JP2002214070A - Instrument and method for eccentricity measurement and projection lens incorporating optical element measured for eccentricity by using them - Google Patents
Instrument and method for eccentricity measurement and projection lens incorporating optical element measured for eccentricity by using themInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ等の被検物
の偏芯を求める偏芯測定装置、偏芯測定方法及びこれら
を用いて偏芯が測定された光学素子を組み込んでなる投
影レンズに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eccentricity measuring device for determining the eccentricity of a test object such as a lens, an eccentricity measuring method, and a projection lens incorporating an optical element whose eccentricity is measured by using these devices. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来における偏芯測定装置では、光源か
ら射出された測定光をフォーカスレンズ系により調節し
て被検物(例えばレンズ)の光軸上に集光し、被検物の
表面において反射、或いは被検物を透過した光を計測面
上に導いて光スポットを形成させる。そして、この光ス
ポットの位置を光位置検出素子(PSD)等により検出
し、基準位置(偏芯がない場合に測定光が計測面上に形
成する光スポットの位置)からのずれ量を求めること等
により、被検物の偏芯を求める構成になっている。2. Description of the Related Art In a conventional eccentricity measuring apparatus, a measuring light emitted from a light source is adjusted by a focus lens system and condensed on an optical axis of a test object (for example, a lens). The light reflected or transmitted through the test object is guided on the measurement surface to form a light spot. Then, the position of this light spot is detected by a light position detecting element (PSD) or the like, and the amount of deviation from a reference position (the position of the light spot formed on the measurement surface by the measurement light when there is no eccentricity) is obtained. Thus, the eccentricity of the test object is determined.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな偏芯測定装置においては、光源の姿勢が不安定であ
ることに起因して、測定光の射出方向がずれる場合があ
る。このような測定光の射出方向ずれが生じると、この
ずれ分は計測面上に形成される光スポットの基準位置か
らのずれとして現れ、被検物の偏芯測定に誤差が生じる
場合があった。However, in such an eccentricity measuring device, the emission direction of the measuring light may be shifted due to the unstable posture of the light source. When such a deviation in the emission direction of the measurement light occurs, the deviation appears as a deviation from the reference position of the light spot formed on the measurement surface, and an error may occur in the eccentricity measurement of the test object. .
【0004】更に、測定光を被検物の光軸上に集光させ
るフォーカスレンズ系に光軸ずれが生じている場合に
は、この光軸ずれも光スポットの基準位置からのずれと
して現れる。このため偏芯測定時には、被検物を光軸回
りに回転させ、この回転に伴って計測面上の光スポット
が動くか否かにより、光スポットの基準位置からのずれ
が被検物の偏芯によるものか、フォーカスレンズ系によ
る光軸ずれによるものかを判断する必要があり、測定作
業に時間がかかるという問題もあった。更には、被検物
を光軸回りに回転させる回転台の組み付け精度が不充分
であり、被検物を光軸回りに精度良く回転させることが
できない場合には、これが計測面上の光スポットの基準
位置からのずれとして現れ、測定誤差が生じる虞もあっ
た。Further, when an optical axis shift occurs in the focus lens system for condensing the measurement light on the optical axis of the test object, the optical axis shift also appears as a shift from the reference position of the light spot. Therefore, at the time of eccentricity measurement, the test object is rotated around the optical axis, and depending on whether or not the light spot on the measurement surface moves with this rotation, the deviation of the light spot from the reference position causes the deviation of the test object. It is necessary to judge whether it is due to the core or the optical axis shift due to the focus lens system, and there is a problem that the measurement operation takes time. Furthermore, when the assembling accuracy of the turntable for rotating the test object around the optical axis is insufficient and the test object cannot be rotated around the optical axis with high accuracy, the light spot on the measurement surface is , And a measurement error may occur.
【0005】本発明はこれらの問題に鑑みてなされたも
のであり、光源の姿勢が不安定で測定光の射出方向ずれ
が生じ、或いはフォーカスレンズ系の光軸ずれが生じて
いる場合であっても測定結果に影響を及ぼさず、精度の
高い偏芯測定を行うことが可能な偏芯測定装置、偏芯測
定方法及びこれらを用いて偏芯が測定された光学素子を
組み込んでなる投影レンズを提供することを目的として
いる。The present invention has been made in view of these problems, and is directed to a case where the attitude of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light is shifted, or the optical axis of the focus lens system is shifted. The eccentricity measuring device, eccentricity measuring method and eccentricity measuring method capable of performing highly accurate eccentricity measurement without affecting the measurement result, and a projection lens incorporating an optical element whose eccentricity is measured using these. It is intended to provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、第1の本発明に係る偏芯測定装置は、光源と、
光源から射出された測定光を光量がほぼ等しい第1光と
第2光とに分割した後、これら両光のうち第1光のみを
被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面に
おいて反射或いは被検物を透過した第1光と(被検物に
は至っていない)第2光とを、測定光の射出方向ずれに
対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量の
ずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向
に同量のずれを生じるような状態で同一の計測面上に導
いて両光それぞれの光スポットを形成させる光学系と、
計測面上に形成された両光スポットの総合光量重心位置
を検出する光位置検出手段と、光位置検出手段により検
出された両光スポットの総合光量重心位置に基づいて被
検物の偏芯を算出する偏芯算出手段とを備える。In order to achieve such an object, a first eccentricity measuring apparatus according to the present invention comprises a light source,
After splitting the measurement light emitted from the light source into a first light and a second light having substantially equal light amounts, only the first light of these two lights is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and The first light reflected from or transmitted through the test object at the test surface of the test object and the second light (not reaching the test object) are compared with each other with respect to the shift of the measurement light emission direction. The second light is guided on the same measurement surface in such a state that the same amount of displacement occurs in the same direction as the emission direction and the second light is displaced in the opposite direction to the first light. An optical system for forming a light spot,
A light position detecting means for detecting the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots formed on the measurement surface; and an eccentricity of the test object based on the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots detected by the light position detecting means. Eccentricity calculating means for calculating.
【0007】また、第1の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源から射出された測定光を光量がほぼ等しい第1
光と第2光とに分割した後、これら両光のうち第1光の
みを被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表
面において反射或いは被検物を透過した第1光と(被検
物には至っていない)第2光とを、測定光の射出方向ず
れに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同
量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対の
方向に同量のずれを生じるような状態で同一の計測面上
に導いて両光それぞれの光スポットを形成させ、両光ス
ポットの総合光量重心位置に基づいて被検物の偏芯を算
出する。Further, in the eccentricity measuring method according to the first aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is converted into a first light having substantially the same light amount.
After splitting into the light and the second light, only the first light of these two lights is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. The first light and the second light (which have not reached the object) are displaced by the same amount in the same direction as the displacement of the measurement light with respect to the displacement of the measurement light. , The second light is guided on the same measurement surface in such a manner that the same amount of displacement occurs in the opposite direction to the first light to form light spots of both lights, and the total light quantity centroid position of both light spots The eccentricity of the test object is calculated based on.
【0008】第1の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯
測定方法においては、光源から射出された測定光を第1
光と第2光とに分割した後、これら両光のうち第1光の
みを被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表
面において反射或いは被検物を透過した第1光と被検物
には至っていない第2光とを同一の計測面上に導いて両
光それぞれの光スポットを形成させ、両光スポットの総
合光量重心位置に基づいて被検物の偏芯を算出する。こ
こで、第1及び第2両光は、分割時において、双方の光
量がほぼ等しくなるように調整されており、且つ、測定
光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ず
れと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第
1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状態で
計測面上に導かれるようになっているので、これら両光
スポットの総合光量重心位置に基づいて求められた被検
物の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両
光の角度ずれが相殺された値となる。このため、光源の
姿勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場合であって
もこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物の偏
芯測定を高精度に行うことが可能となる。In the eccentricity measuring device and the eccentricity measuring method according to the first aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is transmitted to the first eccentricity measuring device.
After splitting into the light and the second light, only the first light of these two lights is focused on a predetermined incident optical axis of the test object, and is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. The first light and the second light that have not reached the test object are guided on the same measurement surface to form respective light spots of the two lights. Calculate the eccentricity. Here, the first light and the second light are adjusted so that the light amounts of both light beams are substantially equal at the time of division, and the first light is emitted in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. Since the same amount of displacement occurs in the same direction as the displacement, and the second light is guided on the measurement surface in such a manner as to produce the same amount of displacement in the direction opposite to the first light. The eccentricity of the test object obtained based on the position of the center of gravity of the total light quantity of both light spots is a value in which the angle shift between the two light beams caused by the shift in the emission direction of the measurement light is offset. For this reason, even when the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Become.
【0009】第2の本発明に係る偏芯測定装置は、光源
と、光源から射出された測定光を第1光と第2光とに分
割し、これら両光を測定光の射出方向ずれ量に対して同
量の角度ずれを生じるように導いた後、両光のうち第1
光のみを被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被
検表面において反射或いは被検物を透過した第1光を第
1の計測面上に導いて第1光スポットを形成させるとと
もに、(被検物には至っていない)第2光を第2の計測
面上に導いて第2光スポットを形成させる光学系と、第
1の計測面上に形成された第1光スポットの光量重心位
置を検出する第1の光位置検出手段と、第2の計測面上
に形成された第2光スポットの光量重心位置を検出する
第2の光位置検出手段と、第1の光位置検出手段により
検出された第1光スポットの光量重心位置と第2の光位
置検出手段により検出された第2光スポットの光量重心
位置とに基づいて被検物の偏芯を算出する偏芯算出手段
とを備える。An eccentricity measuring apparatus according to a second aspect of the present invention divides a light source and a measuring light emitted from the light source into a first light and a second light, and divides both of the lights into the emission direction shift amounts of the measuring light. After the light is guided so as to produce the same amount of angular displacement with respect to
Only the light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the first light reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object is guided onto the first measurement surface to form a first light spot. And an optical system that guides the second light (not reaching the test object) onto the second measurement surface to form a second light spot, and the first light beam formed on the first measurement surface. First light position detecting means for detecting the light quantity centroid position of the light spot; second light position detecting means for detecting the light quantity centroid position of the second light spot formed on the second measurement surface; The eccentricity of the test object is calculated based on the light quantity centroid position of the first light spot detected by the light position detection means and the light quantity gravity center position of the second light spot detected by the second light position detection means. Eccentricity calculating means.
【0010】また、第2の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源から射出された測定光を第1光と第2光とに分
割し、これら両光を測定光の射出方向ずれ量に対して同
量の角度ずれを生じるように導いた後、両光のうち第1
光のみを被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被
検表面において反射或いは被検物を透過した第1光を第
1の計測面上に導いて第1光スポットを形成させるとと
もに、(被検物には至っていない)第2光を第2の計測
面上に導いて第2光スポットを形成させ、第1光スポッ
トの光量重心位置と第2光スポットの光量重心位置とに
基づいて被検物の偏芯を算出する。Further, in the eccentricity measuring method according to the second aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is divided into a first light and a second light, and these two lights are deviated to the deviation amount of the measuring light in the emitting direction. After the light is guided to produce the same amount of angular displacement,
Only the light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the first light reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object is guided onto the first measurement surface to form a first light spot. And the second light (not reaching the test object) is guided on the second measurement surface to form a second light spot, and the light intensity centroid position of the first light spot and the light intensity of the second light spot The eccentricity of the test object is calculated based on the position of the center of gravity.
【0011】第2の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯
測定方法においては、光源から射出された測定光を第1
光と第2光とに分割した後、これら両光のうち第1光の
みを被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表
面において反射或いは被検物を透過した第1光を第1の
計測面上に導いて第1光スポットを形成させるととも
に、被検物には至っていない第2光を第2の計測面上に
導いて第2光スポットを形成させ、第1光スポットの光
量重心位置と第2光スポットの光量重心位置とに基づい
て被検物の偏芯を算出する。ここで、第1及び第2両光
は、測定光の射出方向ずれ量に対して同量の角度ずれを
生じるように導かれているので、これら第1光スポット
の光量重心位置と第2光スポットの光量重心位置とに基
づいて求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ず
れに起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
る。このため、光源の姿勢が不安定で測定光の射出方向
がずれた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶこ
とはなく、被検物の偏芯測定を高精度に行うことが可能
となる。In the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the second aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is transmitted to the first eccentricity measuring apparatus.
After splitting into the light and the second light, only the first light of these two lights is focused on a predetermined incident optical axis of the test object, and is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. The first light is guided on the first measurement surface to form a first light spot, and the second light not reaching the test object is guided on the second measurement surface to form a second light spot. Then, the eccentricity of the test object is calculated based on the light quantity centroid position of the first light spot and the light quantity centroid position of the second light spot. Here, since the first and second lights are guided so as to cause the same amount of angular displacement with respect to the amount of deviation of the measurement light in the emission direction, the light quantity centroid position of these first light spots and the second light The eccentricity of the test object obtained based on the position of the center of gravity of the light amount of the spot is a value in which the angular deviation between the two light beams caused by the deviation in the emission direction of the measurement light is offset. For this reason, even when the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Become.
【0012】第3の本発明に係る偏芯測定装置は、光源
と、光源から射出された測定光を光量がほぼ等しい第1
光と第2光とに分割した後、これら両光を測定光の射出
方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方
向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは
反対の方向に同量のずれを生じるような状態で被検物の
所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面において反
射或いは被検物を透過した両光を同一の計測面上に導い
て両光それぞれの光スポットを形成させる光学系と、計
測面上に形成された両光スポットの総合光量重心位置を
検出する光位置検出手段と、光位置検出手段により検出
された両光スポットの総合光量重心位置に基づいて被検
物の偏芯を算出する偏芯算出手段とを備える。A third eccentricity measuring apparatus according to the present invention is characterized in that the light source and the measuring light emitted from the light source are converted into a first light having substantially the same light quantity.
After the light is split into the second light and the second light, the first light has the same amount of shift in the same direction as the shift in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. The light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object in a state where the same amount of displacement occurs in the direction opposite to the first light, and the light is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. An optical system that guides light on the same measurement surface to form a light spot for each of the light beams, a light position detection unit that detects a position of a center of gravity of a total light amount of both light spots formed on the measurement surface, and a light position detection Eccentricity calculating means for calculating the eccentricity of the test object based on the total light amount centroid position of both light spots detected by the means.
【0013】また、第3の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源から射出された測定光を光量がほぼ等しい第1
光と第2光とに分割した後、これら両光を測定光の射出
方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方
向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは
反対の方向に同量のずれを生じるような状態で被検物の
所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面において反
射或いは被検物を透過した両光を同一の計測面上に導い
て両光それぞれの光スポットを形成させ、両光スポット
の総合光量重心位置に基づいて被検物の偏芯を算出す
る。Further, in the third eccentricity measuring method according to the present invention, the eccentricity measuring light emitted from the light source is converted into a first light having substantially the same light amount.
After splitting the light into the second light, the first light has the same amount of shift in the same direction as the shift in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. The light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object in a state where the same amount of displacement occurs in the direction opposite to the first light, and the light is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. The light is guided on the same measurement surface to form a light spot for each light, and the eccentricity of the test object is calculated based on the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots.
【0014】第3の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯
測定方法においては、光源から射出された測定光を第1
光と第2光とに分割した後、これら両光を被検物の所定
入射光軸上に集光し、被検物の被検表面において反射或
いは被検物を透過した両光を同一の計測面上に導いて両
光それぞれの光スポットを形成させ、両光スポットの総
合光量重心位置に基づいて被検物の偏芯を算出する。こ
こで、第1及び第2両光は、分割時において、双方の光
量がほぼ等しくなるように調整されており、且つ、測定
光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ず
れと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第
1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状態で
被検物に導かれるようになっているので、これら両光ス
ポットの総合光量重心位置に基づいて求められた被検物
の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両光
の角度ずれが相殺された値となる。このため、光源の姿
勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場合であっても
これが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物の偏芯
測定を高精度に行うことが可能となる。In the eccentricity measuring device and the eccentricity measuring method according to the third aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is transmitted to the first eccentricity measuring device.
After splitting the light into the light and the second light, these two lights are condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and both lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object are the same. The light is guided on the measurement surface to form a light spot for each of the two lights, and the eccentricity of the test object is calculated based on the position of the center of gravity of the total light amount of the two light spots. Here, the first light and the second light are adjusted so that the light amounts of both light beams are substantially equal at the time of division, and the first light is emitted in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. Since the same amount of shift occurs in the same direction as the shift, and the second light is guided to the subject in such a manner as to cause the same amount of shift in the direction opposite to the first light. The eccentricity of the test object obtained based on the position of the center of gravity of the total light quantity of both light spots is a value in which the angle shift between the two light beams caused by the shift in the emission direction of the measurement light is offset. For this reason, even when the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Become.
【0015】第4の本発明に係る偏芯測定装置は、光源
と、光源から射出された測定光を第1光と第2光とに分
割した後、これら両光を測定光の射出方向ずれ量に対し
て同量の角度ずれを生じるような状態で被検物の所定入
射光軸上に集光し、被検物の被検表面において反射或い
は被検物を透過した両光のうち第1光を第1の計測面上
に導いて第1光スポットを形成させるとともに、第2光
を第2の計測面上に導いて第2光スポットを形成させる
光学系と、第1の計測面上に形成された第1光スポット
の光量重心位置を検出する第1の光位置検出手段と、第
2の計測面上に形成された第2光スポットの光量重心位
置を検出する第2の光位置検出手段と、第1の光位置検
出手段により検出された第1光スポットの光量重心位置
と第2の光位置検出手段により検出された第2光スポッ
トの光量重心位置とに基づいて被検物の偏芯を算出する
偏芯算出手段とを備える。According to a fourth aspect of the present invention, an eccentricity measuring apparatus divides a measuring light emitted from a light source into a first light and a second light, and then deviates both of these lights in the measuring light emitting direction. The light is condensed on the predetermined incident optical axis of the test object in such a state that the same amount of angular displacement occurs with respect to the amount, and the light is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. An optical system for guiding one light on a first measurement surface to form a first light spot and guiding the second light on a second measurement surface to form a second light spot; and a first measurement surface. First light position detecting means for detecting the light quantity centroid position of the first light spot formed thereon, and second light for detecting the light quantity centroid position of the second light spot formed on the second measurement surface. A position detecting means, a light quantity centroid position of the first light spot detected by the first light position detecting means, and a second light position detecting means; And a eccentricity calculating means for calculating the eccentricity of the test object on the basis of the light quantity gravity center position of the second light spot detected by the means.
【0016】また、第4の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源から射出された測定光を第1光と第2光とに分
割した後、これら両光を測定光の射出方向ずれ量に対し
て同量の角度ずれを生じるような状態で被検物の所定入
射光軸上に集光し、被検物の被検表面において反射或い
は被検物を透過した両光のうち第1光を第1の計測面上
に導いて第1光スポットを形成させるとともに、第2光
を第2の計測面上に導いて第2光スポットを形成させ、
第1光スポットの光量重心位置と第2光スポットの光量
重心位置とに基づいて被検物の偏芯を算出する。Further, in the eccentricity measuring method according to the fourth aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is divided into a first light and a second light, and these two lights are shifted in the emitting direction of the measuring light. Is converged on a predetermined incident optical axis of the test object in such a state that the same amount of angular displacement occurs, and the first of the two lights reflected or transmitted through the test object on the test surface of the test object. Guiding the light onto the first measurement surface to form a first light spot, and guiding the second light onto the second measurement surface to form a second light spot;
The eccentricity of the test object is calculated based on the light quantity centroid position of the first light spot and the light quantity centroid position of the second light spot.
【0017】第4の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯
測定方法においては、光源から射出された測定光を第1
光と第2光とに分割した後、これら両光を被検物の所定
入射光軸上に集光し、被検物の被検表面において反射或
いは被検物を透過した両光のうち第1光を第1の計測面
上に導いて第1光スポットを形成させるとともに、第2
光を第2の計測面上に導いて第2光スポットを形成さ
せ、第1光スポットの光量重心位置と第2光スポットの
光量重心位置とに基づいて被検物の偏芯を算出する。こ
こで、第1及び第2両光は、測定光の射出方向ずれ量に
対して同量の角度ずれを生じるような状態で被検物に導
かれるようになっているので、これら第1光スポットの
光量重心位置と第2光スポットの光量重心位置とに基づ
いて求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ずれ
に起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
る。このため、光源の姿勢が不安定で測定光の射出方向
がずれた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶこ
とはなく、被検物の偏芯測定を高精度に行うことが可能
となる。In the eccentricity measuring device and the eccentricity measuring method according to the fourth aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source is transmitted to the first eccentricity measuring device.
After splitting the light into the second light, the two lights are condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the two lights are reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. One light is guided on the first measurement surface to form a first light spot, and
The light is guided on the second measurement surface to form a second light spot, and the eccentricity of the test object is calculated based on the light quantity centroid position of the first light spot and the light quantity centroid position of the second light spot. Here, the first and second lights are led to the test object in such a state that the same amount of angular displacement is generated with respect to the amount of deviation of the measurement light in the emission direction. The eccentricity of the test object obtained based on the position of the center of gravity of the light quantity of the spot and the position of the center of gravity of the quantity of light of the second light spot is a value in which the angular displacement between the two lights caused by the displacement of the measuring light in the emission direction is offset. Becomes For this reason, even when the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Become.
【0018】第5の本発明に係る偏芯測定装置は、光源
と、光源から射出されてフォーカスレンズ系を透過した
測定光を光量がほぼ等しい第1光と第2光とに分割した
後、これら両光を、測定光の射出方向ずれに対して第1
光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを生じ
るとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同量のず
れを生じるような状態でフォーカスレンズ系を調節して
被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面で
反射し或いは被検物を透過した両光を同一の計測面上に
導いて両光それぞれの光スポットを形成させる光学系
と、計測面上に形成された両光スポットの総合光量重心
位置を検出する光位置検出手段と、光位置検出手段によ
り検出された両光スポットの総合光量重心位置の基準位
置からのずれ量に基づいて被検物の偏芯を算出する偏芯
算出手段とを備える。ここで基準位置とは、被検物に偏
芯がない場合に両光スポットの総合光量重心位置が計測
面上に位置する位置のことである(次に示す方法につい
ても同じ)。An eccentricity measuring apparatus according to a fifth aspect of the present invention divides a measuring light emitted from a light source and transmitted through a focus lens system into a first light and a second light having substantially equal light amounts. These two lights are first shifted with respect to the displacement of the measurement light in the emission direction.
The focus lens system is adjusted so that the light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. The light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and both lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object are guided on the same measurement surface to form respective light spots of both lights. An optical system to be detected, light position detecting means for detecting the position of the center of gravity of the total light quantity of both light spots formed on the measurement surface, and Eccentricity calculating means for calculating eccentricity of the test object based on the amount of deviation. Here, the reference position is a position where the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots on the measurement surface when the test object has no eccentricity (the same applies to the following method).
【0019】また、第5の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源から射出されてフォーカスレンズ系を透過した
測定光を光量がほぼ等しい第1光と第2光とに分割した
後、これら両光を、測定光の射出方向ずれに対して第1
光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを生じ
るとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同量のず
れを生じるような状態でフォーカスレンズ系を調節して
被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面で
反射し或いは被検物を透過した両光を同一の計測面上に
導いて両光それぞれの光スポットを形成させ、両光スポ
ットの総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基づ
いて被検物の偏芯を算出する。Further, in the eccentricity measuring method according to the fifth aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system is divided into first light and second light having substantially equal light amounts, The first and second light beams are first shifted with respect to the deviation of the measurement light emission direction.
The focus lens system is adjusted so that the light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. The light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and both light reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object is guided on the same measurement surface to form respective light spots of both lights. Then, the eccentricity of the test object is calculated based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light amount of both light spots from the reference position.
【0020】第5の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯
測定方法においては、光源から射出されてフォーカスレ
ンズ系を透過した測定光を第1光と第2光とに分割した
後、これら両光を上記フォーカスレンズ系により調節し
て被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面
で反射し或いは被検物を透過した両光を同一の計測面上
に導いて両光それぞれの光スポットを形成させ、両光ス
ポットの総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基
づいて被検物の偏芯を算出する。ここで、第1及び第2
両光は、分割時において、双方の光量がほぼ等しくなる
ように調整され、且つ、測定光の射出方向ずれに対して
第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを
生じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同量
のずれを生じるような状態で被検物に導かれるようにな
っているので、これら両光スポットの総合光量重心位置
の基準位置からのずれ量に基づいて求められた被検物の
偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両光の
角度ずれが相殺された値となる。このため、光源の姿勢
が不安定で測定光の射出方向がずれ、或いはフォーカス
レンズ系の光軸ずれが生じた場合であってもこれが測定
結果に影響が及ぶことはなく、被検物の偏芯測定を高精
度に行うことが可能となる。In the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the fifth aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system is divided into a first light and a second light. Both lights are adjusted by the focus lens system and focused on a predetermined incident optical axis of the test object, and both lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object on the same measurement surface. To form a light spot for each of the two light spots, and calculate the eccentricity of the test object based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light quantity of both light spots from the reference position. Here, the first and second
The two light beams are adjusted so that the light amounts of the two beams are substantially equal at the time of division, and the first light beam has the same amount of displacement in the same direction as the displacement direction of the measurement light beam with respect to the displacement of the measurement light beam in the emission direction. And the second light is guided to the test object in such a manner that the second light is shifted by the same amount in the direction opposite to the first light. The eccentricity of the test object obtained based on the deviation amount from the position is a value in which the angular deviation between the two light beams caused by the deviation in the emission direction of the measurement light is offset. For this reason, even if the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, or the optical axis of the focus lens system shifts, this does not affect the measurement result, and the bias of the test object is not affected. The core measurement can be performed with high accuracy.
【0021】また、測定光は分割されるよりも前にフォ
ーカスレンズ系を通過するようになっているので、フォ
ーカスレンズ系の光軸ずれに起因して生じる両光の角度
ずれも相殺された値となる。このため、フォーカスレン
ズ系の光軸ずれが生じた場合であってもこれが測定結果
に影響が及ぶことはなく、被検物の偏芯測定をより高精
度に行うことが可能となる。また、フォーカスレンズ系
の光軸ずれに起因する測定誤差がなくなるので、被検物
を光軸回りに回転させる必要がなく、測定作業効率が向
上する。更に、被検物を回転させる装置が不要となるの
で測定精度が向上し、コストダウンも図れる。Further, since the measurement light passes through the focus lens system before being split, the angle shift between the two lights caused by the optical axis shift of the focus lens system is also canceled out. Becomes Therefore, even when the optical axis shift of the focus lens system occurs, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with higher accuracy. In addition, since there is no measurement error due to the optical axis shift of the focus lens system, there is no need to rotate the test object around the optical axis, and the measurement work efficiency is improved. Furthermore, since a device for rotating the test object is not required, the measurement accuracy is improved, and the cost can be reduced.
【0022】第6の本発明に係る偏芯測定装置は、光源
と、光源から射出されてフォーカスレンズ系を透過した
測定光を第1光と第2光とに分割した後、これら両光
を、測定光の射出方向ずれ量に対して同量の角度ずれを
生じるような状態でフォーカスレンズ系を調節して被検
物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面におい
て反射或いは被検物を透過した両光のうち第1光を第1
の計測面上に導いて第1光スポットを形成させるととも
に、第2光を第2の計測面上に導いて第2光スポットを
形成させる光学系と、第1の計測面上に形成された第1
光スポットの光量重心位置を検出する第1の光位置検出
手段と、第2の計測面上に形成された第2光スポットの
光量重心位置を検出する第2の光位置検出手段と、第1
の光位置検出手段により検出された第1光スポットの光
量重心位置の基準位置からのずれ量と第2の光位置検出
手段により検出された第2光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量とに基づいて被検物の偏芯を算出
する偏芯算出手段とを備える。ここで基準位置とは、被
検物に偏芯がない場合に第1光スポットの光量重心位置
が第1の計測面上に位置する位置及び第2光スポットの
光量重心位置が第2の計測面上に位置する位置のことで
ある(次に示す方法についても同じ)。According to a sixth aspect of the present invention, the eccentricity measuring device divides the measuring light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system into the first light and the second light, and then splits the two lights. The focus lens system is adjusted in such a state that the same amount of angular displacement is generated with respect to the amount of deviation of the measurement light in the emission direction, and the light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the test surface of the test object is measured. Of the two lights reflected or transmitted through the test object at the first
An optical system for guiding the second light on the second measurement surface to form a first light spot while guiding the second light spot on the second measurement surface, and an optical system formed on the first measurement surface. First
First light position detecting means for detecting the light quantity centroid position of the light spot; second light position detecting means for detecting the light quantity centroid position of the second light spot formed on the second measurement surface;
Of the first light spot detected by the second light position detecting means from the reference position and the second light spot detected by the second light position detecting means deviate from the reference position. Eccentricity calculating means for calculating the eccentricity of the test object based on the amount. Here, the reference position is a position where the center of gravity of the amount of light of the first light spot is located on the first measurement surface and the position of the center of gravity of the amount of light of the second light spot when the test object has no eccentricity. It is a position located on the surface (the same applies to the following method).
【0023】また、第6の本発明に係る偏芯測定方法
は、光源から射出されてフォーカスレンズ系を透過した
測定光を第1光と第2光とに分割した後、これら両光
を、測定光の射出方向ずれ量に対して同量の角度ずれを
生じるような状態でフォーカスレンズ系により調節して
被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面に
おいて反射或いは被検物を透過した両光のうち第1光を
第1の計測面上に導いて第1光スポットを形成させると
ともに、第2光を第2の計測面上に導いて第2光スポッ
トを形成させ、第1光スポットの光量重心位置の基準位
置からのずれ量と第2光スポットの光量重心位置の基準
位置からのずれ量とに基づいて被検物の偏芯を算出す
る。Further, in the eccentricity measuring method according to the sixth aspect of the present invention, the measuring light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system is divided into a first light and a second light. Focused on a predetermined incident optical axis of the test object by adjusting the focus lens system in such a state that the same amount of angular shift is generated with respect to the amount of shift of the measurement light in the emission direction, and on the test surface of the test object Of the two lights reflected or transmitted through the test object, the first light is guided on the first measurement surface to form a first light spot, and the second light is guided on the second measurement surface to form the second light A spot is formed, and the eccentricity of the test object is calculated based on the amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the first light spot from the reference position and the amount of deviation of the center of gravity of the amount of light of the second light spot from the reference position.
【0024】第6の本発明に係る偏芯測定装置及び偏芯
測定方法においては、光源から射出されてフォーカスレ
ンズ系を透過した測定光を第1光と第2光とに分割した
後、これら両光を上記フォーカスレンズ系により調節し
て被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被検表面
において反射或いは被検物を透過した両光のうち第1光
を第1の計測面上に導いて光スポットを形成させるとと
もに、第2光を第2の計測面上に導いて光スポットを形
成させ、第1光スポットの光量重心位置の基準位置から
のずれ量と第2光スポットの光量重心位置の基準位置か
らのずれ量とに基づいて被検物の偏芯を算出する。ここ
で、第1及び第2両光は、測定光の射出方向ずれ量に対
して同量の角度ずれを生じるような状態で被検物に導か
れるようになっているので、これら第1光スポットの光
量重心位置の基準位置からのずれ量と第2光スポットの
光量重心位置の基準位置からのずれ量とに基づいて求め
られた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因し
て生じる両光の角度ずれが相殺された値となる。このた
め、光源の姿勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場
合であっても測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物
の偏芯測定を高精度に行うことが可能となる。In the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the sixth aspect of the invention, the measuring light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system is divided into a first light and a second light. The two lights are adjusted by the focus lens system and condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the first light of the two lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object is converted to the first light. The first light spot is guided on the second measurement surface to form a light spot, and the second light is guided on the second measurement surface to form a light spot. The eccentricity of the test object is calculated based on the amount of displacement of the center of gravity of the light amount of the second light spot from the reference position. Here, the first and second lights are guided to the test object in such a state that the same amount of angular displacement is generated with respect to the amount of deviation of the measurement light in the emission direction. The eccentricity of the test object obtained based on the amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the spot from the reference position and the amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the second light spot from the reference position is determined by the deviation in the emission direction of the measurement light. This results in a value in which the angle shift between the two lights caused by the light is canceled. Therefore, even when the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light is shifted, the measurement result is not affected, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. .
【0025】また、測定光は分割されるよりも前にフォ
ーカスレンズ系を通過するようになっているので、フォ
ーカスレンズ系の光軸ずれに起因して生じる両光の角度
ずれも相殺された値となる。このため、フォーカスレン
ズ系の光軸ずれが生じた場合であってもこれが測定結果
に影響が及ぶことはなく、被検物の偏芯測定をより高精
度に行うことが可能となる。また、フォーカスレンズ系
の光軸ずれに起因する測定誤差がなくなるので、被検物
を光軸回りに回転させる必要がなく、測定作業効率が向
上する。更に、被検物を回転させる装置が不要となるの
で測定精度が向上し、コストダウンも図れる。Further, since the measurement light passes through the focus lens system before being split, the angle shift between the two lights caused by the optical axis shift of the focus lens system is also canceled out. Becomes Therefore, even when the optical axis shift of the focus lens system occurs, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with higher accuracy. In addition, since there is no measurement error due to the optical axis shift of the focus lens system, there is no need to rotate the test object around the optical axis, and the measurement work efficiency is improved. Furthermore, since a device for rotating the test object is not required, the measurement accuracy is improved, and the cost can be reduced.
【0026】ここで上記偏芯測定装置において、上記集
光の位置は、集光させた光を被検物の被検表面において
反射させる場合は被検表面の曲率中心近傍位置又は被検
表面の近軸焦点近傍位置であり、被検物を透過させる場
合は被検物の前方焦点近傍位置であることが好ましい。
また被検物は、この被検物を上記光軸まわりに回転可能
な機能を備えた保持部材(例えば、実施形態における回
転台)により保持されてなることが好ましい。また光学
系は、第1光及び第2光のいずれか一方の光を入射方向
に反射する機能を備えた光学部材を有していることが好
ましい。更に上記分割は、偏光ビームスプリッタ又は透
過反射部材(例えば、実施形態における反射透過板4
0)によりなされるようになっていることが好ましい。In the eccentricity measuring apparatus, the position of the condensed light may be a position in the vicinity of the center of curvature of the surface of the test object or a position of the surface of the test object when the condensed light is reflected on the surface of the test object. It is a position near the paraxial focal point, and when the test object is transmitted, it is preferably a position near the front focus of the test object.
Further, it is preferable that the test object is held by a holding member (for example, a rotary table in the embodiment) having a function of rotating the test object around the optical axis. The optical system preferably has an optical member having a function of reflecting one of the first light and the second light in the incident direction. Further, the above division is performed by a polarizing beam splitter or a transmissive / reflective member (for example, the reflective / transmissive plate 4 in the embodiment).
0) is preferred.
【0027】また、上記偏芯測定方法において、上記集
光の位置は、集光させた光を被検物の被検表面において
反射させる場合は被検表面の曲率中心近傍位置又は被検
表面の近軸焦点近傍位置であり、被検物を透過させる場
合は被検物の前方焦点近傍位置であることが好ましい。
また、被検物は、被検物を上記光軸まわりに回転可能な
機能を備えた保持部材(例えば、実施形態における回転
台)により保持されてなることが好ましい。また、上記
測定光の射出方向ずれに対して第1光が測定光の射出方
向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光
が第1光とは反対の方向に同量のずれを生じる状態は、
第1光又は第2光を入射方向に反射する機能を備えた光
学部材によりなされるようになっていることが好まし
い。更に、上記第2、4又は6の本発明に係る偏芯測定
方法においては、第1光は測定光の射出方向ずれと同方
向にずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対の
方向にずれを生じるようになっていることが好ましい。
また、上記分割は、偏光ビームスプリッタ又は透過反射
部材(例えば、実施形態における反射透過板40)によ
りなされることが好ましい。In the eccentricity measuring method, the condensing position may be a position in the vicinity of the center of curvature of the test surface or a position of the test surface when the condensed light is reflected on the test surface of the test object. It is a position near the paraxial focal point, and when the test object is transmitted, it is preferably a position near the front focus of the test object.
Further, it is preferable that the test object is held by a holding member (for example, a turntable in the embodiment) having a function of rotating the test object around the optical axis. In addition, the first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount in the direction opposite to the first light. The state that causes the shift is
It is preferable that the first light or the second light is formed by an optical member having a function of reflecting the light in the incident direction. Further, in the eccentricity measuring method according to the second, fourth or sixth aspect of the present invention, the first light is shifted in the same direction as the emission direction of the measuring light, and the second light is opposite to the first light. It is preferable that a shift occurs in the direction of.
Preferably, the division is performed by a polarizing beam splitter or a transmissive / reflective member (for example, the reflective / transmissive plate 40 in the embodiment).
【0028】また、上記偏芯測定装置或いは方法を用い
て偏芯が測定された光学素子を組み込んでなる投影レン
ズは、偏芯の少ない非常に高精度な光学部品となる。A projection lens incorporating an optical element whose eccentricity has been measured using the eccentricity measuring device or method described above is an extremely high-precision optical component with little eccentricity.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。先ず、第1の本発明に係る偏芯測定
装置及び偏芯測定方法について説明する。図1は第1の
本発明に係る偏芯測定装置の第1実施形態を示したもの
であり、凸レンズである被検物91の反射偏芯を測定す
る場合の例である。この偏芯測定装置において、光源1
1(例えばレーザー光源)から射出された測定光はレン
ズ12により集光され、その集光点に位置した指標13
を介してコリメータレンズ14に入射する。コリメータ
レンズ14により平行光にされた測定光は更に図の下方
に進んでビームスプリッタ20に入射する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below. First, an eccentricity measuring device and an eccentricity measuring method according to the first invention will be described. FIG. 1 shows the first embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the first invention, and is an example in the case of measuring the reflection eccentricity of a test object 91 which is a convex lens. In this eccentricity measuring device, the light source 1
1 (for example, a laser light source) is condensed by a lens 12 and an index 13 located at the converging point
And enters the collimator lens 14. The measurement light converted into a parallel light by the collimator lens 14 proceeds further downward in the drawing and enters the beam splitter 20.
【0030】ビームスプリッタ20に入射した測定光は
その半透膜を透過してそのまま図の下方に進み、ビーム
スプリッタ20の下方(図における下方)に設置された
レンズ31により集光され、反射透過板40の反射面に
指標13の像が投影される。この反射透過板40はレン
ズ31の光軸に対して垂直に、且つレンズ31の集光点
に反射面が位置するように設置されている。この反射透
過板40では反射面を透過して図の下方に進む第1光
と、反射面において反射して図の上方に進む第2光とに
分割されるが、ここでは第1光と第2光との光量がほぼ
等しくなるように(両光の光量差が極めて小さくなるよ
うに)、反射透過板40の反射率を調節しておく。その
理由は、後述するように、同一計測面に形成された第1
光の光スポットと第2光の光スポットとにより総合光量
重心位置を算出するので、各光の光量が相異なると重心
位置がずれるからである。The measuring light that has entered the beam splitter 20 passes through the semi-permeable membrane and proceeds as it is in the lower part of the figure. An image of the index 13 is projected on the reflection surface of the plate 40. The reflection / transmission plate 40 is provided so as to be perpendicular to the optical axis of the lens 31 and to have a reflection surface located at the focal point of the lens 31. The reflection / transmission plate 40 is divided into a first light that passes through the reflection surface and travels downward in the figure and a second light that reflects on the reflection surface and travels upward in the figure. The reflectivity of the reflection / transmission plate 40 is adjusted so that the light amounts of the two lights are substantially equal (so that the light amount difference between the two lights is extremely small). The reason is that, as described later, the first
This is because the barycentric position of the total light amount is calculated based on the light spot of the light and the light spot of the second light, so that if the light amounts of the respective lights are different, the barycentric position is shifted.
【0031】反射透過板40を透過して図の下方に進ん
だ第1光はコリメータレンズ32により平行光にされた
後、フォーカスレンズ系60により被検物91の曲率中
心近傍位置(或いは近軸焦点近傍位置)に集光され、こ
れにより被検物91の被検表面には指標13の像が投影
される。ここで、フォーカスレンズ系60は、両凸レン
ズからなる可動レンズ61と両凹レンズからなる固定レ
ンズ62とから構成されており、可動レンズ61を被検
物91の光軸方向に移動させることにより、第1光の焦
点位置を光軸上の所望の位置に位置させることが可能で
ある。The first light that has passed through the reflection / transmission plate 40 and travels downward in the drawing is converted into parallel light by the collimator lens 32, and then the focus lens system 60 near the center of curvature of the object 91 (or paraxial). (The position near the focal point), whereby the image of the index 13 is projected on the surface of the test object 91 to be measured. Here, the focus lens system 60 is composed of a movable lens 61 composed of a biconvex lens and a fixed lens 62 composed of a biconcave lens. By moving the movable lens 61 in the optical axis direction of the test object 91, It is possible to position the focal position of one light at a desired position on the optical axis.
【0032】被検物91の曲率中心近傍位置に集光され
た第1光は被検物91の被検表面において反射した後、
フォーカスレンズ系60の下方(図における下方)から
入射してコリメータレンズ32、反射透過板40及びレ
ンズ31を透過し、更にビームスプリッタ20の半透膜
において反射して図の右方に進む。そして、ビームスプ
リッタ20の右方(図における右方)に設置されたレン
ズ33により集光されて計測面(光位置検出素子70の
受光面)上に光スポットを形成する。一方、反射透過板
40において反射して図の上方に進んだ第2光は、反射
透過板40に入射したときと同じ光路を戻り、第1光と
同様、ビームスプリッタ20の半透膜において反射して
図の右方に進む。そして、前述のレンズ32により集光
されて第1光と同一の計測面上に光スポットを形成す
る。The first light condensed at a position near the center of curvature of the test object 91 is reflected on the test surface of the test object 91,
The light enters from below the focus lens system 60 (below in the drawing), passes through the collimator lens 32, the reflection / transmission plate 40, and the lens 31, and further reflects on the semi-permeable film of the beam splitter 20, and proceeds to the right in the drawing. Then, the light is condensed by a lens 33 installed on the right side (the right side in the drawing) of the beam splitter 20 to form a light spot on the measurement surface (the light receiving surface of the light position detecting element 70). On the other hand, the second light reflected by the reflection / transmission plate 40 and traveling upward in the drawing returns on the same optical path as when entering the reflection / transmission plate 40, and is reflected by the semi-permeable film of the beam splitter 20 like the first light. And go to the right of the figure. Then, the light is condensed by the lens 32 and forms a light spot on the same measurement surface as the first light.
【0033】このように、光源11から射出された測定
光は反射透過板40により透過光である第1光と反射光
である第2光とに分割されるが、第1光は被検物91の
被検表面において通常反射をした後、反射透過板40を
透過してビームスプリッタ20に戻るのに対し、第2光
はレンズ31と反射透過板40との上記位置関係により
入射光路と反射光路とが平行になる(光を入射方向に反
射する)特殊な反射をしてビームスプリッタ20に戻る
ことから、これら第1及び第2両光は、重ね合わされて
ビームスプリッタ20から図の右方に出射するときに
は、光源11の姿勢が不安定であることに起因する測定
光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ず
れと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第
1光とは反対の方向にずれを生じるようになっている。
すなわち、図2に示すように、光源11から射出された
測定光Lが基準の方向(ここでは被検物91の所定入射
光軸方向であり、一点鎖線で示す)から角度θだけずれ
た場合には、第1光L1もこれと同じ量(角度θ)だけ
角度ずれを起こし、第2光は第1光L1と反対の方向に
同じ量(角度θ)だけ角度ずれを起こす。As described above, the measurement light emitted from the light source 11 is split by the reflection / transmission plate 40 into the first light which is the transmitted light and the second light which is the reflected light. After the light is normally reflected on the surface to be inspected 91, the light passes through the reflection / transmission plate 40 and returns to the beam splitter 20, whereas the second light is reflected by the incident optical path due to the above positional relationship between the lens 31 and the reflection / transmission plate 40. Since the light path returns to the beam splitter 20 after being specially reflected (reflecting the light in the incident direction) so that the first and second lights are superimposed, the first and second lights are superimposed on the right side of the drawing from the beam splitter 20. When the first light is emitted, the first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift caused by the unstable posture of the light source 11. Two lights are in the opposite direction to the first It is adapted to produce a shift.
That is, as shown in FIG. 2, when the measurement light L emitted from the light source 11 is shifted by an angle θ from a reference direction (here, the direction of a predetermined incident optical axis of the test object 91 and indicated by a dashed line). , The first light L1 also has an angle shift by the same amount (angle θ), and the second light has an angle shift by the same amount (angle θ) in the direction opposite to the first light L1.
【0034】光位置検出素子70は、受光面(計測面)
上に形成された両光スポットの総合光量重心位置を検出
し、その結果を偏芯算出器80に出力する。この偏芯算
出器80は、検出された両光スポットの総合光量重心位
置と予め定めた基準位置とのずれ量に基づいて被検物9
1の偏芯を算出し、これをディスプレイ等に表示する。
ここで、基準位置とは、被検物91に偏芯がない場合に
両光スポットの総合光量重心位置が計測面上に位置する
位置のことである。被検物91が偏芯していない場合に
は、被検物91の被検表面において反射するときの光軸
(反射光軸)と第1光が被検物91に入射するときの光
軸(入射光軸)と一致し、第1光が計測面上に単独で形
成する光スポットの光量重心位置及び第2光が計測面上
に単独で形成する光スポットの光量重心位置はともに基
準位置に一致する(このため両光スポットの総合光量重
心位置も基準位置に一致する)が、被検物91が偏芯し
ている場合には、その反射光軸は入射光軸と一致しない
(角度ずれを起こす)ため、第1光が計測面上に単独で
形成する光スポットの光量重心位置は基準位置からずれ
たものとなる(このため、第1及び第2両光の総合光量
重心位置は基準位置からずれたものとなる)。The light position detecting element 70 has a light receiving surface (measurement surface).
The position of the center of gravity of the total light amount of both light spots formed above is detected, and the result is output to the eccentricity calculator 80. The eccentricity calculator 80 determines the position of the test object 9 based on the amount of deviation between the detected center of gravity of the total light amount of both light spots and a predetermined reference position.
1 is calculated and displayed on a display or the like.
Here, the reference position is a position where the center of gravity of the total light amount of both light spots is located on the measurement surface when the test object 91 is not eccentric. When the test object 91 is not eccentric, the optical axis (reflection optical axis) when reflected on the test surface of the test object 91 and the optical axis when the first light is incident on the test object 91. (Incident optical axis), and the light quantity centroid position of the light spot formed solely on the measurement surface by the first light and the light quantity centroid position of the light spot formed solely on the measurement surface by the second light are both reference positions. (For this reason, the center of gravity of the total light amount of both light spots also matches the reference position), but when the test object 91 is eccentric, the reflected optical axis does not match the incident optical axis (angle Because of the shift, the center of gravity of the light amount of the light spot formed solely by the first light on the measurement surface is shifted from the reference position (the center of gravity of the total light amount of both the first and second lights is It will be shifted from the reference position).
【0035】また、光源11の姿勢が不安定であり、測
定光の射出方向が基準の方向(ここでは被検物91の所
定入射光軸方向)からずれている場合には、被検物91
の偏芯とは無関係に、第1光の被検物91に対する入射
光軸と反射光軸とは一致しなくなるため、被検物91の
被検表面で反射した第1光が計測面上に単独で形成する
光スポットの光量重心位置と、第2光が計測面上に単独
で形成する光スポットの光量重心位置とは、ともに基準
位置からずれたものとなる。If the attitude of the light source 11 is unstable and the emission direction of the measurement light is deviated from the reference direction (here, the direction of the predetermined incident optical axis of the test object 91), the test object 91
Irrespective of the eccentricity of the first light, the incident light axis of the first light with respect to the test object 91 does not coincide with the reflected light axis, so that the first light reflected by the test surface of the test object 91 is on the measurement surface. The light quantity centroid position of the light spot formed alone and the light quantity centroid position of the light spot formed solely on the measurement surface by the second light are both shifted from the reference position.
【0036】ここで、上述のように、第1及び第2両光
は、反射透過板40における分割時に、双方の光量がほ
ぼ等しくなるように調整され、且つ、測定光の射出方向
ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に
同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対
の方向に同量のずれを生じるような状態で計測面上に導
かれるため、計測面上に形成される第1光の光スポット
の光量重心位置と第2光の光スポットの光量重心位置と
は測定光の射出方向ずれに対して反対方向に同量でず
れ、しかも両光スポットの光量は相等しくなる。このた
め、計測面上に形成される第1光の光スポットと第2光
の光スポットとの総合光量重心位置の基準位置からのず
れ量に基づいて求められた被検物91の偏芯は、測定光
の射出方向ずれに起因して生ずる両光の角度ずれが相殺
された値となり、光源11の姿勢が不安定で測定光の射
出方向がずれた場合であってもこれが測定結果に影響が
及ぶことはない。Here, as described above, the first and second lights are adjusted so that the light amounts of the first and second lights are substantially equal at the time of division on the reflection / transmission plate 40, and the first light and the second light are adjusted with respect to the deviation in the emission direction of the measurement light. The first light has the same amount of displacement in the same direction as the measurement light exit direction, and the second light has the same amount of displacement in the opposite direction to the first light. Therefore, the position of the center of gravity of the light spot of the first light spot formed on the measurement surface and the position of the center of light quantity of the light spot of the second light spot are shifted by the same amount in the opposite direction to the shift of the measurement light emission direction. In addition, the light amounts of both light spots are equal. For this reason, the eccentricity of the test object 91 obtained based on the shift amount of the center of gravity of the total light amount between the light spot of the first light and the light spot of the second light formed on the measurement surface from the reference position is The angle deviation between the two light beams caused by the deviation in the emission direction of the measurement light is a value that cancels out. Even if the attitude of the light source 11 is unstable and the emission direction of the measurement light is deviated, this affects the measurement result. Never reach.
【0037】但し、この例のようにフォーカスレンズ系
60が測定光を分割する手段(ここでは反射透過板4
0)の下流側に設置されている偏芯測定装置において
は、フォーカスレンズ系60に光軸ずれがある(可動レ
ンズ61の光軸と固定レンズ62の光軸とが一致してい
ない)場合には、被検物91の偏芯とは無関係に、第1
光の被検物91における反射光軸は入射光軸と一致しな
くなるため、被検物91の被検表面で反射した第1光が
計測面上に単独で形成する光スポットの光量重心位置は
基準位置からずれたものとなる。このため、この装置を
用いて被検物91の偏芯測定を行う場合には、被検物9
1を保持する回転台(図示せず)を回転させて被検物9
1を光軸回りに回転させ、これに伴って上記総合光量重
心位置が変動するか(基準位置まわりに回転するか)否
かを観察する必要がある。ここで、被検物91の回転に
伴って総合光量重心位置が変動しないときには、この基
準位置からのずれは被検物91の偏芯によるものではな
く、フォーカスレンズ系60の光軸ずれによるものとい
うことになる。However, as in this example, the focus lens system 60 divides the measurement light (here, the reflection / transmission plate 4
In the eccentricity measuring device installed downstream of (0), when the focus lens system 60 has an optical axis shift (the optical axis of the movable lens 61 does not match the optical axis of the fixed lens 62). Irrespective of the eccentricity of the test object 91,
Since the reflected light axis of the light on the test object 91 no longer coincides with the incident optical axis, the position of the light quantity center of gravity of the light spot formed solely on the measurement surface by the first light reflected on the test surface of the test object 91 is It is shifted from the reference position. For this reason, when measuring the eccentricity of the test object 91 using this device, the test object 9
By rotating a turntable (not shown) for holding the test object 1
It is necessary to rotate 1 around the optical axis, and to observe whether or not the position of the center of gravity of the total light quantity fluctuates accordingly (whether it rotates around the reference position). Here, when the position of the center of gravity of the total light amount does not fluctuate with the rotation of the test object 91, the deviation from the reference position is not due to the eccentricity of the test object 91 but to the optical axis deviation of the focus lens system 60. It turns out that.
【0038】図3は、第1の本発明に係る偏芯測定装置
の第2実施形態を示している。この実施形態に係る偏芯
測定装置は、凹レンズである被検物92の透過偏芯を測
定する場合の例である。この実施形態に係る装置は、前
述の第1実施形態で示した構成を基本構成としている
が、被検物92の下方(図における下方)に平板状の反
射ミラー34を被検物92の所定入射光軸に対して垂直
に設置した点が異なる。このような構成において、凹レ
ンズである被検物92の透過偏芯を測定する場合には、
反射透過板40により分割した第1光を、フォーカスレ
ンズ系60により、被検物92の前方焦点近傍位置に集
光させる。FIG. 3 shows a second embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the first invention. The eccentricity measuring apparatus according to this embodiment is an example of measuring the transmission eccentricity of a test object 92 which is a concave lens. The device according to this embodiment has the basic configuration shown in the first embodiment described above. The difference is that it is installed perpendicular to the incident optical axis. In such a configuration, when measuring the transmission eccentricity of the test object 92 which is a concave lens,
The first light split by the reflection / transmission plate 40 is collected by the focus lens system 60 at a position near the front focus of the test object 92.
【0039】これにより、被検物92を透過した第1光
は平行光になって反射ミラー34に入射し、被検物91
が偏芯していない場合には、第1光が反射ミラー34に
おいて反射するときの光軸(反射光軸)は、第1光が反
射ミラー34へ入射するときの光軸(入射光軸)と一致
し、第1光が計測面上に単独で形成する光スポットの光
量重心位置は基準位置に一致する。しかし、被検物92
が偏芯している場合には、反射光軸は入射光軸と一致せ
ず(角度ずれを起こし)、第1光が計測面上に単独で形
成する光スポットの光量重心位置は基準位置からずれた
ものとなる。As a result, the first light transmitted through the test object 92 becomes parallel light and is incident on the reflection mirror 34, and the test object 91
Is not eccentric, the optical axis (reflected optical axis) when the first light is reflected by the reflecting mirror 34 is the optical axis (incident optical axis) when the first light is incident on the reflecting mirror 34. , And the light intensity centroid position of the light spot formed solely on the measurement surface by the first light coincides with the reference position. However, the test object 92
Is eccentric, the reflected optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), and the center of gravity of the light quantity of the light spot formed solely on the measurement surface by the first light is from the reference position. It is shifted.
【0040】また、光源11から射出された測定光が反
射透過板40により透過光である第1光と反射光である
第2光とに分割され、これら両光が重ね合わされてビー
ムスプリッタ20から図の右方に出射するときに、光源
11の姿勢が不安定であることに起因する測定光の射出
方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方
向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは
反対の方向に同量のずれを生じるようになるのは上記第
1実施形態の場合と同じである。このため、本実施形態
に係る偏芯測定装置においても、上記第1実施形態に係
る偏芯測定装置の場合と同様の効果を得ることができ
る。The measurement light emitted from the light source 11 is split by the reflection / transmission plate 40 into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light. When the light is emitted to the right in the drawing, the first light is shifted by the same amount in the same direction as the emission direction of the measurement light with respect to the emission direction shift of the measurement light caused by the unstable posture of the light source 11. , And the second light is shifted by the same amount in the opposite direction to the first light, as in the case of the first embodiment. For this reason, also in the eccentricity measuring device according to the present embodiment, the same effect as in the case of the eccentricity measuring device according to the first embodiment can be obtained.
【0041】図4は第1の本発明に係る偏芯測定装置の
第3実施形態を示したものであり、凸レンズである被検
物93の反射偏芯を測定する場合の別例である。この実
施形態に係る偏芯測定装置は、上記第1実施形態(図
1)におけるビームスプリッタ20に替えて偏向ビーム
スプリッタ21を設置するとともに、この偏向ビームス
プリッタ21の左方(図における左方)に1/4波長板
35を設置した上で、その左方(図における左方)にレ
ンズ36及びこのレンズ36の焦点位置に反射面が位置
するように反射ミラー37を設置し、更に、ビームスプ
リッタ20とフォーカスレンズ系60との間に設置され
ていたレンズ31、反射透過板40及びコリメータレン
ズ32を除去して替わりに1/4波長板38を設置した
ものである。FIG. 4 shows a third embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the first invention, which is another example in the case of measuring the reflection eccentricity of a test object 93 which is a convex lens. The eccentricity measuring apparatus according to this embodiment is provided with a deflection beam splitter 21 instead of the beam splitter 20 in the first embodiment (FIG. 1), and to the left of the deflection beam splitter 21 (to the left in the figure). After a quarter-wave plate 35 is installed, a lens 36 and a reflection mirror 37 are installed on the left side (left side in the figure) so that a reflection surface is located at the focal position of the lens 36. The lens 31, the reflection / transmission plate 40, and the collimator lens 32 provided between the splitter 20 and the focus lens system 60 are removed, and a quarter wavelength plate 38 is provided instead.
【0042】このような構成の偏芯測定装置において、
コリメータレンズ14により平行光にされた測定光は偏
光ビームスプリッタ21に入射し、その半透膜を透過す
るP偏光である第1光と、半透膜において反射するS偏
光である第2光とに分割される。なお、ここでは偏光ビ
ームスプリッタ21に入射する光の状態を調整し、第1
光と第2光との光量がほぼ等しくなるように(両光の光
量差が極めて小さくなるように)しておく。In the eccentricity measuring device having such a configuration,
The measurement light converted into parallel light by the collimator lens 14 is incident on the polarization beam splitter 21 and includes a first light that is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film and a second light that is S-polarized light reflected on the semi-permeable film. Is divided into Here, the state of light incident on the polarization beam splitter 21 is adjusted, and the first
The light amounts of the light and the second light are set to be substantially equal (so that the light amount difference between the two lights is extremely small).
【0043】偏光ビームスプリッタ21の半透膜を透過
した第1光はそのまま図の下方に進み、1/4波長板3
8を透過した後、フォーカスレンズ系60により被検物
91の曲率中心近傍位置に集光され、被検物91の被検
表面には指標13の像が投影される。被検物91の曲率
中心近傍位置に集光された第1光は被検物91の被検表
面に対して垂直に入射するため、この被検物91の被検
表面において反射した第1光は入射時と同じ光路を戻っ
てフォーカスレンズ系60、1/4波長板38を透過し
た後、偏光ビームスプリッタ21に図の下方から入射す
る。The first light that has passed through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 21 proceeds to the lower part of FIG.
8, the light is condensed by the focus lens system 60 at a position near the center of curvature of the test object 91, and an image of the index 13 is projected on the test surface of the test object 91. Since the first light condensed at a position near the center of curvature of the test object 91 is perpendicularly incident on the test surface of the test object 91, the first light reflected on the test surface of the test object 91 is reflected. After returning through the same optical path as at the time of incidence and passing through the focus lens system 60 and the quarter-wave plate 38, the light enters the polarization beam splitter 21 from below in the figure.
【0044】ここで、第1光は偏光ビームスプリッタ2
1を下方に透過した時点ではP偏光であったが、被検物
91の被検表面において反射して再び偏光ビームスプリ
ッタ21に戻って来るまでの間には1/4波長板38を
2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ21に下
方から入射するときにはS偏光になっている。このため
第1光は偏光ビームスプリッタ21の半透膜において反
射して図の右方に進む。そして、偏向ビームスプリッタ
21の右方(図における右方)に位置したレンズ33に
より集光されて計測面(光位置検出素子70の受光面)
上に光スポットを形成する。Here, the first light is a polarized beam splitter 2
Although the light was P-polarized light when it was transmitted downward, the 1 / wavelength plate 38 was moved twice before being reflected on the surface of the test object 91 and returning to the polarization beam splitter 21 again. Since the light passes through the polarization beam splitter 21 from below, it is S-polarized. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 21 and proceeds to the right in the drawing. Then, the light is condensed by the lens 33 located to the right (to the right in the drawing) of the deflection beam splitter 21 and is measured (the light receiving surface of the light position detecting element 70).
Form a light spot on top.
【0045】一方、偏光ビームスプリッタ21の半透膜
において反射した第2光は図の左方に進んで1/4波長
板35を透過した後、レンズ36により集光され、その
集光点に位置した反射ミラー37において反射する。そ
して、再びレンズ36及び1/4波長板35を透過して
偏光ビームスプリッタ21に図の左方から入射する。こ
こで、第2光は偏光ビームスプリッタ21の半透膜にお
いて図の左方に反射した時点ではS偏光であったが、反
射ミラー37において反射して再び偏光ビームスプリッ
タ21に戻って来るまでの間には1/4波長板35を2
回通過しているので、偏光ビームスプリッタ21に左方
から入射するときにはP偏光になっている。このため第
2光はそのまま偏光ビームスプリッタ21の半透膜を透
過して右方に進み、レンズ33により集光されて第1光
と同じ計測面上に光スポットを形成する。On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarization beam splitter 21 advances to the left in the figure, passes through the quarter-wave plate 35, is condensed by the lens 36, and The light is reflected by the located reflection mirror 37. Then, the light again passes through the lens 36 and the quarter-wave plate 35 and enters the polarization beam splitter 21 from the left side in the drawing. Here, the second light was S-polarized light when reflected on the semi-permeable film of the polarization beam splitter 21 to the left in the figure, but was reflected by the reflection mirror 37 and returned to the polarization beam splitter 21 again. Between the two quarter-wave plates 35
Since the light passes through the polarization beam splitter 21 from the left, the light is P-polarized light. Therefore, the second light passes through the semi-permeable membrane of the polarization beam splitter 21 as it is and travels rightward, is collected by the lens 33, and forms a light spot on the same measurement surface as the first light.
【0046】このように、光源11から射出された測定
光は偏光ビームスプリッタ21により透過光である第1
光と反射光である第2光とに分割されるが、第1光は被
検物91の被検表面において通常反射をした後、更に偏
向ビームスプリッタ21の半透膜において通常反射をす
るのに対し、被検物91に至っていない第2光はレンズ
36と反射ミラー37との上記位置関係により入射光路
と反射光路とが平行になる(光を入射方向に反射する)
特殊な反射をした後、偏向ビームスプリッタ21の半透
膜において通常反射をすることから、これら第1及び第
2両光は、重ね合わされて偏向ビームスプリッタ21か
ら右方に出射するときには、光源11の姿勢が不安定で
あることに起因する測定光の射出方向ずれに対して第1
光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを生じ
るとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同量のず
れを生じる。このため、本実施形態に係る偏芯測定装置
においても、上記第1実施形態に係る偏芯測定装置と同
様の効果を得ることができる。As described above, the measurement light emitted from the light source 11 is transmitted by the polarization beam splitter 21 to the first light.
Although the light is split into light and second light that is reflected light, the first light normally reflects on the surface of the test object 91 and then normally reflects on the semi-permeable film of the deflecting beam splitter 21. On the other hand, in the second light that has not reached the test object 91, the incident light path and the reflected light path become parallel (reflect the light in the incident direction) due to the above positional relationship between the lens 36 and the reflection mirror 37.
After the special reflection, the light is normally reflected by the semi-permeable membrane of the deflection beam splitter 21. Therefore, when the first and second lights are superimposed and emitted from the deflection beam splitter 21 to the right, the light source 11 Of the measurement light caused by the unstable posture of the measuring beam.
The light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. Therefore, the eccentricity measuring device according to the present embodiment can also obtain the same effects as those of the eccentricity measuring device according to the first embodiment.
【0047】図5は、第1の本発明に係る偏芯測定装置
の第4実施形態を示している。この実施形態に係る偏芯
測定装置は、凹レンズである被検物94の透過偏芯を測
定する場合の別例である。この実施形態に係る装置は、
前述の第3実施形態で示した構成を基本構成としている
が、被検物94の下方(図における下方)に平板状の反
射ミラー34を被検物94の所定入射光軸に対して垂直
に設置した点が異なる。このようにな構成において、凹
レンズである被検物94の透過偏芯を測定する場合に
は、偏向ビームスプリッタ21により分割した第1光
を、フォーカスレンズ系60により、被検物94の前方
焦点近傍位置に集光させる。これにより、被検物94を
透過した第1光は平行光になって反射ミラー34に入射
し、この後第1及び第2光は、上述の第3実施形態にお
いて示したと同様の振る舞いをする。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the first invention. The eccentricity measuring apparatus according to this embodiment is another example of measuring the transmission eccentricity of the test object 94 which is a concave lens. The device according to this embodiment is:
The basic configuration is the configuration shown in the above-described third embodiment. However, a flat reflecting mirror 34 is provided below the test object 94 (downward in the drawing) so as to be perpendicular to a predetermined incident optical axis of the test object 94. The installed point is different. In such a configuration, when measuring the transmission eccentricity of the test object 94 which is a concave lens, the first light split by the deflection beam splitter 21 is focused by the focus lens system 60 on the front focus of the test object 94. Light is collected at a nearby position. Accordingly, the first light transmitted through the test object 94 becomes parallel light and enters the reflection mirror 34, and thereafter, the first and second lights behave in the same manner as described in the third embodiment. .
【0048】また、光源11から射出された測定光が偏
向ビームスプリッタ21により透過光である第1光と反
射光である第2光とに分割され、これら両光が重ね合わ
されて偏向ビームスプリッタ21から図の右方に出射す
るときに、光源11の姿勢が不安定であることに起因す
る測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出
方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2
光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるように
なるのは上記第3実施形態の場合と同じである。このた
め、本実施形態に係る偏芯測定装置においても、上記第
3実施形態に係る偏芯測定装置と同様の効果(すなわち
第1実施形態に係る偏芯測定装置と同様の効果)を得る
ことができる。The measuring light emitted from the light source 11 is split by the deflection beam splitter 21 into a first light which is a transmitted light and a second light which is a reflected light. When the light is emitted to the right in the drawing, the first light has the same amount in the same direction as the displacement of the measurement light due to the displacement of the measurement light due to the unstable orientation of the light source 11. Causes a shift and the second
The light shifts by the same amount in the direction opposite to the first light as in the third embodiment. For this reason, in the eccentricity measuring device according to the present embodiment, the same effect as that of the eccentricity measuring device according to the third embodiment (that is, the same effect as the eccentricity measuring device according to the first embodiment) is obtained. Can be.
【0049】このように第1の本発明に係る偏芯測定装
置及び上記手順による偏芯測定方法においては、光源1
1から射出された測定光を第1光と第2光とに分割した
後、これら両光のうち第1光のみをフォーカスレンズ系
60により被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の
被検表面において反射或いは被検物を透過した第1光と
被検物には至っていない第2光とを同一の計測面上に導
いて両光それぞれの光スポットを形成させ、両光スポッ
トの総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基づい
て被検物の偏芯を算出する。ここで、第1及び第2両光
は、分割時において、双方の光量がほぼ等しくなるよう
に調整されており、且つ、測定光の射出方向ずれに対し
て第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれ
を生じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同
量のずれを生じるような状態で計測面上に導かれるよう
になっているので、これら両光スポットの総合光量重心
位置の基準位置からのずれ量に基づいて求められた被検
物の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両
光の角度ずれが相殺された値となる。このため、光源1
1の姿勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場合であ
ってもこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物
の偏芯測定を高精度に行うことが可能となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the above procedure according to the first invention, the light source 1
After dividing the measurement light emitted from 1 into a first light and a second light, only the first light of these two lights is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object by the focus lens system 60, Guiding the first light that has been reflected or transmitted through the test object on the test surface of the test object and the second light that has not reached the test object on the same measurement surface to form a light spot for each of the two lights; The eccentricity of the test object is calculated based on the shift amount of the center of gravity of the total light amount of both light spots from the reference position. Here, the first light and the second light are adjusted so that the light amounts of both light beams are substantially equal at the time of division, and the first light is emitted in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. Since the same amount of displacement occurs in the same direction as the displacement, and the second light is guided on the measurement surface in such a manner as to produce the same amount of displacement in the direction opposite to the first light. The eccentricity of the test object obtained based on the shift amount of the center of gravity of the total light quantity of both light spots from the reference position is a value in which the angular shift of both lights caused by the shift of the measurement light emission direction is offset. Becomes Therefore, the light source 1
Even in the case where the posture of the sample 1 is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy.
【0050】なお、上述した実施形態は、凸レンズであ
る被検物の反射偏芯を測定する場合と、凹レンズである
被検物の透過偏芯を測定する場合に対応するもののみで
あったが、上記実施形態の光学系の構成を適当に組み替
えることにより、凸レンズである被検物の透過偏芯を測
定することも、また凹レンズである被検物の反射偏芯を
測定することも可能である。Although the above-described embodiments correspond only to the case where the reflection eccentricity of the test object which is a convex lens is measured and the case where the transmission eccentricity of the test object which is a concave lens is measured. By appropriately rearranging the configuration of the optical system of the above embodiment, it is possible to measure the transmission eccentricity of the test object which is a convex lens, and also to measure the reflection eccentricity of the test object which is a concave lens. is there.
【0051】続いて第2の本発明に係る偏芯測定装置及
び偏芯測定方法について説明する。図6はこの第2の本
発明に係る偏芯測定装置の一実施形態を示したものであ
り、凸レンズである被検物191の反射偏芯を測定する
場合の例である。この偏芯測定装置において、光源11
1から射出された測定光はレンズ112により集光さ
れ、その集光点に位置した指標113を介してコリメー
タレンズ114に入射する。コリメータレンズ114に
より平行光にされた測定光は更に図の下方に進んで偏光
ビームスプリッタ121に入射し、その半透膜を透過す
るP偏光である第1光と、半透膜において反射するS偏
光である第2光とに分割される。なお、ここでは上述の
第1の本発明に係る偏芯測定装置の場合とは異なり、第
1及び第2両光の光量がほぼ等しくなるようにしておく
必要はない。その理由は、後述するように、第1光の光
スポット(第1光スポット)の光量重心位置と第2光の
光スポット(第2光スポット)の光量重心位置を別々に
算出しているので、重心位置は第1光と第2光の光量バ
ランスに依存しないからである。Next, an eccentricity measuring apparatus and an eccentricity measuring method according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows an embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the second aspect of the present invention, which is an example in the case of measuring the reflection eccentricity of a test object 191 which is a convex lens. In this eccentricity measuring device, the light source 11
The measurement light emitted from 1 is condensed by a lens 112 and enters a collimator lens 114 via an index 113 located at the condensing point. The measurement light converted into parallel light by the collimator lens 114 further proceeds in the lower part of the figure and enters the polarization beam splitter 121, where the first light, which is P-polarized light, passes through the semi-permeable film, and S, which is reflected at the semi-permeable film. It is split into the second light that is polarized light. Here, unlike the eccentricity measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, it is not necessary to make the light amounts of the first and second lights substantially equal. The reason is that, as will be described later, the center of gravity of the amount of light of the first light spot (first light spot) and the center of the amount of light of the second light spot (second light spot) are calculated separately. This is because the position of the center of gravity does not depend on the light amount balance between the first light and the second light.
【0052】偏光ビームスプリッタ121の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の下方に進み、1/4波長板
131を透過した後、両凸レンズからなる可動レンズ1
61と両凹レンズからなる固定レンズ162とから構成
されるフォーカスレンズ系160により被検物191の
曲率中心近傍位置(或いは近軸焦点近傍位置)に集光さ
れ、被検物191の被検表面には指標113の像が投影
される。ここで、フォーカスレンズ系160は可動レン
ズ161が光軸方向に可動になっており、これにより第
1光の焦点位置を光軸上の所望の位置に位置させること
ができる。被検物191の曲率中心近傍位置に集光され
た第1光は被検物191の被検表面において反射し、今
度はフォーカスレンズ系160の下方(図における下
方)から入射して1/4波長板131を透過した後、偏
光ビームスプリッタ121に図の下方から入射する。The first light that has passed through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 121 proceeds directly downward in the drawing, passes through the quarter-wave plate 131, and then moves to the movable lens 1 composed of a biconvex lens.
The light is condensed at a position near the center of curvature of the test object 191 (or near a paraxial focal point) by a focus lens system 160 composed of a fixed lens 162 formed of a biconcave lens and a surface of the test object 191. Is an image of the index 113 is projected. Here, in the focus lens system 160, the movable lens 161 is movable in the optical axis direction, whereby the focal position of the first light can be located at a desired position on the optical axis. The first light condensed at a position near the center of curvature of the test object 191 is reflected on the test surface of the test object 191 and then enters from below the focus lens system 160 (lower in the figure) and becomes 1/4. After passing through the wave plate 131, the light enters the polarization beam splitter 121 from below in the figure.
【0053】ここで、第1光は偏光ビームスプリッタ1
21を下方に透過した時点ではP偏光であったが、被検
物191の被検表面において反射して再び偏光ビームス
プリッタ121に戻って来るまでの間には1/4波長板
131を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ
121に下方から入射するときにはS偏光になってい
る。このため第1光は偏光ビームスプリッタ121の半
透膜において反射して図の右方に進む。そして、偏向ビ
ームスプリッタ121の右方(図における右方)に位置
したレンズ132により集光されて第1の計測面(第1
光位置検出素子171の受光面)上に第1光スポットを
形成する。一方、偏光ビームスプリッタ121の半透膜
において反射した第2光は図の左方に進み、偏向ビーム
スプリッタ121の左方(図における左方)に位置した
レンズ133により集光されて第2の計測面(第2光位
置検出素子172の受光面)上に第2光スポットを形成
する。Here, the first light is the polarized beam splitter 1
Although the light was P-polarized light at the time of transmitting the light downward, the 1 / wavelength plate 131 was moved twice before being reflected by the surface of the test object 191 and returning to the polarizing beam splitter 121 again. Since the light passes through the polarization beam splitter 121 from below, it is S-polarized. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 121 and proceeds to the right in the drawing. Then, the light is condensed by the lens 132 located on the right side (the right side in the drawing) of the deflection beam splitter 121 and is collected on the first measurement surface (the first measurement surface).
A first light spot is formed on the light receiving surface of the light position detecting element 171). On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 121 proceeds to the left in the figure, and is condensed by the lens 133 located on the left side (left side in the figure) of the deflecting beam splitter 121, and becomes the second light. A second light spot is formed on the measurement surface (the light receiving surface of the second light position detection element 172).
【0054】このように、光源111から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ121により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割されるが、第1光
は被検物191の被検表面において通常反射をした後、
偏向ビームスプリッタ121の半透膜で通常反射をする
のに対し、被検物191に至っていない第2光は偏光ビ
ームスプリッタ121の半透膜において通常反射のみを
することから、光源11の姿勢が不安定であることに起
因する測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の
射出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、
第2光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるよ
うになる。As described above, the measuring light emitted from the light source 111 is split by the polarizing beam splitter 121 into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light. After normal reflection on the surface of the test object of 191,
The second light that has not reached the test object 191 normally reflects only on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 121, while the semi-permeable film of the deflection beam splitter 121 normally reflects the light. The first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift due to instability.
The second light is shifted by the same amount in the direction opposite to the first light.
【0055】第1光位置検出素子171は、受光面(第
1の計測面)上に形成された第1光スポットの光量重心
位置を検出し、その結果を偏芯算出器180に出力す
る。また、第2光位置検出素子172は、受光面(第2
の計測面)上に形成された第2光スポットの光量重心位
置を検出し、その結果を同じく偏芯算出器180に出力
する。この偏芯算出器180は、第1光位置検出素子1
71により検出された第1光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量に基づいて得られる第1光のずれ
角度から第2光位置検出素子172により検出された第
2光スポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量に
基づいて得られる第2光のずれ角度を差し引いて被検物
191の偏芯を算出し、これをディスプレイ等に表示す
る。The first light position detecting element 171 detects the center of gravity of the light quantity of the first light spot formed on the light receiving surface (first measurement surface), and outputs the result to the eccentricity calculator 180. Further, the second light position detecting element 172 has a light receiving surface (second light receiving surface).
Of the second light spot formed on the (measurement surface) is detected, and the result is output to the eccentricity calculator 180 in the same manner. The eccentricity calculator 180 is provided with the first optical position detecting element 1
The light quantity centroid of the second light spot detected by the second light position detection element 172 from the shift angle of the first light obtained based on the shift amount of the light quantity centroid position of the first light spot from the reference position detected by the first light spot 71 The eccentricity of the test object 191 is calculated by subtracting the shift angle of the second light obtained based on the shift amount of the position from the reference position, and this is displayed on a display or the like.
【0056】ここで、基準位置とは、被検物191に偏
芯がない場合に、被検物191の被検表面で反射した第
1光が第1の計測面上に形成する光スポットの光量重心
位置及び第2光が第2の計測面上に形成する光スポット
の光量重心位置のことである。被検物191が偏芯して
いない場合には、被検物191の被検表面において反射
するときの光軸(反射光軸)は第1光が被検物191に
入射するときの光軸(入射光軸)と一致し、第1光が第
1の計測面上に形成する第1光スポットの光量重心位置
は基準位置に一致し、第2光が第2の計測面上に形成す
る第2光スポットの光量重心位置も基準位置に一致す
る。しかし、被検物191が偏芯している場合には、そ
の反射光軸は入射光軸と一致しない(角度ずれを起こ
す)ため、第1光が第1の計測面上に形成する第1光ス
ポットの光量重心位置は基準位置からずれたものとな
る。Here, the reference position is the position of the light spot formed on the first measurement surface by the first light reflected on the surface of the test object 191 when the test object 191 has no eccentricity. The light quantity centroid position and the light quantity centroid position of the light spot formed on the second measurement surface by the second light. When the test object 191 is not eccentric, the optical axis (reflection optical axis) when reflecting on the test surface of the test object 191 is the optical axis when the first light is incident on the test object 191. (Incident optical axis), the first light spot formed on the first measurement surface by the first light has the light quantity centroid position coincident with the reference position, and the second light is formed on the second measurement surface. The light intensity centroid position of the second light spot also matches the reference position. However, when the test object 191 is eccentric, the reflected optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), so that the first light formed on the first measurement surface by the first light is not reflected. The light intensity barycentric position of the light spot is shifted from the reference position.
【0057】また、光源111の姿勢が不安定であり、
測定光の射出方向が基準の方向(ここでは被検物191
の所定入射光軸方向)からずれている場合には、被検物
191の偏芯とは無関係に、第1光の被検物191にお
ける反射光軸は入射光軸と一致しなくなるため、被検物
191の被検表面で反射した第1光が第1の計測面上に
形成する第1光スポットの光量重心位置は基準位置から
ずれたものとなり、また第2光が第2の計測面上に形成
する第2光スポットの光量重心位置も基準位置からずれ
たものとなる。Also, the attitude of the light source 111 is unstable,
The emission direction of the measurement light is the reference direction (here, the test object 191).
(In the direction of the predetermined incident optical axis), the reflected light axis of the first light on the test object 191 does not coincide with the incident optical axis regardless of the eccentricity of the test object 191. The center of gravity of the light quantity of the first light spot formed by the first light reflected on the surface to be inspected of the inspection object 191 on the first measurement surface is shifted from the reference position, and the second light is transmitted to the second measurement surface. The light quantity centroid position of the second light spot formed above is also shifted from the reference position.
【0058】ここで、上述のように、第1及び第2両光
は、測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射
出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第
2光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるよう
に導かれるため、第1の計測面上に形成される第1光ス
ポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量と、第2
の計測面上に形成される第2光スポットの光量重心位置
の基準位置からのずれ量とは、測定光の射出方向ずれに
対して同量となる。このため、第1の計測面上に形成さ
れる第1光スポットの光量重心位置の基準位置からのず
れ量と第2光スポットの光量重心位置の基準位置からの
ずれ量とに基づいて(第1光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量に基づいて得られる第1光のずれ
角度から第2光スポットの光量重心位置の基準位置から
のずれ量に基づいて得られる第2光のずれ角度を差し引
いて)求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ず
れに起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
り、光源111の姿勢が不安定で測定光の射出方向がず
れた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶことは
ない。Here, as described above, the first light and the second light have the same amount of displacement in the same direction as the displacement of the measurement light with respect to the displacement of the measurement light with respect to the displacement of the measurement light. , The second light is guided so as to generate the same amount of shift in the direction opposite to the first light, so that the shift of the light quantity centroid position of the first light spot formed on the first measurement surface from the reference position Quantity and the second
The amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the second light spot formed on the measurement surface from the reference position is the same as the deviation of the measurement light in the emission direction. For this reason, based on the shift amount of the light quantity centroid position of the first light spot formed on the first measurement surface from the reference position and the shift quantity of the light quantity centroid position of the second light spot from the reference position (the second light spot). From the shift angle of the first light obtained based on the shift amount of the light quantity centroid position of one light spot from the reference position, the second light obtained based on the shift amount of the light quantity centroid position of the second light spot from the reference position. The eccentricity of the test object obtained by subtracting the deviation angle is a value in which the angular deviation between the two light beams caused by the deviation in the emission direction of the measurement light is offset, and the posture of the light source 111 is unstable and the measurement light This does not affect the measurement result even if the emission direction of the laser beam is shifted.
【0059】但し、この場合も、上述の第1の本発明に
係る偏芯測定装置の場合と同様、フォーカスレンズ系1
60が測定光を分割する手段(ここでは偏向ビームスプ
リッタ121)の下流側に設置されており、このフォー
カスレンズ系160に光軸ずれがある(可動レンズ16
1の光軸と固定レンズ162の光軸とが一致していな
い)場合には、被検物191の偏芯とは無関係に、第1
光の被検物191における反射光軸は入射光軸と一致し
なくなるため、被検物191の被検表面で反射した第1
光が第1の計測面上に形成する第1光スポットの光量重
心位置は基準位置からずれたものとなる。このため、こ
の装置を用いて被検物191の偏芯測定を行う場合に
は、被検物191を保持する回転台(図示せず)を回転
させて被検物191を光軸回りに回転させ、これに伴っ
て上記第1光スポットの光量重心位置が変動するか(基
準位置まわりに回転するか)否かを観察する必要があ
る。ここで、被検物191の回転に伴って第1光スポッ
トの光量重心位置が変動しないときには、この基準位置
からのずれは被検物191の偏芯によるものではなく、
フォーカスレンズ系160の光軸ずれによるものという
ことになる。However, also in this case, similarly to the case of the eccentricity measuring device according to the first aspect of the present invention, the focus lens system 1 is used.
60 is provided downstream of the means for splitting the measurement light (the deflection beam splitter 121 in this case), and this focus lens system 160 has an optical axis shift (movable lens 16
1 does not coincide with the optical axis of the fixed lens 162), regardless of the eccentricity of the test object 191,
Since the reflected light axis of the light on the test object 191 does not coincide with the incident optical axis, the first light reflected on the test surface of the test object 191 is the first light.
The center of gravity of the light amount of the first light spot formed by the light on the first measurement surface is shifted from the reference position. Therefore, when performing eccentricity measurement of the test object 191 using this apparatus, a turntable (not shown) holding the test object 191 is rotated to rotate the test object 191 around the optical axis. Accordingly, it is necessary to observe whether or not the light quantity centroid position of the first light spot fluctuates (rotates around the reference position). Here, when the position of the center of gravity of the light amount of the first light spot does not change with the rotation of the test object 191, the deviation from the reference position is not due to the eccentricity of the test object 191.
This is due to the optical axis shift of the focus lens system 160.
【0060】このように第2の本発明に係る偏芯測定装
置及び上記手順による偏芯測定方法においては、光源1
11から射出された測定光を第1光と第2光とに分割し
た後、これら両光のうち第1光のみを被検物の所定入射
光軸上に集光し、被検物の被検表面において反射(或い
は被検物を透過)した第1光を第1の計測面上に導いて
第1光スポットを形成させるとともに、被検物には至っ
ていない第2光を第2の計測面上に導いて第2光スポッ
トを形成させ、第1光スポットの光量重心位置の基準位
置からのずれ量と第2光スポットの光量重心位置の基準
位置からのずれ量とに基づいて被検物の偏芯を算出す
る。ここで、第1及び第2両光は、測定光の射出方向ず
れ量に対して同量の角度ずれを生じるように導かれてい
るので、これら第1光スポットの光量重心位置の基準位
置からのずれ量と第2光スポットの光量重心位置の基準
位置からのずれ量とに基づいて求められた被検物の偏芯
は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両光の角度
ずれが相殺された値となる。このため、光源111の姿
勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場合であっても
これが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物の偏芯
測定を高精度に行うことが可能となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the second embodiment of the present invention, the light source 1
After splitting the measurement light emitted from 11 into a first light and a second light, only the first light out of these two lights is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and The first light reflected on the inspection surface (or transmitted through the test object) is guided on the first measurement surface to form a first light spot, and the second light not reaching the test object is subjected to the second measurement. A second light spot is formed by guiding the light spot on the surface, and the test is performed based on the amount of deviation of the center of gravity of the first light spot from the reference position and the amount of deviation of the center of gravity of the second light spot from the reference position. Calculate the eccentricity of the object. Here, since the first and second light beams are guided so as to generate the same amount of angular deviation with respect to the deviation amount of the measurement light in the emission direction, the first light spot is shifted from the reference position of the light amount centroid position. The eccentricity of the test object obtained based on the deviation amount of the light quantity and the deviation amount of the center of gravity of the light amount of the second light spot from the reference position is the angular deviation between the two light spots caused by the deviation in the emission direction of the measuring light. Are offset values. For this reason, even when the orientation of the light source 111 is unstable and the emission direction of the measurement light is shifted, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Becomes
【0061】なお、上述した実施形態は、凸レンズであ
る被検物の反射偏芯を測定する場合に対応するもののみ
であったが、上記実施形態の光学系の構成を適当に組み
替えることにより、凸レンズである被検物の透過偏芯を
測定することも、凹レンズである被検物の透過偏芯及び
反射偏芯を測定することも可能である。なお、上記実施
形態では、分割された第1及び第2両光は、測定光の射
出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同
方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光と
は反対の方向に同量のずれを生じるように導かれている
が、両光が測定光の射出方向ずれに対して同量の角度ず
れを生じるように導かれていれば、必ずしも互いに反対
方向にずれようになっている必要はない。Although the above-described embodiment is only for the case where the reflection eccentricity of the test object which is a convex lens is measured, the configuration of the optical system of the above-described embodiment can be appropriately rearranged. It is possible to measure the transmission eccentricity of the test object which is a convex lens, and to measure the transmission eccentricity and the reflection eccentricity of the test object which is a concave lens. Note that, in the above embodiment, the first and second split light beams have the same amount of displacement in the same direction as the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift, and the measurement light emission direction shift. The second light is guided so as to generate the same amount of displacement in the direction opposite to the first light, but both lights are guided so as to produce the same amount of angular displacement with respect to the displacement of the measurement light in the emission direction. , It is not always necessary to shift in the opposite directions.
【0062】続いて第3の本発明に係る偏芯測定装置及
び偏芯測定方法について説明する。図7はこの第3の本
発明に係る偏芯測定装置の第1実施形態を示したもので
あり、凹レンズである被検物291の反射偏芯を測定す
る場合の例である。この偏芯測定装置において、光源2
11から射出された測定光はレンズ212により集光さ
れ、その集光点に位置した指標213を介してコリメー
タレンズ214に入射する。コリメータレンズ214に
より平行光にされた測定光は更に図の下方に進んで偏光
ビームスプリッタ221に入射し、その半透膜を透過す
るP偏光である第1光と、半透膜において反射するS偏
光である第2光とに分割される。なお、ここでは上述の
第1の本発明に係る第3実施形態(或いは第4実施形
態)の場合のように、偏光ビームスプリッタ221に入
射する光の状態を調整し、第1光と第2光との光量がほ
ぼ等しくなるように(両光の光量差が極めて小さくなる
ように)しておく。その理由は、上述の第1の本発明に
係る偏芯測定装置の場合と同様、同一計測面に形成され
た第1光の光スポットと第2光の光スポットとにより総
合光量重心位置を算出するので、各光の光量が相異なる
と重心位置がずれるからである。Next, an eccentricity measuring apparatus and an eccentricity measuring method according to the third invention will be described. FIG. 7 shows the first embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third aspect of the present invention, which is an example of measuring the reflection eccentricity of the test object 291 which is a concave lens. In this eccentricity measuring device, the light source 2
The measurement light emitted from 11 is condensed by the lens 212 and enters the collimator lens 214 via the index 213 located at the condensing point. The measurement light converted into parallel light by the collimator lens 214 proceeds further downward in the figure and enters the polarization beam splitter 221, where the first light, which is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film, and the S reflected at the semi-permeable film. It is split into the second light that is polarized light. Here, as in the case of the third embodiment (or the fourth embodiment) according to the first present invention described above, the state of the light incident on the polarization beam splitter 221 is adjusted, and the first light and the second light are adjusted. The light amount with the light is set to be substantially equal (so that the light amount difference between the two lights is extremely small). The reason is that, similarly to the case of the eccentricity measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the center of gravity of the total light amount is calculated from the light spot of the first light and the light spot of the second light formed on the same measurement surface. Therefore, if the light amounts of the respective lights are different, the position of the center of gravity is shifted.
【0063】偏光ビームスプリッタ221の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の下方に進むが、偏光ビーム
スプリッタ221の半透膜において反射した第2光は図
の左方に進んで1/4波長板231を透過した後、レン
ズ232により集光され、その集光点に位置した反射ミ
ラー233において反射する。そして、再びレンズ23
2及び1/4波長板231を透過して偏光ビームスプリ
ッタ221に図の左方から入射する。The first light transmitted through the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221 proceeds as it is in the lower part of the figure, while the second light reflected by the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221 proceeds to the left in the figure and becomes 1 / After passing through the four-wavelength plate 231, the light is condensed by the lens 232 and reflected by the reflection mirror 233 located at the condensing point. And again, the lens 23
The light passes through the two- and quarter-wave plates 231 and enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing.
【0064】ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ2
21の半透膜において図の左方に反射した時点ではS偏
光であったが、反射ミラー233において反射して再び
偏光ビームスプリッタ221に戻って来るまでの間には
1/4波長板231を2回通過しているので、偏光ビー
ムスプリッタ221に左方から入射するときにはP偏光
になっている。このため第2光はそのまま偏光ビームス
プリッタ221の半透膜を透過して右方に進み、偏光ビ
ームスプリッタ221の右方(図における右方)に設置
された1/4波長板234を透過した後、反射ミラー2
35において反射する。そして、再び1/4波長板23
4を透過して偏光ビームスプリッタ221に図の右方か
ら入射する。Here, the second light is the polarized beam splitter 2
At the time when the light was reflected to the left in the figure by the semi-permeable film 21, the light was S-polarized light. Since it has passed twice, it is P-polarized when it enters the polarization beam splitter 221 from the left. Therefore, the second light passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 221 as it is and proceeds rightward, and passes through the quarter-wave plate 234 provided to the right (right side in the drawing) of the polarizing beam splitter 221. Later, reflection mirror 2
At 35 it reflects. Then, again, the 4 wavelength plate 23
4 and enters the polarization beam splitter 221 from the right side of the figure.
【0065】ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ2
21の半透膜を図の左方から右方へ透過した時点ではP
偏光であったが、反射ミラー235において反射して再
び偏光ビームスプリッタ221に戻って来るまでの間に
は1/4波長板234を2回通過しているので、偏光ビ
ームスプリッタ221に図の右方から入射するときには
S偏光になっている。このため第2光は偏光ビームスプ
リッタ221の半透膜において反射し、第1光と重ね合
わされた状態で図の下方に進む。Here, the second light is the polarized beam splitter 2
At the time when the semipermeable membrane No. 21 penetrated from the left to the right in the figure, P
Although the light is polarized, it passes through the quarter-wave plate 234 twice before being reflected by the reflection mirror 235 and returning to the polarization beam splitter 221 again. When the light is incident from one side, it is S-polarized. Therefore, the second light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221 and proceeds downward in the drawing in a state where the second light is superimposed on the first light.
【0066】このようにして重ね合わされた状態で偏光
ビームスプリッタ221の下方に出射した第1及び第2
両光は、偏光ビームスプリッタ221の下方(図におけ
る下方)に設置された1/2波長板236(1/4波長
板と検光子の組み合わせでもよい)を透過した後、両凸
レンズからなる可動レンズ261と両凹レンズからなる
固定レンズ262とから構成されるフォーカスレンズ系
260により被検物291の焦点位置に集光され、被検
物291の被検表面には指標213の像が投影される。
ここで、フォーカスレンズ系260は可動レンズ261
が光軸方向に可動になっており、これにより第1及び第
2両光の焦点位置を光軸上の所望の位置に位置させるこ
とができる。なお、この際第1及び第2両光はフォーカ
スレンズ系260の下方(図における下方)に設置され
た偏光ビームスプリッタ237及び1/4波長板238
を透過する。また、偏光ビームスプリッタ221から図
の下方に進んだ第1及び第2両光は1/2波長板236
を透過しており、S偏光(第2光)はP偏光に変換され
(このとき光量は減少する)、P偏光(第1光)もS偏
光と同じ光量のP偏光に変換されるため、第1及び第2
両光とはともに偏光ビームスプリッタ237の半透膜を
透過する。The first and second beams emitted below the polarizing beam splitter 221 in the state of being overlapped in this way
The two beams pass through a half-wave plate 236 (or a combination of a quarter-wave plate and an analyzer) installed below the polarizing beam splitter 221 (below in the drawing), and then move into a movable lens composed of a biconvex lens. A focus lens system 260 including a fixed lens 261 and a fixed lens 262 formed of a biconcave lens condenses light at the focal position of the test object 291, and an image of the index 213 is projected on the test surface of the test object 291.
Here, the focus lens system 260 is a movable lens 261
Are movable in the optical axis direction, so that the focal positions of the first and second lights can be located at desired positions on the optical axis. At this time, the first and second lights are polarized by the polarizing beam splitter 237 and the quarter-wave plate 238 installed below the focus lens system 260 (below in the figure).
Through. Further, both the first and second lights traveling downward from the drawing from the polarization beam splitter 221 are 1 / wavelength plates 236.
, The S-polarized light (second light) is converted to P-polarized light (the amount of light decreases at this time), and the P-polarized light (first light) is also converted to P-polarized light having the same light amount as the S-polarized light. First and second
Both the lights pass through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 237.
【0067】被検物291の焦点位置に集光された両光
は被検物291の被検表面において反射して平行光とな
り、1/4波長板238を再び透過して偏光ビームスプ
リッタ237に図の下方から入射する。ここで、第1及
び第2両光は偏光ビームスプリッタ237を下方に透過
した時点ではともにP偏光であったが、被検物291の
被検表面において反射し、再び偏光ビームスプリッタ2
37に戻って来るまでの間には1/4波長板238を2
回通過しているので、偏光ビームスプリッタ237に下
方から入射するときにはともにS偏光になっている。こ
のため、これら両光は偏光ビームスプリッタ237の半
透膜において反射して図の右方に進む。そして、偏光ビ
ームスプリッタ237の右方(図における右方)に設置
されたレンズ239により集光されてそれぞれ同一の計
測面(光位置検出素子270の受光面)上に光スポット
を形成する。The two lights condensed at the focal position of the test object 291 are reflected on the test surface of the test object 291 to become parallel lights, pass through the quarter-wave plate 238 again, and pass through the polarization beam splitter 237. Light enters from the bottom of the figure. Here, both the first and second lights are P-polarized light when they pass through the polarizing beam splitter 237 downward, but are reflected on the surface of the test object 291 and are again reflected by the polarizing beam splitter 2.
Until returning to 37, 1 / wavelength plate 238
Since the light beam passes through the polarization beam splitter 237 from below, the light beam is S-polarized light. Therefore, both of these lights are reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 237 and travel to the right in the drawing. Then, the light is condensed by a lens 239 provided on the right side (the right side in the drawing) of the polarizing beam splitter 237 to form a light spot on the same measurement surface (light receiving surface of the light position detecting element 270).
【0068】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ221により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291に導かれるが、第1光は偏
光ビームスプリッタ221の半透膜をそのまま透過する
のに対し、第2光はレンズ232と反射ミラー233と
の上記位置関係により入射光路と反射光路とが平行にな
る(光を入射方向に反射する)特殊な反射をした後、偏
向ビームスプリッタ221の半透膜を透過し、更に反射
ミラー235において通常反射をしてから偏光ビームス
プリッタ221の半透膜において通常反射をすることか
ら、これら第1及び第2両光は、重ね合わされて偏向ビ
ームスプリッタ221から図の下方に出射するときに
は、光源211の姿勢が不安定であることに起因する測
定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向
ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は
第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるようにな
る。すなわち、図8に示すように、光源211から射出
された測定光Lが基準の方向(ここでは被検物291の
所定入射光軸方向であり、一点鎖線で示す)から角度θ
だけずれた場合には、第1光L1もこれと同じ量(角度
θ)だけ角度ずれを起こし、第2光は第1光L1とは反
対の方向に同じ量(角度θ)だけ角度ずれを起こす。As described above, the measurement light emitted from the light source 211 is split by the polarization beam splitter 221 into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light, and the test light is superposed. Although the first light is transmitted through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221 as it is, the incident light path and the reflected light path of the second light are changed due to the positional relationship between the lens 232 and the reflection mirror 233. After a special reflection that becomes parallel (reflects light in the incident direction), the light passes through the semi-permeable film of the deflection beam splitter 221, and is further normally reflected by the reflection mirror 235, and then is transmitted through the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221. When the first and second lights are superimposed and emitted from the deflecting beam splitter 221 downward in FIG. The first light has the same amount of shift in the same direction as the shift of the measurement light in the emission direction due to the instability of the measurement light, and the second light is opposite to the first light. The same amount of shift occurs in the direction of. That is, as shown in FIG. 8, the measurement light L emitted from the light source 211 is at an angle θ from a reference direction (here, the direction of a predetermined incident optical axis of the test object 291 and is indicated by a dashed line).
In this case, the first light L1 also has an angle shift of the same amount (angle θ), and the second light has an angle shift of the same amount (angle θ) in the direction opposite to the first light L1. Wake up.
【0069】光位置検出素子270は、受光面(計測
面)上に形成されたこれら両光スポットの総合光量重心
位置を検出し、その結果を偏芯算出器280に出力す
る。この偏芯算出器280は、検出された両光スポット
の総合光量重心位置と予め定めた基準位置とのずれ量に
基づいて被検物291の偏芯を算出し、これをディスプ
レイ等に表示する。ここで、基準位置とは、被検物29
1に偏芯がない場合に両光スポットの総合光量重心位置
が計測面上に位置する位置のことである。被検物291
が偏芯していない場合には、第1及び第2両光が被検物
291の被検表面において反射するときの光軸(反射光
軸)は被検物291に入射するときの光軸(入射光軸)
と一致し、第1及び第2両光が各々計測面上に単独で形
成する光スポットの光量重心位置はともに基準位置に一
致する(このため両光スポットの総合光量重心位置も基
準位置に一致する)が、被検物291が偏芯している場
合には、その反射光軸は入射光軸と一致しない(角度ず
れを起こす)ため、第1及び第2両光が各々単独で計測
面上に形成する光スポットの光量重心位置はともに基準
位置からずれたものとなる(このため、第1及び第2両
光の総合光量重心位置は基準位置からずれたものとな
る)。The light position detecting element 270 detects the position of the center of gravity of the total light amount of these two light spots formed on the light receiving surface (measurement surface), and outputs the result to the eccentricity calculator 280. The eccentricity calculator 280 calculates the eccentricity of the test object 291 based on the amount of deviation between the detected center of gravity of the total light amount of both light spots and a predetermined reference position, and displays this on a display or the like. . Here, the reference position is the object 29
When there is no eccentricity in 1, the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots is located on the measurement surface. Test object 291
Is not eccentric, the optical axis (reflected optical axis) when the first and second lights are reflected on the surface of the test object 291 is the optical axis when entering the test object 291. (Incident optical axis)
And the center of gravity of the light amount of the light spot formed independently on the measurement surface by the first and second lights respectively coincides with the reference position. However, when the test object 291 is eccentric, the reflected optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), so that both the first and second lights are independently measured on the measurement surface. Both the light quantity centroid positions of the light spots formed above deviate from the reference position (for this reason, the total light quantity centroid position of both the first and second lights deviates from the reference position).
【0070】また、光源211の姿勢が不安定であり、
測定光の射出方向が基準の方向(ここでは被検物291
の所定入射光軸方向)からずれている場合には、被検物
291の偏芯とは無関係に、第1光の被検物291にお
ける反射光軸は入射光軸と一致しなくなるため、被検物
291の被検表面で反射した第1及び第2両光が各々計
測面上に単独で形成する光スポットの光量重心位置はと
もに基準位置からずれたものとなる。The posture of the light source 211 is unstable,
The emission direction of the measurement light is the reference direction (here, the test object 291).
(In the direction of the predetermined incident optical axis), the reflected light axis of the first light on the test object 291 does not coincide with the incident optical axis regardless of the eccentricity of the test object 291. Both the light quantity centroid positions of the light spots formed by the first and second lights reflected on the surface to be inspected of the inspection object 291 independently on the measurement surface are both shifted from the reference position.
【0071】ここで、上述のように、第1及び第2両光
は、偏光ビームスプリッタ221における分割時に、双
方の光量がほぼ等しくなるように調整され、且つ、測定
光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ず
れと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第
1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状態で
計測面上に導かれるため、計測面上に形成される第1光
の光スポットの光量重心位置と第2光の光スポットの光
量重心位置とは測定光の射出方向ずれに対して反対方向
且つ同量でずれ、しかも両光スポットの光量は相等しく
なる。このため、計測面上に形成される両光スポットの
総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基づいて求
められた被検物291の偏芯は、測定光の射出方向ずれ
に起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
り、光源211の姿勢が不安定で測定光の射出方向がず
れた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶことは
ない。Here, as described above, the first and second lights are adjusted so that the light amounts of the first and second lights are substantially equal at the time of division by the polarizing beam splitter 221, and the first and second lights are adjusted with respect to the deviation in the emission direction of the measuring light. The first light has the same amount of displacement in the same direction as the measurement light exit direction, and the second light has the same amount of displacement in the opposite direction to the first light. Therefore, the position of the center of gravity of the light spot of the first light spot formed on the measurement surface and the position of the center of gravity of the light spot of the second light spot are shifted in the opposite direction and by the same amount with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. In addition, the light amounts of both light spots are equal. For this reason, the eccentricity of the test object 291 obtained based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light amount of the two light spots formed on the measurement surface from the reference position is caused by the deviation of the measurement light emission direction. The resulting angle shifts of the two lights are offset, and even if the direction of emission of the measurement light is shifted due to the unstable posture of the light source 211, this does not affect the measurement result.
【0072】但し、この場合も、上述の第1及び第2の
本発明に係る偏芯測定装置の場合と同様、フォーカスレ
ンズ系260が測定光を分割する手段(ここでは偏向ビ
ームスプリッタ221)の下流側に設置されており、こ
のフォーカスレンズ系260に光軸ずれがある(可動レ
ンズ261の光軸と固定レンズ262の光軸とが一致し
ていない)場合には、被検物291の偏芯とは無関係
に、第1光の被検物291における反射光軸は入射光軸
と一致しなくなるため、被検物291の被検表面で反射
した第1及び第2両光が各々計測面上に単独で形成する
光スポットの位置はともに基準位置からずれたものとな
る。このため、この装置を用いて被検物291の偏芯測
定を行う場合には、被検物291を保持する回転台(図
示せず)を回転させて被検物291を光軸回りに回転さ
せ、これに伴って上記総合光量重心位置が変動するか
(基準位置まわりに回転するか)否かを観察する必要が
ある。ここで、被検物291の回転に伴って両光スポッ
トの総合光量重心位置が変動しないときには、この基準
位置からのずれは被検物291の偏芯によるものではな
く、フォーカスレンズ系260の光軸ずれによるものと
いうことになる。However, also in this case, as in the case of the eccentricity measuring devices according to the first and second aspects of the present invention, the focus lens system 260 uses the means (here, the deflection beam splitter 221) for dividing the measuring light. If the focus lens system 260 has an optical axis shift (the optical axis of the movable lens 261 does not coincide with the optical axis of the fixed lens 262), the focus lens system 260 is positioned downstream. Irrespective of the core, the reflected light axis of the first light on the test object 291 does not coincide with the incident optical axis, so that both the first and second lights reflected on the test surface of the test object 291 are respectively measured. The positions of the light spots formed independently on the top are both shifted from the reference positions. Therefore, when performing eccentricity measurement of the test object 291 using this apparatus, the turntable (not shown) holding the test object 291 is rotated to rotate the test object 291 around the optical axis. Accordingly, it is necessary to observe whether the position of the center of gravity of the total light amount fluctuates (rotates around the reference position). Here, when the position of the center of gravity of the total light amount of the two light spots does not change with the rotation of the test object 291, the deviation from the reference position is not due to the eccentricity of the test object 291, but the light of the focus lens system 260. This is due to axis misalignment.
【0073】図9は第3の本発明に係る偏芯測定装置の
第2実施形態であり、上述の第1実施形態(図7)にお
けるレンズ232と反射ミラー233とからなる構成に
替えてコーナーキューブ240を設置したものである。
この構成においても、1/4波長板231を右方から左
方へ透過した第2光は同じ経路で1/4波長板231を
左方から右方へ透過するので、上記第1実施形態の場合
と同様の効果を得ることができる。FIG. 9 shows a second embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third aspect of the present invention. A cube 240 is installed.
Also in this configuration, the second light transmitted through the quarter-wave plate 231 from right to left passes through the quarter-wave plate 231 from left to right on the same path. The same effect as in the case can be obtained.
【0074】図10は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第3実施形態であり、上述の第1実施形態(図7)に
おいて、偏光ビームスプリッタ221の右方(図におけ
る右方)に設けられていた1/4波長板234及び反射
ミラー235を除去してこちらに出射した光が1/2波
長板326に導かれるようにするとともに、偏光ビーム
スプリッタ221の下方(図における下方)に1/4波
長板241及び反射ミラー242を設けたものである。
このような構成では、光源211からの光は先ず、偏光
ビームスプリッタ221において、半透膜を透過するP
偏光である第1光と半透膜において反射するS偏光であ
る第2光とに分割される。そして、第1光は1/4波長
板241を透過した後、反射ミラー242において反射
し、再び1/4波長板241を透過して偏光ビームスプ
リッタ221に図の下方から入射する。ここで、第1光
は偏光ビームスプリッタ221を下方に透過した時点で
はP偏光であったが、反射ミラー242において反射し
て再び偏光ビームスプリッタ221に戻って来るまでの
間に1/4波長板241を2回通過しているので、偏光
ビームスプリッタ221に下方から入射するときにはS
偏光になっている。このため第1光は偏光ビームスプリ
ッタ221の半透膜において反射し、図の右方に進む。FIG. 10 shows a third embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. In the first embodiment (FIG. 7), the eccentricity measuring device is to the right of the polarization beam splitter 221 (to the right in the drawing). The を wavelength plate 234 and the reflection mirror 235 provided in the above are removed so that the light emitted therefrom is guided to the 波長 wavelength plate 326, and below the polarization beam splitter 221 (below in the figure). Is provided with a 波長 wavelength plate 241 and a reflection mirror 242.
In such a configuration, first, the light from the light source 211 passes through the polarizing beam splitter 221 to pass through the semi-permeable membrane.
The light is split into the first light that is polarized light and the second light that is S-polarized light reflected on the semi-permeable film. Then, the first light transmits through the quarter-wave plate 241, is reflected by the reflection mirror 242, passes through the quarter-wave plate 241 again, and enters the polarization beam splitter 221 from below in the figure. Here, the first light was P-polarized light when transmitted through the polarizing beam splitter 221 downward, but was reflected by the reflection mirror 242 and returned to the polarizing beam splitter 221 again to be a 波長 wavelength plate. 241 twice, when entering the polarization beam splitter 221 from below, S
It is polarized. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221 and proceeds to the right in the drawing.
【0075】一方、偏光ビームスプリッタ221におい
て反射し、図の左方に進んだ第2光は1/4波長板23
1を透過した後、レンズ232により集光され、その集
光点に位置した反射ミラー233において反射する。そ
して、再びレンズ232及び1/4波長板231を透過
して偏光ビームスプリッタ221に図の左方から入射す
る。ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ221の半
透膜において反射した時点ではS偏光であったが、反射
ミラー233において反射して再び偏光ビームスプリッ
タ221に戻って来るまでの間に1/4波長板231を
2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ221に
左方から入射するときにはP偏光になっている。このた
め第2光はそのまま偏光ビームスプリッタ210を左方
から右方へ透過し、第1光と重ね合わされた状態で図の
右方に進む。そして、これら両光はともに第1実施形態
の場合と同様に1/2波長板236へ入射し、被検物2
91に至る。On the other hand, the second light reflected by the polarization beam splitter 221 and traveling to the left in the drawing is
After passing through 1, the light is condensed by the lens 232 and reflected by the reflection mirror 233 located at the condensing point. Then, the light again passes through the lens 232 and the quarter-wave plate 231 and enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing. Here, the second light was s-polarized light when reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221, but was 1 / of the time before being reflected by the reflecting mirror 233 and returning to the polarizing beam splitter 221 again. Since the light passes through the wave plate 231 twice, the light is P-polarized when the light enters the polarization beam splitter 221 from the left. Therefore, the second light passes through the polarizing beam splitter 210 from left to right as it is, and proceeds to the right in the drawing in a state where the second light is superimposed on the first light. Then, both of these lights enter the half-wave plate 236 as in the case of the first embodiment, and
It reaches 91.
【0076】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ221により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291に導かれるが、第1光は偏
光ビームスプリッタ221の半透膜をそのまま透過した
後、反射ミラー242において通常反射をし、更に偏光
ビームスプリッタ221の半透膜で通常反射をするのに
対し、第2光はレンズ232と反射ミラー233との上
記位置関係により入射光路と反射光路とが平行になる
(光を入射方向に反射する)特殊な反射をした後、偏向
ビームスプリッタ221の半透膜を透過することから、
これら第1及び第2両光は、重ね合わされて偏向ビーム
スプリッタ221から図の右方に出射するときには、光
源211の姿勢が不安定であることに起因する測定光の
射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと
同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光
とは反対の方向に同量のずれを生じるようになる。この
ため、前述の第1実施形態の場合と同様の効果を得るこ
とができる。As described above, the measurement light emitted from the light source 211 is split into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light by the polarization beam splitter 221, and then the test light is superposed. Although guided to the object 291, the first light passes through the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221 as it is, and is normally reflected by the reflection mirror 242, and is further normally reflected by the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221. On the other hand, the second light is subjected to a special reflection such that the incident light path and the reflected light path become parallel (reflects light in the incident direction) due to the above-described positional relationship between the lens 232 and the reflection mirror 233, and then the half of the deflection beam splitter 221. Because it passes through the permeable membrane,
When these first and second light beams are superimposed and emitted from the deflection beam splitter 221 to the right in the drawing, the first and second light beams are shifted in the emission direction shift of the measurement light beam due to the unstable posture of the light source 211. One light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. For this reason, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0077】図11は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第4実施形態を示している。この実施形態では、上述
の第3実施形態(図10)におけるレンズ232と反射
ミラー233とからなる構成に替えてコーナーキューブ
240を設置したものである。この構成においても、1
/4波長板231を右方から左方へ透過した第2光は同
じ経路で1/4波長板231を左方から右方へ透過する
ので、上記第3実施形態の場合と同様の効果(すなわち
第1実施形態の場合と同様の効果)を得ることができ
る。FIG. 11 shows a fourth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. In this embodiment, a corner cube 240 is provided in place of the configuration of the third embodiment (FIG. 10) including the lens 232 and the reflection mirror 233. Also in this configuration, 1
The second light that has passed through the 板 wavelength plate 231 from right to left passes through the 板 wavelength plate 231 from left to right on the same path, and therefore has the same effect as that of the third embodiment ( That is, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【0078】図12は第1の本発明に係る偏芯測定装置
の第5実施形態を示している。この実施形態では、前述
の第3実施形態(図10)における偏光ビームスプリッ
タ221を、光源211からの光の反射光の出射方向が
図の右方となるように置き直したものである。FIG. 12 shows a fifth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the first invention. In this embodiment, the polarization beam splitter 221 in the above-described third embodiment (FIG. 10) is rearranged such that the direction in which reflected light of light from the light source 211 exits to the right in the drawing.
【0079】このような構成では、光源211からの光
は先ず、偏光ビームスプリッタ21において、半透膜を
透過するP偏光である第1光と半透膜において反射する
S偏光である第2光とに分割される。そして、第1光は
1/4波長板241を透過した後、反射ミラー242に
おいて反射し、再び1/4波長板241を透過して偏光
ビームスプリッタ221に図の下方から入射する。ここ
で、第1光は偏光ビームスプリッタ221を透過した時
点ではP偏光であったが、反射ミラー242において反
射して再び偏光ビームスプリッタ221に戻って来るま
での間に1/4波長板241を2回通過しているので、
偏光ビームスプリッタ221に下方から入射するときに
はS偏光になっている。このため第1光は偏光ビームス
プリッタ221の半透膜において反射し、図の左方に進
む。In such a configuration, first, the light from the light source 211 in the polarizing beam splitter 21 is first light that is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film and second light that is S-polarized light reflected by the semi-permeable film. And divided into Then, the first light transmits through the quarter-wave plate 241, is reflected by the reflection mirror 242, passes through the quarter-wave plate 241 again, and enters the polarization beam splitter 221 from below in the figure. Here, the first light was P-polarized light when transmitted through the polarization beam splitter 221, but was reflected by the reflection mirror 242 to return to the polarization beam splitter 221 before the 光 wavelength plate 241. Since it has passed twice,
When the light enters the polarization beam splitter 221 from below, it is S-polarized. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221 and proceeds to the left in the drawing.
【0080】この第1光は、更に1/4波長板231を
透過した後、レンズ232により集光され、その集光点
に位置した反射ミラー233において反射する。そし
て、再びレンズ232及び1/4波長板231を透過し
て偏光ビームスプリッタ221に図の左方から入射す
る。ここで第1光は、偏光ビームスプリッタ221にお
いて左方に反射された時点ではS偏光であったが、反射
ミラー233において反射して再び偏光ビームスプリッ
タ221に戻って来るまでの間に1/4波長板231を
2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ221に
左方から入射するときにはP偏光になっている。このた
め第1光はそのまま偏光ビームスプリッタ221を左方
から右方へ透過する。一方、偏光ビームスプリッタ22
1において右方に反射した第2光は、第1光と重ね合わ
された状態で図の右方に進む。そして、これら両光はと
もに第1実施形態の場合と同様に1/2波長板236へ
入射し、被検物291に至る。The first light further passes through the quarter-wave plate 231 and is condensed by the lens 232, and is reflected by the reflection mirror 233 located at the condensing point. Then, the light again passes through the lens 232 and the quarter-wave plate 231 and enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing. Here, the first light was s-polarized light at the time when it was reflected to the left by the polarization beam splitter 221, but it was 1/4 before being reflected by the reflection mirror 233 and returning to the polarization beam splitter 221 again. Since the light passes through the wave plate 231 twice, the light is P-polarized when the light enters the polarization beam splitter 221 from the left. Therefore, the first light passes through the polarization beam splitter 221 from left to right as it is. On the other hand, the polarization beam splitter 22
In FIG. 1, the second light reflected to the right travels to the right in the figure while being superimposed on the first light. Then, both of these lights enter the half-wave plate 236 as in the case of the first embodiment, and reach the test object 291.
【0081】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ221により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291に導かれるが、第2光は偏
光ビームスプリッタ221の半透膜において通常反射を
するのに対し、第1光は反射ミラー242において通常
反射をし、更に偏光ビームスプリッタ221の半透膜に
おいて通常反射をした後、レンズ232と反射ミラー2
33との上記位置関係により入射光路と反射光路とが平
行になる(光を入射方向に反射する)特殊な反射をして
から、偏向ビームスプリッタ221の半透膜を透過する
ことから、これら第1及び第2両光は、重ね合わされて
偏向ビームスプリッタ221から図の右方に出射すると
きには、光源211の姿勢が不安定であることに起因す
る測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出
方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2
光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるように
なる。このため、前述の第3実施形態の場合と同様の効
果(すなわち第1実施形態の場合と同様の効果)を得る
ことができる。As described above, the measurement light emitted from the light source 211 is split by the polarizing beam splitter 221 into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light, and the test light is superposed. Although guided to the object 291, the second light normally reflects on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221, whereas the first light normally reflects on the reflecting mirror 242, and furthermore, the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221. After performing normal reflection at the lens 232 and the reflection mirror 2
Since the incident light path and the reflected light path become parallel (reflect light in the incident direction) due to the above-mentioned positional relationship with the light beam 33 and then pass through the semi-permeable membrane of the deflecting beam splitter 221, When the first light and the second light are superimposed and emitted from the deflection beam splitter 221 to the right in the drawing, the first light and the second light are compensated for the deviation of the measurement light emission direction caused by the unstable posture of the light source 211. Causes the same amount of shift in the same direction as the shift of the measurement light emission direction.
The light will shift the same amount in the opposite direction to the first light. Therefore, the same effect as that of the third embodiment (that is, the same effect as that of the first embodiment) can be obtained.
【0082】図13は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第6実施形態を示している。この実施形態では、上記
第5実施形態(図12)におけるレンズ232と反射ミ
ラー233とからなる構成に替えてコーナーキューブ2
40を設置したものである。この構成においても、1/
4波長板231を右方から左方へ透過した第2光は同じ
経路で1/4波長板231を左方から右方へ透過するの
で、上記第5実施形態の場合と同様の効果(すなわち第
1実施形態の場合と同様の効果)を得ることができる。FIG. 13 shows a sixth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. In this embodiment, the corner cube 2 is replaced with the configuration including the lens 232 and the reflection mirror 233 in the fifth embodiment (FIG. 12).
40 are installed. Also in this configuration, 1 /
The second light transmitted through the four-wavelength plate 231 from right to left passes through the quarter-wavelength plate 231 from left to right along the same path. The same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.
【0083】図14は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第7実施形態を示している。この実施形態では、前述
の第1実施形態(図7)における偏光ビームスプリッタ
221を、反射光の出射方向が図の右方となるように置
き直すとともに、レンズ232と反射ミラー233とか
らなる構成を直角プリズム243に置き換え、更に、反
射ミラー235を直角プリズム244に置き換えた構成
となっている。ここで、両直角プリズム243,244
は図に示すように、入射光と反射光とを含む平面が互い
に直交するような姿勢に設けられる。FIG. 14 shows a seventh embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. In this embodiment, the polarization beam splitter 221 in the above-described first embodiment (FIG. 7) is rearranged so that the emission direction of the reflected light is on the right side in the drawing, and the configuration including the lens 232 and the reflection mirror 233 is adopted. Is replaced with a right-angle prism 243, and the reflection mirror 235 is replaced with a right-angle prism 244. Here, both right-angle prisms 243, 244
As shown in the figure, are provided such that the planes including the incident light and the reflected light are orthogonal to each other.
【0084】このような構成では、光源211からの測
定光は先ず、偏光ビームスプリッタ221において、半
透膜を透過するP偏光である第1光と半透膜において反
射するS偏光である第2光とに分割される。ここで、第
1光はそのまま偏光ビームスプリッタ221を図の下方
に透過するが、第2光は図の右方に反射して1/4波長
板234を透過した後、直角プリズム244において反
射する。そして、再び1/4波長板234を透過して偏
光ビームスプリッタ221に右方から入射する。ここ
で、第2光は偏光ビームスプリッタ221において反射
した時点ではS偏光であったが、直角プリズム244に
おいて反射して再び偏光ビームスプリッタ221に戻っ
て来るまでの間に1/4波長板234を2回通過してい
るので、偏光ビームスプリッタ221に右方から入射す
るときにはP偏光になっている。このため第2光はその
まま偏光ビームスプリッタ221を右方から左方へ透過
し、更に1/4波長板231を透過して直角プリズム2
43に至る。そして、この直角プリズム243において
反射した後、再び1/4波長板231を透過して偏光ビ
ームスプリッタ221に左方から入射する。In such a configuration, the measurement light from the light source 211 is firstly subjected to the polarization beam splitter 221 by the first light which is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film and the second light which is S-polarized light reflected by the semi-permeable film. Split into light and Here, the first light passes through the polarizing beam splitter 221 as it is in the lower part of the figure, but the second light is reflected to the right in the figure, passes through the quarter-wave plate 234, and is reflected by the right-angle prism 244. . Then, the light again passes through the quarter-wave plate 234 and enters the polarization beam splitter 221 from the right. Here, the second light was s-polarized light when reflected by the polarization beam splitter 221, but was reflected by the right-angle prism 244 and returned to the polarization beam splitter 221 again. Since it has passed twice, it is P-polarized when it enters the polarization beam splitter 221 from the right. For this reason, the second light passes through the polarizing beam splitter 221 as it is from right to left, and further passes through the quarter-wave plate 231 to pass through the right-angle prism 2.
It reaches 43. Then, after being reflected by the right-angle prism 243, it is transmitted again through the 板 wavelength plate 231 and enters the polarization beam splitter 221 from the left.
【0085】ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ2
21を右方から左方に透過した時点ではP偏光であった
が、直角プリズム243において反射して偏光ビームス
プリッタ221に戻って来るまでの間に1/4波長板2
31を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ2
21に左方から入射するときにはS偏光になっている。
このため第2光は偏光ビームスプリッタ221の半透膜
において反射し、上記第1光と重ね合わされた状態で図
の下方に直進する。そして、これら両光はともに第1実
施形態の場合と同様に1/2波長板236へ入射し、被
検物291に至る。Here, the second light is the polarized beam splitter 2
21 was P-polarized light when it was transmitted from the right to the left.
31 has passed through the polarization beam splitter 2 twice.
21 is S-polarized when it is incident from the left.
Therefore, the second light is reflected by the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221 and travels straight downward in the figure while being superimposed on the first light. Then, both of these lights enter the half-wave plate 236 as in the case of the first embodiment, and reach the test object 291.
【0086】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ221により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291の被検表面に導かれるが、
第1光が偏光ビームスプリッタ221の半透膜を透過し
てそのまま直進するのに対し、第2光は直角プリズム2
44において通常反射をした後、偏光ビームスプリッタ
221の半透膜で通常反射をし、更に直角プリズム24
3において入射光路と反射光路とが平行になる(光を入
射方向に反射する)特殊な反射をした後、偏光ビームス
プリッタ221の半透膜において通常反射をすることか
ら、測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射
出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第
2光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるよう
になる。このため、前述の第1実施形態の場合と同様の
効果を得ることができる。As described above, the measuring light emitted from the light source 211 is split into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light by the polarizing beam splitter 221, and then the test light is superposed. It is led to the surface to be inspected of the object 291,
The first light is transmitted through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 221 and proceeds straight, while the second light is transmitted through the right-angle prism 2.
After normal reflection at 44, normal reflection at the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 221,
3, the incident light path and the reflected light path become specially parallel (reflect light in the incident direction) and then normally reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221. On the other hand, the first light has the same amount of shift in the same direction as the emission direction of the measurement light, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. For this reason, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0087】図15は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第8実施形態を示している。この実施形態では、上記
第7実施形態(図14)において偏光ビームスプリッタ
221の右方に設けられていた1/4波長板234と直
角プリズム244とを除去してこちらに出射した光が1
/2波長板326に導かれるようにするとともに、偏光
ビームスプリッタ221の下方(図15では左方に相
当)に1/4波長板245及び直角プリズム246を設
けたものである。なお、ここでも両直角プリズム24
3,246は、入射光と反射光とを含む平面が互いに直
交するような姿勢に設けられる。FIG. 15 shows an eighth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. In this embodiment, the し た wavelength plate 234 and the right-angle prism 244 provided on the right side of the polarization beam splitter 221 in the seventh embodiment (FIG. 14) are removed, and the light emitted therefrom is reduced by one.
A 波長 wavelength plate 245 and a right-angle prism 246 are provided below the polarization beam splitter 221 (corresponding to the left side in FIG. 15) while being guided to the 波長 wavelength plate 326. Here, the double right-angle prism 24 is also used.
3, 246 are provided in such a posture that planes including incident light and reflected light are orthogonal to each other.
【0088】このような構成では、図15の右方から進
んできた光源211からの測定光は先ず、偏光ビームス
プリッタ221において、半透膜を透過するP偏光であ
る第1光と半透膜において反射するS偏光である第2光
とに分割される。第1光は1/4波長板245を透過し
た後、直角プリズム246において反射し、再び1/4
波長板245を透過して偏光ビームスプリッタ221に
図の左方から入射する。ここで、第1光は偏光ビームス
プリッタ221の半透膜を透過した時点ではP偏光であ
ったが、直角プリズム246において反射して再び偏光
ビームスプリッタ221に戻って来るまでの間に1/4
波長板245を2回通過しているので、偏光ビームスプ
リッタ221に図の左方から入射するときにはS偏光に
なっている。このため第1光は偏光ビームスプリッタ2
21の半透膜において反射し、図の下方に進む。In such a configuration, the measurement light from the light source 211 traveling from the right side in FIG. 15 is first supplied to the polarizing beam splitter 221 by the first light as P-polarized light transmitted through the semi-permeable film and the semi-permeable film. And the second light that is S-polarized light reflected at The first light passes through the quarter-wave plate 245, is reflected by the right-angle prism 246, and is again quarter-wave.
The light passes through the wave plate 245 and enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing. Here, the first light was P-polarized light when transmitted through the semi-permeable membrane of the polarization beam splitter 221, but was reflected by the right-angle prism 246 and returned to the polarization beam splitter 221 again by 1/4.
Since the light passes through the wave plate 245 twice, when the light enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing, the light is S-polarized. For this reason, the first light is polarized beam splitter 2
The light is reflected at the semipermeable membrane 21 and proceeds downward in the figure.
【0089】一方、第2光は図の上方に反射して1/4
波長板231を透過した後、直角プリズム243におい
て反射する。そして、再び1/4波長板231を透過し
て偏光ビームスプリッタ221に図の上方から入射す
る。ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ221にお
いて反射した時点ではS偏光であったが、直角プリズム
243において反射して再び偏光ビームスプリッタ22
1に戻って来るまでの間に1/4波長板231を2回通
過しているので、偏光ビームスプリッタ221に図の上
方から入射するときにはP偏光になっている。このため
第2光はそのまま偏光ビームスプリッタ221の半透膜
を透過し、第1光と重ね合わされた状態で図の下方に直
進する。そして、これら両光はともに前述の第7実施形
態の場合と同様に(すなわち第1実施形態の場合と同様
に)1/2波長板236へ入射し、被検物291に至
る。On the other hand, the second light is reflected upward in FIG.
After passing through the wave plate 231, the light is reflected by the right-angle prism 243. Then, the light again passes through the quarter-wave plate 231 and enters the polarization beam splitter 221 from above in the drawing. Here, the second light was s-polarized light when reflected by the polarization beam splitter 221, but was reflected by the right-angle prism 243 and again returned to the polarization beam splitter 22.
Since the light passes through the quarter-wave plate 231 twice before returning to 1, the light is P-polarized when it enters the polarization beam splitter 221 from above in the drawing. Therefore, the second light passes through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221 as it is, and goes straight down in the figure in a state where the second light is overlapped with the first light. Then, both of these lights enter the half-wave plate 236 as in the case of the above-described seventh embodiment (that is, as in the case of the first embodiment), and reach the test object 291.
【0090】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ221により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291の被検表面に導かれるが、
第1光が直角プリズム246において入射光路と反射光
路とが平行になる(光を入射方向に反射する)特殊な反
射をし、更に偏光ビームスプリッタ221の半透膜にお
いて通常反射をした後、直角プリズム246で通常反射
をしてから偏光ビームスプリッタ221の半透膜を透過
するのに対し、第2光は直角プリズム243において通
常反射をしてから偏光ビームスプリッタ221の半透膜
を透過することから、測定光の射出方向ずれに対して第
1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを生
じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同量の
ずれを生じるようになる。このため、前述の第7実施形
態の場合と(すなわち第1実施形態の場合)と同様の効
果を得ることができる。As described above, the measuring light emitted from the light source 211 is split by the polarizing beam splitter 221 into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light, and the test light is superposed. It is led to the surface to be inspected of the object 291,
The first light undergoes special reflection in the right-angle prism 246 so that the incident light path and the reflected light path become parallel (reflects the light in the incident direction), and after being normally reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221, The second light is normally reflected by the prism 246 and then passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 221, whereas the second light is normally reflected by the right-angle prism 243 and then passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 221. Therefore, the first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount shift in the direction opposite to the first light. Will occur. Therefore, the same effect as that of the above-described seventh embodiment (that is, the case of the first embodiment) can be obtained.
【0091】図16は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第9実施形態を示している。この実施形態では、上記
第8実施形態(図15)における偏光ビームスプリッタ
221を、光源211からの光の反射光の出射方向が図
の下方になるように置き直したものである。FIG. 16 shows a ninth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. In this embodiment, the polarization beam splitter 221 in the eighth embodiment (FIG. 15) is rearranged so that the direction of emission of the reflected light of the light from the light source 211 is below the figure.
【0092】このような構成では、図16の右方から進
んできた光源211からの測定光は先ず、偏光ビームス
プリッタ221において、半透膜を透過するP偏光であ
る第1光と半透膜において反射するS偏光である第2光
とに分割される。第1光は1/4波長板245を透過し
た後、直角プリズム246において反射し、再び1/4
波長板245を透過して偏光ビームスプリッタ221に
図の左方から入射する。ここで、第1光は偏光ビームス
プリッタ221を右方から左方へ透過した時点ではP偏
光であったが、直角プリズム246において反射して再
び偏光ビームスプリッタ221に戻って来るまでの間に
1/4波長板245を2回通過しているので、偏光ビー
ムスプリッタ221に図の左方から入射するときにはS
偏光になっている。このため第1光は偏光ビームスプリ
ッタ221の半透膜において反射し、図の上方に進む。In such a configuration, the measurement light from the light source 211 traveling from the right side of FIG. And the second light that is S-polarized light reflected at The first light passes through the quarter-wave plate 245, is reflected by the right-angle prism 246, and is again quarter-wave.
The light passes through the wave plate 245 and enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing. Here, the first light was P-polarized light when transmitted from the right to the left through the polarization beam splitter 221, but was reflected by the right-angle prism 246 before returning to the polarization beam splitter 221 again. Since the light beam has passed through the 波長 wavelength plate 245 twice, when the light beam enters the polarization beam splitter 221 from the left side in the drawing, S
It is polarized. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221 and proceeds upward in the drawing.
【0093】図の上方に進んだ第1光は、更に1/4波
長板231を透過した後、直角プリズム243において
反射し、再び1/4波長板231を透過して偏光ビーム
スプリッタ221に図の上方から入射する。ここで、第
1光は、偏光ビームスプリッタ221において上方に反
射した時点ではS偏光であったが、直角プリズム243
において反射して再び偏光ビームスプリッタ221に戻
って来るまでの間に1/4波長板231を2回通過して
いるので、偏光ビームスプリッタ221に上方から入射
するときにはP偏光になっている。このため第1光はそ
のまま偏光ビームスプリッタ221を図の下方へ透過す
る。一方、偏光ビームスプリッタ221の半透膜におい
て反射した第2光は、第1光と重ね合わされた状態で図
の下方に進む。そして、これら両光はともに前述の第1
実施形態の場合と同様に1/2波長板236へ入射し、
被検物291に至る。The first light traveling upward in the figure further passes through the quarter-wave plate 231, is reflected by the right-angle prism 243, passes again through the quarter-wave plate 231, and is reflected by the polarization beam splitter 221. From above. Here, the first light was s-polarized at the time when the first light was reflected upward by the polarization beam splitter 221, but the right-angle prism 243 was used.
Since the light beam passes through the quarter-wave plate 231 twice before being reflected at and returning to the polarization beam splitter 221 again, when the light enters the polarization beam splitter 221 from above, it becomes P-polarized light. Therefore, the first light passes through the polarizing beam splitter 221 as it is in the lower part of the figure. On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarization beam splitter 221 proceeds downward in the figure while being superimposed on the first light. And both of these lights are the first
Incident on the half-wave plate 236 as in the case of the embodiment,
The object 291 is reached.
【0094】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ221により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291の被検表面に導かれるが、
第1光が直角プリズム246において入射光路と反射光
路とが平行になる(光を入射方向に反射する)特殊な反
射をし、偏光ビームスプリッタ221の半透膜において
通常反射をした後、直角プリズム243において通常反
射をしてから偏光ビームスプリッタ221の半透膜を透
過するのに対し、第2光は偏光ビームスプリッタ221
の半透膜において通常反射をすることから、測定光の射
出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同
方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光と
は反対の方向に同量のずれを生じるようになる。このた
め、前述の第7実施形態の場合と(すなわち第1実施形
態の場合)と同様の効果を得ることができる。As described above, the measuring light emitted from the light source 211 is split by the polarizing beam splitter 221 into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light, and the test light is superposed. It is led to the surface to be inspected of the object 291,
After the first light has a special reflection in the right-angle prism 246 where the incident light path and the reflected light path are parallel (reflects the light in the incident direction) and is normally reflected on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 221, the right-angle prism At 243, the light is normally reflected and then transmitted through the semipermeable membrane of the polarization beam splitter 221, whereas the second light is reflected by the polarization beam splitter 221.
Since the light is normally reflected by the semi-permeable film of the first type, the first light has the same amount of shift in the same direction as the shift of the measurement light in the emission direction with respect to the shift of the measurement light in the emission direction, and the second light has the first light. The same amount of shift occurs in the opposite direction. Therefore, the same effect as that of the above-described seventh embodiment (that is, the case of the first embodiment) can be obtained.
【0095】図17は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第10実施形態であり、前述の第1実施形態(図7)
における1つの偏光ビームスプリッタ221、2つの1
/4波長板231,234、1つのレンズ232及び2
つの反射ミラー233,235からなる構成を、2つの
ビームスプリッタ247,248、2つの反射ミラー2
49,250及び2つのレンズ251,252からなる
構成に替えたものである。ここで、ビームスプリッタ2
47,248及び反射ミラー249,250は相互に平
行な状態に設置される。FIG. 17 shows a tenth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third aspect of the present invention, and the above-described first embodiment (FIG. 7).
One polarization beam splitter 221 and two 1
波長 wavelength plates 231, 234, one lens 232 and 2
The configuration including the two reflection mirrors 233 and 235 is replaced by two beam splitters 247 and 248 and two reflection mirrors 2.
49, 250 and two lenses 251, 252. Here, the beam splitter 2
47 and 248 and the reflection mirrors 249 and 250 are installed in parallel with each other.
【0096】このような構成では、図17の左方から進
んで来た光源211からの光は先ずビームスプリッタ2
47において、半透膜を透過する第1光と半透膜におい
て反射する第2光とに分割される。ビームスプリッタ2
47を透過した第1光は、反射ミラー249において図
の下方に反射し、更にビームスプリッタ248において
図の右方に反射する。一方、ビームスプリッタ247に
おいて反射し、図の下方に進んだ第2光は、反射ミラー
250において図の右方に反射し、レンズ251におい
て一旦集光された後、このレンズ251と焦点距離が同
じであり、且つこのレンズ251の焦点位置と同じ位置
に焦点が設定されたレンズ252により再び平行光にさ
れた後、ビームスプリッタ248を左方から右方へ透過
する。そして、これら両光はともに第1実施形態と同様
に1/2波長板236へ入射し、被検物291に至る。In such a configuration, the light from the light source 211 traveling from the left in FIG.
At 47, the light is split into a first light that transmits through the semi-permeable film and a second light that is reflected by the semi-permeable film. Beam splitter 2
The first light that has passed through 47 is reflected at the reflection mirror 249 downward in the figure, and further reflected at the beam splitter 248 to the right in the figure. On the other hand, the second light reflected by the beam splitter 247 and traveling downward in the figure is reflected rightward in the figure by the reflection mirror 250, and once condensed by the lens 251, and has the same focal length as the lens 251. After being made into parallel light again by the lens 252 whose focus is set at the same position as the focal position of the lens 251, the light is transmitted through the beam splitter 248 from left to right. Then, both of these lights enter the half-wave plate 236 as in the first embodiment, and reach the test object 291.
【0097】このように、光源211から射出された測
定光はビームスプリッタ247に透過光である第1光と
反射光である第2光とに分割された後、重ね合わされた
状態で被検物291の被検表面に導かれるが、第1光が
反射ミラー249において通常反射をした後、更にビー
ムスプリッタ248において通常反射をするのに対し、
第2光は反射ミラー250において通常反射をした後、
2つのレンズ251,252を介して直進する(このと
き、測定光の出射方向ずれがある場合には、第2光のず
れ方向が反転する)ことから、測定光の射出方向ずれに
対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量の
ずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向
に同量のずれを生じる。このため、前述の第1実施形態
の場合と同様の効果を得ることができる。As described above, the measurement light emitted from the light source 211 is split by the beam splitter 247 into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light. Although the first light is guided to the surface to be inspected at 291, the first light normally reflects at the reflecting mirror 249 and then further reflects at the beam splitter 248,
After the second light is normally reflected by the reflection mirror 250,
The light travels straight through the two lenses 251 and 252 (at this time, if there is a shift in the emission direction of the measurement light, the shift direction of the second light is reversed). One light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. For this reason, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0098】図18は第3の本発明に係る偏芯測定装置
の第11実施形態であり、上記第10実施形態(図1
7)における2つのビームスプリッタ247,248
を、半透膜が互いに平行になるように設置した2つの偏
光ビームスプリッタ253,254に置き換えたもので
ある。FIG. 18 shows an eleventh embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third aspect of the present invention.
7) Two beam splitters 247, 248
Is replaced by two polarizing beam splitters 253 and 254 installed such that the semipermeable membranes are parallel to each other.
【0099】このような構成では、図18の上方から進
んで来た光源211からの光は先ず偏光ビームスプリッ
タ253において、半透膜を透過するP偏光である第1
光と半透膜において反射するS偏光である第2光とに分
割される。偏光ビームスプリッタ253の半透膜を透過
して図の下方に進んだ第1光は、反射ミラー250にお
いて図の右方に反射し、レンズ251において一旦集光
された後、このレンズ251と焦点距離が同じであり、
且つこのレンズ251の焦点位置と同じ位置に焦点が設
定されたレンズ252により再び平行光にされた後、偏
光ビームスプリッタ254の半透膜を左方から右方へ透
過する。一方、偏光ビームスプリッタ253の半透膜に
おいて図の右方に反射した第2光は、反射ミラー249
において図の下方に反射し、更に偏光ビームスプリッタ
254の半透膜において図の右方に反射する。そして、
これら両光はともに第1実施形態と同様に1/2波長板
236へ入射し、被検物291へ至る。In such a configuration, the light from the light source 211 traveling from above in FIG. 18 is first polarized by the polarizing beam splitter 253 to be the first P-polarized light transmitted through the semi-permeable film.
The light is split into light and second light, which is S-polarized light reflected by the semi-permeable film. The first light that has passed through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 253 and has traveled downward in the figure is reflected rightward in the figure by the reflection mirror 250, is once collected by the lens 251, and then focuses on the lens 251. The distance is the same,
After being converted into parallel light again by the lens 252 whose focal point is set to the same position as the focal position of the lens 251, the light passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 254 from left to right. On the other hand, the second light reflected rightward in the figure at the semi-permeable film of the polarization beam splitter 253 is reflected by the reflection mirror 249.
At the bottom of the figure, and further to the right of the figure at the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 254. And
Both of these lights enter the half-wave plate 236 as in the first embodiment, and reach the test object 291.
【0100】このように、光源211から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ253により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物291の被検表面に導かれるが、
第1光が反射ミラー250において通常反射をした後、
2つのレンズ251,252を介して直進する(このと
き、測定光の出射方向ずれがある場合には、第2光のず
れ方向が反転する)のに対し、第2光は反射ミラー24
9において通常反射をした後、偏光ビームスプリッタ2
54の半透膜において通常反射をすることから、測定光
の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれ
と同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1
光とは反対の方向に同量のずれを生じるようになる。こ
のため、前述の第1実施形態の場合と全く同様の効果を
得ることができる。As described above, the measurement light emitted from the light source 211 is split into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light by the polarizing beam splitter 253, and the test light is superposed. It is led to the surface to be inspected of the object 291,
After the first light normally reflects on the reflection mirror 250,
While the light goes straight through the two lenses 251 and 252 (at this time, if there is a shift in the emission direction of the measurement light, the shift direction of the second light is reversed), whereas the second light is reflected by the reflection mirror 24.
9, after the normal reflection, the polarization beam splitter 2
Since the light is normally reflected by the semi-permeable film 54, the first light has the same amount of displacement in the same direction as the displacement of the measurement light in the emission direction with respect to the displacement of the measurement light in the emission direction.
The same amount of shift occurs in the direction opposite to the light. Therefore, it is possible to obtain exactly the same effects as in the case of the above-described first embodiment.
【0101】図19は、第3の本発明に係る偏芯測定装
置の第12実施形態を示している。この実施形態に係る
偏芯測定装置は、凸レンズである被検物292の透過偏
芯を測定する場合の例である。この装置は前述の第1実
施形態で示した構成を基本構成としているが、第1実施
形態で設けられていた1/2波長板236を除去した上
で、被検物292の下方(図における下方)にレンズ2
53を設置した点が異なる。このような構成において、
凸レンズである被検物292の透過偏芯を測定する場合
には、重ね合わされた状態で偏光ビームスプリッタ22
1を図の下方に出射した第1及び第2光を、フォーカス
レンズ系260により、被検物292(凸レンズ)の前
方焦点近傍位置に集光させる。FIG. 19 shows a twelfth embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the third invention. The eccentricity measuring apparatus according to this embodiment is an example of a case where the transmission eccentricity of the test object 292 which is a convex lens is measured. This device has the basic configuration shown in the first embodiment described above. However, after removing the half-wave plate 236 provided in the first embodiment, the device is located below the test object 292 (in FIG. Lens 2 at the bottom)
53 is different. In such a configuration,
When measuring the transmission eccentricity of the test object 292 which is a convex lens, the polarization beam splitter 22
The first and second lights, which are emitted downward in the figure, are focused by the focus lens system 260 at a position near the front focus of the test object 292 (convex lens).
【0102】これにより、被検物292を透過した第1
及び第2両光は平行光になって反射ミラー34に集光さ
れ、それぞれ計測面(光位置検出素子270の受光面)
上に光スポットを形成させるが、被検物91が偏芯して
いない場合には、第1及び第2両光が被検物292を透
過したときの光軸(透過光軸)は、これら両光が被検物
292に入射したときの光軸(入射光軸)と一致し、第
1及び第2両光がそれぞれ計測面上に単独で形成する光
スポットの光量重心位置はともに基準位置に一致する
(このため両光スポットの総合光量重心位置も基準位置
に一致する)。しかし、被検物92が偏芯している場合
には、その透過光軸は入射光軸と一致しない(角度ずれ
を起こす)ため、第1及び第2両光がそれぞれ計測面上
に単独で形成する光スポットの光量重心位置はともに基
準位置からずれたものとなる(このため、第1及び第2
両光の総合光量重心位置は基準位置からずれたものとな
る)。As a result, the first light transmitted through the test object 292
The second light and the second light are collimated and converged on the reflection mirror 34, and are respectively measured on the measurement surface (the light receiving surface of the light position detecting element 270).
Although an optical spot is formed on the upper side, when the test object 91 is not eccentric, the optical axis (transmitted optical axis) when both the first and second lights pass through the test object 292 is Both the light axes coincide with the optical axis (incident optical axis) when the light enters the test object 292, and the light quantity centroid positions of the light spots formed independently on the measurement surface by the first and second lights are both reference positions. (For this reason, the center of gravity of the total light amount of both light spots also matches the reference position). However, when the test object 92 is eccentric, the transmitted optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), so that both the first and second light beams are individually present on the measurement surface. Both the light quantity centroid positions of the light spots to be formed are shifted from the reference position (for this reason, the first and second light spots are shifted).
The position of the center of gravity of the total light amount of both lights is shifted from the reference position.)
【0103】また、この構成においても、光源211の
姿勢が不安定であることに起因する測定光の射出方向ず
れに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同
量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対の
方向に同量のずれを生じるので、上記第1実施形態の場
合と同様の効果を得ることができる。なお、上記第2〜
第11実施形態に示した部分的な変形例は、そのままこ
の第12実施形態にも適用することが可能である。Also in this configuration, the first light is displaced by the same amount in the same direction as the displacement of the measurement light due to the displacement of the measurement light due to the unstable orientation of the light source 211. And the second light is shifted by the same amount in the direction opposite to the first light, so that the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, the 2nd above
The partial modification shown in the eleventh embodiment can be applied to the twelfth embodiment as it is.
【0104】このように第3の本発明に係る偏芯測定装
置及び上記手順による偏芯測定方法においては、光源2
11から射出された測定光を第1光と第2光とに分割し
た後、これら両光を重ね合わせた状態でフォーカスレン
ズ系260により被検物の所定入射光軸上に集光し、被
検物の被検表面において反射或いは被検物を透過した両
光を同一の計測面上に導いて両光それぞれの光スポット
を形成させ、両光スポットの総合光量重心位置の基準位
置からのずれ量に基づいて被検物の偏芯を算出する。こ
こで、第1及び第2両光は、分割時において、双方の光
量がほぼ等しくなるように調整されており、且つ、測定
光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ず
れと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第
1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状態で
被検物に導かれるようになっているので、これら両光ス
ポットの総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基
づいて求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ず
れに起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
る。このため、光源211の姿勢が不安定で測定光の射
出方向がずれた場合であってもこれが測定結果に影響が
及ぶことはなく、被検物の偏芯測定を高精度に行うこと
が可能となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the third procedure of the present invention, the light source 2
After dividing the measurement light emitted from 11 into a first light and a second light, these two lights are condensed on a predetermined incident optical axis of the test object by the focus lens system 260 in a state of being superimposed, and The two lights reflected on or transmitted through the test object surface are guided on the same measurement surface to form light spots for both lights, and the deviation of the center of gravity of the total light quantity of both light spots from the reference position The eccentricity of the test object is calculated based on the amount. Here, the first light and the second light are adjusted so that the light amounts of both light beams are substantially equal at the time of division, and the first light is emitted in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. Since the same amount of shift occurs in the same direction as the shift, and the second light is guided to the subject in such a manner as to cause the same amount of shift in the direction opposite to the first light. The eccentricity of the test object obtained based on the shift amount of the center of gravity of the total light quantity of both light spots from the reference position is a value in which the angular shift of both lights caused by the shift of the measurement light emission direction is offset. Becomes Therefore, even when the orientation of the light source 211 is unstable and the emission direction of the measurement light is shifted, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Becomes
【0105】また、ここでは、凹レンズである被検物の
反射偏芯を測定する場合と、凸レンズである被検物の透
過偏芯を測定する場合とについてのみ示したが、上記実
施形態の光学系の構成を適当に組み替えることにより、
凹レンズである被検物の透過偏芯を測定することも、凸
レンズである被検物の反射偏芯を測定することも可能で
ある。Also, here, only the case where the reflection eccentricity of the test object which is a concave lens is measured and the case where the transmission eccentricity of the test object which is a convex lens is measured are shown. By appropriately rearranging the configuration of the system,
It is possible to measure the transmission eccentricity of the test object which is a concave lens and to measure the reflection eccentricity of the test object which is a convex lens.
【0106】続いて第4の本発明に係る偏芯測定装置及
び偏芯測定方法について説明する。図20はこの第4の
本発明に係る偏芯測定装置の一実施形態を示したもので
あり、凸レンズである被検物391の透過偏芯を測定す
る場合の例である。この偏芯測定装置において、光源3
11から射出された測定光はレンズ312により集光さ
れ、その集光点に位置した指標313を介してコリメー
タレンズ314に入射する。コリメータレンズ314に
より平行光にされた測定光は偏光ビームスプリッタ32
1に入射され、半透膜を透過するP偏光である第1光
と、半透膜において反射するS偏光である第2光とに分
割される。なお、ここでは上述の第1及び第3の本発明
に係る偏芯測定装置のように、第1及び第2両光の光量
がほぼ等しくなるように(両光の光量差が極めて小さく
なるように)しておく必要はない。その理由は上述の第
2の本発明に係る偏芯測定装置の場合と同様、第1光の
光スポット(第1光スポット)の光量重心位置と第2光
の光スポット(第2光スポット)の光量重心位置を別々
に算出しているので、重心位置は第1光と第2光の光量
バランスに依存しないからである。Next, an eccentricity measuring apparatus and an eccentricity measuring method according to the fourth invention will be described. FIG. 20 shows an embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the fourth aspect of the present invention, and is an example in the case of measuring the transmission eccentricity of a test object 391 which is a convex lens. In this eccentricity measuring device, the light source 3
The measurement light emitted from 11 is condensed by a lens 312 and enters a collimator lens 314 via an index 313 located at the condensing point. The measurement light converted into parallel light by the collimator lens 314 is applied to the polarization beam splitter 32.
1 and is split into a first light, which is a P-polarized light transmitted through the semi-permeable film, and a second light, which is an S-polarized light reflected by the semi-permeable film. Here, as in the eccentricity measuring apparatuses according to the first and third aspects of the present invention, the light amounts of the first and second lights are made substantially equal (the light amount difference between the two lights is extremely small). It is not necessary to keep it. The reason for this is the same as in the case of the eccentricity measuring device according to the second aspect of the present invention described above, and the center of gravity of the light amount of the first light spot (first light spot) and the second light spot (second light spot). This is because the center of gravity of the light amount is calculated separately, and the position of the center of gravity does not depend on the light amount balance of the first light and the second light.
【0107】偏光ビームスプリッタ321の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の下方に進むが、偏光ビーム
スプリッタ321の半透膜において反射した第2光は図
の左方に進んで1/4波長板331を透過した後、レン
ズ332により集光され、その集光点に位置した反射ミ
ラー333において反射する。そして、再びレンズ33
2及び1/4波長板331を透過して偏光ビームスプリ
ッタ321に図の左方から入射する。The first light transmitted through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 321 proceeds as is in the lower part of the figure, while the second light reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 321 proceeds to the left in the figure to be 1 / After passing through the four-wavelength plate 331, the light is condensed by the lens 332 and reflected by the reflection mirror 333 located at the condensing point. And the lens 33 again
The light passes through the 2 and 1 / wavelength plates 331 and enters the polarization beam splitter 321 from the left side in the figure.
【0108】ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ3
21の半透膜において左方に反射した時点ではS偏光で
あったが、反射ミラー333において反射して再び偏光
ビームスプリッタ321に戻って来るまでの間には1/
4波長板331を2回通過しているので、偏光ビームス
プリッタ321に左方から入射するときにはP偏光にな
っている。このため第2光はそのまま偏光ビームスプリ
ッタ321を右方に透過し、偏光ビームスプリッタ32
1の右方(図における右方)に設置された1/4波長板
334を透過した後、反射ミラー335において反射す
る。そして、再び1/4波長板334を透過して偏光ビ
ームスプリッタ321に図の右方から入射する。Here, the second light is the polarized beam splitter 3
At the time when the light was reflected to the left by the semi-permeable film of No. 21, the light was S-polarized light.
Since the light passes through the four-wavelength plate 331 twice, it is P-polarized light when it enters the polarization beam splitter 321 from the left. For this reason, the second light passes through the polarization beam splitter 321 to the right as it is, and
After passing through the 波長 wavelength plate 334 provided to the right of FIG. 1 (to the right in the drawing), the light is reflected by the reflection mirror 335. Then, the light again passes through the quarter-wave plate 334 and enters the polarization beam splitter 321 from the right side in the drawing.
【0109】ここで、第2光は偏光ビームスプリッタ3
21の半透膜を図の左方から右方へ透過した時点ではP
偏光であったが、反射ミラー335において反射して再
び偏光ビームスプリッタ321に戻って来るまでの間に
は1/4波長板334を2回通過しているので、偏光ビ
ームスプリッタ321に図の右方から入射するときには
S偏光になっている。このため第2光は偏光ビームスプ
リッタ321の半透膜において反射し、第1光と重ね合
わされた状態で図の下方に進む。Here, the second light is the polarized beam splitter 3
At the time when the semipermeable membrane No. 21 penetrated from the left to the right in the figure, P
Although the light is polarized, it passes through the quarter-wave plate 334 twice before being reflected by the reflection mirror 335 and returning to the polarization beam splitter 321 again. When the light is incident from one side, it is S-polarized. For this reason, the second light is reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 321 and proceeds downward in the figure while being superimposed on the first light.
【0110】このようにして重ね合わされた状態で偏光
ビームスプリッタ321の下方に出射した第1及び第2
両光は、両凸レンズからなる可動レンズ361と両凹レ
ンズからなる固定レンズ362とから構成されるフォー
カスレンズ系360により被検物391の前方焦点近傍
位置に集光され、被検物391の被検表面には指標31
3の像が投影される。The first and second beams emitted below the polarizing beam splitter 321 in the state of being superposed in this way
Both lights are condensed at a position near the front focus of the test object 391 by a focus lens system 360 including a movable lens 361 formed of a biconvex lens and a fixed lens 362 formed of a biconcave lens. Index 31 on the surface
Three images are projected.
【0111】被検物391の前方焦点近傍位置に集光さ
れた両光は被検物391を透過して平行光となり、偏光
ビームスプリッタ336に図の上方から入射する。ここ
で、P偏光である第1光はこの偏光ビームスプリッタ3
36の半透膜を透過して図の下方に進み、レンズ337
に集光されて第1の計測面(第1光位置検出素子371
の受光面)上に第1光スポットを形成する。また、S偏
光である第2光は偏光ビームスプリッタ336の半透膜
において反射して図の右方に進み、レンズ338に集光
されて第2の計測面(第2光位置検出素子372の受光
面)上に第2光スポットを形成する。The two lights condensed at a position near the front focal point of the test object 391 pass through the test object 391, become parallel light, and enter the polarization beam splitter 336 from above in the figure. Here, the first light, which is P-polarized light, is supplied to the polarization beam splitter 3.
The light passes through the semipermeable membrane of No. 36 and proceeds downward in the figure, and the lens
To the first measurement surface (the first light position detecting element 371).
A first light spot is formed on the light receiving surface of the first light spot. The second light, which is the S-polarized light, is reflected by the semi-permeable film of the polarization beam splitter 336, travels to the right in the drawing, is collected by the lens 338, and is focused on the second measurement surface (the second light position detection element 372). A second light spot is formed on the light receiving surface).
【0112】このように、光源311から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ321により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物391の被検表面に導かれるが、
第1光は偏光ビームスプリッタ321の半透膜をそのま
ま透過するのに対し、第2光はレンズ332と反射ミラ
ー333との上記位置関係により入射光路と反射光路と
が平行になる(光を入射方向に反射する)特殊な反射を
した後、偏光ビームスプリッタ321の半透膜を透過
し、更に反射ミラー335において通常反射をしてから
偏光ビームスプリッタ321の半透膜において通常反射
をすることから、これら第1及び第2両光は、重ね合わ
されて偏向ビームスプリッタ321から下方に出射する
ときには、光源311の姿勢が不安定であることに起因
する測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射
出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第
2光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるよう
になる(図8参照)。As described above, the measurement light emitted from the light source 311 is split by the polarizing beam splitter 321 into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light. It is led to the surface to be inspected of the object 391,
While the first light passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 321 as it is, the incident light path and the reflected light path of the second light become parallel due to the above-described positional relationship between the lens 332 and the reflection mirror 333 (light is incident on the reflection light path). After the special reflection (reflecting in the direction), the light is transmitted through the semi-permeable film of the polarization beam splitter 321, and is further normally reflected by the reflection mirror 335, and then is normally reflected by the semi-permeable film of the polarization beam splitter 321. When the first light and the second light are superimposed and emitted downward from the deflection beam splitter 321, the first light and the second light are offset by the deviation of the measurement light emission direction due to the unstable posture of the light source 311. Causes the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light causes the same amount of shift in the opposite direction to the first light (see FIG. 8).
【0113】第1光位置検出素子371は、受光面(第
1の計測面)上に形成された第1光スポットの光量重心
位置を検出し、その結果を偏芯算出器380に出力す
る。また、第2光位置検出素子372は、受光面(第2
の計測面)上に形成された第2光スポットの光量重心位
置を検出し、その結果を同じく偏芯算出器380に出力
する。この偏芯算出器380は、第1光位置検出素子3
71により検出された第1光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量に基づいて得られる第1光のずれ
角度から第2光位置検出素子372により検出された第
2光スポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量に
基づいて得られる第2光のずれ角度を差し引いて被検物
391の偏芯を算出し、これをディスプレイ等に表示す
る。The first light position detecting element 371 detects the position of the center of the light quantity of the first light spot formed on the light receiving surface (first measurement surface), and outputs the result to the eccentricity calculator 380. Further, the second light position detecting element 372 has a light receiving surface (second
Of the second light spot formed on the (measurement surface) is detected, and the result is output to the eccentricity calculator 380 in the same manner. The eccentricity calculator 380 is used for the first light position detecting element 3
The light quantity centroid of the second light spot detected by the second light position detecting element 372 from the shift angle of the first light obtained based on the displacement amount of the light quantity centroid position of the first light spot detected by 71 from the reference position. The eccentricity of the test object 391 is calculated by subtracting the shift angle of the second light obtained based on the shift amount of the position from the reference position, and this is displayed on a display or the like.
【0114】ここで、基準位置とは、被検物391に偏
芯がない場合に、被検物391の被検表面で反射した第
1光が第1の計測面上に形成する第1光スポットの光量
重心位置及び第2光が第2の計測面上に形成する第2光
スポットの光量重心位置のことである。被検物391が
偏芯していない場合には、第1及び第2両光が被検物3
91に入射するときの光軸(入射光軸)と被検物391
を透過するときの光軸(透過光軸)は一致し、第1光が
第1の計測面上に形成する第1光スポットの光量重心位
置は基準位置に一致し、第2光が第2の計測面上に形成
する第2光スポットの光量重心位置も基準位置に一致す
る。しかし、被検物391が偏芯している場合には、そ
の透過光軸は入射光軸と一致しない(角度ずれを起こ
す)ため、両光がそれぞれの計測面上に形成する光スポ
ットの位置は各々基準位置からずれたものとなる。Here, the reference position is the first light which is formed on the first measurement surface by the first light reflected on the surface of the test object 391 when the test object 391 has no eccentricity. The light intensity barycentric position of the spot and the light intensity barycentric position of the second light spot formed on the second measurement surface by the second light. When the test object 391 is not eccentric, the first and second lights are emitted from the test object 3.
The optical axis (incident optical axis) when entering the object 91 and the test object 391
Are transmitted, the optical axis (transmitted optical axis) coincides, the first light spot formed on the first measurement surface by the first light has the light quantity centroid position coincident with the reference position, and the second light has the second light spot. Of the second light spot formed on the measurement surface of the second light spot also coincides with the reference position. However, when the test object 391 is eccentric, its transmitted optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), so that the positions of the light spots formed on the respective measurement surfaces by both lights are different. Are each shifted from the reference position.
【0115】また、光源311の姿勢が不安定であり、
測定光の射出方向が基準の方向(ここでは被検物391
の所定入射光軸方向)からずれている場合には、被検物
391の偏芯とは無関係に、第1及び第2両光の被検物
391における反射光軸は入射光軸と一致しなくなるた
め、被検物391を透過した第1光が第1の計測面上に
形成する第1光スポットの位置は基準位置からずれたも
のとなり、また第2光が第2の計測面上に形成する第2
光スポットの位置も基準位置からずれたものとなる。Further, the posture of the light source 311 is unstable,
The emission direction of the measurement light is the reference direction (here, the test object 391).
Deviated from the predetermined incident optical axis direction), the reflected optical axes of the first and second lights on the test object 391 coincide with the incident optical axis regardless of the eccentricity of the test object 391. Therefore, the position of the first light spot formed on the first measurement surface by the first light transmitted through the test object 391 is shifted from the reference position, and the second light is formed on the second measurement surface. The second to form
The position of the light spot also deviates from the reference position.
【0116】ここで、上述のように、第1及び第2両光
は、測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射
出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第
2光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるよう
に導かれるため、第1の計測面上に形成される第1光ス
ポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量と、第2
の計測面上に形成される第2光スポットの光量重心位置
の基準位置からのずれ量とは、測定光の射出方向ずれに
対して同量となる。このため、第1の計測面上に形成さ
れる第1光スポットの光量重心位置の基準位置からのず
れ量と第2光スポットの光量重心位置の基準位置からの
ずれ量とに基づいて(第1光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量に基づいて得られる第1光のずれ
角度から第2光スポットの光量重心位置の基準位置から
のずれ量に基づいて得られる第2光のずれ角度を差し引
いて)求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ず
れに起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
り、光源311の姿勢が不安定で測定光の射出方向がず
れた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶことは
ない。Here, as described above, the first light and the second light have the same amount of displacement in the same direction as the displacement of the measurement light with respect to the displacement of the measurement light with respect to the displacement of the measurement light. , The second light is guided so as to generate the same amount of shift in the direction opposite to the first light, so that the shift of the light quantity centroid position of the first light spot formed on the first measurement surface from the reference position Quantity and the second
The amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the second light spot formed on the measurement surface from the reference position is the same as the deviation of the measurement light in the emission direction. For this reason, based on the shift amount of the light quantity centroid position of the first light spot formed on the first measurement surface from the reference position and the shift quantity of the light quantity centroid position of the second light spot from the reference position (the second light spot). From the shift angle of the first light obtained based on the shift amount of the light quantity centroid position of one light spot from the reference position, the second light obtained based on the shift amount of the light quantity centroid position of the second light spot from the reference position. The eccentricity of the test object obtained by subtracting the shift angle is a value in which the angle shift between the two light beams caused by the shift in the emission direction of the measurement light is offset, and the posture of the light source 311 is unstable and the measurement light This does not affect the measurement result even if the emission direction of the laser beam is shifted.
【0117】但し、この場合も、上述の第1〜第3の本
発明に係る偏芯測定装置の場合と同様、フォーカスレン
ズ系360が測定光を分割する手段(ここでは偏向ビー
ムスプリッタ321)の下流側に設置されており、フォ
ーカスレンズ系360に光軸ずれがある(可動レンズ3
61の光軸と固定レンズ362の光軸とが一致していな
い)場合には、被検物391に偏芯とは無関係に、第1
光の被検物191における反射光軸は入射光軸と一致し
なくなるため、被検物391の被検表面で反射した第1
及び第2両光がそれぞれの計測面上に形成する光スポッ
トの位置は各々基準位置からずれたものとなる。このた
め、この装置を用いて被検物391の偏芯測定を行う場
合には、被検物391を保持する回転台(図示せず)を
回転させて被検物391を光軸回りに回転させ、これに
伴って上記第1光スポットの光量重心位置(或いは第2
光スポットの光量重心位置)が変動するか(基準位置ま
わりに回転するか)否かを観察する必要がある。ここ
で、被検物391の回転に伴って第1光スポットの光量
重心位置(或いは第2光スポットの光量重心位置)が変
動しないときには、この基準位置からのずれは被検物3
91の偏芯によるものではなく、フォーカスレンズ系3
60の光軸ずれによるものということになる。However, also in this case, similarly to the eccentricity measuring apparatus according to the first to third aspects of the present invention, the focus lens system 360 uses the means (here, the deflection beam splitter 321) for dividing the measuring light. It is installed on the downstream side, and the focus lens system 360 has an optical axis shift (movable lens 3
61 does not coincide with the optical axis of the fixed lens 362), the test object 391 is placed in the first position regardless of the eccentricity.
Since the optical axis of the light reflected by the test object 191 does not coincide with the incident optical axis, the first light reflected by the test surface of the test object 391 is the first light.
The positions of the light spots formed by the second light and the second light on the respective measurement surfaces are respectively shifted from the reference positions. Therefore, when performing eccentricity measurement of the test object 391 using this apparatus, the turntable (not shown) holding the test object 391 is rotated to rotate the test object 391 around the optical axis. Accordingly, the position of the center of gravity of the light amount of the first light spot (or the second
It is necessary to observe whether the light spot center of gravity of the light spot fluctuates (rotates around the reference position). Here, when the position of the light quantity center of gravity of the first light spot (or the position of the light quantity center of gravity of the second light spot) does not fluctuate with the rotation of the test object 391, the deviation from the reference position is equal to the test object 3.
The focus lens system 3 is not due to the eccentricity of 91.
This is due to 60 optical axis shifts.
【0118】このように第4の本発明に係る偏芯測定装
置及び上記手順による偏芯測定方法においては、光源3
11から射出された測定光を第1光と第2光とに分割し
た後、これら両光を重ね合わせた状態でフォーカスレン
ズ系360により被検物の所定入射光軸上に集光し、被
検物を透過(或いは被検物の被検表面において反射)し
た両光のうち第1光を第1の計測面上に導いて光スポッ
トを形成させるとともに、第2光を第2の計測面上に導
いて光スポットを形成させ、第1光スポットの基準位置
からのずれ量と第2光スポットの基準位置からのずれ量
とに基づいて被検物の偏芯を算出する。ここで、第1及
び第2両光は、測定光の射出方向ずれに対して同量の角
度ずれを生じるような状態で被検物に至るようになって
いるので、これら第1光スポットの光量重心位置の基準
位置からのずれ量と第2光スポットの光量重心位置の基
準位置からのずれ量とに基づいて求められた被検物の偏
芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両光の角
度ずれが相殺された値となる。このため、光源311の
姿勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場合であって
もこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物の偏
芯測定を高精度に行うことが可能となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the fourth procedure of the present invention, the light source 3
After dividing the measurement light emitted from 11 into a first light and a second light, these two lights are condensed on a predetermined incident optical axis of the test object by the focus lens system 360 in a state of being superimposed, and Of the two lights transmitted through the specimen (or reflected on the surface to be inspected), the first light is guided on the first measurement surface to form a light spot, and the second light is transmitted to the second measurement surface. The light spot is formed by guiding the light spot upward, and the eccentricity of the test object is calculated based on the shift amount of the first light spot from the reference position and the shift amount of the second light spot from the reference position. Here, since the first and second lights reach the test object in such a state that the same amount of angle shift occurs with respect to the shift of the measurement light emission direction, the first light spot The eccentricity of the test object obtained based on the shift amount of the light quantity centroid position from the reference position and the shift quantity of the second light spot from the reference position of the light quantity centroid is caused by the displacement of the measurement light in the emission direction. The resulting angular deviation between the two lights is a value that is offset. For this reason, even when the orientation of the light source 311 is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Becomes
【0119】また、ここでは、凸レンズである被検物の
透過偏芯を測定する場合についてのみ示したが、上記実
施形態の光学系の構成を適当に組み替えることにより、
凸レンズである被検物の反射偏芯を測定することも、凹
レンズである被検物の透過偏芯及び反射偏芯を測定する
ことも可能である。なお、上記実施形態では、分割され
た第1及び第2両光は、測定光の射出方向ずれに対して
第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを
生じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向に同量
のずれを生じるように導かれているが、両光が測定光の
射出方向ずれに対して同量の角度ずれを生じるように導
かれていれば、必ずしも互いに反対方向にずれようにな
っている必要はない。Also, here, only the case where the transmission eccentricity of the test object which is a convex lens is measured has been described.
It is possible to measure the reflection eccentricity of the test object which is a convex lens and the transmission eccentricity and the reflection eccentricity of the test object which is a concave lens. Note that, in the above embodiment, the first and second split light beams have the same amount of displacement in the same direction as the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift, and the measurement light emission direction shift. The second light is guided so as to generate the same amount of displacement in the direction opposite to the first light, but both lights are guided so as to produce the same amount of angular displacement with respect to the displacement of the measurement light in the emission direction. , It is not always necessary to shift in the opposite directions.
【0120】続いて第5の本発明に係る偏芯測定装置及
び偏芯測定方法について説明する。図21はこの第5の
本発明に係る偏芯測定装置の第1実施形態を示したもの
であり、凸レンズである被検物491の反射偏芯を測定
する場合の例である。この偏芯測定装置において、光源
411から射出された測定光はレンズ412により集光
され、その集光点に位置した指標413を介してコリメ
ータレンズ414に入射する。Next, an eccentricity measuring apparatus and an eccentricity measuring method according to the fifth invention will be described. FIG. 21 shows the first embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the fifth aspect of the present invention, and is an example in the case of measuring the reflection eccentricity of a test object 491 which is a convex lens. In this eccentricity measuring device, the measurement light emitted from the light source 411 is condensed by the lens 412 and enters the collimator lens 414 via the index 413 located at the condensing point.
【0121】コリメータレンズ414により平行光にさ
れた測定光は両凸レンズからなる可動レンズ461と両
凹レンズからなる固定レンズ462から構成されるフォ
ーカスレンズ系460を透過し、偏光ビームスプリッタ
421に入射する。そして、偏光ビームスプリッタ42
1に入射した測定光は、半透膜を透過するP偏光である
第1光と、半透膜において反射するS偏光である第2光
とに分割される。なお、ここでは偏光ビームスプリッタ
421に入射する光の状態を調整して、第1光と第2光
との光量がほぼ等しくなるように(両光の光量差が極め
て小さくなるように)しておく。その理由は、上述の第
1或いは第3の本発明に係る偏芯測定装置の場合と同
様、同一計測面に形成された第1光の光スポットと第2
光の光スポットとにより総合光量重心位置を算出するの
で、各光の光量が相異なると重心位置がずれるからであ
る。The measurement light converted into parallel light by the collimator lens 414 passes through a focus lens system 460 including a movable lens 461 formed of a biconvex lens and a fixed lens 462 formed of a biconcave lens, and is incident on a polarization beam splitter 421. Then, the polarization beam splitter 42
The measurement light incident on 1 is split into first light, which is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film, and second light, which is S-polarized light reflected on the semi-permeable film. Here, the state of the light incident on the polarization beam splitter 421 is adjusted so that the light amounts of the first light and the second light are substantially equal (so that the light amount difference between the two lights is extremely small). deep. The reason is that the light spot of the first light and the second light spot formed on the same measurement surface are the same as in the case of the eccentricity measuring apparatus according to the first or third aspect of the present invention.
This is because the center of gravity of the total light amount is calculated from the light spot of the light, and if the light amount of each light is different, the position of the center of gravity shifts.
【0122】偏光ビームスプリッタ421の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の右方に進み、1/4波長板
423を透過してコーナーミラー424の第1反射面4
24aに入射する。第1反射面424aに入射した第1
光は図の下方に反射してコーナーミラー424の第2反
射面424bに入射し、ここにおいて更に図の左方に反
射した後、1/4波長板425を透過して、偏光ビーム
スプリッタ426に図の右方から入射する。ここで、第
1光は偏光ビームスプリッタ421の半透膜を透過した
時点ではP偏光であったが、コーナーミラー424にお
いて反射して偏光ビームスプリッタ426に入射するま
での間には2つの1/4波長板423,425を通過し
ているので、偏光ビームスプリッタ426に右方から入
射するときにはS偏光になっている。このため第1光は
偏光ビームスプリッタ426の半透膜において反射し、
図の下方に進む。The first light that has passed through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 421 proceeds rightward in the figure as it is, passes through the quarter-wave plate 423, and passes through the first reflecting surface 4 of the corner mirror 424.
24a. The first incident on the first reflecting surface 424a
The light is reflected downward in the figure and is incident on the second reflecting surface 424b of the corner mirror 424, where it is further reflected to the left in the figure, then passes through the quarter-wave plate 425, and is transmitted to the polarizing beam splitter 426. Light enters from the right side of the figure. Here, the first light was P-polarized light at the time when it passed through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 421, but before reflected by the corner mirror 424 and incident on the polarizing beam splitter 426, two 1/1 light beams were used. Since the light passes through the four-wavelength plates 423 and 425, the light is s-polarized when it enters the polarization beam splitter 426 from the right. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 426,
Go to the bottom of the figure.
【0123】一方、偏光ビームスプリッタ421の半透
膜において反射し、図の上方に進んだ第2光は1/4波
長板427を透過した後、反射ミラー428において反
射する。そして、再び1/4波長板427を透過して偏
光ビームスプリッタ421に図の上方から入射する。こ
こで、第2光は偏光ビームスプリッタ421の半透膜に
おいて図の上方に反射した時点ではS偏光であったが、
反射ミラー428において反射して再び偏光ビームスプ
リッタ421に戻って来るまでの間には1/4波長板4
27を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ4
21に図の上方から入射するときにはP偏光になってい
る。このため第2光は偏光ビームスプリッタ421の半
透膜を透過し、更に偏光ビームスプリッタ426の半透
膜も透過して、第1光と重ね合わされた状態で図の下方
に進む。なお、上記コーナーミラー424は、測定光が
第1光と第2光とに分離されてから再び重ね合わされる
までの間に、これら両光が進む光路長が等しくなるよう
な適当な位置及び姿勢に配置される。On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 421 and traveling upward in the figure is transmitted through the quarter-wave plate 427 and then reflected on the reflection mirror 428. Then, the light again passes through the quarter-wave plate 427 and enters the polarization beam splitter 421 from above in the drawing. Here, the second light was S-polarized light at the time when the second light was reflected upward in the drawing at the semipermeable membrane of the polarizing beam splitter 421,
The 1 / wavelength plate 4 is used before the light is reflected by the reflection mirror 428 and returns to the polarization beam splitter 421 again.
27, the polarization beam splitter 4
21 is P-polarized when it is incident from above in the figure. Therefore, the second light passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 421, and further passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 426. The corner mirror 424 has an appropriate position and posture such that the optical path lengths of the measurement light are equal to each other between the time when the measurement light is separated into the first light and the second light and the time when the two lights are overlapped again. Placed in
【0124】このようにして重ね合わされた状態で偏光
ビームスプリッタ426の下方に出射した第1及び第2
両光は、偏光ビームスプリッタ426の下方(図におけ
る下方)に設置された1/4波長板429を透過した
後、偏光ビームスプリッタ430に入射する。ここで、
第1及び第2両光は1/4波長板429を透過して双方
円偏光となっているため、それぞれのP偏光成分が偏光
ビームスプリッタ430の半透膜を透過し、更に1/4
波長板431を透過して被検物491の被検表面に入射
する。ここで、上記フォーカスレンズ系460の可動レ
ンズ461は、第1及び第2両光が被検物491の焦点
位置に集光されるようにその位置が調節される。これに
より被検物491の被検表面には指標413の像が形成
される。The first and second beams emitted below the polarizing beam splitter 426 in the state of being superposed in this manner are superposed.
The two lights pass through a quarter-wave plate 429 installed below (below in the figure) the polarizing beam splitter 426, and then enter the polarizing beam splitter 430. here,
Since both the first and second lights pass through the quarter-wave plate 429 and are both circularly polarized, the respective P-polarized light components pass through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 430, and are further reduced by a quarter.
The light passes through the wave plate 431 and is incident on the surface of the test object 491. Here, the position of the movable lens 461 of the focus lens system 460 is adjusted such that both the first and second lights are focused on the focal position of the test object 491. Thus, an image of the index 413 is formed on the surface of the test object 491.
【0125】被検物491の焦点位置に集光された第1
及び第2両光は被検物491の被検表面において反射し
て平行光となり、再び1/4波長板431を透過して偏
光ビームスプリッタ430に図の下方から入射する。こ
こで、第1光及び第2光は偏光ビームスプリッタ430
を下方に透過した時点ではP偏光であったが、被検物4
91の被検表面において反射し、再び偏光ビームスプリ
ッタ430に戻って来るまでの間には1/4波長板43
1を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ43
0に下方から入射するときにはともにS偏光になってい
る。このため第1及び第2両光は偏光ビームスプリッタ
430の半透膜において反射して図の右方に進む。そし
て、偏光ビームスプリッタ430の右方(図における右
方)に設置されたレンズ432により集光されてそれぞ
れ同一の計測面(光位置検出素子470の受光面)上に
光スポットを形成する。The first light focused at the focal position of the test object 491
The second light and the second light are reflected on the surface to be inspected of the object 491, become parallel light, again pass through the quarter-wave plate 431, and enter the polarization beam splitter 430 from below in the figure. Here, the first light and the second light are polarized beam splitters 430.
At the time when the light was transmitted downward,
The 1 / wavelength plate 43 is reflected by the surface to be inspected 91 and returns to the polarization beam splitter 430 again.
1 twice, the polarization beam splitter 43
When the light enters from 0 below, it is S-polarized light. Therefore, both the first and second lights are reflected by the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 430 and travel to the right in the drawing. Then, the light is condensed by a lens 432 provided on the right side (the right side in the drawing) of the polarization beam splitter 430 to form a light spot on the same measurement surface (light receiving surface of the light position detecting element 470).
【0126】このように光源411より射出された測定
光は偏光ビームスプリッタ421により透過光である第
1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合わ
された状態で被検物491の被検表面に導かれるが、第
1光は偏光ビームスプリッタ421を右方に透過した
後、コーナーミラー424により入射光と反射光とが平
行になる(光を入射方向に反射する)特殊な反射をし、
更に偏光ビームスプリッタ426の半透膜において通常
反射をして被検物491に至るのに対し、偏光ビームス
プリッタ421において図の上方に反射した第2光は、
反射ミラー428において通常反射した後、2つの偏光
ビームスプリッタ421,426の半透膜をそのまま透
過してから被検物491に至ることから、測定光の射出
方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方
向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは
反対の方向に同量のずれを生じるようになる(図8参
照)。The measuring light emitted from the light source 411 is split by the polarizing beam splitter 421 into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light. Although the first light is guided to the surface to be inspected at 491, the first light passes through the polarizing beam splitter 421 to the right, and then the incident light and the reflected light are parallelized by the corner mirror 424 (the light is reflected in the incident direction). A strong reflection,
Further, while the light is normally reflected on the semi-permeable membrane of the polarization beam splitter 426 to reach the test object 491, the second light reflected upward in the drawing by the polarization beam splitter 421 is:
After being normally reflected by the reflection mirror 428, the light passes through the semi-permeable films of the two polarization beam splitters 421 and 426 as it is and reaches the test object 491, so that the first light is measured with respect to the deviation of the measurement light emission direction. A shift of the same amount occurs in the same direction as the shift of the light emission direction, and the second light shifts by the same amount in the direction opposite to the first light (see FIG. 8).
【0127】光位置検出素子470は、受光面(計測
面)上に形成されたこれら両光スポットの総合光量重心
位置を検出し、その結果を偏芯算出器480に出力す
る。この偏芯算出器480は、検出された両光スポット
の総合光量重心位置と予め定めた基準位置とのずれ量に
基づいて被検物491の偏芯を算出し、これをディスプ
レイ等に表示する。ここで、基準位置とは、被検物49
1に偏芯がない場合に両光スポットの総合光量重心位置
が計測面上に位置する位置のことである。被検物491
が偏芯していない場合には、第1及び第2両光が被検物
491の被検表面において反射するときの光軸(反射光
軸)は被検物491に入射するときの光軸(入射光軸)
と一致し、第1及び第2両光が各々計測面上に単独で形
成する光スポットの光量重心位置はともに基準位置に一
致する(このため両光スポットの総合光量重心位置も基
準位置に一致する)が、被検物491が偏芯している場
合には、その反射光軸は入射光軸と一致しない(角度ず
れを起こす)ため、第1及び第2両光が各々単独で計測
面上に形成する光スポットの光量重心位置はともに基準
位置からずれたものとなる(このため、第1及び第2両
光の総合光量重心位置は基準位置からずれたものとな
る)。The light position detecting element 470 detects the position of the center of gravity of the total light amount of these two light spots formed on the light receiving surface (measurement surface), and outputs the result to the eccentricity calculator 480. The eccentricity calculator 480 calculates the eccentricity of the test object 491 based on the amount of deviation between the detected center of gravity of the total light amount of both light spots and a predetermined reference position, and displays this on a display or the like. . Here, the reference position is the test object 49.
When there is no eccentricity in 1, the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots is located on the measurement surface. Test object 491
Is not eccentric, the optical axis (reflected optical axis) when the first and second lights are reflected on the surface of the test object 491 is the optical axis when the light enters the test object 491. (Incident optical axis)
And the center of gravity of the light amount of the light spot formed independently on the measurement surface by the first and second lights respectively coincides with the reference position (for this reason, the position of the center of gravity of the total light amount of both light spots also coincides with the reference position) However, when the test object 491 is eccentric, the reflected optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), so that the first and second lights are each independently measured on the measurement surface. Both the light quantity centroid positions of the light spots formed above deviate from the reference position (for this reason, the total light quantity centroid position of both the first and second lights deviates from the reference position).
【0128】また、光源411の姿勢が不安定であり、
測定光の射出方向が基準の方向(ここでは被検物491
の所定入射光軸方向)からずれている場合には、被検物
491の偏芯とは無関係に、第1光の被検物491にお
ける反射光軸は入射光軸と一致しなくなるため、被検物
491の被検表面で反射した第1光及び第2光が各々計
測面上に単独で形成する光スポットの光量重心位置はと
もに基準位置からずれたものとなる。Also, the attitude of the light source 411 is unstable,
The emission direction of the measurement light is the reference direction (here, the test object 491
(In the direction of the predetermined incident optical axis), the reflected light axis of the first light on the test object 491 does not coincide with the incident optical axis regardless of the eccentricity of the test object 491, so that Both the light quantity centroid position of the light spot formed by the first light and the second light reflected on the surface to be inspected of the inspection object 491 independently on the measurement surface are shifted from the reference position.
【0129】ここで、上述のように、第1及び第2両光
は、偏光ビームスプリッタ421における分割時に、双
方の光量がほぼ等しくなるように調整され、且つ、測定
光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ず
れと同方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第
1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状態で
計測面上に導かれるため、計測面上に形成される第1光
の光スポットの光量重心位置と第2光の光スポットの光
量重心位置とは測定光の射出方向ずれに対して反対方向
且つ同量でずれ、しかも両光スポットの光量は相等しく
なる。このため、計測面上に形成される両光スポットの
総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基づいて求
められた被検物491の偏芯は、測定光の射出方向ずれ
に起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
り、光源411の姿勢が不安定で測定光の射出方向がず
れた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶことは
ない。Here, as described above, the first and second light beams are adjusted so that the light amounts of the first and second light beams are substantially equal at the time of splitting by the polarizing beam splitter 421, and the first light beam and the second light beam are shifted with respect to the deviation of the measurement light emission direction. The first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light on the measurement surface. Therefore, the position of the center of gravity of the light spot of the first light formed on the measurement surface and the position of the center of light of the light spot of the second light are shifted in the opposite direction and by the same amount with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. In addition, the light amounts of both light spots are equal. Therefore, the eccentricity of the test object 491 obtained based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light amount of the two light spots formed on the measurement surface from the reference position is caused by the deviation of the measurement light emission direction. The resulting angle shifts of the two lights are offset values, and even if the orientation of the light source 411 is unstable and the emission direction of the measurement light shifts, this does not affect the measurement result.
【0130】なお、この第5の本発明に係る偏芯測定装
置においては、上述の第1〜第4の本発明に係る偏芯測
定装置の場合とは異なり、フォーカスレンズ系460が
測定光を分割する手段(ここでは偏向ビームスプリッタ
421)の上流側に設置されているため、フォーカスレ
ンズ系460に光軸ずれがある(可動レンズ461の光
軸と固定レンズ462の光軸とが一致していない)場合
には、第1及び第2両光は互いに反対方向且つ同量の角
度でずれるようになるため、計測面上に形成される第1
光の光スポットと第2光の光スポットは測定光の射出方
向ずれに対して反対方向且つ同量でずれるようになる。
このため、この装置を用いて被検物491の偏芯測定を
行う場合には、上述の第1〜第4の本発明に係る偏芯測
定装置の場合のように、被検物491をその光軸回りに
回転させて、検出された偏芯が被検物によるものである
か、フォーカスレンズ系の光軸ずれによるものであるか
を確認する必要はない。In the eccentricity measuring apparatus according to the fifth aspect of the present invention, unlike the eccentricity measuring apparatuses according to the first to fourth aspects of the present invention, the focus lens system 460 transmits the measuring light. Since the splitting means (here, the deflection beam splitter 421) is installed on the upstream side, the focus lens system 460 has an optical axis shift (the optical axis of the movable lens 461 and the optical axis of the fixed lens 462 coincide with each other). No), the first and second lights are shifted in opposite directions and by the same amount of angle, so that the first and second lights formed on the measurement surface
The light spot of the light and the light spot of the second light are shifted by the same amount in the opposite direction to the shift of the emission direction of the measurement light.
For this reason, when the eccentricity measurement of the test object 491 is performed using this device, the test object 491 is moved to the same position as in the case of the above-described eccentricity measuring devices according to the first to fourth inventions. It is not necessary to rotate around the optical axis and check whether the detected eccentricity is due to the test object or to the optical axis shift of the focus lens system.
【0131】図22は第5の本発明に係る偏芯測定装置
の第2実施形態を示している。この実施形態に係る偏芯
測定装置は、凹レンズである被検物492の透過偏芯を
測定する場合の例である。この装置は前述の第1実施形
態(図21)で示した構成を基本構成とし、第1実施形
態における偏向ビームスプリッタ426及びその右方
(図における右方)に位置した1/4波長板425とコ
ーナーミラー424を除去して1/4波長板423の右
方にコーナーキューブ433を設置するとともに、2つ
の1/4波長板429、431と偏向ビームスプリッタ
430及びレンズ432を除去して被検物492の下方
(図における下方)にレンズ434を設けたものであ
る。FIG. 22 shows a second embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the fifth invention. The eccentricity measuring apparatus according to this embodiment is an example of a case where the transmission eccentricity of a test object 492 which is a concave lens is measured. This device has the basic configuration shown in the above-described first embodiment (FIG. 21), and includes the deflection beam splitter 426 in the first embodiment and the quarter-wave plate 425 located on the right side (right side in the figure) of the deflection beam splitter 426. And the corner mirror 424 are removed, and a corner cube 433 is set to the right of the quarter-wave plate 423. In addition, the two quarter-wave plates 429 and 431, the deflection beam splitter 430, and the lens 432 are removed, and the test is performed. The lens 434 is provided below the object 492 (below in the figure).
【0132】この偏芯測定装置において、コリメータレ
ンズ414により平行光にされた測定光はフォーカスレ
ンズ系460を透過し、偏光ビームスプリッタ421に
図の左方から入射する。そして、偏光ビームスプリッタ
421に入射した測定光は、半透膜を透過するP偏光で
ある第1光と、半透膜において反射するS偏光である第
2光とに分割される。なお、ここでも偏光ビームスプリ
ッタ421に入射する光の状態を調整して、第1光と第
2光との光量がほぼ等しくなるように(両光の光量差が
極めて小さくなるように)しておく。その理由は上述の
第5の本発明に係る第1実施形態の場合と同様である。In this eccentricity measuring device, the measuring light converted into parallel light by the collimator lens 414 passes through the focus lens system 460 and enters the polarizing beam splitter 421 from the left side in the figure. Then, the measurement light that has entered the polarization beam splitter 421 is split into a first light, which is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film, and a second light, which is S-polarized light reflected on the semi-permeable film. Here, the state of the light incident on the polarization beam splitter 421 is adjusted so that the light amounts of the first light and the second light are substantially equal (so that the light amount difference between the two lights is extremely small). deep. The reason is the same as in the case of the above-described fifth embodiment of the present invention.
【0133】偏光ビームスプリッタ421の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の右方に進み、1/4波長板
423を透過してコーナーキューブ433において反射
する。コーナーキューブ433において反射した第1光
は再び1/4波長板423を透過して、偏光ビームスプ
リッタ421に図の右方から入射する。ここで、第1光
は偏光ビームスプリッタ421の半透膜を図の右方に透
過した時点ではP偏光であったが、コーナーキューブ4
33において反射して再び偏光ビームスプリッタ421
に戻って来るまでの間には1/4波長板423を2回通
過しているので、偏光ビームスプリッタ421に右方か
ら入射するときにはS偏光になっている。このため第1
光は偏光ビームスプリッタ421の半透膜において反射
し、図の下方に進む。The first light that has passed through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 421 proceeds rightward in the figure as it is, passes through the quarter-wave plate 423, and is reflected by the corner cube 433. The first light reflected by the corner cube 433 again passes through the quarter-wave plate 423 and enters the polarization beam splitter 421 from the right side in the drawing. Here, the first light was P-polarized light when it passed through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 421 to the right in the drawing, but the corner cube 4
The light is reflected at 33 and is again reflected by the polarization beam splitter 421.
Since the light beam has passed through the quarter-wave plate 423 twice before returning to, the light is s-polarized when it enters the polarization beam splitter 421 from the right. Therefore, the first
Light is reflected by the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 421, and travels downward in the figure.
【0134】一方、偏光ビームスプリッタ421の半透
膜において反射し、図の上方に進んだ第2光は1/4波
長板427を透過した後、反射ミラー428において反
射する。そして、再び1/4波長板427を透過して偏
光ビームスプリッタ421に図の上方から入射する。こ
こで、第2光は偏光ビームスプリッタ421の半透膜に
おいて図の上方に反射した時点ではS偏光であったが、
反射ミラー428において反射して再び偏光ビームスプ
リッタ421に戻って来るまでの間には1/4波長板4
27を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ4
21に図の上方から入射するときにはP偏光になってい
る。このため第2光は偏光ビームスプリッタ421の半
透膜を透過して、第1光と重ね合わされた状態で図の下
方に進む。On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 421 and traveling upward in the drawing is transmitted through the quarter-wave plate 427 and then reflected on the reflection mirror 428. Then, the light again passes through the quarter-wave plate 427 and enters the polarization beam splitter 421 from above in the drawing. Here, the second light was S-polarized light at the time when the second light was reflected upward in the drawing at the semipermeable membrane of the polarizing beam splitter 421,
The 1 / wavelength plate 4 is used before the light is reflected by the reflection mirror 428 and returns to the polarization beam splitter 421 again.
27, the polarization beam splitter 4
21 is P-polarized when it is incident from above in the figure. For this reason, the second light passes through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 421, and proceeds downward in the drawing in a state where the second light is superimposed on the first light.
【0135】このようにして重ね合わされた状態で偏光
ビームスプリッタ421の下方に出射した第1光と第2
光は、偏光ビームスプリッタ421の下方(図における
下方)に位置した被検物492の被検表面に入射する。
ここで、上記フォーカスレンズ系460の可動レンズ4
61は、第1及び第2両光が被検物492の前方焦点近
傍位置に集光されるようにその位置が調節される。これ
により被検物492の被検表面には指標413の像が形
成される。そして、被検物492の前方焦点近傍位置に
集光された第1及び第2両光は被検物492を透過して
平行光となり、レンズ434により集光されてそれぞれ
同一の計測面(光位置検出素子470の受光面)上に光
スポットを形成する。The first light and the second light emitted below the polarizing beam splitter 421 in the state of being superposed in this way are
The light is incident on the surface of the test object 492 located below the polarization beam splitter 421 (below the drawing).
Here, the movable lens 4 of the focus lens system 460
The position of the first light 61 and the second light 61 is adjusted such that the first light and the second light are converged at a position near the front focus of the test object 492. As a result, an image of the index 413 is formed on the surface of the test object 492. The first and second lights condensed at a position near the front focal point of the test object 492 pass through the test object 492 to become parallel lights, are condensed by the lens 434, and are respectively condensed by the same measurement surface (light A light spot is formed on the light receiving surface of the position detecting element 470).
【0136】このように、光源411から照射された測
定光は偏光ビームスプリッタ421により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物492の被検表面に導かれるが、
第1光が偏光ビームスプリッタ421を右方に透過した
後、コーナーキューブ433の性質により入射光路と反
射光路とが平行になる(光を入射方向に反射する)特殊
な反射をし、更に偏光ビームスプリッタ421の半透膜
において通常反射をするのに対し、第2光は反射ミラー
428において通常反射をした後、偏光ビームスプリッ
タ421の半透膜を透過することから、測定光の射出方
向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向
に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反
対の方向に同量のずれを生じるようになる(図8参
照)。このため、前述の第1実施形態の場合と同様の効
果を得ることができる。As described above, the measuring light emitted from the light source 411 is split into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light by the polarizing beam splitter 421, and the test light is superposed. It is led to the surface to be inspected of the object 492,
After the first light passes through the polarization beam splitter 421 to the right, the incident light path and the reflected light path become specially parallel (reflect the light in the incident direction) due to the property of the corner cube 433, and further, the polarized light beam is reflected. While the second light is normally reflected by the semi-permeable film of the splitter 421, the second light is normally reflected by the reflection mirror 428, and then passes through the semi-permeable film of the polarization beam splitter 421. On the other hand, the first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light (see FIG. 8). ). For this reason, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0137】このように第5の本発明に係る偏芯測定装
置及び上記手順による偏芯測定方法においては、光源4
11から射出されてフォーカスレンズ系460を透過し
た測定光を第1光と第2光とに分割した後、これら両光
を重ね合わせた状態でフォーカスレンズ系460により
調節して被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被
検表面で反射し或いは被検物を透過した両光を同一の計
測面上に導いて両光それぞれの光スポットを形成させ、
両光スポットの総合光量重心位置の基準位置からのずれ
量に基づいて被検物の偏芯を算出する。ここで、第1及
び第2両光は、分割時において、双方の光量がほぼ等し
くなるように調整され、且つ、測定光の射出方向ずれに
対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向に同量の
ずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反対の方向
に同量のずれを生じるような状態で被検物に導かれるよ
うになっているので、これら両光スポットの総合光量重
心位置の基準位置からのずれ量に基づいて求められた被
検物の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる
両光の角度ずれが相殺された値となる。このため、光源
411の姿勢が不安定で測定光の射出方向がずれ、或い
はフォーカスレンズ系460の光軸ずれが生じた場合で
あってもこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検
物の偏芯測定を高精度に行うことが可能となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the fifth procedure of the present invention, the light source 4
After the measurement light emitted from the lens 11 and transmitted through the focus lens system 460 is divided into a first light and a second light, the two light beams are adjusted by the focus lens system 460 in a superimposed state, and a predetermined amount of the test object is measured. Condensed on the incident optical axis, reflected on the surface of the test object or transmitted through the test object on the same measurement surface to form a light spot for each of the two lights,
The eccentricity of the test object is calculated based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light amount of both light spots from the reference position. Here, the first and second light beams are adjusted so that the light amounts of both light beams are substantially equal to each other at the time of division, and the first light beam is different from the measurement light emission direction shift with respect to the measurement light emission direction shift. Since the same amount of shift occurs in the same direction and the second light is guided to the test object in such a manner as to cause the same amount of shift in the direction opposite to the first light, both of these lights are used. The eccentricity of the test object obtained based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light amount of the spot from the reference position is a value in which the angular deviation between the two light beams caused by the deviation in the emission direction of the measurement light has been offset. . For this reason, even when the orientation of the light source 411 is unstable and the emission direction of the measurement light is deviated, or the optical axis of the focus lens system 460 is deviated, this does not affect the measurement result. Eccentricity measurement can be performed with high accuracy.
【0138】また、測定光は分割されるよりも前にフォ
ーカスレンズ系460を通過するようになっているの
で、フォーカスレンズ系460の光軸ずれに起因して生
じる両光の角度ずれも相殺された値となる。このため、
フォーカスレンズ系460の光軸ずれが生じた場合であ
ってもこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物
の偏芯測定をより高精度に行うことが可能となる。ま
た、フォーカスレンズ系460の光軸ずれに起因する測
定誤差がなくなるので、被検物を光軸回りに回転させる
必要がなく、測定作業効率が向上する。更に、被検物を
回転させる装置が不要となるので測定精度が向上し、コ
ストダウンも図れる。Further, since the measurement light passes through the focus lens system 460 before being split, the angle shift between the two lights caused by the optical axis shift of the focus lens system 460 is also canceled. Value. For this reason,
Even if the optical axis shift of the focus lens system 460 occurs, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with higher accuracy. In addition, since there is no measurement error due to the optical axis shift of the focus lens system 460, there is no need to rotate the test object around the optical axis, and the measurement work efficiency is improved. Furthermore, since a device for rotating the test object is not required, the measurement accuracy is improved, and the cost can be reduced.
【0139】また、ここでは、凸レンズである被検物の
反射偏芯を測定する場合と、凹レンズである被検物の透
過偏芯を測定する場合とについてのみ示したが、上記実
施形態の光学系の構成を適当に組み替えることにより、
凸レンズである被検物の透過偏芯を測定することも、凹
レンズである被検物の反射偏芯を測定することも可能で
ある。[0139] Here, only the case where the reflection eccentricity of the test object which is a convex lens is measured and the case where the transmission eccentricity of the test object which is a concave lens is measured are described. By appropriately rearranging the composition of the system,
It is possible to measure the transmission eccentricity of the test object which is a convex lens, and to measure the reflection eccentricity of the test object which is a concave lens.
【0140】続いて第6の本発明に係る偏芯測定装置及
び偏芯測定方法について説明する。図23はこの第6の
本発明に係る偏芯測定装置の第1実施形態を示したもの
であり、凸レンズである被検物591の反射偏芯を測定
する場合の例である。この偏芯測定装置において、光源
511から射出された測定光はレンズ512により集光
され、その集光点に位置した指標513を介してコリメ
ータレンズ514に入射する。Next, an eccentricity measuring apparatus and an eccentricity measuring method according to the sixth invention will be described. FIG. 23 shows the first embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the sixth aspect of the present invention, which is an example in the case of measuring the reflection eccentricity of a test object 591 which is a convex lens. In this eccentricity measuring device, the measurement light emitted from the light source 511 is condensed by the lens 512 and enters the collimator lens 514 via the index 513 located at the converging point.
【0141】コリメータレンズ514により平行光にさ
れた測定光は両凸レンズからなる可動レンズ561と両
凹レンズからなる固定レンズ562から構成されるフォ
ーカスレンズ系560を透過し、偏光ビームスプリッタ
521に入射する。そして、偏光ビームスプリッタ52
1に入射した測定光は、半透膜を透過するP偏光である
第1光と、半透膜において反射するS偏光である第2光
とに分割される。なお、ここでは第1光と第2光との光
量がほぼ等しくなるように(両光の光量差が極めて小さ
くなるように)しておく必要はない。その理由は上述の
第2或いは第4の本発明に係る偏芯測定装置の場合と同
様、第1光の光スポット(第1光スポット)の光量重心
位置と第2光の光スポット(第2光スポット)の光量重
心位置を別々に算出しているので、重心位置は第1光と
第2光の光量バランスに依存しないからである。The measurement light converted into parallel light by the collimator lens 514 passes through a focus lens system 560 composed of a movable lens 561 composed of a biconvex lens and a fixed lens 562 composed of a biconcave lens, and is incident on a polarization beam splitter 521. Then, the polarization beam splitter 52
The measurement light incident on 1 is split into first light, which is P-polarized light transmitted through the semi-permeable film, and second light, which is S-polarized light reflected on the semi-permeable film. Here, it is not necessary to make the light amounts of the first light and the second light substantially equal (to make the light amount difference between the two lights extremely small). The reason is similar to the eccentricity measuring apparatus according to the second or fourth aspect of the present invention, in which the center of gravity of the light amount of the first light spot (first light spot) and the light spot of the second light (second light spot) are determined. This is because the center of gravity of the light amount of the light spot) is calculated separately, and the position of the center of gravity does not depend on the balance of the light amounts of the first light and the second light.
【0142】偏光ビームスプリッタ521の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の右方に進み、1/4波長板
523を透過してコーナーミラー524の第1反射面5
24aに入射する。第1反射面524aに入射した第1
光は図の下方に反射してコーナーミラー524の第2反
射面524bに入射し、ここにおいて更に図の左方に反
射した後、1/4波長板525を透過して、偏光ビーム
スプリッタ526に図の右方から入射する。ここで、第
1光は偏光ビームスプリッタ521の半透膜を透過した
時点ではP偏光であったが、コーナーミラー524にお
いて反射して偏光ビームスプリッタ526に入射するま
での間には2つの1/4波長板523,525を通過し
ているので、偏光ビームスプリッタ526に右方から入
射するときにはS偏光になっている。このため第1光は
偏光ビームスプリッタ526の半透膜において反射し、
図の下方に進む。The first light transmitted through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 521 proceeds rightward in the figure as it is, passes through the quarter-wave plate 523, and passes through the first reflection surface 5 of the corner mirror 524.
24a. The first incident on the first reflecting surface 524a
The light is reflected downward in the figure and is incident on the second reflecting surface 524b of the corner mirror 524, where it is further reflected to the left in the figure, passes through the quarter-wave plate 525, and passes through the polarizing beam splitter 526. Light enters from the right side of the figure. Here, the first light was P-polarized light when transmitted through the semi-permeable membrane of the polarization beam splitter 521, but was reflected by the corner mirror 524 and entered into the polarization beam splitter 526 by two 1 / l. Since the light passes through the four-wavelength plates 523 and 525, the light is s-polarized when entering the polarization beam splitter 526 from the right. Therefore, the first light is reflected by the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 526,
Go to the bottom of the figure.
【0143】一方、偏光ビームスプリッタ521の半透
膜において反射し、図の上方に進んだ第2光は1/4波
長板527を透過した後、反射ミラー528において反
射する。そして、再び1/4波長板527を透過して偏
光ビームスプリッタ521に図の上方から入射する。こ
こで、第2光は偏光ビームスプリッタ521の半透膜に
おいて図の上方に反射した時点ではS偏光であったが、
反射ミラー528において反射して再び偏光ビームスプ
リッタ521に戻って来るまでの間には1/4波長板5
27を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ5
21に図の上方から入射するときにはP偏光になってい
る。このため第2光は偏光ビームスプリッタ521の半
透膜を透過し、更に偏光ビームスプリッタ526の半透
膜も透過して、第1光と重ね合わされた状態で図の下方
に進む。なお、上記コーナーミラー524は、測定光が
第1光と第2光とに分離されてから再び重ね合わされる
までの間に、これら両光が進む光路長が等しくなるよう
な適当な位置及び姿勢に配置される。On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 521 and traveling upward in the drawing is transmitted through the quarter-wave plate 527 and then reflected on the reflection mirror 528. Then, the light again passes through the quarter-wave plate 527 and enters the polarization beam splitter 521 from above in the drawing. Here, the second light was s-polarized light at the time when it was reflected upward in the figure at the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 521,
The 1 / wavelength plate 5 is used before the light is reflected by the reflection mirror 528 and returns to the polarization beam splitter 521 again.
27, the polarization beam splitter 5
21 is P-polarized when it is incident from above in the figure. For this reason, the second light passes through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 521, further passes through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 526, and proceeds downward in the figure in a state where the second light is superimposed on the first light. The corner mirror 524 has an appropriate position and posture such that the optical path lengths of the measurement light are equal to each other between the time when the measurement light is separated into the first light and the second light and the time when the two lights are overlapped again. Placed in
【0144】このようにして重ね合わされた状態で偏光
ビームスプリッタ526の下方に出射した第1光と第2
光は、偏光ビームスプリッタ526の下方(図における
下方)に設置されたビームスプリッタ529の半透膜を
透過した後、被検物591の被検表面に入射する。ここ
で、上記フォーカスレンズ系560の可動レンズ561
は、第1及び第2両光が被検物591の焦点位置に集光
されるようにその位置が調節される。これにより被検物
591の被検表面には指標513の像が形成される。The first light and the second light emitted below the polarizing beam splitter 526 in the state of being superposed in this manner are superposed.
The light passes through the semi-permeable membrane of the beam splitter 529 installed below the polarizing beam splitter 526 (below in the figure), and then enters the surface of the test object 591. Here, the movable lens 561 of the focus lens system 560
Is adjusted so that both the first and second lights are focused on the focal position of the test object 591. As a result, an image of the index 513 is formed on the surface of the test object 591.
【0145】被検物591の焦点位置に集光された第1
及び第2両光は被検物591の被検表面において反射し
て平行光となり、ビームスプリッタ529に図の下方か
ら入射する。そして、ビームスプリッタ529の半透膜
において反射して図の右方に進み、このビームスプリッ
タ529の右方(図における右方)に設置された偏向ビ
ームスプリッタ530に入射する。ここで、S偏向とな
っている第1光は偏向ビームスプリッタ530の半透膜
において図の下方に反射し、レンズ531により集光さ
れて第1の計測面(第1光位置検出素子571の受光
面)上に第1光スポットを形成する。一方、P偏向とな
っている第2光は偏向ビームスプリッタ530の半透膜
を図の右方に透過し、レンズ532により集光されて第
2の計測面(第2光位置検出素子572の受光面)上に
第2光スポットを形成する。The first light focused at the focal position of the test object 591
The second light and the second light are reflected on the surface to be inspected of the object 591 to become parallel light, and enter the beam splitter 529 from below in the figure. Then, the light is reflected by the semi-permeable membrane of the beam splitter 529, advances to the right in the figure, and is incident on the deflection beam splitter 530 provided to the right (to the right in the figure) of the beam splitter 529. Here, the S-polarized first light is reflected on the semi-permeable film of the deflection beam splitter 530 downward in the figure, is collected by the lens 531 and is collected on the first measurement surface (the first light position detection element 571). A first light spot is formed on the light receiving surface. On the other hand, the P-polarized second light passes through the semi-permeable membrane of the deflection beam splitter 530 to the right in the drawing, is collected by the lens 532, and is collected on the second measurement surface (the second light position detection element 572). A second light spot is formed on the light receiving surface).
【0146】このように光源511より射出された測定
光は偏光ビームスプリッタ521により透過光である第
1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合わ
された状態で被検物591の被検表面に導かれるが、第
1光は偏光ビームスプリッタ521を右方に透過した
後、コーナーミラー524により入射光と反射光とが平
行になる(光を入射方向に反射する)特殊な反射をし、
更に偏光ビームスプリッタ526の半透膜において通常
反射をして被検物591に至るのに対し、偏光ビームス
プリッタ521において図の上方に反射した第2光は、
反射ミラー528において通常反射をした後、2つの偏
光ビームスプリッタ521、526の半透膜をそのまま
透過してから被検物591に至ることから、測定光の射
出方向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同
方向に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光と
は反対の方向に同量のずれを生じるようになる(図8参
照)。The measurement light emitted from the light source 511 is split into the first light, which is transmitted light, and the second light, which is reflected light by the polarizing beam splitter 521. Although the first light is guided to the surface to be inspected at 591, the first light passes through the polarizing beam splitter 521 to the right, and then the incident light and the reflected light are parallelized by the corner mirror 524 (light is reflected in the incident direction). A strong reflection,
Further, while the light is normally reflected by the semi-permeable membrane of the polarization beam splitter 526 to reach the test object 591, the second light reflected upward in the drawing by the polarization beam splitter 521 is:
After normal reflection by the reflection mirror 528, the light passes through the semi-permeable membranes of the two polarization beam splitters 521 and 526 as it is and reaches the test object 591. A shift of the same amount occurs in the same direction as the shift direction of the measurement light, and the second light shifts by the same amount in the direction opposite to the first light (see FIG. 8).
【0147】第1光位置検出素子571は、受光面(第
1の計測面)上に形成された第1光スポットの光量重心
位置を検出し、その結果を偏芯算出器580に出力す
る。また、第2光位置検出素子572は、受光面(第2
の計測面)上に形成された第2光スポットの光量重心位
置を検出し、その結果を同じく偏芯算出器580に出力
する。この偏芯算出器580は、第1光位置検出素子5
71により検出された第1光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量に基づいて得られる第1光のずれ
角度から第2光位置検出素子572により検出された第
2光スポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量に
基づいて得られる第2光のずれ角度を差し引いて被検物
591の偏芯を算出し、これをディスプレイ等に表示す
る。The first light position detecting element 571 detects the center of gravity of the light amount of the first light spot formed on the light receiving surface (first measurement surface), and outputs the result to the eccentricity calculator 580. Further, the second light position detecting element 572 has a light receiving surface (second
Of the second light spot formed on the (measurement surface) is detected, and the result is output to the eccentricity calculator 580 in the same manner. The eccentricity calculator 580 includes the first optical position detecting element 5
The light amount centroid of the second light spot detected by the second light position detection element 572 from the deviation angle of the first light obtained based on the deviation amount of the light amount centroid position of the first light spot from the reference position detected by the first light spot 71 The eccentricity of the test object 591 is calculated by subtracting the shift angle of the second light obtained based on the shift amount of the position from the reference position, and this is displayed on a display or the like.
【0148】ここで、基準位置とは、被検物591に偏
芯がない場合に、被検物591の被検表面で反射した第
1光が第1の計測面上に形成する第1光スポットの光量
重心位置及び第2光が第2の計測面上に形成する第2光
スポットの光量重心位置のことである。被検物591が
偏芯していない場合には、第1及び第2両光が被検物5
91に入射するときの光軸(入射光軸)と被検物591
において反射するときの光軸(反射光軸)は一致し、第
1光が第1の計測面上に形成する第1光スポットの光量
重心位置は基準位置に一致し、第2光が第2の計測面上
に形成する第2光スポットの光量重心位置も基準位置に
一致する。しかし、被検物591が偏芯している場合に
は、その反射光軸は入射光軸と一致しない(角度ずれを
起こす)ため、両光がそれぞれの計測面上に形成する光
スポットの位置は各々基準位置からずれたものとなる。Here, the reference position is the first light which is formed on the first measurement surface by the first light reflected on the surface of the test object 591 when the test object 591 has no eccentricity. The light intensity barycentric position of the spot and the light intensity barycentric position of the second light spot formed on the second measurement surface by the second light. When the test object 591 is not eccentric, the first and second lights are emitted from the test object 5.
Optical axis (incident optical axis) at the time of incidence on 91 and object 591
The optical axis (reflected optical axis) at the time of reflection coincides with the first light spot formed on the first measurement surface by the first light, the light intensity centroid position coincides with the reference position, and the second light coincides with the second light spot. Of light of the second light spot formed on the measurement surface of (1) also coincides with the reference position. However, when the test object 591 is eccentric, its reflected optical axis does not coincide with the incident optical axis (causes an angular deviation), so that the position of the light spot formed on each measurement surface by the two lights Are shifted from the reference position.
【0149】また、光源511の姿勢が不安定であり、
測定光の射出方向が基準の方向(ここでは被検物591
の所定入射光軸方向)からずれている場合には、被検物
591の偏芯とは無関係に、第1光の被検物591にお
ける反射光軸は入射光軸と一致しなくなるため、被検物
591の被検表面で反射した第1光が第1の計測面上に
形成する第1光スポットの光量重心位置及び第2光が第
2の計測面上に形成する第2光スポットの光量重心位置
はそれぞれ基準位置からずれたものとなる。The posture of the light source 511 is unstable,
The emission direction of the measurement light is the reference direction (here, the test object 591
(In the direction of the predetermined incident optical axis), the reflected light axis of the first light on the test object 591 does not coincide with the incident optical axis regardless of the eccentricity of the test object 591. The center of gravity of the amount of light of the first light spot formed on the first measurement surface by the first light reflected by the surface to be inspected of the inspection object 591 and the second light spot formed by the second light on the second measurement surface The light quantity centroid position is shifted from the reference position.
【0150】ここで、上述のように、第1及び第2両光
は、測定光の射出方向ずれに対して第1光は測定光の射
出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、第
2光は第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるよう
に導かれるため、第1の計測面上に形成される第1光ス
ポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量と、第2
の計測面上に形成される第2光スポットの光量重心位置
の基準位置からのずれ量とは、測定光の射出方向ずれに
対して同量となる。このため、第1の計測面上に形成さ
れる第1光スポットの光量重心位置の基準位置からのず
れ量と第2光スポットの光量重心位置の基準位置からの
ずれ量とに基づいて(第1光スポットの光量重心位置の
基準位置からのずれ量に基づいて得られる第1光のずれ
角度から第2光スポットの光量重心位置の基準位置から
のずれ量に基づいて得られる第2光のずれ角度を差し引
いて)求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ず
れに起因して生ずる両光の角度ずれが相殺された値とな
り、光源511の姿勢が不安定で測定光の射出方向がず
れた場合であってもこれが測定結果に影響が及ぶことは
ない。Here, as described above, the first light and the second light have the same amount of shift in the same direction as the shift of the measurement light with respect to the shift of the measurement light with respect to the shift of the measurement light emission direction. , The second light is guided so as to cause the same amount of shift in the direction opposite to the first light, so that the shift of the light quantity centroid position of the first light spot formed on the first measurement surface from the reference position Quantity and the second
The amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the second light spot formed on the measurement surface from the reference position is the same as the deviation of the measurement light in the emission direction. For this reason, based on the amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the first light spot formed on the first measurement surface from the reference position and the amount of deviation of the center of gravity of the amount of light of the second light spot from the reference position (the second position). From the shift angle of the first light obtained based on the shift amount of the center of gravity of the light amount of one light spot from the reference position, the second light obtained based on the shift amount of the center of gravity of the light amount of the second light spot from the reference position is obtained. The eccentricity of the test object obtained by subtracting the shift angle is a value in which the angle shift between the two lights caused by the shift in the emission direction of the measurement light is offset, and the posture of the light source 511 is unstable and the measurement light This does not affect the measurement result even if the emission direction of the laser beam is shifted.
【0151】なお、この第6の本発明に係る偏芯測定装
置においても、第5の本発明に係る偏芯測定装置の場合
と同様、上述の第1〜第4の本発明に係る偏芯測定装置
の場合とは異なり、フォーカスレンズ系560が測定光
を分割する手段(ここでは偏向ビームスプリッタ52
1)の上流側に設置されているため、フォーカスレンズ
系560に光軸ずれがある(可動レンズ561の光軸と
固定レンズ562の光軸とが一致していない)場合に
は、第1及び第2両光は同量の角度でずれるようになる
ため、第1の計測面上に形成される第1光スポットの光
量重心位置と第2の計測面上に形成される第2光スポッ
トの光量重心位置とは測定光の射出方向ずれに対して同
量でずれるようになる。このため、この装置を用いて被
検物591の偏芯測定を行う場合には、上述の第1〜第
4の本発明に係る偏芯測定装置の場合のように、被検物
591をその光軸回りに回転させて、検出された偏芯が
被検物によるものであるか、フォーカスレンズ系の光軸
ずれによるものであるかを確認する必要はない。In the eccentricity measuring apparatus according to the sixth aspect of the present invention, similarly to the eccentricity measuring apparatus according to the fifth aspect, the eccentricity measuring apparatuses according to the first to fourth aspects of the present invention are described. Unlike the measurement device, the focus lens system 560 splits the measurement light (here, the deflection beam splitter 52).
1), the focus lens system 560 has an optical axis shift (when the optical axis of the movable lens 561 does not coincide with the optical axis of the fixed lens 562), the first and the second lenses are shifted. Since the two second lights are shifted by the same amount of angle, the position of the center of gravity of the light amount of the first light spot formed on the first measurement surface and the position of the second light spot formed on the second measurement surface The light amount center of gravity is shifted by the same amount as the shift of the measurement light in the emission direction. For this reason, when the eccentricity measurement of the test object 591 is performed using this device, the test object 591 is moved as in the case of the above-described eccentricity measurement devices according to the first to fourth inventions. It is not necessary to rotate around the optical axis and check whether the detected eccentricity is due to the test object or to the optical axis shift of the focus lens system.
【0152】図24は第6の本発明に係る偏芯測定装置
の第2実施形態を示している。この実施形態に係る偏芯
測定装置は、凹レンズである被検物592の透過偏芯を
測定する場合の例である。この装置は前述の第1実施形
態(図23)で示した構成を基本構成とし、第1実施形
態における偏向ビームスプリッタ526及びその右方
(図における右方)に位置した1/4波長板525とコ
ーナーミラー524を除去して1/4波長板523の右
方にコーナーキューブ533を設置するとともに、偏向
ビームスプリッタ521とビームスプリッタ529の間
に被検物592を配置し、ビームスプリッタ529の右
方にはレンズ534を、またビームスプリッタ529の
下方(図における下方)にはレンズ535を設置したも
のである。FIG. 24 shows a second embodiment of the eccentricity measuring apparatus according to the sixth invention. The eccentricity measuring apparatus according to this embodiment is an example in the case of measuring the transmission eccentricity of a test object 592 which is a concave lens. This device has the basic configuration shown in the above-described first embodiment (FIG. 23), and includes a deflection beam splitter 526 in the first embodiment and a quarter-wave plate 525 located on the right side (right side in the drawing) of the deflection beam splitter 526. And the corner mirror 524 are removed, a corner cube 533 is set on the right side of the quarter-wave plate 523, and a test object 592 is arranged between the deflection beam splitter 521 and the beam splitter 529. A lens 534 is provided on the side, and a lens 535 is provided below the beam splitter 529 (below in the figure).
【0153】この偏芯測定装置において、コリメータレ
ンズ514により平行光にされた測定光はフォーカスレ
ンズ系560を透過し、偏光ビームスプリッタ521に
図の左方から入射する。そして、偏光ビームスプリッタ
521に入射した測定光は、半透膜を透過するP偏光で
ある第1光と、半透膜において反射するS偏光である第
2光とに分割される。なお、ここでも第1光と第2光と
の光量がほぼ等しくなるように(両光の光量差が極めて
小さくなるように)しておく必要はない。その理由は上
述の第6の本発明に係る第1実施形態の場合と同様であ
る。In this eccentricity measuring device, the measuring light converted into parallel light by the collimator lens 514 passes through the focus lens system 560 and enters the polarizing beam splitter 521 from the left side in the figure. Then, the measurement light that has entered the polarization beam splitter 521 is split into first light that is P-polarized light that passes through the semi-permeable film and second light that is S-polarized light that is reflected by the semi-permeable film. Here, it is not necessary to make the light amounts of the first light and the second light almost equal (so that the light amount difference between the two lights is extremely small). The reason is the same as in the above-described sixth embodiment of the present invention.
【0154】偏光ビームスプリッタ521の半透膜を透
過した第1光はそのまま図の右方に進み、1/4波長板
523を透過してコーナーキューブ533において反射
する。コーナーキューブ533において反射した第1光
は再び1/4波長板523を透過して、偏光ビームスプ
リッタ521に図の右方から入射する。ここで、第1光
は偏光ビームスプリッタ521の半透膜を図の右方に透
過した時点ではP偏光であったが、コーナーキューブ5
33において反射して再び偏光ビームスプリッタ521
に戻って来るまでの間には1/4波長板523を2回通
過しているので、偏光ビームスプリッタ521に右方か
ら入射するときにはS偏光になっている。このため第1
光は偏光ビームスプリッタ521の半透膜において反射
し、図の下方に進む。The first light transmitted through the semi-permeable film of the polarizing beam splitter 521 proceeds rightward in the figure as it is, passes through the quarter-wave plate 523, and is reflected by the corner cube 533. The first light reflected by the corner cube 533 again passes through the quarter-wave plate 523 and enters the polarization beam splitter 521 from the right side in the drawing. Here, the first light was P-polarized light when it passed through the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 521 to the right in the drawing, but the corner cube 5
33, the reflected light is reflected again by the polarization beam splitter 521.
Since the light beam passes through the quarter-wave plate 523 twice before returning to the above, the light is S-polarized when it enters the polarization beam splitter 521 from the right. Therefore, the first
Light reflects off the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 521 and travels downward in the figure.
【0155】一方、偏光ビームスプリッタ521の半透
膜において反射し、図の上方に進んだ第2光は1/4波
長板527を透過した後、反射ミラー528において反
射する。そして、再び1/4波長板527を透過して偏
光ビームスプリッタ521に図の上方から入射する。こ
こで、第2光は偏光ビームスプリッタ521の半透膜に
おいて図の上方に反射した時点ではS偏光であったが、
反射ミラー528において反射して再び偏光ビームスプ
リッタ521に戻って来るまでの間には1/4波長板5
27を2回通過しているので、偏光ビームスプリッタ5
21に図の上方から入射するときにはP偏光になってい
る。このため第2光は偏光ビームスプリッタ521の半
透膜を透過して、第1光と重ね合わされた状態で図の下
方に進む。On the other hand, the second light reflected on the semi-permeable film of the polarization beam splitter 521 and traveling upward in the drawing is transmitted through the quarter-wave plate 527 and then reflected on the reflection mirror 528. Then, the light again passes through the quarter-wave plate 527 and enters the polarization beam splitter 521 from above in the drawing. Here, the second light was s-polarized light at the time when it was reflected upward in the figure at the semi-permeable membrane of the polarizing beam splitter 521,
The 1 / wavelength plate 5 is used before the light is reflected by the reflection mirror 528 and returns to the polarization beam splitter 521 again.
27, the polarization beam splitter 5
21 is P-polarized when it is incident from above in the figure. For this reason, the second light passes through the semi-permeable membrane of the polarization beam splitter 521, and travels downward in the drawing while being superimposed on the first light.
【0156】このようにして重ね合わされた状態で偏光
ビームスプリッタ521の下方に出射した第1光と第2
光は、偏光ビームスプリッタ521の下方(図における
下方)に位置した被検物592の被検表面に入射する。
ここで、上記フォーカスレンズ系560の可動レンズ5
61は、第1及び第2両光が被検物592の前方焦点近
傍位置に集光されるようにその位置が調節される。これ
により被検物592の被検表面には指標513の像が形
成される。そして、被検物592の前方焦点近傍位置に
集光された第1及び第2両光は被検物592を透過して
平行光となり、偏向ビームスプリッタ529に図の上方
から入射する。ここで、S偏向となっている第1光は偏
向ビームスプリッタ529の半透膜において図の右方に
反射し、レンズ534により集光されて第1の計測面
(第1光位置検出素子571の受光面)上に第1光スポ
ットを形成する。一方、P偏向となっている第2光は偏
向ビームスプリッタ529の半透膜を図の下方に透過
し、レンズ535により集光されて第2の計測面(第2
光位置検出素子572の受光面)上に第2光スポットを
形成する。The first light and the second light emitted below the polarizing beam splitter
The light is incident on the surface of the test object 592 located below the polarization beam splitter 521 (below the drawing).
Here, the movable lens 5 of the focus lens system 560
The position of the first light 61 is adjusted so that both the first light and the second light are condensed at a position near the front focus of the test object 592. Thus, an image of the index 513 is formed on the surface of the test object 592. Then, the first and second lights condensed at a position near the front focal point of the test object 592 pass through the test object 592, become parallel light, and enter the deflection beam splitter 529 from above in the drawing. Here, the S-polarized first light is reflected rightward in the drawing on the semi-permeable film of the deflection beam splitter 529, is collected by the lens 534, and is collected on the first measurement surface (the first light position detecting element 571). A first light spot is formed on the light receiving surface of the first light spot. On the other hand, the P-polarized second light passes through the semi-permeable membrane of the deflection beam splitter 529 downward in the figure, is collected by the lens 535, and is collected on the second measurement surface (the second measurement surface).
A second light spot is formed on the light receiving surface of the light position detecting element 572).
【0157】このように、光源511から射出された測
定光は偏光ビームスプリッタ521により透過光である
第1光と反射光である第2光とに分割された後、重ね合
わされた状態で被検物591の被検表面に導かれるが、
第1光が偏光ビームスプリッタ521を右方に透過した
後、コーナーキューブ533の性質により入射光路と反
射光路とが平行になる(光を入射方向に反射する)特殊
な反射をし、更に偏光ビームスプリッタ526の半透膜
において通常反射をするのに対し、第2光は反射ミラー
528において通常反射をした後、偏光ビームスプリッ
タ521の半透膜を透過することから、測定光の射出方
向ずれに対して第1光は測定光の射出方向ずれと同方向
に同量のずれを生じるとともに、第2光は第1光とは反
対の方向に同量のずれを生じるようになる(図8参
照)。このため、前述の第1実施形態の場合と同様の効
果を得ることができる。As described above, the measuring light emitted from the light source 511 is divided into the first light as the transmitted light and the second light as the reflected light by the polarizing beam splitter 521, and the test light is superposed. It is led to the surface to be inspected of the object 591,
After the first light passes through the polarizing beam splitter 521 to the right, the incident light path and the reflected light path become specially parallel (reflect the light in the incident direction) due to the nature of the corner cube 533, and further, the polarized light beam While the second light is normally reflected by the semi-permeable film of the splitter 526, the second light is normally reflected by the reflection mirror 528, and then passes through the semi-permeable film of the polarization beam splitter 521. On the other hand, the first light has the same amount of shift in the same direction as the measurement light emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light (see FIG. 8). ). For this reason, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0158】このように第6の本発明に係る偏芯測定装
置及び上記手順による偏芯測定方法においては、光源5
11から射出されてフォーカスレンズ系560を透過し
た測定光を第1光と第2光とに分割した後、これら両光
を重ね合わせた状態でフォーカスレンズ系560により
調節して被検物の所定入射光軸上に集光し、被検物の被
検表面において反射或いは被検物を透過した両光のうち
第1光を第1の計測面上に導いて光スポットを形成させ
るとともに、第2光を第2の計測面上に導いて光スポッ
トを形成させ、第1光スポットの光量重心位置の基準位
置からのずれ量と第2光スポットの光量重心位置の基準
位置からのずれ量とに基づいて被検物の偏芯を算出す
る。ここで、第1及び第2両光は、測定光の射出方向ず
れ量に対して同量の角度ずれを生じるような状態で被検
物に導かれるようになっているので、これら第1光スポ
ットの光量重心位置の基準位置からのずれ量と第2光ス
ポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量とに基づ
いて求められた被検物の偏芯は、測定光の射出方向ずれ
に起因して生じる両光の角度ずれが相殺された値とな
る。このため、光源511の姿勢が不安定で測定光の射
出方向がずれた場合であっても測定結果に影響が及ぶこ
とはなく、被検物の偏芯測定を高精度に行うことが可能
となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the sixth procedure of the present invention, the light source 5
After dividing the measurement light emitted from 11 and transmitted through the focus lens system 560 into a first light and a second light, the two light beams are superimposed on each other and adjusted by the focus lens system 560 to adjust the predetermined amount of the test object. The first light is condensed on the incident optical axis, and the first light is reflected on the surface of the test object or transmitted through the test object, and the first light is guided to the first measurement surface to form a light spot. The two light beams are guided on the second measurement surface to form a light spot, and the shift amount of the first light spot from the reference position of the light amount centroid position and the shift amount of the second light spot from the reference position. The eccentricity of the test object is calculated based on. Here, the first and second lights are guided to the test object in such a state that the same amount of angular displacement is generated with respect to the amount of deviation of the measurement light in the emission direction. The eccentricity of the test object obtained based on the amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the spot from the reference position and the amount of deviation of the center of gravity of the light amount of the second light spot from the reference position is determined by the deviation in the emission direction of the measurement light. This results in a value in which the angle shift between the two lights caused by the light is canceled. For this reason, even when the orientation of the light source 511 is unstable and the emission direction of the measurement light is shifted, the measurement result is not affected, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Become.
【0159】また、測定光は分割されるよりも前にフォ
ーカスレンズ系560を通過するようになっているの
で、フォーカスレンズ系560の光軸ずれに起因して生
じる両光の角度ずれも相殺された値となる。このため、
フォーカスレンズ系560の光軸ずれが生じた場合であ
ってもこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検物
の偏芯測定をより高精度に行うことが可能となる。ま
た、フォーカスレンズ系560の光軸ずれに起因する測
定誤差がなくなるので、被検物を光軸回りに回転させる
必要がなく、測定作業効率が向上する。更に、被検物を
回転させる装置が不要となるので測定精度が向上し、コ
ストダウンも図れる。Further, since the measurement light passes through the focus lens system 560 before being split, the angle shift between the two lights caused by the optical axis shift of the focus lens system 560 is also canceled. Value. For this reason,
Even if the optical axis shift of the focus lens system 560 occurs, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with higher accuracy. Further, since there is no measurement error due to the optical axis shift of the focus lens system 560, it is not necessary to rotate the test object around the optical axis, and the measurement work efficiency is improved. Furthermore, since a device for rotating the test object is not required, the measurement accuracy is improved, and the cost can be reduced.
【0160】また、ここでは、凸レンズである被検物の
反射偏芯を測定する場合と、凹レンズである被検物の透
過偏芯を測定する場合とについてのみ示したが、上記実
施形態の光学系の構成を適当に組み替えることにより、
凸レンズである被検物の透過偏芯を測定することも、凹
レンズである被検物の反射偏芯を測定することも可能で
ある。なお、上記実施形態では、分割された第1及び第
2両光は、測定光の射出方向ずれに対して互いに反対方
向且つ同量の角度ずれを生じるように導かれているが、
両光が測定光の射出方向ずれに対して同量の角度ずれを
生じるように導かれていれば、必ずしも互いに反対方向
にずれようになっている必要はない。[0160] Here, only the case where the reflection eccentricity of the test object which is a convex lens is measured and the case where the transmission eccentricity of the test object which is a concave lens is measured are described. By appropriately rearranging the composition of the system,
It is possible to measure the transmission eccentricity of the test object which is a convex lens, and to measure the reflection eccentricity of the test object which is a concave lens. In the above embodiment, the split first and second light beams are guided so as to generate the same amount of angular deviation in directions opposite to each other with respect to the deviation of the measurement light emission direction.
As long as both lights are guided so as to generate the same amount of angular deviation with respect to the deviation in the emission direction of the measurement light, it is not always necessary that the two beams are deviated in the opposite directions.
【0161】なお、上記第5及び第6の本発明に係る偏
芯測定装置においては、光源(411又は511)から
フォーカスレンズ系(460又は560)における可動
レンズ(461又は561)までの構成と、それ以外の
構成とをそれぞれ2つのユニットに分けて構成し、振動
源であり熱源でもある光源(411又は511)と被検
物とを構造的に分離することにより、振動又は熱による
測定誤差を小さくすることも可能である。In the fifth and sixth eccentricity measuring apparatuses according to the present invention, the configuration from the light source (411 or 511) to the movable lens (461 or 561) in the focus lens system (460 or 560) is the same. , The other components are each divided into two units, and the light source (411 or 511), which is both a vibration source and a heat source, and the test object are structurally separated from each other. Can also be reduced.
【0162】これまで第1〜第6の本発明についての好
ましい実施形態を説明してきたが、上述の実施形態はそ
れぞれの発明を具現化するための例示に過ぎず、上記以
外の形態(特に光学系の組み方)を採ることも勿論可能
である。Although the preferred embodiments of the first to sixth aspects of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for embodying the respective aspects of the present invention. Of course, it is also possible to adopt a system.
【0163】また、上述の本発明に係る偏芯測定装置及
び偏芯測定方法は、高精度レンズの製造工程中で用いら
れる。すなわち、被検物の設計値に対する偏芯を測定
し、公知の方法により加工・研磨した後、再度、被検物
の設計値に対する偏芯を測定して被検物の設計値に対す
る偏芯が許容範囲内に収まるようにする工程において、
本発明に係る偏芯測定装置(或いは偏芯測定方法)を適
用する。そして、このようにして得られた所定の偏芯精
度を有する被検物(光学素子)を鏡筒に組み込んで、投
影露光装置用の投影レンズを製造する。このように本発
明に係る偏芯測定装置又は偏芯測定方法を用いて偏芯が
測定された光学素子(レンズ)を組み込んでなる投影レ
ンズは、偏芯の少ない非常に高精度な光学部品となる。The eccentricity measuring device and the eccentricity measuring method according to the present invention are used in the process of manufacturing a high-precision lens. That is, the eccentricity with respect to the design value of the test object is measured, and after processing and polishing by a known method, the eccentricity with respect to the design value of the test object is measured again, and the eccentricity with respect to the design value of the test object is obtained. In the process of keeping it within the allowable range,
The eccentricity measuring device (or eccentricity measuring method) according to the present invention is applied. Then, the test object (optical element) having the predetermined eccentricity obtained in this manner is incorporated in a lens barrel to manufacture a projection lens for a projection exposure apparatus. As described above, a projection lens incorporating an optical element (lens) whose eccentricity has been measured using the eccentricity measuring device or the eccentricity measuring method according to the present invention is a very high-precision optical component with little eccentricity. Become.
【0164】[0164]
【発明の効果】以上説明したように、第1〜第4の本発
明に係る偏芯測定装置及び偏芯測定方法においては、求
められる被検物の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因
して生ずる両光の角度ずれが相殺された値となるため、
光源の姿勢が不安定で測定光の射出方向がずれた場合で
あってもこれが測定結果に影響が及ぶことはなく、被検
物の偏芯測定を高精度に行うことが可能となる。As described above, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the first to fourth aspects of the present invention, the eccentricity of the object to be measured is determined by the deviation of the measuring light emission direction. Because the angle shift between the two lights resulting from the cancellation is a value that is offset,
Even if the direction of emission of the measurement light is deviated due to the unstable posture of the light source, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy.
【0165】また、第5及び第6の本発明に係る偏芯測
定装置及び偏芯測定方法においては、求められる被検物
の偏芯は、測定光の射出方向ずれに起因して生ずる両光
の角度ずれが相殺された値となるため、光源の姿勢が不
安定で測定光の射出方向がずれ、或いはフォーカスレン
ズ系の光軸ずれが生じた場合であってもこれが測定結果
に影響が及ぶことはなく、被検物の偏芯測定を高精度に
行うことが可能となる。更に、測定光は分割されるより
も前にフォーカスレンズ系を通過するようになっている
ので、フォーカスレンズ系の光軸ずれに起因して生じる
両光の角度ずれも相殺され、フォーカスレンズ系の光軸
ずれが生じた場合であってもこれが測定結果に影響が及
ぶことはなく、被検物の偏芯測定をより高精度に行うこ
とが可能となる。また、フォーカスレンズ系の光軸ずれ
に起因する測定誤差がなくなるので、被検物を光軸回り
に回転させる必要がなく、測定作業効率が向上する。更
に、被検物を回転させる装置が不要となるので測定精度
が向上し、コストダウンも図れる。Further, in the eccentricity measuring apparatus and the eccentricity measuring method according to the fifth and sixth aspects of the present invention, the eccentricity of the object to be determined is determined by the two eccentricities caused by the deviation of the measuring light emission direction. Since the angle deviation is canceled out, even if the orientation of the light source is unstable and the emission direction of the measurement light is deviated, or the optical axis of the focus lens system is deviated, this affects the measurement result. Therefore, the eccentricity measurement of the test object can be performed with high accuracy. Furthermore, since the measurement light passes through the focus lens system before being split, the angle shift between the two lights caused by the optical axis shift of the focus lens system is also canceled, and the focus lens system has Even when the optical axis shift occurs, this does not affect the measurement result, and the eccentricity measurement of the test object can be performed with higher accuracy. In addition, since there is no measurement error due to the optical axis shift of the focus lens system, there is no need to rotate the test object around the optical axis, and the measurement work efficiency is improved. Furthermore, since a device for rotating the test object is not required, the measurement accuracy is improved, and the cost can be reduced.
【0166】また、上記偏芯測定装置或いは方法を用い
て偏芯が測定された光学素子を組み込んでなる投影レン
ズは、偏芯の少ない非常に高精度な光学部品となる。A projection lens incorporating an optical element whose eccentricity has been measured using the eccentricity measuring apparatus or method described above is an extremely high-precision optical component with little eccentricity.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】第1の本発明の第1実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a first embodiment of the first invention.
【図2】第1の本発明の第1実施形態における、光源か
ら射出された測定光Lが基準の方向から角度θだけずれ
た場合における第1光L1第2光L2の進路を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a path of a first light L1 and a second light L2 when a measurement light L emitted from a light source is shifted from a reference direction by an angle θ in the first embodiment of the first invention. is there.
【図3】第1の本発明の第2実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a second embodiment of the first invention.
【図4】第1の本発明の第3実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a third embodiment of the first invention.
【図5】第1の本発明の第4実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a fourth embodiment of the first invention.
【図6】第2の本発明の一実施形態に係る偏芯測定装置
の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to an embodiment of the second invention.
【図7】第3の本発明の第1実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a first embodiment of the third invention.
【図8】第3の本発明に係る実施形態における、光源か
ら射出された測定光Lが基準の方向から角度θだけずれ
た場合における第1光L1第2光L2の進路を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing the course of the first light L1 and the second light L2 when the measurement light L emitted from the light source is shifted from the reference direction by an angle θ in the third embodiment of the present invention. .
【図9】第3の本発明の第2実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a second embodiment of the third invention.
【図10】第3の本発明の第3実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a third embodiment of the third invention.
【図11】第3の本発明の第4実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a fourth embodiment of the third invention.
【図12】第3の本発明の第5実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a fifth embodiment of the third invention.
【図13】第3の本発明の第6実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a sixth embodiment of the third invention.
【図14】第3の本発明の第7実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a seventh embodiment of the third invention.
【図15】第3の本発明の第8実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to an eighth embodiment of the third invention.
【図16】第3の本発明の第9実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a ninth embodiment of the third invention.
【図17】第3の本発明の第10実施形態に係る偏芯測
定装置の構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a tenth embodiment of the third invention.
【図18】第3の本発明の第11実施形態に係る偏芯測
定装置の構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to an eleventh embodiment of the third invention.
【図19】第3の本発明の第12実施形態に係る偏芯測
定装置の構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a twelfth embodiment of the third invention.
【図20】第4の本発明の一実施形態に係る偏芯測定装
置の構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to an embodiment of the fourth invention.
【図21】第5の本発明の第1実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 21 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a first embodiment of the fifth invention.
【図22】第5の本発明の第2実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 22 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a second embodiment of the fifth invention.
【図23】第6の本発明の第1実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 23 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a first embodiment of the sixth invention.
【図24】第6の本発明の第2実施形態に係る偏芯測定
装置の構成図である。FIG. 24 is a configuration diagram of an eccentricity measuring device according to a second embodiment of the sixth invention.
11 光源 12 レンズ 13 指標 14 コリメータレンズ 20 ビームスプリッタ 31,32,33 レンズ 40 反射透過板 50 フォーカスレンズ系 70 光位置検出素子(光位置検出手段) 80 偏芯算出器(偏芯算出手段) 91 被検物 Reference Signs List 11 light source 12 lens 13 index 14 collimator lens 20 beam splitter 31, 32, 33 lens 40 reflection transmitting plate 50 focus lens system 70 optical position detecting element (optical position detecting means) 80 eccentricity calculator (eccentricity calculating means) 91 Inspection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA11 AA17 BB03 BB16 BB22 CC22 DD00 FF01 GG04 HH03 HH04 HH13 JJ03 JJ05 LL04 LL09 LL12 LL17 LL36 LL37 LL46 MM04 PP01 PP13 PP22 QQ00 QQ25 SS01 UU07 2G086 FF04 2H044 AC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2F065 AA11 AA17 BB03 BB16 BB22 CC22 DD00 FF01 GG04 HH03 HH04 HH13 JJ03 JJ05 LL04 LL09 LL12 LL17 LL36 LL37 LL46 MM04 PP01 PP13 PP22 QQ00 QQ25G04 2
Claims (23)
光と第2光とに分割した後、これら両光のうち前記第1
光のみを被検物の所定入射光軸上に集光し、前記被検物
の被検表面において反射或いは前記被検物を透過した前
記第1光と前記第2光とを、前記測定光の射出方向ずれ
に対して前記第1光は前記測定光の射出方向ずれと同方
向に同量のずれを生じるとともに、前記第2光は前記第
1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状態で
同一の計測面上に導いて前記両光それぞれの光スポット
を形成させる光学系と、 前記計測面上に形成された前記両光スポットの総合光量
重心位置を検出する光位置検出手段と、 前記光位置検出手段により検出された前記両光スポット
の総合光量重心位置に基づいて前記被検物の偏芯を算出
する偏芯算出手段とを備えたことを特徴とする偏芯測定
装置。1. A light source, comprising: a first light source for measuring light emitted from the light source;
After splitting into the light and the second light, the first light
Only the light is focused on a predetermined incident optical axis of the test object, and the first light and the second light reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object are converted into the measurement light. The first light has the same amount of shift in the same direction as the emission direction shift of the measurement light with respect to the emission direction shift, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. An optical system that guides on the same measurement surface to form the light spots of the two lights in a state where the light spot is generated, and a light position for detecting the position of the center of gravity of the total light amount of the two light spots formed on the measurement surface Eccentricity comprising: detecting means; and eccentricity calculating means for calculating the eccentricity of the test object based on the total light quantity centroid position of the two light spots detected by the light position detecting means. measuring device.
割し、これら両光を前記測定光の射出方向ずれ量に対し
て同量の角度ずれを生じるように導いた後、前記両光の
うち前記第1光のみを被検物の所定入射光軸上に集光
し、前記被検物の被検表面において反射或いは前記被検
物を透過した前記第1光を第1の計測面上に導いて第1
光スポットを形成させるとともに、前記第2光を第2の
計測面上に導いて第2光スポットを形成させる光学系
と、 前記第1の計測面上に形成された前記第1光スポットの
光量重心位置を検出する第1の光位置検出手段と、 前記第2の計測面上に形成された前記第2光スポットの
光量重心位置を検出する第2の光位置検出手段と、 前記第1の光位置検出手段により検出された前記第1光
スポットの光量重心位置と前記第2の光位置検出手段に
より検出された前記第2光スポットの光量重心位置とに
基づいて前記被検物の偏芯を算出する偏芯算出手段とを
備えたことを特徴とする偏芯測定装置。2. A light source, and a measuring light emitted from the light source is divided into a first light and a second light, and both of the light are subjected to the same amount of angular displacement with respect to the amount of deviation of the measuring light in the emitting direction. After being guided to occur, only the first light of the two lights is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and is reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. Guiding the first light onto a first measurement surface to provide a first
An optical system that forms a light spot and guides the second light on a second measurement surface to form a second light spot; and an amount of light of the first light spot formed on the first measurement surface First light position detecting means for detecting the position of the center of gravity; second light position detecting means for detecting the position of the center of gravity of the amount of light of the second light spot formed on the second measurement surface; Eccentricity of the test object based on the light quantity centroid position of the first light spot detected by the light position detection means and the light quantity centroid position of the second light spot detected by the second light spot detection means And an eccentricity calculating means for calculating the eccentricity.
光と第2光とに分割した後、これら両光を前記測定光の
射出方向ずれに対して前記第1光は前記測定光の射出方
向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、前記第
2光は前記第1光とは反対の方向に同量のずれを生じる
ような状態で被検物の所定入射光軸上に集光し、前記被
検物の被検表面において反射或いは前記被検物を透過し
た前記両光を同一の計測面上に導いて前記両光それぞれ
の光スポットを形成させる光学系と、 前記計測面上に形成された前記両光スポットの総合光量
重心位置を検出する光位置検出手段と、 前記光位置検出手段により検出された前記両光スポット
の総合光量重心位置に基づいて前記被検物の偏芯を算出
する偏芯算出手段とを備えたことを特徴とする偏芯測定
装置。3. A light source, comprising: a first light source for measuring light emitted from the light source;
After splitting the light into the second light, the first light has the same amount of shift in the same direction as the shift in the emission direction of the measurement light with respect to the shift in the emission direction of the measurement light. The second light is converged on a predetermined incident optical axis of the test object in such a state that the same amount of shift occurs in a direction opposite to the first light, and is reflected on the test surface of the test object or An optical system that guides the two lights transmitted through the test object on the same measurement surface to form respective light spots of the two lights; and an overall light quantity centroid position of the two light spots formed on the measurement surface. Light position detecting means for detecting, and eccentricity calculating means for calculating the eccentricity of the test object based on the total light amount centroid position of the two light spots detected by the light position detecting means. Eccentricity measuring device.
割した後、これら両光を前記測定光の射出方向ずれ量に
対して同量の角度ずれを生じるような状態で被検物の所
定入射光軸上に集光し、前記被検物の被検表面において
反射或いは前記被検物を透過した前記両光のうち前記第
1光を第1の計測面上に導いて第1光スポットを形成さ
せるとともに、前記第2光を第2の計測面上に導いて第
2光スポットを形成させる光学系と、 前記第1の計測面上に形成された前記第1光スポットの
光量重心位置を検出する第1の光位置検出手段と、 前記第2の計測面上に形成された前記第2光スポットの
光量重心位置を検出する第2の光位置検出手段と、 前記第1の光位置検出手段により検出された前記第1光
スポットの光量重心位置と前記第2の光位置検出手段に
より検出された前記第2光スポットの光量重心位置とに
基づいて前記被検物の偏芯を算出する偏芯算出手段とを
備えたことを特徴とする偏芯測定装置。4. A light source, and after dividing the measurement light emitted from the light source into a first light and a second light, these two lights are angularly displaced by the same amount with respect to the deviation in the emission direction of the measurement light. Is converged on a predetermined incident optical axis of the test object in such a state as to cause the first light of the two lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object to the first. An optical system that guides the second light on the measurement surface to form a first light spot and guides the second light on the second measurement surface to form a second light spot; First light position detecting means for detecting the position of the light quantity centroid of the first light spot, and second light for detecting the position of the light quantity centroid of the second light spot formed on the second measurement surface. Position detecting means, and the amount of light of the first light spot detected by the first light position detecting means Eccentricity calculation means for calculating the eccentricity of the test object based on a position and a light quantity gravity center position of the second light spot detected by the second light position detection means. Eccentricity measuring device.
測定光を光量がほぼ等しい第1光と第2光とに分割した
後、これら両光を、前記測定光の射出方向ずれに対して
前記第1光は前記測定光の射出方向ずれと同方向に同量
のずれを生じるとともに、前記第2光は前記第1光とは
反対の方向に同量のずれを生じるような状態で前記フォ
ーカスレンズ系を調節して被検物の所定入射光軸上に集
光し、前記被検物の被検表面で反射し或いは前記被検物
を透過した前記両光を同一の計測面上に導いて前記両光
それぞれの光スポットを形成させる光学系と、 前記計測面上に形成された前記両光スポットの総合光量
重心位置を検出する光位置検出手段と、 前記光位置検出手段により検出された前記両光スポット
の総合光量重心位置の基準位置からのずれ量に基づいて
前記被検物の偏芯を算出する偏芯算出手段とを備えたこ
とを特徴とする偏芯測定装置。5. A light source, and a measuring light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system is divided into a first light and a second light having substantially equal light amounts. With respect to the direction shift, the first light has the same amount of shift in the same direction as the emission direction shift of the measurement light, and the second light has the same amount of shift in the direction opposite to the first light. In such a state, the focus lens system is adjusted to focus the light on a predetermined incident optical axis of the test object, and the two lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object are the same. An optical system that guides the light spots on the measurement surface to form respective light spots of the two light beams; a light position detection unit that detects a center of gravity of the total light amount of the two light spots formed on the measurement surface; Total light intensity barycentric position of both light spots detected by the detecting means An eccentricity calculating device for calculating the eccentricity of the test object based on the amount of deviation of the position from the reference position.
測定光を第1光と第2光とに分割した後、これら両光
を、前記測定光の射出方向ずれ量に対して同量の角度ず
れを生じるような状態で前記フォーカスレンズ系を調節
して被検物の所定入射光軸上に集光し、前記被検物の被
検表面において反射或いは前記被検物を透過した前記両
光のうち前記第1光を第1の計測面上に導いて第1光ス
ポットを形成させるとともに、前記第2光を第2の計測
面上に導いて第2光スポットを形成させる光学系と、 前記第1の計測面上に形成された前記第1光スポットの
光量重心位置を検出する第1の光位置検出手段と、 前記第2の計測面上に形成された前記第2光スポットの
光量重心位置を検出する第2の光位置検出手段と、 前記第1の光位置検出手段により検出された前記第1光
スポットの光量重心位置の基準位置からのずれ量と前記
第2の光位置検出手段により検出された前記第2光スポ
ットの光量重心位置の基準位置からのずれ量とに基づい
て前記被検物の偏芯を算出する偏芯算出手段とを備えた
ことを特徴とする偏芯測定装置。6. A light source, and after dividing the measurement light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system into a first light and a second light, these two lights are converted into the deviation amount of the measurement light in the emission direction. The focus lens system is adjusted in such a state that the same amount of angular displacement is caused to converge on a predetermined incident optical axis of the test object, and is reflected on the test surface of the test object or the test object. Guides the first light of the two lights transmitted through the first measurement surface to form a first light spot, and guides the second light to a second measurement surface to form a second light spot. An optical system to be formed; first light position detecting means for detecting a light quantity centroid position of the first light spot formed on the first measurement surface; and the first light position detection means formed on the second measurement surface. A second light position detecting means for detecting a light quantity centroid position of the second light spot; The deviation amount of the light quantity centroid position of the first light spot detected by the first light position detecting means from the reference position and the reference of the light quantity centroid position of the second light spot detected by the second light spot detecting means. An eccentricity measuring device, comprising: eccentricity calculating means for calculating the eccentricity of the test object based on an amount of deviation from a position.
前記被検物の被検表面において反射させる場合は前記被
検表面の曲率中心近傍位置又は前記被検表面の近軸焦点
近傍位置であり、前記被検物を透過させる場合は前記被
検物の前方焦点近傍位置であることを特徴とする請求項
1〜6のいずれかに記載の偏芯測定装置。7. The condensing position may be a position near the center of curvature of the surface to be measured or a paraxial focal point of the surface to be measured when the condensed light is reflected by the surface of the object to be measured. The eccentricity measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the eccentricity measuring apparatus is located near the front focus position when the test object is transmitted.
わりに回転可能な機能を備えた保持部材により保持され
てなることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載
の偏芯測定装置。8. The apparatus according to claim 1, wherein the test object is held by a holding member having a function of rotating the test object around the optical axis. Eccentricity measuring device.
光のいずれか一方の光を入射方向に反射する機能を備え
た光学部材を有することを特徴とする請求項1〜8のい
ずれかに記載の偏芯測定装置。9. The optical system according to claim 1, wherein the optical system includes the first light and the second light.
The eccentricity measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising an optical member having a function of reflecting one of the lights in the incident direction.
は透過反射部材によりなされることを特徴とする請求項
1〜9のいずれかに記載の偏芯測定装置。10. The eccentricity measuring apparatus according to claim 1, wherein the division is performed by a polarizing beam splitter or a transmission / reflection member.
ぼ等しい第1光と第2光とに分割した後、これら両光の
うち前記第1光のみを被検物の所定入射光軸上に集光
し、前記被検物の被検表面において反射或いは前記被検
物を透過した前記第1光と前記第2光とを、前記測定光
の射出方向ずれに対して前記第1光は前記測定光の射出
方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとともに、前記
第2光は前記第1光とは反対の方向に同量のずれを生じ
るような状態で同一の計測面上に導いて前記両光それぞ
れの光スポットを形成させ、前記両光スポットの総合光
量重心位置に基づいて前記被検物の偏芯を算出すること
を特徴とする偏芯測定方法。11. After splitting a measuring light emitted from a light source into a first light and a second light having substantially equal light amounts, only the first light out of these two lights is positioned on a predetermined incident optical axis of the test object. And the first light and the second light reflected on or transmitted through the test object at the test surface of the test object, and the first light is The same amount of displacement occurs in the same direction as the exit direction of the measurement light, and the second light is on the same measurement surface in such a state that the same amount of displacement occurs in the opposite direction to the first light. An eccentricity measurement method for calculating the eccentricity of the test object based on the total light amount center of gravity of the two light spots.
第2光とに分割し、これら両光を前記測定光の射出方向
ずれ量に対して同量の角度ずれを生じるように導いた
後、前記両光のうち前記第1光のみを被検物の所定入射
光軸上に集光し、前記被検物の被検表面において反射或
いは前記被検物を透過した前記第1光を第1の計測面上
に導いて第1光スポットを形成させるとともに、前記第
2光を第2の計測面上に導いて第2光スポットを形成さ
せ、前記第1光スポットの光量重心位置と前記第2光ス
ポットの光量重心位置とに基づいて前記被検物の偏芯を
算出することを特徴とする偏芯測定方法。12. A measuring light emitted from a light source is divided into a first light and a second light, and both of these lights are guided so as to cause an equal amount of angular deviation with respect to the amount of deviation of the measuring light in the emission direction. After that, only the first light of the two lights is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the first light reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object. On the first measurement surface to form a first light spot, and guide the second light on the second measurement surface to form a second light spot, and the light quantity centroid position of the first light spot An eccentricity measuring method for calculating the eccentricity of the test object based on the light amount gravity center position of the second light spot and the light amount centroid position of the second light spot.
ぼ等しい第1光と第2光とに分割した後、これら両光を
前記測定光の射出方向ずれに対して前記第1光は前記測
定光の射出方向ずれと同方向に同量のずれを生じるとと
もに、前記第2光は前記第1光とは反対の方向に同量の
ずれを生じるような状態で被検物の所定入射光軸上に集
光し、前記被検物の被検表面において反射或いは前記被
検物を透過した前記両光を同一の計測面上に導いて前記
両光それぞれの光スポットを形成させ、前記両光スポッ
トの総合光量重心位置に基づいて前記被検物の偏芯を算
出することを特徴とする偏芯測定方法。13. After dividing the measuring light emitted from the light source into a first light and a second light having substantially equal light amounts, the first light is divided by the first light with respect to a shift in the emitting direction of the measuring light. A predetermined incident light of the test object is generated in such a state that the same amount of displacement occurs in the same direction as the emission direction of the measuring light and the second light produces the same amount of displacement in the opposite direction to the first light. The two lights condensed on an axis and reflected on or transmitted through the test object on the test surface of the test object are guided on the same measurement surface to form respective light spots of the two lights, An eccentricity measuring method, wherein the eccentricity of the test object is calculated based on the position of the center of gravity of the total light amount of the light spot.
第2光とに分割した後、これら両光を前記測定光の射出
方向ずれ量に対して同量の角度ずれを生じるような状態
で被検物の所定入射光軸上に集光し、前記被検物の被検
表面において反射或いは前記被検物を透過した前記両光
のうち前記第1光を第1の計測面上に導いて第1光スポ
ットを形成させるとともに、前記第2光を第2の計測面
上に導いて第2光スポットを形成させ、前記第1光スポ
ットの光量重心位置と前記第2光スポットの光量重心位
置とに基づいて前記被検物の偏芯を算出することを特徴
とする偏芯測定方法。14. After dividing the measuring light emitted from the light source into a first light and a second light, the two light are separated by the same amount with respect to the amount of deviation of the measuring light in the emitting direction. In the state, the first light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the first light of the two lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object is reflected on the first measurement surface. To form a first light spot, and to guide the second light on a second measurement surface to form a second light spot, and to determine the light intensity centroid position of the first light spot and the second light spot. An eccentricity measuring method, wherein the eccentricity of the test object is calculated based on a light amount gravity center position.
系を透過した測定光を光量がほぼ等しい第1光と第2光
とに分割した後、これら両光を、前記測定光の射出方向
ずれに対して前記第1光は前記測定光の射出方向ずれと
同方向に同量のずれを生じるとともに、前記第2光は前
記第1光とは反対の方向に同量のずれを生じるような状
態で前記フォーカスレンズ系を調節して被検物の所定入
射光軸上に集光し、前記被検物の被検表面で反射し或い
は前記被検物を透過した前記両光を同一の計測面上に導
いて前記両光それぞれの光スポットを形成させ、前記両
光スポットの総合光量重心位置の基準位置からのずれ量
に基づいて前記被検物の偏芯を算出することを特徴とす
る偏芯測定方法。15. After dividing the measurement light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system into a first light and a second light having substantially equal light amounts, the two lights are separated with respect to a shift in the emission direction of the measurement light. The first light has the same amount of shift in the same direction as the emission direction shift of the measurement light, and the second light has the same amount of shift in the opposite direction to the first light. By adjusting the focus lens system, the light is condensed on a predetermined incident optical axis of the test object, and the two lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object are on the same measurement surface. Eccentricity of the test object is calculated based on the amount of deviation of the center of gravity of the total light quantity of the two light spots from the reference position. Measuring method.
系を透過した測定光を第1光と第2光とに分割した後、
これら両光を、前記測定光の射出方向ずれ量に対して同
量の角度ずれを生じるような状態で前記フォーカスレン
ズ系により調節して被検物の所定入射光軸上に集光し、
前記被検物の被検表面において反射或いは前記被検物を
透過した前記両光のうち前記第1光を第1の計測面上に
導いて第1光スポットを形成させるとともに、前記第2
光を第2の計測面上に導いて第2光スポットを形成さ
せ、前記第1光スポットの光量重心位置の基準位置から
のずれ量と前記第2光スポットの光量重心位置の基準位
置からのずれ量とに基づいて前記被検物の偏芯を算出す
ることを特徴とする偏芯測定方法。16. After dividing the measurement light emitted from the light source and transmitted through the focus lens system into a first light and a second light,
Both of these lights are adjusted on the focus lens system in a state where the same amount of angle shift is generated with respect to the emission direction shift amount of the measurement light, and are condensed on a predetermined incident optical axis of the test object,
The first light of the two lights reflected on the test surface of the test object or transmitted through the test object is guided on a first measurement surface to form a first light spot, and the second light spot is formed on the first measurement surface.
The light is guided on the second measurement surface to form a second light spot, and the amount of deviation of the light quantity centroid position of the first light spot from the reference position and the light quantity centroid position of the second light spot from the reference position are determined. An eccentricity measuring method, wherein the eccentricity of the test object is calculated based on a shift amount.
を前記被検物の被検表面において反射させる場合は前記
被検表面の曲率中心近傍位置又は前記被検表面の近軸焦
点近傍位置であり、前記被検物を透過させる場合は前記
被検物の前方焦点近傍位置であることを特徴とする請求
項11〜16のいずれかに記載の偏芯測定方法。17. The condensing position may be a position near a center of curvature of the surface to be measured or a paraxial focus of the surface to be measured when the condensed light is reflected on the surface to be measured of the object. The eccentricity measuring method according to any one of claims 11 to 16, wherein the eccentricity measuring method is a position near the front focal point of the test object when the test object is transmitted therethrough.
まわりに回転可能な機能を備えた保持部材により保持さ
れてなることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに
記載の偏芯測定方法。18. The apparatus according to claim 1, wherein the test object is held by a holding member having a function of rotating the test object around the optical axis. Eccentricity measurement method.
記第1光が前記測定光の射出方向ずれと同方向に同量の
ずれを生じるとともに、前記第2光が前記第1光とは反
対の方向に同量のずれを生じる状態は、前記第1光又は
前記第2光を入射方向に反射する機能を備えた光学部材
によりなされることを特徴とする請求項11〜18のい
ずれかに記載の偏芯測定方法。19. The displacement of the first light with respect to the displacement of the measurement light in the emission direction causes the same amount of displacement in the same direction as the displacement of the measurement light in the emission direction, and the second light is different from the first light. 19. The optical member having a function of reflecting the first light or the second light in the incident direction, in which the same amount of displacement occurs in the opposite direction, is performed. 3. The eccentricity measurement method described in 1. above.
れと同方向にずれを生じるとともに、前記第2光は前記
第1光とは反対の方向にずれを生じるようになっている
ことを特徴とする請求項12、14又は16のいずれか
に記載の偏芯測定方法。20. The apparatus according to claim 20, wherein the first light shifts in the same direction as the emission direction shift of the measurement light, and the second light shifts in a direction opposite to the first light. 17. The eccentricity measuring method according to claim 12, wherein the eccentricity is measured.
は透過反射部材によりなされることを特徴とする請求項
11〜20のいずれかに記載の偏芯測定方法。21. The eccentricity measuring method according to claim 11, wherein the division is performed by a polarizing beam splitter or a transmission / reflection member.
芯測定装置を用いて偏芯が測定された光学素子を組み込
んでなることを特徴とする投影レンズ。22. A projection lens incorporating an optical element whose eccentricity has been measured using the eccentricity measuring device according to claim 1. Description:
偏芯測定方法を用いて偏芯が測定された光学素子を組み
込んでなることを特徴とする投影レンズ。23. A projection lens comprising an optical element whose eccentricity has been measured using the eccentricity measuring method according to claim 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001006740A JP2002214070A (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Instrument and method for eccentricity measurement and projection lens incorporating optical element measured for eccentricity by using them |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001006740A JP2002214070A (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Instrument and method for eccentricity measurement and projection lens incorporating optical element measured for eccentricity by using them |
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2001
- 2001-01-15 JP JP2001006740A patent/JP2002214070A/en active Pending
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