(57)【要約】【課題】光学組立体の製造方法において組み付け位置の調整を行わなくても良好な光学特性が得られるようにする。【解決手段】第１レンズから第ｎ−１レンズ（ただし、ｎは１＜ｎ≦Ｎの整数）までをレンズ保持部材に組み立てて先組み組立体を組み立てる第１の組立工程Ｓ１と、先組み組立体における第１の光学系の光学特性を測定する光学特性測定工程Ｓ２と、光学特性の測定結果に基づいて、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、少なくとも第ｎレンズ自体の光学パラメータをその設計値から変更することにより、第ｎレンズの光学パラメータの補正値を算出する光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３と、補正値に基づいて第ｎレンズを製造するレンズ製造工程Ｓ４と、レンズ製造工程Ｓ４で製造された第ｎレンズを先組み組立体に組み立てる第２の組立工程Ｓ５とを備える光学組立体の製造方法とする。【選択図】図４
2014077904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた光学パラメータの設計値に基づいて全体光学系を構成するため、該全体光学系の基準軸に沿って、第１レンズから第ＮレンズまでＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）のレンズがレンズ保持部材に組み立てられた光学組立体を製造する光学組立体の製造方法であって、
前記Ｎ個のレンズのうち、第１レンズから第ｎ−１レンズ（ただし、ｎは１＜ｎ≦Ｎの整数）までを前記レンズ保持部材に組み立てて先組み組立体を組み立てる第１の組立工程と、
前記先組み組立体におけるｎ−１個のレンズを含む第１の光学系、または前記光学パラメータの設計値による第ｎレンズに相当する仮組み用レンズが前記先組み組立体に仮組みされて形成される前記第２の光学系の光学特性を測定する光学特性測定工程と、
前記光学特性の測定結果に基づいて、前記第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、少なくとも前記第ｎレンズ自体の前記光学パラメータをその設計値から変更することにより、前記ずれ量を補正する前記第ｎレンズの前記光学パラメータの補正値を算出する光学パラメータ補正値算出工程と、
前記補正値に基づいて、前記第ｎレンズを製造するレンズ製造工程と、
該レンズ製造工程で製造された前記第ｎレンズを前記先組み組立体に組み立てる第２の組立工程と
を備え、
少なくとも１つのｎについて、前記第１の組立工程、前記光学特性測定工程、前記光学パラメータ補正値算出工程、前記レンズ製造工程、および前記第２の組立工程をこの順に行うことにより、前記光学組立体を製造する
ことを特徴とする光学組立体の製造方法。
【請求項２】
前記第ｎレンズ自体の前記光学パラメータは、
前記第ｎレンズの基準軸に直交する方向におけるレンズ面のシフト量、前記基準軸に対するチルト量、前記レンズ面同士の間の面間隔、前記レンズ面の面形状、および前記レンズ面間の屈折率のうちから選ばれた１種類以上の光学パラメータである
ことを特徴とする請求項１に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項３】
前記光学パラメータ補正値算出工程で算出する前記光学パラメータの補正値は、
前記レンズ保持部材に対する前記第ｎレンズのレンズ面の配置を変更する前記光学パラメータの補正値を含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項４】
前記レンズ製造工程では、
前記第ｎレンズにおける前記光学パラメータの設計値に基づいて原形レンズを製造した後、該原形レンズの少なくともレンズ面を再加工することにより、前記補正値に基づいて前記第ｎレンズを製造する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項５】
前記原形レンズのレンズ面の再加工は、該原形レンズのレンズ面上に、成形型を用いた樹脂成形によって付加部を形成することにより、該付加部の表面に前記補正値に基づくレンズ面を創成する加工である
ことを特徴とする請求項４に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項６】
前記レンズ製造工程では、
前記第ｎレンズにおける前記光学パラメータの補正値に基づいた形状の第ｎレンズをレンズ材料から製造する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項７】
前記レンズ製造工程では、
成形型を用いて前記レンズ材料を成形することにより前記第ｎレンズを製造する
ことを特徴とする請求項６に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項８】
前記光学特性測定工程では、
前記光学特性のうち、少なくとも非対称成分の大きさを測定し、
前記光学パラメータ補正値算出工程では、
前記ずれ量として、前記非対称成分の大きさが補正されるように、前記光学パラメータの補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学組立体の製造方法。
【請求項９】
予め決められた光学パラメータの設計値に基づいて全体光学系を構成するため、該全体光学系の基準軸に沿って、第１レンズから第ＮレンズまでＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）のレンズがレンズ保持部材に組み立てられた光学組立体の製造に用いる組立用レンズの設計方法であって、
前記Ｎ個のレンズのうち、第１レンズから第ｎ−１レンズ（ただし、ｎは１＜ｎ≦Ｎの整数）までを前記レンズ保持部材に組み立てて先組み組立体を組み立てる第１の組立工程と、
前記先組み組立体におけるｎ−１個のレンズを含む第１の光学系、または前記光学パラメータの設計値による第ｎレンズに相当する仮組み用レンズが前記先組み組立体に仮組みされて形成される前記第２の光学系の光学特性を測定する光学特性測定工程と、
前記光学特性の測定結果に基づいて、前記第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、少なくとも前記第ｎレンズ自体の前記光学パラメータをその設計値から変更することにより、前記ずれ量を補正する前記第ｎレンズの前記光学パラメータの補正値を算出する光学パラメータ補正値算出工程と、
を備え、
前記補正値に基づいて、前記先組み組立体に前記第ｎレンズとして組み立てる組立用レンズを設計する
ことを特徴とする組立用レンズの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学組立体の製造方法および組立用レンズの設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学機器において光学素子を使用する場合に、複数の光学素子を組み合わせて互いの相対位置を固定した光学組立体が用いられている。このような光学組立体の一例としては、例えば、複数のレンズを保持枠に固定した光学ユニットを挙げることができる。
近年、光学機器の性能向上が求められており、これに伴って光学組立体の光学特性の要求品質も高度化している。
光学組立体の光学性能を向上するには、光学組立体に含まれる各光学素子や保持枠の部品精度を向上することが必要であるが、部品精度のみで要求品質に対応しようとすると、加工限界に達したり、加工できるとしても製造コストが増大しすぎたりという問題がある。
このため、例えば、光学素子や保持枠を形状誤差で層別し組立誤差が良好となるように組み合わせて組み立てたり、光学特性を評価しつつ光学特性が良好となる位置に光学素子の位置を調整して組み立てたりする場合がある。
例えば、特許文献１には、２つのレンズをスペーサ治具によって仮支持した状態で鏡筒にそれぞれを接着固定し、その後、スペーサ治具を抜き取るレンズ間隔調整方法を用いて、各レンズを鏡筒に組み立てる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４３９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術の光学組立体の製造方法には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、スペーサ治具を用いてレンズ間の相対位置を決めているため、鏡筒への接着固定が可能であるが、レンズや鏡筒の加工誤差は一定とは限らないため、改善効果には限界があるという問題がある。種々の加工誤差に対応しようとすると、スペーサ治具の種類が膨大となり、それらを管理して正確に組立作業を行う必要があるため、作業性が悪化してしまう。
また、光学組立体は３以上の光学素子を備えることも多いが、特許文献１に記載の技術では、光学素子の個数が増えると、組立作業がさらに複雑になってしまうという問題もある。
このため、組立時に光学組立体の透過光のスポットなどを測定し、各光学素子の配置位置を微調整してから、互いの相対位置を固定することも考えられる。
この場合、精密な調整を行うほど、調整時間がかかり、計測器や調整治具等が占有されてしまうため、生産性が悪くなってしまうという問題がある。
また、部品コストの低減や光学組立体の小型化を目的として、光学素子を保持枠などに接着固定する場合があるが、多自由度の微調整を行うには、光学組立体の周囲に種々の治具や測定器を配置する必要があるため、光学素子と保持枠等との位置関係を維持して接着固定を行うことが困難になるおそれがある。接着固定ができない場合には、例えば、保持枠に予め調整用の移動機構を設けたりする必要があるため、部品コストが増大したり、小型化ができなくなったりする問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、組み付け位置の調整を行わなくても良好な光学特性が得られる光学組立体の製造方法および組立用レンズの設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の光学組立体の製造方法は、予め決められた光学パラメータの設計値に基づいて全体光学系を構成するため、該全体光学系の基準軸に沿って、第１レンズから第ＮレンズまでＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）のレンズがレンズ保持部材に組み立てられた光学組立体を製造する光学組立体の製造方法であって、前記Ｎ個のレンズのうち、第１レンズから第ｎ−１レンズ（ただし、ｎは１＜ｎ≦Ｎの整数）までを前記レンズ保持部材に組み立てて先組み組立体を組み立てる第１の組立工程と、前記先組み組立体におけるｎ−１個のレンズを含む第１の光学系、または前記光学パラメータの設計値による第ｎレンズに相当する仮組み用レンズが前記先組み組立体に仮組みされて形成される前記第２の光学系の光学特性を測定する光学特性測定工程と、前記光学特性の測定結果に基づいて、前記第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、少なくとも前記第ｎレンズ自体の前記光学パラメータをその設計値から変更することにより、前記ずれ量を補正する前記第ｎレンズの前記光学パラメータの補正値を算出する光学パラメータ補正値算出工程と、前記補正値に基づいて、前記第ｎレンズを製造するレンズ製造工程と、該レンズ製造工程で製造された前記第ｎレンズを前記先組み組立体に組み立てる第２の組立工程とを備え、少なくとも１つのｎについて、前記第１の組立工程、前記光学特性測定工程、前記光学パラメータ補正値算出工程、前記レンズ製造工程、および前記第２の組立工程をこの順に行うことにより、前記光学組立体を製造する方法とする。
【０００７】
また、上記光学組立体の製造方法では、前記第ｎレンズ自体の前記光学パラメータは、前記第ｎレンズの基準軸に直交する方向におけるレンズ面のシフト量、前記基準軸に対するチルト量、前記レンズ面同士の間の面間隔、前記レンズ面の面形状、および前記レンズ面間の屈折率のうちから選ばれた１種類以上の光学パラメータであることが好ましい。
【０００８】
また、上記の光学組立体の製造方法では、前記光学パラメータ補正値算出工程で算出する前記光学パラメータの補正値は、前記レンズ保持部材に対する前記第ｎレンズのレンズ面の配置を変更する前記光学パラメータの補正値を含むことが好ましい。
【０００９】
また、上記の光学組立体の製造方法では、前記レンズ製造工程では、前記第ｎレンズにおける前記光学パラメータの設計値に基づいて原形レンズを製造した後、該原形レンズの少なくともレンズ面を再加工することにより、前記補正値に基づいて前記第ｎレンズを製造することが好ましい。
【００１０】
また、上記の少なくともレンズ面を再加工する光学組立体の製造方法の製造方法では、前記レンズ面の再加工は、成形型を用いた樹脂成形を行うことにより、前記補正値に基づくレンズ面を前記原形レンズのレンズ面上に創成する加工であることが好ましい。
【００１１】
また、上記の光学組立体の製造方法では、前記レンズ製造工程では、前記第ｎレンズにおける前記光学パラメータの補正値に基づいた形状の第ｎレンズをレンズ材料から製造することが好ましい。
【００１２】
また、上記の第ｎレンズをレンズ材料から製造する光学組立体の製造方法では、前記レンズ製造工程では、成形型を用いて前記レンズ材料を成形することにより前記第ｎレンズを製造することが好ましい。
【００１３】
また、上記の光学組立体の製造方法では、前記光学特性測定工程では、前記光学特性のうち、少なくとも非対称成分の大きさを測定し、前記光学パラメータ補正値算出工程では、前記ずれ量として、前記非対称成分の大きさが補正されるように、前記光学パラメータの補正値を算出することが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様の組立用レンズの設計方法は、予め決められた光学パラメータの設計値に基づいて全体光学系を構成するため、該全体光学系の基準軸に沿って、第１レンズから第ＮレンズまでＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）のレンズがレンズ保持部材に組み立てられた光学組立体の製造に用いる組立用レンズの設計方法であって、前記Ｎ個のレンズのうち、第１レンズから第ｎ−１レンズ（ただし、ｎは１＜ｎ≦Ｎの整数）までを前記レンズ保持部材に組み立てて先組み組立体を組み立てる第１の組立工程と、前記先組み組立体におけるｎ−１個のレンズを含む第１の光学系、または前記光学パラメータの設計値による第ｎレンズに相当する仮組み用レンズが前記先組み組立体に仮組みされて形成される前記第２の光学系の光学特性を測定する光学特性測定工程と、前記光学特性の測定結果に基づいて、前記第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、少なくとも前記第ｎレンズ自体の前記光学パラメータをその設計値から変更することにより、前記ずれ量を補正する前記第ｎレンズの前記光学パラメータの補正値を算出する光学パラメータ補正値算出工程と、を備え、前記補正値に基づいて、前記先組み組立体に前記第ｎレンズとして組み立てる組立用レンズを設計する方法とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学組立体の製造方法および組立用レンズの設計方法によれば、光学特性測定工程によって、ｎ−１個のレンズ含む第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を第１の光学系を含む光学系の光学特性測定によって求めてから、このずれ量を補正する第ｎレンズの光学パラメータの補正値を算出し、この補正値に基づく第ｎレンズを製造できるため、組み付け位置の調整を行わなくても良好な光学特性が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図、およびそのＡ視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の光学組立体の光軸を含む断面における模式的な分解図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の先組み組立体に組み立てる組立用レンズの一例を示す断面図、およびそのＢ視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態における第１の光学系および第２の光学系の設計値の光路の一例を示す模式的な光路図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における第１の光学系が製造誤差を含む場合、およびその場合の比較例の第２の光学系の光路の一例を示す模式的な光路図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法における光学特性測定工程の模式的な工程説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の光学組立体の光路の一例を示す模式的な光路図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の光学組立体の光路の他例を示す模式的な光路図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法のレンズ製造工程に用いる成形装置の模式的な構成図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法のレンズ製造工程の模式的な工程説明図である。
【図１２】図１１に続くレンズ製造工程の模式的な工程説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１変形例の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図、およびその模式的な光路図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の第２変形例の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図、およびその模式的な光路図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の第４変形例の光学組立体の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施形態の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の先組み組立体に組み立てる組立用レンズの一例を示す断面図、およびそのＣ視図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の光学組立体の製造方法のレンズ製造工程に用いる成形装置の模式的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１８】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法および組立用レンズの設計方法について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す模式的な断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ視図である。図２は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の光軸を含む断面における模式的な分解図である。図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態の先組み組立体に組み立てる組立用レンズの一例を示す断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ視図である。
【００１９】
本実施形態の光学組立体の製造方法は、予め決められた光学パラメータの設計値に基づいて全体光学系を構成するため、この全体光学系の基準軸に沿って、第１レンズから第ＮレンズまでＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）のレンズがレンズ保持部材に組み立てられた光学組立体を製造する方法であって、第１レンズから第ｎ−１レンズ（ただし、ｎは１＜ｎ≦Ｎの整数）までを先組み組立体として組み立てて、この先組み組立体に第ｎレンズを組み立てる工程を含んでいる。
以下では、先組み組立体における第１レンズから第ｎ−１レンズを含む光学系を第１の光学系、第１の光学系にｎ個目のレンズを組み立てることによりｎ個のレンズを含む光学系を第２の光学系と称する。すなわち、単に、第２の光学系と称する場合、ｎ個目のレンズは第ｎレンズでもよいし第ｎレンズ以外のレンズでもよいものとする。
【００２０】
光学組立体のＮ個のレンズの種類は、特に限定されず、例えば、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、正負のメニスカスレンズ、および接合レンズなどの例を挙げることができる。また、例えば、フレネルレンズなどでもよい。
また、Ｎ個のレンズの各レンズ面の形状の種類も特に限定されず、例えば、球面、非球面、自由曲面、平面等の適宜の面形状を採用することができる。
【００２１】
ここで、「光学組立体」とは、各光学素子の相対的な位置関係が固定されたひとまとまりの組立体を意味し、光学素子の固定状態は、恒久的な固定状態でもよいし、着脱可能な固定状態でもよい。
また、光学組立体は、例えば、交換レンズのように、それ自体が製品を構成する形態であってもよいし、製品の一部を構成する交換ユニット等の半製品や、製品の製造工程のみに現れる部分組立体であってもよい。例えば、ズームレンズにおいて移動レンズ群と、固定レンズ群とをそれぞれ別個のレンズ鏡筒に固定する場合、移動レンズ群を含む鏡筒ユニットと、固定レンズ群を含む鏡筒ユニットとは、それぞれ光学組立体を構成している。
【００２２】
以下では、一例として、光学組立体が、図１（ａ）、（ｂ）に示す光学ユニット１である場合の例で説明する。
光学ユニット１は、小組立体４（先組み組立体）と、第２レンズ７（第ｎレンズ、組立用レンズ）とを備える。
小組立体４は、図２に示すように、第１の光学系である第１レンズ２（第ｎ−１レンズ）がレンズ保持枠３（レンズ保持部材）に固定されたものである。
このように、本実施形態では、光学ユニット１が、全体光学系を構成するレンズとして、第１レンズ２と第２レンズ７との２個のレンズを有する場合（Ｎ＝２）の例になっている。
【００２３】
第１レンズ２は、本実施形態では、凸面からなる第１レンズ面２ａと凸面からなる第２レンズ面２ｂとを有し、それぞれ外周側にフランジ形状が設けられた両凸レンズである。
第１レンズ２のフランジ形状の外形は、光軸Ｏ２を中心とした直径Ｄ２ｃの円筒面である径方向基準面２ｃと、第２レンズ面２ｂの外周と径方向基準面２ｃとの間に形成された光軸Ｏ２に直交する平面である軸方向基準面２ｄと、第１レンズ面２ａの外周と径方向基準面２ｃとの間に形成された光軸Ｏ２に直交する平面である平面部２ｅとで構成されている。
第１レンズ２は、合成樹脂成形で作製されたプラスチックレンズでもよいし、ガラスモールド成形やガラス研磨によって作製されたガラス製レンズでもよい。
【００２４】
ここで、光軸Ｏ２は、レンズ設計上の光軸を意味している。これに対して、図２では、製作誤差によって第１レンズ面２ａにチルト偏心が発生し、実際には、レンズ設計上の光軸Ｏ２に対して、わずかに傾斜した光軸Ｏ２’が形成されている様子を誇張して描いている。
以下では、これに限らず、光学素子や光学面の光軸が、光学素子の設計上または光学素子を含む光学系の設計上の理想位置からずれていることを明示する必要がある場合には、光軸の符号に「’」を付して表記する場合がある。
【００２５】
レンズ保持枠３は、第１レンズ２および第２レンズ７を内部に保持する略筒状部材であり、例えば、アルミニウム等の金属や合成樹脂などで形成されている。
レンズ保持枠３の外周面は、図２に示すように、外径ｄ３ｅの円筒面形状を有する光学ユニット径方向基準面３ｅからなり、軸方向の両端部は、光学ユニット径方向基準面３ｅの中心軸線Ｐ３に直交する平面が形成されている。軸方向の一端側（図２の下端側）の端面は、光学ユニット１の軸方向の位置決めを行う光学ユニット軸方向基準面３ｆになっている。
本実施形態では、中心軸線Ｐ３は、全体光学系を配置する基準軸を構成しており、中心軸線Ｐ３と光学ユニット軸方向基準面３ｆとの交点が、全体光学系の基準原点Ｏを構成している。
【００２６】
レンズ保持枠３の内部には、第１レンズ２を挿入して固定するため、光学ユニット軸方向基準面３ｆにおいて開口された穴部が設けられている。この穴部には、第１レンズ２を、レンズ保持枠３の径方向、軸方向にそれぞれ位置決めするため、内径ｄ３ｂ（ただし、ｄ３ｂ＞Ｄ２ｃ）を有し中心軸線Ｐ３と同軸に設けられた円筒面からなる第１レンズ径方向保持面３ｂと、中心軸線Ｐ３に直交する平面からなる第１レンズ軸方向保持面３ａとが、それぞれ形成されている。
第１レンズ軸方向保持面３ａは、第１レンズ２に製造誤差、組立誤差がない場合（以下、理想状態と称する）の第１レンズ２を、第１レンズ径方向保持面３ｂに挿入して、軸方向基準面２ｄを第１レンズ軸方向保持面３ａに当接させたときに、第２レンズ面２ｂがレンズ設計上の配置位置および配置姿勢に一致するように形成されている。
第１レンズ軸方向保持面３ａの中心には、内径ｄ３ｇ（ただし、ｄ３ｇ＜Ｄ２ｃ）の貫通孔３ｇが設けられている。このため、第１レンズ軸方向保持面３ａは、内径がｄ３ｇ、外径がｄ３ｂの円環状の平面になっている。
【００２７】
本実施形態では、レンズ保持枠３に第１レンズ２を組み立てる際には、第１レンズ２の位置調整を行わない。このため、第１レンズ径方向保持面３ｂの内径ｄ３ｂと第１レンズ２の径方向基準面２ｃの外径Ｄ２ｃとの寸法差は、加工能力に負担にならない範囲でなるべく小さい方が好ましい。
【００２８】
また、レンズ保持枠３の他端側（図２では上端側）には、第２レンズ７を挿入して固定するため、光学ユニット軸方向基準面３ｆと反対側の端面において開口された穴部が設けられている。この穴部には、第２レンズ７を、レンズ保持枠３の径方向、軸方向にそれぞれ位置決めするため、内径ｄ３ｃ（ただし、ｄ３ｃ＞ｄ３ｇ）を有し中心軸線Ｐ３と同軸に設けられた円筒面からなる第２レンズ径方向保持面３ｃと、中心軸線Ｐ３に直交する平面からなる第２レンズ軸方向保持面３ｄとが、それぞれ形成されている。このため、第２レンズ径方向保持面３ｃは、内径がｄ３ｇ、外径がｄ３ｃの円環状の平面になっている。
第２レンズ軸方向保持面３ｄは、理想状態の第２レンズである後述の原形レンズ５を位置決めして、原形レンズ５のレンズ面の配置位置および配置姿勢がレンズ設計上の配置位置および配置姿勢に一致するように形成されている。
【００２９】
なお、特に図示しないが、レンズ保持枠３の光学ユニット軸方向基準面３ｆと反対の端面または光学ユニット径方向基準面３ｅには、第２レンズ７を組み立てる際の中心軸線Ｐ３回りの周方向の基準位置を識別するためのマーキングが施されている。
【００３０】
小組立体４において、第１レンズ２は、レンズ保持枠３の第１レンズ軸方向保持面３ａ、第１レンズ径方向保持面３ｂを有する穴部に挿入され、第１レンズ軸方向保持面３ａ、第１レンズ径方向保持面３ｂによって、それぞれ第１レンズ２の軸方向、径方向の位置が位置決めされている。ただし、本実施形態では、第１レンズ２は無調整で挿入するため、作業バラツキにより、挿入隙間の範囲において、第１レンズ２の位置、姿勢がばらつく可能性がある。
また、第１レンズ２は、第１レンズ２の平面部２ｅの外周部と第１レンズ径方向保持面３ｂとで構成される隅部に形成された接着部８によって、レンズ保持枠３と固定されている。
【００３１】
接着部８は、平面視の図示は略すが、本実施形態では、例えば、平面部２ｅの外周を３等分する位置に離間して形成している。ただし、より強固に固定する必要がある場合には、接着部８の個数をさらに増やしてもよいし、平面部２ｅの全周にわたって設けてもよい。
接着部８に好適な接着剤としては、例えば、ＵＶ硬化型接着剤、二液性接着剤、熱硬化性接着剤等の例を挙げることができる。
【００３２】
第２レンズ７は、小組立体４が組み立てられた後、小組立体４に組み立てて、光学ユニット１を構成するレンズであり、第１レンズ２の製造誤差や組立誤差によって小組立体４で発生した設計外の収差を、補正する機能を有するレンズである。
本実施形態の光学ユニット１は、使用時の光学特性として、特にコマ収差や非点収差（アス）で表される非回転対称な収差成分を抑制することが特に重要となるものである。
このため、本実施形態では、第２レンズ７として、図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、原形レンズ５と付加レンズ部６（付加部）とを備える構成を採用している。
【００３３】
原形レンズ５は、全体光学系のレンズ設計において、全体光学系の基準軸に沿って、理想状態の第１レンズ２の隣に配置される第２レンズの光学パラメータの設計値に基づいて、製造されたレンズである。
本実施形態では、一例として、凸面からなる第１レンズ面５ａと凹面からなる第２レンズ面５ｂとを有し、それぞれ外周側にフランジ形状が設けられた負のメニスカスレンズである。
ここで、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂの面形状は特に限定されないが、以下では、一例として、両面とも、軸対称非球面式で表される非球面からなるものとして説明する。このため、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂは、それぞれ光軸Ｏ５ａ、Ｏ５ｂを有している。
【００３４】
原形レンズ５のフランジ形状の外形は、光軸Ｏ５を中心とした直径Ｄ５ｃの円筒面である径方向基準面５ｃと、第２レンズ面５ｂの外周と径方向基準面２ｃとの間に形成された光軸Ｏ５に直交する平面である軸方向基準面５ｄと、第１レンズ面５ａの外周と径方向基準面５ｃとの間に形成された光軸Ｏ５に直交する平面である平面部５ｅとで構成されている。
径方向基準面５ｃの直径Ｄ５ｃは、第２レンズ径方向保持面３ｃに摺動可能に嵌合できる寸法とし、組み立て作業に支障がない範囲でできるだけｄ３ｃに近い寸法とする。例えば、ｄ３ｃ−Ｄ５ｃが、５μｍ〜１５μｍ程度になるようにする。
【００３５】
原形レンズ５の外形状は、製造上の形状誤差が含まれる可能性があるが、以下では、特に断らない限り、原形レンズ５の形状誤差による生じる光学特性の劣化は、第１レンズ２の製造誤差、組立誤差により生じる光学特性の劣化に比べて無視できる程度に小さくなっているものとして説明する。
このような原形レンズ５は、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂの面形状がレンズ設計上の非球面形状に等しいとみなすことができる。また、第１レンズ面５ａの光軸Ｏ５ａと、第２レンズ面５ｂの光軸Ｏ５ｂは、レンズとしての光軸Ｏ５に整列しており、原形レンズ５を第２レンズ径方向保持面３ｃ内に挿入した状態では中心軸線Ｐ３と略整列している（整列している場合も含む）。
また、原形レンズ５を第２レンズ径方向保持面３ｃ内に挿入し、軸方向基準面５ｄをレンズ保持枠３の第２レンズ軸方向保持面３ｄに当接させて、レンズ保持枠３に組み立てたとき、第１レンズ面５ａの配置位置および配置姿勢が、レンズ設計上の配置位置および配置姿勢に略一致する（一致する場合を含む）とみなすことができる。
原形レンズ５は、合成樹脂成形で作製されたプラスチックレンズでもよいし、ガラスモールド成形やガラス研磨によって作製されたガラス製レンズでもよい。
【００３６】
付加レンズ部６は、小組立体４における第１レンズ２の製造誤差、組立誤差に起因する第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を補正するために、原形レンズ５の第２レンズ面５ｂ上に密着して光透過性材料が付加された形状部分である。
付加レンズ部６の表面には、第２レンズ面５ｂと同じ面形状を有する第３レンズ面６ｂが、第２レンズ面５ｂから離間した位置に形成されている。ただし、本実施形態では、第３レンズ面６ｂは、平面部５ｅ上には進出していない。
第２レンズ面５ｂに対する第３レンズ面６ｂの配置位置および姿勢は、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量によって異なる。
図２に示す例では、第１レンズ２の光軸Ｏ２’が理想状態に対して図示紙面内でチルトしているため、第３レンズ面６ｂは、その光軸Ｏ６ｂが、光軸Ｏ５ｂに対して光軸Ｏ２’と反対方向に傾斜した姿勢で形成されている。
【００３７】
このような付加レンズ部６は、例えば、第２レンズ面５ｂ上に光透過性の硬化性樹脂材料を塗布して、第３レンズ面６ｂの形状を転写する成形型を用いた成形を行うことにより付加することができる。詳しい製造方法は後述する。
付加レンズ部６を形成する樹脂材料の硬化時の屈折率、アッベ数は、原形レンズ５の屈折率、アッベ数と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３８】
以下では、一例として、付加レンズ部６の屈折率、アッベ数は、原形レンズ５と同一であるとして説明する。この場合、付加レンズ部６との境界面である第２レンズ面５ｂでは、屈折が起こらない。
このため、第２レンズ７は、第１面が第１レンズ面５ａ、第２面が第２レンズ面５ｂの光軸Ｏ５ｂに対して偏心した第３レンズ面６ｂで構成されたメニスカスレンズになっている。この場合、第２レンズ面５ｂは、レンズ面として機能しないため、第２レンズ面５ｂに製作誤差があったとしても、付加レンズ部６に覆われている限りは、第２レンズ７の光学特性に影響を与えないことになる。これは、例えば、光学特性として色分散が重要でない場合に、屈折率のみが同一の構成としても同様である。
【００３９】
このような構成の第２レンズ７は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第２レンズ７の平面部５ｅの外周部と第２レンズ径方向保持面３ｃとで構成される隅部に、接着剤を滴下して硬化させて形成された接着部９によってレンズ保持枠３に対して固定されている。
本実施形態では、接着部９は、例えば、平面部５ｅの外周を３等分する位置に離間して形成されている。ただし、より強固に固定する必要がある場合には、接着部９の個数をさらに増やしてもよいし、平面部５ｅの全周にわたって設けてもよい。
接着部９に好適な接着剤としては、例えば、ＵＶ硬化型接着剤、二液性接着剤、熱硬化性接着剤等の例を挙げることができる。
【００４０】
次に、光学ユニット１の製造方法について、第２レンズ７の設計方法とともに説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における第１の光学系および第２の光学系の設計値の光路の一例を示す模式的な光路図である。図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における第１の光学系が製造誤差を含む場合、およびその場合の比較例の第２の光学系の光路の一例を示す模式的な光路図である。図７は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法における光学特性測定工程の模式的な工程説明図である。図８は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の光路の一例を示す模式的な光路図である。図９は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の光路の他例を示す模式的な光路図である。図１０は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法のレンズ製造工程に用いる成形装置の模式的な構成図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の光学組立体の製造方法のレンズ製造工程の模式的な工程説明図である。図１２は、図１１（ｂ）に続くレンズ製造工程の模式的な工程説明図である。
【００４１】
光学ユニット１の製造方法は、図４に示すように、第１の組立工程Ｓ１、光学特性測定工程Ｓ２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３、レンズ製造工程Ｓ４、および第２の組立工程Ｓ５を備え、これらをこの順に行う。
【００４２】
第１の組立工程Ｓ１は、小組立体４を組み立てる工程である。
本工程では、まず、第１レンズ２を第２レンズ面２ｂ側から、第１レンズ径方向保持面３ｂの内側に挿入して、第１レンズ２の軸方向基準面２ｄと第１レンズ軸方向保持面３ａとを当接させる。このとき、挿入後に第１レンズ２の位置調整は行わなくてよい。
次に、第１レンズ２の平面部２ｅの外周部と第１レンズ径方向保持面３ｂとで構成される隅部に、接着剤を滴下して硬化させて接着部８を形成し、第１レンズ２をレンズ保持枠３に対して固定する。
以上で、小組立体４が組み立てられ、第１の組立工程Ｓ１が終了する。
【００４３】
次に、光学特性測定工程Ｓ２を行う。本工程は、小組立体４における第１の光学系の光学特性を測定する工程である。
【００４４】
本実施形態では、レンズ保持枠３の第１レンズ径方向保持面３ｂ、第２レンズ径方向保持面３ｃは、レンズ保持枠３の中心軸線Ｐ３と同軸に設けられており、光学ユニット１における全体光学系のレンズ設計上の基準軸線Ｏ１（全体光学系の基準軸）は、中心軸線Ｐ３と一致されている。
例えば、第１レンズ２に製造誤差がなく、組立誤差もないものとすると、全体光学系においてレンズ設計上の理想状態の第２レンズは、本実施形態では原形レンズ５になっている。このため、第１レンズ２、原形レンズ５を通る光線は、光線追跡によって求められる理想的な光路に沿って進み、波面収差はレンズ設計の設計値通りとなる。
例えば、図５（ａ）に示すように、基準軸線Ｏ１に沿って平行光束Ｌを入射すると、小組立体４では、平行光束Ｌは、第１レンズ面２ａ、第２レンズ面２ｂで屈折して、集光光束である光束Ｌ２として出射され、基準軸線Ｏ１上を進む。
また、図５（ｂ）に示すように、小組立体４にさらに原形レンズ５が組み立てられた場合、光束Ｌ２は、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂで屈折して発散され、第２の光学系の光学特性を発揮する光束Ｌ５として出射され、基準軸線Ｏ１上を進む。
【００４５】
しかし、実際には、第１レンズ２は、製造誤差によって、偏心等が発生している場合がある。
また、第１の組立工程Ｓ１では、第１レンズ２の位置、姿勢は、径方向基準面２ｃと第２レンズ径方向保持面３ｃとの間の隙間の範囲で設計上の位置、姿勢からずれる可能性があり、組み付け上の偏心が発生しうる。
例えば、図６（ａ）に示すように、基準軸線Ｏ１に対して何らかの偏心が発生して、第１レンズ２の光軸Ｏ２’が基準軸線Ｏ１に対して位置ずれおよびチルトずれを起こすと、平行光束Ｌは、第１レンズ２から出射されると偏心量に応じた波面収差を有し、光軸Ｏ２’に沿って斜めに進む光束Ｌ２’が形成される。
この状態の小組立体４に原形レンズ５を組み立てると、原形レンズ５に製造誤差がなくかつ組立誤差がない場合でも、図６（ｂ）に示すように、原形レンズ５から出射される光束Ｌ５’がスキューし、第１レンズ２の偏心に応じた波面収差を伴う光束Ｌ５’として進む。
このため、所定の像面における光学特性が設計値より劣るものとなる。
【００４６】
本工程では、第１の光学系の光学特性を測定する。測定する第１の光学系の光学特性としては、第２の光学系の光学特性を精度よく推定できる光学特性であれば、特に限定されない。
例えば、光源位置が特定された複数の点光源や、形状や位置が特定された検査パターンを、第１レンズ２の物体側に配置し、像側で、これらの点像分布や検査パターン画像を取得する、といった測定を挙げることができる。このような測定によれば、取得した画像の設計上の点像分布や検査パターン画像からの偏差を算出することにより、光学特性の変化から第１の光学系の光学特性を変化させた第１の光学系の偏心等の形状誤差や配置誤差を推定することが可能である。
【００４７】
また、例えば、干渉計等を用いて、第１レンズ２の透過波面の波面収差を測定することも考えられる。
本実施形態では、一例として、図７に示すようなシャックハルトマンセンサー１２を用いた測定装置２０によって測定を行う場合の例で説明する。
【００４８】
測定装置２０は、光源ユニット１０、波面変換レンズ１１、被検体保持部１４、シャックハルトマンセンサー１２、および補正値解析装置１３を備える。
光源ユニット１０は、検査を行うため、均一な波面を有する基準光束Ｌ０を生成するものである。
波面変換レンズ１１は、第１レンズ２の種類に応じて、基準光束Ｌ０の波面を変換するためのものであり、本実施形態では、正の屈折力を有し、基準光束Ｌ０の光軸Ｏ０と同軸に配置されている。なお、図７は模式図のため、波面変換レンズ１１を単レンズのように図示しているが、複数枚のレンズから構成されていてもよい。
これにより、基準光束Ｌ０から第１レンズ２の焦点位置に集光する球面波を形成し第１レンズ２の透過波面が平面波となるようにすることが可能である。
【００４９】
被検体保持部１４は、小組立体４のレンズ保持枠３の光学ユニット径方向基準面３ｅ、光学ユニット軸方向基準面３ｆをそれぞれ保持し、小組立体４を波面変換レンズ１１の集光位置に対して、光軸Ｏ０に沿う方向および光軸Ｏ０に直交する方向に位置決めするものである。
本実施形態では、レンズ保持枠３の中心軸線Ｐ３が光軸Ｏ０と同軸となり、レンズ保持枠３に保持された第１レンズ２の設計上の焦点位置が、波面変換レンズ１１の集光位置に一致するように位置決めしている。
【００５０】
シャックハルトマンセンサー１２は、マイクロレンズアレイ１２ａ、撮像素子１２ｂ、および解析演算部１２ｃを備える波面センサーである。
シャックハルトマンセンサー１２は、後述する光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３を行う補正値解析装置１３と電気的に接続されている。
【００５１】
シャックハルトマンセンサー１２は、マイクロレンズアレイ１２ａに入射した光束の集光スポットを撮像素子１２ｂで撮像し、この画像データを用いて、解析演算部１２ｃが各集光スポットの集光位置を解析し、波面解析を行うものである。
解析演算部１２ｃでは、まず、シャックハルトマンセンサー１２から送出された各集光スポットの集光位置から、シャックハルトマンセンサー１２のマイクロレンズアレイ１２ａに理想波面が入射した場合の各集光スポットの理想集光位置との差分を求める。
次に、これらの差分を、ゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ、ツェルニケ）多項式を用いて解析し、ゼルニケ係数と、これらゼルニケ係数から算出されるザイデル収差を算出し、それぞれを補正値解析装置１３に送出する。
【００５２】
測定装置２０を用いて行う光学特性測定工程Ｓ２では、被検体保持部１４に小組立体４を保持させ、光源ユニット１０からの基準光束Ｌ０を、波面変換レンズ１１を介して、波面収差が良好に補正された球面波として第１レンズ２に入射させる。
基準光束Ｌ０は、第１レンズ面２ａ、第２レンズ面２ｂによって屈折され、第１レンズ２の製造誤差および配置誤差にしたがって発生する波面収差を含む測定光束Ｌ２として出射される。
シャックハルトマンセンサー１２に入射した測定光束Ｌ２は、マイクロレンズアレイ１２ａによって、集光光束に分割され、撮像素子１２ｂ上に集光され、撮像素子１２ｂの画像データは、一定のサンプリング時間ごとにリアルタイムに解析演算部１２ｃに送出される。
解析演算部１２ｃでは、送出された画像データに基づいて、上記のような波面解析を行って、算出されたゼルニケ係数およびザイデル収差を、別途図示略の入力部を通して入力された測定対象の小組立体４の製造番号等の識別情報とともに、補正値解析装置１３に送出する。
以上で、光学特性測定工程Ｓ２が終了する。
【００５３】
次に、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３を行う。本工程は、光学特性の測定結果に基づいて、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、第２レンズ自体の光学パラメータをその設計値から変更することにより、ずれ量を補正する第２レンズの光学パラメータの補正値を算出する工程である。
本工程は、本実施形態では、補正値解析装置１３を用いて行う。
補正値解析装置１３の装置構成は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、このコンピュータによって、以下に説明する演算処理を行うプログラムを実行できるようになっている。
【００５４】
シャックハルトマンセンサー１２から送出されたゼルニケ係数およびザイデル収差は、第１レンズ２に形状誤差や配置誤差が生じていることを意味している。また、これらのゼルニケ係数を打ち消すように、第２レンズの光学パラメータを補正すれば、収差発生を抑制することが可能である。
例えば、図６（ａ）に示すように第１レンズ２が図示反時計回りにチルト偏心を有する小組立体４の場合、スキューする光束Ｌ２’が基準軸Ｏ１に沿って進むように、原形レンズ５に代えて、第１レンズ２のチルト偏心を相殺する補正機能を有する組立用レンズを配置すればよい。ここで、「相殺する」とは、予め設定された許容値以下に抑制することを意味する。
【００５５】
このような補正機能を有する組立用レンズは、第１の光学系の光学特性の測定結果から第１の光学系の光学パラメータの設計値からのずれ量を推定し、このずれ量を相殺するための光学パラメータの条件を光学シミュレーションソフトによって求めることができる。
本実施形態では、このような組立用レンズとして、原形レンズ５の第２レンズ面５ｂに付加レンズ部６を設けた第２レンズ７を用いる。
このため、補正値解析装置１３は、シャックハルトマンセンサー１２から送出されたゼルニケ係数とザイデル収差とに基づいて、これらの収差を相殺する第２レンズ７の第３レンズ面６ｂの配置位置および配置姿勢を算出する。
本実施形態では、第１の光学系における収差に関するゼルニケ係数と、第２の光学系においてこれを相殺するための第３レンズ面６ｂの配置位置および配置姿勢との関係について、光学シミュレーションを行って予め求めておき、この結果を、補正値解析装置１３に、例えば、換算式、データベースなどの形で記憶しておく。
【００５６】
本実施形態では、付加レンズ部６によって創成される第３レンズ面６ｂによって、原形レンズ５の第２レンズ面５ｂを置き換えるため、第３レンズ面６ｂの配置位置、または配置位置および配置姿勢を、第２レンズ面５ｂの配置位置や配置姿勢から変更することができる。これにより第２レンズ７自体に、例えば、収差の非回転対称成分であるコマ収差、非点収差を発生させることができる。このため、第３レンズ面６ｂの配置位置および配置姿勢を適宜設定することにより、小組立体４の第１の光学系に発生するコマ収差、非点収差を相殺することが可能になる。
例えば、第１の光学系のコマ収差は、ゼルニケ係数Ｚ７、Ｚ８によって表されるため、第２の光学系の透過波面におけるゼルニケ係数Ｚ７、Ｚ８を小さくするために、第２レンズ７の第３レンズ面６ｂの配置位置および配置姿勢を予め光学シミュレーションによって求めておけばよい。
また、球面収差については、付加レンズ部６の厚さの変更で対応可能な方向の補正が可能となる。
【００５７】
このようにして、小組立体４に原形レンズ５を理想状態に配置した場合に透過する光束Ｌ５’（図６（ｂ）参照）の波面収差の設計値からのずれ量を補正するための第３レンズ面６ｂの配置位置および配置姿勢が算出されたら、補正値解析装置１３は、算出結果を、小組立体４の識別情報とともに通信回線を通じて後述する付加レンズ部加工装置３０に送出する。このとき、補正値解析装置１３の操作者が結果を見ることができるように、算出結果を、例えば、図示略の表示部やプリンタ等の表示手段に出力してもよい。
例えば、図８に示すように、第３レンズ面６ｂとして、第２レンズ面５ｂと同一の面形状の非球面を図示時計回りにチルト偏心させるとともに、第２レンズ面５ｂから離間させ、適宜シフト偏心させた配置位置および配置姿勢に関する情報が出力される。
【００５８】
第１の光学系がレンズ設計の設計値通りに形成、配置されている場合、レンズ保持枠３に原形レンズ５を組み込めば、原形レンズ５はレンズ設計上の第２のレンズになっているため、設計値通りの第２の光学系が構成される。例えば、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂの基準軸線Ｏ１に沿う方向の配置位置をｚ５ａ、ｚ５ｂ、基準軸線Ｏ１に直交する方向のシフト量をδ５ａ、δ５ｂ、シフト方向をθ５ａ、θ５ｂ、基準軸線Ｏ１に対するチルト量をε５ａ、ε５ｂ、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂの面間隔をｄ５＝ｚ５ｂ−ｚ５ａとすると、本実施形態では、これらの光学パラメータが、全体光学系における第２レンズの光学パラメータの設計値である。
本実施形態の全体光学系は共軸光学系として設計されているため、δ５ａ、δ５ｂ、θ５ａ、θ５ｂ、ε５ａ、ε５ｂはいずれも０である。
なお、以下では、特に断らない限り、他のレンズの光学パラメータについても、同様な符号ｚ、δ、θ、ε、ｄを用い、対応するレンズ面（レンズ）の符号Ｘを添字として付して表すことにする。すなわち、符号Ｘを有するレンズ面の基準軸線Ｏ１に沿う方向の配置位置をｚＸ、基準軸線Ｏ１に直交する方向のシフト量をδＸ、シフト方向をθＸ、基準軸線Ｏ１に対するチルト量をεＸ、符号Ｘを有するレンズの面間隔をｄＸと表す。
【００５９】
補正値解析装置１３によって、第３レンズ面６ｂの配置位置ｚ６ｂ、シフト量δ６ｂ、シフト方向θ６ｂ、チルト量ε６ｂ、第２レンズ７の面間隔ｄ７は、下記式（１）〜（５）のように算出される。下記式（１）〜（５）において、Δｚ、Δδ、Δθ、Δεは、第１の光学系の波面収差の設計値からのずれ量に応じて決まる光学パラメータの変化量である。
本実施形態では、ｚ６ｂ、δ６ｂ、θ６ｂ、ε６ｂは、全体光学系の設計上の第２レンズの光学パラメータに対する補正値を構成している。
【００６０】
ｚ６ｂ＝ｚ５ｂ＋Δｚ                                            ・・・（１）
δ６ｂ＝δ５ｂ＋Δδ
＝Δδ                                                    ・・・（２）
θ６ｂ＝θ５ｂ＋Δθ
＝Δθ                                                    ・・・（３）
ε６ｂ＝ε５ｂ＋Δε
＝Δε                                                    ・・・（４）
ｄ７＝ｄ５＋Δｚ                                                ・・・（５）
【００６１】
このような光学パラメータで表される第３レンズ面６ｂを第２レンズ面５ｂ上に創成すると、例えば、図８に示すように、光束Ｌ２’は、第３レンズ面６ｂの屈折作用により、光軸Ｏ２’の偏心が相殺され、付加レンズ部６から出射された光束Ｌ７’は、基準軸線Ｏ１に略平行（平行の場合も含む）に進むようになる。
【００６２】
なお、光学パラメータの補正値は、第１の光学系の設計値からのずれ量や、このずれ量を相殺する際の光学特性の許容値によっても異なる。例えば、波面収差のうち非対称性成分を補正するには、第３レンズ面６ｂのチルト量ε６ｂおよびシフト量δ６ｂのうちの少なくとも一方を変更することが有効である。
このため、第１の光学系の偏心の大きさによっては、図９に示すように、Δεを０とし、ΔδとΔｚとの組合せにより補正することも可能である。また、図示は省略するが、しないが、Δδを０とし、ΔεとΔｚとの組合せにより補正することも可能である。
【００６３】
また、第１の光学系の収差が許容値以下であって、付加レンズ部６を付加する必要がないと判定した場合には、付加レンズ部６を形成しないとの情報が出力される。
本実施形態では、付加レンズ部６を形成する場合には、付加レンズ部６の加工情報である第３レンズ面６ｂの配置位置および配置姿勢に関する情報が、通信回線を通じて後述する付加レンズ部加工装置３０に送出される。
このとき、送出される加工情報は、上記式（１）〜（５）に基づいた第３レンズ面６ｂが形成できる情報であればよい。例えば、配置位置ｚ６ｂの情報は、原形レンズ５における軸方向基準面５ｄからの寸法に換算した情報を送出することができる。また、全体光学系の座標系におけるｚ６ａ、δ６ａ、θ６ａ、ε６ａ、ｄ７の数値情報を、これらに相当する付加レンズ部加工装置３０に固有の座標系の数値情報に換算した情報でもよい。
以上で、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３が終了する。
【００６４】
次に、レンズ製造工程Ｓ４を行う。本工程は、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３で算出された光学パラメータの補正値に基づいて、第２レンズ７を製造する工程である。
本実施形態では、原形レンズ５に付加レンズ部６を形成することにより、第２レンズ７を製造する。
ただし、本実施形態では、付加レンズ部６を形成しなくてよい場合には、以下の工程を行わず、後述する第２の組立工程では、第２レンズ７の代わりに原形レンズ５を用いて組み立てを行う。
【００６５】
まず、第２レンズ７を製造する付加レンズ部加工装置３０について説明する。
図１０に示すように、付加レンズ部加工装置３０は、ベース３１上に固定された支持台３２に、鉛直軸に沿う基準軸線Ｐ３０回りに回転可能な回転ステージ３３を介して原形レンズ５を保持するレンズ保持部３４が設置されている。
レンズ保持部３４は、原形レンズ５の軸方向基準面５ｄを下方で受けて、径方向基準面５ｃを側方から支持する位置決め部３４ａを備える。これにより、原形レンズ５は、その光軸Ｏ５が基準軸線Ｐ３０と同軸となるように第２レンズ面５ｂが上方に向けた姿勢で保持される。
レンズ保持部３４および回転ステージ３３は、原形レンズ５のレンズ有効領域内に下方から光を照射できるように、中心部に開口が設けられており、支持台３２を鉛直方向に貫通する開口３２ａの中心軸と同軸に配置されている。
開口３２ａの下方のベース３１上には、ＵＶ光を照射するＵＶ光源３９が配置されている。
【００６６】
また、ベース３１上には、基準軸線Ｐ３０に沿う方向に移動可能な直動ステージ３６を支持する支柱部３５が立設されている。
直動ステージ３６の下面には、レンズ保持部３４の中心部に対向する位置に、第３レンズ面６ｂの形状を成形する成形型部３８（成形型）が、成形型移動部３７を介して配置されている。
成形型移動部３７は、成形型部３８を鉛直軸に直交する２軸方向の移動する２軸ステージ３７Ａと、成形型部３８を鉛直軸に対して一方向に傾斜させるゴニオステージ３７Ｂとを備える。
回転ステージ３３、直動ステージ３６、および成形型移動部３７は、それぞれの動作を制御する制御部４０と電気的に接続されている。
制御部４０は図示略の配線により、補正値解析装置１３と通信可能に接続されており、補正値解析装置１３が算出した光学パラメータの補正値を受信できるようになっている。
【００６７】
このような構成により、成形型部３８の成形面３８ａは、装置の基準軸線Ｐ３０に沿う方向の相対移動と、互いに直交しかつ基準軸線Ｐ３０に対してそれぞれ直交する２軸方向の相対移動が可能である。また、レンズ保持部３４に保持された原形レンズ５を回転ステージ３３によって回転させつつ、ゴニオステージ３７Ｂを駆動することにより、第２レンズ面５ｂの光軸Ｏ５に対して、任意方向へ相対的に傾動させることが可能である。
【００６８】
付加レンズ部加工装置３０によって、第２レンズ７を製造するには、図１１（ａ）に示すように、レンズ保持部３４に原形レンズ５を位置合わせして保持させる。このとき、原形レンズ５は、例えば、径方向基準面５ｃなどにマーキングするなどして、図示略の位置決め部３４ａの基準位置に対する保持時の相対位置を特定できるようにしておく。
次に、第２レンズ面５ｂ上に、付加レンズ部６を成形するために必要となる成形材料Ｍを滴下または塗布する。成形材料Ｍとしては、一例として、原形レンズ５の硝材と屈折率が等しい紫外線硬化型樹脂を採用している。
【００６９】
次に、制御部４０は、図１１（ｂ）に示すように、補正値解析装置１３から送出された光学パラメータの補正値に基づいて成形型移動部３７および回転ステージ３３を駆動し、第２レンズ面５ｂに対する成形型部３８のシフト量、シフト方向、およびチルト量を、それぞれ第３レンズ面６ｂのシフト量δ６ｂ、シフト方向θ６ｂ、およびチルト量ε６ｂに一致させる。
次に、制御部４０は、直動ステージ３６を駆動して、成形型部３８を基準軸線Ｐ３０に沿って移動し、成形面３８ａと第２レンズ面５ｂとの間の面間隔が、補正値解析装置１３から送出されたΔｚになるようにする（図１２参照）。
このような成形型部３８の移動に伴って、第２レンズ面５ｂと成形面３８ａとの間に挟まれた成形材料Ｍは、第２レンズ面５ｂの外周部に向かって隙間なく塗り拡げられ、第２レンズ面５ｂと成形面３８ａとの間に、成形材料Ｍの層状部が形成される。
この状態で、ＵＶ光源３９を点灯し、ＵＶ光３９ａを原形レンズ５に向けて照射する。照射されたＵＶ光３９ａは、第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂを透過して、成形材料Ｍに照射される。これにより、成形材料Ｍが硬化して、第２レンズ面５ｂと成形面３８ａとの間に付加レンズ部６が形成される。成形材料Ｍが硬化した後、成形型部３８を上方に移動させて付加レンズ部６から脱型する。このようにして、第２レンズ７が製造される。
以上で、レンズ製造工程Ｓ４が終了する。
【００７０】
次に、第２の組立工程Ｓ５を行う。本工程は、レンズ製造工程Ｓ４で製造された第２レンズ７を小組立体４に組み立てる工程である。
本実施形態では、図２に示すように第２レンズ７の第１レンズ面５ａを小組立体４の第２レンズ面２ｂに対向させて、第２レンズ径方向保持面３ｃ内に挿入し、軸方向基準面５ｄと第２レンズ軸方向保持面３ｄとを当接させる。
このとき、第２レンズ７の中心軸線Ｐ３回りの位置は、レンズ保持枠３に形成された図示略のマークと、原形レンズ５に形成された図示略のマークとを位置合わせすることにより位置決めしておく。これにより、第２レンズ７の付加レンズ部加工装置３０における基準軸Ｐ３０回りの位置と、レンズ保持枠３における中心軸線Ｐ３回りの位置とが一致した状態で、第２レンズ７が小組立体４に組み立てられていく。
本実施形態では、径方向基準面５ｃの直径Ｄ５ｃと、第２レンズ径方向保持面３ｃの内径ｄ３ｃとの寸法差は十分小さいため、挿入後の径方向の位置調整は必要ない。このように第２レンズ７を挿入したら、平面部５ｅと第２レンズ径方向保持面３ｃとで構成される隅部に接着剤を塗布し、硬化させて接着部９を形成する。
これにより、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、小組立体４に第２レンズ７が固定され、光学ユニット１が組み立てられる。
以上で、第２の組立工程Ｓ５が終了する。
【００７１】
ここで、本実施形態の第１の組立工程Ｓ１、光学特性測定工程Ｓ２、および光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３は、本実施形態の組立用レンズの設計方法を構成している。
【００７２】
このようにして組み立てられた光学ユニット１において、第２レンズ７は、小組立体４の光学特性の測定結果に基づいて、原形レンズ５に付加レンズ部６を形成しているため、光学パラメータの設計値からのずれ量に基づく第１の光学系の光学特性の劣化が補正されている。このため、例えば、図８に示すように、第１レンズ２の光軸Ｏ２’がチルトずれを起こしている場合にも、第２レンズ７を透過した光束Ｌ７’の波面収差が補正される。
このように、本実施形態の製造方法によれば、組み付け位置の調整を行うことなく簡単な作業によって良好な光学特性が得られる。
付加レンズ部６を形成するために必要な光学特性は、シャックハルトマンセンサー１２によって波面測定を行うことで測定されるため、きわめて迅速に測定することができる。また、付加レンズ部６は、測定装置２０とは別に設けられた付加レンズ部加工装置３０によって形成されるため、測定装置２０では小組立体４を変えて測定のみを行えばよく、効率的に測定作業を行うことができる。
このため、光学特性測定工程Ｓ２および光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３と、レンズ製造工程Ｓ４とを、異なる小組立体４、第２レンズ７に対しては並行して行うことで、生産性を向上することができる。
【００７３】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図１３（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図である。図１３（ｂ）は、第１変形例の光学組立体の模式的な光路図である。
【００７４】
図１３（ａ）に示すように、本変形例の光学組立体の製造方法で製造された光学ユニット４１（光学組立体）は、上記第１の実施形態の第２レンズ７に代えて、第２レンズ４７（第ｎレンズ、組立用レンズ）を備える。
第２レンズ４７は、上記第１の実施形態の第２レンズ７の付加レンズ部６を削除し、付加レンズ部４６（付加部）を追加したものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７５】
付加レンズ部４６は、小組立体４における第１レンズ２の製造誤差、組立誤差に起因する第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を補正するために、原形レンズ５の第１レンズ面５ａおよび軸方向基準面５ｄ上に密着して光透過性材料が付加された形状部分である。
付加レンズ部４６の表面には、第１レンズ面５ａと同じ面形状を有し、第１レンズ面５ａから離間した位置に形成された第３レンズ面４６ａと、第３レンズ面４６ａの外周部において軸方向基準面５ｄに重なる位置において、軸方向基準面５ｄから突出して設けられた軸方向位置決め部４６ｄとが形成されている。
軸方向位置決め部４６ｄは、本変形例では、軸方向基準面５ｄをレンズ保持枠３の第２レンズ軸方向保持面３ｄから中心軸線Ｐ３に沿って一定距離だけ離間させる形状に設けられる。
したがって、軸方向位置決め部４６ｄは、軸方向基準面５ｄ全体を覆う一定厚さの層状に形成されていてもよいし、軸方向基準面５ｄの一部から一定高さだけ突出する複数の突起部として形成されていてもよい。
【００７６】
第１レンズ面５ａ対する第３レンズ面４６ａの配置位置および姿勢と、軸方向位置決め部４６ｄの軸方向基準面５ｄから突出量とは、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量に応じて、上記第１の実施形態と同様にして決定される。
図１３（ａ）、（ｂ）に示す例では、第１レンズ２の光軸Ｏ２’が理想状態に対して図示紙面内でチルトしているため、第３レンズ面４６ａは、その光軸Ｏ４６ａが、光軸Ｏ５ａに対して光軸Ｏ２’と反対方向に傾斜した姿勢で形成されている。
【００７７】
本変形例によれば、付加レンズ部４６が軸方向位置決め部４６ｄを有しているため、第１レンズ２の第２レンズ面２ｂと原形レンズ５の第１レンズ面５ａとの間の面間隔を増大させることが可能である。例えば、第３レンズ面４６ａのチルト量やシフト量が大きくなる結果、付加レンズ部４６の第３レンズ面４６ａの突出量が、全体光学系の設計上の第２レンズ面２ｂと第１レンズ面５ａとの間の面間隔よりも大きくなってしまう場合に、軸方向位置決め部４６ｄの第１レンズ面５ａからの突出量を調整することで、第３レンズ面４６ａと第２レンズ面２ｂとの干渉を回避することができる。
【００７８】
このような付加レンズ部４６は、例えば、第１レンズ面５ａおよび軸方向基準面５ｄ上に光透過性の硬化性樹脂材料を塗布して、第３レンズ面４６ａの形状を転写する成形型を用いた成形を行うことにより付加することができる。
付加レンズ部４６を形成する樹脂材料の硬化時の屈折率、アッベ数は、原形レンズ５の屈折率、アッベ数と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
以下では、一例として、付加レンズ部４６の屈折率、アッベ数は、原形レンズ５と同一であるとして説明する。この場合、付加レンズ部４６との境界面である第１レンズ面５ａでは、屈折が起こらない。このため、第２レンズ４７は、第１面が第１レンズ面５ａの光軸Ｏ５ａに対して偏心した第３レンズ面４６ａ、第２面が第２レンズ面５ｂで構成されたメニスカスレンズになっている。
【００７９】
このような構成の光学ユニット４１は、上記第１の実施形態と略同様にして、第１の組立工程Ｓ１、光学特性測定工程Ｓ２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３、レンズ製造工程Ｓ４、および第２の組立工程Ｓ５をこの順に行うことにより製造することができる。
なお、本変形例の第１の第１の組立工程Ｓ１と光学特性測定工程Ｓ２とは、上記第１の実施形態におけるそれらの工程とまったく同様の工程であるため、説明を省略する。
【００８０】
本変形例の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３は、第１の光学系における収差を相殺するために補正値解析装置１３によって算出する光学パラメータの補正値が、主として、付加レンズ部４６によって創成すべき第３レンズ面４６ａの配置位置、または配置位置および配置姿勢である点が上記第１の実施形態と異なる。
第３レンズ面４６ａを設けることで、第２レンズ４７自体に、例えば、収差の非回転対称成分であるコマ収差、非点収差を発生させることができる。このため、第３レンズ面４６ａの配置位置および配置姿勢を適宜設定することにより、小組立体４の第１の光学系に発生するコマ収差、非点収差を相殺することが可能になる。
ただし、本変形例では、付加レンズ部４６が軸方向位置決め部４６ｄを有するため、中心軸線Ｐ３に沿う第２レンズ面５ｂの配置位置も変化する。
このため、補正値解析装置１３は、第３レンズ面４６ａの配置位置、または配置位置および配置姿勢を変化させるとともに、第３レンズ面４６ａが第２レンズ面２ｂとが干渉しないように軸方向位置決め部４６ｄの突出量、すなわち、第２レンズ面５ｂの中心軸線Ｐ３上の配置位置を変化させて、収差補正の最適化を図る演算を行う。
【００８１】
このようにして、小組立体４に原形レンズ５を理想状態に配置した場合に透過する光束Ｌ５’（図６（ｂ）参照）の波面収差の設計値からのずれ量を補正するための、第３レンズ面４６ａの配置位置および配置姿勢と、軸方向位置決め部４６ｄの突出量とが算出されたら、補正値解析装置１３は、算出結果を、上記第１の実施形態と同様に、小組立体４の識別情報とともに通信回線を通じて付加レンズ部加工装置３０に送出する。
例えば、図１３（ｂ）に示すように、第３レンズ面４６ａとして、第２レンズ面５ｂと同一の面形状の非球面を図示時計回りにチルト偏心させるとともに、第２レンズ面２ｂおよび第１レンズ面５ａから適宜離間させ、適宜シフト偏心させた配置位置および配置姿勢が出力される。
例えば、付加レンズ部４６を全体光学系の設計上の第２レンズの光学パラメータの補正値として、下記式（６）〜（１０）のようなｚ４６ａ、δ４６ａ、θ４６ａ、ε４６ａ、ｄ４７に関する情報、または付加レンズ部４６を形成しないことが出力される。
【００８２】
ｚ４６ａ＝ｚ５ａ−Δｚ                                            ・・・（６）
δ４６ａ＝Δδ                                                    ・・・（７）
θ４６ａ＝Δθ                                                    ・・・（８）
ε４６ａ＝Δε                                                    ・・・（９）
ｄ４７＝ｄ５＋Δｚ＋Δｄ                                          ・・・（１０）
【００８３】
ここで、Δｄは、軸方向基準面５ｄからの軸方向位置決め部４６ｄの突出量である（図１３（ａ）参照）。
なお、図１３（ａ）では、第３レンズ面４６ａが、軸方向位置決め部４６ｄよりも突出している位置関係を描いているが、これは一例であって、ΔｚとΔｄとは独立に変えることができる。例えば、Δｄ＞Δｚとすることで、第３レンズ面４６ａをレンズ設計上の位置よりも第２レンズ面２ｂから離間させることも可能である。
【００８４】
このような光学パラメータで表される第３レンズ面４６ａ、軸方向位置決め部４６ｄの第１レンズ面５ａ、軸方向基準面５ｄ上に創成すると、例えば、図１３（ｂ）に示すように、光束Ｌ２’は、第２レンズ４７の屈折作用により、光軸Ｏ２’の偏心が相殺され、第２レンズ面５ｂから出射された光束Ｌ４７’は、基準軸線Ｏ１に略平行（平行の場合も含む）に進むようになる。
【００８５】
付加レンズ部４６を形成する場合には、上記第１の実施形態と同様にして、付加レンズ部４６の加工情報が、通信回線を通じて付加レンズ部加工装置３０に送出される。
以上で、本変形例の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３が終了する。
【００８６】
次に、本変形例のレンズ製造工程Ｓ４を行う。本工程は、原形レンズ５に対して付加レンズ部６に代えて、付加レンズ部４６を形成して、第２レンズ４７を製造する点のみが上記第１の実施形態のレンズ製造工程Ｓ４と異なる。
このため、図示は省略するが、付加レンズ部加工装置３０の成形型部３８の成形面３８ａは、第１レンズ面５ａの面形状に変更し、原形レンズ５は、第１レンズ面５ａを成形型部３８に対向する状態にレンズ保持部３４に保持させる。
これにより第３レンズ面４６ａは、上記第１の実施形態と同様にして形成できる。
一方、軸方向位置決め部４６ｄは、成形型部３８の外周側に、軸方向位置決め部４６ｄを形成するための高さ調整可能な成形型部を設けておくことにより、第３レンズ面４６ａと同時に形成することができる。
ただし、軸方向位置決め部４６ｄは、第３レンズ面４６ａの成形とは別の成形工程によって形成してもよい。
また、軸方向位置決め部４６ｄは、予め適宜厚さの層状部または突出部を、例えば、成形、堆積、接合などによって形成した後、この層状部または突起部の厚さを、機械加工やエッチングなどによって調整することによって形成してもよい。
第３レンズ面４６ａおよび軸方向位置決め部４６ｄが形成できたら、本変形例のレンズ製造工程Ｓ４が終了する。
【００８７】
次に、本変形例の第２の組立工程Ｓ５を行う。本工程は、小組立体４に、第２レンズ７に代えて、第２レンズ４７を組み立てる点のみが上記第１の実施形態の第２の組立工程Ｓ５と異なる。
【００８８】
このようにして組み立てられた光学ユニット４１において、第２レンズ４７は、小組立体４の光学特性の測定結果に基づいて、原形レンズ５に付加レンズ部４６を形成しているため、例えば偏心等の設計値からのずれ量に基づく第１の光学系の光学特性の劣化が補正されている。このため、上記第１の実施形態と同様、例えば、図１３（ｂ）に示すように、第１レンズ２の光軸Ｏ２’がチルトずれを起こしている場合にも、第２レンズ４７を透過した光束Ｌ４７’の波面収差が補正される。
このように、本変形例の製造方法によれば、組み付け位置の調整を行うことなく簡単な作業によって良好な光学特性が得られる。
特に、本変形例では、第１の光学系に隣接する第３レンズ面４６ａの配置位置および配置姿勢を変更することができるため、効率的に波面収差を補正することができる。
また、付加レンズ部４６に軸方向位置決め部４６ｄを設けるため、レンズ設計上、第１の光学系の最終面と第２レンズの第１面との間の面間隔が狭い場合でも、第３レンズ面４６ａが第２レンズ面２ｂと干渉しない状態位置関係に離すことが可能となるため、第３レンズ面４６ａのチルト量、シフト量の変更範囲を広くとることができる。
また、軸方向位置決め部４６ｄを設けるため、第２レンズ面２ｂと第３レンズ面４６ａとの間の面間隔と、第３レンズ面４６ａと第２レンズ面５ｂとの間の面間隔との変更の自由度が向上する。
また、軸方向位置決め部４６ｄを設けるため、第３レンズ面４６ａを設計上の位置からのチルト量のみ、またはシフト量のみを変更することが可能となる。
【００８９】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図１４（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図である。図１４（ｂ）は、第２変形例の光学組立体の模式的な光路図である。
【００９０】
図１４（ａ）に示すように、本変形例の光学組立体の製造方法で製造された光学ユニット５１（光学組立体）は、上記第１の実施形態の第２レンズ７に代えて、第２レンズ５７（第ｎレンズ、組立用レンズ）を備える。
第２レンズ５７は、上記第１の実施形態の第２レンズ７の付加レンズ部６を削除し、付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂ（付加部）を追加したものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９１】
付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂは、小組立体４における第１レンズ２の製造誤差、組立誤差に起因する第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を補正するために、光透過性材料が付加された形状部分である。
付加レンズ部５６Ａは、原形レンズ５の第１レンズ面５ａ上に密着して形成され、付加レンズ部５６Ｂは、原形レンズ５の第２レンズ面５ｂ上に密着して形成されている。
付加レンズ部５６Ａの表面には、第１レンズ面５ａと同じ面形状を有し、第１レンズ面５ａから離間した位置に第３レンズ面５６ａが形成されている。
付加レンズ部５６Ｂの表面には、第２レンズ面５ｂと同じ面形状を有し、第２レンズ面５ｂから離間した位置に第４レンズ面５６ｂが形成されている。
本変形例では、第３レンズ面５６ａは軸方向基準面５ｄ上に進出しておらず、第４レンズ面５６ｂは平面部５ｅ上に進出していない。
【００９２】
第１レンズ面５ａ対する第３レンズ面５６ａの配置位置および姿勢と、第２レンズ面５ｂ対する第４レンズ面５６ｂの配置位置および姿勢とは、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量に応じて、上記第１の実施形態と同様にして決定される。
図１４（ａ）、（ｂ）に示す例では、第１レンズ２の光軸Ｏ２’が理想状態に対して図示紙面内でチルトしている。このため、第３レンズ面５６ａは、その光軸Ｏ５６ａが、光軸Ｏ５ａに対して光軸Ｏ２’と反対方向に傾斜した姿勢で形成されている。また、第４レンズ面５６ｂは、その光軸Ｏ５６ｂが、光軸Ｏ５ｂに対して光軸Ｏ２’と反対方向に傾斜した姿勢で形成されている。
【００９３】
このような付加レンズ部５６Ａ（５６Ｂ）は、上記第１の実施形態と同様に、第１レンズ面５ａ（第２レンズ面５ｂ）上に光透過性の硬化性樹脂材料を塗布して、第３レンズ面５６ａ（第４レンズ面５６ｂ）の形状を転写する成形型を用いた成形を行うことにより付加することができる。
付加レンズ部５６Ａ（５６Ｂ）を形成する樹脂材料の硬化時の屈折率、アッベ数は、原形レンズ５の屈折率、アッベ数と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
以下では、一例として、付加レンズ部５６Ａ（５６Ｂ）の屈折率、アッベ数は、原形レンズ５と同一であるとして説明する。この場合、付加レンズ部５６Ａ（５６Ｂ）との境界面である第１レンズ面５ａ（第２レンズ面５ｂ）では、屈折が起こらない。このため、第２レンズ５７は、第１面が第１レンズ面５ａの光軸Ｏ５ａに対して偏心した第３レンズ面４６ａ、第２面が第２レンズ面５ｂの光軸Ｏ５ｂに対して偏心した第４レンズ面５６ｂで構成されたメニスカスレンズになっている。
【００９４】
このような構成の光学ユニット５１は、上記第１の実施形態と略同様にして、第１の組立工程Ｓ１、光学特性測定工程Ｓ２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３、レンズ製造工程Ｓ４、および第２の組立工程Ｓ５をこの順に行うことにより製造することができる。
なお、本変形例の第１の第１の組立工程Ｓ１と光学特性測定工程Ｓ２とは、上記第１の実施形態におけるそれらの工程とまったく同様の工程であるため、説明を省略する。
【００９５】
本変形例の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３は、第１の光学系における収差を相殺するために補正値解析装置１３によって算出する光学パラメータの補正値が、主として、付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂによって創成すべき第３レンズ面５６ａ、第４レンズ面５６ｂの配置位置、または配置位置および配置姿勢である点が上記第１の実施形態と異なる。
すなわち、上記第１の実施形態、第１変形例では、原形レンズ５に１つのレンズ面を創成して第２レンズを形成したのに対して、本変形例では、原形レンズ５に１つのレンズ面を創成して第２レンズ５７を形成する点が異なる。その際、第３レンズ面５６ａ、第４レンズ面５６ｂの配置位置および配置姿勢は、互いに独立に変更することができる。
このため、第３レンズ面５６ａ、第４レンズ面５６ｂに補正機能を分散させることができるため、上記第１の実施形態や第１変形例に比べて、収差補正の自由度が向上し、第１の光学系の設計値からのずれ量が同じであれば、上記第１の実施形態や第１変形例よりも、良好な収差補正を行うことが可能になる。特に、第２レンズ５７自体に、コマ収差、非点収差を発生させやすくなり、小組立体４の第１の光学系に発生するコマ収差、非点収差を相殺することが容易となる。
また、第１の光学系の設計値からのずれ量が同じであれば、上記第１の実施形態や第１変形例に比べて、各付加厚さを低減することが可能になる。
【００９６】
このため、補正値解析装置１３は、第１の光学系の波面収差の設計値からのずれ量を相殺できるように、第３レンズ面５６ａ、第４レンズ面５６ｂの配置位置、または配置位置および配置姿勢を変化させる。その際、第３レンズ面５６ａの配置は、第３レンズ面５６ａと第２レンズ面２ｂとが干渉しない範囲で変化させて、収差補正の最適化を図る演算を行う。
算出された光学パラメータの補正値の種類は、上記第１の実施形態、上記第１変形例と同様（ただしΔｄを除く）で、具体的な値が異なるのみであるため、説明は省略する。
【００９７】
このようにして、第３レンズ面５６ａ、第４レンズ面５６ｂの配置位置および配置姿勢が算出されたら、補正値解析装置１３は、算出結果を、図示略の表示部やプリンタに出力する。
例えば、図１４（ｂ）に示すように、第３レンズ面５６ａ（第４レンズ面５６ｂ）として、第１レンズ面５ａ（第２レンズ面５ｂ）と同一の面形状の非球面を図示時計回りにチルト偏心させるとともに、第１レンズ面５ａ（第２レンズ面５ｂ）から適宜離間させ、適宜シフト偏心させた配置位置および配置姿勢の情報、または、付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂを形成しないことが出力される。
算出された光学パラメータで表される第３レンズ面５６ａ、第４レンズ面５６ｂを、原形レンズ５上に創成すると、例えば、図１４（ｂ）に示すように、光束Ｌ２’は、第２レンズ５７の屈折作用により、光軸Ｏ２’の偏心が相殺され、第４レンズ面５６ｂから出射された光束Ｌ５７’は、基準軸線Ｏ１に略平行（平行の場合も含む）に進むようになる。
【００９８】
付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂを形成する場合には、上記第１の実施形態と同様にして、付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂの加工情報が、通信回線を通じて付加レンズ部加工装置３０に送出される。
以上で、本変形例の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３が終了する。
【００９９】
次に、本変形例のレンズ製造工程Ｓ４を行う。本工程は、原形レンズ５に対して付加レンズ部６に代えて、付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂを形成して、第２レンズ５７を製造する点のみが上記第１の実施形態のレンズ製造工程Ｓ４と異なる。
このため、本工程では、上記第１の実施形態と同様に付加レンズ部加工装置３０を用いて、付加レンズ部５６Ａを形成する工程と、付加レンズ部５６Ｂを形成する工程とを行う。形成順序はどちらが先でもよいが、例えば、第１レンズ面５ａに付加レンズ部５６Ａを形成した後、このレンズをレンズ保持部３４上で反転させ、成形型部３８の成形面３８ａを変更して、付加レンズ部５６Ｂを形成する。
以上で、本変形例のレンズ製造工程Ｓ４が終了する。
【０１００】
次に、本変形例の第２の組立工程Ｓ５を行う。本工程は、小組立体４に、第２レンズ７に代えて、第２レンズ５７を組み立てる点のみが上記第１の実施形態の第２の組立工程Ｓ５と異なる。
【０１０１】
このようにして組み立てられた光学ユニット５１において、第２レンズ５７は、小組立体４の光学特性の測定結果に基づいて、原形レンズ５に付加レンズ部５６Ａ、５６Ｂを形成しているため、例えば偏心等の設計値からのずれ量に基づく第１の光学系の光学特性の劣化が補正されている。このため、上記第１の実施形態と同様、例えば、図１４（ｂ）に示すように、第１レンズ２の光軸Ｏ２’がチルトずれを起こしている場合にも、第２レンズ５７を透過した光束Ｌ５７’の波面収差が補正される。
このように、本変形例の製造方法によれば、組み付け位置の調整を行うことなく簡単な作業によって良好な光学特性が得られる。
特に、本変形例では、収差補正の負荷が、第３レンズ面５６ａと、第４レンズ面５６ｂとに分散される。このため、第３レンズ面５６ａの突出量を抑制することができるため、レンズ設計上、第１の光学系の最終面と第２レンズの第１面との間の面間隔が狭い場合でも良好な収差補正を行うことが可能である。
【０１０２】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例について説明する。
本変形例は、上記第１の実施形態と同様に、小組立体４と第２レンズ７とを組み立てて光学ユニット１を製造するが、図４に示すように、上記第１の実施形態の、光学特性測定工程Ｓ２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３に代えて、光学特性測定工程Ｓ１２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ１３を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１０３】
本変形例の光学特性測定工程Ｓ１２は、小組立体４に対して、光学設計の設計上の配置位置に、第２レンズに相当する仮組みレンズとして原形レンズ５を仮組みした状態で、測定装置２０によって第２の光学系の光学特性を測定する点が上記第１の実施形態と異なる。
原形レンズ５は、付加レンズ部６を付加して小組立体４に実際に組み立てる原形レンズ５でもよいが、測定用に用意された治具レンズでもよい。
原形レンズ５の仮組みは、レンズ保持枠３の第２レンズ径方向保持面３ｃの内部に原形レンズ５の軸方向基準面５ｄを挿入し、軸方向基準面５ｄを第２レンズ軸方向保持面３ｄに当接させる。測定中に原形レンズ５が移動しないように、必要に応じて、適宜の治具を用いて、原形レンズ５の位置を固定する。
【０１０４】
また、本変形例では、測定する光学系が変わるため、波面変換レンズ１１は、小組立体４および原形レンズ５で構成される第２の光学系の焦点位置に基準光束Ｌ０を集光する位置に波面変換レンズ１１を配置する。
【０１０５】
本変形例の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ１３は、上記第１の実施形態と同様に、光学特性の測定結果に基づいて、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、少なくとも第２レンズ自体の光学パラメータをその設計値から変更することにより、ずれ量を補正する第２レンズの光学パラメータの補正値を算出する工程である。
ただし、光学特性の測定結果が、第２の光学系の光学特性であるため、測定結果における原形レンズ５の寄与分を除去することにより、上記第１の実施形態のように、第１の光学系の収差を算出する演算処理を行う点が上記第１の実施形態と異なる。
すなわち、図６（ｂ）に示すように、偏心した第１レンズ２に原形レンズ５を仮組みすると、原形レンズ５を透過した光束Ｌ５’の波面収差は、第１の光学系の波面収差に、原形レンズ５による設計上の波面収差が加算されるため、光学シミュレーションソフトを用いて、光束Ｌ５’の波面収差から、第１の光学系による波面収差を算出することが可能である。
このように、第１の光学系の波面収差が求まるため、後は、上記第１の実施形態の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３と同様にして光学パラメータの補正値を算出する。
【０１０６】
本変形例によれば、光学特性測定工程Ｓ１２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３が異なるのみで、上記第１の実施形態と同様に、光学ユニット１の組み立てを行うことができる。
本変形例の第１の組立工程Ｓ１、光学特性測定工程Ｓ１２、および光学パラメータ補正値算出工程Ｓ１３は、本変形例の組立用レンズの設計方法を構成している。
【０１０７】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例の光学組立体の製造方法について説明する。
図１５は、本発明の第１の実施形態の第４変形例の光学組立体の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。
【０１０８】
本変形例の光学組立体の製造方法について、上記第１の実施形態の光学ユニット１を組み立てる場合の例で説明する。
本変形例は、原形レンズ５の外形状に無視できない製造誤差があっても、光学ユニット１の光学特性を良好に補正できるようにする方法である。このため、本変形例では、原形レンズ５に、小組立体４に組み立てると第１の光学系が設計値通りの光学系であっても、第２の光学系としての光学特性が劣化してしまうような製造誤差が含まれているものとして説明する。ただし、上記第１の実施形態の付加レンズ部６では、原形レンズ５の径方向基準面５ｃと第２レンズ径方向保持面３ｃとの間の隙間によって生じる組立時の偏心バラツキは補正できないため、径方向基準面５ｃの外径の誤差は、許容範囲内であるとする。
【０１０９】
本変形例の光学ユニット１の製造方法は、図１５に示すように、第１の組立工程Ｓ２１、形状誤差測定工程Ｓ２２、光学特性測定工程Ｓ２３、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４、レンズ製造工程Ｓ２５、および第２の組立工程Ｓ２６を備え、これらをこの順に行う。ただし、形状誤差測定工程Ｓ２２は、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４を開始するまでに終了していればよく、実行タイミングは、第１の組立工程Ｓ２１と光学特性測定工程Ｓ２３との間には限定されない。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１０】
第１の組立工程Ｓ２１は、上記第１の実施形態の第１の組立工程Ｓ１と同様な工程である。
【０１１１】
形状誤差測定工程Ｓ２２は、第２レンズ７の製造に用いる原形レンズ５の形状誤差を測定する工程である。
すなわち、本工程では、光学ユニット１における光学特性への寄与が大きい形状誤差、例えば、原形レンズ５の第１レンズ面５ａ、第２レンズ面５ｂの曲率半径、面間隔、偏心量を測定する。
これらの測定結果は、原形レンズ５を識別する製造番号などとともに、測定装置２０の補正値解析装置１３が利用できるようにしておく。例えば、補正値解析装置１３の外部記憶装置にこれらの測定結果等を記憶させておく。
以上で、形状誤差測定工程Ｓ２２が終了する。
【０１１２】
光学特性測定工程Ｓ２３は、上記第１の実施形態の光学特性測定工程Ｓ２と同様の工程である。
【０１１３】
光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４は、上記第１の実施形態の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３と同様に、光学特性の測定結果に基づいて、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を求め、第２レンズ自体の光学パラメータをその設計値から変更することにより、ずれ量を補正する第２レンズの光学パラメータの補正値を算出する工程である。ただし、光学パラメータの補正値の算出に当たって原形レンズ５の形状誤差の測定値を算入する点が上記第１の実施形態と異なる。
本工程では、まず、測定された小組立体４の識別情報を参照して、この小組立体４に組み立てる予定の原形レンズ５の形状誤差の情報を外部記憶装置から読み出す。
次に、補正値解析装置１３は、この形状誤差を含んだ原形レンズ５を、光学特性測定工程Ｓ２３で測定された光学特性を有する小組立体４に組み立てた場合に、付加レンズ部６によって創成すべき第３レンズ面６ｂに対応する光学パラメータの補正値を算出する。
具体的には、補正値解析装置１３は、第１の光学系の光学特性の測定結果と、第１レンズ面５ａの配置位置、配置姿勢、面形状に関する形状誤差とを考慮して、第３レンズ面６ｂの配置を設定する。その際、第２レンズ面５ｂの配置位置、配置姿勢、面形状に関する形状誤差を考慮して第３レンズ面６ｂと第２レンズ面５ｂとが干渉しない条件の下に、第３レンズ面６ｂの配置を設定する。
【０１１４】
例えば、原形レンズ５の第１レンズ面５ａがその設計上の光軸Ｏ５ａに対して、チルト偏心していたり、軸方向基準面５ｄに対する光軸に沿う方向の配置位置がずれていたりする場合、このチルト偏心や光軸に沿う方向の配置位置を算入した上で、第１の光学系の光学特性の設計値からのずれ量を補正するための、第３レンズ面６ｂの光学パラメータの候補を設定し、第３レンズ面６ｂ透過後の波面収差を算出する。
このとき、第３レンズ面６ｂの光学パラメータの候補を任意に設定すると、原形レンズ５の形状誤差によっては、第３レンズ面６ｂが第２レンズ面５ｂと干渉する位置関係になるため、第３レンズ面６ｂが第２レンズ面５ｂの全体から離間して第２レンズ面５ｂと干渉しない光学パラメータのみを採用する。
【０１１５】
そして、補正値解析装置１３は、この光学パラメータの候補に基づく第３レンズ面６ｂ透過後の波面収差を算出し、その設計値からのずれ量が許容値以下かどうかを判定する。許容値を超える場合は、第３レンズ面６ｂの光学パラメータの候補の設定を変えて、同様な計算を繰り返し、波面収差が許容値以下に収束したときに、この光学パラメータを、光学パラメータの補正値として出力する。
以上で、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４が終了する。
【０１１６】
レンズ製造工程Ｓ２５、第２の組立工程Ｓ２６は、上記第１の実施形態のレンズ製造工程Ｓ４、第２の組立工程Ｓ５と同様な工程である。
このようにして、光学ユニット１を製造することができる。
本変形例の第１の組立工程Ｓ２１、形状誤差測定工程Ｓ２２、光学特性測定工程Ｓ２３、および光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４は、本変形例の組立用レンズの設計方法を構成している。
【０１１７】
本変形例によれば、原形レンズ５の形状誤差の実測値に基づいて、第３レンズ面６ｂの光学パラメータの補正値を算出することができるため、原形レンズ５に形状誤差がある場合にも、良好な光学特性が得られる光学ユニット１を製造することができる。
【０１１８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の光学組立体の製造方法および組立用レンズの設計方法について説明する。
図１６は、本発明の第２の実施形態の光学組立体の製造方法で組み立てられた光学組立体の一例を示す断面図である。図１７（ａ）は、本発明の第２の実施形態の先組み組立体に組み立てる組立用レンズの一例を示す断面図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）におけるＣ視図である。
【０１１９】
本実施形態の光学組立体の製造方法は、上記第１の実施形態と、第ｎレンズの製造方法が異なる。すなわち、第１の実施形態では、第ｎレンズである組立用レンズを、第ｎレンズにおける光学パラメータの設計値に基づいて原形レンズを製造した後、この原形レンズの少なくともレンズ面を再加工することにより、補正値に基づいて製造する。これに対して、本実施形態では、第ｎレンズにおける光学パラメータの補正値に基づいた形状の第ｎレンズをレンズ材料から製造する。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２０】
以下では、一例として、光学組立体が、図１６に示す光学ユニット６１である場合の例で説明する。
光学ユニット６１は、上記第１の実施形態における光学ユニット１の第２レンズ７に代えて、第２レンズ６７（第ｎレンズ、組立用レンズ）を備える。
【０１２１】
第２レンズ６７は、上記第１の実施形態の原形レンズ５と同一のレンズ材料から製造された単レンズであり、原形レンズ５の第２レンズ面５ｂに代えて、第２レンズ面６７ｂを備える。
第２レンズ面６７ｂは、上記第１の実施形態における第３レンズ面６ｂと同じ面形状、配置位置、配置姿勢を有するレンズ面である。したがって、第２レンズ面６７ｂの光軸Ｏ６７ｂは、第１レンズ面５ａの光軸Ｏ５ａに対して、上記第１の実施形態における第３レンズ面６ｂの光軸Ｏ６ｂと同様の位置関係にある。
このため、第２レンズ６７は、上記第１の実施形態の第２レンズ７と同一の外形状を有しており、小組立体４に対して、第２レンズ７と同様の位置関係に組み立てられて、接着部９によって、第２レンズ７と同様に固定されている。
【０１２２】
このような構成の光学ユニット６１は、図４に示すように、第１の組立工程Ｓ３１、光学特性測定工程Ｓ３２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３３、レンズ製造工程Ｓ３４、および第２の組立工程Ｓ３５をこの順に行うことにより製造することができる。
【０１２３】
第１の組立工程Ｓ３１、光学特性測定工程Ｓ３２は、それぞれ、上記第１の実施形態の第１の組立工程Ｓ１、光学特性測定工程Ｓ２と全く同様の工程である。
【０１２４】
光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３３は、上記第１の実施形態の光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３３と略同様の工程である。すなわち、第２レンズ面６７ｂの光学パラメータがレンズ設計上の第２レンズの第２面の設計値通りでよい場合でも、設計値を光学パラメータの補正値として出力する点と、レンズ製造工程Ｓ３４の相違に応じて、加工情報の出力先が異なる点とを除いて同様の工程である。
【０１２５】
レンズ製造工程Ｓ３４は、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３３で算出された光学パラメータの補正値に基づいて、第２レンズ６７を製造する工程である。
第２レンズ６７の製造方法は、単レンズの製造方法であれば、特に限定されず、レンズ材料に応じて適宜の製造方法、例えば、切削研磨加工や、成形型を用いた成形加工などの製造方法を採用することができる。
以下では、一例として、図１８に示す成形装置７０を用いたガラスモールド成形の例で説明する。
【０１２６】
成形装置７０は、ガラス材料Ｇ（レンズ材料）を加熱して軟化させる加熱室７１と、軟化したガラス材料Ｇを成形するため、開口部７３ａを介して加熱室７１に隣接された成形室７３とを備える。開口部７３ａは、シャッタ７３ｂによって開閉可能とされ、シャッタ７３ｂが閉じられた際には成形室７３の気密が保たれるようになっている。
加熱室７１は、側面部に、搬送部８０に保持されたガラス材料Ｇを搬入するため、図示略のシャッタによって開閉可能に設けられた搬入口７１ａが設けられており、内部にはガラス材料Ｇを加熱するヒータ７２を備えている。
搬送部８０は、シャッタ７３ｂが開放された際には、加熱軟化したガラス材料Ｇを成形室７３の内部に搬送できるようになっている。
【０１２７】
成形室７３は、図示略の真空ポンプおよび不活性ガス供給源を備え、シャッタ７３ｂが閉じられた際に、室内に低圧の不活性雰囲気を形成できるようになっている。
成形室７３の天井面には、第２レンズ６７の第２レンズ面６７ｂの面形状をガラス材料Ｇに転写するための成形面７８ｂを有する固定型部７８Ｂ（成形型）が設けられている。  固定型部７８Ｂの下方には、成形室７３の下面に設置された成形型移動部７７によって移動可能に支持された可動型部７８Ａ（成形型）が配置されている。可動型部７８Ａは、その上面に、第２レンズ６７の第１レンズ面５ａの面形状をガラス材料Ｇに転写するための成形面７８ａを備えている。
なお、固定型部７８Ｂ、可動型部７８Ａは、図示略のヒータによって温度制御されている。
【０１２８】
成形型移動部７７は、第２レンズ面６７ｂの光軸Ｏ６７ｂに対応する成形面７８ｂの中心軸線Ｏ７８ｂに沿う方向に進退するＺ軸ステージ７４と、互いに直交しかつ中心軸線Ｏ７８ｂにそれぞれ直交する２軸方向に移動可能なＸＹ軸ステージ７５と、中心軸線Ｏ７８ｂに対して１軸方向に傾動可能とされ、可動型部７８Ａを保持するゴニオステージ７６とが、成形室７３の底面からこの順次積載されたものである。
成形型移動部７７は、制御部７９と通信可能に接続され、制御部７９からの制御信号に応じて、Ｚ軸ステージ７４、ＸＹ軸ステージ７５、およびゴニオステージ７６のそれぞれの移動量が制御されるようになっている。
制御部７９は、補正値解析装置１３から送出される加工情報に基づいて、成形面７８ｂに対する成形面７８ａの相対位置関係が、補正値解析装置１３で算出された光学パラメータの補正値に相当する相対位置関係となるように、成形型移動部７７の動作を制御するものである。
【０１２９】
このような構成の成形装置７０によって第２レンズ６７を製造するには、まず、搬送部８０によってガラス材料Ｇを加熱室７１内に搬入し、ガラス材料Ｇをヒータ７２によって軟化するまで加熱する。
次に、シャッタ７３ｂを開放して、搬送部８０を駆動して、低圧の不活性雰囲気とされた成形室７３内に軟化したガラス材料Ｇを搬送し、図１８に示すように、成形面７８ａ上に載置する。載置終了後、搬送部８０は加熱室７１に退避させ、シャッタ７３ｂを閉鎖する。
このとき、固定型部７８Ｂ、可動型部７８Ａは、ガラス材料Ｇと略同等の温度に昇温しておく。
【０１３０】
次に、制御部７９は、補正値解析装置１３から送出された加工情報に基づいて、ＸＹステージ７５、ゴニオステージ７６の駆動量を制御し、中心軸線Ｏ７８ｂに交差する方向の成形面７８ａの位置、および中心軸線Ｏ７８ｂに対する傾斜量を、第２レンズ６７における光軸Ｏ６７ｂに対する第１レンズ面５ａの位置および傾斜量に合わせる。
次に、制御部７９は、Ｚ軸ステージ７４を中心軸線Ｏ７８ｂに沿って上昇させ、成形面７８ｂ、７８ａの間の面間隔が、第２レンズ６７の面間隔に等しくなるまで移動し、その位置を保持する。
これにより、成形面７８ｂ、７８ａの間に挟まれたガラス材料Ｇが、押圧され、成形面７８ｂ、７８ａの形状に倣って変形する。この状態で、固定型部７８Ｂ、可動型部７８Ａを降温させて、ガラス材料Ｇを冷却する。
ガラス材料Ｇが固化するまで、冷却が進んだら、制御部７９は、Ｚ軸ステージ７４を下降して、固化したガラス材料Ｇからなる成形品を脱型する。この成形品の表面には、成形面７８ａ、７８ｂの形状がそれぞれ転写され、これより、第２レンズ６７の第１レンズ面５ａと第２レンズ面６７ｂとが成形されている。
脱型した成形品は、成形室７３の外部に取り出して、図示略の心取り加工機によって、成形された第１レンズ面５ａを基準として、心取り加工を行い、軸方向基準面５ｄ、径方向基準面５ｃ、平面部５ｅの形状を加工する。
このようにして、第２レンズ６７が製造され、レンズ製造工程Ｓ３４が終了する。
【０１３１】
次に行う第２の組立工程Ｓ３５は、上記第１の実施形態の第２の組立工程Ｓ５と全く同様の工程である。
このようにして、光学ユニット６１が製造することができる。
本実施形態の第１の組立工程Ｓ３１、光学特性測定工程Ｓ３２、および光学パラメータ補正値算出工程Ｓ３３は、本実施形態の組立用レンズの設計方法を構成している。
【０１３２】
このようにして組み立てられた光学ユニット６１において、第２レンズ６７は、小組立体４の光学特性の測定結果に基づいて、外形形状が形成されているため、光学パラメータの設計値からのずれ量に基づく第１の光学系の光学特性の劣化が補正されている。このため、上記第１の実施形態と同様にして第２レンズ６７を透過した光束の波面収差が補正される。
このように、本実施形態の製造方法によれば、組み付け位置の調整を行うことなく簡単な作業によって良好な光学特性が得られる。
【０１３３】
なお、上記の各実施形態、各変形例の説明では、一例として、光学組立体を構成するレンズの個数Ｎが２であり、第１の光学系が、第１レンズ２のみからなる場合の例で説明したが、光学組立体のレンズの個数Ｎは３以上の適宜数でもよく、第１の光学系は、２個以上のレンズで構成されていてもよい。また、光学組立体には、Ｎ個のレンズ以外にレンズ以外の光学素子を含んでいてもよい。
光学組立体のレンズの個数Ｎが３以上の光学組立体の場合、本発明の光学組立体の製造方法および組立用レンズの設計方法は、第２レンズから第Ｎレンズのうちから選択された１以上の第ｎレンズの組み立て、および設計に適用することができる。
【０１３４】
また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、第ｎレンズの光学パラメータとして、レンズ面のシフト量、チルト量、全体光学系の光軸に沿う方向の配置位置、レンズ面間の面間隔を変更した場合の例で説明したが、全体光学系の設計に用いる他の光学パラメータ、例えば、曲率半径や非球面式、自由曲面式の係数などで表されるレンズ面の面形状、レンズ面間の屈折率、アッベ数などを設計値から変更してもよい。
このようにすれば、収差補正の自由度が向上するため、より良好な光学特性の補正が可能となる。
例えば、第１の実施形態において、付加レンズ部６の屈折率を変えてもよい。この場合、第２レンズ面５ｂでの屈折が生じるため、第２レンズ７は、３つのレンズ面を有する接合レンズと見なすことができ、それぞれの光学パラメータを変更して光学シミュレーションすることにより、波面収差の計算が可能である。
第２の実施形態においては、第２レンズ６７のガラス材料Ｇの材質を変えることで、屈折率を設計値から変更することができる。
また、レンズ面の面形状を変更するには、切削加工時の曲面式を変更したり、成形型の成形面を変更したりすればよい。
【０１３５】
また、上記の第１の実施形態、およびその変形例の説明では、付加レンズ部をＵＶ硬化性樹脂で成形した場合の例で説明したが、ＵＶ光以外の光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂などで成形してもよい。
【０１３６】
また、上記の第１の実施形態の第３変形例の説明では、仮組み用レンズとして、付加レンズ部６を形成する原形レンズ５または治具レンズを用いる場合の例で説明した。この場合、仮組み状態の光学特性から、第１の光学系の光学特性を精度よく推定するには、仮組み用レンズの光学パラメータが既知であることが重要である。
このため、仮組み用レンズの形状誤差が無視できることが好ましいが、形状誤差が無視できない場合でも、予め、仮組み用レンズの光学特性や形状誤差を実測し、これらの実測値の条件を光学シミュレーションソフトに入力して、それらの寄与分を除去することで、第１の光学系の光学特性を精度よく推定することができる。
【０１３７】
また、上記の第１の実施形態の第４変形例の説明では、第２レンズ径方向保持面３ｃと径方向基準面５ｃとの間の隙間は十分小さいとして説明したが、形状誤差測定工程Ｓ２２において、径方向基準面５ｃの外径を実測しておき、第２の組立工程Ｓ２６において、第２レンズ７を組み立てる際、一定方向に片寄せするようにしてもよい。
この場合、この組立誤差によるシフト量が既知量となる。
したがって、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４において、この組立誤差のシフト量を算入して、光学パラメータの補正値を算出すれば、第２レンズ径方向保持面３ｃと径方向基準面５ｃとの間の隙間が大きくても、良好に光学特性を補正することができる。
【０１３８】
また、上記の各実施形態、および各変形例で説明した構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、第３変形例、第４変形例の製造方法において組立用レンズの構成を、第１変形例、第２変形例の第２レンズ４７、５７のような構成としてもよい。
また、例えば、第２変形例の第２レンズ５７において、第１変形例の軸方向位置決め部４６ｄを設ける構成としてもよい
また、例えば、第４変形例の光学特性測定工程Ｓ２３、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ２４に、第３変形例の光学特性測定工程Ｓ１２、光学パラメータ補正値算出工程Ｓ１３の方法を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１、４１、５１、６１  光学ユニット（光学組立体）
２  第１レンズ（第１の光学系、第ｎ−１レンズ）
３  レンズ保持枠（レンズ保持部材）
４  小組立体（先組み組立体）
５  原形レンズ（仮組み用レンズ）
５ａ  第１レンズ面
５ｂ  第２レンズ面
５ｃ  径方向基準面
５ｄ  軸方向基準面
６、４６、５６Ａ、５６Ｂ  付加レンズ部（付加部）
６ｂ、４６ａ、５６ａ  第３レンズ面
７、４７、５７、６７  第２レンズ（第ｎレンズ、組立用レンズ）
１３  補正値解析装置
２０  測定装置
３０  付加レンズ部加工装置
３７、７７  成形型移動部
３８  成形型部（成形型）
４６ｄ  軸方向位置決め部
５６ｂ  第４レンズ面
６７ｂ  第２レンズ面
７０  成形装置
７８Ａ  可動型部（成形型）
７８Ｂ  固定型部（成形型）
Ｇ  ガラス材料（レンズ材料）
Ｍ  成形材料
Ｓ１、Ｓ２１、Ｓ３１  第１の組立工程
Ｓ２、Ｓ１２、Ｓ２３、Ｓ３２  光学特性測定工程
Ｓ３、Ｓ１３、Ｓ２４、Ｓ３３  光学パラメータ補正値算出工程
Ｓ２２  形状誤差測定工程
Ｓ４、Ｓ２５、Ｓ３４  レンズ製造工程
Ｓ５、Ｓ２６、Ｓ３５  第２の組立工程
Ｏ１  基準軸線（全体光学系の基準軸）
Ｏ２、Ｏ２’、Ｏ５、Ｏ５’、Ｏ５ａ、Ｏ５ｂ、Ｏ６ｂ  光軸
Ｐ３  中心軸線
Ｐ３０  基準軸線
【図１】
2014077904.tif 000003
【図２】
2014077904.tif 000004
【図３】
2014077904.tif 000005
【図４】
2014077904.tif 000006
【図５】
2014077904.tif 000007
【図６】
2014077904.tif 000008
【図７】
2014077904.tif 000009
【図８】
2014077904.tif 000010
【図９】
2014077904.tif 000011
【図１０】
2014077904.tif 000012
【図１１】
2014077904.tif 000013
【図１２】
2014077904.tif 000014
【図１３】
2014077904.tif 000015
【図１４】
2014077904.tif 000016
【図１５】
2014077904.tif 000017
【図１６】
2014077904.tif 000018
【図１７】
2014077904.tif 000019
【図１８】
2014077904.tif 000020