(57)【要約】【課題】レンズ面間隔測定装置において、装置外に配置された被検レンズに対して測定光学系の光軸を容易に位置決めして、被検レンズのレンズ面間隔を測定することができるようにする。【解決手段】光源１と、光束分割部および光束合成部を兼ねるファイバカプラ２と、参照光束Ｌｒの光路長を変化させる光路長変更部１６と、測定光束Ｌｍを集光して被検レンズ１０に照射する測定光学部３０と、合成光束Ｌｃの光強度を検出する光検出部１７と、シフトステージ３２とゴニオステージ３３とを有する支持部３１と、操作入力部１４と、測定光学部３０を移動させる移動制御部と、測定光学部３０と被検レンズ表面１０ａとの離間距離を測定する離間距離測定部と、離間距離から傾動中心Ｑと被検レンズ表面１０ａの曲率中心と中心間距離を算出し、測定光学部３０を回転移動する駆動量を算出する駆動量算出部と、を備える。【選択図】図１
2013253915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源からの光束を測定光束と参照光束とにする光束分割部と、
前記参照光束の光路長を変化させる光路長変更部と、
前記測定光束を集光して被検レンズに照射し、該被検レンズからの反射光束を集光する測定光学部と、
前記被検レンズからの反射光束と、前記参照光束とを重ね合わせて合成光束を形成する光束合成部と、
前記合成光束を集光して該合成光束の光強度を検出する光検出部と、
前記測定光学部を平行移動する平行移動機構と、前記測定光学部を傾動する傾動機構とを有することにより、前記測定光学部の位置および姿勢を調整可能に支持する支持部と、
前記測定光学部を移動するための操作入力が可能な操作入力部と、
前記操作入力に基づいて前記平行移動機構および前記傾動機構を駆動して前記測定光学部の移動制御を行う移動制御部と、
前記測定光学部と前記被検レンズのレンズ面との間の、前記測定光学部の光軸上の離間距離を測定する離間距離測定部と、
前記離間距離に基づいて前記測定光学部の傾動中心と前記レンズ面の曲率中心との間の中心間距離を算出し、前記測定光学部を前記レンズ面の曲率中心を中心として回転移動するための前記平行移動機構および前記傾動機構の駆動量を算出する駆動量算出部と、
を備えることを特徴とするレンズ面間隔測定装置。
【請求項２】
前記操作入力部に、前記測定光学部を前記レンズ面の曲率中心を中心として回転移動するための回転角または前記レンズ面上の最短移動長さが入力された場合に、前記駆動量算出部によって、前記回転角または前記最短移動長さに対応する前記平行移動機構および前記傾動機構の駆動量を算出させ、該駆動量を表示する操作入力補助部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ面間隔測定装置。
【請求項３】
前記離間距離測定部は、
前記測定光学部において前記測定光束の光路上の一定位置に配置された参照用光学素子と、
前記光路長変更部で前記参照光束の光路長を変化させたときに、前記参照用光学素子の光学面および前記被検レンズの前記レンズ面での干渉による光強度変化を検出することにより、前記離間距離を算出する
ことを特徴と請求項１または２に記載のレンズ面間隔測定装置。
【請求項４】
前記光束分割部および前記光束合成部は、
前記光源、前記光路長変更部、および前記測定光学部と接続されたファイバカプラからなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ面間隔測定装置。
【請求項５】
前記移動制御部は、
前記操作入力部に、前記測定光学部を前記レンズ面の曲率中心を中心として回転移動するための回転角または前記レンズ面上の回転移動距離が入力された場合に、前記駆動量算出部によって、前記回転角または前記回転移動距離に対応する前記平行移動機構および前記傾動機構の駆動量を算出させ、
該駆動量に基づいて前記平行移動機構および前記傾動機構を駆動する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ面間隔測定装置。
【請求項６】
前記離間距離測定部は、
前記測定光学部に設けられた非接触測長機からなる
ことを特徴と請求項１または２に記載のレンズ面間隔測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの面間隔を非接触で測定するレンズ面間隔測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズの面間隔測定、あるいは中肉測定を、干渉を利用して非接触で測定するレンズ面間隔測定装置が提案されている。
このようなレンズ面間隔測定装置では、低コヒーレンス光源からの光束を２つに分割し、一方の光束を、測定光学系を通してレンズ面に照射し、他方の光束の光路長を変更できるようにしておき、レンズ面で反射して、測定光学系によって集光された反射光束と、他方の光束とを合成し、この合成した光束の光強度を検出する。低コヒーレンス光源からの光束は、コヒーレンス長が短いため、測定光学系のレンズ面で反射された光束の光路長と、参照光束の光路長とが略一致する狭い領域で、干渉が起こり、干渉光強度のピーク値を検出することで、その時の参照光束の光路長から、レンズ面の位置を特定することができる。このため、被検レンズの面間隔を測定することができる。
このような測定では、測定光学系の光軸が被検レンズの光軸とずれていると、面間隔の測定誤差になるため、面間隔の測定に先立って、測定光学系の光軸と被検レンズの光軸とを一致させる調整を行う必要がある。
例えば、特許文献１には、ステージ上に被検光学系を配置し、各面の偏心量を測定し、被検光学系の光軸を算出後、自動ステージにより測定基準軸に対する被検光学系の姿勢を調整する方法が提案されている。
特許文献１では、低コヒーレンス光源を用いたトワイマン・グリーン干渉計を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４７７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術のレンズ面間隔測定装置では、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、調整ステージにて被検レンズの光軸のシフトおよびチルト調整を実施し、測定光軸との心出しを行っている。このため、レンズ面間隔測定を行う際に被検レンズを調整ステージ上に配置する必要がある。
したがって、例えば、レンズ研磨工程においてレンズの中肉測定を行う場合、研磨機から被検レンズを外し、調整ステージに配置してレンズ面間隔測定を行う必要がある。研磨量が不足していた場合、研磨機に再度取り付けて再加工を行わなければならず、その際に、取り付け誤差が生じると正確な修正が行えないおそれがある。
このため、被検レンズが、例えば、研磨機などの装置に固定された状態でも、レンズ面間隔やレンズ中肉を正確に測定できるレンズ面間隔測定装置が強く望まれている。
このような測定では、被検レンズの位置を正確に調整することができないため、レンズ面間隔測定装置の測定光軸を移動させて、被検レンズの光軸と同軸となる位置に配置する必要があるが、従来技術のレンズ面間隔測定装置では、そのような調整は困難である。
また、レンズ面間隔測定装置全体を可動支持して、その位置、姿勢を調整することも考えられるが、形状が複雑であるため、被検レンズを移動する場合に比べて移動操作が難しく、位置調整の作業性が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、装置外に配置された被検レンズに対して測定光学系の光軸を容易に位置決めして、被検レンズのレンズ面間隔を測定することができるレンズ面間隔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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、光源と、該光源からの光束を測定光束と参照光束とにする光束分割部と、前記参照光束の光路長を変化させる光路長変更部と、前記測定光束を集光して被検レンズに照射し、該被検レンズからの反射光束を集光する測定光学部と、前記被検レンズからの反射光束と、前記参照光束とを重ね合わせて合成光束を形成する光束合成部と、前記合成光束を集光して該合成光束の光強度を検出する光検出部と、前記測定光学部を平行移動する平行移動機構と、前記測定光学部を傾動する傾動機構とを有することにより、前記測定光学部の位置および姿勢を調整可能に支持する支持部と、前記測定光学部を移動するための操作入力が可能な操作入力部と、前記操作入力に基づいて前記平行移動機構および前記傾動機構を駆動して前記測定光学部の移動制御を行う移動制御部と、前記測定光学部と前記被検レンズのレンズ面との間の、前記測定光学部の光軸上の離間距離を測定する離間距離測定部と、前記離間距離に基づいて前記測定光学部の傾動中心と前記レンズ面の曲率中心との間の中心間距離を算出し、前記測定光学部を前記レンズ面の曲率中心を中心として回転移動するための前記平行移動機構および前記傾動機構の駆動量を算出する駆動量算出部と、を備える構成とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のレンズ面間隔測定装置において、前記操作入力部に、前記測定光学部を前記レンズ面の曲率中心を中心として回転移動するための回転角または前記レンズ面上の回転移動距離が入力された場合に、前記駆動量算出部によって、前記回転角または前記回転移動距離に対応する前記平行移動機構および前記傾動機構の駆動量を算出し、該駆動量を表示する操作入力補助部を備える構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のレンズ面間隔測定装置において、前記離間距離測定部は、前記測定光学部において前記測定光束の光路上の一定位置に配置された参照用光学素子と、前記光路長変更部で前記参照光束の光路長を変化させたときに、前記参照用光学素子の光学面および前記被検レンズの前記レンズ面での干渉による光強度変化を検出することにより、前記離間距離を算出する構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ面間隔測定装置において、前記光束分割部および前記光束合成部は、前記光源、前記光路長変更部、および前記測定光学部と接続されたファイバカプラからなる構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ面間隔測定装置において、前記移動制御部は、前記操作入力部に、前記測定光学部を前記レンズ面の曲率中心を中心として回転移動するための回転角または前記レンズ面上の回転移動距離が入力された場合に、前記駆動量算出部によって、前記回転角または前記回転移動距離に対応する前記平行移動機構および前記傾動機構の駆動量を算出させ、該駆動量に基づいて前記平行移動機構および前記傾動機構を駆動する構成とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１または２に記載のレンズ面間隔測定装置において、前記離間距離測定部は、前記測定光学部に設けられた非接触測長機からなる構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレンズ面間隔測定装置によれば、測定光束を集光して被検レンズに照射し、被検レンズからの反射光束を集光する測定光学部を支持部上に移動可能に支持し、離間距離測定部および駆動量算出部を備えることにより測定光学部を被検レンズのレンズ面の曲率中心を中心として容易に回転移動させることができるため、装置外に配置された被検レンズに対して測定光学系の光軸を容易に位置決めして、被検レンズのレンズ面間隔を測定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置のシステム構成を示す模式的なシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置の主要部の構成を示す模式的な構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置に用いる制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置の光軸合わせ動作を説明する動作説明図である。
【図５】焦点位置調整状態であって垂直入射調整状態でない場合の光強度の変化を示す模式的なグラフ、そのＡ部の部分拡大図、および垂直入射調整状態になっている場合の光強度の変化を示す模式的なグラフである。
【図６】図４に続く動作説明図である。
【図７】測定光軸とレンズ光軸が同軸になっている場合の光強度の変化を示す模式的なグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態のレンズ面間隔測定装置の主要部の構成を示す模式的な構成図である。
【図９】本発明の第２の実施形態のレンズ面間隔測定装置に用いる制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１５】
［第１の実施形態］
第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置のシステム構成を示す模式的なシステム構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置の主要部の構成を示す模式的な構成図である。図３は、本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置に用いる制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のレンズ面間隔測定装置５０は、装置の外部に配置された被検レンズ１０のレンズ面である被検レンズ表面１０ａ、被検レンズ裏面１０ｂの間の面間隔の測定、すなわちレンズ中肉測定を行うものである。
被検レンズ１０の配置形態は、面間隔測定の間、一定の位置、姿勢が保持され、被検レンズ表面１０ａ、被検レンズ裏面１０ｂに後述する測定光束Ｌｍを照射して、その反射光束Ｌｍ’を取得できれば、特に限定されない。
図１には、一例として、被検レンズ１０が、研磨皿１９上に貼り付けられた状態の場合の例を示している。この他の例としては、特に図示しないが、例えば、研磨後、また、成形後の被検レンズ１０が、搬送パレットや洗浄治具に保持されているような配置形態なども挙げることができる。
被検レンズ１０の種類は、特に限定されず、適宜の凸レンズ、凹レンズを採用することができる。ただし、図１の被検レンズ１０は模式的に表している。
測定の具体的な説明では、被検レンズ表面１０ａ、被検レンズ裏面１０ｂの面形状を想定した方が分かりやすいため、以下では、一例として、図２に示すように、被検レンズ１０の被検レンズ表面１０ａ、被検レンズ裏面１０ｂがそれぞれ凸球面の両凸レンズであるとして説明する。
【００１７】
レンズ面間隔測定装置５０の概略構成は、光源１、ファイバカプラ２（光束分割部、光束合成部）、光路長変更部１６、測定光学部３０、支持部３１、光検出部１７、および制御ユニット１３を備える。
【００１８】
光源１は、低コヒーレンス光源であるＳＬＤ（Super Luminescent Diode、スーパールミネッセントダイオード）を採用している。
ファイバカプラ２は、４つのポートを有し、各ポートから延ばされた光ファイバの先端部に入出射口としてファイバカプラ端面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成されている。
このためファイバカプラ２は、ファイバカプラ端面２ａから入射した光を分割して、ファイバカプラ端面２ｃ、２ｂに出射するとともに、ファイバカプラ端面２ｃ、２ｂから入射した光を合成して、ファイバカプラ端面２ｄから出射させることができる。
【００１９】
光源１は、その出射光束がファイバカプラ端面２ａに入射されるように、ファイバカプラ端面２ａの近傍に配置されている。
このため、ファイバカプラ２に入射した光源１からの光束は、ファイバカプラ端面２ｂから出射される参照光束Ｌｒと、ファイバカプラ端面２ｃから出射される測定光束Ｌｍとに分割される。したがって、ファイバカプラ２は、光束分割部を構成している。
【００２０】
光路長変更部１６は、ファイバカプラ端面２ｂから出射された参照光束Ｌｒを折り返し位置を変えてファイバカプラ端面２ｂに再入射させることにより、参照光束Ｌｒの光路長を変化させる装置部分である。
光路長変更部１６の概略構成は、図示略の筐体内に、コリメートレンズ３、参照ミラー５、直動ステージ４、およびリニアスケール６を備える。
【００２１】
コリメートレンズ３は、ファイバカプラ端面２ｂから出射された参照光束Ｌｒを平行光束にする光学素子である。
参照ミラー５は、参照光束Ｌｒを反射してファイバカプラ端面２ｂに戻すために平面ミラーであり、参照光束Ｌｒの光軸が垂直入射する姿勢で直動ステージ４に支持され、直動ステージ４によって、参照光束Ｌｒの光軸に沿って移動可能に設けられている。
直動ステージ４は、例えば、送りねじ機構やリニアモータ等の直動機構を備え、参照ミラー５を参照光束Ｌｒの光軸に沿う方向に移動可能に支持するものである。
リニアスケール６は、直動ステージ４によって移動される参照ミラー５の移動位置の情報を取得し、この移動位置の情報を制御ユニット１３に出力するものである。
直動ステージ４、リニアスケール６は、制御ユニット１３と通信可能に接続され、それぞれ制御ユニット１３からの制御信号によって動作が制御される。
【００２２】
測定光学部３０は、ファイバカプラ端面２ｃから出射された測定光束Ｌｍを集光して被検レンズ１０に照射し、被検レンズ１０からの反射光束Ｌｍ’を集光して、ファイバカプラ端面２ｃに再入射させる装置部分である。
測定光学部３０の概略構成は、光路長変更部１６の図示略の筐体とは別に設けられ支持部３１によって可動支持された筐体３０ｂ内に、測定光学系３０ａを備え、測定光束Ｌｍの出射方向の先端側に離間距離測定部３４を備える。
【００２３】
筐体３０ｂには、ファイバカプラ端面２ｃが固定されており、ファイバカプラ端面２ｃから出射された測定光束Ｌｍは、筐体３０ｂ内に導かれる。
測定光学系３０ａは、ファイバカプラ端面２ｃから出射された測定光束Ｌｍを集光して平行光束化するコリメートレンズ７と、平行光束化された測定光束Ｌｍを集光して被検レンズ１０に向けて照射する集光レンズ８とを備える。
測定光学系３０ａは、筐体３０ｂに対して位置が固定されている。このため、測定光学系３０ａの光軸である測定光軸Ｐと筐体３０ｂとの相対位置関係は固定されている。
特に、集光レンズ８は、測定光学部３０の先端側に設けられたレンズ保持部３０ｃに固定されている。
【００２４】
離間距離測定部３４は、測定光学部３０と被検レンズ１０のレンズ面との間の、測定光軸Ｐ上の離間距離を測定するものである。
離間距離測定部３４の構成は、このような離間距離が測定できれば、特に限定されない。本実施形態の離間距離測定部３４は、一例として、図２に示すように、集光レンズ８から離間した一定位置に筐体３０ｂおよび集光レンズ８との相対位置関係が固定された平行平板２０（参照用光学素子）を用いた場合の例で説明する。
平行平板２０は、集光レンズ８に面する第１面２０ａとその裏面であり被検レンズ１０側に向けられた第２面２０ｂとの間の面間隔が、測定光学部３０における他の光学素子の面間隔と異なっているガラス平板である。
平行平板２０は、レンズ保持部３０ｃの先端部に固定されており、これにより、集光レンズ８と被検レンズ１０との間において、集光レンズ８から一定距離だけ離れた位置に固定されている。
平行平板２０を用いた離間距離の測定方法については、後述する動作説明の中で説明する。
【００２５】
支持部３１は、測定光学部３０の被検レンズ１０に対する位置および姿勢を調整可能に支持するもので、本実施形態では、マグネットスタンド３１ａ、支持アーム３１ｂ、シフトステージ３２（平行移動機構）、およびゴニオステージ３３（傾動機構）を備える。
【００２６】
マグネットスタンド３１ａは、支持部３１を被検レンズ１０の近くに配された磁性体からなる固定盤４０上に着脱可能に固定するための基台部である。
固定盤４０としては、被検レンズ１０との間の位置関係が安定している適宜の部材を採用することができる。例えば、被検レンズ１０がレンズ研磨機上に固定されている場合、被検レンズ１０が固定された研磨皿１９の近傍のレンズ研磨機の堅固な筐体や、作業台などを利用することができる。
【００２７】
支持アーム３１ｂは、測定光学部３０を、面間隔を測定するための位置、姿勢で、マグネットスタンド３１ａから離して配置するための支持部材であり、長さや方向などが変えられるようになっている。
本実施形態では、測定光学部３０が軽量であるため、支持アーム３１ｂの具体例としては、図２に示すようなフレキシブルアームを採用している。ただし、支持アーム３１ｂの構成はこれには限定されず、複数のロッド、クランプ、関節などが組み合わされた構成などでもよい。
【００２８】
シフトステージ３２は、支持アーム３１ｂのマグネットスタンド３１ａと反対側の端部に固定され、互いに直交する３軸方向に平行移動可能に設けられた移動ステージであり、例えば、３つの１軸ステージを組み合わせたＸＹＺステージを採用することができる。また、測定光学部３０の配置自由度を増すために、これらの平行移動ステージに加えて、支持アーム３１ｂの中心軸線回りに回転する回転ステージを組み合わせた構成とすることも可能である。
本実施形態では、シフトステージ３２は、図１に示すように、制御ユニット１３と通信可能に接続されており、制御ユニット１３からの制御信号によって駆動される。
【００２９】
ゴニオステージ３３は、シフトステージ３２上に固定され、図２に示すように、測定光軸Ｐを含み互いに直交する２平面内で、それぞれ、傾動中心Ｑを中心とする傾動が可能な２軸の傾動ステージである。
傾動中心Ｑは、測定光軸Ｐとの相対位置関係が知られていれば、測定光軸Ｐ上になくてもよいが、後述する測定時の駆動量の換算をより容易にするためには、測定光軸Ｐ上に位置することが好ましい。
【００３０】
本実施形態では、ゴニオステージ３３が各傾動の基準位置に駆動された際に、測定光軸Ｐが、シフトステージ３２の１軸ステージの移動方向と平行、かつこの１軸ステージに直交する１軸ステージとで構成される移動平面に平行に配置されている。また、ゴニオステージ３３の傾動中心Ｑは、測定光軸Ｐ上に位置している。
【００３１】
光検出部１７は、図１に示すように、ファイバカプラ２のファイバカプラ端面２ｄから出射される合成光束Ｌｃを集光して、合成光束Ｌｃの光強度を検出するものである。
合成光束Ｌｃは、ファイバカプラ端面２ｂに再入射した参照光束Ｌｒと、測定光束Ｌｍが被検レンズ１０で反射されてファイバカプラ端面２ｃに再入射した反射光束Ｌｍ’とが合成された光束である。このため、ファイバカプラ２は、光束合成部を構成している。
【００３２】
光検出部１７の概略構成は、ファイバカプラ端面２ｄから出射された合成光束Ｌｃを集光する集光レンズ１１と、集光レンズ１１で集光された合成光束Ｌｃを受光するフォトダイオード１２とを備える。
【００３３】
制御ユニット１３の機能構成は、レンズ面間隔測定装置５０の動作制御や面間隔のための演算を行うためのもので、図３に示すように、測定制御部１００、データ取得部１０１、移動制御部１０２、駆動量算出部１０３、面間隔算出部１０４、および離間距離算出部１０５を備える。
【００３４】
測定制御部１００は、レンズ面間隔測定装置５０の全体制御を行うためのもので、制御ユニット１３内のデータ取得部１０１、移動制御部１０２、駆動量算出部１０３、面間隔算出部１０４、および離間距離算出部１０５と通信可能に接続され、それぞれに制御信号を送出したり、それぞれから演算結果を取得したりすることができる。
また、測定制御部１００は、レンズ面間隔測定装置５０の動作を制御するために操作者が操作入力を行うための操作入力部１４と、制御ユニット１３が行う制御や演算結果に関する情報を文字や画像等によって表示する表示部１５と、光路長変更部１６とが電気的に接続されている。
【００３５】
操作入力部１４は、例えば、キーボード、マウス、操作ボタン等の操作入力手段を備えている。また、操作入力部１４の操作入力は、表示部１５の表示画面１５ａ（図１参照）をタッチパネル等で構成し、表示画面１５ａ上に適宜のＧＵＩを表示し、このＧＵＩをタッチペンや操作者の指等で操作する構成としてもよい。
操作者が行う操作入力の例としては、レンズ面間隔測定装置５０の起動、停止や、シフトステージ３２、ゴニオステージ３３を駆動して、測定光学部３０を被検レンズ１０に対して移動させるための移動位置の操作入力を挙げることができる。
各操作入力は、必要に応じて、制御信号や数値情報に換算されて、測定制御部１００に送出される。
【００３６】
データ取得部１０１は、図３に示すように、フォトダイオード１２に電気的に接続され、フォトダイオード１２の出力を取得し、この出力をＡ／Ｄ変換して測定制御部１００に送出するものである。
【００３７】
移動制御部１０２は、シフトステージ３２、ゴニオステージ３３と通信可能に接続され、測定制御部１００から送出される制御信号および駆動量の情報に基づいて、シフトステージ３２、ゴニオステージ３３を駆動するものである。
【００３８】
駆動量算出部１０３は、操作入力部１４からの操作入力に基づいて測定制御部１００から送出される測定光学部３０の移動位置の情報から、シフトステージ３２、ゴニオステージ３３の駆動量を算出するものである。
【００３９】
特に、駆動量算出部１０３は、測定光学部３０と被検レンズ１０の被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）との間の測定光軸Ｐ上の離間距離に基づいて、測定光学部３０の傾動中心Ｑと被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）の曲率中心Ｏａ（Ｏｂ）との間の中心間距離を算出し、曲率中心Ｏａ（Ｏｂ）を中心として測定光学部３０を回転移動するためのシフトステージ３２およびゴニオステージ３３の駆動量（以下、「回転運動駆動量」と称する）を算出できるようになっている。
【００４０】
なお、測定光学部３０の回転移動量の情報は、曲率中心Ｏａ（Ｏｂ）を中心とした回転角でもよいし、被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）上での最短移動長さであってもよい。ここで、被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）上での最短移動長さとは、被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）上の２点をそれぞれの球面の大円（球心を通る平面と交差して形成される円）で結んだときの弧長である。
【００４１】
回転角と、レンズ面上での最短移動長さとは、レンズ面の曲率半径が分かっていれば一対一に対応するため、互いの換算は容易である。例えば、最短移動長さで入力すると、測定光軸Ｐの回転移動量が目標値に近づいた場合に、誤差の大きさを距離感覚で把握できるため、操作者によっては操作入力がやりやすくなる場合がある。
以下の説明は、簡単のため、操作者は回転角を入力する場合の例で説明する。
【００４２】
駆動量算出部１０３で算出された回転運動駆動量は、測定制御部１００に送出され、測定制御部１００によって、表示部１５に表示されるようになっている。
このため、操作者は、表示部１５を見て、操作入力した回転角に対する回転運動駆動量を知ることができるようになっている。
【００４３】
このため、操作入力部１４に、測定光学部３０を被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）の曲率中心Ｏａ（Ｏｂ）を中心として回転移動するための回転角または被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）の最短移動長さが入力された場合に、駆動量算出部１０３によって、回転角または最短移動長さに対応する回転運動駆動量を算出させ、この回転運動駆動量を表示する操作入力補助部１０７を構成している。
【００４４】
面間隔算出部１０４は、測定制御部１００から送出されるフォトダイオード１２の光強度の信号変化に基づいて、被検レンズ表面１０ａ、被検レンズ裏面１０ｂの間の面間隔を算出し、測定制御部１００に送出するものである。
【００４５】
離間距離算出部１０５は、測定制御部１００から送出されたフォトダイオード１２の光強度信号から、平行平板２０の第１面２０ａ、第２面２０ｂと、被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）とで生じた光強度変化を特定し、第１面２０ａまたは第２面２０ｂからの被検レンズ表面１０ａ（被検レンズ裏面１０ｂ）までの測定光軸Ｐ上の離間距離を算出するものである。
離間距離は、測定光学部３０のどの位置から測ってもよいし、レンズ面は、被検レンズ表面１０ａでも被検レンズ裏面１０ｂでもどちらの距離でもよい。以下では、一例として、第２面２０ｂから被検レンズ表面１０ａまでの距離を離間距離ｃ（図２参照）とする場合の例で説明する。
【００４６】
このように、本実施形態は、離間距離測定部３４が、平行平板２０、離間距離算出部１０５、および測定制御部１００から構成される場合の例になっている。
【００４７】
制御ユニット１３の装置構成は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、このコンピュータによって、上記に説明した各機能に対応する制御プログラムや演算プログラムが実行されるようになっている。
【００４８】
次に、レンズ面間隔測定装置５０の動作について、被検レンズ１０のレンズ光軸Ｏ０と測定光軸Ｐとの光軸合わせ動作を中心として説明する。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態のレンズ面間隔測定装置の光軸合わせ動作を説明する動作説明図である。図５（ａ）は、後述する焦点位置調整状態であって後述する垂直入射調整状態でない場合の光強度の変化を示す模式的なグラフである。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ部の部分拡大図である。図５（ｃ）は、垂直入射調整状態になっている場合の光強度の変化を示す模式的なグラフである。各グラフの横軸は参照光束の光路長、縦軸は光強度である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図４（ｃ）続く動作説明図である。
【００４９】
レンズ面間隔測定装置５０によって、被検レンズ１０の面間隔を測定するには、まず、図１に示すように、被検レンズ１０の近傍の固定盤４０に支持部３１を固定する。
次に、操作者は、操作入力部１４から操作入力して、レンズ面間隔測定装置５０を起動し、シフトステージ３２、ゴニオステージ３３の位置を、それぞれ平行移動、傾動の基準位置に合わせる初期設定を行う。
また、後述する計算に用いるため、被検レンズ表面１０ａの曲率半径Ｒａ、被検レンズ裏面１０ｂの曲率半径Ｒｂ、被検レンズ１０の硝材の屈折率ｎを入力する。これらの値は、予め設定済みの平行平板２０の取り付け位置や、ゴニオステージ３３の傾動中心Ｑの位置座標とともに、測定制御部１００によって記憶され、制御ユニット１３内でパラメータとして共有される。
【００５０】
次に、操作者は、支持アーム３１ｂを動かして、測定光学系３０ａおよび平行平板２０からなる光学系の合成焦点位置Ｆが被検レンズ表面１０ａの面頂ｐａ（被検レンズ表面１０ａとレンズ光軸Ｌ０の交点）の近傍に位置するとともに、測定光軸Ｐの被検レンズ表面１０ａに対する入射角が略０°となるように、およその位置合わせを行う。
このとき、被検レンズ表面１０ａが、合成焦点位置Ｆに対する焦点深度内に位置することを優先して調整する。
したがって、図４（ａ）に誇張して示すように、被検レンズ表面１０ａに対する測定光軸Ｐの入射角が０°にならず、測定光軸Ｐと被検レンズ表面１０ａとの交点Ｓが面頂ｐａからずれていてもよい。
なお、以下では、特に厳密に表現していることを断る場合を除いては、簡単のため、「測定光学系３０ａおよび平行平板２０からなる光学系の合成焦点位置Ｆ」のことを、単に、「測定光学系３０ａの焦点位置Ｆ」、「集光レンズ８の焦点位置Ｆ」などと称することにする。
本実施形態では、「測定光学系３０ａおよび平行平板２０からなる光学系の合成焦点位置Ｆ」は、厳密な意味の「集光レンズ８の焦点位置」を平行平板２０による浮き上がり分だけずらした位置である。
【００５１】
次に、測定光軸Ｐとレンズ光軸Ｏ０とを同軸に配置する光軸合わせを行う。
まず、動作説明に先立って、レンズ面間隔測定装置５０における光路と、フォトダイオード１２から出力される光強度の大きさについて説明する。
【００５２】
光源１から出射された光束は、ファイバカプラ端面２ａに入射し、ファイバカプラ２によって、参照光束Ｌｒと、測定光束Ｌｍとに分割される。
参照光束Ｌｒは、光ファイバを経由してファイバカプラ端面２ｂから光路長変更部１６内に出射され、コリメートレンズ３で集光されて平行光束となり、参照ミラー５に到達すると、参照ミラー５に垂直入射し、光軸に沿って折り返される。
そして、コリメートレンズ３によって集光されて、ファイバカプラ端面２ｂに再入射して、ファイバカプラ２に戻る。このとき、直動ステージ４によって、参照ミラー５の位置を変化させると、参照光束Ｌｒの光路長が参照ミラー５の移動量の２倍だけ変化する。
この光路長の変化量は、リニアスケール６によって逐次検出されて測定制御部１００に送出される。
【００５３】
測定光束Ｌｍは、光ファイバを経由してファイバカプラ端面２ｃから測定光学部３０の筐体３０ｂ内に出射され、コリメートレンズ７で集光されて平行光束となり、集光レンズ８に到達すると、集光レンズ８で集光され、図２に示すように、平行平板２０を透過して集光レンズ８の焦点位置Ｆに集光される。
なお、測定光束Ｌｍは、平行平板２０を透過する際に、それぞれ第１面２０ａ、第２面２０ｂでそれぞれ一部が反射されて、集光レンズ８側に戻る。この測定光束Ｌｍは、コリメートレンズ７、ファイバカプラ端面２ｃを経由して、ファイバカプラ２に戻り、参照光束Ｌｒと合成されて、ファイバカプラ端面２ｄから出射される。
【００５４】
被検レンズ表面１０ａ上に集光された測定光束Ｌｍは、図４（ａ）に示すように、測定光軸Ｐと被検レンズ表面１０ａの交点Ｓが集光レンズ８の焦点深度内にあるため、被検レンズ表面１０ａにおける反射光束Ｌｍ’は、光路を略逆進する。そして、反射光束Ｌｍ’のうち、集光レンズ８の開口角の範囲内に入射した光が、集光レンズ８側に戻り、コリメートレンズ７を経由して、ファイバカプラ端面２ｃ上にスポットを形成する。このため、反射光束Ｌｍ’の一部が、ファイバカプラ２に戻って、参照光束Ｌｒと合成されて、ファイバカプラ端面２ｄから出射される。
このとき、ファイバカプラ端面２ｄから出射される反射光束Ｌｍ’の光量は、測定光軸Ｐが被検レンズ表面１０ａの法線方向に一致するとともに、集光レンズ８の焦点位置Ｆが被検レンズ表面１０ａに一致したときに最大となる。
【００５５】
このように、ファイバカプラ端面２ｄからは、参照光束Ｌｒと、平行平板２０の第１面２０ａ、第２面２０ｂにおける反射光束の一部と、および反射光束Ｌｍ’の一部とが、重ね合わされた合成光束Ｌｃが出射される。この合成光束Ｌｃは、集光レンズ１１によって集光されて、フォトダイオード１２に入射する。
フォトダイオード１２は、合成光束Ｌｃの光強度を検出し、制御ユニット１３の測定制御部１００に送出する。
【００５６】
本実施形態では、光源１が低コヒーレンス光源であるため、参照光束Ｌｒの光路長を変化させると、合成光束Ｌｃのうち参照光束Ｌｒの光路長と略一致した光束成分との間に干渉が起こり、光強度の変化となって現れる。
ここで、参照光束Ｌｒの光路長とは、参照光束Ｌｒが形成されるファイバカプラ２内の分割位置から、参照ミラー５で反射されてファイバカプラ２内に戻り、ファイバカプラ２内でファイバカプラ端面２ｂから入射した光束と合成される合成位置までの光路長を意味する。
これと対応する測定光学部３０側での光路長は、同様に測定光束Ｌｍが形成されるファイバカプラ２内の分割位置から、測定光学部３０における反射面で反射されてファイバカプラ２内に戻り、ファイバカプラ２内で参照光束Ｌｒの戻り光と合成される合成位置までの光路長を意味する。
以下では、特に断らなければ、測定光学部３０側での光路長を総称する場合には、単に、「測定光束Ｌｍの光路長」と称し、個々の光路長を区別する場合には、反射面を特定して、例えば、「被検レンズ表面１０ａを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長」などと称することにする。
【００５７】
測定制御部１００は、光路長変更部１６に制御信号を送出して、参照光束Ｌｒの光路長が、第１面２０ａを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長よりも短い光路長から、被検レンズ裏面１０ｂを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長よりも長い光路長まで、順次変化させる。
【００５８】
これにより、例えば、図４（ａ）に示すように、集光レンズ８の焦点位置Ｆが被検レンズ表面１０ａに一致している場合には、フォトダイオード１２の出力を取得すると、フォトダイオード１２の出力は、図５（ａ）に示すグラフのような変化を示す。
すなわち、参照光束Ｌｒの光路長が、平行平板２０の第１面２０ａを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長と一致する位置ｄ１と、同じく第２面２０ｂを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長と一致する位置ｄ２と、被検レンズ表面１０ａを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長と一致する位置ｄ３と、被検レンズ表面１０ｂを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長と一致する位置ｄ４とで、光強度のピークが観察される。
なお、図５（ａ）（図５（ｃ）も同様）は模式的に表しており、それぞれのピークの近傍の様子を横軸のスケールを拡大して示すと、図５（ｂ）に示す曲線のように、光強度が一定値から周期的に変化しつつ、その上下のピーク偏差の大きさが増大し、ピーク値を迎えてから減少する変化している。
周期的な繰り返しは、干渉による光強度の強弱に対応しており、このような変化の幅は、光源１のコヒーレンス長に対応している。
【００５９】
図５（ａ）において、位置ｄ１、ｄ２におけるピーク値は、測定光学系３０ａとの位置関係が固定された平行平板２０で反射された測定光束Ｌｍと参照光束Ｌｒとが干渉することによるピークであるため、測定光学部３０と被検レンズ１０との位置関係によらず一定である。
一方、位置ｄ３、ｄ４のピーク値は、それぞれ測定光学部３０と、被検レンズ表面１０ａおよび被検レンズ裏面１０ｂとの位置関係によって変化する。
【００６０】
例えば、被検レンズ表面１０ａを反射面とする測定光束Ｌｍによるピーク値は測定光軸Ｐの被検レンズ表面１０ａに対する入射角が０°の時に最大となる。入射角が０°より大きくなると、集光レンズ８の開口角の範囲に入射する反射光束Ｌｍ’が減るため、図４（ａ）の状態では、位置ｄ３でのピーク値Ｉａは、後述する最大値Ｉａ０よりも低いＩａ１になる。
また、被検レンズ裏面１０ｂを反射面とする測定光束Ｌｍは、被検レンズ裏面１０ｂでスポット径が大きくなり、被検レンズ裏面１０ｂへの入射角も大きいため、集光レンズ８に戻って合成光束Ｌｃに含まれる光量が少なくなるため、ピーク値は、Ｉｂ１（ただし、Ｉａ１＞Ｉｂ１）のように非常に低くなる。
【００６１】
また、図４（ｂ）に示すように、測定光軸Ｐが被検レンズ表面１０ａの曲率中心Ｏａを通る位置関係になり、測定光軸Ｐの被検レンズ表面１０ａに対する入射角が０°になると、図５（ｃ）に示すように、位置ｄ３のピーク値は、最大値Ｉａ０（ただし、Ｉａ０＞Ｉａ１）となる。
このとき、位置ｄ４のピーク値は、若干改善されて、Ｉｂ２（ただし、Ｉｂ１＜Ｉｂ２＜Ｉａ０）となる。
このように、位置ｄ３、ｄ４におけるピーク値を観察すると、測定光学部３０と被検レンズ表面１０ａ、被検レンズ裏面１０ｂとの位置関係を判定することができる。
【００６２】
さらに、各ピーク値が発生する参照光束Ｌｒの光路長は、測定光学部３０における各反射面の測定光軸Ｐ上の位置を表している。
したがって、ｄ２−ｄ１は、平行平板２０の板厚に対応する光路長であり、ｄ３−ｄ２は、第２面２０ｂと被検レンズ表面１０ａとの測定光軸Ｐ上の距離であり、本実施形態の離間距離ｃ（図２参照）である。
また、ｄ４−ｄ３は、測定光軸Ｐ上における被検レンズ表面１０ａと被検レンズ裏面１０ｂとの距離に対応する光路長であり、測定光軸Ｐが被検レンズ１０と交差する位置によって変化する。
測定光軸Ｐがレンズ光軸Ｏ０と整列した状態では、ｄ４−ｄ３は、被検レンズ表面１０ａと被検レンズ裏面１０ｂの面間隔に対応する光路長である。ｄ４−ｄ３を既知の被検レンズ１０の硝材の屈折率ｎで割ると、被検レンズ表面１０ａと被検レンズ裏面１０ｂとの面間隔を算出することができる。
【００６３】
ここで、光軸合わせの動作の説明に戻る。
まず、概略配置した測定光学部３０を測定光軸Ｐに沿う方向に移動して、集光レンズ８の焦点位置Ｆを被検レンズ表面１０ａ上に一致させるための調整を行う。
この移動は、操作者が測定光軸Ｐに沿う方向の平行移動の向きも含めた移動量を決めて、操作入力部１４からの操作入力することにより行う。
測定制御部１００は、操作入力部１４からの操作入力に基づいて、シフトステージ３２を駆動するため、移動量を駆動量算出部１０３に送出する。
なお、測定制御部１００は、光路長変更部１６によって、直動ステージ４を駆動し、参照光束Ｌｒと測定光束Ｌｍとによって干渉が起こらない位置に参照ミラー５を移動しておく。これにより、フォトダイオード１２からの出力は、反射光束Ｌｍ’の光量によって変化することになる。
【００６４】
駆動量算出部１０３では、送出された移動量を、シフトステージ３２の各ステージの駆動量に変換して、測定制御部１００に送出する。
測定制御部１００は、データ取得部１０１を通して、フォトダイオード１２から取得した光強度を逐次、表示部１５に表示する。
一方で、測定制御部１００は、操作入力部１４から移動量が入力されたら、駆動量算出部１０３から送出された駆動量を移動制御部１０２に送出し、シフトステージ３２を駆動させる。
【００６５】
操作者は、表示部１５に表示された光強度を確認して、操作入力部１４から操作入力を行って、測定光学部３０を測定光軸Ｐに沿って適宜移動させ、移動位置ごとに表示部１５に表示された光強度を比較して光強度が最大となる位置を探す。これにより、図４（ａ）に示すように、測定光軸Ｐと被検レンズ表面１０ａとの交点Ｓが集光レンズ８の焦点位置Ｆに一致する状態（以下、「焦点位置調整状態」と称する。）にすることができる。
ただし、この焦点位置調整状態では、測定光軸Ｐは、被検レンズ表面１０ａに垂直入射しているとは限らない。
【００６６】
次に、測定光軸Ｐの入射角の調整を行う。この調整も、シフトステージ３２による平行移動のみで行う。
操作者は、操作入力部１４から操作入力を行って、測定光学部３０を測定光軸Ｐに直交する方向に移動させ、各移動位置において、上記と同様にして、焦点位置調整状態を形成する。
操作者は、この焦点位置調整状態で表示部１５に表示された光強度を、移動前の賞嘆位置調整状態の強度と比べ、光強度がより大きくなる位置を探し、これを測定光軸Ｐに直交する２軸方向で繰り返すことにより、光強度が最大となる被検レンズ表面１０ａ上の位置を探す。
これにより、図４（ｂ）に示すように、測定光軸Ｐが被検レンズ表面１０ａに垂直入射する（入射角０°）位置に、測定光学部３０が位置合わせされる。
このように、集光レンズ８の焦点位置Ｆが被検レンズ表面１０ａに一致し、測定光軸Ｐが被検レンズ表面１０ａに垂直入射する状態を、以下では、「垂直入射調整状態」と称する。
垂直入射調整状態では、ゴニオステージ３３の傾動中心Ｑと、被検レンズ１０の曲率中心Ｏａとは、いずれも測定光軸Ｐ上に位置している。
【００６７】
次に、測定光軸Ｐの傾動を行って、測定光軸Ｐをレンズ光軸Ｏ０に整列させる調整動作を行う。
図４（ｂ）に示す垂直入射調整状態から、測定光軸Ｐをレンズ光軸Ｏ０に整列させるためには、測定光軸Ｐを傾動して、レンズ光軸Ｏ０の傾斜角に合わせる必要がある。本実施形態では、測定光軸Ｐの傾動はゴニオステージ３３の傾動中心Ｑを中心に行われるため、傾動のみでは、図４（ｃ）に示すように、垂直入射調整状態と焦点位置調整状態とが同時に崩れてしまう。
本実施形態では、以下に説明するように、操作者が回転角θを設定すると、測定光学部３０をゴニオステージ３３で角度θだけ傾動させたときに、測定光学部３０を垂直入射調整状態に配置するための測定光学部３０の平行移動量を、制御ユニット１３が算出するようにしている。
【００６８】
操作者が、垂直入射調整状態において操作入力部１４から回転角θを入力すると、測定制御部１００は、光路長変更部１６を駆動して、第１面２０ａを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長よりも短い光路長から、被検レンズ裏面１０ｂを反射面とする測定光束Ｌｍの光路長よりも長い光路長まで、参照光束Ｌｒの光路長を変化させる。
そして、測定制御部１００は、この光路長変化に伴うフォトダイオード１２の出力をデータ取得部１０１から取得し、その測定データを離間距離算出部１０５に送出する。このとき、データ取得部１０１から取得された測定データは、図５（ｃ）に示すグラフのようになっている。
離間距離算出部１０５では、測定データから、ピーク値とその発生位置を算出し、位置ｄ１、ｄ２から離間距離ｃを算出し、位置ｄ３、ｄ４におけるピーク値Ｉａ、Ｉｂを算出して、測定制御部１００に送出する。
【００６９】
測定制御部１００は、ピーク値Ｉａ、Ｉｂを表示部１５の表示画面１５ａにグラフとして表示させるとともに、離間距離ｃと回転角θとを、駆動量算出部１０３に送出する。
駆動量算出部１０３では、垂直入射調整状態の測定光学部３０を、曲率中心Ｏａを中心としてθだけ回転移動するためのシフトステージ３２とゴニオステージ３３の駆動量を算出して、測定制御部１００に送出する。
例えば、図４（ｂ）の垂直入射調整状態から、図６（ｂ）示す垂直入射調整状態に移行するには、図４（ｃ）に示すようなゴニオステージ３３による角度θの傾動と、この状態から図６（ａ）に示すようなシフトステージ３２によるδの平行移動とを行えばよい。
垂直入射調整状態では、図４（ｂ）に示すように、傾動中心Ｑから曲率中心Ｏａまでの中心間距離ｒＱは、傾動中心Ｑから焦点位置Ｆまでの距離Ｔと、被検レンズ表面１０ａの曲率半径Ｒａとの和になる。
また、距離Ｔは、図２から分かるように、垂直入射調整状態で測定された離間距離ｃと、第２面２０ｂと傾動中心Ｑとの間の距離ｂとの和になるため、中心間距離ｒＱは、次式（１）で表される。
【００７０】
ｒＱ＝Ｒａ＋ｃ＋ｂ                                              ・・・（１）
【００７１】
ここで、離間距離ｃは、測定制御部１００から送出された測定値であり、曲率半径Ｒａと距離ｂは既知の共有パラメータである。
まず、ゴニオステージ３３によって、角度θの傾動を行うと、垂直入射調整状態の測定光軸Ｐ０（図４（ｂ）参照）は、図４（ｃ）に示すように、測定光軸Ｐ’の位置に移動する。垂直入射調整状態の曲率中心Ｏａに対応する測定光軸Ｐ’上の点Ｏａ’の回転位置の座標は、角度θと中心間距離ｒＱとから算出される。
この状態から、図６（ｂ）の状態に移動するには、図６（ａ）に示すように、測定光軸Ｐ’の傾斜角を一定として（ゴニオステージ３３の位置を固定して）、点Ｏａ’が曲率中心Ｏａに一致するように距離δだけ平行移動すればよい。このとき測定光軸Ｐ’が測定光軸Ｐ’’の位置に移動する。この平行移動により、図４（ｃ）の傾動中心Ｑは、図６（ａ）における点Ｑ’’の位置に距離δだけ平行移動する。
【００７２】
したがって、駆動量算出部１０３は、点Ｏａ’の座標値と、曲率中心Ｏａの座標値から、平行移動ベクトルを求めて、このベクトルをシフトステージ３２の各軸の移動量に換算した駆動量を算出し、測定制御部１００に送出する。
測定制御部１００は、この駆動量を表示部１５に表示する。
操作者は、表示部１５に表示された駆動量を、操作入力部１４から入力して、ゴニオステージ３３、シフトステージ３２を駆動する。これにより、図６（ｂ）に示す垂直入射調整状態が実現される。
なお、上記の説明では、傾動を行ってから平行移動を行うように説明したが、これは移動量の算出原理を説明するためのものである。駆動量が算出されれば、実際のシフトステージ３２、ゴニオステージ３３の駆動順序は逆にしてもよいし、それぞれ並行して駆動してもよい。
【００７３】
このようにして、操作者は回転角θを操作入力するだけで、垂直入射調整状態を保ったままで、測定光軸Ｐのレンズ光軸Ｏ０に対する角度を変更することができる。
このような移動を繰り返すと、移動位置ごとに、光強度のピーク値Ｉａ、Ｉｂが、表示部１５に表示されていく。
ここで、各垂直入射調整状態では、測定光束Ｌｍが被検レンズ表面１０ａに垂直入射しているため、ピーク値Ｉａは反射面での反射バラツキ等による測定誤差を除けば一定である。これに対して、被検レンズ裏面１０ｂに対する測定光軸Ｐの入射角は変化していくため、ピーク値Ｉｂは変化する。
そこで、操作者は、ピーク値Ｉｂが最大となるまで、上記のような測定光軸Ｐの回転移動を、測定光軸Ｐに直交する２軸方向で繰り返す。
こうして、ピーク値Ｉｂが最大となったとき、測定光軸Ｐは、図６（ｃ）に示すように、曲率中心Ｏａ、Ｏｂを通るレンズ光軸Ｏ０と整列されていることになる。
以上で、測定光軸Ｐをレンズ光軸Ｏ０に整列させる調整動作が終了する。
【００７４】
操作者は、調整動作が終了したことを通知する操作入力を行う。これにより、測定制御部１００は、面間隔の測定を開始する。
すなわち、データ取得部１０１を通して、最終調整位置における光強度の測定データを取得し、面間隔算出部１０４に送出する。
このときの測定データは、例えば、図７に示すように、ピーク値Ｉａ、Ｉｂがそれぞれの最大値Ｉａ０、Ｉｂ０であり、位置ｄ３、ｄ４の差が、被検レンズ表面１０ａと被検レンズ裏面１０ｂとの間の面間隔ｄに対応する光路長ｎ・ｄに一致している。ここで、ｎは被検レンズ１０の硝材の屈折率であり、予め測定制御部１００に記憶された共有パラメータである。
このため、面間隔算出部１０４は、測定データのピーク位置を解析して、位置ｄ３、ｄ４の差を屈折率ｎで割って面間隔ｄを算出し、測定制御部１００に送出する。
測定制御部１００は、測定された面間隔ｄを表示する。
以上で、面間隔の測定が終了する。
【００７５】
このように、本実施形態のレンズ面間隔測定装置５０によれば、測定光束Ｌｍを集光して被検レンズ１０に照射し、被検レンズ１０からの反射光束Ｌｍ’を集光する測定光学部３０を支持部３１上に移動可能に支持し、離間距離測定部３４および駆動量算出部１０３を備えることにより、測定光学部３０を被検レンズ１０の被検レンズ表面１０ａの曲率中心Ｏａを中心として容易に回転移動させることができる。このため、被検レンズ１０に対して、垂直入射調整状態の位置関係に測定光学部３０を調整すると、この垂直入射調整状態を保って、曲率中心Ｏａを中心として容易に回転させることができる。
これにより、測定光軸Ｐとレンズ光軸Ｏ０とが整列する状態を迅速に探すことができるため、装置外に配置された被検レンズ１０に対して、測定光軸Ｐを容易に位置決めして、被検レンズ１０のレンズ面間隔を測定することができる。
したがって、例えば、研磨工程で研磨皿１９に貼り付けられた状態の被検レンズ１０であっても、研磨皿１９から取り外すことなく、レンズ面間隔を測定することができる。このため、研磨の仕上がり状態を正確に測定することができる。また、研磨量が足りない場合には、ただちに、加工中止状態と同じ状態から再加工を続行することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、離間距離測定部３４が、平行平板２０、離間距離算出部１０５、および測定制御部１００から構成され、面間隔の測定と同様に、低コヒーレンス干渉を用いて、離間距離を算出することができる。このため、離間距離測定部３４の一部が面間隔の測定手段と兼用されるため、簡素な構成となり、測定光学部３０を小型化することが可能である。
【００７７】
［第１変形例］
次に、上記第１の実施形態の第１変形例について説明する。
本変形例のレンズ面間隔測定装置５０Ａは、図１、３に示すように、上記第１の実施形態の制御ユニット１３に代えて、制御ユニット１３Ａを備える。
制御ユニット１３Ａは、上記第１の実施形態の制御ユニット１３の測定制御部１００に代えて、測定制御部１００Ａを備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７８】
測定制御部１００Ａでは、垂直入射調整状態を形成してから、測定光軸Ｐの回転移動を行う際、駆動量算出部１０３から送出された駆動量に基づいて、シフトステージ３２、ゴニオステージ３３を駆動する制御を行い、図６（ｂ）に示す垂直入射調整状態に自動的に移行する点が、上記第１の実施形態と異なる。
このため、本変形例では、上記第１の実施形態の操作入力補助部１０７は構成されていない。
【００７９】
本変形例によれば、操作者が駆動量を再入力する必要がないため、操作者の作業性が向上し、より迅速に光軸合わせの調整を行うことができる。
【００８０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態のレンズ面間隔測定装置の主要部の構成を示す模式的な構成図である。図９は、本発明の第２の実施形態のレンズ面間隔測定装置に用いる制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
【００８１】
本実施形態のレンズ面間隔測定装置５０Ｂは、上記第１の実施形態の離間距離測定部３４を異なる構成で実現したものであり、図１、８に示すように、上記第１の実施形態の離間距離算出部１０５を削除し、平行平板２０、測定制御部１００に代えて、レーザ測長機２１（非接触測長機）、可動保持部２２、測定制御部１００Ｂを備える。ここで、レーザ測長機２１と可動保持部２２とは、本実施形態の離間距離測定部３４を構成している。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８２】
レーザ測長機２１は、測定光学部３０と、被検レンズ表面１０ａとの間の距離を測定するもので、筐体３０ｂに固定された可動保持部２２によって、集光レンズ８と被検レンズ１０との間の光路上に進退可能に保持されている。
可動保持部２２は、レーザ測長機２１を回転移動またはスライド移動させる適宜の移動機構を採用することができる。
レーザ測長機２１は、可動保持部２２によって、集光レンズ８と被検レンズ１０との間の光路上に進出された際（図８における二点鎖線参照）には、測長を行うための測定基準軸が、測定光軸Ｐに整列する位置に進出される。
本実施形態では、図８に示すように、レーザ測長機２１の進出位置において、測長基準位置２１ａが、上記第１の実施形態と同様に、傾動中心Ｑから測定光軸Ｐに沿って距離ｂの位置に配置されるようになっている。
レーザ測長機２１、可動保持部２２からなる本実施形態の離間距離測定部３４は、図９に示すように、制御ユニット１３Ｂの測定制御部１００Ｂと通信可能に接続されている。
【００８３】
測定制御部１００Ｂは、測定光軸Ｐの傾動を行って、測定光軸Ｐをレンズ光軸Ｏ０に整列させる調整動作を行う際に、レーザ測長機２１と可動保持部２２とを用いて、離間距離ｃを取得する点のみが上記第１の実施形態と異なる。
すなわち、測定制御部１００Ｂは、可動保持部２２を駆動して、レーザ測長機２１を測定光軸Ｐ上に進出させ、レーザ測長機２１から測定用のレーザ光を被検レンズ表面１０ａに向けて照射し、レーザ測長機２１の測長基準位置２１ａと被検レンズ表面１０ａとの間の離間距離ｃを測定させる。
離間距離ｃの測定が終了すると、測定制御部１００Ｂは、可動保持部２２を駆動して、レーザ測長機２１を測定光軸Ｐに沿う光路から退避させ、測定光束Ｌｍが被検レンズ１０に照射可能な状態にする。
そして、レーザ測長機２１から取得した離間距離ｃを用いて、上記第１の実施形態と同様な動作制御を行う。
【００８４】
本実施形態は、離間距離測定部３４が、レーザ測長機２１と可動保持部２２とからなる点が異なるのみで、上記第１の実施形態と同様にして、被検レンズ１０のレンズ面間隔を測定することができる。
本実施形態によれば、測定光束Ｌｍの光路中に平行平板２０を配置しなくてもよいため、測定光束Ｌｍの光量損失が低減される。これにより、上記第１の実施形態に比べて、低出力の光源１を採用することができる。
【００８５】
なお、上記の各実施形態および第１変形例の説明では、傾動中心Ｑが、測定光軸Ｐ上に設定された場合の例で説明したが、これは一例であって、傾動中心Ｑの位置は、測定光軸Ｐと異なる位置にあってもよい。
【００８６】
また、上記の各実施形態および第１変形例の説明では、支持部が、マグネットスタンドを用いた場合の例で説明したが、これは一例であって、被検レンズ１０の近傍に測定光学部を安定して支持することができれば、支持部の構成は特に限定されない。
【００８７】
また、上記の第２の実施形態の説明では、離間距離測定部として、レーザ測長機２１を備える場合の例で説明した、離間距離測定部に用いる測長機は、非接触測長機であればよく、レーザ測長機には限定されない。
【００８８】
また、上記の実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１  光源
２  ファイバカプラ（光束分割部、光束合成部）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  ファイバカプラ端面
３、７  コリメートレンズ
４  直動ステージ
５  参照ミラー
６  リニアスケール
８、１１  集光レンズ
１０  被検レンズ
１０ａ  被検レンズ表面（レンズ面）
１０ｂ  被検レンズ裏面（レンズ面）
１２  フォトダイオード
１３、１３Ａ、１３Ｂ  制御ユニット
１４  操作入力部
１５  表示部
１６  光路長変更部
１７  光検出部
２０  平行平板（参照用光学素子）
２０ａ  第１面
２０ｂ  第２面
２１  レーザ測長機（非接触測長機）
２２  可動保持部
３０  測定光学部
３０ａ  測定光学系
３１  支持部
３２  シフトステージ（平行移動機構）
３３  ゴニオステージ（傾動機構）
３４  離間距離測定部
５０、５０Ａ、５０Ｂ  レンズ面間隔測定装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ  測定制御部
１０２  移動制御部
１０３  駆動量算出部
１０４  面間隔算出部
１０５  離間距離算出部
１０７  操作入力補助部
ｃ  離間距離
Ｆ  焦点位置
Ｌｒ  参照光束
Ｐ  測定光軸
Ｏａ  曲率中心
Ｏｂ  曲率中心
Ｏ０  レンズ光軸
Ｐ、Ｐ’、Ｐ’’  測定光軸
Ｑ、Ｑ’、Ｑ’’  傾動中心
ｒＱ  中心間距離
【図１】
2013253915.tif 000003
【図２】
2013253915.tif 000004
【図３】
2013253915.tif 000005
【図４】
2013253915.tif 000006
【図５】
2013253915.tif 000007
【図６】
2013253915.tif 000008
【図７】
2013253915.tif 000009
【図８】
2013253915.tif 000010
【図９】
2013253915.tif 000011