JPH102714A - 測定方法及び装置 - Google Patents
測定方法及び装置Info
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- JPH102714A JPH102714A JP8158174A JP15817496A JPH102714A JP H102714 A JPH102714 A JP H102714A JP 8158174 A JP8158174 A JP 8158174A JP 15817496 A JP15817496 A JP 15817496A JP H102714 A JPH102714 A JP H102714A
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
- G01M11/025—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
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- G—PHYSICS
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01M11/02—Testing optical properties
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 両非球面、片非球面、両球面にかかわらずレ
ンズの偏心を原理上誤差なく測定できる測定方法、及び
装置を提供する。 【解決手段】 被検レンズ（L3）の両面それぞれに入射
させる波面を発生させる様該両面それぞれに対応して設
けられた入射波面発生用光学系（L2、L4）と、前記両面
それぞれからの反射光を入射光路を逆行させたのち干渉
させる１つないし２つの干渉計と、前記両面それぞれか
らの反射光による干渉縞に基づいて前記被検レンズを位
置合わせするために前記被検レンズの配置調整を可能と
したレンズ位置決め手段（M1）と、前記被検レンズの配
置調整に応じて前記両面の少なくとも一方への入射光束
を変位させるための配置調整可能な光学部材（L4）とを
有する。
ンズの偏心を原理上誤差なく測定できる測定方法、及び
装置を提供する。 【解決手段】 被検レンズ（L3）の両面それぞれに入射
させる波面を発生させる様該両面それぞれに対応して設
けられた入射波面発生用光学系（L2、L4）と、前記両面
それぞれからの反射光を入射光路を逆行させたのち干渉
させる１つないし２つの干渉計と、前記両面それぞれか
らの反射光による干渉縞に基づいて前記被検レンズを位
置合わせするために前記被検レンズの配置調整を可能と
したレンズ位置決め手段（M1）と、前記被検レンズの配
置調整に応じて前記両面の少なくとも一方への入射光束
を変位させるための配置調整可能な光学部材（L4）とを
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非球面レンズ等の偏
心を測定、または非球面軸を確定する為の測定装置に関
する。
心を測定、または非球面軸を確定する為の測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、片面非球面の偏心を測定する測定
器としては、特開平3−115944号、特開平5−196540号、
特開平7−128188号などの公報に記載されたものが知ら
れている。これらは、いずれも被験レンズの球面側を胴
付け測定基準面とし、球面側の球心を別体の回転ホルダ
ー軸に合致させたのち回転させ、スラスト方向、又は仮
想球心方向、外径方向などの振れ量を測定し、その振れ
量から換算により偏心を求める方法であった。
器としては、特開平3−115944号、特開平5−196540号、
特開平7−128188号などの公報に記載されたものが知ら
れている。これらは、いずれも被験レンズの球面側を胴
付け測定基準面とし、球面側の球心を別体の回転ホルダ
ー軸に合致させたのち回転させ、スラスト方向、又は仮
想球心方向、外径方向などの振れ量を測定し、その振れ
量から換算により偏心を求める方法であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の測定法は原理的に誤差を持っている。これはまず従来
方式が原理上、反対球面側の球面調心性を利用している
事に由来する。即ち非球面を測定する際の位置合わせ基
準を球面側に求めているために、以下のような誤差要因
を有するものである。
の測定法は原理的に誤差を持っている。これはまず従来
方式が原理上、反対球面側の球面調心性を利用している
事に由来する。即ち非球面を測定する際の位置合わせ基
準を球面側に求めているために、以下のような誤差要因
を有するものである。
【０００４】例えば特開平5−196540号においては、投
影したチャートの像がレンズ回転中に動かないように、
レンズを反対球面の面に倣って（すなわち反対球面の球
面中心を中心として）調心させる構成をとり、このよう
に倣わせながら１８０度回転させたときに変位計で非球
面側の面が光軸平行方向にどれだけ変位したかを検出し
て偏心量計測を行うものである。しかしながら、図１に
示すような、非球面S1の非球面軸A1上に球面S2の球面中
心Or2が存在しない偏心したレンズを考えた場合、非球
面S1近軸曲率中心Oa1と球面S2の球面中心Or2とを結ぶ疑
似光軸A2を軸に１８０度回転しても、非球面側が回転前
の面形状と全く同じ面形状配置になることはない。すな
わち、非球面軸A1と球面中心Or2との間のずれ分が球面
に倣った回転では補正できないため、１８０度回転した
ときの非球面側の面形状配置は回転前の面形状配置に絶
対に一致しないのである。よってチャート像が動かない
ように倣わせても、１８０度回転したときの非球面側の
面形状配置を回転前の面形状配置に近似的にもっとも近
い状態にすることしかできない。チャート像が動かない
ように制御すると言っても、厳密に動かないように制御
ができているわけではなく、結果的に誤差を残してしま
うものである。
影したチャートの像がレンズ回転中に動かないように、
レンズを反対球面の面に倣って（すなわち反対球面の球
面中心を中心として）調心させる構成をとり、このよう
に倣わせながら１８０度回転させたときに変位計で非球
面側の面が光軸平行方向にどれだけ変位したかを検出し
て偏心量計測を行うものである。しかしながら、図１に
示すような、非球面S1の非球面軸A1上に球面S2の球面中
心Or2が存在しない偏心したレンズを考えた場合、非球
面S1近軸曲率中心Oa1と球面S2の球面中心Or2とを結ぶ疑
似光軸A2を軸に１８０度回転しても、非球面側が回転前
の面形状と全く同じ面形状配置になることはない。すな
わち、非球面軸A1と球面中心Or2との間のずれ分が球面
に倣った回転では補正できないため、１８０度回転した
ときの非球面側の面形状配置は回転前の面形状配置に絶
対に一致しないのである。よってチャート像が動かない
ように倣わせても、１８０度回転したときの非球面側の
面形状配置を回転前の面形状配置に近似的にもっとも近
い状態にすることしかできない。チャート像が動かない
ように制御すると言っても、厳密に動かないように制御
ができているわけではなく、結果的に誤差を残してしま
うものである。
【０００５】又、特開平7−128188号や、特開平3−1159
44号においても疑似光軸A2を測定上の基準に求めている
点で、同様の誤差を生じ、原理上正確に測定することが
できない。これを図１に基づいて説明すると以下のよう
になる。
44号においても疑似光軸A2を測定上の基準に求めている
点で、同様の誤差を生じ、原理上正確に測定することが
できない。これを図１に基づいて説明すると以下のよう
になる。
【０００６】従来方式で回転軸であるA2軸に非球面軸A1
を調心させようとしても、偏心のある被験体では前述の
ように球面に倣って回転させただけでは球面中心Or2と
非球面軸A1との間のずれは補正できないため、球面中心
Or2を通る回転軸A2と非球面軸A1との間で必ず角度θ1の
角度ずれが残ってしまう。従ってA2を回転軸とすると非
球面軸A1が首振りを発生するわけである。従って実際の
測定部位は、近軸側の曲率中心0a1、曲率Ra1ではなく、
それより外側の曲率中心0r2、曲率Ra2の輪帯を測定して
いることになる。非球面では輪帯の曲率が変化している
ので、この場合従来の測定方式で定義される偏心角θ1
の振れ角以外に、測定部位の輪帯の曲率差に起因する見
かけ上の振れ角θ2が誤差として生じることとなる。球
面S2に倣ったレンズ調整を行う限り、この振れを完全に
止めることは原理的にできない。A2を回転軸としている
から、周辺の振れを検出しても偏心による振れか、曲率
変化による振れか判別できない。これは非球面度が大き
い程、又、偏心が大きい程判別が困難になる。よってこ
の方式の調整では回転軸と非球面軸とを近似的に一致さ
せることしかできないのである。
を調心させようとしても、偏心のある被験体では前述の
ように球面に倣って回転させただけでは球面中心Or2と
非球面軸A1との間のずれは補正できないため、球面中心
Or2を通る回転軸A2と非球面軸A1との間で必ず角度θ1の
角度ずれが残ってしまう。従ってA2を回転軸とすると非
球面軸A1が首振りを発生するわけである。従って実際の
測定部位は、近軸側の曲率中心0a1、曲率Ra1ではなく、
それより外側の曲率中心0r2、曲率Ra2の輪帯を測定して
いることになる。非球面では輪帯の曲率が変化している
ので、この場合従来の測定方式で定義される偏心角θ1
の振れ角以外に、測定部位の輪帯の曲率差に起因する見
かけ上の振れ角θ2が誤差として生じることとなる。球
面S2に倣ったレンズ調整を行う限り、この振れを完全に
止めることは原理的にできない。A2を回転軸としている
から、周辺の振れを検出しても偏心による振れか、曲率
変化による振れか判別できない。これは非球面度が大き
い程、又、偏心が大きい程判別が困難になる。よってこ
の方式の調整では回転軸と非球面軸とを近似的に一致さ
せることしかできないのである。
【０００７】上述のような誤差要因のほか、反対側の球
面を機械的な接触基準として変位させながらのレンズ調
整に依存する測定では、レンズホルダーの球面受け部の
加工精度、ゴミケバ等のはさみ込みによる浮きなど、偏
心測定精度に直結した誤差要因を多く含んでいる。
面を機械的な接触基準として変位させながらのレンズ調
整に依存する測定では、レンズホルダーの球面受け部の
加工精度、ゴミケバ等のはさみ込みによる浮きなど、偏
心測定精度に直結した誤差要因を多く含んでいる。
【０００８】更に従来方式の最大の欠点は、両非球面の
測定ができないことである。
測定ができないことである。
【０００９】本発明は、両非球面、片非球面、両球面に
かかわらずレンズの偏心を原理上誤差なく測定できる測
定方法、及び装置、あるいはそれを容易に実現できるよ
うな非球面側の非球面軸を簡単且つ原理上誤差無く確定
できる測定方法、及び装置を提供することを目的とす
る。
かかわらずレンズの偏心を原理上誤差なく測定できる測
定方法、及び装置、あるいはそれを容易に実現できるよ
うな非球面側の非球面軸を簡単且つ原理上誤差無く確定
できる測定方法、及び装置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】上述目的を達成するため
の本願の第１発明の測定方法は、被検レンズの被検面の
複数の特定の輪帯を所定位置に位置合わせすることによ
り被検面の非球面軸を確定することを特徴とする。
の本願の第１発明の測定方法は、被検レンズの被検面の
複数の特定の輪帯を所定位置に位置合わせすることによ
り被検面の非球面軸を確定することを特徴とする。
【００１１】上述目的を達成するための本願の第２発明
の測定方法は、被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
を位置合わせすることにより被検面の非球面軸を確定
し、且つ該被検レンズを１周より小さな角度分だけ回転
した際の該非球面軸の変化より被検面の偏心を求めるこ
とを特徴とする。
の測定方法は、被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
を位置合わせすることにより被検面の非球面軸を確定
し、且つ該被検レンズを１周より小さな角度分だけ回転
した際の該非球面軸の変化より被検面の偏心を求めるこ
とを特徴とする。
【００１２】上述目的を達成するための本願の第３発明
の測定方法は、被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
によって発生する干渉縞の状態により被検面の非球面軸
を確定することを特徴とする。
の測定方法は、被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
によって発生する干渉縞の状態により被検面の非球面軸
を確定することを特徴とする。
【００１３】上述目的を達成するための本願の第４発明
の測定方法は、被検レンズを１周より小さな角度分だけ
回転した際の、該被検レンズの両面それぞれによって発
生する干渉縞の発生状況の変化より、該被検レンズの両
面の互いの偏心を求めることを特徴とする。
の測定方法は、被検レンズを１周より小さな角度分だけ
回転した際の、該被検レンズの両面それぞれによって発
生する干渉縞の発生状況の変化より、該被検レンズの両
面の互いの偏心を求めることを特徴とする。
【００１４】上述目的を達成するための本願の第５発明
の測定方法は、被検レンズの両面各々によりそれぞれ所
定状態の干渉縞を発生させた後、該被検レンズを１周よ
り小さな角度分だけ回転させ、その後再度前記所定状態
の干渉縞を発生させる様に光学調整を行い、該光学調整
の調整量から前記被検レンズの両面の互いの偏心を求め
ることを特徴とする。
の測定方法は、被検レンズの両面各々によりそれぞれ所
定状態の干渉縞を発生させた後、該被検レンズを１周よ
り小さな角度分だけ回転させ、その後再度前記所定状態
の干渉縞を発生させる様に光学調整を行い、該光学調整
の調整量から前記被検レンズの両面の互いの偏心を求め
ることを特徴とする。
【００１５】上述目的を達成するための本願の第６発明
の測定方法は、上述構成において更に、少なくとも被検
レンズの一方の面に関して、前記所定状態の干渉縞が該
面の複数の特定の輪帯によって発生するものであること
を特徴とする。
の測定方法は、上述構成において更に、少なくとも被検
レンズの一方の面に関して、前記所定状態の干渉縞が該
面の複数の特定の輪帯によって発生するものであること
を特徴とする。
【００１６】上述目的を達成するための本願の第７発明
の測定装置は、被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
のみに光線が垂直入射するような波面を発生させる入射
波面発生用光学系と、該特定の輪帯からの反射光を入射
光路を逆行させたのち干渉させる干渉計と、該特定の輪
帯からの反射光による干渉縞に基づいて前記被検レンズ
を位置合わせするために前記被検レンズの配置調整を可
能としたレンズ位置決め手段とを有することを特徴とす
る。
の測定装置は、被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
のみに光線が垂直入射するような波面を発生させる入射
波面発生用光学系と、該特定の輪帯からの反射光を入射
光路を逆行させたのち干渉させる干渉計と、該特定の輪
帯からの反射光による干渉縞に基づいて前記被検レンズ
を位置合わせするために前記被検レンズの配置調整を可
能としたレンズ位置決め手段とを有することを特徴とす
る。
【００１７】上述目的を達成するための本願の第８発明
の測定装置は、上述構成において更に、前記被検面が非
球面であり、前記入射波面発生用光学系は該非球面の曲
率中心の異なる複数の特定の輪帯それぞれに対して光束
が垂直入射するような球面波を別個に形成することを特
徴とする。
の測定装置は、上述構成において更に、前記被検面が非
球面であり、前記入射波面発生用光学系は該非球面の曲
率中心の異なる複数の特定の輪帯それぞれに対して光束
が垂直入射するような球面波を別個に形成することを特
徴とする。
【００１８】上述目的を達成するための本願の第９発明
の測定装置は、上述構成において更に、前記入射波面発
生用光学系は、穴あきレンズまたは宙づりレンズを有す
ることを特徴とする。
の測定装置は、上述構成において更に、前記入射波面発
生用光学系は、穴あきレンズまたは宙づりレンズを有す
ることを特徴とする。
【００１９】上述目的を達成するための本願の第１０発
明の測定装置は、被検レンズの両面それぞれに入射させ
る波面を発生させる様該両面それぞれに対応して設けら
れた入射波面発生用光学系と、前記両面それぞれからの
反射光を入射光路を逆行させたのち干渉させる１つない
し２つの干渉計と、前記両面それぞれからの反射光によ
る干渉縞に基づいて前記被検レンズを位置合わせするた
めに前記被検レンズの配置調整を可能としたレンズ位置
決め手段と、前記被検レンズの配置調整に応じて前記両
面の少なくとも一方への入射光束を変位させるための配
置調整可能な光学部材とを有することを特徴とする。
明の測定装置は、被検レンズの両面それぞれに入射させ
る波面を発生させる様該両面それぞれに対応して設けら
れた入射波面発生用光学系と、前記両面それぞれからの
反射光を入射光路を逆行させたのち干渉させる１つない
し２つの干渉計と、前記両面それぞれからの反射光によ
る干渉縞に基づいて前記被検レンズを位置合わせするた
めに前記被検レンズの配置調整を可能としたレンズ位置
決め手段と、前記被検レンズの配置調整に応じて前記両
面の少なくとも一方への入射光束を変位させるための配
置調整可能な光学部材とを有することを特徴とする。
【００２０】上述目的を達成するための本願の第１１発
明の測定装置は、上述構成において更に、前記入射波面
発生用光学系と前記光学部材は共通の凹面ミラーを有
し、該凹面ミラーは前記被検レンズの周囲を進行する光
束を前記被検レンズの片方の面に入射させることを特徴
とする。
明の測定装置は、上述構成において更に、前記入射波面
発生用光学系と前記光学部材は共通の凹面ミラーを有
し、該凹面ミラーは前記被検レンズの周囲を進行する光
束を前記被検レンズの片方の面に入射させることを特徴
とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】図２に本発明の第１実施例の測定
装置の概略構成図を示す。以下、本実施例を片非球面被
験レンズの測定を行なうのに用いる場合について述べ
る。
装置の概略構成図を示す。以下、本実施例を片非球面被
験レンズの測定を行なうのに用いる場合について述べ
る。
【００２２】図中、L1はフィゾー位相測定干渉計の光束
射出窓を表す。フィゾー干渉計自身の構成については、
よく知られているので説明、図面を省略する。
射出窓を表す。フィゾー干渉計自身の構成については、
よく知られているので説明、図面を省略する。
【００２３】L2は非球面軸を捕らえる為の非球面波発生
用光学系、L3は被検非球面レンズ、L4は凹面ミラー、M1
は被検非球面レンズL3を取り付けるための取り付け治
具、M2は凹面ミラーL4を取り付けるための取り付け治具
である。取り付け治具M1、M2は３軸（ＸＹＺ軸）方向に
移動調整可能であり、特に、取り付け治具M1は、この差
軸方向の変位以外にこれとは独立して傾き（θ方向）の
調整も可能である。また、非球面波発生用光学系L2も、
傾きの調整が可能な構成になっている。更に非球面波発
生用光学系L2は測定する被検レンズの形状に応じて別の
形態の光学系に付け替えることが可能である。
用光学系、L3は被検非球面レンズ、L4は凹面ミラー、M1
は被検非球面レンズL3を取り付けるための取り付け治
具、M2は凹面ミラーL4を取り付けるための取り付け治具
である。取り付け治具M1、M2は３軸（ＸＹＺ軸）方向に
移動調整可能であり、特に、取り付け治具M1は、この差
軸方向の変位以外にこれとは独立して傾き（θ方向）の
調整も可能である。また、非球面波発生用光学系L2も、
傾きの調整が可能な構成になっている。更に非球面波発
生用光学系L2は測定する被検レンズの形状に応じて別の
形態の光学系に付け替えることが可能である。
【００２４】本実施例の測定装置は被験レンズの両面を
同時に、可干渉基準面に干渉させ光学的に直接位置関係
を測定するものであり、図中では被験レンズL3の左側が
非球面で反対が球面になっている。
同時に、可干渉基準面に干渉させ光学的に直接位置関係
を測定するものであり、図中では被験レンズL3の左側が
非球面で反対が球面になっている。
【００２５】不図示のフィゾー干渉計は内部に参照平面
波を発生するための参照平面が取り付けてある。干渉計
の出射窓L1から可干渉平面波を発生し、このうち外側を
通る光束部分は凹面ミラーL4で反射して球面波に変換さ
れて被検レンズの球面側に入射する。球面からの反射光
は、入射光路をそのまま逆行し、フィゾー干渉計内部で
参照平面からの反射光と干渉して干渉縞を形成する。
波を発生するための参照平面が取り付けてある。干渉計
の出射窓L1から可干渉平面波を発生し、このうち外側を
通る光束部分は凹面ミラーL4で反射して球面波に変換さ
れて被検レンズの球面側に入射する。球面からの反射光
は、入射光路をそのまま逆行し、フィゾー干渉計内部で
参照平面からの反射光と干渉して干渉縞を形成する。
【００２６】一方、干渉計の出射窓L1からの可干渉平面
波のうち、内側の光束は非球面波発生用光学系L2を通過
し、被検レンズL3の非球面の少なくとも２つの輪帯の曲
率にそれぞれ適した曲率の球面波面を有する非球面波と
なって被検レンズL3の非球面側に入射する。非球面から
の反射光は、後述するように実質的に測定対象となる輪
帯からの反射光のみ入射光路をそのまま逆行し、フィゾ
ー干渉計内部で参照平面からの反射光と干渉して干渉縞
を形成する。
波のうち、内側の光束は非球面波発生用光学系L2を通過
し、被検レンズL3の非球面の少なくとも２つの輪帯の曲
率にそれぞれ適した曲率の球面波面を有する非球面波と
なって被検レンズL3の非球面側に入射する。非球面から
の反射光は、後述するように実質的に測定対象となる輪
帯からの反射光のみ入射光路をそのまま逆行し、フィゾ
ー干渉計内部で参照平面からの反射光と干渉して干渉縞
を形成する。
【００２７】干渉縞の観察に関しては、例えば不図示の
観察面において球面からの反射光束による干渉縞が外側
に、非球面からの干渉縞が内側に形成されるように光学
配置され、この観察面での外側と内側の干渉縞の形成の
状態よりそれぞれの面による干渉状態が観察できる構成
にする。
観察面において球面からの反射光束による干渉縞が外側
に、非球面からの干渉縞が内側に形成されるように光学
配置され、この観察面での外側と内側の干渉縞の形成の
状態よりそれぞれの面による干渉状態が観察できる構成
にする。
【００２８】図３は非球面波発生用光学系L2の具体的な
構成の説明図である。図においては被検レンズL3の非球
面の非球面軸が非球面波発生用光学系L2の光軸と一致し
ている場合を示している。非球面波発生用光学系L2は光
軸付近に配置されたレンズAとその周囲に配置された穴
あきレンズBにより構成されている。
構成の説明図である。図においては被検レンズL3の非球
面の非球面軸が非球面波発生用光学系L2の光軸と一致し
ている場合を示している。非球面波発生用光学系L2は光
軸付近に配置されたレンズAとその周囲に配置された穴
あきレンズBにより構成されている。
【００２９】レンズAに入射した平面波は、非球面の光
軸近傍にある曲率中心がO0の輪帯領域R0に対してのみ垂
直に入射する（すなわち曲率中心O0に向けて進行する）
光線により形成される球面波に変換される。この球面波
においては、反射方向、可干渉距離等を考慮すれば輪帯
領域R0に入射した光束のみが光路を完全に逆行してフィ
ゾー干渉計内で参照光束と干渉する。
軸近傍にある曲率中心がO0の輪帯領域R0に対してのみ垂
直に入射する（すなわち曲率中心O0に向けて進行する）
光線により形成される球面波に変換される。この球面波
においては、反射方向、可干渉距離等を考慮すれば輪帯
領域R0に入射した光束のみが光路を完全に逆行してフィ
ゾー干渉計内で参照光束と干渉する。
【００３０】一方穴あきレンズBに入射した平面波は、
非球面の光軸から離れた部所にある曲率中心がOnの輪帯
領域Rnに対してのみ垂直に入射する（すなわち曲率中心
Onに向けて進行する）光線により形成される球面波に変
換される。この球面波においては、反射方向、可干渉距
離等を考慮すれば輪帯領域R0に入射した光束のみが光路
を完全に逆行してフィゾー干渉計内で参照光束と干渉す
る。
非球面の光軸から離れた部所にある曲率中心がOnの輪帯
領域Rnに対してのみ垂直に入射する（すなわち曲率中心
Onに向けて進行する）光線により形成される球面波に変
換される。この球面波においては、反射方向、可干渉距
離等を考慮すれば輪帯領域R0に入射した光束のみが光路
を完全に逆行してフィゾー干渉計内で参照光束と干渉す
る。
【００３１】このように、非球面波発生用光学系L2は半
径方向に関して外側と内側とで、それぞれの輪帯の曲率
半径に応じた球面波を発生させることにより、擬似的に
非球面の形状に対応した非球面波を発生させている。
径方向に関して外側と内側とで、それぞれの輪帯の曲率
半径に応じた球面波を発生させることにより、擬似的に
非球面の形状に対応した非球面波を発生させている。
【００３２】前述の不図示の観察面では、半径方向に関
して外側と内側とに、それぞれの輪帯に応じて２つのリ
ング状の干渉縞発生領域が形成される。この場合、非球
面の非球面軸と、非球面波発生用光学系L2の光軸とが完
全に一致し、Ｚ方向の位置合わせも良好になっている場
合には、それぞれの領域で干渉縞が同心円状に発生す
る。この場合干渉縞のピッチは中央帯部が広く（ワンカ
ラー）、それより内周側及び外周側では狭くなる。
して外側と内側とに、それぞれの輪帯に応じて２つのリ
ング状の干渉縞発生領域が形成される。この場合、非球
面の非球面軸と、非球面波発生用光学系L2の光軸とが完
全に一致し、Ｚ方向の位置合わせも良好になっている場
合には、それぞれの領域で干渉縞が同心円状に発生す
る。この場合干渉縞のピッチは中央帯部が広く（ワンカ
ラー）、それより内周側及び外周側では狭くなる。
【００３３】ここで、被検レンズL3がＺ方向にずれれ
ば、干渉縞のピッチが全体的に狭くなる。また、非球面
波発生用光学系L2の光軸に対して非球面軸に傾きが生じ
ると同心円状であった干渉縞に偏りが生じる。更にこれ
らずれ、傾きが大きくなれば、光束の反射方向のずれ
や、参照光束との可干渉性の減少により、全く干渉領域
が消滅してしまう。本実施例ではこれを逆に利用し、干
渉計が２つリング状に発生しかつ発生した干渉縞を中心
帯のピッチの広い同心円状（ワンカラー）になるよう、
非球面波発生用光学系L2に対して被検レンズL3を位置合
わせすれば、結果的に非球面波発生用光学系L2の光軸に
非球面の非球面軸を合わせることができ、よって非球面
軸の確定ができる。
ば、干渉縞のピッチが全体的に狭くなる。また、非球面
波発生用光学系L2の光軸に対して非球面軸に傾きが生じ
ると同心円状であった干渉縞に偏りが生じる。更にこれ
らずれ、傾きが大きくなれば、光束の反射方向のずれ
や、参照光束との可干渉性の減少により、全く干渉領域
が消滅してしまう。本実施例ではこれを逆に利用し、干
渉計が２つリング状に発生しかつ発生した干渉縞を中心
帯のピッチの広い同心円状（ワンカラー）になるよう、
非球面波発生用光学系L2に対して被検レンズL3を位置合
わせすれば、結果的に非球面波発生用光学系L2の光軸に
非球面の非球面軸を合わせることができ、よって非球面
軸の確定ができる。
【００３４】即ち、図１においてA1軸上にあるOa1、Oan
の離れた2ヶ所が確定すればA1軸の位置が確定する。上
述行程により、球面中心Oa1とOanを非球面波発生用光学
系L2の光軸上の所定位置に位置決めする事になり、これ
によって球面中心Oa1とOanの存在する非球面軸A1が非球
面波発生用光学系L2の光軸上に確定されることになる。
上述の例ではOa1、Oanが離れた2ヶ所であるとしたが、O
a1、Oanそれぞれを球面中心とする輪帯が近接している
場合は、Oa1、Oanの間の範囲で連続して確定されること
により非球面軸A1を確定することもできる。
の離れた2ヶ所が確定すればA1軸の位置が確定する。上
述行程により、球面中心Oa1とOanを非球面波発生用光学
系L2の光軸上の所定位置に位置決めする事になり、これ
によって球面中心Oa1とOanの存在する非球面軸A1が非球
面波発生用光学系L2の光軸上に確定されることになる。
上述の例ではOa1、Oanが離れた2ヶ所であるとしたが、O
a1、Oanそれぞれを球面中心とする輪帯が近接している
場合は、Oa1、Oanの間の範囲で連続して確定されること
により非球面軸A1を確定することもできる。
【００３５】図２に戻って、具体的な測定手順について
説明する。
説明する。
【００３６】まず最初に測定すべき被検レンズL3を取り
付け治具M1にとりつける。この後非球面波発生用光学系
L2と取り付け治具M1との間の位置合わせを、観察面での
干渉縞の発生状態を観察しながら干渉縞が上述ワンカラ
ーになるように、非球面波発生用光学系L2と取り付け治
具M1それぞれの位置、傾き調整を行うことで実行する。
付け治具M1にとりつける。この後非球面波発生用光学系
L2と取り付け治具M1との間の位置合わせを、観察面での
干渉縞の発生状態を観察しながら干渉縞が上述ワンカラ
ーになるように、非球面波発生用光学系L2と取り付け治
具M1それぞれの位置、傾き調整を行うことで実行する。
【００３７】この際、干渉計の出射窓L1から射出される
干渉平面波に対し非球面波発生用光学系L2の光軸をある
程度、垂直に配置しなければならないが、これは非球面
波発生用光学系L2と取り付け治具M1の調整作業中に必然
的に行われてしまう。なぜなら非球面波発生用光学系L2
の光軸が平面波に垂直でない場合、いくら調整作業を繰
り返しても評価波面にコマを生じて観察面上でワンカラ
ーに調整することができないからである。言い換えれば
観察面上でワンカラーに調整できていれば、非球面波発
生用光学系L2の光軸と非球面軸とが一致していると共
に、非球面波発生用光学系L2の光軸が干渉計の出射窓L1
から射出される干渉平面波に対して垂直になっているこ
とが保証されている。
干渉平面波に対し非球面波発生用光学系L2の光軸をある
程度、垂直に配置しなければならないが、これは非球面
波発生用光学系L2と取り付け治具M1の調整作業中に必然
的に行われてしまう。なぜなら非球面波発生用光学系L2
の光軸が平面波に垂直でない場合、いくら調整作業を繰
り返しても評価波面にコマを生じて観察面上でワンカラ
ーに調整することができないからである。言い換えれば
観察面上でワンカラーに調整できていれば、非球面波発
生用光学系L2の光軸と非球面軸とが一致していると共
に、非球面波発生用光学系L2の光軸が干渉計の出射窓L1
から射出される干渉平面波に対して垂直になっているこ
とが保証されている。
【００３８】非球面波発生用光学系L2の第１回目の使用
の開始時点では、上述のように非球面波発生用光学系L2
の倒れ調整を行ない、垂直出ししなくてはならないが、
一度行えば後は被検レンズを交換してもその必要はな
い。
の開始時点では、上述のように非球面波発生用光学系L2
の倒れ調整を行ない、垂直出ししなくてはならないが、
一度行えば後は被検レンズを交換してもその必要はな
い。
【００３９】本実施例では従来方式と違い非球面の光軸
を干渉波面で捕らえるため、合わせ精度以外の誤差は発
生しないし、合わせ精度も通常ワンカラーの波長レベル
は可能で、従来の振れ換算で0.15um以下であり10倍高精
度といえる。
を干渉波面で捕らえるため、合わせ精度以外の誤差は発
生しないし、合わせ精度も通常ワンカラーの波長レベル
は可能で、従来の振れ換算で0.15um以下であり10倍高精
度といえる。
【００４０】非球面合わせ作業終了ののち、反対球面の
干渉測定作業を行う。
干渉測定作業を行う。
【００４１】ここで、本実施例に用いる凹面ミラーL4の
条件について図４を用いて説明する。図４において上側
は球面が凸球面の場合、下側は球面が凹球面の場合を示
している。
条件について図４を用いて説明する。図４において上側
は球面が凸球面の場合、下側は球面が凹球面の場合を示
している。
【００４２】取り付け治具M1又は非球面波発生用光学系
L2の大きな方の外径寸法をφAとすると、反対側球面を
測定するにはφAよりも大きなφAoの光束幅が必要にな
る。
L2の大きな方の外径寸法をφAとすると、反対側球面を
測定するにはφAよりも大きなφAoの光束幅が必要にな
る。
【００４３】取り付け治具M1及び非球面波発生用光学系
L2の周囲を通過して凹面ミラーM2に入射した光束は、こ
のミラーで反射したのち凹面ミラーM2の焦点に向かい収
斂する。
L2の周囲を通過して凹面ミラーM2に入射した光束は、こ
のミラーで反射したのち凹面ミラーM2の焦点に向かい収
斂する。
【００４４】被験レンズL3の反対球面球心と該ミラーの
焦点を一致させ、該球面で反射した光束を再び干渉計に
導き干渉縞を得るためには、前記光束幅φAoと凹ミラー
の焦点距離fM（凹面ミラー曲率半径RMの1／2）、及び被
験レンズの反対側球面曲率半径R21と同球面の可干渉有
効径Dの間に（Ao／｜fM｜）＜（D／｜R21｜）なる関係
を必要とする。この条件を外れると被験面に光束を照射
することができず、測定ができない。
焦点を一致させ、該球面で反射した光束を再び干渉計に
導き干渉縞を得るためには、前記光束幅φAoと凹ミラー
の焦点距離fM（凹面ミラー曲率半径RMの1／2）、及び被
験レンズの反対側球面曲率半径R21と同球面の可干渉有
効径Dの間に（Ao／｜fM｜）＜（D／｜R21｜）なる関係
を必要とする。この条件を外れると被験面に光束を照射
することができず、測定ができない。
【００４５】通常被験レンズの球面側の可干渉直径/曲
率半径は0.05〜1.5であるから、凹ミラーもこれに対応
したものを用意しなければならない。この条件に鑑み、
本実施例ではNA=0.7〜0.02の球面の凹ミラーを使用す
る。
率半径は0.05〜1.5であるから、凹ミラーもこれに対応
したものを用意しなければならない。この条件に鑑み、
本実施例ではNA=0.7〜0.02の球面の凹ミラーを使用す
る。
【００４６】球面側が無限および曲率が極めて大きいな
ど、この条件に合わない場合は、後に述べる第２、第３
実施例の方法を用いれば対応できる。
ど、この条件に合わない場合は、後に述べる第２、第３
実施例の方法を用いれば対応できる。
【００４７】逆の場合、球面収差が大きくなり、干渉が
ワンカラーにならなくなり測定精度が悪くなるので、こ
の場合は凹面ミラーとして放物面を用いる。
ワンカラーにならなくなり測定精度が悪くなるので、こ
の場合は凹面ミラーとして放物面を用いる。
【００４８】図２に戻って凹面ミラーL4の干渉測定の手
順について説明する。
順について説明する。
【００４９】観察面上での周囲部の干渉状態を見ながら
取り付け治具M2を移動して、凹面ミラーL4の位置を調整
する。先に合わせた非球面の干渉縞と共に、球面からの
反射光による干渉縞もワンカラー状態（この場合は発生
する干渉縞の間隔がほぼ無限大になった状態、即ち縞の
ない状態）にできれば原点出しができたことになる。
取り付け治具M2を移動して、凹面ミラーL4の位置を調整
する。先に合わせた非球面の干渉縞と共に、球面からの
反射光による干渉縞もワンカラー状態（この場合は発生
する干渉縞の間隔がほぼ無限大になった状態、即ち縞の
ない状態）にできれば原点出しができたことになる。
【００５０】次に被験レンズL3を取り付け治具M1の中で
180度ラジアル方向に回転し、取り付け直す。
180度ラジアル方向に回転し、取り付け直す。
【００５１】被験レンズの非球面軸が外径に対し倒れ、
平行共に無偏心ならば、観察面上における非球面側の干
渉状態に変化はないはずである。
平行共に無偏心ならば、観察面上における非球面側の干
渉状態に変化はないはずである。
【００５２】変化している場合は取り付け治具M1を倒
れ、及びXY調整し、最初のワンカラー状態を再現させ
る。この時に動かした取り付け治具M1の倒れ調整量（調
整角度）の1／2が外径に対する倒れ偏心、XY調整量の合
成ベクトルの1／2が外径に対する平行偏心である。
れ、及びXY調整し、最初のワンカラー状態を再現させ
る。この時に動かした取り付け治具M1の倒れ調整量（調
整角度）の1／2が外径に対する倒れ偏心、XY調整量の合
成ベクトルの1／2が外径に対する平行偏心である。
【００５３】ワンカラー状態を再現すれば非球面の非球
面軸を再度干渉波面で確定した訳であるが、ここで反対
側の球面の球心が非球面軸上に乗つている無偏心であれ
ば、反対面の反射光による干渉状態は、取り付け直す前
の状態（ワンカラー状態）を再現する。
面軸を再度干渉波面で確定した訳であるが、ここで反対
側の球面の球心が非球面軸上に乗つている無偏心であれ
ば、反対面の反射光による干渉状態は、取り付け直す前
の状態（ワンカラー状態）を再現する。
【００５４】非球面と球面の間に偏心が有り、球面から
の反射光の干渉状態が再現していない場合は、取り付け
治具M2を移動させて凹面ミラーL4をXY方向に調整し、取
り付け直す前のワンカラー状態を再現させる。
の反射光の干渉状態が再現していない場合は、取り付け
治具M2を移動させて凹面ミラーL4をXY方向に調整し、取
り付け直す前のワンカラー状態を再現させる。
【００５５】この時動かしたXY調整量の合成ベクトルの
1／2が、非球面軸に対する反対側球面の球面中心の平行
偏心量Sである。
1／2が、非球面軸に対する反対側球面の球面中心の平行
偏心量Sである。
【００５６】先に述べた非球面軸と外径の関係では軸が
線分と考えられる為、倒れを考慮する必要があったが、
球面中心は点であるため考慮しなくてよい。
線分と考えられる為、倒れを考慮する必要があったが、
球面中心は点であるため考慮しなくてよい。
【００５７】平行偏心量Sから下記の式（１）に基づい
て非球面軸と球面光軸との傾きθを求めることもでき
る。
て非球面軸と球面光軸との傾きθを求めることもでき
る。
【００５８】θ=Sin-1(S／r2) ・・・（１） ここでＳ：平行偏心量、r2：反対面曲率半径、である。
【００５９】本実施例では、非球面波発生用光学系L2
を、穴あきレンズBと中心部分レンズAに分離し、互いの
位置を光軸方向にシフトすることで所望の疑似非球面波
の発生を達成している。
を、穴あきレンズBと中心部分レンズAに分離し、互いの
位置を光軸方向にシフトすることで所望の疑似非球面波
の発生を達成している。
【００６０】図５は非球面波発生用光学系L2の変形例の
構成を示す。この構成では、レンズAの径を大きくし、
輪帯Rn用の球面波をレンズAと穴あきレンズBの合成系で
発生させるようにしている。図ではレンズAが凸、レン
ズBが凹になっているが、被験面によっては逆の関係で
もよく、レンズBを穴あきレンズではなく穴の大きさの
系の宙づりレンズにしてもよい。
構成を示す。この構成では、レンズAの径を大きくし、
輪帯Rn用の球面波をレンズAと穴あきレンズBの合成系で
発生させるようにしている。図ではレンズAが凸、レン
ズBが凹になっているが、被験面によっては逆の関係で
もよく、レンズBを穴あきレンズではなく穴の大きさの
系の宙づりレンズにしてもよい。
【００６１】この様な非球面波発生用光学系L2の組み合
わせの変形例を図６に示す。
わせの変形例を図６に示す。
【００６２】また、上述実施例では疑似非球面波を変更
する際には非球面波発生用光学系L2を別のものに付け替
える構成にしたが、一つの非球面波発生用光学系のL2レ
ンズAとレンズBの間隔、配置を可変することで疑似非球
面波を変更する構成としてもよい。
する際には非球面波発生用光学系L2を別のものに付け替
える構成にしたが、一つの非球面波発生用光学系のL2レ
ンズAとレンズBの間隔、配置を可変することで疑似非球
面波を変更する構成としてもよい。
【００６３】図７は本発明の第２実施例の測定装置の概
略構成図である。以下、同様の部材には同じ符番を冠し
て説明を省略する。
略構成図である。以下、同様の部材には同じ符番を冠し
て説明を省略する。
【００６４】本実施例の装置は両非球面レンズの偏心測
定を一台の干渉計で行なうものである。
定を一台の干渉計で行なうものである。
【００６５】第１実施例と違う点は、被検レンズL3やそ
れに付随する部材L2、M1の配置を干渉計の出射窓L1から
出射する平面波の中心から下側に平行シフトし、凹面ミ
ラーL4の代わりに互いに90度傾斜配置した平面反射ミラ
ーM3、M4と、L2と同様の非球面波発生用光学系L4'が設
けられ、右側非球面への入射光束はこれら部材によって
折り返された光路を経由することである。この場合観察
面上では左側非球面からの反射光によるリング状干渉領
域の隣に、右側非球面からの反射光によるリング状干渉
領域が発生することになる。
れに付随する部材L2、M1の配置を干渉計の出射窓L1から
出射する平面波の中心から下側に平行シフトし、凹面ミ
ラーL4の代わりに互いに90度傾斜配置した平面反射ミラ
ーM3、M4と、L2と同様の非球面波発生用光学系L4'が設
けられ、右側非球面への入射光束はこれら部材によって
折り返された光路を経由することである。この場合観察
面上では左側非球面からの反射光によるリング状干渉領
域の隣に、右側非球面からの反射光によるリング状干渉
領域が発生することになる。
【００６６】測定開始に先立ち部材L2、L3、L4'のない
状態で、ミラーM2、M3の傾斜調整を行ない、観察面上で
の干渉状態がワンカラーになるようにする。
状態で、ミラーM2、M3の傾斜調整を行ない、観察面上で
の干渉状態がワンカラーになるようにする。
【００６７】この調整で、図上で上下2分割した各面へ
の入射光を互いに平行に配置できたことになる。
の入射光を互いに平行に配置できたことになる。
【００６８】次に非球面波発生用光学系L2と被検レンズ
L3を第１実施例で述べた手順でワンカラー調整する。
L3を第１実施例で述べた手順でワンカラー調整する。
【００６９】その後、反対側の非球面も非球面波発生用
光学系L4'のみを動かし同様に観察面上でワンカラーに
なるように調整する。この際、両非球面の非球面軸に相
対倒れがある場合は、被検レンズL3に合わせ非球面波発
生用光学系L4'を傾けなければならないが、傾けた場合
非球面波発生用光学系L4'に対し干渉光が垂直でなくな
る為、その状態ではワンカラーの干渉調整作業はできな
い。
光学系L4'のみを動かし同様に観察面上でワンカラーに
なるように調整する。この際、両非球面の非球面軸に相
対倒れがある場合は、被検レンズL3に合わせ非球面波発
生用光学系L4'を傾けなければならないが、傾けた場合
非球面波発生用光学系L4'に対し干渉光が垂直でなくな
る為、その状態ではワンカラーの干渉調整作業はできな
い。
【００７０】そこで干渉調整作業にはミラーM4又はミラ
ーM3の倒れ補正が必要になる。
ーM3の倒れ補正が必要になる。
【００７１】ミラーM4又はミラーM3を傾き調整して非球
面波発生用光学系L4'に垂直に光束入射する状態を保ち
ながら、非球面波発生用光学系L4'をXY方向の平行調整
及び傾き調整し、ワンカラーに調整する。
面波発生用光学系L4'に垂直に光束入射する状態を保ち
ながら、非球面波発生用光学系L4'をXY方向の平行調整
及び傾き調整し、ワンカラーに調整する。
【００７２】この時傾けたミラーの倒れ補正量の2倍が
両非球面の非球面軸の相対倒れである。
両非球面の非球面軸の相対倒れである。
【００７３】更に、被験レンズL3を180度回転し非球面
波発生用光学系L2を動かさずに取り付け治具M1の位置・
角度を調整してワンカラー調整を行ない、その後非球面
波発生用光学系L4'をＸＹ方向に動かしてワンカラー調
整を行う。ここで第１実施例と異なり、両非球面である
為、非球面波発生用光学系L4'を動かしたXY調整量の合
成ベクトルの1／2が非球面軸の相対平行偏心そのもので
はない。
波発生用光学系L2を動かさずに取り付け治具M1の位置・
角度を調整してワンカラー調整を行ない、その後非球面
波発生用光学系L4'をＸＹ方向に動かしてワンカラー調
整を行う。ここで第１実施例と異なり、両非球面である
為、非球面波発生用光学系L4'を動かしたXY調整量の合
成ベクトルの1／2が非球面軸の相対平行偏心そのもので
はない。
【００７４】図８でその理由を説明する。図８において
上側は左側非球面軸に対して右側非球面軸が外側に傾斜
している場合、下側はその逆の場合を示している。いず
れも非球面が実線から破線の状態に変化した場合で説明
する。
上側は左側非球面軸に対して右側非球面軸が外側に傾斜
している場合、下側はその逆の場合を示している。いず
れも非球面が実線から破線の状態に変化した場合で説明
する。
【００７５】非球面波発生用光学系L4'の平行調整量に
は、非球面波発生用光学系L4'が傾いた角度θと非球面
と非球面波発生用光学系L4'の距離分Tで生じるS'=Sinθ
・Tが非球面波発生用光学系L4'の平行偏心として合成し
カウントされている。したがって、この分を非球面波発
生用光学系L4'の実測平行偏心量から考慮しなくてはな
らない。図８の上側の場合は実測平行偏心量からSinθ
・T分だけ減算しなければならず、逆に下側の場合は実
測平行偏心量にSinθ・T分を加算しなければならない。
は、非球面波発生用光学系L4'が傾いた角度θと非球面
と非球面波発生用光学系L4'の距離分Tで生じるS'=Sinθ
・Tが非球面波発生用光学系L4'の平行偏心として合成し
カウントされている。したがって、この分を非球面波発
生用光学系L4'の実測平行偏心量から考慮しなくてはな
らない。図８の上側の場合は実測平行偏心量からSinθ
・T分だけ減算しなければならず、逆に下側の場合は実
測平行偏心量にSinθ・T分を加算しなければならない。
【００７６】図にある様に、基準非球面rlの非球面軸に
対し反対側非球面r2の非球面軸が外側に傾いているの
か、内側に傾いているのか、又は図では示していないが
2つの軸が同一平面上にないねじれ状態にあるのか、あ
るいは合成か見極める必要があるが、これは180゜取り
付け方向を変えた時の傾き調整方向と実測平行偏心量の
変化で判断できる。
対し反対側非球面r2の非球面軸が外側に傾いているの
か、内側に傾いているのか、又は図では示していないが
2つの軸が同一平面上にないねじれ状態にあるのか、あ
るいは合成か見極める必要があるが、これは180゜取り
付け方向を変えた時の傾き調整方向と実測平行偏心量の
変化で判断できる。
【００７７】ねじれ状態であれば、基準非球面軸に対す
るベクトル量に分解し、補正すべき平行偏心量を計算で
求める。
るベクトル量に分解し、補正すべき平行偏心量を計算で
求める。
【００７８】図９は本発明の第３実施例の測定装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【００７９】本実施例では第２実施例とは異なり、それ
ぞれの面の測定用に干渉計を2台使う構成になってい
る。即ち、被検レンズL3へ入射させる光束を形成するた
めの干渉計をもう１台設け、この干渉計の出射窓L5から
の平面波を、角度調整可能な平面ミラーM4を介して非球
面波発生用光学系L4に入射させるようにしている。
ぞれの面の測定用に干渉計を2台使う構成になってい
る。即ち、被検レンズL3へ入射させる光束を形成するた
めの干渉計をもう１台設け、この干渉計の出射窓L5から
の平面波を、角度調整可能な平面ミラーM4を介して非球
面波発生用光学系L4に入射させるようにしている。
【００８０】ミラーM4は、被験レンズが両非球面で且つ
倒れ偏心がある場合に第２実施例同様の手法で角度調整
するために用いられる。これにより、ワンカラー調整の
際に干渉計本体を傾けなくとも良い様にしている。
倒れ偏心がある場合に第２実施例同様の手法で角度調整
するために用いられる。これにより、ワンカラー調整の
際に干渉計本体を傾けなくとも良い様にしている。
【００８１】本実施例では２台の干渉計からの干渉に供
さない平面波が他方の干渉計のノイズ原因とならないよ
うに、遮蔽板B1を設けている。
さない平面波が他方の干渉計のノイズ原因とならないよ
うに、遮蔽板B1を設けている。
【００８２】非球面波発生用光学系L4'は被験レンズが
両非球面ならば非球面波発生用光学系L2と同様の光学系
で、球面ならば通常の球面波を発生する光学系でよい。
両非球面ならば非球面波発生用光学系L2と同様の光学系
で、球面ならば通常の球面波を発生する光学系でよい。
【００８３】本実施例は被検レンズが大きく、干渉波を
分割することがむずかしい場合などに有効な方法であ
る。
分割することがむずかしい場合などに有効な方法であ
る。
【００８４】今までは非球面を含むレンズを測定する例
を述べてきたが、上述の各実施例を両球面の通常のレン
ズに適用しても有効であり、非球面波発生用光学系を球
面波発生用光学系に置き換えるだけで使用方法も同じで
ある。
を述べてきたが、上述の各実施例を両球面の通常のレン
ズに適用しても有効であり、非球面波発生用光学系を球
面波発生用光学系に置き換えるだけで使用方法も同じで
ある。
【００８５】ただし両球面レンズは2つの曲率球心を結
ぶ線分が光軸であり、必ず1本の軸しか存在せず面相対
での偏心はない。
ぶ線分が光軸であり、必ず1本の軸しか存在せず面相対
での偏心はない。
【００８６】したがって両球面レンズの偏心とは、外径
基準に対してどちらかの面を胴付け基準面に設定した場
合、外径基準に対する反対面曲率球心の平行偏心と考え
ることができる。
基準に対してどちらかの面を胴付け基準面に設定した場
合、外径基準に対する反対面曲率球心の平行偏心と考え
ることができる。
【００８７】この場合も第１実施例で述べた計算式
（１）で倒れ量に換算できるし、倒れ量からスネルの公
式により通常の透過偏心量も求められる。
（１）で倒れ量に換算できるし、倒れ量からスネルの公
式により通常の透過偏心量も求められる。
【００８８】上述の実施例では、両球面レンズで極小径
レンズ、コバ薄レンズ、外径異形レンズなど、透過偏心
顕微鏡の回転評価が難しいものに特に有効である。
レンズ、コバ薄レンズ、外径異形レンズなど、透過偏心
顕微鏡の回転評価が難しいものに特に有効である。
【００８９】上述各実施例において、不図示の観察面に
は肉眼観察用の拡散板や、モニター観察用の撮像素子等
を配置可能である。更に撮像素子を配置した場合には、
該撮像信号を画像解析用に信号処理する形態としてもよ
い。
は肉眼観察用の拡散板や、モニター観察用の撮像素子等
を配置可能である。更に撮像素子を配置した場合には、
該撮像信号を画像解析用に信号処理する形態としてもよ
い。
【００９０】
【発明の効果】第１発明によれば、簡単な方式でありな
がら、非球面自身を基準として原理的に誤差無く正確に
被検面の非球面軸の確定ができる。
がら、非球面自身を基準として原理的に誤差無く正確に
被検面の非球面軸の確定ができる。
【００９１】また第２発明によれば、簡単な方式であり
ながら、被検面自身を基準として原理的に誤差無く正確
に被検面の偏心を求めることができる。
ながら、被検面自身を基準として原理的に誤差無く正確
に被検面の偏心を求めることができる。
【００９２】また第３発明によれば、簡単な方式であり
ながら、非球面自身を基準として原理的に誤差無く、干
渉を用いたより正確な被検面の非球面軸の確定ができ
る。
ながら、非球面自身を基準として原理的に誤差無く、干
渉を用いたより正確な被検面の非球面軸の確定ができ
る。
【００９３】また第４発明によれば、片面非球面、両面
非球面、両面球面のいずれの被検レンズの測定にも適用
可能で、被検レンズの偏心を正確に測定することが可能
となる。
非球面、両面球面のいずれの被検レンズの測定にも適用
可能で、被検レンズの偏心を正確に測定することが可能
となる。
【００９４】また第５発明によれば、片面非球面、両面
非球面、両面球面のいずれの被検レンズの測定にも適用
可能で、被検レンズの偏心を、原理的に誤差無く正確に
測定することが可能となる。
非球面、両面球面のいずれの被検レンズの測定にも適用
可能で、被検レンズの偏心を、原理的に誤差無く正確に
測定することが可能となる。
【００９５】また第６発明によれば、上述誤差のない正
確なレンズ偏心測定を、より簡単な方式で実行できる。
確なレンズ偏心測定を、より簡単な方式で実行できる。
【００９６】また第７発明によれば、簡単な構成であり
ながら、原理的に誤差無く正確に非球面軸の確定や被検
面の偏心測定が行える装置が実現できる。
ながら、原理的に誤差無く正確に非球面軸の確定や被検
面の偏心測定が行える装置が実現できる。
【００９７】また第８発明によれば、上述誤差のない正
確な非球面軸の確定や偏心測定を、非球面レンズに対し
て単純な球面波発生用の光学系を用いて実現できる。
確な非球面軸の確定や偏心測定を、非球面レンズに対し
て単純な球面波発生用の光学系を用いて実現できる。
【００９８】また第９発明によれば、上述誤差のない正
確な非球面軸の確定や偏心測定を、非球面レンズに対し
て単純なレンズの組み合わせを用いて実現できる。
確な非球面軸の確定や偏心測定を、非球面レンズに対し
て単純なレンズの組み合わせを用いて実現できる。
【００９９】また第１０発明によれば、簡単な構成であ
りながら、原理的に誤差無く正確にレンズ偏心測定が行
える装置が実現できる。
りながら、原理的に誤差無く正確にレンズ偏心測定が行
える装置が実現できる。
【０１００】また第１１発明によれば、上述誤差のない
正確なレンズ偏心測定を、よりコンパクトな構成で実現
できる。
正確なレンズ偏心測定を、よりコンパクトな構成で実現
できる。
【図１】片非球面レンズの偏心の説明図
【図２】本発明の第１実施例の測定装置の概略構成図
【図３】非球面波発生用光学系L2の具体的な構成の説明
図
図
【図４】凹面ミラーの条件の説明図
【図５】非球面波発生用光学系L2の変形例の構成の説明
図
図
【図６】非球面波発生用光学系L2の各種変形例の説明図
【図７】本発明の第２実施例の測定装置の概略構成図
【図８】平行偏心の説明図
【図９】本発明の第３実施例の測定装置の概略構成図
Ｌ１ 干渉計の出射窓 Ｌ２、Ｌ４’ 非球面波発生用光学系 Ｌ３ 被検レンズ Ｌ４ 凹面ミラー Ｍ１ 被検レンズ取り付け治具 Ｍ２ 凹面ミラー取り付け治具 Ｍ３、Ｍ４ 平面ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 洋文 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
を所定位置に位置合わせすることにより被検面の非球面
軸を確定することを特徴とする測定方法。 - 【請求項２】 被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
を位置合わせすることにより被検面の非球面軸を確定
し、且つ該被検レンズを１周より小さな角度分だけ回転
した際の該非球面軸の変化より被検面の偏心を求めるこ
とを特徴とする測定方法。 - 【請求項３】 被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
によって発生する干渉縞の状態により被検面の非球面軸
を確定することを特徴とする測定方法。 - 【請求項４】 被検レンズを１周より小さな角度分だけ
回転した際の、該被検レンズの両面それぞれによって発
生する干渉縞の発生状況の変化より、該被検レンズの両
面の互いの偏心を求めることを特徴とする測定方法。 - 【請求項５】 被検レンズの両面各々によりそれぞれ所
定状態の干渉縞を発生させた後、該被検レンズを１周よ
り小さな角度分だけ回転させ、その後再度前記所定状態
の干渉縞を発生させる様に光学調整を行い、該光学調整
の調整量から前記被検レンズの両面の互いの偏心を求め
ることを特徴とする測定方法。 - 【請求項６】 少なくとも被検レンズの一方の面に関し
て、前記所定状態の干渉縞が該面の複数の特定の輪帯に
よって発生するものであることを特徴とする請求項５に
記載の測定方法。 - 【請求項７】 被検レンズの被検面の複数の特定の輪帯
のみに光線が垂直入射するような波面を発生させる入射
波面発生用光学系と、該特定の輪帯からの反射光を入射
光路を逆行させたのち干渉させる干渉計と、該特定の輪
帯からの反射光による干渉縞に基づいて前記被検レンズ
を位置合わせするために前記被検レンズの配置調整を可
能としたレンズ位置決め手段とを有することを特徴とす
る測定装置。 - 【請求項８】 前記被検面が非球面であり、前記入射波
面発生用光学系は該非球面の曲率中心の異なる複数の特
定の輪帯それぞれに対して光束が垂直入射するような球
面波を別個に形成することを特徴とする請求項７に記載
の測定装置。 - 【請求項９】 前記入射波面発生用光学系は、穴あきレ
ンズまたは宙づりレンズを有することを特徴とする請求
項７または８に記載の測定装置。 - 【請求項１０】 被検レンズの両面それぞれに入射させ
る波面を発生させる様該両面それぞれに対応して設けら
れた入射波面発生用光学系と、前記両面それぞれからの
反射光を入射光路を逆行させたのち干渉させる１つない
し２つの干渉計と、前記両面それぞれからの反射光によ
る干渉縞に基づいて前記被検レンズを位置合わせするた
めに前記被検レンズの配置調整を可能としたレンズ位置
決め手段と、前記被検レンズの配置調整に応じて前記両
面の少なくとも一方への入射光束を変位させるための配
置調整可能な光学部材とを有することを特徴とする測定
装置。 - 【請求項１１】 前記入射波面発生用光学系と前記光学
部材は共通の凹面ミラーを有し、該凹面ミラーは前記被
検レンズの周囲を進行する光束を前記被検レンズの片方
の面に入射させることを特徴とする請求項１０記載の測
定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8158174A JPH102714A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 測定方法及び装置 |
| US08/877,311 US5940181A (en) | 1996-06-19 | 1997-06-17 | Measuring method and measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8158174A JPH102714A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102714A true JPH102714A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15665899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8158174A Pending JPH102714A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 測定方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5940181A (ja) |
| JP (1) | JPH102714A (ja) |
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| CN116124417A (zh) * | 2021-11-15 | 2023-05-16 | 成都极米科技股份有限公司 | 一种偏心检测补偿机构、偏心检测装置及调心方法 |
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