JPH102804A - 平行平面板の透過波面の測定装置 - Google Patents
平行平面板の透過波面の測定装置Info
- Publication number
- JPH102804A JPH102804A JP8175720A JP17572096A JPH102804A JP H102804 A JPH102804 A JP H102804A JP 8175720 A JP8175720 A JP 8175720A JP 17572096 A JP17572096 A JP 17572096A JP H102804 A JPH102804 A JP H102804A
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- parallel
- slit
- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡易な手段にて平行平面板の透過波面を測定す
ることができる装置を提供する。 【解決手段】スリット１を通過した光をコリメートレン
ズ３によって平行光に変換し、該平行光を被検平行平面
板４に入射し、該平行平面板４を透過した平行光を反射
鏡５によって反射させて再度平行平面板４に入射し、該
平行平面板４を透過した平行光を、コリメートレンズ３
と同一又は異なるコリメートレンズ３によって集光し
て、スリットの像６を結像し、該結像点６の光軸ｚ方向
の位置を測定することを特徴とする。
ることができる装置を提供する。 【解決手段】スリット１を通過した光をコリメートレン
ズ３によって平行光に変換し、該平行光を被検平行平面
板４に入射し、該平行平面板４を透過した平行光を反射
鏡５によって反射させて再度平行平面板４に入射し、該
平行平面板４を透過した平行光を、コリメートレンズ３
と同一又は異なるコリメートレンズ３によって集光し
て、スリットの像６を結像し、該結像点６の光軸ｚ方向
の位置を測定することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は平行平面板の透過波
面の測定に関するものである。
面の測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】平行平面板の透過波面を測定するための
従来技術としては、干渉計と折り返しミラーを用いて透
過波面を測定する方法や、また、レンズアレイを用い、
レンズアレイによって分割された瞳上に、被検物からの
透過波面を入射し、レンズアレイの各レンズが作る像の
光量重心の光軸からのずれを測定することにより、波面
を測定する方法等が提案されている。
従来技術としては、干渉計と折り返しミラーを用いて透
過波面を測定する方法や、また、レンズアレイを用い、
レンズアレイによって分割された瞳上に、被検物からの
透過波面を入射し、レンズアレイの各レンズが作る像の
光量重心の光軸からのずれを測定することにより、波面
を測定する方法等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術のうち、干渉計を用いた波面測定技術では、干渉計
をセッティングするのに非常に苦労するのと、振動に弱
いため被検物が振動しやすい所にあるときに測定するの
が困難になる。また、大きな口径のものを測定すると
き、測定を実行するためには、エキスパンダーで干渉計
からの光束を広げなければならない。また、さらに、干
渉計を用いる場合には、コヒーレントのよい光源が必要
となり、光源としてレーザーなどを用いるが、この場合
限られた波長でしか波面が測定できない上、レーザー特
有の問題であるスペックル対策も必要である。このよう
に、干渉計による測定は、コストと、高度な技術が必要
とされる。
技術のうち、干渉計を用いた波面測定技術では、干渉計
をセッティングするのに非常に苦労するのと、振動に弱
いため被検物が振動しやすい所にあるときに測定するの
が困難になる。また、大きな口径のものを測定すると
き、測定を実行するためには、エキスパンダーで干渉計
からの光束を広げなければならない。また、さらに、干
渉計を用いる場合には、コヒーレントのよい光源が必要
となり、光源としてレーザーなどを用いるが、この場合
限られた波長でしか波面が測定できない上、レーザー特
有の問題であるスペックル対策も必要である。このよう
に、干渉計による測定は、コストと、高度な技術が必要
とされる。
【０００４】また、レンズアレイを用いた測定において
も、レンズアレイのレンズの作る光量重心の位置から波
面を測定するので、精度の良いレンズを多く作らなけれ
ばならない。また、光量重心の測定には１つのレンズ当
たり最低４以上の検出器が必要であり、コストが非常に
かかる。したがって本発明は、コヒーレントのよい光源
を必要とせず、簡易な手段にて平行平面板の透過波面を
測定することができる装置を提供することを課題とす
る。
も、レンズアレイのレンズの作る光量重心の位置から波
面を測定するので、精度の良いレンズを多く作らなけれ
ばならない。また、光量重心の測定には１つのレンズ当
たり最低４以上の検出器が必要であり、コストが非常に
かかる。したがって本発明は、コヒーレントのよい光源
を必要とせず、簡易な手段にて平行平面板の透過波面を
測定することができる装置を提供することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために成されたものであり、スリットを通過した光
をコリメートレンズによって平行光に変換し、該平行光
を被検平行平面板に入射し、該平行平面板を透過した平
行光を反射鏡によって反射させて再度平行平面板に入射
し、該平行平面板を透過した平行光を、コリメートレン
ズと同一又は異なるコリメートレンズによって集光し
て、スリットの像を結像し、該結像点の光軸方向の位置
を測定することを特徴とする平行平面板の透過波面の測
定装置である。
するために成されたものであり、スリットを通過した光
をコリメートレンズによって平行光に変換し、該平行光
を被検平行平面板に入射し、該平行平面板を透過した平
行光を反射鏡によって反射させて再度平行平面板に入射
し、該平行平面板を透過した平行光を、コリメートレン
ズと同一又は異なるコリメートレンズによって集光し
て、スリットの像を結像し、該結像点の光軸方向の位置
を測定することを特徴とする平行平面板の透過波面の測
定装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例を示し、スリット１を出た光は
ビームスプリッター２によって反射し、コリメートレン
ズ３によって平行光にコリメイトされ、被検平行平面ガ
ラス４を通過してミラー５で反射している。ミラー５で
反射した平行光は、再び被検ガラス４とコリメートレン
ズ３を透過し、更にビームスプリッター２を透過して、
スリット像６として結像している。このとき、被検ガラ
ス４が収差を持っていなければ、被検ガラス４を往復透
過した光の波面は、進行方向に対して直交する平面波の
ままとなっており、したがってビームスプリッター２か
ら結像点６までの距離ｄ2は、スリット１からビームス
プリッター２までの距離ｄ1と等しくなっている。
図１は本発明の一実施例を示し、スリット１を出た光は
ビームスプリッター２によって反射し、コリメートレン
ズ３によって平行光にコリメイトされ、被検平行平面ガ
ラス４を通過してミラー５で反射している。ミラー５で
反射した平行光は、再び被検ガラス４とコリメートレン
ズ３を透過し、更にビームスプリッター２を透過して、
スリット像６として結像している。このとき、被検ガラ
ス４が収差を持っていなければ、被検ガラス４を往復透
過した光の波面は、進行方向に対して直交する平面波の
ままとなっており、したがってビームスプリッター２か
ら結像点６までの距離ｄ2は、スリット１からビームス
プリッター２までの距離ｄ1と等しくなっている。
【０００７】しかし、被検ガラス４が収差を持っている
ときには、図２に示すように被検ガラス４を往復透過し
た光の波面７は、進行方向に対して湾曲した曲面とな
る。このとき波面の乱れに対して、コリメートレンズ３
の瞳径を十分に小さくすることにより、被検ガラス４上
の微小領域より射出してコリメートレンズ３の瞳に入る
波面は、ある特定の位置に焦点を持つ微小球面波に近似
することができる。よって、この微小波面がコリメート
レンズ３によって結像すると、本来の結像位置ｄ2（＝
ｄ1）とは光軸方向ｚにずれた位置ｄ2（≠ｄ1）に結像
する。したがって実際のスリット位置ｄ1とスリット像
６の位置ｄ2の差（ｄ2−ｄ1）を測定することにより、
この微小球面波の焦点を求めることができ、被検ガラス
４上の微小領域を射出する波面の様子がわかる。これを
平行光に対して被検ガラス４を移動して、被検ガラス４
上の何点かで測定すれば、波面全体を知ることができ
る。
ときには、図２に示すように被検ガラス４を往復透過し
た光の波面７は、進行方向に対して湾曲した曲面とな
る。このとき波面の乱れに対して、コリメートレンズ３
の瞳径を十分に小さくすることにより、被検ガラス４上
の微小領域より射出してコリメートレンズ３の瞳に入る
波面は、ある特定の位置に焦点を持つ微小球面波に近似
することができる。よって、この微小波面がコリメート
レンズ３によって結像すると、本来の結像位置ｄ2（＝
ｄ1）とは光軸方向ｚにずれた位置ｄ2（≠ｄ1）に結像
する。したがって実際のスリット位置ｄ1とスリット像
６の位置ｄ2の差（ｄ2−ｄ1）を測定することにより、
この微小球面波の焦点を求めることができ、被検ガラス
４上の微小領域を射出する波面の様子がわかる。これを
平行光に対して被検ガラス４を移動して、被検ガラス４
上の何点かで測定すれば、波面全体を知ることができ
る。
【０００８】いま図２に示すように、被検ガラス４を往
復透過した光の進行方向をｚ軸に取り、スリットの幅方
向をｘ軸方向とし、スリットの長手方向をｙ軸方向とし
て、波面７の形状を、 ｚ＝ｗ（ｘ，ｙ） と表わすと、紙面すなわちｘ−ｚ面内での波面７の曲率
半径Ｒxは、 １／Ｒx＝ｗ''／｛１＋（ｗ'）2｝3/2 と表わされ、ｗ'≪１であるから、 Ｒx＝１／（∂2ｗ／∂ｘ2） ‥‥（１） と表わされる。但し、 ｗ'＝∂ｗ／∂ｘ ｗ''＝∂2ｗ／∂ｘ2 である。同様に紙面に垂直な面すなわちｙ−ｚ面内での
波面７の曲率半径Ｒyは、 Ｒy＝１／（∂2ｗ／∂ｙ2） ‥‥（２） と表わされる。
復透過した光の進行方向をｚ軸に取り、スリットの幅方
向をｘ軸方向とし、スリットの長手方向をｙ軸方向とし
て、波面７の形状を、 ｚ＝ｗ（ｘ，ｙ） と表わすと、紙面すなわちｘ−ｚ面内での波面７の曲率
半径Ｒxは、 １／Ｒx＝ｗ''／｛１＋（ｗ'）2｝3/2 と表わされ、ｗ'≪１であるから、 Ｒx＝１／（∂2ｗ／∂ｘ2） ‥‥（１） と表わされる。但し、 ｗ'＝∂ｗ／∂ｘ ｗ''＝∂2ｗ／∂ｘ2 である。同様に紙面に垂直な面すなわちｙ−ｚ面内での
波面７の曲率半径Ｒyは、 Ｒy＝１／（∂2ｗ／∂ｙ2） ‥‥（２） と表わされる。
【０００９】したがって距離の差（ｄ2−ｄ1）を被検ガ
ラス２の何点かで測定することによって、被検ガラス２
のｘ−ｚ面内での透過波面７の形状を求めることがで
き、更にスリットの方向を９０°回転することにより、
ｙ−ｚ面内での透過波面７の形状も求めることができを
求めることができる。なお、スリットとして十文字形の
スリットを用いれば、ｘ−ｚ面内での透過波面７の形状
とｙ−ｚ面内での形状とを一度に求めることができる。
またスリット像６の位置にｃｃｄ等を配置して、スリッ
ト像６のコントラストからスリット像６の結像位置を探
す機構にすると、測定が自動化できる。
ラス２の何点かで測定することによって、被検ガラス２
のｘ−ｚ面内での透過波面７の形状を求めることがで
き、更にスリットの方向を９０°回転することにより、
ｙ−ｚ面内での透過波面７の形状も求めることができを
求めることができる。なお、スリットとして十文字形の
スリットを用いれば、ｘ−ｚ面内での透過波面７の形状
とｙ−ｚ面内での形状とを一度に求めることができる。
またスリット像６の位置にｃｃｄ等を配置して、スリッ
ト像６のコントラストからスリット像６の結像位置を探
す機構にすると、測定が自動化できる。
【００１０】なお、（１）式及び（２）式の２階偏微分
方程式から透過波面ｗ（ｘ，ｙ）を求めるには、予め２
階微分したツェルニケなどの多項式を用いて、平行平面
板の何点かで測定したデータを最小自乗法の処方でフィ
ッティングして多項式の各項の係数を求めることによ
り、波面ｗを計算するなどの手段が考えられる。
方程式から透過波面ｗ（ｘ，ｙ）を求めるには、予め２
階微分したツェルニケなどの多項式を用いて、平行平面
板の何点かで測定したデータを最小自乗法の処方でフィ
ッティングして多項式の各項の係数を求めることによ
り、波面ｗを計算するなどの手段が考えられる。
【００１１】また本実施例ではビームスプリッター２と
被検平行平面ガラス４との間に単一のコレメートレンズ
３を配置したが、スリット１とビームスプリッター２と
の間と、ビームスプリッター２とスリット像６との間
に、それぞれ別のコリメートレンズを配置することもで
きる。また本実施例では被検物が平行平面ガラス４であ
ったが、平面ミラーを被検物として、平面ミラーによる
反射波面を測定することもできる。
被検平行平面ガラス４との間に単一のコレメートレンズ
３を配置したが、スリット１とビームスプリッター２と
の間と、ビームスプリッター２とスリット像６との間
に、それぞれ別のコリメートレンズを配置することもで
きる。また本実施例では被検物が平行平面ガラス４であ
ったが、平面ミラーを被検物として、平面ミラーによる
反射波面を測定することもできる。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、きわめて
簡易な手法にて平行平面板の透過波面を測定することが
できる。
簡易な手法にて平行平面板の透過波面を測定することが
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図
【図２】該実施例の作用を示す説明図
１…スリット ２…ビームスプリッ
ター ３…コリメートレンズ ４…被検平行平面ガ
ラス ５…ミラー ６…スリット像 ７…透過波面
ター ３…コリメートレンズ ４…被検平行平面ガ
ラス ５…ミラー ６…スリット像 ７…透過波面
Claims (3)
- 【請求項１】スリットを通過した光をコリメートレンズ
によって平行光に変換し、該平行光を被検平行平面板に
入射し、該平行平面板を透過した前記平行光を反射鏡に
よって反射させて再度前記平行平面板に入射し、該平行
平面板を透過した前記平行光を、前記コリメートレンズ
と同一又は異なるコリメートレンズによって集光して、
前記スリットの像を結像し、該結像点の光軸方向の位置
を測定することを特徴とする平行平面板の透過波面の測
定装置。 - 【請求項２】前記スリットとして十文字スリットを用い
た、請求項１記載の平行平面板の透過波面の測定装置。 - 【請求項３】前記平行光と平行平面板とのうちのいずれ
か一方を、平行光の光軸と交差する方向に移動可能に配
置した、請求項１又は２記載の平行平面板の透過波面の
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8175720A JPH102804A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 平行平面板の透過波面の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8175720A JPH102804A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 平行平面板の透過波面の測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102804A true JPH102804A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=16001067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8175720A Pending JPH102804A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 平行平面板の透過波面の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH102804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100340845C (zh) * | 2003-11-07 | 2007-10-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 透镜衍射波面测量仪 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP8175720A patent/JPH102804A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100340845C (zh) * | 2003-11-07 | 2007-10-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 透镜衍射波面测量仪 |
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