KR100923059B1

KR100923059B1 - 편심량 측정 방법

Info

Publication number: KR100923059B1
Application number: KR1020070051119A
Authority: KR
Inventors: 핑 선; 타카유키 사이토
Original assignee: 후지논 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2009-10-22
Also published as: KR20070116721A; JP4774332B2; TW200745506A; JP2007327771A; CN100567888C; TWI327639B; CN101086445A

Abstract

오토콜리메이션법을 적용한 편심 측정 방법에 있어서 간이한 구성에 의해 측정 정밀도의 대폭적인 향상을 도모함을 과제로 한다.

이를 위해, 피검 렌즈를 소정의 회전 각도 위치에 설정하고(S3), 레티클의 상 종선과 교차하는 횡선(P1, P2)을 설정하며(S4), 레티클의 상 횡선과 교차하는 종선(Q1, Q2)을 설정하고(S5), 횡선(P1, P2) 상에 있어서의 광 강도 피크 위치(A점, B점), 및 종선(Q1, Q2) 상에 있어서의 광 강도 피크 위치(C점, D점)를 특정하며(S6, 7), A점, B점을 연결한 십자 종선, 및 C점, D점을 연결한 십자 횡선을 결정한다(S8, 9). 이 후, 십자 종선과 십자 횡선의 교점을 특정하며(S10), 교점을 중심으로 한 정사각형 영역 내의 광 강도 중심 위치를 특정하고, 이것을 십자형상의 레티클의 상의 중심점(R)으로 한다(S11). 복수의 회전 위치에 있어서의 각 중심점(R)에 기초하여 상 중심 궤적 원을 구하고(S14), 이 상 중심 궤적 원의 반경을 피검면의 편심량(Ec)으로 한다(S15).

Description

편심량 측정 방법{ECCENTRIC AMOUNT MEASURING METHOD}

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 편심량 측정 방법을 설명하기 위한 플로우 차트,

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 편심량 측정 방법을 실시하기 위한 편심량 측정 장치의 개략 구성도,

도 3은 V블록과 회전원판으로 이루어지는 척 기구를 나타내는 개략 사시도,

도 4는 편심량(Ec)의 정의를 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 실시형태 방법에 있어서 광 강도 피크(A점, B점)를 특정하는 순서를 설명하기 위한 도면 (A), 및 광 강도 피크(C점, D점)를 특정하는 순서를 설명하기 위한 도면 (B),

도 6은 본 실시형태에 있어서 십자 종선과 십자 횡선의 교점을 특정하는 순서를 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 실시형태 방법을 이용하여 형성된 상 중심 궤적 원을 나타내는 도면,

도 8은 종래의 편심량 측정 장치를 나타내는 개략 구성도,

도 9는 종래의 상 중심 궤적 원을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 편심량 측정 장치 10, 110 : 피검 렌즈

10A, 10B : 피검면 11, 111 : 광원

12 : 레티클판 13, 113 : 빔 스플리터

14, 114 : 콜리메이터 렌즈 15, 115 : 대물 렌즈

21, 121 : CCD 카메라 22 : 렌즈 적재 부재

23 : 피검 렌즈 회전 구동 수단 24 : Z축 이동 스테이지

25 : 고정대 31, 131 : 측정용 광학계

32 : 해석 연산부 51 : V블록

52 : 회전원판 70 : 레티클의 상

70A : 상 종선 70B : 상 횡선

80A : 십자 종선 80B : 십자 횡선

80C : 교점 90 : 정사각형 영역

95 : 상 중심 궤적 원 112 : 지표판(핀홀판)

122 : 기대 R : 중심점

P1, P2 : 횡선 Q1, Q2 : 종선

본 발명은 렌즈 등의 광학 소자에 있어서의 피검면의 편심량을 측정하는 편심량 측정 방법에 관한 것이다.

렌즈의 평가나 검사의 중요 항목으로서 렌즈면의 편심량의 측정이 있다.

렌즈면의 편심량은 이 렌즈면의 곡률 중심과 렌즈의 중심축의 어긋남량에 의해 나타내어진다.

이러한 편심량의 측정 방법으로서 하기 특허문헌1 등에 나타내어진 오토콜리메이션법이라고 칭해지는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 편심 측정 장치는 오토콜리메이션법을 적용한 반사식의 편심 측정 방법에 제공되는 것으로서, 피검 렌즈(구면 렌즈)(110)를 그 중심축을 중심으로 해서 회전 가능하게 설치하는 기대(122)와, 광원(111)과, 광원(111)으로부터의 광을 통과시키는 지표판(핀홀판)(112)과, 광축을 따라 피검 렌즈(110)에 광을 조사하는 측정용 광학계(131)와, 피검 렌즈(110)로부터의 광을 관측하기 위한 촬상 수단을 구비하고 있다.

상기 측정용 광학계(131)는 광원(111)으로부터 출사되어 지표판(112)을 통과한 광을 대략 직각으로 반사하는 빔 스플리터(113)와, 빔 스플리터(113)로부터의 광을 평행 광속으로 하는 콜리메이터 렌즈(114)와, 이 평행 광속을 피검 렌즈(110)의 근축 초점에 수속시키는 대물 렌즈(115)를 구비하고 있다. 또, 상기 촬상 수단은 상기 빔 스플리터(113)를 투과한 피검 렌즈(110)로부터의 광을 관측하는 촬상면을 구비한 CCD 카메라(121)로 이루어진다.

상기 편심 측정 장치를 이용하여 편심량 측정을 행할 때에는, 지표판(112)을 통과한 광원(111)으로부터의 광을 측정용 광학계(131)에 의해 피검 렌즈(110)에 조사한다.

이 때, 대물 렌즈(115)의 광 수속 위치(P)를 이동함으로써 피검 렌즈(110)의 피검면(상면)의 곡률 중심에 광 수속 위치(P)를 일치시킨다. 피검 렌즈(110)의 피검면에 입사한 광은 이 피검면의 곡률 중심으로부터 발해진 광과 같다고 간주되므로 피검면으로부터 입사 경로를 역진하도록 반사된다. 이 반사 광에 대하여 빔 스플리터(113)를 투과시켜서 CCD 카메라(121)에 입사시킨다. 이 후, 기대(122)를 회전시키면서 피검 렌즈(110)로부터의 반사 상을 관측하면, 편심이 있을 경우에는 핀홀의 상의 궤적이 원을 그리고, 이 원의 반경을 계측함으로써 피검 렌즈(110)의 편심량을 구할 수 있다.

여기서 피검 렌즈(110)는 상방 피검면과는 반대측의 하방 피검면(설치면)이 기대 상에 지지되어 있다. 이 하방 피검면도 구면이므로 기본적으로는 피검 렌즈(110)를 기대(122) 상에서 어긋나게 해도 하방 피검면의 곡률 중심의 위치는 변화되지 않는다. 그래서 이러한 편심 측정 장치에서는 얻어진 편심량 측정값을 그대로 피검면에 대한 최종적인 편심량으로 하도록 하고 있었다.

[특허문헌1] 일본 특허 공개 2005-55202호 공보

그러나, 상기 방법에 의해 피검 렌즈(110)의 편심량을 구하기 위해서는 핀홀의 상의 궤적에 따른 원의 반경을 특정해야 하지만, 이 핀홀의 상은 어느 정도의 면적을 가지므로 정확한 원의 반경을 특정하는 것이 어렵다. 예를 들면 도 9는, 상기 상방 피검면 혹은 상기 하방 피검면으로부터의 반사 광에 의한 촬상면 상의 핀홀의 상이 원형으로 형성되는 모양을 나타내는 것이지만, 핀홀의 상의 어느 위치가 그 중심인 것인지를 특정하는 것이 어려우므로 편심량 측정의 정밀도의 향상을 도 모하는 것이 어려웠다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 오토콜리메이션법을 적용한 편심 측정 방법을 이용해서, 피검 광학 소자를 회전시킨 경우에 지표의 상의 중심점이 형성하는 원에 기초하여 피검면의 편심량을 측정하는 편심량 측정 방법에 있어서, 간이한 구성에 의해 측정 정밀도의 대폭적인 향상을 도모할 수 있는 편심량 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 편심량 측정 방법은 소정의 축을 중심으로 해서 회전 가능한 기대에 피검 광학 소자를 설치하고, 상기 설치된 피검 광학 소자의 피검면에 대하여 광원으로부터의 광을 소정 형상의 지표를 포함하는 측정용 광학계를 통해 조사하며, 상기 피검면으로부터의 반사 광 또는 투과 광을 결상면 상에 안내함과 아울러 상기 기대에 설치된 피검 광학 소자를 상기 소정의 축을 중심으로 해서 회전시키고, 상기 반사 광 또는 상기 투과 광에 의해 상기 결상면 상에 형성된 상기 지표의 상의 이동 궤적을 관찰해서 상기 피검면의 편심량을 측정하는 편심량 측정 방법에 있어서, 상기 소정 형상의 지표는 대략 십자형상의 레티클로 하고, 상기 피검 광학 소자를 상기 기대에 설치하며, 상기 측정용 광학계와 상기 피검면을 상기 측정용 광학계의 광축 방향으로 상대적으로 이동시켜서 상기 피검면으로부터의 반사 광 또는 투과 광이 상기 결상면 상에 결상되도록 조정하며, 상기 결상면 상에 결상된 대략 십자형상의 상에 대하여 서로 대략 동일한 방향 으로 연장되는 2개의 제 1 선 위에 있어서의 광 강도 분포를 구해서 상기 제 1 선의 각 선 위에 있어서의 최대 강도 위치를 A점 및 B점으로 함과 아울러, 상기 2개의 제 1 선과 교차하고 서로 대략 동일한 방향으로 연장되는 2개의 제 2 선 위에 있어서의 광 강도 분포를 구해서 상기 제 2 선의 각 선 위에 있어서의 최대 강도 위치를 C점 및 D점으로 하며, 다음에 상기 A점과 상기 B점을 연결한 직선을 제 3 선으로 함과 아울러 상기 C점과 상기 D점을 연결한 직선을 제 4 선으로 하며, 상기 제 3 선과 상기 제 4 선의 교점을 특정하며, 이 교점에 기초하여 상기 레티클의 상의 중심점(R)을 결정하고, 이 후 상기 기대를 소정 각도만큼 회전시킴으로써 상기 피검 광학 소자를 상기 축을 중심으로 해서 회전시킬 때마다 그 회전 위치에 있어서의 상기 레티클의 상의 중심점(R)을 결정하고, 계속해서 결정된 이들 복수의 중심점(R)에 기초하여 중심점 궤적 원을 특정하며, 상기 중심점 궤적 원의 지름을 구하고, 이 구해진 지름에 기초하여 상기 피검면의 편심량을 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 레티클의 상의 중심점(R)을 상기 교점의 위치로 해도 되지만, 상기 레티클의 상의 중심점(R)은 상기 교점의 위치를 중심으로 한 소정 영역 내의 각 화소점의 광 강도 가중 평균 처리에 의해 특정된 중심 위치로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한 상기 「대략 십자형상」이란, 2개의 선분이 직교하는 것만을 의미하는 것이 아니라 2개의 선분의 교차각이 90° 이외인 각도, 예를 들면 45°로 되는 X자형상의 것을 포함하는 것이다. 또, 교차하는 2개의 선분의 굵기 및 길이는 서로 같 지 않아도 된다.

이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

우선 도 2에 기초해서 본 발명의 일실시형태에 따른 편심량 측정 방법을 실시하기 위한 반사 타입의 편심량 측정 장치의 개략 구성에 대하여 설명한다.

이 편심량 측정 장치(1)는 피검 렌즈(10)의 편심량을 측정하는 것이며, 피검면이 되는 상면(10A) 및 하면(10B)에 광을 조사하는 광원(11)과, 광원(11)으로부터의 광속을 통과시키는 십자형상의 슬릿을 갖는 레티클판(12)과, 측정용 광학계(31)를 갖고, 이 측정용 광학계(31)는 레티클판(12)으로부터의 광을 대략 직각으로 반사하는 빔 스플리터(13)와, 입사된 광을 평행 광속으로 하는 콜리메이터 렌즈(14)와, 평행 광속을 소정 위치(광 수속점)(P)에 수속시키는 대물 렌즈(15)를 구비하고 있다.

또한, 이 편심량 측정 장치(1)에서는 상면(10A) 및 하면(10B)으로부터의 반사 광이 대물 렌즈(15), 콜리메이터 렌즈(14) 및 빔 스플리터(13)를 통해서 입사되고, 레티클판(12)의 레티클의 상을 촬상하는 CCD 카메라(21)를 갖고 있다.

또한, 이 편심량 측정 장치(1)에서는 피검 렌즈(10)를 적재하는 렌즈 적재 부재(22)와, 이 렌즈 적재 부재(22)를 소정의 회전축을 중심으로 해서 회전시키는 피검 렌즈 회전 구동 수단(23)과, 상기 측정용 광학계(31) 및 상기 CCD 카메라(21)를 일체적으로 유지하면서 상기 측정용 광학계(31)의 광축(Z)의 방향으로 이동시키는 Z축 이동 스테이지(24)와, 피검 렌즈 회전 구동 수단(23) 및 Z축 이동 스테이 지(24)를 일체적으로 적재 고정시키는 고정대(25)를 갖고 있다.

또한, CCD 카메라(21)에서 얻어진 상 정보를 해석하고 연산하는 해석 연산부(32)가 설치되어 있다.

또한, 편심이 있을 경우에는 상기 레티클의 상의 궤적이 원을 그리므로 이 원의 반경을 계측함으로써 피검 렌즈(10)의 편심량을 구할 수 있다.

여기서 상기 렌즈 적재 부재(22)는 그 상방 끝면 가장자리부에 있어서 피검 렌즈(10)를 지지하는 원통형상의 적재 부재를 사용해도 되지만, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같은 V블록(51)과 회전원판(52)으로 이루어지는 척 기구에 의해 피검 렌즈(10)를 그 측방에 있어서 끼워 지지하고, 상기 회전원판(52)을 회전 구동함으로써 피검 렌즈(10)를 회전시키도록 하면 피검 렌즈(10)의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있다.

또한, 어떤 방법에 의해 피검 렌즈(10)를 적재하는 경우에도 피검 렌즈(10)의 회전축(W)를 피검 렌즈(10)의 광축(z)과 일치시키도록 위치 조정을 행하는 것이 바람직하다.

여기서 도 4를 이용하여 편심량(Ec)의 정의를 해 둔다.

즉, 피검 렌즈(10)의 양면(상면(10A), 하면(10B))을 모두 구면으로 하면 상면(10A)의 곡률 중심(C₁)은 상면(10A)의 광축 상에 위치하고, 하면(10B)의 곡률 중심(C₂)은 하면(10B)의 광축 상에 위치한다. 2개의 곡률 중심(C₁, C₂)을 연결하는 직선이 피검 렌즈(10)의 광축(z)이며, 피검 렌즈(10)의 회전축(W)이 하면(10B)의 광 축에 일치하고 있는 것으로 하면 이 피검 렌즈(10)의 광축(z)과 하면(10B)의 광축이 각도를 갖고 교차하고 있을 경우, 상면(10A)의 곡률 중심(C₁)으로부터 하면(10B)의 광축에 내린 수직선의 길이를 편심량(Ec)이라고 정의한다. 피검 렌즈(10)의 회전축(W)이 하면(10B)의 광축에 일치하지 않을 경우는 상면(10A)의 곡률 중심(C₁)으로부터 피검 렌즈(10)의 회전축(W)에 내린 수직선의 길이를 편심량(Ec)으로 한다.

그런데, 상기 상면(10A) 혹은 하면(10B)으로부터의 반사 광에 의한 촬상면 상의 지표의 상이 원형으로 형성된 경우에는 지표의 상의 어느 위치가 중심인 것인지를 특정하는 것이 어려워 편심량 측정의 정밀도의 향상을 도모하는 것이 어려웠다.

그래서, 본 실시형태의 것에서는 상술한 바와 같이 레티클판(12)의 레티클은 십자형상의 슬릿에 의해 구성되어 있다. 따라서, 결상면 상에 결상된 레티클의 상도 도 5의 (A), (B)에 나타내는 바와 같은 십자형상의 레티클의 상(70)으로 된다.

이것에 의해 레티클의 상(70)의 기하학적 중심의 특정이 용이해진다. 구체적으로는 CCD 카메라(21)에 의해 도입된 화상(십자형상의 레티클의 상(70)을 포함하는 화상)에 대하여 이하와 같은 화상 해석 처리를 실시함으로써 레티클의 상(70)의 기하학적 중심의 특정을 행한다. 또, 본 실시형태에 있어서는 레티클의 상(70)의 기하학적 중심 위치를 구한 후, 이 기하학적 중심 위치를 중심으로 한 n화소×n화소의 영역 내에 있어서 각 화소에 광 강도 가중 평균 처리를 실시하여 얻어진 중심 위치를 상기 레티클의 상(70)의 중심 위치로 하도록 하고 있으므로 보다 측정 정밀 도를 향상시킬 수 있다.

이하, 도 1의 플로우 차트를 이용하여 본 실시형태 방법의 주요부를 구체적으로 설명한다.

우선 초기 설정으로서 후술하는 스텝11(S11)에 있어서 광 강도 가중 평균 처리를 행하는 영역의 사이즈가 설정된다(S1). 이 영역은 n화소×n화소의 사이즈로 되는 점에서, 정사각형 영역의 1변의 길이를 이 스텝1(S1)에 있어서 설정해 두게 된다. 이 n의 수로서는 유저가 적절히 선택할 수 있지만, 일반적으로 십자형상의 레티클의 상(70)이 선명할수록(핀트가 맞는 것일수록) 설정되는 상기 n의 수는 적게 할 수 있게 된다. 또, 상의 중심점을 십자형상의 레티클의 상(70)의 기하학적 중심으로 할 경우(광 강도 가중 평균 처리를 행하지 않을 경우)에는 이 스텝1(S1)은 불필요하게 된다.

다음에, 초기 설정으로서 측정 회수(N)가 설정된다(S2). 즉, 각 피검 렌즈(10)를 소정 각도 회전시키는 회전 조작시에 십자형상의 레티클의 상(70)의 중심 위치가 측정되지만, 이 측정 회수(N)를 설정하는 것이다. 이 N의 수로서도 유저가 적절히 선택할 수 있지만, 구체적으로는 적어도 2이상, 바람직하게는 3이상이지만, 측정 정밀도의 레벨에 따라 수십으로 할 수도 있다.

또한, 상기 초기 설정의 스텝(S1, S2)을 실행하는 단계에 있어서, 광원(11)의 광량 조정, 및 십자형상의 레티클의 상(70)의 핀트 조정 등을 행해 둔다.

다음에, 피검 렌즈 회전 구동 수단(23)을 회전 구동함으로써 피검 렌즈(10)를 소정의 회전 각도 위치에 설정한다(S3).

다음에, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이 십자형상의 레티클의 상(70)의 상 종선(70A)과 교차하도록 도면 중 가로 방향으로 연장되는 2개의 횡선(P1, P2)을 설정한다(S4).

계속해서 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이 십자형상의 레티클의 상(70)의 상 횡선(70B)과 교차하도록 도면 중 세로 방향으로 연장되는 2개의 종선(Q1, Q2)을 설정한다(S5).

이 후, 상기 2개의 횡선(P1, P2) 상에 있어서의 광 강도의 피크 위치를 특정하고, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이 특정한 점을 A점 및 B점으로 한다(S6).

계속해서 상기 2개의 종선(Q1, Q2) 상에 있어서의 광 강도의 피크 위치를 특정하고, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이 특정한 점을 C점 및 D점으로 한다(S7).

다음에 스텝6(S6)에서 특정한 A점 및 B점을 연결하고, 십자 종선(도 6 중의 선(80A))을 결정한다(S8).

계속해서 스텝7(S7)에서 특정한 C점 및 D점을 연결하고, 십자 횡선(도 6 중의 선(80B))을 결정한다(S9).

또한, 도 6은 도 5의 (A), (B)의 중심 영역을 확대해서 나타내는 것이다.

이 후, 스텝8(S8)에서 구한 십자 종선(80A)과, 스텝9(S9)에서 구한 십자 횡선(80B)의 교점(80C)을 특정한다(S10).

상술한 바와 같이, 스텝10(S10)에서 구한 교점(80C)을 십자형상의 레티클의 상(70)의 중심점(R)으로서 결정해도 되지만, 본 실시형태에 있어서는 보다 정밀도를 높이기 위해 다음과 같은 광 강도 가중 평균 처리를 행해서 십자형상의 레티클 의 상(70)의 광 강도 중심 위치를 구하고, 이것을 십자형상의 레티클의 상(70)의 중심점(R)으로서 특정하고 있다.

즉, 스텝10(S10)에서 구한 교점(80C)을 중심으로 한 n화소×n화소의 정사각형 영역(90)을 설정하고, 이 정사각형 영역(90) 내의 각 화소에 대한 광 강도를 고려해서 정사각형 영역(90) 내의 광 강도 중심 위치를 특정하여, 이것을 십자형상의 레티클의 상(70)의 중심점(R)으로 한다(S11). 즉, 예를 들면 정사각형 영역(90) 내의 각 화소의 좌표와 그 화소의 광 강도를 곱하고, 각각의 곱의 가산 평균에 의해 중심 위치의 좌표를 구하여 이것을 상(70)의 중심점(R)의 위치로 한다.

다음에, 스텝2(S2)의 초기 설정에 있어서 설정된 측정 회수(N)를 1만 감산하여(S12) 측정 회수(N)가 0으로 되어 있는지의 여부를 판단한다(S13). N이 0으로 되어 있지 않으면(N0) 스텝3(S3)으로 되돌아오고, S3~S13의 처리를 반복해서 행한다. 한편, N이 0으로 되어 있으면(YES) 다음 스텝14(S14)으로 진행된다.

스텝14(S14)에 있어서는 각 중심점(R)에 기초하여 주지의 최소 제곱법 등의 근사 방법을 이용해서 도 7에 나타내는 바와 같은 상 중심 궤적 원(95)을 구한다.

이 후, 스텝14(S14)에 있어서 구한 상 중심 궤적 원(95)의 반경을 상면(10A)의 편심량(Ec)으로 한다(S15).

이와 같이, 본 실시형태에 있어서는 십자형상의 레티클의 상(70)이 결상면 상에 결상되도록 하고, 다음에 이 레티클의 상(70)에 대하여 기하학적인 처리, 또한 광 강도 가중 평균 처리를 실시해서 레티클의 상(70)의 중심점(R)을 특정하도록 하고 있으므로 매우 간이하게 또한 고정밀도로 레티클의 상(70)의 중심 위치를 특 정할 수 있어 간이 또한 정밀도가 높은 편심량 측정을 행할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 레티클로서 십자형상의 것을 이용하고 있으므로 초기 설정시에 있어서 핀트 조정 등을 할 때에 십자 상을 구성하는 각 선분의 굵기의 변화에 기초하여 광학계의 경사 미세 조정 등을 용이하게 행할 수 있다.

또한 상술한 바와 같이, 초기 설정의 단계에 있어서 광원(11)의 광량 조정을 행하게 되지만, 이 광량 조정은 자동적으로 행해지도록 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 렌즈의 파라미터에 따라 피검 렌즈면마다 레티클의 상(70)의 중심 위치에 수속하는 광량이 달라지므로 상기 스텝11(S11)에 있어서 구한 광 강도 중심 위치에 있어서의 광 강도를 측정하고, 이 광 강도가 소정의 값으로 되도록 광원(11)의 구동 전압을 조정하도록 피드백 제어를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 편심량 측정 방법으로서는 상기 실시형태의 것에 한정되는 것이 아니라 그 외의 다양한 형태의 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는 레티클 및 그 상형상을 십자형상의 것으로 하고 있지만, 이 대신에 2개의 선분의 교차각이 90° 이외인 각도, 예를 들면 45°로 되는 X자형상의 레티클 및 그 상형상으로 할 수 있다. 또한 그 형상으로서 교차하는 2개의 선분의 굵기 및 길이가 서로 다른 것을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는 스텝4에 있어서 도 5의 (A) 중 가로 방향으로 연장되는 2개의 횡선(P1, P2)을 설정하고 있고, 또 스텝5에 있어서 도 5의 (B) 중 세로 방향으로 연장되는 2개의 종선(Q1, Q2)을 설정하고 있지만, 이들 2개의 횡선 및 2개의 종선은 각각 서로 평행하지 않아도 좋고, 또한 횡선과 종선은 서로 직 교하고 있을 필요는 없다.

또한, 관찰 대상으로서의 피검면은 피검 렌즈의 상면 뿐만 아니라 하면으로 되어 있어도 좋고, 이 경우는 피검 렌즈의 상면이 설치면으로 된다.

또한, 상기에서는 본 실시형태 방법에 사용되는 장치로서 주로 광반사 타입의 것에 대하여 설명하고 있지만, 이 대신에 광투과 타입의 장치를 사용해도 된다.

본 발명에 따른 편심량 측정 방법에 있어서는 측정용 광학계 내에 대략 십자형상의 레티클를 삽입하고, 상기 대략 십자형상의 레티클의 상이 결상면 상에 결상되도록 하며, 다음에 이 레티클의 상에 대하여 기하학적인 처리를 실시해서 레티클의 상의 중심점(R)을 특정하도록 하고 있으므로 매우 간이하게 또한 고정밀도로 레티클의 상의 중심 위치를 특정할 수 있어, 간이 또한 정밀도가 높은 편심량 측정을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 기하학적인 처리에 의해 얻어진 레티클의 상의 기하학적 중심 위치를 그대로 상기 레티클의 상의 중심 위치로 해도 되지만, 기하학적 중심 위치를 중심으로 한 소정 영역의 각 화소에 광 강도 가중 평균 처리를 실시해서 얻어진 중심 위치를 상기 레티클의 상의 중심 위치로 하면 보다 측정 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

소정의 축을 중심으로 해서 회전 가능한 기대에 피검 광학 소자를 설치하고, 상기 설치된 피검 광학 소자의 피검면에 대하여 광원으로부터의 광을 소정 형상의 지표를 포함하는 측정용 광학계를 통해 조사하며, 상기 피검면으로부터의 반사 광 또는 투과 광을 결상면 상에 안내함과 아울러 상기 기대에 설치된 피검 광학 소자를 상기 소정의 축을 중심으로 해서 회전시키고, 상기 반사 광 또는 상기 투과 광에 의해 상기 결상면 상에 형성된 상기 지표의 상의 이동 궤적을 관찰하여 상기 피검면의 편심량을 측정하는 편심량 측정 방법에 있어서:

상기 소정 형상의 지표는 십자형상의 레티클로 하고,

상기 피검 광학 소자를 상기 기대에 설치하며,

상기 측정용 광학계와 상기 피검면을 상기 측정용 광학계의 광축 방향으로 상대적으로 이동시켜서 상기 피검면으로부터의 반사 광 또는 투과 광이 상기 결상면 상에 결상되도록 조정하고,

상기 결상면 상에 결상된 십자형상의 상에 대하여 서로 동일한 방향으로 연장되는 2개의 제 1 선 위에 있어서의 광 강도 분포를 구해서 상기 제 1 선의 각 선 위에 있어서의 최대 강도 위치를 A점 및 B점으로 함과 아울러, 상기 2개의 제 1 선과 교차하며, 서로 동일한 방향으로 연장되는 2개의 제 2 선 위에서 있어서의 광 강도 분포를 구해서 상기 제 2 선의 각 선 위에 있어서의 최대 강도 위치를 C점 및 D점으로 하며,

다음에 상기 A점과 상기 B점을 연결한 직선을 제 3 선으로 함과 아울러, 상기 C점과 상기 D점을 연결한 직선를 제 4 선으로 하고,

상기 제 3 선과 상기 제 4 선의 교점을 특정하며,

이 교점의 위치를 중심으로 한 n화소× n화소의 정사각형 영역 내의 각 화소의 좌표와 그 화소의 광 강도를 곱하고, 각각의 곱의 가산 평균에 의해 중심 위치의 좌표를 구하여 상기 레티클의 상의 중심점(R)을 결정하고,

이 후, 상기 기대를 소정 각도만큼 회전시킴으로써 상기 피검 광학 소자를 상기 축을 중심으로 해서 회전시킬 때마다 그 회전 위치에 있어서의 상기 레티클의 상의 중심점(R)을 결정하며,

이어서, 결정된 이들 복수의 중심점(R)에 기초하여 중심점 궤적 원을 특정하고,

상기 중심점 궤적 원의 지름을 구하며,

이 구해진 지름에 기초하여 상기 피검면의 편심량을 구하는 것을 특징으로 하는 편심량 측정 방법.
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