JPH0656289B2 - 微小光スポット計測方法および計測装置 - Google Patents
微小光スポット計測方法および計測装置Info
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- JPH0656289B2 JPH0656289B2 JP18303888A JP18303888A JPH0656289B2 JP H0656289 B2 JPH0656289 B2 JP H0656289B2 JP 18303888 A JP18303888 A JP 18303888A JP 18303888 A JP18303888 A JP 18303888A JP H0656289 B2 JPH0656289 B2 JP H0656289B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はレーザディスクビデオなどの書込みに必要な直
径が１μｍまたはそれ以下のレーザ光の微小光スポット
を計測するための微小光スポット計測方法および装置に
関するものである。
径が１μｍまたはそれ以下のレーザ光の微小光スポット
を計測するための微小光スポット計測方法および装置に
関するものである。
「従来の技術」 従来のレーザ光の微小スポットを計測する装置は、第５
図に示すように構成されていた。すなわち、被測定部
(1)の被測定レーザ光源(2)から発射されたレーザ光が被
測定レンズ(3)を介してスポット計測部(4)の拡散膜(ま
たは拡散板)(5)にスポット像を生成し、このスポット像
の撮像装置を、移動用ステージ(6)を動かすことで変化
させながら撮像装置(8)上に結像せしめていた。そして
この撮像装置(8)のデータを制御部(9)にて制御された画
像入力部(10)を介してメモリ(11)に入力し、さらに、こ
のメモリ(11)の画像データを表示部(12)で表示するよう
になっていた。
図に示すように構成されていた。すなわち、被測定部
(1)の被測定レーザ光源(2)から発射されたレーザ光が被
測定レンズ(3)を介してスポット計測部(4)の拡散膜(ま
たは拡散板)(5)にスポット像を生成し、このスポット像
の撮像装置を、移動用ステージ(6)を動かすことで変化
させながら撮像装置(8)上に結像せしめていた。そして
この撮像装置(8)のデータを制御部(9)にて制御された画
像入力部(10)を介してメモリ(11)に入力し、さらに、こ
のメモリ(11)の画像データを表示部(12)で表示するよう
になっていた。
「発明が解決しようとする課題」 従来の装置では、微小光スポットを生成する拡散膜(5)
は、構成する粒子が10μｍ以上であるため、微小スポッ
トの直径が数μｍから１μｍ以下の場合は計測できない
か、極めて不正確であるという問題があった。
は、構成する粒子が10μｍ以上であるため、微小スポッ
トの直径が数μｍから１μｍ以下の場合は計測できない
か、極めて不正確であるという問題があった。
本発明は光軸上のレーザ光の複数位置における空間像を
撮像してそれぞれの空間画像に基づいて合成画像を生成
し、これにより微小光スポット寸法を形状計測する方法
を得ることを目的とするものである。
撮像してそれぞれの空間画像に基づいて合成画像を生成
し、これにより微小光スポット寸法を形状計測する方法
を得ることを目的とするものである。
「課題を解決するための手段」 本発明は被測定レーザ光のスポット空間像を被測定レン
ズによりスポット計測部に生成し、このスポット空間像
を結像部を介して撮像装置に結像してなるものにおい
て、前記被測定レーザ光源と結像部との間の相対的な位
置変更によってスポット計測部における複数位置のスポ
ット空間像を得、これらの複数画像に基づく合成画像か
ら画像変数の配列演算により微小光スポット計測をする
ようにしたものである。
ズによりスポット計測部に生成し、このスポット空間像
を結像部を介して撮像装置に結像してなるものにおい
て、前記被測定レーザ光源と結像部との間の相対的な位
置変更によってスポット計測部における複数位置のスポ
ット空間像を得、これらの複数画像に基づく合成画像か
ら画像変数の配列演算により微小光スポット計測をする
ようにしたものである。
「作用」 被測定レーザ光、被測定レンズを介して発射し、スポッ
ト計測部にスポット空間像を生成する。スポット計測部
の焦点付近の任意の一点を設定し、この一点のスポット
空間像を結像レンズを介して撮像装置上に結像する。こ
の結像データを入力部を介してメモリに記憶する。つい
で、結像レンズを一定距離だけ移動して同様にスポット
空間像を結像し、これもメモリに記憶する。同様にして
３回以上結像データをとってこれをメモリに記憶し、こ
のデータに基づき制御部によって画像変化関数を抽出し
て配列演算し空間画像を合成する。この合成画像をメモ
リに記憶するとともに表示部に表示し、さらに、微小ス
ポット寸法が形状計測される。
ト計測部にスポット空間像を生成する。スポット計測部
の焦点付近の任意の一点を設定し、この一点のスポット
空間像を結像レンズを介して撮像装置上に結像する。こ
の結像データを入力部を介してメモリに記憶する。つい
で、結像レンズを一定距離だけ移動して同様にスポット
空間像を結像し、これもメモリに記憶する。同様にして
３回以上結像データをとってこれをメモリに記憶し、こ
のデータに基づき制御部によって画像変化関数を抽出し
て配列演算し空間画像を合成する。この合成画像をメモ
リに記憶するとともに表示部に表示し、さらに、微小ス
ポット寸法が形状計測される。
「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第１図において、(20)は被測定光源系で、この被測定光
源系(20)は被測定レーザ光を発生するレーザ光発生装置
(21)と、被測定レンズ(22)からなる。この被測定レンズ
(22)のレーザ光出射側には微小スポット空間像の生成さ
れる位置に、スポット計測部(23)が設けられている。こ
のスポット計測部(23)のレーザ光出射側には結像レンズ
(24)とＣＣＤカメラなどの撮像装置(25)が設けられ、こ
れらは光軸方向への移動装置(26)上に取付けられてい
る。
源系(20)は被測定レーザ光を発生するレーザ光発生装置
(21)と、被測定レンズ(22)からなる。この被測定レンズ
(22)のレーザ光出射側には微小スポット空間像の生成さ
れる位置に、スポット計測部(23)が設けられている。こ
のスポット計測部(23)のレーザ光出射側には結像レンズ
(24)とＣＣＤカメラなどの撮像装置(25)が設けられ、こ
れらは光軸方向への移動装置(26)上に取付けられてい
る。
前記撮像装置(25)の出力側にはＡ／Ｄ変換装置(27)を介
してビデオ演算器(28)が結合され、このビデオ演算器(2
8)には暗電流補正用メモリ(29)、画像記録用メモリ(30
a)(30b)…、合成画像メモリ(31)、ＣＰＵ(32)が結合さ
れている。このＣＰＵ(32)は、画像入力制御、画像記録
制御などの第１制御部(33)と、合成画像制御、光スポッ
ト演算制御部などの第２制御部(34)とを具備し、また、
このＣＰＵ(32)にはプログラムメモリ(35)、画像ファイ
ル用ハードディスク(36)、前記移動装置(26)が結合され
ている。前記合成画像メモリ(31)には画像表示装置(37)
が結合されている。
してビデオ演算器(28)が結合され、このビデオ演算器(2
8)には暗電流補正用メモリ(29)、画像記録用メモリ(30
a)(30b)…、合成画像メモリ(31)、ＣＰＵ(32)が結合さ
れている。このＣＰＵ(32)は、画像入力制御、画像記録
制御などの第１制御部(33)と、合成画像制御、光スポッ
ト演算制御部などの第２制御部(34)とを具備し、また、
このＣＰＵ(32)にはプログラムメモリ(35)、画像ファイ
ル用ハードディスク(36)、前記移動装置(26)が結合され
ている。前記合成画像メモリ(31)には画像表示装置(37)
が結合されている。
つぎに、本発明による微小光スポットの計測方法を第２
図のフローチャートに基づき説明する。被測定光源系(2
0)のレーザ光発生装置(21)から発したレーザ光は被測定
レンズ(22)を通過してスポット計測部(23)で焦点を結
ぶ。理論的にはこの焦点はスポット計測部(23)を拡大し
た第３図の点線の交点(Ｏ)となるべきところ、実際はレ
ーザ光の周波数や被測定レンズ(22)の収差によって例え
は直径１μｍの円形状になる。そしてこのビームウェス
ト付近の包絡線(25X)は少なくともｎ次関数(n＝2,3,…)
となる。
図のフローチャートに基づき説明する。被測定光源系(2
0)のレーザ光発生装置(21)から発したレーザ光は被測定
レンズ(22)を通過してスポット計測部(23)で焦点を結
ぶ。理論的にはこの焦点はスポット計測部(23)を拡大し
た第３図の点線の交点(Ｏ)となるべきところ、実際はレ
ーザ光の周波数や被測定レンズ(22)の収差によって例え
は直径１μｍの円形状になる。そしてこのビームウェス
ト付近の包絡線(25X)は少なくともｎ次関数(n＝2,3,…)
となる。
ここで、第１番目に、結像レンズ(24)の焦点がスポット
計測部(23)の第１の点(23a)に一致するようにＣＰＵ(3
2)の指令により移動装置(26)でセットして撮像装置(25)
上に撮像する。すると、第４図に示すように第１の点(2
3a)における空間画像(25a)が撮像される。この画像デー
タはＡ／Ｄ変換装置(27)でディジタル信号に変換され、
ビデオ演算器(28)に送られる。ここで、暗電流補正用メ
モリ(29)からのデータにより背光補正等が行なわれ、Ｃ
ＰＵ(32)の第１制御部(33)により画像記録用メモリ(30
a)の第１の点(23a)の位置データとそのときの画像デー
タ(25a)が記録される。
計測部(23)の第１の点(23a)に一致するようにＣＰＵ(3
2)の指令により移動装置(26)でセットして撮像装置(25)
上に撮像する。すると、第４図に示すように第１の点(2
3a)における空間画像(25a)が撮像される。この画像デー
タはＡ／Ｄ変換装置(27)でディジタル信号に変換され、
ビデオ演算器(28)に送られる。ここで、暗電流補正用メ
モリ(29)からのデータにより背光補正等が行なわれ、Ｃ
ＰＵ(32)の第１制御部(33)により画像記録用メモリ(30
a)の第１の点(23a)の位置データとそのときの画像デー
タ(25a)が記録される。
つぎに、結像レンズ(24)の焦点を第２の点(23b)に一致
せしめて同様にして第２の点(23b)の位置データとその
ときの画像データ(25b)が記録され、さらに、第３の点
(23c)、第４の点(23d)…における位置データと画像デー
タ(25c)(25d)…が記録される。前記包絡線が２次曲線で
あるときには少なくとも３点のデータが集められる。こ
れらの画像データ(25a)(25b)(25c)(25d)…に基づきＣＰ
Ｕ(32)の第１制御部(33)により演算され、さらにこれら
のデータにより近似関数を作成する。また、この近似関
数と前記画像記録用メモリ(30a)(30b)…から画像変化関
数Ｆｆを作成し、この画像変化関数Ｆｆから配列変換デ
ータを作成する。すなわち、前記画像データ(25a)(25b)
(25c)(25d)…に基づいて、ビームウェスト(25x)におけ
る拡大図を作成する。この画像位置変換による最小スポ
ット画像合成を行い、合成画像メモリ(31)へ記録と配列
変換データの保存を行う。さらに、そのデータはハード
ディスク(36)にも書込まれる。前記合成画像メモリ(31)
に書込まれたデータに基づいて画像表示装置(37)に画像
を表示し、また、ＣＰＵ(32)の第２制御部(34)でビーム
ウェスト(25x)のスポット径、ピーク値、一、分布測定
などの演算が行なわれ、かつピーク値、一、分布が画像
表示装置(37)に表示される。
せしめて同様にして第２の点(23b)の位置データとその
ときの画像データ(25b)が記録され、さらに、第３の点
(23c)、第４の点(23d)…における位置データと画像デー
タ(25c)(25d)…が記録される。前記包絡線が２次曲線で
あるときには少なくとも３点のデータが集められる。こ
れらの画像データ(25a)(25b)(25c)(25d)…に基づきＣＰ
Ｕ(32)の第１制御部(33)により演算され、さらにこれら
のデータにより近似関数を作成する。また、この近似関
数と前記画像記録用メモリ(30a)(30b)…から画像変化関
数Ｆｆを作成し、この画像変化関数Ｆｆから配列変換デ
ータを作成する。すなわち、前記画像データ(25a)(25b)
(25c)(25d)…に基づいて、ビームウェスト(25x)におけ
る拡大図を作成する。この画像位置変換による最小スポ
ット画像合成を行い、合成画像メモリ(31)へ記録と配列
変換データの保存を行う。さらに、そのデータはハード
ディスク(36)にも書込まれる。前記合成画像メモリ(31)
に書込まれたデータに基づいて画像表示装置(37)に画像
を表示し、また、ＣＰＵ(32)の第２制御部(34)でビーム
ウェスト(25x)のスポット径、ピーク値、一、分布測定
などの演算が行なわれ、かつピーク値、一、分布が画像
表示装置(37)に表示される。
前記実施例では、結像レンズ(24)と撮像装置(25)が移動
装置(26)によって光軸方向に移動するようにしたが、こ
れに限られるものではなく、第１図の鎖線で示すよう
に、被測定光源系(20)を光軸方向に移動せしめるように
移動装置(26a)上にセットしてもよい。
装置(26)によって光軸方向に移動するようにしたが、こ
れに限られるものではなく、第１図の鎖線で示すよう
に、被測定光源系(20)を光軸方向に移動せしめるように
移動装置(26a)上にセットしてもよい。
「発明の効果」 (1) 結像レンズによりレーザ光源による空間画像の抜
出し撮像し、撮像された空間画像を合成するようにした
ので、微小光スポットの任意位置での形状計測ができ
る。
出し撮像し、撮像された空間画像を合成するようにした
ので、微小光スポットの任意位置での形状計測ができ
る。
(2) 結像レンズ、撮像装置の移動または被測定光源系
の移動のための装置は分解能の高いものを必要とするこ
となく正確な微小光スポット形状が計測できる。
の移動のための装置は分解能の高いものを必要とするこ
となく正確な微小光スポット形状が計測できる。
(3) スポット形状のみならずレーザ光の放射特性（ダ
イバージェンス特性）も同時に計測できる。
イバージェンス特性）も同時に計測できる。
(4) 計測分解能が拡散膜方式に比しすぐれ、μｍ以下
の測定も可能である。
の測定も可能である。
第１図は本発明による微小光スポット計測装置の一実施
例を示すブロック図、第２図はフローチャート、第３図
はビームウェストの説明図、第４図は空間波形図、第５
図は従来装置のブロック図である。 (20)……被測定光源系、(21)……レーザ光発生装置、(2
2)……被測定レンズ、(23)……スポット計測部、(24)…
…結像レンズ、(25)……撮像装置、(26)……移動装置、
(27)……Ａ/Ｄ変換装置、(28)……ビデオ演算器、(29)
……暗電流補正用メモリ、(30a)(30b)〜……画像記録用
メモリ、(31)……合成画像メモリ、(32)……ＣＰＵ、(3
3)……第１制御部、(34)……第２制御部、(35)……プロ
グラムメモリ、(36)……画像ファイル用ハードディス
ク、(37)……画像表示装置。
例を示すブロック図、第２図はフローチャート、第３図
はビームウェストの説明図、第４図は空間波形図、第５
図は従来装置のブロック図である。 (20)……被測定光源系、(21)……レーザ光発生装置、(2
2)……被測定レンズ、(23)……スポット計測部、(24)…
…結像レンズ、(25)……撮像装置、(26)……移動装置、
(27)……Ａ/Ｄ変換装置、(28)……ビデオ演算器、(29)
……暗電流補正用メモリ、(30a)(30b)〜……画像記録用
メモリ、(31)……合成画像メモリ、(32)……ＣＰＵ、(3
3)……第１制御部、(34)……第２制御部、(35)……プロ
グラムメモリ、(36)……画像ファイル用ハードディス
ク、(37)……画像表示装置。
Claims (4)
- 【請求項１】被測定レーザ光のスポット空間像を被測定
レンズによりスポット計測部に生成し、このスポット空
間像を結像部を介して撮像装置に結像してなるものにお
いて、前記被測定レーザ光源と結像部との間の相対的な
位置変更によってスポット計測部における複数位置のス
ポット空間像を得、これらの複数画像に基づく合成画像
から画像変数の配列演算により微小光スポット計測をす
るようにしたことを特徴とする微小光スポット計測方
法。 - 【請求項２】結像部と撮像装置を同一移動装置で光軸方
向に複数段階に移動し、それぞれの位置におけるスポッ
ト空間像を撮像するようにした請求項(1) 記載の微小光
スポット計測方法。 - 【請求項３】被測定光源系を移動装置で光軸方向に複数
段階に移動し、それぞれの位置におけるスポット空間像
を撮像するようにした請求項(1)記載の微小光スポット
計測方法。 - 【請求項４】被測定光源系からのレーザ光のスポット空
間像を被測定レンズによりスポット計測部に生成し、こ
のスポット空間像を結像部を介して撮像装置に結像して
なるものにおいて、前記被測定光源系と結像部との間の
相対的な光軸上の位置を変更する移動装置と、前記撮像
装置の画像信号をディジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換
装置と、このＡ/Ｄ変換装置のデータを次段へ中継する
ためのビデオ演算器と、このビデオ演算器からの変更位
置毎の複数のスポット空間像データを記憶する画像記録
用メモリと、複数のスポット空間像データに基づく合成
画像データを記憶する合成画像メモリと、画像入力、画
像合成、光スポットの演算、前記移動装置の制御を行う
ＣＰＵと、前記合成画像メモリの内容を表示する画像表
示装置とを具備してなることを特徴とする微小光スポッ
ト計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18303888A JPH0656289B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 微小光スポット計測方法および計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18303888A JPH0656289B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 微小光スポット計測方法および計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0232202A JPH0232202A (ja) | 1990-02-02 |
| JPH0656289B2 true JPH0656289B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=16128652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18303888A Expired - Fee Related JPH0656289B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 微小光スポット計測方法および計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656289B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5685961B2 (ja) * | 2011-02-01 | 2015-03-18 | 株式会社リコー | スポット像位置検出装置 |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP18303888A patent/JPH0656289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0232202A (ja) | 1990-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |