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JP2009103592A - Collimation inspection device - Google Patents

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JP2009103592A
JP2009103592A JP2007275977A JP2007275977A JP2009103592A JP 2009103592 A JP2009103592 A JP 2009103592A JP 2007275977 A JP2007275977 A JP 2007275977A JP 2007275977 A JP2007275977 A JP 2007275977A JP 2009103592 A JP2009103592 A JP 2009103592A
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Japan
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angle
collimation
beam incident
inspection apparatus
collimation inspection
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JP2007275977A
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Japanese (ja)
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Masaru Kobayashi
勝 小林
Masataka Shinozuka
雅孝 篠塚
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SIGMAKOKI Co Ltd
Original Assignee
SIGMAKOKI Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J9/0215Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods by shearing interferometric methods

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a collimation inspection device capable of carrying out collimation quickly and precisely. <P>SOLUTION: The collimation inspection device divides a wave front of a light beam to be inspected into two wave fronts having an optical path difference by a share plate, and forms an interference pattern image of both wave fronts on an interference pattern observing part, by superposing the two wave fronts to be projected, and a beam incident angle detecting part for detecting a beam incident angle into the share plate is provided integrally with the collimation inspection device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、コリメーション検査装置、特にシェアプレートコリメーション検査装置に関するものである。   The present invention relates to a collimation inspection apparatus, and more particularly to a shear plate collimation inspection apparatus.

ビームを用いた測定においては、ビームをより遠くまで届かせるため、すなわち測定精度を上げるために、ビームを発散・収束したりしない平行な光束にするというコリメーションが行われている。
このコリメーションにおいては、シェアプレートコリメーション検査装置が一般的に用いられる。
図5に、従来の典型的なシェアプレートコリメーション検査装置200の概略構成を示す。
上記シェアプレートコリメーション検査装置200には、入射するビームL0を受光するウエッジ形のオプティカルフラット2と、上記オプティカルフラット2を透過したビームL0を受光する図示しないコリメーティングの基準線入りの透明板とスクリーン3とが備えられている。
ウエッジ形のオプティカルフラット2にはビームL0が45度の角度で入射するように配置されている。上記オプティカルフラット2は、ビームL0を表面と裏面でそれぞれほぼ同一強度で反射することにより、そのビームL0の波面を、光路差を有する2つの波面(L1,L2)に分割する。2つの波面(L1,L2)は共にビームL0の光軸から直角方向へ反射されてスクリーン3上に重畳投射される。スクリーン3には2つの波面(L1,L2)の干渉パターン像33が映出される。その干渉パターンの状態からビームL0の平行度等を評価することができる。
このように得られた干渉縞の平行度を基に、ビームのコリメーションの調整及び検査を行うことができる(例えば、特許文献1参照)。
なお、従来技術においては、観察面に既に投影された干渉縞の角度を測定し、ビーム波面の曲率半径を求める技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。また、特許文献2には、干渉縞の角度が上記コリメーティングの基準線に対して傾くことについてのメカニズムが記載されている。
In the measurement using a beam, collimation is performed to make the beam a parallel light beam that does not diverge or converge in order to reach the beam farther, that is, to improve measurement accuracy.
In this collimation, a shear plate collimation inspection apparatus is generally used.
FIG. 5 shows a schematic configuration of a conventional typical shear plate collimation inspection apparatus 200.
The shear plate collimation inspection apparatus 200 includes a wedge-shaped optical flat 2 that receives an incident beam L0, and a transparent plate that includes a collimating reference line (not shown) that receives the beam L0 transmitted through the optical flat 2. A screen 3 is provided.
The wedge-shaped optical flat 2 is arranged so that the beam L0 is incident at an angle of 45 degrees. The optical flat 2 divides the wavefront of the beam L0 into two wavefronts (L1, L2) having an optical path difference by reflecting the beam L0 on the front and back surfaces with substantially the same intensity. The two wavefronts (L1, L2) are both reflected in the direction perpendicular to the optical axis of the beam L0 and are projected onto the screen 3 in a superimposed manner. On the screen 3, an interference pattern image 33 of two wave fronts (L1, L2) is displayed. The parallelism of the beam L0 can be evaluated from the state of the interference pattern.
Based on the parallelism of the interference fringes thus obtained, adjustment and inspection of the collimation of the beam can be performed (see, for example, Patent Document 1).
In the prior art, a technique is known in which the angle of interference fringes already projected on the observation surface is measured to determine the radius of curvature of the beam wavefront (see, for example, Patent Document 2). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes a mechanism that the angle of the interference fringes is inclined with respect to the collimating reference line.

特開平11−190679号公報JP-A-11-190679 特開平6−11388号公報JP-A-6-11388

一般に、コリメーションにおいては、コリメーション検査装置の入射面に対してビームが概略垂直に入射するようにセッティングした後、測定を行っている。この測定前のセッティングの際に誤差が生じると、この誤差が干渉縞と基準線との角度の誤差となる。
そのため、干渉縞と基準線との角度を高精度で測定したい場合、測定前のセッティングを精密に行う必要がある。
ところが、従来のコリメーション検査装置では測定前のセッティングを目視で行うことが多く、精密に行うことが困難であった。また、生産ラインなどのように大量にコリメーション検査や測定を行う場合、製品1個毎に目視で測定前のセッティングを行っていては、手間と時間がかかり現実的でないという問題がある。
In general, in collimation, measurement is performed after setting the beam to be incident substantially perpendicular to the incident surface of the collimation inspection apparatus. If an error occurs during the setting before the measurement, this error becomes an error in the angle between the interference fringe and the reference line.
Therefore, when it is desired to measure the angle between the interference fringe and the reference line with high accuracy, it is necessary to perform setting before measurement precisely.
However, in the conventional collimation inspection apparatus, setting before measurement is often performed visually, and it has been difficult to perform precisely. Further, when collimation inspection or measurement is performed in large quantities as in a production line or the like, there is a problem that it is time-consuming and time-consuming if settings before measurement are made visually for each product.

本発明の目的は、精密かつ迅速にコリメーションを行うことを可能にするコリメーション検査装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a collimation inspection apparatus that enables precise and rapid collimation.

本発明の第一の態様は、シェアプレートによって、被検査ビーム光の波面を、光路差を有する二つの波面に分割するとともに、その2つの波面を重ね合わせて投射することにより、干渉パターン観察部において両波面の干渉パターン像を映出させるコリメーション検査装置であって、シェアプレートへのビーム入射角度を検出するためのビーム入射角度検出部が、上記コリメーション検査装置と一体に設けられることを特徴とする。   The first aspect of the present invention is to divide the wavefront of the light beam to be inspected into two wavefronts having an optical path difference by the shear plate and project the two wavefronts in an overlapping manner, thereby causing an interference pattern observation unit. A collimation inspection apparatus for projecting interference pattern images of both wavefronts, wherein a beam incident angle detector for detecting a beam incident angle on the shear plate is provided integrally with the collimation inspection apparatus. To do.

本発明の第二の態様は、第一の態様に記載の発明において、上記ビーム入射角度検出部は、シェアプレートからの透過ビームを反射するためのビームスプリッタと、ビームスプリッタにより反射された透過ビームを結像するための結像レンズと、結像レンズにより得られた像を映出するためのスクリーンとを備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the beam incident angle detector includes a beam splitter for reflecting a transmitted beam from the shear plate, and a transmitted beam reflected by the beam splitter. And an image forming lens for image forming and a screen for displaying an image obtained by the image forming lens.

本発明の第三の態様は、第二の態様に記載の発明において、上記ビーム入射角度検出部において、実際にコリメーション検査を行った際に上記スクリーンに映出された実際のビーム入射位置と、設定通りコリメーション検査を行った際に上記スクリーンに映出される理想のビーム入射位置とのずれ距離から、ビーム入射ずれ角度を求めることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect, in the beam incident angle detector, an actual beam incident position displayed on the screen when the collimation inspection is actually performed, A beam incident deviation angle is obtained from a deviation distance from an ideal beam incident position displayed on the screen when a collimation inspection is performed as set.

本発明の第四の態様は、第一乃至第三の態様のいずれかに記載の発明において、上記ビーム入射ずれ角度の値から、干渉縞の角度を補正計算することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the angle of the interference fringes is corrected and calculated from the value of the beam incident deviation angle.

本発明の第五の態様は、第一乃至第四の態様のいずれかに記載の発明において、ビーム入射角度と、前記ビーム入射角度に対応する理想の干渉縞の角度と、実際に映出された干渉縞の角度との関係をデータ保存しておき、実際にコリメーション検査を行った際のビーム入射ずれ角度と映出された干渉縞の角度のみを求めることにより、自動的に前記理想の干渉縞の角度が求まることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the beam incident angle and an ideal interference fringe angle corresponding to the beam incident angle are actually projected. The relationship between the interference fringe angle and the interference fringe angle data is saved, and the ideal interference interference is automatically calculated by obtaining only the incident beam fringe angle and the projected interference fringe angle when the collimation inspection is actually performed. It is characterized in that the angle of the stripe is obtained.

本発明の第六の態様は、第一乃至第五の態様のいずれかに記載の発明において、上記シェアプレートは、ウエッジ形であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the shear plate has a wedge shape.

上述の構成によれば、コリメーション検査装置にビーム入射角度検出部を設け、入射ビームにおいて角度成分のみを取り出すことにより入射角度が容易にわかるようにしたことにより、コリメーション検査装置の位置などの調整無しで精密かつ迅速にコリメーション検査を行えるようになった。   According to the above configuration, the collimation inspection apparatus is provided with the beam incident angle detection unit, and the angle of incidence can be easily understood by extracting only the angle component in the incident beam, so that the position of the collimation inspection apparatus is not adjusted. Now, collimation inspection can be performed accurately and quickly.

以下に、本発明の一実施形態におけるコリメーション検査装置について図面を用いながら説明する。   Hereinafter, a collimation inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態によるコリメーション検査装置の概略構成を示す図である。
図2は、コリメーションチェッカーの概略構成を示す図である。
図1及び図2に示されるように、本実施形態にかかるコリメーション検査装置100は、コリメーションチェッカー1と、干渉パターン観察部30と、ビーム入射角度検出部40により構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a collimation inspection apparatus according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the collimation checker.
As shown in FIGS. 1 and 2, the collimation inspection apparatus 100 according to the present embodiment includes a collimation checker 1, an interference pattern observation unit 30, and a beam incident angle detection unit 40.

図1及び図2に示されるように、コリメーションチェッカー1は、立方体の箱状の外枠7内に、シェアプレート2が設けられたものである。外枠7のビーム入射側面71には、ビーム入射窓71aが設けられている。このビーム入射側面71と対向する面72には、
透過ビーム出射窓72aが設けられている。これらの面71,72と直交する方向で図示の左方側の面73には、反射ビーム出射窓73aが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the collimation checker 1 has a shear plate 2 provided in a cubic box-shaped outer frame 7. A beam incident window 71 a is provided on the beam incident side surface 71 of the outer frame 7. On the surface 72 facing the beam incident side surface 71,
A transmitted beam exit window 72a is provided. A reflected beam exit window 73a is provided on a surface 73 on the left side in the direction orthogonal to the surfaces 71 and 72.

図1及び図2に示されるように、シェアプレート2は薄い略台形状の六面体形状をなすウエッジ形である。上面と下面並びに左右側面それぞれ長方形状の平行面であり、表裏面が所定角度をなす。表裏面が所定角度をなすようにしたことにより、後述するような干渉縞を得ることができる。
上記シェアプレート2は、六面体形状の下面をコリメーションチェッカー1におけるシェアプレート載置面75に載置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shear plate 2 has a wedge shape having a thin, substantially trapezoidal hexahedral shape. The upper surface, the lower surface, and the left and right side surfaces are rectangular parallel surfaces, and the front and back surfaces form a predetermined angle. By making the front and back surfaces form a predetermined angle, interference fringes as described later can be obtained.
The shear plate 2 is placed on the shear plate placing surface 75 of the collimation checker 1 with the hexahedron-shaped lower surface.

また、上記シェアプレート2は、コリメーションチェッカー1内に、ビーム入射窓71aからビーム入射窓71aに対して垂直に入射するビームLが、シェアプレートの入射面10に対して45度の角度で入射するように設けられ、上記入射面10と対向する反射面11からの透過ビームL’を透過ビーム出射窓72aに垂直に透過し、上記入射面10及び上記反射面11からの反射ビームL’’を反射ビーム出射窓73aに垂直に反射するように設置されたものである。
また、上記反射ビーム出射窓73aにおいて、コリメーションチェッカー1内側に透明プレート5が設けられている。この透明プレート5の中心には、子午線方向にコリメーティングの基準線8が設けられている。
In the shear plate 2, the beam L that enters the collimation checker 1 perpendicularly to the beam incident window 71 a from the beam incident window 71 a is incident on the incident surface 10 of the shear plate at an angle of 45 degrees. The transmitted beam L ′ from the reflecting surface 11 facing the incident surface 10 is transmitted perpendicularly to the transmitted beam exit window 72a, and the reflected beam L ″ from the incident surface 10 and the reflecting surface 11 is transmitted. It is installed so as to reflect perpendicularly to the reflected beam exit window 73a.
Further, a transparent plate 5 is provided inside the collimation checker 1 in the reflected beam exit window 73a. A collimating reference line 8 is provided in the center of the transparent plate 5 in the meridian direction.

次に、干渉パターン観察部30について説明する。
図1又は図2に示されるように、干渉パターン観察部30はコリメーションチェッカー1と連結しており、ビーム源8から見てコリメーションチェッカー1の左方に位置する。
干渉パターン観察部30は、結像レンズ4と、スクリーン3により構成されている。なお、干渉パターン観察部30は、コリメーションチェッカー1で用いられた外枠7のように、全体が外枠で覆われていても良い。
Next, the interference pattern observation unit 30 will be described.
As shown in FIG. 1 or 2, the interference pattern observation unit 30 is connected to the collimation checker 1 and is located on the left side of the collimation checker 1 when viewed from the beam source 8.
The interference pattern observation unit 30 includes an imaging lens 4 and a screen 3. The interference pattern observation unit 30 may be entirely covered with an outer frame, like the outer frame 7 used in the collimation checker 1.

コリメーションチェッカー1及び干渉パターン観察部30の作用については下記の通りである。
ビーム源8から照射されたビームLが、上記コリメーションチェッカー1のビーム入射窓71aから入射する。上記ビームLが45度の角度で入射するように配置されたウエッジ形のシェアプレート2の入射面10に、上記ビームLが入射する。シェアプレート2の入射面及び反射面により、ビームLは、入射方向とは垂直方向に反射される。その結果、反射されたビームL’’は、コリメーティングの基準線8が配置されている透明プレート5を透過する。そして、透明プレート5を透過した反射ビームL’’は結像レンズ4により、スクリーン3に投影される。すなわち、上記配置により、ウエッジ形のシェアプレート2の入射面10及び反射面11からの反射による干渉縞がスクリーン3に投影される。
The operations of the collimation checker 1 and the interference pattern observation unit 30 are as follows.
The beam L emitted from the beam source 8 is incident from the beam incident window 71a of the collimation checker 1. The beam L is incident on the incident surface 10 of the wedge-shaped shear plate 2 arranged so that the beam L is incident at an angle of 45 degrees. The beam L is reflected in the direction perpendicular to the incident direction by the incident surface and the reflecting surface of the share plate 2. As a result, the reflected beam L ″ is transmitted through the transparent plate 5 on which the collimating reference line 8 is arranged. Then, the reflected beam L ″ transmitted through the transparent plate 5 is projected onto the screen 3 by the imaging lens 4. That is, with the above arrangement, interference fringes due to reflection from the entrance surface 10 and the reflection surface 11 of the wedge-shaped shear plate 2 are projected onto the screen 3.

コリメーション検査装置100により観察される干渉縞を示す図3より、上記のようにスクリーン3に投影された干渉縞は、ビームLが平行光のときは傾きのない干渉縞となる(図3(c))。一方、ビームLが発散光や収束光のときは傾きを有し、シャープな干渉縞となる(図3(b)(d))。シェアプレート2のウエッジにより横方向に生ずるはずのティルトの干渉と、縦方向に生ずるはずのシアによる干渉との両方の影響により、干渉縞は傾きを有するためである。また、完全にビームLが平行光になると、シアによる干渉の影響がなくなり、ティルトによる干渉の影響のみが存在するため、干渉縞が傾きのない横方向となる。なお、干渉縞が右肩上がりに傾いているとき、ビームLは発散しており、左肩上がりに傾いているとき、ビームLは収束している。   From FIG. 3 showing the interference fringes observed by the collimation inspection apparatus 100, the interference fringes projected onto the screen 3 as described above become an interference fringes having no inclination when the beam L is parallel light (FIG. 3 (c). )). On the other hand, when the beam L is divergent light or convergent light, it has an inclination and becomes a sharp interference fringe (FIGS. 3B and 3D). This is because the interference fringes have an inclination due to the influence of both the interference of the tilt that should occur in the horizontal direction due to the wedge of the shear plate 2 and the interference due to the shear that should occur in the vertical direction. Further, when the beam L becomes completely parallel light, there is no influence of the interference due to the shear, and only the influence of the interference due to the tilt exists, so that the interference fringes are in the horizontal direction without inclination. The beam L is diverging when the interference fringe is inclined to the right shoulder, and the beam L is converged when the interference fringe is inclined to the left shoulder.

次に、ビーム入射角度検出部40について説明する。
ビーム入射角度検出部40はコリメーションチェッカー1と連結しており、ビーム源8
から見てコリメーションチェッカー1の後方に位置する。
なお、ビーム入射角度検出部40は、ビーム入射角度を求めることができるならば、ビーム源8から見て干渉パターン観察部30の後方以外に位置してもよい。また、上記ビーム入射角測定部40と上記コリメーションチェッカー1及び上記干渉パターン観察部30が直接には連結していないとしても、コリメーション検査装置100としてそれらが一体となっていればよい。
ビーム入射角度検出部40は、ビームスプリッタ6と、結像レンズ4aと、スクリーン3aにより構成されている。上記ビームスプリッタ6は、入射ビームを入射方向とは垂直方向に反射するものであり、入射ビームが45度の角度で入射するように配置されている。上記ビームスプリッタ6は、スクリーン3aにビームを照射することができるのなら、キューブ型ビームスプリッタでもよく、平行平面板でもよい。また、上記ビームスプリッタ6は、ハーフミラーのようにビームを反射及び透過するものでもよく、平行平面板のようにビームの大部分を透過するものでもよい。本実施形態では、ビームスプリッタ6として平行平面板6を図示している。
なお、ビーム入射角度検出部40は、コリメーションチェッカー1で用いられた外枠7のように、ビーム入射角度検出部40の全体が外枠で覆われていても良い。
Next, the beam incident angle detector 40 will be described.
The beam incident angle detector 40 is connected to the collimation checker 1, and the beam source 8
As viewed from behind the collimation checker 1.
Note that the beam incident angle detection unit 40 may be positioned other than the rear of the interference pattern observation unit 30 when viewed from the beam source 8 as long as the beam incident angle can be obtained. Even if the beam incident angle measuring unit 40, the collimation checker 1 and the interference pattern observing unit 30 are not directly connected, they need only be integrated as the collimation inspection apparatus 100.
The beam incident angle detector 40 includes a beam splitter 6, an imaging lens 4a, and a screen 3a. The beam splitter 6 reflects the incident beam in a direction perpendicular to the incident direction, and is arranged so that the incident beam is incident at an angle of 45 degrees. The beam splitter 6 may be a cube type beam splitter or a plane parallel plate as long as it can irradiate the screen 3a with a beam. The beam splitter 6 may reflect and transmit the beam like a half mirror, or may transmit most of the beam like a parallel plane plate. In the present embodiment, a plane parallel plate 6 is illustrated as the beam splitter 6.
Note that the beam incident angle detection unit 40 may be entirely covered with the outer frame, like the outer frame 7 used in the collimation checker 1.

ビーム入射角度検出部40の作用については下記の通りである。
シェアプレート2の反射面11を透過したビームL’が、上記コリメーションチェッカー1の透過ビーム出射窓72aを通過する。その透過ビームL’が平行平面板6に入射する。入射した透過ビームL’は、平行平面板6により、透過ビームL’の入射方向とは垂直方向に反射される。その結果、反射された透過ビームL’は結像レンズ4aによりスクリーン3aに投影される。すなわち、上記配置により、ウエッジ形のシェアプレート2を透過したビームL’のスクリーン3aへの入射位置が測定スクリーンに投影される。
The operation of the beam incident angle detector 40 is as follows.
The beam L ′ that has passed through the reflecting surface 11 of the share plate 2 passes through the transmitted beam exit window 72 a of the collimation checker 1. The transmitted beam L ′ is incident on the plane parallel plate 6. The incident transmitted beam L ′ is reflected by the parallel flat plate 6 in a direction perpendicular to the incident direction of the transmitted beam L ′. As a result, the reflected transmitted beam L ′ is projected onto the screen 3a by the imaging lens 4a. That is, with the above arrangement, the incident position of the beam L ′ that has passed through the wedge-shaped shear plate 2 on the screen 3 a is projected onto the measurement screen.

図4は、本実施形態のビーム入射角度検出部40の機能を示す図である。図4において、上記のように実際のビーム入射位置(以降、実際ビーム位置ともいう)が測定スクリーンに投影されることにより、設定通りの入射角度でビームLをシェアプレート2に入射したときの測定スクリーン3aにおけるビーム入射位置(以降、理想ビーム位置ともいう)を基準にして、実際のビーム入射位置が理想ビーム位置に比べてどの程度のずれを有するのかが求まる。このずれが求まることにより、ビームの入射角度のずれが計算される。
上記計算ついて、下記で説明する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the function of the beam incident angle detection unit 40 of the present embodiment. In FIG. 4, the actual beam incident position (hereinafter also referred to as the actual beam position) is projected onto the measurement screen as described above, so that the measurement is performed when the beam L is incident on the shear plate 2 at the set incident angle. Based on the beam incident position on the screen 3a (hereinafter also referred to as an ideal beam position), how much the actual beam incident position is deviated from the ideal beam position is determined. By obtaining this deviation, the deviation of the incident angle of the beam is calculated.
The above calculation will be described below.

図4に示されるように、設定通りの理想ビームが結像レンズを通過する位置の中心をO’、スクリーン3aに投影される理想ビーム位置の中心をOとする。実際ビーム位置の中心をPとし、理想ビームと実際ビームとの位置ずれ距離、すなわちO とPの距離をyと
する。また、焦点距離、すなわちOとO’の距離をfとする。そして、理想ビームと実際ビームとの入射角度のずれである、ビーム入射ずれ角度をdとする。
このとき、位置ずれ距離yは下記式(1)で表される。
y=f×tand (1)
As shown in FIG. 4, the center of the position where the ideal beam as set passes through the imaging lens is O ′, and the center of the ideal beam position projected on the screen 3a is O. The center of the actual beam position is P, and the positional deviation distance between the ideal beam and the actual beam, that is, the distance between O and P is y. Also, let f be the focal length, that is, the distance between O and O ′. A beam incident deviation angle, which is a deviation in incident angle between the ideal beam and the actual beam, is defined as d.
At this time, the positional displacement distance y is expressed by the following formula (1).
y = f × tand (1)

式(1)より、ずれ角度dは
d=tan−1(y/f) (2)
となり、ずれ角度dを求めることができる。
これにより、理想ビームの設定角度は既知であることから、この設定角度にずれ角度dを考慮した数値が実際のビームの入射角度となる。
From equation (1), the deviation angle d is d = tan −1 (y / f) (2)
Thus, the deviation angle d can be obtained.
Thereby, since the setting angle of the ideal beam is known, a numerical value in consideration of the deviation angle d with respect to this setting angle is an actual beam incident angle.

上記のように、実際のビームの入射角度を求めることにより、製品1個毎に目視でコリメーション装置の位置を移動させることなく、製品全てに対応するビーム源を移動させることにより容易かつ精密にコリメーション検査を行うことができる。   As described above, by determining the actual beam incident angle, it is easy and precise to collimate by moving the beam source corresponding to all products without visually moving the position of the collimation device for each product. Inspection can be performed.

また、ビーム入射角度検出部において求めた上記ビーム入射角度により、干渉パターン観察部において得た上記干渉縞の傾きの角度を補正することについて以下に述べる。   Further, correction of the inclination angle of the interference fringes obtained in the interference pattern observation unit by the beam incidence angle obtained in the beam incident angle detection unit will be described below.

例えば、ビームの曲率半径を求める場合を挙げる。
図3(a)に示されるように、上記干渉縞の傾きによる角度をθ、シェアプレートからの反射光の横ずれ量をS、干渉縞のフリンジ間隔をt、入射ビーム波長をλ、入射ビームの曲率半径をrとすると、rは下記式(3)で求められる。
r=St/λsinθ (3)
For example, a case where the radius of curvature of the beam is obtained will be given.
As shown in FIG. 3A, the angle due to the inclination of the interference fringes is θ, the lateral shift amount of the reflected light from the shear plate is S, the fringe interval of the interference fringes is t, the incident beam wavelength is λ, When the curvature radius is r, r is obtained by the following formula (3).
r = St / λsinθ (3)

図1より、シェアプレートから反射した反射ビームのビーム軸を回転軸としてコリメーション検査装置が傾いている場合、上記のように入射角がdずれていることから、このずれ角度を式(3)において考慮する必要がある。dを考慮すると、曲率半径rを求める式(3)は下記式(4)となる
r≒St/λsin(θ−d) (4)
From FIG. 1, when the collimation inspection apparatus is tilted with the beam axis of the reflected beam reflected from the shear plate as the rotation axis, the incident angle is deviated by d as described above. It is necessary to consider. In consideration of d, the equation (3) for obtaining the radius of curvature r becomes the following equation (4): r≈St / λsin (θ−d) (4)

式(4)のように、上記干渉縞の傾きによる角度θから、ずれ角度dを減ずることにより、ビーム入射角度に対応する理想の干渉縞の角度T(=θ―d)を求めることができる。これにより、コリメーション検査装置を補正のために移動させることなく、精密な曲率半径を求めることができる。なお、図1のコリメーション検査装置上面図に対して鉛直方向の軸を回転軸としてコリメーション検査装置が傾く場合、補正は不要である。   As shown in equation (4), the ideal interference fringe angle T (= θ−d) corresponding to the beam incident angle can be obtained by subtracting the deviation angle d from the angle θ due to the inclination of the interference fringes. . Thereby, a precise curvature radius can be calculated | required, without moving a collimation inspection apparatus for a correction | amendment. When the collimation inspection apparatus is tilted with the vertical axis as the rotation axis with respect to the top view of the collimation inspection apparatus in FIG. 1, no correction is necessary.

また、ビーム入射角度と、前記ビーム入射角度に対応する理想の干渉縞の角度と、実際に映出された干渉縞の角度との関係をデータ保存しておき、実際にコリメーション検査を行った際のビーム入射ずれ角度と映出された干渉縞の角度のみを求めることにより、自動的に前記理想の干渉縞の角度が求まるようにしてもよい。これにより、コリメーション検査の上記補正計算を省略することができる。   In addition, when the relationship between the beam incident angle, the ideal interference fringe angle corresponding to the beam incident angle, and the actually projected interference fringe angle is saved, the collimation inspection is performed. The ideal interference fringe angle may be automatically obtained by obtaining only the beam incident deviation angle and the projected interference fringe angle. Thereby, the correction calculation for the collimation inspection can be omitted.

本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
コリメーション検査装置において、干渉パターン観察部とビーム入射角度検出部とを一体に構成したことにより、コリメーション検査前又は同時にビームの入射角を求めることができ、容易かつ精密なコリメーション検査セッティングを行うことができる。
また、ビーム入射角度検出部において求めた上記ビーム入射角により、干渉パターン観察部において得た上記干渉縞の傾きの角度を補正計算すれば、コリメーション検査装置のみではなくビーム源その他装置をも動かすことなく、コリメーション検査を行うことができる。そのため、生産ラインなどで高速に検査することが可能となる。
According to this embodiment, there are the following effects.
In the collimation inspection apparatus, since the interference pattern observation unit and the beam incident angle detection unit are integrally configured, the beam incident angle can be obtained before or simultaneously with the collimation inspection, and easy and precise collimation inspection setting can be performed. it can.
Further, if the angle of inclination of the interference fringe obtained in the interference pattern observation unit is corrected and calculated based on the beam incident angle obtained in the beam incident angle detection unit, not only the collimation inspection device but also the beam source and other devices can be moved. And collimation inspection can be performed. Therefore, it becomes possible to inspect at a high speed on a production line or the like.

本実施形態によるコリメーション検査装置の概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the collimation inspection apparatus by this embodiment. コリメーションチェッカーの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a collimation checker. コリメーション検査装置により観察される干渉縞を示す図である。It is a figure which shows the interference fringe observed with a collimation inspection apparatus. 本実施形態のビーム入射角度検出部の機能を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function of the beam incident angle detection part of this embodiment. 従来のコリメーション検査装置の概略構成を示す断面図及び正面図である。It is sectional drawing and the front view which show schematic structure of the conventional collimation inspection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 コリメーションチェッカー
2 シェアプレート(オプティカルフラット)
3 スクリーン
4 結像レンズ
5 透明プレート
6 平行平面板
7 外枠
8 コリメーティングの基準線
9 ビーム源
10 入射面
11 反射面
30 干渉パターン観察部
33 干渉パターン像
40 ビーム入射角度検出部
100 コリメーション検査装置
200 コリメーション検査装置
L ビーム
L’ 透過ビーム
L’’ 反射ビーム
L0 ビーム(分割前)
L1、L2 ビーム(分割後)
La ビーム(理想)
Lb ビーム(実際)
1 Collimation checker 2 Share plate (optical flat)
3 Screen 4 Imaging lens 5 Transparent plate 6 Parallel plane plate 7 Outer frame 8 Collimating reference line 9 Beam source 10 Incident surface 11 Reflecting surface 30 Interference pattern observation unit 33 Interference pattern image 40 Beam incident angle detection unit 100 Collimation inspection Device 200 Collimation inspection device L Beam L ′ Transmitted beam L ″ Reflected beam L0 Beam (before division)
L1, L2 beam (after splitting)
La beam (ideal)
Lb beam (actual)

Claims (6)

シェアプレートによって、被検査ビーム光の波面を、光路差を有する二つの波面に分割するとともに、その2つの波面を重ね合わせて投射することにより、干渉パターン観察部において両波面の干渉パターン像を映出させるコリメーション検査装置であって、
シェアプレートへのビーム入射角度を検出するためのビーム入射角度検出部が、上記コリメーション検査装置と一体に設けられることを特徴とするコリメーション検査装置。
By dividing the wavefront of the light beam to be inspected into two wavefronts having an optical path difference by the share plate and projecting the two wavefronts in an overlapping manner, an interference pattern image of both wavefronts is projected at the interference pattern observation unit. A collimation inspection device to be produced,
A collimation inspection apparatus, wherein a beam incident angle detection unit for detecting a beam incident angle on the share plate is provided integrally with the collimation inspection apparatus.
上記ビーム入射角度検出部は、
シェアプレートからの透過ビームを反射するためのビームスプリッタと、
ビームスプリッタにより反射された透過ビームを結像するための結像レンズと、
結像レンズにより得られた像を映出するためのスクリーンと
を備えることを特徴とする請求項1に記載のコリメーション検査装置。
The beam incident angle detector is
A beam splitter for reflecting the transmitted beam from the shear plate;
An imaging lens for imaging the transmitted beam reflected by the beam splitter;
The collimation inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a screen for projecting an image obtained by the imaging lens.
上記ビーム入射角度検出部において、実際にコリメーション検査を行った際に上記スクリーンに映出された実際のビーム入射位置と、設定通りコリメーション検査を行った際に上記スクリーンに映出される理想のビーム入射位置とのずれ距離から、ビーム入射ずれ角度を求めることを特徴とする請求項2に記載のコリメーション検査装置。   In the beam incident angle detection unit, the actual beam incident position displayed on the screen when the collimation inspection is actually performed, and the ideal beam incident displayed on the screen when the collimation inspection is performed as set. The collimation inspection apparatus according to claim 2, wherein a beam incident deviation angle is obtained from a deviation distance from the position. 上記ビーム入射ずれ角度の値から、干渉縞の角度を補正計算することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のコリメーション検査装置。   4. The collimation inspection apparatus according to claim 1, wherein the angle of the interference fringes is corrected and calculated from the value of the beam incident deviation angle. ビーム入射角度と、前記ビーム入射角度に対応する理想の干渉縞の角度と、実際に映出された干渉縞の角度との関係をデータ保存しておき、実際にコリメーション検査を行った際のビーム入射ずれ角度と映出された干渉縞の角度のみを求めることにより、自動的に前記理想の干渉縞の角度が求まることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のコリメーション検査装置。   Data on the relationship between the beam incident angle, the ideal interference fringe angle corresponding to the beam incident angle, and the actually projected interference fringe angle is stored, and the beam when the collimation inspection is actually performed 5. The collimation inspection apparatus according to claim 1, wherein the ideal interference fringe angle is automatically obtained by obtaining only the incident deviation angle and the projected interference fringe angle. 上記シェアプレートは、ウエッジ形であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のコリメーション検査装置。
The collimation inspection apparatus according to claim 1, wherein the shear plate has a wedge shape.
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