(57)【要約】【課題】無重力下での形状を評価することが可能な光学素子支持装置およびレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】光学素子を支持する６つの支持部を備える光学素子支持装置であって、前記６つの支持部は、前記光学素子の一方の面の縁部に、当該縁部に沿って、前記光学素子の光軸に対して回転対称に、略等角度間隔おきに設けられた第１〜第３の支持部と、前記光学素子の他方の面の縁部に、当該縁部に沿って、前記光学素子の光軸に対して回転対称に、略等角度間隔おきに設けられた第４〜第６の支持部とから成り、前記第１〜第３の支持部と、前記第４〜第６の支持部と、は前記光学素子の光軸に対して互いに略６０度ずつずれて配置される光学素子支持装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を支持する６つの支持部を備える光学素子支持装置であって、
前記６つの支持部は、前記光学素子の一方の面の縁部に、当該縁部に沿って、前記光学素子の光軸に対して回転対称に、略等角度間隔おきに設けられた第１〜第３の支持部と、前記光学素子の他方の面の縁部に、当該縁部に沿って、前記光学素子の光軸に対して回転対称に、略等角度間隔おきに設けられた第４〜第６の支持部とから成り、
前記第１〜第３の支持部と、前記第４〜第６の支持部と、は前記光学素子の光軸に対して互いに略６０度ずつずれて配置されることを特徴とする光学素子支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子支持装置において、
前記第１〜第３の支持部と、前記第４〜第６の支持部と、はそれぞれ略同一の円周上に配置されることを特徴とする光学素子支持装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学素子支持装置と、
前記光学素子と、
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ鏡筒において、
前記光学素子の端部に、前記第１〜第６の支持部の少なくとも１つに対応する指標を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項３または４に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１〜第６の支持部の各々の位置に対応する溝を、前記光学素子の両方の面の縁部に設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子支持装置およびレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子の自重による変形の影響を使用時に受けないように光学素子を加工する加工方法が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８４７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
宇宙環境（無重力環境）での形状を重力下で評価する手法として、測定系を上下反転して波面データを取得し、波面データの平均値を無重力環境での形状とする手法が知られている。しかしながら、フィゾー干渉計で波面を測定する場合、フィゾー面と被検面が自重により変形してしまう。従来技術には、自重変形の影響を受けずに光学部品の加工をするシステムが提案されている。この方法によれば、１方向に重力がかかった環境下では自重変形の影響を受けずにフィゾー面形状を加工することが可能であるが、逆方向に重力がかかった状態ではフィゾー面は重力を受けるため、上記の方法で無重力の形状を評価すると自重の影響を受けて正しく評価することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の光学素子支持装置は、光学素子を支持する６つの支持部を備える光学素子支持装置であって、前記６つの支持部は、前記光学素子の一方の面の縁部に、当該縁部に沿って、前記光学素子の光軸に対して回転対称に、略等角度間隔おきに設けられた第１〜第３の支持部と、前記光学素子の他方の面の縁部に、当該縁部に沿って、前記光学素子の光軸に対して回転対称に、略等角度間隔おきに設けられた第４〜第６の支持部とから成り、前記第１〜第３の支持部と、前記第４〜第６の支持部と、は前記光学素子の光軸に対して互いに略６０度ずつずれて配置されることを特徴とする。
請求項３に記載のレンズ鏡筒は、請求項１または２に記載の光学素子支持装置と、前記光学素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、被検面が重力の影響を受けずに無重力下での被検面形状を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフィゾー干渉計の構成を示す模式図である。
【図２】フィゾーレンズ鏡筒３０の上面図、断面図、および下面図である。
【図３】支持部の位置に基づきフィゾーレンズ３２の創生方法を説明する図である。
【図４】変形例１に係るフィゾーレンズ鏡筒３０の上面図、断面図、および下面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るフィゾー干渉計の構成を示す模式図である。以下、図１の上方を＋ｙ方向、図１の下方を−ｙ方向として説明する。
【０００９】
フィゾー干渉計１は、被検物４０の被検面４１を計測する装置である。フィゾー干渉計１は、被検面４１の無重力下における面形状を、重力下で測定する構成となっている。具体的には、まず図１（ａ）に示すように、被検物４０の上にエキスパンダ２０とフィゾーレンズ鏡筒３０とを配置してフィゾー面３２ａを基準に被検面４１を測定する。次に、図１（ｂ）に示すように、被検物４０をエキスパンダ２０とフィゾーレンズ鏡筒３０との上に配置してフィゾー面３２ａを基準に被検面４１を測定する。その後、それら２つの測定結果の平均を取ることにより、無重力下における被検面４１の面形状を評価する。これらの測定で基準となるフィゾー面３２ａは重力変形を生じており、無重力の形状を正しく測定評価できていない。
【００１０】
フィゾー干渉計１は、ヘッド部１０、エキスパンダ２０、およびフィゾーレンズ鏡筒３０を備える。ヘッド部１０は、例えばレーザー光源などの光源および干渉縞を検出する撮像素子と出入射光を分離する偏光ビームスプリッタなどで構成され、光はエキスパンダ２０に向けて光を出射する。エキスパンダ２０は、ヘッド部１０から出射した光を拡大する。この拡大された光束はフィゾーレンズ鏡筒３０に入射し、その一部は被検面４１に最も近接するレンズ面であるフィゾー面３２ａ（後述）において反射し参照光となり、残りは被検面４１に照射され被検面４１において反射し被検光となる。フィゾー干渉計１は、フィゾー面３２ａにおいて反射した参照光と、被検面４１において反射した被検光とを、ヘッド部１０内に配置される不図示の撮像素子で受光することにより、被検面４１の形状に応じた干渉パターン画像を得る。
【００１１】
（フィゾーレンズ鏡筒３０の説明）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれフィゾーレンズ鏡筒３０の上面図、断面図、下面図である。フィゾーレンズ鏡筒３０は、筐体３１と、筐体３１に嵌め込まれたフィゾーレンズ３２とから構成される。
【００１２】
図２（ｂ）の断面図に示すように、フィゾーレンズ３２は所定幅のフランジ３４を有している。フランジ３４は、上面側（図２（ａ）に示した＋ｙ方向側）から第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃにより三点支持されると共に、下面側（図２（ｃ）に示した−ｙ方向側）から第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆにより三点支持される。６つの支持部（第１支持部３３ａ〜第６支持部３３ｆ。以下同じ）はそれぞれ、コイルバネによって筐体３１に固定されている。
【００１３】
第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃは、＋ｙ方向側のフランジ３４に、フランジ３４の円周に沿って、フィゾーレンズ３２の光軸に対して回転対称に、１２０度おきに配置される。同様に、第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆは、−ｙ方向側のフランジ３４に、フランジ３４の円周に沿って、フィゾーレンズ３２の光軸に対して回転対称に、１２０度おきに配置される。また、第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃと、第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆとは、フィゾーレンズ３２の光軸に対して互いに６０度ずつずれて配置される。また、６つの支持部はそれぞれ同一の円周上に配置される。
【００１４】
つまり、フィゾーレンズ３２のフランジ３４には、６つの支持部が６０度の間隔を取って配置されており、上面側の３つの支持部（第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、第３支持部３３ｃ）同士はそれぞれ１２０度の間隔を、下面側の３つの支持部（第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、第６支持部３３ｆ）同士はそれぞれ１２０度の間隔を有している。
【００１５】
図３（ａ）は、フィゾーレンズ３２のフランジ３４を上面側（＋ｙ方向側）から見た模式図である。なお、図３（ａ）では、下面側（−ｙ方向側）からフィゾーレンズ３２を支持する第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆについても、上面側（＋方向側）からフィゾーレンズ３２を支持する他の支持部と同様に描画している。
【００１６】
前述の通り、フランジ３４には、上面側と下面側とから、６つの支持部が６０度間隔で配置される。フィゾーレンズ３２の中心を原点とし、第４支持部３３ｄの位置を０度とした場合、第１支持部３３ａは６０度の位置に、第６支持部３３ｆは１２０度の位置に、第３支持部３３ｃは１８０度の位置に、第５支持部３３ｅは２４０度の位置に、第２支持部３３ｂは３００度の位置に、それぞれ配置される。
【００１７】
次に、本実施形態におけるフィゾーレンズ３２の創生方法について説明する。フィゾーレンズ３２は所定重力下（例えば１Ｇの重力下）において創生される。
【００１８】
図３（ｂ）は、フィゾー面を鉛直下方向に向けた状態におけるフィゾー面３２ａの回転方向一断面を示す模式図である。図３（ｂ）に示すように、フィゾー面が鉛直下方向を向くようにフィゾーレンズ３２を設置する。このとき、フィゾーレンズ３２は第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃにより支えられるが、その位置を図３（ａ）に示した位置とは６０度ずらしておく。この状態で、フィゾー面の計測を行い、計測結果にしたがって修正研磨を行って図３（ｂ）に実線で示すフィゾーレンズ３２の理想形状３５を創生する。
【００１９】
理想形状３５は鉛直下向きの重力下において創生されるので、フィゾーレンズ３２を無重力下に設置すると、理想形状３５は図３（ｂ）に破線で示す無重力形状３６に変形する。無重力形状３６は、第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃにより支持されていない部分が上方向（鉛直方向とは逆の方向）に持ち上がった正弦波状の形状である。換言すると、第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃにより支持されていない部分は、重力下において重力の影響を受け、鉛直方向に一定量だけ押し下げられている。
【００２０】
その後、フィゾーレンズ３２を上下反転させ、フィゾー面が鉛直方向とは逆の方向を向くようにすると共に、フィゾーレンズ３２の位置を６０度だけ回転させる。すなわち、フィゾーレンズ３２と第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃとが図２や図３（ａ）に示した通りに配置されるようにする。上下を反転させることで、フィゾーレンズ３２の無重力形状３６は反転する。更に、第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃにより支持される位置が６０度ずれたことで、フィゾーレンズ鏡筒３０を上下どちらに向けても、フィゾーレンズ３２の変形が重力によりキャンセルされるようになる。
【００２１】
上述した第１の実施の形態によるフィゾー干渉計によれば、次の作用効果が得られる。
（１）フィゾーレンズ鏡筒３０は、フィゾーレンズ３２の一方の面の縁部に、当該縁部に沿って、フィゾーレンズ３２の光軸に対して回転対称に、１２０度おきに設けられた第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃと、フィゾーレンズ３２の他方の面の縁部に、当該縁部に沿って、フィゾーレンズ３２の光軸に対して回転対称に、１２０度おきに設けられた第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆとから成る。第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃと、第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆと、はフィゾーレンズ３２の光軸に対して互いに略６０度ずつずれて配置される。このようにしたので、自重による変形の影響を受けることなく無重力下での形状を評価することができる。
【００２２】
（２）第１支持部３３ａ、第２支持部３３ｂ、および第３支持部３３ｃと、第４支持部３３ｄ、第５支持部３３ｅ、および第６支持部３３ｆと、はそれぞれ略同一の円周上に配置される。このようにしたので、自重による変形の影響を受けることなくフィゾーレンズ３２の向きを反転させることができる。
【００２３】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００２４】
（変形例１）
上述した実施形態では、６つの支持部をコイルバネによって筐体３１に固定していたが、他の固定方法を用いてもよい。例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、板バネによって６つの支持部を筐体３１に固定してもよい。
【００２５】
（変形例２）
６つの支持部の位置再現性が高まるよう、フィゾーレンズ３２のフランジ３４に，６つの支持部のいずれか少なくとも１つに対応する指標（例えばオリエンテーションフランジ等）を設けてもよい。また、図３（ａ）に示した６つの支持部の各々の位置に対応する溝を、フィゾーレンズ３２のフランジ３４の両面に設けてもよい。これらの構成を取ることによって、測定精度を更に向上させることが可能になる。
【００２６】
（変形例３）
本発明は、第１の実施の形態において説明した、フィゾーレンズ３２を支持するフィゾーレンズ鏡筒３０以外のものに対して適用することが可能である。また、理想形状３５を創生するレンズ面の形状は、上述した凹面の他、凸面や平面、非球面であってもよい。更に、フランジ３４の形状は必ずしも円形である必要はなく、例えば略六角形の形状としてもよい。
【００２７】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００２８】
１…フィゾー干渉計、１０…ヘッド部、２０…エキスパンダ、３０…フィゾーレンズ鏡筒、３１…筐体、３２…フィゾーレンズ、３３ａ…第１支持部、３３ｂ…第２支持部、３３ｃ…第３支持部、３３ｄ…第４支持部、３３ｅ…第５支持部、３３ｆ…第６支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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