CN102043175A - 透镜、透镜阵列、透镜评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及透镜、透镜阵列、透镜评价装置。本发明的透镜是通过对一般的球面透镜付与基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的。非球面量用以对光学面付与相对球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，上述非球面量还用以对周围部分付与相对球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差。由此能够根据形状的测定结果，把透镜作为球面透镜来评价。

Description

透镜、透镜阵列、透镜评价装置

技术领域

本发明涉及，能作为球面透镜来使用的透镜、形成有多个该透镜的透镜阵列、以及该透镜的评价装置。

背景技术

关于透镜的形状测定(评价)，一般使用接触式或非接触式的3维形状测定器。该些测定器能够得出作为对象物的透镜的、3维形状数据集合(profile)。

对于透镜，需求取其相对于设计式的形状误差。例如，在专利文献1中揭示了一种根据非球面透镜相对其设计式的误差，来得出非球面透镜的形状的技术。

专利文献1：日本国专利申请公开公报，“特开平3-33635号公报”；1991年2月13日公开。

专利文献2：日本国专利申请公开公报，“特开2009-018578号公报”；2009年1月29日公开。

专利文献3：日本国专利申请公开公报，“特开2009-023353号公报”；2009年2月5日公开。

发明内容

然而，在专利文献1中，关于球面透镜的形状测定，存在以下的问题。

即，当球面透镜相对于测定系统(透镜评价装置)倾斜时，在测定领域内不会因该倾斜而发生形状误差。因此，在专利文献1的技术中，当球面透镜相对于测定系统倾斜时，很难根据透镜形状的测定结果来对倾斜量进行评价或进行校正。

另外，透镜一般具有直接关系到光学特性的光学面(在有效口径内)以及非直接关系到光学特性的面(在有效口径外)。而在专利文献1的技术中，由于难以对球面透镜的倾斜量进行评价，所以难以区别是不是球面透镜的光学面，从而难以正确评价球面透镜中关系到光学特性的区域。

本发明是鉴于上述的问题而研发的，其目的在于提供能够根据形状的测定结果来进行球面透镜评价的透镜、形成有多个该透镜的透镜阵列、以及该透镜的评价装置。

为解决上述的问题，本发明透镜的特征在于：该透镜是通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先附加基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的，上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，上述非球面量还用以对上述周围部分付与相对上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差。

在上述结构中，通过预先向球面透镜付与非球面量，本发明的透镜具有能够由数式(后述的非球面式)来解析的形状。由此，当本发明的透镜相对于测定系统(透镜评价装置)倾斜时，在付与该非球面量的周围部分(光学面的周围部分)便会发生起因于该倾斜的形状误差。因此，关于本发明的透镜，当该透镜相对于测定系统倾斜时，通过将该周围部分作为测定对象，便能够根据其测定结果(即、形状误差)，对透镜球面部分的倾斜量进行评价或进行校正。

另外，由于能够对本发明的透镜作为球面透镜时的倾斜量进行评价，所以能够区别是不是球面透镜的光学面，从而能够正确评价球面透镜中关系到光学特性的区域。

因此，能够根据本发明的透镜的形状的测定结果，把该透镜作为球面透镜来进行评价。

另外，本发明的透镜评价装置的特征在具备：形状测定部，对本发明的透镜的，光学面的形状及周围部分的形状进行测定；形状评价部，根据上述形状测定部的测定结果以及用上述非球面系数来计算上述非球面量时所需的非球面式，对上述透镜的形状进行评价。

在上述结构中，能够由形状测定部来测定本发明的透镜的光学面的形状及周围部分的形状，由形状评价部根据该测定结果以及非球面式来评价本发明的透镜的形状。

因此，对于本发明的透镜，本发明的透镜评价装置能够根据该透镜的形状的测定结果，把该透镜作为球面透镜来进行评价。

另外，本发明的透镜阵列中形成有多个本发明的透镜。

通过上述结构，能够一并地高速生产多个透镜，因此特别是在大量生产时，能够降低制造成本，从而廉价地实现本发明的透镜。

在此，关于用相互相同的模具以射出成型法(透镜成型方法中的一种)而成型的透镜，其一般具有同等的形状。这是为了实现均匀成型。因此在成型过程中需要对大量的透镜形状进行评价。

另外，近年随着不断的研发，出现了一种称为晶圆透镜加工(waferlens process)的方法(参照专利文献2以及3)。在该晶圆透镜加工中，为了降低制造成本，在晶圆面内大量形成透镜，从而制造相当于本发明的透镜阵列的透镜阵列。因此，相比用上述射出成型法所成型的透镜，需要更大量地对透镜阵列中形成的各透镜进行评价。

关于专利文献1中的技术，在对单片的透镜进行评价时，能够在把每一透镜样本设置于测定系统时，对该透镜样本相对于该测定系统的倾斜进行调整，来进行测定。然而，若利用专利文献1的技术，那么当所要评价的透镜的数量较多时，便需要较多的倾斜调整时间以及、调整装置或较多的人手。

对此，本发明的透镜评价装置的特征在于具备：形状测定部，就形成有多个本发明的透镜的透镜阵列，对该透镜阵列中2个以上的透镜的，光学面的形状及周围部分的形状进行测定；形状评价部，根据上述形状测定部的测定结果以及用上述非球面系数来计算上述非球面量时所需的非球面式，对2个以上的上述透镜的各形状进行评价；间距测定部，根据上述形状评价部的评价结果，对被进行了评价的任意2个上述透镜之间的间距进行测定。

另外，本发明的透镜评价装置的特征在于具备：形状测定部，就形成有多个本发明的透镜的透镜阵列，对该透镜阵列中2个以上的上述透镜的，光学面的形状及周围部分的形状进行测定；形状评价部，根据上述形状测定部的测定结果以及用上述非球面系数来计算上述非球面量时所需的非球面式，对2个以上的上述透镜的各形状进行评价；倾斜量测定部，关于被进行了评价的某2个上述透镜，根据上述形状评价部的评价结果，测定其中一方透镜的光轴相对于另一方透镜的光轴的倾斜量。

根据上述结构，能够就整个的本发明的透镜阵列，对成型于该透镜阵列的多个本发明的透镜进行评价，因此在所要评价的透镜的数量较多时，能够缩短倾斜调整时间，且无需调整装置，并能够减少人手。

另外，根据上述结构，间距测定部能够对透镜阵列中形成的2个透镜之间的间距进行测定。另外，关于透镜阵列中形成的任意2个透镜，倾斜量测定部能够测定其中一方透镜的光轴相对于另一方透镜的光轴的、倾斜量。

因此，在具备有间距测定部及/或倾斜量测定部的、本发明的透镜评价装置中，能够通过3维形状测定来得取透镜阵列的晶圆面内的、透镜间倾斜或透镜间距。

(发明效果)

本发明的透镜是通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先附加基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的，上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，上述非球面量还用以对上述周围部分附与相对上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差。

因此，本发明的效果在于能够根据形状的测定结果，把本发明的透镜作为球面透镜来进行评价。

附图说明

图1是将本发明的透镜的结构与、未被付与非球面量的球面透镜的结构进行对比时的截面图。

图2是将图1所示两个透镜中的各个透镜的形状数据集合进行对比时的图表。

图3是以数值来表示图1所示两个透镜间的形状误差的图表。

图4是本发明的透镜阵列的结构的截面图。

图5是本发明的透镜评价装置的结构的框图。

图6是，作为本发明的透镜的评价例，对图1所示的本发明的透镜的倾斜量进行测定时的截面图。

图7是，对图1所示的、未被付与非球面量的球面透镜的倾斜量进行测定时的截面图。

图8是就最小二乘法进行说明时的说明图。

(标号说明)

1      透镜球面部分

2    端缘

3    光学面

4    周围部分

5    曲率中心

6    光轴

10   透镜

40   透镜阵列

50   透镜评价装置

51   形状测定部

52   形状评价部

53   高度测定部

54   间距测定部

55   倾斜量测定部

aa   测定区域径

ea   有效口径

A_i   非球面系数

i    非球面系数的次数

θ   倾角(形状误差)

具体实施方式

透镜10s是一般的球面透镜，其在图1中的形状由点线所表示。

透镜10s具有透镜球面部分1s以及端缘2s。特别是，透镜球面部分1s包含光学面3s以及该光学面3s的周围部分4s。

透镜球面部分1s是具有曲率中心5s、曲率半径R(参照表1)的透镜10s的球状表面。

端缘2s是被设置在透镜球面部分1s的周围的，大致呈平坦的面。设置端缘2s的目的在于，在透镜10s中得到期望的光学特性。

光学面3s是直接关系到透镜球面部分1s的光学特性的面。即，透镜球面部分1s的光学特性随光学面3s的特性(形状以及折射率等)而定。在俯视时，光学面3s是呈圆形的面。在图1中，该面的直径被表示为有效口径eas。

周围部分4s虽然被设置在透镜球面部分1s中，但其是非直接关系到透镜球面部分1s的光学特性的面。即，无论周围部分4s的特性(形状以及折射率等)发生什么样的变化，透镜球面部分1s的光学特性都不会随该变化而变化。在俯视时，周围部分4s是呈环状的面，该环状的面包围住光学面3s。

光轴6s是透镜10s的光轴。

透镜10s是通过在树脂等被成型物上一体成型出上述各结构，而形成的。

另外一方面，在图1中，透镜10的形状由实线来表示。相比具有上述结构的透镜10s，透镜10是被预先付与了非球面量的透镜，该非球面量基于了高次(预定的高次)的非球面系数。

若忽视不计上述非球面量的存在，则透镜球面部分1与透镜球面部分1s结构相同，端缘2与端缘2s结构相同，光学面3与光学面3s结构相同，周围部分4与周围部分4s结构相同，曲率中心5与曲率中心5s结构相同，光轴6与光轴6s结构相同，有效口径ea与有效口径eas结构相同。也就是说，若忽视上述非球面量的存在，则透镜10与透镜10s具有相同的结构。

以下，说明一下对透镜10付与了上述非球面量时的，透镜10相对于透镜10s的结构差异。

随着上述非球面量的付与，光学面3相对于光学面3s出现形状误差，该形状误差的最大值小于0.05μm。关于透镜10，其曲率半径例如变为0.56mm，因此，在进行透镜10的评价时，比0.05μm还要小的该形状误差可以忽视不计。关于这一点，将在以后通过表1来说明。此时，虽然光学面3相对于光学面3s的形状不是完全相同，但几乎没有差别。同样的，有效口径ea也与有效口径eas几乎没有差别。

此外，随着上述非球面量的付与，周围部分4相对于周围部分4s出现形状误差，该形状误差的最大值大于0.5μm，因此在进行透镜10的评价时，该形状误差不可忽视。此时，相对于周围部分4s，周围部分4呈向上方隆起的形状。

另外，随着上述非球面量的付与，相对于端缘2s，端缘2中出现了带有弧状的部分。这个部分是，由周围部分4所被付与形状误差的平缓部分延伸至端缘2的部分而形成的。

然而，付与上述非球面量的目的原本在于，在光学面3以及周围部分4付与相对于光学面3s以及周围部分4s的形状误差，而不是向端缘2s付与弧状部分来形成端缘2。因此，关于上述的端缘2的弧状部分，从本发明的本质性特征点来看，可以忽视不计。在以后的说明中，端缘2的弧状部分将被忽略不述。

测定区域径aa是，透镜10中被后述透镜评价装置50(参照图5)施以评价的区域的直径。测定区域径aa包括了，相当于光学面3的区域以及相当于周围部分4的一部分(或全部)的区域。

在此，非球面量具体可以通过将非球面系数A_i以及该非球面系数A_i的次数i代入非球面式(1)来得取。

在非球面式(1)中，Z是光轴6s方向上的坐标，Y是光轴6s的法线方向上的坐标，R是曲率半径(即、曲率1/R的倒数)，K是圆锥(conic)系数。

在此，对使用非球面式(1)且基于i次的非球面系数A_i来求取非球面量时的计算要领进行说明。

上述非球面量是指：在非球面式(1)中，透镜10的形状相比于透镜10s的球形状时的、在光轴6s方向上的坐标Z的最大差值。。在此，透镜10s的球形状是仅由曲率半径R的值所定的(换而言之，所有非球面系数都为0)，透镜10的形状是由非球面式(1)所定的。也可以作以下理解。即，如图1所示，上述非球面量是表示透镜10与透镜10s之间在光轴6s方向上的形状差的值。同样的，如图2所示，还可以理解为上述非球面量是：设计式的对应数据集合(profile)与附加式的对应数据集合之间的，在纵轴Z上的差值。

表1中表示的是，把透镜10在非球面式(1)中的各特性、以及透镜10s在非球面式(1)中的各特性作比较后的结果。

〔表1〕

在表1中，“设计式”所表示的纵栏中的各特性是透镜10s的各特性。另一方面，“高次系数附加”所表示的纵栏中的各特性是透镜10的各特性。

表1中的项目“Curv(1/R)”代表曲率。

表1中的项目“Conic(K)”代表圆锥系数。

表1中的项目“非球面系数的次数”所表示的是，次数i分别为4、6、8、10、12、14、16、30时的各非球面系数A_i。

表1中的项目“光学有效半径”表示的是有效口径eas的二分之一以及、有效口径ea的二分之一。

表1中的项目“解析有效半径”所表示的是测定区域径aa的二分之一。

关于表1中记载的各值“(常数a)E(常数b)”，表示的是“(常数a)×10的(常数b)次方”。例如，“5.60E-01”所表示的是“5.60×10-1”即、0.560。

从表1可以明显得知，从涉及非球面式(1)的各特性来看，透镜10与透镜10s的差异点在于次数为“30”时的非球面系数A₃₀。

具体为，透镜10s所对应的非球面系数A₃₀为0，而透镜10所对应的非球面系数A₃₀为“-4E+13”即、“-4×10¹³”。

在表1中，虽然例示了次数为“30”的高次非球面系数，但并不限定为30次。另外，非球面系数A₃₀的值也并不限定为“-4E+13”。也就是说，本发明的透镜只要能够满足以下事项便可，该事项为：向球面透镜付与基于了高次非球面系数的非球面量，以得到不会给该球面透镜的光学特性带来大幅改变的形状变化，其结果，相对于该球面透镜的形状，能够得到在光学面上呈小于0.05μm，且在周围部分上呈大于0.5μm的误差。

在上述结构中，通过向透镜10s预先付与非球面量，透镜10便具有能以非球面式(1)来解析的形状。由此，当透镜10相对测定系统(透镜评价装置50；参照图5等)倾斜时，会在被付与了非球面量的周围部分4发生起因于该倾斜的形状误差。因此，当透镜10相对测定系统倾斜时，能够根据周围部分4的测定结果即、形状误差，对透镜球面部分1的倾斜量进行评价或校正。

另外，由于能够对透镜10作为球面透镜时的倾斜量进行评价，所以能够区分是否是光学面3。因此能够正确评价球面透镜中涉及到光学特性的区域。

因此，可以得知，还能够根据透镜10的形状的测定结果，把透镜10作为球面透镜来进行评价。

图2是将透镜10以及透镜10s各自的形状数据集合进行对比的图表。图3是以数值来表示透镜10与透镜10s之间的形状误差的图表。

图2中表示了透镜10的形状数据集合以及透镜10s的形状数据集合。纵轴Z(单位是mm)表示了在光轴6s方向上的坐标Z，其中，透镜10s的中心坐标设为Z＝0。横轴X(单位是mm)表示了在光轴6s的法线方向上的坐标X(与坐标Y垂直)，其中，透镜10s的中心坐标设为X＝0。通过向实线所示的球面透镜(透镜10s)的设计式付与高次的非球面系数，可以得知，相比于点线所示的附加式(透镜10的设计式)，在光学有效径即、有效口径ea以及eas(图中的单点划线)外，透镜10以及透镜10s相互在形状上出现了不同的、纵轴Z上的值。也就是说，通过附加式，对上述设计式所规定的设计形状(球面形状)付与了非球面量。图3表示了该非球面量。在图3中，dz(单位为μm)表示了透镜10相对于透镜10s的形状差，在此，透镜10s对应了表示球面的设计式，透镜10对应了上述附加式，该附加式表示被附加了高次非球面系数后的形状。根据图3可知，在有效径外，出现了形状误差，也就是被付与了非球面量。在图3所示的图表中，通过附与高次的非球面系数，光学有效径内的形状误差值小于0.05μm，光学有效径外的误差及非球面成分的值超过0.5μm。因此可以说，能够通过附加高次的非球面系数来付与非球面量。

图4中表示的是本发明的透镜阵列即、透镜阵列40。

关于透镜阵列40，在由树脂等被成型物构成的晶圆上一体成型出多个透镜10，从而构成透镜阵列40。换而言之，透镜阵列40具备多个透镜10，且各透镜10的端缘2被形成为一体。

对于透镜阵列40来说，由于能够一并地高速生产多个透镜10，因此特别是在大量生产时，能够降低制造成本。其结果，能够实现廉价的透镜10。

另外，本发明的透镜阵列中成型的、本发明的透镜的个数并不限于图4所示的3个。毫无疑问，透镜无论有几个都可以。

图5是本发明的透镜评价装置的一个例子即、透镜评价装置50的结构框图。

在说明透镜评价装置50之前，应注意的是，本说明书中提到的“透镜10的评价”包含以下的“评价A”～“评价D”。

评价A：把透镜10(评价对象)相对于成为评价基准的无形状误差的透镜(以下称“基准透镜”)的，形状误差作为该评价对象即透镜10的评价结果。

评价B：把成型于透镜阵列40中的各透镜10作为测定对象，就各透镜10施以上述“评价A”。

评价C：把透镜阵列40(评价对象)相对于成为评价基准的无形状误差的透镜阵列(是评价的基准；以下称“基准透镜阵列”)的，形状误差作为该评价对象即透镜阵列40的评价结果。

评价D：在施以了上述“评价B”或“评价C”后，对于成型于同一透镜阵列40中的透镜10，把某透镜10相对于其它透镜10时的相互形状关系及/或相互位置关系作为评价结果。

“透镜10的评价”中所评价的“透镜10的形状”不单指透镜10的外形，还总体指含有透镜10相对于某面的倾斜程度等的，至少1个透镜10的外形关系及/或位置关系。

另外，透镜评价装置50是任意组合上述的“评价A”～“评价D”来实施上述“透镜10的评价”的装置。

透镜评价装置50具备形状测定部51、形状评价部52、高度测定部53、间距测定部54、倾斜量测定部55。

形状测定部51用以测定透镜10中对应于测定区域径aa(参照图1)的部分。即，形状测定部51用以测定光学面3的形状以及周围部分4的形状。

具体为，形状测定部51例如通过周知的最小二乘法来得出透镜10的3维形状数据集合，由此测定透镜10中对应测定区域径aa的部分的形状。

在通过最小二乘法来测定透镜10中对应测定区域径aa的部分的形状时，首先在透镜10的透镜顶面91的内侧设定出圆心93xy，并将该圆心93xy作为假定中心点。然后，以中心93xy为坐标原点，从中心93xy起，均等地对透镜顶面91进行分割。即，分割透镜顶面91时，例如可以使角a、角b、……相等。此时，各分割线与透镜顶面91的圆周的某一交点i(点1、点2、……)的坐标(x_i，y_i)由以下的数式(2)以及数式(3)所表示。另外，此时能够通过以下的数式(4)～数式(6)来求取透镜顶面91的中心坐标(α，β)以及透镜顶面91的曲率半径R(参照图8)。中心坐标(α，β)相当于透镜10的曲率中心5的坐标。

x_i＝R_i×cosθ_i…(2)

y_i＝R_i×sinθ_i…(3)

$R=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i}{N}\·\·\·\left(4\right)$

$\mathrm{\α}=\frac{2\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i}{N}\·\·\·\left(5\right)$

$\mathrm{\β}=\frac{2\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i}{N}\·\·\·\left(6\right)$

关于以上所述的具有对透镜10的形状进行测定的功能的形状测定部51，能够运用周知的接触式或非接触式的3维形状测定器。通过运用该3维形状测定器来测定透镜10的形状，便能够较容易地实现形状测定部51的功能。

在实施上述“评价B”以及“评价C”时，形状测定部51不是将单个的透镜10作为测定对象，而是需要把单个的透镜阵列40或、形成于透镜阵列40的各透镜10作为测定对象。若使用由上述3维形状测定器构成的形状测定部51，那么即使出现了上述需要，也能够仅通过将透镜阵列40作为3维形状数据集合的获取对象(在评价C时)，或仅通过依次测定透镜阵列40中形成的各透镜10的形状，来较容易地实施“评价B”或“评价C”。因此为优选。

形状评价部52根据形状测定部51的评价结果即、3维形状数据集合，实施“透镜10的评价”，从而得出“评价A”～“评价C”中某者的评价结果。

即，在实施“评价A”时，形状评价部52参照上述非球面式(1)，对形状测定部51的测定结果即、表示透镜10(评价对象)的形状的3维形状数据集合进行分析。另一方面，由于基准透镜的形状是已得知的，所以表示该基准透镜形状的3维形状数据集合已预先参照非球面式(1)而被进行了分析。关于作为评价对象的透镜10相对于基准透镜的形状误差，是通过对涉及上述非球面式(1)的，决定该两透镜的形状特征的各特性进行比较(参照表1)，而获取的。具体为，在该比较中，使用从两透镜(基准透镜以及作为评价对象的透镜10)的3维形状数据集合所得到的涉及非球面式(1)的各特性，针对基准透镜的形状，对作为评价对象的透镜10的形状施以拟合。若该拟合的结果是两透镜形状不一致，便将两透镜间的形状差作为透镜10(评价对象)相对于基准透镜的形状误差。形状评价部52能够将该形状误差作为“评价A”的结果来得取。

在此，基准透镜的3维形状数据集合中既可以付与有上述非球面量(也就是说，基准透镜可以与透镜10呈大致相同的形状)，也可以不付与上述非球面量(也就是说，基准透镜可以与透镜10s呈大致相同的形状)。

另外，作为形状评价部52实行“评价A”后的结果即、上述形状误差，除了能够得出关于透镜10(评价对象)的外形的评价结果，还能够得到透镜10(评价对象)相对于基准透镜或某面的、倾斜程度等。具体来说，根据得取表示透镜10(评价对象)的形状的3维形状数据集合时所用的最小二乘法计算，形状测定部51能够求取作为评价对象的透镜10的曲率中心5。不但能够求出曲率中心5，还能够根据基准透镜的曲率中心(已知)以及两透镜的中心(已知；中心处于同位置)来较容易地得出光轴6的倾斜程度。

另外，形状评价部52仅按照与上述一连的“评价A”相同的要领来对成型于透镜阵列40(评价对象)中的各透镜10依次进行评价，便能够实现“评价B”。

此外，形状评价部52使用表示透镜阵列40(评价对象)的形状的3维形状数据集合，就成型于该透镜阵列40中的所有透镜10，一并按照与上述一连的“评价A”相同的要领来进行评价。同时，形状评价部52根据由最小二乘法(获取该3维形状数据集合时所用到的最小二乘法)所计算求得的各透镜10的曲率中心5，对所被选择的各2个透镜间的间距(pitch)进行测定，并与基准透镜阵列中的、各对应透镜间的各间距(pitch)进行比较。如此，形状评价部52得以实施“评价C”。

像这样，当形状评价部52对透镜阵列40施以“评价C”时，作为评价结果，形状评价部52不仅能够得到成型于该透镜阵列40中的各透镜10的形状，还能够得到之间夹有端缘2的各透镜10的、相互位置关系。

高度测定部53根据形状评价部52的评价结果，对作为评价对象的透镜10中的以端缘2为起点的，光学面3的顶点(在此，该顶点相当于曲率中心5)的高度进行测定。由于在形状评价部52完成了评价时，已经根据3维形状数据集合以及非球面式(1)得出了作为评价对象的透镜10的形状，因此，毫无疑问，可以较容易地运用周知常用的测定技术，根据该透镜10的形状来测定出上述高度。另外，只要得到单个的透镜10的相关3维形状数据集合，高度测定部53便能够实施高度的测定，因此无论对应上述“评价A”～“评价C”中的哪者，都能够实施高度的测定。

间距测定部54根据形状评价部52的评价结果，对成型于透镜阵列40(评价对象)中的任意2个透镜10间的间距进行测定。

若要在“评价C”中进一步由间距测定部54来测定间距，那么如以上所述，通过测定所被选择的各2个透镜10间的间距(作为评价对象的2个透镜10的各曲率中心5的相互间隔)，可较容易地对被进行了评价的2个透镜10间的间距进行测定。

另一方面，若要在“评价B”中进一步由间距测定部54来测定间距，那么在依次测定2个透镜10的形状时，可以在固定作为评价对象的透镜阵列40的同时，移动透镜评价装置50，并把伴随该移动而产生的透镜评价装置50的移位量作为该2个透镜10间的间距。

倾斜量测定部55根据形状评价部52的评价结果，就作为评价对象的任意2个透镜10，对某一方透镜10的光轴6相对于另一方透镜10的光轴6的、倾斜量进行测定。

当要在“评价B”以及“评价C”中进一步由倾斜量测定部55来测定倾斜量时，由于在形状评价部52完成了评价时便已得知作为评价对象的各透镜10的形状，因此能够对2个透镜10(评价对象)的各光轴6的角度进行相互比较，由此可较容易地对某一方透镜10的光轴6相对于另一方透镜10的光轴6的、倾斜量进行测定。

在“评价D”中，当施以了上述“评价B”或“评价C”后，在成型于同一透镜阵列40的透镜10中，把某透镜10相对于其它透镜10的相互形状及/或相互位置关系作为评价结果。间距测定部54以及倾斜量测定部55可以理解为是用以实施该“评价D”的结构要素的一例。

在使用透镜评价装置50来进行“评价A”时，能够由形状测定部51来测定透镜10的光学面3的形状以及周围部分4的形状，且由形状评价部52来根据形状测定部51的测定结果以及非球面式(1)，对透镜10的形状进行评价。因此，对于透镜10，透镜评价装置50能够根据该透镜10的形状的测定结果，把该透镜10作为球面透镜来进行评价。

在使用透镜评价装置50来进行“评价A”时，由于能够对透镜球面部分1的倾斜量进行校正，所以能够得到以该倾斜量所校正后的形状数据集合，从而高度测定部53能够对透镜球面部分1中的以端缘2为起点的，光学面3的顶点高度进行评价，即，能够对透镜顶点与端缘之间的高低差进行评价。

另外，在使用透镜评价装置50来进行“评价B”～“评价D”时，除了具有由透镜评价装置50实施“评价A”时的优点，还能够就整个透镜阵列40，对成型于该透镜阵列40中的多个透镜10进行评价，因此在所要评价的透镜10的数量较多时，能够缩短倾斜调整时间，且无需调整装置，并能够减少人手。

此外，间距测定部54能够对成型于透镜阵列40中的任意2个透镜10之间的间距进行测定。另外，关于成型于透镜阵列40中的任意2个透镜10，倾斜量测定部55能够对某一方透镜10的光轴6相对于另一方透镜10的光轴6的、倾斜量进行测定。

因此，在具备有间距测定部54及/或倾斜量测定部55的透镜评价装置50中，能够通过一般的3维形状测定来得取透镜阵列40的晶圆面内的、透镜间倾斜或透镜间距。

关于高度测定部53、间距测定部54、倾斜量测定部55，可以根据要实施的评价，任意组合具备它们其中至少一者。

图6是，作为透镜10的评价的具体例，对透镜10的倾斜量进行测定时的截面图。图7是对透镜10s的倾斜量进行测定时的截面图。

如图6所示，在透镜10中，测定区域径aa内包含了付与有非球面量的周围部分4，该付与有非球面量的周围部分4能够通过非球面式(1)来解析。通过对该周围部分4相对于基准透镜时的形状误差进行测定，能够得到透镜10相对于基准透镜的倾角θ，并将该倾角θ作为评价结果。

与之相比，如图7所示，在透镜10s中，测定区域径aa内包含的仅是透镜球面部分1s。因此即使存在倾角θ，测定区域径aa内的透镜球面部分1s也不发生形状误差。因此，作为透镜10s的评价结果，尽管透镜10s的倾斜角度为θ，却只能得出未考虑该倾角θ的评价结果。由于评价结果中未考虑该倾角θ，所得到的曲率中心以及光轴分别是图7中所示的曲率中心5s’以及光轴6s’。

另外，本发明的透镜评价装置的特征在于：具备高度测定部，该高度测定部对以上述端缘为起点的，上述光学面的顶点高度进行测定。

通过上述结构，能够对本发明的透镜的、透镜球面部分的倾斜量进行校正，所以能够得到被校正了该倾斜量后的形状数据集合，从而高度测定部能够对透镜球面部分中的以端缘为起点的、光学面的顶点的高度进行评价，即，能够对透镜顶点与端缘部之间的高低差进行评价。

本发明并不限于上述各实施方式，可以根据权利要求所示的范围进行各种的变更，适当地组合不同实施方式中记述的技术手段而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围之内。

(工业上的利用可能性)

本发明适用于能作为球面透镜使用的透镜、形成有多个该透镜的透镜阵列、以及该透镜的评价装置。

Claims (6)

1.一种透镜，其特征在于：

通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先付与基于了预定的非球面系数的非球面量，而形成该透镜，

上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，

上述非球面量还用以对上述周围部分付与相对上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差。

2.一种透镜评价装置，用以对透镜进行评价，其特征在于：

上述透镜是通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先付与基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的，

上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，

上述非球面量还用以对上述周围部分付与相对上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差，

该透镜评价装置具备，

形状测定部，对上述透镜的，光学面的形状及周围部分的形状进行测定；

形状评价部，根据上述形状测定部的测定结果以及用上述非球面系数来计算上述非球面量时所需的非球面式，对上述透镜的形状进行评价。

3.一种透镜阵列，其特征在于：

形成有多个透镜；

上述透镜是通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先付与基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的，

上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，

上述非球面量还用以对上述周围部分付与相对上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差。

4.根据权利要求2所述的透镜评价装置，其特征在于：

具备高度测定部，该高度测定部对以上述端缘为起点的，上述光学面的顶点高度进行测定。

5.一种透镜评价装置，用以对透镜进行评价，其特征在于：

上述透镜是通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先付与基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的，

上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，

上述非球面量还用以对上述周围部分付与相对于上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差，

该透镜评价装置具备，

形状测定部，就形成有多个上述透镜的透镜阵列，对该透镜阵列中2个以上的上述透镜的，光学面的形状及周围部分的形状进行测定；

形状评价部，根据上述形状测定部的测定结果以及用上述非球面系数来计算上述非球面量时所需的非球面式，对2个以上的上述透镜的各形状进行评价；

间距测定部，根据上述形状评价部的评价结果，对被进行了评价的任意2个上述透镜之间的间距进行测定。

6.一种透镜评价装置，用以对透镜进行评价，其特征在于：

上述透镜是通过向一体形成有光学面、该光学面的周围部分、包围该周围部分的端缘的球面透镜预先付与基于了预定的非球面系数的非球面量而形成的，

上述非球面量用以对上述光学面付与相对上述球面透镜的形状呈小于0.05μm的误差，

上述非球面量还用以对上述周围部分付与相对上述球面透镜的形状呈大于0.5μm的误差，

该透镜评价装置具备，

形状测定部，就形成有多个上述透镜的透镜阵列，对该透镜阵列中2个以上的上述透镜的，光学面的形状及周围部分的形状进行测定；

形状评价部，根据上述形状测定部的测定结果以及用上述非球面系数来计算上述非球面量时所需的非球面式，对2个以上的上述透镜的各形状进行评价；

倾斜量测定部，关于被进行了评价的某2个上述透镜，根据上述形状评价部的评价结果，测定其中一方透镜的光轴相对于另一方透镜的光轴的倾斜量。

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