JP2011220979A - Aberration measurement apparatus and aberration measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、収差測定装置及び収差測定方法に関する。 The present invention relates to an aberration measuring apparatus and an aberration measuring method.
結像光学系の波面収差を測定する際に、波面を分割し、分割された各部分を集光素子によりスポットとして結像させ、検出したスポット位置の変化量から波面収差を測定する方式の波面収差測定装置が使用されている。その代表的なものは、シャックハルトマン(Shack Hartmann)方式の収差測定装置である。シャックハルトマン方式の収差測定装置は、例えばレンズアレイにより形成された複数の光スポットを検出し、検出結果に基づいて光学系の収差を検出する。光スポットの検出には、例えばCCDカメラなどの二次元受光素子が設けられた撮像装置が用いられる。 When measuring wavefront aberration of the imaging optical system, the wavefront is divided, the divided parts are imaged as spots by the condensing element, and the wavefront aberration is measured from the amount of change in the detected spot position. An aberration measuring device is used. A typical example is a Shack Hartmann type aberration measuring apparatus. The Shack-Hartmann aberration measurement apparatus detects a plurality of light spots formed by, for example, a lens array, and detects aberrations of the optical system based on the detection result. For the detection of the light spot, for example, an imaging apparatus provided with a two-dimensional light receiving element such as a CCD camera is used.
しかしながら、上記構成の収差測定装置による測定精度は、二次元受光素子の受光精度に依存するため、高い精度で収差を測定する場合には、例えば画素ピッチのより細かい二次元受光素子が必要になる。画素ピッチの細かさには限界があるため、より精度の高い測定を実現する際に問題となる。 However, since the measurement accuracy of the aberration measuring apparatus having the above configuration depends on the light reception accuracy of the two-dimensional light receiving element, a two-dimensional light receiving element with a finer pixel pitch is required, for example, when measuring aberration with high accuracy. . Since there is a limit to the fineness of the pixel pitch, it becomes a problem when realizing more accurate measurement.
以上のような事情に鑑み、本発明は、より精度の高い検出が可能な収差測定装置及び収差測定方法を提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide an aberration measuring apparatus and an aberration measuring method capable of detecting with higher accuracy.
本発明の第1の態様に従えば、光学系の収差を測定する収差測定装置であって、光学系を介した光の波面を分割して各々集光し所定面上に複数の光スポットを形成する集光光学系と、複数の光スポットを検出する撮像装置を有し、該撮像装置の検出結果に基づいて光学系の収差を算出する検出部と、複数の光スポットと撮像装置の撮像部との相対移動を行う駆動部と、を備え、検出部は、駆動部による相対移動の前後における撮像装置の各検出結果に基づいて光学系の収差を算出する収差測定装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an aberration measuring apparatus for measuring an aberration of an optical system, in which a wavefront of light passing through the optical system is divided and condensed to form a plurality of light spots on a predetermined surface. A condensing optical system to be formed, an imaging device that detects a plurality of light spots, a detection unit that calculates aberrations of the optical system based on a detection result of the imaging device, and imaging of the plurality of light spots and the imaging device And an aberration measuring device that calculates the aberration of the optical system based on each detection result of the imaging device before and after the relative movement by the driving unit.
本発明の第2の態様に従えば、光学系の収差を測定する収差測定方法であって、光学系を介した光の波面を分割して各々集光し所定面上に複数の光スポットを形成するスポット形成工程と、複数の光スポットを撮像装置によって検出し、該撮像装置の検出結果に基づいて光学系の収差を算出する検出工程と、複数の光スポットと撮像装置の撮像部との相対移動を行う移動工程とを含み、検出工程は、移動工程による相対移動の前後における撮像装置の各検出結果に基づいて光学系の収差を算出する収差測定方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an aberration measuring method for measuring aberrations of an optical system, in which a wavefront of light passing through the optical system is divided and condensed to form a plurality of light spots on a predetermined surface. A spot forming step to be formed; a detection step of detecting a plurality of light spots by an imaging device; and calculating aberrations of the optical system based on a detection result of the imaging device; An aberration measuring method for calculating the aberration of the optical system based on each detection result of the imaging device before and after the relative movement by the moving step.
本発明によれば、より精度の高い検出が可能となる。 According to the present invention, detection with higher accuracy is possible.
[第1実施形態]
図1は、本実施形態に係る収差測定装置の構成を示す図である。
図1に示すように、収差測定装置11は、測定対象となる光学系12の収差を測定する。収差測定装置11は、光源装置IL、基材Rt、集光光学系13、撮像装置17、駆動装置ACT及び制御装置CONTを有している。測定対象である光学系12は、例えば基材Rtと集光光学系13との間に配置される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an aberration measuring apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
以下、XYZ直交座標系を用いて収差測定装置11の構成を説明する。本実施形態では、光源装置ILから射出された光の進行方向をZ軸方向とする。また、当該Z方向と垂直な平面上において、直交する2つの方向をそれぞれX軸方向及びY軸方向とする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの方向をそれぞれθX、θY及びθZと表記することがある。
Hereinafter, the configuration of the
光源装置ILは、例えば基材Rtに対して平行光を射出する。基材Rtは、ピンホールPHを有している。ピンホールPHに対して例えば−Z側から入射した光は、当該ピンホールPHの+Z側から球面波SWとして射出されるようになっている。 For example, the light source device IL emits parallel light to the base material Rt. The base material Rt has a pinhole PH. For example, light incident on the pinhole PH from the −Z side is emitted as a spherical wave SW from the + Z side of the pinhole PH.
集光光学系13は、例えばコリメータレンズ14及びマイクロンレンズアレイ15を有している。コリメータレンズ14は、光学系12から射出された球面波SWを平行光PBに変換する。マイクロンレンズアレイ15は、複数のレンズレット16を有している。マイクロンレンズアレイ15は、レンズレット16毎に平行光PBの波面を分割する。レンズレット16は、XY平面上に例えばマトリクス状に配置されている。各レンズレット16は、分割された平行光PBを撮像装置17の−Z側の面(スポット形成面17b)に集光し、当該スポット形成面17bに光スポットSPを形成する。
The condensing
撮像装置17は、レンズレット16によって形成された光スポットSPを検出する。撮像装置17としては、例えばCCDカメラなどの二次元受光素子17aが用いられる。二次元受光素子17aは、複数の画素PXを有している。複数の画素PXは、例えばXY平面上にマトリクス状に配置されている。複数の画素PXは、例えばX方向及びY方向に所定のピッチt1で配置されている。
The
図1においては、レンズレット16に対応する数だけ画素PXが配置されている例が示されているが、実際には1つのレンズレット16に対して複数の画素PXが配置されている。このため、1つのレンズレット16によって形成される光スポットSPは複数の画素PXによって受光され、スポットの重心が求められる構成となっている。撮像装置17による撮像結果は、例えば制御装置CONTに送信されるようになっている。
In FIG. 1, an example in which the number of pixels PX corresponding to the
駆動装置ACTは、例えば基材RtをX方向、Y方向及びZ方向に駆動する不図示のアクチュエータを有する。駆動装置ACTは、例えば制御装置CONTによって基材Rtの駆動量が調整されるようになっている。 The drive device ACT includes an actuator (not shown) that drives the base material Rt in the X direction, the Y direction, and the Z direction, for example. In the drive device ACT, for example, the drive amount of the base material Rt is adjusted by the control device CONT.
上記のように構成された収差測定装置11の測定原理を説明する。
図2(a)に示すように、光学系12に収差が存在しない場合には、レンズレット16に入射する平行光PBは、平行な波面WFpnを有する。このため、レンズレット16の各マイクロンレンズアレイ15による光スポットSPは、各マイクロンレンズアレイ15の光軸Axn上に結像される。
The measurement principle of the
As shown in FIG. 2A, when there is no aberration in the
一方、図2(b)に示すように、光学系12に収差が存在する場合には、マイクロンレンズアレイ15に入射する平行光PBは、波面収差に応じて歪んだ波面WFpaを有する。このため、平行光PBは、マイクロンレンズアレイ15毎に、それぞれ異なる波面WFpaの傾きAxpを持つことになる。そして、各マイクロンレンズアレイ15による光スポットSPは、レンズレット16毎にその光軸Axnから前記波面WFpaの傾き量に応じて横ずれした位置に結像することになる。このように、マイクロンレンズアレイ15毎の光束の結像位置の横ずれ量から、波面WFpaの傾きAxpを求めることにより、光学系12の収差を波面収差として測定することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when there is an aberration in the
次に、上記の収差測定装置11の動作を説明する。図3Aは、収差測定装置11の動作を示すフローチャートである。以下、図3Aを参照しつつ説明する。
まず、光源装置ILから基材RtのピンホールPHに光を照射する。この光は、ピンホールPHを通過して球面波SWとなる。球面波SWは、−Z面側から光学系12に照射される(照射工程:ST01)。光学系12に照射された球面波SWは、当該光学系12の+Z面側から射出される。射出された球面波SWは、光学系12によって結像された後、コリメータレンズ14により平行光PBに変換される。
Next, the operation of the
First, light is irradiated from the light source device IL to the pinhole PH of the base material Rt. This light passes through the pinhole PH and becomes a spherical wave SW. The spherical wave SW is irradiated onto the
この平行光PBは、多数のマイクロンレンズアレイ15が2次元的に配置されたレンズレット16に入射する。平行光PBは、レンズレット16によって波面が分割され、撮像装置17のスポット形成面17bで結像する。このため、スポット形成面17bには、分割光の光スポットSPが形成される(スポット形成工程:ST02)。なお、本実施形態では、複数の画素PXを跨ぐように1つの光スポットSPが配置される。
The parallel light PB is incident on a
次に、撮像装置17のスポット形成面17bに形成される複数の光スポットSPと、撮像装置17の複数の画素PXとを相対移動させる(移動工程:ST03)。この移動工程は、複数の画素PXと、複数の光スポットSPの重心との、XY平面上における位置関係が変化する前後の状態をそれぞれ形成するために行う。ここでは、移動工程前において光スポットSPの重心及び画素PXの両者の位置関係が成立している状態を第一状態とし、移動工程後において当該両者の位置関係が成立している状態を第二状態とする。この2つの状態を形成するため、本実施形態では、移動工程として、制御装置CONTが例えば撮像装置17の位置を固定させておき、基材RtをX方向及びY方向のうち少なくとも一方に移動させることとする。
Next, the plurality of light spots SP formed on the
図3Bは、移動工程の前後の様子を示す図である。
移動工程の前の第一状態においては、例えば撮像装置17のスポット形成面17bのうち所定の位置に光スポットSP1が形成されている(図中一点鎖線で示す)。図3Bでは、例えば各画素PXの中央部に各光スポットSP1が形成されている。
FIG. 3B is a diagram illustrating a state before and after the moving process.
In the first state before the moving process, for example, a light spot SP1 is formed at a predetermined position on the
この第一状態から、制御装置CONTは、基材Rtを−X方向に移動させる。この移動により、点光源であるピンホールPHが−X方向に移動し、これに伴って光スポットSPが移動する。複数の光スポットSPが移動し、複数の画素PXの位置が固定されているため、複数の画素PX上の複数の光スポットの形成される位置がスポット形成面17bに沿って移動する。例えば、図3Bでは、第一状態の光スポットSP1の形成される位置に対して所定の距離t2だけXY平面に沿ってずれることになる。この結果、各画素PXの−X側端部に光スポットSP2が形成された第二状態となる。
From this first state, the control device CONT moves the base material Rt in the −X direction. By this movement, the pinhole PH as a point light source moves in the −X direction, and the light spot SP moves accordingly. Since the plurality of light spots SP move and the positions of the plurality of pixels PX are fixed, the positions at which the plurality of light spots are formed on the plurality of pixels PX move along the
移動工程の前後においては、複数の画素PXの位置と、光スポットSPとのXY平面上の位置関係が異なった状態となる。つまり、本実施形態の例において、第一状態は、各光スポットSP1の重心が複数の画素PXのうち1つの画素PXの中央部に一致するようにそれぞれ形成された状態である。第二状態は、各光スポットSP2の重心が複数の画素PXのうち1つの画素PXの端部に一致するようにそれぞれ形成された状態である。このように、第一状態から複数の画素PXと複数の光スポットSPとの間で相対移動が行われることにより、第二状態となる。 Before and after the moving process, the positional relationship on the XY plane between the positions of the plurality of pixels PX and the light spot SP is different. That is, in the example of the present embodiment, the first state is a state in which the center of gravity of each light spot SP1 is formed so as to coincide with the center of one pixel PX among the plurality of pixels PX. The second state is a state in which the center of gravity of each light spot SP2 is formed so as to coincide with the end of one pixel PX among the plurality of pixels PX. Thus, the second state is achieved by performing relative movement between the plurality of pixels PX and the plurality of light spots SP from the first state.
本実施形態においては、制御装置CONTは、移動工程による相対移動の前後において、撮像装置17によって光スポットSPを検出する。つまり、第一状態及び第二状態のそれぞれにおいて、撮像装置17を用いて光スポットSPを検出する。制御装置CONTは、この第一状態及び第二状態の検出結果に基づいて光スポットSPの配列状態を検出し、当該検出結果に基づいて光学系の収差を算出する(検出工程:ST04)。
In the present embodiment, the control device CONT detects the light spot SP by the
なお、上記移動工程において、制御装置CONTは、複数の光スポットSPの移動量t2が複数の画素PXのピッチt1よりも小さくなるように、基材Rtの駆動量を調整する。つまり、制御装置CONTは、複数の画素PXのピッチt1より細かい精度で、相対移動後の光スポットSPの重心の位置決めを行うことになる。この動作により、各光スポットSPの重心の強度プロファイルが画素ピッチよりも細かいピッチで検出されることになる。また、上記移動工程において相対移動を複数回行うこととし、検出工程では、複数回の相対移動の前後における撮像装置17の各検出結果を用いて光学系12の収差を算出するようにしても構わない。これにより、検出精度がより向上することになる。
In the moving step, the control device CONT adjusts the driving amount of the base material Rt so that the moving amounts t2 of the plurality of light spots SP are smaller than the pitch t1 of the plurality of pixels PX. That is, the control device CONT positions the center of gravity of the light spot SP after the relative movement with an accuracy finer than the pitch t1 of the plurality of pixels PX. By this operation, the intensity profile of the center of gravity of each light spot SP is detected at a pitch finer than the pixel pitch. Further, the relative movement is performed a plurality of times in the moving step, and the aberration of the
以上のように、本実施形態によれば、光学系12の収差を測定する収差測定装置11であって、光学系12を介した光の波面を分割して各々集光しスポット形成面17b上に複数の光スポットSPを形成する集光光学系13と、複数の光スポットSPを検出する撮像装置17とを有し、該撮像装置17の検出結果に基づいて光学系12の収差を算出する制御装置CONTと、複数の光スポットSPと撮像装置17の二次元受光素子17aとの相対移動を行う駆動装置ACTと、を備え、制御装置CONTは、駆動装置ACTによる相対移動の前後における撮像装置17の各検出結果に基づいて光学系12の収差を算出することとしたので、二次元受光素子17aの精度を超えて、より高精度の検出が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る収差測定装置を説明する。本実施形態では、第1実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態では、光スポットと画素との間の相対移動を行わせる構成が第1実施形態とは異なっているため、当該相違点に係る構成を中心に説明する。
[Second Embodiment]
Next, an aberration measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. In the present embodiment, since the configuration for performing relative movement between the light spot and the pixel is different from that in the first embodiment, the configuration related to the difference will be mainly described.
図4は、本実施形態に係る収差測定装置211の構成を示す図である。
図4に示すように、収差測定装置211は、基材Rtと光学系12との間に平行平板PRが配置されている。平行平板PRは、ピンホールPHから射出された球面波SWに対して所定の屈折率を有する材料によって形成されている。球面波SWは、ピンホールPHから射出され、当該平行平板PRを介して光学系12に入射するようになっている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
As shown in FIG. 4, in the
駆動装置ACTは、基材Rtではなく平行平板PRを駆動する。駆動装置ACTは、平行平板PRが例えばθX方向又はθY方向に回動するように当該平行平板PRを駆動する。平行平板PRの回動により、光学系12に対する球面波SWの入射角度及び入射範囲が変化するようになっている。
なお、上記の構成以外については、第1実施形態とほぼ同一の構成になっている。
The driving device ACT drives the parallel plate PR instead of the base material Rt. The driving device ACT drives the parallel plate PR so that the parallel plate PR rotates in the θX direction or the θY direction, for example. The incident angle and the incident range of the spherical wave SW with respect to the
Except for the configuration described above, the configuration is almost the same as that of the first embodiment.
次に、本実施形態に係る収差測定装置211の動作を説明する。
まず、制御装置CONTは、光源装置ILから基材Rtへ光を照射する。ピンホールPHを介した光は、球面波SWとなって平行平板PRに入射される。このときの平行平板PRは、例えば図4において一点鎖線で示されるように、XY平面に平行に配置されている。平行平板PRに入射された球面波SWは、光学系12に照射される(照射工程)。光学系12に照射された球面波SWは、コリメータレンズ14及びマイクロンレンズアレイ15を介して、レンズレット16から分割光として射出され、撮像装置17のスポット形成面17bに複数の光スポットSP1が形成される(スポット形成工程)。
Next, the operation of the
First, the control device CONT irradiates light from the light source device IL to the base material Rt. The light passing through the pinhole PH becomes a spherical wave SW and enters the parallel plate PR. The parallel flat plate PR at this time is arranged in parallel to the XY plane, for example, as shown by a one-dot chain line in FIG. The spherical wave SW incident on the parallel plate PR is irradiated to the optical system 12 (irradiation process). The spherical wave SW irradiated to the
次に、制御装置CONTは、複数の光スポットSP1と複数の画素PXとの間の相対移動を行わせる(移動工程)。相対移動の考え方については、第1実施形態と同様である。すなわち、複数の光スポットSPの重心と複数の画素PXとの間の位置関係が異なる2つの状態(第一状態及び第二状態)が形成されるように行うものである。また、移動工程の前の状態が第一状態であり、移動工程後の状態が第二状態である。 Next, the control device CONT performs relative movement between the plurality of light spots SP1 and the plurality of pixels PX (movement process). The concept of relative movement is the same as in the first embodiment. That is, two states (first state and second state) in which the positional relationship between the centers of gravity of the plurality of light spots SP and the plurality of pixels PX are different are formed. The state before the moving process is the first state, and the state after the moving process is the second state.
移動工程では、制御装置CONTは、駆動装置ACTを作動させて平行平板PRをθX方向及びθY方向のうち少なくとも一方に回動させる。当該平行平板PRの回動により、光学系12に対する球面波SWの入射角度及び入射範囲が変化する。このため、光学系12から射出された球面波SWが、第一状態における光路とは異なる光路を辿ってコリメータレンズ14、レンズレット16を経由して光スポットSP2が形成される。このようにして、第二状態が形成される。第二状態の光スポットSP2は、第一状態の光スポットSP1に対してずれた位置に形成されることになる。
In the moving process, the control device CONT operates the drive device ACT to rotate the parallel plate PR in at least one of the θX direction and the θY direction. By the rotation of the parallel plate PR, the incident angle and the incident range of the spherical wave SW with respect to the
制御装置CONTは、第1実施形態と同様、移動工程による相対移動の前後において、撮像装置17によって光スポットSPを検出する。つまり、第一状態及び第二状態のそれぞれにおいて、撮像装置17を用いて光スポットSPの重心を検出する。制御装置CONTは、この第一状態及び第二状態の検出結果に基づいて光スポットSPの配列状態を検出し、当該検出結果に基づいて光学系の収差を算出する(検出工程)。なお、本実施形態においても、検出精度を高めるため、移動工程における複数の光スポットSPの重心の移動量が複数の画素PXのピッチt1よりも小さくなるように平行平板PRの回動角度を調整することが好ましい。
As in the first embodiment, the control device CONT detects the light spot SP by the
以上のように、本実施形態によれば、光を透過させて光学系12に照射する平行平板PRを有し、駆動装置が平行平板PRによる光の照射角度を変化させることで相対移動を行うようにしたので、光源装置IL及び基材Rtの位置を変えないままで、相対移動を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the parallel plate PR that transmits light and irradiates the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る収差測定装置を説明する。本実施形態では、第1実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態では、光スポットと画素との間の相対移動を行わせる構成が第1実施形態とは異なっているため、当該相違点に係る構成を中心に説明する。
[Third Embodiment]
Next, an aberration measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. In the present embodiment, since the configuration for performing relative movement between the light spot and the pixel is different from that in the first embodiment, the configuration related to the difference will be mainly described.
図5は、本実施形態に係る収差測定装置311の構成を示す図である。
図5に示すように、収差測定装置311は、光源装置ILからの球面波SWが光反射部材MRによって反射されて光学系12に照射されるようになっている。駆動装置ACTは、光反射部材MRを駆動する。駆動装置ACTは、光反射部材MRが例えばθX方向又はθY方向に回動するように当該光反射部材MRを駆動する。光反射部材MRの回動により、光学系12に対する球面波SWの入射角度及び入射範囲が変化するようになっている。なお、上記の構成以外については、第1実施形態とほぼ同一の構成になっている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
As shown in FIG. 5, the
次に、本実施形態に係る収差測定装置311の動作を説明する。
制御装置CONTは、光源装置ILから光反射部材MRへ光を照射する。この球面波SWは、光反射部材MRで反射され、光学系12に照射される(照射工程)。光学系12に照射された球面波SWは、コリメータレンズ14及びマイクロンレンズアレイ15を介して、レンズレット16から分割光として射出され、撮像装置17のスポット形成面17bに複数の光スポットSP1が形成される(スポット形成工程)。
Next, the operation of the
The control device CONT irradiates light from the light source device IL to the light reflecting member MR. The spherical wave SW is reflected by the light reflecting member MR and irradiated onto the optical system 12 (irradiation process). The spherical wave SW irradiated to the
次に、制御装置CONTは、複数の光スポットSP1と複数の画素PXとの間の相対移動を行わせる(移動工程)。相対移動の考え方については、第1実施形態と同様である。移動工程では、制御装置CONTは、駆動装置ACTを作動させて光反射部材MRをθX方向及びθY方向のうち少なくとも一方に回動させる。 Next, the control device CONT performs relative movement between the plurality of light spots SP1 and the plurality of pixels PX (movement process). The concept of relative movement is the same as in the first embodiment. In the moving process, the control device CONT operates the drive device ACT to rotate the light reflecting member MR in at least one of the θX direction and the θY direction.
光反射部材MRの回動により、光学系12に対する球面波SWの入射角度及び入射範囲が変化する。このため、光学系12から射出された球面波SWが、第一状態における光路とは異なる光路を辿ってコリメータレンズ14、レンズレット16を経由して光スポットSP2が形成される。このようにして、第二状態が形成される。第二状態の光スポットSP2は、第一状態の光スポットSP1に対してずれた位置に形成されることになる。
By the rotation of the light reflecting member MR, the incident angle and the incident range of the spherical wave SW with respect to the
制御装置CONTは、第1実施形態と同様、移動工程による相対移動の前後において、撮像装置17によって光スポットSPの重心を検出し、上記実施形態と同様、第一状態及び第二状態の検出結果に基づいて光スポットSPの重心の配列状態を検出し、当該検出結果に基づいて光学系の収差を算出する(検出工程)。なお、本実施形態においても、検出精度を高めるため、移動工程における複数の光スポットSPの移動量が複数の画素PXのピッチt1よりも小さくなるように平行平板PRの回動角度を調整することが好ましい。
The control device CONT detects the center of gravity of the light spot SP by the
以上のように、本実施形態によれば、光源からの光を反射する光反射部材MRを有し、駆動装置が光反射部材MRを介して光学系12に照射される光の照射角度を変化させることで相対移動を行うようにしたので、上記実施形態と同様、二次元受光素子17aの精度を超えて、より高精度の検出が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the light reflection member MR that reflects the light from the light source is provided, and the driving device changes the irradiation angle of the light that is applied to the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る収差測定装置を説明する。本実施形態では、第1実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態では、駆動装置の駆動対象が第1実施形態とは異なっているため、当該相違点に係る構成を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, an aberration measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. In the present embodiment, the drive target of the drive device is different from that of the first embodiment, and therefore, the configuration related to the difference will be mainly described.
図6は、本実施形態に係る収差測定装置411の構成を示す図である。
図6に示すように、収差測定装置411は、駆動装置ACTの駆動対象が基材Rtではなく撮像装置17である点で、第1実施形態とは異なっている。それ以外の構成については、第1実施形態とほぼ同一の構成になっている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the
As shown in FIG. 6, the
本実施形態に係る収差測定装置411の動作については、照射工程、スポット形成工程については、第1実施形態と同様である。
移動工程において相対移動を行う場合、制御装置CONTは、撮像装置17をX方向及びY方向のうち少なくとも一方向に移動させる。この移動により、複数の光スポットSPと複数の画素PXとの間の位置関係が異なる2つの状態(第一状態及び第二状態)を形成することができる。
About the operation | movement of the
When performing relative movement in the movement process, the control device CONT moves the
この場合、光スポットSPの形成される位置は固定されたまま、複数の画素PXの位置が移動することになる。また、検出工程については、第1実施形態と同様の工程で行うことができる。このように、複数の光スポットSPではなく複数の画素PXを移動させた場合であっても、相対移動が可能である。 In this case, the position of the plurality of pixels PX moves while the position where the light spot SP is formed is fixed. Moreover, about a detection process, it can carry out by the process similar to 1st Embodiment. As described above, even when the plurality of pixels PX are moved instead of the plurality of light spots SP, relative movement is possible.
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記第一実施形態では、基材RtをX方向及びY方向のうち少なくとも一方に移動させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば基材RtをZ方向に移動させても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the first embodiment, the configuration in which the base material Rt is moved in at least one of the X direction and the Y direction has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the base material Rt is set in the Z direction. It may be moved to.
この場合、レンズレット16に対して入射する平行光PBの波面にパワー成分が重畳される。例えば凸のパワー成分が重畳される場合、各レンズレット16が形成する光スポットSP2は、第一状態の光スポットSP1に対して収差測定装置11及び光学系12を含む全光学系の光軸に対して放射状に広がるように形成される。
In this case, the power component is superimposed on the wavefront of the parallel light PB incident on the
また、例えば凹のパワー成分が重畳される場合、各レンズレット16が形成する光スポットSP2は、第一状態の光スポットSP1に対して収差測定装置11及び光学系12を含む全光学系の光軸に集まるように形成される。このように、基材RtをZ方向に移動させることにより、複数の光スポットSPと複数の画素PXとの間で相対移動を行わせることができる。
Further, for example, when a concave power component is superimposed, the light spot SP2 formed by each
IL…光源装置 Rt…基材 ACT…駆動装置 SW…球面波 PB…平行光 SP、SP1、SP2…光スポット PX…画素 PR…平行平板 MR…光反射部材 11、211、311、411…収差測定装置 12…光学系 13…集光光学系 17…撮像装置 17a…二次元受光素子 17b…スポット形成面 CONT…制御装置
IL ... Light source device Rt ... Base material ACT ... Drive device SW ... Spherical wave PB ... Parallel light SP, SP1, SP2 ... Light spot PX ... Pixel PR ... Parallel plate MR ...
Claims (16)
前記光学系を介した光の波面を分割して各々集光し所定面上に複数の光スポットを形成する集光光学系と、
複数の前記光スポットを検出する撮像装置を有し、該撮像装置の検出結果に基づいて前記光学系の収差を算出する検出部と、
複数の前記光スポットと前記撮像装置の撮像部との相対移動を行う駆動部と、
を備え、
前記検出部は、前記駆動部による前記相対移動の前後における前記撮像装置の各検出結果に基づいて前記光学系の収差を算出する
収差測定装置。 An aberration measuring device for measuring aberration of an optical system,
A condensing optical system that divides the wavefront of the light through the optical system and condenses each to form a plurality of light spots on a predetermined surface;
A detector that detects a plurality of the light spots, and calculates an aberration of the optical system based on a detection result of the imaging device;
A driving unit that performs relative movement between the plurality of light spots and the imaging unit of the imaging device;
With
The detection unit calculates an aberration of the optical system based on each detection result of the imaging device before and after the relative movement by the driving unit.
請求項1に記載の収差測定装置。 The drive unit performs the relative movement such that a plurality of the light spots and the imaging unit are relatively moved by a distance smaller than an arrangement pitch of the pixels with respect to an arrangement direction of the plurality of pixels of the imaging unit. 2. The aberration measuring apparatus according to 1.
前記検出部は、複数回の前記相対移動後における前記撮像装置の各検出結果を用いて前記光学系の収差を算出する
請求項1又は請求項2に記載の収差測定装置。 The drive unit performs the relative movement a plurality of times,
The aberration measurement device according to claim 1, wherein the detection unit calculates an aberration of the optical system using each detection result of the imaging device after a plurality of relative movements.
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の収差測定装置。 The detection unit calculates an arrangement state of the plurality of light spots based on detection results of the imaging apparatus before and after the relative movement, and calculates aberrations of the optical system based on the arrangement state. The aberration measuring device according to any one of claims 1 to 3.
前記駆動部は、前記光の進行方向に直交する方向に前記相対移動を行う
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の収差測定装置。 A light source that irradiates the light to the optical system;
The aberration measuring device according to claim 1, wherein the driving unit performs the relative movement in a direction orthogonal to the traveling direction of the light.
前記駆動部は、前記光の進行方向に前記相対移動を行う
請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の収差測定装置。 A light source that irradiates the light to the optical system;
The aberration measuring apparatus according to claim 1, wherein the driving unit performs the relative movement in a traveling direction of the light.
前記駆動機構は、前記光反射部材による前記光の反射角度を変化させることで前記相対移動を行う
請求項5又は請求項6に記載の収差測定装置。 The light source has a light reflecting member that reflects the light toward the optical system,
The aberration measuring apparatus according to claim 5, wherein the drive mechanism performs the relative movement by changing a reflection angle of the light by the light reflecting member.
前記駆動機構は、前記プリズムによる前記光の照射角度を変化させることで前記相対移動を行う
請求項5から請求項7のうちいずれか一項に記載の収差測定装置。 The light source has a prism that transmits the light and irradiates the optical system;
The aberration measuring apparatus according to claim 5, wherein the driving mechanism performs the relative movement by changing an irradiation angle of the light by the prism.
前記光学系を介した光の波面を分割して各々集光し所定面上に複数の光スポットを形成するスポット形成工程と、
複数の前記光スポットを撮像装置によって検出し、該撮像装置の検出結果に基づいて前記光学系の収差を算出する検出工程と、
複数の前記光スポットと前記撮像装置の撮像部との相対移動を行う移動工程と
を含み、
前記検出工程は、前記移動工程による前記相対移動の前後における前記撮像装置の各検出結果に基づいて前記光学系の収差を算出する
収差測定方法。 An aberration measurement method for measuring aberration of an optical system,
A spot forming step of dividing a wavefront of light through the optical system and condensing each to form a plurality of light spots on a predetermined surface;
A detection step of detecting a plurality of the light spots by an imaging device, and calculating an aberration of the optical system based on a detection result of the imaging device;
A moving step of performing a relative movement between the plurality of light spots and the imaging unit of the imaging device,
The aberration measurement method, wherein the detection step calculates an aberration of the optical system based on each detection result of the imaging device before and after the relative movement by the movement step.
請求項9に記載の収差測定方法。 The moving step performs the relative movement such that a plurality of the light spots and the imaging unit are relatively moved by a distance smaller than an arrangement pitch of the pixels with respect to an arrangement direction of the plurality of pixels of the imaging unit. 10. The aberration measuring method according to 9.
前記検出工程は、複数回の前記相対移動後における前記撮像装置の各検出結果を用いて前記光学系の収差を算出する
請求項9又は請求項10に記載の収差測定方法。 The moving step performs the relative movement a plurality of times,
The aberration measurement method according to claim 9, wherein the detection step calculates an aberration of the optical system using each detection result of the imaging apparatus after the relative movement is performed a plurality of times.
請求項9から請求項11のうちいずれか一項に記載の収差測定方法。 10. The detection step calculates an array state of the plurality of light spots based on detection results of the imaging device before and after the relative movement, and calculates aberrations of the optical system based on the array state. The aberration measuring method according to claim 11.
前記移動工程は、前記光の進行方向に直交する方向に前記相対移動を行うことを含む
請求項9から請求項12のうちいずれか一項に記載の収差測定方法。 The spot forming step includes an irradiation step of irradiating the optical system with the light from a light source,
The aberration measuring method according to any one of claims 9 to 12, wherein the moving step includes performing the relative movement in a direction orthogonal to a traveling direction of the light.
前記移動工程は、前記光の進行方向に前記相対移動を行うことを含む
請求項9から請求項13のうちいずれか一項に記載の収差測定方法。 The spot forming step includes an irradiation step of irradiating the optical system with the light from a light source,
The aberration measurement method according to any one of claims 9 to 13, wherein the moving step includes performing the relative movement in a traveling direction of the light.
前記移動工程は、前記光の反射角度を変化させることを含む
請求項13又は請求項14に記載の収差測定方法。 The irradiation step includes irradiating the optical system with the light by reflecting the light toward the optical system,
The aberration measuring method according to claim 13 or 14, wherein the moving step includes changing a reflection angle of the light.
前記移動工程は、前記プリズムによる前記光の照射角度を変化させることを含む
請求項13から請求項15のうちいずれか一項に記載の収差測定方法。 The irradiation step includes irradiating the optical system with the light through a prism that transmits the light,
The aberration measurement method according to any one of claims 13 to 15, wherein the moving step includes changing an irradiation angle of the light by the prism.
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CN103969031A (en) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Method for measuring response matrix of liquid crystal corrector through least square method |
CN108776005A (en) * | 2018-09-05 | 2018-11-09 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | A kind of optical element aberration detecting and system |
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