JP2009265050A - 偏心測定方法及び偏心測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学素子Kの偏心度を測定する偏心測定装置1は、光学素子Kの光学面K1,K2のうち、一部の領域R1,R2のみについて干渉縞の強度分布を測定する白色干渉計3,4と、白色干渉計3,4の間に介在し、光学素子Kの周方向に亘って複数点で当該光学素子Kを保持するとともに当該保持部材2の中心に光学素子Kの外形中心を一致させる保持部材2と、保持部材2を移動させることによって白色干渉計3,4から光学面K1,K2に照射される照射光の光軸L1,L2と、保持部材2の中心軸と、をほぼ一致させる移動手段25と、白色干渉計3,4により測定された干渉縞の強度分布に基づいて各光学面K1,K2の光学中心を算出し、これらの光学中心位置に基づいて光学素子Kの偏心度を求める演算処理部5とを備える。
【選択図】図1
Description
前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持する保持部材を介在させて第1の白色干渉計及び第2の白色干渉計を互いに対向した状態とし、前記第1の白色干渉計から前記光学素子の一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第2の白色干渉計から前記光学素子の他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸とをほぼ一致させる第1工程と、
前記保持部材に前記光学素子を保持させることにより、当該保持部材の中心と、前記光学素子の外形中心とを一致させる第2工程と、
前記第1の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第2の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該他方の光学面の光学中心位置を算出する第3工程と、
各光学面の光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める第4工程と、を備えることを特徴とする。
前記第3工程では、
前記第1の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定するとともに、
前記第2の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することが好ましい。
前記一方の光学面における前記一部の領域として、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域を用い、
前記他方の光学面における前記一部の領域として、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域を用いることが好ましい。
前記保持部材として、
前記周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接することで前記光学素子の外形中心を当該保持部材の中心に一致させるものを用いることが好ましい。
前記第3工程では、
白色光を照射して得られる干渉縞画像を2値化した2値化画像から光学中心位置を算出することが好ましい。
前記光学素子の一方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第1の白色干渉計と、
前記光学素子の他方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第2の白色干渉計と、
前記第1の白色干渉計及び前記第2の白色干渉計の間に介在し、前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持するとともに、当該保持部材の中心に前記光学素子の外形中心を一致させる保持部材と、
前記第1の白色干渉計、前記第2の白色干渉計及び前記保持部材のうち、少なくとも1つを移動させることによって、前記第1の白色干渉計から前記一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第2の白色干渉計から前記他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸と、をほぼ一致させる移動手段と、
前記第1の白色干渉計及び前記第2の白色干渉計により測定された干渉縞の強度分布に基づいて各光学面の光学中心を算出し、これらの光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める演算処理部とを備えることを特徴とする。
前記第1の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定し、
前記第2の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することが好ましい。
前記一方の光学面における前記一部の領域は、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域であり、
前記他方の光学面における前記一部の領域は、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域であることが好ましい。
前記保持部材は、
前記周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接することで前記光学素子の外形中心を当該保持部材の中心に一致させることが好ましい。
前記演算処理部は、
白色光を照射して得られる干渉縞画像を2値化した2値化画像から光学中心位置を算出することが好ましい。
以上より、光学面の一部のみでの干渉縞の強度分布から正確な光学中心位置を算出できるので、光学面全体の干渉縞の強度分布から光学中心位置を算出する場合と比較して、簡易に光学中心位置、ひいては偏心度を測定することができる。
また、偏心度を測定するのに白色干渉計を用いており、白色干渉計で照射される白色光は可干渉距離が短いという性質を有するので、他の干渉計を用いる場合と比較して、高精度に偏心度を測定することができる。
図1は、本発明に係る偏心測定装置1の概略構成を示す図である。
また、位置合わせ部21は、周方向に亘って複数点で光学素子Kに外周側から当接するようになっており、これによって保持部材2の中心と、光学素子Kの外形中心とを一致させて光学素子Kを固定するようになっている。より詳細には、位置合わせ部21は、光学素子Kの外形に沿って環状に形成されるとともに、厚み方向(図中の上下方向)に沿って一方の側(図中の上側)から他方の側(図中の下側)に向かって内周縁部が狭まるように傾斜している。そして、この位置合わせ部21の内周面の直径は、厚み方向の一端部(広く開口した側の部分)では光学素子Kの直径より大きく、他端部(狭く開口した側の部分)では光学素子Kの直径より小さくなっている。
コリメータレンズ11は、白色光源10から照射された白色光を平行光化するものである。
対物レンズ16は、ビームスプリッタ12からの平行光を光学素子Kに対して集光するようになっており、より詳細には、光学素子Kにおける光学面K1,K2のうち、一部の領域R1,R2のみに白色光を集光して照射するようになっている。なお、本実施の形態においては、対物レンズ15,16の倍率は100倍となっているが、他の倍率としても良い。
集光レンズ17は、参照面13及び光学素子Kから反射されて重畳された光を撮像素子14の表面に集光するようになっている。
まず、保持部材2を介在させて白色干渉計3,4が互いに対向した状態から、移動手段25によって保持部材2を移動させることにより、白色干渉計3の白色光源10から光学素子Kの光学面K1に照射される照射光の光軸L1と、白色干渉計4の白色光源10から光学素子Kの光学面K2に照射される照射光の光軸L2とに対し、保持部材2の中心軸をほぼ一致させる(第1工程)。
以上より、光学面K1,K2の一部のみでの干渉縞の強度分布から正確な光学中心位置を算出できるので、光学面K1,K2全体の干渉縞の強度分布から光学中心位置を算出する場合と比較して、簡易に光学中心位置、ひいては偏心度を測定することができる。
2 保持部材
3 白色干渉計(第1の白色干渉計)
4 白色干渉計(第2の白色干渉計)
5 演算処理部
25 移動手段
10 白色光源(光源)
K 光学素子
K1 光学面(一方の光学面)
K2 光学面(他方の光学面)
R1,R2 一部の領域
Claims (10)
- 光学素子の偏心度を測定する偏心測定方法において、
前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持する保持部材を介在させて第1の白色干渉計及び第2の白色干渉計を互いに対向した状態とし、前記第1の白色干渉計から前記光学素子の一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第2の白色干渉計から前記光学素子の他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸とをほぼ一致させる第1工程と、
前記保持部材に前記光学素子を保持させることにより、当該保持部材の中心と、前記光学素子の外形中心とを一致させる第2工程と、
前記第1の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第2の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該他方の光学面の光学中心位置を算出する第3工程と、
各光学面の光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める第4工程と、を備えることを特徴とする偏心測定方法。 - 請求項1記載の偏心測定方法において、
前記第3工程では、
前記第1の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定するとともに、
前記第2の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することを特徴とする偏心測定方法。 - 請求項1または2記載の偏心測定方法において、
前記一方の光学面における前記一部の領域として、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域を用い、
前記他方の光学面における前記一部の領域として、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域を用いることを特徴とする偏心測定方法。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の偏心測定方法において、
前記保持部材として、
前記周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接することで前記光学素子の外形中心を当該保持部材の中心に一致させるものを用いることを特徴とする偏心測定方法。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の偏心測定方法において、
前記第3工程では、
白色光を照射して得られる干渉縞画像を2値化した2値化画像から光学中心位置を算出することを特徴とする偏心測定方法。 - 光学素子の偏心度を測定する偏心測定装置において、
前記光学素子の一方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第1の白色干渉計と、
前記光学素子の他方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第2の白色干渉計と、
前記第1の白色干渉計及び前記第2の白色干渉計の間に介在し、前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持するとともに、当該保持部材の中心に前記光学素子の外形中心を一致させる保持部材と、
前記第1の白色干渉計、前記第2の白色干渉計及び前記保持部材のうち、少なくとも1つを移動させることによって、前記第1の白色干渉計から前記一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第2の白色干渉計から前記他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸と、をほぼ一致させる移動手段と、
前記第1の白色干渉計及び前記第2の白色干渉計により測定された干渉縞の強度分布に基づいて各光学面の光学中心を算出し、これらの光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める演算処理部とを備えることを特徴とする偏心測定装置。 - 請求項6記載の偏心測定装置において、
前記第1の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定し、
前記第2の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することを特徴とする偏心測定装置。 - 請求項6または7記載の偏心測定装置において、
前記一方の光学面における前記一部の領域は、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域であり、
前記他方の光学面における前記一部の領域は、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、5〜10%の面積を有する領域であることを特徴とする偏心測定装置。 - 請求項6〜8の何れか一項に記載の偏心測定装置において、
前記保持部材は、
前記周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接することで前記光学素子の外形中心を当該保持部材の中心に一致させることを特徴とする偏心測定装置。 - 請求項6〜9の何れか一項に記載の偏心測定装置において、
前記演算処理部は、
白色光を照射して得られる干渉縞画像を2値化した2値化画像から光学中心位置を算出することを特徴とする偏心測定装置。
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