JP4448301B2

JP4448301B2 - Transmitted light intensity measurement method

Info

Publication number: JP4448301B2
Application number: JP2003297140A
Authority: JP
Inventors: 雅之岡田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2023-08-21
Also published as: JP2005069747A

Description

本発明は、レンズの透過光量を測定する方法に関し、とくに、高精度のアラインメントが可能な透過光量測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring a transmitted light amount of a lens, and more particularly to a transmitted light amount measuring method capable of highly accurate alignment.

従来、レンズの透過光量の測定は図５や図６に示す装置を用いて行っていた。
図５に示す装置においては、半導体レーザ１１０から出射され、コリメータレンズ１２１で平行光化された光の一部がハーフミラー１２２を透過して被検レンズ６０に入射する。被検レンズ６０を透過した光は、反射ミラー１１５で反射されて再び被検レンズ６０を透過し、ハーフミラー１２２で一部が透過し、残りは反射され集光レンズ１２５で集光されて絞り１２７を経て積分球１４１に入射する。積分球１４１に入射した光はその光量がフォトダイオード１４２で電流に変換されてその電流値が電流計１４３で測定される。このように電流値を測定することにより、電流値に対応する被検レンズ６０の透過光量を求めることができる。 Conventionally, the amount of light transmitted through a lens has been measured using the apparatus shown in FIGS.
In the apparatus shown in FIG. 5, a part of the light emitted from the semiconductor laser 110 and converted into parallel light by the collimator lens 121 passes through the half mirror 122 and enters the test lens 60. The light that has passed through the test lens 60 is reflected by the reflection mirror 115 and again passes through the test lens 60, and part of the light is transmitted by the half mirror 122, and the rest is reflected and condensed by the condenser lens 125. The light enters the integrating sphere 141 through 127. The light incident on the integrating sphere 141 is converted into current by the photodiode 142 and the current value is measured by the ammeter 143. By measuring the current value in this way, the amount of light transmitted through the test lens 60 corresponding to the current value can be obtained.

一方、図６に示す装置においては、半導体レーザ１１０から出射され、コリメータレンズ１２１で平行光化された光が被検レンズ６０に入射する。被検レンズ６０を透過した光は、集光レンズ１２８、絞り１２７を経て積分球１４１に入射する。積分球１４１に入射した光はその光量がフォトダイオード１４２で電流に変換されてその電流値が電流計１４３で測定される。このように電流値を測定することにより、電流値に対応する被検レンズ６０の透過光量を求めることができる。
特開２００２−９０３０２号公報 On the other hand, in the apparatus shown in FIG. 6, the light emitted from the semiconductor laser 110 and collimated by the collimator lens 121 enters the lens 60 to be examined. The light transmitted through the test lens 60 enters the integrating sphere 141 through the condenser lens 128 and the diaphragm 127. The light incident on the integrating sphere 141 is converted into current by the photodiode 142 and the current value is measured by the ammeter 143. By measuring the current value in this way, the amount of light transmitted through the test lens 60 corresponding to the current value can be obtained.
JP 2002-90302 A

図５に示す装置においては、反射ミラー１１５を図中のＺ方向に移動させて被検レンズ６０と反射ミラー１１５の距離を調整して、被検レンズ６０から出射した光が反射ミラー１１５上の１点に集まるようにしてある（キャッツアイ状態）。このように調整すると、反射ミラー１１５における反射光を被検レンズ６０に透過させるようにすることができるものの、反射ミラー１１５に垂直入射させた場合の反射光とは反射率が異なるため、正確な透過光量を測定することができなかった。 In the apparatus shown in FIG. 5, the reflection mirror 115 is moved in the Z direction in the drawing to adjust the distance between the test lens 60 and the reflection mirror 115, and the light emitted from the test lens 60 is reflected on the reflection mirror 115. One point is gathered (cat's eye state). By adjusting in this way, the reflected light from the reflection mirror 115 can be transmitted to the lens 60, but the reflectance is different from that of the reflected light when perpendicularly incident on the reflection mirror 115. The amount of transmitted light could not be measured.

また、図６に示す装置においては、被検レンズ６０を透過させるのは１回だけであり、ハーフミラー１２２を設ける必要がないため構成をシンプルにすることができるが、絞り１２７のスポット径が非常に小さいため被検レンズ６０の位置決めが困難であった。 In the apparatus shown in FIG. 6, the test lens 60 is transmitted only once, and it is not necessary to provide the half mirror 122, so that the configuration can be simplified. Since it is very small, it is difficult to position the lens 60 to be examined.

さらに、図５及び図６に示す装置では、あらかじめマスターレンズの透過光量に対応する電流値を測定しておいてから被検レンズ６０の透過光量に対応する電流値を測定し、両者を比較して相対的な透過光量を求めていた。このため、被検レンズ６０の種類、ロット等が変わるたびに測定の基準となるマスターレンズを用意しなければならなかった。 Further, in the apparatus shown in FIGS. 5 and 6, the current value corresponding to the transmitted light amount of the master lens is measured in advance, the current value corresponding to the transmitted light amount of the test lens 60 is measured, and both are compared. The relative amount of transmitted light. For this reason, it has been necessary to prepare a master lens that serves as a reference for measurement every time the type, lot, etc. of the lens 60 to be tested changes.

上記問題点を解決するために、本発明の透過光量測定方法においては、光源からの平行光の光路に対して略直交するように配設された基準平面板に入射させた平行光の一部反射光と、基準平面板を透過した平行光であって基準平面板の後段に配設された平面基板によって略直角に反射され、再び基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって平面基板のアラインメントを行う平面基板アラインメントステップと、平面基板アラインメントステップにより所定位置にアラインメントされた平面基板に、光源からの平行光を入射させ、平面基板での反射光の光量を測定する反射光量測定ステップと、平面基板と同一材料の凹面鏡を平面基板と置換し、一部反射光と、基準平面板を透過した平行光であって凹面鏡によって略直角に反射され、再び基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって凹面鏡のアラインメントを行う凹面鏡アラインメントステップと、一部反射光と、基準平面板を透過した平行光であって基準平面板と凹面鏡間に配設された被検レンズを透過し、凹面鏡アラインメントステップによってアラインメントされた凹面鏡によって反射され、再び被検レンズ及び基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって被検レンズのアラインメントを行う被検レンズアラインメントステップと、被検レンズアラインメントステップによってアラインメントされた被検レンズを透過し、凹面鏡で略直角に反射した平行光の光量を測定し、測定された光量と反射光量測定ステップでの測定結果に基づき被検レンズ自身の透過光量を測定する透過光量測定ステップと、前記各アラインメントステップが全て終了した後の任意のタイミングで、前記被検レンズの姿勢を調整することによって前記被検レンズの干渉縞解析を行う解析ステップと、を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, in the transmitted light amount measurement method of the present invention, a part of the parallel light incident on the reference plane plate disposed so as to be substantially orthogonal to the optical path of the parallel light from the light source. Interference fringes obtained by the reflected light and the parallel light transmitted through the reference plane plate, reflected at a substantially right angle by the plane substrate disposed at the subsequent stage of the reference plane plate, and again transmitted through the reference plane plate A planar substrate alignment step that aligns the planar substrate by observing, and parallel light from the light source is incident on the planar substrate aligned at a predetermined position by the planar substrate alignment step, and the amount of reflected light on the planar substrate is measured. The step of measuring the reflected light amount, and replacing the concave mirror made of the same material as the flat substrate with the flat substrate, partially reflected light and parallel light transmitted through the reference flat plate, A concave mirror alignment step for aligning the concave mirror by observing the interference fringes obtained by the light reflected at substantially right angle and transmitted again through the reference plane plate, and partially reflected light and parallel light transmitted through the reference plane plate Light that is transmitted through a test lens disposed between the reference plane plate and the concave mirror, reflected by the concave mirror aligned by the concave mirror alignment step, and again transmitted through the test lens and the reference plane plate. The test lens alignment step for aligning the test lens by observing the interference fringes generated, and the amount of parallel light that passes through the test lens aligned by the test lens alignment step and is reflected at a substantially right angle by the concave mirror Measured light quantity and reflected light quantity measurement result at the measurement step A transmitted light amount measuring step of measuring the amount of transmitted light of the lens itself based, said at any time after the completion of all the respective alignment step, the interference fringes of the subject lens by adjusting the posture of the subject lens And an analysis step for performing analysis.

平面基板と凹面鏡は同一材料で構成されていることが好ましい。 The planar substrate and the concave mirror are preferably made of the same material.

平面基板アラインメントステップ、凹面鏡アラインメントステップ、及び、被検レンズアラインメントステップのそれぞれにおいて、得られた干渉縞のデータと所定の基準画像データとを重ね合わせたときにモアレ画像が現れなくなるようにする（ワンカラーにする）ことによってアラインメントを行うことが好ましい。 In each of the planar substrate alignment step, the concave mirror alignment step, and the test lens alignment step, the moire image does not appear when the obtained interference fringe data and predetermined reference image data are superimposed (one It is preferable to perform alignment by making the color.

本発明においては、干渉縞を用いてアラインメントを行っているため高精度のアラインメントを容易に実現することができる。また、被検レンズの焦点位置を凹面鏡の曲率中心にあわせ、被検レンズの透過光を凹面鏡に対して垂直に入射させている。これにより、凹面鏡に入射した光は同じ光路を通って反射するため、より正確な透過光量を測定することができ、被検レンズの焦点位置を凹面鏡の曲率中心にあわせて垂直入射させれば足りるため、アラインメントをより容易に行うことができる。また、平面基板の反射光の光量の測定は被検レンズの測定に先立って一度行えばよいため、測定にかかる手間、時間を削減することができる。さらに、アラインメントのために設けた平面基準板または反射ミラーを用いて被検レンズの干渉縞解析を行うことができる。 In the present invention, since alignment is performed using interference fringes, highly accurate alignment can be easily realized. Further, the focal position of the lens to be examined is aligned with the center of curvature of the concave mirror, and the transmitted light of the lens to be examined is made incident on the concave mirror perpendicularly. As a result, since the light incident on the concave mirror is reflected through the same optical path, a more accurate amount of transmitted light can be measured, and it is sufficient if the focal position of the lens to be tested is vertically incident in accordance with the center of curvature of the concave mirror. Therefore, alignment can be performed more easily. In addition, since the measurement of the amount of reflected light from the flat substrate may be performed once prior to the measurement of the lens to be measured, labor and time required for the measurement can be reduced. Further, the interference fringe analysis of the lens to be examined can be performed using a plane reference plate or a reflection mirror provided for alignment.

以下、本発明にかかる実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。
本実施形態にかかる透過光量測定方法は、平面基板からの反射光量を測定するステップと、被検レンズの透過光量を測定ステップとを有する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The transmitted light amount measuring method according to the present embodiment includes a step of measuring the reflected light amount from the flat substrate and a step of measuring the transmitted light amount of the test lens.

平面基板３２からの反射光の光量の測定は、図１に示す構成の装置を用いて行う。この装置においては、光源としての半導体レーザ１０から出射する光の光路上に、半導体レーザ１０側からコリメータレンズ２１、ハーフミラー２２、基準平面板３１、ハーフミラー２３、絞り２４、平面基板３２が配置されている。 The amount of reflected light from the planar substrate 32 is measured using an apparatus having the configuration shown in FIG. In this apparatus, a collimator lens 21, a half mirror 22, a reference plane plate 31, a half mirror 23, a diaphragm 24, and a plane substrate 32 are arranged from the semiconductor laser 10 side on the optical path of light emitted from the semiconductor laser 10 as a light source. Has been.

コリメータレンズ２１は、半導体レーザ１０からの入射光を絞り２４の開口径と同一径に平行光化する。ハーフミラー２２、２３は、それぞれ、半導体レーザ１０からの出射光の進行方向に対して４５度傾けられており、入射光の一部を反射し、残りを透過する性質を備えている。 The collimator lens 21 converts incident light from the semiconductor laser 10 into parallel light having the same diameter as the aperture diameter of the diaphragm 24. Each of the half mirrors 22 and 23 is inclined 45 degrees with respect to the traveling direction of the light emitted from the semiconductor laser 10 and has a property of reflecting a part of the incident light and transmitting the remaining light.

基準平面板３１は、表面を高精度に研磨された平面ガラス板であって、ハーフミラー２２から遠い面には参照面（不図示）が設けられており、この参照面は基準平面板３１に入射した光の一部を透過し、残りを反射する性質を有している。基準平面板３１は、半導体レーザ１０からの出射光の進行方向に対して垂直に配置されており、参照面により反射した光と、参照面を透過した後に被検レンズを透過した光との干渉縞を得ることが可能である。 The reference flat plate 31 is a flat glass plate whose surface is polished with high accuracy, and a reference surface (not shown) is provided on a surface far from the half mirror 22, and this reference surface is provided on the reference flat plate 31. It has the property of transmitting part of the incident light and reflecting the rest. The reference plane plate 31 is disposed perpendicular to the traveling direction of the light emitted from the semiconductor laser 10, and interferes with light reflected by the reference surface and light transmitted through the test lens after passing through the reference surface. It is possible to obtain stripes.

平面基板３２は、表面を高精度に研磨された平面ガラス板からなり、絞り２４に近い表面３２ａに銀が沈着されている。この表面３２ａは、半導体レーザ１０からの出射光の光路に対して垂直に配置されており、その反射光は入射光の光路を戻ることになる。 The flat substrate 32 is made of a flat glass plate whose surface is polished with high accuracy, and silver is deposited on a surface 32 a close to the diaphragm 24. The surface 32a is arranged perpendicular to the optical path of the emitted light from the semiconductor laser 10, and the reflected light returns through the optical path of the incident light.

平面基板３２で反射された光は絞り２４の開口径と同一径を有し、ハーフミラー２３で一部が反射され、残りは透過する。ハーフミラー２３で反射された光は、その光路上に配置された集光レンズ２６によって集光されて、絞り２７を通って積分球４１内に入射する。積分球４１は、球状の内面に硫酸バリウム等の拡散物質を塗布したものであって、入射した光を集積することができる。積分球４１の内面には、フォトダイオード４２の一端が配置されており、積分球４１に入射した光の光量を電流に変換し、その電流値を電流計４３で測定することによって、反射光量を測定することができる。 The light reflected by the flat substrate 32 has the same diameter as the aperture diameter of the diaphragm 24, a part of the light is reflected by the half mirror 23, and the rest is transmitted. The light reflected by the half mirror 23 is collected by the condenser lens 26 arranged on the optical path, and enters the integrating sphere 41 through the diaphragm 27. The integrating sphere 41 has a spherical inner surface coated with a diffusing material such as barium sulfate, and can integrate incident light. One end of a photodiode 42 is disposed on the inner surface of the integrating sphere 41. The amount of light incident on the integrating sphere 41 is converted into a current, and the current value is measured by an ammeter 43, whereby the amount of reflected light is reduced. Can be measured.

平面基板３２で反射された光のうち、ハーフミラー２３及び基準平面板３１を透過した光は、ハーフミラー２２で一部が反射され、残りは透過する。ハーフミラー２２で反射された光は、その光路上に配置された集光レンズ２５によって集光されて、干渉縞観察カメラ５１に入射する。この干渉縞観察カメラ５１には、基準平面板３１により反射された後にハーフミラー２２で反射された光も入射しており、平面基板３２で反射された光との干渉縞が干渉縞観察カメラ５１に接続されたモニター５２で観察可能である。干渉縞観察カメラ５１には、アラインメントのための基準画像データがあらかじめ保存されており、このデータに上記干渉縞の画像データを重ねてモニター５２に表示し、これを観察することにより、平面基板３２のアラインメントを行うことができる。 Of the light reflected by the flat substrate 32, a part of the light transmitted through the half mirror 23 and the reference flat plate 31 is reflected by the half mirror 22 and the rest is transmitted. The light reflected by the half mirror 22 is collected by the condenser lens 25 arranged on the optical path and enters the interference fringe observation camera 51. The interference fringe observation camera 51 also receives light reflected by the half mirror 22 after being reflected by the reference plane plate 31, and interference fringes with the light reflected by the plane substrate 32 are interfered with the interference fringe observation camera 51. It can be observed with a monitor 52 connected to. In the interference fringe observation camera 51, reference image data for alignment is stored in advance. The interference fringe image data is superimposed on this data and displayed on the monitor 52. By observing this data, the plane substrate 32 is displayed. Can be aligned.

被検レンズ６０の透過光の光量の測定は、図２に示す構成の装置を用いて行う。この装置は、図１の装置の平面基板３２に代えて被検レンズ６０及び凹面鏡３３を配置したものである。 The amount of light transmitted through the test lens 60 is measured using an apparatus having the configuration shown in FIG. In this apparatus, a test lens 60 and a concave mirror 33 are arranged in place of the flat substrate 32 of the apparatus of FIG.

被検レンズ６０は、半導体レーザ１０からの出射光の光路上において絞り２４につづいて、その光軸が半導体レーザ１０からの出射光の進行方向と一致するように配置される。絞り２４の開口径は、この被検レンズ６０の有効径と同一にしてある。 The lens 60 to be tested is arranged on the optical path of the emitted light from the semiconductor laser 10 so that the optical axis thereof coincides with the traveling direction of the emitted light from the semiconductor laser 10. The aperture diameter of the diaphragm 24 is the same as the effective diameter of the lens 60 to be tested.

半導体レーザ１０からの出射光の光路上においては、被検レンズ６０につづいて凹面鏡３３が配置されている。平面基板３２と同一材料からなる凹面鏡３３は、被検レンズ６０のＮＡ（開口数）をカバーしており、その凹面３３ａの曲率中心３３ｂを被検レンズ６０の焦点位置に合わせるように配置されている。このように配置した凹面鏡３３に対して、被検レンズ６０を透過した光を垂直に入射させると（被検レンズ６０を透過した光の光路と凹面鏡３３の光軸を一致させると）、凹面３３ａに入射した光はその光路を逆に戻り（オートコリメーション）、再び被検レンズ６０を透過して平行光となる。 On the optical path of the emitted light from the semiconductor laser 10, a concave mirror 33 is arranged following the lens 60 to be examined. The concave mirror 33 made of the same material as the planar substrate 32 covers the NA (numerical aperture) of the lens 60 to be examined, and is arranged so that the center of curvature 33b of the concave surface 33a is aligned with the focal position of the lens 60 to be examined. Yes. When light transmitted through the test lens 60 is vertically incident on the concave mirror 33 arranged in this manner (when the optical path of the light transmitted through the test lens 60 and the optical axis of the concave mirror 33 are matched), the concave surface 33a. The light incident on the light returns back in the optical path (auto-collimation), passes through the lens 60 again, and becomes parallel light.

被検レンズ６０を透過した光は、ハーフミラー２３で一部が反射され、残りは透過する。ハーフミラー２３で反射された光は、その光路上に配置された集光レンズ２６によって集光されて、絞り２７を通って積分球４１内に入射する。積分球４１に入射した光は、その内面に配置されたフォトダイオード４２によって光量が電流に変換され、この電流値を電流計４３で測定することによって、被検レンズ６０を透過した光の光量を測定することができる。 A part of the light transmitted through the test lens 60 is reflected by the half mirror 23 and the rest is transmitted. The light reflected by the half mirror 23 is collected by the condenser lens 26 arranged on the optical path, and enters the integrating sphere 41 through the diaphragm 27. The amount of light incident on the integrating sphere 41 is converted into current by a photodiode 42 arranged on the inner surface thereof, and the current value is measured by an ammeter 43, whereby the amount of light transmitted through the lens 60 to be measured is reduced. Can be measured.

被検レンズ６０を再び透過した光のうち、ハーフミラー２３及び基準平面板３１を透過した光は、ハーフミラー２２で一部が反射され、残りは透過する。ハーフミラー２２で反射された光は、集光レンズ２５によって集光されて、干渉縞観察カメラ５１に入射する。この干渉縞観察カメラ５１には、基準平面板３１により反射された後にハーフミラー２２で反射された光も入射しており、被検レンズ６０を透過した光との干渉縞が干渉縞観察カメラ５１に接続されたモニター５２で観察可能である。干渉縞観察カメラ５１には、アラインメントのための基準画像データがあらかじめ保存されており、このデータに上記干渉縞の画像データを重ねてモニター５２に表示し、これを観察することにより、被検レンズ６０及び凹面鏡３３のアラインメントを行うことができる。 Of the light that has passed through the test lens 60 again, part of the light that has passed through the half mirror 23 and the reference plane plate 31 is reflected by the half mirror 22 and the rest is transmitted. The light reflected by the half mirror 22 is collected by the condenser lens 25 and enters the interference fringe observation camera 51. The interference fringe observation camera 51 also receives the light reflected by the half mirror 22 after being reflected by the reference plane plate 31, and the interference fringes with the light transmitted through the lens 60 to be examined are interference fringe observation camera 51. It can be observed with a monitor 52 connected to. In the interference fringe observation camera 51, reference image data for alignment is stored in advance, and the image data of the interference fringes is superimposed on this data and displayed on the monitor 52. 60 and the concave mirror 33 can be aligned.

本発明においては、図３に示す装置を用いて被検レンズ６０の干渉縞解析を行うことができる。この装置は、図２のモニター５２に代えて干渉縞解析ユニット５３を配置し、さらに、干渉縞解析ユニット５３には基準平面板３１の姿勢を変更可能な保持部５４が接続されている。なお、図３においてモニター５２は表示されていないが、モニター５２と干渉縞解析ユニット５３を同時に干渉縞観察カメラ５１に接続しておき、測定内容に応じてモニター５２と干渉縞解析ユニット５３のいずれかを選択することとしてもよい。 In the present invention, the interference fringe analysis of the lens 60 can be performed using the apparatus shown in FIG. In this apparatus, an interference fringe analysis unit 53 is arranged instead of the monitor 52 of FIG. 2, and a holding unit 54 capable of changing the attitude of the reference plane plate 31 is connected to the interference fringe analysis unit 53. Although the monitor 52 is not displayed in FIG. 3, the monitor 52 and the interference fringe analysis unit 53 are connected to the interference fringe observation camera 51 at the same time, and either the monitor 52 or the interference fringe analysis unit 53 is selected depending on the measurement contents. It is good also as selecting.

干渉縞観察カメラ５１に接続された干渉縞解析ユニット５３は、基準平面板３１で反射された光と被検レンズ６０を透過した光とによる干渉縞のデータから被検レンズ６０の光学性能を算出可能な演算部５３ａ（例えば、コンピュータのＣＰＵ）と、基準平面板３１の姿勢の情報を入力する入力部５３ｂ（例えば、キーボード、マウス）、入力部５３ｂから入力された情報に基づいて保持部５４に対して基準平面板３１の姿勢の変更を指示する制御信号を出力する指示部５３ｃと、干渉縞を観察可能であるとともに、干渉縞のデータ、演算部による演算結果、基準平面板３１の姿勢情報等を表示可能なモニター５３ｄと、を有する。 The interference fringe analysis unit 53 connected to the interference fringe observation camera 51 calculates the optical performance of the test lens 60 from the interference fringe data of the light reflected by the reference plane plate 31 and the light transmitted through the test lens 60. Possible calculation unit 53a (for example, a CPU of a computer), input unit 53b (for example, a keyboard and a mouse) for inputting information on the posture of the reference plane plate 31, and a holding unit 54 based on information input from the input unit 53b And an instruction unit 53c for outputting a control signal for instructing a change in the attitude of the reference plane plate 31 and an interference fringe can be observed, interference fringe data, a calculation result by the calculation unit, and an attitude of the reference plane plate 31 And a monitor 53d capable of displaying information and the like.

基準平面板３１をその上に保持する保持部５４では、指示部５３ｂから入力された信号に基づいてモータ（不図示）が駆動され基準平面板３１の姿勢が制御される。 In the holding unit 54 that holds the reference plane plate 31 thereon, a motor (not shown) is driven based on a signal input from the instruction unit 53b, and the attitude of the reference plane plate 31 is controlled.

このような構成により、基準平面板３１の姿勢を変更しつつ干渉縞解析ユニット５３で干渉縞の解析を行うことにより、波面収差などの被検レンズ６０の光学性能を測定することができる。 With such a configuration, the interference fringe analysis unit 53 analyzes the interference fringe while changing the orientation of the reference plane plate 31, thereby measuring the optical performance of the lens 60 to be measured such as wavefront aberration.

つづいて、本発明による透過光量の測定動作について説明する。
（１）平面基板３２のアラインメント
平面基板３２の反射光量の測定の前に行う平面基板３２のアラインメントは、基準平面板３１における反射光と平面基板３２における反射光とによる干渉縞をモニター５２で観察しながら、平面基板３２の保持部３２ｂを制御して平面基板３２の姿勢を調整することにより行う。モニター５２には、干渉縞観察カメラ５１にあらかじめ保存されている基準画像データと、干渉縞の画像データとを重ねて表示することができ、アラインメントができていないときにはこれらの画像データによりモアレ縞が生じるが、平面基板３２の姿勢を調整し、モアレ縞画像の縞の周期を最大としてモアレ縞が現れなくする（ワンカラー）ことによりアラインメントを完了することができる。このように干渉縞を利用してアラインメントを行うことにより、半導体レーザ１０からの出射光に対する表面３２ａの垂直出し（アラインメント）を高精度に行うことができる。 Next, the operation for measuring the amount of transmitted light according to the present invention will be described.
(1) Alignment of Planar Substrate 32 The alignment of the planar substrate 32 performed before the measurement of the amount of reflected light on the planar substrate 32 is performed by observing on the monitor 52 interference fringes caused by reflected light on the reference planar plate 31 and reflected light on the planar substrate 32. However, it is performed by controlling the holding portion 32b of the flat substrate 32 and adjusting the posture of the flat substrate 32. The monitor 52 can display the reference image data stored in the interference fringe observation camera 51 in advance and the image data of the interference fringes in an overlapping manner. When the alignment is not possible, the moire fringes are generated by these image data. However, the alignment can be completed by adjusting the posture of the planar substrate 32 and maximizing the period of the stripes in the moire fringe image so that the moire fringes do not appear (one color). By performing the alignment using the interference fringes in this way, the surface 32a can be vertically aligned (aligned) with respect to the light emitted from the semiconductor laser 10 with high accuracy.

（２）平面基板３２によって反射された光の光量の測定
以上のようにアラインメントされた平面基板３２からの反射光を積分球４１内に取り込み、これをフォトダイオード４２により電流に変換することにより平面基板３２における反射光量に対応する電流値を測定することができる。反射光量が既知の平面基板３２を用いることにより、電流値と光量の対応テーブルを作成することができる。 (2) Measurement of the amount of light reflected by the flat substrate 32 The reflected light from the flat substrate 32 aligned as described above is taken into the integrating sphere 41 and converted into an electric current by the photodiode 42 to obtain a flat surface. A current value corresponding to the amount of reflected light on the substrate 32 can be measured. By using the planar substrate 32 with a known amount of reflected light, a correspondence table between current values and light amounts can be created.

（３）凹面鏡３３のアラインメント
被検レンズ６０の反射光量の測定の前に凹面鏡３３及び被検レンズ６０のアラインメントを順に行う。まず、凹面鏡３３のアラインメントは、被検レンズ６０を配置する前に半導体レーザ１０からの出射光の光路上に絞り２４に続いて凹面鏡３３を配置し、基準平面板３１における反射光と凹面鏡３３の反射光とによる干渉縞をモニター５２で観察しながら、凹面鏡３３の保持部３３ｃを制御して凹面鏡３３の姿勢を調整することにより行う。モニター５２には、干渉縞観察カメラ５１にあらかじめ保存されている基準画像データと、干渉縞の画像データとを重ねて表示することができ、アラインメントができていないときにはこれらの画像データによりモアレ縞が生じるが、凹面鏡３３の姿勢を調整し、モアレ縞画像の縞の周期を最大としてモアレ縞が現れなくすることによりアラインメントを完了することができる。このように干渉縞を利用してアラインメントを行うことにより、半導体レーザ１０からの出射光に対する凹面鏡３３の垂直出し（アラインメント）を高精度に行うことができるため、平面基板３２における反射率と凹面鏡３３における反射率を同一とすることができる。 (3) Alignment of the concave mirror 33 Before the measurement of the reflected light amount of the lens 60 to be tested, the concave mirror 33 and the lens 60 to be tested are aligned in order. First, the concave mirror 33 is aligned by arranging the concave mirror 33 after the stop 24 on the optical path of the emitted light from the semiconductor laser 10 before arranging the lens 60 to be tested, and the reflected light from the reference plane plate 31 and the concave mirror 33. While observing interference fringes due to reflected light on the monitor 52, the holding portion 33c of the concave mirror 33 is controlled to adjust the posture of the concave mirror 33. The monitor 52 can display the reference image data stored in the interference fringe observation camera 51 in advance and the image data of the interference fringes in an overlapping manner. When the alignment is not possible, the moire fringes are generated by these image data. However, the alignment can be completed by adjusting the posture of the concave mirror 33 and maximizing the fringe period of the moire fringe image so that the moire fringes do not appear. By performing the alignment using the interference fringes in this way, the concave mirror 33 can be perpendicularly aligned (aligned) with respect to the light emitted from the semiconductor laser 10, so that the reflectance on the flat substrate 32 and the concave mirror 33 can be obtained. The reflectance in can be made the same.

（４）被検レンズ６０のアラインメント
つづいて、アラインメントされた凹面鏡３３を固定して、被検レンズ６０の焦点位置に凹面３３ａの曲率中心を合わせるように、凹面鏡３３と絞り２４との間に被検レンズ６０を配置する（オートコリメーション）。被検レンズ６０の反射光量の測定の前に行う被検レンズ６０のアラインメントは、基準平面板３１における反射光と被検レンズ６０の透過光とによる干渉縞をモニター５２で観察しながら、被検レンズ６０の保持部６０ａを制御して上記オートコリメーション状態を維持しつつ被検レンズ６０の姿勢を調整することにより行う。モニター５２には、干渉縞観察カメラ５１にあらかじめ保存されている基準画像データと、干渉縞の画像データとを重ねて表示することができ、アラインメントができていないときにはこれらの画像データによりモアレ縞が生じるが、被検レンズ６０の姿勢を調整し、モアレ縞画像の縞の周期を最大としてモアレ縞が現れなくする（ワンカラーにする）ことによりアラインメントを完了することができる。このように干渉縞を利用してアラインメントを行うことにより、半導体レーザ１０からの出射光に対する被検レンズ６０の垂直出し（アラインメント）を高精度に行うことができる。また、凹面鏡３３と被検レンズ６０はオートコリメーション状態にあるため、被検レンズ６０を透過して凹面鏡３３に入射する光は凹面３３ａで反射して入射光の光路と同じ光路を通って再び被検レンズ６０を透過する。 (4) Alignment of the lens 60 to be tested Next, the aligned concave mirror 33 is fixed, and the center of curvature of the concave surface 33a is aligned with the focal position of the lens 60 to be tested. An analyzing lens 60 is arranged (auto collimation). The alignment of the test lens 60 performed before the measurement of the reflected light amount of the test lens 60 is performed by observing the interference fringes caused by the reflected light on the reference plane plate 31 and the transmitted light of the test lens 60 on the monitor 52. This is done by controlling the holding portion 60a of the lens 60 and adjusting the posture of the lens 60 to be tested while maintaining the autocollimation state. The monitor 52 can display the reference image data stored in the interference fringe observation camera 51 in advance and the image data of the interference fringes in an overlapping manner. When the alignment is not possible, the moire fringes are generated by these image data. However, the alignment can be completed by adjusting the posture of the lens 60 to be examined and maximizing the fringe period of the moire fringe image so that the moire fringes do not appear (one color). By performing the alignment using the interference fringes in this manner, the test lens 60 can be vertically aligned (aligned) with respect to the light emitted from the semiconductor laser 10 with high accuracy. In addition, since the concave mirror 33 and the test lens 60 are in an autocollimation state, the light that passes through the test lens 60 and enters the concave mirror 33 is reflected by the concave surface 33a and passes again through the same optical path as the incident light. It passes through the analyzing lens 60.

（５）被検レンズ６０を透過した光の光量の測定
以上のようにアラインメントされた被検レンズ６０を透過して凹面鏡３３で反射し、再び被検レンズ６０を透過した光を積分球４１内に取り込み、これをフォトダイオード４２により電流に変換することにより被検レンズ６０を透過する光の透過光量に対応する電流値を測定することができる。平面基板３２及び凹面鏡３３の材質を同一にすることによって平面基板３２における反射率と凹面鏡３３における反射率を同一としてあり、かつ、凹面鏡３３は被検レンズ６０に対してオートコリメーション状態にある。このため、測定された電流値を上述の電流値と光量との対応テーブルにあてはめることができ、被検レンズ６０を透過して凹面鏡３３で反射し、再び被検レンズ６０を透過した光の光量を換算することができる。このように構成することにより、初めに平面基板３２の反射光量を一度測定しておけば、被検レンズ６０を入れ替えるたびに平面基板３２の反射光量を改めて測定し直す必要がない。これは、被検レンズ６０の種類が変わっても同様である。 (5) Measurement of the amount of light transmitted through the test lens 60 The light transmitted through the test lens 60 aligned as described above, reflected by the concave mirror 33, and again transmitted through the test lens 60 is stored in the integrating sphere 41. Then, the current value corresponding to the amount of light transmitted through the lens 60 can be measured by converting the current into the current by the photodiode 42. By making the material of the planar substrate 32 and the concave mirror 33 the same, the reflectance of the planar substrate 32 and the reflectance of the concave mirror 33 are made the same, and the concave mirror 33 is in an auto-collimation state with respect to the lens 60 to be examined. For this reason, the measured current value can be applied to the above-described correspondence table between the current value and the light amount, and the light amount of the light transmitted through the test lens 60, reflected by the concave mirror 33, and transmitted through the test lens 60 again. Can be converted. With this configuration, once the reflected light amount of the flat substrate 32 is measured once, it is not necessary to measure the reflected light amount of the flat substrate 32 again every time the lens 60 to be tested is replaced. This is the same even if the type of the test lens 60 changes.

（６）被検レンズ６０の干渉縞解析
被検レンズ６０の干渉縞解析を行うときは図３に示すように干渉縞観察カメラ５１に干渉縞解析ユニット５３を接続する。すると、モニター５３ｄに現在の被検レンズ６０の姿勢（半導体レーザ１０から出射する光の被検レンズ６０への入射角度、入射位置）を示す数値データが表示される。操作者は、指示部５３ｃを用いて被検レンズ６０を所定の姿勢に設定するための情報を入力する。この情報がモニター５３ｄに表示される一方、この情報はモニター５３ｄに入力され保持部５４のモータに必要な制御信号に変換、出力される。この信号を受けて保持部５４は被検レンズ６０を所定の姿勢に変更、保持する。この状態における干渉縞は干渉縞観察カメラ５１に入力され、干渉縞観察カメラ５１から演算部５３ａに出力された干渉縞画像データに基づいて演算部５３ａで所定の演算を行って被検レンズ６０の光学性能を算出し、モニター５３ｄに表示する。演算のために複数の姿勢の被検レンズ６０の干渉縞画像データが必要であれば、さらに、指示部５３ｃから姿勢を設定するための情報を入力して、モニター５３ｄからこの情報に対応する制御信号を保持部５４へ出力して被検レンズ６０の姿勢を変更して、再度干渉縞画像データを演算部５３ａに送る。なお、干渉縞解析に必要な被検レンズ６０の姿勢情報をあらかじめ干渉縞解析ユニット５３内の記憶部（不図示）に保存しておいて、操作者による干渉縞解析開始の指令により自動的にモニター５３ｄに姿勢情報を出力して干渉縞解析を行うこともできる。 (6) Interference fringe analysis of the test lens 60 When performing the interference fringe analysis of the test lens 60, the interference fringe analysis unit 53 is connected to the interference fringe observation camera 51 as shown in FIG. Then, numerical data indicating the current posture of the test lens 60 (incident angle and incident position of light emitted from the semiconductor laser 10 to the test lens 60) is displayed on the monitor 53d. The operator inputs information for setting the test lens 60 in a predetermined posture using the instruction unit 53c. While this information is displayed on the monitor 53d, this information is input to the monitor 53d, converted into a control signal necessary for the motor of the holding unit 54, and output. In response to this signal, the holding unit 54 changes and holds the lens 60 to be tested in a predetermined posture. The interference fringes in this state are input to the interference fringe observation camera 51, and based on the interference fringe image data output from the interference fringe observation camera 51 to the calculation unit 53a, a predetermined calculation is performed by the calculation unit 53a to The optical performance is calculated and displayed on the monitor 53d. If the interference fringe image data of the test lens 60 having a plurality of postures is necessary for the calculation, information for setting the posture is further input from the instruction unit 53c, and control corresponding to this information is performed from the monitor 53d. A signal is output to the holding unit 54 to change the posture of the lens 60 to be tested, and the interference fringe image data is sent to the calculation unit 53a again. Note that the posture information of the lens 60 to be tested necessary for interference fringe analysis is stored in advance in a storage unit (not shown) in the interference fringe analysis unit 53, and automatically in response to an instruction to start interference fringe analysis by the operator. It is also possible to output attitude information to the monitor 53d and perform interference fringe analysis.

つづいて、本実施形態の変形例について図４を参照しつつ説明する。この例においては、図２においてハーフミラー２２とハーフミラー２３との間に配置された基準平面板３１に代えて、半導体レーザ１０から入射してハーフミラー２２で反射される光の進行方向にミラー３４を配置してある。このような構成とすると、半導体レーザ１０からハーフミラー２２に入射する光は、一部は透過してハーフミラー２３、絞り２４を経て被検レンズ６０へ向かい、残りは反射してミラー３４へ向かう。 Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this example, in place of the reference plane plate 31 disposed between the half mirror 22 and the half mirror 23 in FIG. 2, the mirror enters the traveling direction of the light incident from the semiconductor laser 10 and reflected by the half mirror 22. 34 is arranged. With such a configuration, a part of the light incident from the semiconductor laser 10 to the half mirror 22 is transmitted, passes through the half mirror 23 and the diaphragm 24, travels toward the lens 60 to be tested, and the rest reflects toward the mirror 34. .

被検レンズ６０を透過した光は、凹面鏡３３で反射されて再び被検レンズ６０を透過し、一部はハーフミラー２３で反射して集光レンズ２６、絞り２７を経て積分球４１に入射し、ハーフミラー２３を透過した光の一部はハーフミラー２２で反射されて集光レンズ２５を経て干渉縞観察カメラ５１に入射する。ミラー３４では入射光が反射され、ハーフミラー２２、集光レンズ２５を経て干渉縞観察カメラ５１へ入射する。一方、ミラー３４では入射光がほとんど反射され、ハーフミラー２２へもどる。この光がハーフミラー２２を透過すると集光レンズ２５で集光されて干渉縞観察カメラ５１に入射する。 The light transmitted through the test lens 60 is reflected by the concave mirror 33 and passes through the test lens 60 again, and part of the light is reflected by the half mirror 23 and enters the integrating sphere 41 through the condenser lens 26 and the diaphragm 27. Part of the light transmitted through the half mirror 23 is reflected by the half mirror 22 and enters the interference fringe observation camera 51 through the condenser lens 25. Incident light is reflected by the mirror 34 and enters the interference fringe observation camera 51 through the half mirror 22 and the condenser lens 25. On the other hand, most of the incident light is reflected by the mirror 34 and returns to the half mirror 22. When this light passes through the half mirror 22, it is condensed by the condenser lens 25 and enters the interference fringe observation camera 51.

平面基板３２のアラインメント、平面基板３２で反射された光の光量の測定、凹面鏡３３のアラインメント、被検レンズ６０のアラインメント、及び、被検レンズ６０を透過した光の光量の測定の動作については、上述の測定動作と同様であるので省略する。また、干渉縞の解析についても上述の実施形態と同様に実施することができる。 For the operations of the alignment of the planar substrate 32, the measurement of the amount of light reflected by the planar substrate 32, the alignment of the concave mirror 33, the alignment of the lens 60, and the measurement of the amount of light transmitted through the lens 60, Since it is the same as the above-mentioned measurement operation, it is omitted. Further, the analysis of interference fringes can be performed in the same manner as in the above-described embodiment.

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be improved or changed within the scope of the purpose of the improvement or the idea of the present invention.

本発明の実施形態に係る平面基板のアラインメント及び平面基板からの反射光量の測定を行うときの装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure when measuring the alignment of the plane board | substrate which concerns on embodiment of this invention, and the reflected light amount from a plane board | substrate. 本発明の実施形態に係る凹面鏡及び被検レンズのアラインメント及び被検レンズからの反射光量の測定を行うときの装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure when measuring the amount of reflected light from the alignment of the concave mirror which concerns on embodiment of this invention, and a test lens, and a test lens. 本発明の実施形態に係る被検レンズの干渉縞解析を行うときの装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure when performing the interference fringe analysis of the to-be-tested lens which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例における装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure in the modification of embodiment of this invention. 従来の透過光量測定方法における装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure in the conventional transmitted light amount measuring method. 従来の透過光量測定方法における装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure in the conventional transmitted light amount measuring method.

Explanation of symbols

３１基準平面板
３２平面基板
３３凹面鏡
４１積分球
４２フォトダイオード
４３電流計
５１干渉縞観察カメラ
５３干渉縞解析ユニット
６０被検レンズ Reference plane plate 32 Planar substrate 33 Concave mirror 41 Integrating sphere 42 Photo diode 43 Ammeter 51 Interference fringe observation camera 53 Interference fringe analysis unit 60 Lens to be examined

Claims

The partially reflected light of the parallel light incident on a reference plane plate disposed so as to be substantially orthogonal to the optical path of the parallel light from the light source, and the parallel light transmitted through the reference plane plate and the reference Planar substrate alignment for aligning the planar substrate by observing interference fringes obtained by light reflected at right angles to the planar substrate disposed downstream of the planar plate and transmitted again through the reference planar plate Steps,
A reflected light amount measuring step for allowing the parallel light from the light source to enter the planar substrate aligned at a predetermined position by the planar substrate alignment step, and measuring the amount of reflected light on the planar substrate;
A concave mirror made of the same material as that of the plane substrate is replaced with the plane substrate, and the partially reflected light and parallel light transmitted through the reference plane plate are reflected at right angles to the concave mirror, and again the reference plane plate. A concave mirror alignment step of aligning the concave mirror by observing the interference fringes obtained by the light transmitted through
The partially reflected light and parallel light transmitted through the reference plane plate, transmitted through the test lens disposed between the reference plane plate and the concave mirror, and aligned by the concave mirror alignment step. A test lens alignment step for aligning the test lens by observing interference fringes obtained by the reflected and again transmitted through the test lens and the reference plane plate;
Measure the light quantity of the parallel light that passes through the test lens aligned by the test lens alignment step and is reflected at right angles to the concave mirror, and the measured light quantity and the measurement result in the reflected light quantity measurement step A transmitted light amount measuring step for measuring the transmitted light amount of the test lens itself based on;
A transmitted light amount measurement comprising: an analysis step of performing an interference fringe analysis of the test lens by adjusting a posture of the test lens at an arbitrary timing after all the alignment steps are completed. Method.

2. The transmitted light amount measuring method according to claim 1, wherein the light reflected by the planar substrate and the light transmitted through the test lens are collected by an integrating sphere, and the amount of light is converted into a current by a photodiode.

In each of the planar substrate alignment step, the concave mirror alignment step, and the test lens alignment step, a moire image does not appear when the obtained interference fringe data and predetermined reference image data are superimposed. The transmitted light amount measuring method according to claim 1 or 2, wherein the alignment is performed by using the method.