JP2007046971A - レンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 誰でも簡単に被検レンズの光軸の傾き調整ができ、高精度に再現性良く且つ短時間で被検レンズの横ずれによる偏心量を測定すること。
【解決手段】 回転軸Ｘに対するレンズＲの光軸の傾きを測定する光軸測定手段４と、光軸測定結果に基づいて、光軸が回転軸Ｘに一致するようにレンズＲの保持位置を調整する位置調整手段５と、回転軸Ｘに対するレンズＲの外周面の振れ量を測定する横ずれ測定手段６と、各手段を制御する制御手段７とを備え、位置調整手段５が棒状部材４０を介してレンズＲを粗動移動させる粗動機構４１と、圧電素子４２を有し、棒状部材４０を介してレンズＲを微動移動させる微動機構４３とを備え、制御手段７が光軸測定結果に基づいてレンズＲの移動量を算出すると共に粗動移動が終了した後、算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけ棒状部材４０を移動させるように圧電素子４２に電圧を印加させるレンズ偏心測定装置１を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズ（例えば、直径１０ｍｍ以下の微小径レンズ）の光軸に対する、外形中心軸の横ずれに伴う偏心量を高精度に測定するレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法に関するものである。

研磨及び心取り完了後の球面レンズは、厳密には光軸（各球面の曲率中心を結んだ線）と、外形中心軸（外周面の中心を通る線）との間に、必ず心ずれ（横ずれ）が存在してしまう。高品質なレンズを作製するためには、この横ずれ量を正確に測定することが非常に重要とされている。
この測定を行う場合には、通常レンズ偏心測定装置を利用して測定を行っている。ところがこの測定を行う際、被検レンズを、レンズ偏心測定装置のレンズ保持機構へ装着したときに、被検レンズの光軸とレンズ保持機構の回転軸との間に傾きが生じてしまい、上記横ずれ量と合算された偏心（レンズ保持機構の回転軸を基準にしたずれ）が生じてしまうものであった。従って、このままの状態では、横ずれ量のみを単独で測定することは困難である。

そこで、従来知られているレンズ偏心測定装置は、始めに被検レンズの傾きを修正（即ち、光軸と回転軸とが一致するように装着ずれを修正）した後に、横ずれ量を測定するようになっている。
このようなレンズ偏心測定装置の１つとして、非接触式測長器により横ずれ量を測定するレンズ偏心測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このレンズ偏心測定装置１００は、図１０に示すように、被検レンズＲがレンズ保持機構を構成するレンズホルダ１０１上に載置されている。また、このレンズホルダ１０１は、ベルト１０２を介して駆動モータ１０３に接続された回転スピンドル１０４上に固定されている。これにより、駆動モータ１０３を駆動させることで、回転スピンドル１０４を介してレンズホルダ１０１と共に被検レンズＲを回転軸Ｘ回りに回転できるようになっている。また、回転スピンドル１０４及びレンズホルダ１０１は、共に上記回転軸Ｘに沿って配されており、内部が中空構造となっている。そして、図示しない真空吸着手段によって、レンズホルダ１０１上に載置された被検レンズＲを真空吸着して、該レンズホルダ１０１上に保持できるようになっている。

また、被検レンズＲの上方には、被検レンズＲの表面（球面）に向けて光を出射すると共に、表面で反射した光（反射光）を受光して、該反射光から被検レンズＲの光軸の傾きを測定する光軸測定装置１０５が配されている。
この光軸測定装置１０５は、被検レンズＲの表面の曲率中心に応じて、集光位置調整（フォーカス調整）ができるように、光軸方向に沿って任意に移動できるようになっている。

また、被検レンズＲの周囲には、被検レンズＲが回転したときに、該被検レンズＲの外形の振れ量、即ち、横ずれ量を測定する光学式測定装置１０６（非接触式側長器）が配されている。この光学式測定装置１０６は、被検レンズＲの外縁部に向けて、即ち、被検レンズＲの外周面に接する接線方向に向けて光を出射する光源１０７と、被検レンズＲを間に挟むように光源１０７の反対側に配され、該光源１０７から出射された光を受光する受光部１０８と、光源１０７と受光部１０８との間に配されたスリット板１０９とを備えている。このスリット板１０９は、例えば、受光部１０８の直前に配されており、スリット板１０９を通過した光が受光部１０８に入射するようになっている。
また、この光学式測定装置１０６は、被検レンズＲの外径の大きさに応じて位置調整を行えるように、水平方向に移動可能とされている。

次に、このように構成されたレンズ偏心測定装置１００により、被検レンズＲの偏心状態を測定する場合について説明する。
まず、被検レンズＲをレンズホルダ１０１上に載置すると共に、真空吸着を行って該レンズホルダ１０１に保持させる。次いで、駆動モータ１０３を駆動させて、被検レンズＲを回転軸Ｘ回りに回転させる。次いで、光軸測定装置１０５により、回転している被検レンズＲの表面に光を出射すると共に、表面からの反射光を受光して該反射光が描く軌跡、即ち、リサージュ図形を測定する。次いで、一旦被検レンズＲの回転を停止して真空吸着を解いた後、測定者はリサージュ図形の半径が極力“０”に近づくように、即ち、反射光のスポット中心である反射心が動かないように、手で被検レンズＲの設置傾きを調整する。

これにより、被検レンズＲの光軸とレンズホルダ１０１及び回転スピンドル１０４の回転軸Ｘとを、一致させることができる。なお、設置傾きの調整後、再度真空吸着によりレンズホルダ１０１上に被検レンズＲを保持させた後、該被検レンズＲを回転させ、光軸測定装置１０５により光軸が確実に回転軸Ｘに一致したことを確認する。

光軸と回転軸Ｘとを一致させた後、光学式測定装置１０６を水平方向に動かして、スリット板１０９の中央部が被検レンズＲの外縁部に位置するように位置調整を行う。この位置調整後、被検レンズＲを再度回転軸Ｘ回りに回転させると共に、光源１０７から被検レンズＲの外縁部に向けて光を出射する。出射された光は、被検レンズＲの外縁部を通過した後、スリット板１０９を通って受光部１０８に入射する。受光部１０８は、この入射した光の受光量を電圧に変換して出力する。よって、被検レンズＲの外径変化に伴う光量変化を、受光部１０８の受光量として検出することができる。

ここで、被検レンズＲの光軸と外径中心軸とが一致していない場合、即ち、横ずれがある場合には、受光部１０８が受光する受光量が変化するので、受光部１０８が出力する出力電圧も同様に変化する。測定者は、この出力電圧の変化を読み取ることで、被検レンズＲの外径の振れ量を測定することができ、その結果、横ずれ量を測定することができる。なお、受光部１０８が受光する受光量の変化は、横ずれ量の２倍となって検出される。
このように、上述したレンズ偏心測定装置１００によれば、非接触状態で被検レンズＲの偏心状態を測定することができる。
特公平５−３９５３６号公報

しかしながら、上記特許文献１等に記載されている従来のレンズ偏心測定装置では、以下の課題が残されていた。
即ち、被検レンズをレンズホルダに保持させる度に、被検レンズの光軸とレンズ保持機構の回転軸とが一致するように、被検レンズの保持位置を修正して、光軸と回転軸との傾きを調整する必要がある。特に、微小径レンズの横ずれによる偏心を、サブミクロンの精度で測定するためには、上記傾きも同等の精度で修正することが求められている。
しかしながら、手動で傾きを修正しているので、保持位置の調整を再現性良く、高精度に行うには多くの時間がかかってしまい、また、経験を要するものであるので、熟練した測定者しか行えない不都合があった。

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、微小径のレンズであっても、誰でも簡単に被検レンズの光軸の傾き調整ができ、高精度に再現性良く、且つ、短時間で被検レンズの横ずれによる偏心量を測定することができるレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、被検レンズの光軸と、該被検レンズの外形中心軸との横ずれに伴う偏心量を測定するレンズ偏心測定装置であって、前記被検レンズを保持するレンズ保持手段と、前記被検レンズを保持した状態で前記レンズ保持手段を回転軸回りに回転させる回転手段と、前記被検レンズの被検面に光を照射する光源部と、被検面で反射又は被検面を透過した光を受光すると共に、受光した光のスポット像の回転軌跡を測定するスポット位置測定部とを有し、回転軸に対する被検レンズの光軸の傾きを光学的に測定する光軸測定手段と、該光軸測定手段による測定結果に基づいて、前記被検レンズの光軸が前記回転軸に一致するように被検レンズを移動させて、被検レンズの保持位置を調整する位置調整手段と、前記回転軸に対する前記被検レンズの外周面の振れ量を測定する横ずれ測定手段と、前記各手段をそれぞれ制御する制御手段とを備え、前記位置調整手段が、前記被検レンズの径方向に向かって移動可能に配され、先端が被検レンズの外周面に接触可能な棒状部材と、該棒状部材を介して被検レンズを粗動移動させる粗動機構と、電圧が印加されたときに伸長する圧電素子を有し、棒状部材を介して被検レンズを微動移動させる微動機構とを備え、前記制御手段が、前記光軸測定手段による測定結果に基づいて前記被検レンズの移動量を算出すると共に、前記粗動機構による粗動移動が終了した後、算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけ前記棒状部材を移動させるように前記圧電素子に電圧を印加させるレンズ偏心測定装置を提供する。

請求項５に係る発明は、被検レンズの光軸と、該被検レンズの外形中心軸との横ずれに伴う偏心量を測定するレンズ偏心測定方法であって、前記被検レンズをレンズ保持手段で保持すると共に、回転軸回りに回転させる回転工程と、回転している前記被検レンズの被検面に光を照射すると共に、被検面で反射又は被検面を透過した光を受光して、受光した光のスポット像の回転軌跡から回転軸に対する被検レンズの光軸の傾きを測定する光軸測定工程と、該光軸測定工程による測定結果に基づいて、前記被検レンズの光軸が前記回転軸に一致するように被検レンズを移動させて、被検レンズの保持位置を調整する位置調整工程と、該位置調整工程後、前記回転軸に対する前記被検レンズの外周面の振れ量を測定する横ずれ測定工程とを備え、前記位置調整工程が、前記光軸測定工程による測定結果に基づいて前記被検レンズの移動量を算出する算出工程と、該算出工程後、前記被検レンズの径方向に向かって移動可能に配され、先端が被検レンズの外周面に接触可能な棒状部材を介して、被検レンズを所定量粗動移動させる粗動移動工程と、該粗動移動工程後、前記算出工程により算出した移動量から、前記粗動移動量を引いた量だけ前記棒状部材を移動させるように、圧電素子を電圧印加により伸長させて棒状部材を微動移動させる微動移動工程とを備えているレンズ偏心測定方法を提供する。

この発明に係るレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法においては、まず、被検レンズをレンズ保持手段で保持する。この際、被検レンズの光軸と回転手段の回転軸とは一致していない状態である。次いで、被検レンズを保持した後、回転手段により被検レンズ及びレンズ保持手段を共に回転軸回りに回転させる回転工程を行う。
次いで、この回転状態で、光軸測定手段により回転軸に対する被検レンズの光軸の傾きを測定する光軸測定工程を行う。即ち、回転している被検レンズの被検面に向けて光源部から光を照射する。照射された光は、被検面で反射又は被検面を透過した後、スポット位置測定部によって受光される。このとき、回転軸に対して光軸が傾いている場合には、受光した光のスポット像が回転軸を中心として回転軌跡を描く。この際、光軸の傾き角度に応じてスポット像の回転半径が変化する。よって、スポット像の回転軌跡を測定することで、光軸の傾きを測定することができる。

次いで、一旦被検レンズの回転を停止した後、光軸測定手段による上記測定結果に基づいて、位置調整手段により被検レンズの保持位置を調整する位置調整工程を行う。つまり、スポット像の回転半径が極力“０”に近づくように、被検レンズを移動させることによってレンズ保持手段上での被検レンズの傾きを変え、レンズ保持手段における被検レンズの保持位置を調整する。これにより、被検レンズの光軸と回転手段の回転軸とを一致させることができる。よって、以降に行う横ずれ測定の際に、光軸の傾きの影響をなくすことができ、横ずれのみを単独で測定することができる。
そして、保持位置の調整後、再度被検レンズを回転させ、横ずれ測定手段により回転軸に対する被検レンズの外周面の振れ量、即ち、横ずれ量を測定する横ずれ測定工程を行う。その結果、被検レンズの光軸と、該被検レンズの外形中心軸との横ずれに伴う偏心量を確実に測定することができる。

ここで、上記位置調整工程について、より詳細に説明する。まず制御手段が、光軸測定手段による測定結果に基づいて、スポット像の回転半径を“０”に近づけるための、被検レンズの移動量を算出する算出工程を行う。次いで、測定者は、最初に粗動機構により、棒状部材を被検レンズの半径方向に向けて粗動移動（例えば、ミクロン単位の移動）させて、該棒状部材の先端を被検レンズの外周面に接触させると共に、棒状部材を介して被検レンズを所定量粗動移動させる粗動移動工程を行う。この際、圧電素子（例えば、ピエゾ素子）の可動範囲内にスポット像位置が入るまで被検レンズを粗動移動させる。この粗動移動によって、被検レンズはレンズ保持手段上で、粗動で傾くことになる。

粗動移動後、制御手段は、始めに算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけ圧電素子が延びるように、該量に応じた電圧を圧電素子に印加する。その結果、棒状部材を介して被検レンズを微動移動（例えば、サブミクロン単位の移動）させることができ、回転軸に対してスポット像の回転半径を“０”に近づけることができる。この微動移動工程により、被検レンズはレンズ保持手段上で、微動で傾くことになり、被検レンズの保持位置を、高精度にサブミクロンの精度で微調整することができる。

特に、粗動移動させた後、圧電素子を利用して被検レンズの保持位置を微調整するので、微小径の被検レンズであったとしても、高精度に光軸を回転軸に一致させることができる。
また、微動機構による微動移動量は、制御手段によってコントロールされているので、従来の方法とは異なり、経験を積んだ熟練の測定者以外の者でも、簡単に光軸調整を行うことができる。また、粗動機構を備えているので、速やかに圧電素子による微調整にとりかかることができ、光軸調整にかける時間を極力短縮することができる。

このように本実施形態のレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法によれば、微小径のレンズであっても、誰でも簡単に光軸の傾き調整ができ、高精度に再現性良く、且つ、短時間で被検レンズの横ずれによる偏心量を測定することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のレンズ偏心測定装置において、前記制御手段が、前記粗動機構を制御して、前記棒状部材を介して前記被検レンズを自動的に所定量だけ粗動移動させるレンズ偏心測定装置を提供する。

この発明に係るレンズ偏心測定装置においては、被検レンズの位置調整（光軸調整）を行う際、制御手段が微動機構の制御と同時に粗動機構の制御もあわせて行う。即ち、制御手段は、被検レンズの移動量を算出した後、棒状部材を介して被検レンズを自動的に所定量だけ（圧電素子の可能範囲にスポット像位置が入る位置まで）粗動移動させ、その後、圧電素子に電圧を印加して棒状部材を微動移動させる。
このように、制御手段が、粗動機構及び微動機構をそれぞれ自動的に制御して棒状部材を移動させ、被検レンズの保持位置調整を行うことができる。その結果、測定者の負担をさらになくすことができると共に、操作性及び利便性の向上を図ることができる。
また、制御手段が自動的に被検レンズの位置調整を行うので、再現性をより高めることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のレンズ偏心測定装置において、前記位置調整手段を前記回転軸に沿って任意の距離だけ移動させる高さ調整ステージを備えているレンズ偏心測定装置を提供する。

この発明に係るレンズ偏心測定装置においては、高さ調整ステージにより、位置調整手段の高さ位置を回転軸に沿って調整できるので、厚みの異なる様々な被検レンズであっても確実に対応することができ、利便性に優れている。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載のレンズ偏心測定装置において、前記粗動機構が、手動で操作するマイクロメータを有しているレンズ偏心測定装置を提供する。

この発明に係るレンズ偏心測定装置においては、粗動機構がマイクロメータを有しているので、測定者は手動であっても、被検レンズを正確に狙った量だけ粗動移動させることができる。よって、微小径レンズであっても、高精度に光軸合わせを行うことができる。

本発明に係るレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法によれば、微小径のレンズであっても、誰でも簡単に光軸の傾き調整ができ、高精度に再現性良く、且つ、短時間で被検レンズの横ずれによる偏心量を測定することができる。

以下、本発明に係るレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法の第１実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
本実施形態のレンズ偏心測定装置１は、被検レンズＲの光軸Ｌ１と、該被検レンズＲの外形中心軸Ｌ２との横ずれに伴う偏心量を測定する装置であって、図１及び図２に示すように、被検レンズＲを保持するレンズ保持手段２と、被検レンズＲを保持した状態でレンズ保持手段２を回転軸Ｘ回りに回転させる回転手段３と、回転軸Ｘに対する被検レンズＲの光軸Ｌ１の傾きを光学的に測定する光軸測定装置（光軸測定手段）４と、該光軸測定装置４による測定結果に基づいて、被検レンズＲの光軸Ｌ１が回転軸Ｘに一致するように被検レンズＲをレンズ保持手段２上で移動させて、被検レンズＲの保持位置を調整する位置調整装置（位置調整手段）５と、回転軸Ｘに対する被検レンズＲの外周面ｒ１の振れ量を測定する横ずれ測定装置（横ずれ測定手段）６と、上記各構成品（各手段）を総合的に制御するパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）（制御手段）７とを備えている。

始めに、本実施形態の被検レンズＲは、図３に示すように、例えば、直径４ｍｍ程度の微小径で、且つ、両面が球面の両凸レンズである。また、表面（被検面）ｒ２の曲率中心位置Ｐ１と裏面ｒ３の曲率中心位置Ｐ２とを結ぶ線が光軸Ｌ１とされている。また、この光軸Ｌ１は、外形中心軸Ｌ２に対して横ずれしている状態として説明する。

この被検レンズＲは、図１及び図２に示すように、上記回転軸Ｘを中心軸とするように円筒状に形成されたレンズホルダ１０のレンズ受け部１０ａ上に載置して保持されるようになっている。このレンズホルダ１０は、回転軸Ｘ回りに回転可能な回転スピンドル１１上に固定されている。この回転スピンドル１１は、ベース板部材１２に固定された軸受け部１３によって回転可能に支持されている。
また、回転スピンドル１１内には、回転軸Ｘに沿って貫通孔１１ａが形成されており、一端側が上記レンズホルダ１０の中空部分に連通されている。また、貫通孔１１ａの他端側には、図示しない真空吸着ポンプに一端が接続された吸引チューブ１４の他端が接続されている。これにより、被検レンズＲをレンズホルダ１０のレンズ受け部１０ａ上に載置したときに、吸引チューブ１４、貫通孔１１ａ及びレンズホルダ１０の中空部分を介して被検レンズＲを真空吸着して、レンズホルダ１０上に保持できるようになっている。
即ち、これらレンズホルダ１０、回転スピンドル１１、吸引チューブ１４及び真空吸着ポンプは、上記レンズ保持手段２を構成している。

また、回転スピンドル１１の他端側には、ベルト１５が巻回された従動側プーリー１６が取り付けられている。また、このベルト１５は、ベース板部材１２に取り付けられた駆動モータ１７によって回転させられる駆動側プーリー１８にも巻回されている。これにより、駆動モータ１７を駆動させることで、駆動側プーリー１８の回転を、ベルト１５及び従動側プーリー１６を介して回転スピンドル１１に伝達することができ、被検レンズＲを回転軸Ｘ回りに回転できるようになっている。即ち、これら従動側プーリー１６、ベルト１５、駆動側プーリー１８及び駆動モータ１７は、上記回転手段３を構成している。

また、回転スピンドル１１の他端側、具体的には従動側プーリー１６と吸引チューブ１４との間には、回転スピンドル１１の回転角度位置（回転軸Ｘ回りの回転角度位置）を検知するロータリーエンコーダ１９が設けられている。このロータリーエンコーダ１９は、検知した回転角度位置を、後述するＰＣ７の演算部６０に出力するようになっている。

上記光軸測定装置４は、レンズホルダ１０に保持された被検レンズＲの表面ｒ２に向かうように光を照射する光源部２０と、表面ｒ２で反射した光を受光すると共に、受光した光のスポット像の回転軌跡を測定するスポット位置測定部２１とを備えている。これら光源部２０及びスポット位置測定部２１は、共にボックス本体２２に設けられている。なお、光源部２０は、被検レンズＲの表面ｒ２の曲率（Ｒ）に応じた光を出射する。

また、ボックス本体２２は、回転軸Ｘ方向に延びたガイド２３に、該ガイド２３に沿ってＺ方向に移動自在に固定されている。これにより、被検レンズＲの表面ｒ２の曲率（Ｒ）に応じて回転軸Ｘ方向に移動させることができ、集光位置を任意に調整（フォーカス調整）することができる。その結果、スポット位置測定部２１は、反射光を明瞭なスポット像として検出できるようになっている。なお、ボックス本体２２には、該ボックス本体２２をガイド２３に沿って移動させるハンドル２４が取り付けられている。
また、スポット位置測定部２１は、測定結果をロータリーエンコーダ１９と同様にＰＣ７の演算部６０に出力するようになっている。

上記横ずれ測定装置６は、被検レンズＲに接触することなく被検レンズＲの外周面ｒ１の振れ量を測定する光学式の横ずれ測定装置である。この横ずれ測定装置６は、図１、図２及び図４に示すように、被検レンズＲを間に挟むように上面視コ形状に形成された枠体３０と、該枠体３０の一方の腕部に取り付けられたコリメートレンズ３１と、該コリメートレンズ３１の焦点面上に配され、コリメートレンズ３１を介して被検レンズＲに向けて光を出射する光源３２とを備えている。これにより、光源３２から出射された光は、コリメートレンズ３１によって平行光となった後、被検レンズＲに向かうようになっている。
なお、コリメートレンズ３１及び光源３２は、被検レンズＲの外周面ｒ１に接する接線方向に光が出射されるように枠体３０に取り付けられている。

また、枠体３０の他方の腕部には、被検レンズＲを間に挟んだ反対側の位置に、コリメートレンズ３１で平行光に変換された平行光を受光する受光素子３３と、該受光素子３３の受光した受光量をデジタル値に変換すると共に、ＰＣ７の演算部６０に出力するアンプ部３４と、受光素子３３の前面に位置するスリット板３５とが設けられている。このスリット板３５は、図１及び図５に示すように、回転軸Ｘと直交する方向に形成されたスリット３５ａを有している。

ここで、被検レンズＲの外形中心軸Ｌ２が回転軸Ｘに対して偏心している場合には、被検レンズＲが回転することで被検レンズＲの影がスリット３５ａ方向（左右）に移動することになる。その結果、受光素子３３が受光する受光量が変化すると共に、アンプ部３４が出力するデジタル値も同様に変化する。よって、デジタル値の変化を読み取ることで、被検レンズＲの偏心量を測定することができるようになっている。

また、枠体３０は、図１及び図２に示すように、回転軸Ｘに直交するＸＹ方向に移動自在なＸＹステージ３６上に固定されている。また、このＸＹステージ３６は、回転軸Ｘ方向に移動自在なＺステージ３７上に固定されている。これにより、被検レンズＲの大きさに合わせて、スリット板３５のスリット３５ａ位置が、図５に示すように被検レンズＲの外周面ｒ１の厚さ方向における略中央位置にくるように、位置調整を行うことができるようになっている。

上記位置調整装置５は、図１、図２及び図７に示すように、被検レンズＲの径方向であるＸ方向に向かって移動可能に配され、先端が被検レンズＲの外周面ｒ１に接触可能な押し部材（棒状部材）４０と、該押し部材４０を介して被検レンズＲをレンズ受け部１０ａ上で粗動移動させる粗動機構４１と、電圧が印加されたときに伸長するピエゾ素子（圧電素子）４２を有し、押し部材４０を介して被検レンズＲをレンズ受け部１０ａ上で微動移動させる微動機構４３とを備えている。
上記押し部材４０は、例えば、丸棒であり、先端が図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ナイフエッジ状に加工されて被検レンズＲの外周面ｒ１に点接触するようになっている。また、押し部材４０の基端側は図１、図２及び図７に示すように、箱状に形成された支持部材４５に固定されている。更にこの支持部材４５は、箱状に形成されたステージ台４６上に固定されている。

このステージ台４６は、ガイド部材４７上に、Ｘ方向に移動可能に取り付けられている。即ち、このガイド部材４７上にはＸ方向に向けてレール状のガイド４８が設けられており、また、ステージ台４６の下面にはガイド４８に嵌合すると共に、嵌合した状態でガイド４８に沿ってＸ方向に移動可能な図示しない溝部が形成されている。これにより、ガイド部材４７に対してステージ台４６をＸ方向に移動させることができ、その結果、押し部材４０を被検レンズＲに向けて移動させることができるようになっている。
また、ガイド部材４７とステージ台４６との間には、押し部材４０を被検レンズＲから離間させるように、ステージ台４６を付勢するバネ部材４９が取り付けられている。

また、ガイド部材４７は、回転軸Ｘに沿うＺ方向に移動可能なＺステージ（高さ調整ステージ）５０を介してベース板部材１２上に固定されている。このＺステージ５０は、ＰＣ７によって作動が制御されており、押し部材４０を含む位置調整装置５全体を、回転軸Ｘに沿うＺ方向に任意の距離だけ移動させて高さ調整を行うことができるようになっている。

また、上記ガイド部材４７には、Ｘ方向にスピンドル５５ｃが作動するように配されたマイクロメータ５５のスリーブ５５ａを固定する固定部材５６が取り付けられている。このマイクロメータ５５は、測定者がスリーブ５５ａの基端側に設けられたシンブル５５ｂを回転させることで、スリーブ５５ａの先端側に設けられたスピンドル５５ｃを、ネジ送りによりＸ方向に作動することができるようになっている。
また、スピンドル５５ｃの先端は、ピエゾ素子４２を介してステージ台４６に固定された当接部５７に接触している。ここで、ステージ台４６は、上述したようにバネ部材４９により付勢されているので、常にスピンドル５５ｃの先端と当接部５７に取り付けられたピエゾ素子４２とが接触している状態となっている。

よって、マイクロメータ５５を測定者が手動で操作して、スピンドル５５ｃをスリーブ５５ａからＸ方向に突出させることで、ピエゾ素子４２及び当接部５７を介してステージ台４６をバネ部材４９の付勢力に抗する力でＸ方向に粗動移動させることができ、押し部材４０を被検レンズＲに近づけることができるようになっている。
また、スピンドル５５ｃをスリーブ５５ａ内に没入させるように操作した場合には、バネ部材４９の付勢力によってスピンドル５５ｃを追従するようにステージ台４６が移動するので、押し部材４０が被検レンズＲから離間するようになっている。
即ち、マイクロメータ５５、固定部材５６、当接部５７、ステージ台４６、支持部材４５及びガイド部材４７は、上記粗動機構４１を構成している。なお、マイクロメータ５５は、ミクロン単位で移動するようになっている。

また、上記ピエゾ素子４２は、ピエゾコントローラ５８に電気的に接続されている。このピエゾコントローラ５８は、演算部６０からの指示に基づいてピエゾ素子４２に電圧を印加して、該ピエゾ素子４２を指示に応じた量だけ伸長させるようになっている。そして、ピエゾ素子４２が伸長することで、当接部５７が押されるのでステージ台４６が被検レンズＲ側に移動し、押し部材４０が微動移動するようになっている。
即ち、ピエゾ素子４２、ピエゾコントローラ５８、固定部材５６、当接部５７、ステージ台４６、支持部材４５及びガイド部材４７は、上記微動機構４３を構成している。なお、ピエゾ素子４２は、サブミクロン単位で移動するようになっている。

上記ＰＣ７は、図１及び図２に示すように、光軸測定装置４による測定結果に基づいて被検レンズＲの移動量を算出すると共に、粗動機構４１により粗動移動が終了した後、算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけ押し部材４０を移動させるように、ピエゾコントローラ５８に指示を出してピエゾ素子４２に所定の電圧を印加させる演算部６０と、各種の情報を表示するモニタ６１とを有している。

また、ＰＣ７は、駆動モータ１７の作動を制御すると共に、ロータリーエンコーダ１９から送られてきた回転角度位置から回転スピンドル１１や被検レンズＲの回転角度を算出できるようになっている。これにより、被検レンズＲの回転を停止させたときに、押し部材４０により被検レンズＲのどの位置を押して位置調整を行わせるのか判断できるようになっている。
また、ＰＣ７は、光軸測定装置４のスポット位置測定部２１から送られてきたスポット画像を取り込んで画像処理を行う機能を有している。また、取り込んだスポット画像は、原画像のままモニタ６１に表示したり、画像処理後にモニタ６１に表示したりするようになっている。
更に、ＰＣ７は、横ずれ測定装置６から送られてきたデジタル値に基づいて被検レンズＲの偏心量を演算する機能も有している。なお、この偏心量の演算結果ついても、モニタ６１に表示される。

次に、このように構成されたレンズ偏心測定装置１により、被検レンズＲの光軸Ｌ１と、該被検レンズＲの外形中心軸Ｌ２との横ずれに伴う偏心量を測定する場合について説明する。
本実施形態のレンズ偏心測定方法は、被検レンズＲをレンズ保持手段２で保持すると共に、回転軸Ｘ回りに回転させる回転工程と、回転している被検レンズＲの表面ｒ２に光を照射すると共に、表面ｒ２で反射した光を受光して、受光した光のスポット像の回転軌跡から被検レンズＲの光軸Ｌ１の傾きを測定する光軸測定工程と、該光軸測定工程による測定結果に基づいて、被検レンズＲの光軸Ｌ１が回転軸Ｘに一致するように被検レンズＲを移動させて、被検レンズＲの保持位置を調整する位置調整工程と、該位置調整後後、回転軸Ｘに対する被検レンズＲの外周面ｒ１の振れ量を測定する横ずれ測定工程とを備えている。

また、上記位置調整工程は、光軸測定工程による測定結果に基づいて被検レンズＲの移動量を算出する算出工程と、該算出工程後、押し部材４０を介して被検レンズＲを所定量粗動移動させる粗動移動工程と、該粗動移動工程後、算出工程により算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけ押し部材４０を移動させるように、ピエゾ素子４２を電圧印加により伸長させて押し部材４０を微動移動させる微動移動工程とを備えている。
これら各工程について以下に詳細に説明する。

始めに、図２に示すように、被検レンズＲをレンズホルダ１０のレンズ受け部１０ａ上に載置する。そして、この状態で真空吸着ポンプを作動させて、被検レンズＲを真空吸着してレンズホルダ１０に保持する。この際、被検レンズＲの光軸Ｌ１と回転スピンドル１１とレンズホルダ１０の回転軸Ｘとは、一致していない状態である。

次に、光軸測定装置４のフォーカス位置調整を行う。即ち、被検レンズＲを回転させる前に、該被検レンズＲの表面ｒ２に向けて光源部２０から光を照射する。この照射された光は、表面ｒ２で反射した後、スポット位置測定部２１によって受光される。この際、測定者は、モニタ６１に表示されたスポットの集光状態を確認しながら、表面ｒ２での反射光が集光する位置にスポット位置測定部２１が位置するように、ハンドル２４を操作してボックス本体２２をガイド２３に沿って移動させるフォーカス位置調整を行う。
これにより、表面ｒ２での反射光が確実にスポット位置測定部２１に集光した状態で入射することになる。なお、フォーカス位置調整後、一旦光源部２０からの光の照射を停止する。

フォーカス位置調整後、駆動モータ１７を駆動させて、駆動側プーリー１８、ベルト１５及び従動側プーリー１６を介して回転スピンドル１１を回転軸Ｘ回りに回転させる回転工程を行う。これにより、レンズホルダ１０及び被検レンズＲも同様に、回転軸Ｘ回りに回転する。また、この際ロータリーエンコーダ１９ーは、回転スピンドル１１の回転角度位置、即ち、被検レンズＲの回転角度位置を検出して演算部６０に出力している。

次いで、被検レンズＲを回転させた状態で、光軸測定装置４により、回転軸Ｘに対する被検レンズＲの光軸Ｌ１の傾きを測定する上記光軸測定工程を行う。
即ち、回転している被検レンズＲの表面ｒ２に向けて光源部２０から光を照射する。照射された光は、表面ｒ２で反射した後、スポット位置測定部２１によって受光される。この際、上述したようにフォーカス位置調整を予め行っているので、反射光は確実にスポット位置測定部２１に集光した状態で入射する。
この光軸測定の際に、回転軸Ｘに対して光軸Ｌ１が傾いている場合には、受光した光のスポット像が回転軸Ｘを中心として回転軌跡（リサージュ図形）を描く。この際、光軸Ｌ１の傾き角度に応じてスポット像の回転半径が変化する。よって、スポット像の回転軌跡を測定することで、光軸Ｌ１の傾きを測定することができる。

また、スポット位置測定部２１は、測定したスポット像を演算部６０に出力する。演算部６０は、ロータリーエンコーダ１９ーの出力から計算される回転角度位置と、この各位置に対応する反射スポット像を画像処理した結果のスポット位置とから円近似計算を行って、円の直径、円の中心位置を求め、モニタ６１に表示する。
図８（ａ）に、スポット像と、スポット像の回転軌跡Ｓと、回転軸Ｘの位置及び回転軸Ｘを通る座標軸線（一点鎖線）とをモニタ６１に表示している例を示す。上述したように、スポット像の回転軌跡の径は、光軸Ｌ１と回転軸Ｘとの傾きに比例しており、この傾きをなくすにはスポット像の回転軌跡Ｓの中心位置にスポット像がくるように被検レンズＲの取り付け位置を調整すれば良い。

次いで、一旦被検レンズＲの回転を停止した後、光軸測定装置４による測定結果に基づいて、位置調整装置５により被検レンズＲの保持位置を調整する位置調整工程を行う。つまり、スポット像の回転半径が極力“０”に近づくように、被検レンズＲのレンズ保持位置を調整する。これにより、被検レンズＲの光軸Ｌ１と回転軸Ｘとを一致させることができる。よって、次に行う横ずれ測定の際に、光軸Ｌ１の傾きの影響をなくすことができ、横ずれのみを単独で測定することができる。

ここで、この位置調整工程について、より具体的に説明する。まず、演算部６０は、光軸測定装置４による測定結果に基づいて、スポット像の回転半径を極力“０”に近づけるための、被検レンズＲの移動量を算出する算出工程を行う。次いで、ＰＣ７によりＺステージ５０を作動させて、図２に示すように、押し部材４０が被検レンズＲの外周面ｒ１に接触する位置にくるように高さ調整を行う。
この高さ調整後、真空吸着ポンプの作動を停止して被検レンズＲの保持状態を解く。そして、測定者は、粗動機構４１により、押し部材４０を被検レンズＲの径方向に向けて粗動移動させて、押し部材４０の先端を被検レンズＲの外周面ｒ１に接触させると共に、押し部材４０を介して被検レンズＲを所定量粗動移動させる粗動移動工程を行う。

即ち、測定者は、マイクロメータ５５のシンブル５５ｂを回転させて、スピンドル５５ｃをスリーブ５５ａ内からＸ方向に突出させる。これにより、スピンドル５５ｃの先端にピエゾ素子４２を介して接触している当接部５７が押され、ステージ台４６がバネ部材４９の付勢力に抗する力でＸ方向に粗動移動し始める。その結果、押し部材４０が被検レンズＲの外周面ｒ１に向かって接近して先端が点接触すると共に、被検レンズＲを側方から押して粗動移動させることができる。この際、ピエゾ素子４２の可動範囲内にスポット像位置が入るまで被検レンズＲを粗動移動させる。つまり、スポット像位置が、近似円中心位置（目標位置）からピエゾ素子４２の可動範囲内だけ離れた距離（例えば、１μｍ）に位置するまで被検レンズＲを粗動移動させる。
この粗動移動によって、被検レンズＲはレンズ受け部１０ａに保持された状態で、粗動で傾くことになる。

粗動移動が終了した後、微動移動工程を行う。即ち、演算部６０は、始めに算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけピエゾ素子４２が延びるようにピエゾコントローラ５８に指示を出す。該ピエゾコントローラ５８は、この指示に応じた電圧をピエゾ素子４２に印加させる。これにより、ピエゾ素子４２が伸長し、押し部材４０を介して被検レンズＲを微動移動（サブミクロン単位での移動）させることができる。その結果、回転軸Ｘに対してスポット像の回転半径を極力“０”に近づけることができる。
この微動移動工程により、被検レンズＲはレンズ受け部１０ａに保持された状態で、微動で傾くことになり、被検レンズＲの保持位置を、高精度（サブミクロンの精度）に微調整することができる。

特に、粗動移動させた後、ピエゾ素子４２を利用して被検レンズＲの保持位置を微調整できるので、微小径のレンズであったとしても、高精度に光軸Ｌ１の傾きを回転軸Ｘに一致させることができる。また、微動機構４３による微動移動量は、演算部６０を含むＰＣ７によってコントロールされているので、従来の方法とは異なり、経験を積んだ熟練の測定者以外の者でも、簡単に光軸調整を行うことができる。また、マイクロメータ５５を有する粗動機構４１を備えているので、速やかに押し部材４０をピエゾ素子４２の可動範囲内に移動させて微調整を行えるので、光軸調整にかける時間を極力短縮することができる。

次いで、被検レンズＲの保持位置調整後、真空吸着ポンプを作動させて、再度被検レンズＲをレンズホルダ１０のレンズ受け部１０ａに真空吸着により保持させる。また、測定者は、マイクロメータ５５のシンブル５５ｂを操作してスピンドル５５ｃをスリーブ５５ａ内に没入させる。この際、ステージ台４６は、バネ部材４９による付勢力を受けているので、スピンドル５５ｃを追従するようにＸ方向に移動する。これにより、押し部材４０を被検レンズＲから離間させることができる。また、ピエゾ素子４２に関しては、ピエゾコントローラ５８から電圧を印加して、元の状態の長さに戻しておく。

そして、押し部材４０を離間させた後、再度被検レンズＲを回転軸Ｘ回りに回転させると共に、光軸測定装置４により表面ｒ２で反射した光のスポット像が回転していないことを確認する。
なお、図８（ｂ）にスポット像を回転軌跡の中心位置へ移動させて、回転軸Ｘと光軸Ｌ１とを一致させた状態でのモニタ６１の表示例を示す。特に、被検レンズＲの保持位置調整時には、モニタ６１にスポット像の重心位置を常に表示しておくことが望ましい。即ち、スポット像は面積を有した略円形像で表示されるので、該略円形像の重心位置（スポット中心に対応する）が表示される場合には、偏心量の大小の予測を作業者が行い易くなる。また、モニタ６１に表示するスポット像は、原画像のままでも構わないし、形状を判別し難い場合には二値化処理した画像を表示しても構わない。
仮に、スポット像が依然として回転軸Ｘを中心に回転していた場合には、スポット像が回転しなくなるまで、上述した被検レンズＲの保持位置調整を繰り返し行う。

その後、被検レンズＲを回転させた状態で、横ずれ測定装置６により回転軸Ｘに対する被検レンズＲの外周面ｒ１の振れ量、即ち、横ずれに伴う偏心量を測定する横ずれ測定工程を行う。
即ち、まず被検レンズＲの回転を一旦停止させた後、ＰＣ７により、ＸＹステージ３６及びＺステージ３７を適時作動させて、図５に示すように、スリット板３５のスリット３５ａが被検レンズＲの外周面ｒ１の略中央部にくるように位置調整を行う。この位置調整後、被検レンズＲを回転軸Ｘ回りに回転させると共に、図４に示すように、光源３２から被検レンズＲの外周面ｒ１に向けて光を出射する。出射された光は、被検レンズＲの外周面ｒ１を通過した後、スリット３５ａを通って受光素子３３に入射する。アンプ部３４は、受光素子３３に入射した光の受光量をデジタル値に変換して演算部６０に出力する。つまり、被検レンズＲの外形変化に伴う光量変化を、デジタル値の変化として出力する。

ここで、被検レンズＲの光軸Ｌ１と、外形中心軸Ｌ２とが一致していない場合、即ち、横ずれがある場合には、受光素子３３が受光する受光量が変化するので、アンプ部３４が出力するデジタル値も同様に変化する。演算部６０は、このデジタル値の変化と、ロータリーエンコーダ１９から送られてきた回転角度位置の検出値とを取り込んで演算することで、被検レンズＲの外形の振れ量を測定することができる。その結果、横ずれ量に伴う偏心量を測定することができる。また、ＰＣ７は、この測定した偏心量をモニタ６１に表示する。これにより、測定者は、被検レンズＲの偏心量を高精度に測定することができる。

上述したように、本実施形態のレンズ偏心測定装置１及びレンズ偏心測定方法によれば、被検レンズＲの光軸Ｌ１と回転軸Ｘとの傾きを調整する際に、モニタ６１に表示されたスポット像の目標位置と、現在のスポット重心位置との関係を視覚的に確認することができると共に、ピエゾ素子４２を利用した微調整が行えるので、短時間で高精度に再現性良く位置調整を行うことができる。そのため、微小径のレンズであっても、誰でも簡単に光軸Ｌ１の傾き調整ができ、高精度に再現性良く、且つ、短時間で被検レンズＲの横ずれによる偏心量を測定することができる。

また、被検レンズＲの保持位置調整を行う際に、Ｚステージ５０により押し部材４０の高さ調整を行うことができるので、厚みの異なる様々な被検レンズＲであっても確実に対応することができ、利便性に優れている。
また、粗動機構４１がマイクロメータ５５を有しているで、測定者は手動であっても被検レンズＲを正確に所定距離だけ粗動移動させることができる。よって、微小径レンズであっても、高精度に光軸合わせをすることができる。

次に、本発明に係るレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法の第２実施形態を、図９を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態のレンズ偏心測定装置１は、粗動機構４１と微動機構４３とが一体的に組み合わされた状態で位置調整装置５を構成していたのに対し、第２実施形態のレンズ偏心測定装置７０は、粗動機構７２と微動機構７３とがそれぞれ別々に組み合わされた状態で位置調整装置（位置調整手段）７１を構成している点である。
更に、第１実施形態のレンズ偏心測定装置１は、光軸測定工程の際に、スポット位置測定部２１が被検レンズＲの表面ｒ２で反射した光を受光していたのに対し、第２実施形態のレンズ偏心測定装置７０は、スポット位置測定部２１が表面ｒ２を透過した光を受光する点である。

即ち、本実施形態のレンズ偏心測定装置７０は、図９に示すように、押し部材４０の基端側が微動用ステージ台７５に固定されている。この微動用ステージ台７５は、ステージ台４６上に固定された微動用ガイド部材７６上にＸ方向に移動可能に取り付けられている。即ち、微動用ガイド部材７６上には、ガイド部材４７と同様にＸ方向に向かってレール状の微動用ガイド７７が設けられており、微動用ステージ台７５の下面には微動用ガイド７７に嵌合すると共に、嵌合した状態で微動用ガイド７７に沿ってＸ方向に移動可能な図示しない溝部が形成されている。

また、微動用ガイド部材７６と微動用ステージ台７５との間には、押し部材４０を被検レンズＲから離間させるように、微動用ステージ台７５を付勢するバネ部材７８が取り付けられている。
また、微動用ガイド部材７６には、ピエゾ素子４２の基端側を固定する結合部材７９が取り付けられている。このピエゾ素子４２の先端は、微動用ステージ台７５に固定された微動用当接部８０に接触している。即ち、微動用ステージ台７５は、バネ部材７８により付勢されているので、常にピエゾ素子４２の先端と微動用当接部８０とが接触している状態となっている。
即ち、本実施形態では、これら微動用ステージ台７５、結合部材７９、ピエゾ素子４２、微動用当接部８０及びピエゾコントローラ５８が、微動機構７３を構成している。

また、本実施形態においては、マイクロメータ５５のスピンドル５５ｃの先端が、直接当接部５７に接触している。そして、スピンドル５５ｃをＸ方向に粗動移動させることで、当接部５７を押してステージ台４６を粗動移動させることができ、その結果、上記微動機構７３全体及び押し部材４０を粗動移動させることができる。即ち、マイクロメータ５５、固定部材５６、当接部５７、ステージ台４６及びガイド部材４７が、粗動機構７２を構成している。

また、本実施形態では、回転スピンドル１１の他端に、吸引チューブ１４に接続される真空吸引結合部８５の一端側が取り付けられている。この真空吸引結合部８５は、回転軸Ｘに沿って配された円筒状の部材であり、他端側に透明なガラス板８６が回転軸Ｘに対して直交するように組み込まれている。
また、光軸測定装置４の光源部２０は、真空吸引結合部８５の下方に配されており、ガラス板８６を通して真空吸引結合部８５内に光を出射するようになっている。なお、本実施形態の光源部２０は、平行光で径を絞られたレーザ光を照射するレーザ光源として説明する。この光源部２０から出射されたレーザ光は、回転軸Ｘに沿って、真空吸引結合部８５内、回転スピンドル１１内及びレンズホルダ１０内を通過した後、被検レンズＲを透過し、その後スポット位置測定部２１に入射するようになっている。

次に、このように構成されたレンズ偏心測定装置７０により、横ずれに伴う偏心量を測定する場合について説明する。
まず、第１実施形態と同様に、被検レンズＲを保持した後、回転工程により被検レンズＲを回転軸Ｘ回りに回転させる。なお、被検レンズＲを保持するにあたって、真空吸引結合部８５内は、略真空状態となっている。
次いで、回転軸Ｘに対する被検レンズＲの光軸Ｌ１の傾きを測定する光軸測定工程を行う。即ち、光源部２０から回転軸Ｘに沿ってレーザ光を出射する。この出射されたレーザ光は、ガラス板８６を介して真空吸引結合部８５内に入射し、回転軸Ｘに沿って該真空吸引結合部８５内、回転スピンドル１１内、レンズホルダ１０内を進み、被検レンズＲの裏面ｒ３に入射する。

ここで、光源部２０から出射されたレーザ光は、真空吸引結合部８５、回転スピンドル１１及びレンズホルダ１０内において、略真空状態の空間を通過するが、真空状態の屈折率は１であり、空気の屈折率とほぼ同じである。よって、上述した経路であっても、レーザ光は屈折せずに回転軸Ｘに沿って平行に進み、被検レンズＲに入射する。そして、被検レンズＲに入射したレーザ光は、被検レンズＲの表面ｒ２を通過した後、光軸測定装置４のスポット位置測定部２１に入射する。
なお、本実施形態においても第１実施形態と同様に、スポット位置測定部２１のフォーカス位置調整を予め行っている。

そして、第１実施形態と同様に、スポット位置測定部２１で受光した透過光のスポット像の回転軌跡に基づいて、光軸Ｌ１の傾きを測定する。そして、この測定結果に基づいて、光軸Ｌ１と回転軸Ｘとが一致するように、被検レンズＲの保持位置を調整する位置調整工程を行う。まず、第１実施形態と同様に、演算部６０がスポット像の回転半径を“０”に近づけるための、被検レンズＲの移動量を算出する算出工程を行う。次いで、粗動機構７２により押し部材４０を介して被検レンズＲを所定量粗動移動させる。

即ち、第１実施形態と同様に、マイクロメータ５５のスピンドル５５ｃをＸ方向に向けて突出させ、当接部５７を介してステージ台４６を粗動移動させる。これにより、ステージ台４６上に固定されている微動用ガイド部材７６、該微動用ガイド部材７６に固定されている結合部材７９、該結合部材７９に取り付けられているピエゾ素子４２、該ピエゾ素子４２に接触している微動用当接部８０、該微動用当接部８０が取り付けられている微動用ステージ台７５も同様に粗動移動する。その結果、押し部材４０が騒動移動するので、被検レンズＲを上述したように粗動移動させることができる。

次いで、微動移動工程を行う。即ち、演算部６０は、始めに算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけピエゾ素子４２が伸びるようにピエゾコントローラ５８に指示を出す。該ピエゾコントローラ５８は、この指示に応じた電圧をピエゾ素子４２に印加させて伸長させる。これにより、ピエゾ素子４２に接触している微動用当接部８０が押され、微動用ステージ台７５がバネ部材７８の付勢力に抗する力でＸ方向に微動移動し始める。その結果、押し部材４０を介して被検レンズＲを微動移動させることができ、回転軸Ｘに対してスポット像の回転半径を極力“０”に近づけることができる。

このように本実施形態のレンズ偏心測定装置７０においても第１実施形態と同様に、被検レンズＲの保持位置を、高精度（サブミクロンの精度）に微調整して、光軸Ｌ１と回転軸Ｘとを一致させることができる。特に、微動機構７３と粗動機構７２とが別々に構成されてそれぞれ独立して作動するので、被検レンズＲの保持位置調整の際に、微動移動と粗動移動とを明確に区別して直感的に操作することができる。よって、操作性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の光軸測定装置４は、被検レンズＲを透過した光を受光して光軸Ｌ１の傾きを測定するので、より高精度に光軸Ｌ１と回転軸Ｘとの傾きを一致させることができる。つまり、被検レンズＲの光軸Ｌ１は、両面ｒ３、ｒ２の曲率中心を結んだ線であるので、レーザ光を透過させることで、被検レンズＲの両面の傾きが積算された情報を含むスポット像を得ることができるためである。よって、第１実施形態と比較して、より高精度な光軸合わせを行うことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記各実施形態では、測定者が手動で操作するマイクロメータを構成品として粗動機構を構成したが、この場合に限られず、例えば、ＰＣによる制御を受けて押し部材を自動的に粗動移動させる粗動機構を構成しても構わない。
つまり、ＰＣが、被検レンズの移動量（スポット像の回転軌跡が極力“０”に近づけるための移動量）を算出した後、押し部材を介して被検レンズを自動的に所定距離だけ（ピエゾ素子の可動範囲にスポット像位置が入る位置まで）粗動移動させ、その後、ピエゾ素子に電圧を印加して押し部材を微動移動させる。
こうすることで、粗動機構及び微動機構をそれぞれ自動的に制御して、被検レンズの保持位置調整を行うことができるので、測定者の負担をさらになくすことができると共に、操作性及び利便性の向上を図ることができる。また、ＰＣが自動的に被検レンズの位置調整を行うので、再現性をより高めることができる。

本発明に係るレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法の第１実施形態を示す図であって、レンズ偏心測定装置の主要構成品を示す斜視図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置の構成図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置で使用する被検レンズの側面図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置の横ずれ測定装置の構成図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置により偏心量を測定する際の、スリット板と被検レンズとの位置関係を示す図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置の押し部材先端と被検レンズとの関係を示す図であって、（ａ）は被検レンズを側方から見た状態の図であって、（ｂ）は被検レンズを上方から見た状態を示す図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置の位置調整装置を上方から見た図である。 図１に示すレンズ偏心測定装置により被検レンズの光軸傾きを測定した際のモニタの表示例であって、（ａ）は被検レンズの位置調整を行う前のスポット像の回転軌跡と曲率中心との関係を示した図であって、（ｂ）は被検レンズの位置調整を行った後のスポット像の回転軌跡と曲率中心との関係を示した図である。 本発明に係るレンズ偏心測定装置及びレンズ偏心測定方法の第２実施形態を示す図であって、レンズ偏心測定装置の構成図である。 従来のレンズ偏心測定装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

Ｌ１ 光軸
Ｌ２ 外形中心軸
Ｒ 被検レンズ
ｒ２ 被検レンズの表面（被検面）
Ｘ 回転軸
１、７０ レンズ偏心測定装置
２ レンズ保持手段
３ 回転手段
４ 光軸測定装置（光軸測定手段）
５、７１ 位置調整装置（位置調整手段）
６ 横ずれ測定装置（横ずれ測定手段）
７ ＰＣ（制御手段）
２０ 光源部
２１ スポット位置測定部
４０ 押し部材（棒状部材）
４１、７２ 粗動機構
４２ ピエゾ素子
４３、７３ 微動機構
５０ Ｚステージ（高さ調整ステージ）
５５ マイクロメータ

Claims (5)

1. 被検レンズの光軸と、該被検レンズの外形中心軸との横ずれに伴う偏心量を測定するレンズ偏心測定装置であって、
   前記被検レンズを保持するレンズ保持手段と、
   前記被検レンズを保持した状態で前記レンズ保持手段を回転軸回りに回転させる回転手段と、
   前記被検レンズの被検面に光を照射する光源部と、被検面で反射又は被検面を透過した光を受光すると共に、受光した光のスポット像の回転軌跡を測定するスポット位置測定部とを有し、回転軸に対する被検レンズの光軸の傾きを光学的に測定する光軸測定手段と、
   該光軸測定手段による測定結果に基づいて、前記被検レンズの光軸が前記回転軸に一致するように被検レンズを移動させて、被検レンズの保持位置を調整する位置調整手段と、
   前記回転軸に対する前記被検レンズ0の外周面の振れ量を測定する横ずれ測定手段と、
   前記各手段をそれぞれ制御する制御手段とを備え、
   前記位置調整手段は、前記被検レンズの径方向に向かって移動可能に配され、先端が被検レンズの外周面に接触可能な棒状部材と、該棒状部材を介して被検レンズを粗動移動させる粗動機構と、電圧が印加されたときに伸長する圧電素子を有し、棒状部材を介して被検レンズを微動移動させる微動機構とを備え、
   前記制御手段は、前記光軸測定手段による測定結果に基づいて前記被検レンズの移動量を算出すると共に、前記粗動機構による粗動移動が終了した後、算出した移動量から粗動移動量を引いた量だけ前記棒状部材を移動させるように前記圧電素子に電圧を印加させることを特徴とするレンズ偏心測定装置。
2. 請求項１に記載のレンズ偏心測定装置において、
   前記制御手段が、前記粗動機構を制御して、前記棒状部材を介して前記被検レンズを自動的に所定量だけ粗動移動させることを特徴とするレンズ偏心測定装置。
3. 請求項１又は２に記載のレンズ偏心測定装置において、
   前記位置調整手段を前記回転軸に沿って任意の距離だけ移動させる高さ調整ステージを備えていることを特徴とするレンズ偏心測定装置。
4. 請求項１に記載のレンズ偏心測定装置において、
   前記粗動機構は、手動で操作するマイクロメータを有していることを特徴とするレンズ偏心測定装置。
5. 被検レンズの光軸と、該被検レンズの外形中心軸との横ずれに伴う偏心量を測定するレンズ偏心測定方法であって、
   前記被検レンズをレンズ保持手段で保持すると共に、回転軸回りに回転させる回転工程と、
   回転している前記被検レンズの被検面に光を照射すると共に、被検面で反射又は被検面を透過した光を受光して、受光した光のスポット像の回転軌跡から回転軸に対する被検レンズの光軸の傾きを測定する光軸測定工程と、
   該光軸測定工程による測定結果に基づいて、前記被検レンズの光軸が前記回転軸に一致するように被検レンズを移動させて、被検レンズの保持位置を調整する位置調整工程と、
   該位置調整工程後、前記回転軸に対する前記被検レンズの外周面の振れ量を測定する横ずれ測定工程とを備え、
   前記位置調整工程は、前記光軸測定工程による測定結果に基づいて前記被検レンズの移動量を算出する算出工程と、
   該算出工程後、前記被検レンズの径方向に向かって移動可能に配され、先端が被検レンズの外周面に接触可能な棒状部材を介して、被検レンズを所定量粗動移動させる粗動移動工程と、
   該粗動移動工程後、前記算出工程により算出した移動量から、前記粗動移動量を引いた量だけ前記棒状部材を移動させるように、圧電素子を電圧印加により伸長させて棒状部材を微動移動させる微動移動工程とを備えていることを特徴とするレンズ偏心測定方法。
   
   

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