JP2014149535A - 光学系調整方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学系3の3つ以上の入射高のうちの2つの入射高を第1の入射高対とし、該第1の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを光学系3の像面で受光して得られる第1の出力対のずれ量を第1のずれ量として求め、光学系3の3つ以上の入射高のうち第1の入射高対とは異なる第2の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを光学系3の像面で受光して得られる第2の出力対のずれ量を第2のずれ量として求め、第1および第2のずれ量に基づいて光学系3の位置を調整する。
【選択図】図2
Description
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の光学系調整方法において、前記第1の入射高対は、前記光学系の第1の入射高と該第1の入射高とは異なる第2の入射高との対であり、前記2つの入射高対は、前記第1および第2の入射高とは異なる第3の入射高と前記第2の入射高との対である。
(3) 請求項3の発明は、請求項2に記載の光学系調整方法において、前記第2の入射高は、前記光学系の光軸に対応する入射高である。
(4) 請求項4の発明は、請求項2または請求項3に記載の光学系調整方法において、前記第1および第3の入射高に対する前記第1および第2のずれ量を表示し、前記表示に基づいて前記光学系の位置を調整する。
(5) 請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学系調整方法において、前記第1および第2のずれ量に基づいて前記光学系の位置の調整量を求める。
(6) 請求項6の発明は、請求項5に記載の光学系調整方法において、前記第1および第2のずれ量を、前記光学系の入射高を変数とする該変数のべき乗を含む関数として求め、前記関数の偶数次の項の係数に基づいて前記調整量を求める。
(7) 請求項7の発明は、請求項3に記載の光学系調整方法において、前記第1および第2のずれ量に対する前記調整量の関係を予め記憶し、前記関係に基づいて前記調整量を求める。
(8) 請求項8の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学系調整方法において、複数波長の前記光線のそれぞれについて前記第1および第2のずれ量を求める。
(9) 請求項9の発明は、光学系の3つ以上の入射高のうちの2つの入射高を第1の入射高対とし、該第1の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを前記光学系の像面で受光して得られる第1の出力対のずれを第1のずれ量として測定するとともに、前記光学系の3つ以上の入射高のうち前記第1の入射高対とは異なる第2の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを前記光学系の像面で受光して得られる第2の出力対のずれを第2のずれ量として測定する測定手段と、前記測定手段による前記第1および第2のずれ量に基づいて前記光学系の位置を調整する調整手段とを備えた光学系調整装置である。
(10) 請求項10の発明は、第1および第2のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、前記第1および第2のマイクロレンズのそれぞれに対して少なくとも3つの受光素子を設けて光束を受光する受光素子アレイと、前記第1のマイクロレンズに対応する前記少なくとも3つの受光素子のうち互いに異なる第1および第2の受光素子を選択するとともに、前記第2のマイクロレンズに対応する前記少なくとも3つの受光素子のうち前記第1および第2の受光素子に対応する第3および第4の受光素子を選択する選択手段と、光学系からの光束を前記第1の受光素子で受光して得られる出力と、前記光束を前記第3の受光素子で受光して得られる出力とに基づいて第1信号列とするとともに、前記光束を前記第2の受光素子で受光して得られる出力と、前記光束を前記第4の受光素子で受光して得られる出力とに基づいて第2信号列とし、前記第1信号列と前記第2信号列とのずれ量を測定する測定手段と、前記選択手段が選択する受光素子対を変更することにより、前記測定手段によって複数の前記ずれ量を求める制御手段と、前記複数のずれ量に基づいて前記光学系の位置を調整する調整手段とを備えた光学系調整装置である。
C(N)=Σ|a(i)−b(i)| ・・・(1)
(1)式において、Σはi=pL〜qLの総和演算を表し、N=i−jが2像に関する信号列のシフト量、すなわち2像の像ズレ量である。離散的に求められた相関量C(N)に基づいて、三点内挿の手法により連続的な相関量の最小値を与えるシフト量(像ズレ量)Lを求める。ここで、シフト量Nのときの相関量をC0とし、シフト量(N−1)のときの相関量をCrとし、シフト(N+1)のときの相関量をCfとすると、シフト量(像ズレ量)Lは(2)式により求められる。
DL=0.5・(Cr−Cf),
E=max{Cf−C0、Cr−C0},
L=N+DL/E ・・・(2)
を説明する。
まず、収差測定装置4から得られた収差特性f(x)を像高xの“べき乗”に展開した係数を求める。f(0)=0の条件で収差特性f(x)を表現しているとすると、収差特性f(x)は次のように表される。
f(x)=a1・x+a2・x2+a3・x3+a4・x4+a5・x5+・・・ ・・・
(3)
(3)式において、xの1次の項はデフォーカス量に関する量を表すので無視する。xの1次項以外の奇数次の項は原点に関して点対称な成分を表すので、光軸に関する収差対称性については問題ない。
この第2の調整方法では、調整信号作成装置5が、図14に示すような収差特性に対する調整量を表すテーブルを予め内蔵メモリ(不図示)に記憶しており、このテーブルデータから収差測定装置4により測定された収差特性に近い収差特性を検索し、検索結果の収差特性に対応する調整量にしたがって位置調整装置6により調整を行う。
Ci=Σ|gi(x)−f(x)| ・・・(4)
(4)式において、xは結像光学系の光軸中心からの入射光の光線の入射高(像高)であり、x=1,2,3,・・・である。Σはxの離散的な値に関する和を表す。データテーブル上のすべての収差特性giに対して(4)式により差Ciを演算し、最小値を示す差Ciに対応する調整量diを採用する。位置調整装置6は、採用された調整量diだけ結像光学系3の第2光学ブロック3bの位置を調整する。
gi(x)=b1・x+b2・x2+b3・x3+b4・x4+・・・ ・・・(5)
これには色々な方法が考えられるが、(5)式の1次項の係数b1が(3)式の1次項の係数a1に等しくなる位置に収差検出面を調整し、a1をb1に置換して比較すればよい。
請求項9の発明は、複数の光学ブロックから構成される光学系を調整する光学系調整装置において、第1および第2のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、前記第1および第2のマイクロレンズのそれぞれに対して少なくとも3つの受光素子を設けて光束を受光する受光素子アレイと、前記第1のマイクロレンズに対応する前記少なくとも3つの受光素子のうち互いに異なる第1および第2の受光素子を選択するとともに、前記第2のマイクロレンズに対応する前記少なくとも3つの受光素子のうち前記第1および第2の受光素子に対応する第3および第4の受光素子を選択する選択手段と、前記光学系の第1の入射高から入射する光線を、前記第1の受光素子で受光して得られる出力と、前記第3の受光素子で受光して得られる出力とに基づいて第1信号列とするとともに、前記光学系の前記第1の入射高とは異なる第2の入射高から入射する光線を、前記第2の受光素子で受光して得られる出力と、前記第4の受光素子で受光して得られる出力とに基づいて第2信号列とし、前記第1信号列と前記第2信号列との第1のずれ量を測定する測定部と、を有する測定手段と、前記選択手段が選択する受光素子を変更することにより、前記光学系の前記第1の入射高とは異なる前記光学系の2つの入射高から入射する2つの光線から前記測定手段に第2のずれ量を求めさせる制御手段と、前記測定手段による前記第1および第2のずれ量に基づいて前記光学系の複数の光学ブロックのうちの1つの光学ブロックの光軸に垂直な方向の位置を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
Claims (10)
- 光学系の3つ以上の入射高のうちの2つの入射高を第1の入射高対とし、該第1の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを前記光学系の像面で受光して得られる第1の出力対のずれ量を第1のずれ量として求め、
前記光学系の3つ以上の入射高のうち前記第1の入射高対とは異なる第2の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを前記光学系の像面で受光して得られる第2の出力対のずれ量を第2のずれ量として求め、
前記第1および第2のずれ量に基づいて前記光学系の位置を調整することを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項1に記載の光学系調整方法において、
前記第1の入射高対は、前記光学系の第1の入射高と該第1の入射高とは異なる第2の入射高との対であり、前記2つの入射高対は、前記第1および第2の入射高とは異なる第3の入射高と前記第2の入射高との対であることを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項2に記載の光学系調整方法において、
前記第2の入射高は、前記光学系の光軸に対応する入射高であることを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項2または請求項3に記載の光学系調整方法において、
前記第1および第3の入射高に対する前記第1および第2のずれ量を表示し、前記表示に基づいて前記光学系の位置を調整することを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学系調整方法において、
前記第1および第2のずれ量に基づいて前記光学系の位置の調整量を求めることを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項5に記載の光学系調整方法において、
前記第1および第2のずれ量を、前記光学系の入射高を変数とする該変数のべき乗を含む関数として求め、
前記関数の偶数次の項の係数に基づいて前記調整量を求めることを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項3に記載の光学系調整方法において、
前記第1および第2のずれ量に対する前記調整量の関係を予め記憶し、
前記関係に基づいて前記調整量を求めることを特徴とする光学系調整方法。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学系調整方法において、
複数波長の前記光線のそれぞれについて前記第1および第2のずれ量を求めることを特徴とする光学系調整方法。 - 光学系の3つ以上の入射高のうちの2つの入射高を第1の入射高対とし、該第1の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを前記光学系の像面で受光して得られる第1の出力対のずれを第1のずれ量として測定するとともに、前記光学系の3つ以上の入射高のうち前記第1の入射高対とは異なる第2の入射高対から入射する一対の光線のそれぞれを前記光学系の像面で受光して得られる第2の出力対のずれを第2のずれ量として測定する測定手段と、
前記測定手段による前記第1および第2のずれ量に基づいて前記光学系の位置を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする光学系調整装置。 - 第1および第2のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、
前記第1および第2のマイクロレンズのそれぞれに対して少なくとも3つの受光素子を設けて光束を受光する受光素子アレイと、
前記第1のマイクロレンズに対応する前記少なくとも3つの受光素子のうち互いに異なる第1および第2の受光素子を選択するとともに、前記第2のマイクロレンズに対応する前記少なくとも3つの受光素子のうち前記第1および第2の受光素子に対応する第3および第4の受光素子を選択する選択手段と、
光学系からの光束を前記第1の受光素子で受光して得られる出力と、前記光束を前記第3の受光素子で受光して得られる出力とに基づいて第1信号列とするとともに、前記光束を前記第2の受光素子で受光して得られる出力と、前記光束を前記第4の受光素子で受光して得られる出力とに基づいて第2信号列とし、前記第1信号列と前記第2信号列とのずれ量を測定する測定手段と、
前記選択手段が選択する受光素子対を変更することにより、前記測定手段によって複数の前記ずれ量を求める制御手段と、
前記複数のずれ量に基づいて前記光学系の位置を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする光学系調整装置。
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