JPH0650717A - 焦点誤差検出装置 - Google Patents
焦点誤差検出装置Info
- Publication number
- JPH0650717A JPH0650717A JP20407792A JP20407792A JPH0650717A JP H0650717 A JPH0650717 A JP H0650717A JP 20407792 A JP20407792 A JP 20407792A JP 20407792 A JP20407792 A JP 20407792A JP H0650717 A JPH0650717 A JP H0650717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- light
- focus error
- reflected light
- error detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は光学系を小型化かつ軽量にでき、
装置全体の価格も安価にできるような焦点誤差検出装置
を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 レーザ発振器１から出射されたレーザ光は偏
光ビームスプリッタ２で折曲げられ、１／４波長板３，
対物レンズ４を介して測定対象物であるミラー５で反射
される。この反射光は対物レンズ４，１／４波長板３，
偏光ビームスプリッタ２を介して回折格子１１に入射
し、素通りする０次光と回折現象による回折光とが発生
し、この回折光が４分割フォトダイオード８で受光され
る。
装置全体の価格も安価にできるような焦点誤差検出装置
を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 レーザ発振器１から出射されたレーザ光は偏
光ビームスプリッタ２で折曲げられ、１／４波長板３，
対物レンズ４を介して測定対象物であるミラー５で反射
される。この反射光は対物レンズ４，１／４波長板３，
偏光ビームスプリッタ２を介して回折格子１１に入射
し、素通りする０次光と回折現象による回折光とが発生
し、この回折光が４分割フォトダイオード８で受光され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は焦点誤差検出装置に関
し、特に、光源からの光を光学系で測定対象物に導き、
その反射光を受光することによって焦点の誤差を検出す
る検査装置や測定器のような焦点誤差検出装置に関す
る。
し、特に、光源からの光を光学系で測定対象物に導き、
その反射光を受光することによって焦点の誤差を検出す
る検査装置や測定器のような焦点誤差検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図５は屈折型光学素子（ガラス製レン
ズ）を用いた非点収差法による従来の焦点誤差検出装置
の一例を示す図である。図５において、レーザ発振器１
から照射されたビームは偏光ビームスプリッタ２によっ
て方向が変えられ、１／４波長板３に入射される。１／
４波長板３によって垂直偏波から円偏波に変換されたビ
ームは対物レンズ４によって測定対象物であるミラー５
に集光される。集光されたビームはミラー５によって円
偏波の回転方向が入射時の逆回転となって反射される。
ズ）を用いた非点収差法による従来の焦点誤差検出装置
の一例を示す図である。図５において、レーザ発振器１
から照射されたビームは偏光ビームスプリッタ２によっ
て方向が変えられ、１／４波長板３に入射される。１／
４波長板３によって垂直偏波から円偏波に変換されたビ
ームは対物レンズ４によって測定対象物であるミラー５
に集光される。集光されたビームはミラー５によって円
偏波の回転方向が入射時の逆回転となって反射される。
【０００３】反射されたビームは再び対物レンズ４を通
り、１／４波長板３に入射される。１／４波長板３によ
ってビームは円偏波から水平偏波に変換される。水平偏
波に変換されたビームは偏光ビームスプリッタ２を通過
し、集光レンズ６および半円柱レンズ７によって非点収
差を伴って集光される。
り、１／４波長板３に入射される。１／４波長板３によ
ってビームは円偏波から水平偏波に変換される。水平偏
波に変換されたビームは偏光ビームスプリッタ２を通過
し、集光レンズ６および半円柱レンズ７によって非点収
差を伴って集光される。
【０００４】図６は図１に示した焦点誤差検出装置にお
けるレーザビーム形状の変化過程を示す図である。レー
ザ発振器１から出射されたレーザ光はビームエクスパン
ド用の凹レンズ９と凸レンズ１０を通過して偏光ビーム
スプリッタ２に入射される。偏光ビームスプリッタ２か
ら１／４波長板３および対物レンズ４を通過した光ビー
ムはミラー５で反射され、対物レンズ４，１／４波長板
３およびビームスプリッタ２を介して集光レンズ６によ
って屈折される。この屈折したビームは半円柱レンズ７
によって水平あるいは垂直方向の成分のみが再び屈折さ
れる。水平方向成分のビームは４分割フォトダイオード
８よりも半円柱レンズ７に近い位置に集光し、垂直方向
成分のビームは４分割フォトダイオード８よりも遠い位
置に集光する。４分割フォトダイオード８の位置でのビ
ーム形状は、このような非点収差によって円形ないしは
楕円形となる。
けるレーザビーム形状の変化過程を示す図である。レー
ザ発振器１から出射されたレーザ光はビームエクスパン
ド用の凹レンズ９と凸レンズ１０を通過して偏光ビーム
スプリッタ２に入射される。偏光ビームスプリッタ２か
ら１／４波長板３および対物レンズ４を通過した光ビー
ムはミラー５で反射され、対物レンズ４，１／４波長板
３およびビームスプリッタ２を介して集光レンズ６によ
って屈折される。この屈折したビームは半円柱レンズ７
によって水平あるいは垂直方向の成分のみが再び屈折さ
れる。水平方向成分のビームは４分割フォトダイオード
８よりも半円柱レンズ７に近い位置に集光し、垂直方向
成分のビームは４分割フォトダイオード８よりも遠い位
置に集光する。４分割フォトダイオード８の位置でのビ
ーム形状は、このような非点収差によって円形ないしは
楕円形となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の図５および図６
で示した光学系において、非点収差を生じるためには、
集光レンズ６と半円柱レンズ７のように２つ光学素子が
必要となる。また、集光レンズ６と半円柱レンズ７の間
隔を離して配置しなければならないため、光学系全体の
長さが長くなってしまうという欠点があった。
で示した光学系において、非点収差を生じるためには、
集光レンズ６と半円柱レンズ７のように２つ光学素子が
必要となる。また、集光レンズ６と半円柱レンズ７の間
隔を離して配置しなければならないため、光学系全体の
長さが長くなってしまうという欠点があった。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、回
折格子を用いることにより、装置を小型化かつ軽量化で
き、装置全体の価格を安価にし得る焦点誤差検出装置を
提供することである。
折格子を用いることにより、装置を小型化かつ軽量化で
き、装置全体の価格を安価にし得る焦点誤差検出装置を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は光源からの光
を光学系で測定対象物に導き、その反射光を受光するこ
とによって焦点の誤差を検出する焦点誤差検出装置にお
いて、反射光の経路に設けられ、ガラス面上に複数の楕
円形状の縞パターンを有する回折格子を備え、回折格子
に平面波を照射することによって、その透過光が非点収
差を生ずるように構成される。
を光学系で測定対象物に導き、その反射光を受光するこ
とによって焦点の誤差を検出する焦点誤差検出装置にお
いて、反射光の経路に設けられ、ガラス面上に複数の楕
円形状の縞パターンを有する回折格子を備え、回折格子
に平面波を照射することによって、その透過光が非点収
差を生ずるように構成される。
【０００８】より好ましくは、回折格子表面にはブレー
ズを施したものが用いられ、回折格子は反射光の光軸に
対して傾けて取付けられ、１次回折光が集光する位置を
光軸から外される。
ズを施したものが用いられ、回折格子は反射光の光軸に
対して傾けて取付けられ、１次回折光が集光する位置を
光軸から外される。
【０００９】
【作用】この発明に係る焦点誤差検出装置は、反射光の
経路に回折格子を設け、その回折格子に単波長光を照射
することによってその透過光が非点収差を生じるので、
従来のように集光レンズや半円柱レンズを用いる必要が
なくなり、光学系を小型化かつ軽量にすることができ
る。
経路に回折格子を設け、その回折格子に単波長光を照射
することによってその透過光が非点収差を生じるので、
従来のように集光レンズや半円柱レンズを用いる必要が
なくなり、光学系を小型化かつ軽量にすることができ
る。
【００１０】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の光学系を示す図
である。図１において、この実施例では、前述の図５に
示した集光レンズ６と半円柱レンズ７に代えて回折格子
１１が設けられる。この回折格子１１は反射光が非点収
差を生じるように設けられるものである。
である。図１において、この実施例では、前述の図５に
示した集光レンズ６と半円柱レンズ７に代えて回折格子
１１が設けられる。この回折格子１１は反射光が非点収
差を生じるように設けられるものである。
【００１１】図２は図１に示した回折格子の一例を示す
図である。図２において、回折格子１１はガラス基板１
２上に図２（ａ）に示すような楕円パターン１３が形成
されたものであり、図５および図６に示した集光レンズ
６と半円柱レンズ７の両方の機能を備えている。回折格
子１１はクロム，チタンなどを蒸着したガラス基板１２
のフォトレジストをコーティングし、レーザ描画装置ま
たは電子ビーム描画装置によって、図２（ａ）に示すよ
うな楕円パターンを描画し、そのガラス基板１２を図２
（ｃ）に示すようにクロムエッチングするかまたは図２
（ｂ）に示すようにガラスエッチングの処理を施すこと
によって形成される。
図である。図２において、回折格子１１はガラス基板１
２上に図２（ａ）に示すような楕円パターン１３が形成
されたものであり、図５および図６に示した集光レンズ
６と半円柱レンズ７の両方の機能を備えている。回折格
子１１はクロム，チタンなどを蒸着したガラス基板１２
のフォトレジストをコーティングし、レーザ描画装置ま
たは電子ビーム描画装置によって、図２（ａ）に示すよ
うな楕円パターンを描画し、そのガラス基板１２を図２
（ｃ）に示すようにクロムエッチングするかまたは図２
（ｂ）に示すようにガラスエッチングの処理を施すこと
によって形成される。
【００１２】図３は図２に示した回折格子を反射光の光
路に挿入した例を示す図である。図３に示すように、回
折格子１１と４分割フォトダイオード８は１次回折光の
集光する位置が０次光と重ならないように光軸に対して
傾けて取付けられる。偏光ビームスプリッタ２を通過し
てきた反射光が、回折格子１１に入射すると、素通りす
る０次光と光の回折現象による回折光とが発生する。こ
の実施例では、回折格子１１で発生する１次回折光のみ
のパワーを４分割フォトダイオード８で検知する。
路に挿入した例を示す図である。図３に示すように、回
折格子１１と４分割フォトダイオード８は１次回折光の
集光する位置が０次光と重ならないように光軸に対して
傾けて取付けられる。偏光ビームスプリッタ２を通過し
てきた反射光が、回折格子１１に入射すると、素通りす
る０次光と光の回折現象による回折光とが発生する。こ
の実施例では、回折格子１１で発生する１次回折光のみ
のパワーを４分割フォトダイオード８で検知する。
【００１３】図４はこの発明に用いられる回折格子の他
の例を示す断面図である。前述のごとく、４分割フォト
ダイオード８は回折格子１１による１次回折光のパワー
を検知しているが、素通りしてくる０次光のパワーが強
ければ、１次回折光を検知できない場合がある。そこ
で、図４（ａ）に示すように、回折格子の断面を鋸歯状
または図４（ｂ）に示すようにステップ状に形成するこ
とによって、１次回折光のパワーを増加させ、０次回折
光のパワーを減少させることができる。
の例を示す断面図である。前述のごとく、４分割フォト
ダイオード８は回折格子１１による１次回折光のパワー
を検知しているが、素通りしてくる０次光のパワーが強
ければ、１次回折光を検知できない場合がある。そこ
で、図４（ａ）に示すように、回折格子の断面を鋸歯状
または図４（ｂ）に示すようにステップ状に形成するこ
とによって、１次回折光のパワーを増加させ、０次回折
光のパワーを減少させることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ガラ
ス面上に複数の楕円形状の縞パターンを有する回折格子
を反射光の経路に設けたことによって、研磨を施す屈折
型のレンズを用いる場合に比べて安価に製作できる。し
かも、集光レンズと半円柱レンズの機能を１つの回折格
子で達成できるので、装置を小型化できかつ軽量にな
り、装置全体の価格も安くできる。
ス面上に複数の楕円形状の縞パターンを有する回折格子
を反射光の経路に設けたことによって、研磨を施す屈折
型のレンズを用いる場合に比べて安価に製作できる。し
かも、集光レンズと半円柱レンズの機能を１つの回折格
子で達成できるので、装置を小型化できかつ軽量にな
り、装置全体の価格も安くできる。
【図１】この発明の一実施例の光学系を示す図である。
【図２】この発明の一実施例に用いられる回折格子の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】この発明の一実施例において１次回折光の軸を
ずらした例を示す図である。
ずらした例を示す図である。
【図４】この発明に用いられる回折格子の他の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】従来の焦点誤差検出装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図６】図５に示したレーザビームの形状の変化過程を
説明するための図である。
説明するための図である。
１ レーザ発振器 ２ 偏光ビームスプリッタ ３ １／４波長板 ４ 対物レンズ ５ ミラー ８ ４分割フォトダイオード １１ 回折格子
Claims (3)
- 【請求項１】 光源からの光を光学系で測定対象物に導
き、その反射光を受光することによって焦点の誤差を検
出する焦点誤差検出装置において、 前記反射光の経路に設けられ、ガラス面上に複数の楕円
形状の縞パターンを有する回折格子を備え、 前記回折格子に平面波を照射することによって、その透
過光が非点収差を生ずるようにしたことを特徴とする、
焦点誤差検出装置。 - 【請求項２】 前記回折格子表面には、ブレーズを施し
たものが用いられることを特徴とする、請求項１の焦点
誤差検出装置。 - 【請求項３】 前記回折格子は、前記反射光の光軸に対
して傾けて取付けられ、１次回折光が集光する位置を光
軸より外したことを特徴とする、請求項１の焦点誤差検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20407792A JPH0650717A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 焦点誤差検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20407792A JPH0650717A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 焦点誤差検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650717A true JPH0650717A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16484400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20407792A Withdrawn JPH0650717A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650717A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012226816A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 光ピックアップ装置 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP20407792A patent/JPH0650717A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012226816A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 光ピックアップ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |