JPH02238338A - レンズ検査装置 - Google Patents
レンズ検査装置Info
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- JPH02238338A JPH02238338A JP5774089A JP5774089A JPH02238338A JP H02238338 A JPH02238338 A JP H02238338A JP 5774089 A JP5774089 A JP 5774089A JP 5774089 A JP5774089 A JP 5774089A JP H02238338 A JPH02238338 A JP H02238338A
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- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 4
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光線追跡を実験的に行なう結像系の収差測定
装置に関するものであり，特に収差大のレンズの良・不
良の合否判定を自動的に行なうレンズ検査装置に関する
． 〔従来の技術〕 従来のハルトマン式レンズ検査装置にっていは、オブテ
イ力ル ショップ テステイング（１９７８）第３２３
頁から第３４９頁（Ｏｐｔｉｃａｌ ＳｈｏｐＴｅｓｔ
ｉｎｇ （１９７８）ＰＰ３２３−３４９）において論
じられている。
装置に関するものであり，特に収差大のレンズの良・不
良の合否判定を自動的に行なうレンズ検査装置に関する
． 〔従来の技術〕 従来のハルトマン式レンズ検査装置にっていは、オブテ
イ力ル ショップ テステイング（１９７８）第３２３
頁から第３４９頁（Ｏｐｔｉｃａｌ ＳｈｏｐＴｅｓｔ
ｉｎｇ （１９７８）ＰＰ３２３−３４９）において論
じられている。
し発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は被検レンズを透過した光線の焦点付近の
２点における光軸からの距離を測定し、それから収差を
算出するが，位置を測定する２点における光線位置の対
応の点について配慮がされておらず、光線がクロスする
場合に光線位置の識別に問題があった。
２点における光軸からの距離を測定し、それから収差を
算出するが，位置を測定する２点における光線位置の対
応の点について配慮がされておらず、光線がクロスする
場合に光線位置の識別に問題があった。
本発明は光線位置を認識する事を目的としており、さら
に簡便な装置で収差，レンズ性能が容易，に高速で測定
できることを目的としている。
に簡便な装置で収差，レンズ性能が容易，に高速で測定
できることを目的としている。
上記目的を達成するために、移動機構付きの遮へい板を
設け、遮へい板を上下、左右２方向に移動させ、焦点付
近での入射光位置と出射光位置を対応できるようにした
ものである．また光線位置の測定のために移動機構付き
のＭＯＳカメラを設けたものである． さらに撮像信号を演算処理するため演算処理装置で設け
たものである． 〔作用〕 本発明では遮へい板は上下、左右２方向に動き、隔板（
ハルトマン板）から出射された光線群が、焦点付近でど
の光線が、どの位置を通るかが認識できる．それによっ
て焦点付近でクロスする様な光線群であっても光線位置
が認識，８１！定できるのでどんなレンズでも収差が測
定できる。
設け、遮へい板を上下、左右２方向に移動させ、焦点付
近での入射光位置と出射光位置を対応できるようにした
ものである．また光線位置の測定のために移動機構付き
のＭＯＳカメラを設けたものである． さらに撮像信号を演算処理するため演算処理装置で設け
たものである． 〔作用〕 本発明では遮へい板は上下、左右２方向に動き、隔板（
ハルトマン板）から出射された光線群が、焦点付近でど
の光線が、どの位置を通るかが認識できる．それによっ
て焦点付近でクロスする様な光線群であっても光線位置
が認識，８１！定できるのでどんなレンズでも収差が測
定できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実旅例を第１図により説明する．
まず全体構成を説明する．１はレーザ光を発するレーザ
発振器，２はレーザ発振器１からの′レーザ光を集光し
発散させる顕微鏡用対物レンズ、３は集光レンズ２の焦
点に配置し回折によるノイズを除去するピンホール、４
は発散光を平行光にするコリメートレンズ、５は平行光
束中に垂直に配置する多数のピンホールを持つ隔板（ハ
ルトマン板）、６は上下、左右２方向に移動できる機構
を持ち隔板から発したレーザ光を走査させる遮へい板、
７は被測定レンズ、８は隔板によって生じる多数の光線
が照射した位置が画素単位で識別可能なＭＯＳカメラの
撮像面、９は撮像面を移動させる移動機構、１０は遮へ
い板６と撮像面９の移動をコントロールする為の制御回
路と測定結果を演算処理するコンピュータ、１１は演算
処理結果を作画するプロツター、１２は測定データ，演
算内容をプリントアウトするプリンターである。
発振器，２はレーザ発振器１からの′レーザ光を集光し
発散させる顕微鏡用対物レンズ、３は集光レンズ２の焦
点に配置し回折によるノイズを除去するピンホール、４
は発散光を平行光にするコリメートレンズ、５は平行光
束中に垂直に配置する多数のピンホールを持つ隔板（ハ
ルトマン板）、６は上下、左右２方向に移動できる機構
を持ち隔板から発したレーザ光を走査させる遮へい板、
７は被測定レンズ、８は隔板によって生じる多数の光線
が照射した位置が画素単位で識別可能なＭＯＳカメラの
撮像面、９は撮像面を移動させる移動機構、１０は遮へ
い板６と撮像面９の移動をコントロールする為の制御回
路と測定結果を演算処理するコンピュータ、１１は演算
処理結果を作画するプロツター、１２は測定データ，演
算内容をプリントアウトするプリンターである。
次に上述した全体構成の動作について説明する。
レーザ発振器１より放射されたレーザ光は顕微鏡用対物
レンズ２で集束発散する。対物レンズ２の焦点（集光点
）位置にピンホール３を置き回折によって生じるノイズ
光成分を除去する．対物レンズ２で集束発散した光は，
収差のないコリメートレンズ４によって平行光束となり
、多数のピンホール５′を有する隔板５に達し，ピンホ
ール部分を通過する．ピンホールを通過した多数の光線
群は、詳細を後述する遮へい板６に達する。遮へい板に
は図示していないが、上下、左右２方向に移動できる機
構を有し、制御回路とコンピュータ１０によってコント
ロールされる．遮へい板６の移動で，遮へい板６に遮ら
れない光線は被測定レンズ７に達し、被測定レンズ７が
凸レンズの場合は図示している如く収束光となりＭＯＳ
カメラの撮像面８に達する．被測定レンズ７が凹レンズ
の場合は透過光が発散光となるが、これを無収差の集光
レンズにより収束光とし同様に撮像面８に達する。次に
撮像面８をコンピュータと制御回路１０の制御信号でコ
ントロールされる移動機構９によりＡ点からＢ点に移動
させる．Ｂ点での撮像面を８′とする．Ａ点における撮
像面８の測定しようとする光点の光細から高さをｈｚ
，Ｂ点における撮像面８′の測定しようとする光点の光
軸からの高さをｈ２とする。光軸と測定しようとする光
線の交点ＦからＡ点での撮像面８までの距離Ωとｈｚ
，ｈ２の関係は次式となる。
レンズ２で集束発散する。対物レンズ２の焦点（集光点
）位置にピンホール３を置き回折によって生じるノイズ
光成分を除去する．対物レンズ２で集束発散した光は，
収差のないコリメートレンズ４によって平行光束となり
、多数のピンホール５′を有する隔板５に達し，ピンホ
ール部分を通過する．ピンホールを通過した多数の光線
群は、詳細を後述する遮へい板６に達する。遮へい板に
は図示していないが、上下、左右２方向に移動できる機
構を有し、制御回路とコンピュータ１０によってコント
ロールされる．遮へい板６の移動で，遮へい板６に遮ら
れない光線は被測定レンズ７に達し、被測定レンズ７が
凸レンズの場合は図示している如く収束光となりＭＯＳ
カメラの撮像面８に達する．被測定レンズ７が凹レンズ
の場合は透過光が発散光となるが、これを無収差の集光
レンズにより収束光とし同様に撮像面８に達する。次に
撮像面８をコンピュータと制御回路１０の制御信号でコ
ントロールされる移動機構９によりＡ点からＢ点に移動
させる．Ｂ点での撮像面を８′とする．Ａ点における撮
像面８の測定しようとする光点の光細から高さをｈｚ
，Ｂ点における撮像面８′の測定しようとする光点の光
軸からの高さをｈ２とする。光軸と測定しようとする光
線の交点ＦからＡ点での撮像面８までの距離Ωとｈｚ
，ｈ２の関係は次式となる。
ｈ 工＋ ｈ ２
Ｌ：Ａ点とＢ点の距離
より詳しい説明を焦点部分のみを示す第４図（ａ）によ
り行なう。撮像面８のあるＡ点において光軸との交点Ｐ
ｚ を原点とし、光軸に沿ってＱ軸，それと垂直方向に
ｈ軸をとると，光線はＣ点とＤ点を横切るのでＰｚＣ＝
ｈｔ，ＰｚＤ＝ｈｚが撮像面８での光点位置として測定
される。光線と光軸との交点ＦはＰｚＦ＝ｆｌ が（
１）式で求められる。さらに、最良の焦点位置（最小錯
乱円またはガウス像点）Ｆｏ を考えると、Ｐ１からの
距離をＬｏ とすればＦｏとＦの距離ΔＱが、縦収差と
呼ばれる量であり（２）式となる。
り行なう。撮像面８のあるＡ点において光軸との交点Ｐ
ｚ を原点とし、光軸に沿ってＱ軸，それと垂直方向に
ｈ軸をとると，光線はＣ点とＤ点を横切るのでＰｚＣ＝
ｈｔ，ＰｚＤ＝ｈｚが撮像面８での光点位置として測定
される。光線と光軸との交点ＦはＰｚＦ＝ｆｌ が（
１）式で求められる。さらに、最良の焦点位置（最小錯
乱円またはガウス像点）Ｆｏ を考えると、Ｐ１からの
距離をＬｏ とすればＦｏとＦの距離ΔＱが、縦収差と
呼ばれる量であり（２）式となる。
Δｎ ＝ Ｑ − Ｌ ｏ
・・・（２）Ｆｏからｈ軸方向への光線との距離Δｈが
横収差と呼ばれる量で（３）式となる。
・・・（２）Ｆｏからｈ軸方向への光線との距離Δｈが
横収差と呼ばれる量で（３）式となる。
Δ Ω
Ａｈ＝−ｈ ・
・・（３）Ｑ 第３図（ａ）にも示したように，ピンホールは直径方向
に多数並んでおり、これらｈの異なる一列の光線に関し
て収差を計算し、縦軸にｈ横軸に２またはΔａをとれば
収差曲線Ｑ （ｈ）が得られる。これら一連の演算処理
はコンピュータ１０で行なわれ、その結果はプロツタ１
１、プリンタ１２に出力される。代表的な球面収差の測
定例を第４図（ｂ）に示す． 遮へい板６を上下、左右２方向に移動させる機構の一例
を第２図により説明する。まず全体構成を説明する．１
３，１４，１５．１６は遮へい板の移動を案内する為の
シャフト、１３’ ，１４’１５’ １６’はポー
ルスライダ、６は遮へい板、１７は筐体、１８．１９は
シャフト１３，１４，１５，６をスライドさせる為の機
構、２０．２１は移動機構の駆動源であるモータである
。制御回路１０からの移動制御信号がモータ２０，２１
に入力されるとモータ２０，２１が回転し、モータに直
結されモータ軸と共に回転する（図示していない）スク
リューシャフトを持つ機構１８．１９によって遮へい板
６が移動される。
・・（３）Ｑ 第３図（ａ）にも示したように，ピンホールは直径方向
に多数並んでおり、これらｈの異なる一列の光線に関し
て収差を計算し、縦軸にｈ横軸に２またはΔａをとれば
収差曲線Ｑ （ｈ）が得られる。これら一連の演算処理
はコンピュータ１０で行なわれ、その結果はプロツタ１
１、プリンタ１２に出力される。代表的な球面収差の測
定例を第４図（ｂ）に示す． 遮へい板６を上下、左右２方向に移動させる機構の一例
を第２図により説明する。まず全体構成を説明する．１
３，１４，１５．１６は遮へい板の移動を案内する為の
シャフト、１３’ ，１４’１５’ １６’はポー
ルスライダ、６は遮へい板、１７は筐体、１８．１９は
シャフト１３，１４，１５，６をスライドさせる為の機
構、２０．２１は移動機構の駆動源であるモータである
。制御回路１０からの移動制御信号がモータ２０，２１
に入力されるとモータ２０，２１が回転し、モータに直
結されモータ軸と共に回転する（図示していない）スク
リューシャフトを持つ機構１８．１９によって遮へい板
６が移動される。
次に隔板（ハルトマン板）５の形状を第３図，第５図で
説明する。第３図（ａ）に示す隔板は径方向の４直径に
ついて測定する為の隔板である。
説明する。第３図（ａ）に示す隔板は径方向の４直径に
ついて測定する為の隔板である。
ピンホールの各点毎の撮像而８での位置を測定したい時
は第３図（ｂ）に示す様な中央部にピンホールより若干
大きな穴を一ケ設けた遮へい板を用いれば良く、この遮
へい板を径方向にピンホールのピッチ毎に走査する。又
、他の方法としては，第５図に示す遮へい板を用い、第
７図に示す如く遮へい板を上下方向と左右方向に各々移
動させ、上下方向移動時の各行における光点位置を記憶
しておき、左右方向移動時の各列毎の光点位置データと
のＡＮＤを取ると隔板５のピンホールの各光点位置とピ
ンホールから出射された各光線が撮像面８に達してとき
の位置が対応づけられてる。ここまでの説明では被測定
レンズの焦点前後２点の光線位置より収差を測定するも
のであったが、設計上の光線追跡データとの差を求め合
否判定するレンズ検査装置においては、隔板５のピンホ
ールを通過した光線全てが撮像面８の全面に到達する様
な焦点付近１点の測定で良い。
は第３図（ｂ）に示す様な中央部にピンホールより若干
大きな穴を一ケ設けた遮へい板を用いれば良く、この遮
へい板を径方向にピンホールのピッチ毎に走査する。又
、他の方法としては，第５図に示す遮へい板を用い、第
７図に示す如く遮へい板を上下方向と左右方向に各々移
動させ、上下方向移動時の各行における光点位置を記憶
しておき、左右方向移動時の各列毎の光点位置データと
のＡＮＤを取ると隔板５のピンホールの各光点位置とピ
ンホールから出射された各光線が撮像面８に達してとき
の位置が対応づけられてる。ここまでの説明では被測定
レンズの焦点前後２点の光線位置より収差を測定するも
のであったが、設計上の光線追跡データとの差を求め合
否判定するレンズ検査装置においては、隔板５のピンホ
ールを通過した光線全てが撮像面８の全面に到達する様
な焦点付近１点の測定で良い。
次に被測定レンズの表面形状の球面収差が歪みを測定す
る場合の構成において説明する，測定データの演算処理
については前記透過光収差と同様である。被測定レンズ
７の表面が凹面の場合の構成を第６図に示す。レーザ発
振器１から出射したレーザ光は対物レンズ２により収束
・発散光となり、回折光のノイズ成分を除去するピンホ
ール３を通り、コリートレンズ４で平行光となり、等間
隔のピンホールを多数持つ隔板を経て、光線群となり、
集光レンズ７′で収束光となり、ミラー２２、ハーフミ
ラー２３で反射し、被測定レンズ７の表面で反射し，ビ
ームスプリツタ２３を透過し撮像面８に達する．遮へい
板６を上下、左右２方向移動する事によって隔板５のピ
ンホール位置と撮像面８での光点位置が対応づけられコ
ンビュータ１ｏで演算処理し被測定レンズ７の表面形状
によって生ずる収差が測定できる。被測定レンズ７の表
面が凸面の場合の構成を第８図に示す。レーザ発振器１
より出射したレーザ光は対物レンズ２で収束発散する。
る場合の構成において説明する，測定データの演算処理
については前記透過光収差と同様である。被測定レンズ
７の表面が凹面の場合の構成を第６図に示す。レーザ発
振器１から出射したレーザ光は対物レンズ２により収束
・発散光となり、回折光のノイズ成分を除去するピンホ
ール３を通り、コリートレンズ４で平行光となり、等間
隔のピンホールを多数持つ隔板を経て、光線群となり、
集光レンズ７′で収束光となり、ミラー２２、ハーフミ
ラー２３で反射し、被測定レンズ７の表面で反射し，ビ
ームスプリツタ２３を透過し撮像面８に達する．遮へい
板６を上下、左右２方向移動する事によって隔板５のピ
ンホール位置と撮像面８での光点位置が対応づけられコ
ンビュータ１ｏで演算処理し被測定レンズ７の表面形状
によって生ずる収差が測定できる。被測定レンズ７の表
面が凸面の場合の構成を第８図に示す。レーザ発振器１
より出射したレーザ光は対物レンズ２で収束発散する。
ピンホール３によって回折によるノイズ光成分が除去さ
れコリメートレンズ４によって平行光束となり隔板５に
達する．隔板５には等間隔の多数のピンホールがあり，
ピンホールを通過した光線群はハーフミラー２５を透過
し、無収差の集光レンズ７′により被測定レンズ７の表
面に達する．被測定レンズ７の表面で反射した光線群は
ハーフミラー２５で反射し、集光レンズ２４で撮像面８
に達する。遮へい板６を上下、左右２方向移動し、隔板
５のピンホール位置と撮像面８での光線位置を対応づけ
て、コンピュータ１ｏで演算処理被測定レンズ７の表面
形状によって生ずる収差を測定する． 〔発明の効果〕 本発明によればハルトマン法での光線追跡において、隔
板のピンホール位置と撮像面上の光点位置が対応づけら
れるので、光線がクロスする様な収差大のレンズであっ
ても測定できるので測定範囲が大きくなる効果がある。
れコリメートレンズ４によって平行光束となり隔板５に
達する．隔板５には等間隔の多数のピンホールがあり，
ピンホールを通過した光線群はハーフミラー２５を透過
し、無収差の集光レンズ７′により被測定レンズ７の表
面に達する．被測定レンズ７の表面で反射した光線群は
ハーフミラー２５で反射し、集光レンズ２４で撮像面８
に達する。遮へい板６を上下、左右２方向移動し、隔板
５のピンホール位置と撮像面８での光線位置を対応づけ
て、コンピュータ１ｏで演算処理被測定レンズ７の表面
形状によって生ずる収差を測定する． 〔発明の効果〕 本発明によればハルトマン法での光線追跡において、隔
板のピンホール位置と撮像面上の光点位置が対応づけら
れるので、光線がクロスする様な収差大のレンズであっ
ても測定できるので測定範囲が大きくなる効果がある。
また、光線位置の対応づけによって演算処理が容易とな
るので測定時間が短縮される効果がある。
るので測定時間が短縮される効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はの説明図
、第５図は隔板の一例を示す図、第６図は被測定面が凹
面の場合の一実施例の構成図、第７図は収差算出の演算
処理を説明するフローチャート図，第８図は被測定面が
凸面の場合の一実施例の構成図である。 １・・・レーザ発振器、２・・・対物レンズ，３・・・
ピンホール、４・・・コリメートレンズ、５・・・隔板
（ハルトマン板）、６・・・遮へい板，７・・・被測定
レンズ、８・・・撮像面、９・・・移動機構、１０・・
・制御回路とコンピュータ．
、第５図は隔板の一例を示す図、第６図は被測定面が凹
面の場合の一実施例の構成図、第７図は収差算出の演算
処理を説明するフローチャート図，第８図は被測定面が
凸面の場合の一実施例の構成図である。 １・・・レーザ発振器、２・・・対物レンズ，３・・・
ピンホール、４・・・コリメートレンズ、５・・・隔板
（ハルトマン板）、６・・・遮へい板，７・・・被測定
レンズ、８・・・撮像面、９・・・移動機構、１０・・
・制御回路とコンピュータ．
Claims (1)
- １、被検査体である単レンズに光を照射する為の点光源
となる照明手段と、該照明手段から出射された発散光を
平行光束とする為のコリメートレンズと、前記レンズに
よつて得られる平行光束中に等間隔に配置されたピンホ
ールを持つ隔板（ハルトマン板）と、前記隔板から出射
された光線群の位置を識別する為の移動機構を持つた遮
へい板、該遮へい板によつて位置の判つた光線群が被検
査体である単レンズを透過し、収束、発散する光の位置
を認識する為の移動機構を持つた撮像手段と、前記撮像
手段の信号を処理し演算する演算処理手段と、演算処理
結果を出力し作画する手段を具備したことを特徴とする
レンズ検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5774089A JPH02238338A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | レンズ検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5774089A JPH02238338A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | レンズ検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238338A true JPH02238338A (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=13064311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5774089A Pending JPH02238338A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | レンズ検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02238338A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060361A1 (fr) * | 1998-05-19 | 1999-11-25 | Nikon Corporation | Instrument et procede de mesure d'aberrations, appareil et procede de sensibilisation par projection incorporant cet instrument, et procede de fabrication de dispositifs associe |
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