JPS6052371B2 - 焦点位置測定装置 - Google Patents
焦点位置測定装置Info
- Publication number
- JPS6052371B2 JPS6052371B2 JP10187276A JP10187276A JPS6052371B2 JP S6052371 B2 JPS6052371 B2 JP S6052371B2 JP 10187276 A JP10187276 A JP 10187276A JP 10187276 A JP10187276 A JP 10187276A JP S6052371 B2 JPS6052371 B2 JP S6052371B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- index
- focal position
- objective lens
- measuring device
- 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.)
- Expired
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は焦点位置測定装置特に顕微鏡の鏡筒に対物レ
ンズを取付ける際に、焦点位置を調整する場合に使用す
るのに適した焦点位置測定装置に関するものである。
ンズを取付ける際に、焦点位置を調整する場合に使用す
るのに適した焦点位置測定装置に関するものである。
顕微鏡を組立て調整する場合特に対物レンズが低倍の
ものにおいては焦点深度が深いために正確な焦点合わせ
を行なうことが困難である。
ものにおいては焦点深度が深いために正確な焦点合わせ
を行なうことが困難である。
特に顕微鏡においては、倍率の異なる複数の対物レンズ
を取付け、これら対物レンズを交換して倍率変換を行な
つたとしてもピットが合致している様に、即ち同焦点と
なる様に対物レンズの胴付面を精確に出しておく必要が
ある。 従来同焦点を合わせるために物体面に相当する
位置に指標を配置して、この指標の像を投影し、顕微鏡
により定まる焦点位置に焦点鏡又はスクリーンを配置し
、顕微鏡下で観察するかスクリーン上の像を観察しなが
ら対物レンズを光軸上で移動させ、結像状態を観察して
調整を行なつていた。
を取付け、これら対物レンズを交換して倍率変換を行な
つたとしてもピットが合致している様に、即ち同焦点と
なる様に対物レンズの胴付面を精確に出しておく必要が
ある。 従来同焦点を合わせるために物体面に相当する
位置に指標を配置して、この指標の像を投影し、顕微鏡
により定まる焦点位置に焦点鏡又はスクリーンを配置し
、顕微鏡下で観察するかスクリーン上の像を観察しなが
ら対物レンズを光軸上で移動させ、結像状態を観察して
調整を行なつていた。
しかしこの方法では前述のように対物レンズが低倍の場
合には焦点深度が深いので正確な焦点位置を求めるのが
困難であり、したがつて精度の低下をまねく。 本発明
は偏光を利用してスプリットイメージ方式とし像の横移
動によつて焦点位置を検出するようにして、精度の良い
そして容易に焦点合わせをし得るようにした焦点位置測
定装置を提供するものである。
合には焦点深度が深いので正確な焦点位置を求めるのが
困難であり、したがつて精度の低下をまねく。 本発明
は偏光を利用してスプリットイメージ方式とし像の横移
動によつて焦点位置を検出するようにして、精度の良い
そして容易に焦点合わせをし得るようにした焦点位置測
定装置を提供するものである。
以下図示された実施例にもとづき本発明の焦点位置測
定装置について説明する。
定装置について説明する。
第１図に示すのは透過型の実施例の光学系で１は図示し
ていない適当な光源にて照明される開口絞り位置に配置
された瞳分割フィルターで、第２図に示すように偏光面
が互に直交して配置された二つの偏光素子１ａ、ｌｂを
境界面ｌｃにて接するように左右に配置されたものであ
る。２は第３図に示すような互いに向き合つて形成され
た二つの矢印２ａ、２ｂを有する指標で、この指標は他
の適宜な種々の形状を選択することができる。
ていない適当な光源にて照明される開口絞り位置に配置
された瞳分割フィルターで、第２図に示すように偏光面
が互に直交して配置された二つの偏光素子１ａ、ｌｂを
境界面ｌｃにて接するように左右に配置されたものであ
る。２は第３図に示すような互いに向き合つて形成され
た二つの矢印２ａ、２ｂを有する指標で、この指標は他
の適宜な種々の形状を選択することができる。
この指標２は瞳分割フィルター１により偏光方向を定め
られた照明光束により照明され、レンズ３により物体面
４に投影される。５は焦点位置を測定する対物レンズ、
６は焦点板で、この焦点板６は第４図に示すように偏光
面が互に直交する二つの偏光素子６ａ，６ｂを境界面６
ｃにて接するように上下に配されたもので、この境界６
ｃが瞳分割フイルタ一の境界１ｃに対し９０界傾くよう
に置かれている。
られた照明光束により照明され、レンズ３により物体面
４に投影される。５は焦点位置を測定する対物レンズ、
６は焦点板で、この焦点板６は第４図に示すように偏光
面が互に直交する二つの偏光素子６ａ，６ｂを境界面６
ｃにて接するように上下に配されたもので、この境界６
ｃが瞳分割フイルタ一の境界１ｃに対し９０界傾くよう
に置かれている。
又７は焦点板６に設けられた十字線である。尚、焦点板
６は一般に焦点鏡とも呼ばれる。次に上述の光学系にて
顕微鏡に用いる対物レンズ５を同焦点とするための調整
を行なう方法を説明すると、物体面４と焦点板６との間
の間隔を一定に固定し、対物レンズ５を光軸上で移動さ
せて、物体面４が焦点板６上に投影されるように調整す
る。
６は一般に焦点鏡とも呼ばれる。次に上述の光学系にて
顕微鏡に用いる対物レンズ５を同焦点とするための調整
を行なう方法を説明すると、物体面４と焦点板６との間
の間隔を一定に固定し、対物レンズ５を光軸上で移動さ
せて、物体面４が焦点板６上に投影されるように調整す
る。
この場合指標２は瞳分割フイルタ一１が存在することに
より互に直交する二つの偏光方向の異なる照明光にて照
明され、物体面４に結像される。そして焦点板６上では
、もしピットが合つてない場合には第５図Ａに図示した
ように指標２の像は焦点板６の境界面６ｃを境にして上
側の像２ａ″と下側の像２ｂ″とが横にずれて観察され
る。したがつて同焦点を合わせるためには対物レンズ５
を光軸上で移動させ、前述の指標の像２ａ″，２ｂ″が
合致するようにすれば良い。この点について詳細に説明
する。第６図は上記光学系に光線を付加した斜視図的説
明図を示しているが、この図においては、瞳分割フイル
タ一１の上半分を通る光（即ち水平偏光した照明光）の
代表として太線を、下半分を通る光（即ち鉛直偏光した
照明光）の代表として細線を夫々用いている。また、こ
の図では、対物レンズ５による合焦位置が焦点板６より
後方にずれている場合を示している。まず、水平偏光し
た照明光による結像を考えてみる。照明光は、瞳分割フ
イルタ一１の上半分の方を通り、水平偏光となつて指標
の一点（ここでは、光軸上にある二つの矢印の接点）を
通り、レンズ３を通り物体面４で像を結ぶ。更に、対物
レンズ５を通つて再び像を結ぶ。ここに、焦点板６がこ
の像点より前方にあるため、この焦点板６上では、図か
ら明らかなように、光軸より上方の点ａを通ることにな
る。従つて、これと同一の光源点から出た光により、こ
の点を中心として向かい合つた矢印像が焦点板６上に投
影されることになる。ところが、この光線は水平偏光で
あるため、焦点板６の水平偏光板の部分のみ通ることに
なる。即ち、この場合は右半分のみであり、従つて、右
側の矢印の像だけが通ることになる。同様にして、鉛直
偏光した照明光による指標の像は、焦点板６上において
点ｂを矢印の頂点とする下方左半分の矢印の像だけが通
ることになる。よつて、これを図示すると第５図Ａの様
になる。かくして、ピットが合つていない場合にはこの
矢印のずれがなくなるように対物レンズ５を光軸上で移
動させればピットが合うようになる。尚、ここでは光束
の一部を考えているため、実際”に見える像の一部のみ
図示されているが、実際にはすべての光束が入り、焦点
板６上に観察される矢印はボケて拡がつたものとなる。
しかし、二分割を起こすことはボケでも変わりなく、二
つの矢印が観察でき、これにより焦点位置の測定が可能
である。次に第７図は本発明の他の実施例であつて、落
射式にした場合の例である。
より互に直交する二つの偏光方向の異なる照明光にて照
明され、物体面４に結像される。そして焦点板６上では
、もしピットが合つてない場合には第５図Ａに図示した
ように指標２の像は焦点板６の境界面６ｃを境にして上
側の像２ａ″と下側の像２ｂ″とが横にずれて観察され
る。したがつて同焦点を合わせるためには対物レンズ５
を光軸上で移動させ、前述の指標の像２ａ″，２ｂ″が
合致するようにすれば良い。この点について詳細に説明
する。第６図は上記光学系に光線を付加した斜視図的説
明図を示しているが、この図においては、瞳分割フイル
タ一１の上半分を通る光（即ち水平偏光した照明光）の
代表として太線を、下半分を通る光（即ち鉛直偏光した
照明光）の代表として細線を夫々用いている。また、こ
の図では、対物レンズ５による合焦位置が焦点板６より
後方にずれている場合を示している。まず、水平偏光し
た照明光による結像を考えてみる。照明光は、瞳分割フ
イルタ一１の上半分の方を通り、水平偏光となつて指標
の一点（ここでは、光軸上にある二つの矢印の接点）を
通り、レンズ３を通り物体面４で像を結ぶ。更に、対物
レンズ５を通つて再び像を結ぶ。ここに、焦点板６がこ
の像点より前方にあるため、この焦点板６上では、図か
ら明らかなように、光軸より上方の点ａを通ることにな
る。従つて、これと同一の光源点から出た光により、こ
の点を中心として向かい合つた矢印像が焦点板６上に投
影されることになる。ところが、この光線は水平偏光で
あるため、焦点板６の水平偏光板の部分のみ通ることに
なる。即ち、この場合は右半分のみであり、従つて、右
側の矢印の像だけが通ることになる。同様にして、鉛直
偏光した照明光による指標の像は、焦点板６上において
点ｂを矢印の頂点とする下方左半分の矢印の像だけが通
ることになる。よつて、これを図示すると第５図Ａの様
になる。かくして、ピットが合つていない場合にはこの
矢印のずれがなくなるように対物レンズ５を光軸上で移
動させればピットが合うようになる。尚、ここでは光束
の一部を考えているため、実際”に見える像の一部のみ
図示されているが、実際にはすべての光束が入り、焦点
板６上に観察される矢印はボケて拡がつたものとなる。
しかし、二分割を起こすことはボケでも変わりなく、二
つの矢印が観察でき、これにより焦点位置の測定が可能
である。次に第７図は本発明の他の実施例であつて、落
射式にした場合の例である。
この図において、１１は光源、１２はコレクターレンズ
、１４は開口絞り１３の位置に配置した瞳分割フイルタ
一でその構造は前述の実施例のものと同様のものである
。１５は開口絞り１３の近傍に配置されたレンズで、こ
のレンズ１５によりコレクターレンズ１２の射出瞳を視
野レンズ６の近傍に投影している。
、１４は開口絞り１３の位置に配置した瞳分割フイルタ
一でその構造は前述の実施例のものと同様のものである
。１５は開口絞り１３の近傍に配置されたレンズで、こ
のレンズ１５によりコレクターレンズ１２の射出瞳を視
野レンズ６の近傍に投影している。
この視野レンズ１６の近傍には視野絞り１７および指標
１８が近接され配置されている。そして以上の各光学素
子にて照明系を構成している。更に１９は半透過鏡、２
０は同焦位置を求める対物レンズ、２１は反射鏡部材で
ある。この反射鏡部材２１は固定基台２２に埋設された
半球反射鏡２３により構成され、この半球状反射鏡２３
の平面２３ａを対物レンズ２０側に向け、又半球反射鏡
２３の曲率中心２３ｂが光軸上に位置するようにし、面
２３ａが物体面に一致するように配置してある。又２４
は焦点板、２５は接眼レンズである。これら光学系に用
いられる光学素子中、瞳分割フイルタ一指標その他の構
造は第１図に示す実施例に用いられたものと実質的に同
じである。このような実施例により同焦点調整を行なう
場合について説明する。まず半球反射鏡２３の曲率中心
２３ｂから焦点板２４の中心および指標１８の中心まで
が光学的に等しい距離になるように調整して、半球反射
鏡２３の平面２３ａど焦点板２４とを一定間隔に固定し
た後次のようにして測定する。光源１１よりの光はコレ
クターレンズ１２により、開口絞り１３の位置に置かれ
た瞳分割フイルタ一１４の上に結像する。この瞳分割フ
イルタ一１４は第２図に示すような構造のものであるの
で、それを通過した光は直交する異なる二つの偏光に分
割される。この互に直交する振動方向の異なる二つの偏
光により第３図に示すような指標１８が照明される。こ
の指標１８は対物レンズ２０により半球反射鏡２３の表
面２３ａつまり物体面上に一度結像した後、半球状反射
鏡の反射面にて反射され再び物体面を通過し更に対物レ
ンズ２０により焦点板２４上に結像し、接眼レンズ２５
により観察される。この時観察される焦点板２４上の像
は対物レンズ２０が正確にフオーカシングされていない
場合には、既に第１図にもとづき説明したのと全く同様
の理由から焦点板の両偏光子の境界の両側で互に反対方
向にずれた指標の像が観察される。したがつて、対物レ
ンズ２０を光軸に沿つて移動させ、指標の像の光端が完
全に一致するようにすれば、対物レンズの正しいフオー
カシング位置が求められる。以上説明したように本発明
の焦点位置測定装置によればスプリットイメージ方式を
用いて像の横移動によりピット位置を検出するようにし
たので、低倍率の対物レンズ等の焦点深度の深いレンズ
系であつても正確な測定が可能である。
１８が近接され配置されている。そして以上の各光学素
子にて照明系を構成している。更に１９は半透過鏡、２
０は同焦位置を求める対物レンズ、２１は反射鏡部材で
ある。この反射鏡部材２１は固定基台２２に埋設された
半球反射鏡２３により構成され、この半球状反射鏡２３
の平面２３ａを対物レンズ２０側に向け、又半球反射鏡
２３の曲率中心２３ｂが光軸上に位置するようにし、面
２３ａが物体面に一致するように配置してある。又２４
は焦点板、２５は接眼レンズである。これら光学系に用
いられる光学素子中、瞳分割フイルタ一指標その他の構
造は第１図に示す実施例に用いられたものと実質的に同
じである。このような実施例により同焦点調整を行なう
場合について説明する。まず半球反射鏡２３の曲率中心
２３ｂから焦点板２４の中心および指標１８の中心まで
が光学的に等しい距離になるように調整して、半球反射
鏡２３の平面２３ａど焦点板２４とを一定間隔に固定し
た後次のようにして測定する。光源１１よりの光はコレ
クターレンズ１２により、開口絞り１３の位置に置かれ
た瞳分割フイルタ一１４の上に結像する。この瞳分割フ
イルタ一１４は第２図に示すような構造のものであるの
で、それを通過した光は直交する異なる二つの偏光に分
割される。この互に直交する振動方向の異なる二つの偏
光により第３図に示すような指標１８が照明される。こ
の指標１８は対物レンズ２０により半球反射鏡２３の表
面２３ａつまり物体面上に一度結像した後、半球状反射
鏡の反射面にて反射され再び物体面を通過し更に対物レ
ンズ２０により焦点板２４上に結像し、接眼レンズ２５
により観察される。この時観察される焦点板２４上の像
は対物レンズ２０が正確にフオーカシングされていない
場合には、既に第１図にもとづき説明したのと全く同様
の理由から焦点板の両偏光子の境界の両側で互に反対方
向にずれた指標の像が観察される。したがつて、対物レ
ンズ２０を光軸に沿つて移動させ、指標の像の光端が完
全に一致するようにすれば、対物レンズの正しいフオー
カシング位置が求められる。以上説明したように本発明
の焦点位置測定装置によればスプリットイメージ方式を
用いて像の横移動によりピット位置を検出するようにし
たので、低倍率の対物レンズ等の焦点深度の深いレンズ
系であつても正確な測定が可能である。
なかでも落射式の方法を用いれば、透過式のものの２倍
の精度での焦点位置の測定が出来る。尚本発明の焦点位
置測定装置では、物体面、対物レンズ、焦点板のうちの
いずれか二つをその間の距離を一定に保ち、残りの一つ
を移動させることによつてピット合わせを行なうことが
出来る。
の精度での焦点位置の測定が出来る。尚本発明の焦点位
置測定装置では、物体面、対物レンズ、焦点板のうちの
いずれか二つをその間の距離を一定に保ち、残りの一つ
を移動させることによつてピット合わせを行なうことが
出来る。
又極めて感度良くピット合わせが出来るのでオートフオ
ーカスにおける焦点検出にも使用することが出来る。
ーカスにおける焦点検出にも使用することが出来る。
第１図は本発明測定装置の光学系を示す図、第２図は本
発明測定装置にて用いる瞳分割フイルタ一を示す図、第
３図は指標を示す図、第４図は焦点板を示す図、第５図
は焦点板の上に形成された指標の像を示す図、第６図は
上記光学系に光線を付加した斜視図的説明図、第７図は
本発明測定装置の光学系の他の例を示す図である。 １・・・・・・瞳分割フイルタ一、２・・・・・・指標
、３・・・・レンズ、４・・・・・・物体面、５・・・
・・・対物レンズ、６・・・・・・焦点板。
発明測定装置にて用いる瞳分割フイルタ一を示す図、第
３図は指標を示す図、第４図は焦点板を示す図、第５図
は焦点板の上に形成された指標の像を示す図、第６図は
上記光学系に光線を付加した斜視図的説明図、第７図は
本発明測定装置の光学系の他の例を示す図である。 １・・・・・・瞳分割フイルタ一、２・・・・・・指標
、３・・・・レンズ、４・・・・・・物体面、５・・・
・・・対物レンズ、６・・・・・・焦点板。
Claims (1)
- １ 偏光面が互に直交するように同一面上に境界を設け
て配置された瞳分割フィルターと、上記瞳分割フィルタ
ーを通過した照明光により照明され物体面上に投影され
るように配置された指標と、偏光面が互に直交するよう
に同一面上に境界を設けて配置されその境界が上記瞳分
割フィルターの境界と直交するようになつている焦点板
とを備えていて、測定するレンズを上記物体面と上記焦
点板との間に設けて上記指標の像が上記焦点板上に形成
されるように上記測定するレンズの位置を調整して焦点
位置を測定する焦点位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10187276A JPS6052371B2 (ja) | 1976-08-26 | 1976-08-26 | 焦点位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10187276A JPS6052371B2 (ja) | 1976-08-26 | 1976-08-26 | 焦点位置測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5327439A JPS5327439A (en) | 1978-03-14 |
| JPS6052371B2 true JPS6052371B2 (ja) | 1985-11-19 |
Family
ID=14312061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10187276A Expired JPS6052371B2 (ja) | 1976-08-26 | 1976-08-26 | 焦点位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052371B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5725309U (ja) * | 1980-07-17 | 1982-02-09 | ||
| CN101852676B (zh) * | 2010-05-10 | 2011-11-09 | 北京理工大学 | 多焦全息差动共焦超长焦距测量方法与装置 |
| JP5999431B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2016-09-28 | 株式会社ニコン | 焦点維持装置及び顕微鏡 |
| JP6489326B2 (ja) * | 2016-09-02 | 2019-03-27 | 株式会社ニコン | 焦点維持装置及び顕微鏡 |
-
1976
- 1976-08-26 JP JP10187276A patent/JPS6052371B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5327439A (en) | 1978-03-14 |
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