(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体である光学素子に対する測定光を透過する開口部と、該開口部の周囲に設けられ、前記被検体の外周部を保持して光軸方向に位置決めする被検体保持部とを有する光学素子保持機構であって、
前記被検体保持部の径方向外側に該被検体保持部と同一平面に整列して設けられた姿勢検知板保持部と、
前記被検体保持部の径方向外側の該被検体保持部の周囲に設けられ、前記姿勢検知板保持部に対して前記測定光の入射方向側に貫通する外側開口部と、
光反射性を有する干渉縞測定可能な検知平面を有し、該検知平面が、前記姿勢検知板保持部上に、前記外側開口部を覆うように配置された姿勢検知板とを備えることを特徴とする光学素子保持機構。
【請求項２】
前記姿勢検知板は、環状に形成され、環状の内周部で、前記光学素子を外嵌できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持機構。
【請求項３】
前記被検体保持部は、前記光学素子を保持する平面が、凹部を挟んだ状態で前記光学素子の周方向に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子保持機構。
【請求項４】
前記姿勢検知板は、光透過性を有し、前記検知平面に対向する裏面が光拡散性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子保持機構。
【請求項５】
前記姿勢検知板は、光透過性を有し、前記検知平面に対向する裏面が前記検知平面に対して傾斜されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子保持機構。
【請求項６】
被検体である光学素子に対して測定光を照射して、該測定光によって、前記光学素子の測定を行う光学素子測定装置であって、
請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子保持機構と、
前記光学素子保持機構の前記姿勢検知板保持部に保持された前記姿勢検知板の前記検知平面の傾斜を検出するための参照平面と、
前記光学素子保持機構の前記検知平面および前記参照平面に平行光を照射する光源部と、
該光源部から前記検知平面および前記参照平面に照射された前記平行光のそれぞれの反射光を干渉させて得られる干渉縞によって、前記参照平面に対する前記姿勢検知板の検知平面の姿勢のずれ量を観測できるようにした干渉縞観測部とを備える光学素子測定装置。
【請求項７】
前記光源部は、前記測定光を発生する光源を兼ねることを特徴とする請求項６に記載の光学素子測定装置。
【請求項８】
前記姿勢検知板の前記検知平面の反射率は、前記参照平面の反射率と略等しいことを特徴とする請求項６または７に記載の光学素子測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子保持機構および光学素子測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、波面収差測定装置や焦点距離測定装置などの光学素子測定装置においては、測定を開始する際、被検体の位置、姿勢を光学素子測定装置の測定位置や光軸に対して調整して配置する必要がある。そのため、光学素子測定装置は、被検体である光学素子を位置調整可能に保持する光学素子保持機構を備えている。そして、被検体の保持部に、平行平板などの調整治具を配置し、この調整治具の反射光など利用して保持部の姿勢のずれ量を測定し、ずれ量が許容範囲以下となるように光学素子保持機構の調整を行っていた。
このような調整治具を用いないで調整を行う例としては、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、光学素子測定装置としての干渉計によるレンズの波面収差の測定に際し、レンズのティルト補正が容易かつ迅速に調整できるように、光軸に平行な入射光に対して、レンズの第１面の有効径外領域が光軸に平行な反射光を返すような形状をもち、かつレンズの第２面の有効径外領域のフラット部が光軸に対して非垂直面で構成されたレンズを用いることが記載されている。
【特許文献１】特開平８−３３４６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の光学素子保持機構および光学素子測定装置には、以下のような問題があった。
従来技術のように、被検体の保持部に調整治具を配置して調整を行う場合には、被検体の代わりに、調整治具を配置して調整を行うため、段取り替えが必要となり測定の効率が悪くなるという問題がある。また、調整後に保持部の姿勢が変化しても変化を検知することができないため、保持部の姿勢がずれたままの状態で測定が続けられて、不正確な測定が実施されてしまうおそれがある。
一方、特許文献１に記載の技術では、被検体のフラット部でティルト調整を行うことができるので、調整治具の載せ替えなどを省略できる点では効率化できるものの、被検体の姿勢を高精度に調整するためには、干渉縞を観察するためにある程度広いフラット部を設ける必要があるので、被検体を小形化したり、低コスト化したりすることが難しくなるという問題がある。
【０００４】
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、小形の被検体であっても保持姿勢の調整を容易かつ効率的に行うことができる光学素子保持機構および光学素子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】
【０００５】
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、被検体である光学素子に対する測定光を透過する開口部と、該開口部の周囲に設けられ、前記被検体の外周部を保持して光軸方向に位置決めする被検体保持部とを有する光学素子保持機構であって、前記被検体保持部の径方向外側に該被検体保持部と同一平面に整列して設けられた姿勢検知板保持部と、前記被検体保持部の径方向外側の該被検体保持部の周囲に設けられ、前記姿勢検知板保持部に対して前記測定光の入射方向側に貫通する外側開口部と、光反射性を有する干渉縞測定可能な検知平面を有し、該検知平面が、前記姿勢検知板保持部上に、前記外側開口部を覆うように配置された姿勢検知板とを備える構成とする。
この発明によれば、被検体保持部よりも径方向外側に、測定光と同方向から光が入射すると、外側開口部を透過して、姿勢検知板の検知平面に到達し、その光が入射方向側に向かう反射光が形成される。この反射光を用いた干渉縞観測を行うことで、姿勢検知板保持部の姿勢を検知することができる。したがって、被検体保持部に被検体を保持した状態であっても、姿勢検知板保持部と同一平面上にある被検体保持部の姿勢を検知することが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記姿勢検知板は、環状に形成され、環状の内周部で、前記光学素子を外嵌できるようにした構成とする。
この発明によれば、姿勢検知板の内周部によって光学素子を外嵌することで、光学素子の径方向の位置決め部材を兼用することができるので、簡素な構成とすることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の光学素子保持機構において、前記被検体保持部は、前記光学素子を保持する平面が、凹部を挟んだ状態で前記光学素子の周方向に配置された構成とする。
この発明によれば、被検体保持部の、光学素子を保持する平面が凹部を挟んだ状態で光学素子の周方向に配置されているので、凹部の面積分だけ、被検体保持部の面積を低減することができ、ゴミや加工面の仕上げ状態により光学素子が傾くことを少なくすることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子保持機構において、前記姿勢検知板は、光透過性を有し、前記検知平面に対向する裏面が光拡散性を有する構成とする。
この発明によれば、姿勢検知板の検知平面に対向する裏面が光拡散性を有するため、検知平面を透過して裏面で反射される光は拡散され、干渉縞画像を得る場合に検知平面での反射光と同一の光路に戻る光が低減されるので、姿勢検知板の検知面からの反射光による干渉縞観測が容易となる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子保持機構において、前記姿勢検知板は、光透過性を有し、前記検知平面に対向する裏面が前記検知平面に対して傾斜されている構成とする。
この発明によれば、姿勢検知板の検知平面に対向する裏面が、検知平面に対して傾斜されているため、検知平面を透過して裏面に入射する光が入射方向に対して斜め方向に反射され、干渉縞画像を得る場合に検知平面での反射光と同一の光路に戻る光が低減されるので、姿勢検知板の検知面からの反射光による干渉縞観測が容易となる。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、被検体である光学素子に対して測定光を照射して、該測定光によって、前記光学素子の測定を行う光学素子測定装置であって、請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子保持機構と、前記光学素子保持機構の前記姿勢検知板保持部に保持された前記姿勢検知板の前記検知平面の傾斜を検出するための参照平面と、前記光学素子保持機構の前記検知平面および前記参照平面に平行光を照射する光源部と、該光源部から前記検知平面および前記参照平面に照射された前記平行光のそれぞれの反射光を干渉させて得られる干渉縞によって、前記参照平面に対する前記姿勢検知板の検知平面の姿勢のずれ量を観測できるようにした干渉縞観測部とを備える構成とする。
この発明によれば、光源部から、参照平面および検知平面に対して、平行光を照射し、干渉縞観測部によって、それらの反射光を干渉させて得られる干渉縞から、参照平面に対する検知平面の姿勢のずれ量を観測することができる。その際、請求項１〜５の光学素子保持機構を備えるため、被検体保持部に被検体を保持した状態で、被検体保持部の姿勢を検知することができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の光学素子測定装置において、前記光源部は、前記測定光を発生する光源を兼ねる構成とする。
この発明によれば、光源部が、測定光を発生する光源を兼ねるので、測定光を用いた光学素子測定と同時に、姿勢検知板、すなわち被検体保持部の姿勢のずれを観測することができる。
この発明では、参照平面は、光学素子の測定のための基準波面を生成するための参照平面を兼ねる構成とすることが、部品数を少なくする点で好ましい。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、請求項６または７に記載の光学素子測定装置において、前記姿勢検知板の前記検知平面の反射率は、前記参照平面の反射率と略等しい構成とする。
この発明によれば、検知平面の反射率と参照平面の反射率とが略等しいので、それぞれの反射光による干渉縞のコントラストが高くなり、より精度のよい姿勢の検知を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学素子保持機構および光学素子測定装置によれば、光学素子保持機構に、被検体保持部の径方向外側に設けられた外側開口部を覆うように姿勢検知板の検知平面を配置して、姿勢検知を行えるようにするので、小形の被検体であっても保持姿勢の調整を容易かつ効率的に行うことが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】
【００１４】
以下では、本発明の実施の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］
本発明の第１の実施形態に係る光学素子保持機構について、それを備える光学素子測定装置とともに説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子測定装置の概略構成を示す模式構成図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子測定装置の被検体の形状の一例を示す模式的な平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ視の裏面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子保持機構の概略構成を示す模式的な斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る光学素子保持機構に被検体を保持した場合の、図３のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。
【００１６】
本実施形態の波面収差測定装置１００は、被検体である被検レンズ５（光学素子）の波面収差を測定する光学素子測定装置である。
波面収差測定装置１００の概略構成は、図１に示すように、光源部４、ハーフミラー３、保持機構２（光学素子保持機構）、位置調整機構１１、反射ミラー７、参照平板８、結像レンズ９、撮像素子１０、およびコンピュータ１２からなる。
【００１７】
被検レンズ５は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、外形が円状のフランジ部５ｃを有し、その中心部にレンズ面５ａ、５ｂが形成されてなるフランジ付きのレンズである。フランジ部５ｃは、レンズ面５ａ側に、被検レンズ５を光軸方向に位置決めするため被検レンズ５の光軸と直交する平面として形成された受け面５ｄを備える。
フランジ部５ｃにおけるレンズ面５ｂ側の裏面５ｅの形状や仕上げは、適宜の形状や仕上げを採用することができる。例えば、受け面５ｄに平行な平面で平滑面であってもよい。
また、フランジ部５ｃの外径は、受け面５ｄの面積として、被検レンズ５を位置決めできる程度の面積を確保できれば、いくら小径であってもよい。
レンズ面５ａ、５ｂは、本実施形態では、一例として、光ピックアップなどに用いる非球面レンズを想定して、両凸レンズ形状に図示しているが、レンズ面５ａ、５ｂは、必要に応じて、球面でもよく、また、凹面や平面を有していてもよい。
【００１８】
光源部４は、被検レンズ５の波面収差を測定する測定光として干渉縞を形成するためにコヒーレントな平行光Ｌを発生するもので、図１に示すように、例えば、レーザ光源からなる光源４ａと、コリメートレンズ４ｂとからなる。
本実施形態では、平行光Ｌは、保持機構２の姿勢を検知するための干渉縞を得る光を兼ねており、後述する外側開口部２０ｂを覆う範囲に照射できる光束径を有している。
ハーフミラー３は、光源部４から出射された平行光Ｌの光路上に配置され、平行光Ｌの約５０％の光を透過して直進させ、他の約５０％の光を側方に反射させる光分岐素子である。
【００１９】
保持機構２は、被検レンズ５を、ハーフミラー３を透過する平行光Ｌの光軸上に保持するもので、図３に示すように、保持部材２０、姿勢検知板２１を備える。
保持部材２０は、図１に示すように、例えば、この保持部材を取り付けたチルトテーブルや、このテーブルを光軸方向および光軸に垂直な平面内での移動機構などを含む位置調整機構１１によって平行光Ｌの光軸方向の位置および光軸に対する中心開口部２０ａ（後述）の位置や傾き等の姿勢を調整できるように保持されている。
保持部材２０の形状は、略円板状部材の中心に、被検レンズ５のレンズ面５ａより大きく、フランジ部５ｃの外径より小さい中心開口部２０ａ（開口部）が貫通して設けられ、中心開口部２０ａの径方向外側には、光源部４と反対側の表面から中心開口部２０ａと同軸の円穴が設けられ、この円穴の穴底に平面からなる保持面２０ｃが形成されている。保持面２０ｃは、被検レンズ５の受け面５ｄの保持位置の繰り返し再現性が良好となるような平面度および面精度を有する平面に形成されている。
中心開口部２０ａの径方向外側には、保持部材２０の厚さ方向に貫通する外側開口部２０ｂが、中心開口部２０ａの周囲となる周方向に沿って等ピッチで４箇所に形成されている。
外側開口部２０ｂの径方向の位置は、本実施形態では、中心開口部２０ａに被検レンズ５を配置したときフランジ部５ｃと重ならず、ハーフミラー３を透過する平行光Ｌが入射できるような位置に設定される。
保持部材２０の材質は、例えば、金属などを採用することできる。
【００２０】
姿勢検知板２１は、外側開口部２０ｂの内径よりも大きい円板部材である。姿勢検知板２１の厚さ方向に対向する検知面２１ａ（検知平面）、裏面２１ｂのうち、検知面２１ａは、研磨され良好な面精度に仕上げられた平面からなり、平行光Ｌを反射光Ｌ１として反射する光反射性を備えている。検知面２１ａは、反射率を向上するため、反射膜コートを施すことが好ましいが、後述する干渉縞観測に支障がない場合には、反射膜コートは施さなくてもよい。
姿勢検知板２１の材質としては、金属やガラスを採用することができる。
姿勢検知板２１としてガラス板を用いる場合、検知面２１ａを透過して裏面２１ｂで反射される光が干渉縞観測のノイズとならないようにするため、裏面２１ｂに光拡散性を付与しておくことが好ましい。例えば、裏面２１ｂに砂目面等の粗面加工を施すことが好ましい。
【００２１】
各姿勢検知板２１は、外側開口部２０ｂを覆うようにして、外側開口部２０ｂの近傍の保持面２０ｃ上に、検知面２１ａを密着させた状態で保持されている。保持手段は、検知面２１ａを保持面２０ｃに密着させることができれば、適宜の保持手段を採用することができる。例えば、接着や、不図示のクランプなどを採用することができる。
【００２２】
このように、本実施形態の保持機構の保持面２０ｃは、中心開口部２０ａの近傍で被検レンズ５のフランジ部５ｃを保持する被検レンズ保持部２０Ａ（被検体保持部）と、被検レンズ保持部２０Ａの周囲に形成された外側開口部２０ｂの近傍で姿勢検知板２１を保持する姿勢検知板保持部２０Ｂとが、同一平面内の異なる領域として形成される場合の例となっている。
このため、被検レンズ保持部２０Ａ、姿勢検知板保持部２０Ｂは、同一加工面として形成することができる。その結果、加工精度が同一となり、同一平面に高精度に整列した平面として形成することができる。
【００２３】
反射ミラー７は、被検レンズ５を透過し、被検レンズ５の焦点位置に集光されてから拡散する光を、参照面７ａで反射して、同一光路上に逆進させ、ハーフミラー３上で、干渉縞を形成させるものである。
ただし、本実施形態では、被検レンズ５として、光ディスクなどのメディアを含んだ状態で収差補正がなされている光ピックアップ用のレンズを用いているため、被検レンズ５と反射ミラー７との間に、メディアの光透過部に相当する補正板６が配置されている。
被検レンズ５が、レンズ単体で収差補正されている場合には、補正板６を用いる必要はない。
【００２４】
参照平板８は、光源部４から出射され、ハーフミラー３によって側方に反射された平行光Ｌに直交して配置された光反射性を有する平板部材である。これにより、ハーフミラー３によって側方に反射された平行光Ｌを同一光路上に反射光Ｌ０として反射してハーフミラー３側に戻すことができる。
この反射光Ｌ０は、姿勢検知板２１の検知面２１ａで反射された反射光Ｌ１と干渉縞を発生させる光である。そのため、参照平板８は、ハーフミラー３側に、研磨され良好な面精度を有する平面からなる参照平面８ａを備える。本実施形態では、参照平面８ａの反射率は、姿勢検知板２１の反射率と略同一となるようにしている。
【００２５】
結像レンズ９は、参照平面８ａで反射されハーフミラー３を透過した反射光Ｌ０と、被検レンズ５を透過し反射ミラー７で反射されて被検レンズ５を再透過した光との干渉縞画像を撮像素子１０上に結像するとともに、参照平板８で反射されハーフミラー３を透過した反射光Ｌ０と、ハーフミラー３に対して保持機構２側から入射し、ハーフミラー３を透過し、姿勢検知板２１の検知面２１ａで反射され、再びハーフミラー３に到達してハーフミラー３で反射される反射光Ｌ１とによって形成される干渉縞画像を、撮像素子１０上に結像するレンズである。
撮像素子１０は、結像レンズ９で結像された各干渉縞画像を光電変換して、コンピュータ１２に送出するもので、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子などからなる。
【００２６】
コンピュータ１２は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、外部記憶装置、キーボードなどを備えるコンピュータ本体１２ａと、表示モニタ１２ｂとからなる。
コンピュータ本体１２ａは、演算処理プログラムを実行することにより、撮像素子１０から送出される画像信号に、例えば、ノイズ除去などの適宜の画像処理を施して表示モニタ１２ｂに各干渉縞画像を表示するとともに、被検レンズ５のレンズ有効径内の干渉縞画像と、外側開口部２０ｂの位置に対応する干渉縞画像とを分離し、被検レンズ５による干渉縞画像から、被検レンズ５の波面収差を算出する測定処理を行うことができるようになっている。波面収差測定の測定処理については、周知のいかなる処理を採用してもよい。例えば、フリンジスキャン法を用いる場合には、フリンジスキャン法のアルゴリズムに基づいて、不図示の制御装置により移動制御される参照平板８を光軸方向に移動させる制御を行えるようになっている。
また、必要に応じて、外側開口部２０ｂの位置に対応する干渉縞画像から、保持機構２の姿勢を算出できるようになっている。
【００２７】
本発明の波面収差測定装置１００の動作について、保持機構２の姿勢調整動作を中心に説明する。
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ姿勢調整前および姿勢調整後の干渉縞画像の一例を示す模式図である。
【００２８】
波面収差測定装置１００で被検レンズ５の測定を行うには、まず、被検レンズ５を保持機構２の被検レンズ保持部２０Ａに保持させる。このとき、フランジ部５ｃの受け面５ｄと保持機構２の保持面２０ｃとが、被検レンズ保持部２０Ａにおいて密着するように配置する。これにより、被検レンズ５のレンズ面５ａが光源部４側に面した状態で、中心開口部２０ａの中心に保持される。
【００２９】
次に、光源部４から平行光Ｌを出射する。
平行光Ｌは、ハーフミラー３に到達すると、約５０％の光が透過して保持機構２に照射され、中心開口部２０ａを通して被検レンズ５に、各外側開口部２０ｂを通して検知面２１ａにそれぞれ到達する。
被検レンズ５に到達してレンズ面５ａを透過した光は、レンズ面５ｂを透過して、集光されつつ進み、焦点位置で結像した後、拡散して進み、補正板６を透過し、反射ミラー７の参照面７ａに到達して反射される。この反射光は、同一光路を逆進してレンズ面５ｂ、レンズ面５ａを透過し、平行光として出射される。そして、ハーフミラー３に到達し、結像レンズ９側に反射される。この平行光は、被検レンズ５の透過波面収差の２倍に相当する光路差を有しているため、平行光Ｌと干渉を起こす光になっている。このため、結像レンズ９によって、被検レンズ５の波面収差に基づく干渉縞画像が撮像素子１０上に結像される。
撮像素子１０で撮像された干渉縞画像は、コンピュータ１２の表示モニタ１２ｂ上に、中心開口部２０ａの内周部の領域の干渉縞３０Ａとして、表示される（図５（ａ）参照）。
また、検知面２１ａに到達した光は、検知面２１ａで反射光Ｌ１として反射されて、同一光路を逆進し、ハーフミラー３に到達し、結像レンズ９側に反射される（図１、４参照）。
【００３０】
一方、光源部４からハーフミラー３に到達した平行光Ｌのうち、ハーフミラー３で側方に反射された残り約５０％の光は、参照平板８の参照平面８ａに到達して反射されて、反射光Ｌ０として同一光路を逆進し、ハーフミラー３に到達して結像レンズ９側に透過する（図１参照）。
そして、反射光Ｌ０は、ハーフミラー３を透過した後、結像レンズ９によって、撮像素子１０上に結像される。一方、ハーフミラー３を透過し、姿勢検知板２１の検知面２１ａで反射され、再びハーフミラー３に到達して、ハーフミラー３で反射された反射光Ｌ１も、反射光Ｌ０と同一の光路を進み、結像レンズ９によって撮像素子１０上に結像される。
ここで、反射光Ｌ０、Ｌ１は、参照平面８ａに対して、検知面２１ａが傾斜されている場合、傾斜方向に沿って一様な光路差が傾斜量に応じて発生する。そのため、反射光Ｌ０、Ｌ１は、ハーフミラー３を透過、反射した後に合成された光路上で干渉を起こす光となる。
この干渉縞画像は、撮像素子１０によって撮像され、コンピュータ１２の表示モニタ１２ｂ上に、各外側開口部２０ｂの内周部の領域の干渉縞３１Ａとして表示される（図５（ａ）参照）。
【００３１】
本実施形態では、中心開口部２０ａと各外側開口部２０ｂとは、中心開口部２０ａの径方向に連通していないため、干渉縞３０Ａ、３１Ａの画像は、画像処理上でも視覚上でも容易に分離して、観測することができる。
【００３２】
参照平面８ａ、検知面２１ａは、ぞれぞれ、良好な面精度を有する研磨平面であるため、干渉縞３１Ａはそれぞれの間の傾斜量による光路差のみが反映されており、平行線状の干渉縞画像となる。この平行線状の干渉縞の方向およびピッチと平行光Ｌの波長とから、参照平面８ａに対する検知面２１ａの傾斜方向および傾斜量を算出することができる。
そのため、例えば、位置調整機構１１を、コンピュータ本体１２ａによって自動制御可能な構成とすれば、コンピュータ本体１２ａによって算出された検知面２１ａの傾斜方向および傾斜量に応じて、位置調整機構１１を駆動して、保持部材２０の姿勢、すなわち検知面２１ａの姿勢を参照平面８ａに相当する姿勢に自動調整することができる。
【００３３】
ただし、測定者が、コンピュータ１２の表示モニタ１２ｂ上に表示された干渉縞画像を見ながら、手動操作を行って位置調整機構１１を駆動することで、検知面２１ａの姿勢を調整してもよい。
例えば、干渉縞３１Ａを見て、各外側開口部２０ｂにおける干渉縞３１Ａの出方が均等となり、かつそれぞれの縞の間隔がより広くなるように、位置調整機構１１を駆動することで、検知面２１ａに姿勢を参照平面８ａに相当する姿勢に調整することができる。
図５（ｂ）は、このような調整の結果、一例として、干渉縞３１Ａが、各外側開口部２０ｂで縞が見られない程度に干渉縞ピッチが拡大した干渉縞３１Ｂにまで変化した様子を示す。
このとき、本実施形態では、中心開口部２０ａと各外側開口部２０ｂとは、中心開口部２０ａの径方向に連通していないため、干渉縞３１Ａから干渉縞３１Ｂへの変化を、近傍の干渉縞３０Ａから干渉縞３０Ｂへの変化に影響されることなく観測することができる。
【００３４】
姿勢調整の目標値は、被検レンズ５の測定の必要に応じて適宜設定することができる。また、この場合の、調整完了となる干渉縞３１Ｂの目標値は、外側開口部２０ｂの大きさや配置に応じて適宜設定することができる。
例えば、図５（ｂ）において、各外側開口部２０ｂで観測される干渉縞の本数が「ｎ本以下（ｎは自然数）」といった調整目標値を設定することができる。
【００３５】
このように、本実施形態において、ハーフミラー３、結像レンズ９、撮像素子１０、およびコンピュータ１２は、光源部４から検知面２１ａおよび参照平面８ａに照射された平行光Ｌのそれぞれの反射光Ｌ１、Ｌ０を干渉させて得られる干渉縞３１Ａ（３１Ｂ）によって、参照平面８ａに対する検知面２１ａの姿勢のずれ量を観測できるようにした干渉縞観測部を構成している。
【００３６】
各検知面２１ａは、姿勢検知板保持部２０Ｂに密着されており、姿勢検知板保持部２０Ｂと被検レンズ保持部２０Ａとは同一平面に整列されているため、上記の姿勢調整は、被検レンズ保持部２０Ａの姿勢調整を行うことと同じである。したがって、上記の姿勢調整によって、被検レンズ保持部２０Ａに保持された被検レンズ５の受け面５ｄの位置が、波面収差測定装置１００の測定の光軸に直交する姿勢に調整されることになる。
【００３７】
このような姿勢調整によって、図５（ｂ）に示すように、外側開口部２０ｂでは、被検レンズ５の保持姿勢の誤差が許容値以下に低減された干渉縞３１Ｂが得られる。
その後、位置調整機構１１により、保持機構２を介して、光軸方向および光軸に垂直な面内での被検レンズ５の位置調整を行い、図５（ｃ）に示すように、中心開口部２０ａの内周側の干渉縞３０Ｃをほぼ０本の状態（ヌル状態）にする。このときに外側開口部２０ｂで得られる干渉縞を干渉縞３１Ｃとする。
この干渉縞３０Ｃの画像に基づいて、被検レンズ５の波面収差測定を行う。すなわち、撮像素子１０によって撮像された干渉縞３０Ｃが、コンピュータ本体１２ａに送出され、周知の波面形状測定処理が行われる。これにより、被検レンズ５の波面収差が測定される。
このとき、コンピュータ本体１２ａには、干渉縞３０Ｃと、干渉縞３０Ｃから分離された干渉縞３１Ｃとの画像が送出されており、それぞれを表示モニタ１２ｂに表示できるようになっている。
これにより、例えば、何らかの外乱によって、保持機構２の姿勢が変化した場合、測定者あるいはコンピュータ本体１２ｂは、干渉縞３１Ｃの画像の変化から、姿勢の変化を検知し、必要に応じて、手動または自動で姿勢調整を行うことができる。そのため、常に適切な姿勢に被検レンズ５を保持して測定を行うことができる。
【００３８】
このように本実施形態の保持機構２によれば、被検レンズ保持部２０Ａの径方向外側に、外側開口部２０ｂを設け、外側開口部２０ｂの近傍の姿勢検知板保持部２０Ｂに姿勢検知板２１を保持することで、被検レンズ５を被検レンズ保持部２０Ａに保持した状態であっても、被検レンズ保持部２０Ａの姿勢を検知することができる。
これにより、測定中であっても、常に、被検レンズ５の姿勢を検知することができるため、高精度な波面収差測定を行うことが可能となる。
また、例えば、従来技術のように被検レンズ５に代えて姿勢測定用の治具を配置して被検レンズ５の測定とは別に被検レンズ保持部２０Ａの姿勢調整を行う場合に比べて、姿勢調整から波面収差測定への段取り替えなどが不要となり、効率的な測定を行うことができる。
また、本実施形態では、被検レンズ５のフランジ部５ｃを姿勢調整に用いないため、被検レンズ保持部２０Ａで保持可能な範囲でフランジ部５ｃを小形化することができ、このような小形の被検レンズ５であっても、容易かつ高精度に姿勢調整を行うことができる。また、被検レンズ５のフランジ部５ｃの形状に左右されない汎用的な測定を行うことができる。
【００３９】
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【００４０】
本変形例の保持機構２Ａ（光学素子保持機構）は、上記第１の実施形態の保持機構２の姿勢検知板２１に代えて形状と大きさが異なる姿勢検知板２２を備えたものである。以下、上記第１の実施形態および第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００４１】
姿勢検知板２２は、図６に示すように、保持部材２０の各外側開口部２０ｂを覆うリング状部材である。姿勢検知板２２の孔部２２ｃの内径は、被検レンズ５のフランジ部５ｃの外径よりも大きく、姿勢検知板２２の外周部２２ｄの外径は、保持部材２０の側壁２０ｆの内径より小さい設定とされる。
また、図６におけるＣ−Ｃ断面は、図４と同様の断面となる。すなわち、厚さ方向には、検知面２２ａ（検知平面）、裏面２２ｂを備え、保持面２０ｃ上に、検知面２２ａが密着して保持されている。
姿勢検知板２２の材質は、上記第１の実施形態の姿勢検知板２１と同様の材質を採用することができる。また、検知面２２ａ、裏面２２ｂは、それぞれ、外形状が環状である点を除いて、上記第１の実施形態における検知面２１ａ、裏面２１ｂと同様に形成された平面からなる。
【００４２】
本変形例によれば、姿勢検知板２２が環状部材からなるため、各外側開口部２０ｂを１部品で覆うことができ、部品点数を削減することができる。また、保持部材２０に対する姿勢検知板２２の配置、組み付け、交換などが容易となる。
【００４３】
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【００４４】
本変形例の保持機構２Ｂ（光学素子保持機構）は、上記第１の実施形態の保持機構２の保持部材２０および姿勢検知板２１に代えて、それぞれ、形状または大きさが異なる保持部材２３および上記第１変形例の姿勢検知板２２を備えたものである。
保持部材２３は、図７に示すように、上記第１の実施形態の保持部材２０の４つの外側開口部２０ｂに代えて、３つの外側開口部２３ｂを備えるものである。以下、上記第１の実施形態および第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００４５】
外側開口部２３ｂは、中心開口部２０ａの径方向外側において、中心開口部２０ａの同心円の周方向に沿って、周方向を略３分割するように延ばされた円弧状孔が、保持面２０ｃから表面２０ｄまで厚さ方向に貫通されて形成されたものである。
そして、姿勢検知板２２は、各外側開口部２３ｂを保持面２０ｃ上で覆うように保持される。
また、図７におけるＤ−Ｄ断面は、図４に示されるような断面となる。
【００４６】
本変形例によれば、保持部材２３が、円弧状の貫通孔である外側開口部２３ｂを備えるので、上記第１の実施形態に比べて、検知面２２ａの反射光Ｌ１による干渉縞画像を周方向に沿ってより広い範囲で観測することができるため、姿勢調整が容易となり、より高精度に調整することが可能となる。
【００４７】
次に、本実施形態の第３変形例について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る保持部材の概略構成を示す模式的な斜視図である。図９は、本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。図１０は、図９におけるＥ−Ｅ断面図である。
【００４８】
本変形例の保持機構２Ｃ（光学素子保持機構）は、上記第１の実施形態の保持機構２の保持部材２０および姿勢検知板２１に代えて、それぞれ、形状または大きさが異なる保持部材２４および上記第１変形例の姿勢検知板２２を備えたものである。
【００４９】
保持部材２４は、図８に示すように、上記第１の実施形態の保持部材２０の４つの外側開口部２０ｂを、周方向の等分に配置された３つの外側開口部２０ｂに代え、それぞれの外側開口部２０ｂを含む領域に、保持面２０ｃから表面２０ｄ側へ陥没した凹部２４ｅを設けたものである（図１０参照）。以下、上記第１の実施形態および第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００５０】
本変形例の３つの凹部２４ｅは、平面視では、図９に示すように、中心開口部２０ａの円周を略３等分する円弧から径方向外側に張り出された半円より大きい円弧状に設けられる。このため、本変形例では、被検レンズ５の受け面５ｄを保持する被検レンズ保持部２０Ａは、保持面２０ｃが３つの凹部２４ｅによって切り欠かれることで中心開口部２０ａの径方向外側から径方向内側に向かってすぼまる凸状に形成された３箇所の領域によって構成されている。
また、姿勢検知板２２の検知面２２ａを保持する姿勢検知板保持部２４Ｂも、保持面２０ｃが３つの凹部２４ｅによって切り欠かれることで外側開口部２０ｂが整列する同心円方向に沿って略３分割された３箇所の平面領域によって構成されている。
【００５１】
本変形例によれば、保持部材２４の凹部２４ｅによって、被検レンズ保持部２４Ａ、姿勢検知板保持部２４Ｂが、それぞれ、周方向に離間した複数箇所に分かれて形成されるため、保持面２０ｃが周方向に連続する場合に比べて、被検レンズ保持部２４Ａ、姿勢検知板保持部２４Ｂの面積が低減され、保持面２０ｃの平面度やゴミの影響をより受けにくくなる。したがって、被検レンズ５の受け面５ｄ、姿勢検知板２２の検知面２２ａの被検レンズ保持部２４Ａ、姿勢検知板保持部２４Ｂに対する当たり方のバラツキを低減でき、より高精度に保持することができる。
また、凹部２４ｅは、保持面２０ｃを除去加工、研磨加工などによって加工する際には、加工逃げ穴となり加工面積も低減されるため、このような加工逃げ穴がない場合に比べて、高精度の加工を容易に行うことができる。
【００５２】
次に、本実施形態の第４変形例について説明する。
図１１は、本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【００５３】
本変形例の保持機構２Ｄ（光学素子保持機構）は、上記第１の実施形態の保持機構２の保持部材２０および姿勢検知板２１に代えて、それぞれ、形状または大きさが異なる保持部材４０および上記第１変形例の姿勢検知板２２を備えたものである。
【００５４】
保持部材４０は、図１１に示すように、上記第１の実施形態の保持部材２０の中心開口部２０ａ、外側開口部２０ｂを、放射状開口部４１に代えたものである。以下、上記第１の実施形態および第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００５５】
放射状開口部４１は、保持面２０ｃから表面２０ｄ側に貫通された平面視、三方に延びる放射状の貫通孔からなる。すなわち、中心部に中心開口部２０ａと同一径を有する３つの中心内周面４１ａが、同心円状に配置され、中心内周面４１ａの周方向の端部から、径方向外側に向かって、姿勢検知板２２の外周部２２ｄの近傍まで張り出された半円より大きい円弧状の外側孔部４１ｂが設けられて、放射状開口部４１が形成されている。
このため、被検レンズ５の受け面５ｄを保持する被検レンズ保持部２０Ａは、保持面２０ｃが３つの外側孔部４１ｂによって切り欠かれ、中心内周面４１ａの径方向外側から径方向内側に向かってすぼまる凸状に形成された３箇所の領域によって構成されている。
また、姿勢検知板２２の検知面２２ａを保持する姿勢検知板保持部２０Ｂは、保持面２０ｃが、３つの外側孔部４１ｂによって切り欠かれ、各外側孔部４１ｂの隣接方向に、略３分割された３箇所の平面領域によって構成されている。
【００５６】
本変形例は、被検レンズ５に対する測定光を透過する開口部と、外側開口部とが、一体化された場合の例であり、中心内周面４１ａの内側が開口部となっており、外側孔部４１ｂと姿勢検知板２２とが重なる範囲が、外側開口部となっている。
この場合、表示モニタ１２ｂ上に出力する干渉縞画像は、見易さのため、中心内周面４１ａの内側と、姿勢検知板２２に覆われた外側孔部４１ｂの領域のみを切り出し、それらの間の画像をマスクして、干渉縞３０Ａ（３０Ｂ）、干渉縞３１Ａ（３１Ｂ）のみを表示することが好ましい。
【００５７】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る光学素子保持機構について説明する。
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る光学素子保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。図１３は、図１２におけるＦ−Ｆ断面図である。
【００５８】
本実施形態の保持機構２Ｅ（光学素子保持機構）は、上記第１の実施形態の保持部材２０と、第１の実施形態とは異なる姿勢検知板２５とを備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
姿勢検知板２５は、図１２、１３に示すように、保持部材２０の各外側開口部２０ｂを覆う環状部材である。姿勢検知板２５の孔部２５ｃ（環状の内周部）の内径は、被検レンズ５のフランジ部５ｃを外嵌する径寸法とされる。また、姿勢検知板２５の外周部２５ｄの外径は、保持部材２０の側壁２０ｆに内嵌される径寸法とされる。
【００５９】
また厚さ方向には、図１３に示すように、互いに平行に対向する検知面２５ａ（検知平面）、裏面２５ｂを備え、保持面２０ｃ上に、検知面２５ａが密着して保持されている。このため、本実施形態では、保持面２０ｃは、検知面２５ａと密着される部分が姿勢検知板保持部２０Ｂとなり、それ以外の部分が、すべて被検レンズ保持部２０Ａとなっている。
姿勢検知板２５の材質は、上記第１の実施形態の姿勢検知板２１と同様の材質を採用することができる。また、検知面２５ａ、裏面２５ｂは、それぞれ、外形状が環状である点を除いて、上記第１の実施形態における検知面２１ａ、裏面２１ｂと同様に形成された平面からなる。
したがって、保持機構２Ｅを、上記第１の実施形態の保持機構２に代えて、波面収差測定装置１００に備えることにより、上記第１の実施形態と同様に、被検レンズ５を保持して、測定中であっても、常に被検レンズ５の姿勢を検知することができるため、高精度な波面収差測定を行うことが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の保持機構２Ｅによれば、姿勢検知板２５が、保持部材２０の側壁２０ｆに内嵌した状態で、保持面２０ｃに密着されて径方向に位置決めされる。
そして、姿勢検知板２５の孔部２５ｃによって、被検レンズ５のフランジ部５ｃが外嵌されるため、姿勢検知板２５は、被検レンズ５の径方向の位置決め部材を兼ねている。したがって、被検レンズ５の位置決め部材を省略することができ、簡素な構成とすることができる。
【００６１】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図１４は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【００６２】
本変形例の保持機構２Ｆ（光学素子保持機構）は、上記第２の実施形態の保持機構２Ｅの姿勢検知板２５に代えて形状が異なる姿勢検知板２５Ａを備えたものである。以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６３】
姿勢検知板２５Ａは、姿勢検知板２５の裏面２５ｂに代えて、検知面２５ａに対して、非平行となるように傾斜した傾斜面２５ｆを備えるものである。本変形例は、姿勢検知板２５Ａの材質として、ガラス板など、光透過性を有する材質を用いる場合に、特に好適となる。
【００６４】
姿勢検知板２５Ａによれば、外側開口部２０ｂからの入射光が、検知面２５ａを透過した場合に、傾斜面２５ｆで入射方向と異なる方向に反射されるため、反射光Ｌ１に混じって光路差が異なる光が観測されないようにすることができる。
したがって、姿勢検知板２５Ａとして、ガラス板などを用いても外側開口部２０ｂの領域で、良好な干渉縞画像を観測することができ、良好な姿勢調整を行うことができる。
また、姿勢検知板２５Ａを保持面２０ｃに保持させる場合、間違うことなく、確実に、検知面２５ａを保持面２０ｃに密着させて保持させることができる。
【００６５】
なお、上記の説明では、外側開口部２０ｂが、４箇所、または３箇所に設けられている場合の例で説明したが、外部開口部２０ｂの個数は必要に応じていくつ設けてもよい。
例えば、第１の実施形態の第２変形例（図７）において隣り合う２つの外側開口部２３ｂ、２３ｂを連続させて１つの長尺な外側開口部にするとともに、残りの外側開口部２３ｂを形成しない（即ち、埋めた状態とする）ようにしてもよい。
【００６６】
また、上記の説明では、姿勢検知板として、円板状、環状の例で説明したが、姿勢検知板は、外側開口部の形状に応じて適宜形状に設けることができる。例えば、上記第１の実施形態の第２変形例では、姿勢検知板として、外側開口部２３ｂを覆う円弧状のもの３個用いてもよい。
【００６７】
また、上記の説明では、被検体保持部と姿勢検知板保持部とが、同一平面からなる場合の例で説明したが、被検体保持部と姿勢検知板保持部とは、平行度の加工精度が略同一加工と見なせる程度に出ていれば、加工工程が異なって形成される、同一平面に整列している別々の平面あるいは突起部であってもよい。
【００６８】
また、上記の説明では、光学素子測定装置は、一例として、波面収差測定装置の場合の例で説明したが、被検体として光学素子を保持して測定を行う光学素子測定装置であれば、いかなる測定を行う装置であってもよい。例えば、透過型および反射型の干渉計や焦点距離測定装置などを挙げることができる。
また、光学素子測定装置の種類によっては、姿勢調整を行う光源部の他に、測定光を発生させる光源を備えた構成としてもよい。
また、光学素子測定装置の被検体である光学素子はレンズには限定されない。例えば、曲面や平面を有する反射鏡や、プリズム、フィルタなどの光学素子を挙げることができる。
【００６９】
また、上記の説明では、検知平面および参照平面にそれぞれ照射する平行光を照射する光源部が、測定光を発生する光源を兼ねる場合の例で説明したが、測定光を発生する光源は、光源部と別に設けてもよい。
【００７０】
また、上記の各実施形態、各変形例で説明した構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。
例えば、第２の実施形態の変形例のように、姿勢検知板の検知面に対して裏面を傾斜させた構成は、第１の実施形態のいずれの姿勢検知板とも組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学素子測定装置の概略構成を示す模式構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学素子測定装置の被検体の形状の一例を示す模式的な平面図およびそのＡ視の裏面図である
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光学素子保持機構の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光学素子保持機構に被検体を保持した場合の、図３のＢ−Ｂ断面に相当する断面図である。
【図５】姿勢調整前および姿勢調整後の干渉縞画像の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る保持部材の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【図１０】図９におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第４変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光学素子保持機構の概略構成を示す模式的な部分平面図である。
【図１３】図１２におけるＦ−Ｆ断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の変形例に係る保持機構の概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ  保持機構（光学素子保持機構）
３  ハーフミラー（干渉縞観測部）
４  光源部
５  被検レンズ（被検体、光学素子）
５ｃ  フランジ部
５ｄ  受け面
７  反射ミラー
７ａ  参照面
８  参照平板
８ａ  参照平面
９  結像レンズ（干渉縞観測部）
１０  撮像素子（干渉縞観測部）
１１  位置調整機構
１２  コンピュータ（干渉縞観測部）
２０、２３、４０  保持部材
２０Ａ  被検レンズ保持部（被検体保持部）
２０Ｂ  姿勢検知板保持部
２０ａ  中心開口部（開口部）
２０ｂ、２３ｂ  外側開口部
２０ｃ  保持面
２０ｆ  側壁
２１、２２、２５、２５Ａ  姿勢検知板
２１ａ、２２ａ、２５ａ  検知面（検知平面）
２１ｂ、２２ｂ、２５ｂ  裏面
２２ｄ、２５ｄ  外周部
２４ｅ  凹部
２５ｃ  孔部（環状の内周部）
２５ｆ  傾斜面
３０Ｂ、３１Ｂ、３０Ｃ、３１Ｃ  干渉縞
４１  放射状開口部
４１ａ  中心内周面（開口部）
４１ｂ  外側孔部（外側開口部）
１００  波面収差測定装置
Ｌ  平行光（測定光）
Ｌ０、Ｌ１  反射光
【図１】
0005025501.tif 000002
【図２】
0005025501.tif 000003
【図３】
0005025501.tif 000004
【図４】
0005025501.tif 000005
【図５】
0005025501.tif 000006
【図６】
0005025501.tif 000007
【図７】
0005025501.tif 000008
【図８】
0005025501.tif 000009
【図９】
0005025501.tif 000010
【図１０】
0005025501.tif 000011
【図１１】
0005025501.tif 000012
【図１２】
0005025501.tif 000013
【図１３】
0005025501.tif 000014
【図１４】
0005025501.tif 000015