JP2003065895A - 偏芯測定装置及び偏芯測定方法 - Google Patents

偏芯測定装置及び偏芯測定方法

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JP2003065895A
JP2003065895A JP2001256929A JP2001256929A JP2003065895A JP 2003065895 A JP2003065895 A JP 2003065895A JP 2001256929 A JP2001256929 A JP 2001256929A JP 2001256929 A JP2001256929 A JP 2001256929A JP 2003065895 A JP2003065895 A JP 2003065895A
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light
lens
eccentricity
reflected
reflecting means
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Shikyo Ryu
志強 劉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気の揺らぎや振動等による外乱の影響を小
さくして高精度な測定を簡易に行うとともに、偏芯の測
定対象となっていない他の光学部材表面からの反射光に
よって生じる測定誤差の影響による測定精度の低下を防
止する。 【解決手段】 光源11より射出された可干渉光91を
測定光91aと参照光91bとに分割し、測定光91a
を被検レンズ表面1aにおいてキャッツアイ反射させる
一方で、参照光91bを被検レンズ1に至らせることな
く反射手段(光透過反射手段15)において反射させ、
被検レンズ表面1aにおいてキャッツアイ反射した測定
光91aと反射手段(光透過反射手段15)において反
射した参照光91bとを重ね合わせてイメージセンサ1
9の受光面上に干渉縞を形成させ、被検レンズ1を基準
軸(レンズ系全体の光軸L)まわりに回転させたときに
生ずる干渉縞の変動に基づいて被検レンズ1の基準軸に
対する偏芯を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材単体、或いは複数の光学部材が光軸方向に並設されて
なる光学部材系(例えばレンズ系)において、個々の光
学部材の基準軸(例えば光学部材系全体の光軸)に対す
る偏芯、すなわち光学部材表面の曲率中心が基準軸より
どれだけずれているか、或いは光学部材が基準軸に対し
てどれだけ傾いているかを測定する偏芯測定装置及び偏
芯測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複数のレンズ部材が光軸方向に並設され
てなるレンズ系においては、個々のレンズ部材は基準
軸、すなわちレンズ系全体の光軸に対してずれ或いは傾
きを有しているのが普通であり、このようなずれや傾き
を一般に偏芯と称している。また、レンズ部材単体にお
いても、これが据え付けられる対象の基準軸に対してず
れや傾きを有している場合があり、これも同様に偏芯と
呼んでいる。
【0003】このような偏芯を測定する装置としては従
来種々の形態のものが考案されている。図23は従来の
偏芯測定装置の一例を示すものであり、偏芯測定の対象
となっている被検レンズ701が基準軸、例えばこの被
検レンズ701を含んで構成されるレンズ系全体の光軸
Lからどれだけ偏芯しているかを測定するものである。
この装置では、光源711より射出された可干渉光79
0が光透過反射手段712の半透膜712aを左方に透
過する第1の光791と半透膜712aにおいて下方に
反射する第2の光792とに分割される。半透膜712
aを左方に透過した第1の光791は光透過反射手段7
12の反射面712bにおいて下方に反射し、半透膜7
12aにおいて下方に反射した第2の光792とともに
反射手段713に入射する。これら両光791,792
はそれぞれ反射手段713の反射面713a,713b
に入射し、第1の光791は左方に、第2の光792は
右方にそれぞれ反射する。
【0004】反射面713aにおいて左方に反射した第
1の光791は反射手段713の左方に設置された偏向
手段714において反射・偏向されて被検レンズ701
の表面(以下、被検レンズ表面701aとする)上の微
小領域に入射する。一方、反射面713bにおいて右方
に反射した第2の光792は反射手段713の右方に設
置された偏向手段715において反射・偏向され、第1
の光791が入射したのとは異なる被検レンズ表面70
1a上の微小領域に入射される。ここで、両偏向手段7
14,715は反射・偏向後の両光791,792が被
検レンズ表面701aの見かけ上の曲率中心701bを
通る(交叉する)ように、図における左右方向位置及び
紙面に垂直な軸まわりの回転角度が調節される。また、
第1の光791と第2の光792が被検レンズ表面70
1aの曲率中心701bに集光するよう、光790の集
光位置が調節される。
【0005】被検レンズ表面701a上の異なる領域に
入射された第1及び第2両光791,792は、それぞ
れ入射時とほぼ同じ経路を逆進して偏向手段714,7
15へ戻って反射した後、更に反射手段713の反射面
713a,713bにおいて上方に反射して光透過反射
手段712に至る。第1の光791は光透過反射手段7
12の反射面712bにおいて右方に反射した後、同じ
光透過反射手段712の半透膜712aにおいて上方に
反射し、第2の光792は光透過反射手段712の半透
膜712aを上方に透過するので、これら両光791,
792は再び重ね合わされて干渉し、光透過反射手段7
12の上方に設けられた光検出手段716の受光面上に
干渉縞を形成する。この干渉縞は光検出手段716にお
いて検出されるが、被検レンズ701を基準軸(ここで
はレンズ系全体の光軸L)まわりに回転させたときに生
じる干渉縞の変動を、方位角検出手段717により検出
される被検レンズ701の方位角の情報をもとに解析す
ることにより(この解析は演算装置718が行う)、被
検レンズ701の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求め
ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の偏芯測定装置においては、干渉縞を形成する
第1及び第2両光791,792が被検レンズ表面70
1aの曲率中心701bを通る(交叉する)ようにする
必要がある。このため、干渉縞を形成する両光791,
792が進む行路は非共通部分が多くなり、空気の揺ら
ぎ(擾乱)や振動等による外乱の影響が大きくなって測
定精度が低下する虞があった。また、被検レンズ表面7
01aの曲率半径に応じて偏向手段714,715の調
整を行う必要があり、測定に時間がかかるという問題も
あった。更に、両光791,792が交叉する被検レン
ズ表面701aの曲率中心701bが、偏芯の測定対象
となっていない他のレンズ部材表面の曲率中心とほぼ一
致するようなときには、このレンズ部材の表面において
反射する光が両光791,792の干渉に影響を与えて
測定誤差を生じさせる虞があるという問題もあった。
【0007】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、空気の揺らぎや振動等による外乱の影響を
小さくして高精度な測定を簡易に行うことができるとと
もに、偏芯の測定対象となっていない他の光学部材表面
からの反射光によって生じる測定誤差の影響による測定
精度の低下を防止することが可能な偏芯測定装置及び偏
芯測定方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の本発明に係る偏芯
測定装置は、光源より射出された可干渉光を測定光と参
照光とに分割し、測定光を被検物(例えば、実施形態に
おける被検レンズ1)上においてキャッツアイ反射させ
る一方で、参照光を被検物に至らせることなく反射手段
(例えば、実施形態における光透過反射手段15)にお
いて反射させ、被検物上においてキャッツアイ反射した
測定光と反射手段において反射した参照光とを重ね合わ
せて干渉縞を形成させる干渉光学系と、被検物を基準軸
(例えば、実施形態におけるレンズ系全体の光軸L)ま
わりに回転させる被検物回転手段(例えば、実施形態に
おける回転台)と、被検物回転手段により被検物を基準
軸まわりに回転させたときに生ずる干渉縞の変動に基づ
いて被検物の基準軸に対する偏芯を求める演算手段(例
えば、実施形態におけるイメージセンサ19、方位角セ
ンサ20及び演算装置21)とを備えて構成される。
【0009】また、第1の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源より射出された可干渉光を測定光と参照光とに
分割し、測定光を被検物上においてキャッツアイ反射さ
せる一方で、参照光を被検物に至らせることなく反射手
段において反射させ、被検物上においてキャッツアイ反
射した測定光と反射手段において反射した参照光とを重
ね合わせて干渉縞を形成させ、被検物を基準軸まわりに
回転させたときに生ずる干渉縞の変動に基づいて被検物
の基準軸に対する偏芯を求めるものである。
【0010】第1の本発明に係る偏芯測定装置(或いは
偏芯測定方法)によれば、従来のように干渉縞を形成す
る2光が被検物表面の曲率中心を通る(曲率中心におい
て交叉する)ようにする必要がないので、光源より射出
された可干渉光を被検物に極めて近い位置で分割して干
渉縞を形成する2光(測定光と参照光)を得ることがで
きる。このため、干渉縞を形成するこれら2光の共通光
路を多く(非共通光路を少なく)することができ、大気
の揺らぎ(擾乱)や振動等による外乱の影響を小さくし
て高精度な偏芯測定を行うことが可能となる。また、測
定光はその集光点を被検物上に位置させる(キャッツア
イ反射させる)だけでよく、その光軸方向が被検物表面
の曲率中心を通るようにする必要がないので、従来被検
物の曲率半径が異なるごとに行っていた光の方向調整は
不要になり、測定が簡易になる。
【0011】第2の本発明に係る偏芯測定装置は、光源
より射出された可干渉光を測定光と参照光とに分割し、
測定光を被検物(例えば、実施形態における被検レンズ
1)の一方の面側から入射させて被検物の他方の面側に
設置した第1の反射手段(例えば、実施形態における反
射手段517)においてキャッツアイ反射させる一方
で、参照光を被検物に至らせることなく第2の反射手段
(例えば、実施形態における光透過反射手段515)に
おいて反射させ、第1の反射手段においてキャッツアイ
反射して被検物の一方の面側に戻ってきた測定光と第2
の反射手段において反射した参照光とを重ね合わせて干
渉縞を形成させる干渉光学系と、被検物を基準軸(例え
ば、実施形態におけるレンズ系全体の光軸L)まわりに
回転させる被検物回転手段(例えば、実施形態における
回転台)と、被検物回転手段により被検物を基準軸まわ
りに回転させたときに生ずる干渉縞の変動に基づいて被
検物の基準軸に対する偏芯を求める演算手段(例えば、
実施形態におけるイメージセンサ519、方位角センサ
520及び演算装置521)とを備えて構成される。
【0012】また、第2の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源より射出された可干渉光を測定光と参照光とに
分割し、測定光を被検物の一方の面側から入射させて被
検物の他方の面側に設置した第1の反射手段においてキ
ャッツアイ反射させる一方で、参照光を被検物に至らせ
ることなく第2の反射手段において反射させ、第1の反
射手段においてキャッツアイ反射して被検物の一方の面
側に戻ってきた測定光と第2の反射手段において反射し
た参照光とを重ね合わせて干渉縞を形成させ、被検物を
基準軸まわりに回転させたときに生ずる干渉縞の変動に
基づいて被検物の基準軸に対する偏芯を求めるものであ
る。
【0013】第2の本発明に係る偏芯測定装置(或いは
偏芯測定方法)によれば、従来のように干渉縞を形成す
る2光が被検物表面の曲率中心を通る(曲率中心におい
て交叉する)ようにする必要がないので、光源より射出
された可干渉光を被検物に極めて近い位置で分割して干
渉縞を形成する2光(測定光と参照光)を得ることがで
きる。このため、干渉縞を形成するこれら2光の共通光
路を多く(非共通光路を少なく)することができ、大気
の揺らぎ(擾乱)や振動等による外乱の影響を小さくし
て高精度な偏芯測定を行うことが可能となる。また、測
定光はその集光点を第1の反射手段上に位置させるだけ
でよく、その光軸方向が被検物表面の曲率中心を通るよ
うにする必要がないので、従来被検物の曲率半径が異な
るごとに行っていた光の方向調整は不要になり、測定が
簡易になる。
【0014】なお、これら両偏芯測定装置では、光源よ
り射出された可干渉光を測定光と参照光とに分割する手
段及びこれら分割された両光それぞれをキャッツアイ反
射させる手段をまとめてヘッド部とするとともに、この
ヘッド部が光源を含んでなるベース部に対して独立して
移動可能な構成とすることができる。このような構成を
有する偏芯測定装置では、ヘッド部がベース部から離れ
ていても、これら両部の間を進む両光の光路は共通であ
るため、偏芯測定時にはこのヘッド部の被検物に対する
安定性が保たれるようにするのみで、精度の良い偏芯測
定を行うことができる。更に、測定光軸が回転軸と一致
しないので、被検レンズの中心付近に凹凸等の欠陥があ
った場合でもその影響をうけることがない。
【0015】また、上記第1及び第2の本発明に係る偏
芯測定装置(或いは偏芯測定方法)においては、干渉縞
が測定光と参照光のみにより形成されるように可干渉光
のコヒーレント長を(短い光源の場合は参照光と測定光
の光路長差を)調整する機構を備えていることが好まし
い。このような構成であれば、偏芯の測定対象となって
いない他の光学部材表面からの反射光による測定誤差の
発生がなくなり、測定精度の低下を防止して高精度な偏
芯測定を行うことが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。図1は本発明に係る
偏芯測定装置の第1実施形態(第1の本発明に係る偏芯
測定装置及び偏芯測定方法に対応)の基本構成例を示す
ものであり、被検レンズ1の基準軸に対する偏芯を反射
偏芯測定により測定するものである。なお、ここでは被
検レンズ1は複数のレンズからなるレンズ系のうちの一
つであるものとし、被検レンズ1の基準軸とは、このレ
ンズ系全体の光軸Lをいうものとする。
【0017】本第1実施形態に係る偏芯測定装置では、
光源(例えばレーザー光源)11より射出された可干渉
光(コヒーレント光)91がレンズ12a,12b及び
ピンホール12cからなるビーム拡大器12により或る
程度広がりのある平行光にされた後、光透過反射手段
(例えばハーフミラー)13の半透膜13aを下方に透
過し、集光手段(例えば集光レンズゾーンプレートなど
でもよい。)14により集光される。集光手段14の下
方には上下に平行に並べられた2つの光透過反射手段
(例えばハーフミラー)15,16が設けられており、
集光手段14により集光された可干渉光91は上側の光
透過反射手段15を下方に透過した後、下側の光透過反
射手段16を下方に透過する測定光91aと、この光透
過反射手段16において上方に反射する参照光91bと
に分割される。
【0018】光透過反射手段16を下方に透過した測定
光91aは、被検レンズ1の表面(以下、被検レンズ表
面1aと称する)上の微小領域に集光される。ここで、
測定光91aの集光点が被検レンズ表面1a上の微小領
域に位置するようにする調節は、集光手段14と、光透
過反射手段15,16のいずれか一方を図の上下方向に
移動させることにより行う。なお、この測定光91aの
光軸は、被検レンズ1を含んでなるレンズ系全体の光軸
Lと一致しないようにする必要がある。また、可干渉光
91のコヒーレント長が短い光源11を備えた場合は、
参照光91bと測定光91aの光路長差を調整する。
【0019】このように被検レンズ表面1a上の微小領
域に集光された測定光91aは被検レンズ表面1aにお
いてキャッツアイ反射して両光透過反射手段16,15
を上方に透過し、更に集光手段14を上方に透過した
後、光透過反射手段13に至る。一方、光透過反射手段
16において上方に反射した参照光91bは光透過反射
手段15において反射し、更に光透過反射手段16にお
いて上方に反射して光透過反射手段15及び集光手段1
4を上方に透過した後、光透過反射手段13に至る。
【0020】このように被検レンズ表面1aにおいてキ
ャッツアイ反射して光透過反射手段13に戻った測定光
91aと、被検レンズ1には至らずに光透過反射手段1
5においてキャッツアイ反射して光透過反射手段13に
戻った参照光91bとは再び重ね合わされて干渉し、光
透過反射手段13の半透膜13aにおいて右方に反射し
た後、絞り17及び集光手段(例えば集光レンズゾーン
プレートなどでもよい。)18に集光されてイメージセ
ンサ(光量センサでもよい)19の受光面上に至り、干
渉縞を形成する。イメージセンサ19はこの測定光91
aと参照光91bとにより形成された干渉縞を検出し、
ディジタル信号に変換して演算装置21に出力する。
【0021】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは被検レンズ1を含んでなるレンズ系全体
の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被検
レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台の
近傍に設けられた方位角センサ20により検出されるよ
うになっている。この方位角センサ20も上記演算装置
21に繋がっており、演算装置21は被検レンズ1を基
準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生じる干渉縞
の変動を方位角センサ20により検出される被検レンズ
1の方位角の情報をもとに解析し、被検レンズ1の基準
軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0022】ここで、被検レンズ1の回転に応じて干渉
縞に明暗の変化が生じない場合には被検レンズ表面1a
の曲率中心O(図2参照)は基準軸(光軸L)上に位置
していることとなり、被検レンズ1は基準軸(光軸L)
に対して偏芯していないことが分かる。一方、被検レン
ズ1の回転に応じて干渉縞に明暗の変化が生じた場合に
は被検レンズ表面1aの曲率中心Oは基準軸(光軸L)
上に位置していないこととなり、被検レンズ1は基準軸
(光軸L)に対して偏芯していることが分かる(図2に
示す状態)。被検レンズ1が偏芯している場合、被検レ
ンズ1が基準軸(光軸L)まわりに1回転する間に光透
過反射手段15と被検レンズ表面1aとの間の距離は変
化することになるので、測定光91aの光路長はその分
変動し、測定光91aと参照光91bとが干渉して形成
される干渉縞はイメージセンサ19上で変動することに
なる(イメージセンサ19の替わりに光量センサが用い
られているのであれば明るさが変動することになる)。
【0023】図2は被検レンズ1の基準軸(レンズ系全
体の光軸L)まわりの回転により光透過反射手段15と
被検レンズ表面1aとの間の距離が変動する様子を説明
する図であり、実線で示す被検レンズ1は或る方位角に
おけるときのもの、破線で示す被検レンズ1はそれから
180度基準軸(光軸L)まわりに回転したときのもの
を示している。この図から分かるように、測定光91a
の光軸が基準軸(光軸L)と一致していないのであれ
ば、或る方位角において光透過反射手段15と被検レン
ズ表面1aとの間の距離はH1であっても被検レンズ1
を180度回転させたときにはH2となり、その差hを
生じることになる。この光透過反射手段15と被検レン
ズ表面1aとの間の距離は被検レンズ1が1回転すると
もとに戻るが、その間に生じる干渉縞の変動方向及び変
動量を検出することにより被検レンズ1の偏芯を求める
ことができる。
【0024】ここで、検出された干渉縞の変動量をδ
Ψ、被検レンズ表面1aに当たる測定光91aの光軸と
基準軸(レンズ系全体の光軸L)との間の距離をd(図
2参照)、被検レンズ表面1aの曲率半径をR(図2参
照)、光源11の波長をλとすると、被検レンズ表面1
aの曲率中心が基準軸(光軸L)からずれている量、す
なわちシフト量s(図2参照)は近似的に下式(1)の
ように表すことができる。
【0025】
【数1】 s=(λ/4π)(R/2d)δΨ ……(1)
【0026】また、被検レンズ表面1aの基準軸(光軸
L)に対する傾き量、すなわちチルト量は上式(1)よ
り求められ、下式(2)のように表すことができる。
【0027】
【数2】 t=(λ/4π)(1/2d)δΨ ……(2)
【0028】被検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する
偏芯はこれらの式(1),(2)を用いて求めることが
できるが、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1が
レンズ系の最も手前側(ここでは集光手段14、光透過
反射手段15,16等がある側)に位置するものでない
ときには、得られた被検レンズ1についての偏芯情報
(シフト量及びチルト量)を、その被検レンズ1の手前
側にあるレンズ全ての偏芯情報を用いて補正することに
より、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1の正確
な偏芯情報を得ることができる。
【0029】このように本実施形態に係る偏芯測定装置
(第1の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測定方法)
では、光源11より射出された可干渉光91を測定光9
1aと参照光91bとに分割し、測定光91aを被検レ
ンズ表面1aにおいてキャッツアイ反射させる一方で、
参照光91bを被検レンズ1に至らせることなく反射手
段(ここでは光透過反射手段15)においてキャッツア
イ反射させ、被検レンズ表面1aにおいてキャッツアイ
反射した測定光91aと反射手段(光透過反射手段1
5)においてキャッツアイ反射した参照光91bとを重
ね合わせて干渉縞を形成させ、被検レンズ1を基準軸
(ここではレンズ系全体の光軸L)まわりに回転させた
ときに生ずる干渉縞の変動に基づいて被検レンズ1の基
準軸に対する偏芯を求めるようになっている。
【0030】このため、従来のように干渉縞を形成する
2光が被検レンズ表面の曲率中心を通る(曲率中心にお
いて交叉する)ようにする必要がなく、光源11より射
出された可干渉光91を被検レンズ1に極めて近い位置
で分割して干渉縞を形成する2光(測定光91aと参照
光91b)を得ることができる。したがって、干渉縞を
形成するこれら2光(測定光91aと参照光91b)の
共通光路を多く(非共通光路を少なく)することがで
き、大気の揺らぎ(擾乱)や振動等による外乱の影響を
小さくして高精度な偏芯測定を行うことが可能となる。
また、測定光91aはその集光点を被検レンズ表面1a
上に位置させる(キャッツアイ反射させる)だけでよ
く、その光軸方向が被検レンズ表面1aの曲率中心を通
るようにする必要がないので、従来被検レンズの曲率半
径が異なるごとに行っていた光の方向調整は不要にな
り、測定が簡易になる。
【0031】また、被検レンズ1が極薄い場合、又は被
検レンズ1が複数のレンズからなるレンズ系のうち極め
て近い位置に配置するレンズである場合、測定光91a
は被検レンズ表面1aにおいて反射するほか、その被検
レンズ1を下方に透過してその奥側(図1では被検レン
ズ1の下側に位置するレンズに相当する)にあるレンズ
の表面においても反射し、その反射光も測定光91aと
干渉を起こす虞がある。このため本実施形態に係る偏芯
測定装置においては、可干渉光91のコヒーレント長を
調整し(具体的にはコヒーレント長が短い可干渉光を射
出する光源11を用い)、干渉縞が被検レンズ表面1a
でキャッツアイ反射した測定光91aと反射手段(光透
過反射手段15)でキャッツアイ反射した参照光91b
のみにより形成されるように(換言すると、測定光が参
照光以外の光と干渉を起こすことがないように)するこ
とも可能である。このようにすれば、偏芯の測定対象と
なっていない他の光学部材表面からの反射光による測定
誤差の発生がなくなり、測定精度の低下を防止して高精
度な偏芯測定を行うことが可能となる。
【0032】また、上記2つの光透過反射手段15,1
6のうち上側の光透過反射手段15を参照光91bの光
軸方向に移動可能な構成とし、よく知られた縞走査(フ
リンジスキャン)を行うようにしてもよい。このような
縞走査干渉法によれば、より高精度な偏芯測定結果を得
ることができる。なお、ここでは2つの光透過反射手段
15,16のうち、上側の光透過反射手段15を参照光
91bの光軸方向に移動させる場合を例に説明したが、
参照光91bの光軸方向に移動させるのは下側の光透過
反射手段16であってもよく、或いはこれら光透過反射
手段15,16の両方であってもよい。
【0033】図3は本第1実施形態に係る偏芯測定装置
の第1変形例を示している。上記第1実施形態の基本構
成例に係る偏芯測定装置(図1参照)では、測定光91
aの光軸方向は、その測定光91aが到達する被検レン
ズ表面1a上の微小領域における曲率半径方向と一致し
ないので通常であり、被検レンズ表面1aで反射した光
が集光手段14を透過した後に光軸が横方向にずれる。
このままでは、測定光91aと参照光91bとの干渉領
域が狭くなる上に、光源11から生じた収差がキャンセ
ルされず、収差として残ってしまう。
【0034】このような欠点を解消するため、本第1変
形例に係る偏芯測定装置では、上記基本構成例に係る偏
芯測定装置における光透過反射手段15を紙面に垂直な
軸まわりに傾動可能とし、光透過反射手段15において
キャッツアイ反射して光透過反射手段16に戻ってきた
参照光91bが、被検レンズ表面1aにおいてキャッツ
アイ反射して光透過反射手段16に戻ってきた測定光9
1aとほとんど完全に重なるように光透過反射手段16
における参照光91bの反射角度を調整できるようにな
っている。なお、そうした場合は、イメージセンサ19
側に設けられた絞りは不要になる。
【0035】また、この第1変形例に係る偏芯測定装置
においては、光透過反射手段13として偏向ビームスプ
リッタ(PBS)113を用いるとともに、この偏光ビ
ームスプリッタ113と集光手段14との間に1/4波
長板114を設けている。この場合、偏光ビームスプリ
ッタ113の半透膜113aを下方に透過する光91は
P偏光であるが、このP偏光は被検レンズ表面1a若し
くは光透過反射手段15,16において反射して偏光ビ
ームスプリッタ113に再び戻ってくるまでの間に1/
4波長板114を2回透過するのでS偏光となり、これ
ら光の殆どは偏光ビームスプリッタ113の半透膜11
3aにおいて反射するので、その光量の大部分をイメー
ジセンサ19に集光させることができる。
【0036】図4は本第1実施形態に係る偏芯測定装置
の第2変形例を示している。この第2変形例に係る偏芯
測定装置は、測定光91aの光軸方向が、その測定光9
1aが到達する被検レンズ表面1a上の微小領域におけ
る曲率半径方向と一致していない場合に、得られる干渉
縞の領域が狭くなる欠点を改善するものであり、上記基
本構成例に係る偏芯測定装置における光源11から光透
過反射手段16に至るまでの光学系の全体を紙面に垂直
な軸まわりに揺動可能にしたものである。このような構
成の装置においては、測定光91aの光軸を紙面に垂直
な軸まわりに所望に傾けることができるので、測定光9
1aの光軸方向をその測定光91aが至る被検レンズ表
面1aにおける曲率半径方向に一致させることができ
る。
【0037】図5は本発明に係る偏芯測定装置の第2実
施形態(第1の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測定
方法に対応)の基本構成例を示すものであり、上記第1
実施形態に係る偏芯測定装置と同様、被検レンズ1の基
準軸に対する偏芯を反射偏芯測定により測定するもので
ある。なお、ここでも被検レンズ1は複数のレンズから
なるレンズ系のうちの一つであるものとし、被検レンズ
1の基準軸とは、このレンズ系全体の光軸Lをいうもの
とする。上記第1実施形態に係る偏芯測定装置では、測
定光と参照光とが同じ光軸上を進むように光源から射出
された可干渉光を分割する構成であったが、本第2実施
形態に係る偏芯測定装置では、測定光と参照光とが異な
る光軸上(直交する光軸上)を進むように光源からの光
を分割する構成を有する。
【0038】本第2実施形態に係る偏芯測定装置では、
光源(例えばレーザー光源)211より射出された可干
渉光291がレンズ212a,212b及びピンホール
212cからなるビーム拡大器212により或る程度広
がりのある平行光にされた後、光透過反射手段(例えば
ハーフミラー)213の半透膜213aを下方に透過
し、集光手段(例えば集光レンズゾーンプレートなどで
もよい。)214により集光される。集光手段214と
被検レンズ1との間には光透過反射手段(例えばハーフ
ミラー)215が設けられており、集光手段214によ
り集光された可干渉光291はこの光透過反射手段21
5の半透膜215aを下方に透過する測定光291a
と、この半透膜215aにおいて左方に反射する参照光
291bとに分割される。
【0039】光透過反射手段215の半透膜215aを
下方に透過した測定光291aは、被検レンズ表面1a
上の微小領域に集光される。ここで、測定光291aの
集光点が被検レンズ表面1a上の微小領域に位置するよ
うにする調節は、集光手段214と光透過反射手段21
5を図の上下方向に移動させることにより行う。なお、
この測定光291aの光軸は、被検レンズ1を含んでな
るレンズ系全体の光軸Lと一致しないようにする必要が
ある。可干渉光291のコヒーレント長が短い光源21
1を備えた場合は、参照光291bと測定光291aの
光路長差を調整する。
【0040】このように被検レンズ表面1a上の微小領
域に集光された測定光291aは被検レンズ表面1aに
おいてキャッツアイ反射して光透過反射手段215の半
透膜215aを上方に透過し、光透過反射手段213に
至る。一方、光透過反射手段215の半透膜215aに
おいて左方に反射した参照光291bは光透過反射手段
215の左方に設けられた反射手段(例えばミラー)2
16においてキャッツアイ反射し、更に光透過反射手段
215の半透膜215aにおいて上方に反射した後、集
光手段214を経て光透過反射手段213に至る。
【0041】このように被検レンズ表面1aにおいてキ
ャッツアイ反射して光透過反射手段213に戻った測定
光291aと、被検レンズ1には至らずに反射手段21
6においてキャッツアイ反射して光透過反射手段213
に戻った参照光291bとは再び重ね合わされて干渉
し、光透過反射手段213の半透膜213aにおいて右
方に反射した後、絞り217及び集光手段(例えば集光
レンズ。ゾーンプレートなどでもよい)218に集光さ
れてイメージセンサ(光量センサでもよい)219の受
光面上に至り、干渉縞を形成する。イメージセンサ21
9はこの測定光291aと参照光291bとにより形成
された干渉縞を検出し、ディジタル信号に変換して演算
装置221に出力する。
【0042】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは被検レンズ1を含んでなるレンズ系全体
の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被検
レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台の
近傍に設けられた方位角センサ220により検出される
ようになっている。この方位角センサ220も上記演算
装置221に繋がっており、演算装置221は被検レン
ズ1を基準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生じ
る干渉縞の変動を方位角センサ220により検出される
被検レンズ1の方位角の情報をもとに解析し、被検レン
ズ1の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0043】ここで、その偏芯を求める具体的手順につ
いては、上述の第1実施形態に係る偏芯測定装置の場合
と同様であり、前述の式(1),(2)により被検レン
ズ1の基準軸(光軸L)に対するシフト量(s)又はチ
ルト量(t)を求めることができる。このため本第2実
施形態に係る偏芯測定装置においても、上述の第1実施
形態に係る偏芯測定装置と同様の効果が得られる。ま
た、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1がレンズ
系の最も手前側(ここでは集光手段214、光透過反射
手段215等がある側)に位置するものでないときに
は、得られた被検レンズ1についての偏芯情報(シフト
量及びチルト量)を、その被検レンズ1の手前側にある
レンズ全ての偏芯情報を用いて補正することにより、偏
芯測定の対象となっている被検レンズ1の正確な偏芯情
報を得ることができる。
【0044】また、本第2実施形態形態に係る偏芯測定
装置においては、コヒーレント長が短い可干渉光を射出
する光源211を用いて、被検レンズ1の表面でキャッ
ツアイ反射した測定光291aが反射手段216でキャ
ッツアイ反射した参照光291b以外の光と干渉を起こ
さないようにし、干渉縞が測定光291aと参照光29
1bのみとにより形成されるようにしてもよい。
【0045】また、上記光透過反射手段215、反射手
段216のいずれか一方を光軸方向に移動可能な構成と
して縞走査を行うようにしてもよい。このような縞走査
干渉法によれば、より高精度な偏芯測定結果を得ること
ができる。
【0046】図6は本第2実施形態に係る偏芯測定装置
の第1変形例を示している。上記第2実施形態の基本構
成例に係る偏芯測定装置(図5参照)では、測定光29
1aの光軸方向は、その測定光291aが到達する被検
レンズ表面1a上の微小領域における曲率半径方向と一
致しないのが通常であり、被検レンズ表面1aで反射し
た光が集光手段214を透過した後に光軸が横方向にず
れる。このままでは、測定光291aと参照光291b
との干渉領域が狭くなる上に、光源211から生じた収
差がキャンセルされず、収差として残ってしまう。この
ような欠点を解消するため、本第1変形例に係る偏芯測
定装置では、上記基本構成例に係る偏芯測定装置におけ
る反射手段216を紙面に垂直な軸まわりに傾動可能と
し、反射手段216においてキャッツアイ反射して光透
過反射手段215に戻ってきた参照光291bが、被検
レンズ表面1aにおいてキャッツアイ反射して光透過反
射手段215に戻ってきた測定光291aとほとんど完
全に重なるように反射手段216における参照光291
bの反射角度を調整できるようになっている。
【0047】図7は本第2実施形態に係る偏芯測定装置
の第2変形例を示している。この第2変形例では光源2
11から射出されて光透過反射手段213に入射した光
292がその半透膜213aを下方に透過する測定光2
92aと半透膜213において左方に反射する参照光2
92bとに分割される。
【0048】光透過反射手段213の半透膜213aを
下方に透過した測定光292aは、光透過反射手段21
3の下方に設置された集光手段(例えば集光レンズ。ゾ
ーンプレートなどでもよい)224により被検レンズ表
面1a上の微小領域に集光されてキャッツアイ反射し、
反射の前後で同じ(或いは平行は)光路を戻って集光手
段224を上方に透過し、光透過反射手段213に至
る。一方、光透過反射手段213の半透膜213aにお
いて左方に反射した参照光292bは、光透過反射手段
213の左方に設置された集光手段(例えば集光レンズ
ゾーンプレートなどでもよい。)225により集光され
た後、この集光手段225の左方に設置された反射手段
(例えばミラー)226においてキャッツアイ反射し、
反射の前後で同じ(或いは平行な)光路を戻って集光手
段225を右方に透過し、光透過反射手段213に至
る。ここで、集光手段225及び反射手段226に代え
て、コーナーキューブ、位相共役反射鏡、平面ミラー等
を設置してもよい。
【0049】光透過反射手段213に下方から入射した
測定光292aはその半透膜213aにおいて右方に反
射し、光透過反射手段213に左方から入射した参照光
292bはその半透膜213aを右方に透過するので、
これら測定光292aと参照光292bは再び重ね合わ
されて干渉し、集光手段218により集光されてイメー
ジセンサ219上に干渉縞を形成する。このような構成
においても、上述の基本構成例に係る偏芯測定装置と同
様の効果を得ることができる。
【0050】図8は本第2実施形態に係る偏芯測定装置
の第3変形例を示している。上記第2実施形態の第2変
形例に係る偏芯測定装置(図7参照)では、測定光29
2aの光軸方向は、その測定光292aが到達する被検
レンズ表面1a上の微小領域における曲率半径方向と一
致しないのが通常であり、被検レンズ表面1aで反射し
た光が集光手段224を透過した後に光軸が横方向にず
れる。このままでは、測定光292aと参照光292b
との干渉領域が狭くなる上に、光源211から生じた収
差がキャンセルされず、収差として残ってしまう。この
ような欠点を解消するため、この第3変形例に係る偏芯
測定装置では、上記第2変形例に係る偏芯測定装置にお
ける反射手段226を紙面に垂直な軸まわりに傾動可能
とし、反射手段226においてキャッツアイ反射して光
透過反射手段213に戻ってきた参照光292bが、被
検レンズ表面1aにおいてキャッツアイ反射して光透過
反射手段213に戻ってきた測定光292aとほとんど
完全に重なるように反射手段226における参照光29
2bの反射角度を調整できるようになっている。
【0051】図9は本第2実施形態に係る偏芯測定装置
の第4変形例を示している。この第4変形例に係る偏芯
測定装置では、上記第2又は第3変形例に係る偏芯測定
装置(図7、図8参照)において、集光手段224と被
検レンズ1との間にフォーカス用の集光レンズ系244
を設けたものであり、このフォーカス用の集光レンズ系
244によって、被検レンズ表面1a上に至る測定光2
92aの集光点の位置調節を行うことができる。
【0052】図10は本第2実施形態に係る偏芯測定装
置の第5変形例を示している。この第5変形例に係る偏
芯測定装置では、上記第4変形例に係る偏芯測定装置
(図9参照)において、光透過反射手段213とその左
方に位置する集光手段225との間に反射手段257と
移動可能なコーナーキューブ(或いはコーナーミラー)
258を設けている。このため光透過反射手段213の
半透膜213aにおいて左方に反射した参照光292b
は、集光手段225に至る前に先ず反射手段257にお
いて上方に反射し、コーナーキューブ258において折
り返すように下方に反射した後(ここで、コーナーキュ
ーブ258における反射光は入射光と平行になる)、反
射手段257において左方に反射して集光手段225に
入射する。
【0053】このように本第5変形例に係る偏芯測定装
置では、測定光292aの光路長はフォーカス用の集光
レンズ244の上下方向(測定光292aの光軸方向)
移動により、また参照光292bの光路長はコーナーキ
ューブ258の上下方向移動によりそれぞれ調節するこ
とが可能である。このため本変形例に係る偏芯測定装置
では、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1がレン
ズ系の奥側(図10では下方に相当)に位置する場合で
あってもフォーカス用の集光レンズ244を上下方向に
移動させるのみで測定光292aの集光点を被検レンズ
表面1a上に位置させることができ(測定光292aを
被検レンズ表面1a上でキャッツアイ反射させることが
でき)、その一方でコーナーキューブ258を上下方向
に移動させることにより、参照光292bの光路長を測
定光292aの光路長にほぼ一致させるようにすること
ができる。
【0054】また、このように本第5変形例に係る偏芯
測定装置では、参照光292bの光路長を測定光292
aの光路長に容易に一致させることができるので、光源
211からの光のコヒーレント長が短い場合であっても
測定光292aの集光点を大幅に移動させることがで
き、レンズ系をなすレンズ部材がその光軸L方向(図1
0では上下方向)に多数存在する場合であっても、個々
のレンズ部材についての偏芯測定を精度良く行うことが
可能である。なお、図10では測定光292aの集光点
を被検レンズ1の裏面1b上に集光させた場合の例を示
している。
【0055】図10において、上記構成の光路長補正機
構を調整し、測定光292aと参照光292bの光路長
の差を変化させる。両光路長の差がコヒーレント長より
大きい場合は、測定光292aと参照光292bとは干
渉せず、干渉縞の強度は一定である。両光路長の差が小
さくなるにつれて干渉縞のコントラストが向上してい
き、光路長差がほぼ0になると、干渉縞のコントラスト
が最大になる。再び両光路長の差が生じると干渉縞のコ
ントラストが低下していき、コヒーレント長より大きく
なると、干渉の明暗は一様になる。このような過程にお
ける光路長補正機構の調整量を記録し、光路長差を検出
する。以上のように、被検レンズ1の0度、180度の
2つの位置よりも多い位置において、干渉縞のコントラ
ストの最大になる光路長補正機構の調整量の変化を検出
し、被検レンズ1の偏芯量を算出することで被検面以外
の面での反射光の影響を抑えることができるので、偏芯
量が大きい被検レンズ1に対しても充分な精度で偏芯測
定を行うことができる。
【0056】また、ここでは図示しないが、本第2実施
形態の第2〜第5変形例に係る偏芯測定装置(図7〜図
10参照)においては、前述した第1実施形態の第1変
形例に係る偏芯測定装置(図3参照)のように、光透過
反射手段213として偏向ビームスプリッタ(PBS)
を用い、この光透過反射手段(偏光ビームスプリッタ)
213と集光手段224との間に第1の1/4波長板を
設けるとともに、光透過反射手段(偏光ビームスプリッ
タ)213と集光手段225との間に第2の1/4波長
板を設ける。この場合、光透過反射手段(偏光ビームス
プリッタ)213の半透膜213aを下方に透過する光
はP偏光であり、被検レンズ表面1aにおいて反射して
光透過反射手段(偏光ビームスプリッタ)213に再び
戻ってくるまでの間に第1の1/4波長板を2回透過す
るのでS偏光となり、この光の殆どが光透過反射手段
(偏光ビームスプリッタ)213の半透膜213aにお
いて右方に反射するようになる。
【0057】一方、光透過反射手段(偏光ビームスプリ
ッタ)213の半透膜213aにおいて左方に反射する
光はS偏光であり、反射手段226において反射して光
透過反射手段(偏光ビームスプリッタ)213に再び戻
ってくるまでの間に第2の1/4波長板を2回透過して
P偏光となるので、この光の殆どが光透過反射手段(偏
光ビームスプリッタ)213の半透膜213aを右方に
透過するようになる。このような構成では、被検レンズ
表面1a又は反射手段226において反射して戻ってき
た光(測定光292a及び参照光292b)をイメージ
センサ219に集光させることができる。
【0058】更に、本第2実施形態の基本構成例及び第
1〜第5変形例に係る偏芯測定装置(図5〜図10参
照)においては、前述した第1実施形態の第2変形例に
係る偏芯測定装置(図4参照)のように、光源211か
ら光透過反射手段215(或いは集光手段224又はフ
ォーカス用の集光レンズ244)に至るまでの光学系全
体を紙面に垂直な軸まわりに揺動可能とし、測定光29
1a(或いは292a)の光軸方向をその測定光291
a(或いは292a)が至る被検レンズ表面1aにおけ
る曲率半径方向に一致させることができるようにしても
よい。このような構成では、被検レンズ表面1aで反射
した測定光291a(或いは292a)は参照光291
b(或いは292b)とほとんど完全に重なるようにな
る。なお、そうした場合は、イメージセンサ219側に
設けられた絞り217は不要になる。
【0059】図11は本発明に係る偏芯測定装置の第3
実施形態(第1の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測
定方法に対応)の基本構成例を示すものであり、上記第
1及び第2実施形態に係る偏芯測定装置と同様、被検レ
ンズ1の基準軸に対する偏芯を反射偏芯測定により測定
するものである。なお、ここでも被検レンズ1は複数の
レンズからなるレンズ系のうちの一つであるものとし、
被検レンズ1の基準軸とは、このレンズ系全体の光軸L
をいうものとする。本第3実施形態に係る偏芯測定装置
では、上述の第1実施形態に係る偏芯測定装置と同様、
測定光と参照光とが同じ光軸上を進むように光源からの
光を分割する構成を有する。
【0060】本第3実施形態に係る偏芯測定装置では、
光源(例えばレーザー光源)311より射出された可干
渉光391がレンズ312a,312b及びピンホール
312cからなるビーム拡大器312により或る程度広
がりのある平行光にされた後、光透過反射手段(例えば
ハーフミラー)313の半透膜313aを下方に透過
し、集光手段(例えば集光レンズゾーンプレートなどで
もよい。)314により集光される。集光手段314の
下方焦点位置には光透過反射手段(例えばハーフミラ
ー)315が設けられており、集光手段314により集
光された光391はこの光透過反射手段315を下方に
透過する測定光391aと、この光透過反射手段315
において上方にキャッツアイ反射する参照光391bと
に分割される。
【0061】光透過反射手段315を下方に透過した測
定光391aは、この光透過反射手段315の下方に設
けられた集光手段(例えば集光レンズゾーンプレートな
どでもよい。)316により、被検レンズ表面1a上の
微小領域に集光される。ここで、測定光391aの集光
点が被検レンズ表面1a上の微小領域に位置するように
する調節は、集光手段314から集光手段316に至る
光学系の全体を図の上下方向に移動させることにより行
う。なお、この測定光391aの光軸は、被検レンズ1
を含んでなるレンズ系全体の光軸Lと一致しないように
する必要がある。
【0062】このように被検レンズ表面1a上の微小領
域に集光された測定光391aは被検レンズ表面1aに
おいてキャッツアイ反射して集光手段316、光透過反
射手段315及び集光手段314を上方に透過し、光透
過反射手段313に至る。一方、光透過反射手段315
において上方にキャッツアイ反射した参照光391bは
反射の前後で同じ(或いは平行な)光路を戻って集光手
段314を上方に透過し、光透過反射手段313に至
る。
【0063】このように被検レンズ表面1aにおいてキ
ャッツアイ反射して光透過反射手段313に戻った測定
光391aと、被検レンズ1には至らずに光透過反射手
段315においてキャッツアイ反射して光透過反射手段
313に戻った参照光391bとは再び重ね合わされて
干渉し、光透過反射手段313の半透膜313aにおい
て右方に反射した後、集光手段(例えば集光レンズゾー
ンプレートなどでもよい。)318に集光されてイメー
ジセンサ(光量センサでもよい)319の受光面上に至
り、干渉縞を形成する。イメージセンサ319はこの測
定光391aと参照光391bとにより形成された干渉
縞を検出し、ディジタル信号に変換して演算装置321
に出力する。
【0064】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは被検レンズ1を含んでなるレンズ系全体
の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被検
レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台の
近傍に設けられた方位角センサ320により検出される
ようになっている。この方位角センサ320も上記演算
装置321に繋がっており、演算装置321は被検レン
ズ1を基準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生じ
る干渉縞の変動を方位角センサ320により検出される
被検レンズ1の方位角の情報をもとに解析し、被検レン
ズ1の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0065】ここで、その偏芯を求める具体的手順につ
いては、上述の第1及び第2実施形態に係る偏芯測定装
置の場合と同様であり、前述の式(1),(2)により
被検レンズ1の基準軸(光軸L)に対するシフト量
(s)又はチルト量(t)を求めることができる。この
ため本第3実施形態に係る偏芯測定装置においても、上
述の第1実施形態及び第2実施形態に係る偏芯測定装置
と同様の効果が得られる。また、偏芯測定の対象となっ
ている被検レンズ1がレンズ系の最も手前側(ここでは
集光手段316等がある側)に位置するものでないとき
には、得られた被検レンズ1についての偏芯情報(シフ
ト量及びチルト量)を、その被検レンズ1の手前側にあ
るレンズ全ての偏芯情報を用いて補正することにより、
偏芯測定の対象となっている被検レンズ1の正確な偏芯
情報を得ることができる。
【0066】また、本第3実施形態に係る偏芯測定装置
においては、コヒーレント長が短い可干渉光を射出する
光源311を用いて被検レンズ1の表面でキャッツアイ
反射した測定光391aが光透過反射手段315でキャ
ッツアイ反射した参照光391b以外の光と干渉を起こ
さないようにし、干渉縞が測定光391aと参照光39
1bのみとにより形成されるようにしてもよい。但し、
図10のような光路長補正機構が必要である。
【0067】また、上記光透過反射手段315を参照光
391bの光軸方向に移動可能な構成として縞走査を行
うようにしてもよい。このような縞走査干渉法によれ
ば、より高精度な偏芯測定結果を得ることができる。
【0068】図12は本第3実施形態に係る偏芯測定装
置の第1変形例を示している。上記第3実施形態の基本
構成例に係る偏芯測定装置(図11参照)では、測定光
391aの光軸方向は、その測定光391aが到達する
被検レンズ表面1a上の微小領域における曲率半径方向
と一致していないのが通常であり、被検レンズ表面1a
で反射した光が集光手段316を透過した後に光軸が横
方向にずれる。このままでは、測定光391aと参照光
391bとの干渉領域が狭くなる上に、光源11から生
じた収差がキャンセルされず、収差として残ってしま
う。このような欠点を解消するため、本第1変形例に係
る偏芯測定装置では、上記基本構成例に係る偏芯測定装
置における光透過反射手段315を紙面に垂直な軸まわ
りに傾動可能とし、光透過反射手段315においてキャ
ッツアイ反射して光透過反射手段313に戻ってきた参
照光391bが、被検レンズ表面1aにおいてキャッツ
アイ反射して光透過反射手段313に戻ってきた測定光
391aとほとんど完全に重なるように光透過反射手段
315における参照光391bの反射角度を調整できる
ようになっている。
【0069】図13は上記本第3実施形態の基本構成例
に係る偏芯測定装置(図11参照)を用いて被検レンズ
1の裏面1bにおける反射偏芯を測定する場合の例を示
したものであり、この場合は測定光391aが集光され
て形成する微小領域(集光点)が被検レンズ1の裏面1
b上に位置するようにする。
【0070】図14は本第3実施形態に係る偏芯測定装
置の第2変形例を示している。この第2変形例に係る偏
芯測定装置では、上記第1変形例に係る偏芯測定装置
(図12参照)において、ビーム拡大器312(図11
参照)と光透過反射手段313との間に入射光の一部を
透過し、残りの一部を入射光とは直角の方向に反射する
2つの光透過反射手段(例えばミラー)327,328
を設けるとともに、これら光透過反射手段327,32
8の左方には左右方向に移動可能なコーナーキューブ
(或いはコーナーミラー)329を設けている。このよ
うな構成では、光源311から射出された光391のう
ち測定光391aは光透過反射手段327,328を下
方に透過して光透過反射手段313に至り、参照光39
1bは光透過反射手段327において左方に反射し、コ
ーナーキューブ329において折り返すように右方に反
射した後(ここで、コーナーキューブ329における反
射光は入射光と平行になる)、光透過反射手段328に
おいて下方に反射して光透過反射手段313に至る。
【0071】このように本第2変形例に係る偏芯測定装
置では、参照光391bの光路長をコーナーキューブ3
29の左右方向移動により調節することが可能である。
このため本変形例に係る偏芯測定装置では、光源311
からの光のコヒーレント長が短い場合であっても、参照
光391bの光路長を容易に測定光391aの光路長に
一致させることができる。
【0072】図14において、上記構成の光路長補正機
構を調整し、測定光391aと参照光391bの光路長
の差を変化させる。両光路長の差がコヒーレント長より
大きい場合は、測定光391aと参照光391bとは干
渉せず、干渉縞の強度は一定である。両光路長の差が小
さくなるにつれて干渉縞のコントラストが向上してい
き、光路長差がほぼ0になると、干渉縞のコントラスト
が最大になる。再び両光路長の差が生じると干渉縞のコ
ントラストが低下していき、コヒーレント長より大きく
なると、干渉の明暗は一様になる。このような過程にお
ける光路長補正機構の調整量を記録し、光路長差を検出
する。以上のように、被検レンズ1の0度、180度の
2つの位置よりも多い位置において、干渉縞のコントラ
ストの最大になる光路長補正機構の調整量の変化を検出
し、被検レンズ1の偏芯量を算出することで被検面以外
の面での反射光の影響を抑えることができるので、偏芯
量が大きい被検レンズ1に対しても充分な精度で偏芯測
定を行うことができる。
【0073】また、ここでは図示しないが、本第3実施
形態の基本構成例及び第1、第2変形例に係る偏芯測定
装置(図11〜図14参照)においては、前述した第1
実施形態の第1変形例に係る偏芯測定装置(図3参照)
のように、光透過反射手段313として偏向ビームスプ
リッタ(PBS)を用いるとともに、この光透過反射手
段(偏光ビームスプリッタ)313と集光手段314と
の間に1/4波長板を設ける。この場合、光透過反射手
段(偏光ビームスプリッタ)313の半透膜313aを
下方に透過する光はP偏光であり、被検レンズ表面1a
又は光透過反射手段315において反射し、光透過反射
手段(偏光ビームスプリッタ)313に再び戻ってくる
までの間に1/4波長板を2回透過するのでS偏光とな
り、これら光の殆どが光透過反射手段(偏光ビームスプ
リッタ)313の半透膜313aにおいて右方に反射す
るようになる。このような構成では被検レンズ表面1a
又は光透過反射手段315において反射して戻ってきた
光(測定光391a及び参照光391b)の大部分をイ
メージセンサ319に集光させることができる。
【0074】更に、本第3実施形態の基本構成例及び第
1、第2変形例に係る偏芯測定装置(図11〜図14参
照)においては、前述した第1実施形態の第2変形例に
係る偏芯測定装置(図4参照)のように、光源311か
ら集光手段316に至るまでの光学系全体を紙面に垂直
な軸まわりに揺動可能とし、測定光391aの光軸方向
をその測定光391aが至る被検レンズ表面1aにおけ
る曲率半径方向に一致させることができるようにしても
よい。このような構成では、被検レンズ表面1aで反射
した測定光391aは参照光391bとほとんど完全に
重なるようになる。
【0075】図15は本発明に係る偏芯測定装置の第4
実施形態(第1の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測
定方法に対応)の基本構成例を示すものであり、上記第
1〜第3実施形態に係る偏芯測定装置と同様、被検レン
ズ1の基準軸に対する偏芯を反射偏芯測定により測定す
るものである。なお、ここでも被検レンズ1は複数のレ
ンズからなるレンズ系のうちの一つであるものとし、被
検レンズ1の基準軸とはこのレンズ系全体の光軸Lをい
うものとする。本第4実施形態に係る偏芯測定装置で
は、上述の第1又は第3実施形態に係る偏芯測定装置と
同様、測定光と参照光とが同じ光軸上を進むように光源
からの光を分割する構成を有する。
【0076】本第4実施形態に係る偏芯測定装置では、
光源(例えばレーザー光源)411より射出された可干
渉光491がレンズ412a,412b及びピンホール
412cからなるビーム拡大器412により或る程度広
がりのある平行光にされた後、光透過反射手段(例えば
ハーフミラー)413の半透膜413aを下方に透過
し、集光手段(例えば集光レンズ。ゾーンプレートなど
でもよい)414により集光される。この集光手段41
4においては、フィゾー面414aの曲率中心と後方焦
点とは一致するようになっている。集光手段414によ
り集光された可干渉光491はフィゾー面414aを下
方に透過する測定光491aと、フィゾー面414aに
おいて上方に反射(キャッツアイ反射)する参照光49
1bとに分割される。
【0077】集光手段414のフィゾー面414aを下
方に透過した測定光491aは、被検レンズ表面1a上
の微小領域に集光される。ここで、測定光491aの集
光点が被検レンズ表面1a上の微小領域に位置するよう
にする調節は、集光手段414を上下方向に移動させる
ことにより行う。なお、この測定光491aの光軸は、
被検レンズ1を含んでなるレンズ系全体の光軸Lと一致
しないようにする必要がある。
【0078】このように被検レンズ表面1a上の微小領
域に集光された測定光491aは被検レンズ表面1aに
おいてキャッツアイ反射して集光手段414を上方に透
過し、光透過反射手段413に至る。一方、集光手段4
14のフィゾー面414aにおいて上方に反射した参照
光491bは光透過反射手段413に戻る。
【0079】このように被検レンズ表面1aにおいてキ
ャッツアイ反射して光透過反射手段413に戻った測定
光491aと、被検レンズ1には至らずにフィゾー面4
14aにおいて反射して光透過反射手段413に戻った
参照光491bとは再び重ね合わされて干渉し、光透過
反射手段413の半透膜413aにおいて右方に反射し
た後、集光手段(例えば集光レンズ。ゾーンプレートな
どでもよい)418に集光されてイメージセンサ(光量
センサでもよい)419の受光面上に至り、干渉縞を形
成する。イメージセンサ419はこの測定光491aと
参照光491bとにより形成された干渉縞を検出し、デ
ィジタル信号に変換して演算装置421に出力する。
【0080】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは、被検レンズ1を含んでなるレンズ系全
体の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被
検レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台
の近傍に設けられた方位角センサ420により検出され
るようになっている。この方位角センサ420も上記演
算装置421に繋がっており、演算装置421は被検レ
ンズ1を基準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生
じる干渉縞の変動を方位角センサ420により検出され
る被検レンズ1の方位角の情報をもとに解析し、被検レ
ンズ1の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0081】ここで、その偏芯を求める具体的手順につ
いては、上述の第1〜第3実施形態に係る偏芯測定装置
の場合と同様であり、前述の式(1),(2)により被
検レンズ1の基準軸(光軸L)に対するシフト量(s)
又はチルト量(t)を求めることができる。このため本
第4実施形態に係る偏芯測定装置においても、上述の第
1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態に係る偏芯
測定装置と同様の効果が得られる。また、偏芯測定の対
象となっている被検レンズ1がレンズ系の最も手前側
(ここでは集光手段414がある側)に位置するもので
ないときには、得られた被検レンズ1についての偏芯情
報(シフト量及びチルト量)を、その被検レンズ1の手
前側にあるレンズ全ての偏芯情報を用いて補正すること
により、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1の正
確な偏芯情報を得ることができる。
【0082】また、本第4実施形態に係る偏芯測定装置
においては、コヒーレント長が短い可干渉光を射出する
光源411を用いて被検レンズ1の表面でキャッツアイ
反射した測定光491aがフィゾー面414aで反射し
た参照光491b以外の光と干渉を起こさないように
し、干渉縞が測定光491aと参照光491bのみとに
より形成されるようにしてもよいのは上述の第1〜第3
実施形態に係る偏芯測定装置の場合と同様である。但
し、図14のような光路長調整機構が必要である。
【0083】また、上記集光手段414を参照光491
bの光軸方向に移動可能な構成として縞走査を行うよう
にしてもよい。このような縞走査干渉法によれば、より
高精度な測定結果を得ることができる。
【0084】図16は本第4実施形態に係る偏芯測定装
置の変形例を示している。本変形例に係る偏芯測定装置
においては、フィゾー面416aを上面に有する光透過
反射手段(例えばフィゾーフラット)416が集光手段
414の上方、すなわち光透過反射手段413と集光手
段414との間に設置される。このような構成では、光
透過反射手段413の半透膜413aを下方に透過した
可干渉光491は光透過反射手段416を下方に透過す
る測定光491aと、光透過反射手段416のフィゾー
面416aにおいて上方に反射する参照光491bとに
分割される。このような構成の偏芯測定装置において
も、上記基本構成例に係る偏芯測定装置と同様の効果が
得られる。
【0085】また、ここでは図示しないが、本第4実施
形態の基本構成例及び変形例に係る偏芯測定装置(図1
5及び図16参照)においては、前述した第1実施形態
の第3変形例に係る偏芯測定装置(図3参照)のよう
に、光透過反射手段413として偏向ビームスプリッタ
(PBS)を用いるとともに、この光透過反射手段(偏
光ビームスプリッタ)413と集光手段414との間に
1/4波長板を設けるようにする。この場合、光透過反
射手段(偏光ビームスプリッタ)413の半透膜413
aを下方に透過する光はP偏光であり、被検レンズ表面
1a又はフィゾー面414a(或いは416a)におい
て反射し、光透過反射手段(偏光ビームスプリッタ)4
13に再び戻ってくるまでの間に1/4波長板を2回透
過するのでS偏光となり、これら光の殆どが光透過反射
手段(偏光ビームスプリッタ)413の半透膜413a
において右方に反射するようになる。このような構成で
は被検レンズ表面1a又はフィゾー面414a(或いは
416a)において反射して戻ってきた光(測定光49
1a及び参照光491b)の大部分をイメージセンサ4
19に集光させることができる。
【0086】更に、本第4実施形態の基本構成例及び変
形例に係る偏芯測定装置(図15及び図16参照)にお
いては、前述した第1実施形態の第2変形例に係る偏芯
測定装置(図4参照)のように、光源411から集光手
段414に至るまでの光学系の全体を紙面に垂直な軸ま
わりに揺動可能とし、測定光491aの光軸方向をその
測定光491aが至る被検レンズ表面1aにおける曲率
半径方向に一致させることができるようにしてもよい。
【0087】図17は本発明に係る偏芯測定装置の第5
実施形態(第2の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測
定方法に対応)の基本構成例を示すものであり、上記第
1〜第4実施形態に係る偏芯測定装置とは異なり、被検
レンズ1の基準軸に対する偏芯を透過偏芯測定により測
定するものである。なお、ここでも被検レンズ1は複数
のレンズからなるレンズ系のうちの一つであるものと
し、被検レンズ1の基準軸とは、このレンズ系全体の光
軸Lをいうものとする。
【0088】本第5実施形態に係る偏芯測定装置では、
光源(例えばレーザー光源)511より射出された可干
渉光591がレンズ512a,512b及びピンホール
512cからなるビーム拡大器512により或る程度広
がりのある平行光にされた後、光透過反射手段(例えば
ハーフミラー)513の半透膜513aを下方に透過
し、集光手段(例えば集光レンズゾーンプレートなどで
もよい。)514により集光される。集光手段514の
下方には上下に並んで2つの光透過反射手段515,5
16が設けられており、集光手段514により集光され
た光591は上側の光透過反射手段515を下方に透過
した後、下側の光透過反射手段516を下方に透過する
測定光591aと、この光透過手段516において上方
に反射する参照光591bとに分割される。
【0089】光透過反射手段516を下方に透過した測
定光591aは更に被検レンズ1を下方に透過し、被検
レンズ1の裏面側(下方)に設置された反射手段517
の上面である反射面517a上の微小領域に集光され
る。ここで、測定光591aの集光点が反射面517a
上の微小領域に位置するようにする調節は、集光手段5
14と光透過反射手段515,516のいずれか一方を
図の上下方向に移動させることにより行う。なお、この
測定光591aの光軸は、被検レンズ1を含んでなるレ
ンズ系全体の光軸Lと一致しないようにする必要があ
る。また、反射手段517はその反射面517aが測定
光591aの光軸と直交するように設けられる。
【0090】このように反射面517a上の微小領域に
集光された測定光591aはその反射面517aにおい
てキャッツアイ反射して被検レンズ1、光透過反射手段
516,515を上方に透過した後、更に集光手段51
4を上方に透過して光透過反射手段513に至る。一
方、光透過反射手段516において上方に反射した参照
光591bは光透過反射手段515においてキャッツア
イ反射して光透過反射手段516において上方に反射
し、光透過反射手段515及び集光手段514を上方に
透過した後、光透過反射手段513に至る。
【0091】このように被検レンズ1をその表面側から
下方に透過した後、被検レンズ1の裏面側(下方)に設
置された反射手段517(反射面517a)においてキ
ャッツアイ反射して光透過反射手段513に戻った測定
光591aと、被検レンズ1には至らずに光透過反射手
段515においてキャッツアイ反射して光透過反射手段
513に戻った参照光591bとは再び重ね合わされて
干渉し、光透過反射手段513の半透膜513aにおい
て右方に反射した後、集光手段(例えば集光レンズ。ゾ
ーンプレートなどでもよい)518により集光されてイ
メージセンサ(光量センサでもよい)519の受光面上
に至り、干渉縞を形成する。イメージセンサ519はこ
の測定光591aと参照光591bとにより形成された
干渉縞を検出し、ディジタル信号に変換して演算装置5
21に出力する。
【0092】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは、被検レンズ1を含んでなるレンズ系全
体の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被
検レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台
の近傍に設けられた方位角センサ520により検出され
るようになっている。この方位角センサ520も上記演
算装置521に繋がっており、演算装置521は被検レ
ンズ1を基準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生
じる干渉縞の変動を方位角センサ520により検出され
る被検レンズ1の方位角の情報をもとに解析し、被検レ
ンズ1の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0093】ここで、被検レンズ1の回転に応じて干渉
縞に明暗の変化が生じない場合には被検レンズ表面1a
の曲率中心O(図2参照)は基準軸(光軸L)上に位置
していることとなり、被検レンズ1は基準軸(光軸L)
に対して偏芯していないことが分かる。一方、被検レン
ズ1の回転に応じて干渉縞に明暗の変化が生じた場合に
は被検レンズ表面1aの曲率中心Oは基準軸(光軸L)
上に位置していないこととなり、被検レンズ1は基準軸
(光軸L)に対して偏芯していることが分かる。被検レ
ンズ1が偏芯している場合、被検レンズ1が基準軸(光
軸L)まわりに1回転する間に集光手段514と反射手
段517(反射面517a)との間の距離は変化しない
が、被検レンズ1を透過する間の測定光591aの光路
長が変化することになるので、測定光591aと参照光
591bとが干渉して形成される干渉縞はイメージセン
サ519上で変動することになる(イメージセンサ51
9の替わりに光量センサが用いられているのであれば明
るさが変動することになる)。
【0094】ここで、被検レンズ1を180度回転させ
る前後における干渉縞の位相変化をΨ、被検レンズ表面
1aに当たる測定光591aの位置と基準軸(レンズ系
全体の光軸L)との間の距離をd(図2参照)、光源5
11の波長をλとすると、被検レンズ1の基準軸(光軸
L)に対する透過偏芯量εは近似的に下式(3)のよう
に表すことができる。
【0095】
【数3】 ε=(λ/4π)(1/d)Ψ ……(3)
【0096】被検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する
偏芯は上記式(3)を用いて求めることができるが、偏
芯測定の対象となっている被検レンズ1がレンズ系の最
も手前側(ここでは集光手段514、光透過反射手段5
15,516等がある側)に位置するものでないときに
は、得られた被検レンズ1についての偏芯情報(透過偏
芯量)を、その被検レンズ1の手前側にあるレンズの偏
芯情報を用いて補正することにより、偏芯測定の対象と
なっている被検レンズ1の正確な偏芯情報を得ることが
できる。
【0097】このように本実施形態に係る偏芯測定装置
(第2の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測定方法)
では、光源511より射出された可干渉光591を測定
光591aと参照光591bとに分割し、測定光591
aを被検レンズ1の表面側から入射させて被検レンズ1
の裏面側に設置した第1の反射手段(ここでは反射手段
517)においてキャッツアイ反射させる一方で、参照
光591bを被検レンズ1に至らせることなく第2の反
射手段(ここでは光透過反射手段515)においてキャ
ッツアイ反射させ、第1の反射手段においてキャッツア
イ反射して被検レンズ1の表面側に戻ってきた測定光5
91aと第2の反射手段においてキャッツアイ反射した
参照光591bとを重ね合わせて干渉縞を形成させ、被
検レンズ1を基準軸(ここではレンズ系全体の光軸L)
まわりに回転させたときに生ずる上記干渉縞の変動に基
づいて被検レンズ1の基準軸に対する偏芯を求めるよう
になっている。
【0098】このため、従来のように干渉縞を形成する
2光が被検レンズ表面の曲率中心を通る(曲率中心にお
いて交叉する)ようにする必要がなく、光源511より
射出された可干渉光591を被検レンズ1に極めて近い
位置で分割して干渉縞を形成させる2光(測定光591
aと参照光591b)を得ることができる。したがっ
て、干渉縞を形成するこれら2光(測定光591aと参
照光591b)の共通光路を多く(非共通光路を少な
く)することができ、大気の揺らぎ(擾乱)や振動等に
よる外乱の影響を小さくして高精度な偏芯測定を行うこ
とが可能となる。また、測定光591aはその集光点を
第1の反射手段(ここでは反射手段517)上に位置さ
せる(キャッツアイ反射させる)だけでよく、その光軸
方向が被検レンズ表面1aの曲率中心を通るようにする
必要がないので、従来被検レンズ1の曲率半径が異なる
ごとに行っていた光の方向調整は不要になり、測定が簡
易になる。
【0099】また、可干渉光591のコヒーレント長を
調整し(具体的にはコヒーレント長が短い可干渉光を射
出する光源511を用い)、干渉縞が被検レンズ1の裏
面側に設置された反射手段517においてキャッツアイ
反射した測定光591aと反射手段(光透過反射手段5
15)においてキャッツアイ反射した参照光591bの
みにより形成されるように(換言すると、測定光が参照
光以外の光と干渉を起こすことがないように)してもよ
いのは、上述の第1から第4実施形態に係る偏芯測定装
置の場合と同様である。
【0100】また、上記2つの光透過反射手段515,
516のうち、上側の光透過反射手段515を参照光5
91bの光軸方向に移動可能な構成として縞走査を行う
ようにしてもよい。このような縞走査干渉法によれば、
より高精度な偏芯測定結果を得ることができる。なお、
ここでは2つの光透過反射手段515,516のうち、
上側の光透過反射手段515を参照光591bの光軸方
向に移動させる場合を例に説明したが、参照光591b
の光軸方向に移動させるのは下側の光透過反射手段51
6であってもよく、或いはこれら光透過反射手段51
5,516の両方であってもよい。
【0101】また、本第5実施形態の基本構成例に係る
偏芯測定装置においては、光透過反射手段515又は反
射手段517が紙面に垂直な軸まわりに傾動可能な構成
となっていてもよい。
【0102】図18は本第5実施形態に係る偏芯測定装
置の第1変形例を示している。本変形例に係る偏芯測定
装置では、上記第5実施形態の基本構成例に係る偏芯測
定装置(図17参照)と同様、光源511からの光を、
測定光と参照光とが同じ光軸上を進むように分割する構
成を有する。
【0103】この第1変形例に係る偏芯測定装置では、
光源511(図17参照)より射出された光592が光
透過反射手段513の半透膜513aを下方に透過し、
フィゾーレンズ514のフィゾー面514aを下方に透
過する測定光592aと、フィゾー面514aにおいて
上方に反射する参照光592bとに分割される。
【0104】フィゾーレンズ514のフィゾー面514
aを下方に透過した測定光592aは更に被検レンズ1
を下方に透過し、被検レンズ1の裏面側(下方)に設置
された反射手段517の上面である反射面517a上の
微小領域に集光される。ここで、測定光592aの集光
点が反射面517a上の微小領域に位置するようにする
調節は、反射手段517或いはフィゾーレンズ514を
図の上下方向に移動させることにより行う。なお、この
測定光592aの光軸は、被検レンズ1を含んでなるレ
ンズ系全体の光軸Lと一致しないようにする必要があ
る。また、反射手段517はその反射面517aが被検
レンズ1を透過後の測定光592aの光軸と直交するよ
うに設けられるのがよい。
【0105】このように反射面517a上の微小領域に
集光された測定光592aはその反射面517aにおい
てキャッツアイ反射して被検レンズ1、フィゾーレンズ
514を上方に透過し、光透過反射手段513に至る。
一方、フィゾーレンズ514のフィゾー面514aにお
いて上方に反射した参照光592bは光透過反射手段5
13に戻る。
【0106】このように被検レンズ1をその表面側から
下方に透過した後、被検レンズ1の裏面側(下方)に設
置された反射手段517(反射面517a)においてキ
ャッツアイ反射して光透過反射手段513に戻った測定
光592aと、被検レンズ1には至らずにフィゾーレン
ズ514のフィゾー面514aにおいて反射して光透過
反射手段513に戻った参照光592bとは再び重ね合
わされて干渉し、光透過反射手段513の半透膜513
aにおいて右方に反射された後、集光手段518により
集光されてイメージセンサ519の受光面上に至る。
【0107】被検レンズ1の偏芯を求める具体的手順に
ついては、上述の本第5実施形態の基本構成例に係る偏
芯測定装置の場合と同様であり、前述の式(3)により
被検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する透過偏芯量ε
を求めることができる。このため本第1変形例に係る偏
芯測定装置においても、上述の第5実施形態の基本構成
例に係る偏芯測定装置と同様の効果が得られる。また、
偏芯測定の対象となっている被検レンズ1がレンズ系の
最も手前側(ここでは集光手段514、フィゾーレンズ
524等がある側)に位置するものでないときには、得
られた被検レンズ1についての偏芯情報(透過偏芯量)
を、その被検レンズ1の手前側にあるレンズ全ての偏芯
情報を用いて補正することにより、偏芯測定の対象とな
っている被検レンズ1の正確な偏芯情報を得ることがで
きる。
【0108】また、本第1変形例に係る偏芯測定装置に
おいても、コヒーレント長が短い可干渉光を射出する光
源511を用いることにより、干渉縞が被検レンズ1の
裏面側に設置された反射手段517においてキャッツア
イ反射した測定光592aとフィゾーレンズ514のフ
ィゾー面514aにおいて反射した参照光592bのみ
により形成されるように(測定光592aが参照光59
2b以外の光と干渉を起こすことがないように)しても
よい。但し、図14のような光路長補正機構が必要であ
る。
【0109】また、上記フィゾーレンズ514或いは反
射手段517を光軸方向に移動可能な構成として縞走査
を行うようにしてもよい。このような縞走査干渉法によ
れば、より高精度な偏芯測定結果を得ることができる。
【0110】また、本第5実施形態の第1変形例に係る
偏芯測定装置においては、フィゾーレンズ514を紙面
に垂直な軸まわりに傾動可能として光軸が被検レンズ1
の前方焦点を通るようにしてもよい。
【0111】図19は本第5実施形態に係る偏芯測定装
置の第2変形例を示している。上記第5実施形態の基本
構成例に係る偏芯測定装置(図17参照)及びその第1
変形例に係る偏芯測定装置(図18参照)では、測定光
と参照光とが同じ光軸上を進むように光源より射出され
た可干渉光を分割する構成であったが、本第2変形例に
係る偏芯測定装置では、測定光と参照光とが異なる光軸
上(直交する光軸上)を進むように光源からの光を分割
する構成を有する。
【0112】この第2変形例に係る偏芯測定装置では、
光源511(図17参照)から射出されて光透過反射手
段513に入射した光593がその半透膜513aを下
方に透過する測定光593aと、半透膜513aにおい
て左方に反射する参照光593bとに分割される。光透
過反射手段513の半透膜513aを下方に透過した測
定光593aは光透過反射手段513の下方に設置され
た集光手段534(例えば集光レンズ。ゾーンプレート
などでもよい)により集光され、被検レンズ1を下方に
透過した後、被検レンズ1の裏面側に設置された反射手
段517の上面である反射面517a上の微小領域に集
光される。ここで、測定光593aが反射面517a上
の微小領域に位置するようにする調節は、集光手段53
4又は反射手段517を光軸方向に移動させることによ
り行う。なお、この測定光593aの光軸は、被検レン
ズ1を含んでなるレンズ系全体の光軸Lと一致しないよ
うにする必要がある。また、反射手段517はその反射
面517aが測定光593aの光軸と直交するように設
けられる。
【0113】このように反射面517a上の微小領域に
集光された測定光593aはその反射面517aにおい
てキャッツアイ反射し、被検レンズ1及び集光手段53
4を上方に透過して光透過反射手段513に至る。一
方、光透過反射手段513の半透膜513aにおいて左
方に反射した参照光593bは、光透過反射手段513
の左方に設置された集光手段(例えば集光レンズ。ゾー
ンプレートなどでもよい)535により集光された後、
この集光手段535の左方に設置された反射手段(例え
ばミラー)536においてキャッツアイ反射し、反射の
前後で同じ(或いは平行な)光路を戻って集光手段53
5を右方に透過し、光透過反射手段513に至る。ここ
で、集光手段535及び反射手段536に代えて、コー
ナーキューブ、平面位相共役反射手段等を設置してもよ
い。
【0114】光透過反射手段513に下方から入射した
測定光593aはその半透膜513aにおいて右方に反
射し、光透過反射手段513に左方から入射した参照光
593bはその半透膜513aを右方に透過するので、
これら測定光593aと参照光593bは再び重ね合わ
されて干渉し、集光手段518により集光されてイメー
ジセンサ519の受光面上に干渉縞を形成する。
【0115】被検レンズ1の偏芯を求める具体的手順に
ついては、上述の本第5実施形態の基本構成例に係る偏
芯測定装置の場合と同様であり、前述の式(3)により
被検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する透過偏芯量ε
を求めることができる。このため本第2変形例に係る偏
芯測定装置においても、上述の第5実施形態の基本構成
例に係る偏芯測定装置と同様の効果が得られる。また、
偏芯測定の対象となっている被検レンズ1がレンズ系の
最も手前側(ここでは集光手段534等がある側)に位
置するものでないときには、得られた被検レンズ1につ
いての偏芯情報(透過偏芯量)を、その被検レンズ1の
手前側にあるレンズ全ての偏芯情報を用いて補正するこ
とにより、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1の
正確な偏芯情報を得ることができる。
【0116】また、本第2変形例に係る偏芯測定装置に
おいても、コヒーレント長が短い可干渉光を射出する光
源511を用いることができる。この場合、干渉縞が被
検レンズ1の裏面側に設置された反射手段517におい
てキャッツアイ反射した測定光593aと反射手段53
6においてキャッツアイ反射した参照光593bのみに
より形成されるように(測定光593aが参照光593
b以外の光と干渉を起こすことがないように)してもよ
い。
【0117】また、上記反射手段536を参照光593
bの光軸方向に移動可能な構成として縞走査を行うよう
にしてもよい。このような縞走査干渉法によれば、より
高精度な偏芯測定結果を得ることができる。
【0118】なお、本第5実施形態の第2変形例に係る
偏芯測定装置においては、反射手段517が紙面に垂直
な軸まわりに傾動可能と構成となっていてもよい。
【0119】図20は本第5実施形態に係る偏芯測定装
置の第3変形例を示している。本第3変形例に係る偏芯
測定装置では、上記第5実施形態の基本構成例に係る偏
芯測定装置(図17参照)、及びその第1変形例に係る
偏芯測定装置(図18参照)と同様、光源511からの
光を、測定光と参照光とが同じ光軸上を進むように分割
する構成を有する。
【0120】この第3変形例に係る偏芯測定装置では、
光源511(図17参照)より射出された可干渉光59
4が光透過反射手段513の半透膜513aを下方に透
過し、集光手段(例えば集光レンズ。ゾーンプレートな
どでもよい)544により集光される。この集光手段5
44の下方焦点位置には光透過反射手段(例えばハーフ
ミラー)545が設けられており、集光手段544によ
り集光された光594はこの光透過反射手段545を下
方に透過する測定光594aと、この光透過反射手段5
45において上方にキャッツアイ反射する参照光594
bとに分割される。
【0121】光透過反射手段545を下方に透過した測
定光594aは、この光透過反射手段545の下方に設
けられた集光手段(例えば集光レンズ。ゾーンプレート
などでもよい)546により、被検レンズ1を下方に透
過した後、被検レンズ1の裏面側に設置された反射手段
517の上面である反射面517a上の微小領域に集光
される。ここで、測定光594aの集光点が反射手段5
17(反射面517a)上の微小領域に位置するように
する調節は、光源511から集光手段546に至る光学
系の全体を図の上下方向に移動させることにより行う。
なお、この測定光594aの光軸は、被検レンズ1を含
んでなるレンズ系全体の光軸Lと一致しないようにする
必要がある。また、反射手段517はその反射面517
aが測定光594aの光軸と直交するように設けてもよ
い。
【0122】このように反射面517a上の微小領域に
集光された測定光594aはその反射面517aにおい
てキャッツアイ反射して被検レンズ1、集光手段54
6、光透過反射手段545及び集光手段544を上方に
透過し、光透過反射手段513に至る。一方、光透過反
射手段545において上方にキャッツアイ反射した参照
光594bは集光手段544を上方に透過して光透過反
射手段513に戻る。
【0123】このように被検レンズ1をその表面側から
下方に透過した後、被検レンズ1の裏面側(下方)に設
置された反射手段517の反射面517aにおいてキャ
ッツアイ反射して光透過反射手段513に戻った測定光
594aと、被検レンズ1には至らずに光透過反射手段
545においてキャッツアイ反射して光透過反射手段5
13に戻った参照光594bとは重ね合わされて干渉
し、光透過反射手段513の半透膜513aにおいて右
方に反射した後、集光手段518により集光されてイメ
ージセンサ519の受光面上に干渉縞を形成する。
【0124】被検レンズ1の偏芯を求める具体的手順に
ついては、上述の本第5実施形態の基本構成例に係る偏
芯測定装置の場合と同様であり、前述の式(3)により
被検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する透過偏芯量ε
を求めることができる。このため本第3変形例に係る偏
芯測定装置においても、上述の第5実施形態の基本構成
例に係る偏芯測定装置と同様の効果が得られる。また、
偏芯測定の対象となっている被検レンズ1がレンズ系の
最も手前側(ここでは集光手段546等がある側)に位
置するものでないときには、得られた被検レンズ1につ
いての偏芯情報(透過偏芯量)を、その被検レンズ1の
手前側にあるレンズ全ての偏芯情報を用いて補正するこ
とにより、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1の
正確な偏芯情報を得ることができる。
【0125】また、本第3変形例に係る偏芯測定装置に
おいても、コヒーレント長が短い可干渉光を射出する光
源511を用いることにより、干渉縞が被検レンズ1の
裏面側に設置された反射手段517においてキャッツア
イ反射した測定光594aと光透過反射手段545にお
いてキャッツアイ反射した参照光594bのみにより形
成されるように(測定光594aが参照光594b以外
の光と干渉を起こすことがないように)してもよい。但
し、図14のような光路長補正機構が必要である。
【0126】また、上記光透過反射手段545又は反射
手段517を光軸方向に移動可能な構成として縞走査を
行うようにしてもよい。このような縞走査干渉法によれ
ば、より高精度な偏芯測定結果を得ることができる。
【0127】なお、本第5実施形態の第3変形例に係る
偏芯測定装置においては、光透過反射手段545が紙面
に垂直な軸まわりに傾動可能となっていてもよい。
【0128】また、ここでは図示しないが、本第5実施
形態の基本構成例及び第1〜第3変形例に係る偏芯測定
装置(図17〜図20参照)においては、前述した第1
実施形態の第3変形例に係る偏芯測定装置(図3参照)
のように、光透過反射手段513として偏向ビームスプ
リッタ(PBS)を用いるとともに、この光透過反射手
段(偏光ビームスプリッタ)513と集光手段514
(或いは534,544)との間に1/4波長板を設け
る。これらの場合、測定光591a(或いは592a,
593a,594a)及び参照光591b(或いは59
2b,593b,594b)の大部分をイメージセンサ
519に集光させることができる。
【0129】なお、本第5実施形態の基本構成例及び第
1〜第3変形例に係る偏芯測定装置(図17〜図20参
照)においては、前述した第1実施形態の第2変形例に
係る偏芯測定装置(図4参照)のように、光源511か
ら光透過反射手段516(或いはフィゾーレンズ52
4、集光手段534、集光手段546)に至るまでの光
学系全体を紙面に垂直な軸まわりに揺動可能にして光軸
が被検レンズ1の前方焦点を通るようにし、測定光59
1a(或いは592a,593a,594a)の光軸方
向をその測定光591a(或いは592a,593a,
594a)が至る被検レンズ表面1aにおける曲率半径
方向に一致させるようにしてもよい。
【0130】図21は本発明に係る偏芯測定装置の第6
実施形態(第1の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯測
定方法に対応)の基本構成例を示すものであり、上記第
1〜第4実施形態に係る偏芯測定装置と同様、被検レン
ズ1の基準軸に対する偏芯を反射偏芯測定により測定す
るものである。なお、ここでも被検レンズ1は複数のレ
ンズからなるレンズ系のうちの一つであるとし、被検レ
ンズ1の基準軸とは、このレンズ系全体の光軸Lをいう
ものとする。
【0131】本第6実施形態に係る偏芯測定装置におい
ては、図21に示すように、光源(例えばレーザー光
源)611、ビーム拡大器612、集光手段(例えば集
光レンズ。ゾーンプレートなどでもよい)618及びイ
メージセンサ619が1つのケースC1内に収められて
ベース部Bを構成しており、偏光ビームスプリッタ61
3、この偏光ビームスプリッタ613の下方に設けられ
た1/4波長板617、集光手段(例えば集光レンズ。
ゾーンプレートなどでもよい)614及びその下方に上
下に平行に並べて設けられた2つの光透過反射手段(例
えばハーフミラー)615,616がこれとは別のケー
スC2内に収められてヘッド部Hを構成している。
【0132】本偏芯測定装置では、光源611より射出
された可干渉光691がレンズ612a,612b及び
ピンホール612cからなるビーム拡大器612により
或る程度広がりのある平行光にされた後、その光691
のP偏光成分は偏向ビームスプリッタ613の半透膜6
13aを下方に透過し、更に1/4波長板617を下方
に透過した後、集光手段614により集光される。集光
手段614の下方には上下に平行に並べられた2つの光
透過反射手段(例えばハーフミラー)615,616が
設けられており、集光手段614により集光された光6
91は上側の光透過反射手段615を下方に透過した
後、下側の光透過反射手段616を下方に透過する測定
光691aと、この光透過反射手段616において上方
に反射しる参照光691bとに分割される。
【0133】光透過反射手段616を下方に透過した測
定光691aは、被検レンズ表面1a上の微小領域に集
光される。ここで、測定光691aの集光点が被検レン
ズ表面1a上の微小領域に位置するようにする調節は、
ヘッド部Hのみを図の上下方向に移動させることにより
行う。なお、この測定光691aの光軸は、被検レンズ
1を含んでなるレンズ系全体の光軸Lと一致しないよう
にする必要がある。
【0134】このように被検レンズ表面1a上の微小領
域に集光された測定光691aは被検レンズ表面1aに
おいてキャッツアイ反射して両光透過反射手段616,
615、集光手段614及び1/4波長板617を上方
に透過し、S偏光となって偏光ビームスプリッタ613
に至る。一方、光透過反射手段616において上方に反
射した参照光691bは光透過反射手段615において
キャッツアイ反射した後、再び光透過反射手段616に
おいて上方に反射し、光透過反射手段615、集光手段
614及び1/4波長板617を上方に透過し、S偏光
となって偏光ビームスプリッタ613に戻る。
【0135】このように被検レンズ表面1aにおいてキ
ャッツアイ反射して偏光ビームスプリッタ613に戻っ
た測定光691aと、被検レンズ1には至らずに光透過
反射手段615においてキャッツアイ反射して偏光ビー
ムスプリッタ613に戻った参照光691bとは再び重
ね合わされて干渉し、偏光ビームスプリッタ613の半
透膜613aにおいて右方に反射した後、更に偏向ビー
ムスプリッタ613の反射面613bにおいて上方に反
射する。そして、これら両光691a,691bはベー
ス部B内の集光手段618により集光されてイメージセ
ンサ619の受光面上に干渉縞を形成する。イメージセ
ンサ619はこの測定光691aと参照光691bとに
より形成された干渉縞を検出し、ディジタル信号に変換
して演算装置621に出力する。
【0136】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは、被検レンズ1を含んでなるレンズ系全
体の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被
検レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台
の近傍に設けられた方位角センサ620により検出され
るようになっている。この方位角センサ620も上記演
算装置621に繋がっており、演算装置621は被検レ
ンズ1を基準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生
じる干渉縞の変動を方位角センサ620により検出され
る被検レンズ1の方位角の情報をもとにして解析し、被
検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0137】ここで、その偏芯を求める具体的手順につ
いては、上述の第1〜第4実施形態に係る偏芯測定装置
の場合と同様であり、前述の式(1),(2)により被
検レンズ1の基準軸(光軸L)に対するシフト量(s)
又はチルト量(t)を求めることができる。このため本
第6実施形態に係る偏芯測定装置においても、上述の第
1〜4実施形態に係る偏芯測定装置と同様の効果が得ら
れる。また、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1
がレンズ系の最も手前側(ここでは集光手段614、光
透過反射手段615,616等がある側)に位置するも
のでないときには、得られた被検レンズ1についての偏
芯情報(シフト量及びチルト量)を、その被検レンズ1
の手前側にあるレンズ全ての偏芯情報を用いて補正する
ことにより、偏芯測定の対象となっている被検レンズ1
の正確な偏芯情報を得ることができる。
【0138】また、本第2実施形態形態に係る偏芯測定
装置においては、コヒーレント長が短い可干渉光を射出
する光源611を用いて被検レンズ1の表面でキャッツ
アイ反射した測定光691aが光透過反射手段615で
キャッツアイ反射した参照光691b以外の光と干渉を
起こさないようにし、干渉縞が測定光691aと参照光
691bのみとにより形成されるようにしていもよいの
は上述の第1〜第4実施形態に係る偏芯測定装置の場合
と同様である。
【0139】また、上記2つの光透過反射手段615,
616のうち、上側の光透過反射手段615を参照光6
91bの光軸方向に移動可能な構成として縞走査を行う
ようにしてもよい。このような縞走査干渉法によれば、
より高精度な偏芯測定結果を得ることができる。なお、
この場合、光透過反射手段615を参照光691bの光
軸方向に移動させる機構(図示せず)はヘッド部H内に
設けておいてもよい。そして、ヘッド部Hを光軸方向に
シフトするようにしてもよい。ここでは2つの光透過反
射手段615,616のうち、上側の光透過反射手段6
15を参照光691bの光軸方向に移動させる場合を例
に説明したが、参照光691bの光軸方向に移動させる
のは下側の光透過反射手段616であってもよく、更に
はこれら光透過反射手段615,616の両方であって
もよい。
【0140】この第6実施形態に係る偏芯測定装置で
は、前述のように、光源611、ビーム拡大器612、
集光手段618及びイメージセンサ619が1つのケー
スC1内に収められてなるベース部Bと、偏光ビームス
プリッタ613、1/4波長板617、集光手段61
4、2つの光透過反射手段615,616がこれとは別
のケースC2内に収められてなるヘッド部Hが互いに独
立しており、測定光691aの集光点を被検レンズ表面
1a上に位置させる集光点位置の調整時には、ベース部
Bを含む装置全体ではなくヘッド部Hのみを上下させれ
ばよいので、精度の良い集光点位置調整を行うことがで
きる。
【0141】なお、本第6実施形態の基本構成例に係る
偏芯測定装置においては、光透過反射手段615を紙面
に垂直な軸まわりに傾動可能な構成としてもよい。
【0142】図22は本第6実施形態に係る偏芯測定装
置の変形例を示している。上記第6実施形態の基本構成
例に係る偏芯測定装置(図21参照)では、測定光と参
照光とが同じ光軸上を進むように光源より射出された可
干渉光を分割する構成であったが、本変形例に係る偏芯
測定装置では、測定光と参照光とが異なる光軸上(直交
する光軸上)を進むように光源からの光を分割する構成
を有する。
【0143】本変形例に係る偏芯測定装置においては、
光源611、ビーム拡大器612、集光手段618及び
イメージセンサ619が1つのケースC1内に収められ
てベース部Bを構成しており、偏光ビームスプリッタ6
13、この偏光ビームスプリッタ613の下方に設けら
れた1/4波長板617及び集光手段614、偏光ビー
ムスプリッタ613の右方に設けられた1/4波長板6
27、集光手段(例えば集光レンズ。ゾーンプレートな
どでもよい)625及び反射手段(例えばミラー)62
6がこれとは別のケースC2内に収められてヘッド部H
を構成している。
【0144】本変形例に係る偏芯測定装置では、光源6
11より射出された可干渉光691がレンズ612a,
612b及びピンホール612cからなるビーム拡大器
612により或る程度広がりのある平行光にされた後、
偏光ビームスプリッタ613の半透膜613aを下方に
透過するP偏光成分と、この半透膜613aにおいて左
方に反射するS偏光成分とに分割される。
【0145】光透過反射手段613の半透膜613aを
下方に透過した測定光692a(P偏光)は、光透過反
射手段613の下方に設置された1/4波長板617を
下方に透過した後、集光手段614により集光されて被
検レンズ表面1a上の微小領域に集光される。ここで、
測定光692aの集光点が被検レンズ表面1a上の微小
領域に位置するようにする調節は、ヘッド部Hのみを図
の上下方向に移動させることにより行う。なお、この測
定光691aの光軸は、被検レンズ1を含んでなるレン
ズ系全体の光軸Lと一致しないようにする必要がある。
【0146】このように被検レンズ表面1a上の微小領
域に集光された測定光692aは被検レンズ表面1aに
おいてキャッツアイ反射し、反射の前後で同じ(或いは
平行な)光路を戻って集光手段614及び1/4波長板
617を上方に透過し、S偏光となって偏光ビームスプ
リッタ613に至る。一方、光透過反射手段613の半
透膜613aにおいて左方に反射した参照光692b
(S偏光)は光透過反射手段613の左方に設置された
1/4波長板627を左方に透過した後、集光手段62
5により集光され、1/4波長板627の左方に設置さ
れた反射手段626においてキャッツアイ反射した後、
反射の前後で同じ(或いは平行な)光路を戻って集光手
段625及び1/4波長板627を右方に透過し、P偏
光となって光透過反射手段613に戻る。
【0147】このように被検レンズ表面1aにおいてキ
ャッツアイ反射して偏光ビームスプリッタ613に戻っ
た測定光692aと、被検レンズ1には至らずに反射手
段626においてキャッツアイ反射して偏光ビームスプ
リッタ613に戻った参照光692bとは再び重ね合わ
され、偏光ビームスプリッタ613の反射面613bに
おいて上方に反射した後、ベース部B内の検光子800
経て集光手段618により集光されてイメージセンサ6
19の受光面上に干渉縞を形成する。イメージセンサ6
19はこの測定光692aと参照光692bとにより形
成された干渉縞を検出し、ディジタル信号に変換して演
算装置621に出力する。
【0148】被検レンズ1は図示しない回転台により基
準軸(ここでは、被検レンズ1を含んでなるレンズ系全
体の光軸L)まわりに回転されるようになっており、被
検レンズ1の基準軸(光軸L)まわりの方位角は回転台
の近傍に設けられた方位角センサ620により検出され
るようになっている。この方位角センサ620も上記演
算装置621に繋がっており、演算装置621は被検レ
ンズ1を基準軸(光軸L)まわりに回転させたときに生
じる干渉縞の変動を方位角センサ620により検出され
る被検レンズ1の方位角の情報をもとにして解析し、被
検レンズ1の基準軸(光軸L)に対する偏芯を求める。
【0149】ここで、その偏芯を求める具体的手順につ
いては、上述の第1〜第4実施形態に係る偏芯測定装置
の場合と同様であり、前述の式(1),(2)により被
検レンズ1の基準軸(光軸L)に対するシフト量(s)
又はチルト量(t)を求めることができる。このため本
変形例に係る偏芯測定装置においても、上述の第6実施
形態の基本構成例に係る偏芯測定装置と同様の効果が得
られる。また、偏芯測定の対象となっている被検レンズ
1がレンズ系の最も手前側(ここでは集光手段614等
がある側)に位置するものでないときには、得られた被
検レンズ1についての偏芯情報(シフト量及びチルト
量)を、その被検レンズ1の手前側にあるレンズ全ての
偏芯情報を用いて補正することにより、偏芯測定の対象
となっている被検レンズ1の正確な偏芯情報を得ること
ができる。
【0150】また、本変形例に係る偏芯測定装置におい
ては、コヒーレント長が短い可干渉光を射出する光源6
11を用いて被検レンズ1の表面でキャッツアイ反射し
た測定光692aが反射手段626でキャッツアイ反射
した参照光692b以外の光と干渉を起こさないように
し、干渉縞が測定光692aと参照光692bのみとに
より形成されるようにしてもよいのは上述の第6実施形
態の基本構成例に係る偏芯測定装置の場合と同様であ
る。
【0151】また、上記反射手段626を参照光692
bの光軸方向に移動可能な構成、又はヘッド部Hを光軸
方向にシフト可能な構成として縞走査を行うようにして
もよい。このような縞走査干渉法によれば、より高精度
な偏芯測定結果を得ることができる。なお、この場合、
反射手段626を参照光692bの光軸方向に移動させ
る機構(図示せず)はヘッド部H内に設けておいてもよ
い。
【0152】この第6実施形態の変形例に係る偏芯測定
装置においても、光源611、ビーム拡大器612、集
光手段618及びイメージセンサ619が1つのケース
C1内に収められてなるベース部Bと、偏光ビームスプ
リッタ613、2つの1/4波長板617,627、2
つの集光手段614,625及び反射手段626がこれ
とは別のケースC2内に収められてなるヘッド部Hが互
いに独立しているので、測定光692aの集光点を被検
レンズ表面1a上に位置させる集光点位置の調整時に
は、ベース部Bを含む装置全体ではなくヘッド部Hのみ
を上下させればよく、精度の良い集光点位置調整を行う
ことができる。
【0153】このように、本第6実施形態に係る偏芯測
定装置では、光源611より射出された可干渉光を2つ
の光に分割する手段(基本構成例では光透過反射手段6
16、変形例では光透過反射手段613)及びこれら両
光それぞれをキャッツアイ反射させる手段(基本構成例
では集光手段614及び光透過反射手段615、変形例
では両集光手段614,625及び反射手段626)を
まとめてヘッド部Hとするとともに、このヘッド部Hが
光源611を含んでなるベース部Bに対して独立して移
動可能な構成としており、このような構成を有する装置
では、ヘッド部Hがベース部Bから離れていても、これ
ら両部H,Bの間を進む両光(測定光691a,692
a及び参照光691b,692b)の光路は共通である
ため、偏芯測定時には、このヘッド部Hの被検レンズ1
に対する安定性が保たれるようにするのみで、精度の良
い偏芯測定を行うことができる。
【0154】なお、本第6実施形態の変形例に係る偏芯
測定装置においては、反射手段626を紙面に垂直な軸
まわりに傾動可能な構成としてもよい。
【0155】また、ここでは図示しないが、本第6実施
形態の基本構成例及び変形例に係る偏芯測定装置(図2
1及び図22参照)においては、前述した第1実施形態
の第2変形例に係る偏芯測定装置(図4参照)のよう
に、光源611から光透過反射手段616(或いは集光
手段614)に至るまでの光学系全体を紙面に垂直な軸
まわりに揺動可能とし、測定光691a(或いは692
a)の光軸方向をその測定光691a(或いは692
a)が至る被検レンズ表面1aにおける曲率半径方向に
一致させることができるようにしてもよい。
【0156】なお、上述した第6実施形態の基本構成例
及び変形例に係る偏芯測定装置は、被検レンズ1の反射
偏芯を測定する構成であったが、これらの装置に前述の
第5実施形態に係る偏芯測定装置の構成を応用すること
により、被検レンズ1の透過偏芯を測定できるようにす
ることも可能である。
【0157】これまで本発明の好ましい実施形態につい
て説明してきたが、本発明の範囲は上述のものに限定さ
れない。例えば、上述の実施形態においては、偏芯測定
の対象となる被検物はレンズ(凸レンズ)であったが、
これは一例に過ぎず、凹レンズや凹面鏡等であってもよ
い。また、上記各実施形態に係る測定装置を2つ(同種
でも異種でも良い)用意し、各測定光の被検レンズ表面
1a上の集光位置を異ならせて2箇所以上の干渉縞を同
時に得るとともに、両測定光の集光位置間の距離を正確
に計測しておくことにより、これら複数の干渉縞の変動
と両測定光の集光位置間の距離との関係により、より一
層正確な偏芯を求めることも可能である。
【0158】
【発明の効果】以上説明したように、第1の本発明に係
る偏芯測定装置(或いは偏芯測定方法)においては、干
渉縞を形成するこれら2光の共通光路を多く(非共通光
路を少なく)することができ、大気の揺らぎ(擾乱)や
振動等による外乱の影響を小さくして高精度な偏芯測定
を行うことが可能となる。また、測定光はその集光点を
被検物上に位置させる(キャッツアイ反射させる)だけ
でよく、その光軸方向が被検物表面の曲率中心を通るよ
うにする必要がないので、従来被検物の曲率半径が異な
るごとに行っていた光の方向調整は不要になり、測定が
簡易になる。
【0159】また、第2の本発明に係る偏芯測定装置
(或いは偏芯測定方法)においては、従来のように干渉
縞を形成する2光が被検物表面の曲率中心を通る(曲率
中心において交叉する)ようにする必要がなく、光源よ
り射出された可干渉光を被検物に極めて近い位置で分割
して干渉縞を形成する2光(測定光と参照光)を得るこ
とができる。このため、干渉縞を形成するこれら2光の
共通光路を多く(非共通光路を少なく)することがで
き、大気の揺らぎ(擾乱)や振動等による外乱の影響を
小さくして高精度な偏芯測定を行うことが可能となる。
また、測定光はその集光点を第1の反射手段上に位置さ
せる(キャッツアイ反射させる)だけでよく、その光軸
方向が被検物表面の曲率中心を通るようにする必要がな
いので、従来被検物の曲率半径が異なるごとに行ってい
た光の方向調整は不要になり、測定が簡易になる。
【0160】また、上記第1及び第2の本発明に係る偏
芯測定装置では、光源からの光を測定光と参照光とに分
割する手段及びこれら両光を反射させる手段をまとめて
ヘッド部とするとともに、このヘッド部が光源を含んで
なるベース部に対して独立して移動可能な構成とするこ
とができる。このような構成を有する装置では、ヘッド
部がベース部から離れていても、これら両部の間を進む
両光の光路は共通であるため、偏芯測定時には、このヘ
ッド部の被検物に対する安定性が保たれるようにするの
みで、精度の良い偏芯測定を行うことができる。更に、
測定光軸が回転軸と一致しないので、被検レンズの中心
付近に凹凸等の欠陥があった場合でもその影響を受ける
ことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る偏芯測定装置の第1実施形態の基
本構成例を示す図である。
【図2】集光手段と被検面との間の距離の変動を説明す
る図であり、実線で示す被検レンズは或る方位角におけ
るときのもの、破線で示す被検レンズはそれから180
度回転させたときのものを示している。
【図3】第1実施形態に係る偏芯測定装置の第1変形例
を示す図である。
【図4】第1実施形態に係る偏芯測定装置の第2変形例
を示す図である。
【図5】本発明に係る偏芯測定装置の第2実施形態の基
本構成例を示す図である。
【図6】第2実施形態に係る偏芯測定装置の第1変形例
を示す図である。
【図7】第2実施形態に係る偏芯測定装置の第2変形例
を示す図である。
【図8】第2実施形態に係る偏芯測定装置の第3変形例
を示す図である。
【図9】第2実施形態に係る偏芯測定装置の第4変形例
を示す図である。
【図10】第2実施形態に係る偏芯測定装置の第5変形
例を示す図である。
【図11】本発明に係る偏芯測定装置の第3実施形態の
基本構成例を示す図である。
【図12】第3実施形態に係る偏芯測定装置の第1変形
例を示す図である。
【図13】第3実施形態の基本構成に係る偏芯測定装置
を用いて被検物の裏面における反射偏芯を測定する場合
の例を示す図である。
【図14】第3実施形態に係る偏芯測定装置の第2変形
例を示す図である。
【図15】本発明に係る偏芯測定装置の第4実施形態の
基本構成例を示す図である。
【図16】第4実施形態に係る偏芯測定装置の変形例を
示す図である。
【図17】本発明に係る偏芯測定装置の第5実施形態の
基本構成例を示す図である。
【図18】第5実施形態に係る偏芯測定装置の第1変形
例を示す図である。
【図19】第5実施形態に係る偏芯測定装置の第2変形
例を示す図である。
【図20】第5実施形態に係る偏芯測定装置の第3変形
例を示す図である。
【図21】本発明に係る偏芯測定装置の第6実施形態の
基本構成例を示す図である。
【図22】第6実施形態に係る偏芯測定装置の変形例を
示す図である。
【図23】従来の偏芯測定装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 被検レンズ 1a 被検レンズ表面 11 光源 12 ビーム拡大器 13 光透過反射手段 14 集光手段 15 光透過反射手段 16 光透過反射手段 17 絞り 18 集光手段 19 イメージセンサ 20 方位角センサ 21 演算装置 91 可干渉光 91a 測定光 91b 参照光 L 光軸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源より射出された可干渉光を測定光と
    参照光とに分割し、前記測定光を被検物上においてキャ
    ッツアイ反射させる一方で、前記参照光を前記被検物に
    至らせることなく反射手段において反射させ、前記被検
    物上においてキャッツアイ反射した前記測定光と前記反
    射手段において反射した前記参照光とを重ね合わせて干
    渉縞を形成させる干渉光学系と、 前記被検物を基準軸まわりに回転させる被検物回転手段
    と、 前記被検物回転手段により前記被検物を前記基準軸まわ
    りに回転させたときに生ずる前記干渉縞の変動に基づい
    て前記被検物の前記基準軸に対する偏芯を求める演算手
    段とを備えたことを特徴とする偏芯測定装置。
  2. 【請求項2】 光源より射出された可干渉光を測定光と
    参照光とに分割し、前記測定光を被検物の一方の面側か
    ら入射させて前記被検物の他方の面側に設置した第1の
    反射手段においてキャッツアイ反射させる一方で、前記
    参照光を前記被検物に至らせることなく第2の反射手段
    において反射させ、前記第1の反射手段においてキャッ
    ツアイ反射して前記被検物の前記一方の面側に戻ってき
    た前記測定光と前記第2の反射手段において反射した前
    記参照光とを重ね合わせて干渉縞を形成させる干渉光学
    系と、 前記被検物を基準軸まわりに回転させる被検物回転手段
    と、 前記被検物回転手段により前記被検物を前記基準軸まわ
    りに回転させたときに生ずる前記干渉縞の変動に基づい
    て前記被検物の前記基準軸に対する偏芯を求める演算手
    段とを備えたことを特徴とする偏芯測定装置。
  3. 【請求項3】 前記可干渉光のコヒーレント長が短い光
    源を備え、前記参照光と前記測定光の光路長差を調整す
    る機構を備えていることを特徴とする請求項1又は2記
    載の偏芯測定装置。
  4. 【請求項4】 光源より射出された可干渉光を測定光と
    参照光とに分割し、前記測定光を被検物上においてキャ
    ッツアイ反射させる一方で、前記参照光を前記被検物に
    至らせることなく反射手段において反射させ、前記被検
    物上においてキャッツアイ反射した前記測定光と前記反
    射手段において反射した前記参照光とを重ね合わせて干
    渉縞を形成させ、前記被検物を基準軸まわりに回転させ
    たときに生ずる前記干渉縞の変動に基づいて前記被検物
    の前記基準軸に対する偏芯を求めることを特徴とする偏
    芯測定方法。
  5. 【請求項5】 光源より射出された可干渉光を測定光と
    参照光とに分割し、前記測定光を被検物の一方の面側か
    ら入射させて前記被検物の他方の面側に設置した第1の
    反射手段においてキャッツアイ反射させる一方で、前記
    参照光を前記被検物に至らせることなく第2の反射手段
    において反射させ、前記第1の反射手段においてキャッ
    ツアイ反射して前記被検物の前記一方の面側に戻ってき
    た前記測定光と前記第2の反射手段において反射した前
    記参照光とを重ね合わせて干渉縞を形成させ、前記被検
    物を基準軸まわりに回転させたときに生ずる前記干渉縞
    の変動に基づいて前記被検物の前記基準軸に対する偏芯
    を求めることを特徴とする偏芯測定方法。
  6. 【請求項6】 前記可干渉光のコヒーレント長が短い光
    源を備え、前記参照光と前記測定光の光路長差を調整す
    る機構を備えていることを特徴とする請求項4又は5記
    載の偏芯測定方法。
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