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公開番号2024040947
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-26
出願番号2022145622
出願日2022-09-13
発明の名称取得装置、取得方法および光学系の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01B 9/02015 20220101AFI20240318BHJP(測定;試験)
要約【課題】大きい偏心量の被検面が存在しても被検面の間隔を高精度に取得する。
【解決手段】取得装置(1～5)は、指標面を含むチャート(40)を照明する第1光源(11～13)と、指標光を被検光学系に入射させる測定光学系(300)と、被検面で反射した指標光を受光する撮像素子(90)と、撮像素子の受光面において指標光によるチャートの像が基準位置に形成されるように測定光学系と被検光学系の相対位置を調整する調整手段(150)と、第2光源からの光を被検光と参照光に分割し、参照光と、第1の点から出射して第2の点に入射した被検光を干渉させ干渉信号を取得する干渉計(400)と、干渉信号に基づいて被検面までの光路長を算出し、被検面の間隔を算出する演算手段(100)を有し、指標面、第1の点を含む面、第2の点を含む面のそれぞれと、受光面とは、測定光学系に対して互いに共役関係である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
指標が設けられた指標面を含むチャートを照明する第１光源と、
前記チャートから出射した指標光を被検光学系に入射させる測定光学系と、
前記被検光学系の複数の被検面で反射した前記指標光を、前記測定光学系を介して受光する撮像素子と、
前記撮像素子の受光面において前記指標光による前記チャートの像が基準位置に形成されるように、前記測定光学系と前記被検光学系との相対位置を調整する調整手段と、
第２光源を含み、該第２光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記参照光と、第１の点から出射して前記複数の被検面で反射した後に前記測定光学系を介して第２の点に入射した前記被検光とを干渉させることで干渉信号を取得する干渉計と、
前記干渉信号に基づいて前記複数の被検面までの各光路長を算出し、該光路長に基づいて前記複数の被検面のうち隣り合う被検面の間隔を算出する演算手段と、を有し、
前記指標面、前記第１の点を含む面、前記第２の点を含む面のそれぞれと、前記受光面とは、前記測定光学系に対して互いに共役関係であることを特徴とする取得装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記測定光学系の光軸を測定軸とするとき、
前記調整手段は、前記測定軸に対して平行方向および垂直方向に、前記測定光学系と前記被検光学系との前記相対位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の取得装置。
【請求項３】
前記測定光学系の光軸を測定軸とし、前記指標光のうち前記測定軸上を伝搬する光線を射出する点を前記チャートの原点とするとき、
前記チャートに形成されたパターンは、前記原点に関して非対称であることを特徴とする請求項１に記載の取得装置。
【請求項４】
前記干渉計は、
前記参照光の光路長である参照光路長を変更する光路長変更手段を含み、
前記調整手段によって前記チャートの像が前記基準位置に形成されたのちに、前記光路長変更手段によって前記参照光路長を走査して得られる前記干渉信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の取得装置。
【請求項５】
光路長基準面を備える基準板を前記測定光学系と前記被検光学系との間に更に有し、
前記干渉計は、前記参照光と前記光路長基準面で反射した前記被検光とを干渉させることで基準干渉信号を取得し、
前記演算手段は、前記基準干渉信号に基づいて前記光路長基準面の基準光路長を算出し、前記基準光路長を用いて前記複数の被検面までの前記各光路長を補正することを特徴とする請求項１に記載の取得装置。
【請求項６】
前記第１光源は、前記第２光源の光の一部をファイバで導光することで得られる光源であることを特徴とする請求項１に記載の取得装置。
【請求項７】
前記基準位置において、前記チャートの原点の像の位置は、前記複数の被検面それぞれの曲率中心の位置と一致していることを特徴とする請求項１に記載の取得装置。
【請求項８】
指標が設けられた指標面を含むチャートを照明する照明ステップと、
前記チャートから射出した指標光を測定光学系を介して被検光学系に入射させ、前記被検光学系の複数の被検面で反射した前記指標光を、前記測定光学系を介して撮像素子で受光する撮像ステップと、
前記撮像素子の受光面において前記指標光による前記チャートの像が基準位置に形成されるように、前記測定光学系と前記被検光学系との相対位置を調整する調整ステップと、
第２光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記参照光と、第１の点から出射して前記複数の被検面で反射した後に前記測定光学系を介して第２の点に入射した前記被検光とを干渉させることで干渉信号を取得する取得ステップと、
前記干渉信号に基づいて前記複数の被検面までの各光路長を算出し、該光路長に基づいて前記複数の被検面のうち隣り合う被検面の間隔を算出する演算ステップと、を有し、
前記調整ステップにおける調整は、
前記指標面、前記第１の点を含む面、前記第２の点を含む面のそれぞれと、前記撮像素子の前記受光面とが、前記測定光学系に対して互いに共役であるという関係のもとで行われることを特徴とする取得方法。
【請求項９】
請求項８に記載の取得方法を用いて前記被検光学系としての光学系の面間隔を取得するステップと、
前記面間隔の取得結果を用いて前記光学系を調整するステップと、を有することを特徴とする光学系の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系の被検面の間隔を取得する取得装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の光学素子によって構成された光学系は、各光学素子の配置精度が光学性能に影響する。各光学素子が所望の位置に配置されているか調べるために、光学素子の面間隔を計測する技術が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、各被検面の反射スポットの位置ズレから算出した被検光学系の最適基準軸と所定の測定基準軸とが一致するように調整手段で調整し、面間隔を計測する装置が開示されている。特許文献２には、光角測定デバイスで測定された各被検面の曲率中心の位置または被検光学系を透過した光の位置から、被検光学系の光軸を一時的に決定し、その光軸と参照軸とが揃うように被検光学系を配置し、各被検面の位置を測定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－１４７７０３号公報
特開２０１２－１１８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された計測装置では、大きい偏心量の被検面が存在すると、面間隔測定および曲率中心位置測定において、その被検面から信号が得られない。
【０００６】
本発明は、大きい偏心量の被検面が存在しても、被検面の間隔を高精度に取得することができる取得装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての取得装置は、指標が設けられた指標面を含むチャートを照明する第１光源と、前記チャートから出射した指標光を被検光学系に入射させる測定光学系と、前記被検光学系の複数の被検面で反射した前記指標光を、前記測定光学系を介して受光する撮像素子と、前記撮像素子の受光面において前記指標光による前記チャートの像が基準位置に形成されるように、前記測定光学系と前記被検光学系との相対位置を調整する調整手段と、第２光源を含み、該第２光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記参照光と、第１の点から出射して前記複数の被検面で反射した後に前記測定光学系を介して第２の点に入射した前記被検光とを干渉させることで干渉信号を取得する干渉計と、前記干渉信号に基づいて前記複数の被検面までの各光路長を算出し、該光路長に基づいて前記複数の被検面のうち隣り合う被検面の間隔を算出する演算手段と、を有し、前記指標面、前記第１の点を含む面、前記第２の点を含む面のそれぞれと、前記受光面とは、前記測定光学系に対して互いに共役関係であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の側面としての取得方法は、指標が設けられた指標面を含むチャートを照明する照明ステップと、前記チャートから射出した指標光を測定光学系を介して被検光学系に入射させ、前記被検光学系の複数の被検面で反射した前記指標光を、前記測定光学系を介して撮像素子で受光する撮像ステップと、前記撮像素子の受光面において前記指標光による前記チャートの像が基準位置に形成されるように、前記測定光学系と前記被検光学系との相対位置を調整する調整ステップと、第２光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記参照光と、第１の点から出射して前記複数の被検面で反射した後に前記測定光学系を介して第２の点に入射した前記被検光とを干渉させることで干渉信号を取得する取得ステップと、前記干渉信号に基づいて前記複数の被検面までの各光路長を算出し、該光路長に基づいて前記複数の被検面のうち隣り合う被検面の間隔を算出する演算ステップと、を有し、前記調整ステップにおける調整は、前記指標面、前記第１の点を含む面、前記第２の点を含む面のそれぞれと、前記撮像素子の前記受光面とが、前記測定光学系に対して互いに共役であるという関係のもとで行われることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、大きい偏心量の被検面が存在しても、被検面の間隔を高精度に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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