JP2004279075A - Lens eccentricity measuring method and measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズの偏芯測定方法及び測定装置、特に、少なくとも一方の面が非球面であるレンズの偏芯測定方法及び測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術と課題】
特許文献1:特開平10−2714号公報
特許文献2:特開平11−14498号公報
特許文献3:特開2001−165807号公報
【0003】
従来、非球面レンズの偏芯の測定方法及び測定装置としては、トワイマン−グリーン干渉計やフィゾー干渉計を使用した位置決め計測による方法及び装置が知られており、特許文献1,2,3に開示されている。これらの測定方法においては、被検レンズの第1面と第2面の両方を干渉計によって観察し、干渉縞をワンカラーに調整することで、それぞれの面の非球面軸を求め、該非球面軸の位置関係から偏芯量を求めていた。
【0004】
しかしながら、両面とも干渉計を用いる前記測定方法においては、第1面及び第2面を観察する干渉計の光軸を偏芯量の測定精度よりも十分に高い精度で合わせておく必要があった。例えば、平行偏芯量1μm以下、傾き偏芯量0.5分以下のような高精度を要求される測定においては、干渉計の光軸の精度は極めて高いものとなる。
【0005】
このような高精度での測定のためには相当に高度な技術を要する作業となり、調整エラーが残ると偏芯量測定精度の低下を招く。加えて、干渉計での測定において干渉縞をワンカラーに合わせる工程は、ワンカラーの精度を非常に高く調整する必要があるため、被検レンズの両面について測定を行う際には長時間を要し、成形品(被検レンズ)の評価を抜き取り検査のごとくタイムラグを少なく行いたいときなどには不向きであった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、少なくとも一方の面が非球面であるレンズの偏芯量を精度よく、かつ、短時間で測定できる測定方法及び測定装置を提供することにある。
【0007】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、第1の発明は、少なくとも一方の面が非球面であるレンズの偏芯量を測定する測定方法であって、前記レンズの一方の面を干渉計で観察して干渉縞をワンカラーに調整する工程と、前記レンズのもう一方の面に設けた有効径部以外の平面部及び/又はもう一方の面にレーザ光を照射し、反射されたレーザ光のレンズ回転時における振れ量を測定する工程とを備えたことを特徴とする。
【0008】
第1の発明に係る測定方法においては、被検レンズの一方の面を干渉計で観察してワンカラーに調整し、もう一方の面は有効径部以外の平面部及び/又はもう一方の面における光の反射方式(例えば、光てこの方法)により振れ量を測定する。即ち、第1の発明によれば、被検レンズのもう一方の面を光の反射方式で振れ量を高精度に測定でき、かつ、干渉計の光軸と測定回転軸の高精度な芯合わせが不要であり、一方の面のみを干渉計で測定するのであるから二つの干渉計の光軸を合わせるという極めて高精度を要する調軸作業が不要であり、短時間で偏芯量を測定することができる。
【0009】
第2の発明は、一方の面が非球面、もう一方の面がその有効径部以外に平面部を有する非球面からなるレンズの偏芯量を測定する方法であって、前記一方の面を干渉計で観察して干渉縞をワンカラーに調整することで、一方の面の非球面軸をレンズを保持する軸受け部の回転軸と一致させる工程と、前記軸受け部でレンズを回転させた状態で、振れ量測定器により前記平面部及び前記もう一方の面の振れ量を測定し、該レンズの平行偏芯量及び傾き偏芯量を測定する工程とを備えたことを特徴とする。
【0010】
第2の発明に係る測定方法においては、被検レンズの一方の面を干渉計で観察してその非球面軸を軸受け部の回転軸と一致するように調整し、もう一方の面は被検レンズを回転させつつ振れ量測定器(例えば、光てこの方法)により有効径以外の平面部及びもう一方の面の振れ量を測定して被検レンズの平行偏芯量及び傾き偏芯量を測定する。即ち、第2の発明によれば、被検レンズのもう一方の面を振れ量測定器により振れ量を高精度に測定でき、かつ、干渉計の光軸と軸受け部の回転軸の高精度な芯合わせが不要であり、一方の面のみを干渉計で測定するのであるから二つの干渉計の光軸を合わせるという極めて高精度を要する調軸作業が不要であり、短時間で偏芯量を測定することができる。
【0011】
第3の発明は、一方の面が非球面、もう一方の面がその有効径部以外に平面部を有する非球面からなるレンズの偏芯量を測定する方法であって、前記レンズを保持する軸受け部で該レンズを回転させた状態で、振れ量測定器により前記平面部及び前記もう一方の面の振れ量を測定し、もう一方の面の非球面軸を該軸受け部の回転軸と一致させる工程と、前記一方の面を干渉計で観察して前記レンズの平行偏芯量及び傾き偏芯量を測定する工程とを備えたことを特徴とする。
【0012】
第3の発明に係る測定方法においては、被検レンズを回転させつつ振れ量測定器(例えば、光てこの方法)により有効径以外の平面部及びもう一方の面の振れ量を測定してもう一方の面の非球面軸を軸受け部の回転軸と一致するように調整し、一方の面は干渉計で観察して被検レンズの平行偏芯量及び傾き偏芯量を測定する。即ち、第3の発明によれば、被検レンズのもう一方の面を振れ量測定器により振れ量を高精度に測定でき、かつ、干渉計の光軸と軸受け部の回転軸の高精度な芯合わせが不要であり、一方の面のみを干渉計で測定するのであるから二つの干渉計の光軸を合わせるという極めて高精度を要する調軸作業が不要であり、短時間で偏芯量を測定することができる。
【0013】
第4の発明は、一方の面が非球面、もう一方の面が平面からなるレンズの偏芯量を測定する方法であって、前記一方の面を干渉計で観察して干渉縞をワンカラーに調整することで、一方の面の非球面軸をレンズを保持する軸受け部の回転軸と一致させる工程と、前記軸受け部でレンズを回転させた状態で、振れ量測定器により前記もう一方の面の振れ量を測定し、該レンズの傾き偏芯量を測定する工程とを備えたことを特徴とする。
【0014】
第4の発明に係る測定方法においては、被検レンズの一方の面を干渉計で観察してその非球面軸を軸受け部の回転軸と一致するように調整し、もう一方の面は被検レンズを回転させつつ振れ量測定器(例えば、光てこの方法)によりもう一方の面の振れ量を測定して被検レンズの傾き偏芯量を測定する。即ち、第4の発明によれば、被検レンズの平面からなるもう一方の面を振れ量測定器により振れ量を高精度に測定でき、かつ、干渉計の光軸と軸受け部の回転軸の高精度な芯合わせが不要であり、一方の面のみを干渉計で測定するのであるから二つの干渉計の光軸を合わせるという極めて高精度を要する調軸作業が不要であり、短時間で偏芯量を測定することができる。
【0015】
第5の発明は、少なくとも一方の面が非球面であるレンズの偏芯量を測定する測定装置であって、前記レンズを一方の面の非球面軸を中心に回転させるための軸受け部と、前記軸受け部上に設けた前記レンズを回転軸に対して平行移動及び傾き移動させるステージ部と、前記ステージ部上に設けたレンズホールド部と、前記レンズの一方の面を観察するための干渉計と、前記レンズのもう一方の面に設けた有効径部以外の平面部及び/又はもう一方の面にレーザ光を照射し、反射されたレーザ光のレンズ回転時における振れ量を測定する振れ量測定器とを備えたことを特徴とする。
【0016】
第5の発明に係る測定装置においては、被検レンズの一方の面を干渉計で測定してその非球面を軸受け部の軸線と一致するように調整し、もう一方の面は有効径以外の平面部及び/又はもう一方の面における光の反射方式(例えば、光てこの方法)により振れ量を測定する。即ち、第5の発明によれば、前記第1〜第4の発明に係る測定方法を効果的に実施することができる。
【0017】
特に、前記第1〜第5の発明に係る測定方法又は測定装置において、もう一方の面の偏芯量測定に光てこの方法ないし構成を用いることが好ましい。光てこの方法ないし構成は、比較的安価であり、測定精度の向上及び測定時間の短縮化に大きく寄与する。また、光てこの方法ないし構成は、有効径部以外に平面を有する被検レンズに対して、平行偏芯と傾き偏芯とを容易に分離して測定することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレンズの偏芯測定方法及び測定装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【0019】
(測定装置、図1参照)
まず、図1を参照して、本発明に係るレンズの偏芯測定装置の一例について説明する。この測定装置は、概略、被検レンズ1の保持機構10と、干渉計20と、光てこ部30とで構成されている。
【0020】
保持機構10は、エア軸受け11上にx−y−zステージ12及びチルトステージ13を介して被検レンズ1を保持するホールド部14を設けたものである。エア軸受け11は、被検レンズ1をz軸を中心に回転させるものであり、回転ぶれが50nm程度で極めて小さく、高精度な振れ量の測定には最適である。
【0021】
x−y−zステージ12は、ホールド部14をx軸方向、y軸方向及びz軸方向に移動可能である。チルトステージ13は、ホールド部14をx軸及びy軸を中心としてその傾きを調整可能である。即ち、保持機構10は被検レンズ1を5軸に調整することができる。
【0022】
干渉計20は、被検レンズ1の上方に、透過原器であるゾーンプレート21を介して設けたもので、トワイマン−グリーン干渉計あるいはフィゾー干渉計として従来知られたものが用いられる。この干渉計20の光軸とエア軸受け11の回転軸はz軸上で予め一致するように調整されている。
【0023】
ゾーンプレート21は、被検レンズ1の第1面1aである非球面形状に合わせて設計されている回折格子を備えたもので、干渉計20からの光を被検レンズ1の第1面1aに照射し、その反射光を干渉計20に再入射させる。被検レンズ1の第1面1aからの反射光と参照光との干渉縞をワンカラーに調整することで第1面1aの非球面軸をエア軸受け11の回転軸と一致させることができる。
【0024】
光てこ部30は、原子間力顕微鏡のカンチレバーの振れ量を観察するために用いられている技術であり、傾きの変化を高精度に測定できる手段である。原理的には、0.01分の精度で傾きを測定することが可能である。
【0025】
この光てこ部30は、レーザ発振器31、ビームスプリッタ32、集光レンズ33、ミラー34及び4分割フォトディテクタ35にて構成されている。レーザ発振器31から放射された光をミラー34から被検レンズ1の被検面(第2面1b又は該第2面1bの有効径部以外の平面部1c)に照射すると、その反射光は、仮に被検面がエア軸受け11の回転軸に対して傾いていなければ、4分割フォトディテクタ35上で一点に留まる。しかし、被検面が傾いていれば、四分割フォトディテクタ35上で傾き量に対応した半径で円周を描く(図2参照)。
【0026】
なお、図1に示す測定装置では、検出手段として4分割フォトディテクタ35を用いているが、偏芯量が大きい場合には、それに代えてCCDカメラ等を用いて回転軌跡の半径を目視で実測する構成としてもよい。
【0027】
以下、前記測定装置を用いて被検レンズ1の偏芯を測定する方法について説明する。
【0028】
(第1の測定方法)
この第1の測定方法では、被検レンズ1として、第1面1a及び第2面1bが非球面であり、第2面1bに該第2面1bの非球面軸に垂直な平面部1cを設けたものを測定する。
【0029】
まず、第1面1aの非球面軸をエア軸受け11の回転軸に一致させる調整方法について説明する。干渉計20で第1面1aを観察し、エア軸受け11上のx−y−zステージ12及びチルトステージ13を調整することで、干渉縞をワンカラーに合わせる。このとき、前述のように、干渉計20の光軸とエア軸受け11の回転軸とは予めz軸に一致するように調整してある。従って、エア軸受け11により被検レンズ1を回転させたとき、ワンカラーが保たれることになる。このときワンカラーが崩れる状態であると、被検レンズ1の平行、傾きの調整が不完全であり、再調整の必要がある。
【0030】
勿論、ワンカラーからのずれ量は、偏芯量の測定精度がきつくないときには一定量許容されるものであり、それぞれの測定において基準を設けておいて、その許容ずれ量内に抑えることができるまで調整すればよい。
【0031】
ここまでの調整で、偏芯量の測定に必要な精度で、被検レンズ1の第1面1aの非球面軸をエア軸受け11の回転軸に一致させることができる。次の工程は、被検レンズ1をエア軸受け11でz軸を中心として回転させた状態で、光てこ部30による偏芯量の測定を行う。
【0032】
まず、傾き偏芯量を測定する方法を説明する。レーザ発振器31からの光をビームスプリッタ32、集光レンズ33、ミラー34を介して被検レンズ1の第2面1bの平面部1cに入射させる。該平面部1cからの反射光は前記とは逆の光路を通じてビームスプリッタ32から4分割フォトディテクタ35に入射する。
【0033】
平面部1cは、第2面1bの非球面軸に対して垂直に設けられたものであり、平面部1cを測定することによって第1面1a及び第2面1bの各非球面軸の平行偏芯に関係なく傾き偏芯量のみを観察できる。
【0034】
このとき、光の被照射面における集光スポットの直径は約60μmとしている。この集光スポット径は、レーザ発振器31からの光の直径及び集光レンズ33の焦点距離を調整することで任意に選択することができる。後に説明する非球面である第2面1bの測定を考慮すると、反射光の広がりを抑える観点から、被照射面での集光スポット径は小さい方が好ましい。
【0035】
また、集光レンズ33から被照射面までの距離は約600mmとしている。この距離が長いほど被検レンズ1の傾き偏芯量を一定としたときの4分割フォトディテクタ35上の反射光の回転軌跡の半径が大きくなり、検出感度が高くなる。
【0036】
光てこ部30による測定データは次のようになる。4分割フォトディテクタ35は、図2に示すように、A,B,C,Dの検出領域が存在し、ここでの測定においては、(A+B)−(C+D)及び(A+C)−(B+D)の演算値を出力できるようになっている。
【0037】
図2中、0°、90°、180°は、それぞれ被検レンズ1の基準位置からの回転角度を示している。なお、基準位置の選択は任意であるが、ここでは基準位置方向に被検レンズ1が上側に傾いているときに、4分割フォトディテクタ35上で図2において最も下側に光スポットが移動する状態としている。
【0038】
4分割フォトディテクタ35上の光スポットの軌跡を観察すると、図2に示す例では、0°のときに4分割フォトディテクタ35上で図2の上側に光スポットが位置しており、被検レンズ1をエア軸受け11で90°回転させると、図2の左側に移動している。さらに、被検レンズ1を180°回転させると、光スポットは図2の下側に移動している。
【0039】
前記軌跡を描いた場合の光てこ部30の出力信号(A+B)−(C+D)は、図3に示すとおりであり、正弦波を描く。このときの正弦波の振幅から第2面1bの傾き偏芯量が検出でき、位相から傾き偏芯の方向が検出できる。この例では、被検レンズ1が基準位置である0°のときに4分割フォトディテクタ35上で図2において最も上側に光スポットが位置する状態であることから、180°の回転位置の方向に被検レンズ1が上側に傾いている状態である。なお、光てこ部30の出力信号(A+C)−(B+D)は、図3とは90°位相がずれた正弦波となる。
【0040】
ここまでで第2面1bの傾き偏芯量の測定まで行ったことになる。次に、第1面1a及び第2面1bの各非球面軸の平行偏芯の測定について説明する。
【0041】
まず、傾き偏芯量の測定から、第2面1bの非球面軸がエア軸受け11の回転軸に対し、どれだけ傾いているかが測定されたので、その偏芯量分だけ被検レンズ1をエア軸受け11上のチルトステージ13により傾け、第2面1bの非球面軸とエア軸受け11の回転軸の傾きを一致させておく。
【0042】
この状態で、レーザ発振器31からの光をビームスプリッタ32、集光レンズ33、ミラー34を介して被検レンズ1の第2面1bの非球面に入射させる。該非球面からの反射光は前記とは逆の光路を通じてビームスプリッタ32から4分割フォトディテクタ35に入射する。
【0043】
このときの光てこ信号を演算することで第2面の平行偏芯量を測定することができる。このとき光てこ信号及び平行偏芯量の測定は、図2及び図3を参照した前述の傾き偏芯量の測定時とほぼ同様である。
【0044】
なお、この第1の測定方法では、第2面1bの非球面軸とエア軸受け11の回転軸の傾きを一致させた後に、平行偏芯量の測定を行っている。それ以外に、第2面1bの傾き偏芯を残した状態で第2面1bの非球面に対して平行偏芯量の測定を行い、得られた光てこ信号から傾き偏芯量の出力電圧を差し引くことで、平行偏芯に関する信号のみを検出することも可能である。
【0045】
以上説明した第1の測定方法では、干渉計を用いるワンカラーの調整を第1面1aの1回に減少することができる。また、干渉計での測定に必要であるエア軸受け11の回転軸との高精度な芯出しを被検レンズ1の第1面1a側についてのみ行えばよいことになり、測定精度の向上及び測定時間の短縮化が可能になる。
【0046】
また、光てこ部30は、レーザ発振器31といくつかの光学部品を用いる簡易な構成であり、干渉計を複数用いることに比べて非常に安価な装置で測定することができる。また、傾き偏芯量と平行偏芯量とを容易に分離可能であるという利点も有している。
【0047】
(第2の測定方法)
この第2の測定方法では、第1の測定方法と同様に、被検レンズ1として、第1面1a及び第2面1bが非球面であり、第2面1bに該第2面1bの非球面軸に垂直な平面部1cを設けたものを測定する。
【0048】
まず、第2面1bの非球面軸をエア軸受け11の回転軸に一致させる調整方法について説明する。前記第1の測定方法では、光てこ部30によって第2面1bの傾き偏芯量及び平行偏芯量を測定した。一方、本第2の測定方法では、まず、光てこ部30によって第2面1bの非球面軸をエア軸受け11の回転軸に一致させる。
【0049】
その手順は、前記第1の測定方法と同様に、まず、平面部1cにて傾き偏芯量を測定することで、第2面1bの非球面軸がエア軸受け11の回転軸に対してどれだけ傾いているかを測定する。そして、測定された偏芯量分だけ被検レンズ1をエア軸受け11上のチルトステージ13により傾け、第2面1bの非球面軸とエア軸受け11の回転軸の傾きを一致させる。
【0050】
次に、前記第1の測定方法と同様に、第2面1bの非球面の平行偏芯量を測定することで、第2面1bの非球面軸がエア軸受け11の回転軸に対してどれだけの平行ずれがあるかを測定する。そして、測定された平行偏芯量部だけ被検レンズ1をエア軸受け11上のx−y−zステージ12により平行移動させ、第2面1bの非球面軸をエア軸受け11の回転軸と完全に一致させる。
【0051】
ここまでの調整で、偏芯量の測定に必要な精度で、被検レンズ1の第2面1bの非球面軸をエア軸受け11の回転軸に完全に一致させることができる。次の工程は、第2面1bの非球面軸と第1面1aの非球面軸との傾き偏芯量及び平行偏芯量を測定する。
【0052】
まず、干渉計20で第1面1aを観察し、フリンジスキャンによる干渉縞の解析を行い、解析の結果から得られたツェルニケ(zernike)係数から傾き偏芯量及び平行偏芯量を演算する。勿論、この際にも干渉計20の光軸とエア軸受け11の回転軸とは予めz軸に一致するように調整しておく必要がある。
【0053】
以上説明した第2の測定方法での利点は、干渉計を用いるワンカラーの調整を第1面1aの1回に減少することができ、測定精度の向上及び測定時間の短縮化が可能になる等前記第1の測定方法と同様である。
【0054】
(第3の測定方法)
この第3の測定方法では、被検レンズ1として第1面1aが非球面、第2面1bが平面のものを測定する。
【0055】
被検レンズ1の第1面1aの非球面軸をエア軸受け11の回転軸に一致させる方法は前記第1の測定方法と同様であり、その詳細は省略する。この被検レンズ1にあっては、第2面1bは平面であるから、その傾き偏芯量のみを測定すればよい。傾き偏芯量の測定は前記第1の測定方法において説明した平面部1cに対する傾き偏芯量の測定と同様であり、その詳細は省略する。
【0056】
(他の実施形態)
なお、本発明に係るレンズの偏芯測定方法及び測定装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る測定装置の一例を示す概略構成図。
【図2】前記測定装置における4分割フォトディテクタ上での光スポットの軌跡を示すチャート図。
【図3】前記測定装置における光てこ信号の出力を示すグラフ。
【符号の説明】
1…被検レンズ
1a…第1面(一方の面)
1b…第2面(もう一方の面)
1c…平面部
10…保持機構
11…エア軸受け
12…x−y−zステージ
13…チルトステージ
20…干渉計
30…光てこ部
31…レーザ発振器
35…4分割フォトディテクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring eccentricity of a lens, and more particularly to a method and an apparatus for measuring eccentricity of a lens having at least one aspheric surface.
[0002]
[Prior art and problems]
Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2714 Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-14498 Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-165807
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method and an apparatus for measuring the eccentricity of an aspherical lens, a method and an apparatus based on positioning measurement using a Twyman-Green interferometer or a Fizeau interferometer are known, and are disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3. Have been. In these measurement methods, both the first surface and the second surface of the test lens are observed with an interferometer, and the interference fringes are adjusted to one color to determine the aspheric axis of each surface. The amount of eccentricity was determined from the positional relationship of the shaft.
[0004]
However, in the measurement method using the interferometer on both surfaces, it is necessary to align the optical axes of the interferometers observing the first surface and the second surface with sufficiently higher accuracy than the measurement accuracy of the eccentricity. . For example, in a measurement requiring high accuracy such as a parallel eccentricity of 1 μm or less and a tilt eccentricity of 0.5 minute or less, the accuracy of the optical axis of the interferometer becomes extremely high.
[0005]
Such high-precision measurement requires a considerably advanced technique, and if an adjustment error remains, the eccentricity measurement accuracy is reduced. In addition, in the process of adjusting the interference fringes to one color in the measurement with an interferometer, it is necessary to adjust the accuracy of the one color to a very high level. However, it is unsuitable when the evaluation of a molded article (lens to be inspected) is to be performed with a small time lag as in the case of sampling inspection.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a measuring method and a measuring apparatus capable of measuring the amount of eccentricity of a lens having at least one aspherical surface with high accuracy and in a short time.
[0007]
Configuration, operation and effect of the present invention
In order to achieve the above object, a first invention is a measuring method for measuring the amount of eccentricity of a lens having at least one surface an aspherical surface, and observing one surface of the lens with an interferometer. Adjusting the interference fringes to one color, irradiating a laser beam to a plane portion other than the effective diameter portion provided on the other surface of the lens and / or the other surface, and rotating the lens of the reflected laser beam. And measuring the amount of shake at the time.
[0008]
In the measurement method according to the first invention, one surface of the test lens is observed with an interferometer and adjusted to one color, and the other surface is a flat portion other than the effective diameter portion and / or the other surface. The amount of shake is measured by a light reflection method (for example, a light lever method) in the above. That is, according to the first aspect, the amount of shake of the other surface of the lens to be measured can be measured with high accuracy by the light reflection method, and the alignment of the optical axis of the interferometer with the measurement rotation axis can be performed with high accuracy. Is not necessary, and only one surface is measured by an interferometer. Therefore, there is no need for extremely high precision alignment work of aligning the optical axes of the two interferometers, and the eccentricity can be measured in a short time. be able to.
[0009]
The second invention is a method for measuring the amount of eccentricity of a lens in which one surface is formed of an aspheric surface and the other surface is formed of an aspheric surface having a flat surface portion other than its effective diameter portion, wherein Adjusting the interference fringes to one color by observing with an interferometer so that the aspherical axis of one surface coincides with the rotation axis of the bearing unit holding the lens, and a state in which the lens is rotated by the bearing unit Measuring a shake amount of the plane portion and the other surface with a shake amount measuring device, and measuring a parallel eccentric amount and a tilt eccentric amount of the lens.
[0010]
In the measuring method according to the second invention, one surface of the lens to be inspected is observed with an interferometer, the aspherical axis of the lens is adjusted so as to coincide with the rotation axis of the bearing portion, and the other surface of the lens to be inspected is adjusted. While rotating the lens, a shake measuring device (for example, an optical lever method) measures the shake of the plane portion other than the effective diameter and the shake of the other surface to determine the parallel eccentricity and the tilt eccentricity of the lens to be measured. Measure. That is, according to the second aspect, the other surface of the lens to be measured can measure the amount of shake with a shake amount measuring device with high accuracy, and the optical axis of the interferometer and the rotation axis of the bearing unit can be measured with high accuracy. Alignment is not required, and only one surface is measured with an interferometer.Therefore, there is no need for extremely high-precision alignment work of aligning the optical axes of the two interferometers. Can be measured.
[0011]
A third invention is a method for measuring the amount of eccentricity of a lens having one surface formed of an aspherical surface and the other surface formed of an aspherical surface having a plane portion other than its effective diameter portion, and holding the lens. In a state where the lens is rotated by the bearing portion, the shake amount of the flat portion and the other surface is measured by a shake amount measuring device, and the aspherical axis of the other surface coincides with the rotation axis of the bearing portion. And a step of observing the one surface with an interferometer and measuring a parallel eccentric amount and a tilt eccentric amount of the lens.
[0012]
In the measuring method according to the third aspect of the present invention, while the lens to be inspected is being rotated, the shake amount of a plane portion other than the effective diameter and the shake amount of the other surface are measured by a shake amount measuring device (for example, an optical lever method). The aspherical axis of one surface is adjusted to coincide with the rotation axis of the bearing portion, and the other surface is observed with an interferometer to measure the parallel eccentricity and the tilt eccentricity of the lens to be measured. That is, according to the third aspect, the other surface of the lens to be measured can be measured with high accuracy by the shake amount measuring device, and the optical axis of the interferometer and the rotation axis of the bearing unit can be measured with high accuracy. Alignment is not required, and only one surface is measured with an interferometer.Therefore, there is no need for extremely high-precision alignment work of aligning the optical axes of the two interferometers. Can be measured.
[0013]
A fourth invention is a method for measuring the amount of eccentricity of a lens in which one surface is an aspherical surface and the other surface is a flat surface. By adjusting the aspherical axis of one surface to coincide with the rotation axis of the bearing portion holding the lens, and in the state where the lens is rotated in the bearing portion, the other amount by the shake amount measuring device Measuring the amount of surface shake and measuring the amount of tilt and eccentricity of the lens.
[0014]
In the measurement method according to the fourth invention, one surface of the lens to be inspected is observed with an interferometer, and the aspherical axis thereof is adjusted so as to coincide with the rotation axis of the bearing portion, and the other surface is inspected. While rotating the lens, the shake amount of the other surface is measured by a shake amount measuring device (for example, an optical lever method) to measure the tilt eccentric amount of the test lens. That is, according to the fourth aspect, the other surface consisting of the flat surface of the test lens can be measured with high accuracy by the shake amount measuring device, and the optical axis of the interferometer and the rotation axis of the bearing portion can be measured. Since high-precision alignment is not required and only one surface is measured with an interferometer, there is no need for extremely high-precision alignment work of aligning the optical axes of the two interferometers. The core amount can be measured.
[0015]
A fifth invention is a measuring device for measuring the amount of eccentricity of a lens having at least one surface aspherical, and a bearing unit for rotating the lens around an aspherical axis of one surface, A stage unit provided on the bearing unit for moving the lens in parallel and tilting with respect to a rotation axis, a lens holding unit provided on the stage unit, and an interferometer for observing one surface of the lens And a shake amount for irradiating a laser beam to a plane portion other than the effective diameter portion provided on the other surface of the lens and / or the other surface, and measuring a shake amount of the reflected laser light during rotation of the lens. And a measuring device.
[0016]
In the measuring device according to the fifth invention, one surface of the test lens is measured with an interferometer, and the aspheric surface is adjusted so as to coincide with the axis of the bearing portion, and the other surface has a diameter other than the effective diameter. The amount of shake is measured by a light reflection method (for example, an optical lever method) on the flat portion and / or the other surface. That is, according to the fifth aspect, the measuring methods according to the first to fourth aspects can be effectively implemented.
[0017]
In particular, in the measuring method or the measuring apparatus according to the first to fifth aspects, it is preferable to use the optical lever or the method for measuring the eccentricity of the other surface. The optical lever method or configuration is relatively inexpensive and greatly contributes to improvement of measurement accuracy and reduction of measurement time. In addition, the optical lever method or configuration can easily separate and measure parallel eccentricity and tilt eccentricity of a test lens having a plane other than the effective diameter portion.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a lens eccentricity measuring method and a measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0019]
(Measuring device, see Fig. 1)
First, an example of a lens eccentricity measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This measuring device generally includes a
[0020]
The holding
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
In the measuring device shown in FIG. 1, a four-divided
[0027]
Hereinafter, a method for measuring the eccentricity of the lens 1 to be measured using the measuring device will be described.
[0028]
(First measurement method)
In the first measurement method, the lens 1 to be measured has a first surface 1a and a
[0029]
First, an adjustment method for making the aspherical axis of the first surface 1a coincide with the rotation axis of the
[0030]
Of course, the deviation amount from one color is allowed to be a fixed amount when the measurement accuracy of the eccentricity amount is not tight, and a standard is provided for each measurement, and the deviation amount can be suppressed within the allowable deviation amount. Adjust it up to.
[0031]
With the adjustments so far, the aspherical axis of the first surface 1a of the test lens 1 can be made to coincide with the rotation axis of the
[0032]
First, a method for measuring the amount of tilt eccentricity will be described. Light from the laser oscillator 31 is incident on the
[0033]
The
[0034]
At this time, the diameter of the condensed spot on the light irradiation surface is about 60 μm. The diameter of the converging spot can be arbitrarily selected by adjusting the diameter of the light from the laser oscillator 31 and the focal length of the converging
[0035]
The distance from the
[0036]
The data measured by the
[0037]
In FIG. 2, 0 °, 90 °, and 180 ° indicate the rotation angles of the test lens 1 from the reference position. Note that the selection of the reference position is arbitrary, but here, the state where the light spot moves to the lowermost position in FIG. And
[0038]
When observing the trajectory of the light spot on the four-
[0039]
The output signal (A + B)-(C + D) of the
[0040]
Up to this point, the measurement of the amount of tilt and eccentricity of the
[0041]
First, from the measurement of the amount of tilt and eccentricity, how much the aspherical axis of the
[0042]
In this state, light from the laser oscillator 31 is made incident on the aspheric surface of the
[0043]
By calculating the optical lever signal at this time, the amount of parallel eccentricity of the second surface can be measured. At this time, the measurement of the optical lever signal and the amount of parallel eccentricity is almost the same as the measurement of the amount of tilt eccentricity described above with reference to FIGS.
[0044]
In the first measurement method, the parallel eccentricity is measured after the inclination of the aspheric axis of the
[0045]
In the first measuring method described above, the one-color adjustment using the interferometer can be reduced to one time for the first surface 1a. In addition, it is only necessary to perform high-precision centering with the rotation axis of the
[0046]
Further, the
[0047]
(Second measurement method)
In the second measuring method, as in the first measuring method, the first surface 1a and the
[0048]
First, an adjustment method for making the aspherical axis of the
[0049]
As in the first measuring method, first, the amount of inclination and eccentricity is measured at the
[0050]
Next, similarly to the first measuring method, the amount of parallel eccentricity of the aspherical surface of the
[0051]
With the adjustments so far, the aspherical axis of the
[0052]
First, the first surface 1a is observed with the
[0053]
The advantage of the second measurement method described above is that the one-color adjustment using the interferometer can be reduced to one time on the first surface 1a, and the measurement accuracy can be improved and the measurement time can be shortened. The same is the same as in the first measurement method.
[0054]
(Third measurement method)
In the third measurement method, the lens 1 to be measured has an aspheric first surface 1a and a flat
[0055]
The method for matching the aspherical axis of the first surface 1a of the lens 1 to be measured with the rotation axis of the
[0056]
(Other embodiments)
Note that the method and apparatus for measuring the eccentricity of the lens according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, but can be variously changed within the scope of the gist.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is a chart showing the trajectory of a light spot on a four-segment photodetector in the measuring device.
FIG. 3 is a graph showing an output of an optical lever signal in the measuring device.
[Explanation of symbols]
1 .... lens 1a to be tested ... 1st surface (one surface)
1b 2nd surface (the other surface)
Claims (5)
前記レンズの一方の面を干渉計で観察して干渉縞をワンカラーに調整する工程と、
前記レンズのもう一方の面に設けた有効径部以外の平面部及び/又はもう一方の面にレーザ光を照射し、反射されたレーザ光のレンズ回転時における振れ量を測定する工程と、
を備えたことを特徴とするレンズの偏芯測定方法。A measurement method for measuring the amount of eccentricity of a lens in which at least one surface is an aspheric surface,
Observing one surface of the lens with an interferometer and adjusting the interference fringes to one color,
A step of irradiating a laser beam to a plane portion other than the effective diameter portion provided on the other surface of the lens and / or the other surface, and measuring a shake amount of the reflected laser light during rotation of the lens,
A method for measuring eccentricity of a lens, comprising:
前記一方の面を干渉計で観察して干渉縞をワンカラーに調整することで、一方の面の非球面軸をレンズを保持する軸受け部の回転軸と一致させる工程と、
前記軸受け部でレンズを回転させた状態で、振れ量測定器により前記平面部及び前記もう一方の面の振れ量を測定し、該レンズの傾き偏芯量及び平行偏芯量を測定する工程と、
を備えたことを特徴とするレンズの偏芯測定方法。A method for measuring the amount of eccentricity of a lens having one surface an aspheric surface and the other surface having an aspheric surface having a plane portion other than its effective diameter portion,
By adjusting the interference fringes to one color by observing the one surface with an interferometer, a step of matching the aspheric axis of the one surface with the rotation axis of the bearing unit holding the lens,
A step of measuring the shake amount of the flat portion and the other surface with a shake amount measuring device while rotating the lens in the bearing portion, and measuring the tilt eccentric amount and the parallel eccentric amount of the lens; ,
A method for measuring eccentricity of a lens, comprising:
前記レンズを保持する軸受け部で該レンズを回転させた状態で、振れ量測定器により前記平面部及び前記もう一方の面の振れ量を測定し、もう一方の面の非球面軸を軸受け部の回転軸と一致させる工程と、
前記一方の面を干渉計で観察して前記レンズの傾き偏芯量及び傾き平行偏芯量を測定する工程と、
を備えたことを特徴とするレンズの偏芯測定方法。A method for measuring the amount of eccentricity of a lens composed of an aspheric surface having one flat surface portion in addition to the effective diameter portion, the other surface being an aspheric surface,
In a state where the lens is rotated by the bearing portion holding the lens, the shake amount of the flat portion and the other surface is measured by a shake amount measuring device, and the aspherical axis of the other surface is set to the bearing portion. A step of matching with the rotation axis;
Observing the one surface with an interferometer and measuring the amount of tilt eccentricity and the amount of parallel eccentricity of the lens,
A method for measuring eccentricity of a lens, comprising:
前記一方の面を干渉計で観察して干渉縞をワンカラーに調整することで、一方の面の非球面軸をレンズを保持する軸受け部の回転軸と一致させる工程と、
前記軸受け部でレンズを回転させた状態で、振れ量測定器により前記もう一方の面の振れ量を測定し、該レンズの傾き偏芯量を測定する工程と、
を備えたことを特徴とするレンズの偏芯測定方法。A method for measuring the amount of eccentricity of a lens in which one surface is an aspheric surface and the other surface is a flat surface,
By adjusting the interference fringes to one color by observing the one surface with an interferometer, a step of matching the aspheric axis of the one surface with the rotation axis of the bearing unit holding the lens,
In the state where the lens is rotated in the bearing portion, the shake amount of the other surface is measured by a shake amount measuring device, and a step of measuring the tilt eccentric amount of the lens,
A method for measuring eccentricity of a lens, comprising:
前記レンズを一方の面の非球面軸を中心に回転させるための軸受け部と、
前記軸受け部上に設けた前記レンズを回転軸に対して平行移動及び傾き移動させるステージ部と、
前記ステージ部上に設けたレンズホールド部と、
前記レンズの一方の面を観察するための干渉計と、
前記レンズのもう一方の面に設けた有効径部以外の平面部及び/又はもう一方の面にレーザ光を照射し、反射されたレーザ光のレンズ回転時における振れ量を測定する振れ量測定器と、
を備えたことを特徴とするレンズの偏芯測定装置。A measuring device for measuring the amount of eccentricity of a lens at least one surface of which is an aspheric surface,
A bearing part for rotating the lens about an aspherical axis of one surface,
A stage unit that translates and tilts the lens provided on the bearing unit with respect to a rotation axis,
A lens hold unit provided on the stage unit,
An interferometer for observing one surface of the lens,
A shake amount measuring device that irradiates a laser beam onto a plane portion other than the effective diameter portion provided on the other surface of the lens and / or the other surface, and measures the shake amount of the reflected laser light during rotation of the lens. When,
An eccentricity measuring device for a lens, comprising:
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