JPH06186495A - 板状ハーフミラーの非点収差の補償方法 - Google Patents
板状ハーフミラーの非点収差の補償方法Info
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- JPH06186495A JPH06186495A JP35432792A JP35432792A JPH06186495A JP H06186495 A JPH06186495 A JP H06186495A JP 35432792 A JP35432792 A JP 35432792A JP 35432792 A JP35432792 A JP 35432792A JP H06186495 A JPH06186495 A JP H06186495A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 板状ハーフミラーを使用する光学系におい
て、その非点収差を補償する簡易な方法を提供する。 【構成】 第１の実施例は、受光系３の板状ハーフミラ
ー32と受像カメラ33の間に、屈折率ｎと厚さｔとが、板
状ハーフミラー32と同一の透明ガラス板５を補償板とし
て設け、これを、Ｚ軸に対してＹＺ面内で直角、ＸＺ面
内で角度π／４傾斜させて配置する。 【効果】 板状ハーフミラー32を透過して非点収差が生
じた対象物１の反射光は、簡易な補償板５により非点収
差が補償されて、受像カメラ33に焦点ボケが生ずること
なく鮮明に結像される。
て、その非点収差を補償する簡易な方法を提供する。 【構成】 第１の実施例は、受光系３の板状ハーフミラ
ー32と受像カメラ33の間に、屈折率ｎと厚さｔとが、板
状ハーフミラー32と同一の透明ガラス板５を補償板とし
て設け、これを、Ｚ軸に対してＹＺ面内で直角、ＸＺ面
内で角度π／４傾斜させて配置する。 【効果】 板状ハーフミラー32を透過して非点収差が生
じた対象物１の反射光は、簡易な補償板５により非点収
差が補償されて、受像カメラ33に焦点ボケが生ずること
なく鮮明に結像される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、板状ハーフミラーを
使用する光学系において、その非点収差の補償方法に関
する。
使用する光学系において、その非点収差の補償方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】物体の表面を詳細に観察または測定する
場合は、この表面に対してレーザビームを照射し、その
反射光を受像カメラに受像して表面の映像を観察し、ま
たは映像を画像処理して測定がなされている。図３は、
例として対象物の観察用の光学系構成図を示す。投光系
２はＹ軸の方向に設けられたレーザ光源21と投光レンズ
22を有し、受光系３はＺ軸上に設けられたレンズ系31と
板状ハーフミラー32、および受像カメラ33よりなる。た
だし、レンズ系31と板状ハーフミラー32は投光系２に共
通使用される。また板状ハーフミラー32は、Ｚ軸に対し
てＹＺ面内で角度π／４傾斜し、ＸＺ面内で直角とされ
る。レーザ光源21よりのレーザビームは投光レンズ22に
よりコリメートされ、板状ハーフミラー32により直角方
向に反射されてレンズ系31を透過し、対象物１の表面に
照射される。表面の各点の反射光はレンズ系31により集
束され、板状ハーフミラー32を透過して受像カメラ33に
受光され、表面の映像が結像される。
場合は、この表面に対してレーザビームを照射し、その
反射光を受像カメラに受像して表面の映像を観察し、ま
たは映像を画像処理して測定がなされている。図３は、
例として対象物の観察用の光学系構成図を示す。投光系
２はＹ軸の方向に設けられたレーザ光源21と投光レンズ
22を有し、受光系３はＺ軸上に設けられたレンズ系31と
板状ハーフミラー32、および受像カメラ33よりなる。た
だし、レンズ系31と板状ハーフミラー32は投光系２に共
通使用される。また板状ハーフミラー32は、Ｚ軸に対し
てＹＺ面内で角度π／４傾斜し、ＸＺ面内で直角とされ
る。レーザ光源21よりのレーザビームは投光レンズ22に
よりコリメートされ、板状ハーフミラー32により直角方
向に反射されてレンズ系31を透過し、対象物１の表面に
照射される。表面の各点の反射光はレンズ系31により集
束され、板状ハーフミラー32を透過して受像カメラ33に
受光され、表面の映像が結像される。
【０００３】さて、上記の受光系３においては、板状ハ
ーフミラー32が非点収差を生ずることが認められてい
る。一般に透明な平面ガラス板や板状ハーフミラーに対
して平行光が斜めに入射するときは、透過した光は単に
平行移動するのみであるが、上記の場合は入射光はレン
ズ系31により集束されて非平行光であるため、入射点の
位置により入射角が異なって非点収差が生ずるのであ
る。
ーフミラー32が非点収差を生ずることが認められてい
る。一般に透明な平面ガラス板や板状ハーフミラーに対
して平行光が斜めに入射するときは、透過した光は単に
平行移動するのみであるが、上記の場合は入射光はレン
ズ系31により集束されて非平行光であるため、入射点の
位置により入射角が異なって非点収差が生ずるのであ
る。
【０００４】以下、図４により非点収差の生ずる理由
と、その程度について説明する。図４(a) において、透
明な平面ガラス板４をとり、その厚さをｔ、屈折率をｎ
とする（空気の屈折率は１とする）。ガラス板４に対す
る入射光Ｌi が法線Ｃとなす入射角をφi とすると、入
射光Ｌi は入射点Ａで屈折角φo 屈折し、出射点Ｂで逆
方向に同じ屈折角φo 屈折して出射する。出射光Ｌo は
入射光Ｌi と平行、すなわち平行移動することは周知の
通りである。ここで、入射光Ｌi と出射光Ｌo の平行移
動距離ｄは、次の式(1) により表される。（例えば、Ｊ
ｅｎｋｉｎ／Ｗｈｉｔｅ；Ｆｕｎｄｍｅｎｔａｌｓ ｏ
ｆＯｐｔｉｃｓ，ｐｐ２８〜２９参照）。 ｄ＝ｔ・ｓｉｎφi ［１−ｃｏｓφi ／（ｎｃｏｓφo ）］ …………(1) 上式により平行移動距離ｄはガラス板４の厚さｔに比例
することが知られる。また、屈折角φo は屈折率ｎと入
射角φi を指定すればスネルの法則により求められる。
次に、図４(b),(c) により、図３の板状ハーフミラー32
に対する光線追跡を行う。(b) はＹＺ面を、(c) はＸＺ
面を示し、前記したように板状ハーフミラー31はＺ軸に
対して、(b) では角度π／４傾斜しており、(c) では直
角をなしている。いずれの場合も入射するレーザビーム
は非平行で、光軸（Ｚ軸）に対して＋θ〜−θの範囲内
にあり、この範囲の上下両側の対称的な入射光線Ｌi1と
Ｌi2について考える。図４(b) において、入射光線Ｌi1
とＬi2の入射角φi1，φi2は、それぞれ（π／４＋
θ）、（π／４−θ）であり、出射光線Ｌo1とＬo2の平
行移動距離をｄY1，ｄY2とする。図(b) に付記したよう
に、出射光線Ｌo1とＬo2は距離ｄY1，ｄY2分平行移動し
たため、焦点ｐはＺ方向に距離δｚだけ遠方に移動す
る。このＹＺ面における移動量（δｚ）YZは、次式(2)
により計算できる、 （δｚ）YZ＝（ｄY1−ｄY2）ｃｏｔθ …………(2) 一方、(c) における入射角φi1，φi2は、それぞれ＋
θ，−θに等しく、平行移動距離をｄX1，ｄX2とする
と、ＸＺ面における焦点の移動量（δｚ）XZは、次式
(3) により計算できる。 （δｚ）XZ＝（ｄX1＋ｄX2）ｃｏｔθ …………(3) 前記した焦点ボケを生ずる理由は、両移動距離（δｚ）
Y と（δｚ）X に差があるためであり、両者の差分δｚ
がすなわち板状ハーフミラー31の非点収差である。δｚ
は次式(4) により求められ、これにより焦点ボケの程度
を判定することができる。 δｚ＝（δｚ）YZ−（δｚ）XZ …………(4) 板状ハーフミラー32の厚さｔを３ｍｍ、屈折率ｎを１．
５とし、角度θをパラメータとして、式(1) 〜(4) によ
り非点収差量δｚを計算した結果、θ＝０５°のときδ
ｚ＝1591μｍ、θ＝１０°のときδｚ＝1581μｍ、θ＝
１５°のときδｚ＝1564μｍ、のデータがえらた。この
データにより、δｚは角度θにほとんど無関係で一定で
あることが了解される。ただし厚さｔが増すと、これに
比例して上記の各δｚは当然増加する。なおデータは示
さないが、（δｚ）YZと（δｚ）XZも、それぞれ角度θ
にかかわらず一定であり、従ってそれぞれの焦点ｐY,ｐ
X の位置が同一であることが判明している。また、（δ
ｚ）YZと（δｚ）XZに差が生ずるそもそもの原因は、Ｙ
Ｚ面とＸＹ面における入射光線Ｌi1とＬi2の入射角が、
前者ではかなり大きく、後者では比較的小さいことによ
るものである。
と、その程度について説明する。図４(a) において、透
明な平面ガラス板４をとり、その厚さをｔ、屈折率をｎ
とする（空気の屈折率は１とする）。ガラス板４に対す
る入射光Ｌi が法線Ｃとなす入射角をφi とすると、入
射光Ｌi は入射点Ａで屈折角φo 屈折し、出射点Ｂで逆
方向に同じ屈折角φo 屈折して出射する。出射光Ｌo は
入射光Ｌi と平行、すなわち平行移動することは周知の
通りである。ここで、入射光Ｌi と出射光Ｌo の平行移
動距離ｄは、次の式(1) により表される。（例えば、Ｊ
ｅｎｋｉｎ／Ｗｈｉｔｅ；Ｆｕｎｄｍｅｎｔａｌｓ ｏ
ｆＯｐｔｉｃｓ，ｐｐ２８〜２９参照）。 ｄ＝ｔ・ｓｉｎφi ［１−ｃｏｓφi ／（ｎｃｏｓφo ）］ …………(1) 上式により平行移動距離ｄはガラス板４の厚さｔに比例
することが知られる。また、屈折角φo は屈折率ｎと入
射角φi を指定すればスネルの法則により求められる。
次に、図４(b),(c) により、図３の板状ハーフミラー32
に対する光線追跡を行う。(b) はＹＺ面を、(c) はＸＺ
面を示し、前記したように板状ハーフミラー31はＺ軸に
対して、(b) では角度π／４傾斜しており、(c) では直
角をなしている。いずれの場合も入射するレーザビーム
は非平行で、光軸（Ｚ軸）に対して＋θ〜−θの範囲内
にあり、この範囲の上下両側の対称的な入射光線Ｌi1と
Ｌi2について考える。図４(b) において、入射光線Ｌi1
とＬi2の入射角φi1，φi2は、それぞれ（π／４＋
θ）、（π／４−θ）であり、出射光線Ｌo1とＬo2の平
行移動距離をｄY1，ｄY2とする。図(b) に付記したよう
に、出射光線Ｌo1とＬo2は距離ｄY1，ｄY2分平行移動し
たため、焦点ｐはＺ方向に距離δｚだけ遠方に移動す
る。このＹＺ面における移動量（δｚ）YZは、次式(2)
により計算できる、 （δｚ）YZ＝（ｄY1−ｄY2）ｃｏｔθ …………(2) 一方、(c) における入射角φi1，φi2は、それぞれ＋
θ，−θに等しく、平行移動距離をｄX1，ｄX2とする
と、ＸＺ面における焦点の移動量（δｚ）XZは、次式
(3) により計算できる。 （δｚ）XZ＝（ｄX1＋ｄX2）ｃｏｔθ …………(3) 前記した焦点ボケを生ずる理由は、両移動距離（δｚ）
Y と（δｚ）X に差があるためであり、両者の差分δｚ
がすなわち板状ハーフミラー31の非点収差である。δｚ
は次式(4) により求められ、これにより焦点ボケの程度
を判定することができる。 δｚ＝（δｚ）YZ−（δｚ）XZ …………(4) 板状ハーフミラー32の厚さｔを３ｍｍ、屈折率ｎを１．
５とし、角度θをパラメータとして、式(1) 〜(4) によ
り非点収差量δｚを計算した結果、θ＝０５°のときδ
ｚ＝1591μｍ、θ＝１０°のときδｚ＝1581μｍ、θ＝
１５°のときδｚ＝1564μｍ、のデータがえらた。この
データにより、δｚは角度θにほとんど無関係で一定で
あることが了解される。ただし厚さｔが増すと、これに
比例して上記の各δｚは当然増加する。なおデータは示
さないが、（δｚ）YZと（δｚ）XZも、それぞれ角度θ
にかかわらず一定であり、従ってそれぞれの焦点ｐY,ｐ
X の位置が同一であることが判明している。また、（δ
ｚ）YZと（δｚ）XZに差が生ずるそもそもの原因は、Ｙ
Ｚ面とＸＹ面における入射光線Ｌi1とＬi2の入射角が、
前者ではかなり大きく、後者では比較的小さいことによ
るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５は、以上の解析の
もとに、板状ハーフミラー32による非点収差を図解した
もので、対象物１の任意の点Ｏの反射光は、レンズ系31
により集束されて板状ハーフミラー32を透過し、ＸＺ面
の成分は焦点ｐX に、またＹＺ面の成分はδｚ遠い焦点
ｐY に結像され、受像カメラ33に焦点ボケが生ずる。上
記の解析結果によると収差量δｚはかなり大きく、現実
に対象物１の映像がボケて観察に支障している。この対
策として、厚さｔを薄くしてδｚを小さくする方法が考
えられるが、レーザビームに対する板状ハーフミラーに
は、ある程度以上の厚さを持たせて平面性を良好とする
ことが必要であるため、厚さｔを薄くすることは困難で
ある。これに対して、なんらかの手段により非点収差を
相殺または補償することが必要とされている。この発明
は以上に鑑みてなされたもので、板状ハーフミラーの非
点収差を補償する簡易な方法を提供することを目的とす
る。
もとに、板状ハーフミラー32による非点収差を図解した
もので、対象物１の任意の点Ｏの反射光は、レンズ系31
により集束されて板状ハーフミラー32を透過し、ＸＺ面
の成分は焦点ｐX に、またＹＺ面の成分はδｚ遠い焦点
ｐY に結像され、受像カメラ33に焦点ボケが生ずる。上
記の解析結果によると収差量δｚはかなり大きく、現実
に対象物１の映像がボケて観察に支障している。この対
策として、厚さｔを薄くしてδｚを小さくする方法が考
えられるが、レーザビームに対する板状ハーフミラーに
は、ある程度以上の厚さを持たせて平面性を良好とする
ことが必要であるため、厚さｔを薄くすることは困難で
ある。これに対して、なんらかの手段により非点収差を
相殺または補償することが必要とされている。この発明
は以上に鑑みてなされたもので、板状ハーフミラーの非
点収差を補償する簡易な方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、板状ハーフ
ミラーの非点収差の補償方法であって、板状ハーフミラ
ーを、Ｚ軸に対してＹＺ面内で角度π／４傾斜させ、Ｘ
Ｚ面内で直角として配設し、Ｙ軸方向に設けられたレー
ザ光源よりのレーザビームを板状ハーフミラーにより直
角方向に反射し、Ｚ軸上に設けられたレンズ系を通して
対象物に照射する投光系と、対象物の反射光を上記のレ
ンズ系により集束し、上記の板状ハーフミラーを透過し
て受像カメラに結像する受光系とにより構成された光学
系において、板状ハーフミラーと受像カメラの間に補償
板を設け、板状ハーフミラーにより生ずる反射光の非点
収差を補償するものである。なお、角度はπ／４は約の
値でもよい。上記の補償板は、板状ハーフミラーと同一
の屈折率および厚さを有する透明ガラス板とする。この
透明ガラス板を、Ｚ軸に対してＹＺ面内で直角とし、Ｘ
Ｚ面内で角度π／４傾斜して配置し、受像カメラをＺ軸
上に配置する。または、上記の補償板は、裏面が反射面
をなし、上記の板状ハーフミラーと同一の屈折率を有
し、厚さが２分の１のガラス反射板とする。このガラス
反射板をＺ軸に対してＹＺ面内で直角とし、ＸＺ面内で
角度π／４傾斜して設ける。さらに受像カメラをＸ軸方
向に配置して、ガラス反射板の裏面の反射面の反射光を
受像する。
ミラーの非点収差の補償方法であって、板状ハーフミラ
ーを、Ｚ軸に対してＹＺ面内で角度π／４傾斜させ、Ｘ
Ｚ面内で直角として配設し、Ｙ軸方向に設けられたレー
ザ光源よりのレーザビームを板状ハーフミラーにより直
角方向に反射し、Ｚ軸上に設けられたレンズ系を通して
対象物に照射する投光系と、対象物の反射光を上記のレ
ンズ系により集束し、上記の板状ハーフミラーを透過し
て受像カメラに結像する受光系とにより構成された光学
系において、板状ハーフミラーと受像カメラの間に補償
板を設け、板状ハーフミラーにより生ずる反射光の非点
収差を補償するものである。なお、角度はπ／４は約の
値でもよい。上記の補償板は、板状ハーフミラーと同一
の屈折率および厚さを有する透明ガラス板とする。この
透明ガラス板を、Ｚ軸に対してＹＺ面内で直角とし、Ｘ
Ｚ面内で角度π／４傾斜して配置し、受像カメラをＺ軸
上に配置する。または、上記の補償板は、裏面が反射面
をなし、上記の板状ハーフミラーと同一の屈折率を有
し、厚さが２分の１のガラス反射板とする。このガラス
反射板をＺ軸に対してＹＺ面内で直角とし、ＸＺ面内で
角度π／４傾斜して設ける。さらに受像カメラをＸ軸方
向に配置して、ガラス反射板の裏面の反射面の反射光を
受像する。
【０００７】
【作用】上記の非点収差の補償方法においては、レンズ
系により集束され、板状ハーフミラーを透過して非点収
差が生じた対象物の反射光は、板状ハーフミラーと受像
カメラの間に設けられた補償板により補償されて、受像
カメラに焦点ボケが生ずることなく鮮明に結像される。
上記の補償板は、板状ハーフミラーと同一の屈折率およ
び厚さを有する透明ガラス板とし、これがＺ軸に対して
ＹＺ面内で直角（板状ハーフミラーは角度π／４傾斜）
とし、ＸＺ面内で角度π／４傾斜（板状ハーフミラーは
直角）して配置されているので、板状ハーフミラーと透
明ガラス板の非点収差は等量で方向が逆となり、これら
は互いに打ち消し合って補償される。または、上記の補
償板は、裏面が反射面をなし、上記の板状ハーフミラー
と同一の屈折率を有し、厚さが２分の１のガラス反射板
とし、これがＺ軸に対してＹＺ面内で直角とし、ＸＺ面
内で角度π／４傾斜して設けられ（上記の透明ガラス板
の場合と同様）、その裏面の反射光がＸ軸方向に配置さ
れた受像カメラにより受像される。ガラス反射板に対す
る入射光は表面と裏面の間を往復して出射されるので、
厚さが２分の１でも板状ハーフミラーと等量の非点収差
を生じ、上記と同様に互いに打ち消し合って補償され
る。
系により集束され、板状ハーフミラーを透過して非点収
差が生じた対象物の反射光は、板状ハーフミラーと受像
カメラの間に設けられた補償板により補償されて、受像
カメラに焦点ボケが生ずることなく鮮明に結像される。
上記の補償板は、板状ハーフミラーと同一の屈折率およ
び厚さを有する透明ガラス板とし、これがＺ軸に対して
ＹＺ面内で直角（板状ハーフミラーは角度π／４傾斜）
とし、ＸＺ面内で角度π／４傾斜（板状ハーフミラーは
直角）して配置されているので、板状ハーフミラーと透
明ガラス板の非点収差は等量で方向が逆となり、これら
は互いに打ち消し合って補償される。または、上記の補
償板は、裏面が反射面をなし、上記の板状ハーフミラー
と同一の屈折率を有し、厚さが２分の１のガラス反射板
とし、これがＺ軸に対してＹＺ面内で直角とし、ＸＺ面
内で角度π／４傾斜して設けられ（上記の透明ガラス板
の場合と同様）、その裏面の反射光がＸ軸方向に配置さ
れた受像カメラにより受像される。ガラス反射板に対す
る入射光は表面と裏面の間を往復して出射されるので、
厚さが２分の１でも板状ハーフミラーと等量の非点収差
を生じ、上記と同様に互いに打ち消し合って補償され
る。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す。投光
系２前記した図３と同一とし、受光系３は図３に対し
て、補償板として透明ガラス板５を、Ｚ軸上の板状ハー
フミラー32と受像カメラ33の中間に付加する。透明ガラ
ス板５は屈折率ｎと厚さｔとが、板状ハーフミラー32と
同一のものを使用し、Ｚ軸に対してＹＺ面内で直角、Ｘ
Ｚ面内で角度π／４傾斜させて配置する。前記したよう
に、板状ハーフミラー32の非点収差δｚは、ＹＺ成分が
ＸＺ成分より遠く結像され、これに対して透明ガラス板
５のそれは、ＸＺ成分がＹＺ成分より遠く結像され、そ
れぞれの方向が逆であるので互いに打ち消し合って補償
される。これにより受像カメラ33には焦点ボケが生ずる
ことなく、対象物の映像が鮮明に受像される。
系２前記した図３と同一とし、受光系３は図３に対し
て、補償板として透明ガラス板５を、Ｚ軸上の板状ハー
フミラー32と受像カメラ33の中間に付加する。透明ガラ
ス板５は屈折率ｎと厚さｔとが、板状ハーフミラー32と
同一のものを使用し、Ｚ軸に対してＹＺ面内で直角、Ｘ
Ｚ面内で角度π／４傾斜させて配置する。前記したよう
に、板状ハーフミラー32の非点収差δｚは、ＹＺ成分が
ＸＺ成分より遠く結像され、これに対して透明ガラス板
５のそれは、ＸＺ成分がＹＺ成分より遠く結像され、そ
れぞれの方向が逆であるので互いに打ち消し合って補償
される。これにより受像カメラ33には焦点ボケが生ずる
ことなく、対象物の映像が鮮明に受像される。
【０００９】図２はこの発明の第２の実施例を示す。こ
の場合は、第１の実施例における透明ガラス板５の代わ
りに、裏面に反射面51を有するガラス反射板５′を使用
し、受像カメラ33をＸ軸方向に配置する。ガラス反射板
５′は、屈折率ｎは板状ハーフミラー32と同一とする
が、厚さは２分の１のｔ／２とする。反射面51を板状ハ
ーフミラー32の反対側として、第１の実施例における透
明ガラス板５と同様の角度でＺ軸上に配置する。前記し
たように、ガラス反射板５′においては入射光が表面と
裏面の間を往復して出射されるので、厚さｔ／２により
板状ハーフミラー32と等量の非点収差を生じ、それぞれ
の方向が逆であるので互いに打ち消し合って補償され、
Ｘ軸方向に配置された受像カメラ33には第１の実施例と
同様に、対象物の映像が鮮明に受像されるものである。
の場合は、第１の実施例における透明ガラス板５の代わ
りに、裏面に反射面51を有するガラス反射板５′を使用
し、受像カメラ33をＸ軸方向に配置する。ガラス反射板
５′は、屈折率ｎは板状ハーフミラー32と同一とする
が、厚さは２分の１のｔ／２とする。反射面51を板状ハ
ーフミラー32の反対側として、第１の実施例における透
明ガラス板５と同様の角度でＺ軸上に配置する。前記し
たように、ガラス反射板５′においては入射光が表面と
裏面の間を往復して出射されるので、厚さｔ／２により
板状ハーフミラー32と等量の非点収差を生じ、それぞれ
の方向が逆であるので互いに打ち消し合って補償され、
Ｘ軸方向に配置された受像カメラ33には第１の実施例と
同様に、対象物の映像が鮮明に受像されるものである。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による非
点収差の補償方法においては、板状ハーフミラーを透過
して非点収差が生じた対象物の反射光は、簡易な補償板
により補償されて、受像カメラに焦点ボケが生ずること
なく鮮明に結像される。補償板としては、板状ハーフミ
ラーと同一の屈折率および厚さを有する透明ガラス板、
または裏面が反射面をなし、厚さが２分の１のガラス反
射板を使用し、これらをＺ軸に対してＹＺ面内で直角と
し、ＸＺ面内で角度π／４傾斜して設け、板状ハーフミ
ラーと透明ガラス板の非点収差を等量で逆方向として、
互いに打ち消し合って補償するもので、非点収差の補償
により、厚さがかなり厚い板状ハーフミラーを使用する
ことが可能となり、レーザビームを使用する観察または
測定用などの光学系の構成と、その信頼性の向上に寄与
するところには大きいものがある。
点収差の補償方法においては、板状ハーフミラーを透過
して非点収差が生じた対象物の反射光は、簡易な補償板
により補償されて、受像カメラに焦点ボケが生ずること
なく鮮明に結像される。補償板としては、板状ハーフミ
ラーと同一の屈折率および厚さを有する透明ガラス板、
または裏面が反射面をなし、厚さが２分の１のガラス反
射板を使用し、これらをＺ軸に対してＹＺ面内で直角と
し、ＸＺ面内で角度π／４傾斜して設け、板状ハーフミ
ラーと透明ガラス板の非点収差を等量で逆方向として、
互いに打ち消し合って補償するもので、非点収差の補償
により、厚さがかなり厚い板状ハーフミラーを使用する
ことが可能となり、レーザビームを使用する観察または
測定用などの光学系の構成と、その信頼性の向上に寄与
するところには大きいものがある。
【図１】 この発明の第１の実施例における、光学系の
構成図を示す。
構成図を示す。
【図２】 この発明の第２の実施例における、光学系の
構成図を示す。
構成図を示す。
【図３】 対象物の観察用の光学系構成図を示す。
【図４】 非点収差の解析図を示し、(a) は一般的な透
明ガラス板における入射線の平行移動の解析図、(b),
(c) は板状ハーフミラーの非点収差の解析図である。
明ガラス板における入射線の平行移動の解析図、(b),
(c) は板状ハーフミラーの非点収差の解析図である。
【図５】 板状ハーフミラーに生じた非点収差の図解説
明図である。
明図である。
１…対象物、２…投光系、21…レーザ光源、22…投光レ
ンズ、３…受光系、31…レンズ系、32…板状ハーフミラ
ー、33…受像カメラ、４…任意の透明ガラス板、５…補
償板としての透明ガラス板、５′…補償板としてのガラ
ス反射板、ｔ…厚さ、ｎ…屈折率、Ｌi …入射光線、Ｌ
o …出射光線、φi …入射角、φo …出射角、θ…光軸
に対する入射光線の角度、ｄ…平行移動距離。
ンズ、３…受光系、31…レンズ系、32…板状ハーフミラ
ー、33…受像カメラ、４…任意の透明ガラス板、５…補
償板としての透明ガラス板、５′…補償板としてのガラ
ス反射板、ｔ…厚さ、ｎ…屈折率、Ｌi …入射光線、Ｌ
o …出射光線、φi …入射角、φo …出射角、θ…光軸
に対する入射光線の角度、ｄ…平行移動距離。
Claims (3)
- 【請求項１】 板状ハーフミラーを、Ｚ軸に対してＹＺ
面内で約角度π／４傾斜させ、ＸＺ面内で直角として配
設し、Ｙ軸方向に設けられたレーザ光源よりのレーザビ
ームを該板状ハーフミラーにより反射し、Ｚ軸上に設け
られたレンズ系を通して対象物に照射する投光系と、該
対象物の反射光を該レンズ系により集束し、前記板状ハ
ーフミラーを透過して受像カメラに結像する受光系とに
より構成された光学系において、前記板状ハーフミラー
と前記受像カメラの間に補償板を設け、前記板状ハーフ
ミラーにより生ずる前記反射光の非点収差を補償するこ
とを特徴とする、板状ハーフミラーの非点収差の補償方
法。 - 【請求項２】 前記補償板は、前記板状ハーフミラーと
同一の屈折率および厚さを有する透明ガラス板とし、該
透明ガラス板をＺ軸に対してＹＺ面内で直角とし、ＸＺ
面内で約角度π／４傾斜して配置し、前記受像カメラを
Ｚ軸上に配置することを特徴とする、請求項１記載の板
状ハーフミラーの非点収差の補償方法。 - 【請求項３】 前記補償板は、裏面が反射面をなし、前
記板状ハーフミラーと同一の屈折率を有し、厚さが２分
の１のガラス反射板とし、該ガラス反射板をＺ軸に対し
てＹＺ面内で直角とし、ＸＺ面内で約角度π／４傾斜し
て配置し、前記受像カメラをＸ軸方向に配置して、該ガ
ラス反射板の裏面の反射面の反射光を受像することを特
徴とする、請求項１記載の板状ハーフミラーの非点収差
の補償方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35432792A JPH06186495A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 板状ハーフミラーの非点収差の補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35432792A JPH06186495A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 板状ハーフミラーの非点収差の補償方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186495A true JPH06186495A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18436809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35432792A Pending JPH06186495A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 板状ハーフミラーの非点収差の補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06186495A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014003113A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Juki Corp | 部品検査装置 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP35432792A patent/JPH06186495A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014003113A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Juki Corp | 部品検査装置 |
| CN103517630A (zh) * | 2012-06-18 | 2014-01-15 | Juki株式会社 | 部件检查装置 |
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