(57)【要約】【課題】パワーを有する反射光学面を備える光学系の全ての光学面の偏心量を測定できる偏心測定方法等を提供すること。【解決手段】光源１０１を投影光学系１２０により所定の位置Ｏへ投影する投影工程と、光源１０１の反射像を結像光学系１３０によりＣＣＤカメラ１１４の受光面に結像する結像工程と、反射像の位置ＩをＣＣＤカメラ１１４により検出する反射像位置検出工程と、所定の位置Ｏと反射像の位置Ｉとの間のＩ-Ｏ距離Ｌを変える光源物像距離可変工程と、反射光学面１２で反射した光が入射する屈折光学面１３を被測定光学面としたときに、反射光学面１２の偏心自由度の数に応じて、光源物像距離可変工程と反射像位置検出工程とを２以上の異なるＩ-Ｏ距離Ｌの状態で繰り返し行う繰り返し測定工程と、２以上の反射像位置検出工程の検出結果に基づいて、各光学面の偏心量を算出する偏心量算出工程とを含むことを特徴とする。【選択図】        図４
2005308473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーを有する少なくとも一つの反射光学面と、前記反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面とを有する被測定光学系の各光学面の偏心量を測定する偏心測定方法であって、
照明光を供給する光源又は照明された指標を投影光学系により前記被測定光学系の被測定光学面に対する所定位置へ投影する投影工程と、
前記被測定光学面からの反射光で形成される、前記光源の反射像又は前記指標の反射像を結像光学系により光検出器の受光面に結像する結像工程と、
前記受光面における前記光源の反射像の位置又は前記指標の反射像の位置を前記光検出器により検出する反射像位置検出工程と、
前記反射像位置検出工程の検出結果に基づいて、前記被測定光学系の前記被測定光学面の偏心量を算出する偏心量算出工程と
前記投影光学系による前記光源の共役像又は前記指標の共役像の位置と、前記結像光学系による前記光検出器の前記受光面の共役像の位置との光軸に沿った間隔である光源物像距離を変える光源物像距離可変工程と、
前記被測定光学系の前記反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの前記屈折光学面を前記被測定光学面としたときに、前記反射光学面の偏心自由度の数に応じて、前記光源物像距離可変工程と前記反射像位置検出工程とを２以上の異なる前記光源物像距離の状態で繰り返し行う繰り返し測定工程とを含むことを特徴とする偏心測定方法。
【請求項２】
前記被測定光学系の前記反射光学面で反射した光が入射する前記屈折光学面の数をｎ（ｎは整数）と、前記屈折光学面の独立な偏心自由度の数をｍ（ｍは整数）とそれぞれしたとき、
前記被測定光学系の前記反射光学面で反射した光が入射する前記屈折光学面を前記被測定光学面として、ｎ＋ｍ個の異なる前記光源物像距離の状態で前記繰り返し測定工程を行い、
同一の前記被測定光学面においては２以上の異なる前記光源物像距離の状態で前記反射像位置検出工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の偏心測定方法。
【請求項３】
前記被測定光学系は、球面とは異なる形状である自由曲面形状の光学面を有し、
前記光源物像距離は、前記自由曲面形状の所定の領域における曲率半径に基づいて定めることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏心測定方法。
【請求項４】
前記偏心量算出工程において、被測定光学面に関する設計値データ又は実測値データに基づいたリアルレイトレースの演算結果を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏心測定方法。
【請求項５】
パワーを有する少なくとも一つの反射光学面と、前記反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面とを有する被測定光学系の各光学面の偏心量を測定する偏心測定装置であって、
照明光を供給する光源又は照明された指標と、
前記光源又は前記指標を前記被測定光学系の被測定光学面に対する所定位置へ投影する投影光学系と、
前記被測定光学面からの反射光で形成される、前記光源の反射像又は前記指標の反射像を所定面に結像する結像光学系と、
前記所定面又は前記所定面の近傍に設けられ、前記光源の反射像の位置又は前記指標の反射像の位置を検出する光検出器と、
前記投影光学系による前記光源の共役像又は前記指標の共役像の位置と、前記結像光学系による前記光検出器の前記受光面の共役像の位置との光軸に沿った間隔である光源物像距離を変えるための可変駆動部と、
前記光検出器からの位置検出結果に基づいて、前記被測定光学系を構成する前記各光学面の偏心量を算出する偏心量算出部とを有し、
前記偏心量算出部は、前記被測定光学系の前記反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの前記屈折光学面を前記被測定光学面としたときに、前記反射光学面の偏心自由度の数に応じて、前記投影光学系による前記光源の共役像又は前記指標の共役像の位置と、前記結像光学系による前記光検出器の受光面の共役像の位置との光軸に沿った間隔である光源物像距離を変えた２以上の異なる状態における前記位置検出結果に基づいて、前記各光学面の偏心量を算出することを特徴とする偏心測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系、例えば、パワーを有する反射光学面を備える光学系に好適な偏心測定方法及び偏心測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光学面で構成される光学系では、組み上がり後に、各光学面の姿勢が設計値どおりに保持されていることが望ましい。組み上がり後の各光学面の姿勢が設計値と異なる状態は、偏心が存在する状態である。このような状態では、光学系の光学性能が劣化してしまう。光学面の偏心による光学性能の劣化は、光学系が小型になるほど顕著になる。このため、光学系、特に小型な光学系では、組み上がり後の偏心測定を高精度に行うことは重要である。以後、本明細書において、「複数の光学面を組み上げた後に各光学面の姿勢を測定する」ことを「組み上がり偏心測定」という。従来技術の、組み上がり偏心測定を行う偏心測定装置の構成や偏心測定方法は、例えば、以下の特許文献１に提案されている。
【０００３】
近年、銀塩カメラ、デジタルカメラ、内視鏡、携帯機器等に用いられる光学系は、薄型化、小型化が要求されている。この要求を満たすため、このような光学系では、光学系の中にパワー（屈折力）を有する反射光学面を含むことが多くなっている。このため、パワーを有する反射光学面を含む光学系（レンズ部組）が、組み上がり偏心測定の対象となる。パワーを有する反射光学面を備える光学系としては、例えば入射光の光路を所定角度だけ偏向させて、入射光の光路とは異なる光路へ反射する構成が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−２００１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１に提案された従来技術の偏心測定装置及び偏心測定方法では、反射光学面を備えている光学系の組上がり偏心測定を行うことが以下の理由から困難である。まず、反射光学面からの反射光は、上述のように、入射光とは異なる光路へ偏向するように反射される。これにより、測定光学系から射出して被測定光学系へ入射した光は、反射光学面により、測定光学系とは異なる方向へ反射されてしまう。このため、従来技術の偏心測定装置及び偏心測定方法では、反射光学面の偏心量を測定できない。
【０００６】
さらに、組み上がり偏心測定においては、パワーを有する反射光学面からの反射光が入射する光学面偏心量も測定する必要がある。ここで、反射光学面のパワー及び偏心は、反射光が入射する光学面の偏心測定に影響する。このため、特に、反射光学面の偏心量を測定できないと、反射光学面以降の光学面の偏心量も測定することができなくなる。この結果、反射光学面の位置が前方（物体側）にあるような光学系では、被測定光学系の大半の光学面について、その面の偏心量を測定することができなくなってしまう。このように、従来技術の偏心測定装置及び偏心測定方法では、反射光学面を備える光学系、特に小型な光学系の偏心量を、高精度で測定することが困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、パワーを有する反射光学面を備える光学系の全ての光学面の偏心量を、組み上がった状態で高精度に測定できる偏心測定方法及び偏心測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の本発明によれば、パワーを有する少なくとも一つの反射光学面と、反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面とを有する被測定光学系の各光学面の偏心量を測定する偏心測定方法であって、照明光を供給する光源又は照明された指標を投影光学系により被測定光学系の被測定光学面に対する所定位置へ投影する投影工程と、被測定光学面からの反射光で形成される、光源の反射像又は指標の反射像を結像光学系により光検出器の受光面に結像する結像工程と、光源の反射像の位置又は指標の反射像の位置を光検出器により検出する反射像位置検出工程と、反射像位置検出工程の検出結果に基づいて、被測定光学系の被測定光学面の偏心量を算出する偏心量算出工程と、投影光学系による光源の共役像又は指標の共役像の位置と、結像光学系による光検出器の受光面の共役像の位置との光軸に沿った間隔である光源物像距離を変える光源物像距離可変工程と、被測定光学系の反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面を被測定光学面としたときに、反射光学面の偏心自由度の数に応じて、光源物像距離可変工程と反射像位置検出工程とを２以上の異なる光源物像距離の状態で繰り返し行う繰り返し測定工程とを含むことを特徴とする偏心測定方法を提供できる。
【０００９】
また、第２の本発明によれば、パワーを有する少なくとも一つの反射光学面と、反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面とを有する被測定光学系の各光学面の偏心量を測定する偏心測定装置であって、照明光を供給する光源又は照明された指標と、光源又は指標を被測定光学系の被測定光学面に対する所定位置へ投影する投影光学系と、被測定光学面からの反射光で形成される、光源の反射像又は指標の反射像を所定面に結像する結像光学系と、所定面又は所定面の近傍に設けられ、光源の反射像の位置又は指標の反射像の位置を検出する光検出器と、投影光学系による光源の共役像又は指標の共役像の位置と、結像光学系による光検出器の受光面の共役像の位置との光軸に沿った間隔である光源物像距離を変えるための可変駆動部と、光検出器からの位置検出結果に基づいて、被測定光学系を構成する各光学面の偏心量を算出する偏心量算出部とを有し、偏心量算出部は、被測定光学系の反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面を被測定光学面としたときに、反射光学面の偏心自由度の数に応じて、投影光学系による光源の共役像又は指標の共役像の位置と、結像光学系による光検出器の受光面の共役像の位置との光軸に沿った間隔である光源物像距離を変えた２以上の異なる状態における位置検出結果に基づいて、各光学面の偏心量を算出することを特徴とする偏心測定装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば、パワーを有する反射光学面を備える光学系の各光学面の偏心量を、組み上がった状態で高精度に測定できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る偏心測定装置及び偏心測定方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
（偏心測定の原理）
図１と図２とを参照して、本実施例における偏心測定の原理を説明する。図１において、被測定光学系は、４枚のレンズ面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で構成されている。レンズ面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のうち、レンズ面Ｓ４の偏心量を測定する場合を考える。投影光学系（不図示）により、レンズ面Ｓ４の見かけの曲率中心位置Ｃ４とは異なる位置Ｉ１に、光源の光源像を投影する。見かけの曲率中心位置とは、他のレンズ面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３により形成される、レンズ面Ｓ４の設計値である曲率中心位置の像位置をいう。なお、レンズ面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、レンズ面Ｓ４と結像光学系（不図示）との間に存在している。
【００１３】
そして、被測定光学面であるレンズ面Ｓ４による光源の反射像が、位置Ｉ２に形成される。測定基準軸Ｂに対して、全てのレンズ面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に偏心がなければ、測定基準軸Ｂ上の位置に、反射像が形成される。これに対して、いずれかのレンズ面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が偏心していると、測定基準軸Ｂに直交する面内の位置Ｉ２に、光源の反射像が形成される。このため、被測定面であるレンズ面Ｓ４の偏心量は、測定基準軸Ｂに対する反射像の位置Ｉ２の距離から求めることができる。
【００１４】
なお、図１において、紙面に垂直な方向をｘ方向、紙面と平行な方向をｙ方向とする。また、測定基準軸Ｂから反射像の位置Ｉ２までの距離を、ふれ量Δｘ及びΔｙ(以下、「ふれ量Δ」という。)とする。
【００１５】
上述のことを、４枚のレンズ面Ｓ１〜Ｓ４の構成を例にして、数式を用いてさらに説明する。ふれ量Δは、個々のレンズ面の偏心量、即ち測定基準軸Ｂに対する傾きεを変数とする関数で表すことができる。近軸領域においては、ふれ量Δは各レンズ面Ｓ１〜Ｓ４の偏心量εの線形結合で表すことができる。このため、ふれ量Δは、不図示の測定光学系側のレンズ面Ｓ１から近軸光線追跡を行うことで順次に求めることができる。例えば、図１のような４面からなる被測定光学系の場合、ふれ量Δと偏心量εの関係は、以下の(１)式で表すことができる。
【００１６】
【数１】
2005308473.tif 000003
【００１７】
ここで、ｉ＝１〜４の整数として、
Δｉはレンズ面Ｓｉによる反射像のふれ量、
εｉはレンズ面Ｓｉの偏心量、
ａ１１〜ａ４４は周知の近軸光線追跡によって定まる各レンズ面Ｓｉに固有の定数、
をそれぞれ示す。
【００１８】
さらに、被測定光学系がｎ面のレンズ面から構成されているときは、ｎ個成分のふれ量Δに関する列ベクトルと、ｎ個成分の偏心量εに関する列ベクトルとの、ｎ行×ｎ列の行列式（２）で表すことができる。このように、ふれ量Δと偏心量εとは、所定の関数ｆで関連付けることができる。
【００１９】
【数２】
2005308473.tif 000004
【００２０】
このため、被測定光学系を構成する各レンズ面Ｓ１〜Ｓ４について、ふれ量Δを測定することで、関数ｆに基づいて、測定基準軸Ｂに対する各レンズ面Ｓ１〜Ｓ４の偏心量εを求めることができる。
【００２１】
次に、図２を用いて、偏心量を測定する基本的な構成を説明する。図２において、被測定光学系３０３は、レンズ３０４と反射光学面３０５とから構成されている。反射光学面３０５は、測定基準軸Ｂに対する傾き、例えば偏心量εを有している。ここでは、反射光学面（被測定面）３０５の偏心量εを測定する場合を考える。
【００２２】
レンズ３０２は、ビームスプリッタ３０６を透過した光源３０１からの光により、光源像を位置Ｏに形成する。位置Ｏは、反射光学面３０５の測定基準軸Ｂ上の見かけの曲率中心位置Ｃとは異なる位置である。なお、レンズ３０２は、投影光学系と結像光学系との機能とを兼用する。反射光学面３０５からの反射光により、光源３０１の反射像が位置Ｉに形成される。レンズ３０２は、ビームスプリッタ３０６を介して、反射像を光検出器の受光面３０７へ結像する。結像位置は、偏心が無いときは、測定基準軸Ｂ上に存在する。
【００２３】
反射光学面３０５によるふれ量Δ(１次のふれ量)と、受光面３０７上のふれ量Δｉｍ(２次のふれ量)とは、以下の関係で示される。
Δｉｍ＝β×Δ
ここで、βは結像光学系であるレンズ３０２の結像倍率である。
【００２４】
このように、２次のふれ量Δｉｍは、レンズ３０２の倍率で一義的に定まる。このため、レンズ３０２の倍率と、ふれ量Δｉｍとに基づいて、ふれ量Δを算出できる。
【００２５】
（座標系の説明）
具体的な数値例を掲げる前に、図３を参照して、本明細書で用いる座標系について説明する。２点鎖線で示す光軸ＡＸに沿って、光は紙面に対して右から左に向かって進む場合を基準とする。距離、長さＬＬ、ＬＬ’等の符号は、紙面に対して右から左に向かって測る量を正、逆に左から右に向かって図る量を負とする。また、曲率半径Ｒは、レンズ面Ｓの面頂Ｖから曲率中心Ｃまでの距離と定義する。なお、図３で示す定義と異なる座標系を用いる場合は、その都度、異なる座標系の定義を言及する。
【００２６】
（偏心測定装置の概略構成）
図４は、本発明の実施例１に係る偏心測定装置１００の概略構成を示す。偏心測定装置１００は、測定光学系１５０と、偏心量算出部であるコンピュータ１１５と、被測定光学系取付け台１７０とで構成される。被測定光学系１６０は、被測定光学系取付け台１７０に取り付けられる。被測定光学系１６０として、プリズム光学系を用いる。このプリズム光学系は、パワーを有する少なくとも一つの反射光学面と、反射光学面で反射した光が入射する少なくとも一つの屈折光学面とを有する。被測定光学系１６０の構成につては、後述する。そして、偏心測定装置１００により、被測定光学系１６０の各光学面の偏心量を組み上がった状態で測定する。まず、初めに偏心測定装置１００の構成について説明し、次に偏心測定の原理及び手順について説明する。
【００２７】
（偏心測定装置の構成）
測定光学系１５０は、光源１０１と、投影光学系１２０と、結像光学系１３０と、光検出器であるＣＣＤカメラ１１４とを備えている。半導体レーザ等の光源１０１は、被測定光学系１６０を照明するための照明光を供給する。光源１０１からの光は、レンズ１０２を透過して、ビームスプリッタ１０４へ入射する。レンズ１０２は、可変駆動部であるモータ１０３により、光軸ＡＸに沿った方向に移動できる。ビームスプリッタ１０４は、光源１０１からの入射光を反射して、光路を９０°折り曲げる。ビームスプリッタ１０４として、例えば、透過光の強度と反射光の強度とが略１：１のハーフミラーを用いることができる。ビームスプリッタ１０４で反射した光は、レンズ１０５を透過する。レンズ１０２とレンズ１０５とで投影光学系１２０を構成する。投影光学系１２０は、被測定光学系１６０のうちの被測定光学面に対する所定の位置Ｏに、光源１０１の像を投影する。位置Ｏは、被測定光学面の見かけの曲率中心位置とは異なる位置である。見かけの曲率中心位置は、測定基準軸Ｂと一致している光軸ＡＸ上に存在している。
【００２８】
なお、光源１０１からの照明光で、指標を照明する構成としても良い。指標を照明する変形例の構成を図９−１に示す。図９−１は、指標１８３を照明するときの、照明ユニット１８０の構成を示す。その他の構成は、図４で示す構成と同一であるため省略する。光源ユニット１８０は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、又は半導体レーザ等の光源１８１と、集光レンズ１８２と、指標１８３とで構成されている。図９−２は、指標１８３のパターンの正面構成を示す。図９−２に示すように、指標１８３は、スリットを組み合わせた透過領域と、斜線を付して示す遮光領域とで構成されている。透過領域のパターンの大きさｔは略１ｍｍである。指標１８３は２次光源であり、図４における光源１０１と同様の役割を果たす。そして、投影光学系１２０は、光源１０１の像の代わりに、照明された指標１８３の像を位置Ｏへ投影する。
【００２９】
図４に戻って説明する。位置Ｏに形成された光源１０１の像は、被測定光学面に投影される。そして、被測定光学面からの反射光により、位置Ｉに光源１０１の反射像（以下、「第１反射像」という。）が形成される。なお、光源１０１と、投影光学系１２０と、後述する結像光学系１３０とは、光軸ＡＸに関して略同軸上に存在するようにそれぞれ配置されている。さらに、位置Ｏと位置Ｉとの光軸ＡＸに沿った間隔を、光源物像距離（以下、「Ｉ-Ｏ距離Ｌ」という。）とする。Ｉ-Ｏ距離Ｌの正負の符号のとり方については、図２での説明に従う。また、被測定光学面の偏心量は、測定基準軸Ｂを基準として測定される。測定基準軸Ｂとしては、例えば、本実施例のように測定光学系１５０の光軸ＡＸを用いることができる。なお、これに限られず、測定光学系１５０の任意の軸、例えば筐体に平行な軸などを測定基準軸Ｂとすることもできる。簡単のため、以後は、測定基準軸Ｂと光軸ＡＸとを一致させた例に基づいて説明を行う。
【００３０】
第１反射像からの光は、再度レンズ１０５を透過する。レンズ１０５を透過した光は、ビームスプリッタ１０４を透過する。ビームスプリッタ１０４を透過した光は、レンズ群１４０へ入射する。レンズ群１４０は、３枚のレンズ１０６、１０７、１０８で構成されている。レンズ１０５と、レンズ群１４０とで結像光学系１３０を構成する。なお、レンズ１０５は、投影光学系１２０用として、結像光学系と共通して用いられる。結像光学系１３０は、第１反射像を、所定面に、第２反射像として結像する。この所定面又は所定面の近傍には、光検出器である例えば１／３インチ相当のＣＣＤカメラ１１４が設けられている。ここでは、所定面とＣＣＤカメラ１１４の受光面とを略一致させている。ＣＣＤカメラ１１４は、第２反射像を撮像する。なお、投影光学系１２０、結像光学系１３０を構成する各レンズ構成は、図示した構成に限られず、適宜、レンズ枚数を増加すること、又は減少することができる。また、コンピュータ１１５が、ＣＣＤカメラ１１４と、可変駆動部であるモータ１０３、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３とに接続されている。コンピュータ１１５の機能については後述する。
【００３１】
レンズ群１４０は、可変駆動部であるモータ１１２により、光軸ＡＸに沿った方向へ移動可能である。レンズ群１４０を光軸ＡＸに沿って移動することで、第１反射像を、ＣＣＤカメラ１１４の受光面に、所定の倍率で結像できる。すなわち、レンズ群１４０は、第２反射像の大きさを変化させることができる。さらに、レンズ群１４０を構成するレンズ１０６、１０７、１０８は、それぞれ可変駆動部であるモータ１０９、１１０、１１１によって、互いの間隔を変えることができる。このように、レンズ１４０は、ズーム光学系である。レンズ１４０の倍率は、第１反射像がＣＣＤカメラ１１４の受光面へ所望の倍率で結像するように設定される。
【００３２】
さらに、可変駆動部であるモータ１１３は、測定光学系１５０の全体を光軸ＡＸに沿って移動させる。これにより、被測定光学系１５０と被測定光学系１６０との間隔、即ち作動距離を調整できる。このようにすれば、例えば、被測定光学面の曲率半径の大きさに応じて、作動距離を調整できる。
【００３３】
（偏心測定原理の詳細）
次に、図５と図６を参照して、本発明の偏心測定方法の原理の詳細について説明する。図５は、被測定光学系１２５である。被測定光学系は、プリズム１０とレンズ２０とから構成される小型な光学系である。プリズム１０は、入射側から順に、第１面１１と、第２面１２と、第３面１３との３つの光学面を有する。レンズ２０は、第４面１４と第５面１５との２つの光学面を有する。プリズム１０の第１面１１は負（凹）の屈折力（以下、「負パワー」という。）を有する屈折面、第２面１２は正（凸）の屈折力（以下、「正パワー」という。）を有する反射面、第３面１３は正パワーを有する屈折面である。そして、プリズム１０は全体として正パワーを有する。これにより、プリズム１０は、入射した光束を集光させ、かつ光路を略９０°折り曲げて偏向する。
【００３４】
プリズム１０の第２面１２からの反射光は、光路を略９０°偏向されてしまうため、測定光学系側へ戻らない。このため、上述したように従来技術の偏心測定装置では、第２面１２の偏心量を測定できない。これは、上記（２）式において、第２行目成分の方程式を得られないことに相当する。これにより、未知数である偏心量εｎの数に対して、互いに独立な方程式の数が一つ不足するため、全ての偏心量εｎを求めることができなくなってしまう。
【００３５】
第２面１２の偏心量は、第３面１３以降の光学面におけるふれ量Δに寄与している。換言すると、第３面１３や、第４面１４とのふれ量Δには、第２面１２の偏心量の情報が含まれている。ここで、第１のＩ-Ｏ距離Ｌと第２のＩ-Ｏ距離Ｌとは、距離が異なるものとする。すると、各々のＩ-Ｏ距離では、第３面１３以降の光学面におけるふれ量Δに対する、第２面１２の偏心量の寄与度は、それぞれのＩ-Ｏ距離で異なる。
【００３６】
これらのことを考慮すると、第３面１３以降の任意の光学面において、第１のＩ-Ｏ距離と第２のＩ-Ｏ距離Ｌでふれ量Δを検出することにより、所定の一つの光学面に対して２個の互いに独立な方程式を得ることができる。また、異なるＩ-Ｏ距離Ｌによる測定をさらに増やせば、原理的には、一つの光学面に対して、異なるＩ-Ｏ距離の測定回数の分だけ、互いに独立な方程式を得ることができる。
【００３７】
（反射光学面の偏心自由度）
次に、図６を参照して、反射光学面が有する偏心自由度について説明する。ｘ軸とｙ軸とｚ軸との直交する３軸座標系において、原点ＯＲＧを含むｘ-ｙ面と第２面１２の面とを一致させる。このとき、第２面１２は、ｘ軸回りチルトεｙ、ｙ軸回りチルトεｘ、ｚ軸回りチルトεｚ、ｘ軸方向シフトδｘ、ｙ軸方向シフトδｙ、ｚ軸方向シフトδｚの６つの独立な自由度を有する。また、ｘ軸回りチルトεｙ、ｙ軸回りチルトεｘ、ｚ軸回りチルトεｚにおける偏心量の正負の符号の取り方は、図６の左の３つの座標系ＣＯＲにそれぞれ示す。
【００３８】
このため、図５に示した光学系１２５の偏心量を測定するときは、例えば、第３面１３において、第１のＩ-Ｏ距離Ｌ〜第７のＩ-Ｏ距離Ｌという７つの状態で、ふれ量Δを検出する。これにより、未知である偏心自由度の数と同数の、互いに独立な方程式を得ることができる。具体的には、第１面１１〜第５面１５の５つの光学面に関して、次式（３）及び（３’）を用いて偏心量を算出する。
【００３９】
【数３】
2005308473.tif 000005
【００４０】
【数４】
2005308473.tif 000006
【００４１】
ただし、各パラメータは以下の内容をそれぞれ示す。
ε１ｘ：第１面１１のチルトｘ成分
ε１ｙ：第１面１１のチルトｙ成分
ε２ｘ：第２面１２のｙ軸回りチルト成分
ε２ｙ：第２面１２のｘ軸回りチルト成分
ε２ｚ：第２面１２のｚ軸回りチルト成分
δ２ｘ：第２面１２のｘ軸方向シフト成分
δ２ｙ：第２面１２のｙ軸方向シフト成分
δ２ｚ：第２面１２のｚ軸方向シフト成分
ε３ｘ：第３面１３のチルトｘ成分
ε３ｙ：第３面１３のチルトｙ成分
ε４ｘ：第４面１４のチルトｘ成分
ε４ｙ：第４面１４のチルトｙ成分
ε５ｘ：第５面１５のチルトｘ成分
ε５ｙ：第５面１５のチルトｙ成分
Δ１_ｘ：第１面１１の反射像ふれ量のｘ成分
Δ１_ｙ：第１面１１の反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ａ_ｘ：第３面１３の第１のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ａ_ｙ：第３面１３の第１のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ｂ_ｘ：第３面１３の第２のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ｂ_ｙ：第３面１３の第２のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ｃ_ｘ：第３面１３の第３のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ｃ_ｙ：第３面１３の第３のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ｄ_ｘ：第３面１３の第４のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ｄ_ｙ：第３面１３の第４のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ｆ_ｘ：第３面１３の第５のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ｆ_ｙ：第３面１３の第５のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ｇ_ｘ：第３面１３の第６のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ｇ_ｙ：第３面１３の第６のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ３ｈ_ｘ：第３面１３の第７のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｘ成分
Δ３ｈ_ｙ：第３面１３の第７のＩ-Ｏ距離Ｌの状態における反射像ふれ量のｙ成分
Δ４_ｘ：第４面１４の反射像ふれ量のｘ成分
Δ４_ｙ：第４面１４の反射像ふれ量のｙ成分
Δ５_ｘ：第５面１５の反射像ふれ量のｘ成分
Δ５_ｙ：第５面１５の反射像ふれ量のｙ成分
【００４２】
また、右辺の項Ｂｉ、Ｂｉ’（ｉ＝１〜１０の整数）は定数項である。定数項Ｂｉ、Ｂｉ’は、予め設計値である偏心量が意図的に与えられているとき、０以外の数値を有する項である。さらに、右辺の係数ａ１１〜ａ１０７、ａ１１’〜ａ１０７’は、光学系１２５の各光学面の曲率半径、面間隔、媒質屈折率等の設計値データから求めることができる。
【００４３】
（３）式、（３’）式の第２行目〜第８行目は、第３面１３に対する７つの異なるＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づく算出式を示している。（３）式、（３’）式の第２行目〜第８行目の意義について説明する。第２行目は、第３面１３に対する第１のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第２面１２のｙ軸回りチルト成分を算出する式である。第３行目は、第３面１３に対する第２のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第２面１２のｘ軸回りチルト成分を算出する式である。第４行目は、第３面１３に対する第３のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第２面１２のｚ軸回りチルト成分を算出する式である。第５行目は、第３面１３に対する第４のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第２面１２のｘ軸方向シフト成分を算出する式である。第６行目は、第３面１３に対する第５のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第２面１２のｙ軸方向シフト成分を算出する式である。第７行目は、第３面１３に対する第６のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第２面１２のｚ軸方向シフトを算出する式である。第８行目は、第３面１３に対する第７のＩ-Ｏ距離Ｌでの測定に基づいて、第３面１３のチルトｘ成分を算出する式である。以上のようにして、被測定光学系１２５の全ての光学面の偏心量が測定可能となる。
【００４４】
なお、Ｉ-Ｏ距離Ｌの変化量が小さいとき、第３面１３以降の任意の光学面のふれ量Δに対する、第２面１２の偏心量の寄与度の変化量が小さくなる場合がある。この場合、第３面１３に対して７つのＩ-Ｏ距離Ｌで測定を行なうよりも、第３面１３〜第５面１５において、合計で７つのＩ-Ｏ距離Ｌでふれ量Δを検出することが望ましい。また、同一の光学面において２つ以上の測定を行う場合は、Ｉ-Ｏ距離Ｌを、互いに異なるようにする。
【００４５】
また、第２面１２が球面形状で、かつ偏心量が比較的小さい場合がある。このようなときは、図６において、ｘ軸回りチルトεｙとｙ軸方向シフトδｙとは同一の偏心成分として扱うことができる。同様に、ｙ軸回りチルトεｘとｘ軸方向シフトδｘとも、同一の偏心成分として扱うことができる。この場合、ｚ軸回りチルトεｚは考慮しなくて良いので、実効的な偏心自由度の数は３つとなる。この結果、第３面１３〜第５面１５において、合計で４つ（＝３＋１）のＩ-Ｏ距離Ｌふれ量Δを検出すれば良い。ただし、同一面において２つ以上の測定を行う場合は、Ｉ-Ｏ距離Ｌを、互いに異なるようにする。
【００４６】
このように、反射光学面からの反射光が入射する屈折光学面の数をｎ（ｎは整数）、反射光学面の独立した実効的な偏心自由度の数をｍ（ｍは整数）とすると、反射光学面からの反射光が入射する屈折光学面において、合計でｍ＋ｎ個のＩ-Ｏ距離でふれ量Δの検出を行なえば良い。ただし、同一光学面において２つ以上の測定を行う場合は、Ｉ-Ｏ距離Ｌを、互いに異なるようにする。
【００４７】
また、いずれの光学面においても、適切なＩ-Ｏ距離Ｌを設定することが大事である。どの程度の距離がＩ-Ｏ距離Ｌとして適切であるかの判断は、(３)式及び(３’)式の右辺の行列成分ａ１１〜ａ１０７、ａ１１’〜ａ１０７’に基づいて定める。好ましくは、(３)式及び(３’)式の各行の同一列の成分ができるだけ異なる値となるようにＩ-Ｏ距離Ｌを設定することが望ましい。
【００４８】
なお、やや低い精度で、概略の偏心量を測定したい場合は、適宜ｍ＋ｎ個の測定状態の数を減らすこともできる。ただし、全ての光学面の偏心量を求めるためには、少なくとも１＋ｎ個の測定を行うことが必要である。
【００４９】
なお、Ｉ-Ｏ距離Ｌを異ならせるためには、図４におけるレンズ１０２、レンズ群１４０、測定光学系１５０を、測定基準軸Ｂに沿った方向に移動させることによって実現できる。
【００５０】
（被測定光学系の数値データ）
次に、被測定光学系を、具体的な数値データに基づいて説明する。図７は、被測定光学系１６０の断面構成を示す。被測定光学系１６０はプリズム光学系であり、図５で説明したプリズム１０と基本的な構成は同一である。被測定光学系１６０の第１面１１は負パワーを有する球面、第２面１２は反射光学面であり、正パワーを有する球面、第３面１３は正パワーを有する球面である。そして、被測定光学系１６０は、全体として正パワーであり、集光作用を有する。
【００５１】
被測定光学系１６０の数値データを、表１に掲げる。ｒ１、ｒ２、ｒ３は各光学面の曲率半径、ｄ１、ｄ２は各光学面間の面間隔、ｎ１、ｎ２は測定用光源波長（λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率をそれぞれ示す。また、曲率半径、面間隔の単位はｍｍである。なお、曲率半径と面間隔との符号は、図７に示すように、各光学面ごとに異なる座標系ＣＯＲ１、ＣＯＲ２、ＣＯＲ３にそれぞれ従うものとする。
【００５２】
（表１）
第１面１１  r1=-221.6183   d1=  10     n1=1.84666
第２面１２  r2=-153.7985   d2= -10     n2=1.84666
第３面１３  r3=  138.0552
【００５３】
（偏心量測定手順）
次に本実施例における被測定光学系１６０の偏心量を測定する以下の手順（Ａ）〜（Ｉ）を説明する。
（Ａ）まず、上述した被測定光学系１６０を被測定光学系取り付け台１７０に取り付ける。
【００５４】
（Ｂ）偏心量算出部の機能を兼用するコンピュータ１１５に、例えば、以下の測定条件データを入力する。
（１）被測定光学系１６０の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎ、
（２）測定光学系１６０の取り付け位置や取り付け向き、
（３）反射光学面である第２面１２の偏心自由度、
（４）いずれの光学面で、２つ以上の異なるＩ-Ｏ距離Ｌで測定するか。
本実施例では、第２面１２の独立な偏心自由度は、ｙ軸回りチルトと、ｘ軸回りチルトと、ｚ軸方向シフトとの３つである。このため、第３面１３において、４つ（＝３＋１）の異なるＩ-Ｏ距離Ｌで偏心測定を行なう。
【００５５】
（Ｃ）コンピュータ１１５は、入力された表１に掲げた数値データに基づいて近軸光線追跡を行う。そして、近軸光線追跡結果に基づいて、各光学面１１、１２、１３ごとに見かけの曲率中心位置、最適なＩ-Ｏ距離Ｌの値、関数ｆの行列係数ａ及びａ’を算出する。算出する行列係数ａ及びａ’は、測定原理で上述した（３）式及び（３’）式の第１行目、第２行目、第３行目、第７行目、及び第８行目の成分に相当する。行列係数ａ及びａ’の具体的な数値データを以下の（４）式及び（４’）式に示す。
【００５６】
【数５】
2005308473.tif 000007
【００５７】
【数６】
2005308473.tif 000008
【００５８】
ただし、偏心量チルトεの単位は「分」であり、シフトδ、ふれ量Δの単位は「ｍｍ」である。また、各状態におけるＩ-Ｏ距離Ｌの値を表２に掲げる。
【００５９】
（表２）
（４）及び（４’）式の第１行目(第１面１１に対する第１のＩ-Ｏ距離Ｌ) Ｌ=  0.0
（４）及び（４’）式の第２行目(第３面１３に対する第１のＩ-Ｏ距離Ｌ) Ｌ=  0.496
（４）及び（４’）式の第３行目(第３面１３に対する第２のＩ-Ｏ距離Ｌ) Ｌ=-25.959
（４）及び（４’）式の第４行目(第３面１３に対する第３のＩ-Ｏ距離Ｌ) Ｌ=-62.305
（４）及び（４’）式の第５行目(第３面１３に対する第４のＩ-Ｏ距離Ｌ) Ｌ=124.760
【００６０】
（Ｄ）さらに、コンピュータ１１５は、各光学面１１，１２、１３の反射倍率と、結像光学系１３０の結像倍率も算出する。そして、コンピュータ１１５は、各光学面を測定するとき、（Ｃ）での計算結果に従って、所定の制御信号を、モータ１０３、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３へ出力する。この所定の制御信号によって、投影光学系１２０、結像光学系１３０、レンズ群１４０、各レンズ１０６、１０７、１０８、及び測定光学系１５０が、所定のフォーカス位置及び結像倍率に設定される。すなわち、各モータ１０３、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３は、制御信号に応じて、所定のフォーカス位置及び結像倍率となるように測定光学系１５０、投影光学系１２０、結像光学系１３０の位置や変倍倍率を制御する。なお、測定光学系１５０全体の位置を制御することで、光源１０１及びＣＣＤカメラ１１４（光検出器）の測定基準軸Ｂに沿った方向の位置を制御できる。
【００６１】
（Ｅ）上述の演算に続いて、コンピュータ１１５により、投影工程が行われる。この投影工程では、投影光学系１２０により、照明光を供給する光源１０１の投影が行われる。最初は、被測定光学系１６０の第１面１１が、被測定光学面である。よって、第１面１１に対する所定位置Ｏへ、光源１０１を投影する。なお、光源１０１の代わりに、照明された指標を用いてもよい。この投影工程によって、第１面１１からの反射光で、光源１０１の反射像（第１の反射像）が形成される。
【００６２】
（Ｆ）次に、結像工程において、光源１０１の反射像を、結像光学系１３０により光検出器であるＣＣＤカメラ１１４の受光面に結像する。これにより、第２の反射像が形成される。
【００６３】
（Ｇ）反射像位置検出工程において、光源１０１の反射像の位置を、光検出器であるＣＣＤカメラ１１４により撮像（検出）する。そして、撮像した像に基づいて、２次のふれ量Δｉｍが算出される。
【００６４】
（Ｈ）次に、偏心量算出工程において、反射像位置検出工程の検出結果に基づいて、第１面１１の偏心量を算出する。具体的には、コンピュータ１１５は、第１面１１の２次のふれ量Δｉｍをデジタル信号として取り込む。さらに、式（４）、（４’）で示される第１面１１の関数ｆと、２次のふれ量Δｉｍと、及び結像光学系１３０の結像倍率とに基づいて、第１面１１の偏心量を算出する。続いて、第２面１２の測定を行う。
【００６５】
（Ｉ）光源物像距離可変工程では、光源物像距離、即ちＩ-Ｏ距離Ｌを変えることが行われる。光源物像距離は、投影光学系１２０による光源１０１の共役像の位置Ｏと、結像光学系１３０によるＣＣＤカメラ１１４（受光面）の共役像の位置Ｉとの、光軸ＡＸに沿った間隔である。光源物像距離可変工程で、最初のＩ-Ｏ距離Ｌが設定されると、このＩ-Ｏ距離Ｌで反射像位置検出工程が行われる。次に、光源物像距離可変工程で２番目のＩ-Ｏ距離Ｌが設定され、このＩ-Ｏ距離Ｌで反射像位置検出工程が行われる。このような複数の測定は、繰り返し測定工程において行われる。このように、光源物像距離可変工程では、反射光学面で反射した光が入射する屈折光学面において、反射光学面の偏心自由度の数（３つ）に応じて、反射像位置検出工程を、２以上の異なるＩ-Ｏ距離Ｌで繰り返し行う。
【００６６】
ここで、第２面１２の偏心自由度の数が３つで、第２面１２からの反射光が入射する第３面１３の数が１つである。よって、未知数は、合計４つ（＝３＋１）となる。そこで、４つの異なるＩ-Ｏ距離Ｌで測定を行うことになる。具体的には、第３面１３について、第１のＩ-Ｏ距離Ｌと、第２のＩ-Ｏ距離Ｌと、第３のＩ-Ｏ距離Ｌと、第４のＩ-Ｏ距離Ｌの４つの異なるＩ-Ｏ距離Ｌで、それぞれふれ量Δｉｍの算出を行う。これにより、被測定光学系１６０の各光学面１１、１２、１３の偏心量を全て測定することができる。
【００６７】
このように、第３面１３においてＩ-Ｏ距離Ｌが異なる４つの状態で測定を行なうことにより、パワーを有する反射光学面（第２面１２）も含めた全ての光学面１１、１２、１３の偏心量を、被測定光学系１６０が組み上がった状態で高精度に測定することができる。
【実施例２】
【００６８】
次に、図８を参照して、本発明の実施例２に係る偏心測定方法を説明する。偏心測定に用いる偏心測定装置の構成は、上記実施例１で説明した偏心測定装置１００と同一である。本実施例は、測定対象である被測定光学系２００の構成が実施例１と異なるときの偏心測定方法である。なお、実施例１で説明した偏心測定方法と同一の手順については、重複する説明を省略し、異なる手順を中心にして説明する。
【００６９】
図８は、本実施例に係る偏心測定方法を適用する被測定光学系２００の断面構成を示す。パワーを有する反射光学面を含んだ反射光学系では、光学収差を低減するために、球面と異なる形状、例えばアナモルフィック非球面形状、自由曲面形状等を用いることがある。このような球面と異なる形状、いわゆる非球面形状では、一意的に光学面の曲率半径を定義できないことがある。本実施例は、光学面が自由曲面形状のときに、高精度に偏心測定を行なうことができるものである。
【００７０】
図８に示すように、被測定光学系２００は、２つのプリズム３０、４０で構成されている。２つのプリズム３０、４０を構成する第１面２１、第２面２２、第３面２３、第４面２４、第５面２５、第６面２６、第７面２７は、全てパワーを有する光学面である。第２面２２、第３面２３、第６面２６は、自由曲面形状の反射光学面である。第２面２２、第３面２３、第６面２６の偏心自由度は、ｘ軸回りチルトと、ｙ軸回りチルトと、ｚ軸回りチルトと、ｘ軸方向シフトと、ｙ軸方向シフトと、ｚ軸方向シフトとの合計６つである。
【００７１】
自由曲面形状とは以下の（５）式で定義される形状である。（５）式におけるｚ軸が自由曲面の軸となる。
【００７２】
【数７】
2005308473.tif 000009
【００７３】
ここで、（５）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面項である。
また、ｃ：頂点の曲率、
ｋ：コーニック定数(円錐定数)、
ｒ＝(Ｘ２+Ｙ２)１/２、
Ｎ：２以上の自然数である。
【００７４】
【数８】
2005308473.tif 000010
ただし、Ｃｊ(ｊは２以上の整数)は係数である。
【００７５】
また、第１面２１、第４面２４、第５面２５、第７面２７は、球面形状の屈折光学面である。第２面２２、第３面２３、第６面２６は、反射光学面である。この反射光学面は、入射光の光路を偏向させて反射する面である。このため、第２面２２、第３面２３、第６面２６からの反射光自体からは、ふれ量Δを検出できない。従って、上記実施例１で述べたように、各反射光学面からの反射光が入射する光学面おいて、それぞれ７つ（＝自由度の数６＋光学面の数１）の異なるＩ-Ｏ距離Ｌで測定を行なう。
【００７６】
具体的に説明すると、第２面２２の偏心量と第４面２４の偏心量とを測定するために、第４面２４において、第１〜第７の異なるＩ-Ｏ距離Ｌで測定を行なう。また、第３面２３の偏心量と第５面２５の偏心量とを測定するために、第５面２５において、第１’〜第７’の異なるＩ-Ｏ距離Ｌで測定を行なう。さらに、第６面２６の偏心量と第７面２７の偏心量とを測定するために、第７面２７において、第１”〜第７”の異なるＩ-Ｏ距離Ｌの状態で測定を行なう。
【００７７】
また、実施例１で説明したように、コンピュータ１１５に、被測定光学系２００の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎの数値データを入力する。このとき、第２面２２、第３面２３、第６面２６については、ｙ-ｚ面内及びｘ-ｚ面内（図７参照）におけるローカル曲率半径を入力する。ローカル曲率半径とは、光束が反射光学面又は屈折光学面と交わる領域の中央付近における面の曲率半径をいう。ローカル曲率半径は、ｙ-ｚ面とｘ-z面とで異なることがある。この場合は、ｙ-ｚ面内のローカル曲率半径と、ｘ-ｚ面内のローカル曲率半径との両方の曲率半径を用いる。ただし、両方の曲率半径を用いると、ｙ-ｚ面のＩ-Ｏ距離Ｌと、ｘ-ｚ面のＩ-Ｏ距離Ｌとは異なってくる。このため、投影光学系１２０の位置は、ｙ-ｚ面とｘ-ｚ面とで異なる。よって、２次のふれ量Δｉｍの検出は、ｙ成分とｘ成分とで別々に行なうことが望ましい。なお、測定精度をやや低くして、概略の偏心量を測定できれば良い場合がある。このような場合は、ｙ-ｚ面又はｘ-ｚ面のローカル曲率半径のみを用いても十分測定可能である。
【００７８】
なお、さらに高精度な偏心測定を行なうこともできる。その場合、上記（３）式及び（３’）式、又は（４）式及び（４’）式に相当する式を用いる代わりに、設計値又は他の測定器による形状の実測値に基づいて、リアルレイトレースを用いて直接偏心量を求めることが望ましい。
【００７９】
リアルレイトレースを用いるときは、各光学面の曲率半径ｒ、間隔ｄ、屈折率ｎ等の数値データに加えて、第２面２２、第３面２３、第６面２６の面形状データをコンピュータ２９に入力する。面形状データは、設計値データ又は実測値データを用いる。リアルレイトレースの演算結果を用いることで、さらに高精度に偏心量を算出できる。
【００８０】
次に、反射像位置検出工程において、ＣＣＤカメラ１１４で２次のふれ量Δｉｍ、又は反射像の光強度分布を検出する。そして、例えば、検出された２次のふれ量Δｉｍを目標値（ターゲット）にして、被測定光学系２００の各光学面の偏心量を変数として最小二乗法等を用いた最適化計算を行なう。これにより、各光学面の偏心量をさらに精度良く算出することができる。
【００８１】
また、本実施例では、第１面２１、第４面２４、第５面２５、第７面２７が球面と異なる形状、即ち非球面形状のときでも、同様の手順で偏心量を測定できる。以上のように、実施例２によれば、被測定光学系２００が複数の反射光学面と、球面以外の自由曲面面形状の光学面とを含んでいても、反射光学面も含めた全ての光学面の偏心量を光学系が組み上がった状態で高精度に測定できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明に係る偏心測定方法及び偏心測定装置は、組み上がり偏心測定、特に、パワーを有する反射光学面を備える光学系の全ての光学面の偏心量を測定するために有用である。なお、本発明を上記実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施例１における偏心測定原理を説明する図である。
【図２】実施例１における偏心測定原理を説明する他の図である。
【図３】長さ等に関する符号の取り方を説明する図である。
【図４】実施例１に係る偏心測定装置の概略構成を示す図である。
【図５】被測定光学系の構成例を説明する図である。
【図６】被測定光学系の偏心の種類を説明する図である。
【図７】被測定光学系の構成例を説明する他の図である。
【図８】実施例２における被測定光学系の構成例を説明するさらに他の図である。
【図９−１】指標を用いる光源ユニットの概略構成を示す図である。
【図９−２】指標の正面構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００  偏心測定光学系
１０１  光源
１０２、１０５、１０６、１０７、１０８  レンズ
１０３、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３  モータ
１０４  ビームスプリッタ
１１４  ＣＣＤカメラ
１１５  コンピュータ
１２０  投影光学系
１３０  結像光学系
１５０  測定光学系
１６０  被測定光学系
１７０  取付け台
Ｂ  測定基準軸
ＡＸ  光軸
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  レンズ面
Ｉ、Ｏ  位置
Ｃ  見かけの曲率中心の位置
３０１  光源
３０２  レンズ
３０３  被測定光学系
３０４  レンズ
３０５  反射光学面
３０６  ビームスプリッタ
３０７  受光面
１０  プリズム
２０  レンズ
１１、１２、１３、１４、１５  各光学面
２００  被測定光学系
２１、２４、２５、２７  屈折光学面
２２、２３、２６  反射光学面
１８０  光源ユニット
１８１  光源
１８２  集光レンズ
１８３  指標
【図１】
2005308473.tif 000011
【図２】
2005308473.tif 000012
【図３】
2005308473.tif 000013
【図４】
2005308473.tif 000014
【図５】
2005308473.tif 000015
【図６】
2005308473.tif 000016
【図７】
2005308473.tif 000017
【図８】
2005308473.tif 000018
【図９−１】
2005308473.tif 000019
【図９−２】
2005308473.tif 000020