JPH07167738A - Aspherical surface measurement method - Google Patents
Aspherical surface measurement methodInfo
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- JPH07167738A JPH07167738A JP31226293A JP31226293A JPH07167738A JP H07167738 A JPH07167738 A JP H07167738A JP 31226293 A JP31226293 A JP 31226293A JP 31226293 A JP31226293 A JP 31226293A JP H07167738 A JPH07167738 A JP H07167738A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、非球面形状を、ホログ
ラフィー技術を用いて測定する非球面測定方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aspherical surface measuring method for measuring an aspherical surface shape by using a holographic technique.
【0002】[0002]
【従来技術およびその問題点】近年、光学装置、例えば
カメラの撮影レンズなどに非球面レンズが多用されてき
ている。これは、光学プラスチック成形技術の進歩によ
り、非球面レンズが比較的安価に大量生産が可能になっ
たためである。非球面レンズの量産段階で、非球面形状
が設計値通りに高精度に形成されているか否かを迅速に
測定する必要がある。2. Description of the Related Art In recent years, aspherical lenses have been widely used in optical devices such as photographing lenses of cameras. This is because the aspherical lens can be mass-produced relatively inexpensively due to the progress of the optical plastic molding technology. At the mass production stage of aspherical lenses, it is necessary to quickly measure whether or not the aspherical shape is formed with high precision as designed.
【0003】従来、非球面の測定方法として、ホログラ
フィー技術を利用したものが知られている。本件出願人
も、先に非球面測定方法および測定装置を開発し、出願
している(特開平4-240534号)。この本件出願人が先に
開発した非球面測定装置は、予め設計値通りに高精度に
形成して正確に配置した非球面原器からの反射光と参照
光とを重ねあわせて撮影し、ホログラムを形成する。次
に、このホログラムを現像処理後に撮影位置に戻し、被
検面である非球面レンズを非球面原器と同じ位置に配置
すれば、観測面上で観測される干渉縞は、被検面と非球
面原器との差である設計値からの形状誤差が容易に測定
可能となる。Conventionally, as a method for measuring an aspherical surface, a method utilizing a holographic technique has been known. The applicant of the present invention has also previously developed and applied for an aspherical surface measuring method and measuring device (Japanese Patent Laid-Open No. 4-240534). The aspherical surface measuring device previously developed by the applicant of the present invention is a hologram that is obtained by superimposing and photographing the reflected light from the aspherical surface prototype that is formed with high accuracy in advance according to the design value and is accurately arranged, and the reference light. To form. Next, after returning this hologram to the shooting position after the development processing and disposing the aspherical lens, which is the surface to be inspected, at the same position as the aspherical prototype, the interference fringes observed on the observation surface are The shape error from the design value, which is the difference from the aspherical prototype, can be easily measured.
【0004】ところが、実際には、非球面レンズの外形
の成形誤差、非球面レンズを測定装置に装着する際の装
着誤差等により、得られた干渉縞にはアライメント誤差
が含まれる。このアライメント誤差を取り除く調整作業
は非常に困難であり、調整には多大な時間を必要とし
た。すなわち、球面測定においては、X−Y−Z座標系
の3軸の並進調整のみでよかったが、非球面ではさらに
X、Y軸周りの傾きΔθx、Δθyを加えた計5軸の調
整を行なう必要があった。ここで、Z軸は被検レンズへ
の被検光の入射方向、つまり、被検レンズが置かれる測
定光学系の光軸方向、X、Yは光軸Oに垂直な直交二方
向である。However, in reality, the interference fringes obtained include an alignment error due to a molding error of the outer shape of the aspherical lens, a mounting error when mounting the aspherical lens on the measuring device, and the like. The adjustment work for removing this alignment error is extremely difficult, and a large amount of time is required for the adjustment. That is, in the spherical surface measurement, only the translational adjustment of the three axes of the XYZ coordinate system was sufficient, but for the aspherical surface, it is necessary to further adjust a total of five axes including the inclinations Δθx and Δθy about the X and Y axes. was there. Here, the Z axis is the incident direction of the test light to the test lens, that is, the optical axis direction of the measurement optical system in which the test lens is placed, and X and Y are two orthogonal directions perpendicular to the optical axis O.
【0005】一般に、被検面が、X軸方向にδx、Y方
向にδyずれていたとすると、干渉縞には、それぞれの
方向にティルト成分(ティルト縞)とコマ収差成分
(コマ収差縞)を含んだパターン(干渉縞)が観測さ
れる。一方、X、Y軸周りにそれぞれΔθx、Δθy傾
いていた場合は、干渉縞には大部分のティルト成分
と、わずかなコマ収差成分を含んだパターンが観測さ
れる。ティルト成分のみ、およびコマ収差のみによる干
渉縞の様子を第2図の(B)および第3図の(B)に示
した。ティルト成分にコマ収差が含まれると、図5
に示すように表われる。また、被検面のZ軸方向のずれ
は、干渉縞にデフォーカス成分を生じる。一般には、こ
れらの三つの誤差が重なりあって干渉縞が観察される。
ここで、デフォーカス成分は、他の誤差と違って軸対称
パターンとして表われるため、比較的簡単に調整できる
(図4の(B)参照)。Generally, assuming that the surface to be inspected is deviated by δx in the X-axis direction and δy in the Y-direction, the interference fringes have a tilt component (tilt fringe) and a coma aberration component (coma fringe) in each direction. The included pattern (interference fringe) is observed. On the other hand, when tilted about the X and Y axes by Δθx and Δθy, a pattern including most of the tilt component and a slight coma component is observed in the interference fringes. The appearance of interference fringes due to only the tilt component and only coma is shown in FIGS. 2B and 3B. If coma is included in the tilt component,
It appears as shown in. Further, the deviation of the surface to be inspected in the Z-axis direction causes a defocus component in the interference fringes. Generally, these three errors are overlapped with each other, and interference fringes are observed.
Here, unlike other errors, the defocus component appears as an axially symmetric pattern, and thus can be adjusted relatively easily (see FIG. 4B).
【0006】しかし、被検面の横ずれと傾きによる誤差
は、互いに近似した干渉縞を発生し、お互いに分離が困
難なので、レンズのアライメント調整は試行錯誤的な段
階が増えて調整時間が長くなる、という問題があった。However, errors due to lateral displacement and inclination of the surface to be inspected generate interference fringes that are close to each other and are difficult to separate from each other. Therefore, the alignment adjustment of the lens increases the number of trial and error steps and the adjustment time becomes long. , There was a problem.
【0007】また、ある程度粗い干渉縞が得られるとこ
ろまでは手動で調整し、残りのアライメント誤差は、コ
ンピュータおよび走査手段を用いたフリンジスキャン法
などによる干渉縞解析法によって求め、調整する方法が
知られている。しかし、この方法によると、全体として
装置が高価になり、しかも縞解析時間が長くなる、とい
う問題があり、量産現場での適用は困難であった。Further, there is known a method of manually adjusting up to a point where interference fringes having a certain degree of coarseness are obtained, and the remaining alignment error is obtained and adjusted by an interference fringe analysis method such as a fringe scanning method using a computer and a scanning means. Has been. However, according to this method, there is a problem that the apparatus becomes expensive as a whole and the fringe analysis time becomes long, and it is difficult to apply the method on a mass production site.
【0008】[0008]
【発明の目的】本発明は、光学素子、特に非球面の測定
に際し、複雑な装置を付加することなく安価で簡単な構
成でアライメント調整を容易に、迅速に短時間で行なう
ことができる非球面の測定方法を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an aspherical surface which can be easily and quickly adjusted in a short time with an inexpensive and simple structure without adding a complicated device when measuring an optical element, particularly an aspherical surface. It is intended to provide a measuring method of.
【0009】[0009]
【発明の概要】この目的を達成する本願発明は、可干渉
光源からの光束を分割して被検光学素子の被検面に照射
し、該被検面からの反射光である被検光と、上記可干渉
光源からの光束を分割した参照光とを上記ホログラムで
回折させた後に観測面上で重ね合わせて干渉させて干渉
縞を形成する測定光学系を有し、上記干渉縞に基づいて
被検面の形状を測定する測定方法であって、上記参照光
を、初期設定した方向から傾ける調整段階、を有するこ
とに特徴を有する。SUMMARY OF THE INVENTION To achieve this object, the present invention divides a light beam from a coherent light source and irradiates the test surface of a test optical element with the test light, which is reflected light from the test surface. , Having a measurement optical system for forming interference fringes by causing interference with the reference light obtained by dividing the light flux from the coherent light source by the hologram after being diffracted by the hologram, and based on the interference fringes. A measuring method for measuring the shape of a surface to be inspected, characterized by having an adjusting step of tilting the reference light from an initially set direction.
【0010】[0010]
【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明す
る。図1は、本発明の非球面測定方法を適用した非球面
測定装置の光路図である。可干渉光を投光する光源とし
てのレーザ発振器11から射出されたレーザは、対物レ
ンズ13およびコリメートレンズ15により太径の平行
光束になる。この光束は、第2ハーフミラー33および
第1ハーフミラー17を透過し、集光レンズ19により
集束され、被検位置に配置された非球面レンズ21の非
球面(被検面)21aで反射して光路を逆行し、集光レ
ンズ19を透過して第1ハーフミラー17でほぼ直角方
向に反射される。そして、記録面51に配置されたホロ
グラム23を透過し、結像レンズ25によりCCDイメ
ージセンサ27の感光面(観測面53)上に結像され
る。ここで、被検光が非球面レンズ21に入射する方
向、つまり集光レンズ19の光軸が測定光学系の光軸O
であり、X,Y,Z座標系のZ軸である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 is an optical path diagram of an aspherical surface measuring apparatus to which the aspherical surface measuring method of the present invention is applied. The laser emitted from the laser oscillator 11 as a light source for projecting the coherent light becomes a parallel light flux having a large diameter by the objective lens 13 and the collimator lens 15. This light flux passes through the second half mirror 33 and the first half mirror 17, is focused by the condenser lens 19, and is reflected by the aspherical surface (test surface) 21a of the aspherical lens 21 arranged at the test position. The optical path travels in the opposite direction, passes through the condenser lens 19, and is reflected by the first half mirror 17 in a direction substantially at a right angle. Then, the light passes through the hologram 23 arranged on the recording surface 51 and is imaged on the photosensitive surface (observation surface 53) of the CCD image sensor 27 by the imaging lens 25. Here, the direction in which the test light is incident on the aspherical lens 21, that is, the optical axis of the condenser lens 19 is the optical axis O of the measurement optical system.
And the Z axis of the X, Y, Z coordinate system.
【0011】非球面レンズ21は、被検レンズ保持台1
00上に保持される。ここで、量産工程における測定の
場合、作業性を考慮すると、測定装置は必然的に縦形と
なり、レンズ保持台100は鉛直方向下方に配置され、
測定光学系および測定装置が鉛直上方に配置される。こ
のレンズ保持台100は、非球面レンズ21を嵌合保持
するレンズ載置凹部101と、レンズ載置凹部101の
底部103に形成された円形の穴104を備えている。
レンズ載置凹部101の内周面は、非球面レンズ21の
周縁部と当接して非球面レンズ21がほぼ鉛直に真直に
落し込まれるようにガイドするレンズガイド面102を
構成している。非球面レンズの当接面が凸面の場合は、
穴104の上端周縁部105が非球面レンズに当接して
非球面レンズを保持し、非球面レンズの当接面が凹面の
ときには、底面103が非球面レンズの周縁部に当接し
て非球面レンズを保持する。本実施例では、非球面レン
ズ21は第2面21bが上端周縁部105に当接して保
持されている。The aspherical lens 21 is the lens holder 1 to be tested.
Held on 00. Here, in the case of measurement in a mass production process, in consideration of workability, the measuring device necessarily has a vertical shape, and the lens holding table 100 is arranged vertically below,
The measuring optical system and the measuring device are arranged vertically above. The lens holding base 100 includes a lens mounting recess 101 for fitting and holding the aspherical lens 21, and a circular hole 104 formed in a bottom 103 of the lens mounting recess 101.
The inner peripheral surface of the lens mounting concave portion 101 constitutes a lens guide surface 102 that abuts on the peripheral edge portion of the aspherical lens 21 and guides the aspherical lens 21 so as to be vertically dropped straight. If the contact surface of the aspherical lens is convex,
The upper peripheral edge portion 105 of the hole 104 contacts the aspherical lens to hold the aspherical lens, and when the contact surface of the aspherical lens is concave, the bottom surface 103 contacts the peripheral edge portion of the aspherical lens and the aspherical lens. Hold. In the present embodiment, the second surface 21b of the aspherical lens 21 is held in contact with the upper end peripheral portion 105.
【0012】さらにこのレンズ保持台100は、移動ス
テージ等により、光軸O(Z軸)方向に移動可能に、Z
軸と直交する方向(X−Y軸方向)にそれぞれ並進移動
可能に支持されている。このZ軸方向の移動によりデフ
ォーカス調整を、X−Y軸方向の移動により横ずれの調
整を行なう。Further, the lens holding base 100 can be moved in the optical axis O (Z-axis) direction by a moving stage or the like.
They are supported so as to be capable of translational movement in directions (X-Y axis directions) orthogonal to the axes. The movement in the Z-axis direction adjusts the defocus, and the movement in the XY-axis direction adjusts the lateral shift.
【0013】ホログラム23は、媒体として超高解像力
感光材料が使用されていて、上記レンズ保持台100に
非球面原器(図示せず)を置き、上記記録面51に置い
た高解像力感光材料に、非球面原器からの反射光と参照
光とを照射して記録(露光および現像)したものであ
る。The hologram 23 uses an ultra-high-resolution photosensitive material as a medium. An aspherical prototype (not shown) is placed on the lens holding table 100, and the high-resolution photosensitive material is placed on the recording surface 51. The recording (exposure and development) is performed by irradiating the reflected light from the aspherical prototype and the reference light.
【0014】一方、レーザ発振器11から射出され、第
2ハーフミラー33を透過した平行光束の一部は、第1
ハーフミラー17においてCCDイメージセンサ27と
は反対方向に反射され、さらに固定参照ミラー29およ
び可動参照ミラー31により反射され、第1ハーフミラ
ー17を透過してホログラム23に入射する。そして、
ホログラム23に入射した光束はホログラム23により
回折され、非球面レンズ21からの被検光と同一方向に
進み、結像レンズ25によりCCDイメージセンサ27
上に結像される。これらの参照ミラー29、31で反射
された平行光束が参照光となる。On the other hand, a part of the parallel light flux emitted from the laser oscillator 11 and transmitted through the second half mirror 33 is
The light is reflected by the half mirror 17 in the direction opposite to the CCD image sensor 27, further reflected by the fixed reference mirror 29 and the movable reference mirror 31, passes through the first half mirror 17, and enters the hologram 23. And
The light beam incident on the hologram 23 is diffracted by the hologram 23, travels in the same direction as the test light from the aspherical lens 21, and is moved by the imaging lens 25 to the CCD image sensor 27.
Imaged above. The parallel light flux reflected by these reference mirrors 29 and 31 becomes reference light.
【0015】ここで、本実施例では、可動参照ミラー3
1を、反射面の法線に直交する二方向に回転可能に構成
してある。なお、この二方向は、図1においては紙面内
(紙面に平行)方向および紙面に直交する方向とする。Here, in this embodiment, the movable reference mirror 3 is used.
1 is configured to be rotatable in two directions orthogonal to the normal line of the reflecting surface. It should be noted that these two directions are an in-plane direction (parallel to the paper plane) and a direction orthogonal to the paper plane in FIG.
【0016】上記非球面レンズ21の非球面21aで反
射された被検光と、参照ミラー29、31で反射された
参照光との重ね合わせによる干渉縞がCCDイメージセ
ンサ27により撮像される。この干渉縞は、非球面原器
55の非球面形状からの差、すなわち設計形状からの差
として得られる。したがって、CCDイメージセンサ2
7により撮像されたこの干渉縞をTVモニタ41に再生
して観測または測定することにより、非球面レンズ21
の加工精度、状態を知ることができる。また、ここで観
測される干渉縞は、非球面原器を記録するときと被検レ
ンズを測定するときとで同じ光学系を使用するため、つ
まり、集光レンズ19および第1ハーフミラー17を光
束が通るので、非球面原器記録時と被検レンズ形状測定
時に光学系の持つ収差が互いに打ち消し合い、測定装置
の光学系に起因する測定誤差は生じない。The CCD image sensor 27 captures an interference fringe resulting from superposition of the test light reflected by the aspherical surface 21a of the aspherical lens 21 and the reference light reflected by the reference mirrors 29 and 31. This interference fringe is obtained as a difference from the aspherical shape of the aspherical prototype 55, that is, a difference from the design shape. Therefore, the CCD image sensor 2
By reproducing this interference fringe imaged by 7 on the TV monitor 41 for observation or measurement, the aspherical lens 21
It is possible to know the processing accuracy and state of. The interference fringes observed here use the same optical system for recording the aspherical prototype and for measuring the lens under test, that is, the condensing lens 19 and the first half mirror 17 are used. Since the light flux passes, the aberrations of the optical system cancel each other during recording of the aspherical prototype and measurement of the lens shape to be inspected, and no measurement error due to the optical system of the measuring device occurs.
【0017】さらに、上記非球面21a(被検面)とホ
ログラム23(記録面)とが共役関係に配設され、かつ
ホログラム23とCCDイメージセンサ27(観測面)
とが共役関係に配設されている。このような共役関係に
配設することにより、被検面上での座標と観測面上での
座標とが一対一で対応し、被検レンズ測定時に参照光の
傾き(ホログラム23への入射角)を変化させても収差
の影響を受けず、アライメント調整が容易になる。Further, the aspherical surface 21a (test surface) and the hologram 23 (recording surface) are arranged in a conjugate relationship, and the hologram 23 and the CCD image sensor 27 (observation surface).
And are arranged in a conjugate relationship. By arranging in such a conjugate relationship, the coordinates on the surface to be inspected and the coordinates on the observation surface correspond one-to-one, and the inclination of the reference light (angle of incidence on the hologram 23 when measuring the lens to be inspected). ) Is not affected by the aberration, and alignment adjustment becomes easy.
【0018】なお、本実施例は、球面レンズの測定も可
能である。コリメートレンズ15から射出された平行光
束の一部は、第2ハーフミラー33によりほぼ直角方向
に反射され、さらに第2の参照光束を作り出す第3ミラ
ー35で反射されて光路を逆行し、第2ハーフミラー3
3を透過して結像レンズ37によりCCDイメージセン
サ39上に結像される。また、第2ハーフミラー33を
透過した光束は、集光レンズ19により被検面で反射さ
れ、集光レンズ19を通って光路を逆行し、第2ハーフ
ミラー33で反射され、結像レンズ37によりCCDイ
メージセンサ39上に結像される。この両光が重ね合わ
さってCCDイメージセンサ39上に干渉縞が得られ
る。この干渉縞をCCDイメージセンサ39により撮像
してTVモニタ42に映し出すことにより、球面レンズ
の球面形状を測定することができる。In this embodiment, it is possible to measure a spherical lens. A part of the parallel light flux emitted from the collimator lens 15 is reflected by the second half mirror 33 in a direction substantially at a right angle, and further reflected by the third mirror 35 that produces the second reference light flux, and travels backward in the optical path. Half mirror 3
After passing through 3, the image is formed on the CCD image sensor 39 by the image forming lens 37. The light flux that has passed through the second half mirror 33 is reflected on the surface to be inspected by the condenser lens 19, passes through the condenser lens 19 and travels backward in the optical path, is reflected by the second half mirror 33, and forms the imaging lens 37. An image is formed on the CCD image sensor 39 by. An interference fringe is obtained on the CCD image sensor 39 by superimposing these two lights. By imaging this interference fringe with the CCD image sensor 39 and displaying it on the TV monitor 42, the spherical shape of the spherical lens can be measured.
【0019】また、被検面が非球面レンズの場合、非球
面レンズ21の非球面21aで反射して集束レンズ19
を透過した光束の一部は、第1ハーフミラー17を透過
して平行光束として第2ハーフミラー33まで光路を逆
行し、第2ハーフミラー33により結像レンズ37方向
に反射され、CCDイメージセンサ39上に至る。した
がって、第3ミラー35で反射された光と非球面レンズ
21で反射された被検光とがセンサ39の受光面上で干
渉して干渉縞が形成される。この干渉縞を観測すること
により、非球面レンズ21のアライメント状態のチェッ
クができる。ただし、干渉縞の粗い部分が輪帯状にでき
るので被検面によっては測定し難い。なお、非球面レン
ズ21のティルト、コマ収差および各種収差が存在しな
い場合には、干渉縞は同心円状になる。When the surface to be inspected is an aspherical lens, it is reflected by the aspherical surface 21a of the aspherical lens 21 and focused on the focusing lens 19.
A part of the light beam that has passed through the first half mirror 17 travels backward in the optical path to the second half mirror 33 as a parallel light beam, is reflected by the second half mirror 33 toward the imaging lens 37, and the CCD image sensor 39 up. Therefore, the light reflected by the third mirror 35 and the test light reflected by the aspherical lens 21 interfere on the light receiving surface of the sensor 39 to form an interference fringe. By observing this interference fringe, the alignment state of the aspherical lens 21 can be checked. However, since the rough portion of the interference fringes can be formed into an annular shape, it is difficult to measure depending on the surface to be inspected. When the tilt, coma and various aberrations of the aspherical lens 21 do not exist, the interference fringes are concentric.
【0020】さて、非球面レンズ21のアライメント誤
差、すなわち測定装置に対して、非球面原器と相対的に
設定位置が違う場合に生じる誤差が存在すると、ティル
ト、コマ収差およびデフォーカスにより観測面53上に
干渉縞を生じる。図2ないし図4には、ティルトのみ、
コマ収差のみ、およびデフォーカスのみがそれぞれ単独
で生じている場合の波面の様子をそれぞれ示している。
同図において、符号(A)は、観測面53上での波面収
差を3次元的にプロットした図、符号(B)は観測面5
3上の干渉縞の様子を示した正面図、符号(C)は
(A)図において光軸OおよびY軸を通る縦断面におけ
る波面収差を示した図である。Now, if there is an alignment error of the aspherical lens 21, that is, an error that occurs when the set position is relatively different from the aspherical prototype with respect to the measuring device, there is tilt, coma aberration, and defocusing, which causes an observation surface. Interference fringes are generated on 53. 2 to 4 show only the tilt,
The states of the wavefronts when only coma and only defocus are generated respectively are shown.
In the figure, reference numeral (A) is a three-dimensional plot of the wavefront aberration on the observation surface 53, and reference numeral (B) is the observation surface 5.
3 is a front view showing the appearance of interference fringes on FIG. 3, and symbol (C) is a diagram showing wavefront aberration in a vertical cross section passing through the optical axis O and the Y axis in FIG.
【0021】非球面レンズの非球面形状を測定する場
合、通常、先ず、先に述べたように基準となる非球面原
器により露光、現像してホログラム23を形成する。な
お、このホログラム23としては、非球面原器を必要と
しない計算機ホログラムを使用してもよい。When measuring the aspherical shape of the aspherical lens, usually, as described above, first, the hologram 23 is formed by exposing and developing with a reference aspherical prototype. As the hologram 23, a computer generated hologram which does not require an aspherical prototype may be used.
【0022】ホログラム23が完成すると、ホログラム
23を所定の位置にセットした後、被検非球面レンズ2
1をレンズ保持台100に載せて、非球面21aのX、
Y、Z軸方向のずれ調整を行なう。レンズ保持台100
は鉛直方向下方に配置され、測定光学系および測定装置
が鉛直上方に配置されている。ここで、非球面自身の偏
心(横ずれ)や傾きのみならず、レンズ保持台100の
レンズ保持縁部104に非球面レンズ21の対向面21
bを当て付けるので、当て付け部に対する非球面レンズ
の光軸Oに対する傾きを生じ、さらに、レンズガイド面
102と非球面レンズ21の周縁輪郭間とのクリアラン
スにより被検非球面レンズ21は、必然的に測定装置の
光軸Oに対して傾きΔθx、Δθyおよび横ずれδx、
δyを生じる。When the hologram 23 is completed, the hologram 23 is set at a predetermined position, and then the aspherical lens 2 to be inspected is set.
1 is placed on the lens holding table 100, and X of the aspherical surface 21a,
Adjust the deviation in the Y and Z axis directions. Lens holder 100
Is arranged vertically below, and the measuring optical system and the measuring device are arranged vertically above. Here, not only the eccentricity (lateral deviation) or inclination of the aspherical surface itself but also the facing surface 21 of the aspherical lens 21 on the lens holding edge portion 104 of the lens holding base 100.
Since b is abutted, the aspherical lens is inclined with respect to the abutting part with respect to the optical axis O, and further, the clearance between the lens guide surface 102 and the peripheral contour of the aspherical lens 21 inevitably causes the aspherical lens 21 to be tested. With respect to the optical axis O of the measuring apparatus, the inclinations Δθx, Δθy and the lateral deviation δx,
yields δy.
【0023】次に、本実施例における調整方法につい
て、従来の調整方法と比較して説明する。被検非球面レ
ンズ21は、有効半径が7.20mm、非球面21aの形状が
非球面式1で表わされる非球面レンズである。Next, the adjusting method in this embodiment will be described in comparison with the conventional adjusting method. The aspherical lens 21 to be tested is an aspherical lens having an effective radius of 7.20 mm and an aspherical surface 21 a having an aspherical surface expression 1.
【数1】 近軸r:-27.682 (mm) k : 0.00000 α4 :-2.79670×10-5 α6 : 7.25141×10-8 α8 :-6.30504×10-9 α10、α12: 0.00000×10-0 [Equation 1] Paraxial r: -27.682 (mm) k: 0.00000 α 4 : -2.79670 × 10 -5 α 6 : 7.25141 × 10 -8 α 8 : -6.30504 × 10 -9 α 10 , α 12 : 0.00000 × 10 -0
【0024】この被検非球面21aは、有効半径上(h
=hmax )で非球面量が0.111mm 、λ=0.6328μm のと
きに往復で350 λの波面収差を生じる非球面となる。こ
こで、被検非球面21aのアライメント誤差として、傾
きΔθが1′存在したとき、および横ずれδ(方向は任
意)が10μm 存在したときのそれぞれの場合に、ティ
ルト誤差に基づく干渉縞(以下「ティルト縞」とい
う)、およびコマ収差(以下「コマ収差縞」)に基
づく干渉縞がそれぞれ表1に示した本数の干渉縞が観測
される。The aspherical surface 21a to be tested has an effective radius (h
= Hmax) and the amount of aspherical surface is 0.111 mm and λ = 0.6328 μm, the aspherical surface produces a wavefront aberration of 350 λ back and forth. Here, as an alignment error of the aspherical surface 21a to be tested, an interference fringe (hereinafter referred to as “interference fringe” based on a tilt error (hereinafter, referred to as “an inclination error Δθ” of 1 ′ exists and a lateral deviation δ (direction is arbitrary) of 10 μm) exists. The interference fringes based on the "tilt fringes") and coma aberration (hereinafter referred to as "coma aberration fringes") are observed in the number shown in Table 1.
【表1】 [Table 1]
【0025】この表1は、被検非球面の傾きΔθおよび
横ずれδと、観測される干渉縞のティルト縞および
コマ収差縞との関係を示している。この例では、被検非
球面に傾きΔθが1′発生すると、ティルト縞が13.2
本、コマ収差縞が0.65本表われ、被検非球面に横ずれ
δが10μm 発生するとティルト縞が16.4本、コマ収
差縞が6.70本表われる。Table 1 shows the relationship between the tilt Δθ and the lateral deviation δ of the aspheric surface to be tested and the tilt fringes and coma fringes of the observed interference fringes. In this example, if a tilt Δθ of 1'occurs on the aspheric surface to be tested, tilt fringes will be 13.2.
And 0.65 coma fringes appear, and if a lateral deviation δ of 10 μm occurs on the aspherical surface under test, 16.4 tilt fringes and 6.70 coma fringes appear.
【0026】ここで特徴的なのは、被検面の傾きΔθの
影響は、ティルト縞の本数に大きく関係し、のコマ
収差縞にはほとんど関係していないこと(ただし、0で
はない)、および横ずれδはコマ収差縞の本数に大き
く関係していることである。What is characteristic here is that the influence of the inclination Δθ of the surface to be inspected is largely related to the number of tilt fringes and is hardly related to the coma aberration fringes (however, it is not 0) and the lateral shift. δ has a great relation to the number of coma fringes.
【0027】かかる条件下における従来の調整手順と波
面収差との関係を、表2を参照して説明する。従来の被
検非球面レンズのアライメント調整方法では、被検面自
体を光軸に対して傾け、光軸と直交する方向に横ずれさ
せて調整を行ない、この傾きおよび横ずれの調整を、独
立した調整段階により行なっていた。ここで、傾きΔθ
が1′、横ずれδが10μm 生じ、各々により発生する誤
差が同じ方向だったとすると、ティルト縞が29.6本
(13.2+16.4=29.6)、コマ収差縞が7.35本(0.65+
3.7 =7.35)表われていた場合(表2の(1)参照)に
おける従来の調整方法について、表2を参照して説明す
る。The relationship between the conventional adjustment procedure and the wavefront aberration under such conditions will be described with reference to Table 2. In the conventional alignment adjustment method for an aspherical lens to be inspected, the surface to be inspected is tilted with respect to the optical axis and laterally offset in the direction orthogonal to the optical axis for adjustment, and the tilt and lateral offset are independently adjusted. It was done in stages. Where the slope Δθ
1 ', a lateral deviation δ of 10 μm occurs, and the error caused by each is in the same direction, 29.6 tilt fringes (13.2 + 16.4 = 29.6) and 7.35 coma aberration fringes (0.65+).
3.7 = 7.35) The conventional adjustment method in the case where it appears (see (1) in Table 2) will be described with reference to Table 2.
【表2】 [Table 2]
【0028】先ず、アライメント誤差によって発生した
収差であるコマ収差縞の本数を確認するために、コ
マ収差縞よりも多数発生しているティルト縞の本数を
低減する。そのため、上述した被検面と干渉縞の特質
上、先ず、被検面の傾き調整を行なう。ここで、被検非
球面の傾きΔθa を、発生したティルト縞の本数が少な
くなる方向に、Δθa =(29.6/13.2)≒2.4 ′だけ回
転調整する。この傾きΔθa の調整により、傾きΔθ=
−1.2 ′、ティルト縞が0、コマ収差縞が5.89本
(−2.2 ×0.65+7.35=5.89)になる(表2(2)参
照)。First, in order to confirm the number of coma aberration fringes, which are aberrations caused by the alignment error, the number of tilt fringes, which are more numerous than the coma aberration fringes, is reduced. Therefore, due to the characteristics of the interference fringes with the surface to be inspected, the inclination of the surface to be inspected is first adjusted. Here, the inclination .DELTA..theta.a of the aspherical surface to be tested is rotationally adjusted by .DELTA..theta.a = (29.6 / 13.2) .apprxeq.2.4 'in the direction in which the number of generated tilt fringes decreases. By adjusting this inclination Δθa, the inclination Δθ =
-1.2 ', tilt fringes are 0, and coma aberration fringes are 5.89 (-2.2 x 0.65 + 7.35 = 5.89) (see Table 2 (2)).
【0029】次に、この5.89本のコマ収差縞を0にす
べく、被検非球面をコマ収差を打ち消す方向に、δa =
(5.89/6.70)×10≒8.8 μm だけ移動させる。この横
ずれδa の調整により横ずれδ=1.2 μm 、コマ収差
縞は0になるが、ティルト縞が−14.4本発生してしま
う(表2(3)参照)。ここで、本来、残留しているコ
マ収差縞は0になるが、ティルト縞が多く発生している
のでその様子が視認できない。Next, in order to eliminate the 5.89 comatic aberration fringes, δa =
(5.89 / 6.70) × 10 ≒ Move by 8.8 μm. By adjusting the lateral deviation δa, the lateral deviation δ = 1.2 μm and the coma fringes become 0, but −14.4 tilt fringes occur (see Table 2 (3)). Here, originally, the remaining coma fringes become 0, but since many tilt fringes are generated, the situation cannot be visually recognized.
【0030】そこで今度は、ティルト縞数を0にすべ
く被検非球面の傾きΔθa をティルト縞が減少する方向
に、Δθa =(14.4/13.2)≒1.1 ′だけ回転調整す
る。この傾きΔθa の調整により、傾きΔθ=−0.1
′、ティルト縞は0になるが、コマ収差縞が約0.7
1本発生してしまう(表2(4)参照)。Therefore, this time, the inclination Δθa of the aspheric surface to be tested is rotationally adjusted by Δθa = (14.4 / 13.2) ≈1.1 ′ in the direction in which the tilt fringes are reduced so that the number of tilt fringes is zero. By adjusting this inclination Δθa, the inclination Δθ = −0.1
′, Tilt fringe is 0, but coma fringe is about 0.7
One occurs (see Table 2 (4)).
【0031】そこで再び、コマ収差縞を0にすべく被
検非球面をコマ収差縞を打ち消す方向に、δa =10×
(0.71/6.70)≒1.1 μm だけ移動させる。しかし、こ
の横ずれ調整により横ずれδ=0.2 μm になり、コマ
収差縞は0になるが、ティルト縞が−1.7 本発生して
しまう(表2(5)参照)。ここで、ティルト縞の本
数が少なくなったので、ようやく、コマ収差縞の本数
が0になったことを視認できる。Then, again, in order to make the coma aberration fringes zero, the aspherical surface to be inspected in the direction of canceling the coma aberration fringes, δa = 10 ×
(0.71 / 6.70) ≒ Move by 1.1 μm. However, this lateral deviation adjustment results in lateral deviation δ = 0.2 μm, and coma aberration fringes are reduced to 0, but tilt fringes of −1.7 are generated (see Table 2 (5)). Here, since the number of tilt fringes has decreased, it can be visually recognized that the number of coma aberration fringes has finally reached 0.
【0032】このように、被検非球面の傾きΔθa の調
整および光軸と直交する方向の横ずれδの調整を交互
に、ティルト縞数およびコマ収差縞数が許容値以下
になるまで何回も繰り返すのである。In this manner, the adjustment of the inclination Δθa of the aspherical surface under test and the adjustment of the lateral deviation δ in the direction orthogonal to the optical axis are alternately performed until the number of tilt fringes and the number of coma aberration fringes fall below the allowable values. It repeats.
【0033】以上述べた従来の調整方法は、被検非球面
の光軸の傾き調整を行なう際に、横ずれδは生じない、
という仮定に基づいての説明であったが、この仮定が成
立するのは、被検面の回転軸が被検非球面の面頂(光
心)に一致したときのみである。実際にはこの仮定が必
ずしも成立しておらず、この条件が崩れると調整には多
大な時間を必要とする、という問題があった。しかも従
来の調整方法は、ティルト誤差による干渉縞とコマ収差
による干渉縞とを分離して調整できなかったので、上述
のように条件が崩れた場合の調整が煩雑であった。In the conventional adjusting method described above, the lateral deviation δ does not occur when adjusting the inclination of the optical axis of the aspherical surface to be inspected.
However, this assumption holds only when the rotation axis of the surface to be inspected coincides with the apex (optical center) of the aspherical surface to be inspected. Actually, this assumption is not always satisfied, and there is a problem that if this condition is broken, adjustment takes a lot of time. Moreover, since the conventional adjustment method cannot separately adjust the interference fringes due to the tilt error and the interference fringes due to the coma aberration, the adjustment is complicated when the conditions are broken as described above.
【0034】この従来の測定方法から、アライメント調
整で重要なのは、必要な情報であるコマ収差成分が不要
な情報であるティルト成分に埋もれないようにして、如
何に視認を容易にするかであり、視認の容易さが調整時
間の大小を決定することが分かる。From this conventional measuring method, what is important for alignment adjustment is how to facilitate visual recognition by preventing the coma aberration component, which is the necessary information, from being buried in the tilt component, which is the unnecessary information. It can be seen that the ease of visual recognition determines the adjustment time.
【0035】かかる分析に基づいてなされた本発明につ
いて、さらに図6ないし図8を参照して説明する。観測
面状における、光軸を通る干渉縞の様子を図6のグラフ
に示した。図6において、横軸ρは、非球面レンズ21
の光軸からの高さ(半径)をh、有効高さをhmax (有
効半径D)としたときに、h/hmax で表わされる値で
あり、縦軸Δω(本)は、干渉縞の変形量である。既に
述べた表1の値は、このグラフのρ=1の値である。こ
のグラフから、干渉縞の変形量Δωは非球面の横ずれδ
に依存し、傾きΔに対する依存量は非球面の横ずれδに
比して十分小さい、という特徴を持つことが分かる。The present invention made based on the above analysis will be further described with reference to FIGS. 6 to 8. The state of the interference fringes passing through the optical axis in the observation plane is shown in the graph of FIG. In FIG. 6, the horizontal axis ρ indicates the aspherical lens 21.
Where h is the height (radius) from the optical axis and hmax is the effective radius (effective radius D), the value is expressed by h / hmax, and the vertical axis Δω (book) is the deformation of the interference fringes. Is the amount. The values of Table 1 already mentioned are the values of ρ = 1 in this graph. From this graph, the amount of deformation Δω of the interference fringe is the lateral deviation δ of the aspherical surface.
It can be seen that the amount of dependence on the slope Δ is sufficiently smaller than the lateral deviation δ of the aspherical surface.
【0036】この点に着目してなされた本発明の測定装
置は、このコマ収差成分とティルト成分とを分離して独
立調整可能にしたことに特徴を有する。つまり、初期に
設定された参照光の方をアライメント調整時に傾けて、
被検非球面のアライメント誤差により生じたティルト成
分のみを独立して補正し、調整の効率化を図るものであ
る。具体的には、コマ収差成分の調整は被検非球面レン
ズの移動により行ない、ティルト成分の調整は、被検非
球面レンズは傾けずに、参照光の方を傾けて行なうこと
に特徴を有する。このように本実施例の装置は、被検非
球面のコマ収差成分はすべて被検非球面レンズの並進ず
れ調整のみで解消できる。The measuring apparatus of the present invention made by paying attention to this point is characterized in that the coma aberration component and the tilt component can be separated and independently adjusted. In other words, tilt the reference beam that was initially set during alignment adjustment,
Only the tilt component caused by the alignment error of the aspherical surface to be inspected is independently corrected to improve the adjustment efficiency. Specifically, the coma aberration component is adjusted by moving the aspherical lens to be inspected, and the tilt component is adjusted by inclining the reference light without tilting the aspherical lens to be inspected. . As described above, in the apparatus of the present embodiment, all coma aberration components of the aspherical surface to be tested can be eliminated only by adjusting the translational deviation of the aspherical lens to be tested.
【0037】この本発明の思想を実現する実施例の動作
原理を、さらに図7を参照して説明する。図7におい
て、紙面に対して直交する方向がX軸、紙面内でX軸お
よび光軸Oと直交するする軸をY軸とする。可動参照ミ
ラー31は、軸心の延長が反射面の中心で直交するX軸
方向軸およびY軸方向軸を中心として回動可能に構成さ
れている。ここで、可動参照ミラー31を、X軸方向軸
を中心としてΔφ傾けた場合を考える。図7に示した通
り、可動参照ミラー31をΔφ傾けると、ホログラム2
3に入射する参照光は、入射角が2Δφ傾く。さらにホ
ログラム23で回折された参照光は、結像レンズ25を
透過して、入射角αで観測面53に入射する。ここで、
結像レンズ25に対し、ホログラム23と観測面53と
が共役の場合には、結像レンズ25による結像倍率をm
とすると、入射角αは、 α=2mΔφ となる。The operation principle of the embodiment for realizing the idea of the present invention will be further described with reference to FIG. In FIG. 7, the direction orthogonal to the paper surface is the X axis, and the axis orthogonal to the X axis and the optical axis O in the paper surface is the Y axis. The movable reference mirror 31 is configured to be rotatable about an X-axis direction axis and a Y-axis direction axis whose axes extend in a direction perpendicular to the center of the reflecting surface. Here, consider a case where the movable reference mirror 31 is inclined by Δφ about the X-axis direction axis. As shown in FIG. 7, when the movable reference mirror 31 is tilted by Δφ, the hologram 2
The reference light entering 3 has an incident angle inclined by 2Δφ. Further, the reference light diffracted by the hologram 23 passes through the imaging lens 25 and enters the observation surface 53 at the incident angle α. here,
When the hologram 23 and the observation surface 53 are conjugate to the imaging lens 25, the imaging magnification of the imaging lens 25 is m.
Then, the incident angle α is α = 2mΔφ.
【0038】さらにこの例では、被検面と観測面も当然
共役になっている。ここで、ホログラムで回折し、結像
レンズ25を透過してきた光束は、単にα傾くのみで、
回折して来た波面の波面形状自体は変化しない。したが
って、この入射角αで観測面53に入射する参照光は、
被検非球面21aからの反射光でホログラム23を透過
した光(物体光)と、結像レンズ25を透過した後、観
測面53上で重なり、この結果、干渉縞が形成される。
このとき観測面53上での光束径をDとすると、 k=Dα なる本数の縞、つまりティルトにより発生する干渉縞が
k本観測されるのみで、コマ収差は発生しない。図2に
示した実施例では9本のティルト縞が発生していること
が分かる。Further, in this example, the surface to be inspected and the observation surface are naturally conjugated. Here, the light beam diffracted by the hologram and transmitted through the imaging lens 25 is merely inclined by α,
The wavefront shape of the diffracted wavefront itself does not change. Therefore, the reference light incident on the observation surface 53 at this incident angle α is
The light (object light) that has passed through the hologram 23 due to the reflected light from the aspherical surface 21a to be inspected and the light that has passed through the imaging lens 25 and then overlaps on the observation surface 53, resulting in the formation of interference fringes.
At this time, if the diameter of the light beam on the observation surface 53 is D, only k fringes of the number k = Dα, that is, interference fringes generated by the tilt are observed, and no coma aberration occurs. It can be seen that nine tilt fringes are generated in the embodiment shown in FIG.
【0039】本実施例では、可動参照ミラー31をティ
ルトさせてアライメント調整を行なうことに特徴があ
る。可動参照ミラー31が1′ティルトした(傾いた)
ときに生じる干渉縞の本数を表3に示した。この表3
は、可動参照ミラー31の傾きΔφが1′増減すると、
ティルト縞が31.9本発生するが、コマ収差縞は0で
あることを示している。The present embodiment is characterized in that the movable reference mirror 31 is tilted to perform alignment adjustment. The movable reference mirror 31 is tilted 1 '.
Table 3 shows the number of interference fringes that sometimes occur. This table 3
When the tilt Δφ of the movable reference mirror 31 increases or decreases by 1 ′,
Although 31.9 tilt fringes are generated, the coma aberration fringe is 0.
【表3】 [Table 3]
【0040】次に、本発明の調整方法および調整装置に
よる調整について、さらに表4および図8を参照して説
明する。本実施例は、非球面レンズ21は、光軸Oおよ
びこれと直交する方向にしか移動させないこと、および
可動参照ミラー31を回転調整することに特徴を有す
る。Next, the adjustment by the adjusting method and the adjusting device of the present invention will be described with reference to Table 4 and FIG. The present embodiment is characterized in that the aspherical lens 21 is moved only in the optical axis O and the direction orthogonal thereto, and that the movable reference mirror 31 is rotationally adjusted.
【表4】 [Table 4]
【0041】先ず、被検非球面レンズ21を被検レンズ
保持台100にセットする(ステップ(S)11)。そ
して、デフォーカスが発生していれば、非球面レンズ2
1(被検レンズ保持台100)をZ軸方向に移動調整し
てデフォーカスを0にする(S13)。First, the aspherical lens 21 to be inspected is set on the lens holder 100 to be inspected (step (S) 11). If defocus occurs, the aspherical lens 2
1 (lens holder 100 to be inspected) is moved and adjusted in the Z-axis direction to set defocus to 0 (S13).
【0042】デフォーカス調整後、被検非球面21aの
アライメント誤差として傾きΔθおよび横ずれδがそれ
ぞれ同方向に、傾きΔθが1′、横ずれδが10μm 発生
していたと仮定する。これは、表2の(1)と同条件で
ある。このときのティルト縞は29.6本、コマ収差縞
は7.35本であった(表4の(1)参照)。After the defocus adjustment, it is assumed that the inclination Δθ and the lateral deviation δ are in the same direction as the alignment error of the aspherical surface 21a to be tested, and the inclination Δθ is 1'and the lateral deviation δ is 10 μm. This is the same condition as (1) in Table 2. At this time, the number of tilt fringes was 29.6 and the number of coma fringes was 7.35 (see (1) in Table 4).
【0043】そこで、先ず、ティルト縞を0にすべ
く、可動参照ミラー31を回転調整する(S15)。こ
こで、ティルト縞が29.6本であるから、可動参照ミラ
ー31をティルト縞を打ち消す方向に(29.6/31.9)
≒0.93′回転させて、可動参照ミラー31の初期設定方
向からの傾きΔφを−0.9 ′にし、ティルト縞を0に
する。この操作結果、非球面レンズ21の横ずれδはそ
のままなので、コマ収差縞が7.35本残った(表4
(2)参照)。Therefore, first, the movable reference mirror 31 is rotationally adjusted in order to reduce the tilt fringes to 0 (S15). Here, since the number of tilt fringes is 29.6, the movable reference mirror 31 is moved in the direction of canceling the tilt fringes (29.6 / 31.9).
.Apprxeq.0.93 'rotation to make the tilt .DELTA..phi. Of the movable reference mirror 31 from the initial setting direction -0.9' and set the tilt fringe to zero. As a result of this operation, the lateral shift δ of the aspherical lens 21 remains unchanged, and 7.35 coma aberration fringes remain (Table 4).
(See (2)).
【0044】次に、コマ収差縞を0にすべく、非球面
レンズ21をコマ収差を打ち消す方向に11μm 移動させ
る(S17)。この移動により、横ずれδが−1μm に
なるが、コマ収差縞が0になる。この過程でティル
ト縞が発生するが、被検面調整とは独立して可動参照ミ
ラー31を傾ければ、ティルト縞の本数は増えず、0
本にすることもできる。以上の操作により、ティルト
縞およびコマ収差縞がほぼ0になる。なお、可動参照
ミラー31の傾きΔφは、0.6 ′減って約0.4′になっ
ている。Next, in order to reduce the coma aberration fringe to 0, the aspherical lens 21 is moved by 11 μm in the direction in which the coma aberration is canceled (S17). By this movement, the lateral shift δ becomes −1 μm, but the coma aberration fringe becomes zero. Tilt fringes are generated in this process, but if the movable reference mirror 31 is tilted independently of the adjustment of the surface to be inspected, the number of tilt fringes does not increase, and
It can also be a book. By the above operation, the tilt fringes and the coma fringes become almost zero. The tilt Δφ of the movable reference mirror 31 is reduced by 0.6 ′ to about 0.4 ′.
【0045】以上の調整によりティルト縞およびコ
マ収差縞の調整後の残量の絶対値が許容値未満になった
ら、加工誤差等により生じた被検面の形状誤差を測定
し、被検非球面21aの良否を判定する(S19、S2
1、S23)。判定が終了したら、被検非球面レンズ2
1をレンズ保持台100から取り除き、先の判定に基づ
いて処理する。そして、新たな被検非球面レンズをレン
ズ保持台100上に載せて、上記S11〜S23の処理
を行なう。When the absolute value of the remaining amount after adjustment of the tilt fringes and the coma fringes becomes less than the allowable value by the above adjustment, the shape error of the surface to be inspected caused by the processing error or the like is measured, and the aspherical surface to be inspected is measured. 21a is judged to be good or bad (S19, S2
1, S23). When the judgment is completed, the aspherical lens 2 to be inspected
1 is removed from the lens holder 100, and processing is performed based on the above determination. Then, a new aspherical lens to be tested is placed on the lens holder 100, and the processes of S11 to S23 are performed.
【0046】以上の通りこの非球面測定装置では、被検
非球面21aの傾き(光軸Oに対する非球面レンズ21
の光軸の傾き)、つまりティルト縞の調整を、被検非
球面21aは傾けずに、可動参照ミラー31の角度調整
により参照光の入射角を変えて調整するので、被検非球
面21aは横ずれの調整だけで済む。しかも、参照光の
方を傾けてもコマ収差縞に影響を及ぼさないので、
ティルト縞とコマ収差縞を分離して独立調整ができる
ようになり、被検非球面のアライメント調整時間が大幅
に短縮できる。As described above, in this aspherical surface measuring device, the inclination of the aspherical surface 21a to be measured (the aspherical lens 21 with respect to the optical axis O) is measured.
Of the optical axis), that is, the tilt fringes are adjusted by changing the incident angle of the reference light by adjusting the angle of the movable reference mirror 31 without tilting the aspherical surface 21a to be measured. All you have to do is adjust the lateral shift. Moreover, tilting the reference beam does not affect the coma fringes, so
The tilt fringes and the coma fringes can be separated and adjusted independently, and the alignment adjustment time of the aspherical surface to be tested can be significantly shortened.
【0047】以上、本実施例では、参照光を傾けるため
に、可動参照ミラー31を回転させたが、可動参照ミラ
ー31と固定参照ミラー29とを入れ替えてもよく、要
するに本発明は、参照光がホログラム、観測面に入射す
る角度(光軸Oに対する角度)の調整ができる構成であ
ればよいのである。As described above, in the present embodiment, the movable reference mirror 31 is rotated in order to tilt the reference light. However, the movable reference mirror 31 and the fixed reference mirror 29 may be replaced with each other. However, it is only necessary that the hologram be adjusted so that the angle of incidence on the observation surface (angle with respect to the optical axis O) can be adjusted.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ホログラムを利用した非球面測定方法におい
て、被検非球面のアライメント調整、つまり光軸に対す
る横ずれおよび傾きの調整を、横ずれの調整は被検非球
面を光軸と直交する方向に移動して実行し、傾きの調整
は、被検非球面は動かさずに参照光の傾き調整により実
行するので、それぞれの調整を独立して行なうことが可
能になり、被検非球面のアライメント調整時間の大幅短
縮が可能になった。As is apparent from the above description, according to the present invention, in the aspherical surface measuring method using the hologram, the alignment adjustment of the aspherical surface to be inspected, that is, the adjustment of the lateral deviation and the inclination with respect to the optical axis is performed. The adjustment is performed by moving the aspherical surface to be inspected in a direction orthogonal to the optical axis, and the inclination is adjusted by adjusting the inclination of the reference light without moving the aspherical surface to be inspected. It has become possible to significantly reduce the alignment adjustment time for the aspheric surface to be tested.
【図1】本発明を適用したホログラムを利用する非球面
測定装置の一実施例の光路図である。FIG. 1 is an optical path diagram of an embodiment of an aspherical surface measuring device using a hologram to which the present invention is applied.
【図2】同測定装置の観測面に表われた、被検非球面の
ティルトによる干渉縞の様子を立体、平面および断面で
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the appearance of interference fringes due to the tilt of the aspherical surface under test, which is shown on the observation surface of the measurement apparatus, in three-dimensional, planar, and cross-sectional views.
【図3】同測定装置の観測面に表われた、被検非球面の
コマ収差による干渉縞の様子を立体、平面および断面で
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of interference fringes due to coma aberration of an aspherical surface under test, which is shown on an observation surface of the same measuring apparatus, in three-dimensional, planar, and cross-sectional views.
【図4】同測定装置の観測面に表われた、被検非球面の
デフォーカスによる干渉縞の様子を立体、平面および断
面で示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of interference fringes due to defocusing of an aspherical surface under test, which is shown on an observation surface of the same measuring apparatus, in three-dimensional, planar, and sectional views.
【図5】同測定装置の観測面に表われた、被検面のティ
ルトおよびコマ収差による干渉縞の様子を示す平面図で
ある。FIG. 5 is a plan view showing a state of interference fringes due to tilt and coma aberration of a surface to be inspected, which appears on an observation surface of the measuring apparatus.
【図6】ティルトΔθが1′、横ずれδが10μm 生じた
ときの干渉縞の曲がりの様子を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing how interference fringes bend when tilt Δθ is 1 ′ and lateral deviation δ is 10 μm.
【図7】本実施例における可動参照ミラーの回転角と参
照光の偏向との関係を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the rotation angle of the movable reference mirror and the deflection of the reference light in the present embodiment.
【図8】本実施例の測定手順を説明するフローチャート
である。FIG. 8 is a flowchart illustrating a measurement procedure of this embodiment.
11 レーザ発振器(可干渉光源) 19 集光レンズ 21 非球面レンズ(被検光学素子) 21a 非球面(被検非球面) 23 ホログラム 27 CCDイメージセンサ 30 可動参照ミラー 51 記録面 53 観測面 100 被検レンズ保持台 O 光軸(測定光学系の光軸) 11 laser oscillator (coherent light source) 19 condensing lens 21 aspherical lens (optical element to be inspected) 21a aspherical surface (aspherical surface to be inspected) 23 hologram 27 CCD image sensor 30 movable reference mirror 51 recording surface 53 observation surface 100 inspection Lens holder O Optical axis (optical axis of measurement optical system)
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成6年9月9日[Submission date] September 9, 1994
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0009】[0009]
【発明の概要】この目的を達成する本願発明は、可干渉
光源からの光束を分割して被検光学素子の被検面に照射
し、該被検面からの反射である被検光と、上記可干渉光
源からの光束を分割した参照光とをホログラムで回折さ
せた後に観測面上で重ね合わせて干渉させて干渉縞を形
成する測定光学系を有し、上記干渉縞に基づいて被検面
の形状を測定する測定方法であって、上記参照光を、初
期設定した方向から傾ける調整段階、を有することに特
徴を有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention to achieve this purpose is to divide the light beam from the coherent light source irradiates the test surface of the test optical element, and the test light that is a reflection from該被test surface , a measuring optical system for forming an interference pattern by interference superimposed on the observation plane after the reference light and that the light beam is divided is diffracted by the holograms from the coherence light source, based on the interference fringes A measuring method for measuring the shape of a surface to be inspected, characterized by having an adjusting step of tilting the reference light from an initially set direction.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明を適用したホログラムを利用する非球面
測定装置の一実施例の光路図である。FIG. 1 is an optical path diagram of an embodiment of an aspherical surface measuring device using a hologram to which the present invention is applied.
【図2】同測定装置の観測面に表われた、被検非球面の
ティルトによる干渉縞の様子を立体、平面および断面で
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the appearance of interference fringes due to the tilt of the aspherical surface under test, which is shown on the observation surface of the measurement apparatus, in three-dimensional, planar, and cross-sectional views.
【図3】同測定装置の観測面に表われた、被検非球面の
コマ収差による干渉縞の様子を立体、平面および断面で
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of interference fringes due to coma aberration of an aspherical surface under test, which is shown on an observation surface of the same measuring apparatus, in three-dimensional, planar, and cross-sectional views.
【図4】同測定装置の観測面に表われた、被検非球面の
デフォーカスによる干渉縞の様子を立体、平面および断
面で示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of interference fringes due to defocusing of an aspherical surface under test, which is shown on an observation surface of the same measuring apparatus, in three-dimensional, planar, and sectional views.
【図5】同測定装置の観測面に表われた、被検面のティ
ルトおよびコマ収差による干渉縞の様子を示す平面図で
ある。FIG. 5 is a plan view showing a state of interference fringes due to tilt and coma aberration of a surface to be inspected, which appears on an observation surface of the measuring apparatus.
【図6】ティルトΔθが1′、横ずれδが10μm 生じた
ときの干渉縞の曲がりの様子を示すグラフ図である。[6] tilt Δθ 1 ', is a graph showing a state of bending of the interference fringes when the lateral deviation δ occurs 10 [mu] m.
【図7】本実施例における可動参照ミラーの回転角と参
照光の偏向との関係を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the rotation angle of the movable reference mirror and the deflection of the reference light in the present embodiment.
【図8】本実施例の測定手順を説明するフローチャート
図である。[8] Flowchart illustrating the measurement procedure of this embodiment
It is a figure .
Claims (5)
学素子の被検面に照射し、該被検面で反射光した被検光
と、上記可干渉光源からの光束を分割した参照光とを上
記ホログラムで回折させた後に観測面上で重ね合わせて
干渉させて干渉縞を形成する測定光学系を有し、上記干
渉縞に基づいて被検面の形状を測定する測定方法であっ
て、 上記参照光を、初期設定した方向から傾ける調整段階;
を有することを特徴とする非球面測定方法。1. A light beam from a coherent light source is split and applied to a test surface of an optical element to be tested, and the test light reflected by the test surface and the light beam from the coherent light source are split. With a measurement optical system that forms interference fringes by causing reference light and the hologram to be diffracted by the hologram and then superimposing and interfering on the observation surface, a measurement method for measuring the shape of the surface to be inspected based on the interference fringes. Then, there is an adjusting step of tilting the above-mentioned reference light from the initially set direction;
And an aspherical surface measuring method.
検光学素子を、被検光の入射方向にのみ移動調整する段
階を有することを特徴とする非球面測定方法。2. The aspherical surface measuring method according to claim 1, further comprising a step of moving and adjusting the optical element to be inspected only in an incident direction of the inspected light.
階は、上記参照光が上記ホログラムに入射する方向を調
整する段階である非球面測定方法。3. The aspherical surface measuring method according to claim 1, wherein the adjusting step is a step of adjusting a direction in which the reference light is incident on the hologram.
の方法はさらに、上記被検光学素子を上記被検光の入射
方向に対して直交する平面と平行な方向にのみ移動調整
する調整段階を含む非球面測定方法。4. The method according to claim 1, further comprising moving and adjusting the optical element to be tested only in a direction parallel to a plane orthogonal to an incident direction of the light to be tested. An aspherical surface measuring method including an adjusting step.
て、上記被検面と、ホログラムと、観測面とが相互に共
役関係にあることを特徴とする非球面測定方法。5. The aspherical surface measuring method according to claim 1, wherein the surface to be inspected, the hologram, and the observation surface have a conjugate relationship with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31226293A JPH07167738A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Aspherical surface measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31226293A JPH07167738A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Aspherical surface measurement method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07167738A true JPH07167738A (en) | 1995-07-04 |
Family
ID=18027127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31226293A Pending JPH07167738A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Aspherical surface measurement method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07167738A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007033343A (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Hoya Corp | Eccentricity measuring method, eccentricity measuring device, manufacturing method of aspheric single lens, aspheric single lens, and optical equipment |
CN105814423A (en) * | 2013-12-16 | 2016-07-27 | 日本电信电话株式会社 | End-surface observation device |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31226293A patent/JPH07167738A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007033343A (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Hoya Corp | Eccentricity measuring method, eccentricity measuring device, manufacturing method of aspheric single lens, aspheric single lens, and optical equipment |
CN105814423A (en) * | 2013-12-16 | 2016-07-27 | 日本电信电话株式会社 | End-surface observation device |
CN105814423B (en) * | 2013-12-16 | 2018-06-29 | 日本电信电话株式会社 | End face observation device |
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