JP5459619B2 - 偏芯測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器等に用いられる光学素子の偏芯量を測定する偏芯測定装置に関する。

従来の偏芯測定装置には、光源から射出され偏光ビームスプリッターを透過したＰ偏光（直線偏光）を、フォーカスレンズ系によって測定対象物である光学素子の測定曲面の曲率中心位置に集光し、１/４波長板を透過させて円偏光に変換した後に測定曲面に照射する。そして、測定曲面で反射した光（円偏光）は、再び１/４波長板を透過してＳ偏光となり、フォーカスレンズ系を透過した後に偏光ビームスプリッターで反射され、集光レンズにより光位置センサー（PSD：Position Sensitive Detector）に集光される構成のものがある（例えば、特許文献１を参照）。このような偏芯測定装置では、測定対象物を光軸中心に回転させ、光位置センサーによって検出した測定光（スポット像）の振れ量から測定光の角度触れを検出し、測定対象物の偏芯量を算出する。また、このような偏芯測定装置には、複数の測定対象物の偏芯測定を行う場合であっても、フォーカスレンズ系の最も測対象物側のレンズ表面から測定曲面までの光路長を管理して測定精度を保持するため、フォーカスレンズ系と測定対象物の間に光軸方向に移動可能なコーナーキューブを有する構成のものがある。

特開２０１０‐２２８７号公報

上記のようにコーナーキューブを有する偏芯測定装置では、フォーカスレンズ系を透過したＰ偏光（直線偏光）がコーナーキューブで反射されると、コーナーキューブの各反射面がＰ偏光の振動方向に対して傾斜しているため、これらの反射面での反射により偏光状態が変化して楕円偏光になる。そのため、１/４波長板を透過しても円偏光とならず、測定曲面で反射した光が再び１/４波長板を透過してもＳ偏光になれない。したがって、偏光ビームスプリッターで反射されて光位置センサーで検出される光量のロスが大きくなる。特に、測定曲面上に反射防止膜を有する場合には、このような偏光状態の変化による検出光量のロスの影響が大きくなる。

本発明はこのような課題に鑑みたものであり、コーナーキューブ等での反射により照明光の偏光状態が変化しても検出光量のロスを抑えることができる偏芯測定装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る偏芯測定装置は、光学素子の偏芯量を測定する装置であって、照明光として第１直線偏光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記第１直線偏光が入射する位置に設けられ、前記第１直線偏光および前記第１直線偏光と振動方向が直交する第２直線偏光の一方を透過させるとともに、前記第１直線偏光および前記第２直線偏光の他方を反射させる偏光分割部と、前記偏光分割部において透過もしくは反射した前記第１直線偏光を前記光学素子における測定曲面の曲率中心位置に集光させるとともに円偏光に変換して前記測定曲面に照射し、前記測定曲面で反射された前記円偏光を前記第２直線偏光に変換して前記偏光分割部に入射させる照射光学系と、前記照射光学系から前記偏光分割部に入射され前記偏光分割部において透過もしくは反射した前記第２直線偏光を集光面上にスポット光として集光させ、そのスポット光の前記集光面上の位置を検出するスポット光検出部と、前記スポット光検出部により検出された前記スポット光の前記集光面上の位置に基づいて前記光学素子の偏芯量を測定する偏芯量測定部とを備え、前記照射光学系は、入射した前記第１直線偏光を反射させて光路を屈曲させる反射部材と、前記反射部材での反射により変化した前記第１直線偏光の偏光状態を補正する偏光状態補正部材とを有して構成される。

本発明に係る偏芯測定装置によれば、コーナーキューブ等での反射により照明光の偏光状態が変化しても検出光量のロスを抑えることができる。

本実施形態に係る偏芯測定装置の構成図である。 上記偏芯測定装置の構成要素であるコーナーキューブの構成を説明する説明図である。 二つの上記偏芯測定装置を用いて測定対象物の偏芯量を測定する場合の装置の構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る偏芯測定装置１は、図１に示すように、測定対象物である光学レンズ５の測定曲面５ａに照明光を照射する照明光学系１０と、測定曲面５ａからの反射光を集光面３１上にスポット光として集光させる集光光学系２０と、集光面３１に集光されて生じたスポット光の集光面３１上の位置を検出する光位置センサー３０と、光位置センサー３０からの検出信号に基づいて光学レンズ５の偏芯量を測定する演算処理部３５とを有して構成される。

測定対象物である光学レンズ５は、その光軸が照明光学系１０の光軸と重なるように高精度の回転台（図示せず）に載置され、レンズの光軸を中心に回転可能となっている。そのため、測定曲面５ａの曲率中心位置および焦点位置は、照明光学系１０の光軸上に位置することになる。なお、測定対象物となるレンズは、複数のレンズから構成されたレンズ系であってもよく、その場合には、レンズ系における光学面の一つが測定曲面となる。

照明光学系１０は、照明光として直線偏光（Ｐ偏光）を射出する光源１１と、光源１１から射出された照明光を平行光に変換するコリメータレンズ１２と、コリメータレンズ１２を透過した照明光が入射する位置に設けられた第１ミラー１３と、第１ミラー１３で反射した照明光が入射する位置に設けられた偏光ビームスプリッター１４と、偏光ビームスプリッター１４を透過した照明光（平行光）を集光させるフォーカスレンズ系１５と、フォーカスレンズ系１５によって集光された照明光が入射する位置に設けられたコーナーキューブ１６と、コーナーキューブ１６で反射した照明光が入射する位置に設けられた第２ミラー１７と、第２ミラー１７で反射した照明光が入射する位置に設けられた第１波長板（１/４波長板）１８と、第１波長板１８を透過した照明光が入射する位置に設けられた第２波長板（１/４波長板）１９とを有し、第２波長板１９を透過した照明光が測定曲面５ａに入射するように構成される。

偏光ビームスプリッター１４は、光源１１から射出された照明光であるＰ偏光（振動方向が入射面内に含まれる直線偏光）を透過させ、Ｐ偏光と振動方向が直交するＳ偏光を反射させる光学素子である。フォーカスレンズ系１５は、レンズ間隔を変化させて照明光の集光位置を照明光学系１０の光軸（測定対象物である光学レンズ５の光軸）に沿って移動調整することが可能に構成されている。コーナーキューブ１６は、互いに直交する三つの反射面１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有し（図２を参照）、これらの反射面を用いて入射した光を１８０度回転させて入射光軸に対して平行に反射させる光学素子であり、図示しない駆動装置を用いて照明光学系１０の光軸（入射光軸）に沿って移動可能に構成されている。

光源１１から射出された照明光（Ｐ偏光）は、コリメータレンズ１２を透過して平行光となり、第１ミラー１３を介して偏光ビームスプリッター１４に入射する。偏光ビームスプリッター１４を透過したＰ偏光は、フォーカスレンズ系１５によって集光され、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７で反射されて、第１波長板１８および第２波長板１９を透過した後に測定曲面５ａに照射される。このとき、偏光ビームスプリッター１４を透過したＰ偏光（直線偏光）は、コーナーキューブ１６の三つの反射面１６ａ，１６ｂ，１６ｃおよび第２ミラー１７の反射面で反射されると、これらの反射面がＰ偏光の振動方向に対して傾斜しているため、これらの反射面での反射により偏光状態が変化して楕円偏光となる。

そこで、第１波長板（１/４波長板）１８は、その主軸（光学軸）が該楕円偏光の長軸（または短軸）と重なるように配置され、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７で反射されて楕円偏光となった照明光をＰ偏光（直線偏光）に戻す（補正する）ように構成されている。第２波長板（１/４波長板）１９は、その主軸（光学軸）がＰ偏光の振動方向に対して４５度となるように配置されている。このため、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７で反射されて楕円偏光となった照明光は、第１波長板１８により楕円偏光からＰ偏光に補正された後、第２波長板（１/４波長板）１９を透過して円偏光となり、測定曲面５ａに照射される。

照明光（円偏光）が照射されて測定曲面５ａで反射された光（以下、測定光と称する）は、再び第２波長板１９を透過して円偏光からＳ偏光（Ｐ偏光と振動方向が直交する直線偏光）となり、第１波長板１８に入射する。第１波長板１８を透過した測定光は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６で反射されて、フォーカスレンズ系１５を透過した後に偏光ビームスプリッター１４に入射する。このとき、第２波長板１９を透過した測定光（Ｓ偏光）は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６で反射された後にもＳ偏光を維持できるように、第１波長板１８においてＳ偏光から楕円偏光に変換される。このため、第１反射板１８を透過して楕円偏光となった測定光は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６での反射により楕円偏光からＳ偏光となり、フォーカスレンズ系１５を透過した後に偏光ビームスプリッター１４に入射する。そして、この測定光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッター１４で反射されて集光光学系２０に入射する。

集光光学系２０は、偏光ビームスプリッター１４で反射された測定光を集光面３１上にスポット光として集光させる集光レンズ２１を有して構成される。集光レンズ２１は、図１において１枚の光学レンズとして図示しているが、実際には複数枚の光学レンズによって構成されていてもよい。偏光ビームスプリッター１４で反射された測定光（Ｓ偏光）は、集光レンズ２１を透過して光位置センサー３０の検出部に設けられた集光面３１にスポット光として集光される。

光位置センサー３０は、集光光学系２０（集光レンズ２１）により集光面３１に集光されて生じたスポット光（スポット像）を検出する。この光位置センサー３０は、光位置センサー３０の検出部、すなわち集光面３１におけるスポット光（スポット重心）の位置を検出可能であり、その検出信号を演算処理部３５へ出力する。演算処理部３５は、光位置センサー３０により検出された集光面３１におけるスポット光の位置に基づいて、測定対象物である光学レンズ５の偏芯量を測定する。なお、光学レンズ５の偏芯測定を行うときには、図示しない回転台に載置された測定対象物を回転させる。そうすると、光位置センサー３０において集光面３１におけるスポット光（スポット重心）のリサージュ（軌跡）が検出され、そのリサージュ半径を演算処理部３５が測定することで光学レンズ５の偏芯量を求めることができる。

以上のように構成される偏芯測定装置１を用いた偏芯測定方法について説明する。まず、照明光学系１０により測定曲面５ａに照明光を照射する。この照明工程において、フォーカスレンズ系１５のレンズ間隔を駆動調整して、照明光が測定曲面５ａの曲率中心位置に集光するように調整する。また、コーナーキューブ１６を照明光の光軸に沿って移動調整して、フォーカスレンズ系１５における最も測定曲面５ａ側のレンズ表面から測定曲面５ａまでの光路長が予め設定された光路長となるように調整する。このコーナーキューブ１６による光路長の調整は、複数の測定対象物の偏芯量を測定する場合であっても、当該光路長を一定の距離に調整することで、光位置センサー３０で検出された測定光の振れ量と測定対象物の偏芯量との関係を一定の関係に保つことができ、偏芯測定の精度を向上させることができる。

このようにフォーカスレンズ系１５による集光位置およびコーナーキューブ１６の位置を調整した状態で、光源１１から照射された照明光（Ｐ偏光）は、コリメータレンズ１２を透過して平行光となり、第１ミラー１３を介して偏光ビームスプリッター１４に入射する。偏光ビームスプリッター１４を透過したＰ偏光は、フォーカスレンズ系１５によって測定曲面５ａの曲率中心位置に向けて集光され、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７で反射されて、第１波長板１８および第２波長板１９を透過した後に測定曲面５ａに照射される。このとき、偏光ビームスプリッター１４を透過したＰ偏光は、上述したように、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７での反射により偏光状態が変化して楕円偏光となるが、第１波長板１８により楕円偏光からＰ偏光に補正され、そのＰ偏光が第２波長板１９を透過して円偏光となり、測定曲面５ａに照射される。

照明光学系１０により測定曲面５ａに照射された照明光（円偏光）は、フォーカスレンズ系１５によって測定曲面５ａの曲率中心位置に向けて集光されているため、光学レンズ５の偏芯量が零の場合には、測定曲面５ａにおいて反射光路が入射光路と同一の光路となるように反射される。測定曲面５ａで反射された光（測定光）は、再び第２波長板１９を透過して円偏光からＳ偏光となり、第１波長板１８に入射する。第１波長板１８を透過した測定光は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６で反射された後、フォーカスレンズ系１５を透過して平行光となり、偏光ビームスプリッター１４で反射されて集光光学系２０に入射する。このとき、第２波長板１９を透過した測定光（Ｓ偏光）は、上述したように、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６での反射により偏光状態が変化するが、その変化を見越して第１波長板１８によりＳ偏光から楕円偏光に変換され、その楕円偏光が第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６で反射されてＳ偏光となり、フォーカスレンズ系１５を透過し後に偏光ビームスプリッター１４で反射されて集光光学系２０に入射する。

そこで、集光光学系２０（集光レンズ２１）により測定曲面５ａからの反射光（測定光）を光位置センサー３０の検出部に設けられた集光面３１に集光する。この集光工程において、偏光ビームスプリッター１４で反射された測定光は、集光レンズ２１を透過して集光面３１にスポット光として集光される。

次に、光位置センサー３０により集光面３１に集光されて生じるスポット光を検出する。この検出工程において、光位置センサー３０は、集光面３１におけるスポット光（スポット重心）の位置を検出し、その検出信号を演算処理部３５へ出力する。このとき、図示しない回転台により測定対象物である光学レンズ５が回転駆動され、光位置センサー３０において集光面３１におけるスポット光（スポット重心）のリサージュ（軌跡）が検出される。

そして、光位置センサー３０からの検出信号が演算処理部３５に入力されると、演算処理部３５により光学レンズ５の偏芯量を測定する。この測定工程において、演算処理部３５は、光位置センサー３０により検出されたスポット光のリサージュの半径を測定し、そのリサージュの半径に基づいて光学レンズ５の偏芯量を求め、処理を終了する。

このように、本実施形態の偏芯測定装置１によれば、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７で反射されてＰ偏光から楕円偏光に変化した照明光を、第１波長板１８によりＰ偏光に補正することができる。そして、測定曲面５ａで反射されて再び第２波長板１９を透過してＳ偏光となった測定光は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６での反射による偏光状態の変化を見越して第１波長板１８によりＳ偏光から楕円偏光に変換される。そのため、第１波長板１８を透過して楕円偏光となった測定光は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６での反射により楕円偏光からＳ偏光となり、フォーカスレンズ系１５を透過した後に偏光ビームスプリッター１４で反射され集光光学系２０（集光レンズ２１）を介して光位置センサー３０で検出される。このように、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７での反射により変化する照明光（もしくは測定光）の偏光状態を第１波長板１８により補正することができ、Ｐ偏光である照明光が測定曲面５ａで反射されてＳ偏光（測定光）となって偏光ビームスプリッター１４に戻ってくることができるため、光位置センサー３０で検出される光量のロスを抑えることができる。

次に、測定対象物であるレンズ５の偏芯量をより正しく測定するため、二つの偏芯測定装置１を用いて測定曲面５ａおよび測定曲面５ａの反対側の面の両面に対して偏芯測定を行う場合について、図３を参照して説明する。なお、以下の説明では、測定曲面５ａを第１測定曲面５ａと称し、測定曲面５ａの反対側の面を第２測定曲面５ａ′と称する。また、第２測定曲面５ａ′に対して偏芯測定を行う偏芯測定装置については、上述した偏芯測定装置１と同様の構成であるため、同様の符号に「′」を付して簡単に説明する。

偏芯測定装置１′は、図３に示すように、第２測定曲面５ａ′に照明光を照射する照明光学系１０′と、第２測定曲面５ａ′からの反射光を集光面３１′に集光する集光光学系２０′と、集光面３１′に集光されて生じたスポット光を検出する光位置センサー３０′と、光位置センサー３０′からの検出信号に基づいてレンズ５の偏芯量を測定する演算処理部３５とを有して構成される。なお、図３では、各偏芯測定装置１，１′がそれぞれ演算処理部３５を有しているように図示しているが、これらは同一のものであり、光位置センサー３０，３０′からの検出信号は一つの演算処理部３５に出力される。

照明光学系１０′は、光源１１′と、コリメータレンズ１２′と、第１ミラー１３′と、偏光ビームスプリッター１４′と、フォーカスレンズ系１５′と、コーナーキューブ１６′と、第２ミラー１７′と、第１波長板（１/４波長板）１８′と、第２波長板（１/４波長板）１９′とを有し、第２波長板１９′を透過した照明光が第２測定曲面５ａ′に入射するように構成される。なお、照明光学系１０′は、第２測定曲面５ａ′に照射する照明光の光軸が偏芯偏測定装置１の照明光学系１０により第１測定曲面５ａに照射される照明光の光軸と重なるようになっている。

光源１１′から射出された照明光（Ｐ偏光）は、コリメータレンズ１２′を透過して平行光となり、第１ミラー１３′を介して偏光ビームスプリッター１４′に入射する。偏光ビームスプリッター１４′を透過したＰ偏光は、フォーカスレンズ系１５′によって第２測定曲面５ａ′の曲率中心位置に向けて集光され、コーナーキューブ１６′および第２ミラー１７′で反射されて、第１波長板１８′および第２波長板１９′を透過した後に第２測定曲面５ａ′に照射される。このとき、偏光ビームスプリッター１４′を透過したＰ偏光は、コーナーキューブ１６′および第２ミラー１７′での反射により偏光状態が変化して楕円偏光となる。

そこで、第１波長板（１/４波長板）１８′は、その主軸（光学軸）が該楕円偏光の長軸（または短軸）と重なるように配置され、コーナーキューブ１６′および第２ミラー１７′で反射されて楕円偏光となった照明光をＰ偏光（直線偏光）に戻すように構成されている。第２波長板（１/４波長板）１９′は、その主軸（光学軸）がＰ偏光の振動方向に対して４５度となるように配置されている。ただし、この第２波長板１９′の主軸の傾きは、第１測定曲面５ａに対して偏芯測定を行う偏芯測定装置１の第２波長板１９の主軸の傾きとは逆方向に、Ｐ偏光の振動方向に対して４５度となるようになっている。このため、コーナーキューブ１６′および第２ミラー１７′で反射されて楕円偏光となった照明光は、第１波長板１８′により楕円偏光からＰ偏光に補正された後、第２波長板（１/４波長板）１９′を透過して円偏光（第１測定曲面５ａに照射される照明光とは逆回りの円偏光）となり、第２測定曲面５ａ′に照射される。

照明光（円偏光）が照射されて第２測定曲面５ａ′で反射された光（以下、測定光と称する）は、再び第２波長板１９′を透過して円偏光からＳ偏光となり、第１波長板１８′に入射する。第１波長板１８′を透過した測定光は、第２ミラー１７′およびコーナーキューブ１６′で反射されて、フォーカスレンズ系１５′を透過した後に偏光ビームスプリッター１４′に入射する。このとき、第２波長板１９′を透過した測定光（Ｓ偏光）は、第２ミラー１７′およびコーナーキューブ１６′で反射された後にもＳ偏光を維持できるように、第１波長板１８′においてＳ偏光から楕円偏光に変換される。このため、第１反射板１８′を透過して楕円偏光となった測定光は、第２ミラー１７′およびコーナーキューブ１６′での反射により楕円偏光からＳ偏光となり、フォーカスレンズ系１５′を透過した後に偏光ビームスプリッター１４′に入射する。そして、この測定光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッター１４′で反射されて集光光学系２０′に入射する。

集光光学系２０′は集光レンズ２１′を有して構成される。偏光ビームスプリッター１４′で反射された測定光（Ｓ偏光）は、集光レンズ２１′を透過して光位置センサー３０′の検出部に設けられた集光面３１′にスポット光として集光される。

光位置センサー３０′は、集光光学系２０′（集光レンズ２１′）により集光面３１′に集光されて生じたスポット光（スポット重心）の集光面３１′上の位置を検出可能であり、その検出信号を演算処理部３５へ出力する。演算処理部３５は、光位置センサー３０′により検出された集光面３１′におけるスポット光の位置に基づいて、レンズ５の偏芯量を測定する。なお、第２測定曲面５ａ′に対して偏芯測定を行うときには、上述した第１測定曲面５ａに対して偏芯測定を行う場合と同様に、図示しない回転台に載置された光学レンズ５を回転させ、光位置センサー３０において検出されたスポット光（スポット重心）のリサージュ（軌跡）半径を演算処理部３５が測定することで光学レンズ５の偏芯量を求めることができる。

ところで、集光光学系１０′により第２測定曲面５ａ′に照射された照明光（円偏光）は、上述したように第２測定曲面５ａ′で反射されて測定光となり光位置センサー３０′で検出される他に、第２測定曲面５ａ′および第１測定曲面５ａ（光学レンズ５）を透過して、第１測定曲面５ａに対して偏芯測定を行う偏芯測定装置１に入射するものがある。この光学レンズ５を透過して偏芯測定装置１に入射した光（以下、透過光と称する）は、上述したように第２波長板１９′の主軸が偏芯測定装置１における第２波長板１９の主軸とは逆方向にＰ偏光の振動方向に対して４５度となるように傾いているため、照明光学系１０により第１測定曲面５ａに照射される照明光とは逆回りの円偏光である。そのため、この透過光は、第２波長板１９を透過して円偏光からＰ偏光となり、第１波長板１８に入射する。

そして、第１波長板１８を透過した透過光（Ｐ偏光）は、第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６での反射により偏光状態が変化するが、その変化を見越して第１波長板１８によりＰ偏光から楕円偏光に変換され、その楕円偏光が第２ミラー１７およびコーナーキューブ１６で反射されてＰ偏光となり、フォーカスレンズ系１５を透過した後に偏光ビームスプリッター１４に入射する。ここで、偏光ビームスプリッター１４に入射した透過光は、Ｐ偏光であるため偏光ビームスプリッター１４を透過し、光位置センサー３０で検出されることはない。

また、偏芯測定装置１の集光光学系１０により第１測定曲面５ａに照射され、第１測定曲面５ａおよび第２測定曲面５ａ′（光学レンズ５）を透過して偏芯測定装置１′に入射した光は、照明光学系１０′により第２測定曲面５ａ′に照射される照明光とは逆回りの円偏光であるため、第２波長板１９′を透過して円偏光からＰ偏光となり、第１波長板１８′に入射する。そして、第１波長板１８′を透過した光は、第２ミラー１７′およびコーナーキューブ１６′での反射により偏光状態が変化するが、その変化を見越して第１波長板１８′によりＰ偏光から楕円偏光に変換され、その楕円偏光が第２ミラー１７′およびコーナーキューブ１６′で反射されてＰ偏光となり、フォーカスレンズ系１５′を透過した後に偏光ビームスプリッター１４′に入射する。ここで、偏光ビームスプリッター１４′に入射した光は、Ｐ偏光であるため偏光ビームスプリッター１４′を透過し、光位置センサー３０′で検出されることはない。

測定対象物における一方の測定曲面に照射された照明光が、測定対象物を透過して、他方の測定曲面に対して偏芯測定を行う偏芯測定装置の光位置センサーに入射すると、その光がノイズ光となり測定精度を低下させるが、本実施形態の偏芯測定装置１′によれば、照明光学系１０′により第２測定曲面５ａ′に照射された照明光が、測定対象物である光学レンズ５を透過して、第１測定曲面５ａに対して偏芯測定を行う偏芯測定装置１に入射しても、その光が偏芯測定装置１における光位置センサー３０で検出されることはない。また、偏芯測定装置１においても、照明光学系１０により第１測定曲面５ａに照射された照明光が、測定対象物である光学レンズ５を透過して、第２測定曲面５ａ′に対して偏芯測定を行う偏芯測定装置１′に入射しても、その光が偏芯測定装置１′における光位置センサー３０′で検出されることはない。そのため、測定対象物を透過したノイズ光の影響を抑えることにより測定精度を向上させることができる。

なお、上述の実施形態において、第１波長板（１/４波長板）１８を用いることにより、コーナーキューブ１６および第２ミラー１７での反射による照明光（直線偏光）の偏光状態の変化を補正するように構成しているが、これに限られるものではなく、例えば、第２ミラー１７の反射面上に、コーナーキューブ１６での反射による照明光の偏光状態の変化を補正する光学薄膜（例えば、誘電体薄膜、金属薄膜）を形成するようにしてもよい。また、複数の波長板を用いて照明光の偏光状態の変化を補正するようにしてもよい。

また、上述の実施形態において、光源１１からの射出された照明光が偏光ビームスプリッター１４を透過して測定対象物である光学レンズ５に照射され、光学レンズ５で反射されて戻ってきた測定光が偏光ビームスプリッター１４で反射して光位置センサー３０で検出されるように構成しているが、光源１１と光位置センサー３０とを逆に配置して、偏光ビームスプリッター１４が光源からの照明光を反射し、測定対象物である光学レンズ５からの測定光を透過させるように、偏光ビームスプリッター１４を構成してもよい。

１ 偏芯測定装置
５ 光学レンズ（光学素子）
５ａ 測定曲面
１０ 照明光学系
１１ 光源（光源部）
１４ 偏光ビームスプリッター（偏光分割部）
１５ フォーカスレンズ系（照射光学系、集光光学系）
１６ コーナーキューブ（照射光学系、反射部材）
１７ 第２ミラー（照射光学系、反射部材）
１８ 第１波長板（照射光学系、偏光状態補正部）
１９ 第２波長板（照射光学系）
２０ 集光光学系（スポット光検出部）
３０ 光位置センサー（スポット光検出部）
３１ 集光面
３５ 演算処理部（偏芯量測定部）

Claims (4)

1. 光学素子の偏芯量を測定する偏芯測定装置であって、
   照明光として第１直線偏光を射出する光源部と、
   前記光源部から射出された前記第１直線偏光が入射する位置に設けられ、前記第１直線偏光および前記第１直線偏光と振動方向が直交する第２直線偏光の一方を透過させるとともに、前記第１直線偏光および前記第２直線偏光の他方を反射させる偏光分割部と、
   前記偏光分割部において透過もしくは反射した前記第１直線偏光を前記光学素子における測定曲面の曲率中心位置に集光させるとともに円偏光に変換して前記測定曲面に照射し、前記測定曲面で反射された前記円偏光を前記第２直線偏光に変換して前記偏光分割部に入射させる照射光学系と、
   前記照射光学系から前記偏光分割部に入射され前記偏光分割部において透過もしくは反射した前記第２直線偏光を集光面上にスポット光として集光させ、そのスポット光の前記集光面上の位置を検出するスポット光検出部と、
   前記スポット光検出部により検出された前記スポット光の前記集光面上の位置に基づいて前記光学素子の偏芯量を測定する偏芯量測定部とを備え、
   前記照射光学系は、入射した前記第１直線偏光を反射させて光路を屈曲させる反射部材と、前記反射部材での反射により変化した前記第１直線偏光の偏光状態を補正する偏光状態補正部材とを有して構成されることを特徴とする偏芯測定装置。
2. 前記偏光状態補正部材は、１/４波長板により構成され、前記反射部材での反射により前記第１直線偏光が楕円偏光に変化した該楕円偏光の長軸もしくは短軸と前記１/４波長板の光学軸とが重なるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の偏芯測定装置。
3. 前記反射部材は、入射した前記第１直線偏光を１８０度回転させて入射光軸に対して平行に反射させるコーナーキューブにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の偏芯測定装置。
4. 前記照射光学系は、前記偏光分割部において透過もしくは反射した前記第１直線偏光を前記測定曲面の前記曲率中心位置に集光させる集光光学系を有し、
   前記コーナーキューブは、前記集光光学系と前記光学素子との間の光路中に光軸方向に移動可能に設けられ、前記光軸方向の移動により前記集光光学系の最も前記光学素子側の光学面から前記光学素子の前記測定曲面までの光路長を調整可能であることを特徴とする請求項３に記載の偏芯測定装置。
   

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