JP3162106B2 - レンズ系の偏心量測定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズまたはレンズ系の
個々のレンズ面の偏心量を測定するためのレンズ系の偏
心量測定方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レンズ系の構成要素であるレンズの偏心
量を測定する手段としては従来よりオートコリメーショ
ン法が知られている。このオートコリメーション法を用
いた偏心量測定装置としては、 特公昭５１−９６２０号
公報等に数多くの周辺の技術が開示されている。図１５
はこのオートコリメーション法を用いたレンズ系の偏心
量測定装置の基本構成図を示す。

【０００３】図１５において、１は点光源、２はハーフ
ミラー、３はコリメータレンズ、４ａは被検面、４ｂは
被検面４ａの曲率中心、５は入射光束、６は反射光束、
７は基準像位置、８は被検面反射による空中像である。
この空中像８は被検面４ａの曲率中心に集光するような
入射条件にしたときにできる像であり点光源１と共役な
位置に形成される。そして被検面４ａの曲率中心が点光
源１およびコリメータレンズ３により定まる光軸上にあ
るときには、前記空中像８は基準像位置７にできるが、
図示のごとく曲率中心４ｂが光軸からδ_１だけ離間され
ている（すなわち偏心している）ときには、前記空中像
は基準像位置７からδ_３だけ離間された位置に形成され
る。この場合、これら離間距離δ_１およびδ_３は近軸的
に比例するものであり、この比例定数を決定する要素と
しては、被検面４ａによる倍率とコリメータレンズ３に
よる投影倍率がある。今図に示すように被検面４ａによ
る像点の光軸からのずれ量をδ_２とすれば、δ_２はδ_１
の２倍の関係となる。即ち、被検面４ａによる倍率は、
被検面４ａの曲率半径に無関係に２となる。従ってδ_３
を検出値の場合、δ_１＝（投影倍率／２）×δ_３の関係
が成立し、この式から被検面４ａの偏心量を測定するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１６は上述した従来
技術の欠点を示す。図１６において４は被検レンズ、４
ｃは被検面でないレンズ面を示し、その他は図１５に示
す所と同様とする。今、被検面でないレンズ面４ｃ上に
被検面４ａの曲率中心４ｂが存在する特殊な被検レンズ
４を考える。この場合、入射光束５は被検面４ａの偏心
に伴い多少屈折するが、近軸的には被検面でないレンズ
面４ｃ上に集光するため、この面での反射光束により基
準像位置７に結像する。この像を、以後面頂像と称す
る。この像は、被検面４ａの偏心量に無関係に点光源１
と共役な位置に常に形成される。すなわち、被検レンズ
による面頂像は、被検レンズの偏心に全く無関係に形成
され、従って偏心量の測定に当たっては空中像のみを問
題にする必要がある。換言すれば、オートコリメーショ
ン法により偏心量を測定する場合、被検レンズによる面
頂像はノイズとして作用することになる。

【０００５】ここで図１６に示す被検レンズ４の形状は
特殊な場合であり、被検面でないレンズ面４ｃに被検面
４ａの曲率中心４ｂのない（位置しない）場合が大部分
である。従って、実際には曲率中心４ｂの被検面でない
レンズ面４ｃからのずれ量が存在する（離れている）場
合がほとんどであるが、焦点深度の問題で曲率中心４ｂ
とレンズ面４ｃとが近接していると、レンズ面４ｃで反
射した光がボケ像（面頂像）となって表われ、無視でき
ない場合がある。又、面数の多いレンズ系の偏心量を測
定する装置においては、この面頂像がノイズとして作用
する確率が非常に高く、従って精度劣化の原因となって
いる。

【０００６】本発明は、このような有害な被検面レンズ
の各面からの面頂像の影響を除去し得るようにしたレン
ズ系の偏心量測定装置および方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレンズ系の偏心
量測定方法は光源からの直線偏光光束の一部に位相変調
を与えて円偏光光束とするとともに他の一部に別の位相
変調を与えて前記円偏光光束とは逆廻りの円偏光光束と
し、これらの光束を同時に被検面の曲率中心に集光する
ように入射した後、被検面からの反射光束に前記位相変
調と同一の場所で同一の位相変調を与えることにより、
空中像を形成する被検面からの反射光束と、面頂像を形
成する他の面からの反射光束とを偏波面が互いに直交す
る直線偏光光束とし、これらの光束を偏光ビームスプリ
ッターに導入することにより空中像のみを検出するよう
にしたことを特徴とする。

【０００８】本発明のレンズ系の偏心量測定方法は光源
からの直線偏光光束を被検面の曲率中心に集光するよう
に入射し、空中像を形成する該被検面からの反射光束お
よび面頂像を形成する他の面からの反射光束の空間的に
共通な一部に偏波面を９０°変換すべく位相変調を与え
ることによりこれらの光束を互いに直交する直線偏光光
束とした後、これらの直線偏光光束を偏光子に導入する
ことにより空中像のみを検出するようにしたことを特徴
とする。

【０００９】また、本発明の偏心量測定装置は、光源
と、この光源からの光を偏光し分割する偏光ビームスプ
リッタ−と、この偏光ビームスプリッターおよび被検レ
ンズ間に配置されるコリメータレンズと、受光部とから
なるオートコリメーション方式によるレンズ系の偏心量
測定装置において、被検面と偏光ビームスプリッターと
の間に光軸を含む平面で２分割される光束の一方の片側
にλ／４板、他方の片側に−λ／４板を配置することを
特徴とする。

【００１０】図１は本発明のレンズ系の偏心量測定方法
を実施する装置の概念を示す図である。同図において、
９は偏光ビームスプリッターを示し、１０はλ／４板を
示す。又、１１はλ／２板を示し、入射光束を光軸を含
む平面で２分した片側の光束のみが入射するように配置
されている。

【００１１】

【作用】図１に示す構成において、偏光ビームスプリッ
ター９の反射面に対してＰ方向およびＳ方向の偏光をそ
れぞれｘ軸およびｙ軸とする座標系を考える。偏光ビー
ムスプリッター９の透過特性および反射特性を表すマト
リックスＭ_ＰおよびＭ_Ｓは数１および数２で表すことが
できる。

【００１２】

【数１】

【００１３】

【数２】

【００１４】又、λ／４板１０およびλ／２板１１の特
性を表すマトリックスＭ_Q およびＭ_H は数３および数４
で表すことができる。

【００１５】

【数３】

【００１６】

【数４】

【００１７】今、空中像を形成する像側の光線を外１で
表わすと、反射光は図２に示す如く、光軸に対して入射
光と同じ側で反射するため、数５となる。

【００１８】

【外１】

【００１９】

【数５】

【００２０】又、面頂像を形成する像側光線を外２で表
わすと、反射光は図３に示す如く、光軸に対して入射光
と反対側に反射するため、数６となる。

【００２１】

【外２】

【００２２】

【数６】

【００２３】ここで外３は偏光ビームスプリッターへの
入射光線を表わす。数５および数６よりＡ_S3＝０、Ａ_S4
＝Ａ₁ 、Ａ_N3＝Ａ_N4＝０を得る。従って、空中像および
面頂像の像点での強度をそれぞれＰ_S およびＰ_N とすれ
ば数７および数８が得られる。

【００２４】

【外３】

【００２５】

【数７】

【００２６】

【数８】

【００２７】今、偏光ビームスプリッターへの入射光が
ｘ方向の直線偏光の場合は、外４、Ａ_２＝０、Δ_２−Δ
_１＝±π／２として良いため、Ｐ_Ｓ＝２Ａ^２、Ｐ_Ｎ＝０
となる。又、ｙ方向の直線偏光の場合は、Ａ_１＝０、外
５、Δ_２−Δ_１＝±π／２として良いため、Ｐ_Ｓ＝Ｐ_Ｎ
＝０となる。又、円偏光の場合は、Ａ_１＝Ａ_２＝Ａ、Δ
_２−Δ_１＝０として良いため、Ｐ_Ｓ＝Ａ^２、Ｐ_Ｎ＝０と
なる。このようにして、一般的にｙ方向の直線偏光以外
の入射光線に対して、面頂像のみを完全に除去すること
ができる。

【００２８】

【外４】

【００２９】

【外５】

【００３０】上述したところは偏心のない状態での解析
結果であり、実際には偏心の影響を受ける結果、面頂像
のみを完全には除去できないが、大幅に小さくすること
ができる。

【００３１】図１に示すように、上側の光路においては
λ／４板およびλ／２板を使用しており、下側の光路に
おいてはλ／４板のみを使用しているが、一般的にλ／
４板およびλ／２板を合成して造ることが可能であり、
従ってこの合成した波長板の機能を有する素子を−λ／
４板と称することにする。すなわち図４に示すような構
成が本発明のレンズ系の偏心量測定装置の基本構成であ
り、片側（上側）の光路に−λ／４板が挿入され、他側
（下側）の光路にλ／４板１０が挿入されている。

【００３２】

【実施例１】図５は本発明のレンズ系の偏心量測定装置
の実施例１を示す。図５において、１５は半導体レー
ザ、１６は半導体レーザ１５の光を平行光にするための
コリメータレンズで、コリメータレンズ３とはその使い
方において区別されるものである。１７は偏光プリズ
ム、１８は集光レンズ、１９は対物レンズであり、図示
しないが倍率の異なる数種の対物レンズを切替えて使用
できるようになっている。２０は光位置検出素子、２１
は光位置検出素子２０のＸ，Ｙ方向に対応する電圧信号
を増幅するための増幅器、２２は表示部、２３は被検レ
ンズの基準としての保持枠であり、これら構成素子を図
示のように配置する。

【００３４】次に、この実施例１の作用を説明する。半
導体レーザ１５から発生したＰ偏光の光は、コリメータ
レンズ１６によって所定の大きさの平行光となり、偏光
プリズム１７を透過し、片側半部（図において右側）の
光はλ／４板１０を透過して右廻り円偏光（又は左廻り
円偏光）となり、適当な位置に移動配置されたコリメー
タレンズ３により被検レンズ４の被検レンズ面４ａの曲
率中心に向かう集束光となる。この光の中で、被検面４
ａによる反射光は、左廻り円偏光（又は右廻り円偏光）
となり入射光路を逆行し、再びλ／４板１０を通りＳ偏
光となるので、偏光プリズム１７により反射し集光レン
ズ１８により結像し、さらに適当な倍率の対物レンズ１
９により拡大され、光位置検出素子２０上に結像する。
この光位置検出素子２０は、集光した点像のＸ，Ｙの２
方向の重心位置をこれと直線的な関係にあるＸ，Ｙの電
圧に変換する。このＸ，Ｙ電圧は、増幅器２１により増
幅されてオシロスコープのような表示部２２に、横軸を
Ｘ電圧、縦軸をＹ電圧として、図６に示されるように輝
点２４として表示される。

【００３５】今、この状態で被検レンズ４をその保持枠
２３を基準に回転すると、表示部２２において輝点２４
は図７に示すように回転して円の軌跡を描く。この円の
軌跡の半径の大小が被検レンズ４の偏心量の大小を示
し、従ってこの半径を測定することにより偏心量を知る
ことができる。又、同じ片側半部の光による被検レンズ
の裏面（即ち被検面４ａとは反対側のレンズ面）からの
反射光は入射光とは反対側（図において左側）に向か
い、左廻り円偏光（又は右廻り円偏光）となり、λ／２
板１１を透過後は右廻り円偏光（又は左廻り円偏光）と
なり、さらにλ／４板１０を透過することによりＰ偏光
となる。このＰ偏光の光が偏光プリズム１７に入射する
と、全ての光がコリメータレンズ１６の側に透過するた
め、集光レンズ１８側への反射光は０となる。従って被
検レンズ４の裏面による面頂像は光位置検出素子２０上
には形成されることがない。

【００３６】一方、他方の半部（図において左側）の光
はλ／４板１０を透過して右廻り円偏光（又は左廻り円
偏光）となり、さらにλ／２板１１を透過することによ
り左廻り円偏光（又は右廻り円偏光）となる。この光が
コリメータレンズ３を透過し、被検レンズ４の被検レン
ズ面４ａの曲率中心に向かう集束光となる。この光の中
で被検面４ａによる反射光は、右廻り円偏光（又は左廻
り円偏光）となり、入射光路を逆行して再びλ／２板１
１を透過し、左廻り円偏光（又は右廻り円偏光）とな
り、さらにλ／４板１０を透過しＳ偏光となるため、偏
光プリズム１７により全て反射し、前述した所と同様の
経路をたどり光位置検出素子上に結像し、その位置は前
述の結像位置と一致し、従って偏心検出に寄与する。

【００３７】又、同じ片側半部の光による被検レンズの
裏面（即ち被検面４ａとは反対側のレンズ面）からの反
射光は、入射光とは反対側（図において右側）に向か
い、右廻り円偏光（又は左廻り円偏光）となり、λ／４
板１０を透過することによりＰ偏光となる。このＰ偏光
の光が偏光プリズム１７に入射すると、反射光が０とな
り、光位置検出素子２０上には結像することがない。以
上の作用により、被検レンズ面による空中像の位置を検
出することによって、このレンズの偏心量を測定すると
きに検出誤差となるレンズの裏面による面頂像を除去す
ることができる。

【００３８】なお、本実施例では偏光プリズム１７とλ
／４板１０とを接合して構成してあるが、これらは離間
して配置しても何ら支障はない。

【００３９】本実施例による固有の効果は、−λ／４板
１４をλ／４板１０とλ／２板１２とに分離することに
より、安価な構成とし得るとともに、光位置検出素子の
最大の欠点であるゴーストノイズの影響を除くことによ
り、この検出素子の長所である高分解能、低価格である
点を生かすことができ、結果として高性能にして低価格
のレンズ系の偏心量測定装置を提供することができる。

【００４０】

【実施例２】図８は本発明の実施例２を示す。図８にお
いて、２５はランプ、２６はコンデンサレンズ、２７は
干渉フィルター、２８はチャート、２９は上半部と下半
部の光に光路差を与えないための補償板であり、λ／２
板１１と側面接合されている。又、３０は焦点板、３１
は接眼レンズであり、これら構成素子を図示のように配
置する。以下にこの構成の作用を説明する。

【００４１】まず、ランプ２５、コンデンサレンズ２６
によりチャート２８を照明するが、チャート２８の前に
配置された干渉フィルター２７により特定の波長の光の
みがチャート２８を照明する。チャート２８からの光は
偏光プリズム１７を透過してＰ偏光となり、コリメータ
レンズ３、λ／４板１０を透過した後、λ／２板１１又
は補償板２９を透過し被検面４ａの曲率中心に向かう光
束となる。なお、補償板２９はλ／２板１１と同一厚さ
で、屈折が同程度の均質透明材料からなる平行平面板が
使用されている。

【００４２】被検面４ａおよび被検面でないレンズ面４
ｃからの反射光束は重なった状態で入射光路を元に戻
り、被検面４ａからの反射光束のみが偏光プリズムによ
り反射して焦点板３０に空中像として結像する。焦点板
３０には図示しないが像位置を読取るための目盛りがつ
けられており、これを接眼レンズ３１で読取ることによ
りその測定を行う。このとき、実施例１と同様に被検レ
ンズ４を回転し、そのときの像の回転半径を読取ること
で回転軸に対する被検面４ａの偏心量をより高精度に測
定することができる。

【００４３】本実施例による固有の効果は、光学系の構
成が簡単になり、又、補償板２９を導入することによ
り、上側光束と下側光束とによる像のずれが発生しない
ことである。

【００４４】

【実施例３】図９は本発明の偏心量測定装置の実施例３
を示す。図において、３２は平行ビームの直径を拡大す
るためのビームエクスパンダーである。本例では、コリ
メータレンズ３はコリメータレンズ第１群３４と光軸上
を移動可能なコリメータレンズ第２群３３とで構成す
る。３５はハーフビームスプリッターで、ハーフプリズ
ムやハーフミラー等を使うことにより、ビームを被検レ
ンズ側と参照系側とに分割する機能を有する。３６は被
検レンズ群で、被検レンズ４を含む複数のレンズで構成
されている。３７はイメージローテータで、これを回転
することにより像点を回転することができる。

【００４５】このようなイメージローテータとしては、
図１０ないし図１２に示すような公知の光学素子、即
ち、ドーブプリズム，ペチャンプリズムおよびアッベプ
リズム等が使われる。４０は参照用コリメータレンズ
で、コリメータレンズ３とは使い方において区別される
ものであり、参照用コリメータレンズ第１群３８と、光
軸上を移動可能である参照系用コリメータレンズ第２群
３９とで構成されている。４１はミラーであり、その反
射面は平面又は球面である。４２はテレビカメラでこの
テレビカメラ４２は対物レンズ１９による結像面にＣＣ
Ｄ等の２次元イメージセンサを配置している。４３は画
像計測部であり、この画像計測部４３はテレビカメラの
出力を画像処理および演算して、被検レンズ面４ａから
の空中像およびミラー４１からの空中像の回転中心の座
標を求め、この座標差と測定条件に応じた倍率とにより
被検面４ａの偏心量を演算して求める。４４はこの演算
結果即ち偏心量を表示するための表示部であり、テレビ
モニター又はプロッター等を使用する。

【００４６】次に以上の構成による実施例３の作用を説
明する。半導体レーザ１５から発生した光は、コリメー
タレンズ１６により平行光となり、偏光プリズム１７を
透過した後ビームエクスパンダー３２により拡大され、
コリメータレンズ３およびハーフビームスプリッター３
５により、一部の光が被検レンズ群３６に入射する。光
はλ／４板１０又は−λ／４板１４を透過し、被検レン
ズ群３６の内部の光学面を順次透過する。このとき、目
標となる被検面４ａの曲率中心に集光するように、あら
かじめコリメータレンズ第２群３３を光軸方向に移動し
てあるので、その反射光は入射経路を逆にたどるように
なる。この反射光が再びλ／４板１０又は−λ／４板14
を透過すると、前述のごとき作用により、被検面４ａか
らのＳ偏光の反射光と被検面でないレンズ面４ｃからの
Ｐ偏光の反射光が共に同じ経路で偏光プリズム１７に向
かう。これらの光が偏光プリズム１７に入射すると、そ
の機能によりＳ偏光である被検面４ａからの反射光のみ
を反射し、集光レンズ１８により集光する。この点像を
さらに対物レンズ１９によりテレビカメラ４２の受光面
に結像する。他の一部の光はハーフビームスプリッター
３５により反射し、イメージローテータ３７を透過し、
参照用コリメータレンズ４０を透過した後、ミラー４１
に垂直入射する。ミラー４１で反射した光は入射光路を
逆にたどり、ハーフビームスプリッター３５で反射し、
偏光プリズム１７に向かう。

【００４７】ここでミラー４１に垂直入射するために
は、コリメータレンズ第２群３３の動きに応じて参照用
コリメータレンズ第２群３９を光軸上に移動させる必要
がある。そして、この反射光はイメージローテータ３７
内部の反射面（図示せず）により位相変調を受けるた
め、イメージローテータの回転に応じて偏光状態が変化
して楕円軸を回転する楕円偏光となるため、偏光プリズ
ム１７で反射し、テレビカメラ４２の受光面に結像した
像はイメージローテータ３７の回転に伴い、強度が変化
する回転像となる。従って、前述の被検面４ａにより形
成される空中像と、この強度が変化する回転像とが共に
テレビカメラ４２により出力される。これらの出力か
ら、画像計測部４３により前者の点像の座標と、後者の
点像の回転中心の座標とを内蔵する画像処理部により検
出し、内蔵する演算部により、両者の座標差を演算し、
あらかじめ演算により求めておいた測定状態に応じた倍
率を乗じて被検面４ａの偏心量および偏心方位を求め、
これをモニタープロッター等の表示部で表示するもので
ある。

【００４８】なお、本実施例では被検レンズを最後部の
位置に配置する場合を示したが、この構成による特徴と
して被検レンズ群３６を構成する全てのレンズ面（３枚
に限らない。）の曲率中心に集光するようにできるた
め、全てのレンズ面の偏心量をレンズ群を分解すること
なくしかも非回転で高精度で測定することができる。

【００４９】このように多くの面からの反射像を検出す
る場合、検出したい空中像と同数の面頂像が存在するこ
とになり、偏心量測定上有害となる面頂像と、検出した
い空中像とが近接する機会が確率的に増えることにな
り、この点から本実施例固有の効果として、特に実施例
１および２に比べて精度向上に寄与することが挙げられ
る。又、λ／４板１０および−λ／４板１４を被検レン
ズの側に配置してあるため、コリメータレンズ３よりテ
レビカメラ４２の側の光学面による空中像を除去するこ
とも精度向上に寄与するものである。

【００５０】なお、本実施例に用いた−λ／４板は設計
上λ／４板と同一の厚さで造ることができ、これを側面
接合とすることによるも、幾何光学的には何ら変調を受
けず、点像の状態を悪化するものではない。

【００５１】

【実施例４】図１３は本発明の偏心量測定装置の実施例
４を示す。図において、４５はＨｅ・Ｎｅレーザで、ビ
ームエクスパンダー３２のＨｅ・Ｎｅレーザ４５の側の
レンズによる点光源を形成する。偏光プリスム１７およ
びλ／４板１０は、この点光源とビームエクスパンダー
３２の他のレンズとの間に配置し、前記偏光プリスム１
７に対して点光源と共役な位置（即ち基準像位置７に相
当する）に光位置検出素子２０を配置する。この実施例
は実施例３に対して参照光学系（即ちハーフビームスプ
リッター３５、イメージローテーター３７、参照用コリ
メータレンズ４０およびミラー４１）を省略し、半導体
レーザ１５の代わりにＨｅ・Ｎｅレーザ４５を用いると
ともに、λ／４板１０と−λ／４板１４との側面接合構
体をビームエクスパンダー３２の内部に配置することに
より、集光レンズ１８を不要とし、さらに対物レンズ１
９、テレビカメラ４２、画像計測部４３を省略し、直接
光位置検出素子２０および増幅器２１を配置したもので
ある。

【００５２】この実施例に固有の効果は実施例３の効果
に比べ、精度の点ではやや劣るものの、非常に安価な装
置を提供するころができる。

【００５３】

【実施例５】図１４は本発明の偏心量測定装置の実施例
５を示す。図１４において、４６はハーフプリズム、４
７は偏光子であり半導体レーザ１５からの光をほぼ透過
するように設定される。４８はλ／２板１１に側面接合
された同じ厚さの補償板であり通常のガラスで作られて
いる。４９は被検レンズ群の一部、５０は該被検レンズ
群を保持するための枠であり、被検レンズ群４および４
９を保持している。その他の構成は図５につき説明した
所と同様であり、従ってその説明は省略する。但し本実
施例では図５に示すλ／４板１０およびコリメータレン
ズ３および１６は省略する。偏光子４７はハーフプリズ
ム４６に接合し、λ／２板１１および補償板４８は偏光
子４７に接合しているがこれらの接合は必ずしも必要で
はない。

【００５４】光源である半導体レーザ１５からの光束は
ハーフプリズム４６および偏光子４７を通り、左側光束
はλ／２板１１を通り偏波面を９０°変化させた後被検
面４ａに直角入射する。被検面４ａからの反射光は逆の
光路を辿るためλ／２板１１を再び通り、さらに偏波面
を９０°変化させるので偏光子４７を透過する。また、
右側光束は被検レンズ群４９を往復透過することになる
がこの光束は何も位相変調を受けないので、やはり偏光
子４７を透過する。

【００５５】一方、被検面でないレンズ面４ｃからの反
射光束は、左側光束は右側光束として反射され右側光束
は左側光束として反射されるので、いずれの場合も往復
でλ／２板１１を１回透過することになり、従って反射
光束が偏光子４７に再入射する光束は往路での偏光子４
７からの出射光束に比べて偏波面が９０°回転するため
偏光子４７を透過することができず、面頂像の影響を除
去することができる。

【００５６】以上説明したように、被検面４ａからの空
中像を形成する反射光束のみがハーフプリズム４６に再
入射し、その反射光束のみが、光位置検出素子２０に導
かれる。光位置検出素子２０以降の作用は実施例１につ
き説明した所と同様なのでその詳細な説明は省略する。

【００５７】本実施例による固有の効果は、光学系の構
成を簡単とすることができる。

【００５８】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、レンズ
系の偏心量測定に有害となる被検レンズの各面からの面
頂像を除去することにより、高精度なレンズ系の偏心量
測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズ系の偏心量測定装置の概念を示
す光路図である。

【図２】被検面での反射を示す光路図である。

【図３】被検面以外での反射を示す光路図である。

【図４】図１と等価の光路図である。

【図５】本発明の偏心量測定装置の実施例１の構成を示
す説明図である。

【図６】実施例１の作動を示す説明図である。

【図７】実施例１の作動を示す説明図である。

【図８】本発明の偏心量測定装置の実施例２の構成を示
す説明図である。

【図９】本発明の偏心量測定装置の実施例３の構成を示
す説明図である。

【図１０】イメージローテータの構成素子を示す斜視図
である。

【図１１】イメージローテータの別の斜視図である。

【図１２】イメージローテータのさらに別の斜視図であ
る。

【図１３】本発明の偏心量測定装置の実施例４の構成を
示す説明図である。

【図１４】本発明の偏心量測定装置の実施例５の構成を
示す説明図である。

【図１５】従来のオートコリメーション法によるレンズ
系の偏心量測定装置の構成を示す説明図である。

【図１６】図１５のレンズ系の偏心量測定装置の欠点を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 点光源 ２ ハーフミラー ３ コリメータレンズ ４ａ 被検面 ４ｂ 曲率中心 ４ｃ 被検面でないレンズ面 ５ 入射光束 ６ 反射光束 ７ 基準像位置 ８ 被検面反射による空中像 ９ 偏光ビームスプリッター １０ λ／４板 １１ λ／２板 １２ 上側入射光 １３ 下側入射光 １４ −λ／４板 １５ 半導体レーザ １６ コリメータレンズ １７ 偏光プリズム １８ 集光プリズム １９ 対物レンズ ２０ 光位置検出素子 ２１ 増幅器 ２２ 表示部 ２３ 保持枠 ２４ 輝点 ２５ ランプ ２６ コンデンサレンズ ２７ 干渉フィルタ ２８ チャート ２９ 補償板 ３０ 焦点板 ３１ 接眼レンズ ３２ ビームエクスパンダー ３３，３４ コリメータレンズレンズ群 ３５ ハーフビームスプリッター ３６ 被検レンズ ３７ イメージローテータ− ３８，３９ 参照用コリメータレンズ群 ４０ 参照用コリメータレンズ ４１ ミラー ４２ テレビカメラ ４３ 画像計測部 ４４ 表示部 ４５ Ｈｅ・Ｎｅレーザ ４６ ハーフプリズム ４７ 偏光子 ４８ 補償板 ４９ 被検レンズ群の一部 ５０ 被検レンズ群保持枠

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの直線偏光光束の一部に位相変
   調を与えて円偏光光束とするとともに他の一部に別の位
   相変調を与えて前記円偏光光束とは逆廻りの円偏光光束
   とし、これらの光束を同時に被検面の曲率中心に集光す
   るように入射した後、被検面からの反射光束に前記位相
   変調と同一の場所で同一の位相変調を与えることによ
   り、空中像を形成する被検面からの反射光束と、面頂像
   を形成する他の面からの反射光束とを偏波面が互いに直
   交する直線偏光光束とし、これらの光束を偏光ビームス
   プリッターに導入することにより空中像のみを検出する
   ようにしたことを特徴とするレンズ系の偏心量測定方
   法。
2. 【請求項２】 光源からの直線偏光光束を被検面の曲率
   中心に集光するように入射し、空中像を形成する該被検
   面からの反射光束および面頂像を形成する他の面からの
   反射光束の空間的に共通な一部に偏波面を９０°変換す
   べく位相変調を与えることによりこれらの光束を互いに
   直交する直線偏光光束とした後、これらの直線偏光光束
   を偏光子に導入することにより空中像のみを検出するよ
   うにしたことを特徴とするレンズ系の偏心量測定方法。
3. 【請求項３】 光源と、この光源からの光を偏光し分割
   する偏光ビームスプリッタ−と、この偏光ビームスプリ
   ッターおよび被検レンズ間に配置されるコリメータレン
   ズと、受光部とからなるオートコリメーション方式によ
   るレンズ系の偏心量測定装置において、被検面と偏光ビ
   ームスプリッターとの間に光軸を含む平面で２分割され
   る光束の一方の片側にλ／４板、他方の片側に−λ／４
   板を配置することを特徴とするレンズ系の偏心量測定装
   置。