JPH1019735A - プリズム - Google Patents

プリズム

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JPH1019735A
JPH1019735A JP8179706A JP17970696A JPH1019735A JP H1019735 A JPH1019735 A JP H1019735A JP 8179706 A JP8179706 A JP 8179706A JP 17970696 A JP17970696 A JP 17970696A JP H1019735 A JPH1019735 A JP H1019735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prism
divided bodies
bodies
light
refractive index
Prior art date
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Pending
Application number
JP8179706A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriko Tomita
典子 冨田
Kazuyuki Sakamoto
和幸 阪本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH1019735A publication Critical patent/JPH1019735A/ja
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪みやひけが無く、成形が容易で、かつ光量
が十分な屈折光を得ることができ、しかも、測定条件へ
の順応性が早く、測定室に持ち込んで短時間で測定する
ことができるプリズムを提供する。 【解決手段】 光線の入射面と出射面が平行でないプリ
ズム11において、透明な複数の分割体12を有し、該
各分割体12には、それぞれ入射面12aと出射面12
bが形成されると共に、隣接する分割体12との間には
両分割体12を係合する係合手段が、前記光線が通る範
囲以外に設けられ、該係合手段により、前記複数の分割
体12を、光線方向と直交する方向に隣接させて互いに
平行に配設することにより構成された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、屈折率の測定等
に用いられるプリズムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からプリズムには、光学材料の光学
的性質の評価法として屈折率の測定に用いられていたも
のがある。この測定は、光学材料を通る光の波長によっ
て屈折率が異なるので、光学機器の光学設計において材
料の屈折率を正確につかんでおくために重要である。一
般的にはヘリウムのスペクトルのd線に対する屈折率n
dをもって代表されるが、その光学機器で用いられる光
の波長での屈折率で光学設計を行うことは当然のことで
ある。
【0003】例えば、半導体製造装置に用いられる光学
材料においては、使用される光は波長域の狭い単色光,
g線やi線である。半導体製造装置用のレンズでは高分
解能が要求されるため焦点深度が非常に浅くなる。光学
設計の段階で用いる屈折率の値の違いは結像位置の誤差
となって現れるので、そのレンズに用いられる光学材料
の屈折率を非常に高い精度で測定しておく必要がある。
同種の硝子でも硝子の溶解毎に屈折率は異なり、標準値
に対して±0.0005以内の変動があり得るので、溶
解毎に試料を作って屈折率の測定が行われている。
【0004】一方、35mmカメラやビデオカメラなど
に用いられるレンズやプリズムにおいては、比重の軽い
こと、成形が容易で大量生産に向くことなどから光学材
料としてプラスチックが多数使われるようになってい
る。プラスチックの屈折率としては、一般的にプラスチ
ックメーカのカタログ値として、小数点3桁まで提示さ
れており、それ以下は製造ロットにより変動することに
なる。したがって、プラスチックメーカより購入した材
料のロット毎に試料を作って屈折率の測定を行う必要が
ある。
【0005】屈折率の測定方法としては、従来より、最
小偏角法、オートコリメーション法、Vブロック法、プ
ルフリッヒ法などが知られている。上記の方法を用いて
光学材料の屈折率を測定する場合、その多くが測定する
光学材料より所定の三角形のプリズムを作って試料とし
て測定している。
【0006】このプリズム7は、図9に示すように、厚
さTの三角柱形状を呈し、三角形に一面側に入射面7a
が、又、この入射面7aと直角の角度を成す出射面7b
が形成されている。
【0007】このプリズム7の屈折率を測定するには、
例えば図10に示すようなVブロック法が用いられてい
る。これは、光源1と、フィルタ2と、スリット3と、
コリメータ4と、光源1の波長に対して屈折率が既知で
ある硝子製のVブロック(以下、Vブロックという。)
5と、対物レンズと対物レンズの焦点面に標線のある焦
点板とその焦点板に結像した像を拡大して観察できる接
眼レンズとを有した望遠鏡6により構成されている。光
源1としてはスペクトルランプを用い、フィルタ2によ
り測定に必要な波長の光を取り出す。スリット3はコリ
メータ4の前側焦点位置にあるので、スリット3を通っ
た光は平行光束となってVブロック5に入射する。Vブ
ロック5、「試料」としてのプリズム7、Vブロック5
を透過した光は、屈折により、出射面からγ度傾いた角
度で出てくる。観察者は望遠鏡6の接眼レンズを覗き込
み、Vブロック5より出射した光のスリット像と望遠鏡
6の標線が一致するまで望遠鏡6を動かす。一致した時
の角度γ度を読み取る。波長λでの試料7の屈折率nλ
は、Vブロック5の屈折率Nλと測定で読み取った角度
γから次の式によって求められる。
【0008】
【数1】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プリズム7にあっては、望遠鏡6により光を絞って測定
しており、プリズム7の厚さTが薄いと光量が不足して
スリット像と測定マークを正確に合致させることができ
ない場合があるため、その厚さTはある程度必要となっ
てくる。しかし、厚さTを厚くすると、プラスチック製
のプリズムを製造する場合には、歪みやひけが発生し易
く、精度の良いプリズムを成形するのは非常に難しいと
いう問題があった。
【0009】また、屈折率測定を行う場合には、実際に
光学部品が使用される条件と同じ条件(温度、湿度等)
で測定を行うのが良いが、プリズムの厚さTが厚いと、
その条件への順応性が遅いため、測定室へ持ち込んで短
時間で測定することができない。
【0010】そこで、この発明は、歪みやひけが無く、
成形が容易で、かつ光量が十分な屈折光を得ることがで
き、しかも、測定条件への順応性が早く、測定室に持ち
込んで短時間で測定することができるプリズムを提供す
ることを課題としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、光線の入射面と出射面
が平行でないプリズムにおいて、透明な複数の分割体を
有し、該各分割体には、それぞれ入射面と出射面が形成
されると共に、隣接する分割体との間には両分割体を係
合する係合手段が、前記光線が通る範囲以外に設けら
れ、該係合手段により、前記複数の分割体を、光線方向
と直交する方向に隣接させて互いに平行に配設すること
により構成されたプリズムとしたことを特徴とする。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
構成に加え、前記係合手段は、前記各分割体を一定の間
隙を設けて組み付けるようにしたことを特徴とする。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の構成に加え、前記係合手段は、前記分割体の前
記光線に沿う一方の片面側に凸部を一体成形し、他方の
片面側に前記凸部が嵌合する凹部を形成したことを特徴
とする。
【0014】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
の構成に加え、前記係合手段は、前記各分割体に前記光
線と直交する方向に沿う貫通孔が形成されると共に、該
各貫通孔に挿通される取付軸が設けられ、更に、該取付
軸が挿入されると同時に前記各分割体の間に介在するス
ペーサが設けられ、該スペーサにより隣接する分割体の
間に一定の間隙を形成したことを特徴とする請求項2記
載のプリズム。
【0015】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4
の何れか一つに記載されたプリズムは屈折率測定用の試
料であることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。
【0017】[発明の実施の形態1]図1乃至図3に
は、この発明の実施の形態を示す。
【0018】まず構成について説明すると、図1には、
試料として用いられるプリズム11を示す。このプリズ
ム11は、同形状及び同材質の3枚の分割体12,12,
12が重ね合わされることにより構成されている。
【0019】すなわち、この分割体12は、合成樹脂製
で射出成形により形成され、図2に示すように、厚みt
の直角二等辺三角形の板状を呈し、直角を挟む一方の面
側が光線の入射面12aとされ、又、直角を挟む他方の
面側が光線の出射面12bとされている。この実施の形
態では、一例として、直角を挟む二辺の長さがそれぞれ
20mm程度で、厚みtが3mm程度に設定されてい
る。そして、この分割体12の厚みtの一方の片面側
(光線方向に沿う一方の片面側)には、三角形の各角部
の近傍にそれぞれ円柱形状の凸部12cが形成され、他
方の片面部には、その凸部12cと対応した位置にこの
凸部12cが嵌合される形状の凹部12dが形成されて
いる。この実施の形態では、これら凸部12c及び凹部
12dの形成位置を、三角形の角部の近傍とすることに
より、光線が通る範囲外としている。この凸部12c
は、この実施の形態では、一例として直径が2mm、高
さが0.6mmで、先端部にR0.2mm程度の面取り
が施してあり、又、凹部12dは、直径が1.99m
m、深さが1mmである。この凸部12c及び凹部12
dで、隣接する分割体12を互いに嵌合させる「係合手
段」が構成されている。この凸部12cの直径(2m
m)は、凹部12dの直径(1.99mm)より僅かに
大きく形成されており、嵌合時には両者が多少弾性変形
して確実に嵌合するようになっている。
【0020】この分割体12の凹部12dに、他の分割
体12の凸部12cを嵌合させることにより、これら3
枚の分割体12は光線方向と直交する方向に隣接されて
互いに平行に配設されて、プリズム11が構成されるよ
うになっている。この重ねた状態での厚みTは、9mm
(5mm〜20mm程度が好ましい)に設定されてい
る。
【0021】かかるプリズム11の屈折率を測定するに
は、従来と同様に、図3に示すように行う。
【0022】すなわち、まず、このプリズム11をVブ
ロック5にセットする。このセット時には、浸触液をV
ブロック5へ供給しながらプリズム11を挿入すること
で、Vブロック5とプリズム11とが接触する面は、オ
プティカルコンタクトさせることができる。
【0023】この状態で、光源1から光を出射させ、フ
ィルタ2で測定に必要な波長の光を取り出し、スリット
3及びコリメータ4を介して平行光束をVブロック5に
入射させる。この光束は、Vブロック5、プリズム1
1、Vブロック5を透過し、屈折により、Vブロック5
からγ度傾いた角度で出てくる。観察者は、望遠鏡6の
接眼レンズを覗き込み、Vブロック5より出射した光の
スリット像と望遠鏡6の標線が一致するまで望遠鏡6を
動かし、一致した時の角度γ度を読み取る。波長λでの
試料7の屈折率nλは、Vブロック5の屈折率Nλと測
定で読み取った角度γから所定の計算式にて求められ
る。
【0024】このプリズム11は、3枚の分割体12か
ら構成されているため、厚みTを確保できることから、
かかるプリズム11を通る光線を絞ることにより、明る
いスリット像を得ることができ、測定を正確に行うこと
ができる。しかも、各分割体12は厚みtをそれ程厚く
する必要がないため、成形により歪みやひけの発生を従
来より抑制でき、均質性の良いプリズム11を構成する
ことができる。
【0025】また、このプリズム11は、各分割体12
の凸部12cと凹部12dを嵌合させるだけで良いた
め、組付けが簡単であると同時に、凸部12cと凹部1
2dとは、光線が通る範囲以外に形成されているため、
測定に影響を与えることがない。しかも、各分割体12
は、入射面12aと出射面12bとを有しており、隣接
する分割体12との境界面は、光線方向に沿っているた
め、この境界面が存在しても屈折率測定に悪影響を与え
るようなことがない。
【0026】さらに、屈折率測定を行う場合には、実際
に光学部品が使用される条件と同じ条件(温度、湿度
等)で測定を行うのが良いため、各分割体12を組み付
ける前に、かかる条件とすれば、各分割体12は薄いこ
とから、その条件への順応性が早く、それらを組み付け
ることにより、短時間で測定を行うことができる。
【0027】さらにまた、各分割体12は、同形状であ
るため、同一の金型で成形できることから、コスト面で
も有利である。
【0028】[発明の実施の形態2]図4には、この発
明の実施の形態2を示す。
【0029】この実施の形態2は、実施の形態1の分割
体12の各凸部12cに窪み12eが形成されている点
で実施の形態1と異なっている。
【0030】このように窪み12eを形成することによ
り、凸部12cを凹部12dに嵌合させる場合に、凸部
12cが弾性変形し易く、嵌合させ易く、歪みの発生を
抑制できる。
【0031】[発明の実施の形態3]図5及び図6に
は、この発明の実施の形態3を示す。
【0032】この実施の形態3は、分割体12の凸部1
2fが大径部12gと小径部12hの2段に形成される
一方、その反対面部に形成される凹部12iはその凸部
12fの小径部12hが嵌合される径に設定されてい
る。
【0033】従って、各分割体12の凸部12fと凹部
12iとを嵌合させて組み付けた状態では、図5に示す
ように、各分割体12の間には、大径部12gの高さ分
の間隙cが形成されることとなる。
【0034】このようにすれば、分割体12を組み立て
た状態で、間隙cが形成されているため、かかるプリズ
ム11を測定環境への順応させるのに、実施の形態1と
異なり分解した状態でなく、組み立てた状態で順応させ
ることができ、より短時間で測定できることとなる。
【0035】[発明の実施の形態4]図7及び図8に
は、この発明の実施の形態4を示す。
【0036】この実施の形態4は、分割体12の角部の
近傍に光線と直交する方向に沿う貫通孔12kが形成さ
れると共に、この各貫通孔12kに挿通される取付軸1
4が設けられ、更に、この取付軸14が挿入されると同
時に各分割体12の間に介在するスペーサ15が設けら
れ、このスペーサ15により、隣接する分割体12の間
に一定の間隙cが形成されるようになっている。これら
貫通孔12k,取付軸14及びスペーサ15等で、「係
合手段」が構成されている。
【0037】このようにすれば、厚みの異なるスペーサ
15を準備することで、プリズム成形型を変更すること
なく、スペーサ15のみを交換することにより、分割体
12間の間隙cの寸法を任意に変化させることが可能と
なる。
【0038】他の作用等は実施の形態3と同様である。
【0039】なお、この発明は、上記各実施の形態で
は、本発明のプリズム11を屈折率測定用の試料として
用いているが、これに限らず、各分割体の間の境界部分
が光学装置の用途上影響なければ、試料以外の光学装置
の一部品として使用できることは勿論である。また、プ
リズムの形状も上記実施の形態のように三角形である必
要はなく、入射面と出射面が平行でないものであれば多
角形でも良く、又、係合手段も、各分割体を位置決めし
て組み立てることができるものであれば、上記実施の形
態のように凸部12c,凹部12d等が3カ所である必
要はなく2カ所等でも良く、その形状も円形である必要
はなく四角等でも良い。勿論、プリズムの各部の寸法等
も上記実施の形態に限定されるものでなく、プリズムが
用いられる状況等に応じて適宜設定する。
【0040】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、プリズ
ムは、複数の分割体から構成されているため、厚みを確
保できることから、かかるプリズムを通る光線を絞るこ
とにより、明るいスリット像を得ることができ、測定を
正確に行うことができる。しかも、各分割体は厚みをそ
れ程厚くする必要がないため、成形により歪みやひけの
発生を従来より抑制でき、均質性の良いプリズムを構成
することができる。
【0041】また、このプリズムは、各分割体の係合手
段が、光線が通る範囲以外に形成されているため、測定
に影響を与えることがない。
【0042】さらに、屈折率測定を行う場合には、実際
に光学部品が使用される条件と同じ条件(温度、湿度
等)で測定を行うのが良いが、各分割体を組み付ける前
に、かかる条件とすれば、各分割体は薄いことから、そ
の条件への順応性が早く、それらを組み付けることによ
り、短時間で測定を行うことができる。
【0043】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の効果に加え、分割体を組み立てた状態で、間隙が形成
されているため、かかるプリズムを測定環境への順応さ
せるのに、組み立てた状態で順応させることができ、よ
り短時間で測定できる。
【0044】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は2の効果に加え、簡単な構造で係合手段を形成する
ことができる。
【0045】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
の効果に加え、分割体間の間隙を容易に変更できる。
【0046】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
乃至4の何れかに記載の効果と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係るプリズムの斜視
図である。
【図2】同実施の形態1の係る分割体の斜視図である。
【図3】同実施の形態1に係るプリズムの屈折率を測定
する状態を示す概略図である。
【図4】この発明の実施の形態2に係るプリズムの分割
体の斜視図である。
【図5】この発明の実施の形態3に係るプリズムの斜視
図である。
【図6】同実施の形態3に係るプリズムの分割体の斜視
図である。
【図7】この発明の実施の形態4に係るプリズムの斜視
図である。
【図8】同実施の形態4に係るプリズムの分割体等を示
す斜視図である。
【図9】従来のプリズムを示す斜視図である。
【図10】同従来のプリズムの屈折率を測定する状態を
示す図3に相当する概略図である。
【符号の説明】
11 プリズム 12 分割体 12a 入射面 12b 出射面 係合手段 12c,12f 凸部 12d,12i 凹部 12k 貫通孔 14 取付軸 15 スペーサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光線の入射面と出射面が平行でないプリ
    ズムにおいて、 透明な複数の分割体を有し、該各分割体には、それぞれ
    入射面と出射面が形成されると共に、隣接する分割体と
    の間には両分割体を係合する係合手段が、前記光線が通
    る範囲以外に設けられ、該係合手段により、前記複数の
    分割体を、光線方向と直交する方向に隣接させて互いに
    平行に配設することにより構成されたことを特徴とする
    プリズム。
  2. 【請求項2】 前記係合手段は、前記各分割体を一定の
    間隙を設けて組み付けるようにしたことを特徴とする請
    求項1記載のプリズム。
  3. 【請求項3】 前記係合手段は、前記分割体の前記光線
    に沿う一方の片面側に凸部を一体成形し、他方の片面側
    に前記凸部が嵌合する凹部を形成したことを特徴とする
    請求項1又は2記載のプリズム。
  4. 【請求項4】 前記係合手段は、前記各分割体に前記光
    線と直交する方向に沿う貫通孔が形成されると共に、該
    各貫通孔に挿通される取付軸が設けられ、更に、該取付
    軸が挿入されると同時に前記各分割体の間に介在するス
    ペーサが設けられ、該スペーサにより隣接する分割体の
    間に一定の間隙を形成したことを特徴とする請求項2記
    載のプリズム。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4の何れか一つに記載され
    たプリズムは屈折率測定用の試料であることを特徴とす
    るプリズム。
JP8179706A 1996-07-09 1996-07-09 プリズム Pending JPH1019735A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009037190A (ja) * 2007-07-10 2009-02-19 Meidensha Corp 電子機器の表示装置

Cited By (1)

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