(57)【要約】【課題】レンズ素子の嵌合面およびフランジ面の形成精度、表面状態を、被検面を傷付けることなく、ニュートン縞を利用して簡便に観察できるようにしたレンズ素子のニュートン縞観察装置を得る。【解決手段】嵌合式レンズ素子１のレンズ嵌合部２の嵌合面２Ａおよびフランジ面２Ｂに密着可能な嵌合面用ゲージ面２０Ａおよびフランジ面用ゲージ面２０Ｂと、光軸Ｌと平行に入射された観察光１１を反射して嵌合面用ゲージ面２０Ａに直角方向から照射するためのミラー面２０Ｅとを有するニュートン原器２０を交換可能に備え、ゲージ面２０Ａ、２０Ｂで反射した参照光と、レンズ素子１の嵌合面２Ａおよびフランジ面２Ｂで反射した測定光との干渉によるニュートン縞を得て、レンズ素子１の嵌合面２Ａおよびフランジ面２Ｂの評価を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体としての嵌合式レンズ素子のレンズ嵌合部とフランジ面に密着可能なゲージ面を有するニュートン原器を交換可能に備えたレンズ素子のニュートン縞観察装置であって、
前記ニュートン原器は、該ニュートン原器に載置された前記レンズ素子のレンズ嵌合部のテーパー状の嵌合面と密着可能な嵌合面用ゲージ面と、前記レンズ素子の光軸と直交するフランジ面と密着可能なフランジ面用ゲージ面と、光軸と平行に入射された観察光を反射して前記嵌合面用ゲージ面に直角方向から照射するためのミラー面と、を有し、
前記観察光が前記嵌合面用ゲージ面および前記フランジ面用ゲージ面で反射した参照光と、前記観察光が前記レンズ素子の前記嵌合面および前記フランジ面で反射した測定光との干渉によるニュートン縞を得ることを特徴とするニュートン縞観察装置。
【請求項２】
前記嵌合面用ゲージ面の径が既知の微小寸法だけ変更された複数のニュートン原器を用意し、該ニュートン原器が交換設置されることを特徴とする請求項１記載のニュートン縞観察装置。
【請求項３】
前記ニュートン原器に観察光を照射し、得られたニュートン縞を拡大観察する実体顕微鏡を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のニュートン縞観察装置。
【請求項４】
前記ニュートン原器が回転ステージに設置されていることを特徴とする請求項３記載のニュートン縞観察装置。
【請求項５】
前記観察光として近赤外光を用い、微小凹凸シボ面による前記嵌合面または前記フランジ面のニュートン縞の観察を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のニュートン縞観察装置。
【請求項６】
前記観察光として白色光源を用い、得られたニュートン縞の色から前記嵌合面または前記フランジ面の表面状態を数値化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のニュートン縞観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成型された複数のレンズ素子を嵌合組み付けによりレンズユニットを構成する際に、レンズ素子に設けられているレンズ嵌合部とフランジ面の形成精度を確認するためのニュートン縞観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学装置のレンズユニットを複数のレンズ素子の嵌合組み付けによって構成するようにした際に、このレンズ素子には、隣接するレンズ素子を相互に嵌合する凸型と凹型の嵌合部におけるテーパー状の嵌合面を当接させて両レンズ素子の光軸中心を一致させるとともに、両レンズ素子のフランジ面を当接させて光軸方向の位置を規定する構造が採用される。
【０００３】
上記レンズ素子の成形条件の変化、金型の組み付け誤差等に起因する成形誤差、バラツキにより、成型不良品が発生する。とくに、嵌合組み付けを行うレンズ素子においては、テーパー嵌合面の直径、真円度、テーパー角度、表面状態等、および、フランジ面の面形状における光軸との角度、表面状態等が、許容範囲内に精度よく成型されていないと、レンズ素子が中心光軸に対して所定の位置に保持されないとともに、隣接するレンズ素子との光軸方向の距離が設計通りに組み付けることができない、つまり所定の光学性能が得られない問題を有する。
【０００４】
そこで、このレンズ嵌合部およびフランジ面の形状、寸法精度、表面状態等を検査することが必要となる。プラスチック成型したままのレンズ素子をそのままレンズユニットに組み付けると、光学製品となってから、レンズ素子の成型不良に起因する不良品が発生して製品歩留まりが低くなる。
【０００５】
このレンズ素子の検査装置の一例としては、湾曲レンズ面の表面状態の検査をニュートン原器（ゲージ）を使用し、発生するニュートン縞本数により計測する干渉計装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載されているような、レンズ面の曲率を計測するニュートン原器を使用するニュートン縞観察装置では、上記レンズ素子のレンズ嵌合部およびフランジ面の面精度を観察することはできない。
【０００８】
つまり、レンズ嵌合部は光軸に対して傾斜した円錐テーパー面であり、これに加えてフランジ面は光軸に対して直交する平面であり、両面を同時に観察できるように構成することが有利であるが、単純な円盤状でその平面が平坦面もしくは曲面に形成された一般的なニュートン原器では、観察面が単純な平面または曲面の場合にそのニュートン縞の発現状態によって、平面または曲面の平坦性もしくは曲面性が観察できるものである。さらに、ニュートン縞がリング状に発現するように設定することが基本であり、その他の形状をニュートン原器によって観察することは提案されていない。
【０００９】
また、触針を検査面に接触させて被検面の表面状態を観察することが可能であるが、面全体を評価するためには、多くの時間を要するとともに、被検面を傷付ける虞がある。さらに、三次元測定器を使用して計測することも考えられるが、計測技術が煩雑で、熟練を要し、簡便な計測による嵌合式レンズ素子の嵌合面およびフランジ面の観察装置が要望されている。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、レンズ素子の嵌合面およびフランジ面の形成精度、表面状態を、被検面を傷付けることなく、ニュートン縞を利用して簡便に観察できるようにしたレンズ素子のニュートン縞観察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】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明に係るニュートン縞観察装置は、以下の特徴を備えている。
【００１２】
すなわち、本発明に係るニュートン縞観察装置は、被検体としての嵌合式レンズ素子のレンズ嵌合部とフランジ面に密着可能なゲージ面を有するニュートン原器を交換可能に備え、
前記ニュートン原器は、該ニュートン原器に載置された前記レンズ素子のレンズ嵌合部のテーパー状の嵌合面と密着可能な嵌合面用ゲージ面と、前記レンズ素子の光軸と直交するフランジ面と密着可能なフランジ面用ゲージ面と、光軸と平行に入射された観察光を反射して前記嵌合面用ゲージ面に直角方向から照射するためのミラー面と、を有し、
前記観察光が前記嵌合面用ゲージ面および前記フランジ面用ゲージ面で反射した参照光と、前記観察光が前記レンズ素子の前記嵌合面および前記フランジ面で反射した測定光との干渉によるニュートン縞を得ることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、前記嵌合面用ゲージ面の径が既知の微小寸法だけ変更された複数のニュートン原器を用意し、該ニュートン原器を交換して設置することが可能である。
【００１４】
前記ニュートン原器に観察光を照射し、得られたニュートン縞を拡大観察する実体顕微鏡を備えることが好ましい。その際、前記ニュートン原器が回転ステージに設置されていることが好ましい。
【００１５】
前記観察光として近赤外光を用い、微小凹凸シボ面による前記嵌合面または前記フランジ面のニュートン縞の観察を行うように構成してもよい。
【００１６】
前記観察光として白色光源を用い、得られたニュートン縞の色から前記嵌合面または前記フランジ面の表面状態を数値化することが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るニュートン縞観察装置は、上述の特徴を備えていることにより、以下のような作用効果を奏する。
【００１８】
すなわち、本発明のニュートン縞観察装置においては、被検体としての嵌合式レンズ素子のレンズ嵌合部とフランジ面に密着可能なゲージ面を有するニュートン原器を交換可能に備え、前記ニュートン原器は、該ニュートン原器に載置されたレンズ素子のレンズ嵌合部のテーパー状の嵌合面と密着可能な嵌合面用ゲージ面と、レンズ素子の光軸と直交するフランジ面と密着可能なフランジ面用ゲージ面と、光軸と平行に入射された観察光を反射して嵌合面用ゲージ面に直角方向から照射するためのミラー面と、を有し、前記観察光が嵌合面用ゲージ面およびフランジ面用ゲージ面で反射した参照光と、前記観察光がレンズ素子の嵌合面およびフランジ面で反射した測定光との干渉によるニュートン縞を得ることにより、レンズ素子の嵌合面およびフランジ面の評価を簡便に行うことができる。
【００１９】
また、嵌合面用ゲージ面の径が既知の微小寸法だけ変更された複数のニュートン原器を用意し、該ニュートン原器を交換して設置するように構成すると、レンズ素子の嵌合面のサイズを規定することが可能となる。
【００２０】
また、ニュートン原器に観察光を照射し、得られたニュートン縞を拡大観察する実体顕微鏡を備えていると、寸法の小さいレンズ素子の観察が行える。その際、ニュートン原器が回転ステージに設置されていると、１周のニュートン縞の観察により、さらに詳細な評価を行うことができる。
【００２１】
また、観察光として近赤外光を用いると、レンズ素子における微小凹凸シボ面で構成された嵌合面またはフランジ面についてのニュートン縞の観察を行うことができる。
【００２２】
また、観察光として白色光源を用いると、得られたニュートン縞の色からレンズ素子の嵌合面またはフランジ面の表面状態を数値化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るニュートン縞観察装置の概略構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るニュートン縞観察装置の要部拡大図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るニュートン縞観察装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明に使用する各図は概略的な説明図であり、詳細な形状や構造を示すものではなく、各部材の大きさや部材間の距離等については適宜変更して示している。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係るニュートン縞観察装置１０は、被検体としてのレンズ素子１、該レンズ素子１が装着されるニュートン原器２０（ゲージ）を備えた回転ステージ３０、観察光１１，１２を照射しニュートン縞像を観察する実体顕微鏡４０、２つの反射ミラー５０，６０とを備えてなる。
【００２６】
上記被検体としてのレンズ素子１は、例えば携帯電話カメラ用のレンズユニットを構成するものであり、モールド成形されたプラスチックレンズであり、他のレンズ素子と嵌合されて図示しないレンズユニットに組み付けられるものである。該レンズ素子１は、図２に示すように、中央部のレンズ体１Ａと、外周の略円盤状のフランジ体１Ｂとからなり、該フランジ体１Ｂの一方の面（図２で下面）には凹状嵌合部２が形成され、この凹状嵌合部２は外周側に内周円錐面状のテーパー面による内嵌合面２Ａを有し、該内嵌合面２Ａの内周側に連続して光軸Ｌに直交する円環平坦状のフランジ面２Ｂが連接されている。
【００２７】
また、上記フランジ体１Ｂの他方の面（図２で上面）には凸状嵌合部３が形成され、この凸状嵌合部３は外周円錐面状のテーパー面による外嵌合面３Ａを有し、該外嵌合面３Ａの外周側に連続して光軸Ｌに直交する円環平坦状のフランジ面３Ｂが連接されている。
【００２８】
そして、上記レンズ素子１に対しては、その下面の凹状嵌合部２には、内嵌合面２Ａと同一半径位置に形成された、上面の外嵌合面３Ａと同様の構成の外嵌合面を有する他のレンズ素子その他の光学素子が光軸位置が一致するように嵌合され、そのフランジ面が上記下面のフランジ面２Ｂに当接して相互のレンズ体の光軸方向の距離が所定値となるように位置決めされて組み付けられる。
【００２９】
同様に、上記レンズ素子１の上面の凸状嵌合部３には、外嵌合面３Ａと同一半径位置に形成された、下面の内嵌合面２Ａと同様の構成の内嵌合面を有する他のレンズ素子その他の光学素子が光軸位置が一致するように嵌合され、そのフランジ面が上記上面のフランジ面３Ｂに当接して相互のレンズ体の光軸方向の距離が所定値となるように位置決めされて組み付けられる。
【００３０】
次に、前記ニュートン原器２０は、上記レンズ素子１の図１の下面に形成された内嵌合面２Ａおよびフランジ面２Ｂの表面状態を観察するためのものである。該ニュートン原器２０は、上記凹状嵌合部２の内嵌合面２Ａに密着もしくは微小間隙を介して対峙する嵌合面用ゲージ面２０Ａを有するとともに、上記フランジ面２Ｂに密着もしくは微小間隙を介して対峙するフランジ面用ゲージ面２０Ｂを有している。
【００３１】
上記ニュートン原器２０の全体形状は、図２に示すように、平坦な上面中央に凹部２０Ｃを有する円盤状であり、その外周縁には外側に傾斜する外斜面２０Ｄが連接され、内周縁には内側に傾斜する内斜面２０Ｅ（中心凹部２０Ｃの内周斜面を構成する）が連接されてなり、この内斜面２０Ｅが下方からの観察光１１を内側から上記嵌合面用ゲージ面２０Ａに向けて直角に照射するために反射するミラー面となり、この部分がプリズム状に構成されている。そして、上述の外斜面２０Ｄの上端部が前記嵌合面用ゲージ面２０Ａとなり、上面外周部が前記フランジ面用ゲージ面２０Ｂとなる。底面２０Ｆは光軸Ｌに直交する平坦面に形成されている。このニュートン原器２０は、レンズ素子１と同様に、プラスチック成型により高精度成型が行われる。
【００３２】
上記ニュートン原器２０は、嵌合面用ゲージ面２０Ａおよびフランジ面用ゲージ面２０Ｂから離れた図で下面側の外周部が回転ステージ３０に保持され、この回転ステージ３０の詳細構造は示していないが、公知の回転機構により、手動でまたは自動で回転駆動され、装着されたレンズ素子１とともに少なくとも１周（３６０度）回転するように設けられている。
【００３３】
ニュートン原器２０の下方には第１の反射ミラー５０が光軸Ｌに対して４５度傾斜した姿勢に配置され、この第１の反射ミラー５０と対向する位置には、第１の反射ミラー５０の傾斜方向とは逆向きに前記光軸Ｌに対して４５度傾斜した姿勢に第２の反射ミラー６０が配置され、この第２の反射ミラー６０の上方には実体顕微鏡４０が下向きに設置されている。
【００３４】
上記実体顕微鏡４０は、前記ニュートン原器２０の嵌合面用ゲージ面２０Ａに対し第１の観察光１１を照射するとともに、フランジ面用ゲージ面２０Ｂに第２の観察光１２を照射する不図示の光源を備えるとともに、これらのゲージ面２０Ａ，２０Ｂから反射してきたニュートン縞像を取得する観察光学系（不図示）を備える。
【００３５】
取得したニュートン縞像は、目視可能に表示するか、画像情報を記憶装置に記憶し、回転ステージ３０が１回転する間の画像を合成して円環状に表示する画像処理機能を有するように構成される。取得画像をそのまま目視観察する場合には、回転ステージ３０が１回転する間のニュートン縞画像を連続観察し、レンズ素子１の表面状態等を観察するものである。
【００３６】
そして、ニュートン縞の発現状態、つまり、レンズ素子１の内嵌合面２Ａからの反射光（測定光）と、ニュートン原器２０の嵌合面用ゲージ面２０Ａからの反射光（参照光）とが干渉することにより生じる干渉縞としてのニュートン縞像の形態から、内嵌合面２Ａの表面状態、寸法精度（直径、真円度、テーパー角度）などを観察する。同様に、レンズ素子１のフランジ面２Ｂからの反射光（測定光）と、ニュートン原器２０のフランジ面用ゲージ面２０Ｂからの反射光（参照光）とが干渉することにより生じる干渉縞としてのニュートン縞像の形態から、フランジ面２Ｂの表面状態、寸法精度などを観察する。
【００３７】
上記レンズ素子１の具体的な観察について説明する。回転ステージ３０におけるニュートン原器２０には、被検体としてのレンズ素子１が搭載され、そのフランジ面２Ｂがニュートン原器２０のフランジ面用ゲージ面２０Ｂに密着するように載置され、凹状嵌合部２の内嵌合面２Ａがニュートン原器２０の外斜面２０Ｄの上端部の嵌合面用ゲージ面２０Ａに密着するように載置される。
【００３８】
内嵌合面２Ａの観察を行う際には、実体顕微鏡４０から出射された第１の観察光１１は、第２の反射ミラー６０によって第１の反射ミラー５０の方向に反射され、第１の反射ミラー５０で上方にニュートン原器２０の底面に入射するように反射される。ニュートン原器２０の底面２０Ｆに入射された第１の観察光１１は、上面凹部２０Ｃにおける内斜面２０Ｅで外向きに反射され、外周側の嵌合面用ゲージ面２０Ａに向けて垂直に照射される。
【００３９】
そして、レンズ素子１の内嵌合面２Ａからの反射光（測定光）と、ニュートン原器２０の嵌合面用ゲージ面２０Ａからの反射光（参照光）とにより形成された干渉光が入射経路を戻り、第１の反射ミラー５０、第２の反射ミラー６０の順に反射され、干渉縞としてのニュートン縞像が実体顕微鏡４０の観察部４１に入射され、上記第１および第２の反射ミラー５０，６０によって倒立画像が反転されて正立画像となり、観察しやすくなる。
【００４０】
得られたニュートン縞像は、レンズ素子１の内嵌合面２Ａとニュートン原器２０の嵌合面用ゲージ面２０Ａとの距離変動と観察光の波長との関係に基づいて生起する干渉縞であり、評価基準となるニュートン原器２０の嵌合面用ゲージ面２０Ａに全体的に密着してまたは微小の間隙を一定に保持するようにレンズ素子１の内嵌合面２Ａが形成されていると、ニュートン縞が発生しないことにより評価が行える。両面の間隙が変化している場合にはその変動量に応じてニュートン縞が発生し、レンズ素子１の内嵌合面２Ａの観察箇所が１周する間の、ニュートン縞の形状、本数等に応じて、内嵌合面２Ａの形状が非円形となっている場合の真円度評価、テーパー面の上部と下部とで間隙が変化するテーパー角度または平坦性の評価、その他、内嵌合面２Ａに部分的な凸部または凹部があるなどの異常形状の評価が行える。
【００４１】
なお、内嵌合面２Ａの直径の寸法精度評価は、ニュートン原器２０の嵌合面用ゲージ面２０Ａの外径寸法が既知の微小寸法だけ異なる複数段階のニュートン原器を用意し、この原器にレンズ素子１を搭載した際に、嵌合できない寸法と嵌合可能な寸法を求めることにより、レンズ素子１の内嵌合面２Ａの直径寸法を評価することができる。その際、フランジ面２Ｂの干渉縞の現れ方との対比により、フランジ面２Ｂが密着している状態での内嵌合面２Ａの干渉縞の現れ方を観察することによっても評価できる。なお、内嵌合面２Ａの観察と同時にフランジ面２Ｂを観察するのが好適である。
【００４２】
次に、フランジ面２Ｂの観察を行う際には、実体顕微鏡４０から出射された第２の観察光１２は、第２の反射ミラー６０によって第１の反射ミラー５０の方向に反射され、第１の反射ミラー５０で上方に位置するニュートン原器２０の底面２０Ｆに入射するように反射される。ニュートン原器２０の底面２０Ｆに入射された第２の観察光１２は、フランジ面用ゲージ面２０Ｂに向けて垂直に照射される。そして、レンズ素子１のフランジ面２Ｂからの反射光（測定光）と、ニュートン原器２０のフランジ面用ゲージ面２０Ｂからの反射光（参照光）とにより形成された干渉光が入射経路を戻り、第１の反射ミラー５０、第２の反射ミラー６０の順に反射され、干渉縞としてのニュートン縞像が実体顕微鏡４０の観察部４１に入射され、上記第１および第２の反射ミラー５０，６０によって倒立画像が反転されて正立画像となり、観察しやすくなる。
【００４３】
得られたニュートン縞像は、レンズ素子１のフランジ面２Ｂとニュートン原器２０のフランジ面用ゲージ面２０Ｂとの距離変動と観察光１２の波長との関係に基づいて生起する干渉縞であり、評価基準となるニュートン原器２０のフランジ面用ゲージ面２０Ｂに全体的に密着してまたは微小の間隙を一定に保持するようにレンズ素子１のフランジ面２Ｂが形成されていると、ニュートン縞が発生しないことにより評価が行える。両面の間隙が変化している場合にはその変動量に応じてニュートン縞が発生し、レンズ素子１のフランジ面２Ｂの観察箇所が１周する間の、ニュートン縞の形状、本数等に応じて、フランジ面２Ｂの形状が光軸Ｌに対して円周上で高さが異なる平面度評価、その他、フランジ面２Ｂに部分的な凸部または凹部があるなどの異常形状の評価が行える。
【００４４】
上記ニュートン縞の観察において、観察光１１，１２の光源として白色光源を用いてもよく、その場合には、ニュートン縞の色で隙間の大きさを数値化することが可能である。ニュートン縞は光源波長と隙間の大きさとに応じて発生するものであり、白色光源を使用して干渉が生じている波長すなわち色を観察することで、間隙の大きさを数値的に判定することが可能である。このニュートン縞（干渉縞）を色で観察して間隙の大きさを数値化する技術の詳細については、特開平９−２３６４０４号公報、特開平１１−１０１９４４号公報の記載を参照されたい（他の実施形態においても同様である）。
【００４５】
一方、被検体としてのレンズ素子１の表面の一部、例えば内嵌合面２Ａまたはフランジ面２Ｂにシボ加工による粗面処理が施されている場合、つまり微細凹凸面とされている場合には、上記のような干渉縞の観察は困難となるが、近赤外光と観察用の近赤外感度を持つセンサーを用いることで粗面のニュートン縞観察が可能となる（他の実施形態においても同様である）。
【００４６】
上記第１実施形態においては、被検体としてのレンズ素子１が携帯電話に内蔵されるカメラ用レンズユニットなどの非常に小型の部品を対象とし、その内嵌合面２Ａおよびフランジ面２Ｂの観察部位が狭く小さいことから、生じるニュートン縞も小さく直接の目視観察が困難であることに応じて実体顕微鏡４０を使用しているが、レンズ素子１が大きく発生するニュートン縞も大きい場合には実体顕微鏡を用いないで観察することが可能な場合もある（他の実施形態においても同様である）。
【００４７】
なお、上記のようなニュートン縞の観察作用を、ニュートン縞像を画像情報として取り込み画像処理によって解析する解析制御部を備えるように構成してもよい（他の実施形態においても同様である）。
【００４８】
＜第２実施形態＞
この第２実施形態に係るニュートン縞観察装置１００は、要部を図３に示すように、被検体としての前記レンズ素子１の他方の面における凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａおよびフランジ面３Ｂを観察するためのものであり、該レンズ素子１が装着される異なる形態のニュートン原器２１（ゲージ）を備えている。なお、図３には示していないが、上記第１実施形態と同様に、ニュートン原器２１は回転ステージ３０に設置され、観察光１１，１２を照射しニュートン縞像を観察する実体顕微鏡４０、２つの反射ミラー５０，６０を備えてなる。
【００４９】
上記レンズ素子１は、図１、図２の状態から上下位置を反転させて、異なる形態の嵌合面用ゲージ面２１Ａおよびフランジ面用ゲージ面２１Ｂを有するニュートン原器２１に搭載される。つまり、レンズ素子１の凸状嵌合部３の外周円錐面状のテーパー面による外嵌合面３Ａおよびこれに連続する円環平坦状のフランジ面３Ｂを観察するためのニュートン原器２１に載置されている。
【００５０】
本実施形態のニュートン原器２１は、上記凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａに密着もしくは微小間隙を介して対峙する嵌合面用ゲージ面２１Ａを有するとともに、上記フランジ面３Ｂに密着もしくは微小間隙を介して対峙するフランジ面用ゲージ面２１Ｂを有している。
【００５１】
このニュートン原器２１の全体形状は、中央に凹部２１Ｃを有する円環状であり、平坦な上面の外周縁には外側に傾斜する外斜面２１Ｄが連接され、内周縁には内側に傾斜する内斜面２１Ｅ（中心凹部２１Ｃの内周斜面を構成する）が連接されてなり、上記外斜面２１Ｄが下方からの観察光１１を外側から上記嵌合面用ゲージ面２１Ａに向けて直角に照射するために反射するミラー面となり、この部分がプリズム状に構成されている。そして、上述の内斜面２１Ｅの上端部が前記嵌合面用ゲージ面２１Ａとなり、上面内周部が前記フランジ面用ゲージ面２１Ｂとなる。底面２１Ｆは光軸Ｌに直交する平坦面に形成されている。
【００５２】
上記レンズ素子１の具体的な観察について説明する。ニュートン原器２１には、被検体としてのレンズ素子１が搭載され、そのフランジ面３Ｂがニュートン原器２１のフランジ面用ゲージ面２１Ｂに密着するように載置され、凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａがニュートン原器２１の内斜面上端部の嵌合面用ゲージ面２１Ａに密着するように載置される。
【００５３】
外嵌合面３Ａの観察を行う際には、図１と同様の実体顕微鏡４０から出射された第１の観察光１１は、図２には示していないが、図１と同様の第２の反射ミラー６０および第１の反射ミラー５０で反射され、下方からニュートン原器２１の外周部の底面２１Ｆに入射される。ニュートン原器２１の底面２１Ｆに入射された第１の観察光１１は、外斜面２１Ｄで内向きに反射され、内周側の嵌合面用ゲージ面２１Ａに向けて垂直に照射される。そして、レンズ素子１の外嵌合面３Ａからの反射光（測定光）と、ニュートン原器２１の嵌合面用ゲージ面２１Ａからの反射光（参照光）とにより形成された干渉光が入射経路を戻り、不図示の第１の反射ミラー５０、第２の反射ミラー６０の順に反射され、干渉縞としてのニュートン縞像が実体顕微鏡４０の観察部４１に入射される。
【００５４】
得られたニュートン縞像は、レンズ素子１の外嵌合面３Ａとニュートン原器２１の嵌合面用ゲージ面２１Ａとの距離変動と観察光１１の波長との関係に基づいて生起する干渉縞であり、評価基準となるニュートン原器２１の嵌合面用ゲージ面２１Ａに全体的に密着してまたは微小の間隙を一定に保持するようにレンズ素子１の外嵌合面３Ａが形成されていると、ニュートン縞が発生しないことにより評価が行える。両面の間隙が変化している場合にはその変動量に応じてニュートン縞が発生し、レンズ素子１の外嵌合面３Ａの観察箇所が１周する間の、ニュートン縞の形状、本数等に応じて、外嵌合面３Ａの形状が非円形となっている場合の真円度評価、テーパー面の上部と下部とで間隙が変化するテーパー角度または平坦性の評価、その他、外嵌合面３Ａに部分的な凸部または凹部があるなどの異常形状の評価が行える。
【００５５】
なお、外嵌合面３Ａの直径の寸法精度評価は、前述と同様に、ニュートン原器２１の嵌合面用ゲージ面２１Ａの内径寸法が既知の微小寸法だけ異なる複数段階のニュートン原器を用意し、この原器にレンズ素子１を搭載した際に、嵌合できない寸法と嵌合可能な寸法を求めることにより、レンズ素子１の外嵌合面３Ａの直径寸法を評価することができる。その際、フランジ面３Ｂの干渉縞の現れ方との対比により、フランジ面３Ｂが密着している状態での外嵌合面３Ａの干渉縞の現れ方を観察することによっても評価できる。なお、外嵌合面３Ａの観察と同時にフランジ面３Ｂを観察するのが好適である。
【００５６】
次に、フランジ面３Ｂの観察を行う際には、図３に不図示の実体顕微鏡４０から出射された第２の観察光１２は、第２の反射ミラー６０および第１の反射ミラー５０によって下方からニュートン原器２１の底面２１Ｆの内周部分に入射するように反射される。ニュートン原器２１の底面２１Ｆに入射された第２の観察光１２は、フランジ面用ゲージ面２１Ｂに向けて垂直に照射される。そして、レンズ素子１のフランジ面３Ｂからの反射光（測定光）と、ニュートン原器２１のフランジ面用ゲージ面２１Ｂからの反射光（参照光）とにより形成された干渉光が入射経路を戻り、第１の反射ミラー５０、第２の反射ミラー６０の順に反射され、干渉縞としてのニュートン縞像が実体顕微鏡４０の観察部４１に入射される。
【００５７】
得られたニュートン縞像は、レンズ素子１のフランジ面３Ｂとニュートン原器２１のフランジ面用ゲージ面２１Ｂとの距離変動と観察光の波長との関係に基づいて生起する干渉縞であり、評価基準となるニュートン原器２１のフランジ面用ゲージ面２１Ｂに全体的に密着してまたは微小の間隙を一定に保持するようにレンズ素子１のフランジ面３Ｂが形成されていると、ニュートン縞が発生しないことにより評価が行える。両面の間隙が変化している場合にはその変動量に応じてニュートン縞が発生し、レンズ素子１のフランジ面３Ｂの測定箇所が１周する間の、ニュートン縞の形状、本数等に応じて、フランジ面３Ｂの形状が光軸Ｌに対して円周上で高さが異なる平面度評価、その他、フランジ面３Ｂに部分的な凸部または凹部があるなどの異常形状の評価が行える。
【００５８】
上記第１実施形態および第２実施形態は、同一の観察装置で被検体としてのレンズ素子１の凹状嵌合部２および凸状嵌合部３を観察できるように、レンズ素子１を載置するニュートン原器２０，２１を観察部分に応じて交換するように構成されている。
【００５９】
＜第３実施形態＞
この第３実施形態に係るニュートン縞観察装置２００は、要部を図４に示すように、第２実施形態と同様に、前記レンズ素子１の他方の面における凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａおよびフランジ面３Ｂを観察するためのものであり、該レンズ素子１が装着される異なる形態のニュートン原器２２（ゲージ）を備えている。なお、図４には示していないが、図１のようにニュートン原器２２は回転ステージ３０に設置してもよく、観察光を照射しニュートン縞像を観察する実体顕微鏡４０を備えてもよい。
【００６０】
レンズ素子１の凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａおよびフランジ面３Ｂを観察するためのニュートン原器２２は、上記凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａに密着もしくは微小間隙を介して対峙する嵌合面用ゲージ面２２Ａを有するとともに、上記フランジ面３Ｂに密着もしくは微小間隙を介して対峙するフランジ面用ゲージ面２２Ｂを有している。
【００６１】
このニュートン原器２２の全体形状は、中央に凹部２２Ｃを有する円環状であり、平坦な上面の外周縁には内側に傾斜する外斜面２２Ｄが連接され、内周縁には内側に傾斜する内斜面２２Ｅ（中心凹部２２Ｃの内周斜面を構成する）が連接されてなり、上記外斜面２２Ｄが上方からの観察光１１を外側から上記嵌合面用ゲージ面２２Ａに向けて直角に照射するために反射するミラー面となり、この部分がプリズム状に構成されている。そして、上述の内斜面２２Ｅの上端部が前記嵌合面用ゲージ面２２Ａとなり、上面内周部が前記フランジ面用ゲージ面２２Ｂとなる。底面２２Ｆは光軸Ｌに直交する平坦面に形成されている。
【００６２】
つまり、この第３実施形態では、上方から外嵌合面３Ａのニュートン縞を観察し、下方からフランジ面３Ｂのニュートン縞を観察するように、ニュートン原器２２が構成されている。その他は、第２実施形態と同様であり、具体的な説明を省略する。
【００６３】
そして、ニュートン原器２２には、被検体としてのレンズ素子１が搭載され、そのフランジ面３Ｂがニュートン原器２２の上面のフランジ面用ゲージ面２２Ｂに密着するように載置され、凸状嵌合部３の外嵌合面３Ａがニュートン原器２２の内斜面２２Ｅの上端部の嵌合面用ゲージ面２２Ａに密着するように載置される。
【００６４】
上記外嵌合面３Ａのニュートン縞を上方からの第１の観察光１１の入射により観察する際に、同時に下方からの第２の観察光１２の入射によりフランジ面３Ｂのニュートン縞を観察するのが好ましいが、別途に観察するようにしてもよい。
【００６５】
なお、外嵌合面３Ａの直径の寸法精度評価は、前記と同様に、ニュートン原器２２の嵌合面用ゲージ面２２１Ａの内径寸法が既知の微小寸法だけ異なる複数段階のニュートン原器を用意し、この原器にレンズ素子１を搭載した際に、嵌合できない寸法と嵌合可能な寸法を求めることにより、レンズ素子１の外嵌合面３Ａの直径寸法を評価することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に態様が限定されるものではなく、種々の態様のものを実施形態とすることができる。
【００６７】
例えば、上記実施形態では被検体としてのレンズ素子１を回転ステージ３０に保持されたニュートン原器２０，２１，２２に載置して内嵌合面２Ａまたは外嵌合面３Ａの１周分のニュートン縞を観察するように構成されているが、レンズ素子１の全体に平行光による観察光を照射するように設けると、内嵌合面２Ａまたは外嵌合面３Ａおよびフランジ面２Ｂ，３Ｂの１周分のニュートン縞を一度に観察することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１      レンズ素子
１Ａ      レンズ体
１Ｂ      フランジ体
２，３      レンズ嵌合部
２Ａ，３Ａ      嵌合面
２Ｂ，３Ｂ      フランジ面
１０，１００，２００      ニュートン縞観察装置
１１，１２      観察光
２０，２１，２２      ニュートン原器
２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ      嵌合面用ゲージ面
２０Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ      フランジ面用ゲージ面
２０Ｃ，２１Ｃ，２２Ｃ      凹部
２０Ｄ      外斜面
２０Ｅ      内斜面（ミラー面）
２０Ｆ，２１Ｆ，２２Ｆ      底面
２１Ｄ，２２Ｄ      外斜面（ミラー面）
２１Ｅ，２２Ｅ      内斜面
３０      回転ステージ
４０      実体顕微鏡
４１      観察部
５０，６０      反射ミラー
Ｌ      光軸
【図１】
2012002530.tif 000003
【図２】
2012002530.tif 000004
【図３】
2012002530.tif 000005
【図４】
2012002530.tif 000006