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JP2006038488A - Lens assembly support device - Google Patents

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JP2006038488A
JP2006038488A JP2004214676A JP2004214676A JP2006038488A JP 2006038488 A JP2006038488 A JP 2006038488A JP 2004214676 A JP2004214676 A JP 2004214676A JP 2004214676 A JP2004214676 A JP 2004214676A JP 2006038488 A JP2006038488 A JP 2006038488A
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Yukio Eda
幸夫 江田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct support for carrying out precisely and efficiently eccentricity regulation and lens space regulation in an inspected optical system, by making constitution capable of measuring an eccentric comatic aberration and a transmission wave front aberration in the inspected optical system, by one device. <P>SOLUTION: The first regulation optical system for regulating the eccentricity of an objective lens 1 having an incident optical system 19, a spherical mirror 15 and a point image magnifying optical system 27 is integrated with the second regulation optical system for regulating a lens space of the objective lens 1 having the incident optical system 19, the spherical mirror 15 and an interferometer 23, and the eccentricity of the objective lens 1 or the lens space of the objective lens 1 is regulated by insertion/pulling-off to/from respective optical axes of a shutter 32 and a Bertrand's lens 33, by an optical switching mechanism 31. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば顕微鏡に用いられる複数枚のレンズからなる対物レンズ等の被検光学系の各レンズ間の偏心調整や各レンズ間の間隔ずれを調整するために被検光学系の偏心コマ収差や被検光学系の透過波面収差を求めるレンズ組立支援装置に関する。   The present invention provides a decentration coma aberration of a test optical system in order to adjust the decentration adjustment between each lens of the test optical system such as an objective lens composed of a plurality of lenses used in a microscope, for example, and to adjust the gap between the lenses. The present invention also relates to a lens assembly support apparatus for obtaining a transmitted wavefront aberration of a test optical system.

例えば顕微鏡に用いられる高いNA(開口数)で高倍率を有する対物レンズ(以下、高NA・高倍率の対物レンズと称する)は、厳しい仕様性能が要求される。このような対物レンズは、多数のレンズを有するレンズ系から構成されるのが一般的であり、例えば15枚前後のレンズから構成される。   For example, an objective lens having a high NA (numerical aperture) and high magnification used for a microscope (hereinafter referred to as a high NA / high magnification objective lens) is required to have strict specification performance. Such an objective lens is generally composed of a lens system having a large number of lenses, and is composed of, for example, about 15 lenses.

このような多数のレンズを有するレンズ系の光学性能を保証するには、レンズ系を構成する各レンズの偏心によって発生する偏心コマ収差と、各レンズの肉厚誤差や各レンズ間の間隔ずれによって発生する球面収差、軸外コマ収差、非点収差とを高精度に調整することが要求される。   In order to guarantee the optical performance of such a lens system having a large number of lenses, the decentration coma generated by the decentering of each lens constituting the lens system, the wall thickness error of each lens, and the gap between the lenses can be used. It is required to adjust the generated spherical aberration, off-axis coma aberration, and astigmatism with high accuracy.

最近の高NA・高倍率の対物レンズなどでは、偏心コマ収差を抑えるために各レンズ間の偏心許容量を例えば数μm以内のレベルに実現することが必要になっている。このようなレベルの偏心許容量を実現するためには、各レンズ及び当該各レンズを支持するレンズ枠などの加工精度を高めるだけでは対処できなくなっている。このため、レンズ系を組み立てた後に、レンズ系の偏心調整を高精度に行う工程が必須になっている。   In recent high NA / high magnification objective lenses and the like, it is necessary to realize a decentration tolerance between each lens, for example, within a level of several μm in order to suppress decentration coma. In order to realize such a level of allowable eccentricity, it is impossible to cope with the problem by simply increasing the processing accuracy of each lens and the lens frame that supports each lens. For this reason, after assembling the lens system, a process for adjusting the eccentricity of the lens system with high accuracy is essential.

又、各レンズの間隔を規定する各レンズ枠の厚さの加工精度の向上だけでは、目標とする性能を実現できない場合が多く、各レンズの間隔を調整する調整工程が必要である。   Further, there are many cases where the target performance cannot be achieved only by improving the processing accuracy of the thickness of each lens frame that defines the distance between the lenses, and an adjustment process for adjusting the distance between the lenses is necessary.

先ず、レンズ系の偏心調整について説明する。実際の偏心調整工程では、レンズ系(以下、被検光学系と称する)を構成する全てのレンズの偏心調整をするのでなく、被検レンズ中の偏心調整に好適なレンズ(以下、調整レンズと称する)を選択し、当該調整レンズを被検光学系の全体に対して偏心調整することによって、被検光学系の非対称収差を抑えている。調整レンズは、1枚に限らないが、出きるだけ少ない枚数であることが望ましい。   First, the eccentric adjustment of the lens system will be described. In the actual decentering adjustment step, the decentering adjustment of all the lenses constituting the lens system (hereinafter referred to as the test optical system) is not performed, but a lens suitable for decentering adjustment in the test lens (hereinafter referred to as the adjusting lens). And asymmetrical aberration of the test optical system is suppressed by adjusting the decentering of the adjustment lens with respect to the entire test optical system. Although the number of adjusting lenses is not limited to one, it is desirable that the number is as small as possible.

偏心調整工程では、被検光学系の偏心コマ収差を評価或いは計測することが前提となる。偏心調整は、一般に数10μmから数100μmサイズの円形チャートなどを被検光学系の光軸上付近に置き、ランプ光源で被検光学系を透過照明し、被検光学系によるチャート像を観察又は撮像する。被検光学系に偏心コマ収差があれば、チャート像は円形ではなく例えば卵型のように非対称に変形する。作業者は、チャート像を評価しながら被検光学系を偏心調整し、チャート像を対称である円形になるように追い込んでいく。   In the decentering adjustment step, it is assumed that the decentration coma aberration of the optical system to be measured is evaluated or measured. In the decentering adjustment, generally, a circular chart having a size of several tens of μm to several hundreds of μm is placed near the optical axis of the test optical system, the test optical system is transmitted and illuminated with a lamp light source, and a chart image by the test optical system is observed or Take an image. If the test optical system has decentration coma, the chart image is not circular but deforms asymmetrically like an egg shape, for example. The operator adjusts the optical system to be decentered while evaluating the chart image, and drives the chart image into a symmetric circle.

図11は偏心調整の具体例を示す。被検光学系1は、複数のレンズからなり、複数のレンズを有する第1の部組レンズ2と、同じく複数のレンズを有する第2の部組レンズ3と、例えば1枚の調整レンズ4とを有する。被検光学系1の光軸P上には、チャート5が設けられている。このチャート5は、例えば図12に示すように円形開口パターンが形成されている。   FIG. 11 shows a specific example of eccentricity adjustment. The test optical system 1 is composed of a plurality of lenses, a first partial lens 2 having a plurality of lenses, a second partial lens 3 having a plurality of lenses, and an adjustment lens 4 for example. Have A chart 5 is provided on the optical axis P of the test optical system 1. In this chart 5, for example, a circular opening pattern is formed as shown in FIG.

ハロゲンランプなど光源6から放射された光は、照明レンズ7を介してチャート5を照明する。チャート5を通過したチャート像は、被検光学系1を通してCCDカメラ8に入射し、このCCDカメラ8により撮像される。この撮像されたチャート像は、例えばモニタ等により表示されて観察・評価される。   Light emitted from the light source 6 such as a halogen lamp illuminates the chart 5 via the illumination lens 7. The chart image that has passed through the chart 5 enters the CCD camera 8 through the test optical system 1 and is imaged by the CCD camera 8. The captured chart image is displayed on a monitor, for example, and observed and evaluated.

被検光学系1に軸非対称収差があれば、チャート像は、図13に示すように対称性が失われる。作業者は、チャート像を観察しながら被検光学系1内の調整レンズ4の偏心調整を行う。被検光学系1の偏心調整は、チャート像をモニタ上で目視評価して行う他に、コンピュータを用いて行ってもよい。コンピュータを用いた被検光学系1の偏心調整は、コンピュータによりチャート像の非対称収差を演算してその偏心方向及び調整量を数値化して求めてモニタ表示する。作業者は、モニタ表示されている非対称収差の偏心方向と調整量とに基づいて調整レンズ4を偏心調整する。   If the test optical system 1 has an axial asymmetric aberration, the chart image loses symmetry as shown in FIG. The operator adjusts the eccentricity of the adjustment lens 4 in the optical system 1 to be examined while observing the chart image. The decentration adjustment of the test optical system 1 may be performed using a computer in addition to visual evaluation of the chart image on the monitor. The decentration adjustment of the test optical system 1 using a computer is performed by calculating the asymmetric aberration of the chart image by the computer and calculating the decentering direction and the amount of adjustment numerically and displaying them on the monitor. The operator adjusts the eccentricity of the adjusting lens 4 based on the eccentric direction and the adjustment amount of the asymmetric aberration displayed on the monitor.

被検光学系1の生産量が非常に多い場合は、前述のコンピュータにより数値化された偏心調整量に基づいて自動で偏心調整を行うようにしてもよい。このような事例は、例えば特許文献1に開示されている。   When the production amount of the test optical system 1 is very large, the eccentricity adjustment may be automatically performed based on the eccentricity adjustment amount digitized by the computer. Such a case is disclosed in Patent Document 1, for example.

なお、チャート5は、円形以外にスリットなどでもよい。但し、スリットの場合、被検光学系1の非対称収差は、1次元方向しか判別できなくなるので、スリットを様々な向きに回転させて評価する必要がある。   The chart 5 may be a slit or the like in addition to the circle. However, in the case of a slit, since the asymmetric aberration of the optical system 1 to be tested can be determined only in the one-dimensional direction, it is necessary to evaluate by rotating the slit in various directions.

次に、各レンズの間隔調整について説明する。各レンズの間隔調整は、一般に、被検光学系1の光軸P上において球面収差、光軸P外においてコマ収差、非点収差などに寄与する。従って、各レンズの間隔調整時には、光軸P外と光軸P上の各収差状態を評価する必要がある。それを実現するために各レンズの間隔調整は、複数の円形開口を有するチャート5を使用して光軸P上だけでなく光軸P外にも円形開口を有する像を評価しながら行っている。各レンズの間隔調整に用いる干渉計としては、例えば特許文献2に開示されている。
特開2000−121902号公報 特開平10−96679号公報
Next, the distance adjustment between the lenses will be described. Adjustment of the distance between the lenses generally contributes to spherical aberration on the optical axis P of the optical system 1 to be tested, coma aberration, astigmatism, etc. outside the optical axis P. Therefore, when adjusting the distance between the lenses, it is necessary to evaluate each aberration state outside and on the optical axis P. In order to realize this, the distance between the lenses is adjusted while evaluating an image having a circular opening not only on the optical axis P but also outside the optical axis P using the chart 5 having a plurality of circular openings. . An interferometer used for adjusting the distance between the lenses is disclosed in Patent Document 2, for example.
JP 2000-121902 A JP-A-10-96679

しかしながら、上記透過照明によるチャート像の変形に基づいた方法(以下、透過チャート像方式と称する)では、収差の評価感度が不足する場面が出てきている。例えば、高NA・高倍率の対物レンズなどでは、偏心コマ収差の低減要求が非常に厳しくなっているために、偏心コマ収差の評価の感度向上が課題となっている。但し、作業者による偏心調整の作業を効率的に行うためには、偏心コマ収差の評価の感度向上と評価のリアルタイム性は両立させなければならない。   However, in the method based on the deformation of the chart image by the above-mentioned transmission illumination (hereinafter referred to as a transmission chart image method), there are cases where the evaluation sensitivity of the aberration is insufficient. For example, in a high NA / high magnification objective lens and the like, the demand for reducing the decentration coma aberration is very strict. However, in order to efficiently perform the work of adjusting the eccentricity by the operator, it is necessary to achieve both the improvement of the sensitivity of the evaluation of the eccentric coma aberration and the real time property of the evaluation.

透過チャート像方式で偏心コマ収差の評価感度を高める方法としては、透過円形チャート5の直径(又はスリット幅)を小さくしてチャート像の変形を判別しやすくする方法が考えられる。この方法の原理は、チャート5に形成されている例えば円形開口パターンを小さくすると、チャート5の円形開口パターンをそのまま透過した0次光強度に対する円形開口パターンのエッジ部分での高次の回折波強度の割合が相対的に増加することにより被検光学系1の高いNA領域を通る光の強度が相対的に増加し、それにより偏心コマ収差が強調されることに基づいている。さらに言えば、無限小のピンホールによる回折波は、全方向に一様な強度で光を回折するので、理論上、最も理想的なチャートと言ってよい。   As a method of increasing the evaluation sensitivity of the decentering coma aberration by the transmission chart image method, a method of reducing the diameter (or slit width) of the transmission circular chart 5 and easily determining the deformation of the chart image is conceivable. The principle of this method is that if, for example, the circular aperture pattern formed on the chart 5 is made smaller, the higher-order diffracted wave intensity at the edge portion of the circular aperture pattern with respect to the 0th-order light intensity transmitted through the circular aperture pattern of the chart 5 as it is. This is based on the fact that the relative intensity of the light increases the intensity of light passing through the high NA region of the optical system 1 to be tested, thereby enhancing the decentration coma aberration. Furthermore, since the diffracted wave by an infinitely small pinhole diffracts light with uniform intensity in all directions, it can be said that it is theoretically the most ideal chart.

しかしながら、あまりに微小な円形開口パターンを有するチャート5になると、被検光学系1に取り込まれる光量が大幅に減少し、チャート像が非常に暗い像になってしまう。現実的には、被検光学系1の開口数NA、波長λで決定されるエアリディスク径φ_airyと同等程度のチャートが理想的である。例えば、NA=0.9、λ=0.55μmの対物レンズのエアリディスク径を計算してみると、φ_airy=1.22×λ/NA=1.22×0.55μm/0.9=0.74μmとなる。   However, if the chart 5 has a very small circular aperture pattern, the amount of light taken into the optical system 1 to be tested is greatly reduced, and the chart image becomes a very dark image. In reality, a chart equivalent to the air disk diameter φ_airy determined by the numerical aperture NA and the wavelength λ of the optical system 1 to be measured is ideal. For example, when calculating the air disk diameter of the objective lens with NA = 0.9 and λ = 0.55 μm, φ_airy = 1.22 × λ / NA = 1.22 × 0.55 μm / 0.9 = 0 .74 μm.

チャート5は、円形開口パターンのエッジが綺麗に加工され、かつ形状の対称性が要求される。このような微細な透過チャートを入手するのは、非常に難しい。又、NA=0.9、λ=0.3μm程度の紫外線帯域の対物レンズの場合には、φ_airy=0.4μmとなり、このような微細な透過チャートの入手は、不可能と言ってよい。   In the chart 5, the edge of the circular opening pattern is neatly processed and the symmetry of the shape is required. It is very difficult to obtain such a fine transmission chart. In the case of an objective lens in the ultraviolet band of NA = 0.9 and λ = 0.3 μm, φ_airy = 0.4 μm, and it can be said that it is impossible to obtain such a fine transmission chart.

近年、顕微鏡の対物レンズは、レーザ光学系に適用される例が増えている。この場合、対物レンズは、レーザ光源で規定される狭スペクトルの特定波長において性能を確保すればよいのであるが、レーザ波長において厳しい光学性能が要求される。必然的に、対物レンズが使用されるレーザ光源を使って偏心調整する必要がある。   In recent years, an example in which an objective lens of a microscope is applied to a laser optical system is increasing. In this case, the objective lens only needs to secure performance at a specific wavelength of a narrow spectrum defined by the laser light source, but severe optical performance is required at the laser wavelength. Inevitably, it is necessary to adjust the eccentricity using a laser light source in which an objective lens is used.

しかしながら、透過照明によるチャート像の非対称変形に基づいた評価方法では、コヒーレントなレーザ光をある程度広い面積を有するチャート5に照明することになる。このため、チャート5を通過して得られたチャート像にスペックルノイズが加わる。このスペックルノイズが加わると、スペックルノイズの中に偏心コマ収差が埋もれてしまい、偏心コマ収差を評価することは不可能になる。このため、レーザ光学系に適用される対物レンズの偏心コマ収差を高感度に測定して評価する場合の大きな課題となっている。   However, in the evaluation method based on the asymmetric deformation of the chart image by transmitted illumination, the coherent laser beam is illuminated onto the chart 5 having a certain area. For this reason, speckle noise is added to the chart image obtained by passing through the chart 5. When this speckle noise is added, the decentration coma aberration is buried in the speckle noise, and it becomes impossible to evaluate the decentration coma aberration. For this reason, it is a big problem when measuring and evaluating the decentration coma aberration of the objective lens applied to the laser optical system with high sensitivity.

スペックルノイズを無くし、かつ偏心コマ収差を高感度に評価する方法として被検光学系1のエアリディスク径φ_airy以下のチャート5を準備する方法があるが、かかるチャート5を入手することは上記の如く不可能と言ってよく、当該チャート5を準備するのは諦めざるをえない。   As a method for eliminating speckle noise and evaluating the decentration coma with high sensitivity, there is a method of preparing a chart 5 having an air disk diameter φ_airy or less of the optical system 1 to be tested. It may be said that it is impossible, and I have to give up preparing the chart 5.

チャート5を使用しない透過評価方式としては、例えば図14に示すような基準レンズ方式が考えられている。無収差として扱える基準レンズ9が準備される。この基準レンズ9の焦点と被検光学系1の焦点とが一致される。基準レンズ9のNAが被検光学系1のNAと同等以上であれば、基準レンズ9による点像を被検光学系1で再結像させた場合、被検光学系1による点像が評価されたとみなしてよい。被検光学系1による点像を十分な画素分解能でCCD8により撮像することで、被検光学系1の偏心コマ収差が感度良く評価できる。   As a transmission evaluation method that does not use the chart 5, for example, a reference lens method as shown in FIG. 14 is considered. A reference lens 9 that can be treated as non-aberration is prepared. The focal point of the reference lens 9 and the focal point of the test optical system 1 are matched. If the NA of the reference lens 9 is equal to or greater than the NA of the test optical system 1, the point image by the test optical system 1 is evaluated when the point image by the reference lens 9 is re-imaged by the test optical system 1. You may consider that By taking a point image by the test optical system 1 with the CCD 8 with sufficient pixel resolution, the decentration coma aberration of the test optical system 1 can be evaluated with high sensitivity.

この方式であれば、チャート5を使う必要もなく、レーザを使っても基準レンズ9による点像を評価するだけなので、ある程度大きい透過チャートをレーザで評価する場合に発生するスペックルノイズも発生しない。   With this method, it is not necessary to use the chart 5, and even if a laser is used, only the point image by the reference lens 9 is evaluated, so speckle noise that occurs when a somewhat large transmission chart is evaluated by the laser does not occur. .

しかしながら、被検光学系1に対してNAが同等以上で無収差の基準レンズ9を準備する点が次の理由により非現実的である。既に述べたように被検光学系1として顕微鏡の対物レンズなどを考えた場合、ある特定の波長専用に設計された対物レンズであったり、レーザ波長専用に設計された対物レンズであったりする。そうすると、被検光学系1と同じ種類の数だけ基準レンズ9が必要になる。しかも、被検光学系1と同等以上のNAで予め無収差とみなせるレンズでなければならない。このため、図14に示す基準レンズ方式は、基準レンズ9の準備に費用及び時間が掛かりすぎ、非効率的で実用的でない。   However, it is unrealistic to prepare a reference lens 9 having an NA equal to or greater than that of the optical system 1 to be examined for the following reason. As described above, when a microscope objective lens or the like is considered as the test optical system 1, it may be an objective lens designed exclusively for a specific wavelength or an objective lens designed exclusively for a laser wavelength. As a result, the same number of reference lenses 9 as in the test optical system 1 are required. Moreover, the lens must be preliminarily regarded as having no aberration with an NA equal to or greater than that of the optical system 1 to be tested. For this reason, the reference lens system shown in FIG. 14 is too expensive and time consuming to prepare the reference lens 9, which is inefficient and impractical.

複数枚のレンズから構成される被検光学系を調整する場合、各レンズの偏心調整だけでなく、各レンズ間の間隔調整も行う必要がある。各レンズの間隔調整は、光軸P上で球面収差に影響し、光軸P外でコマ収差及び非点収差に影響する。従って、光軸P外の性能も要求される場合は、各レンズ間の間隔調整が重要となる。   When adjusting a test optical system composed of a plurality of lenses, it is necessary to adjust not only the eccentricity of each lens but also the distance between the lenses. Adjustment of the distance between the lenses affects spherical aberration on the optical axis P, and affects coma and astigmatism outside the optical axis P. Therefore, when performance outside the optical axis P is required, it is important to adjust the distance between the lenses.

各レンズの間隔調整は、通常干渉計を用いて対物レンズの波面収差を定量的に測定し、この測定結果に基いて対物レンズを構成する各レンズ間の間隔を調整する。例えば特許文献2に開示されているような波面収差測定装置の干渉計に取り付けられて波面収差測定が行われる。その測定結果に基づいて、対物レンズは、一旦分解されて間隔調整が行われる。その後、対物レンズを再度組立するときは、再度、偏心調整を行う必要がある。   In the adjustment of the distance between the lenses, the wavefront aberration of the objective lens is quantitatively measured using an ordinary interferometer, and the distance between the lenses constituting the objective lens is adjusted based on the measurement result. For example, wavefront aberration measurement is performed by being attached to an interferometer of a wavefront aberration measuring apparatus as disclosed in Patent Document 2. Based on the measurement result, the objective lens is once disassembled and the interval is adjusted. Thereafter, when the objective lens is reassembled, it is necessary to adjust the eccentricity again.

以上のように対物レンズの各レンズの偏心調整は、例えば図11に示すようなチャート5を用いた方式、又は図14に示すような基準レンズ9を用いた方式で行い、一方、各レンズの間隔調整は、例えば特許文献2に開示されている波面収差測定装置の干渉計に取り付けて行う。すなわち、各レンズの偏心調整と間隔調整とは、それぞれ対物レンズを異なる別々の各装置を用いて行っている。そして、これら間隔調整と偏心調整とは、交互に数回繰り返すことによって対物レンズの組立調整の度合いを収束させている。このため、対物レンズの間隔調整及び偏心調整は、時間的に非効率である。   As described above, the decentering adjustment of each lens of the objective lens is performed by, for example, a method using the chart 5 as shown in FIG. 11 or a method using the reference lens 9 as shown in FIG. The interval adjustment is performed by attaching to the interferometer of the wavefront aberration measuring apparatus disclosed in Patent Document 2, for example. In other words, the eccentric adjustment and the interval adjustment of each lens are performed using different devices with different objective lenses. The distance adjustment and the eccentricity adjustment are alternately repeated several times to converge the degree of assembly adjustment of the objective lens. For this reason, the distance adjustment and the eccentricity adjustment of the objective lens are inefficient in time.

又、光軸P外の性能も要求される対物レンズは、レンズの光軸P上の性能だけでなく、光軸P外の性能も高感度に評価する必要がある。   An objective lens that requires performance outside the optical axis P needs to evaluate not only the performance on the optical axis P of the lens but also the performance outside the optical axis P with high sensitivity.

本発明は、被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、被検光学系の光軸上に設けられ、被検光学系に光を少なくとも1回往復させる往復光学系と、被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する被検光学系の偏心調整用の点像拡大光学系と、被検光学系に往復した被検光と参照光との干渉により被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する被検光学系のレンズ間隔調整用の干渉計と、点像拡大光学系による点像の強調拡大と干渉計による干渉縞の生成とを切り替える光学系切替機構とを具備したレンズ組立支援装置である。   The present invention includes an incident optical system that makes light incident on a test optical system, a reciprocating optical system that is provided on the optical axis of the test optical system, and that reciprocates light at least once in the test optical system, The point image magnification optical system for adjusting the decentration of the test optical system that emphasizes and enlarges the point image that appears due to the test light reciprocating to the test optical system, and the interference between the test light reciprocating to the test optical system and the reference light Interferometer for adjusting the lens interval of the test optical system that generates interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration of the test optical system, point image enhancement and point fringing by the point image magnification optical system, and generation of interference fringes by the interferometer It is a lens assembly support apparatus provided with the optical system switching mechanism which switches.

本発明は、被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、被検光学系の光軸上に設けられ、被検光学系に光を少なくとも1回往復させる往復光学系と、被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する点像拡大光学系と、被検光学系に往復した被検光と参照光との干渉により被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する干渉計と、点像拡大光学系による点像の強調拡大と干渉計による干渉縞の生成とを切り替える光学系切替機構と、点像拡大光学系により強調拡大された点像又は干渉計により生成された干渉縞を撮像する撮像素子と、撮像素子の撮像により取得された点像の画像データに基づいて被検光学系の偏心コマ収差を求め、又は撮像素子の撮像により取得された干渉縞の画像データに基づいて被検光学系の透過波面収差を求める解析装置とを具備したレンズ組立支援装置である。   The present invention includes an incident optical system that makes light incident on a test optical system, a reciprocating optical system that is provided on the optical axis of the test optical system, and that reciprocates light at least once in the test optical system, The point image enlarging optical system that emphasizes and enlarges the point image that appears due to the test light reciprocating to the test optical system, and the transmitted wavefront aberration of the test optical system due to interference between the test light reciprocating to the test optical system and the reference light An interferometer that generates reflected interference fringes, an optical system switching mechanism that switches between point-image enhancement and point-interference magnifying and point-interference-enhanced fringe generation, and point-enlarged and point-enhanced optical systems An image sensor that captures an interference fringe generated by an image or an interferometer, and decentration coma aberration of the test optical system is obtained based on image data of a point image acquired by the image sensor, or by imaging of the image sensor Optical system under test based on acquired interference fringe image data A lens assembly support device having an analysis device for determining the transmitted wavefront aberration.

本発明は、被検光学系の偏心コマ収差及び透過波面収差を1台で測定可能な構成にすることによって、被検光学系の偏心調整及びレンズ間隔調整を高精度かつ効率的に行うためのレンズ組立支援装置を提供できる。   The present invention has a configuration in which the decentration coma aberration and the transmitted wavefront aberration of the test optical system can be measured with a single unit, thereby performing decentration adjustment and lens interval adjustment of the test optical system with high accuracy and efficiency. A lens assembly support device can be provided.

以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1はレンズ組立支援装置の構成図である。このレンズ組立支援装置では、被検光学系1以外の各光学部品の各収差は問題にしなくてよいものとする。   FIG. 1 is a configuration diagram of a lens assembly support device. In this lens assembly support device, each aberration of each optical component other than the test optical system 1 does not have to be a problem.

筐体10は、ベース部材11に支持部材12を立設し、この支持部材12の上部にアーム部材13を横方向に支持してなるコ字形状に形成されている。ベース部材11上には、XYZステージ14が設けられている。このXYZステージ14上には、球面ミラー15が設けられている。XYZステージ14は、球面ミラー15をXYZ方向に移動させる。   The housing 10 is formed in a U shape in which a support member 12 is erected on a base member 11 and an arm member 13 is supported on the support member 12 in the lateral direction. An XYZ stage 14 is provided on the base member 11. A spherical mirror 15 is provided on the XYZ stage 14. The XYZ stage 14 moves the spherical mirror 15 in the XYZ directions.

アーム部材13の下面には、対物レンズ取付部材16が設けられ、この対物レンズ取付部材16に被検光学系として対物レンズが取り付けられている。以下、被検光学系を対物レンズ1として説明する。この対物レンズ1は、図11に示すように複数のレンズを有する第1の部組レンズ2と、同じく複数のレンズを有する第2の部組レンズ3と、例えば1枚の調整レンズ4とを有する。この対物レンズ1は、先端側を球面ミラー15に向けて対物レンズ取付部材16に取り付けられている。   An objective lens mounting member 16 is provided on the lower surface of the arm member 13, and an objective lens is mounted on the objective lens mounting member 16 as a test optical system. Hereinafter, the test optical system will be described as the objective lens 1. As shown in FIG. 11, the objective lens 1 includes a first partial lens 2 having a plurality of lenses, a second partial lens 3 having a plurality of lenses, and an adjustment lens 4, for example. Have. The objective lens 1 is attached to an objective lens attachment member 16 with the tip side facing the spherical mirror 15.

アーム部材13及び対物レンズ取付部材16には、それぞれアーム部材13及び対物レンズ取付部材16を貫通する光通過用の各孔17、18が設けられている。   The arm member 13 and the objective lens mounting member 16 are provided with holes 17 and 18 for passing light that pass through the arm member 13 and the objective lens mounting member 16, respectively.

球面ミラー15は、凹球面15aに形成され、その曲率中心は、対物レンズ1の集光点Sに一致している。この球面ミラー15は、対物レンズ1の光軸上に設けられ、対物レンズ1を通過したレーザ光を反射し、再び対物レンズ1を通過させることによってレーザ光を対物レンズ1に1往復させる往復光学系を構成する。この球面ミラー15は、非常に高精度な球面である必要があり、一般に反射面にコーティングをしていない。従って、球面ミラー15は、材質によって反射率が決まる。普通球面ミラー15の材質は、ガラス(石英などが多い)を用いるが、ガラスは反射率が4%程度と低いので、反射率が40%程度と高いシリコン製のものが好適である。   The spherical mirror 15 is formed on the concave spherical surface 15 a, and the center of curvature thereof coincides with the condensing point S of the objective lens 1. The spherical mirror 15 is provided on the optical axis of the objective lens 1, and is a reciprocating optical device that reflects the laser light that has passed through the objective lens 1 and makes the laser light reciprocate once through the objective lens 1 by passing through the objective lens 1 again. Configure the system. The spherical mirror 15 needs to be a very high-precision spherical surface and generally has no coating on the reflecting surface. Therefore, the reflectance of the spherical mirror 15 is determined by the material. The material of the ordinary spherical mirror 15 is glass (many of quartz and the like), but since glass has a low reflectance of about 4%, a silicon-made one having a high reflectance of about 40% is preferable.

入射光学系19は、レーザ光を対物レンズ1に入射するもので、レーザ光を出力するレーザ光源20を備えている。このレーザ光源20のレーザ出力端には、光ファイバー21の一端が接続されている。この光ファイバー21の他端は、例えばアーム部材13の上方に配置され、導いたレーザ光を出射する。この光ファイバー21の他端から出射されたレーザ光の光軸上には、光ファイバー21の他端から出射されたレーザ光を平行光にコリメートするコリメートレンズ22が設けられている。   The incident optical system 19 is for entering laser light into the objective lens 1 and includes a laser light source 20 that outputs laser light. One end of an optical fiber 21 is connected to the laser output end of the laser light source 20. The other end of the optical fiber 21 is disposed, for example, above the arm member 13 and emits a guided laser beam. On the optical axis of the laser light emitted from the other end of the optical fiber 21, a collimator lens 22 is provided for collimating the laser light emitted from the other end of the optical fiber 21 into parallel light.

一方、トワイマングリーン型の干渉計23が設けられている。すなわち、アーム部材13に設けられた光通過用の孔17上には、ビームスプリッタ24が設けられている。このビームスプリッタ24におけるコリメートレンズ22によりコリメートされたレーザ光の透過光軸上には、参照平面ミラー25が設けられている。   On the other hand, a Twiman Green interferometer 23 is provided. That is, the beam splitter 24 is provided on the light passage hole 17 provided in the arm member 13. A reference plane mirror 25 is provided on the transmission optical axis of the laser light collimated by the collimating lens 22 in the beam splitter 24.

この参照平面ミラー25は、ビームスプリッタ24を透過したレーザ光を参照光として反射する。この参照平面ミラー25は、ピエゾ素子(PZT)等の移動素子26に設けられている。この移動素子26は、ピエゾ素子駆動回路27から電圧が印加される毎に参照平面ミラー24をビームスプリッタ23を透過したレーザ光の光軸方向と同一方向に微小変位させる。   The reference plane mirror 25 reflects the laser light transmitted through the beam splitter 24 as reference light. The reference plane mirror 25 is provided on a moving element 26 such as a piezo element (PZT). The moving element 26 slightly displaces the reference plane mirror 24 in the same direction as the optical axis direction of the laser light transmitted through the beam splitter 23 every time a voltage is applied from the piezo element driving circuit 27.

ビームスプリッタ24は、アーム部材13に設けられた光通過用の孔17上に設けられ、コリメートレンズ22によりコリメートされたレーザ光の一部を対物レンズ1が取り付けられている下方側に反射し、残りのレーザ光を参照平面ミラー25が設けられている側に透過させる。又、ビームスプリッタ24は、対物レンズ1側からの被検光と参照平面ミラー25からの参照光との干渉縞を生成する。   The beam splitter 24 is provided on the light passage hole 17 provided in the arm member 13, reflects a part of the laser light collimated by the collimating lens 22 to the lower side to which the objective lens 1 is attached, The remaining laser light is transmitted to the side where the reference plane mirror 25 is provided. The beam splitter 24 also generates interference fringes between the test light from the objective lens 1 side and the reference light from the reference plane mirror 25.

点像拡大光学系28がビームスプリッタ24で上方側に反射する光の光軸上に設けられている。この点像拡大光学系28は、対物レンズ1に往復したレーザ光により現れる点像を強調拡大する。この点像拡大光学系28は、光軸上に結像レンズ29及び小さな画素サイズを有するCCDカメラなどの撮像素子30を配置してなる。   A point image enlarging optical system 28 is provided on the optical axis of the light reflected upward by the beam splitter 24. The point image enlarging optical system 28 emphasizes and enlarges the point image that appears by the laser beam reciprocating to the objective lens 1. The point image enlarging optical system 28 includes an imaging lens 29 and an image pickup device 30 such as a CCD camera having a small pixel size on the optical axis.

光学系切替機構31は、入射光学系19と球面ミラー15と点像拡大光学系28とを有する対物レンズ1の偏心調整用の第1の調整光学系と、入射光学系19と球面ミラー15と干渉計23とを有する対物レンズ1のレンズ間隔調整用の第2の調整光学系とのいずれか一方に切り替える。具体的に光学系切替機構31は、干渉計23におけるビームスプリッタ24と参照平面ミラー25との間の光軸上に挿脱可能なシャッター32と、点像拡大光学系28の光軸に対して挿脱可能な光学素子としてのベルトランレンズ33とを有する。   The optical system switching mechanism 31 includes a first adjustment optical system for adjusting the eccentricity of the objective lens 1 having the incident optical system 19, the spherical mirror 15, and the point image magnification optical system 28, the incident optical system 19, and the spherical mirror 15. The objective lens 1 having the interferometer 23 is switched to one of the second adjustment optical system for adjusting the lens interval. Specifically, the optical system switching mechanism 31 has a shutter 32 that can be inserted into and removed from the optical axis between the beam splitter 24 and the reference plane mirror 25 in the interferometer 23 and the optical axis of the point image enlarging optical system 28. And a belt run lens 33 as an optical element that can be inserted and removed.

シャッター32は、遮光機構駆動回路34により干渉計23の光軸に挿脱される。この遮光機構駆動回路34は、点像拡大光学系28により点像を強調拡大するときに干渉計23の光軸上にシャッター32を挿入し、干渉計23により干渉縞を生成するときに当該干渉計の光軸からシャッター32を抜き出す。   The shutter 32 is inserted into and removed from the optical axis of the interferometer 23 by the light shielding mechanism drive circuit 34. The light shielding mechanism drive circuit 34 inserts the shutter 32 on the optical axis of the interferometer 23 when the point image is emphasized and enlarged by the point image enlarging optical system 28, and the interference is generated when the interferometer 23 generates interference fringes. The shutter 32 is extracted from the optical axis of the meter.

ベルトランレンズ33は、挿脱機構駆動回路35により点像拡大光学系28の光軸に挿脱される。この挿脱機構駆動回路35は、対物レンズ1の偏心コマ収差を求めるときにベルトランレンズ33を点像拡大光学系28の光軸から抜き出し、対物レンズ1の透過波面収差を求めるときにベルトランレンズ33を点像拡大光学系28の光軸上に挿入する。   The Bertrand lens 33 is inserted into and removed from the optical axis of the point image enlarging optical system 28 by the insertion / removal mechanism drive circuit 35. The insertion / removal mechanism driving circuit 35 extracts the belt run lens 33 from the optical axis of the point image enlarging optical system 28 when obtaining the decentered coma aberration of the objective lens 1 and obtaining the transmission wavefront aberration of the objective lens 1. Is inserted on the optical axis of the point image enlarging optical system 28.

撮像素子30は、点像拡大光学系28により強調拡大された点像を撮像してその画像信号を出力する。又、撮像素子30は、点像拡大光学系28の光軸上にベルトランレンズ33が挿入された状態で、点像拡大光学系28により伝送された干渉計23により生成された干渉縞を撮像してその画像信号を出力する。   The image sensor 30 captures the point image that has been enhanced and magnified by the point image enlarging optical system 28 and outputs the image signal. The image sensor 30 captures the interference fringes generated by the interferometer 23 transmitted by the point image enlarging optical system 28 with the belt run lens 33 inserted on the optical axis of the point image enlarging optical system 28. Output the image signal.

解析装置36は、撮像素子30から出力された画像信号を入力し、点像拡大光学系28により強調拡大された点像の第1の画像データ、又は干渉計23により生成された干渉縞の第2の画像データとして内部メモリに記憶する。この解析装置36は、第1の画像データを解析して対物レンズ1の偏心コマ収差を求め、かつ点像拡大光学系28により強調拡大された点像の強度分布を解析する。   The analysis device 36 receives the image signal output from the image sensor 30 and receives the first image data of the point image that is emphasized and enlarged by the point image enlarging optical system 28 or the first interference fringe generated by the interferometer 23. 2 is stored in the internal memory as image data. The analysis device 36 analyzes the first image data to obtain the decentration coma aberration of the objective lens 1 and analyzes the intensity distribution of the point image enhanced and enlarged by the point image enlarging optical system 28.

又、解析装置36は、第2の画像データを解析して対物レンズ1の透過波面収差を求め、さらに参照平面ミラー25の移動により得られる各位相の異なる各干渉縞の各第2の画像データから対物レンズ1の透過波面収差を求める。解析装置36は、解析結果である対物レンズ1の偏心コマ収差、強調拡大された点像の強度分布、対物レンズ1の透過波面収差をCRTディスプレイ又は液晶ディスプレイ等のモニタ37に表示する。   The analyzing device 36 analyzes the second image data to obtain the transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 and further obtains the second image data of each interference fringe having different phases obtained by moving the reference plane mirror 25. From this, the transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 is obtained. The analysis device 36 displays the decentration coma aberration of the objective lens 1 as an analysis result, the intensity distribution of the emphasized and enlarged point image, and the transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 on a monitor 37 such as a CRT display or a liquid crystal display.

次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。   Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.

先ず、対物レンズ1の偏心調整をするときの支援動作について説明する。対物レンズ1の偏心調整を行うとき、遮光機構駆動回路34は、図2に示すように干渉計23の光軸上にシャッター32を挿入し、かつ挿脱機構駆動回路35は、点像拡大光学系28の光軸からベルトランレンズ33を抜き出す。   First, the support operation when adjusting the eccentricity of the objective lens 1 will be described. When the decentering adjustment of the objective lens 1 is performed, the light shielding mechanism drive circuit 34 inserts the shutter 32 on the optical axis of the interferometer 23 as shown in FIG. The belt run lens 33 is extracted from the optical axis of the system 28.

レーザ光源20からレーザ光が出力されると、このレーザ光は、光ファイバー21内を伝送して他端から放射状に出射される。この光ファイバー21から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ22により平行光にコリメートされてビームスプリッタ24に入射する。このビームスプリッタ24に入射されたレーザ光は、ビームスプリッタ24により2方向に分岐され、一方のレーザ光が下方に向けて反射され、各孔18、17内を通って対物レンズ1に入射する。他方のレーザ光は、シャッター32によりその信号が遮光される。   When laser light is output from the laser light source 20, the laser light is transmitted through the optical fiber 21 and emitted radially from the other end. The laser light emitted from the optical fiber 21 is collimated into parallel light by the collimating lens 22 and enters the beam splitter 24. The laser light incident on the beam splitter 24 is branched in two directions by the beam splitter 24, and one laser light is reflected downward and enters the objective lens 1 through the holes 18 and 17. The other laser beam is shielded by the shutter 32.

対物レンズ1に入射し透過したレーザ光は、対物レンズ1の集光点Sで一旦集光し、この後発散して球面ミラー15の凹球面15aに向かって進行する。この球面ミラー15の曲率中心と対物レンズ1の集光点Sとは一致しているので、対物レンズ1を透過したレーザ光は、全て球面ミラー15の凹球面15aに対して垂直方向に入射し、かつ凹球面15aに対して垂直方向すなわちレーザ光の入射方向と同一光路上に反射する。   The laser light incident on and transmitted through the objective lens 1 is once condensed at the condensing point S of the objective lens 1, and then diverges and travels toward the concave spherical surface 15 a of the spherical mirror 15. Since the center of curvature of the spherical mirror 15 coincides with the condensing point S of the objective lens 1, all the laser light transmitted through the objective lens 1 is incident on the concave spherical surface 15 a of the spherical mirror 15 in the vertical direction. And reflected on the same optical path as the direction perpendicular to the concave spherical surface 15a, that is, the incident direction of the laser beam.

ここで、球面ミラー15の作用について詳しく説明する。図2中において、対物レンズ1に入射するレーザ光のうち光軸を挟んで互いに対称なレーザ光を細線と太線とで表す。細線で表したレーザ光は、球面ミラー15で反射し、再び対物レンズ1中の同一光路を辿って対物レンズ1に射出する。太線で表したレーザ光も同様に、球面ミラー15で反射し、再び対物レンズ1中の同一光路を辿って対物レンズ1から射出される。従って、レーザ光は、対物レンズ1内を1往復することになり、これにより、レーザ光には、対物レンズ1の持っている収差を2倍に強調した収差が加わることになる。   Here, the operation of the spherical mirror 15 will be described in detail. In FIG. 2, among the laser beams incident on the objective lens 1, laser beams that are symmetric with respect to the optical axis are represented by a thin line and a thick line. The laser beam represented by the thin line is reflected by the spherical mirror 15 and is emitted again to the objective lens 1 following the same optical path in the objective lens 1. Similarly, the laser beam indicated by the thick line is reflected by the spherical mirror 15 and is emitted from the objective lens 1 again following the same optical path in the objective lens 1. Therefore, the laser beam reciprocates once in the objective lens 1, whereby an aberration that enhances the aberration of the objective lens 1 twice is added to the laser beam.

なお、球面ミラー15でなく平面ミラーを使用すると、平面ミラーは、対物レンズ1の焦点面に設置されるが、対物レンズ1の持っている偏心コマ収差などの非対称収差の情報を失ってしまうことは明らかである。このため、平面ミラーを使用することはできない。このような理由から球面ミラー15を使用する必要がある。   If a plane mirror is used instead of the spherical mirror 15, the plane mirror is installed on the focal plane of the objective lens 1, but information on asymmetric aberrations such as decentration coma possessed by the objective lens 1 is lost. Is clear. For this reason, a plane mirror cannot be used. For this reason, it is necessary to use the spherical mirror 15.

対物レンズ1内を1往復して2倍の収差が加わったレーザ光は、平行光の被検光として各孔17、18内を通過し、ビームスプリッタ24を透過して点像拡大光学系28に向かう。この点像拡大光学系28は、対物レンズ1に往復したレーザ光により現れる点像を強調拡大する。撮像素子30は、点像拡大光学系28により強調拡大された点像を撮像してその画像信号を出力する。   The laser beam that has been doubled in the objective lens 1 and has been subjected to double aberration passes through the holes 17 and 18 as parallel light to be detected, passes through the beam splitter 24, and passes through the point splitter optical system 28. Head for. The point image enlarging optical system 28 emphasizes and enlarges the point image that appears by the laser beam reciprocating to the objective lens 1. The image sensor 30 captures the point image that has been enhanced and magnified by the point image enlarging optical system 28 and outputs the image signal.

解析装置36は、撮像素子30から出力された画像信号を入力し、点像拡大光学系28により強調拡大された点像の画像を第1の画像データとして内部メモリに記憶する。この解析装置36は、第1の画像データを解析して対物レンズ1の偏心コマ収差を求め、かつ点像拡大光学系28により強調拡大された点像の強度分布を解析する。   The analysis device 36 receives the image signal output from the image sensor 30, and stores the point image enhanced and enlarged by the point image enlarging optical system 28 in the internal memory as first image data. The analysis device 36 analyzes the first image data to obtain the decentration coma aberration of the objective lens 1 and analyzes the intensity distribution of the point image enhanced and enlarged by the point image enlarging optical system 28.

ここで、点像拡大光学系28の作用について詳しく説明する。点像拡大光学系28は、対物レンズ1の2倍の収差が加わった点像を大きく拡大観察するが、この拡大観察をするには、結像レンズ29によって得られた点像を大きくすること、CCD等の撮像素子30として小さな画素サイズを有することが考えられる。   Here, the operation of the point image enlarging optical system 28 will be described in detail. The point image enlarging optical system 28 enlarges and observes a point image to which an aberration twice as large as that of the objective lens 1 is added. In order to perform this enlargement observation, the point image obtained by the imaging lens 29 is enlarged. It is conceivable that the image sensor 30 such as a CCD has a small pixel size.

例えば、対物レンズ1としてNA=0.9、焦点距離f_ob=1.8mm、波長λ=0.55μmの顕微鏡の対物レンズ1を考えた場合の結像レンズ29の焦点距離、撮像素子30の画素分解能について考えてみる。   For example, the focal length of the imaging lens 29 and the pixel of the image sensor 30 when considering the objective lens 1 of a microscope with NA = 0.9, focal length f_ob = 1.8 mm, wavelength λ = 0.55 μm as the objective lens 1. Consider the resolution.

対物レンズ1が無収差の場合のエアリディスク径φ_airyは、
φ_airy=1.22×λ/NA=1.22×0.55μm/0.9=0.75μm
となる。
Airy disk diameter φ_airy when objective lens 1 has no aberration is
φ_airy = 1.22 × λ / NA = 1.22 × 0.55 μm / 0.9 = 0.75 μm
It becomes.

結像レンズ29の焦点距離をf_TLとすると、対物レンズ1の点像の光学拡大倍率Mは、
M=f_TL/f_ob
となる。例えば結像レンズ29の焦点距離f_TL=360mmとすると、光学拡大倍率M=200倍となり、撮像素子30に投影されるエアリディスク径は、
0.75μm×200=150μm
となる。撮像素子30の1画素を例えば7.5μmとすれば、
150μm/7.5μm=20
となる。すなわち、点像のエアリディスク内を20×20画素の画素分解能で撮像できる拡大観察系となる。実際には、点像のエアリディスク内を10×10画素程度の画素分解能の撮像でも、収差の観察には実用上差し支えない。
When the focal length of the imaging lens 29 is f_TL, the optical magnification M of the point image of the objective lens 1 is
M = f_TL / f_ob
It becomes. For example, if the focal length f_TL of the imaging lens 29 is 360 mm, the optical magnification M is 200 times, and the air disk diameter projected onto the image sensor 30 is
0.75 μm × 200 = 150 μm
It becomes. If one pixel of the image sensor 30 is 7.5 μm, for example,
150 μm / 7.5 μm = 20
It becomes. That is, it becomes an enlarged observation system that can image the inside of a point image air disk with a pixel resolution of 20 × 20 pixels. Actually, even in imaging with a pixel resolution of about 10 × 10 pixels in a point image air disk, there is no practical problem in observing aberrations.

このように対物レンズ1の2倍の収差が加わった点像を十分な画素分解能を有する撮像素子30により撮像すれば、対物レンズ1の収差の影響を受けた点像をモニター37上で十分に拡大観察でき、その収差を高感度に観察できる。   Thus, if a point image to which twice the aberration of the objective lens 1 is added is picked up by the imaging device 30 having sufficient pixel resolution, the point image affected by the aberration of the objective lens 1 is sufficiently displayed on the monitor 37. Magnification can be observed, and the aberration can be observed with high sensitivity.

CCDの代わりに無収差とみなせる接眼レンズを付けて観察してもよいが、光学系が増えるので、結像レンズ29及び撮像素子30を有する点像拡大光学系28の方がより望ましい。   Observation may be performed with an eyepiece that can be regarded as aberration-free instead of the CCD. However, since the number of optical systems increases, the point image enlarging optical system 28 having the imaging lens 29 and the image sensor 30 is more desirable.

図3は偏心コマ収差の無い理想的な対物レンズ1の点像を示す。この理想的な対物レンズ1の点像は、回転対称の円形となる。図4は偏心コマ収差が波面収差rms値で0.05λ存在するときの対物レンズ1の点像を示す。偏心コマ収差が存在する対物レンズ1の点像は、円形でなく、中心が偏心した楕円状の非対称の像に変形する。図5は例えば偏心コマ収差0.02λrms相当の点像を示す。   FIG. 3 shows a point image of an ideal objective lens 1 without decentration coma. The ideal point image of the objective lens 1 is a rotationally symmetric circle. FIG. 4 shows a point image of the objective lens 1 when the decentration coma aberration is 0.05λ in terms of the wavefront aberration rms value. The point image of the objective lens 1 in which decentration coma is present is not circular but is deformed into an elliptical asymmetric image with the center being decentered. FIG. 5 shows a point image corresponding to, for example, an eccentric coma aberration of 0.02λrms.

解析装置36は、図3乃至図5に示すような点像拡大光学系28により強調拡大された点像の画像を第1の画像データをモニタ37にリアルタイムに表示する。従って、作業者は、モニタ37にリアルタイムに表示される図3乃至図5に示すような点像拡大光学系28により強調拡大された点像の画像を観察しながら図11に示す調整レンズ4を対物レンズ1の全体に対して偏心調整作業することによって点像を回転対称にする。   The analysis device 36 displays the first image data on the monitor 37 in real time as the image of the point image enhanced and enlarged by the point image enlarging optical system 28 as shown in FIGS. Accordingly, the operator can adjust the adjustment lens 4 shown in FIG. 11 while observing the image of the point image emphasized and enlarged by the point image enlargement optical system 28 as shown in FIGS. 3 to 5 displayed on the monitor 37 in real time. The point image is made rotationally symmetric by performing an eccentricity adjustment operation on the entire objective lens 1.

このように対物レンズ1の偏心調整では、対物レンズ1に往復したレーザ光により現れる点像を点像拡大光学系28により強調拡大し、この強調拡大された点像をリアルタイムにモニタ37に表示するので、作業者は、モニタ37にリアルタイムに表示される点像を観察しながら点像が回転対称になるように偏心調整することができ、当該偏心調整作業を効率的に行うことができる。   As described above, in the decentering adjustment of the objective lens 1, the point image appearing by the laser beam reciprocating to the objective lens 1 is enhanced and enlarged by the point image enlarging optical system 28, and this enhanced and enlarged point image is displayed on the monitor 37 in real time. Therefore, the operator can adjust the eccentricity so that the point image is rotationally symmetric while observing the point image displayed in real time on the monitor 37, and can efficiently perform the eccentricity adjusting operation.

モニタ37には、点像をリアルタイムに表示できるので、図5に示すように偏心コマ収差0.02λrms相当の低収差でも点像の非対称性を確認することができ、非常に高感度で点像を観察でき、偏心調整作業を高精度に行える支援ができる。   Since the point image can be displayed in real time on the monitor 37, asymmetry of the point image can be confirmed even with a low aberration equivalent to the decentration coma aberration of 0.02λrms as shown in FIG. Can be supported, and the eccentricity adjustment work can be performed with high accuracy.

このようにして対物レンズ1の偏心コマ収差を高感度に観察できると共に、上記装置は、さらに実用上の大きな各メリットを有する。第1のメリットは、サブμmオーダーの微小な透過チャートの製作という困難から開放される。第2のメリットは、レーザ光を使用してもスペックルノイズが発生しない。第3のメリットは、基準レンズ方式のように対物レンズ1の種類と同数の各基準レンズを製作する必要がない、である。   In this way, the decentration coma aberration of the objective lens 1 can be observed with high sensitivity, and the apparatus has further practical advantages. The first merit is freed from the difficulty of manufacturing a small transmission chart on the order of sub-μm. The second merit is that speckle noise does not occur even when laser light is used. The third merit is that it is not necessary to manufacture the same number of reference lenses as the type of the objective lens 1 unlike the reference lens system.

球面ミラー15を準備する必要があるが、反射鏡であるので全波長の対物レンズ1に対して共通に使用できる。これにより、無収差とみなせる球面ミラー15を1個だけ準備すればよい。   Although it is necessary to prepare the spherical mirror 15, since it is a reflecting mirror, it can be used in common for the objective lens 1 of all wavelengths. Thus, only one spherical mirror 15 that can be regarded as having no aberration needs to be prepared.

球面ミラー15のチェックとしては、例えばHe−Neレーザを使用した干渉計が市販されているので、この干渉計により球面ミラー15の収差(球面からのずれ)を一度だけチェックしておけばよい。これにより、球面ミラー15のみを作製すれば、様々な波長の対物レンズ1の収差を直ぐに観察できる。   For checking the spherical mirror 15, for example, an interferometer using a He—Ne laser is commercially available, so that the aberration (deviation from the spherical surface) of the spherical mirror 15 need only be checked once by this interferometer. Thereby, if only the spherical mirror 15 is produced, the aberration of the objective lens 1 having various wavelengths can be observed immediately.

従って、本装置は、対物レンズ1の収差を高感度に観察できるだけでなく、偏心調整作業に要する時間、費用ともに非常に効率的な収差の観察環境に支援できる。さらに、解析装置36は、点像を解析して当該点像の対称性を数値やグラフなどに換算し、これら数値やグラフなどをリアルタイムにモニタ37に表示することによって作業者による偏心調整作業を補助するような解析機能を付加してもよい。   Therefore, this apparatus can not only observe the aberration of the objective lens 1 with high sensitivity, but also support a very efficient aberration observation environment in terms of time and cost required for the decentering adjustment work. Furthermore, the analysis device 36 analyzes the point image, converts the symmetry of the point image into a numerical value or a graph, and displays the numerical value or the graph on the monitor 37 in real time so that the operator can perform the eccentricity adjustment work. An analysis function that assists may be added.

次に、対物レンズ1の各レンズの間隔調整をするときの支援動作について説明する。対物レンズ1の各レンズ間隔調整を行うとき、図1に示すように遮光機構駆動回路34は、干渉計23の光軸上からシャッター32を抜き出し、かつ挿脱機構駆動回路35は、点像拡大光学系28の光軸上にベルトランレンズ33を挿入する。   Next, the assisting operation when adjusting the distance between the lenses of the objective lens 1 will be described. When adjusting the lens spacing of the objective lens 1, as shown in FIG. 1, the light shielding mechanism drive circuit 34 extracts the shutter 32 from the optical axis of the interferometer 23, and the insertion / removal mechanism drive circuit 35 enlarges the point image. A belt run lens 33 is inserted on the optical axis of the optical system 28.

レーザ光源20から出力されたレーザ光は、光ファイバー21内を伝送して他端から放射状に出射され、コリメートレンズ22により平行光にコリメートされてビームスプリッタ24に入射する。このビームスプリッタ24に入射されたレーザ光は、ビームスプリッタ24により2方向に分岐され、一方のレーザ光が下方に向けて反射され、各孔18、17内を通って対物レンズ1に入射する。   Laser light output from the laser light source 20 is transmitted through the optical fiber 21 and emitted radially from the other end, collimated into parallel light by the collimating lens 22, and enters the beam splitter 24. The laser light incident on the beam splitter 24 is branched in two directions by the beam splitter 24, and one laser light is reflected downward and enters the objective lens 1 through the holes 18 and 17.

この対物レンズ1に入射し透過したレーザ光は、上記同様に、対物レンズ1の集光点Sで一旦集光し、この後発散して球面ミラー15の凹球面15aに向かって進行し、全て球面ミラー15の凹球面15aに対して垂直方向に入射し、かつ凹球面15aに対して垂直方向に反射する。そして、対物レンズ1内を1往復して2倍の収差が加わったレーザ光は、平行光の被検光として各孔17、18内を通過し、ビームスプリッタ24に入射する。   The laser light incident on and transmitted through the objective lens 1 is once condensed at the condensing point S of the objective lens 1 and then diverges and travels toward the concave spherical surface 15a of the spherical mirror 15, as described above. The light enters the concave spherical surface 15a of the spherical mirror 15 in the vertical direction and reflects in the vertical direction with respect to the concave spherical surface 15a. Then, the laser beam having doubled aberration after one reciprocation in the objective lens 1 passes through the holes 17 and 18 as parallel light to be detected and enters the beam splitter 24.

ビームスプリッタ24により分岐された他方のレーザ光は、ビームスプリッタ24を透過し、参照平面ミラー25で反射する。この参照平面ミラー25で反射したレーザ光は、参照光として再びビームスプリッタ24に入射する。これにより、対物レンズ1側からの被検光と参照平面ミラー25からの参照光とが干渉し、図6に示すような対物レンズ1の瞳位置での透過波面収差を反映した干渉縞が生成される。   The other laser beam branched by the beam splitter 24 passes through the beam splitter 24 and is reflected by the reference plane mirror 25. The laser light reflected by the reference plane mirror 25 is incident on the beam splitter 24 again as reference light. As a result, the test light from the objective lens 1 side and the reference light from the reference plane mirror 25 interfere with each other, and interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration at the pupil position of the objective lens 1 as shown in FIG. 6 are generated. Is done.

ベルトランレンズ33を挿入して対物レンズ1の瞳位置と撮像素子30とが共役関係にあるので、対物レンズ1の瞳位置での透過波面収差を反映した干渉縞は、撮像素子30の撮像面上で結像する。この撮像素子30は、入射した干渉縞を撮像してその画像信号を出力する。   Since the Bertrand lens 33 is inserted and the pupil position of the objective lens 1 and the imaging element 30 are in a conjugate relationship, the interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration at the pupil position of the objective lens 1 are on the imaging surface of the imaging element 30. To form an image. The image sensor 30 images the incident interference fringes and outputs the image signal.

この状態で、参照平面ミラー25は、ピエゾ素子(PZT)等の移動素子26の微小変位によりレーザ光の光軸方向と同一方向に微小距離毎に移動する。この参照平面ミラー25の各微小距離毎の移動によりそれぞれ異なる各位相毎の各干渉縞が生成される。撮像素子30は、各干渉縞をそれぞれ撮像してその各画像信号を出力する。   In this state, the reference plane mirror 25 moves every minute distance in the same direction as the optical axis direction of the laser light by a minute displacement of the moving element 26 such as a piezo element (PZT). By the movement of the reference plane mirror 25 for each minute distance, each interference fringe for each different phase is generated. The image sensor 30 images each interference fringe and outputs each image signal.

解析装置36は、干渉計23により生成された干渉縞の第2の画像データを解析して対物レンズ1の透過波面収差を求める。又、解析装置36は、各位相毎の各干渉縞の各第2の画像データを解析して対物レンズ1の各透過波面収差を求め、これら透過波面収差の定量化を行う、いわゆる位相シフト法による干渉縞の解析法を行う。そして、解析装置36は、解析した対物レンズ1の各透過波面収差の結果をモニタ37にリアルタイムに表示する。   The analysis device 36 analyzes the second image data of the interference fringes generated by the interferometer 23 and obtains the transmitted wavefront aberration of the objective lens 1. The analysis device 36 analyzes each second image data of each interference fringe for each phase to obtain each transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 and quantifies these transmitted wavefront aberrations. Interference fringe analysis by Then, the analysis device 36 displays the analyzed result of each transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 on the monitor 37 in real time.

従って、作業者は、モニタ37にリアルタイムに表示される対物レンズ1の各透過波面収差の結果を見ながら図11に示す調整レンズ4を対物レンズ1の光軸方向に移動させてレンズの間隔調整作業を行う。このレンズの間隔調整作業では、干渉計23で測定した透過波面収差の結果に基いて球面収差量を抽出し、この球面収差量が目標値内に入るように対物レンズ1を構成する各レンズの間隔を定量的に調整することが可能となる。   Therefore, the operator moves the adjustment lens 4 shown in FIG. 11 in the optical axis direction of the objective lens 1 while viewing the result of each transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 displayed in real time on the monitor 37 to adjust the lens interval. Do work. In this lens interval adjustment operation, the amount of spherical aberration is extracted based on the result of the transmitted wavefront aberration measured by the interferometer 23, and each lens constituting the objective lens 1 is set so that the amount of spherical aberration falls within the target value. The interval can be adjusted quantitatively.

球面収差の調整時は、対物レンズ1を分解して各レンズ間の間隔枠を交換したりワッシャーを挿脱して調整する。従って、対物レンズ1を再度組立した後、再び上述した点像観察により対物レンズ1の偏心調整を行い、対物レンズ1の調整が終了する。対物レンズ1の調整終了の判断は、再び透過波面収差を測定して各収差成分が目標値に入ったか否かで判断することになる。   When adjusting the spherical aberration, the objective lens 1 is disassembled and the interval frame between the lenses is exchanged or the washer is inserted and removed. Therefore, after the objective lens 1 is reassembled, the eccentricity of the objective lens 1 is adjusted again by the above-described point image observation, and the adjustment of the objective lens 1 is completed. The determination of the end of adjustment of the objective lens 1 is made by measuring the transmitted wavefront aberration again and determining whether each aberration component has entered the target value.

このように上記第1の実施の形態によれば、入射光学系19と球面ミラー15と点像拡大光学系28とを有する対物レンズ1の偏心調整用の第1の調整光学系と、入射光学系19と球面ミラー15と干渉計23とを有する対物レンズ1のレンズ間隔調整用の第2の調整光学系とを一体化し、光学系切替機構31によるシャッター32及びベルトランレンズ33の各光軸への挿脱によって対物レンズ1の偏心調整又は対物レンズ1のレンズ間隔調整を行うようにしたので、1台の装置で点像観察機能と干渉計機能が簡単に切り替え可能であり、高精度かつ効率的に対物レンズ1の評価及び調整が可能となる。これにより、対物レンズ1の偏心調整及び各レンズの間隔調整を短時間で効率的に行うことができ、かつ費用が掛からない。   As described above, according to the first embodiment, the first adjustment optical system for adjusting the decentration of the objective lens 1 having the incident optical system 19, the spherical mirror 15, and the point image enlarging optical system 28, and the incident optical system. The second adjustment optical system for adjusting the lens interval of the objective lens 1 having the system 19, the spherical mirror 15, and the interferometer 23 is integrated, and the optical system switching mechanism 31 moves the optical axes of the shutter 32 and the belt run lens 33 to each optical axis. Since the eccentricity adjustment of the objective lens 1 or the lens interval adjustment of the objective lens 1 is performed by inserting and removing the lens, the point image observation function and the interferometer function can be easily switched with a single device, and it is highly accurate and efficient. Thus, the objective lens 1 can be evaluated and adjusted. Thereby, the eccentric adjustment of the objective lens 1 and the interval adjustment of each lens can be efficiently performed in a short time, and no cost is required.

対物レンズ1の偏心調整では、落射照明と球面ミラー15との組合せにより対物レンズ1に対してレーザ光を往復させて2倍の収差を受けさせ、かつ対物レンズ1の点像そのものをリアルタイムで拡大観察(スポット観察)するので、対物レンズ1の偏心コマ収差を効率的かつ高精度に調整できる。対物レンズ1のレンズ間隔調整では、対物レンズ1の瞳の干渉縞を観察、又は波面収差の測定を行うので、レンズ間隔調整を高精度かつ効率的に行うことができる。   In the decentration adjustment of the objective lens 1, the combination of the epi-illumination and the spherical mirror 15 causes the laser beam to reciprocate with respect to the objective lens 1 to receive double aberration, and the point image of the objective lens 1 itself is magnified in real time. Since observation (spot observation) is performed, the decentration coma aberration of the objective lens 1 can be adjusted efficiently and with high accuracy. In the lens interval adjustment of the objective lens 1, since the interference fringes of the pupil of the objective lens 1 are observed or the wavefront aberration is measured, the lens interval adjustment can be performed with high accuracy and efficiency.

次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図7はレンズ組立支援装置の構成図である。このレンズ組立支援装置は、対物レンズ1の軸外での評価、調整の支援を行う。架台41上には、筐体10及び傾斜機構40が設けられている。傾斜機構40は、対物レンズ1と球面ミラー46とXYZステージ14とを一体的に対物レンズ1の瞳位置Eを中心に傾斜させる。   FIG. 7 is a configuration diagram of the lens assembly support device. This lens assembly support device supports off-axis evaluation and adjustment of the objective lens 1. On the gantry 41, the housing 10 and the tilt mechanism 40 are provided. The tilt mechanism 40 integrally tilts the objective lens 1, the spherical mirror 46, and the XYZ stage 14 around the pupil position E of the objective lens 1.

具体的に傾斜機構40は、架台41上に押しネジ台42を設け、この押しネジ台42に対して螺合して回転可能に押しネジ43を設ける。この押しネジ43は、支持部材12を貫通し、その先端部が支持フレーム44の側面に当接している。この押しネジ43には、ハンドル45が取り付けられている。支持フレーム44は、枠状に形成され、球面ミラー15を設けたXYZステージ14を支持する。この支持フレーム44は、図示しないが対物レンズ1の瞳位置Eと同一位置に回転軸が設けられ、この回転軸が筐体10に対して回転可能に設けられている。支持フレーム44の上部には、自転取付部材46が設けられている。この自転取付部材46は、対物レンズ1を取り付けると共に、対物レンズ1をその光軸を回転軸として自転させる。   Specifically, the tilting mechanism 40 is provided with a push screw base 42 on a gantry 41, and a push screw 43 is rotatably provided by being screwed to the push screw base 42. The push screw 43 penetrates the support member 12, and a tip portion thereof is in contact with a side surface of the support frame 44. A handle 45 is attached to the push screw 43. The support frame 44 is formed in a frame shape and supports the XYZ stage 14 provided with the spherical mirror 15. Although not shown, the support frame 44 is provided with a rotation axis at the same position as the pupil position E of the objective lens 1, and the rotation axis is provided so as to be rotatable with respect to the housing 10. A rotation attachment member 46 is provided on the upper portion of the support frame 44. The rotation attachment member 46 attaches the objective lens 1 and rotates the objective lens 1 around its optical axis as a rotation axis.

このような傾斜機構40は、ハンドル45の回転操作により押しネジ43の先端部を支持フレーム44の側面に押し当てたり、戻したりして支持フレーム44を対物レンズ1の瞳位置Eを中心に回転させる。これにより、対物レンズ1、球面ミラー15及びXYZステージ14は、一体的に傾斜する。   Such a tilt mechanism 40 rotates the support frame 44 around the pupil position E of the objective lens 1 by pressing or returning the tip of the push screw 43 against the side surface of the support frame 44 by rotating the handle 45. Let Thereby, the objective lens 1, the spherical mirror 15, and the XYZ stage 14 are integrally inclined.

なお、傾斜機構40は、ハンドル45に代えて押しネジ43にモータの軸を連結し、対物レンズ1、球面ミラー15及びXYZステージ14の一体的な傾斜を自動的に行うようにしてもよい。この場合、対物レンズ1、球面ミラー15及びXYZステージ14の傾斜角度は、モータの回転角を制御すれば可能である。   Note that the tilt mechanism 40 may be configured to automatically tilt the objective lens 1, the spherical mirror 15, and the XYZ stage 14 automatically by connecting a motor shaft to the push screw 43 instead of the handle 45. In this case, the inclination angles of the objective lens 1, the spherical mirror 15, and the XYZ stage 14 can be achieved by controlling the rotation angle of the motor.

次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。   Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.

遮光機構駆動回路34は、干渉計23の光軸上にシャッター32を挿入し、かつ挿脱機構駆動回路35は、点像拡大光学系28の光軸からベルトランレンズ33を抜き出した状態にある。   The light shielding mechanism driving circuit 34 inserts the shutter 32 on the optical axis of the interferometer 23, and the insertion / removal mechanism driving circuit 35 is in a state where the belt run lens 33 is extracted from the optical axis of the point image enlarging optical system 28.

一方、傾斜機構40は、対物レンズ1、球面ミラー15及びXYZステージ14を一体的に傾斜する。この状態で、レーザ光源20から出力されたレーザ光は、光ファイバー21内を伝送して他端から放射状に出射され、コリメートレンズ22により平行光にコリメートされてビームスプリッタ24に入射し、このビームスプリッタ24に入射されたレーザ光は、ビームスプリッタ24により2方向に分岐され、その一方のレーザ光が下方に向けて反射され、各孔18、17内を通って対物レンズ1に入射する。   On the other hand, the tilt mechanism 40 tilts the objective lens 1, the spherical mirror 15, and the XYZ stage 14 integrally. In this state, the laser light output from the laser light source 20 is transmitted through the optical fiber 21 and emitted radially from the other end, collimated into parallel light by the collimating lens 22 and incident on the beam splitter 24, and this beam splitter. The laser beam incident on 24 is branched in two directions by the beam splitter 24, and one of the laser beams is reflected downward and enters the objective lens 1 through the holes 18 and 17.

対物レンズ1は、傾斜機構40によって入射するレーザ光の光軸方向に対して傾斜しているので、対物レンズ1に入射した平行光のレーザ光は、対物レンズ1の軸外に集光される。   Since the objective lens 1 is tilted with respect to the optical axis direction of the laser light incident by the tilt mechanism 40, the parallel laser light incident on the objective lens 1 is condensed off the axis of the objective lens 1. .

その後、XYZステージ14に載った球面ミラー15の曲率中心が対物レンズ1の軸外集光位置に移動させる。これにより、球面ミラー15で反射したレーザ光は、対物レンズ1内の同じ経路を辿って上記第1の実施の形態と同様に点像拡大光学系28に入射する。   Thereafter, the center of curvature of the spherical mirror 15 mounted on the XYZ stage 14 is moved to the off-axis condensing position of the objective lens 1. As a result, the laser light reflected by the spherical mirror 15 follows the same path in the objective lens 1 and enters the point image enlarging optical system 28 as in the first embodiment.

この点像拡大光学系28は、対物レンズ1に往復したレーザ光により現れる点像を強調拡大する。この点像は、対物レンズ1の軸外の点像である。従って、傾斜機構40によって対物レンズ1の傾斜角度を変えれば、対物レンズ1の軸外の各位置での各点像が得られる。又、自転取付部材46は、対物レンズ1をその光軸を回転軸として自転させる。これにより、対物レンズ1を自転させたときの当該対物レンズ1の軸外の各位置での各点像が得られる。   The point image enlarging optical system 28 emphasizes and enlarges the point image that appears by the laser beam reciprocating to the objective lens 1. This point image is an off-axis point image of the objective lens 1. Therefore, if the tilt angle of the objective lens 1 is changed by the tilt mechanism 40, each point image at each position off the axis of the objective lens 1 is obtained. Further, the rotation mounting member 46 rotates the objective lens 1 with its optical axis as a rotation axis. Thereby, each point image in each position off-axis of the said objective lens 1 when the objective lens 1 rotates is obtained.

従って、対物レンズ1を傾斜させると共に自転させれば、対物レンズ1の軸外全ての位置での点像が得られる。   Therefore, if the objective lens 1 is tilted and rotated, point images at all off-axis positions of the objective lens 1 can be obtained.

撮像素子30は、点像拡大光学系28により強調拡大された対物レンズ1の軸外の各位置の各点像を撮像してその画像信号を出力する。解析装置36は、撮像素子30から出力された画像信号を入力し、点像拡大光学系28により強調拡大された対物レンズ1の軸外の各位置の各点像の画像を第1の画像データとして内部メモリに記憶し、これら第1の画像データを解析して対物レンズ1の偏心コマ収差を求め、かつ点像拡大光学系28により強調拡大された点像の強度分布を解析し、かつ強調拡大された点像をリアルタイムにモニタ37に表示する。   The image sensor 30 captures each point image at each off-axis position of the objective lens 1 enhanced and magnified by the point image enlarging optical system 28 and outputs the image signal. The analysis device 36 receives the image signal output from the image pickup device 30, and the first image data represents the image of each point image at each position off-axis of the objective lens 1 that is emphasized and enlarged by the point image enlargement optical system 28. Is stored in the internal memory, and the first image data is analyzed to determine the decentration coma aberration of the objective lens 1, and the intensity distribution of the point image enhanced and enlarged by the point image enlarging optical system 28 is analyzed and enhanced The enlarged point image is displayed on the monitor 37 in real time.

一方、対物レンズ1の各レンズ間隔調整を行うとき、図1に示すように遮光機構駆動回路34は、干渉計23の光軸上からシャッター32を抜き出し、かつ挿脱機構駆動回路35は、点像拡大光学系28の光軸上にベルトランレンズ33を挿入する。   On the other hand, when adjusting each lens interval of the objective lens 1, as shown in FIG. 1, the light shielding mechanism drive circuit 34 extracts the shutter 32 from the optical axis of the interferometer 23, and the insertion / removal mechanism drive circuit 35 A belt run lens 33 is inserted on the optical axis of the image magnification optical system 28.

この状態で、レーザ光源20から出力されたレーザ光は、光ファイバー21内を伝送して他端から放射状に出射され、コリメートレンズ22により平行光にコリメートされてビームスプリッタ24に入射し、このビームスプリッタ24により2方向に分岐され、その一方のレーザ光が対物レンズ1に入射し透過して対物レンズ1の軸外に集光される。そして、球面ミラー15で反射したレーザ光は、対物レンズ1内の同じ経路を辿って上記同様にビームスプリッタ24に入射する。他方のレーザ光は、ビームスプリッタ24を透過して参照平面ミラー25で反射し、参照光として再びビームスプリッタ24に入射する。これにより、対物レンズ1側からの被検光と参照平面ミラー25からの参照光とが干渉して対物レンズ1の透過波面収差を反映した干渉縞が生成される。   In this state, the laser light output from the laser light source 20 is transmitted through the optical fiber 21 and emitted radially from the other end, collimated into parallel light by the collimating lens 22 and incident on the beam splitter 24, and this beam splitter. 24 is branched into two directions, and one of the laser beams is incident on the objective lens 1, is transmitted there, and is condensed off-axis of the objective lens 1. The laser light reflected by the spherical mirror 15 follows the same path in the objective lens 1 and enters the beam splitter 24 in the same manner as described above. The other laser light passes through the beam splitter 24, is reflected by the reference plane mirror 25, and enters the beam splitter 24 again as reference light. As a result, the test light from the objective lens 1 side and the reference light from the reference plane mirror 25 interfere with each other, and interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 are generated.

対物レンズ1の透過波面収差を反映した干渉縞は、ベルトランレンズ33、結像レンズ29を通して対物レンズ1の瞳位置と共役関係にある撮像素子30の撮像面上で結像する。   The interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 form an image on the imaging surface of the imaging element 30 that is conjugate with the pupil position of the objective lens 1 through the belt run lens 33 and the imaging lens 29.

この状態で、参照平面ミラー25は、ピエゾ素子(PZT)等の移動素子26の微小変位によりレーザ光の光軸方向と同一方向に微小距離毎に移動すると、この参照平面ミラー25の各微小距離毎の移動によりそれぞれ異なる各位相毎の各干渉縞が生成される。撮像素子30は、各干渉縞をそれぞれ撮像してその各画像信号を出力する。   In this state, when the reference plane mirror 25 moves every minute distance in the same direction as the optical axis direction of the laser beam by a minute displacement of the moving element 26 such as a piezo element (PZT), each minute distance of the reference plane mirror 25. Interference fringes for each different phase are generated by each movement. The image sensor 30 images each interference fringe and outputs each image signal.

解析装置36は、干渉計23により生成された各位相毎の各干渉縞の各第2の画像データを解析して対物レンズ1の各透過波面収差を求め、これら透過波面収差の定量化を行う、いわゆる位相シフト法による干渉縞の解析法を行う。そして、解析装置36は、解析した対物レンズ1の各透過波面収差の結果をモニタ37にリアルタイムに表示する。   The analysis device 36 analyzes each second image data of each interference fringe for each phase generated by the interferometer 23 to obtain each transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 and quantifies these transmitted wavefront aberrations. An analysis method of interference fringes by the so-called phase shift method is performed. Then, the analysis device 36 displays the analyzed result of each transmitted wavefront aberration of the objective lens 1 on the monitor 37 in real time.

このように上記第2の実施の形態によれば、対物レンズ1を当該対物レンズ1の瞳位置Eを中心に傾斜させる傾斜機構40を備えたので、上記第1の実施の形態に加えて、対物レンズ1の軸外の各位置での各点像をリアルタイムに観察できる。又、自転取付部材46によって対物レンズ1をその光軸を回転軸として自転させるので、対物レンズ1の軸外の全ての位置での各点像を観察することができる。従って、対物レンズ1の性能を軸上、軸外に渡って評価することができる。   Thus, according to the second embodiment, since the tilt mechanism 40 that tilts the objective lens 1 around the pupil position E of the objective lens 1 is provided, in addition to the first embodiment, Each point image at each off-axis position of the objective lens 1 can be observed in real time. In addition, since the objective lens 1 is rotated about the optical axis of the objective lens 1 by the rotation attachment member 46, each point image can be observed at all off-axis positions of the objective lens 1. Therefore, the performance of the objective lens 1 can be evaluated on the axis and off the axis.

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、次のように変形してもよい。   In addition, this invention is not limited to said each embodiment, You may deform | transform as follows.

上記各実施の形態では、凹球面の球面ミラー15を用いているが、図8に示すように凸球面に形成された球面ミラー50を用いてもよい。   In each of the above embodiments, the concave spherical spherical mirror 15 is used. However, as shown in FIG. 8, a spherical mirror 50 formed on a convex spherical surface may be used.

又、図9に示す球面ミラーは、例えば生物用顕微鏡に装着される対物レンズの組立調整における点像観察に好適である。   The spherical mirror shown in FIG. 9 is suitable for point image observation in assembling and adjusting an objective lens mounted on a biological microscope, for example.

一般に、生物標本は、スライスされてスライドガラス上に載置され、このスライドガラス上の生物標本の上から例えば厚さ0.17mm程度のカバーガラスを載せられて観察される。従って、生物標本の観察用の対物レンズは、カバーガラスを設置された場合に収差が最も小さくなるように設計されている。   In general, a biological specimen is sliced and placed on a slide glass, and a cover glass having a thickness of, for example, about 0.17 mm is placed on the biological specimen on the slide glass and observed. Therefore, an objective lens for observing a biological specimen is designed so that aberration is minimized when a cover glass is installed.

又、生物標本は、およそ生理食塩水程度の光学的屈折率を有すると考えて実用上差し支えない。このような生物標本の観察に近い状態で対物レンズ1の点像を観察するためには、図9に示す球面ミラー51が好適である。この球面ミラー51は、例えば高精度なガラスボールレンズをカットした半球状に形成され、平面52と半球状の反射面53とを有する。平面52上には、生物標本が載置され、その上にカバーガラス54が載置される。   In addition, the biological specimen may be practically considered to have an optical refractive index approximately equal to that of physiological saline. In order to observe the point image of the objective lens 1 in a state close to the observation of such a biological specimen, the spherical mirror 51 shown in FIG. 9 is suitable. The spherical mirror 51 is formed in, for example, a hemispherical shape obtained by cutting a high-precision glass ball lens, and includes a flat surface 52 and a hemispherical reflecting surface 53. A biological specimen is placed on the plane 52, and a cover glass 54 is placed thereon.

対物レンズ1の焦点位置は、カバーガラス54を透過した球面ミラー51の平面52上に合わせる。なお、球面ミラー51は、内部がガラスであり、生理食塩水と同じ屈折率ではなくても実用上それに近い屈折率と見なせるガラスであればよい。   The focal position of the objective lens 1 is set on the plane 52 of the spherical mirror 51 that has passed through the cover glass 54. It should be noted that the spherical mirror 51 may be glass that has a glass inside and that can be regarded as a refractive index practically close to that even if the refractive index is not the same as that of physiological saline.

このような球面ミラー51であれば、球面ミラー51の反射面53で反射したレーザ光は、再びもとの経路を辿って対物レンズ1を通過し、対物レンズ1の2倍の収差が加わった点像を観察することができる。又、生物顕微鏡で良く使用される油浸対物レンズを対物レンズ1とする場合は、図9に示すカバーガラス54と対物レンズ1との間にオイルを満たすようにすればよい。   In such a spherical mirror 51, the laser light reflected by the reflecting surface 53 of the spherical mirror 51 again passes through the objective lens 1 along the original path, and twice as much aberration as that of the objective lens 1 is added. A point image can be observed. Further, when the objective lens 1 is an oil immersion objective lens often used in a biological microscope, the oil may be filled between the cover glass 54 and the objective lens 1 shown in FIG.

上記第2の実施の形態では、対物レンズ1と球面ミラー15とXYZステージ14とを一体的に傾斜させているが、これに限らず、入射光学系としての光ファイバー21及びコリメートレンズ22やビームスプリッタ24、点像拡大光学系28を一体的に傾斜させても対物レンズ1の軸外の点像を観察できることができる。正確には、対物レンズ1と球面ミラー15とXYZステージ14とが一体的にかつ相対傾斜していれば良いのは言うまでもない。   In the second embodiment, the objective lens 1, the spherical mirror 15, and the XYZ stage 14 are integrally tilted. However, the present invention is not limited to this. 24. Even if the point image enlarging optical system 28 is tilted integrally, an off-axis point image of the objective lens 1 can be observed. To be exact, it goes without saying that the objective lens 1, the spherical mirror 15, and the XYZ stage 14 need only be integrally and relatively inclined.

なお、傾斜させるときの回転軸が対物レンズ1の瞳位置から外れると、傾斜時に対物レンズ1の瞳枠で光束がケラレを発生することになりあまり好ましくないので、傾斜させるときの回転軸は、対物レンス1のほぼ瞳位置とするのが好ましい。   Note that if the rotation axis when tilting deviates from the pupil position of the objective lens 1, the luminous flux will be vignetted at the pupil frame of the objective lens 1 at the time of tilting. It is preferable that the position of the objective lens 1 is approximately the pupil position.

光源としては、レーザ光源20を用い、このレーザ光源20から出力されるレーザ光の伝送手段としては、シングルモードの光ファイバー21が望ましい。光ファイバー21でレーザ光を導入せず、レーザ光源20から直接レーザ光を導入する構成にしてもよい。   A laser light source 20 is used as a light source, and a single mode optical fiber 21 is desirable as a means for transmitting laser light output from the laser light source 20. The laser light may be directly introduced from the laser light source 20 without introducing the laser light through the optical fiber 21.

干渉計23は、トワイマングリーン型で説明したが、点像観察と干渉縞の観察とが簡単に切り替え可能であれば、別の形態の干渉計を用いてもよい。   Although the interferometer 23 has been described as a Twiman Green type, another type of interferometer may be used as long as it can easily switch between point image observation and interference fringe observation.

上記第1及び第2の実施の形態では、対物レンズ1にレーザ光を1往復させているが、複数回往復させてもよい。このような往復光学系は、図10に示すように例えばアーム部材13中に一部反射ミラー55を設ける。この一部反射ミラー55は、球面ミラー15に対して対物レンズ1を介して対向配置され、球面ミラー15で反射して対物レンズ1を透過したレーザ光の一部を反射し、再び対物レンズ1に透過させる。従って、レーザ光は、対物レンズ1を複数回往復することになる。これにより、対物レンズ1の収差が複数倍加わったレーザ光の点像をリアルタイムで観察でき、対物レンズ1の偏心コマ収差を効率的かつ高精度に調整できる。   In the first and second embodiments, the laser light is reciprocated once in the objective lens 1, but it may be reciprocated a plurality of times. In such a reciprocating optical system, for example, a partially reflecting mirror 55 is provided in the arm member 13 as shown in FIG. The partial reflection mirror 55 is disposed opposite to the spherical mirror 15 via the objective lens 1, reflects a part of the laser light reflected by the spherical mirror 15 and transmitted through the objective lens 1, and again the objective lens 1. Make it transparent. Therefore, the laser light reciprocates the objective lens 1 a plurality of times. Thereby, the point image of the laser beam in which the aberration of the objective lens 1 is added multiple times can be observed in real time, and the eccentric coma aberration of the objective lens 1 can be adjusted efficiently and with high accuracy.

本発明に係るレンズ組立支援装置の第1の実施の形態を示す構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows 1st Embodiment of the lens assembly assistance apparatus which concerns on this invention. 同装置における対物レンズの偏心調整をするときの構成図。The block diagram when adjusting the eccentricity of the objective lens in the same apparatus. 同装置により得られる偏心コマ収差の無い理想的な対物レンズの点像を示す図。The figure which shows the point image of the ideal objective lens without the decentration coma aberration obtained by the same apparatus. 同装置により得られる偏心コマ収差が存在するときの対物レンズの点像を示す図。The figure which shows the point image of an objective lens when the eccentric coma aberration obtained by the same apparatus exists. 同装置により得られる偏心コマ収差が存在するときの対物レンズの点像を示す図。The figure which shows the point image of an objective lens when the eccentric coma aberration obtained by the same apparatus exists. 同装置により得られる干渉縞を示す図。The figure which shows the interference fringe obtained by the same apparatus. 本発明に係るレンズ組立支援装置の第2の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of the lens assembly assistance apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るレンズ組立支援装置に用いる球面ミラーの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the spherical mirror used for the lens assembly assistance apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るレンズ組立支援装置に用いる球面ミラーの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the spherical mirror used for the lens assembly assistance apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るレンズ組立支援装置に用いる往復光学系の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the reciprocating optical system used for the lens assembly assistance apparatus which concerns on this invention. 従来の偏心調整の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the conventional eccentricity adjustment. 同偏心調整に用いられる円形開口パターンが形成されたチャートを示す図。The figure which shows the chart in which the circular opening pattern used for the eccentric adjustment was formed. 同チャートにより得られる像を示す図。The figure which shows the image obtained by the same chart. 従来のチャートを使用しない透過評価方式である基準レンズ方式を示す図。The figure which shows the reference | standard lens system which is the transmission evaluation system which does not use the conventional chart.

符号の説明Explanation of symbols

1:被検光学系(対物レンズ)、2:第1の部組レンズ、3:第2の部組レンズ、4:調整レンズ、10:筐体、11:ベース部材、12:支持部材、13:アーム部材、14:XYZステージ、15:球面ミラー、16:対物レンズ取付部材、17,18:孔、19:入射光学系、20:レーザ光源、21:光ファイバー、22:コリメートレンズ、23:干渉計、24:ビームスプリッタ、25:参照平面ミラー、26:移動素子、27:ピエゾ素子駆動回路、28:点像拡大光学系、29:結像レンズ、30:撮像素子、31:光学系切替機構、32:シャッター、33:ベルトランレンズ、34:遮光機構駆動回路、35:挿脱機構駆動回路、36:解析装置、37:モニタ、40:架台、41:架台、42:押しネジ台、43:押しネジ、44:支持フレーム、45:ハンドル、46:自転取付部材、50:球面ミラー、51:球面ミラー、52:平面、53:反射面、54:カバーガラス、55:一部反射ミラー。   1: Test optical system (objective lens), 2: First sub lens, 3: Second sub lens, 4: Adjustment lens, 10: Housing, 11: Base member, 12: Support member, 13 : Arm member, 14: XYZ stage, 15: spherical mirror, 16: objective lens mounting member, 17, 18: hole, 19: incident optical system, 20: laser light source, 21: optical fiber, 22: collimating lens, 23: interference 24: Beam splitter, 25: Reference plane mirror, 26: Moving element, 27: Piezo element driving circuit, 28: Point image enlarging optical system, 29: Imaging lens, 30: Image sensor, 31: Optical system switching mechanism 32: shutter, 33: belt run lens, 34: light shielding mechanism drive circuit, 35: insertion / removal mechanism drive circuit, 36: analysis device, 37: monitor, 40: mount, 41: mount, 42: push screw mount, 43: Push Screw, 44: support frame 45: steering wheel, 46: rotation attachment member, 50: spherical mirror, 51: spherical mirror, 52: plane, 53: reflective surface, 54: cover glass, 55: a portion reflecting mirror.

Claims (24)

被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、
前記被検光学系の光軸上に設けられ、前記被検光学系に前記光を少なくとも1回往復させる往復光学系と、
前記被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する前記被検光学系の偏心調整用の点像拡大光学系と、
前記被検光学系に往復した前記被検光と参照光との干渉により前記被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する前記被検光学系のレンズ調整用の干渉計と、
前記点像拡大光学系による前記点像の強調拡大と前記干渉計による前記干渉縞の生成とを切り替える光学系切替機構と、
を具備したことを特徴とするレンズ組立支援装置。
An incident optical system for making light incident on the optical system to be tested;
A reciprocating optical system which is provided on the optical axis of the test optical system and reciprocates the light at least once in the test optical system;
A point image enlarging optical system for adjusting the decentration of the test optical system for enhancing and enlarging the point image appearing by the test light reciprocating to the test optical system;
An interferometer for adjusting the lens of the test optical system that generates interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration of the test optical system due to interference between the test light and the reference light reciprocating to the test optical system;
An optical system switching mechanism for switching between enhancement of the point image by the point image magnification optical system and generation of the interference fringes by the interferometer;
A lens assembly support apparatus comprising:
被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、
前記被検光学系の光軸上に設けられ、前記被検光学系に前記光を少なくとも1回往復させる往復光学系と、
前記往復光学系によって前記被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する点像拡大光学系と、
前記往復光学系によって前記被検光学系に往復した被検光と参照光との干渉により前記被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する干渉計と、
前記点像拡大光学系による前記点像の強調拡大又は前記干渉計による前記干渉縞の生成に切り替える光学系切替機構と、
前記干渉計により生成された前記干渉縞の画像データに基づいて前記被検光学系の透過波面収差を求める解析装置と、
を具備したことを特徴とするレンズ組立支援装置。
An incident optical system for making light incident on the optical system to be tested;
A reciprocating optical system which is provided on the optical axis of the test optical system and reciprocates the light at least once in the test optical system;
A point image enlarging optical system for enhancing and enlarging a point image appearing by the test light reciprocated to the test optical system by the reciprocating optical system;
An interferometer that generates interference fringes reflecting the transmitted wavefront aberration of the test optical system due to interference between the test light and the reference light reciprocated to the test optical system by the reciprocating optical system;
An optical system switching mechanism that switches between enhancement of the point image by the point image magnification optical system or generation of the interference fringes by the interferometer;
An analyzer for obtaining a transmitted wavefront aberration of the optical system to be measured based on image data of the interference fringes generated by the interferometer;
A lens assembly support apparatus comprising:
前記光学系切替機構は、前記入射光学系と前記往復光学系と前記点像拡大光学系とを有する前記被検光学系の偏心調整用の第1の調整光学系と、前記入射光学系と前記往復光学系と前記干渉計とを有する前記被検光学系のレンズ調整用の第2の調整光学系とに切り替えることを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。   The optical system switching mechanism includes a first adjustment optical system for adjusting the decentering of the optical system to be measured, the optical system switching mechanism including the incident optical system, the reciprocating optical system, and the point image enlarging optical system, the incident optical system, and the 3. The lens assembly support device according to claim 1, wherein the lens assembly support device is switched to a second adjustment optical system for adjusting the lens of the optical system to be detected, which includes a reciprocating optical system and the interferometer. 前記光学系切替機構は、前記干渉計の光軸を遮光可能な遮光機構と、
前記遮光機構により前記干渉計の光軸を遮光している状態で、前記点像拡大光学系の光軸から抜き出され、前記遮光機構により前記干渉計の光軸を遮光していない状態で、前記点像拡大光学系の光軸上に挿入されて前記干渉縞を前記点像拡大光学系に伝送させる光学素子と、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。
The optical system switching mechanism includes a light shielding mechanism capable of shielding the optical axis of the interferometer,
In a state where the optical axis of the interferometer is shielded by the light shielding mechanism, the optical axis of the point image magnification optical system is extracted, and the optical axis of the interferometer is not shielded by the light shielding mechanism, An optical element inserted on the optical axis of the point image enlarging optical system to transmit the interference fringes to the point image enlarging optical system;
The lens assembly support device according to claim 1, further comprising:
前記遮光機構は、前記点像拡大光学系により前記点像を強調拡大するときに前記干渉計の光軸を遮光し、前記干渉計により前記干渉縞を生成するときに前記干渉計の光軸から抜き出されることを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。   The light shielding mechanism shields the optical axis of the interferometer when the point image is emphasized and magnified by the point image enlarging optical system, and from the optical axis of the interferometer when the interference fringe is generated by the interferometer. 3. The lens assembly support device according to claim 1, wherein the lens assembly support device is extracted. 前記遮光機構は、前記干渉計の光軸に対して挿脱可能なシャッターを有することを特徴とする請求項4記載のレンズ組立支援装置。   5. The lens assembly support device according to claim 4, wherein the light shielding mechanism has a shutter that can be inserted into and removed from the optical axis of the interferometer. 前記点像拡大光学系は、前記被検光学系に往復した前記被検光による前記点像を撮像する撮像素子を有し、
前記光学素子は、前記点像拡大光学系の光軸上に挿入されることにより前記被検光学系の瞳位置と前記撮像素子とを共役関係にすることを特徴とする請求項4記載のレンズ組立支援装置。
The point image enlarging optical system has an image sensor that captures the point image by the test light reciprocating to the test optical system,
5. The lens according to claim 4, wherein the optical element is inserted on an optical axis of the point image enlarging optical system so that the pupil position of the test optical system and the imaging element are in a conjugate relationship. Assembly support device.
前記光学素子は、ベルトランレンズを有することを特徴とする請求項4記載のレンズ組立支援装置。   The lens assembly support device according to claim 4, wherein the optical element includes a belt run lens. 前記ベルトランレンズを前記点像拡大光学系の光軸に対して挿脱する挿脱機構を有することを特徴とする請求項8記載のレンズ組立支援装置。   9. The lens assembly support device according to claim 8, further comprising an insertion / removal mechanism for inserting / removing the belt run lens with respect to the optical axis of the point image enlarging optical system. 前記挿脱機構は、前記被検光学系の前記偏心コマ収差を求めるときに前記ベルトランレンズを前記点像拡大光学系の前記光軸から抜き出し、前記被検光学系の前記透過波面収差を求めるときに前記ベルトランレンズを前記点像拡大光学系の前記光軸上に挿入することを特徴とする請求項9記載のレンズ組立支援装置。   The insertion / removal mechanism extracts the Bertrand lens from the optical axis of the point image enlarging optical system when obtaining the decentered coma aberration of the test optical system, and obtains the transmitted wavefront aberration of the test optical system The lens assembly support apparatus according to claim 9, wherein the belt run lens is inserted on the optical axis of the point image enlarging optical system. 前記点像拡大光学系は、前記ベルトランレンズが挿入されることにより前記干渉計により生成された前記干渉縞を前記撮像素子に伝送することを特徴とする請求項10記載のレンズ組立支援装置。   The lens assembly support device according to claim 10, wherein the point image enlarging optical system transmits the interference fringes generated by the interferometer to the image sensor when the belt run lens is inserted. 前記往復光学系は、前記入射光学系により入射されて前記被検光学系を透過した前記光の光路上に配置され、前記被検光学系を透過した前記光を反射して再び前記被検光学系に透過させる球面ミラーを有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。   The reciprocating optical system is disposed on an optical path of the light that has been incident on the incident optical system and transmitted through the test optical system, reflects the light transmitted through the test optical system, and again reflects the test optical. 3. The lens assembly support apparatus according to claim 1, further comprising a spherical mirror that transmits the light to the system. 前記球面ミラーは、凹球面又は凸球面を有することを特徴とする請求項12記載のレンズ組立支援装置。   The lens assembly support device according to claim 12, wherein the spherical mirror has a concave spherical surface or a convex spherical surface. 前記往復光学系は、前記入射光学系により入射されて前記被検光学系を透過した前記光の光路上に配置され、前記被検光学系を透過した前記光を反射して再び前記被検光学系に透過させる球面ミラーと、
前記球面ミラーに対して前記被検光学系を介して対向配置され、前記球面ミラーで反射して前記被検光学系を透過した前記光の一部を反射して再び前記被検光学系に透過させる一部反射ミラーと、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。
The reciprocating optical system is disposed on an optical path of the light that has been incident on the incident optical system and transmitted through the test optical system, reflects the light transmitted through the test optical system, and again reflects the test optical. A spherical mirror that is transmitted through the system,
The spherical mirror is disposed to face the test optical system, reflects a part of the light reflected by the spherical mirror and transmitted through the test optical system, and transmits again to the test optical system. A partially reflecting mirror
The lens assembly support device according to claim 1, further comprising:
前記点像拡大光学系は、前記被検光学系に往復した前記被検光による前記点像を拡大投影する結像光学系と、
前記結像光学系により拡大投影された前記点像を撮像する撮像素子と、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。
The point image enlarging optical system is an imaging optical system for enlarging and projecting the point image by the test light reciprocating to the test optical system;
An image sensor that captures the point image enlarged and projected by the imaging optical system;
The lens assembly support device according to claim 1, further comprising:
前記入射光学系は、レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を導く光ファイバーと、
前記光ファイバーから出射された前記レーザ光をコリメートするコリメートレンズと、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。
The incident optical system includes a laser light source that outputs laser light;
An optical fiber for guiding the laser light output from the laser light source;
A collimating lens for collimating the laser light emitted from the optical fiber;
The lens assembly support device according to claim 1, further comprising:
前記干渉計は、前記入射光学系からの前記光を前記参照光として反射する参照平面ミラーと、
前記参照平面ミラーを前記光の光軸方向に移動させる移動素子と、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。
The interferometer includes a reference plane mirror that reflects the light from the incident optical system as the reference light;
A moving element that moves the reference plane mirror in the optical axis direction of the light;
The lens assembly support device according to claim 1, further comprising:
前記移動素子は、ピエゾ素子を有することを特徴とする請求項17記載のレンズ組立支援装置。   The lens assembly support device according to claim 17, wherein the moving element includes a piezo element. 前記被検光学系及び前記球面ミラーを一体的に前記被検光学系の瞳位置を中心に傾斜させる傾斜機構を有することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。   3. The lens assembly support apparatus according to claim 1, further comprising a tilt mechanism that tilts the test optical system and the spherical mirror integrally with respect to a pupil position of the test optical system. 前記傾斜機構は、前記被検光学系を当該傾斜機構に取り付けると共に、前記被検光学系を自転させる自転取付部材を有することを特徴とする請求項19記載のレンズ組立支援装置。   20. The lens assembly support device according to claim 19, wherein the tilt mechanism includes a rotation mounting member that rotates the test optical system while mounting the test optical system on the tilt mechanism. 前記解析装置は、前記拡大光学系により強調拡大された前記点像の強度分布を解析することを特徴とする請求項2記載のレンズ組立支援装置。   The lens assembly support device according to claim 2, wherein the analysis device analyzes an intensity distribution of the point image emphasized and enlarged by the enlargement optical system. 前記干渉計は、前記入射光学系からの前記光を前記参照光として反射する参照平面ミラーと、前記参照平面ミラーを前記光の光軸方向に移動させる移動素子とを有し、
前記解析装置は、前記参照平面ミラーの移動により得られる各位相の異なる複数の前記干渉縞の像から前記前記被検光学系の前記透過波面収差を求める、
ことを特徴とする請求項2記載のレンズ組立支援装置。
The interferometer includes a reference plane mirror that reflects the light from the incident optical system as the reference light, and a moving element that moves the reference plane mirror in the optical axis direction of the light,
The analyzing apparatus obtains the transmitted wavefront aberration of the optical system to be measured from a plurality of images of the interference fringes having different phases obtained by moving the reference plane mirror;
The lens assembly support device according to claim 2, wherein:
前記被検光学系及び前記球面ミラーを一体的に前記被検光学系の瞳位置を中心に傾斜させる傾斜機構を有し、前記傾斜機構により前記被検光学系及び前記球面ミラーを一体的に前記被検光学系の瞳位置を中心に傾斜させた状態で、前記解析装置は、前記被検光学系の光軸外での前記被検光学系の偏心コマ収差を求め、又は前記被検光学系の光軸外での透過波面収差を求める、
ことを特徴とする請求項2記載のレンズ組立支援装置。
A tilting mechanism for tilting the test optical system and the spherical mirror integrally around the pupil position of the test optical system, and the tilting mechanism integrally connects the test optical system and the spherical mirror In a state in which the test optical system is tilted around the pupil position, the analysis device obtains decentration coma aberration of the test optical system outside the optical axis of the test optical system, or the test optical system To determine the transmitted wavefront aberration off the optical axis of
The lens assembly support device according to claim 2, wherein:
前記被検光学系は、複数のレンズを同一光軸上に配置してなることを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ組立支援装置。   The lens assembly support device according to claim 1, wherein the test optical system is formed by arranging a plurality of lenses on the same optical axis.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171004A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Olympus Corp Wavefront aberration measuring device
JP2010286305A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Nikon Corp Eccentricity measuring device
JP2014178713A (en) * 2014-06-18 2014-09-25 Casio Comput Co Ltd Imaging apparatus, display method, and program therefor
CN104166226A (en) * 2012-12-26 2014-11-26 长春理工大学 Target and multi-jamming-simulator optical system
JP2014224766A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 三菱電機株式会社 Imaging performance evaluation device
JP2021056108A (en) * 2019-09-30 2021-04-08 日本電産株式会社 Lens measuring device, lens support jig, manufacturing method for reflection preventing lens, and manufacturing method for lens unit
CN115356089A (en) * 2022-10-21 2022-11-18 长春理工大学 Image quality detection device, method, equipment and medium for optical system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114879310B (en) * 2022-06-20 2024-03-19 南京理工大学 An adjustable optical fiber coupler with pigtails and no need for axial adjustment

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04269602A (en) * 1991-02-26 1992-09-25 Olympus Optical Co Ltd Interference measuring apparatus and adjusting method
JPH11194011A (en) * 1998-01-05 1999-07-21 Canon Inc Interference device
JP2001027580A (en) * 1999-07-14 2001-01-30 Canon Inc Method and apparatus for measurement of transmission decentration of lens
JP2001281100A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Pioneer Electronic Corp Aberration measurement device and adjustment device
JP2003057016A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Canon Inc High-speed large-diameter surface shape measuring method and apparatus
JP2004085463A (en) * 2002-08-28 2004-03-18 Olympus Corp Lens point image observation system and method
JP2004325173A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Olympus Corp Device and method for observing point image on and outside lens axis
JP2005241596A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Olympus Corp Transmission wave front aberration measuring instrument

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04269602A (en) * 1991-02-26 1992-09-25 Olympus Optical Co Ltd Interference measuring apparatus and adjusting method
JPH11194011A (en) * 1998-01-05 1999-07-21 Canon Inc Interference device
JP2001027580A (en) * 1999-07-14 2001-01-30 Canon Inc Method and apparatus for measurement of transmission decentration of lens
JP2001281100A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Pioneer Electronic Corp Aberration measurement device and adjustment device
JP2003057016A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Canon Inc High-speed large-diameter surface shape measuring method and apparatus
JP2004085463A (en) * 2002-08-28 2004-03-18 Olympus Corp Lens point image observation system and method
JP2004325173A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Olympus Corp Device and method for observing point image on and outside lens axis
JP2005241596A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Olympus Corp Transmission wave front aberration measuring instrument

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171004A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Olympus Corp Wavefront aberration measuring device
JP2010286305A (en) * 2009-06-10 2010-12-24 Nikon Corp Eccentricity measuring device
CN104166226A (en) * 2012-12-26 2014-11-26 长春理工大学 Target and multi-jamming-simulator optical system
JP2014224766A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 三菱電機株式会社 Imaging performance evaluation device
JP2014178713A (en) * 2014-06-18 2014-09-25 Casio Comput Co Ltd Imaging apparatus, display method, and program therefor
JP2021056108A (en) * 2019-09-30 2021-04-08 日本電産株式会社 Lens measuring device, lens support jig, manufacturing method for reflection preventing lens, and manufacturing method for lens unit
CN115356089A (en) * 2022-10-21 2022-11-18 长春理工大学 Image quality detection device, method, equipment and medium for optical system

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