(57)【要約】【課題】非球面軸測定部同士の干渉を防ぎ、かつ、被測定レンズの周囲の作業スペースを広く取れるような非球面偏心測定装置を提供すること。【解決手段】非球面偏心測定装置は、上側輪帯状マーク測定部１７及び下側輪帯状マーク測定部の少なくとも一方が、互いに対向するように配された第１のミラー３７及び第２のミラー３８を備えた回転機構を有し、上記第１のミラー３７と上記第２のミラー３８の少なくとも１つを回転させるように構成した。【選択図】      図３
2006084287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定レンズを保持するレンズ保持部と、
該レンズ保持部を回転させるための回転部と、
該回転部の回転軸上に配置されたスポット軌跡検出部と、
上記被測定レンズの一方の面を撮像する第１の撮像部と、
上記被測定レンズの他方の面を撮像する第２の撮像部と、
上記回転部の回転角を検出するための回転角検出部と、
上記スポット軌跡検出部、上記第１の撮像部、上記第２の撮像部、及び上記回転角検出部の情報から、上記被測定レンズの非球面偏心量とその方向を算出する演算部と、
を具備し、
上記第１の撮像部は、第１の照明ユニット、第１の検出ユニット、第１の観察ユニット、第１の回転機構及び第１の移動機構とを備え、
上記第１の回転機構は、互いに対向するように配された第１のミラー及び第２のミラーを備え、
上記第２の撮像部は、第２の照明ユニット、第２の検出ユニット、第２の観察ユニット、第２の回転機構及び第２の移動機構とを備え、
上記第２の回転機構は、互いに対向するように配された第３のミラー及び第４のミラーを備え、
上記第１の回転機構による回転に伴って、上記第１のミラーと上記第２のミラーの少なくとも１つを回転させ、
上記第２の回転機構による回転に伴って、上記第３のミラーと上記第４のミラーの少なくとも１つを回転させる、
ことを特徴とする非球面偏心測定装置。
【請求項２】
上記第１の回転機構は、上記第１のミラーを回転させるための第１のモータと、上記第１のミラーとは異なる回転角となるように上記第２のミラーを回転させるための第２のモータとを備えることを特徴とする請求項１に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項３】
上記第２の回転機構は、上記第３のミラーを回転させるための第３のモータと、上記第３のミラーとは異なる回転角となるように上記第４のミラーを回転させるための第４のモータとを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項４】
上記第１の移動機構は、上記第１のミラーを移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項５】
上記第２の移動機構は、上記第３のミラーを移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項６】
被測定レンズを保持するレンズ保持部と、
該レンズ保持部を回転させるための回転部と、
該回転部の回転軸上に配置されたスポット軌跡検出部と、
上記被測定レンズの一方の面を撮像する第１の撮像部と、
上記被測定レンズの他方の面を撮像する第２の撮像部と、
上記回転部の回転角を検出するための回転角検出部と、
上記スポット軌跡検出部、上記第１の撮像部、上記第２の撮像部、及び上記回転角検出部の情報から、上記被測定レンズの非球面偏心量とその方向を算出する演算部と、
を具備し、
上記第１及び第２の撮像部の少なくとも一方は、照明ユニット、検出ユニット、観察ユニット、回転機構及び移動機構とを備え、
上記回転機構は、互いに対向するように配された第１のミラー及び第２のミラーを備え、
上記回転機構による回転に伴って、上記第１のミラーと上記第２のミラーの少なくとも１つを回転させる、
ことを特徴とする非球面偏心測定装置。
【請求項７】
上記移動機構は上記第１のミラーを移動させることを特徴とする請求項６に記載の非球面偏心測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非球面レンズの偏心を測定する非球面偏心測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一方の面が非球面である片面非球面レンズでは、光軸は、球面の曲率中心と非球面の近軸曲率中心（非球面の対称軸付近の球面とみなせる部分の曲率中心）とを結ぶ軸であり、また、非球面軸は、近軸曲率中心と非球面面頂とを結ぶ軸である。一方、両方の面が非球面からなる両面非球面レンズの場合には、近軸曲率中心同士を結んだ軸が光軸であり、近軸曲率中心と非球面面頂とを結んだ非球面軸が両方の面についてそれぞれ定義される。
【０００３】
非球面レンズが設計通りに製作されていれば、片面非球面レンズの場合は、光軸と非球面軸とが完全に一致する。一方、設計通りに製作された両面非球面レンズの場合には、２本の非球面軸のそれぞれが光軸と一致する。
【０００４】
しかし、実際にはそのようなレンズを製作することは困難であり、光軸と非球面軸は完全に一致せず、わずかなズレが生じる。ここで、光軸に対する非球面軸の傾き（チルト）と、光軸から非球面面頂までの距離（シフト）とを、非球面偏心量と定義する。非球面レンズを製作した場合には、できあがったレンズの非球面偏心量を測定評価することが重要となる。
【０００５】
このような要請から、非球面レンズの偏心を測定する装置として、特許文献１に、以下のような技術が開示されている。
【０００６】
図５に示すように、この非球面レンズの偏心測定装置１０１は、回転レンズ支持部材１０３と、近軸偏心測定部１０５と、上面非球面軸測定部１０７と、下面非球面軸測定部１０８と、回転角測定部１０９と、演算部１２１とにより構成されている。
【０００７】
ここで、上記回転レンズ支持部材１０３は、被測定レンズ１０２を回転自在に保持するためのものである。
【０００８】
上記近軸偏心測定部１０５は、上記回転レンズ支持部材１０３の回転軸１０４に対する被測定レンズ１０２の非球面の近軸曲率中心の偏心量を検出するためのものである。
【０００９】
上記上面非球面軸測定部１０７は、回転軸１０４に対するレンズ上面１０２ａ１における非球面軸の傾き角を検出するためのものである。この上面非球面軸測定部１０７は、柱１３２の正面垂直面１３２ｂに配設されている。この上面非球面軸測定部１０７には、図示矢印Ａ方向に移動する移動ステージ１１４と、矢印Ｃ方向に回動する回転ステージ１１５と、矢印Ｄ方向に移動する移動ステージ１１３とが搭載されている。
【００１０】
上記下面非球面軸測定部１０８は、回転軸１０４に対するレンズ下面１０２ａ２における非球面軸の傾き角を検出するためのものである。この下面非球面軸測定部１０８は、上記上面非球面軸測定部１０７の下方に配設されている。この下面非球面軸測定部１０８は、上記上面非球面軸測定部１０７と同様の構成を有するもので、矢印Ａ方向に移動する移動ステージ１１７と、矢印Ｃ’方向に回動する回転ステージ１１８と、矢印Ｄ’方向に移動する移動ステージ１１６とが搭載されている。
【００１１】
上記回転角測定部１０９は、回転軸１０４の回転角を検出するためのものである。
【００１２】
そして、上記演算部１２１は、上記の近軸偏心測定部１０５、上面非球面軸測定部１０７、下面非球面軸測定部１０８及び回転角測定部１０９の各々の測定値を演算するためのものである。
【００１３】
このような構成の偏心測定装置１０１においては、図６に示すように、被測定レンズ１０２を回転レンズ支持部材１０３に保持させる。このときに、下面非球面軸測定部１０８を被測定レンズ１０２の下面１０２ａ２の非球面軸１０６Ｂを中心とする同心状の輪帯状マーク１０２ｅ２を観察するための最適位置に移動させる。そして、その輪帯状マーク１０２ｅ２の回転に伴う変位量を測定し、この振れ量が「０」になるように回転レンズ支持部材１０３上で被測定レンズ１０２を動かし、調心する。その後、図７に示すように、近軸偏心測定部１０５により、被測定レンズ１０２の上面１０２ａ１の近軸曲率中心Ｏ１に集束するような光を投射し、上面１０２ａ１の近軸曲率中心Ｏ１の回転軸１０４に対する位置を測定する。さらに、被測定レンズ１０２の上面１０２ａ１の非球面軸１０６Ａを中心とする同心状の輪帯状マーク１０２ｅ１に対し、上面非球面軸測定部１０７を輪帯状マーク１０２ｅ１を観察するための最適位置に移動させ、輪帯状マーク１０２ｅ１の回転軸１０４に対する振れ量を測定する。輪帯状マーク１０２ｅ１は、非球面軸１０６Ａに対し同心円に成形されているため、上面非球面軸測定部１０７によって、被測定レンズ１０２の上面１０２ａ１と非球面軸１０６Ａの交点Ｐ１の回転軸１０４に対する位置を求めることができる。
【００１４】
従って、演算部１２１において、上面非球面軸測定部１０７で求めた交点Ｐ１の回転軸１０４に対する位置情報と、上記近軸偏心測定部１０５で測定した近軸曲率中心Ｏ１の回転軸１０４に対する位置情報とから、被測定レンズ１０２の上面１０２ａ１の非球面軸１０６Ａの回転軸１０４に対する位置と傾きを求めることができ、その結果、被測定レンズ１０２の上面１０２ａ１の非球面偏心量を求めることができる。
【特許文献１】特開平９−３０４２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記特許文献１に開示された非球面レンズの偏心測定装置１０１においては、被測定レンズ１０２である非球面レンズの上下面１０２ａ１，１０２ａ２の非球面の非球面軸１０６Ａ，１０６Ｂを中心とする同心状に加工された輪帯状マーク１０２ｅ１，１０２ｅ２を測定する際に、以下の問題が生じる。
【００１６】
まず、上面非球面軸測定部１０７と下面非球面軸測定部１０８が被測定レンズ１０２の周囲に集中してしまい、互いに干渉してしまうことである。これは、被測定レンズ１０２の両側の非球面に設けられた輪帯状マーク１０２ｅ１，１０２ｅ２のある面の法線方向と同軸になるように２つの非球面軸測定部１０７，１０８を傾かせ、さらに輪帯状マーク１０２ｅ１，１０２ｅ２にピントが合うように、２つの非球面軸測定部１０７，１０８を法線方向に移動させなければならないからである。
【００１７】
つまり、上記特許文献１に開示の従来技術では、輪帯状マーク１０２ｅ１，１０２ｅ２のある面の法線に対し、最適な位置に非球面軸測定部１０７，１０８全体を傾かせて位置合わせを行わなければならない。このために、大型な駆動機構を必要とし、装置の構成が大型化してしまう。
【００１８】
さらに、上述のように干渉しない場合でも、被測定レンズ１０２の周囲に上，下面非球面軸測定部１０７，１０８が集中してしまうために、被測定レンズ１０２の周囲の作業スペースが狭くなってしまい、被測定レンズ１０２の調心作業や被測定レンズ１０２の着脱作業が行いにくくなる。
【００１９】
また、近年、所謂デジタルカメラの小型化に伴って、該デジタルカメラに搭載される光学系が小さくなってきており、小径小Ｒの非球面レンズが増えてきている。この小径小Ｒの非球面レンズでは、輪帯状マークは、傾斜の急な部位（面）に設けられざるをえない。そのため、輪帯状マークを測定する際に、上，下面非球面軸測定部１０７，１０８を大きく傾かせる必要が生じ、上，下面非球面軸測定部１０７，１０８の干渉や作業スペースの狭さが顕著となってしまう。
【００２０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、非球面軸測定部同士の干渉を防ぎ、かつ、被測定レンズの周囲の作業スペースを広く取れるような非球面偏心測定装置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】
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の非球面偏心測定装置の一態様は、被測定レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部を回転させるための回転部と、該回転部の回転軸上に配置されたスポット軌跡検出部と、上記被測定レンズの一方の面を撮像する第１の撮像部と、上記被測定レンズの他方の面を撮像する第２の撮像部と、上記回転部の回転角を検出するための回転角検出部と、上記スポット軌跡検出部、上記第１の撮像部、上記第２の撮像部、及び上記回転角検出部の情報から、上記被測定レンズの非球面偏心量とその方向を算出する演算部と、を具備し、上記第１の撮像部は、第１の照明ユニット、第１の検出ユニット、第１の観察ユニット、第１の回転機構及び第１の移動機構とを備え、上記第１の回転機構は、互いに対向するように配された第１のミラー及び第２のミラーを備え、上記第２の撮像部は、第２の照明ユニット、第２の検出ユニット、第２の観察ユニット、第２の回転機構及び第２の移動機構とを備え、上記第２の回転機構は、互いに対向するように配された第３のミラー及び第４のミラーを備え、上記第１の回転機構による回転に伴って、上記第１のミラーと上記第２のミラーの少なくとも１つを回転させ、上記第２の回転機構による回転に伴って、上記第３のミラーと上記第４のミラーの少なくとも１つを回転させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の非球面偏心測定装置の別の態様は、被測定レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部を回転させるための回転部と、該回転部の回転軸上に配置されたスポット軌跡検出部と、上記被測定レンズの一方の面を撮像する第１の撮像部と、上記被測定レンズの他方の面を撮像する第２の撮像部と、上記回転部の回転角を検出するための回転角検出部と、上記スポット軌跡検出部、上記第１の撮像部、上記第２の撮像部、及び上記回転角検出部の情報から、上記被測定レンズの非球面偏心量とその方向を算出する演算部と、を具備し、上記第１及び第２の撮像部の少なくとも一方は、照明ユニット、検出ユニット、観察ユニット、回転機構及び移動機構とを備え、上記回転機構は、互いに対向するように配された第１のミラー及び第２のミラーを備え、上記回転機構による回転に伴って、上記第１のミラーと上記第２のミラーの少なくとも１つを回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、非球面軸測定部同士の干渉を防ぎ、かつ、被測定レンズの周囲の作業スペースを広く取れるような非球面偏心測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明の理解を助けるために、まず、非球面レンズにおける非球面偏心量と非球面偏心方向について説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、両面非球面レンズ１は、非球面２と非球面３とを有する。
【００２６】
ここで、非球面２の対称軸付近の球面とみなせる部分の曲率中心は近軸曲率中心であり、Ｏ１で表す。同様に、非球面３の対称軸付近の球面とみなせる部分の曲率中心をＯ２で表す。両面の近軸曲率中心を結ぶ軸４が両面非球面レンズ１の光軸であり、この光軸４が非球面偏心の評価の基準となる。
【００２７】
また、非球面２の非球面面頂５と近軸曲率中心Ｏ１とを結んだ軸が非球面２の非球面軸７であり、同様に非球面３の非球面面頂６と近軸曲率中心Ｏ２とを結んだ軸が非球面３の非球面軸８である。言い換えると非球面面頂とは非球面と非球面軸（回転対称軸）との交点であり、必ずしも面の最も高い点ではない。非球面軸は回転対称非球面の回転対称軸でもある。
【００２８】
もし、両面非球面レンズ１が設計通りに製作されていれば、光軸４と各面の非球面軸７及び８とは完全に一致する。しかし、実際には製作誤差により光軸４と各面の非球面軸７，８とは一致しない。
【００２９】
通常の場合には、図２（ａ）に示すように、二つの非球面軸７及び８は理想状態から傾いており、光軸４と非球面軸７とは角度ε１を成して交差している。同様に、光軸４と非球面軸８とは角度ε２を成して交差している。これらの角度ε１が非球面２の非球面偏心量であり、角度ε２が非球面３の非球面偏心量である。即ち、これらの角度ε１，ε２は共に、光軸４に対する非球面軸７，８の傾き（チルト）で非球面偏心量を定義するものである。
【００３０】
一方で、光軸４に対する距離（シフト）でも非球面偏心量を定義することができる。その場合には、非球面２の非球面面頂５と光軸４との距離δ１が非球面２の非球面偏心量（シフト）であり、非球面３の非球面面頂６と光軸４との距離δ２が非球面３の非球面偏心量（シフト）となる。
【００３１】
非球面軸が光軸に対して傾いている場合には、図２（ｂ）及び（ｃ）のグラフに表すように、光軸４をｘｙ平面の原点として、該原点から非球面面頂５，６への方向が非球面偏心の方向となる。図２（ｂ）のｘｙ平面におけるｘ軸とｙ軸との交点が光軸４を表しており、非球面２の非球面面頂５をプロットし、ｘ軸を角度の基準（０度）とすると、ｘ軸と線分４−５とのなす角度θε１が非球面２の非球面偏心の方向となる。同様に、図２（ｃ）にあるように、ｘｙ平面の原点が光軸４であり、ｘ軸と線分４−６とのなす角度θε２が非球面３の非球面偏心の方向となる。
【００３２】
また、図２（ａ）に示すように、非球面２には、非球面軸７と同軸に、輪帯状マーク９が加工されている。同様に、非球面３には、非球面軸８と同軸に、輪帯状マーク１０が加工されている。
【００３３】
非球面軸７，８は回転対称非球面２，３における対称軸であるので、非球面２，３を加工する際には加工の回転軸と言い換えることができる。したがって、非球面２，３を加工する際に同時に輪帯状マーク９，１０を加工すれば、極めて高精度に非球面軸７，８と同軸に輪帯状マーク９，１０を加工することが可能である。
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００３５】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る非球面偏心測定装置の構成を概略的に示した図である。なお、同図におけるｘｙｚ座標系は、図中右上に示す通りであり、ｙ方向は紙面に垂直な方向で、紙面の手前側から奥側に進む方向をプラスとする。
【００３６】
本実施形態に係る非球面偏心測定装置２５は、レンズ保持部１１と、回転部１２と、回転角検出部１３と、スポット軌跡検出部１５と、上側輪帯状マーク測定部１７と、上側Ｘ移動ステージ２０と、上側Ｚ移動ステージ１９と、下側輪帯状マーク測定部１８と、下側Ｘ移動ステージ２２と、下側Ｚ移動ステージ２１と、演算部２４とにより構成されている。
【００３７】
ここで、上記レンズ保持部１１は、被測定物である両面非球面レンズ１を保持するためのものであり、円筒形状をしている。図１には、レンズ保持部１１の断面が示されている。このレンズ保持部１１の上端面は、輪帯形状を有しており、該レンズ保持部１１の中心軸に直交している。この場合、レンズ保持部１１は、上端面と内周面の境界である円形のエッジからなる内側の接触部と、上端面の外周面の境界である円形のエッジからなる外側の接触部とを有しており、両者の円形接触部の中心点は上記回転部１２の回転軸１４上にある。
【００３８】
上記回転部１２は、上記レンズ保持部１１を回転軸１４を中心として、時計回りに回転させるためのものである。上記回転角検出部１３は、この回転部１２の回転角から被測定物の回転角を検出するためのものである。ここで、上記レンズ保持部１１、上記回転部１２、及び上記回転角検出部１３は、測定台１６上に配置されている。
【００３９】
また、この測定台１６上に立設された柱２３の上端面２３ａに、上記スポット軌跡検出部１５が配設されている。このスポット軌跡検出部１５は、両面非球面レンズ１の各面に光を照射し、反射した光のスポットの軌跡を検出するためのものである。
【００４０】
上記上側輪帯状マーク測定部１７は、非球面軸測定部であり、両面非球面レンズ１を構成する非球面２の非球面軸７と同軸に加工された輪帯状マーク９の振れ量及び振れ方向を観察するためのものである。この上側輪帯状マーク測定部１７をＺ方向に移動させるのは、上記上側Ｚ移動ステージ１９であり、また、Ｘ方向に移動させるのは、上記上側Ｘ移動ステージ２０である。これら部材は、上側Ｘ移動ステージ２０、上側Ｚ移動ステージ１９、上側輪帯状マーク測定部１７の順に、柱２３の正面部２３ｂに配置されている。
【００４１】
同様に、上記下側輪帯状マーク測定部１８も、非球面軸測定部であり、両面非球面レンズ１を構成する非球面３の非球面軸８と同軸に加工された輪帯状マーク１０の振れ量及び振れ方向を観察するためのものである。この下側輪帯状マーク部１８をＺ方向に移動させるのは、上記下側Ｚ移動ステージ２１であり、また、Ｘ方向に移動させるのは、上記下側Ｘ移動ステージ２２である。これら部材は、下側Ｘ移動ステージ２２、下側Ｚ移動ステージ２１、下側輪帯状マーク測定部１８の順に、柱２３の正面部２３ｂに配置されている。
【００４２】
図３は、上記上側輪帯状マーク測定部１７の概略的な構成を示す図である。図３では、該上側輪帯状マーク測定部１７を構成する各部の配置を、観察光軸が基準位置（０度）にある場合を実線で、観察光軸が基準位置から４５度傾いた場合を破線で、それぞれ表している。
【００４３】
即ち、この上側輪帯状マーク測定部１７は、同図に示すように、照明部３０と、対物レンズユニット３１と、観察部３２とから構成されている。これらの要素は、ベース２９上に配置されている。
【００４４】
ここで、上記観察部３２は、結像レンズ４８と撮像素子４９とを有している。
【００４５】
また、上記照明部３０は、光源３３と、コリメートレンズ３４と、それら光源３３及びコリメートレンズ３４を保持するテーブル３５と、ビームスプリッタ３６とを有している。なお、テーブル３５は、必ずしも必要ではない。
【００４６】
ここで、対物レンズ固定板４１が基準位置にある場合に、対物レンズ４０により集光する位置と結像レンズ４８により集光する位置とを結び、かつ、対物レンズ４０と結像レンズ４８とビームスプリッタ３６の中心を通る軸４７を観察光軸とする。
【００４７】
上記対物レンズユニット３１は、２つのサブユニットから構成されている。第１のサブユニットは、第１のミラー３７と、第１のモータ５１及びスライドベース４２を有する。第２のサブユニットは、第２のミラー３８、第２のモータ５２、フォーカス機構３９、対物レンズ４０及び対物レンズ固定板４１を有する。
【００４８】
第１のミラー３７は、上記照明部３０から照射された光を折り曲げるためのものである。第１のミラー３７は、観察光軸が基準位置にある場合に、垂直方向（Ｚ軸方向）から反時計回りに４５度傾いた状態に設定されている。一方、第２のミラー３８は、上記第１のミラー３７と対向するように配置されている。そして、第２のミラー３８は、観察光軸が基準位置にある場合に、垂直方向（Ｚ軸方向）から反時計回りに４５度傾いた状態に設定されている。対物レンズ４０は、輪帯状マーク９のある面を観察するためのものである。また、フォーカス機構３９は、その対物レンズ４０を観察光軸４７方向に移動させ、フォーカス調整を行うためのものである。フォーカス機構３９は、例えば超音波モータを用いた機構である。
【００４９】
図４は、２つのサブユニットにおける回転機構の詳細な構成を示す図である。図４において、第１のミラー３７はスライドベース４２上に配置されている。また、第１のミラー３７の下方には、第１のモータ５１が配置されている。この第１のモータ５１は、第１のミラー３７のみを回転させるためのものである。なお、スライドベース４２には穴が形成されており、この穴を介して第１のモータの回転軸が第１のミラー３７と接続している。また、スライドベース４２とベース２９の間には、ガイド機構５０が設けられている。このガイド機構により、ベース２９に対してスライドベース４２を移動させることができるようになっている。なお、第１のモータ５１は、ベース２９の下方に配置されている。そして、スライドベース４２の移動に伴って、第１のミラー３７と一緒に移動する。よって、ベース２９には、第１のモータ５１の回転軸が移動可能な穴が形成されている。
【００５０】
一方、第２のミラー３８は対物レンズ固定板４１の上に配置されている。この対物レンズ固定板４１の上には、対物レンズ４０も配置されている。第２のミラー３８下方には、第２のモータ５２が配置されている。この第２のモータ５２は、対物レンズ固定板４１のみを回転させるためのものである。第２のモータ５２の回転軸は、対物レンズ固定板４１に固定されている。なお、第２のモータ５２は、ベース２９の下方に配置されている。
【００５１】
これら２個のモータ５１，５２は、それぞれ単独で回転することができる。従って、これらモータ５１，５２の回転角をそれぞれ変化させることで、非球面２に付けられた輪帯状マーク９のある面の法線方向に対し、観察光軸４７が一致するように調整可能となる。
【００５２】
また、第１のミラー３７の回転中心４５は、観察光軸４７とミラー表面３７ａとが交わる点にある。一方、対物レンズ固定板４１の回転中心４６は、対物レンズ固定板４１が基準位置にある場合の観察光軸４７とミラー表面３８ａとが交わる点にある。
【００５３】
このような構成の上側輪帯状マーク測定部１７の動作について説明する。ここでは、非球面２の非球面軸７と同軸に加工された輪帯状マーク９が存在する面の法線が、図３中に示される基準位置（０度）から４５度であるときに、観察光軸４７をその法線の傾きと一致させる場合を例に、説明する。
【００５４】
まず、モータ５１により、第１のミラー３７を基準位置から更に反時計方向に２２．５度傾かせる。このようにすると、これまで水平方向（ｘ方向）に反射されていた照明光（実線）は、反時計回りに４５度だけ偏向される。そのため、このままでは、第２のミラー３８に照明光が到達しなくなる。そこで、第１のミラー３７を移動させる。ここでは、図３に示すように、実線の位置から破線の位置に、下方に移動させる。この移動により、第１のミラー３７で反射された照明光は、第２のミラーに到達する。なお、第１のミラー３７の移動は、ガイド機構５０を介してスライドベース４２を移動させることにより行われる。
【００５５】
第２のミラー３８は、第１のミラー３７の回転及び移動に伴って回転する。この第２のミラー３８の回転は、第１のミラー３７の動作と同期して行っても良いし、非同期であってもよい。第２ミラー３８の回転は反時計回りの方向で、その回転角度は４５度である。この回転によって、第２のミラー３８のミラー面３８ａは、ｘ軸と平行になる。ここで、第２のミラー３８は、対物レンズ固定板４１上に固定されている。また、対物レンズ４０も対物レンズ固定板４１上に固定されている。よって、第２のミラー３８の回転に伴って、対物レンズ４０も、回転中心４６の回りに、４５度回転する。
【００５６】
前述のように、第１のミラー３７で反射された光は、左下方向から右上方向に向かって、角度４５度で第２のミラー３８に入射する。ここで、第２のミラー３８のミラー面３８ａは、ｘ軸方向と平行である。そのため、第２のミラー３８で反射された反射光は、非左上方向から右下方向に、角度４５度で進む光となる。よって、輪帯状マーク９と対向する位置にある対物レンズ４０の観察光軸と、反射光の中心軸を一致させることができる。
【００５７】
このような状態において、光源３３から発せられた光は、コリメートレンズ３４により、平行光束となる。この平行光束は、ビームスプリッタ３６に入射し、これにより垂直下方向に折り曲げられる。このビームスプリッタ３６により折り曲げられた光は、第１のミラー３７と第２のミラー３８を通り、対物レンズ４０を介し、輪帯状マーク９のある面の法線の傾きと同軸に照射される。その後、輪帯状マーク９のある面にピントが合うように、フォーカス機構３９を移動させる。
【００５８】
輪帯状マーク９のある面の観察像は、対物レンズ４０と、第２のミラー３８と、第１のミラー３７と、ビームスプリッタ３６を通り、結像レンズ４８を介して、撮像素子４９上に結像される。以上の過程を経て、輪帯状マーク９の存在する面の像を観察することが可能となる。
【００５９】
このように、対物レンズ固定板４１の傾きを変化させるだけで、観察光軸４７を輪帯状マーク９のある面の法線の傾きに対して一致させることが可能となる。
【００６０】
また、下側輪帯状マーク測定部１８については、上側輪帯状マーク測定部１７と同様の構成・作用であるので、説明を省略する。
【００６１】
以上説明したように、本第１実施形態によれば、ミラー３７と対物レンズ固定板４１の回転に際して、独立した２つのモータ５１，５２を使用するため、１つのモータ５０で回転させる第１実施形態の装置よりも、回転に際してモータに要求されるトルクは小さくなる。このため、より小型のモータを用いることが可能となり、上側輪帯状マーク測定部１７及び下側輪帯状マーク測定部１８の構成をコンパクトにすることが可能となる。また、被測定レンズである両面非球面レンズ１の観察したい面に対して対物レンズ固定板４１のみを傾かせるだけでよい為、上側輪帯状マーク測定部１７と下側輪帯状マーク測定部１８同士が干渉するおそれは全くなく、被測定レンズのレンズ保持部１１の周囲のスペースを広く取ることができ、被測定レンズの調心作業や被測定レンズのレンズ保持部１１への着脱作業が行い易くなる。さらに、非球面偏心測定装置全体の構成を小型化することも可能となる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能なことは勿論である。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、上側輪帯状マーク測定部１７と下側輪帯状マーク測定部１８の両者を同じ構成としたが、一方を上記特許文献１に開示されたような構成とし、他方を本発明のような対物レンズ固定板４１のみを被測定レンズの観察したい面に対して傾かせる構成のものとしても良い。そのような構成としても、上側輪帯状マーク測定部１７と下側輪帯状マーク測定部１８同士が干渉するおそれは少なく、被測定レンズのレンズ保持部１１の周囲のスペースを広く取ることができ、被測定レンズの調心作業や被測定レンズのレンズ保持部１１への着脱作業が行い易くなる。
【００６４】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００６５】
（１）  被測定レンズを保持するレンズ保持部と、
該レンズ保持部を回転させるための回転部と、
該回転部の回転軸上に配置されたスポット軌跡検出部と、
上記被測定レンズの一方の面を撮像する第１の撮像部と、
上記被測定レンズの他方の面を撮像する第２の撮像部と、
上記回転部の回転角を検出するための回転角検出部と、
上記スポット軌跡検出部、上記第１の撮像部、上記第２の撮像部、及び上記回転角検出部の情報から、上記被測定レンズの非球面偏心量とその方向を算出する演算部と、
を具備し、
上記第１の撮像部は、第１の照明ユニット、第１の検出ユニット、第１の観察ユニット、第１の回転機構及び第１の移動機構とを備え、
上記第１の回転機構は、互いに対向するように配された第１のミラー及び第２のミラーを備え、
上記第２の撮像部は、第２の照明ユニット、第２の検出ユニット、第２の観察ユニットと、第２の回転機構及び第２の移動機構とを備え、
上記第２の回転機構は、互いに対向するように配された第３のミラー及び第４のミラーを備え、
上記第１の回転機構による回転に伴って、上記第１のミラーと上記第２のミラーの少なくとも１つを回転させ、
上記第２の回転機構による回転に伴って、上記第３のミラーと上記第４のミラーの少なくとも１つを回転させる、
ことを特徴とする非球面偏心測定装置。
【００６６】
（対応する実施形態）
この（１）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。この実施形態において、上記被測定レンズは例えば両面非球面レンズ１が対応し、上記レンズ保持部は例えばレンズ保持部１１が対応し、上記回転部は例えば回転部１２が対応し、上記スポット軌跡検出部は例えばスポット軌跡検出部１５が対応し、上記第１の撮像部は例えば上側輪帯状マーク測定部１７が対応し、上記第２の撮像部は例えば下側輪帯状マーク測定部１８が対応し、上記回転角検出部は例えば回転角検出部１３が対応し、上記演算部は例えば演算部２４が対応し、上記第１及び第２の照明ユニットは例えば照明部３０が対応し、上記第１及び第２の検出ユニットは例えば観察部３２が対応し、上記第１及び第２の観察ユニットは例えばフォーカス機構３９及び対物レンズ４０が対応し、上記第１及び第２回転機構は例えば対物レンズユニット３１が対応し、上記第１及び第３のミラーは例えばミラー３７が対応し、上記第２及び第４のミラーは例えばミラー３８が対応する。
【００６７】
（作用効果）
この（１）に記載の非球面偏心測定装置によれば、被測定レンズの観察したい面に対し、撮像部を構成する観察ユニットのみを傾かせるだけでよく、撮像部同士の干渉がなく、被測定レンズのレンズ保持部の周囲のスペースを広く取ることができ、被測定レンズの調心作業やレンズの保持部への着脱作業が行い易くなる。また、傾かせる部位が観察ユニットのみであるので、装置の構成を小型化することができる。
【００６８】
（２）  上記第１の回転機構は、上記第１のミラーを回転させるための第１のモータと、上記第１のミラーとは異なる回転角となるように上記第２のミラーを回転させるための第２のモータとを備えることを特徴とする（１）に記載の非球面偏心測定装置。
【００６９】
（対応する実施形態）
この（２）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。その実施形態において、上記第１のモータは例えばモータ５１が対応し、上記第２のモータは例えばモータ５２が対応する。
【００７０】
（作用効果）
この（２）に記載の非球面偏心測定装置によれば、独立した２つのモータを使用するため、１つのモータで回転させるよりも、回転に際してモータに要求されるトルクは小さくなり、より小型のモータを用いることが可能となる。
【００７１】
（３）  上記第２の回転機構は、上記第３のミラーを回転させるための第３のモータと、上記第３のミラーとは異なる回転角となるように上記第４のミラーを回転させるための第４のモータとを備えることを特徴とする（１）または（２）に記載の非球面偏心測定装置。
【００７２】
（対応する実施形態）
この（３）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。ここで、この実施形態では、第１の回転機構について説明が行われている。ただし、第２の回転機構は第１の回転機構と同じ構造とすることができる。よって、上記第３のモータは例えばモータ５１が対応し、上記第４のモータは例えばモータ５２が対応する。
【００７３】
（作用効果）
この（３）に記載の非球面偏心測定装置によれば、独立した２つのモータを使用するため、１つのモータで回転させるよりも、回転に際してモータに要求されるトルクは小さくなり、より小型のモータを用いることが可能となる。
【００７４】
（４）    上記第１の移動機構は上記第１のミラーを移動させることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の非球面偏心測定装置。
【００７５】
（対応する実施形態）
この（４）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。その実施形態において、上記第１の移動機構及び上記第２の移動機構は、例えばスライドベース４２及びガイド機構５０が対応する。
【００７６】
（作用効果）
この（４）に記載の非球面偏心測定装置によれば、対物レンズの角度を変化させても、照明光を被測定レンズに照射することができると共に、被測定レンズからの反射光を検出ユニットに導くことができる。
【００７７】
（５）  上記第２の移動機構は上記第３のミラーを移動させることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の非球面偏心測定装置。
【００７８】
（対応する実施形態）
この（５）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。この実施形態では、第１の移動機構について説明が行われている。ただし、第２の移動機構は第１の移動機構と同じ構造とすることができる。よって、上記第２の移動機構は、例えばスライドベース４２及びガイド機構５０が対応する。
【００７９】
（作用効果）
この（５）に記載の非球面偏心測定装置によれば、対物レンズの角度を変化させても、照明光を被測定レンズに照射することができると共に、被測定レンズからの反射光を検出ユニットに導くことができる。
【００８０】
（６）  被測定レンズを保持するレンズ保持部と、
該レンズ保持部を回転させるための回転部と、
該回転部の回転軸上に配置されたスポット軌跡検出部と、
上記被測定レンズの一方の面を撮像する第１の撮像部と、
上記被測定レンズの他方の面を撮像する第２の撮像部と、
上記回転部の回転角を検出するための回転角検出部と、
上記スポット軌跡検出部、上記第１の撮像部、上記第２の撮像部、及び上記回転角検出部の情報から、上記被測定レンズの非球面偏心量とその方向を算出する演算部と、
を具備し、
上記第１及び第２の撮像部の少なくとも一方は、照明ユニット、出ユニット、観察ユニット、回転機構及び移動機構とを備え、
上記回転機構は、互いに対向するように配された第１のミラー及び第２のミラーを備え、
上記回転機構の回転に伴って、上記第１のミラーと上記第２のミラーの少なくとも１つを回転させる、
ことを特徴とする非球面偏心測定装置。
【００８１】
（対応する実施形態）
この（６）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。この実施形態において、上記被測定レンズは例えば両面非球面レンズ１が対応し、上記レンズ保持部は例えばレンズ保持部１１が対応し、上記回転部は例えば回転部１２が対応し、上記スポット軌跡検出部は例えばスポット軌跡検出部１５が対応し、上記第１の撮像部は例えば上側輪帯状マーク測定部１７が対応し、上記第２の撮像部は例えば下側輪帯状マーク測定部１８が対応し、上記回転角検出部は例えば回転角検出部１３が対応し、上記演算部は例えば演算部２４が対応し、上記照明ユニットは例えば照明部３０が対応し、上記検出ユニットは例えば観察部３２が対応し、上記観察ユニットは例えばフォーカス機構３９及び対物レンズ４０が対応し、上記回転機構は例えば対物レンズユニット３１が対応し、上記第１のミラーは例えばミラー３７が対応し、上記第２のミラーは例えばミラー３８が対応する。
【００８２】
（作用効果）
この（６）に記載の非球面偏心測定装置によれば、被測定レンズの観察したい面に対し、撮像部を構成する観察ユニットのみを傾かせるだけでよく、撮像部同士の干渉がなく、被測定レンズのレンズ保持部の周囲のスペースを広く取ることができ、被測定レンズの調心作業やレンズの保持部への着脱作業が行い易くなる。また、傾かせる部位が観察ユニットのみであるので、装置の構成を小型化することができる。
【００８３】
（７）    上記移動機構は上記第１のミラーを移動させることを特徴とする（６）に記載の非球面偏心測定装置。
【００８４】
（対応する実施形態）
この（７）に記載の非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第１実施形態が対応する。その実施形態において、上記第１の移動機構及び上記第２の移動機構は、例えばスライドベース４２及びガイド機構５０が対応する。
【００８５】
（作用効果）
この（７）に記載の非球面偏心測定装置によれば、対物レンズの角度を変化させても、照明光を被測定レンズに照射することができると共に、被測定レンズからの反射光を検出ユニットに導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る偏心測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、両面非球面レンズを示す図、（ｂ）は一方の非球面の非球面偏心量と非球面偏心方向を示す図であり、（ｃ）は他方の非球面の非球面偏心量と非球面偏心方向を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る偏心測定装置における上側輪帯状マーク測定部の概略的な構成を示す図である。
【図４】上側輪帯状マーク測定部の対物レンズユニットの構成を示す図である。
【図５】特許文献１に開示の非球面レンズの偏心測定装置の概略構成図である。
【図６】図６の偏心測定装置における調心前の被検レンズの保持状態を示す図である。
【図７】図６の偏心測定装置における調心後の被検レンズの保持状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…両面非球面レンズ、  ２，３…非球面、  ４…光軸、  ５，６…非球面面頂、  ７，８…非球面軸、  ９，１０…輪帯状マーク、  １１…レンズ保持部、  １２…回転部、  １３…回転角検出部、  １４…回転軸、  １５…スポット軌跡検出部、  １６…測定台、  １７…上側輪帯状マーク測定部、  １８…下側輪帯状マーク測定部、  １９…上側Ｚ移動ステージ、  ２０…上側Ｘ移動ステージ、  ２１…下側Ｚ移動ステージ、  ２２…下側Ｘ移動ステージ、  ２３…柱、  ２３ａ…柱の上端面、  ２３ｂ…柱の正面部、  ２４…演算部、  ２５…非球面偏心測定装置、  ２９…ベース、  ３０…照明部、  ３１…対物レンズユニット、  ３２…観察部、  ３３…光源、  ３４…コリメートレンズ、  ３５…テーブル、  ３６…ビームスプリッタ、  ３７，３８…ミラー、  ３７ａ，３８ａ…ミラー表面、  ３９…フォーカス機構、  ４０…対物レンズ、  ４１…対物レンズ固定板、  ４２…スライドテーブル、    ４５，４６…回転中心、  ４７…観察光軸、  ４８…結像レンズ、  ４９…撮像素子、  ５０…ガイド機構、５１，５２…モータ。
【図１】
2006084287.tif 000003
【図２】
2006084287.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006084287.tif 000006
【図５】
2006084287.tif 000007
【図６】
2006084287.tif 000008
【図７】
2006084287.tif 000009