JPH10300420A - Multipoint simultaneous displacement measuring method using microlens array - Google Patents
Multipoint simultaneous displacement measuring method using microlens arrayInfo
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- JPH10300420A JPH10300420A JP11203397A JP11203397A JPH10300420A JP H10300420 A JPH10300420 A JP H10300420A JP 11203397 A JP11203397 A JP 11203397A JP 11203397 A JP11203397 A JP 11203397A JP H10300420 A JPH10300420 A JP H10300420A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レーを用いた多点同時変位測定方法に関するものであ
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a multi-point simultaneous displacement measuring method using a micro lens array.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、研究、開発、製造において、変位
または変形を非接触で測定しモニタする必要のある場合
が数多く存在している。例えば、磁気記憶装置、光学的
組み立て、張力測定のような様々な分野においてその例
を見出すことができる。2. Description of the Related Art Conventionally, in research, development, and manufacturing, there are many cases in which displacement or deformation needs to be measured and monitored in a non-contact manner. Examples can be found in various fields such as, for example, magnetic storage, optical assembly, tension measurement.
【０００３】商業的に最も利用されている光センサーで
は、変位をオートフォーカスの原理を用いて測定してい
る。コリメートされた光ビームは表面上に収束し、顕微
鏡の対物レンズで測定される。後方散乱光は同じ対物レ
ンズで集められ、光検出器により検出される。その光検
出器からの信号は、自動フォーカス制御システムに入力
され、焦点が常に測定対象物（試料）表面にあるように
対物レンズの位置を補正する。In the most commercially used optical sensors, displacement is measured using the principle of autofocus. The collimated light beam converges on the surface and is measured with a microscope objective. Backscattered light is collected by the same objective lens and detected by a photodetector. The signal from the photodetector is input to the automatic focus control system, and corrects the position of the objective lens so that the focus is always on the surface of the measurement object (sample).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法によれば、焦点の感度は非常に高いが、シ
ステムが表面の輪郭を辿って点ごとに測定するという欠
点がある。結局、表面上の３次元的情報を得るために
は、試料をｘとｙの平行ステージにより移動させる必要
があり、結果的に時間がかかる測定となってしまう。こ
のことにより、動的変形測定は不可能となる。However, according to the above-mentioned conventional method, although the focus sensitivity is very high, there is a disadvantage that the system follows the contour of the surface and measures point by point. Eventually, in order to obtain three-dimensional information on the surface, the sample must be moved by the x and y parallel stages, resulting in a time-consuming measurement. This makes dynamic deformation measurements impossible.
【０００５】本発明は、上記問題点を除去し、リアルタ
イムで多点位置を測定し、または変形を測定するため
に、顕微鏡の対物レンズの代わりにマイクロレンズアレ
ー（ＭＬＡ）を用い、音響光学偏向器（ＡＯＤ）をスキ
ャナーとして用いて、コリメートされたレーザービーム
にＭＬＡを走査させることにより、ＡＯＤの持つ非常に
速い走査速度によって、試料の多点の相対位置や変形
が、ほぼリアルタイムで測定できるマイクロレンズアレ
ーを用いた多点同時変位測定方法を提供することを目的
とする。The present invention uses a micro-lens array (MLA) instead of an objective lens of a microscope to eliminate the above-mentioned problems, measure a multi-point position in real time, or measure deformation. By using an AOD (AOD) as a scanner and scanning the MLA with a collimated laser beam, the relative position and deformation of multiple points of the sample can be measured in almost real time by the extremely fast scanning speed of the AOD. It is an object of the present invention to provide a method for measuring multiple simultaneous displacements using a lens array.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕マイクロレンズアレーを用いた多点同時変位測定
方法において、測定対象物に対向してマイクロレンズア
レーを配置し、音響光学偏向器をスキャナーとして用
い、コリメートされたレーザービームによりマイクロレ
ンズアレーを走査するようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides: [1] a multi-point simultaneous displacement measuring method using a micro-lens array, wherein a micro-lens array is arranged to face an object to be measured; Further, an acousto-optic deflector is used as a scanner, and a microlens array is scanned by a collimated laser beam.
【０００７】〔２〕上記〔１〕記載のマイクロレンズア
レーを用いた多点同時変位測定方法において、前記マイ
クロレンズアレーを圧電素子によって駆動することによ
り、変位量の拡大を行うようにしたものである。 〔３〕上記〔１〕記載のマイクロレンズアレーを用いた
多点同時変位測定方法において、前記音響光学偏向器へ
の制御電圧により変移させるようにしたものである。[2] In the method for measuring multiple displacements simultaneously using a microlens array according to the above [1], the displacement amount is enlarged by driving the microlens array by a piezoelectric element. is there. [3] The method for measuring multiple simultaneous displacements using a microlens array according to the above [1], wherein the displacement is made by a control voltage to the acousto-optic deflector.
【０００８】〔４〕上記〔１〕記載のマイクロレンズア
レーを用いた多点同時変位測定方法において、前記マイ
クロレンズアレーを駆動する制御電圧と、前記音響光学
偏向器への制御電圧とを同期させて印加することによ
り、前記音響光学偏向器の速い走査速度によって、測定
対象物の多点の相対位置や変形を、リアルタイムで測定
するようにしたものである。[4] In the multipoint simultaneous displacement measuring method using the microlens array according to [1], the control voltage for driving the microlens array and the control voltage for the acousto-optic deflector are synchronized. In this case, the relative positions and deformations of the measurement object at multiple points are measured in real time at a high scanning speed of the acousto-optic deflector.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例
を示すマイクロレンズアレーを用いた多点同時変位測定
システム構成図、図２はマイクロレンズアレーの焦点位
置を測定するためのシステムのフォーカスセンサーの動
作説明図、図３はそのフォーカスセンサーにおけるフォ
ーカス状態を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a multi-point simultaneous displacement measurement system using a microlens array showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of a focus sensor of a system for measuring the focal position of the microlens array. FIG. 4 is a diagram showing a focus state in the focus sensor.
【００１０】これらの図に示すように、このシステム
は、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光源（２５ｍＷ）１、ＡＯＤ
（音響光学偏向器）２、２分割光検出器１１，１２、圧
電素子ＰＺＴ１３、ＭＬＡ（マイクロレンズアレー）４
から構成される。ＡＯＤ２を通過したレーザー光は、θ
だけ偏向された後、レンズＬC ３により平行光となる。
さらに、ＭＬＡ４を透過後、測定対象物５表面上に収束
する。ここで、ＡＯＤ２への入力電圧Ｖi を制御するこ
とにより、測定対象物５表面上を走査させることができ
るようになっている。反射光はビームスプリッター６に
よりフォーカスセンサー（光検出器）７へと導かれる。
このフォーカスセンサー７は、図２に示すように、鏡８
と二組のレンズＬ1 ９，Ｌ2 １０、２分割光検出器Ｓ1
（Ａ，Ｂ）１１，Ｓ2 （Ｃ，Ｄ）１２の組み合わせから
なる。As shown in these figures, this system comprises a He-Ne laser light source (25 mW) 1, an AOD
(Acousto-optic deflector) 2, split photodetectors 11, 12, piezoelectric element PZT13, MLA (micro lens array) 4
Consists of The laser beam that has passed through AOD2 is θ
After being deflected by only Lc 3, the light becomes parallel light by the lens L C 3.
Further, after passing through the MLA 4, it converges on the surface of the measurement object 5. Here, by controlling the input voltage V i to the AOD 2, it is possible to scan on the surface of the measurement object 5. The reflected light is guided to a focus sensor (photodetector) 7 by a beam splitter 6.
The focus sensor 7 includes a mirror 8 as shown in FIG.
When two sets of the lens L 1 9, L 2 10,2 split photodetector S 1
It consists of a combination of (A, B) 11 and S 2 (C, D) 12.
【００１１】なお、光検出器７からの出力電圧Ｖo は、
マイクロコンピュータ２０に入力されるとともに、関数
発生器２１からの出力信号もマイクロコンピュータ２０
に入力される。また、関数発生器２１からの制御電圧Ｖ
i は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２に入力され、ＡＯ
Ｄ２が制御される。また、関数発生器２１からの制御電
圧Ｖpは増幅器２３で増幅されて、圧電素子ＰＺＴ１３
が駆動される。更に、フォーカスセンサー７からの出力
信号は、マイクロコンピュータ２０に入力される。[0011] It should be noted that the output voltage V o from the optical detector 7,
While being input to the microcomputer 20, the output signal from the function generator 21 is also output to the microcomputer 20.
Is input to Also, the control voltage V from the function generator 21
i is input to a VCO (voltage controlled oscillator) 22 and AO
D2 is controlled. The control voltage V p from the function generator 21 is amplified by the amplifier 23, the piezoelectric element PZT13
Is driven. Further, an output signal from the focus sensor 7 is input to the microcomputer 20.
【００１２】そして、ＡＯＤ２と圧電素子ＰＺＴ１３と
は関数発生器２１により同期をとって制御されることに
なる。図２において、フォーカスセンサー７へと導かれ
た反射光は、鏡８により一部偏向され、レンズＬ1 ９に
より２分割光検出器Ｓ1 １１上に集光させる。鏡８によ
る反射を免れた残りの光は直進し、レンズＬ2 １０によ
り２分割光検出器Ｓ2１２上に集光させる。The AOD 2 and the piezoelectric element PZT 13 are controlled by the function generator 21 in a synchronized manner. 2, reflected light is guided to the focus sensor 7 is deflected partially by a mirror 8, a lens L 1 9 is focused on the two-split photo detector S 1 11. The remaining light that has escaped the reflection by the mirror 8 travels straight, and is condensed by the lens L 2 10 on the split photodetector S 2 12.
【００１３】測定対象物５が、図１に示すように、Ｐ1
の位置にあったとし、マイクロレンズの焦点をＡ1 とす
る。焦点がＰ1 上にある時、図３に示すように、光線１
は２分割光検出器Ｓ1 １１，２分割光検出器Ｓ2 １２上
において、図３の『オン・フォーカス』のように、２分
割光検出器Ｓ1 ，Ｓ2 の中心位置にあり、その出力差
（光量差）は０とする。いま、測定対象物５が移動し、
図１に示すＰ2 又はＰ3の位置に来たものとする。する
と、反射光はそれぞれ、図３に示すように、光線２、あ
るいは光線３のように拡散または発散する。As shown in FIG. 1, the object 5 to be measured is P 1
And it was in position, the focal point of the microlens and A 1. When the focus is on P 1, as shown in FIG. 3, beam 1
In two-division photodetector S 1 11,2 photodetector S 2 12 on, as "on-focus" in FIG. 3, in the center position of the two-division photodetector S 1, S 2, that The output difference (light quantity difference) is set to 0. Now, the measuring object 5 moves,
And having come to the position of P 2 or P 3 shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3, the reflected light is diffused or diverged like a light ray 2 or a light ray 3, respectively.
【００１４】結果として、２分割光検出器上の光量は、
図３の『インサイド・オブ・フォーカス』又は『アウト
・オブ・フォーカス』のようになり、その光量差を用い
て、次式により焦点のずれを検知することができる。 Ｖo ＝〔（ＩA −ＩB ）＋（ＩC −ＩD ）〕／〔ＩA ＋
ＩB ＋ＩC ＋ＩD 〕 ここで、ＩA ，ＩB ，ＩC ，ＩD は、それぞれ光検出器
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射する光量である。As a result, the amount of light on the two-segment photodetector is
It becomes "inside of focus" or "out of focus" in FIG. 3, and the focus shift can be detected by the following equation using the light amount difference. V o = [(I A -I B) + ( I C -I D) ] / [I A +
I B + I C + I D] Here, I A, I B, I C, I D is the amount of light respectively incident light detectors A, B, C, and D.
【００１５】２点での測定を考えてみる。測定点は、図
１中Ａ1 、Ａ2 点の測定を考える。ＡＯＤ２の制御電圧
Ｖi 、ＭＬＡ４の移動を行うＰＺＴ１３の制御電圧
Ｖp 、光検出器の出力電圧Ｖo の関係の一例を図４に示
す。ＡＯＤ２の制御電圧Ｖi の駆動周波数をＰＺＴ１３
の制御電圧Ｖp の駆動周波数よりも高くすることによ
り、線形補間により、光検出器７の出力電圧Ｖo の変化
を得ることができる。Consider the measurement at two points. The measurement points are assumed to be measured at points A 1 and A 2 in FIG. FIG. 4 shows an example of the relationship between the control voltage V i of the AOD 2, the control voltage V p of the PZT 13 for moving the MLA 4, and the output voltage V o of the photodetector. The driving frequency of the control voltage V i of AOD2 PZT13
By higher than the driving frequency of the control voltage V p of the linear interpolation, it is possible to obtain a change in the output voltage V o of the photodetector 7.
【００１６】すなわち、Ｖo の包絡線はそれぞれＡ1 ，
Ａ2 点に対応する。焦点が測定対象物上にある時、Ｖp
＝０になる（その時のＶp をＶp0とする）。Ａ1 （ある
いはＡ2 ）の移動がない時、Ｖp0の時間的変化はない。
Ｖp0の変化からマイクロレンズアレーの制御を行ってい
る圧電素子の移動量が計算でき、従って、Ａ1 の移動量
（変位量）が測定できることになる。That is, the envelopes of V o are A 1 ,
A corresponds to 2 points. When the focus is on the object, V p
= 0 (V p at that time is V p0 ). When there is no movement of A 1 (or A 2 ), there is no temporal change in V p0 .
The amount of movement of the piezoelectric element that controls the microlens array can be calculated from the change in V p0 , and therefore, the amount of movement (displacement) of A 1 can be measured.
【００１７】ここで、部品についてその実施例を説明す
ると、ＡＯＤとしては、ＥＦＬＤ ２５０（松下電気産
業株式会社製）は、２．７°の最大回折角度、７５ＭＨ
ｚの音響中心周波数、３．５×３．５ｍｍ2 の開口径を
もつ。回折効率は９０％以上である。ほぼ３０ｍｍまで
の走査領域を得るために、ＡＯＤを、焦点距離７００ｍ
ｍ、半径１００ｍｍであるレンズＬの焦点に配置した。Here, the embodiment of the component will be described. As the AOD, EFLD 250 (manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.) has a maximum diffraction angle of 2.7 °, 75 MH
It has an acoustic center frequency of z and an aperture diameter of 3.5 × 3.5 mm 2 . The diffraction efficiency is 90% or more. To obtain a scan area of up to approximately 30 mm, the AOD is adjusted to a focal length of 700 m.
m, located at the focal point of a lens L having a radius of 100 mm.
【００１８】ＭＬＡについて説明すると、例えば、ＳＬ
Ａ−２０（日本板硝子株製）は、イオン−交換の技術で
作製した。図５はＭＬＡを示す図である。各マイクロレ
ンズは、０．６ｍｍ径、軸上の屈折率は、波長λ＝０．
６３３μｍに対して１．６０７３であり、屈折率勾配係
数Ａ1/2 は０．８６３７ｍｍ-1、更に各マイクロレンズ
のロッドの長さＤ1 は４．３ｍｍである。To explain MLA, for example, SL
A-20 (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) was produced by an ion-exchange technique. FIG. 5 is a diagram illustrating the MLA. Each microlens has a diameter of 0.6 mm and an on-axis refractive index of wavelength λ = 0.
It is 1.6073 for 633 μm, the refractive index gradient coefficient A 1/2 is 0.8637 mm −1 , and the length D 1 of each microlens rod is 4.3 mm.
【００１９】以下、測定例について述べる。本発明を適
用した測定例を図６、７、８に示す。図６は測定対象物
の表面の状態（反射、乱反射）による測定結果を示す図
であり、図６（ａ）は反射する表面の場合、図６（ｂ）
は乱反射する表面の場合を示しており、横軸はリニアゲ
ージにより測定された変位量（μｍ）、縦軸は本発明の
方法により測定された変位量（μｍ）を示している。Hereinafter, measurement examples will be described. 6, 7, and 8 show measurement examples to which the present invention is applied. 6A and 6B are diagrams showing measurement results based on the state (reflection and irregular reflection) of the surface of the measurement object. FIG. 6A shows the case of a reflecting surface, and FIG.
Indicates the case of a diffusely reflecting surface, the horizontal axis indicates the displacement (μm) measured by a linear gauge, and the vertical axis indicates the displacement (μm) measured by the method of the present invention.
【００２０】これらの図から明らかなように、図６
（ａ）と図６（ｂ）の両者とも相関係数は０．９９９以
上である。リニアゲージに対するばらつきの標準偏差
は、図６（ａ）で、０．２３μｍ、図６（ｂ）で０．８
１μｍである。図７は本発明の方法の再現性を示す図で
あり、図７（ａ）はＰＺＴ1 へ取り付けられるサンプル
（ゲージブロック）を示す図、図７（ｂ）は各点の変位
を示す図である。図７（ａ）において、ＰＺＴ３１へゲ
ージブロック３２が取り付けられている。As is apparent from these figures, FIG.
Both (a) and FIG. 6 (b) have a correlation coefficient of 0.999 or more. The standard deviation of the variation with respect to the linear gauge is 0.23 μm in FIG. 6A and 0.8 in FIG. 6B.
1 μm. FIG. 7 is a diagram showing the reproducibility of the method of the present invention, FIG. 7 (a) is a diagram showing a sample (gauge block) attached to PZT 1 , and FIG. 7 (b) is a diagram showing displacement of each point. is there. In FIG. 7A, a gauge block 32 is attached to a PZT 31.
【００２１】ここでは、測定対象物を、周波数１０Ｈ
ｚ、振幅１μｍで矩形波状に加振させ、その測定を行っ
た。測定対象物上約１０ｍｍ離れた２点（Ａ1 ，Ａ2 ）
で測定した。ＭＬＡ４の移動を行う圧電素子１３の制御
電圧Ｖp は２０Ｈｚ、ＡＯＤ２の制御電圧Ｖi は５００
Ｈｚである。１秒間測定（Ａ1 ，Ａ2 それぞれにつき時
間方向２０点の測定）を行っても、十分再現性が保たれ
ている。Here, the object to be measured is set to a frequency of 10H.
The sample was vibrated in the form of a rectangular wave at z and an amplitude of 1 μm, and the measurement was performed. Two points (A 1 , A 2 ) about 10 mm apart from the object to be measured
Was measured. Control voltage V i of the control voltage V p is 20Hz, AOD2 the piezoelectric element 13 for moving the MLA4 500
Hz. Even when measurement is performed for 1 second (measurement at 20 points in the time direction for each of A 1 and A 2 ), sufficient reproducibility is maintained.
【００２２】なお、Ａ1 については、１秒間で、最下点
（０μｍの位置）の標準偏差は０．１μｍ、最上点（１
μｍの位置）のそれは０．０９μｍである。Ａ2 に関し
ては、最上点、最下点ともに０．１μｍである。図８は
本発明の方法による多点同時測定方法の説明図であり、
図８（ａ）はＰＺＴ及び固定支持体に取り付けられるサ
ンプル（ゲージブロック）を示す図、図８（ｂ）は１０
点の傾き角を示す図である。For A 1 , the standard deviation of the lowest point (0 μm position) is 0.1 μm and the highest point (1
It is 0.09 μm. With respect to A 2, which is 0.1μm in both the uppermost point, the lowest point. FIG. 8 is an explanatory diagram of a multipoint simultaneous measurement method according to the method of the present invention.
FIG. 8A shows a sample (gauge block) attached to PZT and a fixed support, and FIG.
It is a figure showing the inclination angle of a point.
【００２３】図８（ａ）において、４１は固定支持体、
４２はＰＺＴ、４３はゲージブロックであり、例えば、
固定支持体４１とＰＺＴ４２の中心間長さＬ1 は、２５
ｍｍ、ゲージブロック４３の長さＬ2 は、３０ｍｍであ
る。図８（ａ）に示すように、３０ｍｍ長さのゲージブ
ロック４３の片方の端点を固定し、他の端点を１０μｍ
の移動幅で移動させた。測定は１０点で行っており、Ａ
ＯＤ入力電圧の周波数は５００Ｈｚ（１周期内１０ステ
ップ）、マイクロレンズアレーの移動電圧は２０Ｈｚで
ある。従って、１点につき２５点平均の測定となる。In FIG. 8A, reference numeral 41 denotes a fixed support,
42 is a PZT, 43 is a gauge block, for example,
The length L 1 between the centers of the fixed support 41 and the PZT 42 is 25
mm, the length L 2 of the gauge block 43 is 30 mm. As shown in FIG. 8A, one end point of the gauge block 43 having a length of 30 mm is fixed, and the other end point is set to 10 μm.
Was moved with the movement width of. The measurement is performed at 10 points.
The frequency of the OD input voltage is 500 Hz (10 steps in one cycle), and the moving voltage of the microlens array is 20 Hz. Therefore, the measurement is an average of 25 points per point.
【００２４】図８（ｂ）に示すように、ＰＺＴ４２の最
下点と最上点における測定結果を示す。傾き角は、理論
値の０．０２３°に対し、０．０２２°が得られた。本
発明にかかるマイクロレンズアレーを用いた多点同時変
位測定方法は、レーザーディスクの製作誤差管理（検
査）などに利用できる。レーザーディスクは高速で回転
して使用されるため、その製作誤差は厳しく管理されて
おり、現在、その測定には、本発明の測定方法の基本と
なっている合焦点検出式で製品検査されている。しかし
ながら、従来、１点測定であったため、多点同時検査は
行われておらず、本発明の多点同時変位測定方法を利用
すれば多点で同時に検査が可能となる。FIG. 8B shows the measurement results at the lowest point and the highest point of PZT42. The tilt angle was 0.022 °, compared to the theoretical value of 0.023 °. The multi-point simultaneous displacement measurement method using the microlens array according to the present invention can be used for management (inspection) of manufacturing error of a laser disk and the like. Laser discs are rotated at high speeds, so the manufacturing errors are strictly controlled.Currently, the measurement is performed by a product inspection using the focus detection method, which is the basis of the measurement method of the present invention. I have. However, conventionally, since the measurement was performed at one point, the simultaneous inspection at multiple points has not been performed. If the simultaneous displacement measurement method of multiple points of the present invention is used, the inspection can be performed at multiple points at the same time.
【００２５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （Ａ）音響光学偏向器のもつ非常に速い走査速度によっ
て、試料の多点の相対位置や動的・静的変形が、ほぼリ
アルタイムで測定できる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) Due to the extremely high scanning speed of the acousto-optic deflector, the relative positions of the sample and the dynamic and static deformation can be measured almost in real time.
【００２７】（Ｂ）リアルタイムで多点位置を測定し、
または変形を測定するために、顕微鏡の対物レンズの代
わりにマイクロレンズアレー（ＭＬＡ）を用い、音響光
学偏向器をスキャナーとして用いて、コリメートされた
レーザービームにＭＬＡを走査させることができる。(B) Measuring multipoint positions in real time,
Alternatively, to measure the deformation, a collimated laser beam can be scanned by a microlens array (MLA) instead of a microscope objective lens, using an acousto-optic deflector as a scanner.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の実施例を示すマイクロレンズアレーを
用いた多点同時変位測定システム構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a multipoint simultaneous displacement measurement system using a microlens array showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例を示すマイクロレンズアレーの
焦点位置を測定するためのシステムにおけるフォーカス
センサー（光検出器）の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of a focus sensor (photodetector) in a system for measuring a focal position of a microlens array according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例を示す多点同時変位測定システ
ムにおけるフォーカス状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a focus state in the multi-point simultaneous displacement measurement system according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例を示すＡＯＤの制御電圧Ｖi 、
ＭＬＡの移動を行うＰＺＴの制御電圧Ｖp 、光検出器の
出力電圧Ｖo の関係の一例を示す図である。FIG. 4 shows an AOD control voltage V i ,
Control voltage V p of PZT for moving the MLA, is a diagram showing an example of the relationship between the output voltage V o of the photodetector.
【図５】本発明の実施例を示すマイクロレンズアレーを
示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a microlens array according to an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例を示す測定対象物の表面の状態
（反射、乱反射）による測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a measurement result based on a surface state (reflection, irregular reflection) of a measurement object according to an embodiment of the present invention.
【図７】本発明の方法の再現性を示す図である。FIG. 7 shows the reproducibility of the method of the present invention.
【図８】本発明の方法による多点同時測定方法の説明図
である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a multi-point simultaneous measurement method according to the method of the present invention.
１ Ｈｅ−Ｎｅレーザー光源（２５ｍＷ） ２ ＡＯＤ（音響光学偏向器） ３ レンズＬC ４ ＭＬＡ（マイクロレンズアレー） ５ 測定対象物 ６ ビームスプリッター ７ フォーカスセンサー（光検出器） ８ 鏡 ９ レンズＬ1 １０ レンズＬ2 １１ ２分割光検出器Ｓ1 １２ ２分割光検出器Ｓ2 １３，３１，４２ ＰＺＴ（圧電素子） ２０ マイクロコンピュータ ２１ 関数発生器 ２２ ＶＣＯ（電圧制御発振器） ２３ 増幅器 ３２，４３ ゲージブロック ４１ 固定支持体1 the He-Ne laser light source (25 mW) 2 AOD (acoustooptic deflector) 3 lens L C 4 MLA (micro lens array) 5 measurement object 6 beamsplitter 7 focus sensor (photodetector) 8 mirror 9 lens L 1 10 Lens L 2 11 2-split photodetector S 1 12 2-split photodetector S 2 13,31,42 PZT (piezoelectric element) 20 Microcomputer 21 Function generator 22 VCO (Voltage-controlled oscillator) 23 Amplifier 32,43 Gauge block 41 Fixed support
Claims (4)
レーを配置し、音響光学偏向器をスキャナーとして用い
て、コリメートされたレーザービームにより前記マイク
ロレンズアレーを走査することを特徴とするマイクロレ
ンズアレーを用いた多点同時変位測定方法。1. A microlens array, wherein a microlens array is arranged to face an object to be measured, and the microlens array is scanned by a collimated laser beam using an acousto-optic deflector as a scanner. Multi-point simultaneous displacement measurement method using
用いた多点同時変位測定方法において、前記マイクロレ
ンズアレーを圧電素子によって駆動することにより、変
位量の拡大を可能にするようにしたことを特徴とするマ
イクロレンズアレーを用いた多点同時変位測定方法。2. A multi-point simultaneous displacement measuring method using a micro-lens array according to claim 1, wherein the micro-lens array is driven by a piezoelectric element so that the displacement can be increased. A multi-point simultaneous displacement measurement method using a characteristic microlens array.
用いた多点同時変位測定方法において、前記音響光学偏
向器への制御電圧により変移させることを特徴とするマ
イクロレンズアレーを用いた多点同時変位測定方法。3. A multi-point simultaneous displacement measuring method using a micro-lens array according to claim 1, wherein the displacement is performed by a control voltage to the acousto-optic deflector. Displacement measurement method.
用いた多点同時変位測定方法において、前記マイクロレ
ンズアレーを駆動する制御電圧と、前記音響光学偏向器
への制御電圧とを同期させて印加することにより、前記
音響光学偏向器の速い走査速度によって、測定対象物の
多点の相対位置や変形を、リアルタイムで測定すること
を特徴とするマイクロレンズアレーを用いた多点同時変
位測定方法。4. A multi-point simultaneous displacement measuring method using a micro lens array according to claim 1, wherein a control voltage for driving said micro lens array and a control voltage for said acousto-optic deflector are applied in synchronization. A multi-point simultaneous displacement measuring method using a micro-lens array, wherein a relative position and a deformation of the multi-point of the object to be measured are measured in real time at a high scanning speed of the acousto-optic deflector.
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-
1997
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