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JP4629372B2 - Lens wavefront aberration inspection method and lens wavefront aberration inspection apparatus used therefor - Google Patents

Lens wavefront aberration inspection method and lens wavefront aberration inspection apparatus used therefor Download PDF

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JP4629372B2 JP2004190852A JP2004190852A JP4629372B2 JP 4629372 B2 JP4629372 B2 JP 4629372B2 JP 2004190852 A JP2004190852 A JP 2004190852A JP 2004190852 A JP2004190852 A JP 2004190852A JP 4629372 B2 JP4629372 B2 JP 4629372B2
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Description

本発明は、平行光をスポット集光せずに非収束光や拡散光を出射するレンズ、または、点光源からの光を平行光として出射しない非収束レンズの特性、特に波面収差を検査する方法およびそれに用いるレンズ波面収差検査装置に関する。
The present invention relates to a method for inspecting characteristics of a non-converging lens that emits non-converging light or diffused light without spot-condensing parallel light, or a non-converging lens that does not emit light from a point light source as parallel light , particularly wavefront aberration The present invention also relates to a lens wavefront aberration inspection apparatus used therefor.

近年、平行光をスポット集光せずに非収束光や拡散光を出射するレンズ、または、点光源からの光を平行光として出射しないレンズは、デジタルスチルカメラ、DVD装置などの普及により、重要が増大し、そのため、生産数も増大している。また、小型化された高精度なレンズが要求されている。このようなレンズは、通常、複数枚組み合わされて使用されることが多い。   In recent years, lenses that emit non-converged light or diffused light without spotting parallel light or lenses that do not emit light from a point light source as parallel light are important due to the widespread use of digital still cameras, DVD devices, etc. Therefore, the number of production is also increasing. There is also a demand for a miniaturized high-precision lens. Such lenses are usually used in combination of a plurality of lenses.

従来、このようなレンズ、例えば、非収束レンズ(被検レンズ)の特性、特に波面収差の検査は、ヌルレンズと呼ばれる補正レンズと組み合わせて光学系を形成し、該光学系を通過した光の干渉を測定することによって行われていた(特許文献1参照。)。また、被検レンズの形状を触針式の3次元測定器によって測定することにより、被検レンズの特性を検査していた。
Conventionally, inspecting characteristics of such a lens, for example, a non-converging lens (test lens) , in particular, wavefront aberration , forms an optical system in combination with a correction lens called a null lens, and interference of light passing through the optical system. It was performed by measuring (refer patent document 1). In addition, the characteristics of the test lens are inspected by measuring the shape of the test lens with a stylus type three-dimensional measuring device.

しかしながら、ヌルレンズは、被検レンズに対して正確に位置合わせするのに時間がかかるとともに、被検レンズの種類毎に用意しなければならず、その結果、被検レンズの検査コストが大きくなる問題があった。その上、ヌルレンズも非収束レンズであるため、特性を検査する必要があり、その場合には更なるヌルレンズが必要であった。   However, the null lens takes time to accurately align with the test lens, and must be prepared for each type of test lens. As a result, the inspection cost of the test lens increases. was there. In addition, since the null lens is also a non-converging lens, it is necessary to inspect the characteristics. In that case, a further null lens is necessary.

また、3次元測定器による被検レンズの形状測定は、時間がかかるために作製された複数の被検レンズの一部にのみ行われ、その上、被検レンズの内部は測定できないという問題があった。   In addition, the shape measurement of the test lens by the three-dimensional measuring device is performed only on a part of the plurality of test lenses produced because it takes time, and in addition, the inside of the test lens cannot be measured. there were.

そこで、本発明は、ヌルレンズと呼ばれる補正レンズを必要とせず、短時間で容易に、且つ安価で被検レンズの特性として特に波面収差を検査できるレンズ波面収差検査方法とそれに用いるレンズ波面収差検査装置を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention does not require a correction lens called a null lens, and is a lens wavefront aberration inspection method and a lens wavefront aberration inspection apparatus used therefor, which can inspect wavefront aberrations in particular in a short time, easily and inexpensively, particularly as a characteristic of a lens to be examined. It is an issue to provide.

上記課題を解決する本発明のレンズ波面収差検査方法は、非収束レンズの波面収差を検査する方法であって、透過回折格子から回折して出射された異なる方向に進行する少なくとも2つの拡散光を上記非収束レンズに入射させる工程と、上記非収束レンズ内で干渉して該非収束レンズを透過した少なくとも2つの拡散を集光させて形成された干渉縞像を捕捉する工程と、捕捉された干渉縞像から上記非収束レンズの波面収差を検査する工程とを含むことを特徴とする。
A lens wavefront aberration inspection method of the present invention that solves the above-described problem is a method for inspecting the wavefront aberration of a non-converging lens, wherein at least two diffused lights diffracted from a transmission diffraction grating and traveling in different directions are emitted. Capturing the interference fringe image formed by condensing at least two diffused light beams that have interfered in the non-converging lens and transmitted through the non-converging lens; Inspecting the wavefront aberration of the non-converging lens from the interference fringe image.

本発明のレンズ波面収差検査方法に用いるレンズ波面収差検査装置は、非収束レンズ波面収差検査装置であって、上記非収束レンズを取り外し可能に保持するレンズ保持手段と、上記非収束レンズに、透過回折格子から回折して出射された異なる方向に進行する少なくとも2つの拡散光を入射させる光入射手段と、上記非収束レンズ内で干渉して該非収束レンズを透過した少なくとも2つの拡散を集光させて形成された干渉縞像を捕捉する干渉縞像捕捉手段と、上記干渉縞像から上記非収束レンズの波面収差を検査するレンズ波面収差検査手段とを含むことを特徴とする。
The lens wavefront aberration inspection apparatus used in the lens wavefront aberration inspection method of the present invention is a non-convergent lens wavefront aberration inspection apparatus, wherein the non-converging lens is detachably held, and the non-converging lens transmits light. a light incident means for entering at least two diffused light traveling in different directions emitted by the diffraction from the diffraction grating, condensing at least two diffuse light passed through the non-converging lens interfere in the non-converging lens An interference fringe image capturing unit that captures the interference fringe image formed in this manner ; and a lens wavefront aberration inspection unit that inspects the wavefront aberration of the non-converging lens from the interference fringe image.

本発明によれば、ヌルレンズと呼ばれる補正レンズを必要とせず、短時間で容易に、且つ安価で被検レンズの波面収差を検査でき、その結果、作製された全ての被検レンズに対して波面収差を検査することも可能になる。
According to the present invention, it is possible to inspect the wavefront aberration of a test lens easily and inexpensively in a short time without the need for a correction lens called a null lens, and as a result, the wavefront for all manufactured test lenses. It is also possible to inspect aberrations .

図1は、本発明に係る、レンズの波面収差を検査可能なレンズ特性検査方法(レンズ波面収差検査方法)に必要である概念的または基本的な光学系を概略的に示している。光学系は、レンズ特性を検査される被検レンズ10と、1つの光を複数の光に分割する光分割手段である回折格子12と、被検レンズ10から出射された複数の光が形成する干渉縞の像を捕捉する干渉縞像捕捉手段14とを光軸16上に有する。干渉縞像捕捉手段14は、後述でも説明されるが、CCDカメラなどの撮像素子やスクリーンなどである。
FIG. 1 schematically shows a conceptual or basic optical system necessary for a lens characteristic inspection method (lens wavefront aberration inspection method) capable of inspecting the wavefront aberration of a lens according to the present invention. The optical system includes a test lens 10 to be inspected for lens characteristics, a diffraction grating 12 that is a light splitting unit that splits one light into a plurality of lights, and a plurality of lights emitted from the test lens 10. Interference fringe image capturing means 14 for capturing an interference fringe image is provided on the optical axis 16. The interference fringe image capturing means 14 is an imaging device such as a CCD camera or a screen, which will be described later.

図1のA領域を拡大した図2に示すように、回折格子12は、サブミクロンオーダの格子ピッチpと格子深さdを有する光軸16方向と直交する方向に並列した複数の溝を有する。回折格子12から出射された異なる方向に進行する2つの光、+1次回折光L+1と−1次回折光L-1は、被検レンズ10に入射される。続いて、2つの光は、被検レンズ10によって屈折されて出射され、干渉縞像18を干渉縞像捕捉手段14上に形成する。干渉縞像18はシアリング干渉縞と呼ばれるものであり、この干渉縞像18の特徴、例えば、縞のピッチや本数などから被検レンズ10のレンズ特性、例えば、収差を検査することができる。 As shown in FIG. 2 in which the area A of FIG. 1 is enlarged, the diffraction grating 12 has a plurality of grooves arranged in parallel in a direction perpendicular to the direction of the optical axis 16 having a grating pitch p and a grating depth d of the order of submicrons. . Two lights emitted from the diffraction grating 12 and traveling in different directions, the + 1st order diffracted light L + 1 and the -1st order diffracted light L- 1 are incident on the lens 10 to be examined. Subsequently, the two lights are refracted and emitted by the test lens 10 to form an interference fringe image 18 on the interference fringe image capturing means 14. The interference fringe image 18 is called a shearing interference fringe, and the characteristics of the interference fringe image 18, for example, the lens characteristics of the lens 10 to be examined, such as aberration, can be inspected from the pitch and number of the fringes.

以下、この光学系を基本とする、いくつかの被検レンズの種類に対応した、レンズの波面収差を検査可能なレンズ特性検査装置(レンズ波面収差検査装置)を説明する。
A lens characteristic inspection device (lens wavefront aberration inspection device) that can inspect the wavefront aberration of a lens and that is based on this optical system and that corresponds to several types of test lenses will be described below.

第1の実施形態:
第1の実施形態のレンズ特性検査装置110を、概略的構成を示す図3を参照しながら説明する。レンズ特性検査装置110は、光入射手段として、光を出力するレーザ装置112と、レーザ装置112から出力された光の径を拡大して拡散光を出射する対物レンズ114と、対物レンズ114から出射された拡散光の余分な成分を除去するとともに、該拡散光の出射角を拡大して球面波の光を出射するピンホール116を有するフィルター118と、ピンホール116からの球面波の光が入射されて平行光を出射するコリメータレンズ120と、コリメータレンズ120から出射された平行光が入射され、+1次回折光L+1と−1次回折光L-1(2つの光)を出射する、格子ピッチpと格子深さdを有する回折格子122とを有する。
First embodiment:
A lens characteristic inspection apparatus 110 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 3 showing a schematic configuration. The lens characteristic inspection apparatus 110 serves as a light incident means, a laser apparatus 112 that outputs light, an objective lens 114 that emits diffused light by expanding the diameter of the light output from the laser apparatus 112, and an output from the objective lens 114. The filter 118 having a pinhole 116 that removes an excess component of the diffused light and expands the emission angle of the diffused light to emit spherical light, and the spherical wave light from the pinhole 116 is incident. The collimator lens 120 that emits parallel light and the parallel light emitted from the collimator lens 120 are incident, and the grating pitch that emits + 1st order diffracted light L + 1 and -1st order diffracted light L- 1 (two lights) p and a diffraction grating 122 having a grating depth d.

また、レンズ特性検査装置110は、回折格子122からの2つの光が入射される被検レンズ124を有し、また、干渉縞像捕捉手段として、被検レンズ124から屈折されて出射された2つの光が入射され後述のCCDカメラのCCD撮像素子上に集光する集光レンズ126と、集光レンズ126から出射された2つの光から形成される干渉縞を像として撮像するCCDカメラ128とを有する。   In addition, the lens characteristic inspection device 110 includes a test lens 124 into which two lights from the diffraction grating 122 are incident. In addition, the lens characteristic test apparatus 110 is refracted and emitted from the test lens 124 as an interference fringe image capturing unit. A condenser lens 126 that collects two lights and collects them on a CCD image sensor of a CCD camera, which will be described later, and a CCD camera 128 that images an interference fringe formed from the two lights emitted from the condenser lens 126 as an image. Have

さらに、レンズ検査装置110は、回折格子122を保持する手段であるホルダ130と、被検レンズ124を取り外し可能に保持する手段であるチャック132とを有する。ホルダ130またはチャック132のいずれか一方は、モータなどの回転駆動手段136により、回折格子122または被検レンズ124を保持した状態で光軸134を中心として回転させる手段として構成されている(図3においては、ホルダ130に回転駆動手段136が駆動連結されている。)。   Further, the lens inspection apparatus 110 includes a holder 130 that is a means for holding the diffraction grating 122 and a chuck 132 that is a means for holding the lens 124 to be removed. One of the holder 130 and the chuck 132 is configured as a means for rotating around the optical axis 134 while holding the diffraction grating 122 or the test lens 124 by a rotation driving means 136 such as a motor (FIG. 3). In FIG. 2, the rotation driving means 136 is drivingly connected to the holder 130.)

回折格子122の設計は、使用されるレーザ装置112や、所望される干渉縞像、言い換えると、干渉縞像を形成する±1次回折光の回折角θなどによって異なり、例えば、出力する光の波長λが532.8ナノメートル(nm)であるHe−Neレーザ装置が使用され、2つの光、+1次回折光L+1と−1次回折光L-1の回折角θが±5°である場合、回折格子の格子ピッチpは、6113nmに決定される。格子ピッチpは、数1の式で求めることができる。

Figure 0004629372
The design of the diffraction grating 122 differs depending on the laser device 112 used, the desired interference fringe image, in other words, the diffraction angle θ of ± first-order diffracted light that forms the interference fringe image, for example, the wavelength of the output light When a He—Ne laser device having λ of 532.8 nanometers (nm) is used, and the diffraction angle θ of the two lights, the + 1st order diffracted light L + 1 and the −1st order diffracted light L− 1 , is ± 5 ° The grating pitch p of the diffraction grating is determined to be 6113 nm. The lattice pitch p can be obtained by the equation (1).
Figure 0004629372

また、回折格子122の格子深さdは、0次回折光が被検レンズ124に向かって出射されないように決定される。格子深さdは、回折格子の屈折率nと大気上の屈折率1(近似値)とから、数2に示す式で求めることができる。

Figure 0004629372
The grating depth d of the diffraction grating 122 is determined so that the 0th-order diffracted light is not emitted toward the test lens 124. The grating depth d can be obtained from the refractive index n of the diffraction grating and the refractive index 1 in the atmosphere (approximate value) by the equation shown in Equation 2.
Figure 0004629372

回折格子122が屈折率n=1.45625の石英ガラスである場合、格子深さdは694nmに決定される。   When the diffraction grating 122 is quartz glass having a refractive index n = 1.45625, the grating depth d is determined to be 694 nm.

回折格子122と被検レンズ124との距離、集光レンズ126とCCDカメラ128との距離は、チャック132や集光レンズ126を保持して光軸方向136に該チャック132や集光レンズ126を平行移動させることによって該距離を調整する、例えば、アクチュエータなどから構成される距離調整手段138、140によって調整される。これらの距離は、所望される干渉縞像によって決定される。具体的には、回折格子122と被検レンズ124との距離をシアリング率が可能な限り大きくなるように決定し、また、集光レンズ126とCCDカメラ128との距離をCCDカメラ128のCCD撮像素子面全体に干渉縞像が可能な限り大きいサイズで形成されるように決定する。   The distance between the diffraction grating 122 and the test lens 124 and the distance between the condenser lens 126 and the CCD camera 128 are determined by holding the chuck 132 and the condenser lens 126 and holding the chuck 132 and the condenser lens 126 in the optical axis direction 136. The distance is adjusted by parallel movement, for example, adjusted by distance adjusting means 138 and 140 composed of an actuator or the like. These distances are determined by the desired interference fringe image. Specifically, the distance between the diffraction grating 122 and the test lens 124 is determined so that the shearing rate is as large as possible, and the distance between the condenser lens 126 and the CCD camera 128 is determined by the CCD imaging of the CCD camera 128. It is determined so that an interference fringe image is formed as large as possible on the entire element surface.

このようにして得られた干渉縞像は、図4に示すCCDカメラ画像に示すように、2つの光それぞれが形成する略円形の投影光が重なる領域142に形成される。この干渉縞像の特徴から被検レンズ124の収差などの特性が検査される。   As shown in the CCD camera image shown in FIG. 4, the interference fringe image obtained in this way is formed in a region 142 where substantially circular projection lights formed by the two lights overlap each other. Characteristics such as aberration of the lens 124 to be examined are inspected from the characteristics of the interference fringe image.

回折格子122を保持するホルダ130または被検レンズ124を保持するチャック132のいずれか一方が回転駆動手段134によって回転されることにより、異なる複数の干渉縞像を得ることができる。例えば、回折格子122を保持するホルダ130を、図5に示す。図に示すホルダ130は、光軸134を中心として矢印144方向に回転駆動手段134によって回転されることにより、2つの光(+1次回折光L+1と−1次回折光L-1)の被検レンズ124に対する入射方向を変更する。これにより、2つの光の入射方向が異なる複数の干渉縞像を獲得し、複数の干渉縞像から被検レンズ124の異なる方向(放射方向)の収差、例えば、0°と90°方向(直交する2つの放射方向)の被検レンズ124の収差成分(放射方向によって異なる波面収差)を評価することが可能になる。干渉縞像からレンズの波面収差を評価する方法は、特願平11−212170号公報に説明されている。 By rotating either the holder 130 holding the diffraction grating 122 or the chuck 132 holding the test lens 124 by the rotation driving means 134, a plurality of different interference fringe images can be obtained. For example, a holder 130 that holds the diffraction grating 122 is shown in FIG. The holder 130 shown in the drawing is rotated by the rotation driving means 134 around the optical axis 134 in the direction of the arrow 144, thereby detecting two lights (+ 1st order diffracted light L + 1 and −1st order diffracted light L- 1 ). The incident direction with respect to the lens 124 is changed. As a result, a plurality of interference fringe images having different incident directions of the two lights are obtained, and aberrations in different directions (radiation directions) of the lens 124 to be measured, for example, 0 ° and 90 ° directions (orthogonal) from the plurality of interference fringe images. It is possible to evaluate aberration components (wavefront aberrations that vary depending on the radiation direction) of the lens 124 in the two radiation directions). A method for evaluating the wavefront aberration of a lens from an interference fringe image is described in Japanese Patent Application No. 11-212170.

被検レンズ124における異なる放射方向の収差成分の評価は、回転駆動手段134がチャック132に駆動連結され、チャックが保持する被検レンズ124を回転させて行ってもよい。   The evaluation of aberration components in different radial directions in the test lens 124 may be performed by rotating the test lens 124 held by the chuck, in which the rotation driving unit 134 is drivingly connected to the chuck 132.

第2の実施形態:
第2の実施形態のレンズ特性検査装置は、焦点距離が極端に小さい被検レンズ、例えば、曲率半径の小さい凸レンズで焦点距離が0mm以上10mm以下であるものを対象とする。このようなレンズから出射された光は出射直後、収束または発散する。そのため、結像レンズやCCDカメラなどの干渉縞像捕捉手段を被検レンズに接近して配置する必要がある。ところが、干渉縞像捕捉手段がその形状のために該被検レンズに接近して配置することができない、言い換えると、接近して配置すると干渉縞像捕捉手段と被検レンズとが接触する。本実施の形態は、これを解決するためのレンズ特性検査装置である。
Second embodiment:
The lens characteristic inspection apparatus according to the second embodiment is intended for a lens having an extremely small focal length, for example, a convex lens having a small curvature radius and having a focal length of 0 mm to 10 mm. The light emitted from such a lens converges or diverges immediately after emission. Therefore, it is necessary to dispose interference fringe image capturing means such as an imaging lens and a CCD camera close to the lens to be examined. However, the interference fringe image capturing means cannot be placed close to the subject lens because of its shape. In other words, if the interference fringe image catching means is placed close to the interference fringe image capturing means, the interference fringe image capturing means and the subject lens come into contact with each other. The present embodiment is a lens characteristic inspection apparatus for solving this.

第2の実施形態のレンズ特性検査装置210を、図6に概略的に示す。レンズ特性検査
装置210は、光入射手段として、光を出力するレーザ装置212と、レーザ装置212から出力された光を集光する対物レンズ214と、対物レンズ214で集光された光の焦点または焦点近傍に配置された、+1次回折光L+1と−1次回折光L-1とを出射する、格子ピッチpと格子深さdを有する回折格子216とを有する。
A lens characteristic inspection apparatus 210 according to the second embodiment is schematically shown in FIG. The lens characteristic inspection apparatus 210 includes, as light incident means, a laser apparatus 212 that outputs light, an objective lens 214 that condenses the light output from the laser apparatus 212, and a focal point of light collected by the objective lens 214. disposed near the focal point, + 1 emits a diffracted light L +1 and -1 order diffracted light L -1, and a diffraction grating 216 having a grating pitch p and grating depth d.

また、レンズ特性検査装置210は、回折格子216からの2つの光が入射される被検レンズ218を有し、また、干渉縞像捕捉手段として、被検レンズ218から屈折されて出射された2つの光が入射され後述のCCDカメラのCCD素子面に集光する集光レンズ220と、集光レンズ220から出射された2つの光から形成される干渉縞を像として撮像するCCDカメラ222とを有する。加えて、回折格子216を保持するホルダ224と被検レンズ218を取り外し可能に保持するチャック226とを有する。   The lens characteristic inspection apparatus 210 has a test lens 218 into which two lights from the diffraction grating 216 are incident. Further, as the interference fringe image capturing unit, the lens characteristic test apparatus 210 is refracted and emitted from the test lens 218. A condensing lens 220 that collects two lights and collects them on a CCD element surface of a CCD camera, which will be described later, and a CCD camera 222 that captures an interference fringe formed from two lights emitted from the condensing lens 220 as an image. Have. In addition, a holder 224 for holding the diffraction grating 216 and a chuck 226 for detachably holding the lens 218 to be tested are provided.

回折格子216の格子ピッチpや格子深さdは、第1の実施形態と同様に、レーザ装置212や所望する交渉縞像によって決定される。また、回折格子216と被検レンズ218との距離、集光レンズ220とCCDカメラ222との距離も、第1の実施形態と同様に、チャック226や集光レンズ220を保持して光軸方向228に該チャック226や集光レンズ220を平行移動させることによって該距離を調整する、例えば、アクチュエータなどから構成される距離調整手段230、232によって調整される。これらの距離は、所望される干渉縞像によって決定される。しかしながら、対物レンズ214から出射された集光の集光角度φは、+1次回折光L+1と−1次回折光L-1(2つの光)の回折角θより大きくしなければならない。これは、集光角度φが回折角θより小さくなると、2つの光が重なって形成する干渉縞像が形成されなくなるためである。 The grating pitch p and the grating depth d of the diffraction grating 216 are determined by the laser device 212 and the desired negotiation fringe image, as in the first embodiment. Further, the distance between the diffraction grating 216 and the lens 218 to be examined and the distance between the condenser lens 220 and the CCD camera 222 are also held in the optical axis direction by holding the chuck 226 and the condenser lens 220 as in the first embodiment. The distance is adjusted by moving the chuck 226 and the condensing lens 220 in parallel to 228. For example, the distance is adjusted by distance adjusting means 230 and 232 including an actuator. These distances are determined by the desired interference fringe image. However, the condensing angle φ of the condensing light emitted from the objective lens 214 must be larger than the diffraction angle θ of the + 1st order diffracted light L + 1 and the −1st order diffracted light L- 1 (two lights). This is because when the condensing angle φ is smaller than the diffraction angle θ, an interference fringe image formed by overlapping two lights is not formed.

また、回折格子216に入射される光が平行光でないため、本実施形態で得られる干渉縞像は、図7に示すCCDカメラ画像に示すように、+1次回折光と0次回折光の略円形の投影光が重なる領域240と、−1次回折光と0次回折光の略円形の投影光が重なる領域242に形成される。2つの領域240、242に形成された干渉縞像の少なくとも一方の特徴から、被検レンズ218の収差などの特性が検査される。   Further, since the light incident on the diffraction grating 216 is not parallel light, the interference fringe image obtained in the present embodiment has a substantially circular shape of + 1st order diffracted light and 0th order diffracted light as shown in the CCD camera image shown in FIG. It is formed in a region 240 where projection light overlaps and a region 242 where substantially circular projection light of −1st order diffracted light and 0th order diffracted light overlaps. From at least one feature of the interference fringe images formed in the two regions 240 and 242, characteristics such as aberration of the lens 218 to be examined are inspected.

本実施形態も第1の実施形態と同様に、ホルダ224またはチャック226のいずれか一方が、モータなどの回転駆動手段234によって回折格子216または被検レンズ218を保持した状態で光軸228を中心として回転させる手段として構成されてもよい(図6においては、ホルダ224に回転駆動手段234が駆動連結されている。)。   In this embodiment, similarly to the first embodiment, either the holder 224 or the chuck 226 is centered on the optical axis 228 in a state where the diffraction grating 216 or the test lens 218 is held by the rotation driving means 234 such as a motor. (In FIG. 6, the rotation driving means 234 is drivingly connected to the holder 224).

このような第の2の実施形態のレンズ特性検査装置210によれば、焦点距離が極端に小さい被検レンズ、例えば、焦点距離が0mm以上10mm以下である曲率半径の小さい凸レンズの特性を検査することができる。   According to the lens characteristic inspection apparatus 210 of the second embodiment as described above, the characteristic of a lens to be tested having an extremely small focal length, for example, a convex lens having a small curvature radius and a focal length of 0 mm to 10 mm is inspected. be able to.

第3の実施形態:
第3の実施形態のレンズ特性検査装置は、焦点距離が極端に小さい被検レンズ、例えば、曲率半径の小さい凸レンズで焦点距離が0mm以上10mm以下であるものや、焦点距離が極端に負に小さい被検レンズ、例えば、曲率半径の小さい凹レンズで−10mm以上0mm以下であるものを対象とする。
Third embodiment:
The lens characteristic inspection apparatus according to the third embodiment has a lens with an extremely small focal length, for example, a convex lens with a small radius of curvature and a focal length of 0 mm to 10 mm, and an extremely small focal length. A target lens, for example, a concave lens having a small radius of curvature and having a radius of −10 mm to 0 mm is targeted.

図8は、第3の実施形態のレンズ特性検査装置310を概略的に示している。レンズ特性検査装置310の構成要素は、被検レンズ324と集光レンズ326との間に配置されたスクリーン342を除いて、第1の実施形態のレンズ特性検査装置110の構成要素と同一である。そのため、同一の構成要素は、第1の実施形態の構成要素の符号に200を加えた符号で示している。また、同一である構成要素に関しては、説明を省略する。   FIG. 8 schematically shows a lens characteristic inspection apparatus 310 according to the third embodiment. The components of the lens characteristic inspection apparatus 310 are the same as those of the lens characteristic inspection apparatus 110 of the first embodiment, except for the screen 342 disposed between the lens 324 to be examined and the condenser lens 326. . Therefore, the same component is shown with the code | symbol which added 200 to the code | symbol of the component of 1st Embodiment. Moreover, description is abbreviate | omitted about the component same.

本実施の形態のレンズ特性検査装置310において、被検レンズ324から出射された2つの光が投影される、例えば、すりガラスなどの半透光性の平面形状のスクリーン342が、被検レンズ324近傍に配置されている。スクリーン342上には、2つの光が重なって形成される干渉縞像が投影される。集光レンズ326は、スクリーン上に投影されている干渉縞像を、CCDカメラ328のCCD撮像素子面上に集光させる。   In the lens characteristic inspection apparatus 310 according to the present embodiment, a semi-transparent planar screen 342 such as ground glass on which two lights emitted from the test lens 324 are projected is near the test lens 324. Is arranged. On the screen 342, an interference fringe image formed by overlapping two lights is projected. The condensing lens 326 condenses the interference fringe image projected on the screen onto the CCD image sensor surface of the CCD camera 328.

また、スクリーン342は、図に示すように、スクリーン342の平面が光軸334に対して略直交するように配置されているが、必ずしもこのような配置に限定するわけでない。例えば、スクリーン342は、その平面が光軸334に対して所定の角度で交わるように配置されてもよい。このような場合、CCDカメラは、半透光性のスクリーンに投影されている干渉縞像を、該スクリーンを介して被検レンズと対向している側から捕捉する必要はない。CCDカメラは、非透光性のスクリーンに投影された干渉縞像を、該スクリーンに対して被検レンズと同じ側から捕捉することも可能である。   Further, as shown in the figure, the screen 342 is arranged so that the plane of the screen 342 is substantially orthogonal to the optical axis 334, but the arrangement is not necessarily limited to such an arrangement. For example, the screen 342 may be disposed such that its plane intersects the optical axis 334 at a predetermined angle. In such a case, the CCD camera does not need to capture the interference fringe image projected on the semi-translucent screen from the side facing the test lens through the screen. The CCD camera can also capture an interference fringe image projected on a non-translucent screen from the same side as the lens to be examined.

第3の実施形態のレンズ特性評価装置310によれば、焦点距離が正または負に極端に小さい被検レンズでもその特性を検査することができる。   According to the lens characteristic evaluation apparatus 310 of the third embodiment, the characteristic can be inspected even with a test lens whose focal length is extremely small positively or negatively.

最後に、実施の形態においては、被検レンズに入射される2つの光(+1次回折光L+1と−1次回折光L-1)は、回折格子によって1つの光から分割されたものであったが、回折格子に限らず、例えば、ハーフミラーを光分割手段として用いてもよい。また、1つの光を分割して2つの光を形成したが、2つの光は、例えば、2台のレーザ装置から出力されたものでもよい。さらに、被検レンズに入射される光は、必ずしも2つに限定されるわけでない。例えば、4つの光を、4つの光が被検レンズの光軸に対して略同一の角度で、また、被検レンズの光軸を含む2つの直交する平面上それぞれに2つずつ通過するように被検レンズに入射すれば、上記の実施形態において回折格子を回転させることによって得られる結果と同様に、被検レンズの異なる放射方向の収差成分を一度に検査することができる。 Finally, in the embodiment, the two lights (+ 1st order diffracted light L + 1 and -1st order diffracted light L- 1 ) incident on the lens to be examined are separated from one light by the diffraction grating. However, not only the diffraction grating but also a half mirror may be used as the light splitting means. In addition, although one light is divided to form two lights, the two lights may be output from, for example, two laser devices. Furthermore, the number of light incident on the test lens is not necessarily limited to two. For example, four lights pass through each of two lights at substantially the same angle with respect to the optical axis of the test lens and on two orthogonal planes including the optical axis of the test lens. If the light is incident on the test lens, aberration components in different radiation directions of the test lens can be inspected at a time, similarly to the result obtained by rotating the diffraction grating in the above embodiment.

本発明に係るレンズ特性検査装置の基本的な光学系を示す図である。It is a figure which shows the basic optical system of the lens characteristic inspection apparatus which concerns on this invention. 図1のAで示される部分を拡大した回折格子を示す図である。It is a figure which shows the diffraction grating which expanded the part shown by A of FIG. 第1の実施形態のレンズ特性検査装置の光学系を示している。1 shows an optical system of a lens characteristic inspection apparatus according to a first embodiment. 第1の実施形態のレンズ特性検査装置が捕捉した干渉縞像を示す図である。It is a figure which shows the interference fringe image captured by the lens characteristic inspection apparatus of 1st Embodiment. 回折格子ホルダを示す図である。It is a figure which shows a diffraction grating holder. 第2の実施形態のレンズ特性検査装置の光学系を示している。The optical system of the lens characteristic inspection apparatus of 2nd Embodiment is shown. 第2の実施形態のレンズ特性検査装置が捕捉した干渉縞像を示す図である。It is a figure which shows the interference fringe image captured by the lens characteristic inspection apparatus of 2nd Embodiment. 第3の実施形態のレンズ特性検査装置の光学系を示している。7 shows an optical system of a lens characteristic inspection apparatus according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10:被検レンズ、 12:回折格子、 14:干渉縞像捕捉手段、 16:光軸、 18:干渉縞像、
110:レンズ特性検査装置、 112:レーザ装置、 114:対物レンズ、 116:ピンホール、 118:フィルタ、 120:コリメータレンズ、 122:回折格子、 124:被検レンズ、 126:集光レンズ、 128:CCDカメラ、 130:ホルダ、 132:チャック、 134:回転駆動手段、 136:光軸、 138:距離調整手段、 140:距離調整手段、 142:領域、 144:方向、
210:レンズ特性検査装置、 212:レーザ装置、 214:対物レンズ、 216:回折格子、 218:被検レンズ、 220:集光レンズ、 222:CCDカメラ、 224:ホルダ、 226:チャック、 228:光軸、 230:距離調整手段、 232:距離調整手段、 234:回転駆動手段、240:領域、 242:領域、
310:レンズ特性検査装置、 312:レーザ装置、 314:対物レンズ、 316:ピンホール、 318:フィルタ、 320:コリメータレンズ、 322:回折格子、 324:被検レンズ、 328:CCDカメラ、 330:ホルダ、 332:チャック、 334:回転駆動手段、 336:光軸、 338:距離調整手段、 340:距離調整手段、 342:スクリーン
10: lens to be examined, 12: diffraction grating, 14: interference fringe image capturing means, 16: optical axis, 18: interference fringe image,
110: Lens characteristic inspection device, 112: Laser device, 114: Objective lens, 116: Pinhole, 118: Filter, 120: Collimator lens, 122: Diffraction grating, 124: Test lens, 126: Condensing lens, 128: CCD camera, 130: holder, 132: chuck, 134: rotation drive means, 136: optical axis, 138: distance adjustment means, 140: distance adjustment means, 142: region, 144: direction,
210: lens characteristic inspection device, 212: laser device, 214: objective lens, 216: diffraction grating, 218: lens to be tested, 220: condenser lens, 222: CCD camera, 224: holder, 226: chuck, 228: light 230, distance adjusting means, 232: distance adjusting means, 234: rotation driving means, 240: region, 242: region,
310: Lens characteristic inspection device, 312: Laser device, 314: Objective lens, 316: Pinhole, 318: Filter, 320: Collimator lens, 322: Diffraction grating, 324: Test lens, 328: CCD camera, 330: Holder 332: Chuck, 334: Rotation drive means, 336: Optical axis, 338: Distance adjustment means, 340: Distance adjustment means, 342: Screen

Claims (2)

非収束レンズの波面収差を検査する方法であって、
透過回折格子から回折して出射された異なる方向に進行する少なくとも2つの拡散光を上記非収束レンズに入射させる工程と、
上記非収束レンズ内で干渉して該非収束レンズを透過した少なくとも2つの拡散を集光させて形成された干渉縞像を捕捉する工程と、
捕捉された干渉縞像から上記非収束レンズの波面収差を検査する工程とを含むことを特徴とするレンズ波面収差検査方法。
A method for inspecting the wavefront aberration of a non-converging lens,
Entering at least two diffused lights diffracted from the transmission diffraction grating and traveling in different directions into the non-converging lens;
Capturing an interference fringe image formed by condensing at least two diffused light beams that interfered in the non-converging lens and transmitted through the non-converging lens;
A method of inspecting the wavefront aberration of the non-converging lens from the captured interference fringe image.
非収束レンズ波面収差検査装置であって、
上記非収束レンズを取り外し可能に保持するレンズ保持手段と、
上記非収束レンズに、透過回折格子から回折して出射された異なる方向に進行する少なくとも2つの拡散光を入射させる光入射手段と、
上記非収束レンズ内で干渉して該非収束レンズを透過した少なくとも2つの拡散を集光させて形成された干渉縞像を捕捉する干渉縞像捕捉手段と、
上記干渉縞像から上記非収束レンズの波面収差を検査するレンズ波面収差検査手段とを含むことを特徴とするレンズ波面収差検査装置。
A non-converging lens wavefront aberration inspection device,
Lens holding means for detachably holding the non-converging lens;
A light incident means for causing the non-converging lens to enter at least two diffused lights diffracted from the transmission diffraction grating and traveling in different directions;
Interference fringe image capturing means for capturing an interference fringe image formed by condensing at least two diffused light beams that interfere with each other in the non-converging lens and pass through the non-converging lens;
A lens wavefront aberration inspection apparatus comprising: a lens wavefront aberration inspection unit that inspects the wavefront aberration of the non-converging lens from the interference fringe image.
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