(57)【要約】【課題】被測定物の光学特性を簡易に測定することができる光学測定装置及び光学測定方法を提供する。【解決手段】光学測定装置１０は、光源１０４と、光源１０４から発せられた光線をレンズ５００に導く光学系１０６と、光学系１０６によって導かれた光線がレンズ５００反射して得られる像を撮影する撮影装置１１０と、撮影装置１１０で撮影された像に基づいて、レンズ５００の光学特性を演算する演算装置２０と、を有し、光学系１０６は、互いに焦点距離が異なる第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、第３の光学機能部１５６を備えた回折格子１５０を有する。【選択図】図５
2012225705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発せられた光線を被測定物に導く光学系と、
前記光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算部と、
を有し、
前記光学系は、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた光学素子を有する光学測定装置。
【請求項２】
前記複数の光学機能部は、
前記被測定物の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、
前記被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部と、
を含み、
前記演算部は、前記第１の領域における球心の位置と、前記第２の領域における球心の位置とに基づいて、光軸のディセンタ量、及び光軸のチルト量の少なくともいずれか一方を演算する請求項１記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記複数の光学機能部は、
前記被測定物の第１の被測定面に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、
前記被測定物の第２の被測定面に導かれる光が通過する第２の光学機能部と、
を含み、
前記演算部は、前記第１の被測定面の球心と前記第２の被測定面の球心との位置ズレを演算する請求項１記載の光学測定装置。
【請求項４】
被測定物の第１の被測定面を測定する第１の測定部と、
被測定物の第２の被測定面を測定する第２の測定部と、
を有し、
前記第１の測定部は、
第１の光源と、
互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第１の光学素子を有し、前記光源から発せられた光線を前記被測定物に導く第１光学系と、
前記第１の光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影する第１の撮影装置と、
を有し、
前記第２の測定部は、
第２の光源と、
互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第２の光学素子を有し、前記光源から発せられた光線を前記被測定物に導く第２光学系と、
前記第２光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影する第２の撮影装置と、
を有し、
前記第１の撮影装置で撮影された像、及び前記第２の撮影装置で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算部をさらに有する光学測定装置。
【請求項５】
前記第１の光学素子が有する複数の光学機能部は、
前記第１の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、
前記第１の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部と、
を含み、
前記第２の光学素子が有する複数の光学機能部は、
前記第２の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第３の光学機能部と、
前記第２の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第４の光学機能部と、
を含み、
前記演算部は、前記第１の被測定面の前記第１の領域における球心の位置、前記第１の被測定面の前記第２の領域における球心の位置、前記第２の被測定面の前記第１の領域における球心の位置、及び前記第２の被測定面の前記第２の領域における球心の位置に基づいて、前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なチルト量、及び前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なディセンタ量の少なくともいずれか一方を演算する請求項４記載の光学測定装置。
【請求項６】
光源から発せられた光線を、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた光学素子を有する光学系で被測定物に導き、前記光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影装置で撮影する撮影工程と、
前記撮影装置で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算工程と、
を有する光学測定方法。
【請求項７】
前記撮影工程では、前記光学素子であって、前記被測定物の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、
前記演算工程では、前記第１の領域における球心の位置と、前記第２の領域における球心の位置とに基づいて、光軸のディセンタ量、及び光軸のチルト量の少なくともいずれか一方を演算する請求項６記載の光学測定方法。
【請求項８】
前記撮影工程では、前記光学素子であって、前記被測定物の第１の被測定面に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記被測定物の第２の被測定面に導かれる光が通過する第２の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、
前記演算工程では、前記第１の被測定面の球心と、前記第２の被測定面の球心との位置ズレを演算する請求項６記載の光学測定方法。
【請求項９】
第１の光源から発せられた光線を、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第１の光学素子を有する第１の光学系で被測定物に導き、前記第１の光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を第１の撮影装置で撮影する第１の撮影工程と、
第２の光源から発せられた光線を、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第２の光学素子を有する第２の光学系で被測定物に導き、前記第２の光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を第２の撮影装置で撮影する第２の撮影工程と、
前記第１の撮影工程で撮影された像、及び前記第２の撮影工程で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算工程と、
を有する光学測定方法。
【請求項１０】
前記第１の撮影工程では、前記第１光学素子であって、前記第１の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記第１の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、
前記第２の撮影工程では、前記第２光学素子であって、前記第２の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第３の光学機能部と、前記第２の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第４の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、
前記演算工程では、前記第１の被測定面の前記第１の領域における球心の位置、前記第１の被測定面の前記第２の領域における球心の位置、前記第２の被測定面の前記第１の領域における球面の位置、及び前記第２の被測定面の前記第２の領域における球心の位置に基づいて、前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なチルト量、及び前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なディセンタ量の少なくともいずれか一方を演算する請求項９記載の光学測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学測定装置及び光学測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、少なくとも一方の面が非球面である光学素子の偏心を測定する偏心測定方法であって、前記光学素子の非球面は、有効径を含む第１領域と、前記第１領域の非球面軸と同軸上にあって前記光学素子の外周部に設けられた第２領域とを備え、前記第２領域における非球面は、前記第１領域における非球面よりも大きな非球面量を有し、前記光学素子を所定の回転軸周りに回転させ、前記回転軸に沿う方向から前記光学素子に対して光を照射する光照射工程と、前記光学素子の各面について、前記第１領域から反射された反射光により形成されるスポットの位置を所定の回転角ごとに検出するスポット位置検出工程と、前記スポット位置検出工程における検出結果に基づいて、前記光学素子の前記第１領域に係る各面について、前記回転軸に対する近軸曲率中心の位置を算出する近軸曲率中心位置算出工程と、前記光学素子の各面における近軸曲率中心の位置に基づいて、前記回転軸に対する光軸の位置と傾きとを算出する第１算出工程と、
前記光学素子の前記第２領域の面形状を測定する工程と、前記面形状測定工程での測定結果と、前記第２領域の設計式データとに基づいて、前記回転軸に対する前記第１領域の非球面軸の位置と傾きとを算出する第２算出工程と、前記第１算出工程での算出結果と、前記第２算出工程での算出結果とに基づいて、前記第１領域における非球面偏心量と非球面偏心方向とを算出する非球面偏心算出工程と、を具備することを特徴とする偏心測定方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、レンズを保持する保持部と、この保持部とともにレンズを回転させる回転部であって、前記レンズの光軸と回転部の回転軸とはほぼ並列しかつ接近している回転部と、回転部により回転させられているレンズにこの回転軸に沿って光を導き、レンズから反射された光のスポットの軌跡を検出するスポット軌跡検出手段と、前記回転軸から一定の距離にあり、一方の被検面に沿って延びている環状領域の形状データを取得する環状領域形状データ取得手段と、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データが入力され、一方の被検面の形状データに基づく形状と、前記環状領域の形状データに基づく形状との差が最も小さくなる相対的な形状移動量をもとめ、この移動量に基づいて前記回転軸に対する一方の被検面の面頂の位置を取得し、一方の被検面の形状データと他方の被検面の形状データに基づいてそれぞれ一方の被検面の近軸曲率と他方の被検面の近軸曲率を取得し、この一方の被検面の近軸曲率とこの他方の被検面の近軸曲率と前記スポット軌跡検出手段により検出されたスポットの軌跡とに基づいて一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とを取得し、この一方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向とこの他方の被検面の近軸曲率中心の偏心量及び偏心方向と前記一方の被検面の面頂の位置とに基づいて一方の被検面の非球面偏心量及び非球面偏心方向を取得する処理部とを具備していることを特徴とする非球面偏心光学測定装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、少なくとも一方の面が軸対称非球面である非球面レンズに対し、２つの面の間の偏心を示す固有偏心を測定するレンズの光学測定装置であって、光源から射出される光束の一部を、前記非球面レンズの一方の面に照射すべき所定の波面の測定用光束と、該非球面レンズの他方の面に照射すべき所定の波面の測定用光束とに変換する複数の異なる回折パターンを有する回折光学素子と、光源から射出される光束の一部が参照面に反射された参照用光束と、前記回折光学素子を介して前記非球面レンズの各々の面に反射された測定用光束とを干渉させ、該非球面レンズの一方の面に対する干渉縞と該非球面レンズの他方の面に対する干渉縞とを形成し、該干渉縞に基づいて該非球面レンズの固有偏心を測定する干渉計とを備えたことを特徴とするレンズの光学測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５６４６９号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６７２号公報
【特許文献３】特開２００１−９１２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの技術では光学特性の測定が煩雑であり、時間を要するとの問題があった。
【０００７】
本発明は、被測定物の光学特性を、本構成を有しない場合と比較して、短時間で簡易に測定することができる光学測定装置及び光学測定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】
【０００８】
請求項１に係る本発明は、光源と、前記光源から発せられた光線を被測定物に導く光学系と、前記光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影する撮影装置と、前記撮影装置で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算部と、を有し、前記光学系は、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた光学素子を有する光学測定装置である。
【０００９】
請求項２に係る本発明は、前記複数の光学機能部は、前記被測定物の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部と、を含み、前記演算部は、前記第１の領域における球心の位置と、前記第２の領域における球心の位置とに基づいて、光軸のディセンタ量、及び光軸のチルト量の少なくともいずれか一方を演算する請求項１記載の光学測定装置である。
【００１０】
請求項３に係る本発明は、前記複数の光学機能部は、前記被測定物の第１の被測定面に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記被測定物の第２の被測定面に導かれる光が通過する第２の光学機能部と、を含み、前記演算部は、前記第１の被測定面の球心と前記第２の被測定面の球心との位置ズレを演算する請求項１記載の光学測定装置である。
【００１１】
請求項４に係る本発明は、被測定物の第１の被測定面を測定する第１の測定部と、被測定物の第２の被測定面を測定する第２の測定部と、を有し、前記第１の測定部は、第１の光源と、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第１の光学素子を有し、前記光源から発せられた光線を前記被測定物に導く第１光学系と、前記第１の光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影する第１の撮影装置と、を有し、前記第２の測定部は、第２の光源と、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第２の光学素子を有し、前記光源から発せられた光線を前記被測定物に導く第２光学系と、前記第２光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影する第２の撮影装置と、を有し、前記第１の撮影装置で撮影された像、及び前記第２の撮影装置で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算部をさらに有する光学測定装置である。
【００１２】
請求項５に係る本発明は、前記第１の光学素子が有する複数の光学機能部は、前記第１の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記第１の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部と、を含み、前記第２の光学素子が有する複数の光学機能部は、前記第２の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第３の光学機能部と、前記第２の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第４の光学機能部と、を含み、前記演算部は、前記第１の被測定面の前記第１の領域における球心の位置、前記第１の被測定面の前記第２の領域における球心の位置、前記第２の被測定面の前記第１の領域における球心の位置、及び前記第２の被測定面の前記第２の領域における球心の位置に基づいて、前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なチルト量、及び前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なディセンタ量の少なくともいずれか一方を演算する請求項４記載の光学測定装置である。
【００１３】
請求項６に係る本発明は、光源から発せられた光線を、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた光学素子を有する光学系で被測定物に導き、前記光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を撮影装置で撮影する撮影工程と、前記撮影装置で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算工程と、を有する光学測定方法である。
【００１４】
請求項７に係る本発明は、前記撮影工程では、前記光学素子であって、前記被測定物の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、
前記演算工程では、前記第１の領域における球心の位置と、前記第２の領域における球心の位置とに基づいて、光軸のディセンタ量、及び光軸のチルト量の少なくともいずれか一方を演算する請求項６記載の光学測定方法である。
【００１５】
請求項８に係る本発明は、前記撮影工程では、前記光学素子であって、前記被測定物の第１の被測定面に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記被測定物の第２の被測定面に導かれる光が通過する第２の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、前記演算工程では、前記第１の被測定面の球心と、前記第２の被測定面の球心との位置ズレを演算する請求項６記載の光学測定方法である。
【００１６】
請求項９に係る本発明は、第１の光源から発せられた光線を、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第１の光学素子を有する第１の光学系で被測定物に導き、前記第１の光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を第１の撮影装置で撮影する第１の撮影工程と、第２の光源から発せられた光線を、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた第２の光学素子を有する第２の光学系で被測定物に導き、前記第２の光学系によって導かれた光線が前記被測定物で反射して得られる像を第２の撮影装置で撮影する第２の撮影工程と、前記第１の撮影工程で撮影された像、及び前記第２の撮影工程で撮影された像に基づいて、前記被測定物の光学特性を演算する演算工程と、
を有する光学測定方法である。
【００１７】
請求項１０に係る本発明は、前記第１の撮影工程では、前記第１光学素子であって、前記第１の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第１の光学機能部と、前記第１の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第２の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、前記第２の撮影工程では、前記第２光学素子であって、前記第２の被測定面の第１の領域に導かれる光が通過する第３の光学機能部と、前記第２の被測定面の第２の領域に導かれる光が通過する第４の光学機能部とを含む光学素子が用いられ、前記演算工程では、前記第１の被測定面の前記第１の領域における球心の位置、前記第１の被測定面の前記第２の領域における球心の位置、前記第２の被測定面の前記第１の領域における球面の位置、及び前記第２の被測定面の前記第２の領域における球心の位置に基づいて、前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なチルト量、及び前記第１の測定面の非球面軸と前記第２の面の非球面軸との間の相対的なディセンタ量の少なくともいずれか一方を演算する請求項９記載の光学測定方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被測定物の光学特性を簡易に測定することができる光学測定装置及び光学測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る光学測定装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す光学測定装置で光学特性が測定されるレンズを示す図である。
【図３】図１に示す光学測定装置が有する第１の回折格子を示す図である。
【図４】図３に示す回折格子の機能を説明する第１の図である。
【図５】図３に示す回折格子の機能を説明する第２の図である。
【図６】図１に示す光学測定装置が有する第２の回折格子を示す図である。
【図７】図１に示す光学測定装置を用いて、レンズの第１の面の球心と、レンズの第２の面の球心との位置ズレを測定する方法の手順を示す図である。
【図８】レンズの第１の面の球心と、レンズの第２の面の球心との位置ズレを説明する図である。
【図９】図１に示す光学測定装置を用いて、レンズの第１の面の球心と、レンズの第２の面の球心とを検出する方法を説明する図である。
【図１０】図１に示す光学測定装置を用いて、レンズの非球面軸のチルト量と、レンズの非球面のディセンタ量とを測定する方法の手順を示す図である。
【図１１】図１に示す光学測定装置を用いて、レンズの非球面軸のチルト量と、レンズの非球面のディセンタ量とを測定する方法を説明する図である。
【図１２】レンズの第１の面の非球面軸を基準としたレンズの第２の面の非球面軸のチルト量、レンズの第１の面の非球面軸を基準としたレンズの第２の面の非球面軸のディセンタ量等を測定する方法の手順を説明する図である。
【図１３】レンズの第１の面の非球面軸を基準としたレンズの第２の面の非球面軸のチルト量と、レンズの第１の面の非球面軸を基準としたレンズの第２の面の非球面軸のディセンタ量とを説明する図である。
【図１４】図３に示す回折格子の変形例を示す図である。
【図１５】回折格子を製造する工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る光学測定装置１０が示されている。光学測定装置１０は、被測定物に相当するレンズ５００の光学特性を測定する装置であり、レンズ５００の第１の被測定面Ｒ１（以下、「Ｒ１面」とする）を測定する第１の測定部１００と、レンズ５００の第２の被測定面Ｒ２（以下、「Ｒ２面」とする）を測定する第２の測定部２００とを有する。また、光学測定装置１０は、演算装置２０と、演算装置２０による演算結果等を表示する表示装置３０とを有する。演算装置２０は、後述する撮影装置１１０、撮影装置２１０で撮影された像に基づいて、レンズ５００の光学特性を演算する演算部として用いられている。
【００２１】
第１の測定部１００は、例えば、半導体レーザ光源からなる光源１０４と、光源１０４から照射された光線をレンズ５００に導く光学系１０６と、光学系１０６によって導かれた光線がレンズ５００のＲ１面で反射して得られる像を撮影する撮影部にあたり、例えばＣＯＭＳセンサを有するカメラ等が用いられる撮影装置１１０とを有する。光源１０４には、光線を照射する部分の前側に、例えば、十字形状等のスケールが形成されたレチクル板（不図示）を装着しても良い。
【００２２】
光学系１０６は、ビームスプリッタ１１４と、コリメータレンズ１１６と、回折格子１５０とを有する。回折格子１５０は、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた光学素子として用いられている。回折格子１５０は、測定するレンズ５００の、例えばＲ１面の形状等に応じて交換して用いられるものである。このため、回折格子１５０は、測定するレンズ５００の形状等に応じて交換することができるようになっていて、光学測定装置１０の本体に対して着脱することができるようになっている。回折格子１５０の詳細は後述する。
【００２３】
第２の測定部２００は、第１の測定部と同等の構成であり、光源２０４と、光源２０４から照射された光線をレンズ５００に導く光学系２０６と、光学系２０６によって導かれた光線がレンズ５００のＲ２面で反射する際に得られる像を撮影する撮影部にあたり、例えばＣＯＭＳセンサを有するカメラ等が用いられる撮影装置２１０とを有する。光源２０４には、光線を照射する部分の前側にレクチル板を装着しても良い。
【００２４】
光学系２０６は、ビームスプリッタ２１４と、コリメータレンズ２１６と、回折格子２５０とを有する。回折格子２５０は、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を備えた光学素子として用いられている。回折格子２５０は、測定するレンズ５００の例えばＲ２面の形状等に応じて交換して用いられるものである。このため、回折格子２５０は、光学測定装置１０の本体に対して着脱することができるようになっている。
【００２５】
光学測定装置１０は、光源１０４から発せられ、回折格子１５０を有する光学系１０６でレンズ５００に導かれた光線がレンズ５００で反射して得られる像であって、撮影装置１１０で撮影された像に基づいて、演算装置２０でレンズ５００の光学特性を演算する。また、光学測定装置１０は、光源２０４から発せられ、回折格子２５０を有する光学系２０６でレンズ５００に導かれた光線がレンズ５００で反射して得られる像であって、撮影装置２１０で撮影された像に基づいて、演算装置２０でレンズ５００の光学特性を演算する。さらに、光学測定装置１０では、光源１０４から発せられ、回折格子１５０を有する光学系１０６でレンズ５００に導かれた光線がレンズ５００で反射して得られる像であって、撮影装置１１０で撮影された像と、光学測定装置１０は、光源２０４から発せられ、回折格子２５０を有する光学系２０６でレンズ５００に導かれた光線がレンズ５００で反射して得られる像であって、撮影装置２１０で撮影された像と基づいて、演算装置２０でレンズ５００の光学特性を演算する。
【００２６】
図２には、レンズ５００が示されている。レンズ５００は、前述のように、第１の被測定面にあたるＲ１面と、第２の被測定面にあたるＲ２面とを有する。レンズ５００においては、Ｒ１面、Ｒ２面ともに非球面である。また、レンズ５００は、Ｒ２面側に基準面５０２を有する。基準面５０２は平面であり、例えばＲ１面の非球面軸の偏芯や、Ｒ２面の非球面軸の偏芯等のレンズ５００の光学特性を測定する際の基準面として用いられている。また、以下の説明において、Ｒ１面の光軸５０４近傍の領域を近軸部５１２と呼び、Ｒ１面の近軸部５１２の周辺の領域を周辺部５１４と呼ぶ。また、Ｒ２面の光軸５０４近傍の領域を近軸部５２２と呼び、Ｒ２面の近軸部５２２の周辺の領域を周辺部５２４と呼ぶ。
【００２７】
図３には、回折格子１５０が示されている。回折格子１５０は、複数の光学機能部を有し、例えば３個の光学機能部として、第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６を有する。第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６は、例えば、図３に示すように同心円状に配置されている。第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６の配置は任意に定めることができ、必ずしも同心円状に配置する必要はない。
【００２８】
図４には、回折格子１５０の機能が説明されている。図４に示すように、第１の光学機能部１５２の量点距離はｆ１であり、第２の光学機能部１５４の焦点距離はｆ２であり、第３の光学機能部１５６の焦点距離はｆ３である。このように、回折格子１５０は、互いに焦点距離が異なる複数の光学機能部を有している。また、第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６は、例えば同時に加工することにより、焦点が同一光軸上にあるようになっている。
【００２９】
図５には、回折格子１５０の機能が、さらに説明されている。
図５において、Ｏ１はＲ１面の近軸部５１２における曲率中心であり、ｒ１はＲ１面の近軸部５１２における曲率半径である。また、〇２はＲ２面の近軸部５２２における曲率中心であり、ｒ２はＲ２面の近軸部５２２における曲率半径である。また、Ｏ２'は、レンズ５００の透過屈折作用をふまえたＲ２面の近軸部５２２における見かけの曲率中心であり、ｒ２'は、レンズ５００の透過屈折作用をふまえたＲ２面の近軸部５２２における見かけの半径である。
【００３０】
図５に示すように、回折格子１５０においては、第２の光学機能部１５４の焦点と、Ｒ１面の曲率中心Ｏ１とが一致するようになっていて、第１の光学機能部１５２の焦点と、Ｒ２面の見かけの曲率中心Ｏ２'とが一致するようなっているので、回折格子１５０を含む光学系１０６によって、曲率中心Ｏ１の像と見かけの曲率中心Ｏ２'の像とが、光軸に垂直な同一の面に形成される。
【００３１】
図６には、回折格子２５０が示されている。回折格子２５０は、複数の光学機能部を有し、例えば３個の光学機能部として、第１の光学機能部２５２、第２の光学機能部２５４、及び第３の光学機能部２５６を有する。第１の光学機能部２５２、第２の光学機能部２５４、及び第３の光学機能部２５６は、例えば、図６に示すように同心円状に配置されている。第１の光学機能部２５２、第２の光学機能部２５４、及び第３の光学機能部２５６の配置は任意に定めることができ、必ずしも同心円状に配置する必要はない。
【００３２】
回折格子２５０は、例えば、レンズ５００のＲ２面の形状等に応じて交換して用いられるものであり、回折格子１５０も、先述のように、例えば、レンズ５００のＲ１面の形状等に応じて交換して用いられるものである。このため、回折格子２５０と回折格子１５０とは、基本的な機能は同一であるものの、光学的特性は互いに異なることがある。より具体的には、回折格子１５０の第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６と、回折格子２５０の第１の光学機能部２５２、第２の光学機能部２５４、及び第３の光学機能部２５６との焦点距離が異なることがある。
【００３３】
図７には、光学測定装置１０を用いて、レンズ５００のＲ１面の球心と、レンズ５００のＲ２面の球心との位置ズレを測定する方法の手順が説明されている。以下の説明では、第１の測定部１００を用いて、Ｒ１面の球心とＲ２面の球心との位置ズレを測定する方法を例として説明するものの、第２の測定部２００を用いて、Ｒ１面の球心とＲ２面の球心との位置ズレを測定しても良い。
【００３４】
図７に示されるように、Ｒ１面の球心とＲ２面の球心との位置ズレを測定するには、最初のステップＳ１０で、例えば、第１の測定部１００を用いてＲ１面の近軸部５１２における球心（曲率中心Ｏ１）を撮影し、検出する。
【００３５】
ステップＳ１２では、Ｒ２面の近軸部５２２における球心（曲率中心Ｏ２）を撮影し、検出する。このステップＳ１２とステップＳ０とは、１つの撮影装置１１０を用いて、同時に行われる。
【００３６】
次のステップＳ１４では、撮影されたＲ１面の近軸部５１２における球心と、Ｒ２面の近軸部５２２における球心とから、Ｒ１面の球心とＲ２面の球心との位置ズレを演算装置２０で演算し、一連の測定処理が終了する。
【００３７】
図８は、レンズ５００のＲ１面の曲率中心Ｏ１と、レンズ５００のＲ２面の曲率中心Ｏ２との位置ズレを説明する図である。図８に示されるように、レンズ５００のＲ１面の曲率中心Ｏ１と、レンズ５００のＲ２面の曲率中心Ｏ２との位置ズレｄは、例えば基準面５０２等、光軸と垂直な面上における曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ２との距離にあたる。
【００３８】
図９は、ステップＳ１０（図７参照）におけるレンズ５００のＲ１面の曲率中心Ｏ１を検出する方法と、ステップＳ１２（図７参照）における、レンズ５００のＲ２面の曲率中心Ｏ２を検出する方法とを説明する図である。図９に示すように、光源１０４から照射され、光学系１０６によってレンズ５００に導かれ、レンズ５００で反射して得られた曲率中心Ｏ１の像と、曲率中心Ｏ２の像とが、撮影装置１１０のより撮影され、検出される。ここで、先述のように、曲率中心Ｏ１の像と曲率中心Ｏ２の像とは光軸に垂直な同一の面に形成されるため、曲率中心Ｏ１の像と曲率中心Ｏ２の像とを、１つの撮影装置１１０で、同時に検出することができる。このため、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ２とを撮影するための撮影装置が１つで足りる。また、曲率中心Ｏ１と曲率中心Ｏ２とを撮影するために、レンズ５００を移動させる必要がない。
【００３９】
図１０には、光学測定装置１０を用いて、レンズ５００の非球面軸のチルト量と、ディセンタ量とを測定する方法の手順が説明されている。以下の説明では、第２の測定部２００を用いて、Ｒ２面の非球面軸の非球面軸のチルト量と、ディセンタ量とを測定する方法が説明されているものの、第１の測定部１００を用いて、Ｒ１面の非球面軸の非球面軸のチルト量と、ディセンタ量とを測定することもできる。
【００４０】
図１０に示されるように、レンズ５００の非球面軸のチルト量と、ディセンタ量とを測定するには、最初のステップＳ１１０で、Ｒ２面の近軸部５２２における曲率中心を、撮影装置２１０で撮影し、検出する。
【００４１】
ステップＳ１１２では、Ｒ２面の周辺部５２４における曲率中心を、撮影装置２１０で撮影し、検出する。このステップＳ１１２とステップＳ１１０とは、１つの撮影装置２１０を用いて同時に行われる。
【００４２】
次のステップＳ１１４では、演算装置２０で、撮影されたＲ２面の近軸部５２２における球面球心とＲ２面の周辺部５２４における球面球心とから、非球面軸のチルト量とディセンタ量とを演算し、一連の測定処理が終了する。
【００４３】
図１１には、レンズ５００の非球面軸のチルト量と、ディセンタ量とを測定する方法が説明されている。図１１において、Ｏ３は、Ｒ２面の近軸部５１２における曲率中心であり、Ｏ４は、面Ｒ２の周辺部における曲率中心であり、Ｏ３とＯ４と結んだ直線が非球面軸Ｌ２である。そして、基準面５０２に垂直な直線に対する非球面軸Ｌ２の角度が非球面軸Ｌ２のチルト量であり、基準面５０２上におけるレンズ５００の外径中心と非球面軸Ｌ２との距離がディセンタ量である。回折格子２５０は、第２の光学機能部２５４の焦点距離、及び第３の光学機能部２５６の焦点距離が、曲率中心Ｏ３の像と曲率中心〇４との像が、光軸に垂直な同一の面に形成されるように定められている。
【００４４】
ステップＳ１１０で曲率中心Ｏ３を検出し、ステップＳ１１２で曲率中心Ｏ４とを検出するには、光源２０４から光を照射し、光源２０４から照射された光を光学系２０６でレンズ５００に導き、光学系２０６によって導かれた光線がレンズ５００で反射して得られる曲率中心Ｏ３の像と、曲率中心Ｏ４の像とを撮影装置２１０で撮影する。この際、第２の光学機能部２５４の焦点距離、及び第３の光学機能部２５６の焦点距離が、曲率中心Ｏ３の像と曲率中心〇４との像が、光軸に垂直な同一の面に形成されるように定められているので、曲率中心Ｏ３の像と、曲率中心Ｏ４の像とを、１つの撮影装置２１０で、同時に検出することができる。
【００４５】
図１２には、光学測定装置１０を用いて、レンズ５００におけるＲ１面の非球面軸のチルト量、Ｒ１面の非球面軸のディセンタ量、Ｒ２面の非球面軸のチルト量、Ｒ２面の非球面軸のディセンタ量、Ｒ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のチルト量、及びＲ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のディセンタ量、を測定する方法の手順が説明されている。
【００４６】
図１２に示されるように、測定が開始されると、ステップＳ２１０でＲ１面の近軸部５１２における曲率中心を、撮影装置１１０で撮影し、検出する。
【００４７】
ステップＳ２１２では、Ｒ１面の周辺部５１４における曲率中心を、撮影装置１１０で撮影し、検出する。このステップＳ２１２とステップＳ２１０とは、１つの撮影装置１１０を用いて同時に行われる。
【００４８】
ステップＳ２１４では、Ｒ２面の近軸部５２２における曲率中心を、撮影装置２１０で撮影し、検出する。
【００４９】
ステップＳ２１６では、Ｒ２面の周辺部５２４における曲率中心を、撮影装置２１０で撮影し、検出する。このステップＳ２１６とステップＳ２１４とは、１つの撮影装置２１０を用いて同時に行われる。また、第１の測定部１００と、第２の測定部２００とを同時に作動させ、撮影装置１１０と撮影装置２１０とで同時に撮影を行うことで、ステップＳ２１０、ステップＳ２１２、ステップＳ２１４、及びステップＳ２１６を同時に行うこともできる。
【００５０】
ステップＳ２２０では、演算装置２０が、撮影されたＲ１面の近軸部５１２における曲率中心とＲ１面の周辺部５１４における曲率中心とから、Ｒ１面の非球面軸チルト量とディセンタ量とを演算する。
【００５１】
ステップＳ２２２では、演算装置２０が、撮影されたＲ２面の近軸部５２２における曲率中心とＲ２面の周辺部５２４における曲率中心とから、Ｒ２面の非球面軸チルト量とディセンタ量とを演算する。
【００５２】
ステップ２３０では、演算装置２０が、撮影されたＲ１面の近軸部５１２における曲率中心、Ｒ１面の周辺部５１４における曲率中心、Ｒ２面の近軸部５２２における曲率中心、及びＲ２面の周辺部５２４における曲率中心に基づいて、Ｒ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のチルト量と、Ｒ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のディセンタ量とを演算し、一連の測定処理が終了する。
【００５３】
図１３には、Ｒ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のチルト量、及びＲ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のディセンタ量が説明されている。図１３に示されるように、Ｒ１面の非球面軸Ｌ１に対するＲ２面の非球面軸Ｌ２の角度θが、Ｒ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のチルト量である。また、基準面５０２上における非球面軸Ｌ１と非球面軸Ｌ２との距離がＲ１面の非球面軸を基準としたＲ２面の非球面軸のディセンタ量である。
【００５４】
ステップＳ２１４でＲ２面の近軸部の曲率中心Ｏ３検出する方法は、先述のステップＳ１１０と同じであり、ステップＳ２１６でＲ２面の周辺部のＯ４とを検出する方法は、先述のステップＳ１１２と同じである。また、ステップＳ２１０でＲ１面の近軸部の曲率中心を検出し、ステップＳ２１２でＲ１面の周辺部の曲率中心を検出するには、光源１０４から光を照射し、光源１０４から照射された光を光学系１０６でレンズ５００に導き、光学系１０６によって導かれた光線がレンズ５００で反射して得られる近軸部の曲率中心の像と、周辺部の曲率中心の像とを撮影装置１１０で撮影する。この際、回折格子１５０の第２の光学機能部１５４の焦点距離、及び第３の光学機能部１５６の焦点距離が、近軸部の曲率中心の像と周辺部の曲率中心の像とが、光軸に垂直な同一の面に形成されるように定められているので、近軸部の曲率中心の像と、周辺部の曲率中心の像とを、１つの撮影装置１１０で、同時に検出することができる。
【００５５】
図１４には、回折格子１５０の変形例が示されている。先述の実施形態に係る回折格子１５０は、第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６を有し、１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６が、同心円状に配置されていた（図４参照）。これに対して、この比較例に係る回折格子１５０は、扇方である第３の光学機能部１５６と、第３の光学機能部１５６よりも径が大きい扇型である第２の光学機能部１５４とが、光軸に対して４５度の間隔で相互に配置されていている。そして、第３の光学機能部１５６及び第２の光学機能部１５４を囲むように、第３の光学機能部１５６及び第２の光学機能部１５４よりも径が大きい第１の光学機能部１５２が形成されている。この変形例においても、第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６は、例えば同時に加工することにより、焦点が同一光軸上にあるようになっている。
【００５６】
図１５には、回折格子１５０の製造方法が示されている。図１５に示すように、最初のステップＳ３１０で、計算処理がなされる。すなわち、レンズ５００の形状等に応じて定められた第１の光学機能部１５２の焦点距離ｆ１、第２の光学機能部１５４の焦点距離ｆ２、及びた第３の光学機能部１５６の焦点距離ｆ３に基づいて、第１の光学機能部１５２、第２の光学機能部１５４、及び第３の光学機能部１５６に形成されるスリットの幅、数、分布等が、それぞれに計算される。
【００５７】
次のステップＳ３２０では、加工処理がなされる。すなわち、ステップＳ３１０での計算結果に基づいて、基板にスリットが形成される。
より具体的には、例えば、電子描画装置、レーザ描画装置、ドライエッチング装置、(ドライ・ウェットエッチング装置等を用いて、例えば、硝子基板、石英基板、セラミック基板等の板状の部材に酸化シリコン、クロム、酸化クロム、アルミナ、樹脂材料、石英等を使って、光が通過するスリット形成を形成する。ここで、石英の基板を用いる場合には、基板そのものをエッチングしてスリットを形成する。
【００５８】
この際、第１の光学機能部１５２へのスリットの形成と、第２の光学機能部１５４へのスリットの形成と、第３の光学機能部１５６へのスリットの形成とは同時になされる。このため、第１の光学機能部１５２へのスリットの形成と、第２の光学機能部１５４へのスリットの形成と、第３の光学機能部１５６へのスリットの形成とを、別々のタイミングで行う場合と比較して、第１の光学機能部１５２の焦点と、第２の光学機能部１５４の焦点と、第３の光学機能部１５６焦点とのズレが生じにくく、これらの焦点が同一の光軸上に並んだ状態となりやすい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上述べたように、本発明は、光学測定装置、及び光学測定方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０・・・光学測定装置
２０・・・演算装置
１００・・・第１の測定部
１０４・・・光源
１０６・・・光学系
１１０・・・撮影装置
１５０・・・回折格子
１５２・・・第１の光学機能部
１５４・・・第２の光学機能部
１５６・・・第３の光学機能部
２００・・・第２の測定部
２０４・・・光源
２０６・・・光学系
２１０・・・撮影装置
２５０・・・回折格子
２５２・・・第１の光学機能部
２５４・・・第２の光学機能部
２５６・・・際３の光学機能部
５００・・・レンズ
５１２・・・近軸部
５１４・・・周辺部
５２２・・・近軸部
５２４・・・周辺部
【図１】
2012225705.tif 000003
【図２】
2012225705.tif 000004
【図３】
2012225705.tif 000005
【図４】
2012225705.tif 000006
【図５】
2012225705.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012225705.tif 000009
【図８】
2012225705.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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