(57)【要約】【課題】被検物を保持する部分に特別な加工を行うことなく、面精度の高い基準物を必要とせずに、プローブの原点位置を高精度に決定できる非球面偏心測定装置を提供する。【解決手段】非球面偏心測定装置１００は、両面非球面レンズ１１０を保持する保持部１０１と、保持部１０１を回転させるエアースピンドル１０２と、エアースピンドル１０２の回転角を測定するためのロータリーエンコーダ１０４と、被検面１１０ａの三次元形状を測定するプローブ１７１を有する接触式測長器１７０と、接触式測長器１７０を移動させる測長器移動テーブル１１４と、保持部１０１を挟んでエアースピンドル１０２に対向して配置される顕微鏡１５０と、顕微鏡１５０を移動させる顕微鏡ステージ移動テーブル１１３とを備えている。顕微鏡１５０は、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により、その光軸がエアースピンドル１０２の回転軸１１６と概略一致するように配置される。【選択図】      図１
2005083981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物の非球面偏心を測定する非球面偏心測定装置であって、
前記被検物を保持する保持機構と、
該保持機構を回転させる回転機構と、
前記保持機構を挟んで前記回転機構と対向する位置に配置される観察光学系と、
前記保持機構と前記観察光学系の間に配置された第一のプローブと、
前記第一のプローブを移動させる第一の移動機構を備え、
前記観察光学系の光軸と前記回転機構の回転軸が略一致するように、前記観察光学系が配置されることを特徴とする非球面偏心測定装置。
【請求項２】
前記観察光学系は対物レンズと接眼レンズと目盛り部材とを備え、該目盛り部材は所定の間隔で形成された目盛りを有し、前記目盛り部材は前記接眼レンズを介して観察される観察像と共役な位置に配置されてい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】
前記回転機構を回転させて、前記目盛りに対する前記観察像の回転を観察し、前記観察像の特定部分の観察結果に基づいて、前記回転機構の回転中心を検出することを特徴とする請求項２に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項４】
前記観察光学系は対物レンズと撮像素子を備え、前記撮像素子は前記対物レンズによって形成された観察像位置に配置され、該観察像を表示する表示装置を備えてい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５】
前記回転機構を回転させて、前記観察像の回転を撮像し、前記観察像の特定部分の観察結果に基づいて、前記回転機構の回転中心の位置を検出することを特徴とする請求項３に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項６】
前記回転中心位置と前記第一のプローブが一致するように、前記第一の移動機構を制御することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項７】
前記回転中心位置を前記第一のプローブの測定原点として、前記第一のプローブによる測定を行うことを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項８】
前記回転中心位置と前記第一のプローブの測定原点位置とが異なる場合に、両者の位置の差により、前記第一のプローブの測定位置を補正することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項９】
前記観察像の特定部分は、指標部材の表面に存在する特定構造であって、該指標部材は前記保持機構上に載置されていることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１０】
前記観察像の特定部分は、指標部材の表面に人為的に形成された特定構造であって、該指標部材は前記保持機構上に載置されていることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１１】
前記回転機構の回転軸に対して垂直な方向に、前記観察光学系を移動させる光学系移動機構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１２】
前記保持機構と前記第一のプローブの間に配置された第二のプローブと、前記第二のプローブを移動させる第二の移動機構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１３】
前記保持機構と前記第一のプローブの間に配置された第二のプローブと、前記第二のプローブを移動させる第二の移動機構を備え、前記回転中心位置と前記第二のプローブが一致するように、前記第二の移動機構を制御することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１４】
前記保持機構と前記第一のプローブの間に配置された第二のプローブと、前記第二のプローブを移動させる第二の移動機構を備え、前記回転中心位置と前記第二のプローブの測定原点位置とが異なる場合に、両者の位置の差により、前記第二のプローブの測定位置を補正することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１５】
前記回転中心位置に一致したときの前記第一のプローブの位置と、前記回転中心位置に一致したときの前記第二のプローブの位置が、前記回転軸に沿う方向で同じであることを特徴とする請求項１３に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１６】
前記回転中心位置に一致したときの前記第一のプローブの位置と、前記回転中心位置に一致したときの前記第二のプローブの位置が、前記回転軸に沿う方向で異なることを特徴とする請求項１３に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１７】
前記観察光学系は倍率可変光学系である請求項３または請求項５に記載の非球面偏心測定装置。
【請求項１８】
被検物の非球面偏心を測定する非球面偏心測定方法であって、
回転機構により回転される保持部に保持された第一の指標部材を観察光学系により観察し、第一の指標部材に設けられた指標の回転の中心を観察光学系の光軸に略一致させて、観察光学系の光軸と回転機構の回転軸とを概略一致させる工程と、
観察光学系の位置をそのままに第一の指標部材と保持部を回転機構から取り外した状態で、球状部材から成る第一のプローブを観察光学系の視野内に挿入し、第一のプローブの面頂を観察光学系の指標の回転中心があった位置に配置し、その位置を測定の原点位置とする工程と、
被検物を回転させながら、その被検物に光を回転軸に沿って照射し、被検物の第一の被検面の反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、スポットの軌跡上の各点に対応する被検物の回転角を検出する工程と、
被検物の第一の被検面の反射光のスポットの軌跡と被検物の回転角とに基づいて、被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転軸に対するシフト量とその方向を求める工程と、
被検物を回転させながら、その被検物に光を回転軸に沿って照射し、被検物の第二の被検面の反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、スポットの軌跡上の各点に対応する被検物の回転角を検出する工程と、
被検物の第二の被検面の反射光のスポットの軌跡と被検物の回転角とに基づいて、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転軸に対するシフト量とその方向を求める工程と
被検物の第一の被検面に第一のプローブを接触させ、被検物を回転させながら、第一のプローブにより回転機構の回転軸から所定の位置における被検物の第一の被検面の輪帯三次元形状データを取得する工程と、
被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第一の被検面の輪帯三次元形状データと、第一の被検面の近軸曲率半径と、第二の被検面の近軸曲率半径と、被検物の肉厚とから、被検物の第一の被検面の非球面の非球面偏心量とその方向を求める工程とを有していることを特徴とする非球面偏心測定方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の非球面偏心測定方法において、さらに、
第一の指標部材と保持部を回転機構から取り外した状態で、球状部材から成る第二のプローブを観察光学系の視野内に挿入し、第二のプローブの面頂を観察光学系の指標の回転中心があった位置に配置し、その位置を測定の原点位置とする工程と、
被検物の第二の被検面に第二のプローブを接触させ、被検物を回転させながら、第二のプローブにより回転機構の回転軸から所定の位置における被検物の第二の被検面の輪帯三次元形状データを取得する工程と、
被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第一の被検面の輪帯三次元形状データと、第一の被検面の近軸曲率半径と、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第二の被検面の輪帯三次元形状データと、第二の被検面の近軸曲率半径と、被検物の肉厚と屈折率とから、被検物の第二の被検面の非球面の非球面偏心量とその方向を求める工程とを有していることを特徴とする請求項１８に記載の非球面偏心測定方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の非球面偏心測定方法において、さらに、
回転機構により回転される保持部に保持された第一の指標部材と厚さが異なる第二の指標部材を観察光学系により観察し、第二の指標部材に設けられた指標の回転の中心を観察光学系の光軸に略一致させて、観察光学系の光軸と回転機構の回転軸とを概略一致させる工程と、
観察光学系の位置をそのままに第二の指標部材と保持部を回転機構から取り外した状態で、球状部材から成る第二のプローブを観察光学系の視野内に挿入し、第二のプローブの面頂を観察光学系の指標の回転中心があった位置に配置し、その位置を測定の原点位置とする工程と、
被検物の第二の被検面に第二のプローブを接触させ、被検物を回転させながら、第二のプローブにより回転機構の回転軸から所定の位置における被検物の第二の被検面の輪帯三次元形状データを取得する工程と、
被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第一の被検面の輪帯三次元形状データと、第一の被検面の近軸曲率半径と、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第二の被検面の輪帯三次元形状データと、第二の被検面の近軸曲率半径と、被検物の肉厚と屈折率とから、被検物の第二の被検面の非球面の非球面偏心量とその方向を求める工程とを有していることを特徴とする請求項１８に記載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等の被検物の偏心測定装置と偏心測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１０−３８５５６号公報は、三次元形状測定機のひとつを開示している。ここでは、回転する被測定物の被測定面上を、プローブで走査している。これにより、レンズなどの回転対称な被測定面の形状を測定する。この三次元形状測定機を、図１４（Ａ）に示す。この図において、測定台２０３は、エアースピンドル２０４により回転される。この測定台２０３には、被測定物２０２が保持されている。そして、被測定面に対して、プローブ２０１の先端のルビー球２０１ａを接触させている。この装置では、エアースピンドル２０４の回転により被測定面が回転し、プローブ２０１も所定の方向に走査される。このようにして、プローブ２０１の座標と被測定物（エアースピンドル）の回転角度とに基づいて、被測定物の表面形状の測定を行う。測定の際には、エアースピンドル２０４の回転軸に対するプローブ２０１の測定原点の座標を決定することが必要である。
【０００３】
そのため、光学系２１０と、光学系２１０の像を表示するためのモニター２２０を有している。ここで、光学系２１０は、レーザダイオード２１１、レンズ２１２、２１４、２１５、ビームスプリッター２１３、ＣＣＤカメラ２１６等から構成されている。まず、エアースピンドル２０４上の測定台２０３の開口部に、被測定物２０２の代わりに、基準反射球面をその球心が回転軸と一致するように載せる。基準反射球面の反射像を光学系２１０で検出しながら、基準反射面の球心と共役な反射像が得られる位置に光学系２１０を移動させ、そのときの反射像の座標を記憶する。その後、基準反射球面を取り外して、光学系２１０を固定したままプローブ２０１を移動させる。そして、ルビー球２０１ａの反射像の位置が基準反射面の反射像の位置と一致するようにプローブ２０１の位置を調整し、この位置を測定原点としている。以上のようにして求めたプローブ２０１の座標を測定原点とし、被測定物２０２の形状を測定するものである。
【特許文献１】特開平１０−３８５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の三次元形状測定機では、基準反射面の球心がエアースピンドル２０４の回転軸に一致するように、基準反射面取付部がエアースピンドルの回転軸に対して同軸である必要がある。そのために基準反射面取付部を測定台を回転させながらバイト２０５により切削加工を行う必要がある。
【０００５】
具体的には、図１４（Ｂ）に示すように、円筒形状の測定台２０３に対して、内周部２０３ａの上端部２０３ｂを切削する必要がある。また、測定台２０３と接触する被測定物２０２の面が凸面である場合には、このように測定台２０３の内周部２０３ａの上端部２０３ｂを切削するだけでよい。しかし、測定台２０３と接触する被測定物２０２の面が凹面である場合には、被測定物２０２が回転軸に対して同軸に配置されるように、さらに、測定台２０３の外周部の上端部を切削する。
【０００６】
このように、測定台２０３の加工が必ず必要であるため、測定以外の工数が必要であり、準備の時間が長くなる。
【０００７】
また、エアースピンドル２０４は切削加工を行うために、高剛性である必要があり、また高速回転が可能であることが必要とされる。
【０００８】
さらに、面精度が良い反射面を基準反射面として被検物以外に準備する必要がある。
【０００９】
本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、被検物を保持する部分に特別な加工を行うことなく、面精度の高い基準物を必要とすることなく、プローブの原点位置を高精度に決定することが可能な非球面偏心測定装置を提供することである。また、そのような非球面偏心測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ひとつには、被検物の非球面偏心を測定する非球面偏心測定装置に向けられており、以下の各項に列記する非球面偏心測定装置を含んでいる。
【００１１】
１．  本発明の非球面偏心測定装置は、前記被検物を保持する保持機構と、該保持機構を回転させる回転機構と、前記保持機構を挟んで前記回転機構と対向する位置に配置される観察光学系と、前記保持機構と前記観察光学系の間に配置された第一のプローブと、前記第一のプローブを移動させる第一の移動機構を備え、前記観察光学系の光軸と前記回転機構の回転軸が略一致するように、前記観察光学系が配置されることを特徴とする。
【００１２】
この非球面偏心測定装置においては、観察光学系により回転機構の回転中心の位置を検出できる。よって、検出結果を利用して第一のプローブの原点位置を高精度に決めることができる。
【００１３】
２．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第１項の非球面偏心測定装置において、前記観察光学系は対物レンズと接眼レンズと目盛り部材とを備え、該目盛り部材は所定の間隔で形成された目盛りを有し、前記目盛り部材は前記接眼レンズを介して観察される観察像と共役な位置に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
この非球面偏心測定装置においては、簡単な構成で、観察像の回転の様子が観察可能である。
【００１５】
３．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第２項の非球面偏心測定装置において、前記回転機構を回転させて、前記目盛りに対する前記観察像の回転を観察し、前記観察像の特定部分の観察結果に基づいて、前記回転機構の回転中心を検出することを特徴とする。
【００１６】
この非球面偏心測定装置においては、簡単な構成で、回転中心の検出が可能である。
【００１７】
４．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第１項の非球面偏心測定装置において、前記観察光学系は対物レンズと撮像素子を備え、前記撮像素子は前記対物レンズによって形成された観察像位置に配置され、該観察像を表示する表示装置を備えていることを特徴とする。
【００１８】
この非球面偏心測定装置においては、測定装置から離れた位置で、観察像の回転の様子が観察可能である。
【００１９】
５．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項の非球面偏心測定装置において、前記回転機構を回転させて、前記観察像の回転を撮像し、前記観察像の特定部分の観察結果に基づいて、前記回転機構の回転中心の位置を検出することを特徴とする。
【００２０】
この非球面偏心測定装置においては、測定装置から離れた位置で、回転中心の検出が可能である。
【００２１】
６．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記回転中心位置と前記第一のプローブが一致するように、前記第一の移動機構を制御することを特徴とする。
【００２２】
この非球面偏心測定装置においては、第一のプローブの原点位置を高精度に決めることが可能である。
【００２３】
７．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記回転中心位置を前記第一のプローブの測定原点として、前記第一のプローブによる測定を行うことを特徴とする。
【００２４】
この非球面偏心測定装置においては、高精度な測定が可能である。
【００２５】
８．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記回転中心位置と前記第一のプローブの測定原点位置とが異なる場合に、両者の位置の差により、前記第一のプローブの測定位置を補正することを特徴とする。
【００２６】
この非球面偏心測定装置においては、第一のプローブの原点位置を回転軸に厳密に位置決めせずに高精度の測定が可能である。
【００２７】
９．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記観察像の特定部分は、指標部材の表面に存在する特定構造であり、該指標部材は前記保持機構上に配置されていることを特徴とする。
【００２８】
この非球面偏心測定装置においては、指標として特定のパターンを作成する必要がないので、指標部材として多くの物を使用することができる。指標部材の位置で、第一のプローブの原点合わせができる。
【００２９】
１０．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記観察像の特定部分は、指標部材の表面に人為的に形成された特定構造であり、該指標部材は前記保持機構上に配置されていることを特徴とする。
【００３０】
この非球面偏心測定装置においては、指標があるので、検出が容易になる。指標部材の位置で、第一のプローブの原点合わせができる。
【００３１】
１１．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第１項の非球面偏心測定装置において、前記回転機構の回転軸に対して垂直な方向に、前記観察光学系を移動させる光学系移動機構を備えることを特徴とする。
【００３２】
この非球面偏心測定装置においては、測定時に観察光学系が邪魔にならない。
【００３３】
１２．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第１項の非球面偏心測定装置において、前記保持機構と前記第一のプローブの間に配置された第二のプローブと、前記第二のプローブを移動させる第二の移動機構を備えることを特徴とする。
【００３４】
この非球面偏心測定装置においては、被測定物を両面から測定できる。
【００３５】
１３．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記保持機構と前記第一のプローブの間に配置された第二のプローブと、前記第二のプローブを移動させる第二の移動機構を備え、前記回転中心位置と前記第二のプローブが一致するように、前記第二の移動機構を制御することを特徴とする。
【００３６】
この非球面偏心測定装置においては、第二のプローブの原点位置を高精度に決めることができる。
【００３７】
１４．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記保持機構と前記第一のプローブの間に配置された第二のプローブと、前記第二のプローブを移動させる第二の移動機構を備え、前記回転中心位置と前記第二のプローブの測定原点位置とが異なる場合に、両者の位置の差により、前記第二のプローブの測定位置を補正することを特徴とする。
【００３８】
この非球面偏心測定装置においては、第二のプローブの原点位置を回転軸に厳密に位置決めせずに高精度の測定が可能である。
【００３９】
１５．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第１３項の非球面偏心測定装置において、前記回転中心位置に一致したときの前記第一のプローブの位置と、前記回転中心位置に一致したときの前記第二のプローブの位置が、前記回転軸に沿う方向で同じであることを特徴とする。
【００４０】
この非球面偏心測定装置においては、第一のプローブの原点位置と第二のプローブの原点位置の誤差が少なくなる。
【００４１】
１６．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第１３項の非球面偏心測定装置において、前記回転中心位置に一致したときの前記第一のプローブの位置と、前記回転中心位置に一致したときの前記第二のプローブの位置が、前記回転軸に沿う方向で異なることを特徴とする。
【００４２】
この非球面偏心測定装置においては、第一のプローブと第二のプローブの移動量が少なくて済む。
【００４３】
１７．  本発明の別の非球面偏心測定装置は、第３項または第５項の非球面偏心測定装置において、前記観察光学系は倍率可変光学系である。
【００４４】
この非球面偏心測定装置においては、低倍だと視野が広いので、回転中心をすばやく見つけることができる。高倍だと高い精度で回転中心を検出できる。
【００４５】
本発明は、ひとつには、被検物の非球面偏心を測定する非球面偏心測定方法に向けられており、以下の各項に列記する非球面偏心測定方法を含んでいる。
【００４６】
１８．  本発明の非球面偏心測定方法は、回転機構により回転される保持部に保持された第一の指標部材を観察光学系により観察し、第一の指標部材に設けられた指標の回転の中心を観察光学系の光軸に略一致させて、観察光学系の光軸と回転機構の回転軸とを概略一致させる工程と、観察光学系の位置をそのままに第一の指標部材と保持部を回転機構から取り外した状態で、球状部材から成る第一のプローブを観察光学系の視野内に挿入し、第一のプローブの面頂を観察光学系の光軸上に配置し、その位置を測定の原点位置とする工程と、被検物を回転させながら、その被検物に光を回転軸に沿って照射し、被検物の第一の被検面の反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、スポットの軌跡上の各点に対応する被検物の回転角を検出する工程と、被検物の第一の被検面の反射光のスポットの軌跡と被検物の回転角とに基づいて、被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転軸に対するシフト量とその方向を求める工程と、被検物を回転させながら、その被検物に光を回転軸に沿って照射し、被検物の第二の被検面の反射光のスポットの軌跡を検出すると共に、スポットの軌跡上の各点に対応する被検物の回転角を検出する工程と、被検物の第二の被検面の反射光のスポットの軌跡と被検物の回転角とに基づいて、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転軸に対するシフト量とその方向を求める工程と、被検物の第一の被検面に第一のプローブを接触させ、被検物を回転させながら、第一のプローブにより回転機構の回転軸から所定の位置における被検物の第一の被検面の輪帯三次元形状データを取得する工程と、被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第一の被検面の輪帯三次元形状データと、第一の被検面の近軸曲率半径と、第二の被検面の近軸曲率半径と、被検物の肉厚とから、被検物の第一の被検面の非球面の非球面偏心量とその方向を求める工程とを有していることを特徴とする。
【００４７】
この非球面偏心測定方法においては、観察光学系により回転機構の回転中心の位置を検出し、検出結果を利用して第一のプローブの原点位置を高精度に決めることができるので、高精度に非球面偏心を測定することが可能となる。
【００４８】
１９．  本発明の別の非球面偏心測定方法は、第１８項の非球面偏心測定方法において、さらに、第一の指標部材と保持部を回転機構から取り外した状態で、球状部材から成る第二のプローブを観察光学系の視野内に挿入し、第二のプローブの面頂を観察光学系の指標の回転中心があった位置に配置し、その位置を測定の原点位置とする工程と、被検物の第二の被検面に第二のプローブを接触させ、被検物を回転させながら、第二のプローブにより回転機構の回転軸から所定の位置における被検物の第二の被検面の輪帯三次元形状データを取得する工程と、被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第一の被検面の輪帯三次元形状データと、第一の被検面の近軸曲率半径と、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第二の被検面の輪帯三次元形状データと、第二の被検面の近軸曲率半径と、被検物の肉厚と屈折率とから、被検物の第二の被検面の非球面の非球面偏心量とその方向を求める工程とを有していることを特徴とする。
【００４９】
この非球面偏心測定方法においては、第二のプローブの原点位置を高精度に決めることができる。第一のプローブの原点位置と第二のプローブの原点位置の誤差が少なくなる。
【００５０】
２０．  本発明の別の非球面偏心測定方法は、第１８項の非球面偏心測定方法において、さらに、回転機構により回転される保持部に保持された第一の指標部材と厚さが異なる第二の指標部材を観察光学系により観察し、第二の指標部材に設けられた指標の回転の中心を観察光学系の光軸に略一致させて、観察光学系の光軸と回転機構の回転軸とを概略一致させる工程と、観察光学系の位置をそのままに第二の指標部材と保持部を回転機構から取り外した状態で、球状部材から成る第二のプローブを観察光学系の視野内に挿入し、第二のプローブの面頂を観察光学系の指標の回転中心があった位置に配置し、その位置を測定の原点位置とする工程と、被検物の第二の被検面に第二のプローブを接触させ、被検物を回転させながら、第二のプローブにより回転機構の回転軸から所定の位置における被検物の第二の被検面の輪帯三次元形状データを取得する工程と、被検物の第一の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第一の被検面の輪帯三次元形状データと、第一の被検面の近軸曲率半径と、被検物の第二の被検面の近軸曲率中心の回転機構の回転軸に対するシフト量とその方向と、回転軸から所定の位置における第二の被検面の輪帯三次元形状データと、第二の被検面の近軸曲率半径と、被検物の肉厚と屈折率とから、被検物の第二の被検面の非球面の非球面偏心量とその方向を求める工程とを有していることを特徴とする。
【００５１】
この非球面偏心測定方法においては、第二のプローブの原点位置を高精度に決めることができる。第一のプローブあるいは第二のプローブの移動量が少なくて済む。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、被検物を保持する部分に特別な加工を行うことなく、面精度の高い基準物を必要とすることなく、プローブの原点位置を高精度に決定することが可能な非球面偏心測定装置と非球面偏心測定方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００５４】
第一実施形態
図１は本発明の第一実施形態の非球面偏心測定装置の構成を概略的に示している。図１におけるｘｙｚ座標系は図の左上に示すとおりであり、ｙ方向は紙面に垂直な方向で、紙面の手前から奥に進む方向をプラスとしている。
【００５５】
図１に示されるように、非球面偏心測定装置１００は、円筒形状の保持部１０１と、エアースピンドル１０２と、エアースピンドル１０２を回転させるためのモータ１０３と、エアースピンドル１０２の回転角を測定するためのロータリーエンコーダ１０４とを備えている。エアースピンドル１０２は、保持部１０１を回転させる回転機構である。保持部１０１は、被検物である両面非球面レンズ１１０と、プラスチック板１０９とのいずれか一方を適宜保持する保持機構である。ここで、プラスチック板１０９は、エアースピンドル１０２の回転軸１１６を検出するための被観察物である。
【００５６】
非球面偏心測定装置１００は、さらに、接触式測長器１７０と、接触式測長器１８０と測長器移動テーブル１１４とを備えている。ここで、接触式測長器１７０は、両面非球面レンズ１１０の上側の被検面１１０ａの三次元形状を測定する。接触式測長器１８０は、両面非球面レンズ１１０の下側の被検面１１０ｂの三次元形状を測定する。また、測長器移動テーブル１１４には、接触式測長器１７０と接触式測長器１８０とが搭載されている。
【００５７】
接触式測長器１７０は球状の接触子であるプローブ１７１を有し、接触式測長器１８０は球状の接触子であるプローブ１８１を有している。測長器移動テーブル１１４は、接触式測長器１７０と接触式測長器１８０を所定の位置に配置するために、ｘｙｚ方向に移動させる。ここで、所定の位置とは、測定基準位置または形状測定位置または退避位置である。
【００５８】
非球面偏心測定装置１００は、さらに、顕微鏡１５０と、スポット軌跡検出部１３０と、顕微鏡ステージ１１２と、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３とを備えている。ここで、顕微鏡１５０は、エアースピンドル１０２の回転軸１１６を検出するための観察光学系である。スポット軌跡検出部１３０は、被検物に光を照射し被検面で反射された光のスポットの軌跡を検出する。顕微鏡ステージ１１２には、顕微鏡１５０とスポット軌跡検出部１３０とが搭載されている。顕微鏡ステージ移動テーブル１１３は、顕微鏡ステージ１１２をｘｚ方向に移動させる。
【００５９】
顕微鏡１５０は、保持部１０１を挟んで、エアースピンドル１０２と対向する側に位置している。顕微鏡ステージ移動テーブル１１３は、顕微鏡１５０をエアースピンドル１０２の回転軸１１６の検出位置に、スポット軌跡検出部１３０をスポット軌跡検出位置に、顕微鏡１５０とスポット軌跡検出部１３０を形状測定時に干渉しない退避位置に移動させる。また、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３は、ピント合わせのために、顕微鏡１５０をｚ方向に移動させる。
【００６０】
非球面偏心測定装置１００は、さらに、演算手段１６０とモニタ１６１とを有している。ここで、演算手段１６０は、装置移動部の制御やスポット軌跡検出部１３０とロータリーエンコーダ１０４とで得られる情報の処理、上側接触式測長器１７０または下側接触式測長器１８０とロータリーエンコーダ１０４とで得られる情報の処理、非球面偏心の計算を行う。また、モニタ１６１は、演算結果および顕微鏡１５０の観察画面を表示する。
【００６１】
図２（Ａ）は、上側の接触式測長器１７０と下側の接触式測長器１８０のｙ軸のマイナス方向から見た位置関係を示しており、図２（Ｂ）は、上側の接触式測長器１７０と下側の接触式測長器１８０のｘ軸のプラスの方向から見た位置関係を示している。
【００６２】
上側の接触式測長器１７０と下側の接触式測長器１８０の測定方向は共にｚ方向で、両者は平行の関係である。図２（Ａ）に示すように、プローブ１７１はプローブ１８１よりもｚ方向の上方に位置している。これにより、被検面の形状測定時にＺ方向の基準位置からの移動量が小さくなる。
【００６３】
図２（Ｂ）に示すように、接触式測長器１７０と接触式測長器１８０は、ｙ軸方向に距離をおいて設置されている。このため、プローブ１７１とプローブ１８１はｙ方向に特定の距離だけ離れて位置している。これにより、その一方が両面非球面レンズ１１０の被検面を測長する際に、他方が両面非球面レンズ１１０やエアースピンドル１０２等に干渉しない。
【００６４】
形状測定の際、プローブ１７１とプローブ１８１は、その一方が選択的に、エアースピンドル１０２の回転軸１１６からｙ方向のマイナス方向に、特定の距離だけ離れた位置に配置される。接触式測長器１７０と接触式測長器１８０は、それぞれ、プローブ１７１とプローブ１８１のｚ軸方向（回転軸１１６に平行な方向）に関する位置を測定し、その情報を演算手段１６０に送る。形状測定の際にプローブ１７１とプローブ１８１が回転軸１１６に対して配置される方向は、ｙ方向のマイナスだけに限定されるものではない。
【００６５】
演算手段１６０は、接触式測長器１７０と接触式測長器１８０で測定される情報を、両面非球面レンズ１１０の回転角に同期させて取得する。この情報は、回転軸１１６に平行な方向のプローブ１７１とプローブ１８１の位置情報である。また、両面非球面レンズ１１０の回転角は、ロータリーエンコーダ１０４で測定される。これにより演算手段１６０は、回転軸１１６に平行な方向に関する両面非球面レンズ１１０の被検面の三次元輪帯形状データ取得する。
【００６６】
顕微鏡１５０は、光源１５１と、対物レンズ１５２と、ＴＶカメラ１５３と、目盛り１５４とを含んでいる。光源１５１から発せられた照明光は、顕微鏡内にある反射光学系（図示せず）により、方向を曲げられる。そして、この照明光は対物レンズ１５２を通過して、被観察物を照明する。被観察物の表面の像は、対物レンズ１５２により拡大されて、ＴＶカメラ１５３上に結像する。顕微鏡１５０の光学系の内部には、目盛り１５４が配置されている。目盛り１５４は、所定の間隔で形成された目盛りを有する。なお、目盛り１５４が配置されている位置は、接眼レンズを介して観察される観察像と共役な位置である。この位置は、対物レンズ１５２によって形成された像位置でもある。すなわち、目盛り１５４は、対物レンズ１５２の倍率を変化させても、ＴＶカメラ１５３上での目盛りの大きさが変化しないように設置されている。顕微鏡１５０のＴＶカメラ１５３の出力は、モニタ１６１で観察可能である。
【００６７】
スポット軌跡検出部１３０は、光源１３１と、コリメートレンズ１３２と、ハーフミラー１３３と、二つの結像光学素子１３４および１３６と、撮像素子１３５とを含んでいる。二つの結像光学素子１３４および１３６は、結像光学系を構成している
光源１３１は例えばランプである。ハーフミラー１３３は、光源１３１から発せられた照明光を、被検物である両面非球面レンズ１１０に方向付ける。更に、ハーフミラー１３３は、両面非球面レンズ１１０からの戻り光を、撮像素子１３５へ方向付ける。つまり、ハーフミラー１３３は、両面非球面レンズ１１０に向かう光と両面非球面レンズ１１０から戻る光とを分離する分離光学素子を構成している。分離光学素子は、ハーフミラー１３３に限定されるものではなく、ハーフミラー１３３の代わりにプリズムで構成されてもよい。
【００６８】
結像光学素子１３４は、図１では省略化して一枚のレンズで描かれているが、通常は複数のレンズを含むレンズ群で構成される。レンズ群の一部は光軸に沿って移動可能である。よって、それらの位置を調整することにより、光源１３１からの光を所望の点に収束させることができる。レンズの位置調整は、モータ等を利用したステージで動作させるようにすることができる。そして、その制御を演算手段１６０で行えば、遠隔操作により行うことが可能となる。
【００６９】
光源１３１から発せられた照明光は、コリメートレンズ１３２とハーフミラー１３３を経て、結像光学素子１３４に入射する。そして、照明光は結像光学素子１３４によって、両面非球面レンズ１１０に照射される。その際、照明光は、被検面１１０ａの近軸曲率中心、または被検面１１０ｂの近軸曲率中心に収束するように照射される。そして、被検面１１０ａまたは１１０ｂで反射された光は、結像光学素子１３４、ハーフミラー１３３を介して、結像光学素子１３６に入射する。そして、この光は、結像光学素子１３６で収束され、撮像素子１３５上にビームスポットを形成する。
【００７０】
プラスチック板１０９は、厚みは数ｍｍで、保持部１０１に対してしっかり固定できる程度の大きさを有する。このプラスチック板１０９は、汎用性が高いものである。プラスチック板１０９には、上側（顕微鏡１５０で観察する側）の面に印刷が施されている。この印刷はカラーであって、適当な模様が印刷されている。この模様は、細かい粒子で構成されている。よって、顕微鏡１５０で拡大すると、模様を構成している粒子を観察することができる。
【００７１】
または、プラスチック板１０９の上側の面は、砂目状の細かな粒子状の形状であってもよい。この場合も、顕微鏡１５０で拡大観察すると、砂目の粒子が観察できる。そこで、模様を構成している粒子や砂目の粒子を、特定の構造とみなす。すると、プラスチック板１０９を回転させながらこれらの粒子を観察すると、回転軸１１６を精度良く検出することができる。
【００７２】
以下、図３と図４と図５に基づき、接触式測長器１７０のプローブ１７１と接触式測長器１８０のプローブ１８１を、回転軸上に一致させる手順［１］から［３］について述べる。
【００７３】
［１］回転軸位置検出工程（図３）
図３（Ａ）は、回転軸位置検出工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図３（Ｂ）は、そのときに顕微鏡で得られる画像を示している。
【００７４】
図３（Ａ）に示すように、保持部１０１に、回転軸１１６を検出するためのプラスチック板１０９を保持させる。続いて、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により、顕微鏡１５０を移動させる。この時、顕微鏡１５０の観察部の中心とエアースピンドル１０２の回転軸１１６とが概略一致するように、顕微鏡１５０を移動させる。これにより、顕微鏡１５０は、その光軸がエアースピンドル１０２の回転軸１１６に概略一致するように配置される。具体的には以下のようにする。
【００７５】
顕微鏡１５０の光源１５１を点灯し、撮像された像をモニタ１６１により観察する。そして、モニタ１６１に表示された像を見ながら、プラスチック板１０９の上面にある粒子が観察可能な状態にする。プラスチック板１０９の上面にピントを合わせるには、図３（Ａ）における上下方向に、顕微鏡１５０を移動させる。顕微鏡１５０の移動は、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により行う。なお、プラスチック板１０９側を移動させても良い。
【００７６】
次に、観察可能な状態で、エアースピンドル１０２をモータ１０３により回転させる。エアースピンドル１０２が回転している状態でモニタ１６１で見ると、図３（Ｂ）のように、プラスチック板１０９の上面にある粒子が回転により、移動する。
【００７７】
図３（Ｂ）は、粒子が移動する様子を模式的に示している。図３（Ｂ）から分かるように、粒子は同心円を描くように（同心状に）移動している。よって、粒子の移動軌跡が分かれば、回転軸が判明する。
【００７８】
そこで、この同心状に移動する粒子の様子を、顕微鏡１５０により撮影する。エアースピンドル１０２が一回転する間に、複数枚の画像を取得する。例えば、１０枚の画像を得る場合は、エアースピンドル１０２が一回転する時間をｔ秒とすると、ｔ/１０秒ごとに画像を撮影して記録する。画像の取り込みが終了すると、画像処理のより、各画像に共通する特徴点（例えば１つの粒子、あるいは複数の粒子）を抽出する。そして、同じ特徴点の位置をプロットしていく。これにより、エアースピンドル１０２の回転軸１１６上の点を検出することができる。
【００７９】
その回転軸１１６上の点のｘ，ｙの二方向の座標位置を記録する。
【００８０】
回転軸１１６上の位置検出は、画像処理による方法でなくともよい。図３（Ｂ）に示すように、モニタ１６１には目盛り１５４があるので、これを用いて測定者が回転中心を検出してもよい。
【００８１】
［２］上側プローブの位置調整（回転軸一致作業）工程（図４）
図４（Ａ）は、上側プローブの位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図４（Ｂ）は、そのときに顕微鏡で得られる画像を示している。
【００８２】
図４（Ａ）に示すように、保持部１０１上のプラスチック板１０９を取り外し、保持部１０１もエアースピンドル１０２から取り外す。続いて、接触式測長器１７０のプローブ１７１が顕微鏡１５０の観察視野に入るように、接触式測長器１７０を移動させる。その際、顕微鏡１５０の位置は動かさない。また、接触式測長器１７０の移動は、測長器移動テーブル１１４により行う。
【００８３】
顕微鏡１５０でプローブ１７１を観察すると、図４（Ｂ）に示すように、面頂の部分のみにピントが合う。これにより、プローブ１７１の位置を決めることが可能となる。プローブの直径が大きい場合、顕微鏡観察部の広い範囲でピントが合うために、位置合わせを行う時に面頂位置が分かり難くなる傾向がある。しかし、顕微鏡１５０の観察倍率が高い場合、プローブを数μｍ上下させてピントをわざとずらすと、プローブの面頂位置のみに黒くぼんやりした像が得られる。そこで、画像処理によってその黒くぼんやりとした像を二値化し、その二値化像の中心値によりプローブの面頂位置を検出するとよい。
【００８４】
プローブの面頂位置の検出は、測定者の目視で行ってもよい。目視でプローブの面頂位置を検出する場合も同様に、顕微鏡１５０のピントがプローブの面頂に合った状態で検出する。もしくは、数μｍプローブの位置を上下させてピントをわざとずらして、黒くぼんやりとした像の位置により面頂位置を検出すればよい。
【００８５】
このように、回転軸上の点ｘ，ｙの座標は、［１］の回転軸位置検出工程により求まる。また、顕微鏡により、プローブ１７１の面頂位置も求まる。そこで、回転軸上の点ｘ，ｙの座標とプローブ１７１の面頂位置を一致させる。この作業は、測長器移動テーブル１１４を微調整することにより行われる。これにより、上側接触式測長器１７０のプローブ１７１を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６上に位置させることができる。そのときの測長器移動テーブル１１４の座標を、上側接触式測長器１７０の測定原点位置とする。
【００８６】
［３］下側プローブの位置調整（回転軸一致作業）工程（図５）
図５（Ａ）は、下側プローブの位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図５（Ｂ）は、そのときに顕微鏡で得られる画像を示している。
【００８７】
ここでは、［２］の上側プローブの位置調整（回転軸一致作業）工程と同様に、下側プローブの位置調整を行う。図５（Ａ）に示すように、顕微鏡１５０の位置は動かさずに、接触式測長器１８０のプローブ１８１が顕微鏡１５０の観察視野に入るように、接触式測長器１８０を移動させる。接触式測長器１８０の移動は、測長器移動テーブル１１４により行う。
【００８８】
プローブ１８１は、［２］と同様に、図５（Ｂ）に示すように、その面頂を観察することが可能である。
【００８９】
その後、プローブ１８１の面頂位置を検出しながら、測長器移動テーブル１１４の微調整を行う。これにより、下側接触式測長器１８０のプローブ１８１を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６上に位置させることができる。そのときの測長器移動テーブル１１４の座標を、下側接触式測長器１８０の測定原点位置とする。
【００９０】
以上の［１］から［３］の工程により、上側接触式測長器１７０と下側接触式測長器１８０の測定原点（プローブ位置）を、回転軸１１６上の位置に高精度に一致させることが可能となる。
【００９１】
接触式測長器の位置決めは、被検物測定毎に行う必要はない。すなわち、一度設定を行えば、エアースピンドル１０２の回転軸１１６と接触式測長器の機械的な位置関係が変化しない限り、設定を再度行う必要は無い。
【００９２】
次に、接触式測長器の位置決め後に行う、両面非球面レンズを測定する手順［４］から［７］について述べる。
【００９３】
［４］被検レンズ心出し工程（図６）
図６は、被検レンズ心出し工程における非球面偏心測定装置を示している。
【００９４】
図６に示すように、エアースピンドル１０２上に、保持部１０１を設置する。保持部１０１は、被検物を保持するためのものである。次に、スポット軌跡検出部１３０の光軸を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６に概略一致させる。ここで、スポット軌跡検出部１３０は、顕微鏡ステージ１１２上に設置されている。よって、スポット軌跡検出部１３０の移動は、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により行える。
【００９５】
スポット軌跡検出部１３０のレンズ１３４の位置を調整し、スポット軌跡検出部１３０から射出される測定光束を、上側の非球面１１０ａに入射させる。その際、測定光束を、近軸球面に対して垂直に入射させる。ここでの近軸球面は、上側の非球面１１０ａの対称軸付近における近軸球面である。上側の非球面１１０ａに入射した光は、上側の非球面１１０ａで反射される。反射した光は結像光学素子１３４を通過し、ハーフミラー１３３により進路が変更されて結像光学素子１３６に入射する。そして、結像光学素子１３６により、この光は撮像素子１３５上に結像する。
【００９６】
そこで、スポット軌跡検出部１３０からの測定光束を上側の非球面１１０ａに入射したままの状態で、エアースピンドル１０２をモータ１０３で回転させる。ここで、被検面が回転軸１１６に対してシフトおよびチルトが無い理想的な状態においては、上側の非球面１１０ａに垂直に入射した測定光束は、垂直に反射して同じ光路を戻る。よって、撮像素子１３５上に結像した光（スポット）は、披検面が回転しても動かない。一方、被検面にシフトおよびチルトが存在する場合には（正確には、スポット軌跡検出部１３０はほぼ球面とみなせる近軸曲率の範囲に測定光束を照射しているので、非球面でのみ発生するチルトの項目について考慮する必要はなく、シフトのみを考慮すればよい）、被検面の反射によるスポットは、撮像素子１３５上において動く。このとき、スポットは、所定の半径をもつ円の円周上を移動する。この所定の半径の値は、被検面の近軸曲率中心のシフト量に、スポット軌跡検出部１３０の観察光学倍率をかけた寸法（値）となる。
【００９７】
エアースピンドル１０２をモータ１０３で回転させながら、撮像素子１３５の出力とロータリーエンコーダ１０４の出力とを演算手段１６０に入力する。そして、演算手段１６０において、反射スポットの各点の位置と、各点における両面非球面レンズ１１０の回転位置とから、上側の非球面１１０ａの近軸曲率中心のシフト量と方向を算出する。
【００９８】
続いて、算出したシフト量と方向とから、そのシフト量が小さくなるようにする。これは、保持部１０１上の両面非球面レンズ１１０の位置を調整すればよい。シフト量が十分に小さくなったところで、両面非球面レンズ１１０の位置調整を終了する。そして、再度、非球面１１０ａの近軸曲率中心のシフト量と方向を求める。
【００９９】
次に、スポット軌跡検出部１３０の光学系の位置を変化させ、非球面１１０ａを透過させた状態で、下側の非球面１１０ｂに測定光束を入射させる。その際、近軸球面に対して垂直に測定光束を入射させる。ここでの近軸球面は、下側の非球面１１０ｂの対称軸付近における近軸曲面である。下側の非球面１１０ｂで反射した測定光束は、結像光学素子１３４を通過し、ハーフミラー１３３により進路が変更されて、結像光学素子１３６に入射する。そして、結像光学素子１３６により、この光は撮像素子１３５上に結像する。
【０１００】
そこで、スポット軌跡検出部１３０からの測定光束を下側の非球面１１０ｂに入射したままの状態で、エアースピンドル１０２をモータ１０３で回転させる。すると、被検面にシフトおよびチルトが存在する場合には、被検面の反射によるスポットは、撮像素子１３５上において動く。なお、このとき、測定光束が上側の非球面１１０ａを通過する。よって、下側の非球面１１０ｂでの反射によるスポットの動きは、上側の非球面１１０ａの影響を受ける。
【０１０１】
エアースピンドル１０２をモータ１０３で回転させながら、撮像素子１３５の出力とロータリーエンコーダ１０４の出力とを演算手段１６０に入力する。そして、演算手段１６０において、反射スポットの各点の位置と、各点における両面非球面レンズ１１０の回転位置とから、下側の非球面１１０ｂの近軸曲率中心のシフト量と方向を算出する。この算出にあたっては、先に求めた非球面１１０ａの近軸曲率中心のシフト量と方向、非球面１１０ａと１１０ｂの近軸曲率半径、両面非球面レンズ１１０の肉厚と屈折率の情報が用いられる。
【０１０２】
［５］上面側輪帯三次元形状測定工程（図７）
図７（Ａ）は、上面側輪帯三次元形状測定工程における非球面偏心測定装置を示しており、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の非球面偏心測定装置の主要部分をｘ軸のプラスの方向から見た様子を示している。
【０１０３】
形状測定にあたっては、図７（Ａ）に示すように、顕微鏡１５０とスポット軌跡検出部１３０を、形状測定の際に干渉しない位置に退避させる。この退避は、顕微鏡ステージ１１２を移動させることで行われる。また、顕微鏡ステージ１１２の移動は、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により行われる。
【０１０４】
次に、測定のために、非球面１１０ａにプローブ１７１を接触させる。プローブ１７１の移動は、測長器移動テーブル１１４により、上側接触式測長器１７０を移動させることにより行われる。また、プローブ１７１の接触位置は所望の測定位置で、図７（Ｂ）に示すように、この位置は回転軸１１６からｙ軸のマイナス方向の位置である。
【０１０５】
プローブ１７１を上側の非球面１１０ａに接触させたら、エアースピンドル１０２をモータ１０３により回転させる。そして、上側接触式測長器１７０により、被検面１１０ａの測長を行う。また、同時に、ロータリーエンコーダ１０４により回転位置を検出する。ここで、測長値と回転位置は、順次、演算手段１６０に入力される。これにより、上側の非球面１１０ａの輪帯三次元形状データを得る。
【０１０６】
［６］下面側輪帯三次元形状測定工程（図８）
図８（Ａ）は、下面側輪帯三次元形状測定工程における非球面偏心測定装置を示しており、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の非球面偏心測定装置の主要部分をｘ軸のプラスの方向から見た様子を示している。
【０１０７】
工程［５］が終了したら、次に、プローブ１７１を上側の非球面１１０ａから離す。このとき、上側接触式測長器１７０やプローブ１７１をｘ軸のプラス方向から見た様子は、図８（Ｂ）のようになる。図示されているように、上側接触式測長器１７０やプローブ１７１は、両面非球面レンズ１１０と干渉しない位置に退避されている。続いて、下側の非球面１１０ｂにプローブ１８１を接触させる。プローブ１８１の接触位置は所望の測定位置で、図８（Ｂ）に示すように、この位置は回転軸１１６からｙ軸のマイナス方向の位置である。
【０１０８】
プローブ１８１を下側の非球面１１０ｂに接触させたら、エアースピンドル１０２をモータ１０３により回転させる。そして、下側接触式測長器１８０により被検面１１０ｂの測長を行う。また、同時に、ロータリーエンコーダ１０４により回転位置を検出する。ここで、測長値と回転位置は、順次、演算手段１６０に入される。これにより、下側の非球面１１０ｂの輪帯三次元形状データを得る。
【０１０９】
［７］非球面偏心計算工程
上記測定が終了したら、測定結果に基づいて、それぞれの非球面の非球面偏心量とその方向を、演算手段１６０により求める。この計算には、両面非球面レンズ１１０の上側面である非球面１１０ａの近軸曲率中心のエアースピンドル１０２の回転軸１１６に対するシフト量とその方向と、回転軸１１６からある位置の非球面１１０ａの輪帯三次元形状データと、下側面である非球面１１０ｂの近軸曲率中心のエアースピンドル１０２の回転軸１１６に対するシフト量とその方向と、回転軸１１６からある位置の非球面１１０ｂの輪帯三次元形状データの測定結果と、非球面１１０ａと非球面１１０ｂの近軸曲率半径と、両面非球面レンズ１１０の肉厚が用いられる。
【０１１０】
本実施形態においては、上側接触式測長器１７０のプローブ１７１と下側接触式測長器１８０のプローブ１８１を、高精度にエアースピンドル１０２の回転軸１１６に一致させることが可能である。これにより、輪帯状三次元形状データの直径を正確にすることができるので、高精度な非球面偏心測定が可能となる。
【０１１１】
第二実施形態
図９は、本発明の第二実施形態の非球面偏心測定装置の構成を、概略的に示している。図９において、図１に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は、同様の部材である。よって、その詳しい説明は省略する。
【０１１２】
本実施形態の非球面偏心測定装置は、以下に述べる点において、第一実施形態と相違している。
【０１１３】
図９に示すように、本実施形態の非球面偏心測定装置１００Ａでは、顕微鏡１５０は、図１に示されるＴＶカメラ１５３に代えて接眼レンズ１５５を備えている。よって、エアースピンドル１０２の回転軸１１６の位置、接触式測長器１７０のプローブ１７１の位置及び接触式測長器１８０のプローブ１８１の位置の検出を、それぞれ目視で行う。
【０１１４】
さらに、顕微鏡１５０は、低倍率の対物レンズ１５２Ａと、高倍率の対物レンズ１５２Ｂと、それらを切り換えるための対物レンズ切り換え部１５６とを有している。対物レンズ切り換え部１５６により、顕微鏡１５０の観察倍率を低倍と高倍とに切り換え可能である。
【０１１５】
上側接触式測長器１７０のプローブ１７１と下側接触式測長器１８０のプローブ１８１のｚ方向の原点位置は、図９に示すように、ｚ軸方向に所定の距離だけ離れている。そして、被検物の上側面を測定するプローブ１７１が、プローブ１８１に対して上側に位置している。これにより、被検物の被検面の輪帯三次元形状を測定する際に、測長器の移動量を小さくすることができる。
【０１１６】
ｘ軸のプラス方向から見たプローブ１７１とプローブ１８１の位置関係は、図２（Ｂ）とほぼ同様である。ここで、第一実施形態と同様に、上側接触式測長器１７０と下側接触式測長器１８０の測長方向は、共にｚ軸方向で平行である。一方の測長器が測長している間は、他方の測長器が被検物やエアースピンドル１０２等に干渉しないようになっている。具体的には、上側接触式測長器１７０と下側接触式測長器１８０は、ｙ軸方向に距離をおいて測長器移動テーブル１１４上に設置されている。
【０１１７】
本実施形態では、エアースピンドル１０２の回転軸１１６を検出するために、被観察物として二種類のプラスチック板を用いる。いずれも、プローブの測長方向原点位置を検出するために用いられる。一つは、上側接触式測長器１７０のプローブ１７１用のプラスチック板１２１である。もう一つは、下側接触式測長器１８０のプローブ１８１用のプラスチック板１２２である。
【０１１８】
プラスチック板１２１と１２２は共に、その上面に、顕微鏡１５０で観察するための適当な模様がカラーで印刷されている。よって、その模様を顕微鏡１５０により拡大観察することにより、エアースピンドル１０２の回転軸１１６が検出可能である。
【０１１９】
その他の構成は、第一実施形態の装置と同様である。
【０１２０】
以下、図１０乃至図１３に基づき、接触式測長器１７０のプローブ１７１と接触式測長器１８０のプローブ１８１を、回転軸上に一致させる手順［１］から［３］について述べる。
【０１２１】
［１］上側プローブｚ位置回転軸位置検出工程（図１０）
図１０（Ａ）は、上側プローブｚ位置回転軸位置検出工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図１０（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、図１０（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【０１２２】
まず、上側プローブｚ位置について、エアースピンドル１０２の回転軸１１６上の位置を検出する。そのため、図１０（Ａ）に示すように、保持部１０１にプラスチック板１２１を保持させる。
【０１２３】
続いて、顕微鏡１５０の測定光軸を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６と略一致させる作業に移る。なお、この作業では、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３で、顕微鏡１５０を移動させる。
【０１２４】
まず、顕微鏡１５０の対物レンズを、対物レンズ切り換え部１５６により、低倍率の対物レンズ１５２Ａに切り換える。そして、その対物レンズ１５２Ａで、プラスチック板１２１の上面を観察する。その際、顕微鏡１５０の接眼レンズ１５５により上面を観察するが、観察が可能な状態となるように（すなわち、ピントを合わせるために）、顕微鏡１５０をＺ方向に移動させる。
【０１２５】
続いて、この状態で、エアースピンドル１０２をモータ１０３により回転させる。プラスチック板１２１の上面には、模様が印刷されている。そのため、エアースピンドル１０２を回転させると、その回転動作に同期して、印刷された模様が回転する。当然、模様を構成している粒子も回転移動するので、その様子を顕微鏡１５０の接眼レンズ１５５から観察することができる。
【０１２６】
低倍率の対物レンズ１５２Ａで観察すると、図１０（Ｂ）に示すように、回転軸１１６上の位置が顕微鏡１５０の観察光軸に対して離れている場合でも、回転中心を見つけることが容易である。
【０１２７】
低倍率の対物レンズ１５２Ａによる観察状態のまま、回転しているプラスチック板１２１上面の模様の回転中心を、接眼レンズ１５５で観察している中心に概略一致させる。これは、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により、顕微鏡１５０をｘ，ｙ軸方向に移動させて行う。顕微鏡１５０の光学系内部には、位置を読み取るための目盛り１５４が配置されている。そこで、その目盛り１５４の中心に合わせるように、顕微鏡１５０の位置調整を、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により行う。
【０１２８】
次に、対物レンズ切り換え部１５６により、対物レンズを高倍率の対物レンズ１５２Ｂに切り換える。つまり、顕微鏡１５０の観察光軸に、高倍率の対物レンズ１５２Ｂを配置する。その状態で、再度、回転しているプラスチック板１２１の模様を、接眼レンズ１５５を通して観察する。
【０１２９】
高倍率の対物レンズ１５２Ｂに切り換えたので、図１０（Ｃ）に示すように、回転中心の位置がより、はっきりと観察可能である。よって、接眼レンズ１５５で同時に観察される目盛り１５４により、回転中心位置を読み取る。
【０１３０】
ここで、プラスチック板１２１（模様）の回転中心が、顕微鏡１５０の観察視野の中心から離れていたとする。この場合には、顕微鏡１５０の位置の微調をｘ，ｙ方向で行い、あまり目盛り１５４の中心から離れていない位置に、模様の回転中心がくるようにする。そうすると、この後のプローブ位置合わせ時に、プローブの位置がどちらにずれているかを確認し易い。
【０１３１】
［２］上側プローブ位置調整（回転軸一致作業）工程（図１１）
図１１（Ａ）は、上側プローブ位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図１１（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、図１１（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【０１３２】
保持部１０１上のプラスチック板１２１を、保持部１０１から取り外す。そして、顕微鏡１５０の対物レンズを、対物レンズ切り換え部１５６により、低倍率の対物レンズ１５２Ａに切り換える。
【０１３３】
続いて、接触式測長器１７０のプローブ１７１が顕微鏡１５０の観察視野に入るように、測長器移動テーブル１１４により移動させる。なお、顕微鏡１５０の位置は動かさない。この状態では、対物レンズが低倍率の対物レンズ１５２Ａであるので、広い観察視野が得られる。そのため、図１１（Ｂ）に示すように、プローブの位置がエアースピンドル１０２の回転軸１１６から離れていても、見つけることが容易である。
【０１３４】
低倍率の対物レンズ１５２Ａでプローブ１７１を見つけたら、概略の位置調整を行う。その後、対物レンズ切り換え部１５６により、高倍率の対物レンズ１５２Ｂに切り換える。
【０１３５】
続いて、高倍率の対物レンズ１５２Ｂを用いて、プローブ１７１を観察する。すると、図１１（Ｃ）に示すように、面頂の部分のみにピントが合うのでプローブの位置を決めることが可能である。
【０１３６】
顕微鏡１５０の光学系の内部には、位置を読み取るための目盛り１５４がある。よって、プローブ１７１の面頂の位置を、その目盛りにより読み取る。
【０１３７】
［１］の上側プローブｚ位置回転軸位置検出工程では、回転軸１１６上の点ｘ，ｙの座標が検出されている。そこで、回転軸１１６上の点ｘ，ｙの座標とプローブ１７１の面頂位置とを一致させるように、測長器移動テーブル１１４の微調整を行う。これにより、上側接触式測長器１７０のプローブ１７１を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６上に位置させることが可能である。また、そのときの測長器移動テーブル１１４の座標を、上側接触式測長器１７０の測定原点位置とする。
【０１３８】
なお、測長器移動テーブル１１４の微調整により、プローブ１７１をエアースピンドル１０２の回転軸１１６に厳密に一致できない場合がある。その場合は、顕微鏡１５０で検出したプローブの位置の点ｘ，ｙの座標と［１］の回転軸位置検出工程により検出した回転軸１１６上の点ｘ，ｙの座標とから、輪帯三次元形状時の測定径を補正すればよい。この補正は、第１実施形態においても適用できる。
【０１３９】
輪帯三次元測定するときに、プローブ１７１をｙ軸のマイナス方向にｒ［ｍｍ］移動させた場合の、測定半径Ｒは次式により表せる。
【数１】
2005083981.tif 000003
【０１４０】
そのとき発生する角度差θ△は次式で表せる。
【数２】
2005083981.tif 000004
【０１４１】
ここで、ｒはプローブ１７１を測長器移動テーブル１１４によりプローブ原点から移動させた距離［ｍｍ］、αは顕微鏡１５０の目盛り１５４の１目盛りあたりの距離［μｍ］、（ＸＯ，ＹＯ）はエアースピンドルの回転中心の座標位置、（ＸＰ，ＹＰ）はプローブの面頂の座標位置である。また、角度については、反時計方向回りをプラスとする。
【０１４２】
［３］下側プローブｚ位置回転軸位置検出工程（図１２）
図１２（Ａ）は、下側プローブｚ位置回転軸位置検出工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図１２（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、図１２（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【０１４３】
［１］の上側プローブｚ位置回転軸位置検出工程と同様に、下側プローブｚ位置の回転軸１１６の位置を検出する。
【０１４４】
図１２（Ａ）に示すように、保持部１０１にプラスチック板１２２を保持させる。これにより、下側プローブｚ位置におけるエアースピンドル１０２の回転軸１１６上の位置を検出する。後述するように、下側接触式測長器１８０のプローブ１８１の面頂（観察側面頂）を、顕微鏡１５０で観察する。そこで、プラスチック板１２２は、その上面の位置が、プローブ１８１の観察側面頂の高さとほぼ等しくなるように保持されている。
【０１４５】
続いて、顕微鏡１５０の測定光軸を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６と略一致させる作業に移る。なお、この作業では、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３で、顕微鏡１５０を移動させる。
【０１４６】
顕微鏡１５０の対物レンズを、対物レンズ切り換え部１５６により、低倍率の対物レンズ１５２Ａに切り換える。そして、その対物レンズ１５２Ａで、プラスチック板１２２の上面を観察する。その際、顕微鏡１５０の接眼レンズ１５５により上面を観察するが、観察可能な状態となるように、顕微鏡１５０をＺ方向に移動させる。
【０１４７】
その状態で、エアースピンドル１０２をモータ１０３により回転させる。プラスチック板１２２の上面には、模様が印刷されている。そのため、エアースピンドル１０２を回転させると、その回転動作に同期して、模様が回転移動する。当然、模様を構成している粒子も回転移動するので、その様子を顕微鏡１５０の接眼レンズ１５５から観察することができる。
【０１４８】
低倍率の対物レンズ１５２Ａで観察すると、図１２（Ｂ）に示すように、回転軸１１６上の位置が顕微鏡１５０の観察光軸に対して離れている場合でも、見つけることが容易である。
【０１４９】
低倍率の対物レンズ１５２Ａによる観察状態のまま、回転しているプラスチック板１２２上面の模様の回転中心を、接眼レンズ１５５で観察している中心に概略一致させる。これは、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により、顕微鏡１５０をｘ，ｙ軸方向に移動させて行う。顕微鏡１５０の光学系内部には、位置を読み取るための目盛り１５４が配置されている。そこで、その目盛り１５４の中心に合わせるように、顕微鏡１５０の位置調整を、顕微鏡ステージ移動テーブル１１３により行う。
【０１５０】
次に、対物レンズ切り換え部１５６により、対物レンズを高倍率の対物レンズ１５２Ｂに切り換える。つまり、顕微鏡１５０の観察光軸に、高倍率の対物レンズ１５２Ｂを配置する。その状態で、再度、回転しているプラスチック板１２２の模様を、接眼レンズ１５５を通して観察する。
【０１５１】
高倍率の対物レンズ１５２Ｂに切り換えたので、図１２（Ｃ）に示すように、回転中心の位置がより、はっきりと観察可能である。よって、接眼レンズ１５５で同時に観察される目盛り１５４により、回転中心位置を読み取る。
【０１５２】
ここで、プラスチック板１２１の模様の回転中心が、顕微鏡１５０の観察視野の中心と離れていたとする。この場合には、顕微鏡１５０の位置の微調整をｘ，ｙ軸方向で行い、あまり目盛り１５４の中心から離れていない位置に、模様の回転中心がくるようにする。そうすると、この後のプローブ位置合わせ時に、プローブの位置がどちらにずれているかを確認しやすい。
【０１５３】
［４］下側プローブ位置調整（回転軸一致作業）工程（図１３）
図１３（Ａ）は、下側プローブ位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、図１３（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、図１３（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【０１５４】
保持部１０１上のプラスチック板１２２を、保持部１０１から取り外す。そして、顕微鏡１５０の対物レンズを、対物レンズ切り換え部１５６により、低倍率の対物レンズ１５２Ａに切り換える。
【０１５５】
続いて、接触式測長器１８０のプローブ１８１が顕微鏡１５０の観察視野に入るように、測長器移動テーブル１１４により移動させる。なお、顕微鏡１５０の位置は動かさない。この状態では、対物レンズが低倍率の対物レンズ１５２Ａであるので、広い観察視野が得られる。そのため、図１３（Ｂ）に示すように、プローブの位置がエアースピンドル１０２の回転軸１１６から離れていても、見つけることが容易である。
【０１５６】
低倍率の対物レンズ１５２Ａでプローブ１８１を見つけたら、概略の位置調整を行う。その後、対物レンズ切り換え部１５６により、高倍率の対物レンズ１５２Ｂに切り換える。
【０１５７】
続いて、高倍率の対物レンズ１５２Ｂを用いて、プローブ１８１を観察する。すると、図１３（Ｃ）に示すように、面頂の部分のみにピントが合うのでプローブの位置を決めることが可能である。
【０１５８】
顕微鏡１５０の光学系の内部には、位置を読み取るための目盛り１５４がある。よって、プローブ１８１の面頂の位置を、その目盛りにより読み取る。
【０１５９】
［３］の下側プローブｚ位置回転軸位置検出工程では、回転軸１１６上の点ｘ，ｙの座標が検出されている。そこで、回転軸１１６上の点ｘ，ｙの座標とプローブ１８１の面頂位置とを一致させるように、測長器移動テーブル１１４の微調整を行う。これにより、下側接触式測長器１８０のプローブ１８１を、エアースピンドル１０２の回転軸１１６上に位置させることが可能である。また、そのときの測長器移動テーブル１１４の座標を、下側接触式測長器１８０の測定原点位置とする。
【０１６０】
なお、測長器移動テーブル１１４の微調整により、プローブ１８１をエアースピンドル１０２の回転軸１１６に厳密に一致できない場合がある。その場合は、顕微鏡１５０で検出したプローブの位置の点ｘ，ｙの座標と［３］の回転軸位置検出工程により検出した回転軸１１６上の点ｘ、ｙの座標とから、輪帯三次元形状時の測定半径を補正すればよい。この補正は、第１実施形態においても適用できる。
【０１６１】
輪帯三次元測定するときに、プローブ１８１をｙ軸のマイナス方向にｒ［ｍｍ］移動させた場合の、測定半径Ｒは次式により表せる。
【数３】
2005083981.tif 000005
【０１６２】
そのとき発生する角度差θ△は次式で表せる。
【数４】
2005083981.tif 000006
【０１６３】
ここで、ｒはプローブ１８１を測長器移動テーブル１１４によりプローブ原点から移動させた距離［ｍｍ］、αは顕微鏡１５０の目盛り１５４の１目盛りあたりの距離［μｍ］、（ＸＯ，ＹＯ）はエアースピンドルの回転中心の座標位置、（ＸＰ，ＹＰ）はプローブの面頂の座標位置である。また、角度については、反時計方向回りをプラスとする。
【０１６４】
以上の［１］から［４］の工程により、上側接触式測長器１７０と下側接触式測長器１８０の測定原点を、回転軸１１６上の位置に高精度に一致させることが可能となる。あるいは、上側接触式測長器１７０と下側接触式測長器１８０の測定原点と回転軸１１６上の位置とのずれを知ることが可能となる。これにより、輪帯三次元形状時の測定半径を補正可能である。
【０１６５】
接触式測長器の位置決めは、被検物測定毎に行う必要はない。一度設定を行えば、エアースピンドル１０２の回転軸１１６と、プローブ１７１および１８１の機械的な位置関係が変化しない限り、再度設定を行う必要はない。
【０１６６】
両面非球面レンズを測定する手順については、第一実施形態と同様であるので、省略する。
【０１６７】
また、プラスチック板１２１を保持部１０１に配置した際、プラスチック板１２１の上面位置が、上側の非球面１１０ａの測定位置と一致するようになっているのが好ましい。同様に、プラスチック板１２２を保持部１０１に配置した際、プラスチック板１２２の上面位置が、下側の非球面１１０ｂの測定位置と一致するようになっているのが好ましい。具体的には、プラスチック板１２１や１２２の厚み、保持部の高さが、このような好ましい状態になるように設定されている。このようにすれば、工程［２］や［３］が終了した後、非球面レンズ１１０の測定を行う際に、プローブ１７１や１８１のｚ方向位置を大きく変化させる必要がない。
【０１６８】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の第一実施形態の非球面偏心測定装置の構成を概略的に示している。
【図２】（Ａ）は、図１に示された上側の接触式測長器と下側の接触式測長器のｙ軸のマイナス方向から見た位置関係を示しており、（Ｂ）は、上側の接触式測長器と下側の接触式測長器のｘ軸のプラスの方向から見た位置関係を示している。
【図３】（Ａ）は、回転軸位置検出工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに顕微鏡で得られる画像を示している。
【図４】（Ａ）は、上側プローブの位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに顕微鏡で得られる画像を示している。
【図５】（Ａ）は、下側プローブの位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに顕微鏡で得られる画像を示している。
【図６】被検レンズ心出し工程における非球面偏心測定装置を示している。
【図７】（Ａ）は、上面側輪帯三次元形状測定工程における非球面偏心測定装置を示しており、（Ｂ）は、（Ａ）の非球面偏心測定装置の主要部分をｘ軸のプラスの方向から見た様子を示している。
【図８】（Ａ）は、下面側輪帯三次元形状測定工程における非球面偏心測定装置を示しており、（Ｂ）は、（Ａ）の非球面偏心測定装置の主要部分をｘ軸のプラスの方向から見た様子を示している。
【図９】本発明の第二実施形態の非球面偏心測定装置の構成を概略的に示している。
【図１０】（Ａ）は、上側プローブｚ位置回転軸位置検出工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【図１１】（Ａ）は、上側プローブ位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【図１２】（Ａ）は、下側プローブｚ位置回転軸位置検出工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【図１３】（Ａ）は、下側プローブ位置調整工程における非球面偏心測定装置の主要部分を示し、（Ｂ）は、そのときに低倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示し、（Ｃ）は、そのときに高倍率の対物レンズによる顕微鏡で得られる画像を示している。
【図１４】（Ａ）は、特開平１０−３８５５６号公報に開示されている三次元形状測定機を構成を概略的に示し、（Ｂ）は、（Ａ）に示された保持部の断面を示している。
【符号の説明】
【０１７０】
１００…非球面偏心測定装置、１００Ａ…非球面偏心測定装置、１０１…保持部、１０２…エアースピンドル、１０３…モータ、１０４…ロータリーエンコーダ、１０９…プラスチック板、１１０…両面非球面レンズ、１１０ａ…被検面、１１０ｂ…被検面、１１２…顕微鏡ステージ、１１３…顕微鏡ステージ移動テーブル、１１４…測長器移動テーブル、１１６…回転軸、１２１…プラスチック板、１２２…プラスチック板、１３０…スポット軌跡検出部、１３１…光源、１３２…コリメートレンズ、１３３…ハーフミラー、１３４…結像光学素子、１３５…撮像素子、１３６…結像光学素子、１５０…顕微鏡、１５１…光源、１５２…対物レンズ、１５２Ａ…低倍率の対物レンズ、１５２Ｂ…高倍率の対物レンズ、１５３…ＴＶカメラ、１５４…目盛り、１５５…接眼レンズ、１５６…対物レンズ切り換え部、１６０…演算手段、１６１…モニタ、１７０…上側接触式測長器、１７１…プローブ、１８０…下側接触式測長器、１８１…プローブ。
【図１】
2005083981.tif 000007
【図２】
2005083981.tif 000008
【図３】
2005083981.tif 000009
【図４】
2005083981.tif 000010
【図５】
2005083981.tif 000011
【図６】
2005083981.tif 000012
【図７】
2005083981.tif 000013
【図８】
2005083981.tif 000014
【図９】
2005083981.tif 000015
【図１０】
2005083981.tif 000016
【図１１】
2005083981.tif 000017
【図１２】
2005083981.tif 000018
【図１３】
2005083981.tif 000019
【図１４】
2005083981.tif 000020