JP4295818B2 - 回折光学素子の光学特性測定方法および回折光学素子の光学特性測定装置 - Google Patents
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Description
図1は、回折溝が同心円状な輪帯構造に形成された回折光学素子16(撮像用レンズ)のスポット光の光学特性を評価するための測定装置を表している。また、図7は回折光学素子16の光学特性の測定方法を示したフローである。測定される光学特性は、回折光学素子16からの出射スポット光の光量や光軸方向輝度分布および光軸に垂直な面内の輝度分布等である。
図5に実施の形態2に係る回折光学素子16の回折光の測定装置を示す。この装置は、上述した図1の構成要素に加え、角度可変機構51をさらに含み、測定においては角度変更工程を含む。これにより、回折光学素子16へ入射する入射光の角度を変更することが可能となり、回折効率の斜入射特性(画角による光学特性)も評価することができる。
測定装置の構成は、図1に示す構成である。光源として、白色用ハロゲン光源(林時計工業株式会社製LA150FBU)を用いた。波長帯域通過フィルタとしては、撮像用途の評価として適切なR、G、B三種類のフィルタを用いた。それぞれの入射角0°における波長特性を下記に示す。
波長λ=610±10nm 透過率T=50%
波長λ=640〜700nm 透過率T≧85%
(シグマ光機社製 DIF−50S−RED)
Gフィルタ:波長λ=400〜460nm 透過率T≦1%
波長λ=505±10nm 透過率T=50%
波長λ=575±10nm 透過率T=50%
波長λ=630〜700nm 透過率T≦1%
(シグマ光機社製 DIF−50S−GRE)
Bフィルタ:波長λ=400〜470nm 透過率T≧85%
波長λ=495±10nm 透過率T=50%
波長λ=530〜700nm 透過率T≦1%
(シグマ光機社製 DIF−50F−BLE)
また、光源のIR光を除去するために、IRカットフィルタ(シグマ光機社製 CLDF−50S)を設置した。また、ピンホールスリットとしてはΦ0.2mm穴のものを使用し、コリメータレンズを用いて回折光学素子に平行光を入射した。光源からの光量値がレーザ光よりも弱いため、微弱な回折光も評価できるよう顕微鏡の倍率としては50倍を用いた。CCDとしては1/2型38万画素カラー対応のものを用いた。評価エリアの設定としては、目的のスポット光のみちょうどおさまるような矩形エリアで指定した。
さらに、入射光が斜めに入射した場合における回折効率を求めるために、実施例1の装置に角度可変機構を取り付け図5と同じ構成とした。図6に示すように所望の角度で評価するためには、回折光学素子16の中心軸62と回折光学素子16の主平面、入射光の光軸が1点で交わるように調整するとよい(つまり、回折光学素子16の主点が入射光束の光軸と重なるようにする)。これは角度可変機構に、互いに直交するx、y、z方向への微調整が可能なマイクロメータを付加して調整した。このように調整すると、角度可変機構に取り付けられた回転軸63によって回折光学素子16を光軸に対し傾けてもスポット光をほぼ入射光の光軸上に結像させることができる。マイクロメータx、y、zとして最小メモリ10μmのものを用いた。
12 波長帯域フィルタ
13 ピンホールスリット
14 コリメータレンズ
15 絞り
16 回折光学素子(被検レンズ)
17 スポット光
20a スポット光のCCD上における像(再集光スポット)
18 顕微鏡
19 CCD
34 評価エリア
50 マウント
51 角度可変機構
52 光軸
54 演算装置
56 距離変更部材
62 レンズ中心軸
63 回転軸
122 一般的な回折光学素子
121 レーザ光
123 ナイフのような鋭い刃
124 フォトディテクタ
Claims (6)
- 白色光源から出射する光を、フィルターを通過させて特定波長域の光とするフィルター工程と、
前記特定波長域の光を回折光学素子からなる撮像用レンズに入射させる入射工程と、
前記撮像用レンズによって集光されてスポット光となった光を拡大させる拡大工程と、
前記拡大されたスポット光を、複数画素を有する光検出素子に投影させる投影工程と、
前記スポット光の光軸方向において前記光検出素子と前記撮像用レンズとの間の距離を変更させる距離変更工程と
を含み、
前記光軸に垂直な面内における前記スポット光の面内輝度分布と、該光軸方向における軸方向輝度分布とを前記光学検出素子によって測定し、
前記面内輝度分布に基づいて前記スポット光の光量の総和を算出し、
算出された前記スポット光の光量の総和に応じて、前記拡大工程における光の拡大倍率を変更させる工程をさらに含む、回折光学素子の光学特性測定方法。 - 前記白色光源から出射する光あるいは前記特定波長域の光を絞る工程をさらに含む、請求項1に記載されている回折光学素子の光学特性測定方法。
- 前記複数画素のうち一部の画素が検出した輝度を用いて前記スポット光の光量の総和を算出する、請求項1に記載されている回折光学素子の光学特性測定方法。
- 前記回折光学素子の光軸と前記特定波長域の光の光軸とがなす角度を変更する角度変更工程をさらに含み、
前記入射工程は、前記特定波長域の光を、前記回折光学素子からなる撮像用レンズの光軸に対し斜めに、前記回折光学素子からなる撮像用レンズに入射させる、請求項1から3のいずれか一つに記載されている回折光学素子の光学特性測定方法。 - 白色光源と、
前記白色光源から特定波長域の光を取り出すフィルターと、
撮像用レンズである回折光学素子を載せるマウントと、
前記回折光学素子によってスポット光として集光された前記特定波長域の光を拡大する光学拡大部材と、
拡大された前記スポット光の輝度分布を検出する複数画素を備えた光検出素子と、
前記スポット光の光軸方向において前記光検出素子と前記撮像用レンズとの間の距離を変更する距離変更部材と
前記光検出素子によって検出された面内輝度分布に基づいて前記スポット光の光量の総和を算出する算出手段と、
算出された前記スポット光の光量の総和に応じて、前記光学拡大部材の拡大倍率を変更させる手段と、
を備えた、回折光学素子の光学特性測定装置。 - 前記回折光学素子の光軸と前記特定波長域の光の光軸とがなす角を変更する角度変更部材をさらに備え、前記特定波長域の光を、前記回折光学素子からなる撮像用レンズの光軸に対し斜めに、前記回折光学素子からなる撮像用レンズに入射させる、請求項5に記載されている回折光学素子の光学特性測定装置。
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