(57)【要約】【課題】複数の検査を行うことができ、各検査結果を複合的に分析することのできるレンズ検査装置及びレンズ検査方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決するため、観察光軸Ｌ０としての被検レンズ１０の光軸上に第一拡大光学系３０を配置し、参照光軸Ｌ１上に配置される参照ミラー５１及び第二拡大光学系５２を有する干渉縞観察照明光学系５０と、被検レンズ１０に対して平行光及び偏光光を照射する透過光観察照明光学系６０及び偏光光観察照明光学系７０と、第一拡大光学系３０を介して、被検レンズ１０の干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察可能な観察光学系４０とを備えるレンズ検査装置１００を提供する。また、当該レンズ検査装置１００を使用するレンズ検査方法を提供する。【選択図】図１
2011127993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸上に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、
当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、
当該被検レンズに平行光を照射する透過光観察照明光学系と、
当該被検レンズに偏光光を照射する偏光光観察照明光学系と、
当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズについて干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察可能な観察光学系と、
を備え、
当該平行光及び当該偏光光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射されるようにしたこと、
を特徴とするレンズ検査装置。
【請求項２】
前記観察光学系は、
前記干渉縞画像及び前記透過光画像を観察する第一観察光学系と、
前記偏光光画像を観察する第二観察光学系と、
前記観察光軸上に設けられ、前記被検レンズ側から入射した観察対象光を第一観察光学系に出射する第一観察対象光と、第二観察光学系に出射する第二観察対象光とに分光する観察光分光器と、
を備える請求項１記載のレンズ検査装置。
【請求項３】
前記干渉縞観察照明光学系は、
参照光軸上に設けられる第一光源と、
当該参照光軸と、前記観察光軸との交点に設けられ、第一光源から入射した光を前記被検レンズ側に出射する被検光と前記参照ミラー側に出射する参照光とに分光する干渉縞観察用分光器と、
を備える請求項１又は請求項２に記載のレンズ検査装置。
【請求項４】
前記観察光軸上に設けられ、入射した光を観察光軸に沿って出射する入射光路調整器を備え、
前記透過光観察照明光学系及び前記偏光光観察照明光学系は、この入射光路調整器を介して前記平行光及び前記偏光光を前記被検レンズに照射する請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレンズ検査装置。
【請求項５】
前記観察光軸上に前記被検レンズが配置されるレンズステージが設けられ、
前記観察光軸上に、前記入射光路調整器、前記レンズステージ、前記第一拡大光学系の順にこれらの入射光軸と観察光軸とが一致するように配置される請求項１〜請求項４のいずれかに記載のレンズ検査装置。
【請求項６】
前記干渉縞観察照明光学系は、前記被検レンズの両面側に設けられ、
前記観察光学系により、前記被検レンズの両面側の干渉縞画像が観察される請求項１〜請求項５のいずれかに記載のレンズ検査装置。
【請求項７】
前記観察光学系において、前記干渉縞画像を観察する際に前記干渉縞観察照明光学系に電源を投入し、前記透過光画像を観察する際に前記透過光観察照明光学系に電源を投入し、前記偏光光画像を観察する際に前記偏光光観察照明光学系に電源を投入するように前記干渉縞観察照明光学系、前記透過光観察照明光学系及び前記偏光光観察照明光学系を制御する光源制御部を備える請求項１〜請求項６のいずれかに記載のレンズ検査装置。
【請求項８】
前記観察光学系により観察された前記干渉縞画像、前記透過光画像及び前記偏光光画像のうち少なくともいずれか一の画像を被検画像データとして取得する画像取得部と、
当該被検画像データに画像処理を施して、前記被検レンズの光学的検査を行う画像処理部と、
を備える請求項１〜請求項７のいずれかに記載のレンズ検査装置。
【請求項９】
被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、
当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、
当該被検レンズに照明光として平行光を照射する透過光観察照明光学系と、
当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズについて干渉縞画像と、透過光画像とを観察可能な観察光学系と、
を備え、
当該照明光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射されるようにしたこと、
を特徴とするレンズ検査装置。
【請求項１０】
被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、
当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、
当該被検レンズに照明光として偏光光を照射する偏光光観察照明光学系と、
当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズについて干渉縞画像と、偏光光画像とを観察可能な観察光学系と、
を備え、
当該照明光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射されるようにしたこと、
を特徴とするレンズ検査装置。
【請求項１１】
被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸上に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、当該被検レンズに平行光を照射する透過光観察照明光学系と、当該被検レンズに偏光光を照射する偏光光観察照明光学系と、当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズを観察する観察光学系と、を備え、当該平行光及び当該偏光光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射させるように構成されたレンズ検査装置を用いて、被検レンズの光学的検査を行うレンズ検査方法であって、
当該干渉縞観察照明光学系により、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射して、当該観察光学系により、当該被検光が当該被検レンズで反射した反射光と、当該参照光が当該参照ミラーで反射した反射光との干渉により生じた干渉縞画像を観察する干渉縞画像観察過程と、
当該透過光観察照明光学系により、当該被検レンズに平行光を照射して、当該観察光学系により当該被検レンズを透過した透過光に基づく透過光画像を観察する透過光画像観察過程と、
当該偏光観察照明光学系により、当該被検レンズに偏光光を照射して、当該被検レンズを通過した偏光光に基づく偏光光画像を観察する偏光光画像観察過程と、
を備えることを特徴とするレンズ検査方法。
【請求項１２】
前記干渉縞画像観察過程において観察された干渉縞画像に基づいて前記被検レンズの表面形状を検査する表面形状検査過程と、
前記透過光画像観察過程において観察された透過光画像に基づいて前記被検レンズの材料の状態を検査する材料状態検査過程と、
前記偏光光画像観察過程において観察された偏光光画像に基づいて前記被検レンズの複屈折の状態を検査する複屈折状態検査過程と、
を備える請求項１１に記載のレンズ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、被検レンズの光学的検査を行うレンズ検査装置及びレンズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、車載カメラなどの撮影光学系の小型化及び高精度化が顕著に進んでいる。これに伴い、これらの撮影光学系に組み込まれるレンズにもより小型で、より高性能のものが求められている。
この種の小型の高性能レンズとして、一般に、ガラス材料のプレス成形により製造されたモールドレンズや、樹脂材料の射出成形等により製造された樹脂製レンズが使用されている。このような成形レンズの性能に影響を与える要因として、光学面の表面精度、キズ、割れ、異物、気泡等のレンズの材料の状態、内部残留応力による複屈折の状態などがある。そこで、レンズの光学的性能を検査するために、レンズの光学面の表面精度、レンズを構成する材料の状態、複屈折の状態等の種々の検査が行われている。
【０００３】
例えば、光学面の表面精度に関する検査は、原子間プローブによる接触式測定装置やレーザープローブによる非接触表面形状測定装置を用いて、表面形状を測定し、設計通りの面精度を有しているか否かが検査される（例えば、「特許文献１」参照）。また、「アス」や「クセ」などの光学面の形状評価なども行われていた。
【０００４】
また、材料の状態に関する検査では、被検レンズのキズ、割れ、異物、気泡の有無等が検出される。当該検査に際しては、被検レンズを指やピンセットで保持し、この状態で被検レンズを拡散面光源や、透過型の光源に向け、目視にてキズ、割れ、異物、気泡等の有無等が判別されてきた。レンズの小型化、高精度化に伴い、数μｍ程度のキズ等であってもレンズの性能に影響を及ぼす恐れがある。そこで、近年では、顕微鏡等を用いて被検レンズ内のキズ等を拡大投影し、数μｍレベルのキズ等の有無を判別することが行われている（例えば、「特許文献２」参照）。
【０００５】
また、複屈折に関する検査では、偏光子間に配置された被検レンズに対して、光を照射し、被検レンズを通過する前後の光の偏光状態の変化を検出する方法により行われる（例えば、「特許文献３」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７７４９０号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１６５６号公報
【特許文献３】特開２００８−１６４３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来、上述の各検査はレンズ製造過程でそれぞれ個別に行われていた。また、各検査の都度、被検レンズをそれぞれの測定装置にセットする必要があるため、レンズの光学的検査に係る作業は、手間と時間を要する効率の悪いものとなっていた。さらに、各検査は検査員の経験や勘に基づいて行われていたため、検査の質を一定に保つのが困難であった。
【０００８】
また、上述のように、各検査項目毎に異なる測定装置を用いるため、各測定装置においてそれぞれ各検査項目における不具合を検出したとしても、不具合が検出された各検出位置が同じであるか否かを確認することはできなかった。すなわち、各測定装置毎に被検レンズをセットする必要があるため、被検レンズの配置が各測定装置によって異なり、不具合の検出位置が各検査項目毎にどのように関連しているかを分析することはできなかった。
【０００９】
そこで、本件発明は、複数の検査を行うことができ、各検査結果を複合的に分析することのできるレンズ検査装置及びレンズ検査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】
【００１０】
そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下のレンズ検査装置及びレンズ検査方法を採用することで上記課題を達成するに到った。
【００１１】
本件発明に係るレンズ検査装置は、被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸上に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、当該被検レンズに平行光を照射する透過光観察照明光学系と、当該被検レンズに偏光光を照射する偏光光観察照明光学系と、当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズについて干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察可能な観察光学系と、を備え、当該平行光及び当該偏光光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射されるようにしたこと、を特徴とする。
【００１２】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記観察光学系は、前記干渉縞画像及び前記透過光画像を観察する第一観察光学系と、前記偏光光画像を観察する第二観察光学系と、前記観察光軸上に設けられ、前記被検レンズ側から入射した観察対象光を第一観察光学系に出射する第一観察対象光と、第二観察光学系に出射する第二観察対象光とに分光する観察光分光器と、を備えることが好ましい。
【００１３】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記干渉縞観察照明光学系は、参照光軸上に設けられる第一光源と、当該参照光軸と、前記観察光軸との交点に設けられ、第一光源から入射した光を前記被検レンズ側に出射する被検光と前記参照ミラー側に出射する参照光とに分光する干渉縞観察用分光器と、を備えることが好ましい。
【００１４】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記観察光軸上に設けられ、入射した光を観察光軸に沿って出射する入射光路調整器を備え、前記透過光観察照明光学系及び前記偏光光観察照明光学系は、この入射光路調整器を介して前記平行光及び前記偏光光を前記被検レンズに照射することが好ましい。
【００１５】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記観察光軸上に前記被検レンズが配置されるレンズステージが設けられ、前記観察光軸上に、前記入射光路調整器、前記レンズステージ、前記第一拡大光学系の順にこれらの入射光軸と観察光軸とが一致するように配置されることが好ましい。
【００１６】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記干渉縞観察照明光学系は、前記被検レンズの両面側に設けられ、前記観察光学系により、前記被検レンズの両面側の干渉縞画像が観察されることが好ましい。
【００１７】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記観察光学系において、前記干渉縞画像を観察する際に前記干渉縞観察照明光学系に電源を投入し、前記透過光画像を観察する際に前記透過光観察照明光学系に電源を投入し、前記偏光光画像を観察する際に前記偏光光観察照明光学系に電源を投入するように前記干渉縞観察照明光学系、前記透過光観察照明光学系及び前記偏光光観察照明光学系を制御する光源制御部を備えることが好ましい。
【００１８】
本件発明に係るレンズ検査装置において、前記観察光学系により観察された前記干渉縞画像、前記透過光画像及び前記偏光光画像のうち少なくともいずれか一の画像を被検画像データとして取得する画像取得部と、当該被検画像データに画像処理を施して、前記被検レンズの光学的検査を行う画像処理部と、を備えることが好ましい。
【００１９】
本件発明に係るレンズ検査装置は、被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、当該被検レンズに照明光として平行光を照射する透過光観察照明光学系と、当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズについて干渉縞画像と、透過光画像とを観察可能な観察光学系と、を備え、当該照明光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射されるようにしたこと、を特徴とする。
【００２０】
本件発明に係るレンズ検査装置は、被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、当該被検レンズに照明光として偏光光を照射する偏光光観察照明光学系と、当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズについて干渉縞画像と、偏光光画像とを観察可能な観察光学系と、を備え、当該照明光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射されるようにしたこと、を特徴とする。
【００２１】
本件発明に係るレンズ検査方法は、被検レンズの光軸を観察光軸とし、当該観察光軸上に光軸を一致させて配置される第一拡大光学系と、当該観察光軸と直交する参照光軸上であって、当該被検レンズ及び当該第一拡大光学系に対してそれぞれ光学的に共役な位置に設けられる参照ミラー及び第二拡大光学系を有し、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射する干渉縞観察照明光学系と、当該被検レンズに平行光を照射する透過光観察照明光学系と、当該被検レンズに偏光光を照射する偏光光観察照明光学系と、当該第一拡大光学系を介して、当該被検レンズを観察する観察光学系と、を備え、当該平行光及び当該偏光光が当該観察光軸を通って当該被検レンズに入射させるように構成されたレンズ検査装置を用いて、被検レンズの光学的検査を行うレンズ検査方法であって、当該干渉縞観察照明光学系により、当該被検レンズに当該第一拡大光学系を介して被検光を照射すると共に、当該参照ミラーに当該第二拡大光学系を介して参照光を照射して、当該観察光学系により、当該被検光が当該被検レンズで反射した反射光と、当該参照光が当該参照ミラーで反射した反射光との干渉により生じた干渉縞画像を観察する干渉縞画像観察過程と、当該透過光観察照明光学系により、当該被検レンズに平行光を照射して、当該観察光学系により当該被検レンズを透過した透過光に基づく透過光画像を観察する透過光画像観察過程と、当該偏光観察照明光学系により、当該被検レンズに偏光光を照射して、当該被検レンズを通過した偏光光に基づく偏光光画像を観察する偏光光画像観察過程と、を備えることを特徴とする
【００２２】
本件発明に係るレンズ検査方法において、前記干渉縞画像観察過程において観察された干渉縞画像に基づいて前記被検レンズの表面形状を検査する表面形状検査過程と、前記透過光画像観察過程において観察された透過光画像に基づいて前記被検レンズの材料の状態を検査する材料状態検査過程と、前記偏光光画像観察過程において観察された偏光光画像に基づいて前記被検レンズの複屈折の状態を検査する複屈折状態検査過程と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本件発明に係るレンズ検査装置及びレンズ検査方法によれば、干渉縞観察照明光学系、透過光観察照明光学系及び偏光光観察照明光学系により被検レンズに対してそれぞれ照明光を照射し、観察光学系により被検レンズについての干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察して、被検レンズの表面精度に関する検査、被検レンズの材料の状態に関する検査及び被検レンズの複屈折の状態に関する検査を行うことができる。
【００２４】
また、当該レンズ検査装置に被検レンズを一度配置すれば、被検レンズを取り外すことなく当該被検レンズの干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察することができる。各画像観察時の被検レンズの配置位置が同じであるため、各検査結果に不具合が検出された場合に、不具合の検出位置を相互に比較して、各検査結果を複合的に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本件発明に係る第１の実施の形態のレンズ検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本件発明に係る第１の実施の形態のレンズ検査装置の主要部の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本件発明に係る偏光子アレイを示す模式図である。
【図４】本件発明に係る表面形状の検査方法を説明する説明図である。
【図５】本件発明に係るレンズ検査方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】本件発明に係る第２の実施の形態のレンズ検査装置の概略構成を示す図である。
【図７】本件発明に係る第２の実施の形態のレンズ検査装置の主要部の機能的構成を示すブロック図である
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るレンズ検査装置及びレンズ検査方法の好ましい実施の形態を説明する。
【００２７】
〈第１の実施の形態〉
［レンズ検査装置］
図１に、本発明に係る第１の実施の形態のレンズ検査装置１００の構成を示す。図１に示すレンズ検査装置１００は、被検レンズ１０の光軸を観察光軸Ｌ０とし、この観察光軸Ｌ０上に配置されるレンズステージ２０と、第一拡大光学系３０と、観察光学系４０とを備え、レンズステージ２０に配置された被検レンズ１０から出射した観察対象光を第一拡大光学系３０を介して観察光学系４０により観察して、被検レンズ１０の光学的検査を行う装置である。
【００２８】
まず、レンズ検査装置１００の概略構成を説明する。図１に示すレンズ検査装置１００は、上述したレンズステージ２０、第一拡大光学系３０及び観察光学系４０の他に、照明光学系として、上記観察光軸Ｌ０と直交する第一分岐光軸Ｌ１（参照光軸）上に配置される参照ミラー５１及び第二拡大光学系５２を有する干渉縞観察照明光学系５０と、透過光観察照明光学系６０と、偏光光観察照明光学系７０と、レンズ検査装置１００の各構成要素を制御する制御系８０（図２参照）とを備えている。本実施の形態のレンズ検査装置１００は、これら干渉縞観察照明光学系５０、透過光観察照明光学系６０、及び、偏光光観察照明光学系７０により被検レンズ１０にそれぞれ所定の照明光を照射することで、観察光学系４０において、干渉縞画像に基づく被検レンズ１０の表面形状と、透過光画像に基づく被検レンズ１０を構成する材料の状態と、偏光光画像に基づく被検レンズ１０の複屈折の状態とを観察することができるようになっている。以下、レンズ検査装置１００の各構成要素の具体的な構成について説明する。
【００２９】
レンズステージ２０：  レンズステージ２０は、観察対象とする被検レンズ１０、すなわちワークとしての被検レンズ１０が配置されるステージである。レンズステージ２０は被検レンズ１０を固定した状態で、当該レンズ検査装置１００の観察光軸Ｌ０に直交するＸＹ方向と、観察光軸Ｌ０に平行なＺ方向に移動可能に構成されている。
【００３０】
本実施の形態では、被検レンズ１０として各種のレンズを用いることができる。具体的には、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、車載カメラなどの撮影光学系に組み込まれる小型レンズや、顕微鏡用の対物レンズ等の小型で高精度が要求される高性能レンズを被検レンズ１０として好適に用いることができる。
【００３１】
第一拡大光学系３０：  第一拡大光学系３０は、レンズステージ２０と観察光学系４０との間に、その光軸が観察光軸Ｌ０と一致するようにして配置されている。この第一拡大光学系３０は、レンズステージ２０に配置された被検レンズ１０を観察するための対物レンズユニットであり、被検レンズ１０の焦点面から出射した観察対象光をアフォーカル系の平行光として観察光学系４０側に出射する。この第一拡大光学系３０は、例えば、固定焦点レンズやズームレンズを用いて構成することができる。
【００３２】
観察光学系４０：  観察光学系４０は、第一観察光学系４１と、第二観察光学系４２と、観察対象光を第一観察対象光と第二観察対象光とに分光する観察光分光用ビームスプリッタ４３（観察光分光器）とを備えている。ここでは、観察光分光用ビームスプリッタ４３、第一観察光学系４１、第二観察光学系４２の順に説明する。
【００３３】
観察光分光用ビームスプリッタ４３：  観察光分光用ビームスプリッタ４３は観察光軸Ｌ０上に設けられ、第一拡大光学系３０を介して被検レンズ１０側から入射した観察対象光を第一観察光学系４１に出射する第一観察対象光と、第二観察光学系４２に出射する第二観察対象光とに分光するものである。本実施の形態では、第一観察対象光は、観察光軸Ｌ０に沿って出射される。また、第二観察対象光は、観察光軸Ｌ０と直交する第二分岐光軸Ｌ２に沿って出射される。
【００３４】
第一観察光学系４１：  第一観察光学系４１は、第一シャッタユニット４１ａと、第一結像レンズ４１ｂと、第一カメラユニット４１ｃとを備えている。図１に示す様に、本実施の形態では、これら第一シャッタユニット４１ａ、第一結像レンズ４１ｂ及び第一カメラユニット４１ｃは、観察光軸Ｌ０に沿って順に配置されている。
【００３５】
第一シャッタユニット４１ａは、第一観察光学系４１に入射する第一観察対象光の光路を遮断するためのシャッタユニットであり、後述するシャッタ制御部により開閉が制御される。
【００３６】
第一結像レンズ４１ｂは、第一拡大光学系３０により平行光とされた観察対象光を第一カメラユニット４１ｃの撮像面に結像するための結像レンズである。
【００３７】
第一カメラユニット４１ｃは、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を有する。本実施の形態では、この第一カメラユニット４１ｃにおいて、被検レンズ１０の被検面１０ａと参照ミラー５１の参照面５１ａとのそれぞれ反射した反射光の干渉により生じる干渉縞画像や、被検レンズ１０を透過した透過光画像が取得される。
【００３８】
第二観察光学系４２：  第二観察光学系４２は、第二シャッタユニット４２ａと、観察用偏光子４２ｂと、第二結像レンズ４２ｃと、第二カメラユニット４２ｄとを備えている。図１に示す様に、本実施の形態では、これら第二シャッタユニット４２ａ、観察用偏光子４２ｂ、第二結像レンズ４２ｃ、第二カメラユニット４２ｄは、観察光分光用ビームスプリッタ４３の第二分岐光軸Ｌ２に沿って順に配置されている。
【００３９】
第二シャッタユニット４２ａは、第二観察光学系４２に入射する観察対象光の光路を遮断するためのシャッタユニットであり、第一シャッタユニット４１ａと同様に後述するシャッタ制御部により開閉が制御される。
【００４０】
観察用偏光子４２ｂは、観察光分光用ビームスプリッタ４３を介して入射する観察対象光としての偏光光を垂直方向に回転させる偏光子である。
【００４１】
第二結像レンズ４２ｃは、第一拡大光学系３０により平行光とされた観察対象光を第二カメラユニット４２ｄの撮像面に結像するための結像レンズである。
【００４２】
第二カメラユニット４２ｄは、第一カメラユニット４１ｃと同様に、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を有する。本実施の形態では、この第二カメラユニット４２ｄにおいて、被検レンズ１０を通過した偏光光の偏光状態の変化を表す偏光光画像が取得される。
【００４３】
但し、第二観察光学系４２において、観察用偏光子４２ｂと、第二カメラユニット４２ｄとに代えて、ＣＣＤの１画素毎に透過偏光方向の異なる偏光パターンを有する格子状の偏光子４２ｅ（図３参照）を配置し、空間の偏光情報と輝度情報を同時に取得できる偏光イメージングカメラ（図示略）を用いてもよい。この場合、第二分岐光軸Ｌ２には、第二シャッタユニット４２ａ、第二結像レンズ４２ｃ、偏光イメージングカメラ（４２ｆ）の順に配置される。
【００４４】
図３（ａ）に、上記偏光パタンを有する格子状の偏光子４２ｅの一例を示す。図３は、フォトニック結晶を用いた偏光子４２ｅの一例である。この偏光子４２ｅでは、図３（ｂ）に示すように、各画素４２ｇの直前にそれぞれの画素４２ｇに対応するように方向性をもったフォトニック結晶が偏光子として設けられている。そして、４５度ずつ等間隔で異なる偏光方向を有する偏光子４２ｅを１グループＧとし、この１グループＧはＣＣＤの４画素に対応して設けられる。
【００４５】
照明光学系：  次に、照明光学系について、干渉縞観察照明光学系５０、透過光観察照明光学系６０、偏光光観察照明光学系７０の順に説明する。
【００４６】
干渉縞観察照明光学系５０：  干渉縞観察照明光学系５０は、上述した通り、第一観察光学系４１において干渉縞画像に基づいて被検レンズ１０の表面形状を観察する際に、被検レンズ１０を照明するための照明光学系であり、上述した参照ミラー５１及び第二拡大光学系５２に加えて、第一光源５３と、干渉縞観察用ビームスプリッタ５４とを備えている。第一光源５３、干渉縞観察用ビームスプリッタ５４（干渉縞観察用分光器）、第二拡大光学系５２及び参照ミラー５１は、観察光軸Ｌ０に直交する第一分岐光軸Ｌ１上に順に配置されている。また、観察光軸Ｌ０と第一分岐光軸Ｌ１との交点に干渉縞観察用ビームスプリッタ５４が配置されている。以下、干渉縞観察照明光学系５０を構成する各要素について説明する。
【００４７】
参照ミラー５１は、例えば、平面ミラーを用いて構成される。参照ミラー５１の参照面５１ａ（反射面）は、上記干渉縞観察用ビームスプリッタ５４に対して被検レンズ１０の被検面１０ａと光学的に共役な位置に配置される。また、当該参照ミラー５１の反射面は、第二拡大光学系５２の焦点面となるように参照ミラー５１が配置される。
【００４８】
第二拡大光学系５２は、第一拡大光学系３０と同一の対物レンズユニットを用いて構成される。第二拡大光学系５２は、観察光軸Ｌ０に配置される干渉縞観察用ビームスプリッタに対して、第一拡大光学系３０と光学的に共役な位置に配置される。
【００４９】
第一光源５３は、点光源５３ａと、コリメータレンズ５３ｂとを備え、点光源５３ａから出射された光をコリメータレンズ５３ｂにより平行光に変換して、当該平行光を干渉縞観察用ビームスプリッタ５４に向けて出射するものである。点光源５３ａとして、例えば、ハロゲンランプ、光ファイバー等を用いることができる。また、第一光源５３は、必要に応じて、点光源５３ａから出射された光のうち、所定の波長域の光を測定光として透過させる帯域フィルターを備える構成としてもよい。
【００５０】
干渉縞観察用ビームスプリッタ５４は、第一光源５３から入射した平行光を観察光軸Ｌ０に沿って出射する被検光と、第一分岐光軸Ｌ１に沿って出射する参照光とに分光するものである。被検光は、観察光軸Ｌ０を通って被検レンズ１０の被検面１０ａに入射する。一方、参照光は第一分岐光軸Ｌ１を通って参照ミラー５１の参照面５１ａに入射する。但し、被検レンズ１０の被検面１０ａとは、第一観察光学系４１により表面形状を観察する側の光学面であり、本実施の形態では第一観察光学系４１と対向する側の面である。
【００５１】
また、干渉縞観察用ビームスプリッタ５４には、被検レンズ１０の被検面１０ａで反射した反射光と、参照ミラー５１の参照面５１ａで反射した反射光とが入射する。干渉縞観察用ビームスプリッタ５４は、これらの反射光を重ね合わせて、観察光学系４０側に出射する。
【００５２】
ここで、被検レンズ１０の被検面１０ａに光軸方向に形状的な変位がある場合、参照ミラー５１は平面ミラーであるため、第一拡大光学系３０を通過した被検面１０ａにおける反射光と、第二拡大光学系５２を通過した参照面５１ａにおける反射光との間に位相差が生じる。この様に、相互の反射光に位相差がある場合、第一カメラユニット４１ｃの撮像面で光が相互に干渉し、干渉縞が発生する。例えば、被検レンズ１０の被検面１０ａが球面状である場合、参照面５１ａは平面であるため、反射光相互の光路に位相差が発生し、第一カメラユニット４１ｃの撮像面上には、マイケルソン干渉の理論により、同心円状の干渉縞（ニュートン縞）が発生する。同様に、被検面１０ａが一部楕円状に変形している場合、撮像面には、一部楕円状の同心円状の干渉縞が発生する。第一観察光学系４１では、この干渉縞画像に基づいて、ニュートン縞が円形になっていない「アス（ａｓｔｉｇｍａｎｉｓｍ）」やニュートン縞が不規則になっている被検面１０ａの「クセ」等、被検レンズ１０の光学面の形状を検査することができる。また、設計通りの表面精度を有する基準レンズについて、当該レンズ検査装置１００を用いて予め干渉縞画像を取得しておき、この基準レンズの干渉縞画像と、被検レンズ１０の干渉縞画像とを比較することにより、被検レンズ１０の表面形状が設計通りに加工されているか否か等を確認することができる。但し、被検光及び参照光がそれぞれ被検面１０ａ及び参照面５１ａで反射したときの反射光も含め、各光の光軸が一致するように第一光源５３、干渉縞観察用ビームスプリッタ５４、第一拡大光学系３０、参照ミラー５１及び第二拡大光学系５２が配置されているのは勿論である。
【００５３】
透過光観察照明光学系６０：  次に、透過光観察照明光学系６０について説明する。透過光観察照明光学系６０は、上述した通り、被検レンズ１０を透過した透過光に基づいて被検レンズ１０を構成する材料の状態を検査するための照明光学系である。図１に示すように、本実施の形態の透過光観察照明光学系６０は、第二光源６１と、必要に応じて設けられる拡散板６２、平行光変換器６３及び偏光子６４とを備えている。本実施の形態では、第二光源６１、拡散板６２、平行光変換器６３及び偏光子６４は、観察光軸Ｌ０と直交する第三分岐光軸Ｌ３に沿って順に直列に配置されている。但し、後述するように、拡散板６２、平行光変換器６３及び偏光子６４は、必要に応じて使用されるものである。これらを使用する場合は、上述した順序に従って配置される。
【００５４】
また、本実施の形態のレンズ検査装置１００は、観察光軸Ｌ０と第三分岐光軸Ｌ３との交点に、入射した光を観察光軸Ｌ０に沿って出射する入射光路調整用ビームスプリッタ６５（入射光路調整器）が設けられている。透過光観察照明光学系６０は、この入射光路調整用ビームスプリッタ６５を介して被検レンズ１０に平行光を照射する。以下、透過光観察照明光学系６０の各構成要素について説明する。
【００５５】
第二光源６１は、点光源６１ａとコリメータレンズ６１ｂとを備え、当該点光源６１ａから出射された光をコリメータレンズ６１ｂにより平行光に変換し、当該平行光を入射光路調整用ビームスプリッタ６５に向けて出射するものである。
【００５６】
拡散板６２は、均一な輝度面を必要とする場合に、第二光源６１と入射光路調整用ビームスプリッタ６５との間に設けられる。
【００５７】
平行光変換器６３は、第二光源６１から出射される光をより確実に平行光とする必要がある場合に第二光源６１と入射光路調整用ビームスプリッタ６５との間に設けられるユニットであり、例えば、ルーバー層を用いて構成される。
【００５８】
偏光子６４は、第二光源６１と入射光路調整用ビームスプリッタ６５との間に必要に応じて設けられるもので、光軸と垂直方向に回転させることで、観測しやすい偏光光を作るために使用される。
【００５９】
以上のように、透過光観察照明光学系６０は、入射光路調整用ビームスプリッタ６５に向けて平行光を出射する。入射光路調整用ビームスプリッタ６５は、透過光観察照明光学系６０から入射した平行光を観察光軸Ｌ０に沿って出射する。これにより、被検レンズ１０には、被検面１０ａの裏面１０ｂ側から平行光が入射する。被検レンズ１０を通過した透過光は観察光軸Ｌ０を通って、第一観察光学系４１に到達する。第一観察光学系４１では、第一拡大光学系３０により拡大された被検レンズ１０の透過光画像に基づいて、被検レンズ１０のキズ、割れ、異物、気泡の有無等の被検レンズ１０を構成する材料の状態を検査することができる。
【００６０】
偏光光観察照明光学系７０：  次に、偏光光観察照明光学系７０について説明する。偏光光観察照明光学系７０は、上述した通り、被検レンズ１０を通過した偏光光に基づいて被検レンズ１０の複屈折の状態を検査するための照明光学系である。図１に示すように、本実施の形態の偏光光観察照明光学系７０は、第三光源７１と、入射光用偏光子７１とを備え、これらは観察光軸Ｌ０に沿って、順に直列に配置されている。また、偏光光観察照明光学系７０と、レンズステージ２０との間に、上述の入射光路調整用ビームスプリッタ６５が配置されており、偏光光観察照明光学系７０はこの入射光路調整用ビームスプリッタ６５を介して偏光光を被検レンズ１０に出射する。以下、偏光光観察照明光学系７０の各構成要素について説明する。
【００６１】
第三光源７１は、点光源７１ａとコリメータレンズ７１ｂとを備え、当該点光源７１ａから出射された光をコリメータレンズ７１ｂにより平行光に変換し、当該平行光を入射光路調整用ビームスプリッタ６５に向けて出射するものである。
【００６２】
入射光用偏光子７１は、第三光源７１から出射した光を直線偏光に変換するものであり、その偏光方向は固定されている。この入射光用偏光子７１を通過した偏光光は、上述の入射光路調整用ビームスプリッタ６５を通過し、観察光軸Ｌ０を通って被検レンズ１０に入射する。偏光光が通過した被検レンズ１０が内部歪みを有する場合、被検レンズ１０の通過前後の偏光光の偏光特性が変化する。第二観察光学系４２において、観察用偏光子４２ｂを介してこの被検レンズ１０を通過する前後の偏光光画像に基づいて、被検レンズ１０の内部歪み、すなわち被検レンズ１０の複屈折の状態を検査することができる。
【００６３】
制御系８０：  次に、図２を参照して、当該レンズ検査装置１００の各部を制御する制御系８０について説明する。図２は、本実施のレンズ検査装置１００の主要構成を示すブロック図である。図２に示すように、レンズ検査装置１００は、制御系８０として、光源制御部８１と、シャッタ駆動部８２と、画像取得部８３と、画像処理部８４と、これらを制御するメイン制御部８５とを備えている。また、画像処理部８４には、モニタ等の出力装置１０１が接続されている。
【００６４】
光源制御部８１は、第一光源５３、第二光源６１及び第三光源７１にそれぞれ接続され、メイン制御部８５の制御の下これら第一光源５３、第二光源６１及び第三光源７１への電源の投入及び遮断を制御する。
【００６５】
シャッタ駆動部８２は、第一シャッタユニット４１ａ及び第二シャッタユニット４２ａにそれぞれ接続され、メイン制御部８５の制御の下、第一シャッタユニット４１ａ及び第二シャッタユニット４２ａの開閉を制御する。
【００６６】
画像取得部８３は、第一カメラユニット４１ｃに接続され、メイン制御部８５の制御の下、第一カメラユニット４１ｃの撮像面に結像した干渉縞画像又は透過光画像を被検画像データとして取り込み、当該被検画像データを画像処理部８４に出力する。また、画像取得部８３は、第二カメラユニット４２ｄに接続され、メイン制御部８５の制御の下、第二カメラユニット４２ｄの撮像面に結像した偏光光画像を被検画像データとして取り込み、当該被検画像データを画像処理部８４に出力する。
【００６７】
画像処理部８４は、画像取得部８３により取得された各被検画像データに対して、種々の画像処理を施して、被検レンズ１０の表面精度に関する検査、材料の状態に関する検査、複屈折の状態に関する検査を行う。以下、画像処理部８４において行われる各検査の内容について説明する。
【００６８】
表面精度に関する検査：  画像処理部８４は、予め良品である基準レンズを用いて取得された干渉縞画像を図４（ａ）に示す基準画像データとして有しており、第一カメラユニット４１ｃにより取得された被検レンズ１０の干渉縞画像を被検画像データ（図４（ｂ）参照）とし、これらを比較することによって、被検レンズ１０が基準レンズと同程度以上の良品であるか否かを簡易に判別することができるように構成されている。なお、被検レンズ１０が良品ではないと判別された場合、当該被検レンズ１０は不良品として取り扱われる。
【００６９】
また、被検画像データと基準画像データとの比較に際して、被検レンズ１０のレンズ表面の設計上の曲率、第一拡大光学系３０の拡大倍率、第一拡大光学系３０の焦点距離、第一カメラユニット４１ｃの撮像素子のサイズ、画素数及び画素サイズ、基準レンズの表面形状についての実測値データ等をパラメータとし、当該画像処理部８４において、比較演算処理を行うことにより、被検レンズ１０の表面形状を演算処理により簡易に求めることができる。良品／不良品の検査において、被検レンズ１０が不良品であると判別された場合、基準画像データとの比較により「アス」や「クセ」等の表面形状に不具合が生じている位置を特定することができる。
【００７０】
但し、基準レンズは、予め、接触式形状測定装置（例えば、パナソニック株式会社製  超高精度三次元測定機ＵＡ３Ｐ（ＵＬＴＲＡ  ＡＣＣＵＲＡＣＹ  ３Ｄ  ＰＲＯＦＩＬＯＭＥＴＥＲ））や非接触形状測定装置（例えば、三鷹光器株式会社製  非接触三次元形状測定装置ＮＨ−３Ｎ）等を用いて、既知の形状測定方法により設計通りの表面精度を有すると判別されたものを用いるものとする。
【００７１】
材料の状態に関する検査：  画像処理部８４には、予め、被検レンズ１０を構成するレンズ材料に関する欠陥の種類、欠陥のサイズ、欠陥の位置等を分析可能な画像処理分析プログラムが記憶されている。画像処理部８４では、透過光画像に関する被検画像データに画像処理分析プログラムに従った画像処理を施し、被検レンズ１０を構成する材料における欠陥の有無を検出する。また、欠陥が検出された場合、その欠陥の種類、サイズ及び位置を検出する。但し、レンズ材料に関する欠陥とは、予め設定されたサイズ以上の大きさを有するキズ、割れ、異物、気泡等を指す。また、レンズ材料として光学ガラス、光学プラスチック等の光学透明材料を挙げることができる。
【００７２】
複屈折の状態に関する検査：  上述したように、光は内部歪みを有する透明体を通過すると、その偏光状態が変化する。すなわち、偏光光観察照明光学系７０から照射された偏光光が内部歪みを有する被検レンズ１０を通過すると、その偏光特性が変化する。画像処理部８４は、被検レンズ１０を通過する前後の偏光光の偏光特性を比較することにより、被検レンズ１０に内部歪みがあるか否か、すなわち複屈折が発生するか否かを検出することができる。複屈折の発生が検出された場合、複屈折の発生位置をさらに検出する。ここで、被検レンズ１０を通過する前の偏光光の偏光特性を表す偏光画像は基準画像データとして、予め画像処理部８４に記憶されている。この基準画像データは、レンズステージ２０に被検レンズ１０が配置されていない状態で、第二カメラユニット４２ｄにより撮影した偏光光画像である。
【００７３】
メイン制御部８５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、ＣＰＵによりＲＯＭ等に記憶されたレンズ検査プログラムＲＡＭに読み出して実行することにより、被検レンズ１０の光学的検査を実施する。以下、メイン制御部８５の制御の下で行われる被検レンズ１０の光学的検査の手順について説明する。
【００７４】
［レンズ検査方法］
図５に、レンズ検査装置１００において実行される被検レンズ１０の光学的検査の手順を示す。本実施の形態のレンズ検査装置１００では、被検レンズ１０の表面形状の検査、被検レンズ１０を構成する材料の状態の検査及び複屈折の状態の検査を、被検レンズ１０をレンズステージ２０に配置した状態で、被検レンズ１０を取り外すことなく行うことができる。但し、図５には、検査手順の一例として、表面形状の検査、材料の状態、複屈折の状態を順に検査する場合の手順を示している。表面形状の検査、材料の状態の検査及び複屈折の状態の検査を行う順序は、適宜変更可能であり、図５に示す順序に限定されるものではない。
【００７５】
図５に示すように、レンズステージ２０に被検レンズ１０が配置されたことを確認すると（ステップＳ１）、メイン制御部８５は、まず、光源制御部８１を制御して、第一光源５３に電源を投入させる（ステップＳ２）。このとき、メイン制御部８５は、同時に、第二光源６１及び第三光源７１に対する電源が遮断されるように、光源制御部８１を制御する。次に、メイン制御部８５は、シャッタ駆動部８２を制御して、第一シャッタユニット４１ａを開状態とし、第二シャッタユニット４２ａを閉状態とさせる（ステップＳ３）。そして、メイン制御部８５は第一カメラユニット４１ｃにより撮像された被検レンズ１０の干渉縞画像を画像取得部８３により取得させ、画像取得部８３に記憶された干渉縞画像データを被検画像データとして画像処理部８４に出力させる（ステップＳ４）。
【００７６】
画像処理部８４に被検画像データが出力されると、メイン制御部８５は、画像処理部８４を制御して、当該被検画像データに基づいて被検レンズ１０の表面精度に関する検査を行わせる（ステップＳ５）。被検レンズ１０の表面精度に関する検査は、上述した通り、被検画像データと、基準画像データとの比較演算処理により行う。メイン制御部８５は、画像処理部８４に検査結果を出力装置１０１に出力させるように制御して、出力装置１０１に被検レンズ１０の表面精度に関する検査結果を表示させる（ステップＳ６）。
【００７７】
被検レンズ１０の表面精度に関する検査が終了すると、メイン制御部８５は、第一光源５３に対する電源を遮断して、第二光源６１に対して電源を投入するように光源制御部８１を制御する（ステップＳ７）。ここで、メイン制御部８５は、光源制御部８１により第三光源７１に対する電源が投入されていないことを確認し、第三光源７１に電源が投入されている場合は第一光源５３に対する電源を遮断させる。
【００７８】
次に、メイン制御部８５は、第一カメラユニット４１ｃにより撮像された被検レンズ１０の透過光画像を画像取得部８３により取得させ、この透過光画像データを被検画像データとして画像処理部８４に出力させる（ステップＳ８）。
【００７９】
画像処理部８４に被検画像データが出力されると、メイン制御部８５は、画像処理部８４に、当該被検画像データに基づいて被検レンズ１０の材料の状態に関する検査を行わせる（ステップＳ９）。被検レンズ１０の材料の状態に関する検査は、上述した通り、予め記憶された画像処理分析プログラムに基づいて行われる。そして、メイン制御部８５は、画像処理部８４に検査結果を出力装置１０１に出力させるように制御して、出力装置１０１に被検レンズ１０の表面精度に関する検査結果を表示させる（ステップＳ１０）。
【００８０】
被検レンズ１０の材料の状態に関する検査が終了すると、メイン制御部８５は、第二光源６１に対する電源を遮断して、第三光源７１に対して電源を投入するように光源制御部８１を制御する（ステップＳ１１）。ここで、メイン制御部８５は、光源制御部８１により第一光源５３に対する電源が投入されていないことを確認し、第一光源５３に電源が投入されている場合は第一光源５３に対する電源を遮断させる。
【００８１】
次に、メイン制御部８５は、シャッタ駆動部８２を制御して、第二シャッタユニット４２ａを開状態とし、第一シャッタユニット４１ａを閉状態とさせる（ステップＳ１２）。そして、メイン制御部８５は、画像取得部８３を制御して、第二カメラユニット４２ｄにより、被検レンズ１０を通過した偏光光画像を取得して、この偏光光画像データを被検画像データとして画像処理部８４に出力させる（ステップＳ１３）。
【００８２】
画像処理部８４に被検画像データが出力されると、メイン制御部８５は、画像処理部８４に、当該被検画像データに基づいて被検レンズ１０の複屈折の状態に関する検査を行わせる（ステップＳ１４）。被検レンズ１０の複屈折の状態に関する検査は、上述した通り、予め記憶された基準画像データに基づいて、被検レンズ１０を通過した前後の偏光光の偏光特性の比較により行われる。そして、メイン制御部８５は、画像処理部８４に検査結果を出力装置１０１に出力させるように制御して、出力装置１０１に被検レンズ１０の複屈折の状態に関する検査結果を表示させる（ステップＳ１５）。
【００８３】
以上説明した本実施の形態のレンズ検査装置１００及びレンズ検査方法によれば、レンズ検査装置１００が干渉縞観察照明光学系５０、透過光観察照明光学系６０及び偏光光観察照明光学系７０を備えることにより、被検レンズ１０に対してそれぞれの検査項目に応じた照明光を照射し、観察光学系４０により被検レンズ１０についての干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察して、被検レンズ１０の表面精度に関する検査、被検レンズ１０の材料の状態に関する検査及び被検レンズ１０の複屈折の状態に関する検査を行うことができる。
【００８４】
また、当該レンズ検査装置１００に被検レンズ１０を一度配置すれば、被検レンズ１０を取り外すことなく、また、被検レンズ１０を移動させることなく、当該被検レンズ１０の干渉縞画像、透過光画像及び偏光光画像を観察することができる。各画像観察時の被検レンズ１０の配置位置が同じであるため、各検査結果に不具合が検出された場合に、不具合の検出位置を相互に比較して、各検査結果を複合的に分析することができる。また、被検レンズ１０の表面精度に関する検査、被検レンズ１０の材料の状態に関する検査及び被検レンズ１０の複屈折の状態に関する検査を、同じレンズ検査装置１００を用いてほぼ同時に同一条件で速やかに検査することができる。
【００８５】
さらに、上記レンズ検査装置１００では、観察光軸Ｌ０上に配置された第一拡大光学系３０を、第一観察光学系４１、第二観察光学系４２とで共用している。このため、干渉縞画像と透過光画像とを観察する第一観察光学系４１と、偏光光画像を観察する第二観察光学系４２とで、同じ拡大光学系を使用して被検レンズ１０を観察することができる。これにより、第一観察光学系４１と第二観察光学系４２との器差の影響を無くすことができる。
【００８６】
また、各検査毎にレンズステージ２０に被検レンズ１０を配置する必要がないため、被検レンズ１０の取り付けに起因する測定誤差、バラツキが発生しない。従って、各検査において不具合が検出された場合、不具合の検出位置を相互に比較して、各検査結果をより高精度に分析することができる。
【００８７】
このように、各検査結果の位置的な関連性を捉え、検査結果を複合的に分析することができるため、不良品発生の原因解明を行い、より高性能なレンズの開発を行うことができる。
【００８８】
また、複数の検査項目を一つのレンズ検査装置１００を用いて簡易に測定することができるため、被検レンズ１０の生産工程において、このレンズ検査装置１００を使用してレンズの検査を行えば、不良品と判別された被検レンズ１０を排除することができるため、当該不良品を用いて部品を作り込むのを防止することができる。
【００８９】
［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態を説明する。図６に第二の実施の形態のレンズ検査装置１１０の概略構成を示す。また、図７に第二の実施の形態のレンズ検査装置１１０の主要部の機能的構成を示す。ここで、第一の実施の形態のレンズ検査装置１００と略同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略することにする。
【００９０】
第一の実施の形態のレンズ検査装置１００（図１参照）では、被検レンズ１０の一面１１（被検面１０ａ）側に干渉縞観察照明光学系５０を設け、第一観察光学系４１により被検面１０ａ側の干渉縞画像を観察する構成としたが、第二の実施の形態のレンズ検査装置１１０では、被検レンズ１０の一面１１側に設けられる干渉縞観察照明光学系５０に加えて、他面１２（裏面１０ｂ）側にも干渉縞観察照明光学系９０が設けられ、被検レンズ１０の他面１１側の干渉縞画像を観察するための観察光学系として第三観察光学系４４を備えている。
【００９１】
以下、第二の実施の形態のレンズ検査装置１１０について、第一の実施の形態のレンズ検査装置１００と異なる点を中心に説明する。第二の実施の形態のレンズ検査装置１１０において、被検レンズ１０の一面１１側には、第一の実施の形態のレンズ検査装置１００と同様に、第一拡大光学系３０と、第一観察光学系４１及び第二観察光学系４２と、一面１０側の干渉縞観察照明光学系５０とを有している。一方、被検レンズ１０の他面１２側には、観察光軸Ｌ０上に、反射ミラー６６（入射光路調整器）と、第三拡大光学系３１と、他面１２側の干渉縞観察用ビームスプリッタ９４と、第三観察光学系４４とが順に配置されている。この他面１２側の干渉縞観察用ビームスプリッタ９４は干渉縞観察照明光学系９０の構成要素である。
【００９２】
上述した被検レンズ１０の他面１２側の構成要素のうち、反射ミラー６６以外の構成について説明する。
第三拡大光学系３１：  第三拡大光学系３１は、第一の実施の形態で説明した第一拡大光学系３０と同様の機能及び構成を有する対物レンズユニットで、その光軸が観察光軸Ｌ０と一致するようにして配置されている。
【００９３】
第三観察光学系４４：  第三観察光学系４４は、第一の実施の形態で説明した第一観察光学系４１と略同様の構成を有し、第三拡大光学系３１を介して被検レンズ１０の他面１２側を観察する構成となっている。具体的には、第三観察光学系４４は、第三結像レンズ４４ａ及び第三カメラユニット４４ｂを備え、これらは第一結像レンズ４１ｂ及び第一カメラユニット４１ｃとそれぞれ同様の構成を有している。また、図７に示すように、第三カメラユニット４４ｂは画像取得部８３に接続されており、第三カメラユニット４４ｂの撮像面で結像された干渉縞画像は画像取得部８３により取得される。但し、第一観察光学系４１では、観察光分光用ビームスプリッタ４３を介して観察対象外の偏光光が入射することを防止するため第一シャッタユニット４１ａを備える構成としている。これに対して、第三観察光学系４４側には被検レンズ１０の他面１２側の干渉縞画像の観察に関する観察対象光のみが入射する構成となっている。このため、図６に示すように、第二の実施の形態では、第三観察光学系４４にはシャッタユニットは設けられていない。
【００９４】
干渉縞観察照明光学系９０：  被検レンズ１０の他面１２側に設けられる干渉縞観察照明光学系９０は、被検レンズ１０の一面１１側に設けられる干渉縞観察照明光学系５０と同様の構成を有する。具体的には、上述した他面１２側の干渉縞観察用ビームスプリッタ９４に加えて、他面１２側の参照ミラー９１と、第四拡大光学系９２と、第四光源９３とを備えている。他面１２側の参照ミラー９１及び第四拡大光学系９２は、それぞれ一面１１側に設けられる参照ミラー５１及び第二拡大光学系５２と同様の機能及び構成を有し、観察光軸Ｌ０上に配置された干渉縞観察用ビームスプリッタ９４に対して被検レンズ１０及び第三拡大光学系３１とそれぞれ光学的に共役な位置に配置される。第四光源９３、他面１２側の干渉縞観察用ビームスプリッタ９４（干渉縞観察用分光器）、第四拡大光学系９２及び参照ミラー９１は、観察光軸Ｌ０に直交する第一分岐光軸Ｌ１上に順に配置されている。また、観察光軸Ｌ０と第一分岐光軸Ｌ１との交点に干渉縞観察用ビームスプリッタ５４が配置されている。また、図７に示すように、第四光源９３は光源制御部８１に接続されている。
【００９５】
第二の実施の形態では、被検レンズ１０の一面１１で反射した反射光と、参照ミラー５１の参照面５１ａで反射した反射光との干渉により生じる干渉縞画像を第一観察光学系４１により観察するとともに、被検レンズ１０の他面１２で反射した反射光と、参照ミラー９１の第二参照面９２ａで反射した反射光との干渉により生じる干渉縞画像を第三観察光学系４４により観察可能としている。これにより、被検レンズ１０の両面（一面１１及び他面１２）の表面形状の検査を行うことができる。また、被検レンズ１０の一面１１の面頂位置と他面１２の面頂位置との位置関係を分析することができるため、被検レンズ１０の偏心量を測定することができる。
【００９６】
反射ミラー６６：  反射ミラー６６は、観察光軸Ｌ０と直交する第三分岐光軸Ｌ３との交点に配置されている。第二の実施の形態では、この反射ミラー６６に入射光路調整用ビームスプリッタ６５から光が入射し、これを反射して観察光軸Ｌ０に向けて出射するようになっている。入射光路調整用ビームスプリッタ６５は第三分岐光軸Ｌ３上に配置されている。第一の実施の形態と同様に、透過光観察照明光学系６０及び偏光光観察照明光学系７０はこの入射光路調整用ビームスプリッタ６５に対して、それぞれ平行光及び偏光光を出射するように配置されている。入射光路調整用ビームスプリッタ６５に入射した平行光及び偏光光はそれぞれ反射ミラー６６を介して被検レンズ１０に入射する。反射ミラー６６の反射面６６ａは、第三分岐光軸Ｌ３を通って入射光路調整用ビームスプリッタ６５から入射した光を観察光軸Ｌ０に沿って出射するようにその角度が調整されている。
【００９７】
また、反射ミラー６６は、観察光軸Ｌ０から退避可能に配置されており、第三観察光学系４４において、被検レンズ１０の他面１２側の干渉縞画像を観察する際には、観察光軸Ｌ０上の基準位置Ａから図６に示す退避位置Ｂに退避される。反射ミラー６６を観察光軸Ｌ０から退避可能に配置することにより、第三観察光学系４４により被検レンズ１０の他面１２側の干渉縞画像を観察する際に、第三観察光学系４４の観察光路上に干渉縞画像の観察以外に用いられる光学部材を配置する必要がなく、精度よく被検レンズ１０の他面１２側の干渉縞画像を観察することができる。
【００９８】
以上説明した第一の実施の形態及び第二の実施の形態のレンズ検査装置１００及びレンズ検査方法は、本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
【００９９】
例えば、上記第一の実施の形態及び第二の実施の形態では、第一観察光学系４１を観察光軸Ｌ０上に配置し、第二観察光学系４２を第二分岐光軸Ｌ２上に配置するものとしたが、第一観察光学系４１を第二分岐光軸Ｌ２上に配置し、第二観察光学系４１を観察光軸Ｌ０上に配置してもよい。また、第一観察光学系４１と第二観察光学系４２とにおける構成上の相違は観察用偏光子４２ｂの有無である。従って、例えば、第一観察光学系４１において第一シャッタユニット４１ａと第一結像レンズ４１ｂとの間に、観察用偏光子４２ｂを退避可能に配置することができれば、第二観察光学系４２および観察光分光用ビームスプリッタ４３を設けなくともよい。
【０１００】
また、上記第一の実施の形態では、第三分岐光軸Ｌ３上に透過光観察照明光学系６０を配置し、観察光軸Ｌ０上に偏光光観察照明光学系７０を配置する構成としたが、これらの配置は逆であってもよい。同様に、第二の実施の形態では、第三分岐光軸Ｌ３上に透過光観察照明光学系６０を配置し、この第三分岐光軸Ｌ３と入射光路調整用ビームスプリッタ６５を交点として直交する光軸上に偏光光観察照明光学系７０を配置する構成としたが、これらの配置は逆であってもよい。要は、平行光及び偏光光が観察光軸Ｌ０を通って被検レンズ１０に入射する構成となっていればよい。従って、第一の実施の形態において、入射光路調整用ビームスプリッタ６５の配置位置に、第二の実施の形態で説明した反射ミラー６６を退避可能に配置し、第一観察光学系４１において透過光画像を観察する際には、反射ミラー６６を観察光軸Ｌ０上の基準位置Ａに配置し、第二観察光学系４２において偏光光画像を観察する際には、反射ミラー６６を観察光軸Ｌ０から退避位置Ｂに退避する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１０・・・被検レンズ
１０ａ・・・被検面
２０・・・レンズステージ
３０・・・第一拡大光学系
４０・・・観察光学系
４１・・・第一観察光学系
４１・・・第二観察光学系
４２・・・第二観察光学系
４３・・・観察光分光用ビームスプリッタ（観察光分光器）
４４・・・第三観察光学系
５０、９０・・・干渉縞観察照明光学系
５１、９１・・・参照ミラー
５１ａ、９１ａ・・・参照面
５２、９２・・・第二拡大光学系
５４、９４・・・干渉縞観察用ビームスプリッタ
６０・・・透過光観察照明光学系
６５・・・入射光路調整用ビームスプリッタ（入射光路調整器）
７０・・・偏光光観察照明光学系
８１・・・光源制御部
８３・・・画像取得部
８４・・・画像処理部
１００、１０１・・・レンズ検査装置
Ｌ０・・・観察光軸
Ｌ１・・・第一分岐光軸（参照光軸）
【図１】
2011127993.tif 000003
【図２】
2011127993.tif 000004
【図３】
2011127993.tif 000005
【図４】
2011127993.tif 000006
【図５】
2011127993.tif 000007
【図６】
2011127993.tif 000008
【図７】
2011127993.tif 000009