JP2535732B2 - ホログラム素子を用いた光学機器収差測定方法 - Google Patents
ホログラム素子を用いた光学機器収差測定方法Info
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- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明はホログラムシアリング干渉法を利用してレ
ンズの横収差を測定するレンズ横収差測定方法に関する
ものである。
ンズの横収差を測定するレンズ横収差測定方法に関する
ものである。
［従来の技術］ 本発明者は先に２枚の３光束ホログラムを使用してレ
ンズの横収差を測定するホログラムシアリング干渉計を
開発した。このホログラムシアリング干渉計は、第６図
（ｂ）に示されている。この第６図（ｂ）に示すホログ
ラムシアリング干渉計１では、まず、ホログラムH1、H2
を準備する必要がある。第６図（ａ）はホログラムを作
成するための光学系で、図中のホログラムH1は平行光f
H2、ｆＨ（２＋Δ）を物体光として参照光fH1で二重露
光記録したものである。ホログラムH2はホログラムH1に
fH1を照明して再生される平行光fH2、ｆＨ（２＋Δ）を
参照光として用い、平行光の物体光fH3を二重露光記録
して作製したものである。このようにして作製したホロ
グラムH1、H2に第６図（ｂ）に示すような光学系を加え
てホログラムシアリング干渉計１が出来あがる。
ンズの横収差を測定するホログラムシアリング干渉計を
開発した。このホログラムシアリング干渉計は、第６図
（ｂ）に示されている。この第６図（ｂ）に示すホログ
ラムシアリング干渉計１では、まず、ホログラムH1、H2
を準備する必要がある。第６図（ａ）はホログラムを作
成するための光学系で、図中のホログラムH1は平行光f
H2、ｆＨ（２＋Δ）を物体光として参照光fH1で二重露
光記録したものである。ホログラムH2はホログラムH1に
fH1を照明して再生される平行光fH2、ｆＨ（２＋Δ）を
参照光として用い、平行光の物体光fH3を二重露光記録
して作製したものである。このようにして作製したホロ
グラムH1、H2に第６図（ｂ）に示すような光学系を加え
てホログラムシアリング干渉計１が出来あがる。
この様な構成のホログラムシアリング干渉計１におい
て被検レンズTLを検査する場合には、第６図（ｂ）に示
すように、被検レンズTLでほぼ平行光（収差の分だけ平
行光からずれる）にしてホログラムH1を照明する。ホロ
グラムH1からは二つの光が再生され、これらの再生光が
ホログラムH2に達する。再生光は、fH2、ｆ
Ｈ（２＋Δ）が被検レンズTLの収差の分だけゆがんだ光
である。さらにこれらの光はホログラムH2を照明して再
生光を得る。これらの再生光はfH3が被検レンズTLの収
差の分だけゆがんだものであり、互いに横方向にずれて
いる。このホログラムH2の再生光によるシアリング干渉
縞をスクリーンSC上で観察して被検レンズTLのシアリン
グ干渉縞を得るものである。
て被検レンズTLを検査する場合には、第６図（ｂ）に示
すように、被検レンズTLでほぼ平行光（収差の分だけ平
行光からずれる）にしてホログラムH1を照明する。ホロ
グラムH1からは二つの光が再生され、これらの再生光が
ホログラムH2に達する。再生光は、fH2、ｆ
Ｈ（２＋Δ）が被検レンズTLの収差の分だけゆがんだ光
である。さらにこれらの光はホログラムH2を照明して再
生光を得る。これらの再生光はfH3が被検レンズTLの収
差の分だけゆがんだものであり、互いに横方向にずれて
いる。このホログラムH2の再生光によるシアリング干渉
縞をスクリーンSC上で観察して被検レンズTLのシアリン
グ干渉縞を得るものである。
しかるに、この様なシアリング干渉縞からレンズの横
収差量を求めるのは、光路差がシア量ｄを階差とする波
面収差の差分となるため、順次数値を代入して波面収差
を求めなければならず、被検レンズが変わるたびに干渉
縞の読取り、計算、プロット等極めて手間及び時間がか
かる。
収差量を求めるのは、光路差がシア量ｄを階差とする波
面収差の差分となるため、順次数値を代入して波面収差
を求めなければならず、被検レンズが変わるたびに干渉
縞の読取り、計算、プロット等極めて手間及び時間がか
かる。
そこでさらに、本発明の発明者は２枚の２光束ホログ
ラムを使用してレンズの横収差を測定するホログラムを
開発した（昭和58年特許出願第175713号参照）。この新
たに開発されたレンズ横収差測定用ホログラムシアリン
グ干渉計は干渉する２つの波面にシアとティルトの両方
を与えて、ティルトにより生ずる干渉縞の横ずれを利用
してシアリング干渉縞が直接収差曲線になるようにした
から、レンズの横収差を求めるための複雑な操作や計算
についての問題は完全に解決した。
ラムを使用してレンズの横収差を測定するホログラムを
開発した（昭和58年特許出願第175713号参照）。この新
たに開発されたレンズ横収差測定用ホログラムシアリン
グ干渉計は干渉する２つの波面にシアとティルトの両方
を与えて、ティルトにより生ずる干渉縞の横ずれを利用
してシアリング干渉縞が直接収差曲線になるようにした
から、レンズの横収差を求めるための複雑な操作や計算
についての問題は完全に解決した。
すなわち第６図（Ｃ）において、ホログラムH1はこれ
までと同様にFH1を参照光にして２平行光fH2、ｆ
Ｈ（２＋Δ）を２重露光記録する。ホログラムH1を再生
するとfH2、fH（２＋Δ）が再生される。次にホログラ
ムH2はfH2とfH3、ｆＨ（２＋Δ）とｆＨ（３＋Δ）の平
行光同士の干渉縞を２重露光記録したものである。ｆ
Ｈ（３＋Δ）はfH3に対して紙面に垂直方向（Ｘ軸方向
にシアするとすると、ｆＨ（３＋Δ）はfH3がＸ軸の回
りに僅かに回転したもの）に僅かに角度が傾いている。
ホログラムH1とH2のペアで干渉計が完成する。
までと同様にFH1を参照光にして２平行光fH2、ｆ
Ｈ（２＋Δ）を２重露光記録する。ホログラムH1を再生
するとfH2、fH（２＋Δ）が再生される。次にホログラ
ムH2はfH2とfH3、ｆＨ（２＋Δ）とｆＨ（３＋Δ）の平
行光同士の干渉縞を２重露光記録したものである。ｆ
Ｈ（３＋Δ）はfH3に対して紙面に垂直方向（Ｘ軸方向
にシアするとすると、ｆＨ（３＋Δ）はfH3がＸ軸の回
りに僅かに回転したもの）に僅かに角度が傾いている。
ホログラムH1とH2のペアで干渉計が完成する。
レンズテストの場合には、fH1の平行光を作る時のコ
リメーターレンズの代りに、テストレンズTLを置き、ホ
ログラムH1を照明する。そしてホログラムH1からfH2、
ＦＨ（２＋Δ）を再生し、これらの光がさらにH2に到達
するとfH3、ｆＨ（３＋Δ）の光を再生する。ただし、f
H2、ｆＨ（２＋Δ）、fH3、ｆＨ（３＋Δ）はこの時平
行光とはテストレンズTLの収差の分だけ異なっている。
fH3とｆＨ（３＋Δ）の光で形成される干渉縞をスクリ
ーン上で観察すると、通常のシアとティルトされた波面
の間の干渉縞が観測される。これはシアによる位相差を
ティルトの干渉縞の横ずれで観測することに相当し、中
心を通る干渉縞が横収差曲線になる。
リメーターレンズの代りに、テストレンズTLを置き、ホ
ログラムH1を照明する。そしてホログラムH1からfH2、
ＦＨ（２＋Δ）を再生し、これらの光がさらにH2に到達
するとfH3、ｆＨ（３＋Δ）の光を再生する。ただし、f
H2、ｆＨ（２＋Δ）、fH3、ｆＨ（３＋Δ）はこの時平
行光とはテストレンズTLの収差の分だけ異なっている。
fH3とｆＨ（３＋Δ）の光で形成される干渉縞をスクリ
ーン上で観察すると、通常のシアとティルトされた波面
の間の干渉縞が観測される。これはシアによる位相差を
ティルトの干渉縞の横ずれで観測することに相当し、中
心を通る干渉縞が横収差曲線になる。
［発明の解決しようとする問題点］ しかるに、ここで得られる測定感度は約10μｍ程度の
極めて高感度なのであるが、さらに測定感度を上げるた
めには干渉縞の間隔を広げることが必要であるが、単に
干渉縞の間隔を広げただけでは干渉縞自体がぼけてフリ
ンジ（fringe）が不明瞭となり、スキャンによる読取り
が困難になる。そこで、干渉縞の間隔を広げた場合で
も、干渉縞の輪郭を明瞭に表現する技術の開発が望まれ
る。
極めて高感度なのであるが、さらに測定感度を上げるた
めには干渉縞の間隔を広げることが必要であるが、単に
干渉縞の間隔を広げただけでは干渉縞自体がぼけてフリ
ンジ（fringe）が不明瞭となり、スキャンによる読取り
が困難になる。そこで、干渉縞の間隔を広げた場合で
も、干渉縞の輪郭を明瞭に表現する技術の開発が望まれ
る。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであ
って、レンズの収差曲線を求めるのに、シアリング干渉
縞それ自体がそのまま収差曲線を与えることとなり、し
たがって、複雑な処理や計算を必要とせずに直ちにレン
ズ横収差を求めることができ、かつ特に重要な点として
干渉縞の間隔を広げた場合にも、干渉縞が細くフリンジ
が明瞭に表現されて、読取りが容易であり、測定感度を
向上させることができるホログラム素子を用いた光学機
器収差測定方法を提供することを目的とするものであ
る。
って、レンズの収差曲線を求めるのに、シアリング干渉
縞それ自体がそのまま収差曲線を与えることとなり、し
たがって、複雑な処理や計算を必要とせずに直ちにレン
ズ横収差を求めることができ、かつ特に重要な点として
干渉縞の間隔を広げた場合にも、干渉縞が細くフリンジ
が明瞭に表現されて、読取りが容易であり、測定感度を
向上させることができるホログラム素子を用いた光学機
器収差測定方法を提供することを目的とするものであ
る。
（ロ）発明の構成 ［問題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明のホログラム素子を用
いた光学機器収差測定方法は、シア量差Δのｎ個の平行
光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝1,2,3…n,nは整数で
３≦ｎ〕とコリメーターレンズを通して照明される参照
光fH1との干渉縞を多重露光記録した第１のホログラムH
1を作り、前記第１のホログラムH1に対する前記参照光f
H1の方向からの照明光により再生される前記ｎ個の平行
光と対応する前記シアする方向に平行な軸の回りに回転
させてなるティルト量差Δのｎ個の物体光fH3、ｆ
Ｈ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝1,
2,3…n,nは整数で３≦ｎ〕との干渉縞を多重露光記録し
た第２のホログラムH2を作り、次に被測定物であるテス
トレンズを前記コリメーターレンズの位置に置いて前記
テストレンズを通して前記ホログラムH1を照明し、前記
ホログラムH1の再生光で形成される干渉縞を観察するこ
とを特徴としている。
いた光学機器収差測定方法は、シア量差Δのｎ個の平行
光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝1,2,3…n,nは整数で
３≦ｎ〕とコリメーターレンズを通して照明される参照
光fH1との干渉縞を多重露光記録した第１のホログラムH
1を作り、前記第１のホログラムH1に対する前記参照光f
H1の方向からの照明光により再生される前記ｎ個の平行
光と対応する前記シアする方向に平行な軸の回りに回転
させてなるティルト量差Δのｎ個の物体光fH3、ｆ
Ｈ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝1,
2,3…n,nは整数で３≦ｎ〕との干渉縞を多重露光記録し
た第２のホログラムH2を作り、次に被測定物であるテス
トレンズを前記コリメーターレンズの位置に置いて前記
テストレンズを通して前記ホログラムH1を照明し、前記
ホログラムH1の再生光で形成される干渉縞を観察するこ
とを特徴としている。
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について
説明する。
説明する。
第１図において、11はこの発明の方法において使用す
るホログラム素子を用いた光学機器収差測定装置であ
り、ホログラム素子を用いた光学機器収差測定装置11は
ホログラムH1とホログラムH2とを備えている。そこでま
ず、この二つのホログラムH1、H2の作製について説明す
る。
るホログラム素子を用いた光学機器収差測定装置であ
り、ホログラム素子を用いた光学機器収差測定装置11は
ホログラムH1とホログラムH2とを備えている。そこでま
ず、この二つのホログラムH1、H2の作製について説明す
る。
第２図において、12はホログラムH1、H2を作製するた
めの光学系である。光学系12はHe−Heレーザー光源Ls、
ミラーM1〜M6、ビームスプリッターBS1、BS2、顕微鏡対
物レンズMO1〜MO3、コリメーターレンズL1、L2、L5〜
L7、空間周波数フィルタSTP1を備えている。
めの光学系である。光学系12はHe−Heレーザー光源Ls、
ミラーM1〜M6、ビームスプリッターBS1、BS2、顕微鏡対
物レンズMO1〜MO3、コリメーターレンズL1、L2、L5〜
L7、空間周波数フィルタSTP1を備えている。
ホログラムH1を作製する場合は、ｎ個の物体光fH2、
ｆＨ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝
1,2,3…n,nは整数で３≦ｎ〕のそれぞれを参照光fH1で
ホログラムH1に露光記録し、かつ、現像処理して作製す
る。それぞれの物体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…はミラーM3をそれぞれの物体
光が互いにシア量差Δだけシアするように僅かに回転さ
せることによってホログラムH1の入射角度を僅かに違え
たものである。
ｆＨ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝
1,2,3…n,nは整数で３≦ｎ〕のそれぞれを参照光fH1で
ホログラムH1に露光記録し、かつ、現像処理して作製す
る。それぞれの物体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…はミラーM3をそれぞれの物体
光が互いにシア量差Δだけシアするように僅かに回転さ
せることによってホログラムH1の入射角度を僅かに違え
たものである。
物体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…はHe−Neレーザー光源LSから
のレーザー光をビームスプリッタBS1で分割し、顕微鏡
対物レンズMO1、コリメーターレンズL5で平行光にし、
かつミラーM4、回転するミラーM3で反射させたものであ
る。一方、参照光fH1はHe−Neレーザー光源LSからのレ
ーザー光を顕微鏡対物レンズMO2、ミラーM2、コリメー
ターレンズL6で平行光にしたものである。
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…はHe−Neレーザー光源LSから
のレーザー光をビームスプリッタBS1で分割し、顕微鏡
対物レンズMO1、コリメーターレンズL5で平行光にし、
かつミラーM4、回転するミラーM3で反射させたものであ
る。一方、参照光fH1はHe−Neレーザー光源LSからのレ
ーザー光を顕微鏡対物レンズMO2、ミラーM2、コリメー
ターレンズL6で平行光にしたものである。
ホログラムH2を作製する場合は、ホログラムH1を参照
光fH1で照明すると、物体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…が再生されるから、再生光f
H2を参照光として用い物体光fH3をホログラムH2に露光
記録し、かつ、再生光ｆＨ（２＋Δ）を参照光として用
い物体光ｆＨ（３＋Δ）をホログラムH2に二重露光記録
し同様にして再生光ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…を参照
光として物体光ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…をホログラ
ムH2に多重露光記録する。再生光fH2、ｆＨ（２＋Δ）
…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…はコリメーターレンズ
L1、L2を含む光学系を通るように構成されており、空間
周波数フィルタ（ピンホール）STP1はコリメーターレン
ズL1の焦点位置に置かれているので、これを横移動させ
て再生光fH2だけを通したり、再生光ｆＨ（２＋Δ）だ
けを通すことができるようになっている。このようにす
れば、ホログラムH2を多重露光記録して作製する場合に
便利になる。
光fH1で照明すると、物体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆ
Ｈ（２＋（ｉ−１）Δ）…が再生されるから、再生光f
H2を参照光として用い物体光fH3をホログラムH2に露光
記録し、かつ、再生光ｆＨ（２＋Δ）を参照光として用
い物体光ｆＨ（３＋Δ）をホログラムH2に二重露光記録
し同様にして再生光ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…を参照
光として物体光ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…をホログラ
ムH2に多重露光記録する。再生光fH2、ｆＨ（２＋Δ）
…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…はコリメーターレンズ
L1、L2を含む光学系を通るように構成されており、空間
周波数フィルタ（ピンホール）STP1はコリメーターレン
ズL1の焦点位置に置かれているので、これを横移動させ
て再生光fH2だけを通したり、再生光ｆＨ（２＋Δ）だ
けを通すことができるようになっている。このようにす
れば、ホログラムH2を多重露光記録して作製する場合に
便利になる。
一方、ｎ個の物体光fH3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆ
Ｈ（３＋（ｉ−１）Δ）…はHe−Neレーザー光源LSから
のレーザー光をビームスプリッタBS2で分割した後、顕
微鏡対物レンズMO3、コリメーターレンズL7で平行光に
され、ミラーM6、ミラーM5で反射した後、ホログラムH2
を照明するものである。ｎ個の物体光fH3、ｆ
Ｈ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…のそれぞれ
は互いにティルト量差Δだけ傾くように回転するミラー
M5を僅かにシアする方向に平行な軸の回りに回転させる
ことによってホログラムH2の入射角度を僅かに違えたも
のである。したがって、ホログラムH2に記録される物体
光fH3…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）はシアとティルトの
両方が与えられている。
Ｈ（３＋（ｉ−１）Δ）…はHe−Neレーザー光源LSから
のレーザー光をビームスプリッタBS2で分割した後、顕
微鏡対物レンズMO3、コリメーターレンズL7で平行光に
され、ミラーM6、ミラーM5で反射した後、ホログラムH2
を照明するものである。ｎ個の物体光fH3、ｆ
Ｈ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…のそれぞれ
は互いにティルト量差Δだけ傾くように回転するミラー
M5を僅かにシアする方向に平行な軸の回りに回転させる
ことによってホログラムH2の入射角度を僅かに違えたも
のである。したがって、ホログラムH2に記録される物体
光fH3…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）はシアとティルトの
両方が与えられている。
この様にして作製されたホログラムH1、H2を第１図に
示すように配置して装置11が完成する。すなわち、ホロ
グラムH1、H2を作製する場合の第２図に示す光学系にお
けると同じ構成及び位置をなすHe−Neレーザー光源LS、
ミラーM1、顕微鏡対物レンズMO2、ミラーM2、ホログラ
ムH1、コリメーターレンズL1、空間周波数フィルタST
P1、コリメーターレンズL2及びホログラムH2を備え、か
つ、ホログラムH2の後方にコリメーターレンズL3空間周
波数フィルタSTP2、コリメーターレンズL4及びスクリー
ンSCを備えている。
示すように配置して装置11が完成する。すなわち、ホロ
グラムH1、H2を作製する場合の第２図に示す光学系にお
けると同じ構成及び位置をなすHe−Neレーザー光源LS、
ミラーM1、顕微鏡対物レンズMO2、ミラーM2、ホログラ
ムH1、コリメーターレンズL1、空間周波数フィルタST
P1、コリメーターレンズL2及びホログラムH2を備え、か
つ、ホログラムH2の後方にコリメーターレンズL3空間周
波数フィルタSTP2、コリメーターレンズL4及びスクリー
ンSCを備えている。
この様な構成のホログラム素子を用いた光学機器収差
測定装置11において、被検レンズTLの横収差を測定しよ
うとする場合には、参照光fH1の平行光を作る時のコリ
メーターレンズL6の代りに、被検レンズTLを置き、ホロ
グラムH1を照明する。これによってホログラムH1から物
体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）
…を再生し、これらの光がさらにホログラムH2に到達す
ると、fH3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆ
Ｈ（３＋（ｉ−１）Δ）…の光を再生する。ただし、f
H2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…、f
H3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…はこ
の時、平行光とは被検レンズTLの収差分だけ異なってい
る。fH3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）
…の光で形成される干渉縞をスクリーンSC上で観察する
と第３図に示すように通常のシアとミラーM5の回転によ
るティルトされた波面の間の干渉縞が観測される。これ
はシアによる位相差をティルトの干渉縞の横ずれで測定
することに相当し、視野の中心を通る干渉縞が第４図に
示す横収差曲線になる。この場合の座標のスケールは収
差曲線と合せるために計算から求められる。
測定装置11において、被検レンズTLの横収差を測定しよ
うとする場合には、参照光fH1の平行光を作る時のコリ
メーターレンズL6の代りに、被検レンズTLを置き、ホロ
グラムH1を照明する。これによってホログラムH1から物
体光fH2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）
…を再生し、これらの光がさらにホログラムH2に到達す
ると、fH3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆ
Ｈ（３＋（ｉ−１）Δ）…の光を再生する。ただし、f
H2、ｆＨ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…、f
H3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）…はこ
の時、平行光とは被検レンズTLの収差分だけ異なってい
る。fH3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）
…の光で形成される干渉縞をスクリーンSC上で観察する
と第３図に示すように通常のシアとミラーM5の回転によ
るティルトされた波面の間の干渉縞が観測される。これ
はシアによる位相差をティルトの干渉縞の横ずれで測定
することに相当し、視野の中心を通る干渉縞が第４図に
示す横収差曲線になる。この場合の座標のスケールは収
差曲線と合せるために計算から求められる。
この発明で、レンズ横収差曲線が得られる理由は次の
通りである。
通りである。
基本原理はテストレンズからの波面を第７図に示すよ
うに水平軸方向にシアをし、かつ第８図に示すように水
平軸の回りに僅かに回転させてティルトさせる。このよ
うにすると、ティルトにより生ずる干渉縞の横ずれ量が
シアによって得られる位相差を表す。一方レンズの横収
差は、レンズに平行光を入射させた時、理想レンズの場
合焦点位置に結像するが、レンズ収差があると第９図に
示すように焦点位置からずれた位置に結像する。縦軸に
レンズの高さを横軸にこのずれ量を描いた曲線が横収差
曲線である。そこで、波面の微分値に焦点距離を乗じた
ものが焦点位置でのずれ量となっている。したがってシ
アリング干渉によって波面の微分値が得られ、その量が
ティルトの干渉縞の横ずれ量となっているため、レンズ
の中心を通るティルトの干渉縞が収差曲線に比例し、横
軸のスケールを決めることによって横収差曲線が得られ
ることがわかる。
うに水平軸方向にシアをし、かつ第８図に示すように水
平軸の回りに僅かに回転させてティルトさせる。このよ
うにすると、ティルトにより生ずる干渉縞の横ずれ量が
シアによって得られる位相差を表す。一方レンズの横収
差は、レンズに平行光を入射させた時、理想レンズの場
合焦点位置に結像するが、レンズ収差があると第９図に
示すように焦点位置からずれた位置に結像する。縦軸に
レンズの高さを横軸にこのずれ量を描いた曲線が横収差
曲線である。そこで、波面の微分値に焦点距離を乗じた
ものが焦点位置でのずれ量となっている。したがってシ
アリング干渉によって波面の微分値が得られ、その量が
ティルトの干渉縞の横ずれ量となっているため、レンズ
の中心を通るティルトの干渉縞が収差曲線に比例し、横
軸のスケールを決めることによって横収差曲線が得られ
ることがわかる。
干渉縞はfH3、ｆＨ（３＋Δ）、ｆＨ（３＋２Δ）…
ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）の３光束以上の光束による干
渉縞が重なるので、この場合の干渉縞は多重干渉におけ
る光の重ね合わせにより、第５図（ｂ）に示す如く、縞
の幅は狭くなり、第５図（ａ）に示す従来の干渉縞より
もフリンジが明確であり、スキャンにより読取りが容易
である。
ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）の３光束以上の光束による干
渉縞が重なるので、この場合の干渉縞は多重干渉におけ
る光の重ね合わせにより、第５図（ｂ）に示す如く、縞
の幅は狭くなり、第５図（ａ）に示す従来の干渉縞より
もフリンジが明確であり、スキャンにより読取りが容易
である。
したがってスクリーン上における干渉縞間隔を大きく
しても干渉縞の読取りが可能となり、測定感度を少なく
とも１μｍまで高めることができる。
しても干渉縞の読取りが可能となり、測定感度を少なく
とも１μｍまで高めることができる。
以上の説明から明らかな通り、この発明のホログラム
素子を用いた光学機器収差測定方法では、ティルトによ
り生ずる干渉縞の横ずれを利用してシアリング干渉縞が
直接収差曲線になるようにしたため、従来のシアリング
干渉縞からレンズの横収差を求めるための複雑な操作や
計算を必要としない。またホログラムを２枚使用するた
め、干渉計で用いるレンズ、ミラー等の光学系の収差補
正をすることができる。さらにホログラムを使用するこ
とによってＦナンバの小さなレンズの収差補正が可能で
ある。また干渉縞の観測が可能であり、視野が大きく、
ホログラムの位置を移動してシア量を変え、精度を調整
することができるとともに、もう１組のシアリング干渉
を実現するようにホログラムに多重露光することにより
互いに直交する２方向のシアを同時に観測する干渉計を
作製することもできる。
素子を用いた光学機器収差測定方法では、ティルトによ
り生ずる干渉縞の横ずれを利用してシアリング干渉縞が
直接収差曲線になるようにしたため、従来のシアリング
干渉縞からレンズの横収差を求めるための複雑な操作や
計算を必要としない。またホログラムを２枚使用するた
め、干渉計で用いるレンズ、ミラー等の光学系の収差補
正をすることができる。さらにホログラムを使用するこ
とによってＦナンバの小さなレンズの収差補正が可能で
ある。また干渉縞の観測が可能であり、視野が大きく、
ホログラムの位置を移動してシア量を変え、精度を調整
することができるとともに、もう１組のシアリング干渉
を実現するようにホログラムに多重露光することにより
互いに直交する２方向のシアを同時に観測する干渉計を
作製することもできる。
以上の効果は第６図（ｃ）に示した先行の特許出願に
係る発明のホログラム素子を用いた光学機器収差測定装
置においても知られているものであるが、これに加え
て、この発明に特有の重要なこととして、スクリーンSC
上に形成される干渉縞はfH3、ｆＨ（３＋Δ）、ｆ
（３＋２Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）の３光束以上
の光束による干渉縞が重なるので、この場合の干渉縞は
多重干渉における光の重ね合わせにより、縞の幅は狭く
なり、従来の干渉縞よりもフリンジが明確であり、スキ
ャンによる読取りが容易である。したがって、干渉縞の
間隔を広げた場合にも、干渉縞が細くフリンジが明確に
表現され、読取りが容易で、測定感度の高い光学機器収
差測定方法を得ることができる。
係る発明のホログラム素子を用いた光学機器収差測定装
置においても知られているものであるが、これに加え
て、この発明に特有の重要なこととして、スクリーンSC
上に形成される干渉縞はfH3、ｆＨ（３＋Δ）、ｆ
（３＋２Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）の３光束以上
の光束による干渉縞が重なるので、この場合の干渉縞は
多重干渉における光の重ね合わせにより、縞の幅は狭く
なり、従来の干渉縞よりもフリンジが明確であり、スキ
ャンによる読取りが容易である。したがって、干渉縞の
間隔を広げた場合にも、干渉縞が細くフリンジが明確に
表現され、読取りが容易で、測定感度の高い光学機器収
差測定方法を得ることができる。
第１図はこの発明の方法の実施に使用するレンズ横収差
測定用ホログラムシアリング干渉系を示す構成図、第２
図はホログラム作製用光学系の構成図、第３図は干渉縞
を示す説明図、第４図は横収差曲線を示すグラフ、第５
図は干渉縞の明るさを示すグラフ、第６図は従来のレン
ズ横収差を測定するためのホログラムシアリング干渉計
を示す構成図、第７図は横ずれした２波面を示す説明
図、第８図は横ずれし、かつティルトされた２波面を示
す説明図、及び第９図はレンズの横収差を示す線図であ
る。 11……ホログラム素子を用いた光学機器収差測定装置、
12……光学系、H1、H2……ホログラム、LS……He−Neレ
ーザー光源、M1〜M6……ミラー、BS1、BS2……ビームス
プリッター、MO1〜MO3……顕微鏡対物レンズ、L1〜L7…
…コリメーターレンズ、STP1〜STP2……空間周波数フィ
ルタ、SC……スクリーン、TL……被検レンズ
測定用ホログラムシアリング干渉系を示す構成図、第２
図はホログラム作製用光学系の構成図、第３図は干渉縞
を示す説明図、第４図は横収差曲線を示すグラフ、第５
図は干渉縞の明るさを示すグラフ、第６図は従来のレン
ズ横収差を測定するためのホログラムシアリング干渉計
を示す構成図、第７図は横ずれした２波面を示す説明
図、第８図は横ずれし、かつティルトされた２波面を示
す説明図、及び第９図はレンズの横収差を示す線図であ
る。 11……ホログラム素子を用いた光学機器収差測定装置、
12……光学系、H1、H2……ホログラム、LS……He−Neレ
ーザー光源、M1〜M6……ミラー、BS1、BS2……ビームス
プリッター、MO1〜MO3……顕微鏡対物レンズ、L1〜L7…
…コリメーターレンズ、STP1〜STP2……空間周波数フィ
ルタ、SC……スクリーン、TL……被検レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】シア量差Δのｎ個の平行光fH2、ｆ
Ｈ（２＋Δ）…ｆＨ（２＋（ｉ−１）Δ）…、〔ｉ＝1,
2,3…n.nは整数で３≦ｎ〕とコリメーターレンズを通し
て照明される参照光fH1との干渉縞を多重露光記録した
第１のホログラムH1を作り、前記第１のホログラムH1に
対する前記参照光fH1の方向から照明光により再生され
る前記ｎ個の平行光と対応する前記シアする方向に平行
な軸の回りに回転させてなるティルト量差Δのｎ個の物
体光fH3、ｆＨ（３＋Δ）…ｆＨ（３＋（ｉ−１）Δ）
…、〔ｉ＝1,2,3…n.nは整数で３≦ｎ〕との干渉縞を多
重露光記録した第２のホログラムH2を作り、次に、被測
定物であるテストレンズを前記コリメーターレンズの位
置に置いて前記テストレンズを通して前記ホログラムH1
を照明し、前記ホログラムH1の再生光で前記ホログラム
H2を照明し、前記ホログラムH2の再生光で形成される干
渉縞を観察することを特徴とするホログラム素子を用い
た光学機器収差測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108069A JP2535732B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | ホログラム素子を用いた光学機器収差測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108069A JP2535732B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | ホログラム素子を用いた光学機器収差測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60252239A JPS60252239A (ja) | 1985-12-12 |
| JP2535732B2 true JP2535732B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=14475090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108069A Expired - Lifetime JP2535732B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | ホログラム素子を用いた光学機器収差測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535732B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201008338D0 (en) * | 2010-05-19 | 2010-07-07 | Sec Dep For Innovation Univers | Infinity image hologram |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067834A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Agency Of Ind Science & Technol | レンズ横収差測定用ホログラムシアリング干渉計 |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59108069A patent/JP2535732B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067834A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Agency Of Ind Science & Technol | レンズ横収差測定用ホログラムシアリング干渉計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60252239A (ja) | 1985-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |