JPH10239210A - Method and device for inspecting lens or mirror - Google Patents

Method and device for inspecting lens or mirror

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JPH10239210A
JPH10239210A JP3769097A JP3769097A JPH10239210A JP H10239210 A JPH10239210 A JP H10239210A JP 3769097 A JP3769097 A JP 3769097A JP 3769097 A JP3769097 A JP 3769097A JP H10239210 A JPH10239210 A JP H10239210A
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JP
Japan
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mirror
light beam
lens
beam diameter
cym
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Withdrawn
Application number
JP3769097A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisao Seto
久雄 瀬戸
Hiromi Ishikawa
弘美 石川
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10239210A publication Critical patent/JPH10239210A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the time required for setting and to measure a object to be inspected in wide range and with high precision, relating to inspection of surface precision of a cylindrical lens or a cylindrical mirror. SOLUTION: Relative to a cylindrical mirror (CYM) 21, convergent light beam 10 incident on the CYM 21 is moved relatively in the longitudinal direction of the CYM 21 by a parallel moving stage 15, and the fluctuation in beam diameter of the light beam 10 reflected on the CYM 21 is detected with a beam diameter measurement sensor 17 and a beam diameter/voltage converter 18. By judging difference in beam diameters at a normal part and a rough part on the surface of CYM 21, the surface precision of the CYM 21 is inspected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光走査装置等に
用いられるレンズやミラー等の光学部品を検査する方法
および装置に関し、特にシリンドリカルレンズやシリン
ドリカルミラーのような長尺の光学部品の長さ方向に沿
った表面の平面性の良否を検査する方法および装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting optical components such as lenses and mirrors used in an optical scanning device and the like, and more particularly, to the length of a long optical component such as a cylindrical lens or a cylindrical mirror. The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting the flatness of a surface along a direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ビームを被走査面上で走査させ
る光走査装置等においては、光ビームを偏向させる回転
多面鏡の面倒れを補正するために、シリンドリカルレン
ズ(以下、CYLという)、あるいはシリンドリカルミ
ラー(以下、CYMという)等の光学部品が用いられて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical scanning device or the like that scans a light beam on a surface to be scanned, a cylindrical lens (hereinafter, referred to as CYL) has been used to correct the tilt of the rotary polygon mirror that deflects the light beam. Alternatively, an optical component such as a cylindrical mirror (hereinafter referred to as CYM) is used.

【0003】上記CYLまたはCYMの表面に凹凸があ
ると、その部分を透過または反射した光ビームは正常に
屈折または反射されなくなり、走査装置の精度を低下さ
せるため、CYLまたはCYMの面精度を検査する必要
があった。従来は、これらCYLまたはCYMの面精度
を干渉計を用いて検査していた。
[0003] If the surface of the CYL or CYM has irregularities, the light beam transmitted or reflected by the surface is not normally refracted or reflected, and the accuracy of the scanning device is reduced. I needed to. Conventionally, the surface accuracy of these CYL or CYM has been inspected using an interferometer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、干渉計
を用いた検査装置においては、基準レンズやミラーの光
軸、位置および傾きなど調整項目が多く、その調整にも
熟練を要することから、検査に時間がかかるという問題
点があった。また、CYLまたはCYMのように横長の
部材では、検査に要する時間を短縮するために、1回の
測定で可能な測定範囲をできるだけ広くすることが望ま
しい。しかし、上記干渉計を用いた検査方法では、測定
範囲が直径100mm程度の範囲であるため、検査対象が
これより以上長い場合には、セッテイングをし直す必要
があった。CYLやCYMのような横長の部材では、セ
ッテイングの再設定に時間がかかり、量産には適さない
という問題点があった。また、CYLやCYMの検査で
は、通常0.03μm以下の精度が要求されるが、干渉
計の測定精度は波長の20分の1程度が限界であり、例
えば波長632.8nmのHe−Neレーザを使用した時
に、約0.03μmが精度の限界であり、これ以上の精
度で計ることは困難であった。
However, in an inspection apparatus using an interferometer, there are many adjustment items such as an optical axis, a position, and an inclination of a reference lens and a mirror. There was a problem that it took time. Further, in the case of a horizontally long member such as CYL or CYM, it is desirable to make the measurement range that can be measured by one measurement as large as possible in order to shorten the time required for the inspection. However, in the inspection method using the above interferometer, since the measurement range is a range of about 100 mm in diameter, if the inspection target is longer than this, it is necessary to reset the setting. In the case of a horizontally long member such as CYL or CYM, resetting of the setting takes time, which is not suitable for mass production. In addition, inspection of CYL and CYM usually requires an accuracy of 0.03 μm or less, but the measurement accuracy of an interferometer is limited to about one twentieth of a wavelength, for example, a He-Ne laser having a wavelength of 632.8 nm. When was used, the accuracy limit was about 0.03 μm, and it was difficult to measure with higher accuracy.

【0005】本発明は、これらの干渉計による面精度検
出方法の難点に鑑み、セッテイングに要する時間を短縮
するとともに、検査対象を広範囲に、かつ高精度で測定
することができるシリンドリカルレンズまたはミラーの
検査方法および装置を提供することを目的とするもので
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the method for detecting surface accuracy using an interferometer, and in addition to reducing the time required for setting, a cylindrical lens or a mirror capable of measuring an object to be inspected over a wide area with high accuracy. It is an object of the present invention to provide an inspection method and apparatus.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による検査方法お
よび装置は、CYLまたはCYMに対し、該CYLを透
過するまたは該CYMにより反射される光ビームを、該
CYLまたはCYMの長手方向に沿って相対的に移動さ
せ、該CYLを通過したまたは該CYMにより反射され
た光ビームのビーム径の変動を検出することにより、前
記CYLまたはCYMの面精度を検査することを特徴と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An inspection method and apparatus according to the present invention provides a CYL or CYM with a light beam transmitted through or reflected by the CYL along a longitudinal direction of the CYL or CYM. The surface accuracy of the CYL or CYL is inspected by relatively moving the beam and detecting a change in the beam diameter of the light beam that has passed through the CYL or reflected by the CYL.

【0007】ここで、CYLまたはCYMに対し光ビー
ムをCYLまたはCYMの長手方向に沿って相対的に移
動するとは、CYLまたはCYMに入射された光ビーム
がその長手方向に沿って移動されることを意味するもの
で、そのための方法は如何なるものであってもよい。具
体的には、例えばCYLまたはCYMを固定し、光ビー
ムを該CYLまたはCYMに入射させつつ長手方向に沿
って移動させる方法、またはその逆にCYLまたはCY
Mを固定し、光ビームの照射位置を長手方向に沿って移
動させる方法、あるいは両者を反対方向に(あるいは同
方向に異なった速度で)移動する方法などを用いること
ができる。また、光ビームとしては集束光が用いられ
る。さらに、光ビームのビーム径とは、光路上における
光ビーム断面の直径をいう。
Here, to move the light beam relative to CYL or CYM along the longitudinal direction of CYL or CMY means that the light beam incident on CYL or CYL is moved along the longitudinal direction. And any method for that purpose may be used. Specifically, for example, a method in which CYL or CYL is fixed and a light beam is moved along the longitudinal direction while being incident on the CYL or CYL, or vice versa.
A method in which M is fixed and the irradiation position of the light beam is moved along the longitudinal direction, or a method in which both are moved in opposite directions (or at different speeds in the same direction) can be used. Focused light is used as the light beam. Further, the beam diameter of the light beam refers to the diameter of the cross section of the light beam on the optical path.

【0008】上記本発明による検査方法および装置は、
CYLを透過したまたはCYMにより反射された集束す
る光ビームの集束位置がCYLまたはCYMの表面の凹
凸に応じて光軸方向に変動し、その変動が、集束して発
散する光ビームのビーム径の所定位置における変動とな
って現われることを利用したものであり、そのビーム径
の変動を検出することにより、前記CYLまたはCYM
の面精度を検査することを特徴とするものである。
[0008] The inspection method and apparatus according to the present invention include:
The convergence position of the converging light beam transmitted through or reflected by the CYL fluctuates in the optical axis direction in accordance with the unevenness of the surface of the CYL or CYL, and the fluctuation changes the beam diameter of the converging and diverging light beam. It utilizes the fact that it appears as a change at a predetermined position, and detects the change in the beam diameter to obtain the CYL or CYM.
Inspection of the surface accuracy is performed.

【0009】なお、上記検査方法において、前記ビーム
径の変動を検出する位置は、該光ビームが集束位置を通
過した後または通過する前の位置であることが望まし
い。ここで、光ビームが集束位置を通過した後の所定位
置とは、光ビームが集束位置を通過した後、発散しなが
ら進んで行く光路上に定められた測定位置をいう。すな
わち、CYLを透過したまたはCYMにより反射された
光ビームのビーム径を集束位置で測定すると、正常部分
と凹凸部分とのビーム径の差が少ないため、ビーム径の
違いを判定するのが難しいが、光ビームが集束位置を通
過した後の所定位置でビーム径を測定すると、集束位置
を通過した後の発散により、ビーム径が大きくなり、そ
の分変動も増幅されるため、正常部分と凹凸部分とのビ
ーム径の違いを判定することが容易になる。また、測定
位置を集束位置の手前にしても、ビーム径が大きくなる
ので、同様の効果を得ることができる。
In the above inspection method, it is preferable that the position at which the fluctuation of the beam diameter is detected is a position after or before the light beam passes through the focusing position. Here, the predetermined position after the light beam passes through the focusing position refers to a measurement position defined on an optical path where the light beam travels while diverging after passing through the focusing position. That is, when the beam diameter of the light beam transmitted through the CYL or reflected by the CYM is measured at the focusing position, it is difficult to determine the difference in the beam diameter because the difference in the beam diameter between the normal portion and the uneven portion is small. When the beam diameter is measured at a predetermined position after the light beam has passed through the focusing position, the divergence after passing through the focusing position causes the beam diameter to increase, and the fluctuations are amplified accordingly. It is easy to determine the difference between the beam diameters. Further, even if the measurement position is located before the focusing position, the same effect can be obtained because the beam diameter increases.

【0010】本発明による検査装置における前記検出手
段は、前記CYLを透過したまたはCYMにより反射さ
れた光ビームの所定位置における光強度分布をからビー
ム径を測定するビーム径測定手段と、該ビーム径検出手
段で測定されたビーム径を電圧値に変換する変換手段
と、該変換手段で変換された電圧値の変動を可視的に出
力する出力手段とから構成されることを特徴とするもの
である。
The detecting means in the inspection apparatus according to the present invention comprises: a beam diameter measuring means for measuring a beam diameter from a light intensity distribution at a predetermined position of the light beam transmitted through the CYL or reflected by the CYM; It is characterized by comprising a conversion means for converting the beam diameter measured by the detection means into a voltage value, and an output means for visually outputting a change in the voltage value converted by the conversion means. .

【0011】ここで、前記ビーム径測定手段としては、
例えばビーム断面の光強度分布を測定し、これをパルス
波形として表すようにしたもの(「ビームスキャン」)
を用いることができる。また、出力手段とは、電圧値に
変換されたビーム径の変動を可視的に出力することがで
きれば如何なるものでもよい。例えばXYレコーダ、C
RTディスプレイ等を用いることができる。
Here, the beam diameter measuring means includes:
For example, measuring the light intensity distribution of a beam cross section and expressing this as a pulse waveform ("beam scan")
Can be used. The output means may be any means as long as the change in the beam diameter converted into the voltage value can be output visually. For example, XY recorder, C
An RT display or the like can be used.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明による検査方法および装置におい
ては、CYLを透過したまたはCYMにより反射された
光ビームのビーム径の変動を検出することにより、CY
LまたはCYMの面精度を検査するようにしたので、干
渉計を用いた場合のように複雑な光学系の調整が不要と
なり、セッテイングに要する時間を短縮することができ
る。例えば、CYLまたはCYMを単に基準面に押し当
てて固定するだけの調整でセッティングを行うことがで
きる。また、CYLまたはCYMの長手方向に沿って光
ビームを照射するようにしたので、測定範囲を変えるた
めにセッテイングし直すことなしに、面精度を広範囲に
測定することができる。このため、CYLまたはCYM
のような横長の部材の量産にも十分に対応することがで
きる。さらには、ビーム径の変動を測定するようにした
ので、測定精度がレーザ波長等に依存することがなく、
0.03μm以下の微妙な凹凸についても高精度に測定
することができる。
In the inspection method and apparatus according to the present invention, the CY is detected by detecting a change in the beam diameter of the light beam transmitted through the CYL or reflected by the CYM.
Since the surface accuracy of L or CYM is inspected, it is not necessary to adjust a complicated optical system as in the case of using an interferometer, and the time required for setting can be reduced. For example, the setting can be performed by simply adjusting the CYL or CYM by pressing it against the reference plane. Further, since the light beam is irradiated along the longitudinal direction of CYL or CYM, the surface accuracy can be measured in a wide range without resetting to change the measurement range. For this reason, CYL or CYM
It can sufficiently cope with mass production of such horizontally long members. Furthermore, since the variation of the beam diameter is measured, the measurement accuracy does not depend on the laser wavelength or the like.
Even fine irregularities of 0.03 μm or less can be measured with high accuracy.

【0013】また、測定したビーム径の変動を電圧値の
変動に変換するとともに、該電圧値の変動を可視的に出
力するようにしたものにおいては、ビーム径の変動を視
覚的に認識することができ、CYLまたはCYMの表面
の状態を視覚的に表すことができる。なお、前記電圧値
の変動をパソコン等のデータ処理装置に入力すれば、測
定したビーム径に関する情報をパソコン上に出力するこ
とができる。
[0013] Further, in a system in which the measured fluctuation in the beam diameter is converted into a fluctuation in the voltage value, and the fluctuation in the voltage value is output visually, the fluctuation in the beam diameter is visually recognized. And the state of the surface of CYL or CYM can be visually represented. If the change in the voltage value is input to a data processing device such as a personal computer, information on the measured beam diameter can be output to the personal computer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるCYLまた
はCYMの検査方法および装置を、CYLまたはCYM
の検査装置に適用した場合の一実施形態について説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a CYL or CYM inspection method and apparatus according to the present invention will be described by using CYL or CYM.
An embodiment in which the present invention is applied to the inspection apparatus will be described.

【0015】まず、CYMの検査装置に適用した場合に
ついて説明する。図1は、CYM検査装置100の概略
構成図である。このCYM検査装置100は、大別する
と、検査対象となるCYM21に光ビーム10を照射す
る光ビーム制御部101と、前記CYM21をその長手
方向に移動させる移動制御部102と、CYM21によ
り反射された光ビームのビーム径を測定するビーム径測
定部103とから構成されている。
First, a case where the present invention is applied to a CYM inspection apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the CYM inspection apparatus 100. The CYM inspection apparatus 100 is roughly divided into a light beam control unit 101 that irradiates the CYM 21 to be inspected with the light beam 10, a movement control unit 102 that moves the CYM 21 in its longitudinal direction, and light reflected by the CYM 21. And a beam diameter measuring unit 103 for measuring the beam diameter of the light beam.

【0016】光ビーム制御部101は、光ビーム10を
発生する半導体レーザ光源11と、該光ビーム10を平
行光化するコリメータレンズ12と、平行光とされた光
ビーム10を集束光とする集光レンズ13と、集束され
た光ビーム10をCYM21側へ反射しCYM21によ
り反射された光ビーム10をビーム径測定部103側へ
透過させるビームスプリッタ14とから構成されてい
る。ここで光ビーム10を集束させる位置は、光ビーム
103がCYM21により反射された後、ビーム径測定
部103に達するまでの所定位置とする。
The light beam control unit 101 includes a semiconductor laser light source 11 that generates a light beam 10, a collimator lens 12 that converts the light beam 10 into parallel light, and a focusing device that converts the parallel light beam 10 into focused light. An optical lens 13 and a beam splitter 14 that reflects the focused light beam 10 to the CYM 21 side and transmits the light beam 10 reflected by the CYM 21 to the beam diameter measurement unit 103 side. Here, the position at which the light beam 10 is focused is a predetermined position after the light beam 103 is reflected by the CYM 21 and reaches the beam diameter measurement unit 103.

【0017】移動制御部102は、CYM21を載置す
る平行移動台15と、該平行移動台15上のCYM21
をその長手方向に平行移動させる平行移動台コントロー
ラ16とから構成されている。平行移動台15上のCY
M21の移動速度は、平行移動台コントローラ16によ
り制御される。
The movement control unit 102 includes a parallel moving table 15 on which the CYM 21 is mounted, and a CYM 21 on the parallel moving table 15.
And a translation table controller 16 for translating in the longitudinal direction. CY on the translation stage 15
The moving speed of M21 is controlled by the parallel moving table controller 16.

【0018】この実施の形態の平行移動台15では、C
YM21を台上の基準面にセットするだけで測定が可能
となるため、CYM21を一度セットしてしまえば、そ
の後レンズやミラーの光軸、位置および傾きなどの調整
を行う必要がないので、セッテイングに要する時間を短
縮することができる。
In the parallel moving table 15 of this embodiment, C
Since measurement can be performed simply by setting the YM21 on the reference surface on the table, once the CYM21 is set, there is no need to adjust the optical axis, position, tilt, etc. of the lens and mirror afterwards. Can be shortened.

【0019】ビーム径測定部103は、CYM21の反
射面により反射され、ビームスプリッタ14を透過した
光ビーム10のビーム径を測定するビーム径測定センサ
17およびビーム径測定器18と、測定されたビーム径
を電圧値に変換するビーム径/電圧変換器19と、変換
された電圧値の変動を記録紙上に出力するXYレコーダ
20とから構成されている。
The beam diameter measuring unit 103 includes a beam diameter measuring sensor 17 and a beam diameter measuring unit 18 for measuring the beam diameter of the light beam 10 reflected by the reflecting surface of the CYM 21 and transmitted through the beam splitter 14, and the measured beam diameter. It comprises a beam diameter / voltage converter 19 for converting a diameter into a voltage value, and an XY recorder 20 for outputting a change in the converted voltage value on recording paper.

【0020】以上のように構成されたCYM検査装置1
00において、半導体レーザ光源11から発せられた光
ビーム10は、コリメータレンズ12で平行光とされた
後、集光レンズ13で集束光となりビームスプリッタ1
4に入射する。光ビーム10はビームスプリッタ14に
より検査対象となるCYM21の方へ反射され、CYM
21にその長手方向と直交する方向から入射される。平
行移動台15上に設置されたCYM21は、矢印で示す
長手方向に一定速度で平行移動され、光ビーム10はC
YM21の長手方向に沿って、CYM10の一方の端か
ら他方の端まで連続して照射される。
The CYM inspection apparatus 1 configured as described above
At 00, a light beam 10 emitted from a semiconductor laser light source 11 is converted into a parallel light by a collimator lens 12, and then becomes a condensed light by a condenser lens 13 to form a beam splitter 1.
4 is incident. The light beam 10 is reflected by the beam splitter 14 toward the CYM 21 to be inspected, and
21 is incident from a direction perpendicular to the longitudinal direction. The CYM 21 installed on the translation table 15 is translated at a constant speed in the longitudinal direction indicated by the arrow, and the light beam 10
Irradiation is continuously performed from one end of the CYM 10 to the other end thereof along the longitudinal direction of the YM 21.

【0021】CYM21の反射面で反射した光ビーム1
0は、ビームスプリッタ14を透過してビーム径測定用
センサ17に入射する。なお、集光レンズ13で集束さ
れた光ビーム10の集束位置は、ビームスプリッタ14
とビーム径測定用センサ17との間に設定されており
(反射後集束するようにしてもよいし、反射前に集束す
るようにしてもよい)、ビーム径測定用センサ17は光
ビーム10が集束位置を通過した後のビーム径を測定す
る。このビーム径測定用センサ17で測定されたビーム
の断面は、図2のような光強度分布を示す。これは「ビ
ームスキャン」と称する市販の測定器によりパルス波形
で表される。図の横軸はビーム径の直径方向の距離(左
端を起点)、縦軸は光ビーム断面の光強度をそれぞれ示
している(いずれも単位を省略)。図2において、パル
スの立ち上がりから立ち下がりまでの長さが実際のビー
ム径に相当するが、そのビーム径の決め方は種々の方法
が可能である。例えば、パルス高さの13.5%の位置
(図中破線位置)におけるパルス幅をビーム径Dとして
測定する。このビーム径測定器18で測定されたビーム
径は、ビーム径/電圧変換器19により電圧値に変換さ
れた後、XYレコーダ20に入力される。XYレコーダ
20では、変換された電圧値の変動が記録紙に出力され
る。この電圧値の変動がCYM10の長手方向における
表面性の変動を拡大してグラフとして表すことになる。
Light beam 1 reflected by the reflecting surface of CYM 21
Numeral 0 passes through the beam splitter 14 and enters the beam diameter measuring sensor 17. The focusing position of the light beam 10 focused by the focusing lens 13 is determined by the beam splitter 14
Is set between the light beam 10 and the beam diameter measuring sensor 17 (the light beam 10 may be focused after reflection or may be focused before reflection). Measure the beam diameter after passing through the focusing position. The cross section of the beam measured by the beam diameter measuring sensor 17 shows a light intensity distribution as shown in FIG. This is represented by a pulse waveform by a commercially available measuring device called “beam scan”. The abscissa in the drawing indicates the distance in the diameter direction of the beam diameter (starting from the left end), and the ordinate indicates the light intensity of the light beam cross section (all units are omitted). In FIG. 2, the length from the rise to the fall of the pulse corresponds to the actual beam diameter, but various methods are available for determining the beam diameter. For example, a pulse width at a position of 13.5% of the pulse height (a position indicated by a broken line in the figure) is measured as the beam diameter D. The beam diameter measured by the beam diameter measuring device 18 is converted into a voltage value by a beam diameter / voltage converter 19 and then input to an XY recorder 20. In the XY recorder 20, the change in the converted voltage value is output on recording paper. This change in the voltage value is an enlarged graph of the change in surface properties of the CYM 10 in the longitudinal direction.

【0022】次に、CYM21表面の凹凸によるビーム
径の変動について詳述する。
Next, the fluctuation of the beam diameter due to the unevenness of the surface of the CYM 21 will be described in detail.

【0023】図3(a)、(b)は、上記CYM21の
表面で反射した光ビームの光路を示す説明図であり、図
(a)はCYM21上の正常な部分で反射した光ビーム
の光路、図(b)はCYM21上の微小凹部分22で反
射した光ビームの光路をそれぞれ示している。なお、図
中矢印zは光ビームの進行方向、矢印xはCYM21の
移動方向をそれぞれ示している。また、ここでは(a)
の光ビームを10a、(b)の光ビームを10bと呼ぶ
ものとする。
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing the optical path of the light beam reflected on the surface of the CYM 21. FIG. 3A is an explanatory view showing the optical path of the light beam reflected on a normal portion on the CYM 21. And (b) shows the optical path of the light beam reflected by the minute concave portion 22 on the CYM 21. In the figure, the arrow z indicates the traveling direction of the light beam, and the arrow x indicates the moving direction of the CYM 21. Here, (a)
Is referred to as 10a, and the light beam of (b) is referred to as 10b.

【0024】図3(a)に示すように、CYM21の正
常な部分で反射した光ビーム10aは、集束位置Aで集
束し、その後は進行方向に向かって一定の割合で発散し
ながら進んで行く。CYM21上の面精度が長手方向に
おいて均一であれば、光ビームをCYM21の長手方向
に沿って連続して照射した場合、集束位置は常にAとな
る。しかし、実際にはCYM10の表面には微小な凹凸
が存在するため、集束位置Aはz方向前後にずれること
になる。すなわち、図3(b)に示すように、光ビーム
10bがCYM21の微小凹部分22に照射されたとす
ると、該微小凹部分22で反射した光ビーム10bの集
束位置は(a)に比べてCYM21に近くなり、集束位
置Bで集束することになる。このように、正常な部分で
反射した場合と微小凹部分で反射した場合とでは、集束
位置がA−Bだけずれるため、集束位置A、Bを通過し
た後のビーム径を光路上の同じビーム測定位置Cで測定
した場合、(a)、(b)のビーム径a、bは異なった
ものとなる。すなわち、光ビーム10bは、光ビーム1
0aよりも手前で集束するため、ビーム径測定位置Cで
のビーム径bはaよりも大きくなる。また、図3には示
していないが、CYM21上に微小凸部分があったとす
ると、この微小凸部分で反射した光ビームの集束位置
は、(a)の集束位置Aよりも先になるため、ビーム径
測定位置Cでのビーム径はaよりも小さくなる。
As shown in FIG. 3A, the light beam 10a reflected on the normal portion of the CYM 21 converges at a convergence position A, and thereafter proceeds while diverging at a constant rate in the traveling direction. . If the surface accuracy on the CYM 21 is uniform in the longitudinal direction, the convergence position is always A when the light beam is continuously irradiated along the longitudinal direction of the CYM 21. However, actually, since the surface of the CYM 10 has minute irregularities, the convergence position A is shifted back and forth in the z direction. That is, as shown in FIG. 3B, if the light beam 10b is applied to the minute concave portion 22 of the CYM 21, the focusing position of the light beam 10b reflected by the minute concave portion 22 is larger than that of (a). And the light is focused at the focusing position B. As described above, the convergence position is deviated by AB between the case where the light is reflected by the normal portion and the case where the light is reflected by the minute concave portion, so that the beam diameter after passing through the convergence positions A and B is the same beam diameter on the optical path. When measured at the measurement position C, the beam diameters a and b in (a) and (b) are different. That is, the light beam 10b is the light beam 1
Since the beam is focused before 0a, the beam diameter b at the beam diameter measurement position C becomes larger than a. Although not shown in FIG. 3, if there is a minute convex portion on the CYM 21, the focal position of the light beam reflected by the minute convex portion is earlier than the focal position A of (a). The beam diameter at the beam diameter measurement position C becomes smaller than a.

【0025】このように、CYM21の表面に凹凸があ
ると、光ビーム10の集束位置は凹凸に応じて変動する
ため、ビーム径測定位置Cにおけるビーム径も変動する
ことになる。したがって、光ビーム10が集束位置を通
過した後の所定位置をビーム径測定位置Cとし、この位
置でのビーム径を測定することにより、CYM21表面
の正常部分と凹凸部分とのビーム径の違いを容易に判定
することができる。
As described above, if the surface of the CYM 21 has irregularities, the convergence position of the light beam 10 varies according to the irregularities, so that the beam diameter at the beam diameter measuring position C also varies. Therefore, a predetermined position after the light beam 10 has passed the focusing position is defined as a beam diameter measurement position C, and the beam diameter at this position is measured, so that the difference in the beam diameter between the normal portion and the uneven portion of the CYM 21 surface is determined. It can be easily determined.

【0026】例えば、微小凹(または凸)部分の大きさ
(深さ)を0.03μmとし、CYMに当たる光ビーム
のビーム径を5mmとすると、前記微小凹部分の曲率半
径Rは約10000mmとなる。この場合、R=100
00mmのときの集束位置と正常部分で反射したときの
集束位置のずれは約4mmとなり、ビーム径は約15μ
m変動する(集光レンズの焦点距離が240mmのと
き)ことになる。したがって、このビーム径の変動を測
定することにより、正常部分と凹凸部分とのビーム径の
違いを容易に判定することができる。なお、集束位置の
ずれ4mmおよびビーム径の変動15μmは、集光レン
ズ13の倍率を変えることにより、適宜変更することが
できる。
For example, assuming that the size (depth) of the minute concave (or convex) portion is 0.03 μm and the beam diameter of the light beam impinging on the CYM is 5 mm, the radius of curvature R of the minute concave portion is about 10,000 mm. . In this case, R = 100
The difference between the focal position at the time of 00 mm and the focal position at the time of reflection at the normal part is about 4 mm, and the beam diameter is about 15 μm.
m (when the focal length of the condenser lens is 240 mm). Therefore, by measuring the fluctuation of the beam diameter, it is possible to easily determine the difference in the beam diameter between the normal portion and the uneven portion. The shift of the focusing position of 4 mm and the variation of the beam diameter of 15 μm can be changed as appropriate by changing the magnification of the condenser lens 13.

【0027】次に、本発明による検査方法または装置
を、CYLの検査装置に適用した場合の実施の形態につ
いて説明する。
Next, an embodiment in which the inspection method or apparatus according to the present invention is applied to a CYL inspection apparatus will be described.

【0028】図4は、CYL検査装置110の概略構成
図である。このCYL検査装置110を構成する各部の
機能は図1と同じであり、図1と同等部分を同一符号で
示している。ただし、図4では図1に示す平行移動台コ
ントローラ16等の図示を省略している。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the CYL inspection apparatus 110. The functions of each unit constituting the CYL inspection apparatus 110 are the same as those in FIG. 1, and the same parts as those in FIG. However, FIG. 4 omits illustration of the parallel moving table controller 16 and the like shown in FIG.

【0029】図4において、半導体レーザ光源11から
照射された光ビーム10は、コリメータレンズ12、集
光レンズ13を介してCYL23の長手方向と直交する
方向から照射される。平行移動台15上に設置されたC
YL23は、長手方向に一定速度で平行移動されるた
め、光ビーム10はCYL23の長手方向に沿って、C
YL23の一方の端から他方の端まで連続して照射され
る。
In FIG. 4, a light beam 10 emitted from a semiconductor laser light source 11 is emitted from a direction orthogonal to the longitudinal direction of a CYL 23 via a collimator lens 12 and a condenser lens 13. C installed on the translation table 15
Since the YL 23 is translated at a constant speed in the longitudinal direction, the light beam 10
Irradiation is continuously performed from one end of the YL 23 to the other end.

【0030】CYL23を透過した光ビーム10は、そ
のままビーム径測定用センサ17に入射される。ただ
し、集光レンズ13で集束された光ビーム10の集束位
置は、CYL23とビーム径測定用センサ17との間に
設定されており、ビーム径測定用センサ17は光ビーム
10が集束位置を通過した後のビーム径を所定位置で測
定している。なお、図1に示したCYM21では、1つ
の反射面で反射した光ビームのビーム径を測定したが、
このCYL23は、光ビームをレンズの入射面と出射面
とでそれぞれ屈折させるので、この2つの面の合算的面
精度を検査することになる。
The light beam 10 transmitted through the CYL 23 is directly incident on the beam diameter measuring sensor 17. However, the focusing position of the light beam 10 focused by the condenser lens 13 is set between the CYL 23 and the beam diameter measuring sensor 17, and the beam diameter measuring sensor 17 passes the light beam 10 through the focusing position. The measured beam diameter is measured at a predetermined position. In the CYM 21 shown in FIG. 1, the beam diameter of the light beam reflected by one reflecting surface was measured.
The CYL 23 refracts the light beam on the entrance surface and the exit surface of the lens, respectively, so that the total surface accuracy of the two surfaces is inspected.

【0031】以上のように構成されたCYL検査装置1
10において、半導体レーザ光源11から発せられた光
ビーム10は、コリメータレンズ12で平行光とされた
後、集光レンズ13で集束光となり、検査対象となるC
YL23に、その長手方向と直行する方向から照射され
る。平行移動台15上に設置されたCYL23は、長手
方向に一定速度で平行移動されるため、光ビーム10は
CYL23の長手方向に沿って連続して照射される。
The CYL inspection apparatus 1 configured as described above
In 10, a light beam 10 emitted from a semiconductor laser light source 11 is converted into parallel light by a collimator lens 12, then becomes condensed light by a condenser lens 13, and becomes C light to be inspected.
The YL 23 is irradiated from a direction orthogonal to the longitudinal direction. Since the CYL 23 installed on the translation table 15 is translated in the longitudinal direction at a constant speed, the light beam 10 is continuously irradiated along the longitudinal direction of the CYL 23.

【0032】CYL23を透過した光ビーム10は、ビ
ーム径測定用センサ17に入射され、そのビーム径が測
定される。ビーム径測定後の処理は上記図1の場合と同
じであり、CYL23表面の凹凸を光ビーム10のビー
ム径の変動として検出することができる。
The light beam 10 transmitted through the CYL 23 is incident on a beam diameter measuring sensor 17, and the beam diameter is measured. The processing after the beam diameter measurement is the same as that in the case of FIG. 1 described above, and the unevenness on the surface of the CYL 23 can be detected as a change in the beam diameter of the light beam 10.

【0033】なお、上記実施の形態では光ビームが集束
位置を通過した後の所定位置でビーム径を測定するよう
にしているが、これは集束位置の手前にしてもよい。
In the above embodiment, the beam diameter is measured at a predetermined position after the light beam has passed the focusing position. However, this may be measured before the focusing position.

【0034】上記実施形態の検査装置においては、いず
れも測定したビーム径をビーム径/電圧変換器19で電
圧値に変換するとともに、該電圧値の変動を記録紙にプ
リント出力するようにしているので、ビーム径の変動を
視覚的に認識することができる。また、図1のXYレコ
ーダ20の代わりにパソコン等のデータ処理装置を接続
すれば、測定したビーム径に関する情報を記録紙にプリ
ント出力するだけでなく、CRTディスプレイ上に表示
することもできる。さらには、必要に応じてデータを加
工したり、記憶媒体等に保存することもできる。
In the inspection apparatus of the above embodiment, the measured beam diameter is converted into a voltage value by the beam diameter / voltage converter 19, and the fluctuation of the voltage value is printed out on a recording paper. Therefore, a change in the beam diameter can be visually recognized. Further, if a data processing device such as a personal computer is connected instead of the XY recorder 20 in FIG. 1, the information on the measured beam diameter can be displayed not only on a recording paper but also on a CRT display. Further, the data can be processed as necessary, or can be stored in a storage medium or the like.

【0035】なお、本発明による検査方法および装置
は、CYLまたはCYMに限らず、反射、屈折する光学
部品であれば、いかなる光学部品にも適用することがで
きるが、特に長尺の平面ミラーや大径レンズ等、面積の
大きいものに適している。
The inspection method and apparatus according to the present invention can be applied not only to CYL or CYM but also to any optical component that reflects and refracts. Suitable for large-area lenses, such as large-diameter lenses.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるCYM検査装置の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a CYM inspection apparatus according to the present invention.

【図2】光ビームの光強度分布を示す説明図FIG. 2 is an explanatory diagram showing a light intensity distribution of a light beam.

【図3】CYMで反射した光ビームの光路を示す説明
図、図(a)はCYM上の正常な部分で反射した光ビー
ム、図(b)はCYM上の微小凹部分で反射した光ビー
ムの光路を示す
FIG. 3 is an explanatory view showing the optical path of a light beam reflected by a CYM; FIG. 3A is a light beam reflected by a normal portion on the CYM; FIG. 3B is a light beam reflected by a minute concave portion on the CYM; Show the optical path of

【図4】本発明によるCYL検査装置の概略構成図FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a CYL inspection apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光ビーム 13 集光レンズ 14 ビームスプリッタ 15 平行移動台 17 ビーム径測定用センサ 18 ビーム径測定器 19 ビーム径/電圧変換器 20 XYレコーダ 21 CYM(シリンドリカルミラー) 23 CYL(シリンドリカルレンズ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light beam 13 Condensing lens 14 Beam splitter 15 Parallel moving table 17 Beam diameter measuring sensor 18 Beam diameter measuring device 19 Beam diameter / voltage converter 20 XY recorder 21 CYM (cylindrical mirror) 23 CYL (cylindrical lens)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レンズまたはミラーに対し、該レンズを
透過するまたは該ミラーにより反射される光ビームを、
該レンズまたはミラーの長手方向に沿って相対的に移動
させ、該レンズを透過したまたは該ミラーにより反射さ
れた光ビームのビーム径の変動を検出することにより、
前記レンズまたはミラーの面精度を検査することを特徴
とするレンズまたはミラーの検査方法。
1. A lens or mirror for applying a light beam transmitted through or reflected by the mirror to a lens or mirror.
By relatively moving along the longitudinal direction of the lens or mirror and detecting a change in beam diameter of the light beam transmitted through the lens or reflected by the mirror,
A lens or mirror inspection method, comprising inspecting the surface accuracy of the lens or mirror.
【請求項2】 前記光ビームが集束光であり、前記ビー
ム径の変動が、前記レンズを透過したまたはミラーによ
り反射された光ビームの集束位置が該レンズまたはミラ
ーの表面の凹凸に応じて生ずる変動であることを特徴と
する請求項1記載のレンズまたはミラーの検査方法。
2. The method according to claim 1, wherein the light beam is a convergent light beam, and the fluctuation of the beam diameter is caused by a convergence position of the light beam transmitted through the lens or reflected by the mirror in accordance with irregularities on the surface of the lens or the mirror. The method for inspecting a lens or a mirror according to claim 1, wherein the method is a fluctuation.
【請求項3】 前記ビーム径の変動を、該光ビームが集
束位置を通過した後、または集束位置の前の所定位置で
検出することを特徴とする請求項2記載のレンズまたは
ミラーの検査方法。
3. The method according to claim 2, wherein the fluctuation of the beam diameter is detected after the light beam has passed through a focusing position or at a predetermined position before the focusing position. .
【請求項4】 レンズまたはミラーと光ビームとを、該
レンズまたはミラーの長手方向に沿って相対的に移動さ
せる移動手段と、前記レンズを透過するまたはミラーに
より反射された光ビームのビーム径の変動を検出する検
出手段とを備え、該検出手段で検出したビーム径の変動
により、前記レンズまたはミラーの面精度を検査するこ
とを特徴とするレンズまたはミラーの検査装置。
4. A moving means for relatively moving a lens or a mirror and a light beam along a longitudinal direction of the lens or a mirror, and a beam diameter of a light beam transmitted through the lens or reflected by the mirror. A lens or mirror inspection apparatus, comprising: a detection unit that detects a change, and inspecting the surface accuracy of the lens or the mirror based on the change in the beam diameter detected by the detection unit.
【請求項5】 前記検出手段が、前記レンズを透過した
またはミラーにより反射された光ビームの所定位置にお
ける光ビーム断面の光強度分布からビーム径を測定する
ビーム径測定手段と、該ビーム径測定手段で測定された
ビーム径を電圧値に変換する変換手段と、該変換手段で
変換された電圧値の変動を可視的に出力する出力手段と
からなることを特徴とする請求項4記載のレンズまたは
ミラーの検査装置。
5. A beam diameter measuring means for measuring a beam diameter from a light intensity distribution of a light beam cross section at a predetermined position of a light beam transmitted through the lens or reflected by a mirror, and said beam diameter measuring means. 5. The lens according to claim 4, comprising: a conversion unit for converting the beam diameter measured by the unit into a voltage value; and an output unit for visually outputting a change in the voltage value converted by the conversion unit. Or a mirror inspection device.
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