JP2004028672A - 非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法 - Google Patents
非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004028672A JP2004028672A JP2002182796A JP2002182796A JP2004028672A JP 2004028672 A JP2004028672 A JP 2004028672A JP 2002182796 A JP2002182796 A JP 2002182796A JP 2002182796 A JP2002182796 A JP 2002182796A JP 2004028672 A JP2004028672 A JP 2004028672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- eccentricity
- aspherical
- test surface
- shape data
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
【課題】非球面レンズに形状誤差が存在しても、高精度に非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を提供する。
【解決手段】回転部４は保持部３により保持されたレンズ１を回転させる。スポット軌跡検出手段５はレンズ１から反射された光のスポットの軌跡を検出する。環状領域形状データ取得手段６はレンズ１の被検面１ｂの環状領域の形状データを取得する。処理部８は環状領域の形状データと入力された被検面１ｂの形状データを対比して被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を取得する。処理部８はスポットの軌跡から被検面１ａ，１ｂの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量及び偏心方向を取得する。処理部８は面頂１ｔｂの位置と近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量及び偏心方向から被検面１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する。
【選択図】 図１
【解決手段】回転部４は保持部３により保持されたレンズ１を回転させる。スポット軌跡検出手段５はレンズ１から反射された光のスポットの軌跡を検出する。環状領域形状データ取得手段６はレンズ１の被検面１ｂの環状領域の形状データを取得する。処理部８は環状領域の形状データと入力された被検面１ｂの形状データを対比して被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を取得する。処理部８はスポットの軌跡から被検面１ａ，１ｂの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量及び偏心方向を取得する。処理部８は面頂１ｔｂの位置と近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量及び偏心方向から被検面１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面非球面レンズ及び片面非球面レンズの双方を含む非球面レンズの非球面軸の傾きを測定する非球面レンズの非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非球面レンズがもつ偏心を検査するための測定技術としては、近年、例えば特開平７−１５９２８３号公報にその非球面レンズの偏心測定装置と偏心測定方法が開示されている。
【０００３】
図６（ａ）は両面に非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図である。実線で示す両面の非球面１ａ，１ｂは、仮想線で示す近軸球面１ａ’，１ｂ’を基準として設計されている。近軸球面１ａ’，１ｂ’の曲率中心１ｏａ，１ｏｂを結ぶ直線ｈがこの非球面レンズの光軸となる。このように両面に非球面が形成されたレンズでは、非球面１ｂの頂点（面頂）１ｔｂと、近軸球面１ｂ’の曲率中心１ｏｂとを結ぶ非球面軸ｉｂとともに、非球面１ａの頂点（面頂）１ｔａと、近軸球面１ａ’の曲率中心１ｏａとを結ぶ非球面軸ｉａとの２つの非球面軸とが存在する。非球面軸ｉａ，ｉｂはそれぞれ非球面１ａ，１ｂの回転対称軸になる。
【０００４】
非球面レンズが設計どおりに製造されていれば、光軸ｈと２つの非球面軸ｉａ，ｉｂは完全に一致するが、実際にはそのようなレンズを製造することは困難である。図６（ａ）のように２つの非球面軸ｉａ、ｉｂと光軸ｈとがずれた状態では、非球面１ｂと非球面１ａは理想的な位置から傾いている。光軸ｈと非球面軸ｉａ，ｉｂとがなす角をそれぞれ角度εａ，εｂとする。角度εｂは非球面１ｂの非球面偏心量であり、角度εａは非球面１ａの非球面偏心量である。図６（ｃ）、図６（ｄ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂ，１ｔａの位置をそれぞれ示す図である。光軸ｈは平面ｘｙの原点を貫いている。面頂（頂点）の方位角は非球面１ｂ，１ａのそれぞれの非球面偏心方向θεｂ，θεａである。製造された非球面レンズの非球面偏心量εａ，εｂと非球面偏心方向θεａ，θεｂが評価された後、非球面レンズの型修正などが行われる。
【０００５】
図６（ｂ）は片面のみに非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図である。実線で示す非球面１ｂは、仮想線で示す近軸球面１ｂ’を基準として設計されている。面１ａは球面である。非球面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂと球面１ａの曲率中心１ｏａとを結ぶ直線ｈが非球面レンズの光軸となる。このような非球面レンズの場合には、非球面１ｂの頂点１ｔｂと近軸球面１ｂ’の曲率中心１ｏｂとを結ぶ非球面軸ｉｂが一本定義される。この非球面レンズが設計どおりに製造されていれば、光軸ｈと非球面軸ｉｂは完全に一致するが、実際にはそのようなレンズを製作することは困難である。図６（ｂ）に示すように非球面１ｂは理想的な位置から傾いている。光軸ｈと非球面軸ｉｂがなす角度εｂは非球面偏心量である。図６（ｅ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂの位置を示す図である。光軸ｈは平面ｘｙの原点を貫いている。面頂１ｔｂの方位角は非球面１ｂの非球面偏心方向θεｂである。片面のみに非球面が形成されている場合には、この非球面偏心量εｂ及び非球面偏心方向θεｂが評価され、型修正などが行なわれる。
【０００６】
図７は、特開平７−１５９２８３号公報に開示された非球面レンズ用の非球面偏心測定装置１００の概略図である。両面１０１ａ，１０１ｂに非球面が形成された非球面レンズ１０１は保持手段１０２により保持される。駆動手段１０３は保持手段１０２を非球面レンズ１０１の光軸とほぼ重なる回転軸ｋ回りに回転する。非球面レンズ１０１の回転原点の位置は回転原点位置検知手段１０４により検知される。光源１０５は非球面レンズ１０１に回転軸ｋに沿って光を照射する。非球面レンズ１０１から反射された光のスポット像は光学系１０７を通って所定の結像位置に結像する。この結像位置にはスポット像の位置を検知するスポット位置検知手段１０８が配置されている。変位測定手段１０９，１１０は非球面レンズ１０１が回転されたときの両面１０１ａ，１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位を測定する。演算手段１１２は回転原点位置検知手段１０４、スポット位置検知手段１０８及び変位測定手段１０９，１１０のそれぞれのデータに基づいて両面１０１ａ，１０１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出する。アクチュエータ１１１は演算手段１１２の指示に基づいて非球面レンズ１０１をその回転軸ｋとほぼ直交する方向に移動させることができる。
【０００７】
保持手段１０２が回転軸ｋとほぼ平行な軸を有する中空円筒形状の保持部を有している。保持部の直径はほぼ球面と見なせる非球面レンズ１０１の近軸領域の大きさよりも小さい。薄肉の円筒から構成される保持部を用いることができる。また、保持部の非球面レンズ１０１に接触する縁をナイフエッジ状に形成することもできる。
【０００８】
非球面偏心測定装置１００は以下に示す第１及び第２の非球面偏心測定方法に従って非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する。先ず第１の非球面偏心測定方法を説明する。両面１０１ａ，１０１ｂはそれぞれ非球面である。非球面１０１ａを保持させる。回転軸ｋと非球面１０１ａの非球面軸とを一致させる。一致させるには、変位測定手段１１０により測定された回転軸ｋ方向の変位が一定になるように、非球面レンズ１０１を回転軸ｋとほぼ直交する方向に移動させる。移動させるために、アクチュエータ１１１を用いることができる。アクチュエータ１１１は非球面１０１ａの回転軸ｋ方向の変位を確かめながら非球面レンズ１０１を移動させる。
【０００９】
次に、保持部を回転させながら、非球面レンズ１０１に光を照射して非球面１０１ｂで光を反射させ、スポット位置検知手段１０８を用いてスポット像の位置を検知する。スポット像は円を描く。この円の半径と中心に基づいて非球面１０１ｂの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向を算出する。
【００１０】
変位測定手段１０９を用いて非球面１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位を測定する。先に求めた非球面１０１ｂの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向を非球面１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位に換算する。測定された非球面１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位からこの換算された変位を差し引く。差し引いた結果を非球面１０１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向に換算する。
【００１１】
次に、第２の非球面偏心測定方法を説明する。先ず非球面１０１ａを保持させ、回転軸ｋと非球面１０１ｂの近軸曲率中心とを一致させる。この後、保持部を回転させながら、非球面レンズ１０１に光を照射して非球面１０１ａで光を反射させ、スポット位置検知手段１０８を用いてスポット像の位置を検知する。スポット像が描く円の半径と中心に基づいて非球面１０１ａの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向を算出し、回転軸ｋと被検レンズ１０１の光軸との間の軸ずれの方向及び軸ずれ量を求める。
【００１２】
回転軸ｋと被検レンズ１０１の光軸との間の軸ずれ方向と軸ずれ量から、当該軸ずれに基づく被検レンズ１０１両面の回転軸方向の変位を算出し、被検レンズ両面の回転軸方向の変位を実測し、得られた各実測値から算出値を差し引き、その結果より、両面の非球面のレンズ光軸に対する非球面偏心量及び偏心方向を算出する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来技術においては、被検レンズ１０１を回転させた時のそれぞれの面の光軸方向の変位量の変化に基づいて非球面偏心量を算出している。
【００１４】
非球面軸が回転軸ｋと完全に一致している場合、理想的には変位測定手段１０９，１１０により測定された非球面１０１ｂ，１０１ａの回転軸ｋ方向の変位は一定である。しかしながら、実際のレンズ表面には、加工時のエラー等により形成される、アスやコマ収差の発生要因となる局部的な誤差や微小な凹凸などの形状誤差が存在する場合がある。そのため、回転軸に対して非球面１０１ａ，１０１ｂの非球面軸が傾いていないときに、変位測定手段１０９，１１０により測定された回転軸ｋ方向の変位が一定にならないことがある。従って、測定された非球面１０１ｂ，１０１ａの回転軸ｋ方向の変位が非球面軸の傾きに起因しているのか、形状誤差に起因しているのかを判断できないので、精度良く非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定することができない。
【００１５】
近年、光通信分野、光ピックアップ、デジタルカメラなどの分野では小径の非球面レンズを含んだ小型光学系が使用されている。このような小径の非球面レンズにはより高い性能をもつ非球面レンズ、例えば大きな非球面量をもつ非球面レンズが用いられる。このような小径の非球面レンズの製造は難しく、形状誤差の生ずる可能性が高い。
【００１６】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、非球面レンズに形状誤差が存在しても、高精度に非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定することができる非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係わる非球面偏心測定装置は、レンズを保持する保持部と、この保持部とともにレンズを回転させる回転部であって、前記レンズの光軸と回転部の回転軸とはほぼ並列しかつ接近している回転部と、回転部により回転させられているレンズにこの回転軸に沿って光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出手段と、前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得手段と、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データが入力され、一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得し、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データに基づいてそれぞれ一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率を取得し、この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポット軌跡検出手段により検出されたスポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得し、この一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とこの他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記一方の被検面の面頂の位置とに基づいて一方の被検面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する処理部とを具備している。
【００１８】
本発明の請求項２に係わる非球面偏心測定方法は、レンズの光軸とほぼ並列しこの光軸に接近している回転軸周りにレンズを回転させながら、この回転軸に沿ってレンズに光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出工程と、レンズの一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データとを用意する被検面形状データ用意工程と、一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とを用意する近軸曲率用意工程と、この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得する近軸曲率中心取得工程と、前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得工程と、前記一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得する面頂位置取得工程と、
この一方の被検面の面頂の位置と前記一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とに基づいてレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する非球面偏心取得工程とを具備している。
【００１９】
本発明の請求項３に係わる非球面偏心測定方法は、前記被検面形状データ用意工程により用意されたレンズの被検面の形状データを関数化する形状データ関数化工程をさらに具備している。
【００２０】
本発明の請求項４に係わる非球面偏心測定方法では、前記近軸曲率用意工程により用意される一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とは、前記被検面形状データ用意工程により用意される一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データとに基づいてそれぞれ取得される。
【００２１】
本発明の請求項５に係わる非球面偏心測定方法では、前記近軸曲率用意工程により用意される一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とは、レンズの設計式に基づいてそれぞれ取得される。
【００２２】
本発明の請求項６に係わる非球面偏心測定方法では、前記面頂位置取得工程では、前記一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状とが重なるよう、環状領域の形状データに基づく形状と一方の被検面の形状データに基づく形状との少なくとも一方をシフトかつチルトし、このシフト量及びチルト量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得する。
【００２３】
本発明の請求項７に係わる非球面偏心測定方法では、前記非球面偏心取得工程で取得されるレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向は、一方の被検面の近軸曲率中心と他方の被検面の近軸曲率中心とを結んだ光軸と、一方の被検面の面頂と一方の被検面の近軸曲率中心とを結んだ非球面軸との傾き量及び方向である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定装置を説明する。図１は非球面偏心測定装置の概略図である。測定されるレンズ１は互いに対向する被検面１ｂと被検面１ａとをもっている。被検面１ｂと被検面１ａの少なくとも一方は非球面である。被検面１ｂと被検面１ａはそれぞれ凸面でも良いし、凹面でも良い。本実施の形態では、両被検面１ｂ，１ａとも非球面でありかつ凸面である。非球面偏心測定装置は被検面１ｂ及び被検面１ａの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する。
【００２５】
非球面偏心測定装置はレンズ１を保持する円筒形の保持部３を有している。図１では保持部３の断面が示されている。円筒の中心軸方向の一端には、中心軸に直交している環状の端面が形成されている。この端面と内周面との境界には、端面に沿って延びている円形のエッジ３ａが形成されている。この端面と外周面との境界には、端面に沿って延びている円形のエッジ３ｂが形成されている。エッジ３ａとエッジ３ｂの中心はともに円筒の中心軸上にある。レンズ１が保持部３に保持されるとき、被検面１ｂ又は被検面１ａが保持される。被検面１ａ，１ｂが凸面のときは、被検面１ａ，１ｂがエッジ３ａに載置されることで、保持がなされる。被検面１ａ，１ｂが凹面のときは、被検面１ａ，１ｂはエッジ３ｂに載置される。図１では凸面である被検面１ａがエッジ３ａに載置されている。
【００２６】
エッジ３ａ，３ｂとは反対側に位置する保持部３の他端は保持部３とともにレンズ１を回転させる回転部４が取り付けられている。回転部４の回転軸９は保持部３の中心軸と一致している。回転部４にはレンズ１の回転角を検出する回転角検出部７が取り付けられている。回転角検出部７は処理部８に接続されている。
【００２７】
回転軸９上にはスポット軌跡検出手段５が配置されている。スポット軌跡検出手段５と回転部４の間には保持部３が位置している。スポット軌跡検出手段５は、光源、ハーフミラー、結像光学系及び撮像素子（それぞれ図示せず）を有している。光源にはランプが用いられている。光源から発せられた光は、回転軸９上に配置されたハーフミラーにより、回転軸９に沿ってレンズ１に向かうよう偏向される。ハーフミラーの代わりにプリズムを用いても良い。偏向された光は回転軸９上に配置された結像光学系を通り、回転部４により回転させられているレンズ１に回転軸９に沿って導かれる。結像光学系を構成するレンズ群の一部は移動することができる。これにより、レンズ１に導かれた光を所望の点に集光することができる。レンズ１に導かれた光は被検面１ｂ又は被検面１ａの近軸曲率中心に集光される。レンズ１から反射された光は再び結像光学系を通り、ハーフミラーを透過し、所定の結像面にて結像する。結像された像はスポット状である。このスポットの位置は結像面に配置された撮像素子により検出される。
【００２８】
光が集光される被検面の近軸曲率中心が回転軸９と一致しないときは、スポットはレンズ１の回転に応じて結像面上で円を描く。即ち、スポットの「振れ回り」が生じる。光が集光される被検面の近軸曲率中心が回転軸９と一致するときは「振れ回り」は生じない。スポット軌跡検出手段５により検出されたスポットの軌跡は処理部８に渡される。
【００２９】
処理部８には、回転軸９から一定の距離にあり、被検面に沿って延びている環状領域の各部分の回転軸９方向の変位を検出する環状領域変位検出部６が接続されている。環状領域変位検出部６は接触式の変位計を有している。変位計の探針６ａの先端は保持部３に保持された被検面とは反対側にある被検面（図１では被検面１ｂ）に接触させられる。探針６ａの先端は回転軸９方向に動く。環状領域変位検出部６は変位計の位置を変更する機構を有している。これにより、探針６ａが接触している被検面１ｂの部分と回転軸９との距離を所定の距離Ｒｂにすることができる。レンズ１が回転すると、探針６ａの先端は環状領域をなぞりながら、回転軸９方向に動く。
【００３０】
図１〜図５を参照して、処理部８の動作とともに、本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定方法を説明する。図２は非球面偏心測定方法のフローチャートである。このフローチャートに従って、処理部８は被検面１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する。先ず、レンズ１を保持部３に保持させる。このとき、レンズ１の光軸と回転軸９がほぼ並列しかつ接近するよう、レンズ１を位置決めする。これにより、後に行う被検面１ａの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向の測定が高精度になされる。ところで、被検面１ａが球面の場合には、レンズ１を保持部３に保持させれば被検面１ａの近軸曲率中心は常に回転軸９上に位置する。本実施の形態では被検面１ａは非球面であるので、レンズ１を保持部３に保持させたときに被検面１ａの近軸曲率中心が常に回転軸９上に位置するとは限らない。
【００３１】
レンズ１の位置決めについて説明する。スポット軌跡検出手段５を用いてレンズ１から反射された光のスポットの軌跡を検出する。レンズ１の位置決めを行うときには、光を被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂに集光する。被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂはレンズ１の回転に応じて動く。スポットは被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの動きに応じて動く。スポットの軌跡がほぼ点になるよう保持部３に対してレンズ１を動かす。これにより、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂがほぼ回転軸９上に位置する。被検面１ａは保持部３のエッジ３ａにより支持されている。このエッジ３ａは回転軸９に対して同軸となっているので、被検面１ａの非球面軸が傾いていなければ、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａは完全に回転軸９上存在する。被検面１ａの非球面軸の傾き量が微小な場合には近軸曲率中心１ｏａは回転軸９の付近に存在する。この結果、レンズ１の光軸と回転軸９がほぼ並列しかつ接近する。
【００３２】
レンズ１の位置決めが完了した後、光を被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａに集光し、再びスポットの軌跡を検出する（スポット軌跡検出工程Ｓ１）。位置決めの後、２度目に検出されたスポットの軌跡は被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心の影響を受けながら、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの動きに応じて動く。１度目に検出されたスポットの軌跡と２度目に検出されたスポットの軌跡とは処理部８に渡される。これと同時に、処理部８には回転角検出部７からレンズ１の回転角が渡される。処理部８はレンズ１の回転角毎のスポットの位置を取得する。
【００３３】
次に、非球面偏心測定装置の使用者は被検面１ａの形状データと被検面１ｂの形状データを用意するとともに（被検面形状データ用意工程Ｓ２）、被検面１ａの近軸曲率と被検面１ｂの近軸曲率とを用意する（近軸曲率用意工程工程Ｓ３）。被検面１ａ，１ｂの形状データは適切な測定装置を用いて取得される。取得された形状データは処理部８に入力される。近軸曲率用意工程Ｓ３について説明する。工程Ｓ３により用意される被検面１ａ，１ｂの近軸曲率は、被検面１ａ，１ｂの形状データに基づいてそれぞれ取得される。非球面である被検面１ａ，１ｂは理想的にはレンズ１の設計式により表される形状に成形される。設計式にはいわゆる非球面式が用いられる。しかしながら、製造誤差があると、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状は設計式により表された形状からずれる。設計式はパラメータとして被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率をもっている。このパラメータには設計値が代入されている。設計式は処理部８に入力される。処理部８は設計式と被検面１ａ，１ｂの形状データとの差が最小になるよう、設計式のパラメータ、即ち被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率を設計値から変化させる。このようにして求められた近軸曲率が近軸曲率用意工程Ｓ３で用意される近軸曲率である。
【００３４】
近軸曲率用意工程Ｓ３で用意される被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率は、被検面１ａ，１ｂの形状データの代わりに、レンズ１の設計式に基づいて取得されても良い。この場合、近軸曲率用意工程Ｓ３で用意される近軸曲率は、設計式に用いられる近軸曲率の設計値である。
【００３５】
次に、処理部８は、近軸曲率用意工程Ｓ３にて用意された被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率と、スポット軌跡検出工程Ｓ１にて検出されたスポットの軌跡とに基づいて、回転軸９に対する被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとを取得する（近軸曲率中心取得工程Ｓ４）。
【００３６】
図３（ａ）はｘｙｚ座標系をもつ３次元空間における被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの位置とそれぞれの面頂１ｔａ，１ｔｂの位置とを示す図である。ｚ軸は回転軸９に一致している。ｚ軸の正の方向は被検面１ａから被検面１ｂに向かう方向である。図３（ｂ）は図３（ａ）に示された位置を−ｙ方向から見た図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示された位置をｘ方向から見た図である。図３（ｄ）はｚ方向から見た被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの位置を示す図であり、図３（ｅ）はｚ方向から見た被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの位置を示す図である。図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示されているように、レンズ１が回転すると、被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂはそれぞれ矢印の向きに回転する。図３（ｄ）及び図３（ｅ）ではレンズ１はｚ方向から見て反時計回りに回転している。偏心量δａ，δｂはそれぞれｚ軸、即ち回転軸９と近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂとの間の距離である。近軸曲率中心の偏心方向θａ，θｂは、それぞれ回転軸９を含む基準面（ｘｚ平面）と、回転軸９と近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂとを含む平面とのなす角である。
【００３７】
近軸曲率中心取得工程Ｓ４は良く知られた仕方に従って行うことができる。但し、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａを取得するときには、光がレンズ１を透過するときに生じる効果を考慮する必要がある。偏心量δａ及び偏心方向θａを取得するために用いられるスポットの軌跡は被検面１ｂを透過し検出される。スポットの軌跡を被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂに集光しながら検出する場合とは異なり、検出の際にレンズ１に導かれた光はレンズ１の被検面１ｂを透過し、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａに集光する。この後、光は再び被検面１ｂを透過する。このため、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａを取得するときには、被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率に加えて、レンズ１の肉厚、レンズ１の屈折率などが必要である。これらは適切な測定装置を用いて測定され、処理部８に入力される。
【００３８】
近軸曲率中心取得工程Ｓ４では、それぞれの面の近軸曲率中心の偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを取得するために、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの形状データに基づいて得られた近軸曲率を用いる。これにより、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを得ることができる。
【００３９】
図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示すように、近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂのｘ方向の座標及びｙ方向の座標に変換することができる。
【００４０】
１ｏａｘ＝δａ×ｃｏｓθａ …（１）
１ｏａｙ＝δａ×ｓｉｎθａ …（２）
１ｏｂｘ＝δｂ×ｃｏｓθｂ …（３）
１ｏｂｙ＝δｂ×ｓｉｎθｂ …（４）
１ｏａｘ，１ｏａｙはそれぞれ近軸曲率中心１ｏａの位置のｘ方向の座標、ｙ方向の座標であり、１ｏｂｘ，１ｏｂｙはそれぞれ近軸曲率中心１ｏｂの位置のｘ方向の座標、ｙ方向の座標である。
【００４１】
次に、処理部８は上述した環状領域の形状データを取得する（環状領域形状データ取得工程Ｓ５）。処理部８には環状領域変位検出部６から環状領域の各部分の回転軸９方向の変位が渡される。同時に、処理部８には回転角検出部７からレンズ１の回転角が渡される。回転角はレンズ１が３６０／ｎ°だけ回転する毎に渡される。渡される回転角をθｒｏｔ（ｉ）とする。ｉは回転角が渡された回数である。処理部８に回転角θｒｏｔ（ｉ）が渡されると同時に、処理部８には環状領域の変位ＡＳＰｂ（ｉ）が渡される。θｒｏｔ（ｉ）とＡＳＰｂ（ｉ）から処理部８は環状領域の形状データ（ｘ（ｉ），ｙ（ｉ），ｚ（ｉ））を取得する。
【００４２】
ｘ（ｉ）＝Ｒｂ×ｃｏｓ（θｒｏｔ（ｉ）） …（５）
ｙ（ｉ）＝Ｒｂ×ｓｉｎ（θｒｏｔ（ｉ）） …（６）
ｚ（ｉ）＝ＡＳＰｂ（ｉ） …（７）
ｉ＝１，２，３…ｎ
式（５）〜（７）は環状領域上のｎ個の点の位置を表している。Ｒｂは回転軸９から環状領域の検出点までの距離である。ｚ軸の正の方向は被検面１ａから被検面１ｂに向かう方向である。
【００４３】
次に、処理部８は被検面形状データ用意工程Ｓ２にて用意された被検面１ｂの形状データを関数化する（形状データ関数化工程Ｓ６）。この関数式は、製造されたレンズ１の実際の被検面１ｂの形状を近似的に表す。この関数式にて非球面式では表すことができない、アスやコマなどの局部的な誤差や微小な凹凸等の形状誤差を表すことができる。この関数式には、多項式、べき級数、ツェルニケ多項式、スプライン関数、点列の補間等がある。この後、処理部８は、この関数化された被検面１ｂの形状データに基づく形状と、環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて回転軸に対する被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を取得する。即ち、この関数化された被検面１ｂの形状データに基づく形状と、環状領域の形状データに基づく形状とが重なるよう、環状領域の形状データに基づく形状を仮想的に移動し、この環状領域の形状データに基づく形状の移動量に基づいて回転軸に対する被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を取得する（面頂位置取得工程Ｓ７）。
【００４４】
処理部８は以下のように環状領域の形状データに基づく形状を仮想的に移動する。（図３、図４参照）先ず、環状領域をｘｙ方向にシフトする。即ち、式（５）〜（７）で表された点列の中心のｘｙ座標（０，０）が（１ｏｂｘ，１ｏｂｙ）に移動するように、式（５）〜（７）で表された点列をｘｙ方向にシフトする。１ｏｂｘ，１ｏｂｙはそれぞれ式（３）、式（４）により求められている。このときの環状領域の形状データの移動量、即ちｘ方向のシフト量とｙ方向のシフト量はそれぞれ１ｏｂｘ，１ｏｂｙである。
【００４５】
次に、環状領域の形状データと形状データ関数化工程Ｓ６にて求められた関数との差が最も小さくなるように、環状領域の形状データをｚ軸方向にシフトさせる。さらに、ｙ軸に平行でありかつシフトされた環状領域の中心を通る軸回りに、環状領域を所定角度だけ回転させる。即ち、この所定角度だけｘ方向にチルトさせる。また、ｘ軸に平行でありかつ環状領域の中心を通る軸回りに、環状領域を所定角度だけｙ方向にチルトさせる。さらに、環状領域の形状データと、形状データ関数化工程Ｓ６にて求められた関数があらわす形状との差が最も小さくなるように、環状領域の形状データをｚ方向に所定の距離だけシフトする。関数化された被検面１ｂの形状データに基づく形状と、環状領域の形状データとの差が最少となるまで（両者が重なるようにシフトを行う）、ｘ方向のチルト、ｙ方向のチルト及びｚ方向のシフトを繰り返す。−ｙ方向から見た、環状領域により囲まれる平面の法線とｚ軸とのなす角がｘ方向のチルト量であり、ｘ方向から見た、この平面の法線とｚ軸とのなす角がｙ方向のチルト量である。
【００４６】
本実施の形態では環状領域の形状データに基づく形状をシフトかつチルトしているが、被検面１ｂの形状データに基づく形状をシフトかつチルトしても良い。また、両方をシフトかつチルトしても良い。また、本実施の形態では被検面１ｂと環状領域が重なるよう（差が最少となるよう）上記のように環状領域を動かしたが、環状領域の動かし方はこれに限定されない。
【００４７】
次に、処理部８は環状領域の移動量、即ち、ｘ方向のシフト量１ｏｂｘ、ｙ方向のシフト量１ｏｂｙ、ｘ方向のチルト量Ａｂｘ及びｙ方向のチルト量Ａｂｙに基づいて、回転軸９、即ちｚ軸に対する被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を以下の式（８）及び（９）に従って取得する。図４（ａ）、図４（ｂ）にはそれぞれ−ｙ方向、ｘ方向から見た被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置が表されている。
【００４８】
１ｔｂｘ＝１ｏｂｘ＋ｒｂｘ×ｓｉｎ（Ａｂｘ） …（８）
１ｔｂｙ＝１ｏｂｙ＋ｒｂｙ×ｓｉｎ（Ａｂｙ） …（９）
１ｔｂｘ，１ｔｂｙはそれぞれ面頂１ｔｂの位置のｘ方向、ｙ方向の座標である。ｒｂｘ，ｒｂｙはそれぞれｙ方向、−ｘ方向から見た被検面１ｂの面頂１ｔｂと近軸曲率中心１ｏｂの間の線分の長さである。図３（ｂ）、図３（ｃ）にはそれぞれ面頂１ｔｂの位置（１ｔｂｘ，１ｔｂｙ）が示されている。図３（ｆ）はｚ方向から見た面頂１ｔｂの位置（１ｔｂｘ，１ｔｂｙ）を示す図である。
【００４９】
次に、処理部８は、被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置（１ｔｂｘ，１ｔｂｙ）と被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとに基づいて、レンズ１の被検面１ｂの非球面偏心量εｂ及び非球面偏心方向θεｂを取得する（非球面偏心取得工程Ｓ８）。近軸曲率中心の偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂは近軸曲率中心取得工程Ｓ４にて取得されている。ここで、非球面偏心量εｂ及び非球面偏心方向θεｂは、被検面１ｂの近軸曲率中心と被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａとを結んだ光軸と、被検面１ｂの面頂１ｔｂと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂとを結んだ非球面軸との傾き量及び方向である。
【００５０】
図４（ａ）は−ｙ方向から見た、被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置１ｔｂｘ、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの位置１ｏｂｘ及び被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの位置１ｏａｘを示す図である。図４（ｂ）はｘ方向から見た、面頂１ｔｂの位置１ｔｂｙ、近軸曲率中心１ｏｂの位置１ｏｂｙ及び近軸曲率中心１ｏａの位置１ｏａｙを示す図である。近軸曲率中心１ｏａの位置（１ｏａｘ，１ｏａｙ）、近軸曲率中心１ｏｂの位置（１ｏｂｘ，１ｏｂｙ）は、式（１）〜（４）に従って取得されている。
【００５１】
非球面偏心取得工程Ｓ８では先ず、近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂ間のｚ方向の距離Ｚｏを求める（ステップｓ１）。
【００５２】
ｒｂは被検面１ｂの近軸曲率、ｒａは被検面１ａの近軸曲率、ｄは被検レンズの肉厚である。
【００５３】
次に、近軸曲率中心１ｏｂと面頂１ｔｂの間のｚ方向の距離Ｚｂを求める（ステップｓ２）。
【００５４】
−ｙ方向から見たときの、ｚ軸に対する被検面１ｂの非球面軸１ｔｂ−１ｏｂの傾きと、ｚ軸に対するレンズ１の光軸１ｏａ−１ｏｂの傾きとを求めて、−ｙ方向から見たときの、非球面軸１ｔｂ−１ｏｂと光軸１ｏａ−１ｏｂのなす角、即ち被検面１ｂの非球面偏心量εｂのｘ成分εｂｘを求める（ステップｓ３）。
【００５５】
ｘｚ平面で、面頂のｘ成分１ｔｂｘから光軸のｘ成分１ｏａｘ−１ｏｂｘに垂線を下ろしその交点を点Ｃ１とする。点Ｃ１と面頂のｘ成分１ｔｂｘの間の距離Ｌｂｘを求める（ステップｓ４）。
【００５６】
Ｌｂｘ＝ｒｂｘ×ｓｉｎεｂｘ …（１３）
ステップｓ３と同様にして、ｘ方向から見たときの、非球面軸１ｔｂ−１ｏｂと光軸１ｏａ−１ｏｂのなす角、即ち被検面１ｂの非球面偏心量εｂのｙ成分εｂｙを求める（ステップｓ５）。
【００５７】
ｙｚ平面で、面頂のｙ成分１ｔｂｙから光軸のｙ成分１ｏａｙ−１ｏｂｙに垂線を下ろしその交点を点Ｃ２とする。点Ｃ２と面頂のｙ成分１ｔｂｙの間の距離Ｌｂｙを求める（ステップｓ６）。
【００５８】
Ｌｂｙ＝ｒｂｙ×ｓｉｎεｂｙ …（１５）
光軸１ｏａ−１ｏｂに対する被検面１ｂの非球面軸１ｏｂ−１ｔｂの傾き、即ち非球面偏心量εｂを求める（ステップｓ７）。
【００５９】
εｂ＝ｓｉｎ−１（（Ｌｂｘ２＋Ｌｂｙ２）１／２／ｒｂ）…（１６）
非球面偏心方向θεｂを求める（ステップｓ８）。
【００６０】
θεｂ＝ｔａｎ−１（Ｌｂｙ／Ｌｂｘ） …（１７）
ステップｓ１〜ｓ８が行われる順番は上記したものに限られない。例えば、ステップｓ３〜ｓ６をｓ５，ｓ６，ｓ３，ｓ４の順で行っても良い。この場合、非球面偏心量εｂのｙ成分εｂｙが先に求められ、ｘ成分εｂｘが後に求められる。また、ステップｓ３〜ｓ６をｓ３，ｓ５，ｓ４，ｓ６の順で行っても良い。この場合、図４（ａ）に示された量と図４（ｂ）に示された量とが交互に求められる。
【００６１】
次に、レンズ１を反転し被検面１ａを上にした状態にて保持部３に保持させる。被検面１ｂは保持部３のエッジ３ａに載置される。この後、レンズ１の光軸と回転軸９がほぼ並列し、かつ近接するよう、レンズ１を位置決めする。図５は非球面偏心測定方法のフローチャートである。このフローチャートに従って、処理部８は被検面１ａの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する。処理のフローは被検面１ｂを上にした場合と同様のものであるが、レンズ１を反転させているので、近軸曲率中心の偏心方向および非球面偏心方向は反転させる方向により、ｘ方向もしくはｙ方向の正負が逆転し、設計式についてはｚの方向が反転することに注意する必要がある。
【００６２】
レンズ１の位置決めの後、処理部８は環状領域形状データ取得工程Ｓ５と同様にして、回転軸９から一定の距離にあり、被検面１ａに沿って延びる裏面環状領域の形状データを取得する（裏面環状領域形状データ取得工程Ｓ１０）。裏面環状領域の各部分の位置はｘｙｚ座標上の点で表される。ｚ軸は回転軸９と一致している。ｚ軸の正の方向は被検面１ｂから被検面１ａに向かう方向にとる。
【００６３】
被検面１ａを上にした状態にて処理部８は、近軸曲率用意工程Ｓ３にて用意された被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率と、被検面１ａを上にした状態での被検面両面のスポットの軌跡とに基づいて、回転軸９に対する被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとを取得する（反転近軸曲率中心取得工程Ｓ９）。
【００６４】
反転近軸曲率中心取得工程Ｓ９は被検面１ｂを上にした状態の時と同様に、良く知られた仕方に従って行うことができる。但し、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂを取得するときには、光がレンズ１を透過するときに生じる効果を考慮する必要がある。偏心量δｂ及び偏心方向θｂを取得するために用いられるスポットの軌跡は被検面１ａを透過し検出される。スポットの軌跡を被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａに集光しながら検出する場合とは異なり、検出の際にレンズ１に導かれた光はレンズ１の被検面１ａを透過し、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂに集光する。この後、光は再び被検面１ａを透過する。このため、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂを取得するときには、被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率に加えて、レンズ１の肉厚、レンズ１の屈折率などが必要である。これらは適切な測定装置を用いて測定され、処理部８に入力される。
【００６５】
次に、処理部８は形状データ関数化工程Ｓ６と同様にして被検面形状データ用意工程Ｓ２にて用意された被検面１ａの形状データを関数化する（裏面形状データ関数化工程Ｓ１１）。この工程Ｓ１１で得られた関数のｚ軸は、形状データ関数化工程Ｓ６と同様に被検面１ａの非球面軸と一致している。このｚ軸の正の方向は被検面１ｂから被検面１ａに向かう方向であり、裏面環状領域の形状データのｚ軸の正の方向と一致している。
【００６６】
次に、処理部８は、裏面環状領域の形状データに基づく形状と関数化された被検面１ａの形状データに基づく形状とが重なるよう、裏面環状領域の形状データに基づく形状を仮想的に移動し、裏面環状領域の形状データに基づく形状の移動量に基づいて回転軸９に対する被検面１ａの面頂１ｔａの位置を取得する（裏面面頂位置取得工程Ｓ１２）。この工程Ｓ１２は面頂位置取得工程Ｓ７と同様に行われる。図３（ｂ）、図３（ｃ）に面頂１ｔａの位置のｘ方向の座標１ｔａｘ、ｙ方向の座標１ｔａｙがそれぞれ示されている。図３（ｇ）はｚ方向から見た面頂１ｔａの位置（１ｔａｘ，１ｔａｙ）を示す図である。
【００６７】
次に、処理部８は、この被検面１ａの面頂１ｔａの位置と被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとに基づいて被検面１ａの非球面偏心量εａ及び非球面偏心方向θεａを取得する（裏面非球面偏心取得工程Ｓ１３）。この工程Ｓ１３は非球面偏心取得工程Ｓ８と同様にして行われる。近軸曲率中心の偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂは反転近軸曲率中心取得工程Ｓ９にて取得されている。図３（ｂ）、図３（ｃ）に被検面１ａの非球面偏心量εａのｘ成分εａｘ、ｙ成分εａｙがそれぞれ示されている。ｘ成分εａｘ、ｙ成分εａｙはそれぞれ−ｙ方向、ｘ方向から見たときの、非球面軸１ｔａ−１ｏａと光軸１ｏａ−１ｏｂのなす角である。
【００６８】
上述のように、本実施の形態の非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法では、近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂのそれぞれの偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを取得するために、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの形状データに基づいて得られた近軸曲率が用いられる。また、面頂１ｔａ，１ｔｂの位置を取得するためにも実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの形状データが用いられる。これにより、非球面レンズに形状誤差が存在しても、レンズ１のそれぞれの被検面１ａ，１ｂの高精度な非球面偏心量及び非球面偏心方向が得られる。
【００６９】
本実施の形態の非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を用いれば、一方の被検面が非球面であり、他方の被検面が球面であるレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向も取得することができる。この場合、レンズ１の球面側を保持部３に保持させる。
【００７０】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したことから明らかなように、本発明に従った非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を用いれば、非球面レンズに形状誤差が存在しても、高精度に非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定装置の概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定方法のフローチャートの一部。
【図３】（ａ）は近軸曲率中心の位置と面頂の位置を示す図。（ｂ）は（ａ）に示された位置を−ｙ方向から見た図。（ｃ）は（ａ）に示された位置をｘ方向から見た図。（ｄ）はｚ方向から見た被検面１ａの近軸曲率中心の位置を示す図。（ｅ）はｚ方向から見た被検面１ｂの近軸曲率中心の位置を示す図。（ｆ）はｚ方向から見た被検面１ｂの面頂の位置を示す図。（ｇ）はｚ方向から見た被検面１ａの面頂の位置を示す図。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ−ｙ方向、ｘ方向から見た、被検面１ｂの面頂の位置、被検面１ｂの近軸曲率中心の位置及び被検面１ａの近軸曲率中心の位置を示す図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定方法のフローチャートの一部。
【図６】（ａ）は従来の非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法に用いられる、両面に非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図。（ｂ）は片面のみに非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図。（ｃ）、（ｄ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂ，１ｔａの位置をそれぞれ示す図。（ｅ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂの位置を示す図。
【図７】従来の非球面偏心測定装置の概略図。
【符号の説明】
１ レンズ
３ 保持部
４ 回転部
５ スポット軌跡検出手段
６ 環状領域変位検出部
７ 回転角検出部
８ 処理部
９ 回転軸
１ａ 被検面
１ｏａ 被検面１ａの近軸曲率中心
１ｏａｘ 近軸曲率中心１ｏａの位置のｘ方向の座標
１ｏａｙ 近軸曲率中心１ｏａの位置のｙ方向の座標
１ｔａ 被検面１ａの面頂
１ｔａｘ 面頂１ｔａの位置のｘ方向の座標
１ｔａｙ 面頂１ｔａの位置のｙ方向の座標
１ｂ 被検面
１ｏｂ 被検面１ｂの近軸曲率中心
１ｏｂｘ 近軸曲率中心１ｏｂの位置のｘ方向の座標
１ｏｂｙ 近軸曲率中心１ｏｂの位置のｙ方向の座標
１ｔｂ 面頂
１ｔｂｘ 面頂１ｔｂの位置のｘ方向の座標
１ｔｂｙ 面頂１ｔｂの位置のｙ方向の座標
δａ 被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量
θａ 被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心方向
δｂ 被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量
θｂ 被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心方向
Ａｂｘ −ｙ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸とｚ軸のなす角
Ａｂｙ ｘ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸とｚ軸のなす角
εａ 被検面１ａの非球面偏心量
εａｘ −ｙ方向から見たときの、被検面１ａの非球面軸と光軸のなす角
εａｙ ｘ方向から見たときの、被検面１ａの非球面軸と光軸のなす角
εｂ 被検面１ｂの非球面偏心量
εｂｘ −ｙ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸と光軸のなす角
εｂｙ ｘ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸と光軸のなす角
Ｌｂｘ −ｙ方向から見たときの、面頂のｘ成分１ｔｂｘから光軸のｘ成分１ｏａｘ−１ｏｂｘまでの距離
Ｌｂｙ ｘ方向から見たときの、面頂のｙ成分１ｔｂｙから光軸のｙ成分１ｏａｙ−１ｏｂｙまでの距離
Ｓ１ スポット軌跡検出工程
Ｓ２ 被検面形状データ用意工程
Ｓ３ 近軸曲率用意工程
Ｓ４ 近軸曲率中心取得工程
Ｓ５ 環状領域形状データ取得工程
Ｓ６ 形状データ関数化工程
Ｓ７ 面頂位置取得工程
Ｓ８ 非球面偏心取得工程
Ｓ９ 反転近軸曲率中心取得工程
Ｓ１０ 裏面環状領域形状データ取得工程
Ｓ１１ 裏面形状データ関数化工程
Ｓ１２ 裏面面頂位置取得工程
Ｓ１３ 裏面非球面偏心取得工程
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面非球面レンズ及び片面非球面レンズの双方を含む非球面レンズの非球面軸の傾きを測定する非球面レンズの非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非球面レンズがもつ偏心を検査するための測定技術としては、近年、例えば特開平７−１５９２８３号公報にその非球面レンズの偏心測定装置と偏心測定方法が開示されている。
【０００３】
図６（ａ）は両面に非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図である。実線で示す両面の非球面１ａ，１ｂは、仮想線で示す近軸球面１ａ’，１ｂ’を基準として設計されている。近軸球面１ａ’，１ｂ’の曲率中心１ｏａ，１ｏｂを結ぶ直線ｈがこの非球面レンズの光軸となる。このように両面に非球面が形成されたレンズでは、非球面１ｂの頂点（面頂）１ｔｂと、近軸球面１ｂ’の曲率中心１ｏｂとを結ぶ非球面軸ｉｂとともに、非球面１ａの頂点（面頂）１ｔａと、近軸球面１ａ’の曲率中心１ｏａとを結ぶ非球面軸ｉａとの２つの非球面軸とが存在する。非球面軸ｉａ，ｉｂはそれぞれ非球面１ａ，１ｂの回転対称軸になる。
【０００４】
非球面レンズが設計どおりに製造されていれば、光軸ｈと２つの非球面軸ｉａ，ｉｂは完全に一致するが、実際にはそのようなレンズを製造することは困難である。図６（ａ）のように２つの非球面軸ｉａ、ｉｂと光軸ｈとがずれた状態では、非球面１ｂと非球面１ａは理想的な位置から傾いている。光軸ｈと非球面軸ｉａ，ｉｂとがなす角をそれぞれ角度εａ，εｂとする。角度εｂは非球面１ｂの非球面偏心量であり、角度εａは非球面１ａの非球面偏心量である。図６（ｃ）、図６（ｄ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂ，１ｔａの位置をそれぞれ示す図である。光軸ｈは平面ｘｙの原点を貫いている。面頂（頂点）の方位角は非球面１ｂ，１ａのそれぞれの非球面偏心方向θεｂ，θεａである。製造された非球面レンズの非球面偏心量εａ，εｂと非球面偏心方向θεａ，θεｂが評価された後、非球面レンズの型修正などが行われる。
【０００５】
図６（ｂ）は片面のみに非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図である。実線で示す非球面１ｂは、仮想線で示す近軸球面１ｂ’を基準として設計されている。面１ａは球面である。非球面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂと球面１ａの曲率中心１ｏａとを結ぶ直線ｈが非球面レンズの光軸となる。このような非球面レンズの場合には、非球面１ｂの頂点１ｔｂと近軸球面１ｂ’の曲率中心１ｏｂとを結ぶ非球面軸ｉｂが一本定義される。この非球面レンズが設計どおりに製造されていれば、光軸ｈと非球面軸ｉｂは完全に一致するが、実際にはそのようなレンズを製作することは困難である。図６（ｂ）に示すように非球面１ｂは理想的な位置から傾いている。光軸ｈと非球面軸ｉｂがなす角度εｂは非球面偏心量である。図６（ｅ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂの位置を示す図である。光軸ｈは平面ｘｙの原点を貫いている。面頂１ｔｂの方位角は非球面１ｂの非球面偏心方向θεｂである。片面のみに非球面が形成されている場合には、この非球面偏心量εｂ及び非球面偏心方向θεｂが評価され、型修正などが行なわれる。
【０００６】
図７は、特開平７−１５９２８３号公報に開示された非球面レンズ用の非球面偏心測定装置１００の概略図である。両面１０１ａ，１０１ｂに非球面が形成された非球面レンズ１０１は保持手段１０２により保持される。駆動手段１０３は保持手段１０２を非球面レンズ１０１の光軸とほぼ重なる回転軸ｋ回りに回転する。非球面レンズ１０１の回転原点の位置は回転原点位置検知手段１０４により検知される。光源１０５は非球面レンズ１０１に回転軸ｋに沿って光を照射する。非球面レンズ１０１から反射された光のスポット像は光学系１０７を通って所定の結像位置に結像する。この結像位置にはスポット像の位置を検知するスポット位置検知手段１０８が配置されている。変位測定手段１０９，１１０は非球面レンズ１０１が回転されたときの両面１０１ａ，１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位を測定する。演算手段１１２は回転原点位置検知手段１０４、スポット位置検知手段１０８及び変位測定手段１０９，１１０のそれぞれのデータに基づいて両面１０１ａ，１０１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出する。アクチュエータ１１１は演算手段１１２の指示に基づいて非球面レンズ１０１をその回転軸ｋとほぼ直交する方向に移動させることができる。
【０００７】
保持手段１０２が回転軸ｋとほぼ平行な軸を有する中空円筒形状の保持部を有している。保持部の直径はほぼ球面と見なせる非球面レンズ１０１の近軸領域の大きさよりも小さい。薄肉の円筒から構成される保持部を用いることができる。また、保持部の非球面レンズ１０１に接触する縁をナイフエッジ状に形成することもできる。
【０００８】
非球面偏心測定装置１００は以下に示す第１及び第２の非球面偏心測定方法に従って非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する。先ず第１の非球面偏心測定方法を説明する。両面１０１ａ，１０１ｂはそれぞれ非球面である。非球面１０１ａを保持させる。回転軸ｋと非球面１０１ａの非球面軸とを一致させる。一致させるには、変位測定手段１１０により測定された回転軸ｋ方向の変位が一定になるように、非球面レンズ１０１を回転軸ｋとほぼ直交する方向に移動させる。移動させるために、アクチュエータ１１１を用いることができる。アクチュエータ１１１は非球面１０１ａの回転軸ｋ方向の変位を確かめながら非球面レンズ１０１を移動させる。
【０００９】
次に、保持部を回転させながら、非球面レンズ１０１に光を照射して非球面１０１ｂで光を反射させ、スポット位置検知手段１０８を用いてスポット像の位置を検知する。スポット像は円を描く。この円の半径と中心に基づいて非球面１０１ｂの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向を算出する。
【００１０】
変位測定手段１０９を用いて非球面１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位を測定する。先に求めた非球面１０１ｂの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向を非球面１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位に換算する。測定された非球面１０１ｂの回転軸ｋ方向の変位からこの換算された変位を差し引く。差し引いた結果を非球面１０１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向に換算する。
【００１１】
次に、第２の非球面偏心測定方法を説明する。先ず非球面１０１ａを保持させ、回転軸ｋと非球面１０１ｂの近軸曲率中心とを一致させる。この後、保持部を回転させながら、非球面レンズ１０１に光を照射して非球面１０１ａで光を反射させ、スポット位置検知手段１０８を用いてスポット像の位置を検知する。スポット像が描く円の半径と中心に基づいて非球面１０１ａの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向を算出し、回転軸ｋと被検レンズ１０１の光軸との間の軸ずれの方向及び軸ずれ量を求める。
【００１２】
回転軸ｋと被検レンズ１０１の光軸との間の軸ずれ方向と軸ずれ量から、当該軸ずれに基づく被検レンズ１０１両面の回転軸方向の変位を算出し、被検レンズ両面の回転軸方向の変位を実測し、得られた各実測値から算出値を差し引き、その結果より、両面の非球面のレンズ光軸に対する非球面偏心量及び偏心方向を算出する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来技術においては、被検レンズ１０１を回転させた時のそれぞれの面の光軸方向の変位量の変化に基づいて非球面偏心量を算出している。
【００１４】
非球面軸が回転軸ｋと完全に一致している場合、理想的には変位測定手段１０９，１１０により測定された非球面１０１ｂ，１０１ａの回転軸ｋ方向の変位は一定である。しかしながら、実際のレンズ表面には、加工時のエラー等により形成される、アスやコマ収差の発生要因となる局部的な誤差や微小な凹凸などの形状誤差が存在する場合がある。そのため、回転軸に対して非球面１０１ａ，１０１ｂの非球面軸が傾いていないときに、変位測定手段１０９，１１０により測定された回転軸ｋ方向の変位が一定にならないことがある。従って、測定された非球面１０１ｂ，１０１ａの回転軸ｋ方向の変位が非球面軸の傾きに起因しているのか、形状誤差に起因しているのかを判断できないので、精度良く非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定することができない。
【００１５】
近年、光通信分野、光ピックアップ、デジタルカメラなどの分野では小径の非球面レンズを含んだ小型光学系が使用されている。このような小径の非球面レンズにはより高い性能をもつ非球面レンズ、例えば大きな非球面量をもつ非球面レンズが用いられる。このような小径の非球面レンズの製造は難しく、形状誤差の生ずる可能性が高い。
【００１６】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、非球面レンズに形状誤差が存在しても、高精度に非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定することができる非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係わる非球面偏心測定装置は、レンズを保持する保持部と、この保持部とともにレンズを回転させる回転部であって、前記レンズの光軸と回転部の回転軸とはほぼ並列しかつ接近している回転部と、回転部により回転させられているレンズにこの回転軸に沿って光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出手段と、前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得手段と、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データが入力され、一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得し、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データに基づいてそれぞれ一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率を取得し、この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポット軌跡検出手段により検出されたスポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得し、この一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とこの他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記一方の被検面の面頂の位置とに基づいて一方の被検面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する処理部とを具備している。
【００１８】
本発明の請求項２に係わる非球面偏心測定方法は、レンズの光軸とほぼ並列しこの光軸に接近している回転軸周りにレンズを回転させながら、この回転軸に沿ってレンズに光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出工程と、レンズの一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データとを用意する被検面形状データ用意工程と、一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とを用意する近軸曲率用意工程と、この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得する近軸曲率中心取得工程と、前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得工程と、前記一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得する面頂位置取得工程と、
この一方の被検面の面頂の位置と前記一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とに基づいてレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する非球面偏心取得工程とを具備している。
【００１９】
本発明の請求項３に係わる非球面偏心測定方法は、前記被検面形状データ用意工程により用意されたレンズの被検面の形状データを関数化する形状データ関数化工程をさらに具備している。
【００２０】
本発明の請求項４に係わる非球面偏心測定方法では、前記近軸曲率用意工程により用意される一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とは、前記被検面形状データ用意工程により用意される一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データとに基づいてそれぞれ取得される。
【００２１】
本発明の請求項５に係わる非球面偏心測定方法では、前記近軸曲率用意工程により用意される一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とは、レンズの設計式に基づいてそれぞれ取得される。
【００２２】
本発明の請求項６に係わる非球面偏心測定方法では、前記面頂位置取得工程では、前記一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状とが重なるよう、環状領域の形状データに基づく形状と一方の被検面の形状データに基づく形状との少なくとも一方をシフトかつチルトし、このシフト量及びチルト量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得する。
【００２３】
本発明の請求項７に係わる非球面偏心測定方法では、前記非球面偏心取得工程で取得されるレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向は、一方の被検面の近軸曲率中心と他方の被検面の近軸曲率中心とを結んだ光軸と、一方の被検面の面頂と一方の被検面の近軸曲率中心とを結んだ非球面軸との傾き量及び方向である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定装置を説明する。図１は非球面偏心測定装置の概略図である。測定されるレンズ１は互いに対向する被検面１ｂと被検面１ａとをもっている。被検面１ｂと被検面１ａの少なくとも一方は非球面である。被検面１ｂと被検面１ａはそれぞれ凸面でも良いし、凹面でも良い。本実施の形態では、両被検面１ｂ，１ａとも非球面でありかつ凸面である。非球面偏心測定装置は被検面１ｂ及び被検面１ａの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する。
【００２５】
非球面偏心測定装置はレンズ１を保持する円筒形の保持部３を有している。図１では保持部３の断面が示されている。円筒の中心軸方向の一端には、中心軸に直交している環状の端面が形成されている。この端面と内周面との境界には、端面に沿って延びている円形のエッジ３ａが形成されている。この端面と外周面との境界には、端面に沿って延びている円形のエッジ３ｂが形成されている。エッジ３ａとエッジ３ｂの中心はともに円筒の中心軸上にある。レンズ１が保持部３に保持されるとき、被検面１ｂ又は被検面１ａが保持される。被検面１ａ，１ｂが凸面のときは、被検面１ａ，１ｂがエッジ３ａに載置されることで、保持がなされる。被検面１ａ，１ｂが凹面のときは、被検面１ａ，１ｂはエッジ３ｂに載置される。図１では凸面である被検面１ａがエッジ３ａに載置されている。
【００２６】
エッジ３ａ，３ｂとは反対側に位置する保持部３の他端は保持部３とともにレンズ１を回転させる回転部４が取り付けられている。回転部４の回転軸９は保持部３の中心軸と一致している。回転部４にはレンズ１の回転角を検出する回転角検出部７が取り付けられている。回転角検出部７は処理部８に接続されている。
【００２７】
回転軸９上にはスポット軌跡検出手段５が配置されている。スポット軌跡検出手段５と回転部４の間には保持部３が位置している。スポット軌跡検出手段５は、光源、ハーフミラー、結像光学系及び撮像素子（それぞれ図示せず）を有している。光源にはランプが用いられている。光源から発せられた光は、回転軸９上に配置されたハーフミラーにより、回転軸９に沿ってレンズ１に向かうよう偏向される。ハーフミラーの代わりにプリズムを用いても良い。偏向された光は回転軸９上に配置された結像光学系を通り、回転部４により回転させられているレンズ１に回転軸９に沿って導かれる。結像光学系を構成するレンズ群の一部は移動することができる。これにより、レンズ１に導かれた光を所望の点に集光することができる。レンズ１に導かれた光は被検面１ｂ又は被検面１ａの近軸曲率中心に集光される。レンズ１から反射された光は再び結像光学系を通り、ハーフミラーを透過し、所定の結像面にて結像する。結像された像はスポット状である。このスポットの位置は結像面に配置された撮像素子により検出される。
【００２８】
光が集光される被検面の近軸曲率中心が回転軸９と一致しないときは、スポットはレンズ１の回転に応じて結像面上で円を描く。即ち、スポットの「振れ回り」が生じる。光が集光される被検面の近軸曲率中心が回転軸９と一致するときは「振れ回り」は生じない。スポット軌跡検出手段５により検出されたスポットの軌跡は処理部８に渡される。
【００２９】
処理部８には、回転軸９から一定の距離にあり、被検面に沿って延びている環状領域の各部分の回転軸９方向の変位を検出する環状領域変位検出部６が接続されている。環状領域変位検出部６は接触式の変位計を有している。変位計の探針６ａの先端は保持部３に保持された被検面とは反対側にある被検面（図１では被検面１ｂ）に接触させられる。探針６ａの先端は回転軸９方向に動く。環状領域変位検出部６は変位計の位置を変更する機構を有している。これにより、探針６ａが接触している被検面１ｂの部分と回転軸９との距離を所定の距離Ｒｂにすることができる。レンズ１が回転すると、探針６ａの先端は環状領域をなぞりながら、回転軸９方向に動く。
【００３０】
図１〜図５を参照して、処理部８の動作とともに、本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定方法を説明する。図２は非球面偏心測定方法のフローチャートである。このフローチャートに従って、処理部８は被検面１ｂの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する。先ず、レンズ１を保持部３に保持させる。このとき、レンズ１の光軸と回転軸９がほぼ並列しかつ接近するよう、レンズ１を位置決めする。これにより、後に行う被検面１ａの近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向の測定が高精度になされる。ところで、被検面１ａが球面の場合には、レンズ１を保持部３に保持させれば被検面１ａの近軸曲率中心は常に回転軸９上に位置する。本実施の形態では被検面１ａは非球面であるので、レンズ１を保持部３に保持させたときに被検面１ａの近軸曲率中心が常に回転軸９上に位置するとは限らない。
【００３１】
レンズ１の位置決めについて説明する。スポット軌跡検出手段５を用いてレンズ１から反射された光のスポットの軌跡を検出する。レンズ１の位置決めを行うときには、光を被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂに集光する。被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂはレンズ１の回転に応じて動く。スポットは被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの動きに応じて動く。スポットの軌跡がほぼ点になるよう保持部３に対してレンズ１を動かす。これにより、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂがほぼ回転軸９上に位置する。被検面１ａは保持部３のエッジ３ａにより支持されている。このエッジ３ａは回転軸９に対して同軸となっているので、被検面１ａの非球面軸が傾いていなければ、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａは完全に回転軸９上存在する。被検面１ａの非球面軸の傾き量が微小な場合には近軸曲率中心１ｏａは回転軸９の付近に存在する。この結果、レンズ１の光軸と回転軸９がほぼ並列しかつ接近する。
【００３２】
レンズ１の位置決めが完了した後、光を被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａに集光し、再びスポットの軌跡を検出する（スポット軌跡検出工程Ｓ１）。位置決めの後、２度目に検出されたスポットの軌跡は被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心の影響を受けながら、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの動きに応じて動く。１度目に検出されたスポットの軌跡と２度目に検出されたスポットの軌跡とは処理部８に渡される。これと同時に、処理部８には回転角検出部７からレンズ１の回転角が渡される。処理部８はレンズ１の回転角毎のスポットの位置を取得する。
【００３３】
次に、非球面偏心測定装置の使用者は被検面１ａの形状データと被検面１ｂの形状データを用意するとともに（被検面形状データ用意工程Ｓ２）、被検面１ａの近軸曲率と被検面１ｂの近軸曲率とを用意する（近軸曲率用意工程工程Ｓ３）。被検面１ａ，１ｂの形状データは適切な測定装置を用いて取得される。取得された形状データは処理部８に入力される。近軸曲率用意工程Ｓ３について説明する。工程Ｓ３により用意される被検面１ａ，１ｂの近軸曲率は、被検面１ａ，１ｂの形状データに基づいてそれぞれ取得される。非球面である被検面１ａ，１ｂは理想的にはレンズ１の設計式により表される形状に成形される。設計式にはいわゆる非球面式が用いられる。しかしながら、製造誤差があると、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状は設計式により表された形状からずれる。設計式はパラメータとして被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率をもっている。このパラメータには設計値が代入されている。設計式は処理部８に入力される。処理部８は設計式と被検面１ａ，１ｂの形状データとの差が最小になるよう、設計式のパラメータ、即ち被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率を設計値から変化させる。このようにして求められた近軸曲率が近軸曲率用意工程Ｓ３で用意される近軸曲率である。
【００３４】
近軸曲率用意工程Ｓ３で用意される被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率は、被検面１ａ，１ｂの形状データの代わりに、レンズ１の設計式に基づいて取得されても良い。この場合、近軸曲率用意工程Ｓ３で用意される近軸曲率は、設計式に用いられる近軸曲率の設計値である。
【００３５】
次に、処理部８は、近軸曲率用意工程Ｓ３にて用意された被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率と、スポット軌跡検出工程Ｓ１にて検出されたスポットの軌跡とに基づいて、回転軸９に対する被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとを取得する（近軸曲率中心取得工程Ｓ４）。
【００３６】
図３（ａ）はｘｙｚ座標系をもつ３次元空間における被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの位置とそれぞれの面頂１ｔａ，１ｔｂの位置とを示す図である。ｚ軸は回転軸９に一致している。ｚ軸の正の方向は被検面１ａから被検面１ｂに向かう方向である。図３（ｂ）は図３（ａ）に示された位置を−ｙ方向から見た図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示された位置をｘ方向から見た図である。図３（ｄ）はｚ方向から見た被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの位置を示す図であり、図３（ｅ）はｚ方向から見た被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの位置を示す図である。図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示されているように、レンズ１が回転すると、被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂはそれぞれ矢印の向きに回転する。図３（ｄ）及び図３（ｅ）ではレンズ１はｚ方向から見て反時計回りに回転している。偏心量δａ，δｂはそれぞれｚ軸、即ち回転軸９と近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂとの間の距離である。近軸曲率中心の偏心方向θａ，θｂは、それぞれ回転軸９を含む基準面（ｘｚ平面）と、回転軸９と近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂとを含む平面とのなす角である。
【００３７】
近軸曲率中心取得工程Ｓ４は良く知られた仕方に従って行うことができる。但し、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａを取得するときには、光がレンズ１を透過するときに生じる効果を考慮する必要がある。偏心量δａ及び偏心方向θａを取得するために用いられるスポットの軌跡は被検面１ｂを透過し検出される。スポットの軌跡を被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂに集光しながら検出する場合とは異なり、検出の際にレンズ１に導かれた光はレンズ１の被検面１ｂを透過し、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａに集光する。この後、光は再び被検面１ｂを透過する。このため、被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａを取得するときには、被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率に加えて、レンズ１の肉厚、レンズ１の屈折率などが必要である。これらは適切な測定装置を用いて測定され、処理部８に入力される。
【００３８】
近軸曲率中心取得工程Ｓ４では、それぞれの面の近軸曲率中心の偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを取得するために、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの形状データに基づいて得られた近軸曲率を用いる。これにより、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを得ることができる。
【００３９】
図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示すように、近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂの偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂのｘ方向の座標及びｙ方向の座標に変換することができる。
【００４０】
１ｏａｘ＝δａ×ｃｏｓθａ …（１）
１ｏａｙ＝δａ×ｓｉｎθａ …（２）
１ｏｂｘ＝δｂ×ｃｏｓθｂ …（３）
１ｏｂｙ＝δｂ×ｓｉｎθｂ …（４）
１ｏａｘ，１ｏａｙはそれぞれ近軸曲率中心１ｏａの位置のｘ方向の座標、ｙ方向の座標であり、１ｏｂｘ，１ｏｂｙはそれぞれ近軸曲率中心１ｏｂの位置のｘ方向の座標、ｙ方向の座標である。
【００４１】
次に、処理部８は上述した環状領域の形状データを取得する（環状領域形状データ取得工程Ｓ５）。処理部８には環状領域変位検出部６から環状領域の各部分の回転軸９方向の変位が渡される。同時に、処理部８には回転角検出部７からレンズ１の回転角が渡される。回転角はレンズ１が３６０／ｎ°だけ回転する毎に渡される。渡される回転角をθｒｏｔ（ｉ）とする。ｉは回転角が渡された回数である。処理部８に回転角θｒｏｔ（ｉ）が渡されると同時に、処理部８には環状領域の変位ＡＳＰｂ（ｉ）が渡される。θｒｏｔ（ｉ）とＡＳＰｂ（ｉ）から処理部８は環状領域の形状データ（ｘ（ｉ），ｙ（ｉ），ｚ（ｉ））を取得する。
【００４２】
ｘ（ｉ）＝Ｒｂ×ｃｏｓ（θｒｏｔ（ｉ）） …（５）
ｙ（ｉ）＝Ｒｂ×ｓｉｎ（θｒｏｔ（ｉ）） …（６）
ｚ（ｉ）＝ＡＳＰｂ（ｉ） …（７）
ｉ＝１，２，３…ｎ
式（５）〜（７）は環状領域上のｎ個の点の位置を表している。Ｒｂは回転軸９から環状領域の検出点までの距離である。ｚ軸の正の方向は被検面１ａから被検面１ｂに向かう方向である。
【００４３】
次に、処理部８は被検面形状データ用意工程Ｓ２にて用意された被検面１ｂの形状データを関数化する（形状データ関数化工程Ｓ６）。この関数式は、製造されたレンズ１の実際の被検面１ｂの形状を近似的に表す。この関数式にて非球面式では表すことができない、アスやコマなどの局部的な誤差や微小な凹凸等の形状誤差を表すことができる。この関数式には、多項式、べき級数、ツェルニケ多項式、スプライン関数、点列の補間等がある。この後、処理部８は、この関数化された被検面１ｂの形状データに基づく形状と、環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて回転軸に対する被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を取得する。即ち、この関数化された被検面１ｂの形状データに基づく形状と、環状領域の形状データに基づく形状とが重なるよう、環状領域の形状データに基づく形状を仮想的に移動し、この環状領域の形状データに基づく形状の移動量に基づいて回転軸に対する被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を取得する（面頂位置取得工程Ｓ７）。
【００４４】
処理部８は以下のように環状領域の形状データに基づく形状を仮想的に移動する。（図３、図４参照）先ず、環状領域をｘｙ方向にシフトする。即ち、式（５）〜（７）で表された点列の中心のｘｙ座標（０，０）が（１ｏｂｘ，１ｏｂｙ）に移動するように、式（５）〜（７）で表された点列をｘｙ方向にシフトする。１ｏｂｘ，１ｏｂｙはそれぞれ式（３）、式（４）により求められている。このときの環状領域の形状データの移動量、即ちｘ方向のシフト量とｙ方向のシフト量はそれぞれ１ｏｂｘ，１ｏｂｙである。
【００４５】
次に、環状領域の形状データと形状データ関数化工程Ｓ６にて求められた関数との差が最も小さくなるように、環状領域の形状データをｚ軸方向にシフトさせる。さらに、ｙ軸に平行でありかつシフトされた環状領域の中心を通る軸回りに、環状領域を所定角度だけ回転させる。即ち、この所定角度だけｘ方向にチルトさせる。また、ｘ軸に平行でありかつ環状領域の中心を通る軸回りに、環状領域を所定角度だけｙ方向にチルトさせる。さらに、環状領域の形状データと、形状データ関数化工程Ｓ６にて求められた関数があらわす形状との差が最も小さくなるように、環状領域の形状データをｚ方向に所定の距離だけシフトする。関数化された被検面１ｂの形状データに基づく形状と、環状領域の形状データとの差が最少となるまで（両者が重なるようにシフトを行う）、ｘ方向のチルト、ｙ方向のチルト及びｚ方向のシフトを繰り返す。−ｙ方向から見た、環状領域により囲まれる平面の法線とｚ軸とのなす角がｘ方向のチルト量であり、ｘ方向から見た、この平面の法線とｚ軸とのなす角がｙ方向のチルト量である。
【００４６】
本実施の形態では環状領域の形状データに基づく形状をシフトかつチルトしているが、被検面１ｂの形状データに基づく形状をシフトかつチルトしても良い。また、両方をシフトかつチルトしても良い。また、本実施の形態では被検面１ｂと環状領域が重なるよう（差が最少となるよう）上記のように環状領域を動かしたが、環状領域の動かし方はこれに限定されない。
【００４７】
次に、処理部８は環状領域の移動量、即ち、ｘ方向のシフト量１ｏｂｘ、ｙ方向のシフト量１ｏｂｙ、ｘ方向のチルト量Ａｂｘ及びｙ方向のチルト量Ａｂｙに基づいて、回転軸９、即ちｚ軸に対する被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置を以下の式（８）及び（９）に従って取得する。図４（ａ）、図４（ｂ）にはそれぞれ−ｙ方向、ｘ方向から見た被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置が表されている。
【００４８】
１ｔｂｘ＝１ｏｂｘ＋ｒｂｘ×ｓｉｎ（Ａｂｘ） …（８）
１ｔｂｙ＝１ｏｂｙ＋ｒｂｙ×ｓｉｎ（Ａｂｙ） …（９）
１ｔｂｘ，１ｔｂｙはそれぞれ面頂１ｔｂの位置のｘ方向、ｙ方向の座標である。ｒｂｘ，ｒｂｙはそれぞれｙ方向、−ｘ方向から見た被検面１ｂの面頂１ｔｂと近軸曲率中心１ｏｂの間の線分の長さである。図３（ｂ）、図３（ｃ）にはそれぞれ面頂１ｔｂの位置（１ｔｂｘ，１ｔｂｙ）が示されている。図３（ｆ）はｚ方向から見た面頂１ｔｂの位置（１ｔｂｘ，１ｔｂｙ）を示す図である。
【００４９】
次に、処理部８は、被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置（１ｔｂｘ，１ｔｂｙ）と被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとに基づいて、レンズ１の被検面１ｂの非球面偏心量εｂ及び非球面偏心方向θεｂを取得する（非球面偏心取得工程Ｓ８）。近軸曲率中心の偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂは近軸曲率中心取得工程Ｓ４にて取得されている。ここで、非球面偏心量εｂ及び非球面偏心方向θεｂは、被検面１ｂの近軸曲率中心と被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａとを結んだ光軸と、被検面１ｂの面頂１ｔｂと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂとを結んだ非球面軸との傾き量及び方向である。
【００５０】
図４（ａ）は−ｙ方向から見た、被検面１ｂの面頂１ｔｂの位置１ｔｂｘ、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの位置１ｏｂｘ及び被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの位置１ｏａｘを示す図である。図４（ｂ）はｘ方向から見た、面頂１ｔｂの位置１ｔｂｙ、近軸曲率中心１ｏｂの位置１ｏｂｙ及び近軸曲率中心１ｏａの位置１ｏａｙを示す図である。近軸曲率中心１ｏａの位置（１ｏａｘ，１ｏａｙ）、近軸曲率中心１ｏｂの位置（１ｏｂｘ，１ｏｂｙ）は、式（１）〜（４）に従って取得されている。
【００５１】
非球面偏心取得工程Ｓ８では先ず、近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂ間のｚ方向の距離Ｚｏを求める（ステップｓ１）。
【００５２】
【００５３】
次に、近軸曲率中心１ｏｂと面頂１ｔｂの間のｚ方向の距離Ｚｂを求める（ステップｓ２）。
【００５４】
【００５５】
【００５６】
Ｌｂｘ＝ｒｂｘ×ｓｉｎεｂｘ …（１３）
ステップｓ３と同様にして、ｘ方向から見たときの、非球面軸１ｔｂ−１ｏｂと光軸１ｏａ−１ｏｂのなす角、即ち被検面１ｂの非球面偏心量εｂのｙ成分εｂｙを求める（ステップｓ５）。
【００５７】
【００５８】
Ｌｂｙ＝ｒｂｙ×ｓｉｎεｂｙ …（１５）
光軸１ｏａ−１ｏｂに対する被検面１ｂの非球面軸１ｏｂ−１ｔｂの傾き、即ち非球面偏心量εｂを求める（ステップｓ７）。
【００５９】
εｂ＝ｓｉｎ−１（（Ｌｂｘ２＋Ｌｂｙ２）１／２／ｒｂ）…（１６）
非球面偏心方向θεｂを求める（ステップｓ８）。
【００６０】
θεｂ＝ｔａｎ−１（Ｌｂｙ／Ｌｂｘ） …（１７）
ステップｓ１〜ｓ８が行われる順番は上記したものに限られない。例えば、ステップｓ３〜ｓ６をｓ５，ｓ６，ｓ３，ｓ４の順で行っても良い。この場合、非球面偏心量εｂのｙ成分εｂｙが先に求められ、ｘ成分εｂｘが後に求められる。また、ステップｓ３〜ｓ６をｓ３，ｓ５，ｓ４，ｓ６の順で行っても良い。この場合、図４（ａ）に示された量と図４（ｂ）に示された量とが交互に求められる。
【００６１】
次に、レンズ１を反転し被検面１ａを上にした状態にて保持部３に保持させる。被検面１ｂは保持部３のエッジ３ａに載置される。この後、レンズ１の光軸と回転軸９がほぼ並列し、かつ近接するよう、レンズ１を位置決めする。図５は非球面偏心測定方法のフローチャートである。このフローチャートに従って、処理部８は被検面１ａの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する。処理のフローは被検面１ｂを上にした場合と同様のものであるが、レンズ１を反転させているので、近軸曲率中心の偏心方向および非球面偏心方向は反転させる方向により、ｘ方向もしくはｙ方向の正負が逆転し、設計式についてはｚの方向が反転することに注意する必要がある。
【００６２】
レンズ１の位置決めの後、処理部８は環状領域形状データ取得工程Ｓ５と同様にして、回転軸９から一定の距離にあり、被検面１ａに沿って延びる裏面環状領域の形状データを取得する（裏面環状領域形状データ取得工程Ｓ１０）。裏面環状領域の各部分の位置はｘｙｚ座標上の点で表される。ｚ軸は回転軸９と一致している。ｚ軸の正の方向は被検面１ｂから被検面１ａに向かう方向にとる。
【００６３】
被検面１ａを上にした状態にて処理部８は、近軸曲率用意工程Ｓ３にて用意された被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率と、被検面１ａを上にした状態での被検面両面のスポットの軌跡とに基づいて、回転軸９に対する被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとを取得する（反転近軸曲率中心取得工程Ｓ９）。
【００６４】
反転近軸曲率中心取得工程Ｓ９は被検面１ｂを上にした状態の時と同様に、良く知られた仕方に従って行うことができる。但し、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂを取得するときには、光がレンズ１を透過するときに生じる効果を考慮する必要がある。偏心量δｂ及び偏心方向θｂを取得するために用いられるスポットの軌跡は被検面１ａを透過し検出される。スポットの軌跡を被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａに集光しながら検出する場合とは異なり、検出の際にレンズ１に導かれた光はレンズ１の被検面１ａを透過し、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂに集光する。この後、光は再び被検面１ａを透過する。このため、被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂを取得するときには、被検面１ａ，１ｂのそれぞれの近軸曲率に加えて、レンズ１の肉厚、レンズ１の屈折率などが必要である。これらは適切な測定装置を用いて測定され、処理部８に入力される。
【００６５】
次に、処理部８は形状データ関数化工程Ｓ６と同様にして被検面形状データ用意工程Ｓ２にて用意された被検面１ａの形状データを関数化する（裏面形状データ関数化工程Ｓ１１）。この工程Ｓ１１で得られた関数のｚ軸は、形状データ関数化工程Ｓ６と同様に被検面１ａの非球面軸と一致している。このｚ軸の正の方向は被検面１ｂから被検面１ａに向かう方向であり、裏面環状領域の形状データのｚ軸の正の方向と一致している。
【００６６】
次に、処理部８は、裏面環状領域の形状データに基づく形状と関数化された被検面１ａの形状データに基づく形状とが重なるよう、裏面環状領域の形状データに基づく形状を仮想的に移動し、裏面環状領域の形状データに基づく形状の移動量に基づいて回転軸９に対する被検面１ａの面頂１ｔａの位置を取得する（裏面面頂位置取得工程Ｓ１２）。この工程Ｓ１２は面頂位置取得工程Ｓ７と同様に行われる。図３（ｂ）、図３（ｃ）に面頂１ｔａの位置のｘ方向の座標１ｔａｘ、ｙ方向の座標１ｔａｙがそれぞれ示されている。図３（ｇ）はｚ方向から見た面頂１ｔａの位置（１ｔａｘ，１ｔａｙ）を示す図である。
【００６７】
次に、処理部８は、この被検面１ａの面頂１ｔａの位置と被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量δａ及び偏心方向θａと被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量δｂ及び偏心方向θｂとに基づいて被検面１ａの非球面偏心量εａ及び非球面偏心方向θεａを取得する（裏面非球面偏心取得工程Ｓ１３）。この工程Ｓ１３は非球面偏心取得工程Ｓ８と同様にして行われる。近軸曲率中心の偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂは反転近軸曲率中心取得工程Ｓ９にて取得されている。図３（ｂ）、図３（ｃ）に被検面１ａの非球面偏心量εａのｘ成分εａｘ、ｙ成分εａｙがそれぞれ示されている。ｘ成分εａｘ、ｙ成分εａｙはそれぞれ−ｙ方向、ｘ方向から見たときの、非球面軸１ｔａ−１ｏａと光軸１ｏａ−１ｏｂのなす角である。
【００６８】
上述のように、本実施の形態の非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法では、近軸曲率中心１ｏａ，１ｏｂのそれぞれの偏心量δａ，δｂ及び偏心方向θａ，θｂを取得するために、製造されたレンズ１の実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの形状データに基づいて得られた近軸曲率が用いられる。また、面頂１ｔａ，１ｔｂの位置を取得するためにも実際の被検面１ａ，１ｂの形状により近い被検面１ａ，１ｂの形状データが用いられる。これにより、非球面レンズに形状誤差が存在しても、レンズ１のそれぞれの被検面１ａ，１ｂの高精度な非球面偏心量及び非球面偏心方向が得られる。
【００６９】
本実施の形態の非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を用いれば、一方の被検面が非球面であり、他方の被検面が球面であるレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向も取得することができる。この場合、レンズ１の球面側を保持部３に保持させる。
【００７０】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したことから明らかなように、本発明に従った非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法を用いれば、非球面レンズに形状誤差が存在しても、高精度に非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定装置の概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定方法のフローチャートの一部。
【図３】（ａ）は近軸曲率中心の位置と面頂の位置を示す図。（ｂ）は（ａ）に示された位置を−ｙ方向から見た図。（ｃ）は（ａ）に示された位置をｘ方向から見た図。（ｄ）はｚ方向から見た被検面１ａの近軸曲率中心の位置を示す図。（ｅ）はｚ方向から見た被検面１ｂの近軸曲率中心の位置を示す図。（ｆ）はｚ方向から見た被検面１ｂの面頂の位置を示す図。（ｇ）はｚ方向から見た被検面１ａの面頂の位置を示す図。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ−ｙ方向、ｘ方向から見た、被検面１ｂの面頂の位置、被検面１ｂの近軸曲率中心の位置及び被検面１ａの近軸曲率中心の位置を示す図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる非球面偏心測定方法のフローチャートの一部。
【図６】（ａ）は従来の非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法に用いられる、両面に非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図。（ｂ）は片面のみに非球面が形成された非球面レンズの一例を示す概略図。（ｃ）、（ｄ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂ，１ｔａの位置をそれぞれ示す図。（ｅ）は光軸ｈに直交する平面ｘｙにおける面頂１ｔｂの位置を示す図。
【図７】従来の非球面偏心測定装置の概略図。
【符号の説明】
１ レンズ
３ 保持部
４ 回転部
５ スポット軌跡検出手段
６ 環状領域変位検出部
７ 回転角検出部
８ 処理部
９ 回転軸
１ａ 被検面
１ｏａ 被検面１ａの近軸曲率中心
１ｏａｘ 近軸曲率中心１ｏａの位置のｘ方向の座標
１ｏａｙ 近軸曲率中心１ｏａの位置のｙ方向の座標
１ｔａ 被検面１ａの面頂
１ｔａｘ 面頂１ｔａの位置のｘ方向の座標
１ｔａｙ 面頂１ｔａの位置のｙ方向の座標
１ｂ 被検面
１ｏｂ 被検面１ｂの近軸曲率中心
１ｏｂｘ 近軸曲率中心１ｏｂの位置のｘ方向の座標
１ｏｂｙ 近軸曲率中心１ｏｂの位置のｙ方向の座標
１ｔｂ 面頂
１ｔｂｘ 面頂１ｔｂの位置のｘ方向の座標
１ｔｂｙ 面頂１ｔｂの位置のｙ方向の座標
δａ 被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心量
θａ 被検面１ａの近軸曲率中心１ｏａの偏心方向
δｂ 被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心量
θｂ 被検面１ｂの近軸曲率中心１ｏｂの偏心方向
Ａｂｘ −ｙ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸とｚ軸のなす角
Ａｂｙ ｘ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸とｚ軸のなす角
εａ 被検面１ａの非球面偏心量
εａｘ −ｙ方向から見たときの、被検面１ａの非球面軸と光軸のなす角
εａｙ ｘ方向から見たときの、被検面１ａの非球面軸と光軸のなす角
εｂ 被検面１ｂの非球面偏心量
εｂｘ −ｙ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸と光軸のなす角
εｂｙ ｘ方向から見たときの、被検面１ｂの非球面軸と光軸のなす角
Ｌｂｘ −ｙ方向から見たときの、面頂のｘ成分１ｔｂｘから光軸のｘ成分１ｏａｘ−１ｏｂｘまでの距離
Ｌｂｙ ｘ方向から見たときの、面頂のｙ成分１ｔｂｙから光軸のｙ成分１ｏａｙ−１ｏｂｙまでの距離
Ｓ１ スポット軌跡検出工程
Ｓ２ 被検面形状データ用意工程
Ｓ３ 近軸曲率用意工程
Ｓ４ 近軸曲率中心取得工程
Ｓ５ 環状領域形状データ取得工程
Ｓ６ 形状データ関数化工程
Ｓ７ 面頂位置取得工程
Ｓ８ 非球面偏心取得工程
Ｓ９ 反転近軸曲率中心取得工程
Ｓ１０ 裏面環状領域形状データ取得工程
Ｓ１１ 裏面形状データ関数化工程
Ｓ１２ 裏面面頂位置取得工程
Ｓ１３ 裏面非球面偏心取得工程
Claims (7)
- レンズを保持する保持部と、
この保持部とともにレンズを回転させる回転部であって、前記レンズの光軸と回転部の回転軸とはほぼ並列しかつ接近している回転部と、
回転部により回転させられているレンズにこの回転軸に沿って光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出手段と、
前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得手段と、
一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データが入力され、一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得し、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データに基づいてそれぞれ一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率を取得し、この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポット軌跡検出手段により検出されたスポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得し、この一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とこの他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記一方の被検面の面頂の位置とに基づいて一方の被検面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する処理部と
を具備していることを特徴とする非球面偏心測定装置。 - レンズの光軸とほぼ並列しこの光軸に接近している回転軸周りにレンズを回転させながら、この回転軸に沿ってレンズに光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出工程と、
レンズの一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データとを用意する被検面形状データ用意工程と、
一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とを用意する近軸曲率用意工程と、
この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得する近軸曲率中心取得工程と、
前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得工程と、
前記一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得する面頂位置取得工程と、
この一方の被検面の面頂の位置と前記一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とに基づいてレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する非球面偏心取得工程と
を具備していることを特徴とする非球面偏心測定方法。 - 前記非球面偏心測定方法は、前記被検面形状データ用意工程により用意されたレンズの被検面の形状データを関数化する形状データ関数化工程をさらに具備していることを特徴とする請求項２に記載の非球面偏心測定方法。
- 前記近軸曲率用意工程により用意される一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とは、前記被検面形状データ用意工程により用意される一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データとに基づいてそれぞれ取得されることを特徴とする請求項２又は３に記載の非球面偏心測定方法。
- 前記近軸曲率用意工程により用意される一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率とは、レンズの設計式に基づいてそれぞれ取得されることを特徴とする請求項２又は３に記載の非球面偏心測定方法。
- 前記面頂位置取得工程では、前記一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状とが重なるよう、環状領域の形状データに基づく形状と一方の被検面の形状データに基づく形状との少なくとも一方をシフトかつチルトし、このシフト量及びチルト量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得することを特徴とする請求項２に記載の非球面偏心測定方法。
- 前記非球面偏心取得工程で取得されるレンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向は、一方の被検面の近軸曲率中心と他方の被検面の近軸曲率中心とを結んだ光軸と、一方の被検面の面頂と一方の被検面の近軸曲率中心とを結んだ非球面軸との傾き量及び方向であることを特徴とする請求項２に記載の非球面偏心測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002182796A JP2004028672A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002182796A JP2004028672A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004028672A true JP2004028672A (ja) | 2004-01-29 |
Family
ID=31179199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002182796A Withdrawn JP2004028672A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004028672A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007018118A1 (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Mitaka Kohki Co., Ltd. | レンズにおける表裏面の光軸偏芯量の測定方法 |
| CN101922920A (zh) * | 2009-06-08 | 2010-12-22 | 富士能株式会社 | 非球面体测量方法以及装置 |
-
2002
- 2002-06-24 JP JP2002182796A patent/JP2004028672A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007018118A1 (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Mitaka Kohki Co., Ltd. | レンズにおける表裏面の光軸偏芯量の測定方法 |
| KR100951221B1 (ko) | 2005-08-05 | 2010-04-05 | 미따까 고오끼 가부시끼가이샤 | 렌즈에 있어서의 표리면의 광축 편심량의 측정 방법 |
| JP4767255B2 (ja) * | 2005-08-05 | 2011-09-07 | 三鷹光器株式会社 | レンズにおける表裏面の光軸偏芯量の測定方法 |
| CN101922920A (zh) * | 2009-06-08 | 2010-12-22 | 富士能株式会社 | 非球面体测量方法以及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3725817B2 (ja) | 非球面レンズの偏心測定方法及び偏心測定装置 | |
| JP4764040B2 (ja) | レンズの非球面の偏心軸の偏心測定方法 | |
| US20050151978A1 (en) | Non-contact surface configuration measuring apparatus and method thereof | |
| US7982882B2 (en) | Optical wave interference measuring apparatus | |
| JP2010237189A (ja) | ３次元形状測定方法および装置 | |
| WO2007018118A1 (ja) | レンズにおける表裏面の光軸偏芯量の測定方法 | |
| US8059278B2 (en) | Optical wave interference measuring apparatus | |
| TW200916753A (en) | Method of measuring three-dimensional shape | |
| JP2004028672A (ja) | 非球面偏心測定装置及び非球面偏心測定方法 | |
| JP2735104B2 (ja) | 非球面レンズの偏心測定装置及び測定方法 | |
| JP2005214879A (ja) | 非球面偏心測定装置、非球面偏心測定方法、及びそれらに用いる非球面レンズ | |
| JP4190044B2 (ja) | 偏心測定装置 | |
| JP2005331497A (ja) | 非球面レンズの評価装置及び評価方法 | |
| JP2005024504A (ja) | 偏心測定方法、偏心測定装置、及びこれらにより測定された物 | |
| JPH08233506A (ja) | 非球面形状測定方法及び装置・非球面評価方法 | |
| JP2006267085A (ja) | 非球面レンズの偏心測定装置及び偏心測定方法。 | |
| CN220104459U (zh) | 一种基于多焦点环带透镜的光学镜片定中定位装置 | |
| CN109341587A (zh) | 拼接测量装置和方法 | |
| JP2004325348A (ja) | 非球面レンズの評価方法と評価装置 | |
| KR102028699B1 (ko) | 렌즈의 3차원 형상 측정 방법 및 이를 위한 시스템 | |
| JPH07229812A (ja) | 非球面レンズの偏心測定装置および心取り装置 | |
| JP3304571B2 (ja) | 非球面レンズの偏心測定方法及び装置 | |
| JPH0812126B2 (ja) | 非球面レンズ偏心測定装置 | |
| JP2005083981A (ja) | 非球面偏心測定装置と非球面偏心測定方法 | |
| JP2005156469A (ja) | 偏心測定方法及び偏心測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |