JPH09288444A - Confocal optical device and hologram exposure device - Google Patents

Confocal optical device and hologram exposure device

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JPH09288444A
JPH09288444A JP10150096A JP10150096A JPH09288444A JP H09288444 A JPH09288444 A JP H09288444A JP 10150096 A JP10150096 A JP 10150096A JP 10150096 A JP10150096 A JP 10150096A JP H09288444 A JPH09288444 A JP H09288444A
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JP
Japan
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light
hologram
incident
optical device
reference light
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Application number
JP10150096A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Moriya
正人 守屋
Hiroyuki Mizukami
裕之 水上
Toru Suzuki
徹 鈴木
Hideyuki Wakai
秀之 若井
Takanori Nakaike
孝昇 中池
Masanobu Seki
正暢 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G—PHYSICS
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make possible circularly being made incident reference light obliquely incident on a hologram on the hologram. SOLUTION: This device is a confocal optical device being made incident the reference light on the hologram 3, diffracting the reference light by the hologram 3, reproducing to light equivalent to point light sources emitting from respective pin hole positions of a pin hole array 4, emitting the reproducing light to an object and converging objective light being its reflection light on the pin hole. Further, in a hologram exposure device, etc., being made incident the objective light on one side surface of the hologram 3 and the reference light on the other side surface from the oblique direction and forming the hologram 3, an incident light shaping means shaping so as to be made incident on the hologram nearly circularly is interposed in the optical path of the reference light obliquely incident on the hologram 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元形状、例え
ば、被計測物体のおよその表面形状が既知であるＩＣ実
装用ハンダバンブ等の被計測物体の形状を高速で検査す
る３次元形状検査装置に用いる共焦点光学装置、及びこ
れに用いるホログラムを露光するホログラム露光装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional shape inspection device for inspecting a three-dimensional shape, for example, the shape of an object to be measured such as an IC mounting solder bump whose surface shape is known. The present invention relates to a confocal optical device used for the above, and a hologram exposure device for exposing a hologram used for the confocal optical device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】この種の共焦点光学装置は図１に示すよ
うになっており、光源１の光は拡大レンズ２ａ，２ｂを
介して平行光となってホログラム３に参照光として入射
する。ホログラム３はピンホールアレイ４の各ピンホー
ル位置から出射する点光源と等価な光を、上記参照光を
回析することにより再生する。2. Description of the Related Art A confocal optical device of this type is configured as shown in FIG. 1. Light from a light source 1 is converted into parallel light through magnifying lenses 2a and 2b and is incident on a hologram 3 as reference light. The hologram 3 reproduces light equivalent to a point light source emitted from each pinhole position of the pinhole array 4 by diffracting the reference light.

【０００３】この再生光は、第１対物レンズ５ａによっ
て物体（被計測物体）６に投光され、物体６で散乱し、
反射し、第１対物レンズ５ａ、ホログラム３を透過し、
第２対物レンズ５ｂを介してピンホールアレイ４に集光
する。この図１は１つのピンホール位置の光を代表して
表現している。The reproduced light is projected onto an object (measured object) 6 by a first objective lens 5a, scattered by the object 6, and
Reflected, transmitted through the first objective lens 5a and the hologram 3,
The light is focused on the pinhole array 4 via the second objective lens 5b. FIG. 1 represents light at one pinhole position as a representative.

【０００４】図２，図３，図４は投光の第１対物レンズ
５ａによる集光点と、物体６の表面の光軸方向（Ｚ方
向）の位置関係に対して、反射光がピンホールアレイ４
付近でどのように結像するかを示したものである。これ
によれば、図３に示すように、集光点と物体６の表面が
一致（合焦）したときのみ反射光がピンホールアレイ４
のピンホール４ａを通過するが、それ以外のとき、すな
わち、図２に示すように集光点が物体６に反射した後に
ある場合（後ピン）、あるいは図４に示すように、反射
する前にある場合（前ピン）には、反射光はピンホール
アレイ４に遮蔽されて殆ど、通過できなくなり、いわゆ
る受光絞り作用がなされる。FIGS. 2, 3 and 4 show that the reflected light is a pinhole with respect to the converging point of the projected light by the first objective lens 5a and the positional relationship of the surface of the object 6 in the optical axis direction (Z direction). Array 4
It shows how an image is formed in the vicinity. According to this, as shown in FIG. 3, only when the focal point and the surface of the object 6 coincide (focus), the reflected light is transmitted to the pinhole array 4.
, But at other times, that is, when the focal point is reflected on the object 6 as shown in FIG. 2 (back focus), or before reflection as shown in FIG. (Front pin), the reflected light is blocked by the pinhole array 4 and can hardly pass therethrough, so that a so-called light receiving stop function is performed.

【０００５】この特性を利用すれば、物体６を光軸方向
（Ｚ方向）に移動しながらピンホール４ａを通過する反
射光の光量を図１に示すように、第１，第２のリレーレ
ンズ７ａ，７ｂを介して２次元用の光検出器アレイ８に
て計測することにより、最大の光量が得られた位置が物
体の表面であること、すなわち、物体６の表面の位置が
計測できることになる。これをピーク処理という。If this characteristic is used, the amount of reflected light passing through the pinhole 4a while moving the object 6 in the optical axis direction (Z direction) is shown in FIG. By measuring with the two-dimensional photodetector array 8 via 7a and 7b, the position where the maximum light amount is obtained is the surface of the object, that is, the position of the surface of the object 6 can be measured. Become. This is called peak processing.

【０００６】図１は図２〜図４で説明した共焦点光学系
を２次元的に配列したものであるから、物体６をＺ方向
に移動させながら、各ピンホール４ａを通過する反射光
の光量を計測し、これをピーク処理してやれば、ピンホ
ールに対応した部分の物体６の表面の形状計測をするこ
とができる。実際には、第１，第２の対物レンズ５ａ，
５ｂを共にテレセントリック系（アフォーカル系あるい
はタンデム配置ともいう）で構成し、物体６をＺ方向に
移動するかわりに第１対物レンズ５ａをＺ方向へ移動し
て計測する。FIG. 1 shows a two-dimensional arrangement of the confocal optical systems described with reference to FIGS. 2 to 4, so that the reflected light passing through each pinhole 4a is moved while moving the object 6 in the Z direction. If the amount of light is measured and peak processed, the shape of the surface of the object 6 corresponding to the pinhole can be measured. Actually, the first and second objective lenses 5a,
5b is composed of a telecentric system (also called an afocal system or a tandem arrangement), and the measurement is performed by moving the first objective lens 5a in the Z direction instead of moving the object 6 in the Z direction.

【０００７】ピンホール４ａを通過する光は、第１，第
２のリレーレンズ７ａ，７ｂを介して２次元の光を検出
する光検出器アレイ８に結像し、個々のピンホール４ａ
を通過する光は、独立した光検出部分に結像して計測さ
れ制御装置９にて制御と処理される。この制御装置９
は、物体６を載置するステージ１０のＸＹ位置（必要が
あればＺ方向のオフセット位置）を制御して計測視野を
決め、第１対物レンズ５ａをＺ方向に移動しながら光検
出器アレイ８の計測値を読み出してピーク処理し、その
結果を表示、出力あるいは記録する。The light passing through the pinhole 4a forms an image on the photodetector array 8 for detecting two-dimensional light through the first and second relay lenses 7a and 7b, and the individual pinhole 4a is formed.
Is imaged and measured on an independent light detection portion, and is controlled and processed by the control device 9. This control device 9
Determines the measurement field of view by controlling the XY position of the stage 10 on which the object 6 is mounted (the offset position in the Z direction if necessary), and moves the first objective lens 5a in the Z direction while Is read and peak processed, and the result is displayed, output or recorded.

【０００８】一方上記共焦点光学装置に用いられるホロ
グラムを作るホログラム露光装置は図５に示すようにな
っており、以下にこのホログラム３の製造工程を説明す
る。光源１１はレーザなどのコヒーレントな光源であ
り、ビームスプリッタ１２により波面分割され、それぞ
れホログラム３の参照光、物体光の光源となる。光源１
１の光が直線偏光の特性を示す場合には、第１の１／２
波長板１３ａの回転により直線偏光の偏光方向を回転さ
せ、ビームスプリッタ１２に偏光ビームスプリッタを採
用することにより、分割の強度比を所望の値に設定す
る。On the other hand, a hologram exposure device for producing a hologram used in the confocal optical device is as shown in FIG. 5, and the manufacturing process of the hologram 3 will be described below. The light source 11 is a coherent light source such as a laser. The light source 11 is wavefront-divided by the beam splitter 12 and serves as a reference light for the hologram 3 and a light source for object light. Light source 1
If the light of No. 1 shows the characteristic of linearly polarized light,
By rotating the wave plate 13a, the polarization direction of the linearly polarized light is rotated, and by adopting a polarization beam splitter as the beam splitter 12, the split intensity ratio is set to a desired value.

【０００９】ビームスプリッタ１２にて分割した参照光
と物体光は、第１，第２及び第３，第４の拡大レンズ１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにより拡大されて、それ
ぞれ、ホログラム３、ピンホールアレイ４に入射され
る。ピンホールアレイ４を透過する光は、それぞれのピ
ンホールで回折し、点光源と等価な光になり、対物レン
ズ５ｂにより平行光に変換され、ホログラム３に直径Ｄ
の物体光として入射され、この直径Ｄの領域にホログラ
ム（干渉縞）が形成される。第２，第３の１／２波長板
１３ｂ，１３ｃの調節により、参照光、物体光の偏光方
向が所望の方向（一般的には同じ方向になるようにす
る）に設定され、ホログラム露光の準備が完了する。The reference light and the object light split by the beam splitter 12 are divided into the first, second, third and fourth magnifying lenses 1.
It is enlarged by 4a, 14b, 14c and 14d and is made incident on the hologram 3 and the pinhole array 4, respectively. The light passing through the pinhole array 4 is diffracted by each pinhole, becomes light equivalent to a point light source, is converted into parallel light by the objective lens 5b, and has a diameter D on the hologram 3.
Of the object light, and a hologram (interference fringe) is formed in this area of diameter D. By adjusting the second and third half-wave plates 13b and 13c, the polarization directions of the reference light and the object light are set to desired directions (generally the same direction), and the hologram exposure is performed. Preparation is completed.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の共焦点光学
装置及びこれのホログラム３を作成するホログラム露光
装置にあっては、図１、図５に示すように、参照光及び
レーザ光がホログラム３に対して斜め下側から入射する
ことにより、図６に示すように、ホログラム３に対する
参照光及びレーザ光の投影領域Ａが楕円となってしま
い、ホログラム３面上で記録したい円形の物体光の投影
領域Ｂとずれてしまう。すなわち、投影領域において
は、ＸとＹ方向の光学的倍率が違ってしまうため楕円と
なる。このことから、（Ａ−Ｂ）のはみだし参照光及び
レーザ光は利用されず、露光、再生時の光エネルギを無
駄に消費していた。In the conventional confocal optical device and the hologram exposure device for producing the hologram 3 of the conventional confocal optical device, as shown in FIGS. 1 and 5, the reference light and the laser light are holograms 3. As shown in FIG. 6, the projection area A of the reference light and the laser light with respect to the hologram 3 becomes an ellipse by being incident on the hologram 3 from the lower side, and the circular object light of the circular object light to be recorded on the hologram 3 surface is obtained. It is displaced from the projection area B. That is, in the projection area, the optical magnifications in the X and Y directions are different, so that the projection area becomes an ellipse. Therefore, the protruding reference light and the laser light of (A-B) are not used, and the light energy at the time of exposure and reproduction is wasted.

【００１１】一方、図５に示すホログラム露光装置の場
合のように、光源にレーザ光を用いた場合、このレーザ
光源そのものの光量分布が拡大レンズ１４ｂ，１４ｄに
て平行光となった位置ａ，ｂで図７に示すようにガウス
分布となっているので、光軸中心と光軸周辺の光量分布
に差がある。これにより、物体光の光量分布、すなわ
ち、光軸中心のピンホールで回析する光量と、周辺のピ
ンホールで回析する光量に差を生じさせ、各共焦点ユニ
ットごとの投受光強度に分布差が生じてしまう。これ
は、共焦点ユニットごとの計測のダイナミックレンジ、
Ｓ／Ｎにばらつきを生むので、反射率が場所により均一
でない物体を計測するのを困難にする。このことは、光
源にレーザ光源を用いるもの以外にも、光源に光量分布
がある場合は同様の問題となる。On the other hand, when laser light is used as the light source as in the case of the hologram exposure apparatus shown in FIG. 5, the light amount distribution of the laser light source itself becomes parallel light at the magnifying lenses 14b, 14d at the position a, Since there is a Gaussian distribution in b as shown in FIG. 7, there is a difference in the light amount distribution between the center of the optical axis and the periphery of the optical axis. This causes a difference in the light amount distribution of the object light, that is, the light amount diffracted by the pinhole at the center of the optical axis and the light amount diffracted by the peripheral pinholes, and the distribution of the intensity of light received and received by each confocal unit. There will be a difference. This is the dynamic range of measurement for each confocal unit,
Since the S / N varies, it is difficult to measure an object whose reflectance is not uniform depending on the location. This causes the same problem when the light source has a light amount distribution other than the one using the laser light source as the light source.

【００１２】また、ホログラム露光装置において上記光
量分布は参照光の光量分布を生じさせ、露光したときの
ホログラムの露光量（ホログラムに照射した物体光と参
照光の光エネルギの積）がホログラムの場所によって均
一でなくなるので、ホログラムに均一に干渉縞が記録さ
れない場合があった。このような場合、このホログラム
露光装置で作成したホログラムを用いる共焦点光学装置
において、再生される物体光の品質が劣化し、ひいては
計測機の特性を悪化させる要因となる。さらに、上記光
量分布は、レーザ光がホログラムに対して斜め下側から
投光されることと相乗して、ホログラムの場所によって
物体光と参照光の光エネルギの比にバラツキ（強度分布
の不一致）を生む。これもホログラムの品質を劣化させ
る要因となる。Further, in the hologram exposure apparatus, the above-mentioned light amount distribution causes the light amount distribution of the reference light, and the exposure amount of the hologram at the time of exposure (the product of the object light applied to the hologram and the light energy of the reference light) is the location of the hologram. As a result, the interference fringes may not be recorded uniformly on the hologram. In such a case, in a confocal optical device that uses a hologram created by this hologram exposure device, the quality of the reproduced object light deteriorates, which in turn causes deterioration of the characteristics of the measuring device. Furthermore, the above-mentioned light amount distribution is synergistic with the fact that the laser light is projected obliquely from the lower side with respect to the hologram, and the light energy ratio of the object light and the reference light varies depending on the location of the hologram (inconsistency of intensity distribution). Give birth. This is also a factor that deteriorates the quality of the hologram.

【００１３】また上記ホログラムを用いた光学装置にあ
っては、ホログラム３に対して参照光及び露光光が斜め
に入射されるため、図８（ａ），（ｂ）に示すように、
ホログラム３に斜め下側からある角度βで入射した場
合、このホログラム３を透過したホログラム３の上面
（ホログラム材３ａあるいはガラス基板３ｂの裏面）で
反射した光は図中ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 で示したように、ホ
ログラム３の厚み間で多重反射してしまう。そしてこの
反射光はこの反射の都度ホログラム材３ａに入射される
ため、参照光自体が干渉縞を作ってしまう。このことは
上記したように、ホログラム３の再生像品質を劣化させ
る要因となる。また、ホログラム材３ａやガラス基板３
ｂで反射した光が迷光Ｔ1 ，Ｔ2 となって物体６や光検
出器アレイ８の方向に進み、これがノイズとして観測さ
れてしまう可能性があった。Further, in the optical device using the hologram, since the reference light and the exposure light are obliquely incident on the hologram 3, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b),
When the light enters the hologram 3 at an angle β from an oblique lower side, the light reflected by the upper surface of the hologram 3 (the back surface of the hologram material 3a or the glass substrate 3b) that has passed through the hologram 3 is t 1 , t 2 , t in the figure. As indicated by 3 , multiple reflection occurs between the thicknesses of the hologram 3. Since this reflected light is incident on the hologram material 3a each time it is reflected, the reference light itself forms an interference fringe. This causes the quality of the reproduced image of the hologram 3 to deteriorate, as described above. In addition, the hologram material 3a and the glass substrate 3
The light reflected by b may become stray lights T 1 and T 2 and travel toward the object 6 and the photodetector array 8, and this may be observed as noise.

【００１４】また、ガラス基板（プリズム１８）の側面
から光を挿入反射する場合には、図９に示すように、ホ
ログラム材３ａで反射した光が基板内で反射光ｔ１し
て、再びホログラム材３ａに入射したり、迷光となって
物体や光検出器の方向へ進み、ノイズとして観測されて
しまう可能性があった。また光が入射するガラス基板の
入射面の反射光Ｒもノイズとして観測されてしまう可能
性があった。これは上記と同様の多重反射は物体光につ
いて同様の可能性がある。Further, when light is inserted and reflected from the side surface of the glass substrate (prism 18), as shown in FIG. 9, the light reflected by the hologram material 3a is reflected light t1 in the substrate and again the hologram material is used. There is a possibility that the light may be incident on 3a or may become stray light and travel toward an object or a photodetector and be observed as noise. Further, there is a possibility that the reflected light R on the incident surface of the glass substrate on which light is incident may be observed as noise. This is the same possibility as the above-mentioned multiple reflection for object light.

【００１５】また、上記ホログラムを用いた光学装置
で、特に、図１に示す共焦点光学装置において、ホログ
ラム３を挟んでタンデム配置される第１・第２の対物レ
ンズ５ａ，５ｂは、図１０に示したように、それぞれの
焦点距離をｆ1 ，ｆ2 としたときに、この両対物レンズ
５ａ，５ｂの間隔Ｌは、Ｌ＝ｆ1 ＋ｆ2 にするのが望ま
しい。Further, in the optical device using the hologram, in particular, in the confocal optical device shown in FIG. 1, the first and second objective lenses 5a and 5b arranged in tandem with the hologram 3 interposed therebetween are shown in FIG. As shown in FIG. 7, when the focal lengths are f 1 and f 2 , the distance L between the objective lenses 5a and 5b is preferably L = f 1 + f 2 .

【００１６】また、物体６に対して対物レンズを光軸方
向に移動してピーク処理を行う場合には、レンズ間を上
記間隔Ｌの前後で移動するのが望ましい。これはＬ＝ｆ
1 ＋ｆ2 のときは第１の対物レンズ５ａから物体６側へ
焦点を結ぶときの左右の焦点角θｌ，θｒは、θｌ＝θ
ｒであるが、Ｌａ＝ｆ1 ＋ｆ2 ＋δとなると、例えば図
１０において、θｌ′＞θｒ′となってしまい、光に偏
りが生じて計測に誤差が生じる。Further, when the objective lens is moved in the optical axis direction with respect to the object 6 to perform the peak processing, it is preferable to move the lenses before and after the interval L. This is L = f
When 1 + f 2 , the left and right focal angles θl and θr when focusing from the first objective lens 5a to the object 6 side are θl = θ
Although r, if La = f 1 + f 2 + δ, for example, θl ′> θr ′ in FIG. 10, light is biased and an error occurs in measurement.

【００１７】ここで、両対物レンズ５ａ，５ｂの間に配
置されるホログラム３に参照光を導入するためには、レ
ンズ間の間隔が必要となる。しかしながら、対物レンズ
５ａ，５ｂは収差などの補正を目的としてそれぞれの対
物レンズ５ａ，５ｂは図１１に示すように、複数のレン
ズ構成となっており、どうしても両対物レンズ５ａ，５
ｂの間の距離を必要なだけとることができない場合があ
る。Here, in order to introduce the reference light into the hologram 3 arranged between the objective lenses 5a and 5b, a space between the lenses is required. However, the objective lenses 5a and 5b have a plurality of lens configurations as shown in FIG. 11 for the purpose of correcting aberrations and the like, and both objective lenses 5a and 5b are inevitable.
In some cases, the distance between b cannot be taken as needed.

【００１８】特に、対物レンズ５ａ，５ｂのレンズ支持
鏡筒は、レンズの光軸に対する位置を堅固に保持する目
的でレンズの周囲を囲むように作る必要があるので、図
１１に示すように、鏡筒３０と参照光が干渉してしまう
場合があった。そして参照光が鏡筒３０と干渉しないよ
うに鏡筒３０の角を、この干渉する分だけ削ると、その
分だけレンズ保持精度が悪くなるなどの問題がある。In particular, since the lens supporting lens barrel of the objective lenses 5a and 5b needs to be formed so as to surround the lens for the purpose of firmly holding the position of the lens with respect to the optical axis, as shown in FIG. In some cases, the lens barrel 30 and the reference light interfere with each other. Then, if the corner of the lens barrel 30 is shaved by the amount of this interference so that the reference light does not interfere with the lens barrel 30, there is a problem that the lens holding accuracy deteriorates accordingly.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は共焦点光学装置
やこの共焦点光学装置に用いるホログラムに露光するホ
ログラム露光装置等のホログラムを用いた光学装置にお
ける上記したような問題点を解決するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems in a confocal optical device and an optical device using a hologram such as a hologram exposure device for exposing a hologram used in this confocal optical device. Is.

【００２０】そしてその構成は、ホログラムに参照光を
斜めに入射し、この参照光をホログラムで回析してピン
ホールアレイの各ピンホール位置から出射する点光源と
等価な光に再生し、この再生光を物体に投光し、その反
射光である物体光をピンホールに集光するようにした共
焦点光学装置、及び上記ホログラムの一側面に物体光
を、他側面に斜め方向から参照光を入射してホログラム
を作るホログラム露光装置等において、ホログラムに斜
めに入射する参照光の光路内に、参照光がホログラムに
略円形で入射するようにこれの断面形状を整形する入射
光整形手段を介装した構成となっている。With this configuration, the reference light is obliquely incident on the hologram, the reference light is diffracted by the hologram, and is reproduced into light equivalent to a point light source emitted from each pinhole position of the pinhole array. A confocal optical device that projects reproduction light onto an object and collects the reflected object light on a pinhole, and the object light on one side of the hologram and the reference light on the other side from an oblique direction. In a hologram exposure apparatus or the like for making a hologram by making an incident light shaping means for shaping the cross-sectional shape of the reference light in the optical path of the reference light obliquely entering the hologram so that the reference light enters the hologram in a substantially circular shape. It is configured to be interposed.

【００２１】そして上記入射光整形手段がプリズム、あ
るいはシリンドリカルレンズである。The incident light shaping means is a prism or a cylindrical lens.

【００２２】また、共焦点光学系を１次元あるいは２次
元アレイに配置し、ピンホールアレイのピンホールを通
過する反射光をリレーレンズを介して光検出器アレイで
計測する共焦点光学装置において、少なくとも物体光、
参照光のいずれか一方の光路内にアンチガウシャンフィ
ルタを介装した構成となっている。Further, in a confocal optical device in which confocal optical systems are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array and reflected light passing through a pinhole of a pinhole array is measured by a photodetector array via a relay lens, At least object light,
An anti-Gaussian filter is provided in either optical path of the reference light.

【００２３】また、ホログラム露光装置は、ホログラム
の一側面に物体光を、他側面に斜め方向から参照光を入
射してホログラムを作るホログラム露光装置において、
上記ホログラムの各面に入射する光の光路の少なくとも
いずれか一方の光路内にアンチガウシャンフィルタを介
装した構成となっている。そして上記いずれの場合のア
ンチガウシャンフィルタは吸収型を用いるのが望まし
い。Further, the hologram exposure apparatus is a hologram exposure apparatus for producing a hologram by entering object light on one side surface of the hologram and reference light on the other side surface from an oblique direction.
An anti-Gaussian filter is provided in at least one of the optical paths of the light incident on each surface of the hologram. In any of the above cases, it is desirable to use an absorption type anti-Gaussian filter.

【００２４】また、上記共焦点光学装置及びホログラム
露光装置におけるホログラムに斜めに入射する光の入射
角を略ブリュースタ角としている。Further, the incident angle of the light obliquely incident on the hologram in the confocal optical device and the hologram exposure device is set to be substantially Brewster's angle.

【００２５】また、上記共焦点装置及びホログラム露光
装置におけるホログラムのガラス基板の表面に物体光の
入射角である略ゼロ度及び参照光の入射角の双方に対し
て共に減反射効果のあるＡＲコートを施している。Further, an AR coating having a reflection reducing effect on both the surface of the glass substrate of the hologram in the confocal device and the hologram exposure device for both the incident angle of the object light of substantially zero and the incident angle of the reference light. Has been given.

【００２６】そしてさらに、ホログラムに参照光を斜め
に入射し、この参照光をホログラムで回析してピンホー
ルアレイの各ピンホール位置から出射する点光源と等価
な光に再生し、この再生光を物体に投光し、その反射光
である物体光をピンホールに集光するようにした共焦点
光学装置において、ホログラムを挟んでこれの両側に位
置する一対の対物レンズの参照光の入射側に位置する方
の対物レンズの対向端部に平行平板状光学基板を設けた
構成となっている。Further, the reference light is obliquely incident on the hologram, the reference light is diffracted by the hologram and is reproduced into light equivalent to a point light source emitted from each pinhole position of the pinhole array. In a confocal optical device that projects the object light, which is the reflected light, into a pinhole, the confocal optical device includes a pair of objective lenses located on both sides of the hologram with the reference light incident side. The parallel-plate optical substrate is provided at the opposite end of the objective lens located at.

【００２７】[0027]

【作 用】上記構成において、ホログラムを用いた共
焦点光学装置及びホログラム露光装置でのホログラムに
斜めに入射する参照光は入射光整形手段にてホログラム
に対して略円形となって入射される。すなわち、参照光
のホログラム上での投影が光学的にＸ，Ｙ方向で等倍に
なるようにする。[Operation] In the above configuration, the reference light obliquely incident on the hologram in the confocal optical device and hologram exposure device using the hologram is incident on the hologram in a substantially circular shape by the incident light shaping means. That is, the projection of the reference light on the hologram is optically made equal in the X and Y directions.

【００２８】また、共焦点光学装置及びホログラム露光
装置の各光路内の１つのアンチガウシャンフィルタを介
装することにより、光路内を通る光の光軸に対する光の
強度分布が均一化される。Further, by interposing one anti-Gaussian filter in each optical path of the confocal optical apparatus and the hologram exposure apparatus, the light intensity distribution with respect to the optical axis of the light passing through the optical path is made uniform.

【００２９】またホログラムに入射する光が略ブリュー
スタ角で入射されることにより、この入射光は入射され
ることなく入射されて、ホログラム内での多重反射がな
くなる。Further, since the light incident on the hologram is incident at a Brewster's angle, this incident light is incident without being incident, and the multiple reflection in the hologram is eliminated.

【００３０】[0030]

【発明の効果】上記構成における請求項１，２，３に記
載の発明によれば、ホログラムに斜めに入射する参照光
が、このホログラムに略円形に入射されることにより、
この入射光の領域とホログラムに円形状になって入射さ
れる物体光の領域とを一致させることができ、上記物体
光に対して参照光がはみ出すのを防止でき、参照光のた
めの光のエネルギを有効に用いることができる。According to the invention described in claims 1, 2 and 3 in the above-mentioned structure, the reference light obliquely incident on the hologram is incident on the hologram in a substantially circular shape.
It is possible to match the area of this incident light with the area of the object light that enters the hologram in a circular shape, and it is possible to prevent the reference light from squeezing out of the object light. Energy can be effectively used.

【００３１】また、請求項４，５，６に記載の発明によ
れば、光路内に介装したアンチガウシャンフィルタによ
り、光路内の光の光軸に対する光の強度分布を均一にす
ることができる。According to the fourth, fifth and sixth aspects of the invention, the intensity distribution of the light in the optical path with respect to the optical axis can be made uniform by the anti-Gaussian filter provided in the optical path. it can.

【００３２】また、請求項７，８に記載の発明によれ
ば、ホログラム内での多重反射を防止できると共に、ホ
ログラム外への迷光を抑制できる。According to the invention described in claims 7 and 8, it is possible to prevent multiple reflection in the hologram and to suppress stray light outside the hologram.

【００３３】さらに請求項９に記載の発明によれば、ホ
ログラムの両側に配置される一対の対物レンズの間隔を
広くとることができ、上記ホログラムに斜め下方から参
照光を入射する際に、この参照光入射側に位置する対物
レンズが、この参照光と干渉することがなくなり、この
対物レンズの鏡筒のレンズ保持機能を十分にとることが
できる。Further, according to the invention described in claim 9, it is possible to widen the distance between the pair of objective lenses arranged on both sides of the hologram, and when the reference light is incident on the hologram from diagonally below, The objective lens located on the reference light incident side does not interfere with the reference light, and the lens holding function of the lens barrel of the objective lens can be sufficiently achieved.

【００３４】[0034]

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
２から図１７に基づいて説明する。なお以下の説明にお
いて、図１から図１１に示した構成と同一のものは同一
符号を付して説明を省略する。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those shown in FIGS. 1 to 11 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【００３５】図１２に示すように、共焦点光学装置の平
行参照光光路Ｃにプリズム１５を介装する。このプリズ
ム１５は、上記平行参照光光路Ｃの直径Ｄの円形の参照
光を、ホログラム３上で同系の直径Ｄで入射されるよう
に、すなわち参照光の楕円補正するように配置する。プ
リズム１５は参照光をホログラム３に所望の角度βで入
射する作用と、アナモルフィックアフォーカル系の倍率
γ＝ｃｏｓβでホログラム３に入射し、ホログラム３面
での参照光の投影を円に補正する作用をする。As shown in FIG. 12, a prism 15 is provided in the parallel reference light optical path C of the confocal optical device. The prism 15 is arranged so that the circular reference light having the diameter D of the parallel reference light optical path C is incident on the hologram 3 with the diameter D of the same system, that is, the elliptic correction of the reference light is performed. The prism 15 causes the reference light to enter the hologram 3 at a desired angle β, and also enters the hologram 3 at the magnification γ = cos β of the anamorphic afocal system to correct the projection of the reference light on the hologram 3 surface into a circle. To act.

【００３６】このプリズム１５の光学系の性質を図１３
を参照して下記の関係式で示される。なお式中のｎはプ
リズムの屈折率、αは頂角、θはふれ角、γは倍率、ｉ
１，ｉ２，ｒ１，ｒ２はプリズム内外の入射角、屈折角
である。The nature of the optical system of the prism 15 is shown in FIG.
Is expressed by the following relational expression. In the equation, n is the refractive index of the prism, α is the apex angle, θ is the deflection angle, γ is the magnification, and i is
1, i2, r1, and r2 are incident angles and refraction angles inside and outside the prism.

【００３７】[0037]

【数１】 [Equation 1]

【００３８】[0038]

【数２】 [Equation 2]

【００３９】[0039]

【数３】 (Equation 3)

【００４０】[0040]

【数４】 (Equation 4)

【００４１】これらの式から、例えば、ｎを一定にする
と、次のことがいえる。 ・ｉ１，αを決めれば、θ，γが決まる。 ・ｉ１，θを決めれば、α，γが決まる。 ・α，θを決めれば、ｉ１，γが決まる。 ・α，θを決めれば、ｉ１，γが決まる。 ・γ、ｉ１を決めれば、θ，γが決まる。 ・γ、αを決めれば、ｉ１，θが決まる。 ・γ、θを決めれば、ｉ１，αが決まる。 つまり、２つのパラメータを決めると自ずと他のパラメ
ータは決まる。この性質を考慮して所望の２つのパラメ
ータを設定（設計）してやればよい。From these equations, for example, if n is fixed, the following can be said.・ If i1 and α are determined, θ and γ are determined.・ If i1 and θ are determined, α and γ are determined.・ If α and θ are determined, i1 and γ are determined.・ If α and θ are determined, i1 and γ are determined.・ If γ and i1 are determined, θ and γ are determined.・ If γ and α are decided, i1 and θ are decided.・ If γ and θ are determined, i1 and α are determined. That is, when two parameters are determined, other parameters are naturally determined. It suffices to set (design) two desired parameters in consideration of this property.

【００４２】たとえば、γ、θを決め、他のパラメータ
を求めることは、とても有効な方法である。この場合、
例えば、（１）から（５）の関係式からγをθとｉ１，
αで表現した式（（５）′式）に、所望のγとθを設計
し、式を満たすｉ１，αを求めればよい。このときγは
（６）′式のようにρ＝π／２にすると、光学配置が容
易になる。この設定では、（５）′式を満たす解ｉ１，
αがない場合がある。そのときは、さらにｎを変化させ
て（５）′式を満たす解ｎ，ｉ１，αを探せばよい。し
かしながら、この場合でも適当な解がない場合もある
し、例え、解が求まっても、ｎ，αが特殊な値となり、
工業的にそのようなプリズムを製造することが困難、あ
るいはコスト高を招く。For example, determining γ and θ and obtaining other parameters is a very effective method. in this case,
For example, from the relational expressions (1) to (5), γ is θ and i1,
The desired γ and θ may be designed in the expression ((5) ′ expression) expressed by α, and i1, α that satisfies the expression may be obtained. At this time, if γ is ρ = π / 2 as in the equation (6) ′, the optical arrangement becomes easy. With this setting, the solution i1, which satisfies the equation (5) ′,
There may be no α. In that case, n may be further changed to find a solution n, i1, α that satisfies the equation (5) ′. However, even in this case, there is a case where there is no suitable solution, and even if a solution is obtained, n and α have special values,
It is difficult or costly to manufacture such a prism industrially.

【００４３】従って、そのような場合には、ｎ，αを固
定し、さらにθかγを固定して、自ずと決まるｉ１を求
めるようにする。当然ｎ，αは一般的に入手しやすいプ
リズムの値を設定することはいうまでもない。このと
き、ｎは一定であるから上記関係より ・α，θを決めれば、（３）′式からｉ１が決まり、自
ずとγも決まる。 ・γ，αを決めれば、（５）″式からｉ１が決まり、自
ずとθも決まる。 であり、θかγのどちらかを優先して決めることに留意
する必要がある。従って、γを優先してパラメータを決
めた場合には、θはどうなるかわからないのでρ＝π／
２にすることはできなくなる場合がある。逆にθ（ρ＝
π／２）を優先してパラメータを決めた場合には、γは
どうなるかわからないので完全な楕円補正をすることが
できなくなる場合がある。いずれにしても、光学系の精
度の要請に即して設計すればよい。Therefore, in such a case, n and α are fixed, and θ or γ is further fixed to obtain i1 which is determined by itself. Needless to say, the values of the prisms that are generally easily available are set as n and α. At this time, since n is constant, if α and θ are determined from the above relationship, i1 is determined from the equation (3) ′, and γ is naturally determined.・ If γ and α are determined, i1 is determined from the equation (5) ″, and θ is naturally determined. It is necessary to keep in mind that either θ or γ is preferentially determined. If we decide the parameters by doing so, we do not know what happens to θ, so ρ = π /
It may not be possible to set it to 2. Conversely, θ (ρ =
If the parameter is decided by giving priority to π / 2), it may not be possible to perform complete elliptic correction because γ is unknown. In any case, it may be designed in accordance with the demand for accuracy of the optical system.

【００４４】図１４（ａ），（ｂ）は上記プリズム１５
に代えてアナモルフィックアフォーカル系を構成する２
個のシリンドリカルレンズ１６，１７，１６ａ，１７ａ
を参照光光路Ｃ内に介装した実施の形態を示す。図１４
（ａ）はガリレイ型、図１４（ｂ）はケプラ型であり、
これらの構成を図１２のプリズム１５を介装したものと
比較すると、上記プリズム１５は角度βの設計機能を併
せ持っているので、図１４（ａ），（ｂ）に示すシリン
ドリカルレンズよりもコンパクトであることがわかる。
また、一般的にいって、プリズムはシリンドリカルレン
ズよりも工作精度が高く製作できるので、精密なアナモ
ルフィックアフォーカル系になる。14A and 14B show the prism 15 described above.
2 instead of anamorphic afocal system
Cylindrical lenses 16, 17, 16a, 17a
2 shows an embodiment in which the reference light is inserted in the optical path C of the reference light. FIG.
(A) is a Galilean type, FIG. 14 (b) is a Kepler type,
When these structures are compared with the structure in which the prism 15 of FIG. 12 is interposed, the prism 15 also has a design function of the angle β, so that it is more compact than the cylindrical lens shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b). I know there is.
Further, generally speaking, the prism can be manufactured with higher working precision than the cylindrical lens, so that it becomes a precise anamorphic afocal system.

【００４５】図１５はホログラム３にプリズム１８をホ
ログラム基板として一体状に積層し、このホログラム基
板のプリズム１８の側面から第１・第２のシリンドリカ
ルレンズ１９，２０を介して参照光を入射する例を示
す。このプリズム１８及び光路Ｃの構成は図１６、図１
７に示すようになる。FIG. 15 shows an example in which the prism 18 is integrally laminated on the hologram 3 as a hologram substrate, and the reference light is incident from the side surface of the prism 18 of the hologram substrate through the first and second cylindrical lenses 19 and 20. Indicates. The structures of the prism 18 and the optical path C are shown in FIGS.
As shown in 7.

【００４６】この構成において、アナモルフィクアフォ
ーカル系のシリンドリカルレンズ１９，２０でＹ方向
（横方向）に参照光を拡大率γ＝Ｄ／ｄで拡大し、その
光をプリズム１８でγ＝（Ｄ／ｄ）ｃｏｓβ（（９）′
式）となるようにＸ方向（上下方向）に拡大してやれば
ホログラム３上で均一な拡大率を得ることができる。こ
のホログラム基板となるプリズム１８の光学関係式は次
の７，８，９，９′式のようになる。この式は上記図１
３に示すプリズムの場合と同様にして、αあるいはｉな
どを求めて設計すればよい。In this structure, the anamorphic afocal cylindrical lenses 19 and 20 magnify the reference light in the Y direction (horizontal direction) at an expansion rate γ = D / d, and the prism 18 γ = (D / D) cos β ((9) ′
By enlarging in the X direction (vertical direction) so as to satisfy the formula, it is possible to obtain a uniform enlargement ratio on the hologram 3. The optical relational expression of the prism 18 serving as the hologram substrate is expressed by the following expressions 7, 8, 9, 9 '. This equation is shown in Figure 1 above.
Similar to the case of the prism shown in FIG. 3, it may be designed by obtaining α or i.

【００４７】[0047]

【数５】 (Equation 5)

【００４８】図１８は参照光光路内にプリズムを介装す
るかわりに、共焦点光学系内にアンチガウシャンフィル
タ２１を介装した例を示す。このアンチガウシャンフィ
ルタ２１を介装する位置は、 ＊１ ピンホールアレイとリレーレンズの間 ＊２ リレーレンズと光検出器アレイの間 ＊３ ピンホールアレイと対物レンズの間 ＊４ 対物レンズと対物の間 ＊５ 光源からホログラムの間 のどこでもよい。ただし、＊４の位置にいれる場合に
は、光の投受光に対してフィルタ効果が有効になるの
で、それを考慮したフィルタにする。また、＊５の位置
にアンチガウシャンフィルタを入れることは、他の＊１
から＊４の効果とは全く別の効果を示し、＊１から＊４
が共焦点ユニット間の光強度のばらつきを補正するのに
対し、＊５は参照光の強度を均一にして、ホログラムの
再生品質に寄与する。FIG. 18 shows an example in which an anti-Gaussian filter 21 is provided in the confocal optical system instead of the prism being provided in the reference light optical path. The position where the anti-Gaussian filter 21 is interposed is * 1 between the pinhole array and relay lens * 2 between the relay lens and photodetector array * 3 between the pinhole array and objective lens * 4 objective lens and objective Interval * 5 It can be anywhere between the light source and the hologram. However, when entering the position of * 4, the filter effect is effective for the projection and reception of light, so the filter should be taken into consideration. In addition, installing an anti-Gaussian filter at the * 5 position is not possible with other * 1
The effect is completely different from that of * 1 to * 4, and it is * 1 to * 4
Corrects the variation in the light intensity between the confocal units, while * 5 makes the intensity of the reference light uniform and contributes to the reproduction quality of the hologram.

【００４９】図１９はホログラム露光時におけるアンチ
ガウシャンフィルタ２１の配置を示したもので、 ＊６ 光源とピンホールの間 に配置する。そのほか ＊５ 光源と参照光と物体光の分岐用ＰＢＳの間 ＊７ 参照光とホログラムの間 に配置してもよい。＊６が共焦点ユニット間の光強度の
ばらつきを補正するのに対し、＊７は参照光の強度を均
一にして、ホログラムの露光品質に寄与する。また、＊
５は共焦点ユニット間の光強度のばらつきを補正し、か
つ参照光の強度も均一にするのに寄与する。＊５，＊７
の場合、再生時にも同じ位置にアンチガウシャンフィル
タを配置することはいうまでもない。さらに、ここで最
も重要なことは、＊６のようにしてホログラムを作成す
れば、再生時に、図１８に示すような位置（＊１〜＊
４）にフィルタを必要としない。FIG. 19 shows the arrangement of the anti-Gaussian filter 21 at the time of hologram exposure, which is arranged between the * 6 light source and the pinhole. In addition, it may be placed between the * 5 light source and the PBS for branching the reference light and the object light. * 7 Between the reference light and the hologram. * 6 corrects the variation in light intensity between confocal units, while * 7 makes the intensity of the reference light uniform and contributes to the exposure quality of the hologram. Also,*
5 contributes to correcting the variation in the light intensity between the confocal units and making the intensity of the reference light uniform. * 5, * 7
In the case of, it goes without saying that the anti-Gaussian filter is arranged at the same position during reproduction. Furthermore, the most important thing here is that if a hologram is created as shown in * 6, the positions (* 1 to **) shown in FIG.
No filter is required in 4).

【００５０】上記アンチガウシャンフィルタ２１の作成
方法を以下に図２０から図２４を参照して説明する。 （１）レーザ光の光量分布を計測する。これはシリコン
センサ上にピンホールをおいたものを微動ステージで移
動して測定する。 （２）光量分布をガウス分布近似して下記式よりビーム
系を求める。 Ｉ＝Ｉ0 ×ｅｘｐ（−２ｒ2 ／ｗ2 ） ただし、Ｉ0 ：ピークビーム強度 Ｗ：ビーム径 ｒ：濃度分布の半径 （３）上記分布の濃度分布を持つ画像ファイルを作成す
る。Ｉ0 ，Ｗの２つをパラメータにとり、２次元濃度分
布を計算してビットマップファイルを作成する。プロッ
タとのマッチングのための解像度変換する。 （４）昇華型プロッタでフィルムに出力して図２０に示
すように、アンチガウシャンフィルタとなるフィルム２
２を作成する。この図２０で示されるフィルム２２の光
透過率は図２１に示すようになる。 （５）上記フィルム２２を図２２に示すように、２枚の
ガラス基板２３，２３の間に、両側にシリコンオイル２
４を介装してサんドイッチしてアンチガウシャンフィル
タ２１とする。上記シリコンオイル２４はフィルム２２
の境界面で不要な反射を防ぐためのものである。またガ
ラス基板２３の表面にはＡＲコートを施すことが効果的
である。A method of producing the anti-Gaussian filter 21 will be described below with reference to FIGS. 20 to 24. (1) The light intensity distribution of laser light is measured. This is measured by moving a silicon sensor with a pinhole on a fine movement stage. (2) The beam system is obtained from the following equation by approximating the light quantity distribution by Gaussian distribution. I = I 0 × exp (−2r 2 / w 2 ), where I 0 : peak beam intensity W: beam diameter r: radius of concentration distribution (3) Create an image file having the concentration distribution of the above distribution. A two-dimensional density distribution is calculated using two parameters I 0 and W as parameters, and a bitmap file is created. Converts the resolution for matching with the plotter. (4) As shown in FIG. 20, the film 2 is used as an anti-Gaussian filter by outputting it to a film by a sublimation plotter.
Create 2. The light transmittance of the film 22 shown in FIG. 20 is as shown in FIG. (5) As shown in FIG. 22, the film 22 is provided between the two glass substrates 23, 23 with silicone oil 2 on both sides.
The anti-Gaussian filter 21 is made by interposing 4 and performing a sand switch. The silicone oil 24 is the film 22
This is to prevent unnecessary reflection at the boundary surface of. Further, it is effective to apply an AR coat to the surface of the glass substrate 23.

【００５１】上記のようにして作成したアンチガウシャ
ンフィルタ２１はこれの光軸（最も透過率が低い部分の
中心）が計測光の光軸と一致させて共焦点ユニットの光
路内に介装する。すなわち、光ビームとアンチガウシャ
ンフィルタ２１をアライメント出力の光量分布をモニタ
しながらセットする。The anti-Gaussian filter 21 produced as described above is inserted in the optical path of the confocal unit with its optical axis (the center of the portion having the lowest transmittance) aligned with the optical axis of the measurement light. . That is, the light beam and the anti-Gaussian filter 21 are set while monitoring the light amount distribution of the alignment output.

【００５２】図２３，２４で示すアンチガウシャンフィ
ルタ２１ａ，２１ｂは化学的に作成されたもので、光学
平行基板である透明のガラス板に、アルミやクロームな
どの金属膜を中心部にいくに従って、光の透過度が低く
なるように段階的に蒸着した。この蒸着金属はフィルタ
による反射が迷光となって観測されないように、低反射
型、例えばＣｒ2 Ｏ3 ，Ｃｒ，Ｃｒ2 Ｏ3 の３層膜、あ
るいは吸収型、例えばエマルジョンが望ましい。The anti-Gaussian filters 21a and 21b shown in FIGS. 23 and 24 are made chemically, and a transparent glass plate which is an optical parallel substrate is provided with a metal film such as aluminum or chrome at the center. , Was vapor-deposited stepwise so that the light transmittance was low. The vapor-deposited metal is preferably a low reflection type, for example, a three-layer film of Cr 2 O 3 , Cr, Cr 2 O 3 , or an absorption type, for example, an emulsion, so that reflection by the filter is not observed as stray light.

【００５３】さらに、図２５のように、アンチガウシャ
ンフィルタ２１ｃとして透過率の低い凸レンズ２５と、
その凸レンズ表面に対して逆の曲率をもつ透過率の高い
凹レンズ２６を組み合わせたものを採用してもよい。Further, as shown in FIG. 25, a convex lens 25 having a low transmittance as the anti-Gaussian filter 21c,
A combination of a concave lens 26 having a high curvature and an opposite curvature with respect to the convex lens surface may be adopted.

【００５４】図２６から図２８は図１で示した構成と異
なる構成の共焦点光学装置におけるアンチガウシャンフ
ィルタの配置例を示すものである。26 to 28 show examples of arrangement of anti-Gaussian filters in a confocal optical device having a configuration different from that shown in FIG.

【００５５】図２６はホログラムを用いない共焦点光学
装置で、特開平４−２６５９１８号公報で開示された共
焦点光学装置でありこれは、光源１からの光は拡大レン
ズ２により拡大されて、ピンホールアレイ４に入射し、
この各ピンホール４ａにて回折した光はビームスプリッ
タ１５を通過し、第２，第１の対物レンズ５ｂ，５ａに
よって物体６に投光されるようになっている。そして物
体６に投光されて反射散乱した光は、第１，第２の対物
レンズ５ａ，５ｂを逆に通ってビームスプリッタ１５に
入り、ここで反射して光検出器アレイ８に結像するよう
になっている。そしてこの構成の共焦点光学装置では、
アンチガウシャンフィルタ２１を拡大レンズ２とピンホ
ールアレイ４との間（＊１）、ピンホールアレイ４とビ
ームスプリッタ１５の間（＊２）、ビームスプリッタ２
７と光検出器アレイ８との間（＊３）、ビームスプリッ
タ２７と対物レンズ５ｂとの間（＊４）、対物レンズ５
ａと物体１６との間（＊５）のいずれか１個所にアンチ
ガウシャンフィルタ２１を介装する。FIG. 26 shows a confocal optical device which does not use a hologram and is a confocal optical device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-265918, in which light from a light source 1 is magnified by a magnifying lens 2, Incident on the pinhole array 4,
The light diffracted by each pinhole 4a passes through the beam splitter 15 and is projected onto the object 6 by the second and first objective lenses 5b and 5a. Then, the light projected on the object 6 and reflected and scattered passes through the first and second objective lenses 5a and 5b in reverse and enters the beam splitter 15, where it is reflected and imaged on the photodetector array 8. It is like this. And in the confocal optical device of this configuration,
The anti-Gaussian filter 21 is provided between the magnifying lens 2 and the pinhole array 4 (* 1), between the pinhole array 4 and the beam splitter 15 (* 2), and the beam splitter 2
7 and the photodetector array 8 (* 3), between the beam splitter 27 and the objective lens 5b (* 4), and the objective lens 5
An anti-Gaussian filter 21 is provided at any one position between a and the object 16 (* 5).

【００５６】図２７はホログラムを用いない共焦点光学
装置で、米国特許第４，８０６，００４号に示されたも
ので、これは、光源１からの光は拡大レンズ２により拡
大されて、ピンホールアレイ４に入射し、ピンホール４
ａで回折した光は第２，第１の対物レンズ５ｂ，５ａに
よって物体６に投光されるようになっている。物体６に
投光されて反射散乱した光は対物レンズ５ａ，５ｂを介
し、受光絞りの作用を奏するピンホールアレイ４に集光
される。そして各ピンホール４ａを通過する光をリレー
レンズ７を介して１対１で光検出器アレイ８に結像す
る。この構成は、投光の点光源を作るピンホールアレイ
４と受光絞りのピンホールアレイ４が同一の構造になっ
ている。ただし、ピンホールアレイ４の背後から光を入
射する必要があるので、ピンホールマスクの反射光Ｒに
よる遮光を何らかの方法で検出器アレイ８に到達しない
ようにしている。そしてこの構成の共焦点光学装置で
は、拡大レンズ２の下側（＊１）、ピンホールアレイ４
の上側（＊２）、リレーレンズ７と光検出器アレイ８と
の間（＊３）、ピンホールアレイ４と対物レンズ５ｂの
間（＊４）、対物レンズ５ａと物体６の間（＊５）のい
ずれか１個所にアンチガウシャンフィルタ２１を介装す
る。FIG. 27 shows a confocal optical device which does not use a hologram and is shown in US Pat. No. 4,806,004, in which the light from the light source 1 is magnified by the magnifying lens 2 and the The light enters the hole array 4 and the pinhole 4
The light diffracted by a is projected onto the object 6 by the second and first objective lenses 5b and 5a. The light projected onto the object 6 and reflected and scattered is condensed through the objective lenses 5a and 5b to the pinhole array 4 which acts as a light-reception diaphragm. Then, the light passing through each pinhole 4a is imaged on the photodetector array 8 one-to-one through the relay lens 7. In this configuration, the pinhole array 4 for forming a point light source for projecting light and the pinhole array 4 for a light receiving diaphragm have the same structure. However, since it is necessary to enter the light from behind the pinhole array 4, the light is blocked by the reflected light R of the pinhole mask so as not to reach the detector array 8 by some method. In the confocal optical device having this configuration, the pinhole array 4 and the lower side (* 1) of the magnifying lens 2 are used.
(* 2), between the relay lens 7 and the photodetector array 8 (* 3), between the pinhole array 4 and the objective lens 5b (* 4), between the objective lens 5a and the object 6 (* 5). ), The anti-Gaussian filter 21 is provided at any one position.

【００５７】図２８は特開平１−５０３４９３号公報、
米国特許第４，９２７，２５４号公報に示されるもの
で、ピンホールアレイ４がニップコウディスク（Ｎｉｐ
ｋｏｗＤｉｓｃ）と呼ばれる、円盤上にピンホール４ａ
をスパイラル状に配置したものを採用し、それを回転さ
せるようにしている。このディスク状のピンホールアレ
イ４を回転することにより、ピンホール間の画像をスキ
ャニングして得るようにしている。そしてこの構成の共
焦点光学装置では、拡大レンズ２の下側（＊１）、ピン
ホールアレイ４の上側（＊２）、リレーレンズ７と光検
出部（肉眼）との間（＊３）、ピンホールアレイ４と対
物レンズ５ｂの間（＊４）、対物レンズ５ａと物体６の
間（＊５）のいずれか１個所にアンチガウシャンフィル
タ２１を介装する。FIG. 28 shows Japanese Patent Laid-Open No. 1-503493.
As disclosed in U.S. Pat. No. 4,927,254, the pinhole array 4 has a nip cow disk (Nip).
kowDisc), a pinhole 4a on the disk
It adopts what is arranged in a spiral shape and rotates it. By rotating the disk-shaped pinhole array 4, an image between the pinholes is scanned and obtained. In the confocal optical device having this configuration, the lower side of the magnifying lens 2 (* 1), the upper side of the pinhole array 4 (* 2), between the relay lens 7 and the light detection unit (the naked eye) (* 3), The anti-Gaussian filter 21 is interposed between the pinhole array 4 and the objective lens 5b (* 4) and between the objective lens 5a and the object 6 (* 5).

【００５８】上記図８、図９に示した従来技術の不具合
を解決するための構成の実施の形態を図２９から図３２
に基づいて説明する。図２９は図１２に示した構成の共
焦点光学装置の場合であり、光源１と拡大レンズ２ａと
の間に、光源１からの光をＰ偏光にする１／２波長板２
８を介装すると共に、参照光をホログラム３へブリュー
スター角βｂでもって入射するようにする。29 to 32 show an embodiment of a structure for solving the problems of the prior art shown in FIGS. 8 and 9 above.
It will be described based on. FIG. 29 shows the case of the confocal optical device having the configuration shown in FIG. 12, in which a half-wave plate 2 for converting the light from the light source 1 into P-polarized light is provided between the light source 1 and the magnifying lens 2a.
8 is interposed, and the reference light is made incident on the hologram 3 at the Brewster angle βb.

【００５９】図３０は図１９に示したホログラム露光装
置の場合であり、この構成においても同様に、露光光を
ホログラム３へブリュースター角βｂでもって入射する
ようにしている。FIG. 30 shows the case of the hologram exposure apparatus shown in FIG. 19, and in this configuration as well, the exposure light is made incident on the hologram 3 at the Brewster angle βb.

【００６０】図３１は図１６に示したホログラム材３ａ
をプリズム１８に塗布したホログラム３の側面から光を
入射させる構成のものであり、この構成においても、光
はプリズム１８の側面に対してブリュースター角βｂで
入射するようにする。またこのプリズム１８の入射側と
は反対側の他側面１８ｂの角度φを、上記プリズム１８
に入射してホログラム材３ａに反射した反射光ｔ１，ｔ
２が上記他側面１８ｂに対してブリュースター角度βｂ
出射するようにした角度φとなるようにしてある。上記
他側面１８ｂ及びホログラム材３ａと平行な面１８ａに
はＡＲ（アンチレフレクション）コートを施してある。FIG. 31 shows the hologram material 3a shown in FIG.
Light is incident on the side surface of the hologram 3 coated on the prism 18, and in this structure also, the light is incident on the side surface of the prism 18 at the Brewster angle βb. Further, the angle φ of the other side surface 18b opposite to the incident side of the prism 18 is set to
Reflected light t1, t which is incident on and reflected by the hologram material 3a
2 is the Brewster angle βb with respect to the other side surface 18b
The angle φ is set so that the light is emitted. The other side surface 18b and the surface 18a parallel to the hologram material 3a are AR (anti-reflection) coated.

【００６１】以上のように、光の入射角がブュースター
角度βｂにすることにより、図３２（ａ），（ｂ）に示
すように、ホログラム３に入射した光は、このホログラ
ム３の光の出射側での反射はほとんどされない。この構
成におけるホログラム３のガラス基板３ｂのホログラム
材３ａと平行な面（０度面）３ｃにＡＲコートが施され
ている。このＡＲコートは図３２に示すように、物体光
の入射角である略ゼロ度、及び参照光の入射角の双方に
対して減反射効果のあるものが用いられる。そしてこの
ＡＲコートは次の（イ），（ロ）の２つの方法のいずれ
かで膜を設計する。（イ）、広帯域ＡＲコートとし、入
射角度に対して選択性があまりないという性質を応用す
る。（ロ）狭帯域ＡＲコートを２重に施す。例えば１重
目の膜は参照光の入射角度にあわせ、２重目の膜は物体
光の入射角度に合わせて設計する。As described above, by setting the incident angle of the light to the Brewster angle βb, the light incident on the hologram 3 is emitted from the hologram 3 as shown in FIGS. 32 (a) and 32 (b). There is almost no reflection on the side. An AR coating is applied to the surface (0 degree surface) 3c of the glass substrate 3b of the hologram 3 in this configuration, which is parallel to the hologram material 3a. As shown in FIG. 32, this AR coat has a reflection reducing effect with respect to both the incident angle of the object light, which is substantially zero degrees, and the incident angle of the reference light. Then, for this AR coat, the film is designed by either of the following two methods (a) and (b). (A) A wide band AR coat is applied, and the property of not having much selectivity with respect to the incident angle is applied. (B) Double application of narrow band AR coat. For example, the first film is designed according to the incident angle of the reference light, and the second film is designed according to the incident angle of the object light.

【００６２】図３１に示すものも、ホログラム材３ａに
反射した反射光ｒ１，ｒ２は他側面でほとんど反射しな
いでそのまま外部へ出射される。図３１におけるプリズ
ム１８内での光のホログラム材３ａへの入射角βは臨界
角以上にして全反射させることが望ましい。図３１、図
３２における２９は迷光吸収層である。光吸収層の具体
的なものとしては、黒色の起毛（例えばベルベット）、
光吸収率の高い光学ガラス、また、光吸収層を含めた塗
装、コーティングとしては、Ｂｌａｃｋ ｓｕｒｆａｃ
ｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｈａｎ
ｄｂｏｏｋ ｏｆ ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ．２ Ｓｅｃ
ｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ １９９５ ＭｃＧｒａｗ−Ｈ
ｉｌｌｓ，Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｍ，Ｐｏｍｐｅａ，Ｒｏｂ
ｅｒｔＰ．Ｂｒｅａｕｌｔ．の例が好適である。Also in the case of FIG. 31, the reflected lights r1 and r2 reflected by the hologram material 3a are emitted to the outside as they are, without being reflected by the other side surface. It is desirable that the angle of incidence β of light on the hologram material 3a in the prism 18 in FIG. 29 in FIGS. 31 and 32 is a stray light absorbing layer. Specific examples of the light absorbing layer include a black raised (for example, velvet),
Black surfac is used for coating and coating including optical glass with high light absorption rate and light absorption layer.
e for optical systems, Han
db of of Optics Vol. 2 Sec
on edition 1995 McGraw-H
ills, Stephen M, Pompea, Rob
ertP. Break. Is preferable.

【００６３】図３３は図１１に示した従来の技術におけ
る問題を解決するため構成の実施の形態を示すもので、
参照光が入射される方に位置する第１の対物レンズ５ａ
の第２の対物レンズ５ｂと対向する方の端部に、平行平
板状光学基板３１を鏡筒３２に保持して配置する。FIG. 33 shows an embodiment of a structure for solving the problem in the conventional technique shown in FIG.
The first objective lens 5a positioned on the side where the reference light is incident
The parallel-plate optical substrate 31 is held and arranged in the lens barrel 32 at the end facing the second objective lens 5b.

【００６４】以下に、この構成における光学系を説明す
る。図３４は平行平板状光学基板３１を用いない場合の
光学系であり、両対物レンズ５ａ，５ｂ間の距離Ｌ、第
２の対物レンズ５ｂによって角度θ1 の平行光となって
Ｘだけずれて第１の対物レンズ５ａに入射している様子
を示している。ここで、 Ｘ＝Ｌ・ｔａｎθｌ…（１０） である。The optical system having this configuration will be described below. FIG. 34 shows an optical system in the case where the parallel plate optical substrate 31 is not used. The distance L between both objective lenses 5a and 5b and the second objective lens 5b makes parallel light of an angle θ 1 and is shifted by X. The state of incidence on the first objective lens 5a is shown. Here, X = L · tan θl (10)

【００６５】図３５は第１の対物レンズ５ａの端部に平
行平板状光学基板３１を装着した状態を示すもので、対
物レンズ間の距離をＬａ、第２の対物レンズ５ｂによっ
て角度θ1 の平行光となって、Ｘ1 だけずれて平行平板
状の平行平板状光学基板３１に入射し、さらにＸ2 だけ
ずれて第１の対物レンズ５ａに入射している様子を示し
ている。FIG. 35 shows a state in which the parallel plate optical substrate 31 is attached to the end portion of the first objective lens 5a. The distance between the objective lenses is La, and the angle θ 1 is set by the second objective lens 5b. It shows a state in which the light becomes parallel light, which is shifted by X 1 and enters the parallel plate optical substrate 31 having a parallel flat plate shape, and is further shifted by X 2 and enters the first objective lens 5a.

【００６３】ここで、 Ｘ＝（Ｌａ−ｈ）・ｔａｎθ1 Ｘ2 ＝ｈ・ｔａｎθ2 …（１１） ただし、ｈ：平行平板状光学基板の板厚 θ2 ：平行平板状光学基板の入射角 となる。Ｘ＝Ｘ1 ＋Ｘ2 とすれば、図１０に示したよう
な光の偏りを生じさせることなく平行平板状光学基板３
１を入れることができる。従って、Here, X = (La−h) · tan θ 1 X 2 = h · tan θ 2 (11) where, h: plate thickness of the parallel plate optical substrate θ 2 : incident angle of the parallel plate optical substrate Becomes If X = X 1 + X 2 , then the parallel plate optical substrate 3 can be formed without causing the deviation of light as shown in FIG.
You can enter 1. Therefore,

【００６６】[0066]

【数６】 (Equation 6)

【００６７】ｎ1 ＝１．０、ｎ2 ＝１．５、Ｌ＝４６ｍ
ｍ、ｈ＝１０ｍｍとすれば、Ｌａは約４９．３となり、
約３．３ｍｍだけレンズ間の距離を広くすることができ
る。なおあらかじめＬ，Ｌａを与えてｈを求めてもよ
い。ちなみに、ｎ2 が大きい程ｈは小さくてすみ、レン
ズ間拡大の効果が大きい。さらに、両対物レンズ５ａ，
５ｂは、第１の対物レンズ５ａの上面にあらかじめ平行
平板状光学基板３１が装着されたときに一番収差が小さ
くなるように設計してもよい。この際、平行平板状光学
基板自体あるいは平行平板状光学基板を保持する鏡筒部
分が参照光を蹴ってしまう場合には、図３３に示すよう
に、平行平板状光学基板自体あるいは平行平板状光学基
板を保持する鏡筒を参照光を蹴らないように削っても良
い。従来のレンズ、あるいは鏡筒を削るのと違って、平
行平板状光学基板はＸＹ方向の位置ずれに対して厳密な
位置合わせをする必要がないので、削ることが精度に影
響を与えるということはない。N 1 = 1.0, n 2 = 1.5, L = 46 m
If m and h = 10 mm, La becomes about 49.3,
The distance between the lenses can be increased by about 3.3 mm. Note that h may be obtained by giving L and La in advance. Incidentally, the larger n 2 is, the smaller h is, and the effect of enlarging between the lenses is large. Furthermore, both objective lenses 5a,
5b may be designed so that the aberration is smallest when the parallel plate optical substrate 31 is previously mounted on the upper surface of the first objective lens 5a. At this time, when the parallel plate optical substrate itself or the lens barrel portion holding the parallel plate optical substrate kicks the reference light, as shown in FIG. 33, the parallel plate optical substrate itself or the parallel plate optical substrate is used. The lens barrel holding the substrate may be shaved so as not to kick the reference light. Unlike conventional lenses or lens barrels, the parallel plate optical substrate does not need to be precisely aligned with respect to the displacement in the XY directions. Absent.

【００６８】この構成によれば、両対物レンズの間隔を
左右の焦点θｌ＝θｒが片寄ることなくそれぞれの焦点
距離の和より長くすることができて、下側の対物レンズ
が参照光と干渉することがない。According to this structure, the distance between the two objective lenses can be made longer than the sum of the focal lengths of the left and right focal points θl = θr without deviation, and the lower objective lens interferes with the reference light. Never.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】従来の共焦点光学装置を示す構成説明図であ
る。FIG. 1 is a structural explanatory view showing a conventional confocal optical device.

【図２】反射光のピンホール付近での結像状態を示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an image forming state of a reflected light near a pinhole.

【図３】反射光のピンホール付近での結像状態を示す説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image formation state of reflected light in the vicinity of a pinhole.

【図４】反射光のピンホール付近での結像状態を示す説
明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image forming state of a reflected light near a pinhole;

【図５】ホログラムを露光する際の構成説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of a configuration when exposing a hologram.

【図６】ホログラムに対する参照光と物体光の両投影領
域を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing both projection areas of reference light and object light on a hologram.

【図７】レーザ光の光軸中心に対する光量分布図であ
る。FIG. 7 is a light amount distribution diagram of the laser beam with respect to the optical axis center.

【図８】（ａ），（ｂ）はホログラム内で入射光が多重
反射する様子を示す説明図である。8 (a) and 8 (b) are explanatory views showing how incident light is multiply reflected in a hologram.

【図９】プリズム内で入射光が多重反射する様子を示す
説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing how incident light is multiply reflected in a prism.

【図１０】第１・第２の対物レンズの焦点距離の関係を
示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a relationship between focal lengths of first and second objective lenses.

【図１１】従来の第１・第２の対物レンズの一部破断面
図である。FIG. 11 is a partially broken sectional view of conventional first and second objective lenses.

【図１２】本発明の実施の形態で、参照光光路内にプリ
ズムを介装した構成を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration in which a prism is provided in the reference light optical path in the embodiment of the present invention.

【図１３】プリズムの光学系の性質を示す説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram showing properties of an optical system of a prism.

【図１４】（ａ），（ｂ）は参照光光路内にシリンドリ
カルレンズを介装した構成を示す説明図である。14A and 14B are explanatory diagrams showing a configuration in which a cylindrical lens is provided in the reference light optical path.

【図１５】プリズムと一体にしたホログラムの側面に参
照光を入射する例を示す構成説明図である。FIG. 15 is a structural explanatory view showing an example in which reference light is incident on the side surface of a hologram integrated with a prism.

【図１６】プリズムと一体にしたホログラムの構成をし
めす断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of a hologram integrated with a prism.

【図１７】プリズムと一体にしたホログラムに対する参
照光光路を示す構成説明図である。FIG. 17 is a structural explanatory view showing a reference light optical path for a hologram integrated with a prism.

【図１８】共焦点光学系にアンチガウシャンフィルタを
介装した構成を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a configuration in which an anti-Gaussian filter is provided in the confocal optical system.

【図１９】ホログラム露光系にアンチガウシャンフィル
タを介装した構成を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a configuration in which an anti-Gaussian filter is provided in a hologram exposure system.

【図２０】アンチガウシャンフィルタのフィルムを示す
平面図である。FIG. 20 is a plan view showing a film of an anti-Gaussian filter.

【図２１】レーザ光の光軸中心に対する光量分布を示す
線図である。FIG. 21 is a diagram showing a light quantity distribution with respect to an optical axis center of laser light.

【図２２】アンチガウシャンフィルタの断面図である。FIG. 22 is a sectional view of an anti-Gaussian filter.

【図２３】化学的に作成されるアンチガウシャンフィル
タの光軸中心に対する光透過率の変化の様子を示す平面
図である。FIG. 23 is a plan view showing how the light transmittance of a chemically produced anti-Gaussian filter changes with respect to the optical axis center.

【図２４】化学的に作成されるアンチガウシャンフィル
タの光軸中心に対する光透過率の変化の様子を示す平面
図である。FIG. 24 is a plan view showing how the light transmittance of a chemically produced anti-Gaussian filter changes with respect to the center of the optical axis.

【図２５】レンズの組合せにて構成したアンチガウシャ
ンフィルタを示す断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing an anti-Gaussian filter configured by combining lenses.

【図２６】他の構成の共焦点光学装置におけるアンチガ
ウシャンフィルタの配置例を示す構成説明図である。FIG. 26 is a structural explanatory view showing an arrangement example of an anti-Gaussian filter in a confocal optical device having another structure.

【図２７】他の構成の共焦点光学装置におけるアンチガ
ウシャンフィルタの配置例を示す構成説明図である。FIG. 27 is a structural explanatory view showing an arrangement example of an anti-Gaussian filter in a confocal optical device having another structure.

【図２８】他の構成の共焦点光学装置におけるアンチガ
ウシャンフィルタの配置例を示す構成説明図である。FIG. 28 is a structural explanatory view showing an arrangement example of an anti-Gaussian filter in a confocal optical device having another structure.

【図２９】共焦点光学装置のホログラムにブリュースタ
角で参照光を入射する例を示す構成説明図である。FIG. 29 is a structural explanatory view showing an example in which reference light is incident on a hologram of a confocal optical device at a Brewster's angle.

【図３０】ホログラム露光装置のホログラムにブリュー
スタ角で参照光を入射する例を示す構成説明図である。FIG. 30 is a structural explanatory view showing an example in which reference light is incident on a hologram of a hologram exposure device at a Brewster's angle.

【図３１】ホログラムと一体にしたプリズムにブリュー
スタ角で参照光を入射する例を示す構成説明図である。FIG. 31 is a structural explanatory view showing an example in which reference light is made incident on a prism integrated with a hologram at a Brewster's angle.

【図３２】（ａ），（ｂ）はホログラムにブリュースタ
角で参照光を入射したときの光路説明図である。32A and 32B are optical path explanatory diagrams when reference light is incident on a hologram at Brewster's angle.

【図３３】本発明における第１・第２の対物レンズの構
成を示す一部破断断面図である。FIG. 33 is a partially cutaway sectional view showing the structures of first and second objective lenses of the present invention.

【図３４】従来の第１・第２の対物レンズの光の経路を
示す説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram showing light paths of conventional first and second objective lenses.

【図３５】本発明における第１・第２の対物レンズの光
の経路をを示す説明図である。FIG. 35 is an explanatory diagram showing light paths of the first and second objective lenses in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１１…光源 ２，２ａ，２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…拡
大レンズ ３…ホログラム ３ａ…ホログラム材 ３ｂ…ガラス基板 ４…ピンホールアレイ ４ａ…ピンホール ５ａ，５ｂ…対物レンズ ６…物体 ７，７ａ，７ｂ…リレーレンズ ８…光検出器アレイ ９…制御装置 １０…ステージ １２，２７…ビームスプリッタ １３ａ，１３ｂ，１３ｃ…１／２波長板 １５，１８，１８ａ…プリズム １６，１７，１６ａ，１７ａ，１９，２０…シリンドリ
カルレンズ ２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…アンチガウシャンフィ
ルタ ２２…フィルム ２３…ガラス基板 ２４…シリコンオイル ２５…凸レンズ ２６…凹レンズ ２８…１／２波長板 ２９…迷光吸収層 ３０，３２…鏡筒 ３１…平行平板状光学基板 Ａ…レーザ光の投影領域 Ｂ…物体光の投影領域1, 11 ... Light source 2, 2a, 2b, 14a, 14b, 14c, 14d ... Magnifying lens 3 ... Hologram 3a ... Hologram material 3b ... Glass substrate 4 ... Pinhole array 4a ... Pinholes 5a, 5b ... Objective lens 6 ... Object 7, 7a, 7b ... Relay lens 8 ... Photodetector array 9 ... Control device 10 ... Stage 12, 27 ... Beam splitter 13a, 13b, 13c ... Half wave plate 15, 18, 18a ... Prism 16, 17, 16a , 17a, 19, 20 ... Cylindrical lens 21, 21a, 21b, 21c ... Anti-Gaussian filter 22 ... Film 23 ... Glass substrate 24 ... Silicon oil 25 ... Convex lens 26 ... Concave lens 28 ... 1/2 wave plate 29 ... Stray light absorbing layer 30, 32 ... Lens barrel 31 ... Parallel plate optical substrate A ... Laser light projection area B ... Object light Projection area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若井 秀之 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 中池 孝昇 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 関 正暢 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideyuki Wakai 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Komatsu Seisakusho Laboratory (72) Inventor Takanobu Nakaike 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Komatsu Seisakusho Co., Ltd. In-house (72) Inventor Masanobu Seki 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Komatsu Ltd. Research Laboratory

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ホログラムに参照光を斜めに入射し、こ
の参照光をホログラムで回析してピンホールアレイの各
ピンホール位置から出射する点光源と等価な光に再生
し、この再生光を物体に投光し、その反射光である物体
光をピンホールに集光するようにした共焦点光学装置、
及び上記ホログラムの一側面に物体光を、他側面に斜め
方向から参照光を入射してホログラムを作るホログラム
露光装置等において、 ホログラムに斜めに入射する参照光の光路内に、参照光
が、ホログラムに略円形で入射するようにこれの断面形
状を整形する入射光整形手段を介装したことを特徴とす
る共焦点光学装置及びホログラム露光装置。1. A reference light is obliquely incident on a hologram, and the reference light is diffracted by the hologram to be reproduced into light equivalent to a point light source emitted from each pinhole position of a pinhole array. A confocal optical device that projects light onto an object and focuses the reflected object light on a pinhole.
Also, in a hologram exposure apparatus or the like that makes a hologram by injecting object light on one side of the hologram and reference light on the other side from an oblique direction, the reference light is generated in the optical path of the reference light obliquely entering the hologram. A confocal optical device and a hologram exposure device, characterized in that an incident light shaping means for shaping the cross-sectional shape of the light is incident on the lens in a substantially circular shape. 【請求項２】 入射光整形手段がプリズムであることを
特徴とする請求項１記載の共焦点光学装置及びホログラ
ム露光装置。2. The confocal optical device and the hologram exposure device according to claim 1, wherein the incident light shaping means is a prism. 【請求項３】 入射光整形手段がシリンドリカルレンズ
であることを特徴とする請求項１記載の共焦点光学装置
及びホログラム露光装置。3. The confocal optical device and the hologram exposure device according to claim 1, wherein the incident light shaping means is a cylindrical lens. 【請求項４】 共焦点光学系を１次元あるいは２次元ア
レイに配置し、ピンホールアレイのピンホールを通過す
る反射光をリレーレンズを介して光検出器アレイで計測
する共焦点光学装置において、 少なくとも物体光、参照光のいずれか一方の光路内にア
ンチガウシャンフィルタを介装したことを特徴とする共
焦点光学装置。4. A confocal optical device in which confocal optical systems are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array and reflected light passing through a pinhole of a pinhole array is measured by a photodetector array via a relay lens. A confocal optical device in which an anti-Gaussian filter is provided in at least one of the optical paths of object light and reference light. 【請求項５】 ホログラムの一側面に物体光を、他側面
に斜め方向から参照光を入射してホログラムを作るホロ
グラム露光装置において、上記ホログラムの各面に入射
する光の光路の少なくともいずれか一方の光路内にアン
チガウシャンフィルタを介装したことを特徴とするホロ
グラム露光装置。5. A hologram exposure apparatus for making a hologram by entering object light on one side of a hologram and reference light on the other side thereof in an oblique direction, and at least one of the optical paths of the light entering each side of the hologram. A hologram exposure apparatus characterized in that an anti-Gaussian filter is interposed in the optical path of. 【請求項６】 アンチガウシャンフィルタは吸収型フィ
ルタであることを特徴とする請求項４または５記載の共
焦点光学装置。6. The confocal optical device according to claim 4, wherein the anti-Gaussian filter is an absorption filter. 【請求項７】 ホログラムに斜めに入射する光の入射角
を略ブリュースタ角にしたことを特徴とする請求項１記
載の共焦点光学装置及びホログラム露光装置。7. The confocal optical device and the hologram exposure device according to claim 1, wherein the incident angle of the light obliquely incident on the hologram is substantially Brewster's angle. 【請求項８】 ホログラムのガラス基板の表面に物体光
の入射角である略ゼロ度及び参照光の入射角の双方に対
して減反射効果のあるＡＲコートを施したことを特徴と
する請求項１記載の共焦点光学装置及びホログラム露光
装置。8. A hologram substrate is provided with an AR coating having an antireflection effect on both the surface of the glass substrate of the hologram and the incident angle of the reference light, which is substantially zero degrees. 1. The confocal optical device and the hologram exposure device according to 1. 【請求項９】 ホログラムに参照光を斜めに入射し、こ
の参照光をホログラムで回析してピンホールアレイの各
ピンホール位置から出射する点光源と等価な光に再生
し、この再生光を物体に投光し、その反射光である物体
光をピンホールに集光するようにした共焦点光学装置に
おいて、 ホログラムを挟んでこれの両側に位置する一対の対物レ
ンズの参照光の入射側に位置する方の対物レンズの対向
端部に平行平板状光学基板を設けたことを特徴とする共
焦点光学装置。9. A reference light is obliquely incident on a hologram, the reference light is diffracted by the hologram and is reproduced into light equivalent to a point light source emitted from each pinhole position of a pinhole array. In a confocal optical device that projects an object light and condenses the reflected object light on a pinhole, the hologram is sandwiched between the pair of objective lenses located on both sides of the confocal optical device. A confocal optical device characterized in that a parallel plate optical substrate is provided at the opposite end of the objective lens located.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007041436A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Fujitsu Ltd Hologram recording apparatus
JP2007199488A (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Ohkura Industry Co Confocal microscope

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5624310A (en) * 1979-08-02 1981-03-07 Ricoh Co Ltd Hologram for hologram scanner and its production
US4367911A (en) * 1980-07-14 1983-01-11 Hughes Aircraft Company Method and assembly for holographic exposure
DE3037983C2 (en) * 1980-10-08 1983-03-31 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Method and device for the light-induced scanning microscopic representation of sample parameters in their spatial distribution
CA1251624A (en) * 1983-08-01 1989-03-28 Ronald A. Ferrante Gaussian laser beam filter
WO1986004155A1 (en) * 1984-12-28 1986-07-17 Ncr Corporation Method of producing a gaussian laser beam filter
JPS6280688A (en) * 1985-10-04 1987-04-14 Mitsubishi Electric Corp Production of hologram
JP2836829B2 (en) * 1987-03-27 1998-12-14 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ Scanning confocal optical microscope
US4806004A (en) * 1987-07-10 1989-02-21 California Institute Of Technology Scanning microscopy
JPH0289080A (en) * 1988-09-27 1990-03-29 Fujitsu Ltd Method for generating reflection hologram
JPH0369985A (en) * 1989-08-10 1991-03-26 Nippondenso Co Ltd Production of hologram
US5028802A (en) * 1990-01-11 1991-07-02 Eye Research Institute Of Retina Foundation Imaging apparatus and methods utilizing scannable microlaser source
EP0485803B1 (en) * 1990-11-10 1996-05-01 Grosskopf, Rudolf, Dr.-Ing. Optical scanning device with confocal beam path using a light source array and a detector array
GB2271648B (en) * 1992-10-14 1996-04-03 Holtronic Technologies Ltd Apparatus and method for the manufacture of high uniformity total internal reflection holograms
JPH0728380A (en) * 1993-07-09 1995-01-31 Sony Corp Exposing method of edge-lit hologram and glass block to be used for that
JP3404607B2 (en) * 1993-09-30 2003-05-12 株式会社小松製作所 Confocal optics
EP0785411A4 (en) * 1994-09-30 1997-11-12 Komatsu Mfg Co Ltd Confocus optical apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007041436A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Fujitsu Ltd Hologram recording apparatus
JP2007199488A (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Ohkura Industry Co Confocal microscope

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