JP2021043038A - 偏心測定装置及び偏心測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔偏心測定装置の構成〕
図1は、実施の形態1に係る偏心測定装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態1に係る偏心測定装置1は、光源としての点光源2と、コリメータレンズ3と、集光光学系としてのアキシコンレンズ4と、ピンホール板5と、ビームスプリッタ6と、第1の光学系としてのコリメータレンズ7及びコーナーキューブ8と、シャッター9と、モーター10と、第2の光学系としての対物レンズ11と、リレーレンズ12と、撮像部13と、ステージとしての自動ステージ14と、を備える。偏心測定装置1は、被検体としての被検レンズ20の偏心測定に用いられる。
次に、ピンホール5aの位置について説明する。図2は、ピンホールの位置と被検レンズとの関係を説明するための図である。図2に示すように、光軸Oに沿った方向のピンホール5aの位置をZとする。また、ピンホール5aから対物レンズ11の主点までの距離をA、対物レンズ11の主点から被検面の見かけ上の球心位置Pまでの距離をBとする。
次に、偏心測定装置1を用いた偏心測定方法を説明する。図3は、図1に示す偏心測定装置が実行する処理を示すフローチャートである。図3に示すように、被検レンズ20の各被検面(被検面20a、20b、20c)の見かけ上の球心位置を計算する(ステップS1)。上述したように各被検面の見かけ上の球心位置は、被検レンズ20の設計データに基づく光線追跡等により算出することができる。
次に、撮像部13上におけるスポット像の大きさについて説明する。アキシコンレンズ4を透過した光のNAは、光軸O方向の位置によらず一定であるため、ピンホール5aを透過するスポットの大きさ(エアリーディスク直径)は、1.22×λ/NAとなる。λは点光源2が照射する光の波長(nm)であり、開口数NAは、アキシコンレンズ4で屈折した光と光軸Oとのなす角をθとしてNA=sinθである。ピンホール5aの大きさは、エアリーディスク直径の2倍であるから、ピンホール5aが配置されている位置に集光された光全体がピンホール5aに透過される。
次に、偏心量の計算方法について説明する。偏心は、被検面の横ずれによって生じる測定光のスポットの横ずれであるので、被検面に入射する光の入射条件にはよらず、A/B倍となる。また、撮像部13上での倍率は、スポット像と同様にさらにリレーレンズ12の焦点距離と撮像部13の位置とにより定まる観察倍率に拡大される。
Δxi=(Mxi−Rxi)×画素サイズ/(β×(A/B)×2)
Δyi=(Myi−Ryi)×画素サイズ/(β×(A/B)×2)
なお、反射の場合、被検面の傾きに対して2倍の感度となるため2で割る必要がある。また、画素サイズとは、撮像部13の1画素(ピクセル)の大きさを表す。
図5は、実施の形態2に係る偏心測定装置の構成を示す模式図である。図5に示すように、本実施の形態2に係る偏心測定装置1Aは、ピンホール板5Aを光軸Oと直交する方向に駆動する駆動部としてのXYステージ16Aを備える。ピンホール板5A及びXYステージ16A以外の構成は、実施の形態1と同様であるから適宜説明を省略する。
次に、偏心測定装置を用いた偏心測定方法を説明する。図7は、図5に示す偏心測定装置が実行する処理を示すフローチャートである。図7に示すように、実施の形態1と同様にステップS1〜S5を行った後、XYステージ16Aを操作して、光軸O上に第1のピンホール5Aaを配置する(ステップS21)。
2 点光源
3、7 コリメータレンズ
4 アキシコンレンズ
5、5A ピンホール板
5a ピンホール
5Aa 第1のピンホール
5Ab 第2のピンホール
6 ビームスプリッタ
8 コーナーキューブ
9 シャッター
10 モーター
11 対物レンズ
12 リレーレンズ
13 撮像部
14 自動ステージ
15 可動部
16A XYステージ
20 被検レンズ
20a、20b、20c 被検面
Claims (6)
- 光源から照射された光を光軸上に集光する集光光学系と、
前記光軸上に配置されており、前記集光光学系が集光した光を選択的に透過するピンホールが形成されているピンホール板と、
前記ピンホールを透過した光を参照光と測定光とに分岐するビームスプリッタと、
前記参照光を再帰性反射する第1の光学系と、
前記測定光を被検体に照射し、前記被検体からの戻り光を集光する第2の光学系と、
前記第1の光学系に導かれた前記参照光、及び前記第2の光学系に導かれた前記測定光を撮像する撮像部と、
前記ピンホール板、前記ビームスプリッタ、前記第1の光学系、及び前記撮像部を前記光軸に沿って移動させるステージと、
を備える偏心測定装置。 - 前記参照光の光路上に挿抜可能なシャッターを備える請求項1に記載の偏心測定装置。
- 前記ピンホールの径は、光源から照射された光の波長と前記集光光学系の光学特性とによって定まるエアリーディスク径より大きい請求項1又は2に記載の偏心測定装置。
- 前記ピンホール板を前記光軸と直交する方向に駆動する駆動部を備え、
前記ピンホールは、
光源から照射された光の波長と前記集光光学系の光学特性とによって定まるエアリーディスク径より径が大きい第1のピンホールと、
径が前記エアリーディスク径以下である第2のピンホールと、
を含む請求項1又は2に記載の偏心測定装置。 - 光源から照射された光を集光光学系により光軸上に集光し、
ピンホールが形成されているピンホール板を前記光軸上に配置し、前記集光光学系が集光した光を選択的に透過し、
前記ピンホールを透過した光をビームスプリッタにより参照光と測定光とに分岐し、
前記参照光を第1の光学系により再帰性反射し、
前記測定光を第2の光学系により被検体に照射して前記被検体からの戻り光を集光し、
前記第1の光学系に導かれた前記参照光、及び前記第2の光学系に導かれた前記測定光を撮像部により撮像し、
前記ピンホール板、前記ビームスプリッタ、前記第1の光学系、及び前記撮像部をステージにより前記光軸に沿って移動し、
前記ステージを移動して撮像された前記被検体の複数の撮像結果に基づいて、前記被検体の偏心を算出する偏心測定方法。 - 前記ピンホールは、
光源から照射された光の波長と前記集光光学系の光学特性とによって定まるエアリーディスク径より径が大きい第1のピンホールと、
径が前記エアリーディスク径以下である第2のピンホールと、
を含み、
前記第1のピンホールに透過され、前記ビームスプリッタに分岐された前記参照光が前記撮像部上に形成する第1のスポット中心位置を記録し、
前記第2のピンホールに透過され、前記ビームスプリッタに分岐された前記参照光が前記撮像部上に形成する第2のスポット中心位置を前記第1のスポット中心位置に一致させる請求項5に記載の偏心測定方法。
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