(57)【要約】【課題】小型かつ簡単な装置構成で、非球面レンズの近軸曲率中心の検出及び輪帯状マークの観察ができる偏心測定装置及び方法を提供すること。【解決手段】非球面レンズ１を保持するためのレンズホルダ１１と、上記レンズホルダを回転させるためのエアスピンドル１２と、上記非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出する演算部２６と、上記エアスピンドルの回転角を検出し、該検出結果を上記演算部に出力するエンコーダ２４と、照明光学系を有し、上記非球面レンズの非球面２の近軸曲率中心の検出、及び上記非球面レンズの非球面の非球面軸８と同軸である輪帯状マーク４の観察を行い、該検出及び該観察の結果を上記演算部へ出力する検出部１４と、上記演算部による制御で、上記検出部を、上記エアスピンドルで上記レンズホルダを回転させるときの回転軸２３と垂直な方向に移動させるｘ軸ステージ２１と、を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非球面軸と同軸である輪帯状マークを有する非球面レンズの非球面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する非球面レンズの偏心測定装置であり、
上記非球面レンズを保持するためのレンズホルダと、
上記レンズホルダを回転させることで上記非球面レンズを回転させるためのエアスピンドルと、
上記エアスピンドルの回転角を検出するためのエンコーダと、
照明光学系を有し、上記レンズホルダに保持された上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出、及び上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察を行うための検出手段と、
上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出の際と、上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察を行う際とで、上記検出手段を、上記レンズホルダの回転軸と垂直な方向の異なる位置に移動させるための移動手段と、
上記検出手段による上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出結果と上記エンコーダによる上記回転角の検出結果とを使用して、上記近軸曲率中心の上記回転軸に関する情報を演算し、該上記近軸曲率中心の上記回転軸に関する情報と上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果に基づく上記輪帯状マークに関する情報とを使用して、上記非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出する演算手段と、
を具備することを特徴とする非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【請求項２】
上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果を表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された上記輪帯状マークの観察結果に基づく上記輪帯状マークに関する情報を入力するための入力手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【請求項３】
上記演算手段は、上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果に基づいて、上記輪帯状マークに関する情報を演算することを特徴とする請求項１に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【請求項４】
上記レンズホルダに保持された上記非球面レンズの上記輪帯状マークを有する面に光を照射する照明手段を、上記検出手段の外部に更に具備することを特徴とする請求項１に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【請求項５】
非球面軸と同軸に加工された輪帯状マークを有する非球面レンズの非球面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する方法であって、
非球面レンズにおける第１の非球面を上にした状態で、上記非球面レンズを回転させながら、検出手段の照明系からの光を、上記回転の回転軸に沿って非球面レンズに照射し、上記第１の非球面による反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、該スポットの軌跡の各点に対応する非球面レンズの回転角を検出し、該検出により取得した情報から上記第１の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量及び偏心方向を求める工程と、
上記非球面レンズを回転させながら、上記非球面レンズに光を上記回転軸に沿って照射し、上記非球面レンズにおける第２の非球面による反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、該スポットの軌跡に各点に対応する上記非球面レンズの回転角を検出し、該検出により取得した情報から上記第２の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量と偏心方向を求める工程と、
上記照明系からの光を上記第１の非球面に照射し、上記検出手段を上記第１の非球面の非球面軸と同軸である輪帯状マークのある位置に移動手段を用い移動させ、上記検出手段を用い、上記第１の非球面の非球面軸と同軸である輪帯状マークを観察し、上記非球面レンズを回転させながら、上記輪帯状マークの振れ量及び振れ方向を検出し、該輪帯状マークの振れ量及び振れ方向から、上記第１の非球面の非球面面頂の上記回転軸に対する位置を求める工程と、
上記第１の非球面の近軸曲率中心の回転軸に対する偏心量及び偏心方向と、上記第２の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量及び偏心方向と、上記第１の非球面の非球面面頂の上記回転軸に対する位置から、光軸に対する上記第１の非球面の非球面軸の非球面偏心量と非球面偏心方向を求める工程と、
を具備することを特徴とする非球面レンズの非球面偏心測定方法。
【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及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一方の面が球面で他方の面が非球面でなる片面非球面レンズにあって、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るのに対し、非球面軸については２つ、つまり、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、光軸と非球面軸とは、完全には一致せず、わずかなずれが生じる。ここで、光軸に対する非球面軸の傾き（チルト）もしくは、光軸から非球面面頂までの距離（シフト）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７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、上面側非球面軸測定部１０７と、下面側非球面軸測定部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、被検レンズ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に対する被検レンズ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。ここで、該近軸偏心測定部１０５は、ｘｙステージ１１２上に配置されており、上記被検レンズ１０２の上面１０２ａ１の近軸曲率中心Ｏ１に集光するような光を投射し、上面１０２ａ１における反射光を撮像素子（不図示）にて捉え、上面１０２ａ１の近軸曲率中心Ｏ１の位置を測定する。
【０００９】
また、上記上面側非球面軸測定部１０７は、上記回転軸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。ここで、該上面側非球面軸測定部１０７は、移動ステージ１１３と、回転ステージ１１５と、移動ステージ１１４とが順次重ねて配置されており、上記被検レンズ１０２の上面１０２ａ１の非球面軸１０６Ａを中心とする同心上の輪帯状マーク１０２ｅ１を観察するための光学系と撮像素子（不図示）を備えている。
【００１０】
これに対し、上記下面側非球面軸測定部１０８は、上記回転軸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。ここで、該下面側非球面軸測定部１０８は、移動ステージ１１６と、回転ステージ１１８と、移動ステージ１１７とが順次重ねて配置されており、上記被検レンズ１０２の下面１０２ａ２の非球面軸１０６Ｂを中心とする同心上の輪帯状マーク１０２ｅ２を観察するための光学系と撮像素子（不図示）を備えている。
【００１１】
上記回転角測定部１０９は、上記回転レンズ支持部材１０３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、上面側非球面軸測定部１０７、下面側非球面軸測定部１０８及び上記回転角測定部１０９の各々の測定値を演算するためのものである。
【００１３】
上記演算部１２１による演算結果から、非球面偏心量と非球面偏心方向とを求める。なお、非球面偏心方向とは、非球面軸が光軸に対して傾いている場合に、該光軸をｘｙ平面の原点としたときの、該原点から非球面面頂への方向である。
【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】
【００１４】
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、非球面偏心量、及び非球面偏心方向を算出するのに必要な、非球面の近軸曲率中心及び非球面軸を中心とする同心状の輪帯状マークを、それぞれ異なる検出手段を用いて検出する。具体的には、上記近軸曲率中心は、近軸偏心測定部１０５を用いて検出し、上記輪帯状マークは、上面側非球面軸測定部１０７及び下面側非球面軸測定部１０８を用いて検出する。このことが、測定装置の構成の複雑化及び大型化を招いていた。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で被検レンズである非球面レンズの近軸曲率中心の検出及び輪帯状マークの観察を可能とし、もって装置構成の簡略化及び小型化を実現可能な非球面偏心測定装置及び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】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の非球面レンズの非球面偏心測定装置は、非球面軸と同軸である輪帯状マークを有する非球面レンズの非球面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する非球面レンズの偏心測定装置であり、上記非球面レンズを保持するためのレンズホルダと、上記レンズホルダを回転させることで上記非球面レンズを回転させるためのエアスピンドルと、上記エアスピンドルの回転角を検出するためのエンコーダと、照明光学系を有し、上記レンズホルダに保持された上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出、及び上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察を行うための検出手段と、上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出の際と、上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察を行う際とで、上記検出手段を、上記レンズホルダの回転軸と垂直な方向の異なる位置に移動させるための移動手段と、上記検出手段による上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出結果と上記エンコーダによる上記回転角の検出結果とを使用して、上記近軸曲率中心の上記回転軸に関する情報を演算し、該上記近軸曲率中心の上記回転軸に関する情報と上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果に基づく上記輪帯状マークに関する情報とを使用して、上記非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出する演算手段と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明の非球面レンズの非球面偏心測定方法は、非球面軸と同軸に加工された輪帯状マークを有する非球面レンズの非球面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する方法であって、非球面レンズにおける第１の非球面を上にした状態で、上記非球面レンズを回転させながら、検出手段の照明系からの光を、上記回転の回転軸に沿って非球面レンズに照射し、上記第１の非球面による反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、該スポットの軌跡の各点に対応する非球面レンズの回転角を検出し、該検出により取得した情報から上記第１の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量及び偏心方向を求める工程と、上記非球面レンズを回転させながら、上記非球面レンズに光を上記回転軸に沿って照射し、上記非球面レンズにおける第２の非球面による反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、該スポットの軌跡に各点に対応する上記非球面レンズの回転角を検出し、該検出により取得した情報から上記第２の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量と偏心方向を求める工程と、上記照明系からの光を上記第１の非球面に照射し、上記検出手段を上記第１の非球面の非球面軸と同軸である輪帯状マークのある位置に移動手段を用い移動させ、上記検出手段を用い、上記第１の非球面の非球面軸と同軸である輪帯状マークを観察し、上記非球面レンズを回転させながら、上記輪帯状マークの振れ量及び振れ方向を検出し、該輪帯状マークの振れ量及び振れ方向から、上記第１の非球面の非球面面頂の上記回転軸に対する位置を求める工程と、上記第１の非球面の近軸曲率中心の回転軸に対する偏心量及び偏心方向と、上記第２の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量及び偏心方向と、上記第１の非球面の非球面面頂の上記回転軸に対する位置から、光軸に対する上記第１の非球面の非球面軸の非球面偏心量と非球面偏心方向を求める工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本実施形態によれば、簡単な構成で被検レンズである非球面レンズの近軸曲率中心の検出及び輪帯状マークの観察が可能となり、よって装置構成の簡略化及び小型化を実現可能な非球面偏心測定装置及び方法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】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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である近軸曲率中心を、Ｏ２で表す。両面の近軸曲率中心を結ぶ軸が、両面非球面レンズ１の光軸１０であり、この光軸１０が非球面偏心の評価の基準となる。
【００２２】
また、非球面２の非球面面頂６と近軸曲率中心Ｏ１とを結んだ軸が非球面２の非球面軸８であり、同様に非球面３の非球面面頂７と近軸曲率中心Ｏ２とを結んだ軸が非球面３の非球面軸９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。
【００２３】
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１０と各面の非球面軸８及び９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１０と各面の非球面軸８，９とは一致しない。
【００２４】
通常の場合には、図２（ａ）に示すように、２つの非球面軸８及び９は理想状態から傾いており、光軸１０と非球面軸８とは角度ε１を成して交差している。同様に、光軸１０と非球面軸９とは角度ε２を成して交差している。上記角度ε１が非球面２の非球面偏心量であり、上記角度ε２が非球面３の非球面偏心量である。即ち、上記角度ε１及びε２は共に、光軸１０に対する非球面軸８，９の傾き（チルト）で非球面偏心量を定義するものである。
【００２５】
一方で、光軸１０に対する距離（シフト）でも非球面偏心量を定義することもできる。その場合には、非球面２の非球面面頂６と光軸１０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７と光軸１０との距離δ２が非球面３の非球面偏心量（シフト）となる。
【００２６】
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１０をｘｙ平面の原点として、原点から非球面面頂６，７への方向が非球面偏心の方向となる。すなわち、図２（ｂ）のｘｙ平面におけるｘ軸とｙ軸との交点が光軸１０を表しており、非球面２の非球面面頂６を、このｘｙ平面にプロットし、ｘ軸を角度の基準（０度）とすると、ｘ軸と線分１０−６とのなす角度θε１が非球面２の非球面偏心方向となる。同様に、図２（ｃ）にあるように、ｘｙ平面の原点が光軸１０であり、ｘ軸と線分１０−７とのなす角度θε２が非球面３の非球面偏心方向となる。
【００２７】
また、図２（ａ）に示すように、非球面２には、非球面軸８と同軸に、輪帯状マーク４が加工されている。同様に、非球面３には、非球面軸９と同軸に、輪帯状マーク５が加工されている。非球面軸８，９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４，５を加工すれば、極めて高精度に非球面軸８，９と同軸に輪帯状マーク４，５を加工することが可能である。
【００２８】
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。
【００２９】
［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る両面非球面レンズの偏心測定装置を概略的に示した図である。なお、ｘｙｚ座標軸の方向としては、同図に示すｘｙｚ座標軸に従う。つまり、ｙ軸方向は、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方向とする。
【００３０】
以下、被検レンズとして両面非球面レンズを例に説明をするが、本実施形態は、被検レンズが片面非球面レンズであっても同様に適用できることは言うまでもない。
【００３１】
本実施形態に係る偏心測定装置３０は、図１（ａ）に示すように、レンズホルダ１１と、エアスピンドル１２と、モータ１３と、エンコーダ２４と、検出部１４と、モニタ２５と、演算部２６とを具備する。以下、これら各構成要素の詳細について述べる。
【００３２】
上記レンズホルダ１１は、被測定物である両面非球面レンズ１を真空吸着により保持するための部材であり、円筒形状を有している。なお、図１に示すレンズホルダ１１の形状は、その断面形状である。また、レンズホルダ１１の上端面は輪帯形状をとらせる。さらに、上端面と上記レンズホルダ１１の中心軸とは直交するよう構成されている。
【００３３】
さらに、上記レンズホルダ１１は、上端面と内周面の境界である円形のエッジとからなる内側の接触部と、上端面と外周面の境界である円形のエッジとからなる外側の接触部とを有している。ここで、円形接触部である上記内側の接触部、及び上記外側の接触部の中心点は、共にエアスピンドル１２の回転軸２３上に存在する。
【００３４】
上記エアスピンドル１２は、上記レンズホルダ１１を、上記回転軸２３を中心として回転させるための部材である。つまり、エアスピンドル１２は、レンズホルダ１１の保持する両面非球面レンズ１を回転させる。
【００３５】
上記モータ１３は、上記エアスピンドル１２に接続されている。したがって、モータ１３が図示矢印方向に回転することで、エアスピンドル１２が同方向に回転する。
【００３６】
上記エンコーダ２４も、上記エアスピンドル１２に接続されている。上記エンコーダ２４は、上記エアスピンドル１２の回転角を検出するための構成要素である。また、上述したように両面非球面レンズ１は、エアスピンドル１２上のレンズホルダ１１に保持されている。したがって、上記エンコーダ２４は、上記両面非球面レンズ１の回転角を検出することができる。
【００３７】
上記検出部１４は、光源１５、コリメートレンズ１６、ハーフミラー１７、第１の結像光学系１８、第２の結像光学系１９、及び撮像素子２０を具備する検出手段である。ここで、検出部１４は、同図に破線で囲って示すような第１の検出光学系１４ａと、同図に二点鎖線で囲って示すような第２の検出光学系１４ｂとの２つの検出光学系を有する。
【００３８】
上記第１の検出光学系１４ａは、上記両面非球面レンズ１の各々の面２，３に光を照射し、その反射光のスポットの軌跡を検出する際に利用される検出光学系である。ここで、第１の検出光学系１４ａは、コリメートレンズ１６、ハーフミラー１７、第１の結像光学系１８、及び第２の結像光学系１９から構成される。
【００３９】
一方、上記第２の検出光学系１４ｂは、上記両面非球面レンズ１の各々の面２，３の非球面軸に同軸に加工された、各々の輪帯状マーク４，５を観察する際に利用される検出光学系である。ここで、第２の検出光学系１４ｂは、第１の結像光学系１８、第２の結像光学系１９、及びハーフミラー１７から構成される。
【００４０】
以下、上述した上記検出部１４の各構成要素の詳細について述べる。
【００４１】
上記光源１５としては、例えば、ランプを用いる。また、上記コリメートレンズ１６は、光軸に沿って図示ｘ方向に移動可能なステージ１６ａ上に配置されている。
【００４２】
上記ハーフミラー１７は、上記光源１５から発せられた光を被検レンズである上記両面非球面レンズ１に方向づけ、被測定面からの戻り光を上記撮像素子２０へ方向づける。つまり、ハーフミラー１７は、被検レンズに向かう光と、被検レンズから戻る光とを分離する分離光学素子としての構成要素である。なお、上記ハーフミラー１７の代わりに、プリズムを用いても勿論良い。
【００４３】
上記第１の結像光学系１８は、第１の結像レンズ１８ａと第２の結像レンズ１８ｂとを具備する。ここで、上記第１の結像レンズ１８ａは固定されており、上記第２の結像レンズ１８ｂは光軸に沿って図示ｚ方向に移動可能なステージ１８ｃ上に配置される。したがって、上記第２の結像レンズ１８ｂの位置を調整することで、上記光源１５からの光を所望の点に集光させることができる。
【００４４】
一方、上記第２の結像光学系１９は、上記撮像素子２０上に集光する位置に配置されている。
【００４５】
以上、上記検出手段１４の各構成要素の詳細について述べたが、偏心測定装置３０は、上記検出部１４自体を図示ｘ方向に移動させるためのｘ軸ステージ２１を更に具備している。ｘ軸ステージ２１は、例えば、ステッピングモータ（図示せず）により駆動する。なお、ステッピングモータ以外の部材を用いて上記ｘ軸ステージ２１を駆動させても勿論よい。
【００４６】
また、上記モニタ２５は、上記検出部１４の撮像素子２０により取得した画像を表示するためのものである。よって、演算手段２６は、本偏心測定装置３０の移動部の制御、上記検出部１４により取得する情報の処理、及び非球面偏心の演算を行なう。
【００４７】
以下、本実施形態に係る非球面レンズの偏心測定装置３０による実際の測定方法を、両面非球面レンズ１の測定方法を例に、図３を用いて説明する。
【００４８】
まず、上記両面非球面レンズ１における非球面２の非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出するために、測定者が非球面２を検出部１４側に向けてレンズホルダ１１上に設置する。そして、以下のＳ４０乃至Ｓ４３のステップにより、それらを求める。
【００４９】
《Ｓ４０（非球面２の近軸曲率中心検出工程）》
Ｓ４０は、上記検出部１４により、両面非球面レンズ１の非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を検出する工程である。
【００５０】
まず、演算部２６の制御により、上記光源１５から発せられた光は、上記コリメートレンズ１６に入射して平行光束となる。続いて、平行光束は、上記ハーフミラー１７に入射し、上記両面非球面レンズ１へ入射する方向へ折り曲げられる。その後、光は、第１の結像光学系１８へ入射する。第１の結像光学系１８においては、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、ステージ１８ｃを移動させることにより、第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記ハーフミラー１７からの光を第１の結像レンズ１８ａを介して、非球面２の近軸曲率中心Ｏ１に集光するような位置へと移動させる。つまり、上記光源１５の発する光は、上記コリメートレンズ１６、上記ハーフミラー１７及び上記第１の結像光学系１８を介し、上記非球面２の近軸曲率中心Ｏ１に集光する。
【００５１】
なお、上記ステージ１８ｃの移動は、測定者が手動で行っても勿論よい（以下、同様）。
【００５２】
次に、上記両面非球面レンズ１における非球面２で反射した光は、再び第１の結像光学系１８に入射し、平行光束となる。その後、平行光束は、ハーフミラー１７を透過し、上記第２の結像光学系１９により撮像素子２０上に集光し、ビームスポットを形成する。
【００５３】
このとき、モニタ２５には、演算部２６の制御により図１（ｂ）に示すようなスポット像２５ａが映し出される。この状態において、演算部２６の制御により上記エアスピンドル１２を回転させ、上記撮像素子２０によるビームスポットの振れ回りの出力と、上記エンコーダ２４による上記ビームスポットの振れ回り（図１（ｂ）に矢印で示すようなスポット像２５ａの移動）に同期した回転角の出力とを、演算部２６に入力する。これにより、演算部２６は、上記両面非球面レンズ１における非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を算出する。
【００５４】
なお、上記エアスピンドル１２の回転の開始は、測定者の操作によりが行っても勿論よい（以下、同様）。
【００５５】
ここで、これら算出結果は例えばモニタ２５に表示され、測定者はその表示された結果に基づいて、上記非球面２の上記近軸曲率中心Ｏ１の偏心量が概略０（ゼロ）となるように、上記両面非球面レンズ１の位置調整を行う。なお、後述するＳ４１で、光を上記非球面２を透過させて非球面３における近軸曲率中心Ｏ２の偏心量を測定するときに近軸領域で演算を行うので、ここで上記近軸曲率中心Ｏ１の偏心量を極力小さくすることによって近軸曲率中心Ｏ２の検出精度の向上を計ることが好ましい。しかしながら、上記近軸曲率中心Ｏ１の偏心量を厳密に０（ゼロ）にする必要はない。
【００５６】
このような両面非球面レンズ１の位置調整を終了後、測定者の指示に応じて演算部２６の制御により、再びエアスピンドル１２を回転させ、非球面２における近軸曲率中心Ｏ１の振れ回りと、振れ回りに対応する回転角とから、演算部２６により非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を再算出する。本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６で保持される。
【００５７】
《Ｓ４１（非球面３の近軸曲率中心検出工程）》
Ｓ４１は、上記検出部１４により、両面非球面レンズ１の非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を検出する工程である。
【００５８】
まず、上記光源１５から発せられた光は、上記コリメートレンズ１６に入射して平行光束となる。続いて、平行光束は、上記ハーフミラー１７に入射し、上記両面非球面レンズ１へ入射する方向へ折り曲げられる。その後、光は、第１の結像光学系１８へ入射する。第１の結像光学系１８においては、先見情報に基づいて演算部２６の制御によりステージ１８ｃを移動させることにより、第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記ハーフミラー１７からの光を第１の結像レンズ１８ａを介して、非球面３の近軸曲率中心Ｏ２に集光するような位置へと移動させる。つまり、上記光源１５の発する光は、上記コリメートレンズ１６、上記ハーフミラー１７及び上記第１の結像光学系１８を介し、上記非球面２を透過させて上記非球面３の近軸曲率中心Ｏ２に集光する。
【００５９】
次に、上記両面非球面レンズ１における非球面３で反射した光は、再び第１の結像光学系１８に入射し、平行光束となる。その後、平行光束は、ハーフミラー１７を透過し、上記第２の結像光学系１９により撮像素子２０上に集光し、ビームスポットを形成する。
【００６０】
このとき、演算部２６の制御によりモニタ２５には、図１（ｂ）に示すようなスポット像２５ａが映し出される。この状態において、演算部２６の制御により上記エアスピンドル１２を回転させ、ビームスポットの振れ回りを撮像する上記撮像素子２０の撮像出力と、上記エンコーダ２４による上記ビームスポットの振れ回りに同期した回転角の検出出力とが、演算部２６に入力される。これにより、演算部２６は、上記両面非球面レンズ１における非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を算出する。そして、本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６内に保持される。
【００６１】
なお、この非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の偏心量と偏心方向を求めるときには、上記非球面２の上記近軸曲率中心Ｏ１の偏心量の影響を受けているので、上記Ｓ４０で検出した非球面２における近軸曲率中心Ｏ１の回転軸２３に対する偏心量、及び偏心方向と、先見情報としての非球面２と非球面３の近軸曲率半径及び上記両面非球面レンズ１の肉厚と屈折率の情報とを考慮する必要がある。
【００６２】
《Ｓ４２（非球面２の非球面面頂位置検出工程）》
Ｓ４２は、上記両面非球面レンズ１の非球面２における非球面軸８と同軸に加工された輪帯状マーク４を観察し、上記非球面２における非球面面頂６の位置及び方向を求める工程である。以下、検出手段１４の動作を中心に、図４を用いて説明する。
【００６３】
この場合には、まず、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、図４に示すようにステージ１６ａを移動させることで、コリメートレンズ１６の位置を光軸方向に移動させ、上記両面非球面レンズ１の非球面２に、光源１５の発する光が照射される位置に設定する。
【００６４】
次に、輪帯状マーク４が観察可能となるように、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、ｘ軸ステージ２１の位置を、ｘ軸におけるマイナス方向へ移動させる。なお、上記輪帯状マーク４は、上記両面非球面レンズ１の非球面２における非球面軸８と同軸に加工した輪帯状のマークである。
【００６５】
この状態で、演算部２６の制御によりステージ１８ｃを移動させることにより、上記第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記輪帯状マーク４にピントが合うような位置に設定する。
【００６６】
上述のように各部材の位置設定を行うことにより、以下のようにして、上記光源１５から発せられた光が上記両面非球面レンズ１の非球面２に照射され、輪帯状マーク４の観察が可能となる。
【００６７】
すなわち、上記光源１５から発せられた光は、上記コリメートレンズ１６に入射して平行光束となる。続いて、平行光束は、上記ハーフミラー１７に入射し、上記両面非球面レンズ１へ入射する方向へ折り曲げられる。その後、光は、第１の結像光学系１８を介し、上記両面非球面レンズ１の非球面２における輪帯状マーク４を照射する。
【００６８】
これにより得られた像は、第１の結像光学系１８、ハーフミラー１７、及び第２の結像光学系１９を介して、撮像素子２０上に結像される。このとき、モニタ２５では、演算部２６の制御により図４（ｂ）に示すような表示が行われ、輪帯状マーク像２５ｂの観察を行うことができる。なお、このとき、演算部２６による画像処理を用いて、図４（ｂ）に示すようにモニタ２５上に目盛り２５ｃを表示させておく。
【００６９】
そして、演算部２６の制御によりエアスピンドル１２を回転させ、そのときモニタ２５に表示される画像を測定者が観察し、目盛り２５ｃより上記輪帯状マーク像２５ｂの振れ量と振れ方向を読み取る。
【００７０】
なお、上記振れ量は、両面非球面レンズ１を回転させたときに、モニタ２５上で輪帯状マーク像２５ｂが最も左に寄った時と、最も右に寄った時との目盛り２５ｃの間隔を測定者が読み取ることにより求める。もちろん、複数の静止画を撮像して、演算部２６による画像処理により間隔を算出することも可能である。
【００７１】
また、振れ方向は、両面非球面レンズ１を回転させた場合に、モニタ２５上で輪帯状マーク像２５ｂが最も左に寄った時のエンコーダ２４の回転角を演算部２６（もしくは測定者）が読み取ることにより求めることができる。
【００７２】
上述のようにして求めた輪帯状マーク像２５の振れ量及び振れ方向（測定者が読み取った場合は、演算部２６に不図示の入力部により入力する）から、演算部２６は、非球面２の非球面面頂６の、回転軸２３に対する位置と方向を求める。また、本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６にて保持される。
【００７３】
《Ｓ４３（非球面２の非球面偏心量算出工程）》
本工程は、上記Ｓ４０乃至Ｓ４２の各工程において取得して保持された情報を用いて、演算部２６において、非球面２の非球面偏心量ε１及び非球面偏心方向θε１を求める工程である。
【００７４】
まず、上記両面非球面レンズ１の非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の回転軸２３に対する偏心量と偏心方向（上記Ｓ４０にて取得）と、非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の回転軸２３に対する偏心量と偏心方向（上記Ｓ４１にて取得）とから、両面非球面レンズ１の光軸１０の回転軸２３に対する位置と傾きを求める。
【００７５】
次に、上述のように求めた両面非球面レンズ１の光軸１０の回転軸２３に対する位置と傾きと、非球面２の非球面面頂６の回転軸２３に対する位置と方向（上記Ｓ４２にて取得）とから、非球面２の非球面偏心量ε１と非球面偏心方向θε１を求める。
【００７６】
以上のようにして、非球面２の非球面偏心量ε１と非球面偏心方向θε１とを求める。
【００７７】
これに続くＳ４４乃至Ｓ４７は、上記両面非球面レンズ１の非球面３の非球面偏心量及び非球面偏心方向を求めるステップである。
【００７８】
これらＳ４４乃至Ｓ４７に進む前に、測定者は上記レンズホルダ１１上で、上記両面非球面レンズ１の回転位置を変えずに、上記両面非球面レンズ１の上下を反転させて配置する。
【００７９】
このような配置において、上述したような、非球面２の非球面偏心量と非球面偏心方向を求めた場合と同様の検出及び演算を行えば、非球面３の非球面偏心量ε２と非球面偏心方向θε２を求めることができる。
【００８０】
なお、両面非球面レンズ１の上下を反転しているので、偏心方向については反転させる方向により、ｘ方向もしくはｙ方向の正負が反転することになるので注意が必要である。
【００８１】
《Ｓ４４（非球面３の近軸曲率中心検出工程）》
Ｓ４４は、上記検出部１４により、両面非球面レンズ１の非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を検出する工程である。
【００８２】
まず、演算部２６の制御により上記光源１５から発せられた光は、上記コリメートレンズ１６に入射して平行光束となる。続いて、平行光束は、上記ハーフミラー１７に入射し、上記両面非球面レンズ１へ入射する方向へ折り曲げられる。その後、光は、第１の結像光学系１８へ入射する。第１の結像光学系１８においては、先見情報に基づいて演算部２６の制御によりステージ１８ｃを移動させることにより、第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記ハーフミラー１７からの光を第１の結像レンズ１８ａを介して、非球面３の近軸曲率中心Ｏ２に集光するような位置へと移動させる。つまり、上記光源１５の発する光は、上記コリメートレンズ１６、上記ハーフミラー１７及び上記第１の結像光学系１８を介し、上記非球面３の近軸曲率中心Ｏ２に集光する。
【００８３】
次に、上記両面非球面レンズ１における非球面３で反射した光は、再び第１の結像光学系１８に入射し、平行光束となる。その後、平行光束は、ハーフミラー１７を透過し、上記第２の結像光学系１９により撮像素子２０上に集光し、ビームスポットを形成する。
【００８４】
このとき、モニタ２５には、演算部２６の制御により図１（ｂ）に示すようなスポット像２５ａが映し出される。この状態において、演算部２６の制御により上記エアスピンドル１２を回転させ、上記撮像素子２０によるビームスポットの振れ回りの出力と、上記エンコーダ２４による上記ビームスポットの振れ回りに同期した回転角の出力とを、演算部２６に入力する。これにより、演算部２６は、上記両面非球面レンズ１における非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を算出する。
【００８５】
ここで、これら算出結果に基づいて、測定者は、上記非球面３の上記近軸曲率中心Ｏ２の偏心量が概略０（ゼロ）となるように、上記両面非球面レンズ１の位置調整を行なう。なお、後述するＳ４５で、光を上記非球面３を透過させて非球面２における近軸曲率中心Ｏ１の偏心量を測定するときに近軸領域で演算を行うので、ここで上記近軸曲率中心Ｏ２の偏心量を極力小さくすることによって、近軸曲率中心Ｏ１の検出精度の向上を計ることが好ましい。しかしながら、上記近軸曲率中心Ｏ２の偏心量を厳密に０（ゼロ）にする必要はない。
【００８６】
このような両面非球面レンズ１の位置調整を終了後、測定者の指示に応じて演算部２６の制御により再びエアスピンドル１２を回転させ、非球面３における近軸曲率中心Ｏ２の振れ回りと、振れ回りに対応する回転角とから、演算部２６により、非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を検出する。また、本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６で保持される。
【００８７】
《Ｓ４５（非球面２の近軸曲率中心検出工程）》
Ｓ４５は、上記検出手段１４により、両面非球面レンズ１の非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を検出する工程である。
【００８８】
まず、上記光源１５から発せられた光は、上記コリメートレンズ１６に入射して平行光束となる。続いて、平行光束は、上記ハーフミラー１７に入射し、上記両面非球面レンズ１へ入射する方向へ折り曲げられる。その後、光は、第１の結像光学系１８へ入射する。第１の結像光学系１８においては、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、ステージ１８ｃを移動させることにより、第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記ハーフミラー１７からの光を第１の結像レンズ１８ａを介して、非球面２の近軸曲率中心Ｏ１に集光するような位置へと移動させる。つまり、上記光源１５の発する光は、上記コリメートレンズ１６、上記ハーフミラー１７及び上記第１の結像光学系１８を介し、上記非球面３を透過させて上記非球面２の近軸曲率中心Ｏ１に集光する。
【００８９】
次に、上記両面非球面レンズ１における非球面２で反射した光は、再び第１の結像光学系１８に入射し、平行光束となる。その後、平行光束は、ハーフミラー１７を透過し、上記第２の結像光学系１９により撮像素子２０上に集光し、ビームスポットを形成する。
【００９０】
このとき、演算部２６の制御によりモニタ２５には、図２（ｂ）に示すようなスポット像が映し出される。この状態において、演算部２６の制御により上記エアスピンドル１２を回転させ、上記撮像素子２０のビームスポットの振れ回りの撮像出力と、上記エンコーダ２４による上記ビームスポットの振れ回りに同期した回転角の検出出力とが、演算手段２６に入力される。これにより、演算部２６は、上記両面非球面レンズ１における非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の、回転軸２３に対する偏心量と偏心方向を算出する。そして、本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６内に保持される。
【００９１】
なお、この非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の偏心量と偏心方向を求めるときには、上記非球面３の上記近軸曲率中心Ｏ２の偏心量の影響を受けているので、上記Ｓ４４で検出した非球面３における近軸曲率中心Ｏ２の回転軸２３に対する偏心量、及び偏心方向と、非球面２と非球面３の近軸曲率半径及び上記両面非球面レンズ１の肉厚と屈折率の情報とを考慮する必要がある。
【００９２】
《Ｓ４６（非球面３の非球面面頂検出工程）》
Ｓ４６は、上記両面非球面レンズ１の非球面３における非球面軸９と同軸に加工された輪帯状マーク５を観察し、上記非球面３における非球面面頂７の位置及び方向を求める工程である。以下、検出手段１４の動作を中心に、図４を用いて説明する。
【００９３】
この場合には、まず、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、図４に示すようにステージ１６ａを移動させることで、コリメートレンズ１６の位置を光軸方向に移動させ、上記両面非球面レンズ１の非球面３に、光源１５の発する光が照射される位置に設定する。
【００９４】
次に、輪帯状マーク５が観察可能となるように、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、ｘ軸ステージ２１の位置を、ｘ軸におけるマイナス方向へ移動させる。なお、上記輪帯状マーク５は、上記両面非球面レンズ１の非球面３における非球面軸９と同軸に加工した輪帯状のマークである。
【００９５】
この状態で、演算部２６がステージ１８ｃを移動させることにより、上記第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記輪帯状マーク５にピントが合うような位置に設定する。
【００９６】
上述のように各部材の位置設定を行うことにより、以下のようにして、上記光源１５から発せられた光が上記両面非球面レンズ１の非球面３に照射され、輪帯状マーク５の観察が可能となる。
【００９７】
すなわち、上記光源１５から発せられた光は、上記コリメートレンズ１６に入射して平行光束となる。続いて、平行光束は、上記ハーフミラー１７に入射し、上記両面非球面レンズ１へ入射する方向へ折り曲げられる。その後、光は、第１の結像光学系１８を介し、上記両面非球面レンズ１の非球面３における輪帯状マーク５を照射する。
【００９８】
これにより得られた像は、第１の結像光学系１８、ハーフミラー１７、及び第２の結像光学系１９を介して、撮像素子２０上に結像される。このとき、モニタ２５では、演算部２６の制御により図４（ｂ）に示すような表示が行われ、輪帯状マーク像２５ｂの観察を行うことができる。なお、このとき、演算部２６による画像処理を用いて、図４（ｂ）に示すようにモニタ２５上に目盛り２５ｃを表示させておく。
【００９９】
そして、演算部２６の制御により、エアスピンドル１２を回転させ、そのときモニタ２５に表示させる画像を測定者が観察し、目盛り２５ｃより上記輪帯状マーク像２５ｂの振れ量と振れ方向を読み取る。
【０１００】
なお、上記振れ量は、両面非球面レンズ１を回転させたときに、モニタ２５上で輪帯状マーク像２５ｂが最も左に寄った時と、最も右に寄った時との目盛り２５ｃの間隔を測定者が読み取ることにより求める。もちろん、複数の静止画を撮像して、演算部２６による画像処理により間隔を算出することも可能である。
【０１０１】
また、振れ方向は、両面非球面レンズ１を回転させた場合に、モニタ２５上で輪帯状マーク像２５ｂが最も左に寄った時のエンコーダ２４の回転角を、演算部２６（もしくは測定者）が読み取ることにより求める。
【０１０２】
上述のように、上記輪帯状マーク像２５ｂの振れ量及び振れ方向から、演算部２６は、非球面３の非球面面頂７の、回転軸２３に対する位置と方向を求める。また、本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６にて保持される。
【０１０３】
《Ｓ４７（非球面３の非球面偏心量検出工程）》
本工程は、上記Ｓ４４乃至Ｓ４６の各工程において取得して保持された情報を用いて、演算部２６において、非球面３の非球面偏心量ε２及び非球面偏心方向θε２を求める工程である。
【０１０４】
まず、上記両面非球面レンズ１の非球面３の近軸曲率中心Ｏ２の回転軸２３に対する偏心量と偏心方向（上記Ｓ４４にて取得）と、非球面２の近軸曲率中心Ｏ１の回転軸２３に対する偏心量と偏心方向（上記Ｓ４５にて取得）とから、演算部２６が、両面非球面レンズ１の光軸１０の回転軸２３に対する位置と傾きを求める。
【０１０５】
次に、上述のように求めた両面非球面レンズ１の光軸１０の回転軸２３に対する位置と傾きと、非球面３の非球面面頂７の回転軸２３に対する位置と方向（上記Ｓ４６にて取得）とから、演算部２６が、非球面３の非球面偏心量ε２と非球面偏心方向θε２を求める。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態によれば、非球面レンズの偏心を測定する非球面偏心測定装置において、１つの検出手段によって、被検レンズである非球面レンズの近軸曲率中心の検出、及び輪帯状マークの観察が可能となるので、装置構成の簡略化及び小型化を実現した、非球面レンズの非球面偏心測定装置及び方法を提供することができる。
【０１０７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る非球面レンズの非球面偏心測定装置について説明する。
【０１０８】
図５及び図６は、本実施形態に係る非球面レンズの非球面偏心測定装置３０ａを概略的に示した図である。なお、図５は、検出部の位置が、近軸曲率中心の位置を検出する場合の位置であるときを示している。また、図６は、検出部の位置が、輪帯状マークを観察する場合の位置であるときを示している。
【０１０９】
本実施形態に係る非球面レンズの非球面偏心測定装置３０ａと、上記第１実施形態に係る非球面レンズの偏心測定装置３０との相違点は、照明部材３１（本実施形態に係る非球面レンズの非球面偏心測定装置３０ａに特有）の有無及び検出部の構成である。したがって、両実施形態に共通の部材には同一の符号を付し、共通の部材に関する説明を一部省略する。
【０１１０】
以下、本実施形態に特有の構成について、図５及び図６を用いて説明する。
【０１１１】
まず、本実施形態に特有の部材である照明部材３１は、その照明する方向を自在に変更できるように構成されている。なお、上記照明部材３１としては、例えばファイバ照明を用いるが、ファイバ照明以外の照明部材を用いても勿論よい。
【０１１２】
また、検出部３４は、同図に破線で囲って示すような第１の検出光学系３４ａと、同図に二点鎖線で囲って示すような第２の検出光学系３４ｂとを有する。ここで、上記第１の検出光学系３４ａは、上記両面非球面レンズ１の各々の面に光を照射し、光の上記両面非球面レンズ１の各々の面における反射光のスポットの軌跡を検出する際に利用される検出光学系である。また、第２の検出光学系３４ｂは、上記両面非球面レンズ１の各々の面における非球面軸に同軸に加工されたそれぞれの輪帯状マークを観察する際に利用される検出光学系である。上記検出部３４は、これら第１の検出光学系３４ａと第２の検出光学系３４ｂとを１つの検出手段として構成した部材である。
【０１１３】
ここで、上記第１の検出光学系３４ａは、コリメートレンズ３６、ハーフミラー１７、第１の結像光学系１８、及び第２の結像光学系１９を備えている。
【０１１４】
また、上記第２の検出光学系３４ｂは、第１の結像光学系１８、第２の結像光学系１９、及びハーフミラー１７を備えている。
【０１１５】
上記光源１５としては、例えばランプを用いる。また、上記ハーフミラー１７は、上記光源１５から発せられた光を被測定物である上記両面非球面レンズ１へ方向づけし、さらに上記両面非球面レンズ１における被測定面からの戻り光を撮像素子２０へ方向づけする部材である。したがって、上記ハーフミラー１７は、被測定物へ向かう光と、被測定物での反射により戻る光とを分離する分離光学素子を構成している。なお、上記ハーフミラー１７の代わりとして、プリズムを用いても勿論よい。
【０１１６】
また、上記第１の結像光学系１８は、第１の結像レンズ１８ａ、第２の結像レンズ１８ｂ、及びステージ３ｃとから構成されている。ここで、上記第１の結像レンズ１８ａの位置は固定されている。一方、上記第２の結像レンズ１８ｂは、光軸に沿って同図ｚ方向に移動可能である上記ステージ１８ｃ上に配置されている。上記第２の結像レンズ１８ｂの位置を調整することで、上記光源１５からの光を所望の点に集光させることができる。
【０１１７】
さらに、上記第２の結像光学系１９は、撮像素子２０上に集光する位置に配置されている。
【０１１８】
以上、上記検出部３４の各構成要素について説明したが、偏心測定装置３０ａは、上記検出部３４自体を図示ｘ方向に移動させるための、ｘ軸ステージ２１を更に具備している。ｘ軸ステージ２１は、例えばステッピングモータにより駆動する。なお、ステッピングモータ以外の部材を用いて上記ｘ軸ステージ２１を駆動させても勿論よい。
【０１１９】
以下、本発明の第２実施形態に係る非球面レンズの非球面偏心測定装置３０ａを用いた測定方法を、図面を用いて説明する。なお、ここでは、上記第１実施形態に係る非球面レンズの非球面偏心測定装置３０を用いた測定方法と、実質的に異なる工程のみを説明する。したがって、上記第１実施形態の説明で用いた図３を参照しながら、本実施形態に特有の工程のみを詳細に説明する。
【０１２０】
まず、上述したＳ４０及びＳ４１を実行する。つまり、両面非球面レンズ１の非球面２及び非球面３における近軸曲率中心Ｏ１，Ｏ２の回転軸に対する偏心量及び偏心方向を求める。続くＳ４２は、本実施形態においては、以下に示すＳ４２ａを行う。
【０１２１】
《Ｓ４２ａ（非球面２の非球面面頂位置検出工程）》
本工程は、上述したＳ４２と同様に、上記両面非球面レンズ１の非球面２における非球面軸８と同軸に加工された輪帯状マーク４を観察し、上記非球面２における非球面面頂６の位置及び方向を求めることを目的とする。以下、検出部３４の動作を図６を用いて説明する。
【０１２２】
まず、演算部２６の制御により照明部材３１を用いて、両面非球面レンズ１の輪帯状マークのある面に光を照射する。また、検出部３４の光源１５は消灯または遮光しておく。ここで、先見情報に基づいて演算部２６の制御により、ｘ軸ステージ２１を図示ｘ方向におけるマイナス方向に移動させることで、上記検出部３４の位置を、上記両面非球面レンズ１の非球面２における非球面軸８と同軸に加工させた輪帯状マーク４を観察可能な位置に移動させる。
【０１２３】
さらに、演算部２６の制御により上記ステージ１８ｃを移動させることで、上記第２の結像レンズ１８ｂの位置を光軸方向に移動させ、上記輪帯状マーク４にピントが合うような位置に移動させる。
【０１２４】
上述のように検出部３４を設定することで取得した像は、第１の結像光学系１８、ハーフミラー１７、及び第２の結像光学系１９を介し、撮像素子２０上に結像する。このとき、モニタ２５では、演算部２６の制御により図４（ｂ）に示すような表示が行われ、輪帯状マーク像２５ｂの観察を行うことができる。なお、このとき、演算部２６による画像処理を用いて、図４（ｂ）に示すようにモニタ２５上に目盛り２５ｃを表示させておく。
【０１２５】
そして、演算部２６の制御によりエアスピンドル１２を回転させ、そのときモニタ２５に表示させる画像を測定者が観察し、目盛り２５ｃより上記輪帯状マーク像２５ｂの振れ量及び振れ方向を読み取って求める。
【０１２６】
すなわち、上記振れ量は、両面非球面レンズ１を回転させたときに、モニタ２５上で輪帯状マーク像２５ｂが最も左に寄った時と、最も右に寄った時との目盛り２５ｃの間隔を、測定者が読み取ることにより求める。
【０１２７】
また、振れ方向は、両面非球面レンズ１を回転させた場合に、モニタ２５上で輪帯状マーク像２５ｂが最も左に寄った時のエンコーダ２４の回転角を、演算部２６（もしくは測定者）が読み取ることにより求める。
【０１２８】
上述のようにして求めた輪帯状マーク像２５ｂの振れ量及び振れ方向から、演算部２６は、非球面２の非球面面頂６の、回転軸２３に対する位置と方向を求める。また、本工程において取得したこれらの情報は、演算部２６にて保持される。
【０１２９】
上記Ｓ４２ａを実行後、第１実施形態と同様に、Ｓ４３以降のステップを辿る。なお、以降の各ステップにおけるＳ４２は、Ｓ４２ａと読み替える。
【０１３０】
つまり、Ｓ４３においては、Ｓ４０乃至Ｓ４２ａで取得した情報から、演算部２６が、上記両面非球面レンズ１の非球面２における非球面偏心量ε１と非球面偏心方向θε１を求める。
【０１３１】
その後、測定者が、上記両面非球面レンズ１を、レンズホルダ１１上でレンズの回転位置を変えずに上下を反転させて配置する。なお、この反転動作のための駆動装置を、非球面偏心測定装置３０ａに、更に具備させても勿論よい。これにより、上記両面非球面レンズ１の非球面３の非球面偏心量ε２と非球面偏心方向θε２とを、非球面２の非球面偏心量ε１と非球面偏心方向θε１とを求めた場合と同様に求めることができる。
【０１３２】
但し、両面非球面レンズ１の上下を反転しているので、偏心方向については反転させる方向により、ｘ方向もしくはｙ方向の正負が反転することになるので注意が必要である。
【０１３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、被検レンズを照射する照明の向きを、測定の条件に応じて自在に変更することができるので、上記第１実施形態における効果に加えて、正確に輪帯状マークの振れ量及び振れ方向を観察することができる非球面レンズの非球面偏心測定装置及び方法を提供することができる。
【０１３４】
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である。
【０１３５】
（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。
【０１３６】
（１）  非球面軸と同軸である輪帯状マークを有する非球面レンズの非球面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する非球面レンズの偏心測定装置であり、
上記非球面レンズを保持するためのレンズホルダと、
上記レンズホルダを回転させることで上記非球面レンズを回転させるためのエアスピンドルと、
上記エアスピンドルの回転角を検出するためのエンコーダと、
照明光学系を有し、上記レンズホルダに保持された上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出、及び上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察を行うための検出手段と、
上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出の際と、上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察を行う際とで、上記検出手段を、上記レンズホルダの回転軸と垂直な方向の異なる位置に移動させるための移動手段と、
上記検出手段による上記非球面レンズの非球面の近軸曲率中心の検出結果と上記エンコーダによる上記回転角の検出結果とを使用して、上記近軸曲率中心の上記回転軸に関する情報を演算し、該上記近軸曲率中心の上記回転軸に関する情報と上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果に基づく上記輪帯状マークに関する情報とを使用して、上記非球面レンズの非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出する演算手段と、
を具備することを特徴とする非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【０１３７】
（対応する実施形態）
この（１）に記載の非球面レンズ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、上記非球面レンズは例えば両面非球面レンズ１が対応し、上記非球面は例えば非球面２及び３が対応し、上記非球面軸は例えば非球面軸８及び９が対応し、上記輪帯状マークは例えば輪帯状マーク４及び５が対応し、上記レンズホルダは例えばレンズホルダ１１が対応し、上記エアスピンドルは例えばエアスピンドル１２が対応し、上記エンコーダは例えばエンコーダ２４が対応し、上記照明光学系は、例えば光源１５、コリメートレンズ１６、ハーフミラー１７、第１の結像光学系１８、第１の結像レンズ１８ａ、第２の結像レンズ１８ｂ、及び第２の結像光学系１９が対応し、上記検出手段は例えば検出部１４が対応し、上記移動手段は、例えばｘ軸ステージ２１が対応し、上記演算手段は例えば演算部２６が対応する。
【０１３８】
（作用効果）
この（１）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置によれば、１つの検出手段を用いた簡単な装置構成で、非球面偏心量及び非球面偏心方向を算出することができる。
【０１３９】
（２）  上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果を表示する表示手段と、
上記表示手段に表示された上記輪帯状マークの観察結果に基づく上記輪帯状マークに関する情報を入力するための入力手段と、
を更に具備することを特徴とする（１）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【０１４０】
（対応する実施形態）
この（２）に記載の非球面レンズ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、上記表示手段は例えばモニタ２５が対応し、上記入力手段は例えば入力部（不図示）が対応する。
【０１４１】
（作用効果）
この（２）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置によれば、表示手段を用いての非球面レンズの輪帯状マークの観察、及び該観察の結果に基づく情報の入力を測定者が行うことができる。
【０１４２】
（３）  上記演算手段は、上記検出手段による上記非球面レンズの上記輪帯状マークの観察結果に基づいて、上記輪帯状マークに関する情報を演算することを特徴とする（１）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【０１４３】
（対応する実施形態）
この（３）に記載の非球面レンズ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、上記演算手段は例えば演算部２６が対応し、上記検出手段は例えば検出部３４が対応し、上記非球面レンズは例えば両面非球面レンズ１が対応し、上記輪帯状マークは例えば輪帯状マーク４及び５が対応する。
【０１４４】
（作用効果）
この（３）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置によれば、演算手段による、輪帯状マークに関する情報の演算が可能となる。
【０１４５】
（４）  上記レンズホルダに保持された上記非球面レンズの上記輪帯状マークを有する面に光を照射する照明手段を、上記検出手段の外部に更に具備することを特徴とする（１）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置。
【０１４６】
（対応する実施形態）
この（４）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置に関する実施形態は、第２実施形態が対応する。その実施形態において、上記レンズホルダは例えばレンズホルダ１１が対応し、上記非球面レンズは例えば両面非球面レンズ１が対応し、上記輪帯状マークは例えば輪帯状マーク４及び５が対応し、上記照明手段は例えば照明部材３１が対応し、上記検出手段は例えば検出部１４が対応する。
【０１４７】
（作用効果）
この（４）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定装置によれば、検出手段の外部に照明手段を更に具備させることで、輪帯状マークの像を明確に観察することができる。
【０１４８】
（５）  非球面軸と同軸に加工された輪帯状マークを有する非球面レンズの非球面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を測定する方法であって、
非球面レンズにおける第１の非球面を上にした状態で、上記非球面レンズを回転させながら、検出手段の照明系からの光を、上記回転の回転軸に沿って非球面レンズに照射し、上記第１の非球面による反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、該スポットの軌跡の各点に対応する非球面レンズの回転角を検出し、該検出により取得した情報から上記第１の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量及び偏心方向を求める工程と、
上記非球面レンズを回転させながら、上記非球面レンズに光を上記回転軸に沿って照射し、上記非球面レンズにおける第２の非球面による反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、該スポットの軌跡に各点に対応する上記非球面レンズの回転角を検出し、該検出により取得した情報から上記第２の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量と偏心方向を求める工程と、
上記照明系からの光を上記第１の非球面に照射し、上記検出手段を上記第１の非球面の非球面軸と同軸である輪帯状マークのある位置に移動手段を用い移動させ、上記検出手段を用い、上記第１の非球面の非球面軸と同軸である輪帯状マークを観察し、上記非球面レンズを回転させながら、上記輪帯状マークの振れ量及び振れ方向を検出し、該輪帯状マークの振れ量及び振れ方向から、上記第１の非球面の非球面面頂の上記回転軸に対する位置を求める工程と、
上記第１の非球面の近軸曲率中心の回転軸に対する偏心量及び偏心方向と、上記第２の非球面の近軸曲率中心の上記回転軸に対する偏心量及び偏心方向と、上記第１の非球面の非球面面頂の上記回転軸に対する位置から、光軸に対する上記第１の非球面の非球面軸の非球面偏心量と非球面偏心方向を求める工程と、
を具備することを特徴とする非球面レンズの非球面偏心測定方法。
【０１４９】
（対応する実施形態）
この（５）に記載の非球面レンズ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、上記非球面レンズは例えば両面非球面レンズ１が対応し、上記第１の非球面及び上記第２の非球面は例えば非球面２及び３が対応し、上記非球面軸は例えば非球面軸８及び９が対応し、上記輪帯状マークは例えば輪帯状マーク４及び５が対応し、上記照明系は、例えば光源１５、コリメートレンズ１６、ハーフミラー１７、第１の結像光学系１８、第１の結像レンズ１８ａ、第２の結像レンズ１８ｂ、及び第２の結像光学系１９が対応し、上記検出手段は例えば検出部１４が対応する。
【０１５０】
（作用効果）
この（５）に記載の非球面レンズの非球面偏心測定方法によれば、両面非球面レンズにおける各面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を各面ごとに求めることにより、簡単な装置構成からなる非球面偏心測定装置にて、上記非球面偏心量及び非球面偏心方向を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る偏心測定装置を概略的に示した図である。
【図２】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示した図である。
【図３】第１実施形態に係る非球面偏心測定装置における非球面偏心量及び非球面偏心方向の算出の手順を示す図である。
【図４】（ａ）は輪帯状マークを観察する場合の偏心測定装置の状態を概略的に示す図であり、（ｂ）は輪帯状マーク観察時のモニタ画面を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る非球面偏心測定装置の近軸曲率中心位置検出時の状態を概略的に示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る非球面偏心測定装置の輪帯状マーク観察時の状態を概略的に示した図である。
【図７】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１…両面非球面レンズ、  ２，３…非球面、  ３ｃ…ステージ、  ４，５…輪帯状マーク、  ６，７…非球面面頂、  ８，９…非球面軸、  １０…光軸、  １１…レンズホルダ、  １２…エアスピンドル、  １３…モータ、  １４…検出部、  １４ａ…第１の検出光学系、  １４ｂ…第２の検出光学系、  １５…光源、  １６…コリメートレンズ、  １６ａ…ステージ、  １７…ハーフミラー、  １８…第１の結像光学系、  １８ａ…第１の結像レンズ、  １８ｂ…第２の結像レンズ、  １８ｃ…ステージ、  １９…第２の結像光学系、  ２０…撮像素子、  ２１…ｘ軸ステージ、  ２３…回転軸、  ２４…エンコーダ、  ２５…モニタ、  ２６…演算部、  ３０，３０ａ…非球面偏心測定装置、  ３１…照明部材、  ３４…検出部、  ３４ａ…第１の検出光学系、  ３４ｂ…第２の検出光学系、  ３６…コリメートレンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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