JPH09222380A - 非球面レンズ偏心測定機 - Google Patents
非球面レンズ偏心測定機Info
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- JPH09222380A JPH09222380A JP8030598A JP3059896A JPH09222380A JP H09222380 A JPH09222380 A JP H09222380A JP 8030598 A JP8030598 A JP 8030598A JP 3059896 A JP3059896 A JP 3059896A JP H09222380 A JPH09222380 A JP H09222380A
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】多様な形態を呈する非球面の偏心を斜入射法を
用いて測定する際に、観測する反射スポット径を十分に
小さく抑えることにより、偏心測定の精度を向上させ
る。 【解決手段】レンズ偏心測定機は、被検レンズ面(11)に
光束を入射させる入射光学系(101,5,3,111) と、被検レ
ンズ面から反射する光束を観測する観察光学系(105,13
4,106) とを有する。入射光学系には、非点隔差を可変
に発生させ、又は、非点隔差量を可変に補正することが
できる光学素子(1) が設けられている。
用いて測定する際に、観測する反射スポット径を十分に
小さく抑えることにより、偏心測定の精度を向上させ
る。 【解決手段】レンズ偏心測定機は、被検レンズ面(11)に
光束を入射させる入射光学系(101,5,3,111) と、被検レ
ンズ面から反射する光束を観測する観察光学系(105,13
4,106) とを有する。入射光学系には、非点隔差を可変
に発生させ、又は、非点隔差量を可変に補正することが
できる光学素子(1) が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源及び投影レン
ズその他の入射光学系で作られた光束を非球面やアナモ
ルフィック面等に入射させ、その被検面で反射した光束
を観察光学系及び計算処理装置で観測することにより、
非球面やアナモルフィック面の偏心を測定するレンズ偏
心測定機に関する。
ズその他の入射光学系で作られた光束を非球面やアナモ
ルフィック面等に入射させ、その被検面で反射した光束
を観察光学系及び計算処理装置で観測することにより、
非球面やアナモルフィック面の偏心を測定するレンズ偏
心測定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に示した非球面レンズｌｌのよう
に、非球面ｌ０の偏心は、通常、δ（非球面面頂Ｖの基
準軸ｌからの偏り）とε（非球面軸ｍの基準軸ｌに対す
る傾き）との二つの自由度により表される。このような
非球面の偏心の測定手段として、特願平６‐１８８５４
４号に記載された偏心測定機がある。その偏心測定機を
図ｌｌ及び図１２に示す。
に、非球面ｌ０の偏心は、通常、δ（非球面面頂Ｖの基
準軸ｌからの偏り）とε（非球面軸ｍの基準軸ｌに対す
る傾き）との二つの自由度により表される。このような
非球面の偏心の測定手段として、特願平６‐１８８５４
４号に記載された偏心測定機がある。その偏心測定機を
図ｌｌ及び図１２に示す。
【０００３】この偏心測定機においては、被検非球面レ
ンズｌｌが回転可能な回転ホルダー２内に支持されてお
り、可視半導体レーザーｌ０１の点光源から発せられる
光束を入射光学系の投影レンズ３を介して非球面ｌ０に
入射させる。非球面ｌ０で反射した反射光は観察光学系
の結像レンズ１０２（この測定機の場合、結像レンズ１
０２は投影レンズ３と共用している）により結像し、顕
微鏡対物レンズｌ０５とズームレンズｌ０６との拡大光
学系を通してＣＣＤカメラｌ０７上にその像が写され、
観測が行われる。
ンズｌｌが回転可能な回転ホルダー２内に支持されてお
り、可視半導体レーザーｌ０１の点光源から発せられる
光束を入射光学系の投影レンズ３を介して非球面ｌ０に
入射させる。非球面ｌ０で反射した反射光は観察光学系
の結像レンズ１０２（この測定機の場合、結像レンズ１
０２は投影レンズ３と共用している）により結像し、顕
微鏡対物レンズｌ０５とズームレンズｌ０６との拡大光
学系を通してＣＣＤカメラｌ０７上にその像が写され、
観測が行われる。
【０００４】また、この偏心測定機においては、非球面
１０への入射光束の位置と方同を変えることができるよ
うに、ミラ一ｌｌｌはＸ１方向に回転可能であり、さら
に、偏心測定機の上部１４１は全体として左右方向Ｘ２
に移動可能である。加えて、非球面ｌ０での反射倍率を
変えるため、可視半導体レーザーｌ０１が上下方向Ｘ３
に移動可能となるような機構が設けられている。また、
観察する反射光束のスポット像のフォーカスを調整する
ため、ＣＣＤカメラｌ０７、ズームレンズｌ０６、三角
プリズム１３４及び顕微鏡対物レンズｌ０５は一体で左
右方向Ｘ４に移動可能であるように構成されている。
１０への入射光束の位置と方同を変えることができるよ
うに、ミラ一ｌｌｌはＸ１方向に回転可能であり、さら
に、偏心測定機の上部１４１は全体として左右方向Ｘ２
に移動可能である。加えて、非球面ｌ０での反射倍率を
変えるため、可視半導体レーザーｌ０１が上下方向Ｘ３
に移動可能となるような機構が設けられている。また、
観察する反射光束のスポット像のフォーカスを調整する
ため、ＣＣＤカメラｌ０７、ズームレンズｌ０６、三角
プリズム１３４及び顕微鏡対物レンズｌ０５は一体で左
右方向Ｘ４に移動可能であるように構成されている。
【０００５】特願平６‐１８８５４４号は、この偏心測
定機を用いて、非球面の偏心を決定する二つの自由度を
垂直入射法及び斜入射法と呼ばれる二つの測定法を用い
て各々測定することを提案している。ここで、垂直入射
法とは、非球面軸にほぼ平行に非球面面頂付近の反射光
束を観測する測定法（図１１に示す方法）であり、斜入
射法とは、入射光束を非球面軸とある角度をもたせて非
球面周辺部の面にほぼ垂直に入射させ、その反射光束を
観測する測定法である（図１２に示す方法）。
定機を用いて、非球面の偏心を決定する二つの自由度を
垂直入射法及び斜入射法と呼ばれる二つの測定法を用い
て各々測定することを提案している。ここで、垂直入射
法とは、非球面軸にほぼ平行に非球面面頂付近の反射光
束を観測する測定法（図１１に示す方法）であり、斜入
射法とは、入射光束を非球面軸とある角度をもたせて非
球面周辺部の面にほぼ垂直に入射させ、その反射光束を
観測する測定法である（図１２に示す方法）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斜入射
法においては、以下に説明する要因によって反射光束が
非点隔差を有するため、観測される反射スポット像が球
面反射の場合よりも大きくなり、測定精度が悪くなると
いう問題がある。
法においては、以下に説明する要因によって反射光束が
非点隔差を有するため、観測される反射スポット像が球
面反射の場合よりも大きくなり、測定精度が悪くなると
いう問題がある。
【０００７】図４は、軸対称の非球面πのうち、前述の
斜入射法による測定時における非球面軸外の一点Ｑの周
囲を示した図である。光束αは非点隔差のない通常の光
束であり、点Ｑの法線ｎ上の一点Ｐに法線ｎに平行に入
射する。点ＯT は点Ｑの子午断面の曲率中心であり、該
子午断面の曲率半径はＲLTである。点ＯS は球欠断面の
曲率中心であり、該球欠断面の曲率半径はＲLSである。
非球面ではＲLTはＲLSと等しくないので、曲面πでの光
束αの反射光束α1 の物点と像点との関係は、子午断面
では物点Ｐに対して像点がＰT1となり、球欠断面での像
点はＰT1とは位置が異なるＰS1となる。
斜入射法による測定時における非球面軸外の一点Ｑの周
囲を示した図である。光束αは非点隔差のない通常の光
束であり、点Ｑの法線ｎ上の一点Ｐに法線ｎに平行に入
射する。点ＯT は点Ｑの子午断面の曲率中心であり、該
子午断面の曲率半径はＲLTである。点ＯS は球欠断面の
曲率中心であり、該球欠断面の曲率半径はＲLSである。
非球面ではＲLTはＲLSと等しくないので、曲面πでの光
束αの反射光束α1 の物点と像点との関係は、子午断面
では物点Ｐに対して像点がＰT1となり、球欠断面での像
点はＰT1とは位置が異なるＰS1となる。
【０００８】すなわち、反射光束α1 は非点隔差を有す
るため、図５に示すように、どのようにフォーカシング
してもＣＣＤ上に結像する反射光束のスポット像（ａ）
乃至（ｃ）は、曲率が一様な球面での反射スボット像
（ｄ）と比較すると、数十倍程度大きくなる。この現象
は、検査対象が軸対称の非球面に限らず、アナモルフィ
ク面やシリンドリカル面及び対称性のない自由曲面であ
っても起こる。
るため、図５に示すように、どのようにフォーカシング
してもＣＣＤ上に結像する反射光束のスポット像（ａ）
乃至（ｃ）は、曲率が一様な球面での反射スボット像
（ｄ）と比較すると、数十倍程度大きくなる。この現象
は、検査対象が軸対称の非球面に限らず、アナモルフィ
ク面やシリンドリカル面及び対称性のない自由曲面であ
っても起こる。
【０００９】本発明は、従来の非球面レンズ偏心測定機
の上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、多
様な形態を呈する非球面の偏心を斜入射法を用いて測定
する際に、観測する反射スポット径を十分に小さく抑え
ることにより、偏心測定の精度を向上させたレンズ偏心
測定機を提供することを目的とする。
の上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、多
様な形態を呈する非球面の偏心を斜入射法を用いて測定
する際に、観測する反射スポット径を十分に小さく抑え
ることにより、偏心測定の精度を向上させたレンズ偏心
測定機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係るレンズ偏心測定機は、被検レンズ面に
光束を入射させる入射光学系と、前記披検レンズ面から
反射する光束を観測する観察光学系とを有するレンズ偏
心測定機において、前記入射光学系は、非点隔差を可変
に発生させ、又は、非点隔差量を可変に補正することが
できる光学素子を少なくとも一つ有していることを特徴
とする。
め、本発明に係るレンズ偏心測定機は、被検レンズ面に
光束を入射させる入射光学系と、前記披検レンズ面から
反射する光束を観測する観察光学系とを有するレンズ偏
心測定機において、前記入射光学系は、非点隔差を可変
に発生させ、又は、非点隔差量を可変に補正することが
できる光学素子を少なくとも一つ有していることを特徴
とする。
【００１１】又、本発明に係るレンズ偏心測定機は、被
検レンズ面に光束を入射させる光学系と被検レンズ面か
らの入射光束に対する反射光束を観測するための光学系
とを有するレンズ偏心測定機において、被検レンズ面に
光束を入射させる光学系中に、入射光束に適切な非点隔
差をもたせるため、光源とは独立に光軸方向に可動の少
なくとも一つのシリンドリカルレンズ或いはアナモルフ
ィックレンズ等の回転非対称のレンズを有するか、又
は、光軸方向と略垂直に可動の少なくとも一つの頂角プ
リズムを有するか、又は、光軸に対する子午断面と球欠
断面との曲率を独立に変えることのできるゴム或いは液
体で構成された弾性体レンズを有することを特徴とす
る。
検レンズ面に光束を入射させる光学系と被検レンズ面か
らの入射光束に対する反射光束を観測するための光学系
とを有するレンズ偏心測定機において、被検レンズ面に
光束を入射させる光学系中に、入射光束に適切な非点隔
差をもたせるため、光源とは独立に光軸方向に可動の少
なくとも一つのシリンドリカルレンズ或いはアナモルフ
ィックレンズ等の回転非対称のレンズを有するか、又
は、光軸方向と略垂直に可動の少なくとも一つの頂角プ
リズムを有するか、又は、光軸に対する子午断面と球欠
断面との曲率を独立に変えることのできるゴム或いは液
体で構成された弾性体レンズを有することを特徴とす
る。
【００１２】更に、本発明に係るレンズ偏心測定機は、
被検レンズ面に光束を入射させる光学系と被検レンズ面
からの入射光束に対する反射光束を観測するための光学
系とを有するレンズ偏心測定機において、被検レンズ面
からの反射光束を観察するための光学系中に、該反射光
束のもつ非点隔差を適切に補正するために、光軸方向に
可動の少なくとも一つのシリンドリカルレンズ或いはア
ナモルフィックレンズ等の回転非対称のレンズを有する
か、又は、光軸方向と略垂直に可動の少なくとも一つの
頂角プリズムを有するか、又は、光軸に対する子午断面
と球欠断面との曲率を独立に変えることのできるゴム或
いは液体で構成された弾性体レンズを有することを特徴
とする。
被検レンズ面に光束を入射させる光学系と被検レンズ面
からの入射光束に対する反射光束を観測するための光学
系とを有するレンズ偏心測定機において、被検レンズ面
からの反射光束を観察するための光学系中に、該反射光
束のもつ非点隔差を適切に補正するために、光軸方向に
可動の少なくとも一つのシリンドリカルレンズ或いはア
ナモルフィックレンズ等の回転非対称のレンズを有する
か、又は、光軸方向と略垂直に可動の少なくとも一つの
頂角プリズムを有するか、又は、光軸に対する子午断面
と球欠断面との曲率を独立に変えることのできるゴム或
いは液体で構成された弾性体レンズを有することを特徴
とする。
【００１３】まず、図１を参照して、非点隔差を発生さ
せる光学素子を有するレンズ偏心測定機について説明す
る。被検レンズ面に光束を入射させる光学系は、光軸方
向に可動な光源１０１（可視半導体レーザー）と、光源
１０１からの光を分割するビームスプリッター５、投影
レンズ３、矢印Ｘ１方向に回動可能なミラー１１１とか
らなる。さらに、この入射光学系は、光源１０１とビー
ムスプリッター５との間に配置され、非点隔差を可変に
発生させることができる光学素子１を備えている。この
光学素子１の作用により、被検査レンズ面で反射した光
束に非点隔差がなくなるように、入射光束に適切な非点
隔差を与えることができる。
せる光学素子を有するレンズ偏心測定機について説明す
る。被検レンズ面に光束を入射させる光学系は、光軸方
向に可動な光源１０１（可視半導体レーザー）と、光源
１０１からの光を分割するビームスプリッター５、投影
レンズ３、矢印Ｘ１方向に回動可能なミラー１１１とか
らなる。さらに、この入射光学系は、光源１０１とビー
ムスプリッター５との間に配置され、非点隔差を可変に
発生させることができる光学素子１を備えている。この
光学素子１の作用により、被検査レンズ面で反射した光
束に非点隔差がなくなるように、入射光束に適切な非点
隔差を与えることができる。
【００１４】これを図２を用いて説明する。図２（ａ）
は図４に示した非球面πの子午断面内を表しており、図
２（ｂ）は球欠断面内を表している。光源１０１から出
た光束αは、光学素子１を通り、光学素子１から以下の
条件式（１）をほぼ満たすような非点隔差を与えられ
る。 １／ＳT −１／ＳS ＝２（１／ＲLT−１／ＲLS）・・・（１） 式（１）において、 ＳT ：子午断面内での入射光束集光点ＰT の被検面上の
点Ｑからの位置 ＳS ：球欠断面内での入射光束集光点ＰS の被検面上の
点Ｑからの位置 ＲLT：子午断面内での点Ｑにおけるローカルな曲率半径 ＲLS：球欠断面内での点Ｑにおけるローカルな曲率半径 である。
は図４に示した非球面πの子午断面内を表しており、図
２（ｂ）は球欠断面内を表している。光源１０１から出
た光束αは、光学素子１を通り、光学素子１から以下の
条件式（１）をほぼ満たすような非点隔差を与えられ
る。 １／ＳT −１／ＳS ＝２（１／ＲLT−１／ＲLS）・・・（１） 式（１）において、 ＳT ：子午断面内での入射光束集光点ＰT の被検面上の
点Ｑからの位置 ＳS ：球欠断面内での入射光束集光点ＰS の被検面上の
点Ｑからの位置 ＲLT：子午断面内での点Ｑにおけるローカルな曲率半径 ＲLS：球欠断面内での点Ｑにおけるローカルな曲率半径 である。
【００１５】このような非点隔差が与えられることによ
り、入射光束αは、被検レンズ面πに対する物点とし
て、子午断面内では点ＰT に集光し、球欠断面内では点
ＰS に集光する。そして、各々の光束は、被検レンズ面
πでのそれぞれの曲率半径ＲLT及びＲLSにより、同一の
像点Ｐ1 に集光する。これにより、観測すべき反射光束
α1 は、非点隔差の小さい、スポット径が球面での反射
光束とほぼ同等の小さなものとなり、測定精度が向上す
る。
り、入射光束αは、被検レンズ面πに対する物点とし
て、子午断面内では点ＰT に集光し、球欠断面内では点
ＰS に集光する。そして、各々の光束は、被検レンズ面
πでのそれぞれの曲率半径ＲLT及びＲLSにより、同一の
像点Ｐ1 に集光する。これにより、観測すべき反射光束
α1 は、非点隔差の小さい、スポット径が球面での反射
光束とほぼ同等の小さなものとなり、測定精度が向上す
る。
【００１６】次いで、図６を参照して、非点隔差を可変
に補正することができる光学素子を有するレンズ偏心測
定機を説明する。被検レンズ面で反射した光束を観察す
る観察光学系は、Ｘ１の方向に回動可能なミラー１１１
と、結像レンズ１０２と、ビームスプリッター５と、フ
ォ一カシング機能をもった拡大観察系ｌ０５，１３４，
ｌ０６とからなり、この観察光学系の中に、非点隔差を
可変に補正することができる光学素子ｌ００が配置され
ている。この光学素子１００の作用により、被検レンズ
面で反射することに起因して発生した非点隔差を有する
反射光束を非点隔差がなくなるように補正することがで
きる。
に補正することができる光学素子を有するレンズ偏心測
定機を説明する。被検レンズ面で反射した光束を観察す
る観察光学系は、Ｘ１の方向に回動可能なミラー１１１
と、結像レンズ１０２と、ビームスプリッター５と、フ
ォ一カシング機能をもった拡大観察系ｌ０５，１３４，
ｌ０６とからなり、この観察光学系の中に、非点隔差を
可変に補正することができる光学素子ｌ００が配置され
ている。この光学素子１００の作用により、被検レンズ
面で反射することに起因して発生した非点隔差を有する
反射光束を非点隔差がなくなるように補正することがで
きる。
【００１７】このことを図７を用いて説明する。図７
（ａ）は図６に示した結像レンズｌ０２と拡大観察系ｌ
０５との付近を子午断面内で描いた図であり、図７
（ｂ）は球欠断面内を描いた図である。被検レンズ面で
反射した光束は結像レンズｌ０２を通り、子午断面内で
はＰT1に結像し、球欠断面内ではＰS1に結像する。さら
に、反射光束が光学素子１００を通ることにより、以下
の条件式（２）をほぼ満たすように非点隔差が補正され
る。 １／ＳTT−１／ＳSS＝φT ‐φS ・・・（２） ＳTT：子午断面における反射光束集光点ＰT1と非点隔差
補正光学素子の主点との間の距離 ＳSS：球欠断面における反射光束集光点ＰS1と非点隔差
補正光学素子の主点との間の距離 φT ：非点隔差補正光学素子の子午断面内のパワー φS ：非点隔差補正光学素子の球欠断面内のパワー
（ａ）は図６に示した結像レンズｌ０２と拡大観察系ｌ
０５との付近を子午断面内で描いた図であり、図７
（ｂ）は球欠断面内を描いた図である。被検レンズ面で
反射した光束は結像レンズｌ０２を通り、子午断面内で
はＰT1に結像し、球欠断面内ではＰS1に結像する。さら
に、反射光束が光学素子１００を通ることにより、以下
の条件式（２）をほぼ満たすように非点隔差が補正され
る。 １／ＳTT−１／ＳSS＝φT ‐φS ・・・（２） ＳTT：子午断面における反射光束集光点ＰT1と非点隔差
補正光学素子の主点との間の距離 ＳSS：球欠断面における反射光束集光点ＰS1と非点隔差
補正光学素子の主点との間の距離 φT ：非点隔差補正光学素子の子午断面内のパワー φS ：非点隔差補正光学素子の球欠断面内のパワー
【００１８】非点隔差補正光学素子を通過した子午断面
内の光束及び球欠断面内の光束は同一の像点Ｐ2 に集光
する。これにより、観察される反射光束は、非点隔差の
少ない、スポット径が球面での反射光束とほば同等の小
さなものとなり、測定精度を向上させることができる。
内の光束及び球欠断面内の光束は同一の像点Ｐ2 に集光
する。これにより、観察される反射光束は、非点隔差の
少ない、スポット径が球面での反射光束とほば同等の小
さなものとなり、測定精度を向上させることができる。
【００１９】曲率半径が一様でない種々の被検面に対応
できるように、非点隔差を発生させる光学素子１又は非
点隔差を補正する光学素子１００は、その非点隔差の発
生量又は補正量を変更することができるものであること
が必要である。さらに、非点隔差の整形能力を大きくす
るとともに、種々の被検面への対応を可能にするため、
非点隔差を発生させる光学素子と非点隔差を補正する光
学素子を同時に配置することもできる。
できるように、非点隔差を発生させる光学素子１又は非
点隔差を補正する光学素子１００は、その非点隔差の発
生量又は補正量を変更することができるものであること
が必要である。さらに、非点隔差の整形能力を大きくす
るとともに、種々の被検面への対応を可能にするため、
非点隔差を発生させる光学素子と非点隔差を補正する光
学素子を同時に配置することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第一の実施形態
に係るレンズ偏心測定機の構成を概略的に示した図であ
り、非点隔差の発生量を自在に変更することができる光
学素子として、光軸方向Ｘ５に可動なシリンドリカルレ
ンズ１が配置されている。
に係るレンズ偏心測定機の構成を概略的に示した図であ
り、非点隔差の発生量を自在に変更することができる光
学素子として、光軸方向Ｘ５に可動なシリンドリカルレ
ンズ１が配置されている。
【００２１】光源は可視半導体レーザー１０１からなる
点光源であり、被検面での反射倍率を変えるため、シリ
ンドリカルレンズ１と一体となって光軸方向Ｘ５への移
動が可能であるように構成されている。
点光源であり、被検面での反射倍率を変えるため、シリ
ンドリカルレンズ１と一体となって光軸方向Ｘ５への移
動が可能であるように構成されている。
【００２２】シリンドリカルレンズ１は子午面内にパワ
ーを有することができるように光源１０１の直後に配置
されている。さらに、シリンドリカルレンズ１は光軸方
向Ｘ５に移動することができる移動機構を備えている。
この移動機構により、シリンドリカルレンズ１の光源１
０１に対する位置が変化し、非点隔差発生量を変えるこ
とができる。また、被検面の検査をする部分の曲率が一
様な場合には非点隔差発生光学素子は不要であるので、
シリンドリカルレンズ１は光路から脱着可能であるよう
に配置されている。
ーを有することができるように光源１０１の直後に配置
されている。さらに、シリンドリカルレンズ１は光軸方
向Ｘ５に移動することができる移動機構を備えている。
この移動機構により、シリンドリカルレンズ１の光源１
０１に対する位置が変化し、非点隔差発生量を変えるこ
とができる。また、被検面の検査をする部分の曲率が一
様な場合には非点隔差発生光学素子は不要であるので、
シリンドリカルレンズ１は光路から脱着可能であるよう
に配置されている。
【００２３】シリンドリカルレンズ１を通過した後の非
点隔差を有した入射光束は、ビームスプリッター５で反
射され、投影レンズ３によって、所定の反射倍率になる
位置に非点隔差をもったまま集光される。本実施形態に
おいては、投影レンズ３は観察光学系の一構成要素であ
る結像レンズ１０２をも兼ねている。
点隔差を有した入射光束は、ビームスプリッター５で反
射され、投影レンズ３によって、所定の反射倍率になる
位置に非点隔差をもったまま集光される。本実施形態に
おいては、投影レンズ３は観察光学系の一構成要素であ
る結像レンズ１０２をも兼ねている。
【００２４】図８は、入射側の光学系を真っ直ぐに展開
した図である。本実施形態においては、所定の被検面の
反射倍率（子午断面光束に対する反射倍率）βT を与え
たときに、可視半導体レーザーｌ０１の位置ＳMSと、反
射光束の非点隔差をなくすためのシリンドリカルレンズ
１の適切な位置ＳA とが設定できればよい。
した図である。本実施形態においては、所定の被検面の
反射倍率（子午断面光束に対する反射倍率）βT を与え
たときに、可視半導体レーザーｌ０１の位置ＳMSと、反
射光束の非点隔差をなくすためのシリンドリカルレンズ
１の適切な位置ＳA とが設定できればよい。
【００２５】まず、被検面に対して次式（３）と（１）
が成り立つ ＳT ＝−ＲLTＴ／２（１／βT ‐１） ・・・（３） １／ＳT ‐１／ＳS ＝２（１／ＲLT‐１／ＲLS） ・・・（１） βT ：被検面の子午断面光束に対する反射倍率
が成り立つ ＳT ＝−ＲLTＴ／２（１／βT ‐１） ・・・（３） １／ＳT ‐１／ＳS ＝２（１／ＲLT‐１／ＲLS） ・・・（１） βT ：被検面の子午断面光束に対する反射倍率
【００２６】また、投影レンズ３に関しては、以下の式
（４）、（５）（６）、（７）が成り立つ。 −１／ＳMT1 ＋１／ＳMT＝φM ・・・（４） −１／ＳMS1 ＋１／ＳMS＝φM ・・・（５） １／ＳMT1 ＝Ｌ＋ＳT ・・・（６） １／ＳMS1 ＝Ｌ＋ＳS ・・・（７） φM ：投影レンズ３のパワー ＳMT：シリンドリカルレンズ１による光源１０１の像と
投影レンズ３との間の距離 ＳMT1 ：投影レンズ３と投影レンズ３によるＳMTの像と
の間の距離 ＳMS ：光源ｌ０１と投影レンズ３との間の距離 ＳMS1 ：投影レンズ３と投影レンズ３によるＳMSの像と
の間の距離
（４）、（５）（６）、（７）が成り立つ。 −１／ＳMT1 ＋１／ＳMT＝φM ・・・（４） −１／ＳMS1 ＋１／ＳMS＝φM ・・・（５） １／ＳMT1 ＝Ｌ＋ＳT ・・・（６） １／ＳMS1 ＝Ｌ＋ＳS ・・・（７） φM ：投影レンズ３のパワー ＳMT：シリンドリカルレンズ１による光源１０１の像と
投影レンズ３との間の距離 ＳMT1 ：投影レンズ３と投影レンズ３によるＳMTの像と
の間の距離 ＳMS ：光源ｌ０１と投影レンズ３との間の距離 ＳMS1 ：投影レンズ３と投影レンズ３によるＳMSの像と
の間の距離
【００２７】また、シリンドリカルレンズ１に関して
は、以下の式（８）、（９）が成り立つ。 −１／ＳA1＋１／ＳA ＝φA ・・・（８） ＳA1‐ＳA ＝ＳMT‐ＳMS ・・・（９） φA ：シリンドリカルレンズ１のパワー（子午断面） ＳA ：シリンドリカルレンズ１による光源ｌ０１の像と
シリンドリカルレンズ１との間の距離 ＳA1：ＳA のシリンドリカルレンズ１による像とシリン
ドリカルレンズ１との間の距離
は、以下の式（８）、（９）が成り立つ。 −１／ＳA1＋１／ＳA ＝φA ・・・（８） ＳA1‐ＳA ＝ＳMT‐ＳMS ・・・（９） φA ：シリンドリカルレンズ１のパワー（子午断面） ＳA ：シリンドリカルレンズ１による光源ｌ０１の像と
シリンドリカルレンズ１との間の距離 ＳA1：ＳA のシリンドリカルレンズ１による像とシリン
ドリカルレンズ１との間の距離
【００２８】結局、式（１）及び（３）から（９）式に
より、ＳMSとＳA はＲLT、ＲLS、β T 、φM 、φA 、Ｌ
で表すことができる。このように、シリンドリカルレン
ズを光軸に沿って移動させることにより、観測できる光
束の非点隔差を非常に小さく抑えられ、偏心測定の精度
を向上させることができる。
より、ＳMSとＳA はＲLT、ＲLS、β T 、φM 、φA 、Ｌ
で表すことができる。このように、シリンドリカルレン
ズを光軸に沿って移動させることにより、観測できる光
束の非点隔差を非常に小さく抑えられ、偏心測定の精度
を向上させることができる。
【００２９】図９は本発明に係るレンズ偏心測定機の第
２実施形態を示す。本実施形態は、光軸方向Ｙに可動な
２個のシリンドリカルレンズ１００ａ，ｌ００ｂを独立
に可動させることにより、補正量可変な非点隔差補正光
学素子ｌ００を実現した例である。
２実施形態を示す。本実施形態は、光軸方向Ｙに可動な
２個のシリンドリカルレンズ１００ａ，ｌ００ｂを独立
に可動させることにより、補正量可変な非点隔差補正光
学素子ｌ００を実現した例である。
【００３０】非点隔差補正光学素子ｌ００としての各シ
リンドリカルレンズ１００ａ，ｌ００ｂは、子午面内に
パワーをもつように、観察光学系の結像レンズｌ０２の
直後に配置されている。また、非点隔差補正量を可変に
するために、各シリンドリカルレンズ１００ａとｌ００
ｂとを光軸方向Ｙに独立に動かすことのできる機構（図
示せず）が設けられている。さらに、被検面の検査部分
の曲率が一様な場合には、非点隔差補正光学素子１００
は不要であるので、シリンドリカルレンズｌ００ａ及び
１００ｂを光路から同時に着脱するための機構が設けら
れている。
リンドリカルレンズ１００ａ，ｌ００ｂは、子午面内に
パワーをもつように、観察光学系の結像レンズｌ０２の
直後に配置されている。また、非点隔差補正量を可変に
するために、各シリンドリカルレンズ１００ａとｌ００
ｂとを光軸方向Ｙに独立に動かすことのできる機構（図
示せず）が設けられている。さらに、被検面の検査部分
の曲率が一様な場合には、非点隔差補正光学素子１００
は不要であるので、シリンドリカルレンズｌ００ａ及び
１００ｂを光路から同時に着脱するための機構が設けら
れている。
【００３１】以下、本実施形態を図７に基づいて説明す
る。結像レンズｌ０２によって、被検面で反射した非点
隔差を有する光束のうち子午断面内の光束はＰT1に集光
し、球欠断面内の光束はＰS1に集光する。シリンドリカ
ルレンズｌ００ａとｌ００ｂは、上記非点隔差を補正す
るために、子午面内のトータルパワーφT と、球欠面内
のトータルパワーφS （本実施形態では、φS ＝０）
と、両方のシリンドリカルレンズのトータルの子午面内
の主点位置からＰT1までの距離ＳTTと、同子午面内の主
点位置からＰS1までの距離ＳSSとの関係が以下の（２）
式をほぼ満たすように、光軸方向に移動する。 １／ＳTT‐１／ＳSS＝φT −φS ・・・（２）
る。結像レンズｌ０２によって、被検面で反射した非点
隔差を有する光束のうち子午断面内の光束はＰT1に集光
し、球欠断面内の光束はＰS1に集光する。シリンドリカ
ルレンズｌ００ａとｌ００ｂは、上記非点隔差を補正す
るために、子午面内のトータルパワーφT と、球欠面内
のトータルパワーφS （本実施形態では、φS ＝０）
と、両方のシリンドリカルレンズのトータルの子午面内
の主点位置からＰT1までの距離ＳTTと、同子午面内の主
点位置からＰS1までの距離ＳSSとの関係が以下の（２）
式をほぼ満たすように、光軸方向に移動する。 １／ＳTT‐１／ＳSS＝φT −φS ・・・（２）
【００３２】これにより、観測される光束の非点隔差を
非常に小さく抑えることができ、精度よく偏心測定を行
うことができる。また、上記シリンドリカルレンズ１０
０ａ、ｌ００ｂをアナモルフィックレンズ等の回転非対
称のレンズにすれば、より少ない移動量で非点隔差の補
正を行うことができる。また、上記シリンドリカルレン
ズ１００ａ、ｌ００ｂの代わりに子午断面と球欠断面の
曲率を独立に可変できるゴム或いは液体で構成された弾
性体レンズを用いることによっても、該弾性体レンズの
光軸方向の移動量をより小さくすることができる。
非常に小さく抑えることができ、精度よく偏心測定を行
うことができる。また、上記シリンドリカルレンズ１０
０ａ、ｌ００ｂをアナモルフィックレンズ等の回転非対
称のレンズにすれば、より少ない移動量で非点隔差の補
正を行うことができる。また、上記シリンドリカルレン
ズ１００ａ、ｌ００ｂの代わりに子午断面と球欠断面の
曲率を独立に可変できるゴム或いは液体で構成された弾
性体レンズを用いることによっても、該弾性体レンズの
光軸方向の移動量をより小さくすることができる。
【００３３】図１０は本発明に係るレンズ偏心測定機の
第３実施形態を示す。第１実施形態におけるシリンドリ
カルレンズ１に代えて、２個の頂角プリズムｌａ，ｌｂ
を組み合わせたものが用いられている。各頂角プリズム
１ａ，１ｂを図中矢印Ａの方向にそれぞれスライドさせ
る機構を設けることにより、発生量可変な非点隔差発生
光学素子１を実現することができる。
第３実施形態を示す。第１実施形態におけるシリンドリ
カルレンズ１に代えて、２個の頂角プリズムｌａ，ｌｂ
を組み合わせたものが用いられている。各頂角プリズム
１ａ，１ｂを図中矢印Ａの方向にそれぞれスライドさせ
る機構を設けることにより、発生量可変な非点隔差発生
光学素子１を実現することができる。
【００３４】可視半導体レーザー１０１は光軸方向と直
角な方向に移動可能であるように構成されており、可視
半導体レーザー１０１がこのように移動することによ
り、投影レンズへの入射光線の軸を合わせることができ
る。さらに、頂角プリズムｌａ，ｌｂが可視半導体レー
ザー１０１と一体となって光軸方向Ｂに移動することを
可能にする機構が設けられている。本実施形態によれ
ば、非点隔差発生量を可変にするための光学素子１の光
軸方向の可動量を小さく抑えることができる。
角な方向に移動可能であるように構成されており、可視
半導体レーザー１０１がこのように移動することによ
り、投影レンズへの入射光線の軸を合わせることができ
る。さらに、頂角プリズムｌａ，ｌｂが可視半導体レー
ザー１０１と一体となって光軸方向Ｂに移動することを
可能にする機構が設けられている。本実施形態によれ
ば、非点隔差発生量を可変にするための光学素子１の光
軸方向の可動量を小さく抑えることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るレンズ
偏心測定機によれば、多様な形態を呈する非球面の偏心
を斜入射法により測定する際に、観測する反射スポット
径を十分に小さく抑えることができ、ひいては、精度の
高い偏心の測定が行うことが可能である。
偏心測定機によれば、多様な形態を呈する非球面の偏心
を斜入射法により測定する際に、観測する反射スポット
径を十分に小さく抑えることができ、ひいては、精度の
高い偏心の測定が行うことが可能である。
【図１】本発明に係るレンズ偏心測定機の第一実施形態
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図２】（ａ）は非球面の子午断面内を示す図であり、
（ｂ）は球欠断面内を示す図である。
（ｂ）は球欠断面内を示す図である。
【図３】非球面における偏心の状態を示す説明図であ
る。
る。
【図４】斜入射法による測定時の入射光束及び反射光束
の状態を示す概略図である。
の状態を示す概略図である。
【図５】反射光束の各種スポット像を示す平面図であ
る。
る。
【図６】非点隔差を補正する光学素子を有する場合の本
発明に係るレンズ偏心測定機の構成の概略図である。
発明に係るレンズ偏心測定機の構成の概略図である。
【図７】（ａ）は図６の一部分の子午断面内を示す図で
あり、（ｂ）は球欠断面内を示す図である。
あり、（ｂ）は球欠断面内を示す図である。
【図８】第一実施形態における入射光学系の展開図であ
る。
る。
【図９】本発明に係るレンズ偏心測定機の第二実施形態
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図１０】本発明に係るレンズ偏心測定機の第三実施形
態の構成を示す概略図である。
態の構成を示す概略図である。
【図１１】垂直入射法による従来のレンズ偏心測定機の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図１２】斜入射法による従来のレンズ偏心測定機の構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
１ シリンドリカルレンズ １ａ 頂角プリズム １ｂ 頂角プリズム ２ 回転ホルダー ３ 投影レンズ ５ ビームスプリッター １００ 光学素子 １００ａ シリンドリカルレンズ １００ｂ シリンドリカルレンズ １０１ 可視半導体レーザー １０２ 結像レンズ １０５ 顕微鏡対物レンズ １０６ ズームレンズ １０７ ＣＣＤカメラ １１１ 回動可能ミラー １３４ 三角プリズム
Claims (3)
- 【請求項１】 被検レンズ面に光束を入射させる第一の
光学系と、前記被検レンズ面から反射する光束を観測す
る第二の光学系とを有するレンズ偏心測定機において、
前記第一の光学系は、非点隔差を可変に発生させ、又
は、非点隔差量を可変に補正することができる光学素子
を少なくとも一つ有していることを特徴とするレンズ偏
心測定機。 - 【請求項２】 被検レンズ面に光束を入射させる光学系
と被検レンズ面からの入射光束に対する反射光束を観測
するための光学系とを有するレンズ偏心測定機におい
て、被検レンズ面に光束を入射させる光学系中に、入射
光束に適切な非点隔差をもたせるため、光源とは独立に
光軸方向に可動の少なくとも一つのシリンドリカルレン
ズ或いはアナモルフィックレンズ等の回転非対称のレン
ズを有するか、又は、光軸方向と略垂直に可動の少なく
とも一つの頂角プリズムを有するか、又は、光軸に対す
る子午断面と球欠断面との曲率を独立に変えることので
きるゴム或いは液体で構成された弾性体レンズを有する
ことを特徴とするレンズ偏心測定機。 - 【請求項３】 被検レンズ面に光束を入射させる光学系
と被検レンズ面からの入射光束に対する反射光束を観測
するための光学系とを有するレンズ偏心測定機におい
て、被検レンズ面からの反射光束を観察するための光学
系中に、該反射光束のもつ非点隔差を適切に補正するた
めに、光軸方向に可動の少なくとも一つのシリンドリカ
ルレンズ或いはアナモルフィックレンズ等の回転非対称
のレンズを有するか、又は、光軸方向と略垂直に可動の
少なくとも一つの頂角プリズムを有するか、又は、光軸
に対する子午断面と球欠断面との曲率を独立に変えるこ
とのできるゴム或いは液体で構成された弾性体レンズを
有することを特徴とするレンズ偏心測定機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030598A JPH09222380A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 非球面レンズ偏心測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030598A JPH09222380A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 非球面レンズ偏心測定機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222380A true JPH09222380A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12308312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8030598A Withdrawn JPH09222380A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 非球面レンズ偏心測定機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09222380A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133225B1 (en) | 2004-10-18 | 2006-11-07 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of manufacturing an optical system |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP8030598A patent/JPH09222380A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133225B1 (en) | 2004-10-18 | 2006-11-07 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of manufacturing an optical system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030506 |