JP3304571B2 - 非球面レンズの偏心測定方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非球面レンズの偏心測
定に関し、特に、両面共に非球面のレンズにおけるレン
ズの光軸と非球面軸との偏心を測定する方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、両面に非球面を持ったレンズ
を示す。非球面レンズ１の実線で示す両面１ａ，１ｂ
は、仮想線で示す参照球面１ａ′，１ｂ′を基準として
設計された面である。参照球面１ａ′，１ｂ′の曲率中
心Ｏａ，Ｏｂを結ぶ線ｈが非球面レンズ１の光軸とな
る。

【０００３】また、図１０のような両面が非球面のレン
ズでは、非球面１ａの頂点Ａａと、参照面１ａ′の曲率
中心Ｏａとを結ぶ非球面軸ｉと、非球面１ｂの頂点Ａｂ
と、参照面１ｂ′の曲率中心Ｏｂとを結ぶ非球面軸ｊと
の２つの非球面軸がある。レンズ１が設計どおりに製作
されていれば、これら３つの軸は一致するが、実際には
そのようなレンズを製作することは不可能に近い。

【０００４】図１１は、非球面軸ｉと光軸ｈとがずれた
状態を示す図で、実線が現実に製作された非球面１ａを
示し、仮想線が理想状態（設計どおり）の非球面１ａ″
を示す。点Ｏａは、非球面１ａ″の近軸曲率中心で、図
１０の参照面１ａ′の曲率中心Ｏａと実質的には同一で
ある。この図に示すように、非球面１ａは理想状態から
傾いており、光軸ｈと非球面軸ｉとが角度θで交差して
いる。この角θが非球面１ａの偏心である。非球面レン
ズを製作した場合、出来上がったレンズの評価をするた
めには、この偏心を測定する必要がある。

【０００５】このような要請に基づき、従来から特開平
３−３７５４４号や特開平１−２９６１３２号に記載さ
れた測定方法が提案されている。これらの技術では、非
球面レンズとしての被検レンズをレンズホルダに取付
け、被検レンズをほぼその光軸回りに回転し、回転によ
り生じる非球面の変位を非球面と垂直な方向に測定し、
この変位量から偏心を求めたり、回転軸方向からレーザ
ビームを照射し、被検レンズから反射されるスポット像
の位置を検出することにより偏心を求める構成としてい
る。

【０００６】しかし、これらの方法では、被検体となる
非球面レンズの形状に合わせて変位計を移動させ、かつ
非球面に対して垂直になるようにセットしなければなら
ず、変位計の設定が複雑でかつ困難である。また計測さ
れた変位、あるいは反射スポット像の位置を基に、非球
面の偏心を求めるには、複雑な演算を行わねばならな
い。

【０００７】本発明は、上記の問題の解決を図ったもの
で、両面が非球面からなるレンズの偏心を容易に求める
ことができる測定装置と測定方法を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の装置は、両面共非球面である被検レンズを
保持する手段と、該保持手段を被検レンズの光軸とほぼ
重なる回転軸回りに回転する駆動手段と、被検レンズの
回転原点位置を検知する手段と、被検レンズに回転軸方
向から光を照射する光源と、被検レンズから反射された
光のスポット像を結像する光学系と、該光学系の結像位
置に設けられスポット像の位置を検知する手段と、被検
レンズの両面の光軸方向の変位を測定する二つの変位測
定手段と、前記スポット像位置検知手段、回転原点位置
検知手段、及び各変位測定手段からのデータを受けて非
球面軸の偏心方向及び偏心量を算出する演算手段とを有
する構成を特徴としている。

【０００９】さらに、前記演算手段の指示により前記被
検レンズをその光軸とほぼ直交する方向に移動させるア
クチュエータを設けた構成とすることが望ましい。又、
前記保持手段が前記回転軸とほぼ平行な軸を有する中空
円筒形状の保持部を有し、該円筒の直径が前記非球面レ
ンズのほぼ球面と見なせる近軸領域の直径より大きくな
い構成としたり、前記中空円筒形状の保持部が、薄肉円
筒からなる構成や、ナイフエッジ状の前記被検レンズと
の接触縁を有する構成としてもよい。

【００１０】本発明の測定方法は、両面共非球面である
被検レンズを一方の面で保持し、該被検レンズを該保持
面の非球面軸回りに回転し、該被検レンズに回転軸方向
から光を照射して被検レンズの他方の面からの反射光を
光学系の結像面にスポット像として結像させ、該スポッ
ト像の位置と被検レンズが回転するときに該スポット像
が描く円の大きさとから保持面の非球面軸とレンズ光軸
との偏心方向及び偏心量を求め、該偏心量から該偏心に
基づく前記他方の面の回転軸方向の変位を算出し、前記
他方の面の回転軸方向の変位を実測し、該実測値から前
記算出値を引いて前記他方の非球面軸のレンズ光軸に対
する偏心量及び偏心方向を求める構成を特徴としてい
る。

【００１１】又は、被検レンズを保持した面の前記回転
に伴う回転軸方向の変位を測定し、該変位が０になるよ
うに被検レンズを回転軸とほぼ直交する方向に移動して
前記保持面の非球面軸と回転軸とを一致させる構成や、
被検レンズを前記回転軸とほぼ直交する方向に移動する
アクチュエータを設け、前記保持面の変位について前記
アクチュエータを変位量に応じてフィードバック駆動す
る構成としてもよい。

【００１２】さらに、両面共非球面である被検レンズを
一方の面で保持し、他方の面の近軸曲率中心を通る軸を
中心に被検レンズを回転し、該被検レンズに回転軸方向
から光を照射して被検レンズの前記保持面からの反射光
を光学系の結像面にスポット像として結像させ、該スポ
ット像の位置と被検レンズが回転するときに該スポット
像が描く円の大きさとから回転軸と被検レンズの光軸と
の偏心方向及び偏心量を求める構成や、前記回転軸と被
検レンズの光軸との偏心量から該偏心に基づく被検レン
ズ両面の回転軸方向の変位を算出し、前記レンズ両面の
回転軸方向の変位を実測し、各実測値から前記算出値を
引いて両非球面軸のレンズ光軸に対する偏心量及び偏心
方向を求める構成とすることもできる。

【００１３】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の装置の１実施例である。同図におい
て、１は被検レンズで、両面１ａ及び１ｂは共に非球面
である。２はレンズの保持手段で、被検レンズ１の任意
の一方の面、この実施例では面１ａの近軸領域を保持す
る。この実施例における保持手段２は中空円筒状で、内
部の気圧を下げることによりレンズを吸着する構成を採
用している。３はスピンドルを回転させる駆動手段で、
回転角を正確に制御するためにステッピングモータを使
用している。４は回転原点位置検出センサで、保持手段
２により保持されたスピンドルの回転に伴い回転する被
検レンズの回転原点位置を検知する。したがって、駆動
手段３と回転原点位置検出センサ４とで、レンズの回転
角を逐一知ることができ、任意の回転角までレンズを回
転することもできる。５は光源で、６はビームスプリッ
タ、７は光学系で二枚のレンズ７ａ，７ｂからなり、こ
のうち７ｂは光源５からの光束を平行になるように作用
し、７ａは平行な光束を被検面に収束するように作用す
る。８は光学系７の結像面に置かれたスポット像位置検
知手段で、ＣＣＤカメラを使用している。９，１０は電
気マイクロからなる変位測定手段で、被検レンズ１の各
非球面１ａ，１ｂに当接しており、被検レンズの回転に
伴い生じる各非球面の光軸方向の変位を測定する。１１
は保持された非球面レンズ１に回転軸ｋとほぼ直交する
方向の力を加えてレンズの位置を修正するためのアクチ
ュエータで、レンズ１の周縁に当接可能なカムフォロア
１１ａとこのカムフォロアを駆動するステッピングモー
タ１１ｂとを有する。１２は演算手段としてのコンピュ
ータで、駆動手段３、回転原点位置検出センサ４、スポ
ット像位置検知手段８、変位測定手段９，１０およびア
クチュエータ１１に接続され、これらからのデータを受
け、演算処理し、その結果に基づいて各装置を制御す
る。

【００１４】光源５により照射された光は、ビームスプ
リッタ６により反射され、光学系７によって、非球面１
ａあるいは１ｂ上に集光される。被検レンズ５により反
射された光は、前記光路とは逆方向に進み、ビームスプ
リッタ６を透過して、光学系７の結像面にあるスポット
位置検出手段８に集束してスポット像を結像する。

【００１５】スピンドル２を回転すると、前記反射スポ
ットはスポット位置検出手段８の結像面上で回転軸ｋを
中心に回転する。被検面が１ｂの場合、前述した被検レ
ンズ１により反射され、スポット位置検出手段８に結像
したスポット像の重心座標は、被検面１ｂの頂点とほぼ
一致するため、前記スポット像が回転したときに描く円
について、任意の回転角度における頂点の座標をスポッ
ト位置検出手段８から読み取ることができる。

【００１６】そこで、たとえば、スポット位置検知手段
８としてＣＣＤカメラを使用してこの重心の座標を電気
信号として取り出し、その信号を演算手段１２に入力す
ることにより、スポットの描く円の半径を求めることが
できる。また、被検レンズ１を回転して回転原点とスポ
ット像との間の回転角を求めれば、スポット像の方向を
知ることができる。

【００１７】被検レンズ１はスピンドル２に保持され、
回転原点位置検出センサ４を取りつけた駆動手段３によ
りスピンドル２の軸を回転軸として回転する。電気マイ
クロからなる変位測定手段９，１０は、被検レンズ１の
回転に伴う非球面１ａ，１ｂの光軸方向のぶれ（変位）
を測定し、その値を演算装置１２に入力する。

【００１８】変位測定手段９，１０は、前記スピンドル
２の回転に伴い、たとえば、円周２πをｉ等分した各位
置で非球面の光軸方向の変位を測定し、そのデータを演
算手段１２に入力する。ただし、ここで検知された変位
は、セッテイングずれによる誤差を含んだものである。

【００１９】こうして非球面の光軸方向の変位を求める
ことにより、光軸に対する非球面軸の傾きを求めること
ができ、あるいはその逆に、非球面軸の傾きから光軸方
向の変位を求めることができるが、その求め方を以下に
説明する。

【００２０】図２(a) ，(b) は、非球面軸の傾き方を類
別したものである。(a) は非球面１ａが、自身の面の近
軸曲率中心Ｏａを中心に仮想線の位置から実線の位置ま
で矢印の方向に角度θだけ回転した場合（面の偏心によ
る）で、(b) は非球面１ａが、他方の面１ｂの近軸曲率
中心Ｏｂを中心に仮想線の位置から実線の位置まで矢印
の方向に角度αだけ回転した（被検レンズのセッティン
グによる）場合である。

【００２１】図２(a) の場合、非球面１ａがθ傾いて、
点ＰがＰ′にδだけ移動した場合の換算係数ξを、 ξ＝δ／θ (1) とする。

【００２２】また、図２(b) の場合、非球面１ａがα傾
いて、点ＰがＰ′にδだけ移動した場合の換算係数τ
を、 τ＝δ／α (2) とする。

【００２３】図２(b) で、非球面１ａを保持手段２で保
持する場合、面１ａが仮りに球面であるとすれば、被検
レンズ１を傾けても面１ａの曲率中心Ｏａを常に同じ位
置に保つことができるのであるが、実際には面１ａは非
球面であるから、被検レンズ１を傾けると、面１ａの近
軸曲率中心でＯａは一定の位置を保てない。しかしなが
ら、被検レンズ１の保持を保持面１ａの近軸領域で行え
ば、近軸領域はほぼ球面と考えられるので、レンズ１を
傾けた場合の曲率中心Ｏａのずれをほぼ無視できる。こ
の理由から、図１に示す保持手段２は、被検レンズ１の
中心部分を把持している。

【００２４】図３により、両面共非球面である被検レン
ズ１の偏心を求める方法を説明する。被検レンズ１の一
方の面１ａを保持手段２で保持すると、被検レンズ１の
保持面１ａの非球面軸ｉと保持手段２の回転軸ｋとは、
理論上一致すべきであるが、実際には保持部の形状誤差
等により任意のセッティングでは通常一致しない。

【００２５】そこで、これら非球面軸ｉと回転軸ｋを一
致させるために、被検レンズ１の保持面１ａに図１に示
すように変位測定手段１０を当接させ、被検レンズ１を
回転軸ｋの回りに回転させる。回転によって生じる保持
面１ａの変位は、保持面１ａの非球面軸ｉと回転軸ｋと
の軸ずれによるものと考えられるので、前記回転に伴う
変位を変位測定手段１０により検出しながら、変位がほ
ぼ０になるようにアクチュエータ１１で押して被検レン
ズ１の位置を調整する。

【００２６】すなわち、まず、変位測定手段１０により
検出される変位δ（図２参照）と、回転原点位置検出セ
ンサ４が示す回転角度φとの間には、図４の変位曲線で
示す関係がある。そこで、この変位曲線からその振幅Ｄ
１と初期位相γを演算手段１２により求め、それらを演
算手段１２に記憶させる。

【００２７】そして、その振幅Ｄ１から上記の式(1) を
用いて面１ａの傾き角度θ（図２(a) ）に換算し、それ
をさらにレンズ外径面の回転軸ｋと直交する方向の変位
Ｄ２（図３）に換算する。

【００２８】しかし、面１ａは非球面であるため、近軸
曲率中心Ｏａは回転軸ｋ上にないこともあるので、上記
Ｄ２の値は概算的なものとなる。そこで、上記変位量Ｄ
２を何等分かして、分割した量をアクチュエータ１１の
前記回転軸とほぼ垂直な方向へのステップ量とする。そ
して、回転原点位置検出センサ４により検出された原点
位置から前記初期位相γだけレンズ１を回転し、その位
置からレンズ１をアクチュエータ１１で前記分割した１
ステップ量ずつ押す。押しながら変位測定手段１０によ
り保持面１ａの変位を検出し、記憶しておいたＤ１だけ
保持面が変位したらアクチュエータ１１を後退させる。
以上の調整をフィードバック系を構成して行い、回転に
伴う変位がほぼ０になるまで繰り返せば、保持面１ａの
非球面軸ｉと回転軸ｋとの軸ずれも除去され、両軸が一
致する。

【００２９】前述の調整を行い、保持面１ａの非球面軸
と回転軸が一致した状態で、被検レンズ１の保持面とは
反対側の面１ｂに回転軸ｋの方向から光を照射し、その
反射光を結像させる。図５にその様子を示すが、同図に
おいて、回転軸ｋと保持面１ａの非球面軸ｉとは一致し
ており、面１ａの近軸曲率中心Ｏａと面１ｂの近軸曲率
中心Ｏｂとを通る直線ｈがレンズ１の光軸となる。直線
ｌは結像光学系の主光線を示す。点ＱはＣＣＤカメラの
撮像面におけるスポット像で、この点Ｑは被検レンズ１
の回転に伴い半径ｄpixel で回転する。１pixel のピッ
チ（ＣＣＤカメラの１画素の大きさ）をｃとすると、点
Ｑと回転軸ｋとの距離は図示のようにｃｄとなる。点
Ｑ′は面１ｂからの反射光が見かけ上発せられる点で、
あたかも点Ｑ′を点光源として面１ｂからの反射が返さ
れ、レンズ７により点Ｑに結像されたようになる。

【００３０】面１ａ，１ｂの近軸曲率半径をそれぞれＲ
ａ，Ｒｂとし、被検レンズ１のレンズ厚をｔとし、レン
ズ７ａ，７ｂの焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とし、非
球面軸ｉと主光線ｌとのなす角度をθｏ、非球面軸ｉ
（回転軸ｋ）とレンズの光軸ｈとがなす角度をθａとす
ると、以下のような式が成り立つ。 ｃｄ＝ｆ２tan θｏ (3) ｆ１tan θｏ／２＝Ｔsin θａ＝e (4) ｅは、面１ｂの近軸曲率中心Ｏｂが、回転軸ｋからずれ
た量である。

【００３１】Ｔは、点Ｏａ，Ｏｂ間の距離で、Ｒａ，Ｒ
ｂの相互関係で以下のように相違する。 両凸レンズのとき Ｔ＝Ra＋Rb−ｔ 両凹レンズのとき Ｔ＝Ra＋Rb＋ｔ メニスカスレンズで｜Ra｜＜｜Rb｜のとき Ｔ＝Ra−Rb＋ｔ メニスカスレンズで｜Ra｜＞｜Rb｜のとき Ｔ＝Ra−Rb−ｔ

【００３２】(3) ，(4) 式により面１ａの非球面軸ｉと
レンズ光軸ｈとがなす角度θａ、すなわち面１ａのレン
ズ光軸に対する偏心量が求められる。また前記スポット
像の回転原点に対する初期位置をＣＣＤカメラからなる
スポット位置検知手段８にて検知することにより、面１
ａの偏心方向βａが得られる。

【００３３】一方、面１ｂの偏心については、回転軸ｋ
とレンズ光軸ｈとの軸ずれでもあるθａと面１ｂに当接
した変位測定手段９により検出される面の回転に伴う変
位とにより得られる。

【００３４】面１ｂの回転に伴う変位は、面１ｂの非球
面軸ｊと回転軸ｋとの軸ずれにより生じるもので、した
がって、回転軸ｋとレンズ光軸ｈとのなす角度を面１ｂ
に当接した変位測定手段９で検出される変位に換算した
ものをそこから差し引き、そうして得られる変位曲線の
全幅を改めて角度に換算することにより非球面軸ｊとレ
ンズ光軸ｈとのなす角度、すなわち偏心が求められる。
次の(5) 式と(6) 式によりその手続きを行う。 Ｄ(i) ＝Do(i) ＋τbθa［cos｛２π(i-1)/n ＋βa ｝］ (5) θb ＝H/ξb (6)

【００３５】(5) ，(6) 式において、Ｄ(i) は変位曲
線、Ｄo(i)は面１ｂの回転に伴う変位曲線（変位測定手
段９により実測されるもの（図４参照））、τｂは被検
レンズのレンズ光軸ｈと回転軸ｋとの軸ずれを変位測定
手段で検出する面１ｂでの変位に換算する係数（μｍ／
分）、ｎはサンプリングポイント数、ｉはカウント数、
βａは回転軸ｋとレンズ光軸ｈとの軸ずれの方向（偏心
方向）、Ｈは補正された変位曲線Ｄ(i) の全幅、ξb は
レンズ光軸と面１ｂの非球面軸とのなす角度を変位測定
手段（電気マイクロ）で検出される面１ｂでの変位に換
算する係数（μｍ／分）である。ただし、係数τｂ，ξ
b は、それぞれ被検面の形状により異なり、非球面固有
の値となる。面１ｂの非球面軸の傾いている方向は、変
位曲線Ｄ(i) の初期位相（図４のγに相当する角度）か
ら得られる。

【００３６】以上より、面１ａ，１ｂそれぞれの偏心
量、すなわち、それぞれの非球面軸とレンズ光軸との傾
きθａ，θｂと、その傾いている方向βａ，βｂが得ら
れる。

【００３７】次に、非球面レンズの偏心を求める別の方
法を説明する。図１に示すように被検レンズ１を保持
し、回転軸ｋの前方から曲率中心Ｏｂに収束する光を保
持面１ａの反対面１ｂに照射し、その反射光をスポット
位置検知手段８上に結像させる。通常その状態では面１
ｂの近軸曲率中心Ｏｂは前記回転軸ｋ上にはないため、
図６に示すように面１ｂの近軸曲率中心Ｏｂが回転軸ｋ
上にくるように被検レンズ１の位置を調整する。その調
整は、ＣＣＤカメラにより撮像した面１ｂからのスポッ
ト像を観察しながら、スポット像が回転軸上で静止する
ように、手で被検レンズの位置を調整して行う。あるい
は、図示は省略するが、被検レンズ１の回転軸ｋと垂直
な方向への変位を検出する手段を設け、アクチュエータ
１１とスポット像位置検出手段８を利用するとよい。

【００３８】図６に示すように、面１ｂの近軸曲率中心
Ｏｂが回転軸ｋ上に重なったら、次に光学系を調整して
面１ａの頂点に光が収束するように照射し、頂点からの
反射光がスポット像位置検出手段８に結像するようにす
る。面１ｂの近軸曲率中心Ｏｂが前記回転軸ｋ上にある
状態においては、面１ｂの近軸曲率中心Ｏｂと回転軸ｋ
との間にはずれがないので、前記回転軸ｋ方向から入射
し、面１ｂを透過して保持面１ａで反射される光の結像
位置は保持面１ａの近軸曲率中心Ｏａと前記回転軸ｋと
のずれにのみ影響される。

【００３９】面１ａからの反射光は、あたかもＱ′を点
光源としているかのようにして元の光路を戻り、点Ｑに
スポット像を結像する。

【００４０】回転軸ｋと直線ｌとのなす角度をθｏ、回
転軸ｋとレンズの光軸ｈとがなす角度をθ１とすると、
以下のような式が成り立つ。 ｃｄ＝ｆ２tan θｏ (7) ｆ１tan θｏ／２＝Ｔsin θ１＝me (8) m は、面１ａからの反射光線が面１ｂを透過するときに
かかる面１ｂの倍率である。Ｔは、前述した実施例と同
様にして求める。以上により回転軸ｋとレンズ光軸ｈと
の軸ずれθ１が求められる。

【００４１】θ１を求めたら、後は前述と同様にして、
前述した換算係数τa,ξb （μｍ／分）を用いて、変位
測定手段９，１０により実測される面の回転に伴う変位
から差し引く。各面における回転に伴う変位曲線は、 Da(i) ＝Doa(i)＋τaθ1［cos｛２π(i-1)/n ＋β1 ｝］ (9) Db(i) ＝Dob(i)＋ξbθ1［cos｛２π(i-1)/n ＋β1 ｝］ (10) により得られる。β1 はレンズ光軸と前記回転軸との軸
ずれの方向である。

【００４２】そして、次式により非球面軸ｉ，ｊの偏心
量εa,εb が求められる。 εa ＝Ha/ ξa (11) εb ＝Hb/ ξb (12) ξa ，ξb は、それぞれ面の非球面軸とレンズ光軸との
なす角度を、それぞれの面に当接した電気マイクロで検
出される変位に換算する係数（μｍ／分）である。Ha，
Hbは、それぞれ(9) ，(10)式から得られるDa(i) ，Db
(i) の振幅（図４のＤ１に相当）である。また、それぞ
れの面の非球面軸ｉ，ｊとレンズ光軸ｈとが角度をなす
方向は、変位曲線Da(i) ，Db(i) のそれぞれの初期位相
より得られる。

【００４３】図７は、両面が共に非球面のレンズを示
す。同図において、実線が非球面で、点線が参照球面で
ある。この図から分かるように、レンズの近軸領域（中
心近傍）においては、非球面と参照球面との差、すなわ
ち、非球面量は小さく、レンズの縁にいくにしたがって
非球面量は大きくなる。前記保持回転手段２により被検
レンズ１を保持する際、保持面が球面であれば、どのよ
うに被検レンズを保持しても、保持手段２は輪帯状に保
持面に接触するので、保持面と保持手段２との間には隙
間ができない。しかし、保持面が非球面の場合は、保持
の仕方によって隙間ができてしまう。そこで、本発明の
実施例では、図８に示すように保持手段２の保持部の外
径Ｃを被検面の参照球面とほぼ一致する近軸領域の直径
Ｃ′より大きくならないようにしている。

【００４４】図９は保持手段２の他の実施例を示す図で
ある。(a) に示すように保持面１ａ，１ｂが凸面の場合
でも、(b) に示すように凹面の場合でも、被検レンズを
保持する近軸領域はほぼ同じ領域である。そこで、保持
手段２の中空円筒の肉厚を薄くするか、先端部をナイフ
エッジにする構成としている。

【００４５】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
両面共に非球面を持つレンズのそれぞれの面の非球面軸
とレンズ光軸との傾き、すなわち偏心を簡単に求めるこ
とができる。また、保持手段における保持部の外径を被
検面の近軸領域の直径より大きくならないようにするこ
とにより、被検レンズの保持面と保持手段とが隙間なく
接触し、レンズを安定した状態に保持できる。さらに、
保持部の肉厚を薄くしたり、ナイフエッジにすることに
より、保持面が凸面であるか凹面であるかにかかわら
ず、同じ保持手段を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による両面共非球面からなるレンズの偏
心を測定する装置の構成を示す図である。

【図２】(a) ，(b) は被検面のセッテイングずれを場合
分けして説明する図である。

【図３】保持面の非球面軸ｉと回転軸ｋとを一致させる
方法を説明する図である。

【図４】保持面の非球面軸ｉと回転軸ｋとが一致しない
状態でレンズを回転した場合、変位測定手段で測定され
る変位の一例を示す図である。

【図５】保持面の非球面軸ｉと回転軸ｋとを一致させた
後、各面の非球面軸ｉ，ｊと光軸ｈとの偏心を算出する
方法を説明する図である。

【図６】各面の非球面軸ｉ，ｊと光軸ｈとの偏心を算出
する別の方法を説明する図である。

【図７】両面が非球面のレンズと参照球面との関係を示
す図である。

【図８】保持手段の実施例を示す図である。

【図９】保持手段のまた別の実施例を示す図である。

【図１０】両面が非球面のレンズにおける光軸ｈと非球
面軸ｉ，ｊとの関係を説明する図である。

【図１１】非球面軸ｉと光軸ｈとの関係を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 被検レンズ １ａ 一方の面 １ｂ 他方の面 ２ 保持手段 ３ 駆動手段 ４ 回転原点位置検知手段 ５ 光源 ７ 光学系 ８ スポット像位置検知手段 ９，１０ 変位測定手段 １１ アクチュエータ １２ 演算手段 ｈ 被検レンズの光軸 ｉ 面１ａの非球面軸 ｊ 面１ｂの非球面軸 ｋ 回転軸 ｌ 主光線

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面共非球面である被検レンズを保持す
   る手段と、該保持手段を被検レンズの光軸とほぼ重なる
   回転軸回りに回転する駆動手段と、被検レンズの回転原
   点位置を検知する手段と、被検レンズに回転軸方向から
   光を照射する光源と、被検レンズから反射された光のス
   ポット像を結像する光学系と、該光学系の結像位置に設
   けられスポット像の位置を検知する手段と、被検レンズ
   の両面の光軸方向の変位を測定する二つの変位測定手段
   と、前記スポット像位置検知手段、回転原点位置検知手
   段、及び各変位測定手段からのデータを受けて非球面軸
   の偏心方向及び偏心量を算出する演算手段とを有するこ
   とを特徴とする非球面レンズの偏心測定装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段の指示により前記被検レン
   ズをその光軸とほぼ直交する方向に移動させるアクチュ
   エータを設けたことを特徴とする請求項１記載の非球面
   レンズの偏心測定装置。
3. 【請求項３】 前記保持手段が前記回転軸とほぼ平行な
   軸を有する中空円筒形状の保持部を有し、該円筒の直径
   が前記非球面レンズのほぼ球面と見なせる近軸領域の直
   径より大きくないことを特徴とする請求項１又は２記載
   の非球面レンズの偏心測定装置。
4. 【請求項４】 前記中空円筒形状の保持部が、薄肉円筒
   からなることを特徴とする請求項３記載の非球面レンズ
   の偏心測定装置。
5. 【請求項５】 前記中空円筒形状の保持部が、ナイフエ
   ッジ状の前記被検レンズとの接触縁を有することを特徴
   とする請求項３記載の非球面レンズの偏心測定装置。
6. 【請求項６】 両面共非球面である被検レンズを一方の
   面で保持し、該被検レンズを該保持面の非球面軸回りに
   回転し、該被検レンズに回転軸方向から光を照射して被
   検レンズの他方の面からの反射光を光学系の結像面にス
   ポット像として結像させ、該スポット像の位置と被検レ
   ンズが回転するときに該スポット像が描く円の大きさと
   から保持面の非球面軸とレンズ光軸との偏心方向及び偏
   心量を求め、該偏心量から該偏心に基づく前記他方の面
   の回転軸方向の変位を算出し、前記他方の面の回転軸方
   向の変位を実測し、該実測値から前記算出値を引いて前
   記他方の非球面軸のレンズ光軸に対する偏心量及び偏心
   方向を求めることを特徴とする非球面レンズの偏心測定
   方法。
7. 【請求項７】 被検レンズを保持した面の前記回転に伴
   う回転軸方向の変位を測定し、該変位が０になるように
   被検レンズを回転軸とほぼ直交する方向に移動して前記
   保持面の非球面軸と回転軸とを一致させることを特徴と
   する請求項６記載の非球面レンズの偏心測定方法。
8. 【請求項８】 被検レンズを前記回転軸とほぼ直交する
   方向に移動するアクチュエータを設け、前記保持面の変
   位について前記アクチュエータを変位量に応じてフィー
   ドバック駆動することを特徴とする請求項７記載の非球
   面レンズの偏心測定方法。
9. 【請求項９】 両面共非球面である被検レンズを一方の
   面で保持し、他方の面の近軸曲率中心を通る軸を中心に
   被検レンズを回転し、該被検レンズに回転軸方向から光
   を照射して被検レンズの前記保持面からの反射光を光学
   系の結像面にスポット像として結像させ、該スポット像
   の位置と被検レンズが回転するときに該スポット像が描
   く円の大きさとから回転軸と被検レンズの光軸との軸ず
   れ量及び軸ずれ方向を求め、前記回転軸と被検レンズの
   光軸との軸ずれから該軸ずれに基づく被検レンズ両面の
   回転軸方向の変位を算出し、前記レンズ両面の回転軸方
   向の変位を実測し、各実測値から前記算出値を引いて両
   非球面軸のレンズ光軸に対する偏心量及び偏心方向を求
   めることを特徴とする非球面レンズの偏心測定方法。