JP2008268054A - Device for measuring focal position - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焦点位置測定装置に関する。例えば、顕微鏡対物レンズなどを被測定光学系とする焦点位置測定装置に関する。 The present invention relates to a focal position measurement apparatus. For example, the present invention relates to a focal position measuring apparatus using a microscope objective lens or the like as an optical system to be measured.
従来、例えば対物レンズユニットなどの製造工程では、ユニット組立後に焦点距離測定、あるいは基準位置からの焦点位置測定(以下、両者を含めて焦点位置測定と称する)が行われる。
例えば、特許文献1には、このような焦点位置測定装置として、移動自在に支持された被測定光学系への発散光束生成手段と、被測定光学系を移動自在に支持する光学支持体と、被測定光学系からの出射光束の周速点検出手段とからなり、光束収束点が検出される発散光束生成手段と被測定光学系の位置とから焦点距離を演算する光学系の焦点距離測定装置が記載されている。
また、特許文献1の従来の技術には、平行光束を用いた焦点位置測定装置として、ノーダルスライド法、倍率法を用いた装置構成が記載されている。
For example, in
Further, in the conventional technique of
しかしながら、上記のような従来の焦点位置測定装置には以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、いずれも光軸に沿う距離を測定して、焦点距離、焦点位置を求めている。そのため、測定環境に温度変化が起こると、距離測定が不正確となり、焦点位置の測定精度が低下してしまうという問題がある。
測定環境を一定温度に温度制御することも考えられるが、製造工程での焦点位置測定では、次々に生産される完成品を順次被測定光学系とするので、被測定光学系が頻繁に入れ替えられることになる。そのため、測定環境を正確に一定温度状態を保つことは困難である。被測定光学系の入れ替え後、温度平衡状態となるまで放置すると、測定効率が著しく悪化してしまうという問題がある。
However, the conventional focus position measuring apparatus as described above has the following problems.
In all of the techniques described in
Although it is conceivable to control the temperature of the measurement environment to a constant temperature, in the focal position measurement in the manufacturing process, the finished product produced one after another is used as the measured optical system one after another, so the measured optical system is frequently replaced. It will be. For this reason, it is difficult to accurately maintain the measurement environment at a constant temperature. If the optical system to be measured is replaced until it reaches a temperature equilibrium state, there is a problem that the measurement efficiency is remarkably deteriorated.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、測定雰囲気に温度変化が生じても、正確に被測定光学系の焦点位置測定を行えるようにした焦点位置測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a focal position measuring apparatus capable of accurately measuring a focal position of an optical system to be measured even when a temperature change occurs in a measurement atmosphere. For the purpose.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、被測定光学系に測定用光を入射し、結像位置を検出することで、基準位置からの焦点位置を測定する焦点位置測定装置であって、前記被測定光学系を前記基準位置に保持する被測定光学系保持部と、前記被測定光学系に、測定用光として平行光束を入射させる光源部と、前記被測定光学系を透過した前記測定用光を光軸方向に反射させる反射ミラーと、該反射ミラーを光軸に沿って移動する移動機構と、前記反射ミラーを介して、前記被測定光学系に再入射した光を結像する結像レンズと、該結像レンズを透過した光の結像位置を検出する結像位置検出機構と、前記移動機構に支持されて移動する反射ミラーの移動量を検出する移動量検出機構と、前記被測定光学系保持部に保持された前記被測定光学系周りの雰囲気温度を検出する温度センサとを備え、該温度センサの検出温度に応じて、測定原点の再設定を促す警告表示を行うようにした構成とする。
この発明によれば、被測定光学系保持部によって、基準位置に保持された被測定光学系に対して、光源部から測定用光として平行光束を入射し、被測定光学系を透過した光を反射ミラーで反射し、その反射光を被測定光学系に再入射させ、その透過光を結像レンズによって結像させる。そして、移動機構によって、反射ミラーを光軸方向に移動することにより、結像レンズによる結像位置を変化させる。そして、この結像位置を結像位置検出機構によって検出し、所定の結像位置が得られるように、反射ミラーの位置を調整する。そして、この調整後の反射ミラーの移動位置を移動量検出機構によって、検出することで、基準位置に対する被測定光学系の焦点位置を測定することができる。
その際、温度センサによって、被測定光学系保持部に保持された被測定光学系周りの雰囲気温度が検出されており、この温度センサの検出温度に応じて、測定原点の再設定を促す警告表示が行われる。
これにより、温度変化量が所定の測定精度を満足できない大きさになった場合には、測定原点の再設定を行うことで、良好な測定精度を維持することが可能となる。
In order to solve the above-described problem, in the invention described in
According to this invention, a parallel light beam is incident as measurement light from the light source unit on the measured optical system held at the reference position by the measured optical system holding unit, and the light transmitted through the measured optical system is transmitted. The light is reflected by a reflection mirror, the reflected light is incident again on the optical system to be measured, and the transmitted light is imaged by an imaging lens. Then, the imaging position of the imaging lens is changed by moving the reflection mirror in the optical axis direction by the moving mechanism. Then, this imaging position is detected by an imaging position detection mechanism, and the position of the reflection mirror is adjusted so that a predetermined imaging position is obtained. The focal position of the optical system to be measured with respect to the reference position can be measured by detecting the movement position of the reflecting mirror after adjustment by the movement amount detection mechanism.
At that time, the temperature sensor detects the ambient temperature around the measured optical system held by the measured optical system holding part, and a warning display prompts the user to reset the measurement origin according to the detected temperature of the temperature sensor. Is done.
Thereby, when the amount of temperature change becomes a size that cannot satisfy the predetermined measurement accuracy, it is possible to maintain good measurement accuracy by resetting the measurement origin.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の焦点位置測定装置において、前記温度センサの検出出力に応じて前記移動量検出機構が検出した前記移動量を補正するようにした構成とする。
この発明によれば、温度センサの検出出力に応じて移動量検出機構の移動量を補正するので、被測定光学系周りの雰囲気温度に応じて正確な移動量を検出することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the focal position measurement device according to the first aspect, the movement amount detected by the movement amount detection mechanism is corrected according to the detection output of the temperature sensor. .
According to this invention, since the movement amount of the movement amount detection mechanism is corrected according to the detection output of the temperature sensor, it is possible to detect an accurate movement amount according to the ambient temperature around the optical system to be measured.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の焦点位置測定装置において、前記被測定光学系保持部が、前記被測定光学系を3点支持してなる構成とする。
この発明によれば、被測定光学系保持部が、被測定光学系を3点支持するため、基準位置に対する被測定光学系の位置決め精度を向上することができるとともに、被測定光学系保持部を介した熱伝導を低減できるので、被測定光学系の載せ替えに伴う測定環境の温度変化を低減することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the focal position measuring apparatus according to the first or second aspect, the measured optical system holding unit supports the measured optical system at three points.
According to this invention, since the measured optical system holding unit supports the measured optical system at three points, it is possible to improve the positioning accuracy of the measured optical system with respect to the reference position, and the measured optical system holding unit Therefore, the temperature change of the measurement environment accompanying the replacement of the optical system to be measured can be reduced.
本発明の焦点位置測定装置によれば、温度センサによって焦点位置測定における雰囲気温度を検出し、この検出温度に応じて、測定原点の再設定を促す警告表示を行うので、測定雰囲気の温度変化が生じても、測定原点の再設定を行うことにより、正確に被測定光学系の焦点位置測定を行うことができるという効果を奏する。 According to the focal position measuring apparatus of the present invention, the ambient temperature in the focal position measurement is detected by the temperature sensor, and a warning display prompting the resetting of the measurement origin is performed according to the detected temperature, so that the temperature change of the measured atmosphere is detected. Even if it occurs, it is possible to accurately measure the focal position of the optical system to be measured by resetting the measurement origin.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る焦点位置測定装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る焦点位置測定装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図2は、本発明の実施形態に係る焦点位置測定装置の被測定光学系および被測定光学系保持部を示す模式的な断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る焦点位置測定装置の制御ブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
A focal position measurement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing a schematic configuration of a focal position measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a measured optical system and a measured optical system holding unit of the focal position measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a control block diagram of the focal position measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
本実施形態の焦点位置測定装置100の概略構成は、図1に示すように、レーザー光源3、ハーフミラー8、ミラー4、コリメートレンズ5(結像レンズ)を内部に収めた装置本体18と、装置本体18の上面を構成する天板18aに固定されたワークステージ2(被測定光学系保持部)と、天板18a上方で上下方向に移動可能に設けられた標本ミラー6(反射ミラー)と、標本ミラー6の移動位置を測定するレーザー測長機11(移動量検出機構)と、温度センサ12と、受光素子10と、これら構成要素の動作を制御する制御部14とからなる。
そして、このような構成によりワークステージ2上に配置された被測定光学系の焦点位置を測定できるようになっている。
以下では、被測定光学系の一例として、図2に示すような、被検対物レンズ1の焦点位置を測定する場合の例で説明する。
As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the focal
With such a configuration, the focal position of the optical system to be measured arranged on the
Below, as an example of the optical system to be measured, an example in the case of measuring the focal position of the
被検対物レンズ1は、略円筒状のレンズ鏡筒1aの内部に、例えば、レンズL1、L2、L3などの複数のレンズが配置され、無限遠設計の対物光学系を構成するレンズユニットである。被検対物レンズ1の光軸Pは、レンズ鏡筒1aの中心軸に一致されている。
レンズ鏡筒1aの一端側には、例えば、顕微鏡などにマウントするための取付部1cとその取付時に光軸P方向に位置決めを行うため光軸Pに直交する平面からなる取付基準面1bとが形成されている。
取付部1cは、本実施形態では、レンズ鏡筒1aの外径よりわずかに小さい外径を有する雄ネジによって形成されている。
取付基準面1bは、取付部1cの外周部から、レンズ鏡筒1aの外形部まで延びる円環状の平面からなる。
The
At one end side of the
In the present embodiment, the attachment portion 1c is formed by a male screw having an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the
The
ワークステージ2は、本実施形態では、表面が平滑なガラス板からなり、その上面側に、被検対物レンズ1の取付基準面1bを支持する測定基準面2a(基準位置)を備えている。測定基準面2aの中心に、被検対物レンズ1の取付部1cよりもわずかに大きな内径で板厚方向に貫通するガイド孔2bが設けられている。このため、被検対物レンズ1の取付部1cをガイド孔2b内に収めた状態で、取付基準面1bを測定基準面2a上にセットすると光軸Pは、略ガイド孔2bの中心に位置する。
In the present embodiment, the
レーザー光源3は、被検対物レンズ1に入射させる測定用光を発散光として発生するものである。例えば、適宜波長の半導体レーザーなどから構成される。
ハーフミラー8は、レーザー光源3と被検対物レンズ1との間の光路を分岐させる光路分岐手段である。
ミラー4は、ハーフミラー8を透過した測定用光を反射して、測定基準面2aに直交し、測定基準面2aの中心を通過して進むように、光路を折り曲げるものである。
The
The
The
コリメートレンズ5は、ミラー4とワークステージ2との間の光路上に設けられ、ミラー4で反射された測定用光を平行光束に集光する光学素子である。
このため、レーザー光源3、ハーフミラー8、ミラー4、コリメートレンズ5は、被検対物レンズ1に平行光束を入射させる光源部を構成している。
コリメートレンズ5の焦点距離は、温度変化の影響を受けにくくなるように、被検対物レンズ1の焦点距離に比べて十分長い値、例えば、数百mm程度に設定する。
The collimating lens 5 is an optical element that is provided on the optical path between the
For this reason, the
The focal length of the collimating lens 5 is set to a value that is sufficiently longer than the focal length of the
標本ミラー6は、測定用光の光軸に直交する平面ミラーであり、ガイド孔2bを透過し、被検対物レンズ1で集光された測定用光を光軸上に折り返すことができるようになっている。
標本ミラー6は、例えば天板18a上に立設された低熱膨張金属製の支柱部13上で、測定用光の光軸に沿って移動可能に設けられた移動機構7によって光軸に沿う上下方向に移動可能に支持されている。
移動機構7は、標本ミラー6をワークステージ2の測定基準面2aの上方の所定距離の範囲で光軸に沿う上下方向に移動自在に支持するもので、例えば、ボールネジ駆動される1軸ステージ、リニアモータ、圧電素子による駆動機構などの適宜の機構を採用することができる。
The
The
The
レーザー測長機11は、支柱部13の上部に固定され、標本ミラー6の、上下方向における移動位置を測定するものである。レーザー測長機11の測定結果は、制御部14に送出され、焦点位置を算出するための演算データや、移動機構7の移動制御用のデータとして利用できるようになっている。
The laser
温度センサ12は、ワークステージ2に支持された被検対物レンズ1周りの雰囲気温度を測定するセンサである。温度センサ12によって検出された検出温度データは、制御部14に送出される。
The
受光素子10は、標本ミラー6で反射され、被検対物レンズ1、コリメートレンズ5によって集光され、ミラー4、ハーフミラー8によって反射された測定用光を、コリメートレンズ5の焦点位置より像側の位置で受光し、その光量変化により測定用光の結像位置を検出するためのもので、例えば、フォトダイオードやCCDなどからなる。
そして、ハーフミラー8と受光素子10との間の光路上には、コリメートレンズ5の焦点位置に相当する位置において受光素子10への入射光を規制するピンホール9が配置されている。すなわち、ピンホール9は、レーザー光源3に対する共焦点位置に配置されていることになる。
このため、本実施形態では、コリメートレンズ5は、反射ミラーを介して被測定光学系に再入射した光を結像する結像レンズを兼ねており、ピンホール9と受光素子10とは、結像レンズを透過した光の結像位置を検出する結像位置検出機構を構成している。
The
On the optical path between the
For this reason, in this embodiment, the collimating lens 5 also serves as an imaging lens that forms an image of light re-entered into the optical system to be measured via the reflection mirror, and the
制御部14は、図3に示すように、移動機構7、レーザー測長機11、温度センサ12、表示部14a、受光素子10とそれぞれ電気的に接続され、それぞれと通信を行って、動作制御、データの取得、データ演算などを行うことができるようになっている。
制御部14の装置構成としては、CPU、メモリ、入出力部、外部記憶装置などで構成されたコンピュータを用い、各種の制御機能、演算機能に対応して作成されたプログラムを実行することにより各種の制御機能、演算機能を実現している。
制御部14が行う制御としては、移動機構7の移動制御があり、これには後述する0リセット制御が含まれる。また、レーザー測長機11、温度センサ12からはそれぞれ標本ミラー6の位置情報、検出温度を取得できるようになっている。受光素子10からは、標本ミラー6の移動位置に応じた受光量を取得し、これら受光量を比較演算して、受光量の最大値を検出できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
As a device configuration of the
Control performed by the
表示部14aは、適宜の操作画面、測定結果表示画面、メッセージ画面などを切替表示可能とするもので、例えば、モニタや液晶パネルなどから構成される。
本実施形態では、温度センサ12の検出温度が、一定の温度範囲を超えている場合、測定原点の再設定を促す警告表示をメッセージ画面上に表示できるようになっている。
一定の温度範囲は、例えば、支柱部13の熱膨張によるレーザー測長機11の固定位置の変動などを考慮して、測定精度の必要に応じて適宜設定することができる。例えば、焦点位置が45mmの被検対物レンズ1の場合、測長精度としては、0.5μm以下程度の精度が好ましい。そのため、本実施形態では、後述する0リセット動作を行った温度から1℃以上変化した場合、警告表示を行う設定としている。
The
In the present embodiment, when the detected temperature of the
The constant temperature range can be appropriately set according to the need for measurement accuracy, taking into account, for example, fluctuations in the fixed position of the laser
次に、焦点位置測定装置100の動作について説明する。
図4は、本発明の実施形態に係る焦点位置測定装置の0リセット動作および基準治具測定動作について説明する模式図である。
Next, the operation of the focal
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the zero reset operation and the reference jig measurement operation of the focal position measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
焦点位置測定装置100では、電源投入とともに、温度センサ12によって雰囲気温度が検出され、一定のサンプリング周期で温度検出が繰り返される。
焦点位置測定装置100では、0リセット工程、基準治具測定工程、焦点位置測定工程をこの順次行うようになっている。
In the focus
In the focal
まず、0リセット工程では、図4に破線で示すように、ワークステージ2上に何も配置しない状態で、標本ミラー6を下降させ、標本ミラー6を測定基準面2aに当接させる。そして、このときの標本ミラー6の位置(上面位置)をレーザー測長機11で測定し、標本ミラー6の上面位置を測定原点として設定する。このとき、温度センサ12で検出された温度を制御部14に基準温度として記憶する。
First, in the zero reset process, as indicated by a broken line in FIG. 4, the
次に、基準治具測定工程では、図4の実線で示すように、予め長さが既知の基準治具15を測定基準面2a上に配置し、標本ミラー6を基準治具15の上面に当接させる。このとき、標本ミラー6の上面位置をレーザー測長機11によって測定する。
ここで、基準治具15は、熱膨張率が小さく、表面に傷などがつきにくい材質で製作する。本実施形態では、熱膨張率0±0.1×10−6/℃のゼロデュア(登録商標)を用いている。
Next, in the reference jig measuring step, as shown by the solid line in FIG. 4, a
Here, the
制御部14では、レーザー測長機11による測定結果と予め記憶された基準治具15の長さとを比較し、その差が許容範囲内であれば、基準治具測定工程を完了し、焦点位置測定工程に移行する。
一方、レーザー測長機11による測定結果と予め記憶された基準治具15の長さとの差が許容範囲を超える場合は、0リセット工程、または基準治具測定工程の動作が正しく行われていないことが考えられる。例えば、測定基準面2aと標本ミラー6との間や、測定基準面2aと基準治具15との間にゴミなどが付着して、高さに狂いが生じることが考えられる。したがって、このような許容範囲の測定結果が得られた場合、制御部14は、0リセットを無効とする。
そして、表示部14aに、0リセット工程、基準治具測定工程のやり直しを促すメッセージを表示する。そして、焦点位置測定工程を実行する操作をロックし、0リセット工程、基準治具測定工程をやり直さない限り焦点位置測定ができないようにする。
The
On the other hand, when the difference between the measurement result of the laser
Then, a message prompting the user to redo the 0 reset process and the reference jig measurement process is displayed on the
0リセット工程をやり直す表示が出た場合、測定者は、測定基準面2aを清掃してから、再度0リセット動作を実行させる。そして、基準治具15の受け面を清掃してから、測定基準面2aに再セットして基準治具測定動作をやり直す。
そして、0リセットのやり直し表示が消えるまで上記の手順を繰り返す。
When a display to redo the 0 reset process appears, the measurer cleans the
Then, the above procedure is repeated until the 0 reset redo display disappears.
次に、以下のようにして、焦点位置測定工程を行う。
まず、ワークステージ2の測定基準面2aに、レンズ鏡筒1aの取付基準面1bを当接させて、ワークステージ2に被検対物レンズ1をセットする。このとき、標本ミラー6は、被検対物レンズ1の焦点位置近傍に移動しておく。
この状態で、レーザー光源3から測定用光を出射する。測定用光は、ハーフミラー8を透過し、ミラー4によって反射されて、コリメートレンズ5に入射する。
コリメートレンズ5は、予めレーザー光源3からの発散光を平行光束にするようにコリメート調整されているため、コリメートレンズ5からは平行光束が出射される。
この平行光束は、ガイド孔2bを通して、被検対物レンズ1に入射し、被検対物レンズ1の焦点位置に結像される。
Next, a focal position measurement process is performed as follows.
First, the
In this state, measurement light is emitted from the
Since the collimator lens 5 is collimated in advance so that the divergent light from the
The parallel light beam enters the
標本ミラー6が、被検対物レンズ1の焦点位置に配置されている場合、標本ミラー6で反射された測定用光は、被検対物レンズ1に再入射し、平行光束となって、コリメートレンズ5に入射し、レーザー光源3と共焦点となる位置に結像される。すなわち、ミラー4、ハーフミラー8で反射された後、ピンホール9の位置に結像される。
このため、ピンホール9に入射する全光量がピンホール9を透過し、受光素子10上で受光される。
一方、標本ミラー6が、被検対物レンズ1の焦点位置からずれている場合、同様の光路を通って、ピンホール9から光軸方向にずれた位置に結像される。そのため、ピンホール9上では、ピンホール9のホール径よりも広い範囲に光束が広がるため、一部の光束がピンホール9で遮光される。したがって、受光素子10の受光量が低下する。
When the
Therefore, the total amount of light incident on the
On the other hand, when the
そこで、焦点位置測定工程では、上記の初期状態で、測定用光が、受光素子10に入射することが確認されたら、制御部14によって移動機構7を駆動し、標本ミラー6の位置を光軸方向の上(又は下)に移動させる。そして、その状態から、初期設定位置に向けて、標本ミラー6を徐々に下(又は上)に移動する。そして、適宜のサンプリング間隔で、レーザー測長機11によって測定される標本ミラー6の移動位置と、受光素子10の受光量を測定していく。そして、受光素子10の受光量が光軸方向で最大となる標本ミラー6の位置を求め、この位置を被検対物レンズ1の焦点位置の測定値とする。
このとき、温度センサ12の検出温度が、0リセット動作時の温度から、所定温度範囲内にあれば、焦点位置測定を正常終了する。
一方、測定中に、温度センサ12の検出温度が、所定温度範囲を超えた場合、表示部14aに警告表示が行われ、これにより、焦点位置測定動作が中断される。
この場合、測定者は、0リセット工程、基準治具測定工程からやり直し、その後、焦点位置を再測定する。
Therefore, in the focal position measurement step, when it is confirmed that the measurement light is incident on the
At this time, if the detected temperature of the
On the other hand, when the temperature detected by the
In this case, the measurer starts over from the zero reset process and the reference jig measurement process, and then remeasures the focal position.
このように、本実施形態の焦点位置測定装置100によれば、温度センサ12によって、測定雰囲気温度の変化をモニタすることにより、0リセット動作からの温度変化が所定温度範囲内にある条件の下に、焦点位置測定を行うことができるので、正確な測定を行うことができる。
As described above, according to the focal
なお、本実施形態では、被検対物レンズ1周りの雰囲気温度を測定しており、装置本体18の内部における温度、例えば、コリメートレンズ5からピンホール9までの光路における雰囲気温度は測定していない。これは、コリメートレンズ5の焦点距離が被検対物レンズ1の焦点距離に比べて十分長いため、1℃程度の温度変動が発生しても、測定精度に影響しないからである。
In this embodiment, the ambient temperature around the
次に、本実施形態の第1変形例について説明する。
図5は、本発明の実施形態の第1変形例に係る焦点位置測定装置の被測定光学系および被測定光学系保持部を示す模式的な正面図である。図6は、本発明の実施形態の第1変形例に係る焦点位置測定装置の被測定光学系保持部を示す模式的な斜視図である。図7は、本発明の実施形態の第1変形例に係る焦点位置測定装置の被測定光学系および被測定光学系保持部を示す模式的な断面図である。
Next, a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic front view showing a measured optical system and a measured optical system holding unit of a focal position measuring apparatus according to a first modification of the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic perspective view showing a measured optical system holding part of a focal position measuring apparatus according to a first modification of the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a measured optical system and a measured optical system holding unit of a focal position measuring apparatus according to a first modification of the embodiment of the present invention.
本変形例の焦点位置測定装置101は、上記実施形態の焦点位置測定装置100において、ワークステージ2に代えてワークステージ16(被測定光学系保持部)を備えるものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
ワークステージ16は、図5、6に示すように、中央にワークステージ2のガイド孔2bと同様のガイド孔16bを備えた板部材からなり、ガイド孔16bの近傍の上面16a側においてガイド孔16bを周方向に3等分する位置に鋼球などからなる3つの受け部17を取り付けたものである。このため、図7に示すように被検対物レンズ1の取付基準面1bは、3つの受け部17によって、ワークステージ16上で3点支持されるようになっている。
The focal
As shown in FIGS. 5 and 6, the
本変形例によれば、被検対物レンズ1を、測定基準面2aに代えて、3つの受け部17によって、3点支持するため、被検対物レンズ1の取付基準面1bとワークステージ16、あるいは基準治具15とワークステージ16との間にゴミなどが挟まれにくくなる。
そのため、ゴミなどが挟み込まれて0リセット動作や基準治具測定動作の測定が失敗する可能性が低減され、効率的な焦点位置測定を行うことができる。
また、測定時に被検対物レンズ1とワークステージ16との接触面積が非常に小さくなるため、それぞれの間の熱交換が起こりにくく、被検対物レンズ1を取り替えて連続測定を行うような場合でも、被検対物レンズ1の接触による温度変化の影響が少なくなり、測定温度環境を安定しやすくなる。
According to this modification, the test
Therefore, the possibility that the measurement of the zero reset operation or the reference jig measurement operation fails due to dust or the like being sandwiched is reduced, and efficient focus position measurement can be performed.
Further, since the contact area between the
次に、本実施形態の第2変形例について説明する。
本変形例は、温度センサ12の検出温度に応じて、レーザー測長機11の測長量の温度補正を行うようにしたものである。温度補正を行うパラメータとしては、温度変化により測定に影響する種々のパラメータを必要に応じて設定する。例えば、レーザー光源3が、温度変化によって、波長変化を起こす場合には、温度センサ12の温度変化に基づいて、制御部14が波長変動分による焦点位置の変化を演算し、補正する。また、温度変化により、レーザー測長機11を支持する支柱部13が伸縮する場合には、制御部14により伸縮量を演算して、レーザー測長機11の測定結果を補正する。
このような温度補正を行うことにより、焦点位置の測定精度を向上することができる。
また、本変形例によれば、被検対物レンズ1周りの雰囲気温度がある程度変化しても、レーザー測長機11の測長結果が、温度補正されるので、0リセット工程をやり直す温度範囲の範囲を広げることができる。この場合、0リセット工程をやり直す頻度を低減できるので、測定精度を保ちつつ、より効率的に測定を行うことができる。
Next, a second modification of the present embodiment will be described.
In the present modification, the temperature measurement of the length measurement amount of the laser
By performing such temperature correction, the measurement accuracy of the focal position can be improved.
In addition, according to the present modification, even if the ambient temperature around the
なお、上記の説明では、反射ミラーの移動量を検出する移動量検出機構として、レーザー測長機11を用いた例で説明したが、所望の精度で反射ミラーの位置を検出することができれば、移動量検出機構は、レーザー測長機に限定されるものではない。例えば、機械的位置検出機構やリニアエンコーダなどを用いてもよい。
また、上記の説明では、レーザー測長機11が、移動機構7と一体化された標本ミラー6の位置を検出することで、移動機構7の移動量を検出するようにした例で説明したが、反射ミラーの移動量を正確に求めることができれば、移動量検出機構は、移動機構7の移動量を検出する機構であってもよい。
また、上記の説明では、測定原点として標本ミラー6の上面位置を設定したが、これに限らず、標本ミラー6と一体で上下動するように標本ミラーに取り付けた部材を、標本ミラー6の一部と見なして、この部材の位置で測定原点を設定してもよい。
In the above description, the example of using the laser
In the above description, the laser
In the above description, the upper surface position of the
1 被検対物レンズ(被測定光学系)
2、16 ワークステージ(被測定光学系保持部)
1b 取付基準面
2a 測定基準面(基準位置)
3 レーザー光源
5 コリメートレンズ(結像レンズ)
6 標本ミラー(反射ミラー)
7 移動機構
9 ピンホール(結像位置検出機構)
10 受光素子(結像位置検出機構)
11 レーザー測長機(移動量検出機構)
12 温度センサ
13 支柱部
14 制御部
14a 表示部
15 基準治具
17 受け部
100、101 焦点位置測定装置
1 Objective lens (Optical system to be measured)
2,16 Work stage (Measurement system holder)
1b
3 Laser light source 5 Collimating lens (imaging lens)
6 Specimen mirror (reflection mirror)
7 Moving
10 Light receiving element (imaging position detection mechanism)
11 Laser length measuring machine (movement amount detection mechanism)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記被測定光学系を前記基準位置に保持する被測定光学系保持部と、
前記被測定光学系に、測定用光として平行光束を入射させる光源部と、
前記被測定光学系を透過した前記測定用光を光軸方向に反射させる反射ミラーと、
該反射ミラーを光軸に沿って移動する移動機構と、
前記反射ミラーを介して、前記被測定光学系に再入射した光を結像する結像レンズと、
該結像レンズを透過した光の結像位置を検出する結像位置検出機構と、
前記移動機構に支持されて移動する反射ミラーの移動量を検出する移動量検出機構と、
前記被測定光学系保持部に保持された前記被測定光学系の周りの雰囲気温度を検出する温度センサとを備え、
該温度センサの検出温度に応じて、測定原点の再設定を促す警告表示を行うようにしたことを特徴とする焦点位置測定装置。 A focus position measuring apparatus that measures a focus position from a reference position by making measurement light incident on an optical system to be measured and detecting an imaging position,
A measured optical system holding unit that holds the measured optical system at the reference position;
A light source unit for allowing a parallel light beam to be incident as measurement light on the optical system to be measured;
A reflection mirror that reflects the measurement light transmitted through the optical system to be measured in an optical axis direction;
A moving mechanism for moving the reflecting mirror along the optical axis;
An imaging lens that forms an image of light re-incident on the optical system to be measured via the reflection mirror;
An imaging position detection mechanism for detecting an imaging position of light transmitted through the imaging lens;
A movement amount detection mechanism for detecting a movement amount of the reflection mirror that is supported and moved by the movement mechanism;
A temperature sensor for detecting an ambient temperature around the measured optical system held by the measured optical system holding unit;
A focus position measuring apparatus, wherein a warning display prompting resetting of the measurement origin is performed according to the temperature detected by the temperature sensor.
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JP2007112776A JP2008268054A (en) | 2007-04-23 | 2007-04-23 | Device for measuring focal position |
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-
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- 2007-04-23 JP JP2007112776A patent/JP2008268054A/en not_active Withdrawn
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