JP2012118071A - 光学系の光学面の間隔を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、単レンズ又は多レンズ光学系の光学面の間隔が確実かつ高精度に測定され得る装置及び方法を指定することである。
【解決手段】多レンズ光学系（３８）の光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の間隔を測定する方法の場合に、光学系のセンタリング状態は、光学系（３８）の少なくとも２つの光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を考慮することにより記録される。光学系（３８）は、センタリング状態を考慮して、光学系（３８）の光軸（４０）が参照軸（３４）とできる限り揃うように調節される。次のステップでは、光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の間隔が、短コヒーレンス干渉計（２４）を用いて決定される。この目的のために光学系（３８）に向けられる測定光線（５０）は、参照軸（３４）に沿っている。試験片（３８）の事前の調節により、光学系の少なくとも２つの光学面を考慮して、高精度の測定が得られる。
【選択図】図５

Description

本発明は、単レンズ又は多レンズ光学系の光学面の間隔を測定する方法及び装置に関する。そのような型の間隔は、一般に光学系の光軸に対して指定される。

単レンズ又は多レンズ光学系の光学面の間隔を測定するために、例えば仏国特許出願公開第２８０３０２７号明細書及びＲ． Ｗｉｌｈｅｌｍらの論文「光学系のガラス厚及び空隙（air gap）のサブミクロン精度での軸上非接触測定」，Ｐｒｏｃ． ｏｆ ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ． ６６１６ （２００７），６６１６３Ｐ−１〜６６１６３Ｐ−１２に記載される、短コヒーレンス干渉計（short-coherence interferometer）を用いることが知られている。そのような型の干渉計は、非常に短いコヒーレンス長を有する測定光を生成する光源を有する。測定光のビーム路は、ビーム分割器を用いて参照アーム（arm）及び測定アームに分割される。測定アームで導かれる測定光は、光学系に向けられる一方、参照アームで導かれる測定光の光路長は、可動式ミラーアレイ又は同様のものを用いて変化する。光学系の光学面で反射された測定光は、参照アームで導かれる測定光と光検出器で重畳する。光検出器により記録される干渉現象から、測定光が光学面間の経路上を進む光路長の差が推測され得る。用いられる測定光の短コヒーレンス長により、参照アーム及び測定アームの光路長が一致するときにのみ、光検出器で干渉現象が起こる。

この測定原理を用いる測定装置は、例えばＦＯＧＡＬＥ ｎａｎｏｔｅｃｈ，Ｎｉｍｅｓ，Ｆｒａｎｃｅにより販売されている。

しかし、光学系の光学面の間隔を測定する短コヒーレンス干渉計の使用に関連して、測定光は、光学面にできる限り垂直に当たる必要がある。わずかに偏心（tilted）した表面の場合でさえ、わずかな光が干渉計に反射されるので、検出器では、干渉信号が生じないか、良くて−非常に低い信号対雑音比により−辛うじて検出可能な干渉信号が生じるかである。偏心（tilted）した光学面の場合に、干渉信号が十分に記録され得るときでさえ、最終的に、その信号は、望まれるような測定される光学系の光軸に沿った光学面の間隔ではなく、測定光線により定義される測定方向に沿った間隔にすぎない。この方向は光学系の光軸から大きくずれているかもしれないので、この方法で得られる測定値はあまり意味がない。

光学系を調節するために、上述のＲ． Ｗｉｌｈｅｌｍらの論文は、最初にレーザポインタにより生成される光線を用いて光学系用チップチルトマウント（tip-tilt mount）を調節することを提案している。この目的を達成するために、平面ミラーがマウントに置かれ、光線がミラーに向けられる。マウントは、光線が自身に反射されるまで調節される。次のステップでは、光学系が、マウントに置かれ、光線が自身に反射されるように干渉計の方を向く光学面に垂直に当たるまで、偏心（tilted）させられる。

本発明の目的は、単レンズ又は多レンズ光学系の光学面の間隔が確実かつ高精度に測定され得る装置及び方法を指定することである。

方法に関して、この目的は、本発明に従って、次のステップを有する方法により達成される。

ａ）光学系内のすべての光学面が考慮されるように、参照軸に沿って伝わる試験光線（test-light ray）を光学系に向け、試験光線が光学系を完全に通過した後に、試験光線が位置決定（location-resolving）光学センサに当たる位置を記録することにより、光学系のセンタリング状態（centring state）を記録するステップ、
ｂ）ステップａ）で記録されたセンタリング状態を考慮して、手動又は外力補助（extraneous-force-assisted）による光学系の調節を行うステップ、
ｃ）光学系に、参照軸に沿って伝わる測定光線を通過させるステップ、
ｄ）光学面から反射された測定光線の一部を参照光線と干渉計で重畳させるステップ、
ｅ）反射された一部と参照光線との間の干渉現象を記録及び評価することにより、参照軸に沿った光学面の間隔を決定するステップ。

ステップａ）でのセンタリング状態の記録により、光学系は、参照軸及び測定光線が光学面をできる限り垂直に通過するように、ステップｂ）で調節され得る。このことは、一方で、かなり多くの測定光が干渉計に反射され、干渉に貢献し得るという結果を有する。他方で、光学系の光軸は、干渉計が、望まれるような光軸に沿った光学面の間隔を実際に測定し、例えば必要に応じて偏心（tilted）又は移動した参照軸に沿ったものを実際に測定しないように、参照軸の近くにある。

本発明に従って、センタリング状態の記録の間に、光学系のすべての光学面が考慮される。センタリング状態の記録の間に光学系の１つの表面しか考慮されないのであれば、上述のＲ． Ｗｉｌｈｅｌｍの論文に開示される方法のように、ステップｂ）での調節により、一般に、光学系が参照軸に対して十分な精度で正しい方向に置かれることは保証され得ない。光学球面の場合に、良くて、この表面の曲率中心が参照軸上にあることは保証され得る。しかし、この場合、光学系は、依然としてこの曲率中心の周りで偏心（tilted）しており、結果として参照軸に対して中心に置かれないかもしれない。

本発明に従って、センタリング状態の記録にすべての表面が考慮される場合に限り、１つの光学面しか考慮されない場合に生じる曖昧さはなくなる。センタリング状態の記録で考慮される表面が多いほど、ステップｂ）で得られる参照軸に対する光学系のセンタリングは一般によくなる。この理由により、光学系のすべての光学面が考慮されれば、光学系のセンタリング状態は最も精度よく記録される。

試験光線及び光学センサにより、非常に簡便な手段を用いてすべての光学面を考慮することにより、測定光線により予め定められた参照軸に対する光学系のセンタリング状態を定性的に記録することが可能になる。これに関連して、試験光線はその光線が非垂直に当たり、結果として横方向に屈折する光学面で反射されるという事実が利用される。試験光線の横方向への屈折は、測定装置の位置決定光学センサにより記録される。光学系の光軸が参照軸に揃うほど、光学系を通過する試験光線の屈折は小さくなる。

そのような透過測定（measurement in transmission）により、ステップｂ）での調節は、単に試験光線が位置決定光学センサに当たる位置の記録の間に、光学系が参照軸の周りを回転する場合に、特に成功する。そのような回転の間に、光学センサにより記録される位置は、参照軸の周りの円軌道を描く。ステップｂ）での調節は、円軌道が最小半径を有するまで継続される。光学系は、その光軸が参照軸と少なくとも十分に揃うように、参照軸に対して正しい方向に置かれる。回転は、光学センサ上の参照軸の交差点が不明であり、参照軸と試験光線が光学センサに当たる位置との間隔が確認され得ないときに、特に有利である。

試験光線及び測定光線が干渉計の同じ光源により生成されれば、特に簡便である。この場合、結果として、試験光線及び測定光線は、最終的に「同じ」光線であり、異なる目的で光学系に向けられるにすぎない。

装置に関して、序論で述べた目的は、参照軸に沿って表面の間隔を測定するように構成された干渉計を有する装置により達成される。装置は、加えて、光学系の少なくとも２つの光学面を考慮することにより光学系のセンタリング状態を記録するように構成されたセンタリング状態記録デバイスを有する。センタリング状態記録デバイスは、参照軸に沿って伝わる試験光線を光学系の一面に向けるように構成された試験光源と、試験光線が光学系を完全に通過した後に光学センサに当たる位置を記録するように構成された位置決定光学センサとを有する。

これに関連して、試験光線の光源は、間隔を測定するために光学系に向けられる測定光を生成するために、干渉計内に配置された光源でもよい。

加えて、装置は、光学系を参照軸の周りで回転させるように構成された回転機構を示（exhibit）してもよい。

本発明のさらなる特徴及び利点は、以下の、図面に基づく実施形態の説明から明らかになるだろう。

すべてのレンズが参照軸に沿って正確に正しい方向に置かれている、多レンズ光学系の子午的断面図（meridional section）。 参照軸に対して偏心している、図１に示される光学系の個々のレンズ。 多レンズ光学系の曲率中心の略図。 曲率中心がほぼ参照軸と異なる直線上にある、図３のような略図。 本発明の第１の実施形態による測定装置の子午的断面図。 光検出器により間隔測定の間に記録される強度が、測定装置の干渉計の参照光線が進む光路長の関数として描かれているグラフ。 図５の拡大された詳細。 試験光線が試験片の回転の間にセンサ上で描く円軌道を表す、測定装置の光学センサの上面図。 試験片の調節の後の、図８のような上面図。 本発明の方法の重要なステップを説明するフローチャート。

１．序論
図１は、子午的断面図で、１０により全体が示される光学系を示す。光学系は、７枚のレンズＬ１〜Ｌ７を有する。２枚のレンズＬ３及びＬ４は、隙間なく１つに接合されており、アクロマート（achromat）として用いられるダブレット（doublet）を形成する。レンズＬ１〜Ｌ７は、いかなる場合も不図示のレンズマウントに収容される、円筒状に研磨されたレンズ縁１２を有する。

理想的な場合に、レンズＬ１〜Ｌ７は、その光軸がすべて同時に円筒状のレンズ縁１２の対称軸でもある共通参照軸１４上にあるように、正しい方向に置かれている。参照軸１４は、一般に光学系１０の光軸として示される。光学系１０の光学面の間隔が指定され又は測定されれば、その指定値又は測定値は、一般に光学系１０の（参照軸１４と一致する）光軸に沿った間隔に関係する。これに関連して、個々のレンズの光学面の間隔は、主に中心の厚みとして示される。図１では、レンズＬ１及びＬ２の中心の厚みは、それぞれｄ_Ｍ１及びｄ_Ｍ２により示される。空隙により相互に分離した、連続したレンズの間隔は、主に空気分離（air separation）として示される。図１では、レンズＬ１及びＬ２間の空気分離は、ｄ_Ｌ１２により示される。

しかし、実際の光学系では、製造及び組み立ての耐性のために、理想的な方向付けからのずれが生じる。図２は、レンズＬ５を例に、レンズマウント内のレンズＬ５のわずかな（図２では大げさに示されている）偏心（tilting）がセンタリング状態にどのように影響を与えるかを示す。ここで、レンズＬ５の２つのレンズ表面Ｓ５１及びＳ５２は球面であり、それぞれ図２にＫ５１及びＫ５２により示される曲率中心を有すると仮定する。曲率中心Ｋ５１及びＫ５２は、レンズＬ５の光軸を定義する。光軸は、図２に点線１６により示される。この定義により、光軸１６は、レンズＬ５の光学球面Ｓ５１及びＳ５２に対して常に垂直になる。

非球面レンズの場合に、光軸は、非球面レンズ表面の球面部分の曲率中心により定義される。従来の非球面方程式により記述可能な非球面の場合に、曲率中心は、結果として曲率半径Ｒの球の中心により与えられる。方程式において、ｚは光軸と平行な、問題の表面の矢状（sagitta）を示し、ｈは光軸からの半径方向（radial）間隔を示し、ｃ＝１／Ｒは問題の表面の頂点の曲率を示し、ｋは円錐定数（conic constant）を示し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、及びＪは非球面定数（aspheric constant）を示す。

例えば、レンズＬ５の偏心（tilting）は、レンズＬ５がレンズマウントに正しく挿入されなかったという事実により生じているかもしれない。この理由として、例えば、レンズ縁１２がその対称軸がレンズＬ５の光軸１６と揃うように研磨されなかったという可能性が考慮される。

図１に示されるような多レンズ光学系の場合に、個々のレンズの光軸は、一般にセンタリング状態の質により、参照軸１４に対してより大きく又は小さく不規則に分布する。このことは、図３に、曲率中心Ｋ１１及びＫ１２、Ｋ２１及びＫ２２、Ｋ３１及びＫ３２、並びにＫ４１及びＫ４２の４枚のレンズを有する光学系を例に示される。４枚のレンズの光軸は、１６１、１６２、１６３、及び１６４により示される。

時折、レンズの光軸は（少なくともほぼ）共通光軸１６’上に配置されているが、その光軸は参照軸１４と揃っていないということも起こるかもしれない。そのような配置は、図４に示される。加えて、図３に示されるような場合があり、レンズの光軸１６４は、参照軸１４と揃っていないが、平行である。そのような状態は、図２に示される偏心（tilting）と対照的に、しばしばレンズの偏心（decentring）として示される。

正確に調節されていない多レンズ光学系の光軸は、それ自体で明確には定義されない。なぜなら、曲率中心は、一般に直線上にないからである。この理由により、そのような系の「光軸」により一般に軸は理解され、レンズの曲率中心は平均してその軸から最小間隔を有する。このように理解される光軸は、結果として一種の回帰直線を表し、必要に応じて、間隔の最小化の異なる基準が適用されてもよい（例えば、算術平均、二次平均、又は問題の光学面の曲率半径の関数としての間隔の重み付け）。

短コヒーレンス干渉計を用いて４枚のレンズの表面の間隔を高精度に測定することが望まれる場合に、２つの問題が生じる。

一方で、短コヒーレンス干渉計を用いた間隔の高精度な測定は、干渉計から光学系への測定光が検査される光学系に垂直に当たるときにのみ、確実に成功する。レンズが偏心（tilted or decentred）していれば、一般に、測定光はもはや問題の光学面に垂直に当たらない。結果として、光学面から干渉計に反射される光の強度は、主に大きく弱められるので、非常に低い信号対雑音比により、測定が不能であるか、良くて比較的精度の低い測定が可能であるかである。

第２の問題は、問題の光学面のレンズの偏心（tilting or decentring）にもかかわらず、十分に強い干渉信号が記録され得るときでさえ、最終的に、その信号は、実際に望まれるような測定される光軸に沿った表面の間隔ではなく、その軸と無視できない角度を成す方向に沿ったものであるという事実にある。このことから生じる、光軸に沿った実際の間隔と測定された間隔との間のずれは無視できないかもしれず、レンズの偏心（tilting or decentring）が気付かれないときに、このことは特に問題になる。

この問題を解決することを目的として、本発明は、光学系のセンタリング状態を簡便な手段を用いて少なくとも大雑把に記録し、光学系の光軸が測定光線により予め定められた参照軸とできる限り揃うように、光学系を短コヒーレンス干渉計との関連で正しい方向に置くことを提案する。調節が行われた後に、光学系は、例えば、参照軸が個々のレンズの光軸に対して一種の回帰直線を構成するように、参照軸に対して正しい方向に置かれ得る。図３に示される配置の場合、曲率中心Ｋ１１及びＫ１２、Ｋ２１及びＫ２２、Ｋ３１及びＫ３２、並びにＫ４１及びＫ４２を通る回帰直線１６’は、測定光線により予め定められた参照軸と一致する。しかし、光軸が参照軸に対して偏心（tilted）した直線上にあれば（図４を参照）、調節の手段により状態は確立されなければならず、光軸１６’及び参照軸１４の同軸方向付けは、光学系の偏心（tilting）により得られる。

特に、図３に示される例が示すように、間隔測定の前のそのような調節により、必ずしもすべての光学面が参照軸１４により垂直に交差されることは保証され得ない。結果として、短コヒーレンス干渉計の測定光線が、光学系の必ずしもすべての光学面に正確に垂直に当たるとは限らない。しかし、先の調節により、すべての光学面を考慮して、原理上回避不能であり、偏心（tilted or decentred）したレンズにより生じる測定誤りは、最小化され得る。

以下の第２及び３節では、本発明の測定装置の構造及び動作モードが、実施形態に従って説明される。この実施形態では、参照軸１４に対する光学系のセンタリング状態が、透過測定により定性的に記録される。そのような定性的記述（statement）は、一般に、調節手続での実際の間隔測定の前に、光学系を参照軸１４に対して正しい方向に置くことを可能にするのに十分である。

最後の第４節では、重要な方法ステップが再度要約される。

２．測定装置の構造
図５に子午的断面図で示され、２０により全体が示される測定装置は、例えば問題のＣＣＤセンサ又は位置敏感（position-sensitive）ダイオード（ＰＳＤ）である、位置決定光学センサ２２と、干渉計２４とを有する。測定装置２０は、コンピュータ２６の形式の計算ユニットと、輪状回転テーブル３０により支持される試験片レセプタクル（test-specimen receptacle）２８とをさらに有する。回転テーブル３０は、その上に配置された試験片レセプタクル２８と共に、矢印３６により示されるように、モータ３２を用いて参照軸３４の周りを回転可能である。回転テーブル３０は、モータ３２と共に、測定装置２０の回転機構を構成する。

示される実施形態では、試験片レセプタクル２８は、便宜上、図１に示されるレンズＬ３及びＬ４から構成される問題のダブレットである、試験片３８を支持する。この試験片３８の３つの光学面は、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３により示される。もちろん、かなり多くのレンズを有する試験片が検査されてもよい。図５の表現では、試験片３８は、それぞれＫ１、Ｋ２、及びＫ３により示される、表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の曲率中心が参照軸３４上にないように、偏心（decentred）していると仮定する。むしろ、曲率中心Ｋ１、Ｋ２、及びＫ３は、ほぼ試験片３８の光軸４０上にあるが、参照軸３４に対して偏心（tilted）している。

干渉計２４は、短コヒーレンス干渉計の形式をとり、この目的のために、レーザ光の光源に比べてスペクトル的に広帯域であり、例えば高輝度（superluminescent）ダイオードである、光源４４を有する。比較的広いスペクトル帯域により、光源４４により生成される光は、レーザ光の光源により生成される光よりもかなり短いコヒーレンス長を有する。代替方法として、極短光パルスを生成するレーザ光の光源が用いられてもよい。なぜなら、そのような光パルスは、短コヒーレンス長を有するからである。

光源４４により生成される測定光は、コリメータレンズ４６により集光され、測定光を試験片３８に向けられる測定光線５０と、参照光線５２とに分割するビーム分割キューブ４８に向けられる。光線５０及び５２は、より識別可能にするために、鎖線により示される軸に対するオフセットで描かれている。しかし、実際その光線は、正確にその軸に沿っている。このことは、参照軸３４に沿って正確に伝わる、試験片３８に向けられる測定光線５０に対して特に有効である。

参照光線５２は、アクチュエータ５６を用いてビーム方向に沿って移動可能なミラー５４により、自身に反射される。このように、ビーム分割キューブ４８とミラー５４との間の、参照光線５２の光路長は変更され得る。

試験片３８に向けられる測定光線５０は、参照軸３４に沿って試験片を通過する。光学面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の各々で反射された測定光線の一部６０は、ビーム分割キューブ４８に戻り、一部は光検出器６２の方向に反射される。反射された測定光線の一部６０は、ミラー５４から反射された参照光線５２と重畳する。

反射された測定光線の一部６０及び参照光線５２が光検出器６２に向かって進んだときの光路長の差が、光源４４により生成される測定光のコヒーレンス長の１０倍であれば、光検出器６２により記録される干渉現象が起こる。光源４４により生成される測定光のコヒーレンス長が短いので、光検出器６２は、ミラー５４により進められる経路の関数として、前述の条件が満たされれば厳しく制限される出力信号を生成する。

図６は、光検出器６２により記録される強度Ｉが、参照光線５２が進む光路長ＯＰＬ上に描かれているグラフの例を示す。この光路長は、測定の間にミラー５４を移動することにより変化する。反射された測定光線の一部６０及び参照光線５２の光路長が一致するときはいつでも、干渉信号は光検出器６２で記録され得る。横座標上に、光検出器６２で対応する干渉信号をもたらす表面Ｓ３、Ｓ２、及びＳ１が指定されている。

測定信号の包絡線６３の最大値の位置から、レンズ材料の群屈折率を考慮して、表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の間隔が非常に高い精度で決定され得る。

実際の測定信号の場合に、さらなる干渉信号は、一般に包絡線６３間にあり、例えば、試験片３８内での複数の反射によりもたらされ、時には比較的高いレベルに達するかもしれない。そのような干渉信号が測定を妨げないように、包絡線６３の周りに置かれる弁別窓（discriminator window）を用いて、干渉信号はマスクされ得る。弁別窓は、干渉信号が予期される位置に自動的に、優先的に置かれ、基礎として表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の望まれる間隔をとる。できる限り多くの測定光が試験片３８の表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３から反射され、光検出器６２に入力され得るために、試験片に向けられる測定光線５０は、コリメータレンズ４６を用いて試験片３８に適合させられ得る。短コヒーレンス干渉計を用いた透明体の厚みの検査に関するさらなる詳細は、仏国特許出願公開第２８０３０２１号明細書から収集され得る。原理上適切な短コヒーレンス干渉計は、とりわけＦＯＧＡＬＥ ｎａｎｏｔｅｃｈ，Ｎｉｍｅｓ，Ｆｒａｎｃｅにより販売されている。

３．測定の順序
以下では、本発明の測定方法が、図７〜９を参照してより詳細に説明される。

ａ）一度だけの方向付け
最初に、試験片３８に向けられる、干渉計２４の測定光線５０は、回転テーブル３０の回転軸により定義される参照軸３４に沿って正確に伝わると仮定する。そのような調節は、測定装置を初めて作動させる前に、一度だけ行われる。

この一度の方向付けのために、例えば平面ミラーが回転テーブル３０の開口部に置かれてもよい。参照アームは、例えばミラー５４を偏心（tilting）させることにより、動作から外される。干渉計２４及び回転テーブル３０は、光検出器で記録される信号が最大強度を有するまで、角度に関して相互に正しい方向に置かれる。このことから、測定光線５０は平面ミラーで自身に反射され、平面ミラーは結果として参照軸３４に対して垂直に正しい方向に置かれることが推測され得る。回転テーブルの回転軸は、結果として参照軸３４と平行になる。

次のステップでは、平面ミラーが球面レンズにより置き換えられる。干渉計２４及び回転テーブル３０は、干渉信号が最大強度を有するまで、参照軸３４に対して垂直に相互に移動される。このことから、測定光線５０は球面レンズで自身に反射され、球面レンズは結果としてその中心が参照軸３４上に置かれることが推測され得る。回転テーブルの回転軸は、参照軸３４に対して同軸上になる。

上述の２つの調節ステップは、必要に応じて、最適な方向付けが達成されるまで、（何度も）繰り返されてよい。

光学センサ２２は、その座標原点が参照軸３４上にあるように、優先的に調節される。そのような調節は、センサ表面に割り当てられる座標系の再配置により、純粋に計算的に行われてもよい。

ｂ）試験片３８の調節
実際の間隔測定の前に行われなければならない試験片３８の調節を説明するために、測定装置２０の必須要素を拡大して示す図７が参照される。

最初に、干渉計２４により生成される測定光線５０は、試験片３８の一面に向けられる。図５及び７で仮定されている光軸４０の偏心（tilting）の場合に、表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３は、参照軸３４及び測定光線５０がもはや表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３を垂直に通過しないように、再配置されている。結果として、表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３で測定光線５０の屈折が起こり、その光線は試験片３８から参照軸３４に対して斜めに離れるという結果になる。結果として、測定光線５０は、参照軸３４の交差点６４ではなく、交差点６４から離れた位置６６で、光学センサ２２に当たる。この位置６６は、光学センサ２２により記録され、ディスプレイ画面７０への表示のためにコンピュータ２６に伝達される。

原理上、試験片３８のセンタリング状態に関する定性的記述は、単に位置６６の交差点６４からの間隔から作成され得る。この目的のために、光学センサ２２の交差点６４の位置は、適切な手続を用いて前もって決定される必要がある。試験片３８が手動により又は（必要に応じて、外力補助）マニピュレータを用いて試験片レセプタクル２８内で偏心（tilted）及び／又は再配置され、その方法で測定光線５０が光学センサ２２に当たる位置６６が観測されれば、調節は位置６６及び交差点６４の間隔が最小になるまで継続され得る。

試験片３８が回転テーブル２８を用いて参照軸３４の周りを回転すれば、調節は（特に、光学センサ２２上の交差点６４の位置が不明であるときに）より成功する。位置６６は、図８に光学センサ２２の上面図で示されるように、参照軸３４の周りで円軌道６８上を移動する。参照軸３４に対する試験片３８の最適な方向付けは、図９に示されるように、光学センサ上に描かれる円６８’の半径が最小であるときに得られる。

上述の調節を行い得るために、測定光線５０の代わりに、異なる光源により生成される試験光線が試験片３８を通って光学センサ２２に向けられ得ることが理解されるだろう。

ｃ）間隔測定
上述の調節の後に、試験片３８は、光軸４０が参照軸３４と揃うように、参照軸３４に対して正しい方向に置かれている。レンズＬ３及びＬ４は、参照軸３４に対してわずかに偏心（tilted）しているだけである。表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の間隔が、干渉計２４を用いて、図５を参照して上述した方法で測定されれば、測定光線５０は、表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３をほぼ垂直に通過する。結果として、一方で、表面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３から反射される測定光線は、最大強度を有し、この理由により、参照光線５２と重畳して光検出器６２で明確に識別可能な干渉信号を生成することが保証される。他方で、参照軸３４に対する試験片３８の光軸４０の方向付けにより、光学面Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の間隔は、実際に試験片３８の光軸に沿って測定されることが保証される。

５．重要な方法ステップの要約
以下では、図１０が参照される。図１０は、本発明の方法の必須ステップが列挙されるフローチャートを示す。第１ステップＳＴ１では、試験片３８又はごく一般に単レンズ若しくは多レンズ光学系の光学面のうち少なくとも２つ、優先的にすべてを考慮して、そのセンタリング状態が記録される。第２ステップＳＴ２では、試験片３８が、その光軸４０が参照軸３８とできる限り正確に揃うように、優先的に調節される。第３ステップＳＴ３では、試験片３８が、測定光線５０を通過させられる。第４ステップＳＴ４では、試験片３８から反射された測定光が、参照光と干渉計２４で重畳させられる。第５ステップＳＴ５では、表面間隔が、光検出器６２で干渉現象を評価することにより決定される。

Claims (8)

1. 単レンズ又は多レンズ光学系（３８）の光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の間隔を測定する方法であって、
   ａ）前記光学系（３８）内のすべての光学面が考慮されるように、参照軸（３４）に沿って伝わる試験光線（５０）を前記光学系（３８）に向け、前記試験光線が前記光学系（３８）を完全に通過した後に、前記試験光線が位置決定光学センサ（２２）に当たる位置（６６）を記録することにより、前記光学系（３８）のセンタリング状態を記録するステップと、
   ｂ）ステップａ）で記録された前記センタリング状態を考慮して、前記光学系（３８）を調節するステップと、
   ｃ）前記光学系（３８）に、前記参照軸（３４）に沿って伝わる測定光線（５０）を通過させるステップと、
   ｄ）前記光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）から反射された前記測定光線の一部（６０）を参照光線（５２）と干渉計（２４）で重畳させるステップと、
   ｅ）前記反射された一部（６０）と前記参照光線（５２）との間の干渉現象を記録及び評価することにより、前記参照軸（３４）に沿った前記光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の前記間隔を決定するステップと、を有する方法。
2. 前記光学系（３８）は、ステップｂ）の間に前記参照軸（３４）の周りを回転する、請求項１に記載の方法。
3. 前記回転の間に前記光学センサ（２２）により記録される前記位置（６６）の変化から、前記光学系（３８）の光軸（４０）の、前記参照軸（３４）からのずれが推測され、ステップｂ）での前記調節は、前記光学系（３８）の前記光軸（４０）が前記参照軸（３４）に対して同軸上になるまで継続される、請求項２に記載の方法。
4. 前記参照軸（３４）の周りの前記回転の間に前記光学センサ（２２）により記録される前記位置（６６）は、前記参照軸（３４）の周りの円軌道（６８）を描き、ステップｂ）での前記調節は、前記円軌道（６８’）が最小半径を有するまで継続される、請求項３に記載の方法。
5. 前記試験光線及び前記測定光線（５０）は、同じ光源（４４）により生成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 多レンズ光学系（３８）の光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の間隔を測定する装置であって、
   ａ）参照軸（３４）に沿って前記表面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）の間隔を測定するように構成された干渉計（２４）と、
   ｂ）前記光学系（３８）のすべての光学面（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を考慮することにより、前記光学系（３８）のセンタリング状態を記録するように構成されたセンタリング状態記録デバイス（４４、２２；７２）と、を有し、
   前記センタリング状態記録デバイスは、
   前記参照軸（３４）に沿って伝わる試験光線（５０）を前記光学系（３８）の一面に向けるように構成された試験光源（４４）と、
   前記試験光線（５０）が前記光学系（３８）を完全に通過した後に前記光学センサ（２２）に当たる位置を記録するように構成された位置決定光学センサ（２２）と、を有する、装置。
7. 前記試験光源（４４）は、前記間隔を測定するために前記光学系（３８）に向けられる測定光を生成するために前記干渉計（２４）内に配置された光源である、請求項６に記載の装置。
8. 前記光学系（３８）を前記参照軸（３４）の周りで回転させるように構成された回転機構（３０、３２）を有する、請求項６又は７に記載の装置。

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