JP4830837B2 - Lens measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスク方式の高密度情報記録媒体、たとえばDVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu−ray Disc)に情報を読み書きする用途等に用いられるレンズの特性を測定する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for measuring characteristics of a lens used for reading and writing information on an optical disk type high-density information recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) and a BD (Blu-ray Disc).
光ディスク方式の高密度情報記録媒体から情報を読取り、またこの高密度情報記録媒体に情報を書き込むためには、光源から出射された光を目的の場所へ高精度に照射するための光学系が必要である。その光学系の中でも、特に対物レンズは、それ自体の特性に光源のレーザ波長の100分の1程度の波面収差の精度が要求される。そのため、対物レンズの特性検査は厳密な計測を行う必要がある。そこで、この対物レンズを代表とするレンズの検査方法として、干渉計測で検出した収差をもとにレンズを検査する方法(回折干渉方式)が提案されている(特許文献1参照)。 In order to read information from an optical disk type high-density information recording medium and write information to this high-density information recording medium, an optical system for irradiating light emitted from a light source to a target location with high accuracy is required. It is. Among the optical systems, the objective lens, in particular, requires a wavefront aberration accuracy of about 1/100 of the laser wavelength of the light source for its own characteristics. Therefore, it is necessary to perform strict measurement in the characteristic inspection of the objective lens. Therefore, as a lens inspection method represented by this objective lens, a method of inspecting the lens based on the aberration detected by the interference measurement (diffraction interference method) has been proposed (see Patent Document 1).
この回折干渉方式について簡単に説明する。以下、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。 This diffraction interference method will be briefly described. Hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7は、従来のレンズ測定装置の概略図である。図7において、光源であるレーザ光源1はレーザ光2を出射する。出射されたレーザ光2は、ビームエキスパンダ3で略平行光に拡大された後にハーフミラー4で反射され、保持台5に保持されている対物レンズ6に入射する。対物レンズ6は、レンズ球面7の周囲に平坦なコバ面8を有し、従来のレンズ測定装置においては、レンズ球面7だけでなくコバ面8にも光が入射するように構成してある。
FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional lens measuring apparatus. In FIG. 7, a laser light source 1 as a light source emits
コバ面8に入射した光はコバ面8で反射し、ハーフミラー4を透過した後、結像レンズ9で撮像素子10に結像される。撮像素子10は受像した像に対応する信号を表示装置11に送信する。表示装置11は、撮像素子10からの信号を処理し、コバ面8の像を表示する。従って、表示装置11に表示された像を見ることで、対物レンズ6が光軸12に対して正確に配置されているか否かを判断できる。対物レンズ6が光軸12に対して正しく位置決めされていない場合、保持台移動機構を用い、保持台5を光軸12方向又はその直交する方向に移動させる。それと共に、必要であれば、保持台5を光軸12中心で回転させる。これにより、光軸12に対する対物レンズ6の傾きを調整する。
The light incident on the
ここで、対物レンズ6のレンズ球面7には測定に使用できない領域がある。この領域では、レンズ球面7のうちでコバ面8に近い部分が、コバ面8と不連続な面になっている。一般にDVDなどの高密度情報記録媒体に用いるレンズは非球面形状を金型成形により作製するが、この金型成形において不連続な面を加工することは困難である。そのため、対物レンズ6のレンズ球面7の大きさを、実際に光を入射する半径よりも大きめに作製し、レンズ検査においても、レンズの開口の大きさを決める必要がある。そこで、対物レンズの下にアパーチャを設置した装置がある。
Here, the lens
図8は、従来のアパーチャを用いたレンズ測定装置の概略図である。図8において、対物レンズ6の下(レーザ光源1側)にアパーチャ13を設置する。このアパーチャ13により、対物レンズ6に入射する光の領域を制限する。ここで、図8においては、対物レンズ6からの透過光は測定系の途中でハーフミラー14によって分岐され、結像レンズ15で撮像素子16に結像する。撮像素子16は、受像した像に対応する信号を表示装置17に送信する。表示装置17は、撮像素子16からの信号を処理し、対物レンズ6によるスポット像を表示する。従って、表示装置17に表示された像を見ることで、対物レンズ6が光軸12に対して正確に配置されているか否かを判断できる。対物レンズ6が光軸12に対して正しく位置決めされていない場合は、先と同様の手段で保持台5を移動させて調整する。また、アパーチャ13は、対物レンズ6を透過した光による測定データの妥当性を基に位置決めを行い、コバ面8の像を観察する時には、例えばシリンダ等を用いてアパーチャ13を光路上から外れる位置に移動させる。
FIG. 8 is a schematic diagram of a lens measuring apparatus using a conventional aperture. In FIG. 8, the
対物レンズ6を透過した光は、透過型の回折格子30に入射する。ここで、回折格子30は、入射した光を、回折格子30を挟んで入射側と反対側へ透過光と回折光とにして出射する作用を有する。また、回折格子30は、ピエゾ素子などの回折格子移動機構31によって移動可能となるように支持されている。
The light transmitted through the
回折格子30による回折光は、相対向した集光レンズ32と結像レンズ33を透過した後、撮像素子34で結像する。撮像素子34は、結像レンズ33の焦点位置に設置されている。撮像素子34で得られたデータは、処理装置35に送られ、処理される。ここで処理されたデータを基に、対物レンズ20の特性を評価し、表示装置36に表示する。
しかしながら、図7に示す従来の構成では、保持台と対物レンズとの間に対物レンズの出し入れを行うための遊び(隙間)を設ける必要がある。そのため、測定毎にこの遊びの分だけ対物レンズとアパーチャとの相対的位置関係が変動し、その変動によって測定データがバラつくため、高精度な測定は行うことができない。 However, in the conventional configuration shown in FIG. 7, it is necessary to provide a play (gap) for inserting and removing the objective lens between the holding table and the objective lens. For this reason, the relative positional relationship between the objective lens and the aperture fluctuates by the amount of play for each measurement, and the measurement data varies due to the fluctuation, so high-precision measurement cannot be performed.
また、図8に示す従来の構成では、保持台と対物レンズの間に遊び(隙間)を設ける必要はないが、アパーチャと光軸の位置合せを行うには、アパーチャと光軸との相対位置を測定したデータの妥当性を評価する必要があるが、そのデータ取得には多大な時間を要する。そして突発的要因や経時変化等によって両者の位置関係にズレが発生しても、そのズレに気づくことは困難であるという課題を有している。 Further, in the conventional configuration shown in FIG. 8, it is not necessary to provide play (gap) between the holding table and the objective lens. However, in order to align the aperture and the optical axis, the relative position between the aperture and the optical axis. It is necessary to evaluate the validity of the measured data, but it takes a lot of time to acquire the data. And even if the positional relationship between the two occurs due to a sudden factor or a change over time, there is a problem that it is difficult to notice the deviation.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、アパーチャと対物レンズの相対的位置を高精度に管理することが可能なレンズ測定装置を提供することを特徴とする。 The present invention is intended to solve the conventional problems, and providing a lens measuring equipment capable of managing relative position of the aperture and the objective lens with high accuracy.
上記目的を達成するために、請求項1記載のレンズ測定装置は、光を出射する光源と、開口部と前記開口部と同心円の少なくとも一部を構成する溝とが形成されたアパーチャと、前記光源から出射され前記溝を透過した光が集光する回折格子と、前記回折格子で回折した異なる次数の回折光により形成されたシェアリング干渉像を撮像する撮像素子と、前記光源から出射された光の光軸と直交する方向に前記アパーチャを移動させる調整手段と、前記シェアリング干渉像に基づいてレンズを測定する測定手段と、前記アパーチャと前記光源との間に補助アパーチャと、を備え、前記補助アパーチャの開口径が、前記アパーチャの開口径より大きく、かつ、前記溝の最内周の径より小さいことを特徴とする。 To achieve the above object, the lens measuring apparatus comprising a light source for emitting light, an aperture having a groove and are formed to constitute at least part of said opening concentric circle with the opening, A diffraction grating that collects light emitted from the light source and transmitted through the groove, an image sensor that captures a shearing interference image formed by diffracted light of different orders diffracted by the diffraction grating, and emitted from the light source Adjustment means for moving the aperture in a direction perpendicular to the optical axis of the light, measurement means for measuring a lens based on the sharing interference image, and an auxiliary aperture between the aperture and the light source. The opening diameter of the auxiliary aperture is larger than the opening diameter of the aperture and smaller than the innermost diameter of the groove .
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のレンズ測定装置であって、前記溝が、前記開口部と同心円状に形成されることを特徴とする。
Further, an invention according to
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載のレンズ測定装置であって、光源から出射される光の波長をλとし、半径rnにおける溝の幅をpnとし(nは自然数)、回折格子からアパーチャまでの間隔をLとした時に、アパーチャの溝が所定の条件を満たすことを特徴とする。
Further, an invention according to
また、請求項4記載の発明は、請求項1記載のレンズ測定装置であって、レンズの有効半径をRaとし、補助アパーチャの半径をRbとした時に、アパーチャの溝の最内周部の半径r 1 が所定の条件を満たすことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the lens measuring device according to claim 1 , wherein when the effective radius of the lens is Ra and the radius of the auxiliary aperture is Rb, the radius of the innermost peripheral portion of the groove of the aperture r 1 satisfies a predetermined condition.
以上のように、本発明によれば、レンズとアパーチャの相対的な位置関係を高精度に管理することが可能なレンズ測定装置およびレンズ測定用アパーチャを提供することができる。また、アパーチャの管理に多大な時間をかける必要が無くなるため、連続で測定する場合に、経時劣化に強い測定を容易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a lens measurement device and a lens measurement aperture capable of managing the relative positional relationship between a lens and an aperture with high accuracy. In addition, since it is not necessary to spend a great deal of time in aperture management, it is possible to easily perform measurement that is resistant to deterioration over time when measuring continuously.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の説明において、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present invention, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるレンズ測定装置の概略図である。図1において、レーザ出射源18は、可干渉性で略平行のレーザ光19を出射する。この可干渉性のレーザ光19の波長は、検査対象である対物レンズ20(被検レンズ)が実際に使用される場合の波長と同程度であることが望ましい。ビームエキスパンダ21は、レーザ出射源18より入射する略平行光を、その径が拡大された略平行光にして出射する作用を有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a lens measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a
ビームエキスパンダ21によって拡大された略平行光はハーフミラー22を透過した後、補助アパーチャ23に入射する。補助アパーチャ23によって径を制限された略平行光は、その後、アパーチャ24に入射する。ここで、補助アパーチャ23は、アパーチャ24の有効径外の光を制限するように構成される。また、補助アパーチャ23は、補助アパーチャ移動機構25によって移動可能となるように支持されている。
The substantially parallel light expanded by the beam expander 21 passes through the
アパーチャ24は、対物レンズ20への入射光を、対物レンズ20の有効径分だけに制限するように構成される。ここで、このアパーチャ24は、光学ガラスで形成された平行平板上にて開口径外の領域に蒸着を施すことで作成される。このアパーチャ24には、アパーチャ24の有効径(開口径)の外側の領域に、光を透過させる周囲パターン26が形成されている。この周囲パターン26は、例えば、アパーチャ24の開口径を中心とした異なる径を有する複数の溝によって形成される。また、アパーチャ24は、アパーチャ移動機構27によって補助アパーチャ23も同時に移動可能となるように支持されている。
The
補助アパーチャ23とアパーチャ24とによって制限された光は、保持台28によって保持された対物レンズ20に入射する。ここで、保持台28は対物レンズ20の有効径よりも大きく、かつ、対物レンズ20のレンズ外形より小さな開口部(穴)と対物レンズ20を左右から把持する把持機構(図示せず)を有する。保持台28は、この開口部に対物レンズ20のレンズ球面側が来るように対物レンズ20を配置した後、把持機構で対物レンズ20を固定する。また、保持台28は、保持台移動機構29によって対物レンズ20も同時に移動可能となるように支持されている。
The light limited by the
対物レンズ20を透過した光は、透過型の回折格子30に入射する。ここで、回折格子30は、入射した光を、回折格子30を挟んで入射側と反対側へ透過光と回折光とにして出射する作用を有する。また、回折格子30は、ピエゾ素子などの回折格子移動機構31によって移動可能となるように支持されている。
The light transmitted through the
回折格子30による回折光は、相対向した集光レンズ32と結像レンズ33を透過した後、撮像素子34で結像する。撮像素子34は、結像レンズ33の焦点位置に設置されている。撮像素子34で得られたデータは、処理装置35に送られ、処理される。ここで処理されたデータを基に、対物レンズ20の特性を評価し、表示装置36に表示する。
The diffracted light from the
以上説明したこれらの構成要素は、光軸37を基準に配置されている。
These constituent elements described above are arranged with reference to the
また、回折格子30上の像を観察するために、ハーフミラー38で分岐した光学系を用いる。回折格子30を透過した光は、ハーフミラー38で反射された後、結像レンズ39で撮像素子40に結像される。撮像素子40は受像した像に対応する信号を表示装置41に送信する。表示装置41は、撮像素子40からの信号を処理し、回折格子30上に結像された周囲パターン26からの像を表示する。これにより、アパーチャ24の光学系における位置を確認することができる。
Further, in order to observe the image on the
また、対物レンズ20の光軸37に対する相対位置を調整するために、対物レンズ20のコバ面で反射した光を、ハーフミラー22で反射した後、結像レンズ42で撮像素子43に結像する。撮像素子43は受像した像に対応する信号を表示装置44に送信する。表示装置44は、撮像素子43からの信号を処理し、対物レンズ20のコバ面の像を表示する。表示装置44に表示された像を見ることで、対物レンズ20が光軸37に対して正確に配置されているか否かを判断することができる。
Further, in order to adjust the relative position of the
ここで、周囲パターン26は、アパーチャ24の有効径中心から半径rn(nは自然数)の位置に設けたものである。対物レンズ20の有効半径をRaとした時、半径rnの位置において光を透過させる領域の幅をpn(nは自然数)とすると、数(1)のように内側から順に半径が定義される。また、ここで、pnは、数(2)のように定義される。ここで、λはレーザ出射源18からのレーザ光19の波長であり、Lはアパーチャ24と回折格子30との距離である。
Here, the surrounding
周囲パターン26の最内周部の半径r1は、補助アパーチャ23の調整裕度を考慮してr1=1.1Raとする。すなわち、補助アパーチャ23の調整裕度を考慮すると、周囲パターン26の半径は式(3)とする必要がある。
The radius r 1 of the innermost peripheral portion of the
また、周囲パターン26は、その径を広げすぎると余分な光を透過させるので、できる限り小さくする必要があるが、あまり小さくしすぎても像を得るのに十分な光量を得ることができない。そこで、本発明の著者らが様々な条件を検討した結果、式(4)を満たすことで十分な光量が得られることを見出した。
In addition, if the diameter of the surrounding
次に、アパーチャ24及び周囲パターン26の構成について詳述する。回折によって光を集光するものとして、一般的に、フレネルゾーンパターンが良く知られている。このフレネルゾーンパターンは、半径が式(5)で定義される領域において、自然数mにおける奇数部のパターンが透過領域、自然数mにおける偶数部のパターンが不透過領域となるように構成される(この時、奇数部が不透過領域で、偶数部が透過領域でも同様の効果を奏する)。ただし、このフレネルゾーンパターンは、焦点距離Lが同心円半径rよりも大きいことが条件である。そのため、例えばBD用対物レンズの測定時の条件の一例として考えられるλ=405nm、L=2.5mm、r=1.1mmという場合においては、フレネルゾーンパターンの条件が成立しない。そのため、本実施の形態の周囲パターン26においては、このフレネルゾーンパターンを用いることができない。
Next, the configuration of the
そこで、本発明の著者らは、試行錯誤の末、アパーチャ24における半径rnの位置に、式(2)のピッチの透過領域(周囲パターン26)を設ける構成を考案した。この周囲パターン26によって周囲パターン26内の各透過部からの一次回折光が集光し、光軸方向において、測定時の対物レンズ20の集光位置とほぼ同等の位置に入射光を集光することができる。これにより、周囲パターン26は、光軸方向において対物レンズ20とほぼ同等の位置に結像するように設定できる。また、補助アパーチャ23を、光軸方向においてアパーチャ24に極めて近い位置に設置できるので、補助アパーチャ23のエッジによる回折の影響はほとんど無視できる。これにより、補助アパーチャ23とアパーチャ24の相対的位置関係の調整裕度を考慮し、補助アパーチャ23の走査により撮像素子34上で得られるアパーチャ透過光の欠損が無い状態にすることで容易に調整することが可能と成る。
Therefore, the authors of the present invention, through trial and error, the position of the radius r n of the
図2(a)は、実施の形態1における対物レンズ20とアパーチャ24、補助アパーチャ23との相対位置を示す図であり、図2(b)は、実施の形態1における周囲パターン26を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing the relative positions of the
図2(a)において、対物レンズ20の有効半径をRa、補助アパーチャ23の半径をRb、周囲パターン26の最内周の半径をr1とした時、前述の内容より、式(6)を満たすことで、略平行光が周囲パターン26に入射することを防ぎ、対物レンズ20の収差測定に対して周囲パターン26が影響を及ぼさないようにすることが可能である。また、式(6)を満たすことで略平行光の径がコバ内径よりも小さくなるため、対物レンズ20からの出射光には迷光が含まれない。
In FIG. 2A, when the effective radius of the
次に、この装置を用いてレンズの特性を計測するフローについて説明する。 Next, a flow for measuring lens characteristics using this apparatus will be described.
本実施の形態においては、より高精度にアパーチャ24の位置の測定を行うため、まず、アパーチャ24の光学系における位置を確認する。次に、対物レンズ20の位置、姿勢を調整する。その後、アパーチャ24の位置と対物レンズ20の位置とを比較し、必要に応じて対物レンズ20の位置を更に調製する。このようにして、対物レンズ20の位置、姿勢の調整を行った後に、対物レンズ20の特性を検査する。これにより、対物レンズ20の特性検査をより高精度に行うことができる。
In the present embodiment, in order to measure the position of the
図3は、実施の形態1におけるレンズの位置、姿勢調製のフローである。 FIG. 3 is a flowchart for adjusting the position and orientation of the lens in the first embodiment.
図3において、まず、ステップS1〜S3で、光学系におけるアパーチャ24の位置を確認する。
In FIG. 3, first, in steps S1 to S3, the position of the
最初に、アパーチャ24を光学系に挿入させる。この時、ビームエキスパンダ21からの略平行光がアパーチャ24に形成された周囲パターン26に入射するようにそれぞれを配置する。ここで、周囲パターン26は式(3)、式(4)を満たす構成となっている(ステップS1)。
First, the
次に、周囲パターン26を透過した光を回折格子30上に結像させる。ここで、周囲パターン26は、回折格子30上に集光するように配置している(ステップS2)。
Next, the light transmitted through the surrounding
次に、回折格子30を透過した光をハーフミラー38で分岐させ、この分岐した光学系を用いることで、光学系におけるアパーチャ24の位置を確認する。具体的には、ハーフミラー38で反射された光を結像レンズ39で撮像素子40に結像させる。この結像した周囲パターン26からの像を表示装置41で表示し、光学系におけるアパーチャ24の位置を確認する(ステップS3)。
Next, the light transmitted through the
続いて、ステップS4〜S7で、対物レンズ20の位置、姿勢を調整する。
Subsequently, in steps S4 to S7, the position and orientation of the
ステップS3が終了した後、対物レンズ20を光学系に投入する(ステップS4)。
After step S3 is completed, the
次に、アパーチャ移動機構27によって、アパーチャ24をレーザ出射源18からの光路中から退避させる(ステップS5)。
Next, the
次に、レーザ出射源18からの略平行光を、対物レンズ20のコバ面に入射させる。その後、コバ面で反射した光を撮像素子43に結像させる。結像させたコバ面からの反射光の情報に基づいて光軸37に対して対物レンズ20が正確な位置に配置されているか否かを判断する(ステップS6)。
Next, substantially parallel light from the
ここで、光軸37に対して対物レンズ20が正確な位置に配置されていない場合は、保持台移動機構29を用いて保持台28ごと対物レンズ20の光軸37に対する位置を調整する(ステップS7)。
Here, when the
続いて、ステップS8〜S11で、対物レンズ20の位置、姿勢を更に調整する。
Subsequently, in steps S8 to S11, the position and orientation of the
ステップS6において、光軸37に対して対物レンズ20が正確な位置に配置されていることを確認したら、アパーチャ移動機構27によってアパーチャ24を、補助アパーチャ移動機構25によって補助アパーチャ23を光路中に挿入する。ここで、アパーチャ24と補助アパーチャ23、対物レンズ20は式(6)の関係を満たすように配置する。これにより、略平行光が周囲パターン26に入射することを防ぐことができ、対物レンズ20の特性検査(特に、収差計測)に対して周囲パターン26が影響することはない(ステップS8)。
In
次に、補助アパーチャ23、アパーチャ24、対物レンズ20をそれぞれ透過した光を回折格子30上に集光させ、撮像素子40で、回折格子30上に集光した集光点を検出する。これにより、対物レンズ20の光学系における位置を確認することができる(ステップS9)。
Next, the light transmitted through the
ステップS9で対物レンズ20が正確な位置に配置されていない場合は、保持台移動機構29を用いて対物レンズ20の位置を調整する(ステップS10)。
If the
この後、ステップS3によるアパーチャ24の位置と、ステップS9による対物レンズ20の位置とを相対比較し、正確な相対位置になるようにステップS9とステップS10とを繰り返して、対物レンズ20の位置調整を行う(ステップS11)。
Thereafter, the position of the
以上の構成により、周囲パターン26による集光位置と、対物レンズ20の集光位置とを同一の光学系で観察することができる。そして、この集光位置を一致させるように対物レンズ20の位置を調整することで、対物レンズ20とアパーチャ24との相対的位置関係を、随時高精度に管理することが可能となる。
With the above configuration, the condensing position by the surrounding
ここで、レンズ中心に対するアパーチャ中心の位置ズレの影響について説明する。 Here, the influence of the positional deviation of the aperture center with respect to the lens center will be described.
図4(a)は、アパーチャ中心とレンズ中心が一致の場合のレンズ透過波面を示す図であり、図4(b)は、アパーチャ中心とレンズ中心がズレている場合のレンズ透過波面を示す図である。 4A is a diagram showing a lens transmission wavefront when the aperture center and the lens center coincide with each other, and FIG. 4B is a diagram showing a lens transmission wavefront when the aperture center and the lens center are misaligned. It is.
図4(a)、図4(b)に示すように、アパーチャ45の中心と対物レンズ20の中心との相対位置関係が異なる場合は、対物レンズ20からの透過波面46には違いが生じる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the relative positional relationship between the center of the
本実施の形態において、例えばBD用ピックアップの対物レンズを測定する際に、仮にアパーチャ中心がレンズ中心から5μmズレたとすると、波長の100分の1以上の誤差が生じる場合がある。これは、高精度なレンズ測定を行う場合においては大きな影響となる。更に、BD用対物レンズの収差測定としてレーザ波長の100分の1程度の波面収差が求められていることを考えると、レンズとアパーチャの相対位置関係の管理は、サブミクロン単位で行うことが望ましい。本実施の形態では、対物レンズ20の中心とアパーチャ24の中心との位置関係を見ることが可能な光学系を有しており、対物レンズ20の中心とアパーチャ24の中心との相対的な位置関係をサブミクロン単位で評価可能である。従って、本実施の形態により対物レンズ20とアパーチャ24の位置関係を調整することで、高精度な測定が可能である。
In this embodiment, for example, when measuring the objective lens of a BD pickup, if the aperture center is shifted by 5 μm from the lens center, an error of 1/100 or more of the wavelength may occur. This is a significant influence when performing highly accurate lens measurement. Furthermore, considering that a wavefront aberration of about 1 / 100th of the laser wavelength is required for aberration measurement of the BD objective lens, it is desirable to manage the relative positional relationship between the lens and the aperture in submicron units. . In the present embodiment, an optical system that can see the positional relationship between the center of the
なお、本実施の形態において、レーザ出射源18からの略平光をビームエキスパンダ21によってより径の大きい略平行光として使用しているが、可干渉である略平行光で径が大きれば、発生源、拡大機構ともに他の構成を用いることもできる。
In the present embodiment, substantially flat light from the
なお、本実施の形態においては、回折格子30によるシアリング干渉を用いた評価方法での対物レンズ20の収差測定を説明したが、他の収差測定方法の場合においても適用することは可能である。
In the present embodiment, the aberration measurement of the
なお、本実施の形態において、周囲パターン26を同心円の集合としたが、式(4)を満たせば、他の構成でも実現可能である。図5は、アパーチャ24と周囲パターン26の一例を示す図である。例えば、図5に示すように、同心円状でなく一部にパターンが形成された構成でもよい。これは、光軸方向において対物レンズ20と同等の位置に集光作用を持つものであれば良い。
In the present embodiment, the surrounding
なお、本実施の形態において、アパーチャ24の素材を光学ガラスとしたが、光学ガラスに限らず、入射光を透過し、表面に蒸着を施すことが可能な素材でも実現できる。
In the present embodiment, the material of the
なお、本実施の形態において、光学ガラスの透過光を制限するのに蒸着という手段を用いたが、透過光を制限することが可能な手段でも実現できる。 In this embodiment, the means of vapor deposition is used to limit the transmitted light of the optical glass. However, it can be realized by a means capable of limiting the transmitted light.
なお、本実施の形態において、光学ガラスの透過光を制限するのに蒸着という手段を用いたが、周囲パターン26を図5のようにパターンの一部とし、アパーチャ24の素材が光を透過しないものを用い、アパーチャ24および周囲パターン26をその素材の除去加工で作成しても可能である。
In this embodiment, vapor deposition is used to limit the light transmitted through the optical glass. However, the surrounding
なお、本発明の実施の形態において、アパーチャ24に液晶パターンを用いるような構成としても可能である。また、この場合においては、補助アパーチャ23を有しない構成としても可能である。
In the embodiment of the present invention, a configuration in which a liquid crystal pattern is used for the
なお、本発明の実施の形態において、周囲パターン26は、対物レンズ20による入射光の集光位置と光軸方向にほぼ同等に集光することとしたが、必ずしもその必要はなく、パターン自身の集光作用以外に、他の光学素子による集光手段を利用してもよい。
In the embodiment of the present invention, the surrounding
なお、本発明の実施の形態において、周囲パターン26による集光位置と対物レンズ20の集光位置を一致させるように対物レンズ20の位置を調整するとしたが、相対的であればよく、アパーチャ24の位置を調整してもよい。
In the embodiment of the present invention, the position of the
なお、本発明の実施の形態において、周囲パターン26による集光位置と対物レンズ20の集光位置を一致させるように調整するとしたが、光学系の仕様によっては、集光位置間に規定の相対的な距離を持たせてもよい。
In the embodiment of the present invention, the focusing position by the surrounding
(実施の形態2)
図6は、実施の形態2におけるレンズ測定装置の概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic diagram of the lens measuring apparatus according to the second embodiment.
図6において、実施の形態2の構成は、実施の形態1から補助アパーチャ23を略したものである。この構成は、周囲パターン26の漏れ光が無視できない場合には対物レンズ20の収差測定の精度が落ちてしまうが、周囲パターン26からの漏れ光が無視できる場合には、工程が簡略化でき、装置構成が簡略化できる。
In FIG. 6, the configuration of the second embodiment is obtained by omitting the
本発明のレンズ測定方法およびレンズ測定装置によれば、より高精度なレンズ測定を行うことができるため、BDなどの高密度情報記録媒体の読み取り、書き込みに用いるレンズの検査にも適用できる。 According to the lens measuring method and the lens measuring apparatus of the present invention, it is possible to perform lens measurement with higher accuracy, and therefore, it can be applied to inspection of lenses used for reading and writing of a high-density information recording medium such as BD.
18 レーザ出射源
19 レーザ光
20 対物レンズ
21 ビームエキスパンダ
22 ハーフミラー
23 補助アパーチャ
24 アパーチャ
25 補助アパーチャ移動機構
26 周囲パターン
27 アパーチャ移動機構
28 保持台
29 保持台移動機構
30 回折格子
31 回折格子移動機構
32 集光レンズ
33 結像レンズ
34 撮像素子
35 処理装置
36 表示装置
37 光軸
38 ハーフミラー
39 結像レンズ
40 撮像素子
41 表示装置
42 結像レンズ
43 撮像素子
44 表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
開口部と前記開口部と同心円の少なくとも一部を構成する溝とが形成されたアパーチャと、
前記光源から出射され前記溝を透過した光が集光する回折格子と、
前記回折格子で回折した異なる次数の回折光により形成されたシェアリング干渉像を撮像する撮像素子と、
前記光源から出射された光の光軸と直交する方向に前記アパーチャを移動させる調整手段と、
前記シェアリング干渉像に基づいてレンズを測定する測定手段と、
前記アパーチャと前記光源との間に補助アパーチャと、を備え、
前記補助アパーチャの開口径が、前記アパーチャの開口径より大きく、かつ、前記溝の最内周の径より小さいこと
を特徴とするレンズ測定装置。 A light source that emits light;
The aperture and grooves constituting an opening at least a part of said opening concentric circles are formed,
A diffraction grating that condenses light emitted from the light source and transmitted through the groove;
An image sensor that captures a shearing interference image formed by diffracted light of different orders diffracted by the diffraction grating;
Adjusting means for moving the aperture in a direction perpendicular to the optical axis of the light emitted from the light source;
Measuring means for measuring a lens based on the sharing interference image;
An auxiliary aperture between the aperture and the light source,
The lens measuring device , wherein an opening diameter of the auxiliary aperture is larger than an opening diameter of the aperture and smaller than a diameter of an innermost circumference of the groove .
を特徴とする請求項1記載のレンズ測定装置。 The lens measuring device according to claim 1 , wherein the groove is formed concentrically with the opening .
を特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ測定装置。
を特徴とする請求項1記載のレンズ測定装置。
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