, and the wavefront sensor is provided with the first half mirror. A second half mirror is installed facing the measurement light incident side, and the same number of light sources as the number of lens arrays provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the first half mirror and the second half mirror. By providing an array-like light source having a, the configuration is simple, a reference wavefront generator of an accurate arrangement is obtained, and, when the installation position of the array-like light source is moved in the optical axis direction, the photoelectric converter and The conjugate relationship is broken, and spot blurring occurs. However, by using the wavefront calculator (not shown) as the spot measurement position, the stability with respect to temperature changes of the wavefront sensor can be improved. It can be.

【0023】また、上記のように構成された請求項3に
係わる発明の波面センサでは、アレー状光源からの出射
光を用いて前記レンズアレーの集光スポット位置の配列
の乱れを求め、これから誤差波面を算出し、前記光電変
換器の出力を基に求めた前記被計測光の波面から前記誤
差波面を差し引くので、構成が簡易で、正確な配列の参
照波面発生器が得られる。
In the wavefront sensor according to the third aspect of the present invention, the arrangement of the converging spot positions of the lens array is determined using the light emitted from the array-like light source. Since the wavefront is calculated and the error wavefront is subtracted from the wavefront of the measured light obtained based on the output of the photoelectric converter, a reference wavefront generator having a simple configuration and an accurate arrangement can be obtained.

【0024】また、上記のように構成された請求項4に
係わる発明の波面センサでは、前記光電変換器の直前に
光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとともに、
前記波面センサの被計測光入射側に偏光板を正対させて
設置し、前記ハーフミラーと偏光板とで生じる前記光電
変換器の鏡像位置に備えたレンズアレー数と同数の光源
を有するアレー状光源を設けたことにより、構成が簡易
で、正確な配列の参照波面発生器が得られ、また、アレ
ー状光源の設置位置が光軸方向に移動した場合、前記光
電変換器との共役関係が崩れスポットのぼけが生ずる
が、図示していない波面演算器においてスポットの重心
をスポットの計測位置とすることにより、波面センサの
温度変化等に対して安定度を上げることができる。
In the wavefront sensor according to the fourth aspect of the present invention, a half mirror inclined from the optical axis is provided immediately before the photoelectric converter.
A polarizing plate is installed facing the measured light incident side of the wavefront sensor, and has an array shape having the same number of light sources as the number of lens arrays provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the polarizing plate. By providing the light source, it is possible to obtain a reference wavefront generator with a simple configuration and an accurate arrangement, and when the installation position of the array light source is moved in the optical axis direction, the conjugate relationship with the photoelectric converter is reduced. Although the collapse spot blurs, the stability with respect to temperature changes of the wavefront sensor can be increased by setting the center of gravity of the spot in the wavefront calculator (not shown) as the spot measurement position.

【0025】また、上記のように構成された請求項5に
係わる発明の波面センサでは、前記光電変換器の直前に
光軸から傾斜させたハーフミラーを設置するとともに、
前記波面センサの被計測光入射側に被計測光の波長域で
は光を透過し前記アレー状光源の出射光の波長域では光
を反射するミラーを正対させて設置し、この正対配置し
たミラーと前記ハーフミラーとで生じる前記光電変換器
の鏡像位置に備えたレンズアレー数と同数の光源を有す
るアレー状光源を設けたことにより、構成が簡易で、正
確な配列の参照波面発生器が得られ、また、アレー状光
源の設置位置が光軸方向に移動した場合、前記光電変換
器との共役関係が崩れスポットのぼけが生ずるが、図示
していない波面演算器においてスポットの重心をスポッ
トの計測位置とすることにより、波面センサの温度変化
等に対して安定度を上げることができる。
In the wavefront sensor according to the fifth aspect of the present invention, a half mirror inclined from the optical axis is provided immediately before the photoelectric converter.
A mirror that transmits light in the wavelength range of the measured light and reflects light in the wavelength range of the emitted light of the array-like light source is directly installed on the side of the measured light incident side of the wavefront sensor. By providing an array-like light source having the same number of light sources as the number of lens arrays provided at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the mirror and the half mirror, the reference wavefront generator having a simple configuration and an accurate arrangement is provided. When the installation position of the array-like light source is moved in the optical axis direction, the conjugate relationship with the photoelectric converter is broken and spot blur occurs, but the center of gravity of the spot is spotted by a wavefront calculator (not shown). By setting the measurement position as described above, it is possible to increase the stability against a change in the temperature of the wavefront sensor or the like.

【0026】また、上記のように構成された請求項6に
係わる発明の波面センサでは、波面演算器の演算結果を
フーリエ変換し、前記フーリエ変換で得られる対物レン
ズによる焦点位置での光量分布を基に波面センサの視野
を制限する可変絞りの径を決定し、前記可変径の絞りを
制御することにより、所要の被計測光を遮らないで、迷
光(被計測光以外の光)を遮り、誤動作や計測誤差の発
生を抑制することができる。
In the wavefront sensor according to the sixth aspect of the present invention, the calculation result of the wavefront calculator is Fourier-transformed, and the light quantity distribution at the focal position of the objective lens obtained by the Fourier transformation is obtained. Determine the diameter of the variable aperture that limits the field of view of the wavefront sensor based on the basis, by controlling the aperture of the variable diameter, without blocking the required measured light, stray light (light other than the measured light), It is possible to suppress malfunction and measurement error.

【0027】また、上記のように構成された請求項7に
係わる発明の波面センサでは、光学系の被計測光入射側
に第一のダイクロイックミラー設けるとともに、前記レ
ンズアレーの被計測光入射側に第二のダイクロイックミ
ラー設けて、第一のダイクロイックミラーの透過光を透
過するとともに、前記第一のダイクロイックミラーで分
離した被計測光を前記レンズアレーに入射させ、一方、
前記の第一と第二のダイクロイックミラーにより分離し
た光路中に被測定波面と前記レンズアレーを共役にする
別の光学系を設けたことにより、被計測光のF値が変化
しても、光学系全体を交換せずにレンズアレーに入射す
る被計測光の光束径を一定にできるので、計測波面の空
間的な分解能を劣化させず維持できる。また、光学系全
体を交換しないため光学系の可動部分が存在せず、光学
系の公差を小さくすることができ高精度の波面計測がで
きる。
In the wavefront sensor according to the seventh aspect of the present invention, a first dichroic mirror is provided on the measured light incident side of the optical system, and the first dichroic mirror is provided on the measured light incident side of the lens array. Providing a second dichroic mirror, transmitting the light transmitted through the first dichroic mirror, and causing the light to be measured separated by the first dichroic mirror to enter the lens array,
By providing another optical system that conjugates the measured wavefront and the lens array in the optical path separated by the first and second dichroic mirrors, even if the F value of the measured light changes, Since the beam diameter of the light to be measured incident on the lens array can be made constant without replacing the entire system, the spatial resolution of the measurement wavefront can be maintained without deterioration. In addition, since the entire optical system is not replaced, there is no movable part of the optical system, and the tolerance of the optical system can be reduced, and high-accuracy wavefront measurement can be performed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】実施形態1.図1は本発明の実施
形態1を示す構成図である。図1において図11と同一
符号は同一または相当部分を示す。図1において、1は
望遠鏡の主鏡、2は望遠鏡の副鏡、8はコリメータレン
ズ、9はレンズアレー、10はCCD、11は波面セン
サの光学系、100は波面センサ、101は温度セン
サ、102は誤差波面演算器、103は波面演算器であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing Embodiment 1 of the present invention. 1, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 1, 1 is a primary mirror of a telescope, 2 is a secondary mirror of a telescope, 8 is a collimator lens, 9 is a lens array, 10 is a CCD, 11 is an optical system of a wavefront sensor, 100 is a wavefront sensor, 101 is a temperature sensor, 102 is an error wavefront calculator, and 103 is a wavefront calculator.

【0029】従来例で説明したように、温度変化により
光学材料の屈折率変化、形状変化、鏡筒の熱膨脹による
レンズ間隔の変化等で生じる収差により波面計測誤差が
生じる。本実施形態は、温度センサ101、誤差波面演
算器102を設けて、使用温度において発生する収差を
誤差波面として求め、波面演算器103でCCD10の
出力から求めた計測波面から前記誤差波面を差し引くこ
とで温度補償を行うものである。
As described in the conventional example, a wavefront measurement error occurs due to an aberration caused by a change in refractive index and shape of an optical material due to a change in temperature, a change in a lens interval due to thermal expansion of a lens barrel, and the like. In the present embodiment, a temperature sensor 101 and an error wavefront calculator 102 are provided, an aberration generated at a used temperature is obtained as an error wavefront, and the wavefront calculator 103 subtracts the error wavefront from the measurement wavefront obtained from the output of the CCD 10. Temperature compensation.

【0030】以下、誤差波面演算器102の詳細につい
て説明する。誤差波面演算器102は、温度センサ10
1の出力を基に温度変化によってコリメータレンズ8で
生じるフォーカス位置の変化を所定の式から算出し、こ
れを波面に変換する。さらに、誤差波面演算器102は
レンズアレー9とCCD10の線膨脹率の違いによるス
ポット位置の変位で生じる波面を算出する。誤差波面演
算器102は上記の2波面を加え合わせたものを誤差波
面として波面演算器103に出力する。
The details of the error wavefront calculator 102 will be described below. The error wavefront calculator 102 is connected to the temperature sensor 10
The change of the focus position generated in the collimator lens 8 due to the temperature change based on the output of 1 is calculated from a predetermined formula, and this is converted into a wavefront. Further, the error wavefront calculator 102 calculates a wavefront caused by a displacement of the spot position due to a difference in linear expansion rate between the lens array 9 and the CCD 10. The error wavefront calculator 102 outputs the sum of the two wavefronts to the wavefront calculator 103 as an error wavefront.

【0031】誤差波面演算器102が行う演算内容を、
温度変化によるコリメータレンズ8のフォーカス位置の
変化を算出する方法、上記フォーカス位置の変化から誤
差波面を求める方法、およびレンズアレー9とCCD1
0の線膨脹率の違いによる誤差波面を求める方法に分け
て以下、順に説明する。
The calculation performed by the error wavefront calculator 102 is
A method for calculating a change in the focus position of the collimator lens 8 due to a change in temperature, a method for obtaining an error wavefront from the change in the focus position, a method for calculating the lens array 9 and the CCD 1
The method will be described below in order of the method of obtaining the error wavefront due to the difference in the linear expansion coefficient of 0.

【0032】コリメータレンズ8のフォーカス位置の変
化は、温度変化によるコリメータレンズの屈折率変化で
生じるパワーの変化、および鏡筒の伸縮によって生じ
る。コリメータレンズ8のバックフォーカスをfb 、鏡
筒の線膨脹係数をαとすると、温度Tの変化に対するフ
ォーカス位置の変化は式(101)のように表わせる。 ここで、β=(1/φ)・dφ/dT :熱分散率
A change in the focus position of the collimator lens 8 is caused by a change in power caused by a change in the refractive index of the collimator lens due to a change in temperature, and by expansion and contraction of the lens barrel. Assuming that the back focus of the collimator lens 8 is f b and the linear expansion coefficient of the lens barrel is α, a change in the focus position with respect to a change in the temperature T can be expressed as in Expression (101). Here, β = (1 / φ) · dφ / dT: heat dispersion coefficient

【0033】よって、温度変化が分かった場合のフォー
カス位置変化は次式により求められる。
Therefore, a change in focus position when a change in temperature is known can be obtained by the following equation.

【0034】また、フォーカス位置変化Δxと誤差波面
ΔWT は以下のように関係づけられる。 ΔWT =Δx/8λF2 (103) ここで、λは波長、FはレンズのF値である。
[0034] The focus position change Δx and error wavefront [Delta] W T is related as follows. ΔW T = Δx / 8λF 2 (103) where λ is the wavelength and F is the F value of the lens.

【0035】よって、式(103)と温度変化によるコ
リメータレンズのフォーカス位置変化の式(102)か
ら誤差波面は次式により算出することができる。
Therefore, the error wavefront can be calculated from the following equation from the equation (103) and the equation (102) for the change in the focus position of the collimator lens due to the temperature change.

【0036】次いで、レンズアレーとCCDの線膨脹率
の違いで生じる誤差波面について説明する。レンズアレ
ー基板材料の線膨脹率をαm ,CCDの線膨脹率をαc
光軸からの距離をrとする。温度変化による形状変化で
生じるスポット移動量Δrは次式で表される。
Next, a description will be given of an error wavefront generated due to a difference in linear expansion coefficient between the lens array and the CCD. The linear expansion coefficient of the lens array substrate material is α m , and the linear expansion coefficient of the CCD is α c
Let r be the distance from the optical axis. The spot movement amount Δr generated by a shape change due to a temperature change is expressed by the following equation.

【0037】スポット移動量Δrと誤差波面の関係は以
下のように関係づけられる。 ここで、nはレンズアレー数、fm はレンズアレーの焦
点距離,Dm はレンズレットの開口径である。
The relationship between the spot movement amount Δr and the error wavefront is related as follows. Here, n is the number of lens arrays, f m is the focal length of the lens array, and D m is the aperture diameter of the lenslet.

【0038】以上から温度変化に対する誤差波面の変化
の関係は以下の式で表される。
From the above, the relationship between the change in the error wavefront and the change in temperature is expressed by the following equation.

【0039】よって、温度変化ΔTが生じたときの誤差
波面は式(108)で算出することができる。
Therefore, the error wavefront when the temperature change ΔT occurs can be calculated by equation (108).

【0040】以上に説明した式(104)および式(1
08)により誤差波面演算器102では誤差波面ΔW
T ,ΔWM を求め、波面演算器103で式(109)の
ように温度変化の影響を受けた計測波面Wから誤差波面
を差し引くことにより、正しい波面WI を求めることが
できる。
The equations (104) and (1) described above
08), the error wavefront calculator 102 calculates the error wavefront ΔW
T and ΔW M are obtained, and the correct wavefront W I can be obtained by subtracting the error wavefront from the measurement wavefront W affected by the temperature change by the wavefront calculator 103 as shown in Expression (109).

【0041】実施形態2.図2は本発明の実施形態2を
示す構成図である。図2において図11と同一符号は同
一または相当部分を示す。図2において、1は望遠鏡の
主鏡、2は望遠鏡の副鏡、8はコリメータレンズ、9は
レンズアレー、10はCCD、11は波面センサの光学
系、200は波面センサ、201は気圧センサ、202
は誤差波面演算器、203は波面演算器である。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing Embodiment 2 of the present invention. 2, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 2, 1 is a telescope primary mirror, 2 is a telescope sub-mirror, 8 is a collimator lens, 9 is a lens array, 10 is a CCD, 11 is an optical system of a wavefront sensor, 200 is a wavefront sensor, 201 is a barometric pressure sensor, 202
Is an error wavefront calculator, and 203 is a wavefront calculator.

【0042】従来例に示したように、気圧変化により大
気の屈折率が変化することによって、波面計測誤差が生
じる。本実施形態では、補償手段として気圧センサ20
1と誤差波面演算器202を設けて、使用気圧における
誤差波面を求め、波面演算器203でCCD10の出力
から求めた気圧変化の影響を受けた計測波面から上記誤
差波面を差し引くことで気圧補償を行うものである。
As shown in the conventional example, a change in the refractive index of the atmosphere due to a change in the atmospheric pressure causes a wavefront measurement error. In the present embodiment, the pressure sensor 20 is used as the compensation means.
1 and an error wavefront calculator 202 are provided to obtain an error wavefront at the used atmospheric pressure, and the wavefront calculator 203 subtracts the error wavefront from the measurement wavefront affected by the pressure change obtained from the output of the CCD 10 to compensate for the atmospheric pressure. Is what you do.

【0043】以下、誤差波面演算器202の詳細につい
て説明する。誤差波面演算器202は、気圧センサ20
1の出力を基に気圧変化によりコリメータレンズ8で生
じるレンズパワーの変化を算出し、これを波面に変換
し、誤差波面として波面演算器203に出力する。
The details of the error wavefront calculator 202 will be described below. The error wavefront calculator 202 is a
A change in the lens power generated in the collimator lens 8 due to a change in the atmospheric pressure is calculated based on the output of No. 1 and converted into a wavefront, which is output to the wavefront calculator 203 as an error wavefront.

【0044】以下、誤差波面演算器202が行う気圧変
化によるコリメータレンズ8のパワー変化の算出方法、
パワー変化から誤差波面への変換方法の2点について説
明する。
Hereinafter, a method of calculating the power change of the collimator lens 8 due to the atmospheric pressure change performed by the error wavefront calculator 202 will be described.
Two points of a method of converting a power change into an error wavefront will be described.

【0045】先ず、気圧変化によるコリメータレンズ8
のパワー変化の算出方法について説明する。気圧Pの変
化によるパワーφの変化は次式で表される。
First, the collimator lens 8 due to a change in air pressure
The calculation method of the power change will be described. The change in the power φ due to the change in the atmospheric pressure P is expressed by the following equation.

【0046】これから気圧変化によるフォーカス位置の
変化Δxは次式で表される。 dΔx/dP =(dΔx/dφ)(dφ/dna )(dna /dP) =(−1/φ2 )(dφ/dna )(dna /dP) =(1/φ)(1/n−na )(dna /dP) =(1/φ)・γ・(dna /dP) (202) 但し、γ=1/n−na :気圧分散 (203)
From this, the change Δx in the focus position due to the change in air pressure is expressed by the following equation. dΔx / dP = (dΔx / dφ ) (dφ / dn a) (dn a / dP) = (- 1 / φ 2) (dφ / dn a) (dn a / dP) = (1 / φ) (1 / n-n a) (dn a / dP) = (1 / φ) · γ · (dn a / dP) (202) where, γ = 1 / n-n a: pressure variance (203)

【0047】よって気圧変化によるデフォーカス波面収
差の割合は、レンズ間媒質の屈折率変化を介して次式で
表される。
Accordingly, the ratio of the defocus wavefront aberration due to the change in atmospheric pressure is expressed by the following equation through the change in the refractive index of the medium between lenses.

【0048】従って、気圧変化ΔPが生じたときの波面
ΔWP は式(205)より算出することができる。 ΔW=(dWP /dP)・ΔP (205)
[0048] Therefore, the wavefront [Delta] W P at the time when the change in air pressure ΔP caused can be calculated from equation (205). ΔW = (dW P / dP) · ΔP (205)

【0049】以上のように、式(205)により誤差波
面演算器202で誤差波面ΔWP を求め、波面演算器2
03で式(206)のように気圧変化の影響を受けた計
測波面Wから誤差波面を差し引くことにより正しい波面
I を求めることができる。 WI =W−ΔWP (206)
[0049] As described above, determine the error wavefront [Delta] W P in error wavefront calculator 202 according to equation (205), the wavefront calculator 2
In 03, the correct wavefront W I can be obtained by subtracting the error wavefront from the measurement wavefront W affected by the atmospheric pressure change as in the equation (206). W I = W−ΔW P (206)

【0050】実施形態3.図3は本発明の実施形態3を
示す構成図である。図3において図11と同一符号は同
一または相当部分を示す。図3において、301は温度
補償アフォーカル光学系、302はレンズアレー、30
3は対物レンズ、304は接眼レンズ、19はCCDで
ある。なお、ここでCCD19の出力を基に波面を求め
る波面演算器は図示していない。
Embodiment 3 FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing Embodiment 3 of the present invention. 3, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a temperature-compensated afocal optical system; 302, a lens array;
Reference numeral 3 denotes an objective lens, 304 denotes an eyepiece, and 19 denotes a CCD. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0051】本実施形態では、レンズアレー302とC
CD19との線膨脹率の違いにより生じる誤差波面を温
度補償アフォーカル光学系301の残留収差により補償
するものである。レンズアレー302の基板材料の線膨
脹率をαm 、CCD19の線膨脹率をα c とする。スポ
ット移動量と誤差波面の関係は前出の式(107)で表
され、これをθとおくと ここで、nはレンズアレー数、fm はレンズアレーの焦
点距離,Dm はレンズレットの開口径である。
In this embodiment, the lens array 302 and C
The error wavefront caused by the difference in the linear expansion rate from CD19 is
Compensation by residual aberration of afocal optical system 301
Is what you do. Linear expansion of substrate material of lens array 302
The expansion rate is αm , The linear expansion coefficient of CCD 19 is α c And Sports
The relationship between the amount of shift and the error wavefront is expressed by the above equation (107).
And let this be θHere, n is the number of lens arrays, fm Is the focus of the lens array
Point distance, Dm Is the aperture diameter of the lenslet.

【0052】次いで、温度補償条件を満たすアフォーカ
ル光学系301のレンズパワーに関して説明する。先
ず、温度変化によるアフォーカル光学系301のパワー
変化の算出方法について説明する。アフォーカル光学系
301のパワーは式(302)で表される。 但し、 φo :対物レンズ303のパワー φe :接眼レンズ304のパワー m=φe /φo :アフォーカル光学系301の倍率 :対物レンズ303と接眼レンズ304の間隔
Next, the lens power of the afocal optical system 301 satisfying the temperature compensation condition will be described. First, a method of calculating a power change of the afocal optical system 301 due to a temperature change will be described. The power of the afocal optical system 301 is expressed by equation (302). Where φ o : power of the objective lens 303 φ e : power of the eyepiece 304 m = φ e / φ o : magnification of the afocal optical system 301 : Interval between the objective lens 303 and the eyepiece 304

【0053】アフォーカル光学系301のパワーの温度
変化率は式(304)で表される。 対物レンズ303と接眼レンズ304のパワ−の熱分散
βo 、βe を等しくとることで、アフォーカル光学系3
01の倍率mが温度によって変わらないようにすると、
次式で表わされる。 dm/dT=0 (305) 以上の式(303),(304),(305)を用いる
と、アフォーカル光学系301のパワーの温度変化率は
式(306)で示される。 但し、αB =(1/e)・(de/dT):鏡筒の線膨
脹率 βo =(1/φo )・(dφo /dT)
The temperature change rate of the power of the afocal optical system 301 is expressed by equation (304). The afocal optical system 3 can be obtained by making the heat dispersions β o and β e of the power of the objective lens 303 and the eyepiece 304 equal.
Assuming that the magnification m of 01 does not change with temperature,
It is expressed by the following equation. dm / dT = 0 (305) Using the above equations (303), (304), and (305), the temperature change rate of the power of the afocal optical system 301 is expressed by equation (306). Here, α B = (1 / e) · (de / dT): linear expansion coefficient of the lens barrel β o = (1 / φ o ) · (dφ o / dT)

【0054】よって、温度補償条件としてスポット移動
で生じる誤差波面θを打ち消す波面を生じさせるため、
次式を満足させる必要がある。 (dWT /dT) =(1/8λF2 )・(dΔx/dφ)・(dφ/dT) =(1/8λF2 )・(−1/φ2 )・(dφ/dT) =−θ (307)
Therefore, as a temperature compensation condition, a wavefront that cancels the error wavefront θ generated by the spot movement is generated.
The following equation must be satisfied. (DW T / dT) = (8λF 2 ) · (dΔx / dφ) · (dφ / dT) = (1 / λF 2 ) · (−1 / φ 2 ) · (dφ / dT) = − θ ( 307)

【0055】一方、複数種材料で構成される薄肉レンズ
を近接させた合成レンズにおいて、i番目の材料の分散
をμi 、レンズパワーをφi としたとき、合成パワーお
よび色消し条件から、 が成り立つ必要がある。この条件と、上記の温度補償条
件を満たすパワーに関する式(307)を加えた3式か
ら各レンズのパワーを決定する。
On the other hand, in a synthetic lens in which thin lenses composed of a plurality of types of materials are brought close to each other, when the variance of the i-th material is μ i and the lens power is φ i , Must be satisfied. The power of each lens is determined from this equation and three equations obtained by adding the equation (307) relating to the power satisfying the above temperature compensation condition.

【0056】以上のように、最低3種の材料を用いて対
物レンズ303および接眼レンズ304を構成すること
により、合成パワー条件を満足した上で色消し、温度補
償の2条件を必ず満足する波面センサを構成することが
できる。
As described above, by constructing the objective lens 303 and the eyepiece 304 using at least three types of materials, the wavefront that satisfies the combined power condition and achromatizes, and always satisfies the two conditions of temperature compensation. A sensor can be configured.

【0057】実施形態4.図4は本発明の実施形態4を
示す構成図である。図4において図11と同一符号は同
一または相当部分を示す。図4において、1は望遠鏡の
主鏡、2は望遠鏡の副鏡、400は波面センサ、401
は気圧補償コリメータレンズである。なお、ここでCC
D10の出力を基に波面を求める波面演算器は図示して
いない。
Embodiment 4 FIG. FIG. 4 is a configuration diagram showing Embodiment 4 of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 4, 1 is a primary mirror of the telescope, 2 is a secondary mirror of the telescope, 400 is a wavefront sensor, 401
Is a pressure compensating collimator lens. Here, CC
A wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of D10 is not shown.

【0058】式(401)で示される気圧分散γはいわ
ゆる色消しレンズにおける分散μと同様に扱うことがで
きる。 γ=1/(n−na ) (401)
The pressure variance γ represented by the equation (401) can be treated in the same manner as the dispersion μ in a so-called achromatic lens. γ = 1 / (n-n a) (401)

【0059】コリメータレンズ401を異種材料を組み
合わせた複数レンズで構成すると等価的に気圧分散γと
いった材料特性を合成してつくりだすことが可能であ
る。複数種材料で構成される薄肉レンズを近接させた合
成レンズにおいて、i番目の材料の分散をμi 、気圧分
散をγi 、レンズパワーをφi としたとき、コリメータ
レンズ401について、以下の条件を満足する必要があ
る。
When the collimator lens 401 is composed of a plurality of lenses combining different materials, it is possible to equivalently produce a material characteristic such as atmospheric pressure dispersion γ. In a synthetic lens in which thin lenses made of a plurality of types of materials are brought close to each other, when the ith material has a dispersion of μ i , a pressure dispersion of γ i , and a lens power of φ i , the following conditions apply to the collimator lens 401. Needs to be satisfied.

【0060】以上のように、最低3種材料を用いてコリ
メータレンズを構成すれば、合成パワー条件を満足した
上で色消し、気圧補償の2条件を必ず満足させるアフォ
ーカル光学系を構成することができる。
As described above, if the collimator lens is formed by using at least three kinds of materials, the afocal optical system which satisfies the combined power condition and achromatizes and always satisfies the two conditions of the atmospheric pressure compensation is required. Can be.

【0061】実施形態5.図5は本発明の実施形態5を
示す構成図である。図5において図11と同一符号は同
一または相当部分を示す。図5において、501は校正
値演算器、502は波面センサ角度コントローラ、29
は参照光源である。
Embodiment 5 FIG. 5 is a configuration diagram showing Embodiment 5 of the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a calibration value calculator; 502, a wavefront sensor angle controller;
Is a reference light source.

【0062】本実施形態では、波面の傾きを正確に算出
するのに必要なCCD10とレンズアレー9間の距離を
直接的に測定せず、実装状態で計測し校正ている。
In the present embodiment, the distance between the CCD 10 and the lens array 9 required for accurately calculating the inclination of the wavefront is not directly measured, but is measured and calibrated in the mounted state.

【0063】従来例に示すように、CCD10上のスポ
ット位置のずれ量Δrとtanθとの関係は以下の式で
表される。 tanθ=Δr/lm (501) ここで、lm はマイクロレンズアレー9とCCD10間
の距離である。いま、波面センサへ入射角θの光を入射
し、基準スポット位置からのずれΔrを計測し、上記
θ、Δrから式(501)により距離lm を求める。
As shown in the conventional example, the relationship between the deviation amount Δr of the spot position on the CCD 10 and tan θ is expressed by the following equation. tanθ = Δr / l m (501 ) , where, l m is the distance between the microlens array 9 and CCD 10. Now, light having an incident angle θ is incident on the wavefront sensor, the deviation Δr from the reference spot position is measured, and the distance l m is obtained from the above θ and Δr by the equation (501).

【0064】以下、波面センサの校正方法について説明
する。 (1)波面演算器21が参照光源29により基準スポッ
ト位置を計測し、 (2)波面センサ角度コントローラ502が波面センサ
の光学系11をθだけ傾けるとともに、上記傾斜角θを
校正値演算器501に送出する。 (3)波面演算器21が校正データ用スポット位置を計
測し、 (4)波面演算器21が校正データ用スポット位置から
基準スポット位置を差し引いたスポット位置の変位Δr
を校正値演算器501に送出する。 (5)校正値演算器501がΔrとθから画素を単位と
するレンズアレー9とCCD10間の距離lm を算出
し、波面演算器21は内部のメモリにデータを格納す
る。 以上により校正を終了する。
Hereinafter, a method of calibrating the wavefront sensor will be described. (1) The wavefront calculator 21 measures the reference spot position by the reference light source 29. (2) The wavefront sensor angle controller 502 tilts the optical system 11 of the wavefront sensor by θ, and calculates the tilt angle θ as a calibration value calculator 501. To send to. (3) The wavefront calculator 21 measures the calibration data spot position, and (4) the wavefront calculator 21 subtracts the reference spot position from the calibration data spot position to obtain a displacement Δr of the spot position.
Is sent to the calibration value calculator 501. (5) The calibration value calculator 501 calculates a distance l m between the lens array 9 and the CCD 10 in pixel units from Δr and θ, and the wavefront calculator 21 stores data in an internal memory. Thus, the calibration is completed.

【0065】波面計測を行う際、予め以上のような校正
を行うことにより、実際のレンズアレー9とCCD10
間の距離が正確に求められ、波面計測精度が向上させる
ことができる。
When the wavefront measurement is performed, the actual calibration of the lens array 9 and the CCD 10
The distance between them is accurately determined, and the accuracy of wavefront measurement can be improved.

【0066】実施形態6.図6は本発明の実施形態6を
示す構成図である。図6において図11と同一符号は同
一または相当部分を示す。図6において、600は波面
センサ、601はハーフミラー、602は校正光導入用
ハーフミラー、603はアレー状光源NA調整マスク、
604はアレー状光源、605はシャッタである。な
お、ここでCCD19の出力を基に波面を求める波面演
算器は図示していない。
Embodiment 6 FIG. 6 is a configuration diagram showing Embodiment 6 of the present invention. 6, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. 6, reference numeral 600 denotes a wavefront sensor, 601 is a half mirror, 602 is a calibration light introducing half mirror, 603 is an array-shaped light source NA adjustment mask,
604 is an array-like light source, and 605 is a shutter. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0067】本実施形態では、従来の技術の項で説明し
たアフォーカル系28を有する波面センサに必要なコリ
メートした参照光を出射する参照波面発生器15に代わ
り、簡素な構成で参照光を得るようにしている。
In the present embodiment, the reference light is obtained by a simple configuration instead of the reference wavefront generator 15 for emitting the collimated reference light required for the wavefront sensor having the afocal system 28 described in the section of the prior art. Like that.

【0068】先ず、波面センサの構成について説明す
る。アレー状光源604出射光を波面センサの光学系2
0に導入するため、校正光導入用ハーフミラー602
を、CCD19の前面に配置している。上記のハーフミ
ラー601、602により生じるCCD19の鏡像位置
にアレー状光源604を設置している。アレー状光源6
04の前面に設けたNA調整用マスク603は、平板内
にアレー状光源604に対応する数の開口を設けたもの
であり、アレー状光源604を構成する各光源の出射角
を制限し、各光源の出射光とレンズアレー18を構成す
るレンズを1対1に対応させる。レンズアレー18のF
値をFとし、アレー状光源604からマスク603まで
の距離をxとした場合、マスク603の開口径Dは次式
で得られる。 D=x/F (601)
First, the configuration of the wavefront sensor will be described. The light emitted from the array-shaped light source 604 is converted into an optical system
0, the half mirror 602 for introducing the calibration light
Are arranged in front of the CCD 19. An array light source 604 is installed at a mirror image position of the CCD 19 generated by the half mirrors 601 and 602. Array light source 6
The NA adjustment mask 603 provided on the front surface of the light source 04 has a number of openings corresponding to the number of the array light sources 604 in a flat plate, and limits the emission angle of each light source constituting the array light source 604. The light emitted from the light source and the lenses constituting the lens array 18 are made to correspond one-to-one. F of lens array 18
When the value is F and the distance from the array light source 604 to the mask 603 is x, the aperture diameter D of the mask 603 is obtained by the following equation. D = x / F (601)

【0069】アレー状光源604出射光は、校正光導入
用ハーフミラー602を介して波面センサに導入され、
ハーフミラー601で反射した後、レンズアレー18に
よってCCD19上に集光する。なお、参照光源使用時
にはシャッタ605により被計測光を遮断する。
The light emitted from the array light source 604 is introduced into the wavefront sensor via the calibration light introduction half mirror 602,
After being reflected by the half mirror 601, the light is focused on the CCD 19 by the lens array 18. When the reference light source is used, the measured light is blocked by the shutter 605.

【0070】次に、参照光源を用いた計測波面の補正方
法について説明する。アレー状光源604の出射光は、
波面センサの光学系を2回通過するため、光学系収差の
2倍の影響が計測されることになる。アレー状光源60
4には、例えば、レ−ザダイオードアレーを用いること
により、正確な配列が得られるため、スポットの配列の
乱れは光学系収差の影響で生じたものとなる。測定され
たスポットの配列の乱れを基に波面を求め、その1/2
を光学系の収差で生じる誤差波面として、波面演算器2
1が波面計測時に計測波面から先に求めた誤差波面を差
し引くことにより、正しい波面が計測できる。
Next, a method of correcting a measurement wavefront using a reference light source will be described. The output light of the array light source 604 is
Since the light passes through the optical system of the wavefront sensor twice, the effect of twice the optical system aberration is measured. Array light source 60
In No. 4, an accurate arrangement can be obtained by using, for example, a laser diode array, and the disturbance of the arrangement of the spots is caused by the influence of the optical system aberration. The wavefront is determined based on the measured disorder of the arrangement of the spots, and the half is obtained.
Is the error wavefront caused by the aberration of the optical system,
By subtracting the previously obtained error wavefront from the measured wavefront at the time of wavefront measurement, the correct wavefront can be measured.

【0071】従来の方式では、周囲温度変化等により参
照光源29の位置が光軸方向に移動した場合、波面セン
サには歪んだ球面波が入射し、スポットの位置が変化す
る。しかし、本実施形態では、アレー状光源604の設
置位置が、光軸方向に移動した場合、CCDとの共役関
係が崩れることによるスポットのぼけが生じる。しか
し、波面演算器21において、一般に用いられるスポッ
トの重心をもってスポット位置計測と定義すると、ぼけ
が生じた場合でも重心位置は変化しない。
In the conventional method, when the position of the reference light source 29 moves in the optical axis direction due to a change in ambient temperature or the like, a distorted spherical wave is incident on the wavefront sensor, and the position of the spot changes. However, in the present embodiment, when the installation position of the array-like light source 604 moves in the optical axis direction, spot blurring occurs due to the collapse of the conjugate relationship with the CCD. However, if the wavefront calculator 21 defines spot position measurement using the center of gravity of a commonly used spot, the position of the center of gravity does not change even if blurring occurs.

【0072】以上のように、使用環境条件の変化に対し
て強い参照光源が実現でき、また、このことは、アレー
状光源の配置位置をCCDと共役位置とする際の製造上
の公差を緩くとることができる。
As described above, it is possible to realize a reference light source that is strong against a change in use environment conditions. This also reduces the manufacturing tolerance when the arrangement position of the array-like light source is conjugate with the CCD. Can be taken.

【0073】実施形態7.図7は本発明の実施形態7を
示す構成図である。図7において図11および図6と同
一符号は同一または相当部分を示す。図7において、7
00は波面センサ、701は偏光板、704はアレー状
偏光光源である。なお、ここでCCD19の出力を基に
波面を求める波面演算器は図示していない。
Embodiment 7 FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing Embodiment 7 of the present invention. 7, the same reference numerals as those in FIGS. 11 and 6 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 7, 7
00 is a wavefront sensor, 701 is a polarizing plate, and 704 is an array-polarized light source. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0074】本実施形態では、被計測光が偏光してお
り、実施形態6のハーフミラー601の代りに偏光板7
01を用い、アレー状光源604にはアレー状偏光光源
704を用いている。
In this embodiment, the light to be measured is polarized, and the polarizing plate 7 is used instead of the half mirror 601 of the sixth embodiment.
01, and an array-like polarized light source 704 is used as the array-like light source 604.

【0075】アレー状偏光光源704は、ハーフミラー
602および偏光板701で生じるCCD19の鏡像位
置に設置し、且つ被計測光の偏光方向と直交させる。偏
光板701の偏光方向と被計測光の偏光方向とを一致さ
せて設置すると、被計測光は、偏光板704を透過し、
CCD19上に集光スポットを形成する。参照光は偏光
板701により反射され、CCD19上にスポットを形
成する。なお、アレー状偏光光源704使用時には、シ
ャッタ605により被計測光を遮断する。その他の動作
に関しては実施形態6と同様である。
The array-shaped polarized light source 704 is installed at a mirror image position of the CCD 19 generated by the half mirror 602 and the polarizing plate 701, and is orthogonal to the polarization direction of the light to be measured. When the polarization direction of the polarizing plate 701 and the polarization direction of the measured light are set to coincide with each other, the measured light transmits through the polarizing plate 704,
A focused spot is formed on the CCD 19. The reference light is reflected by the polarizing plate 701 and forms a spot on the CCD 19. When the array-shaped polarized light source 704 is used, the measured light is blocked by the shutter 605. Other operations are the same as in the sixth embodiment.

【0076】以上のように、偏光板701は校正光をほ
ぼ100%反射するとともに、被計測光をほぼ100%
透過するため、校正用に挿入した偏光板701による参
照光および被計測光の光量損失の極めて少ない光学系を
実現することができる。
As described above, the polarizing plate 701 reflects the calibration light almost 100%, and reflects the measured light almost 100%.
Since the light is transmitted, it is possible to realize an optical system in which the amount of light loss of the reference light and the light to be measured by the polarizing plate 701 inserted for calibration is extremely small.

【0077】実施形態8.図8は本発明の実施形態8を
示す構成図である。図8において図11および図6と同
一符号は同一または相当部分を示す。図8において、8
00は波面センサ、801はダイクロイックミラー、8
04は被計測光と波長の異なるアレー状光源である。な
お、ここでCCD19の出力を基に波面を求める波面演
算器は図示していない。
Embodiment 8 FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing Embodiment 8 of the present invention. 8, the same reference numerals as those in FIGS. 11 and 6 denote the same or corresponding parts. In FIG. 8, 8
00 is a wavefront sensor, 801 is a dichroic mirror, 8
Reference numeral 04 denotes an array light source having a wavelength different from that of the light to be measured. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0078】本実施形態では、被計測光と参照光の波長
が異なる。ダイクロイックミラー801は、被計測光の
波長域では光を透過し、参照光の波長域では反射するよ
うに構成している。
In the present embodiment, the wavelengths of the measured light and the reference light are different. The dichroic mirror 801 is configured to transmit light in the wavelength range of the light to be measured and reflect the light in the wavelength range of the reference light.

【0079】アレー状光源804は、ハーフミラー60
2とダイクロイックミラー801とで生じるCCD19
の鏡像位置に設置している。被計測光はダイクロイック
ミラー801を通過しCCD19上にスポットを形成す
る。一方、アレー状光源804出射光は、ハーフミラー
602により導入されダイクロイックミラー801によ
り反射され、CCD19上にスポットを形成する。な
お、参照光源使用時には、シャッタ605により被計測
光を遮断する。その他の動作に関しては実施形態6と同
様である。
The array-like light source 804 is
CCD 19 generated between the light source 2 and the dichroic mirror 801
It is installed at the mirror image position of. The measured light passes through the dichroic mirror 801 to form a spot on the CCD 19. On the other hand, the light emitted from the array light source 804 is introduced by the half mirror 602 and reflected by the dichroic mirror 801 to form a spot on the CCD 19. When the reference light source is used, the measured light is blocked by the shutter 605. Other operations are the same as in the sixth embodiment.

【0080】以上のように、ダイクロイックミラー80
1は、参照光をほぼ100%反射するとともに、被計測
光もほぼ100%透過するため、ダイクロイックミラー
801による参照光および被計測光の光量損失の極めて
少ない光学系を実現することができる。
As described above, the dichroic mirror 80
1 reflects almost 100% of the reference light and transmits almost 100% of the light to be measured, so that it is possible to realize an optical system in which the dichroic mirror 801 has a very small loss of light amount of the reference light and the light to be measured.

【0081】実施形態9.図9は本発明の実施形態9を
示す構成図である。図9において図11と同一符号は同
一または相当部分を示す。図9において、900は波面
センサ、901は可変径の絞り、902は絞り径コント
ローラ、903は絞り径演算手段である絞り径演算器、
904はFFT演算手段であるFFT演算器である。
Embodiment 9 FIG. FIG. 9 is a configuration diagram showing Embodiment 9 of the present invention. 9, the same reference numerals as those in FIG. 11 denote the same or corresponding parts. In FIG. 9, 900 is a wavefront sensor, 901 is a diaphragm having a variable diameter, 902 is a diaphragm diameter controller, 903 is a diaphragm diameter calculator which is a diaphragm diameter calculator,
Reference numeral 904 denotes an FFT operation unit which is an FFT operation means.

【0082】本実施形態では、迷光を抑制するため、ア
フォーカル光学系の対物レンズ16による集光状態に合
わせ、絞り径を変化させるものである。
In this embodiment, in order to suppress stray light, the aperture diameter is changed in accordance with the state of light condensing by the objective lens 16 of the afocal optical system.

【0083】迷光を抑制するため、絞り径は被計測光を
けらない程度に小さくすることが必要である。対物レン
ズ16の前側焦点面を波面計測位置とした場合、対物レ
ンズ16による点像強度分布は計測波面のフーリエ変換
結果に従う。FFT演算器904は波面演算器21で求
めた計測波面のフーリエ変換を行い、点像強度分布を求
める。絞り径演算器903は上記点像強度分布にしきい
値を与え、しきい値を越えた範囲を絞り径とする。この
情報に基づいて絞り径コントローラ902が絞り径を調
整する。
In order to suppress stray light, it is necessary to reduce the diameter of the stop so as not to cut off the light to be measured. When the front focal plane of the objective lens 16 is set as the wavefront measurement position, the point image intensity distribution by the objective lens 16 follows the Fourier transform result of the measurement wavefront. The FFT calculator 904 performs a Fourier transform of the measured wavefront obtained by the wavefront calculator 21 to obtain a point image intensity distribution. An aperture diameter calculator 903 gives a threshold value to the point image intensity distribution, and sets a range exceeding the threshold value as an aperture diameter. The aperture diameter controller 902 adjusts the aperture diameter based on this information.

【0084】以上のように、固定絞りの場合に問題にな
っていた迷光が低減でき、誤動作を抑えることができ
る。
As described above, stray light which has been a problem in the case of a fixed aperture can be reduced, and malfunction can be suppressed.

【0085】実施形態10.図10は本発明の実施形態
10を示す構成図である。図10において図11と同一
符号は同一または相当部分を示す。図10において、8
は第1のコリメータレンズ、111,113はそれぞれ
第1と第2のダイクロイックミラー、114,115は
バンドパスフィルタ、116,118はミラー、117
は第2のコリメータレンズ、110は波面センサであ
る。なお、ここでCCD19の出力を基に波面を求める
波面演算器は図示していない。
Embodiment 10 FIG. FIG. 10 is a configuration diagram showing a tenth embodiment of the present invention. 10, the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 10, 8
Is a first collimator lens, 111 and 113 are first and second dichroic mirrors, 114 and 115 are bandpass filters, 116 and 118 are mirrors, 117
Is a second collimator lens, and 110 is a wavefront sensor. Here, a wavefront calculator for obtaining a wavefront based on the output of the CCD 19 is not shown.

【0086】望遠鏡は副鏡2を交換する構成であり、副
鏡2の変更にともない図10の破線のようにF値も変化
する。従来例に示したように、F値の変化によりコリメ
ータレンズ8を交換するか、各F値に対応する別の波面
センサを用意する必要があった。
The telescope has a configuration in which the sub-mirror 2 is exchanged, and the F-number changes as the sub-mirror 2 changes, as indicated by the broken line in FIG. As shown in the conventional example, it is necessary to replace the collimator lens 8 according to a change in the F value or to prepare another wavefront sensor corresponding to each F value.

【0087】異なるF値でレンズアレー18に入射する
波面の径を同一にするには、第1のコリメータレンズ8
の焦点距離をF値に合わせ変更すればよい。本実施形態
は第1のダイクロイックミラー111により光路を分離
し、分離した光路中にF値に適合する第2のコリメータ
レンズ117を設置することでF値の変化に対応するも
のである。
To make the diameters of the wavefronts incident on the lens array 18 with different F-numbers the same, the first collimator lens 8
May be changed according to the F value. In the present embodiment, the optical path is separated by the first dichroic mirror 111, and a second collimator lens 117 suitable for the F value is provided in the separated optical path to cope with a change in the F value.

【0088】光路の変更により第2のコリメータレンズ
117および光路長を自由に設定できるため、F値に適
した第2のコリメータレンズ117を用いることがで
き、且つレンズアレー18以降を共用することができ
る。なお、レンズアレーには2波長の光が入射するため
バンドパスフィルタ114、115を交換し波長選択を
行う。
Since the second collimator lens 117 and the optical path length can be freely set by changing the optical path, the second collimator lens 117 suitable for the F-number can be used, and the lens array 18 and the following can be shared. it can. Since light of two wavelengths enters the lens array, the wavelength selection is performed by exchanging the bandpass filters 114 and 115.

【0089】以上のように、F値によって光学系全体を
交換する必要がなくなるとともに、バンドパスフィルタ
114、115以外に可動部品が存在しないため、光学
系の公差を小さく抑えることができ高精度の波面計測を
実現することができる。
As described above, it is not necessary to replace the entire optical system depending on the F value, and since there are no movable parts other than the band-pass filters 114 and 115, the tolerance of the optical system can be suppressed to a small value and high accuracy can be achieved. Wavefront measurement can be realized.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、入射光の条件が変化しても、高精度に被計測光の波
面を計測できる波面センサを得ることができる。
According to the present invention configured as described above, it is possible to obtain a wavefront sensor capable of measuring the wavefront of the light to be measured with high accuracy even if the condition of the incident light changes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1の波面センサの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a first embodiment.

【図2】実施形態2の波面センサの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a second embodiment.

【図3】実施形態3の波面センサの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a third embodiment.

【図4】実施形態4の波面センサの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a fourth embodiment.

【図5】実施形態5の波面センサの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a fifth embodiment.

【図6】実施形態6の波面センサの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a sixth embodiment.

【図7】実施形態7の波面センサの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a seventh embodiment.

【図8】実施形態8の波面センサの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to an eighth embodiment.

【図9】実施形態9の波面センサの構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a ninth embodiment.

【図10】実施形態10の波面センサの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a wavefront sensor according to a tenth embodiment.

【図11】従来の波面センサを含む装置(望遠鏡)の構
成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of an apparatus (telescope) including a conventional wavefront sensor.

【図12】レンズアレーとCCD間の距離と、レンズア
レー焦点距離の関係を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between the distance between the lens array and the CCD and the focal length of the lens array.

【図13】迷光による波面センサの誤動作を説明するた
めの図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a malfunction of the wavefront sensor due to stray light.

【図14】F値の違いによる有効レンズアレー数の変化
を説明するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a change in the number of effective lens arrays due to a difference in F value.

【符号の説明】 1:望遠鏡の主鏡 2:望遠鏡の副鏡 4:参照光源用ランプ 5:ランプ光集光レンズ 6:ピンホール 7:ビームスプリッタ 8:コリメータレンズ(第1コリメータレンズ) 9:レンズアレー 10:CCD 11:波面センサの光学系 13:デフォーマブルミラー 14:ビームスプリッタ 16:対物レンズ 17:接眼レンズ 18:レンズアレー 19:CCD 20:波面センサの光学系 21:波面演算器 22:デフォーマブルミラー 28:アフォーカル光学系 29:参照光源 50:波面センサ 51:波面センサ 100:波面センサ 101:温度センサ 102:誤差波面演算器 103:波面演算器 110:波面センサ 111,113:ダイクロイックミラー 114,115:バンドパスフィルタ 117:第2コリメータレンズ 116,118:ミラー 200:波面センサ 201:気圧センサ 202:誤差波面演算器 203:波面演算器 301:温度補償アフォーカル光学系 302:レンズアレー 303:対物レンズ 304:接眼レンズ 400:波面センサ 401:気圧補償コリメータレンズ 501:校正値演算器 502:波面センサ角度コントローラ 600:波面センサ 601:ハーフミラー 602:校正光導入用ハーフミラー 603:アレー状光源NA調整マスク 604:アレー状光源 605:シャッタ 700:波面センサ 701:偏光板 704:アレー状偏光光源 800:波面センサ 801:ダイクロイックミラー 804:被計測光と波長の異なるアレー状光源 900:波面センサ 901:可変径の絞り 902:絞り径コントローラ 903:絞り径演算器 904:FFT演算器[Description of Signs] 1: Primary mirror of telescope 2: Secondary mirror of telescope 4: Lamp for reference light source 5: Lamp light condensing lens 6: Pinhole 7: Beam splitter 8: Collimator lens (first collimator lens) 9: Lens array 10: CCD 11: Optical system of wavefront sensor 13: Deformable mirror 14: Beam splitter 16: Objective lens 17: Eyepiece 18: Lens array 19: CCD 20: Optical system of wavefront sensor 21: Wavefront calculator 22: Deformable mirror 28: Afocal optical system 29: Reference light source 50: Wavefront sensor 51: Wavefront sensor 100: Wavefront sensor 101: Temperature sensor 102: Error wavefront calculator 103: Wavefront calculator 110: Wavefront sensor 111, 113: Dichroic mirror 114, 115: band pass filter 117: second collimation Data lens 116, 118: mirror 200: wavefront sensor 201: barometric pressure sensor 202: error wavefront calculator 203: wavefront calculator 301: temperature compensation afocal optical system 302: lens array 303: objective lens 304: eyepiece 400: wavefront sensor 401 : Pressure compensation collimator lens 501: Calibration value calculator 502: Wavefront sensor angle controller 600: Wavefront sensor 601: Half mirror 602: Half mirror for introducing calibration light 603: Array light source NA adjustment mask 604: Array light source 605: Shutter 700 : Wavefront sensor 701: Polarizing plate 704: Array-like polarized light source 800: Wavefront sensor 801: Dichroic mirror 804: Array-like light source having a wavelength different from the light to be measured 900: Wavefront sensor 901: Variable aperture stop 902: Stop aperture control La 903: Diameter calculator 904: FFT calculator

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レンズアレーと、このレンズアレーの集
光スポット位置を検出する光電変換器と、被測定波面と
上記レンズアレーを共役関係にする光学系と、上記光電
変換器の出力を基に波面を求める波面演算器と、を有し
被計測光の波面を計測する波面センサにおいて、 校正時に、参照光源の入射光に対する波面センサの設置
角度を変化させる波面センサの角度コントローラと、波
面センサの上記設置角度の変化前後に得られた上記光電
変換器の出力を基に上記レンズアレーと光電変換器間の
距離の校正値を求める校正値演算器と、を設けたことを
特徴とする波面センサ。
1. A lens array, a photoelectric converter for detecting a condensed spot position of the lens array, an optical system for making a wavefront to be measured and the lens array have a conjugate relationship, and an output from the photoelectric converter. A wavefront calculator for calculating a wavefront, and a wavefront sensor for measuring the wavefront of the light to be measured, wherein, during calibration, an angle controller of the wavefront sensor for changing an installation angle of the wavefront sensor with respect to the incident light of the reference light source; A wavefront sensor comprising: a calibration value calculator for calculating a calibration value of a distance between the lens array and the photoelectric converter based on an output of the photoelectric converter obtained before and after the change of the installation angle. .
【請求項2】 レンズアレーと、このレンズアレーの集
光スポット位置を検出する光電変換器と、被測定波面と
上記レンズアレーを共役関係にする光学系と、上記光電
変換器の出力を基に波面を求める波面演算器と、を有し
被計測光の波面を計測する波面センサにおいて、 上記光電変換器の直前に光軸から傾斜させたハーフミラ
ーを設置するとともに、上記波面センサの被計測光入射
側に半透明平板光学素子を正対させて設置し、上記ハー
フミラーと半透明平板光学素子とで生じる上記光電変換
器の鏡像位置にレンズアレー数と同数の光源を有するア
レー状光源を備えたことを特徴とする波面センサ。
2. A lens array, a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array, an optical system for making a wavefront to be measured conjugate with the lens array, and an output from the photoelectric converter. A wavefront calculator for determining a wavefront, and a wavefront sensor for measuring the wavefront of the light to be measured, wherein a half mirror inclined from the optical axis is installed immediately before the photoelectric converter, and the light to be measured by the wavefront sensor is measured. A semi-transparent flat plate optical element is installed facing the incident side, and an array-like light source having the same number of light sources as the number of lens arrays is provided at a mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the semi-transparent flat plate optical element. A wavefront sensor characterized in that:
【請求項3】 レンズアレーと、このレンズアレーの集
光スポット位置を検出する光電変換器と、被測定波面と
上記レンズアレーを共役関係にする光学系と、上記光電
変換器の出力を基に波面を求める波面演算器と、を有し
被計測光の波面を計測する波面センサにおいて、 上記光電変換器の直前に光軸から傾斜させたハーフミラ
ーを設置するとともに、上記波面センサの被計測光入射
側に偏光板を正対させて設置し、上記ハーフミラーと偏
光板によって発生する上記光電変換器の鏡像位置に、被
計測光と直交する偏光方向を有しレンズアレー数と同数
の光源を有するアレー状偏光光源を設置したことを特徴
とする波面センサ。
3. A lens array, a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array, an optical system for making a wavefront to be measured conjugate with the lens array, and an output from the photoelectric converter. A wavefront calculator for determining a wavefront, and a wavefront sensor for measuring the wavefront of the light to be measured, wherein a half mirror inclined from the optical axis is installed immediately before the photoelectric converter, and the light to be measured by the wavefront sensor is measured. A polarizing plate is installed facing the incident side, and at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the polarizing plate, a light source having a polarization direction orthogonal to the measured light and the same number of lens arrays is provided. A wavefront sensor provided with an array-shaped polarized light source.
【請求項4】 レンズアレーと、このレンズアレーの集
光スポット位置を検出する光電変換器と、被測定波面と
上記レンズアレーを共役関係にする光学系と、上記光電
変換器の出力を基に波面を求める波面演算器と、を有し
被計測光の波面を計測する波面センサにおいて、 上記光電変換器の直前に光軸から傾斜させたハーフミラ
ーを設置するとともに、上記波面センサの被計測光入射
側にダイクロイックミラーを正対させて設置し、上記ハ
ーフミラーとダイクロイックミラーによって発生する上
記光電変換器の鏡像位置に、被計測光と異なる波長を有
しレンズアレー数と同数の光源を有するアレー状光源を
設置したことを特徴とする波面センサ。
4. A lens array, a photoelectric converter for detecting the position of a condensed spot of the lens array, an optical system for making the wavefront to be measured and the lens array conjugate, and an output of the photoelectric converter. A wavefront calculator for determining a wavefront, and a wavefront sensor for measuring the wavefront of the light to be measured, wherein a half mirror inclined from the optical axis is installed immediately before the photoelectric converter, and the light to be measured by the wavefront sensor is measured. A dichroic mirror is installed facing the incident side, and an array having a wavelength different from that of the light to be measured and having the same number of light sources at the mirror image position of the photoelectric converter generated by the half mirror and the dichroic mirror is provided. A wavefront sensor comprising a light source.
【請求項5】 レンズアレーと、このレンズアレーの集
光スポット位置を検出する光電変換器と、入射光の径を
調整し、且つ被測定波面と上記レンズアレーを共役関係
にするアフォーカル光学系と、上記光電変換器の出力を
基に波面を求める波面演算器と、を有し被計測光の波面
を計測する波面センサにおいて、 上記アフォーカル光学系の対物レンズの焦点位置に設置
した波面センサの視野を制限する可変径の絞りと、上記
波面演算器の演算結果をフーリエ変換するFFT演算手
段と、上記のフーリエ変換で得られるアフォーカル光学
系の対物レンズの焦点位置での光量分布を基に上記絞り
の径を決定する絞り径演算手段と、上記絞り径演算手段
の出力を基に可変絞りの径を制御する絞り径コントロー
ラと、を設けたことを特徴とする波面センサ。
5. A lens array, a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array, and an afocal optical system that adjusts a diameter of incident light and makes a conjugate relationship between a wavefront to be measured and the lens array. And a wavefront calculator for calculating a wavefront based on the output of the photoelectric converter, and a wavefront sensor for measuring the wavefront of the light to be measured, wherein the wavefront sensor is provided at a focal position of an objective lens of the afocal optical system. A variable-diameter aperture for limiting the field of view, FFT calculating means for performing a Fourier transform on the calculation result of the wavefront calculator, and a light amount distribution at the focal position of the objective lens of the afocal optical system obtained by the Fourier transform. And a diaphragm diameter calculating means for determining the diameter of the diaphragm, and a diaphragm diameter controller for controlling the diameter of the variable diaphragm based on the output of the diaphragm diameter calculating means. Support.
【請求項6】 レンズアレーと、このレンズアレーの集
光スポット位置を検出する光電変換器と、被測定波面と
上記レンズアレーを共役関係にする光学系と、上記光電
変換器の出力を基に波面を求める波面演算器と、を有し
被計測光の波面を計測する波面センサにおいて、 上記波面センサの光学系の被計測光入射側に第一のダイ
クロイックミラーを設けるとともに、上記レンズアレー
の被計測光の入射側に上記第一のダイクロイックミラー
を透過した透過光を透過し上記第一のダイクロイックミ
ラーで分離した被計測光を上記レンズアレーに入射させ
る第二のダイクロイックミラーを設け、上記第一と第二
のダイクロイックミラーにより分離した光路中に被測定
波面と上記レンズアレーを共役にする別の光学系を設け
たことを特徴とする波面センサ。
6. A lens array, a photoelectric converter for detecting a condensing spot position of the lens array, an optical system for making a wavefront to be measured and the lens array have a conjugate relationship, and an output from the photoelectric converter. A wavefront calculator for calculating a wavefront, the wavefront sensor measuring the wavefront of the light to be measured, wherein a first dichroic mirror is provided on the incident side of the light to be measured of the optical system of the wavefront sensor, and a wavefront of the lens array is provided. A second dichroic mirror for transmitting the transmitted light transmitted through the first dichroic mirror and causing the measured light separated by the first dichroic mirror to be incident on the lens array is provided on the incident side of the measurement light. Characterized in that a wavefront to be measured and another optical system for conjugated with the lens array are provided in an optical path separated by a second dichroic mirror. Capacitors.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010156670A (en) * 2008-12-29 2010-07-15 Mitsutoyo Corp Focal sensor
WO2010092750A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 株式会社日立製作所 Wavefront aberration measuring method and device therefor
JP2012132682A (en) * 2010-12-17 2012-07-12 Canon Inc Measurement method and measurement device
CN104613871A (en) * 2015-02-09 2015-05-13 北京航空航天大学 Calibration method of coupling position relationship between micro lens array and detector
CN113093343A (en) * 2021-04-20 2021-07-09 电子科技大学 High-precision coupling device and method for micro-lens array and two-dimensional imaging device
CN114265199A (en) * 2021-12-17 2022-04-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 Wave-front correction device and method based on filtering aperture modulation
CN116678320A (en) * 2023-08-03 2023-09-01 中国人民解放军63921部队 Telescope surface type optical detection system and method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6494205B2 (en) 2013-07-31 2019-04-03 キヤノン株式会社 Wavefront measuring method, shape measuring method, optical element manufacturing method, optical device manufacturing method, program, wavefront measuring apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0518719A (en) * 1991-07-11 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp Apparatus for measuring shape of mirror finished surface

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0518719A (en) * 1991-07-11 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp Apparatus for measuring shape of mirror finished surface

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010156670A (en) * 2008-12-29 2010-07-15 Mitsutoyo Corp Focal sensor
WO2010092750A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 株式会社日立製作所 Wavefront aberration measuring method and device therefor
JP2010185803A (en) * 2009-02-13 2010-08-26 Hitachi Ltd Wavefront aberration measuring method and device therefor
JP2012132682A (en) * 2010-12-17 2012-07-12 Canon Inc Measurement method and measurement device
CN104613871A (en) * 2015-02-09 2015-05-13 北京航空航天大学 Calibration method of coupling position relationship between micro lens array and detector
CN113093343A (en) * 2021-04-20 2021-07-09 电子科技大学 High-precision coupling device and method for micro-lens array and two-dimensional imaging device
CN114265199A (en) * 2021-12-17 2022-04-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 Wave-front correction device and method based on filtering aperture modulation
CN116678320A (en) * 2023-08-03 2023-09-01 中国人民解放军63921部队 Telescope surface type optical detection system and method
CN116678320B (en) * 2023-08-03 2023-10-27 中国人民解放军63921部队 Telescope surface type optical detection system and method

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