JP5966982B2 - 共焦点計測装置 - Google Patents
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Description
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る共焦点計測装置の構成を示す模式図である。図1に示す共焦点計測装置100は、複数のヘッド部(図1の場合は2つ)の共焦点光学系を利用して計測対象物200の変位を多点(図1の場合は2点)計測する計測装置である。共焦点計測装置100で計測する計測対象物200には、たとえば液晶表示パネルのセルギャップなどがある。
本発明の実施の形態1に係る共焦点計測装置100では、計測対象物200の変位を多点計測するために、軸上色収差を生じさせる光の波長をヘッド部10ごとに波長帯域を分割している。しかし、本発明の実施の形態1に係る共焦点計測装置100では、ヘッド部10の内部で、かつ光ファイバ11と集光レンズ4との間の位置に第1光学フィルタ3aおよび第2光学フィルタ3bを設ける構成を説明したが、これに限定されるものではなく、ヘッド部10ごとに波長帯域を分割することができれば、いずれの構成であってもよい。以下に、本発明の実施の形態1に係る共焦点計測装置100の変形例として、ヘッド部10ごとに波長帯域を分割する構成の一例を示す。なお、以下の説明において、第1光学フィルタ3aおよび第2光学フィルタ3bについて共通に説明する場合、第1光学フィルタ3aおよび第2光学フィルタ3bを光学フィルタ3と総称して記載することがある。
次に、ビームスプリッタを用いる変形例を説明する。図6は、本発明の実施の形態1の変形例2に係る共焦点計測装置の構成を示す模式図である。図6に示す共焦点計測装置100aは、ヘッド部10ごとに光学フィルタ3に設ける構成に代えて、ビームスプリッタ5を設ける構成である。なお、図6に示す共焦点計測装置100aは、図1に示す共焦点計測装置100と同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。また、図6に示す共焦点計測装置100aでは、図1の共焦点計測装置100で図示している構成であっても、以下の説明に用いない構成については図示を省略している。さらに、図6に示す共焦点計測装置100aでは、凹面ミラー23aに代えてコリメートレンズ23dを用いる分光器23を備えた構成として説明する。
次に、複数の光源を用いる変形例を説明する。図7は、本発明の実施の形態1の変形例3に係る共焦点計測装置の構成を示す模式図である。図7に示す共焦点計測装置100bは、ヘッド部10ごとに光学フィルタ3に設ける構成に代えて、ヘッド部10ごとに光源を設ける構成である。なお、図7に示す共焦点計測装置100bは、図1に示す共焦点計測装置100と同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。また、図7に示す共焦点計測装置100bでは、図1の共焦点計測装置100で図示している構成であっても、以下の説明に用いない構成については図示を省略している。さらに、図7に示す共焦点計測装置100bでは、凹面ミラー23aに代えてコリメートレンズ23dを用いる分光器23を備えた構成として説明する。
次に、ヘッド部10と分光器23との間の導光部に光ファイバを用いない変形例を説明する。図8は、本発明の実施の形態1の変形例4に係る共焦点計測装置の構成を示す模式図である。図8に示す共焦点計測装置100cは、分岐光ファイバ22および光ファイバ11に代えて、コリメートレンズ221〜224、ハーフミラー225およびミラー226を設ける構成である。なお、図8に示す共焦点計測装置100cは、図1に示す共焦点計測装置100と同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。また、図8に示す共焦点計測装置100cでは、図1の共焦点計測装置100で図示している構成であっても、以下の説明に用いない構成については図示を省略している。さらに、図8に示す共焦点計測装置100cでは、凹面ミラー23aに代えてコリメートレンズ23dを用いる分光器23を備えた構成として説明する。
次に、本発明の実施の形態2に係る共焦点計測装置は、計測対象物の変位を多点計測するために、軸上色収差を生じさせる光の波長をヘッド部ごとに波長帯域を分割する構成ではなく、光源が発光するタイミングに合わせて、当該発光したヘッド部に対応したピーク波長を求める構成である。
次に、本発明の実施の形態3に係る共焦点計測装置は、計測対象物の変位を多点計測するために、軸上色収差を生じさせる光の波長帯域ををヘッド部ごとに分割してピーク波長を求めることと、光源が発光するタイミングに合わせて、当該発光したヘッド部10に対応したピーク波長を求めることとを組合せて行なう構成である。
Claims (8)
- 複数の波長の光を出射する光源と、
前記光源から出射する光に軸上色収差を生じさせ、当該軸上色収差を生じさせた光を計測対象物に照射するとともに、前記計測対象物において合焦する光を通過させる複数の共焦点光学部と、
光を波長ごとに分光する1つの分光部と、
前記複数の共焦点光学部を通過した光を前記分光部に入光させる導光部と、
前記分光部で分光した光を受光する受光素子を、前記分光部による分光方向に1次元に配列した受光部と、
前記受光部が受光した光から前記複数の共焦点光学部ごとに対応したピーク波長を求める制御部とを備える、共焦点計測装置。 - 前記複数の共焦点光学部は、互いに異なる波長帯域を透過または遮光する光学部材を含み、
前記共焦点光学部は、前記光学部材によって透過または遮光された光を前記計測対象物に照射し、
前記制御部は、前記受光部のうち前記各光学部材を透過または遮光する波長帯域に対応する領域ごとにピーク波長を求める、請求項1に記載の共焦点計測装置。 - 前記光学部材は、前記光源から前記共焦点光学部へ光が入射する位置に設けられている、請求項2に記載の共焦点計測装置。
- 前記光源は、前記複数の共焦点光学部ごとに設けられ、前記各光源は互いに異なる波長帯域の光を出射し、
前記制御部は、前記受光部のうち前記各光源が出射する光の波長帯域に対応する領域ごとにピーク波長を求める、請求項1に記載の共焦点計測装置。 - 前記光源は、前記複数の共焦点光学部ごとに設けられ、
前記制御部は、前記光源が順次発光するように前記各光源の発光するタイミングを制御し、かつ、前記各光源が発光するタイミングに合わせて、当該発光した前記光源に対応した前記ピーク波長を求める、請求項1に記載の共焦点計測装置。 - 前記光源は、前記複数の共焦点光学部ごとに設けられ、
前記複数の共焦点光学部は、互いに異なる波長帯域を透過または遮光する光学部材をそれぞれ含み、
前記共焦点光学部は、前記光学部材によって透過または遮光された光を前記計測対象物に照射し、
前記制御部は、前記光源が順次発光するように前記各光源の発光するタイミングを制御し、かつ、前記各光源が発光するタイミングに合わせて、当該発光した前記光源に対応した前記ピーク波長を、前記受光部のうち前記各光学部材を透過または遮光する波長帯域に対応する領域ごとに求める、請求項1に記載の共焦点計測装置。 - 前記受光部の前記受光素子は、1次元に配列する方向の長さよりも1次元に配列する方向に対して直交する方向の長さの方が長い形状である、請求項5または請求項6に記載の共焦点計測装置。
- 前記共焦点光学部は、
前記光源から出射する光に軸上色収差を生じさせる回折レンズと、
前記回折レンズより前記計測対象物側に配置され、前記軸上色収差を生じさせた光を前記計測対象物に集光する対物レンズと、
前記対物レンズで集光した光のうち、前記計測対象物において合焦する光を通過させるピンホールとを含む、請求項1に記載の共焦点計測装置。
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