DE112019000745T5

DE112019000745T5 - Exzentrizitätsmessvorrichtung und exzentrizitätsmessverfahren

Info

Publication number: DE112019000745T5
Application number: DE112019000745.9T
Authority: DE
Inventors: Koki Nakabayashi
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2020-10-22
Also published as: JPWO2019176805A1; CN111801544A; JP6874211B2; CN111801544B; WO2019176805A1

Abstract

Es sind eine Exzentrizitätsmessvorrichtung und ein Exzentrizitätsmessverfahren vorgesehen, die den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus genau messen können. Messlicht mit geringer Kohärenz fällt durch einen Scannerspiegel (44) und eine Objektivlinse (46) auf eine Verbundlinse (10) ein. Die Objektivlinse (46) bündelt Messlicht auf einer Abtastebene, wo die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse (10) vorhanden ist, und der Scannerspiegel (44) bewegt eine Position, an der das Messlicht auf der Abtastebene gebündelt wird. Eine Einheit (35) zur Längenanpassung eines optischen Wegs passt die optische Weglänge von Referenzlicht, das eine niedrige Kohärenz aufweist, gemäß der Position der zu messenden optischen Oberfläche an. Ein balancierter Detektor (37) detektiert Interferenzlicht, das das Messlicht, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird, und das Referenzlicht enthält, aus gemultiplextem Licht, das das Messlicht, das von der optischen Oberfläche der Verbundlinse (10) reflektiert wird, und das Referenzlicht enthält. Der Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche wird auf der Grundlage der Detektionsausgabe des balancierten Detektors (37) und der Abtastinformationen des Scannerspiegels (44) gemessen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Exzentrizitätsmessvorrichtung und ein Exzentrizitätsmessverfahren und insbesondere eine Technik, die den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus misst.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen, die in JP1992-106447A ( JP-H04-106447A ), JP2001-147174A und JP2014-002026A offenbart sind, als diese Art von Exzentrizitätsmessvorrichtung bekannt.
Eine Exzentrizitätsmessmaschine, die in JP1992-106447A ( JP-H04-106447A ) offenbart ist, verwendet ein Verfahren (nachstehend wird dieses Verfahren als ein Autokollimationsverfahren bezeichnet) einschließlich des Veranlassens, dass vertikaler Lichtstrom auf eine Prüflinsenoberfläche (zu messende optische Oberfläche) einfällt, das ein zu messendes Objekt einer Linse ist, des Veranlassens, dass der reflektierte Lichtstrom des vertikalen Lichtstroms in eine Richtung zurückkehrt, die der Richtung des einfallenden Lichtstroms entgegengesetzt ist, und des Messens von Exzentrizität aus dem Betrag einer Ablenkung einer Bilderzeugungsposition des Lichtstroms auf einem Positionssensor. Um insbesondere zu ermöglichen, dass die Exzentrizität einer speziellen Meniskuslinse, von der eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche den gleichen Krümmungsmittelpunkt aufweisen, gemessen wird, wird Bestrahlungslicht veranlasst, an einer von dem Krümmungsmittelpunkt der ersten Oberfläche abweichenden Position in der Richtung einer optischen Achse gebündelt zu werden, und werden von der ersten Oberfläche reflektierter Lichtstrom und von der zweiten Oberfläche reflektierter Lichtstrom veranlasst, lange unterschiedliche optische Wege zurückzulegen. Dann bildet der Lichtstrom, der von der ersten Oberfläche (zu messenden optischen Oberfläche) reflektiert wird und zurückgekehrt wird, ein Bild als ein Punktbild auf dem Positionssensor und bildet der Lichtstrom, der von der zweiten Oberfläche reflektiert wird und zurückgekehrt wird, ein Bild als ein unscharfes Bild auf dem Positionssensor. Dementsprechend kann der von den jeweiligen Oberflächen reflektierte Lichtstrom voneinander unterschieden werden.
Eine in JP2001-147174A offenbarte Interferenzmessmaschine erhält die Exzentrizität einer i-Oberfläche einer Linse aus Interferenzstreifen eines optischen Wegs, der die i-Oberfläche (spezifische zu messende optische Oberfläche) enthält, die in einem Fall erhalten werden, in dem Lichtstrom eine Linse passiert, die auf dem optischen Weg eines Interferometers angeordnet ist, und Daten zur Exzentrizität, die aus einer Berechnung erhalten werden.
Eine in JP2014-002026A offenbarte Linsenform-Messvorrichtung enthält eine Lichtquelleneinheit, die selektiv kohärentes Licht und Licht mit geringer Kohärenz schaltet und emittiert; bündelt Messlichtstrom, der aus kohärentem Licht besteht, an dem Krümmungsmittelpunkt einer Prüfoberfläche einer Prüflinse durch eine Referenzlinse, um die Prüfoberfläche der Prüflinse mit dem Messlichtstrom in einem Fall zu bestrahlen, in dem Licht auf kohärentes Licht umgeschaltet wird; und veranlasst, dass reflektierter Lichtstrom, der von der Prüflinse reflektiert wird, und Messlichtstrom (Referenzlichtstrom), der von der optischen Oberfläche der Referenzlinse reflektiert wird, miteinander interferieren, um Interferenzstreifenbilder zu erfassen. Dann erhält die Linsenform-Messvorrichtung die Anzahl der erfassten Interferenzstreifenbilder und eine Änderung der Phasen der Interferenzstreifenbilder durch Bildverarbeitung, um eine Positionsbeziehung zwischen einer Position, an der der Messlichtstrom gebündelt wird, und der Spitze der Prüfoberfläche oder eine Positionsbeziehung zwischen der Position, an der der Messlichtstrom gebündelt wird, und dem Krümmungsmittelpunkt der Prüfoberfläche und den Betrag an Exzentrizität der Prüfoberfläche von der optischen Messachse eines optischen Messsystems zu erhalten. Dementsprechend erhält die Linsenform-Messvorrichtung den Antriebsbetrag des optischen Messsystems, der zum Ausrichten der optischen Messachse des optischen Messsystems einschließlich der Referenzlinse mit der optischen Achse der Prüfoberfläche verwendet wird, und den Antriebsbetrag des optischen Messsystems, der verwendet wird, um zu veranlassen, dass die Position, an der der Messlichtstrom gebündelt wird, mit der Spitze oder dem Krümmungsmittelpunkt der Prüfoberfläche zusammenfällt; und treibt das optische Messsystem um diese Antriebsbeträge an, um das optische Messsystem mit der Prüfoberfläche der Prüflinse auszurichten. Nachdem die Ausrichtung des optischen Messsystems und der Prüfoberfläche der Prüflinse endet, schaltet die in JP2014-002026A offenbarte Linsenform-Messvorrichtung Licht von kohärentem Licht auf Licht mit geringer Kohärenz um und misst die Form der Linse, wie beispielsweise die Dicke, die Oberflächenrauheit oder Oberflächengenauigkei t.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Da in der in JP1992-106447A ( JP-H04-106447A ) offenbarten Exzentrizitätsmessmaschine ein Punkt, an dem das Bestrahlungslicht gebündelt wird, von dem Krümmungsmittelpunkt einer zu messenden optischen Oberfläche in der Richtung der optischen Achse verschoben ist, besteht das Problem, dass ein Fehler bei der Messung des Betrags an Exzentrizität einer zu messenden optischen Oberfläche auftritt.
In der in JP2001-147174A offenbarten Interferenzmessmaschine wird die Dichte der Interferenzstreifen in einem Fall erhöht, in dem der Betrag an Exzentrizität einer zu messenden optischen Oberfläche der Linse erhöht wird. Aus diesem Grund besteht das Problem, dass es schwierig ist, die Interferenzstreifen zu analysieren.
Ferner offenbart JP2014-002026A , dass der Betrag an Exzentrizität der Prüfoberfläche der Prüflinse von der optischen Messachse des optischen Messsystems aus erhalten wird, offenbart jedoch nicht, dass der Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Prüfoberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Prüfoberfläche der Prüflinse aus erhalten wird. Darüber hinaus erhält die in JP2014-002026A offenbarte Linsenform-Messvorrichtung die Anzahl der Interferenzstreifenbilder und eine Änderung der Phasen der Interferenzstreifenbilder durch Bildverarbeitung; und erhält den Antriebsbetrag des optischen Messsystems, der zum Ausrichten der optischen Messachse des optischen Messsystems mit der optischen Achse der Prüfoberfläche verwendet wird, und den Antriebsbetrag des optischen Messsystems, der verwendet wird, um zu veranlassen, dass die Position, an der der Messlichtstrom gebündelt wird, mit der Spitze oder dem Krümmungsmittelpunkt der Prüfoberfläche zusammenfällt. Aus diesem Grund misst die in JP2014-002026A offenbarte Linsenform-Messvorrichtung den Betrag an Exzentrizität nicht durch Erhalten der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Prüfoberfläche relativ zu der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Prüfoberfläche der Prüflinse.
Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Umstände gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Exzentrizitätsmessvorrichtung und ein Exzentrizitätsmessverfahren vorzusehen, die den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus genau messen können.
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, sieht ein Aspekt der Erfindung eine Exzentrizitätsmessvorrichtung vor, die einen Betrag an Exzentrizität einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse misst. Die Exzentrizitätsmessvorrichtung umfasst eine Lichtquelle, die Messlicht emittiert, ein optisches Messsystem, das das Messlicht bündelt und ein erstes optisches System und einen Biegeteil enthält, der einen optischen Weg des Messlichts biegt, eine Abtaststeuersektion, die einen Biegewinkel des optischen Wegs des Messlichts unter Verwendung des Biegeteils ändert und eine Position abtastet, an der das Messlicht gebündelt wird, eine Detektionseinheit, die Stärkeinformationen von reflektiertem Messlicht detektiert, das das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektierte Messlicht ist, und eine Messsektion, die den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche misst. Die Detektionseinheit detektiert die Stärkeinformationen bei jedem von mehreren Biegewinkeln in einem Fall, in dem der Biegewinkel durch die Abtaststeuersektion geändert wird, und die Messsektion misst den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage der Stärkeinformationen bei jedem der mehreren Biegewinkel und von Biegewinkelinformationen des Biegeteils.
Nach dem Aspekt der Erfindung wird der Biegewinkel des optischen Wegs des Messlichts unter Verwendung des Biegeteils des optischen Messsystems geändert, und wird die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, abgetastet. Die Stärkeinformationen von reflektiertem Messlicht, das das Messlicht ist, das von der zu messenden optischen Oberfläche während des Abtastens der Position reflektiert wird, an der das Messlicht gebündelt wird, werden bei jedem der mehreren Biegewinkel detektiert. Dann wird der Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage der Stärkeinformationen bei jedem der mehreren Biegewinkel und von Biegewinkelinformationen des Biegeteils gemessen. Da die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, auf diese Weise abgetastet wird, kann Rückkehrlicht, das von der zu messenden optischen Oberfläche zurückgekehrt wird, gut aufgenommen werden und kann der Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage der Biegewinkelinformationen gemessen werden, die in einem Fall erhalten werden, in dem die Stärkeinformationen erhöht werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist in der Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung eine Brennweite des ersten optischen Systems variabel und wird die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch eine Änderung der Brennweite des ersten optischen Systems geändert. Dementsprechend kann die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, so eingestellt werden, dass sie mit einer Ebene (Abtastebene) zusammenfällt, auf der die Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche der Linse vorhanden ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält in der Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung das erste optische System eine erste Linse, wird eine Brennweite der ersten Linse durch elektrische Steuerung geändert und wird die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch eine Änderung der Brennweite der ersten Linse geändert. Da die erste Linse nicht in der Richtung der optischen Achse bewegt wird, kann die Abweichung der optischen Achse des Messlichts so weit wie möglich in einem Fall verringert werden, in dem die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch die ersten Linse geändert werden soll.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es in der Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung bevorzugt, dass das optische Messsystem ein zweites optisches System zum Ändern eines Maximalwerts einer Brechkraft des ersten optischen Systems und eines Minimalwerts der Brechkraft des ersten optischen Systems enthält.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es in der Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung bevorzugt, dass das von der Lichtquelle emittierte Messlicht durch den Biegeteil auf das erste optische System einfällt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es in der Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung bevorzugt, dass das von der Lichtquelle emittierte Messlicht durch das erste optische System auf den Biegeteil einfällt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung ferner eine Kollimatorlinse zum Umwandeln des Messlichts in paralleles Licht umfasst und das von der Lichtquelle emittierte Messlicht durch die Kollimatorlinse auf das erste optische System einfällt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung ferner eine erste Demultiplexeinheit zum Aufteilen des optischen Wegs des Messlichts und eines optischen Wegs des reflektierten Messlichts umfasst und die Detektionseinheit das reflektierte Messlicht detektiert, das von der ersten Demultiplexeinheit emittiert wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es in der Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung bevorzugt, dass die Detektionseinheit eine Menge des reflektierten Messlichts als die Stärkeinformationen detektiert und die Messsektion den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche unter Verwendung der Biegewinkelinformationen misst, die in einem Fall erhalten wird, in dem die Menge des reflektierten Messlichts einen Maximalwert aufweist. Der Grund dafür ist, dass die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, die tatsächliche Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche in einem Fall ist, in dem die Menge von Licht des reflektierten Messlichts den Maximalwert aufweist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung ferner eine zweite Demultiplexeinheit zum Demultiplexen von Referenzlicht aus dem Messlicht und eine Multiplexeinheit zum Multiplexen des reflektierten Messlichts und des Referenzlichts umfasst, die Lichtquelle eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz ist, die Licht mit geringer Kohärenz als das Messlicht emittiert, und die Detektionseinheit eine Menge von gemultiplextem Licht, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird, als die Stärkeinformationen detektiert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung ferner eine zweite Demultiplexeinheit zum Demultiplexen von Referenzlicht aus dem Messlicht und eine Multiplexeinheit zum Multiplexen des reflektierten Messlichts und des Referenzlichts umfasst, die Lichtquelle eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz ist, die Licht mit geringer Kohärenz als das Messlicht emittiert, und die Detektionseinheit eine Verteilung einer Menge von gemultiplextem Licht, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird, als die Stärkeinformationen detektiert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung ferner eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs zum Anpassen einer optischen Weglänge des reflektierten Messlichts oder des Referenzlichts umfasst, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Exzentrizitätsmessvorrichtung vor, die einen Betrag an Exzentrizität einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse misst. Die Exzentrizitätsmessvorrichtung umfasst: eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz, die Licht mit geringer Kohärenz als Messlicht emittiert; eine Demultiplexeinheit, die das Licht mit geringer Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht demultiplext; ein optisches Messsystem, das ein erstes optisches System, das eine Position ändert, an der das Messlicht gebündelt wird, und eine Abtasteinheit enthält; eine Abtaststeuersektion, die die Abtasteinheit steuert und die Position ändert, an der das Messlicht gebündelt wird; eine Multiplexeinheit, die reflektiertes Messlicht, das das Messlicht ist, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird, und das Referenzlicht multiplext; eine Detektionseinheit, die Stärkeinformationen von gemultiplextem Licht detektiert, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird; und eine Messsektion, die den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche misst. Die Detektionseinheit misst die Stärkeinformationen an jeder von mehreren der Positionen, an denen das Messlicht gebündelt wird, in einem Fall, in dem die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch die Abtasteinheit geändert wird, und die Messsektion misst den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage der Stärkeinformationen, die bei jedem von mehreren Biegewinkeln erhalten werden, und von Abtastinformationen, die von der Abtasteinheit erhalten werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden das Messlicht und das Referenzlicht, die aus dem Licht mit geringer Kohärenz demultiplext werden, verwendet und werden die Stärkeinformationen des gemultiplexten Lichts, das das reflektierte Messlicht enthält, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird, und wird das Referenzlicht detektiert. Dementsprechend können das Messlicht, das von einer optischen Oberfläche, die die gleiche Position des Krümmungsmittelpunkts wie der der zu messenden optischen Oberfläche enthält, oder einer optischen Oberfläche, die mit einem engen Luftspalt zwischen sich und der zu messenden optischen Oberfläche positioniert ist, reflektiert wird, und das Referenzlicht so eingestellt werden, dass sie nicht miteinander interferieren. Daher kann gemultiplextes Licht (Interferenzlicht), das das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektierte Messlicht und das Referenzlicht enthält, gut detektiert werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Exzentrizitätsmessvorrichtung nach dem Aspekt der Erfindung ferner eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs zum Anpassen einer optischen Weglänge des reflektierten Messlichts oder des Referenzlichts umfasst, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden. Dementsprechend können, da die optische Weglänge des Messlichts oder des Referenzlichts, die aus dem Licht mit geringer Kohärenz demultiplext werden, gemäß der Position der zu messenden optischen Oberfläche unter den mehreren optischen Oberflächen der Linse angepasst wird, das Messlicht, das von einer optischen Oberfläche, die die gleiche Position des Krümmungsmittelpunkts wie der der zu messenden optischen Oberfläche enthält, oder einer optischen Oberfläche, die mit einem engen Luftspalt zwischen sich und der zu messenden optischen Oberfläche positioniert ist, reflektiert wird, und das Referenzlicht so eingestellt werden, dass sie nicht miteinander interferieren. Daher kann gemultiplextes Licht, das das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektierte Messlicht und das Referenzlicht enthält, gut detektiert werden.
Eine Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst: eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz, die Licht mit geringer Kohärenz emittiert; eine Demultiplexeinheit, die das Licht mit geringer Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht demultiplext; ein optisches Messsystem, das eine Objektivlinse, die das Messlicht auf einer Abtastebene bündelt, wo eine Entwurfsposition eines Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche unter mehreren optischen Oberflächen einer Linse vorhanden ist, und eine Abtasteinheit, die eine Position bewegt, an der das Messlicht von der Objektivlinse auf der Abtastebene gebündelt wird, enthält; eine Multiplexeinheit, die das Messlicht, das von der optischen Oberfläche der Linse reflektiert wird, und das Referenzlicht multiplext; eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs, die eine optische Weglänge des Messlichts oder des Referenzlichts, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden, gemäß einer Position der zu messenden optischen Oberfläche anpasst; eine Phasenmodulationseinheit, die eine Phase des Messlichts oder des Referenzlichts moduliert, die noch nicht von der Multiplexeinheit gemultiplext wurden; eine Detektionseinheit, die gemultiplextes Licht detektiert, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird; und eine Messsektion, die einen Betrag an Exzentrizität einer Position eines Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts aus auf der Grundlage einer Detektionsausgabe, die von der Detektionseinheit erhalten wird, und von Abtastinformationen, die von der Abtasteinheit erhaltenen werden, misst.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann, da das Messlicht auf der Abtastebene gebündelt wird, wo eine Entwurfsposition eines Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche unter mehreren optischen Oberflächen einer Linse vorhanden ist, der Einfluss von Messlicht, das von anderen optischen Oberflächen reflektiert wird, verringert werden. Ferner kann in einem Fall, in dem die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, auf der Abtastebene bewegt wird und zu der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche bewegt wird, Rückkehrlicht, das von der zu messenden optischen Oberfläche zurückgekehrt wird, gut aufgenommen werden. Der Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche kann auf der Grundlage von Abtastinformationen, die in diesem Fall erhalten werden, gemessen werden. Darüber hinaus werden das Messlicht und das Referenzlicht, die aus dem Licht mit geringer Kohärenz demultiplext werden, verwendet und wird die optische Weglänge des Messlichts oder des Referenzlichts gemäß der Position der zu messenden optischen Oberfläche unter den mehreren optischen Oberflächen der Linse angepasst. Dementsprechend können das Messlicht, das von einer optischen Oberfläche, die die gleiche Position des Krümmungsmittelpunkts wie der der zu messenden optischen Oberfläche enthält, oder einer optischen Oberfläche, die mit einem engen Luftspalt zwischen sich und der zu messenden optischen Oberfläche positioniert ist, reflektiert wird, und das Referenzlicht so eingestellt werden, dass sie nicht miteinander interferieren. Daher kann gemultiplextes Licht, das das Messlicht, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird, und das Referenzlicht enthält, aus gemultiplextem Licht, das das Messlicht, das von der optischen Oberfläche der Linse reflektiert wird, und das Referenzlicht enthält, detektiert werden.
Ein Exzentrizitätsmessverfahren nach einem weiteren Aspekt der Erfindung demultiplext von einer Lichtquelle mit geringer Kohärenz emittiertes Licht mit geringer Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht und verwendet das Messlicht und das Referenzlicht, um einen Betrag an Exzentrizität einer Position eines Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche unter mehreren optischen Oberflächen einer Linse von einer Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus zu messen. Das Exzentrizitätsmessverfahren umfasst: einen Schritt des Multiplexens des Messlichts, das von der optischen Oberfläche der Linse reflektiert wird, und des Referenzlichts und des Erzeugens von gemultiplextem Licht durch eine Multiplexeinheit; einen Schritt des Anpassens einer optische Weglänge des Messlichts oder des Referenzlichts, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden, durch eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs gemäß einer Position der zu messenden optischen Oberfläche; einen Schritt des Modulierens einer Phase des Messlichts oder des Referenzlichts, die noch nicht von der Multiplexeinheit gemultiplext wurden, durch eine Phasenmodulationseinheit; einen Schritt des Bündelns des Messlichts auf einer Abtastebene, wo eine Entwurfsposition eines Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche vorhanden ist, durch eine Objektivlinse und des Bestrahlens der optischen Oberfläche der Linse mit dem Messlicht durch eine Abtasteinheit, während eine Position bewegt wird, an der das Messlicht auf der Abtastebene gebündelt wird; einen Schritt des Erfassens einer Detektionsausgabe, die dem von der Multiplexeinheit erzeugten gemultiplexten Licht entspricht, durch eine Detektionseinheit; und einen Schritt des Veranlassens, dass eine Messsektion den Betrag an Exzentrizität einer Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus auf der Grundlage der Detektionsausgabe, die von der Detektionseinheit erfasst wird, und von Abtastinformationen, die von der Abtasteinheit erhaltenen werden, misst.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus genau zu messen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Einheit 35 zur Längenanpassung eines optischen Wegs zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das Hauptteile der in 1 gezeigten Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 einschließlich einer Steuereinheit zeigt.
4 ist ein Graph, der verwendet wird, um die Aktion eines balancierten Detektors 37 zu beschreiben.
5 ist ein weiterer Graph, der verwendet wird, um die Aktion des balancierten Detektors 37 zu beschreiben.
6 ist noch ein weiterer Graph, der verwendet wird, um die Aktion des balancierten Detektors 37 zu beschreiben.
7 ist ein Diagramm, das die Achsenneigung und die Achsenabweichung einer

Linse zeigt.

8 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist ein Graph, der eine Signalstärke zeigt, die gemäß dem Abtastwinkel eines Abtastspiegels 44 geändert wird und von einem Bildsensor 140 ausgegeben wird.
10 ist ein Diagramm, das ein Bild zeigt, das von dem Bildsensor 140 aufgenommen wurde und eine zweidimensionale Stärkeverteilung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, das Hauptteile der in 11 gezeigten Exzentrizitätsmessvorrichtung einschließlich einer Steuereinheit zeigt.
13 ist ein Graph, der ein Beispiel der Detektionsausgabe eines Fotodetektors (der Menge von Licht) zeigt, die gemäß dem Abtastwinkel eines Abtastspiegels geändert wird.
14A und 14B sind Graphen, die andere Beispiele der Detektionsausgabe des Fotodetektors (der Menge von Licht) zeigen, die gemäß dem Abtastwinkel des Abtastspiegels geändert wird.
15 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
16 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
17 ist ein Diagramm, das eine Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel der Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß der in 16 gezeigten fünften Ausführungsform zeigt.
18 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
19 ist ein Flussdiagramm eines Exzentrizitätsmessverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
20 ist ein Flussdiagramm eines Exzentrizitätsmessverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
21 ist ein Flussdiagramm eines Exzentrizitätsmessverfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Exzentrizitätsmessvorrichtungen und Exzentrizitätsmessverfahren gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß erster Ausführungsform>
1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die in 1 gezeigte Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche einer Verbundlinse 10 von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse aus misst; und hauptsächlich eine Lichtquelle 20 mit geringer Kohärenz, ein Interferometer 30 und ein optisches Messsystem 40 umfasst.
Die Verbundlinse 10 besteht aus einer Verbundlinse, von der mehrere Linsen in einem Objektivtubus 12 eingebaut sind. Drei Linsen 14, 16 und 18 sind in dieser Reihenfolge von einer Objektseite aus in der Verbundlinse 10 dieser Ausführungsform angeordnet. Die Anzahl der Linsen der Verbundlinse 10 kann jedoch drei überschreiten, ohne in dieser Ausführungsform auf drei beschränkt zu sein. Ferner ist die Anzahl von optischen Oberflächen, die als die zu messende optische Oberfläche der Verbundlinse 10 dienen können, doppelt so groß wie die Anzahl der Linsen. Darüber hinaus kann eine Linse als ein zu messendes Objekt eine in den Objektivtubus eingebaute Linse sein oder kann eine einzelne Linse sein, die noch nicht in dem Objektivtubus eingebaut ist.
Es wird angenommen, dass die Verbundlinse 10 durch eine Spannvorrichtung (nicht gezeigt) genau an der Messposition der Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 positioniert und fixiert ist.
Die Lichtquelle 20 mit geringer Kohärenz soll Licht mit geringer Kohärenz, das eine geringe Kohärenz aufweist, emittieren. Zum Beispiel kann eine Superlumineszenzdiode (superluminescent diode, SLD), eine Leuchtdiode (light-emitting diode, LED) und dergleichen als die Lichtquelle 20 mit geringer Kohärenz angewendet werden.
Das Interferometer 30 enthält einen ersten Koppler 31, einen zweiten Koppler 32, einen ersten Zirkulator 33, einen zweiten Zirkulator 34, eine Einheit 35 zur Längenanpassung eines optischen Wegs, eine Phasenmodulationseinheit 36 und einen balancierten Detektor 37, und diese Teile sind durch optische Fasern miteinander verbunden.
Der erste Koppler 31 fungiert als eine Demultiplexeinheit (zweite Demultiplexeinheit), auf die von der Lichtquelle 20 mit geringer Kohärenz emittiertes Licht L mit geringer Kohärenz durch eine optische Faser einfällt und das Licht L mit geringer Kohärenz in Messlicht ML1 und Referenzlicht RL1 demultiplext. Das Messlicht ML1 und das Referenzlicht RL1, die durch den ersten Koppler 31 demultiplext werden, werden jeweils durch optische Fasern zu dem ersten Zirkulator 33 und dem zweiten Zirkulator 34 geführt.
Der erste Zirkulator 33 führt das Messlicht ML1 durch eine optische Faser FB1 zu dem optischen Messsystem 40 und führt Messlicht ML2, das Rückkehrlicht des von dem optischen Messsystem 40 zurückgekehrten Messlichts ML1 ist (reflektiertes Messlicht, das Messlicht ist, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird), zu dem zweiten Koppler 32.
Der zweite Zirkulator 34 führt das Referenzlicht RL1 durch eine Faser FB2 zur Längenanpassung des optisches Wegs zu der Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs und führt Referenzlicht RL2, das von der Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs zurückgekehrtes Rückkehrlicht ist, zu der Phasenmodulationseinheit 36.
Beispielsweise ist die Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs aus einer optischen Faser gebildet, die um ein säulenförmiges piezoelektrisches Element gewickelt ist und so angepasst ist, dass die optische Weglänge der optischen Faser durch eine Zunahme oder eine Abnahme der Größe des piezoelektrischen Elements in einer Radialrichtung verändert wird.
Die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs dient auch zum Anpassen der optischen Weglänge des Referenzlichts RL1. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs aus einer Kollimatorlinse 35a, die das von der Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs emittierte Referenzlicht RL1 in paralleles Licht umwandelt, einem Spiegel 35b zur Längenanpassung des optischen Wegs, der das in das parallele Licht umgewandelte Referenzlicht RL1 reflektiert, und einer Spiegelantriebssektion 35c, die den Spiegel 35b zur Längenanpassung des optischen Wegs bewegt, bestehen. Die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs kann die optische Weglänge des Referenzlichts RL1 anpassen, indem sie die Position des Spiegels 35b zur Längenanpassung des optischen Wegs unter Verwendung der Spiegelantriebssektion 35c anpasst. Die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs kann zur Grobanpassung der optischen Weglänge des Referenzlichts RL1 verwendet werden, und die Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs kann zur Feinanpassung der optischen Weglänge des Referenzlichts RL1 verwendet werden.
Eine Einheit zur Längenanpassung des optischen Wegs ist nicht auf die Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs und die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs beschränkt, und verschiedene öffentlich bekannte Teile können als die Einheit zur Längenanpassung des optischen Wegs angewendet werden.
Ferner kann anstelle der Struktur, bei der die optische Weglänge des Referenzlichts durch die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs angepasst wird, beispielsweise eine sich bewegende Plattform gemäß der Position der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 bewegt werden, so dass die optische Weglänge des Messlichts, das von der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert und zurückgekehrt wird, mit der optischen Weglänge des Referenzlichts übereinstimmt.
Das Referenzlicht RL2, dessen optische Weglänge durch die Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs und die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs angepasst wird, fällt von dem zweiten Zirkulator 34 auf die Phasenmodulationseinheit 36 ein, und die Phasenmodulationseinheit 36 moduliert die Phase des einfallenden Referenzlichts RL2 und führt Referenzlicht RL3, das einer Phasenmodulation unterzogen wurde, zu dem zweiten Koppler 32. Ein elektrooptischer (EO) Modulator oder ein akustooptischer Modulator (AOM) kann als die Phasenmodulationseinheit 36 verwendet werden. Ferner wird das säulenförmige piezoelektrische Element, um das die Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs gewickelt ist, periodisch in der Radialrichtung gedehnt und zusammengezogen, so dass die Phase des Referenzlichts RL2 moduliert werden kann. Es wird angenommen, dass die Phasenmodulationseinheit 36 dieser Ausführungsform bei einer Frequenz von beispielsweise 100 MHz arbeitet.
Der zweite Koppler 32 fungiert als eine Multiplexeinheit, die das Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL3 auf einem koaxialen optischen Weg multiplext und gemultiplextes Licht CL1 und gemultiplextes Licht CL2, die unterschiedliche Phasen aufweisen, ausgibt.
Der balancierte Detektor 37, der als eine Detektionseinheit fungiert, wandelt das gemultiplexte Licht CL1 und das gemultiplexte Licht CL2, die eingegeben werden, photoelektrisch um, detektiert photoelektrisch umgewandelte elektrische Signale differentiell und gibt Detektionssignale, die Stärkeinformationen sind, die den Stärken (Amplituden) von Interferenzsignalen entsprechen, auf der Grundlage der differentiell detektierten Signale (Interferenzsignale) aus.
Hier bedeuten die Stärkeinformationen die Lichtmengenverteilung (Stärkeverteilung) des gemultiplexten Signals von später zu beschreibendem reflektiertem Licht und des Referenzlichts zusätzlich zu dem gemultiplexten Signal (Interferenzsignal) von reflektiertem Licht und des Referenzlichts dieser Ausführungsform und die Menge (≈Lichtintensität) von reflektiertem Licht. Ferner werden die Einzelheiten des Betriebs des balancierten Detektors 37 später beschrieben.
Die Detektionseinheit kann Signale, die die gleiche Frequenz wie eine Phasenmodulationsfrequenz aufweisen, von der Ausgabe eines Lichtintensitätsdetektors, wie beispielsweise einer Fotodiode, erfassen.
Das optische Messsystem 40 umfasst hauptsächlich eine Kollimatorlinse 42, einen Abtastspiegel 44 und eine Objektivlinse (erstes optisches System) 46.
Die Kollimatorlinse 42 wandelt das Messlicht ML1, das von der Stirnseite eines Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 emittiert wird, in paralleles Licht um und veranlasst, dass das parallele Licht auf den Abtastspiegel 44 einfällt.
Der Abtastspiegel 44 ist ein Element, das eine in 3 gezeigte Abtasteinheit 50 bildet, und fungiert als ein Biegeteil, der den optischen Weg des Messlichts ML1 biegt. Der Biegeteil enthält zusätzlich zu dem Abtastspiegel 44, der ein optischer Spiegel ist, ein Prisma und dergleichen.
Der Abtastspiegel 44 reflektiert das darauf einfallende parallele Messlicht ML1 und veranlasst, dass das Messlicht ML1 auf die Objektivlinse 46 einfällt, und der Biegewinkel (Abtastwinkel) des optischen Wegs des Messlichts ML1 wird durch eine Spiegelsteuersektion 52 gesteuert, die als eine Abtaststeuersektion fungiert, so dass der Einfallswinkel des Messlichts ML1, das auf die Objektivlinse 46 einfallen soll, geändert wird. Beispielsweise kann ein elektromagnetisch angetriebener Mikroelektromechanische-Systeme (micro-electro-mechanical systems, MEMS) -Spiegel als der Abtastspiegel 44 anwendet werden.
Die Objektivlinse 46 soll das Messlicht ML1 auf einer Abtastebene 48 bündeln, auf der die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche unter mehreren optischen Oberflächen der Verbundlinse 10 vorhanden ist, und die Position der Objektivlinse 46 in der Richtung einer optischen Achse wird gemäß der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche angepasst. In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird die abbildungsoberflächenseitige optische Oberfläche einer Linse 16 als die zu messende optische Oberfläche eingestellt und wird die Position der Objektivlinse 46 (die Abtastebene 48, auf der das Messlicht ML1 gebündelt werden soll) eingestell t.
Die optische Achse des optischen Messsystems 40 fällt mit der Referenzachse der positionierten Verbundlinse 10 (der Mittelachse des Objektivtubus 12 und der optische Achse bei Entwurf der Verbundlinse 10) zusammen. Beispielsweise ist der Abtastwinkel des Abtastspiegels 44, bei dem die Messposition von Exzentrizität, die in einem Fall gemessen wird, in dem eine Referenzlinse mit Null-Exzentrizität (ein Prototyp oder dergleichen) auf einer Plattform eingestellt ist, eine Position mit Null-Exzentrizität ist, auf null Grad eingestellt. In diesem Fall bedeutet die Definition des zu messenden Betrags an Exzentrizität die Vektorgröße der Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von einer Montagereferenzachse aus.
Ferner ist die Referenzlinse mit Null-Exzentrizität auf der Plattform eingestellt, und werden die Biegewinkelinformationen des Abtastspiegels 44, die der Messposition von Exzentrizität, die von der Referenzlinse aus gemessen wird, entsprechen, in einer Speichereinheit (nicht gezeigt) als Referenz-Biegewinkelinformationen gespeichert. Informationen, die in einem Fall erhalten werden, in dem die in der Speichereinheit gespeicherten Referenz-Biegewinkelinformationen von beliebigen Biegewinkelinformationen des Abtastspiegels 44 subtrahiert werden, sind Informationen, die dem Betrag an Exzentrizität der Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Montagereferenzachse aus entsprechen.
Darüber hinaus kann eine Linse mit Exzentrizität als die Referenzlinse (ein Prototyp oder dergleichen) verwendet werden. In diesem Fall kann die Position eines Drehzentrums, die in einem Fall erhalten wird, in dem die Referenzlinse auf einer Drehplattform eingestellt ist und gedreht wird, als eine Position mit Null-Exzentrizität verwendet werden.
Eine Position, an der das Messlicht ML1 durch die Objektivlinse 46 gebündelt wird, kann durch das Neigen des Abtastspiegels 44 auf der Abtastebene 48 bewegt werden.
Das Messlicht ML1, das durch die Objektivlinse 46 auf die Verbundlinse 10 aufgebracht wird, wird von den jeweiligen optischen Oberflächen einschließlich der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert. Das Messlicht ML2, das reflektiertes Licht (Rückkehrlicht) des Messlichts ML1 ist, das von den jeweiligen optischen Oberflächen einschließlich der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 zurückgekehrt wird, fällt wieder durch die Objektivlinse 46, den Abtastspiegel 44 und die Kollimatorlinse 42 auf die Stirnseite des Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 ein.
Ferner sind ein Halbspiegel 41 und ein Bildsensor 43 zwischen der Kollimatorlinse 42 des optischen Messsystems 40 und dem Endabschnitt FB1a der optischen Faser FB1 vorgesehen; reflektiert der Halbspiegel 41 einen Teil des Messlichts ML2, das das Rückkehrlicht ist, und lässt den Rest des Messlichts ML2 durch; und fällt der von dem Halbspiegel 41 reflektierte Teil des Messlichts ML2 auf den Bildsensor 43 ein.
In einem Fall, in dem eine Position, an der das Messlicht ML1 durch die Objektivlinse 46 gebündelt wird, gemäß der Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 genau eingestellt ist, wird hier das reflektierte Licht, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird und in von den jeweiligen optischen Oberflächen zurückgekehrtem Rückkehrlicht, das heißt dem Messlicht ML2, enthalten ist, auf dem Bildsensor 43 als ein Punktbild gebildet und wird reflektiertes Licht, das von den anderen optischen Oberflächen reflektiert wird, als unscharfe Bilder gebildet.
Dementsprechend kann die Position der Objektivlinse 46 auf der Grundlage der von dem Bildsensor 43 erfassten Bilder fein angepasst werden. In einem Fall, in dem eine optische Oberfläche, die die gleiche Position des Krümmungsmittelpunkts wie der der zu messenden optischen Oberfläche aufweist, in der Verbundlinse 10 vorhanden ist, werden mehrere Punktbilder auf dem Bildsensor 43 gebildet.
3 ist ein Blockdiagramm, das Hauptteile der in 1 gezeigten Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 einschließlich einer Steuereinheit zeigt.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 eine Abtasteinheit 50 einschließlich des Abtastspiegels 44, eine Steuereinheit 60 einschließlich einer Messsektion 62, einen Speicher 64 und eine Objektivlinsen-Steuereinheit 70 zusätzlich zu der Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs einschließlich der oben erwähnten Faser FB2 zur Längenanpassung des optischen Wegs, der Phasenmodulationseinheit 36 und dem balancierten Detektor 37.
Die Abtasteinheit 50 umfasst den Abtastspiegel 44, eine Spiegelsteuersektion 52 und einen Neigungswinkelsensor 54. Die Spiegelsteuersektion 52 neigt den Abtastspiegel 44 gemäß einem Abtastbefehl, der von der Steuereinheit 60 ausgegeben wird, so dass die Position, an der das Messlicht ML1 durch die Objektivlinse 46 gebündelt wird, auf der Abtastebene 48 bewegt wird.
Der Neigungswinkelsensor 54 detektiert die Winkel des Abtastspiegels 44 in Richtungen um zwei zueinander senkrechte Achsen in der Mitte (eine Position auf der optischen Achse der Objektivlinse 46) des Abtastspiegels 44 und gibt Abtastwinkelsignale, die die optischen Ablenkwinkel (Abtastwinkel) repräsentieren, die den detektierten Winkeln entsprechen, an die Messsektion 62 aus. In einem Fall, in dem von der Spiegelsteuersektion 52 an den Abtastspiegel 44 (eine Antriebseinheit für den Abtastspiegel 44) ausgegebene Antriebssignale proportional zu den Neigungswinkeln des Abtastspiegels 44 sind, kann die Messsektion 62 Abtastwinkelsignale auf der Grundlage der von der Spiegelsteuersektion 52 ausgegebenen Antriebssignale erfassen. In diesem Fall ist der Neigungswinkelsensor 54 nicht erforderlich.
Die Steuereinheit 60 ist aus einer Zentraleinheit (central processing unit, CPU) oder dergleichen gebildet und steuert insgesamt die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs, die Phasenmodulationseinheit 36, die Abtasteinheit 50, die Objektivlinsen-Steuereinheit 70 und eine Anzeige 80; und die in der Steuereinheit 60 enthaltene Messsektion 62 misst den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus auf der Grundlage der von dem Balancedetektor 37 eingegebenen Detektionssignale und der von dem Neigungswinkelsensor 54 eingegebenen Abtastwinkelsignale (Abtastinformationen).
Der Speicher 64 enthält einen Festspeicher (Read Only Memory, ROM), einen Flash-ROM oder dergleichen. Ein Exzentrizitätsmessprogramm, das von der Steuereinheit 60 ausgeführt wird; verschiedene Parameter oder Tabellen, die für die Messung von Exzentrizität erforderlich sind, beispielsweise Informationen über die optischen Oberflächen der Verbundlinse 10 (Informationen wie die Anzahl und Positionen der optischen Oberflächen und die Position des Krümmungsmittelpunkts); Tabellen oder Vergleichsausdrücke, die eine Beziehung zwischen Abtastwinkeln und dem Betrag an Exzentrizität zeigen; und dergleichen sind in dem ROM oder dem Flash-ROM gespeichert.
In einem Fall, in dem der Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der abbildungsoberflächenseitigen optischen Oberfläche (nachstehend einfach als eine „Oberfläche S2“ bezeichnet), die eine zu messende optische Oberfläche ist, der Linse 16 der Verbundlinse 10 von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 aus gemessen werden soll, wie in 1 gezeigt, steuert nun die Steuereinheit 60 die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs auf der Grundlage von Informationen über die Position der Oberfläche S2, um zu veranlassen, dass die optische Weglänge des Messlichts, das reist, bis das von dem ersten Koppler ausgegebene Messlicht ML1 von der Oberfläche S2 der Verbundlinse 10 reflektiert wird und auf den zweiten Koppler 32 als das Messlicht ML2 einfällt, mit der optischen Weglänge des Referenzlichts, das reist, bis das von dem ersten Koppler ausgegebene Referenzlicht RL1 durch die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs auf den zweiten Koppler 32 als das Referenzlicht RL2 einfällt, übereinstimmt. Dementsprechend können das Messlicht ML2 von Licht mit geringer Kohärenz, das von der Oberfläche S2 reflektiert wird, und das Referenzlicht RL2 optisch miteinander interferieren.
Da Licht mit geringer Kohärenz verwendet wird, können das von der Oberfläche S2 reflektierte Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL2 optisch miteinander interferieren, obwohl die Position der Oberfläche S2 der Verbundlinse 10 einen Fehler von der Entwurfsposition der Oberfläche aufweist. Das von der optischen Oberfläche mit Ausnahme der Oberfläche S2 reflektierte Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL2 interferieren jedoch optisch nicht miteinander. Dementsprechend ist es bevorzugt, dass das Licht mit geringer Kohärenz eine Kohärenzlänge aufweist, die die oben erwähnte Bedingung erfüllt.
Die Steuereinheit 60 steuert die Position der Objektivlinse 46 in der Richtung der optischen Achse durch die Objektivlinsen-Steuereinheit 70 und veranlasst, dass das Messlicht ML1 auf der Abtastebene 48 gebündelt wird, wo die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 vorhanden ist.
Ferner veranlasst die Steuereinheit 60, dass die Phasenmodulationseinheit 36 bei einer Frequenz von beispielsweise 100 MHz arbeitet, so dass Interferenzlicht des gemultiplexten Lichts CL1 und des gemultiplexten Lichts CL2 an dem zweiten Koppler 32 Interferenzlicht ist, das gemäß der Modulationsfrequenz moduliert wird.
Dann veranlasst die Steuereinheit 60, dass der Abtastspiegel 44 durch die Spiegelsteuersektion 52 geneigt wird, um eine Position, an der das Messlicht ML1 durch die Objektivlinse 46 gebündelt wird, auf der Abtastebene 48 zu bewegen. Die Messsektion 62 erfasst Detektionssignale, die von dem balancierten Detektor 37 während eines Abtastvorgangs ausgegeben werden, der unter Verwendung der Neigung des Abtastspiegels 44 durchgeführt wird, und Abtastwinkelsignale, die von dem Neigungswinkelsensor 54 ausgegeben werden; und misst den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus auf der Grundlage der Detektionssignale und der Abtastwinkelsignale.
Als nächstes wird ein Verfahren des Messens des Betrags an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus auf der Grundlage der Detektionssignale, die von dem balancierten Detektor 37 ausgegeben werden, und der Abtastwinkelsignale, die von dem Neigungswinkelsensor 54 ausgegeben werden, beschrieben.
4 bis 6 sind Graphen, die verwendet werden, um die Aktion des Balancedetektors 37 zu beschreiben.
Es wird nun angenommen, dass es eine andere optische Oberfläche (nachstehend einfach als eine „Oberfläche S1“ bezeichnet) gibt, die die Position des Krümmungsmittelpunkts davon auf der Abtastebene 48 der Oberfläche S2 der Verbundlinse 10 enthält. Das heißt, es wird angenommen, dass die Verbundlinse 10 die Oberflächen S1 und S2 enthält, die die gleiche Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts aufweisen.
In diesem Fall wird die Signalstärke des von dem zweiten Koppler 32 ausgegebenen gemultiplexten Lichts CL1 oder CL2 gemäß dem Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 geändert, wie in 4 gezeigt. Zur einfachen Beschreibung ist in den 4 bis 6 ein Fall gezeigt, in dem nur der Abtastwinkel (θ) des Abtastspiegels 44 um eine Achse geändert wird.
4 zeigt, dass das Messlicht ML1 an der Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S1 gebündelt wird und reflektiertes Licht, das von der Oberfläche S1 reflektiert wird, auf die Stirnseite des Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 in einem Fall einfällt, in dem der Abtastwinkel θ1 ist, und das Messlicht ML1 an der Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 gebündelt wird und reflektiertes Licht, das von der Oberfläche S2 reflektiert wird, auf die Stirnseite des Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 in einem Fall einfällt, in dem der Abtastwinkel θ2 ist.
In diesem Fall wird, da das reflektierte Licht, das von der Oberfläche S1 reflektiert wird, gebündelt wird und auf die Stirnseite des Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 einfällt, die Signalstärke des gemultiplexten Lichts CL1 oder CL2 bei dem Abtastwinkel θ1 erhöht. Da jedoch das von der Oberfläche S1 reflektierte Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL2 unterschiedliche optische Weglängen aufweisen (unterschiedliche optische Weglängen aufweisen, die die Kohärenzlänge des Lichts mit geringer Kohärenz überschreiten), wird ein Nicht-Interferenzsignal, das dem gemultiplexten Licht, von dem das Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL2 nicht miteinander interferieren, entspricht, erhalten.
Andererseits wird, da das reflektierte Licht, das von der Oberfläche S2 reflektiert wird, gebündelt wird und auf die Stirnseite des Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 einfällt, die Signalstärke des gemultiplexten Lichts CL1 oder CL2 bei dem Abtastwinkel θ2 erhöht. Da das von der Oberfläche S2 reflektierte Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL2 so angepasst sind, dass sie die gleiche optische Weglänge aufweisen, wird ferner ein Interferenzsignal, das dem gemultiplexten Licht, von dem das Messlicht ML2 und das Referenzlicht RL2 miteinander interferieren, entspricht, erhalten. Da das Referenzlicht RL2 einer Phasenmodulation unterzogen wird, wird darüber hinaus die Amplitude des Interferenzsignals entsprechend der Modulationsfrequenz geändert.
Der balancierte Detektor 37 wandelt das gemultiplexte Licht CL1 und das gemultiplexte Licht CL2 photoelektrisch um und detektiert photoelektrisch umgewandelte elektrische Signale differentiell. Wie in 5 gezeigt, sind die differentiell detektierten Signale nur Interferenzsignale, von denen Rauschen, wie beispielsweise Nicht-Interferenzsignale (Signalkomponenten, die dem reflektierten Licht, das von der Oberfläche S1 reflektiert wird, entsprechen), entfernt wurde. Die Amplituden der Interferenzsignale werden durch Phasenmodulation verändert.
Der balancierte Detektor 37 detektiert synchron die Interferenzsignale, von denen die Amplituden durch Phasenmodulation verändert werden, mit der gleichen Frequenz wie die Modulationsfrequenz (100 MHz) der Phasenmodulationseinheit 36 und gibt Detektionssignale aus, die den Stärken (Amplituden) der Interferenzsignale entsprechen. In der in 6 gezeigten Ausführungsform ist das Detektionssignal bei dem Abtastwinkel θ2 am stärksten.
Da das Messlicht ML1 an der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 bei dem Abtastwinkel gebündelt wird, bei dem das von dem balancierten Detektor 37 ausgegebene Detektionssignal am stärksten ist, kann die Messsektion 62 die tatsächliche Position des Krümmungsmittelpunkts der tatsächlichen Oberfläche S2 auf der Grundlage des Abtastwinkels erhalten, bei dem das von dem balancierten Detektor 37 eingegebene Detektionssignal am stärksten ist, und kann den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 aus messen. Da der Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 und eine Position, an der das Messlicht ML1 auf der Abtastebene 48 gebündelt wird, eine Eins-zu-Eins-Entsprechung aufweisen, kann die Position, an der das Messlicht ML1 auf der Abtastebene 48 gebündelt wird (die tatsächliche Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche) auf der Grundlage des Abtastwinkels des Abtastspiegels 44 erhalten werden. Dementsprechend kann der Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus gemessen werden.
Beispielsweise kann der Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse, der durch die Messsektion 62 gemessen wird, auf der Anzeige 80 angezeigt werden oder kann in dem Flash-ROM oder dergleichen des Speichers 64 in Verbindung mit einer Oberflächennummer gespeichert werden, die die zu messende optische Oberfläche der Verbundlinse angibt.
Ferner können die Achsenneigung und die Achsenabweichung der in dem Objektivtubus 12 eingebauten Linse durch Messen des Betrags an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 erhalten werden.
Nun ist in einem Fall, in dem die Entwurfspositionen der Krümmungsmittelpunkte von optischen Oberflächen 16a und 16b der Linse 16 mit O₁ und O₂ und die gemessenen tatsächlichen Positionen der Krümmungsmittelpunkte der optischen Oberflächen 16a und 16b mit P₁ und P₂ bezeichnet sind, wie in 7 gezeigt, eine gerade Linie, die durch die Positionen O₁ und O₂ der Krümmungsmittelpunkte verläuft, eine Referenzachse LO (optische Entwurfsachse) der Verbundlinse 10, in die die Linse 16 eingebaut ist, und ist eine gerade Linie, die durch die Positionen P₁ und P₂ der Krümmungsmittelpunkte verläuft, eine optische Achse L_P der Linse 16.
In diesem Fall repräsentiert ein Winkel α zwischen der Referenzachse Lo und der optischen Achse L_P die Achsenneigung der Linse 16 und repräsentiert der Betrag δ an Abweichung zwischen der Referenzachse L_O und der Mittelposition der Linse 16 die Achsenabweichung der Linse 16.
Die Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist angepasst, um die optische Weglänge des Referenzlichts durch die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs anzupassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 kann angepasst werden, um die optische Weglänge des Messlichts anzupassen. Ebenso ist die Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 angepasst, um die Phase des Referenzlichts durch die Phasenmodulationseinheit 36 zu modulieren, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 kann angepasst werden, um die Phase des Messlichts zu modulieren. Ferner ist ein Detektor, der die Amplitudeninformationen der Interferenzsignale detektiert, die in dem gemultiplexten Licht enthalten sind und einer Phasenmodulation unterzogen werden, nicht auf den balancierten Detektor 37 beschränkt und können ein Hüllkurvendetektor oder andere öffentlich bekannte Detektoren angewendet werden. Kurz gesagt kann jeder Detektor angewendet werden, der Detektionssignale ausgibt, die die Stärken der Interferenzsignale repräsentieren, die einer Phasenmodulation unterzogen werden.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß zweiter Ausführungsform>
8 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Komponenten, wie in 8 gezeigt, die der Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 1 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Ein Interferometer 100 der Exzentrizitätsmessvorrichtung 2 gemäß der in 8 gezeigten zweiten Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen von dem Interferometer 30 der ersten Ausführungsform.
Das Interferometer 100 enthält hauptsächlich eine erste Kollimatorlinse 110, einen Strahlteiler 120, einen reflektierenden Spiegel 130 und einen Bildsensor 140.
Die erste Kollimatorlinse 110 wandelt Licht mit geringer Kohärenz, das von einer Lichtquelle mit geringer Kohärenz emittiert wird, in paralleles Licht um und veranlasst, dass das parallele Licht auf den Strahlteiler 120 einfällt.
Der Strahlteiler 120 fungiert als eine Demultiplexeinheit, die das einfallende Licht mit geringer Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht demultiplext; reflektiert einen Teil des einfallenden Lichts mit geringer Kohärenz als das Messlicht und veranlasst, dass das Messlicht auf ein optisches Messsystem 40-2 einfällt; und lässt den Rest des einfallenden Lichts mit geringer Kohärenz als das Referenzlicht durch und veranlasst, dass das Referenzlicht auf den reflektierenden Spiegel 130 einfällt.
Ferner fungiert der Strahlteiler 120 als eine Multiplexeinheit zum Multiplexen des Messlichts, das Rückkehrlicht ist, das von dem optischen Messsystem 40-2 zurückgekehrt wird, und des Referenzlichts, das reflektiertes Licht ist, das von dem reflektierenden Spiegel 130 reflektiert wird; lässt das von dem optischen Messsystem 40-2 zurückgekehrte Messlicht durch und veranlasst, dass das Messlicht auf den Bildsensor 140 einfällt; und reflektiert das von dem reflektierenden Spiegel 130 reflektierte Referenzlicht und veranlasst, dass das Referenzlicht auf den Bildsensor 140 einfällt.
Der reflektierende Spiegel 130 fungiert als ein Spiegel zur Längenanpassung eines optischen Wegs, von dem die Position durch eine Spiegelantriebssektion (nicht gezeigt) angepasst wird. Da die Position des reflektierenden Spiegels 130 angepasst wird, können die optische Weglänge des Messlichts, das von der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert und zurückgekehrt wird, und die optische Weglänge des Referenzlichts, das von dem reflektierenden Spiegel 130 reflektiert und zurückgekehrt wird, so eingestellt werden, dass sie miteinander an einer Position zusammenfallen, an der das Messlicht und das Referenzlicht durch den Strahlteiler 120 gemultiplext werden.
Da der reflektierende Spiegel 130 durch ein piezoelektrisches Element oder dergleichen mit einer hohen Frequenz (zum Beispiel 100 MHz) in Schwingung versetzt wird, fungiert der reflektierende Spiegel 130 ferner als ein Teil der Phasenmodulationseinheit, die die Phase des Referenzlichts moduliert.
In einem Fall, in dem das optische Messsystem 40-2 mit dem in 1 gezeigten optischen Messsystem 40 verglichen wird, unterscheidet sich das optische Messsystem 40-2 von dem optischen Messsystem 40 darin, dass eine Kondensorlinse 45 und ein Raumfilter 47 hinzugefügt sind.
Die Kondensorlinse 45 bündelt das Messlicht als paralleles Licht, das durch den Strahlteiler 120 demultiplext wird. Das Raumfilter 47 ist an einer Position vorgesehen, an der das Messlicht von der Kondensorlinse 45 (der Fokuslage der Kondensorlinse 45) gebündelt wird, und enthält eine Lochblende, die dem gebündelten Messlicht ermöglicht, dadurch zu passieren. Das von der Kondensorlinse 45 gebündelte Messlicht wird von der Kollimatorlinse 42 (zweiten Kollimatorlinse) wieder in paralleles Licht umgewandelt.
Das von dem Interferometer 100 einfallende Messlicht passiert das Raumfilter 47, und ein Teil des Rückkehrlichts des Messlichts, das von der optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert wird und zurückgekehrt wird, passiert die Lochblende des Raumfilter 47 und fällt auf das Interferometer 100 ein. Dementsprechend entspricht die Lochblende des Raumfilter 47 der Stirnseite des Endabschnitts FB1a der optischen Faser FB1 des in 1 gezeigten optischen Messsystems 40.
Das gemultiplexte Licht, das das Messlicht und das Referenzlicht enthält, die durch den Strahlteiler 120 gemultiplext werden, fällt auf den Bildsensor 140 ein, der als eine Detektionseinheit fungiert, und der Bildsensor 140 gibt ein Detektionssignal aus, das der Stärke des einfallenden gemultiplexten Lichts entspricht.
9 ist ein Graph, der eine Signalstärke zeigt, die gemäß dem Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 verändert wird und von dem Bildsensor 140 ausgegeben wird. Zur einfachen Beschreibung ist in 9 ein Fall gezeigt, in dem nur der Abtastwinkel (θ) des Abtastspiegels 44 um eine Achse geändert wird.
Hier wird angenommen, dass die Position des reflektierenden Spiegels 130, der als der Spiegel zur Längenanpassung eines optischen Wegs fungiert, an die abbildungsoberflächenseitige optische Oberfläche (Oberfläche S2) der Linse 16 der Verbundlinse 10 angepasst wird und die Objektivlinse 46 so angepasst wird, dass das Messlicht auf der Abtastebene 48, die die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 enthält, gebündelt wird. Ferner wird angenommen, dass es eine andere optische Oberfläche (Oberfläche S1) gibt, die die Position des Krümmungsmittelpunkts davon auf der Abtastebene 48 der Oberfläche S2 der Verbundlinse 10 enthält.
Wie in 9 gezeigt, weist eine von dem Bildsensor 140 erhaltene Signalstärke einen Spitzenwert bei einem Abtastwinkel θ1 auf, bei dem das Messlicht an der Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S1 gebündelt wird, und weist eine von dem Bildsensor 140 erhaltene Signalstärke einen Spitzenwert bei einem Abtastwinkel θ2 auf, bei dem das Messlicht ebenfalls an der Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 gebündelt wird.
Da das reflektierte Licht, das von der Oberfläche S1 reflektiert wird, gebündelt wird und die Lochblende des Raumfilters 47 passiert, wird die Signalstärke des gemultiplexten Lichts bei dem Abtastwinkel θ1 erhöht. Da jedoch das von der Oberfläche S1 reflektierte Messlicht und das Referenzlicht unterschiedliche optische Weglängen aufweisen, interferieren das Messlicht und das Referenzlicht des gemultiplexten Lichts bei dem Abtastwinkel θ1 nicht miteinander. Das heißt, ein von dem Bildsensor 140 bei dem Abtastwinkel θ1 detektiertes Signal ist ein Nicht-Interferenzsignal.
Da das reflektierte Licht, das von der Oberfläche S2 reflektiert wird, gebündelt wird und die Lochblende des Raumfilters 47 passiert, wird andererseits die Signalstärke des gemultiplexten Lichts bei dem Abtastwinkel θ2 erhöht. Da das von der Oberfläche S2 reflektierte Messlicht und das Referenzlicht so angepasst sind, dass sie die gleiche optische Weglänge aufweisen, interferieren ferner das Messlicht und das Referenzlicht des gemultiplexten Lichts bei dem Abtastwinkel θ2 miteinander. Das heißt, ein von dem Bildsensor 140 bei dem Abtastwinkel θ2 detektiertes Signal ist ein Interferenzsignal. Da das Referenzlicht einer Phasenmodulation unterzogen wird, ist das von dem Bildsensor 140 bei dem Abtastwinkel θ2 detektierte Signal darüber hinaus ein Interferenzsignal, dessen Amplitude gemäß der Modulationsfrequenz geändert wird.
Dementsprechend ist ein von dem Bildsensor 140 erhaltenes Signal ein Interferenzsignal, dessen Amplitude gemäß der Modulationsfrequenz geändert wird, und die Exzentrizitätsmessvorrichtung 2 für eine Verbundlinse gemäß der zweiten Ausführungsform detektiert den Abtastwinkel des Abtastspiegels 44, bei dem die Amplitude des Interferenzsignals maximal ist. Daher kann die Exzentrizitätsmessvorrichtung 2 den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus messen.
Der Bildsensor 140 wird als ein Teil der Detektionseinheit in der zweiten Ausführungsform verwendet, aber es können auch andere photoelektrische Detektoren, wie zum Beispiel eine Photodiode, verwendet werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass gemultiplextes Licht, das durch die Kondensorlinse parallel gemacht wird, auf einer Lichtempfangseinheit des photoelektrischen Detektors gebündelt wird.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung für Verbundlinse gemäß dritter Ausführungsform>
Eine Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung kann in einem Fall angewendet werden, in dem beispielsweise die Kondensorlinse 45 oder die Kollimatorlinse 42 des optischen Messsystems 40-2 der Exzentrizitätsmessvorrichtung 2 für eine in 8 gezeigte Verbundlinse sphärische Aberration aufweist.
In einem Fall, in dem der Betrag an Exzentrizität einer abbildungsoberflächenseitigen optischen Oberfläche (Oberfläche S2) der Linse 16 der Verbundlinse 10 durch die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform zu messen ist, wird die Position (Z) eines reflektierenden Spiegels 130, der als ein Spiegel zur Längenanpassung eines optischen Wegs fungiert, an eine Position (Z0) angepasst, die der Oberfläche S2 entspricht, und wird die Position der Objektivlinse 46 so angepasst, dass das Messlicht auf der Abtastebene 48, die die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 enthält, gebündelt wird. Es wird angenommen, dass die Verbundlinse 10 eine weitere optische Oberfläche (Oberfläche S1) enthält, die die Position des Krümmungsmittelpunkts davon auf der Abtastebene 48 der Oberfläche S2 wie in der zweiten Ausführungsform enthält.
Ein Bildsensor 140, der als eine Abbildungseinheit fungiert, bildet gemultiplextes Licht ab, das von einem Strahlteiler 120 gemultiplext wird. Das gemultiplexte Licht, das von dem Bildsensor 140 abgebildet wird, wird als ein Bild abgebildet, das zweidimensionale Stärkeverteilung zeigt, wie in 10 gezeigt.
Wie in 10 gezeigt, wird ein von dem Bildsensor 140 erhaltenes Bild als ein kreisförmiges Bild mit im Wesentlichen konstanter Helligkeit bei einem Abtastwinkel θ1 aufgenommen, bei dem das Messlicht an der Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S1 gebündelt wird. Der Grund dafür ist, dass das Messlicht, das von der Oberfläche S1 reflektiert wird, und das Referenzlicht aus gemultiplextem Licht bei dem Abtastwinkel θ1 nicht miteinander interferieren, da das von der Oberfläche S2 reflektierte Messlicht und das Referenzlicht unterschiedliche optische Weglängen aufweisen.
In diesem Fall wird, obwohl die Position Z des reflektierenden Spiegels 130 von der Position Z0, die der Oberfläche S2 entspricht, um eine halbe Wellenlänge (λ/2) von Licht mit geringer Kohärenz bewegt wird, das von dem Bildsensor 140 erhaltene Bild kaum geändert. Der Grund dafür ist, dass der Zustand von Nicht-Interferenz nicht verändert wird, obwohl die Position Z des reflektierenden Spiegels 130 um die halbe Wellenlänge (λ/2) des Lichts mit geringer Kohärenz bewegt wird.
Andererseits wird ein von dem Bildsensor 140 erhaltenes Bild als ein Interferenzstreifenbild, wie in 10 gezeigt, bei einem Abtastwinkel θ2 aufgenommen, bei dem das Messlicht an der Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche S2 gebündelt wird. Der Grund dafür ist, dass das Messlicht, das von der Oberfläche S2 reflektiert wird, und das Referenzlicht aus gemultiplextem Licht bei dem Abtastwinkel θ2 miteinander interferieren, da das von der Oberfläche S2 reflektierte Messlicht und das Referenzlicht die gleiche optische Weglänge aufweisen. Ferner wird die zweidimensionale Stärkeverteilung des gemultiplexten Lichts durch die sphärische Aberration der Linse (der Kondensorlinse 45 oder der Kollimatorlinse 42) des optischen Messsystem 40-2 verursacht, so dass das Interferenzstreifenbild erhalten wird.
In diesem Fall werden Licht und Schatten des Interferenzstreifenbildes in einem Fall umgekehrt, in dem die Position Z des reflektierenden Spiegels 130 von der Position Z0, die der Oberfläche S2 entspricht, um eine halbe Wellenlänge (λ/2) des Lichts mit geringer Kohärenz bewegt wird.
Die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform analysiert ein Bild, das von dem Bildsensor 140 erhalten wird und das die zweidimensionale Stärkeverteilung von gemultiplextem Licht zeigt, und detektiert den Abtastwinkel des Abtastspiegels 44, der in einem Fall erhalten wird, in dem ein Interferenzstreifenbild aufgenommen wird und der Kontrast (Definition) des Interferenzstreifenbildes maximal ist. Dementsprechend kann die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus messen.
Da die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform ein Bild verwendet, das die zweidimensionale Stärkeverteilung von gemultiplextem Licht zeigt (die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform verwendet kein Interferenzsignal, das einer Phasenmodulation entspricht), unterscheidet sich die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform ferner von der Exzentrizitätsmessvorrichtung 2 für eine Verbundlinse gemäß der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Phasenmodulationseinheit, die den reflektierenden Spiegel 130 zur Schwingung bringt, um die Phase des Referenzlichts zu modulieren, nicht erforderlich ist.
Die Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß der dritten Ausführungsform ist nicht auf einen Fall beschränkt, in dem die Linse des optischen Messsystems 40-2 sphärische Aberration aufweist. Auf der reflektierenden Oberfläche des reflektierenden Spiegels 130 kann leichte Unebenheit vorgesehen sein, so dass Interferenzstreifen erzeugt werden können. Ferner können in einem Fall, in dem die zu messende optische Oberfläche der Verbundlinse 10 eine asphärische Oberfläche ist, Interferenzstreifen durch die asphärische Oberfläche erzeugt werden.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß vierter Ausführungsform>
11 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung für eine Verbundlinse gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Komponenten, wie in 11 gezeigt, die der Exzentrizitätsmessvorrichtung 2 für eine Verbundlinse gemäß der in 8 gezeigten zweiten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 8 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Exzentrizitätsmessvorrichtung 4 für eine Verbundlinse gemäß der in 11 gezeigten vierten Ausführungsform enthält hauptsächlich eine Lichtquelle 22, eine als ein Teil eines optischen Messsystems dienende Kollimatorlinse 122, einen Strahlteiler (erste Demultiplexeinheit) 124, eine Kondensorlinse (erste Kondensorlinse) 126 und einen Fotodetektor 142, der als eine Detektionseinheit fungiert, anstelle des Interferometers 100 der zweiten Ausführungsform.
Die Lichtquelle 22 enthält eine Laserlichtquelle zum Emittieren von Laserlicht, das kohärentes Licht ist, zusätzlich zu einer LED zum Emittieren von Licht mit geringer Kohärenz und Lampen (eine Halogenlampe, eine Xenonlampe und dergleichen).
Das von der Lichtquelle 22 emittierte Messlicht wird durch die erste Kollimatorlinse 110 in paralleles Licht umgewandelt und fällt auf den Strahlteiler 124 ein. Ein Teil des auf den Strahlteiler 124 einfallenden Messlichts wird von dem Strahlteiler 124 reflektiert und wird als Messlicht zu der Kondensorlinse (zweiten Kondensorlinse) 45 des optischen Messsystems 40-2 geführt.
Andererseits passiert ein Teil von Rückkehrlicht (reflektiertem Messlicht) des Messlichts, das von der optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert wird und zurückgekehrt wird, die Lochblende des Raumfilters 47 und durch die Kondensorlinse 45 fällt auf den Strahlteiler 124 ein. Ein Teil des auf den Strahlteiler 124 einfallenden Rückkehrlichts passiert den Strahlteiler 124 und wird zu der Kondensorlinse 126 geführt.
Die Kondensorlinse 126 bündelt das Rückkehrlicht des von der optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektierten Messlichts und veranlasst, dass das Rückkehrlicht auf den Fotodetektor 142 einfällt.
Der Fotodetektor 142 besteht aus einem fotoelektrischen Umwandlungselement, wie beispielsweise einer Fotodiode, und gibt elektrische Signale aus, die dem durch die Kondensorlinse 126 darauf einfallenden Rückkehrlicht (der Menge des detektierten Lichts) entsprechen.
12 ist ein Blockdiagramm, das Hauptteile der in 11 gezeigten Exzentrizitätsmessvorrichtung 4 für eine Verbundlinse einschließlich einer Steuereinheit zeigt. Komponenten in 12, die der ersten in 3 gezeigten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 3 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
In 12 neigt die Spiegelsteuersektion 52 den Abtastspiegel 44 gemäß einem Abtastbefehl, der von einer Steuereinheit 60-2 ausgegeben wird, so dass die Position, an der das Messlicht ML1 durch die Objektivlinse 46 gebündelt wird, auf der Abtastebene 48 bewegt wird.
Eine Detektionsausgabe, die von dem Fotodetektor 142 ausgegeben wird und der Menge von detektiertem Messlicht entspricht, und Abtastwinkelsignale, die von dem Neigungswinkelsensor 54 ausgegeben werden und die optischen Ablenkwinkel (Abtastwinkel) des Abtastspiegels 44 repräsentieren, werden in eine Messsektion 62-2 eingegeben, die in der Steuereinheit 60-2 enthalten ist; und der Messabschnitt 62-2 misst den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage des Detektionssignals, das von dem Fotodetektor 142 eingegeben wird, und der Abtastwinkelsignale, die von dem Neigungswinkelsensor 54 eingegeben werden.
13 ist ein Graph, der ein Beispiel der Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 (der Menge von detektiertem Licht, das auf den Fotodetektor 142 einfällt) zeigt, die gemäß dem Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 verändert wird. Zur einfachen Beschreibung ist in 13 ein Fall gezeigt, in dem nur der Abtastwinkel (θ) des Abtastspiegels 44 um eine Achse geändert wird.
In einem Fall, in dem der Durchmesser der Lochblende des Raumfilters 47 (18) „klein“ ist und die Spitzenbreite der Detektionsausgabe, die einen Schwellenwert Th überschreitet, gleich oder kleiner als eine erforderliche Messauflösung ist, wie in 13 gezeigt, bestimmt die Messsektion 62-2, ob die Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 einer den Schwellenwert Th überschreitenden Detektionsausgabe entspricht oder nicht. In einem Fall, in dem die Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 den Schwellenwert Th überschreitet, bestimmt die Messsektion 62-2, dass die Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 einen Spitzenwert erreicht, und erfasst zu diesem Zeitpunkt ein Abtastwinkelsignal, das von dem Neigungswinkelsensor 54 eingegeben wird.
Dann misst die Messsektion 62-2 die tatsächliche Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche (den Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus) auf der Grundlage des erfassten Abtastwinkelsignals (Abtastwinkels).
Andererseits sucht die Messsektion 62-2 in einem Fall, in dem der Durchmesser der Lochblende des Raumfilters 47 „groß“ oder „mittel“ ist und die Spitzenbreite der Detektionsausgabe, die den Schwellenwert Th überschreitet, eine erforderliche Messauflösung, wie in 14A und 14B gezeigt, überschreitet, nach einem Abtastwinkel, bei dem die Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 den Maximalwert aufweist. Das heißt, die Messsektion 62-2 speichert eine Beziehung zwischen der Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 und dem Abtastwinkel in einem Speicher und sucht durch den Vergleich der Größen der jeweiligen Detektionsausgaben nach einem Abtastwinkel, bei dem die Detektionsausgabe den Maximalwert aufweist.
In einem Fall, in dem eine in 13 gezeigte Detektionsausgabe erhalten wird, kann ein Abtastwinkel, der einem Spitzenwert entspricht, im Vergleich zu Fällen, in denen in 14A und 14B gezeigte Detektionsausgaben erhalten werden, schnell detektiert werden. Ferner wird der Detektionsfehler eines Spitzenwerts mit einer Zunahme des Durchmessers der Lochblende des Raumfilters 47 erhöht. Infolgedessen wird der Messfehler des Betrags an Exzentrizität erhöht.
Da der Durchmesser der Lochblende des Raumfilters 47 in einem Fall, in dem die Lichtquelle 22 eine Laserlichtquelle ist, leicht reduziert werden kann, ist es bevorzugt, dass eine Laserlichtquelle als die Lichtquelle 22 der vierten Ausführungsform verwendet wird. Die Effizienz der Kombination der Lichtquelle mit dem Raumfilter 47 ist in der folgenden Reihenfolge: Laser > LED > Lampe.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß Modifikationsbeispiel vierter Ausführungsform>
15 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Komponenten, wie in 15 gezeigt, die der Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und der Exzentrizitätsmessvorrichtung 4 gemäß der in 11 gezeigten vierten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 1 und 11 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Exzentrizitätsmessvorrichtung 4-1 gemäß dem in 15 gezeigten Modifikationsbeispiel der vierten Ausführungsform enthält hauptsächlich eine Lichtquelle 22, einen Zirkulator 125 und einen Fotodetektor 142 anstelle des Interferometers 30 der ersten Ausführungsform. Eine optische Faser (erste optische Faser) FB1 ist zwischen der Lichtquelle 22 und dem Zirkulator 125 vorgesehen, eine optische Faser (zweite optische Faser) FB2 ist zwischen dem Zirkulator 125 und der Kollimatorlinse 42 vorgesehen, und eine optische Faser (dritte optische Faser) FB3 ist zwischen dem Zirkulator 125 und dem Fotodetektor 142 vorgesehen.
Von der Lichtquelle 22 emittiertes Messlicht wird von der Stirnseite eines Endabschnitts FB2a der optischen Faser FB2 durch die erste optische Faser FB1, den Zirkulator 125 und die optische Faser FB2 an die Kollimatorlinse 42 emittiert, wird durch die Kollimatorlinse 42 in paralleles Licht umgewandelt; und fällt auf den Abtastspiegel 44 ein.
Ein Teil von Rückkehrlicht des Messlichts, das von der optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert wird und zurückgekehrt wird, fällt auf die Stirnseite des Endabschnitts FB2a der optischen Faser FB2 ein und fällt durch die optische Faser FB2, den Zirkulator 125 und die optische Faser FB3 auf den Fotodetektor 142 ein.
In dem Modifikationsbeispiel der vierten Ausführungsform entspricht die Stirnseite des Endabschnitts FB2a der optischen Faser FB2 der Lochblende des Raumfilters 47 der vierten Ausführungsform.
Gemäß dem Modifikationsbeispiel der vierten Ausführungsform kann die Exzentrizität der Linse durch das gleiche Verfahren wie das Verfahren der vierten Ausführungsform gemessen werden. Da die optischen Fasern verwendet werden, ist ferner der Freiheitsgrad beim Entwurf des optischen Systems hoch und es kann eine kostengünstige Vorrichtung erhalten werden.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß fünfter Ausführungsform>
16 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. Komponenten, wie in 16 gezeigt, die der Exzentrizitätsmessvorrichtung 4 gemäß der in 11 gezeigten vierten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 11 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Ein optisches Messsystem der Exzentrizitätsmessvorrichtung 5 gemäß der in 16 gezeigten fünften Ausführungsform besteht aus einem Strahlteiler 124, einer Kollimatorlinse 200, einem Abtastspiegel 44, einer Adapterlinse 210 und einer Linse 220 mit variabler Fokussierung, die als eine Objektivlinse fungiert.
Die Kollimatorlinse 200 wandelt Messlicht, das von der Lichtquelle 22 durch den Strahlteiler 124 darauf einfällt, in paralleles Licht um und veranlasst, dass das parallele Licht auf den Abtastspiegel 44 einfällt.
Von dem Abtastspiegel 44 reflektiertes Messlicht fällt durch die Adapterlinse 210 auf die Linse 220 mit variabler Fokussierung (erste Linse) ein.
Hier enthält die Linse 220 mit variabler Fokussierung eine Varifokallinse und eine Flüssiglinse. Die Flüssiglinse ist eine Linse mit variabler Fokussierung, bei der die Form von in die Linse eingefüllter Flüssigkeit durch elektrische Steuerung (Spannung) geändert werden kann, um die Brennweite der Linse zu ändern. Die Adapterlinse (zweites optisches System) 210 ist eine Linse, die den Maximalwert und den Minimalwert der Brechkraft des optischen Messsystems einschließlich der Adapterlinse 210 und der Linse 220 mit variabler Fokussierung ändert, und weist eine Funktion zum Anpassen des Bereichs variabler Fokussierung der Linse 220 mit variabler Fokussierung auf.
Die Brennweite der Kollimatorlinse 200 dieser Ausführungsform beträgt 100 mm und die Brennweite der Adapterlinse 210 beträgt 50 mm.
Ein Abtastwinkel, der für die Messung einer Achsenneigung α (ein in 7 gezeigter Winkel α) einer bestimmten Linse der Verbundlinse 10 erforderlich ist, kann α sein (der Winkel des Abtastspiegels 44 ist α/2).
Ferner kennzeichnet in 16 L1 einen Abstand zwischen dem Abtastspiegel 44 und der Linse 220 mit variabler Fokussierung und kennzeichnet WD einen Abstand zwischen der Linse 220 mit variabler Fokussierung und der ersten optischen Oberfläche (Oberfläche 1) der Verbundlinse 10.
In einem Fall, in dem die Achsenneigung α der Linse erhöht wird, tritt ein Teil des Messlichts nicht in eine Blende der Linse 220 mit variabler Fokussierung ein und passiert die Linse mit variabler Fokussierung nicht (ein Phänomen, bei dem ein Teil des Messlichts nicht das optische Messsystem passiert, wird als Vignettierung von Messlicht bezeichnet). In dieser Ausführungsform wird die Vignettierung des Messlichts an der Linse 220 mit variabler Fokussierung in Abhängigkeit von dem Abstand L1 bestimmt. Gemäß dem optischen Messsystem, das den Abtastspiegel 44 verwendet, kann jedoch, obwohl eine Flüssiglinse mit einer kleinen Blende (zum Beispiel φ 16 mm, φ 5,8 mm) als die Linse 220 mit variabler Fokussierung verwendet wird, Messung für eine Verbundlinse mit einer langen Gesamtlänge durchgeführt werden.
Die Positionen der Adapterlinse 210 und der Linse 220 mit variabler Fokussierung des optischen Messsystems der Exzentrizitätsmessvorrichtung 5 für eine Verbundlinse können umgekehrt werden.
17 ist ein Diagramm, das eine Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel der Exzentrizitätsmessvorrichtung 5 gemäß der in 16 gezeigten fünften Ausführungsform zeigt. Komponenten in 17, die der in 16 gezeigten fünften Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 16 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
In 17 kennzeichnet L2 einen Abstand zwischen der Linse 220 mit variabler Fokussierung und der letzten optischen Oberfläche der Verbundlinse 10. In einem in 17 gezeigten optischen Messsystem wird die Vignettierung des Messlichts an der Linse 220 mit variabler Fokussierung in Abhängigkeit von dem Abstand L2 und der Neigung der optischen Achse α der Linse bestimmt. Der Reflexionswinkel in Bezug auf die Neigung der optischen Achse α der Linse ist 2α.
In einem Fall, in dem der Abstand L2 50 mm beträgt und die Achsenneigung α der Linse 60 Minuten beträgt, passiert nun die optische Achse von reflektiertem Licht, das von der letzten optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert wird, den Außenumfang von 1,7 mm an der Position der Linse 220 mit variabler Fokussierung. Da ein Vignettierungsabschnitt V, der durch den Reflexionswinkel 2α verursacht wird, in Bezug auf die Achsenneigung α der Linse erzeugt wird, kann dementsprechend Messung für eine Linse mit einer langen Gesamtlänge nicht durchgeführt werden. Der Abstand WD muss so weit wie möglich verringert werden, um Vignettierung zu verringern.
Gemäß dieser in 16 gezeigten Ausführungsform kann, da der Einfallswinkel des Messlichts durch den Abtastspiegel 44 geändert wird, die Position des Krümmungsmittelpunkts in einem breiteren Bereich als in dem in 16 gezeigten Vergleichsbeispiel ohne Beeinträchtigung durch die Vignettierung des Messlichts abgetastet werden. Ferner wird in einem Fall, in dem eine Linse, deren Brennweite für sich selbst änderbar ist, wie zum Beispiel eine Flüssiglinse, als die Linse 220 mit variabler Fokussierung verwendet wird, ein Bereich, in dem die Vignettierung des Messlichts in Abhängigkeit von dem Winkel des Abtastspiegels 44 auftritt, nicht geändert, obwohl die Fokussierung der Linse 220 mit variabler Fokussierung geändert wird. Dementsprechend kann Messung leicht durchgeführt werden. Darüber hinaus sind der Maximalwert und der Minimalwert von Brechkraft, die durch elektrische Steuerung geändert werden können, in Bezug auf die Linse beschränkt, deren Brennweite für sich selbst änderbar ist, wie beispielsweise eine Flüssiglinse. Der Bereich variabler Fokussierung des optischen Messsystems kann in einem Fall angepasst werden, in dem die Adapterlinse 210 mit der Linse, deren Brennweite für sich selbst änderbar ist, kombiniert ist, wie beispielsweise eine Flüssiglinse. Dementsprechend kann die Genauigkeit der elektrischen Anpassung einer Brennweite verbessert werden.
Ferner wird in der in 16 gezeigten fünften Ausführungsform das von der Lichtquelle 22 emittierte Messlicht und das von der Verbundlinse 10 reflektierte Messlicht durch den Strahlteiler 124 aufgeteilt und wird das von der Verbundlinse 10 reflektierte Messlicht durch den Fotodetektor 142 detektiert, der in einer Ebene installiert ist, die sich von der der Lichtquelle 22 unterscheidet. In 16 kann jedoch der Strahlteiler 124 entfernt werden und kann der Fotodetektor 142 in der Nähe der Lichtquelle 22 installiert werden.
<Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß sechster Ausführungsform>
18 ist ein Diagramm, das die Konfiguration der Hauptkomponenten einer Exzentrizitätsmessvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Komponenten, wie in 18 gezeigt, die der Exzentrizitätsmessvorrichtung 5 gemäß der in 16 gezeigten fünften Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen, wie in 16 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Da die Linse 220 mit variabler Fokussierung und die Adapterlinse 210 auf der Einfallsseite des Abtastspiegels 44 in der Exzentrizitätsmessvorrichtung 6 gemäß der in 18 gezeigten sechsten Ausführungsform vorgesehen sind, unterscheidet sich die Exzentrizitätsmessvorrichtung 6 gemäß der sechsten Ausführungsform von der Exzentrizitätsmessvorrichtung 5 gemäß der fünften Ausführungsform, bei der die Linse 220 mit variabler Fokussierung und die Adapterlinse 210 auf der Emissionsseite des Abtastspiegels 44 vorgesehen sind.
In der Exzentrizitätsmessvorrichtung 6 gemäß der in 18 gezeigten sechsten Ausführungsform ist der Abtastspiegel 44 zwischen der Linse 220 mit variabler Fokussierung und der Verbundlinse 10 angeordnet und ist ein optisches Element nicht zwischen dem Abtastspiegel 44 und der Verbundlinse 10 vorgesehen.
Gemäß der Exzentrizitätsmessvorrichtung 6 der sechsten Ausführungsform besteht ein Vorteil darin, dass der Einfluss der Vignettierung des Messlichts an der Linse 220 mit variabler Fokussierung durch den Winkel des Abtastspiegels 44 beseitigt wird.
Die Messung von Interferenz unter Verwendung der Lichtquelle mit geringer Kohärenz, die bezüglich der Exzentrizitätsmessvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bis zu der Exzentrizitätsmessvorrichtung 4 gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben ist, kann in der Exzentrizitätsmessvorrichtung 5 gemäß der fünften Ausführungsform und der Exzentrizitätsmessvorrichtung 6 gemäß der sechsten Ausführungsform kombiniert werden. In einem Fall, in dem das von der Verbundlinse 10 reflektierte Messlicht und das Messlicht gemultiplext werden und Interferenz unter Verwendung einer Lichtquelle mit geringer Kohärenz als die Lichtquelle 22 gemessen wird, kann reflektiertes Licht, das von jeder optischen Oberfläche der Verbundlinse 10 reflektiert wird, unterschieden werden.
<Exzentrizitätsmessverfahren gemäß erster Ausführungsform>
19 ist ein Flussdiagramm eines Exzentrizitätsmessverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die in 3 gezeigte Steuereinheit 60 führt eine in 19 gezeigte Verarbeitung gemäß dem in dem Speicher 64 gespeicherten Exzentrizitätsmessprogramm durch.
In 19 ist ein Parameter i, der eine zu messende optische Oberfläche der Verbundlinse spezifiziert, auf 1 eingestellt (Schritt S10). Der Parameter i repräsentiert die Oberflächenzahl der zu messenden optischen Oberfläche der Verbundlinse.
Dann werden die optische Weglänge von Referenzlicht und die Objektivlinse gemäß einer zu messenden optischen Oberfläche (Si) der Oberflächenzahl des Parameters i angepasst (Schritt S12). Das heißt, die Steuereinheit 60 steuert die Einheit 35 zur Längenanpassung des optischen Wegs, um die optische Weglänge des Referenzlichts so anzupassen, dass die optische Weglänge des Referenzlichts mit der optischen Weglänge des von der Oberfläche Si reflektierten und zurückgekehrten Messlichts übereinstimmt. Ferner steuert die Steuereinheit 60 die Position der Objektivlinse 46 durch die Objektivlinsen-Steuereinheit 70 und veranlasst, dass das Messlicht auf einer Abtastebene gebündelt wird, die die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si enthält.
Dann steuert die Steuereinheit 60 den Winkel (Abtastwinkel) des Abtastspiegels 44 durch die Spiegelsteuersektion 52 und bewegt eine Position, an der das Messlicht auf der Abtastebene gebündelt wird (Schritt S14).
Die Messsektion 62 erfasst die Detektionsausgabe des balancierten Detektors 37 bei jedem Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 (Schritt S16) und bestimmt, ob die an jeder Position auf der Abtastebene erfasste Detektionsausgabe den Maximalwert aufweist oder nicht (Schritt S18).
In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Detektionsausgabe des balancierten Detektors 37 nicht maximal ist (im Fall von „Nein“), kehrt Verarbeitung zu Schritt S14 zurück, wird der Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 geändert und wird die Verarbeitung der Schritte S14 bis S18 wiederholt. Andererseits in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Detektionsausgabe des balancierten Detektors 37 den Maximalwert aufweist (im Fall von „Ja“), fährt Verarbeitung mit Schritt S20 fort.
In Schritt S20 erfasst die Messsektion 62 den Abtastwinkel des Abtastspiegels 44, der in einem Fall erhalten wird, in dem die Detektionsausgabe des balancierten Detektors 37 maximal ist. Dann wird der Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si aus auf der Grundlage des erfassten Abtastwinkels des Abtastspiegels 44 gemessen (Schritt S22).
Als nächstes wird bestimmt, ob der Parameter i N ist oder nicht (Schritt S24). N ist die Anzahl aller optischen Oberflächen der Verbundlinse.
In einem Fall, in dem der Parameter i nicht N ist (im Fall von „Nein“), wird der Parameter i um 1 erhöht (Schritt S26), fährt Verarbeitung mit Schritt S12 fort, und wird die Verarbeitung der Schritte S12 bis S24 wiederholt durchgeführt.
In einem Fall, in dem der Parameter i N ist (im Fall von „Ja“), endet die Messung des Betrags an Exzentrizität aller optischen Oberflächen der Verbundlinse und endet diese Verarbeitung.
<Exzentrizitätsmessverfahren gemäß zweiter Ausführungsform>
20 ist ein Flussdiagramm eines Exzentrizitätsmessverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Schritte, wie in 20 gezeigt, die dem Exzentrizitätsmessverfahren gemäß der in 19 gezeigten ersten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen von Schritten, wie in 19 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Das Exzentrizitätsmessverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Verfahren, das der oben erwähnten Exzentrizitätsmessvorrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform entspricht.
Das in 20 gezeigte Flussdiagramm enthält Schritte S30 bis S36 anstelle von Schritten S16 bis S20 des in 19 gezeigten Flussdiagramms.
In Schritt S30 wird ein Bild, das die zweidimensionale Stärkeverteilung von durch den Strahlteiler 120 kombiniertem gemultiplextem Licht zeigt, bei jedem Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 (an jeder Position, an der das Messlicht auf der Abtastebene gebündelt wird) durch den als eine Abbildungseinheit fungierenden Bildsensor 140 aufgenommen und erfasst.
Das erfasste Bild, das die zweidimensionale Stärkeverteilung zeigt, wird analysiert (Schritt S32). Es wird bestimmt, ob ein auf der Grundlage des Analyseergebnisses des Bildes erfasstes Bild ein Interferenzstreifenbild ist und der Kontrast (Definition) des Interferenzstreifenbildes maximal ist (Schritt S34) oder nicht.
In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass das erfasste Bild ein Interferenzstreifenbild ist und der Kontrast des Interferenzstreifenbildes nicht maximal ist (im Fall von „Nein“), kehrt Verarbeitung zu Schritt S14 zurück, wird der Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 geändert, und wird die Verarbeitung von Schritten S14 bis S34 wiederholt.
Andererseits fährt in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass das erfasste Bild ein Interferenzstreifenbild ist und der Kontrast des Interferenzstreifenbildes maximal ist (im Fall von „Ja“), Verarbeitung mit Schritt S36 fort.
In Schritt S36 wird der Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 erfasst, der in einem Fall erhalten wird, in dem der Kontrast des Interferenzstreifenbildes maximal ist. Dann wird der Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si aus auf der Grundlage des erfassten Abtastwinkels des Abtastspiegels 44 gemessen (Schritt S22).
<Exzentrizitätsmessverfahren gemäß dritter Ausführungsform>
21 ist ein Flussdiagramm eines Exzentrizitätsmessverfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Schritte, wie in 21 gezeigt, die dem Exzentrizitätsmessverfahren gemäß der in 19 gezeigten ersten Ausführungsform gemeinsam sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen von Schritten, wie in 19 gezeigt, gekennzeichnet, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Das Exzentrizitätsmessverfahren gemäß der dritten Ausführungsform ist ein Verfahren, das der oben erwähnten Exzentrizitätsmessvorrichtung 4 gemäß der vierten Ausführungsform entspricht.
Das in 21 gezeigte Flussdiagramm enthält Schritte S40 bis S46 anstelle von Schritten S12 und Schritten S16 bis S20 des in 19 gezeigten Flussdiagramms.
In Schritt S40 wird die Objektivlinse gemäß einer zu messenden optischen Oberfläche (Si) mit der Oberflächenzahl eines Parameters i angepasst. Das heißt, die Steuereinheit 60-2(12) steuert die Position der Objektivlinse 46 durch die Objektivlinsen-Steuereinheit 70 und veranlasst, dass das Messlicht auf einer Abtastebene gebündelt wird, die die Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si enthält.
Eine Detektionsausgabe, die Licht entspricht, das durch das Raumfilter 47, die Kondensorlinse 126 und dergleichen einfällt und von der Oberfläche Si zurückgekehrt ist, wird von dem Fotodetektor 142 bei jedem Abtastwinkel des Abtastspiegels 44 erfasst (Schritt S42).
Dann bestimmt die Messsektion 62-2, ob eine Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 einen Schwellenwert Th, wie in 13 gezeigt, überschreitet oder nicht (Schritt S44). In einem Fall, in dem die Detektionsausgabe den Schwellenwert Th nicht überschreitet (im Fall von „Nein“), kehrt Verarbeitung zu Schritt S14 zurück und wird der Winkel des Abtastspiegels 44 weiterhin gesteuert.
In einem Fall, in dem die Detektionsausgabe den Schwellenwert Th überschreitet (im Fall von „Ja“), bestimmt die Messsektion 62-2, dass die Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 einen Spitzenwert erreicht, und veranlasst, dass Verarbeitung mit Schritt S46 fortfährt.
In Schritt S46 wird der Winkel (Abtastwinkel) des Abtastspiegels 44, der in einem Fall erhalten wird, in dem die Detektionsausgabe des Fotodetektors 142 den Schwellenwert Th überschreitet, von dem Neigungswinkelsensor 54 erfasst. Dann wird der Betrag an Exzentrizität der tatsächlichen Position des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der Oberfläche Si aus auf der Grundlage des erfassten Abtastwinkels des Abtastspiegels 44 gemessen (Schritt S22).
Ein Winkel, bei dem die Ausgabe des balancierten Detektors den Maximalwert aufweist, wird in den Ausführungsformen erfasst, aber alle Messdaten können in dem Speicher gespeichert werden, und ein Winkel, bei dem die Ausgabe den Maximalwert aufweist, kann aus allen Messdaten extrahiert werden. Ferner wird in den Ausführungsformen Messung durchgeführt, während die optische Oberfläche fixiert ist und der Winkel des Abtastspiegels geändert wird. Der Winkel des Abtastspiegels kann jedoch fixiert sein und die optische Oberfläche kann geändert werden. Darüber hinaus kann die Position des Krümmungsmittelpunkts dreidimensional abgetastet werden, während die optische Oberfläche fixiert ist und der Winkel des Abtastspiegels und die Brennweite der Linse mit variabler Fokussierung geändert werden.
[Andere]
Die Hardwarestrukturen der Verarbeitungseinheiten, die verschiedene Arten von Verarbeitung der Steuereinheiten 60 und 60-2 einschließlich der Messsektionen 62 und 62-2 in dieser Ausführungsform durchführen, sind verschiedene Prozessoren, die im Folgenden beschrieben werden. Die verschiedenen Prozessoren enthalten: eine Zentraleinheit (central processing unit, CPU), die ein Allzweckprozessor ist, der als verschiedene Verarbeitungseinheiten fungiert, indem er Software (Programm) ausführt; eine programmierbare logische Schaltung (programmable logic device, PLD), die ein Prozessor ist, dessen Schaltungskonfiguration nach Herstellung geändert werden kann, wie beispielsweise ein Field Programmable Gate Array (FPGA); eine dedizierte elektrische Schaltung, die ein Prozessor mit Schaltungskonfiguration ist, die ausschließlich zur Durchführung spezifischer Verarbeitung entworfen wurde, wie beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC); und dergleichen.
Eine Verarbeitungseinheit kann aus einem dieser verschiedenen Prozessoren gebildet werden oder kann aus zwei oder mehr Prozessoren der gleichen Art oder verschiedener Arten von Prozessoren (beispielsweise einer Kombination aus mehreren FPGAs oder einer Kombination aus einer CPU und einem FPGA) gebildet werden. Ferner können mehrere Verarbeitungseinheiten aus einem Prozessor gebildet sein. Als ein Beispiel, bei dem mehrere Verarbeitungseinheiten aus einem Prozessor gebildet werden, gibt es zunächst einen Aspekt, bei dem ein Prozessor aus einer Kombination von einer oder mehreren CPUs und Software, wie sie von einem Computer, wie einem Client oder einem Server, typisiert wird, gebildet wird und als mehrere Verarbeitungseinheiten fungiert. Zweitens gibt es einen Aspekt, bei dem ein Prozessor, der die Funktionen des gesamten Systems einschließlich mehrerer Verarbeitungseinheiten durch einen IC-Chip (Integrated Circuit) implementiert, wie durch System On Chip (SoC) oder dergleichen typisiert, verwendet wird. Auf diese Weise werden verschiedene Verarbeitungseinheiten unter Verwendung eines oder mehrerer der oben erwähnten verschiedenen Prozessoren als Hardwarestrukturen gebildet.
Darüber hinaus sind die Hardwarestrukturen dieser verschiedenen Prozessoren genauer gesagt elektrische Schaltungen, bei denen Schaltungselemente, wie beispielsweise Halbleiterelemente, kombiniert werden.
Ferner versteht es sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen aufweist, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1, 2:: Exzentrizitätsmessvorrichtung
10:: Verbundlinse
12:: Objektivtubus
14, 16, 18:: Linse
16a, 16b:: optische Oberfläche
20:: Lichtquelle mit geringer Kohärenz
22:: Lichtquelle
30, 100:: Interferometer
31:: erster Koppler
32:: zweiter Koppler
33:: erster Zirkulator
34:: zweiter Zirkulator
35:: Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs
35a:: Kollimatorlinse
35b:: Spiegel zur Längenanpassung eines optischen Wegs
35c:: Spiegelantriebssektion
36:: Phasenmodulationseinheit
37:: balancierter Detektor
40, 40-2:: optisches Messsystem
41:: Halbspiegel
42:: Kollimatorlinse
43:: Bildsensor
44:: Abtastspiegel
45:: Kondensorlinse
46:: Objektivlinse
47:: Raumfilter
48:: Abtastebene
50:: Abtasteinheit
52:: Spiegelsteuersektion
54:: Neigungswinkelsensor
60:: Steuereinheit
62:: Messsektion
64:: Speicher
70:: Objektivlinsen-Steuereinheit
80:: Anzeige
100:: Interferometer
124:: Strahlteiler
125:: Zirkulator
110:: erste Kollimatorlinse
120:: Strahlteiler
200:: Kollimatorlinse
210:: Adapterlinse
220:: Linse mit variabler Fokussierung
130:: reflektierender Spiegel
140:: Bildsensor
142:: Fotodetektor
CL1:: gemultiplextes Licht
CL2:: gemultiplextes Licht
FB1, FB2, FB3, FB4:: optische Faser
FB1a, FB2a:: Endabschnitt
L: Licht: mit geringer Kohärenz
L_O:: Referenzachse
L_P:: optische Achse
ML1, ML2:: Messlicht
RL1, RL2, RL3:: Referenzlicht
S10:: Schritt
S12:: Schritt
S14:: Schritt
S16:: Schritt
S18:: Schritt
S20:: Schritt
S22:: Schritt
S24:: Schritt
S26:: Schritt
S30:: Schritt
S32:: Schritt
S34:: Schritt
S36:: Schritt
S40:: Schritt
S42:: Schritt
S44:: Schritt
S46:: Schritt
Si:: Oberfläche
θ1, θ2:: Abtastwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4106447 A [0002, 0003, 0006]
JP H04106447 A [0002, 0003, 0006]
JP 2001147174 A [0002, 0004, 0007]
JP 2014002026 A [0002, 0005, 0008]

Claims

Exzentrizitätsmessvorrichtung, die einen Betrag an Exzentrizität einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse misst, wobei die Exzentrizitätsmessvorrichtung umfasst: eine Lichtquelle, die Messlicht emittiert; ein optisches Messsystem, das das Messlicht bündelt und ein erstes optisches System und einen Biegeteil enthält, der einen optischen Weg des Messlichts biegt; eine Abtaststeuersektion, die einen Biegewinkel des optischen Wegs des Messlichts unter Verwendung des Biegeteils ändert und eine Position abtastet, an der das Messlicht gebündelt wird; eine Detektionseinheit, die Stärkeinformationen von reflektiertem Messlicht detektiert, das das Messlicht ist, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird; und eine Messsektion, die den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche misst, wobei die Detektionseinheit die Stärkeinformationen bei jedem von mehreren der Biegewinkel in einem Fall detektiert, in dem der Biegewinkel durch die Abtaststeuersektion geändert wird, und die Messsektion den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage der Stärkeinformationen an jedem der mehreren Biegewinkel und von Biegewinkelinformationen des Biegeteils misst.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Brennweite des ersten optischen Systems variabel ist, und die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch eine Änderung der Brennweite des ersten optischen Systems geändert wird.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste optische System eine erste Linse enthält, eine Brennweite der ersten Linse durch elektrische Steuerung geändert wird, und die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch eine Änderung der Brennweite der ersten Linse geändert wird.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das optische Messsystem ein zweites optisches System enthält, das einen Maximalwert einer Brechkraft des ersten optischen Systems und einen Minimalwert der Brechkraft des ersten optischen Systems ändert.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das von der Lichtquelle emittierte Messlicht durch den Biegeteil auf das erste optische System einfällt.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das von der Lichtquelle emittierte Messlicht durch das erste optische System auf den Biegeteil einfällt.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Kollimatorlinse, die das Messlicht in paralleles Licht umwandelt, wobei das von der Lichtquelle emittierte Messlicht durch die Kollimatorlinse auf das erste optische System einfällt.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: eine erste Demultiplexeinheit, die den optischen Weg des Messlichts und einen optischen Weg des reflektierten Messlichts aufteilt, wobei die Detektionseinheit das reflektierte Messlicht detektiert, das von der ersten Demultiplexeinheit emittiert wird.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Detektionseinheit eine Menge des reflektierten Messlichts als die Stärkeinformationen detektiert, und die Messsektion den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche unter Verwendung der Biegewinkelinformationen misst, die in einem Fall erhalten werden, in dem die Menge des reflektierten Messlichts einen Maximalwert aufweist.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: eine zweite Demultiplexeinheit, die Referenzlicht aus dem Messlicht demultiplext; und eine Multiplexeinheit, die das reflektierte Messlicht und das Referenzlicht multiplext, wobei die Lichtquelle eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz ist, die Licht mit geringer Kohärenz als das Messlicht emittiert, und die Detektionseinheit eine Menge von gemultiplextem Licht, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird, als die Stärkeinformationen detektiert.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: eine zweite Demultiplexeinheit, die Referenzlicht aus dem Messlicht demultiplext; und eine Multiplexeinheit, die das reflektierte Messlicht und das Referenzlicht multiplext, wobei die Lichtquelle eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz ist, die Licht mit geringer Kohärenz als das Messlicht emittiert, und die Detektionseinheit eine Verteilung einer Menge von gemultiplextem Licht, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird, als die Stärkeinformationen detektiert.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend: eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs, die eine optische Weglänge des reflektierten Messlichts oder des Referenzlichts anpasst, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden.
Exzentrizitätsmessvorrichtung, die einen Betrag an Exzentrizität einer zu messenden optischen Oberfläche einer Linse misst, wobei die Exzentrizitätsmessvorrichtung umfasst: eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz, die Licht mit geringer Kohärenz als Messlicht emittiert; eine Demultiplexeinheit, die das Licht mit geringer Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht demultiplext; ein optisches Messsystem, das ein erstes optisches System, das eine Position ändert, an der das Messlicht gebündelt wird, und eine Abtasteinheit enthält; eine Abtaststeuersektion, die die Abtasteinheit steuert und die Position ändert, an der das Messlicht gebündelt wird; eine Multiplexeinheit, die reflektiertes Messlicht, das das Messlicht ist, das von der zu messenden optischen Oberfläche reflektiert wird, und das Referenzlicht multiplext; eine Detektionseinheit, die Stärkeinformationen von gemultiplextem Licht detektiert, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird; und eine Messsektion, die den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche misst, wobei die Detektionseinheit die Stärkeinformationen an jeder von mehreren der Positionen, an denen das Messlicht gebündelt wird, in einem Fall misst, in dem die Position, an der das Messlicht gebündelt wird, durch die Abtasteinheit geändert wird, und die Messsektion den Betrag an Exzentrizität der zu messenden optischen Oberfläche auf der Grundlage der Stärkeinformationen, die bei jedem von mehreren Biegewinkeln erhalten werden, und von Abtastinformationen, die von der Abtasteinheit erhalten werden, misst.
Exzentrizitätsmessvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs, die eine optische Weglänge des reflektierten Messlichts oder des Referenzlichts anpasst, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden.
Exzentrizitätsmessvorrichtung, umfassend: eine Lichtquelle mit geringer Kohärenz, die Licht mit geringer Kohärenz emittiert; eine Demultiplexeinheit, die das Licht mit geringer Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht demultiplext; ein optisches Messsystem, das eine Objektivlinse, die das Messlicht auf einer Abtastebene bündelt, wo eine Entwurfsposition eines Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche unter mehreren optischen Oberflächen einer Linse vorhanden ist, und eine Abtasteinheit, die eine Position bewegt, an der das Messlicht von der Objektivlinse auf der Abtastebene gebündelt wird, enthält; eine Multiplexeinheit, die das Messlicht, das von der optischen Oberfläche der Linse reflektiert wird, und das Referenzlicht multiplext; eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs, die eine optische Weglänge des Messlichts oder des Referenzlichts, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden, gemäß einer Position der zu messenden optischen Oberfläche anpasst; eine Phasenmodulationseinheit, die eine Phase des Messlichts oder des Referenzlichts moduliert, die noch nicht von der Multiplexeinheit gemultiplext wurden; eine Detektionseinheit, die gemultiplextes Licht detektiert, das von der Multiplexeinheit gemultiplext wird; und eine Messsektion, die einen Betrag an Exzentrizität einer Position eines Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts aus auf der Grundlage einer Detektionsausgabe, die von der Detektionseinheit erhalten wird, und von Abtastinformationen, die von der Abtasteinheit erhaltenen werden, misst.
Ein Exzentrizitätsmessverfahren, das von einer Lichtquelle mit niedriger Kohärenz emittiertes Licht mit niedriger Kohärenz in Messlicht und Referenzlicht demultiplext und das Messlicht und das Referenzlicht verwendet, um einen Betrag an Exzentrizität einer Position eines Krümmungsmittelpunkts einer zu messenden optischen Oberfläche unter mehreren optischen Flächen einer Linse von einer Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus zu messen, wobei das Exzentrizitätsmessverfahren umfasst: einen Schritt des Multiplexens des Messlichts, das von der optischen Oberfläche der Linse reflektiert wird, und des Referenzlichts und des Erzeugens von gemultiplextem Licht durch eine Multiplexeinheit; einen Schritt des Anpassens einer optische Weglänge des Messlichts oder des Referenzlichts, die von der Multiplexeinheit noch nicht gemultiplext wurden, durch eine Einheit zur Längenanpassung eines optischen Wegs gemäß einer Position der zu messenden optischen Oberfläche; einen Schritt des Modulierens einer Phase des Messlichts oder des Referenzlichts, die noch nicht von der Multiplexeinheit gemultiplext wurden, durch eine Phasenmodulationseinheit; einen Schritt des Bündelns des Messlicht auf einer Abtastebene, wo eine Entwurfsposition eines Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche vorhanden ist, durch eine Objektivlinse und des Bestrahlens der optischen Oberfläche der Linse mit dem Messlicht durch eine Abtasteinheit, während eine Position bewegt wird, an der das Messlicht auf der Abtastebene gebündelt wird; einen Schritt des Erfassens einer Detektionsausgabe, die dem von der Multiplexeinheit erzeugten gemultiplexten Licht entspricht, durch eine Detektionseinheit; und einen Schritt des Veranlassens, dass eine Messsektion den Betrag an Exzentrizität einer Position des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche von der Entwurfsposition des Krümmungsmittelpunkts der zu messenden optischen Oberfläche aus auf der Grundlage der Detektionsausgabe, die von der Detektionseinheit erfasst wird, und von Abtastinformationen, die von der Abtasteinheit erhaltenen werden, misst.