CN102822656A - 偏心量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明的偏心量测量方法，该方法测量被一个光学面反射而成像的光源像的第一位置（S2），测量关于另一个光学面的规定的第二位置（S3），根据这些第一和第二的各位置来计算两光学面的相对偏心量（S5）。因此，本发明的偏心量测量方法能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

Description

偏心量测量方法

技术领域

本发明涉及测量偏心量的偏心量测量方法，特别是涉及测量利用模制法成形的光学元件偏心量的偏心量测量方法。

背景技术

近年来，在制作透镜时不是使用抛光而是多使用通过复制模具形状来制作的模制法。该模制法存在有：作为透镜材料而使用玻璃或热可塑性树脂来进行热冲压的成形方法、使用热固化性树脂或紫外线固化性树脂来进行压缩成形的方法或者注塑成形的方法。作为模制法的优点能够举出：通过制作一套模具就能够大量且便宜地生产透镜以及抛光方法难于制作的非球面和自由曲面也能够生产。

如图16所示，把透镜1进行成形的模具2、3具备：形成球面、非球面等透镜面形状的透镜模具面2a、3a、从透镜模具面2a、3a的周边缘延伸设置并与该透镜模具面2a、3a同时加工的平面2b、3b。在平面2b、3b不与透镜模具面2a、3a同时加工的情况下，也有时被作为加工透镜模具面2a、3a时的加工基准面。由该模具2、3成形的透镜1具有：由各模具2、3的透镜模具面2a、3a成形的透镜面1a、1b和从透镜面1a、1b的周边缘延伸设置并由平面2b、3b成形的环状平面部分即凸缘面1c、1d。由于上述模具2、3的平面2b、3b是加工基准面，所以被成形的透镜1的透镜面1a、1b倾斜与模具2、3的平面2b、3b倾斜是等价的。

在利用模制法成形透镜时，若安装在成形机的两个模具的位置和姿态产生偏离，则如图17所示，产生模具2、3的平行偏心4和倾斜偏心5。被这样偏心的模具2、3成形的图18所示的透镜1结果是，相对外形或透镜面1b而透镜面1a产生平行偏心6和倾斜偏心7的至少一个。在透镜产生的偏心例如是平行偏心6是数μm、倾斜偏心7的角度是数分左右的情况下，也有时不能达到希望的透镜特性。因此，为了能够达到希望的透镜特性就需要再调整成形机中模具的位置和姿态，因此，就需要测量被成形的透镜中平行偏心6和倾斜偏心7的量和方向，向模具的位置和姿态进行反馈。

根据该观点，例如现有就被提案有测量透镜中平行偏心和倾斜偏心的量和方向的方法等，使用在透镜、反射镜和棱镜等光学元件的检查中应用能够测量被检面精密角度的自动准直法原理的测量装置（自动准直仪）。

例如专利文献1公开有在具有形成非球面透镜的两个光学面和与这些光学面分别同轴并且与上述光学面形成一体的两个平面部的非球面透镜中，检测上述两个平面部所成的倾斜角和相对上述两个光学面测量轴的偏心角，并根据这些检测值来运算上述非球面透镜偏心量的方法。

且专利文献2公开有在第一面和第二面的曲率中心相同的凹凸透镜中也用于利用自动准直法来测量偏心量的方法。

但这些专利文献1和专利文献2所使用的自动准直法需要按照被检透镜的透镜面曲率半径来适当选择中继透镜，并按照透镜面来生成球面波。因此，自动准直法需要对于每个被检透镜来准备专用的测量光学系统，设备费用高涨。且被检透镜每次改变，就需要进行测量光学系统步骤的变换，测量准备耗费时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特许第3127003号公报

专利文献2：（日本）特开平04-106447号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而开发的发明，其目的在于提供一种偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

本发明的偏心量测量方法测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第一位置，测量关于另一个光学面的规定的第二位置，根据这些第一和第二的各位置来计算两光学面的相对偏心量。因此，本发明的偏心量测量方法能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

上述的和另外的本发明的目的、特点和优点能够从以下的详细记载和附图就明确。

附图说明

图1是表示被偏心量测量所使用的偏心测量装置例的剖视示意图；

图2（a）-图2（c）是表示作为光学元件第一例的透镜的形状的示意图；

图3是表示偏心量测量原理的示意图；

图4是表示偏心量测量方法第一实施例的工序图；

图5（a）、图5（b）是表示图4各工序的示意图（1／2）；

图6（a）、图6（b）是表示图4各工序的示意图（2／2）；

图7是表示偏心量测量时在测量用传感器上的像的示意图；

图8（a）、图8（b）是表示作为光学元件第二例的透镜的形状的示意图；

图9是表示偏心量测量方法第二实施例的工序图；

图10（a）、图10（b）是表示图9各工序的示意图；

图11是表示偏心量测量时在测量用传感器上的像的示意图；

图12（a）、图12（b）是表示作为光学元件第三例的透镜的形状的示意图；

图13是表示偏心量测量方法第三实施例的工序图；

图14（a）、图14（b）是表示作为光学元件第四例的透镜的形状的示意图；

图15是表示偏心量测量方法第四实施例的工序图；

图16是表示利用模制法的透镜成形方法的示意图；

图17是表示利用模制法的透镜成形时模具的平行偏心和倾斜偏心的示意图；

图18是表示由模制法成形的透镜的平行偏心和倾斜偏心的示意图。

具体实施方式

以下按照图示的实施例来说明本发明，但本发明并不限定于该实施例。对于图中相同或同等的部分则付与相同的号码而省略重复说明。

最初，使用图1来说明本发明一实施例的偏心量测量所使用的偏心测量装置的例。图1是表示偏心量测量所使用的偏心测量装置例的剖视示意图。

图1中，偏心测量装置100具备：照明光学系统200、测量光学系统300和测量用传感器400等。照明光学系统200向光学元件1照射照明光213，例如具备：光源210、聚光透镜220、反射镜230和物镜240等，来自光源210的发光部211的照明光213被聚光透镜220聚光并被反射镜230反射，且一度在物镜240的光瞳241成像。在物镜240的光瞳241成像照明光213被物镜240变成平行光并向光学元件1射入，均匀地把光学元件1照明。

测量光学系统300把被光学元件1反射的照明光213向测量用传感器400引导，例如具备物镜240和目镜310等。测量光学系统300把被光学元件1反射的反射光245由物镜240聚光，利用目镜310把光学元件1的像在配置于目镜310焦点的测量用传感器400的摄像面410上成像。

使照明光学系统200的光轴250与测量光学系统300的光轴320一致，光源210的发光部211、物镜240的光瞳241、物镜240的焦点243和目镜310的焦点311成为共轭的位置。

上述的照明光学系统200被叫做柯勒照明，是用于把面均匀照明的光学系统的一个形式，是被显微镜的同轴反射照明等所使用的光学系统。上述的测量光学系统300是一般显微镜的观察光学系统。即作为偏心测量装置100的光学系统而能够使用具备柯勒照明的同轴反射照明装置的一般显微镜。由此，由于作为偏心测量装置100而不需要使用特别的装置，所以能够使测量装置的成本下降。

在上述例中，作为照明光学系统200而使用了柯勒照明，但照明光学系统200并不限定于柯勒照明，只要是在物镜240的后侧焦点位置能够把光源像成像的光学系统便可。

测量用传感器400例如是CCD型摄像元件、CMOS型摄像元件等那样的二维图像传感器，利用目镜310对在摄像面410上成像的像进行摄像。也可以使用把测量用传感器400的摄像输出向未图示的监视器输出，通过目视来测量偏心量，也可以使用向个人电脑输入而通过图像处理来测量偏心量。测量用传感器400也能够使用一般的显微镜用照相机，由于不需要使用特别的装置，所以能够使测量装置的成本下降。

接着，使用图2说明光学元件的第一例。图2是表示作为光学元件第一例的透镜的形状的示意图，图2（a）表示透镜的外形，图2（b）表示在没有偏心的情况下透镜的图2（a）的A-A’截面，图2（c）表示在有偏心的情况下透镜的A-A’截面。在此表示的透镜形状与图16和图18所示的相同，但有付与的号码不同的部分。

图2（a）中，透镜1是把光学面2的周围用环状凸缘部3包围的形状。

图2（b）中，透镜1的光学面2由曲率半径r1的第一光学面2a和与第一光学面2a相对的曲率半径r2的第二光学面2b构成，透镜1是双凸的透镜。凸缘部3具有：与第一光学面2a连接而与光轴垂直的平面即第一凸缘面3a、与第二光学面2b连接而与光轴垂直的平面即第二凸缘面3b、与光轴平行的透镜端面（周面）3c。第一光学面2a和第二光学面2b不偏心，两面的光轴与透镜1设计上的光轴1ax一致。

图2（c）是与图18所示的相同形状的双凸透镜，并且是第一光学面2a和第二光学面2b都有平行偏心和倾斜偏心情况的例子，第一光学面2a的光轴2ax和第二光学面2b的光轴2bx都从透镜1设计上的光轴1ax偏离。平行偏心是相对透镜设计上的光轴而光学面的光轴向其垂直方向偏离的状态，平行偏心量是把其偏离的距离以长度单位（例如μm等）来表示。倾斜偏心是相对透镜设计上的光轴而光学面的光轴倾斜的状态，倾斜偏心量是把其偏离的倾斜以角度单位（例如分等）来表示。

接着，使用图3说明本发明一实施例的偏心量测量原理。图3是表示偏心量测量原理的示意图。

图3中，向曲率半径r₁的凸光学面2a射入的平行照明光213在从光学面2a的顶点部朝向曲率中心C的约r₁／2的位置D处作为虚像成像，照明光213的光源像在位置D成像。在光学面2a是凹面的情况下，相对光学面2a而在曲率中心C的相反侧约r₁／2的位置D处作为实像而有照明光213的光源像成像。因此，通过使图1所示测量光学系统300的物镜240焦点243与位置D一致，就能够把照明光213的光源像在测量用传感器400的摄像面410上成像。

若光学面2a有平行偏心，则光源像的位置D在与光轴垂直的面内就按照偏心量移动，所以通过测量在与光轴垂直的面内的光源像位置D就能够知道平行偏心量。

在此，叙述偏心量测量用的光源210。由于图3所示的原理用于测量光源像的位置D，所以光源的大小以小的为好。例如当使用激光二极管那样小的光源，由于是在位置D把激光二极管的小的像来成像，所以容易测量位置D。且由于激光二极管的发光波长是单波长，所以不需要消色差，容易制作把光源像没有像差地成像的光学系统。

另一方面，例如当作为光源而使用一般在显微镜用照明所使用的电灯时，由于要把灯丝的大的像在位置D成像，所以难于检测光源像的中心位置，对于光源像的位置D的测量不适合。

于是，有使用电灯和积分器来形成多个二次光源，看成是均匀面光源的方法。对于积分器光学系统而能够使用蝇眼透镜方式和棒状透镜方式等。通过使用积分器而使光源的轮廓清晰，容易检测中心位置。或者也可以把激光二极管和电灯等一般显微镜用的照明并用。

接着，使用图4到图7来说明本发明一实施例的偏心量测量方法的第一实施例。图4是表示偏心量测量方法第一实施例的工序图。图5和图6是表示图4各工序的示意图。图7是表示偏心量测量时在测量用传感器上的像的示意图。

图4中，偏心量测量方法的第一实施例由以下五个工序构成。

（S1）第一凸缘面调整工序

该第一凸缘面调整工序是为了校正由透镜1倾斜的姿态误差为起因的偏心而把第一凸缘面3a调整成与偏心测量装置100的光轴320垂直的工序。如图5（a）所示，通过保持部500并例如把凸缘部3的第二凸缘面3b和透镜端面3c作为基准而把透镜1保持成能够围绕光轴320转动，且保持成能够对光轴320平行移动。

在图4的步骤S11，把平行光的照明光213向透镜1射入。在步骤S12，作为物镜240而使用被叫做干涉物镜的能够通过干涉条纹而知道面倾斜的透镜，使物镜240的焦点243与透镜1的第一凸缘面3a相应。

在该状态下，使用由测量用传感器400摄像的图像，为了使第一凸缘面3a的干涉条纹在光轴320的周围对称而使保持部500围绕光轴320转动。由此，把第一凸缘面3a调整成与偏心测量装置100的光轴320垂直。由于第一凸缘面3a是与第一光学面2a同时由模具成形，所以通过该调整而能够校正第一光学面2a相对光轴320的倾斜偏心。把该状态表示在图5（a）。

（S2）第一光源像位置测量工序

该第一光源像位置测量工序是测量被第一光学面2a反射的光源210的像的位置的工序。在图4的步骤S21，如图5（b）所示，由于平行光的照明光213的一部分被曲率半径r₁的凸的第一光学面2a反射，在从第一光学面2a的顶点部朝向曲率中心的约r₁／2的位置D1处作为光源210的像而成像，因此，通过改变物镜240与透镜1的间隔，使物镜240的焦点243在位置D1对焦。由此，经由测量光学系统300而使被第一光学面2a反射的光源210发光部211的像在测量用传感器400的摄像面410上成像。

在图4的步骤S22，如图7所示，测量、存储在测量用传感器400的摄像面410上成像的被第一光学面2a反射的光源210的像的第一位置Ia。图7的点Iz是光轴320的位置。

（S3）第二光源像位置测量工序

该第二光源像位置测量工序是测量被第二光学面2b反射的光源210的像的位置的工序。在图4的步骤S31，如图6（a）所示，由于平行光的照明光213的一部分被曲率半径r₂的凸的第二光学面2b反射，在从第二光学面2b的顶点部朝向曲率中心的约r₂／2的位置D2处作为光源210的像而成像，因此，通过改变物镜240与透镜1的间隔，使物镜240的焦点243在位置D1对焦。由此，经由测量光学系统300而使被第二光学面2b反射的光源210发光部211的像在测量用传感器400的摄像面410上成像。

在图4的步骤S32，如图7所示，测量、存储在测量用传感器400的摄像面410上成像的被第二光学面2b反射的光源210的像的第二位置Ib。

（S4）第二凸缘面倾斜测量工序

该第二凸缘面倾斜测量工序是测量第二凸缘面3b倾斜的工序。在图4的步骤S41，作为物镜240而干涉物镜，使物镜240的焦点243与透镜1的第二凸缘面3b相应。

在该状态下，从被测量用传感器400摄像的图像的第二凸缘面3b的干涉条纹来测量、存储第二凸缘面3b的倾斜。该状态如图6（b）所示，第二凸缘面3b是与第二光学面2b同时由模具成形。在上述（S1）第一凸缘面调整工序中，第一光学面2a相对光轴320的倾斜偏心被校正。因此，第二凸缘面3b的倾斜即表示第一光学面2a与第二光学面2b的相对倾斜偏心量。

（S5）偏心量计算工序

该偏心量计算工序是计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量的工序。在图4的步骤S51，根据在上述（S2）第一光源像位置测量工序测量的被第一光学面2a反射的光源210的像的第一位置Ia和在（S3）第二光源像位置测量工序测量的被第二光学面2b反射的光源210的像的第二位置Ib，来计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量。更具体说就是从测量用传感器上的位置Ia与位置Ib的距离来计算相对偏心量。

在图4的步骤S52，使用在（S4）第二凸缘面倾斜测量工序测量的第二凸缘面3b的倾斜，即使用第一光学面2a与第二光学面2b的相对倾斜偏心量来从第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量分离出第二光学面2b的倾斜偏心量，并计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对平行偏心量。更具体说就是，由于测量用传感器上的位置Ib是倾斜偏心量与平行偏心量合成的位置，所以在把第二凸缘面3b的倾斜角度设定为α、把光学面的曲率半径设定为r的情况下，能够把倾斜偏心量利用rsinα换算成平行偏心量，分离成被换算为平行偏心量的倾斜偏心成分和原来的平行偏心成分。

在透镜1的倾斜小的情况下和不需要分离倾斜偏心量和平行偏心量的情况下，就不需要（S1）第一凸缘面调整工序和（S4）第二凸缘面倾斜测量工序。

如上所述，根据第一实施例，该偏心量测量方法具备：第一凸缘面调整工序，其把光学元件的第一凸缘面调整成与偏心测量装置的光轴垂直；第一光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光向第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第一位置；第二光源像位置测量工序，其把该照明光向第二光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第二位置；第二凸缘面倾斜测量工序，其测量第二凸缘面的倾斜；偏心量计算工序，其根据第一位置、第二位置和第二凸缘面的倾斜来计算第一光学面与第二光学面的相对偏心量，由此，本偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

接着，使用图8说明光学元件的第二例。图8是表示作为光学元件第二例的透镜的形状的示意图，图8（a）表示透镜的外形，图8（b）表示透镜的图8（a）的A-A’截面。

图8（a）中，透镜1是把光学面2的周围用环状凸缘部3包围的形状。在光学面2的一个面的中心设置有中心标志2c。中心标志是设置在透镜光学面中心的标志。例如是不影响透镜光学性能程度那样小的凸或凹的标志。作为设置中心标志的方法，例如在成形模具的中心设置凸部或凹部而把它向透镜复制的方法由于容易且能够正确地形成标志而被优选。

图16所示的成形方法由于下模具的面形状复制性好，所以多把中心标志设置在下模具，但并不限定于此，也可以设置在上模具，也可以设置在上模具和下模具的双方。图8的例是把中心标志2c设置在第一光学面2a。

图8（b）中，透镜1的光学面2由曲率半径r1的第一光学面2a和与第一光学面2a相对的曲率半径r2的第二光学面2b构成，透镜1是双凹的透镜。如上所述，在第一光学面2a的中心设置有中心标志2c。凸缘部3具有：与第一光学面2a连接而与光轴1ax垂直的平面即第一凸缘面3a、与第二光学面2b连接而与光轴1ax垂直的平面即第二凸缘面3b、与光轴1ax平行的透镜端面3c。

接着，使用图9到图11来说明本发明一实施例的偏心量测量方法的第二实施例。图9是表示偏心量测量方法第二实施例的工序图。图10是表示图9各工序的示意图。图11是表示偏心量测量时在测量用传感器上的像的示意图。

图9中，偏心量测量方法的第二实施例由以下五个工序构成。

（S1）第一凸缘面调整工序

该第一凸缘面调整工序是把第一凸缘面3a调整成与偏心测量装置100的光轴320垂直的工序。由于该工序与图4和图5（a）所示的第一实施例的（S1）第一凸缘面调整工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S6）中心标志位置测量工序

该中心标志位置测量工序是测量设置在第一光学面2a的中心标志2c的位置的工序。在图9的步骤S61，如图10（a）所示，为了使物镜240的焦点243向设置在第一光学面2a的中心标志2c对焦，改变物镜240与透镜1的间隔。由此，经由测量光学系统300而使中心标志2c的像在测量用传感器400的摄像面410上成像。

在图4的步骤S62，如图11所示，测量、存储在测量用传感器400的摄像面410上成像的中心标志2c的像的位置Ic。图11的点Iz是光轴320的位置。

（S3）第二光源像位置测量工序

该第二光源像位置测量工序是测量被第二光学面2b反射的光源210的像的位置的工序。由于该工序与图4和图6（a）所示的第一实施例的（S3）第二光源像位置测量工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S4）第二凸缘面倾斜测量工序

该第二凸缘面倾斜测量工序是测量第二凸缘面3b倾斜的工序。由于该工序也与图4和图6（b）所示的第一实施例的（S4）第二凸缘面倾斜测量工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S5）偏心量计算工序

该偏心量计算工序是计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量的工序。在图9的步骤S53，根据在上述（S2）中心标志位置测量工序测量的设置在第一光学面2a的中心标志2c的像的位置Ic和在（S3）第二光源像位置测量工序测量的被第二光学面2b反射的光源210的像的第二位置Ib，来计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量。偏心量的计算方法与第一实施例相同。

在图9的步骤S52，使用在（S4）第二凸缘面倾斜测量工序测量的第二凸缘面3b的倾斜，即使用第一光学面2a与第二光学面2b的相对倾斜偏心量，并通过与第一实施例相同的方法，来从第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量分离出第二光学面2b的倾斜偏心量，并计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对平行偏心量。

与第一实施例同样地在不需要分离倾斜偏心量和平行偏心量的情况下，就不需要（S1）第一凸缘面调整工序和（S4）第二凸缘面倾斜测量工序。

如上所述，根据第二实施例，该偏心量测量方法具备：第一凸缘面调整工序，其把光学元件的第一凸缘面调整成与偏心测量装置的光轴垂直；中心标志位置测量工序，其测量设置在第一光学面的中心标志的像的位置；第二光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光向第二光学面射入，并测量在第二光学面由照明光的反射而成像的照明光源的像的第二位置；第二凸缘面倾斜测量工序，其测量第二凸缘面的倾斜；偏心量计算工序，其根据中心标志的像的位置、第二位置和第二凸缘面的倾斜来计算第一光学面与第二光学面的相对偏心量，由此，本偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

接着，使用图12来说明光学元件阵列的例。图12是表示作为光学元件阵列的例的透镜阵列形状的示意图，图12（a）表示透镜阵列的外形，图12（b）表示透镜阵列的图12（a）的A-A’截面。

图12（a）中，透镜阵列10在基板3上形成有多个具有光学面2的透镜1。且在基板3上形成有在制造透镜阵列10时对准位置用的校准标志4。在此，在图12（a）中，把其左右方向作为x方向，把与x方向正交的方向作为y方向。

透镜阵列10应用被叫做WLO（晶片级光学）的半导体制造技术和设备在基板上形成数百到数千个的透镜1的技术来制造。WLO不仅使用模具来注塑成形，而且例如应用光掩模、感光材料和蚀刻技术，也能够大量生产。

图12（b）中，透镜阵列10的光学面2由曲率半径r1的第一光学面2a和与第一光学面2a相对的曲率半径r2的第二光学面2b构成。基板3具有：与第一光学面2a连接而与光轴1ax垂直的平面即第一凸缘面3a、与第二光学面2b连接而与光轴1ax垂直的平面即第二凸缘面3b。把上述的校准标志4形成在第一凸缘面3a上。

如图12（b）的虚线所示，透镜阵列10通过切割等而被分离成一个一个的透镜1。或者也有透镜阵列10不分离地而作为所谓蝇眼透镜来使用的情况。

接着，使用图13来说明本发明一实施例的偏心量测量方法的第三实施例。图13是表示偏心量测量方法第三实施例的工序图。

图13中，偏心量测量方法的第三实施例由以下五个工序构成。

（S1）第一凸缘面调整工序

该第一凸缘面调整工序是把第一凸缘面3a调整成与偏心测量装置100的光轴320垂直的工序。由于该工序与图4和图5（a）所示的第一实施例的（S1）第一凸缘面调整工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S7）校准标志位置测量工序

该校准标志位置测量工序是测量形成在第一凸缘面3a上的校准标志4的位置的工序。在图13的步骤S71，透镜阵列10在图12所示的x-y面内被扫描，且使物镜240的焦点243向校准标志4对焦。在步骤S72，测量、存储在测量用传感器400的摄像面410上成像的校准标志4的像的位置。

在图13的步骤S81，透镜阵列10在图12所示的x-y面内仅移动规定量。规定量是指从校准标志4开始移动时，从校准标志4到下一个测量的透镜1设计上的中心位置的移动量，是从透镜1移动到下一个透镜1时透镜阵列10的各透镜1的间隔。

（S2）第一光源像位置测量工序

该第一光源像位置测量工序是测量被第一光学面2a反射的光源210的像的位置的工序。由于该工序与图4和图5（b）所示的第一实施例的（S2）第一光源像位置测量工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S3）第二光源像位置测量工序

该第二光源像位置测量工序是测量被第二光学面2b反射的光源210的像的位置的工序。由于该工序与图4和图6（a）所示的第一实施例的（S3）第二光源像位置测量工序是相同的工序，所以省略其说明。

在图13的步骤S82，对于透镜阵列10的所有透镜1来确认（S2）第一光源像位置测量工序和（S3）第二光源像位置测量工序的测量是否完成，把从上述步骤S81到（S3）第二光源像位置测量工序的各工序反复进行，直到所有透镜的测量完成。当所有透镜的测量完成（步骤S82：Yes），则实行（S5）偏心量计算工序。

（S5）偏心量计算工序

该偏心量计算工序是计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量以及校准标志4与各透镜1中心的偏离量的工序。在图13的步骤S51，对于各透镜1的每一个根据在上述（S2）第一光源像位置测量工序测量的被第一光学面2a反射的光源210的像的第一位置Ia和在（S3）第二光源像位置测量工序测量的被第二光学面2b反射的光源210的像的第二位置Ib，来计算第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量。偏心量的计算方法与第一实施例相同。

在图13的步骤S54，根据在（S7）校准标志位置测量工序测量的校准标志4的像的位置、在步骤S81透镜阵列10移动的规定量、在步骤S51计算出的第一光学面2a与第二光学面2b的相对偏心量，计算校准标志4与各透镜1中心的偏离量。或者也可以计算透镜阵列10的各透镜1中心的相对偏离量。

如上所述，根据第三实施例，该偏心量测量方法具备：第一凸缘面调整工序，其把光学元件阵列的第一凸缘面调整成与偏心测量装置的光轴垂直；校准标志位置测量工序，其测量校准标志的像的位置；第一光源像位置测量工序，其对于光学元件阵列的各光学元件的每一个把来自光源的照明光向第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第一位置；第二光源像位置测量工序，其把该照明光向第二光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第二位置；偏心量计算工序，其根据第一位置和第二位置来计算第一光学面与第二光学面的相对偏心量、偏离量计算工序，其计算校准标志与各光学元件中心的偏离量，由此，该偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

接着，使用图14说明光学元件的第三例。图14是表示作为光学元件第三例的反射镜的形状的示意图，图14（a）表示反射镜的外形，图14（b）表示反射镜的图14（a）的A-A’截面。

图14（a）中，反射镜1是把光学面2的周围用环状凸缘部3包围的形状。本例的反射镜1的形成是：按照图16所示的方法成形后，例如将Ag和Al等蒸镀形成于光学面2上。在此，在图14（a）中，把其左右方向作为x方向，把与x方向正交的方向作为y方向。

图14（b）中，反射镜1的光学面2由曲率半径r₁的第一光学面2a构成。凸缘部3具有：与第一光学面2a连接而与光轴1ax垂直的平面即第一凸缘面3a、与光轴1ax平行的端面3c。

接着，使用图15来说明本发明一实施例的偏心量测量方法的第四实施例。图15是表示偏心量测量方法第四实施例的工序图。

图15中，偏心量测量方法的第四实施例由以下四个工序构成。

（S1）第一凸缘面调整工序

该第一凸缘面调整工序是把第一凸缘面3a调整成与偏心测量装置100的光轴320垂直的工序。由于该工序与图4和图5（a）所示的第一实施例的（S1）第一凸缘面调整工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S9）外形中心测量工序

该外形中心测量工序是在与光轴320垂直的方向对反射镜1进行扫描以测量反射镜1外形中心位置的工序。第四实施例中，通过保持部500而把反射镜1保持成能够围绕光轴320转动，而且不仅保持成能够对光轴320平行移动，还能够保持成向与光轴320垂直的至少两个方向移动。

在图15的步骤S91，在使物镜240的焦点243向第一凸缘面3a对焦的状态下，在图14（a）所示的x方向对反射镜1进行扫描，根据被测量用传感器300摄像的反射镜1的外形图像来测量反射镜1的x方向的外形中心C（x）。

同样地在图15的步骤S92，在图14（a）所示的y方向对反射镜1进行扫描，根据被测量用传感器300摄像的反射镜1的外形图像来测量反射镜1的y方向的外形中心C（y）。并从这样得到C（x）和C（y）来决定反射镜1的外形中心C（x，y），且进行存储。

（S2）第一光源像位置测量工序

该第一光源像位置测量工序是测量被第一光学面2a反射的光源210的像的位置的工序。由于该工序与图4和图5（b）所示的第一实施例的（S2）第一光源像位置测量工序是相同的工序，所以省略其说明。

（S5）偏心量计算工序

该偏心量计算工序是计算反射镜1的外形中心C（x，y）与第一光学面2a的偏心量的工序。根据在上述（S7）外形中心测量工序测量的反射镜1的外形中心C（x，y）和在（S3）第一光源像位置测量工序测量的被第一光学面2a反射的光源210的像的第一位置Ia，并利用测量用传感器上的中心C的位置与位置Ia的距离来计算反射镜1的外形中心C（x，y）与第一光学面2a的偏心量。

在光学元件不是反射镜，而是具有如上述光学元件的第一或第二例和光学元件阵列的例那样的第一光学面和第二光学面的情况下，则在上述（S2）第一光源像位置测量工序与（S5）偏心量计算工序之间进行第一实施例的（S3）第二光源像位置测量工序和（S4）第二凸缘面倾斜测量工序。

如上所述，根据第四实施例，该偏心量测量方法具备：第一凸缘面调整工序，其把光学元件的第一凸缘面调整成与偏心测量装置的光轴垂直；外形中心测量工序，其在与光轴垂直的方向扫描光学元件来测量光学元件外形中心的位置；第一光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光变成平行光而向第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第一位置；偏心量计算工序，其根据外形中心的位置和第一位置来计算外形中心与第一光学面的相对偏心量，由此，本偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

如以上所述，根据本实施例，该偏心量测量方法是具有相对的第一光学面和第二光学面的光学元件的偏心量测量方法，具备：第一光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光变成平行光而向所述光学元件的所述第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第一位置；第二光源像位置测量工序，其把所述照明光向所述第二光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的照明光源的像的第二位置；偏心量计算工序，其根据所述第一位置和所述第二位置来计算所述第一光学面与所述第二光学面的相对偏心量。由此，该偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

本实施例的偏心量测量方法是具有相对的第一光学面和第二光学面的光学元件的偏心量测量方法，具备：中心标志位置测量工序，其测量设置在所述光学元件的所述第一光学面的中心标志的位置；光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光变成平行光而向所述第二光学面射入，并测量在所述第二光学面由照明光的反射而成像的照明光源的像的位置；偏心量计算工序，其根据所述中心标志的位置和所述光源像的位置来计算所述第一光学面与所述第二光学面的相对偏心量。由此，该偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

本实施例的偏心量测量方法是把具有相对的第一光学面和第二光学面的光学元件在与光轴垂直的方向连结构成多个的光学元件阵列的偏心量测量方法，具备：校准标志位置测量工序，其测量设置在所述光学元件阵列的校准标志的位置；第一光源像位置测量工序，其对于构成所述光学元件阵列的每个光学元件把来自光源的照明光变成平行光而向所述光学元件的所述第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第一位置；第二光源像位置测量工序，其把所述照明光向所述第二光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第二位置；偏心量计算工序，其根据所述第一位置和所述第二位置来计算每个所述光学元件的所述第一光学面与所述第二光学面的相对偏心量；偏离量计算工序，其根据所述校准标志的位置和所述偏心量而对于每个所述光学元件来计算所述校准标志与各光学元件中心的偏离量。由此，该偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

且本实施例的偏心量测量方法是至少具有第一光学面的光学元件的偏心量测量方法，具备：外形中心测量工序，其在与光轴垂直的方向扫描所述光学元件，测量所述光学元件外形中心的位置；光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光变成平行光而向所述第一光学面射入，并测量在所述第一光学面由所述照明光的反射而成像的照明光源的像的位置；偏心量计算工序，其根据所述外形中心的位置和光源像的位置来计算对于第一光学面外形的偏心量。由此，该偏心量测量方法，能够与光学元件的光学面曲率半径无关地用同一测量光学系统来测量偏心量。

在上述这些任一个实施例的偏心量测量方法中，优选所述光学元件具备至少具有第一凸缘面的第一凸缘部，且具备把所述第一凸缘面调整成与所述照明光的光轴垂直的第一凸缘面调整工序。

在上述该偏心量测量方法中，优选所述光学元件具备：具有与所述第一凸缘面相对的第二凸缘面的第二凸缘部，且具备测量所述第二凸缘面相对所述照明光的光轴倾斜的第二凸缘面倾斜测量工序，所述偏心量计算工序是这样的工序：根据在所述第二凸缘面倾斜测量工序求出的所述第二凸缘面相对所述照明光的光轴倾斜，求所述光学元件的平行偏心量和倾斜偏心量。

在上述这些任一个实施例的偏心量测量方法中，优选作为所述照明光而使用显微镜的柯勒照明。

本申请把在2010年4月13日申请的日本国专利申请特愿2010-92057作为基础，其内容被本申请所包含。

为了表现本发明，上述一边参照附图一边通过实施例恰当且充分地说明了本发明，但只要是业内人士就会知道对上述实施例进行变更和／或改良是容易的。因此，业内人士实施的变更形态或改良形态只要不脱离本发明内容所记载的范围，则该变更形态或改良形态就被解释为被本发明内容所包括。

产业上利用的可能性

根据本发明，能够提供一种测量偏心量的偏心量测量方法。

Claims (7)

1.一种偏心量测量方法，其是具有相对的第一光学面和第二光学面的光学元件的偏心量测量方法，其特征在于，具备：

第一光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光向所述第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第一位置；

第二光源像位置测量工序，其把所述照明光向所述第二光学面射入，并测量在所述第二光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第二位置；

偏心量计算工序，其根据所述第一位置和所述第二位置来计算所述第一光学面与所述第二光学面的相对偏心量。

2.一种偏心量测量方法，其是具有相对的第一光学面和第二光学面的光学元件的偏心量测量方法，其特征在于，具备：

中心标志位置测量工序，其测量设置在所述第一光学面的中心标志的位置；

第二光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光向所述第二光学面射入，并测量在所述第二光学面由所述照明光的反射而成像的所述光源的像的位置；

偏心量计算工序，其根据所述中心标志的位置和所述光源的像的位置来计算所述第一光学面与所述第二光学面的相对偏心量。

3.一种偏心量测量方法，是把具有相对的第一光学面和第二光学面的光学元件在与光轴垂直的方向连结构成多个的光学元件阵列的偏心量测量方法，其特征在于，具备：

校准标志位置测量工序，其测量设置在所述光学元件阵列的校准标志的位置；

第一光源像位置测量工序，其对于构成所述光学元件阵列的每个光学元件，把来自光源的照明光向所述光学元件的所述第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第一位置；

第二光源像位置测量工序，其把所述照明光向所述第二光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第二位置；

偏心量计算工序，其根据所述第一位置和所述第二位置来计算每个所述光学元件的所述第一光学面与所述第二光学面的相对偏心量；

偏离量计算工序，其根据所述校准标志的位置和所述偏心量，而对于每个所述光学元件来计算所述校准标志与各光学元件中心的偏离量。

4.一种偏心量测量方法，其是至少具有第一光学面的光学元件的偏心量测量方法，其特征在于，具备：

外形中心测量工序，其在与光轴垂直的方向扫描所述光学元件，测量所述光学元件外形中心的位置；

第一光源像位置测量工序，其把来自光源的照明光向所述第一光学面射入，并测量在所述第一光学面上被反射的所述照明光的反射光而成像的所述光源的像的第一位置；

偏心量计算工序，其根据所述外形中心的位置和所述第一位置来计算相对于所述第一光学面的所述外形的偏心量。

5.如权利要求1到权利要求4任一项所述的偏心量测量方法，其特征在于，

所述光学元件具备至少具有第一凸缘面的第一凸缘部，

所述偏心量测量方法具备把所述第一凸缘面调整成与所述照明光的光轴垂直的第一凸缘面调整工序。

6.如权利要求5所述的偏心量测量方法，其特征在于，

所述光学元件具备：具有与所述第一凸缘面相对的第二凸缘面的第二凸缘部，

所述偏心量测量方法具备测量所述第二凸缘面相对所述照明光的光轴倾斜的第二凸缘面倾斜测量工序，

所述偏心量计算工序是：根据在所述第二凸缘面倾斜测量工序求出的所述第二凸缘面相对所述照明光的光轴倾斜，来求所述光学元件的平行偏心量和倾斜偏心量。

7.如权利要求1到权利要求6任一项所述的偏心量测量方法，其特征在于，作为所述照明光而使用显微镜的柯勒照明。

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