JP2002328288A

JP2002328288A - 組レンズ調整方法とその装置

Info

Publication number: JP2002328288A
Application number: JP2001129442A
Authority: JP
Inventors: 和政 ▲高▼田; Kazumasa Takada; Hirokazu Furuta; 寛和古田; Kenji Takamoto; 健治高本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】回折光干渉方式の組レンズ調整において、シ
ェアリング干渉パターンが欠けることなく、正しく収差
検出できる調整方法および装置を提供する【解決手段】システム１００では、制御装置１３８が
受光素子１３６、１４４上における集光スポットの位置
ずれ量Ｕｘ、Ｕｙを演算、その結果に基づいて調整機構
１２２，１２４を同時に駆動してレンズ１０８，１１０
を同時に移動し、干渉パターンを集光レンズ１１２の瞳
面内に位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク方式の
情報記憶媒体、例えばＤＶＤ(ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓ
ｔｉｌｅＤｉｓｋ)に情報を読み書きする光学レン
ズ、またレーザ加工機、レーザ露光機、レーザ顕微鏡な
どにおいて光を結像して光スポットを形成する光学レン
ズの組立調整を行う方法及びその装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】光ディスク方式の高密度情報記憶媒体か
ら情報を読み取り、またこの高密度情報記憶媒体に情報
を記憶するためには、光源から出射された光を目的の場
所に正確に照射できる光学系が必要である。また、高い
記録密度を実現するためには、一般に知られているよう
に、情報の記録に用いる光の波長を短くする、情報記録
媒体に光を照射する光学レンズのＮＡ（開口数）を大き
くする、などの方法がある。

【０００３】また、開口数（ＮＡ）を大きくするには、
ただ一つのレンズの形状を変えるよりも、複数のレンズ
を組み合わせた組レンズを用いる方が容易であること
が、一般に知られている。したがって、光ディスクの対
物レンズは、ＮＡを大きくする目的で、組レンズが用い
られる。しかし、組レンズは、正確に調整しなければ所
望の特性が得られないという問題を含んでいる。

【０００４】組レンズの調整方法として、シェアリング
干渉計測で収差を検出し、その検出結果に基づいてレン
ズを調整する方法（回折干渉方式）が提案されている。
この回折干渉方式による組レンズ調整について、２群レ
ンズを例に挙げて図１を参照して以下に簡単に説明す
る。

【０００５】図１は、回折干渉方式による組レンズ調整
装置１０の概略構成を示したものである。光源１２から
出射した光はコリメータレンズ１４で平行光になり、組
レンズ１６を構成する被調整レンズ１８、２０に入射す
る。レンズ１８、２０はそれぞれ保持具２２、２４で保
持されており、それぞれ移動機構２６、２８で位置を調
整することができる。被調整レンズ１８、２０を通過し
た光は、集光されながら回折格子３０に入射する。回折
格子３０を透過する光は、異なる次数を有する複数の光
に分解される。回折角度θを適当に設定することで、分
解された複数の光のうち０次光と±１次光が検出レンズ
３２に入射され（図２（ｂ）参照）、この検出レンズ３
２上で０次光と＋１次光、そして０次光と−１次光が重
なり、それぞれの干渉縞（干渉パターン）を生じる。こ
の干渉パターンを含む検出レンズ３２の瞳面（図２
（ａ）参照）は結像レンズ３４で受像部３６に結像され
る。受像部３６は受像した干渉パターンに対応する信号
を信号プロセッサ３８に送信する。信号プロセッサ３８
は、位相シフト法を用い、収差を演算する。そして、信
号プロセッサ３８で検出された収差に基づいて移動機構
２６、２８を駆動し、レンズ１８、２０の位置を調整す
る。

【０００６】組レンズ１６（被調整レンズ１８、２０）
を出射した光に含まれる収差と、それによって生じる干
渉縞の概略を図３に示す。図３の（ａ）はデフォーカス
による縞パターン、（ｂ）（ｃ）はコマ収差による縞パ
ターン、（ｄ）は非点収差による縞パターン、（ｅ）は
球面収差による縞パターン、（ｆ）収差ゼロのときの縞
パターンである。収差ゼロの場合、干渉領域内の光強度
は一様である。一般に収差は複合して発生し、（ａ）か
ら（ｅ）が混合した縞パターンとなる。このパターンに
基づいて各収差を抽出する。収差抽出には位相シフト法
を使う。この位相シフト法では、移動装置４０により回
折格子３０をその格子溝と直交する成分を含む方向に移
動させることで、干渉させる２つの波面の位相を変化さ
せ、パターン内での強度変化のタイミングの分布、つま
り強度変化の位相の分布を解析して収差を求める。

【０００７】このような構成を備えた組レンズ調整装置
１０では、被調整レンズ１８、２０と調整装置１０の光
軸を合わせる目的で、回折格子３０上にできる集光スポ
ットの位置を検出する。調整装置１０の光軸と被調整レ
ンズ１８、２０の光軸を合わせることで、集光レンズ３
２上にできる干渉パターンを正しく受像部３６に結像で
きるからである。そのために、図１に示すように、集光
レンズ３２と結像レンズ３４の間にハーフミラー４２を
挿入し、結像レンズ４４で受像部４６へ集光している。
そして、受像部４６に受像されたスポットの位置を処理
装置４８で検出し、スポットが所定の位置にくるよう
に、移動機構２６、２８でレンズ１８、２０の位置を調
整する。

【０００８】しかし、この組レンズ調整方法では、集光
スポットの位置が所定の位置に存在すると処理装置４８
が判断しても、目的のシェアリング干渉パターンが得ら
れない場合がある。この場合、当然正しく収差を検出で
きず、レンズも正しく調整できない。

【０００９】この問題について以下に具体的に説明す
る。図４は、正しくシェアリング干渉パターンが得られ
ない状況を誇張して示したものである。この図に示すよ
うに、レンズ１８の中心とレンズ２０の中心の距離（ず
れ）δが大きいと、レンズ１８、２０を通過した光の光
軸が傾く。そのため、レンズ１８、２０を通過した光の
集光スポット位置が、回折格子３０上で図４に示すよう
に検出光学系の中心（調整装置１０の光軸５０）に一致
していても、レンズ１８、２０を通過した光の一部が集
光レンズ３０に入射されない事態（いわゆる「けら
れ」）を生じる。その結果、集光レンズ３０上にできる
シェアリング干渉パターンは、例えば図５に示すように
欠けてしまう。そのため、収差検出に必要な情報が得ら
れないことから、レンズ１８、２０の収差を正しく評価
できず、レンズ１８，２０の調整を正しく行うことがで
きない。

【００１０】そこで、本発明は、回折光干渉方式の組レ
ンズ調整において、シェアリング干渉パターンが欠ける
ことなく、正しく収差検出を行うことができる調整方法
および調整装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【発明の概要】上記目的を達成するため、本発明の組レ
ンズ調整方法（請求項１）は、複数の被調整レンズから
なる組レンズの調整方法であって、（ａ）コリメートし
た光を被調整レンズで集光する工程と、（ｂ）上記集光
された光を回折格子で回折して干渉させる工程と、
（ｃ）上記干渉光を３分岐する工程と、（ｄ）上記３分
岐した干渉光のうちの第１の干渉光を第１のレンズで集
光して第１の受像素子へ結像する工程と、（ｅ）上記第
１の受像素子に結像された干渉光から被調整レンズの収
差を検出する工程と、（ｆ）上記３分岐した干渉光のう
ちの第２の干渉光を第２のレンズで集光して第２の受像
素子上に集光スポットを得る工程と、（ｇ）上記３分岐
した干渉光のうちの第３の干渉光を第３のレンズで集光
して、上記第２のレンズから第２の受像素子までの距離
と異なる距離を第３のレンズとの間にあけて設けた第３
の受像素子に集光スポットを得る工程と、（ｈ）工程
（ｆ）と（ｇ）で得られた２つの集光スポットの対応す
る受像素子上での位置関係に基づいて上記組レンズの位
置調整を行う工程と、（ｉ）上記検出した収差に基づい
て上記被調整レンズを個別に調整する工程とを有するこ
とを特徴とする。

【００１２】本発明の他の形態（請求項２）は、複数の
レンズを調整して組レンズを組立てる装置であって、
（ａ）コリメートされた光を出射する光源と、（ｂ）複
数の被調整レンズの位置を調整するレンズ調整機構と、
（ｃ）上記被調整レンズからの集光光を回折して干渉さ
せる回折格子と、（ｄ）上記干渉光を３分岐する２つの
ハーフミラーと、（ｅ）上記３分岐した干渉光のうちの
第１の干渉光を受像する第１の受像素子と、（ｆ）上記
第１の干渉光を集光して上記第１の受像素子に導く第１
の結像光学系と、（ｇ）上記第１の受像素子で受像した
干渉光を処理して収差を検出する処理装置と、（ｈ）上
記３分岐した干渉光のうちの第２の干渉光を集光する第
２の集光光学系と、（ｉ）上記第２の集光光学系で集光
された第２の干渉光をその集光位置で受像する第２の受
像素子と、（ｊ）上記３分岐した干渉光のうちの第３の
干渉光を集光する第３の集光光学系と、（ｋ）上記第３
の集光光学系で集光された第３の干渉光をその集光位置
から離れた位置で受像する第３の受像素子と、（ｌ）上
記第２の受像素子と第３の受像素子で受像された干渉光
の位置を求め、これらの位置関係に基づいて、上記被調
整レンズ全体の位置を算出する位置算出装置とを有する
ことを特徴とする。組レンズ調整装置。

【００１３】本発明の他の形態（請求項３）は、組レン
ズの調整方法であって（ａ）コリメートした光を被調整
レンズで集光する工程と、（ｂ）上記集光された光を回
折格子で回折して干渉させる工程と、（ｃ）上記干渉光
を２分岐する工程と、（ｄ）上記２分岐した干渉光のう
ちの一方の干渉光を集光して受像素子へ結像する工程
と、（ｅ）上記干渉像から収差を検出する工程と、
（ｆ）上記２分岐した干渉光のうちの他方の干渉光を集
光する工程と、（ｇ）上記集光された他方の干渉光がス
ポット状態になる前に２光束に分岐する工程と、（ｈ）
上記２光束に分岐した干渉光のうちの一方の干渉光のス
ポット像を受像する工程と、（ｉ）上記２光束に分岐し
た干渉光のうちの他方の干渉光のスポット像を、光軸方
向に関して上記工程（ｈ）で受像した位置から離れた位
置で受像する工程と、（ｊ）上記工程（ｈ）と（ｉ）で
受像した２つの集光スポットの位置関係に基づいて上記
被調整レンズ全体の位置調整を行う工程と、（ｋ）上記
検出した収差に基づいて上記被調整レンズを個別に位置
調整する工程とを有することを特徴とする。

【００１４】本発明の他の形態（請求項４）は、複数の
レンズを調整して組レンズを組立てる装置であって、
（ａ）コリメートされた光を出射する光源と、（ｂ）複
数の被調整レンズを駆動するレンズ調整機構と、（ｃ）
上記被調整レンズからの集光光を回折して干渉させる回
折格子と、（ｄ）上記干渉光を２分岐するハーフミラー
と、（ｅ）上記２分岐した干渉光のうちの一方の干渉光
を受像する第１の干渉像受像素子と、（ｆ）上記一方の
干渉光を集光して上記受像素子１に導く第１の結像光学
系と、（ｇ）上記第１の受像素子が受像した干渉光を処
理して収差を検出する処理装置と、（ｈ）上記２分岐し
た干渉光のうちの他方の干渉光をスポットに集光する第
２の集光光学系と、（ｉ）上記他方の干渉光がスポット
になる前で２光束に分岐するハーフミラーと、（ｊ）上
記２光束に分岐した干渉光のうちの一方の干渉光を受像
する第１のスポット受像素子と、（ｋ）上記２光束に分
岐した干渉光の他方の干渉光を、上記２光束に分岐した
干渉光のうちの一方の干渉光の集光位置とスポット受像
素子との光軸方向に関する位置関係とは異なる位置関係
で受像する第２のスポット受像素子と、（ｌ）上記２つ
のスポット受像素子で受像されたスポットの位置を求
め、これらの位置関係に基づいて、上記被調整レンズ全
体の位置を算出する位置算出装置とを有することを特徴
とする。

【００１５】本発明の他の形態（請求項５）は、上記第
１のスポット受像素子が上記干渉光の集光位置に設置さ
れることを特徴とする。

【００１６】本発明の他の形態（請求項６）は、組レン
ズの調整方法であって、（ａ）コリメートした光を被調
整レンズで集光する工程と、（ｂ）上記集光された光を
回折格子で回折して干渉させる工程と、（ｃ）上記干渉
光を２分岐する工程と、（ｄ）上記２分岐した干渉光の
うちの１つ干渉光を集光して第１の受像素子へ結像する
工程と、（ｅ）上記干渉像から収差を検出する工程と、
（ｆ）上記２分岐した干渉光のうちの他方の干渉光を第
２の受像素子上で集光スポットにする工程と、（ｇ）上
記第２の受像素子を光軸方向に移動させる工程と、
（ｈ）上記第２の受像素子の移動に伴って変化する集光
スポットの位置ずれ量に基づいて上記被調整レンズ全体
の位置調整を行う工程と、（ｉ）上記検出した収差に基
づいて上記被調整レンズを個別に位置調整する工程とを
有することを特徴とする。

【００１７】本発明の他の形態（請求項７）は、複数の
レンズを調整して組レンズを組立てる装置であって、
（ａ）コリメートされた光を出射する光源と、（ｂ）複
数の被調整レンズを駆動するレンズ調整機構と、（ｃ）
上記被調整レンズからの集光光を回折して干渉させる回
折格子と、（ｄ）上記干渉光を２分岐するハーフミラー
と、（ｅ）上記２分岐した干渉光のうちの一方の干渉光
を受像する第１の受像素子と、（ｆ）上記一方の干渉光
を集光して上記第１の受像素子に導く結像光学系と、
（ｇ）上記干渉像を処理して収差を検出する処理装置
と、（ｈ）上記２分岐した干渉光のうちの他方の干渉光
を集光して受像する第２の受像素子と、（ｉ）上記他方
の干渉光を集光して上記第２の受像素子に導く集光光学
系と、（ｊ）上記第２の受像素子を光軸方向に移動させ
る移動機構と、（ｋ）上記第２の受像素子の移動に伴っ
て変化する集光スポットの位置ずれ量に基づいて、上記
被調整レンズ全体の位置を算出する位置算出装置とを有
することを特徴とする。

【００１８】本発明の他の形態（請求項８）は、上記ス
ポットの位置ずれ量を、上記第２の受像素子を上記他方
の干渉光の集光位置に移動させて得られるスポット位置
と、上記第２の受像素子を上記スポット位置から光軸方
向に移動させた位置に移動させて得られる別のスポット
位置との関係から算出することを特徴とする。

【００１９】本発明の他の形態（請求項９）は、上記レ
ンズ調整機構が、上記位置算出装置で算出した量だけ、
上記被調整レンズ全体の位置調整を行うことを特徴とす
る。

【００２０】本発明の他の形態（請求項１０）は、上記
処理装置で算出した収差から、上記被調整レンズの個別
の調整量を算出する調整量算出装置を有することを特徴
とする。

【００２１】本発明の他の形態（請求項１１）は、上記
レンズ調整機構が、上記調整量算出装置で算出した調整
量だけ、上記被調整レンズの個別の調整を行うことを特
徴とする。

【００２２】本発明の他の形態（請求項１２）は、上記
収差検出を、干渉領域に設置した線分上の各測点の位置
と強度の関係を関数近似し、その関数の係数値に基づい
て行うことを特徴とする。

【００２３】本発明の他の形態（請求項１３）は、上記
収差検出を、干渉領域に設置した線分上の各測点の位置
と強度の関係を関数近似し、その関数の係数値に基づい
て行うことを特徴とする。

【００２４】本発明の他の形態（請求項１４、１５）
は、上記回折格子が透過型回折格子であることを特徴と
する。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の具体的実施の形態を説明
する。

【００２６】（１）第１実施形態図６は本発明の第１実施形態を示す。この図に示す組レ
ンズ調整装置１００において、光源１０２から出射した
光は、コリメートレンズ１０４によって平行光に変換さ
れた後、組レンズ１０６を構成する被調整レンズ１０
８，１１０に入射する。レンズ１０８，１１０を通過し
た光は、透過型回折格子１１０上で集光し、その後広が
りながら集光レンズ１１２へ入射する。回折格子１１０
を透過した光は、異なる次数を有する複数の回折光に分
解される。分解された複数の光のうち、例えば０次光と
±１次光が集光レンズ１１２に入射され（図２（ｂ）参
照）、この集光レンズ１１２上で０次光と−１次光、そ
して０次光と−１次光が重なり、それぞれの干渉縞（干
渉パターン）を生じる。この干渉パターンを含む集光レ
ンズ１１２の瞳面は結像レンズ１１４で受像部１１６に
結像される。受像部１１６は受像した干渉パターンに対
応する信号を信号プロセッサ１１８に送信する。信号プ
ロセッサ１１８は位相シフト法を用いて収差を演算す
る。この位相シフト法では、移動装置１２０により回折
格子１１０をその格子溝と直交する成分を含む方向に移
動させることで、干渉させる２つの波面の位相を変化さ
せ、パターン内での強度変化のタイミングの分布、つま
り強度変化の位相の分布を解析して収差を求める。ま
た、信号プロセッサ１１８は、２つの干渉像の干渉領域
に複数の線分を設定し、その線分上における複数の測定
位置を定めると共に、該測定位置における位相（強度）
を測定位置の座標関数で近似し、該関数の係数値で収差
を求める。そして、信号プロセッサ１１８で検出された
収差に基づいて調整機構１２２，１２４によりレンズ保
持具１２６，１２８を個別に移動し、これによりレンズ
１０８，１１０の位置を調整する。

【００２７】集光レンズ１１２と結像レンズ１１４の間
には、２つのハーフミラー１３０，１３２が配置されて
いる。ハーフミラー１３０で反射した光は結像レンズ１
３４へと入射し、該結像レンズ１３４で集光され、回折
格子１１０に集光した光スポットを受像素子１３６に結
像する。したがって、受像素子１３６で受像したスポッ
ト像の位置は、回折格子１１０上でのスポット位置を表
している。また、受像素子１３６で受像するスポット像
の位置は、レンズ１０８，１１０の位置調整によって変
化する。したがって、制御装置１３８は、システム１０
０の光軸１４０からレンズ１０８，１１０の光軸が大き
く外れないように、受像装置１３６で受像されたスポッ
ト位置を監視し、システム１００の光軸１４０から大き
く外れる場合には調整機構１２２，１２４でレンズ１０
８，１１０を位置調整する。

【００２８】他方、ハーフミラー１３２で反射した光
は、別の結像レンズ１４２へ入射し、受像素子１４４へ
入射する。受像素子１４４は、レンズ１４２の焦点から
光軸方向ヘ所定距離（Ｌ）だけ移動した位置に設置され
る。従って、受像素子１４４で得られる像は、回折格子
１１０から光軸方向ヘ所定距離（Ｌ）だけずれた位置の
面を結像することになる。

【００２９】受像素子１３６，１４４で得られる像の一
例を図７に示す。図７（ａ）は、受像素子１３６で検出
される像を、図７（ｂ）と図７（ｃ）は他方の受像素子
１４４で検出される像を示す。制御装置１３８は、受像
素子１３６で得られる輝点位置（集光スポット位置）が
システム１００の光軸中心〔一点鎖線で示す縦軸（Ｙ
軸）と横軸（Ｘ軸）の交点〕に一致するように、調整機
構１２２，１２４を駆動してレンズ１０８，１１０の位
置を調整する。このとき、レンズ１０８，１１０の中心
とシステム１００の光軸１４０とのずれが小さければ、
これらのレンズ１０８，１１０を通過した光の光軸の傾
きは小さい。したがって、受像素子１４４で得られる像
は、図７（ｂ）に示すように、システム１００の光軸中
心に中心を有する円形の輝点（スポット）となり、受像
素子１１６では「けられ」の無い干渉パターンが得られ
る。しかし、レンズ１０８，１１０の中心がシステム１
００の光軸１４０からずれている場合、レンズ１０８，
１１０を通過した光の光軸はシステム１００の光軸１４
０に対して傾いており、そのとき、図７（ｃ）に示すよ
うに、受像素子１４４で得られる円形輝点（スポット）
は、システム１００の光軸中心からずれた位置にその中
心がある。このときのずれ量を、図７（ｃ）中にＵｘ、
Ｕｙで表す。そして、ずれ量Ｕｘ、Ｕｙが大きければ回
折格子１１０を通過する光の光軸がシステム１００の光
軸１４０に対して傾いており、回折格子１１０から出射
される光は検出レンズ１１２でけられ、受像素子１１６
で検出される干渉パターンもその一部が欠けたものにな
り得る。

【００３０】以上のことから明らかなように、受像素子
１３６の輝点がシステム１００の光軸中心に相当の位置
にくるようにレンズ１０８，１１０を位置調整したとき
に、受像素子１４４で得られる円形輝点の中心が光軸中
心に相当する位置又はその近傍にあれば、レンズ１０
８，１１０を通過した後の光の光軸はシステム１００の
光軸１４０に対して殆ど傾いていないと判断でき、その
際は干渉パターンを欠けることなく受像できる。逆に、
受像素子１４４で得られる円形輝点の中心がシステム１
００の光軸中心に相当する位置からずれている場合、そ
のずれ量Ｕｘ、Ｕｙの大きさによっては、欠けた干渉パ
ターンとなってしまう、と判断できる。

【００３１】しかし、図８に示すように、レンズ１０
８，１１０を通過した後の光の光軸が傾いている場合で
も、レンズ１０８，１１０を揃えて移動すれば、回折格
子１１０を透過した干渉パターンをけられることなく検
出レンズ２０に入射させることができる。この移動量
は、レンズ１０８，１１０通過後の光の光軸傾きから求
められる。

【００３２】移動量について具体的に説明する。いま、
図６に示すように、受像素子１３６と受像素子１４４と
の光軸方向の距離をＬとし、図７に示すように、受像素
子１３６上の輝点位置と受像素子１４４上の輝点位置と
の位置ずれをＵｘ、Ｕｙとする。また、受像素子１３
６、１４４のＸ軸とＹ軸は、システム１００のＸ’軸と
Ｙ’軸（図６の左右水平軸とこれに直交する水平軸）に
対応しているものと仮定する。この場合、いまＸ、Ｘ’
方向についてみると、受像素子１３６、１４４上におけ
るＸ軸方向の輝点位置ずれＵｘは、図９に示すように、
回折格子１１０から距離Ｌだけ移動した場所における
Ｘ’軸方向に関する光中心の位置ずれに等しい。次に、
回折格子１１０と集光レンズ１１２との距離をＬ０とす
ると、上記位置ずれ（Ｕｘ）は、集光レンズ１１２上で
Ｕｘ’〔＝（Ｌ０／Ｌ）・Ｕｘ〕に相当する。したがっ
て、Ｘ’方向だけについてみると、図８と図９に示すよ
うに、Ｕｘ’だけレンズ１０８，１１０を移動すれば、
これらのレンズ１０８，１１０を通過する光の中心が集
光レンズ１１２の中心に移動し、「けられ」が解消され
る。Ｙ’軸についても同様に考えることができ、Ｙ軸方
向の位置ずれＵｙに対し、Ｙ’軸方向にレンズ１０８，
１１０をＵｙ’〔＝（Ｌ０／Ｌ）・Ｕｙ〕だけ移動すれ
ば、Ｙ’軸方向についても「けられ」が解消され、完全
な干渉パターンが受像素子１１６で受像される。

【００３３】以上の考察に基づき、本実施形態のシステ
ム１００では、制御装置（位置算出装置）１３８がまず
位置ずれ量Ｕｘ、Ｕｙ及びレンズ移動量Ｕｘ’、Ｕｙ’
を演算し、その演算結果に基づいて調整機構１２２，１
２４を同時に駆動してレンズ１０８，１１０を同時に移
動し、干渉パターンを集光レンズ１１２の瞳面内に位置
させる。この状態で、信号プロセッサ１１８は回折格子
１１０を移動してレンズ１０８，１１０の収差を求め、
求めた収差に基づいて調整機構１２２，１２４を個別に
駆動してレンズ１０８，１１０の位置を個々に調整す
る。

【００３４】（２）第２実施形態図１０は、他の組レンズ調整システム２００を示す。こ
のシステム２００において、集光レンズ１１２と結像レ
ンズ１１４との間には、一つのハーフミラー１３０が配
置されている。また、ハーフミラー１３０から受像素子
１３６に至るまでの光路中（本実施の形態では、結像レ
ンズ１３４と受像素子１３６との間）に、別のハーフミ
ラー１４６が配置されており、このハーフミラー１４６
で反射された光の結像点から所定距離Ｌだけ移動した場
所に受像素子１４８が配置されている。このシステム２
００でも、上述した第１実施形態のシステム１００と同
様に、受像素子１３６、１４８に受像された像の輝点位
置に位置ずれがあった場合、それらの位置ずれ量をもと
に上述した方法で計算された値だけレンズ１０８，１１
０を移動することで、受像素子１１６は「けられ」の無
い干渉パターンを受像できる。

【００３５】（３）第３実施形態図１１は、他の組レンズ調整システム３００を示す。こ
のシステム３００において、集光レンズ１１２と結像レ
ンズ１１４との間には、一つのハーフミラー１３２が配
置されている。また、ハーフミラー１３２で反射された
光の進行先には、結像レンズ１４２と、受像素子１３６
が配置されている。受像素子１３６は移動装置１５０に
積載されており、光軸方向に移動移動可能としてある。
このシステム３００によれば、まず結像レンズ１４２の
結像位置に受像素子１３６を固定して輝点位置を求め、
次に所定距離（Ｌ）だけ受像素子１３６を光軸方向に移
動して輝点位置を求め、それらをもとに両輝点位置の差
（Ｕｘ、Ｕｙ）を求める。そして、これら輝点位置の差
をもとに、上述の方法によりレンズ１０８，１１０の移
動量を求め、干渉パターンの「けられ」を解消ｓる。

【００３６】なお、以上の説明では、回折格子として透
過型の回折格子を用いたが、反射型の回折格子を利用し
てシステムを構成することも当然可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明に係る組レ
ンズ調整方法とその装置によれば、回折光干渉方式の組
レンズ調整において、シェアリング干渉パターンが欠け
ることなく得られ、そのために正しく収差検出を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回折光干渉方式による組レンズ調整システム
（装置）の一例を示す概略図。

【図２】回折光干渉方式における光路を表す図。

【図３】干渉縞の一例を示す図。

【図４】組レンズの位置ズレによる画像欠けを説明す
る図。

【図５】干渉パターンの「けられ」の一例を示す図。

【図６】本発明に係る組レンズ調整システムの第１実
施形態の概略構成図。

【図７】受像素子に受像される集光スポットを示す
図。

【図８】レンズの移動を説明する図。

【図９】図８と共にレンズの移動を説明する図。

【図１０】本発明に係る組レンズ調整システムの第２
実施形態の概略構成図。

【図１１】本発明に係る組レンズ調整システムの第２
実施形態の概略構成図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ａ (72)発明者高本健治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H043 AA03 AA08 AA20 AA21 AA23 AA27 2H097 EA01 LA16 LA20 4E068 CD01 CD05 CD14 5D119 AA38 BA01 JA43 NA05 5F046 CB12 DA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の被調整レンズからなる組レンズの
調整方法であって、（ａ）コリメートした光を被調整レ
ンズで集光する工程と、（ｂ）上記集光された光を回折
格子で回折して干渉させる工程と、（ｃ）上記干渉光を
３分岐する工程と、（ｄ）上記３分岐した干渉光のうち
の第１の干渉光を第１のレンズで集光して第１の受像素
子へ結像する工程と、（ｅ）上記第１の受像素子に結像
された干渉光から被調整レンズの収差を検出する工程
と、（ｆ）上記３分岐した干渉光のうちの第２の干渉光
を第２のレンズで集光して第２の受像素子上に集光スポ
ットを得る工程と、（ｇ）上記３分岐した干渉光のうち
の第３の干渉光を第３のレンズで集光して、上記第２の
レンズから第２の受像素子までの距離と異なる距離を第
３のレンズとの間にあけて設けた第３の受像素子に集光
スポットを得る工程と、（ｈ）工程（ｆ）と（ｇ）で得
られた２つの集光スポットの対応する受像素子上での位
置関係に基づいて上記組レンズの位置調整を行う工程
と、（ｉ）上記検出した収差に基づいて上記被調整レン
ズを個別に調整する工程とを有することを特徴とする組
レンズ調整方法。
【請求項２】複数のレンズを調整して組レンズを組立
てる装置であって、（ａ）コリメートされた光を出射す
る光源と、（ｂ）複数の被調整レンズの位置を調整する
レンズ調整機構と、（ｃ）上記被調整レンズからの集光
光を回折して干渉させる回折格子と、（ｄ）上記干渉光
を３分岐する２つのハーフミラーと、（ｅ）上記３分岐
した干渉光のうちの第１の干渉光を受像する第１の受像
素子と、（ｆ）上記第１の干渉光を集光して上記第１の
受像素子に導く第１の結像光学系と、（ｇ）上記第１の
受像素子で受像した干渉光を処理して収差を検出する処
理装置と、（ｈ）上記３分岐した干渉光のうちの第２の
干渉光を集光する第２の集光光学系と、（ｉ）上記第２
の集光光学系で集光された第２の干渉光をその集光位置
で受像する第２の受像素子と、（ｊ）上記３分岐した干
渉光のうちの第３の干渉光を集光する第３の集光光学系
と、（ｋ）上記第３の集光光学系で集光された第３の干
渉光をその集光位置から離れた位置で受像する第３の受
像素子と、（ｌ）上記第２の受像素子と第３の受像素子
で受像された干渉光の位置を求め、これらの位置関係に
基づいて、上記被調整レンズ全体の位置を算出する位置
算出装置とを有することを特徴とする組レンズ調整装
置。
【請求項３】組レンズの調整方法であって（ａ）コリ
メートした光を被調整レンズで集光する工程と、（ｂ）
上記集光された光を回折格子で回折して干渉させる工程
と、（ｃ）上記干渉光を２分岐する工程と、（ｄ）上記
２分岐した干渉光のうちの一方の干渉光を集光して受像
素子へ結像する工程と、（ｅ）上記干渉像から収差を検
出する工程と、（ｆ）上記２分岐した干渉光のうちの他
方の干渉光を集光する工程と、（ｇ）上記集光された他
方の干渉光がスポット状態になる前に２光束に分岐する
工程と、（ｈ）上記２光束に分岐した干渉光のうちの一
方の干渉光のスポット像を受像する工程と、（ｉ）上記
２光束に分岐した干渉光のうちの他方の干渉光のスポッ
ト像を、光軸方向に関して上記工程（ｈ）で受像した位
置から離れた位置で受像する工程と、（ｊ）上記工程
（ｈ）と（ｉ）で受像した２つの集光スポットの位置関
係に基づいて上記被調整レンズ全体の位置調整を行う工
程と、（ｋ）上記検出した収差に基づいて上記被調整レ
ンズを個別に位置調整する工程とを有することを特徴と
する組レンズ調整方法。
【請求項４】複数のレンズを調整して組レンズを組立
てる装置であって、（ａ）コリメートされた光を出射す
る光源と、（ｂ）複数の被調整レンズを駆動するレンズ
調整機構と、（ｃ）上記被調整レンズからの集光光を回
折して干渉させる回折格子と、（ｄ）上記干渉光を２分
岐するハーフミラーと、（ｅ）上記２分岐した干渉光の
うちの一方の干渉光を受像する第１の干渉像受像素子
と、（ｆ）上記一方の干渉光を集光して上記受像素子１
に導く第１の結像光学系と、（ｇ）上記第１の受像素子
が受像した干渉光を処理して収差を検出する処理装置
と、（ｈ）上記２分岐した干渉光のうちの他方の干渉光
をスポットに集光する第２の集光光学系と、（ｉ）上記
他方の干渉光がスポットになる前で２光束に分岐するハ
ーフミラーと、（ｊ）上記２光束に分岐した干渉光のう
ちの一方の干渉光を受像する第１のスポット受像素子
と、（ｋ）上記２光束に分岐した干渉光の他方の干渉光
を、上記２光束に分岐した干渉光のうちの一方の干渉光
の集光位置とスポット受像素子との光軸方向に関する位
置関係とは異なる位置関係で受像する第２のスポット受
像素子と、（ｌ）上記２つのスポット受像素子で受像さ
れたスポットの位置を求め、これらの位置関係に基づい
て、上記被調整レンズ全体の位置を算出する位置算出装
置とを有することを特徴とする組レンズ調整装置。
【請求項５】上記第１のスポット受像素子が上記干渉
光の集光位置に設置されることを特徴とする請求項４記
載の組レンズ調整装置。
【請求項６】組レンズの調整方法であって、（ａ）コ
リメートした光を被調整レンズで集光する工程と、
（ｂ）上記集光された光を回折格子で回折して干渉させ
る工程と、（ｃ）上記干渉光を２分岐する工程と、
（ｄ）上記２分岐した干渉光のうちの１つ干渉光を集光
して第１の受像素子へ結像する工程と、（ｅ）上記干渉
像から収差を検出する工程と、（ｆ）上記２分岐した干
渉光のうちの他方の干渉光を第２の受像素子上で集光ス
ポットにする工程と、（ｇ）上記第２の受像素子を光軸
方向に移動させる工程と、（ｈ）上記第２の受像素子の
移動に伴って変化する集光スポットの位置ずれ量に基づ
いて上記被調整レンズ全体の位置調整を行う工程と、
（ｉ）上記検出した収差に基づいて上記被調整レンズを
個別に位置調整する工程とを有することを特徴とする組
レンズ調整方法。
【請求項７】複数のレンズを調整して組レンズを組立
てる装置であって、（ａ）コリメートされた光を出射す
る光源と、（ｂ）複数の被調整レンズを駆動するレンズ
調整機構と、（ｃ）上記被調整レンズからの集光光を回
折して干渉させる回折格子と、（ｄ）上記干渉光を２分
岐するハーフミラーと、（ｅ）上記２分岐した干渉光の
うちの一方の干渉光を受像する第１の受像素子と、
（ｆ）上記一方の干渉光を集光して上記第１の受像素子
に導く結像光学系と、（ｇ）上記干渉像を処理して収差
を検出する処理装置と、（ｈ）上記２分岐した干渉光の
うちの他方の干渉光を集光して受像する第２の受像素子
と、（ｉ）上記他方の干渉光を集光して上記第２の受像
素子に導く集光光学系と、（ｊ）上記第２の受像素子を
光軸方向に移動させる移動機構と、（ｋ）上記第２の受
像素子の移動に伴って変化する集光スポットの位置ずれ
量に基づいて、上記被調整レンズ全体の位置を算出する
位置算出装置とを有することを特徴とする組レンズ調整
装置。
【請求項８】上記スポットの位置ずれ量を、上記第２
の受像素子を上記他方の干渉光の集光位置に移動させて
得られるスポット位置と、上記第２の受像素子を上記ス
ポット位置から光軸方向に移動させた位置に移動させて
得られる別のスポット位置との関係から算出することを
特徴とする請求項７記載の組レンズ調整装置。
【請求項９】上記レンズ調整機構が、上記位置算出装
置で算出した量だけ、上記被調整レンズ全体の位置調整
を行うことを特徴とする請求項２、４、５、７、または
８のいずれか一に記載の組レンズ調整装置。
【請求項１０】上記処理装置で算出した収差から、上
記被調整レンズの個別の調整量を算出する調整量算出装
置を有することを特徴とする請求項２、４、５、７、ま
たは８のいずれか一に記載の組レンズ調整装置。
【請求項１１】上記レンズ調整機構が、上記調整量算
出装置で算出した調整量だけ、上記被調整レンズの個別
の調整を行うことを特徴とする請求項１０に記載の組レ
ンズ調整装置。
【請求項１２】上記収差検出を、干渉領域に設置した
線分上の各測点の位置と強度の関係を関数近似し、その
関数の係数値に基づいて行うことを特徴とする請求項
１、３、６のいずれか一に記載の組レンズ調整方法。
【請求項１３】上記収差検出を、干渉領域に設置した
線分上の各測点の位置と強度の関係を関数近似し、その
関数の係数値に基づいて行うことを特徴とする請求項
２、４、５、７、８、１０、１１のいずれか一に記載の
組レンズ調整装置。
【請求項１４】上記回折格子が透過型回折格子である
ことを特徴とする請求項１、３、６、１２のいずれか一
に記載の組レンズ調整方法。
【請求項１５】上記回折格子が透過型回折格子である
ことを特徴とする請求項２、４、５、７、８、１０、１
１、１３のいずれか一に記載の組レンズ調整装置。