(57)【要約】【課題】被検光学系の偏心コマ収差及び透過波面収差を１台で測定可能な構成とし、被検光学系の偏心調整及びレンズ間隔調整を高精度かつ効率的に行うための支援を行うこと。【解決手段】入射光学系１９と球面ミラー１５と点像拡大光学系２７とを有する対物レンズ１の偏心調整用の第１の調整光学系と、入射光学系１９と球面ミラー１５と干渉計２３とを有する対物レンズ１のレンズ間隔調整用の第２の調整光学系とを一体化し、光学系切替機構３１によるシャッター３２及びベルトランレンズ３３の各光軸への挿脱によって対物レンズ１の偏心調整又は対物レンズ１のレンズ間隔調整を行う。【選択図】      図１
2006038488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、
前記被検光学系の光軸上に設けられ、前記被検光学系に前記光を少なくとも１回往復させる往復光学系と、
前記被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する前記被検光学系の偏心調整用の点像拡大光学系と、
前記被検光学系に往復した前記被検光と参照光との干渉により前記被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する前記被検光学系のレンズ調整用の干渉計と、
前記点像拡大光学系による前記点像の強調拡大と前記干渉計による前記干渉縞の生成とを切り替える光学系切替機構と、
を具備したことを特徴とするレンズ組立支援装置。
【請求項２】
被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、
前記被検光学系の光軸上に設けられ、前記被検光学系に前記光を少なくとも１回往復させる往復光学系と、
前記往復光学系によって前記被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する点像拡大光学系と、
前記往復光学系によって前記被検光学系に往復した被検光と参照光との干渉により前記被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する干渉計と、
前記点像拡大光学系による前記点像の強調拡大又は前記干渉計による前記干渉縞の生成に切り替える光学系切替機構と、
前記干渉計により生成された前記干渉縞の画像データに基づいて前記被検光学系の透過波面収差を求める解析装置と、
を具備したことを特徴とするレンズ組立支援装置。
【請求項３】
前記光学系切替機構は、前記入射光学系と前記往復光学系と前記点像拡大光学系とを有する前記被検光学系の偏心調整用の第１の調整光学系と、前記入射光学系と前記往復光学系と前記干渉計とを有する前記被検光学系のレンズ調整用の第２の調整光学系とに切り替えることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項４】
前記光学系切替機構は、前記干渉計の光軸を遮光可能な遮光機構と、
前記遮光機構により前記干渉計の光軸を遮光している状態で、前記点像拡大光学系の光軸から抜き出され、前記遮光機構により前記干渉計の光軸を遮光していない状態で、前記点像拡大光学系の光軸上に挿入されて前記干渉縞を前記点像拡大光学系に伝送させる光学素子と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項５】
前記遮光機構は、前記点像拡大光学系により前記点像を強調拡大するときに前記干渉計の光軸を遮光し、前記干渉計により前記干渉縞を生成するときに前記干渉計の光軸から抜き出されることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項６】
前記遮光機構は、前記干渉計の光軸に対して挿脱可能なシャッターを有することを特徴とする請求項４記載のレンズ組立支援装置。
【請求項７】
前記点像拡大光学系は、前記被検光学系に往復した前記被検光による前記点像を撮像する撮像素子を有し、
前記光学素子は、前記点像拡大光学系の光軸上に挿入されることにより前記被検光学系の瞳位置と前記撮像素子とを共役関係にすることを特徴とする請求項４記載のレンズ組立支援装置。
【請求項８】
前記光学素子は、ベルトランレンズを有することを特徴とする請求項４記載のレンズ組立支援装置。
【請求項９】
前記ベルトランレンズを前記点像拡大光学系の光軸に対して挿脱する挿脱機構を有することを特徴とする請求項８記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１０】
前記挿脱機構は、前記被検光学系の前記偏心コマ収差を求めるときに前記ベルトランレンズを前記点像拡大光学系の前記光軸から抜き出し、前記被検光学系の前記透過波面収差を求めるときに前記ベルトランレンズを前記点像拡大光学系の前記光軸上に挿入することを特徴とする請求項９記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１１】
前記点像拡大光学系は、前記ベルトランレンズが挿入されることにより前記干渉計により生成された前記干渉縞を前記撮像素子に伝送することを特徴とする請求項１０記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１２】
前記往復光学系は、前記入射光学系により入射されて前記被検光学系を透過した前記光の光路上に配置され、前記被検光学系を透過した前記光を反射して再び前記被検光学系に透過させる球面ミラーを有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１３】
前記球面ミラーは、凹球面又は凸球面を有することを特徴とする請求項１２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１４】
前記往復光学系は、前記入射光学系により入射されて前記被検光学系を透過した前記光の光路上に配置され、前記被検光学系を透過した前記光を反射して再び前記被検光学系に透過させる球面ミラーと、
前記球面ミラーに対して前記被検光学系を介して対向配置され、前記球面ミラーで反射して前記被検光学系を透過した前記光の一部を反射して再び前記被検光学系に透過させる一部反射ミラーと、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１５】
前記点像拡大光学系は、前記被検光学系に往復した前記被検光による前記点像を拡大投影する結像光学系と、
前記結像光学系により拡大投影された前記点像を撮像する撮像素子と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１６】
前記入射光学系は、レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を導く光ファイバーと、
前記光ファイバーから出射された前記レーザ光をコリメートするコリメートレンズと、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１７】
前記干渉計は、前記入射光学系からの前記光を前記参照光として反射する参照平面ミラーと、
前記参照平面ミラーを前記光の光軸方向に移動させる移動素子と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１８】
前記移動素子は、ピエゾ素子を有することを特徴とする請求項１７記載のレンズ組立支援装置。
【請求項１９】
前記被検光学系及び前記球面ミラーを一体的に前記被検光学系の瞳位置を中心に傾斜させる傾斜機構を有することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項２０】
前記傾斜機構は、前記被検光学系を当該傾斜機構に取り付けると共に、前記被検光学系を自転させる自転取付部材を有することを特徴とする請求項１９記載のレンズ組立支援装置。
【請求項２１】
前記解析装置は、前記拡大光学系により強調拡大された前記点像の強度分布を解析することを特徴とする請求項２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項２２】
前記干渉計は、前記入射光学系からの前記光を前記参照光として反射する参照平面ミラーと、前記参照平面ミラーを前記光の光軸方向に移動させる移動素子とを有し、
前記解析装置は、前記参照平面ミラーの移動により得られる各位相の異なる複数の前記干渉縞の像から前記前記被検光学系の前記透過波面収差を求める、
ことを特徴とする請求項２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項２３】
前記被検光学系及び前記球面ミラーを一体的に前記被検光学系の瞳位置を中心に傾斜させる傾斜機構を有し、前記傾斜機構により前記被検光学系及び前記球面ミラーを一体的に前記被検光学系の瞳位置を中心に傾斜させた状態で、前記解析装置は、前記被検光学系の光軸外での前記被検光学系の偏心コマ収差を求め、又は前記被検光学系の光軸外での透過波面収差を求める、
ことを特徴とする請求項２記載のレンズ組立支援装置。
【請求項２４】
前記被検光学系は、複数のレンズを同一光軸上に配置してなることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば顕微鏡に用いられる複数枚のレンズからなる対物レンズ等の被検光学系の各レンズ間の偏心調整や各レンズ間の間隔ずれを調整するために被検光学系の偏心コマ収差や被検光学系の透過波面収差を求めるレンズ組立支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば顕微鏡に用いられる高いＮＡ（開口数）で高倍率を有する対物レンズ（以下、高ＮＡ・高倍率の対物レンズと称する）は、厳しい仕様性能が要求される。このような対物レンズは、多数のレンズを有するレンズ系から構成されるのが一般的であり、例えば１５枚前後のレンズから構成される。
【０００３】
このような多数のレンズを有するレンズ系の光学性能を保証するには、レンズ系を構成する各レンズの偏心によって発生する偏心コマ収差と、各レンズの肉厚誤差や各レンズ間の間隔ずれによって発生する球面収差、軸外コマ収差、非点収差とを高精度に調整することが要求される。
【０００４】
最近の高ＮＡ・高倍率の対物レンズなどでは、偏心コマ収差を抑えるために各レンズ間の偏心許容量を例えば数μｍ以内のレベルに実現することが必要になっている。このようなレベルの偏心許容量を実現するためには、各レンズ及び当該各レンズを支持するレンズ枠などの加工精度を高めるだけでは対処できなくなっている。このため、レンズ系を組み立てた後に、レンズ系の偏心調整を高精度に行う工程が必須になっている。
【０００５】
又、各レンズの間隔を規定する各レンズ枠の厚さの加工精度の向上だけでは、目標とする性能を実現できない場合が多く、各レンズの間隔を調整する調整工程が必要である。
【０００６】
先ず、レンズ系の偏心調整について説明する。実際の偏心調整工程では、レンズ系（以下、被検光学系と称する）を構成する全てのレンズの偏心調整をするのでなく、被検レンズ中の偏心調整に好適なレンズ（以下、調整レンズと称する）を選択し、当該調整レンズを被検光学系の全体に対して偏心調整することによって、被検光学系の非対称収差を抑えている。調整レンズは、１枚に限らないが、出きるだけ少ない枚数であることが望ましい。
【０００７】
偏心調整工程では、被検光学系の偏心コマ収差を評価或いは計測することが前提となる。偏心調整は、一般に数１０μｍから数１００μｍサイズの円形チャートなどを被検光学系の光軸上付近に置き、ランプ光源で被検光学系を透過照明し、被検光学系によるチャート像を観察又は撮像する。被検光学系に偏心コマ収差があれば、チャート像は円形ではなく例えば卵型のように非対称に変形する。作業者は、チャート像を評価しながら被検光学系を偏心調整し、チャート像を対称である円形になるように追い込んでいく。
【０００８】
図１１は偏心調整の具体例を示す。被検光学系１は、複数のレンズからなり、複数のレンズを有する第１の部組レンズ２と、同じく複数のレンズを有する第２の部組レンズ３と、例えば１枚の調整レンズ４とを有する。被検光学系１の光軸Ｐ上には、チャート５が設けられている。このチャート５は、例えば図１２に示すように円形開口パターンが形成されている。
【０００９】
ハロゲンランプなど光源６から放射された光は、照明レンズ７を介してチャート５を照明する。チャート５を通過したチャート像は、被検光学系１を通してＣＣＤカメラ８に入射し、このＣＣＤカメラ８により撮像される。この撮像されたチャート像は、例えばモニタ等により表示されて観察・評価される。
【００１０】
被検光学系１に軸非対称収差があれば、チャート像は、図１３に示すように対称性が失われる。作業者は、チャート像を観察しながら被検光学系１内の調整レンズ４の偏心調整を行う。被検光学系１の偏心調整は、チャート像をモニタ上で目視評価して行う他に、コンピュータを用いて行ってもよい。コンピュータを用いた被検光学系１の偏心調整は、コンピュータによりチャート像の非対称収差を演算してその偏心方向及び調整量を数値化して求めてモニタ表示する。作業者は、モニタ表示されている非対称収差の偏心方向と調整量とに基づいて調整レンズ４を偏心調整する。
【００１１】
被検光学系１の生産量が非常に多い場合は、前述のコンピュータにより数値化された偏心調整量に基づいて自動で偏心調整を行うようにしてもよい。このような事例は、例えば特許文献１に開示されている。
【００１２】
なお、チャート５は、円形以外にスリットなどでもよい。但し、スリットの場合、被検光学系１の非対称収差は、１次元方向しか判別できなくなるので、スリットを様々な向きに回転させて評価する必要がある。
【００１３】
次に、各レンズの間隔調整について説明する。各レンズの間隔調整は、一般に、被検光学系１の光軸Ｐ上において球面収差、光軸Ｐ外においてコマ収差、非点収差などに寄与する。従って、各レンズの間隔調整時には、光軸Ｐ外と光軸Ｐ上の各収差状態を評価する必要がある。それを実現するために各レンズの間隔調整は、複数の円形開口を有するチャート５を使用して光軸Ｐ上だけでなく光軸Ｐ外にも円形開口を有する像を評価しながら行っている。各レンズの間隔調整に用いる干渉計としては、例えば特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１２１９０２号公報
【特許文献２】特開平１０−９６６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記透過照明によるチャート像の変形に基づいた方法（以下、透過チャート像方式と称する）では、収差の評価感度が不足する場面が出てきている。例えば、高ＮＡ・高倍率の対物レンズなどでは、偏心コマ収差の低減要求が非常に厳しくなっているために、偏心コマ収差の評価の感度向上が課題となっている。但し、作業者による偏心調整の作業を効率的に行うためには、偏心コマ収差の評価の感度向上と評価のリアルタイム性は両立させなければならない。
【００１５】
透過チャート像方式で偏心コマ収差の評価感度を高める方法としては、透過円形チャート５の直径（又はスリット幅）を小さくしてチャート像の変形を判別しやすくする方法が考えられる。この方法の原理は、チャート５に形成されている例えば円形開口パターンを小さくすると、チャート５の円形開口パターンをそのまま透過した０次光強度に対する円形開口パターンのエッジ部分での高次の回折波強度の割合が相対的に増加することにより被検光学系１の高いＮＡ領域を通る光の強度が相対的に増加し、それにより偏心コマ収差が強調されることに基づいている。さらに言えば、無限小のピンホールによる回折波は、全方向に一様な強度で光を回折するので、理論上、最も理想的なチャートと言ってよい。
【００１６】
しかしながら、あまりに微小な円形開口パターンを有するチャート５になると、被検光学系１に取り込まれる光量が大幅に減少し、チャート像が非常に暗い像になってしまう。現実的には、被検光学系１の開口数ＮＡ、波長λで決定されるエアリディスク径φ_airyと同等程度のチャートが理想的である。例えば、ＮＡ＝０．９、λ＝０．５５μｍの対物レンズのエアリディスク径を計算してみると、φ_airy＝１．２２×λ／ＮＡ＝１．２２×０．５５μｍ／０．９＝０．７４μｍとなる。
【００１７】
チャート５は、円形開口パターンのエッジが綺麗に加工され、かつ形状の対称性が要求される。このような微細な透過チャートを入手するのは、非常に難しい。又、ＮＡ＝０．９、λ＝０．３μｍ程度の紫外線帯域の対物レンズの場合には、φ_airy＝０．４μｍとなり、このような微細な透過チャートの入手は、不可能と言ってよい。
【００１８】
近年、顕微鏡の対物レンズは、レーザ光学系に適用される例が増えている。この場合、対物レンズは、レーザ光源で規定される狭スペクトルの特定波長において性能を確保すればよいのであるが、レーザ波長において厳しい光学性能が要求される。必然的に、対物レンズが使用されるレーザ光源を使って偏心調整する必要がある。
【００１９】
しかしながら、透過照明によるチャート像の非対称変形に基づいた評価方法では、コヒーレントなレーザ光をある程度広い面積を有するチャート５に照明することになる。このため、チャート５を通過して得られたチャート像にスペックルノイズが加わる。このスペックルノイズが加わると、スペックルノイズの中に偏心コマ収差が埋もれてしまい、偏心コマ収差を評価することは不可能になる。このため、レーザ光学系に適用される対物レンズの偏心コマ収差を高感度に測定して評価する場合の大きな課題となっている。
【００２０】
スペックルノイズを無くし、かつ偏心コマ収差を高感度に評価する方法として被検光学系１のエアリディスク径φ_airy以下のチャート５を準備する方法があるが、かかるチャート５を入手することは上記の如く不可能と言ってよく、当該チャート５を準備するのは諦めざるをえない。
【００２１】
チャート５を使用しない透過評価方式としては、例えば図１４に示すような基準レンズ方式が考えられている。無収差として扱える基準レンズ９が準備される。この基準レンズ９の焦点と被検光学系１の焦点とが一致される。基準レンズ９のＮＡが被検光学系１のＮＡと同等以上であれば、基準レンズ９による点像を被検光学系１で再結像させた場合、被検光学系１による点像が評価されたとみなしてよい。被検光学系１による点像を十分な画素分解能でＣＣＤ８により撮像することで、被検光学系１の偏心コマ収差が感度良く評価できる。
【００２２】
この方式であれば、チャート５を使う必要もなく、レーザを使っても基準レンズ９による点像を評価するだけなので、ある程度大きい透過チャートをレーザで評価する場合に発生するスペックルノイズも発生しない。
【００２３】
しかしながら、被検光学系１に対してＮＡが同等以上で無収差の基準レンズ９を準備する点が次の理由により非現実的である。既に述べたように被検光学系１として顕微鏡の対物レンズなどを考えた場合、ある特定の波長専用に設計された対物レンズであったり、レーザ波長専用に設計された対物レンズであったりする。そうすると、被検光学系１と同じ種類の数だけ基準レンズ９が必要になる。しかも、被検光学系１と同等以上のＮＡで予め無収差とみなせるレンズでなければならない。このため、図１４に示す基準レンズ方式は、基準レンズ９の準備に費用及び時間が掛かりすぎ、非効率的で実用的でない。
【００２４】
複数枚のレンズから構成される被検光学系を調整する場合、各レンズの偏心調整だけでなく、各レンズ間の間隔調整も行う必要がある。各レンズの間隔調整は、光軸Ｐ上で球面収差に影響し、光軸Ｐ外でコマ収差及び非点収差に影響する。従って、光軸Ｐ外の性能も要求される場合は、各レンズ間の間隔調整が重要となる。
【００２５】
各レンズの間隔調整は、通常干渉計を用いて対物レンズの波面収差を定量的に測定し、この測定結果に基いて対物レンズを構成する各レンズ間の間隔を調整する。例えば特許文献２に開示されているような波面収差測定装置の干渉計に取り付けられて波面収差測定が行われる。その測定結果に基づいて、対物レンズは、一旦分解されて間隔調整が行われる。その後、対物レンズを再度組立するときは、再度、偏心調整を行う必要がある。
【００２６】
以上のように対物レンズの各レンズの偏心調整は、例えば図１１に示すようなチャート５を用いた方式、又は図１４に示すような基準レンズ９を用いた方式で行い、一方、各レンズの間隔調整は、例えば特許文献２に開示されている波面収差測定装置の干渉計に取り付けて行う。すなわち、各レンズの偏心調整と間隔調整とは、それぞれ対物レンズを異なる別々の各装置を用いて行っている。そして、これら間隔調整と偏心調整とは、交互に数回繰り返すことによって対物レンズの組立調整の度合いを収束させている。このため、対物レンズの間隔調整及び偏心調整は、時間的に非効率である。
【００２７】
又、光軸Ｐ外の性能も要求される対物レンズは、レンズの光軸Ｐ上の性能だけでなく、光軸Ｐ外の性能も高感度に評価する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、被検光学系の光軸上に設けられ、被検光学系に光を少なくとも１回往復させる往復光学系と、被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する被検光学系の偏心調整用の点像拡大光学系と、被検光学系に往復した被検光と参照光との干渉により被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する被検光学系のレンズ間隔調整用の干渉計と、点像拡大光学系による点像の強調拡大と干渉計による干渉縞の生成とを切り替える光学系切替機構とを具備したレンズ組立支援装置である。
【００２９】
本発明は、被検光学系に対して光を入射させる入射光学系と、被検光学系の光軸上に設けられ、被検光学系に光を少なくとも１回往復させる往復光学系と、被検光学系に往復した被検光により現れる点像を強調拡大する点像拡大光学系と、被検光学系に往復した被検光と参照光との干渉により被検光学系の透過波面収差を反映した干渉縞を生成する干渉計と、点像拡大光学系による点像の強調拡大と干渉計による干渉縞の生成とを切り替える光学系切替機構と、点像拡大光学系により強調拡大された点像又は干渉計により生成された干渉縞を撮像する撮像素子と、撮像素子の撮像により取得された点像の画像データに基づいて被検光学系の偏心コマ収差を求め、又は撮像素子の撮像により取得された干渉縞の画像データに基づいて被検光学系の透過波面収差を求める解析装置とを具備したレンズ組立支援装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、被検光学系の偏心コマ収差及び透過波面収差を１台で測定可能な構成にすることによって、被検光学系の偏心調整及びレンズ間隔調整を高精度かつ効率的に行うためのレンズ組立支援装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
図１はレンズ組立支援装置の構成図である。このレンズ組立支援装置では、被検光学系１以外の各光学部品の各収差は問題にしなくてよいものとする。
【００３３】
筐体１０は、ベース部材１１に支持部材１２を立設し、この支持部材１２の上部にアーム部材１３を横方向に支持してなるコ字形状に形成されている。ベース部材１１上には、ＸＹＺステージ１４が設けられている。このＸＹＺステージ１４上には、球面ミラー１５が設けられている。ＸＹＺステージ１４は、球面ミラー１５をＸＹＺ方向に移動させる。
【００３４】
アーム部材１３の下面には、対物レンズ取付部材１６が設けられ、この対物レンズ取付部材１６に被検光学系として対物レンズが取り付けられている。以下、被検光学系を対物レンズ１として説明する。この対物レンズ１は、図１１に示すように複数のレンズを有する第１の部組レンズ２と、同じく複数のレンズを有する第２の部組レンズ３と、例えば１枚の調整レンズ４とを有する。この対物レンズ１は、先端側を球面ミラー１５に向けて対物レンズ取付部材１６に取り付けられている。
【００３５】
アーム部材１３及び対物レンズ取付部材１６には、それぞれアーム部材１３及び対物レンズ取付部材１６を貫通する光通過用の各孔１７、１８が設けられている。
【００３６】
球面ミラー１５は、凹球面１５ａに形成され、その曲率中心は、対物レンズ１の集光点Ｓに一致している。この球面ミラー１５は、対物レンズ１の光軸上に設けられ、対物レンズ１を通過したレーザ光を反射し、再び対物レンズ１を通過させることによってレーザ光を対物レンズ１に１往復させる往復光学系を構成する。この球面ミラー１５は、非常に高精度な球面である必要があり、一般に反射面にコーティングをしていない。従って、球面ミラー１５は、材質によって反射率が決まる。普通球面ミラー１５の材質は、ガラス（石英などが多い）を用いるが、ガラスは反射率が４％程度と低いので、反射率が４０％程度と高いシリコン製のものが好適である。
【００３７】
入射光学系１９は、レーザ光を対物レンズ１に入射するもので、レーザ光を出力するレーザ光源２０を備えている。このレーザ光源２０のレーザ出力端には、光ファイバー２１の一端が接続されている。この光ファイバー２１の他端は、例えばアーム部材１３の上方に配置され、導いたレーザ光を出射する。この光ファイバー２１の他端から出射されたレーザ光の光軸上には、光ファイバー２１の他端から出射されたレーザ光を平行光にコリメートするコリメートレンズ２２が設けられている。
【００３８】
一方、トワイマングリーン型の干渉計２３が設けられている。すなわち、アーム部材１３に設けられた光通過用の孔１７上には、ビームスプリッタ２４が設けられている。このビームスプリッタ２４におけるコリメートレンズ２２によりコリメートされたレーザ光の透過光軸上には、参照平面ミラー２５が設けられている。
【００３９】
この参照平面ミラー２５は、ビームスプリッタ２４を透過したレーザ光を参照光として反射する。この参照平面ミラー２５は、ピエゾ素子（ＰＺＴ）等の移動素子２６に設けられている。この移動素子２６は、ピエゾ素子駆動回路２７から電圧が印加される毎に参照平面ミラー２４をビームスプリッタ２３を透過したレーザ光の光軸方向と同一方向に微小変位させる。
【００４０】
ビームスプリッタ２４は、アーム部材１３に設けられた光通過用の孔１７上に設けられ、コリメートレンズ２２によりコリメートされたレーザ光の一部を対物レンズ１が取り付けられている下方側に反射し、残りのレーザ光を参照平面ミラー２５が設けられている側に透過させる。又、ビームスプリッタ２４は、対物レンズ１側からの被検光と参照平面ミラー２５からの参照光との干渉縞を生成する。
【００４１】
点像拡大光学系２８がビームスプリッタ２４で上方側に反射する光の光軸上に設けられている。この点像拡大光学系２８は、対物レンズ１に往復したレーザ光により現れる点像を強調拡大する。この点像拡大光学系２８は、光軸上に結像レンズ２９及び小さな画素サイズを有するＣＣＤカメラなどの撮像素子３０を配置してなる。
【００４２】
光学系切替機構３１は、入射光学系１９と球面ミラー１５と点像拡大光学系２８とを有する対物レンズ１の偏心調整用の第１の調整光学系と、入射光学系１９と球面ミラー１５と干渉計２３とを有する対物レンズ１のレンズ間隔調整用の第２の調整光学系とのいずれか一方に切り替える。具体的に光学系切替機構３１は、干渉計２３におけるビームスプリッタ２４と参照平面ミラー２５との間の光軸上に挿脱可能なシャッター３２と、点像拡大光学系２８の光軸に対して挿脱可能な光学素子としてのベルトランレンズ３３とを有する。
【００４３】
シャッター３２は、遮光機構駆動回路３４により干渉計２３の光軸に挿脱される。この遮光機構駆動回路３４は、点像拡大光学系２８により点像を強調拡大するときに干渉計２３の光軸上にシャッター３２を挿入し、干渉計２３により干渉縞を生成するときに当該干渉計の光軸からシャッター３２を抜き出す。
【００４４】
ベルトランレンズ３３は、挿脱機構駆動回路３５により点像拡大光学系２８の光軸に挿脱される。この挿脱機構駆動回路３５は、対物レンズ１の偏心コマ収差を求めるときにベルトランレンズ３３を点像拡大光学系２８の光軸から抜き出し、対物レンズ１の透過波面収差を求めるときにベルトランレンズ３３を点像拡大光学系２８の光軸上に挿入する。
【００４５】
撮像素子３０は、点像拡大光学系２８により強調拡大された点像を撮像してその画像信号を出力する。又、撮像素子３０は、点像拡大光学系２８の光軸上にベルトランレンズ３３が挿入された状態で、点像拡大光学系２８により伝送された干渉計２３により生成された干渉縞を撮像してその画像信号を出力する。
【００４６】
解析装置３６は、撮像素子３０から出力された画像信号を入力し、点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の第１の画像データ、又は干渉計２３により生成された干渉縞の第２の画像データとして内部メモリに記憶する。この解析装置３６は、第１の画像データを解析して対物レンズ１の偏心コマ収差を求め、かつ点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の強度分布を解析する。
【００４７】
又、解析装置３６は、第２の画像データを解析して対物レンズ１の透過波面収差を求め、さらに参照平面ミラー２５の移動により得られる各位相の異なる各干渉縞の各第２の画像データから対物レンズ１の透過波面収差を求める。解析装置３６は、解析結果である対物レンズ１の偏心コマ収差、強調拡大された点像の強度分布、対物レンズ１の透過波面収差をＣＲＴディスプレイ又は液晶ディスプレイ等のモニタ３７に表示する。
【００４８】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００４９】
先ず、対物レンズ１の偏心調整をするときの支援動作について説明する。対物レンズ１の偏心調整を行うとき、遮光機構駆動回路３４は、図２に示すように干渉計２３の光軸上にシャッター３２を挿入し、かつ挿脱機構駆動回路３５は、点像拡大光学系２８の光軸からベルトランレンズ３３を抜き出す。
【００５０】
レーザ光源２０からレーザ光が出力されると、このレーザ光は、光ファイバー２１内を伝送して他端から放射状に出射される。この光ファイバー２１から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ２２により平行光にコリメートされてビームスプリッタ２４に入射する。このビームスプリッタ２４に入射されたレーザ光は、ビームスプリッタ２４により２方向に分岐され、一方のレーザ光が下方に向けて反射され、各孔１８、１７内を通って対物レンズ１に入射する。他方のレーザ光は、シャッター３２によりその信号が遮光される。
【００５１】
対物レンズ１に入射し透過したレーザ光は、対物レンズ１の集光点Ｓで一旦集光し、この後発散して球面ミラー１５の凹球面１５ａに向かって進行する。この球面ミラー１５の曲率中心と対物レンズ１の集光点Ｓとは一致しているので、対物レンズ１を透過したレーザ光は、全て球面ミラー１５の凹球面１５ａに対して垂直方向に入射し、かつ凹球面１５ａに対して垂直方向すなわちレーザ光の入射方向と同一光路上に反射する。
【００５２】
ここで、球面ミラー１５の作用について詳しく説明する。図２中において、対物レンズ１に入射するレーザ光のうち光軸を挟んで互いに対称なレーザ光を細線と太線とで表す。細線で表したレーザ光は、球面ミラー１５で反射し、再び対物レンズ１中の同一光路を辿って対物レンズ１に射出する。太線で表したレーザ光も同様に、球面ミラー１５で反射し、再び対物レンズ１中の同一光路を辿って対物レンズ１から射出される。従って、レーザ光は、対物レンズ１内を１往復することになり、これにより、レーザ光には、対物レンズ１の持っている収差を２倍に強調した収差が加わることになる。
【００５３】
なお、球面ミラー１５でなく平面ミラーを使用すると、平面ミラーは、対物レンズ１の焦点面に設置されるが、対物レンズ１の持っている偏心コマ収差などの非対称収差の情報を失ってしまうことは明らかである。このため、平面ミラーを使用することはできない。このような理由から球面ミラー１５を使用する必要がある。
【００５４】
対物レンズ１内を１往復して２倍の収差が加わったレーザ光は、平行光の被検光として各孔１７、１８内を通過し、ビームスプリッタ２４を透過して点像拡大光学系２８に向かう。この点像拡大光学系２８は、対物レンズ１に往復したレーザ光により現れる点像を強調拡大する。撮像素子３０は、点像拡大光学系２８により強調拡大された点像を撮像してその画像信号を出力する。
【００５５】
解析装置３６は、撮像素子３０から出力された画像信号を入力し、点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の画像を第１の画像データとして内部メモリに記憶する。この解析装置３６は、第１の画像データを解析して対物レンズ１の偏心コマ収差を求め、かつ点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の強度分布を解析する。
【００５６】
ここで、点像拡大光学系２８の作用について詳しく説明する。点像拡大光学系２８は、対物レンズ１の２倍の収差が加わった点像を大きく拡大観察するが、この拡大観察をするには、結像レンズ２９によって得られた点像を大きくすること、ＣＣＤ等の撮像素子３０として小さな画素サイズを有することが考えられる。
【００５７】
例えば、対物レンズ１としてＮＡ＝０．９、焦点距離ｆ_ob＝１．８ｍｍ、波長λ＝０．５５μｍの顕微鏡の対物レンズ１を考えた場合の結像レンズ２９の焦点距離、撮像素子３０の画素分解能について考えてみる。
【００５８】
対物レンズ１が無収差の場合のエアリディスク径φ_airyは、
φ_airy＝１．２２×λ／ＮＡ＝１．２２×０．５５μｍ／０．９＝０．７５μｍ
となる。
【００５９】
結像レンズ２９の焦点距離をf_TLとすると、対物レンズ１の点像の光学拡大倍率Ｍは、
Ｍ＝f_TL／f_ob
となる。例えば結像レンズ２９の焦点距離f_TL＝３６０ｍｍとすると、光学拡大倍率Ｍ＝２００倍となり、撮像素子３０に投影されるエアリディスク径は、
０．７５μｍ×２００＝１５０μｍ
となる。撮像素子３０の１画素を例えば７．５μｍとすれば、
１５０μｍ／７．５μｍ＝２０
となる。すなわち、点像のエアリディスク内を２０×２０画素の画素分解能で撮像できる拡大観察系となる。実際には、点像のエアリディスク内を１０×１０画素程度の画素分解能の撮像でも、収差の観察には実用上差し支えない。
【００６０】
このように対物レンズ１の２倍の収差が加わった点像を十分な画素分解能を有する撮像素子３０により撮像すれば、対物レンズ１の収差の影響を受けた点像をモニター３７上で十分に拡大観察でき、その収差を高感度に観察できる。
【００６１】
ＣＣＤの代わりに無収差とみなせる接眼レンズを付けて観察してもよいが、光学系が増えるので、結像レンズ２９及び撮像素子３０を有する点像拡大光学系２８の方がより望ましい。
【００６２】
図３は偏心コマ収差の無い理想的な対物レンズ１の点像を示す。この理想的な対物レンズ１の点像は、回転対称の円形となる。図４は偏心コマ収差が波面収差ｒｍｓ値で０．０５λ存在するときの対物レンズ１の点像を示す。偏心コマ収差が存在する対物レンズ１の点像は、円形でなく、中心が偏心した楕円状の非対称の像に変形する。図５は例えば偏心コマ収差０．０２λｒｍｓ相当の点像を示す。
【００６３】
解析装置３６は、図３乃至図５に示すような点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の画像を第１の画像データをモニタ３７にリアルタイムに表示する。従って、作業者は、モニタ３７にリアルタイムに表示される図３乃至図５に示すような点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の画像を観察しながら図１１に示す調整レンズ４を対物レンズ１の全体に対して偏心調整作業することによって点像を回転対称にする。
【００６４】
このように対物レンズ１の偏心調整では、対物レンズ１に往復したレーザ光により現れる点像を点像拡大光学系２８により強調拡大し、この強調拡大された点像をリアルタイムにモニタ３７に表示するので、作業者は、モニタ３７にリアルタイムに表示される点像を観察しながら点像が回転対称になるように偏心調整することができ、当該偏心調整作業を効率的に行うことができる。
【００６５】
モニタ３７には、点像をリアルタイムに表示できるので、図５に示すように偏心コマ収差０．０２λｒｍｓ相当の低収差でも点像の非対称性を確認することができ、非常に高感度で点像を観察でき、偏心調整作業を高精度に行える支援ができる。
【００６６】
このようにして対物レンズ１の偏心コマ収差を高感度に観察できると共に、上記装置は、さらに実用上の大きな各メリットを有する。第１のメリットは、サブμｍオーダーの微小な透過チャートの製作という困難から開放される。第２のメリットは、レーザ光を使用してもスペックルノイズが発生しない。第３のメリットは、基準レンズ方式のように対物レンズ１の種類と同数の各基準レンズを製作する必要がない、である。
【００６７】
球面ミラー１５を準備する必要があるが、反射鏡であるので全波長の対物レンズ１に対して共通に使用できる。これにより、無収差とみなせる球面ミラー１５を１個だけ準備すればよい。
【００６８】
球面ミラー１５のチェックとしては、例えばＨｅ−Ｎｅレーザを使用した干渉計が市販されているので、この干渉計により球面ミラー１５の収差（球面からのずれ）を一度だけチェックしておけばよい。これにより、球面ミラー１５のみを作製すれば、様々な波長の対物レンズ１の収差を直ぐに観察できる。
【００６９】
従って、本装置は、対物レンズ１の収差を高感度に観察できるだけでなく、偏心調整作業に要する時間、費用ともに非常に効率的な収差の観察環境に支援できる。さらに、解析装置３６は、点像を解析して当該点像の対称性を数値やグラフなどに換算し、これら数値やグラフなどをリアルタイムにモニタ３７に表示することによって作業者による偏心調整作業を補助するような解析機能を付加してもよい。
【００７０】
次に、対物レンズ１の各レンズの間隔調整をするときの支援動作について説明する。対物レンズ１の各レンズ間隔調整を行うとき、図１に示すように遮光機構駆動回路３４は、干渉計２３の光軸上からシャッター３２を抜き出し、かつ挿脱機構駆動回路３５は、点像拡大光学系２８の光軸上にベルトランレンズ３３を挿入する。
【００７１】
レーザ光源２０から出力されたレーザ光は、光ファイバー２１内を伝送して他端から放射状に出射され、コリメートレンズ２２により平行光にコリメートされてビームスプリッタ２４に入射する。このビームスプリッタ２４に入射されたレーザ光は、ビームスプリッタ２４により２方向に分岐され、一方のレーザ光が下方に向けて反射され、各孔１８、１７内を通って対物レンズ１に入射する。
【００７２】
この対物レンズ１に入射し透過したレーザ光は、上記同様に、対物レンズ１の集光点Ｓで一旦集光し、この後発散して球面ミラー１５の凹球面１５ａに向かって進行し、全て球面ミラー１５の凹球面１５ａに対して垂直方向に入射し、かつ凹球面１５ａに対して垂直方向に反射する。そして、対物レンズ１内を１往復して２倍の収差が加わったレーザ光は、平行光の被検光として各孔１７、１８内を通過し、ビームスプリッタ２４に入射する。
【００７３】
ビームスプリッタ２４により分岐された他方のレーザ光は、ビームスプリッタ２４を透過し、参照平面ミラー２５で反射する。この参照平面ミラー２５で反射したレーザ光は、参照光として再びビームスプリッタ２４に入射する。これにより、対物レンズ１側からの被検光と参照平面ミラー２５からの参照光とが干渉し、図６に示すような対物レンズ１の瞳位置での透過波面収差を反映した干渉縞が生成される。
【００７４】
ベルトランレンズ３３を挿入して対物レンズ１の瞳位置と撮像素子３０とが共役関係にあるので、対物レンズ１の瞳位置での透過波面収差を反映した干渉縞は、撮像素子３０の撮像面上で結像する。この撮像素子３０は、入射した干渉縞を撮像してその画像信号を出力する。
【００７５】
この状態で、参照平面ミラー２５は、ピエゾ素子（ＰＺＴ）等の移動素子２６の微小変位によりレーザ光の光軸方向と同一方向に微小距離毎に移動する。この参照平面ミラー２５の各微小距離毎の移動によりそれぞれ異なる各位相毎の各干渉縞が生成される。撮像素子３０は、各干渉縞をそれぞれ撮像してその各画像信号を出力する。
【００７６】
解析装置３６は、干渉計２３により生成された干渉縞の第２の画像データを解析して対物レンズ１の透過波面収差を求める。又、解析装置３６は、各位相毎の各干渉縞の各第２の画像データを解析して対物レンズ１の各透過波面収差を求め、これら透過波面収差の定量化を行う、いわゆる位相シフト法による干渉縞の解析法を行う。そして、解析装置３６は、解析した対物レンズ１の各透過波面収差の結果をモニタ３７にリアルタイムに表示する。
【００７７】
従って、作業者は、モニタ３７にリアルタイムに表示される対物レンズ１の各透過波面収差の結果を見ながら図１１に示す調整レンズ４を対物レンズ１の光軸方向に移動させてレンズの間隔調整作業を行う。このレンズの間隔調整作業では、干渉計２３で測定した透過波面収差の結果に基いて球面収差量を抽出し、この球面収差量が目標値内に入るように対物レンズ１を構成する各レンズの間隔を定量的に調整することが可能となる。
【００７８】
球面収差の調整時は、対物レンズ１を分解して各レンズ間の間隔枠を交換したりワッシャーを挿脱して調整する。従って、対物レンズ１を再度組立した後、再び上述した点像観察により対物レンズ１の偏心調整を行い、対物レンズ１の調整が終了する。対物レンズ１の調整終了の判断は、再び透過波面収差を測定して各収差成分が目標値に入ったか否かで判断することになる。
【００７９】
このように上記第１の実施の形態によれば、入射光学系１９と球面ミラー１５と点像拡大光学系２８とを有する対物レンズ１の偏心調整用の第１の調整光学系と、入射光学系１９と球面ミラー１５と干渉計２３とを有する対物レンズ１のレンズ間隔調整用の第２の調整光学系とを一体化し、光学系切替機構３１によるシャッター３２及びベルトランレンズ３３の各光軸への挿脱によって対物レンズ１の偏心調整又は対物レンズ１のレンズ間隔調整を行うようにしたので、１台の装置で点像観察機能と干渉計機能が簡単に切り替え可能であり、高精度かつ効率的に対物レンズ１の評価及び調整が可能となる。これにより、対物レンズ１の偏心調整及び各レンズの間隔調整を短時間で効率的に行うことができ、かつ費用が掛からない。
【００８０】
対物レンズ１の偏心調整では、落射照明と球面ミラー１５との組合せにより対物レンズ１に対してレーザ光を往復させて２倍の収差を受けさせ、かつ対物レンズ１の点像そのものをリアルタイムで拡大観察（スポット観察）するので、対物レンズ１の偏心コマ収差を効率的かつ高精度に調整できる。対物レンズ１のレンズ間隔調整では、対物レンズ１の瞳の干渉縞を観察、又は波面収差の測定を行うので、レンズ間隔調整を高精度かつ効率的に行うことができる。
【００８１】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８２】
図７はレンズ組立支援装置の構成図である。このレンズ組立支援装置は、対物レンズ１の軸外での評価、調整の支援を行う。架台４１上には、筐体１０及び傾斜機構４０が設けられている。傾斜機構４０は、対物レンズ１と球面ミラー４６とＸＹＺステージ１４とを一体的に対物レンズ１の瞳位置Ｅを中心に傾斜させる。
【００８３】
具体的に傾斜機構４０は、架台４１上に押しネジ台４２を設け、この押しネジ台４２に対して螺合して回転可能に押しネジ４３を設ける。この押しネジ４３は、支持部材１２を貫通し、その先端部が支持フレーム４４の側面に当接している。この押しネジ４３には、ハンドル４５が取り付けられている。支持フレーム４４は、枠状に形成され、球面ミラー１５を設けたＸＹＺステージ１４を支持する。この支持フレーム４４は、図示しないが対物レンズ１の瞳位置Ｅと同一位置に回転軸が設けられ、この回転軸が筐体１０に対して回転可能に設けられている。支持フレーム４４の上部には、自転取付部材４６が設けられている。この自転取付部材４６は、対物レンズ１を取り付けると共に、対物レンズ１をその光軸を回転軸として自転させる。
【００８４】
このような傾斜機構４０は、ハンドル４５の回転操作により押しネジ４３の先端部を支持フレーム４４の側面に押し当てたり、戻したりして支持フレーム４４を対物レンズ１の瞳位置Ｅを中心に回転させる。これにより、対物レンズ１、球面ミラー１５及びＸＹＺステージ１４は、一体的に傾斜する。
【００８５】
なお、傾斜機構４０は、ハンドル４５に代えて押しネジ４３にモータの軸を連結し、対物レンズ１、球面ミラー１５及びＸＹＺステージ１４の一体的な傾斜を自動的に行うようにしてもよい。この場合、対物レンズ１、球面ミラー１５及びＸＹＺステージ１４の傾斜角度は、モータの回転角を制御すれば可能である。
【００８６】
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
【００８７】
遮光機構駆動回路３４は、干渉計２３の光軸上にシャッター３２を挿入し、かつ挿脱機構駆動回路３５は、点像拡大光学系２８の光軸からベルトランレンズ３３を抜き出した状態にある。
【００８８】
一方、傾斜機構４０は、対物レンズ１、球面ミラー１５及びＸＹＺステージ１４を一体的に傾斜する。この状態で、レーザ光源２０から出力されたレーザ光は、光ファイバー２１内を伝送して他端から放射状に出射され、コリメートレンズ２２により平行光にコリメートされてビームスプリッタ２４に入射し、このビームスプリッタ２４に入射されたレーザ光は、ビームスプリッタ２４により２方向に分岐され、その一方のレーザ光が下方に向けて反射され、各孔１８、１７内を通って対物レンズ１に入射する。
【００８９】
対物レンズ１は、傾斜機構４０によって入射するレーザ光の光軸方向に対して傾斜しているので、対物レンズ１に入射した平行光のレーザ光は、対物レンズ１の軸外に集光される。
【００９０】
その後、ＸＹＺステージ１４に載った球面ミラー１５の曲率中心が対物レンズ１の軸外集光位置に移動させる。これにより、球面ミラー１５で反射したレーザ光は、対物レンズ１内の同じ経路を辿って上記第１の実施の形態と同様に点像拡大光学系２８に入射する。
【００９１】
この点像拡大光学系２８は、対物レンズ１に往復したレーザ光により現れる点像を強調拡大する。この点像は、対物レンズ１の軸外の点像である。従って、傾斜機構４０によって対物レンズ１の傾斜角度を変えれば、対物レンズ１の軸外の各位置での各点像が得られる。又、自転取付部材４６は、対物レンズ１をその光軸を回転軸として自転させる。これにより、対物レンズ１を自転させたときの当該対物レンズ１の軸外の各位置での各点像が得られる。
【００９２】
従って、対物レンズ１を傾斜させると共に自転させれば、対物レンズ１の軸外全ての位置での点像が得られる。
【００９３】
撮像素子３０は、点像拡大光学系２８により強調拡大された対物レンズ１の軸外の各位置の各点像を撮像してその画像信号を出力する。解析装置３６は、撮像素子３０から出力された画像信号を入力し、点像拡大光学系２８により強調拡大された対物レンズ１の軸外の各位置の各点像の画像を第１の画像データとして内部メモリに記憶し、これら第１の画像データを解析して対物レンズ１の偏心コマ収差を求め、かつ点像拡大光学系２８により強調拡大された点像の強度分布を解析し、かつ強調拡大された点像をリアルタイムにモニタ３７に表示する。
【００９４】
一方、対物レンズ１の各レンズ間隔調整を行うとき、図１に示すように遮光機構駆動回路３４は、干渉計２３の光軸上からシャッター３２を抜き出し、かつ挿脱機構駆動回路３５は、点像拡大光学系２８の光軸上にベルトランレンズ３３を挿入する。
【００９５】
この状態で、レーザ光源２０から出力されたレーザ光は、光ファイバー２１内を伝送して他端から放射状に出射され、コリメートレンズ２２により平行光にコリメートされてビームスプリッタ２４に入射し、このビームスプリッタ２４により２方向に分岐され、その一方のレーザ光が対物レンズ１に入射し透過して対物レンズ１の軸外に集光される。そして、球面ミラー１５で反射したレーザ光は、対物レンズ１内の同じ経路を辿って上記同様にビームスプリッタ２４に入射する。他方のレーザ光は、ビームスプリッタ２４を透過して参照平面ミラー２５で反射し、参照光として再びビームスプリッタ２４に入射する。これにより、対物レンズ１側からの被検光と参照平面ミラー２５からの参照光とが干渉して対物レンズ１の透過波面収差を反映した干渉縞が生成される。
【００９６】
対物レンズ１の透過波面収差を反映した干渉縞は、ベルトランレンズ３３、結像レンズ２９を通して対物レンズ１の瞳位置と共役関係にある撮像素子３０の撮像面上で結像する。
【００９７】
この状態で、参照平面ミラー２５は、ピエゾ素子（ＰＺＴ）等の移動素子２６の微小変位によりレーザ光の光軸方向と同一方向に微小距離毎に移動すると、この参照平面ミラー２５の各微小距離毎の移動によりそれぞれ異なる各位相毎の各干渉縞が生成される。撮像素子３０は、各干渉縞をそれぞれ撮像してその各画像信号を出力する。
【００９８】
解析装置３６は、干渉計２３により生成された各位相毎の各干渉縞の各第２の画像データを解析して対物レンズ１の各透過波面収差を求め、これら透過波面収差の定量化を行う、いわゆる位相シフト法による干渉縞の解析法を行う。そして、解析装置３６は、解析した対物レンズ１の各透過波面収差の結果をモニタ３７にリアルタイムに表示する。
【００９９】
このように上記第２の実施の形態によれば、対物レンズ１を当該対物レンズ１の瞳位置Ｅを中心に傾斜させる傾斜機構４０を備えたので、上記第１の実施の形態に加えて、対物レンズ１の軸外の各位置での各点像をリアルタイムに観察できる。又、自転取付部材４６によって対物レンズ１をその光軸を回転軸として自転させるので、対物レンズ１の軸外の全ての位置での各点像を観察することができる。従って、対物レンズ１の性能を軸上、軸外に渡って評価することができる。
【０１００】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、次のように変形してもよい。
【０１０１】
上記各実施の形態では、凹球面の球面ミラー１５を用いているが、図８に示すように凸球面に形成された球面ミラー５０を用いてもよい。
【０１０２】
又、図９に示す球面ミラーは、例えば生物用顕微鏡に装着される対物レンズの組立調整における点像観察に好適である。
【０１０３】
一般に、生物標本は、スライスされてスライドガラス上に載置され、このスライドガラス上の生物標本の上から例えば厚さ０．１７ｍｍ程度のカバーガラスを載せられて観察される。従って、生物標本の観察用の対物レンズは、カバーガラスを設置された場合に収差が最も小さくなるように設計されている。
【０１０４】
又、生物標本は、およそ生理食塩水程度の光学的屈折率を有すると考えて実用上差し支えない。このような生物標本の観察に近い状態で対物レンズ１の点像を観察するためには、図９に示す球面ミラー５１が好適である。この球面ミラー５１は、例えば高精度なガラスボールレンズをカットした半球状に形成され、平面５２と半球状の反射面５３とを有する。平面５２上には、生物標本が載置され、その上にカバーガラス５４が載置される。
【０１０５】
対物レンズ１の焦点位置は、カバーガラス５４を透過した球面ミラー５１の平面５２上に合わせる。なお、球面ミラー５１は、内部がガラスであり、生理食塩水と同じ屈折率ではなくても実用上それに近い屈折率と見なせるガラスであればよい。
【０１０６】
このような球面ミラー５１であれば、球面ミラー５１の反射面５３で反射したレーザ光は、再びもとの経路を辿って対物レンズ１を通過し、対物レンズ１の２倍の収差が加わった点像を観察することができる。又、生物顕微鏡で良く使用される油浸対物レンズを対物レンズ１とする場合は、図９に示すカバーガラス５４と対物レンズ１との間にオイルを満たすようにすればよい。
【０１０７】
上記第２の実施の形態では、対物レンズ１と球面ミラー１５とＸＹＺステージ１４とを一体的に傾斜させているが、これに限らず、入射光学系としての光ファイバー２１及びコリメートレンズ２２やビームスプリッタ２４、点像拡大光学系２８を一体的に傾斜させても対物レンズ１の軸外の点像を観察できることができる。正確には、対物レンズ１と球面ミラー１５とＸＹＺステージ１４とが一体的にかつ相対傾斜していれば良いのは言うまでもない。
【０１０８】
なお、傾斜させるときの回転軸が対物レンズ１の瞳位置から外れると、傾斜時に対物レンズ１の瞳枠で光束がケラレを発生することになりあまり好ましくないので、傾斜させるときの回転軸は、対物レンス１のほぼ瞳位置とするのが好ましい。
【０１０９】
光源としては、レーザ光源２０を用い、このレーザ光源２０から出力されるレーザ光の伝送手段としては、シングルモードの光ファイバー２１が望ましい。光ファイバー２１でレーザ光を導入せず、レーザ光源２０から直接レーザ光を導入する構成にしてもよい。
【０１１０】
干渉計２３は、トワイマングリーン型で説明したが、点像観察と干渉縞の観察とが簡単に切り替え可能であれば、別の形態の干渉計を用いてもよい。
【０１１１】
上記第１及び第２の実施の形態では、対物レンズ１にレーザ光を１往復させているが、複数回往復させてもよい。このような往復光学系は、図１０に示すように例えばアーム部材１３中に一部反射ミラー５５を設ける。この一部反射ミラー５５は、球面ミラー１５に対して対物レンズ１を介して対向配置され、球面ミラー１５で反射して対物レンズ１を透過したレーザ光の一部を反射し、再び対物レンズ１に透過させる。従って、レーザ光は、対物レンズ１を複数回往復することになる。これにより、対物レンズ１の収差が複数倍加わったレーザ光の点像をリアルタイムで観察でき、対物レンズ１の偏心コマ収差を効率的かつ高精度に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係るレンズ組立支援装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置における対物レンズの偏心調整をするときの構成図。
【図３】同装置により得られる偏心コマ収差の無い理想的な対物レンズの点像を示す図。
【図４】同装置により得られる偏心コマ収差が存在するときの対物レンズの点像を示す図。
【図５】同装置により得られる偏心コマ収差が存在するときの対物レンズの点像を示す図。
【図６】同装置により得られる干渉縞を示す図。
【図７】本発明に係るレンズ組立支援装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図８】本発明に係るレンズ組立支援装置に用いる球面ミラーの変形例を示す図。
【図９】本発明に係るレンズ組立支援装置に用いる球面ミラーの変形例を示す図。
【図１０】本発明に係るレンズ組立支援装置に用いる往復光学系の変形例を示す図。
【図１１】従来の偏心調整の具体例を示す図。
【図１２】同偏心調整に用いられる円形開口パターンが形成されたチャートを示す図。
【図１３】同チャートにより得られる像を示す図。
【図１４】従来のチャートを使用しない透過評価方式である基準レンズ方式を示す図。
【符号の説明】
【０１１３】
１：被検光学系（対物レンズ）、２：第１の部組レンズ、３：第２の部組レンズ、４：調整レンズ、１０：筐体、１１：ベース部材、１２：支持部材、１３：アーム部材、１４：ＸＹＺステージ、１５：球面ミラー、１６：対物レンズ取付部材、１７，１８：孔、１９：入射光学系、２０：レーザ光源、２１：光ファイバー、２２：コリメートレンズ、２３：干渉計、２４：ビームスプリッタ、２５：参照平面ミラー、２６：移動素子、２７：ピエゾ素子駆動回路、２８：点像拡大光学系、２９：結像レンズ、３０：撮像素子、３１：光学系切替機構、３２：シャッター、３３：ベルトランレンズ、３４：遮光機構駆動回路、３５：挿脱機構駆動回路、３６：解析装置、３７：モニタ、４０：架台、４１：架台、４２：押しネジ台、４３：押しネジ、４４：支持フレーム、４５：ハンドル、４６：自転取付部材、５０：球面ミラー、５１：球面ミラー、５２：平面、５３：反射面、５４：カバーガラス、５５：一部反射ミラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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