JPH1137738A - 非球面レンズの形状及び偏心測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非球面レンズなる被検レンズの調心を行うこ
とで被検レンズの光軸を基準とした偏心測定を行うこと
ができ、測定精度の向上と駆動機構の構成の簡略化を図
れるようにする。 【解決手段】 保持手段２により保持された被検レンズ
１の調心を照射光学系、結像光学系、重心位置検出手段
等を用いて行った上で、変位計１６を有する測定手段１
５と、保持手段２を回転させる回転手段３とを用い、最
初の位置と９０°回転させた位置とで２回に分けて測定
して、調心された被検レンズ１の直交２方向の断面形状
データを得ることで、これらのデータの演算処理に基づ
き被検レンズ１の形状及び光軸基準の偏心測定が高精度
に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等に用いら
れる非球面レンズの形状及び偏心測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラ等にあっては非球面レンズ
が広く用いられるようになってきている。この場合、非
球面レンズは研磨による非球面創成が困難なことから、
一般に、型成形による非球面創成が行われている。この
ため、非球面の偏心が生じやすい。

【０００３】非球面レンズにおける非球面の偏心測定
は、例えば、製品検査において、製品の良否を判定する
際に必要となる他、製作の途上で試作された非球面レン
ズの偏心により型押しの向きを調整する場合にも必要と
なる。

【０００４】ここで、前者の製品の良否の判定だけであ
れば偏心量のみを測定すればよいが、後者の型押しの向
きの調整の場合には偏心量のみならずその偏心の方向、
即ち、偏心がどの方向に生じているかを測定する必要が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】非球面レンズの偏心を
測定する手法としては、例えば、特開平３−３７５４４
号公報や特開平１−２９６１３２号公報に開示された技
術があるが、これらの公報にも示されているように、通
常は、非球面レンズの形状測定とは別の測定として行う
ようにしている。

【０００６】この結果、測定装置における駆動機構の構
成が複雑化したり、高い測定精度を確保しにくいといっ
た課題がある。

【０００７】そこで、本発明は、非球面レンズなる被検
レンズの調心を行うことで被検レンズの光軸を基準とし
た偏心測定を行うことができ、測定精度の向上と駆動機
構の構成の簡略化を図れる非球面レンズの形状及び偏心
測定装置を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、その調心の高精度化を図
れる非球面レンズの形状及び偏心測定装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】さらには、本発明は、その調心の容易化と
高精度化とを図れる非球面レンズの形状及び偏心測定装
置を提供することを目的とする。

【００１０】また、本発明は、測定の妨げとなる被検レ
ンズの裏面等からの反射光のような迷光を除去し得る非
球面レンズの形状及び偏心測定装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
非球面レンズを被検レンズとして保持する保持手段と、
照明用光源を含み、この照明用光源から出射された光束
を収束性光束又は発散性光束として前記被検レンズの被
検面に照射する照射光学系と、前記保持手段の中心軸と
前記照射光学系の光軸とに実質的に合致するように光軸
が設定されて、前記被検面の近軸球面からの反射光を結
像させる結像光学系と、この結像光学系により結像され
た像の重心位置を検出する重心位置検出手段と、前記保
持手段により保持された前記被検レンズを前記光軸を回
転軸として回転させる回転手段と、前記被検レンズの外
径部を押して前記光軸に直交する直交面内で前記被検レ
ンズを任意の１方向に移動させる移動手段と、前記被検
レンズに対して１方向への走査機構を有する変位計に基
づき前記被検レンズの断面形状を測定する測定手段と、
この測定手段の測定結果等に基づいて前記被検レンズの
形状及び偏心を算出する演算処理手段とを備えている。

【００１２】従って、照射光学系、結像光学系、重心位
置検出手段等を用いて保持手段により保持された被検レ
ンズの調心を行った上で、変位計を有する測定手段と、
保持手段を回転させる回転手段とを用いることで、調心
された被検レンズの直交２方向の断面形状データを得る
ことができ、これらのデータの演算処理に基づき被検レ
ンズの形状及び光軸基準の偏心測定を高精度に行うこと
ができ、そのための機構も簡単で済む。

【００１３】請求項２記載の発明は、非球面レンズを被
検レンズとして保持する保持手段と、照明用光源を含
み、この照明用光源から出射された光束を収束性光束又
は発散性光束として前記被検レンズの被検面に照射する
照射光学系と、前記保持手段の中心軸と前記照射光学系
の光軸とに実質的に合致するように光軸が設定されて、
前記被検面の近軸球面からの反射光を結像させる結像光
学系と、この結像光学系により結像された像の重心位置
を検出する重心位置検出手段と、前記被検レンズの外径
部を押して前記光軸に直交する直交面内で前記被検レン
ズを直交する２方向に移動させる移動手段と、前記被検
レンズに対して直交する２方向への走査機構を有する変
位計に基づき前記被検レンズの断面形状を測定する測定
手段と、この測定手段の測定結果等に基づいて前記被検
レンズの形状及び偏心を算出する演算処理手段とを備え
ている。

【００１４】従って、照射光学系、結像光学系、重心位
置検出手段等を用いて保持手段により保持された被検レ
ンズの調心を行った上で、直交する２方向に移動自在な
変位計を有する測定手段を用いることで、調心された被
検レンズの直交２方向の断面形状データを得ることがで
き、これらのデータの演算処理に基づき被検レンズの形
状及び光軸基準の偏心測定を高精度に行うことができ、
そのための機構も簡単で済む。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、移
動手段による被検レンズの位置調整時に重心位置検出手
段により検出される重心位置に基づき前記被検レンズの
最適な移動量を算出して前記移動手段をフィードバック
制御するフィードバック制御演算手段を備えている。従
って、被検レンズの形状及び光軸基準の偏心測定を行う
に際しての被検レンズの調心を高精度に行うことができ
る。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、結
像光学系は、拡大率が可変自在である。従って、結像光
学系の拡大率を可変することで、粗調整は拡大率を小さ
くして広視野状態で行わせ、微調整は拡大率を大きくし
て狭視野状態で行わせることができ、よって、被検レン
ズの調心を容易に行える上に、拡大率を上げるほど調心
を高精度に行わせることもできる。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、被
検面の近軸球面からの反射光を２つに分岐する分岐手段
を備え、分岐された反射光毎に異なる拡大率の結像光学
系と重心位置検出手段とを備えている。従って、一方の
結像光学系の拡大率を小さくして粗調整を広視野状態で
行わせ、他方の結像光学系の拡大率を大きくして微調整
を狭視野状態で行わせることができ、よって、被検レン
ズの調心を容易に行える上に、拡大率を上げるほど調心
を高精度に行わせることもできる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、照
射光学系は、光軸方向に移動自在に設けられている。従
って、照明光学系中の光学部材を光軸方向に移動させて
被検レンズとの間の間隔を調整することにより被検レン
ズの種類が変わった場合にも対処することができる。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、被
検レンズを保持した保持手段は、中心軸方向に移動自在
に設けられている。従って、保持手段を光軸方向に移動
させてこの保持手段に保持された被検レンズと照明光学
系中の光学部材との間の間隔を調整することにより被検
レンズの種類が変わった場合にも対処することができ
る。

【００２０】請求項８記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、照
射光学系は、交換自在な集光レンズを有する。従って、
被検レンズの種類が変わった場合にはその被検レンズに
見合った曲率を有する集光レンズに交換することによ
り、被検レンズの種類の変更に簡単に対処することがで
きる。

【００２１】請求項９記載の発明は、請求項１又は２記
載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、照
射光学系は、その光軸上に円形開口が形成された遮光部
材を有する。従って、被検レンズの裏面等からの反射光
が測定の妨げとなる迷光として生ずるようなことがあっ
ても、円形開口が形成された遮光部材により遮光するこ
とで、迷光の影響が除去される。

【００２２】請求項１０記載の発明は、請求項１又は２
記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置において、
照射光学系は、その光軸上に開口径可変自在な絞り部材
を有する。従って、被検レンズの裏面等からの反射光が
測定の妨げとなる迷光として生ずるようなことがあって
も、絞り部材により遮光することで、迷光の影響が除去
される。特に、絞り部材の開口径を可変させることで、
被検レンズの種類が変わった場合にも簡単に対処するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図６に基づいて説明する。図１は本実施の形態の
測定装置における光学系の基本構成を示す概略正面図で
ある。まず、非球面レンズを被検レンズ１として保持す
る保持手段２が設けられている。この保持手段２は前記
被検レンズ１の被検面１ａとは反対側の面の球面部１ｂ
を保持するもので、基本的には、前記被検レンズ１の近
軸球面部の曲率中心が光軸φ上にくるように保持する。
この保持手段２は回転手段３上に搭載されている。この
回転手段３は前記保持手段２をその中心軸（光軸）φを
回転軸として回転させることにより、この保持手段２に
保持された前記被検レンズ１を回転させるものである。

【００２４】一方、前記被検レンズ１の被検面１ａ側に
対しては照射光学系４が設けられている。この照射光学
系４はレーザ光源等の照明用光源５を備え、この照明用
光源５から出射された光束を前記被検面１ａに対して収
束性光束（又は、発散性光束）として照射させるもの
で、本実施の形態では、対物レンズ６、コリメートレン
ズ７及び集光レンズ８を順に設けることにより構成され
ている。ここで、この照射光学系４の光軸は前記保持手
段２の中心軸φに実質的に合致するように設定されてい
る。さらに、前記照射光学系４中に介在させたハーフミ
ラー等の光分岐手段９により分岐された光軸上には結像
光学系１０が設けられている。この結像光学系１０は前
記被検面１ａから反射された反射光が前記集光レンズ
８、コリメートレンズ７及び光分岐手段９を経た後、受
光素子上に結像させるもので、複数枚のレンズと受光素
子との組合せにより構成されている。この結像光学系１
０の光軸も実質的に前記保持手段２の中心軸φに実質的
に合致するように設定されている。即ち、本実施の形態
においては、保持手段２の中心軸φが光学系４，１０の
光軸に実質的に合致していることを前提としている。前
記結像光学系１０中の受光素子からの出力を受ける重心
位置検出手段１１は前記結像光学系１０により結像され
る反射光のスポット像の重心位置をモニタ１２を通じて
検出するものである。

【００２５】このような基本的な構成の下、照明用光源
５から出射された光束は、照射光学系４によって保持手
段２に保持されている被検レンズ１の被検面１ａに照射
される。そして、この被検面１ａからの反射光は同様の
光路を通った後、光分岐手段９により結像光学系１０側
に偏向され、この結像光学系１０によって反射光のスポ
ット像が形成され、このスポット像に関して重心位置検
出手段１１によってその重心位置が検出される。

【００２６】ここで、前記被検レンズ１付近の光学的位
置関係等について図２を参照して説明する。保持手段２
により保持された被検レンズ１に対して、集光レンズ８
は被検レンズ１の近軸球面部の曲率中心点１ａ′に集光
する位置にセットされている。この場合、被検レンズ１
の被検面１ａから近軸球面部の曲率中心点１ａ′までの
距離は、被検レンズ１の近軸球面部の曲率半径Ｒ₀ に等
しい。よって、被検面１ａの近軸球面部からの反射光は
集光レンズ８で再び平行光となるため、結像光学系１０
を経た後は反射光のスポット像となる。

【００２７】また、本実施の形態においては、保持手段
２により保持された被検レンズ１の位置調整（調心）を
行うため、図３に示すように、前記被検レンズ１の外径
部を押して光軸φに直交する直交面内で被検レンズ１を
任意の１方向にのみ移動させる型押し等の移動手段１３
が設けられている。そこで、まず、被検レンズ１を保持
手段２により保持した状態で回転手段３により被検レン
ズ１を光軸φ回りに回転させながら、被検レンズ１の近
軸球面部からの反射光のスポット像の重心位置を重心位
置検出手段１１により検出する。このとき、被検レンズ
１の光軸が図１中に示すような光学系光軸φからずれて
いる場合には、その反射光のスポット像の重心位置は図
３中に示すように回転軌跡１４を描くことにより検出さ
れる。そこで、ずれがある場合、被検レンズ１を光軸φ
に直交する直交面内で任意の１方向に移動する移動手段
１３により前記回転軌跡１４が零となるように被検レン
ズ１の位置を調整する。このような調整が完了した時点
では、被検レンズ１の光軸が光学系４，１０の光軸φと
一致した状態となる。

【００２８】さらに、図４に示すように、上記のように
被検レンズ１を保持手段２上に保持させその調心を行っ
た後で用いられる測定手段１５が設けられている。この
測定手段１５は、被検レンズ１の被検面１ａに対して光
軸φに直交する直交面内において任意の１方向Ａにのみ
移動自在な走査機構（図示せず）を有して前記被検面１
ａに接触（又は、非接触）してその断面形状を測定する
変位計１６を備えている。また、特に図示しないが、前
記変位計１６により測定された被検レンズ１の断面形状
に基づき被検レンズ１の形状及び偏心量を算出する演算
処理手段が設けられている。

【００２９】このような構成において、被検レンズ１を
保持手段２上に保持させその調心を行った後で、測定手
段１５を用いてその断面形状を測定する。即ち、変位計
１６を光軸φに直交する直交面内で１方向Ａに移動させ
ながら被検面１ａを走査することにより、その１方向Ａ
に関する被検レンズ１の断面形状が測定される（１回
目）。その後、回転手段３により保持手段２とともに被
検レンズ１を９０°回転させて停止させ、その位置で、
再び変位計１６を光軸φに直交する直交面内で１方向Ａ
に移動させながら被検面１ａを走査することにより、そ
の１方向Ａに関する被検レンズ１の断面形状が測定され
る（２回目）。ここに、１回目と２回目とでは９０°異
なった位置の被検レンズ１の断面形状であるので、結果
として、被検レンズ１の直交２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）
の断面形状が測定されたことになる。そこで、例えば図
５（ａ）（ｂ）中に示すようにＸ，Ｙ方向のこれらの２
つの断面形状データに基づき各々の方向の軸の傾斜角を
算出すれば、図６に示すような座標関係から、被検レン
ズ１（被検面１ａ）の非球面軸の傾き（太線）が得られ
る。このときの非球面軸の傾斜角θが被検レンズ１の光
軸を基準とした偏心量となる。この際、被検レンズ１の
保持状態で任意の１方向Ａを基準とした偏心方向も算出
することができる。

【００３０】従って、本実施の形態によれば、被検レン
ズ１の位置調整が可能であり、この被検レンズ１の設置
及びその位置調整を行った上で、変位計１６を備えた測
定手段１５を用い、かつ、回転手段３により被検レンズ
１を９０°回転させることで、直交２方向の断面形状デ
ータを得ることができこれらのデータの演算処理に基づ
き、被検レンズ１の形状及び光軸基準の偏心測定が可能
となる。

【００３１】ところで、本実施の形態においては、結像
光学系１０は、その拡大率が可変自在とされている。拡
大率可変の手法としては、例えば、ズームレンズを使用
する、或いは、この結像光学系１０を構成するレンズを
リボルバ方式により交換自在又は位置可変自在とすれば
よい。このように結像光学系１０の拡大率を可変自在と
すれば、例えば、粗調整は拡大率を小さくして広視野状
態で行わせ、微調整は拡大率を大きくして狭視野状態で
行わせることができ、被検レンズ１の調心を容易に行え
る。また、拡大率を上げるほど調心を高精度に行わせる
こともできる。

【００３２】また、本実施の形態では、照射光学系４中
の集光レンズ８が光軸φ方向に移動調整自在に設けられ
ている。これにより、図２に示すように、集光レンズ８
（焦点距離ｆ₁ ）と被検レンズ１の被検面１ａとの間の
距離Ｚが調整自在とされている。被検レンズ１はその種
類が変われば、近軸球面部の曲率が変わってしまうが、
それに合わせて被検レンズ１と集光レンズ８との距離Ｚ
を変えれば、被検レンズ１に照射する光の曲率は変わっ
ていくので、被検レンズ１の種類が変わっても対処でき
ることになる。即ち、被検レンズ１の近軸球面部の曲率
に合わせてその距離Ｚを調整すればよい。

【００３３】もっとも、集光レンズ８側を固定し、被検
レンズ１側を保持手段２とともに光軸φ方向に移動調整
自在としてもよいことはもちろんである。さらには、集
光レンズ８自体を交換自在とし、被検レンズ１が変わっ
た場合の対応策としてその被検レンズ１に見合った曲率
を有する集光レンズ８に交換するようにしてもよい。

【００３４】本発明の第二の実施の形態を図７に基づい
て説明する。前記実施の形態で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて示し、説明も省略する（以下の各実施
の形態でも同様とする）。本実施の形態では、重心位置
検出手段１１に接続されて移動手段１３をフィードバッ
ク制御するフィードバック制御演算手段１７が付加され
ている。このフィードバック制御演算手段１７は、前記
移動手段１３による被検レンズ１の位置調整時に前記重
心位置検出手段１１により検出される重心位置に基づき
被検レンズ１の最適な移動量を算出して前記移動手段１
３をフィードバック制御する。より具体的には、被検レ
ンズ１の位置調整時に得られる反射スポット像の回転軌
跡１４の径の大きさから被検レンズ１の光軸φからのず
れ量、即ち、被検レンズ１の移動手段１３による最適な
移動量が算出される。よって、本実施の形態によれば、
被検レンズ１の形状及び光軸基準の偏心量を測定する際
の、被検レンズ１の設置に関して高精度な位置調整が可
能となる。

【００３５】本発明の第三の実施の形態を図８に基づい
て説明する。本実施の形態では、被検面１ａの近軸球面
からの反射光の光軸上にその反射光を２つに分岐する分
岐手段１８が設けられ、その一方の分岐光軸上に結像光
学系１０が設けられ、他方の分岐光軸上にも結像光学系
１９が設けられている。これらの結像光学系１０，１９
は異なる拡大率を有する構成とされており、例えば、拡
大率の大きな結像光学系１０側が微調整用、拡大率の小
さな結像光学系１９側が粗調整用とされている。これら
の結像光学系１０，１９の出力側は重心位置検出手段１
１側に接続されている。

【００３６】よって、本実施の形態によれば、被検レン
ズ１の調心時に、最初は粗調整として拡大率の小さな結
像光学系１９と重心位置検出手段１１とを用いて広視野
状態で行わせ、微調整時には拡大率の大きな結像光学系
１０と重心位置検出手段１１とを用いて狭視野状態で行
わせることができ、被検レンズ１の調心を容易に行え
る。また、結像光学系１０側の拡大率を上げるほど調心
を高精度に行わせることもできる。

【００３７】本発明の第四の実施の形態を図９に基づい
て説明する。本実施の形態では、照射光学系６中におい
て光分岐手段９より前段の光軸φ上に円形開口２０ａが
形成された遮光部材２０が介在されている。

【００３８】このような遮光部材２０の介在により、照
射光学系６によって被検レンズ１に照射する光の特定部
分が遮光されることになる。被検レンズ１の種類によっ
ては、例えば、裏面側からの反射光が被検面（表面）１
ａとほぼ同じ光路を通って結像光学系１０に戻ってくる
こともあり得るが、このような状況下では、円形開口２
０ａを被検レンズ１に見合った大きさに形成しておけ
ば、この円形開口２０ａを有する遮光部材２０による遮
光により裏面側からの反射光（迷光）を適切に除去でき
る。

【００３９】なお、本実施の形態に関して、遮光部材２
０として、円形開口２０ａの大きさを可変し得る絞り部
材を用いれば、被検レンズ１の種類が変わった場合にも
簡単に対応できる。

【００４０】本発明の第五の実施の形態を図１０ないし
図１２に基づいて説明する。本実施の形態では、まず、
図１に対応する基本構成において、図１０に示すように
回転手段３が省略された構成とされている。また、図１
１に示すように、保持手段２により保持された被検レン
ズ１に対しては光軸φに直交する直交面内で直交する２
方向に移動させる２つの移動手段１３ｘ，１３ｙが設け
られている。これにより、被検レンズ１を保持手段２に
より保持した状態で被検レンズ１の近軸球面部からの反
射光のスポット像の重心位置を重心位置検出手段１１に
より検出する。このとき、被検レンズ１の光軸が光学系
光軸φからずれている場合には、被検レンズ１を光軸φ
に直交する直交面内で直交する２方向に移動する移動手
段１３ｘ，１３ｙによりずれが零となるように被検レン
ズ１の位置を調整する。このような調整が完了した時点
では、被検レンズ１の光軸が光学系４，１０の光軸φと
一致した状態となる。

【００４１】さらに、本実施の形態にあっては、図１２
に示すように、上記のように被検レンズ１を保持手段２
上に保持させその調心を行った後で用いられる測定手段
１５が設けられている。この測定手段１５は、被検レン
ズ１の被検面１ａに対して光軸φに直交する直交面内に
おいて直交する２方向Ａ，Ａ′に移動自在な走査機構
（図示せず）を有して前記被検面１ａに接触（又は、非
接触）してその断面形状を測定する変位計２１を備えて
いる。また、特に図示しないが、前記変位計２１により
測定された被検レンズ１の直交２方向の断面形状に基づ
き被検レンズ１の形状及び偏心量を算出する演算処理手
段が設けられている。

【００４２】このような構成において、被検レンズ１を
保持手段２上に保持させその調心を行った後で、測定手
段１５を用いてその断面形状を測定する。即ち、変位計
２１を光軸φに直交する直交面内で１方向Ａに移動させ
ながら被検面１ａを走査することにより、その１方向Ａ
に関する被検レンズ１の断面形状が測定される（１回
目）。その後、変位計２１を光軸φに直交する直交面内
で今度は１方向Ａに直交する１方向Ａ′に移動させなが
ら被検面１ａを走査することにより、その１方向Ａ′に
関する被検レンズ１の断面形状が測定される（２回
目）。ここに、１回目と２回目とでは９０°異なった位
置の被検レンズ１の断面形状であるので、結果として、
被検レンズ１の直交２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の断面形
状が測定されたことになる。そこで、例えば図５（ａ）
（ｂ）中に示したようなＸ，Ｙ方向のこれらの２つの断
面形状データに基づき各々の方向の軸の傾斜角を算出す
れば、図６に示したような座標関係から、被検レンズ１
（被検面１ａ）の非球面軸の傾き（太線）が得られる。
このときの非球面軸の傾斜角θが被検レンズ１の光軸を
基準とした偏心量となる。

【００４３】従って、本実施の形態によれば、被検レン
ズ１の位置調整が可能であり、この被検レンズ１の設置
及びその位置調整を行った上で、直交する２方向に移動
自在な変位計２１を備えた測定手段１５を用いること
で、回転手段３を用いることなく、直交２方向の断面形
状データを得ることができこれらのデータの演算処理に
基づき、被検レンズ１の形状及び光軸基準の偏心測定が
可能となる。

【００４４】なお、特に図示しないが、本実施の形態に
関しても、第一の実施の形態の場合と同様に、前述した
第二ないし第四の実施の形態の方式や変形例方式を適用
し得る。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、上述した
ように構成したので、保持手段により保持された被検レ
ンズの調心を照射光学系、結像光学系、重心位置検出手
段等を用いて行った上で、変位計を有する測定手段と、
保持手段を回転させる回転手段とを用いることで調心さ
れた被検レンズの直交２方向の断面形状データを得るこ
とができ、よって、これらのデータの演算処理に基づき
非球面レンズの形状及び光軸基準の偏心測定を高精度に
行うことができ、そのための機構も簡単にすることがで
きる。

【００４６】請求項２記載の発明によれば、上述したよ
うに構成したので、保持手段により保持された被検レン
ズの調心を照射光学系、結像光学系、重心位置検出手段
等を用いて行った上で、直交する２方向に移動自在な変
位計を有する測定手段を用いることで調心された被検レ
ンズの直交２方向の断面形状データを得ることができ、
これらのデータの演算処理に基づき非球面レンズの形状
及び光軸基準の偏心測定を高精度に行うことができ、そ
のための機構も簡単にすることができる。

【００４７】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、移動手段による被検レンズの位置調整時に重心位置
検出手段により検出される重心位置に基づき被検レンズ
の最適な移動量を算出して移動手段をフィードバック制
御するフィードバック制御演算手段を備えているので、
非球面レンズの形状及び光軸基準の偏心測定を行うに際
しての被検レンズの調心を高精度に行うことができる。

【００４８】請求項４記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、結像光学系の拡大率が可変自在であるので、結像光
学系の拡大率を可変することで、粗調整は拡大率を小さ
くして広視野状態で行わせ、微調整は拡大率を大きくし
て狭視野状態で行わせることができ、よって、被検レン
ズの調心を容易に行える上に、拡大率を上げるほど調心
を高精度に行わせることもできる。

【００４９】請求項５記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、被検面の近軸球面からの反射光を２つに分岐する分
岐手段を備え、分岐された反射光毎に異なる拡大率の結
像光学系と重心位置検出手段とを備えているので、一方
の結像光学系の拡大率を小さくして粗調整を広視野状態
で行わせ、他方の結像光学系の拡大率を大きくして微調
整を狭視野状態で行わせることができ、よって、被検レ
ンズの調心を容易に行える上に、拡大率を上げるほど調
心を高精度に行わせることもできる。

【００５０】請求項６記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、照射光学系が光軸方向に移動自在に設けられている
ので、照明光学系中の光学部材を光軸方向に移動させて
被検レンズとの間の間隔を調整することにより被検レン
ズの種類が変わった場合にも対処することができる。

【００５１】請求項７記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、被検レンズを保持した保持手段が中心軸方向に移動
自在に設けられているので、保持手段を光軸方向に移動
させてこの保持手段に保持された被検レンズと照明光学
系中の光学部材との間の間隔を調整することにより被検
レンズの種類が変わった場合にも対処することができ
る。

【００５２】請求項８記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、照射光学系が交換自在な集光レンズを有しているの
で、被検レンズの種類が変わった場合にはその被検レン
ズに見合った曲率を有する集光レンズに交換することに
より、被検レンズの種類の変更に簡単に対応できる。

【００５３】請求項９記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置におい
て、照射光学系が、その光軸上に円形開口が形成された
遮光部材を有しているので、被検レンズの裏面等からの
反射光が測定の妨げとなる迷光として生ずるようなこと
があっても、円形開口が形成された遮光部材により遮光
することで、迷光の影響が除去される。

【００５４】請求項１０記載の発明によれば、請求項１
又は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置にお
いて、照射光学系が、その光軸上に開口径可変自在な絞
り部材を有しているので、被検レンズの裏面等からの反
射光が測定の妨げとなる迷光として生ずるようなことが
あっても、絞り部材により遮光することで、迷光の影響
を除去でき、特に、絞り部材の開口径を可変させること
で、被検レンズの種類が変わった場合にも簡単に対処で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の基本構成を示す概
略正面図である。

【図２】その保持手段付近を拡大して示す正面図であ
る。

【図３】被検レンズ付近を拡大して示す平面図である。

【図４】要部を示し、（ａ）は保持手段付近を拡大して
示す正面図、（ｂ）はその平面図である。

【図５】断面形状データを示す特性図である。

【図６】傾斜角を示す３次元座標系による特性図であ
る。

【図７】本発明の第二の実施の形態の構成を示す概略正
面図である。

【図８】本発明の第三の実施の形態の構成を示す概略正
面図である。

【図９】本発明の第四の実施の形態の構成を示す概略正
面図である。

【図１０】本発明の第五の実施の形態の構成を示す概略
正面図である。

【図１１】被検レンズ付近を拡大して示す平面図であ
る。

【図１２】要部を示し、（ａ）は保持手段付近を拡大し
て示す正面図、（ｂ）はその平面図である。

【符号の説明】

１ 被検レンズ １ａ 被検面 ２ 保持手段 ３ 回転手段 ４ 照射光学系 ５ 照明用光源 ８ 集光レンズ １０ 結像光学系 １１ 重心位置検出手段 １３，１３ｘ，１３ｙ 移動手段 １５ 測定手段 １６ 変位計 １７ フィードバック制御演算手段 １８ 分岐手段 １９ 結像光学系 ２０ 遮光部材 ２０ａ 円形開口 ２１ 変位計 φ 光軸、中心軸

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非球面レンズを被検レンズとして保持す
   る保持手段と、 照明用光源を含み、この照明用光源から出射された光束
   を収束性光束又は発散性光束として前記被検レンズの被
   検面に照射する照射光学系と、 前記保持手段の中心軸と前記照射光学系の光軸とに実質
   的に合致するように光軸が設定されて、前記被検面の近
   軸球面からの反射光を結像させる結像光学系と、 この結像光学系により結像された像の重心位置を検出す
   る重心位置検出手段と、 前記保持手段により保持された前記被検レンズを前記光
   軸を回転軸として回転させる回転手段と、 前記被検レンズの外径部を押して前記光軸に直交する直
   交面内で前記被検レンズを任意の１方向に移動させる移
   動手段と、 前記被検レンズに対して１方向への走査機構を有する変
   位計に基づき前記被検レンズの断面形状を測定する測定
   手段と、 この測定手段の測定結果等に基づいて前記被検レンズの
   形状及び偏心を算出する演算処理手段と、 を備えることを特徴とする非球面レンズの形状及び偏心
   測定装置。
2. 【請求項２】 非球面レンズを被検レンズとして保持す
   る保持手段と、 照明用光源を含み、この照明用光源から出射された光束
   を収束性光束又は発散性光束として前記被検レンズの被
   検面に照射する照射光学系と、 前記保持手段の中心軸と前記照射光学系の光軸とに実質
   的に合致するように光軸が設定されて、前記被検面の近
   軸球面からの反射光を結像させる結像光学系と、 この結像光学系により結像された像の重心位置を検出す
   る重心位置検出手段と、 前記被検レンズの外径部を押して前記光軸に直交する直
   交面内で前記被検レンズを直交する２方向に移動させる
   移動手段と、 前記被検レンズに対して直交する２方向への走査機構を
   有する変位計に基づき前記被検レンズの断面形状を測定
   する測定手段と、 この測定手段の測定結果等に基づいて前記被検レンズの
   形状及び偏心を算出する演算処理手段と、 を備えることを特徴とする非球面レンズの形状及び偏心
   測定装置。
3. 【請求項３】 移動手段による被検レンズの位置調整時
   に重心位置検出手段により検出される重心位置に基づき
   前記被検レンズの最適な移動量を算出して前記移動手段
   をフィードバック制御するフィードバック制御演算手段
   を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の非球面
   レンズの形状及び偏心測定装置。
4. 【請求項４】 結像光学系は、拡大率が可変自在である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の非球面レンズの
   形状及び偏心測定装置。
5. 【請求項５】 被検面の近軸球面からの反射光を２つに
   分岐する分岐手段を備え、分岐された反射光毎に異なる
   拡大率の結像光学系と重心位置検出手段とを備えること
   を特徴とする請求項１又は２記載の非球面レンズの形状
   及び偏心測定装置。
6. 【請求項６】 照射光学系は、光軸方向に移動自在に設
   けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の非
   球面レンズの形状及び偏心測定装置。
7. 【請求項７】 被検レンズを保持した保持手段は、中心
   軸方向に移動自在に設けられていることを特徴とする請
   求項１又は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装
   置。
8. 【請求項８】 照射光学系は、交換自在な集光レンズを
   有することを特徴とする請求項１又は２記載の非球面レ
   ンズの形状及び偏心測定装置。
9. 【請求項９】 照射光学系は、その光軸上に円形開口が
   形成された遮光部材を有することを特徴とする請求項１
   又は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置。
10. 【請求項１０】 照射光学系は、その光軸上に開口径可
    変自在な絞り部材を有することを特徴とする請求項１又
    は２記載の非球面レンズの形状及び偏心測定装置。